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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023092710
(43)【公開日】2023-07-04
(54)【発明の名称】接続構造体及び接続構造体の製造方法
(51)【国際特許分類】
H05K 1/18 20060101AFI20230627BHJP
B23K 35/26 20060101ALN20230627BHJP
C22C 12/00 20060101ALN20230627BHJP
【ＦＩ】
H05K1/18 J
H05K1/18 U
B23K35/26 310C
C22C12/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021207886
(22)【出願日】2021-12-22
(71)【出願人】
【識別番号】000108410
【氏名又は名称】デクセリアルズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100113424
【弁理士】
【氏名又は名称】野口 信博
(74)【代理人】
【識別番号】100185845
【弁理士】
【氏名又は名称】穂谷野 聡
(72)【発明者】
【氏名】奥宮 秀昭
(72)【発明者】
【氏名】林 直樹
(72)【発明者】
【氏名】青木 和久
(72)【発明者】
【氏名】柄木田 充宏
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 大祐
【テーマコード（参考）】
5E336
【Ｆターム（参考）】
5E336AA04
5E336BB12
5E336BB15
5E336BB17
5E336BB18
5E336CC31
5E336CC55
5E336CC57
5E336DD12
5E336EE01
5E336GG05
(57)【要約】
【課題】接合強度の低下を抑制することができ、抵抗値の上昇を抑制することができる接続構造体及び接続構造体の製造方法を提供する。
【解決手段】第１の端子列を有する表面実装部品２と、第１の端子列に対応する第２の端子列を有する配線基板３と、第１の端子列と前記第２の端子列とを前記半田粒子により接合する接着層４とを備え、接着層４の平面Ｘ線撮影において、第１の端子列と第２の端子列との半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％である。
【選択図】図２
【解決手段】第１の端子列を有する表面実装部品２と、第１の端子列に対応する第２の端子列を有する配線基板３と、第１の端子列と前記第２の端子列とを前記半田粒子により接合する接着層４とを備え、接着層４の平面Ｘ線撮影において、第１の端子列と第２の端子列との半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の端子列を有する表面実装部品と、
前記第１の端子列に対応する第２の端子列を有する配線基板と、
前記第１の端子列と前記第２の端子列とを半田粒子により接合する接着層とを備え、
前記接着層の平面Ｘ線撮影において、前記第１の端子列と前記第２の端子列との半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％である接続構造体。
前記第１の端子列に対応する第２の端子列を有する配線基板と、
前記第１の端子列と前記第２の端子列とを半田粒子により接合する接着層とを備え、
前記接着層の平面Ｘ線撮影において、前記第１の端子列と前記第２の端子列との半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％である接続構造体。
【請求項2】
前記半田粒子が、Ｂｉ系である請求項１記載の接続構造体。
【請求項3】
前記表面実装部品が、コネクタである請求項１又は２記載の接続構造体。
【請求項4】
半田粒子を含有する導電性接着剤を介して、配線基板上に表面実装部品を配置する配置工程と、
前記半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、前記表面実装部品と前記配線基板との間に接着層を形成するとともに、前記表面実装部品の第１の端子列と前記配線基板の第２の端子列とを前記半田粒子により接合させる接合工程とを有し、
前記接着層の平面Ｘ線撮影において、前記第１の端子列と前記第２の端子列との半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％である接続構造体の製造方法。
前記半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、前記表面実装部品と前記配線基板との間に接着層を形成するとともに、前記表面実装部品の第１の端子列と前記配線基板の第２の端子列とを前記半田粒子により接合させる接合工程とを有し、
前記接着層の平面Ｘ線撮影において、前記第１の端子列と前記第２の端子列との半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％である接続構造体の製造方法。
【請求項5】
半田粒子と、フラックス化合物とを含有する導電性接着剤を介して、配線基板上に表面実装部品を配置する配置工程と、
前記半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、前記表面実装部品と前記配線基板との間に接着層を形成するとともに、前記表面実装部品の第１の端子列と前記配線基板の第２の端子列とを前記半田粒子により接合させる接合工程とを有し、
前記フラックス化合物１ｗｔ％に対する１０００μｍ３中の前記半田粒子の総表面積の比が、２０～２００である接続構造体の製造方法。
前記半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、前記表面実装部品と前記配線基板との間に接着層を形成するとともに、前記表面実装部品の第１の端子列と前記配線基板の第２の端子列とを前記半田粒子により接合させる接合工程とを有し、
前記フラックス化合物１ｗｔ％に対する１０００μｍ３中の前記半田粒子の総表面積の比が、２０～２００である接続構造体の製造方法。
【請求項6】
前記フラックス化合物が、グルタル酸である請求項４又は５記載の接続構造体の製造方法。
【請求項7】
前記半田粒子が、Ｂｉ系である請求項４乃至６のいずれか１項に記載の接続構造体の製造方法。
【請求項8】
前記表面実装部品が、コネクタである請求項４乃至７のいずれか１項に接続構造体の製造方法。
【請求項9】
前記導電性接着剤が、フィルム形状である請求項４乃至８のいずれか１項に接続構造体の製造方法。
【請求項10】
半田粒子と、フラックス化合物とを含有し、
前記フラックス化合物１ｗｔ％に対する１０００μｍ３中の前記半田粒子の総表面積の比が、２０～２００である導電性接着剤。
前記フラックス化合物１ｗｔ％に対する１０００μｍ３中の前記半田粒子の総表面積の比が、２０～２００である導電性接着剤。
【請求項11】
前記フラックス化合物が、グルタル酸である請求項１０記載の導電性接着剤。
【請求項12】
前記半田粒子が、Ｂｉ系である請求項１０又は１１記載の導電性接着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本技術は、表面実装部品を実装した接続構造体及び接続構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
リジッド基板やフレキシブル基板への表面実装部品（ＳＭＤ：Surface Mount Device）の実装は、一般的に半田ペーストを基板に印刷し、その上に表面実装部品をマウンター搭載して、その後リフロー工程を用いて実装を行っている。
【0003】
一般的な半田ペーストは、ペースト内の半田自体の絶対量が多く、ファインピッチ接続に対しては半田ブリッジが発生するため限界があった。そこで、ファインピッチに対応するにあたり、配線間に残る半田を少なくするため、半田含有量を下げ、更に半田の自己凝集性能を利用したファインピッチ対応の半田含有の異方性導電接着材が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【0004】
また、特許文献３には、ファインピッチ接続での絶縁性を確保するため、半田の自己凝集性能を利用し、低粘度のペースト状バインダーを用いることで半田の動きを活発化させて自己凝集性能を高め、半田接続部以外の半田残渣をなくして絶縁性を確保することが記載されている。
【0005】
また、特許文献４には、樹脂接着剤における高温高湿条件での信頼性を高めるために、無機フィラー等の添加を行うことが記載されている。しかしながら、無機フィラーを添加した場合、フィラー自体が半田同士の接続を物理的に妨げ、半田の自己凝集性能を低下させるため、半田接続させたい端子上での半田接続を阻害させることがあり、接合強度の低下及び抵抗値の上昇が起こることがあった。特に特許文献４の技術のようにフィラーが高充填されている配合系の場合には、接合強度の低下及び抵抗値の上昇が顕著であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１７－０４１４４２号公報
【特許文献2】特開２０１６－２１９８０８号公報
【特許文献3】国際公開第２０１５／１２５７７８号
【特許文献4】国際公開第２０１７／０３３９３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本技術は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、接合強度の低下及び抵抗値の上昇を抑制することができる接続構造体及び接続構造体の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本技術に係る接続構造体は、第１の端子列を有する表面実装部品と、前記第１の端子列に対応する第２の端子列を有する配線基板と、前記第１の端子列と前記第２の端子列とを半田粒子により接合する接着層とを備え、前記接着層の平面Ｘ線撮影において、前記第１の端子列と前記第２の端子列との半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％である。
【0009】
本技術に係る接続構造体の製造方法は、半田粒子を含有する導電接着剤を介して、配線基板上に表面実装部品を配置する配置工程と、前記半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、前記表面実装部品と前記配線基板との間に接着層を形成するとともに、前記表面実装部品の第１の端子列と前記配線基板の第２の端子列とを前記半田粒子により接合させる接合工程とを有し、前記接着層の平面Ｘ線撮影において、前記第１の端子列と前記第２の端子列との半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％である。
【0010】
本技術に係る接続構造体の製造方法は、半田粒子とフラックス化合物とを含有する導電接着剤を介して、配線基板上に表面実装部品を配置する配置工程と、前記半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、前記表面実装部品と前記配線基板との間に接着層を形成するとともに、前記表面実装部品の第１の端子列と前記配線基板の第２の端子列とを前記半田粒子により接合させる接合工程とを有し、前記フラックス化合物１ｗｔ％に対する１０００μｍ３中の前記半田粒子の総表面積の比が、２０～２００である。
【0011】
本技術に係る半田粒子含有接着剤は、半田粒子とフラックス化合物とを含有し、前記フラックス化合物１ｗｔ％に対する１０００μｍ３中の前記半田粒子の総表面積の比が、２０～２００である。
【発明の効果】
【0012】
本技術によれば、半田残渣が半田接続部外に適度に残るため、接合強度の低下及び抵抗値の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
１．接続構造体
２．接続構造体の製造方法
３．導電性接着剤
４．実施例
１．接続構造体
２．接続構造体の製造方法
３．導電性接着剤
４．実施例
【0015】
＜１．接続構造体＞
本実施の形態に係る接続構造体は、第１の端子列を有する表面実装部品と、第１の端子列に対応する第２の端子列を有する配線基板と、第１の端子列と第２の端子列とを半田粒子により接合する接着層とを備え、接着層の平面Ｘ線撮影において、第１の端子列と第２の端子列との半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％である。半田残渣を半田接続部外に適度に残すことにより、耐透湿性能及び機械的強度が向上し、接合強度の低下及び抵抗値の上昇を抑制することができる。ここで、接続構造体とは、二つの材料または部材が電気的に接続されたものをいう。また、接合とは、二つの材料または部材をつなぎ合わせることをいう。
本実施の形態に係る接続構造体は、第１の端子列を有する表面実装部品と、第１の端子列に対応する第２の端子列を有する配線基板と、第１の端子列と第２の端子列とを半田粒子により接合する接着層とを備え、接着層の平面Ｘ線撮影において、第１の端子列と第２の端子列との半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％である。半田残渣を半田接続部外に適度に残すことにより、耐透湿性能及び機械的強度が向上し、接合強度の低下及び抵抗値の上昇を抑制することができる。ここで、接続構造体とは、二つの材料または部材が電気的に接続されたものをいう。また、接合とは、二つの材料または部材をつなぎ合わせることをいう。
【0016】
表面実装部品としては、半田リフローにより接合可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、コネクタ、ＩＣ（Integrated Circuit）やＬＳＩ（Large Scale Integration）のパッケージ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、スイッチなどが挙げられる。これらの中でも、長手方向に複数のピンを有する樹脂成型されたアスペクト比の大きなコネクタは、接続部に大きなストレスが掛かりやすいものの、本技術を適用することにより、ストレスを緩和し、接続抵抗値の上昇を抑えることができる。
【0017】
以下では、表面実装部品の具体例として、垂直嵌合タイプのコネクタを用いて接続構造体について詳細に説明する。コネクタは、嵌合部を有する主に樹脂成型品であり、例えば、樹脂成形物に電極が長手方向に複数並び、短手方向に突き出ている表面実装型のリードアレイを構成するものであっても、突き出ていないもの（フリップチップ型のコネクタ）であってよい。
【0018】
図１は、垂直嵌合タイプのコネクタにおけるプラグとレセプタクルとの短手方向の一例を示す断面図である。図１に示すコネクタの一例は、レセプタクル端子１１Ａ、１１Ｂが絶縁樹脂により固定されたレセプタクル１と、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂが絶縁樹脂により固定されたプラグ２から構成される。また、レセプタクル１の長手方向には、レセプタクル端子１１Ａ、１１Ｂが、所定のピッチで形成され、プラグ２の長手方向には、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂが、所定のピッチで形成される。
【0019】
図２は、コネクタのプラグと配線基板とを接続させた接続構造体の長手方向を模式的に示す断面図であり、図３は、コネクタのプラグと配線基板とを接続させた接続構造体の短手方向を模式的に示す断面図である。すなわち、図２に示す長手方向の断面は、図３に示す短手方向の断面に対して垂直方向のＹ断面であり、図４に示す短手方向の断面は、図２に示す長手方向の断面に対して垂直方向のＸ断面である。
【0020】
図２及び図３に示すように、接続構造体は、第１の端子列としてのプラグ端子２１Ａ、２１Ｂを有するプラグ２と、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂに対応する第２の端子列としての基板端子３１Ａ、３１Ｂを有する配線基板３と、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂと基板端子３１Ａ、３１Ｂとを半田４１により接合する接着層４とを備える。
【0021】
プラグ２は、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂと、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂに連続する導電金属が折り曲げられた接続ピン２２Ａ、２２Ｂと、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂ及び接続ピン２２Ａ、２２Ｂを固定する絶縁樹脂２３とを備える。
【0022】
絶縁樹脂２３は、例えばポリアミド、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）などからなり、例えば樹脂成形により、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂ及び接続ピン２２Ａ、２２Ｂを固定する。また、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂの端部には、それぞれリードが形成され、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂは、表面実装型のリードアレイを構成する。
【0023】
プラグ端子２１Ａ、２１Ｂ及び基板端子３１Ａ、３１Ｂにおける隣接端子間距離（スペース間距離）の最小値の上限は、好ましくは０．８ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２ｍｍ以下である。また、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂ及び基板端子３１Ａ、３１Ｂにおける隣接端子間の距離の最小値の下限は、好ましくは５０μｍ以上、より好ましくは６０μｍ以上、さらに好ましくは７０μｍ以上である。これ以下となるとショート発生のリスクが高くなる。また、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂの表面は、金メッキされていることが好ましい。
【0024】
配線基板３は、基材上にプラグ端子２１Ａ、２１Ｂに対応する基板端子３１Ａ、３１Ｂを備える。配線基板３は、所謂プリント配線板（ＰＷＢ）として広義に定義できるものであればよく、リジット基板であっても、フレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuits）であってもよい。基材種類による基板例としては、例えば、ガラス基板、セラミック基板、プラスチック基板などが挙げられる。
【0025】
基板端子３１Ａ、３１Ｂの隣接端子間には、ソルダーレジストに用いられる短絡防止の加工（壁や溝など）が形成されていないことが経済性の観点から好ましい。例えば、基板端子３１Ａ、３１Ｂの隣接端子間のスペース部の高さの上限は、好ましくは基板端子３１Ａ、３１Ｂの高さの１００μｍ以下、より好ましくは３５μｍ以下、さらに好ましくは１２μｍ以下である。また、基板端子３１Ａ、３１Ｂの隣接端子間の端子からの高さの下限は、基板端子３１Ａ、３１Ｂの高さと同じ（端子間が水平で基板面と同一であり、端子の隆起がない状態、基板の接続面がフラットな状態）であってもよく、基板に設けられた基板端子３１Ａ、３１Ｂが基板平面より突出していてもよい。また、基板端子３１Ａ、３１Ｂの表面は、金メッキされていることが好ましい。
【0026】
接着層４は、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂと基板端子３１Ａ、３１Ｂとを接合する半田４１と、半田粒子４２とを備える。接着層４は、後述する導電性接着剤が硬化したものであり、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂと基板端子３１Ａ、３１Ｂとを半田４１により接合するとともに、プラグ２と配線基板３との間に導電性接着剤のバインダーが充填されてなる。一つの基板端子３１Ａ、３１Ｂ内には、複数の半田接合箇所が存在してもよく、複数の半田接合箇所以外は、バインダーによる接着箇所が存在してもよい。なお、プラグ端子２１Ａ、２１Ｂと基板端子３１Ａ、３１Ｂとの電極同士が直接接触し、バインダーがこれを保持してもよい。また、電極同士で接続している近傍の半田粒子が、これを補助するように働いてもよい。半田粒子は、電極間に挟持されていてもよく、電極間が直接接続した後に、その周辺に存在する半田粒子が溶融し、接合に寄与してもよい。
【0027】
図４は、配線基板上面からのＸ線撮影写真を模式的に示す図である。図４に示すように、配線基板３上面からＸ線撮影を行うと、基板端子３１Ａ、３１Ｂ及び半田粒子４２が投影される。接着層４の半田残存面積は、接着層４の面積から基板端子３１Ａ、３１Ｂの面積を減算したバインダー面積に対する半田の投影面積の割合（％）として算出することができる。半田の投影面積は、半田粒子４２及び半田が凝集した凝集体４３を含むものであり、Ｘ線撮影画像から画像解析ソフトを用いて計測してもよい。
【0028】
後述するようにフラックス化合物の量を調整することにより、半田粒子表面の酸化膜を残して半田の自己凝集を抑制し、半田残渣を半田接続部（基板端子３１Ａ、３１Ｂ）外に残し易くすることができる。一方、フラックス化合物の量を調整することにより、半田粒子表面の酸化膜を除去し、半田を自己凝集させて半田接続部（基板端子３１Ａ、３１Ｂ）に吸い取らせ、半田残渣を半田接続部（基板端子３１Ａ、３１Ｂ）外に残り難くすることができる。
【0029】
本実施の形態に係る接続構造体は、半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％である。このように半田残渣を半田接続部外に適度に残すことにより、耐透湿性能及び機械的強度が向上し、接合強度の低下及び抵抗値の上昇を抑制することができる。また、本実施の形態に係る接続構造体は、ＢＧＡ（Ball grid array）などで広く使われている半田粒子により接続されており、接続信頼性が高いため、センサー機器、車載用機器、ＩｏＴ（Internet of Things）機器など、多くの用途に適用することができる。
【0030】
＜２．接続構造体の製造方法＞
本実施の形態に係る接続構造体の製造方法は、半田粒子を含有する導電性接着剤を介して、配線基板上に表面実装部品を配置する配置工程と、半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、表面実装部品と配線基板との間に接着層を形成するとともに、表面実装部品の第１の端子列と配線基板の第２の端子列とを半田粒子により接合させる接合工程とを有する。そして、接着層の平面Ｘ線撮影において、第１の端子列と第２の端子列との半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％であることにより、耐透湿性能及び機械的強度が向上し、接合強度の低下及び抵抗値の上昇を抑制することができる。
本実施の形態に係る接続構造体の製造方法は、半田粒子を含有する導電性接着剤を介して、配線基板上に表面実装部品を配置する配置工程と、半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、表面実装部品と配線基板との間に接着層を形成するとともに、表面実装部品の第１の端子列と配線基板の第２の端子列とを半田粒子により接合させる接合工程とを有する。そして、接着層の平面Ｘ線撮影において、第１の端子列と第２の端子列との半田接続部以外の半田の投影面積が５～４２％であることにより、耐透湿性能及び機械的強度が向上し、接合強度の低下及び抵抗値の上昇を抑制することができる。
【0031】
また、本実施の形態に係る接続構造体の製造方法は、半田粒子と、フラックス化合物とを含有する導電性接着剤を介して、配線基板上に表面実装部品を配置する配置工程と、半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、表面実装部品と配線基板との間に接着層を形成するとともに、表面実装部品の第１の端子列と配線基板の第２の端子列とを半田粒子により接合させる接合工程とを有する。そして、フラックス化合物１ｗｔ％に対する１０００μｍ３中の半田粒子の総表面積の比（ＨＦ比）が、２０～２００であることにより、フラックス化合物による酸化膜除去が適度に抑制され、半田が適度に残り易くなり、半田残存面積を適度な範囲とすることができる。ＨＦ比が２０未満になると、フラックスによる酸化膜除去が進み、半田粒子の自己凝集が起こり、端子列に吸い取られ、半田残存面積が小さくなる傾向にある。ＨＦ比が２００を超えると、フラックスによる酸化膜除去が進まず、半田粒子の自己凝集が抑制され、半田残存面積が大きくなるが、酸化膜の影響により、抵抗値が上昇してしまう傾向にある。
【0032】
フラックス化合物１ｗｔ％に対する１０００μｍ３中の半田粒子の総表面積の比（ＨＦ比）は、下記式で表すことができる。
半田表面積／フラックス量比（ＨＦ比）＝１０００μｍ３の半田粒子の総表面積／バインダー中のフラックス配合量（ｗｔ％）
半田表面積／フラックス量比（ＨＦ比）＝１０００μｍ３の半田粒子の総表面積／バインダー中のフラックス配合量（ｗｔ％）
【0033】
ＨＦ比は、換言すれば、フラックス化合物の単位量当たりの半田表面積である。すなわち、ＨＦ比が大きくなると、半田表面積に対してフラックス化合物の量が小さくなり、半田表層の酸化膜の除去が進まず、酸化膜の影響により半田粒子が残り易くなるが、ＨＦ比が小さくなると、半田表面積に対してフラックス化合物の量が大きくなり、フラックスによる酸化膜除去が進み、半田粒子は残り難くなる。
【0034】
［配置工程］
配置工程では、半田粒子とフラックス化合物とを含有する導電性接着剤を介して、配線基板上に表面実装部品を配置する。例えば、ツールを用いて表面実装部品の第１の端子列と配線基板の第２の端子列とを位置合わせし、導電性接着剤上に表面実装部品を搭載する。ツールは、一般的にはマウンターのツールとなるが、加熱型ピックアップツールであることが好ましく、表面実装部品を吸着する吸着機構を備えることが好ましい。また、導電性接着剤は、ペースト状であってもフィルム状であってもよい。ペースト状のものを表面実装部品の搭載時にフィルム状に近い形態としてもよい。
配置工程では、半田粒子とフラックス化合物とを含有する導電性接着剤を介して、配線基板上に表面実装部品を配置する。例えば、ツールを用いて表面実装部品の第１の端子列と配線基板の第２の端子列とを位置合わせし、導電性接着剤上に表面実装部品を搭載する。ツールは、一般的にはマウンターのツールとなるが、加熱型ピックアップツールであることが好ましく、表面実装部品を吸着する吸着機構を備えることが好ましい。また、導電性接着剤は、ペースト状であってもフィルム状であってもよい。ペースト状のものを表面実装部品の搭載時にフィルム状に近い形態としてもよい。
【0035】
また、配置工程では、ツールにて表面実装部品側から押圧する仮圧着であることが好ましい。仮圧着条件としては、好ましくは２．０ＭＰａ以下、より好ましくは１．５ＭＰａ以下、さらに好ましくは１．０ＭＰａ以下である。
【0036】
表面実装部品を押圧した場合、半田粒子の平均粒径に対する導電性接着剤の厚みの比の上限は、好ましくは３．０以下、より好ましくは２．０以下、さらに好ましくは１．５以下である。表面実装部品の第１の端子列と配線基板の第２の端子列との距離を半田粒子径の近傍まで導電性接着剤を押し込むことにより、基板と部品を密着させ、接着性を高めることができる。
【0037】
［接合工程］
接合工程では、半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、導電性接着剤を硬化させ、表面実装部品と配線基板との間に接着層を形成するとともに、表面実装部品の第１の端子列と配線基板の第２の端子列とを半田粒子により接合させる。
接合工程では、半田粒子の融点以上に設定されたリフロー炉を用いて、導電性接着剤を硬化させ、表面実装部品と配線基板との間に接着層を形成するとともに、表面実装部品の第１の端子列と配線基板の第２の端子列とを半田粒子により接合させる。
【0038】
リフロー炉は、機械的な加圧をせずに無荷重で加熱接合させることができるため、表面実装部品及び配線基板のダメージを抑制することができる。
【0039】
リフロー炉としては、大気圧リフロー、真空リフロー、大気圧オーブン、オートクレーブ（加圧オーブン）などが挙げられ、これらの中でも、接合部に内包する気泡を排除することができる真空リフロー、オートクレーブなどを用いることが好ましい。
【0040】
リフロー炉におけるピーク温度（最高到達温度）の下限は、半田粒子が溶融する温度以上であって、導電性接着剤が硬化を始める温度以上であれば良く、好ましくは１５０℃以上、より好ましくは１８０℃以上、さらに好ましくは２００℃以上である。また、リフロー炉におけるピーク温度の上限は、３００℃以下、より好ましくは２９０℃以下、さらに好ましくは２８０℃以下である。
【0041】
リフロー炉では、加熱により導電性接着剤が溶融し、半田融点以上である本加熱により電極間に挟持された半田粒子がバインダー流動などで移動・凝集して溶融し、半田が電極に濡れ広がり、冷却により表面実装部品の第１の端子列と配線基板の第２の端子列とが接合される。リフローは、昇温工程と降温工程のほか、一定温度に維持する工程（キープ工程）を含んでいてもよい。最も高温となるピーク工程があってもよく、昇温もしくは降温の途中でピーク工程を含んでいてもよい。昇温工程は、バインダーを溶融させる工程（例えば１２０℃まで）と、半田粒子が溶融し塗れ広がる工程（例えば１２０～１７５℃）の２段階となっていてもよい。そのため昇温速度は一例として１０～１２０℃／ｍｉｎでもよく、２０～１００℃／ｍｉｎでもよい。キープ工程（例えば１７５～１８０℃）の維持時間は、バインダーを硬化させる工程ともなる。この温度は、一例として温度１６０～２３０℃であり、５～１０℃程度の差があってもよく、ピーク温度と同じでもよい。この時間は適宜選択でき、例えば０．５ｍｉｎ以上や０．７５ｍｉｎ以上であり、長すぎると製造効率が悪化するので、例えば５ｍｉｎ以下や３ｍｉｎ以下である。
【0042】
例えば、導電性接着剤のバインダーが熱硬化性である場合、リフロー工程の昇温・維持・降温と、バインダーの熱硬化性の挙動を合わせることにより、リフロー工程における樹脂溶融、端子間での半田粒子の挟持、半田溶融・樹脂硬化を最適化することができる。バインダーの熱硬化性の挙動は、ＤＳＣ測定やレオメーターによる粘度測定により知ることができる。
【0043】
本実施の形態に係る接続構造体の製造方法によれば、フラックス化合物が所定量配合されているため、酸化膜除去が適度に抑制され、半田が適度に残り易くなるため、半田残存面積を適度な範囲とすることができる。また、半田残存面積が適度な範囲であることにより、耐透湿性能及び機械的強度が向上し、接合強度の低下及び抵抗値の上昇を抑制することができる。
【0044】
＜３．導電性接着剤＞
本実施の形態に係る導電性接着剤は、半田粒子と、フラックス化合物とを含有し、フラックス化合物１ｗｔ％に対する１０００μｍ３中の半田粒子の総表面積の比が、２０～２００である。これにより、フラックス化合物による酸化膜除去が適度に抑制され、半田が適度に残り易くなるため、半田残存面積を適度な範囲とすることができる。
本実施の形態に係る導電性接着剤は、半田粒子と、フラックス化合物とを含有し、フラックス化合物１ｗｔ％に対する１０００μｍ３中の半田粒子の総表面積の比が、２０～２００である。これにより、フラックス化合物による酸化膜除去が適度に抑制され、半田が適度に残り易くなるため、半田残存面積を適度な範囲とすることができる。
【0045】
導電性接着剤は、フィルム状、又はペースト状のいずれであってもよい。また、ペーストを接続時にフィルム状にしても、部品を搭載することでフィルムに近い形態としてもよい。ペースト状の場合、基板上に所定量を均一に塗布することができればよく、例えば、ディスペンス、スタンピング、スクリーン印刷等の塗布方法を用いることができ、必要に応じて乾燥させてもよい。フィルム状の場合、フィルム厚により接合材料（例えば、異方性導電接合材料）の量を均一化することができるだけでなく、取り扱い易いので作業効率を高くすることができる。
【0046】
導電性接着剤がフィルム状である場合、半田粒子の平均粒径に対する導電性接着剤の厚みの比の下限は、好ましくは０．６以上、より好ましくは０．８以上、さらに好ましくは０．９以上である。導電性接着剤の厚みに対する半田粒子の平均粒径の比が大きい場合、前述の配置工程において、半田粒子の電極間への挟持が容易になるが、フィルムにした場合に取り扱い性の難易度が高くなる虞がある。
【0047】
また、半田粒子の平均粒径に対する導電性接着剤の厚みの比の上限は、好ましくは３．０以下、より好ましくは２．０以下、さらに好ましくは１．５以下である。
【0048】
フィルム厚みは、１μｍ以下、好ましくは０．１μｍ以下を測定できる公知のマイクロメータやデジタルシックネスゲージ（例えば、株式会社ミツトヨ：ＭＤＥ－２５Ｍ、最小表示量０．０００１ｍｍ）を用いて測定することができる。フィルム厚みは、１０箇所以上を測定し、平均して求めればよい。但し、粒子径よりもフィルム厚みが薄い場合には、接触式の厚み測定器は適さないので、レーザー変位計（例えば、株式会社キーエンス、分光干渉変位タイプＳＩ－Ｔシリーズなど）を用いることが好ましい。ここで、フィルム厚みとは、バインダー樹脂層のみの厚みであり、粒子径は含まない。
【0049】
導電性接着剤のバインダーは、熱硬化性であっても、熱可塑性であってもよいが、リフロー工程による温度制御により溶融・硬化可能な熱硬化性であることが好ましい。以下では、熱硬化性バインダー（絶縁性バインダー）について説明する。
【0050】
［熱硬化型バインダー］
熱硬化性バインダーは、発熱ピーク温度が、半田粒子の融点よりも高いことが好ましく、半田粒子の融点よりも低い溶融温度を有するものであることが好ましい。ここで、発熱ピーク温度は、回転式レオメーター（サーモフィッシャー社製）を用い、測定圧力１Ｎ温度範囲３０～２００℃、昇温速度１０℃／分、測定周波数１Ｈｚ、測定プレート直径８ｍｍの条件で測定することができる。これにより、加熱により熱硬化性バインダーが溶融し、半田粒子が端子間に挟持された状態で半田が溶融するため、ファインピッチの電極を備える電子部品を接合させることができる。
熱硬化性バインダーは、発熱ピーク温度が、半田粒子の融点よりも高いことが好ましく、半田粒子の融点よりも低い溶融温度を有するものであることが好ましい。ここで、発熱ピーク温度は、回転式レオメーター（サーモフィッシャー社製）を用い、測定圧力１Ｎ温度範囲３０～２００℃、昇温速度１０℃／分、測定周波数１Ｈｚ、測定プレート直径８ｍｍの条件で測定することができる。これにより、加熱により熱硬化性バインダーが溶融し、半田粒子が端子間に挟持された状態で半田が溶融するため、ファインピッチの電極を備える電子部品を接合させることができる。
【0051】
熱硬化型バインダーとしては、（メタ）アクリレート化合物と熱ラジカル重合開始剤とを含む熱ラジカル重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱カチオン重合開始剤とを含む熱カチオン重合型樹脂組成物、エポキシ化合物と熱アニオン重合開始剤とを含む熱アニオン重合型樹脂組成物などが挙げられる。また、公知の粘着剤組成物を用いてもよい。なお、（メタ）アクリルモノマーとは、アクリルモノマー、及びメタクリルモノマーのいずれも含む意味である。
【0052】
以下では、具体例として、固形エポキシ樹脂と、液状エポキシ樹脂と、エポキシ樹脂硬化剤とを含有する熱アニオン重合型樹脂組成物を例に挙げて説明する。
【0053】
固形エポキシ樹脂は、常温で固形であり、分子内に１つ以上のエポキシ基を有するエポキシ樹脂であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂等であってもよい。これにより、フィルム形状を維持することができる。なお、常温とは、ＪＩＳ Ｚ ８７０３で規定する２０℃±１５℃（５℃～３５℃）の範囲である。
【0054】
液状エポキシ樹脂は、常温で液状であれば、特に限定されるものではなく、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等であってもよく、ウレタン変性のエポキシ樹脂であっても構わない。
【0055】
液状エポキシ樹脂の配合量は、固形エポキシ樹脂１００質量部に対し、好ましくは１６０質量部以下、より好ましくは１００質量部以下、さらに好ましくは７０質量部以下である。液状エポキシ樹脂の配合量が多くなると、フィルム形状を維持することが困難となる。また、液状エポキシ樹脂の配合量が多くなると、熱硬化後の硬化物性が一般的に高架橋密度による高弾性となるため、ストレス緩和能力が小さくなる。
【0056】
エポキシ樹脂硬化剤は、熱で硬化が開始する熱硬化剤であれば、特に限定されるものではなく、例えば、アミン、イミダゾール等のアニオン系硬化剤、スルホニウム塩等のカチオン系硬化剤が挙げられる。また、硬化剤は、フィルム化させる際に使用される溶剤に対して耐性が得られるようにマイクロカプセル化されていてもよい。
【0057】
［半田粒子］
半田粒子は、例えばＪＩＳ Ｚ ３２８２－１９９９に規定されている、Ｓｎ－Ｐｂ系、Ｐｂ－Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｂｉ系、Ｂｉ－Ｓｎ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｉｎ系、Ｓｎ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ａｇ系、Ｐｂ－Ａｇ系などから、電極材料や接続条件などに応じて適宜選択することができる。Ｂｉ系の半田は、靭性の低い合金であるため、半田の金属結合部におけるクラック発生などの懸念があるものの、本技術を適用することにより、ストレスを緩和し、半田の金属結合部におけるクラック発生を抑制し、接続抵抗値の上昇を抑えることができる。
半田粒子は、例えばＪＩＳ Ｚ ３２８２－１９９９に規定されている、Ｓｎ－Ｐｂ系、Ｐｂ－Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｂｉ系、Ｂｉ－Ｓｎ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｉｎ系、Ｓｎ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ａｇ系、Ｐｂ－Ａｇ系などから、電極材料や接続条件などに応じて適宜選択することができる。Ｂｉ系の半田は、靭性の低い合金であるため、半田の金属結合部におけるクラック発生などの懸念があるものの、本技術を適用することにより、ストレスを緩和し、半田の金属結合部におけるクラック発生を抑制し、接続抵抗値の上昇を抑えることができる。
【0058】
半田粒子の融点の下限は、好ましくは１１０℃以上、より好ましくは１２０℃以上、さらに好ましくは１３０℃以上。半田粒子の融点の上限は、２００℃以下でもよく、好ましくは１８０℃以下、より好ましくは１６０℃以下、さらに好ましくは１５０℃以下である。また、半田粒子は、表面を活性化させる目的でフラックス化合物が直接表面に結合されていても構わない。表面を活性化させることで電極部との金属結合を促進することができる。
【0059】
半田粒子の平均粒径は、表面実装部品の第１の端子列及び配線基板の第２の端子列における端子間距離（スペース間距離）の最小値の０．５倍以下であることが好ましく、０．３倍以下であることがより好ましく、０．２倍以下であることがさらに好ましい。このようなスペース間距離及び半田粒子の平均粒径との関係より、リフロー炉を用いて、表面実装部品の第１の端子列と配線基板の第２の端子列とを接合させることができる。半田粒子の平均粒径が表面実装部品の第１の端子列及び配線基板の第２の端子列における端子間距離の最小値の０．５倍より大きくなると、ショートが発生する可能性が高くなる。
【0060】
半田粒子の平均粒径の下限は、好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上である。これにより、フィルムの塗布厚みを一定にすることができる。半田粒子の平均粒径が０．５μｍより小さいと電極部と良好な半田接合状態を得ることができず、信頼性が悪化する傾向にある。また、半田粒子の平均粒径の上限は、５０μｍ以下であってもよく、３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以下である。
【0061】
平均粒径は、金属顕微鏡、光学顕微鏡、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）等の電子顕微鏡などを用いた観察画像において、例えばＮ＝２０以上、好ましくはＮ＝５０以上、さらに好ましくはＮ＝２００以上で測定した粒子の長軸径の平均値であり、粒子が球形の場合は、粒子の直径の平均値である。また、観察画像を公知の画像解析ソフト（「ＷｉｎＲＯＯＦ」：三谷商事（株）、「Ａ像くん（登録商標）」：旭化成エンジニアリング株式会社など）を用いて計測された測定値、画像型粒度分布測定装置（例として、ＦＰＩＡ－３０００（マルバーン社））を用いて測定した測定値（Ｎ＝１０００以上）であってもよい。観察画像や画像型粒度分布測定装置から求めた平均粒径は、粒子の最大長の平均値とすることができる。なお、導電性接着剤を作製する際には、簡易的にレーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における頻度の累積が５０％になる粒径（Ｄ５０）、算術平均径（体積基準であることが好ましい）などのメーカー値を用いることができる。
【0062】
また、半田粒子の最大径は、平均粒径の２００％以下、好ましくは平均粒径の１５０％以下、より好ましくは平均粒径の１２０％以下とすることができる。半田粒子の最大径が、上記範囲であることにより、半田粒子を電極間に挟持させ、半田粒子の溶融により電極間を接合させることができる。
【0063】
また、複数の半田粒子が凝集した凝集体である場合、凝集体の大きさを前述の半田粒子の平均粒径や最大径と同等にしてもよく、半田粒子の平均粒径や最大径を上述の値より小さくしてもよい。個々の半田粒子の大きさは、前述した画像観察により求めることができる。
【0064】
半田粒子は、バインダー中に分散されていることが好ましく、半田粒子はランダム配置であっても、一定の規則で配置されていても良い。また、半田粒子は、複数個が凝集した凝集体であってもよい。
【0065】
半田粒子の配合量の質量比範囲の下限は、好ましくは３０ｗｔ％以上、より好ましくは４０ｗｔ％以上、さらに好ましくは５０ｗｔ％以上である。また、半田粒子の配合量の体積比範囲の下限は、好ましくは５ｖｏｌ％以上、より好ましくは８ｖｏｌ％以上、さらに好ましくは１２ｖｏｌ％以上である。半田粒子の配合量は、前述の質量比範囲又は体積比範囲を満たすことにより、優れた導通性、放熱性、及び接着性を得ることができる。半田粒子がバインダー中に存在する場合には、体積比を用いてもよく、異方性導電接合材料を製造する場合（半田粒子がバインダーに存在する前）には、質量比を用いてもよい。質量比は、配合物の比重や配合比などから体積比に変換することができる。半田粒子の配合量が少なすぎると優れた導通性、放熱性、及び接着性が得られなくなり、配合量が多すぎると異方性が損なわれ易くなり、優れた導通信頼性が得られ難くなる。
【0066】
［フラックス化合物］
フラックス化合物は、電極表面の異物や酸化膜を取り除いたり、電極表面の酸化を防止したり、溶融半田の表面張力を低下させたりする。フラックス化合物としては、例えば、レブリン酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸等のカルボン酸が挙げられる。これらの中でも、酸化膜の除去に優れるグルタル酸を用いることが好ましい。
フラックス化合物は、電極表面の異物や酸化膜を取り除いたり、電極表面の酸化を防止したり、溶融半田の表面張力を低下させたりする。フラックス化合物としては、例えば、レブリン酸、マレイン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸等のカルボン酸が挙げられる。これらの中でも、酸化膜の除去に優れるグルタル酸を用いることが好ましい。
【0067】
［他の添加剤］
導電性接着剤には、上述したバインダー、半田粒子及びフラックス化合物に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、従来、接着剤として使われている種々の添加剤を配合することができる。添加剤の粒子径は、半田粒子の平均粒子径よりも小さいことが望ましいが、電極間接合を阻害しない大きさであれば特に限定はない。
導電性接着剤には、上述したバインダー、半田粒子及びフラックス化合物に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、従来、接着剤として使われている種々の添加剤を配合することができる。添加剤の粒子径は、半田粒子の平均粒子径よりも小さいことが望ましいが、電極間接合を阻害しない大きさであれば特に限定はない。
【0068】
前述の導電性接着剤は、例えば、絶縁性バインダー、半田粒子及びフラックス化合物を溶剤中で混合し、この混合物を、バーコーターにより、剥離処理フィルム上に所定厚みとなるように塗布した後、乾燥させて溶媒を揮発させることにより得ることができる。また、混合物をバーコーターにより剥離処理フィルム上に塗布した後、加圧により所定厚みとしてもよい。また、半田粒子の分散性を高くするために、溶媒を含んだ状態で高シェアをかけることが好ましい。例えば、公知のバッチ式遊星攪拌装置を用いることができる。また、導電性接着剤の残溶剤量は、好ましくは２％以下、より好ましくは１％以下である。
【0069】
本実施の形態に係る導電性接着剤によれば、フラックス化合物による酸化膜除去が適度に抑制され、半田が適度に残り易くなるため、半田残存面積を適度な範囲とすることができる。また、半田残存面積が適度な範囲であることにより、耐透湿性能及び機械的強度が向上し、接合強度の低下及び抵抗値の上昇を抑制することができる。
【実施例0070】
＜４．実施例＞
本実施例では、半田粒子を含有する導電性フィルムを作製し、導電性フィルムを用いてコネクタを基板に実装した。そして、実装体の接合強度、導通抵抗、及び絶縁抵抗の評価を行った。なお、本技術は、これらの実施例に限定されるものではない。
本実施例では、半田粒子を含有する導電性フィルムを作製し、導電性フィルムを用いてコネクタを基板に実装した。そして、実装体の接合強度、導通抵抗、及び絶縁抵抗の評価を行った。なお、本技術は、これらの実施例に限定されるものではない。
【0071】
［導電性フィルムの作製］
固形エポキシ樹脂（ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、三菱ケミカル（株）、ＪＥＲ４００７Ｐ）を４５質量部、液状エポキシ樹脂（ジシクロペンタジエン骨格エポキシ樹脂、ＡＤＥＫＡ（株）、ＥＰ４０８８Ｌ）を５０質量部、エポキシ樹脂硬化剤（イミダゾール系硬化剤、四国化成工業（株）、キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ－ＰＷ）を５質量部、フラックス化合物（グルタル酸（１，３－プロパンジカルボン酸）、東京化成（株））を１－１０質量部、及び平均粒子径１０μｍ、２０μｍ、３０μｍの半田粒子（ＭＣＰ－１３７、５ＮＰｌｕｓ ｉｎｃ、Ｓｎ－５８Ｂｉ合金、固相線温度１３８℃）を２００質量部配合し、厚み３５μｍの異方性導電フィルムを作製した。
固形エポキシ樹脂（ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、三菱ケミカル（株）、ＪＥＲ４００７Ｐ）を４５質量部、液状エポキシ樹脂（ジシクロペンタジエン骨格エポキシ樹脂、ＡＤＥＫＡ（株）、ＥＰ４０８８Ｌ）を５０質量部、エポキシ樹脂硬化剤（イミダゾール系硬化剤、四国化成工業（株）、キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ－ＰＷ）を５質量部、フラックス化合物（グルタル酸（１，３－プロパンジカルボン酸）、東京化成（株））を１－１０質量部、及び平均粒子径１０μｍ、２０μｍ、３０μｍの半田粒子（ＭＣＰ－１３７、５ＮＰｌｕｓ ｉｎｃ、Ｓｎ－５８Ｂｉ合金、固相線温度１３８℃）を２００質量部配合し、厚み３５μｍの異方性導電フィルムを作製した。
【0072】
上記の導電性フィルムの配合において、フラックス化合物の量と半田粒子径を調整して、以下のファクター（ＨＦ比）を検討した。ＨＦ比が大きくなると、半田表面積に対してフラックス化合物の量が小さくなり、半田表層の酸化膜の除去が進まず、酸化膜の影響により半田粒子が残り易くなるが、ＨＦ比が小さくなると、半田表面積に対してフラックス化合物の量が大きくなり、フラックスによる酸化膜除去が進み、半田粒子は残り難くなる。ここで、半田表面積は平均粒子径で計算し、バインダー比重１．２ｇ／ｃｍ３（フラックス化合物も含む）、半田比重８．７ｇ／ｃｍ３とした。
半田表面積／フラックス量比（ＨＦ比）＝１０００μｍ３の半田粒子の総表面積／バインダー中のフラックス配合量（ｗｔ％）
半田表面積／フラックス量比（ＨＦ比）＝１０００μｍ３の半田粒子の総表面積／バインダー中のフラックス配合量（ｗｔ％）
【0073】
［実装体の作製］
下記コネクタ部品、及び基板を準備し、基板上に導電性フィルムを載せ、プラグコネクタを基板側配線に合わせて搭載し、下記リフロー条件のリフロー工程を通してプラグコネクタを実装した。
コネクタ部品：片側１０ピン（両側２０ピン）、０．３５ｍｍピッチプラグコネクタ、ヒロセ電機(株)、ＢＭ２３ＦＲ０．６－２０ＤＰ－０．３５Ｖ（８９５）
基板：上記プラグコネクタに対応するリジッド基板（デクセリアルズ評価用ガラスエポキシ基板、Ｎｉ－Ａｕメッキ)
リフロー条件：１５０℃～２６０℃－１００ｓｅｃ、ピークトップ２６０℃を設定
下記コネクタ部品、及び基板を準備し、基板上に導電性フィルムを載せ、プラグコネクタを基板側配線に合わせて搭載し、下記リフロー条件のリフロー工程を通してプラグコネクタを実装した。
コネクタ部品：片側１０ピン（両側２０ピン）、０．３５ｍｍピッチプラグコネクタ、ヒロセ電機(株)、ＢＭ２３ＦＲ０．６－２０ＤＰ－０．３５Ｖ（８９５）
基板：上記プラグコネクタに対応するリジッド基板（デクセリアルズ評価用ガラスエポキシ基板、Ｎｉ－Ａｕメッキ)
リフロー条件：１５０℃～２６０℃－１００ｓｅｃ、ピークトップ２６０℃を設定
【0074】
［実装体の半田残存面積割合］
実装体の半田残渣の評価方法として、基板上面からのＸ線撮影において、端子列の半田接続部以外の半田の投影面積を確認し、バインダー中の半田残存面積として算出した。
実装体の半田残渣の評価方法として、基板上面からのＸ線撮影において、端子列の半田接続部以外の半田の投影面積を確認し、バインダー中の半田残存面積として算出した。
【0075】
［実装体の接合強度評価］
コネクタ部品と基板とが導電性フィルムで接合された実装サンプルについて、ダイシェアテスターを用いてダイシェア強度を測定した。実装サンプルについて、ツールせん断速度２０μｍ／ｓｅｃ、温度２５℃の条件で、初期、及び高温高湿試験（８５℃－８５％ＲＨ－１０００ｈ）後のダイシェア強度を測定した。そして、高温高湿試験前後におけるダイシェア強度の低下割合（試験後測定値／試験前測定値）により評価した。接合強度評価は、次の基準により行った。
Ａ：強度低下の最大値の割合が２０％以下
Ｂ：強度低下の最大値の割合が２０％超３０％以下
Ｃ：強度低下の最大値の割合が３０％超
コネクタ部品と基板とが導電性フィルムで接合された実装サンプルについて、ダイシェアテスターを用いてダイシェア強度を測定した。実装サンプルについて、ツールせん断速度２０μｍ／ｓｅｃ、温度２５℃の条件で、初期、及び高温高湿試験（８５℃－８５％ＲＨ－１０００ｈ）後のダイシェア強度を測定した。そして、高温高湿試験前後におけるダイシェア強度の低下割合（試験後測定値／試験前測定値）により評価した。接合強度評価は、次の基準により行った。
Ａ：強度低下の最大値の割合が２０％以下
Ｂ：強度低下の最大値の割合が２０％超３０％以下
Ｃ：強度低下の最大値の割合が３０％超
【0076】
［実装体の導通抵抗評価］
実装体における初期及び高温高湿試験（８５℃－８５％ＲＨ－１０００ｈ）後のコネクタ端子と基板端子間の導通抵抗値を測定した。そして、高温高湿試験（８５℃－８５％ＲＨ－１０００ｈ）後における抵抗値上昇の最大値により評価した。導通抵抗評価は、次の基準により行った。
Ａ：抵抗値上昇の最大値が３０ｍΩ以下
Ｂ：抵抗値上昇の最大値が３０ｍΩ超５０ｍΩ以下
Ｃ：抵抗値上昇の最大値が５０ｍΩ超
実装体における初期及び高温高湿試験（８５℃－８５％ＲＨ－１０００ｈ）後のコネクタ端子と基板端子間の導通抵抗値を測定した。そして、高温高湿試験（８５℃－８５％ＲＨ－１０００ｈ）後における抵抗値上昇の最大値により評価した。導通抵抗評価は、次の基準により行った。
Ａ：抵抗値上昇の最大値が３０ｍΩ以下
Ｂ：抵抗値上昇の最大値が３０ｍΩ超５０ｍΩ以下
Ｃ：抵抗値上昇の最大値が５０ｍΩ超
【0077】
［実装体の絶縁抵抗評価］
実装体に３０Ｖの電圧を印加し（２端子法）、コネクタ端子間（ピン間）の絶縁抵抗を測定し、ショート（１０８Ω以上）の発生回数をカウントした。絶縁抵抗評価は、次の基準により行った。
ＯＫ：ショートの発生箇所が０箇所
ＮＧ：ショートの発生箇所が１箇所以上
実装体に３０Ｖの電圧を印加し（２端子法）、コネクタ端子間（ピン間）の絶縁抵抗を測定し、ショート（１０８Ω以上）の発生回数をカウントした。絶縁抵抗評価は、次の基準により行った。
ＯＫ：ショートの発生箇所が０箇所
ＮＧ：ショートの発生箇所が１箇所以上
【0078】
表１に、実施例及び比較例の実装体の接合強度、導通抵抗、及び絶縁抵抗の評価結果を示す。
【0079】
【表1】
【0080】
表１に示すように、比較例１、２は、ＨＦ比が小さく、フラックス化合物による酸化膜除去が進み、半田が残り難くなったため、半田残存面積が３．０以下であった。また、比較例１、２は、半田残存面積が小さいため、高温高湿試験後の接合強度の低下が確認できた。これは、バインダーの耐透湿性能が低下したためと推測する。
【0081】
また、比較例３は、ＨＦ比が大きく、フラックス化合物による酸化膜除去の進みが大きく抑制され、半田が残ったため、半田残存面積が５０％を超える値であった。また、比較例３は、半田残存面積が大きく、半田接続部外に半田残渣が多すぎるため、高温高湿試験後の接合強度は良好であったが、抵抗値の上昇が大きかった。これは、半田表面の酸化膜が多く残ったことによるものと推測する。
【0082】
実施例１～６は、ＨＦ比が２０～２００であり、フラックス化合物による酸化膜除去が適度に抑制され、半田が適度に残り易くなったため、半田残存面積を５～４２％とすることができた。また、実施例１～６は、半田残存面積を５～４２％とすることにより、高温高湿試験後の接合強度の低下及び抵抗値の上昇を抑制することができた。これは、半田接続部外に半田残渣があることでバインダーの耐透湿性能及び機械的強度が高まったためと推測する。
【符号の説明】
【0083】
１ レセプタクル、２ プラグ、３ 配線基板、４ 接着層、１１Ａ，１１Ｂ レセプタクル端子、２１Ａ，２１Ｂ プラグ端子、２２Ａ，２２Ｂ 接続ピン、２３ 絶縁樹脂、３１Ａ，３１Ｂ 基板端子、４１ 半田、４２ 半田粒子、４３ 半田凝集体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】