特許 6392574 フラックス組成物、はんだ組成物、および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】6392574

(24)【登録日】2018年8月31日

(45)【発行日】2018年9月19日

(54)【発明の名称】フラックス組成物、はんだ組成物、および電子基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 35/363 20060101AFI20180910BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20180910BHJP

【ＦＩ】

   B23K35/363 C

   B23K35/363 E

   H05K3/34 503A

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-154621(P2014-154621)

(22)【出願日】2014年7月30日

(65)【公開番号】特開2016-30287(P2016-30287A)

(43)【公開日】2016年3月7日

【審査請求日】2017年6月15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】松村 光弘

(72)【発明者】

【氏名】岩渕 充

(72)【発明者】

【氏名】市川 大悟

【審査官】 神野 将志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１１７７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０６９１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２５３８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２３９７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０８２００４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ３５／３６３

Ｈ０５Ｋ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（Ａ）ロジン系樹脂と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）チクソ剤と、（Ｄ）溶剤とを含有し、
前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）１，３−フェニレン二酢酸、１，２−フェニレン二酢酸、１，１−シクロペンタン二酢酸、１，１−シクロヘキサン二酢酸および１，１−シクロブタンジカルボン酸からなる群から選択される少なくとも１種を含有する
ことを特徴とするフラックス組成物。

【請求項2】

請求項１に記載のフラックス組成物において、
前記（Ｂ）成分が、さらに（Ｂ２）ダイマー酸を含有する
ことを特徴とするフラックス組成物。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のフラックス組成物において、
前記（Ｂ）成分が、さらに（Ｂ３）炭素数が６〜１０のジカルボン酸を含有する
ことを特徴とするフラックス組成物。

【請求項4】

請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のフラックス組成物と、はんだ粉末とを含有することを特徴とするはんだ組成物。

【請求項5】

請求項４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、電子基板に電子部品を実装するはんだ組成物（いわゆるソルダペースト）、このはんだ組成物用のフラックス組成物、および、このはんだ組成物を用いて電子部品を実装する電子基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

はんだ組成物は、はんだ粉末にフラックス組成物（ロジン系樹脂、活性剤および溶剤など）を混練してペースト状にした混合物である。このはんだ組成物においては、はんだ溶融性やはんだが塗れ広がりやすいという性質（はんだ塗れ広がり）とともに、リフロー後にパッド（ランド）間に発生するはんだボールの抑制や印刷性などが要求されている。これらの問題を解決するために、フラックス組成物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、特許文献１に記載のソルダペーストは、はんだボールの抑制の点で必ずしも十分なものではなかった。
一方で、はんだボールの抑制を改善するために、コハク酸、グルタル酸などの直鎖型ジカルボン酸を用いる場合には、はんだ組成物の保存安定性（ポットライフ）が低下してしまうという問題がある。
また、電子基板の小型化や電子部品の狭ピッチ化により、はんだ組成物中のはんだ粉末の粒子径を小さくすることが求められている。そして、このように微細なはんだ粉末を用いる場合には、はんだボールが発生しやすくなるとともに、はんだ組成物の保存安定性が低下する傾向にある。

【0005】

そこで、本発明は、はんだ組成物としたときに、保存安定性に優れ、かつはんだボールの発生を十分に抑制できるフラックス組成物、およびこれを用いたはんだ組成物、並びに、このはんだ組成物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、以下のようなフラックス組成物、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。
本発明のフラックス組成物は、（Ａ）ロジン系樹脂と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）チクソ剤と、（Ｄ）溶剤とを含有し、前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）１，３−フェニレン二酢酸、１，２−フェニレン二酢酸、１，１−シクロペンタン二酢酸、１，１−シクロヘキサン二酢酸および１，１−シクロブタンジカルボン酸からなる群から選択される少なくとも１種を含有することを特徴とするものである。

【0007】

本発明のフラックス組成物においては、前記（Ｂ）成分が、さらに（Ｂ２）ダイマー酸を含有することが好ましい。
本発明のフラックス組成物においては、前記（Ｂ）成分が、さらに（Ｂ３）炭素数が６〜１０のジカルボン酸を含有することが好ましい。
本発明のはんだ組成物は、前記フラックス組成物と、はんだ粉末とを含有することを特徴とするものである。
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方法である。

【0008】

本発明のフラックス組成物によって、はんだ組成物としたときに、保存安定性に優れ、かつはんだボールの発生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、粒子径が微細なはんだ粉末（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、（Ｂ１）成分により、微細なはんだ粉末の表面の酸化膜を十分に除去できる。なお、ジカルボン酸の中でも、直鎖型ジカルボン酸は、電子供与性基がなく、酸性度が高いために、酸化膜除去能力は高い。しかし、直鎖型ジカルボン酸は、微細なはんだ粉末を用いる場合には、保存安定性の観点から使用しにくい。これに対し、（Ｂ１）成分は、熱的安定性が比較的に高く、酸性度が比較的に低く、立体障害もあるために、保存安定性への悪影響が少ない。そして、（Ｂ１）成分には、酸性度が比較的に低いにも拘わらず、その酸化膜除去能力は直鎖型ジカルボン酸と比較してもそれほど低下しない。この理由については、以下のようなメカニズムによるものと本発明者らは推察する。つまり、はんだ粉末の表面の酸化物（例えば、ＳｎＯ）と、ジカルボン酸（ＨＯＯＣ−Ｘ−ＣＯＯＨ）との反応においては、（i）ジカルボン酸の１分子内にＳｎとの塩を形成する他に、（ii）複数のジカルボン酸（ＨＯＯＣ−Ｘ−ＣＯＯＨ）とＳｎＯとの間で、下記のような塩を形成する。
ＳｎＯ＋（ＨＯＯＣ−Ｘ−ＣＯＯＨ）→（＊）
（＊）Ｈ−（ＯＯＣ−Ｘ−ＣＯＯ−Ｓｎ−ＯＯＣ−Ｘ−ＣＯＯ）_ｎ−Ｈ＋Ｈ_２Ｏ
（Ｂ１）成分の場合には、立体障害の影響があるために、直鎖型ジカルボン酸と比較して、反応（i）による塩よりも反応（ii）による塩の形成が優位になる。そして、反応（ii）による塩は、流動性が低いために、フラックス成分の流れだしを抑制でき、その間に酸化膜を除去できる。また、反応（ii）による塩は、さらにＳｎＯとの間で塩を形成でき、酸化膜を除去できる。このようなメカニズムにより、酸化膜除去能力の低下した分を補うことができる。
一方で、酸性度が低過ぎる場合や、立体障害が大き過ぎる場合には、上記メカニズムによっても、酸化膜除去能力の低下した分を補いきれない。
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】

【0009】

本発明によれば、はんだ組成物としたときに、保存安定性に優れ、かつはんだボールの発生を十分に抑制できるフラックス組成物、およびこれを用いたはんだ組成物、並びに、このはんだ組成物を用いた電子基板の製造方法を提供できる。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［フラックス組成物］
まず、本発明のフラックス組成物について説明する。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はんだ粉末以外の成分であり、（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。

【0011】

［（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。

【0012】

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。

【0013】

［（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、環構造を有する２価の有機基を有するジカルボン酸を含有することが必要である。ジカルボン酸が環構造を有しない直鎖型ジカルボン酸などの場合には、はんだ組成物を作製した場合に保存安定性が低下してしまう。なお、この有機基は、炭素および水素からなる基であることが好ましく、環構造は、複素環でないことが好ましい。
（Ｂ１）成分の環構造を有する２価の有機基の炭素数は、４〜１０であることが必要である。（Ｂ１）成分の有機基の炭素数が前記範囲内であれば、保存安定性を維持しつつ、酸化膜除去能力を確保することができる。
ここで、（Ｂ）成分の環構造は、脂環構造であっても芳香環構造であってもよい。また、脂環構造の場合には、保存安定性および酸化膜除去能力のバランスの観点から、（Ｂ１）成分の有機基の炭素数が、４〜８であることが好ましく、４〜６であることがより好ましい。なお、脂環構造の場合、脂環を構成する１つの炭素に、２つの置換基があることが好ましい。
また、芳香環構造の場合には、保存安定性および酸化膜除去能力のバランスの観点から、（Ｂ１）成分の有機基の炭素数が、６〜１０であることが好ましく、６〜８であることがより好ましい。
（Ｂ１）成分の環構造を有する２価の有機基は、保存安定性および酸化膜除去能力のバランスの観点から、ベンゼン環を有することが好ましい。また、このような場合、ベンゼン環のメタ位に２つの置換基があることが好ましい。

【0014】

前記（Ｂ１）成分としては、例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、１，２−フェニレン二酢酸、１，３−フェニレン二酢酸、１，４−フェニレン二酢酸、１，１−シクロペンタンジカルボン酸などの芳香環構造を有するもの；１，１−シクロブタンジカルボン酸、１，１−シクロペンタンジカルボン酸、１，１−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，１−シクロペンタン二酢酸、１，１−シクロヘキサン二酢酸などの脂環構造を有するものが挙げられる。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。

【0015】

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、０．５質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上８質量％以下であることがより好ましく、２質量％以上７質量％以下であることが更により好ましく、２質量％以上５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、活性作用が不足してはんだボール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。

【0016】

前記（Ｂ）成分においては、前記（Ｂ１）成分と、（Ｂ２）重合脂肪酸とを併用してもよい。この（Ｂ２）成分は、フラックス組成物の流動性を低下させ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。この重合脂肪酸とは、不飽和脂肪酸の重合によって生成される脂肪酸のことをいう。この重合脂肪酸の塩基数は特に限定されないが、この重合脂肪酸としては、二塩基酸を主成分とするものが好ましい。具体的には、ダイマー酸などが挙げられる。

【0017】

前記（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、０．５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。（Ｂ２）成分の配合量が前記下限未満では、活性作用が不足してはんだボール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。

【0018】

前記（Ｂ）成分においては、前記（Ｂ１）成分と、（Ｂ３）炭素数が６〜１０のジカルボン酸とを併用してもよい。この（Ｂ３）成分は、直鎖型ジカルボン酸であるが、炭素数が多いために、保存安定性への悪影響が少ない。そのため、（Ｂ１）成分と（Ｂ３）成分との併用により、酸化膜除去能力の更なる向上を図ることができる。
前記（Ｂ３）成分としては、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸などが挙げられる。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。また、これらの中でも、保存安定性および酸化膜除去能力のバランスの観点から、スベリン酸、アゼライン酸が好ましい。

【0019】

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、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上３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、活性作用が不足してはんだボール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、保存安定性が低下する傾向にある。

【0020】

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。

【0021】

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、フッ化物のように塩素、臭素、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。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。

【0022】

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、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上３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。

【0023】

前記（Ｂ）成分においては、前記（Ｂ１）成分〜前記（Ｂ４）成分以外の活性剤を、本発明の効果を阻害しない範囲で併用してもよい。

【0024】

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３０質量％以下であることが好ましく、３質量％以上２７質量％以下であることがより好ましく、５質量％以上２５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。

【0025】

［（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。

【0026】

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。

【0027】

［（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。

【0028】

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５０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上４０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。

【0029】

［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。

【0030】

［はんだ組成物］
次に、本発明のはんだ組成物について説明する。本発明のはんだ組成物は、前記本発明の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。
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１２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。

【0031】

［（Ｅ）成分］
本発明に用いる（Ｅ）はんだ粉末は、無鉛の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、銅、亜鉛、ビスマス、アンチモンなどが挙げられる。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、インジウムなどが挙げられる。
無鉛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や、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。

【0032】

前記はんだ粉末の平均粒子径は、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、１μｍ以上２５μｍ以下であることがより好ましく、２μｍ以上２０μｍ以下であることがさらにより好ましく、３μｍ以上１５μｍ以下であることが特に好ましい。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、保存安定性に優れ、かつはんだボールの発生を十分に抑制できる。

【0033】

［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。

【0034】

［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、はんだボールの発生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。

【0035】

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。

【0036】

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】

【0037】

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：１，３−フェニレン二酢酸（下記構造式（Ｓ１）参照）
活性剤Ｂ：１，２−フェニレン二酢酸（下記構造式（Ｓ２）参照）
活性剤Ｃ：１，１−シクロペンタン二酢酸（下記構造式（Ｓ３）参照）
活性剤Ｄ：１，１−シクロヘキサン二酢酸（下記構造式（Ｓ４）参照）
活性剤Ｅ：１，１−シクロブタンジカルボン酸（下記構造式（Ｓ５）参照）
（（Ｂ２）成分）
活性剤Ｆ：ダイマー酸、商品名「ＵＮＩＤＹＭＥ１４」、ＡＲＩＮＯＮＡ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＣＯＭＰＡＮＹ製
（（Ｂ３）成分）
活性剤Ｇ：アゼライン酸
（（Ｂ４）成分）
活性剤Ｈ：ジブロモブテンジオール
（（Ｃ）成分）
チクソ剤：商品名「スリパックスＺＨＨ」、日本化成社製
（（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：平均粒子径１０〜１４μｍ、はんだ融点２１６〜２２０℃、はんだ組成Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ
（他の成分）
活性剤Ｉ：イミノ二酢酸
活性剤Ｊ：１−ナフタレン酢酸
活性剤Ｋ：ＤＬ−トロパ酸
活性剤Ｌ：３−メチルフェニル酢酸
活性剤Ｍ：４−ブロモフェニル酢酸
活性剤Ｎ：４−クロロフェニル酢酸
活性剤Ｏ：シクロヘキサン酢酸
活性剤Ｐ：グルタル酸

【0038】

【化1】

【0039】

［実施例１］
ロジン系樹脂４３質量部、チクソ剤７質量部、溶剤Ａ１６質量部、溶剤Ｂ１０質量部、活性剤Ａ５質量部、活性剤Ｅ１３．５質量部、活性剤Ｆ１質量部、および活性剤Ｇ１．５質量部を容器に投入し、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。

【0040】

［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１〜９］
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。

【0041】

＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の評価（ランド間ボール、微小ランドのぬれ性、保存時の粘度変化）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）ランド間ボール
ＱＦＰ（ピッチ：０．６５ｍｍ）を有する、厚みが１．６ｍｍの基板上に、対応するパターンを有するマスク（厚み：０．１５ｍｍ）を用い、はんだ組成物を印刷した。その後、プリヒート温度を１５０〜２００℃で９０〜１２０秒間、２２０℃以上の保持時間を３０〜６０秒間、ピーク温度を２４０℃とする条件でリフローを行い、試験基板を作製した。試験基板を顕微鏡にて観察（バックライト）して、ランド間にあるはんだボールの数（ランド間ボール数）を測定し、以下の基準に従って、ランド間ボールを評価した。
◎：ランド間ボール数が、比較例１と比較して、著しく減少した。
○：ランド間ボール数が、比較例１と比較して、減少した。
△：ランド間ボール数が、比較例１と比較して、同等であった。
×：ランド間ボール数が、比較例１と比較して、増加した。
（２）微小ランドのぬれ性
大きさの異なるランド（ランド直径：０．１６ｍｍ〜０．５ｍｍ）ＱＦＰ（ピッチ：０．６５ｍｍ）を有する、厚みが１．６ｍｍの基板上に、対応するパターンを有するマスク（厚み：０．１ｍｍ）を用い、はんだ組成物を印刷した。その後、プリヒート温度を２００℃で１００〜１２０秒間、２２０℃以上の保持時間を４０〜９０秒間、ピーク温度を２４０℃とする条件でリフローを行い、試験基板を作製した。試験基板を顕微鏡にて観察して、最小溶融ランドの直径を測定し、以下の基準に従って、微小ランドのぬれ性を評価した
◎：最小溶融ランドの直径が、比較例１と比較して、著しく小さくなった。
○：最小溶融ランドの直径が、比較例１と比較して、小さくなった。
△：最小溶融ランドの直径が、比較例１と比較して、同等であった。
×：最小溶融ランドの直径が、比較例１と比較して、大きくなった。
（３）保存時の粘度変化
まず、はんだ組成物を試料として、粘度を測定する。その後、試料を密封容器に入れ、温度３０℃の恒温槽に投入し、１５日間保管し、保管した試料の粘度を測定する。そして、保管前の粘度値（η１）に対する、温度３０℃にて１５日間保管後の粘度値（η２）との差（η２−η１）を求める。なお、粘度測定は、スパイラル方式の粘度測定（測定温度：２５℃、回転速度：１０ｒｐｍ）によりを行う。
そして、粘度値の差の結果に基づいて下記の基準に従って、粘度変化を評価した。
○：粘度値の差が、−１５Ｐａ・ｓ以上１５Ｐａ・ｓ以下である。
×：粘度値の差が、３０Ｐａ・ｓ以上である。

【0042】

【表1】

【0043】

【表2】

【0044】

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、ランド間ボール、微小ランドのぬれ性、および保存時の粘度変化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、保存安定性に優れ、かつはんだボールの発生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１〜９）には、ランド間ボールおよび保存時の粘度変化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】

【0045】

本発明のフラックス組成物およびはんだ組成物は、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。