JP2008085010A - 回路基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】ウィスカの発生を確実に抑制することができる回路基板を提供すること。
【解決手段】回路基板１は、可撓性を有する絶縁基材１１１と、この絶縁基材１１１上に形成された回路層１１２とを備える。絶縁基材１１１の端部と、この端部上に形成された回路層１１２と、この回路層１１２上に形成された金属層１１４とを含んで端子部１Ａが構成されている。金属層１１４は、回路層１１２上に形成されたニッケルまたはニッケル合金を含んで構成される第一金属層１１４Ａと、この第一金属層１１４Ａ上に形成された錫または錫合金を含んで構成される第二金属層１１４Ｂとを備える。第一金属層１１４Ａは、粒径が０．５μｍ以上５μｍ以下の無光沢めっき層であり、第二金属層１１４Ｂは粒径が０．１μｍ以下の光沢めっき層である。
【選択図】 図２
Description
本発明は、回路基板に関する。
従来、電子機器のメインボード等には、回路基板、たとえば、リジッドフレックス回路基板が使用されている。具体的には、回路基板に端子部を設けるとともに、メインボードにコネクタを設ける。回路基板の端子部をメインボードに接続されたコネクタに挿入することで、回路基板とメインボードとが接続されることとなる。
ここで、回路基板の素地表面上にニッケルめっきを施した後、このニッケルの下地メッキ皮膜の上に錫−銅合金めっきを施す方法が知られている（特許文献１参照）
この方法によれば、ニッケルめっき上に錫―銅合金めっきを施すことで、ウィスカの発生を有効に防止できるとされている。
ここで、回路基板の素地表面上にニッケルめっきを施した後、このニッケルの下地メッキ皮膜の上に錫−銅合金めっきを施す方法が知られている（特許文献１参照）
この方法によれば、ニッケルめっき上に錫―銅合金めっきを施すことで、ウィスカの発生を有効に防止できるとされている。
しかしながら、本発明者が検討した結果、特許文献１に記載の技術を採用し、回路基板の端子部に、ニッケルめっき、錫−銅合金めっきを施した場合であっても、コネクタに回路基板の端子部を嵌合させた際に、ウィスカが発生し、ウィスカの発生を抑制することが困難であることがわかった。
本発明の目的は、ウィスカの発生を確実に抑制することができる回路基板を提供することである。
本発明によれば、絶縁基材と、この絶縁基材上に形成された回路層とを備える回路基板であって、前記絶縁基材の端部と、この端部上に形成された前記回路層と、この回路層上に形成された金属層とを含んで端子部が構成され、前記金属層は、前記回路層上に形成され、ニッケルまたはニッケル合金を含む第一金属層と、この第一金属層上に形成された錫または錫合金を含む第二金属層とを備える回路基板が提供される。
前記第二金属層は、金属粒子の平均粒径が第一金属層の金属粒子の平均粒径よりも小さい金属で構成される光沢めっき層であることが好ましい。
さらに、前記第一金属層は、金属粒子の平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下の無光沢めっき層であることが好ましい。第二金属層は、金属粒子の平均粒径が０．１μｍ以下の光沢めっき層であることが好ましい。
さらに、前記第一金属層は、金属粒子の平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下の無光沢めっき層であることが好ましい。第二金属層は、金属粒子の平均粒径が０．１μｍ以下の光沢めっき層であることが好ましい。
これにより、端子部の金属層を、内部応力の低い無光沢めっき層である第一金属層と、比較的内部応力が高くなりやすい光沢めっき層である第二金属層とを備える構成となるので、端子部の金属層の内部応力を低く抑えることができ、ウィスカの発生を抑制することができる。
また、第二金属層を、光沢めっき層に比べて、金属粒子の平均粒径が大きな無光沢めっき層とした場合には、被膜硬度が低くなるため、コネクタに接続した際にコネクタからの力によりウィスカが発生してしまう。
これに対し、本発明では、第二金属層を金属粒子の平均粒径が比較的小さい光沢めっき層としており、この第二金属層は、無光沢めっき層よりも被膜硬度が高いため、コネクタからの力が加わっても、ウィスカが発生しにくい。これにより、ウィスカの発生を抑制することができる。
ここで、本発明において、光沢めっき層とは、いわゆる半光沢めっき層をも含む概念である。
これに対し、本発明では、第二金属層を金属粒子の平均粒径が比較的小さい光沢めっき層としており、この第二金属層は、無光沢めっき層よりも被膜硬度が高いため、コネクタからの力が加わっても、ウィスカが発生しにくい。これにより、ウィスカの発生を抑制することができる。
ここで、本発明において、光沢めっき層とは、いわゆる半光沢めっき層をも含む概念である。
さらに、前記第一金属層の厚みは１５μｍ以下であり、前記第二金属層の厚みは５μｍ以下であることが好ましい。
第一金属層の厚みを１５μｍ以下とすることで、第一金属層中で発生する内部応力を低減させることができる。
さらに、第二金属層の厚みを５μｍ以下とすることで、第二金属層中で発生する内部応力を低減させることができる。これにより、端子部でのウィスカの発生をさらに確実に抑制することができる。
第一金属層の厚みを１５μｍ以下とすることで、第一金属層中で発生する内部応力を低減させることができる。
さらに、第二金属層の厚みを５μｍ以下とすることで、第二金属層中で発生する内部応力を低減させることができる。これにより、端子部でのウィスカの発生をさらに確実に抑制することができる。
また、前記回路層表面の表面粗さは０．３μｍ以上であることが好ましい。
回路層表面の表面粗さを０．３μｍ以上とし、回路層表面を粗化されたものとすることで、ニッケルまたはニッケル合金を含む第一金属層と、回路層との密着性を高めることができる。
これに加え、回路層表面の表面粗さを０．３μｍ以上とし、回路層表面を粗化されたものとすることで、第一金属層に発生する内部応力を回路層に逃がすことができる。
前記回路層表面の表面粗さには上限はないが、例えば１０μｍ以下とすることができる。
回路層表面の表面粗さを０．３μｍ以上とし、回路層表面を粗化されたものとすることで、ニッケルまたはニッケル合金を含む第一金属層と、回路層との密着性を高めることができる。
これに加え、回路層表面の表面粗さを０．３μｍ以上とし、回路層表面を粗化されたものとすることで、第一金属層に発生する内部応力を回路層に逃がすことができる。
前記回路層表面の表面粗さには上限はないが、例えば１０μｍ以下とすることができる。
さらに、前記絶縁基材は、可撓性を有するものであることが好ましい。
本発明によれば、ウィスカの発生を確実に抑制することができる回路基板が提供される。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本実施形態の回路基板１が示されている。
まず、はじめに、回路基板１の概要について説明する。
回路基板１は、絶縁基材１１１と、この絶縁基材１１１上に形成された回路層１１２とを備える。
絶縁基材１１１の端部と、この端部上に形成された回路層１１２と、この回路層１１２上に形成された金属層１１４とを含んで端子部１Ａが構成されている。
金属層１１４は、回路層１１２上に形成されたニッケルまたはニッケル合金を含んで構成される第一金属層１１４Ａと、この第一金属層１１４Ａ上に形成された錫または錫合金を含んで構成される第二金属層１１４Ｂとを備える。
第一金属層１１４Ａは、金属粒子の平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下の無光沢めっき層であり、第二金属層１１４Ｂは粒径が０．１μｍ以下の光沢めっき層である。
図１には、本実施形態の回路基板１が示されている。
まず、はじめに、回路基板１の概要について説明する。
回路基板１は、絶縁基材１１１と、この絶縁基材１１１上に形成された回路層１１２とを備える。
絶縁基材１１１の端部と、この端部上に形成された回路層１１２と、この回路層１１２上に形成された金属層１１４とを含んで端子部１Ａが構成されている。
金属層１１４は、回路層１１２上に形成されたニッケルまたはニッケル合金を含んで構成される第一金属層１１４Ａと、この第一金属層１１４Ａ上に形成された錫または錫合金を含んで構成される第二金属層１１４Ｂとを備える。
第一金属層１１４Ａは、金属粒子の平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下の無光沢めっき層であり、第二金属層１１４Ｂは粒径が０．１μｍ以下の光沢めっき層である。
次に、回路基板１の構造について詳細に説明する。
回路基板１は、絶縁基材１１１と、この絶縁基材１１１上に設けられた回路層１１２と、表面被覆層１１３と、金属層１１４とを備える。
絶縁基材１１１は、樹脂フィルム基材から構成されている。ここで、樹脂フィルム基材としては、可撓性を有するものが好ましく、例えば、ポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。このうち、弾性率と耐熱性を向上させる観点から、特にポリイミド樹脂系フィルムが好ましく用いられる。
絶縁基材１１１の厚さは、特に限定されないが、５〜５０μｍが好ましく、特に１２．５〜２５μｍが好ましい。厚さがこの範囲内であると、特に屈曲性に優れる。
回路基板１は、絶縁基材１１１と、この絶縁基材１１１上に設けられた回路層１１２と、表面被覆層１１３と、金属層１１４とを備える。
絶縁基材１１１は、樹脂フィルム基材から構成されている。ここで、樹脂フィルム基材としては、可撓性を有するものが好ましく、例えば、ポリイミド樹脂フィルム、ポリエーテルイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリアミド樹脂フィルム等のポリアミド樹脂系フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルムが挙げられる。このうち、弾性率と耐熱性を向上させる観点から、特にポリイミド樹脂系フィルムが好ましく用いられる。
絶縁基材１１１の厚さは、特に限定されないが、５〜５０μｍが好ましく、特に１２．５〜２５μｍが好ましい。厚さがこの範囲内であると、特に屈曲性に優れる。
回路層１１２は、銅等の導体から構成されており、絶縁基材１１１の表面側にのみ設けられている。この回路層１１２のうち、絶縁基材１１１の端部に形成された部分は、前述した端子部１Ａを構成する。
回路層１１２の表面の表面粗さ（算術平均表面粗さ）は、０．３μｍ以上である。そして、この端子部１Ａを構成する回路層１１２上には、金属層１１４が設けられている。
なお、回路層１１２の表面の表面粗さは、０．３μｍ以上であることがより好ましい。また、回路層１１２の表面の表面粗さは、１０μｍ以下であることが好ましい。
回路層１１２の表面の表面粗さ（算術平均表面粗さ）は、０．３μｍ以上である。そして、この端子部１Ａを構成する回路層１１２上には、金属層１１４が設けられている。
なお、回路層１１２の表面の表面粗さは、０．３μｍ以上であることがより好ましい。また、回路層１１２の表面の表面粗さは、１０μｍ以下であることが好ましい。
表面被覆層１１３は、回路層１１２の回路パターンの隙間部分を埋めるように設けられており、表面被覆層１１３の開口部からは、回路層１１２のうち、絶縁基材１１１の端部上に形成された部分を含む回路層１１２の一部が露出している。
この表面被覆層１１３は、いわゆるカバーレイフィルムであり、接着層１１３Ａと、接着層１１３Ａ上に設けられた樹脂フィルム１１３Ｂとを備えている。
接着層１１３Ａとしては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されていることが好ましい。これらの中でもエポキシ系樹脂が好ましい。これにより、密着性を向上することができる。さらに、耐熱性を向上することもできる。
樹脂フィルム１１３Ｂとしては、たとえば、ポリイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルム等があげられる。
この表面被覆層１１３は、いわゆるカバーレイフィルムであり、接着層１１３Ａと、接着層１１３Ａ上に設けられた樹脂フィルム１１３Ｂとを備えている。
接着層１１３Ａとしては、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂等の熱硬化性樹脂を含む樹脂組成物で構成されていることが好ましい。これらの中でもエポキシ系樹脂が好ましい。これにより、密着性を向上することができる。さらに、耐熱性を向上することもできる。
樹脂フィルム１１３Ｂとしては、たとえば、ポリイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルム等があげられる。
金属層１１４は、回路層１１２上に直接設けられ、ニッケルまたはニッケル合金を含んで構成される第一金属層１１４Ａと、この第一金属層１１４Ａ上に形成された錫または錫合金を含んで構成される第二金属層１１４Ｂとを備える。
第一金属層１１４Ａは、Ｐｂフリーめっきであり、具体的には、ニッケルまたはニッケル合金を含んで構成される。ニッケル合金としては、たとえば、Ｎｉ−Ｐ、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｂ等が例示できる。
この第一金属層１１４Ａは、金属粒子の平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下のいわゆる無光沢めっき層である。ここでいう無光沢めっき層とは、金属粒子の平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下のものをいう。
なかでも第一金属層１１４Ａの金属粒子の平均粒径は１μｍ以上であることが好ましい。このようにすることで、第一金属層１１４Ａで発生する内部応力を低減させることができる。また、金属粒子の平均粒径は５μｍ以下とすることが好ましい。このようにすることで、第一金属層１１４Ａの硬度の低下を防止することができる。
第一金属層１１４Ａの厚みは、１μｍ以上、１５μｍ以下であることが好ましい。なかでも、３μｍ以上であることが好ましい。３μｍ以上とすることで金属層１１４の厚みを確保することができる。
また、第一金属層１１４Ａの厚みは、１０μｍ以下であることがより好ましい。１０μｍ以下とすることで第一金属層１１４Ａの内部応力を確実に低減できるという効果がある。
この第一金属層１１４Ａは、金属粒子の平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下のいわゆる無光沢めっき層である。ここでいう無光沢めっき層とは、金属粒子の平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下のものをいう。
なかでも第一金属層１１４Ａの金属粒子の平均粒径は１μｍ以上であることが好ましい。このようにすることで、第一金属層１１４Ａで発生する内部応力を低減させることができる。また、金属粒子の平均粒径は５μｍ以下とすることが好ましい。このようにすることで、第一金属層１１４Ａの硬度の低下を防止することができる。
第一金属層１１４Ａの厚みは、１μｍ以上、１５μｍ以下であることが好ましい。なかでも、３μｍ以上であることが好ましい。３μｍ以上とすることで金属層１１４の厚みを確保することができる。
また、第一金属層１１４Ａの厚みは、１０μｍ以下であることがより好ましい。１０μｍ以下とすることで第一金属層１１４Ａの内部応力を確実に低減できるという効果がある。
第二金属層１１４Ｂは、Ｐｂフリーめっきであり、具体的には、錫または錫合金を含んで構成される。錫合金としては、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｓｎ−Ｂｉ、Ｓｎ−Ａｇ等が例示できる。なかでも、ウィスカの発生しにくいＳｎ−Ｃｕを使用することが好ましい。
第二金属層１１４Ｂは、金属粒子の平均粒径が０．１μｍ以下である、いわゆる光沢めっき層である。光沢めっき層とは、金属粒子の平均粒径が０．１μｍ以下であればよい。第二金属層１１４Ｂを構成するめっき液中には光沢剤が添加されている。
第二金属層１１４Ｂは、金属粒子の平均粒径が０．１μｍ以下である、いわゆる光沢めっき層である。光沢めっき層とは、金属粒子の平均粒径が０．１μｍ以下であればよい。第二金属層１１４Ｂを構成するめっき液中には光沢剤が添加されている。
第二金属層１１４Ｂの厚みは、０．５μｍ以上、５μｍ以下であることが好ましい。なかでも、１μｍ以上であることが好ましい。第二金属層１１４Ｂの厚みを１μｍ以上とすることで金属層１１４の厚みを確保することができる。
また、第二金属層１１４Ｂの厚みは、３μｍ以下であることがより好ましい。３μｍ以下とすることで第二金属層表面が酸化された場合でも内部応力の発生が小さく粒子が押し出されることがないという効果がある。
第一金属層１１４Ａと第二金属層１１４Ｂとの膜厚の比率（第一金属層１１４Ａ：第二金属層１１４Ｂ）は１：１以上、３０：１以下であることが好ましい。
なお、第一金属層１１４Ａ、第二金属層１１４Ｂの金属粒子の径は、金属層１１４の断面をＳＥＭ観察することによって計測することができ、また、第一金属層１１４Ａ、第二金属層１１４Ｂの膜厚も、端子部１Ａの断面をＳＥＭ観察することによって計測することができる。
さらに、回路層１１２の表面粗さもＳＥＭ観察により計測することができる。
また、第二金属層１１４Ｂの厚みは、３μｍ以下であることがより好ましい。３μｍ以下とすることで第二金属層表面が酸化された場合でも内部応力の発生が小さく粒子が押し出されることがないという効果がある。
第一金属層１１４Ａと第二金属層１１４Ｂとの膜厚の比率（第一金属層１１４Ａ：第二金属層１１４Ｂ）は１：１以上、３０：１以下であることが好ましい。
なお、第一金属層１１４Ａ、第二金属層１１４Ｂの金属粒子の径は、金属層１１４の断面をＳＥＭ観察することによって計測することができ、また、第一金属層１１４Ａ、第二金属層１１４Ｂの膜厚も、端子部１Ａの断面をＳＥＭ観察することによって計測することができる。
さらに、回路層１１２の表面粗さもＳＥＭ観察により計測することができる。
ここで、端子部１Ａは、図１に示すように、絶縁基材１１１の端部と、回路層１１２のうち、この絶縁基材１１１の端部上に形成された部分と、金属層１１４のうち、絶縁基材１１１の端部上に形成された回路層１１２上に設けられた部分とを含んで構成されている。
また、端子部１Ａは、絶縁基材１１１の裏面に設けられた補強部１１５を有する。
補強部１１５は、絶縁基材１１１の裏面上に設けられた粘着剤１１５Ａと、この粘着剤１１５Ａにより絶縁基材１１１裏面に貼り付けられる補強フィルム１１５Ｂと備える。
補強フィルム１１５Ｂとしては、たとえば、ポリイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルム等があげられる。
このような端子部１Ａは、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、メインボードＭのコネクタＣに接続される。コネクタＣに端子部１Ａを接続すると、コネクタＣ内の接触ピンが端子部１Ａの金属層１１４に接触し、メインボードＭと回路基板１とが電気的に接続されることとなる。
また、端子部１Ａは、絶縁基材１１１の裏面に設けられた補強部１１５を有する。
補強部１１５は、絶縁基材１１１の裏面上に設けられた粘着剤１１５Ａと、この粘着剤１１５Ａにより絶縁基材１１１裏面に貼り付けられる補強フィルム１１５Ｂと備える。
補強フィルム１１５Ｂとしては、たとえば、ポリイミド樹脂フィルム、ポリアミドイミド樹脂フィルム等のポリイミド樹脂系樹脂フィルム、ポリエステル樹脂フィルム等のポリエステル樹脂系フィルム等があげられる。
このような端子部１Ａは、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、メインボードＭのコネクタＣに接続される。コネクタＣに端子部１Ａを接続すると、コネクタＣ内の接触ピンが端子部１Ａの金属層１１４に接触し、メインボードＭと回路基板１とが電気的に接続されることとなる。
次に、図３を参照して、回路基板１の製造方法について説明する。
まず、はじめに、図３（Ａ）に示すように、絶縁基材１１１と、この絶縁基材１１１の表面に金属箔（たとえば、銅箔）２１２が設けられた積層板２１を用意する。
次に、図３（Ｂ）に示すように、金属箔２１２の一部をエッチング等により、選択的に除去し、回路層１１２を形成する。
その後、回路層１１２の表面を粗化する。具体的には、回路層１１２を硫酸過水等のエッチング溶液に浸し、回路層１１２の表面をエッチングし、回路層１１２の表面粗さを３μｍ以上とする。
その後、図３（Ｃ）に示すように、回路層１１２上に開口部が形成された表面被覆層１１３を貼り付ける。ここで、表面被覆層１１３の開口部は、あらかじめカバーレイフィルムをパンチングすることで形成される。表面被覆層１１３を回路層１１２に積層する条件は、特に限定されないが、温度８０〜２２０℃、圧力０．２〜１０ＭＰａで熱圧成形装置により圧着することが好ましい。
まず、はじめに、図３（Ａ）に示すように、絶縁基材１１１と、この絶縁基材１１１の表面に金属箔（たとえば、銅箔）２１２が設けられた積層板２１を用意する。
次に、図３（Ｂ）に示すように、金属箔２１２の一部をエッチング等により、選択的に除去し、回路層１１２を形成する。
その後、回路層１１２の表面を粗化する。具体的には、回路層１１２を硫酸過水等のエッチング溶液に浸し、回路層１１２の表面をエッチングし、回路層１１２の表面粗さを３μｍ以上とする。
その後、図３（Ｃ）に示すように、回路層１１２上に開口部が形成された表面被覆層１１３を貼り付ける。ここで、表面被覆層１１３の開口部は、あらかじめカバーレイフィルムをパンチングすることで形成される。表面被覆層１１３を回路層１１２に積層する条件は、特に限定されないが、温度８０〜２２０℃、圧力０．２〜１０ＭＰａで熱圧成形装置により圧着することが好ましい。
次に、図３（Ｄ）に示すように、絶縁基材１１１の端部上に配置された回路層１１２上に金属層１１４を形成する。
次に、回路層１１２上に金属層１１４を形成する。
具体的には、表面被覆層１１３の開口部から露出した回路層１１２にＮｉ電解めっき、Ｎｉ合金の電解めっきを施し、回路層１１２を覆う第一金属層１１４Ａを形成する。第一金属層１１４Ａを形成するためのめっき液中には、光沢剤が添加されていないことが好ましい。
その後、第一金属層１１４Ａ上に第一金属層１１４Ａを覆う第二金属層１１４Ｂを形成する。具体的には、第一金属層１１４Ａに対し、Ｓｎ電解めっき、あるいはＳｎ合金の電解めっきを施して、第二金属層１１４Ｂを形成する。第二金属層１１４Ｂを形成するためのめっき液中には光沢剤が添加されている。
次に、回路層１１２上に金属層１１４を形成する。
具体的には、表面被覆層１１３の開口部から露出した回路層１１２にＮｉ電解めっき、Ｎｉ合金の電解めっきを施し、回路層１１２を覆う第一金属層１１４Ａを形成する。第一金属層１１４Ａを形成するためのめっき液中には、光沢剤が添加されていないことが好ましい。
その後、第一金属層１１４Ａ上に第一金属層１１４Ａを覆う第二金属層１１４Ｂを形成する。具体的には、第一金属層１１４Ａに対し、Ｓｎ電解めっき、あるいはＳｎ合金の電解めっきを施して、第二金属層１１４Ｂを形成する。第二金属層１１４Ｂを形成するためのめっき液中には光沢剤が添加されている。
その後、絶縁基材１１１の端部裏面に補強部１１５を貼り付ける。以上のような工程により、回路基板１を得ることができる。
次に、本実施形態の効果について説明する。
第二金属層を金属粒子の平均粒径が０．１μｍ以下の光沢めっき層とし、さらに、ニッケルまたはニッケル合金を含む第一金属層をも、金属粒子の平均粒径が０．１μｍ以下の光沢めっき層とした場合には、端子部の金属層の内部応力が高くなり、ウィスカが発生してしまう。
これに対し、本実施形態では、端子部１Ａの金属層１１４を、内部応力の低い無光沢めっき層である第一金属層１１４Ａと、比較的内部応力が高くなりやすい光沢めっき層である第二金属層１１４Ｂとを備える構成としているので、端子部１Ａの金属層１１４の内部応力を低く抑えることができ、ウィスカの発生を抑制することができる。
第二金属層を金属粒子の平均粒径が０．１μｍ以下の光沢めっき層とし、さらに、ニッケルまたはニッケル合金を含む第一金属層をも、金属粒子の平均粒径が０．１μｍ以下の光沢めっき層とした場合には、端子部の金属層の内部応力が高くなり、ウィスカが発生してしまう。
これに対し、本実施形態では、端子部１Ａの金属層１１４を、内部応力の低い無光沢めっき層である第一金属層１１４Ａと、比較的内部応力が高くなりやすい光沢めっき層である第二金属層１１４Ｂとを備える構成としているので、端子部１Ａの金属層１１４の内部応力を低く抑えることができ、ウィスカの発生を抑制することができる。
また、第二金属層を、無光沢めっき層とした場合には、被膜硬度が低くなるため、コネクタに接続した際にコネクタからの力によりウィスカが発生してしまう。
これに対し、本実施形態では、第二金属層１１４Ｂを０．１μｍ以下の光沢めっき層としており、この第二金属層１１４Ｂは、無光沢めっき層よりも被膜硬度が高いため、コネクタからの力が加わっても、ウィスカが発生しにくい。これにより、ウィスカの発生を抑制することができる。
これに対し、本実施形態では、第二金属層１１４Ｂを０．１μｍ以下の光沢めっき層としており、この第二金属層１１４Ｂは、無光沢めっき層よりも被膜硬度が高いため、コネクタからの力が加わっても、ウィスカが発生しにくい。これにより、ウィスカの発生を抑制することができる。
また、本実施形態では、第一金属層１１４Ａの厚みを１５μｍ以下としているため、第一金属層１１４Ａ中で発生する内部応力を低減させることができる。
さらに、第一金属層１１４Ａの厚みを１μｍ以上としているので、金属層１１４の厚みを確保し、コネクタＣに嵌合しやすいものとすることができる。
また、第二金属層１１４Ｂの厚みを５μｍ以下とすることで、第二金属層１１４Ｂ中で発生する内部応力を低減させることができる。これにより、端子部１Ａでのウィスカの発生をさらに確実に抑制することができる。
さらに、第二金属層１１４Ｂの厚みを０．５μｍ以上とすることで、金属層１１４の硬度を確保することができる。
さらに、第一金属層１１４Ａの厚みを１μｍ以上としているので、金属層１１４の厚みを確保し、コネクタＣに嵌合しやすいものとすることができる。
また、第二金属層１１４Ｂの厚みを５μｍ以下とすることで、第二金属層１１４Ｂ中で発生する内部応力を低減させることができる。これにより、端子部１Ａでのウィスカの発生をさらに確実に抑制することができる。
さらに、第二金属層１１４Ｂの厚みを０．５μｍ以上とすることで、金属層１１４の硬度を確保することができる。
また、本実施形態では、端子部１Ａを構成する回路層１１２の表面を粗化し、回路層１１２の表面粗さを０．３μｍ以上としているので、ニッケルまたはニッケル合金を含む第一金属層１１４Ａと、回路層１１２との密着性を高めることができる。
これに加え、回路層１１２表面の表面粗さを０．３μｍ以上とし、回路層１１２表面を粗化されたものとすることで、第一金属層１１４Ａに発生する内部応力を回路層１１２に逃がすことができる。回路層１１２表面の表面粗さに上限はないが、例えば１０μｍ以下とする。
これに加え、回路層１１２表面の表面粗さを０．３μｍ以上とし、回路層１１２表面を粗化されたものとすることで、第一金属層１１４Ａに発生する内部応力を回路層１１２に逃がすことができる。回路層１１２表面の表面粗さに上限はないが、例えば１０μｍ以下とする。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
たとえば、前記各実施形態では、絶縁基材１１１の表面側にのみ回路層１１２が形成されていたが、これに限らず、絶縁基材の裏面側にも回路層が形成されていてもよい。
さらに、本発明にかかる回路基板は、リジッド回路基板であってもよく、また、リジッドフレックス回路基板等としてもよい。
また、回路基板を複数の絶縁基板を有する多層構成としてもよい。
さらに、前記各実施形態では、絶縁基材１１１を可撓性を有するものとしたが、これに限らず、絶縁基材１１１を硬質板から構成してもよい。
たとえば、前記各実施形態では、絶縁基材１１１の表面側にのみ回路層１１２が形成されていたが、これに限らず、絶縁基材の裏面側にも回路層が形成されていてもよい。
さらに、本発明にかかる回路基板は、リジッド回路基板であってもよく、また、リジッドフレックス回路基板等としてもよい。
また、回路基板を複数の絶縁基板を有する多層構成としてもよい。
さらに、前記各実施形態では、絶縁基材１１１を可撓性を有するものとしたが、これに限らず、絶縁基材１１１を硬質板から構成してもよい。
以下、本発明の実施例および比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１）
厚さ２５μｍのポリイミド基材（絶縁基材）の片面に厚さ１８μｍの銅箔を有する両面銅張板（積層板）を用意した。
次に、前記銅箔の一部を選択的に除去し、最小回路幅７５μｍ、最小回路間７５μｍの回路層を作製した。
さらに、予め開口部を設けた表面被覆層（ポリイミド樹脂基材絶縁被覆フィルム）を最高温度１６０℃、圧力４ＭＰａの熱圧成形装置にて圧着した。その後、回路層上に端子部を構成する金属層を形成し、端子部を有する回路基板を製造した。
ここで金属層の形成方法は以下の通りである。
（実施例１）
厚さ２５μｍのポリイミド基材（絶縁基材）の片面に厚さ１８μｍの銅箔を有する両面銅張板（積層板）を用意した。
次に、前記銅箔の一部を選択的に除去し、最小回路幅７５μｍ、最小回路間７５μｍの回路層を作製した。
さらに、予め開口部を設けた表面被覆層（ポリイミド樹脂基材絶縁被覆フィルム）を最高温度１６０℃、圧力４ＭＰａの熱圧成形装置にて圧着した。その後、回路層上に端子部を構成する金属層を形成し、端子部を有する回路基板を製造した。
ここで金属層の形成方法は以下の通りである。
第一金属層
第一金属層を電解めっき法により形成した。
使用しためっき液の組成を表１に示す。
第一金属層を電解めっき法により形成した。
使用しためっき液の組成を表１に示す。
また、電流密度は、１．５〜２．０Ａ／ｄｍ２とした。なお、第一金属層用のめっき液中には光沢剤は添加されていない。
第二金属層
第二金属層を電解めっき法により形成した。
使用しためっき液の組成を表２に示す。
第二金属層を電解めっき法により形成した。
使用しためっき液の組成を表２に示す。
また、電流密度は、３．０Ａ／ｄｍ２とした。なお、第二金属層用のめっき液中には光沢剤としてＮＦ−１１１Ａ（日本マクダーミッド（株）社製）、が３０ｍｌ／Ｌ添加されている。
次に、得られた回路基板の金属層の第一金属層の金属粒子の平均粒径、膜厚、第二金属層の金属粒子の平均粒径、膜厚を計測した。
金属粒子の平均粒径、膜厚は、金属層の断面をＳＥＭ観察することで測定した。
結果を表３に示す。
金属粒子の平均粒径、膜厚は、金属層の断面をＳＥＭ観察することで測定した。
結果を表３に示す。
（比較例１）
端子部の金属層の第一金属層を光沢めっき層とした。他の点は実施例１と同じである。
端子部の金属層の第一金属層を光沢めっき層とした。他の点は実施例１と同じである。
第一金属層
第一金属層を電解めっき法により形成した。
使用しためっき液の組成を表４に示す。
第一金属層を電解めっき法により形成した。
使用しためっき液の組成を表４に示す。
また、電流密度は、１．５〜２．０Ａ／ｄｍ２とした。なお、第一金属層用のめっき液中には光沢剤としてＮＦ−１１１Ａ（日本マクダーミッド（株）社製）、が３０ｍｌ／Ｌ添加されている。
次に、得られた回路基板の金属層の第一金属層の金属粒子の平均粒径、膜厚、第二金属層の金属粒子の平均粒径、膜厚を計測した。
金属粒子の平均粒径、膜厚は、金属層の断面をＳＥＭ観察することで測定した。
結果を表５に示す。
金属粒子の平均粒径、膜厚は、金属層の断面をＳＥＭ観察することで測定した。
結果を表５に示す。
（比較例２）
端子部の金属層の第二金属層を無光沢めっき層とした。他の点は実施例１と同じである。
端子部の金属層の第二金属層を無光沢めっき層とした。他の点は実施例１と同じである。
第二金属層
第二金属層を電解めっき法により形成した。
使用しためっき液の組成を表６に示す。
第二金属層を電解めっき法により形成した。
使用しためっき液の組成を表６に示す。
また、電流密度は、２．０Ａ／ｄｍ２とした。なお、第二金属層用のめっき液中には光沢剤は添加されていない。
次に、得られた回路基板の金属層の第一金属層の金属粒子の平均粒径、膜厚、第二金属層の金属粒子の平均粒径、膜厚を計測した。
金属粒子の平均粒径、膜厚は、金属層の断面をＳＥＭ観察することで測定した。
結果を表７に示す。
金属粒子の平均粒径、膜厚は、金属層の断面をＳＥＭ観察することで測定した。
結果を表７に示す。
（比較例３）
第一金属層を光沢めっき層、第二金属層を無光沢めっき層とした。他の点は実施例１と同じである。
第一金属層を光沢めっき層、第二金属層を無光沢めっき層とした。他の点は実施例１と同じである。
第一金属層
第一金属層を電解めっき法により形成した。
使用しためっき液の組成を表８に示す。
第一金属層を電解めっき法により形成した。
使用しためっき液の組成を表８に示す。
また、電流密度は、３．０Ａ／ｄｍ２とした。なお、第二金属層用のめっき液中には光沢剤としてＮＦ−１１１Ａ（日本マクダーミッド（株）社製）、が３０ｍｌ／Ｌ添加されている。
第二金属層
第二金属層を電解めっき法により形成した。
使用しためっき液の組成を表９に示す。
第二金属層を電解めっき法により形成した。
使用しためっき液の組成を表９に示す。
また、電流密度は、２．０Ａ／ｄｍ２とした。なお、第二金属層用のめっき液中には光沢剤は添加されていない。
次に、得られた回路基板の金属層の第一金属層の金属粒子の平均粒径、膜厚、第二金属層の金属粒子の平均粒径、膜厚を計測した。
金属粒子の平均粒径、膜厚は、金属層の断面をＳＥＭ観察することで測定した。
結果を表１０に示す。
金属粒子の平均粒径、膜厚は、金属層の断面をＳＥＭ観察することで測定した。
結果を表１０に示す。
実施例および比較例について、ウィスカの発生に関して比較を行った。
ウィスカの発生試験の条件は以下の通りである。また、結果を表１１に示す。
ウィスカの発生試験の条件は以下の通りである。また、結果を表１１に示す。
回路基板の、金属層が形成された端子部の周辺を試験片として切り出す。切り出した試験片を、厚さ３ｍｍのアクリル板を用いて挟み込み、１ｋｇ／ｃｍ２の圧力をかけた状態で、室温下１０００時間放置後ウィスカの発生状況を目視にて観察した。
比較例に比べ、実施例ではウィスカの発生を抑制することができることがわかった。
１ 回路基板
１Ａ 端子部
２１ 積層板
１１１ 絶縁基材
１１２ 回路層
１１３ 表面被覆層
１１３Ａ 接着層
１１３Ｂ 樹脂フィルム
１１４ 金属層
１１４Ａ 第一金属層
１１４Ｂ 第二金属層
１１５ 補強部
１１５Ａ 粘着剤
１１５Ｂ 補強フィルム
２１２ 金属箔
Ｃ コネクタ
Ｍ メインボード
１Ａ 端子部
２１ 積層板
１１１ 絶縁基材
１１２ 回路層
１１３ 表面被覆層
１１３Ａ 接着層
１１３Ｂ 樹脂フィルム
１１４ 金属層
１１４Ａ 第一金属層
１１４Ｂ 第二金属層
１１５ 補強部
１１５Ａ 粘着剤
１１５Ｂ 補強フィルム
２１２ 金属箔
Ｃ コネクタ
Ｍ メインボード
Claims (7)
- 絶縁基材と、この絶縁基材上に形成された回路層とを備える回路基板であって、
前記絶縁基材の端部と、この端部上に形成された前記回路層と、この回路層上に形成された金属層とを含んで端子部が構成され、
前記金属層は、前記回路層上に形成され、ニッケルまたはニッケル合金を含む第一金属層と、この第一金属層上に形成された錫または錫合金を含む第二金属層とを備える回路基板。 - 請求項１に記載の回路基板において、
前記第二金属層は、金属粒子の平均粒径が第一金属層の金属粒子の平均粒径よりも小さい金属で構成される光沢めっき層である回路基板。 - 請求項１乃至２のいずれかに記載の回路基板において、
前記第二金属層は、金属粒子の平均粒径が０．１μｍ以下の光沢めっき層である回路基板。 - 請求項１乃至３のいずれかに記載の回路基板において、
前記第一金属層は、金属粒子の平均粒径が０．５μｍ以上、５μｍ以下の無光沢めっき層である回路基板。 - 請求項１乃至４いずれかに記載の回路基板において、
第一金属層の厚みは１５μｍ以下であり、前記第二金属層の厚みは５μｍ以下である回路基板。 - 請求項１乃至５のいずれかに記載の回路基板において、
前記回路層表面の表面粗さは０．３μｍ以上１０μｍ以下である回路基板。 - 請求項１乃至６のいずれかに記載の回路基板において、
前記絶縁基材は、可撓性を有する回路基板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006261919A JP2008085010A (ja) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | 回路基板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006261919A JP2008085010A (ja) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | 回路基板 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008085010A true JP2008085010A (ja) | 2008-04-10 |
Family
ID=39355566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006261919A Pending JP2008085010A (ja) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | 回路基板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008085010A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009176646A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 箔状導体及び配線部材並びに配線部材の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51143533A (en) * | 1975-06-06 | 1976-12-09 | Hitachi Ltd | Bright tin plating method wherein occurrence of whisker is prevented |
| JP2006156800A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Fujikura Ltd | フレキシブルプリント配線板またはフレキシブルフラットケーブル |
-
2006
- 2006-09-27 JP JP2006261919A patent/JP2008085010A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51143533A (en) * | 1975-06-06 | 1976-12-09 | Hitachi Ltd | Bright tin plating method wherein occurrence of whisker is prevented |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009176646A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 箔状導体及び配線部材並びに配線部材の製造方法 |
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