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STAND DER TECHNIK
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplatte, die elektronische Bauteile, wie z. B. eine IC- und eine LSI-Schaltung, miteinander verbindet, und ein Verfahren zum Herstellen von dieser.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Es besteht ein Problem dahingehend, dass ein Ausfall einer Leiterplatte, wie eine Unterbrechung und ein Kurzschluss, aufgrund von Korrosion oder elektrolytischer Korrosion auftritt. Insbesondere gelangen in einem Fabrikumfeld, in dem eine Einrichtung, wie eine Werkzeugmaschine, verwendet wird, fettige Dämpfe und Rauchnebel (Dunst) einer Schneidflüssigkeit, die im Laufe des Formens eines Werkstücks (eines zu bearbeitenden Gegenstands) erzeugt werden, in das Innere eines Gehäuses von elektrischen/elektronischen Geräten und haften an der Oberfläche einer Leiterplatte, auf der elektronische Bauteile, wie z. B. eine LSI-Schaltung und eine IC-Schaltung, montiert sind. Folglich tritt ein Ausfall der Leiterplatte aufgrund von Korrosion oder elektrolytischer Korrosion auf, der einen Ausfall des elektrischen/elektronischen Geräts verursacht. Um einen stabilen Betrieb der Einrichtung, wie der Werkzeugmaschine, in einem Fabrikumfeld über einen langen Zeitraum zu gewährleisten, ist es sehr wichtig, die Korrosionsbeständigkeit der Leiterplatte, die wesentliche Teile der elektrischen/elektronischen Geräte bildet, zu verbessern.
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1 ist eine Ansicht, die eine Querschnittsstruktur der Leiterplatte zeigt. In einem Verfahren zum Herstellen der Leiterplatte 1 wird der Metallleiter 3, wie z. B. eine Kupferfolie, auf die Oberfläche eines isolierenden Substrats 2 geklebt. Ein Lötstopplack 4, der eine Verdrahtungsstruktur schützt, wird auf einem Abschnitt des Metallleiters 3, der als die Verdrahtungsstruktur ausgebildet wurde, ausgebildet. Nachdem der Lötstopplack 4 ausgebildet wurde, wird im Allgemeinen die Oberfläche des Metallleiters 3 einer Beschichtungsbehandlung mit Lötzinn oder einem anderen Metall als dem Lötzinn unterzogen, um den Metallleiter 3 der Leiterplatte 1 zu schützen und/oder eine Lötbarkeit mit einem Metallleiter zum Montieren der elektronischen Bauteile zu gewährleisten. Drei Prozesse werden herkömmlich als ein Oberflächenbehandlungsverfahren verwendet, zu denen (1) ein Heißluftverzinnungsprozess (Hot Air Leveling, HAL), (2) ein stromloser Plattierungsprozess und (3) elektrolytischer Plattierungsprozess gehören.
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2 ist eine Ansicht, die eine Querschnittsstruktur der Leiterplatte 1 zeigt, die lediglich dem Heißluftverzinnungsprozess (HAL-Prozess) (1) unterzogen wurde. Der Heißluftverzinnungsprozess (HAL-Prozess) (1) ist ein Oberflächenbehandlungsverfahren. In dem HAL-Prozess wird eine Leiterplatte in ein schmelzflüssiges Lötbad eingetaucht. Danach wird überschüssiges Lötzinn von der Leiterplatte mit Hochtemperatur- und Hochdruckluft weggeblasen, während die Leiterplatte aus dem Lötbad herausgezogen ist.
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Jedoch besteht ein Problem in diesem Prozess darin, dass im Fall eines Materials, das eine hohe Viskosität aufweist, wie z. B. Lötzinn, eine Lotbeschichtung (Lotdünnschicht) 5, die auf der Fläche des Metallleiters 3 mithilfe des Heißluftverzinnungsprozesses (HAL-Prozesses) auszubilden ist, nicht leicht an dem Metallleiter 3, an einem Abschnitt 6 eines besonders kleinen Spalts zwischen dem Lötstopplack 4 und dem Metallleiter 3, wie z. B. einem Spalt zwischen dem Ende des Lötstopplacks 4 und dem Metalleiter 3, anhaftet.
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3 ist eine Ansicht, die eine Querschnittsstruktur der Leiterplatte zeigt, die lediglich dem stromlosen Plattierungsprozess (2) unterzogen wurde.
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Der stromlose Plattierungsprozess (2) ist kostengünstig und kann außerdem eine Plattierungszeitdauer im Vergleich zum elektrolytischen Plattierungsprozess verkürzen, so dass er in den letzten Jahren attraktiv wurde. In diesem Prozess dringt, wenn eine Metallplattierungslösung des Verdrängungstyps als eine Plattierungslösung verwendet wird, die Plattierungslösung zum Ausbilden einer Plattierungsschicht
7 auf der Oberfläche des Metallleiters
3 leicht in einen Spalt zwischen dem Ende des Lötstopplacks
4 und dem Metallleiter
3 ein. Dadurch wird die Zufuhr von Plattierungsmetallionen in der Nähe dieses Abschnitts unzureichend, lediglich die Oxidation/Lösung des Metallleiters (zum Beispiel der Kupferfolie)
3 tritt leicht auf, und der Metallleiter
3 wird zu einem derartigen Zustand, dass der Abschnitt ausgehöhlt (gelöst) wird (siehe
Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 2001-144145 ). Dieser ausgehöhlte Abschnitt
8 wird zu einem Faktor, der erheblich die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigt.
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Die Beschreibung von (3) wird ausgelassen.
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Die Lotbeschichtung spielt eine wichtige Rolle hinsichtlich der Vorbeugung der Korrosion oder der elektrolytischen Korrosion des Metallleiters 3.
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Jedoch besteht, wie vorstehend beschrieben wurde, ein derartiges Problem bei dem Heißluftverzinnungsprozess (HAL-Prozess) (1), dass die Lotbeschichtung 5 nicht an dem Spalt zwischen dem Ende des Lötstopplacks 4 und dem Metallleiter 3 auf der Leiterplatte 1 anhaftet. Es besteht außerdem ein Problem in dem stromlosen Plattierungsprozess (2), dass der ausgehöhlte Abschnitt 8 in dem Spalt zwischen dem Ende des Lötstopplacks 4 und dem Metalleiter 3 gebildet wird. Im Fall, in dem die Leiterplatte in einem Fabrikumfeld verwendet wird, in dem die fettigen Dämpfe und der Rauchnebel (Dunst) der Schneidflüssigkeit verstreut sind, besteht, wenn ein Abschnitt vorliegt, der nicht mit Lötzinn beschichtet ist, eine Möglichkeit, dass die durch die Schneidflüssigkeit verursachte Korrosion oder elektrolytische Korrosion an dem Abschnitt beginnt, fortschreitet und sich ausweitet.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leiterplatte bereitzustellen, in der ein derartiges Problem, dass die Korrosionsbeständigkeit, beginnend in dem Abschnitt, der nicht mit der Lotbeschichtung in dem Heißluftverzinnungsprozess (HAL-Prozess) beschichtet wird, und dem Abschnitt, in dem Kupfer in einem stromlosen Plattierungsprozess gelöst wird, reduziert ist, gelöst ist, und die Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnet ist, und ein Verfahren zum Herstellen von dieser bereitzustellen.
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Die Leiterplatte gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einem isolierenden Substrat, einem auf dem isolierenden Substrat ausgebildeten Metallleiter und einem Lötstopplack, der einen Abschnitt des Metallleiters bedeckt, bereitgestellt und die Leiterplatte umfasst: einen ausgehöhlten Abschnitt des Metallleiters, der in einem Gebiet, das dem Ende des Lötstopplacks zugewandt ist, ausgebildet ist; und eine Metallschicht, die den ausgehöhlten Abschnitt bedeckt.
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Das Verfahren zum Herstellen der Leiterplatte gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte, die mit einem isolierenden Substrat, einem auf dem isolierenden Substrat ausgebildeten Metallleiter und einem Lötstopplack, der einen Abschnitt des Metallleiters bedeckt, bereitgestellt ist, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Schritt zum Ausbilden eines ausgehöhlten Abschnitts in einem Gebiet in dem Metallleiter, das dem Ende des Lötstopplacks zugewandt ist, und einen zweiten Schritt zum Beschichten des ausgehöhlten Abschnitts mit einer Metallschicht.
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In der vorliegenden Erfindung bezeichnet das Gebiet in dem Metallleiter, das dem Ende des Lötstopplacks zugewandt ist, ein Gebiet auf dem Metallleiter und in der Nähe des Endes des Lötstopplacks.
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Die vorliegende Erfindung kann eine Leiterplatte bereitstellen, in der das Problem, dass die Korrosionsbeständigkeit, beginnend in dem Abschnitt, der nicht mit der Lotbeschichtung in dem Heißluftverzinnungsprozess (HAL-Prozess) beschichtet wird, und dem Abschnitt, in dem Kupfer in einem stromlosen Plattierungsprozess gelöst wird, reduziert ist, gelöst ist, und die Korrosionsbeständigkeit ausgezeichnet ist, und sie kann ein Verfahren zum Herstellen von dieser bereitstellen, indem die vorstehend beschriebenen Strukturen und Schritte eingesetzt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorstehend beschriebenen sowie andere Aufgaben und Merkmale gemäß der vorliegenden Erfindung werden aus der Beschreibung der nachstehenden Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verständlich werden. Es zeigen:
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1 eine Ansicht, die eine Querschnittsstruktur einer Leiterplatte darstellt;
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2 eine Ansicht, die eine Querschnittsstruktur der Leiterplatte darstellt, die lediglich einem Heißluftverzinnungsprozess (HAL-Prozess) unterzogen wurde;
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3 eine Ansicht, die eine Querschnittsstruktur der Leiterplatte darstellt, die lediglich einem stromlosen Plattierungsprozess unterzogen wurde; und
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4 eine Ansicht, die eine Querschnittsstruktur der Leiterplatte darstellt, die dem Heißluftverzinnungsprozess (HAL-Prozess) und dem stromlosen Plattierungsprozess unterzogen wurde.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend für dieselbe Struktur und dasselbe Herstellungsverfahren wie jene in einer herkömmlichen Technologie beschrieben, während die Beschreibung der herkömmlichen Technologie angegeben wird.
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<Erster Schritt>
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1 ist eine Ansicht, die eine Querschnittsstruktur einer Leiterplatte zeigt. Auf der Leiterplatte 1 wird ein Metallleiter 3 als Kupferfolie auf die Oberfläche eines isolierenden Substrats 2 gedruckt. Ein Ätzresist wird auf die Oberfläche dieses Metallleiters 3 aufgebracht und wird durch Belichten/Entwickeln strukturiert, so dass der Abschnitt des Ätzresists auf einer gewünschten Verdrahtungsstruktur verbleibt, und der Ätzresist außerhalb des Abschnitts entfernt wird. Anschließend wird der Metallleiter 3 des Abschnitts, von dem der Ätzresist entfernt wurde, durch ein Ätzmittel selektiv entfernt, während der Ätzresist, der durch Bildentwicklung gebildet wurde, als eine Maske verwendet wird. Ferner wird der verbleibende Ätzresist entfernt und dadurch wird die Verdrahtungsstruktur ausgebildet. Übrigens ist das Verfahren zum Ausbilden der Verdrahtungsstruktur nicht auf das vorstehend beschriebene Verfahren beschränkt.
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Ein Lötstopplack 4, der zu einer Schutzschicht wird, die den die Verdrahtungsstruktur bildenden Metallleiter 3 schützt, wird in einem Abschnitt des Metallleiters 3, der als die Verdrahtungsstruktur ausgebildet ist, mit Ausnahme eines Verbindungsabschnitts mit einem Lotkugelanschluss zum Montieren von elektronischen Bauteilen und dergleichen ausgebildet. 1 zeigt die Abschnitte in der Leiterplatte 1, in denen die Verdrahtungsstruktur auf dem isolierenden Substrat 2 durch den Metallleiter 3 ausgebildet ist, und in denen der Lötstopplack 4 auf der Oberfläche der Verdrahtungsstruktur des Metallleiters 3 mit Ausnahme des Verbindungsabschnitts, wie des Lotkugelanschlusses, ausgebildet ist.
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<Zweiter Schritt>
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Als ein nächster Schritt wird die in 1 dargestellte Leiterplatte 1 einem Plattieren unter Verwendung eines stromlosen Plattierungsprozesses unterzogen. 3 zeigt eine Querschnittsstruktur der Leiterplatte 1, die lediglich dem stromlosen Plattierungsprozess unterzogen wurde. In dem stromlosen Plattierungsprozess dringt, wenn eine Metallplattierungslösung des Verdrängungstyps als eine Plattierungslösung verwendet wird, die Plattierungslösung zum Ausbilden einer Plattierungsschicht 7 auf der Oberfläche des Metallleiters 3 leicht in einen Spalt zwischen dem Ende des Lötstopplacks 4 und dem Metallleiter 3 ein. Aus diesem Grund werden Plattierungsmetallionen in der Nähe dieses Abschnitts unzureichend zugeführt. Folglich tritt die Oxidation/Lösung des Metallleiters 3, wie zum Beispiel einer Kupferfolie, leicht auf, und der Metallleiter 3 wird ausgehöhlt, was zum Ausbilden eines ausgehöhlten Abschnitts 8 führt. Es besteht ein Ätzverfahren als ein anderes Verfahren zum Ausbilden des ausgehöhlten Abschnitts 8 auf dem Metallleiter 3. Das Ätzverfahren ist ein Verfahren zum chemischen oder elektrochemischen Oxidieren/Lösen des Metallleiters, um den Metallleiter zu entfernen. Bei dem Ätzverfahren kann ein ausgehöhlter Abschnitt durch einen Mechanismus ausgebildet werden, der jenem in dem stromlosen Plattierungsprozess ähnlich ist.
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<Dritter Schritt>
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Als ein nächster Schritt wird eine Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Heißluftverzinnungsprozesses (HAL-Prozesses) durchgeführt. Die Leiterplatte 1 weist die darauf im ersten Schritt ausgebildete Schutzschicht auf, die aus dem Lötstopplack 4 gebildet ist. Außerdem weist der Metallleiter 3 den ausgehöhlten Abschnitt 8 auf, der darauf im zweiten Schritt ausgebildet wurde.
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Die Leiterplatte 1 (siehe 3), die einer Verarbeitung des zweiten Schritts unterzogen wurde, wird in ein Lötbad (nicht in der Figur dargestellt) eingetaucht, das ein schmelzflüssiges Lötzinn darin enthält, und dann wird sie einer Behandlung des Wegblasens von übermäßigem Lötzinn von der Oberfläche der Leiterplatte 1 mit Hochtemperatur- und Hochdruckluft unterzogen, während sie aus dem Lötbad herausgezogen ist.
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Wie vorstehend beschrieben, besteht im Fall eines Materials, das eine hohe Viskosität aufweist, wie z. B. Lötzinn, ein Problem dahingehend, dass die Lotbeschichtung (Dünnschicht aus Lötzinn) 5, die auf der Oberfläche des Metallleiters 3 mithilfe des Heißluftverzinnungsprozesses (HAL-Prozesses) ausgebildet wird, nicht leicht an dem Metallleiter 3, an einem Abschnitt 6 eines besonders kleinen Spalts zwischen dem Lötstopplack 4 und dem Metallleiter 3, wie einem Spalt zwischen dem Ende des Lötstopplacks 4 und dem Metalleiter 3, anhaftet. Dagegen fließt das Lötzinn im dritten Schritt leicht in den ausgehöhlten Abschnitt 8, der im zweiten Schritt ausgebildet wurde, und der ausgehöhlte Abschnitt 8 wird mit dem Lötzinn beschichtet.
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4 ist eine Ansicht, die eine Querschnittsstruktur der Leiterplatte 1 mit einer verbesserten Korrosionsbeständigkeit zeigt, die in Schritten hergestellt wurde, die die vorstehend beschriebenen Schritte eins bis drei umfassen. Das schmelzflüssige Lötzinn fließt in den ausgehöhlten Abschnitt 8, der im zweiten Schritt ausgebildet wurde, und eine Lotbeschichtung 9 wird dort ausgebildet.
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Wie vorstehend beschrieben, wird als eine der Ausführungsformen eine Plattierungsschicht auf dem auf das isolierende Substrat 2 der Leiterplatte 1 geklebten Metallleiter 3, wie z. B. Kupferfolie, mithilfe eines stromlosen Plattierungsprozesses ausgebildet. Ein Metall, das eine Verdrängungsreaktion mit dem Metallleiter 3 verursachen kann, muss für eine Plattierungsschicht, die auf dem Metallleiter 3 mithilfe eines stromlosen Plattierungsprozesses ausgebildet wird, ausgewählt werden. Wenn der Metallleiter 3 eine Kupferfolie ist, ist das Metall, das die Plattierungsschicht bildet, vorzugsweise Sn (Zinn), Ag (Silber), Au (Gold) oder dergleichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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