JP2020192599A - Solder alloy, solder powder, and solder joint - Google Patents

Abstract

To provide a solder alloy, solder powder and a solder joint which suppress changes with time of a solder paste, are excellent in wettability, have a small temperature difference between a liquidus line temperature and a solidus line temperature, and are excellent in high mechanical characteristics.SOLUTION: A solder alloy has an alloy composition of at least one of 10 mass ppm or more and less than 40 mass ppm As, 0-25,000 mass ppm Bi, 0-8,000 mass ppm Pb, and the balance Sn, and satisfies Expression (1): 300≤3As+Bi+Pb and Expression (2): 0<2.3×10-4×Bi+8.2×10-4×Pb≤7, in Expressions (1) and (2), As, Bi and Pb each satisfy a content (mass ppm) in the alloy composition.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、はんだペーストの経時変化を抑制し、濡れ性に優れ、液相線温度と固相線温度との温度差が小さいはんだ合金、はんだ粉末、およびはんだ継手に関する。 The present invention relates to a solder alloy, a solder powder, and a solder joint, which suppress the change with time of the solder paste, have excellent wettability, and have a small temperature difference between the liquidus temperature and the solidus temperature.

近年、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのはんだ継手を有する電子デバイスは、小型化、高性能化が要求されている。これにともない、プリント基板と電子デバイスの電極の小型化が必要になる。電子デバイスは電極を介してプリント基板と接続されるため、電極の小型化に伴い両者を接続するはんだ継手も小さくなる。 In recent years, electronic devices having a solder joint such as a CPU (Central Processing Unit) are required to be miniaturized and have high performance. Along with this, it is necessary to reduce the size of the electrodes of the printed circuit board and the electronic device. Since the electronic device is connected to the printed circuit board via the electrodes, the solder joint connecting the two becomes smaller as the electrodes become smaller.

電子デバイスとプリント基板をこのような微細な電極を介して接続するためには、一般にはんだペーストが使用されている。はんだペーストは、プリント基板の電極上に印刷等によって供給される。はんだペーストの印刷は、開口部が設けられたメタルマスクをプリント基板上に置き、スキージをメタルマスクに押し付けながら移動させ、メタルマスクの開口部からはんだペーストをプリント基板上の電極に一括塗布することにより行われる。また、はんだペーストを購入した場合、通常では１回の印刷ですべてを使い切ることはない。このように、はんだペーストは、基板への印刷性能を損なわないように製造当初の適度な粘度が維持されなければならない。 Solder paste is generally used to connect an electronic device and a printed circuit board via such fine electrodes. The solder paste is supplied on the electrodes of the printed circuit board by printing or the like. To print the solder paste, place a metal mask with an opening on the printed circuit board, move the squeegee while pressing it against the metal mask, and apply the solder paste to the electrodes on the printed circuit board from the opening of the metal mask all at once. Is done by. Also, if you purchase a solder paste, you usually do not use up everything in one print. As described above, the solder paste must maintain an appropriate viscosity at the time of manufacture so as not to impair the printing performance on the substrate.

しかし、近年、電極の小型化が進むにつれて、はんだペーストの印刷面積も狭小化が進んでいることから、購入したはんだペーストを使い切るまでの時間は長期化している。はんだペーストは、はんだ粉末とフラックスを混錬したものであり、保管期間が長期に渡る場合には、保管状況によってははんだペーストの粘度が上がってしまい、購入当初の印刷性能を発揮することができないことがある。 However, in recent years, as the size of the electrodes has been reduced, the printed area of the solder paste has also been narrowed, so that it takes a long time to use up the purchased solder paste. Solder paste is a mixture of solder powder and flux, and if the storage period is long, the viscosity of the solder paste will increase depending on the storage conditions, and the printing performance at the time of purchase cannot be exhibited. Sometimes.

そこで、例えば特許文献１には、はんだペーストの経時変化を抑制するため、Ｓｎと、Ａｇ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｉｎ及びＣｕからなる群から選択される１種又は２種以上と、を含み、かつ、所定量のＡｓを含むはんだ合金が開示されている。同文献には、２５℃で２週間後の粘度が作製当初の粘度と比較して１４０％未満である結果が示されている。 Therefore, for example, Patent Document 1 includes Sn and one or more selected from the group consisting of Ag, Bi, Sb, Zn, In, and Cu in order to suppress the change over time of the solder paste. And, a solder alloy containing a predetermined amount of As is disclosed. The document shows that the viscosity after 2 weeks at 25 ° C. is less than 140% of the initial viscosity.

特開２０１５−９８０５２号公報JP-A-2015-98052

上述のように、特許文献１に記載の発明は、ＳｎおよびＡｓの他に６種類の元素を選択的に含有し得るはんだ合金である。また、同文献には、Ａｓ含有量が多いと溶融性が劣る結果が示されている。 As described above, the invention described in Patent Document 1 is a solder alloy that can selectively contain 6 kinds of elements in addition to Sn and As. Further, the same document shows that the meltability is inferior when the As content is high.

ここで、特許文献１で評価されている溶融性は、溶融はんだの濡れ性に相当すると考えられる。同文献で開示されている溶融性は、溶融物の外観を顕微鏡で観察し、溶融しきれないはんだ粉末の有無により評価されている。溶融はんだの濡れ性が高ければ溶融しきれないはんだ粉末が残存し難くなるためである。 Here, the meltability evaluated in Patent Document 1 is considered to correspond to the wettability of the molten solder. The meltability disclosed in the document is evaluated by observing the appearance of the melt with a microscope and the presence or absence of solder powder that cannot be completely melted. This is because if the wettability of the molten solder is high, it is difficult for solder powder that cannot be completely melted to remain.

一般に、溶融はんだの濡れ性を向上させるためには高活性のフラックスを用いる必要がある。特許文献１に記載のフラックスにおいて、Ａｓによる濡れ性の劣化が抑制されるためには、高活性のフラックスを用いればよいと考えられる。しかし、高活性のフラックスを用いるとはんだ合金と活性剤の反応が進むためにペーストの粘度が上がってしまう。また、特許文献１の記載を鑑みると、粘度の上昇を抑えるためにはＡｓ含有量を増加させる必要がある。特許文献１に記載のはんだペーストが更に低い粘度上昇率と優れた濡れ性を示すためには、フラックスの活性力とＡｓ含有量を増加しつづける必要があり、悪循環を招くことになる。 Generally, it is necessary to use a highly active flux in order to improve the wettability of the molten solder. In the flux described in Patent Document 1, it is considered that a highly active flux may be used in order to suppress the deterioration of wettability due to As. However, when a highly active flux is used, the viscosity of the paste increases because the reaction between the solder alloy and the activator proceeds. Further, in view of the description of Patent Document 1, it is necessary to increase the As content in order to suppress the increase in viscosity. In order for the solder paste described in Patent Document 1 to exhibit a lower viscosity increase rate and excellent wettability, it is necessary to continuously increase the active force of the flux and the As content, which causes a vicious cycle.

最近では、はんだペーストは使用環境や保管環境によらず長期間安定した性能を維持することが求められており、また、はんだ継手の微細化により更に高い濡れ性も要求されている。特許文献１に記載のはんだペーストを用いて最近の要求に対応しようとすると、前述のように悪循環が避けられない。 Recently, solder paste is required to maintain stable performance for a long period of time regardless of the usage environment and storage environment, and further higher wettability is also required due to the miniaturization of solder joints. When trying to meet recent demands by using the solder paste described in Patent Document 1, a vicious cycle is unavoidable as described above.

さらに、微細な電極を接合するためには、はんだ継手の機械的特性等を向上させる必要がある。元素によっては、含有量が多くなると液相線温度が上昇して液相線温度と固相線温度が広がり、凝固時に偏析して不均一な合金組織が形成されてしまう。はんだ合金がこのような合金組織を有すると引張強度などの機械的特性が劣り、はんだ継手は外部からの応力により容易に破断してしまう。この問題は、近年の電極の小型化にともない顕著になってきている。 Further, in order to join fine electrodes, it is necessary to improve the mechanical properties of the solder joint. Depending on the element, when the content increases, the liquidus temperature rises, the liquidus temperature and the solidus temperature spread, and segregation occurs during solidification to form a non-uniform alloy structure. If the solder alloy has such an alloy structure, mechanical properties such as tensile strength are inferior, and the solder joint is easily broken by external stress. This problem has become remarkable with the recent miniaturization of electrodes.

本発明の課題は、はんだペーストの経時変化を抑制し、濡れ性に優れ、液相線温度と固相線温度との温度差が小さく高い機械的特性を有するはんだ合金、はんだ粉末、およびはんだ継手を提供することである。 The subject of the present invention is a solder alloy, a solder powder, and a solder joint, which suppress the change with time of the solder paste, have excellent wettability, have a small temperature difference between the liquidus temperature and the solidus temperature, and have high mechanical properties. Is to provide.

ペーストの経時変化の抑制と優れた濡れ性が同時に改善される際、高い活性力を有するフラックスの使用とＡｓ含有量の増加による悪循環を避ける必要がある。本発明者らは、はんだ粉末の合金組成に着目し、ペーストの経時変化の抑制と優れた濡れ性の両立を図るために鋭意検討を行った。 When suppressing the change over time of the paste and improving the excellent wettability at the same time, it is necessary to avoid a vicious cycle due to the use of a flux having high activity and an increase in As content. The present inventors focused on the alloy composition of the solder powder, and made diligent studies in order to suppress the change of the paste with time and to achieve both excellent wettability.

まず、本発明者らは、はんだ合金として従来から使用されているＳｎ、ＳｎＣｕ、ＳｎＡｇＣｕはんだ合金を基本組成として、これにＡｓを含有するはんだ粉末について検討した。そして、このはんだ粉末を用いた場合にはんだペーストの経時変化を抑制する原因に着目し、Ａｓ含有量を調査した。 First, the present inventors have studied a solder powder containing As as a basic composition of Sn, SnCu, and SnAgCu solder alloys conventionally used as solder alloys. Then, focusing on the cause of suppressing the time-dependent change of the solder paste when this solder powder was used, the As content was investigated.

はんだペーストの粘度が経時的に上昇する原因は、はんだ粉末とフラックスが反応するためであると考えられる。そして、特許文献１の表１実施例４と比較例２の結果を比較すると、Ａｓ含有量が１００質量ｐｐｍを超えた方が粘度上昇率が低い結果を示している。これらを鑑みると、ペーストの経時変化を抑制する効果（以下、適宜、「増粘抑制効果」と称する。）に着目した場合、Ａｓ含有量をさらに増加させてもよいとも思われる。ただ、Ａｓ含有量を増加した場合、Ａｓ含有量に伴い増粘抑制効果がわずかに増加するものの、Ａｓ含有量が増加した分に応じた増粘抑制効果が得られるわけではない。これは、はんだ合金の表面に濃化するＡｓ量には限度があり、Ａｓを所定量以上含有したとしてもはんだ合金内部のＡｓ量が多くなり、増粘抑制効果が発揮され難いためであると考えられる。また、Ａｓ含有量が多すぎると、はんだ合金のぬれ性が悪化することが確認された。 It is considered that the reason why the viscosity of the solder paste increases with time is that the solder powder reacts with the flux. Comparing the results of Table 1 Example 4 and Comparative Example 2 of Patent Document 1, it is shown that the viscosity increase rate is lower when the As content exceeds 100 mass ppm. In view of these, when focusing on the effect of suppressing the change with time of the paste (hereinafter, appropriately referred to as "thickening suppressing effect"), it seems that the As content may be further increased. However, when the As content is increased, the thickening suppressing effect is slightly increased with the As content, but the thickening suppressing effect is not obtained according to the increase in the As content. This is because there is a limit to the amount of As that can be concentrated on the surface of the solder alloy, and even if the amount of As is contained in a predetermined amount or more, the amount of As inside the solder alloy increases and it is difficult to exert the thickening suppressing effect. Conceivable. It was also confirmed that if the As content is too large, the wettability of the solder alloy deteriorates.

そこで、本発明者らは、従来ではＡｓ含有量が少なく増粘抑制効果が発揮されない範囲までＡｓ含有量の範囲を広げた上で、Ａｓの他に増粘抑制効果が発揮される元素を添加する必要があることに思い至り、種々の元素を調査した。その結果、偶然にも、ＢｉとＰｂがＡｓと同様の効果を発揮する知見が得られた。この理由は定かではないが、以下のように推察される。 Therefore, the present inventors have expanded the range of As content to a range in which the As content is low and the thickening suppressing effect is not exhibited, and then add an element other than As that exhibits the thickening suppressing effect. Realizing that it was necessary to do so, I investigated various elements. As a result, by chance, it was found that Bi and Pb exert the same effect as As. The reason for this is not clear, but it can be inferred as follows.

増粘抑制効果はフラックスとの反応を抑制することにより発揮されることから、フラックスとの反応性が低い元素として、イオン化傾向が低い元素が挙げられる。一般に、合金のイオン化は、合金組成としてのイオン化傾向、すなわち標準電極電位で考える。例えば、Ｓｎに対して貴なＡｇを含むＳｎＡｇ合金はＳｎよりもイオン化し難い。このため、Ｓｎよりも貴な元素を含有する合金はイオン化し難いことになり、はんだペーストの増粘抑制効果が高いと推察される。 Since the thickening suppressing effect is exerted by suppressing the reaction with the flux, an element having a low reactivity with the flux includes an element having a low ionization tendency. Generally, the ionization of an alloy is considered in terms of the ionization tendency as the alloy composition, that is, the standard electrode potential. For example, a SnAg alloy containing Ag, which is noble to Sn, is more difficult to ionize than Sn. Therefore, an alloy containing an element nobler than Sn is difficult to ionize, and it is presumed that the effect of suppressing thickening of the solder paste is high.

ここで、特許文献１では、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕの他に、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｚｎ、およびＩｎが等価な元素として掲げられているが、イオン化傾向としては、これらの元素の中でＺｎが最も卑な元素であり、Ｓｎより卑な元素である。つまり、特許文献１には卑な元素であるＺｎを添加しても増粘抑制効果が得られることが記載されていることになる。このため、イオン化傾向に則して選定された元素を含有するはんだ合金は、特許文献１に記載のはんだ合金と比較して同等以上の増粘抑制効果が得られると考えられる。また、前述のように、Ａｓ含有量が増加すると濡れ性が劣化してしまう。 Here, in Patent Document 1, in addition to Sn, Ag, and Cu, Bi, Sb, Zn, and In are listed as equivalent elements, but in terms of ionization tendency, Zn is the most among these elements. It is a lowly element and is a lower element than Sn. That is, Patent Document 1 describes that the thickening suppressing effect can be obtained even if Zn, which is a base element, is added. Therefore, it is considered that the solder alloy containing an element selected according to the ionization tendency can obtain a thickening suppressing effect equal to or higher than that of the solder alloy described in Patent Document 1. Further, as described above, as the As content increases, the wettability deteriorates.

本発明者らは、増粘抑制効果を発揮するＢｉおよびＰｂについて詳細に調査した。ＢｉおよびＰｂははんだ合金の液相線温度を下げるため、はんだ合金の加熱温度が一定である場合、はんだ合金の濡れ性を向上させる。ただ、含有量によっては固相線温度が著しく低下するため、液相線温度と固相線温度との温度差であるΔＴが広くなりすぎる。ΔＴが広くなりすぎると凝固時に偏析が生じてしまい、機械的強度等の機械的特性の低下に繋がってしまう。ΔＴが広がる現象は、ＢｉおよびＰｂを同時に添加した場合に顕著に表れることから、厳密な管理が必要である。 The present inventors have investigated in detail Bi and Pb that exert an effect of suppressing thickening. Since Bi and Pb lower the liquidus temperature of the solder alloy, the wettability of the solder alloy is improved when the heating temperature of the solder alloy is constant. However, since the solidus temperature is significantly lowered depending on the content, ΔT, which is the temperature difference between the liquidus temperature and the solidus temperature, becomes too wide. If ΔT becomes too wide, segregation will occur during solidification, leading to deterioration of mechanical properties such as mechanical strength. Since the phenomenon that ΔT spreads remarkably appears when Bi and Pb are added at the same time, strict control is required.

Ｓｎ、ＳｎＣｕはんだ合金、およびＳｎＡｇＣｕはんだ合金において、増粘抑制効果、優れた濡れ性、およびΔＴの狭窄化、のすべてが優れた結果を示すためには、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂの含有量を個々に管理するのではなく、これらの元素の含有量を総合的に管理する必要があると考えた。そこで、本発明者らは、これらの３元素の含有量に関して種々の検討を行った結果、偶然にも、各元素の含有量が所定量の範囲内において所定の関係式を満たす場合に、増粘抑制効果、濡れ性、およびΔＴの狭窄化のすべてが優れた結果を示す知見が得られ、本発明を完成することができた。 In Sn, SnCu solder alloys, and SnAgCu solder alloys, the content of As, Bi, and Pb must be determined in order to show excellent results in terms of thickening inhibitory effect, excellent wettability, and narrowing of ΔT. We thought that it was necessary to comprehensively control the contents of these elements, rather than controlling them individually. Therefore, as a result of various studies on the contents of these three elements, the present inventors happened to increase the content when the content of each element satisfies a predetermined relational expression within a predetermined amount range. The present invention was completed with the findings showing excellent results in all of the anti-viscosity effect, wettability, and stenosis of ΔT.

これらの知見により得られた本発明は次の通りである。
（１）Ａｓ：１０質量ｐｐｍ以上４０質量ｐｐｍ未満、並びにＢｉ：０〜２５０００質量ｐｐｍおよびＰｂ：０〜８０００質量ｐｐｍの少なくとも１種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、（１）式および（２）式を満たすことを特徴とするはんだ合金。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ （１）
０＜２．３×１０^−４×Ｂｉ＋８．２×１０^−４×Ｐｂ≦７ （２）
（１）式および（２）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 The present invention obtained from these findings is as follows.
(1) It has an alloy composition consisting of As: 10 mass ppm or more and less than 40 mass ppm, and at least one of Bi: 0 to 25000 mass ppm and Pb: 0 to 8000 mass ppm, and the balance of Sn. (1) A solder alloy characterized by satisfying the equation and the equation (2).
300 ≦ 3As + Bi + Pb (1)
0 <2.3 × 10 ^-4 × Bi + 8.2 × 10 ^-4 × Pb ≦ 7 (2)
In the formulas (1) and (2), As, Bi, and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition.

（２）Ａｓ：１０質量ｐｐｍ以上４０質量ｐｐｍ未満、並びにＢｉ：０質量ｐｐｍ超え２５０００質量ｐｐｍ以下およびＰｂ：０質量ｐｐｍ超え８０００質量ｐｐｍ以下の少なくとも１種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、（１）式および（２）式を満たすことを特徴とするはんだ合金。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ （１）
０＜２．３×１０^−４×Ｂｉ＋８．２×１０^−４×Ｐｂ≦７ （２）
（１）式および（２）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 (2) An alloy composition consisting of As: 10 mass ppm or more and less than 40 mass ppm, Bi: 0 mass ppm or more and 25,000 mass ppm or less, Pb: 0 mass ppm or more and 8000 mass ppm or less, and the balance of Sn. A solder alloy having and satisfying the equations (1) and (2).
300 ≦ 3As + Bi + Pb (1)
0 <2.3 × 10 ^-4 × Bi + 8.2 × 10 ^-4 × Pb ≦ 7 (2)
In the formulas (1) and (2), As, Bi, and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition.

（３）Ａｓ：１０質量ｐｐｍ以上４０質量ｐｐｍ未満、並びにＢｉ：５０〜２５０００質量ｐｐｍおよびＰｂ：０質量ｐｐｍ超え８０００質量ｐｐｍ以下の少なくとも１種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、（１）式および（２）式を満たすことを特徴とするはんだ合金。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ （１）
０＜２．３×１０^−４×Ｂｉ＋８．２×１０^−４×Ｐｂ≦７ （２）
（１）式および（２）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 (3) As has an alloy composition consisting of at least 10 mass ppm or more and less than 40 mass ppm, Bi: 50 to 25,000 mass ppm, Pb: 0 mass ppm or more and 8000 mass ppm or less, and the balance of Sn. A solder alloy characterized by satisfying the equations (1) and (2).
300 ≦ 3As + Bi + Pb (1)
0 <2.3 × 10 ^-4 × Bi + 8.2 × 10 ^-4 × Pb ≦ 7 (2)
In the formulas (1) and (2), As, Bi, and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition.

（４）Ａｓ：１０質量ｐｐｍ以上４０質量ｐｐｍ未満、並びにＢｉ：０質量ｐｐｍ超え２５０００質量ｐｐｍ以下およびＰｂ：５０〜８０００質量ｐｐｍの少なくとも１種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、（１）式および（２）式を満たすことを特徴とするはんだ合金。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ （１）
０＜２．３×１０^−４×Ｂｉ＋８．２×１０^−４×Ｐｂ≦７ （２）
（１）式および（２）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 (4) As has an alloy composition of 10 mass ppm or more and less than 40 mass ppm, Bi: 0 mass ppm or more and 25,000 mass ppm or less, Pb: at least one of 50 to 8000 mass ppm, and the balance of Sn. A solder alloy characterized by satisfying the equations (1) and (2).
300 ≦ 3As + Bi + Pb (1)
0 <2.3 × 10 ^-4 × Bi + 8.2 × 10 ^-4 × Pb ≦ 7 (2)
In the formulas (1) and (2), As, Bi, and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition.

（５）Ａｓ：１０質量ｐｐｍ以上４０質量ｐｐｍ未満、並びにＢｉ：５０〜２５０００質量ｐｐｍおよびＰｂ：５０〜８０００質量ｐｐｍの少なくとも１種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、（１）式および（２）式を満たすことを特徴とするはんだ合金。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ （１）
０＜２．３×１０^−４×Ｂｉ＋８．２×１０^−４×Ｐｂ≦７ （２）
（１）式および（２）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々合金組成での含有量（質量
ｐｐｍ）を表す。 (5) It has an alloy composition consisting of As: 10 mass ppm or more and less than 40 mass ppm, Bi: 50 to 25,000 mass ppm and Pb: 50 to 8000 mass ppm, and the balance of Sn. A solder alloy characterized by satisfying equations (2) and (2).
300 ≦ 3As + Bi + Pb (1)
0 <2.3 × 10 ^-4 × Bi + 8.2 × 10 ^-4 × Pb ≦ 7 (2)
In the formulas (1) and (2), As, Bi, and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition.

（６）更に、合金組成はＮｉ：０〜６００質量ｐｐｍを含有する、上記（１）〜上記（５）のいずれか１項に記載のはんだ合金。 (6) The solder alloy according to any one of (1) to (5) above, wherein the alloy composition contains Ni: 0 to 600 mass ppm.

（７）更に、合金組成はＦｅ：０〜１００質量ｐｐｍを含有する、上記（１）〜上記（５）のいずれか１項に記載のはんだ合金。 (7) The solder alloy according to any one of (1) to (5) above, wherein the alloy composition contains Fe: 0 to 100 mass ppm.

（８）更に、合金組成はＩｎ：０〜１２００質量ｐｐｍを含有する、上記（１）〜上記（５）のいずれか１項に記載のはんだ合金。 (8) The solder alloy according to any one of (1) to (5) above, wherein the alloy composition contains In: 0 to 1200 mass ppm.

（９）更に、合金組成は、Ｎｉ：０〜６００質量ｐｐｍ、Ｆｅ：０〜１００質量ｐｐｍ、およびＩｎ：０〜１２００質量ｐｐｍの少なくとも２種を含有する、上記（１）〜上記（５）のいずれか１項に記載のはんだ合金。 (9) Further, the alloy composition contains at least two kinds of Ni: 0 to 600 mass ppm, Fe: 0 to 100 mass ppm, and In: 0 to 1200 mass ppm, the above (1) to the above (5). The solder alloy according to any one of the above items.

（１０）更に、合金組成は、Ｎｉ：０〜６００質量ｐｐｍおよびＦｅ：０〜１００質量ｐｐｍを含有し、（３）式を満たす、上記（１）〜上記（５）のいずれか１項に記載のはんだ合金。
０≦Ｎｉ／Ｆｅ≦５０ （３）
（３）式中、ＮｉおよびＦｅは各々合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 (10) Further, the alloy composition contains Ni: 0 to 600 mass ppm and Fe: 0 to 100 mass ppm, and satisfies the formula (3), according to any one of the above (1) to (5). Solder alloy described.
0 ≦ Ni / Fe ≦ 50 (3)
In the formula (3), Ni and Fe each represent the content (mass ppm) in the alloy composition.

（１１）更に、合金組成は（１ａ）式を満たす、上記（１）〜上記（１０）のいずれか１項に記載のはんだ合金。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ≦２５１１４ （１ａ）
（１ａ）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 (11) The solder alloy according to any one of (1) to (10) above, wherein the alloy composition satisfies the formula (1a).
300 ≦ 3As + Bi + Pb ≦ 25114 (1a)
In the formula (1a), As, Bi, and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition.

（１２）更に、合金組成は、Ａｇ：０〜４質量％およびＣｕ：０〜０．９質量％の少なくとも１種を含有する、上記（１）〜上記（１１）のいずれか１項に記載のはんだ合金。 (12) Further, the alloy composition according to any one of the above (1) to (11), which contains at least one of Ag: 0 to 4% by mass and Cu: 0 to 0.9% by mass. Solder alloy.

（１３）合金組成は、Ａｓ：１０質量ｐｐｍ以上２５質量ｐｐｍ未満を含有する、上記（１）〜上記（１２）のいずれか１項に記載のはんだ合金。 (13) The solder alloy according to any one of (1) to (12) above, wherein the alloy composition contains As: 10 mass ppm or more and less than 25 mass ppm.

（１４）上記（１）〜上記（１３）のいずれか１項に記載のはんだ合金を有するはんだ粉末。 (14) A solder powder having the solder alloy according to any one of (1) to (13) above.

（１５）上記（１）〜上記（１３）のいずれか１項に記載のはんだ合金を有するはんだ継手。 (15) A solder joint having the solder alloy according to any one of (1) to (13) above.

本発明を以下により詳しく説明する。本明細書において、はんだ合金組成に関する「ｐｐｍ」は、特に指定しない限り「質量ｐｐｍ」である。「％」は、特に指定しない限り「質量％」である。 The present invention will be described in more detail below. In the present specification, "ppm" relating to the solder alloy composition is "mass ppm" unless otherwise specified. “%” Is “mass%” unless otherwise specified.

１． 合金組成
（１） Ａｓ：１０ｐｐｍ以上４０ｐｐｍ未満
Ａｓは、はんだペーストの粘度の経時変化を抑制することができる元素である。Ａｓは、フラックスとの反応性が低く、またＳｎに対して貴な元素であるために増粘抑制効果を発揮することができると推察される。Ａｓが１０ｐｐｍ未満であると、増粘抑制効果を十分に発揮することができない。Ａｓ含有量の下限は１０ｐｐｍ以上であり、好ましくは１４ｐｐｍ以上である。一方、Ａｓが多すぎるとフラックスの活性によってははんだ合金の濡れ性が劣化する。Ａｓ含有量の上限は４０ｐｐｍ未満であり、好ましくは３８ｐｐｍ以下であり、より好ましくは２５ｐｐｍ未満であり、さらに好ましくは２４ｐｐｍ以下であり、特に１８ｐｐｍ以下である。 1. 1. Alloy composition (1) As: 10 ppm or more and less than 40 ppm As is an element capable of suppressing a change in the viscosity of the solder paste over time. It is presumed that As has low reactivity with flux and is a noble element for Sn, so that it can exert an effect of suppressing thickening. If As is less than 10 ppm, the thickening suppressing effect cannot be sufficiently exerted. The lower limit of the As content is 10 ppm or more, preferably 14 ppm or more. On the other hand, if the amount of As is too large, the wettability of the solder alloy deteriorates depending on the activity of the flux. The upper limit of the As content is less than 40 ppm, preferably 38 ppm or less, more preferably less than 25 ppm, still more preferably 24 ppm or less, and particularly 18 ppm or less.

（２） Ｂｉ：０〜２５０００質量ｐｐｍおよびＰｂ：０〜８０００質量ｐｐｍの少なくとも１種
ＢｉおよびＰｂはフラックスとの反応性が低く増粘抑制効果を示す元素である。また、これらの元素は、はんだ合金の液相線温度を下げるとともに溶融はんだの粘性を低減させるため、Ａｓによる濡れ性の劣化を抑えることができる元素である。 (2) At least one kind of Bi: 0 to 25,000 mass ppm and Pb: 0 to 8000 mass ppm Bi and Pb are elements that have low reactivity with flux and exhibit a thickening suppressing effect. Further, these elements are elements that can suppress deterioration of wettability due to As because the liquidus temperature of the solder alloy is lowered and the viscosity of the molten solder is reduced.

ＢｉおよびＰｂの少なくとも１種が存在すれば、Ａｓによる濡れ性の劣化を抑えることができる。本発明に係るはんだ合金がＢｉを含有する場合、Ｂｉ含有量の下限は０ｐｐｍ以上であり、０ｐｐｍ超えであってもよく、５０ｐｐｍ以上であってもよい。Ｂｉ含有量は好ましくは１２３ｐｐｍ以上であり、より好ましくは１５０ｐｐｍ以上であり、さらに好ましくは２４６ｐｐｍ以上である。本発明に係るはんだ合金がＰｂを含有する場合、Ｐｂ含有量の下限は０ｐｐｍ以上であり、０ｐｐｍ超えであってもよく、５０ｐｐｍ以上であってもよい。Ｐｂ含有量は好ましくは１２３ｐｐｍ以上であり、より好ましくは２４６ｐｐｍ以上である。 If at least one of Bi and Pb is present, deterioration of wettability due to As can be suppressed. When the solder alloy according to the present invention contains Bi, the lower limit of the Bi content is 0 ppm or more, may exceed 0 ppm, or may be 50 ppm or more. The Bi content is preferably 123 ppm or more, more preferably 150 ppm or more, and further preferably 246 ppm or more. When the solder alloy according to the present invention contains Pb, the lower limit of the Pb content is 0 ppm or more, which may exceed 0 ppm, or may be 50 ppm or more. The Pb content is preferably 123 ppm or more, more preferably 246 ppm or more.

一方、これらの元素の含有量が多すぎると、固相線温度が著しく低下するため、液相線温度と固相線温度との温度差であるΔＴが広くなりすぎる。ΔＴが広すぎると、溶融はんだの凝固過程において、ＢｉやＰｂの含有量が少ない高融点の結晶相が析出するために液相のＢｉやＰｂが濃縮される。その後、さらに溶融はんだの温度が低下すると、ＢｉやＰｂの濃度が高い低融点の結晶相が偏析してしまう。このため、はんだ合金の機械的強度等が劣化することになる。特に、Ｂｉ濃度が高い結晶相は硬くて脆いため、はんだ合金中で偏析すると機械的強度等が著しく低下する。 On the other hand, if the content of these elements is too large, the solidus temperature is remarkably lowered, so that ΔT, which is the temperature difference between the liquidus temperature and the solidus temperature, becomes too wide. If ΔT is too wide, the liquid phase Bi and Pb will be concentrated because a high melting point crystal phase having a low content of Bi and Pb is precipitated in the solidification process of the molten solder. After that, when the temperature of the molten solder is further lowered, the low melting point crystal phase having a high concentration of Bi and Pb is segregated. Therefore, the mechanical strength of the solder alloy and the like are deteriorated. In particular, since the crystal phase having a high Bi concentration is hard and brittle, segregation in the solder alloy significantly reduces the mechanical strength and the like.

このような観点から、本発明に係るはんだ合金がＢｉを含有する場合、Ｂｉ含有量の上限は２５０００ｐｐｍ以下であり、好ましくは１００００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは３００ｐｐｍ以下である。本発明に係るはんだ合金がＰｂを含有する場合、Ｐｂ含有量の下限値は８０００ｐｐｍ以下であり、好ましくは５１００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは１０００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは３００ｐｐｍ以下である。 From this point of view, when the solder alloy according to the present invention contains Bi, the upper limit of the Bi content is 25,000 ppm or less, preferably 10,000 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less, and further preferably 300 ppm or less. Is. When the solder alloy according to the present invention contains Pb, the lower limit of the Pb content is 8000 ppm or less, preferably 5100 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less, and further preferably 300 ppm or less.

（３） （１）式
本発明に係るはんだ合金は、下記（１）式を満たす必要がある。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ （１）
上記（１）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々合金組成での含有量（ｐｐｍ）を表す。 (3) Equation (1) The solder alloy according to the present invention must satisfy the following equation (1).
300 ≦ 3As + Bi + Pb (1)
In the above formula (1), As, Bi, and Pb each represent the content (ppm) in the alloy composition.

Ａｓ、ＢｉおよびＰｂは、いずれも増粘抑制効果を示す元素であり、（１）式は３００以上である必要がある。（１）式中、Ａｓ含有量を３倍にしたのは、ＢｉおよびＰｂの少なくとも１種を含有する場合にＡｓ含有量がこれらの含有量より少なく、また、ＡｓがＢｉやＰｂと比較して増粘抑制効果が高いためである。 As, Bi and Pb are all elements exhibiting a thickening suppressing effect, and the formula (1) needs to be 300 or more. In the formula (1), the As content was tripled because the As content was less than these contents when at least one of Bi and Pb was contained, and the As content was compared with that of Bi and Pb. This is because the thickening suppressing effect is high.

（１）式が３００未満であると、増粘抑制効果が十分に発揮されない。（１）式の下限は３００以上であり、好ましくは４８０以上であり、より好ましくは４９６上であり、さらに好ましくは５０４以上であり、特に好ましくは５２２以上であり、最も好ましくは５６４以上である。一方、（１）の上限は、増粘抑制効果の観点では特に限定されることはないが、ΔＴを適した範囲にする観点から、好ましくは２５１１４以下であり、より好ましくは２５０４２以下であり、さらに好ましくは１５２１４以下であり、特に好ましくは１５１７２以下であり、最も好ましくは１５１４２以下である。 If the formula (1) is less than 300, the thickening suppressing effect is not sufficiently exhibited. The lower limit of the formula (1) is 300 or more, preferably 480 or more, more preferably 496 or more, further preferably 504 or more, particularly preferably 522 or more, and most preferably 564 or more. .. On the other hand, the upper limit of (1) is not particularly limited from the viewpoint of the thickening suppressing effect, but is preferably 25114 or less, more preferably 25042 or less, from the viewpoint of setting ΔT in a suitable range. It is more preferably 15214 or less, particularly preferably 15172 or less, and most preferably 15142 or less.

なお、Ａｓ含有量の上限は４０ｐｐｍ未満であるため、本発明に係るはんだ合金は、ＢｉおよびＰｂの少なくとも１種を合計で１８０ｐｐｍより多く含有することになる。この
ように、本発明ではＡｓ含有量が少ないものの、ＢｉおよびＰｂの含有量が多めに設定さ
れており、十分な増粘抑制効果が発揮される。ＢｉおよびＰｂのすべてを含有しない場合
には、はんだペーストの粘度がすぐに増加してしまう。 Since the upper limit of the As content is less than 40 ppm, the solder alloy according to the present invention contains at least one of Bi and Pb in a total amount of more than 180 ppm. As described above, although the As content is small in the present invention, the Bi and Pb contents are set to be large, and a sufficient thickening suppressing effect is exhibited. If it does not contain all of Bi and Pb, the viscosity of the solder paste will increase quickly.

上記好ましい態様の中から上限を適宜選択したものが、下記（１ａ）式である。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ≦２５１１４ （１ａ）
上記（１ａ）および（１ｂ）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々合金組成での含有量（ｐｐｍ）を表す。 The following formula (1a) is obtained by appropriately selecting the upper limit from the above preferred embodiments.
300 ≦ 3As + Bi + Pb ≦ 25114 (1a)
In the above formulas (1a) and (1b), As, Bi, and Pb each represent the content (ppm) in the alloy composition.

（４） （２）式
本発明に係るはんだ合金は、下記（２）式を満たす必要がある。
０＜２．３×１０^−４×Ｂｉ＋８．２×１０^−４×Ｐｂ≦７ （２）
上記（２）式中、Ｂｉ、およびＰｂは各々合金組成での含有量（ｐｐｍ）を表す。 (4) Equation (2) The solder alloy according to the present invention must satisfy the following equation (2).
0 <2.3 × 10 ^-4 × Bi + 8.2 × 10 ^-4 × Pb ≦ 7 (2)
In the above formula (2), Bi and Pb each represent the content (ppm) in the alloy composition.

ＢｉおよびＰｂは、Ａｓを含有することによる濡れ性の劣化を抑制するが、含有量が多すぎるとΔＴが上昇してしまうため、厳密な管理が必要である。特に、ＢｉおよびＰｂを同時に含有する合金組成では、ΔＴが上昇しやすい。本発明では、ＢｉとＰｂの含有量に所定の係数を乗じた値の合計を規定することにより、ΔＴの上昇を抑制することができる。（２）式ではＰｂの係数がＢｉの係数より大きい。ＰｂはＢｉと比較してΔＴへの寄与度が大きく、含有量が少し増加しただけでΔＴが大幅に上昇してしまうためである。 Bi and Pb suppress the deterioration of wettability due to the inclusion of As, but if the content is too large, ΔT increases, so strict control is required. In particular, in an alloy composition containing Bi and Pb at the same time, ΔT tends to increase. In the present invention, the increase in ΔT can be suppressed by defining the total of the values obtained by multiplying the contents of Bi and Pb by a predetermined coefficient. In equation (2), the coefficient of Pb is larger than the coefficient of Bi. This is because Pb has a larger contribution to ΔT than Bi, and even if the content is slightly increased, ΔT is significantly increased.

（２）式が０であるはんだ合金は、ＢｉおよびＰｂの両元素を含有しないことになり、Ａｓを含有したことによる濡れ性の劣化を抑制することができない。（２）式の下限は０超えであり、好ましくは０．０６以上であり、より好ましくは０．１３以上であり、さらに好ましくは０．２０以上であり、特に好ましくは０．２８以上であり、最も好ましくは０．３２以上である。一方、（２）式が７を超えるとΔＴの温度域が広くなりすぎるため、溶融はんだの凝固時にＢｉやＰｂの濃度が高い結晶相が偏析して機械的強度等が劣化する。（２）の上限は７以下であり、好ましくは６．５６以下であり、より好ましくは６．４８以下であり、さらに好ましくは５．７５以下であり、さらにより好ましくは４．１８であり、特に好ましくは１．０５以下であり、最も好ましくは０．８９以下であり、特に最も好ましくは０．４８以下である。 The solder alloy having the formula (2) of 0 does not contain both Bi and Pb elements, and the deterioration of wettability due to the inclusion of As cannot be suppressed. The lower limit of the equation (2) is more than 0, preferably 0.06 or more, more preferably 0.13 or more, still more preferably 0.20 or more, and particularly preferably 0.28 or more. , Most preferably 0.32 or more. On the other hand, if the equation (2) exceeds 7, the temperature range of ΔT becomes too wide, so that the crystal phase having a high concentration of Bi and Pb segregates during solidification of the molten solder, and the mechanical strength and the like deteriorate. The upper limit of (2) is 7 or less, preferably 6.56 or less, more preferably 6.48 or less, still more preferably 5.75 or less, still more preferably 4.18. It is particularly preferably 1.05 or less, most preferably 0.89 or less, and particularly most preferably 0.48 or less.

上記好ましい態様の中から上限および下限を適宜選択したものが、下記（２ａ）式である。
０．０６≦２．３×１０^−４×Ｂｉ＋８．２×１０^−４×Ｐｂ≦６．５６ （２ａ）
上記（２ａ）式中、ＢｉおよびＰｂは各々合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 The following equation (2a) is obtained by appropriately selecting the upper limit and the lower limit from the above preferred embodiments.
0.06 ≤ 2.3 x 10 ^-4 x Bi + 8.2 x 10 ^-4 x Pb ≤ 6.56 (2a)
In the above formula (2a), Bi and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition.

（５） Ｎｉ：０〜６００ｐｐｍ、Ｆｅ：０〜１００ｐｐｍ
ＦｅとＮｉは、金属間化合物の成長を抑制することができる任意元素である。Ｎｉは、本発明に係るはんだ合金がＣｕ電極を接合する場合や後述するようにＣｕを含有する場合には、接合界面に形成されるＣｕ_６Ｓｎ_５層を（Ｃｕ、Ｎｉ）_６Ｓｎ_５層にして金属間化合物層の膜厚を薄くすることができる。また、Ｆｅは溶融はんだの凝固時に結晶核の生成を促進し、Ｃｕ_６Ｓｎ_５、Ｃｕ_３Ｓｎ、Ａｇ_３Ｓｎなどの金属間化合物相の成長を抑制することができる。 (5) Ni: 0 to 600 ppm, Fe: 0 to 100 ppm
Fe and Ni are arbitrary elements that can suppress the growth of intermetallic compounds. For Ni, when the solder alloy according to the present invention joins Cu electrodes or contains Cu as described later, the Cu ₆ Sn ₅ layer formed at the bonding interface is a (Cu, Ni) ₆ Sn ₅ layer. The thickness of the intermetallic compound layer can be reduced. In addition, Fe promotes the formation of crystal nuclei during solidification of the molten solder, and can suppress the growth of intermetallic compound phases such as Cu ₆ Sn ₅ , Cu ₃ Sn, and Ag ₃ Sn.

これらの元素の含有量が所定の範囲内であれば、液相線温度が上昇し過ぎずΔＴが許容範囲に収まり、高い機械的特性を維持することができる。本発明に係るはんだ合金がＮｉを含有する場合には、Ｎｉ含有量の上限は好ましくは６００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは５００ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは１００ｐｐｍ以下であり、特に好ましくは５０ｐｐｍ以下である。本発明に係るはんだ合金がＦｅを含有する場合には、Ｆｅ含有量の上限は好ましくは１００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは８０ｐｐｍ以下であり、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下である。 When the content of these elements is within a predetermined range, the liquidus temperature does not rise too much, ΔT falls within an allowable range, and high mechanical properties can be maintained. When the solder alloy according to the present invention contains Ni, the upper limit of the Ni content is preferably 600 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, further preferably 100 ppm or less, and particularly preferably 50 ppm or less. is there. When the solder alloy according to the present invention contains Fe, the upper limit of the Fe content is preferably 100 ppm or less, more preferably 80 ppm or less, and further preferably 50 ppm or less.

ＮｉとＦｅの含有量の下限は特に限定されないが、金属間化合物の成長を抑制する効果が十分に発揮されるため、Ｎｉ含有量の下限は好ましくは１０ｐｐｍ以上であり、より好ましくは４０ｐｐｍ以上である。Ｆｅ含有量の下限は好ましくは１０ｐｐｍ以上であり、より好ましくは２０ｐｐｍ以上である。 The lower limit of the Ni and Fe contents is not particularly limited, but the lower limit of the Ni content is preferably 10 ppm or more, more preferably 40 ppm or more, because the effect of suppressing the growth of the intermetallic compound is sufficiently exhibited. is there. The lower limit of the Fe content is preferably 10 ppm or more, more preferably 20 ppm or more.

（６） Ｉｎ：０〜１２００ｐｐｍ
ＩｎはＳｎの固溶強化型元素体であるために高い機械的特性を維持することができる任意元素である。Ｉｎ含有量が所定の範囲内であれば、ΔＴが許容範囲に収まり、高い機械的特性を維持することができる。本発明に係るはんだ合金がＩｎを含有する場合には、Ｉｎ含有量の上限は好ましくは１２００ｐｐｍ以下であり、より好ましくは１００ｐｐｍ以下である。Ｉｎ含有量の下限は特に限定されないが、十分に固溶体が形成されるようにするため、Ｉｎ含有量の下限は好ましくは２０ｐｐｍ以上であり、より好ましくは３０ｐｐｍ以上であり、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以上である。 (6) In: 0 to 1200 ppm
In is an arbitrary element capable of maintaining high mechanical properties because it is a solid solution strengthened element body of Sn. When the In content is within a predetermined range, ΔT is within an acceptable range, and high mechanical properties can be maintained. When the solder alloy according to the present invention contains In, the upper limit of the In content is preferably 1200 ppm or less, more preferably 100 ppm or less. The lower limit of the In content is not particularly limited, but the lower limit of the In content is preferably 20 ppm or more, more preferably 30 ppm or more, still more preferably 50 ppm or more so that a solid solution can be sufficiently formed. is there.

（７） Ｎｉ：０〜６００ｐｐｍ、Ｆｅ：０〜１００ｐｐｍ、およびＩｎ：０〜１２００ｐｐｍの少なくとも２種
Ｎｉ、Ｆｅ、およびＩｎは、各々の含有量が所定の範囲内であればΔＴが許容範囲に収まりやすく、高い機械的特性を維持することができる。本発明では、これらの中から少なくとも２種以上を所定の範囲内で含有してもよく、３種を同時に含有してもよい。 (7) At least two types of Ni: 0 to 600 ppm, Fe: 0 to 100 ppm, and In: 0 to 1200 ppm Ni, Fe, and In have ΔT within the allowable range if their respective contents are within a predetermined range. It is easy to fit and can maintain high mechanical properties. In the present invention, at least two or more of these may be contained within a predetermined range, or three of them may be contained at the same time.

（８） Ｎｉ：０〜６００ｐｐｍおよびＦｅ：０〜１００ｐｐｍ、ならびに（３）式
本発明に係るはんだ合金は、ＮｉおよびＦｅを所定量含有するととともに下記（３）式を満たすことが好ましい。
０≦Ｎｉ／Ｆｅ≦５０ （３）
（３）式中、ＮｉおよびＦｅは各々合金組成での含有量（ｐｐｍ）を表す。 (8) Ni: 0 to 600 ppm and Fe: 0 to 100 ppm, and formula (3) The solder alloy according to the present invention preferably contains a predetermined amount of Ni and Fe and satisfies the following formula (3).
0 ≦ Ni / Fe ≦ 50 (3)
In the formula (3), Ni and Fe each represent the content (ppm) in the alloy composition.

ＦｅとＮｉは金属間化合物の成長を抑制することができるが、Ｎｉは接合界面の金属間化合物層の成長を抑制し、Ｆｅははんだ合金中の金属間化合物相の成長を抑制することができる。はんだ継手全体として金属間化合物の成長が抑制されるようにするため、両元素の含有量はある程度のバランスを有することが望ましい。本発明に係るはんだ合金は、ＮｉおよびＦｅを所定量含有した上で、（３）式を満たすことが好ましい。このような効果を発揮するため、（３）式の下限は好ましくは０以上であり、より好ましくは０．１以上であり、さらに好ましくは２以上であり、特に好ましくは７．５以上である。（３）式の上限は好ましくは５０以下であり、より好ましくは１０以下であり、さらに好ましくは８．０以下である。 Fe and Ni can suppress the growth of the intermetallic compound, Ni can suppress the growth of the intermetallic compound layer at the bonding interface, and Fe can suppress the growth of the intermetallic compound phase in the solder alloy. .. It is desirable that the contents of both elements have a certain balance in order to suppress the growth of the intermetallic compound in the entire solder joint. The solder alloy according to the present invention preferably contains Ni and Fe in predetermined amounts and then satisfies the formula (3). In order to exert such an effect, the lower limit of the formula (3) is preferably 0 or more, more preferably 0.1 or more, further preferably 2 or more, and particularly preferably 7.5 or more. .. The upper limit of the formula (3) is preferably 50 or less, more preferably 10 or less, and further preferably 8.0 or less.

本発明に係るはんだ合金は、金属間化合物の成長を抑制するとともに液相線温度が上昇し過ぎずΔＴが許容範囲に収まり、高い機械的特性を維持するため、更に下記（４）式を満たすことが好ましい。
０≦Ｎｉ＋Ｆｅ≦６８０ （４）
（４）式中、ＮｉおよびＦｅは各々合金組成での含有量（ｐｐｍ）を表す。 The solder alloy according to the present invention further satisfies the following equation (4) in order to suppress the growth of the intermetallic compound, the liquidus temperature does not rise too much, ΔT is within the permissible range, and high mechanical properties are maintained. Is preferable.
0 ≦ Ni + Fe ≦ 680 (4)
In the formula (4), Ni and Fe each represent the content (ppm) in the alloy composition.

金属間化合物の成長が抑制されるようにするため、（４）式の下限は好ましくは０以上であり、より好ましくは２０以上であり、さらに好ましくは４０以上であり、特に好ましくは５０以上であり、最も好ましくは６０以上である。また、液相線温度が上昇し過ぎないようにするため、（４）式の上限は好ましくは６８０以下であり、より好ましくは５００以下であり、さらに好ましくは２００以下であり、特に好ましくは１５０以下であり、最も好ましくは１１０以下である。 In order to suppress the growth of the intermetallic compound, the lower limit of the formula (4) is preferably 0 or more, more preferably 20 or more, further preferably 40 or more, and particularly preferably 50 or more. Yes, most preferably 60 or more. Further, in order to prevent the liquidus temperature from rising too much, the upper limit of the equation (4) is preferably 680 or less, more preferably 500 or less, still more preferably 200 or less, and particularly preferably 150. It is the following, most preferably 110 or less.

（９） Ａｇ：０〜４％およびＣｕ：０〜０．９％の少なくとも１種
Ａｇは、結晶界面にＡｇ_３Ｓｎを形成してはんだ合金の機械的強度等を向上させることができる任意元素である。また、Ａｇはイオン化傾向がＳｎに対して貴な元素であり、Ａｓ、Ｐｂ、およびＢｉと共存することによりこれらの増粘抑制効果を助長する。Ａｇ含有量の下限は好ましくは０％以上であり、より好ましくは０．５％以上であり、さらに好ましくは１．０％以上である。Ａｇ含有量の上限は好ましくは４％以下であり、より好ましくは３．５％以下であり、さらに好ましくは３．０％以下である。 (9) At least one kind of Ag: 0 to 4% and Cu: 0 to 0.9% Ag is an arbitrary element capable of forming Ag ₃ Sn at the crystal interface to improve the mechanical strength of the solder alloy and the like. Is. In addition, Ag is an element whose ionization tendency is noble with respect to Sn, and when it coexists with As, Pb, and Bi, it promotes the effect of suppressing thickening. The lower limit of the Ag content is preferably 0% or more, more preferably 0.5% or more, and further preferably 1.0% or more. The upper limit of the Ag content is preferably 4% or less, more preferably 3.5% or less, and further preferably 3.0% or less.

Ｃｕは、はんだ継手の接合強度を向上させることができる任意元素である。また、Ｃｕはイオン化傾向がＳｎに対して貴な元素であり、Ａｓ、Ｐｂ、およびＢｉと共存することによりこれらの増粘抑制効果を助長する。Ｃｕ含有量の下限は好ましくは０％以上であり、より好ましくは０．１％以上であり、さらに好ましくは０．２％以上である。Ｃｕ含有量の上限は好ましくは０．９％以下であり、より好ましくは０．８％以下であり、さらに好ましくは０．７％以下である。 Cu is an optional element that can improve the joint strength of solder joints. Further, Cu is an element whose ionization tendency is noble with respect to Sn, and when it coexists with As, Pb, and Bi, it promotes the effect of suppressing thickening of these elements. The lower limit of the Cu content is preferably 0% or more, more preferably 0.1% or more, and further preferably 0.2% or more. The upper limit of the Cu content is preferably 0.9% or less, more preferably 0.8% or less, and further preferably 0.7% or less.

（１０）残部：Ｓｎ
本発明に係るはんだ合金の残部はＳｎである。前述の元素の他に不可避的不純物を含有してもよい。不可避的不純物を含有する場合であっても、前述の効果に影響することはない。 (10) Remaining: Sn
The rest of the solder alloy according to the present invention is Sn. In addition to the above-mentioned elements, unavoidable impurities may be contained. Even if it contains unavoidable impurities, it does not affect the above-mentioned effects.

２．はんだ粉末
本発明に係るはんだ粉末は、後述するはんだペーストに使用され、球状粉末であることが好ましい。球状粉末であることによりはんだ合金の流動性が向上する。本発明に係るはんだ粉末は、ＪＩＳ Ｚ ３２８４−１：２０１４における粉末サイズの分類（表２）において記号１〜８を満たすサイズ（粒度分布）を満たしていることが好ましい。より好ましくは記号４〜８を満たすサイズ（粒度分布）であり、さらに好ましくは記号５〜８を満たすサイズ（粒度分布）である。粒径がこの条件を満たすと、粉末の表面積が大きすぎず粘度の上昇が抑制され、また、微細粉末の凝集が抑制されて粘度の上昇が抑えられることがある。このため、より微細な部品へのはんだ付けが可能となる。 2. 2. Solder powder The solder powder according to the present invention is used for a solder paste described later, and is preferably a spherical powder. The spherical powder improves the fluidity of the solder alloy. The solder powder according to the present invention preferably satisfies a size (particle size distribution) satisfying symbols 1 to 8 in the powder size classification (Table 2) in JIS Z 3284-1: 2014. A size satisfying the symbols 4 to 8 (particle size distribution) is more preferable, and a size satisfying the symbols 5 to 8 (particle size distribution) is more preferable. When the particle size satisfies this condition, the surface area of the powder is not too large and the increase in viscosity is suppressed, and the aggregation of the fine powder is suppressed and the increase in viscosity may be suppressed. Therefore, it is possible to solder to finer parts.

はんだ粉末の真球度は０．９０以上が好ましく、０．９５以上がより好ましく、０．９９以上が最も好ましい。本発明において、球状粉末の真球度は、最小領域中心法（ＭＺＣ法）を用いるＣＮＣ画像測定システム（ミツトヨ社製のウルトラクイックビジョンＵＬＴＲＡ ＱＶ３５０−ＰＲＯ測定装置）を使用して測定する。本発明において、真球度とは真球からのずれを表し、例えば５００個の各ボールの直径を長径で割った際に算出される算術平均値であり、値が上限である１．００に近いほど真球に近いことを表す。 The sphericity of the solder powder is preferably 0.90 or more, more preferably 0.95 or more, and most preferably 0.99 or more. In the present invention, the sphericity of the spherical powder is measured using a CNC image measuring system (Ultra Quick Vision ULTRA QV350-PRO measuring device manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.) using the minimum region center method (MZC method). In the present invention, the sphericity represents the deviation from the sphere, for example, the arithmetic mean value calculated when the diameter of each of 500 balls is divided by the major axis, and the value is 1.00, which is the upper limit. The closer it is, the closer it is to a true sphere.

３．はんだペースト
はんだペーストは、前述のはんだ粉末、およびフラックスを含有する。 3. 3. Solder paste The solder paste contains the above-mentioned solder powder and flux.

（１）フラックスの成分
はんだペーストに使用されるフラックスは、有機酸、アミン、アミンハロゲン化水素酸塩、有機ハロゲン化合物、チキソ剤、ロジン、溶剤、界面活性剤、ベース剤、高分子化合物、シランカップリング剤、着色剤の何れか、または２つ以上の組み合わせで構成される。 (1) Flux components Flux used in solder paste is organic acid, amine, amine hydrohalide, organic halogen compound, thixo agent, rosin, solvent, surfactant, base agent, polymer compound, silane. It is composed of either a coupling agent or a colorant, or a combination of two or more.

有機酸としては、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、ダイマー酸、プロピオン酸、２，２−ビスヒドロキシメチルプロピオン酸、酒石酸、リンゴ酸、グリコール酸、ジグリコール酸、チオグリコール酸、ジチオグリコール酸、ステアリン酸、１２−ヒドロキシステアリン酸、パルミチン酸、オレイン酸等が挙げられる。はんだ粉末がＩｎを含有する場合には、必要に応じて、有機酸にコハク酸、アジピン酸、アゼライン酸を選択してもよい。 Organic acids include succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dimer acid, propionic acid, 2,2-bishydroxymethylpropionic acid, tartaric acid, malic acid, glycolic acid, Examples thereof include diglycolic acid, thioglycolic acid, dithioglycolic acid, stearic acid, 12-hydroxystearic acid, palmitic acid, oleic acid and the like. When the solder powder contains In, succinic acid, adipic acid, and azelaic acid may be selected as the organic acid, if necessary.

アミンとしては、エチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、２−メチルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−ウンデシルイミダゾリウムトリメリテイト、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾリウムトリメリテイト、２，４−ジアミノ−６−［２′−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−ウンデシルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−エチル−４′−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−［２′−メチルイミダゾリル−（１′）］−エチル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、２−フェニルイミダゾールイソシアヌル酸付加物、２−フェニル−４，５−ジヒドロキシメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、２，３−ジヒドロ−１Ｈ−ピロロ［１，２−ａ］ベンズイミダゾール、１−ドデシル−２−メチル−３−ベンジルイミダゾリウムクロライド、２−メチルイミダゾリン、２−フェニルイミダゾリン、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジン、２，４−ジアミノ−６−ビニル−ｓ−トリアジンイソシアヌル酸付加物、２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−ｓ−トリアジン、エポキシ−イミダゾールアダクト、２−メチルベンゾイミダゾール、２−オクチルベンゾイミダゾール、２−ペンチルベンゾイミダゾール、２−（１−エチルペンチル）ベンゾイミダゾール、２−ノニルベンゾイミダゾール、２−（４−チアゾリル）ベンゾイミダゾール、ベンゾイミダゾール、２−（２′−ヒドロキシ−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′−ｔｅｒｔ−ブチル−５′−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′，５′−ジ−ｔｅｒｔ−アミルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−５′−ｔｅｒｔ−オクチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２，２′−メチレンビス［６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール］、６−（２−ベンゾトリアゾリル）−４−ｔｅｒｔ−オクチル−６′−ｔｅｒｔ−ブチル−４′−メチル−２，２′−メチレンビスフェノール、１，２，３−ベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）アミノメチル］ベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス（２−エチルヘキシル）アミノメチル］メチルベンゾトリアゾール、２，２′−［［（メチル−１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イル）メチル］イミノ］ビスエタノール、１−（１′，２′−ジカルボキシエチル）ベンゾトリアゾール、１−（２，３−ジカルボキシプロピル）ベンゾトリアゾール、１−［（２−エチルヘキシルアミノ）メチル］ベンゾトリアゾール、２，６−ビス［（１Ｈ−ベンゾトリアゾール−１−イル）メチル］−４−メチルフェノール、５−メチルベンゾトリアゾール、５−フェニルテトラゾール等が挙げられる。 Examples of amines include ethylamine, triethylamine, ethylenediamine, triethylenetetramine, 2-methylimidazole, 2-undecylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole and 2-phenyl. Imidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-benzyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole, 1- Cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecyl imidazolium trimerite, 1-cyanoethyl-2-phenylimidazolium trimerite, 2,4 -Diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-undecylimidazolyl- (1')]-ethyl-s- Triazine, 2,4-diamino-6- [2'-ethyl-4'-methylimidazolyl- (1')]-ethyl-s-triazine, 2,4-diamino-6- [2'-methylimidazolyl- (1') 1')]-Ethyl-s-triazine isocyanuric acid adduct, 2-phenylimidazole isocyanuric acid adduct, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, 2,3-dihydro-1H-pyrrolo [1,2-a] benzimidazole, 1-dodecyl-2-methyl-3-benzylimidazolium chloride, 2-methylimidazoline, 2-phenylimidazoline, 2,4-diamino- 6-vinyl-s-triazine, 2,4-diamino-6-vinyl-s-triazine isocyanuric acid adduct, 2,4-diamino-6-methacryloyloxyethyl-s-triazine, epoxy-imidazole adduct, 2-methyl Benzoimidazole, 2-octylbenzoimidazole, 2-pentylbenzoimidazole, 2- (1-ethylpentyl) benzoimidazole, 2-nonylbenzoimidazole, 2- (4-thiazolyl) benzoimidazole, 2- (2') -Hydroxy-5'-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3'-tert-butyl-5'-methylphenyl) -5-chlorobe Nzotriazole, 2- (2'-hydroxy-3', 5'-di-tert-amylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy-5'-tert-octylphenyl) benzotriazole, 2,2 ′ -Methylenebis [6- (2H-benzotriazole-2-yl) -4-tert-octylphenol], 6- (2-benzotriazolyl) -4-tert-octyl-6 ′-tert-butyl-4 ′ -Methyl-2,2'-methylenebisphenol, 1,2,3-benzotriazole, 1- [N, N-bis (2-ethylhexyl) aminomethyl] benzotriazole, carboxybenzotriazole, 1- [N, N- Bis (2-ethylhexyl) aminomethyl] methylbenzotriazole, 2,2'-[[(methyl-1H-benzotriazole-1-yl) methyl] imino] bisethanol, 1- (1', 2'-dicarboxy Ethyl) benzotriazole, 1- (2,3-dicarboxypropyl) benzotriazole, 1-[(2-ethylhexylamino) methyl] benzotriazole, 2,6-bis [(1H-benzotriazole-1-yl) methyl) ] -4-Methylphenol, 5-methylbenzotriazole, 5-phenyltetrazole and the like can be mentioned.

アミンハロゲン化水素酸塩は、アミンとハロゲン化水素を反応させた化合物であり、アミンとしては、エチルアミン、エチレンジアミン、トリエチルアミン、ジフェニルグアニジン、ジトリルグアニジン、メチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等が挙げられ、ハロゲン化水素としては、塩素、臭素、ヨウ素の水素化物が挙げられる。 Amine halides are compounds obtained by reacting amines with hydrogen halides, and examples of amines include ethylamine, ethylenediamine, triethylamine, diphenylguanidine, ditrilguanidine, methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole and the like. Examples of hydrogen halides include hydrides of chlorine, bromine, and iodine.

有機ハロゲン化合物としては、ｔｒａｎｓ−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、トリアリルイソシアヌレート６臭化物、１−ブロモ−２−ブタノール、１−ブロモ−２−プロパノール、３−ブロモ−１−プロパノール、３−ブロモ−１，２−プロパンジオール、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、１，３−ジブロモ−２−プロパノール、２，３−ジブロモ−１−プロパノール、２，３−ジブロモ−１，４−ブタンジオール、２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール等が挙げられる。 Examples of the organic halogen compound include trans-2,3-dibromo-2-butane-1,4-diol, triallyl isocyanurate hexabromide, 1-bromo-2-butanol, 1-bromo-2-propanol and 3-bromo. -1-propanol, 3-bromo-1,2-propanediol, 1,4-dibromo-2-butanol, 1,3-dibromo-2-propanol, 2,3-dibromo-1-propanol, 2,3- Examples thereof include dibromo-1,4-butanediol and 2,3-dibromo-2-butene-1,4-diol.

チキソ剤としては、ワックス系チキソ剤、アマイド系チキソ剤、ソルビトール系チキソ剤等が挙げられる。ワックス系チキソ剤としては例えばヒマシ硬化油等が挙げられる。アマイド系チキソ剤としては、モノアマイド系チキソ剤、ビスアマイド系チキソ剤、ポリアマイド系チキソ剤が挙げられ、具体的には、ラウリン酸アマイド、パルミチン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、ベヘン酸アマイド、ヒドロキシステアリン酸アマイド、飽和脂肪酸アマイド、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、不飽和脂肪酸アマイド、ｐ−トルエンメタンアマイド、芳香族アマイド、メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスラウリン酸アマイド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド、飽和脂肪酸ビスアマイド、メチレンビスオレイン酸アマイド、不飽和脂肪酸ビスアマイド、ｍ−キシリレンビスステアリン酸アマイド、芳香族ビスアマイド、飽和脂肪酸ポリアマイド、不飽和脂肪酸ポリアマイド、芳香族ポリアマイド、置換アマイド、メチロールステアリン酸アマイド、メチロールアマイド、脂肪酸エステルアマイド等が挙げられる。ソルビトール系チキソ剤としては、ジベンジリデン−Ｄ−ソルビトール、ビス（４−メチルベンジリデン）−Ｄ−ソルビトール等が挙げられる。 Examples of the thixotropy include wax-based thixotropy, amide-based thixotropy, and sorbitol-based thixotropy. Examples of the wax-based thixotropy include castor oil and the like. Examples of the amide-based thixo agent include monoamide-based thixo agent, bisamide-based thixo agent, and polyamide-based thixo agent. , Saturated fatty acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, unsaturated fatty acid amide, p-toluenemethane amide, aromatic amide, methylene bisstearic acid amide, ethylene bislauric acid amide, ethylene bishydroxystearic acid amide, saturated fatty acid bis amide , Methylenebisoleic acid amide, unsaturated fatty acid bisamide, m-xylylene bisstearic acid amide, aromatic bisamide, saturated fatty acid polyamide, unsaturated fatty acid polyamide, aromatic polyamide, substituted amide, methylolstearate amide, methylolamide, fatty acid Examples include ester amide. Examples of the sorbitol-based thixotropy include dibenzylidene-D-sorbitol and bis (4-methylbenzylidene) -D-sorbitol.

ベース剤としては、ノニオン系界面活性剤、弱カチオン系界面活性剤、ロジン等が挙げられる。 Examples of the base agent include nonionic surfactants, weak cationic surfactants, rosins and the like.

ノニオン系界面活性剤としては、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール共重合体、脂肪族アルコールポリオキシエチレン付加体、芳香族アルコールポリオキシエチレン付加体、多価アルコールポリオキシエチレン付加体等が挙げられる。 Examples of the nonionic surfactant include polyethylene glycol, polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer, aliphatic alcohol polyoxyethylene adduct, aromatic alcohol polyoxyethylene adduct, polyhydric alcohol polyoxyethylene adduct and the like. ..

弱カチオン系界面活性剤としては、末端ジアミンポリエチレングリコール、末端ジアミンポリエチレングリコール-ポリプロピレングリコール共重合体、脂肪族アミンポリオキシエチレン付加体、芳香族アミンポリオキシエチレン付加体、多価アミンポリオキシエチレン付加体が挙げられる。 As weak cationic surfactants, terminal diamine polyethylene glycol, terminal diamine polyethylene glycol-polypropylene glycol copolymer, aliphatic amine polyoxyethylene adduct, aromatic amine polyoxyethylene adduct, polyvalent amine polyoxyethylene addition The body is mentioned.

ロジンとしては、例えば、ガムロジン、ウッドロジン及びトール油ロジン等の原料ロジン、並びに該原料ロジンから得られる誘導体が挙げられる。該誘導体としては、例えば、精製ロジン、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン及びα，β不飽和カルボン酸変性物（アクリル化ロジン、マレイン化ロジン、フマル化ロジン等）、並びに該重合ロジンの精製物、水素化物及び不均化物、並びに該α，β不飽和カルボン酸変性物の精製物、水素化物及び不均化物等が挙げられ、二種以上を使用することができる。また、ロジン 系樹脂に加えて、テルペン樹脂、変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、変性テルペンフェノール樹脂、スチレン樹脂、変性スチレン樹脂、キシレン樹脂、及び変性キシレン樹脂から選択される少なくとも一種以上の樹脂をさらに含むことができる。変性テルペン樹脂としては、芳香族変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、水添芳香族変性テルペン樹脂等を使用することができる。変性テルペンフェノール樹脂としては、水添テルペンフェノール樹脂等を使用することができる。変性スチレン樹脂としては、スチレンアクリル樹脂、スチレンマレイン酸樹脂等を使用することができる。変性キシレン樹脂としては、フェノール変性キシレン樹脂、アルキルフェノール変性キシレン樹脂、フェノール変性レゾール型キシレン樹脂、ポリオール変性キシレン樹脂、ポリオキシエチレン付加キシレン樹脂等が挙げられる。 Examples of the rosin include raw material rosins such as gum rosin, wood rosin and tall oil rosin, and derivatives obtained from the raw material rosin. Examples of the derivative include purified rosin, hydrogenated rosin, disproportionated rosin, polymerized rosin and α, β unsaturated carboxylic acid modified products (acrylicated rosin, maleated rosin, fumarized rosin, etc.), and the polymerized rosin. Examples thereof include purified products, hydrides and disproportionated products of the above, and purified products, hydrides and disproportionated products of the α, β unsaturated carboxylic acid modified products, and two or more kinds can be used. Further, in addition to the rosin-based resin, at least one resin selected from terpene resin, modified terpene resin, terpene phenol resin, modified terpene phenol resin, styrene resin, modified styrene resin, xylene resin, and modified xylene resin is further added. Can include. As the modified terpene resin, an aromatic modified terpene resin, a hydrogenated terpene resin, a hydrogenated aromatic modified terpene resin and the like can be used. As the modified terpene phenol resin, hydrogenated terpene phenol resin or the like can be used. As the modified styrene resin, styrene acrylic resin, styrene maleic anhydride and the like can be used. Examples of the modified xylene resin include a phenol-modified xylene resin, an alkylphenol-modified xylene resin, a phenol-modified resol-type xylene resin, a polyol-modified xylene resin, and a polyoxyethylene-added xylene resin.

溶剤としては、水、アルコール系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、テルピネオール類等が挙げられる。アルコール系溶剤としてはイソプロピルアルコール、１，２−ブタンジオール、イソボルニルシクロヘキサノール、２，４−ジエチル−１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２，５−ジメチル−２，５−ヘキサンジオール、２，５−ジメチル−３−ヘキシン−２，５−ジオール、２，３−ジメチル−２，３−ブタンジオール、１，１，１−トリス（ヒドロキシメチル）エタン、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２，２′−オキシビス（メチレン）ビス（２−エチル−１，３−プロパンジオール）、２，２−ビス（ヒドロキシメチル）−１，３−プロパンジオール、１，２，６−トリヒドロキシヘキサン、ビス［２，２，２−トリス（ヒドロキシメチル）エチル］エーテル、１−エチニル−１−シクロヘキサノール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、エリトリトール、トレイトール、グアヤコールグリセロールエーテル、３，６−ジメチル−４−オクチン−３，６−ジオール、２，４，７，９−テトラメチル−５−デシン−４，７−ジオール等が挙げられる。グリコールエーテル系溶剤としては、ジエチレングリコールモノ−２−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、２−メチルペンタン−２，４−ジオール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。 Examples of the solvent include water, alcohol solvents, glycol ether solvents, terpineols and the like. As alcohol-based solvents, isopropyl alcohol, 1,2-butanediol, isobornylcyclohexanol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2,5 -Dimethyl-2,5-hexanediol, 2,5-dimethyl-3-hexine-2,5-diol, 2,3-dimethyl-2,3-butanediol, 1,1,1-tris (hydroxymethyl) Ethan, 2-ethyl-2-hydroxymethyl-1,3-propanediol, 2,2'-oxybis (methylene) bis (2-ethyl-1,3-propanediol), 2,2-bis (hydroxymethyl) -1,3-propanediol, 1,2,6-trihydroxyhexane, bis [2,2,2-tris (hydroxymethyl) ethyl] ether, 1-ethynyl-1-cyclohexanol, 1,4-cyclohexanediol , 1,4-Cyclohexanedimethanol, erythritol, treitol, guayacol glycerol ether, 3,6-dimethyl-4-octin-3,6-diol, 2,4,7,9-tetramethyl-5-decine-4 , 7-diol and the like. Examples of the glycol ether-based solvent include diethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, 2-methylpentane-2,4-diol, diethylene glycol monohexyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, and triethylene glycol monobutyl ether. ..

界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアセチレングリコール類、ポリオキシアルキレングリセリルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンエステル、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、ポリオキシアルキレンアルキルアミド等が挙げられる。 Examples of the surfactant include polyoxyalkylene acetylene glycols, polyoxyalkylene glyceryl ether, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyalkylene ester, polyoxyalkylene alkyl amine, polyoxyalkylene alkyl amide and the like.

（２）フラックスの含有量
フラックスの含有量は、はんだペーストの全質量に対して５〜９５％であることが好ましく、５〜１５％であることがより好ましい。この範囲であると、はんだ粉末に起因する増粘抑制効果が十分に発揮される。 (2) Flux content The flux content is preferably 5 to 95%, more preferably 5 to 15%, based on the total mass of the solder paste. Within this range, the thickening suppressing effect caused by the solder powder is sufficiently exhibited.

（３）はんだペーストの製造方法
本発明に係るはんだペーストは、当業界で一般的な方法により製造される。まず、はんだ粉末の製造は、溶融させたはんだ材料を滴下して粒子を得る滴下法や遠心噴霧する噴霧法、バルクのはんだ材料を粉砕する方法等、公知の方法を採用することができる。滴下法や噴霧法において、滴下や噴霧は、粒子状とするために不活性雰囲気や溶媒中で行うことが好ましい。そして、上記各成分を加熱混合してフラックスを調製し、フラックス中に上記はんだ粉末を導入し、攪拌、混合して製造することができる。 (3) Method for producing solder paste The solder paste according to the present invention is produced by a method common in the art. First, for the production of the solder powder, known methods such as a dropping method in which molten solder material is dropped to obtain particles, a spraying method in which centrifugal spray is applied, and a method in which bulk solder material is crushed can be adopted. In the dropping method and the spraying method, the dropping and spraying are preferably performed in an inert atmosphere or a solvent in order to form particles. Then, each of the above components can be heated and mixed to prepare a flux, and the solder powder can be introduced into the flux, stirred and mixed for production.

４． はんだ継手
本発明に係るはんだ継手は、半導体パッケージにおけるＩＣチップとその基板（インターポーザ）との接続、或いは半導体パッケージとプリント配線板との接続に使用するのに適している。ここで、「はんだ継手」とは電極の接続部をいう。 4. Solder joint The solder joint according to the present invention is suitable for connection between an IC chip and its substrate (interposer) in a semiconductor package, or for connection between a semiconductor package and a printed wiring board. Here, the "solder joint" means a connection portion of electrodes.

５．その他
本発明に係るはんだ合金は、上記のようにはんだ粉末として使用することの他、ワイヤ状であってもよい。 5. Others The solder alloy according to the present invention may be in the form of a wire in addition to being used as a solder powder as described above.

本発明に係るはんだ継手の形成方法は常法に従って行えばよい。
本発明に係るはんだペーストを用いた接合方法は、例えばリフロー法を用いて常法に従って行えばよい。フローソルダリングを行う場合のはんだ合金の溶融温度は概ね液相線温度から２０℃程度高い温度でよい。また、本発明に係るはんだ合金を用いて接合する場合には、凝固時の冷却速度を考慮した方が組織の微細化の観点から好ましい。例えば２〜３℃／ｓ以上の冷却速度ではんだ継手を冷却する。この他の接合条件は、はんだ合金の合金組成に応じて適宜調整することができる。 The method for forming the solder joint according to the present invention may be carried out according to a conventional method.
The joining method using the solder paste according to the present invention may be carried out according to a conventional method using, for example, a reflow method. When flow soldering is performed, the melting temperature of the solder alloy may be approximately 20 ° C. higher than the liquidus temperature. Further, when joining using the solder alloy according to the present invention, it is preferable to consider the cooling rate at the time of solidification from the viewpoint of microstructure miniaturization. For example, the solder joint is cooled at a cooling rate of 2 to 3 ° C./s or higher. Other joining conditions can be appropriately adjusted according to the alloy composition of the solder alloy.

本発明に係るはんだ合金は、その原材料として低α線量材を使用することにより低α線量合金を製造することができる。このような低α線量合金は、メモリ周辺のはんだバンプの形成に用いられるとソフトエラーを抑制することが可能となる。 The solder alloy according to the present invention can be produced as a low α-dose alloy by using a low α-dose material as a raw material thereof. When such a low α-dose alloy is used for forming solder bumps around a memory, soft errors can be suppressed.

本発明を以下の実施例により説明するが、本発明が以下の実施例に限定されることはない。 The present invention will be described with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

ロジンが４２質量部、グリコール系溶剤が３５質量部、チキソ剤が８質量部、有機酸が１０質量部、アミンが２質量部、ハロゲンが３質量部で調整したフラックスと、表１〜表１２に示す合金組成からなりＪＩＳ Ｚ ３２８４−１：２０１４における粉末サイズの分類（表２）において記号４を満たすサイズ（粒度分布）のはんだ粉末とを混合してはんだペーストを作製した。フラックスとはんだ粉末との質量比は、フラックス：はんだ粉末＝１１：８９である。各はんだペーストについて、粘度の経時変化を測定した。また、はんだ粉末の液相線温度および固相線温度を測定した。さらに、作製直後のはんだペーストを用いて濡れ性の評価を行った。詳細は以下のとおりである。 Tables 1 to 12 show fluxes prepared with 42 parts by mass of rosin, 35 parts by mass of glycol-based solvent, 8 parts by mass of solder, 10 parts by mass of organic acid, 2 parts by mass of amine, and 3 parts by mass of halogen. A solder paste having the alloy composition shown in the above was mixed with a solder powder having a size (particle size distribution) satisfying the symbol 4 in the classification of powder size (Table 2) in JIS Z 3284-1: 2014 to prepare a solder paste. The mass ratio of the flux to the solder powder is flux: solder powder = 11:89. For each solder paste, the change in viscosity with time was measured. In addition, the liquidus temperature and solidus temperature of the solder powder were measured. Furthermore, the wettability was evaluated using the solder paste immediately after production. The details are as follows.

・経時変化
作製直後の各はんだペーストについて、株式会社マルコム社製：ＰＣＵ−２０５を用い、回転数：１０ｒｐｍ、２５℃、大気中で１２時間粘度を測定した。１２時間後の粘度がはんだペーストを作製後３０分経過した時の粘度と比較して１．２倍以下であれば、十分な増粘抑制効果が得られたものとして「○」と評価し、１．２倍を超える場合には「×」と評価した。 -Time change For each solder paste immediately after production, the viscosity was measured for 12 hours in the air at a rotation speed of 10 rpm and 25 ° C. using PCU-205 manufactured by Malcolm Co., Ltd. If the viscosity after 12 hours is 1.2 times or less of the viscosity when 30 minutes have passed since the solder paste was prepared, it was evaluated as "○" as having a sufficient effect of suppressing thickening. When it exceeded 1.2 times, it was evaluated as "x".

・ΔＴ
フラックスと混合する前のはんだ粉末について、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製、型番：ＥＸＳＴＡＲ ＤＳＣ７０２０を用い、サンプル量：約３０ｍｇ、昇温速度：１５℃／ｍｉｎにてＤＳＣ測定を行い、固相線温度および液相線温度を得た。得られた液相線温度から固相線温度を引いてΔＴを求めた。ΔＴが１０℃以下の場合に「○」と評価し、１０℃を超える場合に「×」と評価した。 ・ ΔT
For the solder powder before mixing with the flux, DSC measurement was performed using SII Nanotechnology Co., Ltd., model number: EXSTAR DSC7020, sample amount: about 30 mg, temperature rise rate: 15 ° C./min, and solid phase line. Temperature and liquidus temperature were obtained. ΔT was obtained by subtracting the solidus temperature from the obtained liquidus temperature. When ΔT was 10 ° C. or lower, it was evaluated as “◯”, and when it exceeded 10 ° C., it was evaluated as “x”.

・濡れ性
作製直後の各はんだペーストをＣｕ板上に印刷し、リフロー炉でＮ_２雰囲気中、１℃／ｓの昇温速度で２５℃から２６０℃まで加熱した後、室温まで冷却した。冷却後のはんだバンプの外観を光学顕微鏡で観察することで濡れ性を評価した。溶融しきれていないはんだ粉末が観察されない場合に「○」と評価し、溶融しきれていないはんだ粉末が観察された場合に「×」と評価した。 · Wettability producing the solder paste immediately after printed on a Cu plate, a N ₂ atmosphere in a reflow furnace, after heating from 25 ° C. to 260 ° C. at a heating rate of 1 ° C. / s, and cooled to room temperature. Wetability was evaluated by observing the appearance of the solder bumps after cooling with an optical microscope. When the unmelted solder powder was not observed, it was evaluated as "◯", and when the unmelted solder powder was observed, it was evaluated as "x".

・総合評価
上記全ての試験が「〇」の場合に「〇」とし、少なくとも１つの試験が「×」の場合に「×」とした。
評価した結果を表１〜１２に示す。 -Comprehensive evaluation "○" was given when all the above tests were "○", and "x" was given when at least one test was "x".
The evaluation results are shown in Tables 1-12.

表１０〜１２中、下線は本発明の範囲外であることを表す。
表１〜１２に示すように、実施例１〜２５８では、いずれの合金組成においても本発明の要件をすべて満たすため、増粘抑制効果、ΔＴの狭窄化、および優れた濡れ性を示すことがわかった。一方、比較例１〜５４は、いずれの合金組成においても本発明の要件の少なくとも１つを満たさないため、増粘抑制効果、ΔＴの狭窄化、および優れた濡れ性の少なくとも１つが劣ることがわかった。 In Tables 10-12, underlines indicate that they are outside the scope of the present invention.
As shown in Tables 1 to 12, in Examples 1 to 258, in order to satisfy all the requirements of the present invention in any alloy composition, it is possible to exhibit the thickening suppressing effect, the narrowing of ΔT, and the excellent wettability. all right. On the other hand, Comparative Examples 1 to 54 do not satisfy at least one of the requirements of the present invention in any of the alloy compositions, and therefore, at least one of the thickening suppressing effect, the narrowing of ΔT, and the excellent wettability may be inferior. all right.

Claims (15)

Ａｓ：１０質量ｐｐｍ以上４０質量ｐｐｍ未満、並びにＢｉ：０〜２５０００質量ｐｐｍおよびＰｂ：０〜８０００質量ｐｐｍの少なくとも１種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式および（２）式を満たすことを特徴とするはんだ合金。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ （１）
０＜２．３×１０^−４×Ｂｉ＋８．２×１０^−４×Ｐｂ≦７ （２）
上記（１）式および（２）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 It has an alloy composition consisting of As: 10 mass ppm or more and less than 40 mass ppm, Bi: 0 to 25000 mass ppm and Pb: 0 to 8000 mass ppm, and the balance of Sn, and has the following formula (1) and A solder alloy characterized by satisfying the equation (2).
300 ≦ 3As + Bi + Pb (1)
0 <2.3 × 10 ^-4 × Bi + 8.2 × 10 ^-4 × Pb ≦ 7 (2)
In the above equations (1) and (2), As, Bi, and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition. Ａｓ：１０質量ｐｐｍ以上４０質量ｐｐｍ未満、並びにＢｉ：０質量ｐｐｍ超え２５０００質量ｐｐｍ以下およびＰｂ：０質量ｐｐｍ超え８０００質量ｐｐｍ以下の少なくとも１種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式および（２）式を満たすことを特徴とするはんだ合金。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ （１）
０＜２．３×１０^−４×Ｂｉ＋８．２×１０^−４×Ｐｂ≦７ （２）
上記（１）式および（２）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 It has an alloy composition consisting of As: 10 mass ppm or more and less than 40 mass ppm, Bi: 0 mass ppm or more and 25,000 mass ppm or less, Pb: 0 mass ppm or more and 8000 mass ppm or less, and the balance of Sn. A solder alloy characterized by satisfying the following equations (1) and (2).
300 ≦ 3As + Bi + Pb (1)
0 <2.3 × 10 ^-4 × Bi + 8.2 × 10 ^-4 × Pb ≦ 7 (2)
In the above equations (1) and (2), As, Bi, and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition. Ａｓ：１０質量ｐｐｍ以上４０質量ｐｐｍ未満、並びにＢｉ：５０〜２５０００質量ｐｐｍおよびＰｂ：０質量ｐｐｍ超え８０００質量ｐｐｍ以下の少なくとも１種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式および（２）式を満たすことを特徴とするはんだ合金。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ （１）
０＜２．３×１０^−４×Ｂｉ＋８．２×１０^−４×Ｐｂ≦７ （２）
上記（１）式および（２）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 It has an alloy composition consisting of As: 10 mass ppm or more and less than 40 mass ppm, Bi: 50 to 25,000 mass ppm, Pb: 0 mass ppm or more and 8000 mass ppm or less, and the balance of Sn, as described below (1). ) And (2) are satisfied.
300 ≦ 3As + Bi + Pb (1)
0 <2.3 × 10 ^-4 × Bi + 8.2 × 10 ^-4 × Pb ≦ 7 (2)
In the above equations (1) and (2), As, Bi, and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition. Ａｓ：１０質量ｐｐｍ以上４０質量ｐｐｍ未満、並びにＢｉ：０質量ｐｐｍ超え２５０００質量ｐｐｍ以下およびＰｂ：５０〜８０００質量ｐｐｍの少なくとも１種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式および（２）式を満たすことを特徴とするはんだ合金。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ （１）
０＜２．３×１０^−４×Ｂｉ＋８．２×１０^−４×Ｐｂ≦７ （２）
上記（１）式および（２）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 It has an alloy composition consisting of As: 10 mass ppm or more and less than 40 mass ppm, Bi: 0 mass ppm or more and 25,000 mass ppm or less, Pb: 50 to 8000 mass ppm, and the balance of Sn, as described below (1). ) And (2) are satisfied.
300 ≦ 3As + Bi + Pb (1)
0 <2.3 × 10 ^-4 × Bi + 8.2 × 10 ^-4 × Pb ≦ 7 (2)
In the above equations (1) and (2), As, Bi, and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition. Ａｓ：１０質量ｐｐｍ以上４０質量ｐｐｍ未満、並びにＢｉ：５０〜２５０００質量ｐｐｍおよびＰｂ：５０〜８０００質量ｐｐｍの少なくとも１種、並びに残部がＳｎからなる合金組成を有し、下記（１）式および（２）式を満たすことを特徴とするはんだ合金。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ （１）
０＜２．３×１０^−４×Ｂｉ＋８．２×１０^−４×Ｐｂ≦７ （２）
上記（１）式および（２）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 It has an alloy composition consisting of As: 10 mass ppm or more and less than 40 mass ppm, Bi: 50 to 25,000 mass ppm and Pb: 50 to 8000 mass ppm, and the balance of Sn, and the following formula (1) and A solder alloy characterized by satisfying the equation (2).
300 ≦ 3As + Bi + Pb (1)
0 <2.3 × 10 ^-4 × Bi + 8.2 × 10 ^-4 × Pb ≦ 7 (2)
In the above equations (1) and (2), As, Bi, and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition. 更に、前記合金組成はＮｉ：０〜６００質量ｐｐｍを含有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のはんだ合金。 The solder alloy according to any one of claims 1 to 5, wherein the alloy composition contains Ni: 0 to 600 mass ppm. 更に、前記合金組成はＦｅ：０〜１００質量ｐｐｍを含有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のはんだ合金。 The solder alloy according to any one of claims 1 to 5, wherein the alloy composition contains Fe: 0 to 100 mass ppm. 更に、前記合金組成はＩｎ：０〜１２００質量ｐｐｍを含有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のはんだ合金。 The solder alloy according to any one of claims 1 to 5, wherein the alloy composition contains In: 0 to 1200 mass ppm. 更に、前記合金組成は、Ｎｉ：０〜６００質量ｐｐｍ、Ｆｅ：０〜１００質量ｐｐｍ、およびＩｎ：０〜１２００質量ｐｐｍの少なくとも２種を含有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のはんだ合金。 Further, the alloy composition according to any one of claims 1 to 5, which contains at least two kinds of Ni: 0 to 600 mass ppm, Fe: 0 to 100 mass ppm, and In: 0 to 1200 mass ppm. The solder alloy described. 更に、前記合金組成は、Ｎｉ：０〜６００質量ｐｐｍおよびＦｅ：０〜１００質量ｐｐｍを含有し、下記（３）式を満たす、請求項１〜５のいずれか１項に記載のはんだ合金。
０≦Ｎｉ／Ｆｅ≦５０ （３）
上記（３）式中、ＮｉおよびＦｅは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 The solder alloy according to any one of claims 1 to 5, wherein the alloy composition contains Ni: 0 to 600 mass ppm and Fe: 0 to 100 mass ppm, and satisfies the following formula (3).
0 ≦ Ni / Fe ≦ 50 (3)
In the above formula (3), Ni and Fe each represent the content (mass ppm) in the alloy composition. 更に、前記合金組成は下記（１ａ）式を満たす、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のはんだ合金。
３００≦３Ａｓ＋Ｂｉ＋Ｐｂ≦２５１１４ （１ａ）
上記（１ａ）式中、Ａｓ、Ｂｉ、およびＰｂは各々前記合金組成での含有量（質量ｐｐｍ）を表す。 The solder alloy according to any one of claims 1 to 10, wherein the alloy composition satisfies the following formula (1a).
300 ≦ 3As + Bi + Pb ≦ 25114 (1a)
In the above formula (1a), As, Bi, and Pb each represent the content (mass ppm) in the alloy composition. 更に、前記合金組成は、Ａｇ：０〜４質量％およびＣｕ：０〜０．９質量％の少なくとも１種を含有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のはんだ合金。 The solder alloy according to any one of claims 1 to 11, wherein the alloy composition contains at least one of Ag: 0 to 4% by mass and Cu: 0 to 0.9% by mass. 前記合金組成は、Ａｓ：１０質量ｐｐｍ以上２５質量ｐｐｍ未満を含有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のはんだ合金。 The solder alloy according to any one of claims 1 to 12, wherein the alloy composition contains As: 10 mass ppm or more and less than 25 mass ppm. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載のはんだ合金を有するはんだ粉末。 A solder powder having the solder alloy according to any one of claims 1 to 13. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載のはんだ合金を有するはんだ継手。 A solder joint having the solder alloy according to any one of claims 1 to 13.