(57)【要約】【課題】本発明の目的は、低耐熱性部品のはんだ付け部を修正できるぬれ性の優れた低融点の線はんだを提供し、これを用いた電子機器の製造プロセスを提案することにある。【解決手段】Ｂｉを有し、かつ鉛フリーはんだ材料からなるはんだ部と、該はんだ部の表面に形成されたフラックス部を有する線はんだ。鉛フリーはんだを用いて電子部品を基板に実装する工程と、該半導体装置が実装された基板を検査する工程と、該検査工程ではんだ接続不良が確認されたときに該はんだ接続不良部を修正する工程を有し、該修正工程では、Ｂｉを有しかつ鉛フリーはんだ材料からなるはんだ部と、該はんだ部の表面に形成されたフラックス部を有する線はんだを用いて該はんだ接続不良部を修正する電子機器の製造方法。【選択図】　図１
2004034134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂｉを有し、かつ鉛フリーはんだ材料からなるはんだ部と、該はんだ部の表面に形成されたフラックス部を有することを特徴とする線はんだ。
【請求項２】
請求項１に記載の線はんだであって、前記Ｂｉ量は４ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であることを特徴とする線はんだ。
【請求項３】
請求項１に記載の線はんだであって、前記はんだ部の組成はＳｎ−（０〜４ｗｔ％）Ａｇ−（４〜７０ｗｔ％）Ｂｉであることを特徴とする線はんだ。
【請求項４】
請求項３に記載の線はんだであって、前記はんだ部はさらに３ｗｔ％以下のＣｕを有することを特徴とする線はんだ。
【請求項５】
請求項３に記載の線はんだであって、前記はんだ部はさらに５ｗｔ％以下のＩｎを有することを特徴とする線はんだ。
【請求項６】
請求項３に記載の線はんだであって、前記はんだ部はさらに５ｗｔ％以下のＳｂを有することを特徴とする線はんだ。
【請求項７】
電子機器の製造方法であって、
鉛フリーはんだを用いて電子部品を基板に実装する工程と、
該半導体装置が実装された基板を検査する工程と、
該検査工程ではんだ接続不良が確認されたときに該はんだ接続不良部を修正する工程を有し、
該修正工程では、Ｂｉを有しかつ鉛フリーはんだ材料からなるはんだ部と、該はんだ部の表面に形成されたフラックス部を有する線はんだを用いて該はんだ接続不良部を修正することを特徴とする電子機器の製造方法。
【請求項８】
電子機器の製造方法であって、
鉛フリーはんだを用いて第一の電子部品を基板に実装する第一の工程と、
該第一の鉛フリーはんだより融点の低い第二の鉛フリーはんだを用いて、第二の電子部品を該基板に実装する第二の工程と、
該半導体装置が実装された基板を検査する第三の工程を有し、
該第二の工程において、該第二の鉛フリーはんだは、Ｂｉを有しかつ鉛フリーはんだ材料からなるはんだ部と、該はんだ部の表面に形成されたフラックス部を有する線はんだであることを特徴とする電子機器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線はんだ、電子機器およびそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部品のプリント回路基板へのはんだ付けは、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだが主に用いられていた。Ｓｎ−Ｐｂ系はんだの中では、融点が１８３℃の６３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐｂの共晶はんだ（以下、Ｓｎ−３７Ｐｂのように、元素の割合をｗｔ％を除いて示し、組成比の記述のない元素は残りとする）が最も広く用いられている。これ以外には、ＳｎとＰｂの配合比を変えたＳｎ−４０Ｐｂ、Ｓｎ−５０Ｐｂや、Ａｇを少量添加したＳｎ−４０Ｐｂ−２Ａｇ等が用いられている。Ａｇ入りのはんだは、基板電極にＡｇが含まれる場合の電極の食われ防止に効果的とされている。
【０００３】
また、このはんだ付け工程を有する電子機器製造プロセスにおいては、外観等の検査工程の後、はんだ不足及びブリッジ等のはんだ付け欠陥を修正するプロセスや、必要に応じて、はんだを継ぎ足すプロセス（もりはんだ、ということもある）を有している。
【０００４】
これらのプロセスにおいては、線状のはんだをはんだごてを用いて溶融させて、必要個所にはんだを供給しながら、上記のはんだ付け部の修正等を行う。
【０００５】
この線状のはんだ（線はんだと言うこともある）は、はんだ付けに使用されるはんだ材料とほぼ同じであるため、従来の線はんだは鉛を有するものであった。
【０００６】
従来の線状のはんだの直径は、狭ピッチ接続部の多い高密度実装用基板の修正の場合には、約０．３ｍｍ〜１ｍｍ程度の線はんだが広く使用され、狭ピッチ接続部でない基板に対しては１ｍｍ〜２ｍｍ程度のものが使われている。また、これらの線状のはんだは「ヤニ入りはんだ」と言われるように、内部に、ＲＭＡ（Ｒｏｓｉｎ　Ｍｉｌｄｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ）、ＲＡ（Ｒｏｓｉｎ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ）等のロジンをベースとしたフラックス成分を含んでいる。フラックス成分を有することにより、はんだ付け時に、はんだ表面、及び、はんだ付けしたい材料表面の酸化膜を除去し、良好なはんだ接続を得ることが可能であった。
【０００７】
従来の鉛を有する線状のはんだの製造方法は、「電子材料のはんだ付け技術」（工業調査会　大澤直著）に記載されているように、線引加工、冷間或いは熱間押出法によって製造されている。即ち、３ｒｄ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　“Ｍｉｃｒｏｊｏｉｎｉｎｇ　ａｎｄＡｓｓｅｍｂｌｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ”　ｐ９５に記載のように、はんだ材料を円柱状に鋳込み、その鋳塊を油圧押出機を用いて線はんだの原型となる形状に押出加工を行い、その後、さらにダイスを用いた引き抜き等による細線化加工を行っている。
【０００８】
一方、複数の電子部品を高密度に実装するプロセスや、両面基板等に実装するプロセスにおいては、従来は階層接続といわれているように、第１段階として融点の高いはんだで接続し、第２段階としてその接続部を溶融させないように、融点の低いはんだで接続するプロセスが用いられてきた。第１段階で用いられるはんだは、例えば、融点２３２〜２４０℃のＳｎ−５Ｓｂ、融点が２２１℃のＳｎ−３．５Ａｇであり、それぞれ約２６０℃、約２４０℃ではんだ付けを行っていた。この場合、第２段階では、融点が１８３℃のＳｎ−３７Ｐｂが主に使用され、約２１０℃ではんだ付けを行えば、第１段階で接続した接続部が溶融せず、階層接続が可能であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、現在、環境を懸念して、はんだ中に鉛を積極的に含まない（はんだ中から鉛を積極的に排除した）鉛フリーはんだ材料、及びそれを用いたはんだ付け方法の開発が進められており、この新しい材料系での階層接続が必要になっている。
【００１０】
Ｓｎ−３７Ｐｂはんだを代替するための鉛フリーはんだ材料としては、Ｓｎ−Ａｇ共晶系、Ｓｎ−Ｃｕ共晶系、Ｓｎ−Ｚｎ共晶系、及び、これらにＢｉや、Ｉｎを添加したはんだ材料、或いはＳｎ−Ｂｉ共晶系にＡｇ等の元素を少量添加した組成が提案されている。
【００１１】
最も広く実用化されようとしている鉛フリーはんだは、リフローはんだ付け、フローはんだ付けの両方に対して、融点２１７℃のＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕであり、耐疲労性の高いことが特徴である。フローはんだ付けでは、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５ＣｕよりＡｇ量が少なく低コスト化が図れるＳｎ−０．７５Ｃｕ、或いは、これに少量のＮｉ等を添加したものも広く使用されると考えられる。しかし、このＳｎ−Ａｇ共晶系、Ｓｎ−Ｃｕ共晶系の鉛フリーはんだを用いた場合には、はんだ付け温度が約２３５℃〜２６０℃付近となり、耐熱性の低い電子部品の接続においては、部品への熱損傷の影響が懸念される。
【００１２】
一方、Ｓｎ−Ｚｎ系は融点が１９９℃付近であり、従来使用されてきた融点が１８３℃のＳｎ−３７Ｐｂとはんだ付け温度が近い。しかし、Ｚｎの反応性が高いため、使用時の腐食、接続界面の経時変化が大きい点、及びはんだペースト中のフラックス成分との反応による印刷性劣化等の問題がある。
【００１３】
ところで、上記Ｓｎ−Ａｇ共晶、Ｓｎ−Ｃｕ共晶、Ｓｎ−Ｚｎ共晶系にＢｉやＩｎを添加したはんだは低融点化が可能であり、鉛フリーはんだ材料として期待される
しかし、Ｂｉが添加されるとＢｉがＳｎ中に固溶してはんだが硬くなり、接続部の信頼性の低下が懸念されるが、Ｂｉの添加量によってははんだ組織が微細で変形性能が優れるようになり、通常の電子機器中のはんだ接続部の熱疲労特性には問題がなく、実用化が可能である。例えば、Ｂｉを多量に含むＳｎ−Ｂｉ共晶系で、これにＡｇを少量添加したＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇはんだでは、伸び特性も良く、様々な製品への適用が期待される。且つ、このＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇは融点が約１３８℃であるため、Ｓｎ−５Ｓｂ、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだ等との階層接続、或いは、耐熱性の低い電子部品の接続にも適している。
【００１４】
一方、Ｉｎが多く添加されるとはんだペーストの粘度やぬれ性などの経時変化が大きく、印刷性が低下することが問題となる。この場合は、Ｉｎ量に比例して特性が劣化するため、Ｉｎを多量に添加することができない。
【００１５】
そこで、我々は低融点接続または温度階層の低温接続のはんだとして、まず、Ｂｉを含有した鉛フリーはんだの製造プロセスおよびそれを用いた電子機器の製造プロセスをさらに検討し、次の課題があることが分かった。
（１）Ｂｉを４ｗｔ％以上含む鉛フリーのはんだは、従来の製造方法では加工性が悪く、ダイスを通すような線状のはんだへの加工、および圧延ロール工程を経るようなはんだ箔への加工は困難である。
（２）このため、電子機器のはんだ接続の修正プロセス等で、Ｂｉを４ｗｔ％以上含む鉛フリーの線状はんだが得られず、はんだ接続部の修正が困難である。
（３）また、上記組成では、はんだの内部にフラックス成分を含むようなヤニ入りはんだの製作は不可能である。
（４）Ｓｎ−５７Ｂｉ−１ＡｇはんだのようなＳｎ−Ｂｉ共晶系はんだによる電子機器のはんだ接続部を、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ系のように上記のＳｎ−Ｂｉ共晶系はんだと異なる組成による線はんだで修正を行うと、修正後の接続部の組成は機械的特性の悪いはんだ組成となり、最終的な接続部の耐熱疲労特性が問題となる場合がある。従って、はんだ接続部は、基本的には同様な組成のはんだを用いた修正が望ましい。このことから、Ｂｉを含有するはんだ接続部では同様なＢｉ量を含有する組成の線状のはんだへの加工方法の開発が必要である。
【００１６】
Ｉｎに関しては、Ｉｎ量の線はんだ加工に及ぼす影響は見られず、ほぼどの組成でも加工が可能であった。
【００１７】
以上から、本発明の目的は、鉛フリーはんだであって、かつＢｉを含有する低融点の線はんだを提供することである。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、必要に応じて電子機器の鉛フリーはんだ接続部を修正、或いは、鉛フリーはんだにより電子部品を後付けし、信頼性の高い電子機器を提供することである。
【００１９】
また、本発明の他の目的は、Ｓｎ−Ｂｉ系鉛フリーはんだを用いた温度階層接続工程を有する電子機器の製造方法を提供することである。
【００２０】
特に、Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇ等のＳｎ−Ｂｉ共晶系はんだの、修正プロセス、後付け工程で使用可能な線はんだを供給し、これを用いた電子機器の製造プロセスを提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的の少なくとも１つを達成するために、本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次のとおりである。
【００２２】
Ｂｉを有し、かつ鉛フリーはんだ材料からなるはんだ部と、該はんだ部の表面に形成されたフラックス部を有する線はんだである。
また上記記載の線はんだであって、前記Ｂｉ量は４ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であるものである。
【００２３】
電子機器の製造方法であって、鉛フリーはんだを用いて電子部品を基板に実装する工程と、該半導体装置が実装された基板を検査する工程と、該検査工程ではんだ接続不良が確認されたときに該はんだ接続不良部を修正する工程を有し、該修正工程では、Ｂｉを有しかつ鉛フリーはんだ材料からなるはんだ部と、該はんだ部の表面に形成されたフラックス部を有する線はんだを用いて該はんだ接続不良部を修正する電子機器の製造方法である。
【００２４】
また、電子機器の製造方法であって、鉛フリーはんだを用いて第一の電子部品を基板に実装する第一の工程と、該第一の鉛フリーはんだより融点の低い第二の鉛フリーはんだを用いて、第二の電子部品を該基板に実装する第二の工程と、該半導体装置が実装された基板を検査する第三の工程を有し、該第二の工程において、該第二の鉛フリーはんだは、Ｂｉを有しかつ鉛フリーはんだ材料からなるはんだ部と、該はんだ部の表面に形成されたフラックス部を有する線はんだである電子機器の製造方法である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るＢｉを含有する線はんだ、及び、これを用いた修正プロセス、後付けプロセスを有する電子機器の製造方法を図面を用いて説明する。
（実施の形態１）
図１は本実施例にかかる線状はんだ１を示す。この線状はんだ１ははんだ部２とそのはんだ部２の表面に塗布されたフラックス３を有し、はんだ部２の内部にフラックスは含まれていない。なお、フラックス３ははんだの濡れ性を考慮して形成されているものであり必ずしも必要ない。
【００２６】
線状はんだ１のはんだ部２には、Ｓｎ−Ｂｉ共晶系としてＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇを用いた。フラックス３は、ロジンをベースに活性剤を少量添加したＲＭＡタイプのものを使用した。
【００２７】
本実施例にかかる線はんだ１は、水中紡糸法と言われる方法により製造することができる。これは、ドラムを回転させ、遠心力により冷却水層を形成した中にノズルからはんだの溶湯を噴射して、線状の金属を得る方法である。本方法は急冷によりはんだを凝固させるので、線状のはんだは組織が微細であり、柔らかい。
【００２８】
従来の方法では、通常の鋳込み速度により鋳塊を作成しているため、Ｓｎ相とＢｉ相の組織が粗大に析出している。Ｂｉは壁開面を有しているため、大きなＢｉ粒が多量に含まれていると塑性加工に際し割れやすく容易に破断してしまう。このため、その後の細線化加工に耐えることができなかった。３ｒｄ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　“Ｍｉｃｒｏｊｏｉｎｉｎｇ　ａｎｄ　Ａｓｓｅｍｂｌｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ”　ｐ９５〜９８に記載されているように、１００μｍ程度の厚みへの圧延加工時のＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ系はんだ中のＢｉ量の限界は４％であり、線引き加工においては３％のＢｉ量で線切れを起こしたとの報告がある。従って、通常の方法では、Ｂｉ含有量が多いと加工性に問題があるとされ、線状のはんだへの加工は不可能とされてきた。
【００２９】
本方法であれば、線状のはんだは組織が微細であるため、はんだ中のＢｉ量にかかわらず、直径が約２ｍｍ以下の線はんだを得ることが可能である。また、直径が約０．３ｍｍ以下の細線の形成も可能であり、それらを何本か束ねて線はんだとして使用することも可能である。従って、本方法では線はんだ形成後にダイスによる細線化工程は不要である。
【００３０】
従って、本方法によれば、Ｂｉ量にかかわらず、鉛フリーはんだで線はんだの作成が可能である。
【００３１】
さらに線はんだの組成は、Ｓｎ−（０〜４ｗｔ％）Ａｇ−（４〜７０ｗｔ％）Ｂｉ、または、Ｓｎ−（０〜４ｗｔ％）Ａｇ−（４〜７０ｗｔ％）Ｂｉ−（０〜３ｗｔ％）Ｃｕ−（０〜５ｗｔ％）Ｉｎ−（０〜５ｗｔ％）Ｓｂであることが望ましい。
【００３２】
Ｂｉは、通常、約３０ｗｔ％以下ではＢｉがＳｎ相に固溶して固溶強化されたＳｎ相の初晶が大きく析出し、はんだが硬くなり、接続部の耐熱疲労特性が低下しやすい。また約５８ｗｔ％を超えると、Ｂｉの初晶が析出するが、Ｂｉが７０ｗｔ％以上となるとＢｉの初晶の影響が大きくなり、はんだ全体の強度が減少しかつ伸び特性も悪くなり、接続部の耐熱疲労特性に問題が起こる。従って、Ｂｉは３０〜７０ｗｔ％が望ましい。しかし、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５ＣｕのようなＳｎ−Ａｇ系、或いは、Ｓｎ−Ｃｕ系はんだ等によるはんだ接続部の修正については、周囲への熱影響を小さくするため、これらのはんだ材料より少しでも低融点の線はんだで修正することが効果的である。このため、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系より融点が低下でき、且つ、ぬれ性も向上できるＢｉを４ｗｔ％以上添加したはんだ組成であれば線はんだとして有効活用できる。以上から、Ｂｉ量を４〜７０ｗｔ％とした。
【００３３】
このＢｉの範囲内では、Ａｇはほぼ１〜３ｗｔ％以上になると、ＳｎとＡｇの金属間化合物であるＡｇ３Ｓｎが初晶として析出するが、Ａｇが４ｗｔ％以上になるとＡｇ３Ｓｎの初晶が大きく針状に析出して、はんだが硬くなり加工性を低下させる。また、融点も上昇し、低温接続には適さないようになる。このため、Ａｇ量は４ｗｔ％以内とした。
【００３４】
このはんだに融点、はんだ特性への変化が小さい３ｗｔ％以内のＣｕ、５ｗｔ％以内のＩｎ、５ｗｔ％以内のＳｂを添加してもよい。Ｃｕは基板の電極材料に使われることが多く、線はんだにＣｕをあらかじめ添加しておけば、はんだ中へのＣｕ電極の溶け込みが抑制でき、Ｃｕ電極食われを防止できる。また、Ｉｎは機械的性質を損ねずに融点を調整できるため、必要に応じて添加は効果的である。Ｓｂは耐疲労性向上に効果がある。
【００３５】
この他には、Ｇｅ、Ｐ、Ｓｅ、Ｐｄ、Ｎｉ等を加えるとはんだ組織が更に微細化でき、加工性が増す。このときの添加量は１ｗｔ％以下でなければならない。
（実施の形態２）
図１に示した線はんだ１を修正プロセスに用いたことを特徴とする、電子機器の製造プロセスを次に示す。この例では、低耐熱性部品をＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇはんだではんだ付けする工程を示す。
【００３６】
図２に電子機器製造プロセスのフローチャートを示した。また、図３には、具体的な製造方法を模式図で示した。
【００３７】
まず第１工程において、Ｓｉなどからなるウェハ５に、薄膜形成プロセス等を利用して電子回路を形成し、必要があれば裏面研削によりウェハを所望の厚さに加工する。
【００３８】
次の第２工程のダイシングプロセスにおいて、各チップ６に切り出す。
【００３９】
第３工程のパッケージングプロセスにおいて、切り出したチップ６を４２アロイ材料やＣｕ合金からなるリードフレーム７にダイボンディング８を行う。このときのダイボンディング８の材料は、Ａｇ紛をエポキシ樹脂などの有機材料に混練したＡｇペースト、或いは、高融点のはんだ材料を用いる。この後、チップ６の電極９とリードフレーム７とをＡｕ線などでワイヤボンディング１０し、チップ６、ワイヤボンディング１０周辺を樹脂でモールド１１して水分の進入を遮断し、内部の回路を保護する。この後、モールド１１外部のリードフレームに外装めっき１２を施す。外装めっきの材料は、従来はＳｎ−Ｐｂ系であるが、環境への影響を考慮して、Ｓｎ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ系のめっきが望ましい。この他、ワイヤボンディング１０の接続に必要な表面処理と共通の材料として、リードフレームにＰｄめっき、またはこれに薄いＡｕめっきを予め施しても良い。この後、各パッケージ外部のリードフレーム部を切り出し、ガルウィング形状のリード１８を成形する。このようにして半導体パッケージ１３を製作する。
【００４０】
この半導体パッケージ１３を、第４工程において、プリント回路基板１４の電極１５にＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇ　はんだ１６ではんだ付けし、はんだ接続部１７を得る。これには、初めにプリント回路基板１４の電極１５上に、はんだ粉末とフラックス成分を混練したはんだペーストを印刷し、リフロー炉等により加熱を行い、はんだ粉末を溶かしてプリント回路基板１４の電極１５と半導体パッケージ１３のリード１８を電気的に接続させる。リフロー炉内の雰囲気は、大気でも窒素でも良い。
【００４１】
この後、検査を行うが、内容は、外観検査或いは電気的な検査である。ここで、欠陥が無ければ図２に示したように製品として出荷が可能である。
【００４２】
しかし、例えば、図４に示したように、はんだ接続部１７のはんだ量が少ない未はんだ１９や、図５に示したように、隣のリードとはんだがつながるはんだブリッジ２０が生じた場合、或いは、半導体パッケージ１３自体に問題があるとわかった場合には、修正を行う必要がある。例えば、図４に示した未はんだ１９の場合には、図６に示したようにはんだごて２１と、本発明の線はんだ１を利用してはんだの補充を行う。
【００４３】
このときの線はんだ１のはんだ組成は、はんだ接続部１７と同じＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇであることが望ましいが、電極１５のＣｕの溶解を押さえるためには少量のＣｕを添加しておいても良い。また、少量のＢｉ、Ａｇ量の違いは問題ない。
【００４４】
また、はんだブリッジ２０の場合には、はんだごてではんだブリッジ２０を切断するが、はんだ量が足りなくなる場合には、本発明の線はんだ１を利用し、はんだを補充する。
【００４５】
半導体パッケージ１３自体に不具合があるときには、はんだごて、或いは、リペアツールを用いて、図７の第５工程に示したように半導体パッケージ１３を取り除き、残ったはんだ部２２に、第６工程に示したように、新たな半導体パッケージ２３を搭載し、本発明の線はんだ１とはんだごて２１を利用してはんだ付けし、新たな接続部２４を得る。
【００４６】
はんだ接続部とはんだ線１の組成の関係について説明する。
（１）はんだ接続部とはんだ線１の組成が同じ場合は、はんだ接続部の組成が変化することがないので、修正された接続部の信頼性は高い。
（２）はんだ接続部とはんだ線１の組成が異なる場合は次の場合がある。
【００４７】
▲１▼はんだ線の融点がはんだ接続部の融点よりも低い場合には、先に基板に接続され固定されている電子部品の位置を変更することなく、修正が必要な接続部のみを修正できる。また、狭ピッチの端子を有する電子部品、例えば狭ピッチＱＦＰの接続を修正する場合に、はんだ接続部と線はんだの組成が同じ場合は、はんだ接続部の融点よりも高い温度で線はんだを一度溶かして修正する必要がある。従って、はんだ接続部と同じ組成の線はんだを用いると、ＱＦＰの他の端子を溶かし、新たなブリッジ等を発生させる可能性が有る。従ってはんだ接続部のはんだより融点が低い線はんだを用いると所望のはんだ接続部の修正のみを行うことができる。
【００４８】
▲２▼基板の電極は通常Ｃｕで形成されていることが多く、それらを鉛フリーはんだで接続している場合、基板電極のＣｕがはんだ接続部に拡散する。このようなはんだ接続部を修正する場合、Ｃｕ入りの線はんだを用いると基板電極のＣｕの更なる溶解を防止でき、接続信頼性が向上する。このように、基板の電極、電子部品の端子材料の溶けこみ等を防止するために、上記のＣｕ以外にも、例えばＡｇやＮｉ量を調整することができる。
【００４９】
上記▲１▼▲２▼のように、はんだ接続部と線はんだの組成を異ならせることにより、接続信頼性を向上できる場合も有る。また、温度階層接続のため、異なる組成のはんだ接続部を有する電子部品を修正する場合、異なる組成の線はんだを用意する必要はない。
【００５０】
以上のようにして、本発明の線はんだ１を利用すれば、低温での修正が可能であり、耐熱性の低い部品の高信頼な接続が可能である。また、従来、ヤニ入りはんだが修正に不可欠とされてきたが、線状のはんだ周囲にフラックスを塗布したことではんだ付け性も問題がなく、短時間で作業可能である。
【００５１】
なお、線状のはんだ部２へのフラックス３の塗布は、はんだごてを使用する直前にフラックス中に線状のはんだ部２を浸漬する方法をとる。この他には、吹き付け、刷毛塗りによる方法でも良い。また、プリフラックスとして予め線状のはんだ部２の全体に塗布して乾燥させておいても良い。
【００５２】
本実施例では、リード付き部品の修正方法を示したが、この形態の部品に限らず、チップ部品の修正、コネクタ部品、ＢＧＡ、ＣＳＰのようなはんだボールを有する部品の修正にも適用可能である。またアルミ電解コンデンサのような特に耐熱性の低い部品の修正にはＢｉを含有する低融点の線はんだの使用は有効である。また、基板の耐熱性が低い場合にも適用可能である。
【００５３】
本実施例では、表面実装型の基板に適用した例を示したが、挿入実装型の基板の接続部の修正に用いても良い。
【００５４】
はんだを供給する場合に、はんだ量がばらつかないように、一定の送り速度で線はんだを供給できるはんだごてを使用すると、はんだ付け精度の向上が可能である。また、フラックス残さが問題になる製品では、フラックスを薄くするか、或いは少量にする。或いは、はんだ付け後に不活性化するフラックスを用いる。または超音波はんだごてを使用してフラックスの役割である表面酸化膜を除去させ、フラックスレス接続としてもよい。また、はんだ付け時間の短縮、或いはコスト削減が可能である自動はんだ付けロボット等を用いてもよい。
（実施の形態３）
本発明の線はんだ１を用いれば、図８に示したように、プリント回路基板の裏面２５にＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだのような高融点の接続部２６がある場合などの両面接続、階層接続にも実施可能である。即ち、基板の裏面２５はＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕはんだで接続され、その後に、反対側の面であるおもて面２７をＳｎ−Ｂｉ共晶系はんだであるＳｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇで接続した基板において、Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇはんだ接続部２８に欠陥がある場合、Ｂｉを含有する線はんだ、特に、Ｓｎ−Ｂｉ共晶組成付近の線はんだを用いると、プリント回路基板の裏面２５の高融点の接続部２６に熱損傷を与えることはない。また、混載実装のように、挿入実装型部品が実装されている場合にも適用可能である。
（実施の形態４）
リフロー炉を用いたはんだ付けでは、プリント回路基板１４内のはんだ接続部をはんだ付け可能な温度に十分加熱するために、リフロー炉のヒーター設定温度、コンベア速度を最も熱容量の大きい部品に合わせる必要がある。このため、部品によっては、耐熱性の問題からリフロー炉を用いたはんだ付けに耐えられないものもある。そこで、このような部品を、本発明の線はんだ１を用いて、後付け工程で接続した例を次に示す。図９に示すように、プリント回路基板１４上には先付け接続部２９として既に各種の電子部品がはんだ付けされている。その次に、リフロー炉での熱履歴に耐えられない耐熱性の低い部品３０などを、はんだごて２１を用い、本発明のフラックス付き線はんだを使用してはんだ付けする。線はんだの組成はＳｎ−Ｂｉ共晶付近のもので、ここではＳｎ−５７Ｂｉ−１Ｃｕ３１を用いた。先付け接続部２９のはんだ組成は、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５ＣｕのようなＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだ、或いは、これに少量のＢｉ、Ｉｎが添加されているはんだ、或いは、Ｓｎ−９Ｚｎ、Ｓｎ−８Ｚｎ−３ＢｉのようなＳｎ−Ｚｎ系はんだである。また、この他にＳｎ−５７Ｂｉ−１ＡｇのようなＳｎ−Ｂｉ共晶系はんだであっても良い。
【００５５】
以上のように、耐熱性に問題のない部品を先付けしておき、これらの部品と同時に実装できない部品を、本発明のＢｉを含有する低融点のフラックス付き線はんだを利用して後付けではんだ付けが可能である。
【００５６】
また、後付け部品の例としては、耐熱性の低い部品の他に、特殊な形状のもの、基板部が特殊な材料、形状の場合などでも良い。
【００５７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５８】
上記実施例において開示した観点の代表的なものは次の通りである。
１．Ｂｉを有し、かつ鉛フリーはんだ材料からなるはんだ部と、該はんだ部の表面に形成されたフラックス部を有することを特徴とする線はんだ。
２．上記１に記載の線はんだであって、前記Ｂｉ量は４ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下であることを特徴とする線はんだ。
３．上記１に記載の線はんだであって、前記はんだ部の組成はＳｎ−（０〜４ｗｔ％）Ａｇ−（４〜７０ｗｔ％）Ｂｉであることを特徴とする線はんだ。
４．上記３に記載の線はんだであって、前記はんだ部はさらに３ｗｔ％以下のＣｕを有することを特徴とする線はんだ。
５．上記３に記載の線はんだであって、前記はんだ部はさらに５ｗｔ％以下のＩｎを有することを特徴とする線はんだ。
６．上記３に記載の線はんだであって、前記はんだ部はさらに５ｗｔ％以下のＳｂを有することを特徴とする線はんだ。
７．電子機器の製造方法であって、鉛フリーはんだを用いて電子部品を基板に実装する工程と、該半導体装置が実装された基板を検査する工程と、該検査工程ではんだ接続不良が確認されたときに該はんだ接続不良部を修正する工程を有し、該修正工程では、Ｂｉを有しかつ鉛フリーはんだ材料からなるはんだ部と、該はんだ部の表面に形成されたフラックス部を有する線はんだを用いて該はんだ接続不良部を修正することを特徴とする電子機器の製造方法。
８．電子機器の製造方法であって、鉛フリーはんだを用いて第一の電子部品を基板に実装する第一の工程と、該第一の鉛フリーはんだより融点の低い第二の鉛フリーはんだを用いて、第二の電子部品を該基板に実装する第二の工程と、該半導体装置が実装された基板を検査する第三の工程を有し、該第二の工程において、該第二の鉛フリーはんだは、Ｂｉを有しかつ鉛フリーはんだ材料からなるはんだ部と、該はんだ部の表面に形成されたフラックス部を有する線はんだであることを特徴とする電子機器の製造方法。
【００５９】
なお、Ｂｉを含有するはんだによる修正プロセス、後付けプロセスは、はんだ付け性を向上させるフラックスを周囲に塗布した、Ｂｉを含有するはんだ組成の線はんだを用いて行うことができる。この線はんだの直径は、２ｍｍ以下である。
【００６０】
このＢｉを含有する線状のはんだは、例えば、水中紡糸法と言われる方法、或いは、加熱鋳型式連続鋳造法ＯＣＣプロセスと言われる方法を採用する。
【００６１】
上記のような方法で製作された所望の直径の線状のはんだをフラックス液中に浸漬させて周囲にフラックスを塗布し、はんだごてを用いて、必要な個所にはんだを供給し、はんだ付け欠陥の修正を行う。或いは、後付け部品のはんだ付けを行う。
【００６２】
上記のＳｎ−Ｂｉ共晶系はんだの組成は、Ｓｎ−（０〜４ｗｔ％）Ａｇ−（４〜７０ｗｔ％）Ｂｉ、である。または、Ｓｎ−（０〜４ｗｔ％）Ａｇ−（４〜７０ｗｔ％）Ｂｉ−（０〜３ｗｔ％）Ｃｕ−（０〜５ｗｔ％）Ｉｎ−（０〜５ｗｔ％）Ｓｂである。この組成の線はんだを用いれば、階層接続、または、低耐熱性部品のはんだ付けに使用することが可能である。
【００６３】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
（１）鉛フリーはんだであって、かつＢｉを含有する低融点の線はんだを提供することができる。
（２）必要に応じて電子機器の鉛フリーはんだ接続部を修正し、信頼性の高い電子機器を提供することができる。
（３）Ｓｎ−Ｂｉ系鉛フリーはんだを用いた温度階層接続工程を有する電子機器の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフラックス付きの線はんだを示す図
【図２】本発明の修正プロセスを利用した電子機器製造のフローチャート
【図３】本発明の修正プロセスを利用した電子機器製造方法
【図４】未はんだのはんだ付け欠陥が生じた例
【図５】はんだブリッジのはんだ付け欠陥が生じた例
【図６】本発明による未はんだの場合の修正方法
【図７】半導体パッケージに不具合がある場合の本発明による修正方法
【図８】階層接続による電子機器製造に利用した例
【図９】本発明のフラックス付き線はんだを後付け工程に利用した例
【符号の説明】
１…フラックス付き線はんだ部、２…はんだ、３…フラックス、５…ウェハ、６…チップ、７…リードフレーム、８…ダイボンディング、９…電極、１０…ワイヤボンディング、１１…モールド、１２…外装めっき、１３…半導体パッケージ、１４…プリント回路基板、１５…電極、１６…Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇはんだ、１７…はんだ接続部、１８…リード、１９…未はんだ部、２０…はんだブリッジ、２１…はんだごて、２２…残ったはんだ部、２３…新たな半導体パッケージ、２４…新たな接続部、２５…プリント回路基板の裏面、２６…高融点の接続部、２７…プリント回路基板のおもて面、２８…Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇはんだ接続部、２９…先付け接続部、３０…耐熱性の低い部品、３１…Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ｃｕはんだ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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