WO2006041068A1

WO2006041068A1 - 電子部品の実装方法

Info

Publication number: WO2006041068A1
Application number: PCT/JP2005/018743
Authority: WO
Inventors: Yoshiyuki Wada; Tadahiko Sakai
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2007-04-12
Also published as: CN1947480A; KR20070032640A; TW200626036A; JP4356581B2; JP2006114542A; US20070221711A1; EP1734801A4; CN1947480B; KR100847325B1; EP1734801A1

Abstract

　電子部品の電気的，機械的接合信頼性を向上させることができる電子部品の実装方法を提供する。電子部品（１）の側面に端子（４）を備える。基板（５）の一主面または他主面に電極（６）を形成し、電極（６）に電子部品（１）に設けた端子（４）が位置するように配置する。熱硬化型フラックスに半田粒子を混入した半田ペーストを電極（６）に塗布し、電子部品（１）の端子（４）が塗布された半田ペーストに載置，接触させ、かつ、電子部品（１）の一部と、これに対向する基板（５）との間に隙間（Ｓ）を設けた状態で電子部品（１）を基板（５）に搭載する。リフローによって、端子（４）と電極（６）とを連結する半田接合構造（８）が形成される。半田接合構造（８）は半田接合部（８ａ），樹脂補強部（８ｂ）および樹脂接着部（８ｃ）を備える。樹脂補強部（８ｂ）は半田接合部（８ａ）を補強し、樹脂接着部（８ｃ）は電子部品（１）と基板（５）との間の隙間（Ｓ）内に浸入した樹脂成分が固化することにより、電子部品（１）を基板（５）に固着する。

Description

明細書

電子部品の実装方法

技術分野

[0001] 本発明は、電子部品の側面に形成した端子と、電子部品が実装される基板上に形成した電極とを半田接合によって実装する電子部品の実装方法に関するものである背景技術

[0002] セラミックパッケージなどの小型基板に半導体素子を実装した構造の電子部品の種類として、外部接続用のリードを設けることなぐセラミックパッケージの側面に電気的接続用の端子を直接設けたリードレスの電子部品が知られている。このような構造の電子部品では、セラミックパッケージに実装されるたとえば半導体素子の外部接続用電極が、セラミックパッケージ内部に形成された配線回路によって、側面に設けた端子に電気的に接続されている。

[0003] リードレスの電子部品を基板に実装する際には、たとえばセラミックパッケージの側面に設けた電気的接続用の端子を基板に設けた電極と半田接合することにより、セラミックパッケージを基板に固着するとともに、接続用電極を基板の回路電極と導通させるようにしている。このとき、半田で接続された箇所、すなわち半田接合部は電子部品の側面の端子と基板の電極に形成されていることから、半田接合部の電気的，機械的信頼性を十分に確保することが難しぐ榭脂接着剤によって半田接合部を補強する構成が多く採用されている（例えば特開 2004— 146433号公報)。

[0004] 図 4Aは従来の電子部品の一部を示す。 Sn— Bi系鉛フリー半田の粒子を、可塑剤を含まない従来タイプの熱硬化型フラックスに混入した半田ペーストを用いて、電子部品 10の側面に設けた端子 14を基板 11上の電極 12に半田接合した場合の半田接合構造を示す。

[0005] ここで示す半田接合構造では、 Sn— B係鉛フリー半田の特性により、所望する形状の半田フィレットを形成することが難しぐかつ、十分な接合強度が確保されない場合が多い。すなわち電極 12と端子 14との接合のために供給される半田の大部分は、リフローにおいて半田ボール 18dとなってフラックス成分とともに離散してしまう。このため、半田接合部 18aに十分な半田量が確保できなり、半田接合部が不規則な形状になりやすい。

[0006] 図 4Bは、従来の半田接合構造を示し、特に熱硬化型フラックスの中に可塑剤を配合した半田ペーストを用いた半田接合構造を示す。特に可塑剤の軟ィ匕開始温度と半田の液相線温度との相対関係が不適切な場合に発生する不具合な状態を示す。基板に多数の電子部品を実装して実装基板を製造する過程においては、たとえば、両面実装基板における第 1面側部品など、一旦半田接合が完了した半田接合部が他部品の半田接合のためのリフローにおいて再度加熱されるために、不所望な過熱処理が施されるとヽぅ不具合が生じる。

[0007] このような状況下においては、ー且固化した半田接合部 18aが再度液相線温度を超えて加熱され再溶融して流動化する。このとき、半田接合部 18aを覆って形成された榭脂補強部 18bも同様に加熱される。可塑剤の軟化開始温度が半田の液相線温度よりも高い場合には、半田溶融時点において可塑剤は固体状態のままで存在するため、榭脂補強部 18bは軟化しておらず、半田接合部 18aが溶融した半田の自由膨張を妨げることとなる。このため、溶融した半田が榭脂補強部 18bと端子 14との隙間力も外部に流出して、はみ出し (矢印 a参照）、半田の流出により榭脂補強部内にボイド (矢印 b参照）が発生するなどして、半田接合部 18aが異常な形状になるという不具合が生じる。なお、図 4Bにおいて図 4Aと同じ箇所には同じ符号を用いた。

[0008] また、図 4A,図 4Bには示していないが、半田接合部を榭脂接着剤によって補強する実装方法にお!ヽては、榭脂接着剤を基板または電子部品に供給するためにデイスペンサによる樹脂塗布などの専用の工程を必要とする。また、製造工程が複雑化するとともに、実装される電子部品が微小'小型になるにしたがって、榭脂接着剤を供給するスペースを確保するのに困難が伴う。

発明の開示

[0009] 本発明は電子部品において、接合端子の電気的，機械的接合の信頼性を向上させることができる電子部品の実装方法を提供することを目的とする。

[0010] 本発明の電子部品の実装方法は、側面に端子を有する電子部品を基板の電極に半田接合により実装する電子部品の実装方法である。熱硬化型フラックスに半田粒子を混入した半田ペーストを基板に設けた電極に塗布した半田ペースト印刷工程を備える。そして、電子部品に設けた端子を基板に設けた電極に塗布した半田ペースト上に接触させる。また、この電子部品の一部と、これに対向する基板との間に隙間を設けた状態で電子部品を基板に搭載する電子部品搭載工程を備える。さらに、基板を加熱することにより半田ペーストの半田を溶融させ、半田ペーストの熱硬化型フラックスを流動化させて隙間に浸入させ、その後熱硬化させる加熱工程を備えている

[0011] 本発明によれば、熱硬化型フラックスに半田粒子を混入した半田ペーストを基板に設けた電極に塗布しておき、電子部品の端子を塗布された半田ペーストに接触する。かっこの電子部品の一部と、これに対向する基板との間に隙間を設けた状態で電子部品を基板に搭載してリフローする。これにより、半田ペーストの半田を溶融させる。半田ペーストの熱硬化型フラックスを流動化させて隙間に浸入させ、その後熱硬化した榭脂によって電子部品を補強して端子接合部の電気的，機械的信頼性を向上させる。

図面の簡単な説明

[0012] [図 1]図 1は本発明の一実施の形態に力かる電子部品の実装方法によって完成した電子部品の斜視図である。

[図 2A]図 2Aは本発明の一実施の形態の電子部品の実装方法にかかり、基板に電極を形成する工程図である。

[図 2B]図 2Bは本発明の一実施の形態の電子部品の実装方法にかかり、基板に設けた電極にペーストを塗布する工程図である。

[図 2C]図 2Cは本発明の一実施の形態の電子部品の実装方法にかかり、基板に電子部品を搭載する工程図である。

[図 2D]図 2Dは本発明の一実施の形態の電子部品の実装方法にかかり、半田べ一ストのリフロー状態を示す工程図である。

[図 3]図 3は本発明の一実施の形態に力かる電子部品の実装構造の部分断面図である。 [図 4A]図 4Aは従来の半田ペーストを用いた半田接合方法の説明図である。

[図 4B]図 4Bは従来の半田ペーストを用いた他の半田接合方法の説明図である。符号の説明

1 電子部品

2 パッケージ基板

3 半導体素子

4 端子

5 基板

6 電極

7 半田ペースト

8 半田接合構造

8a 半田接合部

8b 榭脂補強部

8c 榭脂接着部

S 隙間

発明を実施するための最良の形態

[0014] 本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図 1は本発明の一実施の形態に力かる電子部品の実装方法によって完成した電子部品の斜視図である。図 2 A〜図 2Dは同じく電子部品の実装方法の工程図である。図 3は同じく電子部品の実装構造の部分断面図である。

[0015] まず図 1を参照して、本発明の電子部品の実装方法によって完成した電子部品の構造について説明する。電子部品 1は、たとえばセラミックより成るパッケージ基板 2 のほぼ中央部に形成された凹部 2a内に、半導体素子 3を実装する。パッケージ基板 2の側面 2bには外部接続用の端子 4を形成する。

[0016] 端子 4は、個片に分離される前の状態のパッケージ基板 2をその一主面 (他主面）から他主面（一主面）に向かって貫通するスルーホールの内面に導体金属をメツキすることにより形成する。ノ¾ /ケージ基板 2の内部に配設した配線回路（図示せず）は半導体素子 3に設けた外部接続用電極 (図示せず）に接続されている。電子部品 1を基板に実装する際には、端子 4を、基板に形成した電極と半田接合することにより、パッケージ基板 2の本体を基板に固着させるとともに、端子 4を基板に設けた電極に導通させる。

[0017] 次に図 2A〜図 2Dを参照して、電子部品 1を基板に実装する電子部品の実装方法について説明する。図 2Aに示すように、基板 5の一主面および他主面の少なくとも一方に電極 6を形成する。電極 6の上面には、図 2Bに示すように、半田ペースト 7をたとえば、スクリーン印刷を用いて塗布する（半田ペースト塗布工程)。

[0018] ここで電子部品 1を基板 5に半田接合により実装するために用いる半田ペースト 7について説明する。半田ペースト 7は、半田の粒子を含む金属成分を、熱硬化性榭脂および可塑剤としての固形榭脂を含有し、かつ、半田酸ィ匕膜を除去するために、活性作用を備えた熱硬化型フラックスが混入された組成である。固形榭脂は、常温において固体であり、加熱により液状に変化する性質を有する、いわゆる熱可塑性の榭脂である。半田としては、鉛成分を含まない、いわゆる鉛フリー半田を採用し、実装対象の基板や電子部品の特性に応じて、 2種類の半田を使い分けるようにしている。

[0019] 比較的高温域までの加熱処理が許容される電子部品に対しては、 Sn (錫） Ag ( 銀） Cu (銅）系の半田（液相線温度 220°C)を採用する。極力加熱処理温度を低く設定することが望まれる電子部品には、 Sn (錫）—Bi (ビスマス）系の半田（液相線温度 139°C)を採用する。 Sn— Bi系の半田は、 Ag (銀）を lwt%〜3wt%の配合比に調整することによって、半田の接合強度を向上させることができる。そしてこれらの半田は、粒子状のものが半田ペースト中に 70wt%〜92wt%の範囲の配合比で含有されている。

[0020] なお、金属成分として、半田の粒子以外に、 Ag (銀）、パラジウムば、 Au (金)などの金属を箔状にした金属粉を、 0. 5wt%〜10wt%の配合比で混入することにより、半田接合性をさらに向上させることができる。上述の金属は、使用される半田の融点よりも高温の融点を有しているので、大気中で酸ィ匕膜が生成されるという不具合を未然に抑止することができる。また、半田の粒子が溶融した流動状態の半田は表面に沿って濡れやすい材質であることから、リフローによる半田接合過程において、これらの金属粉が核となって溶融半田を凝集させて半田の濡れ性を向上させるという効果を奏する。

[0021] また固形樹脂には、半田の液相線温度が固形樹脂の軟ィ匕温度以上となるように構成する。このような構成によって、後述するように、リフローにおいて溶融半田の流動が半田ペースト 7中の榭脂成分によって妨げられる度合いが少なくなり、良好な半田接合が行えると、う利点が得られる。

[0022] 次に図 2Cに示すように基板 5に電子部品 1を搭載する。電子部品 1の一部 (側面）に設けた端子 4を電極 6に位置合わせを行い、半田ペースト 7に電子部品 1の端部を接触させる。これにより、電子部品 1は半田ペースト 7の粘着力によって仮止め固定される。このとき、電子部品 1の一部（図 2Cにおいて、下の部分）と、これに対向する基板 5の一面との間に、所定寸法（5〜200 /ζ πι)の隙間 Sが設けられるように、電子部品 1を所定の位置と高さに調節して基板 5に載置する。

[0023] その後、図 2Dに示すように、電子部品 1が搭載された基板 5をリフロー装置に搬入し、ここで半田ペースト 7に含まれる半田を液相線温度以上に加熱する。この加熱処理によって、半田ペースト 7に含まれる半田が溶融し、溶融した半田は端子 4に接着する。このとき、半田ペースト 7に含まれる熱硬化性榭脂の硬化反応が促進される。併せて熱硬化榭脂に含まれる可塑剤が液状に変化する。

[0024] 図 3は図 2Dに示した加熱処理時に、半田ペースト 7に含まれるフラックス成分によつて酸ィ匕膜が除去された電極 6と端子 4とが溶融した半田によって濡らされている状態を示す。図 3に示すように、電極 6と端子 4とがフィレット形状の溶融半田で連結される。また半田ペースト 7に含まれる熱硬化性榭脂は温度上昇によって一且軟ィ匕して粘度が低下し、液状ィ匕した可塑剤とともに流動状態に置かれている。そしてこれらの流動状態に置かれた榭脂成分は、半田接合部 8aおよび電極 6を上面側力も覆うように作用する。榭脂成分の一部は電子部品 1と基板 5との間の隙間 S内に毛細管現象によって浸入する。これらの過程で半田ペースト 7中の熱硬化性榭脂の熱硬化が同時に進行する。

[0025] そしてその後、基板 5をリフロー装置から取り出して常温に戻す。このとき、半田べ一スト 7に含まれる可塑剤および溶融した半田が固化する。これにより、溶融した半田が固化して電極 6と端子 4とが連結されたフィレット形状の半田接合部 8aが形成される。また半田接合部 8aおよび電極 6を上面側力も覆う榭脂成分が固化することにより、半田接合部 8aを補強する榭脂補強部 8bが形成される。さらに電子部品 1と基板 5との間の隙間 S内に浸入した榭脂成分が固化することにより、電子部品 1を電極 6に固着する榭脂接着部 8cが形成される。これにより、半田ペースト 7を用い、電子部品 1の端子 4と基板 5の電極 6を半田接合して成る半田接合構造 8が形成される。

[0026] 半田溶融時において、半田ペースト 7に含まれる熱硬化性フラックスの中の固形榭脂が液状に変化することにより、熱硬化性フラックスは半田溶融温度に加熱された状態においても流動性を失わず従前の状態を維持している。このため、溶融半田のセルファライメント現象を阻害することがない。そして、この半田接合過程が完了した後には、熱硬化型フラックスは熱硬化性榭脂が熱硬化を完了する。併せて、加熱によつてー且液状ィ匕した可塑剤が常温まで冷却されて再び固化することによって完全な固体状態となる。このとき、電極 6の上面の半田接合部 8aを覆って補強する榭脂補強部 8bおよび電子部品 1を基板 5に固着する榭脂接着部 8cが形成される。

[0027] 上述の電子部品の実装方法は、側面に端子 4を有する電子部品 1を基板 5の一主面に設けた電極 6に半田付けする電子部品の実装方法である。熱硬化型フラックスに半田粒子を混入した半田ペースト 7を基板 5の電極 6に塗布する半田ペースド塗布工程を備える。また、電子部品 1の端子 4を電極 6に塗布された半田ペースト 7に接触させる。かつ、電子部品 1の一部と、これに対向した基板 5との間に隙間 Sを設けた状態で電子部品 1を基板 5に搭載する電子部品搭載工程を備える。基板 5を加熱処理することにより半田ペースト 7の半田を溶融させ、半田ペースト 7の熱硬化型フラックスを流動化させて隙間 Sに浸入させ、その後熱硬化させる加熱工程を備える。

[0028] このような電子部品の実装方法を採用することにより、リードレスの電子部品 1を基板 5に実装する場合のように、電子部品の側面側に端子が設けられた電子部品を基板に半田接合により実装する方法において、側面の端子を基板の電極と半田接合する場合には、従来は十分な半田量の半田接合部を形成するのに困難が伴っていた。このため、半田接合工程の後には榭脂封止などの方法によって補強処置を施す工程が別途必要であった。

[0029] これに対して、本実施の形態においては半田接合と同時に半田ペースト中の榭脂成分によって半田接合部を覆って補強する榭脂補強部が形成される。このため、硬化した榭脂成分によって電子部品本体を基板に直接固着する榭脂接着部を形成することが可能になる。

[0030] し力も、これらの榭脂成分は半田ペースト中に含有されていることから、微小'小型電子部品を基板に実装する場合、補強榭脂供給のためのスペースを十分に確保するのが難しいが、半田供給のための半田ペースト塗布時に榭脂成分を併せて供給することができる。したがって、従来、半田接合部の電気的，機械的な補強が困難であつた微小'小型部品を実装する場合であっても、本発明の電子部品の実装方法を採用するならば電子部品に設けられた端子接合部の電気的，機械的信頼性を大幅に向上させることが可會となる。

[0031] そして前述の加熱工程においては、流動化した熱硬化性榭脂ゃ可塑剤を含む熱硬化型フラックスが電極 6の表面であって溶融した半田で覆われて、な、箇所、、わゆる赤目（AKAME ;Red- eye)の部分を覆うようにして、榭脂補強部 8bが形成される。これにより、電極 6において半田接合部 8aによって覆われない部分を榭脂補強部 8bによって覆うことができる。これにより、半田接合後に電極 6が露呈状態となって酸化するという不具合を抑止することができる。したがって従来、酸化防止のために必要であった榭脂コート処理を排除し、工程簡略ィ匕 'コスト削減を図ることができる。

[0032] さらに、電子部品 1の実装に半田ペースト 7を用いることにより、従来の半田ペーストを用いて同様の電子部品 10を半田接合した場合に発生しやすい接合不良を防止することができる。

[0033] このような半田接合例を対象とする場合であっても、本発明に示すように、熱硬化型フラックス中に可塑剤を含む組成の半田ペーストを用いることにより、次のような効果が奏される。すなわちリフローの加熱による熱硬化性榭脂の硬化はフラックス成分の流動性の低下を招くが、加熱による可塑剤の液状化が同時に進行するため、フラックス成分の流動性の低下を可塑剤の液状ィ匕によって補うことができる。これにより、リフローにおいて溶融半田の凝集がフラックス成分によって阻害されるという不具合を排除し、溶融半田の凝集を可能にして、所望する形状の半田接合部を形成することがでさる。 [0034] さらにリフロー後においては、熱硬化した熱硬化性榭脂と冷却されることによって固化した可塑剤とが相溶状態のまま固体となった榭脂補強部が半田接合部を覆って形成されるため、脆くて接合強度に劣る低融点型の鉛フリー半田を使用した場合においても、半田接合部は榭脂補強部によって補強され、接合信頼性を確保することができる。

[0035] ここで、半田ペースト 7の成分組成の詳細例について説明する。半田ペースト 7は前述のように半田の粒子を熱硬化型フラックスに混入した構成となって、る。本実施の形態においての熱硬化型フラックスは、基本組成として、エポキシを成分とする主剤、この主剤を熱硬化させる硬化剤および硬化促進剤、半田の酸化膜を除去する活性剤、熱可塑性の固形樹脂より成る可塑剤および溶剤を含んだ基本組成となっている。

[0036] 次に上記基本組成における各成分の種類および配合比を説明する。まず主剤としては、水添ビスフエノール A型エポキシ榭脂（30wt%〜40wt%)、硬化剤として、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（30wt%〜40wt%)、硬化促進剤として、 2 フエニル — 4—メチル 5 ヒドロキシメチルイミダゾール（lwt%〜2wt%)、活性剤として、 m ーヒドロキシ安息香酸（3wt%〜10wt%)、可塑剤として、アルキルフエノール変性キシレン榭脂（3wt%〜20wt%)、そして溶剤として、ブチルカルビトール（Owt%〜5 wt%)をそれぞれ含有して!、る。

[0037] なお上述の各成分として、以下の物質が代替物質として選択可能である。まず、熱硬化型フラックスの主剤としては、水添ビスフエノール A型エポキシ榭脂に替えて、 3 , 4 エポキシシクロへキセニルメチルー 3, 4—エポキシシクロへキセンカルボキシレート、ビスフエノール F型エポキシ榭脂またはビスフエノール A型エポキシ榭脂が選択可能である。また硬化剤として、メチルテトラヒドロ無水フタル酸に替えて、メチルへキサヒドロ無水フタル酸を、硬化促進剤として、 2 フエ-ルー 4ーメチルー 5 ヒドロキシメチルイミダゾールに替えて、 2 フエ-ルー 4, 5 ジヒドロキシメチルイミダゾールを選択することができる。

[0038] そして活性剤として、 m—ヒドロキシ安息香酸に替えて、メサコン酸を、また可塑剤として、アルキルフエノール変性キシレン樹脂に替えて、脂肪酸アマイドもしくは高重合ロジンを、そして溶剤として、ブチルカルビトールに替えてメチルカルビトールをそれぞれ選択することが可能である。上述の各成分の配合比は、前述の基本配合例に示す数値とほぼ同じである。また硬化剤として用いられる酸無水物は、それ自体で酸化膜を除去する活性作用を有していることから、活性剤の配合を省略してもよい。

[0039] なお、熱硬化性榭脂としては、主剤としてエポキシ系以外にも、アクリル系、ウレタン系、フエノール系、尿素系、メラミン系、不飽和ポリエステル系、アミン系、ケィ素系のいずれか 1つを含む材質を選択することができる。そして可塑剤として用いる固形榭脂として、テルペン榭脂、フエノール榭脂、キシレン榭脂、ユリア榭脂、メラニン榭脂、非結晶性ロジン、イミド榭脂、ォレフィン榭脂、アクリル榭脂、アミド榭脂、ポリエステル榭脂、スチレン、ポリイミド、脂肪酸誘導体から選ばれた少なくとも 1つを熱硬化性榭脂中に混入する。

[0040] これらの固形榭脂を選定する際に、主剤の成分との関連で主剤に対して相溶性を有する固形榭脂を選定するならば、固形榭脂を主剤中に混入させる際に、気化性のガス分を含む溶剤を使用することなく流動性を備えた液状の榭脂を実現することが可能になる。これにより、溶剤力気化するガスによるリフロー装置内へのガス成分の付着や工場内の作業環境の汚染など、溶剤使用による環境負荷を低減することが可能になる。

[0041] さらに低融点型の鉛フリー半田である Sn—Bi系の半田を用いることにより、次に述ベる優れた効果が奏される。すなわち、近年環境保護の要請から、電子機器製造業界にお、ては鉛フリー半田の使用が主流になってきて!/、る。一般に用いられて、る S n— Ag— Cu系の半田は液相線温度 220°Cである。これらの半田は、従来、おもに用 V、られて、た SnPb共晶半田の液相線温度と比較して高温であるため、対象とする基板や部品によっては適用が困難であった。

[0042] これに対し、 Sn—Bi系の半田は液相線温度が 139°Cであることから、耐熱温度が低、性質を有する部品（例えば CCD素子やアルミ電解コンデンサなど)への適用が望まれている。ところが Sn—B係の半田は機械的に脆い強度特性を有する。さらに、前述のようにリフローにおいて所望する形状の半田接合部を形成することが難しぐ半田接合の電気的，機械的な信頼性に難点があるため、従来は適用可能範囲が限られていた。

[0043] 本実施の形態においては、このような特性を有する Sn—Bi系の半田を、可塑剤を含む熱硬化型フラックス中に混入した半田ペーストとして用いる。これにより、適用可能範囲を大幅に拡大することが可能となる。このような半田ペースト 7を採用することにより、前述のように、リフローの熱硬化性榭脂の硬化によるフラックス成分の流動性の低下を、可塑剤の液状ィ匕によって補うことができる。

[0044] これにより、溶融半田の凝集がフラックス成分によって阻害される程度が少なぐ所望形状の半田接合部を形成することが可能となる。さらに形成された半田接合部は硬化した熱硬化性榭脂および固化した可塑剤よりなる榭脂補強部によって覆われて補強されることから、 Sn— Bi系の半田の強度特性に由来する強度不足を榭脂補強部によって補うことができ、半田接合部の電気的，機械的信頼性をさらに向上させることができる。

[0045] このように低融点型の鉛フリー半田である Sn— Bi系の半田の実用化を可能とする接合工法を確保することにより、前述のように低耐熱温度の基板や部品への適用を拡大することができる。併せて加熱温度を低く設定できることによる副次的効果、すなわち予熱ステージ数の減少によるリフロー装置の小型化や消費電力量の削減が可能となる。

[0046] 電子部品を加熱できる上限の温度には制限がある。従来、低温での半田接合が必須とされる場合に採用された高コストの接合工法、例えば銀粉を榭脂接着剤中に含有させた Agペーストを用いる方法や、基板全体を加熱することなくレーザ、ソフトビームなどで局所加熱して半田接合を行う個別接合工法を採用する必要がなくなる。このため、高価な資材 ·装置の使用を不要として、製造コストの低減ィ匕を図ることができる

[0047] さらに、液相線温度が従来の SnPb共晶半田の液相線温度（183°C)と比較して大幅に低いことから、従来は採用が不可能とされた低耐熱性の材質、例えば紙フエノールなどの安価な材質を基板に使用することができる。 BTレジンなどの高価な基板材料の使用を不要として、材料コスト低減を図ることができる。

[0048] 上述の鉛フリー半田を含有させた半田ペースト 7については、次のような成分組成が推奨される。まず、 Sn— Ag— Cu系の半田（液相線温度 220°C)を用いる場合には、主剤として、水添ビスフエノール A型エポキシ榭脂（38wt%)、硬化剤として、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（38wt%)、硬化促進剤として、 2 フエ-ルー 4 メチル —5—ヒドロキシメチルイミダゾール（lwt%)、活性剤として、 m—ヒドロキシ安息香酸 (10wt%)、可塑剤として、高重合ロジン（13wt%)の成分組成を用いる。この例では、可塑剤の軟ィ匕温度は 140°Cであり、半田の液相線温度が可塑剤の軟化温度よりも高くなるように選ぶ。

[0049] 次に、 Sn— Bi系の半田（液相線温度 139°C)を用いる場合には、主剤として、水添ビスフエノール A型エポキシ榭脂（38wt%)、硬化剤として、メチルテトラヒドロ無水フタル酸（38wt%)、硬化促進剤として、 2 フヱ-ルー 4 メチル 5 ヒドロキシメチルイミダゾール（lwt%)、活性剤として、 m—ヒドロキシ安息香酸（10wt%)、可塑剤として、アルキルフエノール変性キシレン榭脂（13wt%)の成分組成を用いる。この例では、可塑剤の軟ィ匕温度は 120°Cであり、上述例と同様に、半田の液相線温度が可塑剤の軟ィ匕温度よりも高くなるよう選ぶ。

[0050] 本実施の形態では上述の成分組成例で示したように、半田種類と熱硬化型フラックスの成分との組み合わせを、半田の液相線温度が可塑剤の軟化温度よりも高くなるように設定する。これによつて、半田溶融時には既に軟ィ匕を開始した可塑剤によって榭脂補強部を軟化させることができる。したがって、榭脂補強部が溶融半田の自由膨張を妨げることによって生じる上述のような不具合を防止することができる。

[0051] 上記説明したように、本実施の形態に示す電子部品の実装方法では、リードレス型の電子部品など、側面に端子 4を有する電子部品 1を基板 5の電極 6に半田付けする電子部品の実装において、熱硬化型フラックスに半田粒子を混入した半田ペースト 7 を基板 5の電極 6に塗布しておき、端子 4を塗布された半田ペースト 7に接触させ、かつ、この電子部品 1の下面と基板 5の上面の間に隙間 Sを設けた状態で電子部品 1を基板 5に搭載してリフローするようにしている。これにより、半田ペースト 7の半田を溶融させるとともに、半田ペースト 7の熱硬化型フラックスが流動化して隙間 Sに浸入しその後熱硬化した榭脂によって電子部品 1を補強して接合信頼性を向上させることができる。産業上の利用可能性

本発明の電子部品の実装方法は、接合信頼性を向上させることができるという効果を有し、リードレス型の電子部品など、側面に外部接続用の端子が形成された電子部品を半田接合により基板に実装する用途に有用であるので、その産業上の利用可能性は高い。

Claims

請求の範囲

[1] 側面に端子を有する電子部品を基板の電極に半田接合により実装する電子部品の実装方法であって、熱硬化型フラックスに半田粒子を混入した半田ペーストを基板の電極に塗布する半田ペースト塗布工程と、前記電子部品の端子を前記電極に塗布された半田ペーストに接触させかつ前記電子部品の一部と対向する前記基板の間に隙間を設けた状態で前記電子部品を前記基板に搭載する電子部品搭載工程と、前記基板を加熱して前記半田ペーストの半田を溶融させ、前記半田ペーストの熱硬化型フラックスを流動化させて前記隙間に浸入させ、その後熱硬化させる加熱工程を含むことを特徴とする電子部品の実装方法。

[2] 前記加熱工程において、流動化した熱硬化型フラックスが前記電極の表面であって溶融した半田で覆われていない箇所を覆うことを特徴とする請求項 1記載の電子部品の実装方法。

[3] 前記半田ペーストは、常温において固体であり加熱により液状に変化する性質を有する固形榭脂を含むことを特徴とする請求項 1記載の電子部品の実装方法。