はんだ接合方法
【課題】フラックスに起因した溶融はんだ液滴の滑りを防止して、溶融はんだ液滴を所望の位置に供給する。
【解決手段】粉末はんだ及びフラックスを含むソルダペーストが塗布された接合対象物を加熱する工程と、溶融はんだ吐出装置から溶融はんだ液滴を吐出して、前記接合対象物を介して加熱された前記ソルダペーストに前記溶融はんだ液滴を衝突させる第２工程とを含む、はんだ接合方法が提供される。
【解決手段】粉末はんだ及びフラックスを含むソルダペーストが塗布された接合対象物を加熱する工程と、溶融はんだ吐出装置から溶融はんだ液滴を吐出して、前記接合対象物を介して加熱された前記ソルダペーストに前記溶融はんだ液滴を衝突させる第２工程とを含む、はんだ接合方法が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
はんだ付けは、電子部品の電極等の接合や、基板上のバンプ形成などに多用されている。近年、電子部品の小型化が進むにつれ、そのはんだ接合部は、はんだごてのこて先が入らないほど狭くなっている。このように狭いはんだ接合部に対して必要量の溶融はんだを供給する方法として、溶融はんだを液滴状に吐出する溶融はんだ吐出装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
一般に、溶融はんだを用いてはんだ接合を行う際には、フラックスが使用される。フラックスは、（１）接合対象物の表面を洗浄する機能、（２）溶融はんだの表面張力を低下させる機能（ぬれ性改善）、及び（３）はんだ接合部の再酸化を防止する機能を有する。該フラックスが塗布された接合対象物に上記溶融はんだを衝突させる場合、特許文献３に記載のように、はんだと接合対象物との間の十分な接合力を実現するためには、フラックスの塗布量や加熱条件を厳密に制御する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２９４５９１号公報
【特許文献２】特開２００３−２０３９３９号公報
【特許文献３】特開２００９−１８８２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように従来のはんだ接合方法では、溶融はんだ吐出装置から吐出された溶融はんだ液滴を、予めフラックスが塗布された接合対象物に対して衝突させていた。しかし、かかる方法では、溶融はんだ液滴が接合対象物に衝突したときに、低粘度のフラックスにより滑ってしまうので、所望の位置に溶融はんだを適切に供給することができなかった。かかる溶融はんだ液滴の滑りによる位置ずれは、溶融はんだ液滴の吐出方向が接合対象物の表面に対して垂直方向である場合にも生じ得るが、特に、該吐出方向が接合対象物の表面に対して傾斜した方向である場合に顕著に生じる。
【０００６】
例えば、電子部品の構造によっては、溶融はんだ吐出装置から接合対象物（例えば基板）に対して垂直方向に溶融はんだ液滴を吐出できない場合が存在する。かかる場合、接合対象物に上記溶融はんだを供給するためには、溶融はんだ液滴の吐出方向又は接合対象物の保持角度の少なくとも一方を制御して、溶融はんだ液滴の吐出方向が接合対象物の表面に対して傾斜した方向となるように調整する必要がある。
【０００７】
しかしながら、このように溶融はんだ液滴の吐出方向を傾斜方向にすると、溶融はんだ液滴は、接合対象物の表面に対して平行な方向の速度成分を有することとなる。一般に、溶融はんだを液滴の飛翔速度は１〜２ｍ／ｓと大きいので、特許文献３記載のように接合対象物上にフラックスを薄く塗布したとしても、上記溶融はんだの下部がフラックスを通過して接合対象物に到達するには、例えば１０〜４０ｍｓ程度の時間が必要となる。このため、溶融はんだ液滴は、衝突後に上記時間だけフラックス上を減速しつつも、接合対象物の表面に対して平行な方向に滑ってしまう。この結果、溶融はんだ液滴が接合対象物の所望の位置からずれてしまい、電子部品の歩留りが低下していた。さらに極端な場合には、溶融はんだ液滴が接合対象物の領域外に飛び出することもあり、電子部品の品質が大幅に劣化する原因となっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、フラックスに起因した溶融はんだ液滴の滑りを防止して、溶融はんだ液滴を所望の位置に供給することが可能な、新規かつ改良されたはんだ接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、粉末はんだ及びフラックスを含むソルダペーストが塗布された接合対象物を加熱する工程と、溶融はんだ吐出装置から溶融はんだ液滴を吐出して、前記接合対象物を介して加熱された前記ソルダペーストに前記溶融はんだ液滴を衝突させる第２工程と、を含む、はんだ接合方法が提供される。
【００１０】
前記第２工程における前記溶融はんだ吐出装置からの前記溶融はんだ液滴の吐出方向は、前記接合対象物の表面に対して傾斜していてもよい。
【００１１】
前記第１工程における加熱温度は、前記ソルダペーストに含まれる前記フラックスが活性化する温度以上、かつ、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点以下であってもよい。
【００１２】
前記第２工程の後に、前記溶融はんだ液滴が衝突した前記ソルダペーストを前記粉末はんだの融点より高い温度まで加熱する第３工程をさらに含むようにしてもよい。
【００１３】
前記第１工程における加熱温度は、前記ソルダペーストに含まれる前記フラックスが活性化する温度以上、かつ、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点以上であってもよい。
【００１４】
前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだを成す合金の組成は、前記溶融はんだ液滴を成す合金の組成とは異なり、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点は、前記溶融はんだ液滴を成す合金の融点よりも低く、前記第１工程における加熱温度は、前記ソルダペーストに含まれる前記フラックスが活性化する温度以上、かつ、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点以上であってもよい。
【００１５】
前記第１工程の前に、前記接合対象物に前記ソルダペーストを塗布する第４工程をさらに含むようにしてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、粉末はんだ及びフラックスを含むソルダペーストが塗布された接合対象物が加熱された後に、溶融はんだ吐出装置から溶融はんだ液滴を吐出して、前記接合対象物を介して加熱された前記ソルダペーストに前記溶融はんだ液滴が衝突する。これにより、ソルダペーストに衝突した溶融はんだ液滴は該ソルダペーストに浸透するので、はんだ接合部の表面に対して水平方向に滑ることがない。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、フラックスに起因した溶融はんだ液滴の滑りを防止して、溶融はんだ液滴を所望の位置に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子部品を模式的に示した断面図である。
【図２】同実施形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。
【図３】同実施形態に係るはんだ接合方法におけるソルダペースト塗布工程を模式的に示す断面図である。
【図４】同実施形態に係るはんだ接合方法における加熱工程を模式的に示す断面図である。
【図５】同実施形態に係るはんだ接合方法における溶融はんだ吐出工程を模式的に示す断面図である。
【図６】同実施形態に係るはんだ接合方法におけるはんだ接合工程を模式的に示す断面図である。
【図７】同実施形態に係るはんだ接合方法の変更例を模式的に示す断面図である。
【図８】同実施形態に係るはんだ接合方法の変更例を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。
【図１０】同実施形態に係るはんだ接合方法における溶融はんだ吐出工程を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施の形態（ソルダペーストの加熱温度が粉末はんだの融点未満である例）
２．第２の実施の形態（ソルダペーストの加熱温度が粉末はんだの融点より高い例）
３．第３の実施の形態（低融点の粉末はんだを含むソルダペーストを用いる例）
４．実施例
５．まとめ
【００２１】
［１．第１の実施形態］
［１．１．はんだ接合方法の概略］
まず、本発明の第１の実施形態に係るはんだ接合方法の概略について説明する。液滴状に吐出された溶融はんだ（溶融はんだ液滴）を用いてはんだ付けを行う際、電子部品（例えば、ＬＳＩ等の半導体装置）の構造によっては、電子部品のはんだ接合部に対して垂直方向に溶融はんだ液滴を吐出できない場合が存在する。図１は、当該場合に該当する電子部品１の一例を模式的に示した断面図である。
【００２２】
図１に示すように、電子部品１は、略平板状の実装基板２上に、縦断面がＬ字状の部品筐体３が設置されている。該Ｌ字状の部品筐体３は、実装基板２の表面の一部領域を覆い隠すようにして、天地逆に配置されている。部品筐体３は、実装基板２に対して垂直方向に起立配置された支持部３ａと、該支持部３ａの上部から水平方向に張り出すように形成された張出部３ｂとからなる。この部品筐体３の張出部３ｂは実装基板２の表面を覆い隠しており、当該実装基板２の表面の覆い隠された位置には、平板状の第１のはんだ接合部４が設置されている。はんだ接合部４は、溶融はんだが接合される対象となる物体であり、本発明の接合対象物に相当する。図１の例では、はんだ接合部４は、実装基板２上に配置される銅等の金属配線（ランド）である。はんだ接合部４の表面（上面）は略平坦面であり、この表面上に溶融はんだ液滴が供給される。
【００２３】
また、部品筐体３の張出部３ｂの下面には、線状の第２のはんだ接合部５が設置されている。このはんだ接合部５は、例えば、部品筐体３から導出された金属配線等であり、部品筐体３の張出部３ｂから実装基板２に向けて鉛直下方に延びている。これらのはんだ接合部４、５は、部品筐体３の張出部３ｂと実装基板２との間に配置されているので、電子部品１の上方からは、該はんだ接合部４、５にアプローチすることはできず、実装基板２に対して垂直方向からの溶融はんだ液滴の供給が阻害されている。
【００２４】
従って、図１に示す構造の電子部品１において、溶融はんだ液滴を用いてはんだ接合部４とはんだ接合部５を接合するためには、溶融はんだ液滴を実装基板２に対して傾斜した方向に吐出して、はんだ接合部４上に供給する必要がある。ところが、このように溶融はんだ液滴の吐出方向を、はんだ接合部４（接合対象物）の表面に対して傾斜した方向とした場合、上記のように溶融はんだ液滴がはんだ接合部４に衝突したときに水平方向に滑り、はんだ接合部４の所望の位置に適切に供給できない。
【００２５】
そこで、本実施形態にかかるはんだ接合方法では、はんだ接合部４（接合対象物）の表面上に、従来のように低粘度のフラックスを塗布するのではなく、高粘度のペースト状のソルダペーストを塗布し、該ソルダペーストに含まれるフラックスが活性化する温度以上まで、該ソルダペーストを予め加熱しておく。フラックスは、特定の温度以上になると活性化し、上述した３つの機能（（１）接合対象物表面の洗浄機能、（２）溶融はんだの表面張力低下機能（ぬれ性改善）、（３）接合対象物の再酸化防止機能）を発揮する。
【００２６】
そして、上記加熱されたソルダペーストに向けて、溶融はんだ吐出装置から溶融はんだ液滴を傾斜方向に吐出して、該ソルダペーストに衝突させる。ソルダペーストは、ある程度の粘性を有するので、該ソルダペーストに衝突した溶融はんだ液滴は、ソルダペーストに浸透し、その衝突位置に留まる。よって、溶融はんだ液滴をはんだ接合部４（接合対象物）に衝突させたときでも、溶融はんだ液滴の滑りや、飛び出し等を好適に防止できる。
【００２７】
ここで、ソルダペーストは、粉末はんだとフラックスを混練した粘性体であり、一般的に表面実装基板の接合等に使用されるものである。かかるソルダペーストは、液状のフラックスと比べて高い粘性を有するので、はんだ接合部４の所望の位置にソルダペーストを塗布しておけば、該ソルダペーストは当該位置に付着した状態を維持する。従来では、予めフラックスが塗布された接合対象物に対して溶融はんだ液滴を供給する方法は一般的であったが、ソルダペーストが塗布された接合対象物に対して溶融はんだ液滴を供給する方法は存在しなかった。この理由としては、溶融はんだ液滴が接合対象物に対して衝突したときに、該溶融はんだ液滴が水平方向に滑って位置ずれする、という課題が認知されていなかったためと考えられる。
【００２８】
これに対し、本実施形態に係るはんだ接合方法では、従来のフラックスに代えて、ソルダペーストを接合対象物上に予め塗布し、該ソルダペーストに含まれるフラックスが活性化する温度以上に加熱しておく。これにより、溶融はんだ吐出装置から吐出された溶融はんだ液滴を、該ソルダペーストにより捕捉できるので、はんだ接合部４に向けて吐出された溶融はんだを、位置ずれさせることなく所望の位置に安定的に供給できる。以下に本実施形態に係るはんだ接合方法と、それを実現するための装置構成について詳述する。
【００２９】
［１．２．はんだ接合方法の詳細］
次に、図２〜図６を参照して、本実施形態に係るはんだ接合方法について説明する。図２は、本実施形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。図３〜図６は、本実施形態に係るはんだ接合方法の各工程を模式的に示す断面図である。
【００３０】
図２に示すように、本実施形態に係るはんだ接合方法は、前工程Ｓ１００と、後工程Ｓ１０２〜Ｓ１１４とに大別される。前工程Ｓ１００では、電子部品１のはんだ接合部４にソルダペースト７を塗布する。次いで、後工程Ｓ１０２〜Ｓ１１４では、溶融はんだ吐出装置１０のノズルから吐出された溶融はんだ液滴６を、はんだ接合部４に衝突させて、はんだ接合を行う。この溶融はんだ吐出装置１０は、例えば、溶融金属を液滴状に吐出可能な溶融金属吐出装置で構成される。また、本実施形態に係るはんだ接合方法は、フラックス残渣が少ないため、上記後工程ではんだ接合を完了させることを特徴としており、はんだ接合した後に、フラックス残渣を洗浄する工程（リフロー洗浄等）が不要である。
【００３１】
本実施形態で使用するソルダペースト７は、固形状の粉末はんだ８と、液状のフラックス９とを混練して成るペースト状の粘性体である（図４参照。）。ここで、粉末はんだ８は、上記溶融はんだ吐出装置１０から吐出される溶融はんだと同一の合金組成を有することが好ましい。以下では、粉末はんだ８として、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ（例えば、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕの鉛フリーはんだ）を使用し、フラックス９として、例えばロジン系フラックスを使用したソルダペースト７の例について説明する。
【００３２】
しかし、かかる例に限定されず、各種の一般的なソルダペーストを使用してもよい。例えば、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８は、上記Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ以外にも、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ（Ａｕ）系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｓｎ−Ｐｂ系などの任意の合金組成のはんだであってもよい。また、粉末はんだ８は、溶融はんだ吐出装置１０から吐出される溶融はんだとは異なる合金組成を有してもよい。
【００３３】
また、ソルダペースト７に含まれるフラックス９は、上記ロジン系フラックス（主剤：ロジン）の例に限定されず、例えば、ロジン系以外の樹脂系フラックス（主剤：ロジン変性、合成樹脂等）、有機酸系フラックス（主剤：水ベース又は溶剤ベースの有機酸等）、無機酸系フラックス（主剤：水溶性又は非水溶性の無機酸等）などであってもよい。また、フラックス９に含まる主剤以外の活性剤、添加剤、溶剤成分等も、適宜変更してもよい。
【００３４】
以下では、上記粉末はんだ８とフラックス９とが混練されたソルダペースト７を利用したはんだ接合において、ソルダペースト７を加熱する温度条件を例示して説明する。なお、当該温度条件は、使用するソルダペースト７の種類に応じて適切に調整することが好ましいが、以下の温度条件は、他の一般的なソルダペーストにも適応可能である。
【００３５】
以下に、図２のフローチャートを参照して、第２の実施形態に係る一連のはんだ接合プロセスについて詳述する。
【００３６】
まず、図３を参照しながら前工程Ｓ１００について説明する。前工程では、図３に示すように、電子部品１のはんだ接合部４にソルダペースト７が塗布される（ステップＳ１００）。ソルダペースト７は粘性体であるので、はんだ接合部４に塗布されたソルダペースト７は、接合目標位置を中心としたドーム形状を維持することができる。
【００３７】
このときのソルダペースト７の塗布量は、はんだ接合完了時に、ソルダペースト７に含まれるフラックス９の残渣が問題とならない範囲とする。例えば、面積１．０ｍｍ２、２．０ｍｍ２、３．０ｍｍ２のはんだ接合部４に対してそれぞれ、０．３ｍｇ、０．６ｍｇ、０．９ｍｇ程度のソルダペーストを塗布すればよい。つまり、はんだ接合部４の面積１．０ｍｍ２当たりのソルダペースト７の塗布量は、例えば０．３ｍｇ程度であるが、かかる例に限定されず、ソルダペースト７の塗布量は、ソルダペースト７や溶融はんだ液滴６の組成等に応じて適宜変更してもよい。
【００３８】
また、ソルダペースト７の塗布方法としては、はんだ接合対象の電子部品１が実装基板２に既にセットしてある場合は、例えば、ディスペンサを用いてソルダペースト７を塗布すればよい。一方、はんだ接合対象の電子部品１を後でセットすることが可能な場合は、例えば、予めスクリーンを使用してソルダペースト７を塗布することも可能である。このとき、塗布方法に応じた粘度を有するソルダペースト７が選択される必要がある。
【００３９】
また、上記Ｓ１００におけるソルダペースト７の塗布量が、はんだ接合に必要なはんだ量に対して十分に少ない場合、はんだ接合完了時におけるはんだ量のばらつきは、ソルダペースト７の塗布量のばらつきには影響を受けず、後工程における溶融はんだ液滴６の供給量のばらつきに依存する。よって、かかる場合、ソルダペースト７の塗布量に高い精度は要求されない。
【００４０】
次に、図４〜図６を参照しながら。後工程Ｓ１０２〜Ｓ１１４について説明する。後工程では、まず、図４に示すように、はんだ接合部４の周辺を外部から加熱して、該はんだ接合部４に塗布されたソルダペースト７を加熱する（ステップＳ１０２）。図４の例では、実装基板２の下面にヒータ等の加熱装置３０を接触させ、該加熱装置３０により実装基板２を加熱することで、実装基板２の上面に設置されたはんだ接合部４が加熱され、この結果、はんだ接合部４上に塗布されたソルダペースト７が加熱される。このように、接合対象物であるはんだ接合部４を介して間接的にソルダペースト７を加熱することで、ソルダペースト７を所望の温度範囲まで均等に加熱できる。
【００４１】
上記Ｓ１０２で開始されたはんだ接合部４周辺の加熱処理は、Ｓ１１４で終了するまで継続される。かかる加熱処理中（Ｓ１０２〜Ｓ１１４）には、はんだ接合部４の周辺に設置された温度センサ（図示せず。）により、はんだ接合部４の温度Ｔが継続的に測定される（ステップＳ１０４、Ｓ１１０）。
【００４２】
次いで、Ｓ１０４で測定されたはんだ接合部４の周辺の温度Ｔが、第１目標温度Ｔ１に達したときに（ステップＳ１０６）、図５に示すように、上記溶融はんだ吐出装置１０から溶融はんだ液滴６を吐出して、必要量の溶融はんだ液滴６をはんだ接合部４上のソルダペースト７に供給する（ステップＳ１０８）。ここで、第１目標温度Ｔ１は、ソルダペースト７に含まれるフラックス９が活性化する温度ＴＦ（例えば１７０℃）以上であり、かつ、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＭ（例えば２１７℃）以下の温度である（ＴＦ≦Ｔ１≦ＴＭ）。
【００４３】
その後、粉末はんだ８の融点ＴＭ（例えば２１７℃）を超えるまで、はんだ接合部４の周辺を継続的に加熱する。この結果、はんだ接合部４の周辺の温度Ｔが、粉末はんだ８の融点ＴＭ（例えば２１７℃）よりも高い第２目標温度Ｔ２に達し（Ｔ２＞ＴＭ）、図５に示すように、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８が溶融して、上記Ｓ１０８で供給された溶融はんだ液滴６と一体化し、ぬれ広がったときに（ステップＳ１１２）、はんだ接合部４の加熱処理を終了する（ステップＳ１１４）。この結果、図５に示すように、電子部品１のはんだ接合部４とはんだ接合部５が、上記溶融した粉末はんだ８と溶融はんだ液滴６とが一体化した溶融はんだ３１により接合される。該溶融はんだ３１は、時間の経過とともに合金化して固化する。このようにして、一連のはんだ接合プロセスが完了する。
【００４４】
以上のように本実施形態では、はんだ接合部４の周辺を、フラックス９が活性化する温度ＴＦ以上の温度Ｔ１まで加熱した状態で（Ｓ１０６）、溶融はんだ吐出装置１０から必要量の溶融はんだ液滴６を吐出して、ソルダペースト７に衝突させる（Ｓ１０８）。ソルダペースト７が上記温度範囲（ＴＦ≦Ｔ＜ＴＭ）にある状態において、溶融はんだ液滴６がソルダペースト７に衝突したとき、該衝突した溶融はんだ液滴６は、毛細管現象により瞬時に粉末はんだ８の隙間に浸透する。当該毛細管現象が生じる理由は、以下の３つの条件が重なるからである。
（１）上記加熱により、ソルダペースト７に含まれるフラックス９の粘度が低下しているために、粉末はんだ８の凹凸が表面に現れている（図４参照）。
（２）上記加熱によりフラックス９が活性状態であるために、ソルダペースト７に衝突した溶融はんだ液滴６の表面張力が低下する。
（３）ソルダペースト７に含まれる未溶融の粉末はんだ８が狭い隙間を形成している。
【００４５】
上記の毛細管現象により、吐出された溶融はんだ液滴６を、はんだ接合部４に安定して供給することができる。その理由は、以下の通りである。本実施形態が対象とする電子部品１の構造上、はんだ接合部４に対して垂直方向に溶融はんだ液滴６を吐出できない場合、溶融はんだ液滴６の吐出方向又は実装基板２の保持角度を制御する必要がある。このため、はんだ接合部４に向けて傾斜方向に吐出される溶融はんだ液滴６は、はんだ接合部４の表面に対して平行な方向の速度成分を有している。
【００４６】
従って、従来のようにはんだ接合部４にフラックスのみが塗布されている場合、フラックスを薄く塗布したとしても、衝突した溶融はんだ液滴６の下部がフラックスを通過してはんだ接合部４に到達するには、１０〜４０ｍｓ程度の時間が必要となる。一般に、溶融はんだを液滴状に吐出する技術において、溶融はんだ液滴６の飛翔速度は１〜２ｍ／ｓと大きい。このため、上記溶融はんだ液滴６は、はんだ接合部４に対する衝突後に上記時間だけフラックス上を減速しつつも、上記平行な方向の速度成分方向に滑る現象、ひいては、はんだ接合部４の領域外に溶融はんだ液滴６が飛び出す現象が生じる。従って、はんだ接合部４にフラックスのみを塗布した場合では、所望の位置に上記溶融はんだを供給することが困難である。
【００４７】
これに対して、本実施形態では、はんだ接合部４にソルダペースト７を塗布し、上記温度条件を採用することにより、ソルダペースト７に衝突した溶融はんだ液滴６は、毛細管現象により瞬時に粉末はんだ８の隙間に浸透する。従って、衝突した溶融はんだ液滴６は、滑りや飛び出しを生じることなく、瞬時に粉末はんだ８の隙間に浸透するため、溶融はんだをはんだ接合部４の所望の位置に安定して供給可能となる。
【００４８】
ところで、本実施形態において、ソルダペースト７に衝突した溶融はんだ液滴６が、融点ＴＭ以下である粉末はんだ８の隙間に好適に浸透するためには、該溶融はんだ液滴６は、粉末はんだ８の隙間に浸透する間に、溶融状態を保持し得る熱量を有する必要がある。このため、溶融はんだ吐出装置１０から吐出される溶融はんだ液滴６の直径は、粉末はんだ８の粉径（例えば３０μｍ）に対して十分大きく、例えば３〜１０倍であることが望ましい。上記Ｓ１０８では、かかる液滴径を有する複数滴の溶融はんだ液滴６を、はんだ接合に必要なはんだ量に到達するまで、はんだ接合部４に対して連続して供給する。ここで、上記液滴径を有する溶融はんだ液滴６の体積が、必要なはんだ量に対して十分に小さい場合、連続して供給される溶融はんだ液滴６の液滴数を制御することで、はんだ供給量を微調整することが可能である。
【００４９】
また、上記のように必要量のはんだを供給した後（Ｓ１０８）、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＭ（例えば２１７℃）を超えるまで、外部から加熱を続けて粉末はんだ８を溶融させ、該溶融した粉末はんだ８と、供給された溶融はんだ液滴６とを一体化させる（Ｓ１１２）。図６に示したように、一体化した溶融はんだ３１及びはんだ接合部４は、ソルダペースト７に含まれていたフラックス９に覆われているため、フラックス９の作用により容易にぬれ広がり、合金層を形成し、はんだ接合が完了する。このはんだ接合完了時のフラックス９の残渣は、Ｓ１００におけるソルダペースト７の塗布量により調整できるので、はんだ接合に必要なはんだ量を全てソルダペーストにより供給する場合と比べて、フラックス９の残渣を大幅に低減することが可能である。
【００５０】
なお、上記例では、電子部品１の構造によりはんだ接合部４に対して垂直方向に溶融はんだ液滴６を供給できない場合に、図５に示した供給方法を採用した。即ち、図５に示したように、実装基板２上のはんだ接合部４を水平に保持するとともに、溶融はんだ吐出装置１０から溶融はんだ液滴６を鉛直方向に対してある角度（例えば４５度）だけ傾斜した方向に吐出し、該傾斜方向に飛翔する溶融はんだ液滴６を、上記水平保持されたはんだ接合部４に衝突させていた。
【００５１】
かかる供給方法以外にも、例えば、図７に示すように、水平方向に対してある角度（例えば６０度）だけ傾けて保持されたはんだ接合部４に、溶融はんだ吐出装置１０から鉛直方向に吐出された溶融はんだ液滴６を衝突させる方法を採用してもよい。もしくは、図８に示すように、水平方向に対してある角度（例えば１５度）だけ傾斜して保持されたはんだ接合部４に、鉛直方向に対してある角度（例えば３０度）だけ傾斜した方向に吐出された溶融はんだ液滴６を衝突させる方法を採用してもよい。
【００５２】
上記図５、図６、図７のいずれの供給方法においても、溶融はんだ液滴６がはんだ接合部４の表面に対して平行な方向の速度成分を有した状態で、はんだ接合部４に衝突することは避けられない。従って、はんだ接合部４に衝突したときの溶融はんだ液滴６の滑りや飛び出しを防止するためには、上述した本実施形態に係るはんだ接合方法が有効である。
【００５３】
［２．第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るはんだ接合方法について説明する。第２の実施形態に係るはんだ接合方法は、上述した第１の実施形態に係るはんだ接合方法と比べて、ソルダペースト７を加熱するときの温度条件が異なるのみであり、その他の機能構成は第１の実施形態と実質的に同一であるので、その詳細説明は省略する。以下では第１の実施形態との相違点を中心に、第２の実施形態に係るはんだ接合方法について説明する。
【００５４】
図９は、第２の実施形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。図１０は、第２の実施形態に係るはんだ接合方法におけるはんだ吐出工程を模式的に示す断面図である。
【００５５】
図９に示すように、第２の実施形態に係るはんだ接合方法も、前工程Ｓ２００と、後工程Ｓ２０２〜Ｓ２１０とに大別される。前工程Ｓ２００では、電子部品１のはんだ接合部４に、上記実施形態１と同一のソルダペースト７を塗布する（図３参照。）。次いで、後工程Ｓ２０２〜Ｓ２１０では、上記第１の実施形態と異なる温度条件で、溶融はんだ吐出装置１０のノズルから吐出された溶融はんだ液滴６を、はんだ接合部４に衝突させて、はんだ接合を行う。
【００５６】
より詳細には、後工程では、まず、第１の実施形態と同様に（図４参照。）、はんだ接合部４の周辺を外部の加熱装置３０により加熱して、該はんだ接合部４に塗布されたソルダペースト７を加熱する（ステップＳ２０２）。このＳ２０２で開始された加熱処理は、Ｓ２１０で終了するまで継続される。かかる加熱処理中（Ｓ２０２〜Ｓ２１０）には、はんだ接合部４の周辺に設置された温度センサ（図示せず。）により、はんだ接合部４の温度Ｔが継続的に測定される（ステップＳ２０４）。
【００５７】
次いで、Ｓ２０４で測定されたはんだ接合部４の周辺の温度Ｔが、第３目標温度Ｔ３に達したときに（ステップＳ２０６）、図１０に示すように、上記溶融はんだ吐出装置１０から溶融はんだ液滴６を吐出して、必要量の溶融はんだ液滴６をはんだ接合部４上のソルダペースト７に供給する（ステップＳ２０８）。ここで、第３目標温度Ｔ３は、ソルダペースト７に含まれるフラックス９が活性化する温度ＴＦ（例えば１７０℃）以上であり、かつ、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＭ（例えば２１７℃）以上の温度である（ＴＦ≦Ｔ３、ＴＭ≦Ｔ３）。
【００５８】
このように第２の実施形態では、はんだ接合部４の周辺を、フラックス９が活性化し、かつ、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８が溶融する温度Ｔ３以上まで加熱した状態で（Ｓ２０６）、溶融はんだ吐出装置１０から必要量の溶融はんだ液滴６を吐出して、ソルダペースト７に衝突させる（Ｓ２０８）。このとき、図１０に示すように、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８は既に溶融しており、また、フラックス９も活性化しているので、該溶融した粉末はんだ８は、上記供給された溶融はんだ液滴６と一体化し、フラックスの作用により容易にぬれ広がり、合金層を形成し、はんだ付けが完了する。
【００５９】
ソルダペースト７が上記温度範囲（ＴＦ≦Ｔ、ＴＭ≦Ｔ）にある状態において、溶融はんだ液滴６がソルダペースト７に衝突するとき、溶融はんだ液滴６は、粉末はんだ８は既に溶融し、はんだ接合部４にぬれ広がっている。このため、溶融はんだ液滴６は衝突と同時に、溶融した粉末はんだ８と一体化する。このとき、供給される溶融はんだ液滴６に形成された酸化膜が、ソルダペースト７由来の溶融はんだとの一体化を阻害する場合がある。しかし、かかる場合においても、前者の溶融はんだ（溶融はんだ液滴６）は、後者の溶融はんだ（溶融粉末はんだ８）内部に瞬時に突入し、フラックス９に覆われた後者の溶融はんだ内部で一体化を開始するので、上記酸化膜の厚みによる影響は受けない。上記の理由により、はんだ接合部４に衝突した溶融はんだ液滴６は、溶融した粉末はんだ８の内部に瞬時に吸収されるため、滑りや飛び出しを生じることなく、溶融はんだをはんだ接合部４の所望の位置に安定して供給することができる。
【００６０】
上記のように必要量の溶融はんだ液滴６を供給し、一体化した溶融はんだがぬれ広がった後に、はんだ接合部４の加熱処理を終了し（ステップＳ２１０）、一連のはんだ接合プロセスが終了する。
【００６１】
［３．第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係るはんだ接合方法について説明する。第３の実施形態に係るはんだ接合方法は、上述した第１の実施形態に係るはんだ接合方法と比べて、ソルダペースト７を加熱するときの温度条件と、ソルダペースト７の種類が異なるのみであり、その他の機能構成は第１の実施形態と実質的に同一であるので、その詳細説明は省略する。以下では第１の実施形態との相違点を中心に、第３の実施形態に係るはんだ接合方法について説明する。
【００６２】
図１１は、第３の実施形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。図１１に示すように、第３の実施形態に係るはんだ接合方法も、前工程Ｓ３００と、後工程Ｓ３０２〜Ｓ２１０とに大別される。前工程Ｓ３００では、電子部品１のはんだ接合部４に、上記実施形態１と異なるソルダペースト７を塗布する（図３参照。）。次いで、後工程Ｓ３０２〜Ｓ３１０では、上記第１及び第２の実施形態と異なる温度条件で、溶融はんだ吐出装置１０のノズルから吐出された溶融はんだ液滴６を、はんだ接合部４に衝突させて、はんだ接合を行う。
【００６３】
上記第１及び第２の実施形態では、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の合金組成は、溶融はんだ吐出装置１０から吐出される溶融はんだ液滴６の合金組成と同一であり、ともにＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだであった。これに対し、第３の実施形態に係るソルダペースト７は、溶融はんだ液滴６とは異なる合金組成を有する低融点はんだから成る。つまり、第３の実施形態に係るソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８は、溶融はんだ液滴６を成す合金組成（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）とは異なる合金組成、即ち、溶融はんだ液滴６よりも融点が低い合金から成る。
【００６４】
上記低融点の粉末はんだ８から成るソルダペースト７を加熱するときの温度条件は、使用するソルダペースト７の種類に応じて適切に調整することが好ましいが、本実施形態では、上記低融点の鉛フリーはんだから成るソルダペースト７を使用するので、一般的なＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕの３元系鉛フリーはんだから成るソルダペースト７を用いる場合よりも、低い温度条件を実現可能となる。
【００６５】
代表的な低融点の鉛フリーはんだの融点を例示すると、Ｓｎ−５７Ｂｉ（融点：１３９℃）、Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇ（融点：１３９℃以下）、Ｓｎ−７．５Ｂｉ−２Ａｇ−０．５Ｃｕ（融点：２１０℃以下）、Ｓｎ−９Ｚｎ（融点：１９８℃）、Ｓｎ−８Ｚｎ−３Ｂｉ（融点：１８９℃以下）、Ｓｎ―５２Ｉｎ（融点：１１７℃以下）である。このようにＳｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｉｎ系の鉛フリーはんだは、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕの３元系鉛フリーはんだ（融点：２１７℃）よりも融点が低い。
【００６６】
以下では、かかる低融点の粉末はんだ８の一例として、Ｓｎ−５８Ｂｉの鉛フリーはんだ（融点ＴＬ：１３９℃）を使用する例について説明するが、かかる例に限定されず、上記Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｉｎ系などの低融点の鉛フリーはんだを使用してもよい。
【００６７】
以下に、図１１のフローチャートを参照して、第３の実施形態に係る一連のはんだ接合プロセスについて詳述する。
【００６８】
図１１に示すように、まず前工程では、Ｓｎ−５８Ｂｉの鉛フリーはんだから成る粉末はんだ８を含むソルダペースト７が、はんだ接合部４に塗布される（ステップＳ３００）。このときのソルダペースト７の塗布量や塗布方法は、第１の実施形態と同様である。
【００６９】
次いで、後工程では、まず、はんだ接合部４の周辺を外部の加熱装置３０により加熱して、該はんだ接合部４に塗布されたソルダペースト７を加熱する（ステップＳ３０２）。このＳ３０２で開始された加熱処理は、Ｓ３１０で終了するまで継続される。かかる加熱処理中（Ｓ３０２〜Ｓ３１０）には、はんだ接合部４の周辺に設置された温度センサ（図示せず。）により、はんだ接合部４の温度Ｔが継続的に測定される（ステップＳ３０４）。
【００７０】
次いで、Ｓ３０４で測定されたはんだ接合部４の周辺の温度Ｔが、第４目標温度Ｔ４に達したときに（ステップＳ３０６）、上記溶融はんだ吐出装置１０から溶融はんだ液滴６を吐出して、必要量の溶融はんだ液滴６をはんだ接合部４上のソルダペースト７に供給する（ステップＳ３０８）。ここで、第４目標温度Ｔ４は、ソルダペースト７に含まれるフラックス９が活性化する温度ＴＦ’（例えば１２０℃）以上であり、かつ、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＬ（例えば１３９℃）以上の温度である（ＴＦ’≦Ｔ４、ＴＬ≦Ｔ４）。
【００７１】
第３の実施形態では、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８として、Ｓｎ−５８Ｂｉの鉛フリーはんだ（融点ＴＬ：１３９℃）を用いており、その融点ＴＭは、ロジン系のフラックス９が活性化する温度ＴＦ’（１２０℃）よりも高い。従って、はんだ接合部４周辺の温度Ｔが、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＬである１３９℃以上となったときには、フラックス９が活性化する温度ＴＦ’である１２０℃を超えている。従って、粉末はんだ８が溶融し、フラックス９の作用によりはんだ接合部４にぬれ広がるので、実施形態２と同様に、ソルダペースト７に供給された溶融はんだ液滴６は、衝突と同時に、溶融した粉末はんだ８と一体化する。
【００７２】
このとき、供給される溶融はんだ液滴６に形成された酸化膜が、ソルダペースト７由来の溶融はんだとの一体化を阻害する場合がある。しかし、かかる場合においても、前者の溶融はんだ（溶融はんだ液滴６）は、後者の溶融はんだ（溶融粉末はんだ８）内部に瞬時に突入し、フラックス９に覆われた後者の溶融はんだ内部で一体化を開始するので、上記酸化膜の厚みによる影響は受けない。上記の理由により、はんだ接合部４に衝突した溶融はんだ液滴６は、溶融した粉末はんだ８の内部に瞬時に吸収されるため、滑りや飛び出しを生じることなく、溶融はんだをはんだ接合部４の所望の位置に安定して供給することができる。
【００７３】
以上のようにして、はんだ接合部４上のソルダペースト７を温度Ｔ４まで加熱した後に、はんだ接合部４に必要量の溶融はんだ液滴６を供給して、溶融はんだを一体化させる。このとき、はんだ接合部４周辺の最大到達温度が、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕの３元系鉛フリーはんだの融点ＴＭである２１７℃より低い温度条件においても、上記一体化した溶融はんだは、フラックス９の作用により容易にぬれ広がり、合金層を形成し、はんだ付けが完了する。その後、はんだ接合部４の加熱処理を終了し（ステップＳ３１０）、一連のはんだ接合プロセスが終了する。
【００７４】
以上のように、第３の実施形態では、第１及び第２の実施形態よりも低い温度条件（Ｔ４＜Ｔ２、Ｔ３）で、はんだ付けを実現できるので、外部の加熱装置３０からはんだ接合部４に加える熱量を低減し、はんだ接合部４に及ぼす熱影響を抑制できる。このように外部からの熱量を低減できる理由は、高融点ＴＭの溶融はんだ液滴６と低融点ＴＬの粉末はんだ８とが一体化することにより、はんだ接合部４に接合されるはんだ全体の融点を低下できるとともに、上記溶融はんだ液滴６自身が有する熱量を追加できるからである。
【００７５】
例えば、０．３ｍｇのソルダペースト７に対して１．３ｍｇの溶融はんだ液滴６を供給する場合、第３の実施形態におけるはんだ接合部４周辺の到達温度Ｔ４は、２００℃であればよく、上記第１及び第２の実施形態１（Ｔ２、Ｔ３＞２１７℃）よりも、電子部品１に対する熱影響を低減することが可能となる。従って、はんだ接合対象の電子部品１の耐熱性が低い場合には、第３の実施形態に係る方法を適用することで、当該電子部品１の破損を防止できる。
【００７６】
［４．実施例］
次に、本発明の実施例について説明する。なお、以下に説明する実施例は本発明の一具現例に過ぎず、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
【００７７】
上記本発明の実施形態に係るはんだ接合方法により、溶融はんだをはんだ接合部４に供給する試験を行った結果について説明する。表１は当該試験の条件と評価結果を示す。本試験では、図７に示したように、水平方向に対して４５°だけ傾けて保持されたはんだ接合部４に対し、溶融めっき吐出装置１０から鉛直方向に吐出された溶融はんだ液滴６を衝突させた。このとき、溶融はんだ液滴６の径は、約３００μｍ、溶融はんだ液滴６の飛翔速度は１．３ｍ／ｓであった。
【００７８】
なお、表１に示す実施例１及び２は上記第１の実施形態に係るはんだ接合方法に相当し、実施例３は上記第２の実施形態に係るはんだ接合方法に相当し、実施例４及び５は上記第３の実施形態に係るはんだ接合方法に相当する。なお、表１には、比較例として、はんだ接合部４にフラックスのみを塗布した場合の評価結果も併記されている。
【００７９】
【表１】
【００８０】
表１に示すように、実施例１〜５のいずれの場合も、溶融はんだ液滴６をソルダペースト７に衝突させたときに、該溶融はんだ液滴６は、はんだ接合部４の表面に対して水平方向に滑ったり、目標位置から飛び出したりすることなく、衝突位置に留まった。一方、比較例１〜３のいずれの場合も、溶融はんだ液滴６がはんだ接合部４の表面のフラックスに衝突したときに、該溶融はんだ液滴６は、はんだ接合部４の表面に対する水平方向の滑りや跳ねが生じ、溶融はんだを安定供給できないことが判明した。従って、上記試験結果によれば、本発明のはんだ接合方法により、溶融はんだをはんだ接合部４に安定供給できることが分かる。
【００８１】
また、実施例６、７において、はんだ接合部４周辺の温度Ｔがフラックス活性化温度ＴＦ、ＴＦ’よりも低い状態で、溶融はんだ液滴６をソルダペースト７に衝突させた場合、衝突時に溶融はんだ液滴６に若干の移動（滑り等）が生じたが、概ね安定供給可能であった。この理由としては、実施例６、７では、フラックス９が活性化していないので、ソルダペースト７に衝突した溶融はんだ液滴１が、フラックス９によりある程度弾かれたからと考えられる。このように、ＴがＴＦ、ＴＦ’未満である実施例６、７は、ＴがＴＦ、ＴＦ’以上である実施例１〜５よりは劣るものの、ソルダペーストを使用しない比較例１〜３に比べれば、フラックスを十分に安定供給可能であることが分かった。
【００８２】
［５．まとめ］
以上、本発明の第１〜第３の実施形態に係るはんだ接合方法について説明した。上記第１の実施形態によれば、はんだ接合部４にソルダペースト７を塗布した後、はんだ接合部４を外部から加熱した。そして、はんだ接合部４周辺の温度Ｔが、ソルダペースト７に含まれるフラックス９の活性化温度ＴＦ以上、かつ、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＭ未満となる温度範囲内となったときに、溶融はんだ吐出装置１０から吐出された溶融はんだ液滴６をソルダペースト７に衝突させる。これにより、ソルダペースト７に衝突した溶融はんだ液滴６は、毛細管現象により、勢いよくソルダペースト７の粉末はんだ８の隙間に浸透する。従って、溶融はんだ液滴６が、はんだ接合部４の表面に対して平行な方向の速度成分を有しながら、はんだ接合部４に衝突した場合でも、溶融はんだ液滴６の滑りや飛び出しを生じることなく、安定したはんだ付けを実現できる。
【００８３】
さらに、第１の実施形態によれば、上記溶融はんだ液滴６の供給後に、溶融はんだ液滴６が浸透したソルダペーストを、粉末はんだの融点ＴＭより高い温度まで加熱する。これにより、粉末はんだ８を溶融させて、上記浸透した溶融はんだ液滴６と一体化させることができる。当該一体化した溶融はんだは、ソルダペースト７に含まれるフラックスの作用により、容易にぬれ広がり、合金層を形成してはんだ付けが完了する。
【００８４】
また、第２の実施形態によれば、ソルダペースト７が塗布されたはんだ接合部４を、該ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＭより高い温度まで加熱した後に、溶融はんだ吐出装置１０から吐出された溶融はんだ液滴６をソルダペースト７に衝突させる。これにより、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８が溶融した状態で、当該溶融はんだに対して、溶融はんだ液滴６を衝突させることができる。従って、溶融はんだ液滴６は、衝突と同時に当該溶融はんだと一体化し、フラックスの作用により、容易にぬれ広がる。よって、第１の実施形態と同様に、溶融はんだ液滴６が、はんだ接合部４に対して傾斜方向に衝突した場合でも、溶融はんだ液滴６の滑りや飛び出しを生じることなく、安定したはんだ付けを実現できる。
【００８５】
また、第３の実施形態によれば、融点の低い合金組成をもつ粉末はんだ８から成るソルダペースト７を選択して使用する。これにより、溶融はんだ液滴６が一般的なＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の３元系鉛フリーはんだである場合であっても、はんだ接合時に合金層が形成される温度が、該溶融はんだ液滴の融点ＴＭ（例えば２１７℃）よりも低くなる。従って、第３の実施形態によれば、上記第１の実施形態の効果に加えて、一般的なＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の３元系鉛フリーはんだから成るソルダペースト７を使用する場合に比べて、はんだ接合対象の電子部品１への熱影響を低減できるという効果も得られる。
【００８６】
また、上記第１〜第３の実施形態によれば、はんだ接合完了時におけるフラックスの残渣を、大幅に低減することができる。この理由について以下に説明する。上記第１〜第３の実施形態では、前工程において、従来のフラックスの代わりにソルダペースト７をはんだ接合部４に予め塗布しているが、後工程で溶融はんだ液滴６を供給せずに、前工程で十分に塗布されたソルダペースト７のみではんだ接合を完了させる方法も考えられる。しかしながら、はんだ接合に必要な量のはんだをソルダペーストのみで供給する場合、該ソルダペーストに混練されているフラックスの量も多くなり、はんだ接合後に洗浄を要するフラックス残渣が生じる。
【００８７】
これに対し、上記第１〜第３の実施形態のように、予めはんだ接合部４に対してソルダペースト７を少量だけ塗布し、必要なはんだ量を溶融はんだ液滴６により供給することで、はんだ接合部４に余分なフラックス９を供給しなくてすむ。はんだ接合に必要となるフラックスは、前工程ではんだ接合部４に予め塗布されるソルダペースト７内に含まれるフラックス９だけで十分である。従って、第１〜第３の実施形態のように、ソルダペースト７の塗布と溶融はんだ液滴６の供給を組み合わせることによって、はんだ接合に必要なはんだ量の全てをソルダペーストにより供給する場合と比べて、はんだ接合完了時におけるフラックスの残渣を、大幅に低減することができる。
【００８８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８９】
例えば、上記実施形態では、図１に示した構造の電子部品１に溶融はんだを供給するため、溶融はんだ液滴６の吐出方向が、はんだ接合部４（接合対象物）の表面に対して傾斜した方向である例について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。溶融はんだ液滴６の吐出方向は、接合対象物の表面に対して垂直であってもよい。この場合でも、溶融はんだ液滴６は、接合対象物上に塗布されたソルダペースト７に衝突するので、溶融はんだ液滴６を接合対象物の所望位置に安定供給でき、従来のように、接合対象物上に塗布されたフラックスによって該溶融はんだ液滴が接合対象物上を滑って位置ずれすることがない。
【００９０】
また、本発明によるはんだ接合対象の装置は、図１に示した構造の電子部品１の例に限定されない。例えば、はんだ接合部が隠れた場所に存在するため、該はんだ接合部に対して垂直方向に溶融はんだ液滴を供給できない構造の任意の部品に対して、本発明を広く適用できる。また、本発明は、図１に示した電子部品１の例のように、溶融はんだを用いて２つの金属配線（はんだ接合部４、５）を相互に接合する場合だけではなく、例えば、基板上に配置された下地金属（本発明の接合対象物に相当する。）上に、溶融はんだを用いてバンプを形成する場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 電子部品
２ 実装基板
３ 部品筐体
４、５ はんだ接合部
６ 溶融はんだ液滴
７ ソルダペースト
８ 粉末はんだ
９ フラックス
１０ 溶融はんだ吐出装置
３０ 加熱装置
３１ 溶融はんだ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
はんだ付けは、電子部品の電極等の接合や、基板上のバンプ形成などに多用されている。近年、電子部品の小型化が進むにつれ、そのはんだ接合部は、はんだごてのこて先が入らないほど狭くなっている。このように狭いはんだ接合部に対して必要量の溶融はんだを供給する方法として、溶融はんだを液滴状に吐出する溶融はんだ吐出装置が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
一般に、溶融はんだを用いてはんだ接合を行う際には、フラックスが使用される。フラックスは、（１）接合対象物の表面を洗浄する機能、（２）溶融はんだの表面張力を低下させる機能（ぬれ性改善）、及び（３）はんだ接合部の再酸化を防止する機能を有する。該フラックスが塗布された接合対象物に上記溶融はんだを衝突させる場合、特許文献３に記載のように、はんだと接合対象物との間の十分な接合力を実現するためには、フラックスの塗布量や加熱条件を厳密に制御する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２９４５９１号公報
【特許文献２】特開２００３−２０３９３９号公報
【特許文献３】特開２００９−１８８２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように従来のはんだ接合方法では、溶融はんだ吐出装置から吐出された溶融はんだ液滴を、予めフラックスが塗布された接合対象物に対して衝突させていた。しかし、かかる方法では、溶融はんだ液滴が接合対象物に衝突したときに、低粘度のフラックスにより滑ってしまうので、所望の位置に溶融はんだを適切に供給することができなかった。かかる溶融はんだ液滴の滑りによる位置ずれは、溶融はんだ液滴の吐出方向が接合対象物の表面に対して垂直方向である場合にも生じ得るが、特に、該吐出方向が接合対象物の表面に対して傾斜した方向である場合に顕著に生じる。
【０００６】
例えば、電子部品の構造によっては、溶融はんだ吐出装置から接合対象物（例えば基板）に対して垂直方向に溶融はんだ液滴を吐出できない場合が存在する。かかる場合、接合対象物に上記溶融はんだを供給するためには、溶融はんだ液滴の吐出方向又は接合対象物の保持角度の少なくとも一方を制御して、溶融はんだ液滴の吐出方向が接合対象物の表面に対して傾斜した方向となるように調整する必要がある。
【０００７】
しかしながら、このように溶融はんだ液滴の吐出方向を傾斜方向にすると、溶融はんだ液滴は、接合対象物の表面に対して平行な方向の速度成分を有することとなる。一般に、溶融はんだを液滴の飛翔速度は１〜２ｍ／ｓと大きいので、特許文献３記載のように接合対象物上にフラックスを薄く塗布したとしても、上記溶融はんだの下部がフラックスを通過して接合対象物に到達するには、例えば１０〜４０ｍｓ程度の時間が必要となる。このため、溶融はんだ液滴は、衝突後に上記時間だけフラックス上を減速しつつも、接合対象物の表面に対して平行な方向に滑ってしまう。この結果、溶融はんだ液滴が接合対象物の所望の位置からずれてしまい、電子部品の歩留りが低下していた。さらに極端な場合には、溶融はんだ液滴が接合対象物の領域外に飛び出することもあり、電子部品の品質が大幅に劣化する原因となっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、フラックスに起因した溶融はんだ液滴の滑りを防止して、溶融はんだ液滴を所望の位置に供給することが可能な、新規かつ改良されたはんだ接合方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、粉末はんだ及びフラックスを含むソルダペーストが塗布された接合対象物を加熱する工程と、溶融はんだ吐出装置から溶融はんだ液滴を吐出して、前記接合対象物を介して加熱された前記ソルダペーストに前記溶融はんだ液滴を衝突させる第２工程と、を含む、はんだ接合方法が提供される。
【００１０】
前記第２工程における前記溶融はんだ吐出装置からの前記溶融はんだ液滴の吐出方向は、前記接合対象物の表面に対して傾斜していてもよい。
【００１１】
前記第１工程における加熱温度は、前記ソルダペーストに含まれる前記フラックスが活性化する温度以上、かつ、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点以下であってもよい。
【００１２】
前記第２工程の後に、前記溶融はんだ液滴が衝突した前記ソルダペーストを前記粉末はんだの融点より高い温度まで加熱する第３工程をさらに含むようにしてもよい。
【００１３】
前記第１工程における加熱温度は、前記ソルダペーストに含まれる前記フラックスが活性化する温度以上、かつ、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点以上であってもよい。
【００１４】
前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだを成す合金の組成は、前記溶融はんだ液滴を成す合金の組成とは異なり、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点は、前記溶融はんだ液滴を成す合金の融点よりも低く、前記第１工程における加熱温度は、前記ソルダペーストに含まれる前記フラックスが活性化する温度以上、かつ、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点以上であってもよい。
【００１５】
前記第１工程の前に、前記接合対象物に前記ソルダペーストを塗布する第４工程をさらに含むようにしてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、粉末はんだ及びフラックスを含むソルダペーストが塗布された接合対象物が加熱された後に、溶融はんだ吐出装置から溶融はんだ液滴を吐出して、前記接合対象物を介して加熱された前記ソルダペーストに前記溶融はんだ液滴が衝突する。これにより、ソルダペーストに衝突した溶融はんだ液滴は該ソルダペーストに浸透するので、はんだ接合部の表面に対して水平方向に滑ることがない。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、フラックスに起因した溶融はんだ液滴の滑りを防止して、溶融はんだ液滴を所望の位置に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電子部品を模式的に示した断面図である。
【図２】同実施形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。
【図３】同実施形態に係るはんだ接合方法におけるソルダペースト塗布工程を模式的に示す断面図である。
【図４】同実施形態に係るはんだ接合方法における加熱工程を模式的に示す断面図である。
【図５】同実施形態に係るはんだ接合方法における溶融はんだ吐出工程を模式的に示す断面図である。
【図６】同実施形態に係るはんだ接合方法におけるはんだ接合工程を模式的に示す断面図である。
【図７】同実施形態に係るはんだ接合方法の変更例を模式的に示す断面図である。
【図８】同実施形態に係るはんだ接合方法の変更例を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。
【図１０】同実施形態に係るはんだ接合方法における溶融はんだ吐出工程を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施の形態（ソルダペーストの加熱温度が粉末はんだの融点未満である例）
２．第２の実施の形態（ソルダペーストの加熱温度が粉末はんだの融点より高い例）
３．第３の実施の形態（低融点の粉末はんだを含むソルダペーストを用いる例）
４．実施例
５．まとめ
【００２１】
［１．第１の実施形態］
［１．１．はんだ接合方法の概略］
まず、本発明の第１の実施形態に係るはんだ接合方法の概略について説明する。液滴状に吐出された溶融はんだ（溶融はんだ液滴）を用いてはんだ付けを行う際、電子部品（例えば、ＬＳＩ等の半導体装置）の構造によっては、電子部品のはんだ接合部に対して垂直方向に溶融はんだ液滴を吐出できない場合が存在する。図１は、当該場合に該当する電子部品１の一例を模式的に示した断面図である。
【００２２】
図１に示すように、電子部品１は、略平板状の実装基板２上に、縦断面がＬ字状の部品筐体３が設置されている。該Ｌ字状の部品筐体３は、実装基板２の表面の一部領域を覆い隠すようにして、天地逆に配置されている。部品筐体３は、実装基板２に対して垂直方向に起立配置された支持部３ａと、該支持部３ａの上部から水平方向に張り出すように形成された張出部３ｂとからなる。この部品筐体３の張出部３ｂは実装基板２の表面を覆い隠しており、当該実装基板２の表面の覆い隠された位置には、平板状の第１のはんだ接合部４が設置されている。はんだ接合部４は、溶融はんだが接合される対象となる物体であり、本発明の接合対象物に相当する。図１の例では、はんだ接合部４は、実装基板２上に配置される銅等の金属配線（ランド）である。はんだ接合部４の表面（上面）は略平坦面であり、この表面上に溶融はんだ液滴が供給される。
【００２３】
また、部品筐体３の張出部３ｂの下面には、線状の第２のはんだ接合部５が設置されている。このはんだ接合部５は、例えば、部品筐体３から導出された金属配線等であり、部品筐体３の張出部３ｂから実装基板２に向けて鉛直下方に延びている。これらのはんだ接合部４、５は、部品筐体３の張出部３ｂと実装基板２との間に配置されているので、電子部品１の上方からは、該はんだ接合部４、５にアプローチすることはできず、実装基板２に対して垂直方向からの溶融はんだ液滴の供給が阻害されている。
【００２４】
従って、図１に示す構造の電子部品１において、溶融はんだ液滴を用いてはんだ接合部４とはんだ接合部５を接合するためには、溶融はんだ液滴を実装基板２に対して傾斜した方向に吐出して、はんだ接合部４上に供給する必要がある。ところが、このように溶融はんだ液滴の吐出方向を、はんだ接合部４（接合対象物）の表面に対して傾斜した方向とした場合、上記のように溶融はんだ液滴がはんだ接合部４に衝突したときに水平方向に滑り、はんだ接合部４の所望の位置に適切に供給できない。
【００２５】
そこで、本実施形態にかかるはんだ接合方法では、はんだ接合部４（接合対象物）の表面上に、従来のように低粘度のフラックスを塗布するのではなく、高粘度のペースト状のソルダペーストを塗布し、該ソルダペーストに含まれるフラックスが活性化する温度以上まで、該ソルダペーストを予め加熱しておく。フラックスは、特定の温度以上になると活性化し、上述した３つの機能（（１）接合対象物表面の洗浄機能、（２）溶融はんだの表面張力低下機能（ぬれ性改善）、（３）接合対象物の再酸化防止機能）を発揮する。
【００２６】
そして、上記加熱されたソルダペーストに向けて、溶融はんだ吐出装置から溶融はんだ液滴を傾斜方向に吐出して、該ソルダペーストに衝突させる。ソルダペーストは、ある程度の粘性を有するので、該ソルダペーストに衝突した溶融はんだ液滴は、ソルダペーストに浸透し、その衝突位置に留まる。よって、溶融はんだ液滴をはんだ接合部４（接合対象物）に衝突させたときでも、溶融はんだ液滴の滑りや、飛び出し等を好適に防止できる。
【００２７】
ここで、ソルダペーストは、粉末はんだとフラックスを混練した粘性体であり、一般的に表面実装基板の接合等に使用されるものである。かかるソルダペーストは、液状のフラックスと比べて高い粘性を有するので、はんだ接合部４の所望の位置にソルダペーストを塗布しておけば、該ソルダペーストは当該位置に付着した状態を維持する。従来では、予めフラックスが塗布された接合対象物に対して溶融はんだ液滴を供給する方法は一般的であったが、ソルダペーストが塗布された接合対象物に対して溶融はんだ液滴を供給する方法は存在しなかった。この理由としては、溶融はんだ液滴が接合対象物に対して衝突したときに、該溶融はんだ液滴が水平方向に滑って位置ずれする、という課題が認知されていなかったためと考えられる。
【００２８】
これに対し、本実施形態に係るはんだ接合方法では、従来のフラックスに代えて、ソルダペーストを接合対象物上に予め塗布し、該ソルダペーストに含まれるフラックスが活性化する温度以上に加熱しておく。これにより、溶融はんだ吐出装置から吐出された溶融はんだ液滴を、該ソルダペーストにより捕捉できるので、はんだ接合部４に向けて吐出された溶融はんだを、位置ずれさせることなく所望の位置に安定的に供給できる。以下に本実施形態に係るはんだ接合方法と、それを実現するための装置構成について詳述する。
【００２９】
［１．２．はんだ接合方法の詳細］
次に、図２〜図６を参照して、本実施形態に係るはんだ接合方法について説明する。図２は、本実施形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。図３〜図６は、本実施形態に係るはんだ接合方法の各工程を模式的に示す断面図である。
【００３０】
図２に示すように、本実施形態に係るはんだ接合方法は、前工程Ｓ１００と、後工程Ｓ１０２〜Ｓ１１４とに大別される。前工程Ｓ１００では、電子部品１のはんだ接合部４にソルダペースト７を塗布する。次いで、後工程Ｓ１０２〜Ｓ１１４では、溶融はんだ吐出装置１０のノズルから吐出された溶融はんだ液滴６を、はんだ接合部４に衝突させて、はんだ接合を行う。この溶融はんだ吐出装置１０は、例えば、溶融金属を液滴状に吐出可能な溶融金属吐出装置で構成される。また、本実施形態に係るはんだ接合方法は、フラックス残渣が少ないため、上記後工程ではんだ接合を完了させることを特徴としており、はんだ接合した後に、フラックス残渣を洗浄する工程（リフロー洗浄等）が不要である。
【００３１】
本実施形態で使用するソルダペースト７は、固形状の粉末はんだ８と、液状のフラックス９とを混練して成るペースト状の粘性体である（図４参照。）。ここで、粉末はんだ８は、上記溶融はんだ吐出装置１０から吐出される溶融はんだと同一の合金組成を有することが好ましい。以下では、粉末はんだ８として、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ（例えば、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕの鉛フリーはんだ）を使用し、フラックス９として、例えばロジン系フラックスを使用したソルダペースト７の例について説明する。
【００３２】
しかし、かかる例に限定されず、各種の一般的なソルダペーストを使用してもよい。例えば、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８は、上記Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の鉛フリーはんだ以外にも、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ（Ａｕ）系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｓｎ−Ｐｂ系などの任意の合金組成のはんだであってもよい。また、粉末はんだ８は、溶融はんだ吐出装置１０から吐出される溶融はんだとは異なる合金組成を有してもよい。
【００３３】
また、ソルダペースト７に含まれるフラックス９は、上記ロジン系フラックス（主剤：ロジン）の例に限定されず、例えば、ロジン系以外の樹脂系フラックス（主剤：ロジン変性、合成樹脂等）、有機酸系フラックス（主剤：水ベース又は溶剤ベースの有機酸等）、無機酸系フラックス（主剤：水溶性又は非水溶性の無機酸等）などであってもよい。また、フラックス９に含まる主剤以外の活性剤、添加剤、溶剤成分等も、適宜変更してもよい。
【００３４】
以下では、上記粉末はんだ８とフラックス９とが混練されたソルダペースト７を利用したはんだ接合において、ソルダペースト７を加熱する温度条件を例示して説明する。なお、当該温度条件は、使用するソルダペースト７の種類に応じて適切に調整することが好ましいが、以下の温度条件は、他の一般的なソルダペーストにも適応可能である。
【００３５】
以下に、図２のフローチャートを参照して、第２の実施形態に係る一連のはんだ接合プロセスについて詳述する。
【００３６】
まず、図３を参照しながら前工程Ｓ１００について説明する。前工程では、図３に示すように、電子部品１のはんだ接合部４にソルダペースト７が塗布される（ステップＳ１００）。ソルダペースト７は粘性体であるので、はんだ接合部４に塗布されたソルダペースト７は、接合目標位置を中心としたドーム形状を維持することができる。
【００３７】
このときのソルダペースト７の塗布量は、はんだ接合完了時に、ソルダペースト７に含まれるフラックス９の残渣が問題とならない範囲とする。例えば、面積１．０ｍｍ２、２．０ｍｍ２、３．０ｍｍ２のはんだ接合部４に対してそれぞれ、０．３ｍｇ、０．６ｍｇ、０．９ｍｇ程度のソルダペーストを塗布すればよい。つまり、はんだ接合部４の面積１．０ｍｍ２当たりのソルダペースト７の塗布量は、例えば０．３ｍｇ程度であるが、かかる例に限定されず、ソルダペースト７の塗布量は、ソルダペースト７や溶融はんだ液滴６の組成等に応じて適宜変更してもよい。
【００３８】
また、ソルダペースト７の塗布方法としては、はんだ接合対象の電子部品１が実装基板２に既にセットしてある場合は、例えば、ディスペンサを用いてソルダペースト７を塗布すればよい。一方、はんだ接合対象の電子部品１を後でセットすることが可能な場合は、例えば、予めスクリーンを使用してソルダペースト７を塗布することも可能である。このとき、塗布方法に応じた粘度を有するソルダペースト７が選択される必要がある。
【００３９】
また、上記Ｓ１００におけるソルダペースト７の塗布量が、はんだ接合に必要なはんだ量に対して十分に少ない場合、はんだ接合完了時におけるはんだ量のばらつきは、ソルダペースト７の塗布量のばらつきには影響を受けず、後工程における溶融はんだ液滴６の供給量のばらつきに依存する。よって、かかる場合、ソルダペースト７の塗布量に高い精度は要求されない。
【００４０】
次に、図４〜図６を参照しながら。後工程Ｓ１０２〜Ｓ１１４について説明する。後工程では、まず、図４に示すように、はんだ接合部４の周辺を外部から加熱して、該はんだ接合部４に塗布されたソルダペースト７を加熱する（ステップＳ１０２）。図４の例では、実装基板２の下面にヒータ等の加熱装置３０を接触させ、該加熱装置３０により実装基板２を加熱することで、実装基板２の上面に設置されたはんだ接合部４が加熱され、この結果、はんだ接合部４上に塗布されたソルダペースト７が加熱される。このように、接合対象物であるはんだ接合部４を介して間接的にソルダペースト７を加熱することで、ソルダペースト７を所望の温度範囲まで均等に加熱できる。
【００４１】
上記Ｓ１０２で開始されたはんだ接合部４周辺の加熱処理は、Ｓ１１４で終了するまで継続される。かかる加熱処理中（Ｓ１０２〜Ｓ１１４）には、はんだ接合部４の周辺に設置された温度センサ（図示せず。）により、はんだ接合部４の温度Ｔが継続的に測定される（ステップＳ１０４、Ｓ１１０）。
【００４２】
次いで、Ｓ１０４で測定されたはんだ接合部４の周辺の温度Ｔが、第１目標温度Ｔ１に達したときに（ステップＳ１０６）、図５に示すように、上記溶融はんだ吐出装置１０から溶融はんだ液滴６を吐出して、必要量の溶融はんだ液滴６をはんだ接合部４上のソルダペースト７に供給する（ステップＳ１０８）。ここで、第１目標温度Ｔ１は、ソルダペースト７に含まれるフラックス９が活性化する温度ＴＦ（例えば１７０℃）以上であり、かつ、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＭ（例えば２１７℃）以下の温度である（ＴＦ≦Ｔ１≦ＴＭ）。
【００４３】
その後、粉末はんだ８の融点ＴＭ（例えば２１７℃）を超えるまで、はんだ接合部４の周辺を継続的に加熱する。この結果、はんだ接合部４の周辺の温度Ｔが、粉末はんだ８の融点ＴＭ（例えば２１７℃）よりも高い第２目標温度Ｔ２に達し（Ｔ２＞ＴＭ）、図５に示すように、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８が溶融して、上記Ｓ１０８で供給された溶融はんだ液滴６と一体化し、ぬれ広がったときに（ステップＳ１１２）、はんだ接合部４の加熱処理を終了する（ステップＳ１１４）。この結果、図５に示すように、電子部品１のはんだ接合部４とはんだ接合部５が、上記溶融した粉末はんだ８と溶融はんだ液滴６とが一体化した溶融はんだ３１により接合される。該溶融はんだ３１は、時間の経過とともに合金化して固化する。このようにして、一連のはんだ接合プロセスが完了する。
【００４４】
以上のように本実施形態では、はんだ接合部４の周辺を、フラックス９が活性化する温度ＴＦ以上の温度Ｔ１まで加熱した状態で（Ｓ１０６）、溶融はんだ吐出装置１０から必要量の溶融はんだ液滴６を吐出して、ソルダペースト７に衝突させる（Ｓ１０８）。ソルダペースト７が上記温度範囲（ＴＦ≦Ｔ＜ＴＭ）にある状態において、溶融はんだ液滴６がソルダペースト７に衝突したとき、該衝突した溶融はんだ液滴６は、毛細管現象により瞬時に粉末はんだ８の隙間に浸透する。当該毛細管現象が生じる理由は、以下の３つの条件が重なるからである。
（１）上記加熱により、ソルダペースト７に含まれるフラックス９の粘度が低下しているために、粉末はんだ８の凹凸が表面に現れている（図４参照）。
（２）上記加熱によりフラックス９が活性状態であるために、ソルダペースト７に衝突した溶融はんだ液滴６の表面張力が低下する。
（３）ソルダペースト７に含まれる未溶融の粉末はんだ８が狭い隙間を形成している。
【００４５】
上記の毛細管現象により、吐出された溶融はんだ液滴６を、はんだ接合部４に安定して供給することができる。その理由は、以下の通りである。本実施形態が対象とする電子部品１の構造上、はんだ接合部４に対して垂直方向に溶融はんだ液滴６を吐出できない場合、溶融はんだ液滴６の吐出方向又は実装基板２の保持角度を制御する必要がある。このため、はんだ接合部４に向けて傾斜方向に吐出される溶融はんだ液滴６は、はんだ接合部４の表面に対して平行な方向の速度成分を有している。
【００４６】
従って、従来のようにはんだ接合部４にフラックスのみが塗布されている場合、フラックスを薄く塗布したとしても、衝突した溶融はんだ液滴６の下部がフラックスを通過してはんだ接合部４に到達するには、１０〜４０ｍｓ程度の時間が必要となる。一般に、溶融はんだを液滴状に吐出する技術において、溶融はんだ液滴６の飛翔速度は１〜２ｍ／ｓと大きい。このため、上記溶融はんだ液滴６は、はんだ接合部４に対する衝突後に上記時間だけフラックス上を減速しつつも、上記平行な方向の速度成分方向に滑る現象、ひいては、はんだ接合部４の領域外に溶融はんだ液滴６が飛び出す現象が生じる。従って、はんだ接合部４にフラックスのみを塗布した場合では、所望の位置に上記溶融はんだを供給することが困難である。
【００４７】
これに対して、本実施形態では、はんだ接合部４にソルダペースト７を塗布し、上記温度条件を採用することにより、ソルダペースト７に衝突した溶融はんだ液滴６は、毛細管現象により瞬時に粉末はんだ８の隙間に浸透する。従って、衝突した溶融はんだ液滴６は、滑りや飛び出しを生じることなく、瞬時に粉末はんだ８の隙間に浸透するため、溶融はんだをはんだ接合部４の所望の位置に安定して供給可能となる。
【００４８】
ところで、本実施形態において、ソルダペースト７に衝突した溶融はんだ液滴６が、融点ＴＭ以下である粉末はんだ８の隙間に好適に浸透するためには、該溶融はんだ液滴６は、粉末はんだ８の隙間に浸透する間に、溶融状態を保持し得る熱量を有する必要がある。このため、溶融はんだ吐出装置１０から吐出される溶融はんだ液滴６の直径は、粉末はんだ８の粉径（例えば３０μｍ）に対して十分大きく、例えば３〜１０倍であることが望ましい。上記Ｓ１０８では、かかる液滴径を有する複数滴の溶融はんだ液滴６を、はんだ接合に必要なはんだ量に到達するまで、はんだ接合部４に対して連続して供給する。ここで、上記液滴径を有する溶融はんだ液滴６の体積が、必要なはんだ量に対して十分に小さい場合、連続して供給される溶融はんだ液滴６の液滴数を制御することで、はんだ供給量を微調整することが可能である。
【００４９】
また、上記のように必要量のはんだを供給した後（Ｓ１０８）、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＭ（例えば２１７℃）を超えるまで、外部から加熱を続けて粉末はんだ８を溶融させ、該溶融した粉末はんだ８と、供給された溶融はんだ液滴６とを一体化させる（Ｓ１１２）。図６に示したように、一体化した溶融はんだ３１及びはんだ接合部４は、ソルダペースト７に含まれていたフラックス９に覆われているため、フラックス９の作用により容易にぬれ広がり、合金層を形成し、はんだ接合が完了する。このはんだ接合完了時のフラックス９の残渣は、Ｓ１００におけるソルダペースト７の塗布量により調整できるので、はんだ接合に必要なはんだ量を全てソルダペーストにより供給する場合と比べて、フラックス９の残渣を大幅に低減することが可能である。
【００５０】
なお、上記例では、電子部品１の構造によりはんだ接合部４に対して垂直方向に溶融はんだ液滴６を供給できない場合に、図５に示した供給方法を採用した。即ち、図５に示したように、実装基板２上のはんだ接合部４を水平に保持するとともに、溶融はんだ吐出装置１０から溶融はんだ液滴６を鉛直方向に対してある角度（例えば４５度）だけ傾斜した方向に吐出し、該傾斜方向に飛翔する溶融はんだ液滴６を、上記水平保持されたはんだ接合部４に衝突させていた。
【００５１】
かかる供給方法以外にも、例えば、図７に示すように、水平方向に対してある角度（例えば６０度）だけ傾けて保持されたはんだ接合部４に、溶融はんだ吐出装置１０から鉛直方向に吐出された溶融はんだ液滴６を衝突させる方法を採用してもよい。もしくは、図８に示すように、水平方向に対してある角度（例えば１５度）だけ傾斜して保持されたはんだ接合部４に、鉛直方向に対してある角度（例えば３０度）だけ傾斜した方向に吐出された溶融はんだ液滴６を衝突させる方法を採用してもよい。
【００５２】
上記図５、図６、図７のいずれの供給方法においても、溶融はんだ液滴６がはんだ接合部４の表面に対して平行な方向の速度成分を有した状態で、はんだ接合部４に衝突することは避けられない。従って、はんだ接合部４に衝突したときの溶融はんだ液滴６の滑りや飛び出しを防止するためには、上述した本実施形態に係るはんだ接合方法が有効である。
【００５３】
［２．第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るはんだ接合方法について説明する。第２の実施形態に係るはんだ接合方法は、上述した第１の実施形態に係るはんだ接合方法と比べて、ソルダペースト７を加熱するときの温度条件が異なるのみであり、その他の機能構成は第１の実施形態と実質的に同一であるので、その詳細説明は省略する。以下では第１の実施形態との相違点を中心に、第２の実施形態に係るはんだ接合方法について説明する。
【００５４】
図９は、第２の実施形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。図１０は、第２の実施形態に係るはんだ接合方法におけるはんだ吐出工程を模式的に示す断面図である。
【００５５】
図９に示すように、第２の実施形態に係るはんだ接合方法も、前工程Ｓ２００と、後工程Ｓ２０２〜Ｓ２１０とに大別される。前工程Ｓ２００では、電子部品１のはんだ接合部４に、上記実施形態１と同一のソルダペースト７を塗布する（図３参照。）。次いで、後工程Ｓ２０２〜Ｓ２１０では、上記第１の実施形態と異なる温度条件で、溶融はんだ吐出装置１０のノズルから吐出された溶融はんだ液滴６を、はんだ接合部４に衝突させて、はんだ接合を行う。
【００５６】
より詳細には、後工程では、まず、第１の実施形態と同様に（図４参照。）、はんだ接合部４の周辺を外部の加熱装置３０により加熱して、該はんだ接合部４に塗布されたソルダペースト７を加熱する（ステップＳ２０２）。このＳ２０２で開始された加熱処理は、Ｓ２１０で終了するまで継続される。かかる加熱処理中（Ｓ２０２〜Ｓ２１０）には、はんだ接合部４の周辺に設置された温度センサ（図示せず。）により、はんだ接合部４の温度Ｔが継続的に測定される（ステップＳ２０４）。
【００５７】
次いで、Ｓ２０４で測定されたはんだ接合部４の周辺の温度Ｔが、第３目標温度Ｔ３に達したときに（ステップＳ２０６）、図１０に示すように、上記溶融はんだ吐出装置１０から溶融はんだ液滴６を吐出して、必要量の溶融はんだ液滴６をはんだ接合部４上のソルダペースト７に供給する（ステップＳ２０８）。ここで、第３目標温度Ｔ３は、ソルダペースト７に含まれるフラックス９が活性化する温度ＴＦ（例えば１７０℃）以上であり、かつ、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＭ（例えば２１７℃）以上の温度である（ＴＦ≦Ｔ３、ＴＭ≦Ｔ３）。
【００５８】
このように第２の実施形態では、はんだ接合部４の周辺を、フラックス９が活性化し、かつ、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８が溶融する温度Ｔ３以上まで加熱した状態で（Ｓ２０６）、溶融はんだ吐出装置１０から必要量の溶融はんだ液滴６を吐出して、ソルダペースト７に衝突させる（Ｓ２０８）。このとき、図１０に示すように、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８は既に溶融しており、また、フラックス９も活性化しているので、該溶融した粉末はんだ８は、上記供給された溶融はんだ液滴６と一体化し、フラックスの作用により容易にぬれ広がり、合金層を形成し、はんだ付けが完了する。
【００５９】
ソルダペースト７が上記温度範囲（ＴＦ≦Ｔ、ＴＭ≦Ｔ）にある状態において、溶融はんだ液滴６がソルダペースト７に衝突するとき、溶融はんだ液滴６は、粉末はんだ８は既に溶融し、はんだ接合部４にぬれ広がっている。このため、溶融はんだ液滴６は衝突と同時に、溶融した粉末はんだ８と一体化する。このとき、供給される溶融はんだ液滴６に形成された酸化膜が、ソルダペースト７由来の溶融はんだとの一体化を阻害する場合がある。しかし、かかる場合においても、前者の溶融はんだ（溶融はんだ液滴６）は、後者の溶融はんだ（溶融粉末はんだ８）内部に瞬時に突入し、フラックス９に覆われた後者の溶融はんだ内部で一体化を開始するので、上記酸化膜の厚みによる影響は受けない。上記の理由により、はんだ接合部４に衝突した溶融はんだ液滴６は、溶融した粉末はんだ８の内部に瞬時に吸収されるため、滑りや飛び出しを生じることなく、溶融はんだをはんだ接合部４の所望の位置に安定して供給することができる。
【００６０】
上記のように必要量の溶融はんだ液滴６を供給し、一体化した溶融はんだがぬれ広がった後に、はんだ接合部４の加熱処理を終了し（ステップＳ２１０）、一連のはんだ接合プロセスが終了する。
【００６１】
［３．第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係るはんだ接合方法について説明する。第３の実施形態に係るはんだ接合方法は、上述した第１の実施形態に係るはんだ接合方法と比べて、ソルダペースト７を加熱するときの温度条件と、ソルダペースト７の種類が異なるのみであり、その他の機能構成は第１の実施形態と実質的に同一であるので、その詳細説明は省略する。以下では第１の実施形態との相違点を中心に、第３の実施形態に係るはんだ接合方法について説明する。
【００６２】
図１１は、第３の実施形態に係るはんだ接合方法を示すフローチャートである。図１１に示すように、第３の実施形態に係るはんだ接合方法も、前工程Ｓ３００と、後工程Ｓ３０２〜Ｓ２１０とに大別される。前工程Ｓ３００では、電子部品１のはんだ接合部４に、上記実施形態１と異なるソルダペースト７を塗布する（図３参照。）。次いで、後工程Ｓ３０２〜Ｓ３１０では、上記第１及び第２の実施形態と異なる温度条件で、溶融はんだ吐出装置１０のノズルから吐出された溶融はんだ液滴６を、はんだ接合部４に衝突させて、はんだ接合を行う。
【００６３】
上記第１及び第２の実施形態では、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の合金組成は、溶融はんだ吐出装置１０から吐出される溶融はんだ液滴６の合金組成と同一であり、ともにＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだであった。これに対し、第３の実施形態に係るソルダペースト７は、溶融はんだ液滴６とは異なる合金組成を有する低融点はんだから成る。つまり、第３の実施形態に係るソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８は、溶融はんだ液滴６を成す合金組成（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）とは異なる合金組成、即ち、溶融はんだ液滴６よりも融点が低い合金から成る。
【００６４】
上記低融点の粉末はんだ８から成るソルダペースト７を加熱するときの温度条件は、使用するソルダペースト７の種類に応じて適切に調整することが好ましいが、本実施形態では、上記低融点の鉛フリーはんだから成るソルダペースト７を使用するので、一般的なＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕの３元系鉛フリーはんだから成るソルダペースト７を用いる場合よりも、低い温度条件を実現可能となる。
【００６５】
代表的な低融点の鉛フリーはんだの融点を例示すると、Ｓｎ−５７Ｂｉ（融点：１３９℃）、Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇ（融点：１３９℃以下）、Ｓｎ−７．５Ｂｉ−２Ａｇ−０．５Ｃｕ（融点：２１０℃以下）、Ｓｎ−９Ｚｎ（融点：１９８℃）、Ｓｎ−８Ｚｎ−３Ｂｉ（融点：１８９℃以下）、Ｓｎ―５２Ｉｎ（融点：１１７℃以下）である。このようにＳｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｉｎ系の鉛フリーはんだは、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕの３元系鉛フリーはんだ（融点：２１７℃）よりも融点が低い。
【００６６】
以下では、かかる低融点の粉末はんだ８の一例として、Ｓｎ−５８Ｂｉの鉛フリーはんだ（融点ＴＬ：１３９℃）を使用する例について説明するが、かかる例に限定されず、上記Ｓｎ−Ｂｉ系、Ｓｎ−Ｚｎ系、Ｓｎ−Ｉｎ系などの低融点の鉛フリーはんだを使用してもよい。
【００６７】
以下に、図１１のフローチャートを参照して、第３の実施形態に係る一連のはんだ接合プロセスについて詳述する。
【００６８】
図１１に示すように、まず前工程では、Ｓｎ−５８Ｂｉの鉛フリーはんだから成る粉末はんだ８を含むソルダペースト７が、はんだ接合部４に塗布される（ステップＳ３００）。このときのソルダペースト７の塗布量や塗布方法は、第１の実施形態と同様である。
【００６９】
次いで、後工程では、まず、はんだ接合部４の周辺を外部の加熱装置３０により加熱して、該はんだ接合部４に塗布されたソルダペースト７を加熱する（ステップＳ３０２）。このＳ３０２で開始された加熱処理は、Ｓ３１０で終了するまで継続される。かかる加熱処理中（Ｓ３０２〜Ｓ３１０）には、はんだ接合部４の周辺に設置された温度センサ（図示せず。）により、はんだ接合部４の温度Ｔが継続的に測定される（ステップＳ３０４）。
【００７０】
次いで、Ｓ３０４で測定されたはんだ接合部４の周辺の温度Ｔが、第４目標温度Ｔ４に達したときに（ステップＳ３０６）、上記溶融はんだ吐出装置１０から溶融はんだ液滴６を吐出して、必要量の溶融はんだ液滴６をはんだ接合部４上のソルダペースト７に供給する（ステップＳ３０８）。ここで、第４目標温度Ｔ４は、ソルダペースト７に含まれるフラックス９が活性化する温度ＴＦ’（例えば１２０℃）以上であり、かつ、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＬ（例えば１３９℃）以上の温度である（ＴＦ’≦Ｔ４、ＴＬ≦Ｔ４）。
【００７１】
第３の実施形態では、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８として、Ｓｎ−５８Ｂｉの鉛フリーはんだ（融点ＴＬ：１３９℃）を用いており、その融点ＴＭは、ロジン系のフラックス９が活性化する温度ＴＦ’（１２０℃）よりも高い。従って、はんだ接合部４周辺の温度Ｔが、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＬである１３９℃以上となったときには、フラックス９が活性化する温度ＴＦ’である１２０℃を超えている。従って、粉末はんだ８が溶融し、フラックス９の作用によりはんだ接合部４にぬれ広がるので、実施形態２と同様に、ソルダペースト７に供給された溶融はんだ液滴６は、衝突と同時に、溶融した粉末はんだ８と一体化する。
【００７２】
このとき、供給される溶融はんだ液滴６に形成された酸化膜が、ソルダペースト７由来の溶融はんだとの一体化を阻害する場合がある。しかし、かかる場合においても、前者の溶融はんだ（溶融はんだ液滴６）は、後者の溶融はんだ（溶融粉末はんだ８）内部に瞬時に突入し、フラックス９に覆われた後者の溶融はんだ内部で一体化を開始するので、上記酸化膜の厚みによる影響は受けない。上記の理由により、はんだ接合部４に衝突した溶融はんだ液滴６は、溶融した粉末はんだ８の内部に瞬時に吸収されるため、滑りや飛び出しを生じることなく、溶融はんだをはんだ接合部４の所望の位置に安定して供給することができる。
【００７３】
以上のようにして、はんだ接合部４上のソルダペースト７を温度Ｔ４まで加熱した後に、はんだ接合部４に必要量の溶融はんだ液滴６を供給して、溶融はんだを一体化させる。このとき、はんだ接合部４周辺の最大到達温度が、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕの３元系鉛フリーはんだの融点ＴＭである２１７℃より低い温度条件においても、上記一体化した溶融はんだは、フラックス９の作用により容易にぬれ広がり、合金層を形成し、はんだ付けが完了する。その後、はんだ接合部４の加熱処理を終了し（ステップＳ３１０）、一連のはんだ接合プロセスが終了する。
【００７４】
以上のように、第３の実施形態では、第１及び第２の実施形態よりも低い温度条件（Ｔ４＜Ｔ２、Ｔ３）で、はんだ付けを実現できるので、外部の加熱装置３０からはんだ接合部４に加える熱量を低減し、はんだ接合部４に及ぼす熱影響を抑制できる。このように外部からの熱量を低減できる理由は、高融点ＴＭの溶融はんだ液滴６と低融点ＴＬの粉末はんだ８とが一体化することにより、はんだ接合部４に接合されるはんだ全体の融点を低下できるとともに、上記溶融はんだ液滴６自身が有する熱量を追加できるからである。
【００７５】
例えば、０．３ｍｇのソルダペースト７に対して１．３ｍｇの溶融はんだ液滴６を供給する場合、第３の実施形態におけるはんだ接合部４周辺の到達温度Ｔ４は、２００℃であればよく、上記第１及び第２の実施形態１（Ｔ２、Ｔ３＞２１７℃）よりも、電子部品１に対する熱影響を低減することが可能となる。従って、はんだ接合対象の電子部品１の耐熱性が低い場合には、第３の実施形態に係る方法を適用することで、当該電子部品１の破損を防止できる。
【００７６】
［４．実施例］
次に、本発明の実施例について説明する。なお、以下に説明する実施例は本発明の一具現例に過ぎず、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
【００７７】
上記本発明の実施形態に係るはんだ接合方法により、溶融はんだをはんだ接合部４に供給する試験を行った結果について説明する。表１は当該試験の条件と評価結果を示す。本試験では、図７に示したように、水平方向に対して４５°だけ傾けて保持されたはんだ接合部４に対し、溶融めっき吐出装置１０から鉛直方向に吐出された溶融はんだ液滴６を衝突させた。このとき、溶融はんだ液滴６の径は、約３００μｍ、溶融はんだ液滴６の飛翔速度は１．３ｍ／ｓであった。
【００７８】
なお、表１に示す実施例１及び２は上記第１の実施形態に係るはんだ接合方法に相当し、実施例３は上記第２の実施形態に係るはんだ接合方法に相当し、実施例４及び５は上記第３の実施形態に係るはんだ接合方法に相当する。なお、表１には、比較例として、はんだ接合部４にフラックスのみを塗布した場合の評価結果も併記されている。
【００７９】
【表１】
【００８０】
表１に示すように、実施例１〜５のいずれの場合も、溶融はんだ液滴６をソルダペースト７に衝突させたときに、該溶融はんだ液滴６は、はんだ接合部４の表面に対して水平方向に滑ったり、目標位置から飛び出したりすることなく、衝突位置に留まった。一方、比較例１〜３のいずれの場合も、溶融はんだ液滴６がはんだ接合部４の表面のフラックスに衝突したときに、該溶融はんだ液滴６は、はんだ接合部４の表面に対する水平方向の滑りや跳ねが生じ、溶融はんだを安定供給できないことが判明した。従って、上記試験結果によれば、本発明のはんだ接合方法により、溶融はんだをはんだ接合部４に安定供給できることが分かる。
【００８１】
また、実施例６、７において、はんだ接合部４周辺の温度Ｔがフラックス活性化温度ＴＦ、ＴＦ’よりも低い状態で、溶融はんだ液滴６をソルダペースト７に衝突させた場合、衝突時に溶融はんだ液滴６に若干の移動（滑り等）が生じたが、概ね安定供給可能であった。この理由としては、実施例６、７では、フラックス９が活性化していないので、ソルダペースト７に衝突した溶融はんだ液滴１が、フラックス９によりある程度弾かれたからと考えられる。このように、ＴがＴＦ、ＴＦ’未満である実施例６、７は、ＴがＴＦ、ＴＦ’以上である実施例１〜５よりは劣るものの、ソルダペーストを使用しない比較例１〜３に比べれば、フラックスを十分に安定供給可能であることが分かった。
【００８２】
［５．まとめ］
以上、本発明の第１〜第３の実施形態に係るはんだ接合方法について説明した。上記第１の実施形態によれば、はんだ接合部４にソルダペースト７を塗布した後、はんだ接合部４を外部から加熱した。そして、はんだ接合部４周辺の温度Ｔが、ソルダペースト７に含まれるフラックス９の活性化温度ＴＦ以上、かつ、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＭ未満となる温度範囲内となったときに、溶融はんだ吐出装置１０から吐出された溶融はんだ液滴６をソルダペースト７に衝突させる。これにより、ソルダペースト７に衝突した溶融はんだ液滴６は、毛細管現象により、勢いよくソルダペースト７の粉末はんだ８の隙間に浸透する。従って、溶融はんだ液滴６が、はんだ接合部４の表面に対して平行な方向の速度成分を有しながら、はんだ接合部４に衝突した場合でも、溶融はんだ液滴６の滑りや飛び出しを生じることなく、安定したはんだ付けを実現できる。
【００８３】
さらに、第１の実施形態によれば、上記溶融はんだ液滴６の供給後に、溶融はんだ液滴６が浸透したソルダペーストを、粉末はんだの融点ＴＭより高い温度まで加熱する。これにより、粉末はんだ８を溶融させて、上記浸透した溶融はんだ液滴６と一体化させることができる。当該一体化した溶融はんだは、ソルダペースト７に含まれるフラックスの作用により、容易にぬれ広がり、合金層を形成してはんだ付けが完了する。
【００８４】
また、第２の実施形態によれば、ソルダペースト７が塗布されたはんだ接合部４を、該ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８の融点ＴＭより高い温度まで加熱した後に、溶融はんだ吐出装置１０から吐出された溶融はんだ液滴６をソルダペースト７に衝突させる。これにより、ソルダペースト７に含まれる粉末はんだ８が溶融した状態で、当該溶融はんだに対して、溶融はんだ液滴６を衝突させることができる。従って、溶融はんだ液滴６は、衝突と同時に当該溶融はんだと一体化し、フラックスの作用により、容易にぬれ広がる。よって、第１の実施形態と同様に、溶融はんだ液滴６が、はんだ接合部４に対して傾斜方向に衝突した場合でも、溶融はんだ液滴６の滑りや飛び出しを生じることなく、安定したはんだ付けを実現できる。
【００８５】
また、第３の実施形態によれば、融点の低い合金組成をもつ粉末はんだ８から成るソルダペースト７を選択して使用する。これにより、溶融はんだ液滴６が一般的なＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の３元系鉛フリーはんだである場合であっても、はんだ接合時に合金層が形成される温度が、該溶融はんだ液滴の融点ＴＭ（例えば２１７℃）よりも低くなる。従って、第３の実施形態によれば、上記第１の実施形態の効果に加えて、一般的なＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の３元系鉛フリーはんだから成るソルダペースト７を使用する場合に比べて、はんだ接合対象の電子部品１への熱影響を低減できるという効果も得られる。
【００８６】
また、上記第１〜第３の実施形態によれば、はんだ接合完了時におけるフラックスの残渣を、大幅に低減することができる。この理由について以下に説明する。上記第１〜第３の実施形態では、前工程において、従来のフラックスの代わりにソルダペースト７をはんだ接合部４に予め塗布しているが、後工程で溶融はんだ液滴６を供給せずに、前工程で十分に塗布されたソルダペースト７のみではんだ接合を完了させる方法も考えられる。しかしながら、はんだ接合に必要な量のはんだをソルダペーストのみで供給する場合、該ソルダペーストに混練されているフラックスの量も多くなり、はんだ接合後に洗浄を要するフラックス残渣が生じる。
【００８７】
これに対し、上記第１〜第３の実施形態のように、予めはんだ接合部４に対してソルダペースト７を少量だけ塗布し、必要なはんだ量を溶融はんだ液滴６により供給することで、はんだ接合部４に余分なフラックス９を供給しなくてすむ。はんだ接合に必要となるフラックスは、前工程ではんだ接合部４に予め塗布されるソルダペースト７内に含まれるフラックス９だけで十分である。従って、第１〜第３の実施形態のように、ソルダペースト７の塗布と溶融はんだ液滴６の供給を組み合わせることによって、はんだ接合に必要なはんだ量の全てをソルダペーストにより供給する場合と比べて、はんだ接合完了時におけるフラックスの残渣を、大幅に低減することができる。
【００８８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８９】
例えば、上記実施形態では、図１に示した構造の電子部品１に溶融はんだを供給するため、溶融はんだ液滴６の吐出方向が、はんだ接合部４（接合対象物）の表面に対して傾斜した方向である例について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。溶融はんだ液滴６の吐出方向は、接合対象物の表面に対して垂直であってもよい。この場合でも、溶融はんだ液滴６は、接合対象物上に塗布されたソルダペースト７に衝突するので、溶融はんだ液滴６を接合対象物の所望位置に安定供給でき、従来のように、接合対象物上に塗布されたフラックスによって該溶融はんだ液滴が接合対象物上を滑って位置ずれすることがない。
【００９０】
また、本発明によるはんだ接合対象の装置は、図１に示した構造の電子部品１の例に限定されない。例えば、はんだ接合部が隠れた場所に存在するため、該はんだ接合部に対して垂直方向に溶融はんだ液滴を供給できない構造の任意の部品に対して、本発明を広く適用できる。また、本発明は、図１に示した電子部品１の例のように、溶融はんだを用いて２つの金属配線（はんだ接合部４、５）を相互に接合する場合だけではなく、例えば、基板上に配置された下地金属（本発明の接合対象物に相当する。）上に、溶融はんだを用いてバンプを形成する場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 電子部品
２ 実装基板
３ 部品筐体
４、５ はんだ接合部
６ 溶融はんだ液滴
７ ソルダペースト
８ 粉末はんだ
９ フラックス
１０ 溶融はんだ吐出装置
３０ 加熱装置
３１ 溶融はんだ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末はんだ及びフラックスを含むソルダペーストが塗布された接合対象物を加熱する工程と、
溶融はんだ吐出装置から溶融はんだ液滴を吐出して、前記接合対象物を介して加熱された前記ソルダペーストに前記溶融はんだ液滴を衝突させる第２工程と、
を含む、はんだ接合方法。
【請求項２】
前記第２工程における前記溶融はんだ吐出装置からの前記溶融はんだ液滴の吐出方向は、前記接合対象物の表面に対して傾斜している、請求項１に記載のはんだ接合方法。
【請求項３】
前記第１工程における加熱温度は、前記ソルダペーストに含まれる前記フラックスが活性化する温度以上、かつ、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点以下である、請求項１に記載のはんだ接合方法。
【請求項４】
前記第２工程の後に、前記溶融はんだ液滴が衝突した前記ソルダペーストを前記粉末はんだの融点より高い温度まで加熱する第３工程をさらに含む、請求項３に記載のはんだ接合方法。
【請求項５】
前記第１工程における加熱温度は、前記ソルダペーストに含まれる前記フラックスが活性化する温度以上、かつ、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点以上である、請求項１に記載のはんだ接合方法。
【請求項６】
前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだを成す合金の組成は、前記溶融はんだ液滴を成す合金の組成とは異なり、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点は、前記溶融はんだ液滴を成す合金の融点よりも低く、
前記第１工程における加熱温度は、前記ソルダペーストに含まれる前記フラックスが活性化する温度以上、かつ、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点以上である、請求項１に記載のはんだ接合方法。
【請求項７】
前記第１工程の前に、前記接合対象物に前記ソルダペーストを塗布する第４工程をさらに含む、請求項１に記載のはんだ接合方法。
【請求項１】
粉末はんだ及びフラックスを含むソルダペーストが塗布された接合対象物を加熱する工程と、
溶融はんだ吐出装置から溶融はんだ液滴を吐出して、前記接合対象物を介して加熱された前記ソルダペーストに前記溶融はんだ液滴を衝突させる第２工程と、
を含む、はんだ接合方法。
【請求項２】
前記第２工程における前記溶融はんだ吐出装置からの前記溶融はんだ液滴の吐出方向は、前記接合対象物の表面に対して傾斜している、請求項１に記載のはんだ接合方法。
【請求項３】
前記第１工程における加熱温度は、前記ソルダペーストに含まれる前記フラックスが活性化する温度以上、かつ、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点以下である、請求項１に記載のはんだ接合方法。
【請求項４】
前記第２工程の後に、前記溶融はんだ液滴が衝突した前記ソルダペーストを前記粉末はんだの融点より高い温度まで加熱する第３工程をさらに含む、請求項３に記載のはんだ接合方法。
【請求項５】
前記第１工程における加熱温度は、前記ソルダペーストに含まれる前記フラックスが活性化する温度以上、かつ、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点以上である、請求項１に記載のはんだ接合方法。
【請求項６】
前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだを成す合金の組成は、前記溶融はんだ液滴を成す合金の組成とは異なり、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点は、前記溶融はんだ液滴を成す合金の融点よりも低く、
前記第１工程における加熱温度は、前記ソルダペーストに含まれる前記フラックスが活性化する温度以上、かつ、前記ソルダペーストに含まれる前記粉末はんだの融点以上である、請求項１に記載のはんだ接合方法。
【請求項７】
前記第１工程の前に、前記接合対象物に前記ソルダペーストを塗布する第４工程をさらに含む、請求項１に記載のはんだ接合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２５３８５３（Ｐ２０１１−２５３８５３Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２５０２５（Ｐ２０１０−１２５０２５）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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