JP2008006499A - 半田ペースト - Google Patents

Abstract

【課題】ファインピッチ部品を対象として、簡便・低コストの工法で良好な半田接合性を確保することができる半田ペーストを提供することを目的とする。
【解決手段】錫（Ｓｎ）または錫の合金より成るコア粒子６Ａ、６Ｂ、６Ｃの表面に銀（Ａｇ）の被膜７Ａ、７Ｂ、７ｃを形成した半田粒子４Ａ、４Ｂ、４Ｃを酸化膜除去能力を有する樹脂成分３ａに含有させて成る半田ペースト３において、コア粒子の粒径分布が平均粒径が３μｍ〜７μｍであって且つ９０％以上の粒子が１μｍ〜９μｍの範囲に含まれるように分級操作を行い、さらに半田粒子の１〜４ｗｔ％を占める量の銀の膜でコア粒子を覆うように被膜を形成する。これにより、半田粒子の表面の酸化膜の生成を防止するとともに半田接合時の半田濡れ性を向上させることができ、微細電極への印刷性を確保して簡便・低コストの工法でファインピッチ部品を対象として良好な半田接合性を確保することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品を基板に半田接合するために用いられる半田ペーストに関するものである。

電子部品を基板に実装する方法として、半田粒子を樹脂成分に含有させてペースト状とした半田ペーストを半田接合材として用いる表面実装工法が知られている。この方法によれば、半田ペーストを基板にスクリーン印刷することにより接合対象部位に一括して半田を供給することができ、さらに部品搭載後には基板をリフロー装置によって加熱することにより、複数の部品を一括して基板に半田接合することができ、簡便・低コストの実装工法が実現されるという利点がある。

このような、電子部品の半田接合に用いられる半田ペーストとして、従来よりコアとなる半田粒子の表面を異種金属の保護膜で覆った構成の半田粒子を用いるものが提案されている（特許文献１〜５参照）。これらはいずれも溶融して半田接合部を構成する半田成分を、銀など大気暴露によって酸化されにくい金属の被膜によって覆うことにより、リフロー時の半田濡れ性を確保して接合性を向上させることを目的としたものである。これらのうち、特許文献２〜５では、いずれも合金中に鉛成分を含まないいわゆる鉛フリーの半田粒子が用いられている。
特開平５−１５４６８７号公報 特開平８−１６４４９６号公報 特開２００１−３２１９８３号公報 特開２００２−１２００８６号公報 特開２００２−３３１３８５号公報

近年電子機器の小型化に伴い、電子部品を基板に接合する電極間ピッチはますますファイン化し、１００μｍ以下の狭小なピッチで形成された微細な電極に部品の端子を半田接合することが求められるようになってきている。しかしながら上述の特許文献例に示す半田ペーストは、いずれも含有される半田粒子の粒径が最小でも１０μｍ以上のものを使用していたため、微細な電極に安定して半田ペーストを印刷することができなかった。

このような微細な電極への印刷性を改善するためには、半田ペースト中に含有される半田粒子を微細化することが求められる。しかしながら、半田ペースト中の半田粒子の微細化には以下に述べるような課題があり、１０μｍ以下の微細な半田粒子を半田ペーストに用いることができなかった。

半田粒子を微細化すると、半田の重量当たりの表面積が大幅に増大する。この結果、半田粒子の表面に存在する酸化膜の量が増大することにより、半田接合過程における半田粒子相互の融合が阻害される傾向にある。このような酸化膜は、強い活性作用を有する活性剤の添加によって除去することが可能であるが、この一方で、活性剤の配合割合を増加させると残留した活性成分によって半田接合後に電極や配線回路の腐食が生じ信頼性が低下するため、活性剤のみによって酸化膜による不具合を防止することは困難であった。

さらに、先行文献例に示すような表面を被膜で覆った構成の半田粒子をそのまま単純に１０μｍ以下にスケールダウンすると、被膜によって酸化膜の生成を防止して濡れ性を改
善するという目的に反して、濡れ性が却って低下する場合があることが判明した。すなわち半田粒子を微細化すると前述のように、半田の重量当たりの表面積が増大し、このような微細な粒子に従来と同様に被膜を形成すると、コアとなる粒子の金属に対する被膜の金属成分の割合が相対的に増大する。この結果、被膜がコア粒子内に拡散して形成される合金の融点が上昇し、濡れ性が低下する現象が生じる場合がある。

換言すると１０μｍに満たない微細な半田粒子を半田ペーストに用いる場合には、このような酸化膜の影響を低減するため単に酸化防止の被膜を設けるのみでは、必ずしも濡れ性の向上にはならないということが判明した。このように、従来の半田ペーストは、狭小なピッチで微細な電極が形成されたファインピッチ部品を対象として、簡便・低コストの工法で良好な半田接合性を確保することが困難であるという課題があった。

そこで本発明は、ファインピッチ部品を対象として、簡便・低コストの工法で良好な半田接合性を確保することができる半田ペーストを提供することを目的とする。

本発明の半田ペーストは、コア粒子の表面に被膜を形成した半田粒子を酸化膜除去能力を有する樹脂成分に含有させて成る半田ペーストであって、前記コア粒子は、第１の金属を球状の粒子に成形し、平均粒径が３μｍ〜７μｍの範囲であって且つ７５％以上の粒子が１μｍ〜９μｍの範囲に含まれる粒径分布に分級することによって得られ、前記被膜は、前記第１の金属の融点よりも高い融点を有し自然酸化膜を生じにくく且つ前記第１の金属と合金を形成可能な第２の金属より成り、前記被膜が前記半田粒子の全体に占める量を、前記第１の金属と第２の金属とによって形成される合金の融点が前記第１の金属の融点よりも低くなるような範囲とした。

また本発明の半田ペーストは、コア粒子の表面に被膜を形成した半田粒子を酸化膜除去能力を有する樹脂成分に含有させて成る半田ペーストであって、前記コア粒子は、錫（Ｓｎ）または錫を主成分とし鉛（Ｐｂ）を含まない合金を球状の粒子に成形し、平均粒径が３μｍ〜７μｍの範囲であって且つ７５％以上の粒子が１μｍ〜９μｍの範囲に含まれる粒径分布に分級することによって得られ、前記被膜は、これらのコア粒子の表面を前記半田粒子の１〜４ｗｔ％を占める量の銀（Ａｇ）の膜で覆って形成された。

本発明によれば、コア粒子を形成する第１の金属の融点よりも高い融点を有し自然酸化膜を生じにくく且つ第１の金属と合金を形成可能な第２の金属によってコア粒子の表面の被覆を形成し、この被膜が半田粒子の全体に占める量を第１の金属と第２の金属とによって形成される合金の融点が第１の金属の融点よりも低くなるような範囲とすることにより、具体的には、錫（Ｓｎ）または錫を主成分とし鉛（Ｐｂ）を含まない合金を球状の粒子に成形し、平均粒径が３μｍ〜７μｍであって且つ７５％以上の粒子が１μｍ〜９μｍの範囲に含まれるような粒径分布にした微細粒径のコア粒子の表面を、半田粒子全体の１〜４ｗｔ％を占める量の銀の膜で覆う構成の半田粒子を用いることにより、半田粒子の表面の酸化膜の生成を防止するとともに半田接合時の半田濡れ性を向上させることができ、微細電極への印刷性を確保して簡便・低コストの工法でファインピッチ部品を対象として良好な半田接合性を確保することができる。

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の半田ペーストによってバンプが形成される基板の斜視図、図２（ａ）は本発明の一実施の形態の半田ペーストにおける半田粒子の構成説明図、図２（ｂ）は本発明の一実施の形態の半田ペーストにおける半田粒子の粒径分布を示すグラフ、図３は本発明の一実施の形態の
半田ペーストの半田粒子を形成するＳｎ−Ａｇ系合金の平衡状態図、図４は本発明の一実施の形態の半田ペーストによるバンプ形成方法の工程説明図、図５は本発明の一実施の形態の半田ペーストによる半田接合過程における半田粒子の挙動説明図、図６は本発明の一実施の形態の半田ペーストを用いた電子部品実装方法の工程説明図である。

まず図１を参照して、本発明の一実施の形態の半田ペーストによって部品接続用のバンプが形成される基板について説明する。図１（ａ）において、基板１には部品接続用の電極２が形成されている。基板１はファインピッチ部品が実装される高実装密度の基板である。電極２は１００μｍ以下の狭い電極間ピッチｐで形成されており、電極２の平面寸法ａ、ｂはいずれも数十μｍのサイズとなっている。

基板１への電子部品の実装に際しては、図１（ｂ）に示すように、まず酸化膜除去能力を有する樹脂成分３ａ中に半田粒子４を含有させた構成の半田ペースト３を電極２に供給する。次いで基板１全体を加熱することにより、半田ペースト３中の半田粒子４を電極２に融着させて、図１（ｃ）に示すように、電極２に半田バンプ５を形成する。そして基板１への電子部品の実装に際しては、実装対象の電子部品の接続用端子と電極２とを半田バンプ５を介して半田接合する。

次に図２を参照して、半田ペースト３の構成を説明する。半田ペースト３は図２（ａ）に示すように、樹脂成分３ａに半田粒子４Ａ、４Ｂ、４Ｃ・・など、サイズの異なる複数の半田粒子４を含有させた構成となっている。樹脂成分３ａは、活性剤を配合して酸化膜除去能力を有するようにした熱硬化性樹脂が用いられている。熱硬化性樹脂としては、主剤としてのエポキシ樹脂に硬化剤およびロジンなどの活性剤を混入したものが用いられる。これにより、半田接合の対象となる電極２の表面に大気暴露により生成した酸化膜を除去することができる。なお、樹脂成分３ａとして半田接合用として一般に用いられるロジン系などのフラックスを用いてもよい。

半田粒子４Ａ、４Ｂ、４Ｃ・・はそれぞれ異なる粒径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３・・のコア粒子６Ａ、６Ｂ、６Ｃ・・の表面に、異なる膜厚ｔ１，ｔ２，ｔ３・・の被膜７Ａ、７Ｂ、７Ｃ・・を形成したものである。以下の説明では、半田粒子４Ａ、４Ｂ、４Ｃ・・、コア粒子６Ａ、６Ｂ、６Ｃ・・及び被膜７Ａ、７Ｂ、７Ｃ・・をそれぞれ半田粒子４、コア粒子６、被膜７で代表させて記述する。

ここでコア粒子６は、第１の金属、すなわち錫（Ｓｎ）または錫を主成分とした低融点の合金より形成される。このような合金としては、錫にビスマス（Ｂｉ）や、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）のうちのいずれか１つ以上が添加されたものを用いるのが望ましく、本実施の形態においては、０．８ｗｔ％未満の銅を添加したものを用いるようにしている。また、鉛（Ｐｂ）および亜鉛（Ｚｎ）を１ｗｔ％以上含む合金は、本実施の形態においては除外する。すなわち、環境保護の観点から使用が好ましくない鉛を排除して環境負荷を軽減するとともに、大気暴露によって酸化されやすい亜鉛を除外することにより、コア粒子６の表面に自然酸化膜が生成するのを極力防止するようにしている。

そしてこのような合金をアトマイズ法などによって球状の粒子に成形して得られたランダムな粒径分布の粒子から、以下に説明する粒径分布を満たすよう分級操作を行った後のものが、半田ペースト３用のコア粒子６として用いられる。図２（ｂ）に示すように、コア粒子６は、コア粒子６の粒径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３・・の平均値Ｍが、３μｍ〜７μｍの範囲Ｒ１内に存在するような粒径分布となるように選別される。そしてさらに、全てのコア粒子６の７５％以上の粒子が１μｍ〜９μｍの範囲Ｒ２に含まれるように選別される。すなわち、コア粒子６は、鉛（Ｐｂ）を含まない第１の金属を球状の粒子に成形し、平均粒径が３μｍ〜７μｍの範囲であって且つ全てのコア粒子６の７５％以上（より好ましくは
９０％以上）の粒子が、１μｍ〜９μｍの範囲に含まれる粒径分布に分級することによって得られる。なおこの粒径分布において、コア粒子６の最大粒径は１５μｍ以下とすることが好ましい。

このような微細な粒径のコア粒子６を、半田ペースト３に配合される半田粒子４として用いることにより、微細な電極サイズを有する電極２を対象とする場合においても、良好な印刷性で電極２上に半田ペースト３を供給することが可能となっている。すなわち特許文献例１〜５に示したように、従来の半田ペーストにおいて用いられていた半田の粒子は、最小でも粒径が１０μｍ程度で大部分はこの最小粒径を大きく超える粒径のものが用いられていた。このため本実施の形態に示すような、平面サイズが１００μｍを下回るような微細な電極を対象として、良好な印刷性を実現することはほとんど不可能であった。

そして上述のような最大粒径が規定されたコア粒子６を用いることにより、微細な電極サイズを有する電極２を対象とする場合にあっても、印刷によって供給される半田量のばらつきを小さくすることができる。すなわち、印刷されるコア粒子６に粒径レベルが大きく異なる大型の粒子が混在すると、印刷された体積量としては略等しくても、含まれる実質の半田量には大きなばらつきを生じる結果となるが、最大粒径を規定することによりこのような半田量のばらつきを低減することが可能となる。

次に被膜７について説明する。被膜７はコア粒子６が粒子状に成形された後、半田接合に至る過程において、大気暴露や加熱によってコア粒子６の表面に酸化膜が生成されるのを防ぐ目的で形成されるものである。そして半田接合過程においてコア粒子６が溶融した状態では、被膜７はコア粒子６の表面で固相の状態を保ってコア粒子６の表面を覆いつつ、溶融状態のコア粒子６の内部に拡散して取り込まれ、新たな半田合金を形成する。

このため、被膜７を形成するための金属（第２の金属）としては、コア粒子６を加熱溶融させる半田接合過程での加熱温度によって溶融しない性質を有する金属、すなわち前述の第１の金属（錫または錫を主成分とする合金）の融点よりも高い融点を有し、自然酸化膜を生じにくく、且つ第１の金属と合金を形成可能な性質を有する金属種が選定される。本実施の形態ではこのような金属種として銀（Ａｇ）を用い、銀をコア粒子６の表面に無電解還元型メッキ法によって付着させることにより、被膜７を形成するようにしている。

この場合、被膜７を形成する銀の量を、半田粒子４の１〜４ｗｔ％を占める量に設定することにより、上述の目的のための適正な膜厚の被膜７を形成することができる。すなわち、銀の量が１ｗｔ％未満の場合には、コア粒子６を完全に覆って酸化を防ぐのに十分な量が確保されにくく、また銀の量が４ｗｔ％を超える場合には、主成分である錫（Ｓｎ）中の銀の存在により半田粒子４が脆化して接合強度の低下を招くおそれがあり、いずれも上述目的には望ましくないことが実証的に確認されている。

なお被膜７を形成する銀の量を、上述のような粒径分布を有する半田粒子４の１〜４ｗｔ％を占める量に設定することにより、計算上は、コア粒子６の表面には２ｎｍ〜７０ｎｍの膜厚の被膜７が形成される。そしてこのような膜厚の被膜７でコア粒子６を覆うことにより、コア粒子６の表面を覆って大気暴露状態での自然酸化膜の生成を有効に防止することができ、半田接合過程において半田粒子４相互が良好に融着することが実験的に確認されている。

以下、被膜７を形成する銀の量を１〜４ｗｔ％の範囲に設定することの意義を、図３のＳｎ−Ａｇ系の平衡状態図を参照して説明する。図３に示すように、Ｓｎ−Ａｇ２成分系の共晶点はＳｎ９６．５ｗｔ％（Ａｇ３．５ｗｔ％）であり、この組成において最も低い融点２２１℃を示す。すなわち、被膜７の銀の量を共晶状態における銀の量に近くなるよ
うに予め設定することにより、被膜７がコア粒子６に拡散して形成された合金の融点を、コア粒子６を形成する金属（Ｓｎ１００ｗｔ％）そのものの融点（２３１．９６８℃）よりも低い温度とすることができる（図３に示す液相線ｃ参照）。

本実施の形態においては、銀の量が半田粒子４全体の１〜４ｗｔ％（図３に示す範囲Ａ）を占めるように銀の配合割合を設定すると、半田粒子４が溶融固化して形成される半田バンプの融点をコア粒子６そのものの融点よりも低く設定することができる。すなわち本実施の形態においては、被膜７が半田粒子４の全体に占める量を、コア粒子６を形成する第１の金属と被膜７を形成する第２の金属とによって形成される合金の融点が、第１の金属の融点よりも低くなるような範囲としている。より好ましくは、銀の配合割合を３〜３．５ｗｔ％（図３に示す範囲Ｂ）に設定すると、Ｓｎ−Ａｇ系合金の共晶点に極めて近い組成となり、コア粒子６の融点からの低下温度（融点差）を２℃以上確保することができる。

なお、前述のように第１の金属として錫に０．８ｗｔ％以下の銅を添加した合金を用いる場合には、平衡状態図は３成分系となるが、この場合においても図３に示す２成分系の平衡状態図を基本的に適用することができる。すなわち、上述組成範囲の銅が存在する場合においても、コア粒子６を形成する第１の金属と被膜７を形成する第２の金属とによって形成される合金の融点が、第１の金属の融点よりも低くなる。

次に図３を参照して、本実施の形態に示す半田ペースト３を用いて、図１に示す基板１に形成されたファインピッチ部品実装用の電極２に半田バンプ５を形成するバンプ形成方法について説明する。まず、基板１の上面に電極２を覆って半田ペースト３をスクリーン印刷によって供給する。図３（ａ）において、基板１の上面にはマスクプレート８が装着される。マスクプレート８には基板１における電極２の配列に対応して、パターン孔８ａが設けられている。マスクプレート８の上面には半田ペースト３が供給されており、図３（ｂ）に示すように、スキージ９をマスクプレート８の上面に沿って摺動させることにより、半田ペースト３はパターン孔８ａ内に充填される。この後、基板１からマスクプレート８を剥離させることにより、図３（ｃ）に示すように、基板１の上面には、電極２を覆って所定量の半田ペースト３が供給される。

この後、半田ペースト３が印刷された基板１をリフロー工程に送って加熱することにより、半田ペースト３中の半田粒子４が電極２に融着し、これにより電極２上には半田バンプ５が形成される。そして基板１上に電子部品を実装する部品実装工程においては、電子部品の接続用端子は、半田バンプ５を介して電極２と半田接合される。

このバンプ形成工程における半田ペースト３中の半田粒子４の溶融挙動について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、リフロー工程における加熱が開始される時点で電極２の表面近傍に位置する半田粒子４を示している。これらの半田粒子４には、前述のようにコア粒子６の表面に被膜７が、銀の量がコア粒子６を形成する錫または錫系の合金に対して前述の割合となるような膜厚で形成されている。

この後加熱が開始されて半田ペースト３の温度が上昇し、コア粒子６を形成する錫または錫系の合金の融点温度に到達することによりコア粒子６が溶融する。そしてコア粒子６が溶融することにより、被膜７を形成する銀は溶融状態のコア粒子６の内部へ拡散し、この拡散が進行することにより被膜７の膜厚ｔは次第に減少する。このとき、加熱温度は被膜７を構成する銀の融点よりも低いため、溶融状態のコア粒子６は被膜７によって表面を覆われた状態を保ち、コア粒子６は大気暴露と加熱による酸化から保護された状態にある。そして被膜７からコア粒子６内部への拡散がさらに進行して、固相状態の被膜７がほとんど消失すると、図５（ｃ）に示すように、半田粒子４はもはや粒状の形態を維持するこ
とができず、流動化して隣接する半田粒子相互が融着するとともに、これらが融着合体した溶融半田６＊は電極面２ａに沿って濡れ拡がる。

上述の過程において、被膜７からのコア粒子６内部への銀の拡散が進行するにつれて、溶融状態のコア粒子６は、Ｓｎ−Ａｇ共晶半田の組成に近づき、これにより融点が低下する。すなわち、銀の量の割合が３〜３．５ｗｔ％（図３に示す範囲Ｂ）である場合には、融点は共晶温度である２２１℃に極めて近いレベルまで低下する。また銀の量が範囲Ｂから外れている場合においても、１〜４ｗｔ％（図３に示す範囲Ａ）にあれば、融点温度は銀の量の増加の度合いに応じて、図３に示す液相線ｃに沿って低下する。

そしてこのような融点の低下により、被膜７がコア粒子６中に拡散して形成された半田合金の融点は、リフローにおける加熱によって到達した周囲温度よりも相対的に低くなる。換言すれば、半田粒子４の接合対象である電極２においては半田粒子４が溶融した溶融半田の融点よりも高い温度まで加熱された状態が実現される。これにより、溶融半田の表面張力が急激に低下したに等しい効果が得られ、図５（ｃ）に示す溶融半田６＊の濡れ拡がり時には、良好な濡れ性が確保される。

このように上述構成の半田ペースト３を用いたバンプ形成方法においては、基板１に半田ペースト３をスクリーン印刷により供給した後に、リフローにより電極２上で半田ペースト３の半田成分を溶融固化させるという極めて簡易な方法で半田バンプ５が形成されることから、従来において同様のファインピッチ部品用の基板の電極に半田を供給する方法として用いられていた方法、例えば金属置換反応を応用して電極に半田プリコートを行う方法（例えばスーパーソルダー：ハリマ化成（株））などと比較して、極めて安価に半田バンプを形成することができる。

さらに上述の半田ペースト３の構成においては、コア粒子６としてアトマイジングによって製造されたランダムな粒径の金属粒子のうち、従来は使用されることなく廃棄されていた１μｍ〜９μｍの粒径範囲を主体として用いるようにしていることから、資源の有効利用の要請に則したものとなっている。すなわちこのような微細粒径の粒子は、半田の重量当たりの表面積が大きいため、半田成分における酸化膜の割合が必然的に増大し、半田接合過程において半田粒子相互の融合が酸化膜によって阻害され、正常な半田接合を行うことが困難であるという理由からやむなく廃棄されていたものである。

本実施の形態に示す半田ペースト３においては、このような酸化膜に起因する不具合を理由として使用から除外されていた微細なコア粒子６に、予め酸化膜を生成しにくい銀によって被膜７を形成して半田粒子４とすることにより、半田ペースト３中に含有された状態における酸化膜の存在割合を極力低く抑えるようにしている。さらに、前述のように被膜７が半田粒子４の全体に占める量を適切に設定することにより、被膜７がコア粒子６中に拡散して形成された溶融半田の融点が元のコア粒子６の融点よりも低くなるようにしている。したがって、電極２に供給された半田ペースト３を加熱溶融する過程において、半田ペースト３中の半田粒子４の濡れ性が向上し、電極２上において未溶着状態の粒子を残留させることなく、半田粒子４は電極２の表面に良好な半田接合性で溶着する。

このとき、半田ペースト３中に含有される活性成分は、上述の溶融過程において電極２の表面の酸化膜を除去するために必要とされる量のみを配合すればよい。したがって、活性成分を多量に配合することによる不具合、すなわちバンプ形成後や部品実装後に半田接合部分に活性成分が残留することに起因して生じる腐食や絶縁性の低下などの不具合を低減することが可能となっている。このように本実施の形態に示す半田ペースト３を用いることにより、狭小なピッチで微細な電極が形成されたファインピッチ部品を対象として、簡便・低コストの工法で良好な半田接合性を確保することができる。

なお上述例では、基板１に電子部品を実装するための半田の供給に際し、電極２に半田ペースト３を用いて半田バンプ５を形成する例を示したが、図６に示すように、電極２に供給された半田ペースト３を電子部品実装用の半田接合に直接使用するようにしてもよい。

図６（ａ）において、基板１は図１，図４に示す基板１と同様であり、基板１には、電極２を覆って半田ペースト３が図４に示す方法と同様に印刷により供給される（図４（ｃ）参照）。次いでこの状態の基板１に対して、下面に端子１１が形成された電子部品１０を位置合わせし、図６（ｂ）に示すように、電子部品１０を直接基板１上に搭載して端子１１を半田ペースト３に接触させる。この後、図６（ｃ）に示すように、リフローにより基板１を電子部品１０とともに加熱することにより半田ペースト３中の半田粒子４が溶融し、これにより電極２と端子１１とを、半田粒子４が溶融した溶融半田を介して接合する半田接合部１２が形成される。

この場合においても、前述例と同様の半田ペースト３を用いることにより、基板１には印刷によって簡便な方法で半田を供給することができるとともに、端子１１と電極２との半田接合過程においては、半田粒子４が溶融した溶融半田の濡れ性が向上し、良好な半田接合性を確保することができる。

本発明の半田ペーストは、ファインピッチ部品を対象として、簡便・低コストの工法で良好な半田接合性を確保することができるという効果を有し、ファインピッチ部品を基板に半田接合により実装する用途に利用可能である。

本発明の一実施の形態の半田ペーストによってバンプが形成される基板の斜視図 （ａ）本発明の一実施の形態の半田ペーストにおける半田粒子の構成説明図（ｂ）本発明の一実施の形態の半田ペーストにおける半田粒子の粒径分布を示すグラフ 本発明の一実施の形態の半田ペーストの半田粒子を形成するＳｎ−Ａｇ系合金の平衡状態図 本発明の一実施の形態の半田ペーストによるバンプ形成方法の工程説明図 本発明の一実施の形態の半田ペーストによる半田接合過程における半田粒子の挙動説明図 本発明の一実施の形態の半田ペーストを用いた電子部品実装方法の工程説明図

符号の説明

１ 基板
２ 電極
３ 半田ペースト
３ａ 樹脂成分
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 半田粒子
５ 半田バンプ
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ コア粒子
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ 被膜

Claims (14)

1. コア粒子の表面に被膜を形成した半田粒子を酸化膜除去能力を有する樹脂成分に含有させて成る半田ペーストであって、
   前記コア粒子は、第１の金属を球状の粒子に成形し、平均粒径が３μｍ〜７μｍの範囲であって且つ７５％以上の粒子が１μｍ〜９μｍの範囲に含まれる粒径分布に分級することによって得られ、
   前記被膜は、前記第１の金属の融点よりも高い融点を有し自然酸化膜を生じにくく且つ前記第１の金属と合金を形成可能な第２の金属より成り、前記被膜が前記半田粒子の全体に占める量を、前記第１の金属と第２の金属とによって形成される合金の融点が前記第１の金属の融点よりも低くなるような範囲としたことを特徴とする半田ペースト。
2. 前記第１の金属は、錫（Ｓｎ）または錫を主成分とし鉛（Ｐｂ）を含まない合金であり、前記第２の金属は銀（Ａｇ）であることを特徴とする請求項２記載の半田ペースト。
3. 前記第１の金属は、０．８ｗｔ％未満の銅（Ｃｕ）を含むことを特徴とする請求項２記載の半田ペースト。
4. 前記被膜は、銀を前記コア粒子の表面に無電解還元型メッキ法によって付着させて成ることを特徴とする請求項２記載の半田ペースト。
5. 前記銀の量は、前記半田粒子の１〜４ｗｔ％を占めることを特徴とする請求項２記載の半田ペースト。
6. 前記樹脂成分は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至５記載の半田ペースト。
7. 前記樹脂成分は、半田接合用のフラックスであることを特徴とする請求項１乃至５記載の半田ペースト。
8. 前記コア粒子の最大粒径が１５μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７記載の半田ペースト。
9. コア粒子の表面に被膜を形成した半田粒子を酸化膜除去能力を有する樹脂成分に含有させて成る半田ペーストであって、
   前記コア粒子は、錫（Ｓｎ）または錫を主成分とし鉛（Ｐｂ）を含まない合金を球状の粒子に成形し、平均粒径が３μｍ〜７μｍの範囲であって且つ７５％以上の粒子が１μｍ〜９μｍの範囲に含まれる粒径分布に分級することによって得られ、
   前記被膜は、これらのコア粒子の表面を前記半田粒子の１〜４ｗｔ％を占める量の銀（Ａｇ）の膜で覆って形成されたことを特徴とする半田ペースト。
10. 前記銀の膜は、銀を前記コア粒子の表面に無電解還元型メッキ法によって付着させて成ることを特徴とする請求項９記載の半田ペースト。
11. 前記銀の量は、前記半田粒子の１〜４ｗｔ％を占めることを特徴とする請求項９記載の半田ペースト。
12. 前記樹脂成分は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項９乃至１１記載の半田ペースト。
13. 前記樹脂成分は、半田接合用のフラックスであることを特徴とする請求項９乃至１１記載の半田ペースト。
14. 前記コア粒子の最大粒径が１５μｍ以下であることを特徴とする請求項９乃至１３記載の半田ペースト。

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