【事件の表示】
　特許第６０４７２５４号発明「鉛フリーはんだ合金、電子回路基板および電子制御装置」の特許異議申立事件について、次のとおり決定する。
【結　論】
　特許第６０４７２５４号の明細書及び特許請求の範囲を訂正請求書に添付された訂正明細書及び特許請求の範囲のとおり、訂正後の請求項〔２−７〕について訂正することを認める。
　特許第６０４７２５４号の請求項１、２、３、６、７に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　手続の経緯
　特許第６０４７２５４号（以下、「本件特許」という。）に係る出願は、平成２８年　３月２２日に特許出願され、同年１１月２５日に特許権の設定登録がされ、同年１２月２１日に特許掲載公報が発行された。
　その後、本件特許の請求項１、２、３、６、７に係る特許について、平成２９年　６月１９日に特許異議申立人大池聞平（以下、「異議申立人」という。）により特許異議の申立てがされ、同年　９月１９日付けで取消理由が通知され、これに対し特許権者から同年１１月　７日に意見書の提出及び訂正の請求があり、その訂正の請求に対し異議申立人から同年１２月１３日に意見書が提出されたものである。
第２　訂正の適否についての判断
１　訂正の内容
　平成２９年１１月　７日付けで提出された訂正請求書（以下、「本件訂正請求書」という。）による訂正（以下、「本件訂正」という）の内容は、以下の訂正事項１〜３のとおりである。なお、訂正箇所に下線を付した。
　(１)　訂正事項１
　　ア　請求項２に
「更にＣｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含むこと」とあるのを、
「更にＣｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含
み、Ｓｂの含有量が２重量％以上４重量％以下であり、Ｂｉの含有量が３．１重量％以上３．２重量％以下である
　　イ　請求項２を引用する請求項４〜７についても同様に訂正する。
　(２)　訂正事項２
　　ア　請求項３に
「Ａｇを２重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂを１重量％以上５重量％以下と、Ｂｉを３．１重量％以上４．５重量％以下と、Ｎｉを０．０１重量％以上０．２５重量％以下と、Ｃｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含み残部がＳｎからなり」とあるのを、
「Ａｇを２重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂを
２
４
３．２
　　イ　請求項３を引用する請求項４〜７についても同様に訂正する。
　(３)　訂正事項３
　　ア　明細書の段落【００６０】に
「実施例１４、１５、１８、２１、２２、２５から３１、参考例１から１３、１６、１７、１９、２０、２３、２４」とあるのを、
「実施例１４、１５
、
から
　　イ　同様に、段落【００６１】の【表１】の「実施例１８」を「
参考
　　ウ　同様に、段落【００７０】の【表３】の「実施例１８」を「
参考
２　訂正の目的の適否、新規事項の有無、及び特許請求の範囲の拡張・変更の存否
　(１)　訂正事項１について
　　ア　訂正前の請求項２は請求項１を引用するものであるから、請求項１の記載に基づき、訂正前の請求項２の「Ｓｂの含有量」及び「Ｂｉの含有量」は、それぞれ、「１重量％以上５重量％以下」及び「３．１重量％以上４．５重量％以下」である。
　そして、訂正事項１は、請求項２の「Ｓｂの含有量」及び「Ｂｉの含有量」を、それぞれ、「２重量％以上４重量％以下」及び「３．１重量％以上３．２重量％以下」と訂正するものであるから、「Ｓｂの含有量」に関しては、訂正前に特定されていた数値範囲が狭まるように上限及び下限の値を訂正するものであり、また、「Ｂｉの含有量」に関しては、訂正前に特定されていた数値範囲が狭まるように上限の値を訂正するものであるといえる。
　したがって、訂正事項１は、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
　　イ　訂正前の願書に添付した明細書には、以下の記載がある。
「【００２５】
　本実施形態の鉛フリーはんだ合金には、１重量％以上５重量％以下のＳｂを含有させることができる。この範囲でＳｂを添加することで、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ合金の延伸性を阻害することなくはんだ接合部の亀裂進展抑制効果を向上させることができる。特にＳｂの含有量を２重量％以上４重量％以下とすると、亀裂進展抑制効果を更に向上させることができる。」
「【００６１】
【表１】
」
　上記の記載によれば、訂正後の請求項２に特定される「Ｓｂの含有量が２重量％以上４重量％以下」との事項は、段落【００２５】に明示的に記載されていた事項である。
　また、訂正後の請求項２に特定される「Ｂｉの含有量が３．１重量％以上３．２重量％以下」との事項における上限値である「３．２重量％」は、表１の実施例２２及び２５から３１のＢｉの含有量の数値である。
　したがって、訂正事項１は、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内の訂正であり、新規事項の追加には該当しない。
　　ウ　訂正事項１は、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではないことが明らかである。
　　エ　上記のとおり、訂正事項１による訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであり、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　(２)　訂正事項２について
　　ア　訂正事項２は、訂正前の請求項３の「Ｓｂを１重量％以上５重量％以下・・・含み」との記載における数値範囲が狭まるように上限及び下限の値を訂正して「Ｓｂを２重量％以上４重量％以下・・・含み」とするとともに、訂正前の請求項３の「Ｂｉを３．１重量％以上４．５重量％以下・・・含み」との記載における数値範囲が狭まるように上限の値を訂正して「３．１重量％以上３．２重量％以下・・・含み」とするものである（当審注：「・・・」により記載の省略を示す。以下同様である。）。
　したがって、訂正事項２は、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである.
　　イ　前記(１)イで示した、訂正前の願書に添付した明細書の記載に照らせば、訂正事項２は、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内の訂正であり、新規事項の追加には該当しない。
　　ウ　訂正事項２は、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではないことが明らかである。
　　エ　したがって、訂正事項２による訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであり、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　(３)　訂正事項３について
　　ア　訂正事項３は、訂正前の明細書に記載されていた「実施例１８」が、訂正後の特許請求の範囲に記載した発明の「実施例」ではなくなり、「参考例」になったことを明らかにするものである。
　したがって、訂正事項３は、特許請求の範囲の記載と、明細書の記載との整合を図るための訂正であるから、明瞭でない記載の釈明を目的とするものである。
　　イ　「実施例１８」を「参考例１８」と訂正する訂正事項３は、願書に添付した明細書に記載した事項の範囲内の訂正であることが明らかであり、新規事項の追加には該当しない。
　　ウ　訂正事項３は、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではないことが明らかである。
　　エ　したがって、訂正事項３による訂正は、明瞭でない記載の釈明を目的とするものであって、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
３　一群の請求項
　訂正事項１による訂正前の請求項４〜７は、いずれも、請求項２を直接的又は間接的に引用するものであり、訂正事項１によって記載が訂正される請求項２に連動して訂正されるものである。
　また、訂正事項２による訂正前の請求項４〜７は、いずれも、請求項３を直接的又は間接的に引用するものであり、訂正事項２によって記載が訂正される請求項３に連動して訂正されるものである。
　そして、訂正事項３は、明細書の記載において、訂正後の請求項２及び３の実施例でなくなった「実施例１８」を、「参考例１８」とする訂正であるから、当該訂正事項３による明細書の訂正に係る請求項は、請求項２及び３並びにこれらのいずれかを引用する請求項４〜７であるといえる。
　よって、訂正前の請求項２〜７に対応する訂正後の請求項２〜７は、特許法第１２０条の５第４項に規定する一群の請求項であるといえる。
４　小括
　以上のとおりであるから、本件訂正は、特許法第１２０条の５第２項第１号及び第３号に掲げる事項を目的とするものであり、かつ、同条第４項及び同条第９項において準用する同法第１２６条第４項から第６項までの規定に適合するので、訂正後の請求項〔２〜７〕について訂正を認める。
第３　特許異議の申立てについて
１　本件発明
　上記のとおり、本件訂正は認められるから、特許第６０４７２５４号の特許に係る請求項１〜７に係る発明（以下、本件特許発明１〜７という。また、これらを総称して本件特許発明という）は、本件訂正請求書に添付された訂正特許請求の範囲の請求項１〜７に記載された事項により特定される以下のとおりのものである。なお、訂正箇所に下線を付した。
「【請求項１】
　Ａｇを２重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂを１重量％以上５重量％以下と、Ｂｉを３．１重量％以上４．５重量％以下と、Ｎｉを０．０１重量％以上０．２５重量％以下含み、残部がＳｎからなることを特徴とする鉛フリーはんだ合金。
【請求項２】
　更にＣｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含
み、Ｓｂの含有量が２重量％以上４重量％以下であり、Ｂｉの含有量が３．１重量％以上３．２重量％以下である
【請求項３】
　Ａｇを２重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂを
２
４
３．２
ＡｇとＣｕとＳｂとＢｉとＮｉとＣｏのそれぞれの含有量（重量％）が下記式（Ａ）から（Ｄ）の全てを満たすことを特徴とする鉛フリーはんだ合金。
　１．６≦Ａｇ含有量＋（Ｃｕ含有量／０．５）≦５．９　…　Ａ
　０．８５≦（Ａｇ含有量／３）＋（Ｂｉ含有量／４．５）≦ ２．１０　…　Ｂ
　３．６ ≦ Ａｇ含有量＋Ｓｂ含有量≦ ８．９　…　Ｃ
　０＜（Ｎｉ含有量／０．２５）＋（Ｃｏ含有量／０．２５）≦１．１９　…Ｄ
【請求項４】
　更にＰ、Ｇａ、およびＧｅの少なくとも１種を合計で０．００１重量％以上０．０５重量％以下含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鉛フリーはんだ合金。
【請求項５】
　更にＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、およびＭｏの少なくとも１種を合計で０．００１重量％以上０．０５重量％以下含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鉛フリーはんだ合金。
【請求項６】
　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鉛フリーはんだ合金を用いて形成されるはんだ接合部を有することを特徴とする電子回路基板。
【請求項７】
　請求項６に記載の電子回路基板を有することを特徴とする電子制御装置。」
２　異議申立の理由の概要
　異議申立人は、以下の甲第１号証〜甲第４号証を提示し、以下の申立理由１〜申立理由４によって、訂正前の特許請求の範囲の請求項１、２、３、６、７に係る特許を取り消すべきものである旨主張している。 
　(１)　甲第１号証〜甲第４号証
甲第１号証：特願２０１５−１４６５２０号（下記甲第２号証に係る国際特許出願において優先権主張の基礎とされた出願）の願書、並びに願書に最初に添付した明細書、特許請求の範囲及び要約書
甲第２号証：国際公開第２０１７／０１８１６７号（日本語でされた国際特許出願であるＰＣＴ／ＪＰ２０１６／０７０２７０についての国際公開） 
甲第３号証：特開２０１４−３７００５号公報 
甲第４号証：国際公開第２０１４／１６３１６７号 
（当審注：甲第１号証〜甲第４号証を、以下、それぞれ「甲１」〜「甲４」という。）
　(２)　申立理由１
　先願である甲１の明細書における実施例１５（甲２の実施例２１）のはんだ合金の記載、及び甲１の明細書の段落【００６７】〜【００７０】の記載等からみて、訂正前の請求項１、２、３、６、７に係る発明は、特許法第２９条の２の規定に違反して特許されたものである。
　(３)　申立理由２
　甲３の実施例５２、及び段落【００８０】〜【００８２】の記載等からみて、訂正前の請求項１、２、３、６、７に係る発明は、特許法第２９条第１項第３号に該当し、当該発明は、同項の規定に違反して特許されたものである。
　(４)　申立理由３
　訂正前の請求項１、２、３、６、７に係る発明は、甲３に記載の実施例５２のはんだ合金に基づき、当業者が容易に発明をすることができたものであり、また、訂正前の請求項１、２、３、６、７に係る発明は、甲３に記載の実施例５２と、甲４とによって、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、当該発明は、特許法第２９条第２項の規定に違反して特許されたものである。
　(５)　申立理由４
　　ア　申立理由４−１
　請求項１に係る発明における「残部がＳｎからなる」との記載は、請求項１に記載のＡｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｓｎ以外の金属をどの程度まで含み得るのかが明らかではなく、請求項１に係る発明は発明の外延が不明確であり、請求項１を引用する請求項２、６、７に係る発明も同様に不明確である。したがって、訂正前の請求項１、２、６、７に係る発明の特許は、特許法第３６条第６項第２号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものである。
　　イ　申立理由４−２
　訂正前の請求項６に係る発明は、「鉛フリーはんだ合金を用いて形成される」との製造方法により生産物である電子回路基板を特定するものであり、本件特許出願時において、「はんだ接合部」をその構造又は特性により直接特定することが不可能であるか、又はおよそ実際的でないという事情が存在するとも認められないから、請求項６及び請求項６を引用する請求項７に係る発明は明確でない。したがって、訂正前の請求項６、７に係る発明の特許は、特許法第３６条第６項第２号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものである。
３　取消理由の概要
　訂正前の請求項２、３、６、７に係る特許に対して平成２９年　９月１９日付けで特許権者に通知した取消理由の要旨は、次のとおりである。
　　ア　請求項２、３、６、７に係る発明は、甲１及び甲２に基づき、特許法第２９条の２の規定により特許を受けることができないものである。
　　イ　請求項２、３、６、７に係る発明は、甲３に基づき、特許法第２９条第１項第３号に該当するから、特許を受けることができないものである。
　　ウ　請求項２、３、６、７に係る発明は、甲３及び甲４に基づき、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものである。
４　甲１〜甲４の記載
　以下において、下線は当審にて付した。
　(１)　甲１及び甲２について
　　ア　甲１には、以下の記載がある。
「【０００１】
　
本発明は
はんだ合金
に関する。
「【００１１】
　本発明の目的は、とりわけ厳しい温度サイクル条件下（例えば、−４０〜１５０℃間の温度サイクルなど）においても、優れた耐熱疲労特性を維持できるはんだ合金、そのはんだ合金を含有するソルダペースト、さらに、そのソルダペーストを用いて得られる電子回路基板を提供することにある。」
「【発明の効果】
　【００１３】
　
本発明の一観点に係るはんだ合金は、本質的に、スズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金であって、各成分の含有割合が、上記の所定量となるように設計されており、かつ、ビスマスの含有割合とアンチモンの含有割合との合計が上記の所定量となるように設計されている
　【００１４】
　そのため、本発明の一観点に係るはんだ合金によれば、とりわけ厳しい温度サイクル条件下（例えば、−４０〜１５０℃間の温度サイクルなど）においても、優れた耐熱疲労特性を維持することができる。
・・・
　【００１６】
　また、本発明の電子回路基板は、はんだ付において、本発明のソルダペーストが用いられるので、とりわけ厳しい温度サイクル条件下（例えば、−４０〜１５０℃間の温度サイクルなど）においても、優れた耐熱疲労特性を維持することができる。」
「【００２９】
　ビスマスの含有割合は、はんだ合金の総量に対して、３．５質量％以上、好ましくは、３．８質量％以上、より好ましくは、４．０質量％以上であり、４．８質量％以下、好ましくは、４．５質量％以下、より好ましくは、４．２質量％以下である。
　【００３０】
　ビスマスの含有割合が上記範囲であり、かつ、ビスマスの含有割合とアンチモンの含有割合との合計が後述する範囲であれば、優れた耐熱疲労特性を得ることができ、とりわけ厳しい温度サイクル条件下においても、接合強度を維持することができる。
　【００３１】
　一方、ビスマスの含有割合が上記下限を下回る場合には、耐熱疲労特性に劣り、また、ビスマスの含有割合が上記上限を上回る場合にも、耐熱疲労特性に劣るという不具合がある。」
「【００５７】
　そのため、このようなはんだ合金は、好ましくは、ソルダペースト（ソルダペースト接合材）に含有される。
　【００５８】
　具体的には、本発明の他の一観点に係るソルダペーストは、上記したはんだ合金と、フラックスとを含有している。」
「【００６７】
　また、本発明は、上記のソルダペーストによってはんだ付されているはんだ付部を備える電子回路基板を含んでいる。
　【００６８】
　すなわち、上記のソルダペーストは、例えば、電気・電子機器などのプリント基板の電極と、電子部品とのはんだ付（金属接合）において、好適に用いられる。
　【００６９】
　換言すると、電子回路基板は、電極を有するプリント基板と、電子部品と、電極および電子部品を金属接合するはんだ付部とを備え、はんだ付部が上記のソルダペーストをリフローすることにより形成されている。
　【００７０】
　電子部品としては、特に制限されず、例えば、チップ部品（ＩＣチップなど）、抵抗器、ダイオード、コンデンサ、トランジスタなどの公知の電子部品が挙げられる。
　【００７１】
　そして、このような電子回路基板は、はんだ付において、上記のソルダペーストが用いられるので、とりわけ厳しい温度サイクル条件下（例えば、−４０〜１５０℃間の温度サイクルなど）においても、優れた耐熱疲労特性を維持することができる。」
「【００７５】
　　実施例１〜２０および比較例１〜１８
　・はんだ合金の調製
　表１に記載の各金属の粉末を、表１に記載の配合割合でそれぞれ混合し、得られた金属混合物を溶解炉にて溶解および均一化させて、はんだ合金を調製した。
　【００７６】
　また、各実施例および各比較例の配合処方におけるスズ（Ｓｎ）の配合割合は、表１に記載の各金属（銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）およびインジウム（Ｉｎ））の配合割合（質量％）を、はんだ合金の総量から差し引いた残部である。なお、表中には、残部を「Ｂａｌ．」と表記する。
・・・
　【００８２】
　
実施例１５〜１６は、実施例１の処方に対して、さらに、Ｎｉを配合し、また、Ｎｉの含有割合を増減させた処方の例である。
「【００９８】
　【表１】
」
「【００９９】
　　＜評価＞
　各実施例および各比較例において得られたソルダペーストを、チップ部品搭載用プリント基板に印刷して、リフロー法によりチップ部品を実装した。ソルダペーストの印刷膜厚は、厚さ１５０μｍのメタルマスクを用いて調整した。ソルダペーストの印刷後、３２１６サイズ（３．２ｍｍ×１．６ｍｍ）のチップ部品を上記プリント基板の所定位置に搭載して、リフロー炉で加熱し、チップ部品を実装した。リフロー条件は、プリヒートを１７０〜１９０℃、ピーク温度を２４５℃、２２０℃以上である時間が４５秒間、ピーク温度から２００℃までの降温時の冷却速度を３〜８℃／秒に設定した。
　【０１００】
　さらに、上記プリント基板を−４０℃の環境下で３０分間保持し、次いで、１５０℃の環境下で３０分間保持する冷熱サイクル試験に供した。
　【０１０１】
　＜耐熱疲労特性＞
　冷熱サイクルを１５００、２０００、２５００、３０００サイクル繰り返したプリント基板について、それぞれ３２１６チップ部品のはんだ部分を切断して、断面を研磨した。研磨後の断面を顕微鏡で観察して、はんだフィレット部に発生した亀裂がフィレット部を完全に横断しているか否かについて評価して、以下の基準によりランク付けした。各サイクルにおける評価チップ数は２０個とした。
Ａ：３０００サイクル後においても、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生しなかった。
Ｂ：２５００サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、３０００サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
Ｃ：２０００サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、２５００サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
Ｄ：１５００サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、２０００サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
Ｅ：１５００サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。」
　　イ　甲２には、以下の記載がある。
「［０００１］
　
本発明は
はんだ合金
に関する
「［００１１］
　本発明の目的は、とりわけ厳しい温度サイクル条件下（例えば、−４０〜１５０℃間の温度サイクルなど）においても、優れた耐熱疲労特性を維持できるはんだ合金、そのはんだ合金を含有するソルダペースト、さらに、そのソルダペーストを用いて得られる電子回路基板を提供することにある。」
「発明の効果
　［００１３］
　
本発明の一観点に係るはんだ合金は、本質的に、スズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなるはんだ合金であって、各成分の含有割合が、上記の所定量となるように設計されており、かつ、ビスマスの含有割合とアンチモンの含有割合との合計が上記の所定量となるように設計されている。
　［００１４］
　そのため、本発明の一観点に係るはんだ合金によれば、とりわけ厳しい温度サイクル条件下（例えば、−４０〜１５０℃間の温度サイクルなど）においても、優れた耐熱疲労特性を維持することができる。」
・・・
　［００１６］
　また、本発明の電子回路基板は、はんだ付において、本発明のソルダペーストが用いられるので、とりわけ厳しい温度サイクル条件下（例えば、−４０〜１５０℃間の温度サイクルなど）においても、優れた耐熱疲労特性を維持することができる。」
「［００２９］
　ビスマスの含有割合は、はんだ合金の総量に対して、３．５質量％以上、好ましくは、３．８質量％以上、より好ましくは、４．０質量％以上であり、４．８質量％以下、好ましくは、４．５質量％以下、より好ましくは、４．２質量％以下である。
　［００３０］
　ビスマスの含有割合が上記範囲であり、かつ、ビスマスの含有割合とアンチモンの含有割合との合計が後述する範囲であれば、優れた耐熱疲労特性を得ることができ、とりわけ厳しい温度サイクル条件下においても、接合強度を維持することができる。
　［００３１］
　一方、ビスマスの含有割合が上記下限を下回る場合には、耐熱疲労特性に劣り、また、ビスマスの含有割合が上記上限を上回る場合にも、耐熱疲労特性に劣るという不具合がある。」
「［００５７］
　そのため、このようなはんだ合金は、好ましくは、ソルダペースト（ソルダペースト接合材）に含有される。
　［００５８］
　具体的には、本発明の他の一観点に係るソルダペーストは、上記したはんだ合金と、フラックスとを含有している。」
「［００６７］
　また、本発明は、上記のソルダペーストによってはんだ付されているはんだ付部を備える電子回路基板を含んでいる。
　［００６８］
　すなわち、上記のソルダペーストは、例えば、電気・電子機器などのプリント基板の電極と、電子部品とのはんだ付（金属接合）において、好適に用いられる。
　［００６９］
　換言すると、電子回路基板は、電極を有するプリント基板と、電子部品と、電極および電子部品を金属接合するはんだ付部とを備え、はんだ付部が上記のソルダペーストをリフローすることにより形成されている。
　［００７０］
　電子部品としては、特に制限されず、例えば、チップ部品（ＩＣチップなど）、抵抗器、ダイオード、コンデンサ、トランジスタなどの公知の電子部品が挙げられる。
　［００７１］
　そして、このような電子回路基板は、はんだ付において、上記のソルダペーストが用いられるので、とりわけ厳しい温度サイクル条件下（例えば、−４０〜１５０℃間の温度サイクルなど）においても、優れた耐熱疲労特性を維持することができる。」
「［００７５］
　　実施例１〜３１および比較例１〜１８
　・はんだ合金の調製
　表１に記載の各金属の粉末を、表１に記載の配合割合でそれぞれ混合し、得られた金属混合物を溶解炉にて溶解および均一化させて、はんだ合金を調製した。
　［００７６］
　また、各実施例および各比較例の配合処方におけるスズ（Ｓｎ）の配合割合は、表１に記載の各金属（銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）およびインジウム（Ｉｎ））の配合割合（質量％）を、はんだ合金の総量から差し引いた残部である。なお、表中には、残部を「Ｂａｌ．」と表記する。
・・・
　［００８５］
　
実施例２１および２４は、実施例１の処方に対して、さらに、Ｎｉを配合し、また、Ｎｉの含有割合を増減させた処方の例である。
「［０１０５］
　　［表１］
」
「［０１０６］
　　＜評価＞
　各実施例および各比較例において得られたソルダペーストを、チップ部品搭載用プリント基板に印刷して、リフロー法によりチップ部品を実装した。ソルダペーストの印刷膜厚は、厚さ１５０μｍのメタルマスクを用いて調整した。ソルダペーストの印刷後、３２１６サイズ（３．２ｍｍ×１．６ｍｍ）のチップ部品を上記プリント基板の所定位置に搭載して、リフロー炉で加熱し、チップ部品を実装した。リフロー条件は、プリヒートを１７０〜１９０℃、ピーク温度を２４５℃、２２０℃以上である時間が４５秒間、ピーク温度から２００℃までの降温時の冷却速度を３〜８℃／秒に設定した。
　［０１０７］
　さらに、上記プリント基板を−４０℃の環境下で３０分間保持し、次いで、１５０℃の環境下で３０分間保持する冷熱サイクル試験に供した。
　［０１０８］
　＜耐熱疲労特性＞
　冷熱サイクルを１５００、２０００、２２５０、２５００、２７５０、３０００サイクル繰り返したプリント基板について、それぞれ３２１６チップ部品のはんだ部分を切断して、断面を研磨した。研磨後の断面を顕微鏡で観察して、はんだフィレット部に発生した亀裂がフィレット部を完全に横断しているか否かについて評価して、以下の基準によりランク付けした。各サイクルにおける評価チップ数は２０個とした。
Ａ：３０００サイクル後においても、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生しなかった。
Ｂ：２７５０サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、３０００サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
Ｂ−：２５００サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、２７５０サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
Ｃ：２２５０サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、２５００サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
Ｃ−：２０００サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、２２５０サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
Ｄ：１５００サイクル後において、フィレットを完全に横断する亀裂が発生しなかったが、２０００サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
Ｅ：１５００サイクル後において、フィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。」
　　ウ　上記ア及びイの摘示によれば、甲１の実施例１５と甲２の実施例２１は同じはんだ合金に係る実施例である。したがって、このはんだ合金に基づく以下の発明（「先願発明」という）が、甲１及び甲２に共通して記載されていると認められる。
先願発明：
「Ａｇを３．０質量％と、Ｃｕを０．５質量％と、Ｓｂを３．５質量％と、Ｂｉを４．０質量％と、Ｎｉを０．０５質量％と、Ｃｏを０．０１質量％含み、残部がＳｎからなる、はんだ合金。」
　(２)　甲３について
　　ア　甲３には、以下の記載がある。
「【００１０】
　
本発明の目的は、低融点であり、耐久性、耐クラック性、耐侵食性などの機械特性に優れ、さらに、ボイド（空隙）の発生を抑制することができるはんだ合金
を提供することにある。
「【発明の効果】
【００２０】
　
本発明の一観点に係るはんだ合金は、スズ−銀−銅系のはんだ合金において、スズ、銀、銅、ビスマス、ニッケルおよびコバルトを含有し、はんだ合金の総量に対して、銀の含有割合が、２質量％以上４質量％以下であり、ニッケルの含有割合が、０．０１質量％以上０．１５質量％以下であり、コバルトの含有割合が、０．００１質量％以上０．００８質量％以下であるため、融点を低く抑えるとともに、優れた耐久性、耐クラック性、耐侵食性などの機械特性を備えることができ、さらに、ボイド（空隙）の発生を抑制することができる。
【００２１】
　そして、本発明の他の一観点に係るソルダペーストは、上記はんだ合金を含有するので、融点を低く抑えるとともに、優れた耐久性、耐クラック性、耐侵食性などの機械特性を備えることができ、さらに、ボイド（空隙）の発生を抑制することができる。
【００２２】
　また、本発明のさらに他の一観点に係る電子回路基板は、はんだ付において、上記ソルダペーストが用いられるので、そのはんだ付部において、優れた耐久性、耐クラック性、耐侵食性などの機械特性を備えることができ、さらに、ボイド（空隙）の発生を抑制することができる。」
「【００４６】
　
アンチモンの含有割合は、はんだ合金の総量に対して、０．１質量％以上、好ましくは、０．２質量％以上、より好ましくは、０．４質量％以上であり、例えば、５．０質量％以下、好ましくは、４．５質量％以下、より好ましくは、４．０質量％以下である。
【００４７】
　アンチモンの含有割合が上記範囲であれば、強度の向上を図ることができ、また、スズ中に固溶することにより、耐熱性および耐久性の向上を図ることができる。」
「【００４９】
　また、
アンチモンの含有割合が上記範囲である場合、ビスマスの含有割合として、好ましくは、例えば、０．５質量％以上、好ましくは、０．８質量％以上、より好ましくは、１．２質量％以上であり、例えば、４．２質量％以下、好ましくは、３．５質量％以下、より好ましくは、３．０質量％以下である。
「【００７０】
　そのため、このようなはんだ合金は、好ましくは、ソルダペースト（ソルダペースト接合材）に含有される。」
「【００８０】
　また、本発明は、上記のソルダペーストによるはんだ付部を備える電子回路基板を含んでいる。
【００８１】
　すなわち、上記のソルダペーストは、例えば、電気・電子機器などの電子回路基板の電極と、電子部品とのはんだ付（金属接合）において、好適に用いられる。
【００８２】
　電子部品としては、特に制限されず、例えば、抵抗器、ダイオード、コンデンサ、トランジスタなどの公知の電子部品が挙げられる。
【００８３】
　そして、このような電子回路基板は、はんだ付において、上記のソルダペーストが用いられるので、そのはんだ付部において、優れた耐久性、耐クラック性、耐侵食性などの機械特性を備えることができ、さらに、ボイド（空隙）の発生を抑制することができる。」
「【００８７】
　　実施例１〜５４および比較例１〜２０
　・はんだ合金の調製
　
表１〜２に記載の各金属の粉末を、表１〜３に記載の配合割合でそれぞれ混合し、得られた金属混合物を溶解炉にて溶解および均一化させて、はんだ合金を調製した。
・・・
【００９２】
　
実施例４４〜５４は、実施例２の処方に対して、Ｉｎを配合することなく、さらに、Ｓｂを配合した処方であって、Ａｇ、Ｂｉ、Ｓｂの配合割合を実施例３４〜４２に準じて増減させた処方の例である。
「【０１０１】
　【表２】
」
「【０１０３】
　　評価
　各実施例および各比較例において得られたソルダペーストを、下記に従って評価した。その結果を、表４〜６に示す。
＜耐クラック性（金属間化合物組織の大きさ）＞
　各実施例および各比較例において得られたソルダペースト０．３ｇを、厚さ０．３ｍｍ、２．５ｃｍ四方の銅板の中央部分（約５ｍｍ×５ｍｍの領域）に塗布して、こうして得られた試料をリフロー炉で加熱した。リフロー炉による加熱条件は、プリヒートを１５０〜１８０℃、９０秒間とし、ピーク温度を２５０℃とした。また、２２０℃以上である時間を１２０秒間となるように調整し、ピーク温度から２００℃まで降温する際の冷却速度を０．５〜１．５℃／秒に設定した。なお、このリフロー条件は、一般的なリフローに比べて過酷な条件であって、はんだのスズ中に金属間化合物が析出しやすい条件である。
【０１０４】
　リフローを経た試料を切断して、断面を研磨した。次いで、研磨後の断面を走査型電子顕鏡で観察することにより、リフロー後のはんだ中に析出した金属間化合物組織の大きさを計測して、下記の基準でランク付けした。耐クラック性は、金属間化合物組織の大きさが小さいほど良好である。
【０１０５】
　　Ａ：観察される最大組織の大きさが５０μｍ未満であった（耐クラック性が極めて良好である）。
【０１０６】
　　Ｂ：観察される最大組織の大きさが５０μｍ以上１００μｍ以下であった（耐クラック性が良好である）。
【０１０７】
　　Ｃ：観察される最大組織の大きさが１００μｍを超えていた（耐クラック性が不十分である）。
【０１０８】
・・・
＜ボイド抑制＞
　各実施例および各比較例において得られたソルダペーストを、チップ部品搭載用プリント基板に印刷して、リフロー法によりチップ部品を実装した。ソルダペーストの印刷膜厚は、厚さ１５０μｍのメタルマスクを用いて調整した。ソルダペーストの印刷後、２０１２サイズ（２０ｍｍ×１２ｍｍ）のチップ部品を上記プリント基板の所定位置に搭載して、リフロー炉で加熱し、チップ部品を実装した。リフロー条件は、プリヒートを１７０〜１９０℃、ピーク温度を２４５℃、２２０℃以上である時間を４５秒間、ピーク温度から２００℃までの降温時の冷却速度を３〜８℃／秒に設定した。
【０１０９】
　プリント基板を冷却後、プリント基板上のはんだの表面状態をＸ線写真で観察して、はんだが形成されている領域に占めるボイドの総面積の割合（ボイドの面積率）を測定した。ボイドの発生状況はプリント基板中２０箇所のランドにおけるボイドの面積率の平均値を求めて、下記の基準より評価した。
【０１１０】
　　Ａ：ボイドの面積率の平均値が５％以下であって、ボイド発生の抑制効果が極めて良好であった。
【０１１１】
　　Ｂ：ボイドの面積率の平均値が５％を超過し、７％以下であって、ボイドの抑制効果が良好であった。
【０１１２】
　　Ｃ：ボイドの面積率の平均値が７％を超過し、ボイド発生の抑制効果が不十分であった。
＜耐侵食性（Ｃｕ喰われ）＞
　各実施例および比較例において得られたはんだ合金を、２６０℃に設定されたはんだ槽中で溶融状態にした。その後、銅配線を有するくし形電極基板を溶融はんだ中に５秒間浸漬した。銅配線を有するくし形電極基板には、ＪＩＳ　Ｚ　３２８４−１９９４「ソルダペースト」の附属書３「絶縁抵抗試験」に規定の試験基板「くし形電極基板２形」を用いた。
【０１１３】
　くし形基板を溶融はんだ中に浸漬する操作を繰り返し行って、くし形基板の銅配線のサイズが半減するまでの浸漬回数を測定した。電子回路の信頼性を考慮すると、浸漬回数が４回以上でも銅配線のサイズが半減しないものでなければならない。浸漬回数が４回で半減しないものを「Ａ」、３回以下で半減したものを「Ｃ」として評価した。
＜耐久性（はんだ寿命）＞
　各実施例および各比較例において得られたソルダペーストを、チップ部品搭載用プリント基板に印刷して、リフロー法によりチップ部品を実装した。ソルダペーストの印刷膜厚は、厚さ１５０μｍのメタルマスクを用いて調整した。ソルダペーストの印刷後、３２１６サイズ（３２ｍｍ×１６ｍｍ）のチップ部品を上記プリント基板の所定位置に搭載して、リフロー炉で加熱し、チップ部品を実装した。リフロー条件は、プリヒートを１７０〜１９０℃、ピーク温度を２４５℃、２２０℃以上である時間が４５秒間、ピーク温度から２００℃までの降温時の冷却速度を３〜８℃／秒に設定した。
【０１１４】
　さらに、上記プリント基板を−４０℃の環境下で３０分間保持し、次いで、１２５℃の環境下で３０分間保持する冷熱サイクル試験に供した。
【０１１５】
　冷熱サイクルを１５００、２０００、２５００、２７５０および３０００サイクル繰り返したプリント基板について、それぞれはんだ部分を切断して、断面を研磨した。研磨後の断面をＸ線写真で観察して、はんだフィレット部に発生した亀裂がフィレット部を完全に横断しているか否かについて評価して、以下の基準によりランク付けした。各サイクルにおける評価チップ数は２０個とした。
【０１１６】
　　Ａ＋：３０００サイクルまでフィレット部を完全に横断する亀裂が発生しなかった。
【０１１７】
　　Ａ：２７５１〜３０００サイクルの間でフィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
【０１１８】
　　Ａ−：２５０１〜２７５０サイクルの間でフィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
【０１１９】
　　Ｂ：２００１〜２５００サイクルの間でフィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
【０１２０】
　　Ｂ−：１５０１〜２０００サイクルの間でフィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
【０１２１】
　　Ｃ：１５００サイクル未満でフィレット部を完全に横断する亀裂が発生した。
＜総合評価＞
　「耐クラック性（はんだ組織の大きさ）」、「ボイド抑制」および「耐浸食性（Ｃｕ喰われ）」の各評価に対する評点として、評価“Ａ”を２点、評価“Ｂ”を１点、評価“Ｃ”を０点とした。また、「耐久性（はんだ寿命）」に対する評点として、評価“Ａ＋”を５点、評価“Ａ”を４点、評価“Ａ−”を３点、評価“Ｂ”を２点、評価“Ｂ−”を１点、評価“Ｃ”を０点とした。次いで、各評価項目の評点の合計を算出し、表現の合計に基づいて、各実施例および各比較例のソルダペーストを下記の基準によって総合的に評価した
【０１２２】
　　Ａ＋：極めて良好（評点合計が１０点以上であり、かつ、評価“Ｂ”以下の項目を含まない。）
　　Ａ：良好（評点合計が８点以上であり、「耐久性（はんだ寿命）」の項目で評価“Ｂ”以下を含まず、かつ、評価“Ｂ−”以下の項目を含まない。）
　　Ａ−：概ね良好（評点合計が８点以上であり、かつ、評価“Ｂ−”以下の項目を含まない。上記総合評価“Ａ”に該当するものを除く。）
　　Ｂ：実用上許容：（評点合計が６点以上であり、かつ、評価“Ｃ”の項目を含まない。）
　　Ｃ：不良（評点合計が６点以下であるか、または、評価“Ｃ”の項目を１つでも含む。）」
「【０１２４】
　【表５】
」
　　イ　上記アの適示のうち、特に実施例４４、４６、５２によれば、甲３には、以下に示す、甲３実施例４４発明、甲３実施例４６発明、甲３実施例５２発明が記載されていると認められる。
　　(ア)　甲３実施例４４発明：
「Ａｇを３．０質量％と、Ｃｕを０．５質量％と、Ｓｂを３．８質量％と、Ｂｉを２．０質量％と、Ｎｉを０．０５質量％と、Ｃｏを０．００５質量％含み、残部がＳｎからなる、はんだ合金。」
　　(イ)　甲３実施例４６発明：
「Ａｇを３．０質量％と、Ｃｕを０．５質量％と、Ｓｂを３．０質量％と、Ｂｉを２．７質量％と、Ｎｉを０．０５質量％と、Ｃｏを０．００５質量％含み、残部がＳｎからなる、はんだ合金。」
　　(ウ)　甲３実施例５２発明：
「Ａｇを３．０質量％と、Ｃｕを０．５質量％と、Ｓｂを１．５質量％と、Ｂｉを３．５質量％と、Ｎｉを０．０５質量％と、Ｃｏを０．００５質量％含み、残部がＳｎからなる、はんだ合金。」
　　ウ　さらに、上記アの適示によれば、甲３には、以下の技術的事項が開示されていると認められる。
　　(ア)　甲３の段落【００４６】及び【００４９】によれば、Ｓｂの含有割合が０．１質量％以上５．０質量％以下の範囲である場合は、Ｂｉの含有割合の下限に関し、例えば０．５質量％以上、好ましくは０．８質量％以上、より好ましくは１．２質量％以上であり、また、Ｂｉの含有割合の上限に関し、例えば４．２質量％以下、好ましくは３．５質量％以下、より好ましくは３．０質量％である。
　　(イ)　甲３の段落【００４６】によれば、Ｓｂのより好ましい含有割合の範囲は、０．４質量％以上４．０質量％以下である。
　　(ウ)　甲３の実施例に記載されたはんだ合金のうち、実施例４４〜５４は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｎｉ及びＣｏを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金であり、甲３実施例５２発明、甲３実施例４４発明及び甲３実施例４６発明と構成元素が同じである。これらの実施例からは、以下のことが読み取れる。
　　　a　実施例４５及び５２を対比すると、Ｂｉ以外の含有量は、Ａｇ：３．０質量％、Ｃｕ：０．５質量％、Ｓｂ：１．５質量％、Ｎｉ：０．０５質量％、Ｃｏ：０．００５質量％で共通している一方、Ｂｉの含有量に関し、実施例５２は３．５質量％であり、実施例４５は２．７質量％となっている点で異なるものである。
　評点合計を開示する表５によれば、実施例５２は８点であるのに対し、実施例４５は９点である。
　　　b　Ｂｉの含有量に関し、実施例５２は３．５質量％であるのに対し、他の実施例は、いずれも、２．７質量％又はそれより小さい値となっている。
　　　c　総合評価を開示する表５によれば、Ａ＋となっているのは、Ｂｉの含有量が２．７％である実施例４７、４９及び５０のみである。
　　　d　実施例４５、４６、４９、５０、５３、５４を対比すると、Ｓｂ以外の含有量は、Ａｇ：３．０質量％、Ｃｕ：０．５質量％、Ｂｉ：２．７質量％、Ｎｉ：０．０５質量％、Ｃｏ：０．００５質量％で共通している一方、Ｓｂの含有量に関し０．２質量％〜４．５質量％の範囲内で異なるものとなっている。
　評点合計を開示する表５によれば、Ｓｂを０．５質量％含有する実施例４９及びＳｂを１．０質量％含有する実施例５０が共に１０点である一方、実施例４９よりもＳｂの含有量が少ない実施例５３（Ｓｂを０．２質量％含有）は８点であり、実施例５０よりもＳｂの含有量が多い実施例４５（Ｓｂを１．５質量％含有）、実施例４６（Ｓｂを３．０質量％含有）は９点であり、さらにＳｂの含有量が多い実施例５４（Ｓｂを４．５質量％含有）は７点である。
　(３)　甲４について
　　ア　甲４には、以下の記載がある。
「［請求項１］
　
Ａｇ：１〜４質量％、Ｃｕ：０．６〜０．８質量％、Ｓｂ：１〜５質量％、Ｎｉ：０．０１〜０．２質量％、残部Ｓｎからなることを特徴とする鉛フリーはんだ合金。
［請求項２］
　
さらに、Ｂｉ：１．５〜５．５質量％を含有することを特徴とする請求項１に記載の鉛フリーはんだ合金。
［請求項３］
　
さらに、ＣｏおよびＦｅから選択された元素を少なくとも１種を合計で０．００１〜０．１質量％含有することを特徴とする請求項１または２に記載の鉛フリーはんだ合金。
「［０００１］
　本発明は、温度サイクル特性に優れ、衝突などの衝撃に強い鉛フリーはんだ合金と、車載電子回路装置とに関する。」
「［００１９］
　本発明において、はんだ合金中に添加したＳｂは、はんだ合金のＳｎマトリックス中にＳｎＳｂという化合物の形で微細な析出物となり、−４０〜＋１２５℃の温度サイクルを３０００サイクル近く繰り返しても、Ｓｎマトリックス中でＳｎＳｂ金属間化合物の微細析出物の状態を維持することができる。このことにより、セラミックス等の電子部品とはんだ接合部の界面に発生し易いクラックをＳｎＳｂの析出物が邪魔する。
　［００２０］
　本発明によれば、上述の温度サイクル試験経過後であっても、Ｓｎマトリックス中のＳｎＳｂ金属間化合物の粒子径は、試験開始前の粒径のＳｎＳｂ金属間化合物の粒子とほぼ同じ０．６μｍ以下であり、粗大化が抑制された粒径となる。したがって、はんだ中に部分的にクラックが入っても、微細なＳｎＳｂ金属間化合物がそのようなクラックの伝播を阻害することで、クラックがはんだの内部に広がることを抑制できる。」
「［００２２］
　本発明のはんだ合金に添加されるＳｂが１質量％未満では、Ｓｂ量が少なすぎてＳｎマトリックス中にＳｂが分散する形態が現れず、さらに固溶強化の効果も現れない。さらに、はんだ接合部のシェア強度も低くなる。また、Ｓｂが５質量％を超えるようなＳｂの添加では、液相線温度が上昇するので、炎天下のエンジン稼働時等に現れる１２５℃を超す高温時にＳｂが再溶融しないので、ＳｎＳｂ金属間化合物の粗大化が進み、はんだ中にクラックが伝播することを抑制することができない。さらに、液相線温度が上がると実装時の温度ピークが上がるので、プリント基板の表面に配線されているＣｕがはんだ中に溶融して、Ｃｕ６Ｓｎ５等のＳｎＣｕの金属間化合物層がプリント基板とのはんだ付け部に厚く形成され易くなり、プリント基板とはんだ接合部が破壊され易くなる。
　したがって、本発明のＳｂの量は１〜５質量％であり、好ましくは３〜５質量％である。後述するＢｉが配合される場合には、Ｓｂの量は３超〜５％が好ましい。」
「［００２７］
　本発明のはんだ合金では、Ｂｉを添加することで、さらに温度サイクル特性を向上させることができる。
本発明で添加したＳｂは、ＳｎＳｂ金属間化合物を析出して析出分散強化型の合金を作るだけでなく、原子配列の格子に入り込み、Ｓｎと置換することで原子配列の格子を歪ませてＳｎマトリックスを強化することで、温度サイクル特性を向上させる効果も有している。このときに、はんだ中にＢｉが入っていると、ＢｉがＳｂと置き換わるので、さらに温度サイクル特性を向上させることができる。ＢｉはＳｂより原子量が大きく、原子配列の格子を歪ませる効果が大きいからである。
　本発明のはんだ合金に添加するＢｉの量が、１．５質量％未満ではＳｂとの置換が起き難く、微細なＳｎＳｂ金属間化合物の量が少なくなるため、温度サイクル向上効果が現れない、また、Ｂｉの量が５．５質量％を超えて添加するとはんだ合金自体の延性が低くなって堅く硬く、もろくなるので、振動等でのクラックの成長が早くなってしまう。
　本発明のはんだ合金に添加するＢｉの量は、１．５〜５．５質量％が好ましく、より好ましいのは、３〜５質量％のときである。さらに好ましくは、３．２〜５．０質量％である。」
　　イ　上記アの適示によれば、甲４には、以下の技術的事項が開示されていると認められる。
　　(ア)　甲４の請求項１〜３によれば、甲４には、Ａｇ：１〜４質量％、Ｃｕ：０．６〜０．８質量％、Ｓｂ：１〜５質量％、Ｎｉ：０．０１〜０．２質量％、Ｂｉ：１．５〜５．５質量％、ＣｏおよびＦｅから選択された元素を少なくとも１種を合計で０．００１〜０．１質量％含有し、残部Ｓｎからなることを特徴とする鉛フリーはんだ合金が記載されている。
　　(イ)　甲４の段落［００２７］によれば、甲４には、はんだ中のＳｂが、原子配列の格子に入り込み、Ｓｎと置換することで原子配列の格子を歪ませてＳｎマトリックスを強化することで、温度サイクル特性を向上させる効果を有し、このときにはんだ中にＢｉが入っていると、ＢｉがＳｂと置き換わり、ＢｉはＳｂより原子量が大きく、原子配列の格子を歪ませる効果が大きいため、さらに温度サイクル特性を向上させることができることが記載されている。
５　判断
　はんだ合金を構成する元素の含有量の単位に関し、本件特許発明では「重量％」が用いられ、甲１〜甲４では「質量％」が用いられているが、両単位の意味する内容は同一であると認められるから、以下においては、本件特許発明における「ｘ重量％」との事項と、甲１〜甲４に記載の「ｘ質量％」との事項が、同じ意味であるものとして、検討を行う。
　(１)　取消理由通知に記載した取消理由について
　　ア　特許法第２９条の２（拡大先願）
　甲１に係る出願は平成２７年　７月２４日になされたものであるから、本件特許に係る出願の日前の他の特許出願である。また、本件特許に係る出願の時に、本件特許に係る出願の出願人である「株式会社タムラ製作所」と、甲１に係る出願の出願人である「ハリマ化成株式会社」とは同一の者ではなく、本件特許発明の発明者は、先願発明の発明者と同一の者ではない。
　そして、前記先願発明は、甲２に記載されるとともに、甲２に係る出願の優先権の主張の基礎とされた先の出願である甲１に記載された発明である。当該先願発明については、特許法第１８４条の１５第２項により読み替える同第４１条第３項により、甲２の国際公開日である平成２９年２月２日に、甲１に係る出願について出願公開がされたものとみなして、特許法第２９条の２本文の規定が適用される。
　
　　(ア)　本件特許発明２について
　本件特許発明２と、先願発明とを対比する。
　先願発明は、Ａｇと、Ｃｕと、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなる、はんだ合金であり、鉛は含まれないから、これは、「鉛フリーはんだ合金」である。したがって、本件特許発明２と、先願発明は、Ａｇと、Ｃｕと、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなる、「鉛フリーはんだ合金」である点で共通する。
　Ａｇの含有量に関し、先願発明は「３．０質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「２重量％以上３．１重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｃｕの含有量に関し、先願発明は「０．５質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「１重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｓｂの含有量に関し、先願発明は「３．５質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「２重量％以上４重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｂｉの含有量に関し、先願発明は「４．０質量％」であるところ、本件特許発明２で規定される「３．１重量％以上３．２重量％以下」なる数値範囲には包含されない。
　Ｎｉの含有量に関し、先願発明は「０．０５質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「０．０１重量％以上０．２５重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｃｏの含有量に関し、先願発明は「０．０１質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「０．００１重量％以上０．２５重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　上記を総合すると、本件特許発明２と、先願発明とは、以下の点で一致し、以下の点で相違する。
（一致点）
Ａｇを２重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂを２重量％以上４重量％以下と、Ｂｉと、Ｎｉを０．０１重量％以上０．２５重量％以下と、更にＣｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含み、残部がＳｎからなる鉛フリーはんだ合金。
（相違点１）
Ｂｉの含有量に関し、本件特許発明２においては「３．１重量％以上３．２重量％以下」であるのに対し、先願発明においては「４．０質量％」である点
　したがって、本件特許発明２は、先願発明と同一ではない。
　また、甲１の明細書の段落【００２９】には「ビスマスの含有割合は、はんだ合金の総量に対して、３．５質量％以上・・・である。」と記載されており、また、段落【００３１】には「ビスマスの含有割合が上記下限を下回る場合には、耐熱疲労特性に劣・・・るという不具合がある」と記載されているから、先願発明において、ビスマスの含有割合が３．５質量％を下回るようにすると耐熱疲労特性に劣るものと認められる。したがって、Ｂｉの含有量が３．１重量％以上３．２重量％以下である本件特許発明２は、Ｂｉの含有量が４．０質量％である先願発明と、実質的に同一ではない。
　よって、本件特許発明２に係る特許は、特許法第２９条の２の規定に違反してなされたものであるとはいえない。
　　(イ)　本件特許発明３について
　本件特許発明３は、Ａｇと、Ｃｕと、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなる、鉛フリーはんだ合金であって、各構成元素単独での含有量に関する規定は、本件特許発明２と同じである。
　上記(ア)で検討したとおり、本件特許発明２と、先願発明とは、Ｂｉの含有量に係る相違点１で相違するものであるから、本件特許発明３についても、先願発明とは、少なくともＢｉの含有量に係る相違点１で相違するものであり、本件特許発明３は、先願発明と同一ではなく、また、実質的に同一ではない。
　したがって、本件特許発明３に係る特許は、特許法第２９条の２の規定に違反してなされたものであるとはいえない。
　　(ウ)　本件特許発明６、７について
　本件特許発明６及び７は、請求項２又は請求項３を引用するものであって、各構成元素単独での含有量に関する規定は、本件特許発明２又は３と同じであるから、上記(ア)及び(イ)の検討からみて、本件特許発明６及び７についても、先願発明と同一ではなく、また、実質的に同一ではない。
　したがって、本件特許発明６及び７に係る特許は、特許法第２９条の２の規定に違反してなされたものであるとはいえない。
　　(エ)　拡大先願に関するまとめ
　以上の検討のとおり、本件特許発明２、３、６、７に係る特許は、特許法第２９条の２の規定に違反してなされたものであるとはいえない。
　　イ　特許法第２９条第１項第３号（新規性）
　　(ア)　本件特許発明２について
　本件特許発明２と、甲３実施例５２発明とを対比する。
　甲３実施例５２発明は、Ａｇと、Ｃｕと、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなる、はんだ合金であり、鉛は含まれないから、これは、「鉛フリーはんだ合金」である。したがって、本件特許発明２と、甲３実施例５２発明は、Ａｇと、Ｃｕと、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなる、「鉛フリーはんだ合金」である点で共通する。
　Ａｇの含有量に関し、甲３実施例５２発明は「３．０質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「２重量％以上３．１重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｃｕの含有量に関し、甲３実施例５２発明は「０．５質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「１重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｓｂの含有量に関し、甲３実施例５２発明は「１．５質量％」であるところ、本件特許発明２で規定される「２重量％以上４重量％以下」なる数値範囲には包含されない。
　Ｂｉの含有量に関し、甲３実施例５２発明は「３．５質量％」であるところ、本件特許発明２で規定される「３．１重量％以上３．２重量％以下」なる数値範囲には包含されない。
　Ｎｉの含有量に関し、甲３実施例５２発明は「０．０５質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「０．０１重量％以上０．２５重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｃｏの含有量に関し、甲３実施例５２発明は「０．００５質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「０．００１重量％以上０．２５重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　上記を総合すると、本件特許発明２と、甲３実施例５２発明とは、以下の点で一致し、以下の点で相違する。
（一致点）
Ａｇを２重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉを０．０１重量％以上０．２５重量％以下と、更にＣｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含み、残部がＳｎからなる鉛フリーはんだ合金。
（相違点２）
Ｓｂの含有量に関し、本件特許発明２は「２重量％以上４重量％以下」であるのに対し、甲３実施例５２発明は「１．５質量％」である点
（相違点３）
Ｂｉの含有量に関し、本件特許発明２は「３．１重量％以上３．２重量％以下」であるのに対し、甲３実施例５２発明は「３．５質量％」である点
　したがって、本件特許発明２は、甲３実施例５２発明ではないから、特許法第２９条第１項第３号に該当するとはいえない。
　　(イ)　本件特許発明３について
　本件特許発明３は、Ａｇと、Ｃｕと、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなる、鉛フリーはんだ合金であって、各構成元素単独での含有量に関する規定は、本件特許発明２と同じである。
　上記(ア)で検討したとおり、本件特許発明２と、甲３実施例５２発明とは、Ｓｂの含有量に係る相違点２、及び、Ｂｉの含有量に係る相違点３の各相違点で相違するものであるから、同様に、本件特許発明３と、甲３実施例５２発明とは、少なくとも当該相違点２及び相違点３で相違する。
　したがって、本件特許発明３は、甲３実施例５２発明ではないから、特許法第２９条第１項第３号に該当するとはいえない。
　　(ウ)　本件特許発明６、７について
　本件特許発明６及び７は、請求項２又は請求項３を引用するものであって、各構成元素単独での含有量に関する規定は、本件特許発明２又は３と同じである。
　したがって、上記(ア)及び(イ)の検討からみて、本件特許発明６及び７についても、甲３実施例５２発明ではないから、特許法第２９条第１項第３号に該当するとはいえない。
　　(エ)　新規性に関するまとめ
　以上の検討のとおり、本件特許発明２、３、６、７は、特許法第２９条第１項第３号に該当するとはいえないから、特許法第２９条第１項第３号の規定に違反して特許されたものではない。
　　ウ　特許法第２９条第２項（進歩性）
　異議申立人は、特許異議申立書において、甲３の実施例５２による引用発明に基づく理由を申し立てていた。その後、平成２９年１２月１３日付けの意見書において、甲３の実施例５２による引用発明に基づく理由（当該意見書における「理由Ａ」）とともに、特許権者による訂正の請求に付随して生じた事項に関連するとして、追加的に、甲３の実施例４４又は４６による引用発明に基づく理由（当該意見書における「理由Ｂ」）と、甲４の実施例４５又は４６による引用発明に基づく理由（当該意見書における「理由Ｃ」）を主張している。
　追加的に主張された理由のうち、甲３の実施例４４又は４６による引用発明に基づく理由は、訂正の請求に付随して生じた事項に関連するものと認められるから、以下では、甲３の実施例４４、４６及び５２による引用発明のそれぞれに基づき、進歩性の検討を行う。
　　(ア)　甲３実施例５２発明を主たる引用発明とした場合の本件特許発明２の進歩性について
　　　a　一致点・相違点について
　本件特許発明２と、甲３実施例５２発明とを対比すると、上記イ(ア)で検討したとおり、両発明は、以下の点で一致し、以下の点で相違する。
（一致点）
Ａｇを２重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉを０．０１重量％以上０．２５重量％以下と、更にＣｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含み、残部がＳｎからなる鉛フリーはんだ合金。
（相違点２）
Ｓｂの含有量に関し、本件特許発明２は「２重量％以上４重量％以下」であるのに対し、甲３実施例５２発明は「１．５質量％」である点
（相違点３）
Ｂｉの含有量に関し、本件特許発明２は「３．１重量％以上３．２重量％以下」であるのに対し、甲３実施例５２発明は「３．５質量％」である点
　　　b　相違点についての検討
　　　(a)　相違点２（Ｓｂの含有量）に関する検討
　「Ａｇを３．０質量％と、Ｃｕを０．５質量％と、Ｓｂを１．５質量％と、Ｂｉを３．５質量％と、Ｎｉを０．０５質量％と、Ｃｏを０．００５質量％含み、残部がＳｎからなる、はんだ合金」である甲３実施例５２発明におけるＳｂの含有量は、甲３においてＳｂのより好ましい含有割合の範囲とされた０．４質量％以上４．０質量％以下の範囲内（前記４(２)ウ(イ)を参照）のものとなっているから、甲３実施例５２発明において、Ｓｂの含有量を変更しようとする動機付けは直ちに生じない。
　また、前記４(２)ウ(ウ)dに示したとおり、甲３からは、Ａｇを３．０質量％と、Ｃｕを０．５質量％と、Ｂｉを２．７質量％と、Ｓｂを０．２〜４．５質量％と、Ｎｉを０．０５質量％と、Ｃｏを０．００５質量％含み、残部がＳｎからなる、はんだ合金において、Ｓｂの含有量として数値範囲が０．５質量％又は１．０質量％である場合は、他の場合（具体的には、０．２質量％、１．５質量％、３．０質量％、４．５質量％の場合）に比べて高い評点となっていることが読み取れるが、当該はんだ合金は、甲３実施例５２発明とはＢｉの含有量の点で異なっているから、当該はんだ合金のＳｂの含有量に関する知見を、異なるはんだ合金である甲３実施例５２発明に直ちに適用できるとは限らないし、仮に適用できたとしても、当業者は、他の場合に比べて高い評点となっている０．５質量％又は１．０質量％という数値を想到するとみるのが自然であって、本件特許発明２に規定される「Ｓｂの含有量が２重量％以上４重量％以下」という数値範囲内の数値を想到し得たといえる根拠は何ら存在しない。
　したがって、相違点２に係る構成を、当業者が容易に想到し得たということはできない。
　　　(b)　相違点３（Ｂｉの含有量）に関する検討
　Ｂｉの含有量が３．５質量％である甲３実施例５２発明において、当業者がＢｉの含有量を変更しようとする場合には、甲３においてＢｉの含有量のより好ましい上限とされた「３．０質量％」という数値（前記４(２)ウ(ア)を参照）を想到するか、又は、甲３の実施例４４〜５４の大部分で適用され、総合評価においてＡ＋となり得る程度に良好な特性を発揮することが実験的に裏付けられている「２．７質量％」という数値（前記４(２)ウ(ウ)a〜cを参照）を想到するとみるのが自然であって、本件特許発明２に規定される「Ｂｉの含有量が３．１重量％以上３．２重量％以下」という数値範囲内の数値を想到し得たといえる根拠は何ら存在しない。
　したがって、相違点３に係る構成を、当業者が容易に想到し得たということはできない。
　　　(c)　甲４を考慮した上での、Ｓｂ及びＢｉの含有量に関する総合的な検討
　前記４(３)イによれば、当業者は、甲４に基づき、Ａｇと、Ｃｕと、Ｂｉと、Ｓｂと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金において、Ｓｎマトリックスを強化して温度サイクル特性を向上させるという観点においてＳｂとＢｉとが置換可能であるという事項を知得できると認められる。そして、上記(b)で検討したとおり、甲３によれば、Ｂｉの含有量に関し、より好ましい上限は「３．０質量％」であり、また、「２．７質量％」である場合にはんだ合金の総合評価がＡ＋になり得るから、甲３実施例５２発明において、３．５質量％であるＢｉの含有量を減少させるとともに１．５質量％であるＳｂの含有量を増加させる変更を着想し得る可能性はある。
　しかしながら、そこから更に進んで、Ｂｉの含有量に関し、３．５質量％から相違点２に係る数値範囲である「３．１重量％以上３．２重量％以下」へ減少させつつ、同時に、Ｓｂの含有量に関し、１．５質量％から相違点３に係る数値範囲である「２重量％以上４重量％以下」へ増加させるという具体的な数値範囲への変更を当業者が容易になし得たことであるといえる根拠は存在しないし、そのようなＢｉを減少させＳｂを増加させる数値変更が、甲３に記載の発明の目的である「低融点であり、耐久性、耐クラック性、耐侵食性などの機械特性に優れ、さらに、ボイド（空隙）の発生を抑制することができるはんだ合金・・・を提供する」（甲３の段落【００１０】）との事項と両立するのかどうかも不明である。
　したがって、甲４に開示された技術的事項を考慮に入れたとしても、当業者は、甲３実施例５３発明に基づき、相違点２に係る構成である「Ｂｉの含有量が３．１重量％以上３．２重量％以下」及び相違点３に係る構成である「Ｓｂの含有量が２重量％以上４重量％以下」との事項を想到し得たとはいえない。
　　　(d)　したがって、本件特許発明２は、甲３実施例５２発明に基づき、当業者が容易に発明をすることができたものであるとはいえない。
　　(イ)　甲３実施例４４発明を主たる引用発明とした場合の本件特許発明２の進歩性について
　　　a　一致点・相違点について
　本件特許発明２と、甲３実施例４４発明とを対比する。
　甲３実施例４４発明は、Ａｇと、Ｃｕと、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなる、はんだ合金であり、鉛は含まれないから、これは、「鉛フリーはんだ合金」である。したがって、本件特許発明２と、甲３実施例４４発明は、Ａｇと、Ｃｕと、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなる、「鉛フリーはんだ合金」である点で共通する。
　Ａｇの含有量に関し、甲３実施例４４発明は「３．０質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「２重量％以上３．１重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｃｕの含有量に関し、甲３実施例４４発明は「０．５質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「１重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｓｂの含有量に関し、甲３実施例４４発明は「３．８質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「２重量％以上４重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｂｉの含有量に関し、甲３実施例４４発明は「２．０質量％」であるところ、本件特許発明２で規定される「３．１重量％以上３．２重量％以下」なる数値範囲には包含されない。
　Ｎｉの含有量に関し、甲３実施例４４発明は「０．０５質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「０．０１重量％以上０．２５重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｃｏの含有量に関し、甲３実施例４４発明は「０．００５質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「０．００１重量％以上０．２５重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　上記を総合すると、本件特許発明２と、甲３実施例４４発明とは、以下の点で一致し、以下の点で相違する。
（一致点）
Ａｇを２重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂを２重量％以上４重量％以下と、Ｂｉと、Ｎｉを０．０１重量％以上０．２５重量％以下と、更にＣｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含み、残部がＳｎからなる鉛フリーはんだ合金。
（相違点４）
Ｂｉの含有量に関し、本件特許発明２は「３．１重量％以上３．２重量％以下」であるのに対し、甲３実施例４４発明は「２．０質量％」である点
　　　b　相違点４（Ｂｉの含有量）に関する検討
　甲３実施例４４発明におけるＢｉの含有量は２．０質量％であり、甲３においてＢｉのより好ましい含有割合の範囲とされた１．２質量％以上３．０質量％以下の範囲内のものとなっている（前記４(２)ウ(ア)を参照）から、甲３実施例４４発明において、Ｂｉの含有量を変更しようとする動機付けは直ちに生じない。
　また、Ｂｉの含有量が２．０質量％である甲３実施例４４発明において、当業者がＢｉの含有量を変更しようとする場合には、甲３においてＢｉの含有量のより好ましい上限とされた「３．０質量％」という数値以下の範囲（例えば、甲３の実施例４４〜５４の大部分で適用され、総合評価においてＡ＋となり得る程度に良好な特性を発揮することが実験的に裏付けられている「２．７質量％」という数値（前記４(２)ウ(ウ)a〜cを参照））を想到するとみるのが自然であって、本件特許発明２に規定される「Ｂｉの含有量が３．１重量％以上３．２重量％以下」という数値範囲内の数値を想到し得たといえる根拠は何ら存在しない。
　したがって、相違点４に係る構成を、当業者が容易に想到し得たということはできない。
　　　c　甲４を考慮した上での、Ｓｂ及びＢｉの含有量に関する総合的な検討
　前記４(３)イによれば、当業者は、甲４に基づき、Ａｇと、Ｃｕと、Ｂｉと、Ｓｂと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金において、Ｓｎマトリックスを強化して温度サイクル特性を向上させるという観点においてＳｂとＢｉとが置換可能であるという事項を知得できると認められる。そして、上記bで検討したとおり、甲３によれば、Ｂｉの含有量に関し、「２．７質量％」である場合にはんだ合金の総合評価がＡ＋になり得るから、甲３実施例４４発明において、２．０質量％であるＢｉの含有量を増加させるとともに３．８質量％であるＳｂの含有量を減少させる変更を着想し得る可能性はある。
　しかしながら、そこから更に進んで、Ｂｉの含有量が２．０質量％である甲３実施例４４発明において、当業者が、甲３においてＢｉの含有量のより好ましい上限とされた「３．０質量％」という数値を超えて増加させようとする変更を着想し得るという根拠は存在しない。仮に、当業者がそのような変更に着想し得たとしても、相違点４に係る「３．１重量％以上３．２重量％以下」という具体的な数値範囲を想到し得たといえる根拠は何ら存在しないし、更に仮にそのような具体的な数値範囲を想到し得たとしても、そのとき、同時に、Ｓｂの含有量である３．８質量％を、本件特許発明２に規定される「２重量％以上４重量％以下」なる数値範囲内に維持できる程度に減少させることが容易であるといえる根拠は存在しない。しかも、そのような、Ｂｉを増加させＳｂを減少させる数値変更が、甲３に記載の発明の目的である「低融点であり、耐久性、耐クラック性、耐侵食性などの機械特性に優れ、さらに、ボイド（空隙）の発生を抑制することができるはんだ合金・・・を提供する」（甲３の段落【００１０】）との事項と両立するのかどうかも不明である。
　したがって、甲４に開示された技術的事項を考慮に入れたとしても、当業者は、甲３実施例４４発明に基づき、相違点４に係る構成である「Ｂｉの含有量が３．１重量％以上３．２重量％以下」との事項を容易に想到し得たとはいえない。
　　　d　したがって、本件特許発明２は、甲３実施例４４発明に基づき、当業者が容易に発明をすることができたものであるとはいえない。
　　(ウ)　甲３実施例４６発明を主たる引用発明とした場合の本件特許発明２の進歩性について
　　　a　一致点・相違点について
　本件特許発明２と、甲３実施例４６発明とを対比する。
　甲３実施例４６発明は、Ａｇと、Ｃｕと、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなる、はんだ合金であり、鉛は含まれないから、これは、「鉛フリーはんだ合金」である。したがって、本件特許発明２と、甲３実施例４６発明は、Ａｇと、Ｃｕと、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなる、「鉛フリーはんだ合金」である点で共通する。
　Ａｇの含有量に関し、甲３実施例４６発明は「３．０質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「２重量％以上３．１重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｃｕの含有量に関し、甲３実施例４６発明は「０．５質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「１重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｓｂの含有量に関し、甲３実施例４６発明は「３．０質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「２重量％以上４重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｂｉの含有量に関し、甲３実施例４６発明は「２．７質量％」であるところ、本件特許発明２で規定される「３．１重量％以上３．２重量％以下」なる数値範囲には包含されない。
　Ｎｉの含有量に関し、甲３実施例４６発明は「０．０５質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「０．０１重量％以上０．２５重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　Ｃｏの含有量に関し、甲３実施例４６発明は「０．００５質量％」であるから、本件特許発明２で規定される「０．００１重量％以上０．２５重量％以下」なる数値範囲に包含される。
　上記を総合すると、本件特許発明２と、甲３実施例４６発明とは、以下の点で一致し、以下の点で相違する。
（一致点）
Ａｇを２重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂを２重量％以上４重量％以下と、Ｂｉと、Ｎｉを０．０１重量％以上０．２５重量％以下と、更にＣｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含み、残部がＳｎからなる鉛フリーはんだ合金。
（相違点５）
Ｂｉの含有量に関し、本件特許発明２は「３．１重量％以上３．２重量％以下」であるのに対し、甲３実施例４６発明は「２．７質量％」である点
　　　b　相違点５（Ｂｉの含有量）に関する検討
　甲３実施例４６発明におけるＢｉの含有量は２．７質量％であり、これは、甲３においてＢｉのより好ましい含有割合の範囲とされた１．２質量％以上３．０質量％以下の範囲内のものとなっている（前記４(２)ウ(ア)を参照）ことに加え、甲３の実施例４４〜５４の大部分で適用され、総合評価においてＡ＋となり得る程度に良好な特性を発揮することが実験的に裏付けられている「２．７質量％」という数値（前記４(２)ウ(ウ)a〜cを参照）そのものであるから、甲３実施例４６発明において、Ｂｉの含有量を変更しようとする動機付けは直ちに生じない。
　また、Ｂｉの含有量が２．７質量％である甲３実施例４６発明において、当業者がＢｉの含有量を変更しようとする場合には、甲３においてＢｉの含有量のより好ましい上限とされた「３．０質量％」という数値以下の範囲を想到するとみるのが自然であって、本件特許発明２に規定される「Ｂｉの含有量が３．１重量％以上３．２重量％以下」という数値範囲内の数値を想到し得たといえる根拠は何ら存在しない。
　したがって、相違点５に係る構成を、当業者が容易に想到し得たということはできない。
　　　c　甲４を考慮した上での、Ｓｂ及びＢｉの含有量に関する総合的な検討
　前記４(３)イによれば、当業者は、甲４に基づき、Ａｇと、Ｃｕと、Ｂｉと、Ｓｂと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなるはんだ合金において、Ｓｎマトリックスを強化して温度サイクル特性を向上させるという観点においてＳｂとＢｉとが置換可能であるという事項を知得できると認められる。
　しかしながら、上記bで検討したとおり、甲３実施例４６発明におけるＢｉの含有量は２．７質量％であり、これは、甲３の実施例４４〜５４の大部分で適用され、総合評価においてＡ＋となり得る程度に良好な特性を発揮することが実験的に裏付けられている「２．７質量％」という数値そのものであるから、当業者が、甲４に開示された上記事項を知得できたとしても、甲３実施例４６発明において、実験的に裏付けられている「２．７質量％」という数値を、甲３においてＢｉの含有量のより好ましい上限とされた「３．０質量％」という数値を超えて、更に増加させようとする変更にまでは至らないことが明らかである。仮に、当業者がそのような変更に着想し得たとしても、相違点５に係る「３．１重量％以上３．２重量％以下」という具体的な数値範囲を想到し得たといえる根拠は何ら存在しないし、更に仮にそのような具体的な数値範囲を想到し得たとしても、そのとき、同時に、Ｓｂの含有量である３．０質量％を、本件特許発明２に規定される「２重量％以上４重量％以下」なる数値範囲内に維持できる程度に減少させることが容易であるといえる根拠は存在しない。しかも、そのような、Ｂｉを増加させＳｂを減少させる数値変更が、甲３に記載の発明の目的である「低融点であり、耐久性、耐クラック性、耐侵食性などの機械特性に優れ、さらに、ボイド（空隙）の発生を抑制することができるはんだ合金・・・を提供する」（甲３の段落【００１０】）との事項と両立するのかどうかも不明である。
　したがって、甲４に開示された技術的事項を考慮に入れたとしても、当業者は、甲３実施例４６発明に基づき、相違点５に係る構成である「Ｂｉの含有量が３．１重量％以上３．２重量％以下」との事項を容易に想到し得たとはいえない。
　　　d　したがって、本件特許発明２は、甲３実施例４６発明に基づき、当業者が容易に発明をすることができたものであるとはいえない。
　　(エ)　本件特許発明３、６、７について
　　　a　本件特許発明３は、Ａｇと、Ｃｕと、Ｓｂと、Ｂｉと、Ｎｉと、Ｃｏを含み、残部がＳｎからなる、鉛フリーはんだ合金であって、各構成元素単独での含有量に関する規定は、本件特許発明２と同じである。
　上記(ア)で検討したとおり、本件特許発明２と、甲３実施例５２発明とは、Ｓｂの含有量に係る相違点２、及びＢｉの含有量に係る相違点３にて相違し、当該相違点に係る構成を当業者が容易に想到し得たということはできず、また、上記(イ)及び(ウ)で検討したとおり、本件特許発明２と、甲３実施例４４発明及び甲３実施例４６発明とは、それぞれ、Ｂｉの含有量に係る相違点４及び相違点５にて相違し、当該相違点に係る構成を当業者が容易に想到し得たということはできないから、本件特許発明３は、甲３実施例５２発明、甲３実施例４４発明、及び甲３実施例４６発明のいずれに基づいたとしても、当業者が容易に発明をすることができたものであるとはいえない。
　　　b　本件特許発明６及び７は、請求項２又は３を引用するものであって、各構成元素単独での含有量に関する規定は、本件特許発明２又は３と同じであるから、本件特許発明６及び７についても、同様にして、甲３実施例５２発明、甲３実施例４４発明、及び甲３実施例４６発明のいずれに基づいたとしても、当業者が容易に発明をすることができたものであるとはいえない。
　　(オ)　進歩性に関するまとめ
　以上の検討のとおり、本件特許発明２、３、６、７は、当業者が容易に発明をすることができたものであるとはいえないから、特許法第２９条第２項の規定に違反して特許されたものではない。
　(２)　異議申立人の意見について
　　ア　前記(１)ウでも述べたとおり、異議申立人は、平成２９年１２月１３日付けの意見書において、特許権者による訂正の請求に付随して生じた事項に関連するとして、追加的に、甲４の実施例４５又は４６による引用発明に基づく進歩性欠如の理由（当該意見書における「理由Ｃ」）を主張している。
　しかしながら、本件特許発明２又は３のはんだ合金と、甲４の実施例４５又は４６のはんだ合金とを対比すると、その相違点は、Ａｇの含有量のみであるところ、本件特許発明２及び３におけるＡｇの含有量は本件訂正の前後で変わっていないから、理由Ｃとして追加的に主張された理由は、本件訂正請求の内容に付随して生じたものではないので、取消理由として採用しない。
　　イ　異議申立人は、平成２９年１２月１３日付けの意見書において、甲３実施例５２発明では、はんだ寿命の評価が「Ｂ」、その他の評価が全て「Ａ」であるから、はんだ寿命をさらに改善するために当該合金組成を最適化しようとする動機付けが存在するといえるとし、また、甲３実施例５２発明とＡｇ、Ｃｕ、ＮｉおよびＣｏの含有量が同一であり、甲３実施例５２発明よりもＳｂ含有量を増加させ、Ｂｉ含有量を減少させたものである甲３実施例４４発明及び甲３実施例４６発明のはんだ合金は、はんだ寿命の評価が「Ａ」に向上している反面、ボイド抑制が「Ｂ」に低下していることを踏まえると、Ｓｂ含有量を甲３実施例５２における１．５％と甲３実施例４６における３．０％の間で調整し、Ｂｉ含有量を甲３実施例４６における２．７％と甲３実施例５２における３．５％の間で調整すれば、ボイド抑制効果を低減させることなくはんだ寿命を向上して、これらの評価がいずれも「Ａ」となるはんだ合金を得られると期待できる、と主張している。
　しかしながら、甲３実施例５２発明において、Ｓｂの含有量を甲３実施例５２における１．５質量％と甲３実施例４６における３．０質量％の間で調整するとともに、Ｂｉの含有量を甲３実施例４６における２．７質量％と甲３実施例５２における３．５質量％の間で調整することによって、はんだ寿命の評価を「Ｂ」から「Ａ」とすることが仮にできたとしても、そのときにボイド抑制の評価を「Ａ」のまま維持できると考えるべき根拠がない。同様に、甲３実施例４４発明又は甲３実施例４６発明において、Ｓｂの含有量及びＢｉの含有量を調整し、ボイド抑制の評価を「Ｂ」から「Ａ」とすることが仮にできたとしても、そのときにはんだ寿命の評価を「Ａ」のまま維持できると考えるべき根拠がない。そして、はんだ寿命の評価及びボイド抑制の評価を両方とも「Ａ」とさせるためのＳｂ及びＢｉの含有量の具体的な数値範囲は不明であるから、Ｓｂ及びＢｉの含有量に関し具体的にどのような調整を行えば両評価を「Ａ」とできるのかを当業者が予測し得るとは認められない。
　したがって、上記のような調整を行うことで、はんだ寿命及びボイド抑制の評価がいずれも「Ａ」となるはんだ合金を得られると期待できるとする上記主張は採用することができない。
　(３)　取消理由通知において採用しなかった特許異議申立理由について
　前記２(５)の申立理由４については、取消理由通知において、取消理由として採用しなかった。その理由は以下のとおりである。
　　ア　申立理由４−１について
　異議申立人は、特許異議申立書において、請求項１に係る発明における「残部がＳｎからなる」との記載は、請求項１に記載のＡｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｓｎ以外の金属をどの程度まで含み得るのかが明らかではなく、請求項１に係る発明は発明の外延が不明確であり、請求項１を引用する請求項２、６、７に係る発明も同様に不明確であることを、取消理由として主張した。
　しかしながら、請求項１は、末尾が「残部がＳｎからなることを特徴とする鉛フリーはんだ合金。」とされているから、請求項１に係る発明は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｂｉ、及びＮｉを含むとともに、残部がＳｎからなる鉛フリーはんだ合金であって、他の元素を含まないものであることが、その記載から明らかである。したがって、請求項１に係る発明の外延が不明確であるとはいえない。
　また、訂正後の請求項２の記載は、「更にＣｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含み、Ｓｂの含有量が２重量％以上４重量％以下であり、Ｂｉの含有量が３．１重量％以上３．２重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載の鉛フリーはんだ合金。」というものであるから、訂正後の請求項２に係る発明は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｎｉ、及びＣｏを含むとともに、残部がＳｎからなる鉛フリーはんだ合金であって、他の元素を含まないものであることが、その記載から明らかである。したがって、訂正後の請求項２に係る発明の外延が不明確であるとはいえない。
　そして、請求項１又は２を引用する請求項６、７に係る発明も、外延が不明確であるとはいえない。 
　よって、申立理由４−１は、取消理由として採用しない。 
　　イ　申立理由４−２
　異議申立人は、特許異議申立書において、訂正前の請求項６に係る発明は、「鉛フリーはんだ合金を用いて形成される」との製造方法により生産物である電子回路基板を特定するものであり、本件特許出願時において、「はんだ接合部」をその構造又は特性により直接特定することが不可能であるか、又はおよそ実際的でないという事情が存在するとも認められないから、請求項６及び請求項６を引用する請求項７に係る発明は明確でないことを、取消理由として主張した。
　しかしながら、「鉛フリーはんだ合金」等のはんだ合金は、接合に用いられる材料であることが技術常識であって、請求項６の「鉛フリーはんだ合金を用いて形成されるはんだ接合部」という記載は、単に状態を示すことにより構造を特定しているものであるから、製造方法によって電子回路基板を特定したものとは認められない。
　よって、申立理由４−２は、取消理由として採用しない。 
第４　むすび
　したがって、本件特許の請求項１、２、３、６、７に係る特許は、取消理由通知書で通知された取消理由及び特許異議申立書において申立てられた申立理由によって、取り消すことができない。　
　また、他に本件特許の請求項１、２、３、６、７に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。　
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成３０年１月５日（２０１８．１．５）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
鉛フリーはんだ合金、電子回路基板および電子制御装置
　【技術分野】
　【０００１】
　本発明は、鉛フリーはんだ合金、並びに当該鉛フリーはんだ合金を用いて形成されるはんだ接合部を有する電子回路基板および電子制御装置に関する。
　【背景技術】
　【０００２】
　従来より、プリント配線板やシリコンウエハといった基板上に形成される電子回路に電子部品を接合する際には、はんだ合金を用いたはんだ接合方法が採用されている。このはんだ合金には鉛を使用するのが一般的であった。しかし環境負荷の観点からＲｏＨＳ指令等によって鉛の使用が制限されたため、近年では鉛を含有しない、所謂鉛フリーはんだ合金によるはんだ接合方法が一般的になりつつある。
　この鉛フリーはんだ合金としては、例えばＳｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ合金等がよく知られている。その中でもテレビ、携帯電話等に使用される民生用電子機器や自動車に搭載される車載用電子機器には、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ合金が多く使用されている。
　鉛フリーはんだ合金は、鉛含有はんだ合金と比較してはんだ付性が多少劣るものの、フラックスやはんだ付装置の改良によってこのはんだ付性の問題はカバーされている。そのため、例えば車載用電子回路基板であっても、自動車の車室内のように寒暖差はあるものの比較的穏やかな環境下に置かれるものにおいては、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ合金を用いて形成したはんだ接合部でも大きな問題は生じていない。
　【０００３】
　しかし近年では、例えば電子制御装置に用いられる電子回路基板のように、エンジンコンパートメントやエンジン直載、モーターとの機電一体化といった寒暖差が特に激しく（例えば−３０℃から１１０℃、−４０℃から１２５℃、−４０℃から１５０℃といった寒暖差）、加えて振動負荷を受けるような過酷な環境下での電子回路基板の配置の検討および実用化がなされている。このような寒暖差の非常に激しい環境下では、実装された電子部品と基板との線膨張係数の差によるはんだ接合部の熱変位およびこれに伴う応力が発生し易い。そして寒暖差による塑性変形の繰り返しははんだ接合部に亀裂を引き起こし易く、更に時間の経過と共に繰り返し与えられる応力は上記亀裂の先端付近に集中するため、当該亀裂ははんだ接合部の深部まで横断的に進展し易くなる。このように著しく進展した亀裂は、電子部品と基板上に形成された電子回路との電気的接続の切断を引き起こしてしまう。特に激しい寒暖差に加え電子回路基板に振動が負荷される環境下にあっては、上記亀裂およびその進展は更に発生し易い。
　そのため、上述の過酷な環境下に置かれる車載用電子回路基板および電子制御装置が増える中で、十分な亀裂進展抑制効果を発揮し得るＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ合金を用いたソルダペースト組成物への要望は、今後ますます大きくなることが予想される。
　【０００４】
　また、車載用電子回路基板に搭載されるＱＦＰ（Ｑｕａｄ　Ｆｌａｔ　Ｐａｃｋａｇｅ）、ＳＯＰ（Ｓｍａｌｌ　Ｏｕｔｌｉｎｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）といった電子部品のリード部分には、従来、Ｎｉ／Ｐｄ／ＡｕめっきやＮｉ／Ａｕめっきのされた部品が多用されていた。しかし近年の電子部品の低コスト化や基板のダウンサイジング化に伴い、リード部分をＳｎめっきに替えた電子部品やＳｎめっきされた下面電極をもつ電子部品の検討および実用化がなされている。
　はんだ接合時において、Ｓｎめっきされた電子部品は、Ｓｎめっきおよびはんだ接合部に含まれるＳｎとリード部分や前記下面電極に含まれるＣｕとの相互拡散を発生させ易い。この相互拡散により、はんだ接合部と前記リード部分や前記下面電極との界面付近の領域（以下、本明細書においては「界面付近」という。）にて、金属間化合物であるＣｕ３Ｓｎ層が凸凹状に大きく成長する。前記Ｃｕ３Ｓｎ層は元々硬くて脆い性質を有する上に、凸凹状に大きく成長したＣｕ３Ｓｎ層は更に脆くなる。そのため、特に上述の過酷な環境下においては、前記界面付近ははんだ接合部と比較して亀裂が発生し易く、また発生した亀裂はこれを起点として一気に進展するため、電気的短絡が生じ易い。
　従って、今後は上述の過酷な環境下でＮｉ／Ｐｄ／ＡｕめっきやＮｉ／Ａｕめっきがなされていない電子部品を用いた場合であっても前記界面付近における亀裂進展抑制効果を発揮し得る鉛フリーはんだ合金への要望も大きくなることが予想される。
　【０００５】
これまでもＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ合金にＡｇやＢｉといった元素を添加することによりはんだ接合部の強度とこれに伴う熱疲労特性を向上させ、これにより上記はんだ接合部の亀裂進展を抑制する方法はいくつか開示されている（特許文献１から特許文献７参照）。
　【先行技術文献】
　【特許文献】
　【０００６】
　【特許文献１】特開平５−２２８６８５号公報
　【特許文献２】特開平９−３２６５５４号公報
　【特許文献３】特開２０００−１９００９０号公報
　【特許文献４】特開２０００−３４９４３３号公報
　【特許文献５】特開２００８−２８４１３号公報
　【特許文献６】国際公開パンフレットＷＯ２００９／０１１３４１号
　【特許文献７】特開２０１２−８１５２１号公報
　【０００７】
はんだ合金にＢｉを添加した場合、Ｂｉははんだ合金の原子配列の格子に入り込みＳｎと置換することで原子配列の格子を歪ませる。これによりＳｎマトリックスが強化され、合金強度が向上するため、Ｂｉの添加によるはんだ亀裂進展特性の一定の向上は見込まれる。
　【０００８】
しかしＢｉの添加により高強度化した鉛フリーはんだ合金は延伸性が悪化し、脆性が強まるというデメリットがある。出願人がＢｉを添加した従来の鉛フリーはんだ合金を用いて基板とチップ抵抗部品とをはんだ接合しこれを寒暖差の激しい環境下に置いたところ、チップ抵抗部品側にあるフィレット部分において、チップ抵抗部品の長手方向に対して約４５°の方向から亀裂が直線状に入り電気的短絡が発生した。従って、特に寒暖の差の激しい環境下に置かれる車載用基板においては従来のような高強度化のみでは亀裂進展抑制効果は十分ではなく、高強度化に加え新たな亀裂進展抑制方法の出現が望まれる。
　【０００９】
　またＮｉ／Ｐｄ／ＡｕめっきやＮｉ／Ａｕめっきがなされていない電子部品を用いてはんだ接合をした場合、前記界面付近にて金属間化合物であるＣｕ３Ｓｎ層が凸凹状に大きく成長するため、この界面付近における亀裂進展の抑制は難しい。
　【発明の概要】
　【発明が解決しようとする課題】
　【００１０】
　本発明は上記課題を解決するものであり、寒暖の差が激しく、振動が負荷されるような過酷な環境下においてもはんだ接合部の亀裂進展を抑制でき、且つＮｉ／Ｐｄ／ＡｕめっきやＮｉ／Ａｕめっきがなされていない電子部品を用いてはんだ接合をした場合においても前記界面付近における亀裂進展を抑制することのできる鉛フリーはんだ合金、並びに当該鉛フリーはんだ合金を用いて形成されるはんだ接合部を有する電子回路基板および電子制御装置を提供することをその目的とする。
　【課題を解決するための手段】
　【００１１】
　（１）本発明の鉛フリーはんだ合金は、Ａｇを１重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂを１重量％以上５重量％以下と、Ｂｉを０．５重量％以上４．５重量％以下と、Ｎｉを０．０１重量％以上０．２５重量％以下含み、残部がＳｎからなることをその特徴とする。
　【００１２】
　（２）上記（１）に記載の構成にあって、本発明の鉛フリーはんだ合金は更にＣｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含むことをその特徴とする。
　【００１３】
　（３）上記（１）または（２）の構成にあって、Ｂｉの含有量は３．１重量％以上４．５重量％以下であることをその特徴とする。
　【００１４】
　（４）また本発明の他の構成として、本発明の鉛フリーはんだ合金は、Ａｇを１重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂを１重量％以上５重量％以下と、Ｂｉを０．５重量％以上４．５重量％以下と、Ｎｉを０．０１重量％以上０．２５重量％以下と、Ｃｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含み残部がＳｎからなり、ＡｇとＣｕとＳｂとＢｉとＮｉとＣｏのそれぞれの含有量（重量％）が下記式（Ａ）から（Ｄ）の全てを満たすことをその特徴とする。
　１．６≦Ａｇ含有量＋（Ｃｕ含有量／０．５）≦５．９　…　Ａ
　０．８５≦（Ａｇ含有量／３）＋（Ｂｉ含有量／４．５）≦　２．１０　…Ｂ
　３．６　≦　Ａｇ含有量＋Ｓｂ含有量≦　８．９　…　Ｃ
　０＜（Ｎｉ含有量／０．２５）＋（Ｃｏ含有量／０．２５）≦１．１９　…Ｄ
　【００１５】
　（５）上記（１）から（４）のいずれか１に記載の構成にあって、本発明の鉛フリーはんだ合金は、更にＩｎを６重量％以下含むことをその特徴とする。
　【００１６】
　（６）上記（１）から（５）のいずれか１に記載の構成にあって、本発明の鉛フリーはんだ合金は、更にＰ、Ｇａ、およびＧｅの少なくとも１種を合計で０．００１重量％以上０．０５重量％以下含むことをその特徴とする。
　【００１７】
　（７）上記（１）から（６）のいずれか１に記載の構成にあって、本発明の鉛フリーはんだ合金は、更にＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、およびＭｏの少なくとも１種を合計で０．００１重量％以上０．０５重量％以下含むことをその特徴とする。
　【００１８】
　（８）本発明の電子回路基板は、上記（１）から（７）のいずれか１に記載の鉛フリーはんだ合金を用いて形成されるはんだ接合部を有することをその特徴とする。
　【００１９】
　（９）本発明の電子制御装置は、上記（８）に記載の電子回路基板を有することをその特徴とする。
　【発明の効果】
　【００２０】
　本発明の鉛フリーはんだ合金、並びに当該鉛フリーはんだ合金を用いて形成されるはんだ接合部を有する電子回路基板および電子制御装置は、寒暖の差が激しく、振動が負荷されるような過酷な環境下においてもはんだ接合部の亀裂進展を抑制でき、またＮｉ／Ｐｄ／ＡｕめっきやＮｉ／Ａｕめっきがなされていない電子部品を用いてはんだ接合をした場合においても、前記界面付近における亀裂進展を抑制することができる。
　【図面の簡単な説明】
　【００２１】
　【図１】本発明の一実施形態に係り、電子回路基板の一部を表した部分断面図。
　【図２】本発明の比較例に係る試験基板において、チップ部品のフィレット部にボイドが発生した断面を表す電子顕微鏡写真。
　【図３】本発明の実施例および比較例に係る試験基板において、チップ部品の電極下の領域およびフィレットが形成されている領域を表す、Ｘ線透過装置を用いてチップ部品側から撮影した写真。
　【発明を実施するための形態】
　【００２２】
　以下、本発明の鉛フリーはんだ合金、並びに電子回路基板および電子制御装置の一実施形態を詳述する。なお、本発明が以下の実施形態に限定されるものではないことはもとよりである。
　【００２３】
　（１）鉛フリーはんだ合金
　本実施形態の鉛フリーはんだ合金には、１重量％以上３．１重量％以下のＡｇを含有させることができる。Ａｇを添加することにより、鉛フリーはんだ合金のＳｎ粒界中にＡｇ３Ｓｎ化合物を析出させ、機械的強度を付与することができる。
　但し、Ａｇの含有量が１重量％未満の場合、Ａｇ３Ｓｎ化合物の析出が少なく、鉛フリーはんだ合金の機械的強度および耐熱衝撃性が低下するので好ましくない。またＡｇを３．１重量％を超えて添加しても引っ張り強度は大幅には向上せず、飛躍的な耐熱疲労特性の向上には結びつかない。また高価なＡｇの含有量を増やすことは経済的に好ましくない。更にＡｇの含有量が４重量％を超える場合、鉛フリーはんだ合金の延伸性が阻害され、これを用いて形成されるはんだ接合部が電子部品の電極剥離現象を引き起こす虞があるので好ましくない。
　またＡｇの含有量を２重量％以上３．１重量％以下とすると、鉛フリーはんだ合金の強度と延伸性のバランスをより良好にできる。更に好ましいＡｇの含有量は２．５重量％以上３．１重量％以下である。
　【００２４】
　本実施形態の鉛フリーはんだ合金には、１重量％以下のＣｕを含有させることができる。この範囲でＣｕを添加することで、電子回路のＣｕランドに対するＣｕ食われ防止効果を発揮すると共に、Ｓｎ粒界中にＣｕ６Ｓｎ５化合物を析出させることにより鉛フリーはんだ合金の耐熱衝撃性を向上させることができる。
なお、Ｃｕの含有量を０．５重量％から１重量％とすると良好なＣｕ喰われ防止効果を発揮することができる。特にＣｕの含有量が０．７重量％以下の場合、Ｃｕランドに対するＣｕ食われ防止効果を発揮することができると共に、溶融時の鉛フリーはんだ合金の粘度を良好な状態に保つことができ、リフロー時におけるボイドの発生を抑制し、形成するはんだ接合部の耐熱衝撃性を向上することができる。更には、溶融した鉛フリーはんだ合金のＳｎ結晶粒界に微細なＣｕ６Ｓｎ５が分散することで、Ｓｎの結晶方位の変化を抑制し、はんだ接合形状（フィレット形状）の変形を抑制することができる。
なおＣｕの含有量が１重量％を超えると、はんだ接合部の電子部品および電子回路基板との界面近傍にＣｕ６Ｓｎ５化合物が析出し易くなり、接合信頼性やはんだ接合部の延伸性を阻害する虞があるため好ましくない。
　【００２５】
　本実施形態の鉛フリーはんだ合金には、１重量％以上５重量％以下のＳｂを含有させることができる。この範囲でＳｂを添加することで、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ合金の延伸性を阻害することなくはんだ接合部の亀裂進展抑制効果を向上させることができる。特にＳｂの含有量を２重量％以上４重量％以下とすると、亀裂進展抑制効果を更に向上させることができる。
　【００２６】
　ここで、寒暖の差が激しい過酷な環境下に長時間曝されるという外部応力に耐えるには、鉛フリーはんだ合金の靭性（応力−歪曲線で囲まれた面積の大きさ）を高め、延伸性を良好にし、且つＳｎマトリックスに固溶する元素を添加して固溶強化をすることが有効であると考えられる。そして、十分な靱性および延伸性を確保しつつ、鉛フリーはんだ合金の固溶強化を行うためにはＳｂが最適な元素となる。
　即ち、実質的に母材（本明細書においては鉛フリーはんだ合金の主要な構成要素を指す。以下同じ。）をＳｎとする鉛フリーはんだ合金に上記範囲でＳｂを添加することで、Ｓｎの結晶格子の一部がＳｂに置換され、その結晶格子に歪みが発生する。そのため、このような鉛フリーはんだ合金を用いて形成されるはんだ接合部は、Ｓｎ結晶格子の一部のＳｂ置換により前記結晶中の転移に必要なエネルギーが増大してその金属組織が強化される。更には、Ｓｎ粒界に微細なＳｎＳｂ、ε−Ａｇ３（Ｓｎ，Ｓｂ）化合物が析出することにより、Ｓｎ粒界のすべり変形を防止することではんだ接合部に発生する亀裂の進展を抑制し得る。
　【００２７】
　また、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ合金に比べ、上記範囲でＳｂを添加した鉛フリーはんだ合金を用いて形成したはんだ接合部の組織は、寒暖の差が激しい過酷な環境下に長時間曝した後もＳｎ結晶が微細な状態を確保しており、亀裂が進展しにくい構造であることを確認した。これはＳｎ粒界に析出しているＳｎＳｂ、ε−Ａｇ３（Ｓｎ，Ｓｂ）化合物が寒暖の差が激しい過酷な環境下に長時間曝した後においてもはんだ接合部内に微細に分散しているため、Ｓｎ結晶の粗大化が抑制されているものと考えられる。即ち、上記範囲内でＳｂを添加した鉛フリーはんだ合金を用いたはんだ接合部は、高温状態ではＳｎマトリックス中へのＳｂの固溶が、低温状態ではＳｎＳｂ、ε−Ａｇ３（Ｓｎ，Ｓｂ）化合物の析出が起こるため、寒暖の差が激しい過酷な環境下に長時間曝された場合にも、高温下では固溶強化、低温下では析出強化の工程が繰り返されることにより、優れた耐冷熱衝撃性を確保し得ると考えられる。
　【００２８】
　さらに、上記範囲でＳｂを添加した鉛フリーはんだ合金は、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ合金に対して延伸性を低下させずにその強度を向上させることができるため、外部応力に対する十分な靱性を確保でき、残留応力も緩和することができる。
ここで、延伸性の低いはんだ合金を用いて形成されたはんだ接合部を寒暖の差の激しい環境下に置いた場合、繰り返し発生する応力は当該はんだ接合部の電子部品側に蓄積し易くなる。そのため、深部亀裂は電子部品の電極近傍のはんだ接合部にて発生することが多い。この結果、この亀裂近傍の電子部品の電極に応力が集中してしまい、はんだ接合部が電子部品側の電極を剥離してしまう現象が生じ得る。しかし本実施形態のはんだ合金は上記範囲でＳｂを添加したことにより、Ｂｉといったはんだ合金の延伸性に影響を及ぼす元素を含有させてもそれ自体の延伸性が阻害され難く、よって上述のような過酷な環境下に長時間曝された場合であっても電子部品の電極剥離現象をも抑制することができる。
　【００２９】
　但し、Ｓｂの含有量が５重量％を超えると、鉛フリーはんだ合金の溶融温度が上昇してしまい、高温下でＳｂが再固溶しなくなる。そのため、寒暖の差が激しい過酷な環境下に長時間曝した場合、ＳｎＳｂ、ε−Ａｇ３（Ｓｎ，Ｓｂ）化合物による析出強化のみが行われるため、時間の経過と共にこれらの金属間化合物が粗大化し、Ｓｎ粒界のすべり変形の抑制効果が失効してしまう。またこの場合、鉛フリーはんだ合金の溶融温度の上昇により電子部品の耐熱温度も問題となるため、好ましくない。
　【００３０】
　本実施形態の鉛フリーはんだ合金には、０．５重量％以上４．５重量％以下のＢｉを含有させることができる。本実施形態の鉛フリーはんだ合金の構成であれば、この範囲内でＢｉを添加することにより、鉛フリーはんだ合金の延伸性に影響を及ぼすことなく、その強度を向上させると共にＳｂ添加により上昇した溶融温度を低下させることができる。即ち、ＢｉもＳｂと同様にＳｎマトリックス中へ固溶するため、鉛フリーはんだ合金を更に強化することができる。但し、Ｂｉの含有量が４．５重量％を超えると鉛フリーはんだ合金の延伸性を低下させて脆性が強まるため、寒暖の差が激しい過酷な環境下に長時間曝された際、当該鉛フリーはんだ合金により形成されたはんだ接合部には深部亀裂が生じ易くなるため好ましくない。
　またＢｉの含有量を２重量％以上４．５重量％以下とすると、はんだ接合部の強度をより向上させることができる。また後述するＮｉおよび／またはＣｏと併用する場合、Ｂｉの好ましい含有量は３．１重量％以上４．５重量％以下である。
　【００３１】
　本実施形態の鉛フリーはんだ合金には、０．０１重量％以上０．２５重量％以下のＮｉを含有させることができる。本実施形態の鉛フリーはんだ合金の構成であれば、この範囲でＮｉを添加することにより、溶融した鉛フリーはんだ合金中に微細な（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５が形成されて母材中に分散するため、はんだ接合部における亀裂の進展を抑制し、更にその耐熱疲労特性を向上させることができる。
また、本実施形態の鉛フリーはんだ合金は、Ｎｉ／Ｐｄ／ＡｕめっきやＮｉ／Ａｕめっきがなされていない電子部品をはんだ接合する場合であっても、はんだ接合時にＮｉが前記界面付近に移動して微細な（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５を形成するため、その界面付近におけるＣｕ３Ｓｎ層の成長を抑制することができ、前記界面付近の亀裂進展抑制効果を向上させることができる。
　【００３２】
　但し、Ｎｉの含有量が０．０１重量％未満であると、前記金属間化合物の改質効果が不十分となるため、前記界面付近の亀裂抑制効果は十分には得られ難い。またＮｉの含有量が０．２５重量％を超えると、従来のＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ合金に比べて過冷却が発生し難くなり、はんだ合金が凝固するタイミングが早くなってしまう。そのため、形成されるはんだ接合部のフィレットでは、はんだ合金の溶融中に外に抜け出ようとしたガスがその中に残ったまま凝固してしまい、フィレット中にガスによる穴（ボイド）が発生してしまうケースが確認される。このフィレット中のボイドは、特に−４０℃から１４０℃、−４０℃〜１５０℃といった寒暖差の激しい環境下においてはんだ接合部の耐熱疲労特性を低下させてしまう。
　なお、上述の通りＮｉはフィレット中にボイドを発生し易いものであるが、本実施形態の鉛フリーはんだ合金の構成においては、Ｎｉと他の元素との含有量のバランスから、Ｎｉを０．２５重量％以下含有させても上記ボイドの発生を抑制することができる。
　【００３３】
またＮｉの含有量を０．０１重量％以上０．１５重量％以下とすると良好な前記界面付近の亀裂進展抑制効果および耐熱疲労特性を向上しつつ、ボイド発生の抑制を向上させることができる。
　【００３４】
　本実施形態の鉛フリーはんだ合金には、Ｎｉに加え０．００１重量％以上０．２５重量％以下のＣｏを含有させることができる。本実施形態の鉛フリーはんだ合金の構成であれば、この範囲でＣｏを添加することにより、Ｎｉ添加による上記効果を高めると共に溶融した鉛フリーはんだ合金中に微細な（Ｃｕ，Ｃｏ）６Ｓｎ５が形成されて母材中に分散するため、はんだ接合部のクリープ変形の抑制および亀裂の進展を抑制しつつ、特に寒暖差の激しい環境下においてもはんだ接合部の耐熱疲労特性を向上させることができる。
また、本実施形態の鉛フリーはんだ合金は、Ｎｉ／Ｐｄ／ＡｕめっきやＮｉ／Ａｕめっきがなされていない電子部品をはんだ接合する場合であっても、Ｎｉ添加による上記効果を高めると共に、Ｃｏがはんだ接合時に前記界面付近に移動して微細な（Ｃｕ，Ｃｏ）６Ｓｎ５を形成するため、その界面付近におけるＣｕ３Ｓｎ層の成長を抑制することができ、前記界面付近の亀裂進展抑制効果を向上させることができる。
　【００３５】
　但し、Ｃｏの含有量が０．００１重量％未満であると、前記金属間化合物の改質効果が不十分となるため、前記界面付近の亀裂抑制効果は十分には得られ難い。またＣｏの含有量が０．２５重量％を超えると、従来のＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ合金に比べて過冷却が発生し難くなり、はんだ合金が凝固するタイミングが早くなってしまう。そのため、形成されるはんだ接合部のフィレットでは、はんだ合金の溶融中に外に抜け出ようとしたガスがその中に残ったまま凝固してしまい、フィレット中にガスによるボイドが発生してしまうケースが確認される。このフィレット中のボイドは、特に寒暖差の激しい環境下においてはんだ接合部の耐熱疲労特性を低下させてしまう。
　なお、上述の通りＣｏはフィレット中にボイドを発生し易いものであるが、本実施形態の鉛フリーはんだ合金の構成においては、Ｃｏと他の元素との含有量のバランスから、Ｃｏを０．２５重量％以下含有させても上記ボイドの発生を抑制することができる。
　【００３６】
またＣｏの含有量を０．００１重量％以上０．１５重量％以下とすると良好な亀裂進展抑制効果および耐熱疲労特性を向上しつつ、ボイド発生の抑制を向上させることができる。
　【００３７】
ここで本実施形態の鉛フリーはんだ合金にＮｉとＣｏとを併用する場合、ＡｇとＣｕとＳｂとＢｉとＮｉとＣｏのそれぞれの含有量（重量％）は下記式（Ａ）から（Ｄ）の全てを満たすことが好ましい。
　１．６≦Ａｇ含有量＋（Ｃｕ含有量／０．５）≦５．９　…　Ａ
　０．８５≦（Ａｇ含有量／３）＋（Ｂｉ含有量／４．５）≦　２．１０　…Ｂ
　３．６　≦　Ａｇ含有量＋Ｓｂ含有量≦　８．９　…　Ｃ
　０＜（Ｎｉ含有量／０．２５）＋（Ｃｏ含有量／０．２５）≦１．１９　…Ｄ
　ＡｇとＣｕとＳｂとＢｉとＮｉとＣｏの含有量を上記範囲内とすることで、はんだ接合部の延伸性阻害および脆性増大の抑制、はんだ接合部の強度および熱疲労特性の向上、フィレット中に発生するボイドの抑制、寒暖の差が激しい過酷な環境下におけるはんだ接合部の亀裂進展抑制、Ｎｉ／Ｐｄ／ＡｕめっきやＮｉ／Ａｕめっきがなされていない電子部品のはんだ接合時における前記界面付近の亀裂進展抑制効果のいずれもをバランスよく発揮させることができ、はんだ接合部の信頼性を一層向上させることができる。
　【００３８】
　また本実施形態の鉛フリーはんだ合金には、６重量％以下のＩｎを含有させることができる。この範囲内でＩｎを添加することにより、Ｓｂの添加により上昇した鉛フリーはんだ合金の溶融温度を低下させると共に亀裂進展抑制効果を向上させることができる。即ち、ＩｎもＳｂと同様にＳｎマトリックス中へ固溶するため、鉛フリーはんだ合金を更に強化することができるだけでなく、ＡｇＳｎＩｎ、およびＩｎＳｂ化合物を形成しこれをＳｎ粒界に析出させることでＳｎ粒界のすべり変形を抑制する効果を奏する。
　本発明のはんだ合金に添加するＩｎの含有量が６重量％を超えると、鉛フリーはんだ合金の延伸性を阻害すると共に、寒暖の差が激しい過酷な環境下に長時間曝されている間にγ−ＩｎＳｎ４が形成され、鉛フリーはんだ合金が自己変形してしまうため好ましくない。
　なお、Ｉｎのより好ましい含有量は、４重量％以下であり、１重量％から２重量％が特に好ましい。
　【００３９】
　また本実施形態の鉛フリーはんだ合金には、Ｐ、Ｇａ、およびＧｅの少なくとも１種を０．００１重量％以上０．０５重量％以下含有させることができる。この範囲内でＰ、Ｇａ、およびＧｅの少なくとも１種を添加することにより、鉛フリーはんだ合金の酸化を防止することができる。但し、これらの含有量が０．０５重量％を超えると鉛フリーはんだ合金の溶融温度が上昇し、またはんだ接合部にボイドが発生し易くなるため好ましくない。
　【００４０】
更に本実施形態の鉛フリーはんだ合金には、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、およびＭｏの少なくとも１種を０．００１重量％以上０．０５重量％以下含有させることができる。この範囲内でＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、およびＭｏの少なくとも１種を添加することにより、鉛フリーはんだ合金の亀裂進展抑制効果を向上させることができる。但し、これらの含有量が０．０５重量％を超えると鉛フリーはんだ合金の溶融温度が上昇し、またはんだ接合部にボイドが発生し易くなるため好ましくない。
　【００４１】
　なお、本実施形態の鉛フリーはんだ合金には、その効果を阻害しない範囲において、他の成分（元素）、例えばＣｄ、Ｔｌ、Ｓｅ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｚｎ等を含有させることができる。また本実施形態の鉛フリーはんだ合金には、当然ながら不可避不純物も含まれるものである。
　【００４２】
　また本実施形態の鉛フリーはんだ合金は、その残部はＳｎからなることが好ましい。なお好ましいＳｎの含有量は、７９．８重量％以上９７．４９重量％未満である。
　【００４３】
　本実施形態のはんだ接合部の形成は、例えばフロー方法、はんだボールによる実装、ソルダペースト組成物を用いたリフロー方法等、はんだ接合部を形成できるものであればどのような方法を用いても良い。なおその中でも特にソルダペースト組成物を用いたリフロー方法が好ましく用いられる。
　【００４４】
　（２）ソルダペースト組成物
　このようなソルダペースト組成物としては、例えば粉末状にした前記鉛フリーはんだ合金とフラックスとを混練しペースト状にすることにより作製される。
　【００４５】
　このようなフラックスとしては、例えば樹脂と、チキソ剤と、活性剤と、溶剤とを含むフラックスが用いられる。
　【００４６】
　前記樹脂としては、例えばトール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジン等のロジンおよび水添ロジン、重合ロジン、不均一化ロジン、アクリル酸変性ロジン、マレイン酸変性ロジン等のロジン誘導体を含むロジン系樹脂；アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の各種エステル、メタクリル酸の各種エステル、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸のエステル、無水マレイン酸のエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニル、酢酸ビニル等の少なくとも１種のモノマーを重合してなるアクリル樹脂；エポキシ樹脂；フェノール樹脂等が挙げられる。これらは単独でまたは複数を組合せて用いることができる。
　これらの中でもロジン系樹脂、その中でも特に酸変性されたロジンに水素添加をした水添酸変性ロジンが好ましく用いられる。また水添酸変性ロジンとアクリル樹脂の併用も好ましい。
　【００４７】
　前記樹脂の酸価は１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることが好ましく、その配合量はフラックス全量に対して１０重量％以上９０重量％以下であることが好ましい。
　【００４８】
　前記チキソ剤としては、例えば水素添加ヒマシ油、脂肪酸アマイド類、オキシ脂肪酸類が挙げられる。これらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。前記チキソ剤の配合量は、フラックス全量に対して３重量％以上１５重量％以下であることが好ましい。
　【００４９】
　前記活性剤としては、例えば有機アミンのハロゲン化水素塩等のアミン塩（無機酸塩や有機酸塩）、有機酸、有機酸塩、有機アミン塩を配合することができる。更に具体的には、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン塩、酸塩、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸等が挙げられる。これらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。前記活性剤の配合量は、フラックス全量に対して５重量％以上１５重量％以下であることが好ましい。
　【００５０】
　前記溶剤としては、例えばイソプロピルアルコール、エタノール、アセトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、グリコールエーテル等を使用することができる。これらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。前記溶剤の配合量は、フラックス全量に対して２０重量％以上４０重量％以下であることが好ましい。
　【００５１】
　前記フラックスには、鉛フリーはんだ合金の酸化を抑える目的で酸化防止剤を配合することができる。この酸化防止剤としては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、ビスフェノール系酸化防止剤、ポリマー型酸化防止剤等が挙げられる。その中でも特にヒンダードフェノール系酸化剤が好ましく用いられる。これらは単独でまたは複数を組合せて使用することができる。前記酸化防止剤の配合量は特に限定されないが、一般的にはフラックス全量に対して０．５重量％以上５重量％程度以下であることが好ましい。
　【００５２】
　前記フラックスには、その他の樹脂、並びにハロゲン、つや消し剤、消泡剤および無機フィラー等の添加剤を加えてもよい。
　前記添加剤の配合量は、フラックス全量に対して１０重量％以下であることが好ましい。またこれらの更に好ましい配合量はフラックス全量に対して５重量％以下である。
　【００５３】
　前記鉛フリーはんだ合金とフラックスとの配合比率は、はんだ合金：フラックスの比率で６５：３５から９５：５であることが好ましい。より好ましい配合比率は８５：１５から９３：７であり、特に好ましい配合比率は８７：１３から９２：８である。
　【００５４】
　（３）電子回路基板
　本実施形態の電子回路基板の構成を図１を用いて説明する。本実施形態の電子回路基板１００は、基板１と、絶縁層２と、電極部３と、電子部品４と、はんだ接合体１０とを有する。はんだ接合体１０は、はんだ接合部６とフラックス残渣７とを有し、電子部品４は、外部電極５と、端部８を有する。
　基板１としては、プリント配線板、シリコンウエハ、セラミックパッケージ基板等、電子部品の搭載、実装に用いられるものであればこれらに限らず基板１として使用することができる。
　電極部３は、はんだ接合部６を介して電子部品４の外部電極５と電気的に接合している。
またはんだ接合部６は、本実施形態に係るはんだ合金を用いて形成されている。
　【００５５】
　このような構成を有する本実施形態の電子回路基板１００は、はんだ接合部６が亀裂進展抑制効果を発揮する合金組成であるため、はんだ接合部６に亀裂が生じた場合であってもその亀裂の進展を抑制し得る。特に電子部品４にＮｉ／Ｐｄ／ＡｕめっきやＮｉ／Ａｕめっきがなされていない場合であっても、はんだ接合部６と電子部品４との界面付近における亀裂進展抑制効果をも発揮することができる。またこれにより電子部品４の電極剥離現象をも抑制することができる。
　【００５６】
　このような電子回路基板１００は、例えば以下のように作製される。
　先ず、所定のパターンとなるように形成された絶縁層２および電極部３を備えた基板１上に、前記ソルダペースト組成物を上記パターンに従い印刷する。
　次いで印刷後の基板１上に電子部品４を実装し、これを２３０℃から２６０℃の温度でリフローを行う。このリフローにより基板１上にはんだ接合部６およびフラックス残渣７を有するはんだ接合体１０が形成されると共に、基板１と電子部品４とが電気的接合された電子回路基板１００が作製される。
　【００５７】
　またこのような電子回路基板１００を組み込むことにより、本実施形態の電子制御装置が作製される。
　【実施例】
　【００５８】
　以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳述する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
　【００５９】
　フラックスの作製
　以下の各成分を混練し、実施例および比較例に係るフラックスを得た。
　水添酸変性ロジン（製品名：ＫＥ−６０４、荒川化学工業（株）製）　５１重量％
　硬化ひまし油　６重量％
　ドデカン二酸　１０重量％（製品名：ＳＬ−１２、岡村製油（株）製）
　マロン酸　１重量％
　ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩　２重量％
　ヒンダードフェノール系酸化防止剤（製品名：イルガノックス２４５、ＢＡＳＦジャパン（株）製）　１重量％
　ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル　２９重量％
　【００６０】
　ソルダペースト組成物の作製
　前記フラックス１１．０重量％と、表１から表２に記載の各鉛フリーはんだ合金の粉末（粉末粒径２０μｍから３８μｍ）８９．０重量％とを混合し、実施例１４、１５
、２
から
　【００６１】
　【表１】
　【００６２】
　【表２】
　【００６３】
　（１）はんだ亀裂試験（−４０℃から１２５℃）
・３．２ｍｍ×１．６ｍｍチップ部品（チップＡ）
　３．２ｍｍ×１．６ｍｍのサイズのチップ部品（Ｎｉ／Ｓｎめっき）と、当該サイズのチップ部品を実装できるパターンを有するソルダレジストおよび前記チップ部品を接続する電極（１．６ｍｍ×１．２ｍｍ）とを備えたガラスエポキシ基板と、同パターンを有する厚さ１５０μｍのメタルマスクを用意した。
　前記ガラスエポキシ基板上に前記メタルマスクを用いて各ソルダペースト組成物を印刷し、それぞれ前記チップ部品を搭載した。
　その後、リフロー炉（製品名：ＴＮＰ−５３８ＥＭ、（株）タムラ製作所製）を用いて前記各ガラスエポキシ基板を加熱してそれぞれに前記ガラスエポキシ基板と前記チップ部品とを電気的に接合するはんだ接合部を形成し、前記チップ部品を実装した。この際のリフロー条件は、プリヒートを１７０℃から１９０℃で１１０秒間、ピーク温度を２４５℃とし、２００℃以上の時間が６５秒間、２２０℃以上の時間が４５秒間、ピーク温度から２００℃までの冷却速度を３℃から８℃／秒とし、酸素濃度は１５００±５００ｐｐｍに設定した。
　次に、−４０℃（３０分間）から１２５℃（３０分間）の条件に設定した冷熱衝撃試験装置（製品名：ＥＳ−７６ＬＭＳ、日立アプライアンス（株）製）を用い、冷熱衝撃サイクルを１，０００、１，５００、２，０００、２，５００、３，０００サイクル繰り返す環境下に前記各ガラスエポキシ基板をそれぞれ曝した後これを取り出し、各試験基板を作製した。
　次いで各試験基板の対象部分を切り出し、これをエポキシ樹脂（製品名：エポマウント（主剤および硬化剤）、リファインテック（株）製）を用いて封止した。更に湿式研磨機（製品名：ＴｅｇｒａＰｏｌ−２５、丸本ストルアス（株）、製）を用いて各試験基板に実装された前記チップ部品の中央断面が分かるような状態とし、形成されたはんだ接合部に発生した亀裂がはんだ接合部を完全に横断して破断に至っているか否かを走査電子顕微鏡（製品名：ＴＭ−１０００、（株）日立ハイテクノロジーズ製）を用いて観察し、以下の基準にて評価した。その結果を表３および表４に表す。なお、各冷熱衝撃サイクルにおける評価チップ数は１０個とした。
　◎：３，０００サイクルまではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生しない
　○：２，５０１から３，０００サイクルの間ではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生
　△：２，００１から２，５００サイクルの間ではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生
　×：２，０００サイクル未満ではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生
　【００６４】
・２．０×１．２ｍｍチップ部品（チップＢ）
　２．０×１．２ｍｍのサイズのチップ部品（Ｎｉ／Ｓｎめっき）と、当該サイズのチップ部品を実装できるパターンを有するソルダレジストおよび前記チップ部品を接続する電極（１．２５ｍｍ×１．０ｍｍ）とを備えたガラスエポキシ基板を用いた以外は３．２ｍｍ×１．６ｍｍチップ部品と同じ条件にて試験基板を作成し、且つ同じ方法にて評価した。その結果を表３および表４に表す。
　【００６５】
　（２）ＳｎめっきＳＯＮにおけるはんだ亀裂試験
　６ｍｍ×５ｍｍ×０．８ｔｍｍサイズの１．３ｍｍピッチＳＯＮ（Ｓｍａｌｌ　Ｏｕｔｌｉｎｅ　Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ　ｐａｃｋａｇｅ）部品（端子数８ピン、製品名：ＳＴＬ６０Ｎ３ＬＬＨ５、ＳＴＭｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社製）と、当該ＳＯＮ部品を実装できるパターンを有するソルダレジストおよび前記ＳＯＮ部品を接続する電極（メーカー推奨設計に準拠）とを備えたガラスエポキシ基板と、同パターンを有する厚さ１５０μｍのメタルマスクを用意した。
　前記ガラスエポキシ基板上に前記メタルマスクを用いて各ソルダペースト組成物を印刷し、それぞれに前記ＳＯＮ部品を搭載した。その後、冷熱衝撃サイクルを１，０００、２，０００、３，０００サイクル繰り返す環境下に各ガラスエポキシ基板を置く以外は上記はんだ亀裂試験（１）と同じ条件にて前記ガラスエポキシ基板に冷熱衝撃を与え、各試験基板を作製した。
　次いで各試験基板の対象部分を切り出し、これをエポキシ樹脂（製品名：エポマウント（主剤および硬化剤）、リファインテック（株）製）を用いて封止した。更に湿式研磨機（製品名：ＴｅｇｒａＰｏｌ−２５、丸本ストルアス（株）製）を用いて各試験基板に実装された前記ＳＯＮ部品の中央断面が分かるような状態とし、はんだ接合部に発生した亀裂がはんだ接合部を完全に横断して破断に至っているか否かについて走査電子顕微鏡（製品名：ＴＭ−１０００、（株）日立ハイテクノロジーズ製）を用いて観察した。この観察に基づき、はんだ接合部について、はんだ母材（本明細書においてはんだ母材とは、はんだ接合部のうちＳＯＮ部品の電極の界面およびその付近以外の部分を指す。以下同じ。なお表３および表４においては単に「母材」と表記する。）に発生した亀裂と、はんだ接合部とＳＯＮ部品の電極の界面（の金属間化合物）に発生した亀裂に分けて以下のように評価した。その結果を表３および表４に表す。なお、各冷熱衝撃サイクルにおける評価ＳＯＮ数は２０個とし、ＳＯＮ１個あたりゲート電極の１端子を観察し、合計２０端子の断面を確認した。
　【００６６】
・はんだ母材に発生した亀裂
　◎：３，０００サイクルまではんだ母材を完全に横断する亀裂が発生しない
　○：２，００１から３，０００サイクルの間ではんだ母材を完全に横断する亀裂が発生
　△：１，００１から２，０００サイクルの間ではんだ母材を完全に横断する亀裂が発生
　×：１，０００サイクル未満ではんだ母材を完全に横断する亀裂が発生
　【００６７】
・はんだ接合部とＳＯＮ部品の電極の界面に発生した亀裂
　◎：３，０００サイクルまで前記界面を完全に横断する亀裂が発生しない
　○：２，００１から３，０００サイクルの間で前記界面を完全に横断する亀裂が発生
　△：１，００１から２，０００サイクルの間で前記界面を完全に横断する亀裂が発生
　×：１，０００サイクル未満で前記界面を完全に横断する亀裂が発生
　【００６８】
　（３）はんだ亀裂試験（−４０℃から１５０℃）
　車載用基板等は寒暖差の非常に激しい過酷な環境下に置かれるため、これに用いられるはんだ合金は、このような環境下においても良好な亀裂進展抑制効果を発揮することが求められる。そのため、本実施例に係るはんだ合金がこのようなより過酷な条件下においても当該効果を発揮し得るかどうかを明確にすべく、液槽式冷熱衝撃試験装置を用いて−４０℃から１５０℃の寒暖差におけるはんだ亀裂試験を行った。その条件は以下のとおりである。
先ずはんだ接合部形成後の各ガラスエポキシ基板を−４０℃（５分間）から１５０℃（５分間）の条件に設定した液槽式冷熱衝撃試験装置（製品名：ＥＴＡＣ　ＷＩＮＴＥＣＨ　ＬＴ８０、楠本（株）製）を用いて冷熱衝撃サイクルを１，０００、２，０００、３，０００サイクル繰り返す環境下に曝す以外は上記はんだ亀裂試験（１）と同じ条件にて、３．２×１．６ｍｍチップ部品搭載および２．０×１．２ｍｍチップ部品搭載の各試験基板を作製した。
　次いで各試験基板の対象部分を切り出し、これをエポキシ樹脂（製品名：エポマウント（主剤および硬化剤）、リファインテック（株）製）を用いて封止した。更に湿式研磨機（製品名：ＴｅｇｒａＰｏｌ−２５、丸本ストルアス（株）、製）を用いて各試験基板に実装された前記チップ部品の中央断面が分かるような状態とし、形成されたはんだ接合部に発生した亀裂がはんだ接合部を完全に横断して破断に至っているか否かを走査電子顕微鏡（製品名：ＴＭ−１０００、（株）日立ハイテクノロジーズ製）を用いて観察し、以下の基準にて評価した。その結果を表３および表４に表す。なお、各冷熱衝撃サイクルにおける評価チップ数は１０個とした。
　◎：３，０００サイクルまではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生しない
　○：２，００１から３，０００サイクルの間ではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生
　△：１，００１から２，０００サイクルの間ではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生
　×：１，０００サイクル未満ではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生
　【００６９】
　（４）ボイド試験
　上記はんだ亀裂試験（１）と同じ条件にて、３．２×１．６ｍｍチップ部品搭載および２．０×１．２ｍｍチップ部品搭載の各試験基板を作製した。
次いで各試験基板の表面状態をＸ線透過装置（製品名：ＳＭＸ−１６０Ｅ、（株）島津製作所製）で観察し、各試験基板中４０箇所のランドにおいて、チップ部品の電極下の領域（図３の破線で囲った領域（ａ））に占めるボイドの面積率（ボイドの総面積の割合。以下同じ。）とフィレットが形成されている領域（図３の破線で囲った領域（ｂ））に占めるボイドの面積率の平均値を求め、それぞれについて以下のように評価した。その結果を表３および表４に表す。
　◎：ボイドの面積率の平均値が３％以下であって、ボイド発生の抑制効果が極めて良好
　○：ボイドの面積率の平均値が３％超５％以下であって、ボイド発生の抑制効果が良好
　△：ボイドの面積率の平均値が５％超８％以下であって、ボイド発生の抑制効果が十分
　×：ボイドの面積率の平均値が８％を超え、ボイド発生の抑制効果が不十分
　【００７０】
　【表３】
　【００７１】
　【表４】
　【００７２】
　以上に示す通り、実施例に係る鉛フリーはんだ合金を用いて形成したはんだ接合部は、寒暖の差が激しく振動が負荷されるような過酷な環境下にあっても、そのチップのサイズを問わず、また電極にＮｉ／Ｐｄ／ＡｕめっきやＮｉ／Ａｕめっきがされているといないとを問わず、はんだ接合部および前記界面付近における亀裂進展抑制効果を発揮し得る。
特に液槽式冷熱衝撃試験装置を用いて寒暖の差を−４０℃から１５０℃とした非常に過酷な環境下においても、実施例のはんだ接合部は良好な亀裂抑制効果を奏することが分かる。
特にＮｉとＣｏとを併用した実施例１８から実施例３１においては、いずれの条件下にあっても良好なはんだ接合部および前記界面付近の亀裂進展抑制効果を発揮し得る。
　また、例えば実施例１９や実施例２２のようにＮｉやＣｏを０．２５重量％含有させた場合であっても、フィレットにおけるボイドの発生を抑制することができる。
　従って、このようなはんだ接合部を有する電子回路基板は車載用電子回路基板といった寒暖差が激しく且つ高い信頼性の求められる電子回路基板にも好適に用いることができる。更にこのような電子回路基板は、より一層高い信頼性が要求される電子制御装置に好適に使用することができる。
　【符号の説明】
　【００７３】
１　基板
２　絶縁層
３　電極部
４　電子部品
５　外部電極
６　はんだ接合部
７　フラックス残渣
８　端部
１０　はんだ接合体
１００　電子回路基板
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】
　Ａｇを２重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂを１重量％以上５重量％以下と、Ｂｉを３．１重量％以上４．５重量％以下と、Ｎｉを０．０１重量％以上０．２５重量％以下含み、残部がＳｎからなることを特徴とする鉛フリーはんだ合金。
　【請求項２】
　更にＣｏを０．００１重量％以上０．２５重量％以下含
み、Ｓｂの含有量が２重量％以上４重量％以下であり、Ｂｉの含有量が３．１重量％以上３．２重量％以下である
　【請求項３】
　Ａｇを２重量％以上３．１重量％以下と、Ｃｕを１重量％以下と、Ｓｂを
２
４
３．２
　１．６≦Ａｇ含有量＋（Ｃｕ含有量／０．５）≦５．９　…　Ａ
　０．８５≦（Ａｇ含有量／３）＋（Ｂｉ含有量／４．５）≦　２．１０　…　Ｂ
　３．６　≦　Ａｇ含有量＋Ｓｂ含有量≦　８．９　…　Ｃ
　０＜（Ｎｉ含有量／０．２５）＋（Ｃｏ含有量／０．２５）≦１．１９　…Ｄ
　【請求項４】
　更にＰ、Ｇａ、およびＧｅの少なくとも１種を合計で０．００１重量％以上０．０５重量％以下含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鉛フリーはんだ合金。
　【請求項５】
　更にＦｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、およびＭｏの少なくとも１種を合計で０．００１重量％以上０．０５重量％以下含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の鉛フリーはんだ合金。
　【請求項６】
　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の鉛フリーはんだ合金を用いて形成されるはんだ接合部を有することを特徴とする電子回路基板。
　【請求項７】
　請求項６に記載の電子回路基板を有することを特徴とする電子制御装置。