JP2002368397A - プリント配線板及びその製造方法並びに部品実装構造 - Google Patents
プリント配線板及びその製造方法並びに部品実装構造Info
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- JP2002368397A JP2002368397A JP2001173602A JP2001173602A JP2002368397A JP 2002368397 A JP2002368397 A JP 2002368397A JP 2001173602 A JP2001173602 A JP 2001173602A JP 2001173602 A JP2001173602 A JP 2001173602A JP 2002368397 A JP2002368397 A JP 2002368397A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ニッケルメッキ層がはんだとの界面で剥離す
ることがないプリント配線板の提供。 【解決手段】 絶縁基板上のランドをソフトエッチング
により薄層化してオーバーレジストタイプの絶縁層との
間に間隙を形成。
ることがないプリント配線板の提供。 【解決手段】 絶縁基板上のランドをソフトエッチング
により薄層化してオーバーレジストタイプの絶縁層との
間に間隙を形成。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板及
びその製造方法並びに部品の実装構造に関する。
びその製造方法並びに部品の実装構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、デジタル機器に用いられる電子素
子の実装において、プリント配線板への部品実装が高密
度化されている。特に、配線の微細化により、電子素子
の実装面の配線ピッチが０．８mmから０．５mmと高密度
化の傾向にあり、実装技術も飛躍的に進歩してきた。高
密度実装に対応した実装方法として、エリア表面実装の
ＢＧＡ実装が増えている。
子の実装において、プリント配線板への部品実装が高密
度化されている。特に、配線の微細化により、電子素子
の実装面の配線ピッチが０．８mmから０．５mmと高密度
化の傾向にあり、実装技術も飛躍的に進歩してきた。高
密度実装に対応した実装方法として、エリア表面実装の
ＢＧＡ実装が増えている。
【０００３】従来のプリント配線板の製造方法を図４に
示す。まず、図４（ａ）に示されるように、絶縁基板２
に写真法により配線３を形成し、液レジタイプの絶縁層
４を静電塗装で塗布し、露光現像にて開口部５を設け
る。次に、図４（ｂ）に示されるように、さらにランド
６の表面の酸化膜を除去するために硫酸等で１μｍ前後
銅に弱いソフトエッチングを行う。次に、図４（ｃ）に
示されるように、ニッケルメッキ層８が無電解により形
成され、さらにこのニッケルメッキ層８の上に金メッキ
層９が無電解にて形成される。次いで、図４（ｄ）に示
されるようにはんだボール１０を介して電子素子１１が
実装され、携帯電話等の携帯機器が完成する。
示す。まず、図４（ａ）に示されるように、絶縁基板２
に写真法により配線３を形成し、液レジタイプの絶縁層
４を静電塗装で塗布し、露光現像にて開口部５を設け
る。次に、図４（ｂ）に示されるように、さらにランド
６の表面の酸化膜を除去するために硫酸等で１μｍ前後
銅に弱いソフトエッチングを行う。次に、図４（ｃ）に
示されるように、ニッケルメッキ層８が無電解により形
成され、さらにこのニッケルメッキ層８の上に金メッキ
層９が無電解にて形成される。次いで、図４（ｄ）に示
されるようにはんだボール１０を介して電子素子１１が
実装され、携帯電話等の携帯機器が完成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来の携
帯電話等の携帯機器には、落下衝撃試験等で電子素子が
シェア的応力を受けた場合、はんだとニッケルメッキ層
の界面で剥離するという問題が発生する場合がある。
帯電話等の携帯機器には、落下衝撃試験等で電子素子が
シェア的応力を受けた場合、はんだとニッケルメッキ層
の界面で剥離するという問題が発生する場合がある。
【０００５】この問題の原因を解明するため、本発明者
が試験研究を行った結果、次のような事実が明らかにな
った。
が試験研究を行った結果、次のような事実が明らかにな
った。
【０００６】すなわち、従来法によると電子素子を実装
するランドのピッチが０．８mmから０．５mmに狭くなる
ことによって絶縁層が、図５（ａ）に示されるようなク
リアランスタイプから図５（ｂ）に示されるようなオー
バーレジストタイプになる。そのため、ニッケルメッキ
を析出させる際に当該絶縁層が壁となって、中央部と壁
際の部分でニッケルメッキの析出に差が生じる結果、図
６に示されるように、絶縁層４の壁際にニッケルメッキ
８が異常析出Ａする。この状態で落下試験を行うと、ニ
ッケルメッキの異常析出Ａが原因で電子素子がシェア的
応力を受け、ニッケルメッキ層とはんだの界面で剥離を
起こすことになる。
するランドのピッチが０．８mmから０．５mmに狭くなる
ことによって絶縁層が、図５（ａ）に示されるようなク
リアランスタイプから図５（ｂ）に示されるようなオー
バーレジストタイプになる。そのため、ニッケルメッキ
を析出させる際に当該絶縁層が壁となって、中央部と壁
際の部分でニッケルメッキの析出に差が生じる結果、図
６に示されるように、絶縁層４の壁際にニッケルメッキ
８が異常析出Ａする。この状態で落下試験を行うと、ニ
ッケルメッキの異常析出Ａが原因で電子素子がシェア的
応力を受け、ニッケルメッキ層とはんだの界面で剥離を
起こすことになる。
【０００７】前記ニッケルメッキ層とはんだの界面で剥
離が発生すると強度的なバラツキが非常に大きくなり、
極端な強度低下が懸念される。この為、破壊モードとし
ては、ニッケルメッキ層とはんだの界面での剥離がない
ことが望まれている。因に、前記試験は、ランド単独の
シェア試験にて実施した。
離が発生すると強度的なバラツキが非常に大きくなり、
極端な強度低下が懸念される。この為、破壊モードとし
ては、ニッケルメッキ層とはんだの界面での剥離がない
ことが望まれている。因に、前記試験は、ランド単独の
シェア試験にて実施した。
【０００８】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、ニッケルメッキ層とはんだの界面での剥離を
防止して、両者の接続信頼性を向上することが可能なプ
リント配線板及びその製造方法並びに電子素子の実装構
造を提供することを目的とする。
のであり、ニッケルメッキ層とはんだの界面での剥離を
防止して、両者の接続信頼性を向上することが可能なプ
リント配線板及びその製造方法並びに電子素子の実装構
造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁基板上に
形成された導体金属からなる配線のはんだ付け部が開口
してランドが形成されていると共に、非はんだ付け部が
絶縁層で被覆されているオーバーレジストタイプのプリ
ント配線板において、前記ランドがソフトエッチングに
より薄層化されて前記絶縁層との間に間隙が形成されて
おり、かつ該薄層化されたランド上にニッケルメッキ層
が設けられていると共に、該ニッケルメッキ層上に金メ
ッキ層が設けられていることを特徴とするプリント配線
板により上記目的を達成したものである。
形成された導体金属からなる配線のはんだ付け部が開口
してランドが形成されていると共に、非はんだ付け部が
絶縁層で被覆されているオーバーレジストタイプのプリ
ント配線板において、前記ランドがソフトエッチングに
より薄層化されて前記絶縁層との間に間隙が形成されて
おり、かつ該薄層化されたランド上にニッケルメッキ層
が設けられていると共に、該ニッケルメッキ層上に金メ
ッキ層が設けられていることを特徴とするプリント配線
板により上記目的を達成したものである。
【００１０】また、本発明は、絶縁基板上に導体金属か
らなる配線を形成し、次いで当該配線を絶縁層で被覆
し、次いで当該配線のはんだ付け部に開口部を設けてラ
ンドを形成すると共に絶縁層をオーバーレジストタイプ
とし、次いで当該ランドをソフトエッチングにより薄層
化して前記絶縁層との間に間隙を形成し、次いで当該薄
層化されたランド上にニッケルメッキ層を形成し、次い
で当該ニッケルメッキ層上に金メッキ層を形成すること
を特徴とするプリント配線板の製造方法により上記目的
を達成したものである。
らなる配線を形成し、次いで当該配線を絶縁層で被覆
し、次いで当該配線のはんだ付け部に開口部を設けてラ
ンドを形成すると共に絶縁層をオーバーレジストタイプ
とし、次いで当該ランドをソフトエッチングにより薄層
化して前記絶縁層との間に間隙を形成し、次いで当該薄
層化されたランド上にニッケルメッキ層を形成し、次い
で当該ニッケルメッキ層上に金メッキ層を形成すること
を特徴とするプリント配線板の製造方法により上記目的
を達成したものである。
【００１１】また、本発明は、前記プリント配線板の間
隙に、部品実装時のはんだが溶け込んだ状態で部品が実
装されていることを特徴とする部品実装構造により上記
目的を達成したものである。
隙に、部品実装時のはんだが溶け込んだ状態で部品が実
装されていることを特徴とする部品実装構造により上記
目的を達成したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面と
共に説明する。
共に説明する。
【００１３】図１は、本発明のプリント配線板及び部品
実装構造の製造工程例を示す断面説明図で、以下該図１
に基いて説明する。
実装構造の製造工程例を示す断面説明図で、以下該図１
に基いて説明する。
【００１４】（ａ）：まず絶縁基板２上に導体金属から
なる配線３を写真法等により形成し、次いで当該配線を
液レジタイプの絶縁層４で静電塗装法等により被覆し、
次いで当該配線３のはんだ付け部に、露光現像にて開口
部５を設けて絶縁基板２上に部品接続用のランド６を形
成すると共に、非はんだ付け部にオーバーレジストタイ
プの絶縁層４を形成する。
なる配線３を写真法等により形成し、次いで当該配線を
液レジタイプの絶縁層４で静電塗装法等により被覆し、
次いで当該配線３のはんだ付け部に、露光現像にて開口
部５を設けて絶縁基板２上に部品接続用のランド６を形
成すると共に、非はんだ付け部にオーバーレジストタイ
プの絶縁層４を形成する。
【００１５】（ｂ）：次に、過酸化水素と硫酸の混合
液、過硫酸塩、硝酸系、アルカリ系等の何れか一種以上
の薬液を用いて前記ランド６をソフトエッチング７によ
り平坦に薄層化して、前記絶縁層４との間に間隙ａを形
成する。ここに間隙ａの大きさとしては、後工程でのニ
ッケルメッキ層８及び金メッキ層９の形成後においても
絶縁層４との間に間隙ａが残存し（図１（ｃ））、部品
実装時に熔解したはんだが当該残存間隙ａに流れ込み得
る程度とするのが有利である。この間隙ａの具体的な寸
法値としては、３〜１０μｍ、特に５〜６μｍ程度か好
ましい。因に、３μｍ未満の場合には前記残存間隙ａ
（図１（ｃ））の形成が困難となり、部品実装時にはん
だが当該間隙ａに入り込みにくくなる結果、絶縁層４の
縁によるはんだの強い固定力が得られにくくなる。他
方、１０μｍを超える場合には、間隙ａが広過ぎて絶縁
層４が剥離し易くなる。
液、過硫酸塩、硝酸系、アルカリ系等の何れか一種以上
の薬液を用いて前記ランド６をソフトエッチング７によ
り平坦に薄層化して、前記絶縁層４との間に間隙ａを形
成する。ここに間隙ａの大きさとしては、後工程でのニ
ッケルメッキ層８及び金メッキ層９の形成後においても
絶縁層４との間に間隙ａが残存し（図１（ｃ））、部品
実装時に熔解したはんだが当該残存間隙ａに流れ込み得
る程度とするのが有利である。この間隙ａの具体的な寸
法値としては、３〜１０μｍ、特に５〜６μｍ程度か好
ましい。因に、３μｍ未満の場合には前記残存間隙ａ
（図１（ｃ））の形成が困難となり、部品実装時にはん
だが当該間隙ａに入り込みにくくなる結果、絶縁層４の
縁によるはんだの強い固定力が得られにくくなる。他
方、１０μｍを超える場合には、間隙ａが広過ぎて絶縁
層４が剥離し易くなる。
【００１６】（ｃ）：次に、薄層化されたランド６の平
坦面にニッケルメッキ処理を施してニッケルメッキ層８
を形成した後、更に該ニッケルメッキ層８上に金メッキ
処理を施して金メッキ層９を形成し、絶縁層４との間に
間隙ａが残存した本発明プリント配線板１を得る。ここ
にニッケルメッキ層の厚さとしては、２〜７μｍ、特に
５μｍが好ましく、また金メッキ層９の厚さとしては、
０．０５μｍ前後とするのが好ましい。尚、メッキ法と
しては、余分な配線リードの引き回しとメッキ厚バラツ
キを考慮すると電解メッキより無電解メッキの方が好ま
しい。
坦面にニッケルメッキ処理を施してニッケルメッキ層８
を形成した後、更に該ニッケルメッキ層８上に金メッキ
処理を施して金メッキ層９を形成し、絶縁層４との間に
間隙ａが残存した本発明プリント配線板１を得る。ここ
にニッケルメッキ層の厚さとしては、２〜７μｍ、特に
５μｍが好ましく、また金メッキ層９の厚さとしては、
０．０５μｍ前後とするのが好ましい。尚、メッキ法と
しては、余分な配線リードの引き回しとメッキ厚バラツ
キを考慮すると電解メッキより無電解メッキの方が好ま
しい。
【００１７】（ｄ）：次に、得られた前記プリント配線
板１に、はんだボール１０を乗せ、リフローで電子素子
（ＣＳＰ）１１を実装すれば、リフローの熱で熔解され
たはんだが、前記残存間隙ａ、すなわち絶縁層４の下に
回り込み、その状態で当該電子素子（ＣＳＰ）１１が実
装された本発明部品実装構造が得られる。
板１に、はんだボール１０を乗せ、リフローで電子素子
（ＣＳＰ）１１を実装すれば、リフローの熱で熔解され
たはんだが、前記残存間隙ａ、すなわち絶縁層４の下に
回り込み、その状態で当該電子素子（ＣＳＰ）１１が実
装された本発明部品実装構造が得られる。
【００１８】尚、上記製造工程については、プリント配
線板の最外層の製造例を挙げて説明したが、片面、両
面、多層の積層数に特に制限されない。
線板の最外層の製造例を挙げて説明したが、片面、両
面、多層の積層数に特に制限されない。
【００１９】図２は、多層板についての本発明部品実装
構造例を示す断面説明図で、プリント配線板１が複数の
電子素子（ＣＳＰ）１１を高密度に実装すべく多層に形
成されている以外は、図１（ｄ）と同様な構造となって
いる。
構造例を示す断面説明図で、プリント配線板１が複数の
電子素子（ＣＳＰ）１１を高密度に実装すべく多層に形
成されている以外は、図１（ｄ）と同様な構造となって
いる。
【００２０】図３は、部品を実装した本発明プリント配
線板を示す模式図で、ランドを備えた本発明プリント配
線板１に、接続端子として機能するはんだボール１０を
介して電子素子（ＣＳＰ）１１が実装されている。
線板を示す模式図で、ランドを備えた本発明プリント配
線板１に、接続端子として機能するはんだボール１０を
介して電子素子（ＣＳＰ）１１が実装されている。
【００２１】試験例１ ランド径φ４００μｍで絶縁層４の開口部５がφ３００
μｍの後記作成試験サンプル各７０個を用い、過剰なソ
フトエッチング有無による、ニッケルメッキ層８とはん
だボール１０の界面での剥離試験を下記シェア破壊試験
方法で行なった。その結果は表１の通りであった。
μｍの後記作成試験サンプル各７０個を用い、過剰なソ
フトエッチング有無による、ニッケルメッキ層８とはん
だボール１０の界面での剥離試験を下記シェア破壊試験
方法で行なった。その結果は表１の通りであった。
【００２２】◎試験方法 金メッキ処理を施したプリント配線板１にはんだボール
１０を乗せリフロー１回ではんだボールを熔解させる。
ある一定の加重をきりかき棒にかけ、絶縁層の表面から
５０μｍの位置に設定し、速度１７０μｍ／secではん
だが剥離するまで加重をかけ、どの部分で剥離したかを
光学顕微鏡にて確認し、ニッケルメッキ層とはんだとの
界面で剥離したデータを表１にまとめた。
１０を乗せリフロー１回ではんだボールを熔解させる。
ある一定の加重をきりかき棒にかけ、絶縁層の表面から
５０μｍの位置に設定し、速度１７０μｍ／secではん
だが剥離するまで加重をかけ、どの部分で剥離したかを
光学顕微鏡にて確認し、ニッケルメッキ層とはんだとの
界面で剥離したデータを表１にまとめた。
【００２３】◎本発明品サンプルの作成 図１の工程に従い、ランド径φ４００μｍで絶縁層４の
開口部５がφ３００μｍのランドに強いソフトエッチン
グ７として、過酸化水素と硫酸の混合液に１分間浸漬さ
せて、絶縁層４との間に間隙ａを形成せしめた後、無電
解ニッケルメッキ処理、無電解金メッキ処理を施し、は
んだボールを乗せ、リフローではんだボールを熔解さ
せ、シェア破壊試験用の本発明品サンプルを作成した。
開口部５がφ３００μｍのランドに強いソフトエッチン
グ７として、過酸化水素と硫酸の混合液に１分間浸漬さ
せて、絶縁層４との間に間隙ａを形成せしめた後、無電
解ニッケルメッキ処理、無電解金メッキ処理を施し、は
んだボールを乗せ、リフローではんだボールを熔解さ
せ、シェア破壊試験用の本発明品サンプルを作成した。
【００２４】◎比較品サンプルの作成 弱いエッチング７として、硫酸に１分間浸漬させて、絶
縁層４との間に間隙ａを形成せしめることなく、銅表面
の酸化膜除去のみを行った以外は本発明品サンプルの作
成と同様にして比較品サンプルを作成した。
縁層４との間に間隙ａを形成せしめることなく、銅表面
の酸化膜除去のみを行った以外は本発明品サンプルの作
成と同様にして比較品サンプルを作成した。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、ソフトエッチング処理
により絶縁層との間に間隙が形成されているので、ニッ
ケルメッキ処理を施しても従来の如く絶縁層が壁になる
ことがないため、ニッケルメッキがランド面全体に均一
に析出して強固に接合される結果、ニッケルメッキ層が
はんだとの界面で剥離することはない。
により絶縁層との間に間隙が形成されているので、ニッ
ケルメッキ処理を施しても従来の如く絶縁層が壁になる
ことがないため、ニッケルメッキがランド面全体に均一
に析出して強固に接合される結果、ニッケルメッキ層が
はんだとの界面で剥離することはない。
【００２７】また、特に前記間隙を金メッキ層形成後に
おいても残存せしめれば、部品実装時に熔解したはんだ
が当該間隙に回り込み、はんだ接合面積が増大すると共
に、絶縁層の縁で、ニッケルメッキ層が金メッキ層及び
当該はんだを介して強固に押さえ付けられるので、より
接合強度が向上する結果、ニッケルメッキ層がはんだと
の界面で剥離することはない。
おいても残存せしめれば、部品実装時に熔解したはんだ
が当該間隙に回り込み、はんだ接合面積が増大すると共
に、絶縁層の縁で、ニッケルメッキ層が金メッキ層及び
当該はんだを介して強固に押さえ付けられるので、より
接合強度が向上する結果、ニッケルメッキ層がはんだと
の界面で剥離することはない。
【図１】 本発明プリント配線板及び部品実装構造の製
造工程例を示す断面説明図。
造工程例を示す断面説明図。
【図２】 多層板についての本発明部品実装構造例を示
す断面説明図。
す断面説明図。
【図３】 部品を実装した本発明プリント配線板を示す
模式図。
模式図。
【図４】 従来プリント配線板及び部品実装構造の製造
工程例を示す断面説明図。
工程例を示す断面説明図。
【図５】 （ａ）は絶縁層がクリアランスタイプ（０．
８mmピッチ）のプリント配線板の断面説明図。（ｂ）は
絶縁層がオーバーレジストタイプ（０．５mmピッチ）の
断面説明図。
８mmピッチ）のプリント配線板の断面説明図。（ｂ）は
絶縁層がオーバーレジストタイプ（０．５mmピッチ）の
断面説明図。
【図６】 従来プリント配線板におけるニッケルメッキ
の異常析出例を示す断面説明図。
の異常析出例を示す断面説明図。
１：プリント配線板 ２：絶縁基板 ３：配線 ４：絶縁層 ５：開口部 ６：ランド ７：ソフトエッチング ８：ニッケルメッキ層 ９：金メッキ層 10：はんだボール 11：電子素子（ＣＳＰ） Ａ：ニッケルメッキの異常析出部 ａ：ソフトエッチング後の絶縁層とランドとの間隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 浩幸 神奈川県横浜市都筑区加賀原２丁目１番１ 号 京セラ株式会社横浜事業所内 Ｆターム(参考） 5E319 AA03 AC13 AC18 BB04 GG03
Claims (5)
- 【請求項１】 絶縁基板上に形成された導体金属からな
る配線のはんだ付け部が開口してランドが形成されてい
ると共に、非はんだ付け部が絶縁層で被覆されているオ
ーバーレジストタイプのプリント配線板において、前記
ランドがソフトエッチングにより薄層化されて前記絶縁
層との間に間隙が形成されており、かつ該薄層化された
ランド上にニッケルメッキ層が設けられていると共に、
該ニッケルメッキ層上に金メッキ層が設けられているこ
とを特徴とするプリント配線板。 - 【請求項２】 前記間隙が、絶縁層と金メッキ層との間
に残存していることを特徴とする請求項１記載のプリン
ト配線板。 - 【請求項３】 絶縁基板上に導体金属からなる配線を形
成し、次いで当該配線を絶縁層で被覆し、次いで当該配
線のはんだ付け部に開口部を設けてランドを形成すると
共に絶縁層をオーバーレジストタイプとし、次いで当該
ランドをソフトエッチングにより薄層化して前記絶縁層
との間に間隙を形成し、次いで当該薄層化されたランド
上にニッケルメッキ層を形成し、次いで当該ニッケルメ
ッキ層上に金メッキ層を形成することを特徴とするプリ
ント配線板の製造方法。 - 【請求項４】 前記間隙が、金メッキ層形成後において
も該金メッキ層と絶縁層との間に残存する間隙であるこ
とを特徴とする請求項３記載のプリント配線板の製造方
法。 - 【請求項５】 請求項２記載のプリント配線板の間隙
に、部品実装時のはんだが溶け込んだ状態で部品が実装
されていることを特徴とする部品実装構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173602A JP4520665B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | プリント配線板及びその製造方法並びに部品実装構造 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173602A JP4520665B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | プリント配線板及びその製造方法並びに部品実装構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002368397A true JP2002368397A (ja) | 2002-12-20 |
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ID=19015038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001173602A Expired - Fee Related JP4520665B2 (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | プリント配線板及びその製造方法並びに部品実装構造 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4520665B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7213329B2 (en) | 2004-08-14 | 2007-05-08 | Samsung Electronics, Co., Ltd. | Method of forming a solder ball on a board and the board |
| JP2008004809A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Mitsubishi Electric Corp | 実装基板 |
| JP2009117839A (ja) * | 2007-11-06 | 2009-05-28 | Ibiden Co Ltd | 配線板とその製造方法 |
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2001
- 2001-06-08 JP JP2001173602A patent/JP4520665B2/ja not_active Expired - Fee Related
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