松香芯软钎料用助焊剂、助焊剂包覆软钎料用助焊剂、松香芯软钎料和助焊剂包覆软钎料

摘要

本发明涉及松香芯软钎料用助焊剂、助焊剂包覆软钎料用助焊剂、松香芯软钎料和助焊剂包覆软钎料。提供能够减少软钎焊时产生的白烟的量、且具有充分的润湿性、且在助焊剂制造时能防止原料在助焊剂中析出的软钎料用助焊剂。一种松香芯软钎料用助焊剂，其含有：30质量％以上且80质量％以下的松香酯和5质量％以上且15质量％以下的活性剂。包含该松香酯的基础材料的总和优选为85质量％以上且95质量％以下。

说明书

技术领域

本发明涉及松香芯软钎料中使用的助焊剂、在软钎料表面覆盖有助焊剂的助焊剂包覆软钎料中使用的助焊剂、使用助焊剂的松香芯软钎料和助焊剂包覆软钎料。

背景技术

松香芯软钎料是在线状的软钎料中填充有固体助焊剂的材料。助焊剂包覆软钎料是用助焊剂覆盖线状的软钎料而得到的材料。软钎焊中使用的助焊剂是在软钎焊时，将存在于软钎料和软钎焊对象的金属表面的金属氧化物进行化学去除，从而在两者的边界使金属元素的移动成为可能。通过使用助焊剂，能够使软钎料和软钎焊对象的金属表面之间形成金属间化合物，从而得到牢固的接合。

对于助焊剂，需要去除金属氧化物、防止软钎料熔融时的再氧化、降低软钎料的表面张力等性能。将这样的助焊剂用于松香芯软钎料、助焊剂包覆软钎料时，助焊剂可以使用包含活性剂和松香等基础材料的物质，所述活性剂用于去除金属表面的氧化膜从而提高润湿性的活性剂，所述基础材料用于保护活性剂免受热的影响。专利文献1中公开了，在松香芯软钎料用助焊剂中，以助焊剂中3～60重量％、优选5～50％的范围添加松香酯等松香系树脂作为基础树脂(相当于后述的本发明的基础材料)。

一般来说，助焊剂中包含由于软钎焊时的加热而挥发的成分。挥发的成分聚集而形成气泡，若该气泡破裂，则有时助焊剂和软钎料会发生飞溅。专利文献2中公开了如下助焊剂组合物：通过在助焊剂内使大量极微小气泡产生而进行微小气体排出，来防止由助焊剂产生的气体的集中释放。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-100279号公报

专利文献2：日本特开2012-016737号公报

发明内容

发明要解决的问题

由于软钎焊时的加热而挥发的成分的一部分变成能够观察到的白烟。特别是在排气设备不充分的工厂内等充满所产生的白烟时，会引起作业效率降低的问题。

专利文献1中公开的助焊剂针对上述问题没有实施任何对策。另外，完全没有公开后述的本发明的特征即将松香酯设为30质量％以上且80质量％以下、将包含松香酯的基础材料的添加量设为85质量％以上且95质量％以下，且实施例中也没有记载添加有上述量的松香酯的松香芯软钎料。专利文献2的助焊剂组合物对于上述问题也没有实施任何对策，削减产生的气体的量未受到关注。

因此，本发明解决了这样的问题，其目的在于，提供软钎焊时抑制白烟产生的松香芯软钎料用助焊剂、助焊剂包覆软钎料用助焊剂、松香芯软钎料和助焊剂包覆软钎料。

用于解决问题的方案

本发明人等发现，使用松香酯作为基础材料时，对于抑制助焊剂的白烟来说是有效的。发现可以通过在松香酯中加入活性剂和其他基础材料而获得如下的助焊剂，该助焊剂能够抑制软钎焊时的白烟，确保充分的软钎料润湿性用于作业，并且防止助焊剂制造时的原料析出。

本发明的松香芯软钎料用助焊剂含有：30质量％以上且80质量％以下的松香酯、和5质量％以上且15质量％以下的活性剂，且松香芯软钎料用助焊剂中的包含松香酯的基础材料的总和优选为85质量％以上且95质量％以下。

本发明的松香芯软钎料在线状的软钎料中填充有助焊剂，助焊剂含有：30质量％以上且80质量％以下的松香酯、和5质量％以上且15质量％以下的活性剂，且包含松香酯的基础材料的总和为85质量％以上且95质量％以下。

本发明的助焊剂包覆软钎料用助焊剂含有：30质量％以上且80质量％以下的松香酯、和5质量％以上且15质量％以下的活性剂，且助焊剂包覆软钎料用助焊剂中的包含松香酯的基础材料的总和为85质量％以上且95质量％以下。

本发明的助焊剂包覆软钎料在线状的软钎料上覆盖有助焊剂，助焊剂含有：30质量％以上且80质量％以下的松香酯、和5质量％以上且15质量％以下的活性剂，且包含松香酯的基础材料的总和为85质量％以上且95质量％以下。

发明的效果

利用本发明的松香芯软钎料用助焊剂和助焊剂包覆软钎料用助焊剂，可以抑制软钎焊时的白烟。由此，可以防止室内充满白烟，且操作者可以高效地进行软钎焊操作。由于不会妨碍软钎料的润湿性，因此可以抑制软钎料不良。助焊剂制造时可以防止原料在助焊剂中析出，因此，可以防止在软钎料中填充助焊剂时的不良。

具体实施方式

以下，对作为本发明的实施方式的松香芯软钎料用助焊剂进行说明。但是，本发明并不限定于以下的具体例。

[松香芯软钎料用助焊剂的组成例]

本实施方式的助焊剂包含在软钎焊温度下也难以挥发、且能够抑制白烟的松香酯。而且，松香酯抑制白烟，但对软钎料的润湿性和析出造成影响，因此助焊剂包含用于提高软钎料的润湿性的活性剂和抑制助焊剂制造时的原料析出的其他基础材料。

作为松香酯，例如可以使用：将氢化松香、酸改性松香、聚合松香等松香酯化而得到的物质。

作为其他基础材料，例如可以使用在软钎焊温度下也难以挥发的树脂等。作为这样的树脂，优选为氢化松香、酸改性松香、聚合松香、蜡、高分子化合物和脂肪酸酯中的任意者或它们的组合。其他基础材料并不限定于此。

作为活性剂，例如优选为卤素活性剂、有机酸和咪唑中的任意者或它们的组合。本发明的松香芯软钎料用助焊剂可以以固体的形态使用，对于触变剂、溶剂和表面活性剂中的任意者或它们的组合，可以以不有损本发明的效果即抑制白烟的程度含有。

本实施方式中，可以使用利用这些助焊剂而得到的松香芯软钎料和助焊剂包覆软钎料。

[试验方法]

本例中，为了确定松香酯、其他基础材料和活性剂的配混量，利用松香芯软钎料进行了如下试验。首先，按表1所示的比例调配松香芯软钎料用助焊剂，应用于合金组成为Sn-3Ag-0.5Cu的软钎料(软钎料组成中的数字表示质量％)。接着，对于各实施例和比较例，使用该松香芯软钎料进行白烟量试验、用于评价润湿性的润湿扩展试验和原料析出试验。需要说明的是，将松香酯和其他基础材料的配混量之和作为基础材料。表1中的组成比率为质量％。

(1)白烟量试验

按以下的步骤进行松香芯软钎料的白烟量试验，该松香芯软钎料填充有如上述那样调配的助焊剂。

1.准备电烙铁(白光株式会社制造主体：FX-951、电烙铁主体：FM2028、烙铁头：T12-C4C截面φ4mm)、线直径为0.8mm且相对于松香芯软钎料整体的重量将助焊剂量调整为3％的各例的松香芯软钎料、软钎料进给装置和照相机。

2.在软钎料进给装置上设置松香芯软钎料，使用将烙铁头温度设定为380℃的烙铁，并以20mm/秒的速度以10秒将松香芯软钎料进给至烙铁头，进行加热。

3.利用黑色布(例如丝绒)包围白烟的观察位置的背景，并通过照相机对产生的白烟进行动态拍摄。

4.以分辨率为640×480的静止图像的形式提取出松香芯软钎料与电烙铁的烙铁头接触时的图像1和自接触起3秒后的图像2。

5.使用图像软件AT-Image，从图像2删除图像1中映出的多余部分，形成仅有白烟的图像。进而，将各像素的亮度分成从0至255计256个等级，得出各亮度的像素数，并将亮度为0至19的值作为噪音而删除。然后，算出各亮度与像素数之积，将全部值之和作为白烟的产生量K。

白烟量试验中的照相机与电烙铁的距离优选为白烟全部以映像的方式映出的距离，且在以静止图像的方式提取出时，为将白烟控制在纵向的8成左右的距离。各测定中的测定条件需要以同样条件进行。

对于上述白烟量试验，根据使用的照相机、测定条件而白烟的产生量的值不同。因此，使用以松香酯100％作为助焊剂的松香芯软钎料测定白烟的产生量K₀，算出白烟的产生率K/K₀，从而消除测定条件的差异。

白烟量试验中，表中的“○”表示白烟的产生率为6以下，“×”表示白烟的产生率超过6。

软钎焊时产生的白烟量多而白烟充满室内时，会使软钎焊操作的效率降低。另一方面，白烟量少时，操作者可以效率良好地进行软钎焊操作。

(2)润湿扩展试验

接着，按以下的步骤进行填充有助焊剂的松香芯软钎料的润湿扩展试验。依据JISZ-31978.3.1.1测定软钎料的扩展率S(％)。

1.在厚度0.3mm、尺寸30mm×30mm的氧化铜板上以螺旋状放置松香芯软钎料0.3±0.03g，将该放置有松香芯软钎料的氧化铜板作为试样。

2.利用250℃的软钎料浴(或热板)将试样自软钎料熔融开始后加热保持30秒。

3.从加热源取下后，冷却至室温并使其凝固，清洗助焊剂残渣，然后用千分尺测定软钎料的高度。

4.将该高度设为H(mm)，并将试验中使用的软钎料被视为球时的直径设为D(mm)，根据数学式1测定软钎料的扩展率S(％)。

[数学式1]

$>S=\frac{D-H}{D}\times 100$>

润湿扩展试验中，表中的“○”表示S为77.0％以上，“×”表示S低于77.0％。将润湿性差的助焊剂用于软钎料时，容易引起空隙的产生等软钎焊不良，将润湿性良好的助焊剂用于软钎料时，不易引起软钎焊不良。

(3)原料的析出试验(析出的有无)

接着，进行助焊剂保持时的析出试验。

将制造好的助焊剂保持于130℃的恒温槽中，用肉眼确认经过2小时后的助焊剂有无浑浊。

原料的析出试验中，表中的“○”表示没有原料析出，“×”表示观察到析出。原料的析出成为在软钎料中装入助焊剂时的不良的原因，在没有原料析出时，可以在软钎料中适当装入助焊剂。

将各松香芯软钎料用助焊剂中的白烟量试验、润湿扩展试验和原料的析出试验的结果示于表1。以下，参照表1对各试验结果进行说明。

[表1]

[关于白烟量试验的结果]

根据表可知，白烟量试验中可以得到良好结果的实施例和比较例均含有30质量％以上的松香酯。

另一方面，松香酯的含有比率小于30质量％的比较例1和比较例7在白烟量试验中均无法获得良好的结果。将比较例1、7分别与活性剂的含量相同的实施例3、1比较时，可知如下内容。

比较例1和实施例3的活性剂的含有比率相等，为10质量％。然而，白烟量试验中，比较例1中无法获得良好的结果，但实施例3中可以获得良好的结果。其不同点在于，比较例1的松香酯为0质量％、而实施例3含有35质量％的松香酯。

比较例7和实施例1的活性剂的含有比率都相等，为15质量％。然而，白烟量试验中，比较例7中无法获得良好的结果，但实施例1可以获得良好的结果。其不同点在于，比较例7含有20质量％的松香酯、而实施例1含有30质量％的松香酯。

根据这些结果可知，白烟量与松香酯的含有比率有关系。推测出：含有30质量％以上的松香酯的助焊剂可以抑制软钎焊时的白烟量。

然而，比较例4含有40质量％的松香酯，但白烟量试验中没有获得良好的结果。与比较例4同样地含有40质量％的松香酯的实施例4在白烟量试验中获得了良好的结果。实施例4和比较例4的不同之处在于活性剂和基础材料的含有比率。实施例4含有10质量％的活性剂，而比较例4含有17质量％的活性剂。该17质量％这样的比率是在实施例和比较例中最多的。对于基础材料，实施例4含有90质量％，而比较例4为83质量％。由此可知，活性剂超过15质量％、且基础材料小于85质量％时，白烟量增加。

对于白烟量试验中得到良好结果的实施例1～9、比较例2、3、5、6，均满足含有30质量％以上的松香酯、且活性剂的含量为15质量％以下这样的条件。这些基础材料的含有比率均为85质量％以上。

根据这些结果发现，含有30质量％以上的松香酯和15质量％以下的活性剂的松香芯软钎料用助焊剂在白烟量试验中能够得到良好的结果。进而，可以说优选含有85质量％以上的基础材料。

[关于润湿扩展试验的结果]

根据表可知，润湿扩展试验中得到良好的结果的实施例和比较例均含有5质量％以上的活性剂、95质量％以下的基础材料。

对于比较例2、5、6，在润湿扩展试验中，无法得到良好的结果。这些比较例的活性剂的含有比率均小于5质量％。另外，基础材料的含有比率超过95质量％。将比较例2、5、6与松香酯的含量相同的实施例1、5、8分别进行比较时，可知如下内容。

比较例2和实施例1均含有30质量％的松香酯。然而，比较例2和实施例1的活性剂的含有比率不同。润湿扩展试验中，含有15质量％的活性剂的实施例1得到了良好的结果，而仅含有2质量％的活性剂的比较例2没有得到良好的结果。

比较例5和实施例5均含有50质量％的松香酯。然而，比较例5和实施例5的活性剂的含有比率不同。在润湿扩展试验中，含有10质量％的活性剂的实施例5得到了良好的结果，而仅含有1质量％的活性剂的比较例5没有得到良好的结果。

比较例6和实施例8均含有80质量％的松香酯。然而，比较例6和实施例8的活性剂的含有比率不同。在润湿扩展试验中，含有5质量％的活性剂的实施例8得到了良好的结果，而仅含有1质量％的活性剂的比较例6没有得到良好的结果。

根据这些结果可知，为了得到对于软钎焊而言充分的软钎料润湿性，优选含有5质量％以上的活性剂。基础材料优选为95质量％以下。

根据以上的2个试验，可以说含有30质量％以上的松香酯、5质量％以上且15质量％以下的活性剂的松香芯软钎料用助焊剂能够保持软钎焊时的润湿性、并且防止白烟的产生。进而，基础材料优选为85质量％以上且95质量％以下。

[关于原料的析出试验]

对于比较例3，产生原料析出。其他比较例和实施例均未产生原料的析出。比较例3含有90％的松香酯和10％的活性剂。比较例3在松香酯的含有比率非常多为90质量％这一方面与其他例不同。另外，比较例3不含有其他基础材料。

根据该结果发现，为了在助焊剂制造时抑制原料的析出，松香酯优选为80质量％以下。

根据以上的结果可知，助焊剂制造时不使原料析出、软钎焊时保持润湿性且抑制白烟产生的松香芯软钎料用助焊剂优选含有30质量％以上且80质量％以下的松香酯、和5质量％以上且15质量％以下的活性剂。可知，进一步优选含有松香酯的基础材料的总和为85质量％以上且95质量％以下。

需要说明的是，一般来说，松香芯软钎料的软钎焊在电烙铁的温度为350℃左右下进行。软钎焊时的热过高时，附着于电烙铁的助焊剂的烧焦物会附着于软钎焊部，容易成为软钎焊不良的原因。然而，对于使用本发明的助焊剂的松香芯软钎料，即使在电烙铁的温度为450℃等的高温下使用也可以实现良好的软钎焊性。

另外，本发明助焊剂除了松香芯软钎料以外，还可以应用于在软钎料表面上覆盖助焊剂的助焊剂包覆软钎料。对于在软钎料表面覆盖助焊剂的方法，可以利用浸渍法、使用Sprayfluxer等的以往公知的方法。

对于构成本发明的软钎料，以焊丝为例进行了说明，但本发明的软钎料的形状并不限定于线状。具体而言，可以应用于加工成粒料、垫圈、圆盘等被称为预成型软钎料的形状的软钎料。前述预成型软钎料为填充有助焊剂的松香芯软钎料、覆盖有助焊剂的助焊剂包覆软钎料中的任意形态均能抑制白烟的产生。

产业上的可利用性

本发明可以应用于松香芯软钎料中使用的助焊剂、使用助焊剂的松香芯软钎料、助焊剂包覆软钎料中使用的助焊剂和使用助焊剂的助焊剂包覆软钎料。