(57)【要約】【課題】本発明は、Ａｇを含まないはんだ合金の濡れ性を十分に向上させるフラックス等を提供することを目的とする。【解決手段】０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金をはんだ付けするための、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックス。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金をはんだ付けするための、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックス。
【請求項２】
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、請求項１に記載のフラックス。
【請求項３】
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含む、請求項１又は２に記載のフラックス。
【請求項４】
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、請求項１〜３のいずれかに記載のフラックス。
【請求項５】
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、請求項１〜４のいずれかに記載のフラックス。
【請求項６】
クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、はんだ付けされるための、０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金。
【請求項７】
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、請求項６に記載のはんだ合金。
【請求項８】
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含む、請求項６又は７に記載のはんだ合金。
【請求項９】
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、請求項６〜８のいずれかに記載のはんだ合金。
【請求項１０】
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、請求項６〜９のいずれかに記載のはんだ合金。
【請求項１１】
クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金をはんだ付けして、接合体を形成する工程を含む、接合体の製造方法。
【請求項１２】
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含む、請求項１１又は１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、請求項１１〜１３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１５】
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、請求項１１〜１４のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１６】
請求項１１〜１５のいずれかに記載の製造方法で得られる接合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラックス、はんだ合金、接合体、及び接合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板への電子部品の実装といった、電子機器における電子部品の固定と電気的接続は、一般的に、コスト面及び信頼性の面で最も有利なはんだ付けによって行われている。
【０００３】
はんだ付けに使用されるはんだ合金としては様々な種類のものが報告されており、一例として、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ合金が挙げられる。
【０００４】
はんだ付けを行う場合、基板の表面に形成されている酸化膜を除去すること、はんだ合金の塗れ性を向上させること等を目的として、フラックスが使用されている（例えば、特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１２６６７１号公報
【特許文献２】特許第６３２２８８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ合金について、コストの観点から、高価なＡｇの含有量を低減させることが望まれるが、Ａｇは、はんだ合金の濡れ性を確保する機能を有しているため、これを除くことにより濡れ性が悪化する。一方、フラックスを使用することによって、はんだ合金の濡れ性を向上させることが可能であるが、Ａｇを含まないはんだ合金の濡れ性を十分に改善することは困難である。
【０００７】
そのため、本発明は、Ａｇを含まないはんだ合金の濡れ性を十分に向上させるフラックス、フラックスによって濡れ性が十分に向上するはんだ合金、前記フラックス及び前記はんだ合金を使用して接合体を製造する方法、並びに前記方法により製造される接合体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】
【０００８】
本発明者等が鋭意検討した結果、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスと、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｇｅ系はんだ合金とを組み合わせて使用することにより、前記はんだ合金の濡れ性を十分に向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は以下の実施形態を含む。
［１］
０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金をはんだ付けするための、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックス。
［２］
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、［１］に記載のフラックス。
［３］
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含む、［１］又は［２］に記載のフラックス。
［４］
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、［１］〜［３］のいずれかに記載のフラックス。
［５］
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、［１］〜［４］のいずれかに記載のフラックス。
［６］
クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、はんだ付けされるための、０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金。
［７］
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、［６］に記載のはんだ合金。
［８］
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含む、［６］又は［７］に記載のはんだ合金。
［９］
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、［６］〜［８］のいずれかに記載のはんだ合金。
［１０］
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、［６］〜［９］のいずれかに記載のはんだ合金。
［１１］
クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金をはんだ付けして、接合体を形成する工程を含む、接合体の製造方法。
［１２］
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、［１１］に記載の製造方法。
［１３］
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含む、［１１］又は［１２］に記載の製造方法。
［１４］
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、［１１］〜［１３］のいずれかに記載の製造方法。
［１５］
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、［１１］〜［１４］のいずれかに記載の製造方法。
［１６］
［１１］〜［１５］のいずれかに記載の製造方法で得られる接合体。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、Ａｇを含まないはんだ合金の濡れ性を十分に向上させるフラックス、フラックスによって濡れ性が十分に向上するはんだ合金、前記フラックス及び前記はんだ合金を使用して接合体を製造する方法、並びに前記方法により製造される接合体を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜フラックス及びはんだ合金＞
本発明の一実施形態は、０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金をはんだ付けするための、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスに関する。
また、本発明の一実施形態は、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、はんだ付けされるための、０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金に関する。
【００１２】
本実施形態に係るフラックス及びはんだ合金を組み合わせて使用することにより、Ａｇを含まないはんだ合金の濡れ性を十分に向上させることができる。はんだ付けは、フローはんだ付けにより行うことが好ましい。はんだ付けは、パレットはんだ付けにより行ってもよい。
【００１３】
本実施形態に係るフラックスは、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含む。クロレンド酸及び無水クロレンド酸の合計含有量は、フラックスに対して、好ましくは０．０１〜１０．０重量％であり、より好ましくは０．０５〜５．０重量％であり、更に好ましくは０．１〜３．０重量％である。クロレンド酸及び無水クロレンド酸の合計含有量を前記の範囲内とすることにより、はんだ合金の濡れ性を更に向上させることができる。
【００１４】
フラックスは、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸に加えて、任意成分を更に含んでいてもよい。任意成分としては、例えば、溶剤、ロジン、活性剤（クロレンド酸及び無水クロレンド酸を除く。以下、同様。）、及びつや消し剤が挙げられる。
【００１５】
溶剤としては、例えば、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、及びテルピネオール類が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、例えば、２−プロパノール、エタノール、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、及び２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオールが挙げられる。
グリコールエーテル系溶剤としては、例えば、ジエチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、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、ヘキシルジグリコール、及びテトラエチレングリコールジメチルエーテルが挙げられる。
特に限定するものではないが、揮発性の観点から、アルコール系溶剤が好ましい。また、ロジン、活性剤としての有機酸等と溶剤とのエステル化を抑制する観点から、２−プロパノールが好ましい。
溶剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００１６】
溶剤の含有量は、フラックスに対して、好ましくは７５〜９４重量％であり、より好ましくは８０〜９２重量％であり、更に好ましくは８５〜９０重量％である。
【００１７】
ロジンとしては、例えば、酸変性ロジン、精製ロジン、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、及びロジンエステルが挙げられる。ロジンは、マツ科植物の松やに等に含まれる不揮発性成分である。ロジンとしては、例えば、トールロジン、ガムロジン、及びウッドロジンが挙げられる。酸変性ロジンは、ロジンを酸処理したものである。酸変性ロジンは、水素化されていてもよい。酸変性ロジンとしては、例えば、アクリル酸変性ロジン、アクリル酸変性水添ロジン、マレイン酸変性ロジン、及びマレイン酸変性水添ロジンが挙げられる。ロジンは、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。フラックスがロジンを含むことにより、はんだ合金の濡れ性を向上させることができる。
【００１８】
ロジンの含有量は、フラックスに対して、好ましくは３〜１８重量％であり、より好ましくは６〜１５重量％であり、更に好ましくは９〜１２重量％である。ロジンの含有量を前記の範囲内とすることにより、はんだ合金の濡れ性を更に向上させることができる。
【００１９】
活性剤としては、例えば、有機酸、ハロゲン系活性剤（例えば、有機ハロゲン化合物、及びアミンハロゲン化水素酸塩）、アミン、及び有機リン系化合物（例えば、ホスホン酸エステル、及びフェニル置換ホスフィン酸）が挙げられる。活性剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。フラックスが活性剤を含むことにより、はんだ合金の濡れ性を更に向上させることができる。
【００２０】
有機酸としては、例えば、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)、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、ダイマー酸、水添ダイマー酸、トリマー酸、及び水添トリマー酸が挙げられる。
【００２１】
有機ハロゲン化合物としては、例えば、１，２，４，５−テトラブロモベンゼン、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−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−１−プロパノール、２，３−ジクロロ−１−プロパノール、１，１，２，２−テトラブロモエタン、２，２，２−トリブロモエタノール、ペンタブロモエタン、四臭化炭素、２，２−ビス(ブロモメチル)−１，３−プロパンジオール、ｍｅｓｏ−２，３−ジブロモコハク酸、クロロアルカン、塩素化脂肪酸エステル、臭化ｎ−ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、トリアリルイソシアヌレート６臭化物、２，２−ビス[３，５−ジブロモ−４−(２，３−ジブロモプロポキシ)フェニル]プロパン、ビス[３，５−ジブロモ−４−(２，３−ジブロモプロポキシ)フェニル]スルホン、エチレンビスペンタブロモベンゼン、２−クロロメチルオキシラン、及び臭化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が挙げられる。
【００２２】
アミンハロゲン化水素酸塩としては、例えば、三フッ化ホウ素ピぺリジン、ステアリルアミン塩酸塩、ジエチルアニリン塩酸塩、ジエタノールアミン塩酸塩、２−エチルヘキシルアミン臭化水素酸塩、ピリジン臭化水素酸塩、イソプロピルアミン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン臭化水素酸塩、モノエチルアミン臭化水素酸塩、１，３−ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、ジメチルアミン臭化水素酸塩、ジメチルアミン塩酸塩、ロジンアミン臭化水素酸塩、２−エチルヘキシルアミン塩酸塩、イソプロピルアミン塩酸塩、シクロヘキシルアミン塩酸塩、２−ピペコリン臭化水素酸塩、１，３−ジフェニルグアニジン塩酸塩、ジメチルベンジルアミン塩酸塩、ヒドラジンヒドラート臭化水素酸塩、ジメチルシクロヘキシルアミン塩酸塩、トリノニルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアニリン臭化水素酸塩、２−ジエチルアミノエタノール臭化水素酸塩、２−ジエチルアミノエタノール塩酸塩、塩化アンモニウム、ジアリルアミン塩酸塩、ジアリルアミン臭化水素酸塩、モノエチルアミン塩酸塩、モノエチルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン塩酸塩、トリエチルアミン臭化水素酸塩、トリエチルアミン塩酸塩、ヒドラジン一塩酸塩、ヒドラジン二塩酸塩、ヒドラジン一臭化水素酸塩、ヒドラジン二臭化水素酸塩、ピリジン塩酸塩、アニリン臭化水素酸塩、ブチルアミン塩酸塩、へキシルアミン塩酸塩、ｎ−オクチルアミン塩酸塩、ドデシルアミン塩酸塩、ジメチルシクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、エチレンジアミン二臭化水素酸塩、ロジンアミン臭化水素酸塩、２−フェニルイミダゾール臭化水素酸塩、４−ベンジルピリジン臭化水素酸塩、Ｌ−グルタミン酸塩酸塩、Ｎ−メチルモルホリン塩酸塩、ベタイン塩酸塩、２−ピペコリンヨウ化水素酸塩、シクロヘキシルアミンヨウ化水素酸塩、１，３−ジフェニルグアニジンフッ化水素酸塩、ジエチルアミンフッ化水素酸塩、２−エチルヘキシルアミンフッ化水素酸塩、シクロヘキシルアミンフッ化水素酸塩、エチルアミンフッ化水素酸塩、ロジンアミンフッ化水素酸塩、３フッ化ホウ素ピぺリジン錯塩、シクロヘキシルアミンテトラフルオロホウ酸塩、及びジシクロヘキシルアミンテトラフルオロホウ酸塩が挙げられる。
【００２３】
アミンとしては、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミン、アミノアルコール、アゾール類、アミノ酸、グアニジン、及びヒドラジドが挙げられる。
脂肪族アミンとしては、例えば、ジメチルアミン、エチルアミン、１−アミノプロパン、イソプロピルアミン、トリメチルアミン、アリルアミン、ｎ−ブチルアミン、ジエチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルエチルアミン、イソブチルアミン、及びシクロヘキシルアミンが挙げられる。
芳香族アミンとしては、例えば、アニリン、Ｎ−メチルアニリン、ジフェニルアミン、Ｎ−イソプロピルアニリン、及びｐ−イソプロピルアニリンが挙げられる。
アミノアルコールとしては、例えば、２−アミノエタノール、２−(エチルアミノ)エタノール、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ−ビス(２−ヒドロキシエチル)−Ｎ−シクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラキス(２−ヒドロキシプロピル)エチレンジアミン、及びＮ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ''，Ｎ''−ペンタキス(２−ヒドロキシプロピル)ジエチレントリアミンが挙げられる。
アゾール類としては、例えば、イミダゾール、３，５−ジメチルピラゾール、ベンゾトリアゾール、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、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、及びベンゾイミダゾールが挙げられる。
アミノ酸としては、例えば、アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン塩酸塩、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン一塩酸塩、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、バリン、β-アラニン、γ-アミノ酪酸、δ-アミノ吉草酸、ε-アミノヘキサン酸、ε-カプロラクタム、及び７−アミノヘプタン酸が挙げられる。
【００２４】
ホスホン酸エステルとしては、例えば、２−エチルヘキシル（２−エチルヘキシル）ホスホネート、ｎ−オクチル（ｎ−オクチル）ホスホネート、ｎ−デシル（ｎ−デシル）ホスホネート、及びｎ−ブチル（ｎ−ブチル）ホスホネートが挙げられる。
【００２５】
フェニル置換ホスフィン酸としては、例えば、フェニルホスフィン酸、及びジフェニルホスフィン酸が挙げられる。
【００２６】
活性剤の含有量は、フラックスに対して、好ましくは０．１〜１２．０重量％であり、より好ましくは０．３〜８．０重量％であり、更に好ましくは０．５〜４．０重量％である。活性剤の含有量を前記の範囲内とすることにより、はんだ合金の濡れ性を更に向上させることができる。
【００２７】
つや消し剤としては、例えば、パルミチン酸が挙げられる。つや消し剤は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。フラックスがつや消し剤を含むことにより、接合体の継手部分のつやを消し、当該部分の外観検査を容易にすることができる。
【００２８】
つやけし剤は、フラックスに対して、好ましくは０．０１〜４．０重量％であり、より好ましくは０．０５〜３．０重量％であり、更に好ましくは０．１〜２．０重量％である。つやけし剤の含有量を前記の範囲内とすることにより、接合体の継手部分の外観検査を更に容易にすることができる。
【００２９】
本実施形態に係るはんだ合金は、０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなる。はんだ合金がＧｅを含むことにより、濡れ性を確保することができる。はんだ合金は不可避不純物を含んでいてもよい。
【００３０】
はんだ合金に含まれる各成分の含有量は、ＪＩＳ  Ｚ  ３９１０：２０１７に記載のＩＣＰ発光分光分析法に従って測定することができる。
【００３１】
Ｃｕの含有量は、はんだ合金に対して、０．１〜３．０重量％であり、好ましくは０．１〜１．０重量％であり、より好ましくは０．１〜０．７５重量％である。Ｃｕの含有量を前記の下限以上とすることにより、Ｃｕ母材の拡散（はんだ溶食）を抑制することができる。Ｃｕの含有量を前記の上限以下とすることにより、液相線温度の過度な上昇を抑制して、フローはんだ付けを適度な温度で実施することができる。
【００３２】
Ｇｅの含有量は、はんだ合金に対して、０．００４０〜０．０１５０重量％であり、好ましくは０．００４０〜０．０１２０重量％であり、より好ましくは０．００５０〜０．０１００重量％である。Ｇｅの含有量を前記の範囲内とすることにより、はんだ合金の濡れ性を更に向上させることができる。
【００３３】
Ｓｎの含有量は、はんだ合金に対して、好ましくは９７．０〜９９．９重量％であり、より好ましくは９８．０〜９９．９重量％であり、更に好ましくは９９．０〜９９．９重量％である。
【００３４】
不可避不純物としては、例えば、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｄ、Ａｕ、及びＩｎが挙げられる。Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ及びＩｎの含有量は、はんだ合金に対して、好ましくは０．１０重量％以下である。Ｚｎ及びＡｌの含有量は、はんだ合金に対して、好ましくは０．００１重量％以下である。Ｆｅの含有量は、はんだ合金に対して、好ましくは０．０２重量％以下である。Ｃｄの含有量は、はんだ合金に対して、好ましくは０．００２重量％以下である。Ａｕの含有量は、はんだ合金に対して、好ましくは０．０５重量％以下である。不可避不純物の含有量を前記の範囲内とすることにより、はんだ合金の濡れ性に対する悪影響を避けることができる。
【００３５】
はんだ合金は、Ｎｉを更に含んでいてもよい。はんだ合金がＮｉを含むことにより、はんだ合金と基板の表面との接合強度を向上させることができる。
【００３６】
Ｎｉの含有量は、はんだ合金に対して、好ましくは０．０１００〜０．１０００重量％であり、より好ましくは０．０２００〜０．０９００重量％であり、更に好ましくは０．０３５０〜０．０７５０重量％である。Ｎｉの含有量を前記の範囲内とすることにより、接合強度を更に向上させることができる。
【００３７】
はんだ合金は、Ａｓを更に含んでいてもよい。はんだ合金がＡｓを含むことにより、はんだ合金の酸化及びこれに伴う黄色変色を防止することができる。
【００３８】
Ａｓの含有量は、はんだ合金に対して、好ましくは０．００２０〜０．０１５０重量％であり、より好ましくは０．００４０〜０．０１２０重量％であり、更に好ましくは０．００８０〜０．０１００重量％である。Ａｓの含有量が前記の範囲内であることにより、はんだ合金の酸化及びこれに伴う変色（黄色）を更に防止することができる。
【００３９】
＜接合体及びその製造方法＞
本発明の一実施形態は、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金をはんだ付けして、接合体を形成する工程（以下、「接合工程」という。）を含む、接合体の製造方法に関する。
また、本発明の一実施形態は、前記の製造方法で得られる接合体に関する。
【００４０】
本実施形態に係る製造方法で使用されるフラックス及びはんだ合金の詳細は、前記の＜フラックス及びはんだ合金＞の項目において記載したとおりである。
【００４１】
本実施形態に係る製造方法は、接合工程に先立ち、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで、基板の表面を処理する工程（以下、「前処理工程」という。）を更に含んでいてもよい。
【００４２】
前処理工程における処理方法、及び接合工程における接合方法は、特に限定されず、本技術分野において一般的に実施されている方法を採用することができる。はんだ付けは、フローはんだ付けにより行うことが好ましい。はんだ付けは、パレットはんだ付けにより行ってもよい。
【００４３】
接合体は、基板と、前記基板の表面にはんだ付けされたはんだ合金と、フラックスの残渣とを含む。基板としては、例えば、プリント配線板が挙げられる。接合体としては、例えば、プリント配線板に電子部品が取り付けられたプリント回路板が挙げられる。
【実施例】
【００４４】
以下、実施例及び比較例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
【００４５】
以下の表に記載する組成を有するフラックス及びはんだ合金を調製し、メニスコ測定でのゼロクロスタイムに基づいて濡れ性速度を評価した。結果を表１Ａ〜６Ｅに示す。濡れ性速度の評価基準は以下のとおりである。
〇：ゼロクロスタイム５秒以下
×：ゼロクロスタイム５秒超
【００４６】
メニスコ条件は以下のとおりである。
・固体試料：銅板（幅５ｍｍ×長さ２５ｍｍ×厚み０．５ｍｍ；酸化処理等無し）
・はんだ槽温度：２８０℃
・浸漬速度：２０ｍｍ／ｓｅｃ
・浸漬深さ：５ｍｍ
・測定時間：１０ｓｅｃ
・フラックス処理：銅板をフラックス中に浸漬（浸漬深さ約１０ｍｍ）
【００４７】
表１Ａは、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｇｅ系はんだ合金に対して、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を使用した場合及び使用しない場合の結果を示す。
表２Ａは、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｇｅ系はんだ合金に対して、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を使用した場合及び使用しない場合の結果を示す。
表３Ａは、Ｓｎ−Ｃｕ系はんだ合金に対して、クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を使用した場合及び使用しない場合の結果を示す。
表４Ａは、はんだ合金の組成を変化させた場合の結果を示す。
表５Ａ及び６Ａは、フラックスの組成を変化させた場合の結果を示す。
【００４８】
【表１Ａ】
2020089896.tif 000002
【００４９】
【表２Ａ】
2020089896.tif 000003
【００５０】
【表３Ａ】
2020089896.tif 000004
【００５１】
【表４Ａ】
2020089896.tif 000005
【００５２】
【表５Ａ】
2020089896.tif 000006
【００５３】
【表６Ａ】
2020089896.tif 000007
【００５４】
表１Ｂ〜表６Ｂはそれぞれ、はんだ合金が０．００２０重量％のＡｓを更に含むことを除いて、表１Ａ〜表６Ａに対応する。
【００５５】
【表１Ｂ】
2020089896.tif 000008
【００５６】
【表２Ｂ】
2020089896.tif 000009
【００５７】
【表３Ｂ】
2020089896.tif 000010
【００５８】
【表４Ｂ】
2020089896.tif 000011
【００５９】
【表５Ｂ】
2020089896.tif 000012
【００６０】
【表６Ｂ】
2020089896.tif 000013
【００６１】
表１Ｃ〜表６Ｃはそれぞれ、はんだ合金が０．００５０重量％のＡｓを更に含むことを除いて、表１Ａ〜表６Ａに対応する。
【００６２】
【表１Ｃ】
2020089896.tif 000014
【００６３】
【表２Ｃ】
2020089896.tif 000015
【００６４】
【表３Ｃ】
2020089896.tif 000016
【００６５】
【表４Ｃ】
2020089896.tif 000017
【００６６】
【表５Ｃ】
2020089896.tif 000018
【００６７】
【表６Ｃ】
2020089896.tif 000019
【００６８】
表１Ｄ〜表６Ｄはそれぞれ、はんだ合金が０．０１００重量％のＡｓを更に含むことを除いて、表１Ａ〜表６Ａに対応する。
【００６９】
【表１Ｄ】
2020089896.tif 000020
【００７０】
【表２Ｄ】
2020089896.tif 000021
【００７１】
【表３Ｄ】
2020089896.tif 000022
【００７２】
【表４Ｄ】
2020089896.tif 000023
【００７３】
【表５Ｄ】
2020089896.tif 000024
【００７４】
【表６Ｄ】
2020089896.tif 000025
【００７５】
表１Ｅ〜表６Ｅはそれぞれ、はんだ合金が０．０１５０重量％のＡｓを更に含むことを除いて、表１Ａ〜表６Ａに対応する。
【００７６】
【表１Ｅ】
2020089896.tif 000026
【００７７】
【表２Ｅ】
2020089896.tif 000027
【００７８】
【表３Ｅ】
2020089896.tif 000028
【００７９】
【表４Ｅ】
2020089896.tif 000029
【００８０】
【表５Ｅ】
2020089896.tif 000030
【００８１】
【表６Ｅ】
2020089896.tif 000031
【００８２】
＜パレットはんだ付け性＞
評価基板（千住金属工業株式会社評価基板Ｈ１２−０６、大きさ：１００ｍｍ×１２０ｍｍ、厚み：１．６ｍｍ、はんだ付けポイント数：２７２箇所）を、はんだ付けを行う箇所に開口部が設けられたパレットマスクに取り付けた。その後、パレットマスクに取り付けられた評価基板に、下記のはんだ付け条件で、はんだ付けを行ったところ、パレットはんだ付けすることができた。
【００８３】
（はんだ付け条件）
はんだ付け装置：千住金属工業株式会社製の「ＳＰＦ−３００」
フラックス塗布装置：スプレーフラクサー（千住金属工業株式会社製の「ＳＳＦ−３００」）
フラックス塗布量：７０ｍＬ／ｍ2
コンベア速度：１ｍ／ｍｉｎ
プリヒート温度：１００℃
はんだ槽の温度：２６０℃
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月20日(2019.3.20)
【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】
クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、はんだ付けされるための、０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金。
【請求項２】
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、請求項１に記載のはんだ合金。
【請求項３】
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含む、請求項１又は２に記載のはんだ合金。
【請求項４】
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、請求項１〜３のいずれかに記載のはんだ合金。
【請求項５】
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、請求項１〜４のいずれかに記載のはんだ合金。
【請求項６】
クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金をはんだ付けして、接合体を形成する工程を含む、接合体の製造方法。
【請求項７】
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含む、請求項６又は７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、請求項６〜８のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１０】
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、請求項６〜９のいずれかに記載の製造方法。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれかに記載の製造方法で得られる接合体。
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月10日(2019.6.10)
【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】
クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、はんだ付けされるための、０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金であって、
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含む、前記はんだ合金。
【請求項２】
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、請求項１に記載のはんだ合金。
【請求項３】
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、請求項１又は２に記載のはんだ合金。
【請求項４】
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、請求項１〜３のいずれかに記載のはんだ合金。
【請求項５】
クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、０．１〜３．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金をはんだ付けして、接合体を形成する工程を含む、接合体の製造方法であって、
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含む、前記製造方法。
【請求項６】
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、請求項５に記載の製造方法。
【請求項７】
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、請求項５又は６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、請求項５〜７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
請求項５〜８のいずれかに記載の製造方法で得られる接合体。
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月18日(2019.9.18)
【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】
クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、はんだ付けされるための、０．１〜１．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金であって、
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含み、
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、前記はんだ合金。
【請求項２】
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、請求項１に記載のはんだ合金。
【請求項３】
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、請求項１又は２に記載のはんだ合金。
【請求項４】
クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、０．１〜１．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金をはんだ付けして、接合体を形成する工程を含む、接合体の製造方法であって、
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含み、
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、前記製造方法。
【請求項５】
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、請求項４又は５に記載の製造方法。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の製造方法で得られる接合体。
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月13日(2019.11.13)
【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】
クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、はんだ付けされるための、０．１〜１．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金であって、
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含み、
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、前記はんだ合金。
【請求項２】
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、請求項１に記載のはんだ合金。
【請求項３】
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、請求項１又は２に記載のはんだ合金。
【請求項４】
クロレンド酸及び／又は無水クロレンド酸を含むフラックスで表面が処理された基板の前記表面に、０．１〜１．０重量％のＣｕ及び０．００４０〜０．０１５０重量％のＧｅを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金をはんだ付けして、接合体を形成する工程を含む、接合体の製造方法であって、
前記はんだ合金が、０．００２０〜０．０１５０重量％のＡｓを更に含み、
前記はんだ合金が、０．０１００〜０．１０００重量％のＮｉを更に含む、前記製造方法。
【請求項５】
前記はんだ付けが、フローはんだ付けである、請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
前記はんだ付けが、パレットはんだ付けである、請求項４又は５に記載の製造方法。