JP2007281172A - 電子部品実装構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に、絶縁基板と電子部品間の接合強度を適切且つ簡単に向上させることが出来る電子部品実装構造及びその製造方法を提供することを目的としている。
【解決手段】 絶縁基板１上には、電極３、囲み形状のアース電極６が形成され、さらに前記囲み形状内から絶縁基板１の表面１ａが露出する非金属領域７ｂが設けられる。電子部品４の裏面４ａには、前記非金属領域７ｂと対向する位置にアース端子８が設けられている。前記非金属領域７ｂと前記アース端子８間は半田粒子と樹脂を主成分とする半田接着剤により接合されている。前記半田粒子は前記アース端子８に凝集して半田層１２を形成し、前記樹脂は、樹脂層１３として前記アース端子８と前記非金属領域７ｂ間を接着している。これにより前記電子部品４と絶縁基板１間の接合強度を適切に向上させることが出来る。
【選択図】 図２

Description

本発明は、特に、絶縁基板と電子部品間の接合強度を適切且つ簡単に向上させることが出来る電子部品実装構造及びその製造方法に関する。

絶縁基板上に電子部品を実装した電子部品実装構造は、下記の特許文献１に記載されている。

前記絶縁基板の表面には前記電子部品の端子と対向する位置に電極が形成されており、前記電極と前記端子間が半田接合されている。

前記絶縁基板上には電極がスクリーン印刷によって形成されている。前記電極は例えばＡｇ塗膜で形成されるが、半田濡れ性を向上させるためにバインダー樹脂の含有量は少なく調整され、そのために前記電極と前記絶縁基板間の接合強度は低下しやすくなっていた。

したがって前記電極と前記端子間を適切に半田接合しても、衝撃等が加わると前記電子部品が前記電極を伴って前記絶縁基板から剥がれる可能性があった。
よって、前記電子部品と絶縁基板間の接合強度を強くする必要があった。
特開２００３−３０９３５３号公報

特許文献１に記載された発明は、絶縁基板上にリブ状の絶縁層を設け、この絶縁層の形成によって出来た絶縁基板と電子部品間の空間内に樹脂層（接着剤）を設けるといったものである。

しかし特許文献１では、前記絶縁層の高さのばらつきがあると、前記絶縁基板と電子部品を適切に接合できず接合強度が低下してしまう。

また特許文献１に記載された発明では、絶縁基板に形成された電極上への半田の塗布工程と、前記絶縁基板上への接着剤の塗布工程は当然のことながら別々に行うので、製造工程が煩雑化するといった問題もあった。

そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、絶縁基板と電子部品間の接合強度を適切且つ簡単に向上させることが出来る電子部品実装構造及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明における電子部品実装構造は、
表面に電極が設けられた絶縁基板と、前記電極と電気的に接続される端子を備えた電子部品と、を有し、
前記絶縁基板と前記電子部品のどちらか一方の対向面には、他方の対向面の非金属領域と対向する位置に、第１の金属領域が形成され、
前記第１の金属領域と前記非金属領域間は、半田粒子と樹脂を主成分とする半田接着剤により接合され、前記半田粒子は前記第１の金属領域側に凝集して半田層を形成し、前記樹脂は、前記第１の金属領域と前記非金属領域間を接着していることを特徴とするものである。

本発明では、上記のように半田接着剤を用いて前記絶縁基板と前記電子部品間を適切且つ容易に接合することができ、前記絶縁基板と前記電子部品間の接合強度を向上させることが可能である。本発明では前記第１の金属領域を設けることで、前記半田粒子を前記第１の金属領域に凝集させることができ、前記半田粒子が思わぬ箇所に付着するのを抑制することが出来る。

本発明では、前記電極と前記端子間は、前記第１の金属領域と前記非金属領域間を接合するのに用いた前記半田接着剤と同じ半田接着剤により半田接合されていることが好ましい。これにより、より簡単に、前記絶縁基板と電子部品間の接合強度を向上させることが出来る。

また本発明では、前記第１の金属領域は前記電子部品の裏面に形成され、前記非金属領域は、前記絶縁基板の表面であることが好ましい。このとき、前記絶縁基板の表面には、前記電子部品の裏面に形成された前記第１の金属領域との対向領域の一部に、第２の金属領域が形成され、残りの前記対向領域に前記非金属領域としての前記絶縁基板の表面が露出しており、前記第１の金属領域と前記第２の金属領域間は、前記第１の金属領域と前記絶縁基板表面間の接合に用いた前記半田接着剤と同じ半田接着剤によって半田接合されていることが好ましい。これにより、より適切且つ簡単に絶縁基板と電子部品間の接合強度を高めることができる。

また、前記第２の金属領域は囲み形状であり、前記囲み形状内に前記非金属領域としての前記絶縁基板の表面が露出し、前記囲み形状内の前記絶縁基板表面と前記第１の金属領域間が前記半田接着剤により接合されていることが好ましい。これにより、前記絶縁基板に対する前記電子部品のアライメント精度の低下を抑制できる。

また本発明は、表面に電極が設けられた絶縁基板と、前記電極と電気的に接続される端子を備えた電子部品と、を有し、前記絶縁基板上に前記電子部品を実装して成る電子部品実装構造の製造方法において、
前記絶縁基板と前記電子部品のどちらか一方の対向面には、他方の対向面の非金属領域と対向する位置に、第１の金属領域が形成されており、
前記電極と前記端子間を、半田粒子と樹脂を主成分とする半田接着剤により半田接合し、このとき、前記半田接着剤と同じ半田接着剤を用い、前記電極と前記端子間の接合工程と同工程にて、前記非金属領域と前記第１の金属領域間を前記半田接着剤に含まれる前記樹脂により接着することを特徴とするものである。

本発明では、上記のように、前記電極と端子間、及び前記非金属領域と前記第１の金属領域間を同じ半田接着剤を用いて接合するので、各半田接着剤の塗布工程及び加熱工程（これらを合わせて接合工程と呼ぶ）を夫々、同工程で行うことができ、よって、簡単な製造方法により、前記絶縁基板と電子部品間を強く接合できる。

また本発明では、前記樹脂は熱硬化性樹脂であり、前記半田接着剤の塗布後、加熱して、前記半田粒子を溶融し、前記電極と前記端子間を半田接合するとともに、前記樹脂を熱硬化させて前記非金属領域と前記第１の金属領域間を接着することが好ましい。

また本発明では、前記第１金属領域は、前記電子部品の裏面に形成され、前記絶縁基板の表面が前記非金属領域であり、
前記半田接着剤を、前記電極上及び前記絶縁基板表面に塗布した後、前記電子部品を前記半田接着剤を介して前記絶縁基板上に接合することが好ましい。これにより、前記絶縁基板と電子部品間をより強く接合できる。

また本発明では、前記絶縁基板の表面であって、前記電子部品の裏面に形成された前記第１の金属領域との対向領域の一部に、第２の金属領域を形成し、残りの前記対向領域に前記非金属領域としての前記絶縁基板の表面を露出させておき、
前記半田接着剤を、前記電極上、前記第２の金属領域上及び前記絶縁基板表面に塗布した後、前記電子部品を前記半田接着剤を介して前記絶縁基板上に接合することが好ましい。かかる場合、前記第２の金属領域を囲み形状で形成し、前記囲み形状内に前記非金属領域としての前記絶縁基板表面を露出させておき、前記囲み形状内の前記絶縁基板表面と前記第１の金属領域間を前記半田接着剤により接合することが、前記絶縁基板に対する電子部品のアライメント精度の低下を抑制できて好ましい。

本発明によれば、半田接着剤を用いて絶縁基板と電子部品間を適切且つ容易に接合することができ、前記絶縁基板と前記電子部品間の接合強度を向上させることが可能である。

図１は、本実施形態における電子部品実装構造の平面図、図２は図１に示すＡ―Ａ線から高さ方向（厚み方向）へ切断し矢印方向から見た前記電子部品実装構造の断面図、図３は、電子部品の裏面図、である。

図１，図２に示す符号１は絶縁基板である。前記絶縁基板１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムであることが好適である。前記絶縁基板１を安価に製造できるからである。ただしＰＥＴフィルムは、耐熱性がさほど良くないため、前記絶縁基板１にＰＥＴよりも高い難燃性が必要な場合はポリイミド（ＰＩ）フィルムを用いても良い。なお本実施形態では、半田に低融点半田を使用することから前記絶縁基板１にＰＥＴフィルムを使用することが可能である。また前記絶縁基板１により高い透明性が求められる場合はポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムを用いることも出来る。

前記絶縁基板１の表面１ａには直接、複数の配線部材２がスクリーン印刷等によりパターン形成されている（図１では複数の配線部材２のうち、いくつかの配線部材２にのみ符号が付されている）。

前記配線部材２の先端（電子部品４と高さ方向にて対向する位置）には電極３が接続されている（図１では複数の電極３のうち、いくつかの電極３にのみ符号が付されている）。

前記電極３には前記配線部材２と違って優れた半田濡れ性が求められる。一方、前記配線部材２は低い電気抵抗及び良好な印刷性が求められる。前記電極３と前記配線部材２は同じ材質を用いて一体型でパターン形成されてもよいが、このように夫々、求められる特性が違うため、求められる特性を満足するために、前記電極３と前記配線部材２は異なる材質で形成されることが好ましい。

本実施形態では、前記電極３に含有される樹脂成分の含有量は前記配線部材２に含有される樹脂成分の含有量より少ない。前記電極３に含まれる金属粉の量は、全固形成分中、９０質量％〜９７．５質量％の範囲が好適である。前記配線部材２及び電極３に含有される前記金属粉は共に銀粉であることが好ましい。このとき前記配線部材２及び電極３には球状、不定形、あるいはフレーク状の銀粉が単独または混合されて含まれるが、前記電極３はフレーク状銀粉を含むと好適である。前記電極３にフレーク状銀粉が含まれていると、前記電極３と前記電子部品４の端子５間を半田接合したとき、前記半田の一部が前記フレーク状銀粉を伝って前記電極３内部に侵入しやすく、この結果、前記電極３と前記端子５間の半田接合を強く出来る。なお前記金属粉は、銀粉以外であってもよい。例えば金属メッキ銅粉、銀コート銅粉、銀／銅合金粉、金属メッキニッケル粉、銀コートニッケル粉、銀／ニッケル合金粉等を提示できる。

上記したように、前記電極３に含まれるバインダー樹脂の量は前記配線部材２よりも少ない。そのため、前記電極３と前記絶縁基板１間の接合強度は、前記配線部材２と前記絶縁基板１間の接合強度に比べて小さくなっている。

前記電極３に含まれるバインダー樹脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の別を問わない。一例を挙げると、前記バインダー樹脂は、ポリエステル樹脂である。

図１，図２に示すように、前記電極３は、前記絶縁基板１上に設けられた電子部品４の実装領域７内の周囲に形成される。各電極３の形成位置は、電子部品４に形成される各端子５と対向する位置である。さらに前記実装領域７内には前記絶縁基板１上に囲み形状のアース電極（第２の金属領域）６が形成されている。前記アース電極６は前記電極３と同じ材質で、前記電極３と同じ工程でスクリーン印刷等でパターン形成されることが好ましい。前記アース電極６は図示しない配線部材２と電気的に接続されている。また、前記アース電極６と共に一部の前記電極３がアース電極であってもよい。

前記アース電極６の形状は限定されるものでないが、図１に示すように囲み形状で形成されることが好適である。前記アース電極６を囲み形状で形成することで、前記実装領域７のほぼ中央に前記絶縁基板１の表面が露出する非金属領域７ｂを設けることができる。

前記電子部品４は、ＱＦＮ（Quad Flat Non-Leaded package）型の電子部品である。すなわち端子ピンが外部に出ておらず表面実装型の電子部品である。図３に示すように前記電子部品４の裏面４ａの周囲には、前記電極３と対向する位置に端子５が設けられている（図３では複数の端子５のうちいくつかの端子５にのみ符号を付している）。さらに前記裏面４ａの中央部にはアース端子（第１の金属領域）８が形成されている。

図１に示す実施形態では、前記アース電極６の外形は、前記アース端子８の外形とほぼ同じ大きさであるが、異なっていてもかまわない。ただし、平面視にて、前記アース端子８は、少なくとも前記アース電極６の一部と前記非金属領域７ｂを包含する大きさで形成される。あるいは別の言い方をすれば、平面視にて、前記アース端子８が、少なくとも前記アース電極６の一部と前記非金属領域７ｂを包含するように、前記アース電極６の大きさ及び形状が規制される。

前記端子５及びアース端子８は、金属材料をメッキ等して形成されたものである。例えば前記端子５及び前記アース端子８はＳｎメッキであるが材質は問わない。

図１に示す丸い点線部分が半田層１０，１１，１２である。図１，図２に示すように、絶縁基板１上の電極３と前記電子部品４の端子５間は前記半田層１０より電気的に接合されている（一部の半田層１０にのみ符号が付されている）。

また、前記アース電極６と前記アース端子８間は前記半田層１１により電気的に接合されている（一部の半田層１０にのみ符号が付されている）。

これに対し、前記非金属領域７ｂと前記アース端子８間では、図２に示すように、前記半田層１２は、前記アース端子８にのみ接して形成され、前記非金属領域７ｂ上から離れている。このように本実施形態では、前記半田粒子は前記非金属領域７ｂ上に凝集せず、金属である前記アース端子８側にのみ凝集して前記半田層１２が形成されている。

図１，図２に示す実施形態では、前記半田層１０，１１、１２は全て同じ材質で形成される。前記半田層１０，１１、１２は低融点半田であることが好適である。前記低融点半田は、ＳｎＢｉ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳｎＺｎ、ＳｎＺｎＢｉ、ＳｎＺｎＩｎ、ＳｎＡｇＢｉＩｎ、ＳｎＡｇＣｕＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＢｉＩｎなどがある。またこれらに合金の金属組織や濡れ性改良や溶融時の表面酸化防止のために少量のＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎｉなどの異種金属を添加した合金で形成される。ここで「低融点半田」とは、融点が６０℃〜２００℃の範囲の半田を指す。

なお一般的な半田接合は被接合物と半田が合金を形成すると言われているが、本実施形態では物理的な接合も含めている。また本実施形態における半田粒子の凝集とは、半田粒子が加熱により溶融することによって集まり、塊を形成する現象で、隣接した金属領域と半田接合を形成する現象も含めている。

図１，図２に示すように、前記電子部品４と前記絶縁基板１間に設けられた空間（前記半田層１０，１１，１２の形成部分を除いた空間）や、前記電子部品４の周囲には樹脂層１３が広がっている。前記樹脂層１３は、前記電極３と端子５間の接合に使用される半田接着剤２０（図５を参照）に含まれる樹脂、前記アース電極６とアース端子８間の接合に使用される半田接着剤２１（図５を参照）に含まれる樹脂、及び前記非金属領域７ｂでの絶縁基板１の表面１ａと前記アース端子８間の接合に使用される半田接着剤２２（図５を参照）に含まれる樹脂によって形成されたものである。前記樹脂は加熱工程によって前記半田粒子と分離して流れ出し、図１，図２に示すような樹脂層１３を形成する。

ここで注目すべき前記電子部品４と前記絶縁基板１間の接合構造は、非金属領域７ｂとアース端子８間である。図２に示すように、前記半田層１２は、前記アース端子８にのみ接して形成され、前記樹脂層１３が前記非金属領域７ｂである前記絶縁基板１の表面１ａと前記アース端子８間を接着している。前記電極３と前記端子５間の接合に使用される半田接着剤２０（図５を参照）、及び前記アース電極６と前記アース端子８間の接合に使用される半田接着剤２１（図５を参照）だけであると、前記非金属領域７ｂと前記アース端子８間は空間になり、前記絶縁基板１−前記電子部品４間の接合強度が十分ではない（後述する比較例がこの構造に該当する）。

すなわち既に述べたように、前記電極３及び前記アース電極６と前記絶縁基板１間の接合強度はさほど高くないから、いくら前記半田接着剤を用いて前記電極３及び前記アース電極６と前記電子部品４間の接合強度を高めても、前記電極３及び前記アース電極６が衝撃等によって前記絶縁基板１表面から容易に剥がれる（このとき前記電子部品４も前記電極３及び前記アース電極６と共に前記絶縁基板１から取れやすい）可能性が依然として残るのである。一方、本実施形態では、前記非金属領域７ｂを積極的に利用し、前記非金属領域７ｂである前記絶縁基板１の表面と前記電子部品４間を前記樹脂層１３によって接着することで、前記電子部品４と前記絶縁基板1間の接合強度を格段に向上させることが可能である。あるいは別の言い方をすれば、本実施形態では、前記電子部品４と前記絶縁基板1間の接合強度を向上させることが出来るのであるから、前記電極３及び前記アース電極６と前記絶縁基板１間の接合強度は低くてもかまわない。したがって前記絶縁基板１，前記電極３及び前記アース電極６の材質の選択性を広げることが可能である。すなわち、前記絶縁基板１にＰＥＴフィルムやＰＩフィルムを使用し、前記電極３に上記したバインダー樹脂の少ないＡｇ塗膜をスクリーン印刷等で形成して成る電極３−絶縁基板１間の接合強度が低い構造も本実施形態では適切に使用できるのである。

本実施形態では、前記電極３と前記端子５間の接合に使用される半田接着剤２０（図５を参照）、前記アース電極６と前記アース端子８間の接合に使用される半田接着剤２１（図５を参照）、及び前記非金属領域７ｂである前記絶縁基板１の表面１ａと前記アース端子８間の接合に使用される半田接着剤２２（図５を参照）はいずれも同じものを使用する。したがって後述するように簡単な製造方法で、前記電子部品４と前記絶縁基板１間が強固に接合される電子部品実装構造を製造できる。

また前記半田層１０，１１、１２は低融点半田であることが好ましい。低融点半田であると前記絶縁基板１に安価なＰＥＴフィルムを使用でき、前記電子部品実装構造の生産コストを下げることが可能である。また前記低融点半田を使用することで加熱温度を下げることが出来、よって前記絶縁基板１以外の他の部位の熱による損傷を適切に抑制することが可能である。

前記樹脂層１３は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の別を問わない。また、本実施形態では、常温硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等を用いることが可能である。なお、低融点半田と熱硬化性樹脂を混合した半田接着剤を用いると、低融点半田の接合と前記樹脂による接着が一度の加熱操作でできるので特に好ましい。前記熱硬化性樹脂には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂を用いることができるが、機械的強度、耐薬品性、接着性に優れることから、特にエポキシ樹脂が好ましく用いられる。また、前記電極３及び前記アース電極６に含まれるバインダー樹脂も前記樹脂層１３と同じ材質であるとよい。すなわち前記樹脂層１３がエポキシ樹脂であれば、前記電極３及び前記アース電極６に含まれるバインダー樹脂もエポキシ樹脂であると接合強度をより適切に高めることが可能である。

図１，図２に示す実施形態では、前記絶縁基板１の表面１ａに囲み形状のアース電極６が形成され、前記電子部品４の実装領域７のほぼ中心に前記アース電極６が形成されていない前記絶縁基板１表面が露出する非金属領域７ｂが設けられている。例えば前記アース電極６を囲み形状とせず、前記アース電極６を前記アース端子８と同じ矩形状で形成して、広い範囲にわたって前記アース電極６と前記アース端子８間を半田接合すると、前記絶縁基板１に対する電子部品４のアライメント精度が低下し、前記電極３と端子５間を前記半田層１０によって適切に接合できない可能性がある。特に、前記電子部品４の中央の広い範囲で、前記アース電極６と前記アース端子８とが強く半田層１１によって接合されると、前記アライメント精度が激しく低下するので、前記電子部品４の真ん中では半田接合がされないように、前記絶縁基板１の表面１ａに形成される前記アース電極６を囲み形状にして、その囲み形状内から前記絶縁基板１の表面が露出する非半田接合領域としての非金属領域７ｂを設けることが好ましい。

ところで、前記非金属領域７ｂと前記アース端子８間の接合構造であるが、前記非金属領域７ｂと対向する位置に前記アース端子８が形成されず、半田接着剤２２による接合領域である前記電子部品４と前記絶縁基板１の対向面が共に非金属領域である場合、前記非金属領域間に前記半田接着剤２２を使用することは好ましくない。なぜなら前記半田接着剤２２に含まれる半田粒子は、加熱接合時に、行き場を失って、思わぬ箇所に付着するからである。よって、そのような問題を避けるため、前記非金属領域７ｂと対向する位置には金属領域（アース端子８）を設け、前記半田粒子を前記金属領域側に凝集させて図２に示すような半田層１２を形成することが必要である。

また、図１，図２に示す実施形態では、前記端子５及び前記電極３とは別個に、前記電子部品４の裏面４ａ中央にはアース端子８が、前記絶縁基板１の表面の実装領域７中央にはアース電極６が設けられ、前記アース端子８と前記アース電極６とが前記半田層１１を介して接合されている構造であるが、前記アース端子８及び前記アース電極６は、アースとして機能しない金属膜（以下、金属膜６，８と称する）であってもよい。このとき、前記絶縁基板１の表面１ａには前記金属膜６を設けなくてもよい。かかる場合も図２と同様に、前記電子部品４の裏面４ａに設けられた前記金属膜８と前記絶縁基板１の表面１ａ間が半田接着剤２２（図５を参照）により接合され、前記金属膜８には半田粒子が凝集してなる半田層１２が接して形成され、前記金属膜８と前記絶縁基板１の表面１ａ間が樹脂層１３によって接着された構造となる。

また、前記絶縁基板１側に前記金属膜６が設けられ（このときの前記金属板６は図１，図２に示す囲み形状でなくてよい）、前記電子部品４の裏面４ａに前記金属膜８が設けられず、前記金属膜６と前記電子部品４の裏面４ａ（非金属領域）間が本実施形態の半田接着剤によって接合された形態も本実施形態の一形態である。すなわち、前記絶縁基板１上に形成された前記金属膜６に半田層１２が接して形成され、前記金属膜６と前記電子部品４の裏面４ａ間が前記樹脂層１３によって接着された構造である。かかる場合、前記絶縁基板１の表面１ａに形成する前記金属膜６は、材質を工夫して、前記電極３よりも絶縁基板１との密着性に優れた状態にすることが望ましい。なぜなら、前記金属膜６と前記絶縁基板１との密着性が、前記電極３と前記絶縁基板１間のように悪い場合、いくら前記金属膜６と前記電子部品４の裏面４ａ間の接合強度を強くしても、前記金属膜６が依然として絶縁基板１から剥がれやすい状態にあるため、前記電子部品４と前記絶縁基板１間の接着強度を効果的に向上させることができないからである。したがって、前記金属膜６と前記絶縁基板１間の接合強度を、前記電極３と前記絶縁基板１間の接合強度よりも十分に向上させることができない場合は、前記電子部品４の裏面４ａに前記金属膜８を設け、前記金属膜８と対向する前記絶縁基板１の表面１ａの少なくとも一部を非金属領域７ｂとして露出させ、前記絶縁基板１の表面１ａと前記金属膜８間を前記半田接着剤で接合する形態のほうが、前記絶縁基板１と前記電子部品４間の接合強度をより効果的に向上させることができ好ましい。そして前記金属膜８に何の機能を持たせないよりは、前記絶縁基板１側にも金属膜６を設け、本実施形態のように前記金属膜６，８をアースとして使用することが好ましい。

次に本実施形態の電子部品実装構造の製造方法について以下に説明する。図４（ａ）、図５（ｂ）は、製造工程中における絶縁基板の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）の前記絶縁基板をＢ−Ｂ線から厚さ方向へ切断し矢印方向から見た断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の前記絶縁基板をＣ−Ｃ線から厚さ方向へ切断し矢印方向から見た断面図である。

図４に示す工程では、前記絶縁基板１上に配線部材２及び電極３をスクリーン印刷等によりパターン形成する（図４（ａ）では複数の配線部材２及び電極３のうち、いくつかの配線部材２及び電極３にのみ符号を付している）。前記絶縁基板１を上記したようにＰＥＴフィルム等で形成する。

図４に示すように前記電極３を電子部品４の実装領域７内の四方に形成する。本実施形態では、前記電極３を前記配線部材２と別に形成するが前記電極３と前記配線部材２とは電気的に接続している。前記電極３を、球状銀粉、フレーク状銀粉及びバインダー樹脂を有するＡｇ塗膜で形成する。前記電極３中のバインダー樹脂の含有量は、前記配線部材２中のバインダー樹脂の含有量に比べて少なく、前記電極３は前記配線部材２よりも半田濡れ性に優れている。

図４に示す工程では、前記電極３と同じＡｇ塗膜で前記絶縁基板１上の実装領域７内に囲み形状のアース電極６をスクリーン印刷等で形成する。前記囲み形状内には、前記絶縁基板１の表面１ａが露出する非金属領域７ｂが形成される。

次に、図５に示す工程では、前記電極３上に半田接着剤２０を、前記アース電極６上に半田接着剤２１を、前記非金属領域７ｂである絶縁基板１の表面１ａ上に半田接着剤２２を、夫々塗布する（図５（ａ）では複数の半田接着剤２０，２１，２２のうち、いくつかの半田接着剤２０，２１，２２にのみ符号を付している）。前記アース電極６上及び前記絶縁基板１の表面１ａには、夫々、数箇所に、ほぼ球状形態の半田接着剤２１，２２を塗布する。塗布方法には、メタルマスク印刷、スクリーン印刷やディスペンス等を使用できる。このうちメタルマスク印刷が好ましく使用される。

本実施形態では、各半田接着剤２０，２１，２２に同じものを使用する。よって半田接着剤２０，２１，２２の塗布工程を一度に行うことが可能であり、製造工程を容易化できる。

前記半田接着剤２０，２１，２２には半田粒子と樹脂とが主成分として含まれている。前記半田粒子は低融点半田であることが好適である。前記低融点半田を、ＳｎＢｉ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳｎＺｎ、ＳｎＺｎＢｉ、ＳｎＺｎＩｎ、ＳｎＡｇＢｉＩｎ、ＳｎＡｇＣｕＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＢｉＩｎから選択することが好ましい。ここで「低融点半田」とは、融点が６０℃〜２００℃の範囲の半田を指す。

前記樹脂は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の別を問わないが前記熱硬化性樹脂であることが好適である。前記熱硬化性樹脂には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂を用いることができるが、機械的強度、耐薬品性、接着性に優れることから、特にエポキシ樹脂を用いることが好ましい。

前記半田接着剤２０，２１，２２を塗布した後、ＱＦＮ型の電子部品４を前記実装領域７上に設置する。

そして加熱処理を行う。本実施形態では前記半田粒子として低融点半田を用いた場合、加熱温度を高温にする必要がない。前記加熱温度は前記低融点半田の融点と、樹脂の熱硬化温度等を考慮して調整される。

加熱温度を、１２０℃〜１６０℃（好ましくは１５０℃よりも高く１６０℃以下）程度の範囲内に設定すれば、前記低融点半田による半田接合と、前記樹脂の熱硬化とを適切に行うことが出来る。

加熱処理により、各半田接着剤２０，２１，２２に含まれる低融点半田は溶け出して凝集する。前記電極３と前記端子５との間には、半田接着剤２０に含まれる半田粒子の凝集によって半田層１０が形成されて前記電極３と前記端子５間が電気的に接続される。また、前記アース電極６と前記アース端子８間には、前記半田接着剤２１に含まれる半田接着剤の凝集によって半田層１１が形成されて、前記アース電極６と前記アース端子８間が電気的に接続される。

一方、前記非金属領域７ｂから露出する絶縁基板１の表面１ａと前記アース端子８間では、前記絶縁基板１表面１ａが非金属であるため、図２に示すように、前記半田接着剤２２に含まれる半田粒子は、前記アース端子８側に凝集して前記アース端子８にのみに接する半田層１２が形成される。

各半田接着剤２０，２１，２２に含まれる樹脂は、前記加熱処理により、前記半田粒子と分離して流れ出し、その後、熱硬化して、前記電子部品４と絶縁基板１間や前記電子部品４の周囲に樹脂層１３を形成する。

本実施形態では、前記非金属領域７ｂである絶縁基板１の表面１ａと前記アース端子８間を前記樹脂層１３によって適切に接着することが可能である。

上記した電子部品実装構造の製造方法では、図５の半田接着剤の塗布工程で、前記電極３上、前記アース電極６上及び前記非金属領域７ｂである前記絶縁基板１の表面１ａに同じ半田接着剤２０，２１，２２を塗布するので、各半田接着剤の塗布工程を一度に（同じ工程内で）行うことができるとともに、各半田接着剤に対して同時に加熱しても、同じタイミングで半田層及び樹脂層を形成できるので、加熱工程を同じ工程内で行うことが出来る。このように各半田接着剤２０，２１，２２の塗布工程、及び加熱工程（これら工程を合わせて接合工程と呼ぶ）を、夫々、同じ工程で行うことができるので、製造工程を容易化できる。

前記非金属領域７ｂから露出する絶縁基板１の表面１ａと対向する前記電子部品４には前記アース端子８が設けられているため、前記絶縁基板１の表面１ａに塗布された半田接着剤２２の半田粒子を前記アース端子８側で凝集させることができ、前記半田粒子が行き場を失って、思わぬ箇所に付着することを適切に防止できる。

そして本実施形態の電子部品実装構造の製造方法によれば、前記非金属領域７ｂから露出する絶縁基板１の表面１ａと前記アース端子８間を前記樹脂層１３により適切に接着でき、前記絶縁基板１と電子部品４間の接合強度を適切に向上させることが可能である。

図１，図２に示す形態の電子部品実装構造を形成した。前記絶縁基板１にＰＥＴフィルムを使用したもの（実施例１）、ＰＩフィルムを使用したもの（実施例２）を形成した。図５工程での前記半田接着剤２０，２１，２２は全て同じものであり、前記半田接着剤には主成分としてＳｎ−Ｂｉの低融点半田とエポキシ樹脂が含有されたものを使用した。

一方、比較例の電子部品実装構造として、図５工程で、前記非金属領域７ｂである前記絶縁基板１の表面１ａに前記半田接着剤２２を塗布しないものを形成した。ただし実施例と同じ塗布量とするため、比較例では前記半田接着剤２２を前記アース電極６上に塗布した。比較例で使用される前記半田接着剤は実施例と同じものである。なお前記絶縁基板１にＰＥＴフィルムを使用したものを比較例１と、ＰＩフィルムを使用したものを比較例２とした。このように比較例では、前記非金属領域７ｂに半田接着剤２２を塗布しないが、その他の条件は全て実施例と同じにした。

実験では、実装された電子部品を、側方から５ｍｍ／分の速度で押し、破壊した時の最大強度を測定し、接合強度とした。

実施例１の接合強度は１１５Ｎ、実施例２の接合強度は９１Ｎ、比較例１の接合強度は８５Ｎ、比較例２の接合強度は７４Ｎであった。
このように実施例は比較例に比べて飛躍的に接合強度を向上できることがわかった。

本実施形態における電子部品実装構造の平面図、 図１に示すＡ―Ａ線から高さ方向（厚み方向）へ切断し矢印方向から見た前記電子部品実装構造の断面図、 電子部品の裏面図、 （ａ）は、製造工程中における絶縁基板の平面図、（ｂ）は、（ａ）の前記絶縁基板をＢ−Ｂ線から厚さ方向へ切断し矢印方向から見た断面図、 図４の次工程を示し、（ａ）は、製造工程中における絶縁基板の平面図、（ｂ）は、（ａ）の前記絶縁基板をＣ−Ｃ線から厚さ方向へ切断し矢印方向から見た断面図、

符号の説明

１ 絶縁基板
２ 配線部材
３ 電極
４ 電子部品
５ 端子
６ アース電極（金属膜）
８ アース端子（金属膜）
１０、１１、１２ 半田層
１３ 樹脂層
２０、２１、２２ 半田接着剤

Claims (10)

1. 表面に電極が設けられた絶縁基板と、前記電極と電気的に接続される端子を備えた電子部品と、を有し、
   前記絶縁基板と前記電子部品のどちらか一方の対向面には、他方の対向面の非金属領域と対向する位置に、第１の金属領域が形成され、
   前記第１の金属領域と前記非金属領域間は、半田粒子と樹脂を主成分とする半田接着剤により接合され、前記半田粒子は前記第１の金属領域側に凝集して半田層を形成し、前記樹脂は、前記第１の金属領域と前記非金属領域間を接着していることを特徴とする電子部品実装構造。
2. 前記電極と前記端子間は、前記第１の金属領域と前記非金属領域間を接合するのに用いた前記半田接着剤と同じ半田接着剤により半田接合されている請求項１記載の電子部品実装構造。
3. 前記第１の金属領域は前記電子部品の裏面に形成され、前記非金属領域は、前記絶縁基板の表面である請求項１または２に記載の電子部品実装構造。
4. 前記絶縁基板の表面には、前記電子部品の裏面に形成された前記第１の金属領域との対向領域の一部に、第２の金属領域が形成され、残りの前記対向領域に前記非金属領域としての前記絶縁基板の表面が露出しており、前記第１の金属領域と前記第２の金属領域間は、前記第１の金属領域と前記絶縁基板表面間の接合に用いた前記半田接着剤と同じ半田接着剤によって半田接合されている請求項３記載の電子部品実装構造。
5. 前記第２の金属領域は囲み形状であり、前記囲み形状内に前記非金属領域としての前記絶縁基板の表面が露出し、前記囲み形状内の前記絶縁基板表面と前記第１の金属領域間が前記半田接着剤により接合されている請求項４記載の電子部品実装構造。
6. 表面に電極が設けられた絶縁基板と、前記電極と電気的に接続される端子を備えた電子部品と、を有し、前記絶縁基板上に前記電子部品を実装して成る電子部品実装構造の製造方法において、
   前記絶縁基板と前記電子部品のどちらか一方の対向面には、他方の対向面の非金属領域と対向する位置に、第１の金属領域が形成されており、
   前記電極と前記端子間を、半田粒子と樹脂を主成分とする半田接着剤により半田接合し、このとき、前記半田接着剤と同じ半田接着剤を用い、前記電極と前記端子間の接合工程と同工程にて、前記非金属領域と前記第１の金属領域間を前記半田接着剤に含まれる前記樹脂により接着することを特徴とする電子部品実装構造の製造方法。
7. 前記樹脂は熱硬化性樹脂であり、前記半田接着剤の塗布後、加熱して、前記半田粒子を溶融し、前記電極と前記端子間を半田接合するとともに、前記樹脂を熱硬化させて前記非金属領域と前記第１の金属領域間を接着する請求項６記載の電子部品実装構造の製造方法。
8. 前記第１金属領域は、前記電子部品の裏面に形成され、前記絶縁基板の表面が前記非金属領域であり、
   前記半田接着剤を、前記電極上及び前記絶縁基板表面に塗布した後、前記電子部品を前記半田接着剤を介して前記絶縁基板上に接合する請求項６または７に記載の電子部品実装構造の製造方法。
9. 前記絶縁基板の表面であって、前記電子部品の裏面に形成された前記第１の金属領域との対向領域の一部に、第２の金属領域を形成し、残りの前記対向領域に前記非金属領域としての前記絶縁基板の表面を露出させておき、
   前記半田接着剤を、前記電極上、前記第２の金属領域上及び前記絶縁基板表面に塗布した後、前記電子部品を前記半田接着剤を介して前記絶縁基板上に接合する請求項８記載の電子部品実装構造の製造方法。
10. 前記第２の金属領域を囲み形状で形成し、前記囲み形状内に前記非金属領域としての前記絶縁基板表面を露出させておき、前記囲み形状内の前記絶縁基板表面と前記第１の金属領域間を前記半田接着剤により接合する請求項９記載の電子部品実装構造の製造方法。

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