JP5635561B2

JP5635561B2 - はんだ組成物

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Publication number: JP5635561B2
Application number: JP2012139565A
Authority: JP
Inventors: 正訓柴▲崎▼; 坂本　伊佐雄; 伊佐雄坂本
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2032-06-21
Also published as: JP2014004590A

Description

本発明は、ピングリッドアレイパッケージ用のはんだ組成物に関する。

ピングリッドアレイパッケージ（以下、ＰＧＡパッケージともいう）の製造工程においては、ソルダーペースト（はんだ組成物）が用いられている。近年、環境汚染の問題から鉛に対する規制が強化され、ソルダーペーストに用いるはんだ粉末についても、Ｓｎ／Ｐｂ系はんだ粉末から鉛フリーはんだ粉末へと切り替わりつつある。鉛フリーはんだは、Ｓｎ／Ｐｂ系はんだに比べて、高い融点を有するため、パッケージ部品を実装する際のリフロー温度を高温（例えば、２３０℃程度）とすることが必要となる。そのため、パッケージ部品を実装するためのリフロー工程により、導電性接続ピンが傾いたり、倒れたりして、基材に対する導電性接続ピンの垂直性（ピン立て性）が低下する可能性がある。
そこで、鉛フリーはんだ粉末において、融点の異なる２種のはんだ粉末を含有するソルダーペーストが提案されている（特許文献１）。

特開２０１１−１６７７５３号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載のソルダーペーストを用いれば、ピン立て性が向上するものの、リフロー温度の更なる上昇やＰＧＡパッケージ基板の信頼性の観点から、ピン立て性の更なる向上が求められている。

そこで、本発明は、ピングリッドアレイパッケージにおけるピン立て性が優れているはんだ組成物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を提供するものである。
すなわち、本発明のはんだ組成物は、ピングリッドアレイパッケージ用のはんだ組成物であって、鉛フリーはんだ粉末と、フラックスとからなり、前記鉛フリーはんだ粉末は、スズ８９質量％以上９１質量％以下と、アンチモン９質量％以上１１質量％以下とを含有し、前記鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径が、３０μｍ以上５５μｍ以下であり、前記フラックスは、ロジン系樹脂と、チクソ剤と、活性剤と、溶剤とを含有し、前記活性剤として、温度２０℃にて液状であるジカルボン酸ポリ酸無水物を含有し、前記ジカルボン酸ポリ酸無水物の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、１質量％以上１０質量％以下であり、前記フラックスの含有量は、はんだ組成物１００質量％に対して、７．５質量％以上１０．５質量％以下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、前記フラックスの含有量は、はんだ組成物１００質量％に対して、８質量％以上９．５質量％以下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、前記ロジン系樹脂の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、３０質量％以上７０質量％以下であり、前記チクソ剤の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、３質量％以上１５質量％以下であり、前記活性剤の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であり、前記溶剤の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、３０質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。

なお、本発明によれば、ピングリッドアレイパッケージにおけるピン立て性が優れているはんだ組成物が得られる理由は、必ずしも定かでは無いが、本発明者らは以下のように推察する。
まず、本発明に用いる鉛フリーはんだ粉末は、スズ８９質量％以上９１質量％以下と、アンチモン９質量％以上１１質量％以下とを含有するものである。このように、鉛フリーはんだ粉末の組成を極めて限定的な範囲内とすることで、ピン立て性の向上を図ることができる。
また、本発明のはんだ組成物では、フラックスの含有量が、はんだ組成物１００質量％に対して、７．５質量％以上１０．５質量％以下である。これに対し、一般的なはんだ組成物では、はんだ組成物１００質量％に対して１２質量％程度である。すなわち、本発明におけるフラックスの含有量は、一般的なはんだ組成物と比較して、フラックスの含有量が極めて少ない。そして、このような組成とすることで、リフロー工程の際のピンへのぬれ上がりが少なくなるものと本発明者らは推察する。なお、フラックスの含有量が少ない場合には、はんだ組成物の印刷性の低下が懸念される。しかし、上記範囲内であれば、フラックスの組成や鉛フリーはんだ粉末の粒子径などを調整することにより、はんだ組成物の印刷性を維持できる。
以上のようにして、本発明では、ピングリッドアレイパッケージにおけるピン立て性が優れているはんだ組成物が得られるものと本発明者らは推察する。

本発明によれば、ピングリッドアレイパッケージにおけるピン立て性が優れているはんだ組成物を提供できる。

本発明のはんだ組成物を用いてピングリッドアレイパッケージを製造する方法の一例を示す説明図である。（Ａ）〜（Ｅ）は、それぞれ各製造工程の状態を示す断面図である。はんだのぬれ上がり試験における試料を示す断面図である。はんだのぬれ上がり試験におけるリフロー時の時間と温度との関係を示すグラフである。

まず、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、ピングリッドアレイパッケージ（以下、ＰＧＡパッケージともいう）用のはんだ組成物であって、以下説明する鉛フリーはんだ粉末およびフラックスを含有するものである。
なお、本明細書における「鉛フリーはんだ粉末」とは、鉛を添加しないはんだ粉末のことをいう。ただし、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、鉛の量は、１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。

本発明に用いる鉛フリーはんだ粉末は、スズ８９質量％以上９１質量％以下と、アンチモン９質量％以上１１質量％以下とを含有するものである。アンチモンの含有量が９質量％未満の場合や、１１質量％を超える場合には、ピン立て性が不十分となる。また、ピン立て性の観点から、アンチモンの含有量は、鉛フリーはんだ粉末１００質量％に対して９．５質量％以上１０．５質量％であることがより好ましく、１０質量％であることが特に好ましい。
なお、前記鉛フリーはんだ粉末には、不可避的不純物としてアンチモン（Ｓｂ）およびスズ（Ｓｎ）以外の他の成分が存在することは許容される。この場合、他の成分の量は、１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。

前記鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径は、２０μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以上５５μｍ以下であることがより好ましく、３４μｍ以上５２μｍ以下であることが特に好ましい。平均粒子径が前記下限未満では、ピン立て性が低下する傾向があるとともに、活性力不足によって微細なボイドが発生しやすくなる傾向にある。他方、平均粒子径が前記上限を超えると、印刷性が低下する傾向があるとともに、粒子同士の間隔が大きすぎることによって突発的に大きなボイドが発生しやすくなる傾向にある。
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。このような粒子径測定装置としては、例えば、レーザー回折粒子アナライザーＣｏｕｌｔｅｒＬＳ１３０（ＢＥＣＭＡＮＣＯＵＬＴＥＲ社製）を使用できる。

本発明に用いるフラックスは、例えば、ロジン系樹脂と、チクソ剤と、活性剤と、溶剤とを含有するものである。
このようなフラックスの含有量は、はんだ組成物１００質量％に対して、７．５質量％以上１０．５質量％以下であることが必要である。フラックスの含有量が７．５質量％未満では、はんだ組成物にボソツキが発生し、印刷性が不十分となり、他方、１０．５質量％を超えると、はんだ組成物のピンへのぬれ上がりを十分に抑制できず、ピン立て性が不十分となる。また、印刷性およびピン立て性を高いレベルで両立させるという観点から、フラックスの含有量は、はんだ組成物１００質量％に対して、８質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、８質量％以上９．５質量％以下であることがより好ましく、８．５質量％以上９．５質量％以下であることが特に好ましい。

本発明に用いるロジン系樹脂としては、ロジンおよびロジン誘導体が挙げられる。ロジン誘導体としては、変性ロジン、重合ロジン、水添ロジンなどが挙げられる。これらのロジン系樹脂の中でも、活性作用の観点から、水添ロジンが好ましい。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。
前記ロジン系樹脂の含有量は、はんだ付け性の観点から、前記フラックス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い。

本発明に用いるチクソ剤としては、例えば、硬化ヒマシ油、水素添加ヒマシ油、脂肪酸アマイド類、オキシ脂肪酸類が挙げられる。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。このチクソ剤の種類や量を調整することにより、はんだ組成物の印刷性を確保することができる。
前記チクソ剤の含有量は、はんだ組成物を印刷に適した粘度に調整する観点から、前記フラックス１００質量％に対して、３質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。

本発明に用いる活性剤としては、有機アミンのハロゲン化水素塩および有機酸が挙げられる。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。有機アミンのハロゲン化水素塩としては、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、ジエチルアミン塩酸塩、トリエタノールアミン臭化水素酸塩、モノエタノールアミン臭化水素酸塩などが挙げられる。有機酸としては、アジピン酸、セバチン酸などが挙げられる。
前記活性剤の含有量は、残さによる腐食を抑制し、絶縁抵抗を損なわない観点、更にははんだ付け性、はんだボールを生じさせないようにする観点から、前記フラックス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い。

なお、前記活性剤としては、印刷性の観点から、温度２０℃にて液状であるジカルボン酸ポリ酸無水物を用いることが好ましい。このようなジカルボン酸ポリ酸無水物を用いることにより、はんだ組成物中の鉛フリーはんだ粉末が過剰な場合でも、はんだ組成物の流動性を改善することができ、印刷性を向上させることができる。このようなジカルボン酸ポリ酸無水物は、下記一般式（１）で表されるものである。

前記一般式（１）において、Ｒは、飽和または不飽和の２価の炭化水素基であり、置換基を有していてもよい。炭化水素基は、飽和であっても不飽和であってもよいが、融点をより低くするという観点から、不飽和であることが好ましい。また、炭化水素基中の炭素の数は、特に限定されないが、４〜２４であり、好ましくは１６〜２２である。また、ｎは、繰り返し単位の数を示し、例えば、２〜３０である。
このようなジカルボン酸ポリ酸無水物としては、例えば、８，１３−ジメチル−８，１２−エイコサジエン二酸無水物が挙げられる。
このようなジカルボン酸ポリ酸無水物を用いる場合、その含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。

本発明に用いる溶剤としては、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。
前記溶剤としては、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。
前記溶剤の含有量は、はんだ組成物を印刷に適した粘度に調整するという観点から、前記フラックス１００質量％に対して、３０質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。

本発明に用いるフラックスは、必要に応じて、前記の成分以外に、揺変剤、消泡剤、酸化防止剤、防錆剤、界面活性剤、熱硬化剤などの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の含有量としては、前記フラックス１００質量％に対して、２０質量％以下であることが好ましい。

次に、前記本発明のはんだ組成物を用いてＰＧＡパッケージ用基板およびＰＧＡパッケージを製造する方法について、図１を参照しながら説明する。

まず、図１（Ａ）に示すように、片面に端子２が形成された基材１を準備する。基材１としては、特に限定されないが、セラミック系基材、樹脂系基材などが使用できる。また、基材１は、一層の基材であってよく、多層の基材であってもよい。

次いで、図１（Ｂ）に示すように、基材１の端子２が形成された面とは反対側の面に、実装用はんだ組成物３を塗布する。塗布方法としては、特に限定されないが、スクリーン印刷法、ディスペンス塗布法などを採用できる。

実装用はんだ組成物３としては、後述するＰＧＡ用はんだ組成物４中のはんだ粉末よりも低い融点を有するはんだ粉末が含まれる限り、特に限定されないが、環境負荷軽減の観点から、鉛フリーはんだ粉末を含むはんだ組成物が好ましい。鉛フリーはんだ粉末としては、例えば、Ｓｎ／Ｃｕ系、Ｓｎ／Ｂｉ系、Ｓｎ／Ｉｎ系、Ｓｎ／Ｚｎ系、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ系、Ｓｎ／Ｃｕ／Ｂｉ系などが挙げられる。コストの観点からは、実装用はんだ組成物３として、Ｓｎ／Ｃｕ系鉛フリーはんだ粉末を含むはんだ組成物を使用することが好ましい。

次いで、図１（Ｃ）に示すように、端子２上にＰＧＡ用はんだ組成物４を塗布する。このＰＧＡ用はんだ組成物４としては、上述した本発明のはんだ組成物を用いる。塗布方法としては、特に限定されないが、スクリーン印刷法、ディスペンス塗布法などを採用できる。

次いで、導電性接続ピン５をＰＧＡ用はんだ組成物４に当接させた状態でリフローすることで、図１（Ｄ）に示すように、端子２と導電性接続ピン５とが、ＰＧＡ用はんだ組成物４中のＳｎ／Ｓｂ系鉛フリーはんだからなる導電性接続部６により接合される。同時に、実装用はんだ組成物３中のはんだ（好ましくはＳｎ／Ｃｕ系鉛フリーはんだ）によりはんだバンプ７が形成される。この際のリフロー温度は、２６５℃以上２８０℃以下であることが好ましい。以上の工程により、図１（Ｄ）に示すＰＧＡパッケージ用基板１０が得られる。

その後、図１（Ｅ）に示すように、上記で得られたＰＧＡパッケージ用基板１０のはんだバンプ７上に、ＩＣ、ＬＳＩなどのパッケージ部品８を載置し、リフローすることで、ＰＧＡパッケージ２０が得られる。この際のリフロー温度は、実装用はんだ組成物３として、鉛フリーはんだ粉末を含有するはんだ組成物を用いた場合、通常は２３０℃以上となる。このように高温下でパッケージ部品８を実装するためのリフロー工程を行っても、ＰＧＡ用はんだ組成物４として、上述した本発明のはんだ組成物を用いることによって、ピン立て性の良好なＰＧＡパッケージ２０が得られる。

次に、本発明を実施例、比較例および参考例など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。
ロジン系樹脂Ａ：完全水添ロジン、商品名「フォーラルＡＸ」、ＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌ社製
ロジン系樹脂Ｂ：水添酸変性ロジン、商品名「ＫＥ−６０４」、荒川化学工業社製
溶剤：ヘキシルジグリコール（ＤＥＨ）、日本乳化剤社製
チクソ剤：硬化ヒマシ油、１２−ヒドロキシステアリン酸トリグリセライド、ＫＦトレーディング社製
活性剤Ａ：ジカルボン酸ポリ酸無水物、２０℃にて液状、商品名「ＩＰＵ−２２ＡＨ」、岡村製油社製
活性剤Ｂ：ジカルボン酸ポリ酸無水物、２０℃にて固体、融点：７５〜８５℃、商品名「ＳＬ−１２ＡＨ」、岡村製油社製、
活性剤Ｃ：ジカルボン酸ポリ酸無水物、２０℃にて固体、融点：８５〜１０５℃、商品名「ＳＬ−２０ＡＨ」、岡村製油社製
鉛フリーはんだ粉末Ａ：平均粒子径が４２μｍで、融点が２４３℃（固相線：２４３℃、液相線：２６３℃）で、組成が９０Ｓｎ／１０Ｓｂのもの
鉛フリーはんだ粉末Ｂ：平均粒子径が３４μｍで、融点が２４３℃で、組成が９０Ｓｎ／１０Ｓｂのもの
鉛フリーはんだ粉末Ｃ：平均粒子径が５２μｍで、融点が２４３℃で、組成が９０Ｓｎ／１０Ｓｂのもの
鉛フリーはんだ粉末Ｄ：平均粒子径が２６μｍで、融点が２４３℃で、組成が９０Ｓｎ／１０Ｓｂのもの
鉛フリーはんだ粉末Ｅ：平均粒子径が６２μｍで、融点が２４３℃で、組成が９０Ｓｎ／１０Ｓｂのもの
［実施例１］
ロジン系樹脂Ａ２５質量％、ロジン系樹脂Ｂ２５質量％、溶剤４０質量％、チクソ剤５質量％、および活性剤Ａ５質量％を容器に投入し、らいかい機を用いて混合し、フラックスを調製した。
その後、得られたフラックス８質量％、および鉛フリーはんだ粉末Ａ９２質量％を容器に投入し、混練機にて２時間混合することではんだ組成物を得た。なお、得られたはんだ組成物の２５℃における粘度を、粘度計（マルコム社製、「ＰＣＵ−２０５」）にて測定したところ、１５０〜２５０Ｐａ・ｓの範囲内であった。

［実施例２〜３および比較例１〜２］
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。なお、得られたはんだ組成物の２５℃における粘度は、それぞれ、１５０〜２５０Ｐａ・ｓの範囲内であった。

＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の評価（はんだのぬれ上がり試験、印刷性、ボイド）を以下のような方法で行った。得られた結果を表２に示す。なお、得られたはんだ組成物における、鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径、フラックスの含有量、および、ジカルボン酸ポリ酸無水物の有無を表２に示す。
（１）はんだのぬれ上がり試験
図２に示すように、基材１と端子２とを有するガラスエポキシ基板（ランド径φ２．５ｍｍ、Ｎｉ／Ａｕめっき処理）上に、メタルマスク（開口径φ２．５ｍｍ、マスク厚０．２ｍｍ）を用いて、はんだ組成物４を印刷する。その後、はんだ組成物４の上に、図２に示すように、ペレットＰ（ペレット径φ１．７ｍｍ、厚み０．５ｍｍ、Ｎｉ母材、フラッシュＡｕめっき処理）を載せて試料を得る。この試料に対し、下記のリフロー条件により、リフロー工程を施す。
（リフロー条件）
時間と温度との関係：図３参照
プリヒート温度：１９０℃
ピーク温度：２７０℃
酸素濃度：１００ｐｐｍ以下
その後、マイクロスコープ（キーエンス社製、「ＶＨＸ−９００」）による観察および測定を行い、下式に定めるペレットはんだぬれ面積率を算出する。そして、下式に定めるペレットはんだぬれ面積率が８．３％以下の場合には「○」と判定し、８．３％を超える場合には「×」と判定した。
ペレットはんだぬれ面積率［％］＝ＳＷ／ＳＴ×１００
ＳＴ：リフロー実装後ペレット上面の全面積
ＳＷ：リフロー実装後ペレット上面のはんだぬれた部分の面積
なお、本試験はピン実装を模擬した試験であり、この試験での結果とピングリッドアレイパッケージにおけるピン立て性との間には相関関係がある。
（２）印刷性
基板上に、メタルマスク(開口径φ１．０ｍｍ、開口数１００、マスク厚０．１２ｍｍ)を用いて、はんだ組成物を印刷する。そして、はんだ組成物の転写の可否、および、ばらつきの具合を確認する。
○：転写が可能で、ばらつきが小さい。
△：転写が可能で、ばらつきが中程度である。
×：転写ができず、ばらつきが大きい。
（３）ボイド
はんだのぬれ上がり試験後の基板を試料とし、Ｘ線透過装置（島津製作所社製、「ＳＭＸ−１６０Ｅ」）による観察および測定を行い、下式に定めるボイド面積率を算出する。そして、下式に定めるボイド面積率が３％以下の場合は「○」と判定し、３％を超える場合は「×」と判定した。
ボイド面積率［％］＝ＳＰ／ＳＶ×１００
ＳＰ：Ｘ線透過画像によるペレット全体面積
ＳＶ：Ｘ線透過画像によるペレット中のボイド部分面積

表２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を用いた場合（実施例１〜３）には、はんだのぬれ上がりが十分に少ないことや、印刷性やボイドの観点からも優れていることが確認された。したがって、本発明のはんだ組成物は、ピングリッドアレイパッケージにおけるピン立て性が優れていることが確認された。
一方で、フラックスの含有量が７質量％の場合（比較例１）は、印刷性が不十分なために、はんだ組成物として使用できないことが確認された。また、フラックスの含有量が１１質量％の場合（比較例２）は、はんだのぬれ上がりが大きく、ピングリッドアレイパッケージにおけるピン立て性が不十分であることが確認された。

［参考例Ａ〜Ｅおよび比較例３〜４］
表３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。なお、得られたはんだ組成物の２５℃における粘度は、それぞれ、１５０〜２５０Ｐａ・ｓの範囲内であった。

＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の評価（はんだのぬれ上がり試験、印刷性、ボイド）を前記のような方法で行った。得られた結果を表４に示す。なお、得られたはんだ組成物における、鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径、フラックスの含有量、ジカルボン酸ポリ酸無水物の有無、および、ジカルボン酸ポリ酸無水物の２０℃での状態を表４に示す。

表４に示す結果からも明らかなように、本発明に関連するはんだ組成物を用いた場合（参考例Ａ〜Ｅ）には、はんだのぬれ上がりが十分に少ないことや、印刷性やボイドの観点からも問題がないことが確認された。したがって、本発明に関連するはんだ組成物は、ピングリッドアレイパッケージにおけるピン立て性が優れていることが確認された。
なお、表２の実施例１の結果と、表４の参考例Ａ、ＤおよびＥの結果とを比較すると、実施例１の場合は印刷性がより優れることが分かった。このことから、実施例１のように、活性剤として２０℃にて液状のジカルボン酸ポリ酸無水物を含有することで、はんだ組成物中のフラックスの含有量が少ない場合での印刷性を向上できることが確認された。
一方で、フラックスの含有量が７質量％の場合（比較例３）は、印刷性が不十分なために、はんだ組成物として使用できないことが確認された。また、フラックスの含有量が１１質量％の場合（比較例４）は、はんだのぬれ上がりが大きく、ピングリッドアレイパッケージにおけるピン立て性が不十分であることが確認された。

［実施例９〜１０および参考例Ｆ〜Ｇ］
表５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。なお、得られたはんだ組成物の２５℃における粘度は、それぞれ、１５０〜２５０Ｐａ・ｓの範囲内であった。

＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の評価（はんだのぬれ上がり試験、印刷性、ボイド）を以下のような方法で行った。得られた結果を表６に示す。なお、得られたはんだ組成物における、鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径、フラックスの含有量、および、ジカルボン酸ポリ酸無水物の有無を表６に示す。

表６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を用いた場合（実施例９〜１０および参考例Ｆ〜Ｇ）には、はんだのぬれ上がりが十分に少ないことや、印刷性の観点からも問題がないことが確認された。
なお、鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径が、２６μｍの場合（参考例Ｆ）や、６２μｍの場合（参考例Ｇ）には、ピン立て性および印刷性の点では問題がないものの、ボイド面積率が高く、より高い信頼性が求められる場合には好ましくないことが分かった。このことから、ボイドの発生も十分に抑制するためには、鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径を例えば３０μｍ以上５５μｍ以下の範囲内とすることが好ましいことが確認された。

［参考例Ｈ〜Ｉ、比較例５〜６および参考例１］
表７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。なお、得られたはんだ組成物の２５℃における粘度は、それぞれ、１５０〜２５０Ｐａ・ｓの範囲内であった。

＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の評価（はんだのぬれ上がり試験、印刷性、ボイド）を以下のような方法で行った。得られた結果を表８に示す。なお、得られたはんだ組成物における、鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径、フラックスの含有量、および、ジカルボン酸ポリ酸無水物の有無を表８に示す。

表８に示す結果からも明らかなように、本発明に関連するはんだ組成物を用いた場合（参考例Ｈ〜Ｉ）には、はんだのぬれ上がりが十分に少ないことや、印刷性の観点からも問題がないことが確認された。
一方で、鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径が２６μｍで、フラックスの含有量が７質量％の場合（比較例５）は、印刷性が不十分なために、はんだ組成物として使用できないことが確認された。また、鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径が２６μｍで、フラックスの含有量が１０質量％または１１質量％の場合（参考例１、比較例６）は、はんだのぬれ上がりが大きく、ピングリッドアレイパッケージにおけるピン立て性が不十分であることが確認された。このことから、フラックスの含有量は１０質量％未満であることがより好ましいことが確認された。
なお、参考例Ｈと、参考例Ｉとを比較すると、参考例Ｉの場合は印刷性がより優れることが分かった。このことから、参考例Ｉのように、フラックスの含有量は９質量％以上であることがより好ましいことが確認された。

本発明は、ピングリッドアレイパッケージ用のはんだ組成物として有用である。

１…基材
２…端子
３…実装用はんだ組成物
４…ＰＧＡ用はんだ組成物
５…導電性接続ピン
６…導電性接続部
７…はんだバンプ
８…パッケージ部品
１０…ＰＧＡパッケージ用基板
２０…ＰＧＡパッケージ
Ｐ…ペレット

Claims

ピングリッドアレイパッケージ用のはんだ組成物であって、
鉛フリーはんだ粉末と、フラックスとからなり、
前記鉛フリーはんだ粉末は、スズ８９質量％以上９１質量％以下と、アンチモン９質量％以上１１質量％以下とを含有し、
前記鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径が、３０μｍ以上５５μｍ以下であり、
前記フラックスは、ロジン系樹脂と、チクソ剤と、活性剤と、溶剤とを含有し、前記活性剤として、温度２０℃にて液状であるジカルボン酸ポリ酸無水物を含有し、
前記ジカルボン酸ポリ酸無水物の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、１質量％以上１０質量％以下であり、
前記フラックスの含有量は、はんだ組成物１００質量％に対して、７．５質量％以上１０．５質量％以下である
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、
前記フラックスの含有量は、はんだ組成物１００質量％に対して、８質量％以上９．５質量％以下である
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、
前記ロジン系樹脂の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、３０質量％以上７０質量％以下であり、
前記チクソ剤の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、３質量％以上１５質量％以下であり、
前記活性剤の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であり、
前記溶剤の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、３０質量％以上５０質量％以下である
ことを特徴とするはんだ組成物。