WO2020004512A1 - はんだペースト - Google Patents

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WO2020004512A1
WO2020004512A1 PCT/JP2019/025498 JP2019025498W WO2020004512A1 WO 2020004512 A1 WO2020004512 A1 WO 2020004512A1 JP 2019025498 W JP2019025498 W JP 2019025498W WO 2020004512 A1 WO2020004512 A1 WO 2020004512A1
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solder
particles
mass
solder particles
alloy
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PCT/JP2019/025498
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振一郎 須方
邦彦 赤井
芳則 江尻
悠平 岡田
敏光 森谷
勝将 宮地
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日立化成株式会社
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C12/00—Alloys based on antimony or bismuth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C13/00—Alloys based on tin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/01—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the form or arrangement of the conductive interconnection between the connecting locations
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits

Definitions

  • the present invention relates to a solder paste.
  • Patent Document 1 describes a conductive paste containing a thermosetting component and a plurality of solder particles subjected to a specific surface treatment.
  • the present invention aims to provide a novel solder paste.
  • solder paste including a solder particle and a flux, wherein the solder particle has a flat surface in a part of its surface.
  • the average particle diameter of the solder particles is 1 to 30 ⁇ m, and C.I. V. The value may be 20% or less.
  • the ratio (A / B) of the diameter A of the flat portion to the diameter B of the solder particles may satisfy the following expression. 0.01 ⁇ A / B ⁇ 1.0
  • the solder particles may include at least one selected from the group consisting of tin, tin alloy, indium, and indium alloy.
  • the solder particles are In-Sn alloy, In-Sn-Ag alloy, In-Bi alloy, Sn-Au alloy, Sn-Bi alloy, Sn-Bi-Ag alloy, Sn-Ag-Cu alloy and Sn-.
  • At least one tin alloy selected from the group consisting of Cu alloys may be included.
  • a novel solder paste is provided.
  • solder particles having a flat portion on a part of the surface By using the solder particles having a flat portion on a part of the surface, a solder paste having excellent wettability and spreadability can be obtained.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a solder particle.
  • FIG. 2 is a diagram showing distances X and Y (where Y ⁇ X) between opposing sides when a rectangle circumscribing the projected image of the solder particles is created by two pairs of parallel lines.
  • FIG. 3A is a plan view schematically showing an example of the base
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line IIIb-IIIb shown in FIG. 4A to 4D are cross-sectional views schematically showing examples of the cross-sectional shape of the concave portion of the base.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the solder fine particles are accommodated in the concave portions of the base.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the solder particles are formed in the concave portions of the base.
  • FIG. 7 is an SEM image showing an example of the solder particles.
  • FIG. 8 is a diagram showing the results of evaluation of wet spreadability.
  • each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition when there are a plurality of substances corresponding to each component in the composition, unless otherwise specified.
  • the numerical range indicated by using “to” indicates a range including the numerical values described before and after “to” as the minimum value and the maximum value, respectively.
  • the upper limit or the lower limit of the numerical range of a certain stage may be replaced with the upper limit or the lower limit of the numerical range of another stage.
  • the upper limit or the lower limit of the numerical ranges may be replaced with the values shown in the examples.
  • solder paste according to the present embodiment contains solder particles and flux.
  • the paste may further include a thermosetting component and other components.
  • solder particles The solder particles have a flat portion on a part of the surface. Details of the solder particles and a method for producing the same will be described later.
  • the content of the solder particles may be 1% by mass or more, 2% by mass or more, 10% by mass or more, 20% by mass or more, or 30% by mass or more based on the total mass of the solder paste. . Further, the content may be 99% by mass or less, 90% by mass or less, or 85% by mass or less based on the total mass of the solder paste. When the content of the solder particles is within the above range, the solder particles are more easily arranged on the electrodes, and more solder particles are easily arranged between the electrodes, and the conduction reliability tends to be improved. .
  • flux examples include compounds generally used for solder bonding and the like, for example, zinc chloride, a mixture of zinc chloride and an inorganic halide, a mixture of zinc chloride and an inorganic acid, a molten salt, phosphoric acid, phosphoric acid, and the like. Derivatives, organic halides, hydrazine, organic acids, rosin, and the like. One of these fluxes may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • Examples of the molten salt include ammonium chloride.
  • Organic acids include lactic acid, citric acid, stearic acid, glutamic acid, glutaric acid and the like.
  • Examples of the rosin include activated rosin and non-activated rosin. Further, as the rosin, more specifically, rosins containing abietic acid as a main component are exemplified.
  • the flux is preferably a rosin, and more preferably abietic acid. By using these fluxes, the reliability of conduction between the electrodes is further improved.
  • the melting point of the flux may be 50 ° C or higher, 70 ° C or higher, or 80 ° C or higher. Still, the melting point may be 200 ° C. or lower, or 160 ° C. or lower, 150 ° C. or lower, or 140 ° C. or lower. When the melting point of the flux is within the above range, the flux effect is easily exerted, and the solder particles tend to be efficiently arranged on the electrode.
  • succinic acid (melting point 186 ° C.), glutaric acid (melting point 96 ° C.), adipic acid (melting point 152 ° C.), pimelic acid (melting point 104 ° C.), suberic acid (melting point 142) C.), benzoic acid (melting point 122 ° C.), malic acid (melting point 130 ° C.), and the like.
  • an organic acid having a hydroxyl group and a carboxyl group can be used.
  • Aliphatic dihydroxycarboxylic acids are preferred from the viewpoint of efficiently removing the surface oxide film of the solder particles and providing good bonding reliability.
  • tartaric acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) butanoic acid, 2,2-bis (hydroxymethyl) pentanoic acid and the like can be mentioned.
  • the flux may not only be contained in the solder paste but also adhere to the surface of the solder particles.
  • the content of the flux may be 0.5% by mass or more based on the total mass of the solder paste. Further, the content may be 30% by mass or less or 25% by mass or less based on the total mass of the solder paste.
  • the content of the flux is within the above range, it is difficult to form an oxide film on the surface of the solder and the electrode, and it is easy to effectively remove the oxide film formed on the surface of the solder and the electrode.
  • thermosetting component can include a thermosetting compound and a thermosetting agent.
  • thermosetting compound include oxetane compounds, epoxy compounds, episulfide compounds, (meth) acrylic compounds, phenol compounds, amino compounds, unsaturated polyester compounds, polyurethane compounds, silicone compounds, and polyimide compounds.
  • the content of the thermosetting compound may be 10% by mass or more, 40% by mass or more, or 50% by mass or more based on the total mass of the solder paste. Further, the content may be 99% by mass or less, 98% by mass or less, 90% by mass or less, or 80% by mass or less based on the total mass of the solder paste.
  • thermal curing agent examples include an imidazole curing agent, an amine curing agent, a phenol curing agent, a polythiol curing agent, an acid anhydride, a thermal cation initiator, and a thermal radical generator.
  • thermosetting agents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • an imidazole curing agent a polythiol curing agent, an amine curing agent, or the like can be used as the thermal curing agent.
  • a latent thermosetting agent can be used as the latent curing agent.
  • a latent imidazole curing agent, a latent polythiol curing agent, a latent amine curing agent, and the like can be used as the latent curing agent.
  • the reaction initiation temperature of the thermosetting agent may be 50 ° C. or higher, 70 ° C. or higher, or 80 ° C. or higher. Further, the temperature may be 250 ° C. or lower, 200 ° C. or lower, 150 ° C. or lower, or 140 ° C. or lower.
  • the reaction start temperature of the thermosetting agent refers to the temperature at which the exothermic peak starts to rise in DSC.
  • the content of the thermosetting agent may be 0.01 part by mass or more, or 1 part by mass or more based on 100 parts by mass of the thermosetting compound.
  • the content may be 200 parts by mass or less, 100 parts by mass or less, or 75 parts by mass or less.
  • the solder paste may further include an organic solvent, a thixocontrol agent, a coupling agent, a reactive diluent, and the like, if necessary.
  • solder particles according to the present embodiment have a flat portion on a part of the surface. At this time, it is preferable that the surface other than the flat portion is spherical. That is, the solder particles may have a flat surface portion and a spherical crown-shaped curved surface portion. When an anisotropic conductive material is obtained using such solder particles, it is possible to realize excellent conduction reliability and insulation reliability. Hereinafter, the reason will be described.
  • ⁇ Circle over (1) ⁇ By contacting the flat portion of the solder particles with the electrode, a wide contact area can be secured between the flat portion and the electrode. For example, when connecting an electrode formed of a material to which solder easily spreads and an electrode formed of a material to which solder is unlikely to spread, adjustment is performed so that the plane portion of the solder particles is arranged on the latter electrode side. Thereby, connection between both electrodes can be suitably performed.
  • the large contact area between the solder particles and the electrodes makes it easier for the solder to spread and spread.
  • a method for making the solder particles disposed on the electrode (substrate) wet and spread on the electrode there is a method in which a flux is applied in advance to the solder particles themselves or the electrode, and the solder particles are dissolved by reflow (heating). At this time, when the oxide film of the solder particles is thick, the flux is weak, or the like, if the contact area between the solder particles and the electrode is small, it is difficult for the solder to spread and spread.
  • the contact area between the electrode and the solder particles is increased, and the solder particles tend to spread easily. This is because when the oxide film is being removed, if the electrode contacts the surface of the solder particles, the thinned oxide film will crack and the melted solder and flux will flow, removing the oxide film. It is presumed that it is easier to proceed.
  • the contact area between the solder particles and the electrode is large, the number of contact points between the electrode and the surface of the solder particle increases, so that the timing of the spread of the wetness becomes early, and the spread of the wettable material becomes easy.
  • the solder particles are easily wetted and spread, the amount of flux can be reduced, and the occurrence of ion migration due to the residue of the flux can be suppressed.
  • solder particles having the flat portion have good sitting, when the solder particles are arranged on the electrode such that the flat portion and the electrode are in contact with each other, the solder particles are less likely to be displaced due to its stable shape. That is, it is easy to suppress that the solder particles roll out of the space between the electrodes before the reflow, thereby lowering the conduction reliability between the facing electrodes and the insulation reliability between the adjacent electrodes.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of the solder particles 1 according to the present embodiment.
  • the solder particles 1 have a shape in which a flat portion 11 having a diameter A is formed on a part of the surface of a sphere having a diameter B.
  • the ratio (A / B) of the diameter A of the flat portion to the diameter B of the solder particles 1 is, for example, more than 0.01 and less than 1.0 (0.01 ⁇ 0.01).
  • a / B ⁇ 1.0 may be 0.1 to 0.9, 0.1 to 0.5, 0.1 to 0.3, or 0.1 to 0.2.
  • the diameter B of the solder particles and the diameter A of the plane portion can be observed by, for example, a scanning electron microscope or the like. Specifically, arbitrary particles are observed with a scanning electron microscope, and an image is taken. The diameter B of the solder particles and the diameter A of the plane portion are measured from the obtained image, and the A / B of the particles is determined. This operation is performed on 300 solder particles, and an average value is calculated, which is defined as A / B of the solder particles.
  • Solder particles 1 have an average particle diameter of 1 to 30 ⁇ m and C.I. V. The value may be 20% or less. Such solder particles have both a small average particle diameter and a narrow particle size distribution, and can be suitably used as conductive particles applied to an anisotropic conductive material having high conductive reliability and insulation reliability.
  • the average particle size of the solder particles is not particularly limited as long as it is within the above range, but is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 25 ⁇ m or less, and further preferably 20 ⁇ m or less.
  • the average particle size of the solder particles is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 2 ⁇ m or more, and further preferably 4 ⁇ m or more.
  • the average particle size of the solder particles can be measured using various methods according to the size. For example, methods such as a dynamic light scattering method, a laser diffraction method, a centrifugal sedimentation method, an electric detection band method, and a resonance mass measurement method can be used. Further, a method of measuring the particle size from an image obtained by an optical microscope, an electron microscope, or the like can be used. Specific examples include a flow-type particle image analyzer, a Microtrac, a Coulter counter, and the like.
  • C. of solder particles V The value is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 7% or less, and most preferably 5% or less, from the viewpoint of realizing better conductive reliability and insulation reliability.
  • the lower limit of the value is not particularly limited.
  • C.I. V. The value may be 1% or more, and may be 2% or more.
  • the ratio of Y to X may be more than 0.8 and less than 1.0 (0.8 ⁇ Y / X ⁇ 1.0), and may be 0.81 to 0.99 or 0.81 to 0.95.
  • Such solder particles can be said to be particles closer to a true sphere.
  • solder particles are close to a true sphere, when the plurality of electrodes facing each other are electrically connected via the solder particles, unevenness is hardly generated in the contact between the solder particles and the electrodes, and a stable connection is obtained. Tend. In addition, when a conductive film or paste in which solder particles are dispersed in a resin material is produced, high dispersibility is obtained, and dispersion stability during production tends to be obtained. Furthermore, when a film or paste in which solder particles are dispersed in a resin material is used for connection between electrodes, even if the solder particles rotate in the resin, if the solder particles are spherical, when viewed in a projected image, The projected area of the solder particles is close.
  • the circularity of the solder particles (ratio R / R of the radii of two concentric circles (the radius r of the minimum circumscribed circle and the radius R of the maximum inscribed circle)) is 0.85 or more. And may be 0.90 or more.
  • FIG. 2 is a diagram showing distances X and Y (where Y ⁇ X) between opposing sides when a rectangle circumscribing the projected image of the solder particles is created by two pairs of parallel lines.
  • a projection image is obtained by observing an arbitrary particle with a scanning electron microscope.
  • Y / X of the particle is determined. This operation is performed on 300 solder particles to calculate an average value, which is defined as Y / X of the solder particles.
  • the solder particles may include tin or a tin alloy.
  • tin alloy for example, In—Sn alloy, In—Sn—Ag alloy, Sn—Au alloy, Sn—Bi alloy, Sn—Bi—Ag alloy, Sn—Ag—Cu alloy, Sn—Cu alloy, etc. are used. be able to. The following examples are given as specific examples of these tin alloys.
  • solder particles may include indium or an indium alloy.
  • the indium alloy for example, an In—Bi alloy, an In—Ag alloy, or the like can be used. The following examples are given as specific examples of these indium alloys. ⁇ In-Bi (In 66.3% by mass, Bi 33.7% by mass, melting point 72 ° C.) In-Bi (33.0% by mass of In, 67.0% by mass of Bi, melting point 109 ° C.) In-Ag (In 97.0 mass%, Ag 3.0 mass%, melting point 145 ° C)
  • tin alloy or indium alloy can be selected according to the use (temperature during use) of the solder particles and the like.
  • an In—Sn alloy or a Sn—Bi alloy may be adopted, and in this case, fusion can be performed at 150 ° C. or less.
  • a material having a high melting point such as a Sn—Ag—Cu alloy or a Sn—Cu alloy, is employed, high reliability can be maintained even after being left at a high temperature.
  • the solder particles may include one or more selected from Ag, Cu, Ni, Bi, Zn, Pd, Pb, Au, P and B.
  • Ag or Cu may be contained from the following viewpoints. That is, since the solder particles contain Ag or Cu, the melting point of the solder particles can be reduced to about 220 ° C., and the bonding strength with the electrode is further improved, so that better conduction reliability is obtained. It will be easier.
  • the Cu content of the solder particles is, for example, 0.05 to 10% by mass, and may be 0.1 to 5% by mass or 0.2 to 3% by mass.
  • the Cu content is 0.05% by mass or more, it is easy to achieve better solder connection reliability.
  • solder particles having a low melting point and excellent wettability are likely to be obtained, and as a result, the connection reliability of the joints by the solder particles tends to be good.
  • the Ag content of the solder particles is, for example, 0.05 to 10% by mass, and may be 0.1 to 5% by mass or 0.2 to 3% by mass.
  • the Ag content is 0.05% by mass or more, it is easy to achieve better solder connection reliability.
  • the Ag oil content is 10% by mass or less, solder particles having a low melting point and excellent wettability tend to be obtained, and as a result, the connection reliability of the joints by the solder particles tends to be good.
  • solder particles is not particularly limited, and can be suitably used, for example, as conductive particles for an anisotropic conductive material.
  • solder particles for electrically connecting electrodes such as a ball grid array connection method (BGA connection) which is widely used for mounting a semiconductor integrated circuit, and for sealing and sealing a component such as a MEMS, brazing, It can also be suitably used for applications such as a spacer for controlling a sheath. That is, the above-mentioned solder particles can be used for general applications in which conventional solder is used.
  • BGA connection ball grid array connection method
  • the method for producing the solder particles according to the present embodiment is not particularly limited, an example of the production method will be described below.
  • the solder particles according to the present embodiment are prepared by preparing a substrate having a plurality of recesses and solder fine particles, storing the solder particles in at least a part of the concave portions of the base, and storing the solder fine particles in the concave portions. A step of fusing the solder fine particles to form solder particles inside the concave portion. According to this manufacturing method, solder particles having a flat portion on a part of the surface are manufactured.
  • FIG. 3A is a plan view schematically showing an example of the base 60
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line IIIb-IIIb shown in FIG. 3A.
  • the base 60 shown in FIG. 3A has a plurality of recesses 62.
  • the plurality of recesses 62 may be regularly arranged in a predetermined pattern.
  • the concave portion 62 of the base 60 is preferably formed in a tapered shape in which the opening area increases from the bottom 62a side of the concave portion 62 toward the surface 60a side of the base 60. That is, as shown in FIG. 3, the width of the bottom 62a of the recess 62 (width a in FIG. 3) is preferably smaller than the width of the opening in the surface 60a of the recess 62 (width b in FIG. 3).
  • the size (width a, width b, volume, taper angle, depth, etc.) of the recess 62 may be set according to the size of the target solder particle.
  • the shape of the concave portion 62 may be a shape other than the shape shown in FIG.
  • the shape of the opening in the surface 60a of the concave portion 62 may be an ellipse, a triangle, a quadrangle, a polygon, or the like, in addition to a circle as shown in FIG.
  • the shape of the concave portion 62 in a cross section perpendicular to the surface 60a may be, for example, a shape as shown in FIG.
  • FIGS. 4A to 4D are cross-sectional views schematically showing examples of the cross-sectional shape of the concave portion of the base.
  • Each of the cross-sectional shapes shown in FIGS. 4A to 4D has a flat bottom surface. Thereby, a flat part is formed on a part of the surface of the solder particle.
  • the width (width b) of the opening in the surface 60a of the concave portion 62 is the maximum width in the cross-sectional shape. Thereby, the solder particles formed in the concave portion 62 are easily taken out, and workability is improved.
  • the base 60 for example, inorganic materials such as silicon, various ceramics, glass, metals such as stainless steel, and organic materials such as various resins can be used. Among these, it is preferable that the base 60 is made of a material having heat resistance that does not deteriorate at the melting temperature of the solder fine particles. Further, the concave portion 62 of the base 60 can be formed by a known method such as a photolithographic method, an imprint method, a mechanical processing method, an electron beam processing method, a radiation processing method, or the like.
  • the solder fine particles prepared in the preparation step may include fine particles having a particle diameter smaller than the width (width b) of the opening in the surface 60a of the concave portion 62, and include more fine particles having a particle diameter smaller than the width b.
  • the solder fine particles preferably have a particle size distribution D10 particle size smaller than width b, more preferably a particle size distribution D30 particle size smaller than width b, and a particle size distribution D50 particle size smaller than width b. More preferred.
  • the particle size distribution of the solder particles can be measured using various methods according to the size. For example, methods such as a dynamic light scattering method, a laser diffraction method, a centrifugal sedimentation method, an electric detection band method, and a resonance mass measurement method can be used. Further, a method of measuring the particle size from an image obtained by an optical microscope, an electron microscope, or the like can be used. Specific examples include a flow-type particle image analyzer, a Microtrac, a Coulter counter, and the like.
  • C C. of the solder fine particles prepared in the preparation process V The value is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the filling property of the concave portion 62 by a combination of large and small fine particles, C.I. V.
  • the value is preferably high.
  • the value may be higher than 20%, preferably higher than 25%, more preferably higher than 30%.
  • Solder fine particles C.I. V. The value is calculated by multiplying the value obtained by dividing the standard deviation of the particle size measured by the above-described method by the average particle size (D50 particle size) by 100.
  • the solder particles may include tin or a tin alloy.
  • tin alloy for example, In—Sn alloy, In—Sn—Ag alloy, Sn—Au alloy, Sn—Bi alloy, Sn—Bi—Ag alloy, Sn—Ag—Cu alloy, Sn—Cu alloy, etc. are used. be able to. The following examples are given as specific examples of these tin alloys.
  • solder particles may include indium or an indium alloy.
  • the indium alloy for example, an In—Bi alloy, an In—Ag alloy, or the like can be used. The following examples are given as specific examples of these indium alloys. ⁇ In-Bi (In 66.3% by mass, Bi 33.7% by mass, melting point 72 ° C.) In-Bi (33.0% by mass of In, 67.0% by mass of Bi, melting point 109 ° C.) In-Ag (In 97.0 mass%, Ag 3.0 mass%, melting point 145 ° C)
  • the above-mentioned tin alloy or indium alloy can be selected according to the use (temperature during use) of the solder particles and the like. For example, when it is desired to obtain solder particles used for fusion at a low temperature, an In—Sn alloy or a Sn—Bi alloy may be adopted. In this case, solder particles that can be fused at 150 ° C. or lower are obtained. When a material having a high melting point, such as a Sn—Ag—Cu alloy or a Sn—Cu alloy, is used, solder particles that can maintain high reliability even after being left at a high temperature can be obtained.
  • a material having a high melting point such as a Sn—Ag—Cu alloy or a Sn—Cu alloy
  • the solder fine particles may include one or more selected from Ag, Cu, Ni, Bi, Zn, Pd, Pb, Au, P and B.
  • Ag or Cu may be contained from the following viewpoints. That is, since the solder fine particles contain Ag or Cu, the melting point of the obtained solder particles can be reduced to about 220 ° C., and the solder particles having excellent bonding strength with the electrode can be obtained, so that good conduction reliability can be obtained. Is obtained.
  • the Cu content of the solder fine particles is, for example, 0.05 to 10% by mass, and may be 0.1 to 5% by mass or 0.2 to 3% by mass.
  • the Cu content is 0.05% by mass or more, it becomes easy to obtain solder particles capable of achieving good solder connection reliability.
  • the Cu content is 10% by mass or less, solder particles having a low melting point and excellent wettability are easily obtained, and as a result, the connection reliability of the joints by the solder particles is easily improved.
  • the Ag content of the solder particles is, for example, 0.05 to 10% by mass, and may be 0.1 to 5% by mass or 0.2 to 3% by mass.
  • the Ag content is 0.05% by mass or more, solder particles that can achieve good solder connection reliability are easily obtained.
  • the Ag oil content is 10% by mass or less, solder particles having a low melting point and excellent wettability are easily obtained, and as a result, the connection reliability of the joints by the solder particles is easily improved.
  • the solder fine particles prepared in the preparation step are accommodated in each of the recesses 62 of the base 60.
  • the accommodating step may be a step of accommodating all of the solder fine particles prepared in the preparing step in the concave portion 62, and a part of the solder fine particles prepared in the preparing step (for example, the width b of the opening of the concave portion 62 among the solder fine particles). (Smaller one) in the recess 62.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the solder fine particles 111 are accommodated in the concave portions 62 of the base 60. As shown in FIG. 5, a plurality of solder particles 111 are accommodated in each of the plurality of recesses 62.
  • the amount of the solder fine particles 111 accommodated in the concave portion 62 is, for example, preferably 20% or more, more preferably 30% or more, even more preferably 50% or more based on the volume of the concave portion 62. , 60% or more. Thereby, the variation in the accommodation amount is suppressed, and solder particles having a smaller particle size distribution are easily obtained.
  • the method for accommodating the solder fine particles in the concave portion 62 is not particularly limited.
  • the storage method may be either a dry method or a wet method.
  • the solder fine particles prepared in the preparation step on the base 60 and rubbing the surface 60a of the base 60 with a squeegee, sufficient solder fines are accommodated in the recess 62 while removing excess solder fines. can do.
  • the width b of the opening of the concave portion 62 is larger than the depth of the concave portion 62, the solder fine particles may jump out of the opening of the concave portion 62.
  • a squeegee is used, the solder particles protruding from the opening of the concave portion 62 are removed.
  • Examples of a method for removing excess solder fine particles include a method of blowing compressed air, a method of rubbing the surface 60a of the base 60 with a nonwoven fabric or a bundle of fibers, and the like. These methods are preferable in handling solder particles that are easily deformed because the physical force is weaker than that of a squeegee. Further, in these methods, the solder fine particles protruding from the opening of the concave portion 62 can be left in the concave portion.
  • the fusion step is a step of fusing the solder particles 111 housed in the concave portions 62 to form the solder particles 1 inside the concave portions 62.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the solder particles 1 are formed in the concave portions 62 of the base 60.
  • the solder fine particles 111 accommodated in the concave portion 62 are united by melting and are sphericalized by surface tension.
  • the molten solder follows the bottom portion 62a to form the flat portion 11.
  • the formed solder particles 1 have a shape having the flat portion 11 on a part of the surface.
  • FIG. 1 is a view of the solder particles 1 viewed from the side opposite to the opening of the recess 62 in FIG.
  • solder fine particles 111 As a method of melting the solder fine particles 111 accommodated in the concave portion 62, there is a method of heating the solder fine particles 111 to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder. Due to the effect of the oxide film, the solder fine particles 111 may not melt even when heated at a temperature higher than the melting point, may not spread, or may not coalesce. For this reason, the solder fine particles 111 are exposed to a reducing atmosphere, the surface oxide film of the solder fine particles 111 is removed, and then the solder fine particles 111 are heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder fine particles 111, so that the solder fine particles 111 are melted and spread. Can be unified.
  • the melting of the solder fine particles 111 is preferably performed in a reducing atmosphere.
  • a reducing atmosphere By heating the solder fine particles 111 to a temperature higher than the melting point of the solder fine particles 111 and in a reducing atmosphere, the oxide film on the surface of the solder fine particles 111 is reduced, so that the solder fine particles 111 are melted, spread, and united efficiently. It becomes easier to progress.
  • the method for setting the reducing atmosphere is not particularly limited as long as the above-described effects can be obtained.
  • the solder fine particles 111 can be melted in a reducing atmosphere.
  • These devices may include a heating device, a chamber for filling an inert gas (nitrogen, argon, etc.) in the furnace, a mechanism for evacuating the chamber, and the like, which makes it easier to control the reducing gas.
  • voids can be removed by decompression after melting and coalescence of the solder fine particles 111, and the solder particles 1 with more excellent connection stability can be obtained.
  • the profile of the solder fine particles 111 such as reduction, melting conditions, temperature, and atmosphere adjustment in the furnace may be appropriately set in consideration of the melting point, the particle size, the size of the concave portion, the material of the base 60, and the like.
  • the substrate 60 having the recesses filled with the solder fine particles 111 is inserted into a furnace, and after evacuation, a reducing gas is introduced to fill the furnace with the reducing gas, and the surface oxide film of the solder fine particles 111 is formed. After the removal, the reducing gas is removed by vacuuming, and then heated to the melting point of the solder fine particles 111 or more to dissolve and coalesce the solder fine particles, and form the solder particles in the concave portion 62.
  • solder particles 1 After filling with nitrogen gas, the temperature in the furnace is returned to room temperature, and solder particles 1 can be obtained. Also, for example, after inserting the substrate 60 in which the solder fine particles 111 are filled in the recesses into the furnace and performing evacuation, a reducing gas is introduced, the inside of the furnace is filled with the reducing gas, and the furnace heater is used. After heating the solder fine particles 111 to remove the surface oxide film of the solder fine particles 111, the reducing gas is removed by evacuation, and then heated to the melting point of the solder fine particles 111 or more to dissolve and unite the solder fine particles.
  • the temperature in the furnace is returned to room temperature after filling with nitrogen gas, and the solder particles 1 can be obtained.
  • the reducing power is increased and the oxide film on the surface of the solder fine particles is easily removed.
  • the furnace heater is used.
  • the substrate 60 is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the solder fine particles 111 to remove the surface oxide film of the solder fine particles 111 by reduction, and at the same time, dissolve and coalesce the solder fine particles.
  • the furnace temperature is returned to room temperature after filling with nitrogen gas, and the solder particles 1 can be obtained.
  • the treatment can be performed in a short time because the rise and fall of the furnace temperature need only be adjusted once.
  • a step of removing the surface oxide film that has not been completely removed by again setting the inside of the furnace to a reducing atmosphere is performed. Residue such as a part of the oxide film remaining on the substrate can be reduced.
  • the substrate 60 filled with the solder fine particles 111 in the concave portion is placed on a conveyor for conveyance, and continuously passed through a plurality of zones to obtain the solder particles 1.
  • the substrate 60 in which the recesses are filled with the solder fine particles 111 is placed on a conveyor set at a constant speed, and passed through a zone filled with an inert gas such as nitrogen or argon at a temperature lower than the melting point of the solder fine particles 111, Subsequently, the powder is passed through a zone in which a reducing gas such as formic acid gas at a temperature lower than the melting point of the solder fine particles 111 is present to remove the surface oxide film of the solder fine particles 111.
  • solder particles 111 are melted and coalesced by passing through a zone filled with an inert gas such as argon, and then passed through a cooling zone filled with an inert gas such as nitrogen or argon to obtain solder particles 1. be able to.
  • an inert gas such as argon
  • the substrate 60 in which the recesses are filled with the solder particles 111 is placed on a conveyor set at a constant speed, and passed through a zone filled with an inert gas such as nitrogen or argon at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder particles 111, Subsequently, it is passed through a zone in which a reducing gas such as formic acid gas at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder fine particles 111 is present to remove the surface oxide film of the solder fine particles 111, melt and coalesce. Through the cooling zone filled with the inert gas, the solder particles 1 can be obtained.
  • an inert gas such as nitrogen or argon
  • the conveyor furnace can process at atmospheric pressure, it is also possible to continuously process a film-like material by roll-to-roll.
  • a continuous roll product of the substrate 60 in which the recesses are filled with the solder fine particles 111 is prepared, a roll unwinder is installed at the entrance side of the conveyor furnace, and a roll take-up machine is installed at the exit side of the conveyor furnace.
  • the solder fine particles 111 filled in the concave portions can be fused.
  • solder particles 1 are taken out from the concave portion 62 and collected, and are used for preparing a solder paste.
  • FIG. 7 is an SEM image showing an example of the solder particles thus obtained. Note that the solder particles 1 may be transported or stored while being stored in the concave portions 62 of the base 60.
  • uniform size solder particles can be formed regardless of the material and shape of the solder fine particles.
  • indium-based solder can be deposited by plating, but it is difficult to deposit in the form of particles, and it is soft and difficult to handle.
  • indium-based solder particles having a uniform particle diameter can be easily manufactured by using indium-based solder fine particles as a raw material.
  • the formed solder particles 1 can be handled in a state of being accommodated in the concave portion 62 of the base 60, the solder particles can be transported and stored without deforming the solder particles.
  • the formed solder particles 1 are simply housed in the concave portions 62 of the base body 60, they can be easily taken out and can be collected and surface-treated without deforming the solder particles.
  • the solder fine particles 111 may have a large variation in the particle size distribution or may have a distorted shape. If the solder fine particles 111 can be accommodated in the concave portion 62, they can be used as a raw material in the manufacturing method of the present embodiment.
  • the shape of the concave portion 62 of the base 60 can be freely designed by a lithography method, an imprint method, an electron beam processing method, a radiation processing method, a machining method, or the like. Since the size of the solder particles 1 depends on the amount of the solder fine particles 111 accommodated in the concave portions 62, the size of the solder particles 1 can be freely designed by designing the concave portions 62 in the manufacturing method of the present embodiment.
  • Step a1 Classification of solder fine particles
  • 100 g of Sn-Bi solder fine particles manufactured by 5N Plus, melting point: 139 ° C., Type 8
  • 5N Plus melting point: 139 ° C.
  • Type 8 melting point: 139 ° C.
  • This operation was repeated to collect 10 g of the solder fine particles.
  • the average particle diameter of the obtained solder fine particles was 1.0 ⁇ m, and C.I. V. The value was 42%.
  • Step b1 disposition on substrate
  • Polyimide film, thickness 100 ⁇ m was prepared.
  • the plurality of recesses were regularly arranged at intervals of 1.0 ⁇ m.
  • the solder fine particles (average particle diameter: 1.0 ⁇ m, CV value: 42%) obtained in step a) were arranged in the concave portions of the base.
  • Step c1 formation of solder particles
  • the substrate having the solder fine particles disposed in the recesses in the step b1 was placed in a hydrogen reduction furnace, and after evacuation, hydrogen gas was introduced into the furnace to fill the furnace with hydrogen. Thereafter, the inside of the furnace was maintained at 280 ° C. for 20 minutes, and then vacuum was applied again, nitrogen was introduced, the pressure was returned to the atmospheric pressure, and the temperature in the furnace was lowered to room temperature to form solder particles.
  • solder particles were collected from the concave portion by tapping the substrate after step c1 from the back side of the concave portion.
  • the obtained solder particles were observed by the following method.
  • the obtained solder particles are placed on a conductive tape fixed to the surface of a scanning electron microscope (SEM) observation pedestal, and the SEM observation pedestal is tapped on a 5-mm-thick stainless steel plate so that the solder particles are all over the conductive tape. Spread out evenly. Thereafter, a compressed nitrogen gas was blown onto the surface of the conductive tape to fix the solder particles on the conductive tape in a single layer.
  • FIG. 7 shows the observation results.
  • FIG. 7 is an SEM image of the solder particles obtained in Example 1. As shown in the figure, the obtained solder particles had a shape in which a flat portion was formed on a part of the surface of the sphere. Note that the solder particles obtained in the other examples also had the same shape.
  • Roundness the ratio r / R of the radii of two concentric circles (the radius r of the minimum circumscribed circle and the radius R of the maximum inscribed circle) of the solder particles.
  • a / B The ratio of the diameter A of the flat portion to the diameter B of the solder particles.
  • Y / X When a rectangle circumscribing the projected image of the solder particles is created by two pairs of parallel lines, the distance between opposing sides is defined as X and Y (where Y ⁇ X). ratio.
  • Examples 2 to 12 Except that the size of the concave portion was changed as shown in Table 1, solder particles were prepared in the same manner as in Example 1, and the solder particles were evaluated.
  • solder paste was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the Sn-Bi solder particles having flat portions formed on a part of the surface of the sphere obtained in Examples 2 to 12 were used.
  • a thermal shock tester (1 cycle: hold at ⁇ 55 ° C. for 30 minutes, heat up to 125 ° C. for 5 minutes, hold at 125 ° C. for 30 minutes, ⁇ 55 To 5 ° C. in 5 minutes) and the connection resistance was measured.
  • the evaluation of the TCT resistance was made using the number of cycles showing a resistance change rate within ⁇ 10% of the initial resistance as an index.
  • a predetermined amount of solder paste is printed on a rolled copper foil (10 mm ⁇ 15 mm, thickness: 0.04 mm) using a printing metal mask (opening: 5 mm ⁇ 5 mm, thickness: 0.1 mm), and a hot plate is used. Then, a heat history at 150 ° C. for 3 minutes was added to evaluate the wet spreading property.
  • FIG. 8 shows the results of the evaluation of wet spreadability.
  • FIG. 8A is a diagram showing the wet spreading property of Production Example 5. While maintaining the square shape after printing, it can be confirmed that the copper foil quickly spread and spread on the copper foil.
  • FIG. 8 (b) is a diagram showing the wet spreading property of Comparative Production Example 1.
  • the wet-spreading property to the copper foil is poor, and it can be confirmed that the copper foil has sparsely spread.
  • solder particles 11: flat portion, 111: solder fine particles, 60: base, 60a: surface, 62: concave portion, 62a: bottom.

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Abstract

本発明は、はんだ粒子と、フラックスとを含み、前記はんだ粒子が表面の一部に平面部を有する、はんだペーストに関する。表面の一部に平面部を有するはんだ粒子を用いることで、濡れ広がり性に優れるはんだペーストを得ることができる。

Description

はんだペースト
　本発明は、はんだペーストに関する。
　従来から、異方性導電フィルム、異方性導電ペースト等の異方性導電材料に配合される導電性粒子として、はんだ粒子の使用が検討されている。例えば、特許文献１には、熱硬化性成分と、特定の表面処理を施された複数のはんだ粒子と、を含む導電ペーストが記載されている。
特開２０１６－７６４９４号公報
　本発明は、新規なはんだペーストを提供することを目的とする。
　本発明の一側面は、はんだ粒子と、フラックスとを含み、前記はんだ粒子が表面の一部に平面部を有する、はんだペーストに関する。
　一態様において、はんだ粒子の平均粒子径が１～３０μｍであり、かつＣ．Ｖ．値が２０％以下であってもよい。
　一態様において、はんだ粒子の直径Ｂに対する平面部の直径Ａの比（Ａ／Ｂ）が下記式を満たしていてもよい。
　　０．０１＜Ａ／Ｂ＜１．０
　一態様において、はんだ粒子の投影像に外接する四角形を二対の平行線により作成した場合において、対向する辺間の距離をＸ及びＹ（但しＹ＜Ｘ）としたときに、Ｘ及びＹが下記式を満たしていてもよい。
　　０．８＜Ｙ／Ｘ＜１．０
　一態様において、はんだ粒子がスズ、スズ合金、インジウム及びインジウム合金からなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。
　一態様において、はんだ粒子がＩｎ－Ｓｎ合金、Ｉｎ－Ｓｎ－Ａｇ合金、Ｉｎ－Ｂｉ合金、Ｓｎ－Ａｕ合金、Ｓｎ－Ｂｉ合金、Ｓｎ－Ｂｉ－Ａｇ合金、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ合金及びＳｎ－Ｃｕ合金からなる群より選択される少なくとも一種のスズ合金を含んでいてもよい。
　本発明によれば、新規なはんだペーストが提供される。表面の一部に平面部を有するはんだ粒子を用いることで、濡れ広がり性に優れるはんだペーストを得ることができる。
図１ははんだ粒子の一例を模式的に示す図である。 図２ははんだ粒子の投影像に外接する四角形を二対の平行線により作成した場合における、対向する辺間の距離Ｘ及びＹ（但しＹ≦Ｘ）を示す図である。 図３（ａ）は基体の一例を模式的に示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ線における断面図である。 図４（ａ）～（ｄ）は基体の凹部の断面形状の例を模式的に示す断面図である。 図５は基体の凹部にはんだ微粒子が収容された状態を模式的に示す断面図である。 図６は基体の凹部にはんだ粒子が形成された状態を模式的に示す断面図である。 図７ははんだ粒子の一例を示すＳＥＭ像である。 図８は濡れ広がり性評価結果を示す図である。
　以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下で例示する材料は、特に断らない限り、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
＜はんだペースト＞
　本実施形態に係るはんだペーストは、はんだ粒子とフラックスとを含む。同ペーストは、さらに熱硬化性成分、その他の成分を含んでいてもよい。
（はんだ粒子）
　はんだ粒子は、表面の一部に平面部を有する。はんだ粒子及びその製造方法の詳細については後述する。
　はんだ粒子の含有量は、はんだペーストの全質量を基準として、１質量％以上であってもよく、２質量％以上、１０質量％以上、２０質量％以上又は３０質量％以上であってもよい。また、同含有量は、はんだペーストの全質量を基準として、９９質量％以下であってもよく、９０質量％以下又は８５質量％以下であってもよい。はんだ粒子の含有量が上記の範囲内であることで、電極上にはんだ粒子をより配置し易くなり、また、電極間にはんだ粒子を多く配置し易くなり、導通信頼性が向上する傾向がある。
（フラックス）
　フラックスとしては、はんだ接合等に一般的に用いられている化合物が挙げられ、例えば、塩化亜鉛、塩化亜鉛及び無機ハロゲン化物の混合物、塩化亜鉛及び無機酸の混合物、溶融塩、リン酸、リン酸の誘導体、有機ハロゲン化物、ヒドラジン、有機酸、松脂等が挙げられる。これらフラックスは１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用して用いてもよい。
　なお、溶融塩としては、塩化アンモニウム等が挙げられる。有機酸としては、乳酸、クエン酸、ステアリン酸、グルタミン酸、グルタル酸等が挙げられる。松脂としては、活性化松脂、非活性化松脂等が挙げられる。また、松脂としては、より具体的にはアビエチン酸を主成分とするロジン類が挙げられる。フラックスは、ロジン類であることが好ましく、アビエチン酸であることがより好ましい。これらのフラックスの使用により、電極間の導通信頼性がより一層高くなる。
　フラックスの融点は、５０℃以上であってもよく、７０℃以上又は８０℃以上であってもよい。まだ、同融点は、２００℃以下であってもよく、１６０℃以下、１５０℃以下又は１４０℃以下であってもよい。フラックスの融点が上記範囲内であると、フラックス効果が発揮され易く、はんだ粒子が電極上に効率的に配置される傾向がある。例えば、上記範囲内に融点を有するフラックスとしては、コハク酸（融点１８６℃）、グルタル酸（融点９６℃）、アジピン酸（融点１５２℃）、ピメリン酸（融点１０４℃）、スベリン酸（融点１４２℃）等のジカルボン酸、安息香酸（融点１２２℃）、リンゴ酸（融点１３０℃）、などが挙げられる。
　また、フラックスとしては、水酸基及びカルボキシル基を有する有機酸を用いることができる。はんだ粒子の表面酸化膜を効率良く除去し、良好な接合信頼性を与える点から、脂肪族ジヒドロキシカルボン酸が好ましい。例えば、酒石酸、２，２－ビス（ヒドロキシメチル）プロピオン酸、２，２－ビス（ヒドロキシメチル）ブタン酸、２，２－ビス（ヒドロキシメチル）ペンタン酸等が挙げられる。
　フラックスははんだペースト中に含まれているだけでなく、はんだ粒子の表面に付着していてもよい。
　フラックスの含有量は、はんだペーストの全質量を基準として、０．５質量％以上であってもよい。また、同含有量は、はんだペーストの全質量を基準として、３０質量％以下であってもよく、２５質量％以下であってもよい。フラックスの含有量が上記範囲内であると、はんだ及び電極の表面に酸化被膜が形成され難くなり、また、はんだ及び電極の表面に形成された酸化被膜を効果的に除去し易い。
（熱硬化性成分）
　熱硬化性成分は、熱硬化性化合物及び熱硬化剤を含むことができる。
　熱硬化性化合物としては、オキセタン化合物、エポキシ化合物、エピスルフィド化合物、（メタ）アクリル化合物、フェノール化合物、アミノ化合物、不飽和ポリエステル化合物、ポリウレタン化合物、シリコーン化合物、ポリイミド化合物等が挙げられる。
　熱硬化性化合物の含有量は、はんだペーストの全質量を基準として、１０質量％以上であってもよく、４０質量％以上又は５０質量％以上であってもよい。また、同含有量は、はんだペーストの全質量を基準として、９９質量％以下であってもよく、９８質量％以下、９０質量％以下又は８０質量％以下であってもよい。
　熱硬化剤としては、イミダゾール硬化剤、アミン硬化剤、フェノール硬化剤、ポリチオール硬化剤、酸無水物、熱カチオン開始剤、熱ラジカル発生剤等が挙げられる。これら熱硬化剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
　はんだペーストを低温で速やかに硬化させ易いという観点からは、熱硬化剤としてイミダゾール硬化剤、ポリチオール硬化剤、アミン硬化剤等を用いることができる。保存安定性の観点からは、潜在性の熱硬化剤を用いることができる。潜在性の硬化剤としては、潜在性イミダゾール硬化剤、潜在性ポリチオール硬化剤、潜在性アミン硬化剤等を用いることができる。
　熱硬化剤の反応開始温度は、５０℃以上であってもよく、７０℃以上又は８０℃以上であってもよい。また、同温度は、２５０℃以下であってもよく、２００℃以下、１５０℃以下又は１４０℃以下であってもよい。熱硬化剤の反応開始温度が上記範囲内であると、はんだ粒子が電極上に効率的に配置され易い。本明細書において、熱硬化剤の反応開始温度とは、ＤＳＣでの発熱ピークの立ち上がり開始の温度を指す。
　熱硬化剤の含有量は、熱硬化性化合物１００質量部に対して、０．０１質量部以上であってもよく、１質量部以上であってもよい。また、同含有量は、２００質量部以下であってもよく、１００質量部以下又は７５質量部以下であってもよい。熱硬化剤の含有量が上記範囲内であると、はんだペーストを硬化させ易くなり、また、硬化後に硬化に関与しなかった余剰の熱硬化剤が残存し難くなりかつ硬化物の耐熱性が高くなる傾向がある。
（その他の成分）
　はんだペーストは、必要に応じて有機溶剤、チキソコントロール剤、カップリング剤、反応性希釈剤等を更に含んでいてもよい。
＜はんだ粒子＞
　本実施形態に係るはんだ粒子は、表面の一部に平面部を有する。このとき当該平面部以外の表面は、球冠状であることが好ましい。すなわち、はんだ粒子は、平面部と、球冠状の曲面部と、を有するものであってよい。このようなはんだ粒子を用いて異方性導電材料を得た場合、優れた導通信頼性及び絶縁信頼性を実現することが可能である。以下、この理由について説明する。
　まず、はんだ粒子が有する平面部が電極と接することで、当該平面部と電極との間で広い接触面積を確保することができる。例えば、はんだが濡れ広がり易い材料から形成された電極と、はんだが濡れ広がり難い材料から形成された電極とを接続する場合、後者の電極側にはんだ粒子の平面部が配置されるように調整することで、両電極間の接続を好適に行うことができる。
　また、はんだ粒子と電極との接触面積が広いということは、はんだが濡れ広がり易くなる。例えば、電極（基板）上に配置したはんだ粒子を電極に濡れ広がらせるための方法として、フラックスをはんだ粒子自体又は電極上にあらかじめ塗布し、リフロー（加熱）によってはんだ粒子を溶解させる方法がある。このとき、はんだ粒子の酸化被膜が厚い場合、フラックスが弱い場合等は、はんだ粒子と電極との接触面積が狭いと、はんだが濡れ広がり難い。一方で、はんだ粒子の表面の一部に平面部があると、電極とはんだ粒子との接触面積が広くなり、濡れ広がり易い傾向がある。これは、酸化被膜の除去が進行しているときに、電極とはんだ粒子表面とが接触すると、薄くなった酸化被膜に亀裂が入り、溶解したはんだやフラックスが流動して、酸化被膜の除去が進行し易くなるためであると推察される。このように、はんだ粒子と電極との接触面積が広いと、電極とはんだ粒子表面との接触点が増えるため、濡れ広がりのタイミングが早くなり、濡れ広がり易くなる。なお、濡れ広がり易いはんだ粒子であることから、フラックス量を低減することができ、フラックスの残渣によるイオンマイグレーションの発生を抑制することができる。
　さらに、平面部を有するはんだ粒子は座りが良いため、平面部と電極とが接するようにはんだ粒子が電極上に配置された場合、その安定した形状からはんだ粒子の位置ずれが生じ難い。すなわち、リフロー前にはんだ粒子が電極間外に転がり出ることで、対向する電極間の導通信頼性低下、及び隣接する電極間の絶縁信頼性低下を引き起こすことを抑制し易い。
　図１は、本実施形態に係るはんだ粒子１の一例を模式的に示す図である。図１に示すように、はんだ粒子１は、直径Ｂを有する球の表面の一部に直径Ａの平面部１１が形成された形状を有している。優れた導通信頼性及び絶縁信頼性を実現する観点から、はんだ粒子１の直径Ｂに対する平面部の直径Ａの比（Ａ／Ｂ）は、例えば０．０１超１．０未満（０．０１＜Ａ／Ｂ＜１．０）であってよく、０．１～０．９、０．１～０．５、０．１～０．３又は０．１～０．２であってもよい。はんだ粒子の直径Ｂ及び平面部の直径Ａは、例えば走査型電子顕微鏡等により観察することができる。
具体的には、任意の粒子を走査型電子顕微鏡により観察し、画像を撮影する。得られた画像からはんだ粒子の直径Ｂ及び平面部の直径Ａを測定し、その粒子のＡ／Ｂを求める。この作業を３００個のはんだ粒子に対して行って平均値を算出し、はんだ粒子のＡ／Ｂとする。
　はんだ粒子１において、平均粒子径が１～３０μｍであり、かつＣ．Ｖ．値が２０％以下であってもよい。このようなはんだ粒子は小さい平均粒子径と狭い粒度分布とが両立されており、導電信頼性及び絶縁信頼性の高い異方性導電材料に適用する導電性粒子として好適に用いることができる。
　はんだ粒子の平均粒子径は、上記の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下である。また、はんだ粒子の平均粒子径は、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは２μｍ以上、さらに好ましくは４μｍ以上である。
　はんだ粒子の平均粒子径は、サイズに合わせた各種方法を用いて測定することができる。例えば、動的光散乱法、レーザ回折法、遠心沈降法、電気的検知帯法、共振式質量測定法等の方法を利用できる。さらに、光学顕微鏡、電子顕微鏡等によって得られる画像から、粒子サイズを測定する方法を利用できる。具体的な装置としては、フロー式粒子像分析装置、マイクロトラック、コールターカウンター等が挙げられる。
　はんだ粒子のＣ．Ｖ．値は、より優れた導電信頼性及び絶縁信頼性を実現できる観点から、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下、更に好ましくは７％以下、最も好ましくは５％以下である。また、はんだ粒子のＣ．Ｖ．値の下限は特に限定されない。
例えば、はんだ粒子のＣ．Ｖ．値は１％以上であってよく、２％以上であってもよい。
　はんだ粒子のＣ．Ｖ．値は、前述の方法によって測定された粒子径の標準偏差を平均粒子径で割った値に１００を掛けることで算出される。
　はんだ粒子の投影像に外接する四角形を二対の平行線により作成した場合において、対向する辺間の距離をＸ及びＹ（但しＹ＜Ｘ）としたときに、Ｘに対するＹの比（Ｙ／Ｘ）が、０．８超１．０未満（０．８＜Ｙ／Ｘ＜１．０）であってよく、０．８１～０．９９又は０．８１～０．９５であってもよい。このようなはんだ粒子はより真球に近い粒子ということができる。はんだ粒子を再度基体６０の凹部６２に収容する場合、はんだ粒子が球状に近いと、収容し易い傾向がある。また、はんだ粒子が真球に近いことで、対向する複数の電極間をはんだ粒子を介して電気的に接続させるときに、はんだ粒子と電極間接触にムラが生じ難く、安定した接続が得られる傾向がある。また、はんだ粒子を樹脂材料中に分散した導電性フィルムやペーストを作製したとき、高い分散性が得られ、製造時の分散安定性が得られる傾向がある。さらに、はんだ粒子を樹脂材料に分散したフィルムやペーストを、電極間の接続に用いる場合、樹脂中ではんだ粒子が回転しても、はんだ粒子が球体形状であれば、投影像で見たとき、はんだ粒子同士の投影面積が近い。そのため、電極同士を接続する際にばらつきの少ない、安定した電気接続を得易い傾向がある。上記の観点から、はんだ粒子の真円度（はんだ粒子の２つの同心円（最小外接円の半径ｒ、最大内接円の半径Ｒ）の半径の比ｒ／Ｒ）は、０．８５以上であってよく、０．９０以上であってもよい。
　図２は、はんだ粒子の投影像に外接する四角形を二対の平行線により作成した場合における、対向する辺間の距離Ｘ及びＹ（但しＹ＜Ｘ）を示す図である。例えば、任意の粒子を走査型電子顕微鏡により観察して投影像を得る。得られた投影像に対し二対の平行線を描画し、一対の平行線は平行線の距離が最小となる位置に、もう一対の平行線は平行線の距離が最大となる位置に配し、その粒子のＹ／Ｘを求める。この作業を３００個のはんだ粒子に対して行って平均値を算出し、はんだ粒子のＹ／Ｘとする。
　はんだ粒子は、スズ又はスズ合金を含むものであってよい。スズ合金としては、例えば、Ｉｎ－Ｓｎ合金、Ｉｎ－Ｓｎ－Ａｇ合金、Ｓｎ－Ａｕ合金、Ｓｎ－Ｂｉ合金、Ｓｎ－Ｂｉ－Ａｇ合金、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ合金、Ｓｎ－Ｃｕ合金等を用いることができる。これらのスズ合金の具体例としては、下記の例が挙げられる。
・Ｉｎ－Ｓｎ（Ｉｎ５２質量％、Ｂｉ４８質量％　融点１１８℃）
・Ｉｎ－Ｓｎ－Ａｇ（Ｉｎ２０質量％、Ｓｎ７７．２質量％、Ａｇ２．８質量％　融点１７５℃）
・Ｓｎ－Ｂｉ（Ｓｎ４３質量％、Ｂｉ５７質量％　融点１３８℃）
・Ｓｎ－Ｂｉ－Ａｇ（Ｓｎ４２質量％、Ｂｉ５７質量％、Ａｇ１質量％　融点１３９℃）・Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ（Ｓｎ９６．５質量％、Ａｇ３質量％、Ｃｕ０．５質量％　融点２１７℃）
・Ｓｎ－Ｃｕ（Ｓｎ９９．３質量％、Ｃｕ０．７質量％　融点２２７℃）
・Ｓｎ－Ａｕ（Ｓｎ２１．０質量％、Ａｕ７９．０質量％　融点２７８℃）
　はんだ粒子は、インジウム又はインジウム合金を含むものであってよい。インジウム合金としては、例えば、Ｉｎ－Ｂｉ合金、Ｉｎ－Ａｇ合金等を用いることができる。これらのインジウム合金の具体例としては、下記の例が挙げられる。
・Ｉｎ－Ｂｉ（Ｉｎ６６．３質量％、Ｂｉ３３．７質量％　融点７２℃）
・Ｉｎ－Ｂｉ（Ｉｎ３３．０質量％、Ｂｉ６７．０質量％　融点１０９℃）
・Ｉｎ－Ａｇ（Ｉｎ９７．０質量％、Ａｇ３．０質量％　融点１４５℃）
　はんだ粒子の用途（使用時の温度）等に応じて、上記スズ合金又はインジウム合金を選択することができる。例えば、低温での融着にはんだ粒子を用いる場合、Ｉｎ－Ｓｎ合金、Ｓｎ－Ｂｉ合金を採用すればよく、この場合、１５０℃以下で融着させることができる。Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ合金、Ｓｎ－Ｃｕ合金等の融点の高い材料を採用した場合、高温放置後においても高い信頼性を維持することができる。
　はんだ粒子は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｐ及びＢから選ばれる一種以上を含んでもよい。これらの元素のうち、以下の観点からＡｇ又はＣｕを含んでもよい。すなわち、はんだ粒子がＡｇ又はＣｕを含むことで、はんだ粒子の融点を２２０℃程度まで低下させることができ、且つ、電極との接合強度がより向上するため、より良好な導通信頼性が得られ易くなる。
　はんだ粒子のＣｕ含有率は例えば０．０５～１０質量％であり、０．１～５質量％又は０．２～３質量％であってもよい。Ｃｕ含有率が０．０５質量％以上であると、より良好なはんだ接続信頼性を達成し易くなる。また、Ｃｕ含有率が１０質量％以下であると、融点が低く、濡れ性に優れたはんだ粒子となり易く、結果としてはんだ粒子による接合部の接続信頼性が良好となり易い。
　はんだ粒子のＡｇ含有率は例えば０．０５～１０質量％であり、０．１～５質量％又は０．２～３質量％であってもよい。Ａｇ含有率が０．０５質量％以上であると、より良好なはんだ接続信頼性を達成し易くなる。また、Ａｇ含油率が１０質量％以下であると、融点が低く、濡れ性に優れたはんだ粒子となり易く、結果としてはんだ粒子による接合部の接続信頼性が良好となり易い。
　はんだ粒子の用途は特に限定されず、例えば、異方性導電材料用の導電性粒子として好適に用いることができる。また、半導体集積回路の実装に広く用いられているボールグリッドアレイ接続方法（ＢＧＡ接続）等の電気的に電極同士を接続する用途や、ＭＥＭＳ等の部品の封止や封管、ロウ付け、高さや隙間制御のスペーサ等の用途にも好適に用いることができる。すなわち、従来はんだが用いられる一般的な用途に、上記はんだ粒子を用いることができる。
＜はんだ粒子の製造方法＞
　本実施形態に係るはんだ粒子の製造方法は特に制限されないが、製造方法の一例を以下に説明する。例えば、本実施形態に係るはんだ粒子は、複数の凹部を有する基体とはんだ微粒子とを準備する準備工程と、はんだ微粒子の少なくとも一部を基体の凹部に収容する収容工程と、凹部に収容されたはんだ微粒子を融合させて、凹部の内部にはんだ粒子を形成する融合工程と、を備えるはんだ粒子の製造方法により製造することができる。この製造方法によれば、表面の一部に平面部を有するはんだ粒子が製造される。
　以下、図３～６を参照しながら、はんだ粒子の製造方法について説明する。
　まず、はんだ微粒子と、はんだ微粒子を収容するための基体６０を準備する。図３（ａ）は基体６０の一例を模式的に示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すＩＩＩｂ－ＩＩＩｂ線における断面図である。図３（ａ）に示す基体６０は、複数の凹部６２を有している。複数の凹部６２は所定のパターンで規則的に配置されていてよい。
　基体６０の凹部６２は、凹部６２の底部６２ａ側から基体６０の表面６０ａ側に向けて開口面積が拡大するテーパ状に形成されていることが好ましい。すなわち、図３に示すように、凹部６２の底部６２ａの幅（図３における幅ａ）は、凹部６２の表面６０ａにおける開口の幅（図３における幅ｂ）よりも狭いことが好ましい。そして、凹部６２のサイズ（幅ａ、幅ｂ、容積、テーパ角度及び深さ等）は、目的とするはんだ粒子のサイズに応じて設定すればよい。
　なお、凹部６２の形状は図３に示す形状以外の形状であってもよい。例えば、凹部６２の表面６０ａにおける開口の形状は、図３に示すような円形以外に、楕円形、三角形、四角形、多角形等であってよい。
　また、表面６０ａに対して垂直な断面における凹部６２の形状は、例えば、図４に示すような形状であってよい。図４（ａ）～（ｄ）は、基体が有する凹部の断面形状の例を模式的に示す断面図である。図４（ａ）～（ｄ）に示すいずれの断面形状も底面が平らになっている。これにより、はんだ粒子の表面の一部に平面部が形成される。また、図４（ａ）～（ｄ）に示すいずれの断面形状も、凹部６２の表面６０ａにおける開口の幅（幅ｂ）が、断面形状における最大幅となっている。これにより、凹部６２内に形成されたはんだ粒子が取り出し易くなり、作業性が向上する。
　基体６０を構成する材料としては、例えば、シリコン、各種セラミックス、ガラス、ステンレススチール等の金属等の無機材料、並びに、各種樹脂等の有機材料を使用することができる。これらのうち、基体６０は、はんだ微粒子の溶融温度で変質しない耐熱性を有する材質からなることが好ましい。また、基体６０の凹部６２は、フォトリソグラフ法、インプリント法、機械加工法、電子線加工法、放射線加工法等の公知の方法によって形成することができる。
　準備工程で準備されるはんだ微粒子は、凹部６２の表面６０ａにおける開口の幅（幅ｂ）より小さい粒子径の微粒子を含むものであればよく、幅ｂより小さい粒子径の微粒子をより多く含むことが好ましい。例えば、はんだ微粒子は、粒度分布のＤ１０粒子径が幅ｂより小さいことが好ましく、粒度分布のＤ３０粒子径が幅ｂより小さいことがより好ましく、粒度分布のＤ５０粒子径が幅ｂより小さいことが更に好ましい。
　はんだ微粒子の粒度分布は、サイズに合わせた各種方法を用いて測定することができる。例えば、動的光散乱法、レーザ回折法、遠心沈降法、電気的検知帯法、共振式質量測定法等の方法を利用できる。さらに、光学顕微鏡、電子顕微鏡等によって得られる画像から、粒子サイズを測定する方法を利用できる。具体的な装置としては、フロー式粒子像分析装置、マイクロトラック、コールターカウンター等が挙げられる。
　準備工程で準備されるはんだ微粒子のＣ．Ｖ．値は特に限定されないが、大小の微粒子の組み合わせによる凹部６２への充填性が向上する観点から、Ｃ．Ｖ．値は高いことが好ましい。例えば、はんだ微粒子のＣ．Ｖ．値は、２０％を超えていてよく、好ましくは２５％以上、より好ましくは３０％以上である。
　はんだ微粒子のＣ．Ｖ．値は、前述の方法によって測定された粒子径の標準偏差を平均粒子径（Ｄ５０粒子径）で割った値に１００を掛けることで算出される。
　はんだ微粒子は、スズ又はスズ合金を含むものであってよい。スズ合金としては、例えば、Ｉｎ－Ｓｎ合金、Ｉｎ－Ｓｎ－Ａｇ合金、Ｓｎ－Ａｕ合金、Ｓｎ－Ｂｉ合金、Ｓｎ－Ｂｉ－Ａｇ合金、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ合金、Ｓｎ－Ｃｕ合金等を用いることができる。これらのスズ合金の具体例としては、下記の例が挙げられる。
・Ｉｎ－Ｓｎ（Ｉｎ５２質量％、Ｂｉ４８質量％　融点１１８℃）
・Ｉｎ－Ｓｎ－Ａｇ（Ｉｎ２０質量％、Ｓｎ７７．２質量％、Ａｇ２．８質量％　融点１７５℃）
・Ｓｎ－Ｂｉ（Ｓｎ４３質量％、Ｂｉ５７質量％　融点１３８℃）
・Ｓｎ－Ｂｉ－Ａｇ（Ｓｎ４２質量％、Ｂｉ５７質量％、Ａｇ１質量％　融点１３９℃）・Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ（Ｓｎ９６．５質量％、Ａｇ３質量％、Ｃｕ０．５質量％　融点２１７℃）
・Ｓｎ－Ｃｕ（Ｓｎ９９．３質量％、Ｃｕ０．７質量％　融点２２７℃）
・Ｓｎ－Ａｕ（Ｓｎ２１．０質量％、Ａｕ７９．０質量％　融点２７８℃）
　はんだ粒子は、インジウム又はインジウム合金を含むものであってよい。インジウム合金としては、例えば、Ｉｎ－Ｂｉ合金、Ｉｎ－Ａｇ合金等を用いることができる。これらのインジウム合金の具体例としては、下記の例が挙げられる。
・Ｉｎ－Ｂｉ（Ｉｎ６６．３質量％、Ｂｉ３３．７質量％　融点７２℃）
・Ｉｎ－Ｂｉ（Ｉｎ３３．０質量％、Ｂｉ６７．０質量％　融点１０９℃）
・Ｉｎ－Ａｇ（Ｉｎ９７．０質量％、Ａｇ３．０質量％　融点１４５℃）
　はんだ粒子の用途（使用時の温度）等に応じて、上記スズ合金又はインジウム合金を選択することができる。例えば、低温での融着に用いるはんだ粒子を得たい場合、Ｉｎ－Ｓｎ合金、Ｓｎ－Ｂｉ合金を採用すればよく、この場合、１５０℃以下で融着可能なはんだ粒子が得られる。Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ合金、Ｓｎ－Ｃｕ合金等の融点の高い材料を採用した場合、高温放置後においても高い信頼性を維持可能なはんだ粒子を得ることができる。
　はんだ微粒子は、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｂｉ、Ｚｎ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ａｕ、Ｐ及びＢから選ばれる一種以上を含んでもよい。これらの元素のうち、以下の観点からＡｇ又はＣｕを含んでもよい。すなわち、はんだ微粒子がＡｇ又はＣｕを含むことで、得られるはんだ粒子の融点を２２０℃程度まで低下させることができる、電極との接合強度に優れたはんだ粒子が得られることによって良好な導通信頼性を得られる、という効果が奏される。
　はんだ微粒子のＣｕ含有率は例えば０．０５～１０質量％であり、０．１～５質量％又は０．２～３質量％であってもよい。Ｃｕ含有率が０．０５質量％以上であると、良好なはんだ接続信頼性を達成可能なはんだ粒子が得られ易くなる。また、Ｃｕ含有率が１０質量％以下であると、融点が低く、濡れ性に優れたはんだ粒子が得られ易くなり、結果としてはんだ粒子による接合部の接続信頼性が良好となり易い。
　はんだ微粒子のＡｇ含有率は例えば０．０５～１０質量％であり、０．１～５質量％又は０．２～３質量％であってもよい。Ａｇ含有率が０．０５質量％以上であれば、良好なはんだ接続信頼性を達成可能なはんだ粒子が得られ易くなる。また、Ａｇ含油率が１０質量％以下であると、融点が低く、濡れ性に優れたはんだ粒子が得られ易くなり、結果としてはんだ粒子による接合部の接続信頼性が良好となり易い。
　収容工程では、基体６０の凹部６２のそれぞれに、準備工程で準備したはんだ微粒子を収容する。収容工程では、準備工程で準備したはんだ微粒子の全部を凹部６２に収容する工程であってよく、準備工程で準備したはんだ微粒子の一部（例えば、はんだ微粒子のうち、凹部６２の開口の幅ｂより小さいもの）を凹部６２に収容する工程であってよい。
　図５は、基体６０の凹部６２にはんだ微粒子１１１が収容された状態を模式的に示す断面図である。図５に示すように、複数の凹部６２のそれぞれに、複数のはんだ微粒子１１１が収容される。
　凹部６２に収容されたはんだ微粒子１１１の量は、例えば、凹部６２の容積に対して２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることが更に好ましく、６０％以上であることがもっとも好ましい。これにより、収容量のばらつきが抑えられ、粒度分布のより小さいはんだ粒子が得られ易くなる。
　はんだ微粒子を凹部６２に収容する方法は特に限定されない。収容方法は、乾式、湿式のいずれであってもよい。例えば、準備工程で準備したはんだ微粒子を基体６０上に配置し、スキージを用いて基体６０の表面６０ａを擦ることで、余分なはんだ微粒子を除去しつつ、凹部６２内に十分なはんだ微粒子を収容することができる。凹部６２の開口の幅ｂが凹部６２の深さより大きい場合、凹部６２の開口からはんだ微粒子が飛び出す場合がある。スキージを用いると、凹部６２の開口から飛び出ているはんだ微粒子は除去される。
余分なはんだ微粒子を除去する方法として、圧縮空気を吹き付ける、不織布又は繊維の束で基体６０の表面６０ａを擦る、等の方法も挙げられる。これらの方法は、スキージと比べて物理的な力が弱いため、変形し易いはんだ微粒子を扱う上で好ましい。また、これらの方法では、凹部６２の開口から飛び出ているはんだ微粒子を凹部内に残すこともできる。
　融合工程は、凹部６２に収容されたはんだ粒子１１１を融合させて、凹部６２の内部にはんだ粒子１を形成する工程である。図６は、基体６０の凹部６２にはんだ粒子１が形成された状態を模式的に示す断面図である。凹部６２に収容されたはんだ微粒子１１１は、溶融することで合一化し、表面張力によって球状化する。このとき、凹部６２の底部６２ａとの接触部では、溶融したはんだが底部６２ａに追従して平面部１１を形成する。これにより、形成されるはんだ粒子１は、表面の一部に平面部１１を有する形状となる。
　図１は、図６における凹部６２の開口部と反対側からはんだ粒子１を見た図である。
　凹部６２に収容されたはんだ微粒子１１１を溶融させる方法としては、はんだ微粒子１１１をはんだの融点以上に加熱する方法が挙げられる。はんだ微粒子１１１は、酸化被膜の影響で融点以上の温度で加熱しても溶融しない場合や、濡れ拡がらない場合や、合一化しない場合がある。このため、はんだ微粒子１１１を還元雰囲気下にさらし、はんだ微粒子１１１の表面酸化被膜を除去した後に、はんだ微粒子１１１の融点以上の温度に加熱することで、はんだ微粒子１１１を溶融させ、濡れ拡がり、合一化させることができる。また、はんだ微粒子１１１の溶融は、還元雰囲気下で行うことが好ましい。はんだ微粒子１１１をはんだ微粒子１１１の融点以上に加熱し、かつ還元雰囲気とすることで、はんだ微粒子１１１の表面の酸化被膜が還元され、はんだ微粒子１１１の溶融、濡れ拡がり、合一化が効率的に進行し易くなる。
　還元雰囲気にする方法は、上述の効果が得られる方法であれば特に限定されず、例えば水素ガス、水素ラジカル、ギ酸ガス等を用いる方法がある。例えば、水素還元炉、水素ラジカル還元炉、ギ酸還元炉、又はこれらのコンベアー炉若しくは連続炉を用いることで、還元雰囲気下にはんだ微粒子１１１を溶融させることができる。これらの装置は、炉内に、加熱装置、不活性ガス（窒素、アルゴン等）を充填するチャンバー、チャンバー内を真空にする機構等を備えていてよく、これにより還元ガスの制御がより容易となる。また、チャンバー内を真空にできると、はんだ微粒子１１１の溶融及び合一化の後に、減圧によってボイドの除去を行うことができ、接続安定性に一層優れるはんだ粒子１を得ることができる。
　はんだ微粒子１１１の還元、溶解条件、温度、炉内雰囲気調整などのプロファイルは、はんだ微粒子１１１の融点、粒度、凹部サイズ、基体６０の材質などを勘案して適宜設定されてよい。例えば、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０を、炉内に挿入し、真空引きを行った後に、還元ガスを導入して、炉内を還元ガスで満たし、はんだ微粒子１１１の表面酸化被膜を除去した後、真空引きにて還元ガスを除去し、その後、はんだ微粒子１１１の融点以上に加熱して、はんだ微粒子を溶解及び合一化させて、凹部６２内にはんだ粒子を形成した後、窒素ガスを充填してから炉内温度を室温に戻し、はんだ粒子１を得ることができる。また、例えば、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０を、炉内に挿入し、真空引きを行った後に、還元ガスを導入して、炉内を還元ガスで満たし、炉内加熱ヒーターによりはんだ微粒子１１１を加熱して、はんだ微粒子１１１の表面酸化被膜を除去した後、真空引きにて還元ガスを除去し、その後、はんだ微粒子１１１の融点以上に加熱して、はんだ微粒子を溶解及び合一化させて、凹部６２内にはんだ粒子を形成した後、窒素ガスを充填してから炉内温度を室温に戻し、はんだ粒子１を得ることができる。還元雰囲気下で、はんだ微粒子を加熱することで、還元力が増し、はんだ微粒子の表面酸化被膜の除去が容易になる利点がある。
　さらに、例えば、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０を、炉内に挿入し、真空引きを行った後に、還元ガスを導入して、炉内を還元ガスで満たし、炉内加熱ヒーターにより基体６０をはんだ微粒子１１１の融点以上に加熱して、はんだ微粒子１１１の表面酸化被膜を還元により除去すると同時にはんだ微粒子を溶解及び合一化させて、凹部６２内にはんだ粒子を形成し、真空引きにて還元ガスを除去し、さらにはんだ粒子内のボイドを減らした後、窒素ガスを充填してから炉内温度を室温に戻し、はんだ粒子１を得ることができる。この場合は、炉内温度の上昇、下降の調節がそれぞれ一回で良いため、短時間で処理出来る利点がある。
　上述凹部６２内にはんだ粒子を形成した後に、もう一度炉内を還元雰囲気にして、除去し切れなかった表面酸化被膜を除去する工程を加え、融合されずに残っていたはんだ微粒子や、融合されずに残っていた酸化被膜の一部などの残渣を減らすことができる。
　大気圧のコンベアー炉を用いる場合は、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０を搬送用コンベアーに載せ、複数のゾーンを連続して通過させてはんだ粒子１を得ることができる。例えば、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０を、一定の速度に設定したコンベアーに載せ、はんだ微粒子１１１の融点より低い温度の窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充満したゾーンを通過させ、続いてはんだ微粒子１１１の融点より低い温度の蟻酸ガスなどの還元ガスが存在するゾーンを通過させて、はんだ微粒子１１１の表面酸化被膜を除去し、続いてはんだ微粒子１１１の融点以上の温度の窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充満したゾーンを通過させてはんだ微粒子１１１を溶融、合一化させ、続いて窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充満した冷却ゾーンを通過させて、はんだ粒子１を得ることができる。例えば、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０を、一定の速度に設定したコンベアーに載せ、はんだ微粒子１１１の融点以上の温度の窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充満したゾーンを通過させ、続いてはんだ微粒子１１１の融点以上の温度の蟻酸ガスなどの還元ガスが存在するゾーンを通過させて、はんだ微粒子１１１の表面酸化被膜を除去し、溶融、合一化させ、続いて窒素やアルゴンなどの不活性ガスが充満した冷却ゾーンを通過させて、はんだ粒子１を得ることができる。前記のコンベアー炉は、大気圧での処理が可能であることから、フィルム状の材料をロールトゥロールで連続的に処理することもできる。例えば、はんだ微粒子１１１が凹部に充填された基体６０の連続ロール品を作製し、コンベアー炉の入り口側にロール巻きだし機、コンベアー炉の出口側にロール巻き取り機を設置して、一定の速度で基体６０を搬送し、コンベアー炉内の各ゾーンを通過させることで、凹部に充填されたはんだ微粒子１１１を融合させることができる。
　形成されたはんだ粒子１は凹部６２から取り出して回収され、はんだペーストの調製に供される。図７は、このようにして得られたはんだ粒子の一例を示すＳＥＭ像である。なお、はんだ粒子１は、基体６０の凹部６２に収容された状態で運搬・保管等してよい。
　本実施形態の製造方法であれば、はんだ微粒子の材質及び形状によらず、均一なサイズのはんだ粒子を形成することができる。例えば、インジウム系はんだは、めっきによる析出が可能であるが、粒子状に析出させることは難しく、柔らかくて扱いが難しい。しかし、本実施形態の製造方法では、インジウム系はんだ微粒子を原料として用いることで、均一な粒子径を有するインジウム系はんだ粒子を容易に製造することができる。また、形成されたはんだ粒子１は、基体６０の凹部６２に収容された状態で取り扱うことができるため、はんだ粒子を変形させることなく運搬・保管等することができる。さらに、形成されたはんだ粒子１は、単に基体６０の凹部６２に収容された状態であるため、取り出しが容易であり、はんだ粒子を変形させることなく回収・表面処理等を行うことができる。
　また、はんだ微粒子１１１は、粒度分布にばらつきが大きくても、形状がいびつであってもよく、凹部６２内に収容することができれば、本実施形態の製造方法の原料として用いることができる。
　また、本実施形態の製造方法において、基体６０は、リソグラフィー法、インプリント法、電子線加工法、放射線加工法、機械加工法等によって凹部６２の形状を自在に設計できる。はんだ粒子１のサイズは凹部６２に収容されるはんだ微粒子１１１の量に依存するため、本実施形態の製造方法では、凹部６２の設計によりはんだ粒子１のサイズを自在に設計できる。
　以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
　以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
＜はんだ粒子の作製＞
［実施例１］
（工程ａ１：はんだ微粒子の分級）
　Ｓｎ－Ｂｉはんだ微粒子（５Ｎ　Ｐｌｕｓ社製、融点１３９℃、Ｔｙｐｅ８）１００ｇを、蒸留水に浸漬し、超音波分散させた後、静置し、上澄みに浮遊するはんだ微粒子を回収した。この操作を繰り返して、１０ｇのはんだ微粒子を回収した。得られたはんだ微粒子の平均粒子径は１．０μｍ、Ｃ．Ｖ．値は４２％であった。
（工程ｂ１：基体への配置）
　開口径１．２μｍφ、底部径１．０μｍφ、深さ１．０μｍ（底部径１．０μｍφは、開口部を上面からみると、開口径１．２μｍφの中央に位置する）の凹部を複数有する基体（ポリイミドフィルム、厚さ１００μｍ）を準備した。複数の凹部は、１．０μｍの間隔で規則的に配列させた。工程ａで得られたはんだ微粒子（平均粒子径１．０μｍ、Ｃ．Ｖ．値４２％）を基体の凹部に配置した。なお、基体の凹部が形成された面側を微粘着ローラーでこすることで余分なはんだ微粒子を取り除き、凹部内のみにはんだ微粒子が配置された基体を得た。
（工程ｃ１：はんだ粒子の形成）
　工程ｂ１で凹部にはんだ微粒子が配置された基体を、水素還元炉に入れ、真空引き後、水素ガスを炉内に導入して炉内を水素で満たした。その後、炉内を２８０℃で２０分保った後、再び真空に引き、窒素を導入して大気圧に戻してから炉内の温度を室温まで下げることにより、はんだ粒子を形成した。
　なお、工程ｃ１を経た基体を凹部裏側よりタップすることで、凹部よりはんだ粒子を回収した。得られたはんだ粒子を下記の方法で観察した。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察用台座表面に固定した導電テープ上に、得られたはんだ粒子を載せ、厚さ５ｍｍのステンレス板にＳＥＭ観察用台座をタップしてはんだ粒子を導電テープ上に万遍なく広げた。その後、導電テープ表面に圧縮窒素ガスを吹きかけ、はんだ粒子を導電テープ上に単層に固定した。観察結果を図７に示す。図７は、実施例１により得られたはんだ粒子のＳＥＭ像である。同図に示されるように、得られたはんだ粒子は、球の表面の一部に平面部が形成された形状を有していた。なお、その他の実施例で得られたはんだ粒子も同様の形状を有していた。
＜はんだ粒子の評価＞
　工程ｃ１を経た基体の凹部に相対するように導電テープを貼り付け後、引き剥がすことで、はんだ粒子の平面部が導電テープ面に並行して配列している、観察用サンプルを得た。この観察用サンプルのはんだ粒子が配置されている面にＰｔスパッタを施した後、ＳＥＭ観察を行った。３００個のはんだ粒子を観察し、はんだ粒子の平均直径Ｂ（平均粒子径）、平面部の平均直径Ａ、Ｃ．Ｖ．値、真円度、Ａ／Ｂ及びＹ／Ｘを算出した。結果を表１に示す。
　真円度：はんだ粒子の２つの同心円（最小外接円の半径ｒ、最大内接円の半径Ｒ）の半径の比ｒ／Ｒ。
　Ａ／Ｂ：はんだ粒子の直径Ｂに対する平面部の直径Ａの比。
　Ｙ／Ｘ：はんだ粒子の投影像に外接する四角形を二対の平行線により作成した場合において、対向する辺間の距離をＸ及びＹ（但しＹ＜Ｘ）としたときの、Ｘに対するＹの比。
［実施例２～１２］
　凹部サイズを表１に記載のとおり変更したこと以外は、実施例１と同様にしてはんだ粒子を作製し、はんだ粒子の評価を実施した。
＜はんだペーストの作製＞
［作製例１］
　ＹＬ９８０（三菱化学株式会社製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の商品名）１６．０質量部と、２Ｐ４ＭＨＺ－ＰＷ（四国化成株式会社製、イミダゾール化合物の商品名）０．８質量部と、フラックス活性剤としてのアジピン酸３．２質量部とを混合し、混合物を３本ロールに３回通して、接着剤成分を調製した。
　次に、接着剤成分２０質量部に対して、実施例１で作製した球の表面の一部に平面部が形成されたＳｎ－Ｂｉはんだ粒子８０質量部を加え、得られた混合物をプラネタリーミキサーで撹拌混練し、５００Ｐａ以下で１０分間脱泡処理を行うことによりはんだペーストを得た。
［作製例２～１２］
　実施例２～１２により得られた、球の表面の一部に平面部が形成されたＳｎ－Ｂｉはんだ粒子を用いたこと以外は、作製例１と同じ方法ではんだペーストの作製を行った。
［作製例１３］
　ＹＬ９８０（三菱化学株式会社製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の商品名）１６．７質量部と、２Ｐ４ＭＨＺ－ＰＷ（四国化成株式会社製、イミダゾール化合物の商品名）０．８質量部と、フラックス活性剤としてのアジピン酸２．５質量部とを混合し、混合物を３本ロールに３回通して、接着剤成分を調製した。
　次に、接着剤成分２０質量部に対して、実施例５で作製した、球の表面の一部に平面部が形成されたＳｎ－Ｂｉはんだ粒子８０質量部を加え、得られた混合物をプラネタリーミキサーで撹拌混練し、５００Ｐａ以下で１０分間脱泡処理を行うことによりはんだペーストを得た。
［比較作製例１］
球の表面の一部に平面部が形成されたＳｎ－Ｂｉはんだ粒子に代えて、そのような平面部を有しないＳｎＢｉはんだ粒子（三井金属株式会社製「ＳＴ－３」）を用いたこと以外は、作製例１と同じ方法ではんだペーストの作製を行った。なお、当該ＳｎＢｉはんだ粒子の平均粒子径は４μｍ、Ｃ．Ｖ．値は３１％であった。
［比較作製例２］
球の表面の一部に平面部が形成されたＳｎ－Ｂｉはんだ粒子に代えて、そのような平面部を有しないＳｎＢｉはんだ粒子（三井金属株式会社製「Ｔｙｐｅ－４」）を用いたこと以外は、作製例１と同じ方法ではんだペーストの作製を行った。なお、当該ＳｎＢｉはんだ粒子の平均粒子径は２６μｍ、Ｃ．Ｖ．値は２５％であった。
［比較作製例３］
　ＹＬ９８０（三菱化学株式会社製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の商品名）１５．４質量部と、２Ｐ４ＭＨＺ－ＰＷ（四国化成株式会社製、イミダゾール化合物の商品名）０．８質量部と、フラックス活性剤としてのアジピン酸３．９質量部とを混合し、混合物を３本ロールに３回通して、接着剤成分を調製した。
　次に、接着剤成分２０質量部に対して、上記のとおり平面部を有しないＳｎＢｉはんだ粒子（三井金属株式会社製「ＳＴ－３」）を８０質量部加え、得られた混合物をプラネタリーミキサーで撹拌混練し、５００Ｐａ以下で１０分間脱泡処理を行うことによりはんだペーストを得た。
［比較作製例４］
　ＹＬ９８０（三菱化学株式会社製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の商品名）１６．７質量部と、２Ｐ４ＭＨＺ－ＰＷ（四国化成株式会社製、イミダゾール化合物の商品名）０．８質量部と、フラックス活性剤としてのアジピン酸２．５質量部とを混合し、混合物を３本ロールに３回通して、接着剤成分を調製した。
　次に、接着剤成分２０質量部に対して、上記のとおり平面部を有しないＳｎＢｉはんだ粒子（三井金属株式会社製「ＳＴ－３」）を８０質量部加え、得られた混合物をプラネタリーミキサーで撹拌混練し、５００Ｐａ以下で１０分間脱泡処理を行うことによりはんだペーストを得た。
　上記作製例及び比較作製例のはんだペーストの特性を下記の方法で測定した。その結果を表２にまとめて示す。
（１）接着強度の評価
　銀めっき付き銅板（１０ｍｍ×１５ｍｍ、厚み：０．２０ｍｍ）上にはんだペーストを０．５ｍｇ塗布し、この上に矩形平板状の錫めっき付き銅チップ（２ｍｍ×２ｍｍ、厚み０．２５ｍｍ）を積層した後、ホットプレートを用いて、１５０℃、１０分間の熱履歴を加えて、試験片を得た。この試験片に対し、ボンドテスター（ＤＡＧＥ社製、２４００）を用いて、シェア速度５００μｍ／ｓｅｃ、クリアランス１００μｍの条件にて、２５℃におけるシェア強度を測定した。
（２）温度サイクル試験
　隣り合う２つの銅箔ランド（０．２ｍｍ×０．４ｍｍ）を備え、銅箔ランド間の距離が１００μｍである、１００ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍｍの矩形平板状の薄型ＦＲ４基板を準備した。次いで、銅箔ランド上にはんだペーストをメタルマスク（厚み１００μｍ、開口寸法０．２ｍｍ×０．３ｍｍ）を用いて印刷し、電極間距離が１００μｍの小型チップ抵抗（０．２ｍｍ×０．４ｍｍ）を搭載した。この部品搭載基板に上記（１）と同様の熱履歴を加え、耐ＴＣＴ性評価用の試験基板を得た。この試験基板の初期抵抗を簡易テスターを用いて確認した後、熱衝撃試験機（１サイクル：－５５℃で３０分間保持、１２５℃まで５分間で昇温、１２５℃で３０分間保持、－５５℃まで５分間で降温）に投入し、接続抵抗を測定した。耐ＴＣＴ性の評価は、初期抵抗に対して±１０％以内の抵抗変化率を示したサイクル数を指標とした。
（３）絶縁抵抗試験
　上記（２）と同様の方法で作製した部品搭載基板の絶縁抵抗値を測定した後、マイグレーション試験（温度６０℃、湿度９０％、５０Ｖ印加）を実施した。耐マイグレーション性の評価は、電極間のリーク発生によって、絶縁抵抗値が１０９Ω以下を示した試験時間を指標とした。
　作製例１～１３ではいずれも良好な接着強度を示し、温度サイクル試験、絶縁抵抗試験ともに良好な結果を示した。
　比較作製例１、２では接着強度が著しく低下し、温度サイクル耐性が低下していることが確認された。
　比較作製例３ではフラックス成分増加による接続性の向上が見られたものの、マイグレーションによる絶縁性低下が確認された。
　比較作製例４ではフラックス成分低減による絶縁信頼性の向上が見られたものの、はんだ濡れ性の低下による接続強度低下と、温度サイクル耐性の低下が確認された。
　作製例５と比較作製例１では平均粒子径４μｍのはんだ粒子を用いているのにもかかわらず、はんだ粒子の濡れ広がり性に影響される接続強度、及び接続信頼性に差が見られた。作製例５と比較作製例１の濡れ広がり性を評価した。
　圧延銅箔（１０ｍｍ×１５ｍｍ、厚み：０．０４ｍｍ）上に、印刷用メタルマスク（開口：５ｍｍ×５ｍｍ、厚み：０．１ｍｍ）を用いて、はんだペーストを所定量印刷し、ホットプレートを用いて、１５０℃、３分間の熱履歴を加えて、濡れ広がり性を評価した。濡れ広がり性評価結果を図８に示す。
　図８（ａ）は作製例５の濡れ広がり性を示す図である。印刷後の形状である正方形を維持しながら、銅箔に対して速やかに濡れ広がったことが確認できる。
　図８（ｂ）は比較作製例１の濡れ広がり性を示す図である。銅箔への濡れ広がり性が悪く、まばらに濡れ広がったことが確認できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　１…はんだ粒子、１１…平面部、１１１…はんだ微粒子、６０…基体、６０ａ…表面、６２…凹部、６２ａ…底部。

Claims (6)

  1. 　はんだ粒子と、フラックスとを含み、
    　前記はんだ粒子が表面の一部に平面部を有する、はんだペースト。
  2. 　前記はんだ粒子の平均粒子径が１～３０μｍであり、かつＣ．Ｖ．値が２０％以下である、請求項１に記載のはんだペースト。
  3. 　前記はんだ粒子の直径Ｂに対する前記平面部の直径Ａの比（Ａ／Ｂ）が下記式を満たす、請求項１又は２に記載のはんだペースト。
    　　０．０１＜Ａ／Ｂ＜１．０
  4. 　前記はんだ粒子の投影像に外接する四角形を二対の平行線により作成した場合において、対向する辺間の距離をＸ及びＹ（但しＹ＜Ｘ）としたときに、Ｘ及びＹが下記式を満たす、請求項１～３のいずれか一項に記載のはんだペースト。
    　　０．８＜Ｙ／Ｘ＜１．０
  5. 　前記はんだ粒子が、スズ、スズ合金、インジウム及びインジウム合金からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のはんだペースト。
  6. 　前記はんだ粒子が、Ｉｎ－Ｓｎ合金、Ｉｎ－Ｓｎ－Ａｇ合金、Ｉｎ－Ｂｉ合金、Ｓｎ－Ａｕ合金、Ｓｎ－Ｂｉ合金、Ｓｎ－Ｂｉ－Ａｇ合金、Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ合金及びＳｎ－Ｃｕ合金からなる群より選択される少なくとも一種のスズ合金を含む、請求項５に記載のはんだペースト。
     
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