(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光で加熱し、溶融させた接合材で、少なくとも２つの部材同士を、接合するステップを含む電子デバイスの製造方法であって、該接合材を２５０℃に昇温し、室温まで冷却して形成された接合部の、表面に対し５度入射した光線の５００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける平均正反射率が４０％以下である、前記方法。
【請求項２】
前記接合材は、はんだ成分と該はんだ成分よりも融点の高い高融点粒子を含むはんだ接合材である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記はんだ成分は、はんだ粒子である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記高融点粒子の融点は、前記レーザー光による加熱温度よりも高い、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記はんだ粒子は、Ｓｎ粒子、又はＡｇ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、及びＡｕからなる金属群から選ばれる少なくとも１種の金属を含むＳｎ合金粒子である、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記はんだ粒子は、Ｂｉ、Ｉｎ又はＺｎのいずれかを含む、融点２００℃以下のＳｎ合金粒子である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記高融点粒子は、Ａｇ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、及びＡｕからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属を含む、融点３００℃以上の高融点金属粒子である、請求項２〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記高融点金属粒子は、Ｃｕ粒子、Ｃｕ合金粒子、Ｎｉ粒子、又はＮｉ合金粒子である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記Ｃｕ合金粒子は、Ｃｕを５０〜９９質量％含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記Ｃｕ合金粒子は、Ｃｕ５０〜９９質量％と、Ｓｎ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、及びＧｅからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素１〜５０質量％を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記Ｃｕ合金粒子は、Ｓｎ１３．５〜１６．５質量％、Ａｇ０．１〜１１質量％、Ｂｉ４．５〜５．５質量％、Ｉｎ０．１〜５質量％、残部にＣｕを含むＣｕ合金粒子、又はＡｇ０．１１〜２５質量％、残部にＣｕを含むＣｕ合金粒子、又はＳｎ１〜１０質量％、残部にＣｕを含むＣｕ合金粒子である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記高融点粒子は、金属元素又は半金属元素と非金属元素とからなる化合物のセラミックスからなる高融点セラミックス粒子である、請求項２〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記高融点セラミックス粒子は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｐ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｙ、及びＺｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物粒子、窒化物粒子、炭化物粒子、硼化物粒子、又は珪化物粒子のいずれかである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
電子部品が既に実装されている基板に対して実施する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電子デバイスの製造方法。
【請求項１５】
前記はんだ接合材を少なくとも２つの部材間に供給する方法は、スクリーン印刷工法、ディスペンス印刷工法、ジェットディスペンス印刷工法、又は転写工法のいずれかである、請求項２〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記電子デバイスは、表面実装基板、挿入型電子部品実装基板、狭ピッチ表面実装コネクター、光ピックアップ部品、プローブカード、小型スピーカー、カメラモジュール、又はＰｏＰ（パッケージオンパッケージ）のいずれかである、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー加熱工法により電子デバイスを製造する方法に関する。より詳しくは、本発明は、レーザー光によりはんだ接合材を溶融、冷却、硬化して形成される接合部を有する電子デバイスの製造方法において、照射したレーザー光が、はんだ溶融時に生じる鏡面状のはんだ表面で反射され、被照射領域外にある基板や近接して配置された電子部品等に焼け焦げを生じさせることのないはんだ接合材を用いることを特徴とする電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多種多様な電子部品が高密度に実装された高密度実装基板の製造が盛んに行われている。電子部品は、通常、自動印刷機、部品実装マウンター、リフロー炉等から構成される自動実装工程によって基板へ実装される。しかしながら、特殊な形状をしている電子部品や自動実装工程の温度に耐えられない耐熱性の低い電子部品、リペアの必要のある電子部品等は、自動実装工程では実装できないので、局所はんだ付け工法による後工程で実装される。
【０００３】
局所はんだ付け工法の１つとして、レーザー光を用いるレーザー加熱工法があり、レーザー光による加熱処理のみで加熱する場合と、熱風等を併用して加熱する場合とがある。使用されるレーザー光としては大きなエネルギー密度が得られ、制御しやすいＹＡＧレーザーやパルスレーザー等が用いられる。これらのレーザー光は単波長かつコヒーレントな光のため、現状では最小φ０．２ｍｍ程度まで光束を絞ることができ、局所的な加熱に適している。また、はんだ付けの雰囲気を不活性ガス雰囲気や還元性ガス雰囲気にすることによってフラックスを使用しないレーザー加熱工法もある。
【０００４】
これらのレーザー加熱工法を用いることにより、今日、微細ピッチの部品実装や、実装部周辺への熱影響を最小限に抑えることが可能となっている。ワーク形状に左右されるものの、レーザー加熱工法を採用することで手作業や従来の工法と比べ、生産数の増加や品質の向上が見込まれる。
【０００５】
レーザー加熱工法を必要とする電子部品としては、自動実装工程を経た後、後工程で実装することが必要な低耐熱な電子部品がある。それらの中で特に、プリント基板上の挿入実装部品、各種センサー類、表面実装部品（ＳＭＤ）、チップ部品、 ＣＯＭＳセンサーＩＣ、狭ピッチ表面実装コネクター、ウレタン線、光ピックアップ、プローブカード、小型スピーカー、実装基板接合等に、上述したレーザー加熱工法が採用されている。これらの電子部品を短時間で確実に実装するためには、レーザー光の出力を高く設定し、エネルギー密度の高いレーザー光を照射する必要がある。
【０００６】
しかしながら、レーザー出力を高く設定することには、以下のような問題がある。
図３は、従来技術によるレーザーはんだ付け工法の問題点を説明するためのはんだ付け箇所近傍の概念図であり、図４は図３の主要部の拡大図である。これらの図を参照すれば、通常、レーザー光をはんだ付け部分に照射すると、レーザー照射部であるはんだ付け部分がレーザー光を吸収して温度が上昇し、そこに供給されたはんだペースト又は糸はんだ等が溶融して、基板ランド電極やスルーホール、電子部品のリード部分等に濡れ広がっていく。はんだが溶融して、濡れ広がる過程では、はんだ表面は鏡面状となり、照射されているレーザー光を反射する。図３、４においては、はんだ付けされる電子部品は、挿入実装部品２であり、レーザー光５の照射により、供給されたはんだペースト又は糸はんだ等が溶融して、挿入実装基板２のリードピン２１及び基板１のランド電極１１に濡れ広がって、濡れ広がった溶融はんだ４１の表面でレーザー光５が反射され、反射光５２の一部がすでに実装されている表面実装部品３の側面に照射されている。図３、４においては、表面実装部品３に照射されている反射光５２のみを図示しているが、反射光は他の方向にも照射される。
レーザー光５のエネルギー密度が高い場合には、レーザー光周辺部にすでに実装されている表面実装部品３等に反射光が照射されると、反射光のエネルギーにより表面実装部品３等が焼損されてしまうことがある。また、反射光が人体に照射されると人体を損傷する恐れもある。
【０００７】
このような照射レーザー光の反射光による他の電子部品等の焼損を防ぐために、以下の特許文献１には、レーザー光照射部から照射されたレーザー光が電子部品の被照射領域において反射された反射光の光路を遮る遮蔽部を設けて焼損を防ぐレーザー加熱装置が開示されている。
【０００８】
また、以下の特許文献２には、焼損を防ぐために温度計測に用いる温度センサと、加熱に用いるレーザー発振器と、前記レーザー発振器から出力されたレーザー光をはんだ付け対象物に集光する出射ヘッドと、前記赤外線センサの計測結果に基づいて電子部品が焼損しないようにレーザー発振器の出力を制御する制御装置を備えたレーザー加熱装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−６５５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６００９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、プローブカードのピン等のレーザー光はんだ付けに対し、焼損抑制効果が明示されているものの、レーザー光の照射角度や反射光の光路を遮る遮蔽部を設けるスペースが必要であるなどの点から、使用できる電子部品が限定されることや表面実装部品からなる高密度実装への適用が困難である。
【００１１】
また、特許文献２では、レーザー光加熱部分の温度をリアルタイムで検知して最適な温度条件になるようにレーザーの出力を制御することで、焼損抑制効果が奏されるものの、レーザー出力の制御やその制御装置を旧来の装置に組み込む必要があり、装置が複雑化するという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記問題を鑑みて成されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、レーザー光による加熱処理時に装置上の特別な対応をすることなく、反射光による電子部品、基板等の焼損を防ぐことができる電子デバイスの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討し実験を重ねた結果、レーザー加熱工法に使用するはんだ材の接合部表面に対し５度入射した光の５００〜１０００ｎｍにおける平均正反射率が特定範囲にある場合に、上記課題を解決しうることを予想外に見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明は以下の通りのものである。
［１］レーザー光で加熱し、溶融させた接合材で、少なくとも２つの部材同士を、接合するステップを含む電子デバイスの製造方法であって、該接合材を２５０℃に昇温し、室温まで冷却して形成された接合部の、表面に対し５度入射した光線の５００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける平均正反射率が４０％以下である、前記方法。
【００１５】
［２］前記接合材は、はんだ成分と該はんだ成分よりも融点の高い高融点粒子を含むはんだ接合材である、前記［１］に記載の方法。
【００１６】
［３］前記はんだ成分は、はんだ粒子である、前記［２］に記載の方法。
【００１７】
［４］前記高融点粒子の融点は、前記レーザー光による加熱温度よりも高い、前記［２］又は［３］に記載の方法。
【００１８】
［５］前記はんだ粒子は、Ｓｎ粒子、又はＡｇ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、及びＡｕからなる金属群から選ばれる少なくとも１種の金属を含むＳｎ合金粒子である、前記［３］又は［４］に記載の方法。
【００１９】
［６］前記はんだ粒子は、Ｂｉ、Ｉｎ又はＺｎのいずれかを含む、融点２００℃以下のＳｎ合金粒子である、前記［５］に記載の方法。
【００２０】
［７］前記高融点粒子は、Ａｇ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、及びＡｕからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属を含む、融点３００℃以上の高融点金属粒子である、前記［２］〜［６］のいずれかに記載の方法。
【００２１】
［８］前記高融点金属粒子は、Ｃｕ粒子、Ｃｕ合金粒子、Ｎｉ粒子、又はＮｉ合金粒子である、前記［７］に記載の方法。
【００２２】
［９］前記Ｃｕ合金粒子は、Ｃｕを５０〜９９質量％含む、前記［８］に記載の方法。
【００２３】
［１０］前記Ｃｕ合金粒子は、Ｃｕ５０〜９９質量％と、Ｓｎ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、及びＧｅからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素１〜５０質量％を含む、前記［９］に記載の方法。
【００２４】
［１１］前記Ｃｕ合金粒子は、Ｓｎ１３．５〜１６．５質量％、Ａｇ０．１〜１１質量％、Ｂｉ４．５〜５．５質量％、Ｉｎ０．１〜５質量％、残部にＣｕを含むＣｕ合金粒子、又はＡｇ０．１１〜２５質量％、残部にＣｕを含むＣｕ合金粒子、又はＳｎ１〜１０質量％、残部にＣｕを含むＣｕ合金粒子である、前記［１０］に記載の方法。
【００２５】
［１２］前記高融点粒子は、金属元素又は半金属元素と非金属元素とからなる化合物のセラミックスからなる高融点セラミックス粒子である、前記［２］〜［６］のいずれかに記載の方法。
【００２６】
［１３］前記高融点セラミックス粒子は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｂ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｐ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｙ、及びＺｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物粒子、窒化物粒子、炭化物粒子、硼化物粒子、又は珪化物粒子のいずれかである、前記［１２］に記載の方法。
【００２７】
［１４］電子部品が既に実装されている基板に対して実施する、前記［１］〜［１３］のいずれかに記載の電子デバイスの製造方法。
【００２８】
［１５］前記はんだ接合材を少なくとも２つの部材間に供給する方法は、スクリーン印刷工法、ディスペンス印刷工法、ジェットディスペンス印刷工法、又は転写工法のいずれかである、前記［２］〜［１４］のいずれかに記載の方法。
【００２９】
［１６］前記電子デバイスは、表面実装基板、挿入型電子部品実装基板、狭ピッチ表面実装コネクター、光ピックアップ部品、プローブカード、小型スピーカー、カメラモジュール、又はＰｏＰ（パッケージオンパッケージ）のいずれかである、前記［１］〜［１５］のいずれかに記載の方法。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の製造方法により、レーザー光線の反射光によって発生する電子部品、基板等の焼損を回避することができる。従って、本発明の製造方法により、多様な電子部品の実装にレーザー加熱工法を用いることができ、電子デバイス製造の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施の形態に係るレーザー光はんだ付け工法を説明するための概念図である。
【図２】図１の主要部拡大図である。
【図３】従来技術によるレーザー光はんだ付け工法の問題点を説明するための概念図である。
【図４】図３の主要部拡大図である。
【図５】表１に示す実施例１〜５、比較例１〜６の５度正反射率と波長との関係を示すグラフである。
【図６】実施例１のレーザー光加熱処理後の部品接合部の図面に代わる写真である。
【図７】比較例１のレーザー加熱処理後の焼損した部品接合部の図面に代わる写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」と略記する。）について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
【００３４】
本実施の形態は、レーザー光で加熱し、溶融させた接合材で、少なくとも２つの部材同士を、接合するステップを含む電子デバイスの製造方法であって、該接合材を２５０℃に昇温し、室温まで冷却して形成された接合部の、表面に対し５度入射した光線の５００ｎｍ〜１０００ｎｍにおける平均正反射率が４０％以下である、前記方法である。前記少なくとも２つの部材は、例えば、基板電極と電子部品電極、又は電子部品電極と電子部品電極、又は基板電極と基板電極であることができる。また、前記接合材は、はんだ成分と該はんだ成分よりも融点の高い高融点粒子を含むはんだ接合材であることができ、前記はんだ成分は、はんだ粒子であることができる。また、前記高融点粒子の融点は、前記レーザー光による加熱温度よりも高いものであることができる。
【００３５】
以下、接合部を形成するはんだ接合材の各成分の好ましい態様について説明する。
＜はんだ接合材＞
本実施の形態のはんだ接合材は、２５０℃に昇温し、室温まで冷却して形成された接合部の、表面に対し５度入射した光線の５００〜１０００ｎｍにおける平均正反射率が４０％以下となるものである。平均正反射率が４０％以下であることは、照射されるレーザー光が乱反射されることを指標する。照射されるレーザー光が乱反射されることにより、被照射領域にある加熱された電子部品等の近傍に配置された電子部品、基板等が焼損されることを回避することができる。
【００３６】
以下に説明するように、レーザー光によりはんだ接合材を溶融、冷却、硬化して形成される接合部を有する電子デバイスの製造方法において、照射したレーザー光が、はんだ溶融時に生じる鏡面状のはんだ表面で反射され、被照射領域にある基板や近接して配置され電子部品等に焼け焦げを生じさせることを回避するためには、はんだ溶融時に生じる鏡面状のはんだ表面での反射率を規定すべきであるが、はんだ溶融時の反射率を測定することは困難である。そこで、本実施の形態においては、かかるはんだ溶融時の反射率を指標するものとして、便宜的に、加熱硬化後の接合部の表面に対し５度入射した光線の５００〜１０００ｎｍにおける平均正反射率を用いている。但し、以下の実施例に説明するように、かかる加熱硬化後の反射率と焼損発生は、明らかな関係がある。
【００３７】
ここで、正反射率とは完全な光の反射であり、一方向からの光が別の一方向に反射されて出て行くことである。反射の法則により、光の入射角と反射角は反射面に対して同じ角度となる。一方、拡散反射率は、全反射光から正反射光を光トラップにより取り除いた反射光量について、拡散反射率が既知の標準反射板からの拡散光量をもとに得られるものである。これらの反射率は、例えば積分球ユニットを備えた市販の紫外可視近赤外分光光度計によって測定することができる。
【００３８】
本実施の形態において、レーザー照射光の反射により電子部品等の焼損を抑制するには、レーザー加熱装置が通常使用しているレーザー光源の波長８０８ｎｍ、９８０ｎｍを含む、５００〜１０００ｎｍの平均正反射率が４０％以下であることが好ましく、より好ましくは２０％以下、さらに好ましくは１０％以下である。レーザー反射光により電子部品の焼損を防止することができるのは、正反射率が下がることにより、全反射光に占める拡散反射光が増大し、正反射光の光エネルギーが減少することで周囲の電子部品に当該反射光が照射されても、焼損を起こすほどの光エネルギーではなくなるためであると考えられる。一方で平均正反射率が４０％超であると、正反射光の光エネルギーを十分に弱めることができず、反射光が周囲にある電子部品、基板等の焼損させてしまう。
【００３９】
はんだ接合材の加熱硬化後の接合部において、接合部表面に対し５度入射した光の５００〜１０００ｎｍにおける平均正反射率を４０％以下に抑える手段としては、はんだ粒子と該はんだ粒子よりも融点の高い高融点粒子を少なくとも１種以上含むはんだ接合材の使用が挙げられる。本実施の形態のはんだ接合材の形態としては、板状、線状、はんだペースト、ペースト状の導電性接着剤が揚げられるが、電子部品の形状・高さや電子部品の間隔に関係無く、基板電極にはんだ接合材の追加供給が容易に行える電子部品の実装を提供する観点から、はんだペーストが好ましい。
【００４０】
＜はんだペースト＞
（はんだ粒子）
本実施の形態に使用する接合材であるはんだペーストに用いるはんだ粒子とは、Ｓｎを含む融点３００℃以下の金属粒子を意味するが、一般的な鉛フリーはんだペーストと同等の熱処理ピーク温度で熱処理する観点から、はんだ粒子の融点は、２４０℃以下であることが好ましい。接合材を熱処理した際に、該接合材中に含まれる金属粒子間でＳｎを含む金属間化合物を形成させる観点から、該はんだ粒子は、Ｓｎ粒子、又は、Ｓｎと、Ａｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｚｎ及びＰｂからなる群から選択される金属の少なくとも１種とを含むＳｎ合金粒子であることが好ましい。
【００４１】
具体的には、Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｕ系、Ｓｎ−Ｐｂ系、Ｓｎ−Ｓｂ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｇｅ系、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｇｅ系のはんだ粒子が例示できる。接合材であるはんだペーストの推奨熱処理ピーク温度が、２３０℃以上のはんだとしては、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ（例えば、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ）系やＳｎ−Ａｇ（例えば、Ｓｎ−３．５Ａｇ）系やＳｎが好ましい。また、リフローピーク温度が２００℃以下推奨の鉛フリーはんだとしては、Ｓｎを含み、かつ、Ｂｉ又はＩｎ又はＺｎのいずれかを含む融点２００℃以下のＳｎ合金粒子が好ましい。中でも、Ｓｎ−５８ＢｉやＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇが好ましい。ここで、特定の元素が不可避的不純物の濃度で混入することはあり得る。
なお、本明細書中、融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）による測定における吸熱ピークトップの温度を意味する。
【００４２】
使用するはんだ粒子は１種に限定されるものではない。例えば、Ｓｎ粒子、又は、Ｓｎと、Ａｇ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｚｎ及びＰｂからなる群から選択される金属の少なくとも１種とを含むＳｎ合金粒子を、別の組成のはんだ粒子と組合せて使用できる。例えば、４２Ｓｎ／５８Ｂｉである第１のはんだ粒子に、第２のはんだ粒子としてＳｎ粒子又はＳｎ合金粒子を組合せることによって、リフロー後の接合部のＢｉ組成を低減させることが可能である。一般的に、Ｂｉは機械的に脆い特性を示すため、前記のＳｎ粒子又はＳｎ合金粒子をさらに用いることによってリフロー後のＢｉ組成を低減させることが可能となり、脆性改善に繋がる。
【００４３】
（高融点金属粒子）
はんだ粒子よりも融点の高い高融点粒子として用いる高融点金属粒子は、融点３００℃以上の金属粒子を少なくとも１種含むことが好ましい。これにより、前述のはんだ粒子と高融点金属粒子との間で金属結合を適度に形成させて良好な導電性を得ることができる。高融点金属粒子の融点は、より好ましくは３５０℃以上、さらに好ましくは４００℃以上である。また該融点は、高融点金属粒子をアトマイズ等で製造する過程において、必要な熱処理温度を下げる観点から、好ましくは２０００℃以下であり、より好ましくは１５００℃以下である。
【００４４】
該高融点金属粒子は、Ａｇ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、及びＡｕからなる群から選択される金属の少なくとも１種を含み、融点が３００℃以上であることが好ましい。溶融したはんだ粒子と高融点金属粒子との金属拡散性の観点から、高融点金属粒子としては、Ｃｕ粒子、Ｎｉ粒子、又はＣｕ若しくはＮｉを含有する合金粒子（それぞれＣｕ合金粒子及びＮｉ合金粒子ともいう）が好ましい。
【００４５】
Ｃｕ合金粒子としては、Ｃｕと、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ａｇ及びＧｅからなる群から選択される金属の少なくとも１種とを含むＣｕ合金粒子が好ましい。Ｉｎ及びＮｉは、溶融したはんだとＣｕ合金粒子との界面で形成するＣｕ−Ｓｎ系の金属間化合物の結晶粒を微細化する効果を有することから、Ｃｕ合金粒子にＩｎ又はＮｉが含まれることが好ましい。Ｃｕ合金粒子中のＩｎ、Ｎｉの合計含有率は、安定した合金相を形成する観点から、０．１０〜１０質量％が好ましく、より好ましくは０．５０〜８．０質量％、さらに好ましくは１．０〜６．０質量％である。Ｓｎ及びＢｉは、溶融したはんだとの濡れ性が良いため、Ｃｕ合金粒子に、Ｓｎ及び／又はＢｉを、これらの合計で５０質量％以下の量で含有させることが好ましい。濡れ性を良好に得る観点から、Ｓｎ及びＢｉの合計含有率は、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは１５質量％以上である。また、Ａｇは、溶融したはんだのＳｎ成分と融点の高い金属間化合物を形成しやすいため、耐熱性を有する接合部を形成する観点から、好ましい。
【００４６】
はんだ接合部の抵抗を低くし電気特性を向上させる観点から、Ｃｕ合金粒子は９５質量％以下でＡｇを含有することが好ましい。この場合のＣｕ合金粒子中のＡｇの含有率は、コスト面から５０質量％以下であることが好ましい。Ａｇの含有率は、電気特性の向上効果を良好に得る観点から、好ましくは２質量％以上、より好ましくは５質量％以上である。Ｇｅは、はんだ溶融時に優先的に酸化して、Ｓｎ等の他のはんだ成分の酸化を抑制する効果を有するため、Ｃｕ合金粒子中に０．１０質量％以上含まれていることが好ましい。酸化物がはんだ流動を阻害し、接合性に悪影響を与えることを防ぐ観点から、Ｇｅの含有率は５．０質量％以下であることが好ましい。より好ましい態様において、Ｃｕ合金粒子は、Ａｇ０．１〜１１質量％、Ｂｉ４．５〜５．５質量％、Ｉｎ０．１〜５質量％、Ｓｎ１３．５〜１６．５質量％、及び残部にＣｕを含むものであることができる。
【００４７】
また、Ｎｉ合金粒子は、溶融したはんだとの濡れ性を向上させる観点から、Ｓｎを含むことが好ましい。さらに、Ｎｉ合金粒子は、低温での接合性を向上させる観点から、Ｎｉと、Ｉｎ又はＢｉとを含有する合金粒子であることが好ましい。なお、特定の元素が不可避的不純物の濃度で混入することはあり得る。
【００４８】
はんだ粒子と高融点金属粒子の混合粉において、高融点金属粒子１００質量部に対してはんだ粒子の混合比は、接合部表面に対し５度入射した光線の５００〜１０００ｎｍにおける平均正反射率の観点から、はんだ粒子が５００質量部以下であり、一方、初期の接合状態の観点から、下限は５５質量部以上であることが好ましい。
【００４９】
はんだ粒子及び高融点金属粒子の形状とサイズは、用途に応じて定めることができる。はんだペースト用途では、印刷性を重視して、平均粒径で２〜４０μｍの比較的真球度の高い粒子を使うことが好ましい。また、導電性接着剤用途では、粒子の接触面積を増やすため、異形粒子を使うことが好ましい。なお、本明細書における「平均粒径」とは、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定される値をいう。
【００５０】
はんだ粒子及び高融点金属粒子の粒度分布は、ペースト用途に応じて定めることができる。例えば、スクリーン印刷用途では、版抜け性を重視して、粒度分布はブロードにするのが好ましく、ディスペンス用途では、吐出流動性を重視して、粒度分布をシャープにするのが好ましい。
【００５１】
（高融点セラミックス粒子）
はんだ粒子よりも融点の高い高融点粒子として用いる高融点セラミックス粒子は、金属元素又は半金属元素と非金属元素との化合物からなる。金属元素としては、セラミックスの形成可能なものであれば特に制限されず、例えば、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂなどを用いることができる。これらの金属元素は１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。半金属元素としても、セラミックスの形成可能なものであれば特に制限されず、例えば、Ｓｉ、Ｂなどを用いることができる。一方、これら金属元素又は半金属元素と化合物を形成する非金属元素としては、例えば、Ｃ、Ｎ、Ｏなどが挙げられる。これら金属元素又は半金属元素と非金属元素との化合物の具体例としては、アルミナ（酸化アルミニウム）、チタニア（酸化チタン）、ジルコニア（酸化ジルコニウム）、酸化クロム、酸化タンタル、酸化ニオブ、シリカ（酸化ケイ素）、酸化ホウ素等の酸化物；窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素等の窒化物、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化クロム、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化ケイ素、炭化ホウ素等の炭化物などが挙げられる。
【００５２】
以上の各化合物はその種類によっては、異なる結晶系を有するものがあるが（例えば、アルミナ、チタニア等）、本実施の形態においては、いずれの結晶系のものでも用いることができる。例えば、アルミナにはαアルミナ、βアルミナ、γアルミナ等があるが、そのいずれも用いることができる。また、前記の各化合物からなるセラミックスには、その安定性を高める目的として、他の化合物が含まれていてもよい。例えば、セラミックスとして窒化ケイ素セラミックスを用いる場合には、助剤としてアルミナ、イットリアを添加してもよい。また、前記の各化合物からなるセラミックス粒子表面には、凝集防止のため分散剤をあらかじめコーティングしてもよい。分散剤の種類としては、高分子型分散剤、界面活性剤型分散剤（低分子型分散剤）、無機型分散剤等があるが、これらを単独で又は複数の成分を合わせて用いてもよい。高分子型分散剤の具体例としては、ポリカルボン酸系、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合系、ポリエチレングリコール、ポリカルボン酸部分アルキルエステル系、ポリエーテル系、ポリアルキレンポリアミン系などが挙げられる。界面活性剤型分散剤（低分子型分散剤）の具体例としては、アルキルスルホン酸系、四級アンモニウム系、高級アルコールアルキレンオキサイド系、多価アルコールエステル系、アルキルポリアミン系などが挙げられる。無機分散剤の具体例としては、ポリリン酸塩系のトリポリリン酸ナトリウムなどが挙げられる。
【００５３】
はんだ粒子と高融点セラミックス粒子の混合粉において、高融点セミラックス粒子１００質量部に対してはんだ粒子の混合比は、接合部表面に対し５度入射した光の５００〜１０００ｎｍにおける平均正反射率の観点から、はんだ粒子が４００質量部以下であり、一方、初期の接合状態の観点から下限は５５質量部以上であることができる。
【００５４】
はんだ粒子及び高融点セラミックス粒子の形状とサイズは、用途に応じて定めることができる。はんだペースト用途では、印刷性を重視して、平均粒径で２〜４０μｍの比較的真球度の高い粒子を使うことが好ましい。なお、本明細書における「平均粒径」とは、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定される値をいう。
【００５５】
はんだ粒子及び高融点セラミックス粒子の粒度分布は、ペースト用途に応じて定めることができる。例えば、スクリーン印刷用途では、版抜け性を重視して、粒度分布はブロードにするのが好ましく、ディスペンス用途では、吐出流動性を重視して、粒度分布をシャープにするのが好ましい。
【００５６】
（その他の成分）
はんだ接合材は、はんだ粒子、高融点粒子、フラックスに加えて、ペースト特性を向上させるための各種の任意成分をさらに含むことができる。そのような成分としては、チクソ剤、消泡剤、酸化防止剤、溶剤、ハロゲン化合物の活性剤、無機フィラー等が挙げられる。
【００５７】
（チクソ剤）
チクソ剤としては、従来からＰｂフリーはんだのフラックスとして使用されている任意のチクソ剤を使用することができ、ヒマシ油、水添ヒマシ油、ソルビトール系のチクソ剤等が挙げられる。
【００５８】
（無機フィラー）
はんだ接合材は、高融点粒子に用いる高融点セラミック粒子とは別に無機フィラーを更に含んでもよい。無機フィラーとしては、シリカ粒子等のセラミック粒子が挙げられる。無機フィラーを添加することによって、例えば、はんだ接合材で電子部品と基板とを接合する際に、電子部品と接合部との間等の線膨張係数の差異を低減できる。
【００５９】
＜本実施の形態の製造方法を用いた電子デバイス＞
本実施の形態の製造方法で製造することができる電子デバイスは、基板電極と電子部品電極を接合した部品搭載基板、電子部品電極と電子部品電極を接合した積層型電子部品、又は基板電極と基板電極を接合した積層基板を含む。
【００６０】
本実施の形態に係る電子デバイスの製造方法は、製造中でのレーザー反射光による基板、電子部品等の焼損を回避することができる。かかる電子デバイスには、センサーモジュール、光電気モジュール、ユニポーラトランジスタ、ＭＯＳ、ＦＥＴ、ＣＭＯＳ、メモリーセル、ＦＣ（Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｐｌｅｅｎｔａｒｙ）のチップ、それらの集積回路部品（ＩＣ）、各種スケールのＬＳＩ等、凡そ、電子回路を機能要素とするほとんどのものが含まれる。
より具体的な電子デバイスとしては、表面実装基板、挿入型電子部品実装基板、狭ピッチ表面実装コネクター、光ピックアップ部品、プローブカード、小型スピーカー、カメラモジュール、ＰｏＰ（パッケージオンパッケージ）が挙げられる。
【００６１】
また、本実施の形態の製造方法は、通常の電子部品を通常の２５０℃ピークのリフロー熱処理により１次実装した後に、耐熱性の低い光学部品等をレーザー加熱処理により２次実装する場合に電子部品や基板等の焼損防止の作用効果を奏することができる。
【００６２】
本実施の形態の製造方法で接合材としてはんだペーストを用いる場合の塗布方法としては、スクリーン印刷工法、ディスペンス工法、ジェットディスペンス工法、転写工法等の一般的な公知の技術を用いることができる。ディスペンス工法、ジェットディスペンス工法は、１次実装済みの既実装基板上に、耐熱性の低い光学部品等をレーザー加熱処理により２次実装するためにはんだペーストを塗布する方法として好適であり、本実施の形態の製造方法で用いられる接合材と組み合わせることで、レーザー加熱により発生する電子部品、基板等の焼損を防ぎながら、耐熱性の低い光学部品等を２次実装で歩留りよく製造できる。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
尚、各金属粒子の平均粒径は、Ｓｙｍｐａｔｅｃ社（ドイツ）製レーザー回折式粒子径分布測定装置「ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ」により体積積算平均値を測定し、平均粒径値として求めた。
はんだ粒子の融点は、島津製作所株式会社製「ＤＳＣ−６０」を用い、窒素雰囲気下、昇温１０℃／分の条件で測定し、最低温の吸熱ピークについてＪＩＳ  Ｚ３１９８−１に従って求められる融点とした。尚、吸熱量を定量した際、１．５Ｊ／ｇ以上あるものを測定対象物由来のピークとし、それ未満のピークは分析精度の観点から除外した。
加熱硬化後のはんだ表面の正反射率は、朝日分光株式会社製の５度反射測定ユニットを用い、はんだ表面に対し５度で入射した正反射光を受光ファイバーに取り込み、クロスドツェルニーターナー分光方式の朝日分光株式会社製の高速分光ユニットＨＳＵ−１００Ｓを用いることで測定した。なお、光源にはハロゲン光源を用いた。実際の測定では、サンプルの測定に先立ち、正反射基準板を用いて参照光を測定し、次に、サンプルと交換して、５００〜１０００ｎｍの範囲で正反射率を測定し、また、５００〜１０００ｎｍの平均正反射率を算出した。
【００６４】
〔実施例１〕
（１）はんだ粒子
はんだ粒子には、山石金属（株）社製の粒度１５μｍ〜２５μｍのはんだ粉末Ｓｎ（元素組成は、Ｓｎ：１００質量％）を用いた。該はんだ粒子の平均粒子径をレーザー回折式粒子径分布測定装置（ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）で測定したところ平均粒径は２１μｍであった。また、上記はんだ粒子を、示差走査熱量計（島津製作所：ＤＳＣ−５０）で、窒素雰囲気下、昇温速度１０℃／分の条件で、４０〜２００℃の範囲において測定したところ、２３２℃に吸熱ピーク（融点）が検出された。尚、本明細書におけるはんだの融点とは、上記ＤＳＣによる吸熱ピークの測定結果に基づく。
【００６５】
（２）高融点金属粒子
高融点金属粒子の製造方法は次に示す通りであった：Ｃｕ６．５ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｓｎ１．５ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ａｇ１．０ｋｇ（純度９９質量％以上）、Ｂｉ０．５ｋｇ（純度９９質量％以上）、及びＩｎ０．５ｋｇ（純度９９質量％以上）（すなわち目標元素組成が、Ｃｕ：６５質量％、Ｓｎ：１５質量％、Ａｇ：１０質量％、Ｂｉ：５質量％、及びＩｎ：５質量％）を黒鉛坩堝に入れ、９９体積％以上のヘリウム雰囲気で、高周波誘導加熱装置により１４００℃まで加熱、融解した。次に、この溶融金属を、坩堝の先端より、ヘリウムガス雰囲気の噴霧槽内に導入した後、坩堝先端付近に設けられたガスノズルから、ヘリウムガス（純度９９体積％以上、酸素濃度０．１体積％未満、圧力２．５ＭＰａ）を噴出してアトマイズを行い、高融点金属粒子を作製した。この時の冷却速度は、２６００℃／秒であった。この第１金属粒子を気流式分級機（日清エンジニアリング：ＴＣ−１５Ｎ）を用いて、５μｍ設定で分級し、大粒子側を回収後、もう一度３０μｍ設定で分級し、小粒子側を回収した。回収した合金粒子をレーザー回折式粒子径分布測定装置（ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）で測定したところ、平均粒径は１１．２μｍであった。
【００６６】
（３）はんだペーストの作製
前記Ｃｕ合金粒子とＳｎ粒子とを重量比１００：１８６で混合し、金属フィラーとした。次に、金属フィラー９０．７質量％とロジン系フラックス９．３質量％とを混合し、株式会社マルコム製ソルダーソフナー「ＳＰＳ−１」、松尾産業株式会社製脱泡混練機「ＳＮＢ−３５０」に順次かけて、はんだペーストを作製した。
【００６７】
（４）加熱硬化後の接合材表面の正反射率測定
前記はんだペーストをサイズ５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚み１．０ｍｍの高耐熱エポキシ樹脂ガラス布からなる全面Ｃｕ張り基板に３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．１ｍｍｔのサイズで印刷塗布後、窒素雰囲気にて、ピーク温度２５０℃でリフロー熱処理してサンプルを作製した。
熱処理装置は、株式会社マルコム製リフローシミュレータ「ＳＲＳ−１Ｃ」を使用した。温度プロファイルは、熱処理開始（常温）から１４０℃までを１．５℃／秒で昇温し、１４０℃から１７０℃までを１１０秒かけて徐々に昇温後、１７０℃から２５０℃までを２．０℃／秒で昇温し、ピーク温度２５０℃で１５秒間保持する条件を採用した。
このサンプルを朝日分光株式会社製の５度反射測定ユニットを用い、はんだ表面に対し５度で入射した正反射率を５００〜１０００ｎｍの範囲で測定したところ、図５に示す測定結果が得られた。このときの５００〜１０００ｎｍの範囲の正反射率の平均値（平均正反射率）は６．４％であった。なお、正反射率測定結果で８００〜１０００ｎｍの領域で見られた複数の正反射率のピークは、測定時の光源として用いたハロゲン光源由来の輝線であることも分かった。
【００６８】
（５）レーザー加熱処理による部品実装と焼損の確認
上記はんだペーストを用いて１００５サイズの０Ω抵抗部品（１００５Ｒ）を実装し、その後、レーザー熱処理に供して、１００５Ｒ、４５個のデイジーチェーンを作製した。はんだペーストの印刷にはスクリーン印刷機はマイクロ・テック株式会社製（ＭＴ−３２０ＴＶ）を用いた。印刷マスクはメタル製であり、スキージはウレタン製である。マスクは１００５Ｒ電極部分に合わせて各印刷開口サイズを４００μｍ×５００μｍと設定し、厚み０．０８ｍｍとした。印刷条件は、速度５０ｍｍ／秒、印圧０．１ＭＰａ、スキージ圧０．２ＭＰａ、背圧０．１ＭＰａ、アタック角度２０°、クリアランス０ｍｍ、印刷回数１回とした。１００５部品の実装には、ヤマハ発動機株式会社製ＹＶ１００を用いた。
【００６９】
レーザー熱処理は、株式会社すばる光電子製、微細レーザーはんだ付け装置ＭＬＳ−８０８ＣＳを用いた。レーザーのビーム形状は四角形状とし、電極サイズを考慮して４００μｍ×３００μｍの照射面積とした。また、レーザーは、８０８ｎｍの半導体ＣＷレーザーとし、電流量を８Ａから１９Ａまで増大させながら、１．５秒間照射した。１９Ａ時のレーザー出力は２．７Ｗであった。
１００５Ｒ実装部分の部品電極部にレーザーを照射して熱処理を施した後、実装部品の周囲に焼損箇所がないか、４５個の１００５Ｒの電極部分の合計９０か所の周辺をキーエンス株式会社製マイクロスコープＶＨＸ-５００で２００倍に拡大して確認した。その結果、図６に示すようにレーザー加熱後の１００５Ｒ電極部分には焼損が見られず、１００５Ｒ部品の接合部をすべて確認したが焼損数は０個であった。評価結果を以下の表１に示す。
【００７０】
【表１】
0006051437.tif 000002
【００７１】
〔比較例１〕
はんだ粒子と高融点粒子の組成を表１に示す金属種に固定し、はんだ粒子と高融点粒子の混合比を表１に示すとおりに、はんだ粒子のみのはんだペーストに代えた他は、実施例１と同様の条件で各評価を実施した。正反射率を実施例１と同様の方法で測定した結果、５００〜１０００ｎｍの範囲の正反射率の平均値（平均正反射率）は８４．２％であった。次いで、実施例１と同様の方法でレーザー加熱処理を行い、１００５Ｒ電極部分を拡大して焼損の有無を確認したところ、図７に示すように、部品実装部分に近接した基板上に焼損が見られた。１００５Ｒ部品の接合部をすべて確認したところ、焼損数は７８個であり、焼損率は８６．７％であった。
【００７２】
〔実施例２〜５、比較例２〜６〕
はんだ粒子と高融点粒子の組成を表１に示す金属種に固定し、はんだ粒子と高融点粒子の混合比を表１に示すとおりに変えた他は、実施例１と同様の条件で各評価を実施した。図５、表１に評価結果をに示す。
【００７３】
＜はんだ表面の平均正反射率とレーザー加熱処理による焼損の関係＞
表１の実施例１〜５と比較例１〜６の結果から、高融点金属粒子１００質量部に対して、はんだ粒子の混合比を変化させることで、加熱硬化後のはんだ表面の５００〜１０００ｎｍの平均正反射率が変化し、高融点金属粒子に対し、はんだ粒子の混合比が少ないほど平均正反射率が低いことが分かる。一方で、レーザー加熱処理後の部品電極周辺の焼損部分を調べると、高融点粒子に対しはんだ粒子が多いほど焼損が発生していることが分かった。すなわち、高融点粒子に対し、はんだ粒子の混合比が少ないほど、焼損が少なくなることが分かり、高融点粒子１００質量部に対して、はんだ粒子が５００質量部以下であれば焼損が生じないことが分かる。これらの結果から、平均正反射率が４０％以下であれば、レーザー加熱処理による焼損を防止できることが分かった。焼損が防止できる理由は、平均正反射率が低下することにより、レーザーから出力された光エネルギーが拡散することになり、拡散反射された反射光のそれぞれの光エネルギーが焼損を発生させない程度まで低下しているためであると考えられる。
【００７４】
〔実施例６〜１０、比較例７〜１１〕
（１）はんだ粒子
はんだ粒子は、実施例１と同様に山石金属（株）社製の粒度１５μｍ〜２５μのはんだ粉末Ｓｎ（元素組成は、Ｓｎ：１００質量％）を用いた。
【００７５】
（２）高融点金属粒子
高融点金属粒子の製造は実施例１と同様に行った。なお、高融点金属粒子の分級は気流式分級機（日清エンジニアリング：ＴＣ−１５Ｎ）を用いて、１．６μｍ設定で分級し、大粒子側を回収後、もう一度１０μｍ設定で分級し、小粒子側を回収することで目的の高融点金属粒子を得た。回収した合金粒子をレーザー回折式粒子径分布測定装置（ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）で測定したところ、平均粒径は、２．３μｍであった。
【００７６】
（３）はんだペーストの作製
前記Ｃｕ合金粒子とＳｎ粒子とを表２に記載の重量比で混合し、金属フィラーとした。次いで、実施例１と同様の手順で、はんだペーストを作製した。
【００７７】
（４）加熱硬化後の接合材表面の正反射率測定
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の方法で正反射率を測定した。
【００７８】
（５）レーザー加熱処理による部品実装と焼損の確認
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の方法でレーザー加熱処理と焼損の確認を行った。結果を以下の表２に示す。
【００７９】
【表２】
0006051437.tif 000003
【００８０】
＜はんだ表面の平均正反射率とレーザー加熱処理による焼損の関係＞
表２の実施例６〜１０と比較例７〜１１の結果から、高融点金属粒子１００質量部に対して、はんだ粒子の混合比を変化させることで、加熱硬化後のはんだ表面の５００−１０００ｎｍの平均正反射率が変化し、高融点金属粒子に対し、はんだ粒子の混合比が少ないほど平均正反射率が低いことが分かる。一方で、レーザー加熱処理後の部品電極周辺の焼損部分を調べると、高融点粒子に対しはんだ粒子が多いほど焼損が発生していることが分かった。すなわち、高融点粒子に対し、はんだ粒子の混合比が少ないほど、焼損が少なくなることが分かり、高融点粒子１００質量部に対して、はんだ粒子が５００質量部以下であれば焼損が生じないことが分かる。これらの結果から、高融点粒子の平均粒子径に依存せず平均正反射率が４０％以下であれば、レーザー加熱処理による焼損を防止できることが分かった。
【００８１】
〔実施例１１〜１７、比較例１２〜１３〕
（１）はんだ粒子
はんだ粒子として、実施例１と同様に山石金属（株）社製の粒度１５μｍ〜２５μのはんだ粉末Ｓｎ（元素組成は、Ｓｎ：１００質量％）を用いた。
【００８２】
（２）高融点金属粒子
高融点金属粒子の製造は実施例１と同様に行った。なお、高融点金属粒子の分級は気流式分級機（日清エンジニアリング：ＴＣ−１５Ｎ）を用いて、３０μｍ設定で分級し、大粒子側を回収後、もう一度５０μｍ設定で分級し、小粒子側を回収することで目的の高融点金属粒子を得た。回収した合金粒子をレーザー回折式粒子径分布測定装置（ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）で測定したところ、平均粒径は、２６．９μｍであった。
【００８３】
（３）はんだペーストの作製
前記Ｃｕ合金粒子とＳｎ粒子とを表３に記載の重量比で混合し、金属フィラーとした。次いで、実施例１と同様の手順で、はんだペーストを作製した。
【００８４】
（４）加熱硬化後の接合材表面の正反射率測定
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の方法で正反射率を測定した。
【００８５】
（５）レーザー加熱処理による部品実装と焼損の確認
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の方法でレーザー加熱処理と焼損の確認を行った。結果を以下の表３に示す。
【００８６】
【表３】
0006051437.tif 000004
【００８７】
＜はんだ表面の平均正反射率とレーザー加熱処理による焼損の関係＞
表３の実施例１１〜１７と比較例１２〜１３の結果から、高融点金属粒子１００質量部に対して、はんだ粒子の混合比を変化させることで、加熱硬化後のはんだ表面の５００−１０００ｎｍの平均正反射率が変化し、高融点金属粒子に対し、はんだ粒子の混合比が少ないほど平均正反射率が低いことが分かる。一方で、レーザー加熱処理後の部品電極周辺の焼損部分を調べると、高融点粒子に対しはんだ粒子が多いほど焼損が発生していることが分かった。すなわち、高融点粒子に対し、はんだ粒子の混合比が少ないほど、焼損が少なくなることが分かり、高融点粒子１００質量部に対して、はんだ粒子が１９００質量部以下であれば焼損が生じないことが分かる。これらの結果から、高融点粒子の平均粒子径に依存せず平均正反射率が４０％以下であれば、レーザー加熱処理による焼損を防止できることが分かった。
【００８８】
〔実施例１８〜２１、比較例１４〜１８〕
（１）はんだ粒子
はんだ粒子として、実施例１と同様に山石金属（株）社製の粒度１５μｍ〜２５μのはんだ粉末Ｓｎ（元素組成は、Ｓｎ：１００質量％）を用いた。
【００８９】
（２）高融点金属粒子
高融点金属粒子として福田金属箔粉株式会社製Ｃｕ粉  Ｃｕ−ＨＷＱ  １５μｍを用いた。このＣｕ粒子をレーザー回折式粒子径分布測定装置（ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）で測定したところ、平均粒径は、１５．０μｍであった。
【００９０】
（３）はんだペーストの作製
前記Ｃｕ粒子とＳｎ粒子とを以下の表４に示す重量比で混合し、金属フィラーとした。次いで、実施例１と同様の手順で、はんだペーストを作製した。
【００９１】
（４）加熱硬化後の接合材表面の正反射率測定
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の手法で正反射率を測定した。
【００９２】
（５）レーザー加熱処理による部品実装と焼損の確認
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の手法でレーザー加熱処理と焼損の確認を行った。結果を以下の表４に示す。
【００９３】
【表４】
0006051437.tif 000005
【００９４】
＜はんだ表面の平均正反射率とレーザー加熱処理による焼損の関係＞
表４の実施例１８〜２１と比較例１４〜１８の結果から、高融点金属粒子１００質量部に対して、はんだ粒子の混合比を変化させることで、加熱硬化後のはんだ表面の５００−１０００ｎｍの平均正反射率が変化し、高融点金属粒子に対し、はんだ粒子の混合比が少ないほど平均正反射率が低いことが分かる。一方で、レーザー加熱処理後の部品電極周辺の焼損部分を調べると、高融点粒子に対しはんだ粒子が多いほど焼損が発生していることが分かった。すなわち、高融点粒子に対し、はんだ粒子の混合比が少ないほど、焼損が少なくなることが分かり、高融点粒子１００質量部に対して、はんだ粒子が４００質量部以下であれば焼損が生じないことが分かる。これらの結果から、高融点粒子の組成や平均粒子径に依存せず平均正反射率が４０％以下であれば、レーザー加熱処理による焼損を防止できることが分かった。
【００９５】
〔実施例２２〜２７、比較例１９〜２１〕
（１）はんだ粒子
はんだ粒子として、実施例１と同様に山石金属（株）社製の粒度１５μｍ〜２５μのはんだ粉末Ｓｎ（元素組成は、Ｓｎ：１００質量％）を用いた。
【００９６】
（２）高融点金属粒子
高融点金属粒子として、日本アトマイズ加工株式会社製Ｎｉ粉  ＳＦＲ−Ｎｉ  １０μｍを用いた。このＮｉ粒子をレーザー回折式粒子径分布測定装置（ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）で測定したところ、平均粒径は、１０．１μｍであった。
【００９７】
（３）はんだペーストの作製
前記Ｎｉ粒子とＳｎ粒子とを以下の表５に示す重量比で混合し、金属フィラーとした。次いで、実施例１と同様の手順で、はんだペーストを作製した。
【００９８】
（４）加熱硬化後の接合材表面の正反射率測定
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の手法で正反射率を測定した。
【００９９】
（５）レーザー加熱処理による部品実装と焼損の確認
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の手法でレーザー加熱処理と焼損の確認を行った。結果を以下の表５に示す。
【０１００】
【表５】
0006051437.tif 000006
【０１０１】
＜はんだ表面の平均正反射率とレーザー加熱処理による焼損の関係＞
表５の実施例２２〜２７と比較例１９〜２１の結果から、高融点金属粒子１００質量部に対して、はんだ粒子の混合比を変化させることで、加熱硬化後のはんだ表面の５００−１０００ｎｍの平均正反射率が変化し、高融点金属粒子に対し、はんだ粒子の混合比が少ないほど平均正反射率が低いことが分かる。一方で、レーザー加熱処理後の部品電極周辺の焼損部分を調べると、高融点粒子に対しはんだ粒子が多いほど焼損が発生していることが分かった。すなわち、高融点粒子に対し、はんだ粒子の混合比が少ないほど、焼損が少なくなることが分かり、高融点粒子１００質量部に対して、はんだ粒子が９００質量部以下であれば焼損が生じないことが分かる。これらの結果から、高融点粒子の組成や平均粒子径に依存せず平均正反射率が４０％以下であれば、レーザー加熱処理による焼損を防止できることが分かった。
【０１０２】
〔実施例２８〜３１、比較例２２〜２６〕
（１）はんだ粒子
はんだ粒子として、実施例１と同様に山石金属（株）社製の粒度１５μｍ〜２５μのはんだ粉末Ｓｎ（元素組成は、Ｓｎ：１００質量％）を用いた。
【０１０３】
（２）高融点セラミック粒子
高融点セラミック粒子として、株式会社アドマテックス製Ａｌ２Ｏ３粉アドマファインＡＣ９５００−ＳＩを用いた。このＡｌ２Ｏ３粒子をレーザー回折式粒子径分布測定装置（ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）で測定したところ、平均粒径は、８．４μｍであった。
【０１０４】
（３）はんだペーストの作製
前記Ａｌ２Ｏ３粒子とＳｎ粒子とを以下の表６に示す重量比で混合し、金属フィラーとした。次いで、実施例１と同様の手順で、はんだペーストを作製した。
【０１０５】
（４）加熱硬化後の接合材表面の正反射率測定
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の手法で正反射率を測定した。
【０１０６】
（５）レーザー加熱処理による部品実装と焼損の確認
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の手法でレーザー加熱処理と焼損の確認を行った。結果を以下の表６に示す。
【０１０７】
【表６】
0006051437.tif 000007
【０１０８】
＜はんだ表面の平均正反射率とレーザー加熱処理による焼損の関係＞
表６の実施例２８〜３１と比較例２２〜２６の結果から、高融点金属粒子１００質量部に対して、はんだ粒子の混合比を変化させることで、加熱硬化後のはんだ表面の５００−１０００ｎｍの平均正反射率が変化し、高融点金属粒子に対し、はんだ粒子の混合比が少ないほど平均正反射率が低いことが分かる。一方で、レーザー加熱処理後の部品電極周辺の焼損部分を調べると、高融点粒子に対しはんだ粒子が多いほど焼損が発生していることが分かった。すなわち、高融点粒子に対し、はんだ粒子の混合比が少ないほど、焼損が少なくなることが分かり、高融点粒子１００質量部に対して、はんだ粒子が４００質量部以下であれば焼損が生じないことが分かる。これらの結果から、高融点粒子の組成や平均粒子径に依存せず平均正反射率が４０％以下であれば、レーザー加熱処理による焼損を防止できることが分かった。
【０１０９】
〔実施例３２〜３９〕
（１）はんだ粒子
はんだ粒子は、実施例３２のＳｎ０．７Ｃｕでは粒度１０〜２５μｍで平均粒径が２１．２μｍのものを用いた。実施例３３のＳｎ０．３Ａｇ０．７Ｃｕでは粒度２０〜３８μｍで平均粒径が２９．８μｍのものを用いた。実施例３４のＳｎ３．０Ａｇ０．５Ｃｕでは粒度１０〜２５μｍで平均粒径が２２．０μｍのものを用いた。実施例３５のＳｎ３．５Ａｇでは粒度１０〜２５μｍで平均粒径が２２．０μｍのものを用いた。実施例３６のＳｎ４．０Ａｇ０．５Ｃｕでは粒度１０〜２５μｍで平均粒径が２１．８μｍのものを用いた。実施例３７のＳｎ５８Ｂｉでは粒度２５〜３８μｍで平均粒径が２５．６μｍのものを用いた。実施例３８のＰｂ５Ｓｎでは粒度２５〜３８μｍで平均粒径が２８．９μｍのものを用いた。実施例３９のＰｂ６３Ｓｎでは粒度２５〜３８μｍで平均粒径が３２．５μｍのものを用いた。
【０１１０】
（２）高融点金属粒子
高融点金属粒子の製造は実施例１と同様に行った。なお、高融点金属粒子の分級は気流式分級機（日清エンジニアリング：ＴＣ−１５Ｎ）を用いて、５μｍ設定で分級し、大粒子側を回収後、もう一度３０μｍ設定で分級し、小粒子側を回収することで目的の高融点金属粒子を得た。回収した合金粒子をレーザー回折式粒子径分布測定装置（ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）で測定したところ、平均粒径は、１１．２μｍであった。
【０１１１】
（３）はんだペーストの作製
前記高融点金属粒子とＳｎ粒子とを以下の表７に示す重量比でそれぞれ混合し、金属フィラーとした。次いで、実施例１と同様の手順で、はんだペーストを作製した。
【０１１２】
（４）加熱硬化後の接合材表面の正反射率測定
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の手法で正反射率を測定した。
【０１１３】
（５）レーザー加熱処理による部品実装と焼損の確認
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の手法でレーザー加熱処理と焼損の確認を行った。結果を以下の表７に示す。
【０１１４】
【表７】
0006051437.tif 000008
【０１１５】
＜はんだ表面の平均正反射率とレーザー加熱処理による焼損の関係＞
表７の実施例３２〜３９の結果から、高融点金属粒子１００質量部に対して、はんだ粒子の混合比を１８６質量部に固定すると、加熱硬化後のはんだ表面の５００−１０００ｎｍの平均正反射率は５％以下で、はんだ粒子の組成に依存せずほとんど変化しないことが分かった。一方で、レーザー加熱処理後の部品電極周辺の焼損部分を調べると、いずれの部品近傍にも焼損が生じていないことが分かった。これらの結果から、はんだ粒子の組成や平均粒子径に依存せず平均正反射率が４０％以下であれば、レーザー加熱処理による焼損を防止できることが分かった。
【０１１６】
〔実施例４０〜６２〕
（１）はんだ粒子
はんだ粒子として、実施例１と同様に山石金属（株）社製の粒度１５μｍ〜２５μのはんだ粉末Ｓｎ（元素組成は、Ｓｎ：１００質量％）を用いた。
【０１１７】
（２）高融点金属粒子
高融点金属粒子の製造は、実施例１と同様のアトマイズ条件で行った。なお、以下の表８に示すような高融点金属粒子の組成でアトマイズを行った。高融点金属粒子の分級は気流式分級機（日清エンジニアリング：ＴＣ−１５Ｎ）を用いて、５μｍ設定で分級し、大粒子側を回収後、もう一度３０μｍ設定で分級し、小粒子側を回収することで目的の高融点金属粒子を得た。回収した合金粒子をレーザー回折式粒子径分布測定装置（ＨＥＬＯＳ＆ＲＯＤＯＳ）で測定したところ、それぞれの平均粒径は、以下の表８に示すとおりであった。
【０１１８】
（３）はんだペーストの作製
前記高融点金属粒子とＳｎ粒子とを以下の表８に示す重量比でそれぞれ混合し、金属フィラーとした。次いで、実施例１と同様の手順で、はんだペーストを作製した。
【０１１９】
（４）加熱硬化後の接合材表面の正反射率測定
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の手法で正反射率を測定した。
【０１２０】
（５）レーザー加熱処理による部品実装と焼損の確認
作製したはんだペーストを用いて実施例１と同様の手法でレーザー加熱処理と焼損の確認を行った。結果を以下の表８に示す。
【０１２１】
【表８】
0006051437.tif 000009
【０１２２】
＜はんだ表面の平均正反射率とレーザー加熱処理による焼損の関係＞
表８の実施例４０〜６２の結果から、高融点金属粒子１００質量部に対して、はんだ粒子の混合比を１８６質量部に固定すると、加熱硬化後のはんだ表面の５００−１０００ｎｍの平均正反射率は６％以下で、高融点金属粒子の組成に依存せずほとんど変化しないことが分かった。一方で、レーザー加熱処理後の部品電極周辺の焼損部分を調べると、いずれの部品近傍にも焼損が生じていないことが分かった。これらの結果から、高融点金属粒子の組成や平均粒子径に依存せず平均正反射率が４０％以下であれば、レーザー加熱処理による焼損を防止できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明の製造方法により、レーザー光線の反射に伴う電子部品、基板等の焼損を回避することができる。従って、本発明の製造方法は、レーザー加熱工法を用いる多様な電子部品の実装に好適に利用でき、電子デバイス製造の自由度を高めることができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１    基板
２    挿入実装部品
３    表面実装部品
４    本実施の形態に係るはんだ材
５    照射レーザー光
１１    ランド電極
２１    リードピン
４１    従来技術のはんだ材
５１    散乱光
５２    反射光
【図１】
0006051437.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006051437.tif 000014
【図６】
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【図７】
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