電子部品の接続方法
【課題】熱硬化性樹脂内でのボイドの発生を抑制する。
【解決手段】
はんだ２０と、はんだ２０の融点より熱硬化温度が低い熱硬化性樹脂２２と、溶融はんだ２０の濡れ性を向上させる活性剤とを少なくとも含有するはんだ入り熱硬化性接着剤１４を介して基板１０の電極１２上に電子部品１６の電極１８を配置し、まず、大気圧雰囲気であって前記融点より高い温度の条件下ではんだ２０を溶融して電子部品１６の電極１８と基板１０の電極１２とを接合する。次に、減圧雰囲気であって前記熱硬化温度より低い温度の条件下で熱硬化性樹脂２２内の水分や揮発成分を揮発させる。そして、前記減圧雰囲気より高い圧力の雰囲気であって前記熱硬化温度より高く且つ前記融点より低い温度の条件下で熱硬化性樹脂２２を熱硬化させつつ、内部の気泡を小さくするまたは消滅させる。
【解決手段】
はんだ２０と、はんだ２０の融点より熱硬化温度が低い熱硬化性樹脂２２と、溶融はんだ２０の濡れ性を向上させる活性剤とを少なくとも含有するはんだ入り熱硬化性接着剤１４を介して基板１０の電極１２上に電子部品１６の電極１８を配置し、まず、大気圧雰囲気であって前記融点より高い温度の条件下ではんだ２０を溶融して電子部品１６の電極１８と基板１０の電極１２とを接合する。次に、減圧雰囲気であって前記熱硬化温度より低い温度の条件下で熱硬化性樹脂２２内の水分や揮発成分を揮発させる。そして、前記減圧雰囲気より高い圧力の雰囲気であって前記熱硬化温度より高く且つ前記融点より低い温度の条件下で熱硬化性樹脂２２を熱硬化させつつ、内部の気泡を小さくするまたは消滅させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の電極と基板の電極とをはんだによって接続する電子部品の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱硬化性樹脂にはんだを含有させたものであるはんだ入り熱硬化性接着剤を使用し、電子部品の電極と基板の電極とを接合する電子部品の実装方法が知られている（特許文献１参照）。このようなはんだ入り熱硬化性接着剤を用いて電子部品の電極と基板の電極とを接合すると、はんだが電子部品の電極と基板の電極とを接合し、熱硬化性樹脂がはんだを覆って保護するとともに電子部品を基板に固定する。これにより、一回のリフロー工程で電子部品の電気的な接続と樹脂による補強を同時に行うことが可能である。
【０００３】
ところが、はんだ入り熱硬化性接着剤を使用する場合、熱硬化後の熱硬化性樹脂の内部に気泡（ボイド）が存在していることがある。ボイドは、後の工程、例えば、プレス工程においてクラックの発生の原因になることがある。また、後の再加熱工程において、溶融したはんだがボイドに流入することにより、短絡の原因となることがある。
【０００４】
このようなボイドの発生を抑制するために、例えば特許文献２に記載する方法を参照し、減圧雰囲気の条件下において、はんだ入り熱硬化性接着剤を塗布した基板の部分に電子部品を圧接し、圧接した状態を維持しつつはんだを溶融することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４０９２４号公報
【特許文献２】特開平１１−１６３０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載する方法（減圧雰囲気の条件下）ではんだ付けを行うと、はんだによる電子部品の電極と基板の電極との良好な電気的接続が実現できないことがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、はんだ入り熱硬化性接着材を使用して電子部品の電極と基板の電極とを接続する場合において、はんだによる電極同士の良好な電気的接続を実現しつつ、熱硬化性樹脂内のボイドの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、
はんだと、はんだの融点より熱硬化温度が低い熱硬化性樹脂と、溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤とを少なくとも含有するはんだ入り熱硬化性接着剤を介在して基板の電極上に電子部品の電極を配置する電子部品配置工程と、
大気圧雰囲気であって前記融点より高い温度の条件下ではんだを溶融して電子部品の電極と基板の電極とをはんだ接合する第１の熱処理工程と、
第１の熱処理工程によって仮接合された電子部品と基板を減圧雰囲気であって前記熱硬化温度より低い温度の条件下で加熱する第２の熱処理工程と、
第２の熱処理工程の後、第２の熱処理工程の圧力より高い圧力の雰囲気であって前記熱硬化温度より高く且つ前記融点より低い温度の条件下で熱硬化性樹脂を熱硬化させる第３の熱処理工程とを含む、
電子部品の接続方法が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、
同一の密閉チャンバー内において、第２および第３の熱処理工程が連続して実行される、
第１の態様に記載の電子部品の接続方法が提供される。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、
第２の熱処理工程が終了するまでは熱硬化性樹脂を硬化させない、
第１または第２の態様に記載の電子部品の接続方法が提供される。
【００１１】
本発明の第４の態様によれば、
第１の熱処理工程の温度条件および実行時間は、第１の熱処理工程での熱硬化性樹脂の熱硬化を抑制できるように設定されている、
第１または第２の態様に記載の電子部品の接続方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１の熱処理工程により、大気圧雰囲気の下で、はんだが溶融されて電子部品の電極と基板の電極とを電気的に良好に接続する。次に、第２の熱処理工程により、減圧雰囲気であって熱硬化性樹脂の熱硬化温度より低い温度の条件下で、軟化した熱硬化性樹脂から空気を抜くとともに、水分や揮発成分を揮発させる。そして、第３の熱処理工程により、第２の熱処理工程の圧力より高い圧力の雰囲気であって熱硬化温度より高く且つはんだの融点より低い温度の条件下で、熱硬化性樹脂を熱硬化しつつ、内部に残存する気泡を小さくするまたは消滅させる。これにより、熱硬化性樹脂内でのボイドの発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子部品のはんだ付け方法を実行することができる基板実装ラインの構成図
【図２】図１に示す基板実装ラインに対応する、電子部品のはんだ付け方法に関連する複数の工程の順序を示すフロー図
【図３】図２に示す各工程を詳細に説明するための図
【図４】図３に示す工程に続く工程を詳細に説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、前提として、本発明は、はんだと、熱硬化性樹脂と、溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤とを少なくとも含有するはんだ入り熱硬化性接着剤を使用する。
【００１５】
はんだ入り熱硬化性接着剤は、熱硬化性樹脂に、例えば、粒子状または粉末状のはんだを含有（分散）させた、例えば、後述するスクリーン印刷装置によって基板上に塗布可能な液体状またはペースト状のものである。
【００１６】
本発明で言う「熱硬化性樹脂」は、熱硬化温度以上の温度で所定時間（例えば、２時間）加熱し続けて熱硬化反応が完全に完了するものであって、また、樹脂基材と該樹脂基材を硬化させる硬化剤からなるものも含まれる。さらに、本発明で言う「熱硬化性樹脂」は、後述するはんだの融点より低い熱硬化温度で熱硬化するものである。
【００１７】
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂が好適に使用され、使用されるエポキシ樹脂の種類としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、多官能型、脂環式型、ビフェニル型などがある。なお、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂以外にも、アクリル樹脂、オキセタン樹脂、ポリイミド樹脂、イソシアネート樹脂などを用いてもよい。
【００１８】
硬化剤は、使用される樹脂基材に対応した種類のものが選定され、エポキシ樹脂の場合には、イミダゾール類、酸無水物類、アミン類、ヒドラジド類、マイクロカプセル型硬化剤などが選定される。
【００１９】
はんだは、例えば、ＳｎＢｉ５８（融点１３９℃）、ＳｎＡｇ３Ｃｕ０．５（融点２１７〜２２０℃）、ＳｎＳｂ５（融点２４５℃）、ＳｎＡｇ３．５（融点２２１℃）などを、平均粒度１〜５０μｍの粒子に加工したものである。
【００２０】
また、はんだ入り熱硬化性接着剤には、溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤が添加されている。溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤は、例えば、電子部品や基板の電極表面の酸化皮膜を除去することができる、例えば、有機酸（カルボン酸）などである。
【００２１】
さらに、はんだ入り熱硬化性接着剤には、必要に応じて、チクソ剤、シランカップリング剤、有機溶剤、可撓材、顔料、触媒などが添加されている。チクソ剤は、はんだ入り熱硬化性接着剤のチクソ性を調整するためのものであり、はんだ入り熱硬化性接着剤を基板に印刷するスクリーン印刷装置の印刷性に寄与する。シランカップリング剤は密着性を向上させる目的で配合され、有機溶剤は粘度を調整するために用いられる。可撓材は熱硬化性樹脂が硬化した後の樹脂接着部を低弾性化してヒートサイクル時の熱応力を低下させる効果を有する。顔料ははんだ入り熱硬化性接着剤を着色する必要がある場合に用いられる。さらに、触媒は熱硬化反応を促進させたい場合、言い換えると熱硬化が完了するまでの時間を調整するために用いられるものである。
【００２２】
ここからは、本発明の実施の形態に係る、上述したはんだ入り熱硬化性接着剤を使用する、電子部品のはんだ付け方法を、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係る電子部品のはんだ付け方法を実施可能な基板実装ラインを概略的に示している。また、図２は、図１に示す基板実装ラインに対応する、本発明に係る電子部品のはんだ付け方法に関連する複数の工程の流れを示している。さらに、図３は、図２に示す各工程の内容を詳細に説明するための図である。
【００２４】
図１に示すように、基板実装ライン１００は、基板をライン１００に投入する基板供給装置１０２と、はんだ入り熱硬化性接着剤を基板上に塗布するスクリーン印刷装置１０４と、基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置１０６と、基板上のはんだ入り熱硬化性接着剤内のはんだを溶融するリフロー装置１０８と、リフロー装置１０８から電子部品実装済み基板を回収する基板回収装置１１０とを有する。また、基板実装ライン１００は、基板回収装置１１０が回収した複数の電子部品実装済み基板を一括して熱処理するバッチ処理型の真空加熱装置１１２とを有する。基板供給装置１０２、スクリーン印刷装置１０４、電子部品搭載装置１０６、リフロー装置１０８、基板回収装置１１０は各装置に内蔵されている基板搬送コンベアによって連結されており、基板供給装置１０２より投入された基板は搬送コンベアによって各装置へ搬送され、最下流に位置する基板回収装置１１０に回収される。基板回収装置１１０に回収された基板は作業者によって複数枚まとめて真空加熱装置１１２へ搬送される。なお、図１において、矢印は、基板の流れを示している。
【００２５】
基板供給装置１０２は、図３（Ａ）に示す基板１０、具体的には電子部品の電極が接合される電極１２が表面に形成された基板１０をストックし、基板１０を基板実装ライン１００に投入する。なお、基板１０には、電極１２以外に、配線パターン（図示せず）が形成されている。
【００２６】
スクリーン印刷装置１０４は、図２に示す熱硬化性接着剤供給工程Ｓ１を実行する装置であり、図３（Ｂ）に示すように、基板１０に形成された電極１２上にはんだ入り熱硬化性接着剤１４を塗布する。
【００２７】
電子部品搭載装置１０６は、図２に示す電子部品搭載工程Ｓ２を実行する装置であり、図３（Ｃ）に示すように、電子部品１６の端子１８（電極）が、はんだ入り熱硬化性接着剤１４を介して基板１０の電極１２上に位置するように、電子部品１６を基板１０に載置する。
【００２８】
リフロー装置１０８は、図２に示すリフロー工程Ｓ３を実行する装置であり、はんだ入り熱硬化性接着剤１４内のはんだ２０を溶融し、図３（Ｄ）に示すように電子部品１６の端子１８と基板１０の電極１２とをはんだ２０によって接合する。なお、リフロー装置１０８は、大気圧雰囲気の下ではんだ２０を溶融する。
【００２９】
リフロー装置１０８は、図３（Ｃ）に示す状態、すなわち電子部品１６が載置された基板１０を電子部品搭載装置１０６側から基板回収装置１１０に向かって基板搬送コンベア（図示せず）によって搬送しつつ、熱処理する（特許請求の範囲に記載の「第１の熱処理工程」に対応）。リフロー装置１０８の内部は複数の加熱ゾーンや冷却ゾーンに分かれており、各ゾーンの加熱条件や基板搬送コンベアの基板搬送速度の設定を調整することにより、リフロー装置の内部を搬送される基板を所望の加熱プロファイル（温度変化）となるように加熱することができる。
【００３０】
具体的には、リフロー装置１０８は、まず、上流側の加熱ゾーンではんだ２０の融点より低い温度（例えば、融点が２１７〜２２０℃のＳｎＡｇ３Ｃｕ０．５のはんだの場合は２００℃）で電子部品１６が載置された基板１０を所定時間（例えば、３〜４分）加熱する。これにより、基板１０をムラなく十分に暖める。
【００３１】
その後、十分に暖められた基板１０がコンベア（図示せず）に搬送されて下流側の加熱ゾーンに到達すると、リフロー装置１０８は、下流側の加熱ゾーンではんだの融点より高い温度（例えば、２４０度）で所定時間（例えば３０秒）加熱し、はんだ入り熱硬化性接着剤１４内のはんだ２０を溶融する。はんだ２０は溶融して凝集し、溶融状態のはんだ２０が、基板１０の電極１２と電子部品１６の端子１８とに接触する。
【００３２】
一方、熱硬化性樹脂２２は軟化し、溶融状態のはんだ２０を覆うように、また電子部品１６と基板１０との間に進入するように広がる。
【００３３】
なお、熱硬化性樹脂２２は、リフロー装置１０８によって熱硬化温度以上の温度で加熱されているが、その加熱時間が短いため、完全に硬化しない（熱硬化反応が進んでいない）。言い換えると、リフロー装置１０８による加熱温度や加熱時間、すなわちリフロー装置１０８の温度プロファイルが、はんだ入り熱硬化性接着剤１４内の熱硬化性樹脂の熱硬化反応が進まないように設定されている。
【００３４】
また、リフロー装置１０８によってはんだ入り熱硬化性接着剤１４内の熱硬化性樹脂の熱硬化反応が進まないように、リフロー装置１０８の温度プロファイルを適当に設定することに代って、および／または加えて、はんだ入り熱硬化性接着剤１４に含有される硬化剤や触媒などの添加剤を調製することにより、熱硬化性樹脂の熱硬化反応の進行速度を調整してもよい。
【００３５】
はんだ２０が溶融して基板１０の電極１２と電子部品１６の端子１８とに接触すると（融点より高い温度で所定時間加熱した後）、リフロー装置１０８は、最下流の冷却ゾーンにおいて基板１０を冷却し、溶融状態のはんだ２０を硬化させる。これにより、図３（Ｄ）に示すように、基板１０の電極１２と電子部品１６の端子１８とがはんだ２０によって接合される。なお、上述の通り、リフロー工程後の熱硬化性樹脂２２は液状又はＢステージ状である。
【００３６】
このようにリフロー装置１０８によって大気圧雰囲気の下ではんだ接合を行うことにより、はんだ２０による基板１０の電極１２と電子部品１６の端子１８との良好な電気的接続を実現することができる。
【００３７】
このことに関連して、発明者は、減圧雰囲気の下ではんだ接合した場合に、はんだによる電子部品の電極と基板の電極との良好な電気的接続が実現できないことがある理由を突き止めている。その理由について説明する。
【００３８】
はんだ入り熱硬化性接着剤には、上述したように、電極の表面に存在する酸化膜を除去することにより、溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤が含まれている。多くの場合、このような活性剤に使用される物質の沸点は、はんだの融点に近い。
【００３９】
このような活性剤を含んだはんだ入り熱硬化性接着剤を減圧雰囲気の下ではんだを溶融するために加熱すると、大半の活性剤は酸化膜除去機能を発揮する前に揮発する。これは、減圧雰囲気の下では活性剤の沸点が低下するためである（活性剤は、大気圧の下で使用されることが前提であり、大気圧の下で酸化膜除去機能を発揮する）。
【００４０】
大半の活性剤が酸化膜を除去することなく揮発すると、当然ながら電極の表面上の酸化膜は十分除去されず、はんだは電極表面全体に濡れ広がることができない。その結果、はんだを介する電極同士の良好な電気的接続が実現されない。
【００４１】
したがって、本発明は、この発明者が突き止めた上述の理由を鑑みて、はんだ入り熱硬化性接着剤のはんだ２０による基板１０の電極１２と電子部品１６の端子１８との接合を、大気圧の下で実行している。
【００４２】
基板回収装置１１０は、リフロー装置１０８によって電子部品１６の端子１８と電極１２とがはんだ２０によって接合された基板１０を、リフロー装置１０８から回収する。具体的には、基板１０を一枚ずつ収納するラックを上下方向に複数段備えたマガジンへ基板を収納して回収する。
【００４３】
真空加熱装置１１２は、基板回収装置１１０が回収した基板１０、すなわち電子部品１６の端子１８と電極１２とがはんだ２０によって接合された基板１０を熱処理するためのものである。
【００４４】
具体的には、真空加熱装置１１２は、複数の基板１０を収容可能な密閉チャンバー１１４と該密閉チャンバー１１４内の空気を外部に排出するポンプ（図示せず）と、密閉チャンバー１１４内の温度を調整する加熱源（図示せず）とを有し、密閉チャンバー１１４内の温度と圧力とを調整できるように構成されている。密閉チャンバー１１４は、基板１０が収容される内部空間への外気の侵入を防止するために、該内部空間を密閉できるように構成されている。なお、密閉チャンバー１１４は、基板１０を収納したマガジンごと収容可能な構造であるものが好ましい。
【００４５】
真空加熱装置１１２は、密閉チャンバー１１４内に収容された基板１０に対し、図２に示す真空加熱工程Ｓ４と樹脂硬化工程Ｓ５を実行する。
【００４６】
まず、真空加熱工程Ｓ４（特許請求の範囲に記載の「第２の熱処理工程」に対応）として、真空加熱装置１１２は、図３（Ｅ）に示すように、例えば大気圧（１０１，３２５Ｐａ）より減圧した圧力（例えば、１０，０００Ｐａ以下の圧力）の密閉チャンバー１１４内で、熱硬化性樹脂２２の熱硬化温度より低い温度で、電子部品１６の端子１８と電極１２とがはんだ２０によって接合された基板１０を熱処理する。
【００４７】
この真空加熱工程Ｓ４の目的は、熱硬化性樹脂２２内にボイドが発生することを抑制することである。そのために、後述する樹脂硬化工程Ｓ５を実行する前に、熱硬化性樹脂２２に含まれる空気に加えて、熱硬化性樹脂２２に含まれる水分や揮発成分を気化させて除去する。その気化を促進するために、また空気や気化によって発生した気体（水分や揮発成分由来の気体）が熱硬化性樹脂２２から抜けやすいようにするために、加熱によって熱硬化性樹脂２２を軟化するとともに、密閉チャンバー１１４内を減圧する。
【００４８】
ただし、熱硬化性樹脂２２を硬化させるような加熱条件であってはならない。真空加熱工程Ｓ４において適用する加熱条件は、前提として加熱温度が熱硬化性樹脂２２の熱硬化温度より低い必要があり、その上で、圧力が、減圧雰囲気の密閉チャンバー１１４内において熱硬化性樹脂２２に含まれる水分および揮発成分が揮発するような圧力である。例えば、熱硬化性樹脂２２がエポキシ樹脂であって、活性剤が無水酢酸の場合、温度が１３０度に、圧力が１０，０００Ｐａに設定される。
【００４９】
このような真空加熱工程Ｓ４により、熱硬化性樹脂２２に含まれる空気が外部に抜けるとともに、熱硬化性樹脂２２に含まれる水分と揮発成分とが揮発して外部に排出される。なお、真空加熱工程Ｓ４後の熱硬化性樹脂２２も液状又はＢステージ状であり、完全に硬化していない。また、揮発成分として活性剤も揮発しうるが、活性剤は前工程のリフロー工程Ｓ３において酸化膜を除去して溶融はんだの濡れ性を向上させるという役目を既に果たしているので、活性剤が揮発することについては問題がない。活性剤が揮発することにより、熱硬化性樹脂２２の信頼性が向上するという副産物的な効果が期待できる。
【００５０】
真空加熱工程Ｓ４後、真空加熱装置１１２は、樹脂硬化工程Ｓ５（特許請求の範囲に記載の「第３の熱処理工程」に対応）として、真空加熱工程Ｓ４の圧力より高い、大気圧またはそれ以上の圧力（例えば５００，０００Ｐａ以上）の密閉チャンバー１１４内で、熱硬化性樹脂２２の熱硬化温度より高く且つはんだ２０の融点より低い温度（例えば、熱硬化性樹脂２２がエポキシ樹脂である場合、硬化剤の量や種類で変化するが約１８０度）で、電子部品１６の端子１８と電極１２とがはんだ２０によって接合された基板１０を所定時間（例えば２時間）熱処理する。
【００５１】
このような樹脂硬化工程Ｓ５により、図３（Ｆ）に示すように、はんだ２０を溶融することなく、熱硬化性樹脂２２を完全に硬化させることができる。それとともに、真空加熱工程Ｓ４後において熱硬化性樹脂２２内にわずかに残る気泡が、真空加熱工程Ｓ４の圧力より高い圧力によって小さく圧縮されるまたは消滅する。
【００５２】
図２に示す各工程を経て完成した、図３（Ｆ）に示す状態の基板１０（以下、「サブアセンブリ基板ＳＡ」と称する）は、例えば、多層配線基板の一部品として使用される。
【００５３】
多層配線基板は、サブアセンブリ基板ＳＡを用いて、図４に詳細に示す工程を経て作製される。
【００５４】
具体的には、まず、サブアセンブリ基板ＳＡが、アルカリ溶剤によって粗化処理される。なお、サブアセンブリ基板ＳＡのはんだ２０は、熱硬化性樹脂２２によって保護されているため、アルカリ溶剤によって浸食されずに維持される。
【００５５】
次に、図４（Ｇ）に示すように、粗化処理されたサブアセンブリ基板ＳＡ上に、プリプレグ２４が配置され、そのプリプレグ２４上に配線パターンが形成された基板２６が配置される。プリプレグ２４は、ガラス繊維、炭素繊維などに熱硬化性樹脂を含浸したものである。
【００５６】
続いて、図４（Ｇ）に示すように、サブアセンブリ基板ＳＡ、プリプレグ２４、および基板２６が、その積層方向にプレス装置（図示せず）によってプレスされつつ、プリプレグ２４の熱硬化性樹脂の熱硬化温度で加熱される。
【００５７】
プリプレグ２４の熱硬化性樹脂が熱硬化すると、図４（Ｈ）に示すように、電子部品１６がプリプレグ２４によって保護された多層配線基板が完成する。なお、この後、例えば、基板１０上の配線パターンと基板２６上の配線パターンを電気的に接続するために、基板１０、プリプレグ２４、および基板２６を貫通するスルーホールが形成され、そのスルーホールの内周面に導電性のメッキ層が形成される。
【００５８】
本実施形態によれば、、リフロー工程Ｓ３により、大気圧雰囲気の下で、はんだ２０が溶融されて電子部品１６の端子１８と基板１０の電極１２とを電気的に良好に接続する。次に、真空加熱工程Ｓ４により、減圧雰囲気であって熱硬化性樹脂２２の熱硬化温度より低い温度の条件下で、軟化した熱硬化性樹脂２２から空気を抜くとともに、水分や揮発成分を揮発させる。そして、樹脂硬化工程Ｓ５により、真空加熱工程Ｓ４の圧力より高い圧力の雰囲気であって熱硬化温度より高く且つはんだ２０の融点より低い温度の条件下で、熱硬化性樹脂２２を熱硬化しつつ、内部に残存する気泡を小さくするまたは消滅させる。これにより、熱硬化性樹脂２２内でのボイドの発生が抑制される。
【００５９】
以上、本発明を説明したが、本発明は、上述の説明内容に限定されない。
【００６０】
例えは、上述の実施の形態の場合、図２に示す真空加熱工程Ｓ４と樹脂硬化工程Ｓ５とは、同一の真空加熱装置１１２の密閉チャンバー１１４内で連続して実行されるが、本発明はこれに限らない。例えば、真空加熱工程Ｓ４を真空加熱装置１１２によって実行し、樹脂硬化工程Ｓ５を大気圧雰囲気の条件下で熱硬化性樹脂を熱硬化させる樹脂硬化装置によって実行してもよい。
【００６１】
ただし、この場合、真空加熱装置１１２から樹脂硬化装置への基板搬送や樹脂硬化工程Ｓ５は、好ましくは基板上の軟化状態の熱硬化性樹脂が大気に触れない状態で実行すべきである。これにより、軟化状態の熱硬化性樹脂が大気中の水分を吸収することを抑制でき、熱硬化後の熱硬化性樹脂が内部の水分によって腐食劣化することが抑制される。したがって、上述の実施形態のように、大気から隔離された同一の密閉空間である真空加熱装置１１２の密閉チャンバー１１４内において、真空加熱工程Ｓ４と樹脂硬化工程Ｓ５とを連続して実行するのが好ましい。
【００６２】
また、上述の実施の形態の場合、リフロー工程Ｓ３は大気圧雰囲気の条件下で実行されるが、本発明はこれに限らない。リフロー工程Ｓ３時の圧力は、はんだの融点以上の温度の条件下で溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤が揮発しない圧力であればよい。
【００６３】
さらにまた、本発明に係る電子部品のはんだ付け方法は、図１に示す複数の装置以外の装置によって行うことも可能である。
【００６４】
例えば、はんだ入り熱硬化性接着剤は、常温において、液体状またはペースト状でなくてもよく、固体状、例えばシート状であってもよい。その場合、スクリーン印刷装置ではなく、シート状の熱硬化性接着剤を基板の電極上に配置する装置が使用される。
【００６５】
また、リフロー装置に代って、基板を収容可能な密閉チャンバーを備え、その密閉チャンバー内の温度を調整可能な加熱装置（加熱炉）を使用することも可能である。
【００６６】
すなわち、本発明は、はんだ入り熱硬化性接着剤内のはんだを溶融し、次に、減圧雰囲気であって熱硬化性樹脂の熱硬化温度より低い温度の条件下で熱処理して溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤を揮発させ、そして、熱硬化性樹脂の熱硬化温度より高く且つはんだの融点より低い温度の条件下で熱処理できる装置（または複数の装置）であれば、実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、電子部品と基板に限らず、はんだと、はんだの融点より熱硬化温度が低い熱硬化性樹脂と、溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤とを少なくとも含有するはんだ入り熱硬化性接着剤を使用するものであれば、適用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 基板
１２ 電極
１４ はんだ入り熱硬化性接着剤
１６ 電子部品
１８ 電極（端子）
２０ はんだ
２２ 熱硬化性樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の電極と基板の電極とをはんだによって接続する電子部品の接続方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、熱硬化性樹脂にはんだを含有させたものであるはんだ入り熱硬化性接着剤を使用し、電子部品の電極と基板の電極とを接合する電子部品の実装方法が知られている（特許文献１参照）。このようなはんだ入り熱硬化性接着剤を用いて電子部品の電極と基板の電極とを接合すると、はんだが電子部品の電極と基板の電極とを接合し、熱硬化性樹脂がはんだを覆って保護するとともに電子部品を基板に固定する。これにより、一回のリフロー工程で電子部品の電気的な接続と樹脂による補強を同時に行うことが可能である。
【０００３】
ところが、はんだ入り熱硬化性接着剤を使用する場合、熱硬化後の熱硬化性樹脂の内部に気泡（ボイド）が存在していることがある。ボイドは、後の工程、例えば、プレス工程においてクラックの発生の原因になることがある。また、後の再加熱工程において、溶融したはんだがボイドに流入することにより、短絡の原因となることがある。
【０００４】
このようなボイドの発生を抑制するために、例えば特許文献２に記載する方法を参照し、減圧雰囲気の条件下において、はんだ入り熱硬化性接着剤を塗布した基板の部分に電子部品を圧接し、圧接した状態を維持しつつはんだを溶融することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１４０９２４号公報
【特許文献２】特開平１１−１６３０４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載する方法（減圧雰囲気の条件下）ではんだ付けを行うと、はんだによる電子部品の電極と基板の電極との良好な電気的接続が実現できないことがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、はんだ入り熱硬化性接着材を使用して電子部品の電極と基板の電極とを接続する場合において、はんだによる電極同士の良好な電気的接続を実現しつつ、熱硬化性樹脂内のボイドの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、
はんだと、はんだの融点より熱硬化温度が低い熱硬化性樹脂と、溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤とを少なくとも含有するはんだ入り熱硬化性接着剤を介在して基板の電極上に電子部品の電極を配置する電子部品配置工程と、
大気圧雰囲気であって前記融点より高い温度の条件下ではんだを溶融して電子部品の電極と基板の電極とをはんだ接合する第１の熱処理工程と、
第１の熱処理工程によって仮接合された電子部品と基板を減圧雰囲気であって前記熱硬化温度より低い温度の条件下で加熱する第２の熱処理工程と、
第２の熱処理工程の後、第２の熱処理工程の圧力より高い圧力の雰囲気であって前記熱硬化温度より高く且つ前記融点より低い温度の条件下で熱硬化性樹脂を熱硬化させる第３の熱処理工程とを含む、
電子部品の接続方法が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、
同一の密閉チャンバー内において、第２および第３の熱処理工程が連続して実行される、
第１の態様に記載の電子部品の接続方法が提供される。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、
第２の熱処理工程が終了するまでは熱硬化性樹脂を硬化させない、
第１または第２の態様に記載の電子部品の接続方法が提供される。
【００１１】
本発明の第４の態様によれば、
第１の熱処理工程の温度条件および実行時間は、第１の熱処理工程での熱硬化性樹脂の熱硬化を抑制できるように設定されている、
第１または第２の態様に記載の電子部品の接続方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１の熱処理工程により、大気圧雰囲気の下で、はんだが溶融されて電子部品の電極と基板の電極とを電気的に良好に接続する。次に、第２の熱処理工程により、減圧雰囲気であって熱硬化性樹脂の熱硬化温度より低い温度の条件下で、軟化した熱硬化性樹脂から空気を抜くとともに、水分や揮発成分を揮発させる。そして、第３の熱処理工程により、第２の熱処理工程の圧力より高い圧力の雰囲気であって熱硬化温度より高く且つはんだの融点より低い温度の条件下で、熱硬化性樹脂を熱硬化しつつ、内部に残存する気泡を小さくするまたは消滅させる。これにより、熱硬化性樹脂内でのボイドの発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子部品のはんだ付け方法を実行することができる基板実装ラインの構成図
【図２】図１に示す基板実装ラインに対応する、電子部品のはんだ付け方法に関連する複数の工程の順序を示すフロー図
【図３】図２に示す各工程を詳細に説明するための図
【図４】図３に示す工程に続く工程を詳細に説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
まず、前提として、本発明は、はんだと、熱硬化性樹脂と、溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤とを少なくとも含有するはんだ入り熱硬化性接着剤を使用する。
【００１５】
はんだ入り熱硬化性接着剤は、熱硬化性樹脂に、例えば、粒子状または粉末状のはんだを含有（分散）させた、例えば、後述するスクリーン印刷装置によって基板上に塗布可能な液体状またはペースト状のものである。
【００１６】
本発明で言う「熱硬化性樹脂」は、熱硬化温度以上の温度で所定時間（例えば、２時間）加熱し続けて熱硬化反応が完全に完了するものであって、また、樹脂基材と該樹脂基材を硬化させる硬化剤からなるものも含まれる。さらに、本発明で言う「熱硬化性樹脂」は、後述するはんだの融点より低い熱硬化温度で熱硬化するものである。
【００１７】
熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂が好適に使用され、使用されるエポキシ樹脂の種類としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、多官能型、脂環式型、ビフェニル型などがある。なお、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂以外にも、アクリル樹脂、オキセタン樹脂、ポリイミド樹脂、イソシアネート樹脂などを用いてもよい。
【００１８】
硬化剤は、使用される樹脂基材に対応した種類のものが選定され、エポキシ樹脂の場合には、イミダゾール類、酸無水物類、アミン類、ヒドラジド類、マイクロカプセル型硬化剤などが選定される。
【００１９】
はんだは、例えば、ＳｎＢｉ５８（融点１３９℃）、ＳｎＡｇ３Ｃｕ０．５（融点２１７〜２２０℃）、ＳｎＳｂ５（融点２４５℃）、ＳｎＡｇ３．５（融点２２１℃）などを、平均粒度１〜５０μｍの粒子に加工したものである。
【００２０】
また、はんだ入り熱硬化性接着剤には、溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤が添加されている。溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤は、例えば、電子部品や基板の電極表面の酸化皮膜を除去することができる、例えば、有機酸（カルボン酸）などである。
【００２１】
さらに、はんだ入り熱硬化性接着剤には、必要に応じて、チクソ剤、シランカップリング剤、有機溶剤、可撓材、顔料、触媒などが添加されている。チクソ剤は、はんだ入り熱硬化性接着剤のチクソ性を調整するためのものであり、はんだ入り熱硬化性接着剤を基板に印刷するスクリーン印刷装置の印刷性に寄与する。シランカップリング剤は密着性を向上させる目的で配合され、有機溶剤は粘度を調整するために用いられる。可撓材は熱硬化性樹脂が硬化した後の樹脂接着部を低弾性化してヒートサイクル時の熱応力を低下させる効果を有する。顔料ははんだ入り熱硬化性接着剤を着色する必要がある場合に用いられる。さらに、触媒は熱硬化反応を促進させたい場合、言い換えると熱硬化が完了するまでの時間を調整するために用いられるものである。
【００２２】
ここからは、本発明の実施の形態に係る、上述したはんだ入り熱硬化性接着剤を使用する、電子部品のはんだ付け方法を、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係る電子部品のはんだ付け方法を実施可能な基板実装ラインを概略的に示している。また、図２は、図１に示す基板実装ラインに対応する、本発明に係る電子部品のはんだ付け方法に関連する複数の工程の流れを示している。さらに、図３は、図２に示す各工程の内容を詳細に説明するための図である。
【００２４】
図１に示すように、基板実装ライン１００は、基板をライン１００に投入する基板供給装置１０２と、はんだ入り熱硬化性接着剤を基板上に塗布するスクリーン印刷装置１０４と、基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置１０６と、基板上のはんだ入り熱硬化性接着剤内のはんだを溶融するリフロー装置１０８と、リフロー装置１０８から電子部品実装済み基板を回収する基板回収装置１１０とを有する。また、基板実装ライン１００は、基板回収装置１１０が回収した複数の電子部品実装済み基板を一括して熱処理するバッチ処理型の真空加熱装置１１２とを有する。基板供給装置１０２、スクリーン印刷装置１０４、電子部品搭載装置１０６、リフロー装置１０８、基板回収装置１１０は各装置に内蔵されている基板搬送コンベアによって連結されており、基板供給装置１０２より投入された基板は搬送コンベアによって各装置へ搬送され、最下流に位置する基板回収装置１１０に回収される。基板回収装置１１０に回収された基板は作業者によって複数枚まとめて真空加熱装置１１２へ搬送される。なお、図１において、矢印は、基板の流れを示している。
【００２５】
基板供給装置１０２は、図３（Ａ）に示す基板１０、具体的には電子部品の電極が接合される電極１２が表面に形成された基板１０をストックし、基板１０を基板実装ライン１００に投入する。なお、基板１０には、電極１２以外に、配線パターン（図示せず）が形成されている。
【００２６】
スクリーン印刷装置１０４は、図２に示す熱硬化性接着剤供給工程Ｓ１を実行する装置であり、図３（Ｂ）に示すように、基板１０に形成された電極１２上にはんだ入り熱硬化性接着剤１４を塗布する。
【００２７】
電子部品搭載装置１０６は、図２に示す電子部品搭載工程Ｓ２を実行する装置であり、図３（Ｃ）に示すように、電子部品１６の端子１８（電極）が、はんだ入り熱硬化性接着剤１４を介して基板１０の電極１２上に位置するように、電子部品１６を基板１０に載置する。
【００２８】
リフロー装置１０８は、図２に示すリフロー工程Ｓ３を実行する装置であり、はんだ入り熱硬化性接着剤１４内のはんだ２０を溶融し、図３（Ｄ）に示すように電子部品１６の端子１８と基板１０の電極１２とをはんだ２０によって接合する。なお、リフロー装置１０８は、大気圧雰囲気の下ではんだ２０を溶融する。
【００２９】
リフロー装置１０８は、図３（Ｃ）に示す状態、すなわち電子部品１６が載置された基板１０を電子部品搭載装置１０６側から基板回収装置１１０に向かって基板搬送コンベア（図示せず）によって搬送しつつ、熱処理する（特許請求の範囲に記載の「第１の熱処理工程」に対応）。リフロー装置１０８の内部は複数の加熱ゾーンや冷却ゾーンに分かれており、各ゾーンの加熱条件や基板搬送コンベアの基板搬送速度の設定を調整することにより、リフロー装置の内部を搬送される基板を所望の加熱プロファイル（温度変化）となるように加熱することができる。
【００３０】
具体的には、リフロー装置１０８は、まず、上流側の加熱ゾーンではんだ２０の融点より低い温度（例えば、融点が２１７〜２２０℃のＳｎＡｇ３Ｃｕ０．５のはんだの場合は２００℃）で電子部品１６が載置された基板１０を所定時間（例えば、３〜４分）加熱する。これにより、基板１０をムラなく十分に暖める。
【００３１】
その後、十分に暖められた基板１０がコンベア（図示せず）に搬送されて下流側の加熱ゾーンに到達すると、リフロー装置１０８は、下流側の加熱ゾーンではんだの融点より高い温度（例えば、２４０度）で所定時間（例えば３０秒）加熱し、はんだ入り熱硬化性接着剤１４内のはんだ２０を溶融する。はんだ２０は溶融して凝集し、溶融状態のはんだ２０が、基板１０の電極１２と電子部品１６の端子１８とに接触する。
【００３２】
一方、熱硬化性樹脂２２は軟化し、溶融状態のはんだ２０を覆うように、また電子部品１６と基板１０との間に進入するように広がる。
【００３３】
なお、熱硬化性樹脂２２は、リフロー装置１０８によって熱硬化温度以上の温度で加熱されているが、その加熱時間が短いため、完全に硬化しない（熱硬化反応が進んでいない）。言い換えると、リフロー装置１０８による加熱温度や加熱時間、すなわちリフロー装置１０８の温度プロファイルが、はんだ入り熱硬化性接着剤１４内の熱硬化性樹脂の熱硬化反応が進まないように設定されている。
【００３４】
また、リフロー装置１０８によってはんだ入り熱硬化性接着剤１４内の熱硬化性樹脂の熱硬化反応が進まないように、リフロー装置１０８の温度プロファイルを適当に設定することに代って、および／または加えて、はんだ入り熱硬化性接着剤１４に含有される硬化剤や触媒などの添加剤を調製することにより、熱硬化性樹脂の熱硬化反応の進行速度を調整してもよい。
【００３５】
はんだ２０が溶融して基板１０の電極１２と電子部品１６の端子１８とに接触すると（融点より高い温度で所定時間加熱した後）、リフロー装置１０８は、最下流の冷却ゾーンにおいて基板１０を冷却し、溶融状態のはんだ２０を硬化させる。これにより、図３（Ｄ）に示すように、基板１０の電極１２と電子部品１６の端子１８とがはんだ２０によって接合される。なお、上述の通り、リフロー工程後の熱硬化性樹脂２２は液状又はＢステージ状である。
【００３６】
このようにリフロー装置１０８によって大気圧雰囲気の下ではんだ接合を行うことにより、はんだ２０による基板１０の電極１２と電子部品１６の端子１８との良好な電気的接続を実現することができる。
【００３７】
このことに関連して、発明者は、減圧雰囲気の下ではんだ接合した場合に、はんだによる電子部品の電極と基板の電極との良好な電気的接続が実現できないことがある理由を突き止めている。その理由について説明する。
【００３８】
はんだ入り熱硬化性接着剤には、上述したように、電極の表面に存在する酸化膜を除去することにより、溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤が含まれている。多くの場合、このような活性剤に使用される物質の沸点は、はんだの融点に近い。
【００３９】
このような活性剤を含んだはんだ入り熱硬化性接着剤を減圧雰囲気の下ではんだを溶融するために加熱すると、大半の活性剤は酸化膜除去機能を発揮する前に揮発する。これは、減圧雰囲気の下では活性剤の沸点が低下するためである（活性剤は、大気圧の下で使用されることが前提であり、大気圧の下で酸化膜除去機能を発揮する）。
【００４０】
大半の活性剤が酸化膜を除去することなく揮発すると、当然ながら電極の表面上の酸化膜は十分除去されず、はんだは電極表面全体に濡れ広がることができない。その結果、はんだを介する電極同士の良好な電気的接続が実現されない。
【００４１】
したがって、本発明は、この発明者が突き止めた上述の理由を鑑みて、はんだ入り熱硬化性接着剤のはんだ２０による基板１０の電極１２と電子部品１６の端子１８との接合を、大気圧の下で実行している。
【００４２】
基板回収装置１１０は、リフロー装置１０８によって電子部品１６の端子１８と電極１２とがはんだ２０によって接合された基板１０を、リフロー装置１０８から回収する。具体的には、基板１０を一枚ずつ収納するラックを上下方向に複数段備えたマガジンへ基板を収納して回収する。
【００４３】
真空加熱装置１１２は、基板回収装置１１０が回収した基板１０、すなわち電子部品１６の端子１８と電極１２とがはんだ２０によって接合された基板１０を熱処理するためのものである。
【００４４】
具体的には、真空加熱装置１１２は、複数の基板１０を収容可能な密閉チャンバー１１４と該密閉チャンバー１１４内の空気を外部に排出するポンプ（図示せず）と、密閉チャンバー１１４内の温度を調整する加熱源（図示せず）とを有し、密閉チャンバー１１４内の温度と圧力とを調整できるように構成されている。密閉チャンバー１１４は、基板１０が収容される内部空間への外気の侵入を防止するために、該内部空間を密閉できるように構成されている。なお、密閉チャンバー１１４は、基板１０を収納したマガジンごと収容可能な構造であるものが好ましい。
【００４５】
真空加熱装置１１２は、密閉チャンバー１１４内に収容された基板１０に対し、図２に示す真空加熱工程Ｓ４と樹脂硬化工程Ｓ５を実行する。
【００４６】
まず、真空加熱工程Ｓ４（特許請求の範囲に記載の「第２の熱処理工程」に対応）として、真空加熱装置１１２は、図３（Ｅ）に示すように、例えば大気圧（１０１，３２５Ｐａ）より減圧した圧力（例えば、１０，０００Ｐａ以下の圧力）の密閉チャンバー１１４内で、熱硬化性樹脂２２の熱硬化温度より低い温度で、電子部品１６の端子１８と電極１２とがはんだ２０によって接合された基板１０を熱処理する。
【００４７】
この真空加熱工程Ｓ４の目的は、熱硬化性樹脂２２内にボイドが発生することを抑制することである。そのために、後述する樹脂硬化工程Ｓ５を実行する前に、熱硬化性樹脂２２に含まれる空気に加えて、熱硬化性樹脂２２に含まれる水分や揮発成分を気化させて除去する。その気化を促進するために、また空気や気化によって発生した気体（水分や揮発成分由来の気体）が熱硬化性樹脂２２から抜けやすいようにするために、加熱によって熱硬化性樹脂２２を軟化するとともに、密閉チャンバー１１４内を減圧する。
【００４８】
ただし、熱硬化性樹脂２２を硬化させるような加熱条件であってはならない。真空加熱工程Ｓ４において適用する加熱条件は、前提として加熱温度が熱硬化性樹脂２２の熱硬化温度より低い必要があり、その上で、圧力が、減圧雰囲気の密閉チャンバー１１４内において熱硬化性樹脂２２に含まれる水分および揮発成分が揮発するような圧力である。例えば、熱硬化性樹脂２２がエポキシ樹脂であって、活性剤が無水酢酸の場合、温度が１３０度に、圧力が１０，０００Ｐａに設定される。
【００４９】
このような真空加熱工程Ｓ４により、熱硬化性樹脂２２に含まれる空気が外部に抜けるとともに、熱硬化性樹脂２２に含まれる水分と揮発成分とが揮発して外部に排出される。なお、真空加熱工程Ｓ４後の熱硬化性樹脂２２も液状又はＢステージ状であり、完全に硬化していない。また、揮発成分として活性剤も揮発しうるが、活性剤は前工程のリフロー工程Ｓ３において酸化膜を除去して溶融はんだの濡れ性を向上させるという役目を既に果たしているので、活性剤が揮発することについては問題がない。活性剤が揮発することにより、熱硬化性樹脂２２の信頼性が向上するという副産物的な効果が期待できる。
【００５０】
真空加熱工程Ｓ４後、真空加熱装置１１２は、樹脂硬化工程Ｓ５（特許請求の範囲に記載の「第３の熱処理工程」に対応）として、真空加熱工程Ｓ４の圧力より高い、大気圧またはそれ以上の圧力（例えば５００，０００Ｐａ以上）の密閉チャンバー１１４内で、熱硬化性樹脂２２の熱硬化温度より高く且つはんだ２０の融点より低い温度（例えば、熱硬化性樹脂２２がエポキシ樹脂である場合、硬化剤の量や種類で変化するが約１８０度）で、電子部品１６の端子１８と電極１２とがはんだ２０によって接合された基板１０を所定時間（例えば２時間）熱処理する。
【００５１】
このような樹脂硬化工程Ｓ５により、図３（Ｆ）に示すように、はんだ２０を溶融することなく、熱硬化性樹脂２２を完全に硬化させることができる。それとともに、真空加熱工程Ｓ４後において熱硬化性樹脂２２内にわずかに残る気泡が、真空加熱工程Ｓ４の圧力より高い圧力によって小さく圧縮されるまたは消滅する。
【００５２】
図２に示す各工程を経て完成した、図３（Ｆ）に示す状態の基板１０（以下、「サブアセンブリ基板ＳＡ」と称する）は、例えば、多層配線基板の一部品として使用される。
【００５３】
多層配線基板は、サブアセンブリ基板ＳＡを用いて、図４に詳細に示す工程を経て作製される。
【００５４】
具体的には、まず、サブアセンブリ基板ＳＡが、アルカリ溶剤によって粗化処理される。なお、サブアセンブリ基板ＳＡのはんだ２０は、熱硬化性樹脂２２によって保護されているため、アルカリ溶剤によって浸食されずに維持される。
【００５５】
次に、図４（Ｇ）に示すように、粗化処理されたサブアセンブリ基板ＳＡ上に、プリプレグ２４が配置され、そのプリプレグ２４上に配線パターンが形成された基板２６が配置される。プリプレグ２４は、ガラス繊維、炭素繊維などに熱硬化性樹脂を含浸したものである。
【００５６】
続いて、図４（Ｇ）に示すように、サブアセンブリ基板ＳＡ、プリプレグ２４、および基板２６が、その積層方向にプレス装置（図示せず）によってプレスされつつ、プリプレグ２４の熱硬化性樹脂の熱硬化温度で加熱される。
【００５７】
プリプレグ２４の熱硬化性樹脂が熱硬化すると、図４（Ｈ）に示すように、電子部品１６がプリプレグ２４によって保護された多層配線基板が完成する。なお、この後、例えば、基板１０上の配線パターンと基板２６上の配線パターンを電気的に接続するために、基板１０、プリプレグ２４、および基板２６を貫通するスルーホールが形成され、そのスルーホールの内周面に導電性のメッキ層が形成される。
【００５８】
本実施形態によれば、、リフロー工程Ｓ３により、大気圧雰囲気の下で、はんだ２０が溶融されて電子部品１６の端子１８と基板１０の電極１２とを電気的に良好に接続する。次に、真空加熱工程Ｓ４により、減圧雰囲気であって熱硬化性樹脂２２の熱硬化温度より低い温度の条件下で、軟化した熱硬化性樹脂２２から空気を抜くとともに、水分や揮発成分を揮発させる。そして、樹脂硬化工程Ｓ５により、真空加熱工程Ｓ４の圧力より高い圧力の雰囲気であって熱硬化温度より高く且つはんだ２０の融点より低い温度の条件下で、熱硬化性樹脂２２を熱硬化しつつ、内部に残存する気泡を小さくするまたは消滅させる。これにより、熱硬化性樹脂２２内でのボイドの発生が抑制される。
【００５９】
以上、本発明を説明したが、本発明は、上述の説明内容に限定されない。
【００６０】
例えは、上述の実施の形態の場合、図２に示す真空加熱工程Ｓ４と樹脂硬化工程Ｓ５とは、同一の真空加熱装置１１２の密閉チャンバー１１４内で連続して実行されるが、本発明はこれに限らない。例えば、真空加熱工程Ｓ４を真空加熱装置１１２によって実行し、樹脂硬化工程Ｓ５を大気圧雰囲気の条件下で熱硬化性樹脂を熱硬化させる樹脂硬化装置によって実行してもよい。
【００６１】
ただし、この場合、真空加熱装置１１２から樹脂硬化装置への基板搬送や樹脂硬化工程Ｓ５は、好ましくは基板上の軟化状態の熱硬化性樹脂が大気に触れない状態で実行すべきである。これにより、軟化状態の熱硬化性樹脂が大気中の水分を吸収することを抑制でき、熱硬化後の熱硬化性樹脂が内部の水分によって腐食劣化することが抑制される。したがって、上述の実施形態のように、大気から隔離された同一の密閉空間である真空加熱装置１１２の密閉チャンバー１１４内において、真空加熱工程Ｓ４と樹脂硬化工程Ｓ５とを連続して実行するのが好ましい。
【００６２】
また、上述の実施の形態の場合、リフロー工程Ｓ３は大気圧雰囲気の条件下で実行されるが、本発明はこれに限らない。リフロー工程Ｓ３時の圧力は、はんだの融点以上の温度の条件下で溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤が揮発しない圧力であればよい。
【００６３】
さらにまた、本発明に係る電子部品のはんだ付け方法は、図１に示す複数の装置以外の装置によって行うことも可能である。
【００６４】
例えば、はんだ入り熱硬化性接着剤は、常温において、液体状またはペースト状でなくてもよく、固体状、例えばシート状であってもよい。その場合、スクリーン印刷装置ではなく、シート状の熱硬化性接着剤を基板の電極上に配置する装置が使用される。
【００６５】
また、リフロー装置に代って、基板を収容可能な密閉チャンバーを備え、その密閉チャンバー内の温度を調整可能な加熱装置（加熱炉）を使用することも可能である。
【００６６】
すなわち、本発明は、はんだ入り熱硬化性接着剤内のはんだを溶融し、次に、減圧雰囲気であって熱硬化性樹脂の熱硬化温度より低い温度の条件下で熱処理して溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤を揮発させ、そして、熱硬化性樹脂の熱硬化温度より高く且つはんだの融点より低い温度の条件下で熱処理できる装置（または複数の装置）であれば、実施可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、電子部品と基板に限らず、はんだと、はんだの融点より熱硬化温度が低い熱硬化性樹脂と、溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤とを少なくとも含有するはんだ入り熱硬化性接着剤を使用するものであれば、適用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１０ 基板
１２ 電極
１４ はんだ入り熱硬化性接着剤
１６ 電子部品
１８ 電極（端子）
２０ はんだ
２２ 熱硬化性樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
はんだと、はんだの融点より熱硬化温度が低い熱硬化性樹脂と、溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤とを少なくとも含有するはんだ入り熱硬化性接着剤を介在して基板の電極上に電子部品の電極を配置する電子部品配置工程と、
大気圧雰囲気であって前記融点より高い温度の条件下ではんだを溶融して電子部品の電極と基板の電極とをはんだ接合する第１の熱処理工程と、
第１の熱処理工程によって仮接合された電子部品と基板を減圧雰囲気であって前記熱硬化温度より低い温度の条件下で加熱する第２の熱処理工程と、
第２の熱処理工程の後、第２の熱処理工程の圧力より高い圧力の雰囲気であって前記熱硬化温度より高く且つ前記融点より低い温度の条件下で熱硬化性樹脂を熱硬化させる第３の熱処理工程とを含む電子部品の接続方法。
【請求項２】
同一の密閉チャンバー内において、第２および第３の熱処理工程が連続して実行される請求項１に記載の電子部品の接続方法。
【請求項３】
第２の熱処理工程が終了するまでは熱硬化性樹脂を硬化させない請求項１または２に記載の電子部品の接続方法。
【請求項４】
第１の熱処理工程の温度条件および実行時間は、第１の熱処理工程での熱硬化性樹脂の熱硬化を抑制できるように設定されている請求項１または２に記載の電子部品の接続方法。
【請求項１】
はんだと、はんだの融点より熱硬化温度が低い熱硬化性樹脂と、溶融はんだの濡れ性を向上させる活性剤とを少なくとも含有するはんだ入り熱硬化性接着剤を介在して基板の電極上に電子部品の電極を配置する電子部品配置工程と、
大気圧雰囲気であって前記融点より高い温度の条件下ではんだを溶融して電子部品の電極と基板の電極とをはんだ接合する第１の熱処理工程と、
第１の熱処理工程によって仮接合された電子部品と基板を減圧雰囲気であって前記熱硬化温度より低い温度の条件下で加熱する第２の熱処理工程と、
第２の熱処理工程の後、第２の熱処理工程の圧力より高い圧力の雰囲気であって前記熱硬化温度より高く且つ前記融点より低い温度の条件下で熱硬化性樹脂を熱硬化させる第３の熱処理工程とを含む電子部品の接続方法。
【請求項２】
同一の密閉チャンバー内において、第２および第３の熱処理工程が連続して実行される請求項１に記載の電子部品の接続方法。
【請求項３】
第２の熱処理工程が終了するまでは熱硬化性樹脂を硬化させない請求項１または２に記載の電子部品の接続方法。
【請求項４】
第１の熱処理工程の温度条件および実行時間は、第１の熱処理工程での熱硬化性樹脂の熱硬化を抑制できるように設定されている請求項１または２に記載の電子部品の接続方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１０９４５４（Ｐ２０１２−１０９４５４Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５８０６９（Ｐ２０１０−２５８０６９）
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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