DE19711350A1

DE19711350A1 - Lötflussmittel

Info

Publication number: DE19711350A1
Application number: DE19711350A
Authority: DE
Inventors: Naoki Ito; Masanori Takemoto; Masami Aihara; Tatsushi Onishi
Original assignee: Harima Chemical Inc; Denso Corp
Current assignee: Harima Chemical Inc; Denso Corp
Priority date: 1996-03-19
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2017-03-19
Also published as: KR100260018B1; US5907007A; JP3378139B2; DE19711350B4; KR970064800A; JPH09253884A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lötflußmittel, das beispielsweise zum Löten der Verbindungen von Schaltungs teilen und dergleichen für Leiterplatten, die mit geeigneter Metallverdrahtung versehen sind, verwendet wird.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Löten von Schaltungsteilen auf metallverdrahteten Ab schnitten von Leiterplatten erfordert anschließende Entfer nung von Lot und Metalloxiden usw. von der Oberfläche der Platten und Verhinderung der Reoxidation der Metalloberfläche während des Lötens, wobei es ebenfalls erforderlich ist, die Oberflächenspannung des Lots zu senken, um einen zufrieden stellenden Lötvorgang zu bewirken. Für diesen Zweck wird ein Lötflußmittel verwendet.

Ein für diesen Zweck verwendetes Flußmittel weist als Aktivatoren üblicherweise anorganische Säuren darin enthalten auf und insbesondere wurden zweibasige Säuren mit relativ niederem Molekulargewicht (beispielsweise Molekulargewichte von 250 und weniger) als Aktivatoren eingesetzt. Wenn jedoch ein synthetisches Harz als Grundmaterial verwendet wird, wie in neuerdings verwendetem Non-washing-Flußmittel, das keinen Waschvorgang erfordert oder auch wenn Kolophonium verwendet wird, sofern der Kolophoniumanteil so gering wie bei Fluß mittel mit niederem Rückstand ist, kann das Metallsalz der organischen Säure nicht vollständig in dem Harz aufgelöst werden und fällt auf der Platte in Form von Kügelchen aus. Die organische Säure in diesem Niederschlag zersetzt sich leicht durch Feuchtigkeit, wodurch Korrosion und Isolations defekte hervorgerufen werden.

Daher wird ein derartiges Non-washing-Flußmittel mit einem minimalen Anteil einer zweibasigen Säure oder unter Er satz der zweibasigen Säure durch eine einbasige Säure verwen det. Obwohl derartige Maßnahmen zur Verbesserung im Hinblick auf die Ausfällung des Metallsalzes führen, ist die Aktivie rungskraft jedoch vermindert und diese Verminderung in der Aktivierungskraft führt zu zahlreichen Lötdefekten.

Übliche Flußmittel wenden Kolophoniumarten als Grund harze an. Wenn jedoch wie im Fall von Non-washing-Flußmittel ein Rückstand auf der Platte verbleibt, sind die Konsequenzen Rißbildung bei geringen Temperaturen und Abschälen des Rück stands durch Vibrationen usw. Dies führt somit zu mangelhaf ter Verläßlichkeit bei verstärktem Eindringen von Feuchtig keit. Daher wird manchmal ein synthetisches Harz, entweder einzeln oder in Kombination mit dem Kolophonium in dem Non washing-Flußmittel verwendet. Obwohl das synthetische Harz, verglichen mit der alleinigen Verwendung von Kolophonium, hinsichtlich des Rückstandsfilms eine verbesserte Qualität verleiht, tritt nach wiederholten Temperaturzyklus- und Schlagtests jedoch noch Rißbildung und Abschälen auf.

ERFINDUNGSBESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Gegebenheiten ausgeführt und es ist eine Aufgabe der Erfin dung, ein Lötflußmittel bereitzustellen, das in verläßlicher Weise Korrosion und Isolationsdefekte, die aufgrund des Aus fällens von Metallsalz auftreten, und Rißbildung des Grund harzes kleinhalten kann.

Das Lötflußmittel gemäß dem ersten Aspekt der Erfin dung umfaßt einen Aktivator, der eine zweibasige Säure mit einem Molekulargewicht von 250 oder weniger und mindestens eine von einer einbasigen Säure mit einem Molekulargewicht von 150 bis 300 und auch einer zweibasigen Säure mit einem Molekulargewicht von 300 bis 600 umfaßt.

Die zweibasige Säure mit einem Molekulargewicht von 250 oder weniger kann ausgewählt sein aus Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Aminobernsteinsäure und Diphensäure, und die einbasige Säure mit einem Molekulargewicht von 150 bis 300 kann ausgewählt sein aus Decansäure, Stearinsäure, Ölsäure, Anissäure, Ben zoylbenzoesäure und Cuminsäure. Die zweibasige Säure mit ei nem Molekulargewicht von 300 bis 600 kann beispielsweise aus gewählt sein aus SL-20 (Produkt von Okamura Oils), einem Ver esterungsreaktionsprodukt von Diethylenglycol und Bernstein säureanhydrid und Dimeren von ungesättigten Fettsäuren.

Wenn ein solches Flußmittel verwendet wird, zeigt die zweibasige Säure mit einem niederen Molekulargewicht von 250 oder weniger ausreichend Aktivität und gewährleistet somit zufriedenstellendes Lötvermögen. Außerdem unterstützen die einbasige Säure mit einem Molekulargewicht von 150 bis 300 und die zweibasige Säure mit einem Molekulargewicht von 300 bis 600 zusätzlich die Aktivität, während sie das Metallsalz der zweibasigen Säure mit niederem Molekulargewicht auch in dem Flußmittelrückstand dispergieren, so daß es von dem hy drophoben Grundharz eingehüllt wird. Dies verhindert nicht nur durch Feuchtigkeit hervorgerufene Zersetzung und Ionisie rung des Metallsalzes der organischen Säure in dem Rückstand, sondern verhindert auch die Ionisierung restlicher organi scher Säure. Dadurch wird ein sehr verläßliches Flußmittel mit minimalen elektrischen Isolationsdefekten und geringer Korrosion und somit zufriedenstellendem Lötvermögen bereit gestellt.

Ein Lötflußmittel gemäß einem zweiten Aspekt der Er findung umfaßt mindestens ein thermoplastisches Acrylharz mit einem mittleren Molekulargewicht von 10 000 oder weniger und einen Aktivator. Dieses hier ausgewählte Harz kann vorzugs weise ein Molekulargewicht von 10 000 oder weniger und aus gezeichnete Rißbeständigkeit und Schälfestigkeit aufweisen.

Zur besseren Unterstützung der Aktivität kann der Säurewert des thermoplastischen Acrylharzes vorzugsweise min destens 50 sein und da während des Lötvorgangs ein weicher Zustand erforderlich ist, kann der Erweichungspunkt vorzugs weise 230°C oder darunter betragen. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, ein Monomer mit einer polymerisierbaren ungesät tigten Gruppe, beispielsweise (Meth)acrylsäure oder ein Ester davon, Crotonsäure, Itaconsäure oder Maleinsäure (oder -an hydrid) oder ein Ester davon, (Meth)acrylnitril, (Meth)acryl amid, Vinylchlorid, Vinylacetat usw. mit einem Peroxid oder einer anderen Katalysatorart zu verwenden und die Polymeri sation durch einen radikalischen Polymerisationsvorgang, wie Massepolymerisation, Flüssigpolymerisation, Suspensionspoly merisation oder Emulsionspolymerisation, zu bewirken.

Der derzeitig verwendete Aktivator ist ein Halogen wasserstoffsalz von Ethylamin, Propylamin, Diethylamin, Tri ethylamin, Ethylendiamin oder Anilin oder eine organische Carbonsäure, wie Milchsäure, Zitronensäure, Stearinsäure, Adipinsäure oder Diphenylessigsäure.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann ein Teil des vorstehend verwendeten Harzes auch ein üblicherweise ver wendetes Kolophonium und/oder ein Derivat davon sein. Das Ko lophonium und/oder dessen Derivat mag ein übliches Gummi, Tallöl oder Baumharz sein, wobei Derivate davon wärmebehan delte Harze, polymerisierte Kolophoniumharze, hydrierte Kolo phoniumharze, formylierte Kolophoniumharze, Kolophoniumester, kolophoniummodifizierte Maleinsäureharze, kolophoniummodifi zierte Phenolharze und kolophoniummodifizierte Alkydharze einschließen und es wird als Bindemittel zum gleichförmigen Auftragen des Aktivators auf das Metall verwendet.

Wenn das erfindungsgemäße Flußmittel in flüssiger Form verwendet wird, kann ebenfalls ein Lösungsmittel dazuge geben werden. Das Lösungsmittel ist vorzugsweise ein polares Lösungsmittel, das in der Lage ist, das Acrylharz, den Akti vator und die Kolophoniumkomponenten aufzulösen und ein Alko hollösungsmittel wird gewöhnlich verwendet, darunter Isopro panol, das besonders hinsichtlich Flüchtigkeit und Auflösung des Aktivators bevorzugt ist.

Das Acrylharz mit einem Molekulargewicht von 10 000 oder weniger wird für die Erfindung vorzugsweise in einer Menge von 0,5-80 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Flußmittel, eingesetzt. Mit weniger als 0,5 Gew.-% wird es schwierig, ein gleichmäßiges Auftragen des Aktivators auf das Metall während des Lötvorgangs zu erreichen. Somit entstehen Lötdefekte. Die Filmeigenschaften nach dem Lötvorgang sind ebenfalls ver schlechtert. Damit sinkt die Beständigkeit gegen hohe Tempe ratur. Bei einem Wert höher als 80 Gew.-% steigt andererseits die Eigenviskosität des Flußmittels. Dies führt zu Problemen, nämlich zu mangelhafterem Lötvermögen, hervorgerufen durch Verdicken des Flußmittelfilms.

Der Aktivator wird vorzugsweise für die Erfindung in einer Menge von 0,1-30 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Fluß mittel, eingesetzt. Mit weniger als 0,1 Gew.-% fehlt die Ak tivität und dies führt zu mangelhaftem Lötvermögen. Bei mehr als 30 Gew.-% sind die Filmeigenschaften des Flußmittels ver schlechtert und manchmal entsteht starke Hydrophilizität. Dies führt zu Korrosion und Isolationsdefekten. Wenn ein Lö sungsmittel zugegeben wird, damit das erfindungsgemäße Fluß mittel in flüssiger Form verwendet werden kann, wird das Lö sungsmittel vorzugsweise mit 20-99 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Flußmittel, verwendet. Liegt das Lösungsmittel mit weniger als 20 Gew.-% vor, steigt die Viskosität des Flußmit tels. Dies führt zu einem mangelhaften Beschichtungsvermögen des Flußmittels. Bei Vorliegen von mehr als 99 Gew.-% werden die wirksamen Komponenten (Acrylharz usw.) des Flußmittels zu stark verdünnt und das Lötvermögen wird dadurch mangelhaft.

Der dritte Aspekt der Erfindung ist ein Lötflußmit tel, umfassend mindestens ein thermoplastisches Acrylharz mit einem mittleren Molekulargewicht von 10 000 oder weniger, ein Monomer, das eine radikalisch polymerisierbare ungesättigte Doppelbindung enthält und einen Aktivator.

Das zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung aus gewählte Acrylharz kann vorzugsweise ausgezeichnete Rißbe ständigkeit und Schälfestigkeit aufweisen und besitzt ein Mo lekulargewicht von 10 000 oder weniger. Zur besseren Unter stützung der Aktivität kann der Säurewert des Acrylharzes vorzugsweise mindestens 50 sein und da während des Lötvor gangs ein weicher Zustand erforderlich ist, kann der Erwei chungspunkt vorzugsweise 230°C oder darunter betragen. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, ein Monomer mit einer polyme risierbaren ungesättigten Gruppe, beispielsweise (Meth)acryl säure oder ein Ester davon, Crotonsäure, Itaconsäure oder Ma leinsäure (oder -anhydrid) oder ein Ester davon, (Meth) acrylnitril, (Meth)acrylamid, Vinylchlorid, Vinylacetat usw., das durch radikalische Polymerisation mit Peroxid polymeri siert wurde, zu verwenden.

Das eine radikalisch polymerisierbare ungesättigte Doppelbindung enthaltende, erfindungsgemäß verwendete Monomer kann vorzugsweise eines sein, bei dem mindestens 50 Gew.-% während des Lötvorgangs nach dem Erhitzen durch Verflüchti gung verlorengehen, da zuviel nach dem Lötvorgang verbleiben der Rückstand davon bei Einwirkung von Wärme zur Erweichung oder Verflüssigung des Rückstands führen kann, wodurch dessen Haltbarkeit beeinträchtigt wird. Beispiele schließen (Meth) acrylsäure und Ester davon, Crotonsäure, Itaconsäure und Ma leinsäure (oder -anhydrid) und Ester davon, (Meth)acryl nitril, (Meth)acrylamid, Vinylchlorid, Vinylacetat usw. ein und (Meth)acrylsäure und Ester davon sind besonders aus dem Blickwinkel geeigneter Reaktivität mit Halogenaktivatoren während des Erhitzens beim Lötvorgang geeignet. Der verwen dete Aktivator ist vorzugsweise ein Halogenwasserstoffsalz von Ethylamin, Propylamin, Diethylamin, Triethylamin, Ethy lendiamin oder Anilin oder eine organische Carbonsäure, wie Milchsäure, Zitronensäure, Stearinsäure, Adipinsäure oder Di phenylessigsäure.

Gemäß dieser Erfindung kann ein Teil des vorstehend genannten Acrylharzes auch ein üblicherweise verwendetes Ko lophonium und/oder ein Derivat davon sein. Das Kolophonium und/oder dessen Derivat mag ein übliches Gummi, Tallöl oder Baumharz sein, wobei Derivate davon wärmebehandelte Harze, polymerisierte Kolophoniumharze, hydrierte Kolophoniumharze, formylierte Kolophoniumharze, Kolophoniumester, kolophonium modifizierte Maleinsäureharze, kolophoniummodifizierte Phe nolharze und kolophoniummodifizierte Alkydharze einschließen und es wird als Bindemittel zum gleichförmigen Auftragen des Aktivators auf das Metall verwendet.

Wenn das erfindungsgemäße Flußmittel in flüssiger Form verwendet wird, kann ebenfalls ein organisches Lösungs mittel damit vermischt werden. Das organische Lösungsmittel kann ein Alkohollösungsmittel, wie Ethylalkohol, Isopropylal kohol, Ethylcellosolv oder Butylcarbitol, ein Esterlösungs mittel, wie Essigsäureethylester oder Essigsäurebutylester, ein Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie Toluol oder Terpenöl, oder ein Ketonlösungsmittel, wie Aceton oder Methylethyl keton, sein. Unter diesen ist Isopropylalkohol hinsichtlich seiner Flüchtigkeit und Auflösung des Aktivators besonders bevorzugt.

Das Acrylharz mit einem Molekulargewicht von 10 000 oder weniger wird vorzugsweise in einer Menge von 0,5-80 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Flußmittel, eingesetzt. Mit weniger als 0,5 Gew.-% wird es schwierig, ein gleichmäßiges Auftragen des Aktivators auf das Metall während des Lötvor gangs zu erreichen. Somit entstehen Lötdefekte. Die Filmei genschaften nach dem Lötvorgang sind ebenfalls verschlech tert. Damit sinkt die Beständigkeit gegen hohe Temperatur. Bei einem Wert höher als 80 Gew.-% steigt andererseits die Eigenviskosität des Flußmittels. Dies führt zu Problemen, nämlich zu mangelhafterem Lötvermögen, hervorgerufen durch Verdicken des Flußmittelfilms.

Das Monomer wird vorzugsweise in einer Menge von min destens 1 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Flußmittel, verwen det, da mit weniger als 1 Gew.-% keine ausreichende Inakti vierung des Aktivators erreicht werden kann, wodurch ausrei chende Korrosionsfestigkeit und Isolationseigenschaften nicht gewährleistet werden können. Der erfindungsgemäße Aktivator wird vorzugsweise in einer Menge von 0,1-30 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Flußmittel, eingesetzt. Mit weniger als 0,1 Gew.-% fehlt die Aktivierungskraft und dies führt zu mangel haftem Lötvermögen. Bei mehr als 30 Gew.-% sind die Filmei genschaften des Flußmittels verschlechtert und manchmal ent steht starke Hydrophilizität. Dies führt zu Korrosion und Isolationsdefekten.

Wenn ein Lösungsmittel zur Verwendung des erfindungs gemäßen Flußmittels in flüssiger Form zugegeben wird, wird das Lösungsmittel vorzugsweise mit 20-99 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Flußmittel, verwendet. Wenn das Lösungsmittel mit weniger als 20 Gew.-% vorliegt, steigt die Viskosität des Flußmittels. Dies führt zu einem mangelhaften Beschichtungs vermögen des Flußmittels. Bei Vorliegen von mehr als 99 Gew.-% werden die wirksamen Komponenten (Acrylharz usw.) des Flußmittels zu stark verdünnt und das Lötvermögen wird da durch mangelhaft.

In anderen Worten, da das Flußmittel gemäß dem zwei ten Aspekt der Erfindung ein vorstehend genanntes Acrylharz mit einem Molekulargewicht von 10 000 oder weniger und mit ausgezeichneter Biegsamkeit enthält, beobachtet man keine Rißbildung oder Abschälen beim Rückstandsfilm des Flußmit tels, auch in Umgebungen, die Vibrationen ausgesetzt sind, wie im Motorraum eines Kraftfahrzeugs usw., während des Win ters oder in kalten Gebieten oder bei häufigen Wärmezyklen von geringer Temperatur zu hoher Temperatur. Dadurch unter liegt der im Rückstand verbleibende Aktivator keiner Ionisie rung aufgrund eindringender Feuchtigkeit und somit können De fekte der elektrischen Isolation und Korrosion verhindert werden.

Auch wenn ein Kolophonium und/oder Derivat davon als Teil des Acrylharzes verwendet wird, vermischt es sich mit dem Acrylharz, das nach dem Lötvorgang sehr biegsam ist, un ter Bildung eines rißbeständigen, abschälfesten Flußmittel films und verhindert die Freisetzung von aktiven Ionen des Aktivators im Rückstand. Dadurch wird eine hohe Verläßlich keit gewährleistet.

Da außerdem in dem Flußmittel gemäß dem dritten As pekt anstelle eines Kolophoniums, das bei niederer Temperatur Rißbildung zeigt, ein hoch biegsames Acrylharz mit einem Mo lekulargewicht von 10 000 oder weniger verwendet wird, gibt es keine Rißbildung oder Abschälen des Rückstandsfilms des Flußmittels, auch in Umgebungen, die nach dem Lötvorgang Vi bration bei Niedertemperatur ausgesetzt werden und somit kön nen sowohl der elektrische Isolationswiderstand als auch die Korrosionsbeständigkeit aufrecht erhalten werden.

Obwohl ein Teil des Acrylharzes durch ein Kolophonium und/oder ein Derivat davon ersetzt wird, ist die Sprödigkeit des Kolophoniums aufgrund des Gemisches zwischen dem Acryl harz und dem Kolophonium und/oder dessen Derivat verbessert und somit wird in Umgebungen, die Stößen oder Wärmezyklen ausgesetzt werden, Verläßlichkeit gewährleistet. Außerdem ge stattet Erhitzen der eine radikalisch polymerisierbare unge sättigte Gruppe aufweisenden Verbindung durch die Löthitze, die eine Reaktion mit den aktiven Ionen in dem Flußmittelrest unter Verlust an Aktivität hervorruft, eine weitere Verbesse rung des elektrischen Isolationswiderstands und der Korrosi onsbeständigkeit.

Die vorliegende Erfindung wird außerdem durch nach stehende Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Sebacinsäure wurde als zweibasige Säure mit einem Mo lekulargewicht von 250 oder weniger mit 1,0 Gew.-% und Stearinsäure wurde als einbasige Säure mit einem Molekularge wicht von 150 bis 300 mit 2,5 Gew.-% verwendet. Ein Acryl harz, insbesondere ein Acrylharz mit einem Säurewert von 100 und einem mittleren Molekulargewicht von 4500, wurde als Grundharz mit 6,2 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Flußmittel, verwendet. Ebenfalls wurde Anilinhydrobromid als Halogenakti vator mit 0,3 Gew.-% verwendet und Isopropylalkohol wurde als Lösungsmittel mit 90 Gew.-% verwendet.

Diese Komponenten wurden sorgfältig aufgelöst und für dieses Beispiel gleichförmig zu einem Flußmittel dispergiert und das Flußmittel wurde verschiedenen Tests unterzogen. Die Prüfparameter waren elektrische Isolation, Korrosion, Ausdeh nungsverhältnis und Lötvermögen. Die Isolation, Korrosion und das Ausdehnungsverhältnis wurden gemäß JIS-Z-3197 ermittelt. Das Lötvermögen wurde durch visuelle Beobachtung von Defek ten, die nach dem Löten von Glas-Epoxid-Platten mit einer Strahllötvorrichtung erzeugt wurden, bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Beispiel 2

Adipinsäure wurde als zweibasige Säure mit einem Mo lekulargewicht von 250 oder weniger mit 0,8 Gew.-% verwendet, SL-20 wurde als zweibasige Säure mit einem Molekulargewicht von 300 bis 600 mit 2,7 Gew.-% und Isopropylalkohol wurde als Lösungsmittel mit 86,5 Gew.-% zusammen mit denselben weiteren Komponenten wie in Beispiel 1 verwendet und die Komponenten wurden sorgfältig aufgelöst und zu einem Flußmittel für die ses Beispiel gleichförmig dispergiert. Die Ergebnisse der Prüfung dieses Flußmittels in derselben Weise wie in Beispiel 1 sind in Tabelle 1 dargestellt.

Beispiel 3

Adipinsäure wurde als zweibasige Säure mit einem Mo lekulargewicht von 250 oder weniger mit 0,8 Gew.-%, Cumin säure wurde als einbasige Säure mit einem Molekulargewicht von 150 bis 300 mit 1,5 Gew.-%, ein Veresterungsprodukt von Diethylenglycol und Bernsteinsäureanhydrid als zweibasige Säure mit einem Molekulargewicht von 300 bis 600 wurde mit 1,2 Gew.-% verwendet und Isopropylalkohol wurde als Lösungs mittel mit 87,5 Gew.-% verwendet. Die weiteren Komponenten waren dieselben wie in Beispiel 1 und die Komponenten wurden sorgfältig aufgelöst und zu einem Flußmittel für dieses Bei spiel gleichförmig dispergiert. Die Prüfung wurde in dersel ben Weise wie in Beispiel 1 ausgeführt und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

Beispiel 4

Phthalsäure wurde als zweibasige Säure mit einem Mo lekulargewicht von 250 oder weniger mit 0,5 Gew.-%, Cumin säure wurde als einbasige Säure mit einem Molekulargewicht von 150 bis 300 mit 1,5 Gew.-% verwendet und ein Vereste rungsprodukt von Diethylenglycol und Bernsteinsäureanhydrid als zweibasige Säure mit einem Molekulargewicht von 300 bis 600 wurde mit 0,4 Gew.-% verwendet. Ein polymerisiertes Kolo phonium wurde als Grundharz mit 3,3 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Flußmittel, eingesetzt und Anilinhydrobromid wurde als Halogenaktivator mit 0,3 Gew.-% verwendet. Isopropylal kohol wurde als Lösungsmittel mit 95 Gew.-% verwendet.

Die Komponenten wurden sorgfältig aufgelöst und zu einem Flußmittel dieses Beispiels gleichförmig dispergiert. Die Ergebnisse der Prüfung dieses Flußmittels in derselben Weise wie in Beispiel 1 sind in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1

Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse für Beispiele 1 bis 4, zusammen mit den Ergebnissen für Vergleichsbeispiele 1 und 2, die nachstehend beschrieben werden.

Vergleichsbeispiel 1

4,2 Gew.-% eines polymerisierten Kolophoniums, 0,5 Gew.-% Phthalsäure und 0,3 Gew.-% Anilinhydrobromid als Akti vatoren und 95 Gew.-% Isopropylalkohol als Lösungsmittel wur den sorgfältig aufgelöst und gleichförmig zu einem Flußmittel dispergiert. Die Ergebnisse der Prüfung dieses Vergleichsbei spiels 1 in derselben Weise wie in Beispiel 1 sind in Tabelle 1 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 2

Das verwendete Grundharz war das in Beispiel 1 ver wendete Acrylharz mit einem Säurewert von 100 und einem mitt leren Molekulargewicht von 4500, eingesetzt mit 8,9 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Flußmittel. Adipinsäure wurde mit 0,8 Gew.-% und Anilinhydrobromid mit 0,3 Gew.-% als Aktivatoren eingesetzt und Isopropylalkohol wurde als Lösungsmittel mit 90 Gew.-% eingesetzt. Diese Komponenten wurden sorgfältig aufgelöst und zu einem Flußmittel gleichförmig dispergiert. Die Testergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 1 dargestellt.

Wie Tabelle 1 deutlich zeigt, wies das Flußmittel der Beispiele keine Ausfällung von Metallsalzen von organischer Säure auf und besitzt somit im Gegensatz zu dem Flußmittel der Vergleichsbeispiele hohe Verläßlichkeit. Da außerdem das Flußmittel der Beispiele zusätzlich zu der zweibasigen Säure niederen Molekulargewichts und dem Halogenaktivator organi sche Säuren mit Metallsalz-dispergierender Wirkung enthält, war es auch mit einem Flußmittel mit einem geringen Fest stoffanteil wie in Beispiel 4 möglich, ein zufriedenstellen des Ausdehnungsverhältnis und Lötvermögen zu erreichen.

Beispiele 5 bis 8 werden nun beschrieben.

Beispiel 5

Ein Acrylharz mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 5000 und einem Säurewert von 100 wurde mit 5,7 Gew.-% des gesamten Flußmittels verwendet. Ein disproportio niertes Kolophonium wurde mit 3,0 Gew.-%, Adipinsäure mit 1,0 Gew.-% und Anilinhydrobromid mit 0,3 Gew.-% als Aktivatoren verwendet und Isopropylalkohol wurde als Lösungsmittel mit 90 Gew.-% verwendet. Die Komponenten wurden sorgfältig aufge löst und zu einem Flußmittel gleichförmig dispergiert, das dann den vorstehend genannten Tests unterzogen wurde.

Hier wurden die Tests für das Ausdehnungsverhältnis, die Isolation und die Korrosion wie in Beispiel 1 ausgeführt, während das Lötvermögen durch visuelle Beobachtung von Defek ten, die nach dem Löten von Epoxidplatten mit einer Strahl lötvorrichtung erzeugt wurden, entwickelt wurde und die Be dingungen für den Niedertemperaturtest waren 1000 Zyklen bei -30°C×30 Minuten bis 85°C für 30 Minuten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Beispiele 6 und 7

Das Verfahren in Beispiel 5 wurde unter Verwendung von 5,7 Gew.-% eines Acrylharzes mit einem Säurewert von 80 und einem mittleren Molekulargewicht von etwa 7000 als Acryl harz in Beispiel 6 und 8,7 Gew.-% eines Acrylharzes mit einem Säurewert von 50 und einem mittleren Molekulargewicht von etwa 4500 in Beispiel 7 wiederholt. Die weiteren Komponenten sind im einzelnen in Tabelle 2 dargestellt.

Beispiel 8

Die Leistung des Flußmittels in Pastenform wurde be wertet. Für die Zusammensetzung wurden 75 Gew.-% Acrylharz, aufgelistet in Tabelle 2, mit einem Säurewert von 65 und ei nem mittleren Molekulargewicht von 5500, ohne das dispropor tionierte Harz verwendet. Butylcarbitol wurde als Lösungs mittel mit 23,7 Gew.-% zusammen mit denselben aktiven Kompo nenten wie in Beispiel 5 verwendet.

Tabelle 2

Vergleichsbeispiel 3

8,7 Gew.-% eines disproportionierten Kolophoniums, 1,0 Gew.-% Adipinsäure und 0,3 Gew.-% Anilinhydrobromid als Aktivatoren und 90 Gew.-% Isopropylalkohol als Lösungsmittel wurden sorgfältig aufgelöst und zu einem Flußmittel gleich förmig dispergiert. Dieselben Tests wie in Beispiel 5 wurden ausgeführt.

Wie in Tabelle 2 deutlich dargestellt, zeigte das Flußmittel von Beispiel 5 ausgezeichneten Isolationswider stand und Korrosionsbeständigkeit, verglichen mit üblichem Flußmittel, auch nach Temperaturzyklen.

Für Beispiele 6 und 7 wurden eine Flußmittelkompo nente auf Kolophoniumbasis und ein weiches Acrylharz verträg lich gemacht, wodurch ihr gleichförmiges Auftragen ermöglicht wurde, unter Bereitstellung eines Flußmittels, das wenig Löt defekte erzeugte und das bei geringer Temperatur und bei Vi brationen gegen Rißbildung beständig war. Somit sind sie als Lötflußmittel sehr geeignet und im Ergebnis wurde auch eine Kostenminderung verwirklicht, da sie vom ungewaschenen Typ sind.

Beispiel 9

Acrylharz mit einem mittleren Molekulargewicht unter halb 10 000, insbesondere ein Acrylharz mit einem Säurewert von 120 und mit einem mittleren Molekulargewicht von 6500 wurde mit 8,7 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Flußmittel, verwendet. Adipinsäure wurde mit 1,0 Gew.-% und Ethylaminhy drochlorid mit 0,3 Gew.-% als Aktivatoren verwendet. Außerdem wurde der Methacrylsäureester 2-Ethylhexylmethacrylat als Mo nomer mit einer radikalisch polymerisierbaren ungesättigten Gruppe mit 4,5 Gew.-% und Isopropylalkohol wurde als Lösungs mittel mit 85,5 Gew.-% verwendet. Das in dieser Weise erhal tene Flußmittel wurde denselben Tests wie in Beispiel 5 un terzogen und lieferte die in Tabelle 3 gezeigten Ergebnisse.

Beispiel 10

Ein Acrylharz mit einem Säurewert von 60 und einem mittleren Molekulargewicht von 8000 wurde mit 5,7 Gew.-% ver wendet und ein hydriertes Kolophonium wurde mit 3,0 Gew.-% verwendet, während die anderen Komponenten dieselben wie in Beispiel 9 waren. Denselben Verfahren wie in Beispiel 9 wurde gefolgt und die Prüfung ergab die in Tabelle 3 dargestellten Ergebnisse.

Beispiel 11

Ein Acrylharz mit einem Säurewert von 50 und einem mittleren Molekulargewicht von 5000 wurde mit 5,7 Gew.-% ver wendet und das verwendete Monomer war Benzylmethacrylat, näm lich ein Methacrylsäureester. Die anderen Komponenten waren dieselben wie in Beispiel 10 und dasselbe Verfahren ergab ein Flußmittel mit den in Tabelle 3 dargestellten Ergebnissen.

Beispiel 12

Die Leistung des Flußmittels in Pastenform wurde in derselben Weise wie in Beispiel 8 bewertet. Für die Zusammen setzung wurden 78,7 Gew.-% des Acrylharzes mit einem Säure wert von 60 und mit einem mittleren Molekulargewicht von 6000 verwendet, Butylcarbitol wurde als Lösungsmittel mit 15,5 Gew.-% verwendet und die anderen Komponenten waren dieselben wie in Beispiel 9, wobei das Flußmittel unter Verwendung des selben Verfahrens erhalten wurde. Dieselben Tests wurden aus geführt.

Tabelle 3

Vergleichsbeispiel 4

8,7 Gew.-% eines hydrierten Kolophoniums, 1,0 Gew.-% Adipinsäure und 0,3 Gew.-% Ethylaminhydrochlorid als Aktiva toren und 90 Gew.-% Isopropylalkohol als Lösungsmittel wurden sorgfältig aufgelöst und zu einem Flußmittel gleichförmig di spergiert. Dieses Flußmittel wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 geprüft.

Claims

1. Lötflußmittel, umfassend einen Aktivator, der eine zweibasige Säure mit einem Molekulargewicht von 250 oder we niger und mindestens eine von einer einbasigen Säure mit ei nem Molekulargewicht von 150 bis 300 und einer zweibasigen Säure mit einem Molekulargewicht von 300 bis 600 umfaßt.

2. Lötflußmittel nach Anspruch 1, wobei die zweiba sige Säure mit einem Molekulargewicht von 250 oder weniger mit 0,1 bis 10 Gew.-% enthalten ist und die einbasige Säure oder die einbasige Säure und die zweibasige Säure mit einem Molekulargewicht von 300 oder größer insgesamt mit 0,3-30 Gew.-% enthalten ist.

3. Lötflußmittel nach Anspruch 1 oder 2, umfassend ein Grundmaterial in einer Menge von 0,5-80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht.

4. Lötflußmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend ein Lösungsmittel mit 20-99 Gew.-% des Gesamtge wichtes zur Herstellung einer Flüssigkeit.

5. Lötflußmittel nach Anspruch 1, wobei die zweiba sige Säure mit einem Molekulargewicht von 250 oder weniger aus Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Phthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Aminobernsteinsäure und Diphensäure ausgewählt ist.

6. Lötflußmittel nach Anspruch 1, wobei die einbasige Säure mit einem Molekulargewicht von 150 bis 300 aus Decan säure, Stearinsäure, Ölsäure, Anissäure, Benzoylbenzoesäure und Cuminsäure ausgewählt ist.

7. Lötflußmittel nach Anspruch 1, wobei die zweiba sige Säure mit einem Molekulargewicht von 300 bis 600 aus SL-20 (Produkt von Okamura Oils), einem Veresterungsreaktions produkt von Diethylenglycol und Bernsteinsäureanhydrid, und Dimeren von ungesättigten Fettsäuren ausgewählt ist.

8. Lötflußmittel nach Anspruch 1, wobei die organi sche Säure in dem Flußmittel aus jenen mit Schmelzpunkten von 70°C und höher ausgewählt ist.

9. Lötflußmittel, umfassend mindestens ein thermopla stisches Acrylharz mit einem mittleren Molekulargewicht von 10 000 oder weniger und einen Aktivator.

10. Lötflußmittel nach Anspruch 9, wobei das Acryl harz mit 0,5-80 Gew.-% enthalten ist und der Aktivator mit 0,1-30 Gew.-% enthalten ist.

11. Lötflußmittel, umfassend mindestens ein thermo plastisches Acrylharz mit einem mittleren Molekulargewicht von 10 000 oder weniger, ein Monomer, das eine radikalisch polymerisierbare ungesättigte Doppelbindung enthält und einen Aktivator.

12. Lötflußmittel nach Anspruch 11, das 0,5-80 Gew.-% des Acrylharzes, 1 Gew.-% oder mehr des Monomers und 0,1-30 Gew.-% des Aktivators enthält.

13. Lötflußmittel, umfassend mindestens ein thermo plastisches Acrylharz mit einem mittleren Molekulargewicht von 10 000 oder weniger und als Aktivatoren eine zweibasige Säure mit einem Molekulargewicht von 250 oder weniger und mindestens eine von einer einbasigen Säure mit einem Moleku largewicht von 150 bis 300 und einer zweibasigen Säure mit einem Molekulargewicht von 300 bis 600.

14. Lötflußmittel nach Anspruch 13, wobei das Acryl harz mit 0,5-80 Gew.-% enthalten ist und die Aktivatoren mit 0,1-30 Gew.-% enthalten sind.