JP2003332721A - 金メッキされたプリント配線板およびその製造方法 - Google Patents
金メッキされたプリント配線板およびその製造方法Info
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- JP2003332721A JP2003332721A JP2002139309A JP2002139309A JP2003332721A JP 2003332721 A JP2003332721 A JP 2003332721A JP 2002139309 A JP2002139309 A JP 2002139309A JP 2002139309 A JP2002139309 A JP 2002139309A JP 2003332721 A JP2003332721 A JP 2003332721A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、配線密度が高いプリント基板におい
てパッド部でのハンダの接続強度を高めて信頼性の高い
プリント基板を提供することを目的とする。 【構成】絶縁樹脂板102の両面に厚さ12μｍの銅箔101を
貼り付けた銅張積層板108を準備する。銅箔の一部に電
解リード（図示せず）を接触させ、銅箔表面全体に電解
工法によりニッケルメッキ501を析出させ膜厚が5μｍの
ニッケル層５を形成した。その後パッド表面に0.0５μ
ｍの金メッキ皮膜502を析出させた。
てパッド部でのハンダの接続強度を高めて信頼性の高い
プリント基板を提供することを目的とする。 【構成】絶縁樹脂板102の両面に厚さ12μｍの銅箔101を
貼り付けた銅張積層板108を準備する。銅箔の一部に電
解リード（図示せず）を接触させ、銅箔表面全体に電解
工法によりニッケルメッキ501を析出させ膜厚が5μｍの
ニッケル層５を形成した。その後パッド表面に0.0５μ
ｍの金メッキ皮膜502を析出させた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を実装す
るプリント配線板に関し、さらに詳しくは、実装パッド
を金メッキされたプリント配線板に関する。
るプリント配線板に関し、さらに詳しくは、実装パッド
を金メッキされたプリント配線板に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子部品の端子同士を電気的に接続し、
部品自体を固着するためにプリント配線板が用いられ
る。プリント配線板には電子部品の端子と接続するため
のパッドが設置されている。プリント配線板の配線部分
はおもに銅で形成されているが、実装するまでの保管期
間に前記パッドの表面に酸化皮膜が形成されることを防
止するために、パッドの表面に金メッキが施される場合
がある。さらに詳しくは、金原子が銅に拡散することを
防止する目的で、銅パッドの上にニッケルメッキを析出
させ、さらに金メッキを施している。
部品自体を固着するためにプリント配線板が用いられ
る。プリント配線板には電子部品の端子と接続するため
のパッドが設置されている。プリント配線板の配線部分
はおもに銅で形成されているが、実装するまでの保管期
間に前記パッドの表面に酸化皮膜が形成されることを防
止するために、パッドの表面に金メッキが施される場合
がある。さらに詳しくは、金原子が銅に拡散することを
防止する目的で、銅パッドの上にニッケルメッキを析出
させ、さらに金メッキを施している。
【０００３】従来、これらのメッキは電解工法によって
施されていた。電解工法での製造工程を図1,2に示す。
絶縁板102の両面に銅箔101を貼り付けた銅張り積層板10
8を準備する。この表面にドライフィルムなどでエッチ
ングレジストを形成したのち、エッチングにより不要な
銅箔を除去し、回路配線を形成する。この際、パッド10
7に、後の電解メッキ工程で電位を加えるために製品と
なる部分の範囲外に電解配線106を付加する。その後、
パッド107を除き、ソルダーレジストによる保護皮膜103
で被覆する。ついで、電解メッキ工程に進む。ここで
は、電解配線に陰電位を加えることにより、メッキ液中
に含まれる金属の陽イオンをパッド表面にメッキとして
析出させる。電解配線は、必要な回路の外部で短絡され
ているため、製品として仕上げる際に、電解配線を切断
・除去する。
施されていた。電解工法での製造工程を図1,2に示す。
絶縁板102の両面に銅箔101を貼り付けた銅張り積層板10
8を準備する。この表面にドライフィルムなどでエッチ
ングレジストを形成したのち、エッチングにより不要な
銅箔を除去し、回路配線を形成する。この際、パッド10
7に、後の電解メッキ工程で電位を加えるために製品と
なる部分の範囲外に電解配線106を付加する。その後、
パッド107を除き、ソルダーレジストによる保護皮膜103
で被覆する。ついで、電解メッキ工程に進む。ここで
は、電解配線に陰電位を加えることにより、メッキ液中
に含まれる金属の陽イオンをパッド表面にメッキとして
析出させる。電解配線は、必要な回路の外部で短絡され
ているため、製品として仕上げる際に、電解配線を切断
・除去する。
【０００４】電解ニッケルメッキはメッキ液に含まれる
添加剤に起因した不純物が含まれるため、純粋なニッケ
ルにすることは困難であるが、一般に、純度は99重量パ
ーセント以上である。電解金メッキの純度は99.9重量パ
ーセント以上である。プリント配線板のパッドの表面仕
上げとして、上記の純度は十分である。
添加剤に起因した不純物が含まれるため、純粋なニッケ
ルにすることは困難であるが、一般に、純度は99重量パ
ーセント以上である。電解金メッキの純度は99.9重量パ
ーセント以上である。プリント配線板のパッドの表面仕
上げとして、上記の純度は十分である。
【０００５】最近、電子機器の小型化に伴い、プリント
配線板も小型化し、配線密度が上昇している。前述のよ
うに、従来の電解メッキ工法ではパッドに通電するため
の電解配線が必要であるが、プリント配線板の配線形成
工程では、対応できる配線密度に限界があるため、電解
メッキのための配線を設置するスペースがなくなってき
ている。
配線板も小型化し、配線密度が上昇している。前述のよ
うに、従来の電解メッキ工法ではパッドに通電するため
の電解配線が必要であるが、プリント配線板の配線形成
工程では、対応できる配線密度に限界があるため、電解
メッキのための配線を設置するスペースがなくなってき
ている。
【０００６】そこで、化学反応によりメッキを析出させ
る無電解工法が用いられる場合がある。図3,4に無電解
メッキ工法の製造工程を示す。無電解メッキ工法では、
電解メッキ工法と同様に銅張り積層板を原材料とし、回
路配線を形成し、パッド部を除いて保護皮膜で被覆す
る。ただし、電解配線は不要である。無電解メッキ工程
では、まず、銅パッドの表面にパラジウムなどの触媒原
子を付与し、次にニッケルメッキ302を析出させる。ニ
ッケルメッキ液には還元剤が添加されており、触媒との
相互作用で銅パッドの上にニッケルメッキを析出させ
る。次に、金メッキ液では金イオンとニッケル原子の置
換反応により、金メッキ301を析出させる。
る無電解工法が用いられる場合がある。図3,4に無電解
メッキ工法の製造工程を示す。無電解メッキ工法では、
電解メッキ工法と同様に銅張り積層板を原材料とし、回
路配線を形成し、パッド部を除いて保護皮膜で被覆す
る。ただし、電解配線は不要である。無電解メッキ工程
では、まず、銅パッドの表面にパラジウムなどの触媒原
子を付与し、次にニッケルメッキ302を析出させる。ニ
ッケルメッキ液には還元剤が添加されており、触媒との
相互作用で銅パッドの上にニッケルメッキを析出させ
る。次に、金メッキ液では金イオンとニッケル原子の置
換反応により、金メッキ301を析出させる。
【０００７】無電解ニッケルメッキには、還元剤に起因
して、ニッケルメッキ中にリンが2〜10重量パーセント
含まれる結果、ニッケル純度が98重量パーセント以下と
なる。無電解金メッキの純度は、電解金メッキとほぼ同
程度であり、99.9重量パーセント程度である。
して、ニッケルメッキ中にリンが2〜10重量パーセント
含まれる結果、ニッケル純度が98重量パーセント以下と
なる。無電解金メッキの純度は、電解金メッキとほぼ同
程度であり、99.9重量パーセント程度である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ニッケル・リン合金
は、電解ニッケルメッキの純ニッケルと比較し、脆弱な
ため、無電解工法で析出させたニッケル・金メッキのパ
ッドに端子をハンダで接続した場合、ニッケルメッキに
クラックが発生したり、接続層で剥離が発生し、接続不
良となる恐れがある。特に、パッドの面積が小さく、1
平方ミリメートル程度以下の場合は、この不具合が顕著
に発生する。本発明は、配線密度が高いプリント基板に
おいてパッド部でのハンダの接続強度を高めて信頼性の
高いプリント基板を提供することを目的とする。
は、電解ニッケルメッキの純ニッケルと比較し、脆弱な
ため、無電解工法で析出させたニッケル・金メッキのパ
ッドに端子をハンダで接続した場合、ニッケルメッキに
クラックが発生したり、接続層で剥離が発生し、接続不
良となる恐れがある。特に、パッドの面積が小さく、1
平方ミリメートル程度以下の場合は、この不具合が顕著
に発生する。本発明は、配線密度が高いプリント基板に
おいてパッド部でのハンダの接続強度を高めて信頼性の
高いプリント基板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、プリント配線
板において、少なくとも配線の一部がニッケル層と金層
を含んでおり、金層の下地のニッケル層の純度が99重量
パーセント以上であることを特徴とするプリント配線板
である。
板において、少なくとも配線の一部がニッケル層と金層
を含んでおり、金層の下地のニッケル層の純度が99重量
パーセント以上であることを特徴とするプリント配線板
である。
【００１０】また本発明は、プリント配線板の製造にお
いて、銅張り積層板の銅表面上に電解工法によりニッケ
ルメッキを析出させたのちエッチングにより配線を形成
し、その後、無電解工法により配線の一部に金メッキを
析出させることを特徴とするプリント配線板の製造方法
である。
いて、銅張り積層板の銅表面上に電解工法によりニッケ
ルメッキを析出させたのちエッチングにより配線を形成
し、その後、無電解工法により配線の一部に金メッキを
析出させることを特徴とするプリント配線板の製造方法
である。
【００１１】発明者は、パッドの金メッキの機能は、主
にパッド上面で重要であることに着目し、パッドの上面
のみニッケルメッキを析出させ、パッド全体に金メッキ
を析出させる方法を発明した。詳細な製造手順は次のよ
うになる。図４,５に沿って説明する。
にパッド上面で重要であることに着目し、パッドの上面
のみニッケルメッキを析出させ、パッド全体に金メッキ
を析出させる方法を発明した。詳細な製造手順は次のよ
うになる。図４,５に沿って説明する。
【００１２】銅張り積層板の銅箔101に電解工法でニッ
ケルメッキ501を析出させる。すなわち、基板のほぼ全
面にニッケルメッキ層を形成する。銅張り積層板として
多層板を用いても良い。また、異なる配線層で導通を取
るため銅メッキされたスルーホールがあってもよい。
ケルメッキ501を析出させる。すなわち、基板のほぼ全
面にニッケルメッキ層を形成する。銅張り積層板として
多層板を用いても良い。また、異なる配線層で導通を取
るため銅メッキされたスルーホールがあってもよい。
【００１３】次に、エッチングレジストを形成し、エッ
チングにより配線を形成する。この際、アルカリ性エッ
チングを行うことが好ましい。酸性エッチングの場合、
銅とニッケルの電池効果により、ニッケルの溶解速度が
高まる結果、所望の回路配線が得られない場合がある。
チングにより配線を形成する。この際、アルカリ性エッ
チングを行うことが好ましい。酸性エッチングの場合、
銅とニッケルの電池効果により、ニッケルの溶解速度が
高まる結果、所望の回路配線が得られない場合がある。
【００１４】その後、感光性樹脂や熱硬化性樹脂などか
らなるいわゆるソルダーレジストにより配線表面に保護
樹脂膜103を形成し、パッド部分だけは保護樹脂膜を除
去して露出させる。パッド側面の銅が露出しないよう
に、パッド上面部の周端部には保護樹脂膜がかかるよう
にしたほうが好ましい。次に、この基板を無電解金メッ
キ液に浸すことにより、金イオンとニッケル原子が置換
反応し、パッド表面に金メッキが析出し金の薄膜が形成
される。この工程により、パッド上面部は電解ニッケル
メッキの上に無電解金メッキが析出した構成となる。こ
のような方法により製造することにより、ニッケルメッ
キは電解工法で得られるため、99重量パーセント以上の
純度となり、クラックや剥離の問題が無くなる。また、
無電解金メッキの純度は99.9重量パーセント程度であ
り、電解金メッキの純度と同等であり、ワイヤボンディ
ングの密着強度や表面保護機能は全く同等となる。
らなるいわゆるソルダーレジストにより配線表面に保護
樹脂膜103を形成し、パッド部分だけは保護樹脂膜を除
去して露出させる。パッド側面の銅が露出しないよう
に、パッド上面部の周端部には保護樹脂膜がかかるよう
にしたほうが好ましい。次に、この基板を無電解金メッ
キ液に浸すことにより、金イオンとニッケル原子が置換
反応し、パッド表面に金メッキが析出し金の薄膜が形成
される。この工程により、パッド上面部は電解ニッケル
メッキの上に無電解金メッキが析出した構成となる。こ
のような方法により製造することにより、ニッケルメッ
キは電解工法で得られるため、99重量パーセント以上の
純度となり、クラックや剥離の問題が無くなる。また、
無電解金メッキの純度は99.9重量パーセント程度であ
り、電解金メッキの純度と同等であり、ワイヤボンディ
ングの密着強度や表面保護機能は全く同等となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】ハンダ接続強度の測定
ハンダ接続性を次のようにして評価した。保護皮膜の開
口直径が300μmのパッドにハンダボールを配置し、加熱
によりハンダを溶融させたのち、冷却してパッドとハン
ダボールを固着させる。ハンダボールには銅針金も同時
に固着させる。固着後、基板を固定して針金を引っ張
り、接続が破壊されるまでの最大応力をハンダ接続強度
とする。この測定を各条件で15点ずつおこなった。ニッケルメッキの純度の測定 一方、ニッケルメッキの純度は次のようにして測定し
た。前述の基板を金メッキ剥離液に浸漬して、金メッキ
を除去した。次に、走査型電子顕微鏡に付属のEDSに
て、ニッケルメッキ部分の構成元素と重量比を測定し
た。
口直径が300μmのパッドにハンダボールを配置し、加熱
によりハンダを溶融させたのち、冷却してパッドとハン
ダボールを固着させる。ハンダボールには銅針金も同時
に固着させる。固着後、基板を固定して針金を引っ張
り、接続が破壊されるまでの最大応力をハンダ接続強度
とする。この測定を各条件で15点ずつおこなった。ニッケルメッキの純度の測定 一方、ニッケルメッキの純度は次のようにして測定し
た。前述の基板を金メッキ剥離液に浸漬して、金メッキ
を除去した。次に、走査型電子顕微鏡に付属のEDSに
て、ニッケルメッキ部分の構成元素と重量比を測定し
た。
【００１６】（実施例）図４を用いて説明する。まず、
絶縁樹脂板102の両面に厚さ12μｍの銅箔101を貼り付け
た銅張積層板108を準備する。銅箔の一部に電解リード
（図示せず）を接触させ、銅箔表面全体に電解工法によ
りニッケルメッキ501を析出させ膜厚が5μｍのニッケル
層５を形成した。この表面にドライフィルム（図示せ
ず）を貼り付け、露光・現像により配線パターン状に形
成されたエッチングレジストを形成した。その後、アル
カリ性エッチングによりニッケルと銅箔のエッチングレ
ジストに覆われてない部分を溶解除去して、その後エッ
チングレジストを除去した。これにより配線パターンを
形成した。この時配線の断面は銅とニッケルの2層構造
となる。次に感光性ソルダーレジスト（太陽インク社製
PSR4000-AUS5）を27μｍの膜厚で塗工し、露光・現像に
よりパッド部のソルダーレジストを除去して樹脂膜103
を形成した。この基板を無電解金メッキ液に浸し、10分
間揺動することにより、パッド表面に0.0５μｍの金メ
ッキ皮膜502を析出させた。この金メッキ皮膜の厚さは
0.03〜0.07μｍで十分である。その結果、本発明の実施
例ではハンダ接続強度が4.2乃至7.0ニュートンであっ
た。またニッケルの純度を算出し、99.2wt%の純度であ
った。
絶縁樹脂板102の両面に厚さ12μｍの銅箔101を貼り付け
た銅張積層板108を準備する。銅箔の一部に電解リード
（図示せず）を接触させ、銅箔表面全体に電解工法によ
りニッケルメッキ501を析出させ膜厚が5μｍのニッケル
層５を形成した。この表面にドライフィルム（図示せ
ず）を貼り付け、露光・現像により配線パターン状に形
成されたエッチングレジストを形成した。その後、アル
カリ性エッチングによりニッケルと銅箔のエッチングレ
ジストに覆われてない部分を溶解除去して、その後エッ
チングレジストを除去した。これにより配線パターンを
形成した。この時配線の断面は銅とニッケルの2層構造
となる。次に感光性ソルダーレジスト（太陽インク社製
PSR4000-AUS5）を27μｍの膜厚で塗工し、露光・現像に
よりパッド部のソルダーレジストを除去して樹脂膜103
を形成した。この基板を無電解金メッキ液に浸し、10分
間揺動することにより、パッド表面に0.0５μｍの金メ
ッキ皮膜502を析出させた。この金メッキ皮膜の厚さは
0.03〜0.07μｍで十分である。その結果、本発明の実施
例ではハンダ接続強度が4.2乃至7.0ニュートンであっ
た。またニッケルの純度を算出し、99.2wt%の純度であ
った。
【００１７】（比較例）無電解ニッケルのうえに無電解
金メッキを析出させた基板を作製し、ハンダ接続性の試
験を行った。この場合、まず、銅箔の表面にドライフィ
ルムによりエッチングレジストを形成し、酸性エッチン
グにより回路配線を形成する。エッチングレジストを除
去し、基板表面全体に感光性ソルダーレジストの被膜を
塗工し、露光・現像によりパッド部を除いて樹脂膜を形
成した。この基板を、無電解ニッケル液に浸し、30分間
揺動したのち、水洗して、無電解金メッキ液に前記実施
例と同様に浸し、金メッキ被膜を析出させた。つぎに、
実施例と同様の方法でハンダ接続強度を評価した。その
結果、比較例では1.5乃至3.5ニュートンであった。ま
た、実施例と同様にしてニッケルメッキの純度を測定し
た。その結果、純度は94.2wt%であった。
金メッキを析出させた基板を作製し、ハンダ接続性の試
験を行った。この場合、まず、銅箔の表面にドライフィ
ルムによりエッチングレジストを形成し、酸性エッチン
グにより回路配線を形成する。エッチングレジストを除
去し、基板表面全体に感光性ソルダーレジストの被膜を
塗工し、露光・現像によりパッド部を除いて樹脂膜を形
成した。この基板を、無電解ニッケル液に浸し、30分間
揺動したのち、水洗して、無電解金メッキ液に前記実施
例と同様に浸し、金メッキ被膜を析出させた。つぎに、
実施例と同様の方法でハンダ接続強度を評価した。その
結果、比較例では1.5乃至3.5ニュートンであった。ま
た、実施例と同様にしてニッケルメッキの純度を測定し
た。その結果、純度は94.2wt%であった。
【００１８】
【表１】
強度の単位：N（ニュートン）
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、電解ニッケルメッキの
上に無電解金メッキを析出させるため、電解配線が不要
となり、高密度配線でありながら無電解ニッケルメッキ
に起因する問題を回避しパッド部の接続強度が高いプリ
ント配線板を得ることができた。
上に無電解金メッキを析出させるため、電解配線が不要
となり、高密度配線でありながら無電解ニッケルメッキ
に起因する問題を回避しパッド部の接続強度が高いプリ
ント配線板を得ることができた。
【図１】従来の電解金めっき法を説明する断面図
【図２】従来の電解金めっき法を説明する平面図
【図３】従来の無電解金めっき法を説明する断面図
【図４】本発明による製造法を説明する断面図
【図５】本発明による製造法を説明する平面図
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０５Ｋ 3/06 Ｈ０５Ｋ 3/24 Ｄ ５Ｅ３４３
3/24 Ｈ０１Ｌ 23/12 Ｗ
Ｆターム(参考） 4E351 AA01 BB01 BB23 BB24 BB30
BB33 BB38 CC06 CC07 DD04
DD06 DD19 DD58 GG06 GG13
GG15
4K022 AA02 AA42 BA03 DA01
4K024 AA03 AB02 AB15 BA09 BB11
GA01
5E319 AA03 AB01 AB05 AC02 AC18
BB02 CC22 GG03
5E339 AB02 AD01 AD03 BC01 BC02
BD08 BD11 BE11 FF10 GG01
5E343 AA02 AA12 BB09 BB17 BB23
BB24 BB44 BB61 BB67 BB71
DD33 DD43 DD76 DD80 GG01
GG18
Claims (2)
- 【請求項１】プリント配線板において、少なくとも配線
の一部がニッケル層と金層を含んでおり、金層の下地の
ニッケル層の純度が99重量パーセント以上であることを
特徴とするプリント配線板。 - 【請求項２】プリント配線板の製造において、銅張り積
層板の銅表面上に電解工法によりニッケルメッキを析出
させたのちエッチングにより配線を形成し、その後、無
電解工法により配線の一部に金メッキを析出させること
を特徴とするプリント配線板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002139309A JP2003332721A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 金メッキされたプリント配線板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002139309A JP2003332721A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 金メッキされたプリント配線板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003332721A true JP2003332721A (ja) | 2003-11-21 |
Family
ID=29700474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002139309A Pending JP2003332721A (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 金メッキされたプリント配線板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003332721A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104470236A (zh) * | 2013-09-16 | 2015-03-25 | 深圳市兴经纬科技开发有限公司 | 电路板化学镀镍金的后浸液及后浸方法 |
| JP2016531407A (ja) * | 2013-08-23 | 2016-10-06 | アップル インコーポレイテッド | プリント回路基板を使用して形成されたコネクタインサート及びレセプタクル舌部 |
-
2002
- 2002-05-14 JP JP2002139309A patent/JP2003332721A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016531407A (ja) * | 2013-08-23 | 2016-10-06 | アップル インコーポレイテッド | プリント回路基板を使用して形成されたコネクタインサート及びレセプタクル舌部 |
| US9992863B2 (en) | 2013-08-23 | 2018-06-05 | Apple Inc. | Connector inserts and receptacle tongues formed using printed circuit boards |
| CN104470236A (zh) * | 2013-09-16 | 2015-03-25 | 深圳市兴经纬科技开发有限公司 | 电路板化学镀镍金的后浸液及后浸方法 |
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