JP6766087B2 - 熱硬化性フラックス組成物および電子基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱硬化性フラックス組成物および電子基板の製造方法に関する。

電子機器の小型化および薄型化に伴い、はんだボールを有するパッケージ部品（例えばボールグリッドアレイパッケージ：ＢＧＡパッケージ）が用いられている。そして、このようなＢＧＡパッケージにおいてもファインピッチのものが要求されているが、ファインピッチのＢＧＡパッケージを実装基板に接合する場合には、はんだボールのみでは接合部分の強度が弱いという問題がある。そのため、通常は、アンダーフィル材をＢＧＡパッケージと実装基板との間に充填し硬化させることで接合部分を補強している。しかしながら、アンダーフィル材を充填し硬化させるためには手間がかかるため、生産コストの点で問題がある。
一方、実装基板上にフラックス剤を含有する接着剤を予め印刷しておき、印刷部分にパッケージ部品を実装する方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開平４−２８０４４３号公報

近年のはんだの鉛フリー化に伴い、高融点（例えば融点が２００℃以上）のはんだ合金が用いられるようになってきている。しかしながら、特許文献１に記載の接着剤を用いる方法により、高融点のはんだ合金からなるはんだバンプのはんだ付けを行う場合には、接着剤の硬化が進み過ぎることで溶融はんだの流動を阻害するために、はんだ付け性を損なうという問題がある。
また、特許文献１に記載の接着剤を用いる方法においては、接着剤の硬化物が実装基板に残ることになる。そのため、この接着剤の硬化物にも、実装基板に用いられる材料（ソルダーレジストなど）と同様に絶縁性が求められる。そして、例えば接着剤の硬化率を下げるような方法で、はんだ付け性の向上を図ろうとしても、接着剤の硬化物における絶縁性が問題となる。
このように、硬化物の絶縁性と、はんだ付け性とは、トレードオフの関係にあり、これらを共に向上させるのは困難であった。
また、接合部分を補強するという観点でも、更なる向上が求められており、パッケージ部品の接合部分の強度の更なる向上が求められている。

そこで、本発明は、硬化物による補強効果が高く、硬化物の絶縁性に優れ、かつはんだ付け性に優れる熱硬化性フラックス組成物、並びにそれを用いた電子基板の製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような熱硬化性フラックス組成物および電子基板の製造方法を提供するものである。
すなわち、本発明の熱硬化性フラックス組成物は、リフローはんだ付けまたは熱圧着により、融点が１３０℃以上２４０℃以下のはんだ合金からなるはんだバンプを有する電子部品を電子基板に接合させる場合に用いる熱硬化性フラックス組成物であって、（Ａ）オキセタン化合物と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）無機フィラーと、を含有し、前記（Ａ）成分が、（Ａ１）１分子中に２つのオキセタン環を有する二官能オキセタン化合物を含有し、
前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）有機酸を含有し、温度２５℃から５℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温した場合において、温度２００℃における粘度が５Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、温度２５０℃における粘度が５０Ｐａ・ｓ以上であることを特徴とするものである。

本発明の熱硬化性フラックス組成物においては、（Ｄ）エポキシ樹脂を、さらに含有してもよい。
本発明の熱硬化性フラックス組成物においては、前記（Ｃ）成分が、シリカフィラーおよびアルミナフィラーからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
本発明の熱硬化性フラックス組成物においては、前記（Ｃ）成分が、表面処理されていることが好ましい。
本発明の熱硬化性フラックス組成物においては、前記（Ｃ）成分の配合量が、前記熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、２０質量％以上７０質量％以下であることが好ましい。

本発明の第一の電子基板の製造方法は、配線基板上に、前記熱硬化性フラックス組成物を塗布する塗布工程と、はんだバンプを有する電子部品を前記配線基板の接合用ランド上に搭載する搭載工程と、前記電子部品が搭載された配線基板を加熱することにより、前記はんだバンプを溶融させ、前記はんだバンプを前記接合用ランドに接合するリフロー工程と、前記熱硬化性フラックス組成物を加熱して硬化させる熱硬化工程と、を備える方法である。
本発明の第二の電子基板の製造方法は、配線基板上に、前記熱硬化性フラックス組成物を塗布する塗布工程と、はんだバンプを有する電子部品を前記配線基板の接合用ランド上に搭載する搭載工程と、前記電子部品を前記配線基板に熱圧着する熱圧着工程と、前記熱硬化性フラックス組成物を加熱して硬化させる熱硬化工程と、を備えることを特徴とする方法である。
本発明の電子基板の製造方法においては、前記接合用ランドには、予め、はんだプリコートが形成されていることが好ましい。

本発明の熱硬化性フラックス組成物が、硬化物による補強効果が高く、硬化物の絶縁性に優れ、かつはんだ付け性に優れる理由は必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推察する。
すなわち、本発明の熱硬化性フラックス組成物は、リフロー工程では、熱硬化性フラックス組成物の硬化がそれほど進まないような（Ａ）オキセタン化合物を用いている。そのため、溶融はんだの流動性が熱硬化性フラックス組成物の硬化物により妨げられることがないために、はんだ付け性を維持できる。一方で、本発明の熱硬化性フラックス組成物は、リフロー工程後の熱硬化工程で、十分に硬化させることができるので、硬化物の絶縁性を確保できる。さらに、本発明の熱硬化性フラックス組成物は、（Ｃ）無機フィラーを含有しているため、熱硬化性フラックス組成物の硬化物と電子部品との線熱膨張係数との差を小さくでき、また、熱硬化性フラックス組成物の硬化物の弾性率を高めることができ、補強効果を高めることができる。一方で、（Ｃ）無機フィラーを配合しても、熱硬化性フラックス組成物の温度２００℃における粘度が５Ｐａ・ｓ以下であれば、はんだ付け性を維持できる。以上のようにして、上記本発明の効果が達成されるものと本発明者らは推察する。

本発明によれば、硬化物による補強効果が高く、硬化物の絶縁性に優れ、かつはんだ付け性に優れる熱硬化性フラックス組成物、並びにそれを用いた電子基板の製造方法を提供できる。

［熱硬化性フラックス組成物］
まず、本実施形態の熱硬化性フラックス組成物について説明する。
本実施形態の熱硬化性フラックス組成物は、リフローはんだ付けまたは熱圧着により、はんだバンプを有する電子部品を電子基板に接合させる場合に用いる熱硬化性フラックス組成物であって、以下説明する（Ａ）オキセタン化合物、（Ｂ）有機酸および（Ｃ）無機フィラーを含有するものである。

本実施形態の熱硬化性フラックス組成物においては、温度２５℃から５℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温した場合において、温度２００℃における粘度が５Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、温度２５０℃における粘度が５０Ｐａ・ｓ以上であることが必要である。温度２００℃における粘度が５Ｐａ・ｓを超える場合には、熱硬化性フラックス組成物の硬化が進み過ぎて、溶融はんだの流動性が妨げられるために、リフローでのはんだ付け性やセルフアライメント性が低下する。他方、温度２５０℃における粘度が５０Ｐａ・ｓ未満の場合には、熱硬化性フラックス組成物の硬化性が不十分なために、硬化物の絶縁性が不十分となる。
ここで、粘度は、レオメーターにより測定することができる。具体的には、レオメーター（ＨＡＡＫＥ社製、商品名「ＭＡＲＳ−III」）を用いて、所定の条件により粘度を測定することができる。

なお、熱硬化性フラックス組成物およびはんだ組成物の２００℃および２５０℃における粘度を上述した範囲に調整する方法としては、以下のような方法が挙げられる。
熱硬化性フラックス組成物の２００℃および２５０℃における粘度は、例えば、以下のような方法により調整できる。
（i）オキセタン化合物、有機酸および無機フィラーなどの種類を変更すること。
（ii）オキセタン化合物とエポキシ樹脂とを併用すること。
（iii）硬化剤を使用すること。
（iv）無機フィラーの配合量を変更すること。

［（Ａ）成分］
本実施形態に用いる（Ａ）オキセタン化合物としては、公知のオキセタン化合物を適宜用いることができる。また、この（Ａ）成分は、（Ａ１）１分子中に２つのオキセタン環を有する二官能オキセタン化合物を含有することが必要である。
また、この（Ａ）成分は、（Ａ２）１分子中に１つのオキセタン環を有する単官能オキセタン化合物を含有していてもよい。この（Ａ２）成分を含有することにより、熱硬化性フラックス組成物の硬化温度を高めることができ、熱硬化性フラックス組成物の硬化温度を調整できる。

（Ａ１）成分としては、キシリレンビスオキセタン（東亞合成社製の「ＯＸＴ−１２１」）、３−エチル−３｛［（３−エチルオキセタン−３−イル）メトキシ］メチル｝オキセタン（東亞合成社製の「ＯＸＴ−２２１」）、および、ビフェニル骨格を有する二官能オキセタン化合物（宇部興産社製の「ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ ＯＸＢＰ」）などが挙げられる。
前記（Ａ２）成分としては、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン（東亞合成社製の「ＯＸＴ−１０１」）、２−エチルヘキシルオキセタン（東亞合成社製の「ＯＸＴ−２１２」）、および、３−エチル−３−（メタクリロイルオキシ）メチルオキセタン（宇部興産社製の「ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ ＯＸＭＡ」）などが挙げられる。

（Ａ１）成分および（Ａ２）成分を併用する場合、（Ａ１）成分の（Ａ２）成分に対する質量比（（Ａ１）／（Ａ２））は、１以上５０以下であることが好ましく、３／２以上３０以下であることがより好ましく、２以上２０以下であることが特に好ましい。質量比が前記範囲内であれば、熱硬化性フラックス組成物の硬化物の絶縁性を維持しつつ、熱硬化性フラックス組成物の硬化温度を調整できる。

（Ａ）成分の配合量は、固形分換算で、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、２０質量％以上７５質量％以下であることが好ましく、２２質量％以上７０質量％以下であることがより好ましく、２５質量％以上６０質量％以下であることが特に好ましい。（Ａ）成分の配合量が前記範囲内であれば、十分な硬化性を確保でき、電子部品と電子基板とのはんだ接合を十分に補強できる。

［（Ｂ）成分］
本実施形態に用いる（Ｂ）活性剤は、有機酸、有機酸アミン塩、非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤、およびアミン系活性剤などが挙げられる。これらの活性剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、この（Ｂ）成分は、（Ｂ１）有機酸を含有することが必要である。リフロー工程では、有機酸とオキセタン化合物との硬化反応がそれほど進まないため、熱硬化性フラックス組成物の硬化温度を適切な範囲に調整できる。

（Ｂ１）成分としては、モノカルボン酸、ジカルボン酸などの他に、その他の有機酸が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
モノカルボン酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、ブチリック酸、バレリック酸、カプロン酸、エナント酸、カプリン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、およびグリコール酸などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、酒石酸、およびジグリコール酸などが挙げられる。これらの中でも、熱硬化性フラックス組成物の硬化物の物性の観点から、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸が好ましい。
その他の有機酸としては、ダイマー酸、レブリン酸、乳酸、アクリル酸、安息香酸、サリチル酸、アニス酸、クエン酸、およびピコリン酸などが挙げられる。

（Ｂ１）成分の配合量としては、固形分換算で、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上３５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上２５質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上１５質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ１）成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ接合の不良をより確実に防止できる。また、（Ｂ１）成分の配合量が前記上限以下であれば、熱硬化性フラックス組成物の絶縁性を確保できる。

（Ｂ）成分は、必要に応じて、前記（Ｂ１）成分以外の活性剤（（Ｂ２）成分）を含有してもよい。（Ｂ２）成分としては、有機酸アミン塩、非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤、およびアミン系活性剤などが挙げられる。
有機酸アミン塩は、前記（Ｂ１）成分のアミン塩である。アミンとしては、適宜公知のアミンを用いることができる。このようなアミンは、芳香族アミンであってもよく、脂肪族アミンであってもよい。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。このようなアミンとしては、有機酸アミン塩の安定性などの観点から、炭素数が３以上１３以下のアミンを用いることが好ましく、炭素数が４以上７以下の１級アミンを用いることがより好ましい。
芳香族アミンとしては、ベンジルアミン、アニリン、１，３−ジフェニルグアニジンなどが挙げられる。これらの中でも、ベンジルアミンが特に好ましい。
脂肪族アミンとしては、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、シクロヘキシルアミン、トリエタノールアミンなどが挙げられる。

非解離性のハロゲン化化合物からなる非解離型活性剤としては、ハロゲン原子が共有結合により結合した非塩系の有機化合物が挙げられる。このハロゲン化化合物としては、塩素化物、臭素化物、フッ化物のように塩素、臭素、フッ素の各単独元素の共有結合による化合物でもよいが、塩素、臭素およびフッ素の任意の２つまたは全部のそれぞれの共有結合を有する化合物でもよい。これらの化合物は、水性溶媒に対する溶解性を向上させるために、例えばハロゲン化アルコールやハロゲン化カルボキシルのように水酸基やカルボキシル基などの極性基を有することが好ましい。ハロゲン化アルコールとしては、例えば２，３−ジブロモプロパノール、２，３−ジブロモブタンジオール、トランス−２，３−ジブロモ−２−ブテン−１，４−ジオール、１，４−ジブロモ−２−ブタノール、およびトリブロモネオペンチルアルコールなどの臭素化アルコール、１，３−ジクロロ−２−プロパノール、および１，４−ジクロロ−２−ブタノールなどの塩素化アルコール、３−フルオロカテコールなどのフッ素化アルコール、並びに、これらに類する化合物が挙げられる。ハロゲン化カルボキシルとしては、２−ヨード安息香酸、３−ヨード安息香酸、２−ヨードプロピオン酸、５−ヨードサリチル酸、および５−ヨードアントラニル酸などのヨウ化カルボキシル、２−クロロ安息香酸、および３−クロロプロピオン酸などの塩化カルボキシル、２，３−ジブロモプロピオン酸、２，３−ジブロモコハク酸、および２−ブロモ安息香酸などの臭素化カルボキシル、並びに、これらに類する化合物が挙げられる。

アミン系活性剤としては、アミン類（エチレンジアミンなどのポリアミンなど）、アミン塩類（エチルアミン、ジエチルアミン、トリメチロールアミン、シクロヘキシルアミン、およびジエチルアミンなどのアミンやアミノアルコールなどの有機酸塩や無機酸塩（塩酸、硫酸、臭化水素酸など））、アミノ酸類（グリシン、アラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、およびバリンなど）、および、アミド系化合物などが挙げられる。具体的には、エチルアミン臭化水素酸塩、ジフェニルグアニジン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩、ジエチルアミン塩（塩酸塩、コハク酸塩、アジピン酸塩、およびセバシン酸塩など）、トリエタノールアミン、モノエタノールアミン、および、これらのアミンの臭化水素酸塩などが挙げられる。

（Ｂ）成分の配合量としては、固形分換算で、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上３５質量％以下であることが好ましく、２質量％以上２５質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上１５質量％以下であることが特に好ましい。（Ｂ）成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ接合の不良をより確実に防止できる。また、（Ｂ）成分の配合量が前記上限以下であれば、熱硬化性フラックス組成物の絶縁性を確保できる。

［（Ｃ）成分］
本実施形態に用いる（Ｃ）無機フィラーとしては、公知の無機フィラーを適宜用いることができる。この（Ｃ）成分は、熱硬化性フラックス組成物中の配合量を多くできるという観点から、表面処理されていることが好ましい。（Ｃ）成分としては、シリカフィラーおよびアルミナフィラーなどが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
（Ｃ）成分の平均粒子径は、熱硬化性フラックス組成物への配合のしやすさの観点から、０．０１μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。なお、平均粒子径は、動的光散乱式の粒子径測定装置により測定できる。

（Ｃ）成分の配合量としては、固形分換算で、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、２０質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、２２質量％以上６０質量％以下であることがより好ましく、２５質量％以上５５質量％以下であることが特に好ましい。（Ｃ）成分の配合量が前記下限以上であれば、はんだ接合の補強効果を更に向上できる。また、（Ｃ）成分の配合量が前記上限以下であれば、熱硬化性フラックス組成物の粘度をより低くできる。

本実施形態の熱硬化性フラックス組成物は、必要に応じて、前記（Ａ）成分〜前記（Ｃ）成分の他に、（Ｄ）エポキシ樹脂および（Ｅ）硬化剤からなる群から選択される少なくとも１種をさらに含有してもよい。

［（Ｄ）成分］
本実施形態に用いる（Ｄ）エポキシ樹脂としては、公知のエポキシ樹脂を適宜用いることができる。この（Ｄ）成分により、硬化物のガラス転移点を高めたり、耐衝撃性を高めたりすることができる。また、この（Ｄ）成分により、熱硬化性フラックス組成物の硬化温度を調整できる。
このようなエポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、ビフェニル型、ナフタレン型、クレゾールノボラック型、フェノールノボラック型などのエポキシ樹脂が挙げられる。これらのエポキシ樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また、これらのエポキシ樹脂は、硬化物の耐衝撃性の観点から、ゴム変性されたものであることが好ましい。さらに、これらのエポキシ樹脂は、常温で液状のものを含有することが好ましく、常温で固形のものを用いる場合には、常温で液状のものと併用することが好ましい。
また、前記（Ｄ）成分は、硬化物のガラス転移点を高め、耐衝撃性を高めるという観点から、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂がより好ましい。

（Ｄ）成分を用いる場合、その配合量は、固形分換算で、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、２質量％以上２５質量％以下であることがより好ましく、３質量％以上２０質量％以下であることが特に好ましい。（Ｄ）成分の配合量が前記範囲内であれば、熱硬化性フラックス組成物の硬化温度を低くし過ぎることがなく、熱硬化性フラックス組成物の硬化物の強度を向上できる。

［（Ｅ）成分］
本実施形態に用いる（Ｅ）硬化剤としては、公知の硬化剤を適宜用いることができる。この（Ｅ）成分により、熱硬化性フラックス組成物の硬化温度を調整できる。（Ｅ）成分としては、例えば、カチオン重合開始剤などを用いることができる。カチオン重合開始剤とは、熱や光により酸を発生するものである。本実施形態においては、熱により酸を発生する熱カチオン重合開始剤を用いることが好ましい。
熱カチオン重合開始剤としては、アリールジアゾニウム塩、アリールヨードニウム塩、アリールスルホニウム塩、アレン−イオン錯体、第４級アンモニウム塩、アルミニウムキレート、および三フッ化ホウ素アミン錯体などが挙げられる。これらの中でも、熱硬化性フラックス組成物の硬化温度を適切な範囲に調整するという観点から、アリールスルホニウム塩が好ましい。

（Ｅ）成分を用いる場合、その配合量は、固形分換算で、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．０２質量％以上５質量％以下であることがより好ましく、０．０５質量％以上３質量％以下であることが特に好ましい。（Ｅ）成分の配合量が前記下限以上であれば、熱硬化性フラックス組成物の硬化性を向上できる。他方、（Ｅ）成分の配合量が前記上限以下であれば、熱硬化性フラックス組成物の保存安定性を確保できる。

［他の成分］
本実施形態の熱硬化性フラックス組成物は、必要に応じて、前記（Ａ）成分〜前記（Ｅ）成分の他に、チクソ剤、界面活性剤、カップリング剤、消泡剤、粉末表面処理剤、反応抑制剤、沈降防止剤、およびフィラーなどの添加剤を含有していてもよい。これらの添加剤の配合量としては、固形分換算で、熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、０．０１質量％以上１０質量％以下であることが好ましく、０．０５質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。また、本実施形態の熱硬化性フラックス組成物は、塗布性の調整などの観点から、溶剤を含有していてもよい。溶剤を用いる場合、その配合量は特に制限されない。

［熱硬化性フラックス組成物の製造方法］
本実施形態の熱硬化性フラックス組成物は、前記（Ａ）成分〜前記（Ｃ）成分などを前記の所定の割合で配合し、撹拌混合することで製造できる。

［電子基板の製造方法］
次に、本実施形態の電子基板の製造方法について説明する。なお、本実施形態の熱硬化性フラックス組成物の使用方法が、本実施形態の電子基板の製造方法に限定されるわけではない。
本実施形態の第一の電子基板の製造方法は、前述した本実施形態の熱硬化性フラックス組成物を用いる方法であって、以下説明する塗布工程、搭載工程、リフロー工程および熱硬化工程を備える。

塗布工程においては、配線基板上に、前記熱硬化性フラックス組成物を塗布する。
配線基板としては、プリント配線基板、配線が設けられたシリコン基板などが挙げられる。
塗布装置としては、スピンコータ、スプレーコータ、バーコータ、アプリケータ、ディスペンサ、およびスクリーン印刷機などが挙げられる。なお、塗布装置として、スピンコータ、スプレーコータなどを用いる場合には、熱硬化性フラックス組成物を溶剤にて希釈して用いることが好ましい。
溶剤としては、ケトン類（メチルエチルケトンおよびシクロヘキサノンなど）、芳香族炭化水素類（トルエンおよびキシレンなど）、アルコール類（メタノール、イソプロパノールおよびシクロヘキサノールなど）、脂環式炭化水素類（シクロヘキサンおよびメチルシクロヘキサンなど）、石油系溶剤類（石油エーテルおよび石油ナフサなど）、セロソルブ類（セロソルブおよびブチルセロソルブなど）、カルビトール類（カルビトールおよびブチルカルビトールなど）、および、エステル類（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、エチルジグリコールアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、およびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなど）などが挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
塗布膜の厚み（塗布膜厚）は、適宜設定できる。

搭載工程においては、はんだバンプを有する電子部品を前記配線基板の接合用ランド上に搭載する。
はんだバンプを有する電子部品としては、例えば、ＢＧＡパッケージ、およびチップサイズパッケージなどが挙げられる。
はんだバンプは、融点が１３０℃以上２４０℃以下のはんだ合金からなる。なお、はんだバンプは、その表面にはんだ合金によるメッキがされているものであってもよい。融点が１３０℃以上１５０℃以下のはんだ合金としては、Ｓｎ−Ｂｉ系などのはんだ合金が挙げられる。また、融点が２００℃以上２４０℃以下のはんだ合金としては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、およびＳｎ−Ａｇ系などのはんだ合金が挙げられる。
搭載工程で用いる装置としては、公知のチップマウント装置を適宜用いることができる。
また、接合用ランドの材質としては、公知の導電性材料（銅、銀など）を適宜用いることができる。なお、接合用ランドには、予め、はんだプリコートが形成されていることが好ましい。はんだプリコートとは、例えば、接合用ランドの銅などの酸化を防止するといった目的のために、接合用ランド上に設けられるはんだ薄膜のことである。このはんだプリコートにより、接合部における接合強度を更に向上できる。はんだプリコートを形成する方法としては、（i）はんだ組成物を接合用ランド上に印刷し、リフロー処理を施す方法、（ii）はんだメッキによる方法、および（iii）ホットエアレベラーによる方法などが挙げられる。

リフロー工程においては、前記電子部品が搭載された配線基板を加熱することにより、前記はんだバンプを溶融させ、前記はんだバンプを前記接合用ランドに接合する。
ここで用いる装置としては、公知のリフロー炉を適宜用いることができる。
リフロー条件は、はんだの融点に応じて適宜設定すればよい。例えば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ合金を用いる場合には、プリヒートを温度１５０〜１８０℃で６０〜１２０秒行い、ピーク温度を２２０〜２６０℃に設定すればよい。

熱硬化工程においては、前記熱硬化性フラックス組成物を加熱して硬化させる。
加熱条件としては、加熱温度が、１５０℃以上２２０℃以下であることが好ましく、１８０℃以上２００℃以下であることがより好ましい。加熱温度が前記範囲内であれば、熱硬化性フラックス組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。
加熱時間は、１０分間以上３時間以下であることが好ましく、２０分間以上９０分間以下であることがより好ましく、３０分間以上６０分間以下であることが特に好ましい。加熱時間が前記範囲内であれば、熱硬化性フラックス組成物を十分に硬化させることができ、電子基板に搭載された電子部品への悪影響も少ない。

以上のような第一の電子基板の製造方法によれば、熱硬化性フラックス組成物の硬化物により、はんだバンプによる接合部を補強できる。

次に、本実施形態の第二の電子基板の製造方法について説明する。ただし、第二の電子基板の製造方法は、リフロー工程を熱圧着工程に変更した以外は、前述した第一の電子基板の製造方法と同様なので、熱圧着工程以外の説明は省略する。

熱圧着工程においては、前記電子部品を前記配線基板に熱圧着する。
熱圧着時の温度は、はんだの融点よりも高い温度（より好ましくは１０℃以上高い温度）とすることが好ましい。熱圧着時の温度が、はんだの融点よりも高い温度とすれば、はんだを十分に溶融させることができる。
例えば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ合金を用いる場合には、熱圧着時の温度は、２００℃以上２５０℃以下とすることが好ましい。
熱圧着時の圧力は、特に限定されないが、はんだ付け性と基板へのストレスとのバランスの観点から、０．０５ＭＰａ以上４ＭＰａ以下とすることが好ましく、０．１ＭＰａ以上２ＭＰａ以下とすることがより好ましく、０．３ＭＰａ以上１ＭＰａ以下とすることが特に好ましい。
熱圧着時の時間は、特に限定されないが、１秒間以上６０秒間以下であることが好ましく、２秒間以上２０秒間以下であることがより好ましく、３秒間以上１５秒間以下であることが特に好ましい。

以上のような第二の電子基板の製造方法によれば、熱硬化性フラックス組成物の硬化物により、はんだバンプによる接合部を補強できる。
なお、本実施形態の熱硬化性フラックス組成物、および電子基板の製造方法は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。

次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
（（Ａ１）成分）
二官能オキセタン化合物：商品名「ＥＴＥＲＮＡＣＯＬＬ ＯＸＢＰ」、宇部興産社製
（（Ｂ１）成分）
活性剤：アジピン酸
（（Ｃ）成分）
無機フィラーＡ：シリカフィラー（表面処理はビニル処理、平均粒子径は７μｍ）、商品名「５μｍＳＶ−Ｅ６」、アドマテックス社製
無機フィラーＢ：シリカフィラー（表面処理はビニル処理、平均粒子径は０．５μｍ）、商品名「ＳＣ２５００−ＳＶＪ」、アドマテックス社製
無機フィラーＣ：シリカフィラー（表面処理はビニル処理、平均粒子径は０．３μｍ）、商品名「０．３μｍＳＶ−Ｃ５」、アドマテックス社製
無機フィラーＤ：シリカフィラー（表面処理はトリメチル処理、平均粒子径は０．５μｍ）、商品名「０．５μｍＳＴ−Ｅ２」、アドマテックス社製
無機フィラーＥ：アルミナフィラー（表面処理はフェニルアミノ処理、平均粒子径は０．６μｍ）、商品名「ＡＣ２５００−ＳＸＱ」、アドマテックス社製
無機フィラーＦ：シリカフィラー（表面処理なし、平均粒子径は０．６μｍ）、商品名「ＳＰＨ５０７−０５」、マイクロン社製
（（Ｄ）成分）
エポキシ樹脂Ａ：耐熱性エポキシ樹脂、商品名「ＮＣ−７０００Ｌ」、日本化薬社製
エポキシ樹脂Ｂ：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ ＥＸＡ−８５０ＣＲＰ」、ＤＩＣ社製
エポキシ樹脂Ｃ：ナフタレン型エポキシ樹脂、商品名「ＥＰＩＣＬＯＮ ＨＰ−４０３２Ｄ」、ＤＩＣ社製
（（Ｅ）成分）
硬化剤Ａ：カチオン重合開始剤、商品名「ＳＡＮ−ＡＩＤ ＳＩ−Ｂ４」、三新化学工業社製
硬化剤Ｂ：２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、商品名「２Ｐ４ＭＨＺ」、四国化成工業社製

［実施例１］
二官能オキセタン化合物２５質量％、活性剤１５質量％および無機フィラーＡ６０質量％を容器に投入し、粉砕混合機（三本ロール）にて、粉砕し混合し分散させて熱硬化性フラックス組成物を得た。
次に、チップ部品を搭載できる基板（パッド数：３０個、パッド直径：１３０μｍ、パッドピッチ：１８０μｍ）を準備し、この基板の電極上に、スクリーン印刷法によりソルダペースト（タムラ製作所社製、ＳＡＣ系ソルダペースト）を塗布し、リフロー処理をして、はんだプリコートを形成し、その後、洗浄した。
そして、得られた基板上に、メタルマスク（開口：２ｍｍ×２ｍｍ、厚み：０．５ｍｍ）を用いて、熱硬化性フラックス組成物を印刷した。次に、はんだバンプを有するチップ部品（シリコンチップ、はんだ合金：Ｓｎ−Ａｇ３.０−Ｃｕ０．５、はんだの融点：２１７℃〜２２０℃）を、塗膜形成後の基板の接合用ランド上に搭載し、高温観察装置（ＳＭＴスコープＳＫ５０００、山陽精工社製）により、リフロー条件を観察しつつ加熱した。ここでのリフロー条件は、プリヒート温度が１５０〜１８０℃（６０秒間）で、温度２２０℃以上の時間が５０秒間で、ピーク温度が２５０℃である。その後、リフロー後の基板を、加熱炉に投入し、温度２００℃にて３時間の加熱処理を施して、評価用基板を作製した。

［実施例２〜９および比較例１〜３］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化性フラックス組成物および評価用基板を得た。

＜熱硬化性フラックス組成物の評価＞
熱硬化性フラックス組成物の評価（熱硬化性フラックス組成物の２００℃および２５０℃における粘度、リフロー接合性、せん断強度、耐衝撃性、絶縁性）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。
（１）熱硬化性フラックス組成物の粘度
レオメーター（ＨＡＡＫＥ社製、商品名「ＭＡＲＳ−III」）を用いて、温度２５℃からはんだの融点まで５℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温しつつ、熱硬化性フラックス組成物の粘度を測定した。得られた結果から、（i）温度２００℃における粘度、および、（ii）温度２５０℃における粘度を求めた。そして、粘度については、下記の基準に従って、区分けした。
Ａ：粘度が５Ｐａ・ｓ以下である。
Ｂ：粘度が５Ｐａ・ｓ超５０Ｐａ・ｓ未満である。
Ｃ：粘度が５０Ｐａ・ｓ以上である。
（２）リフロー接合性
評価用基板について、電極間の抵抗値を、デジタルマルチメーター（Ａｇｉｌｅｎｔ社製の「３４４０１Ａ」、測定電圧：１５Ｖ）を用いて測定し、導通の有無を確認した。また、Ｘ線検査装置（Ｎｏｒｄｓｏｎ ＤＡＧＥ社製）により、はんだ接合部分を観察し、はんだ接合の有無を確認した。そして、下記の基準に従って、リフロー接合性を評価した。
○：導通がとれ、かつ、はんだ接合が確認された。
△：導通がとれたが、一部形状の悪いはんだ接合が確認された。
×：導通がとれない。
（３）せん断強度
評価用基板上のシリコンチップをボンドテスター（ノードソン・アドバンスト・テクノロジー社製）で剥離し、その際のせん断強度（単位：Ｎ）を測定した。そして、下記の基準に従って、せん断強度を評価した。なお、比較例２および３については、リフロー接合性の評価が「×」であったので、せん断強度を評価しなかった。
○：せん断強度が、２０Ｎ以上である。
△：せん断強度が、１０Ｎ以上２０Ｎ未満である。
×：せん断強度が、１０Ｎ未満である。
（４）耐衝撃性
評価用基板を１００ｃｍの高さから落下させ、評価用基板にはんだ接合の破壊が生じたか否かを判定した。はんだ接合されている電極間の抵抗値を、デジタルマルチメーター（Ａｇｉｌｅｎｔ社製の「３４４０１Ａ」、測定電圧：１５Ｖ）を用いて測定し、落下衝撃により抵抗値が１０００Ω以上となった場合に、はんだボールの破壊と判定した。そして、はんだボールの破壊が生じるまでの落下回数を測定し、下記の基準に従って、耐衝撃性を評価した。なお、比較例２および３については、リフロー接合性の評価が「×」であったので、耐衝撃性を評価しなかった。
○：落下回数が１０回以上である。
△：落下回数が５回以上１０回未満である。
×：落下回数が５回未満である。
（５）絶縁性
熱硬化性フラックス組成物５０質量％と、はんだ粉末（はんだ合金：Ｓｎ−Ａｇ３．０−Ｃｕ０．５、平均粒子径：２０μｍ、粒子径分布：１０〜４０μｍ）５０質量％とを混合して、はんだ組成物を得た。
得られたはんだ組成物について、ＪＩＳ Ｚ３２８４−１およびＪＩＳ Ｚ３１９７の８．５．３に記載の絶縁抵抗試験に準拠して、絶縁抵抗値を測定した。すなわち、串形電極基板（導体幅：０．３１８ｍｍ、導体間隔：０．３１８ｍｍ、大きさ：３０ｍｍ×３０ｍｍ）に、メタルマスク（串形電極パターンに合わせてスリット状に加工したもの、厚み：１００μｍ）を用いてはんだ組成物を印刷した。その後、プリヒート１５０℃を６０秒間、温度２５０℃で溶融時間を３０秒間の条件でリフローを行い、試験基板を作製した。この試験基板を、温度８５℃、相対湿度９５％に設定した高温高湿試験機に投入し、５００時間後の絶縁抵抗値を測定した。そして、下記の基準に従って、絶縁性を評価した。
○：絶縁抵抗値が、１．０×１０^９以上である。
×：絶縁抵抗値が、１．０×１０^９未満である。

表１に示す結果からも明らかなように、本発明の熱硬化性フラックス組成物を用いた場合（実施例１〜９）には、リフロー接合性、せん断強度、耐衝撃性および絶縁性が良好であることが確認された。従って、本発明によれば、硬化物による補強効果が高く、硬化物の絶縁性に優れ、かつはんだ付け性に優れることが確認された。

本発明の熱硬化性フラックス組成物は、電子機器のプリント配線基板などの電子基板に電子部品を実装するための技術として特に好適に用いることができる。

Claims (8)

1. リフローはんだ付けまたは熱圧着により、融点が１３０℃以上２４０℃以下のはんだ合金からなるはんだバンプを有する電子部品を電子基板に接合させる場合に用いる熱硬化性フラックス組成物であって、
   （Ａ）オキセタン化合物と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）無機フィラーと、を含有し、
   前記（Ａ）成分が、（Ａ１）１分子中に２つのオキセタン環を有する二官能オキセタン化合物であり、
   前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）有機酸を含有し、
   前記（Ａ１）成分の配合量が、固形分換算で、前記熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１５質量％以上７５質量％以下であり、
   前記（Ｃ）成分の配合量が、固形分換算で、前記熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、２０質量％以上７０質量％以下であり、
   温度２５℃から５℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温した場合において、温度２００℃における粘度が５Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、温度２５０℃における粘度が５０Ｐａ・ｓ以上である
   ことを特徴とする熱硬化性フラックス組成物。
2. リフローはんだ付けまたは熱圧着により、融点が１３０℃以上２４０℃以下のはんだ合金からなるはんだバンプを有する電子部品を電子基板に接合させる場合に用いる熱硬化性フラックス組成物であって、
   （Ａ）オキセタン化合物と、（Ｂ）活性剤と、（Ｃ）無機フィラーと、を含有し、
   前記（Ａ）成分が、（Ａ１）１分子中に２つのオキセタン環を有する二官能オキセタン化合物と、（Ａ２）１分子中に１つのオキセタン環を有する単官能オキセタン化合物とを含有し、
   前記（Ｂ）成分が、（Ｂ１）有機酸を含有し、
   前記（Ａ）成分の配合量が、固形分換算で、前記熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、２０質量％以上７５質量％以下であり、
   前記（Ａ１）成分の配合量が、固形分換算で、前記熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、１５質量％以上であり、
   前記（Ｃ）成分の配合量が、固形分換算で、前記熱硬化性フラックス組成物１００質量％に対して、２０質量％以上７０質量％以下であり、
   温度２５℃から５℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温した場合において、温度２００℃における粘度が５Ｐａ・ｓ以下であり、且つ、温度２５０℃における粘度が５０Ｐａ・ｓ以上である
   ことを特徴とする熱硬化性フラックス組成物。
3. 請求項１または請求項２に記載の熱硬化性フラックス組成物において、
   （Ｄ）エポキシ樹脂を、さらに含有する
   ことを特徴とする熱硬化性フラックス組成物。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の熱硬化性フラックス組成物において、
   前記（Ｃ）成分が、シリカフィラーおよびアルミナフィラーからなる群から選択される少なくとも１種である
   ことを特徴とする熱硬化性フラックス組成物。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の熱硬化性フラックス組成物において、
   前記（Ｃ）成分が、表面処理されている
   ことを特徴とする熱硬化性フラックス組成物。
6. 配線基板上に、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の熱硬化性フラックス組成物を塗布する塗布工程と、
   はんだバンプを有する電子部品を前記配線基板の接合用ランド上に搭載する搭載工程と、
   前記電子部品が搭載された配線基板を加熱することにより、前記はんだバンプを溶融させ、前記はんだバンプを前記接合用ランドに接合するリフロー工程と、
   前記熱硬化性フラックス組成物を加熱して硬化させる熱硬化工程と、を備える
   ことを特徴とする電子基板の製造方法。
7. 配線基板上に、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の熱硬化性フラックス組成物を塗布する塗布工程と、
   はんだバンプを有する電子部品を前記配線基板の接合用ランド上に搭載する搭載工程と、
   前記電子部品を前記配線基板に熱圧着する熱圧着工程と、
   前記熱硬化性フラックス組成物を加熱して硬化させる熱硬化工程と、を備える
   ことを特徴とする電子基板の製造方法。
8. 請求項６または請求項７に記載の電子基板の製造方法において、
   前記接合用ランドには、予め、はんだプリコートが形成されている
   ことを特徴とする電子基板の製造方法。