(57)【要約】【課題】  容器を用いた輸送・運搬等の際、振動によって容器中のはんだボール同士あるいは、はんだボールが容器内壁と擦れて黒化が生じることを抑制する。【解決手段】  有底筒状の容器本体の開口部に、中蓋を用いて封止するはんだボール用容器において、容器の容量を段階的に変更可能とするように、前記容器本体の内壁部に、中蓋を押しつけて封止するシール部が、容器本体の開口部から底部に向かって、２箇所以上設けられているはんだボール用容器である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の容器本体の開口部に、中蓋を用いて封止するはんだボール用容器において、前記容器本体の内壁部に、中蓋を押しつけて封止するシール部が、容器本体の開口部から底部に向かって、容器の容量を段階的に変更可能とするように、２箇所以上設けられていることを特徴とするはんだボール用容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだボールを充填する容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＢＧＡ／ＣＳＰなどのエリアアレイ型の多機能電子部品をプリント基板に実装する際には、そのパッケージ面に格子状に並んだ端子上に、予めはんだを付けてはんだバンプを形成する。その後その多機能電子部品を、プリント基板に載せてリフローし、同様にプリント基板に格子状に並んだランドとの間ではんだ接続を行う。このはんだバンプの形成には、はんだボールが用いられる。
【０００３】
これらの格子状の端子の間隔は通常、数百ミクロンという極めて狭いピッチであり、端子も同様に微細な寸法であることから、端子間のブリッジや、導通不良等が発生しないよう、端子とはんだボールとの高い接続信頼性が要求される。
【０００４】
はんだバンプを形成する際に、はんだボールが端子に完全に付着せず導通不良となったり、はんだバンプの周りに汚れが付着して不良となることがある。一度でもはんだ付け不良が発生すると、このようなエリアアレイ型の多機能電子部品は再生が困難であることから、非常に高価な多機能電子部品が不良となる。
【０００５】
はんだ付け不良を引き起こす要因の一つとして、はんだボール表面の黒化が挙げられる。はんだボール表面が黒色粉末に覆われて黒化すると、はんだボールを溶かす際に黒色粉末が溶融はんだと端子との密着を阻害し、接着強度不足となる。接着強度の不足は、それ自体導通不良の原因となり、また、はんだボールが強い衝撃を受けたり、熱膨張による繰り返し応力を受けた際には、断線を引き起こす原因ともなる。また、たとえはんだボールと端子が密着したとしても、はんだボールを溶かした時に表面に浮遊する黒色粉末が凝集してはんだボールの近傍に残り、汚れとなってしまう。
【０００６】
はんだボール表面の黒化は、はんだボールをはんだボール用容器（以下容器とよぶ）に充填して輸送する場合に、その振動によって、はんだボール同士あるいは、はんだボールが容器内壁と擦れることにより生じる。これは、特に容器の内容積に対して、充填するはんだボールの容積が小さく、空隙が大きい場合において顕著である。したがって、黒化を防止するためには、はんだボールを容器に充填した際にできる空隙を極力少なくすることが重要である。
【０００７】
ところで、従来の容器は、図２に示すように容器本体１、外蓋２、中蓋３から構成される。容器本体は、通常、有底筒状であり、上部に開口部があり、さらに上部外側には雄螺子が設けられている。また、容器本体内壁部には、中蓋先端外周部を押しつけて封止するテーパー状のシール部４が設けられている。
【０００８】
中蓋３は有底筒状で、上部にはフランジ６が形成されている。外蓋２はキャップ状であり、その内壁部に容器本体の雄螺子と螺合する雌螺子が設けられている。はんだボール５を容器本体１に充填したのち、中蓋３を容器本体１の開口部に挿入し、さらに外蓋２をかぶせてねじ込むことにより、中蓋３のフランジ部６が外蓋２によって押さえつけられ、シール部４に封止のための荷重が掛かり、容器内部が密閉される。
【０００９】
ここで、容器にはんだボールを充填する場合、はんだボールの粒径や数量によって、はんだボールの容積は大きく変動する。従来の容器は内容積が一定であるから、この容器にさまざまな粒径、数量のはんだボールを充填しようとすれば、予め容器を設計する際に、容器の内容量を大きくしておく方が、容器の種類を増やすことがなく経済的である。しかし一方で、この容器に粒径の小さいはんだボールを少量充填する場合には、はんだボールの容積が容器の内容積に対して小さくなり、容器内部に大きな空隙７ができてしまう。
【００１０】
このように、空隙の大きい容器に充填されたはんだボールを輸送すると、輸送の際の振動によって、はんだボール同士あるいは、はんだボールが容器内壁と擦れて黒化が生じる。輸送の際の振動によるはんだボール表面の黒化を防止する方法として、中蓋と分離して突出体の突出長さが調節できるはんだボール用容器がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３３５６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述した特許文献１に示されるはんだボール用容器は、容器にはんだボールを充填した後、突出体をはんだボール層に没入すると、はんだボールが押し広げられて空隙を小さくできるという特徴を持つ容器である。これは、容器に充填するはんだボールの容積が変わっても、自在に空隙を調節できるという点ですぐれたものである。
【００１２】
しかし、この方法では突出体がはんだボールを押し広げる際に、はんだボールが極度に圧迫されると、少なからずはんだボールの変形が懸念される。このような変形したはんだボールが正常なはんだボールの中に混入すると、多機能電子部品の端子上にはんだボールを搭載する際の搭載率が低下し、生産性を悪化させるという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、輸送中の擦れによるはんだボール表面の黒化を低減し、且つはんだボールの変形を低減することが可能な、はんだボール用容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上述した問題に鑑みてなされたものである。すなわち本発明は、有底筒状の容器本体の開口部に、中蓋を用いて封止するはんだボール用容器において、前記容器本体の内壁部に、中蓋を押しつけて封止するシール部が、容器本体の開口部から底部に向かって、容器の容量を段階的に変更可能とするように、２箇所以上設けられているはんだボール用容器である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のはんだボール用容器は、容器本体に充填するはんだボールの数量に応じて、寸法の異なる２種類以上の中蓋から空隙が最も小さくなるものを選択することにより、空隙を段階的に調整可能で、はんだボールの黒化を防止することができる。そして、はんだボールが変形することもなく、多機能電子部品へのはんだボールの搭載性を向上し、生産性を改善するなどの効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明にかかるはんだボール用容器は、例えば図１（１）に示すように、有底筒状の容器本体１、中蓋３ａを有し、加えて外蓋２からなる。そして、本発明の重要な特徴は、図１（１）に示すように、有底筒状の容器本体１の内壁部に、中蓋３ａを押しつけて封止するシール部４ａとは別のシール部４ｂ，４ｃが、容器本体１の開口部から底部に向かって、計３箇所設けられていることである。ここでシール部とは、容器内への外気の侵入を防止するために、容器本体内壁面と中蓋先端外周部とを押しつけてなる封止箇所を言う。図１（１）の場合、そのシール部は、容器本体内壁面に段差を付けることで機能を有するものである。
【００１７】
そして、複数のシール部４ａ，４ｂ，４ｃが設けられた図（１）の容器の場合、これら３箇所のシール部に対応した、３種類の中蓋３ａ，３ｂ，３ｃが用意されている。そして、これらの使用形態は、図１（１）〜（３）に示す通りであり、第一のシール部４ａで容器を封止する場合は、第一の中蓋３ａを容器本体１の開口部に挿入する。同様に第二のシール部４ｂまたは、第三のシール部４ｃによって封止する場合は、第二の中蓋３ｂまたは、第三の中蓋３ｃを容器本体１の開口部に挿入する。
【００１８】
第一のシール部４ａは３箇所のシール部のうち、容器本体の開口部に最も近い位置にあり、シール部４ａによって封止した場合は、最も大きい内容積を形成する。よって、容器に充填するはんだボール５の容積が、第二のシール部４ｂによって封止した場合の内容積よりも大きい場合は、図２（１）に示すように、第一の中蓋３ａを用いて、第一のシール部４ａの位置で封止する。
【００１９】
一方、容器に充填するはんだボール５の容積が、第二のシール部４ｂによって封止した場合の内容積よりは小さいながらも、第三のシール部４ｃによって封止した場合の内容積よりは大きい場合、中蓋３ｂを用いて、シール部４ｂで封止する。そして、容器に充填するはんだボール５の容積が、第三のシール部４ｃによって封止した場合の内容積以下である場合は、第三の中蓋３ｃを用いて、シール部４ｃで封止する。このように、容器に充填するはんだボールの容積に応じて、中蓋を適宜選択することにより、空隙の容積を少なくすることができる。
【００２０】
所定のシール部を使用して、はんだボールを充填・封止した時に、その形成される空隙７の容積は、同シール部により形成される容器の内容積に対し１０％以下が適当である。それ以上であると、輸送中の振動により、はんだボール表面の黒化が発生しやすくなる。したがって多くのシール部を設けた方が、あらゆるはんだボールの粒径、および数量に対応して、空隙７の容積を小さくすることができるが、対応する中蓋を多種類用意する必要があるため、３から５箇所程度が適当である。本発明の一例として示した図１（１）〜（３）のはんだボール用容器では、容器本体１に３箇所のシール部を設けている。この場合、充填するはんだボールの容積に応じて、容器の内容積は３段階に調節可能である。
【００２１】
また、容器を設計する際の、容器本体の開口部から底部に向かって設ける複数のシール部の位置は、容器全体の内容積をシール部の数によって均等に分割するように設けてもよいが、別の小さい容器が準備できる場合には、その小さい容器の全体の内容積の値から、設計しようとする容器の内容積の値の間を、シール部の数によって均等に分割するようにすれば、さらに空隙の容積を小さくでき、そして様々なはんだボールの数量に細かく対応することができる。
【００２２】
容器本体を、その開口部から底部に向かって縦切断した時、容器本体内壁部に段差を用いて付与されたシール部の断面形状は、図１に示すように、開口部から底部に向かって内径が暫時小さくなるテーパ形状であることが好ましい。そして、そのシール部と接することとなる中蓋の先端外周部は、エッジがＲ形状となっていることが好ましい。中蓋を容器本体開口部に挿入すると、中蓋の先端外周部のＲ形状が対応するシール部に接して止まるが、その時には中蓋のフランジ６が容器本体の開口部の上縁に対して若干の浮きを残して止まるように、中蓋の長さおよび外径が調整されている。そして、別で準備した、あるいは中蓋と一体で形成してもよい外蓋を、容器本体上部の雄螺子にねじ込むと、中蓋のフランジ６が外蓋で押しつけられ、前記シール部のテーパ形状部分と、中蓋の先端外周部のＲ形状部分との、円周状の接触面に荷重が掛かり、中蓋の先端外周部がシール部に押しつけられて、容器内部が強固な密閉状態となる。
【００２３】
容器本体の内壁面に、段差で設けられたシール部のテーパの角度は、有底筒状である中蓋の周面（荷重）方向に対して５〜４５°の範囲以上であれば、上記の密閉作用を得る点で好ましい。テーパの角度が４５°を超えると、テーパ形状箇所にはんだボールが滞留しやすくなる。滞留したはんだボールを残したまま中蓋を挿入すると、はんだボールが押し潰されて変形する。正常なはんだボールに、変形したはんだボールが混じると、はんだボールを多機能電子部品の端子上に搭載する際に、搭載治具に必要数以上のはんだボールが付着して過剰搭載となったり、あるいは未搭載となったりする場合がある。また、変形したはんだボールが搭載治具にかみ込むと、生産をストップして搭載治具等を清掃する必要が生じ、著しく生産性を悪化させる。
【００２４】
なお、一例として示した図１のはんだボール用容器は、中蓋によるシール封止作用を、独立した外蓋を使用することによってさらに補助し、容器を密閉しているものである。中蓋による封止機能を作用効果の根幹にする本発明のはんだボール用容器は、上記の外蓋の存在を要件にはしないが、当然に外蓋の使用を妨げるものではない。そして、既述の通りの、中蓋が外蓋と一体となったものであっても、その中蓋の機能として働く部位である先端外周部が、容器本体側のシール部に押しつけられることで、封止の達成される形状であれば、本発明のはんだボール用容器に含まれることは言うまでもない。
【００２５】
以上の通り、本発明のはんだボール用容器では、容器に充填するはんだボールの数量にかかわらず、容器自体の外形寸法は一定である。したがって、はんだボールの黒化防止の効果に加えて、複数のはんだボール用容器を一つの外箱に詰めて輸送等する場合、外箱や、外箱の中に入れる仕切りなどをはんだボール用容器のサイズによって数種類も用意する必要がなく、結果として梱包コストの削減、ならびに外箱、仕切り等の保管場所を削減することもできる。
【実施例】
【００２６】
本発明を、図１（１）〜（３）に示す容器に基づき、更に詳しく説明する。
図１（１）〜（３）に示す容器は、容器本体１の内壁部に、中蓋を押しつけて封止するシール部が３箇所設けられている。容器に充填するはんだボールの容積に応じて、空隙が最も小さくなる位置で封止するように、封止位置に対応した大きさの中蓋を選択する。中蓋を容器に挿入すると、中蓋の先端外周部が容器本体内壁部に設けられたシール部に接触し、さらに外蓋を容器本体上部の雄螺子にねじ込むことにより、中蓋上部のフランジが外蓋によって押さえつけられ、シール部に封止のための荷重が掛かる構造となっている。
【００２７】
この本発明の容器と、従来の容器を用いての、はんだボールの黒化試験を行った。本発明の容器は、第一の中蓋３ａを取り付けて第一のシール部４ａで封止したときの内容積は４０，０００ｍｍ３である。また、第二の中蓋３ｂを付けて第二のシール部４ｂで封止したときの内容積は２５，０００ｍｍ３、第三の中蓋３ｃをつけて第三のシール部４ｃで封止したときの内容積は１２，０００ｍｍ３である。また、従来の容器は図２に示す形状であり、その図示する中蓋を付けたときの内容量は４０，０００ｍｍ３である。
【００２８】
各容器に粒径φ０．３ｍｍのはんだボールを、それぞれ５０万個、１００万個、１５０万個充填し、中蓋および外蓋で封止した。なお、本発明の容器では、はんだボールの数量に対応して、それぞれ第三、第二、第一の中蓋を使用した。一方、従来の容器では、中蓋は上記の内容量の通りの１種類とした。
【００２９】
そして、それぞれ、はんだボールを充填した計６種の容器を回転機に置き、毎分６０回転の速度で回転させた。２０時間回転させた後に、輝度計を用いてはんだボール表面の輝度を測定し、試験前の輝度の値から２０％以上低下したものを不合格、低下率が２０％未満のものを合格として黒化の程度を評価した。表１にそれぞれの容器の仕様ならびに黒化の評価結果を示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
番号１〜３の本発明の容器では、容器に充填するはんだボールの数量が大きく変わっても、空隙はいずれも１０％以下である。表１の結果から、本発明の容器では、充填するはんだボールの数量が今回のいずれの場合においても、輝度の顕著な低下はなく、はんだボール表面の黒化を防止することができた。
【００３２】
一方、従来の容器の場合、番号４，５の従来の容器では、空隙が大きいためにはんだボール表面の擦れが激しく、黒化の発生が顕著で不合格となった。なお、番号６の容器では、容器の内容積に対して、充填するはんだボールの容積が適当であったため、空隙は１０％と比較的小さく、はんだボール表面の黒化は合格の域であった。
【００３３】
また、当該評価終了後に番号１〜６の容器に充填したはんだボールの外観を目視観察したところ、いずれの場合においても、はんだボールの変形は見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のはんだボール用容器（１），（２），（３）のそれぞれに、はんだボールが充填された状態を示す断面模式図である。
【図２】従来のはんだボール用容器に、はんだボールが充填された状態を示す断面模式図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  容器本体、２  外蓋、３  中蓋、３ａ  第一の中蓋、３ｂ  第二の中蓋、３ｃ  第三の中蓋、４  シール部、４ａ  第一のシール部、４ｂ  第二のシール部、４ｃ  第三のシール部、５  はんだボール、６  フランジ、７  空隙
【図１】
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【図２】
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