JPH1071487A - 基板に電子部品を接合するためのはんだペーストおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微細な配線パターンを有する基板に電子部品
を環境に安全で簡単に結合することができるはんだペー
ストおよび方法を提供する。 【構成】 ポリマーベースの水溶性はんだペーストが重
量で少なくとも６０％の微細なはんだ合金粉末と水溶性
フラックスキャリアを混合することによって形成され
る。はんだ粉末の粒子は約１５μｍより小さな大きさを
有する。水溶性フラックスキャリアは水溶性ポリマー、
水溶性溶媒、および水溶性酸活性体を含む。ポリマーの
組成はポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、およびそれらの混合物を含む。溶媒はテトラエチ
レングリコールのようなプロトン性溶媒またはテトラメ
チレンスルホンおよびプロピレンカーボネートのような
非プロトン性溶媒である。酸活性体はアジピン酸または
ジクロロ酢酸のようなカルボン酸である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般にはんだペー
ストに関し、より特定的には、水溶性はんだペーストに
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏ
ｍｐｏｎｅｎｔｓ）の表面実装技術（ｓｕｒｆａｃｅ
ｍｏｕｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）は、軽い、薄い、
そして小型の電子デバイスの製造において広く用いられ
てきた。伝統的なはんだ付け技術によれば、はんだペー
ストがスクリーンペインティング（ｓｃｒｅｅｎ ｐａ
ｉｎｔｉｎｇ）やステンシルペインティング（ｓｔｅｎ
ｃｉｌ ｐａｉｎｔｉｎｇ）を用いてプリント回路基板
（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）上の
ボンドパッド（ｂｏｎｄ ｐａｄｓ）につけられる。こ
の工程において、電子部品は回路基板上に配置され、そ
れから回路基板ははんだペースト中のはんだ粉末（ｓｏ
ｌｄｅｒ ｐｏｗｄｅｒ）を溶融するために炉の中に置
かれ、それによって回路基板のボンドパッドに電子部品
のリードをはんだ付けする。この技術は約４００マイク
ロメートル（μｍ）のリードピッチ（ｌｅａｄ ｐｉｔ
ｃｈ）を有する配線パターンにリードをはんだ付けする
のに適している。より小さな配線パターンにおいては、
はんだはボンドパッドの間にブリッジ（ｂｒｉｄｇｅ
ｓ）を形成する傾向がある。したがって、この技術は高
密度電子回路に用いるのにはふさわしくない。

【０００３】より微細なはんだパターン、すなわちより
小さなリードピッチを達成するための一つの手法は、は
んだペーストを形成するために溶媒中でスズ（ｔｉｎ）
粉末のような金属粉末をカルボン酸鉛（ｌｅａｄ ｃａ
ｒｂｏｘｙｌａｔｅ）と混合することを含んでいる。は
んだペーストは、生産されるべきはんだの融点（ｍｅｌ
ｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ）近くの温度に加熱される。スズ
と鉛の間のイオン化ポテンシャルの違いのために、ペー
スト中のスズは沈殿反応（ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ
ｒｅａｃｔｉｏｎ）でカルボン酸鉛を還元し、それに
よってはんだを生成する。沈殿反応は金属粉末の表面上
で生じ、そしてはんだペースト中における活性表面状態
（ａｃｔｉｖｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｓｔａｔｅ）を維持
する。この手法は伝統的なはんだ付け技術で用いられる
ものよりもより微細な金属粉末を使用することができ、
したがって伝統的なはんだ付け技術よりもより微細なは
んだ付けパターンを達成することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この手
法は未反応の（ｕｎｒｅａｃｔｅｄ）鉛塩（ｌｅａｄｓ
ａｌｔ）およびスズ塩（ｔｉｎ ｓａｌｔ）の副産物の
ような有害な材料を伴う。金属塩（ｍｅｔａｌ ｓａｌ
ｔｓ）を安全に処理または再利用することは複雑で費用
のかかるプロセスである。更に、カルボン酸鉛は金属ス
ズ−鉛合金（ｍｅｔａｌｌｉｃ ｔｉｎ−ｌｅａｄ ａ
ｌｌｏｙ）よりも低い密度を有する。従って、沈殿反応
の後に形成されたはんだバンプは沈殿反応前のはんだペ
ーストのそれよりもより低い高さを有する。従って、高
いアスペクト比（ａｓｐｅｃｔｒａｔｉｏ）を有するは
んだバンプを形成することは難しい。アスペクト比は、
はんだバンプの断面寸法（ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ
ａｌ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）に対する高さの比として定
義されることが注意されるべきである。望ましいはんだ
バンプの高さを達成するために、はんだペーストは回路
基板に数回付与されることが必要かもしれない。更に、
カルボン酸塩（ｃａｒｂｏｘｙｌａｔｅｓａｌｔ）中の
金属は沈殿反応が起こるためには粉末中の金属よりも低
いイオン化ポテンシャルを有する金属に制限される。

【０００５】それゆえに、微細な配線パターンを有する
基板に電子部品を接合する（ｂｏｎｄｉｎｇ）ためのは
んだペーストおよび方法をもつことは有益であるだろ
う。前記接合方法は環境に安全で、簡単で、そして費用
効率のよいことが望まれる。またはんだバンプが高いア
スペクト比を有することも望まれる。はんだ合金として
用いることができる広範囲の金属を有することは更なる
利点であるだろう。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ポリマ
ーベースのはんだペーストが提供され、該ポリマーベー
スのはんだペーストは、ある溶融温度を有するはんだ粉
末であって該はんだ粉末の粒子の大きさがおよそ１５μ
ｍの上限を有しているもの、前記はんだ粉末を懸濁する
ための水溶性ポリマー、前記はんだ粉末の溶融温度より
高い沸騰温度を有する水溶性溶媒であって前記水溶性ポ
リマーもまた前記水溶性溶媒に溶解できるもの、および
水溶性酸活性体であって該水溶性酸活性体はポリマーベ
ースのはんだペーストの重量で約０．１％から約１０％
を構成するもの、を具備する。

【０００７】この場合、前記はんだ粉末が前記ポリマー
ベースのはんだペーストの重量で約６０％から約９０％
を構成し、かつ前記水溶性ポリマーおよび前記水溶性溶
媒が前記ポリマーベースのはんだペーストの重量で約１
０％から約４０％を構成している混合物を形成し、該混
合物における前記水溶性ポリマーの前記水溶性溶媒に対
する重量比が約２対１と約８対１の間の範囲を有してい
るように構成することもできる。

【０００８】またこの場合、前記水溶性溶媒はプロトン
性溶媒とすることもできる。

【０００９】またこの場合、前記水溶性酸活性体はアジ
ピン酸、ジクロロ酢酸からなる群から選択されるカルボ
ン酸とすることもできる。

【００１０】更に、はんだペーストを形成するために１
５μｍより微細なはんだ粉末を懸濁するためのフラック
スキャリアが提供され、該フラックスキャリアは、高分
子グリコールであって該高分子グリコールは前記はんだ
ペーストの重量で約６％から約３６％を構成するもの、
前記高分子グリコールが溶解できる水溶性溶媒であって
該水溶性溶媒は前記はんだペーストの重量で約１％から
約１４％を構成するもの、および水溶性酸活性体であっ
て該水溶性酸活性体は前記はんだペーストの重量で少な
くとも０．１％を構成するもの、を具備する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明のはんだペーストは、水溶
性の（ｗａｔｅｒ ｓｏｌｕｂｌｅ）、ポリマーベース
の（ｐｏｌｙｍｅｒ ｂａｓｅｄ）、はんだペーストで
あり、微細なはんだ粉末とはんだ粉末を懸濁する（ｓｕ
ｓｐｅｎｄｉｎｇ）ためのフラックスキャリア（ｆｌｕ
ｘ ｃａｒｒｉｅｒ）から成る。好ましくは、はんだペ
ーストは重量でおよそ６０パーセント（％）から９０％
の微細なはんだ粉末および重量でおよそ１０％から約４
０％のフラックスキャリアを含む。微細なはんだ粉末の
粒子は好ましくは約１５マイクロメートル（μｍ）より
小さな大きさまたは寸法を有している。フラックスキャ
リアは水溶性ポリマー、はんだペーストの粘度を調整す
るための水溶性溶媒（ｗａｔｅｒ ｓｏｌｕｂｌｅ ｓ
ｏｌｖｅｎｔ）、およびはんだ粉末の表面に形成される
酸化物と反応する水溶性酸活性体（ｗａｔｅｒ ｓｏｌ
ｕｂｌｅ ａｃｉｄ ａｃｔｉｖａｔｏｒ）を含む。は
んだペーストがはんだバンプを形成するために加熱され
るとき、フラックスキャリアははんだ粉末の表面を覆い
かつ酸化からはんだ粉末を保護するよう働く。

【００１２】前述のような組成を有するはんだペースト
は、はんだ合金（ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ ａｌｌｏｙ）そ
れ自身以外のペースト成分が水溶性であるという意味に
おいて水溶性である。これははんだペーストを用いて基
板へ電子部品を接合することならびに後に続く洗浄（ｃ
ｌｅａｎ ｕｐ）をきわめて容易に可能とする。

【００１３】水溶性ポリマーははんだペースト中ではん
だ粉末を懸濁するためのマトリックス（ｍａｔｒｉｘ）
として働く。好ましくは、水溶性ポリマーは広い範囲の
粘度を有している。例えば、ポリエチレングリコール
（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ）またはポリ
プロピレングリコール（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅｇ
ｌｙｃｏｌ）のような高分子グリコール（ｐｏｌｙｍｅ
ｒｉｃ ｇｌｙｃｏｌ）が適当なポリマーである。好ま
しい実施形態においては、水溶性ポリマーは異なる分子
サイズのポリエチレングリコールの混合物（ｍｉｘｔｕ
ｒｅ）である。ポリマーの粘度は混合物中の異なる分子
サイズのポリエチレングリコール成分の濃度を変えるこ
とによって調整できる。

【００１４】水溶性の溶媒は好ましくはペースト中のは
んだ粉末の溶融温度（ｍｅｌｔｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａ
ｔｕｒｅ）より高い沸騰温度（ｂｏｉｌｉｎｇ ｔｅｍ
ｐｅｒａｔｕｒｅ）を有する。溶媒はフラックスキャリ
アの粘度をさらに調整するよう働く。一般に、溶媒の濃
度がより高くなると、フラックスキャリアの粘度がより
低くなる。ポリマーが溶解する、プロトン性（ｐｒｏｔ
ｉｃ）および非プロトン性（ｎｏｎｐｒｏｔｉｃ）溶媒
の両方を、用いることができる。非プロトン性溶媒を含
有するはんだペーストの粘度は典型的にはプロトン性溶
媒を含有するはんだペーストのそれより温度による変化
が少ない。テトラエチレングリコール（ｔｅｔｒａｅｔ
ｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）は摂氏３１４度（℃）の
沸騰温度を有しそしてフラックスキャリアを調合する
（ｆｏｒｍｕｌａｔｅ）のに用いられ得るプロトン性溶
媒である。フラックスキャリアを調合するのに用いられ
得る非プロトン性溶媒は、２８５℃の沸騰温度を有する
テトラメチレンスルホン（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｎ
ｅ ｓｕｌｆｏｎｅ）、および２４０℃の沸騰温度を有
するプロピレンカーボネート（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｃ
ａｒｂｏｎａｔｅ）を含んでいる。はんだペーストの望
まれる粘度とポリマーおよび溶媒の組成に依存して、フ
ラックスキャリアにおけるポリマーの溶媒に対する重量
比は約２対１（２：１）と約８対１（８：１）の間の範
囲にある。

【００１５】水溶性の酸活性体ははんだ粉末の表面上に
形成される酸化物を取り除くよう働く。酸化物を効果的
に取り除くために、酸活性体は好ましくは高い解離定数
（ｄｉｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔａｎｔ：
Ｋ_ａ）を有する。より特定的には、酸活性体は好ましく
は５に等しいかまたはそれより小さい値のｐＫ_ａを有
し、ここでｐＫ_ａは解離定数Ｋ_ａの負の常用対数（ｎｅ
ｇａｔｉｖｅ ｃｏｍｍｏｎｌｏｇａｒｉｔｈｍ）とし
て定義される。本発明によれば、カルボン酸（ｃａｒｂ
ｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ）は適切な酸活性体である。例
えば、アジピン酸（ａｄｉｐｉｃ ａｃｉｄ）は酸活性
体として用いられ得るジカルボン酸（ｄｉｃａｒｂｏｘ
ｙｌｉｃ ａｃｉｄ）である。同様に、ジクロロ酢酸
（ｄｉｃｈｌｏｒｏａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ）もまた酸
活性体として用いられ得る置換されたモノカルボン酸
（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ ｍｏｎｏｃａｒｂｏｘｙｌ
ｉｃ ａｃｉｄ）である。はんだ粉末のタイプに依存し
て、はんだペースト中の酸活性体の濃度はおよそ０．１
％からおよそ１０％の範囲であり、好ましい範囲は１％
と８％の間である。

【００１６】ブリッジを形成することなしに小さなリー
ドピッチを達成するために、本発明のはんだ粉末は好ま
しくは微細な金属粉末（ｆｉｎｅ ｍｅｔａｌ ｐｏｗ
ｄｅｒ）である。一般に、より微細なはんだ粉末は達成
され得るリードピッチをより小さくする。はんだ粉末の
粒子の大きさ（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）の産業標準（ｉｎ
ｄｕｓｔｒｙ ｓｔａｎｄａｒｄ）はおよそ５０μｍで
あり、これによっておよそ３００μｍまたはそれより大
きいリードピッチが達成される。本発明によれば、はん
だ粉末の粒子の大きさはおよそ１５μｍの上限を有して
いる。１５μｍより微細なはんだ粉末用いることによっ
て、約１００μｍに等しいかまたはそれより小さなリー
ドピッチを有する微細なはんだパターンが達成される。
はんだ粉末の組成は約１００℃から約２５０℃の範囲に
溶融温度を有する金属または合金である。例として、は
んだ粉末はスズ（ｔｉｎ）、鉛（ｌｅａｄ）、インジウ
ム（ｉｎｄｉｕｍ）、亜鉛（ｚｉｎｃ）、銀（ｓｉｌｖ
ｅｒ）、およびアンチモン（ａｎｔｉｍｏｎｙ）から選
択される金属または金属の混合物から構成される。はん
だ粉末の組成はそこから形成されるはんだバンプの電気
的および機械的な特性を決定する。はんだ粉末は一般に
はんだペーストの少なくとも重量で６０％を構成し、は
んだペーストの７０％から９０％が好ましい。

【００１７】第１の例においては、はんだペーストは微
細なスズ−鉛−銀合金はんだ粉末および水溶性フラック
スキャリアを混合することによって形成される。この合
金はおよそ重量で６３％のスズ、重量で３６％の鉛、お
よび重量で１％の銀から成る。合金は共融合金（ｅｕｔ
ｅｃｔｉｃ ａｌｌｏｙ）であり、およそ１８０℃の溶
融温度を有する。前記はんだ粉末の粒子の大きさはおよ
そ１２μｍである。前記はんだ粉末ははんだペーストの
重量でおよそ７０％を構成する。はんだペーストの重量
で残りの３０％は水溶性フラックスキャリアである。フ
ラックスキャリアは、はんだ粉末を懸濁するためのポリ
マーマトリックス（ｐｏｌｙｍｅｒ ｍａｔｒｉｘ）と
して働くポリエチレングリコール（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌ
ｅｎｅｇｌｙｃｏｌ）、溶媒として働くテトラエチレン
グリコール（ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏ
ｌ）、および酸活性体として働くアジピン酸（ａｄｉｐ
ｉｃ ａｃｉｄ）から成る。ポリエチレングリコールの
テトラエチレングリコールに対する重量の比はおよそ８
対１（８：１）である。ポリエチレングリコールとテト
ラエチレングリコールの混合物ははんだペーストの重量
でおよそ２９％を構成する。従って、アジピン酸ははん
だペーストの重量でおよそ１％を構成する。

【００１８】第２の例においては、はんだペーストは微
細なインジウム−スズ合金はんだ粉末と水溶性フラック
スキャリアを混合することにより形成される。この合金
はおよそ重量で５２％のインジウムと重量で４８％のス
ズから成る。合金は共融合金であり、およそ１１８℃の
溶融温度を有する。はんだ粉末の粒子の大きさはおよそ
１２μｍである。はんだ粉末ははんだペーストの重量で
およそ７５％を構成する。はんだペーストの重量で残り
の２５％は水溶性フラックスキャリアである。該フラッ
クスキャリアは、はんだ粉末を懸濁するためのポリマー
マトリックスとして働くポリエチレングリコール、溶媒
として働くプロピレンカーボネート（ｐｒｏｐｙｌｅｎ
ｅ ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、および酸活性体として働く
ジクロロ酢酸（ｄｉｃｈｌｏｒｏａｃｅｔｉｃ ａｃｉ
ｄ）から成る。ポリエチレングリコールのプロピレンカ
ーボネートに対する重量比はおよそ６対１（６：１）で
ある。ポリエチレングリコールとプロピレンカーボネー
トの混合物ははんだペーストの重量でおよそ２３％を構
成する。従って、ジクロロ酢酸ははんだペーストの重量
でおよそ２％を構成する。

【００１９】第３の例においては、はんだペーストは微
細なスズ−銀合金はんだ粉末と水溶性フラックスキャリ
アを混合することにより形成される。この合金はおよそ
重量で９６．５％のスズと重量で３．５％の銀から成
る。合金は共融合金であり、およそ２２１℃の溶融温度
を有する。はんだ粉末の粒子の大きさはおよそ１０μｍ
である。はんだ粉末ははんだペーストの重量でおよそ８
０％を構成する。はんだペーストの重量で残りの２０％
は水溶性フラックスキャリアである。フラックスキャリ
アは、はんだ粉末を懸濁するためのポリマーマトリック
スとして働くポリプロピレングリコール（ｐｏｌｙｐｒ
ｏｐｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ）、溶媒として働くテト
ラメチレンスルホン（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌｅｎｅ
ｓｕｌｆｏｎｅ）、および酸活性体として働くアジピン
酸から成る。ポリプロピレングリコールのテトラメチレ
ンスルホンに対する重量比はおよそ５対１（５：１）で
ある。ポリプロピレングリコールとテトラメチレンスル
ホンの混合物ははんだペーストの重量でおよそ１９％を
構成する。従って、アジピン酸ははんだペーストの重量
でおよそ１％を構成する。

【００２０】これらの例に加えて、はんだ粉末構成物の
組成は、実質的に重量で約９７％のインジウムと重量で
約３％の銀から成りかつおよそ１４３℃の溶融温度を有
する合金、実質的に重量で約７０％のインジウムと重量
で約３０％の鉛から成りかつおよそ１７５℃の溶融温度
を有する合金、実質的に重量で約６７％のスズと重量で
約３３％の鉛から成りかつおよそ１８３℃の溶融温度を
有する合金、およびおよそ２３２℃の溶融温度を有する
スズ、を含むことができる。はんだ粉末のこれらの組成
は本発明を限定するものではないことが理解されるべき
である。

【００２１】形成された後、はんだペーストは電子部品
がマウントされる基板として働く回路基板上の金属面に
付与される。回路基板上の金属面は、はんだバンプ（ｓ
ｏｌｄｅｒ ｂｕｍｐ）が形成されるはんだパッド（ｓ
ｏｌｄｅｒ ｐａｄ）として働く。例として、はんだペ
ーストはステンシル（ｓｔｅｎｃｉｌ）と組み合わされ
たスキージ（ｓｑｕｅｅｇｅｅ）を用いてあるいは単に
ブラシ（ｂｒｕｓｈ）を用いて金属面につけられる。回
路基板ははんだ粉末の溶融温度より上の温度に加熱さ
れ、これははんだペースト中のはんだ粉末を溶融させか
つ流れ（ｆｌｏｗ）始めさせる。例えば１０秒の時間イ
ンターバルで回路基板を加熱した後、回路基板ははんだ
粉末の溶融温度より下の温度に冷却される。はんだペー
ストの金属成分が液体の形態（ｌｉｑｕｉｄ ｆｏｒ
ｍ）から固体の形態（ｓｏｌｉｄ ｆｏｒｍ）に転移す
るときはんだバンプが形成される。はんだペーストを加
熱しそしてその後冷却する工程はまたリフロー工程（ｒ
ｅｆｌｏｗ ｐｒｏｃｅｓｓ）と呼ばれる。リフロー工
程の間、はんだペースト中の酸活性体ははんだ粉末上に
形成された酸化物を取り除きかつフラックスキャリアは
更なる酸化からはんだ粉末を保護する。リフロー後、ポ
リマー、溶媒、酸活性体の残渣（ｒｅｓｉｄｕｅ）がは
んだバンプの付近に残る。ポリマー、溶媒、および酸活
性体は水溶性であるので、残渣は水で回路基板を洗浄す
ることによりきれい取り除かれる。

【００２２】はんだバンプが回路基板上に形成された
後、電子部品の金属面がはんだバンプと接触するように
電子部品が回路基板上に配置される。換言すれば、電子
部品および回路基板の金属面がはんだバンプを通して互
いに電気的に結合される。はんだバンプははんだ粉末の
溶融温度より上の温度に加熱され、そしてその後第２の
リフロー工程ではんだ粉末の溶融温度より下の温度に冷
却される。はんだ結合またははんだ接合（ｓｏｌｄｅｒ
ｂｏｎｄ）が電子部品と回路基板の間に形成され、そ
れによって電子部品を回路基板に結合する。酸化から金
属面を保護するために、回路基板上に電子部品を配置さ
せる前に水溶性はんだフラックスが電子部品の金属面に
つけられる。はんだ結合が形成された後、はんだフラッ
クスは水で回路基板を洗浄することによってきれいに取
り除かれる。

【００２３】基板に電子部品を結合または接合する工程
は上に記述されているものに限定されないことに注意す
べきである。例えば、回路基板上の金属面につけられる
代わりに、はんだペーストは電子部品の金属面につけら
れるかもしれない。それからはんだバンプが第１のリフ
ロー工程の後電子部品上に形成される。第１のリフロー
工程の間回路基板上に電子部品を配置させることにより
２つのリフロー工程は１つのリフロー工程に組み合わせ
ることができることにも注意すべきである。従って、は
んだバンプがはんだ粉末から形成されるとき電子部品と
回路基板の間のはんだ結合が形成される。更に、もし電
子部品の金属面が、例えば金めっき表面（ｇｏｌｄ ｐ
ｌａｔｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）のような耐酸化性金属面
（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｍｅｔａ
ｌｌｉｃ ｓｕｒｆａｃｅ）であるならば、はんだ結合
を形成するときにはんだフラックスをつける必要はな
い。

【００２４】

【発明の効果】以上から、基板に電子部品を接合するた
めのはんだペーストおよび方法が提供されたことが理解
されるべきである。本発明のはんだペーストは微細なは
んだ粉末を使用しかつ微細な配線パターンに適してい
る。はんだ合金それ自身以外のペースト成分が水溶性で
あるという意味において前記はんだペーストは水溶性で
ある。これははんだペーストの使用および後に続く洗浄
を大いに簡単にする。本発明に従ったはんだ付け工程は
化学的なプロセスよりむしろ物理的なプロセスを含む。
従って、はんだ付け工程ははんだペースト中に存在する
かもしれない少量の異材料（ｆｏｒｅｉｇｎ ｍａｔｅ
ｒｉａｌ）に鈍感であり、かつ広範囲の合金がはんだペ
ースト中のはんだ粉末として働くのに適用できる。リフ
ロー前のはんだ粉末の化学的な組成はリフロー後のはん
だバンプのそれと実質上同一であるので、リフロー工程
の間はんだ合金の密度に大きな変化はない。はんだペー
ストは微細なはんだバンプを形成するための従来技術と
比較して高い合金の充填密度（ｈｉｇｈ ａｌｌｏｙ
ｐａｃｋｉｎｇ ｄｅｎｓｉｔｙ）を有する。それゆ
え、高いアスペクト比を備えたはんだバンプが容易に形
成され得る。更に、本発明に従ったはんだ付け工程は、
鉛塩のような有害材料を伴う従来の工程より、含まれる
溶解性の有害材料が少ない。従って、リフロー後の本発
明のはんだペーストの残渣を処理しかつ再利用すること
は容易でかつ費用効率が良い。

【００２５】発明の特定の実施形態が示されかつ記述さ
れてきたけれども、更なる変更と改良が当業者によって
なされるであろう。この発明は示された特定の形態に限
定されるものではなく、かつ本発明の真の精神および範
囲内にある発明の全ての変更を特許請求の範囲に含ませ
るつもりであることが理解されよう。例えば、本発明の
はんだペーストは酸化防止剤（ａｎｔｉｏｘｉｄａｎ
ｔ）および界面活性剤（ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ）のよう
な付加的な成分を含んでいてもよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・エム・ベッケンボー アメリカ合衆国アリゾナ州85259、スコッ ツデイル、ノース・ワンハンドレッドフィ フティーンス・ストリート 9105

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリマーベースのはんだペーストであっ
   て、 ある溶融温度を有するはんだ粉末であって、該はんだ粉
   末の粒子の大きさがおよそ１５マイクロメートルの上限
   を有しているもの、 前記はんだ粉末を懸濁するための水溶性ポリマー、 前記はんだ粉末の溶融温度より高い沸騰温度を有する水
   溶性溶媒であって、前記水溶性ポリマーもまた前記水溶
   性溶媒に溶解できるもの、および水溶性酸活性体であっ
   て、該水溶性酸活性体は前記ポリマーベースのはんだペ
   ーストの重量で約０．１パーセント（％）から約１０％
   を構成するもの、を具備することを特徴とするポリマー
   ベースのはんだペースト。
2. 【請求項２】 前記はんだ粉末が前記ポリマーベースの
   はんだペーストの重量で約６０％から約９０％を構成
   し、かつ前記水溶性ポリマーおよび前記水溶性溶媒が前
   記ポリマーベースのはんだペーストの重量で約１０％か
   ら約４０％を構成している混合物を形成し、該混合物に
   おける前記水溶性ポリマーの前記水溶性溶媒に対する重
   量比が約２対１と約８対１の間の範囲を有していること
   を特徴とする請求項１に記載のポリマーベースのはんだ
   ペースト。
3. 【請求項３】 前記水溶性溶媒はプロトン性溶媒である
   ことを特徴とする請求項１に記載のポリマーベースのは
   んだペースト。
4. 【請求項４】 前記水溶性酸活性体はアジピン酸、ジク
   ロロ酢酸からなる群から選択されるカルボン酸であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載のポリマーベースのはん
   だペースト。
5. 【請求項５】 はんだペーストを形成するために１５マ
   イクロメートルより微細なはんだ粉末を懸濁するための
   フラックスキャリアであって、 高分子グリコールであって、該高分子グリコールは前記
   はんだペーストの重量で約６パーセント（％）から約３
   ６％を構成するもの、 前記高分子グリコールが溶解できる水溶性溶媒であっ
   て、該水溶性溶媒は前記はんだペーストの重量で約１％
   から約１４％を構成するもの、および水溶性酸活性体で
   あって、該水溶性酸活性体は前記はんだペーストの重量
   で少なくとも０．１％を構成するもの、を具備すること
   を特徴とするフラックスキャリア。