(57)【要約】【課題】ロジンを主成分とするロジン系フラックスを使用することによって生じる隣接する電極間や電子部品の絶縁性の低下、電極部分の腐食といった問題をなくすとともに、電極部分の接合を行うだけで接合部分に十分な強度が得られるようにして、電極部分の接合工程の短縮を図ることができるはんだを提供する。【解決手段】本発明の樹脂入りはんだは、空洞部を有する合金と、前記空洞部に設けられる熱硬化性樹脂と、を備え、前記合金を形成する材料は、溶融時において、前記熱硬化性樹脂よりも表面張力が大きい。【選択図】図１
2015150600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空洞部を有する合金と、
前記空洞部に設けられる熱硬化性樹脂と、を備え、
前記合金を形成する材料は、溶融時において、前記熱硬化性樹脂よりも表面張力が大きい樹脂入りはんだ。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂は、所定温度以下では、加熱により軟化し、冷却により固化する性質を有し、所定温度以上になると、化学反応が進んで硬化する性質を有する請求項１に記載の樹脂入りはんだ。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂は、硬化する前には金属表面の酸化物を還元除去する性質を有する請求項１又は２に記載の樹脂入りはんだ。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂入りはんだ。
【請求項５】
前記熱硬化性樹脂は、ウレタン樹脂である請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂入りはんだ。
【請求項６】
前記合金は、前記空洞部が長手方向に延びる筒状を呈し、
前記熱硬化性樹脂は、前記空洞部の全体に亘って設けられる請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂入りはんだ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の接合用の樹脂入りはんだに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品の電極部分の接合には、ロジンを主成分として含むロジン系フラックスを内部に配置したヤニ入り糸はんだが用いられている（特許文献１）。ロジン系フラックスを用いることで、はんだ付作業において、金属表面の酸化物を還元除去して清浄な金属表面を担保することができ、はんだ付作業を円滑に進めることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３１００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ロジン系フラックスは、はんだ付後に接合部分に残留してしまい、それによって、隣接する電極間や電子部品の絶縁性の低下、電極部分の腐食等の悪影響が生じていた。つまり、稼動状態の電子機器では、電子機器を構成する実装基板の温度は１２０℃付近まで上昇することがあり、このとき接合部分に残留するロジン系フラックスが軟化して、隣接する電極間の電気的な絶縁性の低下や、電極部分の腐食を生じさせることがあった。また、冷熱が繰り返されるような環境においては、接合部分に残留するロジン系フラックスにひび割れが発生し、この部分から水分などが浸入することによって、電子部品の電気的な絶縁性の低下、マイグレーションの発生を引き起こすことがあった。さらに、搭載されている電子部品や、予め実装基板の表面に形成されたレジスト層等が剥離することがあった。このような問題は、近年、電子機器の小型化、実装基板の高密度化に伴い、使用される電子部品の微小化が進むことで、より顕著になっていた。そのため、電子部品に対する高度の信頼性が要求される場合には、上記のような問題が生じないように、はんだ付終了後に接合部分に残留したロジン系フラックスを洗浄する工程が必要となり、その結果、電極部分の接合作業に手間が掛かるという問題も生じていた。
【０００５】
また、使用される電子部品の微小化に伴い、各電極部分の接合に使用されるはんだ量が少なくなり、その結果、接合部分の強度が不足するという問題が生じていた。また、上記問題を解決するために、アンダーフィル、サイドフィル、コーナーボンド等を付加して不足する強度を補うことも考えられているが、この場合には、電極部分の接合において、アンダーフィル、サイドフィル、コーナーボンド等を付加するという工程が発生し、電極部分の接合作業に手間が掛かるという問題が生じていた。また、このような電極部分の補強を行うためには、残留したロジン系フラックスを洗浄する工程も必要となり、さらに電極部分の接合作業に手間が掛かるという問題も生じていた。
【０００６】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであって、その目的は、ロジンを主成分とするロジン系フラックスを使用することによって生じる隣接する電極間や電子部品の絶縁性の低下、電極部分の腐食といった問題をなくすとともに、電極部分の接合を行うだけで接合部分に十分な強度が得られるようにして、電極部分の接合工程の短縮を図ることができるはんだを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る樹脂入りはんだは、空洞部を有する合金と、前記空洞部に設けられる熱硬化性樹脂と、を備え、前記合金を形成する材料は、溶融時において、前記熱硬化性樹脂よりも表面張力が大きい。
【０００８】
好ましくは、前記熱硬化性樹脂は、所定温度以下では、加熱により軟化し、冷却により固化する性質を有し、所定温度以上になると、化学反応が進んで硬化する性質を有する。
【０００９】
好ましくは、前記熱硬化性樹脂は、硬化する前には金属表面の酸化物を還元除去する性質を有する。
【００１０】
好ましくは、前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である。
【００１１】
好ましくは、前記熱硬化性樹脂は、ウレタン樹脂である。
【００１２】
好ましくは、前記合金は、前記空洞部が長手方向に延びる筒状を呈し、前記熱硬化性樹脂は、前記空洞部の全体に亘って設けられる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、はんだ付処理中に、合金が溶融一体化した後、樹脂入りはんだの内部に設けられた熱硬化性樹脂が合金の表面に移行し、合金の表面を覆う。その後、熱硬化性樹脂は不可逆的に硬化するため、熱硬化性樹脂によって、接合部分の合金の物理的な強度が補われる。また、ロジンを主成分とするロジン系フラックスを用いないため、不可逆的に硬化しないロジン系フラックスの残渣によって生じる隣接する電極間や電子部品の絶縁性の低下、電極部分の腐食等の悪影響を防止することができる。その結果、ロジン系フラックスの残渣を洗浄する工程や、電極部分を補強する工程を省略することができ、電極部分の接合工程の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る樹脂入りはんだの断面図である。
【図２】図１の樹脂入りはんだの正面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る樹脂入りはんだの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る樹脂入りはんだ１を示す断面図、図２は、図１の樹脂入りはんだの正面図である。
【００１６】
本実施形態に係る樹脂入りはんだ１は、空洞部１１を有する合金１０と、空洞部１１に設けられる熱硬化性樹脂２０とを備えている。合金１０は、空洞部１１が長手方向に延びる筒状を呈しており、空洞部１１の全体に亘って熱硬化性樹脂２０が設けられている。
【００１７】
合金１０には、溶融時において、熱硬化性樹脂２０よりも表面張力が大きい材料が用いられている。具体的には、はんだ付に一般に使用されるＳｎ−Ｐｂ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｂｉ合金等の任意の合金が用いられる。
【００１８】
熱硬化性樹脂２０には、所定温度以上になると、化学反応が進んで硬化する性質を有するとともに、所定温度以下、つまり硬化を伴う化学反応の初期段階においては、加熱により軟化し、冷却により固化する性質を有する一液型の樹脂を用いる。具体的には、熱硬化性樹脂２０は、合金１０の溶融温度付近、例えばＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ合金を使用する場合は２１７℃〜２２１℃付近において、合金１０が溶融し、熱硬化性樹脂２０と反転して一体化した後、熱硬化性樹脂２０の化学反応が進んで硬化する性質を有する。この熱硬化性樹脂２０は、特に、常温、例えば２０℃付近で、固体状又は半固体状であり、４０℃〜２００℃、好ましくは６０℃〜１６０℃で、合金１０の空洞部１１へ注入可能な程度に軟化する性質を有する樹脂が好ましい。さらには、軟化状態が、少なくとも１０分以上、好ましくは１日以上維持される樹脂がよい。このように、常温で固体状又は半固体状であることで、樹脂入りはんだ１として製品化された際に熱硬化性樹脂２０の端部が開放状態であっても、熱硬化性樹脂２０が合金１０の空洞部１１から漏れることを防止することができる。
【００１９】
熱硬化性樹脂２０の例としては、一液型のエポキシ樹脂やウレタン樹脂を用いることができる。
【００２０】
具体的には、エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ、ビスフェノールＦ型エポキシ、ノボラック型エポキシ、環状式エポキシ、ビフェニル型エポキシ、ナフタレン型エポキシ等のグリシジル基を有する化学物質に、酸無水物、ブロックカルボン酸、カルボン酸基等を有する化学物質を配合したものを用いることができる。このグリシジル基を有する化学物質は、常温で固体状のものが好ましいが、常温で固体状のものと、常温で液体状のものとを組み合せて用いても良い。また、酸無水物、ブロックカルボン酸、カルボン酸基等を有する化学物質は、一品種で用いても良いし、複数の品種を組み合せて用いても良い。なお、グリシジル基を有する化学物質は、上記に限定されるものではない。
【００２１】
ここで、エポキシ樹脂とは、グリシジル基を有する化学物質と、酸無水物、ブロックカルボン酸、カルボン酸基等を有する化学物質と、活性剤その他の化学物質とを含む配合物といい、エポキシとは、グリシジル基を有する化学物質をいう。この点は、本明細書を通じて同義である。
【００２２】
また、ウレタン樹脂としては、湿気硬化型ウレタン樹脂、ブロックイソシアネート型ウレタン樹脂等を用いることができる。このウレタン樹脂は、常温で固体状のものが用いられる。なお、ウレタン樹脂は上記に限定されるものではない。
【００２３】
また、熱硬化性樹脂２０には、硬化前の状態において、金属表面の酸化物を還元除去する性質を付与するフラックス活性剤を予め組み込まれている。フラックス活性剤としては、無機酸、無機塩、有機酸塩、有機酸、アミン、ハロゲン化水素塩等を用いることができる。フラックス活性剤は、一品種で用いても良いし、複数の品種を組み合せて用いても良い。
【００２４】
このような樹脂入りはんだ１は、次のようにして成形される。すなわち、空洞部１１を有する合金１０と、熱硬化性樹脂２０を準備し、熱硬化性樹脂２０を、化学反応を起こして硬化しない温度、例えば、１２０℃程度に加熱して軟化させる。この状態で、空洞部１１内に熱硬化性樹脂２０を注入する。熱硬化性樹脂２０が合金１０内に封入されると、合金１０の両サイドを引っ張って、空洞部１１に封入された熱硬化性樹脂２０とともに合金１０を引き伸ばす。この引き伸ばしを樹脂入りはんだ１が所定の直径となるまで行うことで、糸状の樹脂入りはんだ１が成形される。
【００２５】
このようにして成形された樹脂入りはんだ１は、従来のはんだと同様にはんだ付に用いられる。具体的には、熱源として、レーザー光、光ビーム、はんだごて、電気抵抗、熱風、超音波、高周波誘導等を利用し、樹脂入りはんだ１を溶融させてはんだ付を行う。
【００２６】
本実施形態によれば、合金１０の表面張力が熱硬化性樹脂２０よりも大きいため、はんだ付処理中に、合金１０が溶融一体化した後、樹脂入りはんだ１の内部に設けられた熱硬化性樹脂２０が合金１０の表面に移行する。そして、熱硬化性樹脂２０が、合金１０の表面を覆い、その後、不可逆的に硬化する。これにより、硬化した熱硬化性樹脂２０によって、接合部分の合金１０の物理的な強度が補われる。その結果、電極部分を補強する工程を省略することができ、電極部分の接合工程の短縮を図ることができる。また、この熱硬化性樹脂２０は、不可逆的に硬化しているため、電子機器の稼動時に、電子機器を構成する実装基板の温度が１２０℃付近まで上昇したとしても軟化しないため、熱硬化性樹脂２０が残留することによって隣接する電極間や電子部品の絶縁性の低下、電極部分の腐食等の悪影響が生じることを防止することができる。
【００２７】
また、熱硬化性樹脂２０は、エポキシ樹脂やウレタン樹脂等の樹脂を主成分としており、樹脂入りはんだ１にロジンを主成分とするロジン系フラックスを用いていない。そのため、不可逆的に硬化しないロジン系フラックスの残渣による隣接する電極間や電子部品の絶縁性の低下、電極部分の腐食等の悪影響を防止することができる。また、熱硬化性樹脂２０に組み込むフラックス活性剤として、金属表面の酸化物を還元除去する性質が強い有機酸等を用いたとしても、合金１０に注入する材料の主成分は樹脂であるため、樹脂が硬化する際に有機酸等と化学結合を起こして、有機酸等は樹脂と一体となってしまう。これにより、不可逆的に硬化しない有機酸等が残渣として残ることはなく、熱硬化性樹脂２０が残留することによって隣接する電極間や電子部品の絶縁性の低下、電極部分の腐食等の悪影響が生じることを防止することができる。その結果、熱硬化性樹脂２０の残渣を洗浄する工程を省略することができ、電極部分の接合工程の短縮を図ることができる。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変できる。
【００２９】
例えば、上記実施形態では、熱硬化性樹脂２０にフラックス活性剤を組み込んでいるが、例えば樹脂を構成する化学物質が金属表面の酸化物を還元除去する性質を有している等、特にフラックス活性剤を組み込まなくても熱硬化性樹脂２０が金属表面の酸化物を還元除去する性質を備えていれば、熱硬化性樹脂２０にフラックス活性剤を組み込む必要はない。
【００３０】
また、上記実施形態では、糸状の樹脂入りはんだ１を例示したが、樹脂入りはんだ１の形状は、糸状に限られない。例えば図３に示すように、糸状の樹脂入りはんだ１を所定長さで切断してリング状にした樹脂入りはんだ１を成形しても良い。その他、棒状、球状、楕円状等の任意の形状とすることができる。いずれの場合も、合金１０が空洞部１１を有しており、空洞部１１に熱硬化性樹脂が封入されていれば良い。
【符号の説明】
【００３１】
１    樹脂入りはんだ
１０  合金
１１  空洞部
２０  熱硬化性樹脂
【図１】
2015150600.tif 000003
【図２】
2015150600.tif 000004
【図３】
2015150600.tif 000005