JP2017080797A - はんだペースト及びはんだ付け用フラックス及びそれを用いた実装構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
を備え、
前記第1のエポキシ樹脂は、前記はんだ粉末の融点より10℃以上低い軟化点を有し、前記複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれている。
25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
を備え、
前記第1のエポキシ樹脂は、前記はんだ粉末の融点より10℃以上低い軟化点を有し、前記複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれている。
25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
を備え、
前記第1のエポキシ樹脂は、前記基板の電極と、前記部品の電極との少なくとも一方の電極に設けられた前記はんだの融点より10℃以上低い軟化点を有し、前記複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれる。
第2電極を有する部品と、
前記第1電極と前記第2電極との間を接続するはんだと、
前記はんだの周囲の少なくとも一部を覆い、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂が硬化した硬化エポキシ樹脂と、
を備え、
前記第1のエポキシ樹脂は、前記はんだの融点より10℃以上低い軟化点を有し、前記複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれている。
前記基板上の複数の第1電極と、前記部品の第2電極とを、前記はんだペーストを介して配置する工程と、
前記はんだペーストを前記第1のエポキシ樹脂の軟化点以上の温度に加熱し、その後、前記はんだ粉末の融点以上の温度に加熱して、前記はんだペーストを、前記第1電極と前記第2電極との間を接続するはんだと、前記はんだの周囲の少なくとも一部を覆い、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂を硬化させた硬化エポキシ樹脂とに分離して、前記基板上の複数の第1電極と、前記部品の第2電極とを、はんだ接合する工程と、
を含む、前記複数の第1電極を有する前記基板と、前記第2電極を有する前記部品と、前記第1電極と前記第2電極との間を接続する前記はんだと、前記はんだの周囲の少なくとも一部を覆う前記硬化エポキシ樹脂と、を有する実装構造体の製造方法である。
前記基板上の複数の第1電極と、前記基板に実装する部品の第2電極との少なくとも一方の電極上に請求項5から8のいずれか一項に記載のはんだ付け用フラックスを設ける工程と、
前記基板上の複数の第1電極と、前記部品の第2電極とを、前記はんだと前記はんだ付け用フラックスとを介して配置する工程と、
前記はんだ及び前記はんだ付け用フラックスを前記第1のエポキシ樹脂の軟化点以上の温度に加熱し、その後、前記はんだの融点以上の温度に加熱して、前記はんだを、前記第1電極と前記第2電極との間を接続するはんだとすると共に、前記はんだ付け用フラックスを前記はんだの周囲の少なくとも一部を覆い、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂を硬化させた硬化エポキシ樹脂として、前記基板上の複数の第1電極と、前記部品の第2電極とを、はんだ接合する工程と、
を含む、前記複数の第1電極を有する前記基板と、前記第2電極を有する前記部品と、前記第1電極と前記第2電極との間を接続する前記はんだと、前記はんだの周囲の少なくとも一部を覆う前記硬化エポキシ樹脂と、を有する実装構造体の製造方法である。
<はんだペースト>
本実施の形態1に係るはんだペーストは、はんだ粉末と、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂と、その硬化剤を必須成分として構成されている。第1のエポキシ樹脂は、はんだ粉末の融点より10℃以上低い軟化点を有し、複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれている。複合エポキシ樹脂は、加熱、混合処理により、25℃で液状の混合物のエポキシ樹脂となっている。この混合物である液状のエポキシ樹脂を複合エポキシ樹脂と呼ぶ。さらに、このはんだペーストは、必要に応じて、はんだ及び基板、部品電極の酸化膜を除去するための有機酸や、粘度調整剤を含んでいてもよい。
はんだ粉末は、例えば、スズ系合金単一またはそれら合金の混合物、例えば、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、およびSn−Ag−Cu−Bi−In系からなる群から選ばれる合金組成を用いることができる。また、はんだ粉末としては、Sn及びBiを含む組成のものがより低い融点を有するので好ましい。
第1のエポキシ樹脂は、25℃で固形のエポキシ樹脂である。また、第1のエポキシ樹脂は、はんだ粉末の融点より10℃以上低い軟化点を有する。この第1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、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、トリアジン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂などを用いることができる。ここで、25℃で固形のエポキシ樹脂とは、通常25℃で液状のエポキシ樹脂が保管条件によって結晶化し、一時的に固形になっているものは含まない。つまり、加熱処理し、室温冷却後で25℃で固形になるエポキシ樹脂のことを指す。
第2のエポキシ樹脂は、25℃で液状のエポキシ樹脂である。第2の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、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型樹脂、脂環式エポキシ樹脂、アミノプロパン型エポキシ樹脂などを用いることができる。
複合エポキシ樹脂は、25℃で固体の第1のエポキシ樹脂と25℃で液体の第2のエポキシ樹脂とを含む。この複合エポキシ樹脂は、第1のエポキシ樹脂と第2のエポキシ樹脂とが混合されている。具体的には、複合エポキシ樹脂は、25℃で固体の第1のエポキシ樹脂が、25℃で液体の第2のエポキシ樹脂に溶解しており、全体として25℃で液状の混合状態のエポキシ樹脂であってもよい。この混合状態のエポキシ樹脂は、例えば、第1のエポキシ樹脂と第2のエポキシ樹脂とを、第1のエポキシ樹脂の軟化点を超える温度で加熱し、混合することによって得られる。
第1のエポキシ樹脂は、複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれている。第1のエポキシ樹脂の配合比率が10重量部未満の場合、複合エポキシ樹脂全体に占める割合が小さく、第1のエポキシ樹脂の低粘度化及び液状化によるセルフアライメント効果が十分に得られない。第1のエポキシ樹脂の配合比率が75重量部を超える場合、第2のエポキシ樹脂との加熱混合後の状態で流動性が低く、ペースト化が困難となった。
硬化剤は、チオール系化合物、変性アミン系化合物、多官能フェノール系化合物、イミダゾール系化合物、酸無水物系化合物などを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
硬化剤は、チオール系化合物、変性アミン系化合物、多官能フェノール系化合物、イミダゾール系化合物、酸無水物系化合物などを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。はんだペーストの使用環境や用途に応じて、好適なものが選択される。
また、このはんだペーストには、更に、粘度調整のため、もしくはチクソトロピー性を付与するための添加剤を含むことができる。添加剤としては、様々な無機系あるいは有機系の材料を用いることができる。無機系材料としては、例えばシリカ、アルミナなどが用いられる。有機系材料としては、例えば低分子量のアミド化合物、ポリエステル系樹脂、ヒマシ油の有機誘導体などが用いられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。さらに粘度を下げるためにエポキシ樹脂が可溶な溶剤類の添加も可能であるが、この場合、補強樹脂の強度低下が懸念されるため使用する場合には強度低下に注意して用いる。
本開示の好ましい一態様において、はんだペーストに含まれる材料の配合は、エポキシ樹脂全体100重量部あたり、はんだ粉末が100〜700重量部、硬化剤成分が5〜30重量部である。ただし、本開示はこの配合比率に限定されない。
本実施の形態1に係るはんだペーストを使用した部品の実装工程について、図1A、図1B、図1C、図1D、図1E、図2A、図2B、図2Cを用いて説明する。
(a)まず、部品4の電極6にはんだバンプ5を形成すると共に、基板1の電極2にはんだペーストを供給する(図1A)。図1Aは、部品4の搭載前に、基板1の電極2に、はんだペースト3を供給した状態を示す概略断面図である。部品4としては、例えば、CSPパッケージ4である。このはんだペースト3は、はんだ粉末と、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂と、その硬化剤を必須成分として構成されている。第1のエポキシ樹脂は、はんだ粉末の融点より10℃以上低い軟化点を有し、複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれている。また、はんだペースト3は、例えば、スクリーン印刷や転写方法などによって供給してもよい。さらに、はんだバンプ5がCSPパッケージ4の電極6上に搭載されている。なお、ここでは電極6にはんだバンプ5を設けているが、これに限られず、はんだメッキであってもよい。また、ここでは基板1の電極2にはんだペースト3を供給しているが、部品のCSPパッケージ4の電極6上にはんだペースト3を設けてもよい。
(b)次に、部品と基板との位置合わせを行う(図1B)。この場合に、この実施の形態1では、部品の位置ずれが生じた場合を一例として挙げている。図1Bは、部品と基板との位置合わせで部品の位置ずれが生じた状態を示す概略断面図である。部品4の位置ずれは、例えば、図2Aの概略図で、はんだバンプ5の中心線Bと、基板1の電極上のはんだペースト3の中心線Aとのずれで表される。
(c)次いで、リフロー炉ではんだペーストの第1のエポキシ樹脂の軟化点を超えて加熱する(図1C)。図1Cは、リフロー炉などで加熱し、加熱温度がはんだペーストの第1のエポキシ樹脂の軟化点を超えた時点の加熱状態を示す概略断面図である。第1のエポキシ樹脂がその軟化点で低粘度化することで、低粘度化し液状化した複合エポキシ樹脂がはんだバンプ5及び基板1の電極2の表面に濡れ広がる。これにより、低粘度化し液状化した複合エポキシ樹脂によって、はんだバンプ5の中心線が、基板1の電極2の中心線に近づくように動く、いわゆるセルフアライメント効果を得ることができる。
(d)その後、はんだペーストのはんだ粉末の融点を超えて加熱する(図1D)。図1Dは、加熱温度がはんだ粉末の融点を超えた時点の加熱状態を示す概略断面図である。はんだ粉末が溶融後、溶融はんだが基板1の電極2と、はんだバンプ5とに濡れ広がることで、さらに、はんだバンプ5の中心が基板1の電極2の中心に近づくように動く、いわゆるセルフアライメント効果が得られる。これによって、部品であるCSPパッケージ4がほぼ正規の位置へとアライメントされて実装される。また、はんだ粉末が溶融後に電極に濡れ広がる際に、複合エポキシ樹脂7は、はんだ粉末と分離して、溶融はんだ8の周囲を覆う。
(e)以上によって、部品であるCSPパッケージ4が基板1に実装された実装構造体が得られる(図1E)。図1Eは、実施の形態1に係る実装構造体10の構成を示す概略断面図である。なお、図1Eでは、図1Dと同様にはんだバンプ5と溶融はんだ8とを分離して示しているが、両者が一体化したはんだ接合部9となっている状態であってもよい。
このように本開示のはんだペーストを用いた実装工程によれば、第1のエポキシ樹脂の軟化、低粘度化による複合エポキシ樹脂の低粘度化によるセルフアライメント効果によって、はんだが溶融する前に部品がアライメントされる。その後、はんだ粉末の溶融によるセルフアライメント効果も得られるため、2回のセルフアライメント効果により大きなセルフアライメント性が得られるという効果を有する。
図2Aは、はんだペースト3上に、はんだバンプ5を搭載した直後の状態を示す模式図である。図2Aは、図1A及び図1Bの工程に相当する。なお、ここでは意図的にはんだペースト3の中心線Aとはんだボールバンプの中心線Bとをずらして搭載している。
図2Bは、リフロー炉などで加熱し、はんだペースト3の温度が、第1のエポキシ樹脂の軟化点を超えた時点の加熱状態を示す模式図である。この図2Bは、図1Cの工程に相当する。はんだが溶融する前に、複合エポキシ樹脂の低粘度化のみではんだバンプの中心線Bが、はんだペーストの中心線Aに近づくようにアライメントされる効果が見られ、本開示の効果が裏づけされる。この図では、はんだバンプの中心線Bが、はんだペーストの中心線Aにほぼ一致するように、部品がアライメントされている。
図2Cは、加熱温度がはんだ粉末の融点を超えた時点の加熱状態を示す模式図である。この図2Cは、図1Dの工程に相当する。はんだ粉末が溶融後、基板電極2とはんだバンプ5とに濡れ広がることで、溶融はんだによるセルフアライメント効果が働き、さらにはんだバンプ5の中心線Bがはんだペースト3の中心線Aに近づくように動く。なお、はんだ粉末が溶融後に電極に濡れ広がる際に、複合エポキシ樹脂7ははんだ粉末から分離して、溶融はんだ8の周囲を覆う。
図1Eは、実施の形態1に係る実装構造体10の構成を示す概略断面図である。
この実装構造体10は、複数の電極2を有する基板1と、電極6を有する部品4と、電極2と電極6との間を接続するはんだ5及びはんだ8と、はんだ8の周囲の少なくとも一部を覆い、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂が硬化した硬化エポキシ樹脂7と、を備える。また、第1のエポキシ樹脂は、はんだ8の融点より10℃以上低い軟化点を有し、複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれる。
この実装構造体は、図1A、図1B、図1C、図1D、図1E、図2A、図2B、図2Cに示す実装工程によって得られる。つまり、はんだ粉末と、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂と、その硬化剤を必須成分として構成されたはんだペーストを用いる。第1のエポキシ樹脂は、はんだ粉末の融点より10℃以上低い軟化点を有し、複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれている。
このはんだペーストを用いた実装工程において、まず、はんだペースト中のはんだ粉末の融点より低い温度であって、第1のエポキシ樹脂の軟化点より高い温度で加熱する。これによって、第1のエポキシ樹脂の軟化、低粘度化による複合エポキシ樹脂の低粘度化によるセルフアライメント効果によって、はんだが溶融する前に部品がアライメントされる。次に、はんだペースト中のはんだ粉末の融点を超える温度で加熱する。これによって、はんだ粉末の溶融によるセルフアライメント効果も得られる。2回のセルフアライメント効果によって大きなセルフアライメント性を有する実装構造体が得られる。
<はんだ付け用フラックス>
実施の形態2に係るはんだ付け用フラックスは、実施の形態1に係るはんだペーストと対比すると、はんだ粉末を含まない点で相違する。このはんだ付け用フラックスは、複合エポキシ樹脂と硬化剤とを必須成分として構成される。また、必要に応じ、はんだ及び基板、部品電極の酸化膜を除去するための有機酸や、粘度調整剤が含まれる。はんだ付け用フラックスは、主に、はんだバンプやはんだメッキが備わった部品及び基板電極のはんだ付けに用いられるが、特に用途は限定されない。
本実施の形態2に係るはんだ付け用フラックスを使用した部品の実装工程について、図4A、図4B、図4C、図4D、図4Eを用いて説明する。
(a)まず、部品4の電極6にはんだバンプ5を形成すると共に、基板1の電極2にはんだ付け用フラックス13を供給する(図4A)。図4Aは、部品4の搭載前に、基板1の電極2にはんだ付け用フラックス13を供給した状態を示す概略断面図である。
(b)次に、部品と基板との位置合わせを行う(図4B)。この場合に、この実施の形態2では、部品の位置ずれが生じた場合を一例として挙げている。図4Bは、部品と基板との位置合わせで部品の位置ずれが生じた状態を示す概略断面図である。
(c)次いで、リフロー炉ではんだ付け用フラックスの第1のエポキシ樹脂の軟化点を超えて加熱する(図4C)。図4Cは、リフロー炉などで加熱し、加熱温度がはんだペーストの第1のエポキシ樹脂の軟化点を超えた時点の加熱状態を示す概略断面図である。第1のエポキシ樹脂がその軟化点で低粘度化することで、低粘度化し液状化した複合エポキシ樹脂がはんだバンプ5及び基板1の電極2の表面に濡れ広がる。これにより、低粘度化し液状化した複合エポキシ樹脂によって、はんだバンプ5の中心線が、基板1の電極2の中心線に近づくように動く、いわゆるセルフアライメント効果を得ることができる。
(d)その後、はんだバンプの融点を超えて加熱する(図4D)。図4Dは、加熱温度がはんだバンプの融点を超えた時点の加熱状態を示す概略断面図である。はんだバンプが溶融後、溶融はんだ5が基板1の電極2に濡れ広がることで、さらに、はんだバンプ5の中心が基板1の電極2の中心に近づくように動く、いわゆるセルフアライメント効果が得られる。これによって、部品であるCSPパッケージ4がほぼ正規の位置へとアライメントされて実装される。この場合に複合エポキシ樹脂7は、溶融はんだ5の周囲を覆う。
(e)以上によって、部品であるCSPパッケージ4が基板1に実装された実装構造体10aが得られる(図4E)。図4Eは、実施の形態2に係る実装構造体10aの構成を示す概略断面図である。この実装構造体10aは、複数の電極2を有する基板1と、電極6を有する部品4と、電極2と電極6との間を接続するはんだバンプ5と、はんだバンプ5の周囲の少なくとも一部を覆う硬化エポキシ樹脂と、を有する。
このように本開示のはんだ付け用フラックスによれば、第1のエポキシ樹脂の軟化、低粘度化による複合エポキシ樹脂の低粘度化によるセルフアライメント効果によって、はんだが溶融する前に部品がアライメントされるため、より大きなセルフアライメント性が得られるという効果を有する。
図4Eは、実施の形態2に係る実装構造体10aの構成を示す概略断面図である。
この実装構造体10aは、複数の第1電極2を有する基板1と、第2電極6を有する部品4と、第1電極2と第2電極6との間を接続するはんだ5と、はんだ5の周囲の少なくとも一部を覆い、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂が硬化した硬化エポキシ樹脂7と、を備える。また、第1のエポキシ樹脂は、はんだ5の融点より10℃以上低い軟化点を有し、複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれる。
ここでは、まず、一実施例である、はんだペーストの作製例を説明する。更に、はんだペーストを用いてCSPパッケージを基板に実装する実装工程を説明する。
<はんだペースト>
はんだ粉末として、25Sn―55Bi―20In組成の球形粒子を用いた。このはんだ粉末の平均粒径(数平均粒径)は、25μmであり、融点は96℃であった。
また、第1のエポキシ樹脂成分として、ナフタレン型エポキシ樹脂であるDIC製「HP−4770」を用いた。第2のエポキシ樹脂成分として、ビスフェノールF型エポキシ樹脂である三菱化学製「806」を用いた。イミダゾール系硬化剤として、四国化成工業製「2P4MHZ」を用いた。はんだ粉末の融点が96℃であることから、第1のエポキシ樹脂の軟化点は、86℃以下である必要がある。
また、はんだ粉末の酸化膜除去のための有機酸としてグルタル酸を用いた。
また、粘度調整剤として、ヒマシ油系添加剤、エレメンティス・ジャパン製「THIXCIN R」を用いた。
a)この実施例1に係るはんだペーストの作製にあたっては、まず、はんだ付け用フラックスを作製した後、はんだ付け用フラックス中にはんだ粉末を添加し、混練することによって作製した。ここではこのはんだ粉末100重量部に対してフラックス成分の添加量を定義している。
b)上記ナフタレン型エポキシ樹脂20重量部と、上記ビスフェノールF型エポキシ樹脂30重量部とを150℃で混合しながら加熱した後、室温に冷却後、ナフタレン型エポキシ樹脂とビスフェノールF型エポキシ樹脂とが均一に混合された液状のエポキシ樹脂を得た。これにチクソトロピー性付与剤を1重量部添加し、150℃で加熱撹拌することでチクソトロピー性付与剤を溶解させ、室温に放冷した。さらに、イミダゾール系硬化剤を5重量部、グルタル酸を5重量部添加し、真空プラネタリミキサで10分間混練することではんだ付け用フラックスを得た。
c)次いで、上記はんだ付け用フラックス中に、はんだ粉末100重量部を添加し、真空プラネタリミキサで20分間混練することではんだペーストを得た。
次に、上記のようにして作製したはんだペーストを用いてチップ抵抗器を基板に実装する実装工程を説明する。
(1)このはんだペーストを、φ0.28mmの配線基板の電極に開口径φ0.28mm、厚み0.08mmのメタルマスクを介して印刷した。次いで、配線基板上にBGA型CSPパッケージ(0.5mmピッチ、11mm角サイズ)をマウントし、150℃に設定したリフロー炉に6分間通炉することにより、BGA型CSPパッケージの配線基板上へのはんだ付けを行った。
(2)その結果、はんだ粒子が溶融し、一体化して金属の塊とCSPパッケージのはんだバンプと基板電極との間ではんだ接合部を形成し、その周囲をエポキシ樹脂層が取り囲む状態が形成された。
次に、はんだペーストを用いた実装工程において、部品のセルフアライメント性評価は、以下の要領で行った。BGA型CSPパッケージを正規の位置からX方向又はY方向いずれかに0.15mm以上ずらして搭載する。リフロー炉で150℃×6分加熱後、
ずれ量が0.05mm未満(0.1mm以上正規の位置方向へ戻ったもの)を◎、
ずれ量が0.05mm以上0.10未満(0.05mm以上0.1mm未満だけ正規の位置方向へ戻ったもの)を○、
ずれ量が0.10mm以上(0.05mm未満正規の位置方向へ戻ったもの)を×、
として評価した。なお、◎を合格、○を許容範囲とし、×を不合格とした。
実施例1と同様に、実施例2〜10、比較例1〜5、従来例のはんだペーストを作製し、このはんだペーストを用いた実装工程を行って、上記方法によって部品のセルフアライメント性を評価した。各実施例、比較例で用いた25℃で固形の第1のエポキシ樹脂成分の種類と配合量及び軟化点、組成25Sn―55Bi―20Inのはんだ粉末の融点である96℃における第1のエポキシ樹脂の粘度、セルフアライメント性の評価結果を表1にまとめた。なお、25℃で液状の第2のエポキシ樹脂としては、実施例1と同じビスフェノールF型エポキシ樹脂を用いた。従来例では25℃で固形の第1のエポキシ樹脂は含まれず、第2のエポキシ樹脂としては実施例1と同じビスフェノールF型樹脂単体を使用した。また、硬化剤や有機酸、粘度調整剤などその他成分も実施例1と同じ物質を用いた。
実施例1〜4と比較例1との比較、及び、実施例5〜7と比較例2との比較により、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂の配合比率が複合エポキシ樹脂100重量部に対し、10〜75重量部の材料では、セルフアライメント性が許容範囲内であることが分かった。一方で、第1のエポキシ樹脂の配合比率が5重量部では許容範囲から外れることが分かった。また、従来例では、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂が全く含まれておらず、セルフアライメント性も許容範囲外であった。また、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂の配合比率が多いほど、セルフアライメント性は向上することが分かった。これは、実施例8と実施例9の評価結果からも支持される。
また、複合エポキシ樹脂100重量部に対する25℃で固形の第1のエポキシ樹脂の配合比率が80重量部以上は、第2のエポキシ樹脂であるビスフェノールF型エポキシ樹脂との加熱混合後の状態で流動性が低く、ペースト化が困難となった。
また、実施例1、6、8、10と比較例3、4との比較により、セルフアライメント性が許容範囲に入るためには、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂の軟化点は、はんだ粉末の融点より10℃以上低い温度であることが必要であることが分かった。これは、はんだ粉末の溶融より低い温度で固形の第1のエポキシ樹脂が軟化しないと、第1のエポキシ樹脂の軟化によるセルフアライメント性向上が発揮できないためであると考えられる。
2 配線基板の電極
3 はんだペースト
4 CSPパッケージ
5 はんだバンプ
6 CSPパッケージの電極
7 分離した複合エポキシ樹脂
8 分離したはんだ
9 一体化したはんだ
10、10a 実装構造体
17 熱硬化性樹脂
A はんだペーストの中心線
B はんだバンプの中心線
Claims (10)
- はんだ粉末と、
25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
を備え、
前記第1のエポキシ樹脂は、前記はんだ粉末の融点より10℃以上低い軟化点を有し、前記複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれている、はんだペースト。 - 前記複合エポキシ樹脂は、25℃で固体の前記第1のエポキシ樹脂が、25℃で液体の前記第2のエポキシ樹脂に溶解しており、25℃で液状の混合エポキシ樹脂である、請求項1に記載のはんだペースト。
- 前記第1のエポキシ樹脂は、前記はんだ粉末の融点での粘度が2Pa・s以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のはんだペースト。
- 前記はんだ粉末は、SnおよびBiを含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のはんだペースト。
- 基板の電極と、前記基板に実装する部品の電極との少なくとも一方の電極にはんだが設けられた前記基板の電極と前記部品の電極とをはんだ接合するために用いられるはんだ付け用フラックスであって、
25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂と、
硬化剤と、
を備え、
前記第1のエポキシ樹脂は、前記基板の電極と、前記部品の電極との少なくとも一方の電極に設けられた前記はんだの融点より10℃以上低い軟化点を有し、前記複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれる、はんだ付け用フラックス。 - 前記複合エポキシ樹脂は、25℃で固体の前記第1のエポキシ樹脂が、25℃で液体の前記第2のエポキシ樹脂に溶解しており、25℃で液状の混合エポキシ樹脂である、請求項5に記載のはんだ付け用フラックス。
- 前記第1のエポキシ樹脂は、前記基板の電極と、前記部品の電極との少なくとも一方の電極に設けられた前記はんだの融点での粘度が2Pa・s以下である、請求項5又は6に記載のはんだ付け用フラックス。
- 複数の第1電極を有する基板と、
第2電極を有する部品と、
前記第1電極と前記第2電極との間を接続するはんだと、
前記はんだの周囲の少なくとも一部を覆い、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂を硬化させた硬化エポキシ樹脂と、
を備え、
前記第1のエポキシ樹脂は、前記はんだの融点より10℃以上低い軟化点を有し、前記複合エポキシ樹脂全体の100重量部に対し、10重量部〜75重量部の範囲で含まれている、実装構造体。 - 基板上の複数の第1電極と、前記基板に実装する部品の第2電極との少なくとも一方の電極上に、請求項1から4のいずれか一項に記載のはんだペーストを設ける工程と、
前記基板上の複数の第1電極と、前記部品の第2電極とを、前記はんだペーストを介して配置する工程と、
前記はんだペーストを前記第1のエポキシ樹脂の軟化点以上の温度に加熱し、その後、前記はんだ粉末の融点以上の温度に加熱して、前記はんだペーストを、前記第1電極と前記第2電極との間を接続するはんだと、前記はんだの周囲の少なくとも一部を覆い、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂を硬化させた硬化エポキシ樹脂とに分離して、前記基板上の複数の第1電極と、前記部品の第2電極とを、はんだ接合する工程と、
を含む、前記複数の第1電極を有する前記基板と、前記第2電極を有する前記部品と、前記第1電極と前記第2電極との間を接続する前記はんだと、前記はんだの周囲の少なくとも一部を覆う前記硬化エポキシ樹脂と、を有する実装構造体の製造方法。 - 基板上の複数の第1電極と、前記基板に実装する部品の第2電極との少なくとも一方の電極上にはんだを設ける工程と、
前記基板上の複数の第1電極と、前記基板に実装する部品の第2電極との少なくとも一方の電極上に請求項5から8のいずれか一項に記載のはんだ付け用フラックスを設ける工程と、
前記基板上の複数の第1電極と、前記部品の第2電極とを、前記はんだと前記はんだ付け用フラックスとを介して配置する工程と、
前記はんだ及び前記はんだ付け用フラックスを前記第1のエポキシ樹脂の軟化点以上の温度に加熱し、その後、前記はんだの融点以上の温度に加熱して、前記はんだを、前記第1電極と前記第2電極との間を接続するはんだとすると共に、前記はんだ付け用フラックスを前記はんだの周囲の少なくとも一部を覆い、25℃で固形の第1のエポキシ樹脂と25℃で液状の第2のエポキシ樹脂とを含む複合エポキシ樹脂を硬化させた硬化エポキシ樹脂として、前記基板上の複数の第1電極と、前記部品の第2電極とを、はんだ接合する工程と、
を含む、前記複数の第1電極を有する前記基板と、前記第2電極を有する前記部品と、前記第1電極と前記第2電極との間を接続する前記はんだと、前記はんだの周囲の少なくとも一部を覆う前記硬化エポキシ樹脂と、を有する実装構造体の製造方法。
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