(57)【要約】【課題】  本発明は接合後にはんだ内にボイドが残存することを抑制しうるはんだ接合方法及びはんだ接合構造に関し、ボイドの発生を有効に削減することを課題とする。【解決手段】  電子部品２５の２８を実装基板２０に形成された基板側ランド２２にはんだペースト２３を用いて接合するはんだ接合構造において、実装基板２０に形成される基板側ランド２２に、はんだペースト２３内のはんだが加熱され溶融した状態において、この溶融はんだに流れを発生させる接合材流発生手段を設ける。この接合材流発生手段は、基板側ランド２２上にはんだペースト２３に埋設されるよう形成され、はんだに対する濡れ性が基板側ランド２２より低い金属部材２４により構成することができる。【選択図】  図４
2005303079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品の電極と溶融可能接合材によって接合されるランドを有する実装基板において、
溶融した前記溶融可能接合材に流れを発生させる接合材流発生手段を設けたことを特徴とする実装基板。
【請求項２】
請求項１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
前記ランド上に前記溶融可能接合材に埋設されるよう形成され、前記溶融可能接合材に対する濡れ性が前記ランドより小さく、かつ、前記加熱前における前記溶融可能接合材の高さよりも低い高さを有する金属部材により構成したことを特徴とする実装基板。
【請求項３】
請求項１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
前記ランド上に前記溶融可能接合材に埋設されるよう形成され、前記溶融可能接合材よりも低い溶融温度を有するロジンにより構成したことを特徴とする実装基板。
【請求項４】
請求項１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
前記ランド上に膜形成され、前記溶融可能接合材に対する濡れ性が前記ランドより小さく、かつ、前記ランドの面積よりも小さい面積とされた金属膜により構成したことを特徴とする実装基板。
【請求項５】
請求項１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
配設される前記溶融可能接合材の所定形状と異なるよう形状設定がされたランドにより構成したことを特徴とする実装基板。
【請求項６】
請求項１記載の実装基板において、
前記基板に、少なくとも前記ランドの形成位置を除きレジスト材を設け、
かつ、前記接合材流発生手段を、前記ランドから連続的に外側に向け延出形成されるよう該ソルダーレジストを切り欠くことにより形成された切り欠き部により構成したことを特徴とする実装基板。
【請求項７】
請求項１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
前記ランド上に配設された前記溶融可能接合材に形成されており、該溶融可能接合材の直径寸法に対し１０パーセント以上５０パーセント未満の幅寸法を有するスリットにより構成したことを特徴とする実装基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は実装基板に係り、特に電子部品の接合後に溶融可能接合材内にボイドが残存することを抑制しうる実装基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＢＧＡ(Ball Grid Array)やＣＳＰ(Chip Size Package)に代表されるような高密度化された電子部品（例えば、半導体装置等）は、実装基板に対してフリップチップ実装されることが行われている（特許文献１参照）。即ち、ＢＧＡ／ＣＳＰ等の半導体部品は外部接続端子となるはんだボールを有しており、このはんだボールを実装基板に形成されたランドに接合することにより実装基板に実装される。
【０００３】
近年、携帯端末装置に代表される半導体装置が搭載される電子機器では、小型化・薄型化が強く望まれている。これに伴い上記の半導体装置も高密度化が図られており、これに伴い外部接続端子となるはんだボールの微細化及び狭ピッチ化が図られている。具体的には、従来ではφ760μｍであったはんだボールの直径が昨今ではφ３００μｍ程度まで、またボール間ピッチも１２７０μｍから５００μｍに狭ピッチ化が図られている。
【０００４】
図１は、半導体装置等の電子部品５を実装基板１にフリップチップ実装する方法を示している。尚、電子部品５の部品基板６には通常複数のはんだボール８が形成されており（図２参照）、また実装基板１にもこれに対応して複数の基板側ランド２が形成される。しかるに、図１においては図示の便宜上、実装基板１及び電子部品５に一つの基板側ランド２及びはんだボール８が形成されたものを図示し、これについて説明するものとする。
【０００５】
電子部品５を実装基板１に実装するには、先ず図１（Ａ）に示すような基板側ランド２が形成された実装基板１を用意し、この実装基板１に対して厚膜印刷法（スクリーン印刷法）を用いてはんだペースト３を配設する。このはんだペースト３は、粉状のはんだとフラックスとを混合し、これらが均一なペースト状となるようにしたものである。
【０００６】
具体的な配設方法としては、図１（Ｂ）に示すように、はんだペースト３の形状に対応したパターン１２を有する印刷用スクリーン１１を実装基板１の上部に配置し、スキージ（図示せず）を用いてはんだペースト３をパターン１２内に装填する。その後、印刷用スクリーン１１を実装基板１から取り外すことにより、図１（Ｃ）に示すように実装基板１の基板側ランド２上にはんだペースト３が配設（塗布）される。
【０００７】
続いて、図１（Ｄ）及び図２に示すようにはんだボール８とはんだペースト３とが対向するよう位置決めする。そして、電子部品５を実装基板１に向け下動させて、はんだボール８をはんだペースト３上に搭載して仮固定を行なう。次に、この電子部品５が仮固定された実装基板１をリフロー炉に入れて加熱処理を行なう。この加熱処理により、はんだペースト３内の粉体状のはんだ及びはんだボール８は溶融し、またはんだペースト３内のフラックスは気化して飛散する。
【０００８】
これにより、はんだペースト３内のはんだとはんだボール８は一体化し（以下、この一体化したはんだを接合はんだ９という）、図１（Ｅ）に示すように、接合はんだ９により基板側ランド２と部品側ランド７は接合される。よって、実装基板１と電子部品５とは電気的かつ機械的に接続された状態となる。
【特許文献１】特開平９−２９３９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、電子部品５を実装基板１に実装する場合、実装基板１の基板側ランド２にははんだペースト３を配設する。このはんだペースト３を基板側ランド２上に配設する際、上記したように印刷用スクリーン１１を用いたスクリーン印刷法を用いるのが一般的であるが、このスクリーン印刷時にはんだペースト３内に水分や空気が混入することがある。また、ソルダーペースト中に含まれるフラックスの中に予め水分が含まれていることもある。この水分や空気は、リフロー処理等の加熱時に膨張しその体積が増大する（以下、水分や空気が膨張したものをボイドという）。
【００１０】
しかしながら、この水分や空気の混入する量は微量であるため、微細化及び狭ピッチ化がさほど要求されていない従来では、はんだボール（接合はんだ９）の体積が大きいため、このボイドが特に問題になるようなことはなかった。ところが、近年のようにはんだボール８が微細化すると、相対的に接合はんだ９内に占めるボイド１０の体積率が増大してしまう。
【００１１】
図３は、接合はんだ９内に占めるボイド１０の体積率が増大した一例を示している。同図に示す例では、ボイド１０が接合はんだ９に対して大きくなり、よって接合はんだ９と基板側ランド２との接合が図中矢印Ａで示す領域のみとなっている。このように接合はんだ９内におけるボイド１０の体積が大きくなると、接合はんだ９と基板側ランド２（或は部品側ランド７）との電気的特性及び機械的な接続強度が低下し、最悪の場合にはオープン不良が発生し、はんだ接合の信頼性が低下してしまうという問題点があった。
【００１２】
このボイド１０の発生を検出する方法として、Ｘ線を用いて実装基板１に接合された電子部品５を平面視することが考えられる。しかしながら、ボイド１０はＸ線撮像では写り難く、更に金属である部品側ランド７の下部に位置するため、部品側ランド７が邪魔となり、更にボイド１０の検出は困難である。
【００１３】
また、昨今の環境問題対策の一環として、鉛フリーはんだが多用されるようになってきている。具体的には、はんだペースト３に用いられるはんだ、及びはんだボール８に用いられるはんだとして、従来のＳｎ−Ｐｂ共晶はんだ（m.p.183℃）より高融点なＳｎ−Ａｇ−Ｃｕはんだ（m.p.217℃）が多用されるようになってきている。
【００１４】
一方、電子部品５の耐熱性問題から、はんだ付け温度プロファイルの高温化も困難であり、融点より＋１０〜２０℃のピーク温度が一般的である（従来のＳｎ−Ｐｂ共晶はんだ：＋３０℃確保可）。はんだ付け温度プロファイルの高温化及びはんだペースト中のフラックス分の高沸点溶剤への変更等により、はんだ接合時におけるはんだの流れは遅くなる。
【００１５】
これにより、発生したボイド１０が接合はんだ９の外部に排出される量は少なくなり、接合はんだ９内に留まる量が増大する。これによっても、接合はんだ９内におけるボイド１０の体積が大きくなり、はんだ接合の信頼性が低下してしまう。
【００１６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ボイドの発生を有効に抑制しうる実装基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するために本発明では、次に述べる各手段を講じたことを特徴とするものである。
請求項１記載の発明は、
電子部品の電極と溶融可能接合材によって接合されるランドを有する実装基板において、
溶融した前記溶融可能接合材に流れを発生させる接合材流発生手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１８】
上記発明によれば、溶融可能接合材が加熱溶融された際、接合材流発生手段により溶融した溶融可能接合材に流れが発生する。溶融可能接合材内に混入していた水分や空気に起因したボイドは、この溶融可能接合材の流れに乗って溶融可能接合材の内部から外部に運ばれる。これにより、ボイドが溶融可能接合材内に残存することを防止でき、接合信頼性を高めることができる。
【００１９】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
前記ランド上に前記溶融可能接合材に埋設されるよう形成され、前記溶融可能接合材に対する濡れ性が前記ランドより小さく、かつ、前記加熱前における前記溶融可能接合材の高さよりも低い高さを有する金属部材により構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
上記発明によれば、溶融可能接合材に対する濡れ性がランドより小さく、かつ溶融可能接合材の高さよりも低い高さを有する金属部材を接合材流発生手段としてランド上に設けたことで、加熱により溶融可能接合材が溶融した場合、溶融可能接合材は金属部材の高所から低い位置にあるランドに向け速やかに流れる。即ち、金属部材はランドよりも濡れ性が小さいため、溶融した溶融可能接合材は金属部材と付着することなくランドに向け流れる。また、金属部材の高さは溶融可能接合材の高さよりも低いため、溶融可能接合材をランド上に配設するのに金属部材が邪魔になるようなことはない。
【００２１】
また、請求項３記載の発明は、
請求項１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
前記ランド上に前記溶融可能接合材に埋設されるよう形成され、前記溶融可能接合材よりも低い溶融温度を有するロジンにより構成したことを特徴とするものである。
【００２２】
上記発明によれば、ランド上に形成されると共に溶融可能接合材の溶融温度（液相温度）よりも低い溶融温度を有するロジンにより接合材流発生手段を構成したことで、加熱により先ずロジンが溶融し、その後に溶融可能接合材が溶融する。また、ロジンは溶融可能接合材に埋設されるよう形成されているため、内部に溶融したロジンが存在している状態で溶融可能接合材が溶融することとなる。溶融時における溶融可能接合材分子同士の結合力は、溶融可能接合材とロジンとの結合力に比べて大きいため、この結合力差によりロジンを外部に押し出そうとする力が生じ、よって溶融した溶融可能接合材には流れが発生する。ボイドは、この溶融可能接合材の流れに乗って溶融可能接合材の内部から外部に運ばれる。このため、ボイドが溶融可能接合材内に残存することを防止でき、接合信頼性を高めることができる。
【００２３】
また、請求項４記載の発明は、
請求項１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
前記ランド上に膜形成され、前記溶融可能接合材に対する濡れ性が前記ランドより小さく、かつ、前記ランドの面積よりも小さい面積とされた金属膜により構成したことを特徴とするものである。
【００２４】
上記発明によれば、接合材流発生手段として、溶融可能接合材に対する濡れ性がランドより小さく、かつその面積がランド面積よりも小さい金属膜をランド上に設けたことにより、加熱により溶融可能接合材が溶融すると、金属膜上の溶融した溶融可能接合材は、濡れ性が高いランドに向け流れる。ボイドは、溶融可能接合材の流れに乗って外部に運ばれる。このため、ボイドが溶融可能接合材内に残存することを防止でき、接合信頼性を高めることができる。
【００２５】
また、請求項５記載の発明は、
請求項１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
配設される前記溶融可能接合材の所定形状と異なるよう形状設定がされたランドにより構成したことを特徴とするものである。
【００２６】
上記の発明によれば、ランド上に配設される溶融可能接合材の形状に対し異なる形状とされたランドを設けたことにより、溶融可能接合材の外周部分に位置する（露出する）ランドの面積が不均一になり、これに起因してランド上で溶融可能接合材の濡れ広がる速度に差が発生する。この溶融可能接合材の濡れ広がる速度差により、溶融可能接合材内には不規則な流れが発生し、溶融可能接合材内におけるボイドの流れを活性化できる。これにより、溶融可能接合材内に残存するボイドを効率よく外部に排出することができる。
【００２７】
請求項６記載の発明は、
請求項１記載の実装基板において、
前記基板に、少なくとも前記ランドの形成位置を除きレジスト材を設け、
かつ、前記接合材流発生手段を、前記ランドから連続的に外側に向け延出形成されるよう該ソルダーレジストを切り欠くことにより形成された切り欠き部により構成したことを特徴とするものである。
【００２８】
上記発明によれば、接合材流発生手段として、基板上のソルダーレジストにランドから連続的に外側に向け延出するよう切り欠き部を形成したことにより、切り欠き部の形成されている位置と形成されていない位置で、溶融可能接合材の濡れ広がる速度に差を持たせることができる。この溶融可能接合材の濡れ広がる速度差により、溶融可能接合材内には不規則なはんだ流が発生し、溶融可能接合材内におけるボイドの流れを活性化できる。これにより、溶融可能接合材内に残存するボイドを効率よく外部に排出することができる。
【００２９】
また、請求項７記載の発明は、
請求項１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
前記ランド上に配設された前記溶融可能接合材に形成されており、該溶融可能接合材の直径寸法に対し１０パーセント以上５０パーセント未満の幅寸法を有するスリットにより構成したことを特徴とするものである。
【００３０】
上記発明によれば、溶融可能接合材にスリットを形成したことにより、加熱して溶融可能接合材を溶融した際、この溶融した溶融可能接合材はスリットに向かい流れる。このため、ボイドはこの溶融可能接合材の流れに乗ってはんだの内部から外部に運ばれる。これにより、ボイドが溶融可能接合材内に残存することを防止でき、接合信頼性を高めることができる。この際、溶融可能接合材の直径寸法に対するスリットの幅寸法が１０パーセント未満であると、溶融時において十分なはんだの流れが発生せず、また溶融可能接合材の直径寸法に対するスリットの幅寸法が５０パーセント以上であると、電子部品の電極と基板のランドとの接合強度が弱くなる。
【００３１】
また、外部接続端子を有する電子部品を、溶融可能接合材によって実装基板のランドに接合する電子部品の実装方法において、前記外部接続端子を覆うようロジンを配設し、該ロジンに覆われたバンプを前記溶融可能接合材により前記ランドに接合することもできる。
【００３２】
この構成とすることにより、溶融可能接合材をランドに接合する場合、先ずロジンがランド上に溶融している溶融可能接合材に混入する。溶融時における溶融可能接合材の結合力は、溶融可能接合材とロジンとの結合力に比べて大きい。このめた、この結合力差によりロジンを溶融可能接合材から押し出そうとする力が生じ、これにより溶融可能接合材内には流れが発生する。ボイドは、この溶融可能接合材の流れに乗って外部に向け運ばれ、排出される。このため、ボイドが溶融可能接合材内に残存することを防止でき、接合信頼性を高めることができる。
【００３３】
また、電子部品を溶融可能接合材によって実装基板のランドに接合する電子部品の実装方法において、前記溶融可能接合材を前記ランドに配設する際、該溶融可能接合材の配設位置の中心を前記ランドの中心位置からずらして配設することもできる。この際、前記溶融可能接合材の配設位置の中心と前記ランドの中心位置とのずれ量は、１００μｍ以上２５０μｍ以下であることが望ましい。
【００３４】
これにより、加熱によりはんだペースト内のはんだが溶融すると、濡れ性の高いランドに向けはんだの流れが生じる。ボイドは、このはんだの流れに乗ってはんだの内部から外部に運ばれる。このため、ボイドがはんだ内に残存することを防止でき、はんだ接合の信頼性を高めることができる。
【００３５】
また、外部接続端子を有する電子部品を、溶融可能接合材によって実装基板のランドに接合する電子部品の実装方法において、前記溶融可能接合材を前記ランドに接合する際、予め前記溶融可能接合材の配設位置の中心と前記外部接続端子の中心位置とをずらした状態で接合処理を開始することもできる。この際、前記溶融可能接合材の配設位置の中心と前記外部接続端子の中心位置とのずれ量は、８０μｍ以上２００μｍ以下であることが望ましい。
【００３６】
これにより、溶融した溶融可能接合材は、均衡が取れる位置まで移動する。この移動に伴う溶融可能接合材の流れにより、ボイドもはんだの内部から外部に運ばれる。このため、ボイドが溶融可能接合材内に残存することを防止でき、接合信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、溶融可能接合材内に混入していたボイドをはんだの流れに乗ってはんだの内部から外部に排出することができ、ボイドが溶融可能接合材内に残存することを防止でき、接合信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。
【００３９】
図４は本発明の第１実施例を説明するための図である。同図は、電子部品２５を実装基板２０に溶融可能接合材を用いて接合する方法を示している。以下説明する各実施例では、溶融可能接合材としてはんだを用いた例について説明する。本発明に係る溶融可能接合材は、溶融可能な導電性を有した材料であり、電子部品の電極と実装基板のランドを接合する機能を奏するものである。この溶融可能接合材の具体的な材質としては、本実施例のようにはんだ（Ｓｎ−Ｐｂ共晶はんだ，Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ等の鉛フリーはんだ，はんだペースト）を用いることができる他に、Ｓｎ，Ａｕ，Ａｇ等の金属、ロウ材、導電性金属粉が混入された樹脂等、種々のものが適用可能である。
【００４０】
一方、電子部品５の耐熱性問題から
一方、電子部品２５は例えば半導体装置等であり、部品基板２６の表面に形成された基板側ランド２２にはんだボール２８が形成された構成とされている（図４（Ｄ）参照）。また、実装基板２０はプリント配線基板であり、その表面に基板側ランド２２が形成されている。この実装基板２０は、例えば図１９に示すような携帯端末装置５０の本体部５１或は蓋体部５２内に内設されている。
【００４１】
尚、電子部品２５には通常複数のはんだボール２８が形成されており（図２参照）、また実装基板２０にもこれに対応して複数の基板側ランド２２が形成されている。しかるに、図４においては図示の便宜上、実装基板２０及び電子部品２５に一つの基板側ランド２２及びはんだボール２８が形成されたものを図示し、これについて説明するものとする。また、実装基板２０の表面には、基板側ランド２２の形成位置を除きソルダーレジストが形成されているが、図ではソルダーレジストの図示を省略している。
【００４２】
電子部品２５を実装基板２０に実装するには、先ず図４（Ａ）に示すような基板側ランド２２が形成された実装基板２０を用意する。続いて、この基板側ランド２２の略中央に、金属部材２４を形成する。この金属部材２４は、基板側ランド２２の材質よりも低い濡れ性を有した材料が選定されている。例えば、基板側ランド２２をＣｕとした場合、金属部材２４の材質としてはＳｎ，Ａｇ，Ｂｉ等を選定することができる（ただし、これに限定されるものではない）。
【００４３】
また、この金属部材２４は基板側ランド２２の中央に上方に向け突出するよう形成されている（例えば、６０〜８０μｍの高さを有する）。この金属部材２４の形成方法としては、例えばめっき法を用いることができる。また、後述するリフロー温度よりも高い融点を有する樹脂（接着剤）を用い、金属部材２４を基板側ランド２２上に接着固定することも可能である。更に、金属部材２４の高さ（図４（Ａ）に矢印Ｈ１で示す）は、後述する印刷用スクリーン３１Ａの厚さ（図４（Ｂ）に矢印Ｈ２で示す）よりも小さく設定されている（Ｈ１＜Ｈ２）。
【００４４】
上記のように基板側ランド２２に金属部材２４が形成されると、続いて厚膜印刷法（スクリーン印刷法）を用いて基板側ランド２２上にはんだペースト２３を配設（塗布）する。このはんだペースト２３は、粉状のはんだとフラックスとを混合しこれらが均一なペースト状となるようにしたものであり、従来のものと変わるところはない。
【００４５】
具体的な配設方法としては、図４（Ｂ）に示すように、はんだペースト２３の形状に対応したパターン３２Ａを有する印刷用スクリーン３１Ａを実装基板２０の上部に配置し、スキージ（図示せず）を用いてはんだペースト２３をパターン３２Ａ内に装填する。その後、印刷用スクリーン３１Ａを実装基板２０から取り外すことにより、図４（Ｃ）に示すように実装基板２０の基板側ランド２２上にはんだペースト２３が配設（塗布）される。
【００４６】
この際、前記のように金属部材２４の高さＨ１は、印刷用スクリーン３０Ａの厚さＨ２に比べて低いため、金属部材２４がはんだペースト２３をスクリーン印刷する邪魔になるようなことはない。また、このスクリーン印刷時において、はんだペースト２３内に水分や空気が混入するおそれがあることは、本実施例においても同様である。
【００４７】
上記のようにはんだペースト２３が配設されると、続いて図４（Ｄ）に示すようにはんだボール２８とはんだペースト２３とが対向するよう位置決めする。そして、電子部品２５を実装基板２０に向け下動させて、はんだボール２８をはんだペースト２３上に搭載して仮固定を行なう。次に、この電子部品２５が仮固定された実装基板２０をリフロー炉に入れて加熱処理を行なう。この加熱処理により、はんだペースト２３内の粉体状のはんだ及びはんだボール２８は溶融し、またはんだペースト２３内のフラックスは気化して飛散する。
【００４８】
図４（Ｅ）及び図５は、はんだペースト２３内の粉体状のはんだ及びはんだボール２８が共に溶融して一体化した状態を示している（以下、この溶融状態のはんだを溶融はんだ２９Ａという）。前記したように、スクリーン印刷時においてはんだペースト２３内には水分や空気が混入している可能性がある。この水分や空気がはんだペースト２３内に混入していると、はんだペースト２３内のはんだやはんだボール２８が溶融することにより、水分や空気は膨張してボイド３０となり、かつこのボイド３０は溶融はんだ２９Ａ内に介在した状態となる。
【００４９】
一方、本実施例では基板側ランド２２に金属部材２４が基板側ランド２２の略中央位置に突出形成されているため、溶融はんだ２９Ａは金属部材２４と接した状態となる。この際、前記したように金属部材２４ははんだに対して濡れ性が低いため、溶融はんだ２９Ａは金属部材２４の表面においてはじかれた状態となる。これは、あたかも水が油紙上ではじかれるのと同様の状態である。
【００５０】
また、金属部材２４は基板側ランド２２に突出形成されており、その高さは前記したスリーン印刷の邪魔にならない最大の高さに設定されている。このため、金属部材２４によりはじかれた溶融はんだ２９Ａは、金属部材２４の沿って下方に流れだす（溶融はんだ２９Ａの流れを図５に矢印で示す）。即ち、金属部材２４は、溶融はんだ２９Ａに流れを発生させる接合材流発生手段として機能する。
【００５１】
このように本実施例では、溶融はんだ２９Ａが金属部材２４の高所位置から低所位置に向け速やかに流れるため、この流れに沿ってボイド３０も高所位置から低所位置に向け移動し、やがて溶融はんだ２９Ａから外部に排出される。これにより、図４（Ｆ）に示すようにリフロー処理が終了し、溶融はんだ２９Ａが冷却されて接合はんだ２９が形成された際、接合はんだ２９内にボイド３０が残存するようなことはなく、確実にはんだ接合を行なうことができ、よって実装基板２０と電子部品２５とを高い信頼性を持って電気的かつ機械的に接続することができる。
【００５２】
尚、本発明の実験では、はんだボール２８及びはんだペースト２３のはんだ粉として使用するはんだは、従来のＳｎ−Ｐｂ共晶はんだであっても、またこれより融点が高い鉛フリーはんだであっても、本実施例を実施することによりはんだ溶融時に溶融はんだに流れを発生させることができ、ボイドの発生を抑制することができた。
【００５３】
図６は、本発明の第２実施例を示している。
【００５４】
尚、図６及び以下の各実施例の説明に用いる図面（図７〜図１８）において、図４及び図５に示した構成同一構成については同一符号を付してその説明を省略するものとする。
【００５５】
前記した第１実施例では、溶融はんだ２９Ａに流れを発生させる接合材流発生手段として金属部材２４を設けた構成とした。これに対して本実施例では、溶融はんだ２９Ａに流れを発生させる接合材流発生手段として金属膜３３を設けたことを特徴とするものである。この金属膜３３は、基板側ランド２２上に、めっき法或は蒸着法等の薄膜形成技術を用いて形成されている。
【００５６】
この金属膜３３は、金属部材２４と同様に基板側ランド２２の材質よりも低い濡れ性を有した材料が選定されており、基板側ランド２２をＣｕとした場合にはＳｎ，Ａｇ，Ｂｉ等を選定することができる（ただし、これに限定されるものではない）。また、金属膜３３の面積は基板側ランド２２の面積よりも小さく設定されており、かつ、基板側ランド２２に金属膜３３を形成した状態で、金属膜３３の外周を囲繞するよう基板側ランド２２が位置するよう構成されている。
【００５７】
図７は、第２実施例においてはんだペースト２３内の粉体状のはんだ及びはんだボール２８が共に溶融した状態を示している。本実施例では、基板側ランド２２の略略中央位置に濡れ性が低い金属膜３３が形成されているため、溶融はんだ２９Ａは金属膜３３の表面においてはじかれ、金属膜３３（基板側ランド２２）の中央位置から外側に向う流れが発生する。（溶融はんだ２９Ａの流れを図７に矢印で示す）。即ち、金属膜３３は、溶融はんだ２９Ａに流れを発生させる接合材流発生手段として機能する。
【００５８】
このように本実施例では、金属膜３３から外側（基板側ランド２２の露出している位置）に向け流れるため、この流れに沿ってボイド３０も基板側ランド２２の外部に向け移動し、やがて溶融はんだ２９Ａから外部に排出される。これにより、本実施例においても接合はんだ２９内にボイド３０が残存することを防止でき、確実にはんだ接合を行なうことができる。
【００５９】
図８は、本発明の第３実施例を示している。
【００６０】
前記した第１実施例では、溶融はんだ２９Ａに流れを発生させる接合材流発生手段として金属部材２４を設けた構成とした。これに対して本実施例では、溶融はんだ２９Ａに流れを発生させる接合材流発生手段として金属部材２４に代えてロジン３４を設けたことを特徴とするものである。このロジン３４は、例えば松等の樹木のやにであり、その溶融温度（液相温度）は約９０〜１００℃とはんだの融点よりも低い。
【００６１】
本実施例において電子部品２５を実装基板２０に実装するには、先ず図８（Ａ）に示すように実装基板２０に形成された基板側ランド２２の略中央に、ロジン３４を配設する。本実施例ではブロック状のロジン３４を基板側ランド２２に載置した構成としている。ロジン３４はある程度の粘性を有しているため、単にロジン３４を基板側ランド２２上に載置するだけで仮固定がされる。尚、本実施例ではブロック状のロジン３４を用いてるが、ロジン３４を基板側ランド２２の上面に膜状に配置した構成してもよい。
【００６２】
上記のように基板側ランド２２にロジン３４が設けられると、続いてスクリーン印刷法を用いて基板側ランド２２上にはんだペースト２３を配設（塗布）する。次に、図８（Ｄ）に示すようにはんだボール２８とはんだペースト２３とが対向するよう位置決めすると共に電子部品２５を実装基板２０に向け下動させ、はんだボール２８をはんだペースト２３内に挿入して実装基板２０と電子部品２５を仮固定する。
【００６３】
次に、この電子部品２５が仮固定された実装基板２０をリフロー炉に入れて加熱処理を行なう。本実施例では、この加熱処理により、はんだペースト２３内の粉体状のはんだ及びはんだボール２８が溶融する前に、先ず溶融温度の低いロジン３４が溶融を開始し、その後にはんだが溶融することとなる。また、ロジン３４は、はんだペースト２３に埋設されるよう形成されている。このため、はんだ溶融時においては、内部に溶融したロジン３４が存在している状態ではんだペースト２３内のはんだ（はんだ粉）が溶融することとなる。
【００６４】
溶融時におけるはんだ分子同士の結合力は、はんだとロジンとの結合力に比べて大きいため、この結合力差により溶融はんだ２９Ａ内ではロジン３４を外部に押し出そうとする力が生じ、これにより溶融はんだ２９Ａには流れが発生する（このようにして発生した溶融はんだ２９Ａの流れを図８（Ｅ）に矢印で示す）。ボイド３０は、この溶融はんだ２９Ａの流れによって外部に運ばれ、溶融はんだ２９Ａから外部に排出される。これにより、本実施例においてもボイド３０が溶融はんだ２９Ａ内に残存することを防止でき、はんだ接合の信頼性を高めることができる。
【００６５】
図９は、本発明の第４実施例を説明するための図である。
【００６６】
前記した第３実施例では、ブロック状のロジン３４を基板側ランド２２上に形成した構成とした。これに対して本実施例では、はんだボール２８を覆うようにロジン膜３５を配設したことを特徴とするものである。
【００６７】
このロジン膜３５は、溶融はんだ２９Ａに流れを発生させる接合材流発生手段として機能するものである。また、このロジン膜３５は、第３実施例で用いたロジン３４と同一材質であり、その溶融温度（液相温度）ははんだの融点よりも低い特性を有している。
【００６８】
従って、本実施例においても第３実施例と同様に、リフロー加熱を行った場合、はんだペースト２３内のはんだ及びはんだボール２８が溶融する前に、先ず溶融温度の低いロジン３４が溶融を開始し、その後にはんだが溶融する。前記のように、溶融時におけるはんだ分子同士の結合力は、はんだとロジンとの結合力に比べて大きいため、この結合力差により溶融はんだ２９Ａ内ではロジン３４を外部に押し出そうとする力が生じ、これにより溶融はんだ２９Ａには流れが発生する。
【００６９】
ボイド３０は、この溶融はんだ２９Ａの流れによって外部に運ばれ、溶融はんだ２９Ａから外部に排出される。これにより、本実施例においてもボイド３０が溶融はんだ２９Ａ内に残存することを防止でき、はんだ接合の信頼性を高めることができる。
【００７０】
図１０及び図１１は、本発明の第５実施例を説明するための図である。
【００７１】
本実施例では、はんだペースト２３の形状と部品側ランド３７（以下、変形部品側ランド３７という）の形状を異ならせ、変形部品側ランド３７ランドのはんだペース２３の外周部分に位置する（外周部分に露出する）面積を異ならせることにより、溶融はんだに流れを発生させる接合材流発生手段を構成したことを特徴とするものである。
【００７２】
具体的には、図１０（Ａ）及び図１１に示すように、平面視した状態ではんだペースト２３の形状が円形であるのに対し、変形部品側ランド３７の形状を八角形状としている。このように構成することにより、図１１に示すようにはんだペースト２３の外周と変形部品側ランド３７の外周までの距離は均一ではなくなり、距離の長い部分（図１１に矢印Ｌ１で示す）と、距離の短い部分（図１１に矢印Ｌ２で示す）が発生する。
【００７３】
変形部品側ランド３７のはんだの濡れ性は良好であり、よってはんだペースト２３内のはんだが溶融した場合、溶融はんだは変形部品側ランド３７上で円滑に濡れ広がる。この時の濡れ広がる速度は、はんだペースト２３の外周に露出している変形部品側ランド３７の半径方向の長さに相関する。即ち、図１１に矢印Ｌ１で示す長い部分における溶融はんだの流れ速度（図１１に矢印Ｖ１で示す）は、図１１に矢印Ｌ２で示す短い部分における溶融はんだの流れ速度（図１１に矢印Ｖ２で示す）に対して速くなる。
【００７４】
このように、はんだペース２３の外周部分に露出した変形部品側ランド３７の面積が異なることに起因して、変形部品側ランド３７Ａ上で溶融はんだの濡れ広がる速度に差が発生する。この溶融はんだの濡れ広がる速度差により、溶融はんだ内には不規則なはんだの流れが発生し、ボイド３０の流れを活性化することができる。これにより、溶融はんだ内に残存するボイド３０を効率よく外部に排出することができ、信頼性の高いはんだ接続を行なうことが可能となる。
【００７５】
図１２は、本発明の第６実施例を説明するための図である。
【００７６】
図１２（Ａ）は６個の基板側ランド２２が形成された実装基板２０を示しており、図１２（Ｂ）はその内の一つの基板側ランド２２を拡大して示している。本実施例では、実装基板２０に少なくとも基板側ランド２２の形成位置を除きソルダーレジスト３８を設けると共に、基板側ランド２２の外周位置に切り欠き部３９を形成することにより、溶融はんだに流れを発生させる接合材流発生手段を構成したことを特徴とするものである。
【００７７】
切り欠き部３９は、ソルダーレジスト３８に切り欠きを形成することにより形成されている。また、基板側ランド２２もソルダーレジスト３８が取り除かれた構成であり、この基板側ランド２２と切り欠き部３９は連続するよう形成されている。更に、切り欠き部３９の形成方向は、円形とされた基板側ランド２２の外周から外側に向け延出するよう形成されている。
【００７８】
このように構成することにより、基板側ランド２２の外周位置において、切り欠き部３９の形成されている位置と形成されてない位置で、ソルダーレジスト３８までの距離に差が発生する。周知のように、ソルダーレジスト３８ははんだが付着するのを抑制する効果を有しており、よってはんだに対するはんだの濡れ性は低い。これに対し、ソルダーレジスト３８が取り除かれた部分は、ソルダーレジスト３８が形成されている部分に比べてはんだの濡れ性は高い。
【００７９】
よってはんだペースト２３内のはんだが溶融した場合、切り欠き部３９の形成位置における溶融はんだの流れ速度（図１２（Ｂ）に矢印Ｖ１で示す）は、切り欠き部３９が形成されていない位置における溶融はんだの流れ速度（図１２（Ｂ）に矢印Ｖ２で示す）に対して速くなる。即ち、はんだペース２３の外周部分に形成されたソルダーレジスト３８に起因して、溶融はんだの濡れ広がる速度に差が発生する。
【００８０】
この溶融はんだの濡れ広がる速度差により、溶融はんだ内には不規則がはんだ流が発生しボイド３０の流れを活性化することができる。これにより、溶融はんだ内に残存するボイド３０を効率よく外部に排出することができ、信頼性の高いはんだ接続を行なうことが可能となる。
【００８１】
図１３乃至図１５は、本発明の第７実施例を説明するための図である。
本実施例では、はんだペースト２３を基板側ランド２２に配設する際、はんだペースト２３にスリット４０を形成したことを特徴とするものである。このスリット４０の幅寸法（図１３（Ｂ）に矢印Ｗで示す）は、はんだペースト２３の直径寸法（図１３（Ｂ）に矢印Ｒで示す）に対し、１０パーセント以上５０パーセント未満の長さとなるよう設定されている。
【００８２】
このように、はんだペースト２３にスリット４０を形成するには、図１４に示すように、基板側ランド２２上にはんだペースト２３を形成するのに用いる印刷用スクリーン３１Ｂに、スリット形成部４１を有したパターン３２Ｂを形成しておく。これにより、はんだペースト２３のスクリーン印刷時にスリット形成部４１にははんだペースト２３は配設されず、よってはんだペースト２３内にスリット４０を形成することができる。
【００８３】
本実施例によれば、リフロー加熱によりはんだペースト２３内のはんだが溶融する際、溶融したはんだはスリット４０に向かい流れる。即ち、はんだペースト２３の中央位置では、溶融したはんだは図１５に矢印で示すようにスリット４０にむけ流れ込もうとする。従って、溶融はんだ内のボイド３０は、この溶融はんだの流れに乗って外部に運ばれ排出される。よって本実施例によっても、ボイド３０がはんだ内に残存することを防止でき、はんだ接合の信頼性を高めることができる。
【００８４】
この際、はんだペースト２３の直径寸法Ｒに対するスリット４０の幅寸法Ｗが１０パーセント未満であると、はんだが溶融した時においてスリット４０に向う十分なはんだの流れが発生せず、またはんだペースト２３の直径寸法Ｒに対するスリット４０の幅寸法Ｗが５０パーセント以上であると、はんだペースト２３の絶対量が少なくなり電子部品２５と実装基板２０との接合強度が弱くなる。
【００８５】
図１６及び図１７は、本発明の第８実施例を説明するための図である。
【００８６】
本実施例では、はんだペースト２３を基板側ランド２２に配設する際、はんだペースト２３の配設位置の中心を基板側ランド２２の中心位置からずらして配設したことを特徴とするものである。本実施例では、図１６（Ａ）に示すように、はんだペースト２３の中心位置と基板側ランド２２の中心位置をΔＷ１だけずらしている。
【００８７】
このように、基板側ランド２２に対してはんだペースト２３をずらして配設することは、はんだペースト２３を基板側ランド２２に形成する際、実装基板２０に対する印刷用スクリーン３０Ａの位置を適宜調整することにより、容易に設定することができる（図４（Ｂ）参照）。尚、このずれ量ΔＷ１は、基板側ランド２２やはんだボール２８の大きさにより変動するものであるが、一般に高密度化に対応したはんだボール２８であれば、１００μｍ≦ΔＷ１≦２５０μｍに設定することが望ましい。
【００８８】
このように、はんだペースト２３の配設位置の中心をはんだペースト２３の中心位置からずらすことにより、リフロー加熱によりはんだペースト２３内のはんだが溶融した際、溶融はんだには基板側ランド２２（濡れ性の高い）に向け移動しようとする力（図１６（Ｂ）及び図１７（Ａ）に矢印Ｆで示す。以下、流れ力Ｆという）が発生する。この流れ力Ｆにより溶融はんだの流れが生じ、この流れは全ての溶融はんだが基板側ランド２２に移動するまで続く。図１６（Ｃ）及び図１７（Ｂ）は、全ての溶融はんだが基板側ランド２２に移動した状態を示している。
【００８９】
このはんだが移動する現象は、ずれた位置にあるはんだが正規の位置である基板側ランド２２に自ら向う流れであるため、セルフアライメントといわれる。この溶融はんだのセルフアライメント動作により、溶融はんだに混入してるボイド３０もこの流れに乗って移動する。よって、ボイド３０はこの溶融はんだの流れに沿って外部に排出され、はんだ内にボイド３０が残存することを防止でき、はんだ接合の信頼性を高めることができる。
【００９０】
図１８は、本発明の第９実施例を説明するための図である。
【００９１】
本実施例では、はんだボール２８をはんだペースト２３が配設された基板側ランド２２に接合する際、予めはんだペースト２３の配設位置の中心と、はんだボール２８の中心位置とをずらした状態で接合処理を開始することを特徴としている。本実施例では、図１８（Ａ）に示すように、はんだペースト２３の中心位置とはんだボール２８の中心位置をΔＷ２だけずらしている。
【００９２】
はんだペースト２３に対してはんだボール２８をずらすのは、電子部品２５と実装基板２０との位置決め装置の設定を適宜変更することにより容易に行なうことができる。尚、このずれ量ΔＷ１は、基板側ランド２２やはんだボール２８の大きさにより変動するものであるが、一般に高密度化に対応したはんだボール２８であれば、８０μｍ≦ΔＷ２≦２００μｍに設定することが望ましい。
【００９３】
このように基板側ランド２２とはんだボール２８の中心位置をずらすことにより、本実施例においても、リフロー加熱によりはんだペースト２３内のはんだが溶融した際、セルフアライメントが発生する。本実施例で発生するセルフアライメント動作は、はんだボール２８のはんだとはんだペースト２３に含まれるはんだ（溶融したはんだ）が、最も安定した状態（表面張力が安定する状態）となるまで続けられる。
このはんだが安定した状態となるように移動しようとする力（図１８（Ａ）に矢印Ｆで示す。以下、流れ力Ｆという）が発生する。この流れ力Ｆにより溶融はんだの流れが生じ、上記ようにこの流れは溶融はんだが安定した形状となるまで続く。図１８（Ｂ）は、溶融はんだの形状が安定した状態、即ち流れ力Ｆが消滅した状態を示している。
【００９４】
この溶融はんだがセルフアライメント動作により移動する際、溶融はんだに混入してるボイド３０もこの流れに乗って移動して外部に排出される。よって、本実施例においても、はんだ内にボイド３０が残存することを防止でき、はんだ接合の信頼性を高めることができる。
【００９５】
以上の説明に関し、更に以下の項を開示する。
（付記１）
電子部品の電極と溶融可能接合材によって接合されるランドを有する実装基板において、
溶融した前記溶融可能接合材に流れを発生させる接合材流発生手段を設けたことを特徴と実装基板。
（付記２）
付記１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
前記ランド上に前記溶融可能接合材に埋設されるよう形成され、前記溶融可能接合材に対する濡れ性が前記ランドより小さく、かつ、前記加熱前における前記溶融可能接合材の高さよりも低い高さを有する金属部材により構成したことを特徴とする実装基板。
（付記３）
付記１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
前記ランド上に前記溶融可能接合材に埋設されるよう形成され、前記溶融可能接合材よりも低い溶融温度を有するロジンにより構成したことを特徴とする実装基板。
（付記４）
付記１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
前記ランド上に膜形成され、前記溶融可能接合材に対する濡れ性が前記ランドより小さく、かつ、前記ランドの面積よりも小さい面積とされた金属膜により構成したことを特徴とする実装基板。
（付記５）
付記１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
配設される前記溶融可能接合材の所定形状と異なるよう形状設定がされたランドにより構成したことを特徴とする実装基板。
（付記６）
付記１記載の実装基板において、
前記基板に、少なくとも前記ランドの形成位置を除きレジスト材を設け、
かつ、前記接合材流発生手段を、前記ランドから連続的に外側に向け延出形成されるよう該ソルダーレジストを切り欠くことにより形成された切り欠き部により構成したことを特徴とする実装基板。
（付記７）
付記１記載の実装基板において、
前記接合材流発生手段を、
前記ランド上に配設された前記溶融可能接合材に形成されており、該溶融可能接合材の直径寸法に対し１０パーセント以上５０パーセント未満の幅寸法を有するスリットにより構成したことを特徴とする実装基板。
（付記８）
外部接続端子を有する電子部品を、溶融可能接合材によって実装基板のランドに接合する電子部品の実装方法において、
前記外部接続端子を覆うようロジンを配設し、
該ロジンに覆われたバンプを前記溶融可能接合材により前記ランドに接合することを特徴とする電子部品の実装方法。
（付記９）
電子部品を溶融可能接合材によって実装基板のランドに接合する電子部品の実装方法において、
前記溶融可能接合材を前記ランドに配設する際、該溶融可能接合材の配設位置の中心を前記ランドの中心位置からずらして配設することを特徴とする電子部品の実装方法。
（付記１０）
付記９記載の電子部品の実装方法において、
前記溶融可能接合材の配設位置の中心と前記ランドの中心位置とのずれ量は、１００μｍ以上２５０μｍ以下であることを特徴とする電子部品の実装方法。
（付記１１）
外部接続端子を有する電子部品を、溶融可能接合材によって実装基板のランドに接合する電子部品の実装方法において、
前記溶融可能接合材を前記ランドに接合する際、予め前記溶融可能接合材の配設位置の中心と前記外部接続端子の中心位置とをずらした状態で接合処理を開始することを特徴とする電子部品の実装方法。
(付記１２)
付記１１記載の電子部品の実装方法において、
前記溶融可能接合材の配設位置の中心と前記外部接続端子の中心位置とのずれ量は、８０μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする電子部品の実装方法。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】図１は、従来の一例であるはんだの接合方法を接合手順に沿って示す工程図である。
【図２】図２は、従来の一例であるはんだの接合方法において、はんだペーストとはんだボールを対向させた状態を示す図である。
【図３】図３は、従来のはんだの接合方法で発生する問題点を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施例を説明するための工程図である。
【図５】図５は、本発明の第１実施例においてボイドが排出される理由を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施例を説明するための図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施例においてボイドが排出される理由を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の第３実施例を説明するための工程図である。
【図９】図９は、本発明の第４実施例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、本発明の第５実施例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、本発明の第５実施例においてボイドが排出される理由を説明するための図である。
【図１２】図１２は、本発明の第６実施例を説明するための図である。
【図１３】図１３は、本発明の第７実施例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、はんだペーストにスリットを形成する方法を説明するための図である。
【図１５】図１５は、本発明の第７実施例においてボイドが排出される理由を説明するための図である。
【図１６】図１６は、本発明の第８実施例を説明するための図である（その１）。
【図１７】図１７は、本発明の第８実施例を説明するための図である（その１）。
【図１８】図１８は、本発明の第９実施例を説明するための図である（その１）。
【図１９】図１９は、各実施例を適用しうる携帯端末装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９７】
２０  実装基板
２２  基板側ランド
２３  はんだペースト
２４  金属部材
２５  電子部品
２６  部品基板
２７  部品側ランド
２８  はんだボール
２９  接合はんだ
２０Ａ  溶融はんだ
３０  ボイド
３３  金属膜
３４  ロジン
３５  ロジン膜
３７  変形部品側ランド
３８  ソルダーレジスト
３９  切り欠き部
４０  スリット
【図１】
2005303079.tif 000003
【図２】
2005303079.tif 000004
【図３】
2005303079.tif 000005
【図４】
2005303079.tif 000006
【図５】
2005303079.tif 000007
【図６】
2005303079.tif 000008
【図７】
2005303079.tif 000009
【図８】
2005303079.tif 000010
【図９】
2005303079.tif 000011
【図１０】
2005303079.tif 000012
【図１１】
2005303079.tif 000013
【図１２】
2005303079.tif 000014
【図１３】
2005303079.tif 000015
【図１４】
2005303079.tif 000016
【図１５】
2005303079.tif 000017
【図１６】
2005303079.tif 000018
【図１７】
2005303079.tif 000019
【図１８】
2005303079.tif 000020
【図１９】
2005303079.tif 000021