CN107249812A

CN107249812A - 助焊剂

Info

Publication number: CN107249812A
Application number: CN201580076805.7A
Authority: CN
Inventors: 山崎裕之; 萩原崇史
Original assignee: Senju Metal Industry Co Ltd
Current assignee: Senju Metal Industry Co Ltd
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2017-10-13
Anticipated expiration: 2035-02-27
Also published as: JPWO2016135938A1; EP3263272B1; EP3263272A1; CN107249812B; EP3263272A4; WO2016135938A1; JP6176417B2

Abstract

本发明提供使树脂被覆层的溶解性提高且可以抑制腐蚀的助焊剂。一种助焊剂，其为溶剂中溶解有胺化合物、活性剂和酸的液态助焊剂，该助焊剂添加有：作为胺化合物的链烷醇胺10～20质量％、作为活性剂的胺氟化物盐5～10质量％、作为酸的有机酸10～20质量％、溶剂50～75质量％，其中，该有机酸中和链烷醇胺而生成难溶于水的盐。

Description

助焊剂

技术领域

本发明涉及利用热使树脂被覆层熔化而将其去除掉的树脂被覆线的软钎焊中使用的助焊剂。

背景技术

一般来说，软钎焊中使用的助焊剂具有如下功能：在软钎料熔融的温度下去除存在于软钎料及软钎焊对象的金属表面的金属氧化物，在两者的交界处使金属元素的移动成为可能。

近年来，代替由铜(Cu)构成的布线，提出了由铝(Al)或铝合金构成的布线。对于铝的软钎焊已知难以去除形成于铝或铝合金的表面的氧化膜，一直以来使用活化能力强的助焊剂。

但是，若助焊剂的活化能力过强，则会腐蚀铝或铝合金、与铝或铝合金接合的铜等接合对象物的金属，因此无法确保软钎焊后的可靠性。另一方面，若助焊剂的活化能力弱，则无法充分进行氧化膜的去除，因此软钎料的润湿性差，可焊性差。

因此，以往，提出了添加有氟化金属盐和有机酸的金属盐以及氨基醇的氢氟酸盐的助焊剂(例如，参照专利文献1)。但是，在添加有水溶性的醇胺的助焊剂中，有由于助焊剂残渣的吸湿而在软钎焊部等发生腐蚀的担心。因此，需要清洗助焊剂残渣。

与此相对，在能够去除形成于铝或铝合金的表面的氧化膜的助焊剂中，发明人等提出了可以不清洗地使用的助焊剂(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-59293号公报

专利文献2：日本特许5435186号公报

发明内容

发明要解决的问题

提出了如下技术：在使用利用聚氨酯作为树脂被覆铝或铝合金的芯线而成的聚氨酯被覆铝线时，将未去除连接部位的被覆层的布线浸渍于以高于熔融温度的温度加热而熔融的软钎料中，由此利用热使被覆层熔化而进行芯线的软钎焊。

但是，即使将聚氨酯被覆铝线等树脂被覆线在未去除被覆层的状态下浸渍于熔融的软钎料中，也无法充分去除被覆层。无法充分去除被覆层而残留时，即使使用能够去除形成于铝或铝合金的表面的氧化膜的助焊剂，在软钎焊时，软钎料的润湿扩展也会被被覆层残留物阻碍。由此，软钎料的润湿性差，可焊性变差。

另外，已知聚氨酯会被碱侵蚀。因此，在熔融的软钎料中浸渍聚氨酯被覆铝线而去除被覆层后，涂布添加有链烷醇胺的助焊剂进行软钎焊，由此可以去除覆膜的残留物。

但是，链烷醇胺以助焊剂残渣的形式残留时，接合对象物发生腐蚀，因此，需要通过清洗来去除助焊剂残渣，清洗不充分时，无法确保软钎焊后的可靠性。

本发明是为了解决这种课题而完成的，其目的在于，提供使树脂被覆层的溶解性提高且可以抑制腐蚀的助焊剂。

用于解决问题的方案

本申请的发明人等发现了如下组成：通过在添加有链烷醇胺、胺氟化物盐和溶剂的液态助焊剂中添加中和链烷醇胺而生成难溶于水的盐的有机酸，可以使树脂被覆层的溶解性提高，且抑制接合对象物的腐蚀而不需要清洗助焊剂残渣的组成。

本发明为一种助焊剂，其添加有链烷醇胺10～20质量％、胺氟化物盐5～10质量％、有机酸10～20质量％、溶剂50～75质量％。

也可以使用胺三氟化硼络合物代替胺氟化物盐。另外，也可以组合使用胺氟化物盐和胺三氟化硼络合物。

本发明的助焊剂中，也可以添加不溶于水的丙烯酸类树脂、或酸值为30以下的松香酯0～5质量％。

发明的效果

本发明的助焊剂中，通过添加链烷醇胺，可以提高树脂被覆线的由树脂形成的被覆层的溶解性。由此，通过在熔融的软钎料中浸渍树脂被覆线而利用热使被覆层熔化后，涂布助焊剂进行软钎焊，从而可以充分去除被覆层残留物。因此，软钎焊时不会存在阻碍软钎料的润湿扩展的被覆层残留物，从而提高可焊性。

另外，通过添加链烷醇胺和胺氟化物盐，即使接合对象物为铝或铝合金，也可以进行金属表面的氧化膜的去除，可焊性提高。

进而，通过添加中和链烷醇胺而生成难溶于水的盐的有机酸，可以抑制链烷醇胺以单一化合物的形式残留于助焊剂残渣中，且能够提高耐腐蚀性。通过生成难溶于水的盐，而能够抑制吸湿性，由于可以抑制由助焊剂残渣引起的接合对象物的腐蚀，因此能够不清洗助焊剂残渣地进行使用。

具体实施方式

本实施方式的助焊剂为溶剂中溶解有胺化合物、活性剂和酸的液态助焊剂。

胺化合物可以提高树脂被覆线的被覆层的溶解性，因此添加有链烷醇胺。作为链烷醇胺，例如可举出：乙醇胺、3-氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、二乙醇胺、二异丙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、N-(2-羟丙基)乙二胺、N-(3-羟丙基)乙二胺、N,N’-双(2-羟丙基)乙二胺、N,N’-双(3-羟丙基)乙二胺、N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺、N,N,N’,N’-四(3-羟丙基)乙二胺等碳数为2～15的链烷醇胺、优选碳数为9～15的链烷醇胺，可以添加上述链烷醇胺中的任一者、或它们当中的多个。

若减少链烷醇胺的添加量，则被覆层的溶解性降低，无法充分去除被覆层，可焊性降低。另一方面，若链烷醇胺的添加量增加而以助焊剂残渣的形式残留，则无法抑制接合对象物的腐蚀。因此，对于链烷醇胺的添加量，考虑被覆层的溶解性和腐蚀性，设为10质量％以上且20质量％以下。

活性剂优选以盐的形式添加，可添加卤素化合物与胺化合物与酸反应而生成的胺氟化物盐。作为胺氟化物盐，可举出：由吡啶衍生物、咪唑衍生物、胍衍生物、乙胺、甲基哌啶(pipecoline)中的任意胺化合物与氢氟酸、氟硼酸、六氟硅酸中的任意酸生成的盐。

若减少胺氟化物盐的添加量，则无法充分进行氧化膜的去除，可焊性降低。另一方面，若增加胺氟化物盐的添加量，则无法抑制接合对象物的腐蚀。因此，对于胺氟化物盐的添加量，考虑可焊性和腐蚀性，设为5质量％以上且10质量％以下。

酸为中和链烷醇胺而形成难以溶于水的盐的有机酸。作为有机酸，可添加碳数为16～24的长链脂肪酸。作为长链脂肪酸，例如可举出：棕榈酸、硬脂酸、二十烷酸。

对于有机酸的添加量，可以为了生成盐而较多，但考虑链烷醇胺的添加量，设为10质量％以上且20质量％以下。

溶剂可添加碳数为1～5的低级醇。作为低级醇，例如可举出：乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇等。对于溶剂的添加量，考虑链烷醇胺和胺氟化物盐及有机酸的添加量，设为50质量％以上且75质量％以下。

助焊剂中添加基础材料时，对于基础材料而言，谋求在软钎焊时的加热温度下不会分解、挥发，且可以保护活性剂成分免受热损害的耐热性。另一方面，在软钎焊时的加热温度下不会分解、蒸发的成分在软钎焊后以助焊剂残渣的形式残留于软钎焊部的周边。

助焊剂残渣可溶于水时，在电子部件、基板等软钎焊后的制品中，有由于助焊剂残渣的吸湿而在软钎焊部等发生腐蚀的担心。因此，成为助焊剂残渣的成分可溶于水时，需要清洗助焊剂残渣。

因此，添加基础材料时，可添加如下的树脂，即，所述树脂不溶于水并可溶于溶剂、且在软钎焊时的加热温度下可以熔化使得活性剂能与成为软钎焊对象的金属接触。作为树脂，例如可添加丙烯酸类树脂。或者作为基础材料，考虑可焊性，可添加酸值低、本例中酸值为30以下的松香。作为松香，例如可添加松香酯。丙烯酸类树脂或松香酯的添加量设为0质量％以上且5质量％以下。

实施例

按照以下的表1中示出的组成调配实施例和比较例的助焊剂，针对可焊性、腐蚀性进行评价。

(1)评价方法

(a)可焊性

将直径为的聚氨酯被覆铝线在不去除被覆层的条件下卷绕于Sn-Ni镀覆Cu针而制作试验片。将该试验片以370℃浸渍于熔融的软钎料中5秒，使被覆层熔化而将其去除。

将助焊剂涂布到去除了聚氨酯被覆铝线的被覆层的试验片上。将涂布有助焊剂的试验片的前端以370℃浸渍于熔融的软钎料中3秒，进行使助焊剂中的溶剂成分挥发的处理之后，将试验片浸渍于以370℃熔融的软钎料5秒～10秒左右而进行软钎焊。

(b)腐蚀性

将助焊剂涂布到铜板上，在温度40℃、相对湿度95％的环境下放置96小时。

(2)判定基准

(a)可焊性

◎：良好地进行了软钎焊

○：虽然较小，但发生润湿扩展

△：虽然进行了软钎焊，但未发生扩展

×：软钎料未附着

(b)腐蚀性

○：未观察到腐蚀

△：局部观察到腐蚀

×：观察到腐蚀

[表1]

由表1的结果可知，通过在将聚氨酯被覆铝线浸渍于熔融的软钎料中而去除被覆层之后，涂布任意实施例的助焊剂进行软钎焊，从而可以利用软钎焊时的加热使被覆层的残留物熔化而将其去除。

即，由表1的结果可知，通过在助焊剂中以规定的范围添加链烷醇胺、胺氟化物盐和有机酸，且在对应于链烷醇胺、胺氟化物盐和有机酸的添加量的规定的范围内添加溶剂，可以得到良好的可焊性和良好的耐腐蚀性。

与此相对，在减少了链烷醇胺的添加量的比较例4和未添加链烷醇胺的比较例5中，可焊性变差。认为这是由于，在链烷醇胺的添加量少、或不添加时，被覆层的残留物未被侵蚀，因此无法利用热充分地去除。

由此可知，如果使链烷醇胺的添加量为10质量％以上且20质量％以下，则树脂被覆层的溶解性提高，可以获得良好的可焊性。

另外，在增加了胺氟化物盐的添加量的比较例3中，耐腐蚀性变差。认为这是由于助焊剂的活化能力变得过强。

由此可知，如果使胺氟化物盐的添加量为5质量％以上且10质量％以下，则去除铝表面以及经过Sn-Ni镀覆的Cu表面的氧化膜，可以获得良好的润湿性，由此可以获得良好的可焊性，且可以抑制腐蚀，获得良好的耐腐蚀性。

进而，根据表1的结果，在未添加有机酸的比较例1中，耐腐蚀性变差。认为这是由于，在添加规定量的链烷醇胺时，不存在可以中和链烷醇胺的过量部分的有机酸，因此链烷醇胺以单一化合物的形式残留于助焊剂残渣中。

由此可知，如果使有机酸的添加量为10质量％以上且20质量％以下，则即使使用添加有链烷醇胺的助焊剂，也可以抑制腐蚀，可以获得良好的耐腐蚀性。

可知：添加基础材料时，在添加有不溶于水的丙烯酸类树脂的实施例4、添加有酸值为30以下的松香酯的实施例5中，不会妨碍良好的可焊性，可以获得良好的耐腐蚀性。

与此相对，在添加有酸值超过30的聚合松香的比较例2中，可焊性变差。认为这是由于，提高松香的酸值会导致助焊剂中的酸度提高，难以去除铝的氧化膜，从而导致可焊性变差。

由此可知，如果使丙烯酸类树脂或酸值为30以下的松香酯的添加量为0质量％以上且5质量％以下，则不会妨碍良好的可焊性，可以获得良好的耐腐蚀性。可知：根据链烷醇胺、胺氟化物盐、有机酸和基础材料的添加量，将溶剂的添加量设为50质量％以上且75质量％以下时，不会妨碍良好的可焊性和良好的耐腐蚀性。

产业上的可利用性

本发明适用于由树脂被覆铝或铝合金的芯线而成的树脂被覆线的软钎焊。

Claims

1.一种助焊剂，其特征在于，添加有链烷醇胺10～20质量％、胺氟化物盐和/或胺三氟化硼络合物5～10质量％、有机酸10～20质量％、溶剂50～75质量％，其中，该有机酸中和链烷醇胺而生成难溶于水的盐。

2.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于，添加有不溶于水的丙烯酸类树脂、或酸值为30以下的松香酯0～5质量％。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的助焊剂，其特征在于，作为链烷醇胺，添加乙醇胺、3-氨基-1-丙醇、1-氨基-2-丙醇、二乙醇胺、二异丙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、N-(2-羟丙基)乙二胺、N-(3-羟丙基)乙二胺、N,N’-双(2-羟丙基)乙二胺、N,N’-双(3-羟丙基)乙二胺、N,N,N’,N’-四(2-羟丙基)乙二胺、N,N,N’,N’-四(3-羟丙基)乙二胺。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的助焊剂，其特征在于，作为胺氟化物盐，添加由吡啶衍生物、咪唑衍生物、胍衍生物、乙胺、甲基哌啶中的任意胺化合物与氢氟酸、氟硼酸、六氟硅酸中的任意酸生成的盐。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的助焊剂，其特征在于，作为有机酸，添加棕榈酸、硬脂酸、二十烷酸。