(57)【要約】【課題】外部接続用パッドと半田との間で剥離が発生し、搭載する電子部品を外部電気回路に長期間にわたり、正常に接続することができない。【解決手段】下面に銅から成る外部接続用パッド１５を有する絶縁基体４上に電子部品５を実装して成る電子装置１を、上面に電子装置接続用パッド１６を有する外部電気回路基板２上に、外部接続用パッド１５と電子装置接続用パッド１６とを錫を含有する半田３を介して接合することにより実装して成る電子装置１の実装構造であって、外部接続用パッド１５と半田３との間に銅−錫合金層１７が形成されているとともに、この銅−錫合金層１７は、粒径が０．５〜１０μｍの銅−錫合金粒子から成る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下面に銅から成る外部接続用パッドを有する絶縁基体上に電子部品を実装して成る電子装置を、上面に電子装置接続用パッドを有する外部電気回路基板上に、前記外部接続用パッドと前記電子装置接続用パッドとを錫を含有する半田を介して接合することにより実装して成る電子装置の実装構造であって、前記外部接続用パッドと前記半田との間に銅−錫合金層が形成されているとともに、該銅−錫合金層は、粒径が０．５〜１０μｍの銅−錫合金粒子から成ることを特徴とする電子装置の実装構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下面に銅から成る外部接続用パッドを有する絶縁基体上に半導体素子等の電子部品を実装して成る電子装置を、上面に電子装置用接続パッドを有する外部電気回路基板上に錫を含有する半田を介して実装して成る電子装置の実装構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばガラス−エポキシ板等から成る絶縁板やエポキシ樹脂等から成る絶縁層を複数層積層して成る絶縁基体の内部および上下面に銅箔や銅めっき等の銅から成る複数の配線導体を設けるとともにこの絶縁基体上に半導体素子等の電子部品を実装して成る電子装置が知られている。
【０００３】
このような電子装置においては、絶縁基体上に導出した配線導体の一部に電子部品の電極がボンディングワイヤや金属バンプを介して電気的に接続されており、絶縁基体の下面に導出した配線導体の一部が外部電気回路基板に鉛−錫合金等の錫を含有する半田を介して接続される外部接続用パッドを形成している。さらに、外部接続用パッドには外部電気回路基板との半田を介した接続を容易なものとするために、例えば鉛−錫共晶合金等の半田が予め接合されている。
【０００４】
なお、このような電子装置において外部接続用パッドに半田を接合するには、銅から成る外部接続用パッドの露出表面に厚みが０．０１〜０．８μｍ程度の金めっき層を被着させておくとともに、その上に半田を溶融させて付着させる方法が採用される。このとき、金めっき層は溶融した半田内に拡散吸収されて消滅し、また半田接合パッドと半田バンプとの間には銅−錫合金層が形成される。
【０００５】
そして、この電子装置は外部接続用パッドに接合された半田を外部電気回路基板上に設けた電子装置接続用パッド上に溶融接合させることにより外部電気回路基板に実装される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２２０６７６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の電子装置の実装構造によると、半導体素子等の電子部品が作動時に発生する熱等に起因する熱応力が半田と外部接続用パッドとの間に繰返し印加されると外部接続用パッドと半田との間で剥離が生じやすく、そのため電子部品を長期間にわたり正常に作動させることができないという問題点を有していた。
【０００８】
そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、従来の電子装置の実装構造においては外部接続用パッドと半田バンプとの間に形成される銅−錫合金の粒径が０．５μｍ未満ものを多く含んでおり、この外部接続用パッドと半田バンプとの間に形成される銅−錫合金の粒径を制御することにより外部接続用パッドと半田バンプとの接合強度を大きくすることが可能であるということを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、かかる上述の問題点に鑑み完成されたものであり、その目的は、外部接続用パッドと半田との間で剥離が発生することがなく、電子部品を長期間にわたり、正常に作動させることが可能な電子装置の実装構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子装置の実装構造は、下面に銅から成る外部接続用パッドを有する絶縁基体上に電子部品を実装して成る電子装置を、上面に電子装置接続用パッドを有する外部電気回路基板上に、前記外部接続用パッドと前記電子装置接続用パッドとを錫を含有する半田を介して接合することにより実装して成る電子装置の実装構造であって、前記外部接続用パッドと前記半田との間に銅−錫合金層が形成されているとともに、この銅−錫合金層は、粒径が０．５〜１０μｍの銅−錫合金粒子から成ることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の電子装置の実装構造によれば、電子装置の銅から成る外部接続用パッドと半田との間に粒径が０．５〜１０μｍの銅−錫合金粒子から成る銅−錫合金層が形成されていることから、外部接続用パッドと半田とが、粒径が０．５〜１０μｍの銅−錫合金粒子から成る銅−錫合金層を介して強固に接合され、その結果、半導体素子等の電子部品が作動時に発生する熱等に起因する熱応力が半田と外部接続用パッドとの間に繰返し印加された場合においても、両者間で剥離が生じることはなく、電子部品を長期間にわたり正常に作動させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の配線基板の実装構造を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明を半導体素子を実装した電子装置に適用した場合の実施の形態の一例を示す断面図、図２は、図１の要部拡大断面図であり、これらの図において、１は電子装置、２は外部電気回路基板である。この外部電気回路基板２上に電子装置１を半田３を介して実装することにより本発明の電子装置の実装構造が形成される。
【００１４】
電子装置１は、主として絶縁基体４とこれに搭載された電子部品５と封止部材６とから構成されている。この例では、電子部品５は例えばＬＳＩ等の半導体素子である。また、封止部材６はエポキシ樹脂等の封止樹脂である。
【００１５】
絶縁基体４は、例えばガラス繊維を縦横に織り込んだガラス織物にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて成る板状の芯体７の上下面にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る絶縁層８をそれぞれ複数層ずつ積層して成り、その上面から下面にかけては銅箔や銅めっき等の銅から成る複数の配線導体９が形成されている。
【００１６】
絶縁基体４を構成する芯体７は、厚みが０．３〜１．５ｍｍ程度であり、その上面から下面にかけて直径が０．２〜１．０ｍｍ程度の複数の貫通孔１０を有している。そして、その上下面および各貫通孔１０の内面には配線導体９の一部が被着されており、上下面の配線導体９が貫通孔１０を介して電気的に接続されている。
【００１７】
このような芯体７は、ガラス織物に未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させたシートを熱硬化させた後、これに上面から下面にかけてドリル加工を施すことにより製作される。なお、芯体７上下面の配線導体９は、芯体７用のシートの上下全面に厚みが５〜５０μｍ程度の銅箔を貼着しておくとともにこの銅箔をシートの硬化後にエッチング加工することにより所定のパターンに形成される。また、貫通孔１０内面の配線導体９は、芯体７に貫通孔１０を設けた後に、この貫通孔１０内面に無電解めっき法および電解めっき法により厚みが５〜５０μｍ程度の銅を析出させることにより形成される。
【００１８】
さらに、芯体７は、その貫通孔１０の内部にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂から成る樹脂柱１１が充填されている。樹脂柱１１は、貫通孔１０を塞ぐことにより貫通孔１０の直上および直下に絶縁層８を形成可能とするためのものであり、未硬化のペースト状の熱硬化性樹脂を貫通孔１０内にスクリーン印刷法により充填し、これを熱硬化させた後、その上下面を略平坦に研磨することにより形成される。そして、この樹脂柱１１を含む芯体７の上下面に絶縁層８が積層されている。
【００１９】
芯体７の上下面に積層された絶縁層８は、それぞれの厚みが２０〜５０μｍ程度であり、各層の上面から下面にかけて直径が３０〜１００μｍ程度の複数の貫通孔１２を有している。これらの絶縁層８は、配線導体９を高密度に配線するための絶縁間隔を提供するためのものであり、最表層を除く絶縁層８にはその表面および貫通孔１２内に配線導体９の一部が被着されている。そして、上層の配線導体９と下層の配線導体９とを貫通孔１２を介して電気的に接続することにより高密度配線を立体的に形成可能としている。なお、最表層の絶縁層８は、ソルダーレジスト層である。このような絶縁層８は、厚みが２０〜５０μｍ程度の未硬化の熱硬化性樹脂のフィルムを芯体７の上下面に貼着し、これを熱硬化させるとともにレーザ加工により貫通孔１２を穿孔し、さらにその上に同様にして次の絶縁層８を順次積み重ねることによって形成される。なお、各絶縁層８表面および貫通孔１２内に被着された配線導体９は、各絶縁層８を形成する毎に各絶縁層８の表面および貫通孔１２内に５〜５０μｍ程度の厚みの銅薄膜を公知のセミアディティブ法やサブトラクティブ法等のパターン形成法により所定のパターンに被着させることによって形成される。
【００２０】
絶縁基体４の上面から下面にかけて形成された配線導体９は、電子部品５の各電極を外部電気回路基板２に接続するための導電路として機能し、絶縁基体４の上面に露出している部位が電子部品５の各電極に鉛−錫合金等の錫を含有する半田１３を介して接続された電子部品接続用パッド１４を、絶縁基体４の下面に露出した部位が外部電気回路基板２に鉛−錫合金等の錫を含有する半田３を介して接続された外部接続用パッド１５を形成している。なお、この例では電子部品５の各電極は電子部品接続用パッド１４に半田１３を介して接続されているが、電子部品５の電極は例えばボンディングワイヤを介して電子部品接続用パッド１４に接続されてもよい。その場合、電子部品接続用パッド１４は電子部品５が搭載される部位の周囲に配置される。
【００２１】
そして、絶縁基体４上面の電子部品接続用パッド１４に電子部品５の各電極を半田１３を介して接続した後、電子部品５をエポキシ樹脂等から成る封止部材６により封止することにより電子装置１が完成し、この電子装置１の外部接続用パッド１５を半田３を介して外部電気回路基板２の電子装置接続用パッド１６に接続することによって電子装置１が外部電気回路基板２に実装される。
【００２２】
なお、このような電子装置１においては、半田３を介した外部電気回路基板２への実装を容易なものとするために、半田３を外部接続用パッド１５に予め取着させておく。そうすることによって電子装置１を外部電気回路基板２に実装する際に半田３の保持や位置合わせなどを容易かつ確実に行なうことができる。このような、半田３は、錫（Ｓｎ）を１０〜１００質量％含んでおり、錫の含有量が１０質量％未満では、外部接続用パッドと半田３との間に銅−錫合金層１７を良好に形成することが困難と成る傾向があり、このような半田３の組成としては、Ｓｎ１０質量％−Ｐｂ９０質量％、Ｓｎ６３質量％−Ｐｂ３７質量％、Ｓｎ９６．５質量％−Ａｇ３質量％−Ｃｕ０．５質量％等の合金があげられる。
【００２３】
外部接続用パッド１５に半田３を予め取着させるには、まず、外部接続用パッド１５の表面に０．０１〜０．８μｍの厚みの無電解金めっき層を被着させるとともに、その上に例えば鉛−錫合金や銀−錫−銅合金等の錫を含有する直径が０．４〜０．７ｍｍ程度の球状の半田を接触させる。次に、これらを例えば窒素ガス雰囲気中で半田の溶融温度以上の温度に加熱してリフローさせれば、球状の半田が一旦溶融した後に固化して半田３が外部接続用パッド１５に取着される。なおこのとき、外部接続用パッド１５上の金めっき層は溶融した半田３中に拡散吸収されて消滅する。また、銅から成る外部接続用パッド１５と半田３との間には、図２に要部拡大断面図で示すように、外部接続用パッド１５中の銅と半田中の錫とが反応して銅−錫合金層１７が形成される。
【００２４】
なお、無電解金めっきの前処理として、通常、銅に対する無電解めっき方法において採用される各種の処理、例えば、脱脂処理・ソフトエッチング・酸洗浄処理が行なわれる。
【００２５】
脱脂方法については、特に限定はないが、例えば、酸性の脱脂液に浸漬する方法等を例示できる。また、ソフトエッチングについては、例えば、過硫酸ソーダ、過硫酸−硫酸混合液、過酸化水素水−硫酸混合液等に浸漬する方法等を例示できる。酸洗浄処理についても、特に限定はなく、例えば、塩酸、硫酸等の鉱酸水溶液に浸漬する方法を例示できる。
【００２６】
また、無電解金めっき層用の無電解金めっき液としては、シアン化金カリウム５ｇ／ｌ、クエン酸カリウム５０ｇ／ｌ、エチレンジアミン４酢酸ナトリウム５ｇ／ｌから成るめっき液が用いられる。
【００２７】
なお、外部接続用パッド１５上に被着させる無電解金めっき層は、外部接続用パッド１５と半田３とを良好に接合させるためのものであり、その厚みが０．０１μｍ未満であると、外部接続用パッド１５と半田３との接合が弱いものとなる傾向にあり、他方０．８μｍを超えると、半田３中に金が多量に溶け込んでしまい、半田３が脆化し、電子部品５が作動時に発生する熱等による応力によって外部接続用パッド１５と半田３との間で剥離が発生しやすくなる。したがって、外部接続用パッド１５に被着される無電解金めっき層の厚みは０．０１〜０．８μｍの範囲が好ましい。
【００２８】
また、このような無電解金めっき層は、例えば電子部品接続用パッド１４に電子部品５の電極を接続する前に被着させればよい。そして、それと同時に電子部品接続用パッド１４にも同様に無電解金めっき層を被着させてもよい。そうすることで電子部品接続用パッド１４が酸化腐蝕するのが有効に防止されるとともに、電子部品接続用パッド１４と半田１３との接合を容易かつ強固なものとすることができる。
【００２９】
他方、電子装置１が実装された外部電気回路基板２は、例えば一般的なプリント板であり、ガラス繊維を縦横に織り込んだガラス織物にエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を含浸させて成る絶縁板２０の上面に銅箔から成る複数の電子装置接続用パッド１６が形成されて成る。このような外部電気回路基板２は常法によって製作される。
【００３０】
そして、電子装置１を外部電気回路基板２に実装するには、電子装置１をその外部接続用パッド１５に予め取着させた半田３と電子装置接続用パッド１６とが接するようにして外部電気回路基板２上に載置し、これらを例えば窒素ガス雰囲気中で半田３が溶融する温度以上の温度に加熱して半田３を溶融させる方法が採用される。
【００３１】
そして、本発明の電子装置の実装構造では、外部接続用パッド１５と半田３との間に形成された銅−錫合金層１７は、その粒径が０．５〜１０μｍの銅−錫合金粒子から形成されている。このように外部接続用パッド１５と半田３との間に形成された銅−錫合金層１７が粒径０．５〜１０μｍの銅−錫合金粒子が形成されていることから、この粒径が０．５〜１０μｍの銅−錫合金粒子から成る銅−錫合金層１７を介して外部接続用パッド１５と半田３とが強固に接合され、その結果、電子部品５が作動時に発生する熱等による熱応力が繰り返し印加されたとしても、外部接続用パッド１５と半田３との間に剥離が発生することがなく、電子部品５を長期間にわたり正常かつ安定して作動させることができる。
【００３２】
なお、銅から成る外部接続用パッド１５と半田３との間に形成された銅−錫合金層１７の粒径が０．５μｍ未満であると、銅−錫合金層１７の凹凸が少なく、銅−錫合金層１７と半田との微細なかみ合いがない為に、半田３と銅−錫合金層１７との間で剥離が発生する場合があり、他方、１０μｍを超えると、外部接続用パッド１５を銅−錫合金層１７で良好に被覆することができず、外部接続用パッド１５と半田３との間に微細なボイドが発生して半田３と銅−錫合金層１７の間で剥離が発生する。従って、銅−錫合金層１７の粒径は、０．５〜１０μｍの範囲に特定される。
【００３３】
また、外部接続用パッド１５と半田３との間に形成される銅−錫合金層１７の粒径を０．５〜１０μｍの範囲とするには、外部接続用パッド１５上に半田３を溶融させる時間および温度を適宜に調整すればよい。半田溶融時のプレヒート保持時間を短く、半田自体の融点以上の加熱時間を短くすれば、粒径は小さい側にシフトする。また、半田溶融時のプレヒート保持時間を長く、半田自体の融点以上の加熱時間を長くすれば、粒径は大きい側にシフトすることが可能となる。
【００３４】
かくして、本発明の電子装置の実装構造によれば、電子部品５を長期間にわたり正常に作動させることができる。
【００３５】
なお、本発明は、上述の実施の形態の一例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば種々の変更は可能であり、例えば上述の実施の形態の一例では、絶縁基体４はガラス織物に熱硬化性樹脂を含浸させた材料および熱硬化性樹脂から形成されていたが、絶縁基体４は、セラミックス材料等の他の絶縁材料から形成されていてもよい。
【００３６】
【実施例】
評価用基板としてガラス織物にエポキシ樹脂を含浸させて成る一辺が５０ｍｍで厚みが１．１ｍｍの正方形状の芯体両面上にエポキシ樹脂から成る厚みが３５μｍの絶縁層を２層ずつ積層するとともに、最上層の絶縁層上に厚みが１８μｍの銅めっき層から成る直径が０．７５ｍｍの略円形の試験パッドを格子状の配列に１．０ｍｍのピッチで２４０１個ずつ形成し、その上にアクリル変性エポキシ樹脂から成り試験パッド上の厚みが２０μｍのソルダーレジスト層を、試験パッドと同心円状の直径が０．５５ｍｍの開口を有するように被着させた評価用基板を準備した。また、ガラス織物にエポキシ樹脂を含浸させて成る一辺が１００ｍｍで厚みが１．６ｍｍの正方形状のガラス−エポキシ板の上面に、厚みが３５μｍで直径が０．４５ｍｍの銅箔から成る電子装置接続用パッドを、評価用基板の各試験パッドと対応する位置にそれぞれ形成した評価用の外部電気回路基板を用意した。
【００３７】
次に、上記の評価用基板のソルダーレジスト層の開口から露出した試験パッドの表面を酸性の脱脂処理（例えば、上村工業株式会社のＡＣＬ００９）を５５℃温度で５分行なった後、１５％の過硫酸ソーダ水溶液から成るソフトエッチング液で８分程度ソフトエッチング処理し、さらに５％の硫酸水溶液で常温で１分、酸洗浄処理した。その後、試験パッドの表面に無電解めっき法により厚みが０．０５μｍの金めっき層を被着させるとともに、その試験パッド上に、ＲＭＡ系のフラックスを塗布後、鉛−錫共晶合金から成る体積が０．２８ｍｍ３の半田ボールを搭載し、それを１５０℃〜１７０℃の温度で９０秒間保持して予備加熱した後、ピーク温度２２０℃で１８３℃以上の溶融時間が１２０秒間、窒素ガス雰囲気中でリフローさせることにより試験パッド上に半田を接合した後、それを評価用の外部電気回路基板上に、試験パッドの半田と評価用の外部電気回路基板の電子装置接続用パッドとが接触するように載置し、それを１５０℃〜１７０℃の温度で１２０秒間保持して予備加熱した後、ピーク温度２２０℃で１８３℃以上の溶融時間が１２０秒間、窒素ガス雰囲気中でリフローさせることにより試験パッドと半田との間に粒径が０．５〜８μｍの銅−錫合金層が形成された本発明による第一の評価用試料を得た。
【００３８】
また、上述と同様の評価用基板のソルダーレジスト層の開口から露出した試験パッドの表面を上述の場合と同様にして酸性脱脂処理およびソフトエッチングおよび酸洗浄処理を行なった後、その試験パッドの表面に厚みが０．０５μｍの金めっき層を被着させるとともに、その試験パッド上に、ＲＭＡ系のフラックスを塗布後、鉛−錫共晶合金から成る体積が０．２８ｍｍ３の半田ボールを搭載し、それを１５０℃〜１７０℃の温度で９０秒間保持して予備加熱した後、ピーク温度２２０℃で１８３℃以上の溶融時間が１２０秒間、窒素ガス雰囲気中でリフローさせることにより試験パッド上に半田を接合した後、それを評価用の外部電気回路基板上に、試験パッドの半田と評価用の外部電気回路基板の電子装置接続用パッドとが接触するように載置し、それを１５０℃〜１７０℃の温度で１５０秒間保持して予備加熱した後、ピーク温度２２０℃で１８３℃以上の溶融時間が１２０秒間、窒素ガス雰囲気中でリフローさせることにより試験パッドと半田との間に粒径が２〜８μｍの銅−錫合金層が形成された本発明による第二の評価用試料を得た。
【００３９】
また、上述と同様の評価用基板のソルダーレジスト層の開口から露出した試験パッドの表面を上述の場合と同様にして酸性脱脂処理およびソフトエッチングおよび酸洗浄処理を行なった後、その試験パッドの表面に厚みが０．０５μｍの金めっき層を被着させるとともに、その試験パッド上に、ＲＭＡ系のフラックスを塗布後、鉛−錫共晶合金から成る体積が０．２８ｍｍ３の半田ボールを搭載し、それを１５０℃〜１７０℃の温度で９０秒間保持して予備加熱した後、ピーク温度２２０℃で１８３℃以上の溶融時間が１２０秒間、窒素ガス雰囲気中でリフローさせることにより試験パッド上に半田を接合した後、それを評価用の外部電気回路基板上に、試験パッドの半田と評価用の外部電気回路基板の電子装置接続用パッドとが接触するように載置し、それを１５０℃〜１７０℃の温度で１５０秒間保持して予備加熱した後、ピーク温度２２０℃で１８３℃以上の溶融時間が１４０秒間、窒素ガス雰囲気中でリフローさせることにより試験パッドと半田バンプとの間に粒径が２〜１０μｍの銅−錫合金層が形成された本発明による第三の評価用試料を得た。
【００４０】
また、上述と同様の評価用基板のソルダーレジスト層の開口から露出した試験パッドの表面を上述の場合と同様にして酸性脱脂処理およびソフトエッチングおよび酸洗浄処理を行なった後、その試験パッドの表面に厚みが０．０５μｍの金めっき層を被着させるとともに、その試験パッド上に、ＲＭＡ系のフラックスを塗布後、鉛−錫共晶合金から成る体積が０．２８ｍｍ３の半田ボールを搭載し、それを１５０℃〜１７０℃の温度で９０秒間保持して予備加熱した後、ピーク温度２２０℃で１８３℃以上の溶融時間が６０秒間、窒素ガス雰囲気中でリフローさせることにより試験パッド上に半田を接合した後、それを評価用の外部電気回路基板上に、試験パッドの半田と評価用の外部電気回路基板の電子装置接続用パッドとが接触するように載置し、それを１５０℃〜１７０℃の温度で３０秒間保持して予備加熱した後、ピーク温度２２０℃で１８３℃以上の溶融時間が１２０秒間、窒素ガス雰囲気中でリフローさせることにより試験パッドと半田バンプとの間に粒径が０．２〜３μｍの銅−錫合金層が形成された比較のための第四の評価用試料を得た。
【００４１】
さらに、上述と同様の評価用基板のソルダーレジスト層の開口から露出した試験パッドの表面を上述の場合と同様にして酸性脱脂処理およびソフトエッチングおよび酸洗浄処理を行なった後、その試験パッドの表面に厚みが０．０５μｍの金めっき層を被着させるとともに、その試験パッド上に、ＲＭＡ系のフラックスを塗布後、鉛−錫共晶合金から成る体積が０．２８ｍｍ３の半田ボールを搭載し、それを１５０℃〜１７０℃の温度で９０秒間保持して予備加熱した後、ピーク温度２４０℃で１８３℃以上の溶融時間が１２０秒間、窒素ガス雰囲気中でリフローさせることにより試験パッド上に半田を接合した後、それを評価用の外部電気回路基板上に、試験パッドの半田と評価用の外部電気回路基板の電子装置接続用パッドとが接触するように載置し、それを１５０℃〜１７０℃の温度で１５０秒間保持して予備加熱した後、ピーク温度２４０℃で１８３℃以上の溶融時間が１５０秒間、窒素ガス雰囲気中でリフローさせることにより試験パッドと半田バンプとの間に粒径が３〜１５μｍの銅−錫合金層が形成された比較のための第五の評価用試料を得た。なお、各評価試料における銅−錫合金層の粒径は、各評価用試料のうちの一個ずつを、硝酸５質量％およびメタノール９５質量％から成るエッチング液に浸漬して半田をエッチング除去した後に、電子顕微鏡により試験パッド上を観察することにより確認した。
【００４２】
かくして得られた各評価用試料における評価用試料２０個ずつを、−５５〜１２５℃の温度サイクル試験に１０００サイクルまで入れて、５００サイクル経過時および１０００サイクル経過時に試験パッドと半田との間に剥離が発生していないかどうかを観察した。その結果を表１に示す。なお、表１において本発明による第一の評価用試料は試料番号２、本発明による第二の評価用試料は試料番号３、本発明による第三の評価用試料は試料番号４、比較のための第四の評価用試料は試料番号１、比較のための第五の評価用試料は試料番号５である。
【００４３】
【表１】
2004235369.tif 000003
【００４４】
表１に示すように、本発明による評価用試料（試料番号２、３、４）では、温度サイクル試験１０００サイクルまで試験パッドと半田との間に剥離が発生することはなかった。他方、比較のための評価用試料（試料番号１、５）では、いずれも５００サイクルまでに試験パッドと半田との間で剥離が発生した。
【００４５】
かくして、本発明の電子装置の実装構造によれば、電子部品を外部電気回路に長期間にわたり正常に接続することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の電子装置の実装構造によれば、電子装置の銅から成る外部接続用パッドをと半田との間に粒径が０．５〜１０μｍの銅−錫合金粒子から成る銅−錫合金層が形成されていることから、この粒径が０．５〜１０μｍの銅−錫合金粒子から成る銅−錫合金層を介して外部接続用パッドと半田とが強固に接合され、その結果、電子部品が作動時に発生する熱等による熱応力が繰り返し印加されたとしても外部接続用パッドと半田とが剥離することがなく、電子部品を長期間にわたり正常に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子装置の実装構造の実施形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す電子装置の実装構造の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・電子装置
２・・・・・外部電気回路基板
３・・・・・半田
４・・・・・絶縁基体
５・・・・・電子部品
１５・・・・・外部接続用パッド
１７・・・・・銅−錫合金層
【図１】
2004235369.tif 000004
【図２】
2004235369.tif 000005