CN106624452A - 焊膏、钎焊用助焊剂及使用其的安装结构体 - Google Patents

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CN106624452A
CN106624452A CN201610860383.9A CN201610860383A CN106624452A CN 106624452 A CN106624452 A CN 106624452A CN 201610860383 A CN201610860383 A CN 201610860383A CN 106624452 A CN106624452 A CN 106624452A
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electrode
solder
substrate
soldering
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大桥直伦
吉冈祐树
铃木康宽
日野裕久
森将人
西川和宏
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

本发明提供提高了钎焊时的自对准性的焊膏。焊膏具备焊料粉末、包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂、以及固化剂，第1环氧树脂具有比焊料粉末的熔点低10℃以上的软化点且以相对于复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。

Description

焊膏、钎焊用助焊剂及使用其的安装结构体
技术领域
本发明涉及用于将表面安装(SMT)部件等与电路基板进行电连接的焊膏及钎焊用助焊剂、以及安装结构体。
背景技术
移动电话、PDA(Personal Digital Assistant)等移动设备的小型化、高功能化取得进展。作为能够与之对应的安装技术，大多使用BGA(Ball Grid Array)、CSP(Chip ScalePackage)等安装结构体。移动设备容易招受掉落冲击等机械负荷。因此，在不具有像QFP(Quad Flat Package)的引线那样使冲击缓和的机构的BGA、CSP等安装结构体中，重要的是确保焊料连接部的耐冲击可靠性。
因此，例如，在将BGA型半导体封装与电子电路基板进行焊料连接时，已知利用底部填充密封剂来进行增强。即，迄今为止使用的是在钎焊后在BGA型半导体封装与电子电路基板的间隙中填充增强用的树脂材料而使BGA型半导体封装与电子电路基板固接的方法。由此，利用热或机械冲击来松弛应力，从而提高接合部的耐冲击可靠性。作为以往就使用的底部填充密封剂，主要使用加热固化型的环氧树脂。
但是，在利用底部填充密封剂进行的增强中存在需要焊剂残渣的清洗工序、钎焊后的加热工序等而使工序数增加的缺点。
对此，作为不需要焊剂残渣的清洗工序且不需要钎焊后的加热工序即能提高焊料接合部的耐冲击可靠性的钎焊材料，公开了在焊剂成分中含有热固化性树脂的焊膏(例如参照专利文献1。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-123078号公报
发明内容
发明要解决的课题
就以往的助焊剂成分而言，若像专利文献1所记载的那样使用含有热固化性树脂的焊膏进行钎焊，则无需助焊剂残渣的清洗工序和钎焊后的加热工序即能实现焊料接合部的增强。
但是，根据上述构成，在焊剂成分中含有粘性高的热固化性树脂。通常，焊料熔融而濡湿扩展到基板及部件的电极，由此产生部件回到正规的位置而被接合的、所谓自对准效果。利用该自对准效果来修复部件的位置偏移。但是，在上述的粘性高的热固化性树脂的影响下，有时该自对准效果会降低。因此，在焊剂成分中含有热固化性树脂的焊膏具有钎焊时的自对准性降低的课题。
图5为使用以往的焊膏所安装的半导体封装的安装结构体的接合部分的剖视图。在该安装结构体中，如图5所示，在使用以往的焊膏的情况下，在焊料的熔融时因粘性高的热固化性树脂17的影响而使自对准不足。因此，焊料凸块5的中心与基板1的电极2的中心错离而CSP封装体4被接合。
另外，在助焊剂成分中包含热固化性树脂的焊膏的课题即为了提高自对准性，考虑通过添加具有焊料熔点以下的熔点的增塑剂来降低在增塑剂的熔点下的焊膏的粘度的方法作为一般的对策。但是，此时产生发生增塑成分飞散到钎焊部边缘的渗出、热固化性树脂的增强效果降低等问题。
本发明为用于解决上述以往的课题而完成的发明，其目的在于提供即使为在助焊剂成分中含有热固化性树脂的材料也会使自对准性优异的焊膏及钎焊用助焊剂、以及安装结构体。
用于解决课题的手段
本发明的焊膏具备:焊料粉末、包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂、以及固化剂,
上述第1环氧树脂具有比上述焊料粉末的熔点低10℃以上的软化点且其以相对于上述复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。
发明效果
如以上所示,根据本发明的焊膏,在复合环氧树脂整体中包含在25℃为固态的第1环氧树脂。第1环氧树脂具有比焊料粉末的熔点低10℃以上的软化点。在安装工序中,通过在不足焊料粉末的熔点且超过第1环氧树脂的软化点的温度进行加热,从而使第1环氧树脂低粘度化、液状化,并且使复合环氧树脂整体低粘度化,从而濡湿扩展到基板及部件接合部界面。其结果得到由液状化后的复合环氧树脂所带来的自对准效果。之后,通过在超过焊料粉末的熔点的温度进行加热,从而得到由焊料粉末的熔融所带来的自对准效果。根据本发明的焊膏,可以得到由液状化的复合环氧树脂得到的自对准效果和由焊料粉末的熔融得到的自对准效果这2次自对准效果。为此,可以提高自对准性。
附图说明
图1A为表示在使用实施方式1的焊膏将部件安装于基板上的安装工序中在部件的搭载前向基板的电极供给焊膏的状态的示意性剖视图。
图1B为表示在使用实施方式1的焊膏将部件安装于基板上的安装工序中在部件和基板的定位时产生部件的位置偏移的状态的示意性剖视图。
图1C为表示在使用实施方式1的焊膏将部件安装于基板上的安装工序中加热温度超过焊膏的第 1环氧树脂的软化点的时刻的加热状态的示意性剖视图。
图1D为表示在使用实施方式1的焊膏将部件安装于基板上的安装工序中加热温度超过焊料粉末的熔点的时刻的加热状态的示意性剖视图。
图1E为表示实施方式1的安装结构体的构成的示意性剖视图。
图2A为表示在焊膏上刚搭载焊料凸块后的状态的示意图。
图2B为表示利用回流炉等进行加热而使焊膏的温度超过第1环氧树脂的软化点的时刻的加热状态的示意图。
图2C为表示加热温度超过焊料粉末的熔点的时刻的加热状态的示意图。
图3为表示利用实施方式1所安装的半导体封装的安装结构体的接合部分的剖面结构的示意性剖视图。
图4A为表示在使用实施方式2的钎焊用助焊剂将部件安装于基板上的安装工序中，在部件的搭载前向基板的电极供给钎焊用助焊剂的状态的示意性剖视图。
图4B为表示在使用实施方式2的钎焊用助焊剂将部件安装于基板上的安装工序中，在部件与基板的定位时产生部件的位置偏移的状态的示意性剖视图。
图4C为表示在使用实施方式2的钎焊用助焊剂将部件安装于基板上的安装工序中加热温度超过钎焊用助焊剂的第1环氧树脂的软化点的时刻的加热状态的示意性剖视图。
图4D为表示在使用实施方式2的钎焊用助焊剂将部件安装于基板上的安装工序中加热温度超过焊料的熔点的时刻的加热状态的示意性剖视图。
图4E为表示实施方式2的安装结构体的构成的示意性剖视图。
图5为表示使用以往的焊膏所安装的半导体封装的安装结构体的接合部分的剖面结构的示意性剖视图。
具体实施方式
第1方案的焊膏:其具备焊料粉末、包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂、以及固化剂，
上述第1环氧树脂具有比上述焊料粉末的熔点低10℃以上的软化点且其以相对于上述复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。
第2方案的焊膏:根据上述第1方案的焊膏,上述复合环氧树脂可以为在25℃为固体的上述第1环氧树脂溶解于在25℃为液体的上述第2环氧树脂而成的在25℃为液态的混合环氧树脂。
第3方案的焊膏:根据上述第1或第2方案的焊膏,上述第1环氧树脂在上述焊料粉末的熔点下的粘度可以为2Pa·s以下。
第4方案的焊膏:根据上述第1～第3中任一方案所述的焊膏,上述焊料粉末可以包含Sn及Bi。
第5方案的钎焊用助焊剂:其是用于在基板的电极和安装于上述基板的部件的电极中的至少一个的电极上将设有焊料的上述基板的电极与上述部件的电极进行焊料接合的钎焊用助焊剂,
所述钎焊用助焊剂具备：包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂、以及固化剂，
上述第1环氧树脂具有比设置于上述基板的电极和上述部件的电极中的至少一个的电极上的上述焊料的熔点低10℃以上的软化点、且以相对于上述复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。
第6方案的钎焊用助焊剂：根据上述第5方案的钎焊用助焊剂，上述复合环氧树脂可以为在25℃为固体的上述第1环氧树脂溶解于在25℃为液体的上述第2环氧树脂而成的在25℃为液态的混合环氧树脂。
第7方案的钎焊用助焊剂：根据上述第5或第6方案的钎焊用助焊剂，上述第1环氧树脂在设置于上述基板的电极和上述部件的电极中的至少一个的电极上的上述焊料的熔点下的粘度可以为2Pa·s以下。
第8方案的安装结构体：其具备：
具有多个第1电极的基板、
具有第2电极的部件、
将上述第1电极与上述第2电极之间进行连接的焊料、以及
使覆盖上述焊料周围的至少一部分且包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂固化而成的固化环氧树脂，
上述第1环氧树脂具有比上述焊料的熔点低10℃以上的软化点且其含量相对于上述复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围。
第9方案的安装结构体的制造方法：其包括：
在基板上的多个第1电极和安装于上述基板的部件的第2电极中的至少一个的电极上设置第1～4方案中的任一项所述的焊膏的工序；
经由上述焊膏配置上述基板上的多个第1电极和上述部件的第2电极的工序；以及
将上述焊膏加热到上述第1环氧树脂的软化点以上的温度，之后再加热到上述焊料粉末的熔点以上的温度，而将上述焊膏分离为将上述第1电极与上述第2电极之间进行连接的焊料、和使覆盖上述焊料周围的至少一部分且包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂固化而成的固化环氧树脂，并将上述基板上的多个第1电极与上述部件的第2电极进行焊料接合的工序，
其中，所述安装结构体具有：具有上述多个第1电极的上述基板、具有上述第2电极的上述部件、将上述第1电极与上述第2电极之间进行连接的上述焊料、以及覆盖上述焊料周围的至少一部分的上述固化环氧树脂。
第10方案的安装结构体的制造方法：其包括：
在基板上的多个第1电极和安装于上述基板的部件的第2电极中的至少一个的电极上设置焊料的工序；
在上述基板上的多个第1电极和安装于上述基板的部件的第2电极中的至少一个的电极上设置第5～8方案中的任一项所述的钎焊用助焊剂的工序；
经由上述焊料和上述钎焊用助焊剂配置上述基板上的多个第1电极和上述部件的第2电极的工序；以及
将上述焊料及上述钎焊用助焊剂加热到上述第1环氧树脂的软化点以上的温度，之后再加热到上述焊料的熔点以上的温度，而使上述焊料成为将上述第1电极与上述第2电极之间进行连接的焊料，并且使上述钎焊用助焊剂成为使覆盖上述焊料周围的至少一部分且包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂固化而成的固化环氧树脂，并将上述基板上的多个第1电极和上述部件的第2电极进行焊料接合的工序，
其中，所述安装结构体具有：具有上述多个第1电极的上述基板、具有上述第2电极的上述部件、将上述第1电极与上述第2电极之间进行连接的上述焊料、以及覆盖上述焊料周围的至少一部分的上述固化环氧树脂。
以下，对本发明的焊膏及钎焊用助焊剂、以及使用其的安装结构体的一个实施方式进行说明。在添加附图中，对相同的部件标注相同的参照符号。
(实施方式1)
＜焊膏＞
本实施方式1的焊膏以焊料粉末、包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂、以及其固化剂作为必要成分来构成。第1环氧树脂具有比焊料粉末的熔点低10℃以上的软化点且以相对于复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。复合环氧树脂通过加热、混合处理而成为在25℃为液态的混合物的环氧树脂。将作为该混合物的液状环氧树脂称作复合环氧树脂。进而，该焊膏可以根据需要含有焊料及用于除去基板、部件电极的氧化膜的有机酸、粘度调节剂。
根据该焊膏，在复合环氧树脂整体中包含在25℃为固态的第1环氧树脂。第1环氧树脂具有比焊料粉末的熔点低10℃以上的软化点。在安装工序中，通过在不足焊料粉末的熔点且超过第1环氧树脂的软化点的温度进行加热，从而使第1环氧树脂低粘度化、液状化，并且使复合环氧树脂整体低粘度化，从而濡湿扩展到基板及部件的接合部界面。其结果为：利用液状化的复合环氧树脂，即使在部件偏离正规的位置的情况下，由于与位置偏移相伴的表面张力的不同，也会使部件回到正规的位置。这就是所谓的自对准效果。予以说明，由该液状化后的复合环氧树脂所带来的自对准效果与由后述的焊料粉末的熔融所带来的自对准效果不同，焊料粉末不熔融。之后,通过在超过焊料粉末的熔点的温度进行加热,从而得到由焊料粉末的熔融得到的自对准效果。即，根据该焊膏，可以得到由液状化的复合环氧树脂所带来的自对准效果和由焊料粉末的熔融所带来的自对准效果这2次自对准效果。为此,可以提高自对准性。
以下，对该焊膏中所含的构成构件进行说明。
＜焊料粉末＞
焊料粉末例如为单一的锡系合金或这些合金的混合物，可以使用例如选自Sn－Bi系、Sn－In系、Sn－Bi－In系、Sn－Bi－Sb系、Sn－Ag系、Sn－Cu系、Sn－Ag－Cu系、Sn－Ag－Bi系、Sn－Cu－Bi系、Sn－Ag－Cu－Bi系、Sn－Ag－In系、Sn－Cu－In系、Sn－Ag－Cu－In系、及Sn－Ag－Cu－Bi－In系中的合金组成。另外，作为焊料粉末，包含Sn及Bi的组成的焊料粉末具有更低的熔点，因此优选。
＜第1环氧树脂＞
第1环氧树脂是在25℃为固态的环氧树脂。另外，第1环氧树脂具有比焊料粉末的熔点低10℃以上的软化点。作为该第1环氧树脂，可以使用例如联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂、蒽型环氧树脂、三嗪型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、三苯基甲烷型环氧树脂、芴型环氧树脂、苯酚芳烷基型环氧树脂、酚醛型环氧树脂等。在此，在25℃为固态的环氧树脂通常不包括在25℃为液态的环氧树脂因保存条件发生结晶化而暂时成为固态的情况。即，是指：进行加热处理并在室温冷却后，在25℃变成固态的环氧树脂。
＜第2环氧树脂＞
第2环氧树脂是在25℃为液态的环氧树脂。作为第2环氧树脂，可以使用例如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、缩水甘油胺树脂、脂环式环氧树脂、氨基丙烷型环氧树脂等。
＜复合环氧树脂＞
复合环氧树脂包含在25℃为固体的第1环氧树脂和在25℃为液体的第2环氧树脂。该复合环氧树脂混合有第1环氧树脂和第2环氧树脂。具体而言，复合环氧树脂可以为在25℃为固体的第1环氧树脂溶解于在25℃为液体的第2环氧树脂而整体成为在25℃为液态的混合状态的环氧树脂。该混合状态的环氧树脂例如通过将第1环氧树脂和第2环氧树脂在超过第1环氧树脂的软化点的温度进行加热并混合而得到。
第1环氧树脂的以相对于复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。在第1环氧树脂的配合比率不足10重量份的情况下，在复合环氧树脂整体中所占的比例小，无法充分得到由第1环氧树脂的低粘度化及液状化所带来的自对准效果。在第1环氧树脂的配合比率超过75重量份的情况下，在与第2环氧树脂加热混合后的状态下流动性低，难以进行膏化。
＜固化剂＞
固化剂可以使用硫醇系化合物、改性胺系化合物、多官能酚系化合物、咪唑系化合物、酸酐系化合物等。它们可以单独使用，也可以组合使用2种以上。根据焊膏的使用环境和用途选择适合的焊膏。
＜其他添加剂＞
另外，在该焊膏中可以进一步包含用于调节粘度或赋予触变性的添加剂。作为添加剂，可以使用各种无机系或有机系的材料。作为无机系材料，可以使用例如二氧化硅、氧化铝等。作为有机系材料，可以使用例如低分子量的酰胺化合物、聚酯系树脂、蓖麻油的有机衍生物等。它们可以单独使用，也可以组合使用2种以上。为了进一步降低粘度，也可以添加能够溶解环氧树脂的溶剂类，此时，由于担心增强树脂的强度会降低，因而在使用溶剂类的情况下要留意强度降低再进行使用。
＜焊膏中的配合比＞
在本发明的优选的一个方案中，关于焊膏中所含的材料的配方，相对于环氧树脂整体100重量份，焊料粉末为100～700重量份，固化剂成分为5～30重量份。但是，本发明并不限定于该配合比率。
＜关于安装工序＞
采用图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图2A、图2B、图2C对使用了本进行说明。
(a)首先，在部件4的电极6上形成焊料凸块5，并且向基板1的电极2供给焊膏(图1A)。图1A为表示在部件4的搭载前向基板1的电极2供给焊膏3的状态的示意性剖视图。作为部件4，例如为CSP封装体4。该焊膏3以焊料粉末、包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂、以及其固化剂作为必要成分来构成。第1环氧树脂具有比焊料粉末的熔点低10℃以上的软化点且以相对于复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。另外，焊膏3例如可以利用丝网印刷、转印方法等进行供给。进而，在CSP封装4的电极6上搭载有焊料凸块5。予以说明，在此，在电极6上设有焊料凸块5，但是并不限定于此，也可以为焊料镀层。另外，在此，向基板1的电极2供给焊膏3，但是，也可以在部件的CSP封装体4的电极6上设置焊膏3。
(b)接着，进行部件与基板的定位(图1B)。此时，在该实施方式1中，列举产生部件的位置偏移的情况作为一个例子。图1B为表示在部件与基板的定位时产生部件的位置偏移的状态的示意性剖视图。部件4的位置偏移例如在图2A的示意图中以焊料凸块5的中心线B与基板1的电极上的焊膏3的中心线A的偏移来表示。
(c)接着，利用回流炉以超过焊膏的第1环氧树脂的软化点的温度进行加热(图1C)。图1C为表示利用回流炉等进行加热而使加热温度超过焊膏的第1环氧树脂的软化点的时刻的加热状态的示意性剖视图。通过使第1环氧树脂在该软化点下低粘度化，从而使低粘度化且液状化的复合环氧树脂濡湿扩展到焊料凸块5及基板1的电极2的表面。由此，利用低粘度化且液状化的复合环氧树脂，可以得到焊料凸块5的中心线以靠近基板1的电极2的中心线的方式移动的、所谓自对准效果。
(d)之后，以超过焊膏的焊料粉末的熔点的温度进行加热(图1D)。图1D为表示加热温度超过焊料粉末的熔点的时刻的加热状态的示意性剖视图。焊料粉末熔融后，熔融焊料濡湿扩展到基板1的电极2和焊料凸块5，由此进一步得到焊料凸块5的中心以靠近基板1的电极2的中心的方式移动的、所谓自对准效果。由此，作为部件的CSP封装体4大致被对准至正规的位置进行安装。另外，当焊料粉末在熔融后濡湿扩展到电极时，复合环氧树脂7与焊料粉末分离，覆盖熔融焊料8的周围。
(e)基于以上方式，得到在基板1安装有作为部件的CSP封装体4的安装结构体(图1E)。图1E为表示实施方式1的安装结构体10的构成的示意性剖视图。予以说明，在图1E中，与图1D同样地分离显示焊料凸块5和熔融焊料8，但是，也可以为两者一体化的焊料接合部9的状态。
这样，根据使用了本发明的焊膏的安装工序，利用第1环氧树脂的软化、低粘度化而使复合环氧树脂低粘度化，并利用复合环氧树脂的低粘度化而得到自对准效果，通过该自对准效果，在焊料熔融前将部件进行对准。之后，由于还得到由焊料粉末的熔融得到的自对准效果，因此具有比2次自对准效果更大的自对准性。
图2A、图2B、图2C为用于对使用实施方式1的焊膏进行安装的工序中利用在焊料熔融前由复合环氧树脂的低粘度化得到的自对准效果而将部件进行对准的情况进行说明的图。在图2A、图2B、图2C中，将设置于作为部件的CSP封装体上的焊料凸块5和基板上的焊膏3进行定位并安装。
图2A为表示在焊膏3上刚搭载焊料凸块5后的状态的示意图。图2A相当于图1A及图1B的工序。予以说明，在此，想要将焊膏3的中心线A与焊料凸块5的中心线B错离地进行搭载。
图2B为表示利用回流炉等进行加热而使焊膏3的温度超过第1环氧树脂的软化点的时刻的加热状态的示意图。该图2B相当于图1C的工序。在焊料熔融前，仅通过复合环氧树脂的低粘度化，便可出现焊料凸块的中心线B以靠近焊膏的中心线A的方式进行对准的效果，证实了本发明的效果。在该图中，以使焊料凸块的中心线B与焊膏的中心线A大致一致的方式将部件进行对准。
图2C为表示加热温度超过焊料粉末的熔点的时刻的加热状态的示意图。该图2C相当于图1D的工序。焊料粉末熔融后，濡湿扩展到基板电极2和焊料凸块5，由此发挥由熔融焊料得到的自对准效果，并且焊料凸块5的中心线B以靠近焊膏3的中心线A的方式移动。予以说明，当焊料粉末在熔融后濡湿扩展到电极时，复合环氧树脂7从焊料粉末中分离，覆盖熔融焊料8的周围。
＜安装结构体＞
图1E为表示实施方式1的安装结构体10的构成的示意性剖视图。
该安装结构体10具备：具有多个电极2的基板1、具有电极6的部件4、将电极2与电极6之间进行连接的焊料5及焊料8、以及使覆盖焊料8周围的至少一部分且包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂固化而成的固化环氧树脂7。另外，第1环氧树脂具有比焊料8的熔点低10℃以上的软化点且以相对于复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。
图3为表示利用实施方式1所安装的半导体封装的安装结构体的接合部分的剖面结构的示意性剖面图。在该安装结构体中，以使设置于作为部件的CSP封装体的电极6上的焊料凸块5的中心与基板1的电极2的中心处于大致相同位置的方式将焊料凸块5和熔融焊料8进行接合。复合环氧树脂固化后的固化环氧树脂7覆盖该熔融焊料8的周围。
该安装结构体利用图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图2A、图2B、图2C所示的安装工序得到。即，使用以焊料粉末、包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂、以及其固化剂作为必要成分而构成的焊膏。第1环氧树脂具有比焊料粉末的熔点低10℃以上的软化点且以相对于复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。
在使用了该焊膏的安装工序中，首先，在比焊膏中的焊料粉末的熔点低的温度且比第1环氧树脂的软化点高的温度下进行加热。由此，利用第1环氧树脂的软化、低粘度化而使复合环氧树脂低粘度化，并利用复合环氧树脂的低粘度化而得到自对准效果，通过该自对准效果，在焊料熔融前将部件进行对准。接着，在超过焊膏中的焊料粉末的熔点的温度下进行加热。由此，还得到由焊料粉末的熔融得到的自对准效果。得到具有比2次自对准效果更大的自对准性的安装结构体
(实施方式2)
＜钎焊用助焊剂＞
若将实施方式2的钎焊用助焊剂与实施方式1的焊膏进行对比，则其区别点在于不包含焊料粉末。该钎焊用助焊剂以复合环氧树脂和固化剂作为必要成分来构成。另外，根据需要包含焊料及用于除去基板、部件电极的氧化膜的有机酸、粘度调节剂。钎焊用助焊剂主要用于具备焊料凸块或焊料镀层的部件及基板电极的钎焊中，但是，用途并无特别限定。
＜关于安装工序＞
采用图4A、图4B、图4C、图4D、图4E对使用了本实施方式2的钎焊用助焊剂的部件的安装工序进行说明。
(a)首先，在部件4的电极6上形成焊料凸块5，并且向基板1的电极2供给钎焊用助焊剂13(图4A)。图4A为表示在部件4的搭载前向基板1的电极2供给钎焊用助焊剂13的状态的示意性剖视图。
(b)接着，进行部件与基板的定位(图4B)。此时，在该实施方式2中，列举产生部件的位置偏移的情况作为一个例子。图4B为表示在部件与基板的定位时产生部件的位置偏移的状态的示意性剖视图。
(c)接着，利用回流炉以超过钎焊用助焊剂的第1环氧树脂的软化点的温度进行加热(图4C)。图4C为表示利用回流炉等进行加热而使加热温度超过钎焊用助焊剂的第1环氧树脂的软化点的时刻的加热状态的示意性剖视图。通过使第1环氧树脂在该软化点下低粘度化，从而使低粘度化且液状化后的复合环氧树脂濡湿扩展到焊料凸块5及基板1的电极2的表面。由此，利用低粘度化且液状化后的复合环氧树脂，可以得到焊料凸块5的中心线以靠近基板1的电极2的中心线的方式移动的、所谓自对准效果。
(d)之后，以超过焊料凸块的熔点的温度进行加热(图4D)。图4D为表示在加热温度超过焊料凸块的熔点的时刻的加热状态的示意性剖视图。焊料凸块熔融后，熔融焊料5濡湿扩展到基板1的电极2，由此进一步得到焊料凸块5的中心以靠近基板1的电极2的中心的方式移动的、所谓自对准效果。由此，作为部件的CSP封装体4大致被对准至正规的位置进行安装。此时，复合环氧树脂7覆盖熔融焊料5的周围。
(e)基于以上方式，得到在基板1安装有作为部件的CSP封装体4的安装结构体10a(图4E)。图4E为表示实施方式2的安装结构体10a的构成的示意性剖视图。该安装结构体10a具备：具有多个电极2的基板1、具有电极6的部件4、将电极2与电极6之间进行连接的焊料凸块5、以及覆盖焊料凸块5周围的至少一部分的固化环氧树脂。
这样，根据发明的钎焊用助焊剂，利用第1环氧树脂的软化、低粘度化而使复合环氧树脂低粘度化，并利用复合环氧树脂的低粘度化而得到自对准效果，通过该自对准效果，在焊料熔融前将部件进行对准，因此具有得到更大自对准性的效果。
＜安装结构体＞
图4E为表示实施方式2的安装结构体10a的构成的示意性剖视图。
该安装结构体10a具备：具有多个第1电极2的基板1、具有第2电极6的部件4、将第1电极2与第2电极6之间进行连接的焊料5、以及使覆盖焊料5周围的至少一部分且包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂固化而成的固化环氧树脂7。另外，第1环氧树脂具有比焊料5的熔点低10℃以上的软化点且以相对于复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。
实施例
(实施例1)
在此，首先，对作为一个实施例的焊膏的制作例进行说明。再对使用焊膏将CSP封装体安装于基板的安装工序进行说明。
＜焊膏＞
作为焊料粉末，使用25Sn―55Bi―20In组成的球形粒子。该焊料粉末的平均粒径(数均粒径)为25μm，熔点为96℃。
另外，作为第1环氧树脂成分，使用作为萘型环氧树脂的DIC制“HP－4770”。作为第2环氧树脂成分，使用作为双酚F型环氧树脂的三菱化学制“806”。作为咪唑系固化剂，使用四国化成工业制“2P4MHZ”。由于焊料粉末的熔点为96℃，因此第1环氧树脂的软化点需要为86℃以下。
另外，作为用于除去焊料粉末的氧化膜的有机酸，使用戊二酸。
另外，作为粘度调节剂，使用蓖麻油系添加剂、ELEMENTIS·JAPAN制“THIXCIN R”。
＜焊膏的制造方法＞
a)在制作该实施例1的焊膏时，首先，在制作钎焊用助焊剂后，在钎焊用助焊剂中添加焊料粉末，进行混炼，由此制作焊膏。在此，对相对于该焊料粉末100重量份的焊剂成分的添加量进行了定义。
b)将上述萘型环氧树脂20重量份和上述双酚F型环氧树脂30重量份边在150℃混合边加热，然后，冷却至室温后，得到均匀地混合有萘型环氧树脂和双酚F型环氧树脂的液状的环氧树脂。向其中添加触变性赋予剂1重量份，在150℃进行加热搅拌，由此使触变性赋予剂溶解，自然冷却至室温。再添加咪唑系固化剂5重量份、戊二酸5重量份，利用真空行星式搅拌机混炼10分钟，由此得到钎焊用助焊剂。
c)接着，在上述钎焊用助焊剂中添加焊料粉末100重量份，利用真空行星式搅拌机混炼20分钟，由此得到焊膏。
＜关于安装工序＞
接着，对使用按照上述方式制作的焊膏将芯片电阻器安装于基板的安装工序进行说明。
(1)将该焊膏隔着开口径φ0.28mm、厚度0.08mm的金属掩模印刷于φ0.28mm的布线基板的电极上。接着，在布线基板上安装BGA型CSP封装体(0.5mm间距、11mm见方尺寸)，在设定于150℃的回流炉中通炉6分钟，由此进行BGA型CSP封装体在布线基板上的钎焊。
(2)其结果为：焊料粒子熔融并一体化而在金属块、CSP封装体的焊料凸块和基板电极三者之间形成焊料接合部，形成环氧树脂层包围其周围的状态。
＜评价方法＞
接着，在使用了焊膏的安装工序中，部件的自对准性评价按照以下要领进行。将BGA型CSP封装从正规的位置沿着X方向或Y方向中的任一种错离0.15mm以上进行搭载。利用回流炉加热150℃×6分钟后，
将偏移量不足0.05mm(向正规的位置方向返回0.1mm以上的情况)评价为“◎”，
将偏移量为0.05mm以上且不足0.10(仅向正规的位置方向返回0.05mm以上且不足0.1mm的情况)评价为“○”，
将偏移量为0.10mm以上(向正规的位置方向返回不足0.05mm的情况)评价为“×”。
予以说明，将“◎”设为合格，将“○”设为容许范围，将“×”设为不合格。
(实施例2～10、比较例1～5、以往例)
与实施例1同样地制作实施例2～10、比较例1～5、以往例的焊膏。进行使用了该焊膏的安装工序，并利用上述方法评价了部件的自对准性。将各实施例、比较例中使用的在25℃为固态的第1环氧树脂成分的种类和配合量、以及软化点、在组成25Sn―55Bi―20In的焊料粉末的熔点即96℃下的第1环氧树脂的粘度、自对准性的评价结果归纳于表1中。予以说明，作为在25℃为液态的第2环氧树脂，使用与实施例1相同的双酚F型环氧树脂。在以往例中，不包含在25℃为固态的第1环氧树脂，作为第2环氧树脂，使用与实施例1相同的双酚F型树脂单体。另外，固化剂、有机酸、粘度调节剂等其他成分也使用与实施例1相同的物质。
【表1】
[表1]
接着，对上述的实施例及比较例的评价结果进行考察。
将实施例1～4与比较例1进行了比较，并且将实施例5～7与比较例2进行了比较。由此可知：在25℃为固态的第1环氧树脂的配合比率相对于复合环氧树脂100重量份为10～75重量份的材料中，自对准性在容许范围内。另一方面可知：在第1环氧树脂的配合比率为5重量份时，在容许范围以外。另外，在以往例中，完全不含有在25℃为固态的第1环氧树脂，自对准性也在容许范围外。另外可知：在25℃为固态的第1环氧树脂的配合比率越多，自对准性越高。这也从实施例8和实施例9的评价结果得到了支持。
另外，在25℃为固态的第1环氧树脂相对于复合环氧树脂100重量份的配合比率为80重量份以上时，在与作为第2环氧树脂的双酚F型环氧树脂加热混合后的状态下流动性低，难以进行膏化。
另外，将实施例1、6、8、10与比较例3、4进行了比较。由此可知：为了使自对准性落入容许范围，因此在25℃为固态的第1环氧树脂的软化点需要为比焊料粉末的熔点低10℃以上的温度。认为这是由于：若在比焊料粉末的熔融低的温度下固态的第1环氧树脂不发生软化，则无法发挥由第1环氧树脂的软化得到的自对准性提高效果。
另外，将实施例1、6、8、10与比较例5进行了比较。由此可知：为了使自对准性落入容许范围，而对在焊料粉末的熔点下的第1环氧树脂的粘度进行限定。具体而言，可知：即使在25℃为固态的第1环氧树脂的软化点为比焊料粉末的熔点低10℃以上的温度，也需要使在焊料粉末的熔点下的第1环氧树脂的粘度低于1.5Pa·s。另一方面可知：在焊料粉末的熔点下的第1环氧树脂的粘度为2.5Pa·s时，自对准性处于容许范围外。认为这是由于：若在焊料粉末的熔点下的第1环氧树脂的粘度高，则相应会使在焊料粉末的熔点下复合环氧树脂整体的流动性低，因此使由焊料粉末的熔融得到的自对准效果降低。
另外，在25℃为固态的第1环氧树脂也可以不用预先与在25℃为液态的第2环氧树脂进行加热并混合的处理而成为混合的液状的复合环氧树脂的状态。即，即使第1环氧树脂按照直接以固态分散于在25℃为液态的第2环氧树脂的状态来使用，也发挥自对准性的效果。此时，在丝网印刷时容易发生掩模开口的堵塞，并且从固态完全熔融至液态为止的时间很长，因此自对准提高的效果也存在略微降低的可能性。因此，在25℃为固态的第1环氧树脂优选预先与在25℃为液态的第2环氧树脂进行加热并混合的处理而以混合后的液状的复合环氧树脂的状态来使用。另外，在本实施例及比较例中，作为在25℃为液态的0第2环氧树脂，使用双酚F型的环氧树脂，也可也使用双酚A型的在25℃为液态的环氧树脂。此时也得到与上述同样的结果，在本发明中，第1环氧树脂与第2环氧树脂的组合宾部限定于上述的例子。
另外，使用了本发明的焊膏的安装工序中的自对准性提高效果通过第1环氧树脂的软化、低粘度化而得以发挥，焊料的种类并无特别限定。因此，在使用了本发明的钎焊用助焊剂的安装工序中，与上述同样地得到在表1的组合中的自对准性的结果。此时，焊料的熔点是指在基板或部件电极上所具备的焊料凸块或焊料镀层等焊料的熔点。
予以说明，在本发明中，可以将上述的各个实施方式和/或实施例中的任意的实施方式和/或实施例进行适当组合，可以发挥各个实施方式和/或实施例所具有的效果。
产业上的可利用性
本发明的焊膏发挥出在以往的焊剂成分中含有热固化性树脂的焊膏的课题即自对准性提高的效果。为此，作为部件安装用焊膏或钎焊用助焊剂、以及使用其所安装的安装结构体等是有用的。
符号说明
1 布线基板
2 布线基板的电极
3 焊膏
4 CSP封装体
5 焊料凸块
6 CSP封装体的电极
7 分离后的复合环氧树脂
8 分离后焊料
9 一体化的焊料
10、10a 安装结构体
17 热固性树脂
A 焊膏的中心线
B 焊料凸块的中心线

Claims (10)

1.一种焊膏，其特征在于，其具备：焊料粉末、包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂、以及固化剂，
所述第1环氧树脂具有比所述焊料粉末的熔点低10℃以上的软化点，且以相对于所述复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。
2.根据权利要求1所述的焊膏，其特征在于，所述复合环氧树脂是在25℃为固体的所述第1环氧树脂溶解于在25℃为液体的所述第2环氧树脂且在25℃为液态的混合环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的焊膏，其特征在于，所述第1环氧树脂在所述焊料粉末的熔点下的粘度为2Pa·s以下。
4.根据权利要求1所述的焊膏，其特征在于，所述焊料粉末包含Sn及Bi。
5.一种钎焊用助焊剂，其特征在于，其是用于在基板的电极和安装于所述基板的部件的电极中的至少一个的电极上将设有焊料的所述基板的电极与所述部件的电极进行焊料接合的钎焊用助焊剂，
所述钎焊用助焊剂具备：包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂、以及固化剂，
所述第1环氧树脂具有比设置于所述基板的电极和所述部件的电极中的至少一个的电极上的所述焊料的熔点低10℃以上的软化点，且以相对于所述复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。
6.根据权利要求5所述的钎焊用助焊剂，其特征在于，所述复合环氧树脂使在25℃为固体的所述第1环氧树脂溶解于在25℃为液体的所述第2环氧树脂且在25℃为液态的混合环氧树脂。
7.根据权利要求5所述的钎焊用助焊剂，其特征在于，所述第1环氧树脂在设置于所述基板的电极和所述部件的电极中的至少一个电极上的所述焊料的熔点下的粘度为2Pa·s以下。
8.一种安装结构体，其特征在于，其具备：
具有多个第1电极的基板、
具有第2电极的部件、
将所述第1电极与所述第2电极之间进行连接的焊料、以及
使覆盖所述焊料周围的至少一部分且包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂固化而成的固化环氧树脂，
所述第1环氧树脂具有比所述焊料的熔点低10℃以上的软化点，且以相对于所述复合环氧树脂整体100重量份为10重量份～75重量份的范围含有。
9.一种安装结构体的制造方法，其特征在于，其包括：
在基板上的多个第1电极和安装于所述基板的部件的第2电极中的至少一个的电极上设置权利要求1所述的焊膏的工序；
经由所述焊膏配置所述基板上的多个第1电极和所述部件的第2电极的工序；以及
将所述焊膏加热到所述第1环氧树脂的软化点以上的温度，之后再加热到所述焊料粉末的熔点以上的温度，而将所述焊膏分离为将所述第1电极与所述第2电极之间进行连接的焊料、和使覆盖所述焊料周围的至少一部分且包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂固化而成的固化环氧树脂，并对所述基板上的多个第1电极和所述部件的第2电极进行焊料接合的工序，
其中，所述安装结构体具备：具有所述多个第1电极的所述基板、具有所述第2电极的所述部件、将所述第1电极与所述第2电极之间进行连接的所述焊料、以及覆盖所述焊料周围的至少一部分的所述固化环氧树脂。
10.一种安装结构体的制造方法，其特征在于，其包括：
在基板上的多个第1电极和安装于所述基板的部件的第2电极中的至少一个的电极上设置焊料的工序；
在所述基板上的多个第1电极和安装于所述基板的部件的第2电极中的至少一个的电极上设置权利要求5所述的钎焊用助焊剂的工序；
经由所述焊料和所述钎焊用助焊剂配置所述基板上的多个第1电极和所述部件的第2电极的工序；以及
将所述焊料及所述钎焊用助焊剂加热到所述第1环氧树脂的软化点以上的温度，之后再加热到所述焊料的熔点以上的温度，而使所述焊料成为将所述第1电极与所述第2电极之间进行连接的焊料，并且使所述钎焊用助焊剂成为使覆盖所述焊料周围的至少一部分且包含在25℃为固态的第1环氧树脂和在25℃为液态的第2环氧树脂的复合环氧树脂固化而成的固化环氧树脂，并将所述基板上的多个第1电极和所述部件的第2电极进行焊料接合的工序，
其中，所述安装结构体具备：具有所述多个第1电极的所述基板、具有所述第2电极的所述部件、将所述第1电极与所述第2电极之间进行连接的所述焊料、以及覆盖所述焊料周围的至少一部分的所述固化环氧树脂。
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