(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだ粉末とフラックスとからなるソルダペーストであって、
前記はんだ粉末は、Ｕ：５質量ｐｐｂ未満、Ｔｈ：５質量ｐｐｂ未満、Ｐｂ：５質量ｐｐｍ未満、Ａｓ：５質量ｐｐｍ未満、Ｎｉ：０質量ｐｐｍ以上６００質量ｐｐｍ以下、及びＦｅ：０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式を満たし、かつ、α線量が０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２以下であるはんだ合金からなり、
前記はんだ粉末は、平均粒子径が０．１〜１５μｍのはんだ合金粒子群からなり、
前記フラックスは、水添ロジン酸メチルと、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンと、溶剤とを含み、
前記フラックス中の水添ロジン酸メチルの含有量は、前記フラックスの総量に対して５質量％以上２０質量％以下であり、
前記フラックス中のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンの含有量は、前記フラックスの総量に対して５質量％以上２０質量％以下であり、
前記フラックス中の水添ロジン酸メチルと、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンとの合計の含有量は、前記フラックスの総量に対して１０質量％以上４０質量％以下であり、
前記フラックスの含有量は、前記ソルダペーストの全質量（１００質量％）に対して、５〜９５質量％である、ソルダペースト。
２０≦Ｎｉ＋Ｆｅ≦７００                  （１）
（１）式中、Ｎｉ及びＦｅは、各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【請求項２】
更に、前記合金組成は、下記（１’）式を満たす、請求項１に記載のソルダペースト。
４０≦Ｎｉ＋Ｆｅ≦２００                  （１’）
（１’）式中、Ｎｉ及びＦｅは、各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【請求項３】
更に、前記合金組成は、Ｐｂが２質量ｐｐｍ未満である、請求項１又は２に記載のソルダペースト。
【請求項４】
更に、前記合金組成は、Ａｓが２質量ｐｐｍ未満である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【請求項５】
更に、前記合金組成は、Ａｇ：０質量％以上４質量％以下、及びＣｕ：０質量％以上０．９質量％以下の少なくとも一種を含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【請求項６】
更に、前記合金組成は、Ｂｉ：０質量％以上０．３質量％以下、及びＳｂ：０質量％以上０．９質量％以下の少なくとも一種を含有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【請求項７】
更に、前記合金組成は、下記（２）式を満たす、請求項６に記載のソルダペースト。
０．０３≦Ｂｉ＋Ｓｂ≦１．２              （２）
（２）式中、Ｂｉ及びＳｂは、各々前記合金組成での含有量（質量％）を表す。
【請求項８】
前記はんだ合金は、一面の面積が９００ｃｍ２であるシート状に成形したはんだ合金シートに対して、１００℃で１時間の加熱処理を施した後におけるα線量が、０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２以下となる、請求項１〜７のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【請求項９】
前記はんだ合金は、α線量が０．００２ｃｐｈ／ｃｍ２以下である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【請求項１０】
前記はんだ合金は、α線量が０．００１ｃｐｈ／ｃｍ２以下である、請求項９に記載のソルダペースト。
【請求項１１】
前記はんだ粉末は、平均粒子径が異なる２種以上のはんだ合金粒子群を併有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【請求項１２】
前記フラックスは、水添ロジン酸メチルと、水添ロジン酸メチル以外のロジンと、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンと、チキソ剤と、溶剤とを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【請求項１３】
水添ロジン酸メチル以外のロジンは、重合ロジン、アクリル酸変性ロジン、アクリル酸変性水添ロジン、アクリル酸変性不均化ロジン、水添ロジン、不均化ロジン及び水添ロジングリセリンエステルからなる群より選択される少なくとも一種である、請求項１２に記載のソルダペースト。
【請求項１４】
前記フラックス中の、水添ロジン酸メチル以外のロジンの含有量は、前記フラックスの総量に対して２０質量％以上４０質量％以下である、請求項１２又は１３に記載のソルダペースト。
【請求項１５】
水添ロジン酸メチルと、水添ロジン酸メチル以外のロジンとの混合比率は、
水添ロジン酸メチル／水添ロジン酸メチル以外のロジン
で表される質量比として、０．１６以上１．０以下である、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【請求項１６】
前記フラックス中の、水添ロジン酸メチル以外のロジンの含有量と、
水添ロジン酸メチル及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンの合計の含有量との比率は、
水添ロジン酸メチル以外のロジン／（水添ロジン酸メチル及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン）
で表される質量比として、０．６６以上３．０以下である、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【請求項１７】
前記チキソ剤は、ワックス系チキソ剤及びアミド系チキソ剤からなる群より選択される少なくとも一種を含有する、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【請求項１８】
前記アミド系チキソ剤は、ポリアミド、ビスアミド及びモノアミドからなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項１７に記載のソルダペースト。
【請求項１９】
前記ワックス系チキソ剤は、ヒマシ硬化油を含む、請求項１７又は１８に記載のソルダペースト。
【請求項２０】
前記フラックス中の前記チキソ剤の含有量は、前記フラックスの総量に対して３質量％以上１０質量％以下である、請求項１２〜１９のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【請求項２１】
前記フラックスは、更に、前記フラックスの総量に対して有機酸を０質量％以上１５質量％以下で含む、請求項１２〜２０のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【請求項２２】
前記フラックスは、更に、前記フラックスの総量に対して、
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン以外のアミンを０質量％以上１０質量％以下、
有機ハロゲン化合物を０質量％以上５質量％以下、及び
アミンハロゲン化水素酸塩を０質量％以上１質量％以下
で含む、請求項１２〜２１のいずれか一項に記載のソルダペースト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソルダペーストに関する。
【背景技術】
【０００２】
はんだ材料として、はんだ粉末とフラックスとを含有するソルダペーストが用いられている。
プリント基板に搭載される電子部品においては、小型化、高性能化がますます要求されている。かかる電子部品としては、例えば、半導体パッケージが挙げられる。半導体パッケージでは、電極を有する半導体素子が樹脂成分で封止されている。この電極には、はんだ材料によるはんだバンプが形成されている。このはんだ材料によって、半導体素子とプリント基板とのはんだ付けがされ、両者は接続している。
【０００３】
はんだ材料においては、ソフトエラーに対するα線の影響が問題となる。このような半導体素子の動作への悪影響を軽減させるために、はんだ材料を含めた低α線量材料の開発が行われている。
【０００４】
α線源となる要因は、例えばはんだ材料におけるはんだ合金、特にベースとなる錫（Ｓｎ）地金中に含まれる微量の放射性元素である。はんだ合金は、原料金属を溶融混合して製造することができる。かかるはんだ合金において、低α線量材料の設計のためには、ウラン（Ｕ）、トリウム（Ｔｈ）、ポロニウム（Ｐｏ）といった、上流となる放射性元素を合金組成から取り除くことが重要となる。
これに対し、Ｓｎ地金の精錬においてＵ、Ｔｈ、Ｐｏを取り除くことは、技術的に難しくはない（例えば、特許文献１参照）。
一般的に、Ｓｎ中には、不純物として鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）が含まれている。Ｐｂ及びＢｉ中の放射性同位体である２１０Ｐｂ及び２１０Ｂｉがβ崩壊して２１０Ｐｏとなり、２１０Ｐｏがα崩壊して２０６Ｐｂ生成時にα線が発生する。このウラン系列における一連の壊変が、はんだ材料からのα線発生の主たる原因と言われている。
【０００５】
尚、材料から発生するα線量の評価において、単位には「ｃｐｈ／ｃｍ２」がよく用いられる。「ｃｐｈ／ｃｍ２」は“ｃｏｕｎｔｓ  ｐｅｒ  ｈｏｕｒ／ｃｍ２”の略であり、１ｃｍ２当たり、１時間当たりのα線のカウント数を意味する。
【０００６】
Ｐｂ及びＢｉの半減期については、以下の通りである。
Ｂｉについて、２１０Ｂｉの半減期は約５日間である。Ｐｂについて、２１０Ｐｂの半減期は約２２．３年間である。そして、これらの影響度（存在比）は、下式で表すことができるとされる（非特許文献１参照）。すなわち、Ｂｉのα線発生への影響は、Ｐｂに比べて非常に低い。
［２１０Ｂｉ］≒［２１０Ｐｂ］／１．６×１０３
式中、［２１０Ｂｉ］は、２１０Ｂｉのモル濃度を表す。［２１０Ｐｂ］は、２１０Ｐｂのモル濃度を表す。
【０００７】
以上のように、従来、低α線量材料の設計においては、Ｕ、Ｔｈを取り除き、さらにＰｂを徹底して除去することが一般的である。
【０００８】
また、はんだ材料から発生するα線量は、経時変化によって、基本的にα線量が増加することが知られている。これは、はんだ合金中の放射性Ｐｂ及び放射性Ｂｉがβ崩壊してＰｏ量が増加し、そしてＰｏがα壊変してα線を発生することが原因と言われている。
極低α線量の材料においては、これら放射性元素をほとんど含有していないものの、２１０Ｐｏの偏析が原因となって、α線量が経時変化によって増加する場合がある。２１０Ｐｏは、もともとα線を放射しているが、はんだ合金凝固時においてはんだ合金中心部分に偏析するため、放射しているα線がはんだ合金で遮蔽されてしまう。そして、時間経過とともに２１０Ｐｏが合金中に均一に分散して、α線が検出される表面にも存在するようになるため、α線量が経時変化によって増加する（非特許文献２参照）。
【０００９】
上述したように、はんだ合金中に含まれる極微量の不純物の影響で、発生するα線量は増加してしまう。このため、低α線量材料の設計においては、はんだ合金の従来の製造方法のように、単に各種元素を添加することが難しくなる。
例えば、ソルダペーストの経時での粘度増加を抑制する増粘抑制のために、はんだ合金に砒素（Ａｓ）を添加する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
一方、はんだ付けに用いられるフラックスは、はんだ及びはんだ付けの対象となる接合対象物の金属表面に存在する金属酸化物を化学的に除去し、両者の境界で金属元素の移動を可能にする効能を持つ。このため、フラックスを使用してはんだ付けを行うことで、はんだと接合対象物の金属表面との間に金属間化合物が形成できるようになり、強固な接合が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−１５６０５２号公報
【特許文献２】特開２０１５−９８０５２号公報
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅ Ｎｕｃｌｅｉ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｏｆｔ Ｅｒｒｏｒｓ ａｔ Ｇｒｏｕｎｄ Ｌｅｖｅｌ;ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＮＵＣＬＥＡＲ ＳＣＩＥＮＣＥ，ＤＥＣＥＭＢＥＲ ２００９，ＶＯＬ．５６，ＮＯ．６，ｐ．３４３７−３４４１
【非特許文献２】Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｎ Ｌｏｗ Ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ Ａｌｐｈａ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｉｍｐａｃｔｓ ｏｎ Ａｃｃｕｒａｔｅ Ａｌｐｈａ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ;ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＮＵＣＬＥＡＲ ＳＣＩＥＮＣＥ，ＤＥＣＥＭＢＥＲ ２０１５，ＶＯＬ．６２，ＮＯ．６，ｐ．３０３４−３０３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
例えば特許文献２に記載された方法のように、ソルダペーストの経時での増粘抑制のため、はんだ合金にＡｓを添加する方法では、Ａｓが添加されることにより、合金に、Ａｓ中に含まれる放射性同位体をもつ不純物も含まれることになる。この場合、その不純物中に放射性元素が存在することで、はんだ材料から発生するα線量が増加してしまう。
【００１４】
また、リフロー方式によるはんだ付けにおいては、ペーストリフロー中に、フラックス成分が加熱により揮発又は分解してガス化する。そして、このガス化したフラックス成分に起因するボイドがはんだ付け部に発生する、という問題がある。
【００１５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ソルダペーストの経時での粘度増加を抑制し、ボイドの発生が少ないはんだ付けを実現でき、かつ、ソフトエラーの発生を抑制することが可能なソルダペースト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】
【００１６】
本発明者らは、放射性元素を含む不純物を伴うＡｓを添加することなく、ソルダペーストの経時での増粘抑制が可能な、低α線量のはんだ合金の設計を目的として検討した。かかる検討により、主成分としてのＳｎと、地金の精錬時又は加工時に高温で加熱されるような高融点金属である、融点１４５５℃のＮｉ及び融点１５３８℃のＦｅの所定量と、を含有する合金組成とすることで、ソルダペーストの経時での増粘抑制が可能となることを見出した。
加えて、ボイドがはんだ付け部に発生する問題に対し、特定のロジン及びアミンを併用することにより、ソルダペーストの溶融粘度が低下して、ガス化したフラックス成分がペースト中から抜けやすくなることで、ボイドの発生を抑制できることを更に見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、上記の課題を解決するため、以下の手段を採用する。
【００１７】
本発明の一態様は、はんだ粉末とフラックスとからなるソルダペーストであって、前記はんだ粉末は、Ｕ：５質量ｐｐｂ未満、Ｔｈ：５質量ｐｐｂ未満、Ｐｂ：５質量ｐｐｍ未満、Ａｓ：５質量ｐｐｍ未満、Ｎｉ：０質量ｐｐｍ以上６００質量ｐｐｍ以下、及びＦｅ：０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式を満たし、かつ、α線量が０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２以下であるはんだ合金からなり、前記フラックスは、水添ロジン酸メチルと、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンと、溶剤とを含むことを特徴とする、ソルダペーストである。
２０≦Ｎｉ＋Ｆｅ≦７００                  （１）
（１）式中、Ｎｉ及びＦｅは、各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ソルダペーストの経時での粘度増加を抑制し、ボイドの発生が少ないはんだ付けを実現でき、かつ、ソフトエラーの発生を抑制することが可能なソルダペーストを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明を以下により詳しく説明する。
本明細書において、はんだ合金組成に関する「ｐｐｂ」は、特に指定しない限り「質量ｐｐｂ」である。「ｐｐｍ」は、特に指定しない限り「質量ｐｐｍ」である。「％」は、特に指定しない限り「質量％」である。
【００２０】
（ソルダペースト）
本実施形態のソルダペーストは、特定のはんだ粉末と、特定のフラックスとからなるものである。
前記はんだ粉末は、Ｕ：５質量ｐｐｂ未満、Ｔｈ：５質量ｐｐｂ未満、Ｐｂ：５質量ｐｐｍ未満、Ａｓ：５質量ｐｐｍ未満、Ｎｉ：０質量ｐｐｍ以上６００質量ｐｐｍ以下、及びＦｅ：０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式を満たし、かつ、α線量が０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２以下であるはんだ合金からなる。
２０≦Ｎｉ＋Ｆｅ≦７００                  （１）
（１）式中、Ｎｉ及びＦｅは、各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
前記フラックスは、水添ロジン酸メチルと、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンと、溶剤とを含む。
【００２１】
＜はんだ粉末＞
本実施形態のソルダペーストに用いられるはんだ粉末は、Ｕ：５質量ｐｐｂ未満、Ｔｈ：５質量ｐｐｂ未満、Ｐｂ：５質量ｐｐｍ未満、Ａｓ：５質量ｐｐｍ未満、Ｎｉ：０質量ｐｐｍ以上６００質量ｐｐｍ以下、及びＦｅ：０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式を満たし、かつ、α線量が０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２以下であるはんだ合金からなる。
２０≦Ｎｉ＋Ｆｅ≦７００                  （１）
（１）式中、Ｎｉ及びＦｅは、各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【００２２】
本実施形態におけるはんだ合金は、Ｕ：５質量ｐｐｂ未満、Ｔｈ：５質量ｐｐｂ未満、Ｐｂ：５質量ｐｐｍ未満、Ａｓ：５質量ｐｐｍ未満、Ｎｉ：０質量ｐｐｍ以上６００質量ｐｐｍ以下、及びＦｅ：０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、前記（１）式を満たす。
【００２３】
≪Ｕ：５質量ｐｐｂ未満、Ｔｈ：５質量ｐｐｂ未満≫
Ｕ及びＴｈは、放射性元素である。ソフトエラーの発生を抑制するには、はんだ合金中のこれらの含有量を抑える必要がある。
本実施形態において、はんだ合金中のＵ及びＴｈの含有量は、はんだ合金から発生するα線量を０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２以下とする観点から、はんだ合金の総質量（１００質量％）に対して、各々５ｐｐｂ未満である。高密度実装でのソフトエラー発生を抑制する観点から、Ｕ及びＴｈの含有量は、好ましくは各々２ｐｐｂ以下であり、低いほどよい。
【００２４】
≪Ｐｂ：５質量ｐｐｍ未満≫
一般的に、Ｓｎ中には、不純物としてＰｂが含まれている。このＰｂ中の放射性同位体がβ崩壊して２１０Ｐｏとなり、２１０Ｐｏがα崩壊して２０６Ｐｂ生成時にα線が発生する。このことから、はんだ合金中の、不純物であるＰｂの含有量も極力少ないことが好ましい。
本実施形態において、はんだ合金中のＰｂの含有量は、はんだ合金の総質量（１００質量％）に対して、５ｐｐｍ未満であり、好ましくは２ｐｐｍ未満であり、より好ましくは１ｐｐｍ未満である。尚、はんだ合金中のＰｂの含有量の下限は０ｐｐｍ以上でもよい。
【００２５】
≪Ａｓ：５質量ｐｐｍ未満≫
はんだ合金にＡｓを添加することは、ソルダペーストの経時での増粘抑制に有効であるが、Ａｓの添加に伴い、合金に、Ａｓ由来の不純物から放射性元素も含まれることになり、はんだ材料から発生するα線量が増加してしまう。
本実施形態においては、放射性元素を含む不純物を伴うＡｓを添加することなく、ソルダペーストの経時での増粘抑制を図ることを目的とする。
本実施形態において、はんだ合金中のＡｓの含有量は、はんだ合金の総質量（１００質量％）に対して、５ｐｐｍ未満であり、好ましくは２ｐｐｍ未満であり、より好ましくは１ｐｐｍ未満である。尚、はんだ合金中のＡｓの含有量の下限は０ｐｐｍ以上でもよい。
【００２６】
≪Ｎｉ：０質量ｐｐｍ以上６００質量ｐｐｍ以下、Ｆｅ：０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下、（１）式≫
はんだ付けにより、はんだ合金中の接合界面近傍において、Ｓｎ含有金属間化合物（Ｓｎを含む金属間化合物）の形成が進み、このＳｎ含有金属間化合物が析出すると、はんだ継手の機械的強度が劣化する。
【００２７】
Ｎｉ：０質量ｐｐｍ以上６００質量ｐｐｍ以下
Ｎｉは、Ｓｎ含有金属間化合物が接合界面で形成することを抑制する元素である。
はんだ合金がＮｉを含有することで、前記Ｓｎ含有金属間化合物の形成が抑制されて、はんだ継手の機械的強度が維持される。一方、はんだ合金中のＮｉの含有量が６００ｐｐｍを超えると、はんだ合金中の接合界面近傍において、ＳｎＮｉ化合物が析出し、はんだ継手の機械的強度が劣化するおそれがある。
本実施形態において、はんだ合金中のＮｉの含有量は、はんだ合金の総質量（１００質量％）に対して、０ｐｐｍ以上６００ｐｐｍ以下であり、好ましくは２０ｐｐｍ以上６００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは４０ｐｐｍ以上６００ｐｐｍ以下である。
【００２８】
Ｆｅ：０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下
Ｆｅは、Ｎｉと同様に、Ｓｎ含有金属間化合物が接合界面で形成することを抑制する元素である。加えて、所定の含有量の範囲内では、ＳｎＦｅ化合物による針状結晶の析出が抑制されて、回路の短絡を防ぐことができる。
ここでいう「針状結晶」とは、１つのＳｎＦｅ化合物由来の結晶において、長径と短径との比であるアスペクト比が２以上の結晶をいう。
本実施形態において、はんだ合金中のＦｅの含有量は、はんだ合金の総質量（１００質量％）に対して、０ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下であり、好ましくは２０ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは４０ｐｐｍ以上８０ｐｐｍ以下である。
【００２９】
本実施形態におけるはんだ合金に関し、合金組成については、下記（１）式を満たす。
２０≦Ｎｉ＋Ｆｅ≦７００                  （１）
（１）式中、Ｎｉ及びＦｅは、各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【００３０】
（１）式におけるＮｉ及びＦｅは、いずれも、Ｓｎ含有金属間化合物が接合界面で形成することを抑制する元素である。加えて、本実施形態において、Ｎｉ及びＦｅは、いずれも、ソルダペーストの経時での増粘抑制の効果にも寄与する。
前記Ｓｎ含有金属間化合物の形成を抑制する効果、及びソルダペーストの経時での増粘抑制の効果を得るために、はんだ合金中のＮｉとＦｅとの合計の含有量が、はんだ合金の総質量（１００質量％）に対して、２０ｐｐｍ以上７００ｐｐｍ以下である必要がある。ＮｉとＦｅとの合計の含有量は、好ましくは４０ｐｐｍ以上７００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは４０ｐｐｍ以上６００ｐｐｍ以下であり、最も好ましくは４０ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下である。
【００３１】
但し、前記「ＮｉとＦｅとの合計の含有量」は、はんだ合金中のＮｉの含有量が０ｐｐｍである場合にはＦｅの含有量となり、はんだ合金中のＦｅの含有量が０ｐｐｍである場合にはＮｉの含有量となり、ＮｉとＦｅとを併有する場合にはこれらの合計の含有量となる。
【００３２】
また、本実施形態においてＮｉとＦｅとを併有する場合、はんだ合金中のＮｉとＦｅとの比率は、Ｎｉ／Ｆｅで表される質量比として、好ましくは０．４以上３０以下であり、より好ましくは０．４以上１０以下であり、さらに好ましくは０．４以上５以下であり、特に好ましくは０．４以上２以下である。
かかる質量比のＮｉ／Ｆｅが前記の好ましい範囲であれば、本発明の効果がより得られやすくなる。
【００３３】
≪任意元素≫
本実施形態におけるはんだ合金に関し、合金組成は、上述した元素以外の元素を必要に応じて含有してもよい。
例えば、本実施形態におけるはんだ合金に関し、合金組成は、上述した元素に加えて、更に、Ａｇ：０質量％以上４質量％以下、及びＣｕ：０質量％以上０．９質量％以下の少なくとも一種を含有してもよい。
【００３４】
Ａｇ：０質量％以上４質量％以下
Ａｇは、結晶界面にＡｇ３Ｓｎを形成してはんだ合金の信頼性を向上させることができる任意元素である。また、Ａｇは、イオン化傾向がＳｎに対して貴な元素であり、Ｎｉ及びＦｅと共存することによって、ソルダペーストの経時での増粘抑制効果を高める。さらに、はんだ合金中のＡｇの含有量が上記範囲内であれば、合金の融点の上昇を抑制することができるため、リフロー温度を過度に高くする必要がなくなる。
本実施形態において、はんだ合金中のＡｇの含有量は、はんだ合金の総質量（１００質量％）に対して、０％以上４％以下が好ましく、より好ましくは０.５％以上３．５％以下であり、さらに好ましくは１．０％以上３．０％以下であり、特に好ましくは２.０％以上３．０％以下である。
【００３５】
Ｃｕ：０質量％以上０．９質量％以下
Ｃｕは、一般的なはんだ合金で使用されており、はんだ継手の接合強度を向上させることができる任意元素である。また、Ｃｕは、イオン化傾向がＳｎに対して貴な元素であり、Ｎｉ及びＦｅと共存することによって、ソルダペーストの経時での増粘抑制効果を高める。
本実施形態において、はんだ合金中のＣｕの含有量は、はんだ合金の総質量（１００質量％）に対して、０％以上０．９％以下が好ましく、より好ましくは０.１％以上０．８％以下であり、さらに好ましくは０．２％以上０．７％以下である。
【００３６】
本実施形態においてＣｕとＮｉとを併有する場合、はんだ合金中のＣｕとＮｉとの比率は、Ｃｕ／Ｎｉで表される質量比として、好ましくは８以上１７５以下であり、より好ましくは１０以上１５０以下である。
かかる質量比のＣｕ／Ｎｉが前記の好ましい範囲であれば、本発明の効果がより得られやすくなる。
【００３７】
本実施形態においてＣｕとＦｅとを併有する場合、はんだ合金中のＣｕとＦｅとの比率は、Ｃｕ／Ｆｅで表される質量比として、好ましくは５０以上３５０以下であり、より好ましくは７０以上２５０以下である。
かかる質量比のＣｕ／Ｆｅが前記の好ましい範囲であれば、本発明の効果がより得られやすくなる。
【００３８】
本実施形態においてＣｕとＮｉとＦｅとを併有する場合、はんだ合金中のＣｕとＮｉとＦｅとの比率は、Ｃｕ／（Ｎｉ＋Ｆｅ）で表される質量比として、好ましくは７以上３５０以下であり、より好ましくは１０以上２５０以下である。
かかる質量比のＣｕ／（Ｎｉ＋Ｆｅ）が前記の好ましい範囲であれば、本発明の効果がより得られやすくなる。
【００３９】
例えば、本実施形態におけるはんだ合金に関し、合金組成は、上述した元素に加えて、更に、Ｂｉ：０質量％以上０．３質量％以下、及びＳｂ：０質量％以上０．９質量％以下の少なくとも一種を含有してもよい。
【００４０】
Ｂｉ：０質量％以上０．３質量％以下
Ｂｉは、フラックスとの反応性が低く、ソルダペーストの経時での増粘抑制効果を示す元素である。また、Ｂｉは、はんだ合金の液相線温度を下げるとともに、溶融はんだの粘性を低減させるため、濡れ性の劣化を抑えることができる元素である。
本実施形態において、はんだ合金中のＢｉの含有量は、はんだ合金の総質量（１００質量％）に対して、０％以上０．３％以下が好ましく、より好ましくは０．００２０％以上０．３％以下であり、さらに好ましくは０．０１％以上０．１％以下であり、最も好ましくは０．０１％以上０．０５％以下である。
【００４１】
Ｓｂ：０質量％以上０．９質量％以下
Ｓｂは、Ｂｉと同様に、フラックスとの反応性が低く、ソルダペーストの経時での増粘抑制効果を示す元素である。はんだ合金中のＳｂの含有量が多すぎると、濡れ性が劣化するため、Ｓｂを添加する場合には適度な含有量にする必要がある。
本実施形態において、はんだ合金中のＳｂの含有量は、はんだ合金の総質量（１００質量％）に対して、０％以上０．９％以下が好ましく、より好ましくは０．００２０％以上０．９％以下であり、さらに好ましくは０．０１％以上０．１％以下であり、最も好ましくは０．０１％以上０．０５％以下である。
【００４２】
本実施形態におけるはんだ合金に関し、合金組成が、更に、Ｂｉ：０質量％以上０．３質量％以下、及びＳｂ：０質量％以上０．９質量％以下の少なくとも一種を含有する場合、前記合金組成は、下記（２）式を満たすことが好ましい。
０．０３≦Ｂｉ＋Ｓｂ≦１．２              （２）
（２）式中、Ｂｉ及びＳｂは、各々前記合金組成での含有量（質量％）を表す。
【００４３】
（２）式におけるＢｉ及びＳｂは、いずれも、ソルダペーストの経時での増粘抑制効果を示す元素である。加えて、本実施形態において、Ｂｉ及びＳｂは、いずれも、はんだ合金の濡れ性にも寄与する。
はんだ合金中のＢｉとＳｂとの合計の含有量は、はんだ合金の総質量（１００質量％）に対して、０．０３％以上１．２％以下が好ましく、より好ましくは０．０３％以上０．９％以下であり、さらに好ましくは０．３％以上０．９％以下である。
【００４４】
但し、前記「ＢｉとＳｂとの合計の含有量」は、はんだ合金中のＢｉの含有量が０％である場合にはＳｂの含有量となり、はんだ合金中のＳｂの含有量が０％である場合にはＢｉの含有量となり、ＢｉとＳｂとを併有する場合にはこれらの合計の含有量となる。
【００４５】
本実施形態においてＢｉとＳｂとを併有する場合、はんだ合金中のＢｉとＳｂとの比率は、Ｓｂ／Ｂｉで表される質量比として、好ましくは０．０１以上１０以下であり、より好ましくは０．１以上５以下である。
かかる質量比のＳｂ／Ｂｉが前記の好ましい範囲であれば、本発明の効果がより得られやすくなる。
【００４６】
≪残部：Ｓｎ≫
本実施形態におけるはんだ合金に関し、合金組成は、残部がＳｎからなる。上述した元素の他に不可避的不純物を含有してもよい。不可避的不純物を含有する場合であっても、上述の効果に影響することはない。
【００４７】
≪α線量≫
本実施形態におけるはんだ合金は、α線量が０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２以下である。
これは、電子部品の高密度実装においてソフトエラーが問題にならない程度のα線量である。
本実施形態におけるはんだ合金から発生するα線量は、更なる高密度実装でのソフトエラーを抑制する観点から、好ましくは０．０１ｃｐｈ／ｃｍ２以下であり、より好ましくは０．００２ｃｐｈ／ｃｍ２以下であり、さらに好ましくは０．００１ｃｐｈ／ｃｍ２以下である。
【００４８】
はんだ合金から発生するα線量は、以下のようにして測定することができる。かかるα線量の測定方法は、国際標準であるＪＥＤＥＣ ＳＴＡＮＤＡＲＤに基づいている。
【００４９】
手順（ｉ）：
ガスフロー型のα線量測定装置を用いる。
測定サンプルとして、はんだ合金を溶融し、一面の面積が９００ｃｍ２であるシート状に成形したはんだ合金シートを用いる。
前記α線量測定装置内に、測定サンプルとして前記はんだ合金シートを設置し、そこにＰＲガスをパージする。
【００５０】
尚、ＰＲガスには、国際標準であるＪＥＤＥＣ ＳＴＡＮＤＡＲＤに従うものを用いる。すなわち、測定に使用するＰＲガスは、アルゴン９０％−メタン１０％の混合ガスをガスボンベに充填してから３週間以上が経過した、ガス中の不純物ラドン（Ｒｎ）の崩壊したものとする。
【００５１】
手順（ｉｉ）：
前記はんだ合金シートを設置した前記α線量測定装置内に、前記ＰＲガスを１２時間流し静置した後、７２時間α線量測定を行う。
【００５２】
手順（ｉｉｉ）：
平均α線量を「ｃｐｈ／ｃｍ２」として算出する。異常点（装置振動によるカウント等）はその１時間分のカウントを除去する。
【００５３】
本実施形態におけるはんだ合金は、一面の面積が９００ｃｍ２であるシート状に成形した際のはんだ合金シートに対して、１００℃で１時間の加熱処理を施した後におけるα線量が、０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２以下となるものが好ましく、より好ましくは０．０１ｃｐｈ／ｃｍ２以下となるものであり、さらに好ましくは０．００２ｃｐｈ／ｃｍ２以下となるものであり、特に好ましくは０．００１ｃｐｈ／ｃｍ２以下となるものである。
このようなα線量を示すはんだ合金は、合金中で２１０Ｐｏの偏析が起こりにくいものであり、α線量の経時変化による影響が小さく、有用である。このようなα線量を示すはんだ合金を適用することにより、ソフトエラーの発生がより抑制されて、半導体素子の安定な動作がいっそう確保されやすくなる。
【００５４】
［はんだ合金の製造方法］
本実施形態におけるはんだ合金は、例えば、Ｎｉ及びＦｅの少なくとも一種、並びにＳｎを含有する原料金属を溶融混合する工程を有する製造方法を用いることにより製造できる。
低α線量のはんだ合金の設計を目的としていることから、その原料金属として低α線量材を用いることが好ましく、例えば、原料金属としてのＳｎ、Ｎｉ及びＦｅには、それぞれ、高純度のもの、並びにＵ、Ｔｈ及びＰｂを除去したものを用いることが好ましい。
原料金属としてのＳｎとしては、例えば、特開２０１０−１５６０５２号公報（特許文献１）に記載の製造方法に準じて製造したものを用いることができる。
原料金属としてのＮｉ及びＦｅとしては、それぞれ、例えば、特許第５６９２４６７号公報に準じて製造したものを用いることができる。
原料金属を溶融混合する操作は、従来公知の方法を用いることができる。
【００５５】
本実施形態におけるはんだ粉末の製造は、溶融させたはんだ合金を滴下して粒子を得る滴下法や、遠心噴霧する噴霧法、アトマイズ法、液中造粒法、バルクのはんだ合金を粉砕する方法など、公知の方法を採用することができる。滴下法又は噴霧法における、滴下又は噴霧は、粒子状とするために不活性雰囲気又は溶媒中で行うことが好ましい。
【００５６】
本実施形態におけるはんだ粉末は、球状粉末であることが好ましい。球状粉末であることにより、はんだ合金の流動性が向上する。
本実施形態におけるはんだ粉末が球状粉末である場合、ＪＩＳ  Ｚ  ３２８４−１：２０１４における粉末サイズの分類（表２）において、記号１〜８を満たしていることが好ましく、記号４〜８を満たしていることがより好ましい。はんだ粉末の粒径がこの条件を満たすと、粉末の表面積が大きすぎず、ソルダペーストの経時での粘度の上昇が抑制され、また、微細粉末の凝集が抑制されて、ソルダペーストの粘度の上昇が抑えられることがある。このため、より微細な部品へのはんだ付けが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態におけるはんだ粉末は、平均粒子径が０．１〜５０μｍのはんだ合金粒子群からなるものを用いることが好ましく、平均粒子径が１〜２５μｍのはんだ合金粒子群からなるものを用いることがより好ましく、平均粒子径が１〜１５μｍのはんだ合金粒子群からなるものを用いることがさらに好ましい。
はんだ粉末の粒径が前記の好ましい範囲であると、ソルダペーストの経時での粘度増加が抑制されやすくなる。
ここでいうはんだ粉末の平均粒子径とは、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置によって測定される粒度分布における積算値５０％での粒子径を意味する。
【００５８】
また、本実施形態におけるはんだ粉末は、粒度分布の異なる２種以上のはんだ合金粒子群を併有することが好ましい。これにより、ソルダペーストの滑り性が高められて、印刷しやすくなる等の作業性が向上する。
例えば、はんだ粉末として、平均粒子径が異なる２種以上のはんだ合金粒子群を併有することが挙げられる。一例として、平均粒子径５μｍ以上１０μｍ未満のはんだ合金粒子群（Ｓ１）と、平均粒子径１μｍ以上５μｍ未満のはんだ合金粒子群（Ｓ２）とを併有したはんだ粉末が好適に挙げられる。
はんだ合金粒子群（Ｓ１）とはんだ合金粒子群（Ｓ２）との混合比率は、（Ｓ１）／（Ｓ２）で表される質量比として、（Ｓ１）／（Ｓ２）＝９／１〜１／９が好ましく、９／１〜３／７がより好ましく、９／１〜５／５がさらに好ましい。
【００５９】
本実施形態におけるはんだ粉末について、球状粉末の真球度は、０．８以上が好ましく、０．９以上がより好ましく、０．９５以上がさらに好ましく、０．９９以上が特に好ましい。
【００６０】
ここでいう「球状粉末の真球度」は、最小領域中心法（ＭＺＣ法）を用いるＣＮＣ画像測定システム（ミツトヨ社製のウルトラクイックビジョンＵＬＴＲＡ ＱＶ３５０−ＰＲＯ測定装置）を使用して測定することができる。
真球度とは、真球からのずれを表し、例えば５００個の各はんだ合金粒子の直径を長径で割った際に算出される算術平均値であり、その値が上限である１．００に近いほど真球に近いことを表す。
【００６１】
＜フラックス＞
本実施形態のソルダペーストに用いられるフラックスは、水添ロジン酸メチルと、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンと、溶剤とを含む。
【００６２】
≪水添ロジン酸メチル≫
本実施形態におけるフラックスは、水添ロジン酸メチルを含む。
この水添ロジン酸メチルは、ロジンから得られる水素添加した環状脂肪酸とメチルアルコールとから得られるエステルであり、別名が水添アビエチン酸メチルであり、ＣＡＳ番号：８０５０−１５−５を有するものである。
前記フラックス中の水添ロジン酸メチルの含有量は、前記フラックスの総量（１００質量％）に対して５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％以下がより好ましい。
水添ロジン酸メチルの含有量が前記の好ましい範囲であれば、はんだ付けにおいてボイドの発生がより抑制されやすくなる。
【００６３】
≪Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン≫
本実施形態におけるフラックスは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンを含む。
このＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンは、ジアミンの誘導体であり、別名がエデトール、又はエチレンジアミン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−２−プロパノールであり、ＣＡＳ番号：１０２−６０−３を有するものである。
前記フラックス中のＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンの含有量は、前記フラックスの総量（１００質量％）に対して５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％以下がより好ましい。
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンの含有量が前記の好ましい範囲であれば、はんだ付けにおいてボイドの発生がより抑制されやすくなる。
【００６４】
前記フラックス中の水添ロジン酸メチルと、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンとの合計の含有量は、前記フラックスの総量（１００質量％）に対して１０質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上３０質量％以下がより好ましく、１５質量％以上３０質量％以下がさらに好ましい。
これら２成分の合計の含有量が前記の好ましい範囲であれば、はんだ付けにおいてボイドの発生がより抑制されやすくなる。
【００６５】
≪溶剤≫
本実施形態において、溶剤としては、例えば、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、テルピネオール類等が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、例えば、イソプロピルアルコール、１，２−ブタンジオール、イソボルニルシクロヘキサノール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、２，５−ジメチル−３−ヘキシン−２，５−ジオール、２，３−ジメチル−２，３−ブタンジオール、１，１，１−トリス（ヒドロキシメチル）エタン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２，２’−オキシビス（メチレン）ビス（２−エチル−１，３−プロパンジオール）、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−１，３−プロパンジオール、１，２，６−トリヒドロキシヘキサン、ビス［２，２，２−トリス（ヒドロキシメチル）エチル］エーテル、１−エチニル−１−シクロヘキサノール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、エリトリトール、トレイトール、グアヤコールグリセロールエーテル、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール等が挙げられる。
グリコールエーテル系溶剤としては、例えば、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フェニルエーテル、２−メチルペンタン−２，４−ジオール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（ヘキシルジグリコール）、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ジブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。
【００６６】
≪その他成分≫
本実施形態におけるフラックスは、水添ロジン酸メチル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン、及び溶剤以外に、必要に応じてその他成分を含んでもよい。
その他成分としては、水添ロジン酸メチル以外のロジン、有機酸、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン以外のアミン（以下「エデトール以外のアミン」ともいう）、チキソ剤、ハロゲン系活性剤、ロジン系樹脂以外の樹脂成分、金属不活性化剤、界面活性剤、シランカップリング剤、酸化防止剤、着色剤等が挙げられる。
【００６７】
水添ロジン酸メチル以外のロジン：
水添ロジン酸メチル以外のロジンとしては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン及びトール油ロジン等の原料ロジン、並びに該原料ロジンから得られる誘導体が挙げられる。
該誘導体としては、例えば、精製ロジン、重合ロジン、水添ロジン、不均化ロジン及びα，β不飽和カルボン酸変性物（アクリル化ロジン、マレイン化ロジン、フマル化ロジン等）、並びに該重合ロジンの精製物、水素化物及び不均化物、並びに該α，β不飽和カルボン酸変性物の精製物、水素化物及び不均化物等が挙げられる。
本実施形態におけるフラックスでは、水添ロジン酸メチル以外のロジンを、一種又は二種以上で用いることができる。
上記の中でも、水添ロジン酸メチル以外のロジンとしては、重合ロジン、アクリル酸変性ロジン、アクリル酸変性水添ロジン、アクリル酸変性不均化ロジン、水添ロジン、不均化ロジン及び水添ロジングリセリンエステルからなる群より選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。
【００６８】
前記フラックス中の、水添ロジン酸メチル以外のロジンの含有量は、前記フラックスの総量（１００質量％）に対して２０質量％以上４０質量％以下であることが好ましく、２５質量％以上４０質量％以下がより好ましく、２５質量％以上３５質量％以下がさらに好ましい。
【００６９】
本実施形態におけるフラックス中、水添ロジン酸メチルと、水添ロジン酸メチル以外のロジン（以下「その他ロジン」ともいう）との混合比率は、水添ロジン酸メチル／その他ロジン、で表される質量比として、０．１６以上１．０以下であることが好ましく、０．１６以上０．６０以下がより好ましく、０．１６以上０．４０以下がさらに好ましい。
【００７０】
前記フラックス中の、その他ロジンの含有量と、水添ロジン酸メチル及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンの合計の含有量との比率は、その他ロジン／（水添ロジン酸メチル及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン）、で表される質量比として、０．６６以上３．０以下であることが好ましく、０．８０以上３．０以下がより好ましく、０．８０以上２．０以下がさらに好ましい。
【００７１】
有機酸：
有機酸としては、例えば、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、エイコサン二酸、クエン酸、グリコール酸、コハク酸、サリチル酸、ジグリコール酸、ジピコリン酸、ジブチルアニリンジグリコール酸、スベリン酸、セバシン酸、チオグリコール酸、ジチオグリコール酸、テレフタル酸、ドデカン二酸、パラヒドロキシフェニル酢酸、ピコリン酸、フェニルコハク酸、フタル酸、フマル酸、マレイン酸、マロン酸、ラウリン酸、安息香酸、酒石酸、イソシアヌル酸トリス（２−カルボキシエチル）、グリシン、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）ブタン酸、２，３−ジヒドロキシ安息香酸、２，４−ジエチルグルタル酸、２−キノリンカルボン酸、３−ヒドロキシ安息香酸、プロピオン酸、リンゴ酸、ｐ−アニス酸、ステアリン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、パルミチン酸、ピメリン酸、ダイマー酸、トリマー酸、ダイマー酸に水素を添加した水添物である水添ダイマー酸、トリマー酸に水素を添加した水添物である水添トリマー酸等が挙げられる。
本実施形態におけるフラックスでは、有機酸を、一種又は二種以上で用いることができる。
上記の中でも、有機酸としては、マロン酸、グルタル酸、スベリン酸、アゼライン酸、ステアリン酸及び水添ダイマー酸からなる群より選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。
【００７２】
前記フラックス中の、有機酸の含有量は、前記フラックスの総量（１００質量％）に対して０質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１５質量％以下がより好ましく、７質量％以上１５質量％以下がさらに好ましい。
【００７３】
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン以外のアミン（エデトール以外のアミン）：
エデトール以外のアミンとしては、例えば、エチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、ジフェニルグアニジン、ジトリルグアニジン、２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、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、２，４−ジアミノ−６−［２’−エチル−４’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２’−メチルイミダゾリル−（１’）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ピロロ［１，２−ａ］ベンズイミダゾール、１−ドデシル−２−メチル−３−ベンジルイミダゾリウムクロライド、２−メチルイミダゾリン、２−フェニルイミダゾリン、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−ｓ−トリアジン、エポキシ−イミダゾールアダクト、２−メチルベンゾイミダゾール、２−オクチルベンゾイミダゾール、２−ペンチルベンゾイミダゾール、２−（１−エチルペンチル）ベンゾイミダゾール、２−ノニルベンゾイミダゾール、２−（４−チアゾリル）ベンゾイミダゾール、ベンゾイミダゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔｅｒｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−アミルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２，２’−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール］、６−（２−ベンゾトリアゾリル）−４−ｔｅｒｔ−オクチル−６’−ｔｅｒｔ−ブチル−４’−メチル−２，２’−メチレンビスフェノール、１，２，３−ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）アミノメチル］ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）アミノメチル］メチルベンゾトリアゾール、２，２’−［［（メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イル）メチル］イミノ］ビスエタノール、１−（１’，２’−ジカルボキシエチル）ベンゾトリアゾール、１−（２，３−ジカルボキシプロピル）ベンゾトリアゾール、１−［（２−エチルヘキシルアミノ）メチル］ベンゾトリアゾール、２，６−ビス［（１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イル）メチル］−４−メチルフェノール、５−メチルベンゾトリアゾール、５−フェニルテトラゾール等が挙げられる。
本実施形態におけるフラックスでは、エデトール以外のアミンを、一種又は二種以上で用いることができる。
【００７４】
前記フラックス中の、エデトール以外のアミンの含有量は、前記フラックスの総量（１００質量％）に対して０質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０質量％以上５質量％以下がより好ましく、０．５質量％以上１質量％以下がさらに好ましい。
【００７５】
チキソ剤：
チキソ剤としては、例えば、ワックス系チキソ剤、アミド系チキソ剤、ソルビトール系チキソ剤等が挙げられる。
【００７６】
ワックス系チキソ剤としては、例えばエステル化合物が挙げられ、具体的にはヒマシ硬化油等が挙げられる。
【００７７】
アミド系チキソ剤としては、例えば、モノアミド、ビスアミド、ポリアミドが挙げられ、具体的には、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド、飽和脂肪酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、ｐ−トルアミド、ｐ−トルエンメタンアミド、芳香族アミド、ヘキサメチレンヒドロキシステアリン酸アミド、置換アミド、メチロールステアリン酸アミド、メチロールアミド、脂肪酸エステルアミド等のモノアミド；メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシ脂肪酸（脂肪酸の炭素数Ｃ６〜２４）アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、飽和脂肪酸ビスアミド、メチレンビスオレイン酸アミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、ｍ−キシリレンビスステアリン酸アミド、芳香族ビスアミド等のビスアミド；飽和脂肪酸ポリアミド、不飽和脂肪酸ポリアミド、芳香族ポリアミド、１，２，３−プロパントリカルボン酸トリス（２−メチルシクロヘキシルアミド）、環状アミドオリゴマー、非環状アミドオリゴマー等のポリアミドが挙げられる。
【００７８】
前記環状アミドオリゴマーは、ジカルボン酸とジアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、トリカルボン酸とジアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸とトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、トリカルボン酸とトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸及びトリカルボン酸とジアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸及びトリカルボン酸とトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸とジアミン及びトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、トリカルボン酸とジアミン及びトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー、ジカルボン酸及びトリカルボン酸とジアミン及びトリアミンとが環状に重縮合したアミドオリゴマー等が挙げられる。
【００７９】
また、前記非環状アミドオリゴマーは、モノカルボン酸とジアミン及び／又はトリアミンとが非環状に重縮合したアミドオリゴマーである場合、ジカルボン酸及び／又はトリカルボン酸とモノアミンとが非環状に重縮合したアミドオリゴマーである場合等が挙げられる。モノカルボン酸又はモノアミンを含むアミドオリゴマーであると、モノカルボン酸、モノアミンがターミナル分子（ｔｅｒｍｉｎａｌ  ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）として機能し、分子量を小さくした非環状アミドオリゴマーとなる。また、非環状アミドオリゴマーは、ジカルボン酸及び／又はトリカルボン酸と、ジアミン及び／又はトリアミンとが非環状に重縮合したアミド化合物である場合、非環状高分子系アミドポリマーとなる。更に、非環状アミドオリゴマーは、モノカルボン酸とモノアミンとが非環状に縮合したアミドオリゴマーも含まれる。
【００８０】
ソルビトール系チキソ剤としては、例えば、ジベンジリデン−Ｄ−ソルビトール、ビス（４−メチルベンジリデン）−Ｄ−ソルビトール、（Ｄ−）ソルビトール、モノベンジリデン（−Ｄ−）ソルビトール、モノ（４−メチルベンジリデン）−（Ｄ−）ソルビトール等が挙げられる。
【００８１】
本実施形態におけるフラックスでは、チキソ剤を、一種又は二種以上で用いることができる。
上記の中でも、前記チキソ剤は、ワックス系チキソ剤及びアミド系チキソ剤からなる群より選択される少なくとも一種を含有することが好ましい。
ワックス系チキソ剤は、ヒマシ硬化油を含むことが好ましい。
アミド系チキソ剤は、ポリアミド、ビスアミド及びモノアミドからなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。
【００８２】
前記フラックス中の、前記チキソ剤の含有量は、前記フラックスの総量（１００質量％）に対して３質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１０質量％以下がより好ましく、６質量％以上９質量％以下がさらに好ましい。
【００８３】
ハロゲン系活性剤：
ハロゲン系活性剤としては、例えば、有機ハロゲン化合物、アミンハロゲン化水素酸塩等が挙げられる。
【００８４】
有機ハロゲン化合物としては、例えば、ｔｒａｎｓ−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、トリアリルイソシアヌレート６臭化物、１−ブロモ−２−ブタノール、１−ブロモ−２−プロパノール、３−ブロモ−１−プロパノール、３−ブロモ−１，２−プロパンジオール、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、１，３−ジブロモ−２−プロパノール、２，３−ジブロモ−１−プロパノール、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオール、２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール等が挙げられる。
また、有機ハロゲン化合物としては、ハロゲン化カルボキシル化合物も挙げられ、例えば、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等が挙げられる。
【００８５】
アミンハロゲン化水素酸塩は、アミンとハロゲン化水素とを反応させた化合物である。ここでのアミンとしては、例えば、エチルアミン、エチレンジアミン、トリエチルアミン、ジフェニルグアニジン、ジトリルグアニジン、メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等が挙げられ、ハロゲン化水素としては、例えば、塩素、臭素、ヨウ素の水素化物が挙げられる。
【００８６】
また、ハロゲン系活性剤としては、例えば、アミンとテトラフルオロホウ酸（ＨＢＦ４）とを反応させた塩、アミンと三フッ化ホウ素（ＢＦ３）とを反応させた錯体も用いることができる。
【００８７】
本実施形態におけるフラックスでは、ハロゲン系活性剤を、一種又は二種以上で用いることができる。
前記フラックス中の、前記有機ハロゲン化合物の含有量は、前記フラックスの総量（１００質量％）に対して０質量％以上５質量％以下であることが好ましく、０.５質量％以上５質量％以下がより好ましく、０．５質量％以上３質量％以下がさらに好ましい。
前記フラックス中の、前記アミンハロゲン化水素酸塩の含有量は、前記フラックスの総量（１００質量％）に対して０質量％以上１質量％以下であることが好ましい。
【００８８】
ロジン系樹脂以外の樹脂成分：
ロジン系樹脂以外の樹脂成分としては、例えば、テルペン樹脂、変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、変性テルペンフェノール樹脂、スチレン樹脂、変性スチレン樹脂、キシレン樹脂、変性キシレン樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、アクリル−ポリエチレン共重合樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
変性テルペン樹脂としては、芳香族変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、水添芳香族変性テルペン樹脂等が挙げられる。変性テルペンフェノール樹脂としては、水添テルペンフェノール樹脂等が挙げられる。変性スチレン樹脂としては、スチレンアクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂等が挙げられる。変性キシレン樹脂としては、フェノール変性キシレン樹脂、アルキルフェノール変性キシレン樹脂、フェノール変性レゾール型キシレン樹脂、ポリオール変性キシレン樹脂、ポリオキシエチレン付加キシレン樹脂等が挙げられる。
【００８９】
金属不活性化剤：
金属不活性化剤としては、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、窒素化合物等が挙げられる。フラックスがヒンダードフェノール系化合物、又は窒素化合物のいずれかを含有することで、ソルダペーストの増粘抑制効果が高められやすくなる。
ここでいう「金属不活性化剤」とは、ある種の化合物との接触により金属が劣化することを防止する性能を有する化合物をいう。
【００９０】
ヒンダードフェノール系化合物とは、フェノールのオルト位の少なくとも一方に嵩高い置換基（例えばｔ−ブチル基等の分岐状又は環状アルキル基）を有するフェノール系化合物をいう。
ヒンダードフェノール系化合物としては、特に限定されず、例えば、ビス［３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）プロピオン酸］［エチレンビス（オキシエチレン）］、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパンアミド］、１，６−ヘキサンジオールビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナート］、２，２’−メチレンビス［６−（１−メチルシクロヘキシル）−ｐ−クレゾール］、２，２’−メチレンビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）、２，２’−メチレンビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−エチルフェノール）、トリエチレングリコール−ビス［３−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，６−ヘキサンジオール−ビス−［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２，４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、２，２−チオ−ジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、Ｎ，Ｎ’−ヘキサメチレンビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ヒドロシンナマミド）、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジルフォスフォネート−ジエチルエステル、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン、Ｎ,Ｎ’−ビス［２−［２−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）エチルカルボニルオキシ］エチル］オキサミド、下記化学式で表される化合物等が挙げられる。
【００９１】
【化１】
0006928294.tif 000002
（式中、Ｚは、置換されてもよいアルキレン基である。Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、置換されてもよい、アルキル基、アラルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、シクロアルキル基又はヘテロシクロアルキル基である。Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、置換されてもよいアルキル基である。）
【００９２】
金属不活性化剤における窒素化合物としては、例えば、ヒドラジド系窒素化合物、アミド系窒素化合物、トリアゾール系窒素化合物、メラミン系窒素化合物等が挙げられる。
【００９３】
ヒドラジド系窒素化合物としては、ヒドラジド骨格を有する窒素化合物であればよく、ドデカン二酸ビス［Ｎ２−（２ヒドロキシベンゾイル）ヒドラジド］、Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニル］ヒドラジン、デカンジカルボン酸ジサリチロイルヒドラジド、Ｎ−サリチリデン−Ｎ’−サリチルヒドラジド、ｍ−ニトロベンズヒドラジド、３−アミノフタルヒドラジド、フタル酸ジヒドラジド、アジピン酸ヒドラジド、オキザロビス（２−ヒドロキシ−５−オクチルベンジリデンヒドラジド）、Ｎ’−ベンゾイルピロリドンカルボン酸ヒドラジド、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニル）ヒドラジン等が挙げられる。
【００９４】
アミド系窒素化合物としては、アミド骨格を有する窒素化合物であればよく、Ｎ，Ｎ’−ビス｛２−［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシル］エチル｝オキサミド等が挙げられる。
【００９５】
トリアゾール系窒素化合物としては、トリアゾール骨格を有する窒素化合物であればよく、Ｎ−（２Ｈ−１，２，４−トリアゾール−５−イル）サリチルアミド、３−アミノ−１，２，４−トリアゾール、３−（Ｎ−サリチロイル）アミノ−１，２，４−トリアゾール等が挙げられる。
【００９６】
メラミン系窒素化合物としては、メラミン骨格を有する窒素化合物であればよく、メラミン、メラミン誘導体等が挙げられる。より具体的には、例えば、トリスアミノトリアジン、アルキル化トリスアミノトリアジン、アルコキシアルキル化トリスアミノトリアジン、メラミン、アルキル化メラミン、アルコキシアルキル化メラミン、Ｎ２−ブチルメラミン、Ｎ２，Ｎ２−ジエチルメラミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’−ヘキサキス（メトキシメチル）メラミン等が挙げられる。
【００９７】
界面活性剤：
界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、弱カチオン系界面活性剤等が挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール共重合体、脂肪族アルコールポリオキシエチレン付加体、芳香族アルコールポリオキシエチレン付加体、多価アルコールポリオキシエチレン付加体が挙げられる。
弱カチオン系界面活性剤としては、例えば、末端ジアミンポリエチレングリコール、末端ジアミンポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコール共重合体、脂肪族アミンポリオキシエチレン付加体、芳香族アミンポリオキシエチレン付加体、多価アミンポリオキシエチレン付加体が挙げられる。
【００９８】
上記以外の界面活性剤としては、例えば、ポリオキシアルキレンアセチレングリコール類、ポリオキシアルキレングリセリルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンエステル、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、ポリオキシアルキレンアルキルアミド等が挙げられる。
【００９９】
ソルダペースト中のフラックスの含有量：
本実施形態のソルダペースト中のフラックスの含有量は、ソルダペーストの全質量（１００質量％）に対して、５〜９５質量％であることが好ましく、５〜５０質量％であることがより好ましく、５〜１５質量％であることがさらに好ましい。
ソルダペースト中のフラックスの含有量がこの範囲であると、はんだ粉末に起因する増粘抑制効果が十分に発揮される。加えて、フラックスに配合する成分の効果、すなわち、ボイドの発生が少ないはんだ付けを実現しやすくなる。
【０１００】
本実施形態のソルダペーストは、当業界で一般的な製造方法により製造することができる。
上記フラックスを構成する配合成分を加熱混合してフラックスを調製し、このフラックス中に、上記はんだ粉末を撹拌混合することにより、ソルダペーストを得ることができる。また、経時での増粘抑制効果を期待して、上記はんだ粉末とは別に、酸化ジルコニウム粉末をさらに配合してもよい。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態のソルダペーストにおいては、Ｓｎとともに特定の元素を特定の割合で併用した合金組成を有し、かつ、低α線量のはんだ合金からなるはんだ粉末を採用する。かかるはんだ粉末と、特定のフラックスとを組み合わせたソルダペーストでは、粘度上昇等の経時変化が起きにくく、ソフトエラーの発生を抑制することが可能となる。加えて、本実施形態のソルダペーストによれば、フラックスに配合する成分を選択したことで、例えばリフロー方式によるはんだ付けの際、ボイド抑制の効果をより高めることができる。
【０１０２】
一般に、はんだ合金においては、はんだ合金を構成する各構成元素が独自に機能するものではなく、各構成元素の含有量がすべて所定の範囲である場合に、初めて種々の効果を発揮することができる。以上説明した実施形態におけるはんだ合金によれば、各構成元素の含有量が上述の範囲であることにより、ソルダペーストの経時での粘度増加を抑制し、かつ、ソフトエラーの発生を抑制することができる。すなわち、本実施形態におけるはんだ合金は、目的とする低α線量材料として有用であり、メモリ周辺のはんだバンプの形成に適用することで、ソフトエラーの発生を抑制することが可能となる。
【０１０３】
また、本実施形態では、Ａｓを積極的に添加することなく、地金の精錬時又は加工時に高温で加熱されるような高融点金属であるＮｉ及びＦｅを、特定の割合で含有するはんだ合金を採用することで、ソルダペーストの経時での増粘抑制を達成する。
かかる効果が得られる理由は定かではないが、以下のように推測される。
低α線量のはんだ合金用のＳｎは非常に高純度であり、溶融した合金を凝固する際、Ｓｎの結晶サイズが大きくなってしまう。また、そのＳｎにおける酸化膜も、それに応じた疎な酸化膜を形成してしまう。そこで、高融点金属であるＮｉ及びＦｅを添加することにより、結晶サイズを小さくし、密な酸化膜を形成させることで、合金とフラックスとの反応性が抑えられるため、ソルダペーストの経時での増粘抑制が可能となる。
【０１０４】
加えて、本実施形態におけるフラックスでは、ボイドがはんだ付け部に発生する問題に対し、水添ロジン酸メチルと、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンとを併用することで、ソルダペーストの溶融粘度が低下しやすくなる。このため、ガス化したフラックス成分がペースト中から抜けやすくなることで、ボイド発生の抑制が可能となる。
【実施例】
【０１０５】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
本実施例において、特に指定しない限り、はんだ合金組成についての「ｐｐｂ」は「質量ｐｐｂ」であり、「ｐｐｍ」は「質量ｐｐｍ」であり、「％」は「質量％」である。
【０１０６】
＜はんだ合金の作製＞
（製造例１〜４４４）
原料金属を溶融・撹拌して、表１から表１８に示す各合金組成を有するはんだ合金をそれぞれ作製した。
【０１０７】
各製造例のはんだ合金について、α線量の評価を以下のようにして行った。評価した結果を表１から表１８に示した。
【０１０８】
［α線量］
（１）検証方法その１
α線量の測定は、ガスフロー比例計数器のα線量測定装置を用い、上述した手順（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）に従うことにより行った。
測定サンプルとして、製造直後のはんだ合金シートを用いた。
このはんだ合金シートは、作製直後のはんだ合金を溶融し、一面の面積が９００ｃｍ２であるシート状に成形することにより製造した。
この測定サンプルを、α線量測定装置内に入れ、ＰＲ−１０ガスを１２時間流し静置した後、７２時間α線量を測定した。
【０１０９】
（２）判定基準その１
〇〇：測定サンプルから発生するα線量が０．００２ｃｐｈ／ｃｍ２以下であった。
〇：測定サンプルから発生するα線量が０．００２ｃｐｈ／ｃｍ２超、０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２以下であった。
×：測定サンプルから発生するα線量が０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２超であった。
この判定が「〇〇」又は「〇」であれば、低α線量のはんだ材料であると言える。
【０１１０】
（３）検証方法その２
測定サンプルを変更した以外は、上記の（１）検証方法その１と同様にして、α線量の測定を行った。
測定サンプルとして、作製直後のはんだ合金を溶融し、一面の面積が９００ｃｍ２であるシート状に成形したはんだ合金シートに対して、１００℃で１時間の加熱処理を行い、放冷したものを用いた。
【０１１１】
（４）判定基準その２
〇〇：測定サンプルから発生するα線量が０．００２ｃｐｈ／ｃｍ２以下であった。
〇：測定サンプルから発生するα線量が０．００２ｃｐｈ／ｃｍ２超、０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２以下であった。
×：測定サンプルから発生するα線量が０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２超であった。
この判定が「〇〇」又は「〇」であれば、低α線量のはんだ材料であると言える。
【０１１２】
（５）検証方法その３
上記の（１）検証方法その１にてα線量を測定した測定サンプルのはんだ合金シートを１年間保管した後、再度、上述した手順（ｉ）、（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）に従うことによりα線量を測定して、α線量の経時変化を評価した。
【０１１３】
（６）判定基準その３
〇〇：測定サンプルから発生するα線量が０．００２ｃｐｈ／ｃｍ２以下であった。
〇：測定サンプルから発生するα線量が０．００２ｃｐｈ／ｃｍ２超、０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２以下であった。
×：測定サンプルから発生するα線量が０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２超であった。
この判定が「〇〇」又は「〇」であれば、発生するα線量が経時変化せず、安定なものであると言える。すなわち、電子機器類におけるソフトエラーの発生を抑制することができる。
【０１１４】
【表１】
0006928294.tif 000003
【０１１５】
【表２】
0006928294.tif 000004
【０１１６】
【表３】
0006928294.tif 000005
【０１１７】
【表４】
0006928294.tif 000006
【０１１８】
【表５】
0006928294.tif 000007
【０１１９】
【表６】
0006928294.tif 000008
【０１２０】
【表７】
0006928294.tif 000009
【０１２１】
【表８】
0006928294.tif 000010
【０１２２】
【表９】
0006928294.tif 000011
【０１２３】
【表１０】
0006928294.tif 000012
【０１２４】
【表１１】
0006928294.tif 000013
【０１２５】
【表１２】
0006928294.tif 000014
【０１２６】
【表１３】
0006928294.tif 000015
【０１２７】
【表１４】
0006928294.tif 000016
【０１２８】
【表１５】
0006928294.tif 000017
【０１２９】
【表１６】
0006928294.tif 000018
【０１３０】
【表１７】
0006928294.tif 000019
【０１３１】
【表１８】
0006928294.tif 000020
【０１３２】
表１〜１８に示すように、各製造例のはんだ合金についてα線量を評価した結果、製造例１〜４４４のはんだ合金は、製造直後のはんだ合金シート、１００℃で１時間の加熱処理後のはんだ合金シート、１年間保管した後のはんだ合金シートについて、いずれも、判定は「〇〇」であること、が確認された。
【０１３３】
＜はんだ粉末の製造＞
各製造例のはんだ合金を溶融し、アトマイズ法により、表１から表１８に示す合金組成をそれぞれ有するはんだ合金からなり、平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群からなるはんだ粉末を製造した。
【０１３４】
また、製造例２４１〜２９６のはんだ合金については、各製造例のはんだ合金を溶融し、アトマイズ法により、表１０から表１２に示す合金組成をそれぞれ有するはんだ合金からなり、平均粒子径が４μｍのはんだ合金粒子群からなるはんだ粉末を製造した。
【０１３５】
＜フラックスの調製＞
（調製例１〜３２）
樹脂成分として、水添ロジン酸メチル、水添ロジン酸メチル以外のロジンを用いた。
水添ロジン酸メチル以外のロジンとして、重合ロジン、アクリル酸変性ロジン、アクリル酸変性水添ロジン、水添ロジン、不均化ロジン、水添ロジングリセリンエステルを用いた。
有機酸として、マロン酸、グルタル酸、スベリン酸、アゼライン酸、ステアリン酸、水添ダイマー酸を用いた。
アミンとして、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン、２−フェニルイミダゾール、ジトリルグアニジンを用いた。
チキソ剤として、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ヒマシ硬化油を用いた。
溶剤として、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ヘキシルジグリコールを用いた。
ハロゲン系活性剤として、有機ハロゲン化合物であるｔｒａｎｓ−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオールを用いた。また、アミンハロゲン化水素酸塩であるジフェニルグアニジン・ＨＢｒ塩を用いた。
そして、表１９〜２４に示す各成分を混合して、各調製例のフラックスをそれぞれ調製した。
【０１３６】
＜ソルダペーストの製造＞
（実施例１）
調製例１のフラックスと、製造例２２３〜２３５の各はんだ合金からなり、平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群からなるはんだ粉末と、をそれぞれ混合して各ソルダペーストを製造した。
フラックスとはんだ粉末との混合比率は、いずれも質量比として、フラックス：はんだ粉末＝１１：８９とした。
【０１３７】
（実施例２）
実施例１におけるはんだ粉末を、製造例２３６〜２４０の各はんだ合金からなり、平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群からなるはんだ粉末に変更した以外は、実施例１と同様にして各ソルダペーストを製造した。
【０１３８】
（実施例３）
実施例１におけるはんだ粉末を、製造例２４１〜２９６の各はんだ合金からなり、平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群からなるはんだ粉末に変更した以外は、実施例１と同様にして各ソルダペーストを製造した。
【０１３９】
（比較例１）
調製例２のフラックスと、製造例２４１〜２９６の各はんだ合金からなり、平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群からなるはんだ粉末と、をそれぞれ混合して各ソルダペーストを製造した。
フラックスとはんだ粉末との混合比率は、いずれも質量比として、フラックス：はんだ粉末＝１１：８９とした。
【０１４０】
（比較例２）
比較例１におけるフラックスを、調製例３のフラックスに変更した以外は、比較例１と同様にして各ソルダペーストを製造した。
【０１４１】
（比較例３）
比較例１におけるフラックスを、調製例４のフラックスに変更した以外は、比較例１と同様にして各ソルダペーストを製造した。
【０１４２】
（実施例４〜３１）
実施例３におけるフラックスを、調製例５〜３２の各フラックスにそれぞれ変更した以外は、実施例３と同様にして各ソルダペーストを製造した。
【０１４３】
（実施例３２）
調製例１、５〜３２の各フラックスと、製造例２４１〜２９６の各はんだ合金からなり、平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群からなるはんだ粉末と、をそれぞれ混合して各ソルダペーストを製造した。
フラックスとはんだ粉末との混合比率は、いずれも質量比として、フラックス：はんだ粉末＝３５：６５とした。
【０１４４】
（実施例３３）
調製例１、５〜３２の各フラックスと、製造例１４９〜２２２の各はんだ合金からなり、平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群からなるはんだ粉末と、をそれぞれ混合して各ソルダペーストを製造した。
フラックスとはんだ粉末との混合比率は、いずれも質量比として、フラックス：はんだ粉末＝１１：８９とした。
【０１４５】
（実施例３４）
調製例１、５〜３２の各フラックスと、製造例２９７〜３７０の各はんだ合金からなり、平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群からなるはんだ粉末と、をそれぞれ混合して各ソルダペーストを製造した。
フラックスとはんだ粉末との混合比率は、いずれも質量比として、フラックス：はんだ粉末＝１１：８９とした。
【０１４６】
（実施例３５）
調製例１、５〜３２の各フラックスと、製造例１〜７４の各はんだ合金からなり、平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群からなるはんだ粉末と、をそれぞれ混合して各ソルダペーストを製造した。
フラックスとはんだ粉末との混合比率は、いずれも質量比として、フラックス：はんだ粉末＝１１：８９とした。
【０１４７】
（実施例３６）
調製例１、５〜３２の各フラックスと、製造例３７１〜４４４の各はんだ合金からなり、平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群からなるはんだ粉末と、をそれぞれ混合して各ソルダペーストを製造した。
フラックスとはんだ粉末との混合比率は、いずれも質量比として、フラックス：はんだ粉末＝１１：８９とした。
【０１４８】
（実施例３７）
調製例１、５〜３２の各フラックスと、製造例７５〜１４８の各はんだ合金からなり、平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群からなるはんだ粉末と、をそれぞれ混合して各ソルダペーストを製造した。
フラックスとはんだ粉末との混合比率は、いずれも質量比として、フラックス：はんだ粉末＝１１：８９とした。
【０１４９】
（実施例３８）
いずれも製造例２５７のはんだ合金からなる、平均粒子径が異なる２種のはんだ合金粒子群を併有する混合はんだ粉末を製造した。
具体的には、製造例２５７のはんだ合金からなり平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群（Ｓ１ａ）と、製造例２５７のはんだ合金からなり平均粒子径が４μｍのはんだ合金粒子群（Ｓ２ａ）とを、質量比（Ｓ１ａ）／（Ｓ２ａ）＝９０／１０で混合して、混合はんだ粉末を得た。
次いで、調製例１、５〜３２の各フラックスと、質量比（Ｓ１ａ）／（Ｓ２ａ）＝９０／１０で混合した混合はんだ粉末と、をそれぞれ混合して各ソルダペーストを製造した。
フラックスと混合はんだ粉末との混合比率は、いずれも質量比として、フラックス：混合はんだ粉末＝１１：８９とした。
【０１５０】
（実施例３９）
いずれも製造例２５７のはんだ合金からなる、平均粒子径が６μｍのはんだ合金粒子群（Ｓ１ａ）と、平均粒子径が４μｍのはんだ合金粒子群（Ｓ２ａ）との混合比率を、質量比（Ｓ１ａ）／（Ｓ２ａ）＝５０／５０に変更した以外は、実施例３８と同様にして各ソルダペーストを製造した。
【０１５１】
＜評価＞
前記のソルダペーストを用いて、ボイドの発生しにくさ、増粘抑制の各評価を行った。また、これらの評価結果から総合評価を行った。
詳細は以下のとおりである。評価した結果を表１９〜２６に示した。
【０１５２】
［ボイドの発生しにくさ］
ソルダペーストを、φ８０μｍ、ピッチ１５０μｍのＣｕ−ＯＳＰ電極（Ｎ＝１５）の上に、メタルマスクを用いて４０μｍ高さに印刷した。その後、窒素雰囲気下にてリフローした。リフロープロファイルは、１６０℃で２分間保持し、その後２６０℃まで１．５℃／秒で昇温とした。
リフロー後のはんだ付け部（はんだバンプ）の透過画像を、ＵＮｉ−ＨｉＴＥ  ＳＹＳＴＥＭ社製Ｍｉｃｒｏｆｏｃｕｓ  Ｘ−ｒａｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  ＸＶＲ−１６０を用いて観察し、ボイド発生率を求めた。
具体的には、はんだバンプについて上部から下部に向かって透過観察を行い、円形のはんだバンプ透過画像を得、その色調のコントラストに基づき金属充填部とボイド部とを識別し、自動解析によりボイド面積率を算出して、これをボイド発生率とした。
【０１５３】
このようにして求めたボイド発生率を用いて、以下の基準でボイドの発生しにくさを評価した。
〇：１５個のはんだ付け部全てにおいてボイド発生率が１０％以下である場合
×：１５個のはんだ付け部中にボイド発生率が１０％超のものが含まれる場合
【０１５４】
［増粘抑制］
（１）検証方法
製造直後のソルダペーストについて、株式会社マルコム社製：ＰＣＵ−２０５を用い、回転数：１０ｒｐｍ、２５℃、大気中で１２時間粘度を測定した。
【０１５５】
（２）判定基準
〇：１２時間後の粘度が、ソルダペーストを調製直後から３０分経過した時の粘度と比較して１．２倍以下である。
×：１２時間後の粘度が、ソルダペーストを調製直後から３０分経過した時の粘度と比較して１．２倍を超える。
この判定が「〇」であれば、十分な増粘抑制効果が得られたものであると言える。すなわち、ソルダペーストの経時での粘度増加を抑制することができる。
【０１５６】
［総合評価］
〇：表１９〜２６において、ボイドの発生しにくさ、増粘抑制の各評価が、いずれも〇であった。
×：表１９〜２６において、ボイドの発生しにくさ、増粘抑制の各評価のうち、少なくとも１つが×であった。
【０１５７】
【表１９】
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【０１５８】
【表２０】
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【０１５９】
【表２１】
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【０１６０】
【表２２】
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【０１６１】
【表２３】
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【０１６２】
【表２４】
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【０１６３】
【表２５】
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【０１６４】
【表２６】
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【０１６５】
表１〜２６に示すように、本発明を適用したはんだ粉末とフラックスとの各組合せからなる実施例１〜３９のソルダペーストでは、いずれのソルダペーストを用いた場合においても、ソルダペーストの経時での粘度増加が抑制されていること、ボイドの発生が少ないこと、ソフトエラーの発生を抑制することが可能であること、が確認された。
【０１６６】
一方、本発明の範囲外であるフラックスを含む比較例１〜３のソルダペーストでは、いずれのソルダペーストを用いた場合でも、ボイドの発生しにくさの評価が劣る結果を示した。
【要約】
【課題】ソルダペーストの経時での粘度増加を抑制し、ボイドの発生が少ないはんだ付けを実現でき、かつ、ソフトエラーの発生を抑制することが可能なソルダペーストを提供する。
【解決手段】本発明は、Ｕ：５質量ｐｐｂ未満、Ｔｈ：５質量ｐｐｂ未満、Ｐｂ：５質量ｐｐｍ未満、Ａｓ：５質量ｐｐｍ未満、Ｎｉ：０質量ｐｐｍ以上６００質量ｐｐｍ以下、及びＦｅ：０質量ｐｐｍ以上１００質量ｐｐｍ以下、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、（１）式を満たし、かつ、α線量が０．０２ｃｐｈ／ｃｍ２以下であるはんだ合金からなるはんだ粉末と、水添ロジン酸メチル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（２−ヒドロキシプロピル）エチレンジアミン及び溶剤を含むフラックスと、からなるソルダペーストを採用する。
２０≦Ｎｉ＋Ｆｅ≦７００  （１）
（１）式中、Ｎｉ及びＦｅは、合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。
【選択図】なし