特許 6138846 はんだ組成物およびそれを用いた電子基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6138846

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】はんだ組成物およびそれを用いた電子基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 35/363 20060101AFI20170522BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20170522BHJP

   B23K 35/26 20060101ALN20170522BHJP

   C22C 13/00 20060101ALN20170522BHJP

【ＦＩ】

   B23K35/363 C

   B23K35/363 E

   H05K3/34 512C

   !B23K35/26 310A

   !C22C13/00

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-64564(P2015-64564)

(22)【出願日】2015年3月26日

(65)【公開番号】特開2016-182633(P2016-182633A)

(43)【公開日】2016年10月20日

【審査請求日】2016年4月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】390005223

【氏名又は名称】株式会社タムラ製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000637

【氏名又は名称】特許業務法人樹之下知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】中路 将一

(72)【発明者】

【氏名】石垣 幸一

(72)【発明者】

【氏名】中村 あゆみ

【審査官】 市川 篤

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１１０５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７２３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４８９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２４６５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００４３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５１５５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８２００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０９１１００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ３５／００−３５／４０

Ｈ０５Ｋ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（Ａ）ロジン系樹脂、（Ｂ）活性剤、（Ｃ）チクソ剤および（Ｄ）溶剤を含有するフラックス組成物と、（Ｅ）融点が２００℃以上２５０℃以下であるはんだ粉末とを含有し、
前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）融点が１８０℃以上２２０℃以下であり、１分子中に３つ以上のカルボキシル基を有し、かつ１つ以上の芳香環を有する芳香族多価カルボン酸を含有する
ことを特徴とするはんだ組成物。

【請求項2】

請求項１に記載のはんだ組成物において、
前記（Ｂ１）成分の配合量が、フラックス組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上１５質量％以下である
ことを特徴とするはんだ組成物。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のはんだ組成物において、
前記（Ｂ１）成分の融点が１８０℃以上２００℃以下である
ことを特徴とするはんだ組成物。

【請求項4】

請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のはんだ組成物において、
前記（Ｂ１）成分が、下記一般式（１）で表される化合物である
ことを特徴とするはんだ組成物。

【化1】

（前記一般式（１）中、Ｘは、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、それぞれ独立に、水素、ヒドロキシ基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、または、置換もしくは無置換のアシル基を示す。また、Ｘは、互いに結合して環構造を形成してもよい。）

【請求項5】

請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のはんだ組成物において、
前記（Ｂ）成分が、（Ｂ２）融点が１００℃以上２００℃以下であるジカルボン酸を、さらに含有する
ことを特徴とするはんだ組成物。

【請求項6】

請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のはんだ組成物において、
前記（Ｅ）成分の平均粒子径が、２０μｍ以下である
ことを特徴とするはんだ組成物。

【請求項7】

請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のはんだ組成物を用いて、電子部品を電子基板に実装することを特徴とする電子基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、はんだ組成物およびそれを用いた電子基板に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子機器は軽薄短小化に伴い、プリント配線基板の微細化が進み、プリント基板に実装される実装部品の微細化が進んでいる。このような微細部品の微小ピッチでの接合を行うために、はんだ粉末を微粉化（例えば、平均粒子径が２０μｍ以下）することが要求されている。
しかしながら、平均粒子径が小さいはんだ粉末にすると、その比表面積は増大し、その分だけはんだ粉末の表面に生成される酸化物量も多くなる。はんだ粉末の表面に生成された酸化物を溶融させて除去するには、高い還元力のあるフラックス成分を有するはんだ組成物を求められ、例えば、フラックス成分中の活性剤などの検討がされている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−１１０５８０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、有機酸などの活性剤を増やすと、はんだのぬれ性は向上する傾向にあるものの、はんだ付け部分に腐食が発生しやすくなるという問題がある。また、はんだ粉末の微粉化により、はんだボールおよび加熱によるだれが生じやすくなるという問題もある。このように、はんだ粉末の微粉化に伴って様々な問題があり、これらの全てを充足できるはんだ組成物はなかった。

【0005】

そこで、本発明は、平均粒子径が小さいはんだ粉末（例えば、平均粒子径が２０μｍ以下）を用いた場合でも、はんだのぬれ性に優れ、はんだ付け部分での腐食、はんだボールおよび加熱によるだれを十分に抑制できるはんだ組成物、並びにそれを用いた電子基板の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなはんだ組成物および電子基板の製造方法を提供するものである。
本発明のはんだ組成物は、（Ａ）ロジン系樹脂、（Ｂ）活性剤、（Ｃ）チクソ剤および（Ｄ）溶剤を含有するフラックス組成物と、（Ｅ）融点が２００℃以上２５０℃以下であるはんだ粉末とを含有し、前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）融点が１８０℃以上２２０℃以下であり、１分子中に３つ以上のカルボキシル基を有し、かつ１つ以上の芳香環を有する芳香族多価カルボン酸を含有することを特徴とするものである。

【0007】

本発明のはんだ組成物においては、前記（Ｂ１）成分の配合量が、フラックス組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ｂ１）成分の融点が１８０℃以上２００℃以下であることが好ましい。
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ｂ１）成分が、下記一般式（１）で表される化合物であることが好ましい。

【0008】

【化1】

【0009】

前記一般式（１）中、Ｘは、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、それぞれ独立に、水素、ヒドロキシ基、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアルコキシ基、または、置換もしくは無置換のアシル基を示す。また、Ｘは、互いに結合して環構造を形成してもよい。
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ｂ）成分が、（Ｂ２）融点が１００℃以上２００℃以下であるジカルボン酸を、さらに含有することが好ましい。
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ｅ）成分の平均粒子径が、２０μｍ以下であることが好ましい。
本発明の電子基板の製造方法は、前記はんだ組成物を用いて、電子部品を電子基板に実装することを特徴とするものである。

【0010】

本発明のはんだ組成物によって、平均粒子径が小さいはんだ粉末を用いた場合でも、はんだのぬれ性に優れ、はんだ付け部分での腐食、はんだボールおよび加熱によるだれを十分に抑制できる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
すなわち、粒子径が小さいはんだ粉末（例えば、はんだ粉末の平均粒子径が２０μｍ以下）を用いた場合に、はんだボールが発生する理由は次の通りであると本発明者らは推察する。つまり、リフロー工程でのプリヒートにおいて、微細なはんだ粉末の表面が酸化して異物となる。これにより、本加熱の際に、はんだ粉末同士の凝集が阻害される。そして、凝集ができなかったはんだ粉末は、フラックス成分とともにランド間に流れだし、これがはんだボールとなるものと本発明者らは推察する。
本発明のフラックス組成物においては、１分子中に３つ以上のカルボキシル基を有し、比較的に活性の強い（Ｂ１）成分を含有しており、この（Ｂ１）成分によりはんだ粉末の表面の酸化物を除去できる。そして、この（Ｂ１）成分は、融点が１６０℃以上であるため、リフロー工程におけるプリヒートにおいて、チクソ性を付与する成分となり、加熱によるだれを抑制できる。さらに、この（Ｂ１）成分は、融点が１６０℃以上であるため、リフロー工程におけるプリヒートからはんだ溶融までの間にも、チクソ性を付与する成分となり、はんだ粉末の流れだしを抑制できる。また、この（Ｂ１）成分は、融点が２２０℃以下であるため、リフロー工程におけるはんだ溶融時には液体となり、未反応物が残りにくく、はんだ付け部分での腐食も生じにくい。以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者らは推察する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、平均粒子径が小さいはんだ粉末（例えば、平均粒子径が２０μｍ以下）を用いた場合でも、はんだのぬれ性に優れ、はんだ付け部分での腐食、はんだボールおよび加熱によるだれを十分に抑制できるはんだ組成物、並びにそれを用いた電子基板の製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】はんだのぬれ性の試験におけるリフロー時の時間と温度との関係を示すグラフである。

【図2】腐食性の試験方法を説明するために説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明のはんだ組成物は、以下説明するフラックス組成物と、以下説明する（Ｅ）はんだ粉末とを含有するものである。

【0014】

［フラックス組成物］
本発明に用いるフラックス組成物は、はんだ組成物における前記（Ｅ）成分以外の成分であり、（Ａ）ロジン系樹脂、（Ｂ）活性剤、（Ｃ）チクソ剤および（Ｄ）溶剤を含有するものである。

【0015】

前記フラックス組成物の配合量は、はんだ組成物１００質量％に対して、５質量％以上３５質量％以下であることが好ましく、７質量％以上１５質量％以下であることがより好ましく、８質量％以上１３質量％以下であることが特に好ましい。フラックス組成物の配合量が５質量％未満の場合（はんだ粉末の配合量が９５質量％を超える場合）には、バインダーとしてのフラックス組成物が足りないため、フラックス組成物とはんだ粉末とを混合しにくくなる傾向にあり、他方、フラックス組成物の配合量が３５質量％を超える場合（はんだ粉末の配合量が６５質量％未満の場合）には、得られるはんだ組成物を用いた場合に、十分なはんだ接合を形成できにくくなる傾向にある。

【0016】

［（Ａ）成分］
本発明に用いる（Ａ）ロジン系樹脂としては、ロジン類およびロジン系変性樹脂が挙げられる。ロジン類としては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、水素添加ロジンおよびこれらの誘導体などが挙げられる。ロジン系変性樹脂としては、ディールス・アルダー反応の反応成分となり得る前記ロジン類の不飽和有機酸変性樹脂（（メタ）アクリル酸などの脂肪族の不飽和一塩基酸、フマル酸、マレイン酸等のα，β−不飽和カルボン酸などの脂肪族不飽和二塩基酸、桂皮酸などの芳香族環を有する不飽和カルボン酸等の変性樹脂）およびこれらの変性物などのアビエチン酸、並びに、これらの変性物を主成分とするものなどが挙げられる。これらのロジン系樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

【0017】

前記（Ａ）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、３０質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、３５質量％以上６０質量％以下であることがより好ましい。（Ａ）成分の配合量が前記下限未満では、はんだ付ランドの銅箔面の酸化を防止してその表面に溶融はんだを濡れやすくする、いわゆるはんだ付性が低下し、はんだボールが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス残さ量が多くなる傾向にある。

【0018】

［（Ｂ）成分］
本発明に用いる（Ｂ）活性剤は、以下説明する（Ｂ１）成分を含有する必要がある。
この（Ｂ１）成分は、融点が１６０℃以上２２０℃以下であり、１分子中に３つ以上のカルボキシル基を有する多価カルボン酸である。
この（Ｂ１）成分の融点が１６０℃以上２２０℃以下の範囲内であれば、はんだ付け部分での腐食、はんだボールおよび加熱によるだれを十分に抑制できる。また、同様の観点から、この（Ｂ１）成分の融点は、１８０℃以上２００℃以下であることがより好ましく、１９０℃以上２００℃以下であることが特に好ましい。
また、この（Ｂ１）成分における１分子中のカルボキシル基の数が３つ以上であれば、はんだのぬれ性を十分に向上できる。また、同様の観点から、１分子中のカルボキシル基の数は、３つ以上６つ以下であることがより好ましく、３つであることが特に好ましい。
この（Ｂ１）成分は、脂肪族多価カルボン酸であっても、芳香族多価カルボン酸であってもよいが、活性作用の観点から、１つ以上の芳香環を有する芳香族多価カルボン酸であることが好ましい。さらに、この（Ｂ１）成分における芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環などが挙げられる。これらの中でも、（Ｂ１）成分の融点を低くするという観点から、ベンゼン環が好ましい。
このような（Ｂ１）成分としては、例えば、下記一般式（１）で表される化合物が挙げられる。

【0019】

【化2】

【0020】

前記一般式（１）において、Ｘは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。また、Ｘは、それぞれ独立に、水素、ヒドロキシ基、置換もしくは無置換のアルキル基（メチル基、エチル基など）、置換もしくは無置換のアリール基（フェニル基など）、置換もしくは無置換のアルケニル基（エテニル基など）、置換もしくは無置換のアルコキシ基（メトキシ基、エトキシ基など）、または、置換もしくは無置換のアシル基（アセチル基など）を示す。Ｘは、互いに結合して環構造を形成してもよい。
前記（Ｂ１）成分としては、具体的には、ヘミメリット酸などが挙げられる。

【0021】

前記（Ｂ１）成分の配合量としては、フラックス組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以上８質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以上４質量％以下であることが更により好ましく、０．８質量％以上２質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ１）成分の配合量が前記下限未満では、はんだボールやはんだのだれが発生しやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス組成物の絶縁性が低下する傾向にある。

【0022】

前記（Ｂ）成分は、（Ｂ２）融点が１００℃以上２００℃以下（より好ましくは１２０℃以上２００℃以下、特に好ましくは１６０℃以上２００℃以下）であるジカルボン酸を、さらに含有することが好ましい。このような（Ｂ２）成分によれば、フラックス組成物中の活性剤の流動性をより適切な範囲に調整できるために、（Ｂ１）成分の作用を相乗的に高めることができる。
この（Ｂ２）成分としては、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸などが挙げられる。これらの中でも、活性作用の観点から、コハク酸、アジピン酸が好ましく、コハク酸がより好ましい。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

【0023】

前記（Ｂ２）を用いる場合、（Ｂ２）成分の配合量としては、フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上５質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以上３質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以上２質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ２）成分の配合量が前記下限未満では、はんだのだれが発生しやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス組成物の絶縁性が低下する傾向にある。

【0024】

前記（Ｂ）成分においては、前記（Ｂ１）成分と、前記（Ｂ１）成分および前記（Ｂ２）成分以外のその他の有機酸（以下（Ｂ３）成分という）を併用してもよい。
（Ｂ３）成分としては、モノカルボン酸、前記（Ｂ２）成分以外のジカルボン酸などの他に、前記（Ｂ１）成分以外の有機酸が挙げられる。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、バレリック酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、グリコール酸などが挙げられる。
前記（Ｂ２）成分以外のジカルボン酸としては、グルタル酸などが挙げられる。
その他の有機酸としては、ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、ピコリン酸などが挙げられる。
これらの（Ｂ３）成分は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。なお、これらの（Ｂ３）成分の中でも、ダイマー酸を用いることが好ましい。ダイマー酸により、はんだ粉末の再酸化を防止できる傾向があるために、（Ｂ１）成分の作用を相乗的に高めることができる。

【0025】

前記（Ｂ３）成分の配合量としては、フラックス組成物１００質量％に対して、０．５質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上１５質量％以下であることがより好ましく、５質量％以上１５質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ３）成分の配合量が前記下限未満では、活性作用が不足する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス組成物の絶縁性が低下する傾向にある。

【0026】

前記（Ｂ）成分においては、前記（Ｂ１）成分と、（Ｂ４）非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤とを併用してもよい。この（Ｂ４）成分は、前記（Ｂ１）成分〜前記（Ｂ３）成分の活性作用にほとんど影響を与えずに、（Ｂ４）成分としての活性作用を付与できる。

【0027】

前記（Ｂ４）成分としては、ハロゲン原子が共有結合により結合した非塩系の有機化合物が挙げられる。このハロゲン化化合物としては、塩素化物、臭素化物、ヨウ化物、フッ化物のように塩素、臭素、ヨウ素、フッ素の各単独元素の共有結合による化合物でもよいが、塩素、臭素、ヨウ素およびフッ素の任意の２つまたは全部のそれぞれの共有結合を有する化合物でもよい。これらの化合物は、水性溶媒に対する溶解性を向上させるために、例えばハロゲン化アルコールやハロゲン化カルボキシルのように水酸基やカルボキシル基などの極性基を有することが好ましい。ハロゲン化アルコールとしては、例えば２，３−ジブロモプロパノール、２，３−ジブロモブタンジオール、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、トリブロモネオペンチルアルコールなどの臭素化アルコール、１，３−ジクロロ−２−プロパノール、１，４−ジクロロ−２−ブタノールなどの塩素化アルコール、３−フルオロカテコールなどのフッ素化アルコール、その他これらに類する化合物が挙げられる。ハロゲン化カルボキシルとしては、２−ヨード安息香酸、３−ヨード安息香酸、２−ヨードプロピオン酸、５−ヨードサリチル酸、５−ヨードアントラニル酸などのヨウ化カルボキシル、２−クロロ安息香酸、３−クロロプロピオン酸などの塩化カルボキシル、２，３−ジブロモプロピオン酸、２，３−ジブロモコハク酸、２−ブロモ安息香酸などの臭素化カルボキシル、その他これらに類する化合物が挙げられる。また、これらの化合物としては、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートなども挙げられる。これらの活性剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

【0028】

前記（Ｂ４）成分の配合量としては、フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以上５質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以上２質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ４）成分の配合量が前記下限未満では、はんだ塗れ広がりが低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス組成物の絶縁性が低下する傾向にある。

【0029】

前記（Ｂ）成分の合計配合量としては、フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上２５質量％以下であることが好ましく、３質量％以上２０質量％以下であることがより好ましく、５質量％以上２０質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ）成分の配合量が前記下限未満では、はんだボールが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス組成物の絶縁性が低下する傾向にある。

【0030】

［（Ｃ）成分］
本発明に用いる（Ｃ）チクソ剤としては、硬化ひまし油、アミド類、カオリン、コロイダルシリカ、有機ベントナイト、ガラスフリットなどが挙げられる。これらのチクソ剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

【0031】

前記（Ｃ）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。配合量が前記下限未満では、チクソ性が得られず、ダレが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、チクソ性が高すぎて、印刷不良となりやすい傾向にある。

【0032】

［（Ｄ）成分］
本発明に用いる（Ｄ）溶剤としては、公知の溶剤を適宜用いることができる。このような溶剤としては、沸点１７０℃以上の水溶性溶剤を用いることが好ましい。
このような溶剤としては、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ヘキシルジグリコール、１,５−ペンタンジオール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、２−エチルヘキシルジグリコール（ＥＨＤＧ）、オクタンジオール、フェニルグリコール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（ＭＴＥＭ）が挙げられる。これらの溶剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

【0033】

前記（Ｄ）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、２０質量％以上６０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上５０質量％以下であることがより好ましい。溶剤の配合量が前記範囲内であれば、得られるはんだ組成物の粘度を適正な範囲に適宜調整できる。

【0034】

［他の成分］
本発明に用いるフラックス組成物には、前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分、前記（Ｃ）成分および前記（Ｄ）成分の他に、必要に応じて、その他の添加剤、更には、その他の樹脂を加えることができる。その他の添加剤としては、消泡剤、酸化防止剤、改質剤、つや消し剤、発泡剤などが挙げられる。その他の樹脂としては、アクリル系樹脂などが挙げられる。

【0035】

［（Ｅ）成分］
本発明に用いる（Ｅ）はんだ粉末は、鉛フリーはんだ粉末のみからなることが好ましいが、有鉛のはんだ粉末であってもよい。このはんだ粉末におけるはんだ合金としては、スズ（Ｓｎ）を主成分とする合金が好ましい。また、この合金の第二元素としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）などが挙げられる。さらに、この合金には、必要に応じて他の元素（第三元素以降）を添加してもよい。他の元素としては、銅、銀、ビスマス、アンチモン、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）などが挙げられる。
また、このはんだ粉末は、環境への影響の観点から、鉛フリーはんだ粉末であることが好ましい。ここで、鉛フリーはんだ粉末とは、鉛を添加しないはんだ金属または合金の粉末のことをいう。ただし、鉛フリーはんだ粉末中に、不可避的不純物として鉛が存在することは許容されるが、この場合に、鉛の量は、１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。

【0036】

鉛フリーのはんだ粉末としては、具体的には、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ａｇなどが挙げられる。これらの中でも、はんだ接合の強度の観点から、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ合金が好ましく用いられている。そして、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだの融点は、通常２００℃以上２５０℃以下である。なお、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだの中でも、銀含有量が低い系のはんだの融点は、２１０℃以上２５０℃以下である。

【0037】

前記（Ｅ）成分の平均粒子径は、通常１μｍ以上４０μｍ以下であるが、はんだ付けパッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、平均粒子径の上限値は、２５μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以下であることがより好ましく、１５μｍ以下であることが更により好ましく、１２μｍ以下であることが特に好ましい。一方で、平均粒子径の下限値は、特に限定されないが、例えば、２μｍ以上であってもよく、３μｍ以上であってもよい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。
また、本発明のはんだ組成物によれば、はんだ粉末の平均粒子径が小さい場合でも、はんだのぬれ性に優れ、はんだ付け部分での腐食、はんだボールおよび加熱によるだれを十分に抑制できる。

【0038】

［はんだ組成物の製造方法］
本発明のはんだ組成物は、上記説明したフラックス組成物と上記説明した（Ｅ）はんだ粉末とを上記所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。

【0039】

［電子基板］
次に、本発明の電子基板について説明する。本発明の電子基板は、以上説明したはんだ組成物を用いて電子部品を電子基板（プリント配線基板など）に実装したことを特徴とするものである。そのため、本発明の電子基板では、はんだ付け部分での腐食、はんだボールおよび加熱によるだれを十分に抑制できる。
ここで用いる塗布装置としては、スクリーン印刷機、メタルマスク印刷機、ディスペンサー、ジェットディスペンサーなどが挙げられる。
また、前記塗布装置にて塗布したはんだ組成物上に電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱して、前記電子部品をプリント配線基板に実装するリフロー工程により、電子部品を電子基板に実装できる。

【0040】

リフロー工程においては、前記はんだ組成物上に前記電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱する。このリフロー工程により、電子部品およびプリント配線基板の間に十分なはんだ接合を行うことができる。その結果、前記電子部品を前記プリント配線基板に実装することができる。
リフロー条件は、はんだの融点に応じて適宜設定すればよい。例えば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ合金を用いる場合には、プリヒートを温度１５０〜２００℃で６０〜１２０秒行い、ピーク温度を２３０〜２７０℃に設定すればよい。

【0041】

また、本発明のはんだ組成物および電子基板は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
例えば、前記電子基板では、リフロー工程により、プリント配線基板と電子部品とを接着しているが、これに限定されない。例えば、リフロー工程に代えて、レーザー光を用いてはんだ組成物を加熱する工程（レーザー加熱工程）により、プリント配線基板と電子部品とを接着してもよい。この場合、レーザー光源としては、特に限定されず、金属の吸収帯に合わせた波長に応じて適宜採用できる。レーザー光源としては、例えば、固体レーザー（ルビー、ガラス、ＹＡＧなど）、半導体レーザー（ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰなど）、液体レーザー（色素など）、気体レーザー（Ｈｅ−Ｎｅ、Ａｒ、ＣＯ_２、エキシマーなど）が挙げられる。

【実施例】

【0042】

次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
（（Ａ）成分）
ロジン系樹脂：水添酸変性ロジン、商品名「パインクリスタルＫＥ−６０４」、荒川化学工業社製
（（Ｂ１）成分）
活性剤Ａ：ヘミメリット酸（下記構造式（Ｓ１）参照）、融点１９５℃
（他の成分）
活性剤Ｂ：トリメリット酸（下記構造式（Ｓ２）参照）、融点２２９〜２３１℃
活性剤Ｃ：トリメシン酸（下記構造式（Ｓ３）参照）、融点３００℃超
（（Ｂ２）成分）
活性剤Ｄ：コハク酸、融点１８５〜１８７℃
（（Ｂ３）成分）
活性剤Ｅ：ピコリン酸
活性剤Ｆ：ダイマー酸、商品名「ＵＮＩＤＹＭＥ１４」、アリゾナケミカル社製
活性剤Ｇ：グルタル酸、融点９５〜９８℃
（（Ｂ４）成分）
活性剤Ｈ：トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール（ＴＤＢＤ）
（（Ｃ）成分）
チクソ剤：硬化ひまし油、商品名「ヒマ硬」、ＫＦトレーディング社製
（（Ｄ）成分）
溶剤Ａ：２−エチルヘキシルジグリコール（ＥＨＤＧ）
溶剤Ｂ：テトラエチレングリコールジメチルエーテル（ＭＴＥＭ）
（（Ｅ）成分）
はんだ粉末：粒子径５〜１５μｍ（平均粒子径１０μｍ）、はんだ融点２２０℃、はんだ組成Ｓｎ／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５
（他の成分）
酸化防止剤：ヒンダントフェノール系酸化防止剤、商品名「イルガノックス２４５」、チバ・ジャパン社製

【0043】

【化3】

【0044】

［実施例１］
ロジン系樹脂３６質量％、チクソ剤６質量％、溶剤Ａ３０質量％、溶剤Ｂ１４．９質量％、活性剤Ａ０．１質量％、活性剤Ｄ０．５質量％、活性剤Ｅ０．５質量％、活性剤Ｆ６質量％、活性剤Ｇ３質量％、活性剤Ｈ１質量％、および酸化防止剤２質量％を容器に投入し、プラネタリーミキサーを用いて混合してフラックス組成物を得た。
その後、得られたフラックス組成物１１質量％およびはんだ粉末８９質量％（合計で１００質量％）を容器に投入し、プラネタリーミキサーにて混合することではんだ組成物を調製した。

【0045】

［実施例２〜５］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、はんだ組成物を得た。
［比較例１〜７］
表２に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、はんだ組成物を得た。

【0046】

＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の評価（はんだボール、はんだのぬれ性、腐食性、加熱だれ）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１および表２に示す。
（１）はんだボール
ＪＩＳ Ｚ ３２８４−１９９４の付属書１１に記載の方法に準拠して、はんだボール（ソルダボール）の試験を行う。すなわち、セラミック板（大きさ：５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚み：０．５ｍｍ）を準備し、このセラミック板に、直径６．５ｍｍφの円形のパターン孔を有する厚み０．２ｍｍのメタルマスクを使用し、はんだ組成物を印刷して試験片を得た。試験片を温度２６０℃に調節されたホットプレートに載せ、はんだ溶融後５秒間保持した。かかる試験片を顕微鏡にて観察し、下記の基準に従って、はんだボールを評価した。
◎：はんだ（粉末）が溶融して、はんだは一つの大きな球となり、周囲にはんだボールがない。
○：はんだ（粉末）が溶融して、はんだは一つの大きな球となり周囲に直径７５μｍ以下のはんだボールが３つ以下である。
×：はんだ（粉末）が溶融して、はんだは一つの大きな球となり周囲に直径７５μｍ以下のはんだボールが４つ以上か、或いは、多数の細かい球が半連続の環状に並んでいる。
××：はんだ（粉末）が溶融していない部分があり、はんだの大きな球の周囲に多数の細かい球が半連続の環状に並んでいる。
（２）はんだのぬれ性
ＪＩＳ Ｚ ３２８４−１９９４の付属書１０に記載の方法に準拠して、はんだのぬれ性（ディウェッティング）の試験を行う。すなわち、りん脱酸銅板（大きさ：５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚み：０．５ｍｍ）を準備し、研磨剤で研磨した。このりん脱酸銅板に、直径６．５ｍｍφの円形のパターン孔を有する厚み０．２ｍｍのメタルマスクを使用し、はんだ組成物を印刷して試験片を得た。試験片に対し、図１に示すリフロー条件にて窒素雰囲気下にてリフロー処理を施した。かかる試験片を顕微鏡にて観察し、下記の基準に従って、はんだのぬれ性を評価した。
○：はんだ組成物を塗布した部分はすべて、はんだでぬれた状態である。
△：はんだ組成物を塗布した部分の大半は、はんだでぬれた状態（ディウェッティングも含まれる。）である。
（３）腐食性
ＪＩＳ Ｚ ３２８４−１９９４の付属書４に記載の方法に準拠して、腐食性の試験を行う。すなわち、２枚の銅板（大きさ：５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚み：０．５ｍｍ）を準備し、研磨剤で研磨し、超音波洗浄をした。そして、図２に示すように、銅板の両端５ｍｍの部分でコの字型に曲げたものを第一基板Ａとし、両端６ｍｍの部分をコの字型に曲げたものを第二基板Ｂとした。第二基板Ｂに、直径６．５ｍｍφの円形のパターン孔を有する厚み０．２ｍｍのメタルマスクを使用し、はんだ組成物Ｐを印刷した。この第二基板Ｂに第一基板Ａを被せて試験片とする。試験片を温度２７０℃に調節されたホットプレートに載せ、はんだ溶融後５秒間保持した。かかる試験片を温度４０℃、相対湿度９０％に設定した恒温恒湿槽内に投入し、９６時間放置して、試験後の試験片を得た。試験後の試験片について、第一基板Ａおよび第二基板Ｂでの残さの変色がないか目視で確認を行い、さらに、残さをＩＰＡで洗浄し、銅の変色がないか目視で確認を行い、以下の基準に基づいて、銅箔の変色を評価した。
○：残さおよび銅の変色が無い。
△：残さは無いが、銅面は変色している。
×：残さの変色があり、銅面が変色している。
（４）加熱だれ
ＪＩＳ Ｚ ３２８４−１９９４の付属書８に記載の方法に準拠して、加熱だれの試験を行う。すなわち、銅張積層板（大きさ：８０ｍｍ×６０ｍｍ、厚み：１．６ｍｍ）を準備し、研磨剤で研磨し、ＩＰＡで表面をふいた。そして、この銅張積層板上に、（i）３．０×０．７ｍｍまたは（ii）３．０×１．５ｍｍの２種類のパターンの孔をもち、それを０．１ｍｍステップで配置している２種類のパターン孔をもつ厚み０．２ｍｍのメタルマスクを使用し、はんだ組成物を印刷して試験片を得た。試験片を１５０℃に設定したオーブン中にて１分間加熱した。かかる試験片を目視にて観察し、２種類のパターンの５列のうち、印刷されたはんだ組成物のすべてが一体にならない最小間隔で、加熱だれを評価した。なお、この最小間隔が小さいほど、加熱だれが良好である。

【0047】

【表1】

【0048】

【表2】

【0049】

表１および表２に示す結果からも明らかなように、本発明のはんだ組成物（実施例１〜５）は、はんだボール、はんだのぬれ性、腐食性および加熱だれが全て良好であることが確認された。従って、本発明のはんだ組成物は、平均粒子径が小さいはんだ粉末（はんだ組成はスズ−銀−銅系で、はんだの融点は２００℃以上２５０℃以下）を用いた場合でも、はんだのぬれ性に優れ、はんだ付け部分での腐食、はんだボールおよび加熱によるだれを十分に抑制できることが確認された。
これに対し、（Ｂ１）成分を含有しないはんだ組成物を用いた場合（比較例１〜７）には、はんだボール、はんだのぬれ性、腐食性および加熱だれのうちのいずれかが不十分となることが分かった。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明のはんだ組成物は、電子機器のプリント配線基板などの電子基板に電子部品を実装するための技術として好適に用いることができる。

【図1】

【図2】