JP2013236036A - 回路装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的低温の処理によって、シール部全体を均一に硬化させることができ、これにより回路装置内部への水分浸入を抑制することができる回路装置の製造方法を提供する。
【解決手段】２枚の回路基板２ａ，２ａを対向させ、２枚の回路基板２ａ，２ａのそれぞれのシール部１ｂに対応する位置に形成された一対の金属層３，３の間に、融点１４０℃以下のはんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、およびフラックス成分を含有する熱硬化性樹脂組成物４を介在させて挟み、２枚の回路基板２ａ，２ａを１５０℃以下の温度で加熱することによって、はんだ粒子を溶融一体化し且つ一対の金属層３，３に固着させ、それに続いて、溶融一体化したはんだ５の周囲に熱硬化性樹脂バインダーおよびフラックス成分を含む樹脂成分６ａを硬化させて、溶融一体化したはんだ５および樹脂成分の硬化物６ｂによって２枚の回路基板２ａ，２ａを接合してシール部１ｂを形成することを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路装置の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、本発明は、２枚の回路基板の間に電子部品が収容される回路装置の製造方法に関するものである。

コンデンサ部品、表示装置、サインおよび照明用光源、バックライトなどの電子部品は、外部からの水分の浸入によって特性が劣化することが多い。そのため、これらの組み立ての際には、ケース部（外装部品）を紫外線（ＵＶ）硬化のカチオン重合エポキシ樹脂で接合してシールする方法が行われることがある。

この方法は、密着性、耐熱性、ガスバリアー性に優れ、短時間硬化も可能であるという利点を有している。

しかしながら、通常の湿度環境中に長期間放置した場合には、そのエポキシ樹脂界面から浸入する微量の水分が、回路装置内部の電子部品を変質させたり、腐食させたりしてしまう。これは、有機物である以上、透湿性をゼロにすることは不可能であるため、有機物の限界とも言える。

さらに透湿性を小さくする方法としては、はんだや溶融金属によるロウ付けや、溶融ガラスによる界面の密封などが挙げられる。

しかしながら、これらの方法は２００℃以上の高温処理が必要となり、内部の電子部品の破壊を引き起こすため、現実的な実施には困難が伴う。

例えば、はんだを用いる方法では、はんだの成分としては、通常、鉛フリーはんだであるＳｎ９６．５／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５（Ｓｎ：９６．５質量％、Ａｇ：３．０質量％、Ｃｕ：０．５質量％、融点２１８℃）が用いられる。このはんだを用いる場合、リフロー炉中で融点以上の温度に曝す必要があるため、この高温によって、電子部品が破壊されたり、変形してしまうおそれがある。

また、従来のはんだペーストは、強度および靭性が十分ではないため、はんだ接続だけで回路装置内部の電子部品を固定すると、部品の剥離が起こりやすく、また、温度変化や衝撃によりはんだ接続部にクラックが起こりやすいという問題もあった。

さらに、従来のはんだペーストは、腐食性を持つフラックスを含有しているため、溶融後に洗浄が必要となる。

このような問題点に対処した技術として、本発明者らは、エポキシ樹脂、カチオン硬化開始剤、融点１６０℃以下のはんだ粒子、およびフラックス成分を含有するカチオン硬化性樹脂組成物を提案している（特許文献１）。このカチオン硬化性樹脂組成物は、電子部品内部への水分の浸透を抑制することができ、強度および靭性に優れている。

特開２０１１−６３７２７号公報

しかしながら、このカチオン硬化性樹脂組成物を用いる技術は、ＵＶ光を照射して硬化を行う。そのため、電子部品収容部の周囲を封止するシール部の構造に起因して、外部からのＵＶ光が当たらない場所が一部に生じる。そのため、全体として均一に良好な硬化を行うことが困難になるという改善点が残されていた。

なお、特許文献１の比較例には、熱硬化性のエポキシ樹脂組成物を用いることが記載されているが、未硬化のものを試験に用いており硬化過程や硬化したものの特性については開示されていない。

本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、比較的低温の処理によって、シール部全体を均一に硬化させることができ、これにより回路装置内部への水分浸入を抑制することができる回路装置の製造方法を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明の回路装置の製造方法は、対向する２枚の回路基板と、その間の空間で構成される電子部品収容部の周囲を封止するシール部とを備えた回路装置の製造方法であって、２枚の回路基板を対向させ、２枚の回路基板のそれぞれのシール部に対応する位置に形成された一対の金属層の間に、融点１４０℃以下のはんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、およびフラックス成分を含有する熱硬化性樹脂組成物を介在させて挟み、２枚の回路基板を１５０℃以下の温度で加熱することによって、はんだ粒子を溶融一体化し且つ一対の金属層に固着させ、それに続いて、溶融一体化したはんだの周囲に熱硬化性樹脂バインダーおよびフラックス成分を含む樹脂成分を硬化させて、溶融一体化したはんだおよび樹脂成分の硬化物によって２枚の回路基板を接合してシール部を形成することを特徴としている。

この回路装置の製造方法において、２枚の回路基板の一対の金属層の間の位置に、はんだ粒子よりも高融点のはんだシートを配置し、金属層とはんだシートとの間に、熱硬化性樹脂組成物を介在させて挟み、２枚の回路基板を１５０℃以下の温度で加熱することによって、はんだ粒子を溶融一体化し且つ金属層およびはんだシートに固着させ、それに続いて、溶融一体化したはんだの周囲に樹脂成分を硬化させて、溶融一体化したはんだおよび樹脂成分の硬化物によって２枚の回路基板を接合してシール部を形成することが好ましい。

この回路装置の製造方法において、２枚の回路基板の一対の金属層の間の位置に銅箔を配置し、金属層と銅箔との間に熱硬化性樹脂組成物を介在させて挟み、２枚の回路基板を１５０℃以下の温度で加熱することによって、はんだ粒子を溶融一体化し且つ金属層および銅箔に固着させ、それに続いて、溶融一体化したはんだの周囲に樹脂成分を硬化させて、溶融一体化したはんだおよび樹脂成分の硬化物によって２枚の回路基板を接合してシール部を形成することが好ましい。

この回路装置の製造方法において、２枚の回路基板は、フレキシブル回路基板であることが好ましい。

この回路装置の製造方法において、融点１４０℃以下のはんだ粒子は、Ｓｎと、Ｂｉ、Ｉｎ、およびＺｎから選ばれる少なくとも１種とを基本組成とする金属であることが好ましい。

この回路装置の製造方法において、熱硬化性樹脂バインダーは、エポキシ樹脂組成物であることが好ましい。

この回路装置の製造方法において、フラックス成分は、活性剤としてカルボン酸を含有することが好ましい。

この回路装置の製造方法において、カルボン酸は、レブリン酸、グルタル酸、コハク酸、リンゴ酸、および４−フェニル酪酸から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

本発明の回路装置の製造方法によれば、比較的低温の処理によって、熱硬化によりシール部全体を均一に硬化させることができ、これにより回路装置内部への水分浸入を抑制することができる。

本発明の回路装置の製造方法の一実施形態によって製造された回路装置の断面図である。 図１の回路装置の上面図である。 本発明の回路装置の製造方法の一実施形態を工程順に示す断面図である。 本発明の回路装置の製造方法の別の実施形態を説明する断面図である。 本発明の回路装置の製造方法の別の実施形態を説明する断面図である。 本発明の回路装置の製造方法の別の実施形態を説明する断面図である。

以下に、本発明について詳細に説明する。

本発明の方法に用いられる熱硬化性樹脂組成物は、はんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、およびフラックス成分を含有する。

はんだ粒子は、融点１４０℃以下のものが用いられる。はんだ粒子の融点の下限は特に限定されないが、８０℃以上であることが好ましい。

このような条件を満たす限り、はんだ粒子の組成は特に限定されないが、Ｓｎと、Ｂｉ、Ｉｎ、およびＺｎから選ばれる少なくとも１種とを基本組成とする合金を用いることができる。

Ｓｎと、Ｂｉ、Ｉｎ、およびＺｎから選ばれる少なくとも１種とを基本組成とする合金を用いることで、１５０℃以下の低い温度で効果的に溶融し接合することができる。

具体的には、Ｓｎ４２／Ｂｉ５８（融点１３９℃）、Ｓｎ４０／Ｂｉ５６／Ｚｎ４（融点１３０℃）、Ｓｎ４８／Ｉｎ５２（融点１１７℃）、Ｓｎ１７．３／Ｂｉ５７．５／Ｉｎ２５．２（融点７９℃）を挙げることができる。なお、これらは、１種類でも、複数を混合して融点が１４０℃以下になっているものでもよい。

はんだ粒子の含有量は、熱硬化性樹脂組成物全量に対して、５０〜９７質量％であることが好ましい。はんだ粒子の含有量を５０質量％以上にすると、はんだ粒子が溶融一体化して形成された接合部分（はんだ接続部）が小さくなり、導通性が悪化することを抑制できる。はんだ粒子の含有量を９７質量％以下にすると、エポキシ樹脂による補強効果の低下を抑制できる。

熱硬化性樹脂バインダーとしては、特に限定されないが、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアン酸エステル樹脂、ベンゾオキサジン樹脂、ポリエステル樹脂などを用いることができる。

特に、従来のはんだリフローよりも低い温度で部品を実装し、かつ補強性を持たせるためには、その温度で十分な硬化性を有している必要がある。この低温硬化性および接着性の観点からは、エポキシ樹脂および硬化剤を必須成分とするエポキシ樹脂組成物を用いるのが好ましい。

熱硬化性樹脂バインダーとしてエポキシ樹脂組成物を用いることで、溶融接合したはんだの周囲を硬化したエポキシ樹脂で覆うことができるため、接合強度を高め、はんだの劣化を抑制することが可能である。

そしてエポキシ樹脂組成物を熱硬化性樹脂バインダーとして用いる場合には、エポキシ樹脂（通常は液状エポキシ樹脂）に硬化剤、さらに必要に応じて硬化剤の硬化補助成分である硬化促進剤を配合する。

ここで、液状エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂などを用いることができる。

また、固形のエポキシ樹脂を併用することで液状化されたものも用いることができる。固形のエポキシ樹脂としては、例えば、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリアジン骨格エポキシ樹脂などを用いることができる。

硬化剤としては、特に限定されないが、例えば、アミン類、イミダゾール類、フェノール類、酸無水物類、ヒドラジド類、ポリメルカプタン類、ルイス酸−アミン錯体などを用いることができる。

アミン類としては、分子内に１級または２級アミノ基を少なくとも一つ有している化合物を用いることができ、特に限定されないが、例えば、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ジアミノジフェニルスルフィド、メタキシレンジアミン、３，３’−ジエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’，５，５’−テトラエチル−４，４'−ジアミノジフェニルメタン、４，４'−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、２，２−ビス−[４−（４−アミノフェノキシ）フェニル]−ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス（４−アミノフェニル）−ヘキサフルオロプロパン、２，４−ジアミノトルエン、１，４−ジアミノベンゼン、１，３−ジアミノベンゼン、ジエチルトルエンジアミン、ジメチルトルエンジアミン、アニリン類、アルキル化アニリン類、Ｎ−アルキル化アニリン類などを用いることができる。

イミダゾール類としては、例えば、２ＭＺ、Ｃ１１Ｚ、２ＰＺ、２Ｅ４ＭＺ、２Ｐ４ＭＺ、１Ｂ２ＭＺ、１Ｂ２ＰＺ、２ＭＺ−ＣＮ、２Ｅ４ＭＺ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮ、２ＰＺ−ＣＮＳ、Ｃ１１Ｚ−ＣＮＳ、２ＭＺ−Ａ、Ｃ１１Ｚ−Ａ、２Ｅ４ＭＺ−Ａ、２Ｐ４ＭＨＺ、２ＰＨＺ、２ＭＡ−ＯＫ、２ＰＺ−ＯＫ（四国化成工業社製、製品名）などや、これらのイミダゾール類をエポキシ樹脂と付加させた化合物などを用いることができる。また、これら硬化剤をポリウレタン系、ポリエステル系の高分子物質などで被覆してマイクロカプセル化したものを用いることもできる。

フェノール類としては、例えば、ビスフェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、ナフトールノボラック樹脂、アリル化フェノールノボラック樹脂、ビフェノール樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、クレゾールナフトールホルムアルデヒド重縮合物、トリフェニルメタン型多官能フェノール樹脂、キシリレン変性フェノールノボラック樹脂、キシリレン変性ナフトールノボラック樹脂、各種多官能フェノール樹脂などを用いることができる。

酸無水物類としては、例えば、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルハイミック酸無水物、ピロメリット酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，４−ジメチル−６−（２−メチル−１−プロペニル）−１，２，３，６−テトラヒドロフタル酸無水物、１−イソプロピル−４−メチル−ビシクロ［２．２．２］オクト−５−エン−２，３−ジカルボン酸無水物などを用いることができる。

硬化剤の使用量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂のエポキシ当量に対する硬化剤の化学量論上の当量比が０．８〜１．２の範囲となるようにすることが好ましい。

また、硬化促進剤としては、例えば、各種イミダゾール類、各種アミン類、各種リン化合物、Ｆｅアセチルアセトナートなどの金属錯体およびそれらのアダクト化合物などを用いることができる。

これらの硬化促進剤の配合量はゲル化時間や保存安定性を考慮して適宜に設定される。

フラックス成分としては、特に限定されないが、フラックス成分が活性剤としてカルボン酸を含むことが好ましい。

フラックス成分に含まれる活性剤は、そのままの形で存在した場合は、腐食性があるため信頼性の低下を引き起こす。しかし、活性剤としてカルボン酸を用いると、まずはんだ表面の酸化膜を取り除く活性剤として働き、その後、エポキシ樹脂の硬化促進剤として、エポキシ樹脂硬化物の中の架橋構造の中に取り込まれるため、腐食の懸念はなくなり、密着性も向上する。そのため、フラックスの洗浄工程が不要で、硬化物の信頼性を向上しコストを低減することができる。

活性剤のカルボン酸としては、レブリン酸、グルタル酸、コハク酸、リンゴ酸、および４−フェニル酪酸から選ばれる少なくとも１種が好ましい。これらの活性剤を用いると、１５０℃以下の加熱でもはんだが効果的に溶融し、接合することが可能である。また、これらの活性剤は、はんだ表面の酸化膜を除去する反応を起こした後は、金属化合物の形態を取り、はんだが溶融・凝集した後は、エポキシ樹脂の反応促進剤として働くことを確認している。

フラックス成分の含有量は、フラックス成分と熱硬化性樹脂バインダーとの合計量に対して１〜５０質量％であることが好ましい。この範囲にすると、フラックス成分が優れたフラックス作用を発揮すると共に、熱硬化性樹脂組成物の硬化物による機械的接合性なども向上させることができる。

熱硬化性樹脂組成物には、上記の成分のほか、通常用いられる改質剤、添加剤などを配合してもよい。また、熱硬化性樹脂組成物の粘度を低減し、流動性を付与する目的で、低沸点の溶剤や可塑剤を添加することもできる。さらに、印刷形状を保持するためのチクソ性付与剤として、硬化ヒマシ油やステアリン酸アミドなどを添加することもできる。

この熱硬化性樹脂組成物は、融点１４０℃以下のはんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、フラックス成分、および必要に応じてその他の成分を、ディスパーなどを用いて均一に混合または混練することによって製造することができる。

このようにして得られる熱硬化性樹脂組成物は、外部からの水分が浸入すると特性が劣化するコンデンサ部品、表示装置、サインおよび照明用光源、バックライトなどの電子部品を保護する。また優れたガスバリアー性を有し、密着性にも優れている。

そして比較的低温の処理によって、熱硬化により回路装置のシール部全体を均一に硬化させることができ、これにより回路装置内部への水分浸入を抑制することができる。

図１〜図３は、本発明の回路装置の製造方法の一実施形態を説明する図である。図１は、本発明の方法によって製造された回路装置の一実施形態を示す断面図、図２は上面図、図３（ａ）〜（ｃ）は回路装置の製造工程を示す。

この実施形態においては、図１の断面図に示すように、回路装置１は、対向する２枚の回路基板２ａ，２ａと、その間の空間で構成される電子部品収容部１ａの周囲を封止するシール部１ｂとを備えている。

この内部への水分の侵入を抑制する構造をもつ回路装置１は、融点が１４０℃以下のはんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、およびフラックス成分を含有する熱硬化性樹脂組成物４を用いて製造される。すなわち熱硬化性樹脂組成物４によって、透湿性の低い２枚の回路基板２ａ，２ａのそれぞれの金属層３，３を１５０℃以下の温度で溶融接合し、さらに樹脂成分の硬化で封止することで回路装置１が製造される。

この実施形態では、透湿性の低い回路基板２ａ，２ａとして、ガラス板を用いている。

回路装置１は、２枚の回路基板２ａ，２ａで挟んだ空間の内部で構成される電子部品収容部１ａに、水分が浸入すると特性が劣化するコンデンサ部品、表示装置、サインおよび照明用光源、バックライトなどの電子部品を有している。そして、その周囲にはんだ５と、はんだ５の周囲をエポキシ樹脂６ｂで充填した構造を形成している（ここで、硬化後のエポキシ樹脂６ｂおよび未硬化のエポキシ樹脂６ａは、熱硬化性樹脂バインダーおよびフラックス成分を含む樹脂成分として示している）。

防湿性の優れたはんだ５によって水分を効果的に遮断することができ、かつ、その周囲をエポキシ樹脂６ｂで覆うため、強い密着強度を維持することが可能である。

この構造を形成することで、従来の樹脂系の接合材よりも優れたガスバリアー性を有し、外部からの水分の浸入を効果的に防止することが可能となる。

この回路装置１は、図３（ａ）〜（ｃ）に示す工程によって製造される。

まず図３（ａ）に示すように、２枚の回路基板２ａ，２ａを対向させる。２枚の回路基板２ａ，２ａのそれぞれにシール部１ｂに対応する位置に形成された一対の金属層３，３の間に、融点１４０℃以下のはんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、およびフラックス成分を含有する熱硬化性樹脂組成物４を介在させて挟む。

その後、２枚の回路基板２ａ，２ａを１５０℃以下の温度で加熱する。はんだ粒子含有の熱硬化性樹脂組成物４の硬化では、まず図３（ｂ）に示すように、はんだ粒子が融点以上の温度で溶融し、溶融一体化したはんだ５が一対の金属層３，３に固着される。

その後、図３（ｃ）に示すように、エポキシ樹脂６ａが熱によって硬化し、硬化したエポキシ樹脂６ｂによってはんだ５を取り囲む構造になる。

すなわち、加熱の初期には、はんだ粒子を溶融一体化し、且つ、一対の金属層３，３に固着させる。それに続いて、溶融一体化したはんだ５の周囲に熱硬化性樹脂バインダーおよびフラックス成分を含む樹脂成分を硬化させる。

これによって、一対の金属層３，３の間を溶融一体化したはんだ５および樹脂成分の硬化物によって接合してシール部１ｂを形成し、気密構造が得られる。

もし仮に、はんだ粒子が溶融する時に、エポキシ樹脂６ａも同時に熱硬化すると、樹脂の粘度が高くなるために、はんだ粒子の動きが阻害されて凝集できなくなってしまい、未溶融のはんだ粒子が周囲に残ってしまうことになる。これは絶縁性の上で好ましくない。最初にはんだ粒子が溶融し、次に、エポキシ樹脂６ａが硬化するという順番が重要である。

なお、はんだ粒子が融点温度で溶融、凝集する際、まずはんだ粒子の表面にある酸化膜を除去する必要がある。加熱の初期において、その反応をフラックス成分中の活性剤が行う。

この実施形態では、融点１４０℃以下の低温のはんだ粒子を用いて、低温での溶融を行うため、活性剤も低温で反応することが必須であるが、上記したようなカルボン酸の活性剤を用いることでこれを達成できる。

この実施形態の回路装置１によれば、熱硬化性樹脂組成物４は、はんだ粒子の溶融によって水分を効果的に遮断することができるため、樹脂系接合材よりも優れたガスバリアー性を有しており、外部からの水分の浸入を抑制することが可能となる。

そして比較的低温の処理によって、熱硬化により回路装置１のシール部１ｂ全体を均一に硬化させることができ、これにより回路装置１内部への水分浸入を抑制することができる。

図４は、本発明の回路装置の製造方法の別の実施形態を説明する図である。

この実施形態では、２枚の回路基板２ａ，２ａの一対の金属層３，３の間の位置に、はんだ粒子よりも高融点のはんだシート７を配置している。

このように、金属層３とはんだシート７との間に熱硬化性樹脂組成物４を介在させて挟んだ状態で、２枚の回路基板２ａ，２ａを１５０℃以下の温度で加熱する。

これによって、はんだ粒子を溶融一体化し且つ金属層３およびはんだシート７に固着させる。

それに続いて、溶融一体化したはんだ５の周囲にエポキシ樹脂６ａを硬化させて、金属層３とはんだシート７とを溶融一体化したはんだ５および硬化したエポキシ樹脂６ｂによって接合してシール部１ｂを形成する。

融点１４０℃以下のはんだ金属は、比較的機械的強度が弱いものが多い。そのため、図１〜図３の実施形態において作製した回路装置１を、例えば、落下した場合には、破壊されてしまうおそれがある。

そこで、この実施形態では、比較的強度の強いはんだ金属であるＳｎ９６．５／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５（Ｓｎ９６．５質量％、Ａｇ３．０質量％、Ｃｕ０．５質量％、融点２１８℃）を、回路に合わせて薄板状に引き伸ばしたはんだシート７を用いる。このはんだシート７を２枚の回路基板２ａ，２ａの金属層３，３の間に狭み込む。そして、その金属層３，３と、Ｓｎ９６．５／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５はんだシート７との間を、１４０℃以下の融点を持つはんだ粒子を含む熱硬化性樹脂組成物４で接着し、１５０℃以下で加熱することで溶融、接合する。

一般には、Ｓｎ９６．５／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５はんだは、融点が２１８℃のため、１５０℃では溶融しないが、融点１４０℃のはんだ粒子を含む熱硬化性樹脂組成物４で接着する場合は、１５０℃では溶融し合うことを確認している。

なお、融点の違うはんだ同士の界面では、金属の移行が起こり、低温でも交じり合うことで、界面がなくなり、強度が高まることが明らかになっている。すなわち、高融点のはんだシート７と低融点のはんだ５との界面は、１５０℃以下の温度でも２つの金属の交じり合いが起こるため界面ができず、強度の維持が可能である。

これによって、比較的強度の低い１４０℃以下の融点のはんだ５を、Ｓｎ９６．５／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５はんだシート７によって補強することが可能となる。

この実施形態によれば、２枚の回路基板２ａ，２ａで挟まれた金属層３，３の間に、高融点のはんだシート７を挿入している。そしてはんだシート７と回路基板２ａとの間を融点１４０℃以下のはんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、およびフラックス成分を含有する熱硬化性樹脂組成物４にて１５０℃以下の温度で接合し封止している。これによって、低融点のはんだ５の機械的強度の不足を効果的に補うことができ、且つ、内部への水分の侵入を抑制することができる。

そして比較的低温の処理によって、熱硬化により回路装置１のシール部１ｂ全体を均一に硬化させることができ、これにより回路装置１内部への水分浸入を抑制することができる。

図５は、本発明の回路装置の製造方法の別の実施形態を説明する図である。

この実施形態では、２枚の回路基板２ａ，２ａの一対の金属層３，３の間の位置に銅箔８を配置している。

このように金属層３と銅箔８との間に熱硬化性樹脂組成物４を介在させて挟み、２枚の回路基板２ａを１５０℃以下の温度で加熱する。これによって、はんだ粒子を溶融一体化し且つ金属層３および銅箔８に固着させる。

それに続いて、溶融一体化したはんだ５の周囲にエポキシ樹脂６ａを硬化させて、金属層３と銅箔８とを溶融一体化したはんだ５および硬化したエポキシ樹脂６ｂによって接合してシール部１ｂを形成する。

この実施形態では、融点１４０℃のはんだ５の強度補強として、図５の実施形態のように高融点のはんだシート７を用いる代わりに、さらに強度の高い銅箔８を用いている。

図５の実施形態のＳｎ９６．５／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５はんだシート７に比べて、銅箔８の方が強度が高く、融点１４０℃のはんだ５の強度補強も優れている。ただ、界面の金属の移行はＳｎ９６．５／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５はんだシート７に比べて少なくなるが、トータル的には、補強効果を発揮できる。

この実施形態によれば、２枚の回路基板２ａ，２ａで狭まれた金属層３，３の間に銅箔８を挿入し、その銅箔８と回路基板２ａ，２ａとの間を熱硬化性樹脂組成物４にて１５０℃以下の温度で接合し封入している。そのため、低融点のはんだ５の機械的強度の不足を効果的に補うことができ、且つ、内部への水分の侵入を抑制することが可能である。

そして比較的低温の処理によって、熱硬化により回路装置１のシール部１ｂ全体を均一に硬化させることができ、これにより回路装置１内部への水分浸入を抑制することができる。

図６は、本発明の回路装置の製造方法の別の実施形態を説明する図である。

この実施形態では、２枚の回路基板２ｂ，２ｂとして、フレキシブル回路基板を用いている。それ以外は、前述の各実施形態と同様の工程によって回路装置１が製造される。

フレキシブル回路基板の材質は、特に限定されないが、１５０℃の加熱に耐え得る材質であることが必要となる。例えば、ポリイミドや耐熱性のＰＥＴなどを用いることができる。ＰＥＴ基板は、比較的透湿性が高いので、表面に非透湿性の処理（透湿性の低い樹脂コーティング、金属蒸着処理など）を施すことが好ましい。フレキシブル回路基板の周辺部に金属層３を形成することで、はんだ５の溶融、接合が可能である。

この実施形態によれば、回路基板２ｂとして２枚のフレキシブル回路基板を用い、これらの金属層３，３の間を熱硬化性樹脂組成物にて１５０℃以下の温度で接合し封入している。そのため、柔軟性のある回路基板２ｂで、且つ、内部への水分の侵入を抑制することが可能である。

そして比較的低温の処理によって、熱硬化により回路装置１のシール部１ｂ全体を均一に硬化させることができ、これにより回路装置１内部への水分浸入を抑制することができる。

以下に、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、表１に示す配合量は質量部を表す。

（実施例１）
はんだ粒子として、Ｓｎ４２／Ｂｉ５８（Ｓｎ４２質量％、Ｂｉ５８質量％）を用いた。このはんだ粒子の平均粒径は２０μｍであり、融点は１３９℃であった。

そして、はんだ粒子を８０質量部、熱硬化性樹脂バインダーとして液状エポキシ樹脂（東都化成株式会社製、品番「ＹＤ１２８」）を１６質量部、硬化剤としてイミダゾール（２−フェニルイミダソール：四国化成工業社製、品番「２ＰＺ」）を２質量部、フラックス成分としてレブリン酸を２質量部配合し、ディスパーを用いて均一に混合・混練することによって、ペースト状の熱硬化性樹脂組成物を得た。

次に、ガラス板（５０×２０×０．７ｍｍ）の表面の周辺部にＡｕメッキが施された回路（幅５００μｍ）を形成し、その回路上に、熱硬化性樹脂組成物のペーストをスクリーン印刷法で塗布した。塗布後の熱硬化性樹脂組成物の厚みは、約７０μｍであった。この印刷塗布したガラス板を１５０℃、３０分加熱して、はんだ成分を溶融させＡｕメッキ上に溶融固着させ、さらに、エポキシ樹脂を硬化させて、回路装置を作製した。

（実施例２）
フラックス成分としてグルタル酸を用いた以外は、実施例１と同様にして回路装置を作製した。

（実施例３）
フラックス成分としてコハク酸を用いた以外は、実施例１と同様にして回路装置を作製した。

（実施例４）
フラックス成分としてリンゴ酸を用いた以外は、実施例１と同様にして回路装置を作製した。

（実施例５）
フラックス成分として４−フェニル酪酸を用いた以外は、実施例１と同様にして回路装置を作製した。

（実施例６）
はんだ粒子として、Ｓｎ４８／Ｉｎ５２（Ｓｎ４８質量％、Ｉｎ５２質量％）を用いた。このはんだ粒子の平均粒径は２０μｍであり、融点は１１７℃であった。それ以外は、実施例１と同様にして、ペースト状の熱硬化性樹脂組成物を得た。また、回路基板のガラス板の回路（金属層）の間に、Ｓｎ９６．５／Ａｇ３．０／Ｃｕ０．５はんだシートを挟み込む構造とし、実施例１と同様の方法でペーストを印刷し、１３０℃１時間の加熱で、回路装置を作製した。

（実施例７）
回路基板のガラス板の回路（金属層）の間に、銅箔を挟み込む構造とし、それ以外は実施例１と同様にして回路装置を作製した。

（実施例８）
回路基板のガラス板の回路（金属層）の代わりにフレキシブル板のポリイミドテープを用いた構造とし、それ以外は実施例１と同様にして回路装置を作製した。

（比較例１）
はんだ粒子の代わりに融点９５０℃の銀粉末を用い、それ以外は実施例１と同様にして回路装置を作製した。

（比較例２）
熱硬化性樹脂組成物にはんだ粒子を配合せず、それ以外は実施例１と同様にして回路装置を作製した。

（比較例３）
実施例１のはんだ粒子を８０質量部、カチオン硬化性樹脂バインダーとして実施例１の液状エポキシ樹脂を１６質量部、光カチオン開始剤として「アデカオプトマー ＳＰ−１７０」（ＡＤＥＫＡ社製、芳香族スルホニウム塩系光カチオン開始剤）を１質量部、フラックス成分としてレブリン酸を２質量部配合した。これらを遮光雰囲気下にて、ディスパーを用いて均一に混合・混練することによって、ペースト状のカチオン硬化性樹脂組成物を得た。

その後、実施例１のガラス板を用いて、１５０℃で５分間加熱してはんだを溶融させた後、超高圧水銀ランプで、光エネルギー２４００ｍＪ／ｃｍ²の紫外線を照射して未硬化樹脂層を硬化させ、回路装置を作製した。

（評価試験）
各実施例および比較例で得られた熱硬化性樹脂組成物、および回路装置を用いて、次のような評価試験を行った。

（１）はんだ溶融性
作製した回路装置の外観を顕微鏡で観察し、はんだの溶融状態を下記評価基準で評価した。
◎：全てのはんだ粒子が一体化して球体となっており、この球体の周りの樹脂層にははんだ粒子は全く観察されない。
○：ほとんどのはんだ粒子が一体化して球体となっているが、この球体の周りの樹脂層に若干のはんだ粒子が観察される。
△：かなりのはんだ粒子が一体化して球体となっているが、この球体の周りの樹脂層に多くのはんだ粒子が観察される。
×：一体化したはんだ粒子が観察されない。

（２）内部透湿性
上記はんだ溶融性評価（１）の回路を施したガラス板を真空蒸着装置にセットし、ガラス板の中央部に、Ａｌを５Å／ｓの蒸着速度で厚み１０００Åで蒸着した。

上記はんだ溶融性（１）評価のように、熱硬化性樹脂組成物を印刷した後、さらにもう一枚の同じ回路を描いたガラス板を、この熱硬化性樹脂組成物を塗布したガラス板と対になるように位置合わせし、熱硬化性樹脂組成物を張り合わせて、評価素子を得た。

なお、実施例８については、ポリイミドテープで実施した。

そして、このＡｌ蒸着膜のエポキシ樹脂挟み込み部品を５０℃、９０％ＲＨの恒温恒湿槽に５００時間放置した時のＡｌ蒸着膜の腐食度合いを目視で比較した。
○：全く腐食のないもの
△：端部の微小な腐食があるもの、
×：端部および内部の大きな腐食があるもの

評価結果を表１および表２に示す。

表１より、融点１４０℃以下のはんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、およびフラックス成分を含有する熱硬化性樹脂組成物を用いた実施例１〜８では、はんだ溶融性に優れ、内部透湿性も低いものであった。

表２より、はんだとして銀粉末を用いた比較例１でははんだ溶融性が悪く、内部透湿性も高いものであった。はんだを配合しなかった比較例２も内部透湿性が高いものであった。

また実施例１〜８は、カチオン硬化性樹脂組成物を用いた比較例３に比べてはんだ溶融性と内部透湿性が向上した。実施例１〜８では熱硬化性樹脂バインダーを用いたため、熱硬化によりシール部全体を均一に硬化させることができる。すなわち比較例３のように、電子部品収容部の周囲を封止するシール部の構造に起因して外部からのＵＶ光が当たらない場所が一部に生じるといったことがない。そのため、実施例１〜８では全体として均一に良好な硬化を行うことができ、これによりはんだ溶融性が向上し、回路装置内部への水分浸入を抑制することもできたと考えられる。

１ 回路装置
１ａ 電子部品収容部
１ｂ シール部
２ａ 回路基板（ガラス板）
２ｂ 回路基板（フレキシブル回路基板）
３ 金属層
４ 熱硬化性樹脂組成物
５ はんだ
７ 高融点のはんだシート
８ 銅箔

Claims (8)

1. 対向する２枚の回路基板と、その間の空間で構成される電子部品収容部の周囲を封止するシール部とを備えた回路装置の製造方法であって、前記２枚の回路基板を対向させ、前記２枚の回路基板のそれぞれの前記シール部に対応する位置に形成された一対の金属層の間に、融点１４０℃以下のはんだ粒子、熱硬化性樹脂バインダー、およびフラックス成分を含有する熱硬化性樹脂組成物を介在させて挟み、前記２枚の回路基板を１５０℃以下の温度で加熱することによって、前記はんだ粒子を溶融一体化し且つ前記一対の金属層に固着させ、それに続いて、前記溶融一体化したはんだの周囲に前記熱硬化性樹脂バインダーおよび前記フラックス成分を含む樹脂成分を硬化させて、前記溶融一体化したはんだおよび前記樹脂成分の硬化物によって前記２枚の回路基板を接合して前記シール部を形成することを特徴とする回路装置の製造方法。
2. 前記２枚の回路基板の前記一対の金属層の間の位置に、前記はんだ粒子よりも高融点のはんだシートを配置し、前記金属層と前記はんだシートとの間に、前記熱硬化性樹脂組成物を介在させて挟み、前記２枚の回路基板を１５０℃以下の温度で加熱することによって、前記はんだ粒子を溶融一体化し且つ前記金属層および前記はんだシートに固着させ、それに続いて、前記溶融一体化したはんだの周囲に前記樹脂成分を硬化させて、前記溶融一体化したはんだおよび前記樹脂成分の硬化物によって前記２枚の回路基板を接合して前記シール部を形成することを特徴とする請求項１に記載の回路装置の製造方法。
3. 前記２枚の回路基板の前記一対の金属層の間の位置に銅箔を配置し、前記金属層と前記銅箔との間に前記熱硬化性樹脂組成物を介在させて挟み、前記２枚の回路基板を１５０℃以下の温度で加熱することによって、前記はんだ粒子を溶融一体化し且つ前記金属層および前記銅箔に固着させ、それに続いて、前記溶融一体化したはんだの周囲に前記樹脂成分を硬化させて、前記溶融一体化したはんだおよび前記樹脂成分の硬化物によって前記２枚の回路基板を接合して前記シール部を形成することを特徴とする請求項１に記載の回路装置の製造方法。
4. 前記２枚の回路基板は、フレキシブル回路基板であることを特徴とする請求項１に記載の回路装置の製造方法。
5. 前記融点１４０℃以下のはんだ粒子は、Ｓｎと、Ｂｉ、Ｉｎ、およびＺｎから選ばれる少なくとも１種とを基本組成とする金属であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の回路装置の製造方法。
6. 前記熱硬化性樹脂バインダーは、エポキシ樹脂組成物であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の回路装置の製造方法。
7. 前記フラックス成分は、活性剤としてカルボン酸を含有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の回路装置の製造方法。
8. 前記カルボン酸は、レブリン酸、グルタル酸、コハク酸、リンゴ酸、および４−フェニル酪酸から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項７に記載の回路装置の製造方法。

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