钎焊用焊剂和钎料组合物制造技术

本发明专利技术钎焊焊剂含有环氧树脂和有机羧酸，其特征是，环氧树脂和有机羧酸的配合，对于１．０当量的环氧基，配合０．８～２．０当量的羧基，相对于焊剂总量，环氧树脂和有机羧酸的总含量为７０质量％以上。本发明专利技术的无铅钎料组合物含有无铅钎料和钎焊焊剂。使用本发明专利技术钎焊焊剂或本发明专利技术无铅钎料组合物，使用熔点比铅系钎料高的无铅钎料（例如熔点１９０～２４０℃）进行钎焊时，保持了焊剂的活性，钎料润湿性很好，即使在未洗净焊剂残渣下，也不会阻碍密封树脂硬化。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于钎焊用焊剂和含有它的钎料组合物。
技术介绍
以前，多数的钎焊用焊剂是在松香和松香改性树脂中添加由有机酸、卤化盐形成的活性剂。然而，这些在钎焊作业结束后，作为残渣残留在印刷线路板上，在很多场合这些残渣成为基体材料的腐蚀、移动等的原因。残留有残渣的印刷线路板用树脂(硅酮凝胶、环氧树脂等)密封时，由于残渣的原因，引起阻碍密封树脂硬化，对于与基板的接合性、绝缘性产生很大的影响。因此，为了去除残渣，在钎焊作业后使用氟里昂或有机溶剂进行洗净。然而氟里昂或VOC等产生环境问题，所以当前对洗净剂进行规定。有一种环氧系焊剂，即使焊剂的残渣没有洗净，也不会引起腐蚀、移动，更不会引起阻碍密封树脂的硬化。环氧系焊剂是由主成分环氧树脂、活性剂羧酸和胺、触变(thixo)剂等形成。使用用了环氧系焊剂的乳状焊剂安装印刷基板零件时，在软熔钎焊时，羧酸会导致导体表面活性化，同时，环氧树脂和羧酸也引起硬化反应，所以设计成焊剂熔融使零件接合的时刻，硬化反应必须结束。软熔后环氧树脂硬化物仍作为焊剂残渣残留下来。这种环氧树脂硬化物，与一般使用的松香系焊剂残渣比较，在零件钎焊后，即使不洗净而进行树脂密封，也不会妨碍印刷线路板和密封树脂的接合性，绝缘性也很优良(特开2000-216300号公报)。然而，仍存在如下问题。以前的环氧系焊剂是铅系钎料中使用的。即，在以前的环氧系焊剂中，环氧树脂和活性剂羧酸聚合导致焊剂硬化反应的开始温度，比铅系钎料的熔点(例如63Sn37Pb焊剂的熔点183℃)稍低一些，在150℃左右，在铅系钎料熔融使零件接合的时刻，硬化反应结束了。然而，将这种以前的环氧系焊剂，在熔点比铅系钎料更高的无铅钎料(焊剂中不含铅成分的焊剂)中使用时，例如在熔点为220℃左右的Sn-Ag系焊剂中使用时，在焊剂熔融前，大量的活性剂羧酸在和环氧树脂的硬化反应中被消耗掉，所以不能保持其活性，进而，助熔剂的流动性恶化，引起钎料润湿性等恶化的现象。专利技术的内容因此，本专利技术的目的是提供一种在无铅钎料中可使用的钎焊焊剂，及含有该钎焊焊剂和无铅钎料的无铅钎料组合物。在使用熔点比铅系钎料更高的无铅钎料(例如，熔点190～240℃的无铅钎料)进行钎焊时，能保持焊剂的活性力，钎料润湿性良好，即使不洗净焊剂残渣，也不会引起阻碍密封树脂的硬化。为了达到上述目的，本专利技术提供的钎焊焊剂，第一种形态是含有环氧树脂和有机羧酸的钎焊焊剂，其特征是上述环氧树脂和上述有机羧酸的配合量为相对于1.0当量的环氧树脂环氧基，配合0.8～2.0当量的有机羧酸羧基，上述环氧树脂和上述有机羧酸合计，相对于焊剂总量，含量在70质量％以上。上述本专利技术的钎焊焊剂中，上述环氧树脂和上述有机羧酸聚合引起的焊剂硬化反应的发热峰顶点温度为180～250℃。在上述本专利技术的钎焊焊剂中，上述环氧树脂和上述有机羧酸聚合引起的焊剂硬化反应的反应开始温度为180～230℃。在上述本专利技术的钎焊焊剂中，上述环氧树脂和上述有机羧酸的配合也可以是相对于1.0当量的环氧树脂环氧基，配合0.8～1.1当量的有机羧酸羧基。在上述本专利技术的钎焊焊剂中，上述环氧树脂和上述有机羧酸的合计，相对于上述焊剂总量，可以是含80质量％以上。在上述本专利技术的钎焊焊剂中，相对于上述焊剂总量，还可以含有30质量％以下的醇。在上述本专利技术的钎焊焊剂中，相对于上述焊剂总量，还可以含有20质量％以下的醇。在上述本专利技术的钎焊焊剂中，上述环氧树脂，可以从双酚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、以及它们的混合物中选出。在上述本专利技术的钎焊焊剂中，上述双酚A型环氧树脂，可以是环氧当量160～250g/eq的双酚A型环氧树脂。上述本专利技术的钎焊焊剂中，有机羧酸，可以从饱和脂肪族二羧酸、不饱和脂肪族二羧酸、环状脂肪族二羧酸、含氨基的羧酸、含羟基的羧酸、杂环系二羧酸、以及它们的混合物中选出。上述本专利技术的钎焊焊剂中，上述有机羧酸，可以从琥珀酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、十二烷二酸、衣康酸、中康酸、环丁烷二羧酸、环己烷二羧酸、环己烯二羧酸、环戊烷四羧酸、二甲基戊二酸、甲基己二酸、谷氨酸、乙二胺四乙酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、吡嗪二羧酸、苯二乙酸、邻苯二酚二醋酸、氢醌二醋酸、硫代丙酸、硫代二丁基酸(thiodibutyl acid)、二硫代乙二醇酸、以及它们的混合物中选出。上述本专利技术的钎焊焊剂中，上述有机羧酸，可从环己烯二羧酸、二甲基戊二酸、谷氨酸、邻苯二甲酸、以及它们的混合物中选出。上述本专利技术的钎焊焊剂中，上述醇，可从多元醇、一元醇、以及它们的混合物中选出。上述本专利技术的钎焊焊剂中，上述多元醇可从乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、辛二醇、聚乙二醇、丙二醇、甘油以及它们的混合物中选出。上述专利技术的钎焊焊剂中，上述一元醇可从甲基醇、乙基醇、丙基醇、丁基醇、异丁醇、戊基醇、异戊基醇、辛醇、烯丙基醇、环己醇、以及它们的混合物中选出。本专利技术的第二种形态中提供的钎料组合物，其特征是含有上述的钎焊焊剂和熔点为190～240℃的无铅钎料。上述本专利技术的钎料组合物中，上述无铅钎料是熔点190～240℃的含Sn无铅钎料。从以下实施方案的描述中更加明确本专利技术的上述和其他目的、效果、特征和优点。如上述，本专利技术的钎焊焊剂含有环氧树脂和有机羧酸，环氧树脂和有机羧酸的配合是对于1.0当量的环氧树脂环氧基配合0.8～2.0当量的有机羧酸羧基，环氧树脂和有机羧酸的合计，对于焊剂总量含有70质量％以上。环氧树脂和有机羧酸伴随着温度上升进行聚合反应，焊剂也开始硬化，但若使用本专利技术的焊剂，环氧树脂和有机羧酸聚合引起的焊剂硬化反应的发热峰顶点温度为180～250℃，最好180～230℃，或者，环氧树脂和有机羧酸聚合引起的焊剂硬化反应的反应开始温度为180～230℃，所以即使在高熔点(约190～240℃)的无铅钎料中使用，可防止该焊剂熔融前大量的活性剂的下述有机羧酸，在与环氧树脂聚合反应引起的焊剂硬化反应中被消耗掉，因此保持了羧酸的活性，得到良好的钎料润湿性，结果也就得到了良好的钎焊。作为本专利技术的焊剂，如果环氧树脂和有机羧酸聚合反应的发热峰顶点温度为180～250℃，环氧树脂和有机羧酸聚合引起的焊剂硬化反应的反应开始温度即使低于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最好在130℃以上。如下述，本专利技术焊剂中含有的环氧树脂和/或有机羧酸，虽然可以作为多种环氧树脂的混合物和/或多种有机羧酸的混合物而使用，但在这样作为混合物使用时，该混合物中的各种环氧树脂和有机羧酸，最好具有上述聚合引起的焊剂硬化反应发热峰顶点温度或反应开始温度，或者也可以将具有上述聚合引起的焊剂硬化反应发热峰顶点温度或反应开始温度的环氧树脂和/或有机羧酸用作混合物的主要成分。另外，上述聚合引起的焊剂硬化反应的反应开始温度或发热峰顶点温度可利用示差扫描热量分析(DSC)等进行测定(参照实施例)。在本专利技术的钎焊焊剂中，将环氧树脂和有机羧酸的配合定为相对1.0当量环氧树脂环氧基配合0.8～2.0当量的有机羧酸羧基，是因为有机羧酸的羧基小于0.8当量时，羧酸的活性降低。焊剂的润湿性恶化。而当有机羧酸的羧基多于2.0当量时，过剩的固体羧酸使焊剂流动性等恶化，因此导致钎料润湿性等恶化。从提高钎料润湿性、保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钎焊焊剂，是含有环氧树脂和有机羧酸的钎焊焊剂，其特征是上述环氧树脂和上述有机羧酸的配合量为，相对于环氧树脂的环氧基１．０当量，配合有机羧酸的羧基０．８～２．０当量，相对于焊剂总量，上述环氧树脂和上述有机羧酸的合计量为７０质量％以上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：仁科努，冈本健次，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]