(57)【要約】【課題】印刷時のマスク除去後の形状保持性に優れ、且つ、その後の加熱時を含めたダレ防止性に優れた、はんだ粉末及び該粉末を用いたはんだペーストを提供する。【解決手段】本発明のはんだ粉末は、粉末形状が球形とは異なる、少なくとも１面以上の平面を有する多面体形状、特に、４面体形状や６面体形状、８面体形状、１２面体形状であることを特徴とする。また、体積累積中位径（Ｍｅｄｉａｎ径；Ｄ50）は５μｍ未満が好適である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末形状が球形とは異なる、少なくとも１面以上の平面を有する多面体形状であることを特徴とするはんだ粉末。
【請求項２】
体積累積中位径（Ｍｅｄｉａｎ径；Ｄ50）が５μｍ未満である請求項１記載のはんだ粉末。
【請求項３】
比表面積が０．４ｍ2／ｇ以上である請求項１記載のはんだ粉末。
【請求項４】
粉末形状が４面体形状である請求項１記載のはんだ粉末。
【請求項５】
粉末形状が６面体形状である請求項１記載のはんだ粉末。
【請求項６】
粉末形状が８面体形状である請求項１記載のはんだ粉末。
【請求項７】
粉末形状が１２面体形状である請求項１記載のはんだ粉末。
【請求項８】
請求項１ないし７いずれか１項に記載のはんだ粉末とはんだ用フラックスを混合しペースト化することを特徴とするはんだペースト。
【請求項９】
電子部品の実装に用いる請求項８記載のはんだペースト。
【請求項１０】
請求項８又は９記載のはんだペーストを用いて製造されたことを特徴とする電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体積累積中位径（Ｍｅｄｉａｎ径；Ｄ50）が５μｍ未満であり、ファインピッチ用はんだ粉末及び該粉末を用いたはんだペーストに関する。更に詳しくは、印刷時のマスク除去後の形状保持性に優れ、且つ、その後の加熱時を含めたダレ防止性に優れたはんだ粉末及び該粉末を用いたはんだペーストに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の微小化・微細化とともに接合部の電極面積と電極間距離の微小化・微細化が進み、より微細なはんだ粉末を用い、且つ、より高い印刷性を兼ね備えたはんだペーストの技術改良が進められている。
【０００３】
例えば、プラズマ法により平均粒径０．４〜２μｍ、最大粒径５μｍ以下の球状金属錫粉末を作製することが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、液体金属に圧力を加え、多孔質膜に接している液体連続相中に液体金属粒子を分散させ、粒度分布の体積累積中位径（Ｍｅｄｉａｎ径；Ｄ50）が１０μｍ以下のはんだ金属球状粒子を作製することが開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２４１５４９号公報（請求項１，２）
【特許文献２】特許第３７４４５１９号公報（請求項１，３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１や特許文献２に示されたような、その形状が球状のはんだ粉末では、印刷時のマスク除去後に印刷形状が崩れることに起因するダレの発生や加熱時に印刷形状が崩れることに起因するダレの発生を完全には防ぐことができず、電極間の距離が短いファインピッチ用基板では結果として、このような粉末形状のハンダ用ペーストを印刷した後に加熱すると、ブリッジと呼ばれる、隣り合う電極間がはんだによってショートするような現象が発生してしまう不具合を生じる問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、印刷時のマスク除去後の形状保持性に優れ、且つ、その後の加熱時を含めたダレ防止性に優れた、はんだ粉末及び該粉末を用いたはんだペーストを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点は、粉末形状が球形とは異なる、少なくとも１面以上の平面を有する多面体形状であることを特徴とするはんだ粉末である。
【０００９】
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に体積累積中位径Ｄ50が５μｍ未満であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に比表面積が０．４ｍ2／ｇ以上であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に粉末形状が４面体形状であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第５の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に粉末形状が６面体形状であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第６の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に粉末形状が８面体形状であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第７の観点は、第１の観点に基づく発明であって、更に粉末形状が１２面体形状であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第８の観点は、第１ないし第７の観点に基づくはんだ粉末とはんだ用フラックスを混合しペースト化することを特徴とするはんだペーストである。
【００１６】
本発明の第９の観点は、第８の観点に基づく発明であって、更に電子部品の実装に用いることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１０の観点は、第８又は第９の観点に基づくはんだペーストを用いて製造されたことを特徴とする電子部品である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のはんだ粉末は、少なくとも１面以上の平面を有する多面体形状であり、このような形状のはんだ粉末を用いたはんだペーストでは、印刷時に隣り合う平面を有する多面体形状のはんだ粉末の平面同士が接触するように充填されるため、印刷時のマスク除去後の形状保持性が良くダレ難い上、加熱時のダレ発生を大幅に改善することができる。従って、このような形状のはんだ粉末を用いたはんだペーストでは、電極間の距離が短く、少しのダレ発生でも容易にブリッジと呼ばれる現象が発生してしまうファインピッチ用基板では特に良好な印刷特性を示すことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に本発明を実施するための形態を説明する。
【００２０】
本発明のはんだ粉末は、粉末形状が球形とは異なる、少なくとも１面以上の平面を有する多面体形状であることを特徴とする。
【００２１】
通常用いられる球形状のはんだ粉末では、はんだ粉末間の接触面積が小さいために印刷時のマスク除去後に印刷形状が崩れてダレが発生、または加熱時に印刷形状が崩れてダレが発生するが、本発明の少なくとも１面以上の平面を有する多面体形状のはんだ粉末を用いることで、隣り合う平面を有する多面体形状のはんだ粉末の平面同士が接触するように充填されるため、印刷時のマスク除去後の形状保持性が良くダレ難い上、加熱時のダレ発生を大幅に改善することができる。
【００２２】
粉末形状は、少なくとも１面以上の平面を有する多面体形状であれば、本発明の効果を達成することができるが、４面体形状や６面体形状、８面体形状、１２面体形状と使用用途によって使い分けてもよい。
【００２３】
はんだ粉末組成としては、Ｐｂ−Ｓｎ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇなどが挙げられる。
【００２４】
また、本発明のはんだ粉末は、体積累積中位径（Ｍｅｄｉａｎ径；Ｄ50）が５μｍ未満のものを使用することが好適である。体積累積中位径（Ｍｅｄｉａｎ径；Ｄ50）を５μｍ未満としたのは、５μｍ未満の多面体形状のはんだ粉末を用いたはんだペーストでは、粉末が微細で且つ粉末周辺がフラックスで覆われているため、剪断による抵抗が小さく、スキージによる印圧が加わった状態でもペーストのローリング性に支障がなく、また、マスク開口部への充填性も良好であるためである。
【００２５】
一方、５μｍ以上の多面体形状のはんだ粉末を用いたはんだペーストでは、ペースト印刷時のスキージによる印圧がペーストに印加されたときに、たとえ粉末の周りがフラックスで覆われていたとしても、剪断による抵抗が大きいため、ローリング性が悪く、マスク開口部への充填性が悪くなる不具合を生じる。
【００２６】
その形状が球形状のはんだ粉末では、比表面積が０．４ｍ2／ｇ未満であるが、本発明のはんだ粉末は、比表面積が０．４ｍ2／ｇ以上である。
【００２７】
本発明のはんだペーストは、前述したはんだ粉末とはんだ用フラックスを混合しペースト化したものである。はんだ用フラックスは、市販されているＲＡやＲＭＡタイプのフラックスを使用することができる。フラックス比率は１０〜２０質量％の割合が好ましい。はんだ粉末とはんだ用フラックスとの混合物は、万能混練機などで解砕、混練が行われ、はんだペーストが作製される。得られたはんだペーストは電子部品の実装に用いられる。
【００２８】
また、本発明のはんだペーストは、電子部品の製造に好適に用いることができる。
【実施例】
【００２９】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
【００３０】
＜実施例１＞
レーザー回折散乱法（堀場製作所製；Ｐａｒｔｉｃａ  ＬＡ−９５０）で測定した体積累積中位径Ｄ50が３．２μｍ、ＢＥＴ測定値（ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社製  ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１  ＭＰ、３点測定）が０．５３ｍ2／ｇであり、その形状が少なくとも１面以上の平面を有する多面体形状からなるＳｎ−３．５質量％Ａｇ組成のはんだ粉末を用意した。
【００３１】
このはんだ粉末に対し、市販のＲＡフラックスをはんだ粉末が８７．５質量％及びフラックスが１２．５質量％の割合となるように添加混合し、その混合物を万能混練機にて混練を行い、はんだペーストを作製した。
【００３２】
＜実施例２＞
レーザー回折散乱法（堀場製作所製；Ｐａｒｔｉｃａ  ＬＡ−９５０）で測定した体積累積中位径Ｄ50が３．１μｍであり、ＢＥＴ測定値（ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社製  ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１  ＭＰ、３点測定）が０．４５ｍ2／ｇであり、その形状が少なくとも１面以上の平面を有する多面体形状からなるＳｎ−３．０質量％Ａｇ−０．５質量％Ｃｕ組成のはんだ粉末を用意した。
【００３３】
このはんだ粉末に対し、市販のＲＭＡフラックスをはんだ粉末が８６．５質量％及びフラックスが１３．５質量％の割合となるように添加混合し、その混合物を万能混練機にて解砕、混練を行い、はんだペーストを作製した。
【００３４】
＜実施例３＞
レーザー回折散乱法（堀場製作所製；Ｐａｒｔｉｃａ  ＬＡ−９５０）で測定した体積累積中位径Ｄ50が２．２μｍであり、ＢＥＴ測定値（ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社製  ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１  ＭＰ、３点測定）が０．６２ｍ2／ｇであり、その形状が６面体形状からなるＳｎ−０．７質量％Ｃｕ組成のはんだ粉末を用意した。
【００３５】
このはんだ粉末に対し、市販のＲＡフラックスをはんだ粉末が８６質量％及びフラックスが１４質量％の割合となるように添加混合し、その混合物を万能混練機にて解砕、混練を行い、はんだペーストを作製した。
【００３６】
＜実施例４＞
レーザー回折散乱法（堀場製作所製；Ｐａｒｔｉｃａ  ＬＡ−９５０）で測定した体積累積中位径Ｄ50が３．８μｍであり、ＢＥＴ測定値（ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社製  ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１  ＭＰ、３点測定）が０．４５ｍ2／ｇであり、その形状が８面体形状からなるＳｎ−０．７質量％Ｃｕ組成のはんだ粉末を用意した。
【００３７】
このはんだ粉末に対し、市販のＲＡフラックスをはんだ粉末が８６質量％及びフラックスが１４質量％の割合となるように添加混合し、その混合物を万能混練機にて解砕、混練を行い、はんだペーストを作製した。
【００３８】
＜比較例１＞
レーザー回折散乱法（堀場製作所製；Ｐａｒｔｉｃａ  ＬＡ−９５０）で測定した体積累積中位径Ｄ50が３．４μｍであり、ＢＥＴ測定値（ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社製  ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１  ＭＰ、３点測定）が０．１８ｍ2／ｇであり、その形状が球形からなるＳｎ−０．７質量％Ｃｕ組成のはんだ粉末を用意した。
【００３９】
このはんだ粉末に対し、市販のＲＡフラックスをはんだ粉末が８６質量％及びフラックスが１４質量％の割合となるように添加混合し、その混合物を万能混練機にて解砕、混練を行い、はんだペーストを作製した。
【００４０】
＜比較例２＞
レーザー回折散乱法（堀場製作所製；Ｐａｒｔｉｃａ  ＬＡ−９５０）で測定した体積累積中位径Ｄ50が２．８μｍであり、ＢＥＴ測定値（ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社製  ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１  ＭＰ、３点測定）が０．２５ｍ2／ｇであり、その形状が球形からなるＳｎ−３．０質量％Ａｇ−０．５質量％Ｃｕ組成のはんだ粉末を用意した。
【００４１】
このはんだ粉末に対し、市販のＲＭＡフラックスをはんだ粉末が８６．５質量％及びフラックスが１３．５質量％の割合となるように添加混合し、その混合物を万能混練機にて解砕、混練を行い、はんだペーストを作製した。
【００４２】
＜比較例３＞
レーザー回折散乱法（堀場製作所製；Ｐａｒｔｉｃａ  ＬＡ−９５０）で測定した体積累積中位径Ｄ50が９．２μｍであり、ＢＥＴ測定値（ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社製  ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１  ＭＰ、３点測定）が０．０２５ｍ2／ｇであり、その形状が球形からなるＳｎ−３．０質量％Ａｇ−０．５質量％Ｃｕ組成のはんだ粉末を用意した。
【００４３】
このはんだ粉末に対し、市販のＲＭＡフラックスをはんだ粉末が８８質量％及びフラックスが１２質量％の割合となるように添加混合し、その混合物を万能混練機にて解砕、混練を行い、はんだペーストを作製した。
【００４４】
＜比較試験及び評価＞
実施例１〜４及び比較例１〜３で得られたはんだペーストを用いて、ファインピッチ用プリント基板に対し、スクリーン印刷を実施した。なお、スクリーン印刷で用いたマスクのパターンは開口部６０μｍ、隣接する開口部の中心間距離８０μｍであり、マスク厚さは４０μｍである。
【００４５】
マスク除去後のダレ性評価には、光学顕微鏡を用い、印刷されたはんだ部間（２０μｍ）にペーストがダレて粉末が存在しているかどうかについて１００箇所のはんだ部間をそれぞれ測定した。はんだ部間に１粒でも粉末があれば、１箇所としてカウントした。０から２５箇所までを評価「Ａ」とし、２６から５０箇所までを評価「Ｂ」とし、５１から７５箇所までを評価「Ｃ」とし、７６から１００箇所までを評価「Ｄ」とした。マスク除去後のダレ性評価結果を表１にそれぞれ示す。
【００４６】
また加熱時のダレ性評価は、はんだペースト印刷後のファインピッチ用プリント基板を窒素雰囲気中にて最高温度１８０℃で３分加熱したものを上記と同様の評価を行った。加熱時のダレ性評価結果を表１にそれぞれ示す。
【００４７】
【表１】
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表１から明らかなように、マスク除去後のダレ性評価は形状が球形の比較例１が「Ｃ」、比較例２が「Ｂ」、比較例３が「Ｃ」であるのに対して、実施例１〜４では「Ａ」と、その形状が多面体形状のはんだ粉末はマスク除去後のダレ防止性に優れることが確認された。
【００４８】
また、加熱時のダレ性評価は形状が球形の比較例１が「Ｃ」、比較例２が「Ｃ」、比較例３が「Ｄ」であり、ダレ性が悪化しているのに対して、実施例１〜４では「Ａ」と、その形状が多面体形状のはんだ粉末は加熱時のダレ防止性に対しても優れることが確認された。