(57)【要約】【課題】はんだペーストを用いて基板に対して被搭載物を同じ位置および方向となるように接合する方法を提供する。【解決手段】メタライズ層を形成した基板におけるメタライズ層とメタライズ層を形成した正方形状を有する被搭載物４におけるメタライズ層との間にはんだペースト３を搭載または塗布したのちリフロー処理して基板と正方形状を有する被搭載物４をはんだペーストを用いた基板と正方形状を有する被搭載物を接合する際に、前記基板の表面に形成されるメタライズ層の面積が被搭載物４のメタライズ層の面積よりも小さいメタライズ層本体部分６と前記メタライズ層本体部分６の周囲から突出した少なくとも２個のはんだ誘引部メタライズ層７とからなる平面形状を有していると、リフロー処理中に正方形状の被搭載物４の対角線と前記はんだ誘引部メタライズ層７の突出方向とが一致するように回転してはんだ付けされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタライズ層を形成した基板におけるメタライズ層とメタライズ層を形成した正方形状を有する被搭載物におけるメタライズ層との間にはんだペーストを搭載または塗布したのち非酸化性雰囲気中でリフロー処理して基板と正方形状を有する被搭載物を接合するはんだペーストを用いた基板と正方形状を有する被搭載物の接合方法において、
前記基板の表面に形成されるメタライズ層は、面積が被搭載物のメタライズ層の面積よりも小さいメタライズ層本体部分と前記メタライズ層本体部分の周囲から突出した少なくとも２個のはんだ誘引部メタライズ層とからなる平面形状を有し、前記はんだ誘引部メタライズ層は隣のはんだ誘引部メタライズ層と前記正方形状を有する被搭載物の対角線と同じ角度で交差するように突出していることを特徴とする位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項２】
前記正方形状を有する被搭載物は正方形状を有する素子であることを特徴とする請求項１記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項３】
基板に形成されるメタライズ層は、電極膜であることを特徴とする請求項１または２記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項４】
メタライズ層を形成した基板におけるメタライズ層とメタライズ層を形成した長方形状を有する被搭載物におけるメタライズ層との間にはんだペーストを搭載または塗布したのち非酸化性雰囲気中でリフロー処理して基板と長方形状を有する被搭載物を接合するはんだペーストを用いた基板と長方形状を有する被搭載物の接合方法において、
前記基板の表面に形成されるメタライズ層は、面積が長方形状を有する被搭載物のメタライズ層の面積よりも小さいメタライズ層本体部分と前記メタライズ層本体部分の周囲から突出した少なくとも２個のはんだ誘引部メタライズ層とからなる平面形状を有し、前記はんだ誘引部メタライズ層は前記長方形状を有する被搭載物の対角線と同じ角度で交差するように突出していることを特徴とする位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項５】
前記長方形状を有する被搭載物は長方形状を有する素子であることを特徴とする請求項４記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項６】
基板に形成されるメタライズ層は、電極膜であることを特徴とする請求項４または５記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項７】
前記はんだペーストは、Ｓｎ：２０〜２５質量％を含有し、残部：Ａｕおよび不可避不純物であるＡｕ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項８】
前記はんだペーストは、Ｐｂ：３５〜６０質量％を含有し、残部：Ｓｎおよび不可避不純物であるＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項９】
前記はんだペーストは、Ｐｂ：９０〜９５質量％を含有し、残部：Ｓｎおよび不可避不純物であるＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項１０】
前記はんだペーストは、Ｓｎ：４０〜１００質量％を含有し、残部：Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ及びＺｎからなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属および不可避不純物であるＰｂフリーはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂフリーはんだペーストであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、はんだペーストを用いて基板に対して被搭載物を同じ位置および方向となるように接合する方法に関するものであり、特にＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを用いて基板に対して素子を同じ位置および方向となるように接合する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子、ＧａＡｓ光素子、ＧａＡｓ高周波素子、熱伝素子などの半導体素子と基板との接合などにＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストなどが使用されるようになってきた。このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストは、Ｓｎ：１５〜２５質量％（好ましくはＳｎ：２０質量％）を含有し、残りがＡｕおよび不可避不純物からなる組成を有するＡｕ−Ｓｎ共晶合金ガスアトマイズ粉末とロジン、活性剤、溶剤および増粘剤からなる市販のフラックスとを混合して作られることが知られている。
【０００３】
このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを使用して素子と基板を接合するとＡｕ−Ｓｎ合金はんだ接合層がＡｕ−Ｓｎはんだ合金であるので熱伝導性が良く接合信頼性も高いこと、ペーストであるので複数の接合部に一括供給でき、さらに一括熱処理できること、リフロー時にフラックスがＡｕ−Ｓｎはんだ合金表面を覆っているために酸化膜が少なく、そのため、接合時の溶融Ａｕ−Ｓｎはんだ合金の流動性が大きく、濡れが良くなって素子全面を接合することができること、さらに接合時に素子に過剰な荷重をかける必要がないことなどのメリットがあるとされている。
【０００４】
このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを用いて基板と素子を接合するには、まず、図１０（ａ）の断面側面図に示されるように、基板１の表面に形成されたメタライズ層２の上にＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト３を搭載または塗布し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト３の上に素子４を素子４のメタライズ層２´がＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト３に接するように搭載し、この状態で加熱してリフロー処理を施したのち冷却すると、図１０（ｂ）の断面側面図に示されるように、Ａｕ−Ｓｎ合金はんだ接合層５を介して基板１と素子４が接合する（特許文献１など参照）。この時、基板１の表面に形成されるメタライズ層２の面積は、素子４のメタライズ層２´の面積と同じかまたは素子４のメタライズ層２´の面積よりも大きくとることが普通である。また、素子４は一般に正方形状を有しているが、長方形状を有しているものもある。
【特許文献１】特開２００７−６１８５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１１は、図１０（ａ）を上方向から見た平面図である。図１０（ａ）および図１１に示されるように、基板１のメタライズ層２の上にＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト３を搭載または塗布し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト３の上に正方形状の素子４を基板１のメタライズ層２の中心部に同軸でかつ同一方向となるように搭載し、この状態で加熱してリフロー処理を施したのち冷却すると、正方形状の素子４は基板１のメタライズ層２の中心部に同軸でかつ同一方向となるようにはんだ付けされる。しかし、リフロー処理時に溶融したＡｕ−Ｓｎ合金はんだは、基板１におけるメタライズ層２の全面に広がると同時に一時的に素子４が溶融したＡｕ−Ｓｎ合金はんだの上に浮んだ状態になり、このとき素子４が回転または移動するなどして、冷却後は、図１０（ｂ）の上方向から見た平面図である図１２に示されるように、素子４はメタライズ層２の上のＡｕ−Ｓｎ合金はんだ接合層５の上に、基板１のメタライズ層２に対して基板１のメタライズ層２の中心部よりずれたり傾いた状態ではんだ接合されることが多い。特に工業的に素子４を基板にはんだ接合するには、広い基板の上に多数の整列したメタライズ層を形成し、この多数のメタライズ層の上にそれぞれＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを搭載または塗布し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの上に素子を規則正しく搭載した状態で加熱炉に装入し、多数個の素子を１回のリフロー処理により素子を基板にはんだ接合するが、リフロー処理時に素子が回転して、整列した基板のメタライズ層に対して中心部よりランダムな方向にずれて傾いて素子がはんだ接合され、出荷するための製品としては好ましくない。また、今後のパッケージサイズの更なる微小化の際に、素子同士の距離が近づくと、素子同士の接触が生じることも懸念される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明者らは、基板のメタライズ層に対して素子が常に同じ位置でかつ一定の方向を向くようにはんだ付けすることができるＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを用いた基板と素子の接合方法を開発すべく研究を行った。その結果、
（イ）図１（ａ）の平面図に示されるように、基板表面に形成されるメタライズ層を、メタライズ層本体部分６とこのメタライズ層本体部分６の周囲から正方形状の素子４の対角線と同じ角度で交差して突出したはんだ誘引部メタライズ層７を有する平面形状とし、このメタライズ層本体部分６の上にＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト３を搭載し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト３の上に前記メタライズ層本体部分６の面積よりも大きな面積を有する正方形状の素子４を任意の方向に搭載しリフロー処理すると、溶融はんだの表面張力が作用して図１（ｂ）の平面図に示されるように、リフロー処理中に正方形状の素子４の対角線と前記はんだ誘引部メタライズ層７の突出方向とが一致するように回転してはんだ付けされ、正方形状の素子は一定の方向に向いてはんだ付けされる、
（ロ）素子が長方形状を有する素子４´である場合は、図２（ａ）の平面図に示されるように、基体表面に、メタライズ層本体部分６と長方形状を有する素子４´の対角線と同じ角度で交差するようにメタライズ層本体部分６から突出して形成されたはんだ誘引部メタライズ層７を有するメタライズ層を形成し、前記メタライズ層本体部分６の上にＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト３を搭載し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペースト３の上に長方形状を有する素子４´を任意の方向を向くように搭載したのちリフロー処理すると、長方形状を有する素子４´の対角線方向とはんだ誘引部メタライズ層７の方向は一致するように一定の方向に向いて長方形状を有する素子４をはんだ付けすることができる、
（ハ）前記（イ）に示される現象は、基板と正方形状素子に限定されるものではなく、基板に対する一般の正方形状を有する被搭載物に対しても生じるものであり、さらに前記（ロ）に示される現象は、基板と長方形状の素子に限定されるものではなく、基板に対して接合する一般の長方形状を有する被搭載物に対しても生じるものであることから、この現象を基板と正方形状を有する被搭載物または基板と長方形状を有する被搭載物とのはんだ接合に適用して被搭載物を基板に対して一定の位置および方向にはんだ接合することができる、
（ニ）前記メタライズ層本体部分６とこのメタライズ層本体部分６の周囲から突出したはんだ誘引部メタライズ層７は電極膜として使用することができる、などの研究結果が得られたのである。
【０００７】
この発明は、かかる研究結果に基づいて成されたものであって、
（１）メタライズ層を形成した基板におけるメタライズ層とメタライズ層を形成した正方形状を有する被搭載物におけるメタライズ層との間にはんだペーストを搭載または塗布したのち非酸化性雰囲気中でリフロー処理して基板と正方形状を有する被搭載物を接合するはんだペーストを用いた基板と正方形状を有する被搭載物の接合方法において、
前記基板の表面に形成されるメタライズ層は、面積が被搭載物のメタライズ層の面積よりも小さいメタライズ層本体部分と前記メタライズ層本体部分の周囲から突出した少なくとも２個のはんだ誘引部メタライズ層とからなる平面形状を有し、前記はんだ誘引部メタライズ層は隣のはんだ誘引部メタライズ層と前記正方形状を有する被搭載物の対角線と同じ角度で交差するように突出している位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、
（２）前記正方形状を有する被搭載物は正方形状を有する素子である前記（１）記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、
（３）基板に形成されるメタライズ層は、電極膜である前記（１）または（２）記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、
（４）メタライズ層を形成した基板におけるメタライズ層とメタライズ層を形成した長方形状を有する被搭載物におけるメタライズ層との間にはんだペーストを搭載または塗布したのち非酸化性雰囲気中でリフロー処理して基板と長方形状を有する被搭載物を接合するはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法において、
前記基板の表面に形成されるメタライズ層は、面積が長方形状を有する被搭載物のメタライズ層の面積よりも小さいメタライズ層本体部分と前記メタライズ層本体部分の周囲から突出した少なくとも２個のはんだ誘引部メタライズ層とからなる平面形状を有し、前記はんだ誘引部メタライズ層は前記長方形状を有する被搭載物の対角線と同じ角度で交差するように突出している位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、
（５）前記長方形状を有する被搭載物は長方形状を有する素子である前記（４）記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、
（６）基板に形成されるメタライズ層は、電極膜である前記（４）または（５）記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、に特徴を有するものである。
【０００８】
この発明の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法において形成されるメタライズ層のその他の平面形状を図面に基づいて説明する。
図３〜７は、いずれもメタライズ層本体部分６とこのメタライズ層本体部分６の周囲から正方形状の被搭載物（素子）４の対角線と同じ角度で交差して突出したはんだ誘引部メタライズ層７を有するメタライズ層の平面形状を示し、このメタライズ層本体部分６の上にＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを搭載し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの上に前記メタライズ層本体部分６の面積よりも大きな面積を有する正方形状の被搭載物（素子）４を任意の方向に搭載しリフロー処理した後の正方形状の被搭載物（素子）４がはんだ付けされた状態を示す平面図である。
この発明の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と正方形状を有する被搭載物（素子）４の接合方法において、メタライズ層本体部分６の形状は、図１に示されるように正方形であることが好ましいが、特に正方形に限定されるものではなく、例えば、円形など任意の形状を有していても良い。また、メタライズ層本体部分６の大きさは、例えば図３に示されるように、はんだ誘引部メタライズ層７の幅と同じ大きさであってもよく、はんだペーストを搭載または塗布できる面積があればよい。さらに、はんだ誘引部メタライズ層７の形状は、図１に示されるように帯状であることが好ましいが、これに限定されるものではなく、例えば図４および図７に示されるように三角形状を有するものであっても良い。さらに、はんだ誘引部メタライズ層７の数は図１、図３および図４に示されるように４個あることが好ましいが、図５〜７に示されるように２個であってもよく、２個以上あれば良い。
【０００９】
図８〜９は、いずれもメタライズ層本体部分６とこのメタライズ層本体部分６の周囲から長方形状の被搭載物（素子）４´の対角線と同じ角度で交差して突出したはんだ誘引部メタライズ層７を有するメタライズ層の平面形状を示し、このメタライズ層本体部分６´の上にＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを搭載し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの上に前記メタライズ層本体部分６´の面積よりも大きな面積を有する長方形状の被搭載物（素子）４´を任意の方向に搭載しリフロー処理した後の長方形状の被搭載物（素子）４´がはんだ付けされた状態を示す平面図である。
この発明の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法において、被搭載物の形状が長方形状を有する被搭載物（素子）４´であるときは、メタライズ層本体部分６´の形状は、図２、図８および図９に示されるように、長方形であることが好ましいが、特に長方形に限定されるものではなく、例えば楕円形など任意の形状を有していても良い。さらに、はんだ誘引部メタライズ層７の数は図２および図８〜９に示されるように、２個以上あれば良い。
【００１０】
この発明の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、特に基板と素子の接合方法において使用するはんだペーストはＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストであることが好ましいが、前記Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペーストに換えて、Ｐｂ：３５〜６０質量％を含有し、残部：Ｓｎおよび不可避不純物であるＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂ−Ｓｎ合金はんだペースト、Ｐｂ：９０〜９５質量％を含有し、残部：Ｓｎおよび不可避不純物であるＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂ−Ｓｎ合金はんだペースト、またはＳｎ：４０〜１００質量％を含有し、残部：Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ及びＺｎからなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属および不可避不純物であるＰｂフリーはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂフリーはんだペーストであっても同じ作用を奏する。
【００１１】
したがって、この発明は、
（７）前記はんだペーストは、Ｓｎ：２０〜２５質量％を含有し、残部：Ａｕおよび不可避不純物であるＡｕ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストである前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）または（６）記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、
（８）前記はんだペーストは、Ｐｂ：３５〜６０質量％を含有し、残部：Ｓｎおよび不可避不純物であるＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストである前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）または（６）記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、
（９）前記はんだペーストは、Ｐｂ：９０〜９５質量％を含有し、残部：Ｓｎおよび不可避不純物であるＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストである前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）または（６）記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、
（１０）前記はんだペーストは、Ｓｎ：４０〜１００質量％を含有し、残部：Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ及びＺｎからなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属および不可避不純物であるＰｂフリーはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂフリーはんだペーストである前記（１）、（２）、（３）、（４）、（５）または（６）記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、に特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の基板と被搭載物の接合方法によると、すべての被搭載物を所望の位置および方向に合わせてはんだ接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施例１
Ｓｎ：２０質量％を含有し、残部がＡｕからなる成分組成を有し平均粒径Ｄ５０：１１．１μｍ、最大粒径：２０．１μｍを有するＡｕ−Ｓｎ合金はんだ粉末を用意し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだ粉末に市販のＲＭＡフラックスを、ＲＭＡフラックス：８．０質量％、残部がＡｕ−Ｓｎ合金はんだ粉末の配合組成となるように配合し、混合してペースト粘度：８５Ｐａ・ｓを有するＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを作製し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストをシリンジに充填してディスペンサー装置（武蔵エンジニアリング製、型番：ＭＬ−６０６ＧＸ）に装着した。
【００１４】
さらに、縦：４００μｍ、横：４００μｍの寸法を有する正方形状を有する５０個のＬＥＤ素子を用意し、これらＬＥＤ素子の片面全面に厚さ：３μｍ、縦：４００μｍ、横：４００μｍの寸法を有するＡｕメッキを施した。
さらに、アルミナ製基板を用意し、このアルミナ製基板の表面に、縦：２００μｍ、横：２００μｍの寸法を有し、厚さ：１０μｍを有するＣｕ層、厚さ：５μｍを有するＮｉ層および厚さ：０．１μｍを有するＡｕ層からなる複合メタライズ層を形成したメタライズ層本体部分と、前記メタライズ層本体部分から十字状に突出した幅：５０μｍ、長さ：１５０μｍの寸法を有し前記メタライズ層本体部分と同じ複合メタライズ層からなるはんだ誘引部メタライズ層とからなる図１に示される平面形状のメタライズ層を５０個所形成した。
【００１５】
これらメタライズ層本体部分およびはんだ誘引部からなる５０個所のメタライズ層におけるメタライズ層本体部中心位置に、先に用意したディスペンサー装置により０．０３ｍｇの量のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを塗布し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの上に先に用意した５０個のＬＥＤ素子をマウンターを用いて搭載し、窒素雰囲気中、温度：３００℃、３０秒間保持する条件のリフロー処理を施し、その後、冷却し、一列に配列した５０個のＬＥＤ素子位置を３次元測定機（Ｎｉｋｏｎ製  ＮＥＸＩＶ  ＶＭＲ−３０２０)を用いて、素子中心位置を測定した。ここでは５０個接合したＬＥＤ素子の中心位置のＸ軸方向のブレおよびｙ軸方向のブレをそれぞれ平均ｘ軸位置に対する標準偏差および平均ｙ軸位置に対する標準偏差として算出した。その結果、素子中心位置のｘ軸ぶれは±４．８μｍであり、ｙ軸ぶれは±５．２μｍであり、素子の位置精度が非常に高いことがわかった。
【００１６】
実施例２
Ｐｂ：３７質量％を含有し、残部がＳｎからなる成分組成を有し平均粒径Ｄ５０：１１．４μｍ、最大粒径：１４．５μｍを有するＰｂ−Ｓｎ合金はんだ粉末を用意し、このＰｂ−Ｓｎ合金はんだ粉末に市販のＲＭＡフラックスを、ＲＭＡフラックス：１１．０質量％、残部がＰｂ−Ｓｎ合金はんだ粉末の配合組成となるように配合し、混合してペースト粘度：１２０Ｐａ・ｓを有するＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストを作製し、このＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストをシリンジに充填してディスペンサー装置（武蔵エンジニアリング製、型番：ＭＬ−６０６ＧＸ）に装着した。
【００１７】
さらに、縦：２００μｍ、横：４００μｍの寸法を有する長方形状を有する５０個のＬＥＤ素子を用意し、これらＬＥＤ素子の片面全面に厚さ：３μｍ、縦：２００μｍ、横：４００μｍの寸法を有するＡｕメッキを施した。
さらに、アルミナ製基板を用意し、このアルミナ製基板の表面に、縦：１００μｍ、横：２００μｍの寸法を有し、厚さ：１０μｍを有するＣｕ層、厚さ：５μｍを有するＮｉ層および厚さ：０．１μｍを有するＡｕ層からなる複合メタライズ層を形成したメタライズ層本体部分と、前記メタライズ層本体部分から長方形状のＬＥＤ素子の対角線と同じ角度で突出した幅：５０μｍ、長さ：１５０μｍの寸法を有し前記メタライズ層本体部分と同じ複合メタライズ層からなるはんだ誘引部メタライズ層とからなる図２に示される平面形状のメタライズ層を５０個所形成した。
【００１８】
これらメタライズ層本体部分およびはんだ誘引部からなる５０個所のメタライズ層におけるメタライズ層本体部中心位置に、先に用意したディスペンサー装置により０．０２ｍｇの量のＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストを塗布し、このＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストの上に先に用意した５０個のＬＥＤ素子をマウンターを用いて搭載し、窒素雰囲気中、温度：２２０℃、３０秒間保持する条件のリフロー処理を施し、その後、冷却し、一列に配列した５０個のＬＥＤ素子位置を３次元測定機（Ｎｉｋｏｎ製  ＮＥＸＩＶ  ＶＭＲ−３０２０)を用いて、素子中心位置を測定した。ここでは５０個接合したＬＥＤ素子の中心位置のＸ軸方向のブレおよびｙ軸方向のブレをそれぞれ平均ｘ軸位置に対する標準偏差および平均ｙ軸位置に対する標準偏差として算出した。その結果、素子中心位置のｘ軸ぶれは±７．１μｍであり、ｙ軸ぶれは±６．８μｍであり、素子の位置精度が非常に高いことがわかった。
【００１９】
実施例３
Ｐｂ：９５質量％を含有し、残部がＳｎからなる成分組成を有し平均粒径Ｄ５０：１１．７μｍ、最大粒径：１４．８μｍを有するＰｂ−Ｓｎ合金はんだ粉末を用意し、このＰｂ−Ｓｎ合金はんだ粉末に市販のＲＡフラックスを、ＲＡフラックス：１０．０質量％、残部がＰｂ−Ｓｎ合金はんだ粉末の配合組成となるように配合し、混合してペースト粘度：８０Ｐａ・ｓを有するＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストを作製し、このＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストをシリンジに充填してディスペンサー装置（武蔵エンジニアリング製、型番：ＭＬ−６０６ＧＸ）に装着した。
【００２０】
さらに、縦：２００μｍ、横：４００μｍの寸法を有する長方形状を有する５０個のＬＥＤ素子を用意し、これらＬＥＤ素子の片面全面に厚さ：３μｍ、縦：２００μｍ、横：４００μｍの寸法を有するＡｕメッキを施した。
さらに、アルミナ製基板を用意し、このアルミナ製基板の表面に、縦：１００μｍ、横：２００μｍの寸法を有し、厚さ：１０μｍを有するＣｕ層、厚さ：５μｍを有するＮｉ層および厚さ：０．１μｍを有するＡｕ層からなる複合メタライズ層を形成したメタライズ層本体部分と、前記メタライズ層本体部分から長方形状のＬＥＤ素子の対角線と同じ角度で突出した幅：１００μｍ、長さ：１５０μｍの寸法を有し前記メタライズ層本体部分と同じ複合メタライズ層からなるはんだ誘引部メタライズ層とからなる図８に示される平面形状のメタライズ層を５０個所形成した。
【００２１】
これらメタライズ層本体部分およびはんだ誘引部からなる５０個所のメタライズ層におけるメタライズ層本体部中心位置に、先に用意したディスペンサー装置により０．０３ｍｇの量のＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストを塗布し、このＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストの上に先に用意した５０個のＬＥＤ素子をマウンターを用いて搭載し、窒素雰囲気中、温度：３３０℃、３０秒間保持する条件のリフロー処理を施し、その後、冷却し、一列に配列した５０個のＬＥＤ素子位置を３次元測定機（Ｎｉｋｏｎ製  ＮＥＸＩＶ  ＶＭＲ−３０２０)を用いて、素子中心位置を測定した。ここでは５０個接合したＬＥＤ素子の中心位置のＸ軸方向のブレおよびｙ軸方向のブレをそれぞれ平均ｘ軸位置に対する標準偏差および平均ｙ軸位置に対する標準偏差として算出した。その結果、素子中心位置のｘ軸ぶれは±６．６μｍであり、ｙ軸ぶれは±７．２μｍであり、素子の位置精度が非常に高いことがわかった。
【００２２】
実施例４
Ｓｎ：９６．５質量％、Ａｇ：３．０質量％を含有し、残部がＣｕからなる成分組成を有し平均粒径Ｄ５０：１０．８μｍ、最大粒径：１４．１μｍを有するＰｂフリーはんだ粉末を用意し、このＰｂフリーはんだ粉末に市販のＲＭＡフラックスを、ＲＭＡフラックス：１２．５質量％、残部がＰｂフリーはんだ粉末の配合組成となるように配合し、混合してペースト粘度：７２Ｐａ・ｓを有するＰｂフリーはんだペーストを作製し、このＰｂフリーはんだペーストをシリンジに充填してディスペンサー装置（武蔵エンジニアリング製、型番：ＭＬ−６０６ＧＸ）に装着した。
【００２３】
さらに、縦：４００μｍ、横：４００μｍの寸法を有する正方形状を有する５０個のＬＥＤ素子を用意し、これらＬＥＤ素子の片面全面に厚さ：３μｍ、縦：４００μｍ、横：４００μｍの寸法を有するＡｕメッキを施した。
さらに、アルミナ製基板を用意し、このアルミナ製基板の表面に、縦：２００μｍ、横：２００μｍの寸法を有し、厚さ：１０μｍを有するＣｕ層、厚さ：５μｍを有するＮｉ層および厚さ：０．１μｍを有するＡｕ層からなる複合メタライズ層を形成したメタライズ層本体部分と、前記メタライズ層本体部分からＬ字状に突出した幅：１００μｍ、長さ：２００μｍの寸法を有し前記メタライズ層本体部分と同じ複合メタライズ層からなるはんだ誘引部メタライズ層とからなる図５に示される平面形状のメタライズ層を５０個所形成した。
【００２４】
これらメタライズ層本体部分およびはんだ誘引部からなる５０個所のメタライズ層におけるメタライズ層本体部中心位置に、先に用意したディスペンサー装置により０．０２ｍｇの量のＰｂフリーはんだペーストを塗布し、このＰｂフリーはんだペーストの上に先に用意した５０個のＬＥＤ素子をマウンターを用いて搭載し、窒素雰囲気中、温度：２４０℃、３０秒間保持する条件のリフロー処理を施し、その後、冷却し、一列に配列した５０個のＬＥＤ素子位置を３次元測定機（Ｎｉｋｏｎ製  ＮＥＸＩＶ  ＶＭＲ−３０２０)を用いて、素子中心位置を測定した。ここでは５０個接合したＬＥＤ素子の中心位置のＸ軸方向のブレおよびｙ軸方向のブレをそれぞれ平均ｘ軸位置に対する標準偏差および平均ｙ軸位置に対する標準偏差として算出した。その結果、素子中心位置のｘ軸ぶれは±９．３μｍであり、ｙ軸ぶれは±８．９μｍであり、素子の位置精度が非常に高いことがわかった。
【００２５】
従来例１
Ｓｎ：２０質量％を含有し、残部がＡｕからなる成分組成を有し平均粒径Ｄ５０：１１．１μｍ、最大粒径：２０．１μｍを有するＡｕ−Ｓｎ合金はんだ粉末を用意し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだ粉末に市販のＲＭＡフラックスを、ＲＭＡフラックス：８．０質量％、残部がＡｕ−Ｓｎ合金はんだ粉末の配合組成となるように配合し、混合してペースト粘度：８５Ｐａ・ｓを有するＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを作製し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストをシリンジに充填してディスペンサー装置（武蔵エンジニアリング製、型番：ＭＬ−６０６ＧＸ）に装着した。
さらに、５０個のＬＥＤ素子を用意し、これらＬＥＤ素子の片面全面に厚さ：３μｍ、縦：４００μｍ、横：４００μｍの寸法を有するＡｕメッキを施した。
さらに、アルミナ製基板を用意し、このアルミナ製基板の表面に、縦：５００μｍ、横：５００μｍの寸法を有し、厚さ：１０μｍを有するＣｕ層、厚さ：５μｍを有するＮｉ層および厚さ：０．１μｍを有するＡｕ層からなる複合メタライズ層を形成したメタライズ層を４００μｍ間隔で５０個所一列に形成した。
【００２６】
これらメタライズ層からなる５０個所のメタライズ層の中心位置に、先に用意したディスペンサー装置により０．０３ｍｇの量のＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストを塗布し、このＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストの上に先に用意した５０個のＬＥＤ素子をマウンターを用いて搭載し、窒素雰囲気中、温度：３００℃、３０秒間保持する条件のリフロー処理を施し、その後、冷却し、一列に配列した５０個のＬＥＤ素子位置を３次元測定機（Ｎｉｋｏｎ製  ＮＥＸＩＶ  ＶＭＲ−３０２０)を用いて、素子中心位置を測定した。ここではＸ軸方向に一列に５０個接合したＬＥＤ素子の中心位置のＸ軸方向のブレおよびｙ軸方向のブレをそれぞれ平均ｘ軸位置に対する標準偏差および平均ｙ軸位置に対する標準偏差として算出した。その結果、素子中心位置のｘ軸ぶれは±４２．１μｍであり、ｙ軸ぶれは±３７．５μｍであり、素子の位置精度が低いことがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の方法により基板と素子を接合した結果を説明するための平面図である。
【図２】この発明の方法により基板と素子を接合した結果を説明するための平面図である。
【図３】この発明の方法で使用する基板表面に形成されるメタライズ層の形状およびはんだ付けされた被搭載物（素子）の状態を説明するための平面図である。
【図４】この発明の方法で使用する基板表面に形成されるメタライズ層の形状およびはんだ付けされた被搭載物（素子）の状態を説明するための平面図である。
【図５】この発明の方法で使用する基板表面に形成されるメタライズ層の形状およびはんだ付けされた被搭載物（素子）の状態を説明するための平面図である。
【図６】この発明の方法で使用する基板表面に形成されるメタライズ層の形状およびはんだ付けされた被搭載物（素子）の状態を説明するための平面図である。
【図７】この発明の方法で使用する基板表面に形成されるメタライズ層の形状およびはんだ付けされた被搭載物（素子）の状態を説明するための平面図である。
【図８】この発明の方法で使用する基板表面に形成されるメタライズ層の形状およびはんだ付けされた被搭載物（素子）の状態を説明するための平面図である。
【図９】この発明の方法で使用する基板表面に形成されるメタライズ層の形状およびはんだ付けされた被搭載物（素子）の状態を説明するための平面図である。
【図１０】従来の方法により基板と素子を接合する工程を説明するための断面側面図である。
【図１１】図１０（ａ）の断面側面図における上方向から見た平面図である。
【図１２】図１０（ｂ）の断面側面図における上方向から見た平面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１：基板、
２：メタライズ層
２´：メタライズ層
３：Ａｕ−Ｓｎ合金はんだペースト、
４：正方形状を有する素子、被搭載物
４´：長方形状を有する素子、被搭載物
５：Ａｕ−Ｓｎ合金はんだ接合層、
６：メタライズ層本体部分、
６´：メタライズ層本体部分、
７：はんだ誘引部
【図１】
2010056399.tif 000003
【図２】
2010056399.tif 000004
【図３】
2010056399.tif 000005
【図４】
2010056399.tif 000006
【図５】
2010056399.tif 000007
【図６】
2010056399.tif 000008
【図７】
2010056399.tif 000009
【図８】
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【図９】
2010056399.tif 000011
【図１０】
2010056399.tif 000012
【図１１】
2010056399.tif 000013
【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年6月30日(2009.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタライズ層を形成した基板におけるメタライズ層とメタライズ層を形成した正方形状を有する被搭載物におけるメタライズ層との間にはんだペーストを搭載または塗布したのち非酸化性雰囲気中でリフロー処理して基板と正方形状を有する被搭載物を接合するはんだペーストを用いた基板と正方形状を有する被搭載物の接合方法において、
前記基板の表面に形成されるメタライズ層は、面積が被搭載物のメタライズ層の面積よりも小さいメタライズ層本体部分と前記メタライズ層本体部分の周囲から突出した少なくとも２個のはんだ誘引部メタライズ層とからなる平面形状を有し、前記はんだ誘引部メタライズ層は隣のはんだ誘引部メタライズ層と前記正方形状を有する被搭載物の対角線と同じ角度で交差するように突出していることを特徴とする位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項２】
前記正方形状を有する被搭載物は正方形状を有する素子であることを特徴とする請求項１記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項３】
基板に形成されるメタライズ層は、電極膜であることを特徴とする請求項１または２記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項４】
メタライズ層を形成した基板におけるメタライズ層とメタライズ層を形成した長方形状を有する被搭載物におけるメタライズ層との間にはんだペーストを搭載または塗布したのち非酸化性雰囲気中でリフロー処理して基板と長方形状を有する被搭載物を接合するはんだペーストを用いた基板と長方形状を有する被搭載物の接合方法において、
前記基板の表面に形成されるメタライズ層は、面積が長方形状を有する被搭載物のメタライズ層の面積よりも小さいメタライズ層本体部分と前記メタライズ層本体部分の周囲から突出した少なくとも２個のはんだ誘引部メタライズ層とからなる平面形状を有し、前記はんだ誘引部メタライズ層は前記長方形状を有する被搭載物の対角線と同じ角度で交差するように突出していることを特徴とする位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項５】
前記長方形状を有する被搭載物は長方形状を有する素子であることを特徴とする請求項４記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項６】
基板に形成されるメタライズ層は、電極膜であることを特徴とする請求項４または５記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項７】
前記はんだペーストは、Ｓｎ：２０〜２５質量％を含有し、残部：Ａｕおよび不可避不純物であるＡｕ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項８】
前記はんだペーストは、Ｐｂ：３５〜６０質量％を含有し、残部：Ｓｎおよび不可避不純物であるＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項９】
前記はんだペーストは、Ｐｂ：９０〜９５質量％を含有し、残部：Ｓｎおよび不可避不純物であるＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項１０】
前記はんだペーストは、Ｓｎ：４０〜１００質量％を含有し、残部：Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ及びＺｎからなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属および不可避不純物であるＰｂフリーはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂフリーはんだペーストであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法。
【請求項１１】
基板の表面に形成されるメタライズ層であって、メタライズ層本体部分と前記メタライズ層本体部分の周囲から突出した少なくとも２個のはんだ誘引部メタライズ層とからなる平面形状を有することを特徴とする基板の表面に形成されるメタライズ層。
【請求項１２】
メタライズ層を形成した基板であって、前記メタライズ層は、メタライズ層本体部分と、前記メタライズ層本体部分の周囲から突出した少なくとも２個のはんだ誘引部メタライズ層とを含む平面形状を有する、ことを特徴とする基板。
【請求項１３】
基板上に形成するメタライズ層が電極膜であることを特徴とする請求項１２に記載の基板。
【請求項１４】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の接合方法によって接合されたことを特徴とする前記被搭載物と前記基板との接合体。
【請求項１５】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の接合方法を用いることを特徴とする前記被搭載物と前記基板との接合体の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
したがって、この発明は、
（７）前記はんだペーストは、Ｓｎ：２０〜２５質量％を含有し、残部：Ａｕおよび不可避不純物であるＡｕ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＡｕ−Ｓｎ合金はんだペーストである前記（１）ないし（６）のいずれかに記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、
（８）前記はんだペーストは、Ｐｂ：３５〜６０質量％を含有し、残部：Ｓｎおよび不可避不純物であるＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストである前記（１）ないし（６）のいずれかに記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、
（９）前記はんだペーストは、Ｐｂ：９０〜９５質量％を含有し、残部：Ｓｎおよび不可避不純物であるＰｂ−Ｓｎはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂ−Ｓｎ合金はんだペーストである前記（１）ないし（６）のいずれかに記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、
（１０）前記はんだペーストは、Ｓｎ：４０〜１００質量％を含有し、残部：Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｉｎ及びＺｎからなる群より選ばれた１種又は２種以上の金属および不可避不純物であるＰｂフリーはんだ合金粉末にフラックスを混合したＰｂフリーはんだペーストである前記（１）ないし（６）のいずれかに記載の位置合わせ性に優れたはんだペーストを用いた基板と被搭載物の接合方法、
（１１）基板の表面に形成されるメタライズ層であって、メタライズ層本体部分と前記メタライズ層本体部分の周囲から突出した少なくとも２個のはんだ誘引部メタライズ層とからなる平面形状を有する基板の表面に形成されるメタライズ層、
（１２）メタライズ層を形成した基板であって、前記メタライズ層は、メタライズ層本体部分と、前記メタライズ層本体部分の周囲から突出した少なくとも２個のはんだ誘引部メタライズ層とを含む平面形状を有する基板、
（１３）基板上に形成するメタライズ層が電極膜である前記（１２）に記載の基板、
（１４）前記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の接合方法によって接合された前記被搭載物と前記基板との接合体、
（１５）前記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の接合方法を用いる前記被搭載物と前記基板との接合体の製造方法、に特徴を有するものである。