JP6275356B1 - フラックス組成物、ソルダペースト組成物及び電子回路基板 - Google Patents

Abstract

はんだ付性（ボイド及びソルダボール発生抑制）を損なうことなく、またメタルマスクの厚み及び開口径にかかわらず良好な印刷性を確保し、更にフラックス残さの信頼性（残さの粘着性及び絶縁抵抗）を両立させることのできるフラックス組成物及びソルダペースト組成物の提供をその目的とする。当該目的を達成すべく本発明のフラックス組成物は、（Ａ）ベース樹脂と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）パラフィンワックスとを含み、前記パラフィンワックス（Ｃ）はイソパラフィン及びシクロパラフィンの少なくとも一方を９質量％以上２０質量％以下含み、前記パラフィンワックス（Ｃ）の配合量はフラックス組成物全量に対して０．５質量％から２０質量％であることを特徴とするフラックス組成物。

Description

本発明はフラックス組成物、ソルダペースト組成物及びこれを用いて形成されたはんだ接合体を有する電子回路基板に関する。

従来、プリント配線板やシリコンウエハといった基板上に形成される電子回路に電子部品を接合するには、ソルダペースト組成物を用いたはんだ接合方法が採用されている。このはんだ接合方法の１つとして、ソルダペースト組成物を基板上に印刷する印刷法が挙げられる。
この印刷法においては一般的にメタルマスクが用いられ、スキージによりメタルマスク開口部にソルダペースト組成物を充填して基板をメタルマスクから離すことにより、基板側にソルダペースト組成物が転写される仕組みである。この際、ソルダペースト組成物がスキージやメタルマスクの開口部壁面に付着等するため、基板側に転写されるその体積や形状がメタルマスクの設計通りに行われなくなる現象が生じる。これを防止するため、ソルダペースト組成物にはメタルマスクの設計通りにこれを印刷し得る、所謂印刷性が求められる。特に近年の電子部品端子のファインピッチ化に伴いソルダマスクの開口部も更なる微細化が進んでいるため、このような微細な開口部を有するメタルマスクにも対応し得る印刷性の重要性は高まっている。

これまでに、ファインピッチパターンへの印刷性向上を目的として、ソルダペースト組成物に含有されるはんだ粉末の粒子径を微細化する方法が提案されている。しかしこのようなはんだ粉末は、粒子の表面積がその体積に対して大きくなるため、はんだ粉末の表面の酸化被膜の還元及びその溶融が飛躍的に難しくなる。そのためこのようなソルダペースト組成物は、その印刷性は向上するものの、ぬれ性低下によるソルダボールの発生や、保存安定性の悪化が見られる。

このような問題を解決する方法として、パラフィンを添加したソルダペースト組成物が提案されている（特許文献１から特許文献３）。
特許文献１には、その流動性を改善してファインピッチの印刷を可能にすることを目的として所定量の流動パラフィンをフラックスに添加することが開示されている。また特許文献２には、Ｓｎ−Ｚｎ系鉛フリーはんだのＺｎのイオン化による強度低下抑制を目的として、防湿コーティング剤としてフラックスに流動パラフィンまたはパラフィンワックスを添加することが開示されている。そして特許文献３には、印刷性、ぬれ性及び電気的信頼性を損なうことなく、フラックス残さの亀裂防止と低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有する樹脂を用いた場合に生じ易いリフロー後のフラックス残さのべたつきを改善することを目的として、低Ｔｇ樹脂と６０℃以上の融点を有するパラフィンワックスを所定量用いることが開示されている。

しかし基板にはファインピッチ電子部品と従来の大型部品が混在して搭載されることがある。大型部品を搭載する場合、その電極へのはんだ供給量を一定量以上に保つため、メタルマスクは一定以上の厚み（例えば１５０μｍから１６０μｍ）に設定されることが多い。この場合、メタルマスクのファインピッチ電子部品用開口部のアスペクト比が大きくなり、ソルダペースト組成物がメタルマスク開口部壁面に付着し易くなり、ソルダペースト組成物の転写形状の異常が起こり易くなる傾向にある。そして特許文献１から３には、このようにファインピッチ化された部品と大型部品が混載したような設計パターンに対応した厚い（例えば１５０μから１６０μｍ）メタルマスクを用いた印刷時に起こる不具合等とそれを克服する印刷性については言及されていない。

特開平７−１３２３９５号公報 特許第４３９６１６２号公報 特開２０１３−７１１５２号公報

本発明は上記課題を解決するものであり、はんだ付性（ボイド及びソルダボール発生抑制）を損なうことなく、またメタルマスクの厚み及び開口径にかかわらず良好な印刷性を確保し、更にフラックス残さの信頼性（残さの粘着性及び絶縁抵抗）を両立させることのできるフラックス組成物及びソルダペースト組成物を提供することをその目的とする。

（１）本発明のフラックス組成物は、（Ａ）ベース樹脂と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）パラフィンワックスとを含み、前記パラフィンワックス（Ｃ）はイソパラフィン及びシクロパラフィンの少なくとも一方を９質量％以上２０質量％以下含み、前記パラフィンワックス（Ｃ）の配合量はフラックス組成物全量に対して０．５質量％から２０質量％であることをその特徴とする。

（２）上記（１）に記載の構成にあって、前記パラフィンワックス（Ｃ）は炭素及び水素のみをその構成元素とすることをその特徴とする。

（３）上記（１）または（２）に記載の構成にあって、前記パラフィンワックス（Ｃ）の炭素数分布が１６から５０の範囲にあり、その重量平均分子量は３００Ｍｗ以上６００Ｍｗ以下であることをその特徴とする。

（４）本発明のソルダペースト組成物は、上記（１）から（３）のいずれか１に記載のフラックス組成物と、はんだ合金粉末とを含むことをその特徴とする。

（５）上記（４）に記載の構成にあって、前記はんだ合金粉末はＡｇを２質量％以上３．１質量％以下と、Ｃｕを０質量％超１質量％以下と、Ｓｂを１質量％以上５質量％以下と、Ｂｉを０．５質量％以上４．５質量％以下と、Ｎｉを０．０１質量％以上０．２５質量％以下含み、残部がＳｎからなることをその特徴とする。

（６）上記（５）に記載の構成にあって、前記はんだ合金粉末は更にＣｏを０．００１質量％以上０．２５質量％以下含むことをその特徴とする。

（７）本発明の電子回路基板は、上記（４）から（６）のいずれか１に記載のソルダペースト組成物を用いて形成されたはんだ接合体を有することをその特徴とする。

本発明によれば、はんだ付性（ボイド及びソルダボール発生抑制）を損なうことなく、またメタルマスクの厚み及び開口径にかかわらず良好な印刷性を確保し、更にフラックス残さの信頼性（残さの粘着性及び絶縁抵抗）を両立させることのできるフラックス組成物及びソルダペースト組成物を提供することができる。

本発明のフラックス組成物、ソルダペースト組成物及び電子回路基板の一実施形態を以下に詳述する。なお、本発明がこれらの実施形態に限定されないのはもとよりである。

（１）フラックス組成物
本実施形態のフラックス組成物は、（Ａ）ベース樹脂と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）パラフィンワックスとを含む。

（Ａ）ベース樹脂
前記ベース樹脂（Ａ）としては、例えば（Ａ−１）ロジン系樹脂及び（Ａ−２）合成樹脂の少なくとも一方を用いることが好ましい。

前記ロジン系樹脂（Ａ−１）としては、例えばトール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジン等のロジン；ロジンを重合化、水添化、不均一化、アクリル化、マレイン化、エステル化若しくはフェノール付加反応等を行ったロジン誘導体；これらロジンまたはロジン誘導体と不飽和カルボン酸（アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、フマル酸等）とをディールス・アルダー反応させて得られる変性ロジン樹脂等が挙げられる。これらの中でも変性ロジン樹脂が好ましく用いられ、アクリル酸を反応させて水素添加した水添アクリル酸変性ロジン樹脂が特に好ましく用いられる。なおこれらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。

なお前記ロジン系樹脂（Ａ−１）の酸価は１４０ｍｇＫＯＨ／ｇから３５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、その重量平均分子量は２００Ｍｗから１，０００Ｍｗであることが好ましい。

前記合成樹脂（Ａ−２）としては、例えばアクリル樹脂、スチレン−マレイン酸樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、テルペン樹脂、ポリアルキレンカーボネート及びカルボキシル基を有するロジン系樹脂とダイマー酸誘導体柔軟性アルコール化合物とを脱水縮合してなる誘導体化合物が挙げられる。なおこれらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。

前記アクリル樹脂は、例えば炭素数１から２０のアルキル基を有する（メタ）アクリレートを単重合、または当該アクリレートを主成分とするモノマーを共重合することにより得られる。このようなアクリル樹脂の中でも、特にメタクリル酸と炭素鎖が直鎖状である炭素数２から２０の飽和アルキル基を２つ有するモノマーを含むモノマー類とを重合して得られるアクリル樹脂が好ましく用いられる。なお当該アクリル樹脂は、１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。

前記エポキシ樹脂としては、その末端に反応性のエポキシ基を有する熱硬化型の樹脂であればいずれも使用することができ、例えばビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビスフェノールＳ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、臭素化ビスフェノールＡ型、水添ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＡＦ型、フルオレン型、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、グリシジルアミン型、脂環型エポキシ樹脂等が挙げられる。なおこれらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。

前記ウレタン樹脂としては、例えば１分子中に複数のイソシアネート基を有する化合物と１分子中に２つ以上のヒドロキシル基を有するポリオール化合物を反応させて得られるものであればいずれも使用することができ、その中でも特に脂肪族成分、芳香族成分を含むポリウレタン樹脂が好ましく用いられる。なお当該ウレタン樹脂は１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。

前記ポリエステル樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等が挙げられる。なおこれらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。

前記フェノキシ樹脂としては、例えばビスフェノールＡ型フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦ型フェノキシ樹脂等が挙げられる。なおこれらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。

前記ポリアルキレンカーボネートとしては、例えば、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート、ポリブテンカーボネート、ポリイソブテンカーボネート、ポリペンテンカーボネート、ポリヘキセンカーボネート、ポリシクロペンテンカーボネート、ポリシクロヘキセンカーボネート、ポリシクロヘプテンカーボネート、ポリシクロオクテンカーボネート、ポリリモネンカーボネート等をポリプロピレンカーボネート、ポリブチレンカーボネート等が挙げられる。なおこれらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。

前記カルボキシル基を有するロジン系樹脂とダイマー酸誘導体柔軟性アルコール化合物とを脱水縮合してなる誘導体化合物（以下、「ロジン誘導体化合物」という。）について、先ずカルボキシル基を有するロジン系樹脂としては、例えばトール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジン等のロジン；水添ロジン、重合ロジン、不均一化ロジン、アクリル酸変性ロジン、マレイン酸変性ロジン等のロジン誘導体等が挙げられ、これら以外にもカルボキシル基を有するロジンであれば使用することができる。またこれらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
次に前記ダイマー酸誘導体柔軟性アルコール化合物としては、例えばダイマージオール、ポリエステルポリオール、ポリエステルダイマージオールのようなダイマー酸から誘導される化合物であって、その末端にアルコール基を有するもの等が挙げられ、例えばＰＲＩＰＯＬ２０３３、ＰＲＩＰＬＡＳＴ３１９７、ＰＲＩＰＬＡＳＴ１８３８（以上、クローダジャパン（株）製）等を用いることができる。
前記ロジン誘導体化合物は、前記カルボキシル基を有するロジン系樹脂と前記ダイマー酸誘導体柔軟性アルコール化合物とを脱水縮合することにより得られる。この脱水縮合の方法としては一般的に用いられる方法を使用することができる。また、前記カルボキシル基を有するロジン系樹脂と前記ダイマー酸誘導体柔軟性アルコール化合物とを脱水縮合する際の好ましい配合比率は、それぞれ２５：７５から７５：２５である。

前記合成樹脂（Ａ−２）の酸価は０ｍｇＫＯＨ／ｇから１５０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましく、その重量平均分子量は１，０００Ｍｗから３０，０００Ｍｗであることが好ましい。

また前記ベース樹脂（Ａ）の配合量は、フラックス組成物全量に対して１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上５５質量％以下であることがより好ましい。
前記ロジン系樹脂（Ａ−１）を単独で用いる場合、その配合量はフラックス組成物全量に対して１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上５５質量％以下であることが更に好ましい。ロジン系樹脂（Ａ−１）の配合量をこの範囲とすることで、良好なはんだ付性及び適度なフラックス残さ量とすることができる。
また前記合成樹脂（Ａ−２）を単独で用いる場合、その配合量はフラックス組成物全量に対して１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上５５質量％以下であることがより好ましい。
更に前記ロジン系樹脂（Ａ−１）と前記合成樹脂（Ａ−２）とを併用する場合、その配合比率は２０：８０から５０：５０であることが好ましく、２５：７５から４０：６０であることがより好ましい。

（Ｂ）活性剤
前記活性剤（Ｂ）としては、例えばカルボン酸類、ハロゲンを含む化合物等が挙げられる。これらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。

前記カルボン酸類としては、例えばモノカルボン酸、ジカルボン酸等並びにその他の有機酸が挙げられる。
前記モノカルボン酸としては、例えばプロピオン酸、酪酸、吉草酸、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、ベヘン酸、リグノセリン酸、グリコール酸等が挙げられる。
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、ジグリコール酸等が挙げられる。
また前記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、ピコリン酸等が挙げられる。
なおこれらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。

前記ハロゲンを含む化合物としては、例えば非解離性のハロゲン化合物（非解離型活性剤）、解離性のハロゲン化合物（解離型活性剤）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、例えば塩素化物、臭素化物、ヨウ素化物、フッ化物のように塩素、臭素、ヨウ素、フッ素の各単独元素の共有結合による化合物でもよく、またこの２以上の異なるハロゲン原子を共有結合で結合する化合物でもよい。当該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のように水酸基等の極性基を有することが好ましい。当該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、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、トリブロモネオペンチルアルコール等の臭素化アルコール；１，３−ジクロロ−２−プロパノール、１，４−ジクロロ−２−ブタノール等の塩素化アルコール；３−フルオロカテコール等のフッ素化アルコール；その他のこれらに類する化合物が挙げられる。

また前記解離型活性剤としては、例えばアミン、イミダゾール等の塩基の塩化水素酸塩及び臭化水素酸塩が挙げられる。塩化水素酸及び臭化水素酸の塩の一例としては、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、シクロヘキシルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の比較的炭素数の小さいアミン；イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−メチル−４−メチルイミダゾール、２−メチル−４−エチルイミダゾール、２−エチル−４−エチルイミダゾール、２−プロピルイミダゾール、２−プロピル−４−プロピルイミダゾール等の塩化水素酸塩及び臭化水素酸塩等が挙げられる。これらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。

前記活性剤（Ｂ）の配合量は、フラックス組成物全量に対して０．１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。

前記活性剤（Ｂ）に使用される前記カルボン酸類の配合量は、フラックス組成物全量に対して１質量％以上２５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。カルボン酸類の配合量をこの範囲とすることで、ソルダボール発生抑制及び良好なフラックス組成物の絶縁性を発揮することができる。

また前記活性剤（Ｂ）に使用される前記非解離型活性剤の配合量は、フラックス組成物全量に対して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。

次に前記活性剤（Ｂ）に使用される前記解離型活性剤の配合量は、フラックス組成物全量に対して０．１質量％以上３質量％以下であることが好ましく、０．３質量％以上１．５質量％以下であることがより好ましい。

更に前記解離型活性剤として前記アミン及びイミダゾールをそれぞれ単体で用いる場合、その配合量はそれぞれ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。

（Ｃ）パラフィンワックス
前記パラフィンワックス（Ｃ）としては、イソパラフィン、シクロパラフィン等を含むものが好ましく用いられる。特にイソパラフィン及びシクロパラフィンの少なくとも一方を９質量％以上２０質量％以下含むものがこのましく用いられる。

一般的にパラフィンワックスは構成するパラフィン（炭化水素）の形状によってノルマル体（直鎖状）、イソ体（分岐状）及びシクロ体（環状）に分類され、パラフィンワックスはこれらの混合物である。そして本実施形態に係るパラフィンワックス（Ｃ）は、微細な結晶構造を有するイソパラフィン及びシクロパラフィンの少なくとも一方を９質量％以上２０質量％以下含むことにより、フラックス組成物に柔軟性を付与し、その印刷性を向上することができると共に、フラックス残さの粘着性を良好に保つことができる。なお、より好ましいイソパラフィン及びシクロパラフィンの少なくとも一方の含有量は、９質量％以上１３質量％以下である。上記含有量をこの範囲とすることにより、印刷性及びフラックス残さの粘着性をより良好にすることができる。
なお前記パラフィンワックス（Ｃ）のイソパラフィン及びシクロパラフィンの少なくとも一方の含有量が２０質量％超である場合、フラックス組成物の良好な印刷形状及びフラックス残さの粘着性を確保し難くなる虞があり、またその含有量が９質量％未満である場合、当該フラックス組成物を用いたソルダペースト組成物により形成されたはんだ接合部にボイドが発生し易くなり、更にはんだ接合部周辺に残留するフラックス残さが硬くなり易く、熱衝撃等で残さに亀裂が入り易くなるため、電気的信頼性を損なう虞がある。
なお前記パラフィンワックス（Ｃ）は１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。

前記パラフィンワックス（Ｃ）の炭素数分布は１６から５０の範囲であることが好ましい。より好ましいその範囲は１８から４９であり、特に好ましいその範囲は１８から３８である。
またパラフィンワックス（Ｃ）の重量平均分子量は３００Ｍｗ以上６００Ｍｗ以下であることが好ましい。より好ましいその範囲は３００Ｍｗから５１０Ｍｗ、更に好ましいその範囲は３００Ｍｗから３９０Ｍｗ、特に好ましいその範囲は３４０Ｍｗから３９０Ｍｗである。上記重量平均分子量の範囲をこの範囲とすることで、ソルダペースト組成物の印刷性を更に向上することができる。
更には、前記パラフィンワックス（Ｃ）は炭素及び水素のみをその構成元素とすることが好ましい。
特に好ましいパラフィンワックス（Ｃ）としては、例えば以下のものが挙げられる。
・イソパラフィン及びシクロパラフィンの少なくとも一方を９．５質量％、炭素数分布範囲が１９から３８、且つ重量平均分子量が３９０Ｍｗのもの
・イソパラフィン及びシクロパラフィンの少なくとも一方を１９．４質量％、炭素数分布範囲が１８から３６、且つ重量平均分子量が３４０Ｍｗのもの
・イソパラフィン及びシクロパラフィンの少なくとも一方を１４．３質量％、炭素数分布範囲が２８から４９、且つ重量平均分子量が５１０Ｍｗのもの

なお、前述したパラフィンワックス（Ｃ）のイソパラフィン及びシクロパラフィンの少なくとも一方の含有量、炭素数分布及び重量平均分子量は、規格番号ＪＩＳ Ｋ ０１１４：２０１２「ガスクロマトグラフィー通則」に準拠した定性及び定量分析にて測定される。

更には前記パラフィンワックス（Ｃ）の配合量はフラックス組成物全量に対して０．５質量％から２０質量％であることが好ましく、０．５質量％から２質量％であることがより好ましい。前記パラフィンワックス（Ｃ）の配合量を０．５質量％から２質量％とした場合、はんだ付特性（ボイド及びソルダボール）を損なうことなく、印刷性及び残さの粘着性を向上することができる。
なおフラックス組成物の効果に影響を及ぼさない範囲内であれば、前記パラフィンワックス（Ｃ）以外のパラフィンワックスも併用することができる。

本実施形態のフラックス組成物には、更に溶剤を配合することができる。このような溶剤としては、例えばイソプロピルアルコール、エタノール、アセトン、トルエン、キシレン、酢酸エチル、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ヘキシルジグリコール、（２−エチルヘキシル）ジグリコール、フェニルグリコール、ブチルカルビトール、オクタンジオール、αテルピネオール、βテルピネオール、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、トリメリット酸トリス（２−エチルヘキシル）、セバシン酸ビスイソプロピル等を使用することができる。これらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
なお前記溶剤の配合量は、フラックス組成物全量に対して２０質量％以上６５質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上６０質量％以下であることがより好ましく、２５質量％以上５０質量％以下であることが更に好ましい。

また本実施形態のフラックス組成物には、フラックス組成物の粘度を調整する目的で増粘剤としてチクソ剤、ダレ止め剤、ゲル化剤を用いることができる。
当該増粘剤としては、例えば水素添加ヒマシ油、飽和脂肪酸アミド、飽和脂肪酸ビスアミド類、オキシ脂肪酸類、ジベンジリデンソルビトール類等が挙げられる。これらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
また前記増粘剤の配合量は、フラックス組成物全量に対して１質量％以上１５質量％以下であることが好ましく、３質量％以上１０質量％以下であることがより好ましい。

更に本実施形態のフラックス組成物には必要に応じて添加剤を配合することができる。前記添加剤としては、例えば酸化防止剤、消泡剤、界面活性剤、つや消し剤等が挙げられる。これらは１種単独でまたは複数種を混合して用いてもよい。
なお前記前記添加剤の配合量は、フラックス組成物全量に対して０．５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い。

（２）ソルダペースト組成物
本実施形態のソルダペースト組成物は、上記フラックス組成物とはんだ合金粉末とを混合することにより得られる。
前記はんだ合金粉末としては、有鉛／無鉛いずれのはんだ合金粉末であっても使用することができる。即ち本実施形態のソルダペースト組成物は、使用するはんだ合金粉末の成分を問わず、はんだ付性（ボイド及びソルダボール発生抑制）を損なうことなく、またメタルマスクの厚み及び開口径にかかわらず良好な印刷性を確保し、更にフラックス残さの信頼性（残さの粘着性及び絶縁抵抗）を両立させることができる。

なお、前記はんだ合金粉末に用いることのできる合金の例示としては、Ｓｎ及びＰｂを含む合金、Ｓｎ及びＰｂ並びにＡｇ、Ｂｉ及びＩｎの少なくとも１種を含む合金、Ｓｎ及びＡｇを含む合金、Ｓｎ及びＣｕを含む合金、Ｓｎ、Ａｇ及びＣｕを含む合金、Ｓｎ及びＢｉを含む合金等が挙げられる。またこれら以外にも、例えばＳｎ、Ｐｂ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｓｂ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐ、Ｃｏ、Ｆｅ等を適宜組合せたはんだ合金粉末を使用することができる。なお、上記に挙げた元素以外であってもその組合せに使用することは可能である。
なお、これらの中でも特にＳｎ、Ａｇ及びＣｕを含むはんだ合金粉末、例えばＳｎ−Ａｇ系合金はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系はんだ合金の粉末が好ましく用いられる。

また、これらの中でも特に以下に挙げる合金組成のはんだ合金粉末を用いると、形成されるはんだ接合部の亀裂進展抑制効果を向上させることができる。
即ち、前記はんだ合金粉末は、Ａｇを１質量％以上３．１質量％以下と、Ｃｕを０質量％超１質量％以下と、Ｓｂを１質量％以上５質量％以下と、Ｂｉを０．５質量％以上４．５質量％以下と、Ｎｉを０．０１質量％以上０．２５質量％以下含み、残部がＳｎからなることが好ましい。

なお、Ａｇのより好ましい含有量は２質量％以上３．１質量％以下であり、Ｃｕのより好ましい含有量は０．５質量％以上１質量％以下であり、Ｓｂのより好ましい含有量は２質量％以上４質量％以下であり、Ｂｉのより好ましい含有量は３．１質量％以上４．５質量％であり、Ｎｉのより好ましい含有量は０．０１質量％以上０．１５質量％以下である。

また前記はんだ合金粉末は更にＣｏを０．００１質量％以上０．２５質量％以下含むことが好ましい。より好ましいＣｏの含有量は０．００１質量％以上０．１５質量％以下である。

このようなはんだ合金粉末を使用することにより、本実施形態に係るソルダぺースト組成物を用いて形成されたはんだ接合部は、寒暖の差が激しく振動が負荷されるような過酷な環境下においてもはんだ接合部の亀裂進展を抑制できる。また更にＮｉ／Ｐｄ／ＡｕめっきやＮｉ／Ａｕめっきがなされていない電子部品を用いてはんだ接合をした場合においても、はんだ接合部と電子部品の下面電極の界面付近における亀裂進展を抑制することができる。

前記はんだ合金粉末の配合量は、ソルダペースト組成物全量に対して６５質量％から９５質量％であることが好ましい。より好ましいその配合量は８５質量％から９３質量％であり、特に好ましい配合量は８７質量％から９２質量％である。
前記はんだ合金粉末の配合量が６５質量％未満の場合には、得られるソルダペースト組成物を用いた場合に充分なはんだ接合が形成されにくくなる傾向にある。他方前記はんだ合金粉末の含有量が９５質量％を超える場合にはバインダ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合金粉末とを混合しにくくなる傾向にある。

また前記はんだ合金粉末の粒子径は１μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上３５μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが特に好ましい。

本実施形態のソルダペースト組成物は上記フラックス組成物を用いることにより、はんだ付性（ボイド及びソルダボール発生抑制）を損なうことなく、またメタルマスクの厚み及び開口径にかかわらず良好な印刷性を確保し、更にフラックス残さの信頼性（残さの粘着性及び絶縁抵抗）を両立させることができる。

（３）電子回路基板
本実施形態の電子回路基板は、上記ソルダペースト組成物を用いて形成されるはんだ接合部とフラックス残さ（本明細書においては、はんだ接合部とフラックス残さとを併せて「はんだ接合体」という。）を有することが好ましい。当該電子回路基板は、例えば基板上の所定の位置に電極及びソルダレジスト膜を形成し、所定のパターンを有するマスクを用いて本実施形態のソルダペースト組成物を印刷し、当該パターンに適合する電子部品を所定の位置に搭載し、これをリフローすることにより作製される。
このようにして作製された電子回路基板は、前記電極上にはんだ接合部が形成され、当該はんだ接合部は当該電極と電子部品とを電気的に接合する。そして前記基板上には、少なくともはんだ接合部に接着するようにフラックス残さが付着している。

本実施形態の電子回路基板は上記ソルダペースト組成物を用いてそのはんだ接合部が形成されているため、メタルマスクの厚み及び開口径にかかわらずその設計通りのパターン形成が可能となり、またはんだ接合部のボイド及びソルダボールの発生が抑制され、且つ当該フラックス残さは上記フラックス組成物から形成されているため、良好な粘着性及び絶縁抵抗を有している。またはんだ合金粉末の合金組成を特定の元素及び含有量とすることにより、はんだ接合部の亀裂進展抑制効果を向上することもできる。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳述する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜合成樹脂の作成＞
撹拌機、還流管、及び窒素導入管とを備えた５００ｍｌの４つ口フラスコにジエチレングリコールモノヘキシルエーテル２００ｇを仕込み、これを１１０℃に加熱した。
またメタクリル酸１０質量％、２−エチルヘキシルメタクリレート５１質量％、ラウリルアクリレート３９質量％を混合したもの３００ｇにアゾ系ラジカル開始剤としてジメチル２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオネート）（製品名：Ｖ−６０１、和光純薬（株）製）を０．２質量％から５質量％を加えてこれを溶解させ、溶液を作製した。
次いで当該溶液を上記４つ口フラスコに１．５時間かけて滴下したものを１１０℃で１時間撹拌した後に反応を終了させ、実施例に用いる合成樹脂（Ａ−２）を得た。なお、当該合成樹脂（Ａ−２）の重量平均分子量は７，８００Ｍｗ、酸価は４０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ガラス転移温度は−４７℃であった。

＜フラックス組成物の作製＞
表１に記載の各成分を混練し、本発明の範囲に含まれるフラックス組成物（作成例ａからｈ）及び本発明の範囲に含まれないフラックス組成物（作成例ｉからｎ）を得た。
なお、特に記載のない限り、表１に記載の数値は質量％を意味するものとする。また合成樹脂（Ａ−２）については上述の手順で作製したソルベント状の樹脂をエバポレーターを用いて溶剤を揮発させた上で使用している。そのため、表１に記載の合成樹脂（Ａ−２）の数値は、溶剤を揮発させた固形分のみを表す。

＜ソルダペースト組成物の作製＞
次いで表２のマトリックス表に従い上記各フラックス組成物１１質量％と以下の合金ＡからＥを用いたはんだ合金粉末それぞれ８９質量％とを混練し、実施例１から４０に係るソルダペースト組成物及び比較例１から３０に係るソルダペースト組成物を得た。
・実施例１から８及び比較例１から６：合金Ａを用いたはんだ合金粉末と作成例ａからｎに係る各フラックス組成物を混練したもの
・実施例９から１６及び比較例７から１２：合金Ｂを用いたはんだ合金粉末と作成例ａからｎに係る各フラックス組成物を混練したもの
・実施例１７から２４及び比較例１３から１８：合金Ｃを用いたはんだ合金粉末と作成例ａからｎに係る各フラックス組成物を混練したもの
・実施例２５から３２及び比較例１９から２４：合金Ｄを用いたはんだ合金粉末と作成例ａからｎに係る各フラックス組成物を混練したもの
・実施例３３から４０及び比較例２５から３０：合金Ｅを用いたはんだ合金粉末と作成例ａからｎに係る各フラックス組成物を混練したもの
合金Ａ：Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ
合金Ｂ：Ｓｎ−３Ａｇ−０．７Ｃｕ−３．５Ｂｉ−３Ｓｂ−０．０４Ｎｉ−０．０１Ｃｏ
合金Ｃ：Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ−４．５Ｂｉ−３Ｓｂ−０．０３Ｎｉ
合金Ｄ：Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ−３Ｂｉ−２Ｓｂ−０．０３Ｎｉ
合金Ｅ：Ｓｎ−３Ａｇ−０．７Ｃｕ−３．２Ｂｉ−３Ｓｂ−０．０３Ｎｉ−０．０１Ｃｏ−０．０５Ｆｅ

※１ 荒川化学工業（株）製 水添酸変性ロジン
※２ 日本化成（株）製 脂肪酸ビスアマイド
※３ ＢＡＳＦジャパン（株）製 ヒンダードフェノール系酸化防止剤

なお、表１に記載したパラフィンワックスＣ−１からＣ−５までのノルマルパラフィン含有率、炭素数分布範囲及び重量平均分子量を表３に表す。

＜印刷性試験（１）＞
ガラスエポキシ基板と２０８ピン０．５ｍｍピッチのＱＦＰ（ＰＫＧサイズ：２８ｍｍ×２８ｍｍ×３．２ｍｍ）を用意した。前記ガラスエポキシ基板に前記ＱＦＰに対応するソルダレジストと電極（１．３ｍｍ×０．２５ｍｍ）を設け、次いでこれと同じパターンを有する厚さ１６０μｍのメタルマスクを用い、実施例１から４０及び比較例１から３０に係る各ソルダペースト組成物を、それぞれ１種につき６枚の前記ガラスエポキシ基板に連続で印刷し、各試験基板を作製した。各試験基板上の印刷パターンについて画像検査機（製品名：ａｓｐｉｒｅ２、（株）コーヨンテクノロジー製）を用いて以下の基準で評価した。その結果を表４から表８に表す。
◎：差分高さ（印刷形状の頂点の高さから平均高さを減じた値。以下同じ。）が１５０μｍ以上のツノの発生個数が０個
○：差分高さが１５０μｍ以上のツノの発生個数が１個以上１０個以下
△：差分高さが１５０μｍ以上のツノの発生個数が１１個以上２０個以下
×：差分高さが１５０μｍ以上のツノの発生個数が２１個以上

＜印刷性試験（２）＞
印刷性試験（１）と同じ条件で各試験基板を作製し、各試験基板上の印刷パターンについて画像検査機（製品名：ａｓｐｉｒｅ２、（株）コーヨンテクノロジー製）を用いて以下の基準で評価した。その結果を表４から表８に表す。
◎：差分高さの最大値が２００μｍ以下
○：差分高さの最大値が２００μｍ超２５０μｍ以下
△：差分高さの最大値が２５０μｍ超３５０μｍ以下
×：差分高さの最大値が３５０μｍ超

＜フラックス残さ粘着性試験＞
ガラスエポキシ基板を用意し、これに直径６ｍｍサイズのパターンを有するソルダレジストと銅ランドとを設けた。当該パターンを有する厚さ１５０μｍのメタルマスクを用いて前記ガラスエポキシ基板に実施例１から４０及び比較例１から３０に係る各ソルダペースト組成物をそれぞれ印刷した。次いで各ガラスエポキシ基板をリフロー炉（製品名：ＴＮＰ−５３８ＥＭ、（株）タムラ製作所製）を用いて加熱し、各試験基板を作製した。なお、リフロー条件は、プリヒートを１７０℃から１８０℃で９０秒間、ピーク温度を２３０℃とし、２２０℃以上の時間は３０秒以下であり、ピーク温度から２００℃までの冷却速度は３℃から８℃／秒とした。またリフロー炉内の酸素濃度は１５００±５００ｐｐｍに設定した。
そして各試験基板を室温にて２時間放置した後、直径６ｍｍパターンにはんだ付された各試験基板上に形成されたフラックス残さに直径３００μｍのはんだボールを振りかけ、これを各試験基板の側面が地面と並行となるようにして机に叩きつけ衝撃を与えた。その後、各試験基板上のフラックス残さに付着したはんだボール数をカウントし、以下の基準で評価した。その結果を表４から表８に表す。
◎：はんだボールの付着個数が０個
○：はんだボールの付着個数が１個以上１０個以下
△：はんだボールの付着個数が１１個以上３０個以下
×：はんだボールの付着個数が３１個以上

＜銅板腐食試験＞
実施例１から４０及び比較例１から３０に係るソルダペースト組成物について、規格番号ＩＥＣ ６１１８９−５／８．１に定める条件に従い試験を行い、以下のように評価した。その結果を表４から表８に表す。
○：腐食なし
×：腐食あり

＜絶縁抵抗試験＞
実施例１から４０及び比較例１から３０に係るソルダペースト組成物について、規格番号ＩＥＣ ６１１８９−５／１０．１に定める条件に従い各試験片を作製した。但し、当該各試験片には導体幅及び導体間隔がそれぞれ０．３１８ｍｍの櫛歯基板（サイズ：５０ｍｍ×５０ｍｍ）を使用し、当該各試験片の電極間の絶縁抵抗を８５℃、８５％Ｒ．Ｈ．（相対湿度）、印加電圧３２Ｖ直流の条件下で測定した。その結果を表４から表８に表す。
○：測定初期値が１．０×１０^９Ω以上
×：測定初期値が１．０×１０^９Ω未満

＜ソルダボール試験＞
ガラスエポキシ基板と、２．０ｍｍ×１．２ｍｍのサイズのチップ部品を用意した。当該ガラスエポキシ基板上に前記チップ部品に対応するソルダレジストと電極（１．２５ｍｍ×１．０ｍｍ）とを形成し、これと同じパターンを有する厚さ１５０μｍのメタルマスクを用いて前記ガラスエポキシ基板上に実施例１から４０及び比較例１から３０に係る各ソルダペースト組成物をそれぞれ印刷し、チップ部品を搭載した。次いで各ガラスエポキシ基板をリフロー炉（製品名：ＴＮＰ−５３８ＥＭ、（株）タムラ製作所製）で加熱し、各試験基板を作製した。なお、リフロー条件は、プリヒートを１７０℃から１９０℃で１１０秒間、ピーク温度を２６０℃とし、２００℃以上の時間は７０秒間、２２０℃以上の時間が６０秒間、ピーク温度から２００℃までの冷却速度は３℃から８℃／秒とした。またリフロー炉内の酸素濃度は１５００±５００ｐｐｍに設定した。
前記各試験基板をＸ線透過装置（製品名：ＳＭＸ−１６０Ｅ、（株）島津製作所製）を用いて観察し、チップ部品の周辺及びその下面に発生したソルダボール数とその径をカウントし、以下のように評価した。その結果を表４から表８に表す。
◎：２．０ｍｍ×１．２ｍｍチップ抵抗１０個あたりに発生したボール数が０個
○：２．０ｍｍ×１．２ｍｍチップ抵抗１０個あたりに発生したボール数が１個以上１０個以下で、かつ発生したボールの最大径が２００μｍ以下
△：２．０ｍｍ×１．２ｍｍチップ抵抗１０個あたりに発生したボール数が１個以上１０個以下で、かつ発生したボールの最大径が２００μｍ超
×：２．０ｍｍ×１．２ｍｍチップ抵抗１０個あたりに発生したボール数が１１個以上

＜ボイド試験＞
ソルダボール試験と同じ条件にて各試験基板を作製し、その表面状態をＸ線透過装置（製品名：ＳＭＸ−１６０Ｅ、（株）島津製作所製）で観察し、はんだ接合部が形成されている領域に占めるボイドの総面積の割合（ボイドの面積率）を測定した。なおボイドの発生状況は各試験基板中２０箇所のランドにおけるボイドの面積率の最大値を求め、以下のように評価した。その結果を表４から表８に表す。
◎：ボイドの面積率の最大値が１０％以下
○：ボイドの面積率の最大値が１０％超１３％以下
△：ボイドの面積率の最大値が１３％超２０％以下
×：ボイドの面積率の最大値が２０％超

＜はんだ亀裂試験＞
３．２ｍｍ×１．６ｍｍのサイズのチップ部品（Ｎｉ／Ｓｎめっき）と、当該サイズのチップ部品を実装できるパターンを有するソルダレジストおよび前記チップ部品を接続する電極（１．６ｍｍ×１．２ｍｍ）とを備えたガラスエポキシ基板と、同パターンを有する厚さ１５０μｍのメタルマスクを用意した。
前記ガラスエポキシ基板上に前記メタルマスクを用いて実施例１から４０及び比較例１から３０に係る各ソルダペースト組成物をそれぞれ印刷し、それぞれ前記チップ部品を搭載した。
その後、リフロー炉（製品名：ＴＮＰ−５３８ＥＭ、（株）タムラ製作所製）を用いて前記各ガラスエポキシ基板を加熱してそれぞれに前記ガラスエポキシ基板と前記チップ部品とを電気的に接合するはんだ接合部を形成し、前記チップ部品を実装した。この際のリフロー条件は、プリヒートを１７０℃から１９０℃で１１０秒間、ピーク温度を２４５℃とし、２００℃以上の時間が６５秒間、２２０℃以上の時間が４５秒間、ピーク温度から２００℃までの冷却速度を３℃から８℃／秒とし、酸素濃度は１５００±５００ｐｐｍに設定した。
次に、−４０℃（３０分間）から１２５℃（３０分間）の条件に設定した冷熱衝撃試験装置（製品名：ＥＳ−７６ＬＭＳ、日立アプライアンス（株）製）を用い、冷熱衝撃サイクルを１，０００、１，５００、２，０００、２，５００、３，０００サイクル繰り返す環境下に前記各ガラスエポキシ基板をそれぞれ曝した後これを取り出し、各試験基板を作製した。
次いで各試験基板の対象部分を切り出し、これをエポキシ樹脂（製品名：エポマウント（主剤および硬化剤）、リファインテック（株）製）を用いて封止した。更に湿式研磨機（製品名：ＴｅｇｒａＰｏｌ−２５、丸本ストルアス（株）、製）を用いて各試験基板に実装された前記チップ部品の中央断面が分かるような状態とし、形成されたはんだ接合部に発生した亀裂がはんだ接合部を完全に横断して破断に至っているか否かを走査電子顕微鏡（製品名：ＴＭ−１０００、（株）日立ハイテクノロジーズ製）を用いて観察し、以下の基準にて評価した。その結果を表４から表８に表す。なお、各冷熱衝撃サイクルにおける評価チップ数は１０個とした。
◎◎：３，０００サイクルまではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生しない
◎：２，５０１から３，０００サイクルの間ではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生
〇：２，００１から２，５００サイクルの間ではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生
△：２，０００サイクル以下ではんだ接合部を完全に横断する亀裂が発生

以上に示す通り、実施例１から４０においては、合金Ａから合金Ｅのいずれを使用した場合においてもはんだ付性（ボイド及びソルダボール発生抑制）を損なうことなく、またファインピッチパターンに対応した１６０μｍのメタルマスクを使用してパターン形成印刷したにもかかわらず良好な印刷性を確保することができている。またこれらを用いて形成されたフラックス残さは、いずれもその信頼性（残さの粘着性及び絶縁抵抗）をも両立できていることが分かる。
また特定の合金元素及び合金含有量とした合金ＢからＥを用いた実施例９から４０に係るソルダペースト組成物においては、合金Ａを用いた実施例１から８に係るソルダペースト組成物よりも亀裂進展抑制効果を向上し得ることが分かる。このように実施例９から４０に係るソルダペースト組成物は、特に車載用電子回路基板といった寒暖差が激しく且つ高い信頼性の求められる電子回路基板にも好適に用いることができる。

Claims (7)

1. （Ａ）ベース樹脂と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）パラフィンワックスとを含み、
   前記パラフィンワックス（Ｃ）はイソパラフィン及びシクロパラフィンの少なくとも一方を９質量％以上２０質量％以下含み、
   前記パラフィンワックス（Ｃ）の配合量はフラックス組成物全量に対して０．５質量％から２０質量％であることを特徴とするフラックス組成物。
2. 前記パラフィンワックス（Ｃ）は炭素及び水素のみをその構成元素とすることを特徴とする請求項１に記載のフラックス組成物。
3. 前記パラフィンワックス（Ｃ）の炭素数分布が１６から５０の範囲にあり、その重量平均分子量は３００Ｍｗ以上６００Ｍｗ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフラックス組成物。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のフラックス組成物と、はんだ合金粉末とを含むことを特徴とするソルダペースト組成物。
5. 前記はんだ合金粉末はＡｇを２質量％以上３．１質量％以下と、Ｃｕを０質量％超１質量％以下と、Ｓｂを１質量％以上５質量％以下と、Ｂｉを０．５質量％以上４．５質量％以下と、Ｎｉを０．０１質量％以上０．２５質量％以下含み、残部がＳｎからなることを特徴とする請求項４に記載のソルダペースト組成物。
6. 前記はんだ合金粉末は更にＣｏを０．００１質量％以上０．２５質量％以下含むことを特徴とする請求項５に記載のソルダペースト組成物。
7. 請求項４から請求項６のいずれか１項に記載のソルダペースト組成物を用いて形成されたはんだ接合体を有することを特徴とする電子回路基板。