JPH10303518A - 電子部品実装用基板、電子部品実装基板、及び錫・亜鉛合金の接合方法 - Google Patents

電子部品実装用基板、電子部品実装基板、及び錫・亜鉛合金の接合方法

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JPH10303518A
JPH10303518A JP9108487A JP10848797A JPH10303518A JP H10303518 A JPH10303518 A JP H10303518A JP 9108487 A JP9108487 A JP 9108487A JP 10848797 A JP10848797 A JP 10848797A JP H10303518 A JPH10303518 A JP H10303518A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】鉛を含有しないはんだ材料を使用して基板に電
子部品を実装したデバイスを提供することで、有害物質
を含まない汎用性の高い金属材料によるリサイクルが可
能な実装基板、デバイス等を提供する。 【解決手段】基板上の導電性物質の表面に電子部品を接
合させるときに、基板の表面金属と錫―亜鉛系はんだ材
料を接合する際、接合界面に亜鉛リッチ層を介在させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品実装用基
板、電子部品実装基板、及び錫・亜鉛合金の接合方法に
関する。
【０００２】
【従来技術】電子部品の接合に使用されるはんだは、実
装基板における半導体、マイクロプロセッサー、メモリ
ー、抵抗などの電子部品と基板との接合をはじめとして
幅広く用いられている。その長所は部品を基板に固定す
るだけでなく、導電性を有する金属をはんだに含有させ
ることにより有機系の接着剤と異なる電気的接合も兼ね
備えている点にある。今日パーソナルコンピューター、
携帯電話などに代表されるパーソナル機器の急激な普及
が進むにつれ、電子部品の実装技術におけるはんだ接合
はますますその重要性が増している。ところが、技術革
新によって古くなっていく機器が多量に廃棄されている
ことも事実であり、はんだ材料のリサイクル技術が強く
求められている。また、環境汚染を未然に防ぐという観
点から、事前に有害性の高い物質を用いないはんだ技術
が注目されている。現在最も多く使われているはんだ材
料は、錫と鉛を用いた共晶はんだであり、銅板に対する
ぬれ性が他の金属混合物よりも優れているという特質を
持つ。ところが、この共晶はんだに含まれる鉛が、環境
汚染源となる可能性があり、その使用は懸念されてい
る。また、近年メモリ素子の高密度化に従い、鉛による
放射線（α線）によってメモリ素子が損傷する問題がク
ローズアップされており、この面からも鉛を使用しない
はんだ材料が必要となっている。そこで、鉛を用いない
錫と亜鉛系のはんだ、銀と亜鉛系のはんだなどが知られ
ている。銀を含むはんだなどは早くから宇宙開発などの
先端分野を支えるマイクロ接合技術として注目されてい
るが、銀それ自体が貴金属であるため汎用製品として多
量に用いるにはコスト高となり、使用される部分も特殊
な用途に限定された。また、錫と亜鉛系では接合を試み
てもはんだ材料が全体を被い、また接合強度も非常に弱
く、微細領域での実装技術が求められる０．３ｍｍ以下
のファインピッチレベルでの導体と導体の間の幅の狭い
部分で確実に定められた位置に部品固定し、隣接する部
品間の電気的接触を来すたことなく正確にはんだ付けす
ることは不可能であった。しかも、通常、高密度実装は
スクリーン印刷方式が代表的であるが、これは、はんだ
粉末とペースト状フラックスの混合物であるソルダーペ
ーストを使用するが、 ハロゲン化亜鉛、ハロゲン化
錫、等が添加されることからハロゲンが銅板に対する腐
食を進行させる働きがあり、信頼性の低下要因ともなっ
ていた。また、ＩＣチップの集積度向上に伴う製品の小
型化が進むにつれ、外部との導体接合における微細加
工、実装技術にも信頼性の高い技術が要求されており、
スクリーン印刷方式によるはんだ付けにおいてもフラッ
クスによる高度な腐食防止技術が必要となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、鉛を含有しない
汎用性の高いはんだ材料は知られていたが、基板上の金
属配線や部品の配線などへの濡れ性が悪く、はんだ材料
を使用して小形部品を実装することができなかった。携
帯機器などでは、この微細領域での実装技術が開発上の
大きな課題である。本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、鉛汚染の心配がない金属材料によって微細
部品を十分な強度で高密度に搭載しうる低コストな電子
部品実装用基板を提供することを第１の目的とする。さ
らに、この実装基板を使用することで基板と部品の接合
強度・電気的導通性を高めた信頼性の高い電子部品実装
基板を提供することを第２の目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記、問題点を解決する
ために請求項１の電子部品実装用基板は、表面が絶縁性
の基体と、この基体上に形成された回路配線用の第１の
金属層と、この金属層表面に形成され亜鉛を主とする第
２の金属層と、この第２の金属層表面に形成され錫及び
亜鉛を主成分とする第３の金属層とを具備することを特
徴とする。請求項２の電子部品実装用基板は、請求項１
において、前記第２の金属層が前記第３の金属層の亜鉛
が前記第２の金属層から析出した層であることを特徴と
する。請求項３の電子部品実装基板は、表面が絶縁性の
基体、この基体上に形成された回路配線用の第１の金属
層、この金属層表面に形成され亜鉛を主とする第２の金
属層、及びこの第２の金属層表面に形成され錫及び亜鉛
を主成分とするはんだ材料の第３の金属層とを有する電
子部品実装用基板と、この電子部品実装基板上に形成さ
れ端子が前記第３の金属層に接合された電子部品とを具
備することを特徴とする。
【０００５】請求項４の電子部品実装基板は、請求項３
において前記第２の金属層が、前記第３の金属層の亜鉛
が前記第２の金属層から析出した層であることを特徴と
する。
【０００６】請求項５の電子部品実装基板は、請求項３
において前記第２の金属層が、膜中の亜鉛の濃度が前記
第１の金属層との界面側から徐々に増加して膜中にピー
クを有すると共に前記第３の金属層側にかけて徐々に減
少することを特徴とする。
【０００７】請求項６の電子部品実装基板は、請求項３
において前記第２の金属層が、亜鉛の平均含有量が８８
ｗ％〜９９．５ｗ％であることを特徴とする。請求項７
の電子部品実装基板は、請求項３において前記第１の金
属層は表面がＮｉ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等の貴金属
から選ばれる金属で被服されていることを特徴とする。
請求項８の電子部品実装基板は、請求項６において前記
第１の金属層が、銅、銀、金から選ばれる金属を主とす
る配線材料であり、前記第３の金属層は、錫及び亜鉛を
主とする金属であって亜鉛が３ｗ％〜１２ｗ％であるこ
とを特徴とする。
【０００８】請求項９の錫・亜鉛合金の接合方法は、錫
及び亜鉛を主成分とする第３の金属層を亜鉛が濡れる第
１の金属に接合するに際し、前記第１の金属層と前記第
１の金属層間に亜鉛を主とする第２の金属層を直接介し
て接合することを特徴とする。
【０００９】請求項１０の錫・亜鉛合金の接合方法は、
請求項９において前記第２の金属層と前記第３の金属層
との接合が、非酸化性雰囲気中で前記第３の金属層を溶
融させて接合することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の電子部品実装用基板は、
電子機器の実装に用いられる回路基板上の回路配線用金
属層に錫と亜鉛を主成分とするはんだ材料を濡らして構
成するが、この際はんだ材料と回路配線用金属層の接合
界面近傍に亜鉛リッチな層が介在していることを骨子と
する。この亜鉛リッチ層は、はんだ材料から析出したも
の、或いははんだ材料とは別の層から形成した層であっ
ても良く、２つの金属層を接合する一種の接着剤として
働く。また、回路配線用金属層は単一の金属材料であっ
てもよいし、異なる金属の積層構造であってもよい。ま
た、本発明は、上述した電子部品実装用基板上の回路配
線用金属層に電子部品を接合した電子部品実装基板であ
ることも骨子とする。さらに、本発明は、錫・亜鉛合金
を母材に接合する方法として錫及び亜鉛を主成分とする
合金を母材に接合するに際し、前記母材と前記合金間に
亜鉛を主とする金属層をもって接着剤として使用するこ
とを骨子とする。第２の金属層及び第３の金属層の形成
方法としては、非酸化性雰囲気下、低酸素雰囲気下での
アーク溶接、電子ビーム溶接、プラズマアーク溶接、レ
ーザー溶接、光ビーム溶接などに代表される融接方法
と、抵抗溶接、冷間溶接、摩擦圧接、拡散溶接などに代
表される圧接方法と、抵抗ろう付け、真空ろう付けに代
表される硬ろう付け方法と、レーザーろう付け、浸付け
ろう付けなどのはんだ付け方法などを用いることができ
る。また、本発明の表面が絶縁性基板材料は、紙・フェ
ノール銅張り積層板や紙・エポキシ銅張り積層板に代表
される紙基材銅張り積層板、ガラス布エポキシ多層配線
板やガラス布ポリイミド多層配線基板に代表されるガラ
ス基材銅張り積層板、エポキシコンポジット銅張り積層
板に代表されるコンポジット銅張り積層板、フレキシブ
ル配線板、マルチワイヤ配線板、厚膜回路基板や薄膜回
路基板に代表されるセラミック基板、各種材料を組み合
わせた多層配線基板、ホーロー基板や金属ベース基板に
代表される複合基板、半導体材料としてのシリコン基板
が挙げられる。ただし、シリコン基板のように半導体基
板、多少の導電性を有する基板であっても表面が絶縁層
を有するものであっても部品を実装する上では表面に形
成する回路配線相互が絶縁されておれば良いのでこの理
由から絶縁性基板と同様に使用することができる。さら
に、錫・亜鉛合金の接合方法の応用分野としては、基板
のみならず半導体分野で用いられるＩＣパッケージやＣ
ＰＵの導電部の接合、パーソナルコンピューターに内蔵
されるハードディスク、液晶パネルの電気回路の接合、
ＩＣカード、パーソナルコンピューターやプリンタの接
続などに多用されているケープルコネクタ、通信用ケー
ブルに多用されている光コネクタ、さらには自動車のラ
ジエーターの接合などが挙げられる。この場合、基板や
パネル等の母材は亜鉛と良好に接合する銅、銀、金等の
金属材料が望ましいが、亜鉛の濡れ性が悪い金属であっ
ても表面に銅、銀、金等の濡れ性が良好な属をコーティ
ングしておれば良好に錫・亜鉛合金を接合できることは
言うまでもない。一方基板への部品の実装形態として
は、片面表面実装、両面表面実装、両面表面実装リード
付き部品搭載、片面表面実装リード付き部品搭載、リー
ドスルー実装などが有る。また、実装部品としては、受
動部品としてのセラミック、コンデンサ、インダクタ、
ジャンパ、トランジスタ、ダイオード、アルミ電解（コ
ンデンサ）、タンタル半固定抵抗、トリマー、コイルが
代表例としてあげられ、能動部品としては、ＩＣ、ＬＳ
Ｉ、が代表例となり、そのパッケージ外形・形状として
は、ＳＯＩＣ、ＳＯＰ、ＱＩＰ、ＱＦＰ、ＰＬＣＣ、Ｌ
ＣＣ、ＳＯＪ、ＭＳＰ、さらには、ＢＧＡ、ＦＣ−ＢＧ
Ａ、ＣＳＰ、ＰＬＣ、ＭＣＭ、ＯＥ−ＭＣＭ、チップを
重ねた高密度実装が挙げられる。
【００１１】はんだ溶融槽内に組成比がｗ％で錫９０．
９％以上、亜鉛９％他の金属元素含有量が０．１％未満
の共融物質としてのはんだを入れ、そのほぼ理論値とし
ての共晶点である１９８℃よりも２２℃高い２２０℃で
保持し完全に固形物を溶融させた。この時、１９０℃に
到達した時点から不活性ガスであるアルゴン（その他に
ヘリウムガス等を使用することができる）をはんだ付け
対象物が移動する領域に流し続け、酸素を内部に存在さ
せないようにする。はんだは、その温度をそのまま保持
しておいた。次に、一定の速さで水平方向に移動してい
るはんだ付けされていない生基板を、一定の温度に保た
れたヒーターによって共晶点よりも１０℃から３０℃高
い雰囲気の炉の中を通過させる。基板が所定の位置を通
過する時に、液滴をマーキングしてある銅製のパッド上
に滴下する。基板の移動と共にパッドの所定の長さに到
達するまでこの滴下を継続していく。滴下されたはんだ
は、共晶点以下の領域を通過し始めると直ちに固化して
いく。冷却後、はんだが固化した部分を鉛直方向に切断
し断面観察したところ、はんだのパッドとのぬれ角は９
０度未満であり、はんだとのぬれ性が良好であることを
確認した。また、エネルギー分散型Ｘ線分光器による線
分析を実施したところ、パッドの中心軸でのパッドとは
んだとの界面においては、パッド上部の被覆面にほぼ均
一なの亜鉛を多く含む層が存在していることを確認し
た。以上のことから、被接合物質の表面に亜鉛を含む層
を介在させた複数の物質の接合体は、従来はんだ付け作
業には不向きとされていた亜鉛を含む金属の溶融物を、
電子材料としての拡がりを有する導電性物質の表面に接
合させたデバイスであるため、鉛を含有させない電子部
品の接合作業が可能となる。また、本発明の実施形態と
して、拡がりを有する導電性物質の表面に接合させると
きに、メッキした状態と同じ機能を持たせることができ
るため、レジスト部の損傷を抑制することが可能とな
る。詳細は以下の実施例によって説明する。
【００１２】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。 （実施例１）図１及び図２を用いて実施例１を説明す
る。予め準備した溶融槽内に組成比がｗ％で錫９０．９
％以上、亜鉛９％、酸素含有量５ｐｐｍ以下、他の金属
元素含有量が０．１％未満の共融物質としてのはんだを
入れ、そのほぼ理論値としての共晶点である１９８℃よ
りも２２℃高い２２０℃で保持し完全に固形物を溶融さ
せた。ここで、他の金属元素としては、Ｂｉ、Ａｇ、Ｉ
ｎ、Ｃｕ等である。ついで、絶縁性基板４を用意した。
この絶縁性基板４の表面には銅の回路配線用の第１の金
属層２、及び内部にも配線用金属層の銅配線３を形成し
ている。この固形物が１９０℃に到達した時点から不活
性ガスとしてアルゴンを絶縁性基板４の表面に流して空
気を基板４表面に近づけないようにすることで、実質的
に絶縁性基板４の表面の近傍が酸素を内部に存在させな
いような空間状態にする。この際、はんだはその温度を
そのまま保持しておいた。次に、３ｃｍ／ｓｅｃの速さ
で水平方向に移動しているはんだ付けされていない絶縁
性基板４の表面の銅配線２に対して先述した共晶点以上
の温度で溶融しているはんだを滴下する。この銅配線
は、図示していないがこの配線から延在する銅製のパッ
ドにもつながっており、上に基板の移動と共にパッドの
所定の長さに到達するまでこの滴下を継続していくこと
で、このパッドの表面に対しても第３の金属層であるは
んだ層１を形成する。滴下されたはんだは、共晶点以下
の領域を通過し始めると直ちに固化する。さらに、基板
４の表面だけでなく、必要に応じて基板４の裏面の銅配
線２に対してもその表面にはんだ層１を形成しておく
（図１）。この基板４に能動部品としてのバッケージン
グされたＬＳＩ５、受動部品としての抵抗６を搭載し
た。抵抗７はさらに固定を確実とするために基板４の裏
面に形成した銅パッド２にはんだ層１で固定した。ここ
で、８は接続端子である（図２）。上述した基板４及び
銅配線２等は微細デバイス搭載用の高密度実装用であ
り、仕様は以下の通りである。
【００１３】（用いた高密度実装用基板等についての詳
細な仕様） １．１枚当たりの大きさ：３５ｍｍ×１００ｍｍ ２．材質：導電部は銅を母材とし表面はニッケルメッキ
加工、金フラッシュメッキ仕上げ、樹脂部はガラスエポ
キシ樹脂、レジスト加工 ３．パッドのパターン：幅１００μｍ×長さ１５ｍｍ ４．パッドと隣り合う他のパッドとの間隔：２００μｍ 冷却後、はんだが固化した部分を鉛直方向に切断し断面
観察した。はんだのパッド或いは銅配線とのぬれ角は９
０度未満であり、はんだとのぬれ性が良好であることを
確認した。断面観察に際しては、エネルギー分散型Ｘ線
分光器による亜鉛の分布状態について線分析を実施し
た。この分析結果を図３に示した。Ａ領域は銅パッド部
分（第１の金属層）であり、Ｂ領域ははんだの領域（第
３の金属層）である。パッドの中心軸でのパッドとはん
だとの界面においては、パッド上部の被覆面にほぼ１μ
ｍの亜鉛を多く含む層Ｌ（第２の金属層）が存在してい
ることを確認した。ここでは、亜鉛の濃度のみ示した。
この第２の金属層は、亜鉛の濃度が第１の金属層との接
合界面から徐々に増加し、中央近傍でピークとなりさら
に第３の金属層との接合界面に近づくに従って徐々に減
少している。これは、実質的な無酸素雰囲気中ではんだ
を基板に接合したことによって銅配線表面近傍にはんだ
から亜鉛が析出したと考えられる。この亜鉛を主とする
第２の金属層Ｌは本発明にとって重要な層であり、この
層が基板表面に形成した銅とはんだ材料を強固に接合す
る働きをしている。また、第２の金属層中で酸素が１ｐ
ｐｍ〜３０ｐｐｍ含有する。逆に第３の金属層中の酸素
量がこれより低い傾向を示すことから、第３の金属層中
の酸素が第２の金属層中に集まり、これが強度増大にも
影響していると考えられる。以上の方法によって、良好
な接合を有する電子部品実装基板を得たが、第２の金属
は純粋な亜鉛に限らずの組成によって接合力が異なり、
望ましい範囲がある。第２の金属の組成のみを変え、そ
の他は上述の実施例１と同一の電子部品実装基板の接合
強度を示したものが表１である。接合強度については、
電子部品を引っ張りはがす際に生じる強度によって評価
した。鉛入りの通常はんだ以上の接合強度を得たものを
○で示し、また第２の金属層が存在しない通常の錫・亜
鉛はんだと同様に強度がでない或いは接合できなかった
ものを×とする２段階の表示にした。○で示したもの
は、第３の金属層であるはんだ中に生じる微少な空孔が
通常の鉛はんだと比べて少なくそのために通常のはんだ
と比べてひっばり強度が向上したと考えられる。
【００１４】
【表１】
【００１５】この表１の横軸は、第２の金属層中での亜
鉛のｗ％を示し、縦軸は、第１の金属層の材料を示して
いる。上述した表１では第１の金属層として純粋な銅、
銀、金の例を示したが、これを主成分とする金属であれ
ば同様の性質を呈することができるため、ここでは敢え
て示していない。
【００１６】
【表２】
【００１７】この表２の横軸は、第２の金属層中での亜
鉛のｗ％を示し、縦軸は、第３の金属層中での亜鉛のｗ
％を示している。以上の結果から、第２の金属層の亜鉛
含有量が８８ｗ％〜９９．５ｗ％であることが電子部品
と基板間の接合強度が高く高密度実装用として適してい
ることが分かった。
【００１８】（実施例２）第２の実施例を図２に沿って
説明する。本実施例が実施例１と異なる点は、基板上に
形成した第１の金属層への第２及び第３の金属層である
はんだ層の形成方法、絶縁性基板の材質、及び配線パタ
ーンの相違などである。その他は実施例１と同一である
のでこの異なる点についてのみ詳細を説明する。尚、以
下の実施例については実施例１と同一部分は同一番号を
記しその詳細を省略する。先ず、予め用意した溶融槽内
に組成比がｗ％で錫９０．９％以上、亜鉛９％、酸素含
有量５ｐｐｍ以下、他の金属元素含有量が０．１％未満
の共融物質からなる直径１０μｍから５０μｍとしての
微粒子を用意する。この微粒子を用いる点が重要であ
る。次に、３ｃｍ／ｓｅｃの速さで水平方向に移動して
いるはんだ付けされていない生基板４上の銅配線或いは
パッドに対して、微粒子のほぼ理論値としての共晶点で
ある１９８℃よりも２２℃高い２２０℃で保持したアル
ゴンガス中にこの微粒子を照射する。これによって、微
粒子が銅配線上などで溶融した状態において酸素に接触
させない状態にする。また、基板４の移動と共にパッド
の所定の長さに到達するまでこの微粒子の堆積及びパッ
ド上での溶融を継続していく。堆積したはんだはパッド
上の上を隙間なくぬれ広がっていく。その後はんだは、
共晶点以下の領域を通過し始めると直ちに固化し、その
時の表面張力に見合った最適な厚さを形成する。
【００１９】（用いた高密度実装用基板等についての詳
細な仕様） １．１枚当たりの大きさ：３５ｍｍ×１００ｍｍ ２．材質：導電部は銅を母材としニッケルメッキ加工 樹脂部はガラスエポキシ樹脂、レジスト加工 ３．パッドのパターン：幅２００μｍ×長さ１５ｍｍ ４．パッドと隣り合う他のパッドとの間隔：２００μｍ 冷却後、はんだが固化した部分を鉛直方向に切断し断面
観察したところ、実施例１と同様なものが形成されてお
り、またその物理的性質及び化学的性質も同様なものを
得ることができた。
【００２０】（実施例３）この第３の実施例が、実施例
１と異なる点は、基板上に形成した第１の金属層への第
２及び第３の金属層の形成方法であり、第２の金属層を
形成する方法に共融物質として箔状にしたした金属を用
いた点、絶縁性基板の材質の相違などである。その他は
実施例１と同様である。先ず、組成比がｗ％で錫９０％
以上、亜鉛７％、ビスマス２％、他の金属元素含有量が
０．１％未満の共融物質としてのはんだを厚さ２０μｍ
のほぼ均一な箔して加工し、ロール状に巻き取ってお
く。搬送装置でチップマウンターにプリント基板を導
き、ＣＣＤカメラを用いて位置決めする。所定の位置に
基板４がとどまっていることを確認した後、厚さ２０μ
ｍの箔をパッド部を覆うように載せ、定められた位置で
パッド２の上から瞬間的にメタルヘッドで押し付ける。
この時、不活性ガスとしてヘリウムをリフロー炉に流し
続け、酸素を基板４の表面及び金属箔表面にできる限り
存在させないようにする。また、箔でパッド部を覆いか
ぶせずに用いられなかった部分については巻き取り処理
によって回収した後、再度均一な箔として再利用するこ
とができた。
【００２１】（用いた高密度実装用基板等についての仕
様） １． １枚当たりの大きさ：３５ｍｍ×１００ｍｍ ２．材質：導電部は銅 樹脂部はガラスエポキシ樹脂、レジスト加工 ３．パッドのパターン：幅２００μｍ×長さ１５ｍｍ ４．パッドと隣り合う他のパッドとの間隔：２００μｍ この様な方法で形成した基板をマウンターから取り出
し、顕微鏡で観察したところ、はんだの付着が必要な部
分でかすれ、だれ、ブリッジなどは認められず、ほぼ均
一な拡がりを見せていた。また、エネルギー分散型Ｘ線
分光器による線分析を実施したところ、パッドの中心軸
での厚さ８μｍのはんだ被覆部においては、パッドとは
んだとの界面上にほぼ１μｍの亜鉛を多く含む層が存在
していることを確認した。その他の効果については実施
例１と同様であった。
【００２２】（実施例４）この第４の実施例が、実施例
１と異なる点は、基板上に形成した第１の金属層への第
２の金属層であるはんだ層の形成方法であり、第２の金
属層をメッキ法によって形成した点、第１の金属層の材
質等である。その他は実施例１と同一である。組成比が
ｗ％で錫９０．９％以上、亜鉛９％、他の金属元素含有
量が０．１％未満の共融物質としてのはんだ材料をレベ
ラメッキ用はんだ槽に投入し後溶融する。その後、予め
パッド２等の第１の金属層を形成した基板４をレベラメ
ッキ槽に浸した。その結果、パッド２表面にははんだ材
料のレベラメッキ層がきれいに形成されていた。レベラ
メッキ法を実施するに当たって、メッキ槽の表面及び基
板４の表面にはアルゴンガスを照射し、実質的に無酸素
雰囲気となるようにした。
【００２３】（用いた高密度実装用基板等についての仕
様） １．１枚当たりの大きさ：３５ｍｍ×１００ｍｍ ２．材質：導電部は鉄 樹脂部はガラスエポキシ樹脂、レジスト加工 ３．パッドのパターン：幅２００μｍ×長さ１５ｍｍ ４．パッドと隣り合う他のパッドとの間隔：２００μｍ マウンターから取り出した基板を、顕微鏡で観察したと
ころ、はんだの付着が必要な部分でかすれ、だれ、ブリ
ッジなどは認められず、ほぼ均一な拡がりを見せてい
た。また、エネルギー分散型Ｘ線分光器による線分析を
実施したところ、パッドの中心軸での厚さ１２μｍのは
んだ被覆部においては、パッドとはんだとの界面上にほ
ぼ２μｍの亜鉛を多く含む層が存在していることを確認
した。その他の結果については、実施例１と同様であっ
た。
【００２４】（実施例５）実施例５を図４及び図５に沿
って説明する。この実施例が実施例１と異なる点は、基
板に対する電子部品の搭載方法で、基板の表面と裏面に
対して搭載するようにしたこと、及び基板材料等であ
る。先ず、実施例１と同様に溶融槽内に溶融させたはん
だ材料を準備した。ついで、絶縁性基板４を用意した。
この絶縁性基板４の表面だけではなく裏面に対しても銅
の回路配線用の第１の金属層２、及び内部にも配線用金
属層の銅配線３を形成している。この第１の金属層に第
２の金属層であるはんだを形成する工程までは実施例１
と同様である。但し、基板の裏面に形成されたパッドは
基板４の裏面側に電子部品を搭載するためのものである
（図４）。この基板４に能動部品としてのＱＦＰ５、Ｌ
ＳＩ７、受動部品としての抵抗６を搭載した。ここで
は、 ＬＳＩ７は基板４の裏面に形成した銅パッド２に
はんだ層１で固定した。これによって、実施例１の電子
部品実装基板に比べて実装密度を向上することができる
（図５）。
【００２５】（用いたＩＣチップについての仕様） 材質：導電部は４２ａｌｌｏｙ 樹脂部は不飽和ポリエステル樹脂 リードのはんだ付着部パターン：幅１９０μｍ×長さ１
４ｍｍ リードと隣り合う他のりードとの間隔：２２０μｍ
【００２６】
【発明の効果】以上のことから、本発明による被接合物
質の表面に亜鉛を含む層を介在させた複数の物質の接合
体は、従来はんだ付け作業には不向きとされていた亜鉛
を含む金属の溶融物を、電子材料としての拡がりを有す
る導電性物質の表面に接合させたデバイスであるため、
鉛を含有させない電子部品の接合作業が可能となる。ま
た、本発明の実施形態として、拡がりを有する導電性物
質の表面に接合させるときに、メッキした状態と同じ機
能を持たせることができるため、レジスト部の損傷を抑
制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の断面図
【図２】本発明の実施例１の断面図
【図３】本発明の実施例１を説明する図
【図４】本発明の実施例５の断面図
【図５】本発明の実施例５の断面図
【符号の説明】
１ 第３の金属層 ２ 第１の金属層（回路配線・バッド） ３ 中間配線層 ４ 絶縁性基板 ５ ＱＦＰ ６ 抵抗素子 ７ ＬＳＩ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 新一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 鈴木 功 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】表面が絶縁性の基体と、この基体上に形成
    された回路配線用の第１の金属層と、この第１の金属層
    表面に形成され亜鉛を主とする第２の金属層と、この第
    ２の金属層表面に形成され錫及び亜鉛を主成分とする第
    ３の金属層とを具備することを特徴とする電子部品実装
    用基板。
  2. 【請求項２】前記第２の金属層は、前記第３の金属層の
    亜鉛が前記第２の金属層から析出した層であることを特
    徴とする請求項１に記載の電子部品実装用基板。
  3. 【請求項３】表面が絶縁性の基体、この基体上に形成さ
    れた回路配線用の第１の金属層、この金属層表面に形成
    され亜鉛を主とする第２の金属層、及びこの第２の金属
    層表面に形成され錫及び亜鉛を主成分とするはんだ材料
    の第３の金属層とを有する電子部品実装用基板と、この
    電子部品実装基板上に形成され端子が前記第３の金属層
    に接合された電子部品とを具備することを特徴とする電
    子部品実装基板。
  4. 【請求項４】前記第２の金属層は、前記第３の金属層の
    亜鉛が前記第２の金属層から析出した層であることを特
    徴とする請求項３に記載の電子部品実装基板。
  5. 【請求項５】前記第２の金属層は、膜中の亜鉛の濃度が
    前記第１の金属層との界面側から徐々に増加して膜中に
    ピークを有すると共に前記第３の金属層側に向かって徐
    々に減少することを特徴とする請求項３に記載の電子部
    品実装基板。
  6. 【請求項６】前記第２の金属層は、亜鉛の平均含有量が
    ８８ｗ％〜９９．５ｗ％であることを特徴とする請求項
    ３に記載の電子部品実装基板。
  7. 【請求項７】前記第１の金属層は表面がＮｉ、Ａｕ、Ｐ
    ｄ、Ｐｔ、Ｉｒ等の貴金属から選ばれる金属で被服され
    ていることを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装
    基板。
  8. 【請求項８】前記第１の金属層は、銅、銀、金から選ば
    れる金属を主とする配線材料であり、前記第３の金属層
    は、錫及び亜鉛を主とする金属であって亜鉛が３ｗ％〜
    １２ｗ％であることを特徴とする請求項６に記載の電子
    部品実装基板。
  9. 【請求項９】錫及び亜鉛を主成分とする第３の金属層を
    亜鉛が濡れる第１の金属に接合するに際し、前記第１の
    金属層と前記第１の金属層間に亜鉛を主とする第２の金
    属層を直接介して接合することを特徴とする錫・亜鉛合
    金の接合方法。
  10. 【請求項１０】前記第２の金属層と前記第３の金属層と
    の接合は、非酸化性雰囲気中で前記第３の金属層を溶融
    させて接合することを特徴とする請求項９に記載の錫・
    亜鉛合金の接合方法。
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