JP2006100294A - 回路基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 耐マイグレーション性を向上させて、短絡などの不具合を防止することができる回路基板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 接続部11aは、Auメッキが施されたNiフィラーを含有する導電材により形成され、Agフィラーを含まない。そして個々の接続端子100aを、導電性接着剤13を介して、個々の接続部11aに電気的に接続することによって、電子部品100を絶縁基板10aに実装する。これにより、個々の接続部11aが、Agフィラーを含有する導電材で形成される場合と比べて、回路基板を使用中に、回路基板にはイオンマイグレーション現象は発生しにくくなる。その結果、回路基板中の絶縁物が絶縁不良となることが防止され、最終的に接続部11a間が短絡し、回路基板が故障すること等を防止することができる。
【選択図】図2
【解決手段】 接続部11aは、Auメッキが施されたNiフィラーを含有する導電材により形成され、Agフィラーを含まない。そして個々の接続端子100aを、導電性接着剤13を介して、個々の接続部11aに電気的に接続することによって、電子部品100を絶縁基板10aに実装する。これにより、個々の接続部11aが、Agフィラーを含有する導電材で形成される場合と比べて、回路基板を使用中に、回路基板にはイオンマイグレーション現象は発生しにくくなる。その結果、回路基板中の絶縁物が絶縁不良となることが防止され、最終的に接続部11a間が短絡し、回路基板が故障すること等を防止することができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、絶縁基板上に形成された導電パターン上に電子部品が実装される回路基板およびその製造方法に係り、特に、耐マイグレーション性を向上させて、短絡などの不具合を防止することができる回路基板およびその製造方法に関する。
下記の特許文献1には、半導体チップのフリップチップ接続を正確に行うこと等を目的とした回路基板が開示されている。
図4は前記回路基板を示す斜視図である。
回路基板200は、携帯電話用のメモリーチップを搭載するものである。基板201の一方の面には、半導体チップであるメモリーチップ(図示せず)が接続される銅パターンの端子部202が形成されている。また、回路基板200を外部基板に差し込んで接続するための接触端子部203が形成されている。
回路基板200は、携帯電話用のメモリーチップを搭載するものである。基板201の一方の面には、半導体チップであるメモリーチップ(図示せず)が接続される銅パターンの端子部202が形成されている。また、回路基板200を外部基板に差し込んで接続するための接触端子部203が形成されている。
端子部202及び接触端子部203は銅パターンで形成され、その上に銀めっき皮膜(図示せず)が形成される。端子部202では、さらに前記銀めっき皮膜上に、はんだ合金層(図示せず)が形成されている。そして、端子部202上に前記メモリーチップが正確に搭載される。
一方、接触端子部203では、前記銀めっき皮膜上に、さらにNi被膜及びAuめっき被膜が形成される。
特開2002−124744号公報
近年、PDAなどの携帯型電子機器は小型化してきており、それに伴って、前記携帯型電子機器内部に搭載される回路基板、および前記回路基板に形成される導電パターン等が高密度化してきている。このため、前記回路基板を使用中に、前記回路基板に外部から湿度が加えられると、イオンマイグレーション現象が発生する。そして、前記回路基板中の絶縁物が絶縁不良となり、最終的には前記導電パターン等が短絡し、前記回路基板が故障する。
また、配線等に使用される金属の中で、イオンマイグレーション現象が最も発生しやすい金属は、銀であることが知られている。
前記特許文献1に記載の発明では、端子部202上には、前記銀めっき皮膜が形成され、その上に、前記はんだ合金層が形成されている。このため、端子部202に前記メモリーチップを接続し、使用すると、イオンマイグレーション現象が発生する。その結果、回路基板200中の絶縁物が絶縁不良となり、最終的には回路基板200の導電パターン等が短絡し、回路基板200が故障する。
また、接触端子部203では、銅パターン上に、銀めっき皮膜、Ni被膜及びAuめっき被膜がこの順に順次積層されている。このような積層パターンにし、最上層にAuめっき被膜を形成した理由は、耐磨耗性を向上させるためである(特許文献1の[0019]欄等)。
しかし、接触端子部203には銀めっき被膜が含まれているため、上記したイオンマイグレーション現象が発生しやすく、接触端子部203間が短絡する等の不具合が生じやすい。
そこで、本発明は上記従来の課題を解決するものであり、耐マイグレーション性を向上させて、短絡などの不具合を防止することができる回路基板およびその製造方法を提供することを目的としている。
本発明は、絶縁基板上に導電パターンが形成され、前記導電パターンの接続部上に電子部品が実装される回路基板において、
前記電子部品は前記接続部上に導電性接着剤を介して接合され、前記接続部に含有される導電フィラーには、Agフィラー以外の導電フィラーが選択されることを特徴とするものである。
前記電子部品は前記接続部上に導電性接着剤を介して接合され、前記接続部に含有される導電フィラーには、Agフィラー以外の導電フィラーが選択されることを特徴とするものである。
上記のように、本発明では、個々の接続部に含有される導電フィラーには、Agフィラー以外の導電フィラーが選択される。このため、個々の接続部に、イオンマイグレーション現象は発生しにくく、接続部間が短絡する等の不具合を防止することができる。
上記において、前記接続部は、Auメッキが施されたNiフィラーを含有する導電材により形成されることが好ましい。
上記のような導電材は、外気にさらされても酸化等の問題が生じにくく、比抵抗も比較的小さい。このため、接続部に含有される導電フィラーとしては最適である。
また、前記導電パターンのうち、前記接続部に接続される配線部はAgフィラーを含む導電材で形成され、前記配線部上はレジスト層によって覆われていることが好ましい。本発明では、導電パターンのうち、接続部と接続される配線部は、Agフィラーを含有する導電材により形成されている。このため、導電パターンを全て、Auメッキが施されたNiフィラーを含有する導電材で形成する場合に比べて、製造コストを低減することができる。また、Auメッキが施されたNiフィラーを含有する導電材は、Agフィラーを含有する導電材に比べて比抵抗が高くなるため、良好な電気的特性を確保するために、導電パターンの大部分を構成する配線部を、Agフィラーを含有する導電材で形成することが好ましい。また、配線部上をレジスト層で覆うことで、配線部でイオンマイグレーション現象が発生することを、より確実に防止することができる。
また、本発明では、前記導電性接着剤に含有される導電フィラーには、Agフィラー以外の導電フィラーが選択されることが好ましく、具体的にはAuメッキが施されたNiフィラーが含有されていることが好ましい。
このようにすると、導電性接着剤にイオンマイグレーション現象が発生せず、導電性接着剤が溶け出して、接続部間が短絡する等の不具合をより確実に防止することができる。
本発明の回路基板の製造方法は、以下の工程を有することを特徴とする。
(a)絶縁基板上に、Agフィラーを含有する導電材により、導電パターンの配線部を形成する工程、
(b)Auメッキが施されたNiフィラーを含有する導電材よりなる接続部を、前記配線部の先端部上に一部重ねるとともに、さらに前記先端部上から前方の前記絶縁基板上へ向けて延出形成する工程、
(c)前記接続部以外の前記絶縁基板上にレジスト層を形成し、前記配線部上を前記レジスト層で覆う工程、
(d)前記接続部上に導電性接着剤を塗布する工程、
(e)電子部品を、前記導電性接着剤を介して、前記接続部に電気的に接続する工程。
(a)絶縁基板上に、Agフィラーを含有する導電材により、導電パターンの配線部を形成する工程、
(b)Auメッキが施されたNiフィラーを含有する導電材よりなる接続部を、前記配線部の先端部上に一部重ねるとともに、さらに前記先端部上から前方の前記絶縁基板上へ向けて延出形成する工程、
(c)前記接続部以外の前記絶縁基板上にレジスト層を形成し、前記配線部上を前記レジスト層で覆う工程、
(d)前記接続部上に導電性接着剤を塗布する工程、
(e)電子部品を、前記導電性接着剤を介して、前記接続部に電気的に接続する工程。
上記の製造工程により、簡単な手法で且つ確実に耐マイグレーション性に優れた回路基板を形成できる。
また本発明では、Agフィラーを含有してなる導電材、及びAuメッキが施されたNiフィラーを有する導電材をスクリーン印刷により形成することが好ましい。
本発明の回路基板では、耐マイグレーション性を向上させ、短絡などの不具合を防止することができる。さらに、本発明の製造方法によれば、簡単な手法で且つ確実に耐マイグレーション性に優れた回路基板を形成できる。
図1Aは本発明の回路基板を示す平面図、図1Bは図1AのBで示す部分の拡大図、図2は図1Aの2−2線での切断断面図である。
本発明の回路基板10は、小型のICチップなどの電子部品100が直接実装され、PDAなどの携帯型電子機器等の内部に搭載される。
回路基板10は、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂やポリイミド樹脂等の可撓性を有する絶縁基板10aを有しており、図1Aに示すように、絶縁基板10aの表面(図示Z1側の面)には、多数の導電パターンが形成されている。図1Bに示すように、各導電パターンは、接続部11aと、接続部11aと電気的に接続される配線部12aとを有して構成される。各接続部11a及び配線部12aは、所定の間隔を有して所定の領域内に密集して形成されている。
図1B,図2に示すように、配線部12aは、絶縁基板10a上に、Agフィラーを含有する導電材により形成されている。前記導電材には、Agフィラーのほかにフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂からなるバインダー樹脂が含有されている。前記導電材は、スクリーン印刷などによって印刷形成されるものであるが、スクリーン印刷時は有機溶剤も含むペースト状であり、スクリーン印刷した後、焼成することで前記有機溶剤を除去し、主として導電フィラーとバインダー樹脂とで構成される導電塗膜が、配線部12aとして残される。
また、個々の接続部11aは、配線部12aの先端部12a1上に一部重ねられるとともに、さらに先端部12a1よりも前方(電子部品100が設けられる方向)の絶縁基板10a上へ向けて延出形成される。これにより、接続部11aと配線部12aとが確実に導通接続される。接続部11aは、Auメッキが施されたNiフィラーを有する導電材により形成されている。前記導電材には、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂からなるバインダー樹脂が含有されている。前記導電材は、スクリーン印刷などによって印刷形成されるものであるが、前記導電材は、スクリーン印刷時は有機溶剤も含むペースト状であり、スクリーン印刷した後、焼成することで前記有機溶剤を除去し、主として導電フィラーとバインダー樹脂とで構成される導電塗膜が、接続部11aとして残される。
図2に示すように、配線部12a上にはレジスト層15が形成されている。レジスト層15は配線部12a間に露出する絶縁基板10a上にも形成され、配線部12aの上面及び側面がレジスト層15によって完全に覆われている。なお、レジスト層15は、さらに配線部12aの先端部12a1上に重ねられた接続部11a上から先端部12a1の側面にかけて形成されてもよい。配線部12aの先端部12a1は、上面は接続部11aで覆われているものの、側面は露出する可能性がある。図1Bでは、配線部12aの先端部12a1は、その上面から側面にかけて接続部11aによって覆われているため、先端部12a1でイオンマイグレーション現象は生じないと考えられる。しかし、印刷精度などにより、接続部11aの印刷位置がずれて形成されると、配線部12aの先端部12a1が一部露出する可能性があるため、レジスト層15によって配線部12aの形成領域を完全に外気と遮断することが好ましく、これによってイオンマイグレーション現象を適切に抑制することが可能になる。
図2に示すように、電子部品100の側面からは接続端子100aが略L字状に下方向に折り曲げられて突出形成されている。接続端子100aは、一つの側面から接続部11aの数に対応する数だけ突出形成される。接続端子100aは電子部品100の4つの側面からそれぞれ突出形成されており、各接続端子100aが対応する接続部11a上にて電気的に接続される。
個々の接続端子100aは、接続部11a上に導電性接着剤13を介して電気的に接続され、これによって、電子部品100が絶縁基板10aに実装される。
本発明では、個々の接続部11aが、Auメッキを施したNiフィラーを含有した導電材により形成されている。このように、本発明では、接続部11aに含有される導電フィラーにはAgフィラー以外の導電フィラーが選択される。このため、従来のように、レジスト層15に覆われていない接続部11aがAgで形成される場合と比べて、接続部11aがイオンマイグレーション現象を起こし、接続部11a間が短絡する等の不具合を防止することができる。
本発明では、接続部11aは、Auメッキを施したNiフィラー以外の導電フィラーで形成されてもよいが、Auメッキを施したNiフィラーを含有した導電材は、イオンマイグレーション現象の発生が適切に抑制されるとともに、外気にさらされても酸化等の問題が生じにくい。また、Auメッキを施したNiフィラーを含有した導電材は比較的、比抵抗も小さい。このため、Auメッキを施したNiフィラーを含有した導電材は、レジスト層15に覆われずに露出する接続部11aには最適な材質といえる。なお、接続部11aは、例えばNiフィラーを含有するNi塗膜上にAuフィラーを含有するAu塗膜が重ねられた構成であってもよい。
一方、個々の配線部12aは、Agフィラーが含有された導電材から形成されている。Agフィラーが含有された導電材は、安価であり、比抵抗も極めて低いため、絶縁基板10a上に形成される導電パターンの大部分を占める配線部12aに使用されことにおいて好ましい。ただし、配線部12aはイオンマイグレーション現象を生じやすいので、所定の厚みからなるレジスト層15を配線部12a上に重ねて形成しておくことが必要である。これによって、配線部12aでのイオンマイグレーション現象の発生を、より確実に防止することができる。
さらに本発明では、導電性接着剤13に含有される導電フィラーにも、Agフィラー以外の導電フィラーが選択されることが好ましい。具体的には、接続部11aと同様に、Auメッキを施したNiフィラーが含有されることが好ましい。導電性接着剤13も接続部11aと同様にレジスト層15で覆われることなく外気にさらされるため、導電性接着剤13にAgが含まれるとイオンマイグレーション現象を生じる。このため、導電性接着剤13にもAgフィラー以外の導電フィラーを含有すると、導電性接着剤13におけるイオンマイグレーション現象の発生も防止することができ、接続部11a間が溶け出した導電性接着剤13によって短絡する等の不具合をより確実に防止することができる。
次に、本発明の回路基板10を製造する方法について説明する。
図3Aないし図3Eは、本発明の、電子部品が実装された回路基板の製造工程を示す、図2と同様の断面図である。
図3Aないし図3Eは、本発明の、電子部品が実装された回路基板の製造工程を示す、図2と同様の断面図である。
まず、図3Aに示す工程において、絶縁基板10aの表面に配線部12aを、Agフィラーを含有する導電材にてスクリーン印刷などで、図1Aおよび図1Bに示すようなパターンにて印刷形成する。スクリーン印刷時は、前記導電材はAgフィラーのほかにフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や有機溶剤を含むペーストであり、スクリーン印刷後に、焼成して前記有機溶剤を蒸発させる。
次に、図3Bに示す工程において、配線部12aの先端部12a1上から配線部12aよりも前方の絶縁基板10a上にかけて接続部11aをスクリーン印刷などによって、図1Aおよび図1Bに示すようなパターンにて印刷形成する。接続部11aをAuメッキを施したNiフィラーを含有する導電材によって形成する。スクリーン印刷時は、前記導電材はAuメッキを施したNiフィラーのほかにフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や有機溶剤を含むペーストであり、スクリーン印刷後に、焼成して前記有機溶剤を蒸発させる。ここで、接続部11aの一部を配線部12a上に重ねて形成するのは、接続部11aと配線部12aとを確実に電気的に接続させるためである。
そして、図3Cに示す工程において、配線部12a上にレジスト層15を形成する。配線部12aは、上記したように、Agフィラーを含有する導電材で形成されるので、外気にさらされると、イオンマイグレーション現象を起こしやすい。しかし、レジスト層15の形成によって、配線部12aの上面及び側面を完全にレジスト層15で覆うことができるので、耐マイグレーション性を向上させることができる。なお、さらに配線部12aの先端部12a1上に重ねられた接続部11a上から、先端部12a1の側面にもレジスト層15を形成してもよい。図1Bでは、配線部12aの先端部12a1の上面及び側面はAgフィラーを含まない接続部11aによって覆われるので問題はない。しかし、印刷精度などによって、先端部12a1の一部が外部へ露出する可能性もあるため、レジスト層15を先端部12a1上から側面へかけて形成しておけば、完全に配線部12aの形成領域をレジスト層15で覆うことができ、適切に耐マイグレーション性を向上させることができる。レジスト層15は、塗布後、所定の加熱工程を経て硬化させられる。
その後、図3Dに示す工程において、個々の接続部11a上に、導電性接着剤13を、メタルマスクやディスペンサーによって塗布する。導電性接着剤13に含有される導電フィラーには、Agフィラー以外の導電フィラーが選択されることが好ましい。導電性接着剤13も外気にさらされるので、Agフィラーを含んでいると、イオンマイグレーション現象を起こしやすい。導電性接着剤13には接続部11aと同様に、Auメッキが施されたNiフィラーが含有されていることが好ましい。これにより、導電性接着剤13の耐マイグレーション性を向上させることができ、また、導電性接着剤13の比抵抗が急激に大きくなるのを抑制できる。
そして、図3Eに示す工程において,電子部品100の個々の接続端子100aを、導電性接着剤13上に当接させ、所定の加熱工程を経て導電性接着剤13を硬化させる。これにより、接続端子100aを個々の接続部11a上に導電性接着剤13を介して電気的に接続させることができる。
図3に示す一連の工程を経ることで、簡単な手法で且つ確実に耐マイグレーション性に優れた回路基板を形成できる。
10 回路基板
10a 基板
11a 接続部
12a 配線回路
12a1 先端部
13 導電性接合部材
15 レジスト層
100 電子部品
100a 接続端子
10a 基板
11a 接続部
12a 配線回路
12a1 先端部
13 導電性接合部材
15 レジスト層
100 電子部品
100a 接続端子
Claims (7)
- 絶縁基板上に導電パターンが形成され、前記導電パターンの接続部上に電子部品が実装される回路基板において、
前記電子部品は前記接続部上に導電性接着剤を介して接合され、前記接続部に含有される導電フィラーには、Agフィラー以外の導電フィラーが選択されることを特徴とする回路基板。 - 前記接続部は、Auメッキが施されたNiフィラーを含有する導電材により形成される請求項1記載の回路基板。
- 前記導電パターンのうち、前記接続部に接続される配線部はAgフィラーを含む導電材で形成され、前記配線部上はレジスト層によって覆われている請求項1または2に記載の回路基板。
- 前記導電性接着剤に含有される導電フィラーには、Agフィラー以外の導電フィラーが選択される請求項1ないし3のいずれかに記載の回路基板。
- 前記導電性接着剤には、Auメッキが施されたNiフィラーが含有されている請求項4記載の回路基板。
- 以下の工程を有することを特徴とする回路基板の製造方法、
(a)絶縁基板上に、Agフィラーを含有する導電材により、導電パターンの配線部を形成する工程、
(b)Auメッキが施されたNiフィラーを含有する導電材よりなる接続部を、前記配線部の先端部上に一部重ねるとともに、さらに前記先端部上から前方の前記絶縁基板上へ向けて延出形成する工程、
(c)前記接続部以外の前記絶縁基板上にレジスト層を形成し、前記配線部上を前記レジスト層で覆う工程、
(d)前記接続部上に導電性接着剤を塗布する工程、
(e)電子部品を、前記導電性接着剤を介して、前記接続部に電気的に接続する工程。 - Agフィラーを含有してなる導電材、及びAuメッキが施されたNiフィラーを有する導電材をスクリーン印刷により形成する請求項6記載の回路基板の製造方法。
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