平成29(行ケ)10121審決取消請求事件

平成３０年２月１４日判決言渡
平成２９年（行ケ）第１０１２１号 審決取消請求事件
口頭弁論終結日 平成３０年１月３１日
判 決
原 告 千住金属工業株式会社
同訴訟代理人弁護士 大 野 聖 二
多 田 宏 文
被 告 ハ リ マ 化 成 株 式 会 社
同訴訟代理人弁護士 片 山 英 二
服 部 誠
中 村 閑
大 西 ひ と み
同訴訟代理人弁理士 加 藤 志 麻 子
主 文
１ 特許庁が無効２０１６－８０００４０号事件について平成２９年４
月２４日にした審決のうち，特許第５７２３０５６号の請求項２～８
に係る部分を取り消す。
２ 原告のその余の請求を棄却する。
３ 訴訟費用は，これを８分し，その１を原告の負担とし，その余を被
告の負担とする。
事 実 及 び 理 由
第１ 請求の趣旨
特許庁が無効２０１６－８０００４０号事件について平成２９年４月２４日にし
た審決を取り消す。
第２ 事案の概要
本件は，特許無効審判請求を不成立とした審決の取消訴訟である。争点は，進歩
性の有無（①引用発明の認定の当否，③本件発明と引用発明との対比判断の当否，
③相違点に係る判断の当否）についての認定判断の当否である。
１ 特許庁における手続の経緯
被告は，名称を「はんだ合金，ソルダペーストおよび電子回路基板」とする発明
についての特許（特許第５７２３０５６号。以下，「本件特許」という。）の特許権
者である（甲９，１０）。
本件特許は，平成２６年１２月１５日（以下，「本件出願日」という。）に出願さ
れ，平成２７年４月３日に設定登録された（甲９，１０）。
原告は，平成２８年４月１日付けで本件特許の請求項１～８に係る発明（以下，
それぞれ，
「本件発明１」，
「本件発明２」などといい，まとめて「本件発明」という。）
について無効審判請求をし（乙１。無効２０１６－８０００４０号），特許庁は，平
成２９年４月２４日，「本件審判の請求は，成り立たない。」との審決をし，その謄
本は，同年５月９日，原告に送達された。
２ 本件発明の要旨
本件発明の要旨は，以下のとおりである。
（本件発明１）
実質的に，スズ，銀，銅，ビスマス，アンチモンおよびコバルトからなるはんだ
合金であって，
前記はんだ合金の総量に対して，
前記銀の含有割合が，２質量％以上４質量％以下であり，
前記銅の含有割合が，０．３質量％以上１質量％以下であり，
前記ビスマスの含有割合が，４．８質量％を超過し１０質量％以下であり，
前記アンチモンの含有割合が，３質量％以上１０質量％以下であり，
前記コバルトの含有割合が，０．００１質量％以上０．３質量％以下であり，
前記スズの含有割合が，残余の割合であることを特徴とする，はんだ合金。
（本件発明２）
さらに，ニッケル，インジウム，ガリウム，ゲルマニウムおよびリンからなる群
より選ばれた少なくとも１種の元素を含有し，
はんだ合金の総量に対して，前記元素の含有割合が，０質量％超過し１質量％以
下である，請求項１に記載のはんだ合金。
（本件発明３）
前記銅の含有割合が，０．５質量％以上０．７質量％以下である，請求項１また
は２に記載のはんだ合金。
（本件発明４）
前記ビスマスの含有割合が，４．８質量％を超過し７質量％以下である，請求項
１～３のいずれか一項に記載のはんだ合金。
（本件発明５）
前記アンチモンの含有割合が，５質量％以上７質量％以下である，請求項１～４
のいずれか一項に記載のはんだ合金。
（本件発明６）
前記コバルトの含有割合が，０．００３質量％以上０．０１質量％以下である，
請求項１～５のいずれか一項に記載のはんだ合金。
（本件発明７）
請求項１～６のいずれか一項に記載のはんだ合金からなるはんだ粉末と，
フラックスとを
含有することを特徴とする，ソルダペースト。
（本件発明８）
請求項７記載のソルダペーストのはんだ付によるはんだ付け部を備えることを特
徴とする，
電子回路基板。
３ 審決の要点
(1) 原告の主張した無効理由の要旨
ア 無効理由１
本件発明は，国際公開第２０１４／１６３１６７号（甲１。以下，「引用文献」
という。）に記載の発明（後記(2)で定義する引用発明１～３）及び引用文献の記載
事項から当業者が容易に発明をすることができたものであり，特許法２９条２項の
規定により特許を受けることができないものである。
したがって，本件発明に係る特許は同法１２３条１項２号に該当し，無効とすべ
きである。
イ 無効理由２
本件発明は，引用文献に記載の発明（後記(2)で定義する引用発明４～６）及び引
用文献の記載事項から当業者が容易に発明をすることができたものであり，特許法
２９条２項の規定により特許を受けることができないものである。
したがって，本件発明に係る特許は同法１２３条１項２号に該当し，無効とすべ
きである。
ウ 無効理由３
本件発明２は，本件特許の明細書（以下，「本件明細書」という。）の発明の詳
細な説明に記載されたものとはいえないから，特許法３６条６項１号の規定に違反
するものである。
したがって，本件発明２に係る特許は同法１２３条１項４号に該当し，無効とす
べきである。
(2) 発明の認定
ア 引用発明１
「Ａｇ：３．４質量％，Ｃｕ：０．７質量％，Ｎｉ：０．０４質量％，Ｓｂ：３．
０質量％，Ｂｉ：３．２質量％，Ｃｏ：０．０１質量％又は０．０５質量％残部Ｓ
ｎからなる鉛フリーはんだ合金。」
イ 引用発明２
「Ａｇ：３．４質量％，Ｃｕ：０．７質量％，Ｎｉ：０．０４質量％，Ｓｂ：３．
０質量％，Ｂｉ：３．２質量％，Ｃｏ：０．０１質量％又は０．０５質量％残部Ｓ
ｎからなる鉛フリーはんだ合金のはんだ粉末とフラックスとを混合したソルダーペ
ースト。」
ウ 引用発明３
「Ａｇ：３．４質量％，Ｃｕ：０．７質量％，Ｎｉ：０．０４質量％，Ｓｂ：３．
０質量％，Ｂｉ：３．２質量％，Ｃｏ：０．０１質量％又は０．０５質量％残部Ｓ
ｎからなる鉛フリーはんだ合金のはんだ粉末とフラックスとを混合したソルダーペ
ーストのはんだ付けによるはんだ接合部を備える車載電子回路基板及びＥＣＵ電子
回路基板。」
エ 引用発明４
「Ａｇ：３．４質量％，Ｃｕ：０．７質量％，Ｎｉ：０．０４質量％，Ｂｉ：５．
０質量％又は５．５質量％，Ｓｂ：５．０質量％残部Ｓｎからなる鉛フリーはんだ
合金。」
オ 引用発明５
「Ａｇ：３．４質量％，Ｃｕ：０．７質量％，Ｎｉ：０．０４質量％，Ｂｉ：５．
０質量％又は５．５質量％，Ｓｂ：５．０質量％残部Ｓｎからなる鉛フリーはんだ
合金からなるはんだ粉末とフラックスとを混合したソルダーペースト。」
カ 引用発明６
「Ａｇ：３．４質量％，Ｃｕ：０．７質量％，Ｎｉ：０．０４質量％，Ｂｉ：５．
０質量％又は５．５質量％，Ｓｂ：５．０質量％残部Ｓｎからなる鉛フリーはんだ
合金からなるはんだ粉末とフラックスとを混合したソルダーペーストのはんだ付け
によるはんだ接合部を備える車載電子回路基板及びＥＣＵ電子回路基板。」
(3) 無効理由１について
ア 本件発明１について
(ｱ) 本件発明１と引用発明１との対比
（一致点）
「はんだ合金の総量に対して，
銀の含有割合が，３．４質量％であり，
銅の含有割合が，０．７質量％であり，
アンチモンの含有割合が，３．０質量％であり，
前記コバルトの含有割合が，０．０１質量％又は０．０５質量％であり，
前記スズの含有割合が，残余の割合であることを特徴とする，鉛フリーはんだ合
金。」
（相違点１）
本件発明１では，任意成分として，ニッケルを０質量％超～１質量％以下の範囲
で含むことを許容するものであるのに対し，引用発明１では，Ｎｉ：０．０４質量％
を必須成分として含有する点。
（相違点２）
本件発明１では，「ビスマスの含有割合が，４．８質量％を超過し１０質量％以
下であ」るのに対し，引用発明１では，「Ｂｉ：３．２質量％」である点。
(ｲ) 相違点についての判断
ａ 相違点１について
合金の発明において，ある元素が必須成分として含まれるのと，任意成分として
含まれるのとでは，その技術的な意味が異なることは明らかであるから，当該相違
点は実質的な相違点である。
そして，引用発明１においては，Ｎｉは，はんだ接合界面からのクラックの発生
や伝播抑制のために必須成分として含有されるものであり，引用発明１において，
このＮｉを任意成分とすることは，０．０１質量％未満となることをも意味し，引
用発明１におけるＮｉ含有の技述的意義を損なうことになるから，当該相違点に係
る構成を導くことは容易になし得たことであるとはいえない。
ｂ 相違点２について
本件発明１は，鉛フリーはんだ合金によるはんだ付け後の落下振動など耐衝撃性
向上，さらには，そのようなはんだ付けされた部品の，比較的厳しい温度サイクル
条件（例えば，－４０～１２５℃間の温度サイクルなど）下に曝露される場合にも，
耐衝撃性を維持することを課題とし，その解決のために，「実質的に，スズ，銀，
銅，ビスマス，アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金であって，前記はん
だ合金の総量に対して，前記銀の含有割合が，２質量％以上４質量％以下であり，
前記銅の含有割合が，０．３質量％以上１質量％以下であり，前記ビスマスの含有
割合が，４．８質量％を超過し１０質量％以下であり，前記アンチモンの含有割合
が，３質量％以上１０質量％以下であり，前記コバルトの含有割合が，０．００１
質量％以上０．３質量％以下であり，前記スズの含有割合が，残余の割合であるこ
と」を特定したものである。
そして，本件明細書の実施例等の記載（【表１】～【表３】）のうち，実施例８
（Ｂｉ４．９質量％）と比較例５（Ｂｉ４．５質量％）を比べると，耐衝撃性（落
下衝撃試験による）については，実施例８がＡ＋＋であるのに対し，比較例５がＤ
であり，冷熱サイクル後の耐衝撃性（落下衝撃試験による）については，実施例８
ではＡ＋であるのに対し，比較例５はＤであり，総合評価は，実施例８がＡ＋であ
るのに対し，比較例５はＤであり，「ビスマスの含有割合が，４．８質量％を超過
し１０質量％以下である」ことが，上記「はんだ付け後の落下振動など耐衝撃性向
上，さらには，該はんだ付けされた部品の，比較的厳しい温度サイクル条件（例え
ば，－４０～１２５℃間の温度サイクルなど）下に曝露される場合にも，耐衝撃性
を維持する」との課題解決に寄与していることが確認できる。
なお，はんだの破断メカニズムは，過剰な温度サイクルにより，落下衝撃に伴う
脆性クラックから，温度サイクル負荷によって生じる疲労性クラックと脆性クラッ
クの混合へと変化するものである。これに対し，引用文献において評価されている
はんだ合金の特性は，温度サイクル試験での３０００サイクル後のクラック発生率
と，シェア強度残存率であり，本件発明１のような温度サイクル試験前の落下衝撃
性，すなわち部品実装直後の落下衝撃性については評価されておらず，また，温度
サイクル試験後の評価もシェア強度残存率であって，落下衝撃試験ではない。
そうすると，たとえ，引用文献に「本発明のはんだ合金に添加するＢｉの量は，
１．５～５．５質量％が好ましく，より好ましいのは，３～５質量％のときである。
さらに好ましくは，３．２～５．０質量％である。」と記載されていても，引用発
明１において，Ｂｉ量を既に好ましい範囲内にある３．２質量％から，あえて４．
８質量％超にまで増加させることによって，本件発明１のような温度サイクル試験
前の落下衝撃性の向上等の効果まで予測することは当業者が容易になし得るとはい
えない。
イ 本件発明２～６について
本件発明２～６と引用発明１とを対比すると，両者は少なくとも上記相違点２と
同じ相違点を有する。そして，上記相違点２についての判断は，上記アのとおりで
ある。
したがって，本件発明２～６は，引用発明１及び引用文献の記載事項に基づいて
当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
ウ 本件発明７について
本件発明７と引用発明２とを対比すると，両者は，少なくとも上記相違点２と同
じ相違点を有する。上記相違点２についての判断は，上記アのとおりである。
したがって，本件発明７は，引用発明２及び引用文献の記載事項に基づいて当業
者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
エ 本件発明８について
本件発明８における電子回路基板は，「車載電子回路基板及びＥＣＵ電子回路基
板」を包含するものと認められるから，本件発明８と引用発明３とを対比すると，
両者は，少なくとも上記相違点２と同じ相違点を有する。そして，上記相違点２に
ついての判断は，上記アのとおりである。
したがって，本件発明８は，引用発明３及び引用文献の記載事項に基づいて当業
者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
(4) 無効理由２について
ア 本件発明１について
(ｱ) 本件発明１と引用発明４との対比
（一致点）
「はんだ合金の総量に対して，
銀の含有割合が，３．４質量％であり，
銅の含有割合が，０．７質量％であり，
ビスマスの含有割合が，５．０質量％または５．５質量％であり，
アンチモンの含有割合が，５．０質量％であり，
スズの含有割合が，残余の割合であることを特徴とする，鉛フリーはんだ合金。」
（相違点３）
本件発明１では，任意成分として，ニッケルを０質量％超～１質量％以下の範囲
で含むことを許容するものであるのに対し，引用発明４では，Ｎｉ：０．０４質量％
を必須成分として含有する点。
（相違点４）
本件発明１では，「コバルトの含有割合が，０．００１質量％以上０．３質量％
以下であ」るのに対し，引用発明４では，コバルトを含有していない点。
(ｲ) 相違点についての判断
ａ 相違点３について
合金の発明において，ある元素が必須成分として含まれるのと，任意成分として
含まれるのとでは，その技術的な意味が異なることは明らかであるから，当該相違
点は実質的な相違点である。
そして，引用発明４においては，Ｎｉは，はんだ接合界面からのクラックの発生
や伝播抑制のために必須成分として含有されるものであり，引用発明４において，
このＮｉを任意成分とすることは，０．０１質量％未満となることをも意味し，引
用発明４におけるＮｉ含有の技述的意義を損なうことになるから，当該相違点に係
る構成とすることは容易になし得たことであるとはいえない。
ｂ 相違点４について
本件発明１は，鉛フリーはんだ合金によるはんだ付け後の落下振動など耐衝撃性
向上，さらには，該はんだ付けされた部品の，比較的厳しい温度サイクル条件（例
えば，－４０～１２５℃間の温度サイクルなど）下に曝露される場合にも，耐衝撃
性を維持することを課題とし，その解決のために，「実質的に，スズ，銀，銅，ビ
スマス，アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金であって，前記はんだ合金
の総量に対して，前記銀の含有割合が，２質量％以上４質量％以下であり，前記銅
の含有割合が，０．３質量％以上１質量％以下であり，前記ビスマスの含有割合が，
４．８質量％を超過し１０質量％以下であり，前記アンチモンの含有割合が，３質
量％以上１０質量％以下であり，前記コバルトの含有割合が，０．００１質量％以
上０．３質量％以下であり，前記スズの含有割合が，残余の割合であること」を特
定したものである。
そして，本件明細書の実施例等の記載（【表１】～【表３】）のうち，実施例１
５（Ｃｏ：０．００１質量％）と比較例９（Ｃｏ：０．０００質量％）を比べると，
耐衝撃性（落下衝撃試験による）については，実施例１５がＡであるのに対し，比
較例９がＤであり，冷熱サイクル後の耐衝撃性（落下衝撃試験による）については，
実施例１５ではＡであるのに対し，比較例９はＤであり，総合評価は，実施例１５
がＡであるのに対し，比較例９はＤである。
これによると，「コバルトの含有割合が，０．００１質量％以上０．３質量％以
下であ」ることが，上記「はんだ付け後の落下振動など耐衝撃性向上，さらには，
該はんだ付けされた部品の，比較的厳しい温度サイクル条件（例えば，－４０～１
２５℃間の温度サイクルなど）下に曝露される場合にも，耐衝撃性を維持する」と
の課題解決に，寄与していることが確認される。
これに対し，引用文献において評価されているはんだ合金の特性は，温度サイク
ル試験での３０００サイクル後のクラック発生率と，シェア強度残存率であり，本
件発明のような温度サイクル試験前の落下衝撃性，すなわち部品実装直後の落下衝
撃性については評価がされておらず，また，温度サイクル試験後の評価もシェア強
度残存率であって，落下衝撃試験ではない。
そうすると，たとえ，引用文献に「本発明のはんだ合金では，ＣｏまたはＦｅ，
またはその両方を添加することで，本発明のＮｉの効果を高めることができる。特
に，Ｃｏは優れた効果を現す。本発明のはんだ合金に添加するＣｏとＦｅの量は，
合計量で，０．００１質量％未満では接合界面に析出して界面クラックの成長を防
止する効果が現れず，０．１質量％を超えて添加されると界面に析出する金属間化
合物層が厚くなり，振動等でのクラックの成長が早くなってしまう。本発明に添加
するＣｏまたはＦｅ，その両方を添加する量は，０．００１～０．１質量％が好ま
しい。」と記載されていても，引用発明４において，「コバルトの含有割合が，０．
００１質量％以上０．３質量％以下」とすることによって，本件発明１のような温
度サイクル試験前の落下衝撃性の向上等の効果まで予測することは当業者が容易に
なし得るとはいえない。
したがって，本件発明１は，引用発明４及び引用文献の記載事項に基づいて当業
者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
イ 本件発明２～６について
本件発明２～６と引用発明４とを対比すると，両者は少なくとも上記相違点４と
同じ相違点を有する。そして，上記相違点４についての判断は，上記アのとおりで
ある。
したがって，本件発明２～６は，引用発明４及び引用文献の記載事項に基づいて
当業者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
ウ 本件発明７について
本件発明７と引用発明５とを対比すると，両者は，少なくとも上記相違点４と同
じ相違点を有する。上記相違点４についての判断は，上記アのとおりである。
したがって，本件発明７は，引用発明５及び引用文献の記載事項に基づいて当業
者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
エ 本件発明８について
本件発明８における電子回路基板は，「車載電子回路基板及びＥＣＵ電子回路基
板」を包含するものと認められるから，本件発明８と引用発明６とを対比すると，
両者は，少なくとも上記相違点４と同じ相違点を有する。そして，上記相違点４に
ついての判断は，上記アのとおりである。
したがって，本件発明８は，引用発明６及び引用文献の記載事項に基づいて当業
者が容易に発明をすることができたものとはいえない。
(5) 無効理由３について
本件発明の課題は，従来のはんだ合金よりも，落下振動などの強力な衝撃を受け
た場合にも耐衝撃性に優れ，また，比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露される
場合でも，そのような優れた耐衝撃性を維持することのできるはんだ合金，はんだ
合金を含有するソルダペースト，そのソルダペーストを用いて得られる電子回路基
板を提供することである（本件明細書【０００１】，【０００４】～【０００９】）。
本件明細書【００１０】，【００１８】～【００２２】によると，本件発明は，
はんだ合金における必須成分として，スズ（Ｓｎ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），ビ
スマス（Ｂｉ），アンチモン（Ｓｂ）及びコバルト（Ｃｏ）を含有することにより，
優れた耐衝撃性を維持することができるものであるが，本件明細書【００４０】，
【００４１】によると，ニッケルの添加は耐衝撃性向上に直接関係するものではな
く，０質量％を超過し，１．０質量％以下の含有であれば，上記必須成分を含有す
ることによる耐衝撃性の効果を維持し得るという許容範囲を規定したものにすぎな
い。このことは，実施例１（Ｎｉを含有しない）と実施例１９（Ｎｉを０．５質量％
含有する）の耐衝撃性，冷熱サイクル後耐衝撃性の評価が同じであることから見て
も明らかである（本件明細書【表１】，【表３】）。
したがって，本件発明２全てについて，本件発明の課題を解決できると当業者が
認識できないとはいえず，本件発明２は，発明の詳細な説明に記載されたものでは
ないとはいえない。
第３ 原告主張の審決取消事由
１ 取消事由１（引用文献に基づく本件発明１の容易想到性に関する認定及び判
断の誤り）
(1) 引用発明の認定の誤り
ア 審決の引用発明１及び４の認定は，引用文献に記載された発明を不当に
狭く限定するもので，誤りである。
引用文献の請求項３には，「Ａｇ：１～４質量％，Ｃｕ：０．６～０．８質量％，
Ｓｂ：１～５質量％，Ｎｉ：０．０１～０．２質量％，Ｂｉ：１．５～５．５質量％，
Ｃｏ：０．００１～０．１質量％，残部Ｓｎからなることを特徴とする鉛フリーは
んだ合金」が記載されている。引用文献は，この範囲の全てにわたって発明を開示
しているから，引用文献には，この範囲の合金に係る発明が記載されている。
したがって，引用発明１及び４は，次のように認定されるべきである。
「Ａｇ：１～４質量％，Ｃｕ：０．６～０．８質量％，Ｓｂ：１～５質量％，Ｎ
ｉ：０．０１～０．２質量％，Ｂｉ：１．５～５．５質量％，Ｃｏ：０．００１～
０．１質量％，残部Ｓｎからなることを特徴とする鉛フリーはんだ合金。 （以下，
」
「原告引用発明１」という。）
イ 原告引用発明１は，引用文献の【００２２】～【００２８】において，
個々の元素における含有量等が，独立して，特定の技術的意義を有することが明細
書において裏付けられている。
ウ なお，審判において審理の対象とされた公知事実について，一致点・相
違点につき審決と異なる主張をすることに，問題はない。
(2) 相違点１及び３の認定の誤り
本件発明は，「はんだ合金」という「物」の発明であり，「物」として見た場合，
本件発明１と原告引用発明１とは，いずれもニッケルを含有している点で実質的に
相違するものではなく，必須成分，任意成分の違いを，進歩性の判断をする上での
実質的相違点と解釈すべきではない。
(3) 相違点２の認定の誤り
本件発明１と原告引用発明１とは，ビスマスを４．
「 ８質量％を超過し５．５質量％
以下含有する」点で一致するから，相違点２は存在しない。
(4) 相違点４の認定の誤り
本件発明１と原告引用発明１とは，
「コバルトを０．００１～０．１質量％含有す
る」点で一致するから，相違点４は存在しない。
(5) 相違点の判断の誤り
ア 本件発明１と原告引用発明１とは構成において相違点はなく，容易に想
到し得る発明であるから，効果の点を検討するまでもなく，本件発明１は，進歩性
を有していない。
イ 相違点２に関する効果についての判断の誤り
前記(3)のとおり，相違点２は存在しない。それにもかかわらず，本件発明１が原
告引用発明１に対して新規性及び進歩性を有するためには，「ビスマスを４．８質
量％を超過し５．５質量％以下含有する」範囲の全体にわたって，格別顕著な効果
を有する必要があるところ，そのような効果は，本件明細書に直接明瞭に記載され
ていない。また，原告が行った耐落下衝撃性の実験（甲１１。以下，「甲１１実験」
という。）において，本件発明の技術的範囲に含まれ，かつ，原告引用発明１の数値
範囲にも含まれる組成のはんだと，本件発明の技術的範囲には含まれないが，原告
引用発明１の数値範囲に含まれる組成のはんだとを比較したが，その結果は，前者
が後者より格別顕著な効果を奏しているとはいえない。
ウ 相違点４に関する効果についての判断の誤り
前記(4)のとおり，相違点４は存在しない。それにもかかわらず，本件発明１が原
告引用発明１に対して新規性及び進歩性を有するためには，
「コバルトを０．００１
～０．１質量％含有する」範囲の全体にわたって，格別顕著な効果を有する必要が
あるところ，そのような効果は，本件明細書に直接明瞭に記載されていない。
２ 取消事由２～８（引用文献に基づく本件発明２～８の容易想到性に関する認
定及び判断の誤り）
(1) 引用発明の認定の誤り
引用発明２及び５は，次のように認定されるべきである。
「Ａｇ：１～４質量％，Ｃｕ：０．６～０．８質量％，Ｓｂ：１～５質量％，Ｎ
ｉ：０．０１～０．２質量％，Ｂｉ：１．５～５．５質量％，Ｃｏ：０．００１～
０．１質量％，残部Ｓｎからなることを特徴とする鉛フリーはんだ合金のはんだ粉
末とフラックスとを混合したソルダーペースト。 以下，原告引用発明２」
」
（ 「 という。）
また，引用発明３及び６は，次のように認定されるべきである。
「Ａｇ：１～４質量％，Ｃｕ：０．６～０．８質量％，Ｓｂ：１～５質量％，Ｎ
ｉ：０．０１～０．２質量％，Ｂｉ：１．５～５．５質量％，Ｃｏ：０．００１～
０．１質量％，残部Ｓｎからなることを特徴とする鉛フリーはんだ合金のはんだ粉
末とフラックスとを混合したソルダーペーストのはんだ付けによるはんだ接合部を
備える車載電子回路基板及びＥＣＵ電子回路基板。（以下，
」 「原告引用発明３」とい
う。）
(2) 相違点２に対応する相違点の認定の誤り
本件発明２～８と原告引用発明２及び３とは，
「ビスマスを４．８質量％を超過し
５．５質量％以下含有する」点で一致するから，相違点２に対応する相違点は存在
しない。
(3) 相違点４に対応する相違点の認定の誤り
本件発明２～８と原告引用発明２及び３とは，
「コバルトを０．００１～０．１質
量％含有する」点で一致するから，相違点４に対応する相違点は存在しない。
(4) 相違点の判断の誤り
ア 本件発明２～８と原告引用発明２及び３とは構成において相違点はなく，
容易に想到し得る発明であるから，効果の点を検討するまでもなく，本件発明２～
８は，進歩性を有していない。
イ 相違点２に対応する相違点に関する効果についての判断の誤り
前記(2)のとおり，相違点２に対応する相違点は存在しない。それにもかかわらず，
本件発明２～８が進歩性を有するためには，「ビスマスを４．８質量％を超過し５．
５質量％以下含有する」範囲の全体にわたって格別顕著な効果を有する必要がある
ところ，そのような効果は本件明細書に直接明瞭に記載されていない。
ウ 相違点４に対応する相違点に関する効果についての判断の誤り
前記(3)のとおり，相違点４に対応する相違点は存在しない。それにもかかわらず，
本件発明２～８が新規性及び進歩性を有するためには，コバルトを０．
「 ００１～０．
１質量％含有する」範囲の全体にわたって格別顕著な効果を有する必要があるとこ
ろ，そのような効果は本件明細書に直接明瞭に記載されていない。
第４ 被告の主張
１ 取消事由１について
(1) 引用発明の認定の誤りがないこと
ア 合金は，その効果の予測性が極めて低いから，所与の特性が得られる組
合せについては，実施例に示された具体的な合金構成を考慮して初めて理解できる。
すなわち，合金においては，それぞれの合金ごとに，その組成成分の一つでも含有
量等が異なれば，全体の特性が異なることが通常であって，所定の含有量を有する
合金元素の組合せの全体が一体のものとして技術的に評価されるものである。
したがって，審決が，本件発明１に対しては，それと最も近い組成を開示する実
施例４５，４６に基づいて引用発明１を認定し，本件発明２に対しては，それと最
も近い組成を開示する実施例４２，４３に基づいて引用発明４を認定したことにつ
き誤りはない。
イ 審決においては，原告が主張したのと同じ内容の引用発明１及び４が認
定されたのであるから，引用発明の認定誤りをいう原告の主張は，主張自体失当で
ある。
(2) 相違点の認定及び相違点の容易想到性の判断に誤りがないこと
ア 相違点１及び３について
(ｱ) 原告は，審決に引用発明の認定の誤りが存在することを前提として相
違点１及び３の認定誤りを主張するが，前記(1)のとおり，引用発明の認定誤りはな
いから，原告の主張は前提において誤っている。
(ｲ) 合金は，その組成が一体的に技術的意義を有するのであるから，ニッ
ケルが任意成分として含まれるにすぎず，ニッケルを含まない組成を取り得ること
と，ニッケルを必須成分として含むこととは，その技術的意義が全く異なる。した
がって，相違点１及び３は実質的な相違点である。
イ 相違点２及び４について
(ｱ) 原告の相違点２及び４の認定誤りの主張は，審決の引用発明１及び４
の認定誤りを前提とするものである。前記(1)のとおり，審決に引用発明の認定誤り
はないから，原告の主張はその前提において誤っている。
(ｲ) 原告は，本件発明１が原告引用発明１に対して新規性及び進歩性を有
するためには，本件発明１におけるビスマスの数値範囲，又は，コバルトの数値範
囲の全体にわたって顕著な効果を有する必要がある，と主張する。
しかし，この主張は，本件発明１と原告引用発明１とが同一の物であるとの誤っ
た主張を前提とするから，理由がない。本件発明１と引用発明１及び４との間には，
ビスマスの含有量又はコバルトの含有量について明確な相違点があり，これを容易
想到とする理由はないから，本件発明１は，引用発明１及び４に対して，進歩性を
有する。
甲１１実験は，本件発明の効果の予測性と無関係であるから，この実験に基づく
主張は，失当である。
２ 取消事由２～８について
原告が主張する取消事由２～８は，取消事由１と本質的に同内容であり，これに
理由がないことは前記１のとおりである。
第５ 当裁判所の判断
１ 本件発明の認定
(1) 本件明細書には，以下の記載がある（甲１０）。
【発明の詳細な説明】【技術分野】【０００１】本発明は，はんだ合金，ソルダペ
ーストおよび電子回路基板に関し，詳しくは，はんだ合金，そのはんだ合金を含有
するソルダペースト，さらに，そのソルダペーストを用いて得られる電子回路基板
に関する。
【背景技術】【０００２】一般的に，電気・電子機器などにおける金属接合では，
ソルダペーストを用いたはんだ接合が採用されており，このようなソルダペースト
には，従来，鉛を含有するはんだ合金が用いられる。
【０００３】しかしながら，近年，環境負荷の観点から，鉛の使用を抑制するこ
とが要求されており，そのため，鉛を含有しないはんだ合金（鉛フリーはんだ合金）
の開発が進められている。
【０００４】このような鉛フリーはんだ合金としては，例えば，スズ－銅系合金，
スズ－銀－銅系合金，スズ－銀－インジウム－ビスマス系合金，スズ－ビスマス系
合金，スズ－亜鉛系合金などがよく知られているが，とりわけ，スズ－銀－銅系合
金，スズ－銀－インジウム－ビスマス系合金などが広く用いられている。
【０００５】より具体的には，例えば，スズ－銀－銅系合金として，銀３．４質
量％，銅０．７質量％，ニッケル０．０４質量％，アンチモン３．０質量％，ビス
マス３．２質量％およびコバルト０．０１質量％を含有し，残部がＳｎであるはん
だ材料が，提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１
６３１６７号パンフレット
【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】【０００７】一方，このようなは
んだ合金によりはんだ付すると，落下振動などの衝撃によってはんだ接合部が破損
する場合がある。そのため，はんだ合金としては，はんだ付後における耐衝撃性の
向上が要求されている。
【０００８】さらに，はんだ合金によりはんだ付される部品は，自動車のエンジ
ンルームなど，比較的厳しい温度サイクル条件（例えば，－４０～１２５℃間の温
度サイクルなど）下において用いられる場合がある。そのため，はんだ合金として
は，比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露される場合にも，耐衝撃性を維持する
ことが要求されている。
【０００９】本発明の目的は，耐衝撃性に優れ，また，比較的厳しい温度サイク
ル条件下に曝露した場合においても，優れた耐衝撃性を維持できるはんだ合金，そ
のはんだ合金を含有するソルダペースト，さらに，そのソルダペーストを用いて得
られる電子回路基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】【００１０】本発明の一観点に係るはんだ合金は，
実質的に，スズ，銀，銅，ビスマス，アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合
金であって，前記はんだ合金の総量に対して，前記銀の含有割合が，２質量％以上
４質量％以下であり，前記銅の含有割合が， ３質量％以上１質量％以下であり，
０．
前記ビスマスの含有割合が，４．８質量％を超過し１０質量％以下であり，前記ア
ンチモンの含有割合が，３質量％以上１０質量％以下であり，前記コバルトの含有
割合が，０．００１質量％以上０．３質量％以下であり，前記スズの含有割合が，
残余の割合であることを特徴としている。
【００１１】また，前記はんだ合金は，さらに，ニッケル，インジウム，ガリウ
ム，ゲルマニウムおよびリンからなる群より選ばれた少なくとも１種の元素を含有
し，はんだ合金の総量に対して，前記元素の含有割合が，０質量％超過し１質量％
以下であることが好適である。
【００１２】また，前記はんだ合金では，前記銅の含有割合が，０．５質量％以
上０．７質量％以下であることが好適である。
【００１３】また，前記ビスマスの含有割合が，４．８質量％を超過し７質量％
以下であることが好適である。
【００１４】また，前記アンチモンの含有割合が，５質量％以上７質量％以下で
あることが好適である。
【００１５】また，前記コバルトの含有割合が，０．００３質量％以上０．０１
質量％以下であることが好適である。
【００１６】また，本発明の他の一観点に係るソルダペーストは，上記のはんだ
合金からなるはんだ粉末と，フラックスとを含有することを特徴としている。
【００１７】また，本発明のさらに他の一観点に係る電子回路基板は，上記のソ
ルダペーストのはんだ付によるはんだ付部を備えることを特徴としている。
【発明の効果】【００１８】本発明の一観点に係るはんだ合金は，実質的にスズ，
銀，銅，ビスマス，アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金において，各成
分の含有割合が，上記の所定量となるように設計されている。
【００１９】そのため，本発明の一観点に係るはんだ合金によれば，優れた耐衝
撃性を得ることができ，また，比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合に
おいても，優れた耐衝撃性を維持することができる。
【００２０】そして，本発明の他の一観点に係るソルダペーストは，上記はんだ
合金を含有するので，優れた耐衝撃性を得ることができ，また，比較的厳しい温度
サイクル条件下に曝露した場合においても，優れた耐衝撃性を維持することができ
る。
【００２１】また，本発明のさらに他の一観点に係る電子回路基板は，はんだ付
において，上記ソルダペーストが用いられるので，優れた耐衝撃性を得ることがで
き，また，比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても，優れた耐
衝撃性を維持することができる。
【発明を実施するための形態】【００２２】本発明の一観点に係るはんだ合金は，
必須成分として，スズ（Ｓｎ），銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），ビスマス（Ｂｉ），アンチ
モン（Ｓｂ）およびコバルト（Ｃｏ）を含有している。換言すれば，はんだ合金は，
実質的に，スズ，銀，銅，ビスマス，アンチモンおよびコバルトからなる。なお，
本明細書において，実質的とは，上記の各元素を必須成分とし，また，後述する任
意成分を後述する割合で含有することを許容する意味である。
【００２３】このようなはんだ合金において，スズの含有割合は，後述する各成
分の残余の割合であって，各成分の配合量に応じて，適宜設定される。
【００２４】銀の含有割合は，はんだ合金の総量に対して，２質量％以上，好ま
しくは，３．０質量％以上，より好ましくは，３．３質量％以上であり，４質量％
以下，好ましくは，３．８質量％以下，より好ましくは，３．６質量％以下である。
【００２５】銀の含有割合が上記範囲であれば，優れた耐衝撃性を得ることがで
き，また，比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても，優れた耐
衝撃性を維持することができる。
【００２６】一方，銀の含有割合が上記下限を下回る場合には，耐衝撃性に劣る。
また，銀の含有割合が上記上限を上回る場合にも，耐衝撃性に劣る。
【００２７】銅の含有割合は，はんだ合金の総量に対して，０．３質量％以上，
好ましくは，０．５質量％以上であり，１質量％以下，好ましくは，０．７質量％
以下である。
【００２８】銅の含有割合が上記範囲であれば，優れた耐衝撃性を得ることがで
き，また，比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても，優れた耐
衝撃性を維持することができる。
【００２９】一方，銅の含有割合が上記下限を下回る場合には，耐衝撃性に劣る。
また，銅の含有割合が上記上限を上回る場合にも，耐衝撃性に劣る。
【００３０】ビスマスの含有割合は，はんだ合金の総量に対して，４．８質量％
を超過しており，好ましくは，１０質量％以下，好ましくは，７質量％以下である。
【００３１】ビスマスの含有割合が上記範囲であれば，優れた耐衝撃性を得るこ
とができ，また，比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても，優
れた耐衝撃性を維持することができる。
【００３２】一方，ビスマスの含有割合が上記下限を下回る場合には，耐衝撃性
に劣る。また，ビスマスの含有割合が上記上限を上回る場合にも，耐衝撃性に劣る。
【００３３】アンチモンの含有割合は，はんだ合金の総量に対して，３質量％以
上，好ましくは，３質量％を超過，より好ましくは，５質量％以上であり，１０質
量％以下，好ましくは，９．２質量％以下，より好ましくは，７質量％以下である。
【００３４】アンチモンの含有割合が上記範囲であれば，優れた耐衝撃性を得る
ことができ，また，比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても，
優れた耐衝撃性を維持することができる。
【００３５】一方，アンチモンの含有割合が上記下限を下回る場合には，耐衝撃
性に劣る。また，アンチモンの含有割合が上記上限を上回る場合にも，耐衝撃性に
劣る。
【００３６】コバルトの含有割合は，はんだ合金の総量に対して，０．００１質
量％以上，好ましくは，０．００３質量％以上であり，０．３質量％以下，好まし
くは，０．０１質量％以下，より好ましくは，０．００７質量％以下である。
【００３７】コバルトの含有割合が上記範囲であれば，優れた耐衝撃性を得るこ
とができ，また，比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても，優
れた耐衝撃性を維持することができる。
【００３８】一方，コバルトの含有割合が上記下限を下回る場合には，耐衝撃性
に劣る。また，コバルトの含有割合が上記上限を上回る場合にも，耐衝撃性に劣る。
【００３９】また，上記はんだ合金は，任意成分として，さらに，ニッケル（Ｎ
ｉ），インジウム（Ｉｎ），ガリウム（Ｇａ），ゲルマニウム（Ｇｅ），リン（Ｐ）な
どを含有することができる。
【００４０】任意成分としてニッケルを含有する場合には，その含有割合は，は
んだ合金の総量に対して，例えば，０質量％を超過し，例えば，１．０質量％以下
である。
【００４１】ニッケルの含有割合が上記範囲であれば，本発明の優れた効果を維
持することができる。
【００４２】任意成分としてインジウムを含有する場合には，その含有割合は，
はんだ合金の総量に対して，例えば，０質量％を超過し，例えば，１．０質量％以
下である。
【００４３】インジウムの含有割合が上記範囲であれば，本発明の優れた効果を
維持することができる。
【００４４】任意成分としてガリウムを含有する場合には，その含有割合は，は
んだ合金の総量に対して，例えば，０質量％を超過し，例えば，１．０質量％以下
である。
【００４５】ガリウムの含有割合が上記範囲であれば，本発明の優れた効果を維
持することができる。
【００４６】任意成分としてゲルマニウムを含有する場合には，その含有割合は，
はんだ合金の総量に対して，例えば，０質量％を超過し，例えば，１．０質量％以
下である。
【００４７】ゲルマニウムの含有割合が上記範囲であれば，本発明の優れた効果
を維持することができる。
【００４８】任意成分としてリンを含有する場合には，その含有割合は，はんだ
合金の総量に対して，例えば，０質量％を超過し，例えば，１．０質量％以下であ
る。
【００４９】リンの含有割合が上記範囲であれば，本発明の優れた効果を維持す
ることができる。
【００５０】これら任意成分は，単独使用または２種類以上併用することができ
る。
【００５１】任意成分として上記の元素が含有される場合，その含有割合（２種
類以上併用される場合には，それらの総量）は，はんだ合金の総量に対して，例え
ば，０質量％を超過し，例えば，１．０質量％以下となるように，調整される。
【００５２】任意成分の含有割合の総量が上記範囲であれば，本発明の優れた効
果を維持することができる。
【００５７】そして，このようにして得られるはんだ合金の，ＤＳＣ法（測定条
件：昇温速度０．５℃／分）により測定される融点は，例えば，１９０℃以上，好
ましくは，２００℃以上であり，例えば，２５０℃以下，好ましくは，２４０℃以
下である。
【００５８】はんだ合金の融点が上記範囲であれば，ソルダペーストに用いた場
合に，簡易かつ作業性よく金属接合することができる。
【実施例】００７７】
【 次に，本発明を実施例および比較例に基づいて説明するが，
本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。以下の記載において用い
られる配合割合（含有割合），物性値，パラメータなどの具体的数値は，上記の「発
明を実施するための形態」において記載されている，それらに対応する配合割合（含
有割合），物性値，パラメータなど該当記載の上限値(「以下」「未満」として定義
，
されている数値）または下限値(「以上」「超過」として定義されている数値）に代
，
替することができる。
【００７８】実施例１～２４および比較例１～１６
・はんだ合金の調製
表１～２に記載の各金属の粉末を，表１～２に記載の配合割合でそれぞれ混合
し，得られた金属混合物を溶解炉にて溶解および均一化させて，はんだ合金を調製
した。
【００７９】また，各実施例および各比較例の配合処方におけるスズ（Ｓｎ）の
配合割合は，表１～２に記載の各金属（銀（Ａｇ），銅（Ｃｕ），ビスマス（Ｂｉ），
アンチモン（Ｓｂ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），インジウム（Ｉｎ），ガ
リウム（Ｇａ），ゲルマニウム（Ｇｅ），リン（Ｐ）および鉄（Ｆｅ））の配合割合（質
量％）を，はんだ合金の総量から差し引いた残部である。
【００９８】・ソルダペーストの調製
得られたはんだ合金を，粒径が２５～３８μｍとなるように粉末化し，得られた
はんだ合金の粉末と，公知のフラックスとを混合して，ソルダペーストを得た。
【００９９】・ソルダペーストの評価
得られたソルダペーストをチップ部品搭載用のプリント基板に印刷して，リフロ
ー法によりチップ部品を実装した。実装時のソルダペーストの印刷条件，チップ部
品のサイズ等については，後述する各評価に応じて適宜設定した。
【０１００】【表１】
【０１０１】【表２】
【０１０２】＜評価＞
各実施例および各比較例において得られた合金を使用したソルダペーストを，チ
ップ部品搭載用プリント基板に印刷して，リフロー法によりチップ部品を実装した。
ソルダペーストの印刷膜厚は，厚さ１５０μｍのメタルマスクを用いて調整した。
ソルダペーストの印刷後，アルミニウム電解コンデンサ（５ｍｍφ，５．８ｍｍ高
さ）を上記プリント基板の所定位置に搭載して，リフロー炉で加熱し，チップ部品
を実装した。リフロー条件は，プリヒートを１７０～１９０℃，ピーク温度を２４
５℃，２２０℃以上である時間が４５秒間，ピーク温度から２００℃までの降温時
の冷却速度を３～８℃／秒に設定した。
【０１０３】さらに，上記プリント基板を１２５℃の環境下で３０分間保持し，
次いで，－４０℃の環境下で３０分間保持する冷熱サイクル試験に供した。その結
果を，表３および表４に示す。
＜落下衝撃性＞
部品実装直後のプリント基板について，１ｍの高さから５回落下させ，部品と基
板の接合部が破壊するかどうかを外観観察することにより評価した。
【０１０４】具体的には，１００個の搭載部品中，落下した個数が５個以下のも
のをランクＡ＋＋（５点），落下個数６～１０個のものをランクＡ＋（４点），落下
個数１１～１５個のものをランクＡ（３点） 落下個数１６～３０のものをランクＢ
，
（２点），落下個数３１～５０個のものをランクＣ（１点），落下個数５１個以上の
ものをランクＤ（０点）とした。
【０１０５】また，冷熱サイクルを１０００サイクル繰り返したプリント基板に
ついても，上記と同様に評価した。
＜総合評価＞
「落下衝撃性」および「冷熱サイクル後の落下衝撃性」の合計点が１０点のもの
を総合判定Ａ＋＋，合計点が８点または９点のものを総合判定Ａ＋，合計点が６点
または７点のものを総合判定Ａ，合計点が４点または５点のものを総合判定Ｂ，合
計点が２点または３点のものを総合判定Ｃ，合計点が０点または１点のものを総合
判定Ｄとした。
【０１０６】【表３】
【０１０７】【表４】
(2) 以上から，本件発明は以下のとおりのものと認められる。
本件発明は，はんだ合金，ソルダペースト及び電子回路基板に関し，詳しくは，
はんだ合金，そのはんだ合金を含有するソルダペースト，さらに，そのソルダペー
ストを用いて得られる電子回路基板に関する。【０００１】
（ ）
一般的に，電気・電子機器などにおける金属接合では，ソルダペーストを用いた
はんだ接合が採用されており，このようなソルダペーストには，従来，鉛を含有す
るはんだ合金が用いられてきた。しかし，近年，環境負荷の観点から，鉛の使用を
抑制することが要求されており，そのため，鉛を含有しないはんだ合金（鉛フリー
はんだ合金）の開発が進められている。【０００２】【０００３】
（ ， ）
一方，このようなはんだ合金によりはんだ付けすると，落下振動などの衝撃によ
ってはんだ接合部が破損する場合がある。そのため，はんだ合金としては，はんだ
付け後における耐衝撃性の向上が要求されている。さらに，はんだ合金によりはん
だ付けされる部品は，自動車のエンジンルームなど，比較的厳しい温度サイクル条
件（例えば，－４０～１２５℃間の温度サイクルなど）下において用いられる場合
がある。そのため，はんだ合金としては，比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露
される場合にも，耐衝撃性を維持することが要求されている。【０００７】
（ 【０００
８】）
本件発明は，上記課題を解決するために，必須成分として，スズ，銀，銅，ビス
マス，アンチモン及びコバルトを一定量の範囲内で含有することにより，耐衝撃性
に優れ，また，比較的厳しい温度サイクル条件下に曝露した場合においても，優れ
た耐衝撃性を維持できるはんだ合金，そのはんだ合金を含有するソルダペースト，
さらに，そのソルダペーストを用いて得られる電子回路基板である。【００１０】
（
～【００３８】）
また，本件発明は，任意成分として，ニッケル，インジウム，ガリウム，ゲルマ
ニウム，リンを含有することができるが，その含有量を一定量以下とすることによ
り，優れた効果を維持することができるものである。【００３９】～【００５２】
（ ）
２ 取消事由１（引用文献に基づく本件発明１の容易想到性に関する認定及び判
断の誤り）について
(1) 引用発明の認定
ア 引用文献には，以下の記載がある（甲１）。
【請求の範囲】
【請求項１】
Ａｇ：１～４質量％，Ｃｕ：０．６～０．８質量％，Ｓｂ：１～５質量％，Ｎｉ：
０．０１～０．２質量％，残部Ｓｎからなることを特徴とする鉛フリーはんだ合金。
【請求項２】
さらに，Ｂｉ：１．５～５．５質量％を含有することを特徴とする請求項１に記
載の鉛フリーはんだ合金。
【請求項３】
さらに，ＣｏおよびＦｅから選択された元素を少なくとも１種を合計で０．００
１～０．１質量％含有することを特徴とする請求項１または２に記載の鉛フリーは
んだ合金。
【請求項４】
請求項１～３に記載の鉛フリーはんだ合金であって，温度サイクル試験の３００
０サイクル後の初期値に対するシェア強度残存率が３０％以上であることを特徴と
する鉛フリーはんだ合金。
【請求項５】
請求項１～４に記載の鉛フリーはんだ合金であって，Ｃｕ－ＯＳＰ処理を施した
基板と接合されることを特徴とする鉛フリーはんだ合金。
【請求項６】
請求項１～５のいずれかに記載の鉛フリーはんだ合金からなるはんだ接合部を有
する車載電子回路。
【請求項７】
請求項１～５のいずれかに記載の鉛フリーはんだ合金からなるはんだ接合部を有
するＥＣＵ電子回路。
【請求項８】
請求項６記載の電子回路を備えた車載電子回路装置。
【請求項９】
請求項７記載のＥＣＵ電子回路を備えたＥＣＵ電子回路装置。
【明細書】
【技術分野】
【０００１】本発明は，温度サイクル特性に優れ，衝突などの衝撃に
強い鉛フリーはんだ合金と，車載電子回路装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】自動車には，プリント回路基板（以降プリント基板とい
う）に半導体やチップ抵抗部品などの電子部品をはんだ付けした電子回路（以下，
車載電子回路という）が搭載されている。車載電子回路は，エンジン，パワーステ
アリング，ブレーキ等を電気的に制御する装置に使用されており，そのような装置
は自動車の走行にとって非常に重要な保安部品となっている。特に，燃費向上のた
めにコンピューターで自動車の走行，特にエンジンの作動を制御する電子回路を備
えた，ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）と呼ばれる車載電子回
路装置は，長期間に渡って故障がなく安定した状態で稼働できるものでなければな
らない。このＥＣＵは，一般的にエンジン近傍に設置されているものが多く，使用
環境としては，かなり厳しい。本明細書では，この車載電子回路装置を単に「ＥＣ
Ｕ」ともいい，「ＥＣＵ電子回路装置」ともいう。
【０００３】このような車載電子回路が設置されるエンジン近傍は，エンジンの
回転時には１２５℃以上という非常な高温となる。一方，エンジンの回転を止めた
ときには外気温度，例えば北米やシベリヤなどの寒冷地であれば冬季に－４０℃以
下という低温になる。従って，車載電子回路は エンジンの運転とエンジンの停止
の繰り返しで－４０℃以下～＋１２５℃以上というヒートサイクルに曝される。
【０００４】車載電子回路がそのように温度が大きく変化する環境に長期間置か
れると，電子部品とプリント基板がそれぞれ熱膨張・収縮を起こす。しかしながら，
主にセラミックスでできている電子部品の線熱膨張係数とガラスエポキシ基板でき
ているプリント基板の線熱膨張係数の差が大きいため，上記環境下での使用中に一
定の熱変位が電子部品とプリント基板とを接合しているはんだ付け部（以下，
「はん
だ接合部」という。）に起こり，はんだ接合部にはそのような温度変化によって繰り
返し応力（ストレス）が加わる。すると，そのようなストレスで，最終的にははん
だ接合部の接合界面等が破断してしまう。電子回路では，はんだ接合部が完全破断
しないまでも９９％以下のクラック率でもはんだ接合部にクラックが入ることによ
って，電気的には導通しているとしても，回路の抵抗値が上昇して，誤動作するこ
とも考えられる。はんだ接合部にクラックが発生して，車載電子回路装置，特にＥ
ＣＵが誤動作を起こすことは，避けなければならない。このように，車載電子回路
装置，特にＥＣＵにとって温度サイクル特性が特に重要であり，それに使用される
はんだ接合部，つまりはんだ合金も考えられる限りの厳しい温度条件でも使用でき
ることが要求される。
【０００５】この使用条件の厳しい，車載電子回路装置，特にＥＣＵ用のはんだ
として，Ａｇ：２．８～４質量％，Ｂｉ：１．５～６質量％，Ｃｕ：０．８～１．
２質量％，Ｎｉ，ＦｅおよびＣｏからなる群から選んだ少なくとも１種を合計量で
０．００５～０．０５質量％，残部Ｓｎからなることを特徴とする車載用鉛フリー
はんだ（ＷＯ２００９／０１１３４１Ａ，特許文献１）等が開示されている。
【０００６】また，単なるはんだ合金組成として，主成分としてのＳｎ（錫）に
加えて，１０重量％またはそれ未満のＡｇ（銀），１０重量％またはそれ未満のＢｉ
（ビスマス），１０重量％またはそれ未満のＳｂ（アンチモン）および３重量％また
はそれ未満のＣｕ（銅）を含んでなる合金を含んでなり，合金がさらに，１．０重
量％またはそれ未満のＮｉ（ニッケル）を含んでなるはんだ物質（特開２００６－
５２４５７２号公報，特許文献２）も開示されている。
【先行技術文献】【特許文献】【０００７】
特許文献１：ＷＯ２００９／０１１３４１Ａ
特許文献２：特開２００６－５２４５７２号公報
【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】【０００８】ハイブリッド自動車
や電気自動車の普及に見られるように，自動車に於けるメカ部品から電子部品への
移行は進んでおり，それに伴いサイズの余裕があった自動車用の電子回路でも小型
化が求められている。そのため，従来はリフローソルダリングの後，フローソルダ
リングではんだ付けされていた車載電子回路が，近年は両面ともソルダぺーストで
面実装する両面リフローはんだ付けされることが当然となっている。これは車載電
子回路の高密度化をもたらし，これまで見られなかったクラックモードの不具合が
現れるようになった。
【０００９】ところで，特許文献１の発明は厳しい環境での寿命が長いはんだ合
金を開示したものであったが，自動車は輸送手段として用いられるものであるので，
一箇所に静置されることは少なく，道路等で使用される事が多い。このような道路
で使用されるときは，悪路により車載電子回路装置には常時振動が加わり，また縁
石への乗り上げや前の車との衝突など，車載電子回路装置は外部からの力が加わる
事が多く発生する。車の衝突でも大事故であれば，車載電子回路装置ごと交換する
ことが多いが，単なる接触事故では車の外装の交換だけで済まされることが多く，
車載電子回路装置には，厳しい環境に耐えられるだけでなく，外部からの加わる力
にも耐えられ無ければならない。
【００１０】特に，最近の自動車は，電気自動車やハイブリッド自動車の普及な
ど，電子化が進み，車載電子回路装置も小型化，高密度化が進んできた。そのため，
車載電子回路のはんだ接合部のはんだ量も減少し，例えば，３２１６サイズのチッ
プ部品では，はんだ接合部のはんだ量が片側で標準１．３２ｍｇであるのに対し，
車載電子回路用では片側で０．２８ｍｇ未満という微細なはんだ量しかない。その
ため，従来の電子回路では図１のようにチップ部品側面にはんだフィレット部分が
突き出しているが，車載電子回路のはんだ接合部では図２のようにチップ部品側面
にはんだフィレットがほとんどない。よって，車載電子回路のはんだ接合部では，
図２のようにほぼ一直線にクラックが伝播するという新たなクラックモードが生じ，
誤動作をもたらすことが問題となってきた。
【００１１】本発明が解決しようとする課題は，低温が－４０℃，高温が１２５℃
というような厳しい温度サイクル特性に長期間耐えられるだけでなく，縁石への乗
り上げや前の車との衝突などで発生する外部からの力に対しても長期間に耐える事
が可能なはんだ合金およびそのはんだ合金を使用した車載電子回路装置を開発する
ことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】本発明者らは，長期間の温度サイクル
後の外部からの力に耐えるには，Ｓｎ相に固溶する元素を添加して固溶強化型の合
金を作ることが有効なこと，固溶析出強化型の合金を作るにはＳｂが最適な元素で
あること，さらにＳｎマトリックス中のＳｂの添加は微細なＳｎＳｂ金属間化合物
が形成され，析出分散強化の効果も現すことを見い出し，本発明を完成させた。
【００１３】本発明は，Ａｇが１～４質量％，Ｃｕが０．６～０．８質量％，Ｓ
ｂが１～５質量％，Ｎｉが０．０１～０．２質量％，残部がＳｎの鉛フリーはんだ
合金である。さらに，Ｂｉを１．５～５．５質量％を添加しても良い。さらに，Ｃ
ｏおよびＦｅから選択された元素を少なくとも１種を合計で０．００１～０．１質
量％添加しても良い。
【００１４】ここに，本発明にかかる合金の冶金学的組織上の特徴は，はんだ合
金がＳｎマトリックス中にＳｂが固溶している組織からなり，該組織は，例えば１
２５℃の高温ではＳｂが安定して固溶した状態を呈するが，温度低下に伴って，Ｓ
ｎマトリックスに対してＳｂが，徐々に，過飽和状態で固溶するようになり，そし
て，例えば－４０℃という低温では，ＳｎＳｂ金属間化合物としてＳｂが析出する
組織である。
【００１５】さらに本発明は，上述のはんだ合金を使ってはんだ付けを行って得
た車載電子回路およびそのような電子回路を備えた車載電子回路装置である。
ここに，
「車載」または「車載用」というのは，自動車に搭載されるということで
あり，具体的には，過酷な使用環境，すなわち，－４０℃から１２５℃という温度
環境に繰り返し曝されて使用されても所定の特性を確保でき，自動車に搭載可能で
あるということである。より具体的には，そのような温度環境下でも３０００サイ
クルのヒートサイクル試験に耐え得て，その条件下でも外部からの力を評価するシ
ェア試験に対して耐性を有するということである。
【００１６】本発明のはんだ合金が，温度サイクルに曝された後も微細なＳｂの
析出物を作り，化合物の粗大化といった組織劣化が生じない理由は次のように考え
られる。
リフローはんだ付けで接合する車載用はんだ合金は，低温は冷寒地，高温はエン
ジンルームを模式して，－４０℃～＋１２５℃の温度サイクル試験が課せられる。
本発明のはんだ合金では，添加したＳｂが，例えば１２５℃という高温状態でＳｎ
マトリックス中に再固溶し，例えば－４０℃という低温状態でＳｎＳｂ金属間化合
物が析出するという工程が繰り返されることによって，ＳｎＳｂ金属間化合物の粗
大化が止まり，温度サイクル試験を実施する中で，一度粗大化したＳｎＳｂ金属化
合物も高温側でＳｎマトリックス中に再溶解するので，微細なＳｎＳｂ金属間化合
物が形成され，析出分散強化型のはんだ合金が維持させる。
【００１７】ところが，Ｓｂの量を，５質量％を超えて，例えば８質量％添加す
ると，温度サイクル試験の初期でのＳｎＳｂ化合物の粒径が大きく微細にならず，
また，液相線温度が上昇するので，はんだ合金に添加したＳｂが高温側でも再溶解
せずに元のＳｎＳｂの結晶粒のままである。したがって，上述のような温度サイク
ル下での使用を繰り返えしても微細なＳｎＳｂ金属間化合物が形成することはない。
【００１８】さらに，Ｓｂの量を５質量％を超えて添加すると，はんだ合金の液
相線温度が上昇してしまうので，リフロー加熱の温度を上昇させないとはんだ付け
することができない。このように，リフロー条件を上昇させるとプリント基板の表
面に配線させているＣｕがはんだ中に溶融して，Ｃｕ６Ｓｎ５等のＳｎＣｕの金属間
化合物層がプリント基板とのはんだ付け部に厚く形成され易くなり，プリント基板
とはんだ接合部が破壊され易くなる。
【００１９】本発明において，はんだ合金中に添加したＳｂは，はんだ合金のＳ
ｎマトリックス中にＳｎＳｂという化合物の形で微細な析出物となり，－４０～＋
１２５℃の温度サイクルを３０００サイクル近く繰り返しても，Ｓｎマトリックス
中でＳｎＳｂ金属間化合物の微細析出物の状態を維持することができる。このこと
により，セラミックス等の電子部品とはんだ接合部の界面に発生し易いクラックを
ＳｎＳｂの析出物が邪魔する。
【００２０】本発明によれば，上述の温度サイクル試験経過後であっても，Ｓｎ
マトリックス中のＳｎＳｂ金属間化合物の粒子径は，試験開始前の粒径のＳｎＳｂ
金属間化合物の粒子とほぼ同じ０．６μｍ以下であり，粗大化が抑制された粒径と
なる。したがって，はんだ中に部分的にクラックが入っても，微細なＳｎＳｂ金属
間化合物がそのようなクラックの伝播を阻害することで，クラックがはんだの内部
に広がることを抑制できる。
【発明の効果】００２１】
【 本発明にかかるはんだ合金は，－４０℃から＋１２５℃
の温度サイクル試験を３０００サイクル近く繰り返しても，微量なはんだ量のはん
だ接合部にもクラックが発生せず，また，クラックが発生した場合においても，ク
ラックがはんだ中を伝播することを抑制した，優れた温度サイクル特性を発揮でき
る。
本発明にかかるはんだ合金を，微少なはんだ量で，はんだフィレットがほとんど
なく薄いはんだ接合部を有する車載電子回路のはんだ付けに用いることで，－４０
から＋１２５℃の温度サイクルに曝される使用環境下で使用しても，はんだ接合部
にクラックが発生せず，例えクラックが発生したとしても，はんだ中を伝播するこ
とが抑制されるため，信頼性の高い車載電子回路および車載電子回路装置を得るこ
とができる。
また，本発明のはんだ合金は，接合界面で発生するクラックも抑制されており，
特にＥＣＵ装置のはんだ付けに適した特性を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】本発明のはんだ合金に添加され
るＳｂが１質量％未満では，Ｓｂ量が少なすぎてＳｎマトリックス中にＳｂが分散
する形態が現れず，さらに固溶強化の効果も現れない。さらに，はんだ接合部のシ
ェア強度も低くなる。また，Ｓｂが５質量％を超えるようなＳｂの添加では，液相
線温度が上昇するので，炎天下のエンジン稼働時等に現れる１２５℃を超す高温時
にＳｂが再溶融しないので，ＳｎＳｂ金属間化合物の粗大化が進み，はんだ中にク
ラックが伝播することを抑制することができない。さらに，液相線温度が上がると
実装時の温度ピークが上がるので，プリント基板の表面に配線されているＣｕがは
んだ中に溶融して，Ｃｕ６Ｓｎ５等のＳｎＣｕの金属間化合物層がプリント基板との
はんだ付け部に厚く形成され易くなり，プリント基板とはんだ接合部が破壊され易
くなる。
したがって，本発明のＳｂの量は１～５質量％であり，好ましくは３～５質量％
である。後述するＢｉが配合される場合には，Ｓｂの量は３超～５％が好ましい。
【００２３】本発明のはんだ合金では，はんだ中におけるクラックの発生と伝播
を抑制すると共に，セラミック部品とはんだ接合部のはんだ接合界面でのクラック
の発生も抑制している。例えば，Ｃｕランドにはんだ付けするとＣｕ６Ｓｎ５の金属
間化合物がＣｕランドとの接合界面に発生するが，本発明のはんだ合金はＮｉを０．
０１～０．２質量％含有しており，この含有しているＮｉは，はんだ付け時にはん
だ付け界面部分に移動して，Ｃｕ６Ｓｎ５ではなく（ＣｕＮｉ）６Ｓｎ５が発生して，
界面の（ＣｕＮｉ） ６Ｓｎ５の金属間化合物層のＮｉ濃度が高くなる。これにより，
はんだ付け界面にＣｕ６Ｓｎ５よりも微細で，粒径が揃った（ＣｕＮｉ）６Ｓｎ５の金
属間化合物層が形成される。微細な（ＣｕＮｉ）６Ｓｎ５の金属間化合物層は，界面
から伝播するクラックを抑制する効果を有する。これは，Ｃｕ６Ｓｎ５のような大き
な粒径がある金属間化合物層では，発生したクラックが大きな粒径に沿って伝播す
るので，クラックの進展が早い。ところが粒径が微細なときは，発生したクラック
の応力が多くの粒径方向に分散するので，クラックの進展を遅くすることができる。
【００２４】このように，本発明のはんだ合金では，Ｎｉを添加することで，は
んだ付け界面付近に発生する金属間化合物層の金属間化合物を微細化して，クラッ
クの発生を抑制するとともに，一旦発生したクラックの伝播を抑制する働きをして
いる。そのため，本発明のはんだ合金は接合界面からのクラックの発生や伝播の抑
制も可能である。
Ｎｉの量が０．０１質量％未満では，はんだ付け界面のＮｉの量が少ないため，
はんだ接合部界面の改質効果が不十分であるためクラック抑止効果がなく，Ｎｉの
量が０．２質量％を超えてしまうと，液相線温度が上昇するため，本発明に添加し
たＳｂの再溶融が発生せず，微細なＳｎＳｂ金属間化合物の粒径維持の効果を阻害
してしまう。
したがって，本発明のＮｉの量は，０．０１～０．２質量％が好ましく，より好
ましくは０．０２～０．１質量％である。さらに好ましくは，０．０２～０．０８％
である。
【００２５】本発明に添加されているＡｇは，はんだのぬれ性向上効果とはんだ
マトリックス中にＡｇ３Ｓｎの金属間化合物のネットワーク状の化合物を析出させ
て，析出分散強化型の合金を作り，温度サイクル特性の向上を図る効果が発揮され
る。
本発明のはんだ合金で，Ａｇの含有量が１質量％未満では，はんだのぬれ性の向
上効果が発揮されず，Ａｇ３Ｓｎの析出量が少なくなり，金属間化合物のネットワ
ークが強固とはならない。また，Ａｇの量が４質量％より多くなると，はんだの液
相線温度が上昇して，本発明にしたがって添加したＳｂの再溶融が起らず，ＳｎＳ
ｂ金属間化合物の微細化の効果を阻害してしまう。
したがって，本発明に添加するＡｇの量は，１～４質量％が好ましい。より好ま
しくは，Ａｇの量が３．２～３．８質量％である。
【００２６】本発明のはんだ合金に添加されているＣｕは，Ｃｕランドに対する
Ｃｕ食われ防止効果とはんだマトリックス中に微細なＣｕ ６ Ｓｎ５ の化合物を析出
させて温度サイクル特性を向上させる効果がある。
本発明のはんだ合金のＣｕが０．６質量％未満では，Ｃｕランドに対するＣｕ食
われ防止が現れず，Ｃｕが０．８質量％を超えて添加するとＣｕ６Ｓｎ５の金属間化
合物が接合界面にも多く析出するので，振動等でのクラックの成長が早くなってし
まう。
【００２７】本発明のはんだ合金では，Ｂｉを添加することで，さらに温度サイ
クル特性を向上させることができる。本発明で添加したＳｂは，ＳｎＳｂ金属間化
合物を析出して析出分散強化型の合金を作るだけでなく，原子配列の格子に入り込
み，Ｓｎと置換することで原子配列の格子を歪ませてＳｎマトリックスを強化する
ことで，温度サイクル特性を向上させる効果も有している。このときに，はんだ中
にＢｉが入っていると，ＢｉがＳｂと置き換わるので，さらに温度サイクル特性を
向上させることができる。ＢｉはＳｂより原子量が大きく，原子配列の格子を歪ま
せる効果が大きいからである。また，Ｂｉは，微細なＳｎＳｂ金属間化合物の形成
を妨げることがなく，析出分散強化型のはんだ合金が維持される。
本発明のはんだ合金に添加するＢｉの量が，１．５質量％未満ではＳｂとの置換
が起き難く，微細なＳｎＳｂ金属間化合物の量が少なくなるため，温度サイクル向
上効果が現れない，また，Ｂｉの量が５．５質量％を超えて添加するとはんだ合金
自体の延性が低くなって堅く硬く，もろくなるので，振動等でのクラックの成長が
早くなってしまう。
本発明のはんだ合金に添加するＢｉの量は，１．５～５．５質量％が好ましく，
より好ましいのは，３～５質量％のときである。さらに好ましくは，３．２～５．
０質量％である。
【００２８】さらに，本発明のはんだ合金では，ＣｏまたはＦｅ，またはその両
方を添加することで，本発明のＮｉの効果を高めることができる。特に，Ｃｏは優
れた効果を現す。
本発明のはんだ合金に添加するＣｏとＦｅの量は，合計量で，０．００１質量％
未満では接合界面に析出して界面クラックの成長を防止する効果が現れず，０．１
質量％を超えて添加されると界面に析出する金属間化合物層が厚くなり，振動等で
のクラックの成長が早くなってしまう。
本発明に添加するＣｏまたはＦｅ，その両方を添加する量は，０．００１～０．
１質量％が好ましい。
【００２９】本発明にかかるはんだ合金は，これまでの説明からも明らかなよう
に，ヒートサイクル性に優れており，はんだ中のクラックの発生や伝播が抑制され
るから，絶えず振動を受けている状態で使用される自動車用，つまり車載用として
使用されても，クラックの成長や進展が促進されることはない。したがって，その
ような特に顕著な特性を備えていることから，本発明にかかるはんだ合金は，自動
車に搭載する電子回路のはんだ付けに特に適していることがわかる。
【００３０】ここに，本明細書でいう「ヒートサイクル性にすぐれている」とは，
後述する実施例でも示すように－４０℃以下＋１２５℃以上というヒートサイクル
試験を行っても，３０００サイクル後のクラック発生率が９０％以下であり，同じ
く，３０００サイクル後のシェア強度残存率が，３０％以上を言う。
【００３１】このような特性は，上記ヒートサイクル試験のような非常に過酷な
条件で使用されても，車載電子回路が破断しない，つまり使用不能あるいは誤動作
をもたらさないことを意味しており，特にＥＣＵ用のはんだ付けに用いられるはん
だ合金としては信頼性の高いはんだ合金である。さらに，本発明のはんだ合金は，
温度サイクル経過後のシェア強度残存率に優れている。つまり，長期間使用しても
衝突や振動等の外部から加わる外力に対してシェア強度等の外力に対する耐性が低
下しない。
このように，本発明にかかるはんだ合金は，より特定的には，車載電子回路のは
んだ付けに用いられ，あるいは，ＥＣＵ電子回路のはんだ付けに用いられて優れた
ヒートサイクル性を発揮するはんだ合金である。
【実施例１】【００３５】表１では，表１の各はんだ合金について，液相線温度，
温度サイクル試験の初期値と１５００サイクル後のＳｎＳｂ粒径，クラック率を測
定を以下の方法で測定した。
【００３６】（はんだの溶融試験）
表１の各はんだ合金を作製して，はんだの溶融温度を測定した。測定方法は，固
相線温度はＪＩＳ Ｚ３１９８－１に準じて行った。液相線温度は，ＪＩＳ Ｚ３
１９８－１を採用せずに，ＪＩＳ Ｚ３１９８－１の固相線温度の測定方法と同様
のＤＳＣによる方法で実施した。
結果を表１の液相線温度に示す。
【００３７】（温度サイクル試験）
表１のはんだ合金をアトマイズしてはんだ粉末とした。松脂，溶剤，活性剤，チ
キソ剤，有機酸等からなるはんだ付けフラックスと混和して，各はんだ合金のソル
ダペーストを作製した。ソルダペーストは，６層のプリント基板（材質：ＦＲ－４）
に１５０μｍのメタルマスクで印刷した後，３２１６のチップ抵抗器をマウンター
で実装して，最高温度２３５℃，保持時間４０秒の条件でリフローはんだ付けをし，
試験基板を作製した。
各はんだ合金ではんだ付けした試験基板を低温－４０℃，高温＋１２５℃，保持
時間３０分の条件に設定した温度サイクル試験装置に入れ，初期値，１５００サイ
クル後に各条件で温度サイクル試験装置から取り出し，３５００倍の電子顕微鏡で
観察して，はんだ合金のＳｎマトリックス中のＳｎＳｂ金属間化合物の粒子の平均
粒径を測定した。
結果を表１のクラック率とＳｎＳｂ粒径に示す。
ここで，表１中の※１はＳｎＳｂ金属間化合物が見えず測定ができなかったこと
を示し，※２ははんだの液相線温度が高く，リフロー条件の２３５℃でははんだ付
けできなかったことを示す。
【００３８】（クラック率）
クラック発生率は，クラックが想定クラック長さに対して，クラックが生じた領
域がどの程度かの指標となる。ＳｎＳｂの粒径測定後に，１５０倍の電子顕微鏡を
用いて，クラックの状態を観察して，クラックの全長を想定し，クラック率を測定
した。
クラック率（％）＝ クラック長さの総和×１００
想定線クラック全長
ここに，「想定線クラック全長」とは，完全破断のクラック長さをいう。
クラック率は，図５に示した複数のクラック７の長さの合計を，クラック予想進
展経路８の長さで割った率である。
結果は，表１に記載する。
【００３９】【表１】
【００４０】表１からは，温度サイクル試験の１５００サイクル後も，ＳｎＳｂ
の結晶粒が粗大化せずに，初期値と変わらないままの状態で維持されていることが
わかる。
【００４１】図３に，実施例５のはんだ合金について，３５００倍の電子顕微鏡
で撮った，温度サイクル試験における３０００サイクル後のＳｎＳｂ金属間化合物
７の状態を示す。実施例５のＳｎＳｂ金属間化合物は微細であり，はんだ中に万遍
なく散在している。そのため，クラックが入っても，ＳｎＳｂ金属間化合物にクラ
ックが入るのを阻害する。
【００４２】図４に比較例４のはんだ合金について，３５００倍の電子顕微鏡で
撮った，温度サイクル試験における３０００サイクル後のＳｎＳｂ金属間化合物７
の状態を示す。比較例のＳｎＳｂ金属間化合物は肥大しており，ＳｎＳｂ金属間化
合物の中のクラックの発生を抑制できない。
【実施例２】
【００４３】次に，表２では，表２の各はんだ合金について，温度サイクル試験
での３０００サイクル後のクラック発生率とシェア強度残存率を測定した。クラッ
ク発生率の測定方法は，表１と同じだが，サイクル数は３０００サイクルとした。
シェア強度残存率の測定方法は以下の通りである。
【００４４】（シェア強度残存率）
シェア強度残存率は，初期状態のはんだ付け部のシェア強度に対して温度サイク
ル試験にどの程度の強度が維持されているかの指標となる。
シェア強度試験は，継手強度試験機ＳＴＲ‐１０００を用いて，室温下で，試験
速度６ｍｍ／ｍｉｎ，試験高さは５０μｍの条件で行った。
結果はまとめて表２に示す。
【００４５】【表２】
【００４６】表２より，Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｂ系のはんだ合金について，
Ｓｂ含有量に対して，クラック発生率とシェア強度残存率をプロットしたグラフを
図６に示す。Ｓｂ量が本発明の範囲内である１．０～５．０％の時に，クラック発
生率は９０％以下で，且つ，シェア強度残存率は３０％以上であり，本発明のはん
だ合金によって，温度サイクル特性に優れ，衝突などの衝撃に強いはんだ合金が得
られる。
【００４７】表２より，Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｂ－Ｂｉ系のはんだ合金に
対して，Ｂｉ含有量に対して，Ｓｂ量別に，クラック発生率をプロットしたグラフ
を図７に示す。Ｂｉ量が本発明の範囲内である１．５～５．５％で，且つ，Ｓｂ量
が１～５％の時に，クラック発生率が９０％以下となり，温度サイクル特性に優れ，
クラック発生を抑制することができる。
【００４８】表２より，Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｓｂ－Ｂｉ系のはんだ合金に
対して，Ｂｉ含有量に対して，Ｓｂ量別に，シェア強度残存率をプロットしたグラ
フを図８に示す。Ｂｉ量が本発明の範囲内である１．５～５．５％で，且つ，Ｓｂ
量が１～５％の時に，シェア強度残存率が３０％以上となり，衝突などの衝撃に強
く，クラック発生を抑制することができる。
イ 以上より，引用発明は，次のとおりのものと認められる。
引用発明の課題は，低温が－４０℃，高温が１２５℃というような厳しい温度サ
イクル特性に長期間耐えられるだけではなく，縁石への乗り上げや前の車との衝突
などで発生する外部からの力に対しても長期間耐えることが可能なはんだ合金及び
そのはんだ合金を使用した車載電子回路装置を開発することである 【０００８】
（ ～
【００１１】。
）
上記の課題を解決するために，引用発明の発明者は，長期間の温度サイクル後の
外部からの力に耐えるには，Ｓｎ相に固溶する元素を添加して固溶強化型の合金を
作ることが有効なこと，固溶析出型の合金を作るにはＳｂが最適な元素であること，
さらにＳｎマトリックス中のＳｂの添加は微細なＳｎＳｂ金属間化合物が形成され，
析出分散強化の効果を現わすことを見いだした（【００１２】。そして，はんだ合金
）
中のＳｂは，原子配列の格子に入り込み，Ｓｎと置換することで原子配列の格子を
歪ませてＳｎマトリックスを強化することで，温度サイクルを向上させる効果も有
しているところ，はんだ合金に添加されるＳｂ量が少なすぎると，Ｓｎマトリック
ス中にＳｂが分散する形態が現れず，固溶強化の効果も現れないが，反対に，Ｓｂ
量が多すぎると，高温時にＳｂが再溶融しないので，ＳｎＳｂ金属間化合物の粗大
化が進み，はんだ中にクラックが伝播することを抑制できない（【００１６】～【０
０２０】【００２２】【００２７】。はんだ合金にＮｉを添加することで，はんだ
， ， ）
付け界面付近に発生する金属間化合物層の金属間化合物を微細化して，クラックの
発生を抑制するとともに，一旦発生したクラックの伝播を抑制する（【００２３】，
【００２４】。はんだ合金中のＡｇは，はんだのぬれ性向上効果とはんだマトリッ
）
クス中にＡｇ３Ｓｎの金属間化合物のネットワーク状の化合物を析出させて，析出
分散強化型の合金を作り，温度サイクル特性の向上を図る効果が発揮される 【００
（
２５】。はんだ合金中のＣｕは，Ｃｕランドに対するＣｕ食われ防止効果とはんだ
）
マトリックス中に微細なＣｕ ６ Ｓｎ ５ の化合物を析出させて温度サイクル特性を向
上させる効果がある（【００２６】。はんだ中にＢｉが入っていると，ＢｉがＳｂと
）
置き換わるので，さらに温度サイクル特性を向上させることができる【００２７】。
（ ）
はんだ合金中のＣｏ又はＦｅは，Ｎｉの効果を高めることができる（【００２８】。
）
以上のような個々の金属の特性等を考慮して，引用発明の発明者は，Ａｇ，Ｃｕ，
Ｓｂ，Ｎｉ及びＳｎを必須の要素とするはんだ合金，及び，さらに，Ｂｉ，Ｃｏ又
はＦｅを含むはんだ合金を発明した。
ウ 証拠（乙２～４）及び弁論の全趣旨によると，合金は，組成，含有比率
及び温度によってその相（液相か固相か）や結晶構造が異なり，成分となる金属の
数が増えれば，さらに含有比率及び温度による状態の変化は複雑となること，合金
を構成する元素が同じであっても配合量が異なることにより，金属組織が異なり，
性質が異なること，合金は，その性質及び特性の基礎となる金属組織の形成の予測
性が低く，効果の予測性が低い技術分野に該当することが認められる。これらのこ
とからすると，合金は，
「所定の含有量を有する合金元素の組合せが一体のものとし
て技術的意義を有するであって，所与の特性が得られる組合せについては，実施例
に示された実際に作製された具体的な合金組成を考慮して初めて理解できる」とい
う技術常識があると認めることができる。
エ 引用文献の記載及び前記ウの技術常識からすると，引用文献における温
度サイクル試験での３０００サイクル後のクラック発生率とシェア強度残存率を測
定した結果，引用発明の効果が現れたと認められる実施例のうち，本件発明１に最
も近似している，実施例４５及び４６，並びに実施例４２及び４３から引用発明を
認定すべきである。
したがって，引用発明は，前記第２の３(2)のとおりに認定される。
オ 原告の主張について
原告は，引用発明１及び４に代えて，引用文献の請求項３に記載されたものを原
告引用発明１と認定すべきと主張する。
しかし，上記ウの「所定の含有量を有する合金元素の組合せが一体のものとして
技術的意義を有するのであって，所与の特性が得られる組合せについては実際に作
製された合金組成を考慮して初めて理解できる」という合金の技術常識に照らすと，
原告の上記主張を採用することはできない。
(2) 対比
ア 本件発明１と引用発明１及び４とを対比すると，前記第２の３(3)ア(ｱ)
及び同(4)ア(ｱ)のとおりの一致点及び相違点を認定することができる。
イ 原告の主張について
(ｱ) 原告は，本件発明１と原告引用発明１とは，いずれもニッケルを含有
している点で実質的に相違するものではない，と主張する。
しかし，引用発明１及び４におけるニッケルは，前記(1)イのとおり，クラックの
発生を抑制するとともに，一旦発生したクラックの伝播を抑制するという，引用発
明の課題解決のために不可欠な技術的意義を有する必須の成分とされているもので
ある。それに対して，本件発明１においては，ニッケルは任意成分にすぎない。し
たがって，両者の技術的意義が相違するから，相違点１及び３は実質的な相違点で
ある。
(ｲ) 原告は，審決の引用発明１及び４の認定が誤っているから，相違点２
及び４は存在しない，と主張する。
しかし，前記(1)のとおり，審決の引用発明１及び４の認定に誤りはなく，原告の
主張はその前提を欠き，失当である。
(3) 相違点の判断
ア 相違点１及び３について
引用発明１及び４において，ニッケルは，クラックの発生を抑制するとともに，
一旦発生したクラックの伝播を抑制する技術的意義を有し，これは，引用発明にお
ける課題である外部からの力に対して長時間耐えることに貢献するものといえる。
このように引用発明１及び４において不可欠な要素であるニッケルを，任意成分と
する動機付けは存在しない。
したがって，引用発明１及び４のニッケルを任意成分として，相違点１及び３に
係る構成を備えることは，当業者が容易に想到し得るものではない。
イ よって，その余の点を判断するまでもなく，本件発明１は，引用発明１
及び４から容易に想到し得るものではない。
(4) 以上のとおり，取消事由１には，理由がない。
３ 取消事由２～８について
(1) 引用発明２，３，５及び６の認定
ア 前記２(1)によると，引用文献には，前記第２の３(2)のとおりの，引用発
明２，３，５及び６が記載されているものと認められる。
イ 原告の主張について
原告は，引用発明２，３，５及び６に代えて，引用文献の請求項３に記載された
ものに対応するものを原告引用発明２及び３と認定すべき，と主張する。
しかし，前記２(1)オで判示したところと同様に，原告の上記主張を採用すること
はできない。
(2) 対比
ア 本件発明２～８と，引用発明１～３を対比すると，少なくとも，前記第
２の３(3)ア(ｱ)の相違点２（ただし，本件発明４については，ビスマスの含有割合は，
４．８質量％を超過し７質量％以下である）において相違する。
本件発明２～８と，引用発明４～６を対比すると，少なくとも，前記第２の３(4)
ア(ｱ)の相違点４（ただし，本件発明６については，コバルトの含有割合は，０．０
０３質量％以上０．０１質量％以下である）において相違する。
イ 原告の主張について
原告は，相違点２及び４に対応する相違点は存在しない，と主張するが，その前
提とする引用発明の認定に誤りがあるから，失当である。
(3) 相違点の判断
ア 相違点２について
引用文献の【００２７】には，はんだ合金に，Ｂｉを添加することで，さらに温
度サイクル特性を向上させることができ，添加するＢｉの量は，１．５～５．５質
量％が好ましいことが記載されている。したがって，引用発明１～３のビスマスの
量を，上記好ましい量の範囲内である，４．８質量％を超過し，５．５質量％まで
の範囲とする動機付けがあるといえる。
そして，本件発明２～８においてビスマスの含有割合が所定の範囲内であること
の効果は，
「優れた耐衝撃性を得ることができ，また，比較的厳しい温度サイクル条
件下に曝露した場合においても，優れた耐衝撃性を維持することができる」
（本件明
細書【００３１】）ことにある。引用発明１～３においてビスマスの含有割合を上記
好ましい範囲内とすることの効果は，温度サイクル特性を向上させること（引用文
献【００２７】）であるが，ここにいう温度サイクル特性とは，「－４０℃から＋１
２５℃の温度サイクル試験を３０００サイクル近く繰り返しても，微量なはんだ量
のはんだ接合部にもクラックが発生せず，また，クラックが発生した場合において
も，クラックがはんだ中を伝播することを抑制」する（引用文献【００２１】）とい
う性質である。温度サイクル試験後のはんだ接合部にクラックが発生せず，クラッ
クが発生してもその伝播を抑制する効果が高まれば，厳しい温度サイクル条件下の
耐衝撃性も高まるものといえる。そして，厳しい温度サイクル条件下の耐衝撃性が
高ければ，そのような厳しい条件下にない場合の耐衝撃性も高いことが予想される。
したがって，本件発明２～８におけるビスマスの含有割合を所定の範囲内とするこ
との上記効果は，引用発明１～３のビスマスの量を４．８質量％を超過し，５．５
質量％までの範囲とする上記効果と比較して，格別顕著な効果であるとはいえない。
以上より，引用発明１～３において，Ｂｉ：３．２質量％の数値を，相違点２に
係る，
「４．８質量％を超過し，５．５質量％まで」の範囲の本件発明２～８の構成
とすることは，当業者が容易になし得たものである。
イ 相違点４について
引用文献の【００２８】には，はんだ合金に，Ｃｏを添加することで，Ｎｉの効
果を高めることができ，添加する量は，０．００１～０．１質量％が好ましいこと
が記載されている。したがって，引用発明４～６にコバルトを添加し，その量を０．
００１質量％～０．１質量％とする動機付けがあるといえる。
本件発明２～８においてコバルトの含有割合が所定の範囲内であることの効果は，
「優れた耐衝撃性を得ることができ，また，比較的厳しい温度サイクル条件下に曝
露した場合においても，優れた耐衝撃性を維持することができる」
（本件明細書【０
０３７】）ことにある。そして，引用発明４～６においてコバルトの含有割合を上記
好ましい範囲内とすることの効果は，Ｎｉの効果を高めること，すなわち，はんだ
付け界面付近に発生する金属間化合物層の金属管化合物を微細化して，クラックの
発生を抑制するとともに，一旦発生したクラックの伝播を抑制する働きをする（引
用文献【００２４】【００２８】
， ）という効果を高めることである。クラックの発生
を抑制し，一旦発生したクラックの伝播を抑制すれば，耐衝撃性がより優れ，これ
が維持されるといえる。したがって，本件発明２～８におけるコバルトの含有割合
が所定の範囲内であることの効果は，引用発明４～６においてコバルトを添加し，
その含有割合を０．００１質量％～０．１質量％とすることの効果と比較して，格
別顕著なものであるとはいえない。
以上より，引用発明４～６にコバルトを添加し，その量を０．００１質量％～０．
１質量％として，相違点４に係る，
「コバルトの含有割合が，０．００１質量％以上
０．１質量％以下（本件発明６については０．００３質量％以上０．０１質量％以
下）」の本件発明２～８の構成とすることは，当業者が容易になし得たものである。
ウ 被告の主張について
被告は，本件発明２～８と，引用発明１～６との間には，ビスマスの含有量又は
コバルトの含有量について明確な相違点があり，これを容易想到とする理由はない，
と主張する。
しかし，前記ア及びイのとおり，引用発明１～３において相違点２に係る構成を
採用すること，及び引用発明４～６において相違点４に係る構成を採用することの
動機付けがあり，本件発明２～８のビスマスの含有量及びコバルトの含有量につい
て格別顕著な効果があるともいえないから，引用発明１～６に相違点２及び４の構
成を採用することは，容易想到である。
(4) したがって，取消事由２～８には，理由がある。
第６ 結論
以上より，取消事由２～８には理由があるから，本件発明２～８に係る審決を取
り消し，取消事由１には理由がないから，本件発明１に係る原告の請求を棄却する
こととして，主文のとおり判決する。
知的財産高等裁判所第２部
裁判長裁判官
森 義 之
裁判官
永 田 早 苗
裁判官
古 庄 研