(57)【要約】【課題】はんだ組成物の絶縁信頼性およびシェルフライフを維持しつつ、接合性の向上を図ることができる電子部品の接合方法を提供すること。【解決手段】本発明の電子部品の接合方法は、電子部品１に、（Ｘ）活性剤を含有する前処理剤３を塗布する工程と、基板２に、（Ａ）はんだ粉末、並びに、（Ｂ）ロジン系樹脂および（Ｃ）溶剤を含有するフラックス組成物を含有するはんだ組成物４を塗布する工程と、電子部品１を基板２上に搭載して、リフロー処理を行う工程と、を備えることを特徴とする方法である。【選択図】図１
2016167561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品に、（Ｘ）活性剤を含有する前処理剤を塗布する工程と、
基板に、（Ａ）はんだ粉末、並びに、（Ｂ）ロジン系樹脂および（Ｃ）溶剤を含有するフラックス組成物を含有するはんだ組成物を塗布する工程と、
前記電子部品を前記基板上に搭載して、リフロー処理を行う工程と、
を備えることを特徴とする電子部品の接合方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電子部品の接合方法において、
前記（Ｘ）活性剤が、（Ｘ１）１分子中に２つ以上のカルボキシル基を有する有機酸を含有する
ことを特徴とする電子部品の接合方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子部品の接合方法において、
前記前処理剤が、（Ｙ）溶剤をさらに含有し、
前記（Ｙ）溶剤が、（Ｙ１）沸点が１００℃以下の溶剤を含有する
ことを特徴とする電子部品の接合方法。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の電子部品の接合方法において、
前記（Ａ）はんだ粉末の平均粒子径が、２０μｍ以下である
ことを特徴とする電子部品の接合方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電子部品の接合方法において、
前記フラックス組成物が、（Ｄ）有機酸をさらに含有し、
前記（Ｄ）有機酸の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対して、４．５質量％以下である
ことを特徴とする電子部品の接合方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電子部品の接合方法において、
前記フラックス組成物が、（Ｄ）有機酸および（Ｅ）下記一般式（１）で表されるイミダゾール化合物をさらに含有し、
前記（Ｄ）有機酸が、（Ｄ１）炭素数８以上の不飽和脂肪酸を含有する
ことを特徴とする電子部品の接合方法。
【化１】
2016167561.tif 000006
（前記一般式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｘは、水素原子、または、置換もしくは無置換の炭素数１〜３のアルキル基を示す。）
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の電子部品の接合方法に用いるはんだ組成物であって、
（Ａ）はんだ粉末、並びに、（Ｂ）ロジン系樹脂および（Ｃ）溶剤を含有するフラックス組成物を含有する
ことを特徴とするはんだ組成物。
【請求項８】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の電子部品の接合方法に用いる前処理剤であって、
（Ｘ）活性剤を含有する
ことを特徴とする前処理剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の接合方法、並びに、その方法に用いるはんだ組成物および前処理剤に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器は軽薄短小化に伴い、プリント配線基板の微細化が進み、プリント基板に実装される実装部品の微細化が進んでいる。このような微細部品の微小ピッチでの接合を行うために、はんだ粉末を微粉化（例えば、平均粒子径が２０μｍ以下）することが要求されている。
しかしながら、平均粒子径が小さいはんだ粉末にすると、その比表面積は増大し、その分だけはんだ粉末の表面に生成される酸化物量も多くなる。はんだ粉末の表面に生成された酸化物を溶融させて除去するには、高い還元力のあるフラックス成分を有するはんだ組成物を求められ、例えば、フラックス成分中の活性剤などの検討がされている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１０５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、有機酸などの活性剤を増やすと、絶縁信頼性やシェルフライフが低下し、ハロゲン系の活性剤を増やすと、組成物中のハロゲン量の問題が生じる。このように、はんだ組成物中の成分によってはんだ粉末の微粉化へ対応することは、非常に困難となっている。
【０００５】
そこで、本発明は、はんだ組成物の絶縁信頼性およびシェルフライフを維持しつつ、接合性の向上を図ることができる電子部品の接合方法、並びに、その方法に用いるはんだ組成物および前処理剤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、以下のような電子部品の接合方法並びに、その方法に用いるはんだ組成物および前処理剤を提供するものである。
本発明の電子部品の接合方法は、電子部品に、（Ｘ）活性剤を含有する前処理剤を塗布する工程と、基板に、（Ａ）はんだ粉末、並びに、（Ｂ）ロジン系樹脂および（Ｃ）溶剤を含有するフラックス組成物を含有するはんだ組成物を塗布する工程と、前記電子部品を前記基板上に搭載して、リフロー処理を行う工程と、を備えることを特徴とする方法である。
【０００７】
本発明の電子部品の接合方法においては、前記（Ｘ）活性剤が、（Ｘ１）１分子中に２つ以上のカルボキシル基を有する有機酸を含有することが好ましい。
本発明の電子部品の接合方法においては、前記前処理剤が、（Ｙ）溶剤をさらに含有し、前記（Ｙ）溶剤が、（Ｙ１）沸点が１００℃以下の溶剤を含有することが好ましい。
本発明の電子部品の接合方法においては、前記（Ａ）はんだ粉末の平均粒子径が、２０μｍ以下であることが好ましい。
本発明の電子部品の接合方法においては、前記フラックス組成物が、（Ｄ）有機酸をさらに含有してもよく、このような場合、前記（Ｄ）有機酸の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対して、４．５質量％以下であることが好ましい。
本発明の電子部品の接合方法においては、前記フラックス組成物が、（Ｄ）有機酸および（Ｅ）下記一般式（１）で表されるイミダゾール化合物をさらに含有してもよく、このような場合、前記（Ｄ）有機酸が、（Ｄ１）炭素数８以上の不飽和脂肪酸を含有することが好ましい。
【０００８】
【化１】
2016167561.tif 000003
【０００９】
前記一般式（１）において、Ｒ１およびＲ２は、水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示し、Ｘは、水素原子、または、置換もしくは無置換の炭素数１〜３のアルキル基を示す。
本発明のはんだ組成物は、前記電子部品の接合方法に用いるはんだ組成物であって、（Ａ）はんだ粉末、並びに、（Ｂ）ロジン系樹脂および（Ｃ）溶剤を含有するフラックス組成物を含有することを特徴とするものである。
本発明の前処理剤は、前記電子部品の接合方法に用いる前処理剤であって、（Ｘ）活性剤を含有することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の電子部品の接合方法においては、以下説明するように、はんだ組成物の絶縁信頼性およびシェルフライフを維持しつつ、接合性の向上を図ることができる。
従来から、はんだ組成物を用いて、基板に電子部品の接合している。このような場合には、基板の電極上に印刷したはんだ組成物中のフラックス成分により、電子部品の電極の金属を活性化できるため、基板上に電子部品を搭載して、リフロー処理を行うことで、基板上に電子部品を接合できる。このように、はんだ組成物を用いて、基板上に電子部品を接合する場合、電子部品には特に処理をせずに、基板上に搭載することが技術常識であった。本発明者らは、かかる技術常識を覆し、搭載前の電子部品に対し、特定の前処理剤を塗布する工程を行えば、かかる工程に要する手間というデメリット以上の大きなメリットが得られることを見出した。
すなわち、本発明の電子部品の接合方法においては、電子部品に、活性剤を含有する前処理剤を塗布している。そして、電子部品の電極に付着した活性剤は、はんだ組成物中の活性剤よりも直接的に、電子部品の電極の金属を活性化できるため、はんだ組成物中の活性剤量を増やすよりも効率的に、接合性の向上を図ることができる。また、電子部品の電極に付着した活性剤は、驚くべきことに、はんだ組成物のフラックス成分として、はんだ組成物中に混合した活性剤とほぼ同等に機能する。この理由については必ずしも定かではないが、リフロー処理の際の溶融はんだの流動により、電子部品の電極に付着した活性剤がはんだ組成物中に十分に混合され、フラックス成分として十分に機能するものと発明者らは推察する。
以上のようにして、はんだ組成物中の活性剤量および前処理剤により電極に付着する活性剤量の合計量を増やさなくても、接合性の向上を図ることができる。また、接合性を維持しつつ、はんだ組成物中の活性剤量を減らすこともできる。そのため、本発明の電子部品の接合方法によれば、はんだ組成物の絶縁信頼性およびシェルフライフを維持しつつ、接合性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、はんだ組成物の絶縁信頼性およびシェルフライフを維持しつつ、接合性の向上を図ることができる電子部品の接合方法、並びに、その方法に用いるはんだ組成物および前処理剤を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の電子部品の接合方法の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜電子部品の接合方法＞
以下、本発明の電子部品の接合方法の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の電子部品の接合方法の一例を示す説明図である。
本発明の電子部品の接合方法は、図１に示すように、電子部品１を基板２に接合する電子部品の接合方法であって、以下説明する前処理工程（Ｓ１）、組成物塗布工程（Ｓ２）および接合工程（Ｓ３）を備える方法である。なお、本実施形態では、前処理工程、組成物塗布工程、接合工程の順で説明するが、この順に限定されない。接合工程の前に、前処理工程および組成物塗布工程を行えばよく、前処理工程および組成物塗布工程の順序は限定されない。例えば、前処理工程の前に組成物塗布工程を行ってもよく、前処理工程および組成物塗布工程を同時に行ってもよい。
【００１４】
前処理工程（Ｓ１）においては、図１に示すように、電子部品１を準備し（Ｓ１−１）、電子部品１に前処理剤３を塗布する（Ｓ１−２）。
電子部品１としては、ＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）、ＱＦＮ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏ  ｌｅａｄ  ｐａｃｋａｇｅ）、チップ部品などが挙げられる。
電子部品１は、部品本体１１と、電極１２と、電極１２上に設けられたはんだバンプ１３と、を備えている。
前処理剤３は、詳細は後述するが、（Ｘ）活性剤を含有するものである。
前処理剤３の塗布量は、特に限定されないが、（Ｘ）活性剤の単位面積あたりの付着量が、０．０１ｍｇ／ｃｍ２以上１ｍｇ／ｃｍ２以下であることが好ましく、０．０１ｍｇ／ｃｍ２以上０．１ｍｇ／ｃｍ２以下であることがより好ましい。付着量が前記下限未満では、電子部品１の電極の金属の活性化が不足する傾向にあり、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。
【００１５】
ここで用いる塗布装置としては、ディップコーター、スプレーコーター、スタンプ、スクリーン印刷機、ディスペンサーなどが挙げられる。これらの中でも、チップマウント装置への適用のしやすさという観点から、ディップコーター、スタンプがより好ましく、スタンプが特に好ましい。
【００１６】
前処理工程（Ｓ１）においては、必要に応じて、塗布後の前処理剤３を乾燥する（Ｓ１−３）。これにより、（Ｘ）活性剤を含む乾燥後の前処理剤３１が、電子部品１のはんだバンプ１３などに付着する。
乾燥条件は、特に限定されないが、通常は、乾燥温度が１５℃以上１００℃以下で、乾燥時間が１秒間以上６０秒間以下であればよい。
【００１７】
組成物塗布工程（Ｓ２）においては、図１に示すように、基材２１および電極２２を備える基板２を準備し（Ｓ２−１）、基板２の電極２２上にはんだ組成物４を塗布する（Ｓ２−２）。
基板２としては、プリント配線基板などが挙げられる。
はんだ組成物４は、詳細は後述するが、（Ａ）はんだ粉末および（Ｂ）ロジン系樹脂を含有するものである。
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。
【００１８】
接合工程（Ｓ３）においては、図１に示すように、電子部品１の電極１２と基板２の電極２２とが平面視にて重なるようにして、電子部品１を基板２上に搭載し（Ｓ３−１）、その後、リフロー処理を行い、基板２上に電子部品１をはんだ接合５により接合する（Ｓ３−２）。
リフロー条件は、はんだバンプ１３を構成するはんだやはんだ組成物４中のはんだ粉末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秒間行い、ピーク温度を２３０〜２７０℃に設定すればよい。
【００１９】
なお、本発明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、前記接合工程では、リフロー処理により、基板２上に電子部品１を接合しているが、これに限定されない。例えば、リフロー処理に代えて、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、基板２上に電子部品１を接合してもよい。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。
【００２０】
＜前処理剤＞
次に、本発明の前処理剤について説明する。すなわち、本発明の前処理剤は、前記電子部品の接合方法に用いる前処理剤であり、（Ｘ）活性剤を含有するものである。また、この前処理剤は、必要に応じて、（Ｙ）溶剤を含有してもよい。
【００２１】
［（Ｘ）成分］
本発明に用いる（Ｘ）活性剤としては、有機酸、非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤、アミン系活性剤などが挙げられる。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。なお、これらの中でも、環境対策の観点や、はんだ付け部分での腐食を抑制するという観点からは、有機酸、アミン系活性剤（ハロゲンを含有しないもの）を用いることが好ましく、有機酸を用いることがより好ましい。
前記有機酸としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸などの他に、その他の有機酸が挙げられる。また、このような有機酸は、脂肪族カルボン酸であってもよく、芳香族カルボン酸であってもよい。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。
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、リグノセリン酸、グリコール酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、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、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、ジグリコール酸などが挙げられる。
その他の有機酸としては、ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、ピコリン酸などが挙げられる。
これらの有機酸の中でも、活性作用の観点からは、（Ｘ１）１分子中に２つ以上のカルボキシル基を有する有機酸を用いることが好ましい。
（Ｘ１）成分としては、前記ジカルボン酸、ダイマー酸などが挙げられる。これらの中でも、上記の観点から、ジグリコール酸、ダイマー酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸などを用いることが好ましく、ジグリコール酸、ダイマー酸、アジピン酸などを用いることが特に好ましい。
【００２２】
前記非解離型活性剤としては、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、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、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、その他これらに類する化合物が挙げられる。
【００２３】
前記アミン系活性剤としては、アミン類（エチレンジアミンなどのポリアミンなど）、アミン塩類（トリメチロールアミン、シクロヘキシルアミン、ジエチルアミンなどのアミンやアミノアルコールなどの有機酸塩や無機酸塩（塩酸、硫酸、臭化水素酸など））、アミノ酸類（グリシン、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、バリンなど）、アミド系化合物などが挙げられる。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（塩酸塩、コハク酸塩、アジピン酸塩、セバシン酸塩など）、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、これらのアミンの臭化水素酸塩などが挙げられる。
【００２４】
本発明の前処理剤は、（Ｘ）成分単独でもよいが、塗布性の観点から、（Ｘ）成分を溶剤などに溶解させたものであることが好ましい。このような場合、前記（Ｘ）成分の配合量としては、前処理剤１００質量％に対して、０．１質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以上２０質量％以下であることがより好ましい。
【００２５】
［（Ｙ）成分］
本発明に用いる（Ｙ）溶剤としては、公知の溶剤を適宜用いることができる。このような（Ｙ）溶剤により前処理剤の塗布性を向上できる。（Ｙ）溶剤としては、乾燥のしやすさの観点から、（Ｙ１）沸点が１００℃以下の溶剤が好ましい。また、（Ｙ）溶剤として、（Ｙ１）成分以外の溶剤を併用してもよい。
（Ｙ１）成分としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコールが挙げられる。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。塗布性および乾燥性の観点からは、２種以上を混合して用いることが好ましく、メタノール、エタノールおよびイソプロピルアルコールを混合して用いることが特に好ましい。
【００２６】
前記（Ｙ）成分の配合量は、塗布性および乾燥性の観点から、前処理剤１００質量％に対して、５０質量％以上９９．９質量％以下であることが好ましく、８０質量％以上９９質量％以下であることがより好ましい。
【００２７】
［他の成分］
本発明の前処理剤には、前記（Ｘ）成分および前記（Ｙ）成分の他に、必要に応じて、その他の添加剤を加えることができる。その他の添加剤としては、チクソ剤、消泡剤などが挙げられる。
【００２８】
＜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。すなわち、本発明のはんだ組成物は、前記電子部品の接合方法に用いるはんだ組成物であり、（Ａ）はんだ粉末、並びに、（Ｂ）ロジン系樹脂および（Ｃ）溶剤を含有するフラックス組成物を含有するものである。また、このはんだ組成物は、具体的には、（Ｂ）ロジン系樹脂を含有するフラックス組成物をバインダーとして、（Ａ）はんだ粉末を分散させたものである。なお、このフラックス組成物には、必要に応じて、（Ｄ）有機酸、（Ｅ）イミダゾール化合物などを含有してもよい。
【００２９】
［（Ａ）成分］
本発明に用いる（Ａ）はんだ粉末としては、適宜公知のものを用いることができる。このはんだ粉末は、２４０℃以下の融点を有することが好ましく、低温プロセス化の観点からは、１８０℃以下の融点を有するものであることがより好ましい。このはんだ粉末の融点が１８０℃を超えるものを用いる場合には、リフロー処理時の温度が低温（例えば、１８０℃以下）の場合に、はんだ粉末を溶融させることができない傾向にある。一方で、はんだ接合の強度の観点からは、はんだ粉末の融点は、１６０℃以上であることが好ましく、２００℃以上であることがより好ましい。
また、このはんだ粉末は、環境への影響の観点から、鉛フリーはんだ粉末であることが好ましい。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。
【００３０】
前記（Ａ）成分は、スズ（Ｓｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、およびチタン（Ｔｉ）からなる群から選択される少なくとも１種の金属からなる金属または合金であることが好ましい。例えば、スズ基のはんだとしては、Ｓｎ−０．７Ｃｕなどのスズ−銅系；Ｓｎ−３．５Ａｇなどのスズ−銀系；Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．７Ｃｕ、Ｓｎ−１．０Ａｇ−０．７Ｃｕ、Ｓｎ−０．３Ａｇ−０．７Ｃｕなどのスズ−銀−銅系；Ｓｎ−２．５Ａｇ−１．０Ｂｉ−０．５Ｃｕ、Ｓｎ−１．０Ａｇ−２．０Ｂｉ−０．５Ｃｕなどのスズ−銀−ビスマス−銅系；Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｂｉ−８．０Ｉｎなどのスズ−銀−ビスマス−インジウム系；Ｓｎ−１．０Ａｇ−０．７Ｃｕ−２．０Ｂｉ−０．２Ｉｎなどのスズ−銀−銅−ビスマス−インジウム系；Ｓｎ−５８Ｂｉなどのスズービスマス系；Ｓｎ−１．０Ａｇ−５８Ｂｉなどのスズ−銀−ビスマス系；Ｓｎ−５．０Ｓｂなどのスズーアンチモン系；Ｓｎ−９Ｚｎなどのスズ−亜鉛系；Ｓｎ−８．０Ｚｎ−３．０Ｂｉなどのスズ−亜鉛−ビスマス系；Ｓｎ−３０Ｉｎ−１２Ｓｂ−３Ｚｎなどのスズ−インジウム−アンチモン−亜鉛系；Ｓｎ−５６Ｂｉ−４Ｔｉなどのスズ−ビスマス−チタン系；Ｓｎ−３．５Ａｇ−４Ｔｉなどのスズ−銀−チタン系；Ｓｎ−５２Ｉｎなどのスズ−インジウム系などが挙げられる。インジウム基のはんだとしては、金属インジウムのインジウム系；Ｉｎ−３．０Ａｇなどのインジウム−銀系が挙げられる。また、上記金属、合金には更に微量成分として、上記の金属以外にも、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、リン（Ｐ）、セリウム（Ｃｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、鉛（Ｐｂ）などを含有していてもよい。これらの中でも、低融点特性の点からは、スズ−ビスマス系、スズ−銀−ビスマス系、スズ−インジウム系、インジウム系、インジウム−銀系などがより好ましい。また、はんだ接合の強度の観点からは、スズ−銀−銅系、スズ−銀系などが好ましい。
【００３１】
前記（Ａ）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２０μｍ以下であることがより好ましく、２μｍ以上１５ｍ以下であることがさらにより好ましく、３μｍ以上１２μｍ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。
【００３２】
［フラックス組成物］
本発明のはんだ組成物は、以下説明するフラックス組成物と、前記（Ａ）成分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。
【００３３】
［（Ｂ）成分］
本発明に用いる（Ｂ）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、マレイン酸等の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等の変性樹脂）およびこれらの変性物などのアビエチン酸、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。
【００３４】
前記（Ｂ）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６０質量％以下であることがより好ましい。（Ｂ）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。
【００３５】
［（Ｃ）成分］
本発明に用いる（Ｃ）溶剤としては、公知の溶剤を適宜用いることができる。前記溶剤としては、沸点１７０℃以上の水溶性溶剤を用いることが好ましい。
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、ヘキシルジグリコール、１,５−ペンタンジオール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、２−エチルヘキシルジグリコール、オクタンジオール、フェニルグリコール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテルが挙げられる。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。
【００３６】
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、１０質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。前記溶剤の含有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。
【００３７】
［（Ｄ）成分］
本発明に用いる（Ｄ）有機酸としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸などの他に、その他の有機酸が挙げられる。なお、本発明のはんだ組成物においては、リフロー処理の際に前記前処理剤の（Ｘ）活性剤を利用できるので、（Ｄ）成分の配合量を減らすことができる。また、本発明のはんだ組成物においては、（Ｄ）成分を含有しなくてもよい。
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、リグノセリン酸、グリコール酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、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、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、ジグリコール酸などが挙げられる。
その他の有機酸としては、ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、ピコリン酸などが挙げられる。
【００３８】
前記（Ｄ）成分を配合する場合、（Ｄ）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４．５質量％以下であることが好ましく、０．２質量％以上４質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以上３．５質量％以下であることがさらにより好ましく、１質量％以上２．５質量％以下であることが特に好ましい。（Ｄ）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、はんだ組成物のシェルフライフおよび絶縁性が低下する傾向にある。
【００３９】
また、本発明においては、フラックス組成物が、（Ｄ）有機酸および後述する（Ｅ）イミダゾール化合物をさらに含有し、（Ｄ）有機酸が、（Ｄ１）炭素数８以上の不飽和脂肪酸を含有することが好ましい。このように（Ｄ１）成分および（Ｅ）成分を併用することにより、はんだ組成物のシェルフライフを向上でき、しかも、リフロー処理の際に前記前処理剤の（Ｘ）活性剤を利用できるので、接合性の向上を図ることができる。なお、このような場合、（Ｄ）有機酸として、（Ｄ１）成分と（Ｄ１）成分以外の有機酸（以下、場合により（Ｄ２）成分という）とを併用してもよい。
【００４０】
（Ｄ１）成分の不飽和脂肪酸の炭素数は、得られるはんだ組成物の保存安定性の観点から、１２以上２４以下であることが好ましく、１４以上２０以下であることがより好ましい。
前記不飽和脂肪酸の融点は、得られるはんだ組成物の保存安定性の観点から、２５℃以下であることが好ましく、１５℃以下であることがより好ましい。
前記不飽和脂肪酸としては、例えば、モノ不飽和脂肪酸、ジ不飽和脂肪酸、トリ不飽和脂肪酸が挙げられる。これらの不飽和脂肪酸は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。
モノ不飽和脂肪酸としては、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、エルカ酸、ネルボン酸などが挙げられる。
ジ不飽和脂肪酸としては、リノール酸、エイコサジエン酸、ドコサジエン酸などが挙げられる。
トリ不飽和脂肪酸としては、リノレン酸、ピノレン酸、エレオステアリン酸、ミード酸、エイコサトリエン酸などが挙げられる。
【００４１】
前記（Ｄ１）成分を配合する場合、（Ｄ１）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、１質量％以上４．５質量％以下であることが好ましく、１．５質量％以上３．５質量％以下であることがより好ましい。（Ｄ１）成分の配合量が前記下限未満では、得られるはんだ組成物の保存安定性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、得られるはんだ組成物のはんだ付性が低下する傾向にある。
【００４２】
［（Ｅ）成分］
本発明に用いる（Ｅ）イミダゾール化合物は、下記一般式（１）で表されるイミダゾール化合物である。
【００４３】
【化２】
2016167561.tif 000004
【００４４】
前記一般式（１）において、Ｒ１およびＲ２は、水素原子または炭素数１〜２０のアルキル基を示す。また、Ｒ１は、水素原子または炭素数１〜３のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることが特に好ましい。Ｒ２は、炭素数１〜２０のアルキル基であることが好ましく、炭素数１〜１２のアルキル基であることが特に好ましい。
前記一般式（１）において、Ｘは、水素原子、または、置換もしくは無置換の炭素数１〜３のアルキル基を示す。ここで、アルキル基の置換基としては、トリアジル基、アルキル基などが挙げられる。
【００４５】
前記イミダゾール化合物としては、例えば、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２，４−ジアミノ−６−（２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’））−エチル−ｓ−トリアジンが挙げられる。
【００４６】
前記（Ｅ）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、２質量％以上２０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。（Ｅ）成分の配合量が前記下限未満では、得られるはんだ組成物の保存安定性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、はんだ組成物としての性状が不安定（ボソボソした性状）となる傾向にある。
【００４７】
［他の成分］
本発明に用いるフラックス組成物には、前記（Ｂ）成分、前記（Ｃ）成分、前記（Ｄ）成分および前記（Ｅ）成分の他に、必要に応じて、その他の添加剤を加えることができる。その他の添加剤としては、前記（Ｄ）成分以外の活性剤、チクソ剤、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。
【００４８】
［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（Ａ）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。
【実施例】
【００４９】
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。
＜前処理剤＞
（（Ｘ）成分）
有機酸：アジピン酸
（（Ｙ）成分）
溶剤Ａ：イソプロピルアルコール
溶剤Ｂ：メタノール
溶剤Ｃ：エタノール
＜はんだ組成物＞
（（Ａ）成分）
はんだ粉末：平均粒子径２０μｍ、はんだ融点２１６〜２２０℃、はんだ組成Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ
（（Ｂ）成分）
ロジン系樹脂：水添酸変性ロジン、荒川化学工業社製、商品名「パインクリスタルＫＥ−６０４」
（（Ｃ）成分）
溶剤Ｄ：２−エチルヘキシルジグリコール
（（Ｄ１）成分）
不飽和脂肪酸：オレイン酸
（（Ｄ２）成分）
有機酸：アジピン酸
（（Ｅ）成分）
イミダゾール化合物Ａ：２−メチルイミダゾール、四国化成社製
イミダゾール化合物Ｂ：２−エチルイミダゾール、東京化成工業社製
イミダゾール化合物Ｃ：２−エチル−４−メチルイミダゾール、四国化成社製
イミダゾール化合物Ｄ：２−ウンデシルイミダゾール、四国化成社製
イミダゾール化合物Ｅ：２，４−ジアミノ−６−（２’−ウンデシルイミダゾリル−（１’））−エチル−ｓ−トリアジン、四国化成社製
（他の成分）
ハロゲン系活性剤：トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール（ＴＤＢＤ）
【００５０】
［実施例１］
有機酸０．３質量％、溶剤Ａ９質量％、溶剤Ｂ１４質量％および溶剤Ｃ７６．７質量％を容器に投入し、混合して前処理剤を得た。
ロジン系樹脂５０質量％、不飽和脂肪酸３質量％、イミダゾール化合物Ａ１０質量％、ハロゲン系活性剤１質量％および溶剤Ｄ３６質量％を容器に投入し、らいかい機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１２質量％およびはんだ粉末８８質量％（合計で１００質量％）を容器に投入し、混練機にて混合することではんだ組成物を調製した。
そして、電子部品（チップ部品、大きさ：１２ｍｍ×１２ｍｍ）に得られた前処理剤をディップコーターにより塗布し、温度２０℃にて５秒間乾燥した。一方で、基板（電極ピッチ：０．２５ｍｍ、電極間隔：０．２５ｍｍ）に、対応するパターンを有するマスク（厚み：８０μｍ）を用い、得られたはんだ組成物を印刷した。その後、電子部品を搭載し、プリヒート温度を１５０〜２００℃で９０〜１２０秒間、２２０℃以上の保持時間を３０〜６０秒間、ピーク温度を２４０℃とする条件でリフロー処理を行い、電子部品を基板に接合した。
【００５１】
［実施例２〜７］
下記表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、前処理剤およびはんだ組成物を得た。
そして、得られた前処理剤およびはんだ組成物を用い、実施例１と同様にして、電子部品を基板に接合した。
［比較例１〜３］
下記表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、はんだ組成物を得た。
そして、基板（電極ピッチ：０．２５ｍｍ、電極間隔：０．２５ｍｍ）に、対応するパターンを有するマスク（厚み：８０μｍ）を用い、得られたはんだ組成物を印刷した。その後、電子部品（チップ部品、大きさ：１２ｍｍ×１２ｍｍ）を搭載し、プリヒート温度を１５０〜２００℃で９０〜１２０秒間、２２０℃以上の保持時間を３０〜６０秒間、ピーク温度を２４０℃とする条件でリフロー処理を行い、電子部品を基板に接合した。
【００５２】
＜電子部品の接合方法の評価＞
電子部品の接合方法の評価（絶縁信頼性、シェルフライフ、部品の下面ボイド、部品の接合）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。
（１）絶縁信頼性
回路パターン（ライン／スペース＝５ｍｍ／３２０μｍ、導体厚：３５μｍ）を有する配線基板を準備した。そして、この配線基板のランド上に、はんだ組成物を塗布した。次に、これに対応する幅５ｍｍの合金片（組成：Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ、大きさ：５ｍｍ×２０ｍｍ、厚み：１ｍｍ）を準備し、これに条件に応じて、前処理剤を塗布した後、はんだ組成物上に配置し、リフロー処理により、溶融させ、試験片を得た。なお、リフロー処理の条件は、実施例１と同様の条件とした。
得られた試験片のマイグレーション試験を行い、絶縁抵抗値を測定した。なお、マイグレーション試験は、ＪＩＳ  Ｚ  ３２８４付属書６に記載の方法に準拠して行う（温度８５℃、相対湿度８５％、１０００時間）。
そして、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１×１０９Ω未満である。
（２）シェルフライフ
まず、はんだ組成物を試料として、粘度を測定する。その後、試料を密封容器に入れ、所定温度の恒温槽に投入し、１５日間保管し、保管した試料の粘度を測定する。なお、所定温度は、１０℃である。そして、保管前の粘度値（η１）に対する、１５日間保管後の粘度値（η２）の粘度変化率［｛（η２−η１）／η１｝×１００％］を求める。なお、粘度測定は、ＪＩＳ  Ｚ  ３２８４付属書６に記載の方法に準拠して行う。
そして、粘度変化率に基づいて下記の基準に従って、シェルフライフを評価した。
◎：粘度変化率が、−５％以上５％以下である。
○：粘度変化率が、−２０％以上−５％未満、或いは５％超２０％以下である。
×：粘度変化率が、−２０％未満、或いは、２０％超である。
（３）部品の下面ボイド
０．５ｍｍピッチのＢＧＡ（２２８ピン、Ａｍｋｏｒ社製）と、これに対応する回路パターンを有する配線基板を準備した。そして、この配線基板のランド上に、はんだ組成物を塗布した。次に、ＢＧＡに条件に応じて、前処理剤を塗布した後、はんだ組成物上に配置し、リフロー処理により、溶融させ、試験片を得た。なお、リフロー処理の条件は、実施例１と同様の条件とした。
得られた試験片を、Ｘ線検査装置（「ＮＬＸ−５０００」、ＮＡＧＯＹＡ  ＥＲＥＣＴＲＩＣ  ＷＯＲＫＳ社製）を用いて、２２８ピンの全てを検査し、以下のような計算式よりボイド面積比率を割り出す。
ボイド面積比率（％）＝｛（バンプ面積−バンプ中のボイドのある面積)／バンプ面積｝×１００
そして、ボイド面積比率に基づいて下記の基準に従って、部品の下面ボイドを評価した。
○：ボイド面積比率が、２０％以上である。
×：ボイド面積比率が、２０％未満である。
（４）部品の接合
０．５ｍｍピッチのＢＧＡ（２２８ピン、Ａｍｋｏｒ社製）と、これに対応する回路パターンを有する配線基板を準備した。そして、この配線基板のランド上に、はんだ組成物を塗布した。次に、ＢＧＡに条件に応じて、前処理剤を塗布した後、はんだ組成物上に配置し、リフロー処理により、溶融させ、試験片を得た。なお、リフロー処理の条件は、実施例１と同様の条件とした。
得られた試験片について、導通抵抗値（四端子測定法）を測定した。
そして、導通抵抗値に基づいて下記の基準に従って、部品の接合を評価した。
○：導通抵抗値が、１Ω未満である。
×：導通抵抗値が、１Ω以上である。
【００５３】
【表１】
2016167561.tif 000005
【００５４】
表１に示す結果からも明らかなように、本発明の電子部品の接合方法を用いた場合（実施例１〜７）には、絶縁信頼性、シェルフライフ、部品の下面ボイド、および、部品の接合の全てが良好であった。従って、本発明によれば、はんだ組成物の絶縁信頼性およびシェルフライフを維持しつつ、接合性の向上を図ることができることが確認された。
これに対し、電子部品に前処理剤を塗布する工程を行わない場合（比較例１〜３）には、絶縁信頼性、シェルフライフ、部品の下面ボイド、および、部品の接合のいずれか１つ以上の評価が不十分となることが分かった。
また、ハロゲン系の活性剤を多量に含有するはんだ組成物（比較例２）については、ハロゲンフリーの観点からも問題がある。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の電子部品の接合方法は、電子機器のプリント配線基板に電子部品を実装するための技術として特に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…電子部品
２…基板
３…前処理剤
４…はんだ組成物
【図１】
2016167561.tif 000007