(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スズ、銀、銅、ビスマス、アンチモンおよびコバルトからなり、不可避不純物の含有を許容するはんだ合金であって、
前記はんだ合金の総量に対して、
前記銀の含有割合が、３質量％以上３．５質量％以下であり、
前記銅の含有割合が、０．５質量％以上０．６質量％未満であり、
前記ビスマスの含有割合が、３．５質量％以上４．８質量％以下であり、
前記アンチモンの含有割合が、３質量％以上５．５質量％以下であり、
前記コバルトの含有割合が、０．００１質量％以上０．１質量％以下であり、
前記スズの含有割合が、残余の割合であり、
かつ、
前記ビスマスの含有割合と、前記アンチモンの含有割合との合計が、７．３質量％以上１０．３質量％以下である
ことを特徴とする、はんだ合金。
【請求項２】
前記ビスマスの含有割合と、前記アンチモンの含有割合との合計が、８．０質量％以上１０．３質量％以下である、請求項１に記載のはんだ合金。
【請求項３】
さらに、ニッケルおよびインジウムからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含有し、
はんだ合金の総量に対して、前記元素の含有割合が、０質量％を超過し０．２質量％以下である、請求項１または２に記載のはんだ合金。
【請求項４】
前記コバルトの含有割合が、０．００８質量％を超過し０．０３質量％以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のはんだ合金。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のはんだ合金からなるはんだ粉末と、フラックスとを含有することを特徴とする、ソルダペースト。
【請求項６】
請求項５に記載のソルダペーストのはんだ付によるはんだ付け部を備えることを特徴とする、電子回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ合金、ソルダペーストおよび電子回路基板に関し、詳しくは、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が用いられる電子回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電気・電子機器などにおける金属接合では、ソルダペーストを用いたはんだ接合が採用されており、このようなソルダペーストには、従来、鉛を含有するはんだ合金が用いられる。【０００３】
しかしながら、近年、環境負荷の観点から、鉛の使用を抑制することが要求されており、そのため、鉛を含有しないはんだ合金（鉛フリーはんだ合金）の開発が進められている。【０００４】
このような鉛フリーはんだ合金としては、例えば、スズ−銅系合金、スズ−銀−銅系合金、スズ−銀−インジウム−ビスマス系合金、スズ−ビスマス系合金、スズ−亜鉛系合金などがよく知られているが、とりわけ、スズ−銀−銅系合金、スズ−銀−インジウム−ビスマス系合金などが広く用いられている。【０００５】
このような鉛フリーはんだ合金として、具体的には、例えば、Ａｇ１〜４質量％、Ｃｕ０．６〜０．８質量％、Ｓｂ１〜５質量％、Ｎｉ０．０１〜０．２質量％および残部のＳｎからなる鉛フリーはんだ合金が提案されており、さらに具体的には、例えば、Ａｇ３．４質量％、Ｃｕ０．７質量％、Ｂｉ３．２質量％、Ｓｂ３．０質量％、Ｃｏ０．０１質量％または０．０５質量％、Ｎｉ０．０４質量％、および、残部のＳｎからなる鉛フリーはんだ合金が提案されている（特許文献１（実施例４５〜４６））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１６３１６７号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような鉛フリーはんだ合金によりはんだ付される部品は、例えば、自動車のエンジンルームなど、比較的厳しい温度サイクル条件下（例えば、−４０〜１２５℃間の温度サイクルなど）で用いられる場合がある。【０００８】
とりわけ、近年においては、鉛フリーはんだ合金によりはんだ付される部品が、自動車のエンジンの極近傍など、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）で用いられる場合がある。【０００９】
このような場合、鉛フリーはんだ合金としては、上記の厳しい温度サイクル条件下に曝露される場合にも、耐熱疲労特性を維持することが要求されている。【００１０】
しかし、特許文献１に記載の鉛フリーはんだ合金は、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、耐疲労特性を維持することができない場合がある。【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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、
［１］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、前記はんだ合金の総量に対して、前記銀の含有割合が、３質量％以上３．５質量％以下であり、前記銅の含有割合が、０．４質量％以上１．０質量％以下であり、前記ビスマスの含有割合が、３．５質量％以上４．８質量％以下であり、前記アンチモンの含有割合が、３質量％以上５．５質量％以下であり、前記コバルトの含有割合が、０．００１質量％以上０．１質量％以下であり、前記スズの含有割合が、残余の割合であり、かつ、前記ビスマスの含有割合と、前記アンチモンの含有割合との合計が、７．３質量％以上１０．３質量％以下であることを特徴とする、はんだ合金、
［２］前記ビスマスの含有割合と、前記アンチモンの含有割合との合計が、８．０質量％以上１０．３質量％以下である、上記［１］に記載のはんだ合金、
［３］さらに、ニッケルおよびインジウムからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含有し、はんだ合金の総量に対して、前記元素の含有割合が、０質量％を超過し０．２質量％以下である、上記［１］または［２］に記載のはんだ合金、
［４］前記銅の含有割合が、０．５質量％以上０．６質量％未満である、上記［１］〜［３］のいずれか一項に記載のはんだ合金、
［５］前記コバルトの含有割合が、０．００８質量％を超過し０．０３質量％以下である、上記［１］〜［４］のいずれか一項に記載のはんだ合金、
［６］上記［１］〜［５］のいずれか一項に記載のはんだ合金からなるはんだ粉末と、フラックスとを含有することを特徴とする、ソルダペースト、
［７］上記［６］記載のソルダペーストのはんだ付によるはんだ付け部を備えることを特徴とする、電子回路基板
である。
【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。【００１５】
また、本発明の一観点に係るソルダペーストは、本発明のはんだ合金を含有するので、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。【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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一観点に係るはんだ合金は、必須成分として、スズ（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびコバルト（Ｃｏ）を含有している。換言すれば、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。なお、本明細書において、本質的とは、上記の各元素を必須成分とし、また、後述する任意成分を後述する割合で含有することを許容する意味である。
【００１８】
このようなはんだ合金において、スズの含有割合は、後述する各成分の残余の割合であって、各成分の配合量に応じて、適宜設定される。
【００１９】
銀の含有割合は、はんだ合金の総量に対して、３質量％以上であり、３．５質量％以下、好ましくは、３．４質量％以下、より好ましくは、３．２質量％以下、さらに好ましくは、３．１質量％以下である。
【００２０】
銀の含有割合が上記範囲であれば、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。
【００２１】
一方、銀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、銀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。
【００２２】
銅の含有割合は、はんだ合金の総量に対して、０．４質量％以上、好ましくは、０．５質量％以上であり、１．０質量％以下、好ましくは、０．７質量％以下、より好ましくは、０．６質量％未満である。
【００２３】
銅の含有割合が上記範囲であれば、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。
【００２４】
一方、銅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、銅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。
【００２５】
また、銅の含有割合は、優れた耐熱疲労特性を得る観点から、とりわけ好ましくは、はんだ合金の総量に対して、０．５質量％以上であり、０．６質量％未満である。
【００２６】
すなわち、銅の含有割合が上記範囲であれば、とりわけ優れた耐熱疲労特性を得ることができる。
【００２７】
また、銅の含有割合は、優れた耐衝撃性（具体的には、温度サイクル条件下に曝露した場合の耐衝撃性）を得る観点から、とりわけ好ましくは、はんだ合金の総量に対して、０．６質量％以上であり、０．７質量％以下である。
【００２８】
すなわち、銅の含有割合が上記範囲であれば、とりわけ優れた耐衝撃性を得ることができる。
【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。
【００３２】
アンチモンの含有割合は、はんだ合金の総量に対して、３質量％以上、好ましくは、３．５質量％以上であり、５．５質量％以下、好ましくは、５質量％以下、より好ましくは、４質量％以下である。
【００３３】
アンチモン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。
【００３４】
一方、アンチモン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、アンチモン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。
【００３５】
また、本発明のはんだ合金では、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、７．３質量％以上、好ましくは、８．０質量％以上、より好ましくは、９．０質量％以上であり、１０．３質量％以下、好ましくは、９．８質量％以下である。
【００３６】
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。
【００３７】
一方、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下限を下回る場合には、耐熱疲労特性に劣る。また、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上限を上回る場合にも、耐熱疲労特性に劣る場合がある。
【００３８】
例えば、ビスマスの含有割合および／またはアンチモンの含有割合が、それぞれ、上記の範囲であっても、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７．３質量％以上でない場合には、耐熱疲労特性に劣る。
【００３９】
コバルトの含有割合は、はんだ合金の総量に対して、０．００１質量％以上、好ましくは、０．００５質量％以上、より好ましくは、０．００８質量％を超過し、０．１質量％以下、好ましくは、０．０５質量％以下、より好ましくは、０．０３質量％以下である。
【００４０】
コバルトの含有割合が上記範囲であれば、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。
【００４１】
一方、コバルト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、コバルト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。
【００４２】
また、上記はんだ合金は、任意成分として、さらに、ニッケル（Ｎｉ）およびインジウム（Ｉｎ）からなる群より選択される少なくとも１種の元素を含有することができる。
【００４３】
任意成分としてニッケルを含有する場合、その含有割合は、はんだ合金の総量に対して、例えば、０質量％を超過し、例えば、０．２質量％以下である。
【００４４】
ニッケルの含有割合が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
【００４５】
任意成分としてインジウムを含有する場合、その含有割合は、はんだ合金の総量に対して、例えば、０質量％を超過し、例えば、０．２質量％以下である。
【００４６】
インジウムの含有割合が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
【００４７】
これら任意成分は、単独使用または２種類以上併用することができる。
【００４８】
任意成分として上記の元素が含有される場合、その含有割合（２種類以上併用される場合には、それらの総量）は、はんだ合金の総量に対して、例えば、０質量％を超過し、例えば、０．２質量％以下となるように、調整される。
【００４９】
任意成分の含有割合の総量が上記範囲であれば、本発明の優れた効果を維持することができる。
【００５０】
そして、このようなはんだ合金は、上記した各金属成分を溶融炉において溶融させ、均一化するなど、公知の方法で合金化することにより得ることができる。
【００５１】
なお、はんだ合金の製造に用いられる上記した各金属成分は、本発明の優れた効果を阻害しない範囲において、微量の不純物（不可避不純物）を含有することができる。
【００５２】
不純物としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、金（Ａｕ）などが挙げられる。
【００５３】
そして、このようにして得られるはんだ合金の、ＤＳＣ法（測定条件：昇温速度０．５℃／分）により測定される融点は、例えば、２００℃以上、好ましくは、２１０℃以上であり、例えば、２４０℃未満、好ましくは、２３０℃以下、より好ましくは、２２５℃以下である。
【００５４】
はんだ合金の融点が上記範囲であれば、ソルダペーストに用いた場合に、簡易かつ作業性よく金属接合することができ、また、はんだ付される部材の損傷を抑制できる。
【００５５】
そして、上記のはんだ合金は、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。
【００５６】
そのため、上記の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。
【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。
【００５９】
ソルダペーストにおいて、はんだ合金は、好ましくは、粉末として含有される。
【００６０】
粉末形状としては、特に制限されず、例えば、実質的に完全な球状、例えば、扁平なブロック状、例えば、針状などが挙げられ、また、不定形であってもよい。粉末形状は、ソルダペーストに要求される性能（例えば、チクソトロピー、粘度など）に応じて、適宜設定される。
【００６１】
はんだ合金の粉末の平均粒子径（球状の場合）、または、平均長手方向長さ（球状でない場合）は、レーザ回折法による粒子径・粒度分布測定装置を用いた測定で、例えば、５μｍ以上、好ましくは、１５μｍ以上、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下である。
【００６２】
フラックスとしては、特に制限されず、公知のはんだフラックスを用いることができる。
【００６３】
具体的には、フラックスは、例えば、ベース樹脂（ロジン、アクリル樹脂など）、活性剤（例えば、エチルアミン、プロピルアミンなどアミンのハロゲン化水素酸塩、例えば、乳酸、クエン酸、安息香酸などの有機カルボン酸など）、チクソトロピー剤（硬化ひまし油、蜜ロウ、カルナバワックスなど）などを主成分とし、また、フラックスを液状にして使用する場合には、さらに有機溶剤を含有することができる。
【００６４】
そして、ソルダペーストは、上記したはんだ合金からなる粉末と、上記したフラックスとを、公知の方法で混合することにより得ることができる。
【００６５】
はんだ合金と、フラックスとの配合割合は、はんだ合金はんだ合金：フラックス（質量比）として、例えば、７０：３０〜９５：５である。
【００６６】
そして、上記ソルダペーストは、上記のはんだ合金を含有するので、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。
【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。
【００７２】
なお、上記はんだ合金の使用方法は、上記ソルダペーストに限定されず、例えば、やに入りはんだ接合材の製造に用いることもできる。具体的には、例えば、公知の方法（例えば、押出成形など）により、上記のフラックスをコアとして、上記はんだ合金を線状に成形することにより、やに入りはんだ接合材を得ることもできる。
【００７３】
そして、このようなやに入りはんだ接合材も、ソルダペーストと同様、例えば、電気・電子機器などの電子回路基板のはんだ付（金属接合）において、好適に用いられる。
【実施例】
【００７４】
次に、本発明を、実施例および比較例に基づいて説明するが、本発明は、下記の実施例によって限定されるものではない。なお、「部」および「％」は、特に言及がない限り、質量基準である。また、以下の記載において用いられる配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなどの具体的数値は、上記の「発明を実施するための形態」において記載されている、それらに対応する配合割合（含有割合）、物性値、パラメータなど該当記載の上限値(「以下」、「未満」として定義されている数値）または下限値(「以上」、「超過」として定義されている数値）に代替することができる。【００７５】
実施例１〜４、６〜７、９〜１４、１６〜２２、２３〜２６、２９〜３１、参考例５、８、１５、２３、２７、２８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。【００７７】
実施例１は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、ＳｂおよびＣｏを、表１に示す割合で配合し、残部をＳｎとしたはんだ合金である。【００７８】
実施例２〜４および１６〜１８は、実施例１の処方に対して、Ｃｏの配合割合を増減させた処方の例である。【００７９】
参考例５は、実施例１の処方に対して、ＡｇおよびＣｕの配合割合を増加させた処方の例である。
【００８０】
実施例６は、実施例１の処方に対して、Ａｇの配合割合を増加させた処方の例である。【００８１】
実施例７、参考例８および２７〜２８は、実施例１の処方に対して、Ｃｕの配合割合を増減させた処方の例である。
【００８２】
実施例９〜１３および１９〜２０は、実施例１の処方に対して、Ｂｉおよび／またはＳｂの配合割合を増減させ、また、それらの合計量を調整した処方の例である。【００８３】
実施例１４は、実施例３の処方に対して、ＢｉおよびＳｂの配合割合を増加させ、さらに、Ｎｉを配合した処方の例である。【００８４】
実施例１５は、実施例１４の処方に対して、ＡｇおよびＣｕの配合割合を増加させた処方の例である。
【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。【００８６】
実施例２２は、実施例１の処方に対して、Ｃｏの配合割合を減少させ、さらに、Ｎｉを配合した処方の例である。【００８７】
参考例２３は、実施例２２の処方に対して、ＡｇおよびＣｕの配合割合を増加させた処方の例である。
【００８８】
実施例２５は、実施例１の処方に対して、さらに、Ｉｎを配合した処方の例である。【００８９】
実施例２６は、実施例１の処方に対して、さらに、ＮｉおよびＩｎを配合した処方の例である。【００９０】
実施例２９および３０は、実施例３の処方に対して、Ｓｂの配合割合を増加させ、さらに、Ｎｉを配合した処方の例である。【００９１】
実施例３１は、実施例３の処方に対して、ＢｉおよびＳｂの配合割合を増加させ、さらに、Ｎｉを配合した処方の例である。【００９２】
比較例１〜２は、実施例１の処方に対して、Ａｇの配合割合を増減させ、Ａｇを過剰または不十分とした処方の例である。【００９３】
比較例３〜４は、実施例１の処方に対して、Ｃｕの配合割合を増減させ、Ｃｕを過剰または不十分とした処方の例である。【００９４】
比較例５〜６は、実施例１の処方に対して、Ｂｉの配合割合を増減させ、Ｓｂの配合量は適切な量であり、かつ、ＢｉとＳｂとの合計量は適切な量でありながら、Ｂｉを過剰または不十分とした処方の例である。【００９５】
比較例７〜８は、実施例１の処方に対して、Ｃｏの配合割合を増減させ、Ｃｏを過剰または不十分とした処方の例である。【００９６】
比較例９〜１０は、実施例１の処方に対して、ＢｉまたはＳｂの配合割合を増減させ、Ｂｉの配合量とＳｂの配合量とは、それぞれ適切な量でありながら、それらの合計量を不十分とした処方の例である。【００９７】
比較例１１は、実施例１の処方に対して、Ａｇ、ＣｕおよびＳｂの配合割合を増加させ、Ｎｉを配合し、かつ、Ｃｏを配合しなかった処方の例である。【００９８】
比較例１２〜１３は、比較例１１の処方に対して、Ｃｏを配合し、また、ＢｉおよびＳｂの配合割合を減少させ、Ｓｂの配合量は適切な量でありながら、Ｂｉを不十分とし、かつ、ＢｉおよびＳｂの合計量を不十分とした処方の例である。【００９９】
比較例１４〜１５は、実施例１の処方に対して、Ｓｂの配合割合を減少させ、Ｂｉの配合量は適切な量であり、かつ、ＢｉとＳｂとの合計量は適切な量でありながら、Ｓｂを過剰または不十分とした処方の例である。【０１００】
比較例１６は、実施例１の処方に対して、ＢｉおよびＳｂの配合割合を増加させ、Ｂｉの配合量は適切な量でありながら、Ｓｂを過剰とし、かつ、ＢｉとＳｂとの合計量を過剰とした処方の例である。【０１０１】
比較例１７は、実施例１の処方に対して、ＢｉおよびＳｂの配合割合を増加させ、Ｓｂの配合量は適切な量でありながら、Ｂｉを過剰とし、かつ、ＢｉとＳｂとの合計量を過剰とした処方の例である。【０１０２】
比較例１８は、実施例１の処方に対して、ＢｉおよびＳｂの配合割合を増加させ、ＢｉおよびＳｂを過剰とし、かつ、ＢｉとＳｂとの合計量を過剰とした処方の例である。【０１０３】
・ソルダペーストの調製
得られたはんだ合金を、粒径が２５〜３８μｍとなるように粉末化し、得られたはんだ合金の粉末と、公知のフラックスとを混合して、ソルダペーストを得た。【０１０４】
・ソルダペーストの評価
得られたソルダペーストをチップ部品搭載用の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。実装時のソルダペーストの印刷条件、チップ部品のサイズ等については、後述する各評価に応じて適宜設定した。その結果を、表１に示す。【０１０５】
【表１】
0006053248.tif 000002
【０１０６】
＜評価＞
各実施例、各参考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。【０１０９】
なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記請求の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明のはんだ合金およびソルダペーストは、電気・電子機器などに用いられる電子回路基板において、利用される。
【要約】
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、はんだ合金の総量に対して、銀の含有割合が、３質量％以上３．５質量％以下であり、銅の含有割合が、０．４質量％以上１．０質量％以下であり、ビスマスの含有割合が、３．５質量％以上４．８質量％以下であり、アンチモンの含有割合が、３質量％以上５．５質量％以下であり、コバルトの含有割合が、０．００１質量％以上０．１質量％以下であり、スズの含有割合が、残余の割合であり、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、７．３質量％以上１０．３質量％以下である。