JP2021098231A - 成形はんだの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明について実施形態を例に挙げて、図面に基づいて説明する。本発明は実施形態の内容に限定されない。なお、図面においては、説明を容易にするために拡大または縮小をして図示した部分がある。
充填部形成工程においては、第1加圧板11上に、粉末充填部13を形成する。
この充填部形成工程では、まず、図2(A)に示す第1加圧板11上に、図2(B)に示す、感光性樹脂組成物の乾燥塗膜2を形成する。
本実施形態に用いる感光性樹脂組成物は、(A)カルボキシル基含有感光性樹脂と、(B)光重合開始剤と、(C)希釈剤と、を含有することが好ましい。また、本実施形態に用いる感光性樹脂組成物は、必要に応じて、さらに、(D)エポキシ化合物と、(E)フィラーとを含有することがより好ましい。
(B)成分の配合量は、前記(A)成分100質量部に対して、例えば、5質量部以上20質量部以下である。
(C)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して、例えば、2質量部以上40質量部以下である。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂(フェノールノボラック型エポキシ樹脂、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、p−tert−ブチルフェノールノボラック型など)、ビスフェノールF型またはビスフェノールS型のエポキシ樹脂(ビスフェノールFやビスフェノールSにエピクロルヒドリンを反応させて得られたエポキシ樹脂)、脂環式エポキシ樹脂(シクロヘキセンオキシド基、トリシクロデカンオキシド基、シクロペンテンオキシド基などを有するエポキシ樹脂)、トリグリシジルイソシアヌレート(トリス(2,3−エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリグリシジルトリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートなど)、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、およびアダマンタン型エポキシ樹脂などが挙げられる。
(D)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して、例えば、10質量部以上50質量部以下である。
(E)成分の配合量は、(A)成分100質量部に対して、10質量部以上120質量部以下であることが好ましく、30質量部以上70質量部であることがより好ましい。(E)成分の配合量が前記下限以上であれば、感光性樹脂組成物の硬化塗膜の変形を更に抑制できる。他方、(E)成分の配合量が前記上限以下であれば、感光性樹脂組成物のパターン形成の精度を向上できる。
予め感光性樹脂組成物からドライフィルムを作製しておき、このドライフィルムを第1加圧板11にラミネートする方法、(ii)塗布装置を用いて、第1加圧板11に感光性樹脂組成物を塗布し、必要に応じて乾燥する方法を採用できる。
このような場合に用いる塗布装置としては、ロールコーター、カーテンコーター、スプレーコーター、ディップコーター、バーコーター、アプリケーター、スクリーン印刷機、ダイコーター、リップコーター、コンマコーター、およびグラビアコーターなどが挙げられる。これらの中でも、作業性の観点から、スクリーン印刷機が好ましい。
乾燥条件としては、例えば、温度70℃以上85℃以下にて、10分間以上30分間以下である。
露光処理における露光量などは、使用する感光性樹脂組成物や露光装置に応じて適宜設定すればよい。
粉末充填部13は、2箇所以上形成してもよい。これにより、2以上の成形はんだ3aを同時に作製できる。
現像処理における現像温度および現像時間などは、使用する感光性樹脂組成物や現像装置に応じて適宜設定すればよい。
熱硬化処理における加熱温度および加熱時間などは、使用する感光性樹脂組成物や加熱装置に応じて適宜設定すればよい。
はんだ粉末充填工程においては、図2(E)に示すように、粉末充填部13に、はんだ粉末を含有する導電性粉末3を充填する。
ここで、導電性粉末3は、粉末充填部13の容積よりも多めに充填することが好ましい。このようにすれば、導電性粉末3をより確実に圧縮成形できる。
本実施形態に用いるはんだ粉末は、無鉛のはんだ粉末のみからなることが好ましいが、有鉛のはんだ粉末であってもよい。このはんだ粉末におけるはんだ合金としては、スズを主成分とする合金が好ましい。また、この合金の第二元素としては、銀、銅、亜鉛、ビスマス、およびアンチモンなどが挙げられる。さらに、この合金には、必要に応じて他の元素(第三元素以降)を添加してもよい。他の元素としては、銅、銀、ビスマス、アンチモン、アルミニウム、およびインジウムなどが挙げられる。
無鉛のはんだ粉末の合金組成としては、具体的には、Sn/Ag、Sn/Ag/Cu、Sn/Cu、Sn/Ag/Bi、Sn/Bi、Sn/Ag/Cu/Bi、Sn/Sbや、Sn/Zn/Bi、Sn/Zn、Sn/Zn/Al、Sn/Ag/Bi/In、Sn/Ag/Cu/Bi/In/Sb、および、In/Agなどが挙げられる。
これらのはんだ粉末は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
成形工程においては、図2(F)に示すように、第2加圧板12により、導電性粉末3を圧縮して、図2(G)に示すように、成形はんだ3aを成形する。
成形時の荷重としては、適正な成形はんだを得るという観点から、100kN以上1000kN以下であることが好ましく、150kN以上500kN以下であることがより好ましく、200kN以上400kN以下であることが特に好ましい。
成形時の時間は、特に限定されないが、通常、10秒間以上120秒間以下である。
成形時の温度は、特に限定されないが、通常、15℃以上40℃以下である。
また、成形はんだ3aを作製した後には、第1加圧板11から硬化塗膜2aを剥離してもよい。これにより、第1加圧板11上に別のパターンの硬化塗膜2aを形成し、別の形状の成形はんだ3aを、別途作製できる。
硬化塗膜2aを剥離する方法としては、アルカリ水溶液により乾燥塗膜2を溶解させて剥離する方法を採用できる。
アルカリ水溶液は、使用する感光性樹脂組成物に応じて適宜選択すればよい。このようなアルカリ水溶液としては、水酸化カリウム水溶液、および水酸化ナトリウム水溶液などが挙げられる。また、このようなアルカリ水溶液の濃度は、例えば1質量%以上5質量%以下とすることが好ましい。
本実施形態によれば、次のような作用効果を奏することができる。
(1)感光性樹脂組成物を用いて粉末充填部13を形成している。そのため、粉末充填部13の形状や厚みを自由自在に変更できる。このようにして、複雑な形状や、厚みの薄い成形はんだを、簡易な方法で製造できる。
(2)硬化塗膜2aは、剥離可能なので、硬化塗膜2aを剥離し、別のパターンの硬化塗膜2aを形成できる。これにより、別の形状の成形はんだ3aを製造できる。
次に、本発明の第二実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態の成形はんだの製造方法は、図3(A)〜(F)に示すように、第1加圧板11上に、粉末充填部13を形成する工程(充填部形成工程)と、粉末充填部13に、はんだ粉末を含有する導電性粉末3を充填する工程(はんだ粉末充填工程)と、第2加圧板12により、導電性粉末3を圧縮して、成形はんだ3aを成形する工程(成形工程)と、を備える。
なお、本実施形態では、充填部形成工程が異なる以外は第一実施形態と同様の構成であるので、充填部形成工程について説明し、それ以外の説明を省略する。
筒状部材8は、2つ以上用いてもよい。これにより、2以上の成形はんだ3aを同時に作製できる。
筒状部材8の形状は、特に限定されない。筒状部材8と、第1加圧板11とにより、粉末充填部13が形成される。すなわち、筒状部材8の内側の形状が、得られる成形はんだ3aの形状となる。
筒状部材8の材質は、特に限定されない。筒状部材8の材質は、例えば、アルミニウム、およびステンレスなどである。
本実施形態によれば、次のような作用効果を奏することができる。
(3)筒状部材8を用いて粉末充填部13を形成している。そのため、粉末充填部13の形状や厚みを自由自在に変更できる。このようにして、複雑な形状や、厚みの薄い成形はんだを、簡易な方法で製造できる。
(4)筒状部材8は、取換可能なので、適宜、別の形状の筒状部材8に取り換えられる。これにより、別の形状の成形はんだ3aを製造できる。
本発明は前述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれる。
例えば、前述の第一実施形態では、感光性樹脂組成物の硬化塗膜2aを形成したが、これに限定されない。例えば、感光性樹脂組成物に代えて、熱硬化性樹脂組成物や紫外線硬化性樹脂組成物を用いてもよい。このような場合、例えば、スクリーン印刷機を用いて、パターン形成した硬化塗膜2aを形成できる。
前述の第一実施形態では、成形はんだ3aを作製する毎に、硬化塗膜2aを形成しているが、これに限定されない。硬化塗膜2aは、2回以上使用可能であり、一度形成した硬化塗膜2aを繰り返し利用して、同じ形状で同じ厚みの成形はんだ3aを複数作製してもよい。
[実施例1]
まず、下記の(A)成分から(E)成分、およびその他の成分を配合し、3本ロールを用いて室温にて混合分散させて、感光性樹脂組成物を調製した。
(A)カルボキシル基含有感光性樹脂(100質量部):「ZFR−1124」、日本化薬社製
(B)光重合開始剤−1(6質量部):「イルガキュア369」、BASF社製
(B)光重合開始剤−2(1質量部):「NCI−831」、ADEKA社製
(C)希釈剤(20質量部):「M−400」、東亜合成社製
(D)エポキシ化合物(20質量部):「EPICLON 860」、DIC社製
(E)フィラー(80質量部):主成分が結晶質シリカのフィラー、「Min−u−sil 5」、エア・ブラウン社製
(その他)消泡剤(1質量部):「KS−66」、信越シリコーン社製
得られた感光性樹脂組成物を用い、スクリーン印刷にて、図2(A)に示す第1加圧板11上に塗膜を形成し(2回印刷)、予備乾燥(温度80℃にて20分間)を施して、図2(B)に示すように、第1加圧板11上に乾燥塗膜2を形成した(dry厚み80μm)。その後、図2(C)に示すように、乾燥塗膜2上に、フォトマスク9を配置して、粉末充填部13に対応する箇所に紫外光が照射されないよう選択的に紫外光(露光量300mJ)を照射して露光処理を施した。そして、露光処理後の乾燥塗膜2に現像処理(1%炭酸ナトリウム)を施し、その後、150℃にて10分間の熱硬化処理を施して、図2(D)に示すように、第1加圧板11上に、複数の粉末充填部13が設けられた硬化塗膜2aを形成した。
次に、図2(E)に示すように、導電性粉末3(合金組成:Sn−3.0Ag−0.5Cu、平均粒子径:3μm)を充填した。その後、図2(F)に示すように、第2加圧板12により、荷重約300kNで30秒間の条件にて、導電性粉末3を圧縮して、図2(G)および(H)に示すように、成形はんだ3aを形成し、取り出した。
得られた成形はんだ3aの形状は、粉末充填部13の形状と同一で、かつ、厚みは80μmであった。
なお、硬化塗膜2aについては、3%水酸化カリウム水溶液(温度50℃)により溶解させて、第1加圧板11から除去した。
導電性粉末3(合金組成:Sn−58Bi、粒子径分布:15〜25μm)を用いた以外は、実施例1と同様にして、粉末充填部13の形状と同一で、かつ、厚みは80μmの成形はんだ3aを作製した。
導電性粉末3(銅粉末(平均粒子径:3μm)50質量%とはんだ粉末(合金組成:Sn−50In、粒子径分布:15〜25μm)50質量%との混合粉末)を用いた以外は、実施例1と同様にして、粉末充填部13の形状と同一で、かつ、厚みは80μmの成形はんだ3aを作製した。
図3(B)に示すように、第1加圧板11上に筒状部材8(ワッシャー、形状:円形、内径:15mm、外径:23mm、厚み:130μm)を配置して、粉末充填部13を形成した。
次に、図3(C)に示すように、導電性粉末3(合金組成:Sn−3.0Ag−0.5Cu、平均粒子径:3μm)を充填した。その後、図3(D)に示すように、第2加圧板12により、荷重約300kNで30秒間の条件にて、導電性粉末3を圧縮して、図3(E)および(F)に示すように、成形はんだ3aを形成し、取り出した。
得られた成形はんだ3aの形状は、直径15mmの円形で、かつ、厚みは130μmであった。
12…第2加圧板
13…粉末充填部
2…乾燥塗膜
2a…硬化塗膜
3…導電性粉末
3a…成形はんだ
8…筒状部材
9…フォトマスク
Claims (2)
- 第1加圧板と、第2加圧板との間で、粉末を圧縮成形できる成形装置を用いた成形はんだの製造方法であって、
前記第1加圧板上に、粉末充填部を形成する工程と、
前記粉末充填部に、はんだ粉末を含有する導電性粉末を充填する工程と、
前記第2加圧板により、前記導電性粉末を圧縮して、成形はんだを成形する工程と、を備え、
前記粉末充填部を形成する工程では、
前記第1加圧板上に、筒状部材を配置することで、前記粉末充填部を形成し、
前記筒状部材の材質は、柔らかい材質であり、前記筒状部材は、前記第2加圧板により、前記導電性粉末とともに圧縮される、
ことを特徴とする成形はんだの製造方法。 - 請求項1に記載の成形はんだの製造方法において、
前記筒状部材の材質が、アルミニウムである、
ことを特徴とする成形はんだの製造方法。
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