(57)【要約】【課題】  本発明は、ハンダボールの表面酸化によって生じる脱落や未融合と言う現象を、現状のハンダボール製造工程に適合性の高い形式で、かつ、安価な方法で解決する保管容器を提供する。【解決手段】  平均球径１ｍｍ以下のハンダボールを保管する容器において、容器を構成する部材の少なくとも一部が当該ハンダ成分の酸化防止に有効な気化性酸化防止成分を含んでいることを特徴とするハンダボール容器である。また、気化性酸化防止成分を含む容器を構成する部材が、蓋の容器内側部分に設置された部材、あるいは容器本体内に配置する摺動防止用の立体形状の部材である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均球径１ｍｍ以下のハンダボールを保管する容器において、容器を構成する部材の少なくとも一部が当該ハンダ成分に有効な気化性酸化防止成分を含んでいることを特徴とするハンダボール容器。
【請求項２】
前記気化性酸化防止成分を含む容器を構成する部材が、容器本体又は蓋の一方又は双方である請求項１記載のハンダボール容器。
【請求項３】
前記気化性酸化防止成分を含む容器を構成する部材が、蓋の容器内側部分に設置された部材である請求項１記載のハンダボール容器。
【請求項４】
前記蓋が内蓋である請求項２又は３に記載のハンダボール容器。
【請求項５】
前記気化性酸化防止成分を含む容器を構成する部材が、容器本体の内側に設置された部材である請求項１記載のハンダボール容器。
【請求項６】
前記部材の設置手段が、接着、嵌合又はネジ止めの１種又は２種以上である請求項３又は５に記載のハンダボール容器。
【請求項７】
前記気化性酸化防止成分を含む容器を構成する部材が、容器本体内に配置する摺動防止用の立体形状の部材である請求項１記載のハンダボール容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハンダボールの保管容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器のハンダ付けには、ハンダボールが使用されており、その使用形態として、ＢＧＡ（Ball Grid Array）やＣＳＰ（Chip Size Package）等が知られている。このようなハンダボールは、微小な面積に多数の電極を有する電子部品を、同様に多数の電極を有するプリント基板に接合させる際に用いられるもので、平均球径１ｍｍ以下のものが殆どであり、ハンダボールはプラスチック瓶やガラス瓶等に充填された形で保管あるいは供給されている。
【０００３】
このような電子部品とプリント基板のハンダボールによる接合は、まず、電子部品の電極に粘着性フラックスを塗布し、当該塗布部にハンダボールを搭載装置で搭載し、リフロー炉等の加熱装置で加熱してハンダボールを溶融させ電極と接合させる。続いて、ハンダボールが接合された電子部品をプリント基板に実装する場合も、同様の工程が施される。ところが、このとき、ハンダボールを加熱溶解しフラックスを洗浄した後等に、ハンダボールが搭載されているべき電極から脱落している、あるいは、電子部品とプリント基板の間に存在するものの、両者の間の電気的接続が取れない、未融合等の問題が生じているケースが発生することがあった。これら、脱落や未融合の原因は、ハンダボールの表面が過度に酸化しているためであり、フラックスによる酸化膜除去作用が十分発揮されないときに生じる。即ち、ハンダボール表面の酸化膜が厚過ぎる場合、接合時に加熱されたフラックスとの反応で十分に除去されずに酸化膜が残存してしまい、ハンダボールの溶融が進行せず、その結果、電極と十分な電気的・機械的接合がなされない、即ち、ハンダボールの脱落や未融合と言う現象が生じてしまう。
【０００４】
ハンダボール表面の酸化膜は、ハンダ成分であるＳｎが空気中の酸素と酸化反応を起こすことにより形成され、ハンダボール表面が空気に曝されている時間が長いほど厚く成長する。ハンダボールを保管あるいは供給用の容器内に充填した場合、容器内に残留する空気中の酸素との化学反応即ち酸化が進行することも分かっている。ハンダボールのリフロー工程における脱落や未融合と言った問題は、特に長期間保管されたハンダボールを使用する際に生じることが多い。
【０００５】
このようなハンダ表面の酸化防止については、幾つかの方法が提案されている。一つは、容器に脱酸素剤を同梱する方法である（特許文献１）。近年主流である鉛フリーハンダはＳｎ基の合金であり、酸化し易いことから、脱酸素剤を同梱しただけでは、酸素の残存量を十分低下させることができず、したがって、その酸化防止効果は不十分であった。もう一つは、ハンダボール表面に酸化防止用の被膜をコーティングする方法であり、例えば、特許文献２のような物質・方法が提案されている。しかし、コーティングする物質によっては、ボールの転動性を阻害することがあり、また、必ず塗布工程を付加しなければならないため、製造コストが上昇し、製造工期も増加すると言う欠点があった。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１１２１３２号公報
【特許文献２】特開２００４−３３９５８３号公報
【特許文献３】特許第３４４６７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ハンダボールの表面酸化によって生じる脱落や未融合と言う現象を、これまでに提案されている方法が有する問題がなく、現状のハンダボール製造工程に適合性の高い形式で、かつ、安価な方法で解決する保管容器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、ハンダボール表面の酸化が、容器中の酸素によりハンダ表面で酸化反応が進行してしまうためであることから、容器内においてハンダボール表面を酸化防止材でコーティングすることによって酸化を防止することができれば、現状のハンダボール製造工程に何らの変更を加えることなく、かつ、安価に、ハンダボールのリフロー工程における脱落や未融合と言った問題が生じないようにすることができることに着目し、本発明に至った。
【０００９】
即ち、本発明は、
平均球径１ｍｍ以下のハンダボールを保管する容器において、容器を構成する部材の少なくとも一部が当該ハンダ成分に有効な気化性酸化防止成分を含んでいることを特徴とするハンダボール容器である。
【００１０】
また、平均球径１ｍｍ以下のハンダボールを保管する容器において、容器本体と蓋を有する容器であって、容器本体又は蓋の一方又は双方が当該ハンダ成分に有効な気化性酸化防止成分を含んでいることを特徴とするハンダボール容器である。
【００１１】
さらに、平均球径１ｍｍ以下のハンダボールを保管する容器において、容器本体と蓋を有する容器であって、蓋に当該ハンダ成分に有効な気化性酸化防止成分を含んでいる部材が設置されており、当該部材が設置された部位が容器の内側部分であることを特徴とするハンダボール容器である。この場合、容器本体にも当該ハンダ成分に有効な気化性酸化防止成分を含んでいてもよい。
【００１２】
ここで、前記蓋は、外蓋と内蓋を有する場合、内蓋であるハンダボール容器であってもよい。
【００１３】
さらに、平均球径１ｍｍ以下のハンダボールを保管する容器において、容器本体の内側に当該ハンダ成分に有効な気化性酸化防止成分を含んでいる部材が設置されていることを特徴とするハンダボール容器である。この場合、容器は外蓋と内蓋を有する容器であってもよい。また、容器本体又は内蓋の一方又は双方にも当該ハンダ成分に有効な気化性酸化防止成分を含んでいてもよい。
【００１４】
加えて、気化性酸化防止成分を含んでいる部材が蓋に設置され、あるいは容器本体に設置されている前記発明において、前記部材の設置手段が、接着、嵌合又はネジ止めの１種又は２種以上であるハンダボール容器である。
【００１５】
また、平均球径１ｍｍ以下のハンダボールを保管する容器において、容器本体と蓋を有する容器であって、容器本体内に、当該ハンダ成分に有効な気化性酸化防止成分を含んでいる摺動防止用の立体形状の部材が配置されることを特徴とするハンダボール容器である。この場合、容器本体又は蓋の一方又は双方にも当該ハンダ成分に有効な気化性酸化防止成分を含んでいてもよい。更には、前記の容器本体又は蓋の一方又は双方に設置する気化性酸化防止成分を含む部材を有していてもよい。
【００１６】
ここで気化性酸化防止成分とは、常温で気化し、気化したガス成分がハンダボール表面と接触してハンダボール表面に酸化防止膜を形成する成分をいう。
【００１７】
気化性酸化防止成分は、一般的に、気化した状態で空気より重いものが多いことから、容器が静置される際の上部に含有されていることが望ましいが、密閉されている空間に気化性酸化防止成分が放散されるのであれば、容器のどの部分に含有されていても、十分な効果を得ることができる。さらに、容器本体に、当該ハンダ成分に有効な気化性酸化防止成分を含んでいる部材を設置する場合、容器内のハンダボールの球径によっては、気化性酸化防止成分がハンダボール表面に十分に到達するよう、設置部材間の距離を小さくすることで、さらに効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、ハンダボールのリフロー工程における脱落や未融合と言ったハンダボール表面の酸化に起因する不具合を、長期間保管されたハンダボールにおいても生じさせない保管容器である。未融合や脱落が生じた場合は、製品そのものが不良品となったり、再度リフロー工程をして救済しなければならなくなったりする等、製品の歩留低下や工程への余分な負荷を発生させるために好ましくない。本発明によって、ハンダボール起因による、このような不都合の発生率を低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明において使用する気化性酸化防止成分は、例えば、ジシクロアンモニウムベンゾエートやシクロヘキシルアミンアクリレート等、ハンダの酸化防止に有効な成分であればよい。
【００２０】
容器を構成する部材（容器本体又は蓋の一方又は双方）の少なくとも一部が気化性酸化防止成分を含んでいる本発明においては、使用する容器において気化性酸化防止成分を含む容器本体や蓋等の部材の材質は、ポリエチレン等、気化性酸化防止成分を混練又は含浸できるものであればよい。気化性酸化防止成分を含ませない容器本体や蓋については、容器の材質として、気化性酸化防止成分を混練又は含浸できないものを用いても問題はない。この場合、酸素透過性の低い材料で成形されているとより好ましい。
【００２１】
また、容器そのものには気化性酸化防止成分を含ませず、容器内に気化性酸化防止成分を含んだ部材を設置、配置する場合にも、容器の材質として、気化性酸化防止成分を混練又は含浸できないものを用いても問題はない。この場合、酸素透過性の低い材料で成形されているとより好ましい。
【００２２】
蓋に気化性酸化防止成分を含んでいる部材が設置されており、当該部材が設置された部位が容器の内側部分であることとしてもよい。あるいは、気化性酸化防止成分を含む容器を構成する部材が、容器本体の内側に設置された部材であることとしてもよい。この場合、気化性酸化防止成分を含む容器を構成する部材として、気化性酸化防止成分をポリエチレン等に混練又は含浸した部材を用いてもよいし、あるいは気化性酸化防止成分を内包した通気性のある袋を容器内部に保持したものを部材として用いてもよい。
【００２３】
気化性酸化防止成分を含んでいる部材を蓋の容器内側部分に設置するに際しては、図２（ａ）のように、メッシュの入った内蓋２に、気化性酸化防止成分を通気性のある袋に入れた部材を置いたり、図２（ｂ）のように、ポリエチレンフィルム等で気化性酸化防止成分を含む部材４を内蓋２の下側に接着したり、図２（ｃ）のように、ポリエチレン等に気化性酸化防止成分を混練又は含浸させたものを部材４とし、これを内蓋２に嵌め合わせたり、ねじ込むように固定してもよい。
【００２４】
また、気化性酸化防止成分は、気化したガス成分が保管される容器内に充満し、ハンダボールが気化性酸化防止成分で被覆され易いよう、より容器の内側、内蓋や容器内の部材に混練又は含浸されていることが好ましい。さらには、容器本体の外側が酸素透過防止層となる材質であり、内側は気化性酸化防止成分が混練又は含浸されている層となっている２層構造でもよい。
【００２５】
なお、金属製の容器は、ハンダボールとの接触起電力により腐食を起こしたり、不要な金属汚染を引き起こしたりすることがあるので、その使用は好ましくない。
【００２６】
また、容器としては、容器内部を密閉できる形状であればよい。
【００２７】
容器本体の内側に設置する摺動防止用の立体形状の部材５とは、ハンダボールの搬送中にハンダボールが容器内で容易に可動しないために容器本体内部に設置する部材である。摺動防止用の立体形状の部材５は、容器の壁面を支点として固定される大きさを有することが好ましい。図３（ａ）〜（ｄ）に示す摺動防止用の立体形状の部材５は、いずれも、容器の半径方向へのハンダボールの動きを制限し、以って、摺動を抑制するものである。ハンダボール相互間の摺動のみを防止する方法としては、特許文献３のように、容器内のハンダボールを押さえつけることで摺動を防止するものもある。本発明のように摺動防止用の立体形状の部材５を設置する場合、ハンダボールを押さえつけないため、得られる摺動抑制効果は、特許文献３の場合ほど高くはないが、帯電防止に関しては必要十分な効果が得られる。また、本発明の場合、摺動防止用の立体形状の部材５が気化性酸化防止成分を含むため、より容器内部にガス化した気化性酸化防止成分が充満し易い。
【００２８】
本発明のハンダボール容器に保管するハンダボールの成分については、鉛フリーハンダとして用いられるものであればよく、Ｓｎ−Ａｇ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｚｎ等の各種成分のハンダボールを対象とすることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例で本発明を具体的に説明する。
【００３０】
（実施例１）
図１に示す、全てポリエチレン製の容器のうち、メッシュの入った内蓋に、図２（ａ）に示すように、気化性酸化防止成分を含む部材４として、特殊加工紙製で通気性のある袋に入れられたもの（城北化学製、ラン・ラン）を置き、密閉した容器の中で、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕからなる直径３００μｍの各種ハンダボールを、気温２０℃、湿度４０％の室内に１８ヶ月放置した。Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕの成分は、質量％で、Ａｇ：１．０、２．０、３．０、４．０％、Ｃｕ：０．２、０．４、０．６、０．８、１．０％、残部：Ｓｎの２０種類とした。
【００３１】
放置後のハンダボールに対して、市販の弱活性ロジンタイプのフラックスを用い、ガラスエポキシ基板に設けられたＣｕ電極に各種ハンダボールを、１水準当たり延べ３２４０００個搭載し、リフロー炉で、１５０℃−２分、２４０℃−３０秒間加熱・溶融した後、冷却、フラックスを洗浄除去し、その後、窒素ガスを吹きつけ、脱落したハンダボールの脱落率を評価した。その結果、上記全てのハンダ成分において、ハンダボールの脱落率は２０ｐｐｍ以下であった。
【００３２】
（実施例２）
実施例１と同様の組成の各種ハンダボールに対して、図２（ｂ）に示す容器でポリエチレンフィルムに気化性酸化防止成分（大洋液化ガス社製、ゼラスト）を接着した場合、図２（ｃ）に示す容器を用いポリエチレンに気化性酸化防止成分含を含んだもの（Ｃｏｒｔｅｃ社製、Ｍ−１２６）から成形した部材を部材４として内蓋２に固定した場合、図３（ａ）〜（ｄ）に示す容器で、ポリエチレンに気化性酸化防止成分含を含んだもの（Ｃｏｒｔｅｃ社製、Ｍ−１２６）から成形した部材を摺動防止用の立体形状の部材５として用いた場合、全てについて、実施例１と同様の評価を実施したが、ハンダボールの脱落率は、いずれも２０ｐｐｍ以下であった。
【００３３】
（比較例）
実施例１と同様な手順で、実施例１と同様の組成の各種ハンダボールを、気化性酸化防止成分を全く含まないポリエチレン製の容器に収容して、放置した後、実施例１と同様なリフロー処理を行った後のハンダボールの脱落率を評価したところ、５０〜８０ｐｐｍと実施例よりも高い脱落率であった。また、市販の脱酸素剤を容器内に入れたものも用意したが、いずれも、４０ｐｐｍ以上の脱落率であった。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のハンダボール容器の一例である。
【図２】本発明の気化性酸化防止成分を含む部材を有するハンダボール容器の一例である。ただし、内蓋の断面図のみを図示した。
【図３】本発明の気化性酸化防止成分を含有する摺動防止用の立体形状の部材を有するハンダボール容器の一例である。
【符号の説明】
【００３５】
１  容器本体
２  内蓋
３  外蓋
４  気化性酸化防止成分を含む部材
５  摺動防止用の立体形状の部材
【図１】
2007230613.tif 000002
【図２】
2007230613.tif 000003
【図３】
2007230613.tif 000004