(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一はんだ合金粉末と、第二はんだ合金粉末と、フラックスとからなるソルダペーストであって、第一はんだ合金粉末と第二はんだ合金粉末とは、示差熱分析で測定したメインのピーク温度の差が１０℃以上であり、前記第一はんだ合金粉末は、質量％で、Ag: ３〜４％、In: ６〜２０％、残部Snからなる合金の粉末であり、前記第二はんだ合金粉末は、質量％で、Ag: ３〜４％、残部Snからなる合金の粉末であり、かつ前記第一および第二はんだ合金粉末の混合粉末の溶融後の組成が、質量％で、Ag: ３〜４％、In: ３〜１０％、残部Snとなることを特徴とするソルダペースト。
【請求項２】
第一はんだ合金粉末と、第二はんだ合金粉末と、フラックスとからなるソルダペーストであって、第一はんだ合金粉末と第二はんだ合金粉末とは、示差熱分析で測定したメインのピーク温度の差が１０℃以上であり、前記第一はんだ合金粉末は、質量％で、Ag:３〜４％、In:６〜２０％、残部Snからなる合金の粉末であり、前記第二はんだ合金粉末は、質量％で、Ag:３〜４％、残部Snからなる合金の粉末であり、前記第一はんだ合金粉末および第二はんだ合金粉末のはんだ合金には、いずれか一方、または両方に、合計で１質量％以下のBiが含有されており、かつ前記第一および第二はんだ合金粉末の混合粉末の溶融後の組成が、質量％で、Ag: ３〜４％、In:３〜１０％、およびBi:１％以下、残部Snとなることを特徴とするソルダペースト。
【請求項３】
第一はんだ合金粉末と、第二はんだ合金粉末と、フラックスとからなるソルダペーストであって、第一はんだ合金粉末と第二はんだ合金粉末とは、示差熱分析で測定したメインのピーク温度の差が１０℃以上であり、前記第一はんだ合金粉末は、質量％で、Ag:３〜４％、In:６〜２０％、残部Snからなる合金の粉末であり、前記第二はんだ合金粉末は、質量％で、Ag:３〜４％、Cu:１％以下、残部Snからなる合金の粉末であり、かつ前記第一および第二はんだ合金粉末の混合粉末の溶融後の組成が、質量％で、Ag:３〜４％、In:３〜１０％、およびCu:１％以下、残部Snとなることを特徴とするソルダペースト。
【請求項４】
前記第一はんだ合金粉末および第二はんだ合金粉末のはんだ合金には、いずれか一方、または両方に、合計で１質量％以下のBiが含有されていることを特徴とする請求項３記載のソルダペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明はプリント基板と電子部品のはんだ付けに用いるソルダペ−スト、特にＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系の鉛フリ−はんだ合金を含むソルダペ−ストに関する。
【背景技術】  抵抗やコンデンサ−等の単一機能の電子部品は、本体の両端に電極が形成されたチップ部品となっており、このような表面実装部品（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＭＤ）をプリント基板にはんだ付けする場合は、リフロ−法で行なう。このリフロ−法とは、プリント基板のはんだ付け部、即ちＳＭＤの電極に一致する箇所にはんだ合金粉末とペースト状フラックスからなるソルダペ−ストを印刷や吐出により塗布し、その後、該プリント基板をリフロ−炉で加熱してはんだ合金粉末を溶融させることによりプリント基板と表面実装電子部品のはんだ付けを行なうものである。
このリフロー法では、加熱時にペースト状フラックスの突沸を防ぐと同時に、電子部品やプリント基板への熱影響を少なくするために１００〜１５０℃で予備加熱を行ない、その後、ソルダペースト中のはんだ合金粉末を溶融させてはんだ付け部に付着させる本加熱を行なう。本加熱では最高温度となるピーク温度をできるだけ低くし、その温度での加熱時間をなるべく短くして電子部品への熱影響を少なくするようにしている。
この本加熱温度は、プリント基板の大きさ、厚さ、電子部品の実装密度等によって適宜調整するが、当然ソルダペ−ストに用いるはんだ合金粉末を完全に溶融させるために、はんだ合金粉末の液相線温度以上となる。従って、ソルダペ−ストに用いるはんだ合金粉末は、液相線温度がなるべく低い方が本加熱温度も低くなり、それだけ電子部品に対する熱影響も少なくできる。一般に本加熱温度は、ソルダペ−ストに用いるはんだ合金の液相線温度＋２０〜４０℃といわれている。
ここに、最近では、鉛を全く含まない鉛フリ−はんだを使用することが推奨されており、ソルダペーストにも鉛フリ−はんだ合金が用いられるようになってきている。
鉛フリ−はんだは、Ｓｎを主成分として、用途に応じこれにＡｇ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｚｎ等を適宜添加したはんだ合金である。
Ｓｎ−Ｃｕ系鉛フリーはんだ合金は、Ｓｎ−０．７Ｃｕの共晶組成の融点が２２７℃であるため、本加熱温度が高くなってリフロ−時に電子部品を熱損傷させる。しかも、はんだ付け性が良好でないという問題があった。
Ｓｎ−Ｂｉ系鉛フリーはんだ合金は、Ｓｎ−５７Ｂｉの共晶組成の融点が１３９℃という低い温度であり、本加熱温度が従来のＳｎ−Ｐｂ共晶はんだよりもさらに低い温度であるため、リフロ−時の電子部品への熱損傷の心配は全くない。しかしながら、かかる組成の鉛フリ−はんだは、Ｂｉが大量に含有されているため非常に脆い性質を有しており、はんだ付け後、はんだ付け部に多少の衝撃が加わっただけで容易に剥離するという問題があった。
Ｓｎ−Ｚｎ系鉛フリーはんだ合金は、Ｓｎ−９Ｚｎの共晶組成の融点が１９９℃であり、本加熱温度が２３０℃以下となるため、リフロ−時の熱損傷は少ない。しかしＺｎは酸化しやすく、ぬれ性が極端に悪いという欠点があり、非酸化雰囲気中でリフローをおこなうか、特殊なフラックスを使用する必要があった。
Ｓｎ−Ａｇ系鉛フリーはんだ合金は、ぬれ性が良いためすでに多く使用されている。特にＳｎ−Ａｇはんだ合金に１％以下のＣｕを添加したＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ鉛フリーはんだ合金は、Ｓｎ−Ａｇはんだ合金よりぬれ性が良く、はんだ合金の強度も強いため、現在最も多く使用されている。
しかし、Ｓｎ−Ａｇ系鉛フリーはんだ合金は、Ｓｎ−３．５Ａｇの共晶組成の融点が２２０℃であるため、本加熱温度は２５０℃以上となって熱に弱い電子部品には熱損傷を与えてしまう。
一方、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ鉛フリーはんだ合金の溶融温度は、約２１８℃であり、リフロー炉の本加熱設定温度は２４０℃前後の場合が多い。一般的なＳＭＤ部品の場合は、２４０℃前後の本加熱温度の使用でも熱による破損を受けることは少ないが、半導体やコネクター、電解コンデンサーなどの熱に弱い部品は熱による損傷を受けて、動作不良になる可能性がある。
そこで、Ｓｎ−Ａｇはんだ合金およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ合金に溶融温度を下げる合金としてＢｉやＩｎなどの元素を添加して、はんだ合金の溶融温度を下げた鉛フリーはんだ合金が提案されている。Ｂｉの添加ははんだ合金の強度を低下させることもあるので、Ｉｎを添加したＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系はんだ合金が耐熱性のない電子部品のはんだ付けに広く用いられている。
ここで、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金とは、Ｓｎ、Ａｇ、Ｉｎからなる鉛フリーはんだ合金、もしくは、このはんだ合金にさらにＢｉ、Ｃｕ等の添加元素を加えたはんだ合金である。
ところで、電子機器の小型化に伴い電子部品も１６０８サイズ（１６ｍｍ×８ｍｍ）や１００５サイズ（１０ｍｍ×５ｍｍ）などと云うように小型化している。これらの小型の電子部品をソルダペーストを用いてリフローはんだ付けを行うと、電子部品が軽いためにリフロー後にチップ立ちやチップの傾きなどが発生しやすい。これらのリフロー後のチップ立ちやチップの傾きをツームストーン現象やマンハッタン現象と呼ぶこともある。
チップ立ち現象は、ソルダペーストを印刷した基板がリフロー炉で加熱されるときに、チップ部品の両端に置かれたソルダペーストに加熱の時間差が発生することにより両端でソルダペーストの溶解に時間差が生まれ、チップ部品が片側に引っ張られるモーメントが生じてチップ部品が浮く現象である。発生したモーメントが大きくなると、チップが完全に逆立ちしてしまう。
チップ立ち現象は、チップ部品が片側に引っ張られるモーメントが大きくなるほど顕著に現れるので、Ｓｎ−３７ＰｂはんだやＳｎ−３．５Ａｇなどのように共晶はんだと呼ばれる、固相線温度と液相線温度に差がないはんだ合金の組成ほど発生し易い。それに対して、Ｓｎ−２Ａｇ−３６Ｐｂ（固相線温度１７８℃−液相線温度２１０℃）、Ｓｎ−８Ｂｉ−４６Ｐｂ（同じく１５９℃−１９３℃）やＳｎ−ＩＡｇ−０．５Ｃｕ（同じく２１７℃−２２７℃℃）など固相線温度と液相線温度とが離れているはんだ合金では、はんだ合金の溶融が徐々におこなわれるので、チップ部品が片側に引っ張られるモ−メントが緩和され、チップ立ち現象が発生しにくくなる。現在最も広く用いられている鉛フリーはんだ合金のＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ鉛フリーはんだ合金の溶融温度は、固相線温度２１７℃、液相線温度２２０℃で少しの温度差がある。そのためＳｎ−３７Ｐｂ組成の錫−鉛共晶はんだ合金の場合に比較して、リフロー時のチップ立ち現象は少なくなる。
しかしながら、前述のＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金においてはチップ立ち現象が特に顕著に表れ、電子部品への熱損傷が少ないというメリットを十分に活用していない。
従来にあっても、リフロー後のチップ立ちを防ぐ方法として、ツインピークが現れるはんだ合金組成を使用するものが提案されている（特開２００１−５８２８６号公報）。
一方、合金組成の異なる２種類以上のはんだ合金粉末を混合することは、従来から実施されてきた。鉛フリーはんだ合金においても、Ｓｎ−Ｚｎ系粉末とＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系粉末を混合してぬれ性を改善すること（特開平９−２７７０８２号公報）、Ｓｎ−Ｂｉ系粉末とＳｎ−Ｚｎ系粉末を混合してボイドやディウエットを発生させないようにすること（特開２００２−１１３５９０号公報）がそれぞれ公知である。
【発明の開示】
本発明は、リフロー後のチップ立ちが発生しやすいＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金を使っても、チップ立ちの起こりにくいＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金のソルダペーストを提供することである。
Ｓｎ−３．５Ａｇ鉛フリーはんだ合金やＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ鉛フリーはんだ合金に、溶融温度を下げる元素であるＩｎやＢｉなどを添加すると、はんだの溶融温度が下がってくる。このとき固相線温度と液相線温度が単純に下がるのではなく、固相線温度は下がるが、液相線温度は必ずしも下がらず、固相線温度と液相線温度の差が広まっていく傾向にある。そのためＩｎやＢｉなどを添加したはんだ合金は、リフロー時のチップ立ち現象が少なくなるはずである。ところが、Ｂｉを添加する場合はリフロー時のチップ立ち現象は少なくなるが、Ｉｎを添加すると逆にリフロー時のチップ立ち現象が多く起こる。
例えば、Ｓｎ−３．５Ａｇ−８Ｉｎ（固相線温度１９７℃−液相線温度２１４℃）の鉛フリーはんだ合金は、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ鉛フリーはんだ合金に比較して２０倍以上多くリフロー時のチップ立ち現象が発生してしまう。それに対して、Ｓｎ−３．５Ａｇ−８Ｂｉ（固相線温度１８６℃−液相線温度２０７℃）鉛フリーはんだ合金は、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ鉛フリーはんだ合金に比較して半減する。Ｉｎを添加するとはんだ合金の表面張力が下がりぬれ性が良くなる反面、酸化しやすい元素でもあることからはんだの溶融を阻害する面もある。このため、ぬれにバラツキが生じ、チップ立ちが発生する。
すなわち、チップ立ちの防止には単に液相線温度と固相線温度との領域を十分に広く確保することでだけでは十分でないことが分かる。
一方、同じように鉛フリーはんだ合金の溶融温度を低下させる元素としてＺｎがある。Ｚｎを添加しても固相温度は大きく下がらないが、Ｚｎを添加するとはんだ合金のぬれ性が極端に悪くなるのでチップ部品へのモーメントが急に働かず、Ｚｎが添加された鉛フリーはんだ合金はリフロー時のチップ立ち現象が少ない。
このように、はんだ合金組成によってチップ立ち防止の機構は大きく異なるのであって、したがって、特定のはんだ合金で有効が手段がそのまま別のはんだ合金においても有効であるか否かは予測がつかないのである。
実際、リフロー時のチップ立ち現象の対策として、溶融温度の違う２種類の粉末を使用する方法がある。ところがＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金では、単に溶融温度の違う２種類の粉末を混合してソルダペーストにしただけでは、チップ立ち現象は低減しない。Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金自体のぬれ性は良いのだが、Ｉｎが酸化し易いためである。
本発明者らは、Ａｇ：３〜４％、Ｉｎ：３〜１０％、残部ＳｎのＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ鉛フリーはんだ合金において、その合金組成を第一合金粉末と第二合金粉末に分割することで、第一合金粉末のはんだ合金と第二合金粉末のはんだ合金の示差熱分析（ＤＳＣ）で測定したピーク温度の差が１０℃以上あるはんだ合金の粉末の組み合わせが存在すること、そして、それらを混合してなるソルダペーストを用いると、特に、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎの第一はんだ合金粉末とＳｎ−Ａｇの第二はんだ合金粉末を混合した粉末を用いてソルダペーストを構成すると、チップ立ちが減少することを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、単に融点の異なる２種のはんだ合金を用いるのとは異なって、第一はんだ合金粉末と温度の高い第二はんだ合金粉末のピーク温度の差を１０℃以上とすることによって、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金でもリフロー時に発生するモーメントを小さくすることができ、しかも、溶融後の組成を、質量％で、Ａｇ：３〜４％、Ｉｎ：３〜１０、残部ＳｎとなるようにすることによりＩｎの酸化を起きにくくすることによりチップ立ちを効果的に防止することができる。好ましくはピーク温度の低いほうのはんだ合金粉末に合金成分としてＩｎを配合しておくことによりＩｎの酸化を可及的少とすれば、Ｉｎが酸化し易いために発生するモーメントをさらに緩和することができ、リフロー時のチップ立ちを一層減少させることができる。これはＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金に特有の作用効果と云える。
本発明は、第一はんだ合金粉末と第二はんだ合金粉末とを混合した混合粉末とフラックスとからなるソルダペーストにおいて、第一はんだ合金粉末と第二はんだ合金粉末とは、示差熱分析で測定したメインのピーク温度の差が１０℃以上であり、しかも混合粉末の溶融後の組成が、質量％で、Ａｇ：３〜４％、Ｉｎ：３〜１０％、残部Ｓｎとなることを特徴とするソルダペーストである。
本明細書において、合金組成を示す「％」は、特にことわりがない限り、「質量％」である。
好ましくは、第一はんだ合金粉末は、Ａｇ：３〜４％、Ｉｎ：６〜２０％、残部Ｓｎからなる合金の粉末であり、第二はんだ合金粉末は、Ａｇ：３〜４％、残部Ｓｎからなる合金の粉末である。
第一、第二はんだ合金粉末の合金には、いずれか一方、または両方に１％以下のＢｉを配合してもよい。あるいは、ピーク温度の高い第二はんだ合金粉末の合金には、１％以下のＣｕを配合してもよい。
【図面の簡単な説明】  図１は、代表的な示差熱分析曲線を示すグラフである。
図２は、別の例の示差熱分析曲線を示すグラフである。
図３は、実施例において使用した第一はんだ合金粉末と第二はんだ合金粉末との混合粉末の示差熱分析曲線を示すグラフである。
発明の具体的な説明
Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金で、示差熱分析で測定した第一はんだ合金粉末と第二はんだ合金粉末のピーク温度の差が１０℃以上あるはんだ合金の粉末の組み合わせの具体的例は後述する実施例に記載した表１の通りである。
本発明において、ピーク温度の測定は、下記装置を使って示差熱分析により行った。
測定条件  測定装置：セイコーインスツルメント製示差走査熱量計
昇温速度：５℃／ｍｉｎ
図１は、代表的な示差熱分析曲線を示すが、これは明瞭な単一ピーク温度Ｐを示す合金の例であり、図中、Ｂ点の外挿点が固相線温度Ｓであり、図示例の場合、ピーク温度と溶融終了温度、つまり液相線温度とは同一となる。Ａ点は熱吸収開始点である。
図２は、ピーク温度Ｐと液相線温度Ｌとが異なる場合を示す示差熱分析曲線であり、この場合には液相線温度はピーク温度より高温側にある。
このように複数のピーク温度が見られるときはより大きな熱吸収のピーク温度、つまりメインのピーク温度をもって、本発明のピーク温度とする。
第一はんだ合金粉末と第二はんだ合金粉末のピーク温度の差が１０℃以上ある組み合わせでも、最終的に得られる組成のはんだ合金のぬれ性が悪いと濡れ不良やはんだボールの原因になってしまう。
したがって、本発明にあっては、最終組成のＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系はんだ合金において、Ａｇの量が３％未満ではぬれ性が低下し、Ａｇの量が４％を超えるとピーク温度が上がるため耐熱性の低い電子部品に適用できない。また、Ｉｎの量が３％未満ではピーク温度が下がらないため耐熱性の低い電子部品に適用できず、Ｉｎの量が１０％を超えると酸化しやすいＩｎの特性が顕著になり、ぬれ性が低下し、ボールの発生が多くなる。
本発明における第一、第二はんだ合金粉末の好ましい組み合わせの例は、ピーク温度の低い第一はんだ合金粉末が、Ａｇ：３〜４％、Ｉｎ：６〜２０％、残部ＳｎのＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ合金のそれであり、ピーク温度の高い第二はんだ合金粉末が、Ａｇ：３〜４％、残部ＳｎのＳｎ−Ａｇ合金のそれである場合である。
本発明における第一はんだ合金粉末と、第二はんだ合金粉末との配合比率は、第一、第二はんだ合金粉末の組成によっても変わるが、一般には、高温ピーク温度の第一はんだ合金粉末／低温ピーク温度の第二はんだ合金粉末の比率（質量）は、（２０〜７０）／（８０〜３０）であり、好ましくは（２５〜６５）／（７５〜３５）である。
粉末の粒径については特に本発明においては制限されず、通常のソルダペーストに用いる程度のそれでよく、例えば、第一、第二はんだ合金粉末とも、平均粒径３０μｍの程度であればよい。もちろん、必要に応じて、これより粗いあるいは細かい粒径の粉末を用いてもよい。
さらに、フラックス成分としても、従来のＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系はんだ合金を使ったソルダペーストのそれに同じであってもよく、特に制限はなく、例えば、各種ロジン系フラックスおよび適宜溶剤を用いることができ、これに必要に応じて活性剤、チキソ剤、酸化防止剤等を適宜配合してもよい。
本発明の効果には、リフロー時のチップ立ち防止効果だけでなく、ボイド減少効果もある。これは、はんだ合金が溶融する時間に差が生じるためにソルダペーストに含まれている溶剤が急激に蒸発しないからである。
また、本発明の溶融後のはんだ合金組成が、Ａｇ：３〜４％、Ｉｎ：３〜１０％、残部Ｓｎの範囲では、本来酸化しやすいＩｎの酸化が起きにくく、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金の中ではボイドが少なくなる特長がある。
本発明のＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金はぬれ性を向上させるために、その第一はんだ合金粉末および／または第二はんだ合金粉末にＢｉを１％以下添加することができる。Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金は、ぬれ性は良いがＩｎが酸化しやすい欠点がある。そこで、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金にＢｉを添加することによって、ぬれ性を増してボイドの少ないはんだ接合を作ることが可能となる。ただし、溶融後のはんだ合金のＢｉの含有量が１％を超すと、はんだの強度低下やリフトオフ現象などが見られ、はんだ剥離を起こすようになる。そのため、第一はんだ合金粉末および／または第二はんだ合金粉末にＢｉを配合する場合、そのＢｉ添加量は合計で１％以下とする。
本発明は、したがって、その一つの態様では、第一はんだ合金粉末がＡｇ：３〜４％、Ｉｎ：６〜２０％、および残部Ｓｎからなる合金の粉末から、第二はんだ合金粉末がＡｇ：３〜４％、および残部Ｓｎからなる合金の粉末からなり、第一および／または第二はんだ合金粉末のはんだ合金が合計でＢｉ：１％以下を含有しており、これらのはんだ合金粉末を混合した粉末とフラックスとが混和されていることを特徴とするソルダペーストである。
また、本発明にあっては、第二はんだ合金粉末にＣｕを１％以下添加することができる。Ｃｕの添加が、１％より多くなると溶融温度が上昇し更にぬれが悪くなり、ボイドの原因になりやすい。この場合のＣｕは第二はんだ合金粉末に添加する。第二はんだ合金粉末にＣｕを添加することで、少しでも溶融温度を下げ、リフロー時に第一はんだ合金粉末と融合しやすくするためである。
したがって、本発明は、その別の態様においては、合金組成がＡｇ：３〜４％、Ｉｎ：６〜２０％および残部Ｓｎからなる第一はんだ合金粉末と、合金組成がＡｇ：３〜４％、Ｃｕ：１％以下および残部Ｓｎからなる第二はんだ合金粉末を混合した混合粉末とフラックスとが混和されていることを特徴とするソルダペーストである。
上記態様においてもさらにぬれ性を高めるためにＢｉを添加してもよい。
したがって、本発明は、さらに別の態様では、合金組成がＡｇ：３〜４％、Ｉｎ：６〜２０％、および残部Ｓｎからなるはんだ合金の第一はんだ合金粉末と、合金組成がＡｇ：３〜４％、Ｃｕ：１％以下および残部Ｓｎからなる第二はんだ合金粉末からなり、第一および／または第二はんだ合金粉末のはんだ合金が合計でＢｉ：１％以下を含有しており、これらのはんだ合金粉末とフラックスとが混和されていを混合した粉末とフラックスとが混和されていることを特徴とするソルダペーストである。
本発明にあっては、いずれの態様にあって、上記第一、第二はんだ合金粉末の溶融後の組成は、Ａｇ：３〜４％、Ｉｎ：３〜１０％およびＢｉ：０〜１％、Ｃｕ：０〜１％、残部Ｓｎとなる。
次に、実施例によって本発明の作用効果をさらに具体的に説明する。
【実施例】  表１に示した合金組成および割合の第一はんだ合金粉末および第二はんだ合金粉末（平均粒径はそれぞれ３０μｍ）を混合し、次の組成のフラックスと混和してソルダペーストを得た。このときのはんだ粉末とフラックスの比率は、混合したはんだ合金粉末８９％、フラックス１１％であった。
（フラックス組成）
アクリル変性ロジン                                    ３０質量％
重合ロジン                                            ２０質量％
硬化ヒマシ油                                          ５質量％
２エチルヘキシルジグリコール                          ４０質量％
２・３−ジブロモ  ２−ブテン−１・４−ジオール        ５質量％
作製したソルダペーストに対して、以下の試験方法でチップ立ち試験、ボイドの確認試験およびソルダボール試験を実施した。
（チップ立ち試験）
プリント基板に実施例および比較例のソルダペーストを下記配置となるように印刷し、そこに１００５サイズのチップコンデンサーを９０個搭載した。次いで、基板を反転させ、逆さにしてリフロー処理を行った後に見られるチップ立ちおよびその定位置を外れた部品の数をカウントした。いずれの場合にもはんだ付け不良であって、本例ではそれらの欠陥を合計した数をもってチップ立ち発生率を計算している。（ｎ＝３）
印刷形状      ：  ０．５ｍｍ（ドット直径）
印刷ピッチ    ：  １．０ｍｍ
メタルマスク厚：  ０．１５ｍｍ
（ボイドの確認試験）
プリント基板に実施例および比較例のソルダペーストを下記配置となるように印刷し、部品を搭載せずリフローを行った。ボイドの大きさがランド径の半分以上の大きさを持った
ボイドが発生したランドの数をカウントした。（ｎ＝３）
ドット数      ：  ３６個
印刷形状      ：  ０．５ｍｍ（ドット直径）
印刷ピッチ    ：  １．０ｍｍ
メタルマスク厚：  ０．１５ｍｍ
（ソルダボール試験）
実施例および比較例のソルダペーストを用いて、ＪＩＳ  Ｚ３２８４付属書１１の条件でソルダボール試験を行い、そのソルダボールの状態をカテゴリー別に判定した。
ここに、カテゴリ１は、ソルダボールがない状態、カテゴリ２は、直径７５μｍ以下のソルダボールが３つ以下ある状態、同じく３は、同じく４つ以上ある状態、４は多数の細かいソルダボールが半連続で環状に並んでいる状態である。カテゴリ２までが合格である。
（リフロー条件）
本例におけるチップ立ち試験、ボイドの確認試験およびはんだボール試験でのリフローは次の条件で行った。
リフロー炉      ：  千住金属工業製    ＳＡＩ−３８０８ＪＣ
プリヒート温度  ：  １５０〜１７０℃  １００秒
本加熱温度      ：  ２２０℃（ただし、２００℃以上４０秒）
結果は表１にまとめて示すが、これらの結果からも分かるように、本発明のＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金で、示差熱分析で測定した第一はんだ合金粉末と第二はんだ合金粉末のピーク温度の差が１０℃以上のあるはんだ合金の粉末の組み合わせにより作製したソルダペーストは、合金ピーク温度の差が１０℃未満のものに比較して、チップ立ちおよびボイドの発生が少なく、またソルダボールも少ない。
図３は、第一はんだ合金粉末（Ｓｎ−３．５Ａｇ−１２Ｉｎ−０．５Ｂｉ）６５％と第二はんだ合金粉末（Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｂｉ）３５％とを混合したはんだ合金混合粉末の示差熱分析曲線を示すグラフであるが、第一はんだ合金粉末と第二はんだ合金粉末の各ピーク温度Ｐ１、Ｐ２が１０℃以上と十分に離れているため、実際には第一はんだ合金粉末の液相線温度と第二はんだ合金粉末の固相線温度が重なることはない。むしろそのようになるように、ピーク温度の差が１０℃以上となる第一、第二はんだ合金粉末を選択し、組み合わせてソルダペーストを構成するのである。溶融後の組成はＳｎ−３．５Ａｇ−８Ｉｎ−０．５Ｂｉであった。
云うまでもなく、本発明のＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金は、チップ部品のはんだ付けばかりでなく、微細なパターンのはんだ付けにも効果をもたらすものである。
【表１】
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【産業上の利用可能性】  以上説明したように耐熱性のない電子部品に使用可能だがリフロー時に発生するチップ立ちが多く使用しにくいＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系鉛フリーはんだ合金でも、本発明のソルダペーストを使えばリフロー時のチップ立ちおよびボイドが少なくなる。そのため安価な耐熱性のない電子部品が使用可能になり、本発明によりはんだの鉛フリー化が大きく前進するものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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