(57)【要約】【課題】電子部品等を組み立てるために適切な溶融温度を有しかつ加熱溶融時における体積の膨張が少なく、さらに溶融、固化後にボイドの発生がなく、適切な接合安定性を有する新規な高温はんだを用いた電子部品を提供すること。【解決手段】高温はんだ全体に対して、夫々Ｓｂが１２〜１６質量％、Ａｇが０．０１〜２質量％、Ｃｕが０．１〜１．５質量％含まれ、さらに微量のＳｉ及びＢが含まれ、残部がＳｎ及び不可避不純物である高温はんだを用いて基板上に表面実装部品を実装し、前記表面実装部品を封止材料により封止することで電子部品を構成する。前記Ｓｉ及びＢの各金属同士を馴染ませる作用とＢによるＳｉの結晶晶出を抑える作用とにより溶融、固化後のはんだ中の同一金属同士の凝集が妨げられるため、当該はんだにおけるボイドの発生が抑えられる。従って表面実装部品を封止する際の封止材料の熱収縮によるはんだの破損が抑えられる。【選択図】図１
2006159266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温はんだ材料全体に対して、夫々Ｓｂが１２〜１６質量％、Ａｇが０．０１〜２質量％、Ｃｕが０．１〜１．５質量％含まれ、さらに微量のＳｉ及びＢが含まれ、残部がＳｎ及び不可避不純物である高温はんだを用いて配線基板上に表面実装部品を実装して構成されたことを特徴とする電子部品。
【請求項２】
高温はんだ材料全体に対して、Ｓiが０．００１〜０．１質量％含まれかつ、Ｂが０．００１〜０．０５質量％含まれることを特徴とする請求項１に記載の高温はんだを用いて配線基板上に表面実装部品を実装して構成されたことを特徴とする電子部品。
【請求項３】
高温はんだ材料全体に対して、夫々Ｓｂが１２〜１６質量％、Ａｇが０．０１〜２質量％、Ｃｕが０．１〜１．５質量％含まれ、さらに微量のＮｉ及びＧｅが含まれ、残部がＳｎ及び不可避不純物である高温はんだを用いて配線基板上に表面実装部品を実装して構成されたことを特徴とする電子部品。
【請求項４】
高温はんだ材料全体に対して、Ｎｉが０．００１〜０．１質量％含まれかつ、Ｇｅが０．００１〜０．０５質量％含まれることを特徴とする請求項３に記載の高温はんだを用いて配線基板上に表面実装部品を実装して構成されたことを特徴とする電子部品。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一に記載の電子部品において、前記表面実装部品を封止材料により封止して構成されたことを特徴とする電子部品。
【請求項６】
配線基板の電極上に請求項１乃至４のいずれか一に記載の高温はんだを供給する工程と、
この高温はんだの上に表面実装部品を載せる工程と、
前記高温はんだを加熱して溶融することにより表面実装部品の電極と配線基板の電極とを電気的に接続する工程と、
を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の電子部品の製造方法において、前記表面実装部品を封止材料により封止する工程を含むことを特徴とする電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板上に表面実装部品を実装した電子部品及びその電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックコンデンサやＳＡＷ（表面波）素子チップなどのような小型の電子部品（この明細書では表面実装部品と呼ぶ）はプリント配線基板等の基板に実装
されることで１つの電子部品ユニット（この明細書ではこのユニットを電子部品と呼ぶ）として取り扱われる場合がある。なお表面実装部品は、湿気や搬送時の衝撃等による破壊を防ぐために封止されることもある。封止は、例えばエポキシ樹脂を主成分とした熱硬化性成形材料を、基板上に総ての当該表面実装部品群の表面全体が覆われるように供給した後、当該成形材料を硬化させることにより行われている。表面実装部品を基板に実装させる方法として、現在はリフロー法が広く用いられている。リフロー法とは、あらかじめ基板上にはんだペーストやクリームはんだなどと呼ばれているペースト状のはんだを、基板のパターンに合わせて印刷、又はディスペンスすることで付着させておいた後、当該はんだ材料上に表面実装部品を載置し、当該基板をリフロー炉と呼ばれる加熱炉内に搬入する。基板がリフロー炉内を通過する間に、炉内の熱により、基板上に成膜されたはんだが溶融されることで、電子部品の基板へのはんだ付けを行う方法である。この方法によれば、電子部品を一度に同一の基板にはんだ付けすることができるため、基板上に高密度に電子部品を配置することが可能である。
【０００３】
しかし、リフロー法は前述の通りリフロー炉を用いて、はんだが溶ける程度の熱を基板周囲から与えることによって、はんだ付けを行う方法であるため、電子部品が載置された基板が炉内を通過する際に基板上のはんだのみならず当該電子部品も加熱されることになる。
【０００４】
以下、図３を参照しながら電子部品内部における、表面実装部品を基板に固着したはんだが変化する様子を説明する。図３（ａ）は電子部品がリフロー炉内に搬入される前の状態を示している。この時点においては、はんだ材料４１は、表面実装部品３Ａの両端の電極３２と、基板２１上に形成されている電極であるマウントパッド２２とを接合することで、基板２１上に表面実装部品３Ａを固着しかつ電極３２，２２間を電気的に接合している。また、表面実装部品３Ａの周囲は封止材料５１により覆われている。電子部品がリフロー炉内に入り、加熱されると前記はんだ材料４１も加熱される。そして図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、はんだが加熱され溶融すると体積膨張により、表面実装部品が接合されている基板の表面及び表面実装部品と、封止材料との間の界面に拡がり、表面実装部品の電極間を短絡するなどして故障に至るおそれがある。なお表面実装部品が封止材料によって封止された電子部品を例にとって説明したが、表面実装部品が封止材料によって封止されていない電子部品においては、はんだが材料が上述のように再溶融することで表面実装部品が基板上を移動したり、基板から落下するおそれがある。
【０００５】
このため表面実装部品と基板との接合は、鉛フリーはんだの中では高い溶融温度を持つとされる高温はんだにより行われている。なお、高温はんだとは一般に溶融温度が２５０℃以上、４５０℃未満のはんだのことをいう。リフローと高温はんだの溶融温度の関係についてさらに詳しく述べると、かつてはこのリフローによる電子部品の基板実装は溶融温度が１８３℃程度のＳｎ−３７Ｐｂ（Ｐｂを３７質量％含み残部がＳｎからなる合金）からなる共晶はんだが用いられてきたが、環境への影響を考慮して、その使用が中止されつつある。前記はんだに代わり現在ではＡｇ（銀）及びＣｕ（銅）をＳｎに混合したはんだが広く使用されている。当該はんだはＡｇを含むことで耐食性に優れ、Ｃｕを含むことで接合後、周囲の部品中に存在するに含まれるＣｕを溶食する作用が抑制される。例えばＳｎ−３．５Ａｇ−０．７５Ｃｕからなるはんだは広く用いられている。このはんだの溶融温度は約２２０℃である。その溶融温度に合わせて、リフロー炉内の温度も以前より高温に設定されるようになった。現在では、前記はんだを効率よく溶解させるためにリフロー中の本加熱時に、電子部品の表面温度が２４５℃程度になるようにリフロー炉は設定されることが多い。このような事情と現在流通している電子部品の耐熱性を考慮すると、電子部品の組み立てに用いられる高温はんだの溶融温度は２６０〜３５０℃であることが必要である。ただし上記温度範囲内において、はんだの一部が溶融していても完全に溶融しなければ、そのはんだ材料は高温はんだとして好ましく使用できる。つまり当該はんだの固液共存領域（半溶解範囲）が２６０℃以上であればよい。
【０００６】
しかし本発明者らの検討により、そのような高温はんだが熱により溶融すると、当該高温はんだ中に含まれている同一金属組成物同士が凝集する傾向があることが明らかになった。凝集した各金属組成物が固化すると、各金属組成物間の界面が分離し、高温はんだ全体で見た場合に各所にボイドが形成された構造となる。このボイドの発生は、高温はんだの耐久性を著しく低下させて、機械的ストレスが加えられた際に当該高温はんだにひび、割れなどを引き起こす原因となるおそれがある。従ってその高温はんだを用いた電子部品は、強い機械的ストレスが加えられた場合、例えば搬送時において当該高温はんだが破損することにより故障が引き起こされるおそれがある。
【０００７】
また前記表面実装部品を封止する封止材料としては熱膨張係数の小さいものを選択する必要があった。即ち熱膨張係数が大きいものを選択した場合、当該封止材料を過熱により硬化させ、表面実装部品を封止する際に表面実装部品と基板とを接合している高温はんだに強い力が加わる。その結果、当該高温はんだにひび、われが発生し製造される電子部品の信頼性を損なうこととなっていた。
【０００８】
これまでに開発された高温はんだとして、例えば特許文献１には、Ｓｎ（錫）−Ｃｕ（銅）系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｓｂ（アンチモン）系合金のいずれか、もしくはこれらのうちのいずれかにＡｇ（銀）、Ｉｎ（インジウム）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｚｎ（亜鉛）またはＮｉ（ニッケル）のうちの一種以上を添加して２６１℃〜６００℃の範囲内の融点を持つように調製した第１金属成分、及びＣｕ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｎｉのうちの一種以上の金属からなる第２金属成分を混合したはんだが開示されている。
【０００９】
他に特許文献２には、はんだ全体に対して夫々Ｓｂを５〜２０質量％、Ｔｅ（テルル）を０．０１〜５質量％含み、残部をＳｎおよび不可避不純物により構成するはんだが開示されている。このような組成とすることで、当該はんだが加熱された時に発生するβ’相が微細化される。その結果、当該はんだが固化した後のはんだ合金において、ひび、割れの発生が防止されるとしている。
【００１０】
しかし特許文献１に記載されたはんだの溶融温度は２６１℃から１１００℃とされ電子部品の耐熱性が充分に考慮されておらず、実用上問題がある。また、当該特許文献においては、上述のはんだを加熱した後に発生するボイドの対策については全く言及されていない。
【００１１】
また、特許文献２に記載されたＴｅを加えたはんだは、β’相を微細化することは検討されていても、上述のような同一金属同士の凝集により発生するボイドについての対策はなされておらず、はんだの接合安定性には不安が残る。さらにＴｅは環境に与える毒性が強いので、その使用はあまり好ましくない。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１５４４８５（段落０００９）
【００１３】
【特許文献２】特開２００４−１０６０２７（段落００１２、段落００１６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のように、従来から提供されている電子部品は、その表面実装部品と基板とを接合している高温はんだが、適切な溶融温度及び充分な接合安定性を同時に備えておらず、それはその電子部品の信頼性が損われる結果となっていた。本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、電子部品等を組み立てるために適切な溶融温度を有しかつ加熱溶融時における体積の膨張が少なく、さらに溶融、固化後にボイドの発生がなく、適切な接合安定性を有する新規な高温はんだを用いた電子部品を提供することを目的とする。本発明のさらに別の目的は、前記高温はんだ材料を用いて、電子部品を製造するのに好適な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】
【００１５】
本発明に係る電子部品は、高温はんだ材料全体に対して、夫々Ｓｂが１２〜１６質量％、Ａｇが０．０１〜２質量％、Ｃｕが０．１〜１．５質量％含まれ、さらに微量のＳｉ（シリコン）及びＢ（ボロン）が含まれ、残部がＳｎ及び不可避不純物である高温はんだを用いて配線基板上に表面実装部品を実装して構成されたことを特徴とする。この場合、前記高温はんだにおけるＳｉ及びＢの含有量について、例えば高温はんだ材料全体に対して、Ｓｉが０．００１〜０．１質量％含まれかつ、Ｂが０．００１〜０．０５質量％含まれている。
【００１６】
また、本発明に係る電子部品は、高温はんだ材料全体に対して、夫々Ｓｂが１２〜１６質量％、Ａｇが０．０１〜２質量％、Ｃｕが０．１〜１．５質量％含まれ、さらに微量のＮｉ及びＧｅが含まれ、残部がＳｎ及び不可避不純物である高温はんだを用いて配線基板上に表面実装部品を実装して構成されたことを特徴とする。この場合前記高温はんだにおけるＮｉ及びＧｅの含有量については例えば高温はんだ材料全体に対して、Ｎｉが０．００１〜０．１質量％、Ｇｅが０．００１〜０．１質量％含まれている。なお既述の電子部品における表面実装部品は封止材料により封止されていてもよい。
【００１７】
また、本発明の電子部品の製造方法は、配線基板の電極上に上述の高温はんだを供給する工程と、この高温はんだの上に表面実装部品を載せる工程と、前記高温はんだを加熱して溶融することにより表面実装部品の電極と配線基板の電極とを電気的に接続する工程と、を含むことを特徴とする。この製造方法にはさらに例えば表面実装部品を封止材料により封止する工程が含まれる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る電子部品に用いられている高温はんだは、Ｓｉ及びＢを含んでいる。Ｓｉ及びＢの各金属同士を馴染ませる作用があり、またＢによりＳｉの結晶晶出が抑えられることから溶融、固化後にはんだ中の同一金属同士が凝集することが妨げられる。その結果、溶融、固化後のはんだ中におけるボイドの発生が防がれ、高温はんだを構成する組織が密になる。これにより当該電子部品に強い機械的ストレスが加えられた場合において、高温はんだが破損することによる当該電子部品の故障が抑えられる。従って当該電子部品の機械的強度が上がることになる。また、表面実装部品を封止する際に封止材料の熱収縮による破損が抑えられるため、封止材料の選択の自由度が広くなる。
【００１９】
また当該高温はんだは液相線と固相線とが離れており、溶融が始まる温度と完全に溶融する温度との差が広いため、通常リフローなどにより加熱される温度下において、溶融しないかあるいは溶融し始めたとしても完全に溶融しにくいため、加熱による体積膨張の程度は小さくなる。従って電子部品を電子機器の配線基板に組み込むときやリペアーのために取り外すときなどにおいて電子部品の電極側のはんだ材料を溶融するために当該電子部品が加熱されても配線基板及び表面実装部品と封止材料との間の界面にはんだ材料が侵入することが抑えられるので、電極間が短絡するといった故障が起こりにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に好ましい実施の形態を挙げて本発明に係る電子部品をさらに詳細に説明する。この実施の形態に係る電子部品としては、例えば図１に示すようにセラミックコンデンサのような小型の電子部品（この明細書では表面実装部品と呼ぶ）の電極と、配線基板２１の電極であるマウントパッド２２と、がはんだ材料（高温はんだ）４１により接合されており、さらに前記電子部品の表面が封止材料５１により覆われて構成されている。封止材料５１は、例えばエポキシ樹脂を主成分とした熱硬化性成形材料を硬化させたものが用いられる。
【００２１】
本発明の一実施の形態としては前記高温はんだについて、高温はんだ材料全体に対して夫々Ｓｂが１４質量％、Ａｇが１．０質量％、Ｃｕが０．５質量％、Ｓｉが０．００１〜０．１質量％、Ｂが０．００１〜０．０５質量％含まれ、残部がＳｎ及び不可避不純物であるはんだ合金（高温はんだ）を粉末化し、この粉末と例えばロジン、溶剤、活性剤、増粘剤を含んだ液状フラックスとを混合したペースト状のクリームはんだを使用することができる。勿論本発明の電子部品にはこのようなクリームはんだに限られず、均一液滴噴霧法や油中造粒法等の製法により成形した高温はんだを用いてもよく、例えばこのように従来の高温はんだに使用されていた加工方法を何ら変更することなく適用した高温はんだを用いることができる。
【００２２】
本発明の電子部品に用いられる高温はんだ中に含まれるＳｂは、当該高温はんだの液相線、固相線を高温に保つ効果、即ち高温はんだとして適切な溶融温度をもたせる効果を有する。しかし過剰にＳｂが加えられた場合、高温はんだの溶融温度が高くなりすぎる。またその場合、高温はんだが溶融後、固化したときにボイドが多く発生して、割れやすくなるといった不利益を生じる。その一方で、Ｓｂの量が不足している場合は、はんだの再溶融機能が発揮されない。そこでＳｂは、高温はんだ全体に対して１２〜１６質量％含まれるように調製する。好ましくは、高温はんだ全体に対する割合が１４質量％である。
【００２３】
本発明の電子部品に用いられる高温はんだ中に含まれるＡｇは、接合の安定性を保つ効果を有する。なお接合の安定性がよいとは当該高温はんだを用いてはんだ付けして当該はんだが溶融固化した場合に、高い機械的強度を持つことをいう。さらに具体的には、基板に電子部品を当該はんだにより接合させた際に、当該基板と電子部品との接合強度が強いことを言う。しかし過剰にＡｇが加えられた場合、はんだの溶融温度が大幅に上昇する。また加える量が少なすぎると上記の接合の安定性を保つ効果が現れない。そこでＡｇは、高温はんだ全体に対して０．０１〜２．０質量％含まれるように調製する。好ましくは、高温はんだ全体に対する割合が１．０質量％である。
【００２４】
本発明の電子部品に用いられる高温はんだ中に含まれるＣｕは、各組成物間の結晶を馴染ませる効果を有する。結晶を馴染ませるとは、当該高温はんだ中の各金属の結晶同士の結合を強固にすることをいう。しかし過剰にＣｕが加えられた場合、生成したはんだの溶融温度が大幅に上昇する。そこでＣｕは、高温はんだ材料全体に対して０．１〜１．５質量％含まれるように調製する。好ましくは、高温はんだ全体に対する割合が０．５質量％である。
【００２５】
本発明の電子部品に用いられる高温はんだ中に含まれるＳｉは、当該高温はんだが溶融後、固化する際に析出するＳｂの結晶の肥大化を抑制する効果と、溶融時に各金属成分が凝集しないように馴染ませる効果を持つ。また、Ｓｉは当該高温はんだが溶融、固化した際に各金属成分の界面間に付着して、当該高温はんだが固化した時に高温はんだ中にボイドが発生するのを防ぎ、高温はんだ材料の組織を密にする働きを持つ。他にはんだ材料全体を難磁性として安定化させる性質を持つ。Ｓｉは過剰にはんだ材料中に加えられるとはんだの金属成分を減少させ、機械的強度を損なう。Ｓｉは、微量に組成物中に含まれているだけで上記の効果を充分に発揮できるため、例えば高温はんだ材料全体に対して０．００１質量％〜０．１質量％含まれていることが好ましく、０．００５質量％含まれていることがより好ましい。
【００２６】
本発明の電子部品に用いられる高温はんだ中に含まれるＢは、当該はんだが溶融後、固化する際に析出するＳｂの結晶の肥大化を抑制する効果と、溶融時に各金属成分が凝集しないように馴染ませる効果を持つ。また、当該はんだが溶融後、固化した際に各金属成分の界面間に付着して、はんだ中にボイドが発生するのを防ぎ、はんだの組織を密にする働きをもつ。Ｂは、Ｓｉ同様に過剰にはんだ中に加えられるとはんだの金属成分を減少させ、はんだの機械的強度を損なう。Ｂは微量に組成物中に含まれているだけで上記の効果を充分に発揮できるため、例えばはんだ材料全体に対して０．００１質量％〜０．０５質量％含まれていることが好ましく、０．００２質量％含まれていることがより好ましい。なおＳｉとＢのはんだ材料が高温はんだを構成する成分として同時に加えられることで当該高温はんだが溶融後、固化する際にＳｉの結晶が析出するのをＢが抑制してよりボイドの発生が抑えられ、安定した金属合金となる。
【００２７】
本発明の電子部品に用いられる高温はんだには上記Ｓｉに代えてＮｉが含有されていてもよい。その場合Ｎｉは高温はんだ材料全体に対して０．００１質量％〜０．１質量％含まれていることが好ましく、０．００５質量％含まれていることがより好ましい。Ｓｉに代えてＮｉが用いられる理由は、ＮｉもＳｉと同様な性質を持つからである。即ち当該高温はんだが溶融後、固化する際に析出するＳｂの結晶の肥大化を抑制する性質と、溶融時に各金属成分が凝集しないように馴染ませる性質を持つ。また、Ｎｉは当該高温はんだが溶融、固化した際に各金属成分の界面間に付着して、当該高温はんだが固化した時に高温はんだ中にボイドが発生するのを防ぎ、高温はんだ材料の組織を密にする働きを持つ。他にはんだ材料全体を難磁性として安定化させる性質を持つ。なおこのＳｉに代えてＮｉを用いる場合にはＧｅが高温はんだ中に含まれることが必要である。
【００２８】
Ｇｅは高温はんだ全体に対して０．００１質量％〜０．１質量％含まれていることが好ましく、０．００５質量％含まれていることがより好ましい。Ｂに代えてＧｅが用いられる理由は、Ｂと同様に当該高温はんだが溶融後、固化する際にＮｉの結晶が析出するのをＧｅが抑制して、よりボイドの発生が抑えられ安定した金属合金となるからである。
【００２９】
本発明の電子部品に用いられる高温はんだの残部は、Ｓｎ及び当該はんだを製造する過程で混入する不可避不純物により構成される。不可避的不純物としては、Ｐｂ、Ｂｉ等の金属または非金属が挙げられる。不可避不純物のはんだ全体に対する割合は、０．０１％以下程度であれば許容される。
【００３０】
上述のはんだ組成物は、細かく砕き、粒子状にすることが好ましい。粒子が大きすぎると生成するはんだペーストの基板への印刷性が悪くなる。その一方で、粒子が小さすぎるとはんだペーストが過熱された際におけるはんだのぬれ性が悪くなる原因となる。そのため粒子の大きさは５〜５０μｍ程度であることが好ましい。
【００３１】
はんだ組成物を粒子状にする方法としては、例えばターボミル、ローラミル、金属粉ミル、遠心力粉砕機、パルベライザー等の従来公知の粉砕機を用いて、上述のはんだ組成物を適当な大きさに粉砕する等の方法を用いることができる。
【００３２】
はんだペーストを構成するフラックスとしては、ロジン等の粘着付与材樹脂、チキソ剤、活性剤、溶剤等を含んだ公知のフラックスが使用できる。また、フラックスの持つ活性度の違いに関わりなく使用することができる。
【００３３】
なお、混練を行う際のフラックスを添加する量としては特に限定されないが、最終的に生成するはんだ材料全体の質量に対して、当該フラックスが５〜１５質量％含まれるように添加することが好ましい。さらに好ましくは、最終的に生成するはんだ材料全体に対して当該フラックスが１０.２〜１１.２質量％含まれるように添加する。
【００３４】
また、最終的に生成するはんだペーストの粘度が高すぎると当該はんだペーストを基板へ印刷する際にかすれが生じる。その一方で、粘度が低すぎると当該はんだペーストを基板へ印刷する際に印刷だれ、にじみが生じる。従って、当該はんだペーストの粘度が、２５℃において１００〜３００Ｐａ・ｓであることが好ましく、より好ましくは、１９０〜２３０Ｐａ・ｓである。
【００３５】
上述のはんだ組成物の粉体、及びフラックスを混練することにより本発明に係る電子部品の製造に用いるはんだペーストが製造される。当該混練は、例えばバンバリーミキサー、ニーダー等の公知の機器を用いて行うことができる。
【００３６】
次に、図２を参照しながら上述のはんだ材料（はんだペースト）４１を用いて、本発明に係る電子部品を作成する好ましい実施形態について具体的に説明する。
【００３７】
図２（ａ）で示すように先ず、基板２１のマウントパッド２２に合わせた開口部を持つメタルマスク５２が、基板２１上に設置される。図２（ａ）で示すように、はんだ印刷機のスキージ６１により基板２１に供給された高温はんだ材料４１は、メタルマスク５２の開口部を通過して、基板２１上に形成されている電極であるマウントパッド２２の形状に合わせて塗布される。なお、はんだ材料４１を供給する手段としてはディスペンス方式もあるが生産効率の点から上記に説明した印刷方式を用いることが好ましい。また、はんだ印刷機としてはいずれの従来のはんだ印刷機であっても使用することができる。
【００３８】
メタルマスク５２を基板２１の表面から取り除いた後、はんだペースト上に表面実装部品３Ａ及び表面実装部品３Ｂの夫々の電極３２が接触するように、各表面実装部品を載置する。
【００３９】
表面実装部品が載置された当該基板２１をリフロー炉内に搬入して加熱する。リフローの方式としては赤外線リフロー、ＶＩＰＳリフロー、Ｎ２リフロー等のいずれの方式も用いることができるが、表面実装部品の表面の温度を低くでき、さらにはんだのぬれ性を向上させる等の利点を持つＮ２リフローが好ましく用いられる。なお、リフロー炉内の酸素分圧は１００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。
【００４０】
リフロー炉内における温度は、はんだ材料４１に含まれるはんだ粉末が溶融し、かつ基板上の各表面実装部品に影響を与えないように調整される。こうして表面実装部品３Ａ、表面実装部品３Ｂの電極３２と基板２１側の電極であるマウントパッド２２とが電気的に接続されて固着され、表面実装部品３Ａ、表面実装部品３Ｂが基板２１に実装された状態となる。
【００４１】
リフロー炉から基板が搬出され、高温はんだ材料４１が固化した後（図２（ｂ））、高温はんだ材料４１及び各電子部品上に付着しているフラックスを洗浄して除去する。
【００４２】
フラックスの除去が終了した後、封止材料を、基板２１上の各表面実装部品の表面が被覆されるように、基板２１上に供給する。さらにその封止材料５１を固化させることで、基板２１上の各電子部品を封止する（図２（ｃ））。封止材料５１としては、例えばエポキシ樹脂等を主成分とした材料を用いることができる。この場合例えば、液状のエポキシ樹脂を主成分とした封止材料５１を、基板２１上の表面実装部品群が完全に覆われるようにディスペンサーにより供給した後、加熱炉に搬入して当該樹脂を硬化させる方法や、ペースト状のエポキシ樹脂を主成分とした封止材料５１を、基板２１上の表面実装部品群が完全に覆われるように印刷した後、当該封止材料５１を加熱炉内にて硬化させる等の方法が、好ましく用いられる。その他の方法として、基板２１上の表面実装部品群を金型で覆い、金型内に液状のエポキシ樹脂を主成分とした封止材料を圧入して、当該金型を過熱させることで当該封止材料５１を硬化させる等の方法が好ましく用いられる。
【００４３】
図２（ｄ）で示すように必要な表面実装部品が含まれる単位ごとに、基板２１を封止材料５１と共に鉛直軸に沿って切断することで、１つ以上の表面実装部品を含んだ１つの電子部品が作成される。なお本明細書では１つ以上の表面実装部品が基板上に封止材料により封止された電子デバイスを電子部品と呼んでいる。
【００４４】
ところで図２においては表面実装部品３Ａ及び表面実装部品３Ｂのみの様子を記載することで簡略化しているが、実際の工程においては、１枚の基板２１に多数の表面実装部品群をマウントして上記のリフロー法を用いて基板２１上にはんだ付けをすることができる。
【００４５】
また本実施形態では基板２１の片面のみに表面実装部品３Ａ及び表面実装部品３Ｂを実装しているが、表面実装部品は基板２１の両面に実装されてもよい。即ち、例えば上述の実施形態と同様にして、基板の片面に対してリフローを用いた電子部品の実装を行った後に、当該基板２１において表面実装部品が載置されてない面にも、上述の実施形態と同様にはんだペーストを塗布して、リフローにより部品を固着させてもよい。
【００４６】
上述のように基板の両面に表面実装部品を実装する場合は、基板の片面のみに表面実装部品の実装が終了した直後に洗浄作業を行わず、基板の両面に表面実装部品が実装された後に、洗浄作業を行ってもよい。
【００４７】
このような電子部品によれば、当該電子部品に含まれている高温はんだは、溶融、固化後のはんだ中におけるボイドの発生が抑えられている。従って当該電子部品の搬送時や使用時に強い機械的ストレスが加えられた場合において、当該高温はんだが破損することによる電子部品の故障が抑えられる。また表面実装部品を封止する際に封止材料の熱収縮による高温はんだの破損が抑えられる。従って封止材料の選択の自由度が広くなる。また、アプリケーション機器である電子機器、例えば携帯電話の配線基板にはんだ付けするために当該電子部品を加熱した場合電子部品の封止材料内のはんだ材料の溶融温度が後述の例からも分かるように例えば２３８〜２８８℃と高いので、リフローなどにより加熱されても溶融しないので体積膨張により配線基板及び表面実装部品と封止材料との間の界面にはんだ材料が侵入することが抑えられるので、電極間が短絡するといった故障が起こりにくくなる。あるいは溶融し始めたとしても完全に溶融しにくいため、加熱による体積膨張の程度は小さくなり、前記界面へのはんだ材料の侵入の程度が小さくなる。この結果電子部品の故障を引き起こすおそれが小さくなる。なお電子機器をリペアーするために電子部品を配線基板から取り外す場合でも同様な効果が得られる。
【実施例】
【００４８】
Ｓｎ−１４Ｓｂ−１．０−Ａｇ０．５Ｃｕ高温はんだ（はんだ材料全体に対して夫々Ｓｂが１４質量％、Ａｇが１．０質量％、Ｃｕが０．５質量％含まれており、残部がＳｎからなるはんだ材料）を用意して、この高温はんだに対してＳｉ及びＢを加える。Ｓｉは前記高温はんだ全体に対して０．００５質量％、Ｂは前記高温はんだ材料全体に対して０．００２質量％、夫々含有されるように加えることで本発明に係る電子部品に用いられる高温はんだ材料を調製した。この調製した高温はんだ材料を電気炉中で一度完全に溶融させて各成分を混合した。溶融、固化した後の高温はんだ材料を砕きＪＩＳ４号に従った試験片１〜３を作成した。これら試験片１〜３を実施例１とする。
【００４９】
また、Ｓｉ及びＢが含まれていないＳｎ−１４Ｓｂ−１．０Ａｇ−０．５Ｃｕ高温はんだから同様にしてＪＩＳ４号に従い試験片４〜６を作成した。これら試験片４〜６を比較例１とする。夫々の試験片を用いて引張試験を行い引張強度を測定した。引張試験は温度２４℃、引張速度３０ｍｍ／ｍｉｎ（３０％／ｍｉｎ）の条件下で行った。その結果を以下の表１に示す。
【００５０】
【表１】
2006159266.tif 000003
【００５１】
上記の表１から明らかなように実施例１で用いた各試験片１〜３が示した引張強度は、わずかな差異はあるものの略同一の値を示した。同様に比較例１で用いた各試験片４〜６が示した引張強度は、わずかな差異はあるものの略同一の値を示した。実施例１における引張強度の平均値は、比較例１における引張強度の平均値と比較して略１.４倍の値を示している。即ち試験片１〜３は、試験片４〜６と比べて高い接合安定性を持つといえる。これは試験片１〜３に係る高温はんだに添加されているＳｉ及びＢによる作用であると考えられ、このＳｉ及びＢにより溶融固化後のはんだ材料中のボイドの発生が抑制されていることが実証された。
【００５２】
また上記試験片１〜３の溶融温度は２３８〜２８８℃であった。つまり前記試験片は２３８℃で溶融を始め、完全に溶融する温度は２８８℃であった。従って本発明に係る高温はんだ材料は電子部品を組み立てる場合などに用いられる高温はんだとして必要な溶融温度を持つと言える。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る電子部品の構造を示す説明図である。
【図２】本発明に係る電子部品を作成する工程図である。
【図３】従来の電子部品の内部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
２１  基板
２２  マウントパッド
３Ａ  表面実装部品
３Ｂ  表面実装部品
３１  チップ部品
３２  電極
３３  ＳＡＷチップ
３６  インターポーザー
４１  はんだ材料
４２  金属膜
４３  本体部
５１  封止材料
５２  メタルマスク
６１  スキージ
【図１】
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【図２】
2006159266.tif 000005
【図３】
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