JP3339384B2 - 半田材料並びにプリント配線板及びその製造方法 - Google Patents
半田材料並びにプリント配線板及びその製造方法Info
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- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01078—Platinum [Pt]
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，プリント配線板及びその製造方
法，並びにこれに用いる半田材料に関し，特に接続端子
の導体パターンに対する半田接合強度の向上に関する。
法，並びにこれに用いる半田材料に関し，特に接続端子
の導体パターンに対する半田接合強度の向上に関する。
【０００２】
【従来技術】従来，プリント配線板としては，図５に示
すごとく，外部接続用の半田ボール９１をパッド９２に
接合してなるものがある。パッド９２は，パターン形成
した銅層９２０の表面に絶縁基板９７の表面に無電解め
っき法により，ニッケル層９２２及び金層９２３を被覆
することにより形成される。プリント配線板がめっきリ
ードを形成し難い基板である場合は，ニッケル層９２２
及び金層９２３は特に無電解めっきにより形成される。
半田ボール９１は，マザーボード８に対して接合され
る。
すごとく，外部接続用の半田ボール９１をパッド９２に
接合してなるものがある。パッド９２は，パターン形成
した銅層９２０の表面に絶縁基板９７の表面に無電解め
っき法により，ニッケル層９２２及び金層９２３を被覆
することにより形成される。プリント配線板がめっきリ
ードを形成し難い基板である場合は，ニッケル層９２２
及び金層９２３は特に無電解めっきにより形成される。
半田ボール９１は，マザーボード８に対して接合され
る。
【０００３】
【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来のプ
リント配線板においては，パッド９２に対する半田ボー
ル９１の接合強度が弱い。特に，長期間高温条件におか
れた場合には，接合強度が更に低下する。
リント配線板においては，パッド９２に対する半田ボー
ル９１の接合強度が弱い。特に，長期間高温条件におか
れた場合には，接合強度が更に低下する。
【０００４】その理由は，以下のように考えられる。即
ち，図６に示すごとく，リンを含んだニッケル層９２２
からなるパッド９２に，半田ボール９１を接合すると，
半田ボール，金層及びニッケル層の各成分が拡散する。
特に，ニッケル層９２２の中のニッケルが金層９２３の
中にすばやく拡散するため，ニッケル層９２２の上層部
９２２ａにニッケル層９２２の中のリンが取り残されて
しまい，この上層部９２２ａが高濃度のリンを含む層と
なる。この高濃度Ｐ層の形成によって，パッド９２に対
する半田ボール９１の接合強度が低下してしまう。
ち，図６に示すごとく，リンを含んだニッケル層９２２
からなるパッド９２に，半田ボール９１を接合すると，
半田ボール，金層及びニッケル層の各成分が拡散する。
特に，ニッケル層９２２の中のニッケルが金層９２３の
中にすばやく拡散するため，ニッケル層９２２の上層部
９２２ａにニッケル層９２２の中のリンが取り残されて
しまい，この上層部９２２ａが高濃度のリンを含む層と
なる。この高濃度Ｐ層の形成によって，パッド９２に対
する半田ボール９１の接合強度が低下してしまう。
【０００５】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，半田
接合強度に優れた半田材料，並びにこれを用いたプリン
ト配線板及びその製造方法を提供しようとするものであ
る。
接合強度に優れた半田材料，並びにこれを用いたプリン
ト配線板及びその製造方法を提供しようとするものであ
る。
【０００６】
【課題の解決手段】請求項１の発明は，プリント配線板
における導体パターンであって，ニッケルとリンとから
なるニッケル層，及び該ニッケル層を被覆する金層より
なるものの表面に，上記導体パターンと相手部材との間
に電気授受を行なう接続端子を半田接合するための半田
材料において，上記半田材料は，半田の中に，銅と白金
と金とを含有してなることを特徴とする半田材料であ
る。
における導体パターンであって，ニッケルとリンとから
なるニッケル層，及び該ニッケル層を被覆する金層より
なるものの表面に，上記導体パターンと相手部材との間
に電気授受を行なう接続端子を半田接合するための半田
材料において，上記半田材料は，半田の中に，銅と白金
と金とを含有してなることを特徴とする半田材料であ
る。
【０００７】本発明の半田材料の中には，銅（Ｃｕ）と
白金（Ｐｔ）及び金が含まれている。そのため，半田材
料による接続端子と導体パターンとの接合強度が高くな
る。その理由は以下のように考えられる。
白金（Ｐｔ）及び金が含まれている。そのため，半田材
料による接続端子と導体パターンとの接合強度が高くな
る。その理由は以下のように考えられる。
【０００８】ニッケル層と金層とからなる導体パターン
の表面に接続端子を半田材料により接合すると，上述し
たように，ニッケル層の上層部に，半田接合強度低下の
原因となる高濃度リン層が形成される。発明者らは鋭意
探究をした結果，本発明のように半田材料に半田成分
（Ｐｂ−Ｓｎ）に加えてＣｕ及びＰｔを添加することに
より，高濃度Ｐ層の形成を抑制し，導体パターンに対す
る半田接合強度を向上させることができることを発明し
た。
の表面に接続端子を半田材料により接合すると，上述し
たように，ニッケル層の上層部に，半田接合強度低下の
原因となる高濃度リン層が形成される。発明者らは鋭意
探究をした結果，本発明のように半田材料に半田成分
（Ｐｂ−Ｓｎ）に加えてＣｕ及びＰｔを添加することに
より，高濃度Ｐ層の形成を抑制し，導体パターンに対す
る半田接合強度を向上させることができることを発明し
た。
【０００９】まず，半田材料にＣｕを添加することによ
り，ニッケル層の中のリンの拡散を抑制することができ
る。そのため，高濃度Ｐ層の厚みを薄くすることがで
き，半田材料の導体パターンに対する接合強度の低下を
抑えることができる。
り，ニッケル層の中のリンの拡散を抑制することができ
る。そのため，高濃度Ｐ層の厚みを薄くすることがで
き，半田材料の導体パターンに対する接合強度の低下を
抑えることができる。
【００１０】また，半田材料にＣｕだけでなくＰｔを添
加することにより，薄く形成された高濃度Ｐ層中のリン
（Ｐ）を，その上方の金層内に取り込ませることができ
る。そのため，高濃度Ｐ層は殆ど形成されない。従っ
て，半田材料にＣｕとＰｔを添加することにより，半田
材料にＣｕだけを添加した場合よりも，更に半田接合強
度を高めることができる。
加することにより，薄く形成された高濃度Ｐ層中のリン
（Ｐ）を，その上方の金層内に取り込ませることができ
る。そのため，高濃度Ｐ層は殆ど形成されない。従っ
て，半田材料にＣｕとＰｔを添加することにより，半田
材料にＣｕだけを添加した場合よりも，更に半田接合強
度を高めることができる。
【００１１】請求項２の発明のように，上記銅は，上記
半田材料の中に，０．１〜２０重量％含まれていること
が好ましい。これにより，更に高い半田接合強度が得ら
れる。その理由は，上記範囲内の銅の添加により，半田
材料内への導体パターン成分の拡散を抑制できるからで
あると考えられる。一方，銅の含有量が０．１重量％未
満の場合，又は２０重量％を超える場合には，半田接合
強度が低下するおそれがある。
半田材料の中に，０．１〜２０重量％含まれていること
が好ましい。これにより，更に高い半田接合強度が得ら
れる。その理由は，上記範囲内の銅の添加により，半田
材料内への導体パターン成分の拡散を抑制できるからで
あると考えられる。一方，銅の含有量が０．１重量％未
満の場合，又は２０重量％を超える場合には，半田接合
強度が低下するおそれがある。
【００１２】請求項３の発明のように，上記白金は，上
記半田材料の中に，０．０１〜２０重量％含まれている
ことが好ましい。これにより，更に高い半田接合強度が
得られる。一方，白金の含有量が０．０１重量％未満の
場合，又は２０重量％を超える場合には，半田接合強度
が低下するおそれがある。また，更に好ましくは，上記
白金は，上記半田材料の中に，２〜１５重量％含まれて
いる。これにより，特に高い半田接合強度が得られる。
記半田材料の中に，０．０１〜２０重量％含まれている
ことが好ましい。これにより，更に高い半田接合強度が
得られる。一方，白金の含有量が０．０１重量％未満の
場合，又は２０重量％を超える場合には，半田接合強度
が低下するおそれがある。また，更に好ましくは，上記
白金は，上記半田材料の中に，２〜１５重量％含まれて
いる。これにより，特に高い半田接合強度が得られる。
【００１３】上記半田材料は，金を含有している。これ
により，導体パターンへの半田接合強度が更に高くな
る。その理由は，半田材料内への導体パターン成分の拡
散をより効果的に抑制できるからであると考えられる。
により，導体パターンへの半田接合強度が更に高くな
る。その理由は，半田材料内への導体パターン成分の拡
散をより効果的に抑制できるからであると考えられる。
【００１４】請求項４の発明のように，上記金は，上記
半田材料の中に，０．００１〜５重量％含まれているこ
とが好ましい。これにより，上記の金の効果を効果的に
発揮させることができる。一方，０．００１重量％未満
の場合，又は５重量％を超える場合には，導体パターン
への半田接合強度が低下するおそれがある。
半田材料の中に，０．００１〜５重量％含まれているこ
とが好ましい。これにより，上記の金の効果を効果的に
発揮させることができる。一方，０．００１重量％未満
の場合，又は５重量％を超える場合には，導体パターン
への半田接合強度が低下するおそれがある。
【００１５】更に，請求項５の発明のように，上記半田
材料は，シリコンを含有してなることが好ましい。半田
材料にシリコン（Ｓｉ）を添加すると，シリコンとリン
とが結合しやすくなり，高濃度Ｐ層を薄くでき，導体パ
ターンへの半田接合強度が更に高くなる。
材料は，シリコンを含有してなることが好ましい。半田
材料にシリコン（Ｓｉ）を添加すると，シリコンとリン
とが結合しやすくなり，高濃度Ｐ層を薄くでき，導体パ
ターンへの半田接合強度が更に高くなる。
【００１６】なお，半田材料にシリコンを添加しても，
半田材料に銅が存在しない場合には，上記白金と同様
に，ニッケル層に対する接合強度の向上は認められな
い。また，シリコンは，白金を半田材料に添加したとき
と比べると，半田材料の接合強度を高める効果は低い
が，シリコンを銅及び白金とともに半田材料に添加する
と半田接合強度は向上する。従って，シリコンは，銅及
び白金とともに半田材料に添加することにより，半田材
料の接合強度を高めることができる。
半田材料に銅が存在しない場合には，上記白金と同様
に，ニッケル層に対する接合強度の向上は認められな
い。また，シリコンは，白金を半田材料に添加したとき
と比べると，半田材料の接合強度を高める効果は低い
が，シリコンを銅及び白金とともに半田材料に添加する
と半田接合強度は向上する。従って，シリコンは，銅及
び白金とともに半田材料に添加することにより，半田材
料の接合強度を高めることができる。
【００１７】請求項６の発明のように，上記半田材料
は，半田ボールであることが好ましい。半田ボールは，
半田材料として導体パターンに接合する。
は，半田ボールであることが好ましい。半田ボールは，
半田材料として導体パターンに接合する。
【００１８】本発明の半田材料を製造するに当たって
は，例えば，半田材料の成分であるＰｂ，Ｓｎ，Ｃｕ，
Ｐｔを，それぞれ微粉末状又はそれよりも大きいボール
状として混合し，必要に応じてフラックス，粘調剤を添
加し，ペースト状又はボール状の半田材料を得る。
は，例えば，半田材料の成分であるＰｂ，Ｓｎ，Ｃｕ，
Ｐｔを，それぞれ微粉末状又はそれよりも大きいボール
状として混合し，必要に応じてフラックス，粘調剤を添
加し，ペースト状又はボール状の半田材料を得る。
【００１９】半田材料が半田ボールである場合には，こ
れを以下の方法により製造することができる。即ち，半
田ボールは，例えば，銅球を，白金を含む半田に浸漬す
るとともに，必要に応じてビスマス又は鉄を添加するこ
とにより製造する。銅球の大きさは，上記の範囲内の含
有量の銅を添加するため，半田ボール全体の体積の３０
〜８５体積％であることが好ましい。また，半田ボール
の導体パターンへの半田接合は，銅球が完全に溶融する
ことなく，表面で銅が半田内へ拡散する温度，例えば２
００℃以上で加熱することが好ましい。また，同様の理
由により，半田ボールの加熱時間は，３０秒間以上であ
ることが好ましい。
れを以下の方法により製造することができる。即ち，半
田ボールは，例えば，銅球を，白金を含む半田に浸漬す
るとともに，必要に応じてビスマス又は鉄を添加するこ
とにより製造する。銅球の大きさは，上記の範囲内の含
有量の銅を添加するため，半田ボール全体の体積の３０
〜８５体積％であることが好ましい。また，半田ボール
の導体パターンへの半田接合は，銅球が完全に溶融する
ことなく，表面で銅が半田内へ拡散する温度，例えば２
００℃以上で加熱することが好ましい。また，同様の理
由により，半田ボールの加熱時間は，３０秒間以上であ
ることが好ましい。
【００２０】次に，請求項７の発明は，導体パターンと
相手部材との間に電気授受を行なう接続端子を，銅及び
白金を含む半田材料により接合してなる導体パターンを
有するプリント配線板において，上記導体パターンは，
リン３〜１２重量％と，ニッケル残部とからなるニッケ
ル層，及び該ニッケル層を被覆する金層よりなり，か
つ，上記プリント配線板には，上記ニッケル層を電解め
っきにより形成するためのめっきリードが形成されてい
ないことを特徴とするプリント配線板である。
相手部材との間に電気授受を行なう接続端子を，銅及び
白金を含む半田材料により接合してなる導体パターンを
有するプリント配線板において，上記導体パターンは，
リン３〜１２重量％と，ニッケル残部とからなるニッケ
ル層，及び該ニッケル層を被覆する金層よりなり，か
つ，上記プリント配線板には，上記ニッケル層を電解め
っきにより形成するためのめっきリードが形成されてい
ないことを特徴とするプリント配線板である。
【００２１】本発明において最も注目すべきことは，銅
（Ｃｕ）及び白金（Ｐｔ）を含む半田材料により，接続
端子が導体パターンに半田接合されていることである。
本発明においては，半田材料の中に銅及び白金が含まれ
ているため，上記のように，接続端子の導体パターンに
対する半田接合強度が高くなる。
（Ｃｕ）及び白金（Ｐｔ）を含む半田材料により，接続
端子が導体パターンに半田接合されていることである。
本発明においては，半田材料の中に銅及び白金が含まれ
ているため，上記のように，接続端子の導体パターンに
対する半田接合強度が高くなる。
【００２２】また，ニッケル層にリンが含まれると，ニ
ッケル層と金層との密着性が高くなる。また，金層を形
成している金の析出速度が速く，半田材料による接続端
子と導体パターンとの優れた接合強度が得られる。
ッケル層と金層との密着性が高くなる。また，金層を形
成している金の析出速度が速く，半田材料による接続端
子と導体パターンとの優れた接合強度が得られる。
【００２３】一方，ニッケル層の中のリン濃度が３重量
％未満の場合には，金の析出速度が速くワイヤーボンデ
ィングが可能となるが，その一方で，半田材料による接
続端子と導体パターンとの接合強度が低くなる。その理
由は，金層が無電解めっきにより形成される置換型であ
り膜厚である場合に，リンが金層表面に移行せず，ニッ
ケル層と金層との界面に留まり，高濃度Ｐ層を形成する
ため，半田接合強度が低くなる。また，金層の表面に，
ニッケル層から移行したＮｉと半田材料から移行したＳ
ｎと雰囲気中の酸素（Ｏ）とからなるＮｉ−Ｓｎ−Ｏ合
金が形成されるからであると考えられる。
％未満の場合には，金の析出速度が速くワイヤーボンデ
ィングが可能となるが，その一方で，半田材料による接
続端子と導体パターンとの接合強度が低くなる。その理
由は，金層が無電解めっきにより形成される置換型であ
り膜厚である場合に，リンが金層表面に移行せず，ニッ
ケル層と金層との界面に留まり，高濃度Ｐ層を形成する
ため，半田接合強度が低くなる。また，金層の表面に，
ニッケル層から移行したＮｉと半田材料から移行したＳ
ｎと雰囲気中の酸素（Ｏ）とからなるＮｉ−Ｓｎ−Ｏ合
金が形成されるからであると考えられる。
【００２４】また，ニッケル層の中のリン濃度が１２重
量％を超える場合には，ニッケル層と金層との密着性は
高くなるが，その一方で金層を形成するための金の析出
速度が遅延する。また，常温における半田接合強度が低
くなる。その理由は，半田接合時に，ニッケル層中の上
層部に高密度Ｐ層が形成されるからであると考えられ
る。更に，金層表面の上記の合金層が酸化を受けやすく
なり，高温雰囲気での半田接合強度が低下する場合があ
る。
量％を超える場合には，ニッケル層と金層との密着性は
高くなるが，その一方で金層を形成するための金の析出
速度が遅延する。また，常温における半田接合強度が低
くなる。その理由は，半田接合時に，ニッケル層中の上
層部に高密度Ｐ層が形成されるからであると考えられ
る。更に，金層表面の上記の合金層が酸化を受けやすく
なり，高温雰囲気での半田接合強度が低下する場合があ
る。
【００２５】更に好ましくは，ニッケル層におけるリン
の含有量は，５〜９重量％である。これにより，接続端
子と導体パターンとの半田接合強度が更に高くなる。
の含有量は，５〜９重量％である。これにより，接続端
子と導体パターンとの半田接合強度が更に高くなる。
【００２６】また，上記ニッケル層の表面は，金層によ
り被覆されている。これにより，導体パターン表面に接
続端子を強固に半田接合することができる。
り被覆されている。これにより，導体パターン表面に接
続端子を強固に半田接合することができる。
【００２７】また，上記プリント配線板には，上記ニッ
ケル層を電解めっきにより形成するためのめっきリード
が形成されていない。そのため，高密度で微細な配線が
得られる。
ケル層を電解めっきにより形成するためのめっきリード
が形成されていない。そのため，高密度で微細な配線が
得られる。
【００２８】また，ニッケル層と金層は，無電解めっき
により形成することもできる。これにより，導体パター
ンを非常に均一に形成できる。また，電気めっき用のリ
ードが不要であり，電気的なノイズが発生し難く，また
高密度で微細な配線が得られる。
により形成することもできる。これにより，導体パター
ンを非常に均一に形成できる。また，電気めっき用のリ
ードが不要であり，電気的なノイズが発生し難く，また
高密度で微細な配線が得られる。
【００２９】請求項８の発明のように，上記接続端子
は，リードピン，フリップチップ用パッド，又はＴＣＰ
用パッドであることである。リードピンは，プリント配
線板のスルーホール内に挿入され，スルーホール内壁を
被覆する導体パターン及び半田材料により半田接合され
る。なお，ＴＣＰ用パッドとは，テープキャリアパッケ
ージをいう。
は，リードピン，フリップチップ用パッド，又はＴＣＰ
用パッドであることである。リードピンは，プリント配
線板のスルーホール内に挿入され，スルーホール内壁を
被覆する導体パターン及び半田材料により半田接合され
る。なお，ＴＣＰ用パッドとは，テープキャリアパッケ
ージをいう。
【００３０】上記導体パターンは，プリント配線板の表
面又は内部，スルーホールの内壁等に形成された，接続
端子を接合するための被膜である。導体パターンの形状
は，接続端子の形状に応じて変化する。例えば，導体パ
ターンは，パッド，スルーホールのランドである場合が
多い。
面又は内部，スルーホールの内壁等に形成された，接続
端子を接合するための被膜である。導体パターンの形状
は，接続端子の形状に応じて変化する。例えば，導体パ
ターンは，パッド，スルーホールのランドである場合が
多い。
【００３１】上記接続端子は，例えば，マザーボード，
ドーターボード，メモリーモジュール，マルチチップモ
ジュール，プラスチックパッケージ，半導体装置，導体
回路等の相手部材に接続して，本発明のプリント配線板
と相手部材との電気の授受を行うことができる。
ドーターボード，メモリーモジュール，マルチチップモ
ジュール，プラスチックパッケージ，半導体装置，導体
回路等の相手部材に接続して，本発明のプリント配線板
と相手部材との電気の授受を行うことができる。
【００３２】次に，請求項９の発明は，絶縁基板の全面
を配線用導体膜により被覆し，次いで，該配線用導体膜
における導体パターン非形成部分をマスクにより被覆し
た状態で，上記配線用導体膜を通じて電解めっき用の電
気を，導体パターン形成部分に電解Ｎｉめっきを施して
リン３〜１２重量％とニッケル残部とからなるニッケル
層を形成すると共に該ニッケル層の上に金層を形成し，
次いで，上記マスクを除去し，次いで，上記ニッケル層
及び金層の表面をマスクにより被覆した状態で，上記配
線用導体膜をエッチングして，導体パターンを形成する
とともに，上記電気めっき用の電気を導いた配線用導体
膜を除去し，次いで，上記導体パターンの表面に，該導
体パターンと相手部材との間に電気授受を行なう接続端
子を，銅及び白金を含む半田材料により接合することを
特徴とするプリント配線板の製造方法である。
を配線用導体膜により被覆し，次いで，該配線用導体膜
における導体パターン非形成部分をマスクにより被覆し
た状態で，上記配線用導体膜を通じて電解めっき用の電
気を，導体パターン形成部分に電解Ｎｉめっきを施して
リン３〜１２重量％とニッケル残部とからなるニッケル
層を形成すると共に該ニッケル層の上に金層を形成し，
次いで，上記マスクを除去し，次いで，上記ニッケル層
及び金層の表面をマスクにより被覆した状態で，上記配
線用導体膜をエッチングして，導体パターンを形成する
とともに，上記電気めっき用の電気を導いた配線用導体
膜を除去し，次いで，上記導体パターンの表面に，該導
体パターンと相手部材との間に電気授受を行なう接続端
子を，銅及び白金を含む半田材料により接合することを
特徴とするプリント配線板の製造方法である。
【００３３】本発明は，請求項７の発明に係るプリント
配線板を製造する方法である。
配線板を製造する方法である。
【００３４】これを図３を用いて具体的に説明する。ま
ず，絶縁基板７の全面に配置された銅箔などの配線用導
体膜３００における導体パターン非形成部分をマスク６
１により被覆し（図３（ａ）），導体パターン形成部分
に電解Ｎｉめっきを施してニッケル層３１を形成する
（図３（ｂ））。このとき，全面に配置された配線用導
体膜３００が電解めっきリードの役目を果たす。次い
で，マスク６１を除去する（図３（ｃ））。次いで，導
体パターンの形状を有するニッケル層３１の表面を，導
体パターンの形状を有するマスク６２により被覆し（図
３（ｄ）），配線用導体膜３００をエッチングして導体
パターン形状を有する銅層３０となす（図３（ｅ））。
このとき，電解めっきリードは，エッチングにより除去
される。その後マスク６２を除去する。これにより，図
３（ｆ）に示すごとく，ニッケル層を形成するためのめ
っきリードを残すことなく，導体パターン３０１を有す
るプリント配線板８が得られる。
ず，絶縁基板７の全面に配置された銅箔などの配線用導
体膜３００における導体パターン非形成部分をマスク６
１により被覆し（図３（ａ）），導体パターン形成部分
に電解Ｎｉめっきを施してニッケル層３１を形成する
（図３（ｂ））。このとき，全面に配置された配線用導
体膜３００が電解めっきリードの役目を果たす。次い
で，マスク６１を除去する（図３（ｃ））。次いで，導
体パターンの形状を有するニッケル層３１の表面を，導
体パターンの形状を有するマスク６２により被覆し（図
３（ｄ）），配線用導体膜３００をエッチングして導体
パターン形状を有する銅層３０となす（図３（ｅ））。
このとき，電解めっきリードは，エッチングにより除去
される。その後マスク６２を除去する。これにより，図
３（ｆ）に示すごとく，ニッケル層を形成するためのめ
っきリードを残すことなく，導体パターン３０１を有す
るプリント配線板８が得られる。
【００３５】
実施形態例１ 本発明の実施形態例に係るプリント配線板について，図
１，図２を用いて説明する。本例のプリント配線板８
は，図１に示すごとく，外部接続用の半田ボール１を半
田接合してなるパッド３を有する。パッド３は，導体パ
ターンの一部であり，これは銅層３０とニッケル層３１
と金層３２とからなる。半田ボール１の頂部は，マザー
ボード上のパッドに接合される（図５参照）。
１，図２を用いて説明する。本例のプリント配線板８
は，図１に示すごとく，外部接続用の半田ボール１を半
田接合してなるパッド３を有する。パッド３は，導体パ
ターンの一部であり，これは銅層３０とニッケル層３１
と金層３２とからなる。半田ボール１の頂部は，マザー
ボード上のパッドに接合される（図５参照）。
【００３６】ニッケル層３１は，リン５〜９重量％と，
ニッケル残部とからなる。半田ボール１は，銅０．１〜
１５重量％と，白金０．０１〜２重量％と，金０．００
１〜１重量％と，半田残部とからなる。半田は，鉛（Ｐ
ｂ）１０〜７０重量％と，錫（Ｓｎ）３０〜９０重量％
とからなる。パッド３の周囲における絶縁基板７は，ソ
ルダーレジストにより被覆されている。
ニッケル残部とからなる。半田ボール１は，銅０．１〜
１５重量％と，白金０．０１〜２重量％と，金０．００
１〜１重量％と，半田残部とからなる。半田は，鉛（Ｐ
ｂ）１０〜７０重量％と，錫（Ｓｎ）３０〜９０重量％
とからなる。パッド３の周囲における絶縁基板７は，ソ
ルダーレジストにより被覆されている。
【００３７】本例のプリント配線板を製造するに当たっ
ては，図２に示すごとく，エポキシ系，ポリイミド系，
ビスマレイミドトリアジン系等の樹脂とガラスクロス若
しくはガラスファイバーとからなる絶縁基板７を準備
し，その表面に銅箔を貼着する。次いで，銅箔をエッチ
ングしてパッド形状の銅層３０を形成する。次いで，パ
ターン化した銅層３０の表面に，無電解めっきにより，
ニッケル層３１と金層３２とを形成して，パッド３とす
る。ニッケル層３１の厚みは０．１〜３０μｍであり，
金層３２の厚みは０．０１〜１０μｍである。また，絶
縁基板７の表面に導体回路（図示略）を形成する。
ては，図２に示すごとく，エポキシ系，ポリイミド系，
ビスマレイミドトリアジン系等の樹脂とガラスクロス若
しくはガラスファイバーとからなる絶縁基板７を準備
し，その表面に銅箔を貼着する。次いで，銅箔をエッチ
ングしてパッド形状の銅層３０を形成する。次いで，パ
ターン化した銅層３０の表面に，無電解めっきにより，
ニッケル層３１と金層３２とを形成して，パッド３とす
る。ニッケル層３１の厚みは０．１〜３０μｍであり，
金層３２の厚みは０．０１〜１０μｍである。また，絶
縁基板７の表面に導体回路（図示略）を形成する。
【００３８】次いで，銅球１１を準備し，これを白金及
び金を含む半田浴の中に浸漬する。これにより，銅球１
１の周囲を半田１２により被覆してなる半田ボール１を
得る。銅球１１は，半田ボール１全体の容積に対して，
３０〜８５容積％とする。半田ボール１の底部は，平面
１９とする。これは，半田ボール１をパッド３に載置し
たときに位置安定化を図るためである。
び金を含む半田浴の中に浸漬する。これにより，銅球１
１の周囲を半田１２により被覆してなる半田ボール１を
得る。銅球１１は，半田ボール１全体の容積に対して，
３０〜８５容積％とする。半田ボール１の底部は，平面
１９とする。これは，半田ボール１をパッド３に載置し
たときに位置安定化を図るためである。
【００３９】次いで，半田ボール１をパッド３の上に載
置し，半田ボール１を加熱により溶融させる。加熱は，
２００℃以上で３０秒間以上とする。これにより，銅球
１１の銅が半田１２の中に拡散する。なお，ニッケル層
３１の上層部に，従来の半田ボールの接合で生じた高濃
度Ｐ層は形成されなかった（図６参照）。
置し，半田ボール１を加熱により溶融させる。加熱は，
２００℃以上で３０秒間以上とする。これにより，銅球
１１の銅が半田１２の中に拡散する。なお，ニッケル層
３１の上層部に，従来の半田ボールの接合で生じた高濃
度Ｐ層は形成されなかった（図６参照）。
【００４０】本例においては，ニッケル層３１を無電解
めっきにより形成しているが，電解めっきによっても形
成することができる（図３参照）。また，本例において
は，半田ボール１を，白金及び金を含む半田浴の中に銅
球１１を浸漬することにより形成しているが（図２），
半田，銅及び白金の各微粉末をフラックス，粘調剤と混
合しペースト状としたものをボール形状に成形すること
により形成することもできる。
めっきにより形成しているが，電解めっきによっても形
成することができる（図３参照）。また，本例において
は，半田ボール１を，白金及び金を含む半田浴の中に銅
球１１を浸漬することにより形成しているが（図２），
半田，銅及び白金の各微粉末をフラックス，粘調剤と混
合しペースト状としたものをボール形状に成形すること
により形成することもできる。
【００４１】実施形態例２ 本例においては，表１，表２に示すごとく，半田ボール
及びニッケル層の成分と半田ボールの接合強度との関係
を調査した。半田ボール中のＣｕ，Ｐｔ及びニッケル層
中のＰの含有量を変えて，プリント配線板を実施形態例
１と同様に製造し，これらを試料１〜５（本発明品），
試料Ｃ１〜Ｃ５（比較例）とした。なお，半田ボール中
の半田（Ｐｂ−Ｓｎ）は，Ｐｂ３７重量％と，Ｓｎ６３
重量％で一定とした。
及びニッケル層の成分と半田ボールの接合強度との関係
を調査した。半田ボール中のＣｕ，Ｐｔ及びニッケル層
中のＰの含有量を変えて，プリント配線板を実施形態例
１と同様に製造し，これらを試料１〜５（本発明品），
試料Ｃ１〜Ｃ５（比較例）とした。なお，半田ボール中
の半田（Ｐｂ−Ｓｎ）は，Ｐｂ３７重量％と，Ｓｎ６３
重量％で一定とした。
【００４２】各試料の初期の接合強度，及び１２５℃１
００時間加熱後の接合強度，並びにＳｎ−Ｎｉ合金層厚
みと高濃度Ｐ層厚みを測定した。その結果を表１，２に
示した。同表より知られるように，試料１〜５は，他の
試料Ｃ１〜Ｃ４に比べて高い接合強度であった。また，
リンを含むニッケル層（試料Ｃ４）の場合には，リンを
含まないニッケル層（試料Ｃ５）の場合よりも，接合強
度が低くなった。
００時間加熱後の接合強度，並びにＳｎ−Ｎｉ合金層厚
みと高濃度Ｐ層厚みを測定した。その結果を表１，２に
示した。同表より知られるように，試料１〜５は，他の
試料Ｃ１〜Ｃ４に比べて高い接合強度であった。また，
リンを含むニッケル層（試料Ｃ４）の場合には，リンを
含まないニッケル層（試料Ｃ５）の場合よりも，接合強
度が低くなった。
【００４３】リンを含むニッケル層に，銅を含む半田材
料を接合すると（試料１〜５，Ｃ１），銅を含まない半
田材料を接合した場合（試料Ｃ２〜Ｃ４）よりも接合強
度が高くなった。銅だけでなく白金を半田材料に添加し
た場合には，接合強度が更に高くなった（試料１と試料
Ｃ１とを比較）。一方，銅を添加しないで白金を添加し
た場合には，接合強度の向上は認められなかった（試料
１と試料Ｃ２とを比較）。銅及び白金に加えてシリコン
を半田材料に添加した場合には，更に接合強度が向上し
た（試料１，２とを比較）。
料を接合すると（試料１〜５，Ｃ１），銅を含まない半
田材料を接合した場合（試料Ｃ２〜Ｃ４）よりも接合強
度が高くなった。銅だけでなく白金を半田材料に添加し
た場合には，接合強度が更に高くなった（試料１と試料
Ｃ１とを比較）。一方，銅を添加しないで白金を添加し
た場合には，接合強度の向上は認められなかった（試料
１と試料Ｃ２とを比較）。銅及び白金に加えてシリコン
を半田材料に添加した場合には，更に接合強度が向上し
た（試料１，２とを比較）。
【００４４】半田材料の接合強度が高くなると，Ｓｎ−
Ｎｉ合金層厚みと高濃度Ｐ層厚みが小さくなる傾向が認
められた。これは，ニッケル層中のニッケルが，半田ボ
ールへ移行する量が，減少したためであると考えられ
る。
Ｎｉ合金層厚みと高濃度Ｐ層厚みが小さくなる傾向が認
められた。これは，ニッケル層中のニッケルが，半田ボ
ールへ移行する量が，減少したためであると考えられ
る。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】実施形態例３ 本例のプリント配線板８は，図４に示すごとく，接続端
子としてのボンディングワイヤー２をパッド３に半田接
合している。ボンディングワイヤー２は，パッド３と，
プリント配線板８に搭載した半導体装置との間を電気的
に接続する。ボンディングワイヤー２をパッド３に半田
接合する場合には，パッド３の表面にクリーム状の半田
材料１０を塗布し，半田材料１０を加熱溶融する。半田
材料１０の成分は，実施形態例１で用いた半田ボールと
同様である。その他は，実施形態例１と同様である。本
例においても実施形態例１と同様の効果を得ることがで
きる。
子としてのボンディングワイヤー２をパッド３に半田接
合している。ボンディングワイヤー２は，パッド３と，
プリント配線板８に搭載した半導体装置との間を電気的
に接続する。ボンディングワイヤー２をパッド３に半田
接合する場合には，パッド３の表面にクリーム状の半田
材料１０を塗布し，半田材料１０を加熱溶融する。半田
材料１０の成分は，実施形態例１で用いた半田ボールと
同様である。その他は，実施形態例１と同様である。本
例においても実施形態例１と同様の効果を得ることがで
きる。
【００４８】
【発明の効果】本発明によれば，半田接合強度に優れた
半田材料，並びにこれを用いたプリント配線板及びその
製造方法を提供することができる。
半田材料，並びにこれを用いたプリント配線板及びその
製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１のプリント配線板の断面図。
【図２】実施形態例１における，プリント配線板の製造
方法を示す説明図。
方法を示す説明図。
【図３】本発明における，電気めっきリードを残すこと
なく，導体パターンを有するプリント配線板を製造する
方法を示すための説明図。
なく，導体パターンを有するプリント配線板を製造する
方法を示すための説明図。
【図４】実施形態例３のプリント配線板の断面図。
【図５】従来例のプリント配線板の断面図。
【図６】従来例の問題点を示すための説明図。
１．．．半田ボール， １０．．．半田材料， ３．．．パッド， ３０．．．銅層， ３１．．．ニッケル層， ３２．．．金層， ７．．．絶縁基板，
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−791（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−291991（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−7243（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−204194（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B23K 35/26 B23K 35/22 H05K 3/24 H05K 3/34 H01L 21/60
Claims (9)
- 【請求項１】 プリント配線板における導体パターンで
あって，ニッケルとリンとからなるニッケル層，及び該
ニッケル層を被覆する金層よりなるものの表面に，上記
導体パターンと相手部材との間に電気授受を行なう接続
端子を半田接合するための半田材料において， 上記半田材料は，半田の中に，銅と白金と金とを含有し
てなることを特徴とする半田材料。 - 【請求項２】 請求項１において，上記銅は，上記半田
材料の中に，０．１〜２０重量％含まれていることを特
徴とする半田材料。 - 【請求項３】 請求項１又は２において，上記白金は，
上記半田材料の中に，０．０１〜２０重量％含まれてい
ることを特徴とする半田材料。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
上記金は，上記半田材料の中に，０．００１〜５重量％
含まれていることを特徴とする半田材料。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか一項において，
上記半田材料は，シリコンを含有してなることを特徴と
する半田材料。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一項において，
上記半田材料は，半田ボールであることを特徴とする半
田材料。 - 【請求項７】 導体パターンと相手部材との間に電気授
受を行なう接続端子を，銅及び白金を含む半田材料によ
り接合してなる導体パターンを有するプリント配線板に
おいて， 上記導体パターンは，リン３〜１２重量％と，ニッケル
残部とからなるニッケル層，及び該ニッケル層を被覆す
る金層よりなり，かつ， 上記プリント配線板には，上記ニッケル層を電解めっき
により形成するためのめっきリードが形成されていない
ことを特徴とするプリント配線板。 - 【請求項８】 請求項７において，上記接続端子は，リ
ードピン，フリップチップ用パッド，又はＴＣＰ用パッ
ドであることを特徴とするプリント配線板。 - 【請求項９】 絶縁基板の全面を配線用導体膜により被
覆し， 次いで，該配線用導体膜における導体パターン非形成部
分をマスクにより被覆した状態で，上記配線用導体膜を
通じて電解めっき用の電気を，導体パターン形成部分に
電解Ｎｉめっきを施してリン３〜１２重量％とニッケル
残部とからなるニッケル層を形成すると共に該ニッケル
層の上に金層を形成し， 次いで，上記マスクを除去し， 次いで，上記ニッケル層及び金層の表面をマスクにより
被覆した状態で，上記配線用導体膜をエッチングして，
導体パターンを形成するとともに，上記電気めっき用の
電気を導いた配線用導体膜を除去し， 次いで，上記導体パターンの表面に，該導体パターンと
相手部材との間に電気授受を行なう接続端子を，銅及び
白金を含む半田材料により接合することを特徴とするプ
リント配線板の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27980797A JP3339384B2 (ja) | 1997-07-14 | 1997-09-25 | 半田材料並びにプリント配線板及びその製造方法 |
| KR10-1999-7011446A KR100376253B1 (ko) | 1997-06-04 | 1998-06-02 | 인쇄 배선판용 솔더 부재 |
| US09/424,582 US6358630B1 (en) | 1997-06-04 | 1998-06-02 | Soldering member for printed wiring boards |
| DE69838586T DE69838586T2 (de) | 1997-06-04 | 1998-06-02 | Lötelement für gedruckte leiterplatten |
| PCT/JP1998/002437 WO1998056217A1 (fr) | 1997-06-04 | 1998-06-02 | Element de brasage tendre pour cartes a circuit imprime |
| EP98923088A EP1009202B1 (en) | 1997-06-04 | 1998-06-02 | Soldering member for printed wiring boards |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-205314 | 1997-07-14 | ||
| JP20531497 | 1997-07-14 | ||
| JP27980797A JP3339384B2 (ja) | 1997-07-14 | 1997-09-25 | 半田材料並びにプリント配線板及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1177371A JPH1177371A (ja) | 1999-03-23 |
| JP3339384B2 true JP3339384B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=26514998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27980797A Expired - Lifetime JP3339384B2 (ja) | 1997-06-04 | 1997-09-25 | 半田材料並びにプリント配線板及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3339384B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3444245B2 (ja) * | 1999-09-03 | 2003-09-08 | 日本電気株式会社 | 無電解ニッケル／金メッキへのはんだ付け方法、配線構造体、回路装置及びその製造方法 |
| EP1307076A4 (en) * | 2000-07-12 | 2005-01-12 | Rohm Co Ltd | STRUCTURE FOR CONNECTING LADDERS AND CONNECTION METHODS |
| JP3757881B2 (ja) * | 2002-03-08 | 2006-03-22 | 株式会社日立製作所 | はんだ |
| CN111354700A (zh) * | 2018-12-24 | 2020-06-30 | Nepes 株式会社 | 半导体封装件 |
| KR102240409B1 (ko) * | 2018-12-24 | 2021-04-15 | 주식회사 네패스 | 반도체 패키지 및 그 제조 방법 |
| US11276632B2 (en) | 2018-12-24 | 2022-03-15 | Nepes Co., Ltd. | Semiconductor package |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP27980797A patent/JP3339384B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1177371A (ja) | 1999-03-23 |
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