JP2018161674A

JP2018161674A - はんだ組成物および電子基板

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Publication number: JP2018161674A
Application number: JP2017060922A
Authority: JP
Inventors: 宣宏山下; Nobuhiro Yamashita; 青木　淳; Jun Aoki; 淳青木; 聡史奥村; Satoshi Okumura
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-10-18
Anticipated expiration: 2037-03-27
Also published as: JP6895213B2

Abstract

【課題】大気雰囲気下でリフロー工程を行う場合でもはんだ溶融性が優れ、ボイドを十分に抑制でき、しかも十分な印刷性を有するはんだ組成物を提供すること。【解決手段】本発明のはんだ組成物は、（Ａ）ロジン系樹脂、（Ｂ）活性剤および（Ｃ）溶剤を含有するフラックス組成物と、（Ｄ）融点が２００℃以上２５０℃以下であるはんだ粉末とを含有し、前記（Ａ）成分が、（Ａ１）不飽和有機酸変性ロジンの水素添加物を含有し、前記（Ｃ）成分が、（Ｃ１）融点が４０℃以上であり、沸点が２２０℃以下であるヘキサンジオール系溶剤、および、（Ｃ２）２０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ沸点が２７０℃以上である溶剤を含有し、前記（Ａ）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対して、３０質量％以上であることを特徴とするものである。【選択図】なし

Description

本発明は、はんだ組成物および電子基板に関する。

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（例えば、特許文献１）。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とともに、ボイドの抑制や印刷性などが要求されている。
また、このはんだ組成物を用いれば、リフロー工程により、電子部品および電子基板の間にはんだ接合を形成できる。そして、このリフロー工程に用いるリフロー装置としては、エアリフロー装置、真空リフロー装置、ギ酸リフロー装置、およびプラズマリフロー装置などが挙げられる。装置設備のコストの観点からは、大気雰囲気下でリフロー工程を行うエアリフロー装置が好ましい。そのため、はんだ組成物としては、大気雰囲気下でリフロー工程を行う場合でもはんだ溶融性が優れることが求められる。

特許第５７５６０６７号公報

しかしながら、大気雰囲気下でリフロー工程を行う場合には、酸化膜を取り除き、銅箔表面の清浄性を保つという観点から、フラックス組成物が、所定量以上のロジン系樹脂を含有する必要がある。一方で、フラックス組成物中のロジン系樹脂の含有量が多い場合には、フラックス組成物の粘性が高まり、ボイドが発生しやすくなる。また、ボイドの抑制の観点から、フラックス組成物中の溶剤として低沸点の溶剤を用いることが考えられる。しかしながら、低沸点の溶剤を用いた場合には、印刷時に溶剤が揮発してしまい、はんだ組成物の粘度が変化するために、印刷性が低下してしまう。このように、ボイドの抑制と印刷性とは、トレードオフの関係にあり、これらを同時に満足できるはんだ組成物はなかった。

そこで、本発明は、大気雰囲気下でリフロー工程を行う場合でもはんだ溶融性が優れ、ボイドを十分に抑制でき、しかも十分な印刷性を有するはんだ組成物、並びにそれを用いた電子基板を提供することを目的とする。

前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなはんだ組成物および電子基板を提供するものである。
本発明のはんだ組成物は、（Ａ）ロジン系樹脂、（Ｂ）活性剤および（Ｃ）溶剤を含有するフラックス組成物と、（Ｄ）融点が２００℃以上２５０℃以下であるはんだ粉末とを含有し、前記（Ａ）成分が、（Ａ１）不飽和有機酸変性ロジンの水素添加物を含有し、前記（Ｃ）成分が、（Ｃ１）融点が４０℃以上であり、沸点が２２０℃以下であるヘキサンジオール系溶剤、および、（Ｃ２）２０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ沸点が２７０℃以上である溶剤を含有し、前記（Ａ）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対して、３０質量％以上であ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、前記（Ｃ１）成分が、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールおよび１，６−ヘキサンジオールからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
本発明のはんだ組成物においては、前記（Ｃ２）成分が、テトラエチレングリコールジメチルエーテルであることが好ましい。
本発明の電子基板は、前記はんだ組成物を用いたはんだ付け部を備え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よれば、大気雰囲気下でリフロー工程を行う場合でもはんだ溶融性が優れ、ボイドを十分に抑制でき、しかも十分な印刷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、本発明のはんだ組成物においては、（Ａ）ロジン系樹脂として、（Ａ１）不飽和有機酸変性ロジンの水素添加物を用い、しかも、（Ａ）成分の配合量を所定量以上としている。そのため、大気雰囲気下でリフロー工程を行う場合でも、酸化膜を取り除き、銅箔表面の清浄性を保つことができ、十分なはんだ溶融性を確保できる。また、本発明のはんだ組成物においては、（Ｃ）溶剤として、（Ｃ１）融点が４０℃以上であり、沸点が２２０℃以下であるヘキサンジオール系溶剤、および、（Ｃ２）２０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ沸点が２７０℃以上である溶剤を組み合わせて用いている。（Ｃ１）成分は、比較的に低沸点であるため、はんだが溶融する前やはんだ溶融時に揮発して気体となってしまうが、この気体が、はんだ組成物中の気体を外部に押し出す作用がある。そして、（Ｃ２）成分は、高沸点であるため、はんだ溶融時にもほとんど揮発しない。そのため、溶剤の気化によるボイドの発生を抑制できる。また、（Ｃ２）成分を含有するはんだ組成物は、はんだ溶融時にもある程度の流動性を有しているため、はんだ組成物中の気体が徐々に集まりながら外部に放出される。このようにして、ボイドを十分に抑制できる。さらに、（Ｃ１）成分および（Ｃ２）成分はいずれも、常温においては、ほとんど揮発しない。そのため、印刷時において、はんだ組成物の粘度変化が小さく、十分な印刷性を確保できる。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。

本発明によれば、大気雰囲気下でリフロー工程を行う場合でもはんだ溶融性が優れ、ボイドを十分に抑制でき、しかも十分な印刷性を有するはんだ組成物、並びにそれを用いた電子基板を提供できる。

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、以下説明する（Ｄ）はんだ粉末とを含有するものである。

［フラックス組成物］
まず、本発明に用いるフラックス組成物について説明する。本発明に用いる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。

［（Ａ）成分］
本実施形態に用いる（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、ウッドロジンおよびトール油ロジンなどが挙げられる。ロジン系変性樹脂としては、不均化ロジン、重合ロジン、水素添加ロジン（完全水添ロジン、部分水添ロジン、並びに、不飽和有機酸（（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）の変性ロジンである不飽和有機酸変性ロジンの水素添加物（「水添酸変性ロジン」ともいう））およびこれらの誘導体などが挙げられる。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。

本実施形態において、前記（Ａ）成分は、（Ａ１）不飽和有機酸変性ロジンの水素添加物を含有することが必要である。この（Ａ１）成分を含有しない場合には、大気雰囲気下でリフロー工程を行う場合でもはんだ溶融性が不十分となる。
また、前記（Ａ）成分は、必要に応じて、前記（Ａ１）成分以外のロジン系樹脂（（Ａ２）成分）を含有してもよい。このような場合、前記（Ａ１）成分の前記（Ａ）成分に対する質量比率［｛（Ａ１）／（Ａ）｝×１００］は、５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることが特に好ましい。

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％以上であることが必要である。（Ａ）成分の配合量が３０質量％未満の場合には、大気雰囲気下でリフロー工程を行う場合におけるはんだ溶融性が不十分となる。また、はんだ溶融性およびフラックス残さとのバランスの観点から、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く、４０質量％以上６０質量％以下であることが特に好ましい。

［（Ｂ）成分］
本実施形態に用いる（Ｂ）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、および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。
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、および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、および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、およびピコリン酸などが挙げられる。

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、および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、および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、並びに、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、および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、および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、および２−ブロモ安息香酸などの臭素化カルボキシル化合物、並びに、その他これらに類する化合物が挙げられる。

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、およびジエチルアミンなどのアミン、並びにアミノアルコールなどの有機酸塩または無機酸塩（塩酸、硫酸、および臭化水素酸など））、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、およびバリンなど）、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、およびセバシン酸塩など）、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、並びに、これらのアミンの臭化水素酸塩などが挙げられる。

前記（Ｂ）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２０質量％以下であることが好ましく、１質量％以上１５質量％以下であることがより好ましく、２質量％以上１０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。

［（Ｃ）成分］
本実施形態に用いる（Ｃ）溶剤は、（Ｃ１）融点が４０℃以上であり、沸点が２２０℃以下であるヘキサンジオール系溶剤、および、（Ｃ２）２０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ沸点が２７０℃以上である溶剤を含有することが必要である。（Ｃ１）成分と（Ｃ２）成分とを組み合わせて用いることにより、ボイドの抑制と印刷性とを両立できる。
なお、（Ｃ１）成分の融点の上限は、特に限定されない。例えば（Ｃ１）成分の融点は、１００℃以下であってもよい。また、（Ｃ１）成分の沸点の下限は、特に限定されない。例えば、（Ｃ１）成分の沸点は、１２０℃以上であってもよい。なお、本明細書において、沸点とは、１０１３ｈＰａにおける沸点のことをいう。

前記（Ｃ１）成分としては、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール（融点：８６〜９０℃、沸点：２１４℃）、１，６−ヘキサンジオール（融点：４０〜４４℃、沸点：２１５℃）および（２Ｓ，５Ｓ）−２，５−ヘキサンジオール（融点：５２〜５６℃、沸点：２１２〜２１５℃）などが挙げられる。これらの中でも、溶剤の融点の観点から、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオールがより好ましい。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。

また、ボイドの更なる抑制の観点から、（Ｃ２）成分の２０℃における粘度は、８ｍＰａ・ｓ以下であることがより好ましく、５ｍＰａ・ｓ以下であることが特に好ましく、２ｍＰａ・ｓ以下であることが最も好ましい。（Ｃ２）成分の２０℃における粘度の下限は、特に限定されない。例えば、（Ｃ２）成分の２０℃における粘度は、０．０１ｍＰａ・ｓ以上であってもよい。なお、溶剤の粘度は、ブルックフィールド式回転粘度計で測定できる。
さらに、ボイドの更なる抑制の観点から、（Ｃ２）成分の沸点は、２７５℃以上３００℃以下であることがより好ましい。

前記（Ｃ２）成分としては、テトラエチレングリコールジメチルエーテル（沸点：２７５℃、粘度：３．８ｍＰａ・ｓ）、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル（沸点：２７４℃、粘度：８．４ｍＰａ・ｓ）、およびマレイン酸ジブチル（沸点：２８１℃、粘度：５．０ｍＰａ・ｓ）などが挙げられる。これらの中でも、溶剤の粘度の観点から、テトラエチレングリコールジメチルエーテルがより好ましい。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。なお、括弧内に記載の粘度は、２０℃における粘度である。

前記（Ｃ２）成分の前記（Ｃ１）成分に対する質量比（（Ｃ２）／（Ｃ１））は、ボイドの抑制と印刷性とのバランスの観点から、１以上１０以下であることが好ましく、３／２以上８以下であることがより好ましく、２以上６以下であることが特に好ましい。

前記（Ｃ）成分は、本発明の目的を達成できる範囲内において、前記（Ｃ１）成分および前記（Ｃ２）成分以外の溶剤（（Ｃ３）成分）を含有していてもよい。（Ｃ３）成分により、はんだ組成物中の固形分を溶解または分散させることができる。そして、この（Ｃ３）成分は、２０℃において液状であることが好ましい。

前記（Ｃ３）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（沸点：２５９℃、粘度：８．６ｍＰａ・ｓ）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点：２３０℃、粘度：６．６ｍＰａ・ｓ）、α,β,γ−ターピネオール（沸点：２１７℃、粘度：６７ｍＰａ・ｓ）、ベンジルグリコール（沸点：２５６℃、粘度：１２．６ｍＰａ・ｓ）、ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル（沸点：２７２℃、粘度：１０．４ｍＰａ・ｓ）、トリプロピレングリコール（沸点：２６５℃、粘度：５７．２ｍＰａ・ｓ）、ジエチレングリコールモノベンジルエーテル（沸点：３０２℃、粘度：１９．３ｍＰａ・ｓ）、ジエチレングリコールジブチルエーテル（沸点：２５５℃、粘度：２．４ｍＰａ・ｓ）、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル（沸点：２４２℃、粘度：１ｍＰａ・ｓ）、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル（沸点：２３１℃、粘度：７．４ｍＰａ・ｓ）、エチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル（沸点：２２９℃、粘度：７．６ｍＰａ・ｓ）、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（沸点：２２０℃、粘度：２．８ｍＰａ・ｓ）および２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール（融点：１２７〜１３０℃、沸点：２１０℃）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、括弧内に記載の粘度は、２０℃における粘度である。

前記（Ｃ３）成分を用いる場合、前記（Ｃ３）成分の前記（Ｃ）成分に対する質量比（（Ｃ３）／（Ｃ））は、ボイドの抑制と印刷性とのバランスの観点から、１／１５以上１／２以下であることが好ましく、１／１０以上１／２以下であることがより好ましく、１／５以上１／３以下であることが特に好ましい。

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６５質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上６０質量％以下であることがより好ましく、４０質量％以上５０質量％以下であることが特に好ましい。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。

本実施形態においては、印刷性などの観点から、さらにチクソ剤を含有していてもよい。本実施形態に用いるチクソ剤としては、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、および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。

前記チクソ剤を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、３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。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。

［他の成分］
本実施形態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）成分および前記チクソ剤の他に、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、および発泡剤などが挙げられる。これらの添加剤の配合量としては、フラックス組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上５質量％以下であることが好ましい。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。

［はんだ組成物］
次に、本実施形態のはんだ組成物について説明する。本実施形態のはんだ組成物は、前述の本実施形態のフラックス組成物と、以下説明する（Ｄ）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。

［（Ｄ）成分］
本実施形態に用いる（Ｄ）はんだ粉末は、融点が２００℃以上２５０℃以下であるはんだ粉末である。本実施形態においては、融点が２００℃以上２５０℃以下のはんだ粉末を使用する前提で、前記（Ｃ１）成分および前記（Ｃ２）成分の沸点を規定している。
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、３００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。

鉛フリーはんだ粉末におけるはんだ合金としては、具体的には、Ｓｎ−Ａｇ系、およびＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系などが挙げられる。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（好ましくは、２００℃以上２４０℃以下）である。なお、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだの中でも、銀含有量が低い系統のはんだの融点は、２１０℃以上２５０℃以下（好ましくは、２２０℃以上２４０℃以下）である。

前記（Ｄ）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３０μｍ以下であることがさらにより好ましく、３μｍ以上２０μｍ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。

［はんだ組成物の製造方法］
本実施形態のはんだ組成物は、上記説明したフラックス組成物と上記説明した（Ｄ）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。

［電子基板］
次に、本実施形態の電子基板について説明する。本実施形態の電子基板は、以上説明したはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備えることを特徴とするものである。本発明の電子基板は、前記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）に実装することで製造できる。
前述した本実施形態のはんだ組成物は、はんだ組成物の印刷面積が広い場合でも、大きな径のボイドを十分に抑制できる。そのため、電子部品としては、電極端子の面積が広い電子部品（例えば、パワートランジスタ）を用いてもよい。また、はんだ組成物の印刷面積は、例えば、２０ｍｍ^２以上であってもよく、３０ｍｍ^２以上であってもよく、４０ｍｍ^２以上であってもよい。なお、印刷面積は、電子部品の電極端子の面積に対応する。
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、および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。

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、プリヒート温度は、１４０℃以上２００℃以下であることが好ましく、１５０℃以上１６０℃以下であることがより好ましい。プリヒート時間は、６０秒間以上１２０秒間以下であることが好ましい。ピーク温度は、２３０℃以上２７０℃以下であることが好ましく、２４０℃以上２５５℃以下であることがより好ましい。また、２２０℃以上の温度の保持時間は、２０秒間以上６０秒間以下であることが好ましい。

また、本実施形態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、およびＩｎＧａＡｓＰなど）、液体レーザー（色素など）、並びに、気体レーザー（Ｈｅ−Ｎｅ、Ａｒ、ＣＯ_２、およびエキシマーなど）が挙げられる。

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。
（（Ａ１）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：重合ロジン、商品名「中国重合ロジン１４０」、荒川化学工業社製
（（Ｂ）成分）
活性剤Ａ：スベリン酸
活性剤Ｂ：ジブロモブテンジオール、エア・ブラウン社製
（（Ｃ１）成分）
溶剤Ａ：２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール（融点：８６〜９０℃、沸点：２１４℃）
溶剤Ｂ：１，６−ヘキサンジオール（融点：４０〜４４℃、沸点：２１５℃）
（（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（沸点：２７５℃、粘度：３．８ｍＰａ・ｓ）、商品名「ハイソルブＭＴＥＭ」、東邦化学社製
溶剤Ｄ：トリプロピレングリコールモノブチルエーテル（沸点：２７４℃、粘度：８．４ｍＰａ・ｓ）
（（Ｃ３）成分）
溶剤Ｅ：ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（沸点：２５９℃、粘度：８．６ｍＰａ・ｓ）
溶剤Ｆ：２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール（融点：１２７〜１３０℃、沸点：２１０℃）
溶剤Ｇ：ジエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点：２３０℃、粘度：６．６ｍＰａ・ｓ）
溶剤Ｈ：α,β,γ−ターピネオール（沸点：２１７℃、粘度：６７ｍＰａ・ｓ）、商品名「ターピネオールＣ」、日本テルペン化学社製
（（Ｄ）成分）
はんだ粉末：合金組成はＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ、粒子径分布は２０〜３８μｍ、はんだ融点は２１７〜２２０℃
（他の成分）
チクソ剤：硬化ひまし油、商品名「ヒマコウ」、ＫＦトレーディング社製
酸化防止剤：商品名「イルガノックス２４５」、ＢＡＳＦ社製

［実施例１］
ロジン系樹脂Ａ４０質量％、活性剤Ａ２質量％、活性剤Ｂ２質量％、溶剤Ａ５質量％、溶剤Ｃ２６．５質量％、溶剤Ｅ１４．５質量％、チクソ剤６質量％および酸化防止剤４質量％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。

［実施例２〜５］
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、はんだ組成物を得た。
［比較例１〜１１］
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。

＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の評価（ボイド、印刷性、はんだ溶融性、粘着性、連続印刷時の粘度変化、銅板腐食）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）ボイド
パワートランジスタ（大きさ：５．５ｍｍ×６．５ｍｍ、厚み：２．３ｍｍ、ランド：スズめっき、ランドの面積：３０ｍｍ^２）およびＱＦＮ（大きさ：６ｍｍ×６ｍｍ、ランド：スズめっき、ランドの面積：３６ｍｍ^２）を実装できる電極を有する基板上に、対応するパターンを有するメタルマスク（厚み：０．１３ｍｍ）を用い、はんだ組成物を印刷した。その後、はんだ組成物上にパワートランジスタおよびＱＦＮを搭載して、プリヒート１５０〜１８０℃を８０秒間とピーク温度２４０℃で溶融時間を４０秒間の条件でリフロー（大気中）を行い、試験基板を作製した。得られた試験基板におけるはんだ接合部を、Ｘ線検査装置（「ＮＬＸ−５０００」、ＮＡＧＯＹＡＥＬＥＣＴＲＩＣＷＯＲＫＳ社製）を用いて観察した。そして、リフロー後のパワートランジスタおよびＱＦＮでのボイド率［（ボイド面積／ランド面積）×１００］を測定した。
そして、以下の基準に従って、ボイドを評価した。
○：ボイド面積率が、１５％以下である。
×：ボイド面積率が、１５％超２０％以下である。
××：ボイド面積率が、２０％超である。
（２）印刷性
直径が０．２ｍｍφ、０．２２ｍｍφ、０．２４ｍｍφ、０．２６ｍｍφ、０．２８ｍｍφ、０．３ｍｍφ、０．３２ｍｍφ、０．３４ｍｍφ、０．３６ｍｍφ、０．３８ｍｍφおよび０．４ｍｍφの開穴が、それぞれ１００個設けられ、厚みが０．１３ｍｍの版を用い、はんだ組成物を基板上に、印刷速度５０ｍｍ／ｓｅｃ、印圧２０Ｎの条件で印刷して、試験板を得た。そして、得られた試験板を画像検査機にて解析して、１００箇所について、穴抜けしたはんだ組成物の体積比率（抜け体積率）を測定し、以下の基準に従って、印刷性を評価した。
○：直径が０．２４ｍｍφの１００箇所のうち、全ての抜け体積率が、７０％以上である。
△：直径が０．２４ｍｍφの１００箇所のうち、抜け体積率が７０％未満の箇所があるが、抜け体積率が７０％以上の箇所がある。
×：直径が０．２４ｍｍφの１００箇所のうち、全ての抜け体積率が、７０％未満である。一方で、直径が０．２６ｍｍφの１００箇所のうち、全ての抜け体積率が、７０％以上である。
（３）はんだ溶融性
直径が０．２ｍｍφ、０．２２ｍｍφ、０．２４ｍｍφ、０．２６ｍｍφ、０．２８ｍｍφ、０．３ｍｍφ、０．３２ｍｍφ、０．３４ｍｍφ、０．３６ｍｍφ、０．３８ｍｍφおよび０．４ｍｍφの開穴が、それぞれ１００個設けられ、厚みが０．１３ｍｍの版を用い、はんだ組成物を基板上に、印刷速度５０ｍｍ／ｓｅｃ、印圧２０Ｎの条件で印刷して、試験板を得た。その後、得られた試験板に対し、プリヒート１５０〜１８０℃を８０秒間とピーク温度２４０℃で溶融時間を４０秒間の条件でリフロー（大気中）を行った。そして、リフロー後の試験板を目視にて観察し、以下の基準に従って、はんだ溶融性を評価した。
◎：直径が０．２２ｍｍφの印刷部分ではんだ溶融が確認された。
○：直径が０．２２ｍｍφの印刷部分ではんだ溶融はなかったが、直径が０．２４ｍｍφの印刷部分ではんだ溶融が確認された。
×：直径が０．２６ｍｍφ以下の印刷部分ではんだ溶融はなかったが、直径が０．２８ｍｍφの印刷部分ではんだ溶融が確認された。
（４）粘着性
ＪＩＳＺ３２８４（１９９４）の付属書９に記載の方法により、以下の基準に従って、粘着性を評価した。
○：印刷後の粘着力が１Ｎ以上であり、かつ、２５℃５０％の条件下に１２時間放置後の粘着力が１Ｎ以上である。
×：印刷後の粘着力が１Ｎ以上であるが、２５℃５０％の条件下に１２時間放置後の粘着力が１Ｎ未満である。
（５）連続印刷時の粘度変化
まず、はんだ組成物を試料として、初期の粘度を測定する。その後、試料を目止めしたメタルマスクの上に置き、スキージを１２時間の間、連続移動させる連続印刷試験を行う。そして、連続印刷試験後の試料の粘度を測定する。次に、初期の粘度値（η１）に対する、連続印刷試験後の試料の粘度値（η２）との粘度変化率［｛（η２−η１）／η１｝×１００］を求める。なお、粘度測定は、スパイラル方式の粘度測定（測定温度：２５℃、回転速度：１０ｒｐｍ）によりを行う。
そして、粘度変化率の結果に基づいて下記の基準に従って、連続印刷時の粘度変化を評価した。
○：粘度変化率が、１０％以下である。
×：粘度変化率が、２０％超である。
（６）銅板腐食
ＪＩＳＺ３１９７（１９９９）に記載の方法に準拠した試験を行った。具体的には、試験時間を１２０時間に変更した以外は、ＪＩＳＺ３１９７（１９９９）に記載の方法で試験を行った。そして、下記の基準に従って、銅板腐食を評価した。
○：腐食および変色がない。
△：若干の腐食または若干の変色がある。

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１〜５）は、ボイド、印刷性、はんだ溶融性、粘着性、および連続印刷時の粘度変化の結果が良好であることが確認された。従って、本発明のはんだ組成物は、大気雰囲気下でリフロー工程を行う場合でもはんだ溶融性が優れ、ボイドを十分に抑制でき、しかも十分な印刷性を有することが確認された。

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。

Claims

（Ａ）ロジン系樹脂、（Ｂ）活性剤および（Ｃ）溶剤を含有するフラックス組成物と、（Ｄ）融点が２００℃以上２５０℃以下であるはんだ粉末とを含有し、
前記（Ａ）成分が、（Ａ１）不飽和有機酸変性ロジンの水素添加物を含有し、
前記（Ｃ）成分が、（Ｃ１）融点が４０℃以上であり、沸点が２２０℃以下であるヘキサンジオール系溶剤、および、（Ｃ２）２０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下であり、かつ沸点が２７０℃以上である溶剤を含有し、
前記（Ａ）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対して、３０質量％以上である
ことを特徴とするはんだ組成物。
請求項１に記載のはんだ組成物において、
前記（Ｃ１）成分が、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジオールおよび１，６−ヘキサンジオールからなる群から選択される少なくとも１種である
ことを特徴とするはんだ組成物。
請求項１または請求項２に記載のはんだ組成物において、
前記（Ｃ２）成分が、テトラエチレングリコールジメチルエーテルである
ことを特徴とするはんだ組成物。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備えることを特徴とする電子基板。