JP6635986B2 - はんだ組成物および電子基板 - Google Patents

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（特許文献１参照）。近年、はんだとしては、環境問題に配慮して、鉛（Ｐｂ）を含有しない鉛フリーはんだが広く使用されている。また、フラックス組成物としては、環境問題に配慮して、ハロゲンを削減したハロゲンフリーや、ハロゲンを全く含有しないノンハロゲンが求められている。

特許第５８８７３３０号公報

従来のフラックス組成物中のハロゲン化合物は、優れた性能を有する活性剤として用いられている。しかしながら、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンのフラックス組成物においては、ハロゲン系以外の活性剤で、活性作用を補う必要がある。そこで、活性剤組成として、例えば、有機酸とアミン類との併用などが検討されている。しかしながら、このような活性剤組成では、活性作用を補うことができ、はんだ溶融性は向上するものの、一般的な有機酸およびアミン類では常温で容易に反応してしまうため、保存安定性の点で問題があった。

本発明は、十分なはんだ溶融性および十分な保存安定性を有するはんだ組成物、並びに、これら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、はんだ粉末と、フラックス組成物とを含有するはんだ組成物であって、前記フラックス組成物が、（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性剤とを含有し、前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）有機酸、および、（Ｂ２）下記一般式（１）で表されるピリジン化合物を含有し、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７０質量％以下であり、前記（Ｂ１）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上２５質量％以下であり、前記（Ｂ２）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であり、前記（Ｂ）成分の合計配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上３０質量％以下であり、当該はんだ組成物中における塩素濃度が９００質量ｐｐｍ以下であり、臭素濃度が９００質量ｐｐｍ以下であり、ヨウ素濃度が９００質量ｐｐｍ以下であり、かつ、合計のハロゲン濃度が１５００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とするものである。

前記一般式（１）中、Ｘ^１、Ｘ^２およびＸ^３は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子、水酸基、メチル基、エチル基またはプロピル基を示し、Ｘ^１、Ｘ^２およびＸ^３の全てが、水素原子であることはない。

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。

本発明のフラックス組成物が、十分なはんだ溶融性および十分な保存安定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は、（Ｂ）活性剤として、（Ｂ１）有機酸、および、（Ｂ２）前記一般式（１）で表させる化合物を含有している。そして、（Ｂ１）成分により、金属表面の酸化膜の除去が可能となる。また、（Ｂ２）成分は、金属表面の酸化膜が除去された金属表面に錯体の皮膜を形成して、金属表面の再酸化を防止できる。このようにして、ハロゲン系活性剤を用いずとも、十分なはんだ溶融性を確保できる。一方で、アミン類の中でも（Ｂ２）成分を、（Ｂ１）成分と併用した場合には、一般的な有機酸およびアミン類を併用した場合と比較して、常温における反応性が非常に乏しい。そのため、十分な保存安定性を確保できる。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、十分なはんだ溶融性および十分な保存安定性を有するはんだ組成物、並びに、これらを用いた電子基板を提供できる。

以下、本発明のはんだ組成物および電子基板の実施形態を説明する。
［第一実施形態］
［フラックス組成物］
まず、本実施形態に用いるフラックス組成物について説明する。本実施形態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）樹脂および（Ｂ）活性剤を含有するものである。

［（Ａ）成分］
本実施形態に用いる（Ａ）樹脂としては、（Ａ１）ロジン系樹脂および（Ａ２）熱硬化性樹脂が挙げられる。なお、（Ａ１）ロジン系樹脂を用いたフラックス組成物（いわゆるロジン系フラックス）は、熱硬化性を有さないが、（Ａ２）熱硬化性樹脂を用いたフラックス組成物は、熱硬化性を有している。
また、本実施形態では、（Ａ）樹脂として（Ａ１）ロジン系樹脂を用いた場合を例に挙げて説明する。
前記（Ａ１）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。

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６０質量％以下であることがより好ましい。（Ａ）成分の配合量が前記下限以上であれば、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、いわゆるはんだ付け性を向上でき、はんだボールを十分に抑制できる。また、（Ａ）成分の配合量が前記上限以下であれば、フラックス残さ量を十分に抑制できる。

本実施形態に用いる（Ｂ）活性剤は、先ず、以下説明する（Ｂ１）有機酸を含有することが必要である。
本実施形態に用いる（Ｂ１）有機酸は、炭化水素基およびカルボキシル基を有するものである。この（Ｂ１）成分は、炭化水素基およびカルボキシル基以外の置換基（水酸基およびアミノ基など）を有していてもよい。この（Ｂ１）成分は、炭化水素基の炭素の一部が窒素に置換されたものでもよい。炭化水素基の炭化水素は、脂肪族炭化水素であってもよく、芳香族炭化水素であってもよいが、活性作用の観点から、脂肪族炭化水素であることが好ましい。炭化水素基の炭化水素は、飽和炭化水素であってよく、不飽和炭化水素であってもよいが、活性作用の観点から、飽和炭化水素であることが好ましい。
前記（Ｂ１）成分としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸およびトリカルボン酸などの他に、その他の有機酸が挙げられる。これらの中でも、活性作用および後述する（Ｂ２）成分と併用する場合の保存安定性の観点から、ジカルボン酸およびトリカルボン酸を用いることが好ましく、炭素数３〜２２（より好ましくは、４〜１２、特に好ましくは、４〜７）のジカルボン酸、および、炭素数３〜２２（より好ましくは、４〜１２、特に好ましくは、４〜７）のトリカルボン酸を用いることがより好ましい。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。

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、およびリグノセリン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、ドデカン二酸、エイコサン二酸、フマル酸、およびマレイン酸などが挙げられる。
トリカルボン酸としては、プロパントリカルボン酸、ヘキサントリカルボン酸、シクロヘキサントリカルボン酸、およびベンゼントリカルボン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、トリマー酸、グリコール酸、ジグリコール酸、レブリン酸、乳酸、酒石酸、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（Ｂ１）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上２５質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上２０質量％以下であることがより好ましい。配合量が前記下限以上であれば、はんだ付け性を更に向上できる。また、前記上限以下であれば、フラックス残さを十分に抑制できる。

本実施形態に用いる（Ｂ）活性剤は、先ず、前記（Ｂ１）有機酸とともに、（Ｂ２）下記一般式（１）で表されるピリジン化合物を含有することが必要である。

前記一般式（１）において、Ｘ^１、Ｘ^２およびＸ^３は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子、水酸基、メチル基、エチル基またはプロピル基を示し、Ｘ^１、Ｘ^２およびＸ^３の全てが、水素原子であることはない。
また、Ｘ^１、Ｘ^２およびＸ^３のうち、少なくともいずれかは、水酸基であることが好ましい。さらに、少なくともＸ^３は、水酸基であることが好ましい。

本実施形態に用いる（Ｂ２）成分としては、４−ヒドロキシピリジン、２，６−ジヒドロキシピリジン、３，５−ジヒドロキシピリジン、２，４，６−トリヒドロキシピリジン、３，４，５−トリヒドロキシピリジン、２，６−ジメチル−４−ヒドロキシピリジン、３，５−ジメチル−４−ヒドロキシピリジン、２，６−ジエチル−４−ヒドロキシピリジン、３，５−ジエチル−４−ヒドロキシピリジン、２，６−ジプロピル−４−ヒドロキシピリジン、および３，５−ジプロピル−４−ヒドロキシピリジンなどが挙げられる。例えば４−ヒドロキシピリジンは、下記構造式（Ｓ１）で示される化合物である。前記（Ｂ２）成分は、他のアミン類と異なり、前記（Ｂ１）成分と併用しても、はんだ組成物の保存安定性をほとんど低下させない。この理由については明らかではない。しかしながら、例えば、２−ヒドロキシピリジンは、４−ヒドロキシピリジンと同様に、ピリジン環と水酸基を有するが、はんだ組成物の保存安定性を低下させる。このことから、アミンの置換基の種類だけでなく、アミンの構造（例えば、構造に対称性がある）が、はんだ組成物の保存安定性に影響を与えるものと本発明者らは推察する。

前記（Ｂ１）成分の配合量と前記（Ｂ２）成分との配合量の質量比（Ｂ１／Ｂ２）は、１／９以上９／１以下であることが好ましく、２／８以上８／２以下であることがより好ましく、６／４以上４／６以下であることが特に好ましい。質量比が前記範囲内であれば、（Ｂ１）成分および（Ｂ２）成分による相乗効果を更に高めることができ、はんだ溶融性を更に向上できる。

前記（Ｂ２）成分の配合量は、フラックス組成物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く、０．３質量％以上８質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上５質量％以下であることが更により好ましく、２質量％以上５質量％以下であることが特に好ましい。配合量が前記下限以上であれば、はんだ付け性を更に向上できる。また、配合量が前記上限以下であれば、信頼性が低下することはない。

前記（Ｂ）成分は、本発明の課題を達成できる範囲において、前記（Ｂ１）成分および前記（Ｂ２）成分以外に、その他の活性剤（有機酸アミン塩、ハロゲン系活性剤）をさらに含有してもよい。ただし、ハロゲンフリーの観点からは、前記（Ｂ）成分は、前記（Ｂ１）成分および前記（Ｂ２）成分のみからなることが好ましい。また、前記（Ｂ１）成分および前記（Ｂ２）成分の配合量の合計は、前記（Ｂ）成分１００質量％に対して、８５質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることが特に好ましい。

前記（Ｂ）成分の合計配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、２質量％以上２５質量％以下であることがより好ましい。配合量が前記下限以上であれば、はんだボールがより確実に抑制できる。また、配合量が前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁信頼性を確保できる。

［（Ｃ）成分］
本実施形態のフラックス組成物においては、印刷性などの観点から、さらに（Ｃ）溶剤を含有することが好ましい。ここで用いる（Ｃ）溶剤としては、公知の溶剤を適宜用いることができる。このような溶剤としては、沸点１７０℃以上の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、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、およびジブチルマレイン酸などが挙げられる。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（Ｃ）成分を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上４０質量％以下であることがより好ましい。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。

［（Ｄ）成分］
本実施形態のフラックス組成物においては、印刷性などの観点から、さらに（Ｄ）チクソ剤を含有していてもよい。ここで用いる（Ｄ）チクソ剤としては、硬化ひまし油、ポリアミン類、ポリアミド類、ビスアマイド類、ジベンジリデンソルビトール、カオリン、コロイダルシリカ、有機ベントナイト、ガラスフリットなどが挙げられる。これらの中でも、加熱ダレの抑制の観点から、ポリアミド類が好ましい。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（Ｄ）成分を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１２質量％以下であることがより好ましい。配合量が前記下限以上であれば、十分なチクソ性が得られ、ダレを十分に抑制できる。また、配合量が前記上限以下であれば、チクソ性が高すぎて、印刷不良となることはない。

［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（Ｄ）成分の他に、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、発泡剤、硬化促進剤などが挙げられる。その他の樹脂としては、ポリイミド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、前記フラックス組成物と、以下説明する（Ｅ）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４０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％以上（はんだ粉末の配合量が９５質量％以下）であれば、バインダーとしてのフラックス組成物が足りるため、フラックス組成物とはんだ粉末とを容易に混合できる。また、フラックス組成物の配合量が４０質量％以下（はんだ粉末の配合量が６０質量％以上）であれば、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る。

本実施形態のはんだ組成物は、塩素濃度が９００質量ｐｐｍ以下であり、臭素濃度が９００質量ｐｐｍ以下であり、ヨウ素濃度が９００質量ｐｐｍ以下であり、かつ、合計のハロゲン濃度が１５００質量ｐｐｍ以下であるものであることが必要である。なお、ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素およびアスタチンなどが挙げられる。
また、環境対応の観点から、塩素濃度および臭素濃度は、それぞれ５００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、３００質量ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１００質量ｐｐｍ以下であることが特に好ましい。ハロゲン濃度は、８００質量ｐｐｍ以下であることが好ましく、５００質量ｐｐｍ以下であることがより好ましく、３００質量ｐｐｍ以下であることが更により好ましく、１００質量ｐｐｍ以下であることが特に好ましい。フラックス組成物中には、不可避的不純物を除いて、ハロゲンが存在しないことが好ましい。
なお、はんだ組成物中の塩素濃度、臭素濃度、ヨウ素濃度およびハロゲン濃度は、ＪＥＩＴＡ ＥＴ−７３０４Ａに記載の方法に準じて測定できる。また、簡易的には、はんど組成物の配合成分およびその配合量から算出できる。

［（Ｅ）成分］
本発明に用いる（Ｅ）はんだ粉末は、鉛フリーはんだ粉末のみからなることが好ましいが、有鉛のはんだ粉末であってもよい。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、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、鉄（Ｆｅ）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、１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。

鉛フリーのはんだ粉末としては、具体的には、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｓｂ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ａｌ、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ−Ａｌ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｉｎ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ−Ｉｎ−Ｓｂ、Ｉｎ−Ａｇ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は、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、銀含有量が低い系のはんだの融点は、２１０℃以上２５０℃以下である。また、低融点の観点からは、Ｓｎ−Ｂｉ系のはんだ合金が好ましく用いられている。そして、Ｓｎ−Ｂｉ系のはんだの融点は、通常１３０℃以上１７０℃以下である。

前記（Ｅ）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３５μｍ以下であることがさらにより好ましく、３μｍ以上３２μｍ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（Ｅ）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ものである。この電子基板（プリント回路基板など）は、電子部品を電子基板（プリント配線基板など）に実装することで作製できる。
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。なお、リフロー炉としては、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。これらの中でも、装置設備のコストの観点からは、エアリフロー装置が好ましく、リフロー工程後のはんだ中のボイド低減の観点からは、真空リフロー装置が好ましい。

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、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。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
第二実施形態の構成は、（Ａ）樹脂として（Ａ２）熱硬化性樹脂を用いた以外は第一実施形態と同様の構成であるので、（Ａ２）熱硬化性樹脂を用いた場合のフラックス組成物を説明し、それ以外の説明を省略する。
本実施形態で用いるフラックス組成物は、（Ａ２）熱硬化性樹脂および（Ｂ）活性剤を含有するものである。

［（Ａ）成分］
第二実施形態に用いる（Ａ２）熱硬化性樹脂としては、公知の熱硬化性樹脂を適宜用いることができる。この熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂およびポリイミド樹脂などが挙げられる。これらの中でも、フラックス作用を有するという観点からは、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。また、低温硬化性の観点からは、アクリル樹脂を用いることが好ましい。
なお、本発明において、フラックス作用を有するとは、通常のロジン系フラックスのように、その塗布膜は被はんだ付け体の金属面を覆って大気を遮断し、はんだ付け時にはその金属面の金属酸化物を還元し、この塗布膜が溶融はんだに押し退けられてその溶融はんだと金属面との接触が可能となり、その残渣は回路間を絶縁する機能を有するものである。

このようなエポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を適宜用いることができる。このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビフェニル型、ナフタレン型、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型、およびジシクロペンタジエン型などのエポキシ樹脂が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は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。また、これらのエポキシ樹脂は、常温（２５℃）で液状のものを含有することが好ましく、常温で固形のものを用いる場合には、常温で液状のものと併用することが好ましい。また、これらのエポキシ樹脂の型の中でも、金属粒子の分散性およびペースト粘度を調整でき、さらに硬化物の落下衝撃に対する耐性が向上できるという観点や、はんだの濡れ広がり性が良好となるという観点から、液状ビスフェノールＡ型、液状ビスフェノールＦ型、液状水添タイプのビスフェノールＡ型、ナフタレン型、ジシクロペンタジエン型、ビフェニル型が好ましく、液状ビスフェノールＡ型、液状ビスフェノールＦ型、ビフェニル型がより好ましい。

このようなアクリル樹脂としては、例えば、２つ以上の（メタ）アクリロイル基を有するラジカル重合性樹脂と、１分子内に１つの不飽和二重結合を有する反応性希釈剤とを有する重合性樹脂が挙げられる。
ラジカル重合性樹脂としては、例えば、ウレタンアクリレート樹脂、エポキシアクリレート樹脂およびシリコンアクリレート樹脂などが挙げられる。これらのラジカル重合性樹脂は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。
反応性希釈剤としては、例えば、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ステアリル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、および（メタ）アクリロイルモルフォリンなどが挙げられる。これらの反応性希釈剤は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（Ａ２）熱硬化性樹脂の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、５０質量％以上９５質量％以下であることが好ましく、８０質量％以上９０質量％以下であることがより好ましい。（Ａ２）成分の配合量が前記下限以上であれば、電子部品を固着させるために十分な強度が得られ、落下衝撃に対する耐性を向上でき、また、リフロー後の残渣クラックの発生を抑制できる。また、（Ａ２）成分の配合量が前記上限以下であれば、フラックス組成物中の硬化成分の含有量が十分となり、熱硬化性樹脂を硬化せしめる速度を向上できる。

［（Ｂ）成分］
本実施形態に用いる（Ｂ）活性剤は、前記第一実施形態における（Ｂ１）有機酸および（Ｂ２）前記一般式（１）で表されるピリジン化合物と同様のものである。なお、本実施形態においては、（Ｂ）成分が、（Ａ２）成分の硬化剤としても機能する。

［（Ｄ）成分］
本実施形態のフラックス組成物においては、印刷性などの観点から、さらに（Ｄ）チクソ剤を含有していてもよい。ここで用いる（Ｄ）チクソ剤は、前記第一実施形態における（Ｄ）チクソ剤と同様のものである。

［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）成分および前記（Ｄ）成分の他に、必要に応じて、溶剤やその他の添加剤、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、発泡剤、硬化促進剤などが挙げられる。

［変形例］
また、本発明のフラックス組成物、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。
例えば、前記実施形態では、前記電子基板の製造にあたり、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、ＩｎＧａＡｓＰなど）、液体レーザー（色素など）、気体レーザー（Ｈｅ−Ｎｅ、Ａｒ、ＣＯ_２、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：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
（（Ｂ１）成分）
有機酸Ａ：コハク酸
有機酸Ｂ：プロパントリカルボン酸
有機酸Ｃ：ダイマー酸、商品名「ＵＮＩＤＹＭＥ１４」、アリゾナケミカル社製
（（Ｂ２）成分）
ピリジン化合物：４−ヒドロキシピリジン
（（Ｃ）成分）
溶剤：ヘキシルジグリコール
（（Ｄ）成分）
チクソ剤：ポリアミド系チクソ剤、商品名「ターレン」、共栄社化学社製
（（Ｅ）成分）
はんだ粉末：粒子径分布２０〜３８μｍ（平均粒子径約３０μｍ）、はんだ融点２１７〜２２０℃、はんだ組成Ｓｎ／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５
（他の成分）
アミン類Ａ：ｎ−オクチルアミン
アミン類Ｂ：２−フェニル−４−メチルイミダゾール、商品名「２Ｐ４ＭＺ」、四国化成工業社製
アミン類Ｃ：２−ヒドロキシピリジン
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

［実施例１］
ロジン系樹脂５５質量部、有機酸Ａ２．５質量部、ピリジン化合物２．５質量部、チクソ剤７質量部、および溶剤３３質量部を配合し、適宜混合することで、フラックス組成物を調製した。また、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％）の割合で配合して、適宜混合することで、はんだ組成物を調製した。

［実施例２〜５および比較例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、フラックス組成物および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（ハロゲンフリー、チップ脇ボール、はんだ広がり（洋白）、保存安定性、リークタッチ）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）ハロゲンフリー
はんだ組成物中のハロゲン濃度（単位：質量ｐｐｍ）を、はんだ組成物の配合成分およびその配合量から算出した。そして、ハロゲン濃度の数値に基づいて下記の基準に従って、ハロゲンフリーを評価した。
○：ハロゲン濃度が１５００質量ｐｐｍ以下である。
×：ハロゲン濃度が１５００質量ｐｐｍ超である。
（２）チップ脇ボール
チップ部品（１６０８チップ）を搭載できる評価用基板（タムラ製作所社製の「ＳＰ−ＴＤＣ」）に、１２０μｍ厚のメタルマスクを使用して、はんだ組成物を印刷し、チップ部品６０個を搭載し、リフロー炉（タムラ製作所社製）ではんだ組成物を溶解させて、はんだ付けを行ったものを試験板とする。ここでのリフロー条件は、プリヒート温度が１５０〜１８０℃（６０秒）で、温度２２０℃以上の時間が５０秒間で、ピーク温度が２４５℃である。得られた試験板を拡大鏡にて観察し、チップ部品の脇に発生したはんだボールの数（個／チップ）を測定した。
そして、はんだボールの数（個／チップ）の結果に基づいて下記の基準に従って、チップ脇ボールを評価した。
◎：チップ当たりのはんだボールの数が、１個未満である。
○：チップ当たりのはんだボールの数が、１個以上５個未満である。
×：チップ当たりのはんだボールの数が、５個以上である。
（３）はんだ広がり（洋白）
洋白基板（３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．３ｍｍｔ）に、はんだ組成物を０．３０ｇ±０．０３ｇになるように乗せ、その後ホットプレートで温度２４０℃にて３０秒間加熱する。マイクロメーターで広がったはんだの高さ（Ｈ）を測定し、広がり率（Ｓｒ）を下記式（Ｆ１）より求める。この操作を、５枚繰り返し平均値を試料の広がり率とする。
Ｓｒ＝（Ｄ−Ｈ）／Ｄ×１００ ・・・（Ｆ１）
Ｄ＝１．２４Ｖ^１／３ ・・・（Ｆ２）
Ｓｒ：広がり率（％）
Ｈ：広がったはんだの高さ（ｍｍ）
Ｄ：試験に用いたはんだを球とみなした場合の直径（ｍｍ）
Ｖ：試験に用いたはんだの質量／密度
そして、広がり率（Ｓｒ）の結果に基づいて下記の基準に従って、はんだ広がりを評価した。
○：広がり率が、７０％以上である。
×：広がり率が、７０％未満である。
（４）保存安定性
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、温度３０℃の恒温槽に投入し、１４日間保管し、保管した試料の粘度を測定する。そして、保管前の粘度値（η１）に対する、温度３０℃にて１４日間保管後の粘度値（η２）との差（η２−η１）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、粘度値の差の結果に基づいて下記の基準に従って、保存安定性を評価した。
○：粘度値の差が、−５０Ｐａ・ｓ超５０Ｐａ・ｓ未満である。
△：粘度値の差が、−１００Ｐａ・ｓ超−５０Ｐａ・ｓ以下、または、５０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ未満である。
×：粘度値の差が、−１００Ｐａ・ｓ以下、または、１００Ｐａ・ｓ以上である。

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、ハロゲンフリー、チップ脇ボール、はんだ広がり（洋白）および保存安定性の結果がいずれも良好であり、十分なはんだ溶融性および十分な保存安定性を有することが確認された。
これに対し、比較例１〜３で得られたはんだ組成物は、保存安定性が不十分であることが分かった。このことから、数多あるアミン類の中でも、４−ヒドロキシピリジンなどの特定のピリジン化合物を、有機酸と併用した場合には、驚くべきことに、保存安定性を低下させないことが確認された。なお、比較例３で用いている２−ヒドロキシピリジンは、実施例１〜５で用いている４−ヒドロキシピリジンと同様に、ピリジン環と水酸基を有する化合物である。それにも拘わらず、比較例３で得られたはんだ組成物は、チップ脇ボールの結果も不十分であることが分かった。
さらに、比較例４で得られたはんだ組成物は、ハロゲンフリーの結果が不十分である。このことから、本発明のはんだ組成物によれば、ハロゲンフリーの組成であっても、十分なはんだ溶融性および十分な保存安定性を確保でき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 (4)

1. はんだ粉末と、フラックス組成物とを含有するはんだ組成物であって、
   前記フラックス組成物が、（Ａ）樹脂と、（Ｂ）活性剤とを含有し、
   前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）有機酸、および、（Ｂ２）下記一般式（１）で表されるピリジン化合物を含有し、
   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７０質量％以下であり、
   前記（Ｂ１）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上２５質量％以下であり、
   前記（Ｂ２）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上１０質量％以下であり、
   前記（Ｂ）成分の合計配合量は、前記フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上３０質量％以下であり、
   当該はんだ組成物中における塩素濃度が９００質量ｐｐｍ以下であり、臭素濃度が９００質量ｐｐｍ以下であり、ヨウ素濃度が９００質量ｐｐｍ以下であり、かつ、合計のハロゲン濃度が１５００質量ｐｐｍ以下である
   ことを特徴とするはんだ組成物。
   

   

   （前記一般式（１）中、Ｘ^１、Ｘ^２およびＸ^３は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ水素原子、水酸基、メチル基、エチル基またはプロピル基を示し、Ｘ^１、Ｘ^２およびＸ^３の全てが、水素原子であることはない。）
2. 請求項１に記載のはんだ組成物において、
   前記（Ｂ１）成分の配合量と前記（Ｂ２）成分との配合量の質量比（Ｂ１／Ｂ２）が、１／９以上９／１以下である
   ことを特徴とするはんだ組成物。
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（Ｂ１）成分が、炭素数３〜２２のジカルボン酸、および、炭素数３〜２２のトリカルボン酸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。
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たはんだ付け部を備えることを特徴とする電子基板。