(57)【要約】【課題】経時変化が起きにくく、溶融はんだの濡れ性に優れ、高い機械的特性を有し、かつ、はんだの濡れ速度が高められたはんだペーストを提供する。【解決手段】特定のはんだ粉末とフラックスとを含有する、はんだペーストを採用する。はんだ粉末は、Ａｓ：２５〜３００質量ｐｐｍ、Ｐｂ：０質量ｐｐｍ超え５１００質量ｐｐｍ以下、並びにＳｂ：０質量ｐｐｍ超え３０００質量ｐｐｍ以下、及びＢｉ：０質量ｐｐｍ超え１００００質量ｐｐｍ以下の少なくとも一種、並びに残部Ｓｎからなる合金組成を有し、（１）式及び（２）式を満たすはんだ合金を含む。フラックスは、チキソ剤と、芳香族グアニジン化合物と、ロジンと、有機酸と、溶剤とを含む。  ２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ                            （１）  ０．０１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだ粉末と、フラックスと、を含有する、はんだペーストであって、
前記はんだ粉末は、Ａｓ：２５〜３００質量ｐｐｍ、Ｐｂ：０質量ｐｐｍ超え５１００質量ｐｐｍ以下、並びにＳｂ：０質量ｐｐｍ超え３０００質量ｐｐｍ以下、及びＢｉ：０質量ｐｐｍ超え１００００質量ｐｐｍ以下の少なくとも一種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式及び（２）式を満たすはんだ合金を含み、
前記フラックスは、チキソ剤と、芳香族グアニジン化合物と、ロジンと、有機酸と、溶剤とを含む、はんだペースト。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ                            （１）
０．０１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２）
上記（１）式及び（２）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【請求項２】
更に、前記合金組成は、下記（１ａ）式を満たす、請求項１に記載のはんだペースト。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ≦２５２００                （１ａ）
上記（１ａ）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【請求項３】
更に、前記合金組成は、下記（１ｂ）式を満たす、請求項１に記載のはんだペースト。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ≦５３００                  （１ｂ）
上記（１ｂ）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【請求項４】
更に、前記合金組成は、下記（２ａ）式を満たす、請求項１〜３のいずれか１項に記載のはんだペースト。
０．３１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２ａ）
上記（２ａ）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【請求項５】
更に、前記合金組成は、Ａｇ：０〜４質量％及びＣｕ：０〜０．９質量％の少なくとも一種を含有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項６】
前記芳香族グアニジン化合物は、ジフェニルグアニジン及びジトリルグアニジンからなる群より選択される少なくとも一種である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項７】
前記芳香族グアニジン化合物を０．２質量％以上１５質量％以下含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項８】
前記有機酸と前記芳香族グアニジン化合物とを合計で３質量％以上１８質量％以下含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項９】
前記チキソ剤は、アミド化合物及びエステル化合物からなる群より選択される少なくとも一種を含有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項１０】
前記アミド化合物は、ポリアミド、ビスアミド及びモノアミドからなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項９に記載のはんだペースト。
【請求項１１】
前記チキソ剤は、前記アミド化合物を少なくとも含有し、前記アミド化合物を０．１質量％以上１５質量％以下含む、請求項９又は１０に記載のはんだペースト。
【請求項１２】
前記エステル化合物は、ヒマシ硬化油を含む、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項１３】
前記チキソ剤は、前記エステル化合物を少なくとも含有し、前記エステル化合物を０．２質量％以上１０質量％以下含む、請求項９〜１２のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項１４】
前記ロジンを１５質量％以上７０質量％以下含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項１５】
更に、前記有機酸は、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸及び水添ダイマー酸からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項１６】
前記有機酸を０．１質量％以上１５質量％以下含む、請求項１５に記載のはんだペースト。
【請求項１７】
更に、アミンを０質量％以上８質量％以下、有機ハロゲン化合物を０質量％以上８質量％以下、アミンハロゲン化水素酸塩を０質量％以上８質量％以下、及び酸化防止剤を０質量％以上８質量％以下含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項１８】
はんだペーストに用いられるフラックスであって、
前記フラックスは、チキソ剤と、芳香族グアニジン化合物と、ロジンと、有機酸と、溶剤とを含み、
前記はんだペーストは、Ａｓ：２５〜３００質量ｐｐｍ、Ｐｂ：０質量ｐｐｍ超え５１００質量ｐｐｍ以下、並びにＳｂ：０質量ｐｐｍ超え３０００質量ｐｐｍ以下、及びＢｉ：０質量ｐｐｍ超え１００００質量ｐｐｍ以下の少なくとも一種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式及び（２）式を満たすはんだ合金を含むはんだ粉末を含有する、はんだペースト用フラックス。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ                            （１）
０．０１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２）
上記（１）式及び（２）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだペースト及びはんだペースト用フラックスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のはんだ継手を有する電子デバイスは、小型化、高性能化が要求されている。これに伴い、プリント基板と電子デバイスの電極の小型化が必要になる。電子デバイスは電極を介してプリント基板と接続されるため、電極の小型化に伴い、両者を接続するはんだ継手も小さくなる。
【０００３】
電子デバイスとプリント基板をこのような微細な電極を介して接続するためには、一般にはんだペーストが使用されている。
はんだペーストは、プリント基板の電極上に印刷等によって供給される。はんだペーストの印刷は、開口部が設けられたメタルマスクをプリント基板上に置き、スキージをメタルマスクに押し付けながら移動させ、メタルマスクの開口部からはんだペーストをプリント基板上の電極に一括塗布することにより行われる。その後、電子部品はプリント基板に印刷されたはんだペースト上に載置され、はんだ付けが完了するまでははんだペーストによって保持される。
【０００４】
そして、例えば、電子部品がプリント基板上に載置されてからリフロー炉へ導入するまでに数時間を要した場合には、はんだペーストが印刷時の形状を維持できないことがある。この場合、電子部品の傾きや接合不良の原因となり得る。また、はんだペーストを購入した場合、通常では１回の印刷で全量を使い切ることはないため、はんだペーストは、印刷性能を損なわないように製造当初の適度な粘度が維持されなければならない。
【０００５】
しかし、近年、電極の小型化が進むにつれて、はんだペーストの印刷面積も狭小化が進んでいることから、購入したはんだペーストを使い切るまでの時間は長期化している。はんだペーストは、はんだ粉末とフラックスとを混練したものであり、保管期間が長期に渡る場合には、保管状況によってははんだペーストの粘度が上がってしまい、購入当初の印刷性能を発揮することができないことがある。
【０００６】
そこで、例えば特許文献１には、はんだペーストの経時変化を抑制するため、Ｓｎと、Ａｇ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｉｎ及びＣｕからなる群から選択される一種又は二種以上と、を含み、かつ、所定量のＡｓを含むはんだ合金が開示されている。同文献には、２５℃で２週間後の粘度が作製当初の粘度と比較して１４０％未満である結果が示されている。
【０００７】
一方、はんだ付けに用いられるフラックスは、はんだ及びはんだ付けの対象となる接合対象物の金属表面に存在する金属酸化物を化学的に除去し、両者の境界で金属元素の移動を可能にする効能を持つ。このため、フラックスを使用してはんだ付けを行うことで、はんだと接合対象物の金属表面との間に金属間化合物が形成できるようになり、強固な接合が得られる。
【０００８】
このようなはんだ付け用フラックスと、はんだ粉末と、を含むはんだペーストでは、フラックスに含まれるチキソ剤によってチキソ性が付与される。チキソ剤は、フラックス中でネットワークを構築し、チキソ性を付与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１５−９８０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のように、特許文献１に記載の発明は、Ｓｎ及びＡｓの他に６種類の元素を選択的に含有し得るはんだ合金である。また、同文献には、Ａｓ含有量が多いと、溶融性が劣る結果が示されている。
【００１１】
ここで、特許文献１で評価されている溶融性は、溶融はんだの濡れ性に相当すると考えられる。同文献で開示されている溶融性は、溶融物の外観を顕微鏡で観察し、溶融しきれないはんだ粉末の有無により評価されている。溶融はんだの濡れ性が高ければ、溶融しきれないはんだ粉末が残存し難くなるためである。
【００１２】
一般に、溶融はんだの濡れ性を向上させるためには高活性のフラックスを用いる必要がある。特許文献１に記載のフラックスにおいて、Ａｓによる濡れ性の劣化が抑制されるためには、高活性のフラックスを用いればよいと考えられる。しかし、高活性のフラックスを用いると、フラックスの粘度上昇率が上がってしまう。また、特許文献１の記載を鑑みると、粘度上昇率の上昇を抑えるためには、Ａｓ含有量を増加させる必要がある。特許文献１に記載のはんだペーストが更に低い粘度上昇率と、優れた濡れ性とを示すためには、フラックスの活性力とＡｓ含有量を増加し続ける必要があり、悪循環を招くことになる。
【００１３】
最近では、はんだペーストは、使用環境や保管環境によらず長期間安定した性能を維持することが求められており、また、はんだ継手の微細化により更に高い濡れ性も要求されている。特許文献１に記載のはんだペーストを用いて最近の要求に対応しようとすると、前述のように悪循環が避けられない。
【００１４】
更に、微細な電極を接合するためには、はんだ継手の機械的特性等を向上させる必要がある。元素によっては、含有量が多くなると、液相線温度が上昇して液相線温度と固相線温度が広がり、凝固時に偏析して不均一な合金組織が形成されてしまう。はんだ合金がこのような合金組織を有すると、引張強度などの機械的特性が劣り、外部からの応力により容易に破断してしまう。この問題は、近年の電極の小型化に伴い顕著になってきている。
【００１５】
加えて、はんだペーストにおいては、接合対象物の金属表面に対する、はんだの濡れ速度が高く、はんだ濡れ性の良いことが要求される。
【００１６】
本発明は、上述した課題を解決するためなされたものであり、粘度上昇等の経時変化が起きにくく、溶融はんだの濡れ性に優れ、高い機械的特性を有し、かつ、接合対象物の金属表面に対するはんだの濡れ速度が高められたはんだペースト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】
【００１７】
はんだペーストの経時変化の抑制と優れた濡れ性とが同時に改善される際、高い活性力を有するフラックスの使用、及びＡｓ含有量の増加による悪循環を避ける必要がある。本発明者らは、はんだ粉末の合金組成に着目し、はんだペーストの経時変化の抑制と優れた濡れ性との両立を図るために鋭意検討を行った。
【００１８】
まずは、本発明者らは、はんだ合金として従来から使用されているＳｎ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｇＣｕはんだ合金を基本組成として、これにＡｓを含有するはんだ粉末について検討した。そして、このはんだ粉末を用いた場合に、はんだペーストの経時変化を抑制する理由に着目し、Ａｓ含有量を検討した。
【００１９】
はんだペーストの粘度が経時的に上昇する理由は、はんだ粉末とフラックスとが反応するためであると考えられる。そして、特許文献１の表１実施例４及び比較例２の結果を比較すると、Ａｓ含有量が１００質量ｐｐｍを超えた方が、粘度上昇率が低い結果を示している。これらを鑑みると、はんだペーストの経時変化を抑制する効果（以下、適宜「増粘抑制効果」と称する。）に着目した場合、Ａｓ含有量を更に増加させてもよいと考えた。Ａｓ含有量を増加した場合、Ａｓ含有量に伴い増粘抑制効果がわずかに増加するものの、Ａｓ含有量が多すぎると、はんだ合金の濡れ性が悪化することが確認された。
【００２０】
そこで、本発明者らは、Ａｓの他に増粘抑制効果を発揮する元素を添加する必要があることに思い至り、種々の元素を検討したところ、偶然にも、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂがＡｓと同様の効果を発揮する知見を得た。この理由は定かではないが、以下のように推察される。
【００２１】
増粘抑制効果は、フラックスとの反応を抑制することにより発揮されることから、フラックスとの反応性が低い元素として、イオン化傾向が低い元素が挙げられる。一般に、合金のイオン化は、合金組成としてのイオン化傾向、すなわち標準電極電位で考える。例えば、Ｓｎに対して貴なＡｇを含むＳｎＡｇ合金は、Ｓｎよりもイオン化し難い。このため、Ｓｎよりも貴な元素を含有する合金は、イオン化し難いことになり、はんだペーストの増粘抑制効果が高いと推察される。
【００２２】
ここで、特許文献１では、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕの他に、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｚｎ及びＩｎが等価な元素として掲げられているが、イオン化傾向としては、Ｉｎ及びＺｎはＳｎに対して卑な元素である。つまり、特許文献１には、Ｓｎより卑な元素を添加しても増粘抑制効果が得られることが記載されていることになる。このため、イオン化傾向に則して選定された元素を含有するはんだ合金は、特許文献１に記載のはんだ合金と比較して同等以上の増粘抑制効果が得られると考えられる。また、前述のように、Ａｓ含有量が増加すると濡れ性が劣化してしまう。
【００２３】
本発明者らは、増粘抑制効果として知見したＢｉ及びＰｂについて詳細に検討した。Ｂｉ及びＰｂは、はんだ合金の液相線温度を下げるため、はんだ合金の加熱温度が一定である場合、はんだ合金の濡れ性を向上させる。しかし、その含有量によっては固相線温度が著しく低下するため、液相線温度と固相線温度との温度差であるΔＴが広くなりすぎる。ΔＴが広くなりすぎると、凝固時に偏析が生じてしまい、機械的強度等の機械的特性の低下に繋がってしまう。ΔＴが広がる現象は、Ｂｉ及びＰｂを同時に添加した場合に顕著に現われることから、厳密な管理が必要であることも知見した。
【００２４】
また、本発明者らは、はんだ合金の濡れ性を向上させるため、Ｂｉ含有量及びＰｂ含有量を再検討したが、これらの元素の含有量が増加すると、ΔＴが広くなった。そこで、本発明者らは、イオン化傾向がＳｎに対して貴な元素であるとともに、はんだ合金の濡れ性を改善する元素としてＳｂを選択して、Ｓｂ含有量の許容範囲を定めた上で、Ｓｂを含めたＡｓ、Ｂｉ、Ｐｂ及びＳｂの各々の含有量に関する関係を詳細に検討した。その結果、偶然にも、これらの元素の含有量が所定の関係式を満たす場合、優れた増粘抑制効果、濡れ性、及びΔＴの狭窄化の全てにおいて実用上問題ない程度である知見を得た。
【００２５】
更に、本発明者らは、芳香族グアニジン化合物を含有するフラックス、を使用してはんだ付けを行うと、接合対象物の金属表面に対する、はんだの濡れ速度が高くなることを見出した。
【００２６】
これらの知見により得られた本発明は次の通りである。
［１］はんだ粉末と、フラックスと、を含有する、はんだペーストであって、前記はんだ粉末は、Ａｓ：２５〜３００質量ｐｐｍ、Ｐｂ：０質量ｐｐｍ超え５１００質量ｐｐｍ以下、並びにＳｂ：０質量ｐｐｍ超え３０００質量ｐｐｍ以下、及びＢｉ：０質量ｐｐｍ超え１００００質量ｐｐｍ以下の少なくとも一種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式及び（２）式を満たすはんだ合金を含み、前記フラックスは、チキソ剤と、芳香族グアニジン化合物と、ロジンと、有機酸と、溶剤とを含む、はんだペースト。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ                            （１）
０．０１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２）
上記（１）式及び（２）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【００２７】
［２］更に、前記合金組成は、下記（１ａ）式を満たす、上記［１］に記載のはんだペースト。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ≦２５２００                （１ａ）
上記（１ａ）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【００２８】
［３］更に、前記合金組成は、下記（１ｂ）式を満たす、上記［１］に記載のはんだペースト。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ≦５３００                  （１ｂ）
上記（１ｂ）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【００２９】
［４］更に、前記合金組成は、下記（２ａ）式を満たす、上記の［１］から［３］のいずれか１項に記載のはんだペースト。
０．３１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２ａ）
上記（２ａ）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【００３０】
［５］更に、前記合金組成は、Ａｇ：０〜４質量％及びＣｕ：０〜０．９質量％の少なくとも一種を含有する、上記の［１］から［４］のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【００３１】
［６］前記芳香族グアニジン化合物は、ジフェニルグアニジン及びジトリルグアニジンからなる群より選択される少なくとも一種である、上記の［１］から［５］のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【００３２】
［７］前記芳香族グアニジン化合物を０．２質量％以上１５質量％以下含む、上記の［１］から［６］のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【００３３】
［８］前記有機酸と前記芳香族グアニジン化合物とを合計で３質量％以上１８質量％以下含む、上記の［１］から［７］のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【００３４】
［９］前記チキソ剤は、アミド化合物及びエステル化合物からなる群より選択される少なくとも一種を含有する、上記の［１］から［８］のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【００３５】
［１０］前記アミド化合物は、ポリアミド、ビスアミド及びモノアミドからなる群より選択される少なくとも一種を含む、上記［９］に記載のはんだペースト。
【００３６】
［１１］前記チキソ剤は、前記アミド化合物を少なくとも含有し、前記アミド化合物を０．１質量％以上１５質量％以下含む、上記の［９］又は［１０］に記載のはんだペースト。
【００３７】
［１２］前記エステル化合物は、ヒマシ硬化油を含む、上記の［９］から［１１］のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【００３８】
［１３］前記チキソ剤は、前記エステル化合物を少なくとも含有し、前記エステル化合物を０．２質量％以上１０質量％以下含む、上記の［９］から［１２］のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【００３９】
［１４］前記ロジンを１５質量％以上７０質量％以下含む、上記の［１］から［１３］のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【００４０】
［１５］更に、前記有機酸は、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸及び水添ダイマー酸からなる群より選択される少なくとも一種を含む、上記の［１］から［１４］のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【００４１】
［１６］前記有機酸を０．１質量％以上１５質量％以下含む、上記の［１］から［１５］のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【００４２】
［１７］更に、アミンを０質量％以上８質量％以下、有機ハロゲン化合物を０質量％以上８質量％以下、アミンハロゲン化水素酸塩を０質量％以上８質量％以下、及び酸化防止剤を０質量％以上８質量％以下含む、上記の［１］から［１６］のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【００４３】
［１８］はんだペーストに用いられるフラックスであって、前記フラックスは、チキソ剤と、芳香族グアニジン化合物と、ロジンと、有機酸と、溶剤とを含み、
前記はんだペーストは、Ａｓ：２５〜３００質量ｐｐｍ、Ｐｂ：０質量ｐｐｍ超え５１００質量ｐｐｍ以下、並びにＳｂ：０質量ｐｐｍ超え３０００質量ｐｐｍ以下、及びＢｉ：０質量ｐｐｍ超え１００００質量ｐｐｍ以下の少なくとも一種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式及び（２）式を満たすはんだ合金を含むはんだ粉末を含有する、はんだペースト用フラックス。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ                            （１）
０．０１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２）
上記（１）式及び（２）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、粘度上昇等の経時変化が起きにくく、溶融はんだの濡れ性に優れ、高い機械的特性を有し、かつ、接合対象物の金属表面に対するはんだの濡れ速度が高められたはんだペーストを提供することができる。
また、本発明によれば、接合対象物の金属表面に対する、はんだの濡れ速度が高く、はんだ濡れ性の良好なはんだペースト用フラックスを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明を以下により詳しく説明する。
本明細書において、はんだ合金組成に関する「ｐｐｍ」は、特に指定しない限り「質量ｐｐｍ」である。「％」は、特に指定しない限り「質量％」である。
【００４６】
＜はんだペースト＞
本実施形態のはんだペーストは、特定のはんだ粉末と、特定のフラックスと、を含有する。
【００４７】
≪はんだ粉末≫
本実施形態のはんだペーストに用いられるはんだ粉末は、Ａｓ：２５〜３００質量ｐｐｍ、Ｐｂ：０質量ｐｐｍ超え５１００質量ｐｐｍ以下、並びにＳｂ：０質量ｐｐｍ超え３０００質量ｐｐｍ以下、及びＢｉ：０質量ｐｐｍ超え１００００質量ｐｐｍ以下の少なくとも一種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式及び（２）式を満たすはんだ合金を含む。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ                            （１）
０．０１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２）
上記（１）式及び（２）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【００４８】
１．合金組成
（１）Ａｓ：２５〜３００質量ｐｐｍ
Ａｓは、はんだペーストの粘度の経時変化を抑制することができる元素である。Ａｓは、フラックスとの反応性が低く、また、Ｓｎに対して貴な元素であるために増粘抑制効果を発揮することができると推察される。Ａｓが２５質量ｐｐｍ未満であると、増粘抑制効果を十分に発揮することができない。Ａｓ含有量の下限は２５質量ｐｐｍ以上であり、好ましくは５０質量ｐｐｍ以上であり、より好ましくは１００質量ｐｐｍ以上である。一方、Ａｓが多すぎるとはんだ合金の濡れ性が劣化する。Ａｓ含有量の上限は３００質量ｐｐｍ以下であり、好ましくは２５０質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは２００質量ｐｐｍ以下である。
【００４９】
（２）Ｐｂ：０質量ｐｐｍ超え５１００質量ｐｐｍ以下、並びにＳｂ：０質量ｐｐｍ超え３０００質量ｐｐｍ以下、及びＢｉ：０質量ｐｐｍ超え１００００質量ｐｐｍ以下の少なくとも一種
Ｓｂは、フラックスとの反応性が低く増粘抑制効果を示す元素である。本実施形態におけるはんだ合金がＳｂを含有する場合、Ｓｂ含有量の下限は０質量ｐｐｍ超えであり、好ましくは２５質量ｐｐｍ以上であり、より好ましくは５０質量ｐｐｍ以上であり、更に好ましくは１００質量ｐｐｍ以上であり、特に好ましくは３００質量ｐｐｍ以上である。一方、Ｓｂ含有量が多すぎると、濡れ性が劣化するため、適度な含有量にする必要がある。Ｓｂ含有量の上限は３０００質量ｐｐｍ以下であり、好ましくは１１５０質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは５００質量ｐｐｍ以下である。
【００５０】
Ｂｉ及びＰｂは、Ｓｂと同様に、フラックスとの反応性が低く増粘抑制効果を示す元素である。また、Ｂｉ及びＰｂは、はんだ合金の液相線温度を下げるとともに、溶融はんだの粘性を低減させるため、Ａｓによる濡れ性の劣化を抑えることができる元素である。
【００５１】
Ｐｂ、並びにＳｂ、及びＢｉの少なくとも１元素が存在すれば、Ａｓによる濡れ性の劣化を抑えることができる。本実施形態におけるはんだ合金がＢｉを含有する場合、Ｂｉ含有量の下限は０質量ｐｐｍ超えであり、好ましくは２５質量ｐｐｍ以上であり、より好ましくは５０質量ｐｐｍ以上であり、更に好ましくは７５質量ｐｐｍ以上であり、特に好ましくは１００質量ｐｐｍ以上であり、最も好ましくは２５０質量ｐｐｍ以上である。Ｐｂ含有量の下限は０質量ｐｐｍ超えであり、好ましくは２５質量ｐｐｍ以上であり、より好ましくは５０質量ｐｐｍ以上であり、更に好ましくは７５質量ｐｐｍ以上であり、特に好ましくは１００質量ｐｐｍ以上であり、最も好ましくは２５０質量ｐｐｍ以上である。
【００５２】
一方、これらの元素の含有量が多すぎると、固相線温度が著しく低下するため、液相線温度と固相線温度との温度差であるΔＴが広くなりすぎる。ΔＴが広すぎると、溶融はんだの凝固過程において、ＢｉやＰｂの含有量が少ない高融点の結晶相が析出するために液相のＢｉやＰｂが濃縮される。その後、更に溶融はんだの温度が低下すると、ＢｉやＰｂの濃度が高い低融点の結晶相が偏析してしまう。このため、はんだ合金の機械的強度等が劣化し、信頼性が劣ることになる。特に、Ｂｉ濃度が高い結晶相は硬くて脆いため、はんだ合金中で偏析すると信頼性が著しく低下する。
【００５３】
このような観点から、本実施形態におけるはんだ合金がＢｉを含有する場合、Ｂｉ含有量の上限は１００００質量ｐｐｍ以下であり、好ましくは１０００質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは６００質量ｐｐｍ以下であり、更に好ましくは５００質量ｐｐｍ以下である。Ｐｂ含有量の上限は５１００質量ｐｐｍ以下であり、好ましくは５０００質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは１０００質量ｐｐｍ以下であり、更に好ましくは８５０質量ｐｐｍ以下であり、特に好ましくは５００質量ｐｐｍ以下である。
【００５４】
（３）  （１）式
本実施形態におけるはんだ合金は、下記（１）式を満たす必要がある。
【００５５】
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ                            （１）
上記（１）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【００５６】
Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは、いずれも増粘抑制効果を示す元素であり、これらの合計が２７５質量ｐｐｍ以上である必要がある。（１）式中、Ａｓ含有量を２倍にしたのは、ＡｓがＳｂやＢｉやＰｂと比較して増粘抑制効果が高いためである。
【００５７】
（１）式が２７５未満であると、増粘抑制効果が十分に発揮されない。（１）式の下限は２７５以上であり、好ましくは３５０以上であり、より好ましくは１２００以上である。一方、（１）式の上限は、増粘抑制効果の観点では特に限定されることはないが、ΔＴを適した範囲にする観点から、好ましくは２５２００以下であり、より好ましくは１０２００以下であり、更に好ましくは５３００以下であり、特に好ましくは３８００以下である。
【００５８】
上記好ましい態様の中から上限及び下限を適宜選択したものが、下記（１ａ）式及び（１ｂ）式である。
【００５９】
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ≦２５２００                （１ａ）
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ≦５３００                  （１ｂ）
上記（１ａ）及び（１ｂ）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【００６０】
（４）  （２）式
本実施形態におけるはんだ合金は、下記（２）式を満たす必要がある。
【００６１】
０．０１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２）
上記（２）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【００６２】
Ａｓ及びＳｂは含有量が多いと、はんだ合金の濡れ性が劣化する。一方、Ｂｉ及びＰｂは、Ａｓを含有することによる濡れ性の劣化を抑制するが、含有量が多すぎるとΔＴが上昇してしまうため、厳密な管理が必要である。特に、Ｂｉ及びＰｂを同時に含有する合金組成では、ΔＴが上昇しやすい。これらを鑑みると、Ｂｉ及びＰｂの含有量を増加させて過度に濡れ性を向上させようとすると、ΔＴが広がってしまう。一方、ＡｓやＳｂの含有量を増加させて増粘抑制効果を向上させようとすると濡れ性が劣化してしまう。そこで、本実施形態では、Ａｓ及びＳｂのグループ、Ｂｉ及びＰｂのグループに分け、両グループの合計量が適正な所定の範囲内である場合に、増粘抑制効果、ΔＴの狭窄化、及び濡れ性のすべてが同時に満たされるのである。
【００６３】
（２）式が０．０１未満であると、Ｂｉ及びＰｂの含有量の合計がＡｓ及びＰｂの含有量の合計と比較して相対的に多くなるため、ΔＴが広がってしまう。（２）式の下限は０．０１以上であり、好ましくは０．０２以上であり、より好ましくは０．４１以上であり、更に好ましくは０．９０以上であり、特に好ましくは１．００以上であり、最も好ましくは１．４０以上である。一方、（２）式が１０．００を超えると、Ａｓ及びＳｂの含有量の合計が、Ｂｉ及びＰｂの含有量の合計より相対的に多くなるため、濡れ性が劣化してしまう。（２）式の上限は１０．００以下であり、好ましくは５．３３以下であり、より好ましくは４．５０以下であり、更に好ましくは２．６７以下であり、更により好ましくは２．５０以下であり、特に好ましくは２．３０以下である。
【００６４】
なお、（２）式の分母は「Ｂｉ＋Ｐｂ」であり、これらを含有しないと（２）式が成立しない。すなわち、本実施形態におけるはんだ合金は、Ｂｉ及びＰｂの少なくとも一種を必ず含有することになる。Ｂｉ及びＰｂを含有しない合金組成は、前述のように、濡れ性が劣る。
上記好ましい態様の中から上限及び下限を適宜選択したものが、下記（２ａ）式である。
【００６５】
０．３１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２ａ）
上記（２ａ）式中、Ｂｉ及びＰｂは各々合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【００６６】
（５）  Ａｇ：０〜４質量％及びＣｕ：０〜０．９質量％の少なくとも一種
Ａｇは、結晶界面にＡｇ３Ｓｎを形成してはんだ合金の信頼性を向上させることができる任意元素である。また、Ａｇはイオン化傾向がＳｎに対して貴な元素であり、Ａｓ、Ｐｂ及びＢｉと共存することにより、これらの増粘抑制効果を助長する。Ａｇ含有量は、好ましくは０〜４質量％であり、より好ましくは０．５〜３．５質量％であり、更に好ましくは１．０〜３．０質量％である。
【００６７】
Ｃｕは、はんだ継手の接合強度を向上させることができる任意元素である。また、Ｃｕはイオン化傾向がＳｎに対して貴な元素であり、Ａｓ、Ｐｂ及びＢｉと共存することにより、これらの増粘抑制効果を助長する。Ｃｕ含有量は、好ましくは０〜０．９質量％であり、より好ましくは０．１〜０．８質量％であり、更に好ましくは０．２〜０．７質量％である。
【００６８】
（６）残部：Ｓｎ
本実施形態におけるはんだ合金の残部はＳｎである。前述の元素の他に不可避的不純物を含有してもよい。不可避的不純物を含有する場合であっても、前述の効果に影響することはない。また、後述するように、本発明では含有しない元素が不可避的不純物として含有されても、前述の効果に影響することはない。Ｉｎは、含有量が多すぎるとΔＴが広がるため、１０００質量ｐｐｍ以下であれば前述の効果に影響することはない。
【００６９】
２．はんだ粉末
本実施形態におけるはんだ粉末は、ＪＩＳ  Ｚ  ３２８４−１：２０１４における粉末サイズの分類（表２）において記号１〜８を満たすサイズ（粒度分布）を満たしていることが好ましい。より好ましくは記号４〜８を満たすサイズ（粒度分布）であり、更に好ましくは記号５〜８を満たすサイズ（粒度分布）である。粒径がこの条件を満たすと、粉末の表面積が大きすぎず粘度の上昇が抑制され、また、微細粉末の凝集が抑制されて粘度の上昇が抑えられることがある。このため、より微細な部品へのはんだ付けが可能となる。
【００７０】
≪フラックス≫
本実施形態のはんだペーストに用いられるフラックスは、チキソ剤と、芳香族グアニジン化合物と、ロジンと、有機酸と、溶剤とを含む。
【００７１】
本実施の形態で用いられるチキソ剤としては、例えば、アミド化合物、エステル化合物、ソルビトール系チキソ剤等が挙げられる。
【００７２】
チキソ剤であるアミド化合物としては、モノアミド、ビスアミド、ポリアミドが挙げられる。
例えば、かかるアミド化合物は、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、飽和脂肪酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、ｐ−トルアミド、ｐ−トルエンメタンアミド、芳香族アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、置換アミド、メチロールステアリン酸アミド、メチロールアミド、脂肪酸エステルアミド等のモノアミド；メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシ脂肪酸（脂肪酸の炭素数Ｃ６〜２４）アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、飽和脂肪酸ビスアミド、メチレンビスオレイン酸アミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、ｍ−キシリレンビスステアリン酸アミド、芳香族ビスアミド等のビスアミド；飽和脂肪酸ポリアミド、不飽和脂肪酸ポリアミド、芳香族ポリアミド、１，２，３−プロパントリカルボン酸トリス（２−メチルシクロヘキシルアミド）、環状アミドオリゴマー、非環状アミドオリゴマー等のポリアミドが挙げられる。
【００７３】
前記環状アミドオリゴマーは、ジカルボン酸とジアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、トリカルボン酸とジアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸とトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、トリカルボン酸とトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸及びトリカルボン酸とジアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸及びトリカルボン酸とトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸とジアミン及びトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、トリカルボン酸とジアミン及びトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸及びトリカルボン酸とジアミン及びトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー等が挙げられる。
【００７４】
また、前記非環状アミドオリゴマーは、モノカルボン酸とジアミン及び／又はトリアミンとが非環状に重縮合したアミドオリゴマーである場合、ジカルボン酸及び／又はトリカルボン酸とモノアミンとが非環状に重縮合したアミドオリゴマーである場合等が挙げられる。モノカルボン酸又はモノアミンを含むアミドオリゴマーであると、モノカルボン酸、モノアミンがターミナル分子（ｔｅｒｍｉｎａｌ  ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）として機能し、分子量を小さくした非環状アミドオリゴマーとなる。また、非環状アミドオリゴマーは、ジカルボン酸及び／又はトリカルボン酸と、ジアミン及び／又はトリアミンとが非環状に重縮合したアミド化合物である場合、非環状高分子系アミドポリマーとなる。更に、非環状アミドオリゴマーは、モノカルボン酸とモノアミンとが非環状に縮合したアミドオリゴマーも含まれる。
【００７５】
チキソ剤であるエステル化合物としては、例えば、ヒマシ硬化油等が挙げられる。
【００７６】
ソルビトール系チキソ剤としては、例えば、ジベンジリデンソルビトール、ビス（４−メチルベンジリデン）ソルビトール、（Ｄ−）ソルビトール、モノベンジリデン（−Ｄ−）ソルビトール、モノ（４−メチルベンジリデン）−（Ｄ−）ソルビトール等が挙げられる。
【００７７】
チキソ剤は、１種又は２種以上を使用することができる。
前記チキソ剤は、アミド化合物及びエステル化合物からなる群より選択される少なくとも一種を含有することが好ましい。
かかるチキソ剤の含有量は、フラックス全体の総量に対して、０．１〜１５．０質量％が好ましく、０．２質量％以上１０質量％以下がより好ましい。
【００７８】
前記アミド化合物には、ポリアミド、ビスアミド及びモノアミドからなる群より選択される少なくとも一種を含むものを用いることが好ましい。本実施の形態のフラックスは、前記アミド化合物を、フラックス全体の総量に対して、０．１質量％以上１５質量％以下含むことが好ましく、０．２質量％以上１０質量％以下含むことがより好ましい。
【００７９】
前記エステル化合物には、ヒマシ硬化油を含むものを用いることが好ましい。本実施の形態のフラックスは、前記エステル化合物を、フラックス全体の総量に対して、０．２質量％以上１０質量％以下含むことが好ましく、０．５質量％以上６質量％以下含むことがより好ましい。
【００８０】
本実施の形態で用いられる芳香族グアニジン化合物としては、例えば、ジフェニルグアニジン、ジトリルグアニジン等が挙げられる。
芳香族グアニジン化合物は、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。
前記芳香族グアニジン化合物は、ジフェニルグアニジン及びジトリルグアニジンからなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましく、ジフェニルグアニジンを含むものがより好ましい。
本実施の形態のフラックスは、芳香族グアニジン化合物を０．２質量％以上１５質量％以下含むことが好ましく、より好ましくは、芳香族グアニジン化合物を０．５質量％以上７．０質量％以下含む。
【００８１】
本実施の形態で用いられるロジンとしては、例えば、天然ロジン、該天然ロジンから得られる誘導体等が挙げられる。天然ロジンとしては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン及びトール油ロジン等が挙げられる。該誘導体としては、例えば、精製ロジン、変性ロジン等が挙げられる。変性ロジンとしては、水添ロジン、重合ロジン、不均化ロジン、酸変性ロジン、ロジンエステル、フェノール変性ロジン及びα，β不飽和カルボン酸変性物（アクリル化ロジン、マレイン化ロジン、フマル化ロジン、アクリル酸変性水添ロジン等）、並びに該重合ロジンの精製物、水素化物及び不均化物、並びに該α，β不飽和カルボン酸変性物の精製物、水素化物及び不均化物等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を使用することができる。
【００８２】
本実施の形態のフラックスは、ロジンを１５質量％以上７０質量％以下含むことが好ましく、より好ましくは、ロジンを３５質量％以上６０質量％以下含む。
【００８３】
本実施の形態で用いられる有機酸としては、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、エイコサン二酸、クエン酸、グリコール酸、コハク酸、サリチル酸、ジグリコール酸、ジピコリン酸、ジブチルアニリンジグリコール酸、スベリン酸、セバシン酸、チオグリコール酸、テレフタル酸、ドデカン二酸、パラヒドロキシフェニル酢酸、ピコリン酸、フェニルコハク酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、ラウリン酸、安息香酸、酒石酸、イソシアヌル酸トリス（２−カルボキシエチル）、グリシン、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）ブタン酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジエチルグルタル酸、２−キノリンカルボン酸、３−ヒドロキシ安息香酸、リンゴ酸、ｐ−アニス酸、ステアリン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等が挙げられる。
【００８４】
また、有機酸としては、ダイマー酸、トリマー酸、ダイマー酸に水素を添加した水添物である水添ダイマー酸、トリマー酸に水素を添加した水添物である水添トリマー酸が挙げられる。
例えば、オレイン酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とメタクリル酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とメタクリル酸の反応物であるトリマー酸、オレイン酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸の反応物であるトリマー酸、リノール酸の反応物であるダイマー酸、リノール酸の反応物であるトリマー酸、リノレン酸の反応物であるダイマー酸、リノレン酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とオレイン酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とオレイン酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸、アクリル酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、アクリル酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とオレイン酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とオレイン酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とリノール酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とリノール酸の反応物であるトリマー酸、メタクリル酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、メタクリル酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、オレイン酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、オレイン酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、リノール酸とリノレン酸の反応物であるダイマー酸、リノール酸とリノレン酸の反応物であるトリマー酸、上述した各ダイマー酸の水添物である水添ダイマー酸、上述した各トリマー酸の水添物である水添トリマー酸等が挙げられる。
【００８５】
有機酸は、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。
有機酸は、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸及び水添ダイマー酸からなる群より選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。
本実施の形態のフラックスは、有機酸をフラックス全体の総量に対して、０．１質量％以上１５質量％以下含むことが好ましく、０．２質量％以上１０質量％以下含むことがより好ましい。
【００８６】
本実施の形態のフラックスは、有機酸と、芳香族グアニジン化合物とを、合計で２質量％以上１８質量％以下含むことが好ましく、合計で３質量％以上１８質量％以下含むことがより好ましい。
【００８７】
本実施の形態で用いられる溶剤としては、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、テルピネオール類等が挙げられる。
アルコール系溶剤としてはイソプロピルアルコール、１，２−ブタンジオール、イソボルニルシクロヘキサノール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、２，５−ジメチル−３−ヘキシン−２，５−ジオール、２，３−ジメチル−２，３−ブタンジオール、１，１，１−トリス（ヒドロキシメチル）エタン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２，２’−オキシビス（メチレン）ビス（２−エチル−１，３−プロパンジオール）、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−１，３−プロパンジオール、１，２，６−トリヒドロキシヘキサン、ビス［２，２，２−トリス（ヒドロキシメチル）エチル］エーテル、１−エチニル−１−シクロヘキサノール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、エリトリトール、トレイトール、グアヤコールグリセロールエーテル、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール等が挙げられる。
グリコールエーテル系溶剤としては、ヘキシルグリコール、ヘキシルジグリコール、２−エチルヘキシルグリコール、２−エチルヘキシルジグリコール、ジメチルトリグリコール、ジブチルジグリコール、ジエチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、２−メチルペンタン−２，４−ジオール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等の脂肪族グリコールエーテル系溶剤；フェニルグリコール、フェニルジグリコール、ベンジルグリコール、ベンジルジグリコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル等の芳香族グリコールエーテル系溶剤等が挙げられる。
溶剤は、１種又は２種以上を使用することができる。
【００８８】
本実施形態のフラックスは、チキソ剤、芳香族グアニジン化合物、ロジン、有機酸及び溶剤以外の成分を含有してもよく、例えば、アミン、ハロゲン系活性剤、酸化防止剤、ロジン以外の樹脂成分などが挙げられる。
【００８９】
アミンとしては、モノエタノールアミン、ジフェニルグアニジン、ジトリルグアニジン、エチルアミン、トリエチルアミン、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ピロロ［１，２−ａ］ベンズイミダゾール、１−ドデシル−２−メチル−３−ベンジルイミダゾリウムクロライド、２−メチルイミダゾリン、２−フェニルイミダゾリン、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−ｓ−トリアジン、エポキシ−イミダゾールアダクト、２−メチルベンゾイミダゾール、２−オクチルベンゾイミダゾール、２−ペンチルベンゾイミダゾール、２−（１−エチルペンチル）ベンゾイミダゾール、２−ノニルベンゾイミダゾール、２−（４−チアゾリル）ベンゾイミダゾール、ベンゾイミダゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔｅｒｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−アミルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２，２’−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール］、６−（２−ベンゾトリアゾリル）−４−ｔｅｒｔ−オクチル−６’−ｔｅｒｔ−ブチル−４’−メチル−２，２’−メチレンビスフェノール、１，２，３−ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）アミノメチル］ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）アミノメチル］メチルベンゾトリアゾール、２，２’−［［（メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イル）メチル］イミノ］ビスエタノール、１−（１’，２’−ジカルボキシエチル）ベンゾトリアゾール、１−（２，３−ジカルボキシプロピル）ベンゾトリアゾール、１−［（２−エチルヘキシルアミノ）メチル］ベンゾトリアゾール、２，６−ビス［（１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イル）メチル］−４−メチルフェノール、５−メチルベンゾトリアゾール、５−フェニルテトラゾール、トリアゾール等が挙げられる。
【００９０】
アミンは、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。
本実施の形態のフラックスは、アミンを０質量％以上８質量％以下含むことが好ましく、１質量％以上６質量％以下含むことがより好ましい。
【００９１】
本実施の形態のフラックスは、ハロゲン系活性剤を含有してもよい。
ハロゲン系活性剤としては、例えば、アミンハロゲン化水素酸塩、有機ハロゲン化合物等が挙げられる。
【００９２】
アミンハロゲン化水素酸塩は、アミンとハロゲン化水素を反応させた化合物である。
アミンハロゲン化水素酸塩のアミンとしては、上述したアミンを用いることができ、エチルアミン、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、トリエチルアミン、ジフェニルグアニジン、ジトリルグアニジン、メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等が挙げられる。ハロゲン化水素としては、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素の水素化物（塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素、フッ化水素）が挙げられる。また、アミンハロゲン化水素酸塩に代えて、あるいはアミンハロゲン化水素酸塩と合わせてホウフッ化物を含んでもよく、ホウフッ化物としてホウフッ化水素酸等が挙げられる。
アミンハロゲン化水素酸塩としては、アニリン塩化水素、シクロヘキシルアミン塩化水素、アニリン臭化水素、ジフェニルグアニジン臭化水素、ジトリルグアニジン臭化水素、エチルアミン臭化水素等が挙げられる。
【００９３】
有機ハロゲン化合物としては、ｔｒａｎｓ−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、トリアリルイソシアヌレート６臭化物、１−ブロモ−２−ブタノール、１−ブロモ−２−プロパノール、３−ブロモ−１−プロパノール、３−ブロモ−１，２−プロパンジオール、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、１，３−ジブロモ−２−プロパノール、２，３−ジブロモ−１−プロパノール、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオール、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオール、２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、イソシアヌル酸トリス（２，３−ジブロモプロピル）、無水クロレンド酸等が挙げられる。
【００９４】
本実施の形態のフラックスは、有機ハロゲン化合物を０質量％以上８質量％以下含むことが好ましく、１質量％以上６質量％以下含むことがより好ましく；アミンハロゲン化水素酸塩を０質量％以上８質量％以下含むことが好ましく、０．５質量％以上５質量％以下含むことがより好ましい。
【００９５】
酸化防止剤としては、２，２’−メチレンビス［６−（１−メチルシクロヘキシル）−ｐ−クレゾール］、ヒンダードフェノール系酸化防止剤等が挙げられる。
本実施の形態のフラックスは、酸化防止剤を０質量％以上８質量％以下含むことが好ましく、１質量％以上６質量％以下含むことがより好ましい。
【００９６】
本実施の形態のフラックスは、ロジン以外の樹脂成分を含有してもよい。
ロジン以外の樹脂成分としては、例えば、アクリル樹脂、テルペン樹脂、変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、変性テルペンフェノール樹脂、スチレン樹脂、変性スチレン樹脂、キシレン樹脂、変性キシレン樹脂等が挙げられる。
変性テルペン樹脂としては、芳香族変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、水添芳香族変性テルペン樹脂等を使用することができる。変性テルペンフェノール樹脂としては、水添テルペンフェノール樹脂等を使用することができる。変性スチレン樹脂としては、スチレンアクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂等を使用することができる。変性キシレン樹脂としては、フェノール変性キシレン樹脂、アルキルフェノール変性キシレン樹脂、フェノール変性レゾール型キシレン樹脂、ポリオール変性キシレン樹脂、ポリオキシエチレン付加キシレン樹脂等が挙げられる。
【００９７】
本実施形態のフラックスは、更に、界面活性剤を含有してもよい。
ここでの界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアセチレングリコール類、ポリオキシアルキレングリセリルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンエステル、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、ポリオキシアルキレンアルキルアミド等が挙げられる。
【００９８】
フラックスの含有量：
フラックスの含有量は、はんだペーストの全質量に対して５〜９５質量％であることが好ましく、５〜１５質量％であることがより好ましい。
はんだペースト中のフラックスの含有量がこの範囲であると、はんだ粉末に起因する増粘抑制効果が十分に発揮される。加えて、接合対象物の金属表面に対する、はんだの濡れ速度をより高められやすくなる。
【００９９】
本実施形態のはんだペーストは、更に、酸化ジルコニウム粉末を含有することが好ましい。酸化ジルコニウムを含有することにより、経時変化に伴うペーストの粘度上昇を抑制することができる。これは、酸化ジルコニウムを含有することにより、はんだ粉末表面の酸化膜厚がフラックス中に投入する前の状態を維持するためと推測される。詳細は不明であるが、以下のように推察される。通常、フラックスの活性成分は常温でもわずかに活性を持っているため、はんだ粉末の表面酸化膜が還元により薄くなり、粉末同士が凝集する原因になっている。そこで、はんだペーストに酸化ジルコニウム粉末を添加することで、フラックスの活性成分が酸化ジルコニウム粉末と優先的に反応し、はんだ粉末表面の酸化膜が凝集しない程度に維持されると推察される。
【０１００】
このような作用効果を十分に発揮するために、はんだペースト中の酸化ジルコニウム粉末の含有量は、はんだペーストの全質量に対して０．０５〜２０．０質量％であることが好ましい。０．０５質量％以上であると、上記作用効果を発揮することができ、２０．０質量％以下であると、金属粉末の含有量を確保することができ、増粘防止効果を発揮することができる。酸化ジルコニウム粉末の含有量は、より好ましくは０．０５〜１０．０質量％であり、更に好ましい含有量は０．１〜３質量％である。
【０１０１】
はんだペースト中の酸化ジルコニウム粉末の粒径は、５μｍ以下であることが好ましい。粒径が５μｍ以下であると、ペーストの印刷性を維持することができる。粒径の下限は特に限定されることはないが、０．５μｍ以上であればよい。
上記酸化ジルコニウム粉末の粒径は、酸化ジルコニウム粉末のＳＥＭ写真を撮影し、０．１μｍ以上の各粉末について画像解析により投影円相当径を求め、その平均値とする。
【０１０２】
酸化ジルコニウムの形状は、特に限定されないが、異形状であればフラックスとの接触面積が大きく増粘抑制効果がある。球形であると、良好な流動性が得られるためにペーストとしての優れた印刷性が得られる。所望の特性に応じて適宜形状を選択すればよい。
【０１０３】
はんだペーストの製造方法：
本実施形態のはんだペーストは、当業界で一般的な方法により製造される。
まず、はんだ粉末の製造は、溶融させたはんだ材料を滴下して粒子を得る滴下法や遠心噴霧する噴霧法、バルクのはんだ材料を粉砕する方法等、公知の方法を採用することができる。滴下法や噴霧法において、滴下や噴霧は、粒子状とするために不活性雰囲気や溶媒中で行うことが好ましい。そして、上記各成分を加熱混合してフラックスを調製し、フラックス中に上記はんだ粉末を導入し、撹拌、混合して製造することができる。
【０１０４】
＜はんだペースト用フラックス＞
本実施の形態のはんだペースト用フラックスは、はんだペーストに用いられる。
かかるフラックスは、チキソ剤と、芳香族グアニジン化合物と、ロジンと、有機酸と、溶剤とを含有する。
かかるフラックスが用いられるはんだペーストは、Ａｓ：２５〜３００質量ｐｐｍ、Ｐｂ：０質量ｐｐｍ超え５１００質量ｐｐｍ以下、並びにＳｂ：０質量ｐｐｍ超え３０００質量ｐｐｍ以下、及びＢｉ：０質量ｐｐｍ超え１００００質量ｐｐｍ以下の少なくとも一種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式及び（２）式を満たすはんだ合金を含むはんだ粉末を含有する。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ                            （１）
０．０１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２）
上記（１）式及び（２）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【０１０５】
＜本実施の形態のフラックス及びはんだペーストの作用効果例＞
本実施の形態においては、チキソ剤、ロジン、有機酸及び溶剤とともに、芳香族グアニジン化合物を併有するフラックスを採用する。加えて、Ｓｎとともに特定の元素（Ａｓ、Ｐｂ並びにＳｂ及びＢｉの少なくとも一種）を特定の割合で併用した合金組成を有するはんだ合金、を含むはんだ粉末を採用する。かかるフラックスとはんだ粉末とを組み合わせたはんだペーストでは、粘度上昇等の経時変化が起きにくく、溶融はんだの濡れ性に優れ、高い機械的特性を示す。更には、このはんだペーストによれば、接合対象物の金属表面に対する、はんだの濡れ速度を高めることができる。
【０１０６】
本発明に係るはんだペーストを用いた接合方法は、例えばリフロー法を用いて常法に従って行えばよい。フローソルダリングを行う場合のはんだ合金の溶融温度は概ね液相線温度から２０℃程度高い温度でよい。また、本実施の形態におけるはんだ合金を用いて接合する場合には、凝固時の冷却速度を考慮した方が組織の微細化の観点から好ましい。例えば２〜３℃／ｓ以上の冷却速度ではんだ継手を冷却する。この他の接合条件は、はんだ合金の合金組成に応じて適宜調整することができる。
【０１０７】
本実施の形態におけるはんだ合金は、その原材料として低α線量材を使用することにより低α線量合金を製造することができる。このような低α線量合金は、メモリ周辺のはんだバンプの形成に用いられるとソフトエラーを抑制することが可能となる。
【実施例】
【０１０８】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
【０１０９】
まず、表１〜６に示す合金組成からなり、ＪＩＳ  Ｚ  ３２８４−１：２０１４における粉末サイズの分類（表２）において記号４を満たすサイズ（粒度分布）のはんだ粉末（試験例１〜１０８、試験例２０１〜２７８）を作製した。
但し、試験例１、５〜１１、１３〜１５、１８、１９、２３〜２９、３１〜３３、３６、３７、４１〜４７、４９〜５１、５４、５５、５９〜６５、６７〜６９、７２、７３、７７〜８３、８５〜８７、９０、９１、９５〜１０１、１０３〜１０５、１０８のはんだ粉末が、本発明で規定するはんだ粉末に該当するものである。
【０１１０】
チキソ剤としてポリアミド６質量部と、芳香族グアニジン化合物としてジフェニルグアニジン３質量部と、ロジンとして重合ロジン５０質量部と、有機酸としてアジピン酸０．５質量部と、溶剤としてテトラエチレングリコールモノメチルエーテル４０．５質量部とを混合して、フラックス（実施例１に示す組成からなるフラックス）を調製した。
【０１１１】
前記のポリアミドとしては、脂肪族ポリアミドを用いた。
【０１１２】
前記の、実施例１に示す組成からなるフラックスと、表１から表６に示す各例の合金組成からなるはんだ粉末と、を混合して、はんだペーストを作製した。フラックスとはんだ粉末との質量比は、フラックス：はんだ粉末＝１１：８９とした。
【０１１３】
各例のはんだ粉末を用いた場合について、はんだペーストにおける粘度の経時変化を測定した。また、はんだ粉末の液相線温度及び固相線温度を測定した。更に、作製直後のはんだペーストを用いて濡れ性の評価を行った。詳細は以下のとおりである。
【０１１４】
＜はんだペーストにおける粘度の経時変化の評価＞
（１）検証方法
作製直後の各はんだペーストについて、株式会社マルコム社製：ＰＣＵ−２０５を用い、回転数：１０ｒｐｍ、２５℃、大気中で１２時間粘度を測定した。
【０１１５】
（２）判定基準
〇：１２時間後の粘度がはんだペーストを作製後３０分経過した時の粘度と比較して１．２倍以下である。
×：１２時間後の粘度がはんだペーストを作製後３０分経過した時の粘度と比較して１．２倍を超える。
【０１１６】
＜ΔＴの評価＞
（１）検証方法
フラックスと混合する前のはんだ粉末について、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、型番：ＥＸＳＴＡＲ  ＤＳＣ７０２０を用い、サンプル量：約３０ｍｇ、昇温速度：１５℃／ｍｉｎにてＤＳＣ測定を行い、固相線温度及び液相線温度を得た。得られた液相線温度から固相線温度を引いてΔＴを求めた。
【０１１７】
（２）判定基準
〇：ΔＴが１０℃以下である。
×：ΔＴが１０℃を超える。
【０１１８】
＜濡れ性の評価＞
作製直後の各はんだペーストをＣｕ板上に印刷し、リフロー炉でＮ２雰囲気中、１℃／ｓの昇温速度で２５℃から２６０℃まで加熱した後、室温まで冷却した。冷却後のはんだバンプの外観を光学顕微鏡で観察することで濡れ性を評価した。
【０１１９】
〇：溶融しきれていないはんだ粉末が観察されない場合。
×：溶融しきれていないはんだ粉末が観察された場合。
【０１２０】
＜総合評価＞
〇：表１〜６において、経時変化、ΔＴ、濡れ性の各評価が、いずれも〇である。
×：表１〜６において、経時変化、ΔＴ、濡れ性の各評価のうち、少なくとも１つが×である。
【０１２１】
評価した結果を表１〜６に示す。
【０１２２】
【表１】
2020192559.tif 000002
【０１２３】
【表２】
2020192559.tif 000003
【０１２４】
【表３】
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【０１２５】
【表４】
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【０１２６】
【表５】
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【０１２７】
【表６】
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【０１２８】
表１〜６に示すように、試験例１〜１０８のはんだ粉末を用いた場合、いずれの合金組成においても、増粘抑制効果、ΔＴの狭窄化、及び優れた濡れ性を示すことが確認された。
【０１２９】
これに対して、試験例２０１、２１４、２２７、２４０、２５３及び２６６のはんだ粉末を用いた場合、Ａｓを含有しないため、増粘抑制効果が発揮されない結果を示した。
【０１３０】
試験例２０２、２１５、２２８、２４１、２５４及び２６７のはんだ粉末を用いた場合、（１）式が下限未満であるため、増粘抑制効果が発揮されない結果を示した。
【０１３１】
試験例２０３、２１６、２２９、２４２、２５５及び２６８のはんだ粉末を用いた場合、（２）式が上限を超えるため、濡れ性が劣る結果を示した。
【０１３２】
試験例２０４、２０５、２１７、２１８、２３０、２３１、２４３、２４４、２５６、２５７、２６９及び２７０のはんだ粉末を用いた場合、Ａｓ含有量および（２）式が上限を超えているため、濡れ性が劣る結果を示した。
【０１３３】
試験例２０６〜２０８、２１９〜２２１、２３２〜２３４、２４５〜２４７、２５８〜２６０及び２７１〜２７３のはんだ粉末を用いた場合、Ｓｂ含有量が上限を超えているため、濡れ性が劣る結果を示した。
【０１３４】
試験例２０９、２１０、２２２、２２３、２３５、２３６、２４８、２４９、２６１、２６２、２７４及び２７５のはんだ粉末を用いた場合、Ｂｉ含有量が上限を超えているため、ΔＴが１０℃を超える結果を示した。
【０１３５】
試験例２１１、２１３、２２４、２２６、２３７、２３９、２５０、２５２、２６３、２６５、２７６及び２７８のはんだ粉末を用いた場合、Ｐｂ含有量が上限を超えているため、ΔＴが１０℃を超える結果を示した。
【０１３６】
試験例２１２、２２５、２３８、２５１、２６４及び２７７のはんだ粉末を用いた場合、Ｂｉ及びＰｂを含有せず（２）式が成立しなかったため、濡れ性が劣る結果を示した。
【０１３７】
次に、試験例７７に示す合金組成からなるはんだ粉末に対し、表７〜１５に示す各例のフラックスを用いた場合について、はんだの濡れ速度（はんだ濡れ性）の評価を行った。この結果を表７〜１５に示した。
【０１３８】
＜はんだの濡れ速度（はんだ濡れ性）の評価＞
（１）検証方法
はんだの濡れ速度（はんだ濡れ性）の評価試験を以下のようにして行った。
メニスコグラフ試験の方法に準拠し、幅５ｍｍ×長さ２５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍの銅板を１５０℃で１時間酸化処理し、試験板である酸化銅板を得て、試験装置としてＳｏｌｄｅｒ  Ｃｈｅｃｋｅｒ  ＳＡＴ−５２００（ＲＨＥＳＣＡ社製）を用い、はんだとして試験例７７に示す合金組成からなるはんだ粉末を用いて、次のように評価した。
まず、ビーカーに測り取った、各例のフラックスに対して、試験板を５ｍｍ浸漬させ、試験板にフラックスを塗布した。続いて、フラックスを塗布後、速やかにフラックスが塗布された試験板を、試験例７７に示す合金組成のはんだ槽に浸漬させ、ゼロクロスタイム（ｓｅｃ）を得た。
続いて、各例のフラックスにつき５回の測定を行い、得られた５個のゼロクロスタイム（ｓｅｃ）の平均値を算出した。試験条件を以下のように設定した。
はんだ槽への浸漬速度：５ｍｍ／ｓｅｃ（ＪＩＳ  Ｚ  ３１９８−４：２０１４）
はんだ槽への浸漬深さ：２ｍｍ（ＪＩＳ  Ｚ  ３１９８−４：２０１４）
はんだ槽への浸漬時間：１０ｓｅｃ（ＪＩＳ  Ｚ  ３１９８−４：２０１４）
はんだ槽温度：２４５℃（ＪＩＳ  Ｃ  ６００６８−２−６９：２０１９  附属書Ｂ）
ゼロクロスタイム（ｓｅｃ）の平均値が短いほど、濡れ速度は高くなり、はんだ濡れ性が良いことを意味する。
【０１３９】
（２）判定基準
〇：ゼロクロスタイム（ｓｅｃ）の平均値が６秒以下である。
×：ゼロクロスタイム（ｓｅｃ）の平均値が６秒を超える。
【０１４０】
評価した結果を表７〜１５に示す。
【０１４１】
表中、ポリアミドとして、脂肪族ポリアミドを用いた。ビスアミドとして、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミドを用いた。モノアミドとして、ｐ−トルアミドを用いた。
【０１４２】
【表７】
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【０１４３】
【表８】
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【０１４４】
【表９】
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【０１４５】
【表１０】
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【０１４６】
【表１１】
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【０１４７】
【表１２】
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【０１４８】
【表１３】
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【０１４９】
【表１４】
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【０１５０】
【表１５】
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【０１５１】
実施例１に示すように、試験例７７に示す合金組成からなるはんだ粉末に対し、実施例１に示す組成からなるフラックスを用いた場合、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた（表７参照）。
【０１５２】
実施例１〜２に示すように、溶剤の種類を変えることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１５３】
実施例１、３〜５、７に示すように、芳香族グアニジン化合物の種類を変える、複数種類の芳香族グアニジン化合物を組み合わせる、芳香族グアニジン化合物の量を変えることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１５４】
実施例６、８に示すように、複数種類の有機酸を組み合わせる、有機酸の量を変えることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１５５】
実施例９〜１２に示すように、チキソ剤であるアミド化合物の種類を変える、複数種類のアミド化合物を組み合わせることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１５６】
実施例１３に示すように、チキソ剤として、アミド化合物に加えて更にエステル化合物を併用することでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１５７】
実施例１４〜１８に示すように、有機酸の種類を変える、複数種類の有機酸を組み合わせる、有機酸の量を変えることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１５８】
実施例１９〜２２に示すように、ロジンの種類を変える、複数種類のロジンを組み合わせることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１５９】
実施例２３〜２４に示すように、アミンの種類を変えることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
実施例２５〜２７に示すように、アミンハロゲン化水素酸塩、有機ハロゲン化合物又は酸化防止剤を含むことでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
実施例２８に示すように、有機酸の量を少なくしても、アミン、ハロゲン系活性剤及び酸化防止剤を含むことで、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１６０】
実施例２９〜３０に示すように、ロジンの量を変えることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１６１】
実施例３１〜３５に示すように、チキソ剤としてアミド化合物とエステル化合物とを併用している場合、有機酸の種類を変える、複数種類の有機酸を組み合わせる、有機酸の量を変えることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１６２】
実施例３６〜３７に示すように、チキソ剤としてアミド化合物とエステル化合物とを併用している場合、ロジンの量を変えることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１６３】
実施例３８〜４１に示すように、チキソ剤としてアミド化合物とエステル化合物とを併用している場合、ロジンの種類を変える、複数種類のロジンを組み合わせることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１６４】
実施例４２〜４３に示すように、チキソ剤としてアミド化合物とエステル化合物とを併用している場合、アミンの種類を変えることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
実施例４４〜４６に示すように、チキソ剤としてアミド化合物とエステル化合物とを併用している場合、アミンハロゲン化水素酸塩、有機ハロゲン化合物又は酸化防止剤を含むことでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
実施例４７に示すように、チキソ剤としてアミド化合物とエステル化合物とを併用している場合、有機酸の量を少なくしても、アミン、ハロゲン系活性剤及び酸化防止剤を含むことで、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１６５】
実施例４８〜５２に示すように、チキソ剤としてアミド化合物とエステル化合物とを併用している場合、アミド化合物とエステル化合物との質量比を変えることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１６６】
実施例５３〜５５に示すように、チキソ剤であるアミド化合物の量を少なくしても、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
実施例５６に示すように、チキソ剤としてエステル化合物を単独で用いる場合でも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１６７】
実施例５７、５８に示すように、芳香族グアニジン化合物の量を減らしても、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１６８】
実施例５９に示すように、有機酸の種類を変える、複数種類の有機酸を組み合わせる、有機酸の量を変える、芳香族グアニジン化合物の種類を変える、アミド化合物の種類を変える、アミド化合物の量を変える、エステル化合物の量を変える、溶剤の種類を変えることでも、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られた。
【０１６９】
これに対し、比較例１に示すように、芳香族グアニジン化合物を含まないと、芳香族グアニジン化合物を含む場合に比べてはんだの濡れ速度が遅くなり、はんだ濡れ性に対して充分な効果が得られなかった。
【０１７０】
次に、試験例７７に示す合金組成からなるはんだ粉末を、試験例１〜７６、試験例７８〜１０８に示す各合金組成からなるはんだ粉末にそれぞれ変更した場合について、前記＜はんだの濡れ速度（はんだ濡れ性）の評価＞を行った。
その結果、かかる試験例１〜７６、試験例７８〜１０８のはんだ粉末の各々に対し、実施例１に示す組成からなるフラックスを用いた場合、いずれも、試験例１のはんだ粉末を用いた場合と同様、はんだの濡れ速度が高くなり、はんだ濡れ性に対して十分な効果が得られた。
また、試験例１〜７６、試験例７８〜１０８のはんだ粉末の各々に対し、実施例１に示す組成からなるフラックスを用いた場合のゼロクロスタイムは、いずれも、試験例２０１〜２７８のはんだ粉末の各々に対し、実施例１に示す組成からなるフラックスを用いた場合のゼロクロスタイムと比較して、有意に短かった。
【０１７１】
次に、試験例１〜７６、試験例７８〜１０８及び試験例２０１〜２７８に示す各合金組成からなるはんだ粉末の各々と、実施例２〜５８及び比較例１に示す各組成からなるフラックスの各々と、を混合（はんだ粉末：フラックス＝８９：１１（質量比））してはんだペーストを作製した。
その結果、かかる試験例１〜７６、試験例７８〜１０８のはんだ粉末と実施例２〜５８のフラックスとを組み合わせたはんだペーストの場合、実施例１に示す組成からなるフラックスを用いたはんだペーストの場合と同様、増粘抑制効果、ΔＴの狭窄化、及び優れた濡れ性を示すことが確認された。
【０１７２】
また、かかる試験例１〜７６、試験例７８〜１０８のはんだ粉末の各々と、実施例２〜５８に示す組成からなる各フラックスの各々と、を混合した場合のゼロクロスタイムは、いずれも、比較例１のフラックスを用いた場合のゼロクロスタイムと比較して、有意に短かった。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
本発明によれば、粘度上昇等の経時変化が起きにくく、かつ、接合対象物の金属表面に対するはんだの濡れ速度が高められたはんだペーストを提供することができる。
また、本発明によれば、接合対象物の金属表面に対する、はんだの濡れ速度が高く、はんだ濡れ性の良好なはんだペースト用フラックスを提供することができる。
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月7日(2019.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだ粉末とフラックスとからなる、はんだペーストであって、
前記はんだ粉末は、Ａｓ：２５〜３００質量ｐｐｍ、Ｐｂ：０質量ｐｐｍ超え５１００質量ｐｐｍ以下、並びにＳｂ：０質量ｐｐｍ超え３０００質量ｐｐｍ以下、及びＢｉ：０質量ｐｐｍ超え１００００質量ｐｐｍ以下の少なくとも一種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式及び（２）式を満たすはんだ合金からなり、
前記フラックスは、チキソ剤と、芳香族グアニジン化合物と、ロジンと、有機酸と、溶剤とを含み、
フラックス全体の総量に対して前記芳香族グアニジン化合物を０．５質量％以上１５質量％以下含む、はんだペースト。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ                            （１）
０．０１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２）
上記（１）式及び（２）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【請求項２】
更に、前記合金組成は、下記（１ａ）式を満たす、請求項１に記載のはんだペースト。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ≦２５２００                （１ａ）
上記（１ａ）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【請求項３】
更に、前記合金組成は、下記（１ｂ）式を満たす、請求項１に記載のはんだペースト。
２７５≦２Ａｓ＋Ｓｂ＋Ｂｉ＋Ｐｂ≦５３００                  （１ｂ）
上記（１ｂ）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【請求項４】
更に、前記合金組成は、下記（２ａ）式を満たす、請求項１〜３のいずれか１項に記載のはんだペースト。
０．３１≦（２Ａｓ＋Ｓｂ）／（Ｂｉ＋Ｐｂ）≦１０．００      （２ａ）
上記（２ａ）式中、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【請求項５】
更に、前記合金組成は、Ａｇ：０〜４質量％及びＣｕ：０〜０．９質量％の少なくとも一種を含有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項６】
前記芳香族グアニジン化合物は、ジフェニルグアニジン及びジトリルグアニジンからなる群より選択される少なくとも一種である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項７】
フラックス全体の総量に対して、前記有機酸と前記芳香族グアニジン化合物とを合計で３質量％以上１８質量％以下含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項８】
前記チキソ剤の含有量は、フラックス全体の総量に対して０．１質量％以上１５．０質量％以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項９】
前記チキソ剤は、アミド化合物及びエステル化合物からなる群より選択される少なくとも一種を含有する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項１０】
前記アミド化合物は、ポリアミド、ビスアミド及びモノアミドからなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項９に記載のはんだペースト。
【請求項１１】
前記チキソ剤は、前記アミド化合物を少なくとも含有し、フラックス全体の総量に対して前記アミド化合物を０．１質量％以上１５質量％以下含む、請求項９又は１０に記載のはんだペースト。
【請求項１２】
前記エステル化合物は、ヒマシ硬化油を含む、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項１３】
前記チキソ剤は、前記エステル化合物を少なくとも含有し、フラックス全体の総量に対して前記エステル化合物を０．２質量％以上１０質量％以下含む、請求項９〜１２のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項１４】
フラックス全体の総量に対して前記ロジンを１５質量％以上７０質量％以下含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項１５】
更に、前記有機酸は、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸及び水添ダイマー酸からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のはんだペースト。
【請求項１６】
フラックス全体の総量に対して前記有機酸を０．１質量％以上１５質量％以下含む、請求項１５に記載のはんだペースト。
【請求項１７】
更に、フラックス全体の総量に対して、アミンを０質量％以上８質量％以下、有機ハロゲン化合物を０質量％以上８質量％以下、アミンハロゲン化水素酸塩を０質量％以上８質量％以下、及び酸化防止剤を０質量％以上８質量％以下含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のはんだペースト。