(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ロジン系樹脂と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）溶剤とを含有するフラックス組成物であって、
前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）重合脂肪酸、（Ｂ２）芳香族カルボン酸および（Ｂ３）脂肪族ジカルボン酸を含有し、
前記（Ｃ）成分が、（Ｃ１）温度２０℃における水への溶解度が２ｇ／１００ｇ以下である溶剤を含有し、
前記（Ｂ１）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上８質量％以下であり、
前記（Ｂ２）成分の配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上８質量％以下であり、
前記（Ｂ３）成分の配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であり、
前記（Ｃ１）成分の配合量が、前記（Ｃ）成分１００質量％に対して、７５質量％以上であり、
イミダゾール系化合物を含有しない
ことを特徴とするフラックス組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のフラックス組成物において、
前記（Ｃ）成分が、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル、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ベンジルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、および１，３−オクチレングリコールからなる群から選択される少なくとも１つの溶剤である
ことを特徴とするフラックス組成物。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のフラックス組成物と、はんだ粉末とを含有することを特徴とするはんだ組成物。
【請求項４】
請求項３に記載のはんだ組成物において、
電子部品の下面に電極端子を有する下面電極部品を電子基板に実装する際に用いる
ことを特徴とするはんだ組成物。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のはんだ組成物を用いて、電子部品を電子基板に実装することを特徴とする電子基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラックス組成物、はんだ組成物、および電子基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
はんだ組成物は、はんだ粉末にフラックス組成物（ロジン系樹脂、活性剤および溶剤など）を混練してペースト状にした混合物である。このはんだ組成物においては、はんだ溶融性やはんだが濡れ広がりやすいという性質（はんだ濡れ広がり）などのはんだ付け性が要求されている。これらの問題を解決するために、フラックス組成物中の活性剤などの検討がされ、活性剤としてイミダゾール系化合物などを用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
一方で、電子機器の小型化および薄型化に伴い、電子部品の下面に電極端子を有する下面電極部品（例えば、ＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ））が用いられている。この下面電極部品を実装する際には、はんだ付けされる電極端子が下面電極部品と配線基板との間に密閉されることになる。そのため、ＱＦＰ（クワッドフラットパッケージ）などの電子部品を実装する際には、リフロー時に揮発していた成分が、フラックス残さ内に残存してしまう。このリフロー時に揮発していた成分がフラックス残さ内に残存する場合には、絶縁信頼性試験にてマイグレーションが発生しやすくなり、絶縁信頼性が低下する傾向にある。
そこで、下面電極部品のはんだ付けに用いるはんだ組成物においては、上記のような場合でも、十分な絶縁信頼性を有することが要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／１１８０７４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、はんだ組成物としたときに、はんだ付け性に優れ、かつ下面電極部品のはんだ付けに用いた場合にも十分な絶縁信頼性を有するフラックス組成物、およびこれを用いたはんだ組成物、並びに、このはんだ組成物を用いた電子基板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】
【０００６】
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなフラックス組成物、はんだ組成物、および電子基板の製造方法を提供するものである。
本発明のフラックス組成物は、（Ａ）ロジン系樹脂と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）溶剤とを含有するフラックス組成物であって、前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）重合脂肪酸、（Ｂ２）芳香族カルボン酸および（Ｂ３）脂肪族ジカルボン酸を含有し、前記（Ｃ）成分が、（Ｃ１）温度２０℃における水への溶解度が２ｇ／１００ｇ以下である溶剤を含有し、前記（Ｂ１）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上８質量％以下であり、前記（Ｂ２）成分の配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上８質量％以下であり、前記（Ｂ３）成分の配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であり、前記（Ｃ１）成分の配合量が、前記（Ｃ）成分１００質量％に対して、７５質量％以上であり、イミダゾール系化合物を含有しないことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明のフラックス組成物においては、前記（Ｃ）成分が、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル、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ベンジルエーテル、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、および１，３−オクチレングリコールからなる群から選択される少なくとも１つの溶剤であることが好ましい。
【０００８】
本発明のはんだ組成物は、前記フラックス組成物と、はんだ粉末とを含有することを特徴とするものである。
本発明のはんだ組成物においては、電子部品の下面に電極端子を有する下面電極部品を電子基板に実装する際に用いることが好ましい。
本発明の電子基板の製造方法は、前記はんだ組成物を用いて、電子部品を電子基板に実装することを特徴とする方法である。
【０００９】
本発明のフラックス組成物によって、はんだ組成物としたときに、はんだ付け性に優れ、かつ下面電極部品のはんだ付けに用いた場合にも十分な絶縁信頼性を有する理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
すなわち、イオンマイグレーションの発生するメカニズムは、次の通りであると本発明者らは推察する。イオンマイグレーションは、電極金属が陽極から溶出し、陰極に移動して析出することで生じる。そして、溶出した金属は、酸化、還元を繰り返しながら、金属イオン、金属の水酸化物および酸化物を経て、金属として析出する。
具体的には、まず、陽極において、下記のような化学反応が起こり、ＣｕＯがフラックス残さ中に移動し、コロイド状に分散する。
（陽極での化学反応）
Ｃｕ  →  Ｃｕ２＋  ＋  ２ｅ−（溶出）
Ｈ２Ｏ  →  Ｈ＋  ＋  ＯＨ−
Ｃｕ２＋  ＋  ２ＯＨ−  →  Ｃｕ（ＯＨ）２
Ｃｕ（ＯＨ）２  →  ＣｕＯ  ＋  Ｈ２Ｏ
次に、フラックス残さにおいては、下記のような化学反応が起こり、Ｃｕ２＋が陰極に移動する。
（フラックス残さでの化学反応）
ＣｕＯ  ＋  Ｈ２Ｏ  ＝  Ｃｕ（ＯＨ）２  ＝  Ｃｕ２＋  ＋  ２ＯＨ−
そして、陰極においては、下記のような化学反応が起こり、Ｃｕが析出する。
（陰極での化学反応）
２Ｈ＋  ＋  ２ｅ−  →  Ｈ２
Ｃｕ２＋  ＋  ２ｅ−  →  Ｃｕ（析出）
【００１０】
本発明のフラックス組成物においては、（Ｃ）溶剤中の所定量以上が、（Ｃ１）温度２０℃における水への溶解度が２ｇ／１００ｇ以下である溶剤である。そのため、リフロー時に揮発していた成分である（Ｃ）成分が、仮にフラックス残さ内に残存しても、フラックス残さ内に水分をほとんど吸着しない。上記のメカニズムにおけるフラックス残さでの化学反応で、Ｈ２Ｏが少なくなり、ＣｕＯからＣｕ（ＯＨ）２への反応を抑制できる。
また、本発明者らは、鋭意研究の結果、従来、活性剤として用いられていたイミダゾール系化合物や、ピリジンなどの含窒素複素環化合物がイオンマイグレーションの発生原因となることを見出した。そして、（Ｂ１）重合脂肪酸、（Ｂ２）芳香族カルボン酸および（Ｂ３）脂肪族ジカルボン酸を組み合わせた活性剤組成であれば、イミダゾール系化合物を用いずとも、はんだ付け性を確保できる。また、このような活性剤組成は、イオンマイグレーションへの影響が少ない。以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者らは推察する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、はんだ組成物としたときに、はんだ付け性に優れ、かつ下面電極部品のはんだ付けに用いた場合にも十分な絶縁信頼性を有するフラックス組成物、およびこれを用いたはんだ組成物、並びに、このはんだ組成物を用いた電子基板の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［フラックス組成物］
まず、本発明のフラックス組成物について説明する。本発明のフラックス組成物は、はんだ組成物におけるはんだ粉末以外の成分であり、（Ａ）ロジン系樹脂、（Ｂ）活性剤、および（Ｃ）溶剤を含有するものである。
【００１３】
［（Ａ）成分］
本発明に用いる（Ａ）ロジン系樹脂としては、ロジン類およびロジン系変性樹脂が挙げられる。ロジン類としては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、水素添加ロジンおよびこれらの誘導体などが挙げられる。ロジン系変性樹脂としては、ディールス・アルダー反応の反応成分となり得る前記ロジン類の不飽和有機酸変性樹脂（（メタ）アクリル酸などの脂肪族の不飽和一塩基酸、フマル酸、マレイン酸などのα，β−不飽和カルボン酸などの脂肪族不飽和二塩基酸、桂皮酸などの芳香族環を有する不飽和カルボン酸などの変性樹脂）およびアビエチン酸の変性樹脂、並びに、これらの変性物を主成分とするものなどが挙げられる。これらのロジン系樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００１４】
前記（Ａ）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、３０質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、３５質量％以上６５質量％以下であることがより好ましい。（Ａ）成分の配合量が前記下限未満では、はんだ付ランドの銅箔面の酸化を防止してその表面に溶融はんだを濡れやすくする、いわゆるはんだ付性が低下し、はんだボールが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス残さ量が多くなる傾向にある。
【００１５】
［（Ｂ）成分］
本発明に用いる（Ｂ）活性剤は、以下説明する（Ｂ１）重合脂肪酸、（Ｂ２）芳香族カルボン酸および（Ｂ３）脂肪族ジカルボン酸を含有することが必要である。
本発明に用いる（Ｂ１）重合脂肪酸としては、不飽和脂肪酸の重合によって生成される脂肪酸が挙げられる。（Ｂ１）成分により、はんだ粉末の再酸化を防止できる傾向があるために、他の活性剤の作用を相乗的に高めることができる。
この不飽和脂肪酸の炭素数は、特に限定されないが、８以上２２以下であることが好ましく、１２以上１８以下であることがより好ましく、１８であることが特に好ましい。また、この重合脂肪酸としては、特に限定されないが、二塩基酸または三塩基酸を主成分とするものが好ましい。具体的には、ダイマー酸（炭素数３６）、トリマー酸（炭素数５４）などが挙げられる。
前記（Ｂ１）成分の配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上８質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。配合量が前記下限未満では、はんだ付け性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス残さが緑色となる傾向にある。
【００１６】
本発明に用いる（Ｂ２）芳香族カルボン酸は、芳香族モノカルボン酸および芳香族ジカルボン酸が挙げられる。これらの中でも、芳香族モノカルボン酸が好ましい。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
芳香族モノカルボン酸としては、安息香酸、ナフトエ酸、ヒドロキシ安息香酸、およびヒドロキシナフトエ酸などが挙げられる。
芳香族ジカルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、およびテレフタル酸などが挙げられる。
前記（Ｂ２）成分の配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上８質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。配合量が前記下限未満では、はんだ付け性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、絶縁信頼性が低下する傾向にある。
【００１７】
本発明に用いる（Ｂ３）脂肪族ジカルボン酸は、アルキレン基を有する二塩基酸である。この脂肪族ジカルボン酸の炭素数は、特に限定されないが、３以上２２以下であることが好ましく、５以上２０以下であることがより好ましい。この脂肪族ジカルボン酸としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、およびエイコサン二酸などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
前記（Ｂ３）成分の配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上８質量％以下であることがより好ましい。配合量が前記下限未満では、はんだ付け性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、絶縁信頼性が低下する傾向にある。
【００１８】
前記（Ｂ）成分においては、前記（Ｂ１）成分〜前記（Ｂ３）成分以外のその他の有機酸（以下（Ｂ４）成分という）をさらに含有してもよい。
（Ｂ４）成分としては、（Ｂ２）成分以外のモノカルボン酸、その他の有機酸が挙げられる。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、バレリック酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、およびリグノセリン酸などが挙げられる。
その他の有機酸としては、グリコール酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、アニス酸、クエン酸、およびピコリン酸などが挙げられる。
これらの（Ｂ４）成分は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。なお、これらの（Ｂ４）成分の中でも、はんだボールの抑制および濡れ性の確保の観点から、ピコリン酸を用いることが好ましい。
前記（Ｂ４）成分の配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上８質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。
【００１９】
前記（Ｂ）成分においては、（Ｂ５）非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤をさらに含有してもよい。この（Ｂ５）成分は、前記（Ｂ１）成分〜前記（Ｂ４）成分の活性作用にほとんど影響を与えずに、（Ｂ５）成分としての活性作用を付与できる。
【００２０】
前記（Ｂ５）成分としては、ハロゲン原子が共有結合により結合した非塩系の有機化合物が挙げられる。このハロゲン化化合物としては、塩素化物、臭素化物、フッ化物のように塩素、臭素、フッ素の各単独元素の共有結合による化合物でもよいが、塩素、臭素およびフッ素の任意の２つまたは全部のそれぞれの共有結合を有する化合物でもよい。これらの化合物は、水性溶媒に対する溶解性を向上させるために、例えばハロゲン化アルコールやハロゲン化カルボキシル化合物のように水酸基やカルボキシル基などの極性基を有することが好ましい。ハロゲン化アルコールとしては、例えば２，３−ジブロモプロパノール、２，３−ジブロモブタンジオール、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、トリブロモネオペンチルアルコールなどの臭素化アルコール、１，３−ジクロロ−２−プロパノール、１，４−ジクロロ−２−ブタノールなどの塩素化アルコール、３−フルオロカテコールなどのフッ素化アルコール、その他これらに類する化合物が挙げられる。ハロゲン化カルボキシル化合物としては、２−ヨード安息香酸、３−ヨード安息香酸、２−ヨードプロピオン酸、５−ヨードサリチル酸、５−ヨードアントラニル酸などのヨウ化カルボキシル化合物、２−クロロ安息香酸、３−クロロプロピオン酸などの塩化カルボキシル化合物、２，３−ジブロモプロピオン酸、２，３−ジブロモコハク酸、２−ブロモ安息香酸などの臭素化カルボキシル化合物、その他これらに類する化合物が挙げられる。これらの活性剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２１】
前記（Ｂ５）成分の配合量としては、フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上３質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ５）成分の配合量が前記下限未満では、はんだ濡れ広がりが低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス組成物の絶縁性が低下する傾向にある。
【００２２】
前記（Ｂ）成分の合計配合量としては、フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、３質量％以上１５質量％以下であることがより好ましく、５質量％以上１２質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ）成分の配合量が前記下限未満では、はんだボールが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、フラックス組成物の絶縁性が低下する傾向にある。
【００２３】
［（Ｃ）成分］
本発明に用いる（Ｃ）溶剤は、（Ｃ１）温度２０℃における水への溶解度が２ｇ／１００ｇ以下である溶剤を含有することが必要である。この（Ｃ１）成分であれば、フラックス残さ内に残存したとしても、フラックス残さへの水分の吸着を十分に抑制できる。また、このような観点から、（Ｃ１）成分の温度２０℃における水への溶解度は、１．５ｇ／１００ｇ以下であることが好ましく、１ｇ／１００ｇ以下であることがより好ましく、０．５ｇ／１００ｇ以下であることが特に好ましい。
前記（Ｃ）成分としては、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（１．７）、エチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル（０．２）、ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル（０．３）、エチレングリコールモノベンジルエーテル（０．４）、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル（０．４）、プロピレングリコールモノフェニルエーテル（０．２）、ジエチレングリコールジブチルエーテル（０．３）、および１，３−オクチレングリコール（０．６）などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。なお、括弧内の数値は、上記の溶剤の温度２０℃における水への溶解度（単位：ｇ／１００ｇ）である。
【００２４】
前記（Ｃ１）成分の配合量は、前記（Ｃ）成分１００質量％に対して、７５質量％以上であることが必要である。（Ｃ）成分中の（Ｃ１）成分の配合量がこのような範囲であれば、フラックス残さへの水分の吸着を十分に抑制できる。また、このような観点から、前記（Ｃ１）成分の配合量は、８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９９質量％以上であることが更により好ましく、１００質量％であることが特に好ましい。
【００２５】
前記（Ｃ）成分においては、本発明の効果を阻害しない範囲において、前記（Ｃ１）成分以外の溶剤（以下（Ｃ２）成分という）を含有してもよい。
このような溶剤としては、例えば、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、１,５−ペンタンジオール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（ＭＴＥＭ）が挙げられる。これらの溶剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２６】
前記（Ｃ）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、２０質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましい。溶剤の配合量が前記範囲内であれば、得られるはんだ組成物の粘度を適正な範囲に適宜調整できる。
【００２７】
［（Ｄ）成分］
本発明のフラックス組成物においては、印刷性などの観点から、さらに（Ｄ）チクソ剤を含有していてもよい。ここで用いる（Ｄ）チクソ剤としては、硬化ひまし油、アミド類、カオリン、コロイダルシリカ、有機ベントナイト、ガラスフリットなどが挙げられる。これらのチクソ剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２８】
前記（Ｄ）成分を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。配合量が前記下限未満では、チクソ性が得られず、ダレが生じやすくなる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、チクソ性が高すぎて、印刷不良となりやすい傾向にある。
【００２９】
［他の成分］
本発明に用いるフラックス組成物には、前記（Ａ）成分、前記（Ｂ）成分、前記（Ｃ）成分および前記（Ｄ）成分の他に、必要に応じて、その他の添加剤、更には、その他の樹脂を加えることができる。その他の添加剤としては、消泡剤、酸化防止剤、改質剤、つや消し剤、発泡剤などが挙げられる。その他の樹脂としては、アクリル系樹脂などが挙げられる。
【００３０】
［はんだ組成物］
次に、本発明のはんだ組成物について説明する。本発明のはんだ組成物は、前記本発明のフラックス組成物と、以下説明する（Ｅ）はんだ粉末とを含有するものである。
前記フラックス組成物の配合量は、はんだ組成物１００質量％に対して、５質量％以上３５質量％以下であることが好ましく、７質量％以上１５質量％以下であることがより好ましく、８質量％以上１２質量％以下であることが特に好ましい。フラックス組成物の配合量が５質量％未満の場合（はんだ粉末の配合量が９５質量％を超える場合）には、バインダーとしてのフラックス組成物が足りないため、フラックス組成物とはんだ粉末とを混合しにくくなる傾向にあり、他方、フラックス組成物の配合量が３５質量％を超える場合（はんだ粉末の配合量が６５質量％未満の場合）には、得られるはんだ組成物を用いた場合に、十分なはんだ接合を形成できにくくなる傾向にある。
【００３１】
［（Ｅ）成分］
本発明に用いる（Ｅ）はんだ粉末は、鉛フリーはんだ粉末のみからなることが好ましいが、有鉛のはんだ粉末であってもよい。このはんだ粉末におけるはんだ合金としては、スズ（Ｓｎ）を主成分とする合金が好ましい。また、この合金の第二元素としては、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、インジウム（Ｉｎ）およびアンチモン（Ｓｂ）などが挙げられる。さらに、この合金には、必要に応じて他の元素（第三元素以降）を添加してもよい。他の元素としては、銅、銀、ビスマス、インジウム、アンチモン、およびアルミニウム（Ａｌ）などが挙げられる。
ここで、鉛フリーはんだ粉末とは、鉛を添加しないはんだ金属または合金の粉末のことをいう。ただし、鉛フリーはんだ粉末中に、不可避的不純物として鉛が存在することは許容されるが、この場合に、鉛の量は、１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
鉛フリーのはんだ粉末としては、具体的には、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ａｇなどが挙げられる。これらの中でも、はんだ接合の強度の観点から、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ合金が好ましく用いられている。そして、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだの融点は、通常２００℃以上２５０℃以下である。なお、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだの中でも、銀含有量が低い系のはんだの融点は、２１０℃以上２５０℃以下である。
【００３３】
前記（Ｅ）成分の平均粒子径は、通常１μｍ以上４０μｍ以下であるが、はんだ付けパッドのピッチが狭い電子基板にも対応するという観点から、１μｍ以上３５μｍ以下であることがより好ましく、２μｍ以上３５μｍ以下であることがさらにより好ましく、３μｍ以上３０μｍ以下であることが特に好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。
【００３４】
［はんだ組成物の製造方法］
本発明のはんだ組成物は、上記説明したフラックス組成物と上記説明した（Ｅ）はんだ粉末とを上記所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。
【００３５】
［電子基板］
次に、本発明の電子基板について説明する。本発明の電子基板は、以上説明したはんだ組成物を用いて電子部品を電子基板（プリント配線基板など）に実装したことを特徴とするものである。
ここで用いる塗布装置としては、スクリーン印刷機、メタルマスク印刷機、ディスペンサー、ジェットディスペンサーなどが挙げられる。
また、前記塗布装置にて塗布したはんだ組成物上に電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱して、前記電子部品をプリント配線基板に実装するリフロー工程により、電子部品を電子基板に実装できる。
【００３６】
リフロー工程においては、前記はんだ組成物上に前記電子部品を配置し、リフロー炉により所定条件にて加熱する。このリフロー工程により、電子部品およびプリント配線基板の間に十分なはんだ接合を行うことができる。その結果、前記電子部品を前記プリント配線基板に実装することができる。
リフロー条件は、はんだの融点に応じて適宜設定すればよい。例えば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ合金を用いる場合には、プリヒートを温度１５０〜２００℃で６０〜１２０秒行い、ピーク温度を２３０〜２７０℃に設定すればよい。
【００３７】
また、本発明のはんだ組成物および電子基板は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
例えば、前記電子基板では、リフロー工程により、プリント配線基板と電子部品とを接着しているが、これに限定されない。例えば、リフロー工程に代えて、レーザー光を用いてはんだ組成物を加熱する工程（レーザー加熱工程）により、プリント配線基板と電子部品とを接着してもよい。この場合、レーザー光源としては、特に限定されず、金属の吸収帯に合わせた波長に応じて適宜採用できる。レーザー光源としては、例えば、固体レーザー（ルビー、ガラス、ＹＡＧなど）、半導体レーザー（ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰなど）、液体レーザー（色素など）、気体レーザー（Ｈｅ−Ｎｅ、Ａｒ、ＣＯ２、エキシマーなど）が挙げられる。
【実施例】
【００３８】
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
（（Ａ）成分）
ロジン系樹脂Ａ：水添酸変性ロジン、商品名「パインクリスタルＫＥ−６０４」、荒川化学工業社製
ロジン系樹脂Ｂ：完全水添ロジン、商品名「フォーラルＡＸ」、イーストマンケミカル社製
（（Ｂ１）成分）
活性剤Ａ：ダイマー酸、商品名「ＵＮＩＤＹＭＥ１４」、アリゾナケミカル社製
（（Ｂ２）成分）
活性剤Ｂ：３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、東京化成工業社製
（（Ｂ３）成分）
活性剤Ｃ：アゼライン酸、キシダ化学社製
（（Ｂ４）成分）
活性剤Ｄ：ピコリン酸
（（Ｃ１）成分）
溶剤Ａ：ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（温度２０℃における水への溶解度は１．７ｇ／１００ｇ）
溶剤Ｂ：ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル（温度２０℃における水への溶解度は０．３ｇ／１００ｇ）
（（Ｃ２）成分）
溶剤Ｃ：テトラエチレングリコールジメチルエーテル（温度２０℃における水への溶解度は無限大）
（（Ｄ）成分）
チクソ剤Ａ：商品名「ヒマコウ」、ＫＦトレーディング社製
チクソ剤Ｂ：商品名「スリパックスＨ」、日本化成社製
（（Ｅ）成分）
はんだ粉末：粒子径５〜１５μｍ（平均粒子径１０μｍ）、はんだ融点２２０℃、はんだ組成Ｓｎ／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５
（他の成分）
イミダゾール系化合物Ａ：２−エチルイミダゾール、東京化成工業社製
イミダゾール系化合物Ｂ：２−エチル−４−メチルイミダゾール、商品名「キュアゾール２Ｅ４ＭＺ」、四国化成社製
酸化防止剤：商品名「イルガノックス２４５」、ＢＡＳＦ社製
【００３９】
［実施例１］
ロジン系樹脂Ａ３１質量部、ロジン系樹脂Ｂ１５．５質量部、チクソ剤Ａ５質量部、チクソ剤Ｂ０．５質量部、溶剤Ａ３３．３質量部、活性剤Ａ２質量部、活性剤Ｃ２質量部、活性剤Ｄ６質量部、活性剤Ｅ０．２質量部および酸化防止剤４．５質量部を容器に投入し、プラネタリーミキサーを用いて混合してフラックス組成物を得た。
その後、得られたフラックス組成物１１質量％およびはんだ粉末８９質量％（合計で１００質量％）を容器に投入し、プラネタリーミキサーにて混合することではんだ組成物を調製した。
【００４０】
［実施例２〜３］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、フラックス組成物およびはんだ組成物を得た。
［比較例１〜５］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、フラックス組成物およびはんだ組成物を得た。
【００４１】
＜フラックス組成物およびはんだ組成物の評価＞
フラックス組成物およびはんだ組成物の評価（絶縁信頼性試験１〜４、溶融性）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。なお、絶縁信頼性試験３は、実施例１および比較例１〜４について評価を行い、絶縁信頼性試験４は、実施例１、比較例２および比較例４について評価を行った。
（１）絶縁信頼性試験１（８５℃、８５％、１２．５Ｖ、０時間）
櫛形パターンを有する基板（ライン：４００μｍ、スペース：５００μｍ）を準備し、脱脂処理（イソプロピルアルコール）を行った後に、フラックス組成物をスクリーン印刷（マスク厚み：０．１２ｍｍ）にて印刷した。次に、基板に印刷されたフラックス組成物上に、カバーガラス（大きさ：１８ｍｍ×１８ｍｍ、厚み：０．１４ｍｍ）を配置した。その後、プリヒート温度を１５０〜２００℃で９０秒間、２２０℃以上の保持時間を５３秒間、ピーク温度を２４４℃とする条件でリフローを行い、試験基板を作製した。
ＩＰＣ−ＴＭ−６５０  ２．６．３．７に記載の方法に準拠して、得られた試験基板を恒温槽中に投入し、温度８５℃、相対湿度８５％、測定電圧１２．５Ｖの条件にて、絶縁抵抗値を測定した。そして、得られた絶縁抵抗値に基づいて、下記の基準に従って、絶縁信頼性を評価した。
◎：絶縁抵抗値が１×１０９Ω以上である。
○：絶縁抵抗値が１×１０８Ω以上１×１０９Ω未満である。
△：絶縁抵抗値が５×１０７Ω以上１×１０８Ω未満である。
×：絶縁抵抗値が５×１０７Ω未満である。
（２）絶縁信頼性試験２（８５℃、８５％、１２．５Ｖ、３００時間）
絶縁信頼性試験１と同様の方法により、試験基板を作製した。
ＩＰＣ−ＴＭ−６５０  ２．６．３．７に記載の方法に準拠して、得られた試験基板を恒温槽中に投入し、温度８５℃、相対湿度８５％、測定電圧１２．５Ｖの条件にて、３００時間経過した後の絶縁抵抗値を測定した。そして、得られた絶縁抵抗値に基づいて、下記の基準に従って、絶縁信頼性を評価した。
◎：絶縁抵抗値が１×１０８Ω以上である。
○：絶縁抵抗値が５×１０７Ω以上１×１０８Ω未満である。
△：絶縁抵抗値が１×１０７Ω以上１×１０８Ω未満である。
×：絶縁抵抗値が１×１０７Ω未満である。
（３）絶縁信頼性試験３（１２５℃、１２．５Ｖ、０時間）
絶縁信頼性試験１と同様の方法により、試験基板を作製した。
ＩＰＣ−ＴＭ−６５０  ２．６．３．７に記載の方法に準拠して、得られた試験基板を恒温槽中に投入し、温度１２５℃、測定電圧１２．５Ｖの条件にて、絶縁抵抗値を測定した。そして、得られた絶縁抵抗値に基づいて、下記の基準に従って、絶縁信頼性を評価した。
○：絶縁抵抗値が１×１０７Ω以上である。
△：絶縁抵抗値が５×１０６Ω以上１×１０７Ω未満である。
×：絶縁抵抗値が５×１０６Ω未満である。
（４）絶縁信頼性試験４（１２５℃、１２．５Ｖ、マイグレーション試験）
絶縁信頼性試験１と同様の方法により、試験基板を作製した。
ＩＰＣ−ＴＭ−６５０  ２．６．３．７に記載の方法に準拠して、得られた試験基板を恒温槽中に投入し、温度１２５℃、測定電圧１２．５Ｖの条件にて、マイグレーション試験を行った。そして、マイグレーションによる短絡が生じるまでの時間を測定し、下記の基準に従って、絶縁信頼性を評価した。
○：マイグレーションによる短絡が生じるまでの時間が５００時間以上である。
△：マイグレーションによる短絡が生じるまでの時間が３００時間以上５００時間未満である。
×：マイグレーションによる短絡が生じるまでの時間が３００時間未満である。
（５）溶融性
直径０．２ｍｍφの開穴が４９個設けられ、厚みが０．１２ｍｍの版を用い、はんだ組成物を基板上に、印刷速度５０ｍｍ／ｓｅｃ、印圧０．２Ｎの条件で印刷した。その後、プリヒート１８０℃を６０秒間とピーク温度２６０℃を１０秒間の条件でリフローを行い、試験基板を作製した。試験基板の印刷箇所（４９個）のうち、はんだが溶融した溶融箇所を測定し、以下の基準に従って、溶融性を評価した。
○：溶融箇所が３５個以上である。
△：溶融箇所が２５個以上３５個未満である。
×：溶融箇所が２５個未満である。
【００４２】
【表１】
0006310893.tif 000002
【００４３】
表１に示す結果からも明らかなように、本発明のはんだ組成物（実施例１〜３）は、上記の絶縁信頼性試験の結果が良好であり、また溶融性の結果も良好であることが確認された。なお、上記の絶縁信頼性試験は、本来であればリフロー時に揮発していた成分がフラックス残さ内に残存した場合を想定している。従って、本発明のはんだ組成物は、はんだ付け性に優れ、かつ下面電極部品のはんだ付けに用いた場合にも十分な絶縁信頼性を有することが確認された。
これに対し、比較例１〜５で得られたはんだ組成物は、上記の絶縁信頼性試験の結果、および、溶融性の結果の少なくともいずれかが不十分であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のはんだ組成物は、電子機器のプリント配線基板などの電子基板に電子部品を実装するための技術として好適に用いることができる。