JPH11510961A

JPH11510961A - フラックス特性を有するカプセル化剤とその使用法

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Publication number: JPH11510961A
Application number: JP50933397A
Authority: JP
Inventors: カーストン・ケネス・ジェイ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1999-09-21
Also published as: US7041771B1; US20030175521A1; DE69634538T8; US6819004B2; EP0843894B1; KR19990036354A; DE69634538D1; DE69634538T2; EP0843894A4; EP0843894A1; WO1997007541A1; US20030176599A1

Abstract

(57)【要約】封止された電気部品組み立て体並びに複数の電気端末部品を有する電気部品を複数の基質電気端末を有する基板担持部品に電気的に接続する方法が記載されている。電気部品および基質部品は、それらの間に挟まれておりそして複数の部品および基質の電気的接続部を覆っているカプセル化剤−生成性組成物を有する。ここに記載されている発明は熱硬化性樹脂（好適にはエポキシ樹脂）および該樹脂を架橋結合し且つまた融剤としても作用する架橋結合剤並びに場合により必要な条件下では架橋結合を開始させるための触媒も含むカプセル化剤生成性組成物の使用に関する。ハンダが融解した後にカプセル化剤−生成性組成物のゲル点に達する。

Description

【発明の詳細な説明】フラックス特性を有するカプセル化剤とその使用法本発明は１９９５年８月１１日に出願された出願番号０８／５１４,０４９の一部継続出願であり、該出願の開示事項は引用することにより本発明の内容となる。「技術分野」本発明は一般的には基板に対する電気部品の電気的な相互接続、特にフリップ −チップリフローハンダ付け、そして特別にはカプセル化剤−生成性組成物の開発に関する。「発明の背景」エポキシ樹脂組成物は１９６９年６月１０日に許可された米国特許第３,４４９,６４１号の引用文献により示されているように２５年以上にわたり半導体装置カプセル化剤として使用されてきている。フリップ−チップ製造方法において使用される無水物で硬化したエポキシ樹脂カプセル化剤は１９９１年３月１２日に許可された米国特許第４,９９９,６９９号および１９９３年１０月５日に許可された同第５,２５０,８４８号に記載されている。カプセル化剤−生成性組成物は電気的な相互接続後に適用される。電気的な相互接続が封止用組成物の存在下で起きるリフローハンダ付けによる相互接続前のカプセル化剤−生成性（封止用）組成物の適用は１９９２年７月７日に許可された米国特許第５,１２８,７４６号に記載されている。米国特許第５ ,１２８,７４６号には、硬化する前に融剤をエポキシ樹脂と硬化剤の混合物に加えることにより電気的な相互接続が得られるようなフリップ−チップ製造方法が記載されている。リフローハンダ付け中に、融剤は活性化されそして樹脂が硬化する。融剤性質を有する架橋結合剤の当技術における使用は１９９３年４月１５日に公告されたＰＣＴ国際公告番号ＷＯ９３／０６９４３およびその米国の同等物である、１９９４年１２月２７日に許可された米国特許第５,３７６,４０３号に見られる。この公報では、ハンダを用いて伝導性フィルムを製造する、金属粉末およびエポキシ樹脂系の中でフラックス特性を有する保護された架橋結合剤を使用する促進浸透法が記載されている。粉末状金属粒子間にしっかりした電気的に伝導性のブリッジを作成するために、樹脂を硬化させる前に金属粉末、典型的には銅または銀、を浸透させるためにハンダ粉末が添加される。ハンダ付け融剤と共に合成熱硬化性重合体樹脂を使用することは１９７４年２月１２日に許可された米国特許第３,７９１,０２７号に記載されている。そこには、融剤がエポキシド樹脂と反応してハンダ接続を強化するようなエポキシド樹脂組成物が記載されている。ハンダ粉末、フラックス特性を有する化学的に保護された架橋結合剤、および反応性単量体または重合体（エポキシ樹脂を含む）を含む、電気的に伝導性の接着剤組成物が１９９４年１２月２７日に許可された米国特許第５,３７６,４０３号に記載されている。本発明では、米国特許第５,１２８,７４６号の溶融添加剤が省かれているにもかかわらず、融剤としても作用する特性を有する架橋結合剤を選択することにより溶融機能は保持されている。電気的な相互接続がカプセル化組成物の中で起きるような本発明のフリップ−チップ製造方法では、本発明の好適な態様は二重機能架橋結合剤と熱硬化性樹脂との組み合わせ、またはそのような剤および熱硬化性樹脂と選択された触媒との組み合わせを選択し、フローハンダ付けおよびゲル生成の順序を調節してハンダ付けの抑制を避けることにある。これは、ハンダが溶融した後にゲルが生成する（ゲル点に達する）ような、すなわち、リフローハンダ付け後にゲルが生成し／ゲル化が起きるような表面設置リフロープロフィル条件で、それによりハンダ付けは抑制されないカプセル化剤組成物を提供することにより達成される。 ″MANUFACTURING TECHNIQUES FOR SURFACE MOUNTED ASSEMBLIES,″Wassink， R.K．and Verguld，M.F.，1995 ELECTROCHEMICAL PUBLICATIONS ，LTD. の引用文献により示されているように、ハンダ付け方法（および装置）は種々のハンダ付け概念から１つの主な方法、すなわち、対流ハンダ付け法に収斂されてきている。この方法の他に別の方法も使用されるが、ＴＡＢの外側鉛結合および箔上でのハンダ付けのための耐性ハンダ付けの如き特別な場合にのみ使用される。 Wassink et al.，275、276 頁には、リフローハンダ付け用の典型的なプロフィルが記載されている。所望する温度プロフィルを炉の長さ全体にわたり得るためにその温度を別個に調節可能な多数の区域を有する熱空気対流ハンダ付け炉が使用される。そのようなプロフィルにより、全ての接続領域が異なる熱量を有する部品の接続領域間に限定された温度差を有するハンダ付け温度に達することが可能になる。 Wassink et al. は複数の熱空気対流炉を使用するリフローハンダ付けでしばしば使用されている先行技術の典型的な三段階加熱方式を記載している。 Wassink et al. に記載されているように、三段階とは（ｉ）初めに急速加熱で熱を製品の中に与える段階（これは炉の長さを減ずる）、（ii）第二段階は温度の均等化、すなわち温度差を減ずる段階であり一般的には最も熱い部分に関してはある程度の温度の一定性は得られるが、最も冷たい部分の温度上昇は相対的に遅くなるように選択され、この段階の効果は組み立て体が次の段階に入る直前の組み立て体に存在する温度差により容易に確認することができる、（iii）最後に急速加熱とその後の冷却である。さらに Wassink et al. に記載されているように、このプロフィルの各々の限度はハンダ付けしようとする組み立て体の部品の１つの最大許容可能熱負荷により決められる。最高（ピーク）温度はプリント基板のベース材料により決められる。２８０℃ より高い温度は離層を生ずるであろう。（註：ほとんどの場合、プリント基板が最も熱い部品である。）最低ハンダ付け（ピーク）温度は金属部品の湿潤度により決められる。均等化領域の最長時間および温度はハンダペーストにより決められる。熱処理が多すぎる場合には、ハンダペースト中の活性化剤（融剤）はこの方法のこの段階ではすでに消費されている。（最高温度と組み合わされた）ハンダが溶融段階にある時間はハンダ付け接続内の金属間層の生成により制限される。これらの層はハンダ付けされる接続をさらに脆くさせる。上記の境界の特定値は使用する部品および基板材料を基にして決められる。典型的な範囲を示す６３Ｓｎ／３７Ｐｂハンダに関する表面設置リフロープロフィルを図４に示す。引用することにより開示事項が本発明の内容となる米国特許第３,７９１,０２７号（″Angelo″）には、化学的官能基、例えば、アミド、アミノ、カルボキシル、イミノ、およびメルカプタン、を含有し、融剤として作用する重合体および他の物質が記載されている。金属をハンダする時には、これらの物質は他の官能基、例えばエポキシドおよびイソシアナート、を含有する物質と組み合わされて熱硬化性重合体を製造することができる。Angelo は彼の発明で、以下に示す３つの重合体範疇を記載している。１.単独で使用される時には硬化せず且つ溶媒と共に容易に除去される化学的官能基、例えば、カルボキシ末端ポリブタジエンおよびカルボキシ末端ポリイソブチレン。これらは本質において融剤でありそして従来のハンダ付け融剤中に見られるものと同じ化学的官能基を含有する。２.架橋結合性でなく、かつ熱の付与で軟化または溶融できる調合物。Angeloで引用されている例としては、Ｖｅｒｓａｒｉｄ７１２およびＡｃｒｙｌｏｉｄａｔ７０がある。架橋結合が起きないため、これらの調合物は例えばアミノ、カルボキシル、アミドなどの如き化学的官能基を含有するリフローハンダ付けでしばしば使用されている標準的なロジンまたは樹脂を基にした融剤と似ている。それ故、伝統的なロジンおよび樹脂融剤並びに化学的に架橋結合して熱硬化性重合体を生成しない Angelo で引用された例のいずれにも同じ化学的官能基が存在しており、従って溶媒を使用することにより除去してもよくまたは再加熱および再溶融させてハンダ接続の再ハンダ付けを可能にしてもよい。３.ハンダの湿潤化を促進するのに必要な化学的官能基、例えば、カルボキシ、アミノなどを含有する物質と、溶媒の使用または再加熱および再溶融により容易に除去することができない熱硬化性重合体を製造するために化学的に反応する物質との組み合わせ。特に Angelo はそのような官能基を含有する物質と、加熱されると容易に除去できないかまたは再溶融できない架橋結合された網目構造を生成するエポキシ樹脂との組み合わせの例を示している。Angelo は、そのような組み合わせの有用性は、ハンダ接続を再ハンダ付けする必要がある確率が低い状況においてハンダ接続の強度を強化する能力にあると述べている。 Pennisi，et al．の米国特許第５,１２８,７４６号も融剤として作用することが知られている化学的官能基を含有する物質と、熱の付与で反応する時にハンダ接続に強度を加えそして容易に除去できない化学的に架橋結合された重合体を生成する物質、例えばエポキシ樹脂、との組み合わせの使用を記載している。Penn isi はエポキシ熱硬化重合体の機能をフリップ−チップに環境保護を与えることであると記載しているが、Pennisi が記載したエポキシカプセル化剤は脆いハンダ接続部を強化することも知られている。Pennisi は金属酸化物を除去しハンダの湿潤化を促進する融剤、例えばマレイン酸や他のジカルボン酸を挙げている。基本的には、ハンダの湿潤化を促進することが知られるカルボキシル官能基を含有する物質であるマレイン酸を架橋結合性熱硬化重合体を生成する物質であるエポキシ樹脂と組み合わせる。 Capote の米国特許第５,３７６,４０３号に記載されている第三の例では、ハンダの湿潤化を助けることが知られているカルボキシルの如き化学的官能基を含有する物質を、高融点金属を有する低融点合金粉末の溶融を助けて生ずる金属網目構造の基板に対する接着を助ける、インキ系で使用されている架橋結合性熱硬化重合体を生成する物質と、組み合わせる。ハンダの湿潤化を促進することが知られている化学的官能基を含有する物質を熱硬化重合体を生成するエポキシ樹脂、の如き物質と組み合わせる各々の場合（Angelo、Pennisi、Capote）においては、組み立て体をハンダの融点以上に急速に加熱する加熱方法が開示されている。表面金属を湿潤化するためにはハンダを液化しなければならないため、ハンダの融点１８３℃より高い温度の適用が不可欠である。架橋結合反応を刺激するための熱の適用により熱硬化性重合体が着手されるので、選択される物質の組み合わせの硬化に含まれる硬化動力学を理解する必要がある。この組み合わせの架橋結合性物質を化学的に保護することにより、Capote は彼の発明に記載されている急速加熱方法中に架橋結合反応を確実に遅くし適切なものにしている。同様な加熱方法は Angelo および Pennisi の文献にも記載されており、両者ともハンダ付け方法中の熱の適用を急速且つ迅速なものとして記載している。Wa ssink et al．にすでに記載されているように、電子部品を基質基板にハンダ付けするために三段階加熱プロフィルが典型的に使用されている。Angelo、Pennis i および Capote の文献で要求されている急速加熱はハンダ付け中に部品および組み立て体に悪影響を与える可能性がある。悪影響の中には高い熱移動速度における部品に対する損傷が含まれる。それ故、熱衝撃およびそれに続く損傷を減じるために、室温以上であるがハンダの融点より低い温度において組み立て体中の物質が熱平衡に達しうる複数区分炉を使用して行う加熱段階がしばしば見られる。従って、ハンダの湿潤化を促進することが知られている化学的官能基、例えばカルボキシルおよびアミノ、を含有する物質を、熱の付与により架橋結合される熱硬化重合体を生成する物質と組み合わせる、Angelo、Pennisi および Capote により示されているような組み合わせの使用においては、ハンダ温度への急速な加熱速度を含まないがその代わりに最終的な組み立て体中で使用して熱平衡に達することができる物質と組み合わされた加熱方法が使用される。室温以上であるがハンダ付け温度より低い温度で、ハンダの融点より前におけるこの組み合わせのかなりの架橋結合を防止するために望ましい非−急速加熱プロフィルの観点から、熱硬化性物質の組み合わせの硬化動力学を理解することが不可欠になってくる。「本発明の概要」本発明は架橋結合剤がリフローハンダ付け用の融剤として機能する熱硬化性樹脂カプセル化調合物に関する。そのような調合物には、二重目的の架橋結合剤を有する樹脂の架橋結合が触媒により行われる系も含まれる。本発明では、架橋結合剤はリフローハンダ付け条件で融剤として作用し且つ包括される樹脂系ではハンダ付けが早期ゲル化により抑制されないような方法で架橋結合剤として作用する。単軸に沿って電気接続が含まれ且つリフローハンダ付けが液体樹脂系の中で行われる本発明の系では、架橋結合段階とリフローハンダ付け段階の順序は重要である。リフローハンダ温度で起きる液体ハンダによる相互接続の形成前に系のゲル点に達しないことが必須である。ハンダの融解前にゲル点に達する場合には、ハンダは湿潤化せず、ハンダ流が制限されるため電気相互接続が行われる反対側の区域と効果的にかみ合わないことがわかっている。本発明の系におけるこの条件の重要性は、ハンダがゲル点に達していない樹脂系の中では流動できないことに起因すると考えらる。ハンダを覆っている樹脂系が液体である場合には、たとえ粘度が大きくても、融解したハンダが走行し反対側の目標領域に結合しそして架橋結合剤により溶融すると考えられる。実際に、混合相が存在する場合には、湿潤化、結合および溶融が起きるが、ゲル点に達しそして融解が起きると、硬化生成物は満足のいく相互接続を阻み湿潤化および流動を阻むことを観察されている。本発明の一面は基板に対する電気部品のリフローハンダ付けに使用するための、エポキシ樹脂を基にしたカプセル化剤−生成性組成物に関する。この組成物は酸無水物エポキシ樹脂系を形成する。溶融性カプセル化剤組成物はエポキシ樹脂、リフローハンダ付け条件で融剤としても機能する樹脂用の無水物架橋結合剤並びに触媒からなる。カプセル化剤組成物を含む化合物の組み合わせを選択して、該リフローハンダ付け条件で電気的な相互接続が生ずる前にゲル点に達しない組成物を与える。熱硬化性樹脂は好適にはエポキシ樹脂であり、架橋結合剤はリフローハンダ付け温度で元来追加的融解活性を有する無水物から選択される。特に共融錫／鉛ハンダ付け温度（１８３℃）に関しては、融剤として作用する無水物の例には無水琥珀酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水ポリアジピン酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ポリアゼライン酸、およびそれらの混合物が含まれる。特別優れた融剤は無水メチルテトラヒドロフタル酸であり、特別優れた触媒−含有カプセル化剤組成物はオクタン酸錫である。本発明の他の面は、リフローハンダ付けがカプセル化剤−生成性組成物により行われる、フリップ−チップまたはボール−グリッド配列の如き一体化された回路の接続およびカプセル化の方法に関する。触媒がハンダ付け中またはその後にはゲル生成を促進するがハンダ付け前に樹脂ゲルを（ゲル点においてまたはゲル点を過ぎた後に）生成してハンダ付けを防げることがないことが必須である。本発明のさらに別の面は複数の電気端末を有する電気部品に関しており、各々の端末はハンダ突起；電気部品の端末に対応する複数の電気端末を有する部品担持基質；並びに部品および基板の両者の電気端末の表面から金属酸化物を除去するカプセル化物質からなる。そのようなカプセル化物質は好適にはエポキシ樹脂と、ハンダ付け前およびハンダ付け中に部品端末および基板端末から酸化物コーテイングを除去するための融剤として機能し且つエポキシとも反応する無水物と、からなっている。カプセル化剤−生成性組成物のゲル点はハンダ付け温度もしくはそれ以上である。組み立て体では、カプセル化材料は電気部品と基板の間に置かれ、その間の開口部を充填している。これは、カプセル化材料を基板の上に分布しそして次に部品をカプセル化剤の上に押し付けることにより、または基板の上に置く前に部品をカプセル化材料の中に均熱することにより、行うことができる。ハンダ付け温度に加熱されると、ハンダはリフローされ、電気部品を基質に電気的に接続する。カプセル化組成物中に存在する触媒はハンダ付け中またはその後のゲル生成を促進するので、ハンダ付けは早期ゲル化により抑制されない。換言すると、樹脂系のゲル点の前に融解およびリフローハンダ付けが起きる。カプセル化剤（硬化したカプセル化組成物）の特質硬化したエポキシカプセル化剤の物理的特性には、ガラス転移温度、引っ張り強度、弾性率、誘電強度、および拡散係数の如き測定可能な性質が含まれる。これらの特性は最終的に封止された部品の精度に影響を与える。カプセル化された部品を含有する製品の用途によって、カプセル化剤が有していなければならない物理的特性が決められる。例えば、フリップ−チップ部品は典型的には１２０℃以上のガラス転移温度を必要とする。樹脂および無水物部品の選択は、従って、１２０℃以上のガラス転移温度を生ずる組成物に限定される。この用途のための特に優れた樹脂の中にはＤＧＥＢＡ樹脂、ＥＥＷ１８０−１９０がある。樹脂の選択系における樹脂の選択は最終製品の所望される性質に依存する。樹脂の官能基およびその化学的構造は硬化した系の架橋結合密度に影響を与える。典型的には、無水物で硬化した系を有するＤＧＥＢＡおよびノボラック樹脂が好ましい。アミンは触媒として作用するため、メチレンジアニリンを基にしたエポキシ樹脂、例えばチバ・ガイギー社のＭＹ７２０、またはアミンを含有する樹脂はハンダ付け前に早期ゲル化を引き起こす。従って、これらの後者のエポキシ樹脂は本発明における使用にとっては許容できるものではない。本発明は熱硬化性樹脂そして特にエポキシド樹脂用の融剤および硬化剤として機能する組成物の使用を包み、カプセル化調合物中の特に優れた樹脂は結合部位のある組み立て構造および組成物に適合された表面設置リフローハンダ付けプロフィル条件で応用できることがわかっており、使用されている。本発明のカプセル化剤はリフロー温度プロフィル、および融解後に電気的な相互接続を生ずる結合部位の組成を基にして調合される。それ故、本発明に従うと、そのような場合におけるハンダ付けプロフィルは組み立て体部品をハンダ付け温度より低い温度に加熱して、高い熱移動速度で損傷を受けやすい組み立て体部分に対する損傷を防止することを含む。この加熱段階は組み立て体の中で使用される寸法、質量および材料に依存しており、当技術ではプロフィルの均熱または平衡段階と称する。コンピューターの母基板、電信通信装置および比較的小さい組み立て体のパネルについては、均熱段階の終わりにおける目標温度は、好ましくはハンダの融点に達し、かつ、ハンダの融点より約２０℃低いものからその融点までの範囲であってよい。目標平衡温度に達するための熱の適用期間は通常は変動し、大表面の設置組み立て体に関しては約３０〜約１２０秒間である。均熱段階は浸水段階と呼ばれ温度の急速な上昇に先行され、その温度の上昇速度は微細割れや歪みなどの損傷なしに最大の熱入力を得るように選択され、それは包括される構造および材料に依存する。典型的な大表面の設置組み立て体の場合には、均熱前の毎分約１℃〜約４℃の温度上昇が一般的である。最終段階は均熱後の急速加熱段階を含み、そこでは組み立て体部品間の金属の相互接続を生ずるために組み立て体をハンダ粉末の融点以上の温度に加熱する。典型的には、組み立て体の部品とは包装されたまたは包装されていない一体化回路の如き電気部品であったり、上部に金属結合部位が置かれているマイクロ電子部品である。当技術では、この段階はスパイク段階と称されており、融点以上の合計時間は典型的には約３０〜９０秒の範囲である。組み立て体上のいずれかの場所におけるピーク温度は好適には２０５℃〜２３５℃の範囲である。低熱量組み立て体、すなわち、厚さが.０６２インチ未満の組み立て体および／または典型的には面積が１０平方インチ未満の組み立て体に関しては、熱入力は毎秒１°〜４℃の速度で滑らかな非−段階的な傾斜を使用して行われる。ハンダの溶融は典型的には低熱量組み立て体に関してはほぼ１分未満から約３分間の間の時間枠の中で得られる。組み立て体の熱量が増加するにつれて、加熱速度は遅くなり、段階的工程を使用してそのような組み立て体をリフローの前の熱平衡にさせる。ゲル点に達する前にハンダを融解させるための(触媒の存在下でまたはそうでない場合の)熱硬化性樹脂および架橋結合剤の選択および組み合わせの基準は、示差走査熱量計（「ＤＳＣ」）を使用して加熱時に鉛錫共融混合物に関して約１４０℃〜１８０℃の範囲で発熱反応の開始を示す熱硬化性樹脂および架橋結合剤を選択することである。ＤＳＣを用いて観察される発熱活性は架橋結合活性と相互に関連している。該発熱のピークはゲル生成を示す架橋結合の水準と相互に関連している。最終的な分析では特定の組み合わせ用のゲル生成は経験的に決められており且つ例外は起きるが、一般的に適用できる選択の基準は、ＤＳＣを用いて観察されるように、発熱活性が好適にはハンダの融点より４０℃以上低くない温度で始まり、そして記録されるピーク発熱活性がハンダの融点以上の温度で起きるような重合体系を選択することである。特に、高度に活性なポリ酸無水物を含む無水物が、本発明のカプセル化剤のための好適な二重−機能架橋結合および融剤である。上記の無水物の他に、必ずしも同じ成功度ではないが、融剤並びに架橋結合剤として固有に作用する、本発明における使用に適する別の架橋結合剤には、Ange lo の文献に記載されているような化学的官能基、例えばカルボキシル、アミノ、イミノ、アミド、およびメルカプタンを含有する物質が含まれる。必要な潜在能力（ハンダ粉末の融点以上でのゲル点生成）を与えるアミン架橋結合剤、例えば活性水素当量６７を有する複素環式ジアミンである Aificure -- LX-1（日本、東京の味の素株式会社により製造された）を使用してもよい。アミド類および他の既知の窒素含有硬化剤、例えばメラミン、ジシアンジアミン、イミダゾール類、ヒドラジド類、チオウレア類などを架橋結合剤として使用してもよい。１種もしくはそれ以上のフェノール類、例えばフェノール、種々のアルキルフェノール類およびナフトール類とアルデヒド類、例えばホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、アクロレイン、グリオキサル、ベンズアルデヒド、ナフトアルデヒドおよびヒドロキシベンズアルデヒドまたはケトン類、例えばシクロヘキサノンおよびアセトフェノン、ビニル重合タイプの多価フェノール類、例えばポリビニルフェノールおよびポリイソプロペニルフェノール類、この最初の発明の多価フェノール、フェノール類とジオール類、例えば式（１）：により表されるもの、とのフリーデル−クラフツタイプ反応生成物、下記の式（２）：により表されるジアルコキシ化合物または下記の式（３）：により表されるジハロゲン類およびフェノール類とジオレフィン類、例えばジシクロペンタジエンおよびジイソプロペニルベンゼンとのフリーデル−クラフツタイプ反応生成物も架橋結合剤として有用である。架橋結合剤の元来の溶融能力が適切な金属ハンダ接続を形成するのに不十分であるような組み立て体では、融剤活性を増加させるために追加の融剤を調合物に加える必要があるかもしれない。架橋結合剤および熱硬化性樹脂の組み合わせに寄与するカプセル化剤が有する融解活性を補充するために、別の既知の融剤を硬化した熱硬化重合体の性質に悪影響を与えないような少量で加えてもよい。さらに、融剤の選択においては、融剤活性を有するかまたは補充融剤を有する本発明の基本的な架橋結合剤である、使用される表面浸過リフローハンダ付け条件で気体発生を生ずる低分子量組成物は使用できないが、気体発生がカプセル化剤の中の空所の存在により起きる時にはカプセル化の一体性が弱まるからである。従って、気体発生を起こすジカルボン酸融剤は避けるべきである。さらに、補充融剤の選択においては、材料の性質、例えば接着性、引っ張り強度、水分吸収性、またはガラス転移温度、に対するその影響を考慮に入れなければならない。従って、例えばジカルボン酸類のように最終的な重合体網目構造のガラス転移温度および全体的な物理的性質を減少させる高い融剤活性故に特に優れた化合物であると思われる化合物を、生ずる重合体にあったとしても、影響を与えない量で使用する必要がある。米国特許第５,４３９,１６４号のインキ調合物中で使用されているカルボキシ末端ポリエステル類が本発明のカプセル化剤中の補助融剤添加剤として適していることがわかっている。架橋結合剤がその使用量で所望水準の酸化物除去を達成するための融剤として不適当な活性である場合には、特に好適な添加剤は重合体マトリックス中で架橋結合または化学的に結合しそして生ずる重合体網目構造の物理的性質を遅らせないものである。この目的のためには、カルボキシ末端ポリエステル類が適切な融剤添加剤であることがわかっている。「発明の要旨」本発明は表面設置リフロープロフィル条件での使用に適するカプセル化剤並びに複数の金属結合部位端末を有する電気部品を該電気部品の端末に対応する複数の金属付着部位を有する部品担持基板に電気的に接続する方法に関する。これらの条件は、ハンダ突起上で使用されるハンダ、典型的には電気部品上の金属結合部位の形成並びに包括される電気部品および基板の組成および構造、により異なる。下記の手順は図４に記載されているものと同等である。使用されるカプセル化剤はハンダの融解温度より下では融剤として作用し且つハンダの融解温度に加熱されると該電気部品および該部品担持基板上の金属結合部位の表面から酸化物コーテイングを除去する融剤として作用する。熱硬化性樹脂と架橋結合剤との組み合わせはハンダの融解温度もしくはそれ以上の、好適にはハンダの融解温度より高いゲル点を有する。この方法はａ）カプセル化剤が液体形態である間に、酸化物コーテイングを該金属結合部位の表面から除去し、ｂ）該カプセル化剤が液体形態であり且つそのゲル点に達する前に、ハンダを金属結合部位で融解させて、複数の金属結合部位端末を有する電気部品を該電気部品の端末に対応する複数の金属結合部位端末を有する部品担持基板に電気的に接続し、次にｃ）カプセル化剤のゲルを生成する、すなわちゲル点に達成させる段階を含む。その後、ゲルを硬化させてカプセル化材料を生成し、それにより機械的接続の保護および強化を与えてもよい。熱硬化性樹脂は好適にはエポキシドである。好適な架橋結合剤はポリ酸無水物およびカルボキシ末端ポリエステル類である。本発明はまた、表面設置リフローハンダ付けと同時に、複数の金属結合部位端末を有する電気部品を該電気部品の端末に対応する複数の金属付着部位を有する部品担持基板に、熱硬化性樹脂およびハンダの溶融温度より下では該電気部品上および該基質担持部品上の金属結合部位の面から酸化物コーテイングを除去する融剤として作用する架橋結合剤からなるカプセル化材料を用いて封止しそしてハンダで電気的に接続することによる低熱量組み立て体の製造方法にも関する。熱硬化性樹脂と架橋結合剤との組み合わせはハンダの融解温度もしくはそれ以上の、そして好適にはそれより高い、ゲル点を有する。この方法では低熱量組み立て体が毎秒１℃〜約４℃の速度でハンダの融解および電気的な相互接続を得るのに十分な時間にわたり傾斜している。この方法の段階は傾斜中に連続的に下記のように行われる：１.カプセル化材料が液体形態である間に、酸化物コーテイングを金属結合部位の表面から除去する。２.該カプセル化材料が液体形態である間で且つ該カプセル化材料がそのゲル点に達する前にハンダを融解して、複数の金属結合部位端末を有する電気部品を該電気部品の端末に対応する複数の金属付着部位を有する部品担持基板に電気的に接続する（カプセル化材料はこの段階中に液体形態であり、ハンダの融解はカプセル化材料がそのゲル点に達する前に起きる）。３.ゲル点でカプセル化材料のゲルが生成される。その後、生じたゲルを硬化させて該電気的なハンダの接続部を封止する。好適な熱硬化性樹脂はエポキシドである。好適な架橋結合剤はポリ酸無水物およびカルボキシ末端ポリエステル類である。本発明のさらに別の面は、第一電気部品の金属結合部位を第二電気部品の金属結合部位に表面設置リフロー条件で封止し、電気的に接続するための特定のカプセル化剤に関する。このカプセル化剤はエポキシ樹脂、第一および第二電気部品の表面から酸化物コーテイングを除去する融剤としても作用する樹脂用の架橋結合剤、並びに該架橋結合剤を用いるエポキシ樹脂の架橋結合に触媒作用を与える触媒からなっており、触媒、エポキシ樹脂、および架橋結合剤の該混合物のＤＳＣを用いて毎分１０°の傾斜割合で測定されたピーク発熱がハンダの融点もしくはそれ以上であり、それによりハンダが融解した後に該架橋結合されたエポキシ樹脂のゲル点に達する。好適な触媒はオクタン酸錫である。好適な架橋結合剤はポリ酸無水物である。本発明の別の面はカプセル化剤の成分を選択する方法に関しており、ここでカプセル化剤は熱硬化性樹脂、融剤としても作用する架橋結合剤並びに場合により架橋結合性触媒からなっており、この方法はａ）金属結合部位に含まれるハンダの融点を確定し、ｂ）カプセル化組成物を該ハンダの融点を越える温度に加熱し、ｃ）加熱段階ｂ）中にカプセル化剤の発熱活性を測定し、ｄ）ピーク発熱活性が起きる温度を確定し、そしてｅ）ハンダの融点もしくはそれ以上でピーク発熱活性を示すカプセル化材料をカプセル化剤として選択することを含む。この選択方法はまた、適切には発熱活性の開始の確定および熱反応の開始の確定に基づくカプセル化材料の選択を含む。選択されるカプセル化剤は発熱活性がハンダの融解温度より４０℃以上低くなく、そして好適には３０℃以上低くない温度で生ずるものである。「図面の簡単な説明」図１は、基板に付着する前の素子の縦断面図である。図２は、基板にリフローした後の素子の縦断面図である。図３は、本発明のハンダ付け法におけるリフローハンダ付けを示すグラフである。図４は、Ｓｎ６２／Ｐｂ３６／Ａｇ０２ハンダにも適用可能な６３Ｓｎ／３７Ｐｂにおける表面設置リフローを示すグラフであり、こうしたハンダが用いられる代表的なパラメータを説明している。図５は、実施例４で言及する同実施例固有のグラフである。図６は、実施例１に記載のカプセル化剤の熱変化と温度の関係を図表化したものである。図７は、実施例４に記載のカプセル化剤の熱変化と温度の関係を図表化したものである。「発明の詳細な記述」本発明の触媒に活性化されたカプセル化剤は、（１）熱硬化性樹脂、好ましくはエポキシ樹脂、（２）リフローハンダ付け中に融剤としても機能する上記樹脂の架橋剤、および（３）触媒からなる。ハンダ付け温度以上のゲル化点温度を有する組成物を形成するよう、カプセル化剤成分を選び、組み合わせ、表面設置温度プロフィルを利用した場合、ハンダ付け前のゲル化により表面のハンダ付けが阻害されないようにする。ここで用いられるゲル化点温度とは、触媒による架橋反応の開始後にゲル化点に達する含まれる熱硬化性樹脂系に対する温度である。簡単に述べると、本発明のプロセスでは、ハンダの溶融温度で生じるが、ハンダが溶融する前に含まれるエポキシ樹脂系がゲル化点に達するならば、満足すべき電気接続が生じない。架橋剤はハンダ付け段階中融剤としての役割を果たす。架橋剤はエポキシ樹脂を硬化し、架橋活動を高め、ハンダの溶融で電気接続が発生するハンダ付け温度以上でゲルの生成を引き起こす触媒と架橋剤は対をなして融解剤としての機能を果たす。当業者ならば本発明の他の目的および利点は、以下の更なる発明の詳細な記述の説明から明らかになるであハンダ。本発明の系においては、架橋とリフローハンダ付けとの順序は非常に重要である。液状のハンダ（ハンダの溶融）による接続形成前に表面設置リフローハンダの温度で接続が生じる、系のゲル化点に達しないことが不可欠である。ハンダの溶融前にゲル化点に達する場合には、ハンダの流動性が制限されるために、ハンダは湿潤せずかつ電気接続すべき反対側の箇所に有効に係合しないことが観測されている。本発明の系におけるかかる要件の重要性は、ゲル化点に達した樹脂系内ではハンダに流動性が不足することに由来するものと考える。溶融したハンダを包む樹脂系が液状であるときは、たとえ粘度が高くても、有効な融剤が生じるものと考えられる。実際、混合相が存在するところでは、濡れ，結合および融剤が生じる。しかし、一旦ゲル化点に達しその後溶融が生じると、カプセル化された組み立て体はうまく接続されれないことが観察される。すなわち、適切な溶融の生成，濡れおよび流動化がうまく行かない。図１を参照すると、金属被膜パターン110 を有する基板100 がカプセル化材料 120 で選択的に被覆されている。この材料は、熱硬化性樹脂、リフローハンダ付けの融剤としての役割も果たす上記樹脂の架橋剤、および樹脂と融剤と共にハンダ付けにより樹脂のゲル化が妨げられない組成物を提供する選択された触媒からなるカプセル化剤形成組成物である。好適なカプセル化材料の例は、（１）エポキシ樹脂すなわちエポキシ当量が１８８のビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、（２）架橋剤および融剤の無水メチルテトラヒドロフタル酸（ＭＴＨＰＡ）、ならびに（３）触媒のオクタン酸錫を含む。架橋剤は、融剤としての役割も果たす酸無水物の架橋剤である。架橋剤のＭＴＨＰＡは、ほぼハンダ付け温度以上で架橋反応を触媒化し、これによってフローするハンダ付けで電気相互接続を形成する前に早すぎるゲルの生成を防止するオクタン酸錫触媒と組み合わされる。エポキシに対する酸無水物の量は、エポキシ樹脂１００部に対して酸無水物が約７５部〜約８５部の範囲（７５〜８５ｐｈｒ）にあることが好ましい。組成物中の触媒の量は、約０．１〜約５重量％の範囲にあることが好ましい。オクタン酸錫の場合は、好ましい量は約１.５〜約２.５重量％の範囲にあり、最適な量は触媒を含有するカプセル化剤形成組成物の重量を基にして約２．０重量％である。ハンダの突起140 を含む素子130 を、ハンダの突起140 および活性表面150 が基板100 に対向し、かつ基板100 の金属被膜パターン110 に整列するように置く。図２を参照すると、バンプした素子230 は移動して金属被膜パターン210 に密着する。カプセル化形成組成物220 は素子230 を濡らし、素子230 の活性表面25 0 を完全に覆う。メニスカス260 が素子230 の外周部を連続的にシールして、周囲から活性表面250 に夾雑物が混入しないように保護する。ハンダの突起240 およびカプセル化形成組成物220 に含有された架橋剤は、金属被膜パターン210 を被覆する。図面は素子130 を基板に対してカプセル化され一体化した集積回路として描いているが、ハンダの突起を有するかあるいは持たない他のタイプの表面設置部の構成要素を用いる態様も本発明の範囲にあることを理解されたい。組み立て体270 は従来の方法によりリフローされる。融剤として機能する架橋剤は、ハンダ240 および金属で被膜された表面210 の酸化物を減少させてハンダを金属に合金化させる。図３は代表的な表面設置部のプロフィルを示したものである。本発明は、このようなプロフィルに従ったハンダ付けとカプセル化、それに続いてハンダ付け温度よりも実質的に低い温度、典型的には１５０℃で約１〜２時間後硬化させることによって遂行することができる。図３に図示された表面設置プロフィルを参照しながら本発明の要件を説明すると、リフローに先立つゲルの生成、ゾーン３はハンダ付けを妨げるであろう。リフロー前の早ずぎるゲル化は、ハンダが目標の金属表面を濡らすのを妨げる物理的な障害となる。図３において、ゾーン１は、基板，構成要素およびカプセル化剤を含む組み立て体全体をハンダの溶融温度以下の、典型的には２５〜５０℃の温度に予熱する予熱段階を、温度（縦座標）および時間（横座標）のパラメータに関して図示している。ゾーン２は組み立て体の温度を平衡化させる均熱時間を説明する均熱段階を図示している。ゾーン３はリフローが生じるリフロー段階を図示している。ゾーン４は冷却段階を図示している。図３に図表化した表面設置プロフィルは、とりわけ実施例１に示す本発明の態様に適用可能な代表的プロフィルを図説したにすぎない。ハンダ付けの時間および温度は、カプセル化剤やプロセスの他のパラメータに依存する。所与のリフロープロフィルのためのカプセル化剤系成分の選択既に述べたとおり、本発明は、ハンダペーストの調合方法およびその使用法に関する。後者の具体的な使用法に関しては、大量および少量の組み立て体の製造時に利用されるリフロープロフィル条件で、等方性の電気相互接続を封入して保護する形成法が採用される。上記リフロープロフィル条件では絶えず加熱する必要があり、充分な濡れとハンダの溶融を達成して結合箇所での電気相互接続および満足すべき封入性／機械的結合を得るためには、カプセル化剤の調合方法が重要である。本発明で用いるカプセル化剤の選択において、電気結合箇所で満足すべき電気的機械的結合を行わせるためには、熱硬化性樹脂および本発明の要件である２つの機能を有する架橋剤の選択は重要である。カプセル化剤の要件と選択について以下に述べる。リフロープロフィルを利用する間は、結合表面に濡れを与えるために溶融したハンダが重合体と置き換わらなければならないので、重合体はハンダが溶融する前にゲル化点に達してはならない。重合体があまりに速くゲル化点に達すると、金属表面間に重合体のバリアが形成される。このゲル化はハンダが基板の金属結合パッドを濡らすのを阻害するので、ハンダ付けの効果を理解するためには重合体の硬化機構と動力学を理解することが非常に重要である。熱硬化性重合体では、加熱によりエポキシ樹脂と架橋剤との間に不可逆反応が開始する。硬化プロセス中にエポキシ樹脂分子は架橋剤分子と反応して、長い重合体鎖と高い粘度を有する網目構造を形成する。網目構造が成長すると、ゲル化点と称される計測不能の粘度点に達する。この時点で重合体は粘性の液体から非流動性の固体に変化する。熱硬化性樹脂のゲル化時間は通常、等温条件下で確認される。例えば、エポキシ試料を設定温度で加熱し、粘度測定法試験によりゲル化時間を確認することができる。上記方法の例としては、流動抵抗を測定しながら試料パン中のエポキシ樹脂を加熱する方法がある。本発明において開示するプロセス中の加熱方法は等温ではなく、むしろ試料をハンダ付け温度に緩やかに加熱することを含むので、硬化の動力学を調べることにより重合体のゲル化を評価することの方が重要である。幾つかの技術を採用することにより、熱硬化性重合体の硬化動力学を調べることができる。その１つに、重合体の機械エネルギーの貯蔵能および放出能を測定する動的力学分析（dynamic mechanical analysis）（ＤＭＡ）がある。別の一般的な技術としては、熱変化を測定する示差走査熱分析（ＤＳＣ）がある。重合中の熱硬化性樹脂の化学反応は発熱性であるので、その熱変化をＤＳＣにより測定して、化学反応の程度を関連づけることができる。ハダッド（Hadad）がEDoxv Resins,Chemistry and Technology,May,ed.,Marcel Dekker,1988,のp.1 130頁に述べているように、硬化中に放出されるエネルギー量は化学反応の程度に比例するという仮説がある。ハダッドによって記載された技術を用いて、重合の開始に要する動力学的活性化エネルギーを評価することができる。上記方法の１つとして、ＡＳＴＭ方法Ｅ６９８−７９に記載されるような異なった加熱速度により発生するＤＳＣスキャンが挙げられる。しかし、本発明に開示するような適正なハンダ付けが妨害されないようにするための臨界的なゲル化点は実験により求めなければならないので、ＤＳＣは、ハンダ付けプロセスの範囲として先に述べたような適切な材料の組合せのガイドとしてしか役立たないことがわかるであろう。したがって、熱硬化性重合体の硬化の動力学と本発明において開示されたハンダ付け方法での利用可能性との関係を示すために、単一の加熱速度での単一のＤＳＣスキャンが利用される。以下の実施例は本発明の実施の態様を説明するためのものである。実施例１溶融特性を有する本発明のカプセル化材料は、下記の成分を組み合わせることにより調製された。成分重量％ Shell 828（DGEBA-EEW=188）５４.５ (エポキシ当量１８８のジグリシジルエーテル化ビスフェノールＡ) A&C AC220J（ＭＴＨＰＡ）４３.５ Catachok 860（オクタン酸錫）２標準銅で被覆されたＦＲ−４板の銅表面に上記材料を押し広げた。小環状の６３Ｓｎ／３７Ｐｂが共晶したハンダをエポキシ上に並べた。板をＩＲ式リフロー炉に入れた。そのプロフィルはハンダペーストに用いられる標準ハンダペースト・リフローであった。ゲル化点を通過したエポキシ残渣を取り除いた銅に環状物をハンダ付けした。実施例２金属表面すなわち上記ＦＲ−４等の有機基板に鍍金処理した銅表面に、調製したカプセル化材料を置く。６３Ｓｎ／３７Ｐｂが共晶した固体状ハンダ小片をエポキシ表面に並べる。ここでカプセル化材料とハンダとを金属表面に含む試験板をＩＲ式または対流式のリフロー炉に入れ、図３に示す標準リフロープロフィルに従って処理する。エポキシ材料は、まず融剤として機能し、銅へのハンダの結合を助ける。リフロー後にエポキシがゲル化する、すなわち適正な相互接続が観測される。実施例３フリップ−チップ等の、ハンダをバンプした構成要素を付着させる基板上の金属結合箇所に、実施例１で調製したカプセル化材料を分布させる。ダイと基板の間の巻込みにカプセル化材料が完全に結合するように、フリップ−チップダイをカプセル化材料上に並べる。上記基板としては、ＦＲ−４等の有機質またはガラス，セラミック等の無機質のものでよい。金属結合箇所はハンダで鍍金処理するかあるいは処理してない銅または金で形成される。ダイ上のハンダのバンプは６３Ｓｎ／３７Ｐｂの共晶物で形成され、該ダイのバンプからハンダがリフローして基板上の結合箇所に結合する。好適には６３Ｓｎ／３７Ｐｂ等の高融点の合金が用いられる。その場合、金属結合箇所に鍍金処理した共晶したハンダがリフローしてバンプに結合する。ダイすなわちフリップ−チップダイの上に、カプセル化材料および基板を整列させて、ＩＲ式または対流式のリフロー炉に入れ、図３に示す標準リフロープロフィルに従って処理する。リフロープロセスの間、カプセル化材料のＭＴＨＰＡ成分は、融剤として機能し、上記成分を板にハンダ付けさせる。また、ＭＴＨＰＡとオクタン酸錫との組み合わせは適当なレベルの架橋も提供するが、これによって後硬化にとって好適な樹脂のゲルが生成され、ハンダ付けが阻害されることのない全プロセスにおけるある時点でゲル化点に達することができる。以下の実施例はカプセル化成分の選択を含む本発明の実施の態様を説明するためのものである。実施例４化学薬品供給業者から入手可能な、文献に記載の調合剤により、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（Shell；Epon 828），無水メチルテトラヒドロフタル酸（ＭＴＨＰＡ）（Lonza；AC220J）および一般にＤＭＰ−３０と称されるトリス（ジメチルアミノメチル）フェノール触媒（Lonza；AC-30）の混合物を調製した。Ｅｐｏｎ８２８５５部ＭＴＨＰＡ４３部ＤＭＰ−３０２部組成物をアンジェロ（Angelo）により説明された方法（米国特許第３，７９１，０２７号明細書）に従って、６３Ｓｎ／３７Ｐｂのハンダのスラグと共に２５０℃に加熱された銅の上に押し広げた。上記加熱は、ペニシ（Pennisi）の米国特許第５，１２８，７４６号明細書およびカポート（Capote）の米国特許第５，３７６，４０３号明細書に記載のように急激に行った。酸無水物（ＭＴＨＰＡ）は表面の酸化物を取り除き、銅の上でハンダを濡れさせて冶金学上の相互接続を形成することが観察された。次に、上記と同じ混合物を、６３Ｓｎ／３７Ｐｂのハンダのスラグと一緒に銅を鍍金したエポキシ製ガラス基板ＦＲ−４の金属表面に押し広げた。エポキシ組成物およびハンダのスラグを含む基板を多重加熱帯域を有するＩＲ式リフロー炉に入れた。図５に示す基板の表面温度プロフィルが得られるように、帯域の温度および炉のベルトスピードが予め入力されていた。この温度プロフィルを利用すると、ハンダのスラグはＦＲ−４上の銅表面を濡らさず、冶金学上の接続を形成しなかった。それどころか、ハンダのスラグは原形を留めたまま、硬化したエポキシ内に封止されていた。上記したハンダ付け試験に加えて、更にＤＳＣにより上記エポキシの硬化の動力学を調査した。すなわち、５０ｍｇの試料を用い１０℃／分の割合で５０℃から２３０℃に加熱すると、図６に示すように、硬化による発熱が１００℃で始まり、そのピークは１３０℃であることが観察された。したがって、１０℃／分の割合で加熱すると、硬化反応の最大発熱はハンダの融点より５０℃低い温度で発生する。実施例５実施例４と同じ樹脂および酸無水物の組合せを用い、触媒としてLonza社のＡＣＰＩ（イミダゾール系の商標名）を用いた。Ｅｐｏｎ８２８５５部ＭＴＨＰＡ４３部ＡＣＰＩ２部上記混合物を銅の上で急速に加熱したハンダのスラグと共に用いた。酸無水物は金属酸化物を取り除き、ハンダが濡れて銅表面に広がった。組成物を有機基板ＦＲ−４上の銅に押し広げ、多重帯域の加熱炉で加熱したところ、結果は実施例４に記載したものと同じであった。すなわち、ハンダは形状が変化せず、金属表面に広がらなかった。１０℃／分の割合で５０℃から２３０℃まで加熱した時の試料５０ｍｇに対するＤＳＣスキャンによれば、発熱は１００℃で始まり、ピークは１３０℃であった。更にまた、組み合わせた材料を急速に加熱すると、ハンダが銅の上に広がることは認められるが、多重帯域の炉によりハンダの融点まで緩やかに加熱した場合、上記のエポキシ系はハンダ付け前に液状を保つのに必要な潜伏期（latency）を有していなかった。Ｅｐｏｎ 828とＭＴＨＰＡの組合せと、エポキシを硬化する酸無水物の他の幾つかの公知触媒を用いても、同様の結果が観察された。かかる触媒としては、ジメチルアミノメチルフェノール（Lonza；AC-10）、オクタン酸亜鉛（Shepard Ch emicals）、ベンジルジメチルアミン（Lonza；BDMA）、ジアザビシクハンダンデセン（Air Products；Amicure DBU-E）、ジアザビシクハンダンデセンの２−エチルヘキサン酸塩（Air Products；Amicure SA-102）、２−ヘプタデシルイミダゾール（Air Products；Curezol 2MA-OK）、２−ヘプタデシルイミダゾール（Ai r Products；C17Z）、２，４−ジアミノ−６−｛２−メチルイミダゾレイル−（１）｝エチル−ｓ−トリアジン（Air Products；2MZ Azine）等がある。各々の場合、触媒は、Shell Epon 828等のビスフェノールＡ樹脂（エポキシ当量１９０）および樹脂重量に対して８０部の無水メチルテトラヒドロフタル酸と共に用いられる。上述の触媒を樹脂重量に対して１〜５部用いて、混合物を急速に加熱する場合は、混合物は金属酸化物を取り除いて６３Ｓｎ／３７Ｐｂのハンダが銅表面に広がるのを促進するが、実施例４に記載のように混合物を多重帯域のコンベア式加熱炉内で緩やかに加熱する場合は、硬化が速すぎてハンダ付けが阻害されることが判明した。実施例６実施例１に記載のビスフェノールＡ樹脂およびＭＴＨＰＡの組成物の触媒として、二価のオクタン酸錫（Ferro Bedford；Catachek 860）を選択した。Ｅｐｏｎ８２８５５部ＭＴＨＰＡ４３部二価のオクタン酸錫２部上記混合物を銅の上で急速に加熱したハンダのスラグと共に用いた。酸無水物は金属酸化物を取り除き、ハンダが濡れて銅表面に広がった。組成物を有機基板ＦＲ−４上の銅に押し広げ、多重帯域の加熱炉で加熱すると、ハンダは銅の金属表面に広がり、エポキシが部分的にゲル化した。このように、樹脂および架橋剤の上記組み合わせと触媒の選択により、ハンダ付け後に生じるゲル化時に潜伏期を付与することができる。１０℃／分の割合で５０℃から２３０℃まで加熱した時の試料５０ｍｇに対するＤＳＣスキャンによれば、図７に示すように、発熱は１５０℃で始まり、２００℃より遥かに高い温度にピークがあった。このように、潜伏期を予測するために用いられる発熱のピークは、ハンダの融点１８３℃より遥かに高い温度で現れる。実施例７Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラグリシダル−４，４−メチレンビスベンゼンアミン（ Ciba Geigy；MY 720）等の多官能性樹脂と共に用いられるＭＴＨＰＡの触媒として、二価のオクタン酸錫を用いた。この四官能性の樹脂はビスフェノールＡに基づくものより反応性が高い。ＭＹ７２０と化学量論比９０％のＭＴＨＰＡとの混合物に、触媒として用いられる二価のオクタン酸錫を樹脂重量に対して１部ほど添加して、下記の組成物を調製した。ＭＹ７２０４５部ＭＴＨＰＡ５４部二価のオクタン酸錫１部上記組成物を実施例１に記載の方法により急速に加熱したところ、ハンダが広がって銅と冶金学上の接続を形成した。しかし、多重帯域の炉がかかわる加熱方法を採用した場合は、ハンダは銅の上に広がらない、すなわち濡れなかった。二価のオクタン酸錫を省略しても、また記載のＭＹ７２０／ＭＴＨＰＡの組み合わせを使用しても、結果は同じであった。多重帯域の炉内で試料を加熱する場合、ハンダが銅を濡れさせるのは阻害された。ＭＴＨＰＡと３，４−エポキシシクロヘキサンカルボン酸エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボン酸（Union Carbide；ERL -4221）等の脂環式樹脂の組み合わせに、触媒として、二価のオクタン酸錫を用いるときは、観察されるハンダ付けの結果は実施例１と同様である。ハンダの融点より低い温度で組成物が硬化し、物は銅へのハンダの広がりを阻害する。組成物のＤＳＣスキャンＥＲＬ−４２２１４９部ＭＴＨＰＡ４９部二価のオクタン酸錫２部１０℃／分の加熱速度では、発熱は９０℃で始まり、１５５℃で発熱のピークに達することが示された。このように、化学反応速度と相関関係がある発熱のピークは、ハンダ合金の融点より低い。エポキシ樹脂Epon 828とERL-4221とのブレンドをＭＴＨＰＡおよび触媒としての二価のオクタン酸錫と共に用いた。ＥＲＬ−４２２1 ２４.５部Ｅｐｏｎ８２８２４.５部ＭＴＨＰＡ４９部二価のオクタン酸錫２部上記系のハンダは、急速に加熱して６３Ｓｎ／３７Ｐｂ合金を銅にハンダ付けしたが、多重帯域の加熱炉でハンダ付けを行わなかった。ＤＳＣ開始温度は、脂環式樹脂（ERL-4221）のみを用いた組成物と比較して高い温度、１２０℃で始めた。発熱のピークは単一の樹脂系と温度がほぼ同じであったが、放熱が少なく故に化学的活性が小さいことを示すブレンド樹脂系の発熱の程度は低かった。このように、ＭＴＨＰＡを含む脂環式樹脂のような反応性が高い樹脂のブレンドでは、必要な潜伏期が得られない。実施例８触媒レベルを変化させて、ビスフェノールＡ系の樹脂，ＭＴＨＰＡおよびジシアンジアミド型触媒（味の素；Ajicure AH-150）のブレンドを用いた。Ｅｐｏｎ８２８５２〜５６部ＭＴＨＰＡ４０〜４３部ＡＨ−１５０１〜８部樹脂重量に対して１〜２部の触媒レベルで急速加熱と多重帯域の炉とを併用して、６３Ｓｎ／３７Ｐｂ合金のハンダ付けを確認した。しかし、樹脂重量に対して３部以上の濃度で用いた場合、多重帯域の炉の加熱プロフィルを利用した組成物はハンダの広がりを阻害した。このように、反応速度に対して触媒レベルは重要である。ＤＳＣの発熱試験は、発熱のピークの開始は触媒濃度を高くするほど低い温度で発生することを示した。リフローのプロフィル架橋触媒（加速剤）の選択は、ハンダ付けプロセス中のゲル化を防止する必要性に基づく。本発明の最も重要な態様は、リフローハンダ付けとして公知のハンダ付け方法を含んでいる。リフローハンダ付けにおいて、回路板または基板にハンダ付けされる構成要素がＰＣＢまたは基板上に置かれ、この組み立て体は異なった加熱帯域を持つ炉内に通過される。３つの帯域が典型的である。最初の帯域すなわち加熱段階は一般にランプ（傾斜路）（ramp）と称される。この帯域では、板の表面温度が急速に上昇し、板および構成要素材料を加熱する。均熱として知られている第二の帯域では、板と構成要素の表面の温度差を小さくするために、短い時間（１〜３分）で板の温度をその温度範囲で均一化させる。均熱時間は用いられる板、ハンダおよび構成要素の種類に依存するであろう。第三の段階はハンダの融点を超えた山形に折れた急な温度部分を包含する。したがって、ハンダの溶融温度が帯域の温度を決める。６３Ｓｎ／３７Ｐｂの融点は１８３℃であるので、均熱温度は一般に１２０〜１６０℃の範囲にある。リフロー時のピーク温度は一般に２００〜３００℃の範囲にある。触媒本発明のカプセル化剤が触媒を含有する場合は、触媒の選択は重要であり、リフローハンダ付けを阻害することなく、リフロープロセス中または後に架橋をゲル化点（ゲル点）に活性化するエポキシ系の触媒能に基づいて選択される。更に説明すると、ＭＴＨＰＡ等の無水フタル酸誘導体と組み合わせたビスフェノールＡ樹脂の触媒を含有しない組合せは、リフローハンダ付けプロセス中に用いられる場合には、ハンダ付けを阻害しないし、リフロープロセス中にゲル点に達しないであろう。上記系は、ゲル化と充分な架橋を達成するために、ハンダ付けの温度（典型的には１５０℃）以下で後硬化するのに６〜４８時間要するであハンダ。その故に、これらの系の全硬化時間を短縮するために触媒が必要である。しかし、あまりに活性な触媒を選択すると、系がハンダ付け温度以下でゲル化し、ハンダと目標とする金属間に物理的なバリアを形成してハンダ付けプロセスを阻害するであハンダ。酸無水物のアミン型触媒はこの不都合な現象を示した。受け入れがたい触媒を例示すると、ベンジルジメチルアミン，ジメチルアミノクレゾール，トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール，トリエタノールアミン，モノエタノールアミン等がある。これらのアミン類を標準リフローのプロトコルに用いる Shell Epo n 828 等のビスフェノールＡのエポキシ樹脂およびＭＴＨＰＡ等の無水フタル酸誘導体と一緒に触媒として用いると、ゲル化が早すぎて適正なハンダ付けが阻害されることになる。ビスフェノールＡ樹脂およびＭＴＨＰＡのブレンドを用いた場合、実施例５に詳述したように、他の一般的な酸無水物−エポキシ硬化触媒はハンダ付けに関して不都合であることがわかった。これらの系において選択される触媒のオクタン酸錫は、錫と２−エチルヘキサン酸との金属塩である。本発明を制限するものではないが、触媒活性はＳｎ⁺²からＳｎ⁺⁴への錫の酸化および２−エチルヘキサン酸からの錫の解合に起因するものと考えられる。示差走査熱分析によるオクタン酸錫の試験では、１８５〜１９０℃での発熱が観測される。発熱が発生する温度は架橋の触媒反応が発生する温度と相関することが観測されるので、そのように考えられる。したがって、評価されている触媒の触媒反応機構がオクタン酸錫の該機構に対応する触媒活性の開始を評価する１つの方法として、触媒による発熱が架橋の触媒反応が発生する温度と相関することがある。ＭＴＨＰＡとビスフェノールＡ樹脂との組み合わせで用いる場合、二価のオクタン酸錫は、ハンダ付け前の早すぎる重合体のゲル化を防止するに必要な潜伏期の要件を効果的に具備していることがわかった。加速剤（架橋触媒）として二価のオクタン酸錫を選択することにより、６３Ｓｎ／３７Ｐｂのハンダまたは同様の融点を有する合金のリフロー温度プロフィルを利用した場合、ハンダ付けを行う傾斜段階および均熱段階中にエポキシの著しいゲル化を防止することができる。好適なカプセル化剤の別の例としては、（１）エポキシ樹脂すなわちエポキシ当量が１８５〜１９２のビスフェノールＡのジグリシジルエーテル、（２）架橋剤および融剤であるＭＴＨＰＡ、ならびに（３）オクタン酸錫触媒がある。架橋剤は融剤としての役割も果たす酸無水物の架橋剤である。ＭＴＨＰＡ架橋剤は、ほぼハンダ付け温度以上の温度で架橋反応を触媒化し、これによってリフローハンダ付け中に電気接続が形成される前の早すぎるゲルの生成を防止するオクタン酸錫触媒と組み合わされる。組成物中の触媒の量は、カプセル化剤の全重量に対して約０.１〜約１０重量％の範囲にあることが好ましい。オクタン酸錫の場合には、好ましい量は約２．５〜約７重量％であり、最適な量はカプセル化剤の全重量に対して約５重量％である。適宜用いられる添加物本発明のカプセル化剤中に適宜かつ有利に含むことができる成分としては、表面張力低下剤がある。これは結合表面での接触角を低下させるために使用される。表面張力低下剤は界面活性剤であってもよい。好適な界面活性剤には、デラウェア州ウィルミントン所在のＩＣＩ社から入手可能なトウィーン（Tween）や、パーフルオロアルキルスルホン酸カリウムがある。現時点では、表面張力低下添加剤は、好ましくはカプセル化剤の全重量に対して約０．１重量％〜約１重量％の量で添加される。本発明のカプセル化剤組成物に適宜添加される別の成分としては、エポキシの金属への結合能を高める接着促進剤がある。好適な接着促進剤としては、有機シラン類やチタン酸エステル類が挙げられる。好適な有機シランには、ミシガン州ミッドランド所在のダウ・コーニング社から入手可能な６０４０すなわち３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランがある。好適なチタン酸エステルには、ニュージャージー州ベイヨン所在のケンリッチ・ペトロケミカル社から入手可能なLICA 38、ネオペンチル（ジアリル）オキシトリ（ジオクチル）ピロホスファトジチタネートがある。接着促進剤は、好ましくはカプセル化剤の全重量に対して約０．１重量％〜約１重量％の量で添加される。本発明のカプセル化組成物に適宜用いることができる更に別の成分としては、ロス・ケミカルズ社から入手可能な脂肪酸エステルのアルコキシ化物FOAM BLAS T1326等の消泡剤がある。消泡剤は、好ましくはカプセル化剤の全重量に対して約０．１重量％〜約１重量％の量で添加される。本発明のカプセル化剤，表面設置部のリフローハンダ付けの製造法，カプセル化剤の選択と組成および組み立て体は、以上記載した特別な態様に限定することを意図するものではない。また、ハンダの変動に基づく表面設置部のリフローハンダ付けグラフの変化、故にハンダの溶融温度とハンダの溶融条件，寸法，形状および材料等については、これらに限定されるものではないが、次の特許請求の範囲に示す本発明の範囲および精神から逸脱しない限り、様々な変形を行うことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＫＲ，ＳＧ

Claims

【特許請求の範囲】１.複数の金属結合部位端末を有する電気部品を該電気部品の端末に対応する複数の金属付着部位を有する基板担持部品に、図４に示されているような表面設置リフロープロフィル条件で、熱硬化性樹脂およびハンダの溶融温度より下では融剤として作用しそして該ハンダの溶融温度に加熱された時には該電気部品上および基板担持部品上の金属結合部位の表面から酸化物コーテイングを除去する該架橋結合剤からなるカプセル化剤を用いて、封止し、ハンダで電気的に接続することによる電気組み立て体の製造方法であって、該熱硬化性樹脂および該架橋結合剤の組み合わせが該ハンダの融解温度以上のゲル点を有しており、該方法がａ）カプセル化剤が液体形態である間に、酸化物コーテイングを該金属結合部位の表面から除去し、ｂ）該カプセル化剤が液体形態である間で且つ該カプセル化剤がそのゲル点に達する前に、ハンダを融解して複数の金属結合部位端末を有する電気部品を該電気部品の端末に対応する複数の金属結合部位端末を有する基板担持部品に電気的に接続し、次にｃ）カプセル化剤のゲルを生成し、そして次にｄ）該ゲルを硬化させる段階を含む方法。２.熱硬化性樹脂がエポキシドである請求の範囲第１項記載の方法。３.架橋結合剤がポリ酸無水物またはカルボキシ末端ポリエステルである請求の範囲第１項記載の方法。４.架橋結合剤がポリ酸無水物またはカルボキシ末端ポリエステルである請求の範囲第２項記載の方法。５.複数の金属結合部位端末を有する電気部品を該電気部品の端末に対応する複数の金属付着部位を有する基板担持部品に、熱硬化性樹脂およびハンダの溶融温度より下では融剤として作用して該ハンダの溶融温度に加熱された時には該電気部品上および基板担持部品上の金属結合部位の表面から酸化物コーテイングを除去する該架橋結合剤からなるカプセル化剤を用いて、ハンダで電気的に接続することによる低熱量組み立て体の製造方法であって、該熱硬化性樹脂および該架橋結合剤の組み合わせが該ハンダの融解温度以上のゲル点を有し、該方法が１秒あたり約１℃〜４℃の速度で該低熱量組み立て体がハンダ溶融と電気的接続を得られるのに十分な時間温度を上昇させることを含み、該温度上昇の間、ａ）カプセル化剤が液体形態である間に、酸化物コーテイングを該金属結合部位の表面から除去し、ｂ）該カプセル化剤が液体形態である間で且つ該カプセル化剤がそのゲル点に達する前に、ハングを溶融させて複数の金属結合部位端末を有する電気部品を該電気部品の端末に対応する複数の金属付着部位端末を有する基板担持部品に電気的に接続し、次にｃ）カプセル化剤のゲルを生成し、そして次にｄ）該ゲルを硬化させる段階を含む方法。６.熱硬化性樹脂がエポキシドである、請求の範囲第５項記載の方法。７.架橋結合剤がポリ酸無水物またはカルボキシ末端ポリエステルである、請求の範囲第５項記載の方法。８.架橋結合剤がポリ酸無水物またはカルボキシ末端ポリエステルである、請求の範囲第６項記載の方法。９.第一電気部品の金属結合部位を第二電気部品の金属結合部位にハンダで電気的に接続するため並びに該第一および第二部品の間の電気ハンダ接続を覆うカプセル化剤を製造するためのカプセル化材料であって、ａ）熱硬化性樹脂、ｂ）ハンダのハンダ融解温度もしくはそれ以下で該第一および第二電気部品の表面から酸化物コーテイングを除去する融剤としても作用する該樹脂用の架橋結合剤、並びにｃ）該架橋結合剤を用いる該熱硬化性樹脂の架橋結合に触媒作用を与える触媒であって、触媒、熱硬化性樹脂、および架橋結合剤の該混合物のＤＳＣを用いて毎分１０°の傾斜割合で測定されたピーク発熱がハンダの融点もしくはそれ以上であり、それによりハンダが融解した後に該架橋結合された熱硬化性樹脂のゲル点に達するようにさせる触媒、を含むカプセル化剤。１０.熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂である、請求の範囲第９項記載のカプセル化剤。１１.触媒がオクタン酸錫である、請求の範囲第９項記載のカプセル化剤。１２.触媒がオクタン酸錫である、請求の範囲第９項記載のカプセル化剤。１３.架橋結合剤がポリ酸無水物である、請求の範囲第９項記載のカプセル化剤。１４.架橋結合剤がポリ酸無水物である、請求の範囲第１０項記載のカプセル化剤。１５.架橋結合剤がポリ酸無水物である、請求の範囲第１１項記載のカプセル化剤。１６.架橋結合剤がポリ酸無水物である、請求の範囲第１２項記載のカプセル化剤。１７.ハンダにより表面設置リフロープロフィル条件で生成される封止された電気的な相互接続を有する組み立て体を製造するためのカプセル化剤の成分を選択する方法であって、ここでカプセル化剤は熱硬化性樹脂、場合により融剤としても作用する架橋結合剤並びに場合により架橋結合用触媒からなり、この選択方法がａ）該電気的な相互接続を製造するために使用されるハンダの融点を確定し、ｂ）このカプセル化剤をハンダの融点を越える温度に加熱し、ｃ）加熱段階ｂ）中にカプセル化剤の発熱活性を測定し、ｄ）ピーク発熱活性が起きる温度を確定し、ｅ）ハンダの融点以上でピーク発熱活性を示すカプセル化剤として選択することを含む方法。１８.選択されるカプセル化剤がハンダの融点もしくはそれ以上でピーク発熱活性を示す、請求の範囲第１７項記載の方法。１９.発熱活性の開始が確定され、カプセル化剤選択に関する基準にハンダの融解温度より４０℃以上は低くない温度における発熱反応の開始も含まれる、請求の範囲第１７項記載の方法。２０.発熱活性の開始が確定され、カプセル化剤選択に関する基準にハンダの融解温度より４０℃以上は低くない温度における発熱反応の開始も含まれる、請求の範囲第１８項記載の方法。２１.各々の端末がハンダ突起を含む複数の電気端末を有する電気部品、電気部品の端末に対応する複数の電気端末を有する基板担持部品、ハンダ付け温度に加熱した時に複数の電気端末の部品および複数の電気端末の基質からコーテイングを除去するカプセル化剤生成性物質、熱硬化性樹脂、触媒、並びにハンダ付け温度に加熱した時に該部品端末および該基質端末から該酸化物コーテイングを除去しそして触媒の存在下で該樹脂と表面設置リフロープロフィル条件で反応して該ハンダ温度以上でゲルを生成する融剤として作用する架橋結合剤を含み、このカプセル化剤は電気部品および基質の間に置かれており、このハンダ突起がリフローされそして電気部品を基質に電気的に接続する、電気部品組み立て体。２２.熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であり、架橋結合剤が無水物である、請求の範囲第２１項記載の電気部品組み立て体。２３.無水物が無水琥珀酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水ポリアジピン酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水ポリアゼライン酸およびそれらの混合物よりなる群から選択される、請求の範囲第２２項記載の電気部品組み立て体。２４.エポキシ樹脂がＤＧＥＢＡ樹脂またはノボラック樹脂である、請求の範囲第２２項記載の電気部品組み立て体。２５.各々の端末がハンダ突起を含んでいる複数の電気端末を有する電気部品、電気部品の端末に対応する複数の電気端末を有する基板担持部品、ハンダ付け温度に加熱した時に複数の電気端末の部品および複数の電気端末の基質からコーテイングを除去するカプセル化剤生成性物質、熱硬化性樹脂、触媒、ハンダ付け温度に加熱した時に該部品端末および該基質端末から該酸化物コーテイングを除去しそして触媒の存在下で該樹脂と表面設置リフロープロフィル条件で反応して該ハンダ温度以上でゲルを生成する融剤として作用する架橋結合剤、を含む電気部品組み立て体。