(57)【要約】電子回路基板又は電子部品の微小面積の電極パッド又は狭ピッチのリード表面に錫またははんだ皮膜を形成する方法において、パッドまたはリード以外の表面がソルダーレジスト膜で保護され、パッドまたはリードのみが露出している電子回路基板または電子部品連結体（以下、ワークという）の清浄化された前記パッドまたは前記リード表面に、錫またははんだ微粒子を搭載させる第１ステップと、前記錫またははんだ微粒子を核として前記パッドまたは前記リード表面に融着させて錫またははんだ皮膜を形成させる第２ステップと、前記錫またははんだ皮膜表面に高温の有機脂肪酸溶液を吹付けて余剰に付着した前記錫またははんだを吹き落し除去する第３ステップとにより、前記パッドまたは前記リードに厚さ２〜２０μｍで、かつ厚さのばらつきが±３μｍ以下の均一な錫またははんだ皮膜を形成させる。
2012060022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路基板または電子部品の狭ピッチ微小面積の電極パッドまたはリード表面に錫またははんだ皮膜を形成する方法において、パッドまたはリード以外の表面がソルダーレジスト膜で保護され、パッドまたはリードのみが露出している電子回路基板または電子部品連結体の清浄化された前記パッドまたは前記リード表面に、錫またははんだ微粒子を搭載させる第１ステップと、前記錫またははんだ微粒子を核として前記パッドまたは前記リード表面に融着させて錫またははんだ皮膜を形成させる第２ステップと、錫またははんだ皮膜表面に高温の有機脂肪酸溶液を吹付けて余剰に付着した前記錫またははんだを吹き落し除去する第３ステップと、により前記パッドまたは前記リードに均一な錫またははんだ皮膜を形成させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載の方法において、第１ステップでフラックスを介して錫またははんだ微粒子を搭載させることを特徴とする錫またははんだ皮膜の形成方法。
【請求項３】
前記請求項１、及び２に記載の方法において、前記フラックスはパルミチン酸ニッケル、パルミチン酸コバルト、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルトのいずれか１種類以上を０．１〜２０質量％含有することを特徴とする錫またははんだ皮膜の形成方法。
【請求項４】
前記請求項１に記載の方法において、前記均一な錫またははんだ皮膜は厚さが３〜３０μｍ、厚さのばらつきが５μｍ以下であることを特徴とする錫またははんだ皮膜の形成方法。
【請求項５】
前記請求項１に記載の方法において、第３ステップで使用する前記有機脂肪酸溶液はパルミチン酸またはステアリン酸５〜８０質量％と残部エステル合成油とからなることを特徴とする錫またははんだ皮膜の形成方法。
【請求項６】
前記請求項１に記載の方法において使用する前記はんだ成分は、ニッケル０．００５〜０．５質量％と、ゲルマニウム０．００１〜０．１質量％またはリン０．００３〜０．１質量％のいずれか１種以上と、残部錫または錫ヒスマス母合金と、からなることを特徴とするはんだ皮膜の形成方法。
【請求項７】
電子部品および／または半導体装置において、前記請求項１、２、３、４、５、または６のいずれかに記載の方法によりパッドまたはリードに錫またははんだ皮膜を形成させたことを特徴とする電子部品および／または半導体装置。
【請求項８】
電子装置において、前記請求項７記載の電子部品および／または半導体装置を実装基板に搭載したことを特徴とする電子装置。
【請求項９】
電子回路基板又は電子部品の狭ピッチ微小面積の電極パッドまたはリード表面に錫またははんだ皮膜を形成するための装置であって、パッドまたはリード以外の表面がソルダーレジスト膜で保護され、パッドまたはリードのみが露出している電子回路基板または電子部品連結体の清浄化された前記パッドまたは前記リード表面に、第１ステップとして錫またははんだ微粒子を搭載させる装置と、第２ステップとして前記錫またははんだ微粒子を核として前記パッドまたは前記リード表面に融着させて錫またははんだ皮膜を形成させる装置と、第３ステップとして錫またははんだ皮膜表面に高温の有機脂肪酸溶液を吹付けて余剰に付着した前記錫またははんだを吹き落し除去する装置と、を具備したことを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記請求項９に記載の装置において、第１ステップでフラックスを介して錫またははんだ微粒子を搭載させることを特徴とする錫またははんだ皮膜の形成装置。
【請求項１１】
前記請求項９、及び１０に記載の装置において、前記フラックスはパルミチン酸ニッケル、パルミチン酸コバルト、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸コバルトのいずれか１種類以上を０．１〜２０質量％含有することを特徴とする錫またははんだ皮膜の形成装置。
【請求項１２】
前記請求項９に記載の装置において、前記有機脂肪酸溶液としてパルミチン酸またはステアリン酸５〜８０質量％と、残部エステル合成油とからなることを特徴とする錫またははんだ皮膜形成装置。
【請求項１３】
前記請求項９に記載の装置において、前記はんだ微粒子の成分は、ニッケル  ０．００５〜０．５質量％と、ゲルマニウム  ０．００１〜０．１質量％またはリン  ０．００３〜０．１質量％と、残部錫または錫ビスマス母合金と、からなることを特徴とするはんだ皮膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子、半導体チップ、半導体ウエハー、インターポーザー（配線基板）、リードフレーム、半導体装置、コンデンサー、キャパシタ、インダクタ、抵抗器、コネクタ、プリント回路板、実装基板、電子装置などの電子部品の電子回路上のパッドまたはリードに錫またははんだ皮膜を形成させる方法及びその装置に関する技術であって、特に、微小面積のパッドまたはリードが狭ピッチで多数個配置された微細電子回路からなる前記電子部品または前記電子部品をマトリックス状に多数個配列した条帯または短冊板（以下、これを電子部品連結体という）の全てのパッドまたはリードに、平滑で均一な比較的薄い錫またははんだ皮膜を形成させることに有用な方法及びその装置に関する技術を提供することを目的としたものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器はますます高集積高密度小型軽量化され、品質的に高信頼性が要求されている。これに相応して、半導体チップ、ウエハー、インターポーザー、リードフレーム、半導体装置、抵抗器、コンデンサー、コネクタなどの電子部品はますます高密度小型化され、それらの電子回路上のパッドまたはリードは幅も隣接ピッチも微小狭小化が進んでいる。それに伴い、これらの電子部品を実装搭載する電子回路基板のパッドまたはリードもそれに対応してますます微小狭小化されてきている。
例えば、電子部品の中でも、特に半導体装置のＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）の半導体チップやインターポーザー（配線基板）は、小型微小化に伴い、マトリックス状に配列された電極パッドまたはリードの面積は微小化され、隣接ピッチも微小狭ピッチ化が進んでいる。
このため、はんだボールを接合してバンプを形成させるために必要なパッドまたはリード上のはんだプリコート面積もますます微小狭小化されてきている。このほか、超ミニトランジスタ、超ミニダイオード、ミニコンデンサなどの微小な電子部品は多列多数個取りでマトリックス状に配列されたリードフレーム条帯として組立て成形されているものも多く、その電極パッドやリードも同様にますます微小狭小化している。
一方、これらの微小な電子部品を搭載して表面実装する電子回路基板側のパッドまたはリードも、当然、それに対応して微小化と微小狭ピッチ化が進み、これらの電子部品と良好なはんだ接合を容易にするために必要な錫またははんだ被膜を形成させる面積、あるいはニッケルを下地めっきした上に薄い金めっきを施す面積もますます微小化されてきている。【０００３】
一般に、電子回路基板のパッドまたはリードに錫またははんだ皮膜を形成する方法としては、（Ａ）溶融錫または溶融はんだ浴浸漬処理方式、（Ｂ）ソルダーペスト塗布・溶融方式、（Ｃ）錫またははんだめっき方式、（Ｄ）Ｎｉ／Ａｕめっき方式などが広く普及している。
しかしながら、従来方法（Ａ）と（Ｂ）による錫またははんだ被膜形成は比較的広幅のパッドまたはリードには問題なく適用できるが、パッドまたはリード幅が狭くなると、局部的に隣接パッドまたはリード間にブリッジを生ずるため、一般的には最小幅は０．１５ｍｍ、隣接パッドまたはリード間ピッチは０．２ｍｍが限界と言われており、これ以下の微小狭小幅・ピッチの電子回路の場合には、これらの方法ではブリッジが全くない錫またははんだ皮膜を形成させることは困難である。【０００４】
即ち、（Ａ）溶融錫または溶融はんだ浴浸漬処理方式は、最も古くから実用普及している方法であり、一般に、パッドまたはリード以外の表面がソルダーレジスト膜で保護され、パッドまたはリード部のみが露出している電子回路基板を、フラックス液中に浸漬処理するか、もしくはパッドまたはリード表面にフラックスを塗布した後に、溶融した錫またははんだ浴の中に浸漬して、フラックスの還元力を利用してパッド表面の酸化膜を除去して、はんだぬれ性を改善しながら、パッドまたはリードに錫またははんだ皮膜を形成する方法である。
この方法では、一般に、錫またははんだが比較的厚く付着（数１０〜１００μｍ）するため、狭ピッチ回路やスルーホールを有する電子回路基板では局部的に隣接パッドまたはリード間でブリッジを生じ易く、微小なスルーホール内部にははんだ付着しにくい難点がある。
従って、特に、パッドまたはリード幅０．０２〜０．０８ｍｍ、隣接ピッチ０．０４〜０．１２ｍｍのような微小微細電子回路の場合には、溶融錫またははんだ固有のぬれ角が小さいために、はんだレジスト膜の高い壁で囲まれた内底部の微小パッドまたはリード表面に、溶融はんだが殆ど接触接合できないため、錫またははんだ皮膜を形成することすら殆ど不可能な欠点がある。【０００５】
このため、０．２ｍｍ以下の電子回路表面に溶融はんだを吹付けてはんだ皮膜を形成させた後、比重の大きい高温の液体を吹き付けて余剰のはんだを吹き落とすホットリキッドレベリング方法（特許文献１）が提案されている。
しかしながら、この方法でも回路幅０．１ｍｍが限界であり、例えば前記パッドまたはリード幅０．０２〜０．０８ｍｍ、隣接ピッチ０．０４〜０．１２ｍｍのような微小狭小電子回路の場合には、溶融はんだ固有のぬれ角が小さいために、ソルダーレジスト膜の高い壁で囲まれた内底部の微小パッドまたはリード表面に、溶融はんだが殆ど接触接合できないため、はんだ不着（以下、ミッシングという）なく全ての微小パッドまたはリード表面に安定して均一なはんだ皮膜またはプリコート皮膜を形成することは非常に困難である。【０００６】
また、はんだプリコート皮膜形成を目的とする場合には、はんだ層形成後、前記はんだ層に高温のエアーを吹き付けて余剰のはんだを吹き落とすホットエアーレベリング方法（特許文献２）が提案されている。
しかしながら、この方法でも回路幅０．１ｍｍが限界であり、例えば前記パッドまたはリード幅０．０２〜０．０８ｍｍ、隣接ピッチ０．０４〜０．１２ｍｍのような微小狭小電子回路の場合には、部分的にはんだ皮膜が形成されることはあっても、１つのミッシングもなく全ての微小パッドまたはリード表面に完璧に安定して均一なはんだ被膜を形成することは殆ど不可能である。また、部分的に形成されたはんだ皮膜においてもホットエアーレベリングでは仕上がるはんだプリコート皮膜厚さのばらつきの幅は通常１０μｍ程度あり、電子装置組立の不良率が高い難点がある。【０００７】
また、（Ｂ）ソルダーペースト塗布・融着方式も、かなり古くから広く普及し、現在でも広範囲に実用されている方法で、パッドまたはリード以外の表面がソルダーレジスト膜で保護され、パッドまたはリード部のみが露出している電子回路基板を、パッドまたはリード位置に相当する部分が開口しているマスクを利用して、スクリーン印刷等でソルダーペースト（クリームはんだ）をパッドまたはリードに塗布した後、リフロー処理をしてソルダーペースト中に存在するフラックスの還元力を利用してパッドまたはリード表面の酸化膜を除去してはんだぬれ性を改善しながら、ソルダーペースト中の２０〜８０μｍφのはんだ粒子を溶融融合して３０〜８０μｍのはんだ被膜またははんだプリコート皮膜を形成させている。（特許文献３、４、５）
しかしながら、このソルダーペースト塗布・融着方法では、スクリーン印刷等によるソルダーペースト塗布精度の限界（はんだ被膜形成可能限界）は、ソルダーペーストの粘度・はんだ粒子径および塗布条件にもよるが、一般にパッドまたはリードにはんだ皮膜形成可能な最小幅は高々０．１ｍｍ、隣接ピッチは０．１５ｍｍと言われており、特に、パッドまたはリード幅０．０２〜０．０８ｍｍ、隣接ピッチ０．０４〜０．１２ｍｍのような微小微細電子回路にブリッジやミッシングなく厚さ３〜１５μｍの均一性の良好なはんだ被膜またははんだ皮膜を安定して形成させることは至難である。【０００８】
一方、（Ｃ）錫またははんだめっき方式、及び（Ｄ）Ｎｉ／Ａｕめっき方式は、特に微小、微細回路のプリコートに優位な技術であり、近年、半導体ウエハーやインターポーザーの微小微細パッドのプリコートに適用されている。
このうち（Ｃ）法は、パッドまたはリード以外の表面がはんだレジストで保護され、パッドまたはリード部のみが露出している電子回路基板を、はんだ成分の金属イオンを含有するめっき液中で所望の厚さにめっきしてはんだ皮膜を形成させる方法で、例えば、パッドまたはリード幅０．０２〜０．０８ｍｍ、隣接ピッチ０．０４〜０．１２ｍｍのような微小微細電子回路に厚さ３〜１５μｍの均一注のはんだプリコート皮膜を形成させることは可能である。
しかしながら、主として水溶液を用いるため、電子回路基板中に水分子が浸透して、信頼性を低下させる品質上の問題と、前処理、水洗、後処理などを必要として、工程が長く複雑で処理時間も長く工程管理も大変なこと、従ってコストが高い難点がある。【０００９】
同様に、（Ｄ）法のＮｉ／Ａｕめっきの目的は主として、ウエハーなどのシリコン上のアルミ蒸着電極パッドの場合のように、電極内部に錫またははんだ成分中の元素が内部拡散するのを防止するために、拡散防止膜として下地ニッケルめっきなどを施した後、めっきされたニッケル表面の酸化防止とはんだ付け性を改善するためにその上に薄い金めっきを被覆するもので、この場合も（Ｃ）法と同様、例えば、パッドまたはリード幅０．０２〜０．０８ｍｍ、隣接ピッチ０．０４〜０．１２ｍｍのような微小微細電子回路に厚さ３〜１５μｍの均一性のはんだプリコート皮膜を形成させることは可能である。但し、（Ｄ）法の場合は金めっきの上に更に（Ｂ）法の手順を付加して、はんだ皮膜を形成させることも広く行われているが、この場合は上記（Ｂ）法の説明で述べた通り、一般にパッドまたはリード最小幅０．１ｍｍ、隣接ピッチは０．１５ｍｍが限界であり、例えば、パッドまたはリード幅０．０２〜０．０８ｍｍ、隣接ピッチ０．０４〜０．１２ｍｍのような微小微細電子回路に厚さ３〜１５μｍの均一性のはんだ皮膜をブリッジやミッシングなく安定して形成させることは殆ど不可能である。【００１０】
また更に、ホットエアーレベリング方法及びホットリキッドレベリング方法ではんだ被膜を形成したものは、近年鉛フリーはんだ合金として広く普及している錫銅系はんだ合金、錫銀系はんだ合金、錫銀銅系はんだ合金などにおいては、凝固時に１〜１０数μｍ程度の針状または粒状の錫銅または錫銀の金属間結晶（ＩＭＣ）が偏析してはんだ接合界面近傍のはんだ層内部に散在するため、特にはんだ厚さが１０μｍ以下のレベリング後のはんだ皮膜の表面はデコボコになり、はんだ厚さのばらつきも大きく、表面外観もまだら模様を呈する難点がある。【００１１】
しかしながら、製造効率が悪く信頼性に劣る前記（Ｃ）、（Ｄ）を除いて、現行のはんだ接合技術を組合わせても、現状では、はんだプリコート皮膜形成可能な電子回路の最小幅は、パッドまたはリード幅で高々０．１ｍｍ、隣接回路ピッチとしては０．１５ｍｍが限界であり、それ以下の幅と隣接ビッチの微小微細はんだ接合電子回路形成は、（Ｃ），（Ｄ）の電気めっき方式以外は未だに完全には実用化されていない。
このため、特に高信頼性が求められる航空機用や車載用の電子回路基板、電子部品、半導体装置及び電子装置の更なる小型軽量化のためにも、例えば、パッド幅が０．０８ｍｍ以下、隣接ピッチ０．１２ｍｍ以下の微小微細回路が望まれているが、現行方式のはんだ皮膜形成方法では、譬え局部的にはんだが付着してもブリッジを生ずる確率が高く、大半ははんだ不着（ミッシング）を多発するため、更なる微小微細小型軽量化のネックになっている。
【特許文献１】特開平６−２５２５４２号
【特許文献２】特開平８−３７３６１号
【特許文献３】特開平１０−３２２００７号
【特許文献４】特開平９−３０７２２３号
【特許文献５】特開平１１−３０７５６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、電子部品のパッドまたはリードにはんだ皮膜を形成する方法における前記従来方法の難点、即ち、パッドまたはリード幅０．０８ｍｍ以下・隣接ピッチが０．１２ｍｍ以下の微小微細狭ピッチ高密度電子回路への錫またははんだ皮膜形成困難な問題を解決して品質信頼性の高い均一な錫またははんだ皮膜を形成させる技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、パッドまたはリード以外の表面がソルダーレジスト膜で保護され、パッドまたはリードのみが露出している電子回路基板または電子部品連結体（以下、ワークという）の清浄化された全ての前記パッドまたはリード表面に、錫またははんだ微粒子を少なくとも１個以上搭載させる第１ステップと、前記錫またははんだ微粒子を前記パッドまたはリード表面に融着させて錫またははんだ皮膜を形成させる第２ステップと、錫またははんだ皮膜表面に高温の有機脂肪酸溶液を吹付けて余剰に付着した前記錫またははんだを吹き落し除去する第３ステップにより、前記パッドまたはリードに厚さ２〜２０μｍで、かつ厚さのばらつきが±３μｍ以下の均一な錫またははんだ皮膜を形成させるものである。【００１４】
更に詳しく述べると、本発明の第１ステップにおいては、パッドまたはリード表面が充分に清浄で酸化防止の保護皮膜（例えばＯＳＰ処理済のイミダゾール皮膜や有機脂肪酸の化学吸着した保護膜など）があれば、直接錫またははんだ微粒子を全てのパッドまたはリード表面に少なくとも１個以上搭載して、本発明の第２ステップで前記パッドまたはリード表面に融着させると、これが「核」となり周囲の溶融錫または溶融はんだを呼び込み融合して錫またははんだ層の厚みを増すことが出来る。
この「核」が必要な理由は、溶融錫液または溶融はんだ液固有の表面張力によるぬれ角の問題、あるいは窪みになっているパッドまたはリード上に滞留する気泡の問題で、前記「核」がないと特に極細幅のパッドまたはリード表面に溶融錫または溶融はんだ液が直接接触することができないためである。
例えば、幅２０〜６０μｍ、隣接ピッチ４０〜１００μｍの微小微細電子回路基板または電子部品連結体においては、はんだレジスト膜と開口しているパッドまたはリード面との高さの差（段差）が通常１０〜３０μｍもあり、従来法である前記（Ａ）法（溶融はんだ浴浸漬処理法）では該溶融錫液または溶融はんだ液の表面張力によるぬれ角の問題、あるいは窪みになっているパッドまたはリード上に滞留する気泡の問題などで、パッドまたはリードに溶融錫または溶融はんだが極めて付着し難く、また、従来法の（Ｂ）法（ソルダーペースト塗布・融着方式）でもスクリーン印刷でソルダーペーストを前記微小幅のパッドまたはリード全てに完全に（１００％）充填することは非常に難しい。【００１５】
一方、パッドまたはリード表面が必ずしも清浄でなく酸化している場合には、本発明の第１ステップとして、フラックスを介して錫またははんだ微粒子を少なくとも１個以上全てのパッドまたはリードに搭載する。
この場合のフラックスは通常のはんだフラックスでも良いが、品質信頼性を重視する場合は腐食性のある塩素含有系フラックスは好ましくない。
特に、パルミチン酸ニッケル／またはパルミチン酸コバルトなどを含有するフラックス（日本特許第４３８９１１２号）などを使用すると、電子部品、電子装置の高温暴露後に錫またははんだ接合界面に経時的に生ずる所謂カーケンダルボイド（マイクロボイド）を生じ難く、従って、耐熱耐衝撃破断性に優れた高信頼性はんだ接合が可能である。
このケースでフラックスを使用する目的は、パッドまたはリード表面の残存酸化物を除去することと、錫またははんだ微粒子をフラックスに粘着させること、更に、この粘着した前記微粒子をぬれ性よく確実にパッドまたはリード表面に融着させることにある。【００１６】
また、フラックスを前記パッドまたはリード表面に介在させる方法は、ブラシやロールやスキージーで塗布しても良いし、フラックスを溶媒で希釈してスプレーで噴霧塗着させてもよい。また、フラックスを介在させる個所は全てのパッド及びリード表面が必須であるが、それ以外のソルダーレジスト面、あるいはワーク全面に万遍なく塗着させても特に支障はない。【００１７】
本発明の第１ステップに用いる錫またははんだ微粒子は、開口露出している微細なパッドまたはリードの幅より小さい粒子径の微粒子を１質量％以上含有することが重要である。粒子径がこれより大きすぎると、前述の通り、ソルダーレジストの高い壁（一般的には、厚さで１０〜３０μｍ）で取り囲まれているパッドまたはリード開口部内に錫またははんだ微粒子が入らないため、本発明の第２ステップにおいてパッドまたはリード表面に錫またははんだ微粒子を融着させることが難しくなるからである。
望ましくは、前記パッドまたはリードの露出している幅（開口径）の１／２以下の粒子径の微粒子を１０％以上含有していることが効率的で良い。
また、前記微粒子の形状としては真球状で表面が平滑なものが転がり性および融着時に気体の巻き込みが少ないので好ましい。また、表面が汚染していないこと、更には酸化していないことが接合信頼性上から望ましい。【００１８】
第１ステップにおける錫またははんだ微粒子の散布方法は、例えば、パッドまたはリード幅が０．０８ｍｍ以下で、隣接回路ピッチが０．１２ｍｍ以下の微小微細狭ピッチ高密度電子回路で構成されているワークの場合、上方から細かいメッシュの金網でできた篩、上部が広く下部に行くほど先端が細く狭まったロート状の容器、あるいは市販の粉末用散布装置や先端部に噴射散布ノズルを有する容器などに、固体の錫またははんだ粒子を入れて、上部から前記ワークの全てのパッドまたはリード表面上に付着するように散布する。
その際、通常のメタルマスクを使用して上部から散布しても良いし、スクリーン印刷のようにスキージーを使って塗布しても良く、またはブラシを使用して塗布しても良い。更には、例えば、パッドまたはリード幅が２０〜６０μｍで、隣接回路ピッチが４０〜１００μｍの微小微細狭ピッチ高密度電子回路で構成されているワークの場合、図１のようにワーク１を振動させながら、上部に設置した粉末散布装置２を走査させながらノズル３から錫またははんだ微粒子４を散布して搭載しても良い。この場合、ワーク１を５〜６０度の範囲で傾斜をつけて配置しても良い。
また、パッドまたはリード表面が清浄でない場合は、希釈したフラックス中に前記微粒子を分散させてスプレー状に散布するか、ペースト状のフラックスと前記微粒子とを混練りしたものをパッドまたはリード表面に塗布すると良い。【００１９】
また、散布する前記錫またははんだ微粒子の材質種類としては、電子部品に広く使用されている通常のはんだ、即ち、純錫、錫鉛系合金、錫銀銅系合金、錫亜鉛系合金、錫ビスマス系合金、更にはこれらの母合金にニッケル、ゲルマニウム、インジウム、アンチモン、リンなど添加したはんだで良い。但し、環境問題の観点からは鉛フリーはんだが望ましい。
このうち、特に、電子部品、電子装置の高温暴露後に錫またははんだ接合界面に経時的に生ずる所謂カーケンダルボイド（マイクロボイド）を抑止し、耐熱耐衝撃破断性に優れた高信頼性はんだ接合を目的とする場合には、酸素濃度５ｐｐｍ以下の錫またははんだ合金からなる微粒子を使用することが望ましい。とりわけニッケル０．００５〜０．５質量％と、ゲルマニウム０．００１〜０．１質量％またはリン０．００３〜０．１質量％のいずれか１種以上を添加した酸素濃度５ｐｐｍ以下のはんだ合金が良い。
特に、酸素濃度が２ｐｐｍ以下の錫またははんだ微粒子を使用した場合は、１２０℃以上の高温で長期加熱後のカーケンダルボイド発生をほぼ皆無にでき、長期加熱後の耐衝撃破断性に優れた品質信頼性の高い電子部品、半導体装置、及び電子装置が得られる。
また、半導体装置または電子装置の特性を損なわないために、特に高温でのはんだ接合を嫌う場合は、錫４２質量％、ビスマス５８質量％の錫ビスマス母合金に、ニッケル０．００５〜０．５質量％と、ゲルマニウム０．００１〜０．１質量％またはリン０．００３〜０．０５質量％のいずれか１種以上とを添加したはんだ合金を使用すれば、高々１４０〜１８０℃程度の比較的低温でのはんだ接合が可能であり、しかも、前記微量のニッケルとゲルマニウム添加の効果で、形成されたはんだ皮膜の表面は酸化し難く、かつ仕上がり表面に凹凸のない平滑なはんだ皮膜になるメリットもある。
特に、微量のニッケルを添加した錫またははんだを使用すると、接合界面にニッケルバリヤー層が形成されて、パッドまたはリードの銅が溶融はんだ液の中に溶出拡散抑制／防止する効果があり、その使用が望ましい。【００２０】
散布する錫またはんだ微粒子の搭載量は所望の錫またははんだ皮膜厚さと同じ厚さになるように搭載することは至難であるので、それより過剰に搭載すると良い。あるいはワークの開口しているパッドまたはリードの直上部のみならず、その周辺のソルダーレジスト部の上にも前記微粒子を搭載するか、極端な場合はワーク全面に前記微粒子を過剰に搭載しても良い。
これらの場合は、当然、本発明の第２ステップで前記微粒子をワークのパッドまたはリードに融着した際に隣接回路とブリッジしたり、あるいはソルダーレジスト上でボール状になって乗る形で存在することになるが、これらの余剰の錫またははんだは本発明の第３ステップにより除去されて、前記パッドまたはリード部にのみ所望の錫またははんだ皮膜が形成されて残るので問題ない。
但し、パッドまたはリードの銅厚が非常に薄い場合（例えば５μ以下）は、所謂「銅食われ」により、溶融はんだ中に銅が溶解拡散してパッドまたはリードが消失する可能性があるので、その場合のパッドまたはリードへの錫またははんだ微粒子の搭載量は高さで５μを超えないことが望ましい。
一方、錫またははんだ微粒子の搭載量が過少の場合は、所望の錫またははんだ皮膜厚さを形成することが出来ないので、この場合には、本発明の第２のステップで前記微粒子を「核」としてワークのパッドまたはリードに融着させた後、別に用意した溶融錫浴または溶融はんだ浴にワークを浸漬するか、溶融錫液または溶融はんだ液をワークのパッドまたはリードに吹き付けて、前記パッドまたはリード部の前記融着錫またははんだ「核」上に更に充分な量の錫またははんだを上乗せする。その際、上層の高温の有機脂肪酸溶液（例えば、パルミチン酸溶液など）を通過させて、下層に溶融錫浴または溶融はんだ浴にワーク１を浸漬するか、溶融錫液または溶融はんだ液と高温の有機脂肪酸溶液（例えば、パルミチン酸溶液など）とをワークのパッドまたはリードに吹き付けると、上乗せされる錫またははんだの密着性ならびに形成された錫またははんだ皮膜内の酸化物汚染を回避できるので、好ましい。
この場合も、微細回路では当然ブリッジが形成されるが、上述と同様にこれら余剰の錫またははんだは本発明の第３ステップにより除去されて、前記パッドまたはリード部にのみ所望の錫またははんだ皮膜が形成されて残るので問題はない。【００２１】
尚、パッドまたはリード幅が８０μｍ以上の回路であれば、本発明の第１ステップで錫またははんだ微粒子の散布は必ずしも行う必要はなく、必要によりフラックスを使用して別の溶融錫または溶融はんだ液槽に直接浸漬するだけでも、ワークのパッドまたはリードに錫またははんだ皮膜を形成することは可能である。【００２２】
本発明の第２ステップにおける前記錫またははんだ微粒子を前記パッドまたはリード表面に融着させる方法としては、一般のオーブン（加熱炉）、リフロー炉、フロー炉、更には赤外線または遠赤外線ヒーター加熱などの加熱雰囲気内で加熱して融着させても良いし、あるいはホットプレート上で加熱して融着させても良い。更に、前記錫またははんだ微粒子の融点以上の高温の有機脂肪酸溶液（例えばパルミチン酸溶液など）のような非酸化性液体中で融着させるのも接合時に酸素の巻き込みがなく接合界面の品質信頼性上極めて有効である。
前記融着させる温度条件としては、前記錫またははんだ微粒子の融点＋１０〜５０℃の範囲内の温度に温度制御して、できるだけ短時間で融着させると良い。その際、余熱も含めてワーク全体が出来るだけ均一な温度になるよう制御して、融着時間は５秒以内、望ましくは３秒以下にすると、銅食われによるパッドまたはリードの消失を回避できる。【００２３】
本発明の第３ステップに用いる有機脂肪酸溶液は、カプロン酸、カプリル酸、２−エチルヘキ酸、ノナン酸、カプリン酸、ウンデカン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキジン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、などのカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する有機脂肪酸溶液がよい。これらの内、望ましくは１８０〜３００℃で使用する溶媒に溶解し分解などせず安定している有機脂肪酸がよい。沸点が低い有機脂肪酸の場合は高圧にして使用することも可能であるが、安全性、実用性の点で好ましくはない。
経済性や取扱い上から工業的により実用に適するものは、例えば、炭素数１３〜２０の有機脂肪酸、即ち、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキジン酸、アラキドン酸などであり、本発明の目的に合致した効果が大きく、特に有用である。
有機脂肪酸は炭素数１２以下でも使用可能ではあるが吸水性があり、高温で使用する関係からあまり好ましくないこと、更に余剰のはんだ除去後の錫またははんだ表面に保護膜としてコーティングされても吸水性があるため長期保存時の品質に障害をもたらすこともあり、必ずしも好ましくない。また、炭素数２１以上の有機脂肪酸でも使用は可能であるが、融点が高いこと及び処理後のはんだ表面の防錆効果もやや不充分になる。
特に望ましいのは、工業的にも大量に生産され、多分野で使用されていて、入手もし易い炭素数１６のパルミチン酸、炭素数１８のステアリン酸が最適であり、そのいずれか１種以上を１〜８０重量％と残部が高温領域で安定な油系溶媒からなる、液温１８０〜３００℃の溶液を使用すると本発明の効果も大きい。【００２４】
本発明の第３ステップの余剰錫またははんだ除去にカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を有する有機脂肪酸溶液を使用する目的は、第１にワークに存在するブリッジ等の余剰錫またははんだを有機脂肪酸の活性力によりはじき落とす効果が他の有機化合物より非常に大きいこと、第２に前記融着した錫またははんだ層内の不純物や酸化金属を洗浄する効果があり、かつ余剰の錫またははんだを除去したあとのパッドまたはリード上に残存した錫またははんだ表面に前記有機脂肪酸が化学吸着して酸化防止保護膜が形成されること、第３にワークの表面に付着した不要な塵埃や錫またははんだ微粒子を洗い流し落とす効果が極めて大きいこと、に因る。このうち、特に第１の余剰のはんだをはじき落とす効果はいろいろな有機化合物を試行錯誤した結果、発明者らが新たに発見した現象である。【００２５】
有機脂肪酸溶液中の有機脂肪酸の濃度については１質量％以下でも効果はあるが、連続して大量に処理する場合は補充管理などが煩雑なこと、また８０質量％以上あるいは１００質量％単体液でも本発明の効果はあり使用可能であるが、発煙性と臭気の問題もきつくなるため、好ましくは５〜８０質量％が良い。
前記有機脂肪酸溶液の液温は前記第２ステップで形成された錫または溶融はんだ皮膜の溶融温度と同温度以上であることが必須条件であるが、上限温度は発火性、発煙性、安全性を考慮すると３２０℃程度であり、臭気の問題及び省エネを考慮すると、前記錫または溶融はんだ皮膜の溶融温度より１０〜４０℃高い液温で有機脂肪酸溶液を使用することが望ましい。
例えば、融点が２１７℃近辺の錫銀銅（Ａｇ３．０質量％、Ｃｕ０．５質量％、残部錫）３元系はんだ合金の場合であれば、使用する有機脂肪酸溶液の液温は２４０〜２８０℃が最適である。この場合の余剰の錫またははんだ除去効率は、有機脂肪酸溶液の液温を２８０℃〜３２０℃まで上げた場合と有意差はない。同様に、錫／ビスマス系はんだのような融点が１３９〜１６０℃付近の低融点はんだの場合も、使用する有機脂肪酸溶液の液温は前記融点＋１０〜４０℃の範囲で充分本発明の効果がある。２８０℃を超えると発火の危険性があるので、窒素雰囲気にすると良い。【００２６】
また本発明に使用する有機脂肪酸の溶媒は、前記有機脂肪酸を溶かし、かつ前記高温領域で安定な溶媒であれば、鉱物油、植物油、合成油のいずれでもよいが、特に安定性、安全性、経済性、取扱い性の点でエステル合成油が最適である。高温で安定な溶媒を使用する目的と理由は、前記有機化合物の高温発煙性ならびに臭気の緩和抑制、更にははんだ接合処理後に過剰に付着した有機脂肪酸溶液を洗い落とす際の洗浄性がよいこと、また、若干ではあるが液粘性を下げ浸透性も改善される効果が大きいからである。その濃度は前記有機脂肪酸濃度により決まる。【００２７】
次に本発明の第３ステップで前記有機脂肪酸溶液により余剰の錫またははんだを除去する方法を説明する。
先ず最も単純な方法としては、図３のように、高温の前記有機脂肪酸溶液６にワーク１を単に垂直もしくは傾斜をつけて浸漬して、ワークに物理的な振動を与える方法（傾斜浸漬振動付与方法）である。この方法でも、第２のプロセスで生じたブリッジやソルダーレジスト上に存在する錫またははんだ球状物、更にはワークの表面に付着した不要な塵埃や錫またははんだ微粒子などの余剰の錫またははんだを洗い流し落として、ワークの微細回路のパッドまたはリード部のみに良好な錫またははんだ皮膜を形成できる。
この場合のワークの傾斜角度は、前記ワークに付与する物理的振動の大小にもよるが、一般的には５〜９０度まで効果がある。特に、望ましい傾斜角度は３０〜９０度である。但し、パッドまたはリード表面上に残存形成された錫またははんだ皮膜厚さおよび形状はばらつきを生じ易く、特にプリコート皮膜のように２〜１０μｍの厚さ内で±２μｍ以内に均一に仕上げることは難しい。また、例えば、パッドまたはリード幅が４０μｍ以下で隣接回路ピッチが６０μｍ以下の極細回路の場合はブリッジが局部的に残存することもあり、この傾斜浸漬方法には限界がある。【００２８】
また別の方法として、高温の前記有機脂肪酸溶液をワークに吹き付ける方法（単純吹付け方法）、あるいは高温の前記有機脂肪酸溶液中に浸漬したワークに前記有機脂肪酸溶液を吹付ける方法（浸漬吹付け方法）、更には高温の前記有機脂肪酸溶液中にワークを浸漬しながら液中でローラーまたはスキージーにより余剰の錫またははんだを掻き落す方法（浸漬平滑化方法）などがある。
このうち、単純吹付け方法は、例えば図２のように、ノズル９から高温の有機脂肪酸溶液をワーク１に吹付けて、前記パッドまたは前記リードに余剰に付着している錫またははんだを吹き落として、前記パッドまたは前記リードに所望の均一な膜厚の錫またははんだ皮膜を形成させる。
一方、浸漬吹付け方法は、例えば、図４のように、高温の前記有機脂肪酸溶液中に浸漬したワーク１を引き上げながら、上部にて貯液槽５の高温の有機脂肪酸溶液６を移送用ポンプ７で配管８を通して給液して、先端のノズル９からワーク１に高温の有機脂肪酸溶液６を吹付けることにより、第２ステップで生じたブリッジ１２（図８）やソルダーレジスト１０の上に存在する余剰の錫またははんだ球状物またはワークの表面に付着した塵埃などの不要物１４（図８）を短時間でより効果的に吹き落として、ワークの微細回路のパッドまたはリード部のみに良好な錫またははんだ皮膜を均一な厚さに制御して形成することができる。
尚、図４では前記有機脂肪酸溶液６の吹付けは液外上部の気中で行う事例として示したが、有機脂肪酸溶液６中にノズル９を設置して吹付け処理を行っても同様の効果が得られる。
ワークの余熱の有無の差と、処理時間に多少の差はあるが、結果的には単純吹付け方法と浸漬吹付け方法は効果的に錫またははんだ皮膜形成の出来栄えはほぼ同一である。【００２９】
前記単純吹付け方法と浸漬吹付け方法において、ノズル９から吹付ける流速と吹付け処理時間は、所望する錫またははんだ皮膜の厚さ、ノズルの形状、吹掛け角度などの条件により異なるが、例えば、所望のプリコート被膜厚さが５±２μｍ、ノズルの先端形状がスリット状で開口幅０．５〜３ｍｍＸ開口長さ５０〜５００ｍｍの場合、吹付け角度がワーク１に対して４５〜９０度、ワーク１の連続的引き上げ速度が毎秒１〜２０ｃｍの場合、流速は０．５〜４ｍ／秒、実質吹付け処理時間は０．５〜５秒で充分である。
また、吹付ける高温の前記有機脂肪酸溶液６の流速が速い程、得られる皮膜の膜厚は薄くなる。尚、ノズル形状は一般に市販されている散水用のノズルでも良く、その場合は噴射する有機脂肪酸溶液がワークの横幅に対して万遍なく一様に当たるように複数個のノズルを配置するか、１個以上のノズルを２次元的あるいは３次元的に走査させても良い。【００３０】
あるいは、図５のように、高温の有機脂肪酸溶液６の液中に設置したリバースロール２２（前記ワーク１の引上げ方向と逆向きに回転）により、前記有機脂肪酸溶液６を前記ワーク１のパッドまたはリード部に吹付けることでも、ノズル吹付けの場合と同じ効果が得られる。
この場合の吹付ける流速は、リバースロール２２の直径と回転速度を所望の錫またははんだの膜厚により適宜調整する必要があるが、例えば、所望の膜厚が５〜２０μｍの場合、リバースロール径は６０〜２００ｍｍφ、回転速度は６００〜３０００ｒｐｍの範囲が良く、前記ロール径が大きい程、また回転速度が速い程、得られる錫またははんだ皮膜の膜厚は薄くなる。
尚、このリバースロール２２の回転によりかき落とされる余剰の錫またははんだは微粒子となって該有機脂肪酸溶液中に散乱して処理済の上方パッドまたはリード部に再付着する危険性があるので、それを防止するためにリバースロール２２の上部ににバッフル２３を設置すると良い。また、ワーク１とリバースロール２２との間隙は０，１〜５ｍｍ程度でよい。【００３１】
パッドまたはリードに被覆される錫またははんだ膜厚として２０μｍ以上でも可とする仕様であれば、上述のように高温の有機脂肪酸溶液に浸漬するだけで、従来法の（Ａ）溶融はんだ浴浸漬方式でブリッジしている回路パターンでも、有機脂肪酸溶液中を通過する際、有機脂肪酸の作用でブリッジは解消され、本発明の第３ステップの高温有機脂肪酸溶液吹付けレベラー処理の必要はなく、勿論、従来法のホットエアーレベラー処理またはホットリキッドレベラー処理の必要もない。ここに高温の有機脂肪酸が余剰の溶融錫または溶融はんだに対して特有の分離効果を発揮することを発明者らは知見した。
しかしながら、パッドまたはリードに被覆される錫またははんだ膜厚が１〜２０μｍの所謂プリコート皮膜形成の場合は、従来法のホットエアーレベラー処理またはホットリキッドレベラー処理をするか、本発明の第３ステップの処理をする必要があるが、特に、従来法のホットエアーレベラー処理またはホットリキッドレベラー処理では得られるプリコート皮膜厚のばらつきが非常に大きいのに対して、本発明方法では厚さのばらつきは遥かに小さく、均一なプリコート皮膜が得られ、有機脂肪酸溶液吹付けレベラー処理の効果が極めて大きいことが検証された。【００３２】
また、更に、従来のホットエアーレベリング方法及びホットリキッドレベリング方法ではんだプリコート皮膜を形成したものは、近年鉛フリーはんだ合金として広く普及している錫銅系はんだ合金、錫銀系はんだ合金、錫銀銅系はんだ合金などにおいては、凝固時に１〜１０数μｍ程度の針状または粒状の錫銅または錫銀の金属間結晶（ＩＭＣ）が偏析してはんだ接合界面近傍のはんだ層内部に散在するため、特にはんだプリコート厚さが１０μｍ以下のレベリング後のはんだプリコート被膜の表面はデコボコになり、はんだ厚さのばらつきが大きい難点もある。【００３３】
それを回避して、はんだプリコート厚さが１０μｍ以下でもほぼ完全に平滑な光沢表面に仕上がるようにするために、発明者らは試行錯誤的にいろいろ研究した結果、錫または共晶はんだであれば良いことを突き止めた。例えば、純錫に微量のニッケル０．００５〜０．５質量％を含有し、微量のゲルマニウム０．００１〜０．１質量％またはリン０．００３〜０．１質量％のいずれか１種以上を含有し、残部錫からなるはんだ合金を用いて、本発明方法ではんだプリコート皮膜形成すれば、平滑良好なプリコート皮膜が得られることが判った。
このほか、共晶はんだ、例えば、錫鉛合金（錫６３質量％、鉛３７質量％）、あるいは錫ビスマス合金（錫４２質量％、ビスマス５８質量％）、錫アンチモン合金などに、微量のニッケル０．００５〜０．５質量％と、微量のゲルマニウム０．００１〜０．１質量％またはリン０．００３〜０．１質量％のいずれか１種以上とを添加したはんだを使用すれば、はんだプリコート皮膜厚さが２０μｍ以下でもほぼ完全に平滑な光沢表面に仕上がる。更に、錫めっきプリコートに見られるウィスカーの発生もない利点がある。
尚、低温はんだである錫ビスマス共晶合金に前記適正量の範囲内でニッケルと、ゲルマニウムまたはリンのいずれか１種以上を添加してプリコート皮膜を形成させた電子部品同志（例えば、半導体装置をプリント基板に実装する場合など）を通常の鉛フリーはんだ（例えば、錫銀銅系はんだ、錫銅系はんだ、錫銀系はんだなど）を介して、前記各電子部品のプリコート皮膜にはんだ接合した場合、錫ビスマスはんだプリコート皮膜は１４０〜１８０℃程度の低温で溶融するので、前記通常の鉛フリーはんだとの接合温度も若干低く目にして、かつ接合時間が従来法より短くて済むため、電子部品の熱的ダメージが小さいメリットがある。【００３４】
錫に微量のニッケルを添加する理由は、電子回路のパッドまたはリード表面に錫またははんだ被覆する際に、所謂「銅食われ」（パッドまたはリード表面の銅がはんだに溶け込む現象）を抑制することと、長期に亘り１２０℃以上に累積的に高温暴露された場合にはんだ接合界面近傍に生ずるカーケンダルボイド（マイクロボイド）を抑止し、組み込まれた半導体装置または電子装置の耐衝撃性、耐熱疲労性などの品質信頼性向上化効果を挙げるためである。添加量としては０．００１質量％以下では前記効果が小さく、１質量％以上では溶融時の粘性が高くなり、ブリッジを生じ易いために好ましくない。望ましいニッケルの添加量は０．００５〜０．５質量％である。ニッケルの代わりにコバルト、鉄の添加でも効果がる。【００３５】
また同様に、ゲルマニウムまたはリンを添加する理由は、はんだプリコート皮膜表面の経時的酸化防止とはんだぬれ性の劣化防止が主目的である。これを添加しない場合には、はんだプリコート品を大気中に放置すると、経時的に酸化変色してはんだぬれ性が悪くなる。
その添加量は少ないと効果が小さく、多過ぎると物理的機械的特性が脆弱になり、割れやすいので好ましくない。従って、望ましい添加量はゲルマニウム０．００１〜０．１質量％またはリン０．００３〜０．１質量％である。【００３６】
また、上記以外の本発明の実施形態として、第１ステップで散布する錫またははんだ微粒子の量をむしろ少な目にして、少なくともワークの全てのパッドまたはリードに１個以上錫またははんだ微粒子を搭載させ、第２ステップで前記微粒子をワークのパッドまたはリードに融着させた後、第３ステップとして前記ワークに専用ポンプで高温の有機脂肪酸溶液と、溶融錫液または溶融はんだ液とを、それぞれ吹付け処理を行って、前記パッドまたは前記リード表面に錫またははんだ接合皮膜を形成させると効率的で良い。
具体的に図で説明すると、図６のようにワーク１を走行させながら移送用ポンプ７によりノズル９から高温の有機脂肪酸溶液６をワーク１のパッドまたはリード表面に吹付けるとともに、同時に移送ポンプ１６によりノズル１７からも溶融錫液または溶融はんだ液１５を吹付け処理行うことにより、前記第２のステップで融着した前記錫またははんだ微粒子を核として、不足している錫またははんだ量を付加補充融合させ、かつ余剰に錫またははんだが付着しないように高温の有機脂肪酸溶液６の吹付けで制御することにより、ワーク１のパッドまたはリードにブリッジのない良好均一な錫またははんだ皮膜形成を効率的に行うことが出来る。
この場合、前記高温の有機脂肪酸溶液６の吹付けと、前記溶融錫液または溶融はんだ液１５の吹付けは、相互のノズル９と１７とを近接させて、両方の液がオーバーラップするように吹き付けても良いし、あるいはノズル１７を中心にして、その前後にノズル９を１本ずつ少し離して（２０ｍｍ以上）配置して吹付けても良い。
ノズルの噴出部断面形状は特に限定する必要はないが、生産性を考慮するとワークの走行方向に対して、直角方向を長くした楕円状またはスリット状が効率的で望ましい。
尚、電子回路基板または電子部品連結体あるいは半導体リードフレームなどが長尺の条帯であれば、連続送りまたは間欠送りして搬送しながら、本発明方法の処理を行うことが出来る。【００３７】
以上の通り、本発明の第３ステップより、ワークの表面に高温の有機脂肪酸溶液を吹付けて余剰に付着した前記錫またははんだを吹き落し除去し、パッドまたはリードに厚さ２〜２０μｍで、かつ厚さのばらつきが±３μｍ以下の均一な錫またははんだ皮膜を形成させることが可能である。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の方法によれば、従来方法では「ブリッジ」が出来るため、良好な回路形成が不可能なパッドまたはリード幅２０〜８０μｍ、隣接ピッチ４０〜１００μｍの微細狭ピッチ高密度電子回路に、厚さ２〜２０μｍの任意の厚さ範囲で、しかも厚さのばらつきを±３μｍ以内に比較的自由に制御しながら、錫またははんだ皮膜を工業的に安定量産可能にする顕著な効果がある。
しかも、本発明方法により製造した錫またははんだ皮膜を有する電子部品と電子回路基板を使用してはんだ接合して搭載実装した高密度電子装置は、本発明の第２ステップでパッドまたはリードに融着した錫またははんだ層に、第３ステップで高温の有機脂肪酸溶液を吹付けることにより、前記錫またははんだ層を再び溶融状態にして、該層内に存在する微小気泡や空隙、金属酸化物、フラックス反応生成物、その他不純物を除去しながら、かつ余剰の錫またははんだを除去し、必要量の錫またははんだ層を強固にパッドまたはリード表面接合するので、最終的に形成された錫またははんだ層ない及び接合界面には前記従来法（Ａ）や（Ｂ）によく見られるフラックスの沸騰飛散による接合界面及びはんだ層内および接合界面の微小気泡・空隙は全くない。従って、長期高温暴露後のカーケンダルボイド（マイクロボイド）の発生を殆ど皆無に出来る効果がある。特に、酸素濃度２ｐｐｍ以下のはんだを使用すれば、長期高温暴露後のカーケンダルボイドの発生を皆無に出来るので、本発明の錫またははんだ接合部品は長期高温暴露後の耐衝撃破断性が格段に優れている。
更に、従来法では不可能なパッドまたはリード幅２０〜８０μｍ、隣接ピッチ４０〜１００μｍの微小・狭ピッチ電子回路に錫またははんだ皮膜を形成することが可能である。
また、本発明の第３ステップにおいては、仕上がった錫またははんだ皮膜表面に有機脂肪酸の化学吸着保護皮膜（酸化防止皮膜）が必然的にコーティング形成されるので、長期間大気中に保管後も酸化変色し難く、はんだぬれ性の良い状態が保持される。従って、その後の後工程で電子装置組立時のはんだぬれ性が従来法で製造された物より安定して優れている。特に、錫またははんだプリコート皮膜が５μｍ以下の場合は金属間化合物（ＩＭＣ）が表面に露出し、長期保管後に表面酸化するとその上にははんだ付けはできないが、本発明方法で処理した膜厚５μｍ以下のプリコート品の場合はＩＭＣが表面に露出していても長期大気中保管後もはんだ付けが充分出来る。これは、プリコート皮膜表面に有機脂肪酸の化学吸着保護皮膜（酸化防止コーティング皮膜）が形成されている効果と考えられる。
以上の通り、本発明の効果は工業的に極めて価値が高いものである。
これを更に詳しく具体的事例で以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明方法の第１ステップに使用する錫またははんだの微粒子からなる粉末を細かいメッシュの金網を有する篩または市販の粉末散布装置から、ワークに散布する状態を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明方法の第３ステップの実施形態の１つである吹付け方式の事例として、ワークに高温の有機脂肪酸溶液をノズルで吹付けて、余剰の錫またははんだを除去して、パッドまたはリード表面にはんだ皮膜を形成させる様子を模式的に示した断面図である。
【図３】本発明方法の第３ステップの実施形態の１つである単純浸漬方式の事例として、高温の有機脂肪酸溶液中に電子回路基板または電子部品連結体（ワーク）を浸漬し、ワークに物理的振動を付与しながら引上げて、余剰の錫またははんだを除去して、パッドまたはリード表面にはんだ皮膜を形成させる様子を模式的に示した断面図である。
【図４】本発明方法の第３ステップの実施形態の１つである浸漬吹付け方式の事例として、予め高温の有機脂肪酸溶液槽に浸漬したワークを引き上げながら、上部のノズルで高温の有機脂肪酸溶液を吹付けて、余剰の錫またははんだを除去して、パッドまたはリード表面にはんだ皮膜を形成させる様子を模式的に示した断面図である。
【図５】本発明方法の第３ステップの実施形態の１つである浸漬ロール吹掛け方式の事例として、予め高温の有機脂肪酸溶液槽に浸漬したワークを、液中に設置された２本のリバースロールに間を通過させ引き上げながら、リバースロールの高速回転によりワークのパッドまたはリード部に該有機脂肪酸溶液を吹掛けて、余剰の錫またははんだを除去して、パッドまたはリード表面にはんだ皮膜を形成させる様子を模式的に示した断面図である。
【図６】本発明の第３ステップの実施形態の１つである有機脂肪酸溶液と溶融錫液または溶融はんだ液の２液吹付け方式の事例として、上層に高温の有機脂肪酸溶液、下層に溶融錫液または溶融はんだ液を配した貯液槽からそれぞれの液を専用ポンプでノズルに給液して、ノズルからそれぞれの液を電子回路基板または電子部品連結体（ワーク）に吹付けて、余剰の錫またははんだを除去して、パッドまたはリード表面にはんだ皮膜を形成させる様子を模式的に示した断面図である。
【図７】本発明の第１ステップの実施形態の１つである錫またははんだ微粒子からなる粉体散布事例として、粉体散布装置からワークに前記粉体散布している様子を模式的に示した断面図である。
【図８】本発明の第２ステップの実施形態の１つである錫またははんだ微粒子からなる粉体をワークのパッドまたはリードに融着させた状態の事例として、模式的にワークの断面状態を示した断面図である。
【図９】本発明の方法及び装置において、電子回路基板または電子部品連結体の搬送に使用するプログラム式自動３次元移動装置のロボットアーム部分と、ワークを取付けた治具（枠状専用ホルダー）部分の事例を模式的に示した断面図である。
【図１０】本発明実施例および比較例で製造したはんだプリコート皮膜の加熱エージング（１５０℃、２４０時間）後の断面形態で、ａ）は比較例２のプリコート皮膜の状態を模式的に示した図で、ｂ）は比較例２のプリコート皮膜の一部分の断面写真事例、同様にｃ）は実施例７のプリコート皮膜の状態を模式的に示した図で、ｄ）は実施例７のプリコート皮膜の一部分の断面写真事例を示したものである
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の実施例と従来方法との比較例について以下に述べる。
先ず、共通の試供試料として、電子回路基板は以下の２種類を用いた。
試料１：外形寸法１０ｍｍ×１０ｍｍ×０．８ｍｍの中央を中心に左右にリード幅２０μｍ、リード長さ６ｍｍ、隣接ピッチ５０μｍで描かれたリード５０本を１単位にしたテスト回路が２０ｍｍピッチで２列Ｘ４ユニット、同様に、リード幅４０μｍ、リード長さ６ｍｍ、隣接ピッチ６０μｍで描かれたリード５０本を１単位にしたテスト回路が２０ｍｍピッチで２列Ｘ４ユニット配列された電子回路基板。
尚、前記リード部以外のワーク表面には全てソルダーレジストが塗布され、ソルダーレジスト膜とリート表面の段差は約１０μソルダーレジスト膜の方が高くなっている。
試料２：外形寸法１０ｍｍ×１０ｍｍ×１．０ｍｍ、電極パッド数３０４、パッド径０．１ｍｍφ、はんだレジスト保護皮膜で覆われていないパッド径０．０８ｍｍφ、パッド間ピッチ０．１５ｍｍのＢＧＡが２０ｍｍピッチで２列各４個配列された電子回路基板。尚、試料１と同様に、ソルダーレジスト膜とリート表面の段差は約１０μソルダーレジスト膜の方が高くなっている。
また、はんだ中の酸素濃度を下げた低酸素はんだ合金の作製方法は、銀２．５質量％、銅５質量％、ニッケル０．０１質量％、ゲルマニウム０．００５質量％、残部錫からなる鉛フリーはんだ合金を予め溶融させた溶融はんだ液と、パルミチン酸３０重量％と残部エステル合成からなる液温２６０℃の有機脂肪酸溶液とを撹拌器内に循環給液して、激しく撹拌して溶融はんだ内部に存在する金属酸化物、及び不純物をパルミチン酸のケン化作用を利用して、前記パルミチン酸溶液中に取り込ませて、撹拌混合液を貯槽に戻し、溶融はんだ液とパルミチン酸溶液の比重差を利用して両液を分離しながら、これを酸素濃度が１ｐｐｍ以下になるまで繰り返し循環処理して精製作成した。これを母合金として、酸素濃度が２、５、１０ｐｐｍになるように、この母合金に上記精製処理前の酸素濃度既知（１２０ｐｐｍ）の同金属組成のはんだ合金を加えて溶融し、それぞれの酸素濃度のはんだ合金を作製し、以下の比較例（従来方法）と実施例の評価試験に供した。
【００４１】
［比較例１］
銀２．５質量％、銅０．５質量％、残部錫からなる組成の鉛フリーはんだ合金をそのまま溶融した浴温２６０℃のはんだ浴に、予めパット部にロジン系フラックスが塗布されている試料１及び２を２秒間浸漬してパッド部にはんだ付け処理した後、通常のホットエアーレベラーで温度３５０℃、圧力（圧力計ゲージ）０．２ＭＰａで処理した。
【００４２】
［比較例２］
市販の銀２．５質量％、銅０．５質量％、ニッケル０．０１質量％、ゲルマニウム０．００５質量％、残部錫からなる鉛フリーはんだ合金をそのまま溶融した浴温２６５℃のはんだ浴に、予めパッド部にロジン系フラックスが塗布されている試料１及び２を３秒間浸漬してパッド部にはんだ付け処理した後、通常のホットエアーレベラーで温度３５０℃、圧力（圧力計ゲージ）０．２ＭＰａで処理した。
【００４３】
［比較例３］
銀２．５質量％、銅０．５質量％、残部錫からなる鉛フリーはんだ合金の粉末をフラックス成分などと混練した市販のクリームはんだ（ソルダーペースト）を用いて、試料１及び２に通常のシルクスクリーン印刷法でパッド部にソルダーペーストを塗布した後、該試料１，２をピーク温度３５０℃の通常のリフロー炉中を通過させて、パッドにはんだ被膜を形成させた。
【００４４】
［比較例４］
銀２．５質量％、銅０．５質量％、ニッケル０．０１質量％、ゲルマニウム０．００５質量％、酸素濃度１０ｐｐｍ、残部錫からなる組成に調整した鉛フリーはんだ合金を溶融した浴温２６０℃の溶融はんだ浴に、従来方法、即ち、予めパッド部にロジン系フラックスが塗布されている試料１及び２を２秒間浸漬してパッド部にはんだ付け処理した後、通常のホットエアーレベラーで温度３５０℃、圧力（圧力計ゲージ）０．２ＭＰａで処理した。
【００４５】
［比較例５］
銀２．５質量％、銅０．５質量％、ニッケル０．０１質量％、ゲルマニウム０．００５質量％、酸素濃度２ｐｐｍ、残部錫からなる組成に調整した鉛フリーはんだ合金を溶融した浴温２６０℃の溶融はんだ浴に、従来方法、即ち、予めパッド部にロジン系フラックスが塗布されている試料１及び２を２秒間浸漬してパッド部にはんだ付け処理した後、通常のホットエアーレベラーで温度３５０℃、圧力（圧力計ゲージ）０．２ＭＰａで処理した。
【００４６】
［比較例６］
銀２．５質量％、銅０．５質量％、ニッケル０．０１質量％、ゲルマニウム０．００５質量％、酸素濃度２ｐｐｍ、残部錫からなる組成に調整した鉛フリーはんだ合金を溶融した浴温２６０℃の溶融はんだ浴に、従来方法、即ち、予めパッド部にロジン系フラックスが塗布されている試料１及び２を２秒間浸漬してパッド部にはんだ付け処理した後、液温２３０℃のグリセリンを吹き付けて余剰のはんだを吹き落とすホットリキッドレベラー処理を行った。
【実施例１】
【００４７】
試料１及び２について、予め液温１２０℃のパルミチン酸１０質量％、残部エステル合成油からなる溶液に浸漬して、パッド及びリードの表面を清浄化するとともに清浄化された表面にパルミチン酸の保護膜を形成させた後、図１のような粉末散布装置で粒子径１〜２０μｍφの銀２．５質量％、銅０．５質量％、残部錫からなるはんだ微粒子を上部から散布して前記パッド及びリード表面上に充分な量の前記はんだ微粒子を搭載した。このときの前記粉体の散布量は全ての開口部が溶融はんだで完全に充填される理論容量値の約３０倍量を散布した。
次に２６０℃に過熱されたホットプレート上に各試料（ワーク）を載せて、前記ワーク上に搭載された前記はんだ微粒子を溶融させて、前記パッド及びリードに融着させた後、図４のような浸漬吹付け装置中の液温２６０℃の前記組成のパルミチン酸溶液にワークを浸漬して徐々に引き上げながら、前記高温のパルミチン酸溶液を流速２．０ｍ／秒で吹付けて、パッド及びリードのはんだ皮膜の仕上がり厚さが５μｍになるように、余剰のはんだを吹き落として除去した。
【実施例２】
【００４８】
試料１及び２について、予めパルミチン酸ニッケル５質量％、通常のロジン系フラックス４５質量％、残部溶媒からなるフラックス希釈液をスプレーで噴霧して、パッド及びリードの表面に塗布、乾燥させた後、図１のような粉末散布装置で粒子径１〜１０μｍφの銀２．５質量％、銅０．５質量％、ニッケル０．０１質量％、ゲルマニウム０．００５質量％、残部錫からなるはんだ微粒子を上部から散布して前記パッド及びリード表面上に充分な量の前記はんだ微粒子を搭載した。このときの前記はんだ微粒子の散布量は全ての開口部が溶融はんだで完全に充填される理論容量値の約５０倍量を散布した。
次に各試料（ワーク）を温度プロファイル上の最高実質温度２６０℃のリフロー炉に搬入して炉中を通過させて、前記ワーク上に搭載された前記はんだ微粒子を溶融させて、前記パッド及びリードに融着させた後、図４のような浸漬吹付け装置中の液温２６０℃のパルミチン酸１０質量％、残部エステル合成油からなるパルミチン酸溶液にワークを浸漬して徐々に引き上げながら、前記高温のパルミチン酸溶液を流速１．１ｍ／秒で吹付けて、パッド及びリードのはんだ皮膜の仕上がり厚さが１０μｍになるように、余剰のはんだを吹き落として除去した。
【実施例３】
【００４９】
試料１及び２について、予めパルミチン酸ニッケル５質量％、通常のロジン系フラックス４５質量％、残部溶媒からなるフラックス希釈液をスプレーで噴霧して、パッド及びリードの表面に塗布、乾燥させた後、図１のような粉末散布装置で粒子径１〜１０μｍφの銀２．５質量％、銅０．５質量％、ニッケル０．０１質量％、ゲルマニウム０．００５質量％、酸素濃度１０ｐｐｍ、残部錫からなるはんだ微粒子を上部から散布して前記パッド及びリード表面上に充分な量の前記はんだ微粒子を搭載した。このときの前記はんだ微粒子の散布量は全ての開口部が溶融はんだで完全に充填される理論容量値の約１００倍量を散布した。
次に各試料（ワーク）を温度プロファイル上の最高実質温度２６０℃のリフロー炉に搬入して炉中を通過させて、前記ワーク上に搭載された前記はんだ微粒子を溶融させて、前記パッド及びリードに融着させた後、図４のような浸漬吹付け装置中の液温２６０℃のパルミチン酸１０質量％、残部エステル合成油からなるパルミチン酸溶液にワークを浸漬して徐々に引き上げながら、前記高温のパルミチン酸溶液を流速２．１ｍ／秒で吹付けて、パッド及びリードのはんだ被膜の仕上がり厚さが５μｍになるように、余剰のはんだを吹き落として除去した。
【実施例４】
【００５０】
試料１及び２について、予めステアリン酸ニッケル９質量％、通常のロジン系フラックス４５質量％、残部溶媒からなるフラックス希釈液をローラーでパッド及びリードの表面に塗布、乾燥させた後、図１のような粉末散布装置で粒子径１〜１０μｍφの銀２．５質量％、銅０．５質量％、ニッケル０．０１質量％、ゲルマニウム０．００５質量％、酸素濃度２ｐｐｍ、残部錫からなるはんだ微粒子を上部から散布して前記パッド及びリード表面上に充分な量の前記はんだ微粒子を搭載した。このときの前記はんだ微粒子の散布量は全ての開口部が溶融はんだで完全に充填される理論容量値の約２０倍量を散布した。
次に２６０℃に過熱されたホットプレート上に各試料（ワーク）を載せて、前記ワーク上に搭載された前記はんだ微粒子を溶融させて、前記パッド及びリードに融着させた後、浴温２５０℃の銀２．５質量％、銅０．５質量％、ニッケル０．０１質量％、ゲルマニウム０．００５質量％、酸素濃度２ｐｐｍ、残部錫からなるはんだ浴にワークを浸漬して、充分な量のはんだを前記融着したパッド及びリードにはんだ層に融合上積みした後、図３のような装置のノズルから液温２５０℃のステアリン酸１５質量％、残部エステル合成油からなる溶液を流速２．０ｍ／秒で吹付けて、パッド及びリードのはんだ皮膜の仕上がり厚さが５μｍになるように、余剰のはんだを吹き落として除去した。
【実施例５】
【００５１】
試料１及び２について、予めステアリン酸ニッケル９質量％、通常のロジン系フラックス４５質量％、残部溶媒からなるフラックス希釈液をローラーでパッド及びリードの表面に塗布、乾燥させた後、図１のような粉体散布装置で粒子径１〜１０μｍφの銀２．５質量％、銅０．５質量％、ニッケル０．０１質量％、ゲルマニウム０．００５質量％、酸素濃度１ｐｐｍ、残部錫からなるはんだ微粒子を上部から散布して前記パッド及びリード表面上に充分な量の前記はんだ微粒子を搭載した。このときの前記はんだ微粒子の散布量は全ての開口部が溶融はんだで完全に充填される理論容量値の約２０倍量を散布した。
次に２６０℃に過熱されたホットプレート上に各試料（ワーク）を載せて、前記ワーク上に搭載された前記はんだ微粒子を溶融させて、前記パッド及びリードに融着させた後、浴温２５０℃の銀２．５質量％、銅０．５質量％、ニッケル０．０１質量％、ゲルマニウム０．００５質量％、酸素濃度１ｐｐｍ、残部錫からなる溶融はんだ浴にワークを浸漬して、充分な量のはんだを前記融着したパッド及びリードにはんだ層に融合上積みした後、図３のような装置のノズルから液温２５０℃のステアリン酸１０質量％、残部エステル合成油からなる溶液を流速２．０ｍ／秒で吹付けて、パッド及びリードのはんだ皮膜の仕上がり厚さが５μｍになるように、余剰のはんだを吹き落として除去した。
【実施例６】
【００５２】
試料１及び２について、予めパルミチン酸ニッケル５質量％、通常のロジン系フラックス４５質量％、残部溶媒からなるフラックス希釈液をスプレーで噴霧してパッド及びリードの表面に塗布、乾燥させた後、図１のような粉末散布装置で粒子径１〜１５μｍφのニッケル０１質量％、ゲルマニウム０．００５質量％、酸素濃度２ｐｐｍ、残部錫からなるはんだ微粒子を上部から散布して前記パッド及びリード表面上に充分な量の前記はんだ微粒子を搭載した。このときの前記はんだ微粒子の散布量は全ての開口部が溶融はんだで完全に充填される理論容量値の約６０倍量を散布した。
次に２６０℃に過熱されたホットプレート上に各試料（ワーク）を載せて、前記ワーク上に搭載された前記はんだ微粒子を溶融させて、前記パッド及びリードに融着させた後、図４のような装置のノズルから液温２５０℃のパルミチン酸１０質量％、残部エステル合成油からなる溶液を流速１．８ｍ／秒で吹付けて、パッド及びリードのはんだ皮膜の仕上がり厚さが６μｍになるように、余剰のはんだを吹き落として除去した。
【実施例７】
【００５３】
試料１及び２について、予めパルミチン酸ニッケル５質量％、通常のロジン系フラックス４５質量％、残部溶媒からなるフラックス希釈液をスプレーで噴霧してパッド及びリードの表面に塗布、乾燥させた後、図１のような粉末散布装置で粒子径１〜１０μｍφの錫４２質量％、ビスマス５８質量％、酸素濃度３ｐｐｍからなる錫ビスマス共晶合金に、ニッケル０．０７質量％、ゲルマニウム０．００５質量％を添加したはんだ微粒子を上部から散布して前記パッド及びリード表面上に前記はんだ微粒子を搭載した。このときの前記粉体の散布量は全ての開口部が溶融はんだで完全に充填される理論容量値の約２０倍量を散布した。
次に２６０℃に過熱されたホットプレート上に各試料（ワーク）を載せて、前記ワーク上に搭載された前記はんだ微粒子を溶融させて、前記パッド及びリードに融着させた後、図６のような装置のノズル９から液温２６０℃のパルミチン酸１０質量％、残部エステル合成油からなる溶液を流速０．８ｍ／秒で吹付け、次にノズル１７から錫４２質量％、ビスマス５８質量％、酸素濃度３ｐｐｍからなる錫ビスマス共晶合金に、ニッケル０．０７質量％、ゲルマニウム０．００５質量％を添加した溶融はんだを吹付け、更にその後方に設置された別のノズル９で再び液温２６０℃のパルミチン酸１０質量％、残部エステル合成油からなる溶液を流速１．８ｍ／秒で吹付け、パッド及びリードのはんだ皮膜の仕上がり厚さが６μｍになるように前記はんだ皮膜を形成させた。【００５４】
評価試験は、外観については、顕微鏡（Ｘ２０〜１００倍）でブリッジやミッシング（はんだ不着）の有無を観察した。
上記各比較例および実施例の鉛フリーはんだ中の銅濃度、不純物濃度については、比較例１〜６、実施例１〜７の各試作実験に先立ち使用直前のはんだをサンプリングし、最新のＴＯＦ−ＳＩＭＳ分析装置により表面から深さ１０μｍの内部までの酸素濃度を測定した。
また、実施例１〜７の加熱エージング後の半導体装置の半田接合部のボイド観察試料および耐衝撃性試験試料の作成には、試料２に対応するバーンイン試験用プリント回路基板を使用して、実施例１〜７の各試料２を搭載してリフロー炉ではんだ接合して評価用試料として評価試験に供した。比較例１〜６については、ミッシングが多過ぎて評価不能であった。
はんだ接合部界面付近のボイド有無の評価方法は、評価試験用試料を常態と、恒温加熱炉に１５０℃、２４０時間放置して加熱エージング加速試験後について、それぞれ半田接合部断面を研磨して、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）及びＸ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）により、該半田接合部付近のマイクロボイドの数と大きさを観察ならびに分析し比較した。
また、同一条件下で同時に加熱エージング加速試験した上記実施例１〜７の各試料２のＢＧＡ側のはんだ接合部界面付近のボイド有無の評価方法として、評価試験用試料を常態と、恒温加熱炉に１５０℃、２４０時間放置して加熱エージング加速試験後について、それぞれ半田接合部断面を研磨して、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）及びＸ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）により、該半田接合部付近のマイクロボイドの数と大きさを観察ならびに分析し比較した。
一方、同一条件下で同時に加熱エージング加速試験をした上記実施例１〜７の試料を、市販のＢＧＡ等電子デバイス部品用全自動落下試験装置を用い、ＪＥＤＥＣ（Ｊｏｉｎｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｕｎｃｉｌ）規格のＮｏ．２２−Ｂ１１１に準じて高さ１０００ｍｍから約１３００Ｇで繰り返し落下させ、その都度各試験試料の導通試験を行い、導通不良が発生するまでの落下試験回数を調べた。（表２）【００５５】
その結果は下記［表１］の通り、特に、微細回路である試料１及び２におけるはんだ形成部の外観検査において、実施例１〜７と、比較例１〜６との間にはいずれにも明確な有意差があり、比較例１〜６ではほんの一部のパッドまたはリードにはんだが付くものもあるが、殆どはんだが付着しない、所謂「ミッシング（はんだ未着）」が多発した。
一方、はんだ膜厚のばらつきは、本発明方法である実施例１〜７が±２μｍの範囲に入っている。これに対して比較例１〜６はいずれもミッシングが多く、局部的に付着している部分を測定すると１〜１４μｍと厚さのばらつきが大きく不均一であることが判った。【００５６】
更に、使用したはんだ中の酸素濃度とカーケンダルボイド（マイクロボイド）の関係について、比較例（局部的にはんだが付いた部分のみ観測）、実施例とも常態においては、比較例及び実施例とも全くマイクロボイドもないことを確認した上で、加熱エージング（１５０℃、２４０時間）を行ったが、表２の通り、本発明である実施例では、酸素濃度が高いはんだを使用した実施例１、２ではカーケンダルボイドの発生が若干見られたが、酸素濃度を５ｐｐｍ以下に調整したはんだを使用した実施例４〜７では、明らかに溶融はんだの粘性が一段と低くなり、所謂「はんだ切れ」が良くなり、カーケンダルボイドの発生は激減する。酸素濃度を２ｐｐｍ以下にした実施例５〜７では加熱エージング後のカーケンダルボイド発生を皆無に出来ることが検証された。物理化学的な物性上の変曲点（臨界点）が酸素濃度５ｐｐｍ付近にあると推定される。
これに対して、比較例１〜６（局部的にはんだが付いた部分のみ観測）の場合、加熱エージング（１５０℃、２４０時間）後の接合界面にはかなり大きいカーケンダルボイドが多数（接合部断面長さ０．２ｍｍ当り２００〜３００個）見られた。
また、耐衝撃性試験結果は表２の通り、比較例１〜６ははんだ不着多発のため測定不能であったが、実施例１〜７とも２０回でも全く不良を発生しないことが確認された。尚、衝撃試験は２０回で一応打ち切ったので、それ以上どこまで正常性を保持できるかは未確認である。その理由は２０回も持てば実用上、信頼性として充分なことに因る。【００５７】
尚、前記実施例では、対象として電子回路基板としてＢＧＡとそれに対応するバーンインテスト用プリント回路基板を使用したが、それ以外の電子回路基板でも同様の効果が得られることは容易に類推できるし、超ミニトランジスタ、超ミニダイオード、ミニコンデンサなどの微小な電子部品は多列多数個取りでマトリックス状に連結して配列したリードフレーム条帯、短冊などの電子部品連結体、あるいは線棒または板状保持体に整列配列した電子部品配列体に本発明の方法ではんだ被膜またははんだプリコート被膜を形成させても、同じ効果が得られることは容易に類推される。従って、これらは本発明の範囲内である。
また、コイル状に巻いた微小な電子部品は多列多数個取りでマトリックス状に連結して配列したリードフレーム条帯は、本発明方法ではその移動処理と連続送りまたは間欠送りなどして処理することが出来る。【００５８】
【表１】
2012060022.tif 000003
【００５９】
【表２】
2012060022.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上の通り、本発明は、従来法ならびにそれに類する先行技術の難点である、微細回路のはんだプリコート皮膜形成時のブリッジの問題、フラックス成分を含有するが故の接合界面やはんだ層内に所謂マイクロボイド（微小な気泡や空隙）発生現象を回避し、経時的接続信頼性の問題、腐食性の問題、更には長期高温暴露後に経時的に発生するカーケンダルボイドの問題を解決するもので、パッドまたはリード幅０．０２〜０．０８ｍｍ、隣接ピッチ０．０４〜０．１２ｍｍの微細狭ピッチ電子回路に３〜２０μｍの厚さ範囲で厚さのばらつきが±３μ以内の錫またははんだプリコート皮膜形成をも、安定的に量産可能にする技術を提供するものであり、工業的価値が極めて高い画期的な技術である。
【符号の説明】
【００６１】
１  電子回路基板または電子部品連結体（ワーク）
２  粉末散布装置（上方から細かいメッシュの金網でできた篩、上部が広く下部に行くほど先端が細く狭まったロート状の容器、あるいは市販の粉末用散布装置や先端部に噴射散布ノズルを有する容器などに入れた固体の錫またははんだ粒子を散布する装置）
３  粉末散布装置のノズル
４  錫またははんだ微粒子
５  高温の有機脂肪酸溶液貯槽
６  高温の有機脂肪酸溶液
７  高温の有機脂肪酸溶液移送用ポンプ
８  高温の有機脂肪酸溶液移送用配管
９  高温の有機脂肪酸溶液吹付け用ノズル
１０  ソルダーレジスト
１１  パッドまたはリード
１２  はんだブリッジ
１３  余剰の錫またははんだ球状物、ソルダーレジスト上に付着した塵埃などの不要物
１４  錫またははんだ皮膜
１５  溶融錫液またははんだ液
１６  溶融錫液または溶融はんだ液移送用ポンプ
１７  溶融錫液または溶融はんだ液の噴射ノズル
１８  有機脂肪酸溶液と溶融錫液または溶融はんだ液吹付け後の溢流（オーバーフロー）液（混合液）
１９  溢流混合液３９を受ける金属製の受皿樋
２０  撹拌器
２１  貯槽
２２  リバースロール
２３  バッフル
２４  アーム
２５  パイロットピン
２６  ワーク保持治具
２７  銅パットまたは銅リード
２８  錫銀、錫銅などの金属間化合物（ＩＭＣ）の偏析物
２９  錫銅ニッケルの金属間化合物（ＩＭＣ）層
３０  鉛フリーはんだ層
３１  錫銅ニッケル金属間合金層
３２  錫ニッケル層金属間合金層
３３  ガラスエポキシ基板
３４  パッドまたはリード表面に搭載した錫またははんだ微粒子が本発明の第２ステップで加熱されてパッドまたはリードに融着接合した錫またははんだ皮膜
３５  カーケンダルボイド（マイクロボイド）
【図１】
2012060022.tif 000005
【図２】
2012060022.tif 000006
【図３】
2012060022.tif 000007
【図４】
2012060022.tif 000008
【図５】
2012060022.tif 000009
【図６】
2012060022.tif 000010
【図７】
2012060022.tif 000011
【図８】
2012060022.tif 000012
【図９】
2012060022.tif 000013
【図１０】
2012060022.tif 000014
【国際調査報告】
2012060022.tif 000015
2012060022.tif 000016
2012060022.tif 000017
2012060022.tif 000018