JP2024046403A - フラックス組成物、はんだ組成物、および電子基板 - Google Patents

Abstract

【課題】ボイドの発生を十分に抑制でき、かつ部品下のはんだボールの発生を十分に抑制できるフラックス組成物を提供すること。【解決手段】（Ａ）樹脂、（Ｂ）活性剤、および（Ｃ）水酸基を有する水酸基含有化合物を含有するフラックス組成物であって、前記（Ａ）成分は、（Ａ１）軟化点が１００℃以下であるロジン系樹脂を含有し、前記（Ｂ）成分は、（Ｂ１）炭素数３以上５以下のジカルボン酸を含有し、前記（Ｃ）成分は、（Ｃ１）熱重量測定における２４０℃での残留率が４０質量％以上である水酸基含有化合物を含有し、前記（Ａ１）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対し、３２質量％以上であり、前記（Ｃ１）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対し、１０質量％以上である、フラックス組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、フラックス組成物、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）。このはんだ組成物においては、はんだ付け性、ボイドの抑制、および印刷性などが要求されている。
一方で、半導体パッケージのトレンドとして、高機能化のため、部品の小型低背化による高密度実装、または高電気特性が求められている。この高機能化を満たすため、電源電力の安定供給が必要となったことからインダクタ部品の搭載が増加している。そのため、従来のチップコンデンサの実装のみではなく、底面に電極をもつインダクタ部品を含めた混合搭載が必要となった。
この混合搭載にあたり、インダクタ部品での電極ボイドと、部品下のはんだボールが課題となっている。これらの２つ特性は、背反特性であり、一方の特性を改善すると他方の特性が悪化する。そのため、双方の特性を満たし課題が改善できるような材料、または手段が要求されていた。

特許第５８８７３３０号公報

本発明は、ボイドの発生を十分に抑制でき、かつ部品下のはんだボールの発生を十分に抑制できるフラックス組成物、はんだ組成物、並びに、電子基板を提供することを目的とする。

本発明によれば、以下に示すフラックス組成物、はんだ組成物および電子基板が提供される。
［１］ （Ａ）樹脂、（Ｂ）活性剤、および（Ｃ）水酸基を有する水酸基含有化合物を含有するフラックス組成物であって、
前記（Ａ）成分は、（Ａ１）軟化点が１００℃以下であるロジン系樹脂を含有し、
前記（Ｂ）成分は、（Ｂ１）炭素数３以上５以下のジカルボン酸を含有し、
前記（Ｃ）成分は、（Ｃ１）熱重量測定における２４０℃での残留率が４０質量％以上である水酸基含有化合物を含有し、
前記（Ａ１）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対し、３２質量％以上であり、
前記（Ｃ１）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対し、１０質量％以上である、
フラックス組成物。
［２］ ［１］に記載のフラックス組成物において、
前記（Ｃ１）成分が、イソボルニルシクロヘキサノール、およびポリオキシアルキレングリコールからなる群から選択される少なくとも１つである、
フラックス組成物。
［３］ ［１］または［２］に記載のフラックス組成物において、
さらに、（Ｄ）チクソ剤を含有する、
フラックス組成物。
［４］ ［１］～［３］のいずれかに記載のフラックス組成物と、（Ｅ）はんだ粉末とを含有する、
はんだ組成物。
［５］ ［４］に記載のはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備える、
電子基板。

本発明の一態様によれば、ボイドの発生を十分に抑制でき、かつ部品下のはんだボールの発生を十分に抑制できるフラックス組成物、はんだ組成物、並びに、電子基板を提供できる。

［フラックス組成物］
まず、本実施形態に係るフラックス組成物について説明する。本実施形態に係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、以下説明する（Ａ）樹脂、（Ｂ）活性剤、および（Ｃ）水酸基を有する水酸基含有化合物を含有するものである。また、（Ａ）成分は、（Ａ１）軟化点が１００℃以下であるロジン系樹脂を含有し、（Ｂ）成分は、（Ｂ１）炭素数３以上５以下のジカルボン酸を含有し、（Ｃ）成分は、（Ｃ１）熱重量測定における２４０℃での残留率が４０質量％以上である水酸基含有化合物を含有する。そして、（Ａ１）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対し、３２質量％以上であり、（Ｃ１）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対し、１０質量％以上である。

本実施形態に係るフラックス組成物が、ボイドの発生を十分に抑制でき、かつ部品下のはんだボールの発生を十分に抑制でき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、まず、部品下のはんだボールは、室温から２００℃程度（低温域）まで昇温しているときに、加熱だれが発生していることに起因すると本発明者らは推察した。そして、本発明においては、（Ｂ１）炭素数３以上５以下のジカルボン酸により、はんだ凝集力を向上させることで、低温域での加熱だれを抑制できる。そのため、部品下のはんだボールの発生を十分に抑制できる。
また、ボイドは、２００℃から２５０℃程度（高温域）において、フラックスの流動性が低下することに起因すると本発明者らは推察した。そして、本発明においては、（Ａ）樹脂として、固化しにくい成分である（Ａ１）軟化点が１００℃以下であるロジン系樹脂を、所定量以上用いている。さらに、本発明においては、（Ｃ１）熱重量測定における２４０℃での残留率が４０質量％以上である水酸基含有化合物を、所定量以上用いることで、高温域において、フラックスの流動性を確保できる。そのため、ボイドの発生を十分に抑制できる。
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。

［（Ａ）成分］
本実施形態に用いる（Ａ）樹脂としては、ロジン系樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂およびフェノール樹脂などが挙げられる。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。これらの中でも、粘度安定性などの観点から、ロジン系樹脂、またはアクリル樹脂が好ましい。
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、水素添加ロジンおよびこれらの誘導体などが挙げられる。水素添加ロジンとしては、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）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。また、これらのロジン系樹脂の中でも、完全水添ロジンおよび水添酸変性ロジンを用いることが好ましく、完全水添ロジンと、水添酸変性ロジンとを併用することがより好ましい。
アクリル樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸の各種エステル、メタクリル酸の各種エステル、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸のエステル、無水マレイン酸のエステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、塩化ビニル、および酢酸ビニルなどの少なくとも１種のモノマーを重合してなるものである。寒暖の差が激しく冷熱衝撃の大きい環境下であってもフラックス残さの亀裂発生を防止できるという点で、アクリル樹脂が有用である。このアクリル樹脂の中でも、メタクリル酸と炭素数２から６のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂、更にはメタクリル酸と炭素数２のアルキル基を有するモノマーとを含むモノマー類を重合したアクリル樹脂が好ましい。このようなアクリル樹脂は、形成されるフラックス残さ（フラックス固化物）のべたつきを抑え、かつ良好な亀裂抑制効果を奏する点で好ましい。

本実施形態において、（Ａ）成分は、（Ａ１）軟化点が１００℃以下であるロジン系樹脂を含有することが必要である。この（Ａ１）成分により、フラックスの流動性を向上できる。（Ａ１）成分の軟化点が１００℃超である場合には、フラックスの流動性を向上できない。また、同様の観点から、（Ａ１）成分の軟化点は、９５℃以下であることが好ましい。（Ａ１）成分の軟化点の下限は、特に限定されない。例えば、（Ａ１）成分の軟化点は、７０℃以上であってもよい。
なお、（Ａ１）成分の軟化点を調整する手段としては、（i）ロジンの重合度合を調整すること（重合度合が高くなるほど、軟化点が高くなる傾向にある）、（ii）ロジンの変性方法を変更すること（例えば、アクリル酸やマレイン酸により変性することで、軟化点が高くなる傾向にある）、（iii）ロジンの分子量を調整すること（分子量が高くなるほど、軟化点が高くなる傾向にある）、（iv）ロジンに水素化反応を施すこと、または、（v）ロジンにエステル化反応またはエステル交換反応を施すことなどが挙げられる。

（Ａ１）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、３２質量％以上であることが必要である。（Ａ１）成分の配合量が３２質量％未満であれば、ボイドの発生を十分に抑制できない。
同様の観点から、（Ａ１）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、３５質量％以上であることが好ましい。他方、フラックス残さ量の観点から、（Ａ１）成分の配合量は、６０質量％以下であることが好ましく、５０質量％以下であることがより好ましい。

（Ａ）成分は、本発明の課題を達成できる範囲において、（Ａ１）成分以外に、その他の樹脂（以下（Ｂ２）成分とも称する）をさらに含有してもよい。ただし、（Ａ１）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量％に対して、８０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。

（Ａ）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、３２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。

［（Ｂ）成分］
本実施形態に用いる（Ｂ）活性剤は、（Ｂ１）炭素数３以上５以下のジカルボン酸を含有することが必要である。この（Ｂ１）成分により、はんだ凝集力を向上させることで、低温域での加熱だれを抑制でき、部品下のはんだボールの発生を十分に抑制できる。
（Ｂ１）成分としては、マロン酸、コハク酸、およびグルタル酸が挙げられる。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。また、マロン酸、コハク酸、およびグルタル酸の３種を併用することが特に好ましい。

（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１２質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上１０質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上８質量％以下であることがさらにより好ましく、２質量％以上６質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ１）成分の配合量が前記下限以上であれば、部品下のはんだボールの抑制効果を更に向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。

（Ｂ）成分は、さらに（Ｂ２）炭素数１２以上のジカルボン酸を含有していてもよい。この（Ｂ２）成分により、高温域でのはんだ溶融性を向上でき、部品下のはんだボールの抑制効果を向上できる作用がある。
（Ｂ２）成分としては、ドデカン二酸、エイコサン二酸、およびダイマー酸などが挙げられる。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。

（Ｂ２）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、０．１質量％以上８質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上３質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ２）成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだボールの抑制効果を更に向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。

（Ｂ）成分は、さらに（Ｂ１）成分および（Ｂ２）成分以外の有機酸（以下、場合により（Ｂ３）成分とも称する）を含有していてもよい。
（Ｂ３）成分としては、モノカルボン酸、（Ｂ１）成分および（Ｂ２）成分以外のジ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、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、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。これらの中でも、活性作用の観点から、アジピン酸、またはスベリン酸などが好ましく、スベリン酸が特に好ましい。
その他の有機酸としては、トリマー酸、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。これらの中でも、ピコリン酸を用いることがより好ましい。

（Ｂ３）成分を用いる場合、その配合量としては、フラックス組成物１００質量％に対して、０．１質量％以上８質量％以下であることが好ましく、０．５質量％以上５質量％以下であることがより好ましく、１質量％以上３質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ３）成分の配合量が前記下限以上であれば、活性作用を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。

（Ｂ）成分は、本発明の課題を達成できる範囲において、（Ｂ１）成分～（Ｂ３）成分以外に、その他の活性剤（以下（Ｂ４）成分とも称する）をさらに含有してもよい。（Ｂ４）成分としては、ハロゲン系活性剤、およびアミン系活性剤などが挙げられる。ただし、（Ｂ１）成分～（Ｂ３）成分の合計の配合量は、（Ｂ）成分１００質量％に対して、８０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。

（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、０．５質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、１質量％以上１２質量％以下であることがより好ましく、１．５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以上であれば、活性作用を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。

［（Ｃ）成分］
本実施形態に用いる（Ｃ）水酸基を有する水酸基含有化合物は、（Ｃ１）熱重量測定における２４０℃での残留率が４０質量％以上である水酸基含有化合物を含有することが必要である。この（Ｃ１）成分により、フラックスの流動性を向上できる。
ここで、熱重量測定の条件は、例えば、昇温速度が１０℃／ｍｉｎで、雰囲気が窒素（２００ｍＬ／ｍｉｎ）である。
（Ｃ１）成分としては、イソボルニルシクロヘキサノール（２４０℃での残留率：４４質量％）、およびポリオキシアルキレングリコールなどが挙げられる。ポリオキシアルキレングリコールとしては、ポリエチレングリコール－ポリプロピレングリコール－ポリエチレングリコールのブロックコポリマー（２４０℃での残留率：９９質量％）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。また、印刷性やフラックスの流動性のバランスの観点から、イソボルニルシクロヘキサノールと、ポリオキシアルキレングリコールとを併用することが好ましい。イソボルニルシクロヘキサノールとポリオキシアルキレングリコールとの質量比（イソボルニルシクロヘキサノール／ポリオキシアルキレングリコール）は、１／３以上３以下であることが好ましく、１／２以上２以下であることがより好ましく、１以上３／２以下であることが特に好ましい。

（Ｃ１）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、１０質量％以上であることが必要である。（Ｃ１）成分の配合量が１０質量％未満であれば、ボイドの発生を十分に抑制できない。
同様の観点から、（Ｃ１）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、１５質量％以上であることが好ましく、２０質量％以上であることがより好ましく、２５質量％以上であることがさらにより好ましく、３０質量％以上であることが特に好ましい。他方、はんだ溶融性の観点から、（Ｃ１）成分の配合量は、５０質量％以下であることが好ましく、４０質量％以下であることがより好ましい。

（Ｃ）成分の配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、１０質量％以上５０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。（Ｃ）成分の配合量が前記下限以上であれば、ボイドの発生の抑制効果を向上できる。また、（Ｃ）成分の配合量が前記上限以下であれば、はんだ溶融性を確保できる。

［（Ｄ）成分］
本実施形態に係るフラックス組成物は、印刷性などの観点から、さらに（Ｄ）チクソ剤を含有することが好ましい。ここで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。

（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２０質量％以下であることが好ましく、２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。

［溶剤］
本実施形態に係るフラックス組成物は、印刷性などの観点から、さらに溶剤を含有することが好ましい。ここで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。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。また、グリコール系溶剤が好ましい。
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（ＥＨＤＧ）、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。

溶剤を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、１０質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。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。

［酸化防止剤］
本実施形態に係るフラックス組成物は、はんだ溶融性などの観点から、さらに酸化防止剤を含有することが好ましい。ここで用いる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。酸化防止剤としては、硫黄化合物、ヒンダードフェノール化合物、およびホスファイト化合物などが挙げられる。これらの中でも、ヒンダードフェノール化合物が好ましい。

ヒンダードフェノール化合物としては、ペンタエリトリトールテトラキス［３－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオナート］、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’－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、および、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｝ヒドラジンなどが挙げられる。

酸化防止剤を用いる場合、その配合量は、フラックス組成物１００質量％に対して、０．１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３質量％以下であることがより好ましい。酸化防止剤の配合量が前記下限以上であれば、はんだ溶融性を向上できる傾向にあり、他方、前記上限以下であれば、フラックス組成物の絶縁性を維持できる傾向にある。

［他の成分］
本実施形態に用いるフラックス組成物には、（Ａ）成分、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分、（Ｄ）成分、溶剤、および酸化防止剤の他に、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、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。

［はんだ組成物］
次に、本実施形態に係るはんだ組成物について説明する。本実施形態に係るはんだ組成物は、前述の本実施形態に係る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。
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。

本実施形態に係るはんだ組成物は、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプであることが好ましい。そして、プリント配線基板のハロゲンフリーに対応可能なはんだ組成物であっても、ハロゲン系活性剤を用いる場合と同等レベルで、はんだボールの発生を抑制できることから、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンタイプのはんだ組成物として特に好適に用いることができる。
ハロゲンフリーのはんだ組成物は、塩素濃度が９００質量ｐｐｍ以下（より好ましくは、１００質量ｐｐｍ以下、特に好ましくは、０質量ｐｐｍ）であり、臭素濃度が９００質量ｐｐｍ以下（より好ましくは、１００質量ｐｐｍ以下、特に好ましくは、０質量ｐｐｍ）であり、ヨウ素濃度が９００質量ｐｐｍ以下（より好ましくは、１００質量ｐｐｍ以下、特に好ましくは、０質量ｐｐｍ）であり、かつ、ハロゲン濃度が１５００質量ｐｐｍ以下（より好ましくは、３００質量ｐｐｍ以下、特に好ましくは、０質量ｐｐｍ）であるものであることが好ましい。なお、ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素などが挙げられる。
なお、はんだ組成物中の塩素濃度、臭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、はんだ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］
本実施形態に用いる（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。また、このはんだ粉末におけるはんだ合金は、スズ（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、アンチモン（Ｓｂ）、鉛（Ｐｂ）、インジウム（Ｉｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）およびゲルマニウム（Ｇｅ）からなる群から選択される少なくとも１種を含有することが好ましい。
このはんだ粉末におけるはんだ合金としては、スズを主成分とする合金が好ましい。また、このはんだ合金は、スズ、銀および銅を含有することがより好ましい。さらに、このはんだ合金は、添加元素として、アンチモン、ビスマスおよびニッケルのうちの少なくとも１つを含有してもよい。本実施形態のフラックス組成物によれば、アンチモン、ビスマスおよびニッケルなどの酸化しやすい添加元素を含むはんだ合金を用いた場合でも、ボイドの発生を抑制できる。
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。

鉛フリーのはんだ粉末の合金系としては、具体的には、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｓｂ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｎｉ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｂｉ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｂｉ－Ｉｎ系、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ－Ｂｉ－Ｉｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｓｂ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、またはＳｎ－Ｓｂ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（より好ましくは、２２０℃以上２４０℃以下）である。Ｓｎ－Ｓｂ系のはんだ合金は、中でも、Ｓｂ－５．０Ｓｂのはんだ合金が用いられる。

（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、本実施形態に係る電子基板について説明する。本実施形態に係る電子基板は、前述の本実施形態に係る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。本実施形態に係る電子基板は、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。
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、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、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、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、電子部品を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、プリヒート温度は、１５０℃以上２００℃以下であることが好ましい。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。ピーク温度を２３０℃以上２７０℃以下であることが好ましい。２２０℃以上の温度の保持時間は、３０秒間以上１２０秒間以下であることが好ましい。

また、本実施形態に係るフラックス組成物、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：特殊変性ロジン（軟化点は８５℃～９５℃）、商品名「ハリタックＦＧ－９０」、ハリマ化成社製
ロジン系樹脂Ｂ：ホルミル化ロジン（軟化点は７９℃～８８℃）、商品名「ＦＯＲＡＬ－ＡＸ」、イーストマンケミカル社製
（（Ａ２）成分）
ロジン系樹脂Ｃ：アクリル酸変性水添ロジン（軟化点は１２４℃～１３４℃）、商品名「パインクリスタルＫＥ－６０４」、荒川化学工業社製
（（Ｂ１）成分）
ジカルボン酸Ａ：マロン酸
ジカルボン酸Ｂ：コハク酸
ジカルボン酸Ｃ：グルタル酸
（（Ｂ２）成分）
ジカルボン酸Ｄ：ドデカン二酸
ジカルボン酸Ｅ：ダイマー酸
（（Ｂ３）成分）
有機酸Ａ：アジピン酸
有機酸Ｂ：セバシン酸
（（Ｃ１）成分）
水酸基含有化合物Ａ：イソボルニルシクロヘキサノール（熱重量測定における２４０℃での残留率は４４質量％）、商品名「ＭＴＰＨ」、日本テルペン化学社製
水酸基含有化合物Ｂ：ポリエチレングリコール－ポリプロピレングリコール－ポリエチレングリコールのブロックコポリマー（熱重量測定における２４０℃での残留率は９９質量％）
（（Ｄ）成分）
チクソ剤：商品名「ヒマコウ」、ケイエフ・トレーディング社製
（他の成分）
溶剤：ヘキシルジグリコール、日本乳化剤社製
（（Ｅ）成分）
はんだ粉末：合金組成はＳｎ－５．０Ｓｂ、粒子径分布は５～２０μｍ、はんだ融点は２３８～２４１℃

［実施例１］
ロジン系樹脂Ａ２４質量％、ロジン系樹脂Ｂ１２質量％、水酸基含有化合物Ａ１９質量％、水酸基含有化合物Ｂ１５質量％、ジカルボン酸Ａ０．６質量％、ジカルボン酸Ｂ０．３質量％、ジカルボン酸Ｃ３質量％、ジカルボン酸Ｄ０．５質量％、溶剤１６．６質量％、およびチクソ剤９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１２質量％、およびはんだ粉末８８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２～９］
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１～８］
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、チップ下ボール）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
基板上に、マスク厚み８０μｍ、マスク開口率８０％のメタルマスクを用いて、はんだ組成物を印刷した。次に、０．５ｍｍＰＬＧＡ（プラスチックランドグリッドアレイパッケージ、パッド数：２２８個、表面処理：ＮｉＡｕ）を実装し、さらに、下記の加熱条件でリフロー処理を行い、評価用基板を作製した。
（加熱条件）
リフロー装置：タムラ製作所社製の「ＴＮＰ２５－５３８ＥＭ」、Ｏ_２濃度５０ｐｐｍ以下
プリヒート温度：１４０～２００℃で８０秒間
２３８℃以上の保持時間：４５秒間
ピーク温度：２６０℃
そして、Ｘ線検査装置として、ノードソン社製の「Ｄａｇｅ ＸＤ７６００ Ｄｉａｍｏｎｄ」を使用して、０．５ｍｍＰＬＧＡのはんだ接続部分を観察し、パッド部における総ボイド面積率［（総ボイド面積／総パッド面積）×１００］を算出した。そして、以下の基準に従って、ボイドを評価した。
◎：総ボイド面積率が、１０％未満である。
○：総ボイド面積率が、１０％以上１５％未満である。
△：総ボイド面積率が、１５％以上２０％未満である。
×：総ボイド面積率が、２０％以上である。
（２）チップ下ボール
評価用基板は、（１）ボイドの評価と同様の方法で作製した。
そして、Ｘ線検査装置として、ノードソン社製の「Ｄａｇｅ ＸＤ７６００ Ｄｉａｍｏｎｄ」を使用して、０．５ｍｍＰＬＧＡのチップ下を観察し、チップ下に発生しているはんだボールの発生数をカウントし、以下の基準に従って、チップ下ボールを評価した。
◎：はんだボールの発生数が、８０個以下である。
○：はんだボールの発生数が、８１個以上１２０個以下である。
△：はんだボールの発生数が、１２１個以上１６０個以下である。
×：はんだボールの発生数が、１６１個以上である。

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１～９）は、ボイド、およびチップ下ボールの全ての結果が良好であることが確認された。なお、実施例１～９のはんだ組成物には、ハロゲン系活性剤が配合されていないので、ノンハロゲンタイプのはんだ組成物である。
従って、本発明のはんだ組成物によれば、ボイドの発生を十分に抑制でき、かつ部品下のはんだボールの発生を十分に抑制できることが確認された。

本発明のフラックス組成物およびはんだ組成物は、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 (5)

1. （Ａ）樹脂、（Ｂ）活性剤、および（Ｃ）水酸基を有する水酸基含有化合物を含有するフラックス組成物であって、
   前記（Ａ）成分は、（Ａ１）軟化点が１００℃以下であるロジン系樹脂を含有し、
   前記（Ｂ）成分は、（Ｂ１）炭素数３以上５以下のジカルボン酸を含有し、
   前記（Ｃ）成分は、（Ｃ１）熱重量測定における２４０℃での残留率が４０質量％以上である水酸基含有化合物を含有し、
   前記（Ａ１）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対し、３２質量％以上であり、
   前記（Ｃ１）成分の配合量が、前記フラックス組成物１００質量％に対し、１０質量％以上である、
   フラックス組成物。
2. 請求項１に記載のフラックス組成物において、
   前記（Ｃ１）成分が、イソボルニルシクロヘキサノール、およびポリオキシアルキレングリコールからなる群から選択される少なくとも１つである、
   フラックス組成物。
3. 請求項１または請求項２に記載のフラックス組成物において、
   さらに、（Ｄ）チクソ剤を含有する、
   フラックス組成物。
4. 請求項１または請求項２に記載のフラックス組成物と、（Ｅ）はんだ粉末とを含有する、
   はんだ組成物。
5. 請求項４に記載のはんだ組成物を用いたはんだ付け部を備える、
   電子基板。