(57)【要約】【課題】  ベタツキ・ひび割れ・水分の吸湿などのない優れたフラックスを提供し、帯状・線状・プリフォームなどの種々の形態のはんだに対して、フラックスを併せ持たせることができるはんだ製品の製作方法およびはんだ製品を提供する。【解決手段】  はんだとフラックスとを含むはんだ製品の製作方法であって、前記はんだ表面に前記フラックスをコートすることにより製作されるはんだ製品の製作方法とし、また、前記フラックスとしては、脂肪酸１００〜４０重量％を含むこととしてもよい。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだとフラックスとを含むはんだ製品の製作方法であって、
前記はんだ表面に前記フラックスをコートすることにより製作される、ことを特徴とするはんだ製品の製作方法。
【請求項２】
請求項１に記載のはんだ製品の製作方法において、
前記フラックスは、脂肪酸１００〜４０重量％を含む、ことを特徴とするはんだ製品の製作方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のはんだ製品の製作方法において、
前記はんだは、帯状／線状／プリフォーム状／塊状／棒状のいずれかの形態からなる、はんだ金属であって、
前記フラックスを溶解させて、その中に前記はんだ金属を漬け込んで引き上げることによりコートする、ことを特徴とするはんだ製品の製作方法。
【請求項４】
請求項３に記載のはんだ製品の製作方法において、
前記はんだ金属を漬け込んで引き上げるときに、拭い落とし手段によってコートの均一化を行う、ことを特徴とするはんだ製品の製作方法。
【請求項５】
請求項１または２に記載のはんだ製品の製作方法において、
前記はんだは、帯状／線状／プリフォーム状／塊状／棒状のいずれかの形態からなる、はんだ金属であって、
前記フラックスを溶解させて、溶解させた前記フラックスを前記はんだ金属に吹き付けることによりコートする、ことを特徴とするはんだ製品の製作方法。
【請求項６】
はんだとフラックスとを含むはんだ製品において、
このはんだ製品は、前記はんだの表面に前記フラックスをコートしたフラックスコートはんだの形態を備え、
前記フラックスコートはんだの形態は、請求項１〜５いずれかに記載のはんだ製品の製作方法によって形成される、ことを特徴とするはんだ製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板などをはんだ接合するために用いられるはんだ製品の製作方法、およびはんだ製品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のはんだの形態としては、塊状／棒状／帯状／線状／プリフォーム／粉末状などがあって、これらはＪＩＳにおいても規定されている。また、線状のはんだの中心部分にフラックスを注入した「やに入りはんだ」は、線状のはんだの応用品として、別にＪＩＳで規定されている。
塊状・棒状のはんだは、その形状のまま槽に入れて、溶解して使用する。また、粉末状のはんだは、クリーム状のフラックスと混ぜ合わせられて、インクのような形態にし、基板に印刷法またはシリンジを用いての滴下法を用いて接合に使用する。そして、帯状・線状・プリフォーム状のはんだは、フラックスを別に用意しておき、はんだ溶解接合時に、塗布して作用させて接合させる。
【０００３】
はんだ金属とフラックスを一体化するには、従来のフラックス技術では、樹脂をベースにし、それに有機酸、ハロゲン化アミンなどの活性剤を添加して、活性効力を上げるものであった。
しかし、このような組成のフラックスは、樹脂を基本ベースにしているため、ベタツキ、またはフラックスのひび割れが発生する虞があり、また、樹脂は大気中の水分を吸収するため、大気に触れないように施すことも必要であった。そのため、はんだ線の中心部に充填したものが製品化され、それが「やに入りはんだ」となって普及している。
【特許文献１】特開２００１−１７０７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来によるフラックスとはんだ金属とについては、従来フラックスとして使用されていた材料にはベタツキがあったし、またフラックス自体にもひび割れや吸湿などを生じるなどの問題点があった。このため、はんだ金属とフラックスとは別々に準備するとか、または、はんだ線に充填して「やに入りはんだ」として供給しなければならない、などの対策が必要であった。
【０００５】
本発明による「はんだ製品の製作方法およびはんだ製品」では、上記の問題点に鑑みて、ベタツキ・ひび割れ・水分の吸湿などのない優れたフラックスを提供するとともに、帯状・線状・プリフォームなどの種々の形態のはんだに対して、フラックスを併せ持たせることができる新規なはんだ製品を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では次のような手段を用いた。
（１）はんだとフラックスとを含むはんだ製品の製作方法であって、
前記はんだ表面に前記フラックスをコートすることにより製作される、はんだ製品の製作方法とした。
（２）(１)のはんだ製品の製作方法において、
前記フラックスは、脂肪酸１００〜４０重量％を含むことが好ましい。また、脂肪酸の他に、ワックスまたは高分子化合物６０〜０重量％が含まれていてもよい。
【０００７】
（３）(１)または(２)のはんだ製品の製作方法において、
前記はんだは、帯状／線状／プリフォーム状／塊状／棒状のいずれかの形態からなる、はんだ金属であって、前記フラックスを溶解させて、その中に前記はんだ金属を漬け込んで引き上げることによりコートする。(漬け込み引き上げ方法)
（４）(３)のはんだ製品の製作方法において、
前記はんだ金属を漬け込んで引き上げるときに、ダイスなどを用いた拭い落とし手段によって、コートの均一化を行う。
またこのとき、引き上げ時にコートの均一性をだすためには、エアーカッターによる噴き落としが有効となる場合がある。
（５）(１)または(２)のはんだ製品の製作方法において、
前記はんだは、帯状／線状／プリフォーム状／塊状／棒状のいずれかの形態からなる、はんだ金属であって、
前記フラックスを溶解させて、溶解させた前記フラックスを前記はんだ金属に吹き付けることによりコートする。(吹き付け方法)
【０００８】
（６）はんだとフラックスとを含むはんだ製品において、
このはんだ製品は、前記はんだの表面に前記フラックスをコートしたフラックスコートはんだの形態を備え、
このフラックスコートはんだの形態は、(１)〜(５)いずれかのはんだ製品の製作方法によって形成されるはんだ製品とした。
【０００９】
ところで、線状形態からなるはんだ金属として、はんだ線の中心部にフラックスを充填してある「やに入りはんだ」を用いることも可能である。「やに入りはんだ」をはんだ金属としたときは、元々あった中心部にフラックスと、表面にコートされたフラックスとの二重のフラックス層が存在させることができ、フラックスの二重効果によって、より一層はんだ付け性を向上させることができる。このように既存の「やに入りはんだ」を用いることにより、本発明をさらに有効に活用することができる。
【００１０】
はんだとフラックスとを含むはんだ製品において、このはんだ製品は、前記はんだの表面に前記フラックスをコートしたフラックスコートはんだの形態を備え、
前記フラックスコートはんだの形態は、請求項(１)〜(５)いずれかのはんだ製品の製作方法によって形成される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、はんだとフラックスとを含むはんだ製品の製作方法において、はんだ表面にフラックスをコートすることにより製作される。このようにして製作される本発明による「フラックスコートはんだ」は、従来では別々に準備しなければならなかったフラックスとはんだを一つにまとめて供給することができ、一箇所のはんだ付けにおける、フラックスの供給量を安定させることができ、さらに、はんだ付け作業を簡便化できるという優れた特徴や効果を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
つぎに、本発明によるはんだ製品の製作方法とはんだ製品についての実施の形態を詳細に説明する。
ここで説明する実施の形態は、「前記はんだは、帯状／線状／プリフォーム状／塊状／棒状のいずれかの形態からなるはんだ金属であって、前記フラックスを溶解させて、溶解させた前記フラックスを前記はんだ金属に吹き付けることによりコートする」という吹き付け方法を用いた、はんだ製品の製作方法を示す一例である。
【００１３】
この吹き付け方法による性能試験は、次のとおりにおこなった。
(１)使用フラックス
使用したフラックスは、脂肪酸を１００％近く含んだはんだ付け用フラックスである。また、ここでの脂肪酸は、ミリスチン酸／パルミチン酸／ステアリン酸をほぼ均等量ずつ配合された混合物からなるものであり、少量の樹脂(パラフィン)を含んでいる。
(２)使用はんだ
リング状のプリフォームの形態であり、材質はS-Sn60Pb40A-Fを用いた。
フラックスの溶解温度は100〜200℃とし、噴出し圧力は0.１〜0.8Mpaとした。
以上の条件で、プリフォーム上にフラックスをコートする吹き付け方法により、性能試験を実施した。
【００１４】
この吹き付け方法による試験結果は次に示すとおりであって、いずれの項目についても良好な結果が得られた。
結果：はんだ付け用フラックス試験方法に準拠  JIS Z 3197:1999
・乾燥度試験（フラックス残さの粘着性の評価）：コートした状態  合格
・はんだ広がり法を実施した試験片のフラックス残さ：合格
・はんだ広がり法（酸化処理銅版上にコートした試験片を溶解）：87.8％
【００１５】
なお、本発明によるはんだ製品の製作方法とはんだ製品に関して、溶解させたフラックス中にはんだ金属を漬け込んで引き上げることによりコートする「漬け込み引き上げ方法」についても、同様にして試験を行ない、この方法による場合においても、いずれの試験項目についても良好な結果が得られた。
【００１６】
さてつぎに、本発明のはんだ製品の製作方法において用いられるフラックスについて具体的に記載する。本発明におけるフラックスとしては、次に示すようなフラックス(１)〜(３)が用いられるとよい。
（１）はんだ付け用のフラックスであって、組成中に、脂肪酸100〜40重量％、ワックスまたは高分子化合物60〜0重量％、を含み、構成されるフラックス。
（２）はんだ付け用のフラックスであって、組成中に、(１)のフラックスを0.1〜30重量％含み、かつ、樹脂を40〜90重量％含み、かつ、溶剤として、グリコール誘導体・芳香族炭化水素・エステル類・アルコール類のうち、いずれか１つ／いずれか２つ／いずれか３つ／すべて、のいずれかからなるものを10〜40重量％含み、構成されるフラックス。
（３）はんだ付け用のフラックスであって、組成中に、(１)のフラックスを0.1〜30重量％含み、かつ、樹脂を99.9〜70重量％含み、構成されるフラックス。
なお、(１)におけるフラックスは固形であるため、このまま「やに入りはんだ」のフラックスとして用いることができ、現在の「やに入りはんだ」の製法を考慮した場合、(２)や(３)のように、樹脂を混入したフラックスを用いるのが好ましい。
【００１７】
飽和脂肪酸は、水には不溶であって、常温では固体である。この飽和脂肪酸を、沸点近辺まで加熱することにより、酸化物や汚染物質の溶解遊離・剥離の働きが活発になることを、本願の発明者が発見し、本発明ではこれを利用することができる。そして、はんだ付け時の加熱により溶解した飽和脂肪酸を金属表面に大きく濡れ広げるために、吸湿性のないワックスまたは高分子化合物を添加することができる。
また、脂肪酸は、その代表的なものとして、ラウリン酸／ミリスチン酸／パルミチン酸／ステアリン酸があるが、本発明では、そのいずれかひとつを用いてもよいし、その中のいくつかを様々な配合比率で混ぜ合わせたものを用いても良い。ここでたとえば、脂肪酸の配合比率として、ミリスチン酸：パルミチン酸：ステアリン酸＝1：1：1（33％：33％：33％）の割合で混ぜあわせ、濡れ広がり特性を上げる効果のあるワックスの例としてパラフィンを1.5重量％投入したものを、本発明で用いてもよい。
【００１８】
そして、本発明における上記フラックスを用いたはんだ製品は、産業的に十分に利用できる濡れ広がり特性を有しており、電気特性も安定していて腐食の発生もない。また、従来のようなハロゲン類も含まないため、経時変化の発生する可能性はない。熱が150℃近辺に達したときには、脂肪酸による金属表面の酸化物・汚染物質を金属塩の形で溶解遊離・剥離させ、清浄な金属表面をつくる、とういう効果があらわれ、その清浄なる金属表面にはんだが濡れて接合するというフラックス効果によって、良好なはんだ付けを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、はんだとフラックスとを含むはんだ製品の製作方法において広く活用することができる。そして、環境保護のためのはんだ金属の鉛フリー化にも貢献でき、はんだ付け性の向上をはかることができ、半導体装置等電子機器におけるはんだ技術の発展向上に大いに寄与することができる。