実装品、その製造方法、および、部品接合用複合シート
【課題】反応性多層フォイルを用いて基板と部品とを接合する場合の、溶融金属の飛散の影響をなくし、性能の安定した実装品を得る。
【解決手段】実装基板１０の上に、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有する接合フィルム３０を配置するとともに、接合フィルムの、接合方向と直交する側面の周囲に樹脂部材４０を配置し、その上に部品２０を配置する。部品および接合フィルムを押圧した状態で、接合フィルムに点火エネルギーを供給し、接合フィルムの発熱とそれによる金属材料の溶融を利用して、部品、接合フィルムおよび実装基板を一体化する。接合時に溶融して押し出される溶融金属は樹脂部材と融合して溶着層を形成し、基板上に飛び散ることが防止される。
【解決手段】実装基板１０の上に、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有する接合フィルム３０を配置するとともに、接合フィルムの、接合方向と直交する側面の周囲に樹脂部材４０を配置し、その上に部品２０を配置する。部品および接合フィルムを押圧した状態で、接合フィルムに点火エネルギーを供給し、接合フィルムの発熱とそれによる金属材料の溶融を利用して、部品、接合フィルムおよび実装基板を一体化する。接合時に溶融して押し出される溶融金属は樹脂部材と融合して溶着層を形成し、基板上に飛び散ることが防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装基板上に電子部品を搭載してなる実装品とその製造方法に関し、特に、実装基板と部品との接合に反応性多層フォイルを利用した実装品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、実装基板と部品との接合は、半田のリフローやろう付けによって行われているが、近年、反応性多層フォイルを用いて接合する方法が提案されている（特許文献１など）。反応性多層フォイルは、例えばＡｌとＮｉの極めて薄い層を交互に多数積層し全体として厚み数１０μｍ程度にしたフィルムであり、エネルギーを供給することによって点火され、瞬時に高温となる。接合すべき材料の間に可溶材料を介して反応性多層フォイルを挟み込み、点火することにより、その反応熱によって可溶材料が溶融し、二つの材料を接合することができる。
【０００３】
この反応性多層フォイルを使用した接合は、半田のリフローやろう付に比べて、熱の伝播速度、熱の局所化において優れている。熱の伝播速度が速いことにより、接合プロセスが非常に高速で可能となる。また加熱は極めて局所的であるため、接合される材料は、ほとんど熱を吸収せず、熱損傷なしに接合できる。また接合は強力であり、熱伝導性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５１１３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように反応性多層フォイルを使用した接合は、従来の半田付けやろう付けでは得られない種々の利点があるが、これを実装基板に適用した場合に、次のような問題がある。
【０００６】
反応性多層フォイルと接合すべき部材との間には、半田等の可溶材料が介在するが、溶融した可溶材料が、多層フォイルの側面からその一部が出されて飛散する。この飛散物が、実装基板上の二つの配線パターンにまたがって残留した場合には、配線の短絡を引き起こす。また実装基板上に付着した飛散物が、製品使用時に脱落した場合には、製品に不具合を起こす可能性がある。
【０００７】
本発明は、実装基板と部品とを反応性多層フォイルを使用した接合に生じうる上記問題を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、反応性多層フォイルの側面に、予め可溶材料の飛散を防止するための手段を設けることにより、上記課題を解決する。
【０００９】
即ち本発明の実装品は、実装基板と、当該実装基板に搭載された部品と、前記実装基板と部品とを接合する接合層とを備え、前記接合層は、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有し、接合方向と直交する側面の周囲に樹脂部が設けられ、前記樹脂部と側面との間に、前記樹脂部を構成する樹脂と前記接合部を構成する金属材料との溶着層が設けられている。
【００１０】
また本発明の実装品の製造方法は、実装基板に、金属材料からなる接合層を介して部品を接合する実装品の製造方法であって、実装基板の上に、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有する接合フィルムを配置するとともに、前記接合フィルムの、接合方向と直交する側面の周囲に樹脂部材を配置するステップと、前記接合フィルムの上に部品を配置するステップと、前記部品および前記接合フィルムを押圧した状態で、前記接合フィルムに点火エネルギーを供給し、前記接合フィルムの発熱とそれによる前記金属材料の溶融を利用して、前記部品、前記接合フィルムおよび前記実装基板を一体化するステップと、を含む。
【００１１】
本発明の接合用複合シートは、開口部を有する樹脂フィルムと、前記開口部に固定され、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有する接合フィルムとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、実装基板と部品との接合に多層フォイルを用いることにより、実装基板と部品とが熱損傷がなく、強力に接合される。また接合層側面の周囲に配置された樹脂部が、接合時に、接合部材から溶融して側方へ移動する金属材料と融合して溶着層を形成するので、金属材料の飛散物によるショートや製品への悪影響をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実装品の第一の実施形態を示す図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は上面図である。
【図２】本発明の実装品の接合層を示す断面図
【図３】本発明の実装品における接合層と樹脂シートとの間の溶着部を説明する断面図で、（ａ）は接合前、（ｂ）は接合後を示す。
【図４】本発明の実装品の製造方法の一例を示すフロー。
【図５】第一の実施形態に用いる樹脂シートの変更例を示す断面図
【図６】第一の実施形態に用いる樹脂シートの他の変更例を示す断面図
【図７】本発明の実装品の第二の実施形態を示す図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は上面図である。
【図８】本発明の部品接合用複合シートの実施形態を示す上面図
【図９】図８の複合シートの製造方法の一例を示す図
【図１０】本発明の部品接合用複合シートの他の実施形態を示す断面図
【図１１】本発明の部品接合用複合シートのさらに別の実施形態を示す断面図
【図１２】実施例の接合を説明する図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図
【図１３】比較例の接合を説明する図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第一の実施形態＞
本発明の実装品の実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の実装品の第一の実施形態を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。図２は、図１の接合層を示す断面図、図３は、接合層の側面と樹脂シートとの継ぎ目を模式的に示す図で、（ａ）は接合前の状態、（ｂ）は接合後の状態を示す。
【００１５】
本発明の実装品は、図１に示すように、実装基板１０の上に、ＬＥＤチップ等の電子部品２０が接合された構造を有する。図示する例では、一つの電子部品２０のみを示しているが、電子部品は複数でもよい。実装基板１０は、ガラスエポキシ（ＲＦ−４）、セラミック、アルミニウム等の金属などの耐熱材料からなり、電子部品２０の電極パッド（図示せず）が電気的に接続される配線パターン（図示せず）が形成されている。実装基板１０と電子部品２０とは、接合層３０によって接合されている。
【００１６】
接合層３０は、図２に示すように、反応性多層フォイル３５（以下、多層フォイルともいう）の両面を溶融金属層３１、３３で挟んだ構造の接合部材３０’から形成されている。反応性多層フォイル３５は、２種の異なる金属薄膜を蒸着やスパッタリングにより交互に数千積層した構造を有し、自己伝播発熱反応を行うフィルムで、電気パルスの印加などのエネルギー供給により点火して（微小スパーク）、発熱する。発熱反応は極めて短い時間で伝播し、局所的に最高反応温度１３５０℃〜１５００まで達する。多層フォイルには、Ａｌ/Ｎｉ、Ａｌ/Ｔｉ、Ｎｉ/Ｓｉ、Ｎｂ/Ｓｉなどがあり、また厚みは４０μｍ〜８０μｍ程度である。溶融金属層３１、３３や実装基板１０の材料の種類に応じて適切な材料、厚みのものを選択して用いることができる。
【００１７】
溶融金属層３１、３３は、反応性多層フォイルの発熱前までは、固体として存在し、反応性多層フォイルの発熱により溶融する金属層である。溶融金属層３１、３３は、はんだ、鉛フリーはんだ、Ｓｎなどの金属からなり、多層フォイル３５の両面に、上述した金属の薄膜をめっき等によって形成しておくことができる。或いは、基板１０と多層フォイル３５との間及び電子部品２０と多層フォイル３５との間に述した金属の薄膜を挟んだ状態で、多層フォイル３５の発熱反応により溶融させることにより、形成することもできる。溶融金属層３１、３３の厚みは、限定されるものではないが、約５μｍ〜２０μｍとすることができる。
【００１８】
本発明の実装品は、接合層３０の側面の周囲に、樹脂シート４０が設けられている。樹脂シート４０は、接合層３０の側面に位置することによって、基板１０と部品２０との接合時に、接合層３０から発生する飛散物、特に溶融金属層３１、３３からの溶融金属の飛散物をせき止めるとともに、実装基板１０の表面を保護する機能を有する。このような樹脂シート４０の材料として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリスチレン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の熱可塑性樹脂、或いは、シリコン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化型樹脂を使用することができる。熱硬化型樹脂を用いる場合には、半硬化のプリプレグ状態のシートとして用いる。また実装基板１０が金属製の基板であって、その表面に絶縁樹脂層が形成されている場合には、この絶縁樹脂層の一部を、部品の形状に切り取り、樹脂シートとして代用することも可能である。
【００１９】
樹脂シート４０の厚みは、特に限定されないが、接合層３０の厚みと同程度であることが好ましい。樹脂シート４０と接合層３０側面との間は、図３（ｂ）に示すように、接合時の熱によって樹脂シート４０が溶着した溶着部４５が形成されている。ただし、後述する実装品の製造工程において、樹脂シート４０を接合層３０となる部材の周囲に配置する時点では、図３（ａ）に示すように、樹脂シートと接合前の接合層３０とは若干の間隙ｄを有していてもよい。
【００２０】
本発明の実装品は、実装基板１０と部品２０とが多層フォイル３５によって接合されているため、実装基板１０と部品２０とが接合時の熱をほとんど受けていないので熱損傷がなく、強力に接合されている。また接合層３０側面の周囲に樹脂シート４０が配置され、接合時に接合部材から溶融して側方へ移動する金属材料が、図３（ｂ）に示したように、接合層３０側面の樹脂シート４０と融合するので、使用時に飛散物が落下するおそれがなく、安定した性能を維持することができる。
【００２１】
次に本実施形態の実装品の製造方法を説明する。図４に工程の一例を示す。
まず、実装基板１０と部品２０のそれぞれの接合面に、必要に応じて、接合層３０との接合を良好にするための金属皮膜を、めっき等によって形成する（ステップ４０１）。金属皮膜の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．１〜１０μｍ程度とする。次いで、図２に示したような、多層フォイル３５の両面を溶融金属層３１、３３で挟んだ構造の接合部材３０’を、実装基板１０の、搭載すべき部品の位置に合わせて載せる（ステップ４０２）。接合部材３０’の大きさは、部品２０と同サイズかそれより一回り大きいサイズとする。
【００２２】
一方、接合部材３０’とほぼ同サイズ、同形状の開口を設けた樹脂シート４０を用意する。樹脂シート４０には、必要に応じて、多層フォイル３５の点火用の穴（不図示）が形成されている。点火用の穴は、実装基板１０に設けておいてもよい。穴の大きさは、部品を載せた後に、外側からスパーク印加用のプローブや抵抗熱印加用の針状電極を多層フォイルに当てることができる程度の開口があればよい。
【００２３】
このような樹脂シート４０を、その開口に接合部材３０’が収まるように、実装基板１０上に載置する（ステップ４０３）。樹脂シート４０は、単に実装基板１０上に載せるのみでもよいが、接着剤や粘着剤を介して接着してもよい。この場合、樹脂シート４０として、片面に接着層や粘着層が形成されたものを使用することができる。
【００２４】
ステップ４０３において、接合部材３０’の側面の周囲を樹脂シート４０で取り囲む構造ができる。ここで、樹脂シート４０は、接合部材３０’と密着するように配置していてもよいが、図３（ａ）に示すように、所定の間隙ｄを持たせてもよい。間隙を設けることにより、溶融金属の突沸を防止することができる。また、間隙を利用して、実装品の製造時に接合部材３０’の多層フォイル３５にスパーク等を印加し、点火することができる。間隙の大きさは、電子部品２０の大きさや接合部材３０’及び樹脂シート４０の厚みによっても異なるが、接合部材３０’として厚み数十μｍのものを用いる場合、具体的には、５ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍとする。このような範囲とすることにより、接合部材３０’による接合時に反応熱によって溶けた樹脂シート４０が、溶融金属層３１、３３から加圧により押し出された溶融金属などの、溶融して側方へ移動する溶融金属と融合して溶着層を形成し、実装基板１０上に飛散物が飛び散るのを防止することができる。その結果、本実施形態の実装品においては、図３（ｂ）に示したように、樹脂シート４０と接合層３０とが側面において溶着し、樹脂中に溶融金属が入り込んだ溶着部４５が形成される。
【００２５】
次いで、接合部材３０’の上に、部品２０を載置し、加圧する（ステップ４０４）。加圧の圧力は、特に限定されないが、例えば０．３５Ｎ/ｍｍ2程度とする。この状態で接合部材３０’の多層フォイル３５に点火する。点火の方法には、電気パルスの印加や抵抗熱などの電気的方法や、レーザー照射などの光学的方法、熱的方法、機械的方法などがあり、いずれを採用することも可能である。点火エネルギーの供給は、多層フォイル３５と樹脂シート４０との間に間隙がある場合には、その間隙を利用して、また、樹脂シート４０或いは実装基板１０に多層フォイル点火用の穴が形成されている場合には、その穴を利用して、行うことができる。例えば電圧印加の場合、プローブを用いて数Ｖの電圧を瞬間的に印加することにより点火する。
【００２６】
多層フォイル３５は、点火後直ちに発熱し、その上下に積層された溶融金属層３１、３３の金属を溶融させる。溶融金属層３１、３３が溶融することによって、溶融金属層３３と実装基板１０、溶融金属層３１と部品２０とがそれぞれ接合し、結果として実装基板１０と部品２０とが接合する。溶融金属層３１、３３が溶融する際に、所定の圧力が加えられているため、溶融した金属が多層フォイル３５の側面から、樹脂シート４０に向かって押し出される。樹脂シート４０は押し出された溶融金属の熱によって溶融しながら、溶融金属と融合し、溶着部４５を形成する。また溶着部４５と融合せずに、多層フォイル３５の側面から樹脂シート４０上の離れた位置に飛散する飛散物があっても、実装基板１０が樹脂シート４０により覆われているので、このような飛散物を捕捉することができる。これにより金属の飛散物が、実装基板１０上に形成された導体パターンに付着することもなく、また実装品の使用中に飛散物が落下することもない。
【００２７】
本実施形態の実装品の製造方法によれば、実装基板１０の、部品搭載部分を除く上面に、予め接合部側面を取り囲むように樹脂シート４０を配置し、その後に部品２０を実装基板１０に接合するので、多層フォイル３５を利用した実装が可能であって、しかも多層フォイル３５を用いる場合に問題となる金属飛散物を防止することができる。
【００２８】
なお、以上の説明では、樹脂シート４０と接合層３０（多層フォイル３５）が重ならないように、樹脂シート４０を配置する場合を説明したが、樹脂シート４０は、溶融金属層３１、３３が溶融する際に、多層フォイル３５の側面周囲に存在するように配置されていればよい。例えば、図５に示すように、樹脂シート４０として、開口４１のサイズ（縦横の大きさ）が、接合部材３０’（多層フォイル３５）よりも小さいものを用い、実装品製造工程（ステップ４０３）において、実装基板１０に配置した樹脂シート４０の開口４１を塞ぐように多層フォイル３５を載せる。この状態で、多層フォイル３５に点火すると、その熱で樹脂シート４０は溶融し、加圧下にある部品２０は実装基板１０側に押圧され、多層フォイル３５の下面に形成した溶融金属層３３と実装基板表面とが接触し、接合可能な状態となる。また、図中、点線で示すように、溶融した多層フォイル３５に接している部分は、外側すなわち多層フォイル３５の側面側に盛り上がり、盛り上がり部分が側面を囲むようになる。この盛り上がり部が、図１に示す樹脂シート４０と同様に、溶融した金属の一部と融合し、実装基板１０への飛散やその後の落下を防止することができる。
【００２９】
他の変更例として、樹脂シート４０として、開口４１のサイズ（縦横の大きさ）が、接合部材３０’よりも小さく、可撓性の高い材料を用い、図６に示すように、開口４１が実装基板１０上に配置した接合部材３０’と重なるように、樹脂シート４０を接合部材３０’に重ね、その上に、樹脂シート４０の開口４１を覆うように部品２０を配置してもよい。この場合にも、多層フォイル３５の点火による熱と部品２０に対する加圧によって、多層フォイル３５と部品２０との間に存在する樹脂シート４０の部分は溶融し、部品２０に形成された溶融金属層３３と多層フォイル３５とが接触し且つ接合するとともに、溶融金属層３１、３３からの金属の一部と、多層フォイル３５の側面を覆うように配置された樹脂シート４０とが融合し溶着層となる。
【００３０】
＜第二の実施形態＞
次に本発明の実装品の第二の実施形態を、図７を参照して説明する。図７は、本発明の実装品の第二の実施形態を示す図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は上面図である。本実施形態の実装品は、樹脂シートの代わりに樹脂ブロック５０を用いる点で、第一の実施形態と異なる。その他の要素は、第一の実施形態と同様であり、具体的な材料の説明は省略する。
【００３１】
樹脂ブロック５０は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリスチレン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の熱可塑性樹脂、或いは、シリコン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化型樹脂からなり、硬化前のペースト状の樹脂で、接合部材３０’の周囲を囲むように印刷或いはコーティングすることにより実装基板１０上に形成することができる。樹脂ブロックの硬化は、多層フォイル３５の点火による部品２０と実装基板１０との接合前でもよいし、接合後でもよいが、多層フォイル３５への点火より前に、実装基板１０上に樹脂ブロック５０を形成しておくことが必要である。
【００３２】
本実施形態の実装品の製造方法を説明する。この実施形態でも、実装基板１０と部品２０のそれぞれの接合面に、めっき等によって金属皮膜を形成しておくこと、実装基板１０の上に、接合部材３０’を載置することは、第一の実施形態と同様である。その後、多層フォイル３５の周囲に樹脂ペーストを塗工し、樹脂ブロック５０を形成する。また、樹脂ブロック５０を形成する前或いは後に、接合部材３０’の上に部品２０を載置する。
【００３３】
この状態で多層フォイル３５に点火し、溶融金属層３１、３３の金属を溶融させて、実装基板１０と部品２０とを接合する。点火は、例えば、樹脂ブロック５０と接合部材３０’との間の隙間に電圧印加用プローブを差し込むことにより行うことができる。多層フォイルの点火によって溶融し、部品の外側に押し出された金属は、接合部材３０’の周囲に設けられた樹脂ブロック５０と融合し溶着層となる。樹脂ブロック５０を構成する樹脂が熱硬化性樹脂の場合には、多層フォイル３５の発熱によって、溶融金属との融合と同時に樹脂自身が硬化し、溶融金属と一体化する。或いは事後的に熱硬化性樹脂を硬化ための加熱を行ってもよい。樹脂ブロック５０を構成する樹脂が熱可塑性樹脂の場合は、第一の実施形態の樹脂シートと同様に、その熱で樹脂が溶融し、溶融した金属と融合した溶着層を形成し一体化する。
【００３４】
本実施形態は、樹脂シートを用いるのではなく、多層フォイルの周囲に樹脂ブロックを形成するようにしたので、第一の実施形態と同様の効果が得られるとともに、予め所定の開口の樹脂シートを用意する必要がないので、種々のサイズの部品の接合に適用することが可能である。
【００３５】
＜第三の実施形態＞
次に本発明の実装品の第三の実施形態を説明する。本実施形態の実装品は、樹脂シートと多層フォイルとからなる複合シートを用いて製造される点が特徴である。図８に複合シートの一実施形態を示す。
【００３６】
図８に示す複合シート８０は、樹脂シート８１の中央開口部に接合部材８３が嵌合した構造を有する。複合樹脂シート８１及び接合部材８３は、第一の実施形態の複合シート４０及び接合部材３０’と同様の材料からなる。
【００３７】
本実施形態の実装品の製造は、図４に示すステップ４０２、４０３において、接合部材と樹脂シートを実装基板上に順次配置する代わりに、この複合シートを配置すること以外は、図４に示すステップと同様である。
【００３８】
図８に示す構造の複合シート８０の製造方法は特に限定されないが、例えば、図９に示すように、樹脂シート８０と同じサイズの凹部が形成された型９０の中央部に、接合部材８３を配置し、その周囲に、樹脂シートを構成する樹脂材料８１’を注入し、硬化させた後、型９０から取り出すことにより製造することができる。或いは、図１０に示すように、樹脂に対し離型性の表面を持つ平板９３の上に接合部材８３を置き、接合部材８３をマスキングテープ９５等でマスキングして、樹脂をスピンコートし、接合部材８３の周囲に樹脂シート８１が形成された複合シートを製造することも可能である。
【００３９】
複合シートの別の実施形態として、例えば図１１に示すように、多層フォイル８３とほぼ同サイズの開口を持つ２枚の樹脂シート８２を用意し、これら２枚の樹脂シートで接合部材８３の端部を挟み、樹脂シート同士を熱シールしたものを用いることができる。
【００４０】
また図６に示したように、接合部材３０’（多層フォイル）よりもサイズの小さい開口を持つ樹脂シートを、その開口と多層フォイルとが重なるように予め一体化したものを複合シートとして用いることも可能である。樹脂シートと接合部材とを一体化するには、樹脂シートの樹脂自体が接着性を持つ場合にはそれを利用することも可能であるが、樹脂シートの片面に接着層（粘着層）を形成しておき、接着層によって接合部材との接着および実装基板との接着をはかるようにしてもよい。
【００４１】
図１１や図６に示す構造の複合シートを用いる場合には、実装品の製造に当たり、必要に応じて、多層フォイルへの点火用の穴を実装基板に設けておく。
【００４２】
上述した複合シートを用いる場合には、実装基板１０の上に複合シートを載せ、その上に部品２０を載せて加圧し、複合シートの多層フォイルに点火するだけでよいので、極めて容易に部品２０と実装基板１０との接合を行うことができる。
【実施例】
【００４３】
＜実施例＞
本発明による、多層フォイルを用いた接合時の飛散物の抑制効果を確認するために、下記の材料を用いて、銅基板と窒化アルミ基板との接合を行った。
・銅基板：表面を金メッキした銅基板、サイズ２５ｍｍ×４０ｍｍ
・反応性多層フォイル：サイズ１０ｍｍ×１１ｍｍ、厚み０．１ｍｍ
（Ｓｎ層２０μｍ、Ａｌ/Ｎｉ層６０μｍ、Ｓｎ層２０μｍ）
・樹脂シート：ＰＥＴフィルム、厚み０．１２ｍｍ、開口サイズ１０ｍｍ×１１ｍｍ
・窒化アルミ基板：表面を金メッキした窒化アルミ基板、サイズ１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ
・間隙ｄ：全周に対して０．１ｍｍ
【００４４】
まず図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、銅基板の金メッキした表面に、反応性多層フォイルと樹脂シートを配置し、その上に、窒化アルミ基板の金メッキした表面が多層フォイルに接触するように載せ、反応性多層フォイルの一部（約２ｍｍ程度）が窒化アルミ基板の外側に露出している状態とした。次いで、窒化アルミ基板の上から４．９Ｎ/ｍｍ2（５ｋｇｆ/ｃｍ2）の圧力をかけ、露出している反応性多層フォイルの部分に電圧印加用プローブを当てて、約９Ｖの電圧を印加した。これにより、反応性多層フォイルが点火し瞬時に銅基板と窒化アルミ基板とが接合された。接合部分を顕微鏡で観察したところ、樹脂シートと多層フォイルとの間には、樹脂シートが溶けて、多層フォイルからの金属と融合した溶着部が確認された。
【００４５】
＜比較例＞
樹脂シートを用いない以外は、実施例と同様の材料を用い、同様の条件で、銅基板と窒化アルミ基板との接合を行った（図１３（ａ）、（ｂ））。その結果、多層フォイルの周囲に、約２ｍｍ〜３ｍｍの多数の錫の飛散物が観察され、長いものでは約４ｍｍ程度の飛散物が確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の実装品とその製造方法は、ＬＥＤのサブマウント基板への実装、ＬＥＤチップ月サブマウント基板の金属基板やヒートシンクへの実装、チップ部品のガラスエポキシ基板や金属基板への実装、ＳＭＤ（Surface Mount Device）リード部のガラスエポキシ基板や金属基板への実装など、種々の部品の実装に適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０・・・実装基板、２０・・・部品、３０・・・接合層、３１、３３・・・溶融金属層、３５・・・反応性多層フォイル、４０・・・樹脂シート、４１・・・開口、４５・・・溶着部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実装基板上に電子部品を搭載してなる実装品とその製造方法に関し、特に、実装基板と部品との接合に反応性多層フォイルを利用した実装品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、実装基板と部品との接合は、半田のリフローやろう付けによって行われているが、近年、反応性多層フォイルを用いて接合する方法が提案されている（特許文献１など）。反応性多層フォイルは、例えばＡｌとＮｉの極めて薄い層を交互に多数積層し全体として厚み数１０μｍ程度にしたフィルムであり、エネルギーを供給することによって点火され、瞬時に高温となる。接合すべき材料の間に可溶材料を介して反応性多層フォイルを挟み込み、点火することにより、その反応熱によって可溶材料が溶融し、二つの材料を接合することができる。
【０００３】
この反応性多層フォイルを使用した接合は、半田のリフローやろう付に比べて、熱の伝播速度、熱の局所化において優れている。熱の伝播速度が速いことにより、接合プロセスが非常に高速で可能となる。また加熱は極めて局所的であるため、接合される材料は、ほとんど熱を吸収せず、熱損傷なしに接合できる。また接合は強力であり、熱伝導性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００７−５１１３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように反応性多層フォイルを使用した接合は、従来の半田付けやろう付けでは得られない種々の利点があるが、これを実装基板に適用した場合に、次のような問題がある。
【０００６】
反応性多層フォイルと接合すべき部材との間には、半田等の可溶材料が介在するが、溶融した可溶材料が、多層フォイルの側面からその一部が出されて飛散する。この飛散物が、実装基板上の二つの配線パターンにまたがって残留した場合には、配線の短絡を引き起こす。また実装基板上に付着した飛散物が、製品使用時に脱落した場合には、製品に不具合を起こす可能性がある。
【０００７】
本発明は、実装基板と部品とを反応性多層フォイルを使用した接合に生じうる上記問題を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、反応性多層フォイルの側面に、予め可溶材料の飛散を防止するための手段を設けることにより、上記課題を解決する。
【０００９】
即ち本発明の実装品は、実装基板と、当該実装基板に搭載された部品と、前記実装基板と部品とを接合する接合層とを備え、前記接合層は、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有し、接合方向と直交する側面の周囲に樹脂部が設けられ、前記樹脂部と側面との間に、前記樹脂部を構成する樹脂と前記接合部を構成する金属材料との溶着層が設けられている。
【００１０】
また本発明の実装品の製造方法は、実装基板に、金属材料からなる接合層を介して部品を接合する実装品の製造方法であって、実装基板の上に、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有する接合フィルムを配置するとともに、前記接合フィルムの、接合方向と直交する側面の周囲に樹脂部材を配置するステップと、前記接合フィルムの上に部品を配置するステップと、前記部品および前記接合フィルムを押圧した状態で、前記接合フィルムに点火エネルギーを供給し、前記接合フィルムの発熱とそれによる前記金属材料の溶融を利用して、前記部品、前記接合フィルムおよび前記実装基板を一体化するステップと、を含む。
【００１１】
本発明の接合用複合シートは、開口部を有する樹脂フィルムと、前記開口部に固定され、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有する接合フィルムとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、実装基板と部品との接合に多層フォイルを用いることにより、実装基板と部品とが熱損傷がなく、強力に接合される。また接合層側面の周囲に配置された樹脂部が、接合時に、接合部材から溶融して側方へ移動する金属材料と融合して溶着層を形成するので、金属材料の飛散物によるショートや製品への悪影響をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実装品の第一の実施形態を示す図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は上面図である。
【図２】本発明の実装品の接合層を示す断面図
【図３】本発明の実装品における接合層と樹脂シートとの間の溶着部を説明する断面図で、（ａ）は接合前、（ｂ）は接合後を示す。
【図４】本発明の実装品の製造方法の一例を示すフロー。
【図５】第一の実施形態に用いる樹脂シートの変更例を示す断面図
【図６】第一の実施形態に用いる樹脂シートの他の変更例を示す断面図
【図７】本発明の実装品の第二の実施形態を示す図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は上面図である。
【図８】本発明の部品接合用複合シートの実施形態を示す上面図
【図９】図８の複合シートの製造方法の一例を示す図
【図１０】本発明の部品接合用複合シートの他の実施形態を示す断面図
【図１１】本発明の部品接合用複合シートのさらに別の実施形態を示す断面図
【図１２】実施例の接合を説明する図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図
【図１３】比較例の接合を説明する図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）の側断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第一の実施形態＞
本発明の実装品の実施形態を、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本発明の実装品の第一の実施形態を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。図２は、図１の接合層を示す断面図、図３は、接合層の側面と樹脂シートとの継ぎ目を模式的に示す図で、（ａ）は接合前の状態、（ｂ）は接合後の状態を示す。
【００１５】
本発明の実装品は、図１に示すように、実装基板１０の上に、ＬＥＤチップ等の電子部品２０が接合された構造を有する。図示する例では、一つの電子部品２０のみを示しているが、電子部品は複数でもよい。実装基板１０は、ガラスエポキシ（ＲＦ−４）、セラミック、アルミニウム等の金属などの耐熱材料からなり、電子部品２０の電極パッド（図示せず）が電気的に接続される配線パターン（図示せず）が形成されている。実装基板１０と電子部品２０とは、接合層３０によって接合されている。
【００１６】
接合層３０は、図２に示すように、反応性多層フォイル３５（以下、多層フォイルともいう）の両面を溶融金属層３１、３３で挟んだ構造の接合部材３０’から形成されている。反応性多層フォイル３５は、２種の異なる金属薄膜を蒸着やスパッタリングにより交互に数千積層した構造を有し、自己伝播発熱反応を行うフィルムで、電気パルスの印加などのエネルギー供給により点火して（微小スパーク）、発熱する。発熱反応は極めて短い時間で伝播し、局所的に最高反応温度１３５０℃〜１５００まで達する。多層フォイルには、Ａｌ/Ｎｉ、Ａｌ/Ｔｉ、Ｎｉ/Ｓｉ、Ｎｂ/Ｓｉなどがあり、また厚みは４０μｍ〜８０μｍ程度である。溶融金属層３１、３３や実装基板１０の材料の種類に応じて適切な材料、厚みのものを選択して用いることができる。
【００１７】
溶融金属層３１、３３は、反応性多層フォイルの発熱前までは、固体として存在し、反応性多層フォイルの発熱により溶融する金属層である。溶融金属層３１、３３は、はんだ、鉛フリーはんだ、Ｓｎなどの金属からなり、多層フォイル３５の両面に、上述した金属の薄膜をめっき等によって形成しておくことができる。或いは、基板１０と多層フォイル３５との間及び電子部品２０と多層フォイル３５との間に述した金属の薄膜を挟んだ状態で、多層フォイル３５の発熱反応により溶融させることにより、形成することもできる。溶融金属層３１、３３の厚みは、限定されるものではないが、約５μｍ〜２０μｍとすることができる。
【００１８】
本発明の実装品は、接合層３０の側面の周囲に、樹脂シート４０が設けられている。樹脂シート４０は、接合層３０の側面に位置することによって、基板１０と部品２０との接合時に、接合層３０から発生する飛散物、特に溶融金属層３１、３３からの溶融金属の飛散物をせき止めるとともに、実装基板１０の表面を保護する機能を有する。このような樹脂シート４０の材料として、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリスチレン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の熱可塑性樹脂、或いは、シリコン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化型樹脂を使用することができる。熱硬化型樹脂を用いる場合には、半硬化のプリプレグ状態のシートとして用いる。また実装基板１０が金属製の基板であって、その表面に絶縁樹脂層が形成されている場合には、この絶縁樹脂層の一部を、部品の形状に切り取り、樹脂シートとして代用することも可能である。
【００１９】
樹脂シート４０の厚みは、特に限定されないが、接合層３０の厚みと同程度であることが好ましい。樹脂シート４０と接合層３０側面との間は、図３（ｂ）に示すように、接合時の熱によって樹脂シート４０が溶着した溶着部４５が形成されている。ただし、後述する実装品の製造工程において、樹脂シート４０を接合層３０となる部材の周囲に配置する時点では、図３（ａ）に示すように、樹脂シートと接合前の接合層３０とは若干の間隙ｄを有していてもよい。
【００２０】
本発明の実装品は、実装基板１０と部品２０とが多層フォイル３５によって接合されているため、実装基板１０と部品２０とが接合時の熱をほとんど受けていないので熱損傷がなく、強力に接合されている。また接合層３０側面の周囲に樹脂シート４０が配置され、接合時に接合部材から溶融して側方へ移動する金属材料が、図３（ｂ）に示したように、接合層３０側面の樹脂シート４０と融合するので、使用時に飛散物が落下するおそれがなく、安定した性能を維持することができる。
【００２１】
次に本実施形態の実装品の製造方法を説明する。図４に工程の一例を示す。
まず、実装基板１０と部品２０のそれぞれの接合面に、必要に応じて、接合層３０との接合を良好にするための金属皮膜を、めっき等によって形成する（ステップ４０１）。金属皮膜の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．１〜１０μｍ程度とする。次いで、図２に示したような、多層フォイル３５の両面を溶融金属層３１、３３で挟んだ構造の接合部材３０’を、実装基板１０の、搭載すべき部品の位置に合わせて載せる（ステップ４０２）。接合部材３０’の大きさは、部品２０と同サイズかそれより一回り大きいサイズとする。
【００２２】
一方、接合部材３０’とほぼ同サイズ、同形状の開口を設けた樹脂シート４０を用意する。樹脂シート４０には、必要に応じて、多層フォイル３５の点火用の穴（不図示）が形成されている。点火用の穴は、実装基板１０に設けておいてもよい。穴の大きさは、部品を載せた後に、外側からスパーク印加用のプローブや抵抗熱印加用の針状電極を多層フォイルに当てることができる程度の開口があればよい。
【００２３】
このような樹脂シート４０を、その開口に接合部材３０’が収まるように、実装基板１０上に載置する（ステップ４０３）。樹脂シート４０は、単に実装基板１０上に載せるのみでもよいが、接着剤や粘着剤を介して接着してもよい。この場合、樹脂シート４０として、片面に接着層や粘着層が形成されたものを使用することができる。
【００２４】
ステップ４０３において、接合部材３０’の側面の周囲を樹脂シート４０で取り囲む構造ができる。ここで、樹脂シート４０は、接合部材３０’と密着するように配置していてもよいが、図３（ａ）に示すように、所定の間隙ｄを持たせてもよい。間隙を設けることにより、溶融金属の突沸を防止することができる。また、間隙を利用して、実装品の製造時に接合部材３０’の多層フォイル３５にスパーク等を印加し、点火することができる。間隙の大きさは、電子部品２０の大きさや接合部材３０’及び樹脂シート４０の厚みによっても異なるが、接合部材３０’として厚み数十μｍのものを用いる場合、具体的には、５ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍとする。このような範囲とすることにより、接合部材３０’による接合時に反応熱によって溶けた樹脂シート４０が、溶融金属層３１、３３から加圧により押し出された溶融金属などの、溶融して側方へ移動する溶融金属と融合して溶着層を形成し、実装基板１０上に飛散物が飛び散るのを防止することができる。その結果、本実施形態の実装品においては、図３（ｂ）に示したように、樹脂シート４０と接合層３０とが側面において溶着し、樹脂中に溶融金属が入り込んだ溶着部４５が形成される。
【００２５】
次いで、接合部材３０’の上に、部品２０を載置し、加圧する（ステップ４０４）。加圧の圧力は、特に限定されないが、例えば０．３５Ｎ/ｍｍ2程度とする。この状態で接合部材３０’の多層フォイル３５に点火する。点火の方法には、電気パルスの印加や抵抗熱などの電気的方法や、レーザー照射などの光学的方法、熱的方法、機械的方法などがあり、いずれを採用することも可能である。点火エネルギーの供給は、多層フォイル３５と樹脂シート４０との間に間隙がある場合には、その間隙を利用して、また、樹脂シート４０或いは実装基板１０に多層フォイル点火用の穴が形成されている場合には、その穴を利用して、行うことができる。例えば電圧印加の場合、プローブを用いて数Ｖの電圧を瞬間的に印加することにより点火する。
【００２６】
多層フォイル３５は、点火後直ちに発熱し、その上下に積層された溶融金属層３１、３３の金属を溶融させる。溶融金属層３１、３３が溶融することによって、溶融金属層３３と実装基板１０、溶融金属層３１と部品２０とがそれぞれ接合し、結果として実装基板１０と部品２０とが接合する。溶融金属層３１、３３が溶融する際に、所定の圧力が加えられているため、溶融した金属が多層フォイル３５の側面から、樹脂シート４０に向かって押し出される。樹脂シート４０は押し出された溶融金属の熱によって溶融しながら、溶融金属と融合し、溶着部４５を形成する。また溶着部４５と融合せずに、多層フォイル３５の側面から樹脂シート４０上の離れた位置に飛散する飛散物があっても、実装基板１０が樹脂シート４０により覆われているので、このような飛散物を捕捉することができる。これにより金属の飛散物が、実装基板１０上に形成された導体パターンに付着することもなく、また実装品の使用中に飛散物が落下することもない。
【００２７】
本実施形態の実装品の製造方法によれば、実装基板１０の、部品搭載部分を除く上面に、予め接合部側面を取り囲むように樹脂シート４０を配置し、その後に部品２０を実装基板１０に接合するので、多層フォイル３５を利用した実装が可能であって、しかも多層フォイル３５を用いる場合に問題となる金属飛散物を防止することができる。
【００２８】
なお、以上の説明では、樹脂シート４０と接合層３０（多層フォイル３５）が重ならないように、樹脂シート４０を配置する場合を説明したが、樹脂シート４０は、溶融金属層３１、３３が溶融する際に、多層フォイル３５の側面周囲に存在するように配置されていればよい。例えば、図５に示すように、樹脂シート４０として、開口４１のサイズ（縦横の大きさ）が、接合部材３０’（多層フォイル３５）よりも小さいものを用い、実装品製造工程（ステップ４０３）において、実装基板１０に配置した樹脂シート４０の開口４１を塞ぐように多層フォイル３５を載せる。この状態で、多層フォイル３５に点火すると、その熱で樹脂シート４０は溶融し、加圧下にある部品２０は実装基板１０側に押圧され、多層フォイル３５の下面に形成した溶融金属層３３と実装基板表面とが接触し、接合可能な状態となる。また、図中、点線で示すように、溶融した多層フォイル３５に接している部分は、外側すなわち多層フォイル３５の側面側に盛り上がり、盛り上がり部分が側面を囲むようになる。この盛り上がり部が、図１に示す樹脂シート４０と同様に、溶融した金属の一部と融合し、実装基板１０への飛散やその後の落下を防止することができる。
【００２９】
他の変更例として、樹脂シート４０として、開口４１のサイズ（縦横の大きさ）が、接合部材３０’よりも小さく、可撓性の高い材料を用い、図６に示すように、開口４１が実装基板１０上に配置した接合部材３０’と重なるように、樹脂シート４０を接合部材３０’に重ね、その上に、樹脂シート４０の開口４１を覆うように部品２０を配置してもよい。この場合にも、多層フォイル３５の点火による熱と部品２０に対する加圧によって、多層フォイル３５と部品２０との間に存在する樹脂シート４０の部分は溶融し、部品２０に形成された溶融金属層３３と多層フォイル３５とが接触し且つ接合するとともに、溶融金属層３１、３３からの金属の一部と、多層フォイル３５の側面を覆うように配置された樹脂シート４０とが融合し溶着層となる。
【００３０】
＜第二の実施形態＞
次に本発明の実装品の第二の実施形態を、図７を参照して説明する。図７は、本発明の実装品の第二の実施形態を示す図で、（ａ）は側断面図、（ｂ）は上面図である。本実施形態の実装品は、樹脂シートの代わりに樹脂ブロック５０を用いる点で、第一の実施形態と異なる。その他の要素は、第一の実施形態と同様であり、具体的な材料の説明は省略する。
【００３１】
樹脂ブロック５０は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリスチレン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の熱可塑性樹脂、或いは、シリコン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化型樹脂からなり、硬化前のペースト状の樹脂で、接合部材３０’の周囲を囲むように印刷或いはコーティングすることにより実装基板１０上に形成することができる。樹脂ブロックの硬化は、多層フォイル３５の点火による部品２０と実装基板１０との接合前でもよいし、接合後でもよいが、多層フォイル３５への点火より前に、実装基板１０上に樹脂ブロック５０を形成しておくことが必要である。
【００３２】
本実施形態の実装品の製造方法を説明する。この実施形態でも、実装基板１０と部品２０のそれぞれの接合面に、めっき等によって金属皮膜を形成しておくこと、実装基板１０の上に、接合部材３０’を載置することは、第一の実施形態と同様である。その後、多層フォイル３５の周囲に樹脂ペーストを塗工し、樹脂ブロック５０を形成する。また、樹脂ブロック５０を形成する前或いは後に、接合部材３０’の上に部品２０を載置する。
【００３３】
この状態で多層フォイル３５に点火し、溶融金属層３１、３３の金属を溶融させて、実装基板１０と部品２０とを接合する。点火は、例えば、樹脂ブロック５０と接合部材３０’との間の隙間に電圧印加用プローブを差し込むことにより行うことができる。多層フォイルの点火によって溶融し、部品の外側に押し出された金属は、接合部材３０’の周囲に設けられた樹脂ブロック５０と融合し溶着層となる。樹脂ブロック５０を構成する樹脂が熱硬化性樹脂の場合には、多層フォイル３５の発熱によって、溶融金属との融合と同時に樹脂自身が硬化し、溶融金属と一体化する。或いは事後的に熱硬化性樹脂を硬化ための加熱を行ってもよい。樹脂ブロック５０を構成する樹脂が熱可塑性樹脂の場合は、第一の実施形態の樹脂シートと同様に、その熱で樹脂が溶融し、溶融した金属と融合した溶着層を形成し一体化する。
【００３４】
本実施形態は、樹脂シートを用いるのではなく、多層フォイルの周囲に樹脂ブロックを形成するようにしたので、第一の実施形態と同様の効果が得られるとともに、予め所定の開口の樹脂シートを用意する必要がないので、種々のサイズの部品の接合に適用することが可能である。
【００３５】
＜第三の実施形態＞
次に本発明の実装品の第三の実施形態を説明する。本実施形態の実装品は、樹脂シートと多層フォイルとからなる複合シートを用いて製造される点が特徴である。図８に複合シートの一実施形態を示す。
【００３６】
図８に示す複合シート８０は、樹脂シート８１の中央開口部に接合部材８３が嵌合した構造を有する。複合樹脂シート８１及び接合部材８３は、第一の実施形態の複合シート４０及び接合部材３０’と同様の材料からなる。
【００３７】
本実施形態の実装品の製造は、図４に示すステップ４０２、４０３において、接合部材と樹脂シートを実装基板上に順次配置する代わりに、この複合シートを配置すること以外は、図４に示すステップと同様である。
【００３８】
図８に示す構造の複合シート８０の製造方法は特に限定されないが、例えば、図９に示すように、樹脂シート８０と同じサイズの凹部が形成された型９０の中央部に、接合部材８３を配置し、その周囲に、樹脂シートを構成する樹脂材料８１’を注入し、硬化させた後、型９０から取り出すことにより製造することができる。或いは、図１０に示すように、樹脂に対し離型性の表面を持つ平板９３の上に接合部材８３を置き、接合部材８３をマスキングテープ９５等でマスキングして、樹脂をスピンコートし、接合部材８３の周囲に樹脂シート８１が形成された複合シートを製造することも可能である。
【００３９】
複合シートの別の実施形態として、例えば図１１に示すように、多層フォイル８３とほぼ同サイズの開口を持つ２枚の樹脂シート８２を用意し、これら２枚の樹脂シートで接合部材８３の端部を挟み、樹脂シート同士を熱シールしたものを用いることができる。
【００４０】
また図６に示したように、接合部材３０’（多層フォイル）よりもサイズの小さい開口を持つ樹脂シートを、その開口と多層フォイルとが重なるように予め一体化したものを複合シートとして用いることも可能である。樹脂シートと接合部材とを一体化するには、樹脂シートの樹脂自体が接着性を持つ場合にはそれを利用することも可能であるが、樹脂シートの片面に接着層（粘着層）を形成しておき、接着層によって接合部材との接着および実装基板との接着をはかるようにしてもよい。
【００４１】
図１１や図６に示す構造の複合シートを用いる場合には、実装品の製造に当たり、必要に応じて、多層フォイルへの点火用の穴を実装基板に設けておく。
【００４２】
上述した複合シートを用いる場合には、実装基板１０の上に複合シートを載せ、その上に部品２０を載せて加圧し、複合シートの多層フォイルに点火するだけでよいので、極めて容易に部品２０と実装基板１０との接合を行うことができる。
【実施例】
【００４３】
＜実施例＞
本発明による、多層フォイルを用いた接合時の飛散物の抑制効果を確認するために、下記の材料を用いて、銅基板と窒化アルミ基板との接合を行った。
・銅基板：表面を金メッキした銅基板、サイズ２５ｍｍ×４０ｍｍ
・反応性多層フォイル：サイズ１０ｍｍ×１１ｍｍ、厚み０．１ｍｍ
（Ｓｎ層２０μｍ、Ａｌ/Ｎｉ層６０μｍ、Ｓｎ層２０μｍ）
・樹脂シート：ＰＥＴフィルム、厚み０．１２ｍｍ、開口サイズ１０ｍｍ×１１ｍｍ
・窒化アルミ基板：表面を金メッキした窒化アルミ基板、サイズ１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み０．２ｍｍ
・間隙ｄ：全周に対して０．１ｍｍ
【００４４】
まず図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、銅基板の金メッキした表面に、反応性多層フォイルと樹脂シートを配置し、その上に、窒化アルミ基板の金メッキした表面が多層フォイルに接触するように載せ、反応性多層フォイルの一部（約２ｍｍ程度）が窒化アルミ基板の外側に露出している状態とした。次いで、窒化アルミ基板の上から４．９Ｎ/ｍｍ2（５ｋｇｆ/ｃｍ2）の圧力をかけ、露出している反応性多層フォイルの部分に電圧印加用プローブを当てて、約９Ｖの電圧を印加した。これにより、反応性多層フォイルが点火し瞬時に銅基板と窒化アルミ基板とが接合された。接合部分を顕微鏡で観察したところ、樹脂シートと多層フォイルとの間には、樹脂シートが溶けて、多層フォイルからの金属と融合した溶着部が確認された。
【００４５】
＜比較例＞
樹脂シートを用いない以外は、実施例と同様の材料を用い、同様の条件で、銅基板と窒化アルミ基板との接合を行った（図１３（ａ）、（ｂ））。その結果、多層フォイルの周囲に、約２ｍｍ〜３ｍｍの多数の錫の飛散物が観察され、長いものでは約４ｍｍ程度の飛散物が確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明の実装品とその製造方法は、ＬＥＤのサブマウント基板への実装、ＬＥＤチップ月サブマウント基板の金属基板やヒートシンクへの実装、チップ部品のガラスエポキシ基板や金属基板への実装、ＳＭＤ（Surface Mount Device）リード部のガラスエポキシ基板や金属基板への実装など、種々の部品の実装に適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０・・・実装基板、２０・・・部品、３０・・・接合層、３１、３３・・・溶融金属層、３５・・・反応性多層フォイル、４０・・・樹脂シート、４１・・・開口、４５・・・溶着部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板と、当該実装基板に搭載された部品と、前記実装基板と部品とを接合する接合層とを備えた実装品であって
前記接合層は、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有し、接合方向と直交する側面の周囲に樹脂部が設けられ、前記樹脂部と側面との間に、前記樹脂部を構成する樹脂と前記接合部を構成する金属材料との溶着層を備えたことを特徴とする実装品。
【請求項２】
請求項１に記載の実装品において、
前記樹脂部は、樹脂製のシート状物からなり、前記実装基板の上面を覆っていることを特徴とする実装品。
【請求項３】
実装基板に、金属材料からなる接合層を介して部品を接合する実装品の製造方法であって、
実装基板の上に、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有する接合フィルムを配置するとともに、前記接合フィルムの、接合方向と直交する側面の周囲に樹脂部材を配置するステップと、
前記接合フィルムの上に部品を配置するステップと、
前記部品および前記接合フィルムを押圧した状態で、前記接合フィルムに点火エネルギーを供給し、前記接合フィルムの発熱とそれによる前記金属材料の溶融を利用して、前記部品、前記接合フィルムおよび前記実装基板を一体化するステップと、
を含むことを特徴とする実装品の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の実装品の製造方法であって、
前記接合フィルムの側面と樹脂部材との間隔が、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする実装品の製造方法。
【請求項５】
開口部を有する樹脂フィルムと、前記開口部に固定され、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有する接合フィルムと、を備えたことを特徴とする接合用複合シート。
【請求項１】
実装基板と、当該実装基板に搭載された部品と、前記実装基板と部品とを接合する接合層とを備えた実装品であって
前記接合層は、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有し、接合方向と直交する側面の周囲に樹脂部が設けられ、前記樹脂部と側面との間に、前記樹脂部を構成する樹脂と前記接合部を構成する金属材料との溶着層を備えたことを特徴とする実装品。
【請求項２】
請求項１に記載の実装品において、
前記樹脂部は、樹脂製のシート状物からなり、前記実装基板の上面を覆っていることを特徴とする実装品。
【請求項３】
実装基板に、金属材料からなる接合層を介して部品を接合する実装品の製造方法であって、
実装基板の上に、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有する接合フィルムを配置するとともに、前記接合フィルムの、接合方向と直交する側面の周囲に樹脂部材を配置するステップと、
前記接合フィルムの上に部品を配置するステップと、
前記部品および前記接合フィルムを押圧した状態で、前記接合フィルムに点火エネルギーを供給し、前記接合フィルムの発熱とそれによる前記金属材料の溶融を利用して、前記部品、前記接合フィルムおよび前記実装基板を一体化するステップと、
を含むことを特徴とする実装品の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の実装品の製造方法であって、
前記接合フィルムの側面と樹脂部材との間隔が、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする実装品の製造方法。
【請求項５】
開口部を有する樹脂フィルムと、前記開口部に固定され、反応性多層フォイルの両面を金属材料で挟み込んだ構造を有する接合フィルムと、を備えたことを特徴とする接合用複合シート。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−９４７７５（Ｐ２０１２−９４７７５Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４２６４７（Ｐ２０１０−２４２６４７）
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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