はんだ組成物およびそれを用いたプリント配線基板
【課題】仮に濡れ性・はんだ溶融性が悪いはんだ合金を用いた場合においても、リフロー時におけるはんだボールを十分に抑制でき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、２４０℃以下の融点を有する鉛フリーはんだ粉末と、ロジン系樹脂、活性剤およびチクソ剤を含有するフラックスとを含有し、前記活性剤は、下記一般式（１）で表される多価カルボン酸を含有することを特徴とする。
（前記一般式（１）中、ＸはＯ、Ｓ、ＮＨ、ＮまたはＰを示し、ｍは１〜３の整数を示し、ｎは２または３を示す。）
【解決手段】本発明のはんだ組成物は、２４０℃以下の融点を有する鉛フリーはんだ粉末と、ロジン系樹脂、活性剤およびチクソ剤を含有するフラックスとを含有し、前記活性剤は、下記一般式（１）で表される多価カルボン酸を含有することを特徴とする。
（前記一般式（１）中、ＸはＯ、Ｓ、ＮＨ、ＮまたはＰを示し、ｍは１〜３の整数を示し、ｎは２または３を示す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器のプリント配線基板に部品を実装するはんだ組成物（いわゆるソルダーペースト）および、このはんだ組成物を用いて電子部品を実装したプリント配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ソルダーペーストにおいては、鉛化合物は毒性が強く、生体機能に障害を与えるため重大な問題とされている。そこで、鉛を含まないはんだ材料が開発され、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の合金、Ｓｎ−Ａｇ系の合金、Ｓｎ−Ｃｕ系の合金やこれら合金系に１元素以上の金属元素を加えた合金などのいわゆる無鉛はんだ合金粉末（鉛フリーはんだ合金粉末）が用いられるようになってきた。また、めっきに用いるＰｂフリーはんだはＳｎや、ＳｎおよびＣｕを含む合金などが主として使用されている。
【０００３】
上記のはんだ粉末を用いて作成されたソルダーペーストは、ロジン系樹脂、チクソ剤、活性剤などの固形分を溶剤で溶解してペースト状にした混合物である。ソルダーペーストに含まれるロジン系樹脂は、活性作用と溶融はんだ表面を覆い、酸化を防止する作用を有している。しかしながら、はんだ粉末の主成分をＰｂからＳｎに代えることで、濡れ性の低下と溶融点の上昇が起きたため、ソルダーペーストの実装温度を従来の実装温度である２３０℃付近から２６０℃付近へ上昇させ、濡れ性を確保してきた。
ところが、従来使用されている活性剤およびロジン系樹脂が有する活性作用だけでは、鉛フリーはんだを用いて軽薄短小化された実装基板に信頼性を与えるはんだ付け性を十分に得ることが難しいという問題が生じている。この問題は、十分な活性作用が得ることができないため、ソルダーペーストを実装基板に塗布し電子部品などを実装基板に搭載後に、リフロー炉でソルダーペーストを溶解させると、実装基板の信頼性を損なう要因となるはんだボールが発生することにある。
さらに、昨今の金属価格の高騰で、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ合金では、銀の含有量を減らし、共晶組成からズレた合金が使用されるようになり、濡れ性・はんだ溶融性は悪くなる一方である。
上記のような問題を解決するために、多種にわたる活性剤が検討され、例えば特定の活性剤など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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載のようなソルダーペーストにおいて、銀の含有量が低いＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ合金のように、濡れ性・はんだ溶融性が悪いはんだ合金を用いた場合には、リフロー時に起きるはんだボールを十分に抑制することができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、仮に濡れ性・はんだ溶融性が悪いはんだ合金を用いた場合においても、リフロー時におけるはんだボールを十分に抑制できるはんだ組成物、並びにこのはんだ組成物を用いたプリント配線基板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】
【０００７】
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プリント配線基板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、２４０℃以下の融点を有する鉛フリーはんだ粉末と、ロジン系樹脂、活性剤およびチクソ剤を含有するフラックスとを含有し、前記活性剤は、下記一般式（１）で表される多価カルボン酸を含有することを特徴とするものである。なお、下記一般式（１）中、ＸはＯ、Ｓ、ＮＨ、ＮまたはＰを示し、ｍは１〜３の整数を示し、ｎは２または３を示す。
【０００８】
【化１】
【０００９】
本発明のはんだ組成物においては、前記一般式（１）で表される多価カルボン酸の含有量が、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。
本発明のはんだ組成物においては、前記鉛フリーはんだ粉末における合金組成（質量比率）は、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕ、９８．３Ｓｎ／１．０Ａｇ／０．７Ｃｕ、および、９９．０Ｓｎ／０．３Ａｇ／０．７Ｃｕのうちのいずれかであることが好ましい。
また、本発明のプリント配線基板は、前記はんだ組成物を用いて電子部品をプリント配線基板に実装したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、仮に濡れ性・はんだ溶融性が悪いはんだ合金を用いた場合においても、リフロー時におけるはんだボールを十分に抑制できるはんだ組成物、並びにこのはんだ組成物を用いたプリント配線基板を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のはんだ組成物は、以下説明する鉛フリーはんだ粉末と、以下説明するフラックスとを含有するものである。
この鉛フリーはんだ粉末の含有量は、はんだ組成物１００質量％に対して、８５質量％以上９２質量％以下であることが好ましい。鉛フリーはんだ粉末の含有量が８５質量％未満の場合（フラックスの含有量が１５質量％を超える場合）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り、他方、鉛フリーはんだ粉末の含有量が９２質量％を超える場合（フラックスの含有量が８質量％未満の場合）には、バインダーとしてのフラックスが足りないため、フラックスと鉛フリーはんだ粉末とを混合しにくくなる傾向にある。
【００１２】
本発明に用いる鉛フリーはんだ粉末は、２４０℃以下の融点を有するものである。この鉛フリーはんだ粉末の融点が２４０℃を超えるものを用いる場合には、異方性導電性ペーストにおける通常の熱圧着温度では鉛フリーはんだ粉末を溶融させることができない。また、はんだ組成物におけるリフロー温度を低くするという観点からは、鉛フリーはんだ粉末の融点が２２０℃以下であることが好ましく、１５０℃以下であることがより好ましい。
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。
【００１３】
前記鉛フリーはんだ粉末は、スズ（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）からなる群から選択される少なくとも１種の金属を含むことが好ましい。
また、前記鉛フリーはんだ粉末における具体的なはんだ組成（質量比率）としては、以下のようなものを例示できる。
２元系合金としては、例えば、９５．３Ａｇ／４．７ＢｉなどのＡｇ−Ｂｉ系、６６Ａｇ／３４ＬｉなどのＡｇ−Ｌｉ系、３Ａｇ／９７ＩｎなどのＡｇ−Ｉｎ系、６７Ａｇ／３３ＴｅなどのＡｇ−Ｔｅ系、９７．２Ａｇ／２．８ＴｌなどのＡｇ−Ｔｌ系、４５．６Ａｇ／５４．４ＺｎなどのＡｇ−Ｚｎ系、８０Ａｕ／２０ＳｎなどのＡｕ−Ｓｎ系、５２．７Ｂｉ／４７．３ＩｎなどのＢｉ−Ｉｎ系、３５Ｉｎ／６５Ｓｎ、５１Ｉｎ／４９Ｓｎ、５２Ｉｎ／４８ＳｎなどのＩｎ−Ｓｎ系、８．１Ｂｉ／９１．９ＺｎなどのＢｉ−Ｚｎ系、４３Ｓｎ／５７Ｂｉ、４２Ｓｎ／５８ＢｉなどのＳｎ−Ｂｉ系、９８Ｓｎ／２Ａｇ、９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ、９６Ｓｎ／４Ａｇ、９５Ｓｎ／５ＡｇなどのＳｎ−Ａｇ系、９１Ｓｎ／９Ｚｎ、３０Ｓｎ／７０ＺｎなどのＳｎ−Ｚｎ系、９９．３Ｓｎ／０．７ＣｕなどのＳｎ−Ｃｕ系、９５Ｓｎ／５ＳｂなどのＳｎ−Ｓｂ系が挙げられる。
３元系合金としては、例えば、９５．５Ｓｎ／３．５Ａｇ／１ＩｎなどのＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系、８６Ｓｎ／９Ｚｎ／５Ｉｎ、８１Ｓｎ／９Ｚｎ／１０ＩｎなどのＳｎ−Ｚｎ−Ｉｎ系、９５．５Ｓｎ／０．５Ａｇ／４Ｃｕ、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕ、９８．３Ｓｎ／１．０Ａｇ／０．７Ｃｕ、９９．０Ｓｎ／０．３Ａｇ／０．７ＣｕなどのＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、９０．５Ｓｎ／７．５Ｂｉ／２Ａｇ、４１．０Ｓｎ／５８Ｂｉ／１，０ＡｇなどのＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系、８９．０Ｓｎ／８．０Ｚｎ／３．０ＢｉなどのＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系が挙げられる。
その他の合金としては、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ／Ｂｉ系などが挙げられる。
これらの合金の中でも、ＳｎおよびＡｇを含む合金、ＳｎおよびＣｕを含む合金が好ましい。
【００１４】
また、前記鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径は、１μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上３６μｍ以下であることがより好ましい。平均粒子径が上記範囲内であれば、はんだ付ランドのピッチの狭くなってきている最近のプリント回路基板、はんだバンプ形成に対するリフローはんだ付用として好ましい。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。
【００１５】
本発明に用いるフラックスは、ロジン系樹脂、活性剤およびチクソ剤を含有するものである。
本発明に用いるロジン系樹脂とは、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。
【００１６】
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％以下であることが好ましい。含有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。
【００１７】
本発明に用いる活性剤は、下記一般式（１）で表される多価カルボン酸を含有することが必要である。
【００１８】
【化２】
【００１９】
前記一般式（１）において、ＸはＯ、Ｓ、ＮＨ、ＮまたはＰを示す。また、ｍは１〜３の整数を示し、ｎは２または３を示す。なお、ｎが２の場合には、ＸはＯ、ＳまたはＮＨを示し、ｎが３の場合には、ＸはＮまたはＰを示す。
【００２０】
前記一般式（１）で表される多価カルボン酸としては、例えば、ジグリコール酸、ジグリコールアミド酸、トリス（カルボキシメチル）アミン、トリス（２−カルボキシエチル）ホスフィン、ジカルボキシジメチルスルフィドが挙げられる。これらの中でも、下記構造式（２）で表されるジグリコール酸が好ましい。
【００２１】
【化３】
【００２２】
前記一般式（１）で表される多価カルボン酸の含有量は、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く、２質量％以上７質量％以下であることがより好ましい。含有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、フラックスの絶縁性が低下する傾向にある。
【００２３】
前記活性剤としては、前記一般式（１）で表される多価カルボン酸と、これ以外の有機酸とを併用することが好ましい。
このような有機酸としては、例えば、モノカルボン酸、ジカルボン酸、およびこれらの誘導体またはアミン塩が挙げられる。これらの有機酸は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。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、プチリック酸、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、その他の有機酸としては、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。
【００２４】
前記活性剤の含有量は、前記フラックス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。含有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、フラックスの絶縁性が低下する傾向にある。
【００２５】
本発明に用いるチクソ剤としては、例えば、オレフィン系ワックス、脂肪酸アミド、置換尿素ワックス、高分子化合物、無機粒子が挙げられる。
オレフィン系ワックスとしては、カスターワックス（硬化ひまし油＝水添ひまし油）、蜜ロウ、カルナウバロウなどが挙げられる。
脂肪酸アミドとしては、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸ビスアミド、ｍ−キシリレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルイソフタル酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルセバシン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルアジピン酸アミド、ブチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エ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、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスカプリル酸アミド、メチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミドなどが挙げられる。
置換尿素ワックスとしては、Ｎ−ブチル−Ｎ’−ステアリル尿素、Ｎ−フェニル−Ｎ’−ステアリル尿素、Ｎ−ステアリル−Ｎ’−ステアリル尿素、キシリレンビスステアリル尿素、トルイレンビスステアリル尿素、ヘキサメチレンビスステアリル尿素、ジフェニルメタンビスステアリル尿素、ジフェニルメタンビスラウリル尿素などが挙げられる。
高分子化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどが挙げられる。
無機粒子としては、シリカ粒子、カオリン粒子などが挙げられる。
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。
【００２６】
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、５質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。含有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、塗布不良となりやすい傾向にある。
【００２７】
また、本発明に用いるフラックスには、前記ロジン系樹脂、前記活性剤および前記チクソ剤の他に、溶剤や酸化防止剤を併用することが好ましい。
前記溶剤としては、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が挙げられる。
前記溶剤を用いる場合において、前記溶剤の含有量は、前記フラックス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。
【００２８】
前記酸化防止剤としては、公知の酸化防止剤を適宜用いることができる。前記酸化防止剤としては、例えば、硫黄化合物、ヒンダードフェノール化合物、ホスファイト化合物が挙げられる。
硫黄化合物としては、ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジラウリルスルフィド、２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプトメチルベンズイミダゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラキス（２−エチルへキシル）チウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルチオ尿素、ジチオカルバミン酸亜鉛塩、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、ブチルキサントゲン酸亜鉛などが挙げられる。
ヒンダードフェノール化合物としては、トリエチレングリコール−ビス［３−（３−ｔ−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−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、ペンタエリスリチルテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、ペンタエリスリチルテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼンなどが挙げられる。
ホスファイト化合物としては、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイトなどが挙げられる。
前記酸化防止剤を用いる場合において、前記酸化防止剤の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、１質量％以上５質量％以下であることが好ましい。
【００２９】
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。
【００３０】
次に、本発明のプリント配線基板について説明する。本発明のプリント配線基板は、以上説明したはんだ組成物を用いて電子部品をプリント配線基板に実装したことを特徴とするものである。そのため、本発明のプリント配線基板でも、リフロー時におけるはんだボールを十分に抑制できる。
【実施例】
【００３１】
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。
ロジン系樹脂Ａ：商品名「ＫＥ−６０４」、荒川工業社製
ロジン系樹脂Ｂ：商品名「ＲＨＲ−３０１」、丸善油化商事社製
活性剤Ａ：ジグリコール酸
活性剤Ｂ：重合脂肪酸、商品名「ＵＮＩＤＹＭＥ１４」、ＡＲＩＮＯＮＡ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＣＯＭＰＡＮＹ製
活性剤Ｃ：ピコリン酸
活性剤Ｄ：マロン酸
活性剤Ｅ：１，２，３−プロパントリカルボン酸
活性剤Ｆ：グルタル酸
チクソ剤：脂肪酸アマイド、商品名「スリパックスＨ」、日本化成社製
溶剤：ヘキシルジグリコール（ＤＥＨ）、日本乳化剤社製
酸化防止剤：商品名「イルガノックス２４５」、チバ・ジャパン社製
消泡剤：商品名「ＡＣ−３０３」、共栄社化学社製
添加剤：商品名「ＢＩ−２０００」、日本曹達社製
鉛フリーはんだ粉末Ａ：平均粒子径は２８μｍ、はんだの融点は２１７〜２２７℃、はんだの組成は９９．０Ｓｎ／０．３Ａｇ／０．７Ｃｕ
鉛フリーはんだ粉末Ｂ：平均粒子径は２８μｍ、はんだの融点は２１７〜２２４℃、はんだの組成は９８．３Ｓｎ／１．０Ａｇ／０．７Ｃｕ
鉛フリーはんだ粉末Ｃ：平均粒子径は２８μｍ、はんだの融点は２１７〜２２０℃、はんだの組成は９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕ
【００３２】
［実施例１］
ロジン系樹脂Ａ３２．５質量％、ロジン系樹脂Ｂ１７．５質量％、活性剤Ａ３質量％、活性剤Ｂ３質量％、活性剤Ｃ１質量％、活性剤Ｄ２質量％、チクソ剤１０質量％、溶剤２６質量％、酸化防止剤２質量％、消泡剤１質量％、および添加剤２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を得た。
その後、得られたフラックス１２質量％、および鉛フリーはんだ粉末８８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調製した。
【００３３】
［実施例２〜６］
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１〜５］
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。
【００３４】
＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の評価（はんだボール、加熱時のだれ性）を以下のような方法で評価した。得られた結果を表１に示す。
（１）はんだボール
回路基板（タムラ製作所製試験基板、ＦＲ−４、厚み：１．６ｍｍ）に設けられた電極パターン上に、スクリーン印刷法で実施例および比較例1で得られたはんだ組成物を塗布した。その後、この回路基板を高温観察装置（ＳＭＴスコープ）に投入し、プリヒート開始温度１５０℃から１９０℃に上昇させた後、ピーク温度２３０℃まで加熱させて、はんだ組成物を溶融させた。そして、電極パターンの周囲（観察面積：４．５ｃｍ２）に散在するはんだボールの個数を数えた。
（２）加熱時のだれ性
清浄したセラミック基板（サンユインダストリアル製：２５ｍｍ×５０ｍｍ×０．８ｍｍ）を準備する。３．０ｍｍ×１．５ｍｍのパターン孔を有し、それを０．１ｍｍから１．２ｍｍまで０．１ｍｍステップで配置しているパターン孔を有する厚み０．２ｍｍ（誤差は０．００１ｍｍ以内）のメタルマスクを使用し、このセラミック基板上にはんだ組成物を印刷して試験板とする。そして、１７０℃に加熱された炉中に試験板を入れ、１分間加熱する。加熱後の試験板を観察し、パターン孔のうち、印刷されたはんだ組成物が一体にならない最小間隔を測定する。
【００３５】
【表１】
【００３６】
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を用いた場合（実施例１〜６）には、リフロー時におけるはんだボールを十分に抑制できることが確認された。
これに対し、活性剤Ａに代えて活性剤Ｅ、Ｆを用いた場合（比較例１〜４）や、活性剤Ａを用いなかった場合（比較例５）には、リフロー時に、はんだボールが多数発生することが確認された。
また、本発明のはんだ組成物（実施例１〜６）は、驚くべきことに、加熱時のだれ性も優れることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のはんだ組成物は、電子機器のプリント配線基板に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。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器のプリント配線基板に部品を実装するはんだ組成物（いわゆるソルダーペースト）および、このはんだ組成物を用いて電子部品を実装したプリント配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ソルダーペーストにおいては、鉛化合物は毒性が強く、生体機能に障害を与えるため重大な問題とされている。そこで、鉛を含まないはんだ材料が開発され、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の合金、Ｓｎ−Ａｇ系の合金、Ｓｎ−Ｃｕ系の合金やこれら合金系に１元素以上の金属元素を加えた合金などのいわゆる無鉛はんだ合金粉末（鉛フリーはんだ合金粉末）が用いられるようになってきた。また、めっきに用いるＰｂフリーはんだはＳｎや、ＳｎおよびＣｕを含む合金などが主として使用されている。
【０００３】
上記のはんだ粉末を用いて作成されたソルダーペーストは、ロジン系樹脂、チクソ剤、活性剤などの固形分を溶剤で溶解してペースト状にした混合物である。ソルダーペーストに含まれるロジン系樹脂は、活性作用と溶融はんだ表面を覆い、酸化を防止する作用を有している。しかしながら、はんだ粉末の主成分をＰｂからＳｎに代えることで、濡れ性の低下と溶融点の上昇が起きたため、ソルダーペーストの実装温度を従来の実装温度である２３０℃付近から２６０℃付近へ上昇させ、濡れ性を確保してきた。
ところが、従来使用されている活性剤およびロジン系樹脂が有する活性作用だけでは、鉛フリーはんだを用いて軽薄短小化された実装基板に信頼性を与えるはんだ付け性を十分に得ることが難しいという問題が生じている。この問題は、十分な活性作用が得ることができないため、ソルダーペーストを実装基板に塗布し電子部品などを実装基板に搭載後に、リフロー炉でソルダーペーストを溶解させると、実装基板の信頼性を損なう要因となるはんだボールが発生することにある。
さらに、昨今の金属価格の高騰で、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ合金では、銀の含有量を減らし、共晶組成からズレた合金が使用されるようになり、濡れ性・はんだ溶融性は悪くなる一方である。
上記のような問題を解決するために、多種にわたる活性剤が検討され、例えば特定の活性剤など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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に記載のようなソルダーペーストにおいて、銀の含有量が低いＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ合金のように、濡れ性・はんだ溶融性が悪いはんだ合金を用いた場合には、リフロー時に起きるはんだボールを十分に抑制することができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、仮に濡れ性・はんだ溶融性が悪いはんだ合金を用いた場合においても、リフロー時におけるはんだボールを十分に抑制できるはんだ組成物、並びにこのはんだ組成物を用いたプリント配線基板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】
【０００７】
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プリント配線基板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、２４０℃以下の融点を有する鉛フリーはんだ粉末と、ロジン系樹脂、活性剤およびチクソ剤を含有するフラックスとを含有し、前記活性剤は、下記一般式（１）で表される多価カルボン酸を含有することを特徴とするものである。なお、下記一般式（１）中、ＸはＯ、Ｓ、ＮＨ、ＮまたはＰを示し、ｍは１〜３の整数を示し、ｎは２または３を示す。
【０００８】
【化１】
【０００９】
本発明のはんだ組成物においては、前記一般式（１）で表される多価カルボン酸の含有量が、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。
本発明のはんだ組成物においては、前記鉛フリーはんだ粉末における合金組成（質量比率）は、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕ、９８．３Ｓｎ／１．０Ａｇ／０．７Ｃｕ、および、９９．０Ｓｎ／０．３Ａｇ／０．７Ｃｕのうちのいずれかであることが好ましい。
また、本発明のプリント配線基板は、前記はんだ組成物を用いて電子部品をプリント配線基板に実装したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、仮に濡れ性・はんだ溶融性が悪いはんだ合金を用いた場合においても、リフロー時におけるはんだボールを十分に抑制できるはんだ組成物、並びにこのはんだ組成物を用いたプリント配線基板を提供することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のはんだ組成物は、以下説明する鉛フリーはんだ粉末と、以下説明するフラックスとを含有するものである。
この鉛フリーはんだ粉末の含有量は、はんだ組成物１００質量％に対して、８５質量％以上９２質量％以下であることが好ましい。鉛フリーはんだ粉末の含有量が８５質量％未満の場合（フラックスの含有量が１５質量％を超える場合）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り、他方、鉛フリーはんだ粉末の含有量が９２質量％を超える場合（フラックスの含有量が８質量％未満の場合）には、バインダーとしてのフラックスが足りないため、フラックスと鉛フリーはんだ粉末とを混合しにくくなる傾向にある。
【００１２】
本発明に用いる鉛フリーはんだ粉末は、２４０℃以下の融点を有するものである。この鉛フリーはんだ粉末の融点が２４０℃を超えるものを用いる場合には、異方性導電性ペーストにおける通常の熱圧着温度では鉛フリーはんだ粉末を溶融させることができない。また、はんだ組成物におけるリフロー温度を低くするという観点からは、鉛フリーはんだ粉末の融点が２２０℃以下であることが好ましく、１５０℃以下であることがより好ましい。
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。
【００１３】
前記鉛フリーはんだ粉末は、スズ（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、インジウム（Ｉｎ）および亜鉛（Ｚｎ）からなる群から選択される少なくとも１種の金属を含むことが好ましい。
また、前記鉛フリーはんだ粉末における具体的なはんだ組成（質量比率）としては、以下のようなものを例示できる。
２元系合金としては、例えば、９５．３Ａｇ／４．７ＢｉなどのＡｇ−Ｂｉ系、６６Ａｇ／３４ＬｉなどのＡｇ−Ｌｉ系、３Ａｇ／９７ＩｎなどのＡｇ−Ｉｎ系、６７Ａｇ／３３ＴｅなどのＡｇ−Ｔｅ系、９７．２Ａｇ／２．８ＴｌなどのＡｇ−Ｔｌ系、４５．６Ａｇ／５４．４ＺｎなどのＡｇ−Ｚｎ系、８０Ａｕ／２０ＳｎなどのＡｕ−Ｓｎ系、５２．７Ｂｉ／４７．３ＩｎなどのＢｉ−Ｉｎ系、３５Ｉｎ／６５Ｓｎ、５１Ｉｎ／４９Ｓｎ、５２Ｉｎ／４８ＳｎなどのＩｎ−Ｓｎ系、８．１Ｂｉ／９１．９ＺｎなどのＢｉ−Ｚｎ系、４３Ｓｎ／５７Ｂｉ、４２Ｓｎ／５８ＢｉなどのＳｎ−Ｂｉ系、９８Ｓｎ／２Ａｇ、９６．５Ｓｎ／３．５Ａｇ、９６Ｓｎ／４Ａｇ、９５Ｓｎ／５ＡｇなどのＳｎ−Ａｇ系、９１Ｓｎ／９Ｚｎ、３０Ｓｎ／７０ＺｎなどのＳｎ−Ｚｎ系、９９．３Ｓｎ／０．７ＣｕなどのＳｎ−Ｃｕ系、９５Ｓｎ／５ＳｂなどのＳｎ−Ｓｂ系が挙げられる。
３元系合金としては、例えば、９５．５Ｓｎ／３．５Ａｇ／１ＩｎなどのＳｎ−Ａｇ−Ｉｎ系、８６Ｓｎ／９Ｚｎ／５Ｉｎ、８１Ｓｎ／９Ｚｎ／１０ＩｎなどのＳｎ−Ｚｎ−Ｉｎ系、９５．５Ｓｎ／０．５Ａｇ／４Ｃｕ、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕ、９８．３Ｓｎ／１．０Ａｇ／０．７Ｃｕ、９９．０Ｓｎ／０．３Ａｇ／０．７ＣｕなどのＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、９０．５Ｓｎ／７．５Ｂｉ／２Ａｇ、４１．０Ｓｎ／５８Ｂｉ／１，０ＡｇなどのＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系、８９．０Ｓｎ／８．０Ｚｎ／３．０ＢｉなどのＳｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系が挙げられる。
その他の合金としては、Ｓｎ／Ａｇ／Ｃｕ／Ｂｉ系などが挙げられる。
これらの合金の中でも、ＳｎおよびＡｇを含む合金、ＳｎおよびＣｕを含む合金が好ましい。
【００１４】
また、前記鉛フリーはんだ粉末の平均粒子径は、１μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、２０μｍ以上３６μｍ以下であることがより好ましい。平均粒子径が上記範囲内であれば、はんだ付ランドのピッチの狭くなってきている最近のプリント回路基板、はんだバンプ形成に対するリフローはんだ付用として好ましい。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。
【００１５】
本発明に用いるフラックスは、ロジン系樹脂、活性剤およびチクソ剤を含有するものである。
本発明に用いるロジン系樹脂とは、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。
【００１６】
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％以下であることが好ましい。含有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。
【００１７】
本発明に用いる活性剤は、下記一般式（１）で表される多価カルボン酸を含有することが必要である。
【００１８】
【化２】
【００１９】
前記一般式（１）において、ＸはＯ、Ｓ、ＮＨ、ＮまたはＰを示す。また、ｍは１〜３の整数を示し、ｎは２または３を示す。なお、ｎが２の場合には、ＸはＯ、ＳまたはＮＨを示し、ｎが３の場合には、ＸはＮまたはＰを示す。
【００２０】
前記一般式（１）で表される多価カルボン酸としては、例えば、ジグリコール酸、ジグリコールアミド酸、トリス（カルボキシメチル）アミン、トリス（２−カルボキシエチル）ホスフィン、ジカルボキシジメチルスルフィドが挙げられる。これらの中でも、下記構造式（２）で表されるジグリコール酸が好ましい。
【００２１】
【化３】
【００２２】
前記一般式（１）で表される多価カルボン酸の含有量は、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く、２質量％以上７質量％以下であることがより好ましい。含有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、フラックスの絶縁性が低下する傾向にある。
【００２３】
前記活性剤としては、前記一般式（１）で表される多価カルボン酸と、これ以外の有機酸とを併用することが好ましい。
このような有機酸としては、例えば、モノカルボン酸、ジカルボン酸、およびこれらの誘導体またはアミン塩が挙げられる。これらの有機酸は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。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、プチリック酸、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、その他の有機酸としては、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。
【００２４】
前記活性剤の含有量は、前記フラックス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。含有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、フラックスの絶縁性が低下する傾向にある。
【００２５】
本発明に用いるチクソ剤としては、例えば、オレフィン系ワックス、脂肪酸アミド、置換尿素ワックス、高分子化合物、無機粒子が挙げられる。
オレフィン系ワックスとしては、カスターワックス（硬化ひまし油＝水添ひまし油）、蜜ロウ、カルナウバロウなどが挙げられる。
脂肪酸アミドとしては、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸ビスアミド、ｍ−キシリレンビスステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルイソフタル酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルセバシン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルアジピン酸アミド、ブチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エ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、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスカプリル酸アミド、メチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、メチレンビスラウリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミドなどが挙げられる。
置換尿素ワックスとしては、Ｎ−ブチル−Ｎ’−ステアリル尿素、Ｎ−フェニル−Ｎ’−ステアリル尿素、Ｎ−ステアリル−Ｎ’−ステアリル尿素、キシリレンビスステアリル尿素、トルイレンビスステアリル尿素、ヘキサメチレンビスステアリル尿素、ジフェニルメタンビスステアリル尿素、ジフェニルメタンビスラウリル尿素などが挙げられる。
高分子化合物としては、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどが挙げられる。
無機粒子としては、シリカ粒子、カオリン粒子などが挙げられる。
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。
【００２６】
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、５質量％以上１５質量％以下であることが好ましい。含有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、塗布不良となりやすい傾向にある。
【００２７】
また、本発明に用いるフラックスには、前記ロジン系樹脂、前記活性剤および前記チクソ剤の他に、溶剤や酸化防止剤を併用することが好ましい。
前記溶剤としては、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が挙げられる。
前記溶剤を用いる場合において、前記溶剤の含有量は、前記フラックス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。
【００２８】
前記酸化防止剤としては、公知の酸化防止剤を適宜用いることができる。前記酸化防止剤としては、例えば、硫黄化合物、ヒンダードフェノール化合物、ホスファイト化合物が挙げられる。
硫黄化合物としては、ジラウリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−３，３’−チオジプロピオネート、ジステアリル−３，３’−チオジプロピオネート、ジラウリルスルフィド、２−メルカプトベンズイミダゾール、２−メルカプトメチルベンズイミダゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラキス（２−エチルへキシル）チウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルチオ尿素、ジチオカルバミン酸亜鉛塩、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、ブチルキサントゲン酸亜鉛などが挙げられる。
ヒンダードフェノール化合物としては、トリエチレングリコール−ビス［３−（３−ｔ−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−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、ペンタエリスリチルテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、ペンタエリスリチルテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、１，３，５−トリメチル−２，４，６−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼンなどが挙げられる。
ホスファイト化合物としては、トリフェニルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイトなどが挙げられる。
前記酸化防止剤を用いる場合において、前記酸化防止剤の含有量は、前記フラックス１００質量％に対して、１質量％以上５質量％以下であることが好ましい。
【００２９】
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。
【００３０】
次に、本発明のプリント配線基板について説明する。本発明のプリント配線基板は、以上説明したはんだ組成物を用いて電子部品をプリント配線基板に実装したことを特徴とするものである。そのため、本発明のプリント配線基板でも、リフロー時におけるはんだボールを十分に抑制できる。
【実施例】
【００３１】
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。
ロジン系樹脂Ａ：商品名「ＫＥ−６０４」、荒川工業社製
ロジン系樹脂Ｂ：商品名「ＲＨＲ−３０１」、丸善油化商事社製
活性剤Ａ：ジグリコール酸
活性剤Ｂ：重合脂肪酸、商品名「ＵＮＩＤＹＭＥ１４」、ＡＲＩＮＯＮＡ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＣＯＭＰＡＮＹ製
活性剤Ｃ：ピコリン酸
活性剤Ｄ：マロン酸
活性剤Ｅ：１，２，３−プロパントリカルボン酸
活性剤Ｆ：グルタル酸
チクソ剤：脂肪酸アマイド、商品名「スリパックスＨ」、日本化成社製
溶剤：ヘキシルジグリコール（ＤＥＨ）、日本乳化剤社製
酸化防止剤：商品名「イルガノックス２４５」、チバ・ジャパン社製
消泡剤：商品名「ＡＣ−３０３」、共栄社化学社製
添加剤：商品名「ＢＩ−２０００」、日本曹達社製
鉛フリーはんだ粉末Ａ：平均粒子径は２８μｍ、はんだの融点は２１７〜２２７℃、はんだの組成は９９．０Ｓｎ／０．３Ａｇ／０．７Ｃｕ
鉛フリーはんだ粉末Ｂ：平均粒子径は２８μｍ、はんだの融点は２１７〜２２４℃、はんだの組成は９８．３Ｓｎ／１．０Ａｇ／０．７Ｃｕ
鉛フリーはんだ粉末Ｃ：平均粒子径は２８μｍ、はんだの融点は２１７〜２２０℃、はんだの組成は９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕ
【００３２】
［実施例１］
ロジン系樹脂Ａ３２．５質量％、ロジン系樹脂Ｂ１７．５質量％、活性剤Ａ３質量％、活性剤Ｂ３質量％、活性剤Ｃ１質量％、活性剤Ｄ２質量％、チクソ剤１０質量％、溶剤２６質量％、酸化防止剤２質量％、消泡剤１質量％、および添加剤２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を得た。
その後、得られたフラックス１２質量％、および鉛フリーはんだ粉末８８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調製した。
【００３３】
［実施例２〜６］
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１〜５］
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。
【００３４】
＜はんだ組成物の評価＞
はんだ組成物の評価（はんだボール、加熱時のだれ性）を以下のような方法で評価した。得られた結果を表１に示す。
（１）はんだボール
回路基板（タムラ製作所製試験基板、ＦＲ−４、厚み：１．６ｍｍ）に設けられた電極パターン上に、スクリーン印刷法で実施例および比較例1で得られたはんだ組成物を塗布した。その後、この回路基板を高温観察装置（ＳＭＴスコープ）に投入し、プリヒート開始温度１５０℃から１９０℃に上昇させた後、ピーク温度２３０℃まで加熱させて、はんだ組成物を溶融させた。そして、電極パターンの周囲（観察面積：４．５ｃｍ２）に散在するはんだボールの個数を数えた。
（２）加熱時のだれ性
清浄したセラミック基板（サンユインダストリアル製：２５ｍｍ×５０ｍｍ×０．８ｍｍ）を準備する。３．０ｍｍ×１．５ｍｍのパターン孔を有し、それを０．１ｍｍから１．２ｍｍまで０．１ｍｍステップで配置しているパターン孔を有する厚み０．２ｍｍ（誤差は０．００１ｍｍ以内）のメタルマスクを使用し、このセラミック基板上にはんだ組成物を印刷して試験板とする。そして、１７０℃に加熱された炉中に試験板を入れ、１分間加熱する。加熱後の試験板を観察し、パターン孔のうち、印刷されたはんだ組成物が一体にならない最小間隔を測定する。
【００３５】
【表１】
【００３６】
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を用いた場合（実施例１〜６）には、リフロー時におけるはんだボールを十分に抑制できることが確認された。
これに対し、活性剤Ａに代えて活性剤Ｅ、Ｆを用いた場合（比較例１〜４）や、活性剤Ａを用いなかった場合（比較例５）には、リフロー時に、はんだボールが多数発生することが確認された。
また、本発明のはんだ組成物（実施例１〜６）は、驚くべきことに、加熱時のだれ性も優れることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のはんだ組成物は、電子機器のプリント配線基板に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。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２４０℃以下の融点を有する鉛フリーはんだ粉末と、ロジン系樹脂、活性剤およびチクソ剤を含有するフラックスとを含有し、
前記活性剤は、下記一般式（１）で表される多価カルボン酸を含有する
ことを特徴とするはんだ組成物。
【化１】
（前記一般式（１）中、ＸはＯ、Ｓ、ＮＨ、ＮまたはＰを示し、ｍは１〜３の整数を示し、ｎは２または３を示す。）
【請求項２】
請求項１に記載のはんだ組成物において、
前記一般式（１）で表される多価カルボン酸の含有量が、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
ことを特徴とするはんだ組成物。
【請求項３】
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、
前記鉛フリーはんだ粉末における合金組成（質量比率）は、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕ、９８．３Ｓｎ／１．０Ａｇ／０．７Ｃｕ、および、９９．０Ｓｎ／０．３Ａｇ／０．７Ｃｕのうちのいずれかである
ことを特徴とするはんだ組成物。
【請求項４】
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て電子部品をプリント配線基板に実装したことを特徴とするプリント配線基板。
【請求項１】
２４０℃以下の融点を有する鉛フリーはんだ粉末と、ロジン系樹脂、活性剤およびチクソ剤を含有するフラックスとを含有し、
前記活性剤は、下記一般式（１）で表される多価カルボン酸を含有する
ことを特徴とするはんだ組成物。
【化１】
（前記一般式（１）中、ＸはＯ、Ｓ、ＮＨ、ＮまたはＰを示し、ｍは１〜３の整数を示し、ｎは２または３を示す。）
【請求項２】
請求項１に記載のはんだ組成物において、
前記一般式（１）で表される多価カルボン酸の含有量が、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
ことを特徴とするはんだ組成物。
【請求項３】
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、
前記鉛フリーはんだ粉末における合金組成（質量比率）は、９６．５Ｓｎ／３．０Ａｇ／０．５Ｃｕ、９８．３Ｓｎ／１．０Ａｇ／０．７Ｃｕ、および、９９．０Ｓｎ／０．３Ａｇ／０．７Ｃｕのうちのいずれかである
ことを特徴とするはんだ組成物。
【請求項４】
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て電子部品をプリント配線基板に実装したことを特徴とするプリント配線基板。
【公開番号】特開２０１３−８２００４（Ｐ２０１３−８２００４Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１９５３２９（Ｐ２０１２−１９５３２９）
【出願日】平成２４年９月５日（２０１２．９．５）
【出願人】（３９０００５２２３）株式会社タムラ製作所 (526)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年９月５日（２０１２．９．５）
【出願人】（３９０００５２２３）株式会社タムラ製作所 (526)
【Ｆターム（参考）】
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