析出型焊锡组合物及焊锡析出方法技术

一种析出型焊锡组合物，其含有锡粉末；从银离子及铜离子中选取的至少一种和从芳基膦类、烷基膦类及唑类中选取的至少一种形成的配位化合物。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通过加热而析出焊锡合金的析出型焊锡组合物及使用该组合物的焊锡析出方法，特别地，本专利技术涉及由锡和银及/或铜组成的无铅焊锡。
技术介绍
在将电子零件焊接到电子机器的回路基板上时，一直使用的方法是将混合了焊锡粉末和助熔剂的焊锡膏印刷供给回路基板的导体线路，加热焊锡粉末使其熔融从而将焊锡预涂到导体线路上，其后将电子零件搭载到该导体线路上，加热使焊锡粉末再次熔融，从而将电子零件焊接到导体线路上。另一方面，近年来伴随着电子器械的体积变小，重量变轻，电子零件多针窄间距化不断发展，在导体线路窄小的范围里以非常小的间隔形成多个导体的精细间距化也不断发展。伴随着上述精细间距的导体线路，在印刷供给焊锡膏非常困难的同时，焊锡到达不了导体线路间，短路或发生绝缘不良的情况逐渐增多。作为将焊锡预涂到上述精细间距的导体线路上的方法，已知的方法是将含有锡粉末和有机酸的铅盐的析出型焊锡组合物涂布到包含导体线路及其间隔部分的区域上，整个涂成涂层，随后通过加热使金属铅游离，从而使焊锡合金析出到导体表面上(美国专利5145532号)。但是，近年来，伴随铅的毒性而产生的环境污染成为有待解决的问题，因此人们一直在努力使用不含铅，即无铅的焊锡。作为焊锡膏使用的无铅焊锡，主要使用的是锡-银型、锡-铜型、锡-银-铜型等焊锡。在上述析出型焊锡组合物中，由于代替铅盐而使用银盐或铜盐，因此通过加热使银或铜析出，可以得到上述无铅的焊锡。但是，在以往的析出型无铅焊锡组合物中，当将该组合物涂布到回路线路上并加热而使银或铜析出时，该银或铜从有机酸金属盐中游离而单独析出，在基板的导体线路间形成薄薄的金属膜，该金属膜无法通过清洗而去除。因此存在着对导体间的电绝缘性产生损害的问题。此外，象上述那样，银或铜通过加热而单独还原析出，这与和金属锡间产生的置换析出同时进行，因此难于对析出焊锡合金的组成进行控制。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种在抑制银及/或铜的游离析出的同时，能够防止银或铜的还原析出，在回路线路的导体表面能够形成适宜的无铅焊锡的锡-银型、锡-铜型或锡-银-铜型无铅焊锡的析出型焊锡组合物。本专利技术的其他目的在于，提供一种能够在回路线路的导体表面形成适宜的无铅焊锡的焊锡析出方法。本专利技术所涉及的析出型焊锡组合物，其含有锡粉末；从银离子及铜离子中选取的至少一种与芳基膦类、烷基膦类或唑类形成的配位化合物。本专利技术中的锡粉末，除了金属锡粉末外，还包括例如含银的锡-银系锡合金(共晶)粉末、含铜的锡-铜系锡合金(共晶)粉末等。作为上述芳基膦及烷基膦类，可以使用下述通式(1)所示的化合物的一种或二种以上的混合物。 (式中，R1、R2及R3分别表示取代或未取代的芳基、碳数为1～8的取代或未取代的链或环状的烷基，上述芳基的氢可以被碳数为1～8的烷基或烷氧基、羟基、氨基或卤素在任意位置取代，上述烷基的氢也可以被碳数为1～8的烷氧基、芳基、羟基、氨基或卤素在任意位置取代，R1、R2及R3可以彼此相同或彼此不同。)在本专利技术所涉及的析出型焊锡组合物中，可以在上述组合物中混合焊接中使用的助熔剂成分及/或必要的溶剂。本专利技术所涉及的焊锡析出方法，其特征在于将上述析出型焊锡组合物涂布到要使焊锡析出的面上，并对其加热。这样，本专利技术所涉及的析出型焊锡组合物通过涂布到回路基板上的包含导体电路及其间部分的很广的范围内，整个形成涂层并加热，配位化合物中的银及/或铜与金属锡置换，在导体电路上选择性地析出焊锡合金。本专利技术中的配位化合物，对其加热时，银或铜不会单独还原析出而使金属游离，通常是通过与离子化倾向大的金属，也就是锡，进行置换而析出。因此，置换反应在锡粉末的表面发生，析出的银或铜直接与锡形成焊锡合金，由于该焊锡合金与构成导体电路的铜的润湿性高，因此选择性地附着于该铜的表面，在导体电路的表面形成焊锡皮膜。本专利技术所涉及的析出型焊锡组合物含有锡粉末、银及/或铜的配位化合物，通过加热，配位化合物分解，析出银及/或铜的金属，该金属与金属锡形成锡-银型、锡-铜型或锡-银-铜型的无铅焊锡合金。本专利技术中的锡粉末，除了金属锡粉末外，还包括例如含银的锡-银系锡合金(共晶)粉末、含铜的锡-铜系锡合金(共晶)粉末等。作为上述银及/或铜的配位化合物，优选使用银离子及/或铜离子和膦类或唑类的配位化合物，此外也可以将2种以上的这些配位化合物混合使用。作为上述膦类，宜于使用例如上述通式(1)所示的化合物，具体说，宜于使用三苯膦、三(邻、间或对甲苯基)膦、三(对甲氧苯基)膦等芳基膦类，或三丁基膦、三辛基膦、三(3-羟丙基)膦、三苄基膦等烷基膦类。其中，特别优选使用三苯膦、三对甲苯基膦、三(对甲氧苯基)膦、三辛基膦、三(3-羟丙基)膦，最优选使用三苯膦、三对甲苯基膦、三(对甲氧苯基)膦。此外，上述银离子及/或铜离子和膦类的配位化合物，由于为阳离子性，因此必需反阴离子。作为该反阴离子，其包括例如有机磺酸离子、有机羧酸离子、卤离子、硝酸离子或硫酸离子，特别优选有机磺酸离子。作为上述反阴离子使用的有机磺酸离子，优选使用下述通式(2)、(3)或(4)所示的有机磺酸的一种或二种以上的混合物。(X1)n-R4-SO3H(2)(式中，R4表示碳数为1～18的烷基、碳数为2～18的链烯基或碳数为2～18的炔基，X1表示羟基、碳数为1～8的烷基、碳数为1～8的烷氧基、芳基、芳烷基、羧基或磺酸基，n为0～3的整数，X1可以在R4的任意位置。)(X2)n-R5-(SO3H)m(3)(R5表示碳数为1～18的烷基，当该烷基的碳数为1～3时，羟基可以在任意位置取代，X2表示氯或氟，n为1以上、能与R5结合的氢原子数以下的整数，在R5上的X2的结合位置是任意的，m为1～3的整数) (X3表示羟基、碳数为1～18的烷基、碳数为1～8的烷氧基、芳基、芳烷基、醛基、羧基、硝基、巯基、磺酸基或氨基，或者相邻的两个X3可以形成环，与苯环一起形成萘环，n为0～3的整数)上述有机磺酸的具体的合适的例子列举如下甲磺酸、甲二磺酸、甲烷三磺酸、三氟甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、2-丙磺酸、丁磺酸、2-丁磺酸、戊磺酸、己磺酸、癸磺酸、十二烷基磺酸、十六烷基磺酸、十八烷基磺酸、2-羟基乙磺酸、1-羟基丙烷-2-磺酸、3-羟基丙烷-1-磺酸、2-羟基丙烷-1-磺酸、2-羟基丁磺酸、2-羟基戊磺酸、2-羟基己烷-1-磺酸、2-羟基癸磺酸、2-羟基十二烷基磺酸、1-羧基乙磺酸、2-羧基乙磺酸、1，3-丙烷二磺酸、烯丙基磺酸、2-磺基乙酸、2-或3-磺基丙酸、磺基琥珀酸、磺基马来酸、磺基富马酸、一氯甲磺酸、三氯甲磺酸、全氯乙磺酸、三氯二氟丙磺酸、全氟乙磺酸、一氯二氟甲磺酸、三氟甲磺酸、三氟乙磺酸、四氯丙磺酸、三氯二氟乙磺酸、一氯乙醇磺酸、二氯丙醇磺酸、一氯二氟羟基丙磺酸、苯磺酸、甲苯磺酸、二甲苯磺酸、硝基苯磺酸、磺基苯甲酸、磺基水杨酸、苯甲醛磺酸、苯酚磺酸、苯酚-2，4-二磺酸、苯甲醚磺酸、2-磺基乙酸、2-磺基丙酸、3-磺基丙酸、磺基琥珀酸、磺基甲基琥珀酸、磺基富马酸、磺基马来酸、2-磺基苯甲酸、3-磺基苯甲酸、4-磺基苯甲酸、5-磺基水杨酸、4-磺基邻苯二甲酸、5-磺基间苯二甲酸、2-磺基对苯二甲酸、萘磺酸等。其中，更优选使用甲磺酸、2-羟基乙磺酸、2-羟丙烷-1-磺本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：池田一辉，田中宽，入江久夫，小幡惠吾，武内孝夫，井上直哉，
申请(专利权)人：播磨化成株式会社，
类型：发明
国别省市：