钎焊用焊剂及钎料组合物制造技术

本发明专利技术提供在钎料球接合时，以覆盖钎料球的方式热固化而进行加强的钎料用焊剂组合物。使用了钎焊用焊剂，该钎焊用焊剂包含环氧树脂、至少含有0.1～40质量％分子量在180以下的二羧酸的有机羧酸、以及触变剂，以所述有机羧酸的羧基相对于1.0当量所述环氧树脂的环氧基为0.8～2.0当量的方式添加所述环氧树脂及所述有机羧酸，相对于焊剂总量，所述环氧树脂、所述有机羧酸和所述触变剂的总含量为70质量％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于电子元件封装件或电子封装基板的钎焊的焊剂及含有该焊剂的钎料组合物。
技术介绍
在钎焊时，为了除去接合部表面的自然氧化膜、改善钎料润湿性，使用钎焊用焊剂。例如，有一种在松香或松香改性树脂中添加有机酸、卤化盐形成的活性剂的钎焊用焊剂。松香类钎焊焊剂在钎焊后，焊剂残渣残留于印刷基板上，成为钎料接合部腐蚀的原因，因此需要用氯氟烃替代物或有机溶剂进行清洗。大量使用氯氟烃替代物或有机溶剂的制造方法从环境问题的角度考虑不能说是优选的。从这样的背景出发，开发了含有环氧树脂的免清洗焊剂。对于含有环氧树脂的焊剂，还存在下述的另一个优点。例如，被称为表面贴装的、在封装件的底面配置电极的结构中，电子元件和印刷基板通过数十至数百微米直径的微小钎料球接合。然而，仅使用钎料球进行接合时，存在热疲劳、对跌落冲击弱这样的问题，在电子元件与印刷基板的间隙中填充被称为底部填充材料的树脂和二氧化硅的复合材料，对钎料接合部进行加强。若使用含有环氧树脂的焊剂，由于焊剂中含有的环氧树脂发生热固化，覆盖钎料接合部，对钎料接合部进行了加强，因此不需要底部填充，能够降低制造成本。从这样的背景出发，专利文献1开发了关于含有环氧树脂的免清洗焊剂组合物。此外，专利文献2公开了使含有环氧树脂的热固性树脂组合物附着于钎料球的表面上、然后进行钎焊的接合方法。专利文献3公开了关于钎料颗粒与含有环氧树脂的热固性树脂混炼而成的>膏状钎料组合物。然而，已知现有的环氧树脂热固化物在硬度升高的同时就会变脆。由于伴随着电子元件的轻薄短小化，钎料接合部的尺寸也缩小，施加到钎料接合部上的每单位面积的力增加，因此必须继续对钎料接合部的强度进行改善。因此，为了继续推进钎料球结合的微细化，使其包含于钎料焊剂中、在钎焊后覆盖钎料接合部、提高钎料接合部的冲击韧性成为最重要的技术问题。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2002-239785号公报专利文献2：特开2012-84845号公报专利文献3：特开2013-216830号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题本专利技术在于提供钎焊用焊剂及钎料组合物，它们具有不使用底部填充材料，在钎料球封装时覆盖钎料接合部、提高钎料接合部的冲击韧性的功能。解决技术问题的技术手段为了实现上述目的，用于本专利技术的钎焊用焊剂，其特征在于包含环氧树脂、至少含有0.1～40质量％分子量在180以下的二羧酸的有机羧酸、触变剂，所述环氧树脂和所述有机羧酸以使所述有机羧酸的羧基相对于1.0当量所述环氧树脂的环氧基为0.8～2.0当量的方式添加。相对于焊剂总量，所述环氧树脂、所述有机羧酸及所述触变剂的总含量为70质量％以上。本专利技术的钎焊用焊剂优选以相对于焊剂总量为30质量％以下的量含有选自由多元醇、一元醇、以及它们的混合物所构成的群组的有机溶剂。本专利技术的钎焊用焊剂优选进一步包含作为用于除去氧化物的活化剂,所述活化剂选自由胺、卤代胺盐、卤代有机酸盐、卤化物、有机酸及酸酐所构成的群组中的一种或两种以上。本专利技术的钎焊用焊剂中包含的所述环氧树脂优选为选自由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型(novolac)环氧树脂、脂环式环氧树脂及它们的混合物所构成的群组中的环氧树脂。本专利技术的钎焊用焊剂中包含的所述双酚A型环氧树脂优选为环氧当量为160g/ep～250g/ep的双酚A型环氧树脂。本专利技术的钎焊用焊剂中包含的所述分子量为180以下的二羧酸优选选自由草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、马来酸、富马酸、衣康酸、二甘醇酸、硫代二甘醇酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸、丁基丙二酸、二甲基戊二酸、L-谷氨酸、酒石酸、呋喃二羧酸、噻吩二羧酸、环丁烷二羧酸、环丙烷二羧酸、环己烷二羧酸、2,3-吡啶二羧酸及它们的混合物所构成的群组。本专利技术的钎焊用焊剂中包含的所述多元醇优选选自由乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、辛二醇(octeneglycol)、聚乙二醇、丙二醇、丙三醇及它们的混合物所构成的群组。本专利技术的钎焊用焊剂中包含的所述一元醇优选选自由甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、异戊醇、辛醇、烯丙醇、环己醇及它们的混合物所构成的群组。本专利技术的钎料组合物的特征在于包含上述钎焊用焊剂及熔点为190℃～240℃的无铅钎料。专利技术效果根据本专利技术的钎焊用焊剂及钎料组合物，在钎料球封装时，即使是在不使用底部填充材料的情况下，也能够覆盖钎料接合部、提高钎料接合部的冲击韧性。附图说明图1为本专利技术的一个实施例中的接合强度评价试样的截面结构；图2为用作比较例的结合强度评价试样的截面结构；图3为钎料球剪切强度(最大负荷)的测量结果；图4为钎料球接合部的冲击韧性的测量结果；图5为本专利技术的焊剂热固化物伴随时效热处理的硬度变化。具体实施方式本专利技术的钎焊用焊剂包含环氧树脂和有机羧酸，环氧树脂和有机羧酸以有机羧酸的羧基相对于1.0当量环氧树脂的环氧基为0.8～2.0当量的方式添加，相对于焊剂总量，所述环氧树脂和所述有机羧酸的总含量为70质量％以上。环氧树脂与有机羧酸伴随着温度上升进行聚合反应，使焊剂固化，但若使用本专利技术的焊剂，环氧树脂与有机羧酸聚合引起的焊剂固化反应的放热峰顶点温度为180～250℃，优选为180～230℃，或者，环氧树脂与有机羧酸聚合引起的焊剂固化反应的反应起始温度为180～230℃，因此即使在高熔点(约190～240℃)的无铅钎料中使用，也可防止在该焊剂熔融前、大量作为活性剂的下述有机羧酸在与环氧树脂的聚合反应引起的焊剂固化反应中被消耗掉，由此保持了羧酸的活性，得到良好的钎料润湿性，结果可实现良好的钎焊。作为本专利技术的焊剂，如果环氧树脂与有机羧酸的聚合反应的放热峰顶点温度为180～250℃，环氧树脂与有机羧酸聚合引起的焊剂固化反应的反应起始温度即使低于180℃仍可使用，但从保存稳定性等方面考虑，聚合反应开始的温度优选为130℃以上。此外，如下所述，本专利技术的焊剂中含有的环氧树脂及/或有机羧酸虽然以多种环氧树脂的混合物及/或多种有机羧酸的混合物的形式使用，但在这样以混合物的形式使用时，该混合物中的各种环氧树脂及有机羧酸具有上述聚合引起的焊剂固化反应的放热峰顶点温度或反应起始温度即可，或者也可以将具有上述聚合引起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钎焊用焊剂，其特征在于，包含环氧树脂、至少含有0.1～40质量％分子量在180以下的二羧酸的有机羧酸、触变剂，所述环氧树脂和所述有机羧酸以使所述有机羧酸的羧基相对于1.0当量所述环氧树脂的环氧基为0.8～2.0当量的方式添加，相对于焊剂总量，所述环氧树脂、所述有机羧酸及所述触变剂的总含量为70质量％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.03 JP 2014-0188241.一种钎焊用焊剂，其特征在于，包含环氧树脂、至少含有0.1～40
质量％分子量在180以下的二羧酸的有机羧酸、触变剂，所述环氧树
脂和所述有机羧酸以使所述有机羧酸的羧基相对于1.0当量所述环氧
树脂的环氧基为0.8～2.0当量的方式添加，相对于焊剂总量，所述环
氧树脂、所述有机羧酸及所述触变剂的总含量为70质量％以上。
2.根据权利要求1所述的钎焊用焊剂，其中，进一步以相对于
焊剂总量为30质量％以下的量含有有机溶剂，所述有机溶剂选自由
多元醇、一元醇、以及它们的混合物所构成的群组。
3.根据权利要求1或2所述的钎焊用焊剂，其进一步包含用于
去除氧化物的活化剂，所述活化剂选自由胺、卤代胺盐、卤代有机酸
盐、卤化物、有机酸及酸酐所构成的群组中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的钎焊用焊剂，其中，所述
环氧树脂选自由双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛型环
氧树脂、脂环式环氧树脂及它们的混合物所构成的群组。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的钎焊用焊剂，其中，所述
双酚A...

【专利技术属性】
技术研发人员：荘司郁夫，雁部竜也，渡边裕彦，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP