(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストであって、
Ｓｎ：１８質量％以上２４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と、Ｓｎ：８０質量％以上９２質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第２のＡｕ−Ｓｎ粉末と、が混合された混合粉末と、
前記混合粉末と混合されるフラックスと、
を含み、
Ａｕ−Ｓｎ合金の合金成分は、前記第１のＡｕ−Ｓｎ粉末及び前記第２のＡｕ−Ｓｎ粉末のみで調整されており、
前記第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径が０．１〜７μｍの範囲内とされていることを特徴とするＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト。
【請求項２】
前記混合粉末の含有量は、ペースト全体の６０質量％以上９５質量％以下であり、
前記フラックスの含有量は、前記ペースト全体の５質量％以上４０質量％以下であることを特徴とする請求項１記載のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト。
【請求項３】
前記第１のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径は、０．１〜３０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１または２記載のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト。
【請求項４】
Ｓｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだを作製する際に使用するＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの製造方法であって、
Ｓｎ：１８質量％以上２４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と、Ｓｎ：８０質量％以上９２質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第２のＡｕ−Ｓｎ粉末と、を混合して混合粉末を生成する工程と、
前記混合粉末とフラックスとを混合させる工程と、
を含み、
Ａｕ−Ｓｎ合金の合金成分は、前記第１のＡｕ−Ｓｎ粉末及び前記第２のＡｕ−Ｓｎ粉末のみで調整する構成とされ、
前記第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径が０．１〜７μｍの範囲内とされていることを特徴とするＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし３のうち、いずれか1項記載のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを、該Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを構成するＡｕ−Ｓｎ合金の固相線と液相線との間の温度で溶融させることを特徴とするＡｕ−Ｓｎ合金はんだ層の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペースト、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの製造方法、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを用いたＡｕ−Ｓｎ合金はんだ層の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の背景技術には、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだとして、融点が２７８℃とされたＡｕ−２０質量％Ｓｎを含むＡｕ−２０質量％Ｓｎ合金はんだペーストや、融点が２１７℃とされたＡｕ−９０質量％Ｓｎを含むＡｕ−９０質量％Ｓｎ合金はんだペーストが開示されている。
上記はんだペーストのうち、融点の高いＡｕ−２０質量％Ｓｎ合金はんだペーストは、例えば、高温環境下で使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６７７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、高温環境下で使用される電子部品で使用されるＡｕ−Ｓｎ合金はんだとしては、３００℃以上の高い温度環境下で使用可能なものが望まれている。例えば、電気自動車等に用いられる電力制御用のパワー半導体においては、大電流が印加されることから発熱量が多く、さらに、エンジンルーム等の高温環境下で使用されるため、上記のような高い温度環境下で使用可能なはんだが望まれている。
【０００５】
しかしながら、従来の高融点はんだであるＡｕ−２０質量％Ｓｎ合金はんだの融点は、２７８℃であるため、３００℃以上の高い温度環境下で使用することが困難であった。
また、Ａｕ−２０質量％Ｓｎ合金はんだを形成する際に使用するＡｕ−２０質量％Ｓｎ合金はんだペーストは、Ａｕの比率が８０質量％と高いため、コストが増加してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、３００℃以上の高い温度環境下で使用可能で、かつコストを低減することの可能なＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの製造方法、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだ層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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一観点によれば、Ｓｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストであって、Ｓｎ：１８質量％以上２４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と、Ｓｎ：８０質量％以上９２質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第２のＡｕ−Ｓｎ粉末と、が混合された混合粉末と、前記混合粉末と混合されるフラックスと、を含み、Ａｕ−Ｓｎ合金の合金成分は、前記第１のＡｕ−Ｓｎ粉末及び前記第２のＡｕ−Ｓｎ粉末のみで調整されており、前記第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径が０．１〜７μｍの範囲内とされていることを特徴とするＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストが提供される。
【０００８】
本発明によれば、Ｓｎ：１８質量％以上２４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と、Ｓｎ：８０質量％以上９２質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第２のＡｕ−Ｓｎ粉末と、を含むＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストにより形成されるＳｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだの融点を、３００℃よりも高温にすることが可能となる。
これにより、上記Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを用いて形成されるＳｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだを、３００℃以上の高い温度環境下で使用することができる。
【０００９】
また、従来の高融点はんだであるＡｕ−２０質量％Ｓｎ合金はんだのＡｕ比率と比較して、高価なＡｕの比率を４６質量％以上６２質量％以下まで低減させることが可能となる。これにより、Ａｕ−２０質量％Ｓｎ合金はんだペーストと比較して、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストのコストを低減することができる。
【００１０】
上記Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストにおいて、前記混合粉末の含有量は、ペースト全体の６０質量％以上９５質量％以下であり、前記フラックスの含有量は、前記ペースト全体の５質量％以上４０質量％以下であってもよい。
【００１１】
フラックスの含有量（Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの総量を１００質量％としたときのフラックスの含有量）が５質量％よりも少ないと、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの粘度が高くなりすぎるため、印刷法を用いてＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを印刷することが困難となる恐れがある。
一方、フラックスの含有量が４０質量％を超えると、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの印刷時に印刷ダレが発生しやすくなるとともに、リフロー処理する際に第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の凝集不足が発生する恐れがある。
【００１２】
したがって、混合粉末及びフラックスの含有量を上記数値範囲内とすることで、印刷ダレの発生、並びに第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の凝集不足の発生を抑制した上で、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを容易に印刷することができる。
【００１３】
上記Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストにおいて、前記第１のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径は、０．１〜３０μｍの範囲内であってもよい。
【００１４】
第１のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径が０．１μｍよりも小さいと、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを印刷後にリフロー処理する際に、第１のＡｕ−Ｓｎ粉末を溶融させにくくなってしまう恐れがある。
一方、第１のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径が３０μｍよりも大きいと、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの印刷性が悪くなるとともに、フラックスと第１のＡｕ−Ｓｎ粉末とが分離することがある。
【００１５】
したがって、第１のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径を０．１〜３０μｍの範囲内することで、フラックスと第１のＡｕ−Ｓｎ粉末との分離を抑制できるとともに、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの印刷性の低下を抑制でき、さらに、リフロー処理時に第１のＡｕ−Ｓｎ粉末を溶融させやすくすることができる。
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明の他の観点によれば、Ｓｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだを作製する際に使用するＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの製造方法であって、Ｓｎ：１８質量％以上２４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と、Ｓｎ：８０質量％以上９２質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第２のＡｕ−Ｓｎ粉末と、を混合して混合粉末を生成する工程と、前記混合粉末とフラックスとを混合させる工程と、を含み、Ａｕ−Ｓｎ合金の合金成分は、前記第１のＡｕ−Ｓｎ粉末及び前記第２のＡｕ−Ｓｎ粉末のみで調整する構成とされ、前記第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径が０．１〜７μｍの範囲内とされていることを特徴とするＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの製造方法が提供される。
【００１７】
本発明によれば、３００℃以上の高い温度環境下で使用可能なＳｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだを形成できるとともに、Ａｕ−２０質量％Ｓｎ合金はんだ用ペーストと比較して、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストのコストを低減することができる。
【００１８】
また、低融点の第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と第２のＡｕ−Ｓｎ粉末とを混合させることで、Ｓｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだの液相線温度以下で混合粉末及びフラックスよりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだのリフローを行うことができる。
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明のその他の観点によれば、請求項１ないし３のうち、いずれか1項記載のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを、該Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを構成するＡｕ−Ｓｎ合金の固相線と液相線との間の温度で溶融させることを特徴とするＡｕ−Ｓｎ合金はんだ層の製造方法が提供される。
【００２０】
本発明によれば、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを、該Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを構成するＡｕ−Ｓｎ合金の固相線と液相線との間の温度で溶融させることで、はんだ層が３０９℃以上の温度で溶融するため、３００℃以上の高い温度環境下で使用することができる。
また、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを母材とするＳｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだは、従来の高融点はんだであるＡｕ−２０質量％Ｓｎ合金はんだよりも高価なＡｕの含有量が少ないため、コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、３００℃以上の高い温度環境下で使用可能なＡｕ−Ｓｎ合金はんだ層を得ることができ、かつＡｕ−Ｓｎ合金はんだ層のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】Ａｕ−Ｓｎ合金の状態図である。
【図２】実施例３のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを加熱溶融させたときの表面の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。
【００２６】
＜Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペースト＞
本実施の形態のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストは、Ｓｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだを作製する際に使用するＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストであって、Ｓｎ：１８質量％以上２４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と、Ｓｎ：８０質量％以上９２質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第２のＡｕ−Ｓｎ粉末と、が混合された混合粉末と、混合粉末と混合されるフラックスと、を含んだ構成とされている。
【００２７】
上記Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストにおいて、混合粉末の含有量は、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペースト全体の６０質量％以上９５質量％以下であり、フラックスの含有量は、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペースト全体の５質量％以上４０質量％以下とされている。
フラックスとしては、例えば、一般的なフラックス（例えば、ロジン、活性剤、溶剤、増粘剤等を含むフラックス）を用いることができる。フラックスとしては、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの濡れ性の観点から、例えば、弱活性（ＲＭＡ）タイプのフラックスや活性（ＲＡ）タイプのフラックス等を用いるとよい。
また、上記Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストにおいて、第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径は、例えば、０．１〜３０μｍの範囲内とすることができる。
本実施の形態のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストは、印刷工法のみでの使用に限定されない。該Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストは、例えば、ディスペンス工法やピン転写工法に用いてもよい。
【００２８】
＜Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの製造方法＞
次に、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの製造方法を簡単に説明する。
始めに、上述した組成及び平均粒径とされた第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末を準備する。
具体的には、例えば、下記処理を行うことで、上述した組成及び平均粒径とされた第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末を準備する。
【００２９】
第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末は、例えば、ガスアトマイズ法により形成することができる。この場合、第１のＡｕ−Ｓｎ粉末は、例えば、所定の組成（Ｓｎ：１８質量％以上２４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物の範囲内の所定の組成）とされたＡｕ−Ｓｎ合金を溶融して得られる溶湯を所定の温度（例えば、４５０〜１０００℃）に保持し、該溶湯を撹拌（例えば、機械攪拌）しながら、或いは攪拌後に、該溶湯を加圧（例えば、圧力が３００〜８００ｋＰａ）しながら、小径ノズル（直径１〜２ｍｍ）から不活性ガスを用いて噴霧することで形成する。
上記噴霧の条件としては、例えば、噴霧圧力を５０００〜８０００ｋＰａ、ノズルギャップを０．３以下とすることができる。
【００３０】
第２のＡｕ−Ｓｎ粉末は、所定の組成（Ｓｎ：８０質量％以上９２質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物の範囲内の所定の組成）とされたＡｕ−Ｓｎ合金を用いること以外は、第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と同様な手法により形成することができる。
次いで、周知の手法により、上記第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末を分級することで、上記平均粒径とされた第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末を取得する。このときの分級方法としては、例えば、風力分級法を用いることができる。
【００３１】
次いで、第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と、第２のＡｕ−Ｓｎ粉末と、を混合して混合粉末を生成する。このときの混合方法としては、例えば、ペイントシェーカー法、ボールミル法、サンドミル法等の方法を用いることができる。
次いで、混合粉末とフラックスとを混合させることで、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストが製造される。このときの混合方法としては、例えば、遊星撹拌により行うことができる。
【００３２】
＜Ａｕ−Ｓｎ合金はんだ層＞
図１は、Ａｕ−Ｓｎ合金の状態図である。
Ａｕ−Ｓｎ合金はんだ層は、印刷法により、上述したＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを印刷後、該Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを構成するＡｕ−Ｓｎ合金の固相線と液相線との間の温度でリフローさせることで得られるＳｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだ層である。
【００３３】
図１を参照するに、Ａｕ−Ｓｎ合金に含まれるＳｎが３８質量％よりも少なく、かつ２０質量％よりも多いと、固相線の温度が２７８℃となり、Ａｕ−Ｓｎ合金に含まれるＳｎが５４質量％よりも多く、かつ７０質量％よりも少ないと、固相線の温度が２５８℃となる。そして、Ａｕ−Ｓｎ合金に含まれるＳｎが３８質量％以上５４質量％以下になると、固相線の温度は、２７８℃よりも高い３０９℃となる。
つまり、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだ層の組成をＳｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物とすることで、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだ層が溶融する固相線の温度を３００℃以上にすることができる。
【００３４】
上記Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストにおいて、フラックスの含有量（Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの総量を１００質量％としたときのフラックスの比率）が５質量％よりも少ないと、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの粘度が高くなりすぎるため、印刷法を用いてＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを印刷することが困難となる恐れがある。
一方、フラックスの含有量が４０質量％を超えると、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの印刷時に印刷ダレが発生しやすくなるとともに、リフロー処理する際に第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の凝集不足が発生する恐れがある。
【００３５】
したがって、混合粉末及びフラックスの含有量を上記範囲内とすることで、印刷ダレの発生、並びに第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の凝集不足の発生を抑制した上で、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを容易に印刷することができる。
【００３６】
上記Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストにおいて、第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径が０．１μｍよりも小さいと、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを印刷後にリフロー（溶融）処理する際に、第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末を溶融させにくくなってしまう恐れがある。
一方、第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径が３０μｍよりも大きいと、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの印刷性が悪くなるとともに、フラックスと第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末とが分離してしまう恐れがある。
【００３７】
したがって、第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径を０．１〜３０μｍの範囲内することで、フラックスと第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末との分離を抑制できるとともに、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの印刷性の低下を抑制でき、さらに、リフロー処理時に第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末を溶融させやすくすることができる。
【００３８】
本実施の形態のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの製造方法、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだ層の製造方法、及びＡｕ−Ｓｎ合金はんだ層によれば、Ｓｎ：１８質量％以上２４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と、Ｓｎ：８０質量％以上９２質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第２のＡｕ−Ｓｎ粉末と、を含むＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストにより形成されるＳｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだの融点を、３００℃よりも高い３０９℃（Ｓｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金の固相線の温度）にすることが可能となる。
これにより、上記Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを用いて形成されるＳｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだを、３００℃以上の高い温度環境下で使用することができる。
【００３９】
また、従来の高融点はんだであるＡｕ−２０質量％Ｓｎ合金はんだのＡｕ比率と比較して、高価なＡｕの比率を４６質量％以上６２質量％以下まで低減させることが可能となる。これにより、Ａｕ−２０質量％Ｓｎ合金はんだペーストと比較して、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストのコストを低減することができる。
【００４０】
また、低融点の第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と第２のＡｕ−Ｓｎ粉末とを混合させることで、Ｓｎ：３８質量％以上５４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだの液相線温度以下で混合粉末及びフラックスよりなるＡｕ−Ｓｎ合金はんだのリフロー処理を行うことができる。
上記リフロー処理としては、例えば、通常の不活性ガス雰囲気下で行うリフロー処理を用いることができる。リフロー温度が高すぎると、フラックスの洗浄性に影響を及ぼす恐れがある。このため、リフロー温度は、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだの液相線温度以下にすることが好ましい。
上記リフロー処理として、例えば、真空雰囲気下で行うリフロー処理を用いてもよい。この場合、フラックスの洗浄性が悪化しにくいため、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだの液相線温度よりも２０℃〜３０℃程度高い温度で、リフロー処理を行ってもよい。
【００４１】
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４２】
以下、実施例について説明するが、本発明は、下記実施例に限定されない。
【００４３】
＜Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの作製＞
表１に示す条件で、上述した手法により、実施例１〜１６のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストＰ１〜Ｐ１６を作製した。
【００４４】
【表１】
0006511773.tif 000002
【００４５】
具体的には、下記方法を用いて、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストＰ１〜Ｐ１６を作製した。
始めに、周知の手法により、第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と、第２のＡｕ−Ｓｎ粉末と、を混合させて、混合粉末を生成した。
次いで、周知の手法により、上記混合粉末とＲＡタイプのフラックスとを混合させることで、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストＰ１〜Ｐ１６を作製した。
【００４６】
＜印刷性の評価試験＞
始めに、電解めっき法により、コバール製板（長さ３０ｍｍ×幅２０ｍｍ）の表面に、厚さ５μｍのＮｉめっき層と、厚さ０．１μｍのＡｕめっき層と、を順次形成することで、評価用基板を作製した。
次いで、パッケージサイズ１６１０（長さ１．６ｍｍ×幅１．０ｍｍ）のＡｕ−Ｓｎ合金はんだ枠を形成するため、幅６０μｍとされた枠状貫通溝が１００個設けられ、かつ厚さが１５μｍとされた印刷用ステンシルマスクを準備した。
【００４７】
次いで、評価用基板上に、印刷用ステンシルマスクを用いてＡｕ−Ｓｎ合金ペーストを印刷した。次いで、評価用基板から印刷用ステンシルマスクを除去した。
その後、光学顕微鏡を用いて、評価用基板に形成された１００個の枠状とされたＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト（以下、「枠状はんだペースト」という）を観察し、印刷用ステンシルマスクの枠状貫通溝と同じ形状とされた枠状はんだペーストの数が９０個以上の場合を○と判定し、８０個以上９０個未満の場合を△と判定した。
なお、枠状貫通溝と同じ形状とされた枠状はんだペーストとは、枠状はんだペーストが途切れていなくて、かつ枠状はんだペーストに欠けが無い枠状はんだペーストのことをいう。
【００４８】
＜溶融性の評価試験＞
印刷性の評価試験に使用した評価用基板（具体的には、印刷用ステンシルマスクが除去され、かつ１００個の枠状はんだペーストが形成された評価用基板）を用いて、下記手法により行った。
始めに、窒素雰囲気下において、１００個の枠状はんだペーストが形成された評価用基板を加熱することで、枠状はんだペーストをリフロー処理させた。このとき、ピーク温度を３２０℃とし、リフロー処理時間を３分とした。
【００４９】
その後、上述した光学顕微鏡を用いて、リフロー処理された１００個の枠状はんだペーストを観察し、溶け残りのある枠状はんだペーストの数が２個以下の場合には、○と判定し、溶け残りのある枠状はんだペーストの数が３個以上５個以下の場合には、△と判定した。このとき、未凝集粉がある場合を溶け残りがあると判定した。
【００５０】
＜評価試験結果のまとめ＞
表１を参照するに、評価結果から、印刷性及び溶融性の両方を良い結果にするためには、Ｓｎ：１８質量％以上２４質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第１のＡｕ−Ｓｎ粉末と、Ｓｎ：８０質量％以上９２質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物よりなる第２のＡｕ−Ｓｎ粉末と、を用い、かつＡｕ−Ｓｎ合金はんだの組成（言い換えれば、全体の組成）をＳｎ：４０質量％以上５３質量％以下、残部がＡｕ及び不可避不純物にするとよいことが確認できた。
【００５１】
また、実施例１〜１６の評価結果から、粉末混合比は、第１のＡｕ−Ｓｎ粉末：第２のＡｕ−Ｓｎ粉末＝５５〜７０：３０〜４５とすることで、印刷性及び溶融性の両方の結果が良好な結果（具体的には、○）になることが確認できた。
【００５２】
実施例７，１３の平均粒径及び溶融性の評価結果から、第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径が０．１μｍよりも小さい（実施例７では０．０５μｍ、実施例１３では０．０３μｍ）と、溶融性が悪くなることが確認できた。
一方、実施例９，１４の平均粒径及び溶融性評価の結果から、第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径が３０μｍよりも大きい（実施例１４では３２μｍ）と、印刷性が悪くなることが確認できた。
以上の結果から、第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の平均粒径は、０．１μｍ以上３０μｍ以下の範囲内が好ましく、この範囲内とすることで、印刷性及び溶融性の低下を抑制可能なことが確認できた。
【００５３】
実施例３，１０，１５のフラックスの比率（含有量）及び印刷性の評価結果から、フックスの比率が５質量％（実施例１５では３質量％）よりも少なくなると、印刷性が悪くなることが確認できた。
一方、実施例１１，１２，１６のフラックスの比率及び印刷性の評価結果から、フックスの比率が４０質量％（実施例１２では４５質量％、実施例１６では４８質量％）よりも多くなると、印刷性が悪くなることが確認できた。
以上の結果から、フラックスの比率（含有量）は、５質量％以上４０質量％以下の範囲内が好ましく、この範囲内とすることで、印刷性の低下を抑制できることが確認できた。
【００５４】
＜実施例３のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト溶融状態の観察＞
ここでは、印刷用ステンシルマスクが除去され、かつ１００個の枠状はんだペーストが形成された実施例３の評価用基板を、室温（加熱無し）から４７３℃まで加熱していくときの第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末の溶融状態について観察した。
このとき、上述した光学顕微鏡を用いて観察した。また、枠状はんだペーストの温度が、室温、２１８℃（Ａｕ−９０質量％Ｓｎ合金はんだの融点２１７℃に近い温度）、２７８℃（Ａｕ−２２質量％Ｓｎ合金はんだの融点）、３４０℃、４３７℃のときに、実施例３のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストＰ３の表面を撮像した。この結果を図２に示す。
図２は、実施例３のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを加熱溶融させたときの表面の写真である。
【００５５】
図２に示す室温（２５℃）の写真を参照するに、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストＰ３（Ａｕ−５３質量％Ｓｎ合金はんだを形成するためのペースト）に含まれる第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末は、均一に分散されていることが分かった。
なお、図２の室温の写真において、白く光沢があるのが第１及び第２のＡｕ−Ｓｎ粉末であり、それ以外の部分がフラックスである。
【００５６】
温度が２１８℃のときの写真を参照するに、室温のときの写真と比較して、粉末の割合がさらに少なくなっていることが確認できた。
これは、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストＰ３の温度が２１８℃となることで、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストＰ３に含まれるＡｕ−９０質量％Ｓｎ粉末（第２のＡｕ−Ｓｎ粉末）の溶融が開始されたためであると推測される。
【００５７】
温度が２７８℃のときの写真を参照するに、２１８℃のときの写真と比較して、白い粒の割合がさらに少なくなると共に、多くの白い粒が溶融していることが確認できた。
これは、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストＰ３の温度が２７８℃となることで、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストＰ３に含まれるＡｕ−２２質量％Ｓｎ粉末（第１のＡｕ−Ｓｎ粉末）の溶融が開始されたためであると推測される。
【００５８】
Ａｕ−５３質量％Ｓｎ合金はんだの固相線の温度３０９℃と液相線の温度３６０℃
との間の温度である３４０℃のときの写真を参照するに、２７８℃のときの写真と比較して、固体部分が少なくなり、融液が急激に増加していることが分かった。
【００５９】
Ａｕ−５３質量％Ｓｎ合金はんだの液相線の温度３６０℃よりも高い４３７℃のときの写真を参照するに、完全にＡｕ−９０質量％Ｓｎ粉末及びＡｕ−２２質量％Ｓｎ粉末が溶融していることが確認できた。
上記図２に示す複数の写真から、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストＰ３は、Ａｕ−５３質量％Ｓｎ合金はんだの液相線の温度３６０℃よりも低い温度で融液が急激に増加する（液状化する）ことが確認できた。
【図１】
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【図２】
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