(57)【要約】【課題】実装の高密度化、部品の小型化及び部品の配置間隔の狭ピッチ化等に対しても、十分な接合強度をもって対応でき、しかも部品間接合の熱的信頼性を向上させ得る封止材料、はんだ付け用フラックス及びはんだペーストを提供する。【解決手段】封止材料は、接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有する。この封止材料を用いて、電子部品、半導体チップまたは電子回路モジュールを、部品搭載基板、チップ搭載基板またはマザー基板に接合する。同様のはんだ付けフラックス及びはんだペーストが提供される。【選択図】図１
2006152312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末とを含有する封止材料であって、
前記無機粉末の添加量は３０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の範囲である、
封止材料。
【請求項２】
請求項１に記載された封止材料であって、前記無機粉末は、金属酸化物である、
封止材料。
【請求項３】
請求項１乃至２の何れかに記載された封止材料であって、前記無機粉末は、粒径が５μｍ以下である、
封止材料。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載された封止材料であって、
前記接着性樹脂は、熱硬化性樹脂を含み、
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂、変性樹脂またはアクリル樹脂から選択された少なくとも一種を含む、
封止材料。
【請求項５】
少なくとも１つの電子部品と、部品搭載基板と、封止剤層とを含む電子部品装置であって、
前記電子部品は、部品搭載基板の上にはんだ付けされており、
前記封止剤層は、請求項１乃至４の何れかに記載された封止材料でなり、前記電子部品と前記部品搭載基板との間に介在し、両者を接着している、
電子部品装置。
【請求項６】
少なくとも１つの電子部品と、部品搭載基板と、封止剤層とを含む電子部品装置の製造方法であって、
前記部品搭載基板上に所定のパターンでランドを形成し、
前記ランドの周囲に、請求項１乃至４の何れかに記載された封止材料からなる封止剤層を形成し、
前記電子部品を搭載し、熱処理を行う、
方法。
【請求項７】
半導体チップと、チップ搭載基板と、封止剤層とを含む電子回路モジュールであって、
前記半導体チップは、少なくとも１つの半導体素子を含み、チップ搭載基板の上にはんだ付けされており、
前記封止剤層は、請求項１乃至４の何れかに記載された封止材料でなり、前記半導体チップと前記チップ搭載基板との間に介在し、両者を接着している、
電子回路モジュール。
【請求項８】
電子回路モジュールと、マザー基板と、封止剤層とを含む電子回路装置であって、
前記電子回路モジュールは、前記マザー基板上にはんだ付けされており、
前記封止剤層は、請求項１乃至４の何れかに記載された封止材料でなり、前記電子回路モジュールと前記マザー基板との間に介在し、両者を接着している、
電子回路装置。
【請求項９】
請求項８に記載された電子回路装置であって、
前記電子回路モジュールは、請求項７に記載されたものでなる、
電子回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、封止材料、はんだ付け用フラックス、はんだぺースト、電子部品装置、電子回路モジュール及び電子回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を部品搭載基板に実装した電子部品装置、半導体チップをチップ搭載基板（インターポーザと称される）に実装した電子回路モジュール、更には、電子回路モジュールをマザー基板に実装した電子回路装置において、基板に電子部品、半導体チップまたは電子回路モジュールを実装する場合、従来は、リード端子を用いるのが一般的であった。リード端子を用いる利点の一つは、基板と、その上に搭載される電子部品、半導体チップまたは電子回路モジュールとの間の線膨張率が異なっても、線膨張率の差に起因して発生する応力が、リード端子によって吸収されるため、接合信頼性に優れている点にある。
【０００３】
ところが、リード端子を用いた場合、広い実装面積を必要とするため、高密度実装の市場要求に応えることができない。そこで、最近は、リード端子を用いない面接合方式へと移行している。このような面接合はフリップチップ接合と称されている。
【０００４】
ところが、フリップチップ接合の場合、基板と、その上に搭載される電子部品、半導体チップまたは電子回路モジュールとの間に発生する収縮応力を緩和する手段を持たないため、リード端子による接合の場合に比べ、接合信頼性が劣る。
【０００５】
フリップチップ接合における信頼性を向上させる手段として、基板側において、接合用はんだバンプの高さを調整するか、あるいは、接合界面層に封止剤層を注入する等の対策が採られる。しかし、接合される一方がセラミックス材料で構成され、他方が有機材料で構成されているような場合、両者の線膨張率の差が極めて大きくなるため、接合信頼性が著しく低下する。
【０００６】
次に、例えば、部品搭載基板に対する部品のはんだ付けに当たっては、周知のように、フラックスが用いられる。フラックスの主な機能は、部品搭載基板に設けられた金属導体及び部品のはんだ付け用金属の表面の酸化皮膜を除去し、はんだの濡れ性を向上させることにある。フラックスとしては、ロジンを主成分とするものが最もよく知られている。ロジンには、アビエチン酸、レボビマル酸等のカルボン酸が含まれており、カルボキシル基の働きにより、はんだ付けされる金属表面の酸化膜を除去する。
【０００７】
フラックスには、通常、上述したロジンの外、印刷性の向上及び仮止め強度を得る目的で、溶剤、可塑剤またはチキソ剤等の各種の添加物が配合される。例えば、特開平１１−１２１９１５号公報は、粘性を、アルコール添加によって調整するタイプのフラックスを開示している。
【０００８】
更に、別のフラックスとして、ミル規格で規定されているＲＭＡ（ハロゲンフリー）系フラックスも知られている。このフラックスの場合、リフロー後、フラックス等の洗浄工程が省略される。
【０００９】
上述したフラックスは、はんだ付け後は、はんだ付けされた部品の接着に関与せず、はんだ接合は、はんだ金属の溶融接合によって達成される。従って、はんだ付けされる金属間の接合強度は、はんだ接合面積に依存する。
【００１０】
ところが、各種電子機器において、高密度実装が進むにつれ、部品が小型化され、部品の配置間隔が狭ピッチ化され、これに伴い、はんだ接合面積の狭小化が急速に進展しつつあり、現段階でも、既に、十分なはんだ付け強度を確保することが困難になっている。しかも、実装の高密度化、部品の小型化及び部品の配置間隔の狭ピッチ化は、更に進展する傾向にあり、はんだ接合面積のみによってはんだ接合強度を確保する従来手段では、この技術動向に対応することが、ますます困難になる傾向にある。
【００１１】
一般に、はんだ接合強度を確保する手段として、はんだのフィレット部を形成し、部品の端子と部品搭載基板上の導体（ランドまたははんだバンプ）とのはんだ接合面積を拡大する手段が採られている。ところが、高密度実装においては、フィレット部の接合面積も小さくなってしまうため、フィレット部による接合強度の増大手段も採りにくい。
【００１２】
また、例えば、各種の電子回路モジュールでは、両面実装タイプの部品搭載基板を用い、部品搭載基板の一面上に高温はんだを用いて部品をはんだ付け（通炉）した後、他面に部品を搭載し、再び通炉する。従って、部品搭載基板の他面側における部品のはんだ付けに当たっては、一面側の高温はんだよりも低い融点を持つ低温はんだを用いてはんだ付けする必要がある。従来、はんだの融点はＰｂの含有量によって調整するのが一般的であった。
【００１３】
ところが、地球環境保全の立場から、Ｐｂを含有しないはんだ（Ｐｂフリーはんだ）が要求され、そのようなはんだ組成の開発が盛んに行われている。しかし、Ｐｂフリーはんだで、従来の高温はんだに匹敵する高温融点のはんだ組成は、現在のところ、実用化されていない。理由として、Ｐｂフリーはんだ自体の融点が２２０℃前後と、共晶はんだに比較し、約４０℃も上昇するため、Ｐｂ以外の代替組成が見つからないからである。このため、両面実装タイプの部品搭載基板において、両面側で用いられるはんだの融点差を十分にとることができず、部品を部品搭載基板上に実装する際、部品が浮動し、または脱落する等の不具合が生じる。
【００１４】
更に、半導体チップを用いた電子回路モジュールにおいては、半導体チップをチップ搭載基板にはんだ付けした後、封止剤層を接合界面に流し込み、半導体チップと、チップ搭載基板とを封止剤層で接着固定する作業が付加される。
【００１５】
ところが、封止剤層注入時にフラックスの残渣が残っていると、フラックスのために、封止剤層が、半導体チップと基板との間の界面に十分に到達せず、接着力が発揮できない。そこで、封止剤層を注入する前、フラックスを洗浄する工程が付加される。フラックスの洗浄は、通常、揮発性有機溶剤を用い、数回に分けて行なわれる。ところが、環境保全等の目的から、揮発性有機溶剤の使用が規制されており、フラックスの洗浄工程は、コストおよび環境保全の両面から、負担の大きい工程となっている。
【００１６】
更に、上述のようにして得られた電子回路モジュールをマザー基板に搭載して、電子回路装置を構成する場合、チップ搭載基板にセラミックを用い、マザー基板に有機樹脂基板を用いた組み合わせでは、搭載後の熱衝撃試験などにおいて、セラミック基板及び有機樹脂基板の熱膨張率の違いから、はんだ接合部に収縮応力が集中し、クラックが入り易く、接合寿命が短いとされている。よってはんだ接合強度向上を図るため、封止剤層の注入を行ないたいが、マザー基板全体を、フラックス洗浄工程及び封止剤層注入工程に付することは、かなりのコストアップを招くため、実際には行われていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の課題は、部品間接合の熱的信頼性を向上させ得る封止材料、はんだ付け用フラックス及びはんだペーストを提供することである。
【００１８】
本発明のもう１つの課題は、部品間接合の熱的信頼性を向上させた電子部品装置、電子回路モジュール及び電子回路装置を提供することである。
【００１９】
本発明の更にもう一つの課題は、実装の高密度化、部品の小型化及び部品の配置間隔の狭ピッチ化等に対しても、十分な接合強度をもって対応し得る封止材料、はんだ付け用フラックス及びはんだペーストを提供することである。
【００２０】
本発明のもう一つの課題は、両面実装タイプの部品搭載基板において、両面側で用いられるはんだの融点差を十分にとらなくとも、部品の浮動または脱落等の不具合を確実に阻止し得るはんだ付け用フラックス及びはんだペーストを提供することである。
【００２１】
本発明の更にもう一つの課題は、フラックス洗浄工程を必要とせず、製造コストの安価な電子部品装置、電子回路モジュール及び電子回路装置を提供することである。
【００２２】
本発明の更にもう一つの課題は、はんだ接合寿命を、従来よりも著しく長期化させた高信頼度の電子部品装置、電子回路モジュール及び電子回路装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上述した課題を解決するため、本発明は新規な封止材料、はんだ付け用フラックス及びはんだペーストを開示する。更に、これらを適用した電子部品装置、電子回路モジュール及び電子回路装置を開示する。
【００２４】
＜封止材料及びその適用＞
まず、本発明に係る封止材料は、接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有する。
【００２５】
この封止材料は、電子部品装置において、封止剤層として用いられる。本発明に係る電子部品装置は、少なくとも１つの電子部品と、部品搭載基板と、封止剤層とを含む。前記電子部品は、部品搭載基板の上にはんだ付けされている。前記封止剤層は、上述した本発明に係る封止材料でなり、前記電子部品と前記部品搭載基板との間に介在し、両者を接着する。
【００２６】
封止剤層を構成する封止材料は、接着性樹脂と、硬化剤とを含有するから、接着性樹脂を、部品搭載基板と部品を固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃に対し、電子部品の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００２７】
しかも、封止剤層を構成する封止材料は、無機粉末を含有するから、封止剤層は、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば、電子部品をセラミック電子部品とし、部品搭載基板を有機系基板とした場合に生じる線膨張率の差を、封止剤層によって緩和し、熱ストレスに起因する電子部品の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００２８】
無機粉末の代わりに、あるいは、無機粉末とともに、有機粉末を用いてもよい。有機粉末としては、線膨張率が封止材料に含まれる接着性樹脂の線膨張率とは異なるものが用いられる。具体的には、接着性樹脂の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有するものである。
【００２９】
本発明に係る封止材料は、電子回路モジュールにも適用できる。電子回路モジュールは、半導体チップと、チップ搭載基板と、封止剤層とを含む。前記半導体チップは、少なくとも１つの半導体素子を含み、チップ搭載基板の上にはんだ付けされている。前記封止剤層は、本発明に係る封止材料でなり、前記半導体チップと前記チップ搭載基板との間に介在し、両者を接着している。
【００３０】
電子回路モジュールにおいて、封止剤層を構成する封止材料は、接着性樹脂と、硬化剤とを含有するから、接着性樹脂を、チップ搭載基板と半導体チップとを固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃に対し、半導体チップの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
しかも、封止剤層を構成する封止樹脂は、無機粉末を含有するから、封止剤層は、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、半導体チップと、チップ搭載基板との間の線膨張率の差を、封止剤層によって緩和し、熱ストレスに起因する半導体チップの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。無機粉末の代わりに、あるいは、無機粉末とともに、有機粉末を用いてもよいことは前述した通りである。
【００３２】
本発明に係る封止材料は、更に、電子回路装置にも適用できる。電子回路装置は、電子回路モジュールと、マザー基板と、封止剤層とを含む。前記電子回路モジュールは、前記マザー基板上にはんだ付けされている。前記封止剤層は、本発明に係る封止材料でなり、前記電子回路モジュールと前記マザー基板との間に介在し、両者を接着している。
【００３３】
電子回路装置において、封止剤層を構成する封止材料は、接着性樹脂と、硬化剤とを含有するから、接着性樹脂を、マザー基板と電子回路モジュールとを固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃に対し、電子回路モジュールの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００３４】
しかも、本発明に係る封止材料によって構成された封止剤層は洗浄する必要がなく、そのまま接着剤として用いることができる。従って、洗浄工程を必要とせず、製造コストが安価になる。
【００３５】
更に、封止剤層を構成する封止材料は、無機粉末を含有するから、封止剤層は、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば、電子回路モジュールのチップ搭載基板をセラミック基板とし、マザー基板を有機系基板とした場合の両者間の線膨張率の差を、封止剤層によって緩和し、熱ストレスに起因する電子回路モジュールの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。この場合も、無機粉末の代わりに、あるいは、無機粉末とともに、有機粉末を用いてもよい。
【００３６】
＜はんだ付け用フラックス及びその適用＞
本発明に係るはんだ付け用フラックスは、接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有する。このはんだ付け用フラックスは、電子部品装置のはんだ付けに用いられる。はんだ付け用フラックスは、電子部品と部品搭載基板との間に介在し、両者を接着する。
【００３７】
ここで、本発明に係るフラックスは、接着性樹脂と、硬化剤とを含有するから、はんだ付け後に、接着性樹脂を、部品搭載基板と電子部品を固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃や熱ストレスに対し、電子部品の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。この点、はんだ付け後に、接着機能を持たない従来のロジン系フラックスと著しく異なる。
【００３８】
また、本発明に係るフラックスを使用することにより、フィレット部がなくても、十分な固着強度を確保できる。このため、部品搭載基板上に形成される部品接続用導体（ランド）に、フィレット部を生じさせるための領域を設ける必要がなくなるので、実装密度を向上させることが可能となる。
【００３９】
しかも、本発明に係るフラックスによって構成された封止剤層は洗浄する必要がなく、そのまま接着剤として用いることができる。従って、洗浄工程を必要とせず、製造コストが安価になる。
【００４０】
更に、本発明に係るはんだ付け用フラックスは、無機粉末を含有するから、はんだ付け後に接着性樹脂及び無機粉末によって構成される封止剤層は、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば、電子部品をセラミック電子部品とし、部品搭載基板を有機系基板とした場合に生じる線膨張率の差を、はんだ付け用フラックスによって緩和し、熱ストレスに起因する電子部品の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。無機粉末の代わりに、あるいは、無機粉末とともに、有機粉末を用いてもよいことは前述した通りである。
【００４１】
本発明に係るはんだ付け用フラックスは、電子回路モジュールにも適用できる。はんだ付け用フラックスは、半導体チップとチップ搭載基板との間に介在し、両者を接着する。
【００４２】
電子回路モジュールにおいて、はんだ付け用フラックスは、接着性樹脂と、硬化剤とを含有するから、接着性樹脂を、チップ搭載基板と半導体チップとを固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃に対し、半導体チップの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００４３】
しかも、はんだ付け用フラックスは無機粉末を含有するから、はんだ付け後に接着性樹脂及び無機粉末によって構成される封止剤層は、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、半導体チップと、チップ搭載基板との間の線膨張率の差を、接着性樹脂及び無機粉末によって構成される封止剤層によって緩和し、熱ストレスに起因する半導体チップの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。無機粉末の代わりに、あるいは、無機粉末とともに、有機粉末を用いてもよいことは前述した通りである。
【００４４】
本発明に係るはんだ付け用フラックスは、更に、電子回路装置にも適用できる。はんだ付け用フラックスは、電子回路モジュールとマザー基板との間に介在し、両者を接着する。
【００４５】
電子回路装置において、はんだ付け用フラックスは、接着性樹脂と、硬化剤とを含有するから、接着性樹脂を、マザー基板と電子回路モジュールとを固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃に対し、電子回路モジュールの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００４６】
また、本発明に係るフラックスによって構成された封止剤層は洗浄する必要がなく、そのまま接着剤として用いることができる。従って、洗浄工程を必要とせず、製造コストが安価になる。
【００４７】
しかも、はんだ付け用フラックスは、無機粉末を含有するから、はんだ付け後に、接着性樹脂及び無機粉末によって構成される封止剤層が、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば、電子回路モジュールのチップ搭載基板をセラミック基板とし、マザー基板を有機系基板とした場合の両者間の線膨張率の差を、封止剤層によって緩和し、熱ストレスに起因する電子回路モジュールの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。無機粉末の代わりに、あるいは、無機粉末とともに、有機粉末を用いてもよいことは前述した通りである。
【００４８】
＜はんだペースト及びその適用＞
更に、本発明に係るはんだペーストは、はんだ粉末と、フラックスとを含む。前記フラックスは、本発明に係るはんだ付けようフラックスである。前記はんだ粉末は、前記フラックスと混合される。
【００４９】
このはんだペーストは、電子部品装置、電子回路モジュール及び電子回路装置において、そのはんだ付けに用いられる。このはんだペーストは、本発明に係るはんだ付け用フラックスを含有するので、はんだ付け用フラックスに関して述べた作用効果を奏する。しかも、はんだ粉末を含有するので、そのまま、はんだ付けを行うことができる。
【００５０】
本発明は、更に、接着性樹脂、硬化剤及び無機粉末の好ましい具体例を開示する他、無機粉末の好ましい含有量、粒径等についても開示する。
【発明の効果】
【００５１】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果が得られる。
（ａ）部品間接合の熱的信頼性を向上させ得る信頼性を向上させ得る封止材料、はんだ付け用フラックス及びはんだペーストを提供することができる。
（ｂ）部品間接合の熱的信頼性を向上させた電子部品装置、電子回路モジュール及び電子回路装置を提供することができる。
（ｃ）実装の高密度化、部品の小型化及び部品の配置間隔の狭ピッチ化等に対しても、十分な接合強度をもって対応し得るはんだ付け用フラックス及びはんだペースト及びはんだ付け方法を提供することができる。
（ｄ）両面実装タイプの部品搭載基板において、部品の浮動または脱落等の不具合を確実に阻止し得るはんだ付け用フラックス及びはんだペースト及びはんだ付け方法を提供することができる。
（ｅ）フラックス洗浄工程を必要とせず、製造コストの安価な電子部品装置、電子回路モジュール及び電子回路装置を提供することができる。
（ｆ）はんだ接合寿命を、従来よりも著しく長期化させた高信頼度の電子部品装置、電子回路モジュール及び電子回路装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
＜封止材料及びその適用＞
本発明に係る封止材料は、接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有する。本発明に係る封止材料において、好ましい接着性樹脂は、熱硬化性樹脂である。熱硬化性樹脂の具体例としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂または変性樹脂またはアクリル樹脂から選択された少なくとも一種を挙げることができる。例示された樹脂材料の種類及び配合量は、接着温度帯及び目標とする皮膜硬度等に応じて選択することができる。硬化剤は、接着性樹脂を硬化させるものであればよい。
【００５３】
また、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種としては、金属酸化物を用いることができる。具体的には、セラミックスまたはガラスの少なくとも一種が含まれる。
【００５４】
無機粉末の添加量は、封止材料に対して、好ましくは、３０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の範囲である。また、無機粉末の好ましい粒径は、５μｍ以下、特に好ましくは３μｍ以下である。５μｍ以上であると、無機粉末の分散性が悪くなる。
【００５５】
本発明に係る封止材料は液状またはペーストの形態を採ることができる。このような封止材料は、印刷、ディスペンサー塗布、スプレー、はけ塗り等の手段によって容易に塗布できる。
【００５６】
本発明に係る封止材料は、溶剤、可塑剤及びチキソ剤等を含んでいてもよい。溶剤は、接着性樹脂の硬化温度及び硬化速度を調整すると共に、塗布形態に応じて粘度を調整するために加えられる。可塑剤及びチキソ剤も、塗布形態に応じて、粘度を調整するために加えられる。溶剤、可塑剤及びチキソ剤等は、その使用目的に合うように、配合量が選択される。本発明に係る封止材料は、接着性樹脂、溶剤または硬化剤を封入したマイクロカプセルの形態であってもよい。
【００５７】
次に、本発明に係る封止材料を、電子部品装置、電子回路モジュール及び電子回路装置へ適用した例を具体的に説明する。
【００５８】
図１は封止材料を用いた電子部品装置の正面部分断面図である。図示された電子部品装置は、少なくとも１つの電子部品４と、部品搭載基板１と、封止剤層３００とを含む。用いられる電子部品４には、特に限定はない。図示された電子部品４は、両端に端子電極４１、４２を有するチップ部品であり、端子電極４１、４２が、部品搭載基板１の上に形成されたランド２１、２２に、はんだ２１０、２２０によってはんだ付けされている。封止剤層３００は、本発明に係る封止材料でなり、電子部品４と部品搭載基板１との間に介在し、両者４、１を接着し、封止している。
【００５９】
本発明において、封止剤層３００を構成する封止材料は、接着性樹脂と、硬化剤とを含有する。従って、接着性樹脂を硬化させ、部品搭載基板１と電子部品４とを固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃に対し、電子部品４の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００６０】
また、封止剤層３００は洗浄する必要がなく、そのまま接着剤として用いることができる。従って、洗浄工程を必要とせず、製造コストが安価になる。
【００６１】
本発明において、封止剤層３００を構成する封止材料は、更に、無機粉末を含有する。従って、封止剤層３００は、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば、電子部品４をセラミック電子部品とし、部品搭載基板１を有機系基板とした場合に生じる線膨張率の差を、封止剤層３００によって緩和し、熱ストレスに起因する電子部品の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００６２】
図２は図１に示した電子部品装置のはんだ付け方法を説明する図である。まず、図２（ａ）に示すように、面上に、予め所定のパターンとなるように、ランド２１、２２を形成し、ランド２１、２２の表面にはんだ層２１０、２２０を形成した部品搭載基板１を準備する。
【００６３】
次に、図２（ｂ）に示すように、はんだ層２１０、２２０を付着させたランド２１、２２の周りに、封止剤層３００を形成する。封止剤層３００は、封止材料を、印刷、ディスペンサー塗布、スプレー、はけ塗り等の手段によって塗布することにより、容易に形成できる。
【００６４】
次に、図２（ｃ）に示すように、電子部品４を、部品搭載基板１の所定位置に位置決めして搭載する。そして、必要な熱処理等を実行する。これにより、図１に示した電子部品装置が得られる。
【００６５】
図３は本発明に係る封止材料を用いた電子回路モジュールの部分断面図である。図示された電子回路モジュールは、半導体チップ１００と、チップ搭載基板２００と、封止剤層３００とを含む。
【００６６】
用いられる半導体チップ１００には、特に限定はない。一般には、半導体素子（図示しない）または受動回路素子が含まれる。チップサイズパッケージ（ＣＳＰ）と称される電子回路モジュールも、当然用いることができる。図示された半導体チップ１００は、下面等の適当な位置に、適当数の端子電極１１０、１２０が形成してあって、この端子電極１１０、１２０を、はんだ２１０、２２０によって、チップ搭載基板２００の上のランド２３０、２４０に接合してある。
【００６７】
チップ搭載基板２００は、セラミック基板、有機樹脂基板またはそれらの組み合わせによって構成することができる。チップ搭載基板２００の内部には、一般に、単層または複数層の導体パターン、及び、厚み方向に設けられたビヤホール等が形成されている。導体パターンは、単に、回路引き回しのために備えられる他、キャパシタまたはインダクタ等を構成するために備えられることもある。
【００６８】
封止剤層３００は、接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有し、半導体チップ１００と、チップ搭載基板２００との間に介在し、両者を接着している。封止剤層３００は接着剤として機能する。図示実施例において、封止剤層３００は、半導体チップ１００とチップ搭載基板２００との間の隙間を、ほぼ埋めるように充填されている。
【００６９】
封止剤層３００を構成する封止材料は、接着性樹脂と、硬化剤とを含有する。従って、接着性樹脂を硬化させることにより、チップ搭載基板２００と半導体チップ１００とを固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃に対し、半導体チップ１００の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００７０】
また、封止剤層３００は洗浄する必要がなく、そのまま接着剤として用いることができる。従って、洗浄工程を必要とせず、製造コストが安価になる。
【００７１】
封止剤層３００を構成する封止材料は、更に、無機粉末を含有する。従って、封止剤層３００は、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば、半導体チップ１００を樹脂成形品とし、チップ搭載基板２００をセラミック系基板とした場合に生じる線膨張率の差を、封止剤層３００によって緩和し、熱ストレスに起因する半導体チップ１００の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００７２】
図４は図３に示した電子回路モジュールのはんだ付け方法を説明する図である。接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有する封止剤層３００を、チップ搭載基板２００の上に塗布し、はんだペースト等でなるはんだバンプ２１０、２２０を形成したランド２３０、２４０の周りを埋める。
【００７３】
そして、このチップ搭載基板２００の上に半導体チップ１００を搭載する。半導体チップ１００は、端子電極１１０、１２０がはんだバンプ２１０、２２０上に位置するようにして、チップ搭載基板２００上に配置する。その後、半導体チップ１００を搭載したチップ搭載基板２００を、リフロー炉に通炉し、半導体チップ１００の下面に設けられた端子電極１１０、１２０をはんだバンプ２１０、２２０にはんだ接合する。これにより、図３に示した電子回路モジュールが得られる。
【００７４】
図５は本発明に係る封止材料を用いて組み立てた電子回路装置の正面部分断面図である。図示された電子回路装置は、電子回路モジュールＡと、マザー基板５００と、封止剤層３１０とを含む。
【００７５】
電子回路モジュールＡは、従来タイプの電子回路モジュールを用いることもできるが、好ましくは、図３に示した構造のものを用いる。電子回路モジュールＡは、下面等の適当な位置に、適当数の端子電極２５０、２６０が形成してあって、この端子電極２５０、２６０を、はんだバンプ５１０、５２０によって、マザー基板５００の上のランド５３０、５４０に接合してある。
【００７６】
マザー基板５００は、セラミック基板、有機樹脂基板またはそれらの組み合わせによって構成することができる。マザー基板５００の内部には、単層または複数層の導体パターン、及び、厚み方向に設けられたビヤホール等が形成されることがある。導体パターンは、単に、回路引き回しのために備えられる他、キャパシタまたはインダクタ等を構成するために備えられることもある。
【００７７】
封止剤層３１０は、接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有し、電子回路モジュールＡと、マザー基板５００との間に介在し、両者を接着している。封止剤層３１０は、接着剤として機能する。図示実施例において、封止剤層３１０は、電子回路モジュールＡとマザー基板５００との間の隙間を、ほぼ埋めるように充填されている。
【００７８】
封止剤層３１０を構成する封止材料は、接着性樹脂と、硬化剤とを含有する。従って、接着性樹脂を硬化させることにより、マザー基板５００と電子回路モジュールＡとを固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃に対し、電子回路モジュールＡの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００７９】
しかも、封止剤層３１０は洗浄する必要がなく、そのまま接着剤として用いることができる。従って、洗浄工程を必要とせず、製造コストの安価な電子回路装置を得ることができる。
【００８０】
封止剤層３１０を構成する封止材料は、更に、無機粉末を含有する。従って、封止剤層３１０は、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば、電子回路モジュールＡのチップ搭載基板２００をセラミック基板とし、マザー基板５００を有機系基板とした場合に生じる線膨張率の差を、封止剤層３１０によって緩和し、熱ストレスに起因する電子回路モジュールＡの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００８１】
図６は図５に示した電子回路装置のはんだ付け方法を説明する図である。接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有する封止剤層３１０を、予め、はんだバンプ５１０、５２０を形成したマザー基板５００の上に塗布する。
【００８２】
はんだバンプ５１０、５２０はマザー基板５００の表面に設けられたランド５３０、５４０の上に形成されている。そして、このマザー基板５００の上に電子回路モジュールＡを搭載する。電子回路モジュールＡは、端子電極２５０、２６０がはんだバンプ５１０、５２０上に位置するようにして、マザー基板５００上に配置する。電子回路モジュールＡを搭載したマザー基板５００を、リフロー炉に通炉し、電子回路モジュールＡの端子電極２５０、２６０をはんだバンプ５１０、５２０にはんだ接合する。これにより、図５に示した電子回路装置が得られる。
【００８３】
＜はんだ付け用フラックス及びその適用＞
本発明に係るはんだ付け用フラックスは、接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有する。本発明に係るフラックスにおいて、好ましい接着性樹脂は、封止材料の説明において例示した熱硬化性樹脂である。
【００８４】
硬化剤は、接着性樹脂を硬化させるものであればよい。好ましくは、カルボン酸を含む。カルボン酸を含む硬化剤は、熱硬化性樹脂に対する硬化作用のみならず、はんだ付けされる金属表面の酸化膜を除去するフラックス作用も兼ね備える。本発明に係るフラックスにおいて、無機粉末の含有量、粒径、及び、種類は封止材料の場合と同じである。
【００８５】
本発明に係るフラックスは、溶剤、可塑剤及びチキソ剤等を含んでいてもよい。溶剤は、接着性樹脂の硬化温度及び硬化速度を調整すると共に、塗布形態に応じて粘度を調整するために加えられる。可塑剤及びチキソ剤も、塗布形態に応じて、粘度を調整するために加えられる。溶剤、可塑剤及びチキソ剤等は、その使用目的に合うように、配合量が選択される。
【００８６】
本発明に係るフラックスは、接着性樹脂、還元作用をもたらす有機酸、カルボン酸、溶剤または硬化剤を封入したマイクロカプセルの形態であってもよい。
【００８７】
次に、本発明に係るはんだ付け用フラックスを、電子部品装置、電子回路モジュール及び電子回路装置へ適用した例を具体的に説明する。
【００８８】
図７は本発明に係るはんだ付け用フラックスを用いてはんだ付けした電子部品装置の正面部分断面図である。フラックス４００は、電子部品４と部品搭載基板１との間に介在し、両者を接着する。
【００８９】
ここで、本発明に係るフラックス４００は、接着性樹脂と、硬化剤とを含有する。従って、接着性樹脂を硬化させ、部品搭載基板１と電子部品４を固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃や熱ストレスに対し、電子部品４の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。この点、はんだ付け後に、接着機能を持たない従来のロジン系フラックスと著しく異なる。
【００９０】
しかも、本発明に係るフラックス４００を使用することにより、フィレット部がなくても、その接着力により、十分な固着強度を確保できる。このため、部品搭載基板１上に形成されランド２１、２２に、フィレット部を生じさせるための領域を設ける必要がなくなるので、実装密度を向上させることが可能となる。
【００９１】
また、硬化したフラックス４００は洗浄する必要がなく、そのまま接着剤として用いることができる。従って、洗浄工程を必要とせず、製造コストの安価な電子回路装置を得ることができる。
【００９２】
更に、本発明に係るフラックス４００は、無機粉末を含有するから、硬化後に、接着性樹脂及び無機粉末を含有する封止剤層として機能し、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば、電子部品４をセラミック電子部品とし、部品搭載基板１を有機系基板とした場合に生じる線膨張率の差を、接着性樹脂及び無機粉末を含有するフラックス４００によって緩和し、熱ストレスに起因する電子部品４の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【００９３】
本発明に係るフラックス４００において、接着性樹脂としては、多数の樹脂材料から、温度に応じて、高い接着力を示す樹脂を選択し、これを接着性樹脂として用いることができる。従って、両面実装タイプの部品搭載基板１の１面目に本発明に係るフラックス４００を用いて、部品をはんだ付けした後、部品搭載基板１の２面目に通常の共晶はんだを用い、リフロー炉を通炉した場合でも、１面目に搭載された部品がシフティング、マンハッタン現象（部品立ち現象）または脱落等の不具合を起こすことはない。勿論、１面目及び２面目の両はんだ付け処理において、本発明に係るフラックス４００を用いることができる。
【００９４】
本発明に係るフラックス４００は液状またはペーストの形態を採ることができる。このようなフラックス４００は、印刷、ディスペンサー塗布、スプレー、はけ塗り等の手段によって、部品搭載基板１に容易に塗布できる。
【００９５】
図８は図７に示した電子部品装置の組立方法を説明する図である。まず、図８（ａ）に示すように、面上に、予め所定のパターンとなるように、ランド２１、２２を形成し、ランド２１、２２の表面にはんだ層２１０、２２０の金属層を形成した部品搭載基板１を準備する。
【００９６】
次に、図８（ｂ）に示すように、ランド２１、２２の上に形成されたはんだ層２１０、２２０を覆うように、フラックス４００を形成する。フラックス４００は、印刷、ディスペンサー塗布、スプレー、はけ塗り等の手段によって、塗布することにより、容易に形成できる。
【００９７】
次に、図８（ｃ）に示すように、電子部品４を、部品搭載基板１の所定位置に位置決めして搭載し、必要な熱処理等を実行することにより、はんだ付けを実行するとともに、フラックス４００の接着性樹脂を硬化させる。これにより、図７に示した電子部品装置が得られる。
【００９８】
図９は本発明に係るはんだ付け用フラックスを用いて組み立てた電子回路モジュールの正面部分断面図である。フラックス４００は、半導体チップ１００とチップ搭載基板２００との間に介在し、両者を接着する。
【００９９】
フラックス４００は、接着性樹脂と、硬化剤とを含有するから、接着性樹脂を硬化させ、チップ搭載基板２００と半導体チップ１００とを固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃に対し、半導体チップ１００の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【０１００】
しかも、フラックス４００は無機粉末を含有するから、フラックス４００は、硬化後に、接着性樹脂及び無機粉末を含有する封止剤層として機能し、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば有機系成形品となる半導体チップ１００と、セラミック基板で構成されるチップ搭載基板２００との間の線膨張率の差を、接着性樹脂及び無機粉末を含有するフラックス４００によって緩和し、熱ストレスに起因する半導体チップ１００の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【０１０１】
更に、硬化したフラックス４００は洗浄する必要がなく、そのまま接着剤として用いることができる。従って、洗浄工程を必要とせず、製造コストの安価な電子回路モジュールを得ることができる。
【０１０２】
図１０は図９に示した電子回路モジュールのはんだ付け方法を説明する図である。接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有するフラックス４００を、予め、はんだバンプ２１０、２２０を形成したチップ搭載基板２００の上に塗布する。はんだバンプ２１０、２２０はチップ搭載基板２００の表面に設けられたランド２３０、２４０の上に形成されている。
【０１０３】
そして、このチップ搭載基板２００の上に半導体チップ１００を搭載する。半導体チップ１００は、端子電極１１０、１２０がはんだバンプ２１０、２２０上に位置するようにして、チップ搭載基板２００上に配置する。その後、半導体チップ１００を搭載したチップ搭載基板２００を、リフロー炉に通炉し、半導体チップ１００の基体４０の両端に設けられた端子電極１１０、１２０をはんだバンプ２１０、２２０にはんだ接合すると共に、フラックス４００に含まれる接着性樹脂を硬化させる。これにより、図９に示した電子回路モジュールが得られる。接着性樹脂、硬化剤及び無機粉末の詳細は既に述べた通りである。
【０１０４】
図１１は本発明に係るはんだ付け用フラックスを用いて組み立てた電子回路装置の正面部分断面図である。図において、図５に図示された構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。図示された電子回路装置は、電子回路モジュールＡと、マザー基板５００と、はんだ付け用フラックス４１０とを含む。
【０１０５】
電子回路モジュールＡは、従来タイプの電子回路モジュールを用いることもできるが、好ましくは、図３、９に示した構造のものを用いる。電子回路モジュールＡは、下面等の適当な位置に、適当数の端子電極２５０、２６０が形成してあって、この端子電極２５０、２６０を、はんだバンプ５１０、５２０によって、マザー基板５００の上のランド５３０、５４０に接合してある。マザー基板２００は、セラミック基板、有機樹脂基板またはそれらの組み合わせによって構成することができる。
【０１０６】
はんだ付け用フラックス４１０は、接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有し、電子回路モジュールＡと、マザー基板５００との間に介在し、両者を接着している。はんだ付け用フラックス４１０は、接着剤として機能する。図示実施例において、はんだ付け用フラックス４１０は、電子回路モジュールＡとマザー基板５００との間の隙間を、ほぼ埋めるように充填されている。
【０１０７】
はんだ付け用フラックス４１０は、接着性樹脂と、硬化剤とを含有する。従って、接着性樹脂を硬化させることにより、マザー基板５００と電子回路モジュールＡとを固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃に対し、電子回路モジュールＡの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【０１０８】
はんだ付け用フラックス４１０を構成する封止材料は、更に、無機粉末を含有する。従って、はんだ付け用フラックス４１０は、硬化後に、接着性樹脂及び無機粉末を含有する封止剤層として機能し、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば、電子回路モジュールＡのチップ搭載基板２００をセラミック基板とし、マザー基板５００を有機系基板とした場合に生じる線膨張率の差を、接着性樹脂及び無機粉末を含有するはんだ付け用フラックス４１０によって緩和し、熱ストレスに起因する電子回路モジュールＡの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【０１０９】
しかも、はんだ付け用フラックス４１０は洗浄する必要がなく、そのまま接着剤として用いることができる。従って、洗浄工程を必要とせず、製造コストの安価な電子回路装置を得ることができる。
【０１１０】
図１２は図１１に示した電子回路装置のはんだ付け方法を説明する図である。接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有するはんだ付け用フラックス４１０を、予め、はんだバンプ５１０、５２０を形成したマザー基板５００の上に塗布する。
【０１１１】
はんだバンプ５１０、５２０はマザー基板５００の表面に設けられたランド５３０、５４０の上に形成されている。そして、このマザー基板５００の上に電子回路モジュールＡを搭載する。電子回路モジュールＡは、端子電極２５０、２６０がはんだバンプ５１０、５２０上に位置するようにして、マザー基板５００上に配置する。電子回路モジュールＡを搭載したマザー基板５００を、リフロー炉に通炉し、電子回路モジュールＡの端子電極２５０、２６０をはんだバンプ５１０、５２０にはんだ接合するとともに、フラックス４１０を硬化させる。これにより、図１０に示した電子回路装置が得られる。
【０１１２】
＜はんだペースト及びその適用＞
本発明に係るはんだペーストは、はんだ粉末と、フラックスとを含む。前記フラックスは、本発明に係るはんだ付け用フラックスである。前記はんだ粉末は、前記フラックスと混合される。このはんだペーストは、本発明に係るはんだ付け用フラックスを含有するので、上記フラックスに関して述べた作用効果を奏する。しかも、はんだ粉末を含有するので、そのまま、はんだ付けを行うことができる。はんだ粉末は、Ｓｎ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｚｎ及びＢｉから選択することができる。Ｐｂフリーのはんだペーストを得る場合には、はんだ粉末はＰｂ以外のはんだ粉末で構成する。
【０１１３】
次に、本発明に係るはんだペーストを、電子部品装置、電子回路モジュール及び電子回路装置へ適用した例を具体的に説明する。
【０１１４】
図１３は本発明に係るはんだペーストを用いた電子部品装置のはんだ付けを説明する図である。まず、図１３（ａ）に示すように、面上に、予め所定のパターンとなるように、ランド２１、２２を形成した部品搭載基板１を準備する。ランド２１、２２の表面にはんだ層を設ける必要はない。
【０１１５】
次に、図１３（ｂ）に示すように、ランド２１、２２の上に、はんだペースト６００を形成する。はんだペースト６００は、印刷、ディスペンサー塗布、スプレー、はけ塗り等の手段によって、塗布することにより、容易に形成できる。
【０１１６】
次に、図１３（ｃ）に示すように、電子部品４を、部品搭載基板１の所定位置に位置決めして搭載し、リフロー炉等を通すことにより、必要な熱処理等を実行する。この熱処理において、はんだペースト６００に含まれているはんだ粉末により、ランド２１、２２に電子部品の端子電極４１、４２がはんだ付けされるとともに、はんだペースト６００に含まれる接着性樹脂が硬化する。これにより、図１３（ｄ）に示す電子部品装置が得られる。
【０１１７】
図１３（ｂ）において、はんだペースト６００は、ランド２１、２２において金属化されたはんだ層６０１と、電子部品４と部品搭載基板１との間にあって、両者を接着するフラックス６０２とに分かれる。はんだ層６０１ははんだペースト６００に含まれていたはんだ粉末によるものであり、フラックス６０２は、はんだペースト６００に含まれていた接着性樹脂、硬化剤及び無機粉末によるものである。
【０１１８】
ここで、フラックス６０２は、接着性樹脂と、硬化剤とを含有する。従って、はんだ付け後に、接着性樹脂を硬化させ、部品搭載基板１と電子部品４を固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃や熱ストレスに対し、電子部品４の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【０１１９】
しかも、フラックス６０２により、フィレット部がなくても、その接着力により、十分な固着強度を確保できる。このため、部品搭載基板１上に形成されランド２１、２２に、フィレット部を生じさせるための領域を設ける必要がなくなるので、実装密度を向上させることが可能となる。
【０１２０】
更に、フラックス６０２は、無機粉末を含有するから、フラックス６０２は、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば、電子部品４をセラミック電子部品とし、部品搭載基板１を有機系基板とした場合に生じる線膨張率の差を、はんだペースト６００によって緩和し、熱ストレスに起因する電子部品４の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【０１２１】
図１４は本発明に係るはんだペーストを用いた電子回路モジュールのはんだ付け方法を示す図である。まず図１４（ａ）に示すように、接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有するはんだペースト６００を、チップ搭載基板２００の表面に設けられたランド２３０、２４０の周りに形成する。はんだペースト６００はランド２３０、２４０の上に形成する。
【０１２２】
そして、このチップ搭載基板２００の上に半導体チップ１００を搭載する。半導体チップ１００は、端子電極１１０、１２０がランド２３０、２４０上に位置するようにして、チップ搭載基板２００上に配置する。その後、半導体チップ１００を搭載したチップ搭載基板２００を、リフロー炉に通炉し、半導体チップ１００の基体４０の両端に設けられた端子電極１１０、１２０をランド２３０、２４０にはんだ接合する。これにより、図１４（ｂ）に示す電子回路モジュールが得られる。
【０１２３】
図１４（ｂ）において、はんだペースト６００は、ランド２３０、２４０において金属化されたはんだ層６０１と、電子回路モジュール１とマザー基板５００との間にあって、両者を接着するフラックス６０２とに分かれる。はんだ層６０１ははんだペースト６００に含まれていたはんだ粉末によるものであり、フラックス６０２は、はんだペースト６００に含まれていた接着性樹脂、硬化剤及び無機粉末によるものである。
【０１２４】
フラックス６０２は、接着性樹脂と、硬化剤とを含有するから、接着性樹脂を、チップ搭載基板２００と半導体チップ１００とを固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃に対し、半導体チップ１００の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【０１２５】
しかも、フラックス６０２は無機粉末を含有するから、フラックス６０２は、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば有機系成形品となる半導体チップ１００と、セラミック基板で構成されるチップ搭載基板２００との間の線膨張率の差を、はんだペースト６００によって緩和し、熱ストレスに起因する半導体チップ１００の剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【０１２６】
更に、フラックス６０２は洗浄する必要がなく、そのまま接着剤として用いることができる。従って、洗浄工程を必要とせず、製造コストの安価な電子回路モジュールを得ることができる。
【０１２７】
図１５は本発明に係るはんだペーストを用いた電子回路装置のはんだ付け方法を示す図である。まず、図１５（ａ）に示すように、接着性樹脂と、硬化剤と、無機粉末または有機粉末の少なくとも一種とを含有するはんだペースト６１０を、マザー基板５００の表面に設けられたランド５３０、５４０の上に形成する。そして、このマザー基板５００の上に電子回路モジュールＡを搭載する。電子回路モジュールＡは、端子電極２５０、２６０がランド５３０、５４０上に位置するようにして、マザー基板５００上に配置する。電子回路モジュールＡは、従来タイプの電子回路モジュールを用いることもできるが、好ましくは、図３、９、１４に示した構造のものを用いる。
【０１２８】
そして、電子回路モジュールＡを搭載したマザー基板５００を、リフロー炉に通炉し、電子回路モジュールＡの端子電極２５０、２６０をランド５３０、５４０にはんだ接合する。これにより、図１５（ｂ）に示す電子回路装置が得られる。
【０１２９】
図１５（ｂ）において、はんだペースト６１０は、ランド２３０、２４０において金属化されたはんだ層６１１と、電子回路モジュール１とマザー基板５００との間であって、両者を接着するフラックス６１２とに分かれる。はんだ層６１１ははんだペースト６１０に含まれていたはんだ粉末によるものであり、フラックス６１２は、はんだペースト６１０に含まれていた接着性樹脂、硬化剤及び無機粉末によるものである。
【０１３０】
フラックス６１２は、接着性樹脂と、硬化剤とを含有する。従って、接着性樹脂を、マザー基板５００と電子回路モジュールＡとを固定する接着剤として機能させることができる。このため、衝撃に対し、電子回路モジュールＡの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【０１３１】
フラックス６１２は、更に、無機粉末を含有する。従って、フラックス６１２は、有機系材料の線膨張率と、セラミック系材料の線膨張率との中間の線膨張率を有することとなる。このため、例えば、電子回路モジュールＡのチップ搭載基板２００をセラミック基板とし、マザー基板５００を有機系基板とした場合に生じる線膨張率の差を、フラックス６１２によって緩和し、熱ストレスに起因する電子回路モジュールＡの剥離、脱落を防ぎ、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。
【０１３２】
しかも、フラックス６１２は洗浄する必要がなく、そのまま接着剤として用いることができる。従って、洗浄工程を必要とせず、製造コストの安価な電子回路装置を得ることができる。
【０１３３】
次に実験データを参照して、本発明を具体的に説明する
＜線膨張率の測定＞
（１）熱硬化性フラックスを封止剤とした場合の線膨張率
次の組成になる本発明に係る熱硬化性フラックスを調製した。
（ａ）フラックス：ビスフエノールＡ樹脂／無水フタル酸を、重量比（１対１）で混合し、溶剤を１０ｗｔ％添加した。
（ｂ）無機添加物：粒径が１μｍ以下のガラスセラミックス
（ｃ）（ａ）のフラックスに（ｂ）のガラスセラミック粉末を合成し作成した。
【０１３４】
上述のフラックスに、粒径が１μｍ以下のガラスセラミック粉末を添加した後、リフロー炉に通し、硬化させた。硬化させた後、フラックス部分の線膨張率を測定した。ガラスセラミック粉末の添加量を変えながら、上記処理を繰り返した。  
【０１３５】
（２）封止材料を用いた場合の線膨張率
一般的なエポキシ封止剤に粒経が１μｍ以下のガラスセラミック粉末を、所定量添加した後、１５０℃、６０分の熱処理を施して硬化させ、線膨張率を測定した。ガラスセラミック粉末の添加量を変えながら、上記処理を繰り返した。
【０１３６】
（３）測定結果
図１６に線膨張率測定結果を示す。図１６において、横軸にガラスセラミック粉末の添加量（ｗｔ％）をとり、縦軸に線膨張率（ｐｐｍ）をとってある。曲線Ｌ１１は熱硬化性フラックスにおける特性を示し、曲線Ｌ１２は一般的な封止材料における特性を示している。線膨張率はＬ１１、Ｌ１２ともに優位差がない。添加セラミックスの量で変動する。
【０１３７】
熱硬化性フラックス及び封止材料の何れの場合も、ガラスセラミック粉末の添加量の増加とともに、線膨張率が低下する傾向が認められる。熱硬化性フラックスの場合、添加量７０ｗｔ％以上で、フラックス成分が硬化しなかった。従って、熱硬化性フラックスでは、ガラスセラミック粉末の最大添加量は７０ｗｔ％である。ガラスセラミック粉末の添加量が３０ｗｔ％未満では、線膨張率が大きくなり過ぎ、セラミック基板と有機基板との間の線膨張率の差を吸収できなくなる。従って、熱硬化性フラックスでは、ガラスセラミック粉末の適切な添加量は３０〜７０ｗｔ％の範囲と推測される。はんだ粉末を含有しない本発明に係るフラックスの場合も、はんだペーストと同様の傾向になると推測される。
【０１３８】
エポキシ封止剤にガラスセラミック粉末を添加した封止材料では、添加量８０ｗｔ％以上で、粘度が上昇しすぎ、流動性が悪化する。従って、封止材料の場合、ガラスセラミックス粉末の好ましい添加範囲は３０〜８０ｗｔ％となる。
【０１３９】
＜直流抵抗測定１＞
（１）実施例１（本発明に係るはんだぺ一ストを用いた場合）
次の組成になる本発明に係るはんだぺ一ストを調製した。
（ａ）熱硬化性フラックス：ビスフエノールＡ樹脂／無水フタル酸を、重量比（１対１）で混合し、溶剤を１０ｗｔ％添加し、更に、ガラスセラミック粉末を５０ｗｔ％添加した。
（ｂ）はんだ粉末：Ｓｎ−３．５Ａｇ
（ｃ）フラックスははんだ粉末に対して１０ｗｔ％となるように添加した。
【０１４０】
次に、電子回路モジュール（フリップチップ）を、上述したはんだペーストを用いて、有機系マザー基板に実装した。フリップチップとしては、半導体チップをガラスセラミック基板（チップ搭載基板）に実装したものを用いた。また、フリップチップにおいて、有機系マザー基板と接合される接合端子に、Ａｕ下地電極にＮｉ／Ａｕめっきを施したものを使用した。
【０１４１】
フリップチップを搭載した有機系マザー基板を、熱衝撃サイクル試験に付し、所定の熱衝撃サイクル終了後にはんだ接続部分における直流抵抗（ＲＤＣ）を測定した。熱衝撃試験は、（一５５℃）を０．５時間保持し、次に（＋１２５℃）を０．５時間保持し、これを１サイクルとし、２０００サイクルまで行った。
【０１４２】
（２）比較例１（ロジン系はんだぺ一ストを用いた場合）
はんだペーストとして、ロジン系はんだぺ一ストを用いた他は、上述した実施例と同様にして、フリップチップを搭載した有機系マザー基板を組み立て、かつ、直流抵抗を測定した。
【０１４３】
（３）測定結果
図１７は直流抵抗測定結果を示す図である。図１７において、横軸に熱衝撃サイクル（サイクル）を採り、縦軸にＲＤＣ（Ω）を採ってある。特性Ｌ２１はロジン系はんだペーストを用いた比較例１の特性、特性Ｌ２２は本発明に係るはんだペーストを用いた実施例１の特性である。
【０１４４】
図１７において、ロジン系はんだペーストを用いた比較例１は、特性Ｌ２１で示されているように、１０００サイクルを越えると、ＲＤＣが急激に増大しており、ＲＤＣが劣化している。これに対して、熱硬化性フラックスにガラス粉末を混合したものを用いた実施例１は、特性Ｌ２２で示されるように、２０００サイクルを経過してもＲＤＣの劣化は見られなかった。
【０１４５】
＜直流抵抗測定２＞
（１）実施例２
ロジン系はんだペーストを用いて、フリップチップを有機系マザー基板に実装した。フリップチップは、半導体チップを、ガラスセラミックよりなるチップ搭載基板に実装したもので、有機系マザー基板と接合される接合端子は、Ａｕめっき上にはんだボールを接合し、バンプ形状としたものを使用した。
【０１４６】
次に、フラックスを洗浄した後、封止剤層の注入を行なった。封止剤は市販のエポキシ系封止剤に、ガラスセラミック粉末を５０ｗｔ％添加したものを用いた。
【０１４７】
次に、フリップチップを搭載した有機系マザー基板を、熱衝撃サイクル試験に付し、所定の熱衝撃サイクル終了後にはんだ接続部分における直流抵抗（ＲＤＣ）を測定した。熱衝撃試験は、（一５５℃）を０．５時間保持し、次に（＋１２５℃）を０．５時間保持し、これを１サイクルとし、４０００サイクルまで行った。
【０１４８】
（２）比較例２
ロジン系はんだペーストを用いて、フリップチップを有機系マザー基板に実装した。フリップチップは、半導体チップを、ガラスセラミックよりなるチップ搭載基板に実装したもので、有機系マザー基板と接合される接合端子は、Ａｕめっき上にはんだボールを接合し、バンプ形状としたものを使用した。
【０１４９】
次に、フラックス洗浄し封止剤層の注入を行なった。封止剤層は、市販のエポキシ系のものを用いた。
【０１５０】
この後、フリップチップを搭載した有機系マザー基板を、熱衝撃サイクル試験に付し、所定の熱衝撃サイクル終了後にはんだ接続部分における直流抵抗（ＲＤＣ）を測定した。熱衝撃試験は、（一５５℃）を０．５時間保持し、次に（＋１２５℃）を０．５時間保持し、これを１サイクルとし、４０００サイクルまで行った。
【０１５１】
（３）測定結果
図１８は直流抵抗測定結果を示す図である。図１８において、横軸に熱衝撃サイクル（サイクル）を採り、縦軸にＲＤＣ（Ω）を採ってある。特性Ｌ３１はロジン系はんだペーストを用いた比較例２の特性、特性Ｌ３２は本発明に係るはんだペーストを用いた実施例２の特性である。
【０１５２】
図１８において、ロジン系はんだペーストを用いた比較例２は、特性Ｌ３１で示されているように、２５００サイクルを越えると、ＲＤＣが急激に増大しており、ＲＤＣが劣化している。これに対して、本発明に係るはんだペーストを用いた実施例２は、特性Ｌ３２で示されるように、３０００サイクルにおいてもＲＤＣの劣化は見られなかった。
【０１５３】
本発明に係る封止材料、はんだフラックス及びはんだペーストは、単独で用いることもできるし、併用することもできる。例えば、本発明に係るはんだペーストを用いる場合、本発明に係る封止材料を併用し、電子部品と部品搭載基板、半導体チップとチップ搭載基板及び電子回路モジュールとマザー基板とを、封止剤によって接合することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明に係る封止材料を用いた電子部品装置の正面部分断面図である。
【図２】図１に示した電子部品装置の組立方法を説明する図である。
【図３】本発明に係る封止材料を用いた電子回路モジュールの部分断面図である。
【図４】図３に示した電子回路モジュールのはんだ付け方法を説明する図である。
【図５】本発明に係る封止材料を用いて組み立てた電子回路装置の正面部分断面図である。
【図６】図５に示した電子回路装置のはんだ付け方法を説明する図である。
【図７】本発明に係るはんだ付け用フラックスを用いてはんだ付けした電子部品装置の正面部分断面図である。
【図８】図７に示した電子部品装置の組立方法を説明する図である。
【図９】本発明に係るはんだ付け用フラックスを用いて組み立てた電子回路モジュールの正面部分断面図である。
【図１０】図９に示した電子回路モジュールのはんだ付け方法を説明する図である。
【図１１】本発明に係るはんだ付け用フラックスを用いて組み立てた電子回路装置の正面部分断面図である。
【図１２】図１１に示した電子回路装置のはんだ付け方法を説明する図である。
【図１３】本発明に係るはんだペーストを用いた電子部品装置のはんだ付けを説明する図である。
【図１４】本発明に係るはんだペーストを用いた電子回路モジュールのはんだ付け方法を示す図である。
【図１５】本発明に係るはんだペーストを用いた電子回路装置のはんだ付け方法を示す図である。
【図１６】線膨張率測定結果を示す図である。
【図１７】ＲＤＣ測定結果を示すグラフである。
【図１８】ＲＤＣ測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１５５】
１                部品搭載基板
４                電子部品
１００            半導体チップ
２００            チップ搭載基板
３００            封止剤層
４００            フラックス
５００            マザー基板
６００            はんだペースト
【図１】
2006152312.tif 000003
【図２】
2006152312.tif 000004
【図３】
2006152312.tif 000005
【図４】
2006152312.tif 000006
【図５】
2006152312.tif 000007
【図６】
2006152312.tif 000008
【図７】
2006152312.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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