(57)【要約】  はんだ接合部の形成方法であって、  はんだフラックスを提供する工程と；  はんだ粒子を提供する工程と；  接合される２以上のワークピースを提供する工程と；  前記はんだフラックス及び前記はんだ粒子を、前記接合される２以上のワークピースの近傍で加熱し、（ｉ）前記接合される２以上のワークピース間のはんだ接合部、及び（ｉｉ）はんだフラックス残渣を形成する工程と；を含み、  前記はんだフラックス残渣が、前記はんだ接合部の露出表面を実質的に被覆することを特徴とする方法。【選択図】図１
2017527102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだ接合部の形成方法であって、
はんだフラックスを提供する工程と；
はんだ粒子を提供する工程と；
接合される２以上のワークピースを提供する工程と；
前記はんだフラックス及び前記はんだ粒子を、前記接合される２以上のワークピースの近傍で加熱し、（ｉ）前記接合される２以上のワークピース間のはんだ接合部、及び（ｉｉ）はんだフラックス残渣を形成する工程と；を含み、
前記はんだフラックス残渣が、前記はんだ接合部の露出表面を実質的に被覆することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記はんだフラックスが、
有機溶媒と；
エポキシ樹脂と；
硬化剤と；
触媒と；
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記はんだフラックスが、
活性化剤；
結合剤；
応力調整剤；及び
脱気剤；
の少なくともいずれかを更に含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記はんだフラックスが、前記はんだフラックスの総重量に基づき、
２０重量％〜４０重量％の有機溶媒；
５重量％〜４５重量％のエポキシ樹脂；
２重量％〜３６重量％の硬化剤；
０．１重量％〜１５重量％の触媒；
１０重量％〜２０重量％の活性化剤；
０．１重量％〜２重量％の結合剤；
０．１重量％〜４重量％の応力調整剤；及び
０．１重量％〜２重量％の脱気剤；
の少なくともいずれかを含む請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記はんだフラックスが、フィラーを更に含む請求項２から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記はんだフラックスが、前記はんだフラックスの総重量に基づき、０．１重量％〜４０重量％の前記フィラー、好ましくは０．１重量％〜１０重量％の前記フィラー、より好ましくは０．１重量％〜５重量％の前記フィラーを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記フィラーが、高アスペクト比のフィラーを含み、前記高アスペクト比のフィラーが、ガラス繊維、マイカ、ナノクレイ、グラフェン、官能化グラフェン、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ、グラファイト繊維及び炭素繊維、窒化ホウ素、合成繊維及び天然繊維の１以上を含む請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
前記フィラーが、低アスペクト比のフィラーを含み、前記低アスペクト比のフィラーが、シリカ、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、二酸化物、多面体（かご型）オリゴシルセスキオキサン、金属被覆粒子、タルク、カオリン、ウォラストナイト、及びガラス球の１以上を含む請求項５から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記フィラーが、シリカ、炭酸カルシウム、ＰＴＦＥ、及びグラファイト関連フィラーの１以上を含む粘着防止潤滑フィラーを含む請求項５から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記エポキシ樹脂が、その中に分散したゴムを含む請求項２から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記エポキシ樹脂が、前記はんだフラックスの総重量に基づき、０．１重量％〜１０重量％の前記ゴムを含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ゴムが、カルボキシ基、ヒドロキシ基、及びアミン基の少なくともいずれかを含む１以上の末端基を有するアクリロニトリルブタジエン系ゴムを含む請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記はんだ粒子が、無鉛はんだ粒子である請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記接合される２以上のワークピースが、電子部品、及びプリント回路基板の銅パッドを含む請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記はんだ接合部が、表面実装（ＳＭＴ）法、ダイ及び部品取付け法、パッケージオンパッケージ（ＰＯＰ）法、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）法、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）法、フリップチップ法、缶シールド取付け法、及びカメラレンズ取付け法から選択される製造方法の間に形成される請求項１から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれかに記載の方法によって得られることを特徴とするはんだ接合部。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれかに記載の方法において使用するためのはんだフラックスであって、
有機溶媒と；
エポキシ樹脂と；
硬化剤と；
触媒と；
任意に、
活性化剤；
結合剤；
応力調整剤；
脱気剤；及び
フィラー；の１以上と；
を含むことを特徴とするはんだフラックス。
【請求項１８】
前記エポキシ樹脂が、その中に分散したゴムを含む請求項１７に記載のはんだフラックス。
【請求項１９】
前記エポキシ樹脂が、前記はんだフラックスの総重量に基づき、０．１重量％〜１０重量％の前記ゴムを含む請求項１８に記載のはんだフラックス。
【請求項２０】
前記液状ゴムが、カルボキシ基、ヒドロキシ基、及びアミン基を含む１以上の末端基を有するアクリロニトリルブタジエン系ゴムを含む請求項１８又は１９に記載のはんだフラックス。
【請求項２１】
前記はんだフラックスが、印刷可能、噴射可能、浸漬可能、及びピン転写可能の少なくともいずれかである請求項１７から２０のいずれかに記載のはんだフラックス。
【請求項２２】
請求項１７から２１のいずれかに記載のはんだフラックス及びはんだ粒子を含むことを特徴とするはんだペースト。
【請求項２３】
はんだ接合部及びはんだ相互接続の少なくともいずれかを強化するための、請求項１７から２１のいずれかに記載のはんだフラックスの使用。
【請求項２４】
はんだ接合部の製造方法の間に前記はんだ接合部の周囲に形成されるフラックス残渣の広がりを制御するための、請求項１７から２１のいずれかに記載のはんだフラックスの使用。
【請求項２５】
リフロー後に形成されるフラックス残渣の機械的特性を制御するための、請求項１７から２１のいずれかに記載のはんだフラックスの使用。
【請求項２６】
はんだ−パッド界面又ははんだ接合部の熱機械的特性を改善し、より信頼性の高いはんだ−パッド界面又ははんだ接合部を得るための、請求項１７から２１のいずれかに記載のはんだフラックスから得られるはんだフラックス残渣の使用。
【請求項２７】
エポキシ樹脂と；
前記エポキシ樹脂中に分散した液状ゴムと；を含み、
前記液状ゴムが、カルボキシ基、ヒドロキシ基、及びアミン基を含む１以上の末端基を有するアクリロニトリルブタジエン系ゴムを含むことを特徴とするはんだフラックス。
【請求項２８】
前記はんだフラックスが、前記はんだフラックスの総重量に基づき、１重量％〜１０重量％の前記液状ゴムを含む請求項２７に記載のはんだフラックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ接合部の形成方法に関する。本発明は特に、改善された機械的特性及び熱機械的特性の少なくともいずれかを示すはんだ接合部の形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器におけるはんだ付けは、例えば、電気接点の提供、２以上の部品の物理的な接合、及び放熱経路の提供等の様々な機能を有する。電子部品の大きさが連続的に縮小するに従い、はんだ相互接続の大きさも縮小する。相互接続の大きさが小さいことは、通常、接合部の機械的強度が比較的弱いことを意味する。
【０００３】
電子産業における別の傾向として、例えば、携帯電話、ラップトップ、タブレット、電子書籍リーダー、オーディオ／ビデオプレーヤー、ウェアラブル等の携帯電子機器が、かつてない程の人気となっている。これらの携帯機器は、その中で使用される電子部品及びパッケージの電気的信頼性及び機械的信頼性に対して、より厳しい要件を課している。例えば、このような機器が誤って落とされた場合、内部の全ての部品が、それらが受ける大きな機械的ストレスに耐える必要がある。多くの場合、これらの機器の設計者は、小サイズのはんだ相互接続によってもたらされる機械的強度は、このような機械的衝撃に耐えるには不十分であるという状況に直面している。
【０００４】
エレクトロニクス産業における別の傾向は、自動車用途における電子機器の使用が増え続けていることである。最新の自動車の事実上全ての部分において、電子機器及び制御回路が使用されている。自動車に使用される電子機器／パッケージ／モジュールは、動作中、高衝撃、高振動、及び高温に曝される。このような状況では、従来の方法で形成された小サイズのはんだ相互接続は、熱機械的信頼性の要求を満たさない可能性がある。従って、はんだを用いて形成された、電気的、機械的、及び熱的な相互接続の機械的強度を増大させる必要がある。
【０００５】
一般的に、はんだ−パッド界面は、恐らく電子相互接続における最も脆弱な連結である。電子アセンブリの機械的かつ熱的信頼性を改善するために、この最も脆弱な連結を強化する必要がある。最も重要なことは、熱サイクルの前後で、材料の大部分、及びはんだ−パッド界面を含む相互接続の機械的特性を強化及び維持することである。基板部品アセンブリに存在する材料は、異なる熱膨張率（ＣＴＥ）を有しており、熱サイクル中に材料が収縮及び膨張することがある。その結果、熱サイクルの間、はんだ接合部が周期的な収縮及び膨張を受け、最終的にはんだ接合部を劣化させ、脆弱化させることがある。ＣＴＥ不整合が最大のはんだ−パッド界面は、多くの場合、最弱の連結である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、従来技術に関連する問題の少なくとも幾つかに取り組むこと、又は少なくともその商業的に許容可能な代替解決策を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、はんだ接合部の形成方法であって、
はんだフラックスを提供する工程と；
はんだ粒子を提供する工程と；
接合される２以上のワークピースを提供する工程と；
前記はんだフラックス及び前記はんだ粒子を、前記接合される２以上のワークピースの近傍で加熱し、（ｉ）前記接合される２以上のワークピース間のはんだ接合部、及び（ｉｉ）はんだフラックス残渣を形成する工程と；を含み、
前記はんだフラックス残渣が、前記はんだ接合部の露出表面を実質的に被覆することを特徴とする方法。
【０００８】
この方法は、例えば、強度の増大、信頼性の改善、及び熱サイクルに対する耐性の増大等の、より有益な機械的特性を示すはんだ接合部をもたらす。
【０００９】
本明細書で定義する各態様又は実施形態は、別段の明示がない限り、任意の他の態様又は実施形態と組み合わせることができる。特に、好ましい又は有益であることが示される任意の特徴は、好ましい又は有益であることが示される任意の他の特徴と組み合わせることができる。
【００１０】
本明細書で使用する「はんだフラックス」との用語は、はんだ付けプロセス中の酸化を防止するために使用される種を包含する。はんだフラックスはまた、はんだ付けの前に何らかの形の化学的洗浄を提供してもよい。
【００１１】
本明細書で使用する「はんだ残渣」との用語は、はんだ付けプロセス中にはんだフラックスを加熱した結果形成される残渣を包含する。理論に束縛されるものではないが、はんだフラックスから溶剤の少なくとも一部が蒸発すると、はんだフラックス残渣が形成すると考えられる。
【００１２】
はんだフラックスとはんだ粒子とは、別々に提供されてもよい。例えば、はんだフラックスは、液体、ペースト、又はフィルムの形態で独立して適用されてもよく、一方、はんだ粒子は、粉末、シート、スティック、又はワイヤの形態で提供されてもよい。或いは、はんだフラックスとはんだ粒子とは、例えば、はんだペーストの形態で一緒に提供されてもよい。
【００１３】
接合される（即ち、得られるはんだ接合部によって接合される）２以上のワークピースは、例えば、電子部品（例えば、チップ抵抗器又はチップコンデンサ）及びプリント回路基板の銅パッドを含んでいてもよい。
【００１４】
はんだフラックス及びはんだ粒子を加熱する温度は、採用される特定のはんだフラックス及びはんだ粒子に依存する。しかしながら、一般的な加熱温度は１４０℃〜２８０℃である。例えば、所謂「低温」はんだ粒子が使用される場合、加熱温度は一般的に１４０℃〜２００℃であり、所謂「中温」はんだ粒子が使用される場合、加熱温度は一般的には２００℃〜２４０℃であり、所謂「高温」はんだ粒子が使用される場合、加熱温度は一般的に２４０℃〜２８０℃である。
【００１５】
はんだフラックス及びはんだ粒子は、接合される２以上のワークピースの近傍で加熱される。例えば、はんだ接合部がワークピース間に形成される場合、はんだフラックス及びはんだ粒子は、一般的にワークピース間に配置され、２つのワークピースと接触した状態で加熱される。或いは、２以上のワークピース間の接合部に対してはんだ接合部が形成される場合（例えば、ワークピースが端部と端部とで接合される場合）、はんだフラックス及びはんだ粒子を、加熱する前にワークピース間の接合部に配置してもよい。
【００１６】
はんだフラックス（或いは、はんだフラックスとはんだ粒子とがはんだペースト中に一緒に提供される場合には、はんだペースト）は、例えば、印刷、分注（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）、噴射、浸漬、及びピン転写の少なくともいずれかによって２以上のワークピースに適用されてもよい。このような技術は、当技術分野で既知である。フラックスは、液体、ペースト又はフィルムの形態で適用されてもよい。フラックスは、プリフォーム用の予め適用されたペーストフラックス、はんだフィルム形態のペーストフラックス、及びフィルム形態のペーストフラックスの少なくともいずれかとして適用されてもよい。
【００１７】
フラックス残渣は、はんだ接合部の露出表面を実質的に被覆する。一般的に、フラックス残渣は、露出表面の少なくとも９０％、より一般的には露出表面の少なくとも９５％、更により一般的には露出表面全体を被覆する。
【００１８】
はんだ接合部の露出表面は、２以上のワークピースと接触していないはんだ接合部の外面を指す。例えば、はんだ接合部が２つのワークピース間に挟まれている場合、はんだ接合部の露出表面は、サンドイッチの層に実質的に垂直な表面となる。或いは、はんだ接合部が２つのワークピース間の接合側に形成されている場合、露出表面は、接合の反対側のはんだ接合部の表面となる。
【００１９】
露出表面は、単一の表面又は複数の表面を含んでいてもよい。
【００２０】
本発明者らは、驚くべきことに、本発明の方法が、従来のはんだ接合部形成方法と比較して改善した機械的特性を示すはんだ接合をもたらし得ることを見出した。例えば、得られるはんだ接合部は、耐落下衝撃性の改善、熱サイクル性能の改善、耐熱衝撃性の改善、せん断強度の増加、曲げ強度の増加、及び他の熱機械的特性の１以上を示し得る。その結果、はんだ接合部の信頼性が改善する。
【００２１】
これは、はんだ接合部の大きさを小さくする必要がある場合に特に有利である。従って、本方法は、例えば、携帯電話、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、電子書籍リーダー、オーディオ／ビデオプレーヤー、又は時計等の携帯電子機器にはんだ接合部を形成するために使用する場合に特に有用である。このような機器は、例えば落下の結果、大きな応力に耐えることが可能な小サイズのはんだ接合部を必要とする。このような信頼性の高いはんだ接合部は、はんだ接合部が一般的に高衝撃、高温、及び高振動に曝される自動車産業においても有利である。
【００２２】
本発明者らは、従来のはんだ接合部形成方法では、はんだペースト中のフラックス材料が一般的に広がり、はんだ接合部から遠ざかることを発見した。本発明の方法では、理論に縛られるものではないが、はんだフラックス残渣がはんだ接合部の露出表面を実質的に被覆することを保証することによって、例えば接合部から応力を再分配することにより、はんだ接合部を強化することができると考えられる。更に、例えば、パッドの変色、エレクトロマイグレーションの不良、及び残渣自体の変色等の、例えばはんだ付けに利用可能なフラックスの減少及び信頼性の問題の等のはんだフラックスの広がりに関連する問題を低減することができる。
【００２３】
はんだフラックスは、好ましくは、
有機溶媒と；
エポキシ樹脂と；
硬化剤と；
触媒と；
を含む。
【００２４】
フラックスの加熱により、エポキシ樹脂が架橋を受けてもよく、これは、はんだフラックス残渣が架橋エポキシ樹脂を含んでいてもよいことを意味する。これは、形成される固形接合部の機械的特性の改善する働きをし得る。エポキシ樹脂は、延性を高めたはんだフラックス残渣を提供することができる。有利なことに、これがはんだ接合部に付加的な強度を付与する働きをし、より高い応力に耐えることが可能となる。
【００２５】
有機溶媒は、一般的に高沸点有機溶媒であり、好ましくは沸点が少なくとも２８０℃である。本発明における使用に適する、沸点が少なくとも２８０℃である有機溶媒としては、例えば、ブチルカルビトール、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、及びグリコールエーテルが挙げられる。エポキシ樹脂は、多官能性エポキシ樹脂及び高分子量エポキシ樹脂の少なくともいずれかであってもよい。硬化剤は、硬化剤を含有するフェノール性基を含み、又は無水物系の硬化剤であり、或いはその両方であってもよく、一般的には無水物系の硬化剤を含んでいてもよい。触媒は、置換芳香族アミン触媒、ホスフェン（ｐｈｏｓｐｈｅｎｅ）系塩触媒、及びアミド系触媒の少なくともいずれかを含んでいてもよい。
【００２６】
はんだフラックスは、好ましくは、
活性化剤；
結合剤；
応力調整剤；及び
脱気剤（脱ガス剤、ｄｅｇａｓｓｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）；
の少なくともいずれかを更に含む。
【００２７】
活性化剤は、例えばカルボン酸を含んでいてもよい。応力調整剤は、例えば液体タイプの応力調整剤を含んでいてもよい。
【００２８】
はんだフラックスは、好ましくは、はんだフラックスの総重量に基づき、
２０重量％〜４０重量％の有機溶媒；
５重量％〜４５重量％のエポキシ樹脂；
２重量％〜３６重量％の硬化剤；
０．１重量％〜１５重量％の触媒；
１０重量％〜２０重量％の活性化剤；
０．１重量％〜２重量％の結合剤；
０．１重量％〜４重量％の応力調整剤；及び
０．１重量％〜２重量％の脱気剤；
の少なくともいずれかを含む。
【００２９】
上記範囲内のこのような種の存在は、加熱中の好ましい粘度、粘着性及び流動性の少なくともいずれか（例えば、リフロー）を、フラックスに対して付与することができる。このような特性は、リフロー中に高割合のフラックスがはんだ接合部の部位の周囲に確実に残留するように働くことができる。これは、より多くのフラックスがはんだ付けに確実に利用可能となるように働くことができる。更にこれは、加熱中に形成されるはんだフラックス残渣が、はんだ接合部の露出表面を確実に実質的に被覆するように寄与することができる。更に、例えば、パッドの変色、エレクトロマイグレーションの不良、及びはんだ残渣の変色等の、はんだフラックスの広がりによって引き起こされる好ましくない状況を低減することができる。
【００３０】
はんだフラックスは、好ましくはフィラーを更に含む。フィラーを含有させることにより、はんだフラックス及びはんだフラックス残渣の少なくともいずれかの機械的特性及び熱機械的特性の少なくともいずれかを制御することができる。具体的には、フィラーの存在は、はんだフラックス残渣とはんだ接合部との間のＣＴＥ不整合を低減させ、それによって熱サイクル疲労に対する耐性を増大させるように働くことができる。
【００３１】
はんだフラックスは、はんだフラックスの総重量に基づき、好ましくは０．１重量％〜４０重量％のフィラー、より好ましくは０．１重量％〜１０重量％のフィラー、更により好ましくは０．１重量％〜５重量％のフィラーを含む。はんだフラックスは、少なくとも０．０１重量％のフィラー、少なくとも０．１重量％のフィラー、少なくとも０．５重量％のフィラー、少なくとも１重量％のフィラー、少なくとも２重量％のフィラー、又は少なくとも５重量％のフィラーを含んでいてもよい。はんだフラックスは、最大４０重量％のフィラー、最大２５重量％のフィラー、最大１５重量％のフィラー、最大１０重量％のフィラー、最大５重量％のフィラー、又は最大２重量％のフィラーを含んでいてもよい。上記範囲のフィラーの存在は、はんだフラックス及びはんだフラックス残渣の少なくともいずれかの機械的特性及び熱機械的特性の少なくともいずれかの改善に働くことができる。フィラーが高レベルであると、はんだフラックスが好ましくない高粘度を示す結果に働くことがある。低レベルであると、ＣＴＥの不整合の低減が最小限となるのみである。
【００３２】
フィラーは、高アスペクト比のフィラー（例えば、アスペクト比が１より大きい、一般的に２より大きい、より一般的に５より大きいフィラー）を含んでいてもよく、高アスペクト比のフィラーとしては、ガラス繊維、マイカ、ナノクレイ、グラフェン、官能化グラフェン、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ、グラファイト繊維及び炭素繊維、窒化ホウ素、合成繊維及び天然繊維の１以上が挙げられる。このようなフィラーは、はんだフラックス及びはんだフラックス残渣少なくともいずれかの機械的特性及び熱機械的特性の少なくともいずれかの改善に働くことができる。具体的には、高アスペクト比のフィラーの存在は、はんだフラックスの粘度を好ましくないレベルに上昇させることなくＣＴＥ不整合を低減させるのに働くことができる。
【００３３】
フィラーは、低アスペクト比のフィラー（例えば、アスペクト比が２未満、一般的に１．５未満、より一般的に約１のフィラー）を含んでいてもよく、低アスペクト比のフィラーとしては、シリカ、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、二酸化物、多面体（かご型）オリゴシルセスキオキサン、金属被覆粒子、タルク、カオリン、ウォラストナイト、及びガラス球の１以上が挙げられる。
【００３４】
フィラーは、シリカ、炭酸カルシウム、ＰＴＦＥ、及びグラファイト関連フィラーの１以上を含む粘着防止潤滑フィラーを含んでいてもよい。このようなフィラーは、はんだフラックス及びはんだフラックス残渣の少なくともいずれかに対して、より好ましい表面特性を付与するように働くことができる。
【００３５】
フィラーは、等方性収縮及び反りの少なくともいずれかを減少させるためのフィラー、例えば、粒状フィラー、ガラスビーズ、及びマイカの少なくともいずれかを含んでいてもよい。このようなフィラーは、はんだフラックス及びはんだフラックス残渣の少なくともいずれかの寸法安定性の改善に働くことができる。
【００３６】
フィラーは、電気特性及び磁気特性の少なくともいずれかを改質するためのフィラー（例えば、導電性フィラー、非導電性フィラー及び強磁性金属フィラー、炭素関連フィラー及び炭素関連繊維、並びにマイカ）、放射線（ｒａｄｉａｔｉｏｎ）吸収のためのフィラー（例えば、金属粒子フィラー、酸化鉛及び鉛ガラス）、光学特性を改質するためのフィラー（例えば、核剤、清澄剤、顔料、微粒子及びマイカ／顔料混成物）、及びダンピングを制御するためのフィラー（例えば、フレークフィラー、ガラス及び硫酸バリウム）の１以上を含んでいてもよい。
【００３７】
エポキシ樹脂は、好ましくは、その中に分散したゴム（一般的に液状ゴム）を含む。はんだフラックス残渣中のエポキシ樹脂は、脆弱であってもよい。ゴムは、エポキシ樹脂と結合した分散相を形成し、硬化したエポキシ樹脂マトリックス（はんだフラックス残渣）内の亀裂伝播を防止することができる。分散したゴム相は、キャビテーション及びせん断降伏による機械的エネルギーの散逸中心として作用し、亀裂成長抵抗性の増大、及び優れた破壊特性をもたらすことができる。ゴムの存在は、はんだフラックス残渣の延性を増大させ、それによってはんだ接合部の機械的特性を増大させることができる。具体的には、延性のはんだフラックス残渣の存在は、耐落下衝撃性の改善に働くことができる。
【００３８】
従来のはんだ接合部では、ワークピース及びはんだ接合部の熱膨張係数（ＣＴＥ）の差異により、はんだ接合部の信頼性が低下し得る。はんだフラックス残渣中のゴムの存在は、ワークピースとはんだ接合部との間のＣＴＥの差異の影響を打ち消し、それによって熱サイクル疲労に対する抵抗性の増大に働くことができる。
【００３９】
はんだ接合部の材料とはんだフラックス残渣とのＣＴＥの差異もまた、耐熱サイクル性を低下させる結果となることがある。従って、はんだフラックス残渣は、はんだ接合部の材料のＣＴＥに近いＣＴＥを有することが好ましい。はんだ接合材料のＣＴＥとはんだフラックスのＣＴＥとの差異は、好ましくは１５０％未満、より好ましくは１００％未満、更により好ましくは６０％未満、更により好ましくは５０％未満である。このようなＣＴＥ整合は、例えば、上記のゴムの使用によって達成することができる。
【００４０】
エポキシ樹脂は、はんだフラックスの総重量に基づき、好ましくは最大１０重量％の液状ゴムを含み、より好ましくは０．１重量％〜１０重量％の液状ゴムを含む。エポキシ樹脂は、はんだフラックスの総重量に基づき、少なくとも０．１重量％、少なくとも１重量％、又は少なくとも２重量％のゴムを含んでいてもよい。エポキシ樹脂は、はんだフラックスの総重量に基づき、１０重量％以下、８重量％以下、又は５重量％以下のゴムを含んでいてもよい。これにより、特に好ましい延性を有するはんだフラックス残渣を提供し、はんだ接合部に対し、特に好ましい機械的特性及び熱機械的特性の少なくともいずれかを付与することができる。
【００４１】
液状ゴムは、好ましくは、カルボキシ基、ヒドロキシ基、及びアミン基の少なくともいずれかを含む１以上の末端基を有するアクリロニトリルブタジエン系ゴムを含む。このようなゴムは、本質的に、乳化重合法により得られるアクリロニトリルとブタジエンとの共重合体である。このようなゴムは、特に良好な延性を有するはんだフラックスを提供することができ、特に好ましい機械的特性及び熱機械的特性を示すはんだフラックス残渣及びはんだ接合部をもたらすことができる。
【００４２】
はんだ粒子は、好ましくは無鉛はんだ粒子である。好適な無鉛はんだ粒子としては、例えば、Ｓｎ、Ｓｎ含有合金、Ｓｎ−Ｂｉ合金、Ｓｎ−Ｃｕ合金、Ｓｎ−Ａｇ合金、ＳＡＣタイプの合金、及びこれらの２以上の組合せが挙げられる。他の好適な無鉛はんだは、当業者に既知であろう。
【００４３】
一実施形態では、接合される２以上のワークピースは、電子部品、及びプリント回路基板の銅パッドを含む。このようなワークピース間のはんだ接合部は、良好な機械的特性及び熱機械的特性の少なくともいずれかを示し、高い信頼性を示すことが望ましい。
【００４４】
はんだ接合部は、表面実装（ＳＭＴ）法、ダイ及び部品取付け法、パッケージオンパッケージ（ＰＯＰ）法、チップスケールパッケージ（ＣＳＰ）法、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）法、フリップチップ法、缶シールド取付け法、及びカメラレンズ取付け法から選択される製造方法の間に形成される。
【００４５】
更なる態様では、本発明は、本明細書に記載の方法により得られるはんだ接合部を提供する。
【００４６】
更なる態様では、本発明は、本明細書に記載の方法において使用するためのはんだフラックスであって、
有機溶媒と；
エポキシ樹脂と；
硬化剤と；
触媒と；
任意に、
活性化剤；
結合剤；
応力調整剤；
脱気剤；及び
フィラー；の１以上と；
を含むはんだフラックスを提供する。
【００４７】
本発明の第１の態様の好ましい任意の特徴及び利点は、本発明の本態様にも等しく当て嵌まる。
【００４８】
エポキシ樹脂は、好ましくは、その中に分散した液状ゴムを含む。エポキシ樹脂は、好ましくは、はんだフラックスの総重量に基づき０．１重量％〜１０重量％の液状ゴムを含む。液状ゴムは、好ましくは、カルボキシ基、ヒドロキシ基、及びアミン基を含む１以上の末端基を有するアクリロニトリルブタジエン系ゴムを含む。
【００４９】
はんだフラックスは、一般的に、印刷可能、噴射可能、浸漬可能、及びピン転写可能の少なくともいずれかである。
【００５０】
好ましい実施形態では、はんだフラックスは、
２０重量％〜４０重量％の有機高沸点溶媒と；
５重量％〜４５重量％のエポキシ樹脂と；
２重量％〜３６重量％の硬化剤と；
活性化剤として１０重量％〜２０重量％のカルボン酸と；
０．１重量％〜１５重量％の触媒と；
０．１重量％〜２重量％の結合剤と；
０．１重量％〜４重量％の液体タイプの応力調整剤と；
０．１重量％〜２重量％の脱気剤と；
を含む。
【００５１】
別の好ましい実施形態では、はんだフラックスは、
２０重量％〜４０重量％の有機高沸点溶媒と；
５重量％〜４５重量％のエポキシ樹脂と；
２重量％〜３６重量％の硬化剤と；
活性化剤として１０重量％〜２０重量％のカルボン酸と；
０．１重量％〜１５重量％の触媒と；
０．１重量％〜２重量％の結合剤と；
０．１重量％〜４重量％の液体タイプの応力調整剤と；
０．１重量％〜２重量％の脱気剤と；
フィラーとして０．１重量％〜１０重量％のガラス繊維と；
を含む。
【００５２】
別の好ましい実施形態では、はんだフラックスは、
２０重量％〜４０重量％の有機高沸点溶媒と；
５重量％〜４５重量％のエポキシ樹脂と；
２重量％〜３６重量％の硬化剤と；
活性化剤として１０重量％〜２０重量％のカルボン酸と；
０．１重量％〜１５重量％の触媒と；
０．１重量％〜２重量％の結合剤と；
０．１重量％〜４重量％の液体タイプの応力調整剤と；
０．１重量％〜２重量％の脱気剤と；
フィラーとして０．１重量％〜５重量％のグラフェンと；
を含む。
【００５３】
別の好ましい実施形態では、はんだフラックスは、
２０重量％〜４０重量％の有機高沸点溶媒と；
５重量％〜４５重量％のエポキシ樹脂と；
２重量％〜３６重量％の硬化剤と；
活性化剤として１０重量％〜２０重量％のカルボン酸と；
０．１重量％〜１５重量％のブロックされた触媒と；
０．１重量％〜２重量％の結合剤と；
０．１重量％〜４重量％の液体タイプの応力調整剤と；
０．１重量％〜２重量％の脱気剤と；
フィラーとして０．１重量％〜５重量％の官能化グラフェン酸化物と；
を含む。
【００５４】
別の好ましい実施形態では、はんだフラックスは、
２０重量％〜４０重量％の有機高沸点溶媒と；
５重量％〜４５重量％のエポキシ樹脂と；
２重量％〜３６重量％の硬化剤と；
活性化剤として１０重量％〜２０重量％のカルボン酸と；
０．１重量％〜１５重量％のブロックされた触媒と；
０．１重量％〜２重量％の結合剤と；
０．１重量％〜４重量％の液体タイプの応力調整剤と；
フィラーとして０．１重量％〜４０重量％のシリカと；
を含む。
【００５５】
別の好ましい実施形態では、はんだフラックスは、
２０重量％〜４０重量％の有機高沸点溶媒と；
５重量％〜４５重量％のエポキシ樹脂と；
２重量％〜３６重量％の硬化剤と；
活性化剤として１０重量％〜２０重量％のカルボン酸と；
０．１重量％〜１５重量％のブロックされた触媒と；
０．１重量％〜２重量％の結合剤と；
０．１重量％〜４重量％の液体タイプの応力調整剤と；
０．１重量％〜２重量％の脱気剤と；
フィラーとして０．１重量％〜５重量％のグラファイト系と；
を含む。
【００５６】
更なる態様では、本発明は、本明細書に記載のはんだフラックス及びはんだ粒子を含むはんだペーストを提供する。
【００５７】
更なる態様では、本発明は、はんだ接合部及びはんだ相互接続の少なくともいずれかを強化するための、本明細書に記載のはんだフラックスの使用を提供する。
【００５８】
更なる態様では、本発明は、はんだ接合部の製造方法の間にはんだ接合部の周囲に形成されるフラックス残渣の広がりを制御するための、本明細書に記載のはんだフラックスの使用を提供する。
【００５９】
更なる態様では、本発明は、リフロー後に形成されるフラックス残渣の機械的特性を制御するための、本明細書に記載のはんだフラックスの使用を提供する。
【００６０】
更なる態様では、本発明は、はんだ−パッド界面又ははんだ接合部の熱機械的特性を改善し、より信頼性の高いはんだ−パッド界面又ははんだ接合部を得るための、本明細書に記載のはんだフラックスから得られるはんだフラックス残渣の使用を提供する。
【００６１】
更なる態様では、本発明は、
エポキシ樹脂と；
前記エポキシ樹脂中に分散した液状ゴムと；を含み、
前記液状ゴムが、カルボキシ基、ヒドロキシ基、及びアミン基を含む１以上の末端基を有するアクリロニトリルブタジエン系ゴムを含むことを特徴とするはんだフラックスを提供する。
【００６２】
本発明の第１の態様の好ましい任意の特徴及び利点は、本発明の本態様にも等しく当て嵌まる。
【００６３】
はんだフラックスは、好ましくは、はんだフラックスの総重量に基づき、１重量％〜１０重量％の液状ゴムを含む。
【００６４】
更なる態様では、本発明は、はんだ接合部の形成方法であって、
（ｉ）接合される２以上のワークピースを提供する工程と；
（ｉｉ）はんだ粒子、フラックス、及び残渣形成材料を含むはんだペーストを提供する工程と；
（ｉｉｉ）前記接合されるワークピースの近傍で前記はんだペーストを加熱し、はんだ接合部を形成する工程と；を含み、
前記はんだペーストを加熱する際に、前記残渣形成材料が、前記はんだ接合部を完全に被覆する残渣を形成することを特徴とする方法を提供する。
【００６５】
残渣形成材料は、フラックスとは独立していてもよい。或いは、残渣形成材料はフラックスであってもよい。
【００６６】
残渣形成材料及びフラックスの少なくともいずれかは、有益なことに、はんだペーストの加熱の間に、接合部界面から遠ざからない。
【００６７】
残渣は、はんだ接合部を完全に被覆する。これは、残渣がはんだ接合部の露出した外面、即ちワークピースと直接接触していない露出表面を完全に被覆することを意味する。
【００６８】
別の態様では、残渣ははんだ接合部を完全に被覆していないが、はんだ接合部の露出領域の少なくとも５０％、好ましくは露出領域の少なくとも９０％、より好ましくは露出領域の少なくとも９５％、更により好ましくは実質的に全露出領域を被覆する。
【００６９】
接合される２以上のワークピースは、一般的に、（例えば、チップ抵抗器又はチップコンデンサ等の）電子部品と、（一般的に、プリント回路基板上に配置される）銅パッドとを含む。
【００７０】
本発明における使用に好適な残渣形成材料及びフラックスの少なくともいずれかとしては、例えば、（例えば、ポリアミド、ポリブチレン、ポリイミド、アクリル、及びアクリレート等の）熱可塑性ポリマー、及び（例えば、エポキシ、ポリエステル、スチレン化ポリエステル、及びフェノール性等の）熱硬化性架橋性樹脂が挙げられる。
【００７１】
更なる態様では、本発明は、はんだ接合部の形成方法であって、
（ｉ）接合される２以上のワークピースを提供する工程と；
（ｉｉ）はんだ粒子、フラックス、及び残渣形成材料を含むはんだペーストを提供する工程と；
（ｉｉｉ）前記接合されるワークピースの近傍で前記はんだペーストを加熱し、はんだ接合部を形成する工程と；を含み、
前記はんだペーストを加熱する際に、前記フラックス及び前記残渣形成材料の少なくともいずれかの過半が前記接合部界面から移動しない方法を提供する。
【００７２】
更なる態様では、本発明は、はんだ接合部の形成方法であって、
（ｉ）接合される２以上のワークピースを提供する工程と；
（ｉｉ）はんだ粒子及びフラックスを含むはんだペーストを提供する工程と；
（ｉｉｉ）前記接合されるワークピースの近傍で前記はんだペーストを加熱し、はんだ接合部を形成する工程と；を含み、
前記はんだペーストを加熱する際に、前記フラックスが前記はんだ接合部を完全に被覆する残渣を形成する方法を提供する。
【００７３】
更なる態様では、本発明は、はんだ接合部の形成方法であって、
（ｉ）接合される２以上のワークピースを提供する工程と；
（ｉｉ）はんだ粒子、フラックス、及び残渣形成材料を含むはんだペーストを提供する工程と；
（ｉｉｉ）前記接合されるワークピースの近傍で前記はんだペーストを加熱し、はんだ接合部を形成する工程と；を含み、
前記はんだペーストを加熱する際に、前記残渣形成材料が、前記はんだ接合部を被覆してその機械的強度を増大させる残渣を形成する方法を提供する。
【００７４】
更なる態様では、本発明は、
はんだ粒子と；
フラックスと；
残渣形成材料と；
を含むはんだペーストを提供する。
【００７５】
ペーストは、フィルムの形態であってもよい。ペーストは、印刷可能及び噴射可能の少なくともいずれかであってもよい。
【００７６】
更なる態様では、本発明は、残渣形成材料を含むはんだペーストフラックスを提供する。
【００７７】
更なる態様では、本発明は、はんだペースト残渣で完全に被覆されたはんだ接合部を提供する。
【００７８】
更なる態様では、本発明は、はんだ接合部の機械的強度の増加方法であって、はんだペースト残渣の完全なコーティングをはんだ接合部に提供する工程を含む方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
本発明を、以下の非限定的な図面と関連付けて説明する。
【図１】図１は、本発明の方法のフローチャートを示す。
【図２】図２は、従来の方法を用いて形成されたはんだ接合部の概略図（上）、及び本発明の方法を用いて形成されたはんだ接合部の概略図（下）を示す。
【図３】図３は、３つの材料の仮想的な応力−ひずみ曲線を示す。
【図４】図４は、一般的なはんだ及び３種類の他の接合部補強材料の熱膨張率（ＣＴＥ）を示す。
【図５】図５は、衝撃曲げ試験の結果を示す。
【図６】図６は、落下衝撃試験の結果を示す。
【図７】図７は、熱サイクル試験の結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００８０】
図１を参照すると、はんだ接合部の形成方法が示されており、該方法は、（Ａ）はんだフラックスを提供する工程と；（Ｂ）はんだ粒子を提供する工程と；（Ｃ）接合される２以上のワークピースを提供する工程と；（Ｄ）はんだフラックス及びはんだ粒子を、接合する２以上のワークピースの近傍で加熱し、（ｉ）接合される２以上のワークピース間のはんだ接合部、及び（ｉｉ）はんだフラックス残渣を形成する工程とを含み、はんだフラックス残渣が、はんだ接合部の露出表面を実質的に被覆する。
【００８１】
図２（上）は、従来の方法を用いて形成されたはんだ接合部の概略図を示す。この製造方法においては、電子部品１、例えばチップ抵抗器、チップコンデンサ等が、相互接続材料、即ちはんだ接合部４を形成するはんだペーストを用いてプリント配線基板２の銅パッド３を結合することにより、所定のプリント基板２上に配置される。はんだペースト残渣５は広がり、はんだ接合部４を完全に被覆しない。その結果、広がった残渣５は、はんだ接合部４を補強しない。
【００８２】
図２（下）は、本発明の方法を用いて形成されたはんだ接合部の概略図を示す。この製造方法においては、電子部品６、例えばチップ抵抗器、チップコンデンサ等が、相互接続材料、即ちはんだ接合部９を形成するはんだペーストを用いてプリント配線基板７の銅パッド８を結合することにより、所定のプリント基板７上に配置される。はんだペーストの広がりが制御され、はんだペースト残渣１０がはんだ接合部に保持され、はんだ接合部を取り囲む。その結果、はんだ接合部が強化される。
【００８３】
図３は、３つの材料の仮想的な応力−ひずみ曲線を示す。中央の曲線ははんだのものであり、その両側は他の２つの材料である。左側の曲線は、脆弱な高弾性率かつ低強度の材料（例えば、従来のはんだフラックス残渣）の一般的な挙動を示す。このような材料は破損し易く、破壊点での伸びが小さい。この種類の材料をはんだと共に使用すると、接合部の機械的強度を改善させることは殆どない。他方の曲線は、延性材料（例えば、本発明のはんだフラックスによって形成されるはんだフラックス残渣）の一般的な応力−ひずみプロットを示す。この材料は、はんだよりも低弾性率であり、高強度である。弾性変形が大きく、破壊点での伸びも大きい。このような材料をはんだと共に使用すると、接合部の応力が増大し、得られる接合部は遥かに高い応力に耐えることができる。
【００８４】
熱機械的疲労は通常、熱サイクル試験を用いて評価される。はんだ接合部上のフラックス残渣の有無は、前記接合部の強度及び熱サイクル性能に影響を与える。フラックス残渣の存在は、その特性に応じて、はんだ接合部の熱機械的信頼性に有利又は不利に作用することがある。図４は、電子アセンブリに使用することができる一般的なはんだ及び３種類の他の接合部補強材料の熱膨張率（ＣＴＥ）を示す。一般的なＰｂフリーはんだのＣＴＥは、約１８ＰＰＭ／Ｃ〜２０ＰＰＭ／Ｃである。良好な補強材料のＣＴＥは、可能な限りはんだ（例えば、本発明のはんだフラックスによって形成されるはんだフラックス残渣）に近い必要がある。画像の左端に示す材料は、はんだよりも遥かにＣＴＥが低い。この材料は、はんだとは大きく異なる速度で伸縮する。従って、このような材料は、温度サイクル試験の間に界面での応力が増加し、熱疲労寿命が不十分である。同様に、右端に示す材料は、はんだよりも遥かにＣＴＥが高い。このような材料をはんだ接合部を補強するために適用することによっても、温度サイクル試験の間に界面での応力が増大する。
【実施例】
【００８５】
本発明を、以下の非限定的な実施例に従い説明する。
【００８６】
実施例１
２０重量％〜４０重量％の有機高溶媒；
５重量％〜４５重量％のエポキシ樹脂；
２重量％〜３６重量％の硬化剤；
０．１重量％〜１５重量％の触媒；
１０重量％〜２０重量％の活性化剤；
０．１重量％〜２重量％の結合剤；
０．１重量％〜４重量％の応力調整剤；及び
０．１重量％〜２重量％の脱気剤；
の少なくともいずれかの範囲の成分を有する、異なるはんだフラックスＡ〜はんだフラックスＦを調製した。
【００８７】
本発明の方法を用いて、はんだフラックスＡ〜はんだフラックスＦを用いてはんだ接合部を形成し、得られたはんだ接合部を試験に供した。
【００８８】
衝撃曲げ試験：
携帯電子機器は、日常使用において偶発的な機械的な衝撃、振動、及び曲げを受けることが多いため、携帯電子機器の衝撃信頼性は大きな懸念事項である。機械的な衝撃及び振動は、１０００με〜３０００μεの範囲の歪みを伴う高頻度のＰＣＢの曲げを誘発する可能性がある。実際、落下試験中のはんだ相互接続不良の大半は、撓み振動によるものである。高速基板レベル繰返し曲げ法（ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ｂｏａｒｄ  ｌｅｖｅｌ  ｃｙｃｌｉｃ  ｂｅｎｄｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ）を選択し、新規材料の性能を評価した。この方法では、歪み（変位）、及び歪み速度（曲げ速度）の両方を正確に制御することができる。リニアモータ（磁気ピストン）を利用し、±０．０５ｍｍの精度の一定の撓みで試験体を繰返し曲げに曝した。抵抗、撓み、曲げ速度、及び力等の全ての試験パラメータを連続的に観察した。機械の動作は、カスタムＬａｂｖｉｅｗソフトウェアによって完全に制御されており、閾値の抵抗に応じて自動的に停止することができる。
【００８９】
図５は、標準的なはんだペーストと、同じ合金及びはんだフラックスＡ〜はんだフラックスＥを用いて作製した５つの新規組成物との衝撃曲げ試験の結果を並べて示す。丸は、標準的なはんだペーストに対応し、組成物Ａ〜組成物Ｅは、正方形、ダイヤモンド、上向き三角形、右向き三角形、及び左向き三角形によってそれぞれ表す。標準的なペーストは、フラックス残渣が接合部の機械的強度に及ぼす影響が殆どないか、全くない。標準的なペーストの特性寿命は４１２衝撃曲げサイクルを示し、新規組成物の特性寿命は５２８サイクル〜１０３０サイクルを示す。これは、ペーストフラックス残渣の特性を制御することにより、衝撃曲げ試験の特性寿命を２８％〜２５０％改善させることができることを意味する。
【００９０】
落下衝撃試験：
ＢＧＡ部品をＲＦシールド缶で置換したＪＥＳＤ２２−Ｂ１１１規格の変形形態にて、落下衝撃試験を実施した。
【００９１】
図６は、標準的なはんだペーストと、同じ合金及びはんだフラックスＡ〜はんだフラックスＥを用いて作製した５つの新規組成物との落下衝撃試験の結果を並べて示す。衝撃曲げ試験におけるものと同じキーが適用される。標準的なペーストの特性寿命は１５５落下を示す一方、新規組成物の特性寿命は２０９落下〜１１８１落下を示す。これは、ペーストフラックス残渣の特性を制御することにより、落下衝撃の特性寿命を３５％〜６６２％改善させることができることを意味する。
【００９２】
表１は、評価したペーストの衝撃曲げ試験及び落下衝撃試験における特性寿命の概要を示す。全ての新規ペースト組成物が両試験において標準的なペーストに対して改善を示すが、改善のオーダーは同じではない。データを注意深く調べると、衝撃曲げ試験で最も高特性寿命であるペーストは、必ずしも落下衝撃試験において高特性寿命であることを意味しないことを示す。例えば、組成物Ｂ及び組成物Ｃはそれぞれ、衝撃曲げ試験の特性寿命が１０３０サクル及び９５７サイクルを示す一方、同ペーストはそれぞれ、落下衝撃試験における特性寿命が３６３落下及び３３５落下を示す。しかしながら、逆の場合もある。これは、落下衝撃試験の特性寿命が長いことは、衝撃曲げ試験においても特性寿命が長いことを示すことを意味する。例えば、衝撃曲げ試験において１１８１落下という最長の特性を示す組成物Ａは、衝撃曲げ試験の特性寿命が７４５サイクルを示す。これは、異なる組成物の残渣は、異なる機械的特性、特に弾性率／強度の歪み速度依存性を有することを示す。落下衝撃試験で受ける歪み速度は、衝撃曲げ試験における歪み速度よりも大きいため、高歪み速度において高強度を有する材料が最良の性能を発揮する。低歪み速度では、高弾性率かつ低強度の脆弱な材料も良好な性能を示す。しかしながら、このような材料は、高歪み速度試験では成績が悪い。従って、はんだ付けプロセスの完了後にはんだ接合部に残留する残渣が所望の機械的特性を有するフラックスシステムを設計することが重要である。
【表１】
2017527102.tif 000003
表１：衝撃曲げ試験結果及び落下衝撃試験結果の概要
【００９３】
熱サイクル試験：
ＩＰＣ９７０１規格に準拠し、各側面に対して１０分間の滞留時間で−４０℃〜＋１２５℃で温度サイクル試験を実施した。高速加熱及び高速冷却が可能なＥｓｐｅｃの熱衝撃チャンバ（モデルＴＳＡ−１０１Ｓ）を試験に使用した。試験体は、１６のチップ抵抗器＃１２０６のパターンが取り付けられたＣｕ−ＯＳＰ表面仕上げを有するプリント回路基板である。試験体は、試験の間、熱サイクルチャンバ内に配置される。５００熱サイクル毎に、これらの試験体のうちの５つを除去し、＃１２０６チップ抵抗のせん断強度を評価した。チップ抵抗器のせん断試験は、ＪＩＳ  Ｚ３１９８−７：２００３規格に従い、コンドルシグマ（Ｃｏｎｄｏｒ  Ｓｉｇｍａ）システムで実施した。本明細書に示した結果は、４８の個々のせん断強度測定値の最小値の平均である。これらの試験体は、無鉛合金（合金２）から作製された標準的な組成物ペーストと、相互接続部に付加的な強度を付与する残渣を生成するように設計された別のペーストとで組み立てた。
【００９４】
図７は、標準的な組成物、及びはんだフラックスＦから形成された組成物の温度サイクル試験の結果を示す。受動部品であるチップ抵抗器１２０６により測定される界面の機械的強度は、温度サイクル数の関数として示される。設計された残渣ペーストで形成した接合部の初期せん断強度は、標準ペーストよりも約２５％高い。１５００サイクル後、その強度は依然として標準的なペーストより高いものの、約６％だけである。この低下は、残渣とはんだとの間のＣＴＥの差異に起因している可能性がある。これは、材料組成を最適化してＣＴＥ不整合を低減することにより、更に改善することができる。
【００９５】
基本的特性の試験：
表２は、フラックス残渣の基本的な材料特性を示す。性能の鍵は、これらの特性を制御することである。リフロー後に残留する残渣の割合は、付加的な機械的強度を付与するために重要なはんだ相互接続部を被覆するために重要である。ピーク残渣遷移温度は、はんだ接合部に残留したフラックス残渣が、はんだ接合部に付加的な強度を付与することが可能な強固な固体材料に確実に完全に変換されるようにするために重要である。ガラス転移温度は、高温動作中、温度サイクル中、又は熱衝撃試験中に材料が確実に劣化又は変質しないようにするために重要である。
【表２】
2017527102.tif 000004
表２：リフロー後のフラックス組成物材料の基本的な材料特性
【００９６】
前述の詳細な説明は、説明及び例示の目的で提供されるものであり、添付の特許請求の範囲の限定を意図するものではない。本明細書に示す現時点での好ましい実施形態における多くの変形は、当業者にとって明らかであり、添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内に留まるものであろう。
【図１】
2017527102.tif 000005
【図２】
2017527102.tif 000006
【図３】
2017527102.tif 000007
【図４】
2017527102.tif 000008
【図５】
2017527102.tif 000009
【図６】
2017527102.tif 000010
【図７】
2017527102.tif 000011
【国際調査報告】
2017527102.tif 000012
2017527102.tif 000013
2017527102.tif 000014