JP4000606B2

JP4000606B2 - はんだコート形成方法

Info

Publication number: JP4000606B2
Application number: JP21684296A
Authority: JP
Inventors: 孝志荘司; 丈和堺; 武夫倉本
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Showa Denko KK
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2016-07-30
Also published as: JPH1051119A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、金属露出部に選択的に形成した嵩高いはんだコートを形成する方法、特に部品を組み立てる際に、コートされたはんだが嵩高いものであっても余分な流れの少ないはんだコートの形成方法及び嵩高いはんだコートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年プラスチック基板（フィルムもある）、セラミック基板、あるいはプラスチック等をコートした金属基板等の絶縁基板上に、適当な方法により電子回路を形成したプリント配線板（プリント基板あるいは印刷配線板とも言う）が開発され、その配線面上にＩＣ素子、半導体チップ、抵抗、コンデンサー等の電子部品をはんだ付けして電子機器を構成させる手段が広く採用されている。
【０００３】
ところで、上記実装電子機器の製造においては、電子部品のリード端子を所定のパッドにはんだ付けするためには、前記パッド面にあらかじめはんだ薄層を形成するか、あるいは該リードの端子側にはんだコートを形成するか、または両者にはんだコートしたものを用いるのが普通である。
【０００４】
このはんだコート（はんだ薄層）を形成するためには、メッキ法、はんだ浴ディップ法（浸漬法）あるいははんだ粉末のペーストを印刷する方法などが行われてきたが、実装密度の向上に伴い、要求されるはんだコートする部分はますます微細となり、作業効率、オンスペック率の向上と共に電子部品の小型化、パターンの小型化の要求のためこれらの方法では対応が困難になりつつある。
【０００５】
これら従来のはんだコート形成法の中で電子部品の小型化に対応して高精細なはんだコートに適用可能な方法としてはメッキ法がある。
メッキ法には電解メッキ、無電解メッキがあるが、実際の電子部品のはんだコートの対象部分は、それぞれが独立した部分として存在する場合が多く、電解メッキの適用は電気導通の点で困難を伴うことが多い。一方、無電解メッキは上記電解メッキにおける電気導通の問題点は解決されるが、得られるはんだ薄層の厚さが薄く、必要な厚さを得ることが困難であるという技術上の問題がある。
【０００６】
また表面をフラックスでコーティングしたはんだ粉末を静電塗装法により対象部分に付着させる方法（特開平３−５０８５３号）の提案があるが、この方法ではまだ高精度の微細パターンを得ることは容易でない。
【０００７】
さらにはんだコート対象部分にフラックスを印刷、塗布し、その上にはんだ粉末を付着させた後、はんだの融点以上に加熱して溶融させ、このはんだ溶融面上に気体を吹きつけてレベリングを行い、はんだコートを形成する方法（特開平４−１０６９４号）の提案がある。この方法においては高精度でもって対象部にフラックスを印刷することが困難なだけでなく、はんだ融液のレベリングの際に微小間隔のパターンのブリッジの危険もあり、高度の熟練した作業が要求されている。
【０００８】
なお実装電子機器においては、はんだコート層が薄いものを必要とするものの要求がある反面、最近ははんだコート層の嵩高い（例えば６０ミクロン以上、５００ミクロン位まで）コーティングを要求するものがあるなどバラエティーにとんだ要求がある。この場合厚さのバラツキとしては１０％以内と高い均一度が要求されている。この嵩高いコーティングの要望に対しては粒子径の大きいはんだ粉末を使用すれば作業は簡単になるが、コート面の厚さの均一度が低下して問題があり使用不可能である。粒子径の小さいはんだ粉末を使用すれば技術的にはさほど問題はないが、多数回のコーティング工程を必要とすること、また端子の接続を行う際に部品同士を圧着することにより行われるが、単にはんだコートを嵩高くするだけでは接続時にはんだの余分な流れが発生し易く、ブリッジングや、リークの原因となる危険が高かった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
電子部品等において、はんだコートすべき部分の微細化に伴ってその精度を向上させるため種々検討した結果、はんだコートすべき金属露出部のみに選択的に粘着性を付与し、はんだ粉末を付着させ、これを加熱、溶融してはんだコートすることにより、精度の高いはんだコートを得ることがわかった。
本発明は、そのはんだコート層が、嵩高いはんだコートであり、厚さの均一性が高く、できるだけ少ない回数のコーティング工程でできること、かつこのはんだコートが、嵩高くとも接続時に余分な流れの少ないはんだコート層を形成できる方法の開発を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、
［１］はんだコートすべき金属露出部のみに選択的に粘着性を付与し、該粘着部に溶融後の金属粉を含むはんだ層の厚さの、６０〜１００％の平均粒径の金属粉を付着させ、金属粉を固着させた後、さらに金属粉を加熱固着した金属粉表面を含む面に選択的に粘着性を付与し、該金属粉表面を含む該粘着部にはんだ粉末を付着させ、加熱溶融し嵩高なはんだコートを形成することを特徴とするはんだコート形成方法、
［２］絶縁体面上にプリント、メッキなどにより形成されたはんだ層上に選択的に粘着性を付与し、該粘着部に溶融後の金属粉を含むはんだ層の厚さの、６０〜１００％の平均粒径の金属粉を付着させ、さらに金属粉を加熱固着した金属粉表面を含む金属層に選択的に粘着性を付与し、該金属粉表面を含む該粘着部にはんだ粉末を付着させ、加熱溶融し嵩高なはんだコートを形成することを特徴とするはんだコート形成方法、
［３］はんだコートすべき金属露出部のみに選択的に粘着性を付与し、該粘着部にはんだ粉末を付着させた後、これを加熱溶融して第１層のはんだコートを形成し、ついで第１層のはんだコート表面に選択的に粘着性を付与し、該粘着部に溶融後の金属粉を含むはんだ層の厚さの、６０〜１００％の平均粒径の金属粉を付着させ、これを加熱して金属粉を固着させ、さらに金属粉を固着した金属粉表面を含むはんだコート表面に選択的に粘着性を付与し、該金属粉表面を含む該粘着部にはんだ粉末を付着させ、加熱溶融し嵩高なはんだコートを形成することを特徴とするはんだコート形成方法、
［４］粘着性を付与する手段として、金属露出部を有する電子部品をナフトトリアゾール系誘導体、ベンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、ベンゾイミダゾール系誘導体、メルカプトベンゾチアゾール系誘導体及びベンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体の少なくとも一種を含む溶液に浸漬処理または塗布処理することにより、粘着性を付与する上記［１］〜［３］のいずれかに記載の嵩高なはんだコートを形成するはんだコート形成方法、
［５］粘着性を付与する手段が、処理温度３０〜６０℃、処理時間５ｓｅｃ〜３０ｍｉｎで処理する上記［１］〜［３］のいずれかに記載の嵩高なはんだコートを形成するはんだコート形成方法、及び
［６］酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下のはんだ粉末を使用する上記［１］〜［３］いずれかに記載の嵩高なはんだコートを形成するはんだコート形成方法、を開発することにより上記の目的を達成した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の主たる利用分野にある電子部品としては、シリコンウエハのバンプ、ＢＧＡ（ポール・グリッド・アレイ）、ＤＩＰ（デュアル・インライン・パッケージ）、ＳＩＰ（シングル・インライン・パッケージ）、ＰＧＡ（ピン・グリッド・アレー）、ＳＯＰ（スモール・オンライン・パッケージ）、ＱＦＰ（クワッド・フラット・パッケージ）、ＴＡＢ（テープ・オートメーテッド・パッケージ）等の各種パッケージ等、はんだコートが必要とされる一般の電子部品を挙げることができる。
本発明は、これらに限らず、金属露出部を有し、その部分のみに圧着しても流れが少なく、微細精密な嵩高いはんだコートが必要とされる場合に利用することができる。以下電子部品を例に説明する。
【００１２】
これら電子部品のリードフレームを形成する金属としては、ほとんどの場合４２アロイ（ニッケル４０％、鉄６０％）またはスズ添加銅で作られているが、本発明の粘着性付与化合物（ナフトトリアゾール系誘導体、ベンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、ベンゾイミダゾール系誘導体、メルカプトベンゾチアゾール系誘導体及びベンゾチアゾールチオ脂肪酸等）に対して好ましい金属材料であるが、これに限らず銅など他の金属であってもよい。またはんだコートする部分は金属部分の全面であっても一部分であってもよい。
【００１３】
本発明においては、金属露出部に粘着性を付与し、この面に金属粉を付着させ、これを該金属面に固着させ、再度該金属粉を付着させた金属露出部に粘着性を付与し、この粘着部にはんだ粉末を付着させ加熱溶融することにより、嵩高い、かつ流れの少ないはんだコート層を形成させる方法である。
本発明方法の適用できるものとしては、電子部品などの表面に金属露出部があり、この露出部に嵩高いはんだコートが必要とされる場合に適用できる。また金属露出部として、電子部品などの絶縁体上にプリントまたはメッキなどのより形成された回路などの金属露出部であってもよい。
【００１４】
この場合、金属露出部に直接金属粉を付着させた後、電子部品全体を高温度に加熱し、シンタリングすることにより固着させてもよいが、電子部品の耐熱性が低い場合には、電子部品全体の高温の処理をしないように、金属露出部を一旦あらかじめ融点の低いはんだなどのコーティングを行い、この面に金属粉を固着するようにすることが好ましい。このはんだコーティングは、従来はんだコートに使用されてきた、メッキ法、はんだ浴ディップ法、はんだ粉末の静電塗装法などによって形成されたはんだ回路などに対して使用してもよい。また金属露出部に粘着性を付与し、これにはんだ粉末を付着させ、加熱溶融したはんだコート面であってもよい。
このような嵩高いはんだコートをする金属露出部に選択的に粘着性を付与し、該粘着部に金属粉を付着させ、これを加熱して金属粉を固着させ、さらに金属粉を固着した金属粉表面を含む金属層に選択的に粘着性を付与し、該金属粉表面を含む該粘着部にはんだ粉末を付着させ、加熱溶融することにより効率的に嵩高なはんだコートを形成することができる。
【００１５】
以下金属露出部に粘着性を付与し、これにはんだ粉末を付着させ、加熱溶融し第１層のはんだ層を形成し、その後金属粉を固着し、はんだ粉末を付着溶融加熱するはんだコート形成法を代表して説明する。
本発明で使用する粘着性付与化合物としては、金属と作用して粘着性を発現する化合物であれば限定はないが、例えば一般式（１）で表されるベンゾトリアゾール系誘導体、
【化１】

一般式（２）で表されるナフトトリアゾール系誘導体、
【化２】

一般式（３）で表されるイミダゾール系誘導体、
【化３】

【００１６】
一般式（４）で表されるベンゾイミダゾール系誘導体
【化４】

一般式（５）で表されるメルカプトベンゾチアゾール系誘導体
【化５】

一般式（６）で表されるベンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体
【化６】

などを挙げることができる。
【００１７】
これらの化合物として、一般式（１）で示されるベンゾトリアゾール系誘導体としてはＲ₁ は水素原子でもよいが、一般には炭素数の多いアルキル基のほうが粘着性が強いようである。
一般式（３）及び一般式（４）で示されるイミダゾール系誘導体及びベンゾイミダゾール系誘導体のＲ₄ 、Ｒ₅ 、Ｒ₆ およびＲ₇ のアルキル基またはアルキルチオ基においては一般には炭素数の多いほうが粘着性が強いので好ましい。
一般式（６）で示されるベンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体においては、Ｒ₁₀は炭素数１または２が好ましい。
【００１８】
該粘着性付与化合物の少なくとも一つを水に溶解し、酸性、好ましくはｐＨ３〜５程度の微酸性に調整して用いる。酸性の調整に際して通常は塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸を使用することができる。また有機酸としては、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸等が使用できる。これより低濃度にすると粘着性薄膜の生成が不十分となり、性能上好ましくない。粘着性付与処理は、はんだコートすべき金属露出部に該溶液を塗布するか、該溶液に浸漬することにより行う。
該粘着性付与化合物の濃度は厳しく限定はされないが溶解性、使用状況に応じて適宜調整して用いるが、好ましくは全体として０．０５重量％乃至２０重量％くらいのものが使用しやすい。
【００１９】
処理温度は室温よりは若干加温したほうが粘着性膜の生成速度、生成量もよく、粘着性付与化合物濃度、金属の種類などにより変わり限定的でないが、一般的には３０℃乃至６０℃位の範囲が好適である。浸漬時間は限定的でないが、作業効率から５秒乃至３０分間位の範囲になるように他の条件を調整することが好ましい。
なおこの場合、はんだコート形成用液中に銅イオンとして２０〜５０００ｐｐｍ、好ましくは５０〜１０００ｐｐｍを共存させるときは粘着性膜の生成速度、生成量などの生成効率が高まるので好ましい。
【００２０】
処理すべき電子部品全体を浸漬する場合などにおいては、はんだコートの対象となる部分以外の金属部分ははんだコート形成用溶液と接しないようにモールディング樹脂等で覆われた状態にしておいてから、はんだコート形成用液で処理する。
ここで使用する前述の粘着性付与化合物を含む溶液中に浸漬または塗布すると、金属露出表面に粘着性付与化合物が付着して粘着性を示す。
これを水洗、乾燥することにより処理した金属露出面が粘着性のある表面となった電子部品が得られる。この電子部品にはんだ粉末をふりかけ、粘着面に付着させ、余分のはんだ粉末を除いた後加熱し、該はんだ粉末を溶融しレベリングして第１層のはんだコートを形成させる。この際に使用するはんだの材質としては共晶、銀入り、ビスマス入りはんだ等用途により任意に選択できる。
【００２１】
このはんだコート形成用液は、はんだ面に対しても粘着面を形成するので、はんだ層が要求の厚さに達しないときは、二回以上の複数回処理をすることにより目的とする厚さのはんだコートとすることができる。
付着させるはんだ粉末の粒形は球形粉、異形粉の何れでも良いが、好ましくは球形に近い方がはんだブリッジが起こりにくいので良い。酸素濃度に付いては低い方がはんだの溶融性が良く、１０００ｐｐｍ以下であれば使用できるが、望ましくは３００ｐｐｍ以下である。
スルーホールの内壁やビアホールでは、均一なはんだ層を形成する為にホールの内径が小さいほどはんだ粉末の粒径を小さくすることが好ましい。
【００２２】
このように第１層のはんだコート層ができたら、次に第１層のはんだコート層と同様にして該第１層のはんだコート層表面に粘着性を付与し、この粘着部に金属粉末を付着させる。この金属粉末が第１層のはんだコート層に固着させるため加熱するが、はんだ層が必ずしも溶融するまで加熱する必要はなく、金属粉末が次の粘着性を付与する工程ではんだコート層から落ちなければ良いのであって融着でなくシンタリング程度であっても構わない。
【００２３】
本発明で使用できる金属粉としては、第１層のはんだコート上に用いる場合には、はんだコートの嵩高性を与えるため及び電子部品同士を圧着し接続を行う際にはんだの余分な流れを防止するために使用するものであるので、はんだ粉末より高融点の、通常、熱、電気の良導体であれば特に制限はない。第１層のはんだコートを用いない方法に使用する金属粉は、電子部品の耐熱性にもよるが、できるだけ低温度においてシンタリングする傾向を有する金属粉が好ましい。一般的には、銅、ニッケル、鉄、アルミニウムなどあるいはそれらを主体とした合金などの粉末が使用できる。金属粉の粒度は、必要とされるはんだ層の厚みにより変わるが、一般的にははんだ層の厚さと同じかそれよりは小さいことが必要であって、平均粒径が５００ミクロンφ以下、好ましくは３００ミクロンφ以下のものが好適に使用できる。できれば要求される溶融後の金属粉を含むはんだ層の厚さの、平均粒径６０〜１００％程度のものが接続時に余分の流れのすくないはんだ層を形成させるのに有利である。
【００２４】
第１層のはんだ層の上に金属粉末が固着できた時は、第１層のはんだコート層作成と同様にして、このものに更に粘着層を付与させる工程を行い、金属粉末を固着した第１層のはんだコート層の表面に粘着層を形成させる。
その後第１層のはんだコート層と同様な工程により第１層のはんだコート層上の金属粉末表面をはんだで被覆する。この場合のはんだ粉末の粒度は、目的により第１層と同じか、または変わっていてもよいが、コーティングの条件は第１層のはんだコーティングと同じ条件であってよい。
【００２５】
本発明は電子部品等において嵩高なはんだコートを形成するのに、はんだコートすべき金属露出部に粘着性を付与し、そこにはんだ粉末を付着させ、同様な方法によりはんだコートに粘着性を付与し、金属粉末を固着し、更にその上をはんだコートで被覆することにより、嵩高であって、接続に際して、圧着しても余分な流れの起きにくい精密微細なはんだコートを形成させるという全く新規な手段を開発したものである。
【００２６】
本発明の実施においては粘着性物質は、はんだコート形成用液で処理された露出した金属表面部分（電子部品のリードフレーム部分等）、第１層のはんだコート部分あるいは金属粉を固着したはんだコート表面のみにしか生成しないため、電子部品に対して粘着性物質析出の位置合わせなどは不要であり、リードフレーム等のピッチが微細になってもこれに充分追随可能となった。
【００２７】
またはんだ粉末と金属粉末を順次粘着性物質に付着させ固着、溶融させる形式をとるため、金属粉末を含むはんだコートは、嵩高なはんだコートでありながらはんだ粉末や金属粉末の粒度を越えたブリッジの生成はなく、また接続に際して金属粉末がはんだの余分な流れを防ぐため、微細なはんだコートを簡単に形成することができる。
【００２８】
【実施例】
（実施例１）
一般式（３）のＲ₄ のアルキル基がＣ₁₁Ｈ₂₃、Ｒ₅ が水素原子であるイミダゾール系化合物の２重量パーセント水溶液を、酢酸によりｐＨを約４．５に調整し、はんだコート形成用液とした。該水溶液を４０℃に加温し、これに硫酸水溶液により前処理した
Ｃ−ＢＧＡ（セラミック・ボール・グリッド・アレイ）テスト基板バンプ（ピッチ１．０ｍｍ、ランド径０．５ｍｍ，バンプ数２１２）を５分間浸漬し、粘着性物質を生成させた。
【００２９】
次いで該Ｃ−ＢＧＡテスト基板を水洗し、乾燥した後、平均粒径約２５０ミクロンの銅粉末を振りかけ、余分の粉末は軽く振動を与えることにより除去し、窒素ガスを流している厚膜焼成炉でピーク温度６００℃で３分間プロファイルにて銅粉末を銅回路上にシンタリングさせた。この状態では銅粉末は基板に激しい振動を与えても固定されていることが確認できた。
【００３０】
更に、上記と同じはんだコート形成用液に、上記銅粉末を固着したＣ−ＢＧＡテスト基板を５分間浸漬し、銅粉末表面及び銅回路上に粘着性物質層を生成させ、乾燥後、平均径約３０ミクロンのＳｎ／Ｐｂ（Ｐｂ３７％）系共晶ハンダ粉末を振りかけ、余分な粉末はエアで吹き飛ばした。窒素気流中、１７０℃、３０秒間加熱しはんだ粉末を定着した後、水溶性フラックスを塗布し、酸素含有量５００ｐｐｍの窒素ガスを流しているリフロー炉で、予熱１５０℃、リフロー温度２４０℃ではんだ粉末を溶融した。熱水で洗浄した後コート厚さを測定したところ、バンプ高さ２７８ミクロン、σ＝２．６ミクロンの均一性の良いＣ−ＢＧＡを形成することができた。
【００３１】
このＣ−ＢＧＡは、はんだ層に比較的粗粒の銅粉末が含まれているため、加圧が必要な実装を行っても余分なはんだ流れが極めて少ないので、はんだのみのＣ−ＢＧＡよりも精密度の高い実装が可能となった。
この粘着性付与によるはんだコートをはんだ粉末だけで行う時ははんだ層の厚みを１００ミクロン以上とすることは困難であり、またσを５ミクロン以下にはならなかった。またクリームハンダで同様にはんだ層の厚みを約３００ミクロンとすることができても、σは１５ミクロン程度になり、本発明方法に比して精度が低かった。
【００３２】
（実施例２）
硫酸水溶液により前処理したＰ−ＢＧＡ（プラスチック・ボール・グリッド・アレイ）テスト基板バンプ（ピッチ１．０ｍｍ、ランド径０．５ｍｍ，バンプ数２１２）にメタルマスクを使用し、クリームはんだ（Ｐｂ３７％、残りＳｎ）を３００ミクロンの印刷膜厚を目標に印刷した。次いでリフロー炉で大気の雰囲気下で予熱１５０℃、リフロー温度２２０℃で溶融させた。更に表面をイソプロピルアルコールで洗浄、乾燥後、このはんだ層の厚さをユニオン光学（株）製ハイソメットで測定したところ、１１５ミクロンであった。
次いで実施例１で用いたものと同じはんだコート形成用液に、上記のプリンコートにより第１層はんだコートを形成したＰ−ＢＧＡテスト基板を７分間浸漬し、乾燥し、はんだコート層上に粘着性物質層を形成させた。これに平均径約２００ミクロンの銅粉末を振りかけ、余分の粉末は軽く振動を与えることにより除去し、酸素濃度５００ｐｐｍの窒素ガスを流しているリフロー炉でピーク温度２００℃で銅粉末を定着させた。この状態では銅粉末ははんだ層に完全に固着し、激しい振動を与えても固定されていることが確認できた。
【００３３】
更に、上記と同じはんだコート形成用液に、上記銅粉末を固着したＰ−ＢＧＡテスト基板を５分間浸漬し、銅粉末表面及び第１層のプリントはんだコート層上に粘着性物質を生成させ、乾燥後、平均径約３０ミクロンのＳｎ／Ｐｂ（Ｐｂ３７％）系共晶ハンダ粉末を振りかけ、余分な粉末はエアで吹き飛ばした。窒素気流中、１７０℃、３０秒間加熱しはんだ粉末を定着した後、水溶性フラックスを塗布し、酸素含有量５００ｐｐｍの窒素ガスを流しているリフロー炉で、予熱１５０℃、リフロー温度２４０℃ではんだ粉末を溶融した。熱水で洗浄した後コート厚さを測定したところ、バンプ高さ３２１ミクロン、σ＝３．２ミクロンの均一性の良いＢＧＡを形成することができた。
【００３４】
（実施例３）
実施例１と同様に、一般式（３）のＲ₄ のアルキル基がＣ₁₁Ｈ₂₃、Ｒ₅ が水素原子であるイミダゾール系化合物の２重量パーセント水溶液を、酢酸によりｐＨを約４．５に調整し、はんだコート形成用液とした。該水溶液を４０℃に加温し、これに硫酸水溶液により前処理したＰ−ＢＧＡ（プラスチック・ボール・グリッド・アレイ）テスト基板バンプ（ピッチ１．０ｍｍ、ランド径０．５ｍｍ，バンプ数２１２）を３分間浸漬し、粘着性物質を生成させた。
【００３５】
次いで該Ｐ−ＢＧＡテスト基板を水洗し、乾燥した後、平均粒径約３０ミクロンのＳｎ／Ａｇ（Ａｇ：３．５％、Ｓｎ：残り）はんだ粉末をふりかけ、余分のはんだ粉末をエアで吹き飛ばし、粘着性部物質分に選択的にはんだ粉末を付着させた。このＰ−ＢＧＡテスト基板を２００℃、３０秒ではんだ粉末を定着した後、水溶性フラックスを塗布し、酸素５００ｐｐｍ以下の窒素気流中、リフロー炉で温度１５０℃で２分間予熱した後２９５℃ではんだ粉末を溶融し、温度６０℃の熱水で洗浄してフラックスを除去し、テスト基板に第１層のはんだコート層を形成させた。この結果２５ミクロンの均一なはんだコート層が得られていることが確認できた。
【００３６】
次いで上記と同じはんだコート形成用液に、上記の第１層はんだコートを形成したＰ−ＢＧＡテスト基板を７分間浸漬し、乾燥し、はんだコート層上に粘着性物質層を形成させた。これに平均径約２５０ミクロンの銅粉末を振りかけ、余分の粉末は軽く振動を与えることにより除去し、窒素ガスを流しているリフロー炉でピーク温度２２０℃で銅粉末を定着させた。この状態では銅粉末ははんだ層に完全に固着し、激しい振動を与えても固定されていることが確認できた。
【００３７】
更に、上記と同じはんだコート形成用液に、上記銅粉末を固着したＰ−ＢＧＡテスト基板を５分間浸漬し、銅粉末表面及び第１層のはんだコート層上に粘着性物質を生成させ、乾燥後、平均径約３０ミクロンのＳｎ／Ｐｂ（Ｐｂ３７％）系共晶はんだ粉末を振りかけ、余分な粉末はエアで吹き飛ばした。窒素気流中、１７０℃、３０秒間加熱しはんだ粉末を定着した後、水溶性フラックスを塗布し、酸素含有量５００ｐｐｍの窒素ガスを流しているリフロー炉で、予熱１５０℃、リフロー温度２４０℃ではんだ粉末を溶融した。熱水で洗浄した後コート厚さを測定したところ、バンプ高さ３１７ミクロン、σ＝３．０ミクロンの均一性の良いＢＧＡを形成することができた。
このＰ−ＢＧＡは、はんだ層に比較的粗粒の銅粉末が含まれているため、加圧が必要な実装を行っても余分なはんだ流れが極めて少ないので、はんだのみのＢＧＡよりも精密度の高い実装が可能となった。
【００３８】
（実施例４）
シリコンウエハに形成されたＡｌ＋Ａｕ電極（パッド形状：１００×１００ミクロン）の全面に、実施例１と同様にはんだコート形成用液に１０分間浸漬し、同様に処理を行った。乾燥後平均粒径３０ミクロンのＳｎ／Ａｇ（Ａｇ：３．５％）のはんだ粉末を振りかけ、余分な粉末はエアで吹き飛ばした。窒素気流中のリフロー炉でピーク温度２４０℃で加熱定着した後に水溶性フラックスを塗布し、酸素含有量５００ｐｐｍの窒素ガスを流しているリフロー炉で予熱温度１５０℃、リフロー温度２６０℃ではんだ粉末を溶融させ、熱水洗浄、乾燥した。乾燥後はんだコート層厚みを測定したところ２５ミクロンのコート厚であった。
【００３９】
次にはんだコート形成用液に上記で第１層はんだコートをしたシリコンウエハを５分間浸漬し、Ｓｎ／Ａｇはんだ層上に粘着性物質膜を形成させた。乾燥後粒径５０〜６０ミクロンの銅粉末を付着させ、余分な粉末は軽い振動で振り落とし、リフロー炉中、酸素濃度５００ｐｐｍの窒素を流しながら２４０℃で定着させた。
【００４０】
更に、該はんだコート形成用液に上記銅粉末を固着したシリコンウエハを３分間浸漬し、銅粉末及び第１層のはんだコート表面上に粘着性物質の層を形成させた。これを平均粒径３０ミクロンのＳｎ／Ｐｂ（Ｓｎ＝６３％）の共晶はんだ粉末を振りかけて付着させ、余分に付着した粉末をエアで軽く吹き飛ばした後に窒素気流中で１７０℃、３０秒で加熱定着した。更にエアで余分な粉末を吹き飛ばした後に、水溶性フラックスを塗布し、予熱温度１５０℃、リフロー温度２４０℃で窒素気流中で溶融させた。フラックスを熱水で洗浄した後にはんだコート厚さを測定した。はんだコート層は８３ミクロンで標準偏差σは２．５ミクロンで極めて均一性に優れていた。
【００４１】
【発明の効果】
本発明による嵩高いはんだコート形成方法は、はんだコートすべき面に金属粉を固着させ、次いではんだ粉末を付着、加熱溶融することにより行うことができるが、電子部品を高温にしたくない時などは、いったんはんだコートすべき面をはんだコート、例えばはんだコート形成用液を使用して薄いはんだコートを形成した後、このはんだコート層にはんだ以外の金属粉を、はんだコート形成用液を使用した方法により固着し、その後再度はんだコート形成用液を使用した方法により、はんだ粉末を定着、リフローさせることにより、電子部品などを高温に曝さずに効率的にはんだコートを形成することができる。
本発明方法による時は、はんだコート層は厚さの均一性が良い、嵩高いコーティングが簡単にでき、かつはんだコート層は嵩高いにもかかわらず、実装の接続に際してはんだの余分な流れが低く抑えられるため、本発明方法を使用して製造されたはんだコートした部品は精密度の高い実装ができるようになった。
このはんだコート形成法は簡単であって、粘着性を付与するのは簡単で位置合わせなどの面倒な操作はせずにでき、これに金属粉あるいははんだ粉末を付着させることにより精密であり、かつ微細なパターンを精確に、厚さの均一なはんだコート層を形成できるものである。またこのように形成されたはんだコート電子部品は、ブリッジがなく、オフスペックの少ない製品が生産効率高く実装することが可能である。

Claims

はんだコートすべき金属露出部のみに選択的に粘着性を付与し、該粘着部に溶融後の金属粉を含むはんだ層の厚さの、６０〜１００％の平均粒径の金属粉を付着させ、金属粉を加熱固着させた後、さらに金属粉を固着した金属粉表面を含む面に選択的に粘着性を付与し、該金属粉表面を含む該粘着部にはんだ粉末を付着させ、加熱溶融し嵩高なはんだコートを形成することを特徴とするはんだコート形成方法。
絶縁体面上にプリント、メッキなどにより形成されたはんだ層上に選択的に粘着性を付与し、該粘着部に溶融後の金属粉を含むはんだ層の厚さの、６０〜１００％の平均粒径の金属粉を付着させ、さらに金属粉を加熱固着した金属粉表面を含む金属層に選択的に粘着性を付与し、該金属粉表面を含む該粘着部にはんだ粉末を付着させ、加熱溶融し嵩高なはんだコートを形成することを特徴とするはんだコート形成方法。
はんだコートすべき金属露出部のみに選択的に粘着性を付与し、該粘着部にはんだ粉末を付着させた後、これを加熱溶融して第１層のはんだコートを形成し、ついで第１層のはんだコート表面に選択的に粘着性を付与し、該粘着部に溶融後の金属粉を含むはんだ層の厚さの、６０〜１００％の平均粒径の金属粉を付着させ、これを加熱して金属粉を固着させ、さらに金属粉を固着した金属粉表面を含むはんだコート表面に選択的に粘着性を付与し、該金属粉表面を含む該粘着部にはんだ粉末を付着させ、加熱溶融し嵩高なはんだコートを形成することを特徴とするはんだコート形成方法。
粘着性を付与する手段として、金属露出部を有する電子部品をナフトトリアゾール系誘導体、ベンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾール系誘導体、ベンゾイミダゾール系誘導体、メルカプトベンゾチアゾール系誘導体及びベンゾチアゾールチオ脂肪酸系誘導体の少なくとも一種を含む溶液に浸漬処理または塗布処理することにより、粘着性を付与することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の嵩高なはんだコートを形成するはんだコート形成方法。
粘着性を付与する手段が、処理温度３０〜６０℃、処理時間５ｓｅｃ〜３０ｍｉｎで処理する請求項１〜３のいずれか１項に記載の嵩高なはんだコートを形成するはんだコート形成方法。
酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下のはんだ粉末を使用する請求項１〜３のいずれか１項に記載の嵩高なはんだコートを形成するはんだコート形成方法。