(57)【要約】【課題】より微細なはんだ付けに適した、はんだ製品の製造方法を提供する。【解決手段】インゴット等の形状を有するはんだ製品は、錫を主成分とし且つ副成分として鉛以外の金属元素を含むはんだ原料を準備する準備工程（ステップ１０）と、準備したはんだ原料を加熱により融解させて溶湯とする加熱工程（ステップ２０）と、得られた溶湯を、目開きが１０μｍ以下に設定されたフィルタにてろ過するろ過工程（ステップ３０）と、ろ過された溶湯を、冷却により凝固させる冷却工程（ステップ４０）とを経て製造される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
錫を主成分とし且つ副成分として鉛以外の金属元素を含む原材料を、加熱により融解させて溶湯とする加熱工程と、
前記溶湯を、目開きが１０μｍ以下に設定されたフィルタにてろ過するろ過工程と、
ろ過された前記溶湯を、冷却により凝固させる冷却工程と
を含むはんだ製品の製造方法。
【請求項２】
前記ろ過工程では、前記フィルタを加熱することを特徴とする請求項１記載のはんだ製品の製造方法。
【請求項３】
前記ろ過工程では、前記フィルタとしてステンレス製の金網を用いることを特徴とする請求項１または２記載のはんだ製品の製造方法。
【請求項４】
前記加熱工程では、前記原材料が、前記副成分となる前記金属元素として銅を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のはんだ製品の製造方法。
【請求項５】
錫を主成分とし且つ副成分として鉛以外の金属元素を含む原材料を、加熱により融解させて溶湯とする加熱工程と、
２３０℃〜２６０℃に設定された前記溶湯から、１０μｍ超となる径を有し且つ当該溶湯中に存在する固形物を取り出す取出工程と、
前記固形物が取り出された前記溶湯を、冷却により凝固させる冷却工程と
を含むはんだ製品の製造方法。
【請求項６】
前記取出工程では、前記溶湯を２３５℃〜２５０℃に設定することを特徴とする請求項５記載のはんだ製品の製造方法。
【請求項７】
前記取出工程では、前記溶湯から、５μｍ超となる前記固形物を取り出すことを特徴とする請求項５または６記載のはんだ製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ−Ｐ合金からなる各原料を電気炉中で溶解して調整し、銀（Ａｇ）を１．０〜４．０重量％、銅（Ｃｕ）を２．０重量％以下、ニッケル（Ｎｉ）を０．５重量％以下、リン（Ｐ）を０．２重量％以下含有し、残部はスズ（Ｓｎ）及び不可避的不純物からなる、（鉛フリー）はんだ合金を製造することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２９６２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来にあっては、はんだ付けを行って得られたはんだに、突起やコブ等の外観不良が生じることがあった。また、特定の部位に付着させたはんだと別の部位に付着させた他のはんだとが一体化する、「はんだブリッジ」と呼ばれる現象が発生することがあり、この場合には、一体化したはんだ同士の間で短絡が生じることになってしまう。
本発明は、より微細なはんだ付けに適した、はんだ製品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】
【０００５】
本発明のはんだ製品の製造方法は、錫を主成分とし且つ副成分として鉛以外の金属元素を含む原材料を、加熱により融解させて溶湯とする加熱工程と、前記溶湯を、目開きが１０μｍ以下に設定されたフィルタにてろ過するろ過工程と、ろ過された前記溶湯を、冷却により凝固させる冷却工程とを含んでいる。
このようなはんだ製品の製造方法において、前記ろ過工程では、前記フィルタを加熱することを特徴とすることができる。
また、前記ろ過工程では、前記フィルタとしてステンレス製の金網を用いることを特徴とすることができる。
さらに、前記加熱工程では、前記原材料が、前記副成分となる前記金属元素として銅を含むことを特徴とすることができる。
また、他の観点から捉えると、本発明のはんだ製品の製造方法は、錫を主成分とし且つ副成分として鉛以外の金属元素を含む原材料を、加熱により融解させて溶湯とする加熱工程と、２３０℃〜２６０℃に設定された前記溶湯から、１０μｍ超となる径を有し且つ当該溶湯中に存在する固形物を取り出す取出工程と、前記固形物が取り出された前記溶湯を、冷却により凝固させる冷却工程とを含んでいる。
このようなはんだ製品の製造方法において前記取出工程では、前記溶湯を２３５℃〜２５０℃に設定することを特徴とすることができる。
また、前記取出工程では、前記溶湯から、５μｍ超となる前記固形物を取り出すことを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、より微細なはんだ付けに適した、はんだ製品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態のはんだ製品の製造手順を示すフローチャートである。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、ろ過工程の概要を説明するための図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、はんだブリッジの評価に用いた、評価基板の構成を説明するための図である。
【図４】実施例１および比較例３のはんだ製品を融解させて得たはんだ融液における、温度と粘度との関係を示す図である。
【図５】（ａ）は、実施例１および比較例３のはんだ製品をはんだ付けして得たはんだにおける深さ方向の酸素濃度分布を示す図であり、（ｂ）は各はんだ内における平均酸素濃度を示す図である。
【図６】実施例１のはんだ製品の製造において、ろ過工程後のフィルタ上に残った残渣の光学写真である。
【図７】図６に示す残渣のＳＥＭ写真である。
【図８】図７に示す残渣に存在する針状体のＳＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で参照する図面における各部の大きさや厚さ等は、実際の寸法とは異なっている場合がある。
［用語の定義］
最初に、本実施の形態で用いる、いくつかの用語の定義について説明を行う。
【０００９】
（無鉛はんだ）
本実施の形態における「無鉛はんだ」とは、錫（Ｓｎ）を主成分とするとともに、鉛（Ｐｂ）以外の金属元素を副成分として含む、複数の金属元素の混合物をいう。
ここで、副成分となる金属元素は、鉛以外であれば、いかなる金属元素であってもよく、例えば銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、亜鉛（Ｚｎ）等を挙げることができる。そして、これらの中でも、安価に入手することが可能な、銅を用いることが望ましい。
また、副成分となる金属元素は、１種類だけでなく２種類以上（例えば銀および銅など）を含むものであってもよい。
なお、本実施の形態の「無鉛はんだ」は、「無鉛」と称してはいるものの、実際には、不可避不純物として鉛を含んでいることがあり得る。
【００１０】
（はんだ製品）
本実施の形態における「はんだ製品」とは、上述した「無鉛はんだ」によって対象となる金属材料を接合する、はんだ付けで用いられるものをいう。
ここで、「はんだ製品」としては、板状のもの（インゴット）、線状のもの（ワイヤ）、球状のもの（ボール）等を挙げることができる。
【００１１】
（はんだ原料）
本実施の形態における「はんだ原料」とは、上述した「はんだ製品」を製造する際に、その原材料として用いられるものをいう。
ここで、「はんだ原料」としては、上述した主成分および副成分を構成する金属元素単体や、これらの合金等を挙げることができる。また、本実施の形態では、「はんだ原料」として、上述した「はんだ製品」を用いてはんだ付けを行うことに伴って生じた、はんだ屑を用いることもある。そして、これらの「はんだ原料」（特にはんだ屑）には、各種金属の酸化物や各種不純物が混入していることがあり得る。
【００１２】
（はんだ）
本実施の形態における「はんだ」とは、上述した「はんだ製品」が、はんだ付けによる接合に伴って、接合の対象となる金属材料側に転移・付着したものをいう。
【００１３】
（「無鉛はんだ」、「はんだ製品」、「はんだ原料」および「はんだ」の関係）
したがって、本実施の形態では、「はんだ原料」を用いて、「無鉛はんだ」で構成された「はんだ製品」を製造し、さらに、この「はんだ製品」を用いて、対象となる金属材料にはんだ付けを行うことにより、金属材料に「はんだ」が転移・付着することになる。
【００１４】
（溶湯）
本実施の形態における「溶湯」は、「はんだ製品」の原材料となる「はんだ原料」を、加熱により融解させたものをいう。
【００１５】
（はんだ融液）
本実施の形態における「はんだ融液」は、「はんだ」の原材料となる「はんだ製品」を、加熱により融解させたものをいう。
【００１６】
［はんだ製品の製造方法］
次に、本実施の形態におけるはんだ製品の製造方法について説明を行う。
図１は、本実施の形態のはんだ製品の製造手順を示すフローチャートである。
【００１７】
ここでは、まず、はんだ製品の原材料となる、はんだ原料を準備する準備工程を実行する（ステップ１０）。
ステップ１０では、錫を主成分とし、鉛以外の金属元素を含むはんだ原料を準備する。このとき、各金属元素の組成比は、基本的に、目標とするはんだ製品での組成比と同じにすることが望ましい。なお、ステップ１０で準備されるはんだ原料には、実際には、不可避不純物として鉛が含まれていることがあり得る。
【００１８】
次に、ステップ１０で準備したはんだ原料を加熱し、はんだ原料を融解させて溶湯とする、加熱工程を実行する（ステップ２０）。
ステップ２０では、上述したはんだ原料が融解するのであれば、その温度については適宜設定してかまわないが、いわゆる無鉛はんだからなるはんだ製品を製造する場合には、３００℃〜４００℃程度とすることが望ましい。
【００１９】
続いて、ステップ２０で得られた溶湯を、フィルタ（詳細は後述する）によってろ過する、ろ過工程を実行する（ステップ３０）。以下の説明においては、ステップ２０を実行することによって得られた溶湯を、「ろ過前の溶湯」と称することがあり、ステップ３０を実行することによって得られた溶湯を、「ろ過後の溶湯」と称することがある。なお、ステップ３０の詳細については後述する。
【００２０】
そして、ステップ３０で得られたろ過後の溶湯を冷却し、ろ過後の溶湯を凝固させることではんだ製品とする、冷却工程を実行する（ステップ４０）。
ステップ４０では、得たいはんだ製品の形状（インゴット、ワイヤ、ボール等）に応じて、適宜冷却方法を選択することが可能である。例えばインゴット状のはんだ製品を得たい場合には、上述したろ過後の溶湯を、酸化鉄等で構成された型枠に流し込んで固めてやればよい。
【００２１】
［ろ過工程の詳細について］
図２は、ステップ３０のろ過工程の概要を説明するための図である。
ここで、図２（ａ）は、ろ過工程で用いるろ過装置１０の概要を説明するための図である。また、図２（ｂ）は、ろ過装置１０に設けられたフィルタ１２（詳細は後述する）の構成例を説明するための図である。さらに、図２（ｃ）は、フィルタ１２の他の構成例を説明するための図である。
【００２２】
（ろ過装置の構成）
ろ過装置１０は、ろ過前の溶湯１が供給されるとともにろ過前の溶湯１を収容する容器１１と、容器１１に取り付けられ且つろ過前の溶湯１をろ過することでろ過後の溶湯２を排出するフィルタ１２と、フィルタ１２を加熱するヒータ１３とを備えている。ここで、図２（ａ）に示す例では、ろ過前の溶湯１の温度がろ過前温度Ｔ１となっており、ろ過後の溶湯２の温度がろ過後温度Ｔ２となっているものとする。
【００２３】
〔容器〕
容器１１は、例えば筒状（円筒状）を呈しており、容器１１に設けられた２つの開口部が、鉛直方向（上下方向）に向くように配置されている。この容器１１は、いかなる材料で構成してもかまわないが、ろ過前の溶湯１に対する酸化物等の混入を抑制するという観点からすれば、セラミックス材料よりも金属材料を用いることが望ましい。また、各種金属材料の中でも、ろ過前の溶湯１に対する溶け込みを少なくするという観点からすれば、ステンレス材料、特に、ＳＵＳ３１６Ｌを用いることが望ましい。
【００２４】
〔フィルタ〕
フィルタ１２は、例えば板状（円板状）を呈しており、上述した容器１１の底部を塞ぐように取り付けられている。そして、本実施の形態のフィルタ１２の目開きｓは、１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは３μｍ以下に設定されている。このフィルタ１２も、いかなる材料（例えば無機材料、金属材料、有機材料）で構成してもかまわないが、ろ過前の溶湯１に対する酸化物等の混入を抑制するという観点からすれば、セラミックス材料よりも金属材料を用いることが望ましい。また、各種金属材料の中でも、ろ過前の溶湯１に対する溶け込みを少なくするという観点からすれば、ステンレス材料、特に、ＳＵＳ３１６Ｌを用いることが望ましい。さらに、金属材料からなるフィルタ１２を採用する場合、上述した目開きｓを得ることが可能であれば、金属線を編み込んでなる金網または金属板に穴開けを施してなるパンチングメタルのどちらを採用してもかまわない。ただし、フィルタ１２としては、より小さな目開きｓを容易に得ることが可能な、金網を用いることが望ましい。そして、フィルタ１２として金網を採用する場合、目開きｓのずれを抑制するという観点からすれば、焼結処理を施した金網を用いることが望ましい。なお、フィルタ１２として使用することが可能な有機材料としては、各種アラミド樹脂や炭素繊維（カーボンファイバ）等を挙げることができる。
【００２５】
また、フィルタ１２として金網を用いる場合、その編み方については、平織、綾織、平畳織および綾畳織など、各種手法を採用してかまわない。ここで、図２（ｂ）は、平織を採用したフィルタ１２を、また、図２（ｃ）は、綾織を採用したフィルタ１２を、それぞれ例示している。これらに示すように、それぞれで使用される金属線（ワイヤ）の径（幅）をワイヤ幅ｗとしたとき、隣接する２つのワイヤ同士のギャップが、目開きｓとなる。なお、図２（ｂ）、（ｃ）に示す例では、目開きｓがワイヤ幅ｗよりも大きくなっているが、これに限られるものではなく、目開きｓとワイヤ幅ｗとが等しくなる場合や、目開きｓがワイヤ幅ｗよりも小さくなる場合もあり得る。
【００２６】
〔ヒータ〕
ヒータ１３は、ろ過前の溶湯１以外の加熱源を用いて、フィルタ１２を加熱するものである。したがって、ヒータ１３は、通電等によってフィルタ１２を直接加熱するものであってもよいし、容器１１や図示しない他の部材を介して、熱伝導によりフィルタ１２を間接的に加熱するものであってもよい。
【００２７】
〔ろ過前温度とろ過後温度との関係〕
ここで、ろ過前溶湯１のろ過前温度Ｔ１と、ろ過後溶湯２のろ過後温度Ｔ２との関係について説明しておく。
上述したように、ステップ２０の加熱工程では、はんだ原料が３００℃〜４００℃程度に加熱されることで融解する。ただし、ろ過前溶湯１のろ過前温度Ｔ１は、２３０℃〜２６０℃、より好ましくは２３５℃〜２５０℃程度であり、最高温度が、融解時と比べて若干下げられている。
一方、ろ過後溶湯２のろ過後温度Ｔ２は、２３０℃〜２６０℃程度とすることが望ましい。ここで、ろ過後温度Ｔ２が低すぎると、ろ過工程の実行中あるいはろ過工程の実行直後にろ過後の溶湯２が凝固し始めてしまい、はんだ製品の生産効率が著しく低下することになってしまう。
【００２８】
（ろ過装置の動作）
では、ステップ３０のろ過工程におけるろ過装置１０の動作について、より具体的に説明を行う。
まず、ステップ２０の加熱工程で、はんだ原料を３００℃〜４００℃に加熱することで得たろ過前溶湯１を、ろ過前温度Ｔ１（２３０℃〜２６０℃）となるように温度調整しておく。また、事前に、ヒータ１３を用いてフィルタ１２を加熱しておく。
【００２９】
次に、ろ過前温度Ｔ１に温度調整されたろ過前溶湯１を、フィルタ１２が取り付けられた容器１１内に、上方から投入する。すると、容器１１内に投入されたろ過前溶湯１は、重力の作用により、そのほとんどがフィルタ１２を通過して下方に落下し、ろ過後の溶湯２となる。なお、このとき、容器１１内且つフィルタ１２上に存在するろ過前の溶湯１に対し、必要に応じて、圧力をかけるようにしてもよい。そして、圧力をかける場合にあっては、ろ過前の溶湯１を酸化させにくく、且つ、ろ過前の溶湯１に対して等方的に圧力をかけることが可能な、窒素等の気体（ろ過前の溶湯１に対して不活性な気体）を用いることが望ましい。
【００３０】
また、フィルタ１２は、ろ過前の溶湯１をろ過する間、ヒータ１３によって加熱されており、フィルタ１２内で溶湯が凝固するのを抑制している。なお、ヒータ１３は、あくまで、フィルタ１２内を溶湯が通過するのを補助するための機能を果たすものに過ぎず、容器１１内のろ過前の溶湯１のろ過前温度Ｔ１が、設定温度（２３０℃〜２６０℃）を超えるような、過剰となる加熱を行わないことが望ましい。
【００３１】
そして、フィルタ１２を通過することによって得られたろ過後の溶湯２は、上述した冷却工程によってはんだ製品とされる。一方、フィルタ１２を通過することのできなかった残渣（図示せず）は、フィルタ１２上に残る。そして、ろ過工程が実行された後、ヒータ１３による加熱が終了すると、残渣が付着したフィルタ１２は容器１１から取り外され、廃棄される。なお、容器１１には、その後、新たなフィルタ１２が取り付けられる。
【実施例】
【００３２】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
本発明者は、ろ過工程の有無およびろ過工程で用いるフィルタ１２の目開きｓが異なる製造条件にて、複数種類のはんだ製品を製造し、得られた各はんだ製品の性能に関する評価を行った。
【００３３】
［各実施例および各比較例の説明］
ここで、表１は、実施例１〜３および比較例１〜３のはんだ製品の製造における、ステップ３０のろ過工程の設定条件を示している。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
ここで、実施例１〜３および比較例１〜３のそれぞれにおいては、はんだ原料として、銅を０．７ｗｔ．％とし残部を錫とした、錫の塊と銅の塊との混合物を用い、一般に『Ｓｎ０．７Ｃｕ』と称されるはんだ製品の製造を行った。したがって、実施例１〜３および比較例１〜３のそれぞれにおいて、はんだ原料は、ドロス等のはんだ屑を含まないものとした。
【００３６】
（実施例１）
実施例１では、フィルタ１２によるろ過工程を実行することで、はんだ製品の製造を行った（フィルタ：あり）。より具体的に説明すると、実施例１では、上記はんだ原料を加熱して得たろ過前溶湯１を、目開きｓが３μｍに設定されたフィルタ１２でろ過し、得られたろ過後溶湯２を冷却することで、はんだ製品を得た。
【００３７】
（実施例２）
実施例２では、フィルタ１２によるろ過工程を実行することで、はんだ製品の製造を行った（フィルタ：あり）。より具体的に説明すると、実施例２では、上記はんだ原料を加熱して得たろ過前溶湯１を、目開きｓが５μｍに設定されたフィルタ１２でろ過し、得られたろ過後溶湯２を冷却することで、はんだ製品を得た。
【００３８】
（実施例３）
実施例３では、フィルタ１２によるろ過工程を実行することで、はんだ製品の製造を行った（フィルタ：あり）。より具体的に説明すると、実施例３では、上記はんだ原料を加熱して得たろ過前溶湯１を、目開きｓが１０μｍに設定されたフィルタ１２でろ過し、得られたろ過後溶湯２を冷却することで、はんだ製品を得た。
【００３９】
（比較例１）
比較例１では、フィルタ１２によるろ過工程を実行することで、はんだ製品の製造を行った（フィルタ：あり）。より具体的に説明すると、比較例１では、上記はんだ原料を加熱して得たろ過前溶湯１を、目開きｓが２０μｍに設定されたフィルタ１２でろ過し、得られたろ過後溶湯２を冷却することで、はんだ製品を得た。
【００４０】
（比較例２）
比較例２では、フィルタ１２によるろ過工程を実行することで、はんだ製品の製造を行った（フィルタ：あり）。より具体的に説明すると、比較例２では、上記はんだ原料を加熱して得たろ過前溶湯１を、目開きｓが１００μｍに設定されたフィルタ１２でろ過し、得られたろ過後溶湯２を冷却することで、はんだ製品を得た。
【００４１】
（比較例３）
比較例３では、フィルタ１２によるろ過工程を実行することなく、はんだ製品の製造を行った（フィルタ：なし）。より具体的に説明すると、比較例３では、ろ過前溶湯１をそのまま冷却することで、はんだ製品を得た。
【００４２】
［はんだ製品の評価］
ここでは、各実施例および各比較例のはんだ製品を評価するための尺度として、各種はんだ製品をはんだ付けに使用して得たはんだにおけるブリッジ（はんだブリッジ）の発生状況と、各種はんだ製品を融解させて得たはんだ融液の粘度と、各種はんだ製品をはんだ付けに使用して得たはんだにおける酸素濃度とを用いた。
【００４３】
（はんだブリッジ）
最初に、はんだブリッジの評価について説明を行う。なお、ここでは、実施例１〜３および比較例１〜３のすべてのはんだ製品に対し、はんだブリッジに関する評価を行った。
【００４４】
〔評価基板〕
図３は、はんだブリッジの評価に用いた、評価基板１００の構成を説明するための図である。ここで、図３（ａ）は、評価基板１００を、第１パターン群１０１〜第３パターン群１０３（詳細は後述する）の形成面側からみた上面図である。また、図３（ｂ）は、第１パターン群１０１を構成する第１電極群Ａ〜第５電極群Ｅ（詳細は後述する）の構成を説明するための図である。さらに、図３（ｃ）は、第１電極群Ａ〜第５電極群Ｅのそれぞれにおける、模擬電極１１０（詳細は後述する）の電極幅Ｆおよび電極高さＩと、隣接する２つの模擬電極１１０間のギャップＧおよびピッチＨとを説明するための図である。
【００４５】
評価基板１００は、矩形状のガラスエポキシ（ＦＲ−４）製の板（ガラエポ板：厚さ約１．５ｍｍ）と、それぞれが銅層からなる複数の模擬電極（厚さ１８μｍ）で構成され、ガラエポ板の一方の面に形成されたパターン群とを有している。そして、評価基板１００は、ガラエポ板と銅箔とを有する基板材料における銅箔の一部を、エッチング処理で除去することによって得られる。なお、以下の説明においては、図３（ａ）に示す評価基板１００において、その短手方向（図中上下方向）を「縦方向」と称し、その長手方向（図中左右方向）を「横方向」と称する。
【００４６】
評価基板１００には、上記パターン群として、縦方向の上段に横方向に沿って並べて配置された第１パターン群１０１と、縦方向の中段に横方向に沿って配置された第２パターン群１０２と、縦方向の下段に横方向に沿って並べて配置された第３パターン群１０３とが形成されている。そして、これら第１パターン群１０１〜第３パターン群１０３は、共通の構成を有しているため、以下では、第１パターン群１０１を例として説明を行う。
【００４７】
第１パターン群１０１は、評価基板１００のうち図中最も左側に配置された第１電極群Ａと、第１電極群Ａの右側に隣接して配置された第２電極群Ｂと、第２電極群Ｂの右側に隣接して配置された第３電極群Ｃと、第３電極群Ｃの右側に隣接して配置された第４電極群Ｄと、第４電極群Ｄの右側に隣接し且つ評価基板１００の図中最も右側に配置された第５電極群Ｅとを有している。また、第１電極群Ａ、第２電極群Ｂ、第３電極群Ｃ、第４電極群Ｄおよび第５電極群Ｅは、それぞれ、縦方向に沿って伸びる長方形状の模擬電極１１０を、横方向に３１個並べて構成されている。
【００４８】
ここで、第１電極群Ａでは、電極幅Ｆが０．２ｍｍに、ギャップＧが０．５ｍｍに、ピッチＨが０．７ｍｍに、電極高さＩが１５ｍｍに、それぞれ設定されている。また、第２電極群Ｂでは、電極幅Ｆが０．２ｍｍに、ギャップＧが０．４ｍｍに、ピッチＨが０．６ｍｍに、電極高さＩが１５ｍｍに、それぞれ設定されている。さらに、第３電極群Ｃでは、電極幅Ｆが０．２ｍｍに、ギャップＧが０．３ｍｍに、ピッチＨが０．５ｍｍに、電極高さＩが１５ｍｍに、それぞれ設定されている。さらにまた、第４電極群Ｄでは、電極幅Ｆが０．２ｍｍに、ギャップＧが０．２ｍｍに、ピッチＨが０．４ｍｍに、電極高さＩが１５ｍｍに、それぞれ設定されている。そして、第５電極群Ｅでは、電極幅Ｆが０．１５ｍｍに、ギャップＧが０．１５ｍｍに、ピッチＨが０．３ｍｍに、電極高さＩが１５ｍｍに、それぞれ設定されている。
【００４９】
これにより、第１電極群Ａの寸法は、横２１ｍｍ×縦１５ｍｍとなっている。また、第２電極群Ｂの寸法は、横１８ｍｍ×縦１５ｍｍとなっている。さらに、第３電極群Ｃの寸法は、横１５ｍｍ×縦１５ｍｍとなっている。さらにまた、第４電極群Ｄの寸法は、横１２ｍｍ×縦１５ｍｍとなっている。そして、第５電極群Ｅの寸法は、横９ｍｍ×縦１５ｍｍとなっている。
【００５０】
なお、ここでは、上述した評価基板１００に対し、予め定められた表面処理を施したものおよび施さないものの２種類を用意した。以下の説明においては、上記表面処理を施さない評価基板１００のことを「未処理基板」と称し、上記表面処理を施した評価基板１００のことを「処理済基板」と称する。ここで、「未処理基板」は、エッチング処理を施すことでパターン群を形成したガラエポ板に対し、水洗のみを施したものをいう。また、「処理済基板」は、エッチング処理を施すことでパターン群を形成したガラエポ板に対し、水洗を施した後に表面に存在する酸化物を除去する処理を施したものをいう。
【００５１】
〔試験方法〕
次に、上述した評価基板１００を用いた、はんだブリッジの試験方法について説明を行う。なお、ここでは、所謂フロー方式でのはんだ付けを模した状況下において、評価基板１００に対するはんだ付けを行うようにした。
【００５２】
まず、ＳＵＳ３１６Ｌで構成されたはんだ槽（図示せず）に、対象となるはんだ製品（ここでは、実施例１〜３、比較例１〜３のいずれかのはんだ製品）を投入して加熱することにより、はんだ製品を融解させてなるはんだ融液を得た。次に、はんだ槽中のはんだ融液の温度が、２５０℃となるように調整を行った。続いて、はんだ槽中のはんだ融液に対し、はんだ槽の上方から、第１パターン群１０１を上側とし且つ第３パターン群１０３を下側とした状態で、評価基板１００（未処理基板または処理済基板）を鉛直下方へと移動させ、評価基板１００をはんだ融液中に浸漬させた。このときの評価基板１００の移動速度は、６０ｍｍ／ｓとした。それから、はんだ融液中に評価基板１００の全体を浸漬した状態で、評価基板１００の移動を停止させ、３ｓの間だけ保持（浸漬）した。その後、はんだ槽の鉛直上方に向けて、評価基板１００を移動させることで、はんだ融液中に浸漬された評価基板１００をはんだ融液中から取り出した。このときの評価基板１００の移動速度は、６０ｍｍ／ｓとした。
【００５３】
このようにしてはんだ融液中から取り出した評価基板１００において、評価基板１００に設けられた各模擬電極１１０には、はんだ融液から転移し且つ冷却に伴って凝固した、はんだが付着することになる。ただし、このとき、元となるはんだ融液の状態によっては、評価基板１００において隣接する２つの模擬電極１１０のそれぞれに付着したはんだ同士が、一体化した状態となることがある。なお、ここでは、隣接する２つの模擬電極１１０に付着したはんだ同士が一体化することを、「はんだブリッジが発生した」と呼ぶことにする。
【００５４】
〔評価方法〕
続いて、このようにしてはんだを付着させた評価基板１００に対する、はんだブリッジの評価方法について説明を行う。
上述した手順で得られた、はんだが付着した評価基板１００（未処理基板または処理済基板）を目視で観察し、それぞれにおけるはんだブリッジの発生状態を調べた。
上述したように、各評価基板１００には、それぞれ、３つのパターン群（第１パターン群１０１〜第３パターン群１０３）が設けられ、且つ、各パターン群には、それぞれ５つの電極群（第１電極群Ａ〜第５電極群Ｅ）が設けられている。そして、各電極群は、それぞれが３１本の模擬電極１１０で構成されているため、各電極群におけるはんだブリッジの発生個数は、最大で３０個となる。なお、ここでは、１つの電極群において、隣接する２つの模擬電極１１０の間に２箇所以上にはんだブリッジが形成されていたとしても、この部位におけるはんだブリッジの発生個数は、１であるものとした。また、評価基板１００の全体でみれば、同じ構成を有する３つの電極群（例えば３つの第１電極群Ａ）におけるはんだブリッジの発生個数は、それぞれ最大で９０個となる。
【００５５】
〔評価結果〕
では、はんだブリッジの評価結果について説明を行う。
表２は、実施例１のはんだ製品を用いてはんだ付けを行った、処理済基板（評価基板１００）におけるはんだブリッジの発生状態を示している。表３は、比較例３のはんだ製品を用いてはんだ付けを行った、処理済基板（評価基板１００）におけるはんだブリッジの発生状態を示している。表４は、実施例１のはんだ製品を用いてはんだ付けを行った、未処理基板（評価基板１００）におけるはんだブリッジの発生状態を示している。表５は、比較例３のはんだ製品を用いてはんだ付けを行った、未処理基板（評価基板１００）におけるはんだブリッジの発生状態を示している。
【００５６】
ここで、表２〜表５は、評価基板１００に形成された第１パターン群１０１〜第３パターン群１０３を構成する第１電極群Ａ〜第５電極群Ｅの、それぞれで発生したはんだブリッジの数と、構成が同じ３つの電極群（第１電極群Ａ〜第５電極群Ｅの５つ）で発生したはんだブリッジの総数（個）および発生率（％）との関係を示している。
【００５７】
【表２】
2020172676.tif 000004
【００５８】
【表３】
2020172676.tif 000005
【００５９】
【表４】
2020172676.tif 000006
【００６０】
【表５】
2020172676.tif 000007
【００６１】
｛実施例１（処理済基板）｝
最初に、表２を参照しつつ、実施例１のはんだ製品を用いてはんだ付けを行った、処理済基板（評価基板１００）におけるはんだブリッジの発生状態について説明を行う。なお、以下では、このことを、「実施例１（処理済基板）」と表記する（以下においても同様）。
【００６２】
実施例１（処理済基板）の場合、全第１電極群Ａにおけるはんだブリッジの総数は０個（発生率：０％）であり、全第２電極群Ｂにおけるはんだブリッジの総数は２個（発生率：２％）であり、全第３電極群Ｃにおけるはんだブリッジの総数は１１個（発生率：１２％）であった。また、実施例１（処理済基板）の場合、全第４電極群Ｄにおけるはんだブリッジの総数は３０個（発生率：３３％）であり、全第５電極群Ｅにおけるはんだブリッジの総数は４４個（発生率：４９％）であった。したがって、実施例１（処理済基板）の場合、はんだブリッジの発生率は、最も低いもので０％となり、最も高いものでも５０％以下（４９％）であった。
【００６３】
｛比較例３（処理済基板）｝
次に、表３を参照しつつ、比較例３（処理済基板）の場合について説明を行う。
比較例３（処理済基板）の場合、全第１電極群Ａにおけるはんだブリッジの総数は１個（発生率：１％）であり、全第２電極群Ｂにおけるはんだブリッジの総数は１０個（発生率：１１％）であり、全第３電極群Ｃにおけるはんだブリッジの総数は２２個（発生率：２４％）であった。また、比較例３（処理済基板）の場合、全第４電極群Ｄにおけるはんだブリッジの総数は４８個（発生率：５３％）であり、全第５電極群Ｅにおけるはんだブリッジの総数は８１個（発生率：９０％）であった。したがって、比較例３（処理済基板）の場合、はんだブリッジの発生率は、最も低いものでも１％となり、最も高いものでは５０％を大きく超えて（９０％）いた。
【００６４】
｛実施例１（未処理基板）｝
さらに、表４を参照しつつ、実施例１（未処理基板）の場合について説明を行う。
実施例１（未処理基板）の場合、全第１電極群Ａにおけるはんだブリッジの総数は０個（発生率：０％）であり、全第２電極群Ｂにおけるはんだブリッジの総数は０個（発生率：０％）であり、全第３電極群Ｃにおけるはんだブリッジの総数は６個（発生率：６．７％）であった。また、実施例１（未処理基板）の場合、全第４電極群Ｄにおけるはんだブリッジの総数は２４個（発生率：２７％）であり、全第５電極群Ｅにおけるはんだブリッジの総数は２５個（発生率：２８％）であった。したがって、実施例１（未処理基板）の場合、はんだブリッジの発生率は、最も低いもので０％となり、最も高いものでも３０％以下（２８％）となった。
【００６５】
｛比較例３（未処理基板）｝
今度は、表５を参照しつつ、比較例３（未処理基板）の場合について説明を行う。
比較例３（未処理基板）の場合、全第１電極群Ａにおけるはんだブリッジの総数は７６個（発生率：８４％）であり、全第２電極群Ｂにおけるはんだブリッジの総数は７６個（発生率：８４％）であり、全第３電極群Ｃにおけるはんだブリッジの総数は７５個（発生率：８３％）であった。また、比較例３（未処理基板）の場合、全第４電極群Ｄにおけるはんだブリッジの総数は８１個（発生率：９０％）であり、全第５電極群Ｅにおけるはんだブリッジの総数は９０個（発生率：１００％）であった。したがって、比較例３（未処理基板）の場合、はんだブリッジの発生率は、最も低いものでも８３％となり、最も高いものでは１００％（すべて）であった。
【００６６】
｛各実施例と各比較例との対比｝
なお、ここでは、詳細な説明を行わないが、実施例２、実施例３、比較例１および比較例２についても、実施例１および比較例３と同様の試験および評価を行った。
表６は、実施例１〜３および比較例１〜３のはんだ製品を用いて、評価基板１００（処理済基板または未処理基板）にはんだ付けを行ったときの評価結果を、一覧として示している。なお、表６では、処理済基板に対する評価結果として、はんだブリッジの発生率の最高値が、５０％以下となったものを「○」で、５０％超となったものを「×」で、それぞれ示している。また、表６では、未処理基板に対する評価結果として、はんだブリッジの発生率の最高値が、３０％以下になったものを「○」で、３０％超となったものを「×」で、それぞれ示している。
【００６７】
【表６】
2020172676.tif 000008
【００６８】
表６より、目開きｓが１０μｍ以下となるフィルタ１２を用いてろ過を行った実施例１〜３のはんだ製品を用いた場合は、目開きｓが２０μｍ以上となるフィルタを用いてろ過を行った比較例１、２のはんだ製品を用いた場合よりも、はんだブリッジの発生率が低下していることがわかる。また、目開きｓが１０μｍ以下となるフィルタ１２を用いてろ過を行った実施例１〜３のはんだ製品を用いた場合は、フィルタ１２を用いたろ過を行わない比較例３のはんだ製品を用いた場合よりも、はんだブリッジの発生率が低下していることがわかる。
【００６９】
（粘度）
次に、粘度の評価について説明を行う。なお、ここでは、実施例１および比較例３のはんだ製品に対し、粘度に関する評価を行った。
【００７０】
〔測定方法〕
では、今回実行した、粘度の測定方法について説明を行う。
まず、アルミナ製のるつぼ（図示せず）の中に、対象となるはんだ製品（ここでは、実施例１または比較例３のはんだ製品）を投入し、アルゴン雰囲気下にて加熱することにより、はんだ製品を融解させてなるはんだ融液を得た。次に、るつぼ中のはんだ融液の温度が、３００℃となるように調整を行った。そして、公知の振動式粘度計を用い、はんだ融液の温度を３００℃から徐々に低下させつつ、２２０℃となるまで５℃おきに粘度の測定を行った。
【００７１】
〔測定結果〕
図４は、実施例１および比較例３のはんだ製品を融解させて得たはんだ融液における、温度と粘度との関係を示す図である。図４において、横軸は温度（℃）であり、縦軸は粘度（Ｐａ・ｓ）である。
実施例１および比較例３の両者ともに、温度の低下に伴って粘度が緩やかに増大していることがわかる。ただし、温度が２２０℃〜３００℃となる範囲において、実施例１では、粘度が０．００３５Ｐａ・ｓ〜０．００４Ｐａ・ｓ程度となるのに対し、比較例３では、粘度が０．００５Ｐａ・ｓ〜０．００６Ｐａ・ｓ程度と、常に実施例１よりも高くなっていることがわかる。そして、同じ温度において粘度がより低いということは、実施例１のはんだ製品を用いて得たはんだ融液は、比較例３のはんだ製品を用いて得たはんだ融液に比べて、「はんだぬれ性」および「はんだ切れ性」の両者が良好となり得ることを示唆しているものと考えられる。特に、後者の「はんだ切れ性」が良好であると、上述した「はんだブリッジ」は生じにくくなるといえる。
【００７２】
（酸素濃度）
続いて、酸素濃度の評価について説明を行う。なお、ここでは、実施例１および比較例３のはんだ製品に対し、酸素濃度に関する評価を行った。
【００７３】
〔測定方法〕
では、今回実行した、酸素濃度の測定方法について説明を行う。
まず、上述したはんだブリッジの評価で用いた、はんだ付けがなされた評価基板１００を、上述した手順で作製した。このとき、はんだ融液の原材料として、実施例１または比較例３のはんだ製品を用いた。
そして、評価基板１００に設けられた模擬電極１１０に転移・付着したはんだに対し、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Time of Flight-SIMS：飛行時間型質量分析法）装置を用いて、はんだにおける深さ方向の酸素濃度と、はんだ中の平均酸素濃度とを求めた。なお、ここでは、実施例１および比較例３のそれぞれに対し、サンプルを３つずつ（実施例１−１〜実施例１−３、および、比較例３−１〜比較例３−３）用意した。
【００７４】
〔測定結果〕
図５（ａ）は、実施例１および比較例３のはんだ製品をはんだ付けして得たはんだにおける深さ方向の酸素濃度分布を示す図である。図５（ａ）において、横軸は、はんだの表面からの深さ（ｄｅｐｔｈ（μｍ））であり、縦軸は酸素濃度（Ｏ  ｃｏｎｔｅｎｔ［ａ．ｕ．］）である。また、図５（ｂ）は、各はんだ内における平均酸素濃度を示す図である。図５（ｂ）において、横軸は、各実施例および各比較例の名称であり、縦軸は平均酸素濃度（ｉｎｔｅｇｒａｌ  Ｏ  ｃｏｎｔｅｎｔ［ａ．ｕ．］）である。
【００７５】
｛深さ方向の酸素濃度分布｝
最初に、図５（ａ）を参照しつつ、はんだにおける深さ方向の酸素濃度分布について説明を行う。
図５（ａ）に示すように、実施例１のはんだ製品をはんだ付けして得たはんだ（実施例１−１〜実施例１−３）の場合、はんだの表面近傍における酸素濃度は、相対的に高くなっているが、表面から１μｍ以上の深さとなる部位での酸素濃度は、それよりも低くなっている。これに対し、比較例３のはんだ製品をはんだ付けして得たはんだ（比較例３−１〜比較例３−３）の場合、はんだの酸素濃度は、深さとはあまり関係がなく、全般的に高くなっている。特に、表面から１μｍ以上の深さとなる部位での酸素濃度に着目すると、実施例１−１〜実施例１−３は、比較例３−１〜比較例３−３と比べて、１桁乃至２桁のレベルで、酸素濃度が低くなっていることが理解される。
【００７６】
｛平均酸素濃度｝
続いて、図５（ｂ）を参照しつつ、はんだ中の平均酸素濃度について説明を行う。
図５（ｂ）に示すように、実施例１のはんだ製品をはんだ付けして得たはんだ（実施例１−１〜実施例１−３）では、比較例３のはんだ製品をはんだ付けして得たはんだ（比較例３−１〜比較例３−３）と比べて、平均酸素濃度が２桁のレベルで低くなっていることが理解される。
【００７７】
｛はんだ内の酸素について｝
以上の結果から、実施例１のはんだ製品を用いて得たはんだは、比較例３のはんだ製品を用いて得たはんだに比べて、はんだ中に含まれる金属酸化物が少なくなり得ることを示唆しているものと考えられる。ここで、はんだ中に含まれる金属酸化物が少ないということは、はんだ融液中で融けずに残る異物（固形物）が少なくなることを意味する。そして、はんだ融液中の異物が少なくなるということは、「はんだぬれ性」および「はんだ切れ性」の両者が良好となり得ることを示唆するものと考えられる。
【００７８】
［ろ過に伴って生じる残渣］
図６は、実施例１のはんだ製品の製造において、ステップ３０のろ過工程後のフィルタ１２上に残った残渣の光学写真である。
また、図７は、図６に示す残渣のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）写真である。
さらに、図８は、図７に示す残渣に存在する針状体のＳＥＭ写真である。
【００７９】
まず、図６に示すように、固形物の一例としての残渣は、全体的に灰色っぽい色を呈するとともに、砂状の粒子を塊化してなる構造を有している。このため、図６に示す残渣は、見た目から、金属酸化物を含むものであることが示唆される。
【００８０】
また、図７に示すように、残渣の表面はサボテンのようになっており、針状を呈する針状体が、残渣の表面から突出するようになっている。ただし、このような針状体は、残渣の表面だけでなく、実際には、残渣の内部にも存在しているものと考えられる。
【００８１】
さらに、図８に示すように、残渣中に存在する針状体は、その長さが１００μｍ〜２００μｍ程度となっており、その直径が１２μｍ〜２０μｍ程度となっている。そして、図８からも明らかなように、針状体の断面は、多角形状となっている。このことは、この針状体が、何らかの単結晶体で構成されていることを示唆するものと考えられる。
【００８２】
そして、図８に示す針状体に対し、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）を用いて元素分析を行ったところ、この針状体には、錫および銅の両者が含まれていることが判明した。この結果から、この針状体は、錫および銅の合金、あるいは、錫および銅の酸化物等で構成されていることが示唆される。なお、この残渣を５００℃まで加熱する実験を行ったところ、残渣中に存在する針状体は、５００℃では融解せず、そのままの状態を維持していた。したがって、この針状体は、錫および銅の合金の一種であるＣｕ６Ｓｎ５（融点：約４３５℃）ではないと考えられる。
【００８３】
また、図８からも明らかなように、残渣に含まれる針状体の直径が１０μｍ超であることから、この針状体は、目開きｓが１０μｍ以下に設定されたフィルタ１２を通過できない。したがって、実施例１〜３のはんだ製品には、このような針状体が異物として含まれていないものと考えられる。
【００８４】
一方、この針状体は、目開きｓが２０μｍ以上に設定されたフィルタ１２を通過することができる。また、この針状体は、フィルタ１２が存在しなければ、そのままの状態を維持することができる。したがって、比較例１〜比較例３のはんだ製品には、このような針状体が異物として含まれているものと考えられる。
【００８５】
それゆえ、実施例１〜３のはんだ製品を用いた場合に、はんだブリッジの評価結果が「○」となり、また、比較例１〜３のはんだ製品を用いた場合に、はんだブリッジの評価結果が「×」となったものと考えられる。
【００８６】
ここで、残渣中に存在する針状体の直径は、図８に示したように１２μｍ〜２０μｍ程度となっていた。ただし、この針状体の径は、最初から１０μｍ超となるのではなく、成長に伴って徐々に径が太くなっていき、ある程度太くなったところで大径化が鈍化していくものと考えられる。
【００８７】
近年、特にスマートフォン等の分野においては、はんだ付けの対象となるプリント配線板における配線パターンの微細化（細線化）が進んでいる。このため、プリント配線板における所謂Ｌ／Ｓ（ライン／スペース）の値は、数年前から１００μｍを切るようになっており、最近では１０μｍ／１０μｍのものが検討されている。
【００８８】
Ｌ／Ｓが１０μｍ／１０μｍに設定されたプリント配線板にはんだ付けを行う場合、はんだの元となるはんだ製品中に、径が１０μｍ弱の針状体が存在していると、上述したはんだブリッジが生じる懸念がある。このため、このようなことを考慮する場合には、上述した実施例１および実施例２のように、ステップ３０のろ過工程において、目開きｓが５μｍ以下に設定されたフィルタ１２を用いることが望ましい。
【００８９】
［その他］
ここでは、錫（主成分）と銅（副成分）とを含む、Ｓｎ−Ｃｕ系と称される２元系のはんだ製品を例として説明を行った。ただし、ここでは詳細な説明を行わないが、錫を主成分とする他のはんだ製品においても、同様の結果が得られている。
ここで、Ｓｎ−Ｃｕ系以外の２元系のはんだ製品としては、例えばＳｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｂｉ系およびＳｎ−Ｚｎ系を挙げることができる。また、３元系のはんだ製品としては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系およびＳｎ−Ｚｎ−Ａｌ系を挙げることができる。さらに、４元系のはんだ製品としては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系およびＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ系を挙げることができる。さらにまた、５元系のはんだ製品としては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｇｅ系を挙げることができる。そして、６元系以上のはんだ製品についても、同様の結果を得ることが可能である。
【００９０】
また、ここでは、はんだ原料を融解してなる溶湯を、フィルタ１２を用いてろ過する手法を例として説明を行ったが、これに限られるものではない。例えば遠心分離や固液分離等の手法を用いて、溶湯から、１０μｍ超となる径（より好ましくは５μｍ超となる径）を有し且つ溶湯中に存在する固形物を取り除くようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１…ろ過前溶湯、２…ろ過後溶湯、１０…ろ過装置、１１…容器、１２…フィルタ、１３…ヒータ、１００…評価基板、１０１…第１パターン群、１０２…第２パターン群、１０３…第３パターン群、１１０…模擬電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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