JP3617264B2 - プラスチック回路基板の電解めっき方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック・ボールグリッドアレイ（ｐＢＧＡ）基板のような電子部品搭載用のプラスチック回路基板の電極部をＮｉ／Ａｕ電解めっきするのに適したプラスチック回路基板の電解めっき方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣやＬＳＩ等の電子部品のプラスチックパッケージの１種に、リードフレームではなく、プラスチック製の回路基板に電子部品を搭載し、搭載部に樹脂を注入して封止する種類のものがある。
【０００３】
このプラスチックパッケージに使用されるプラスチック基板の材質は、ガラス繊維／エポキシ樹脂やガラス繊維／フェノール樹脂といった複合材料からなるリジッドフィルムと、ポリイミド樹脂等の耐熱樹脂からなるフレキシブルフィルムの両者が使用されている。
【０００４】
この種のプラスチックパッケージは、セラミックパッケージと同様の構造にすることができ、ＰＧＡ （ピングリッドアレイ） 、ＢＧＡ （ボールグリッドアレイ、バンプグリッドアレイと呼ぶこともある） 、ＬＧＡ（ランドグリッドアレイ）等が利用されているが、中でもピンを使用せずに多端子化が可能で、フレキシブルなプラスチック回路基板でも適用可能なＢＧＡ （即ち、ｐＢＧＡ） が注目を集めている。
【０００５】
プラスチック基板の回路形成は、プリント配線板と同様に、銅箔をプラスチック基板の両面に積層し、フォトレジストを用いたフォトリソグラフィー技術により銅箔の不要部分をエッチング除去することにより行われる。その前に、必要によりプラスチック基板にスルーホールをパンチングにより形成し、スルーホールの壁面を銅めっき（通常は、無電解めっき後に電解めっきで銅層を厚膜化）により銅皮膜で被覆しておく。
【０００６】
こうして形成されたプラスチック回路基板の両面の電極部（即ち、電気的接続に利用される回路部分）は、銅のままでは酸化され易く導電性が低下するので、金めっきを施して電極部を保護する。この電極部は、電子部品を搭載する表面側は、電子部品との電気的接続に利用されるワイヤボンディング部またはフリップチップ接続の場合には電極パッド部であり、裏面側はマザーボードに接続される電極パッド部である。
【０００７】
金めっきは、金めっき単独の場合には ２．５〜５μｍといった厚膜にしないとピンホールのないめっき皮膜が得られないが、下地にＮｉめっきを施しておくと耐食性が著しく向上するため、金めっきを薄くすることができる。高価な金の使用量を減らすため、下地にＮｉめっきを行うＮｉ／Ａｕめっきとするのが普通である。
【０００８】
このＮｉ／Ａｕめっきは、プラスチック基板にソルダ （半田） レジストをスクリーン印刷して、めっきする電極部以外をソルダレジストで被覆した後、一度のめっき作業で適当な膜厚のめっき皮膜が得られる電解めっき法により行われる。その後、パンチングにより基板の周辺に位置合わせ用の穴をあけた後、検査および包装され、出荷される。
【０００９】
プラスチック回路基板、特にｐＢＧＡは、一般に複数（例、４〜８個）の基板が１列につながって並んだ「連」と呼ばれる状態で出荷される。ユーザーは、連の状態のプラスチック回路基板に複数の電子部品を一度に搭載し、次いで各電子部品の搭載部に樹脂を注入した後、最後に個々のプラスチックパッケージに切断する。それにより、１個づつのプラスチック回路基板を取り扱う場合に比べて作業能率が大幅に向上する。
【００１０】
プラスチック回路基板の製造は、上記の連を複数個 （例、４〜１０個） とることができる、取扱いに適した大きさのプラスチックシート （ブランクと呼ばれる） を用いて一般に行われる。即ち、このブランクに上記の回路形成工程を適用して、複数列の連を同時に製造し、Ｎｉ／Ａｕめっき工程の終了後のパンチング工程で、各列に切断して個々の連に分割する。これもやはり作業能率の大幅な向上につながる。例えば、１枚のブランク上に各６個のプラスチック基板からなる連を７列とることができると、７連、合計４２個のプラスチック回路基板を一度に製造することができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ブランク上に形成された多数のプラスチック回路基板の両面の電極部にＮｉ／Ａｕ電解めっきを施すには、すべての電極部を外部電源と接続させる必要がある。そのため、図１に示すように、各電極部に基板周辺に伸びた引出し線を接続し、この引出し線を、各連の周囲に設けた電解めっき時の通電用タイバーに接続させる。引出し線および通電用タイバーは、銅箔の回路形成時に電極と一緒に形成される。こうして、全ての引出し線がタイバーに接続され、タイバー同士も互いに連続しているので、外部電源をタイバーに接続すると、タイバーと引出し線を介して電極部に通電することができる。
【００１３】
これらのタイバーはいずれも、図１に製品切断線として示すように、パンチング工程で連を切り出す時に、製品（連）から取り除かれ、連内の各回路基板の引出し線、従って、それに接続した電極部、は互いに電気的に絶縁される。タイバーが部分的にでも連の中に残っていると、電極の絶縁性を完全に確保することができず、製品不良になる。
【００１４】
従って、タイバーの部分は、これを完全に除去できるように、少し広めに切り取ることになるので、ブランク上の各連の周囲には、幅３〜５ｍｍ程度のタイバー用のスペースが必要になる。例えば、ブランク上に７連を上下方向に続けて形成する場合、横方向のタイバーは、最上部の連の上と最下部の連の下に各１個、各連の間に６個の合計８個が必要となる。このタイバー用のスペースのために、連の取り数が減少する。
【００１５】
本発明は、ブランク内のプラスチック回路基板の取り数を最大限にすることができるプラスチック回路基板の電解めっき方法を提供しようとするものである。より具体的は本発明の課題は、隣接する回路基板間のタイバーが不要となるプラスチック回路基板の電解めっき方法を提供することがである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、タイバーで引出し線を接続する代わりに、隣接する引出し線同士を接続用の専用線で接続し、連または各回路基板の切断時にこの専用線が断線するように切断することで、タイバーの少なくとも一部を省略できる。
【００１７】
また、セラミック回路基板には見られない、プラスチック回路基板に固有の問題として、回路基板の四方の引出し線がそれぞれ異なった位置に設けられることが多い。これは、パッケージの出力ボールパッド部、特に１本づつめっき引出し線を取る必要のある信号線用ボールパッド部が任意の位置に配置されており、対称性がないためである。
【００１８】
従って、縦または横方向に隣接する回路基板間において、引出し線が必ずしも連続しておらず、一方の回路基板に存在する引出し線に対応する引出し線が、隣接する回路基板には存在せずに、一方の回路基板の外周縁部で終わっていることがある。この場合には、一方の回路基板にしか存在しない引出し線を他方の回路基板にまで専用線で延設し、この延設部を上記のように接続用専用線で両側の引出し線 （またはその延設部） と接続すればよい。その際には、片側の接続は、必ずしも切断部をまたぐように行う必要はなく、延設した他方の回路基板内だけで接続してもよい。
【００１９】
本発明は、「それぞれ多数の電極部と各電極部に接続した基板外周に達する引出し線とを有している、電子部品搭載用の複数の回路基板が１枚のプラスチックシートに縦および/ または横方向に隣接して形成されているプラスチック回路基板の電極部を電解めっきする方法であって、各回路基板の隣接する引出し線間の少なくとも一部を、その回路基板の外周付近において、隣接する回路基板間のタイバーの代わりに専用線により接続し、接続した引出し線に外部電源を接続して電極部に電解めっきを施した後、その回路基板の外周で接続用専用線を切断して引出し線を互いに絶縁することからなり、前記接続の際に、
（i)その回路基板の隣接する引出し線の両方が、その回路基板に隣接する別の回路基板 の引出し線と連続している場合、この隣接する連続した引出し線を、切断位置を横断するように接続用専用線で接続し、
（ii）その回路基板の隣接する引出し線の一方または両方が、その回路基板に隣接する別の回路基板の引出し線と連続していない場合、この連続していない一方または両方の引出し線を該隣接する別の回路基板内まで専用線により延設し、延設した引出し線を隣接の引出し線またはその延設部と接続用専用線で接続し、その際、延設した引出し線（または延設した引出し線が２本以上続く場合にはその最も外側の延設した引出し線）とその隣りの連続した引出し線との接続は、少なくとも片側では切断位置を横断するように行い、反対側の連続した引出し線との接続および延設した引出し線同士の接続は、切断位置を横断するように行うか、或いは引出し線を延設した隣接する基板内だけで行う、ことを特徴とするプラスチック回路基板の電解めっき方法」である。
【００２０】
好適態様においては、前記▲２▼の反対側の連続した引出し線との接続および延設した引出し線同士の接続は、引出し線を延設した隣接する基板内だけで行う。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、添付図面を参照しながら詳しく説明する。
【００２２】
図２は、図１と同様に、複数列の連を１枚のブランクに同時に製造する場合の本発明の電解めっき方法を示す説明図である。従って、１枚のプラスチックシート（ブランク） に縦横両方向に隣接して多数の回路基板が形成される。
【００２３】
図示例では、ブランクの周辺部 （即ち、最上列の連の上部と最下列の連の下部および各連の両脇） には、図１に示す従来品と同様に、電解めっきに必要な通電用のタイバーが形成されているが、縦 （上下） 方向に隣接する連と連との間にはタイバーが設けられていない。
【００２４】
即ち、電解めっきの通電用に必要な連と連の間の引出し線の接続は、従来のようにタイバーに接続させるのではなく、隣接する各引出し線どうしを引出し線と同様の接続用専用線により接続する。この専用線による接続が、各連を切断した後も残っていると、プラスチック回路基板の誤動作を生ずるので、図２に示すように、連の切断位置をまたぐ （横断する） ように行う。その結果、隣接する連の間を切断して、各連を取り出すと、接続用専用線は断線するので、隣接する引出し線は互いに絶縁される。なお、図２では、この接続は左側１列分しか示していないが、残りの列も同様である。
【００２５】
隣接する引出し線間の専用線による接続は、これらの引出し線が、隣接する２つの連（即ち、回路基板）において同位置に連続して形成されている （このような引出し線を、以下では「連続した引出し線」という） か否かにより、次の▲１▼と▲２▼の２種類の方法で行う。
【００２６】
▲１▼回路基板の隣接する引出し線の両方がともに「連続した引出し線」である場合 （即ち、隣接する連ＡとＢの間で連続する引出し線が、２本以上続けて存在する場合） ：
図３（ａ） 〜（ｃ） に示すように、その２つの連（基板）Ａ、Ｂ間の切断位置を横断するように、接続用専用線により隣接する「連続した引出し線」の間を接続する。
【００２７】
この接続は、図３（ａ） に示すように、カギ型に曲げた形状が好ましいが、切断位置を横断し、切断後に確実に断線される限り、他の形状でもよい。例えば、図３（ｂ） に示すような曲線型、または図３（ｃ） に示す斜め直線型に専用線で隣接引出し線を接続することもできる。
【００２８】
▲２▼回路基板の隣接する引出し線の一方または両方が、その回路基板に隣接する別の回路基板の引出し線と連続していない（不連続の）場合 （即ち、隣接する引出し線の一方または両方が、隣接する２連の一方（図示例ではＡ）にしか存在せず、他方の連Ｂには対応する引出し線が存在しない場合）：
図３（ｄ） 〜（ｋ） に示すように、一方の回路基板Ａにしか存在しない引出し線を、専用線により隣接する他方の回路基板Ｂ内まで延設し （この引出し線を、以下では「延設した引出し線」という） 、この延設した引出し線を接続用専用線による接続に利用する。
【００２９】
この場合、基板Ｂに対応する引出し線がないため基板Ａから基板Ｂに「延設した引出し線」とその両側の隣接引出し線との接続は、片側の隣接引出し線との接続だけを切断位置を横断するように行えばよく、反対型の隣接引出し線との接続は、切断位置を横断せずに、延設した隣接する基板Ｂ内だけで行ってもよい。基板Ａから基板Ｂに延設した引出し線が続けて２本以上存在する場合には、一方の最も外側の「延設した引出し線」とその隣りの「連続した引出し線」との接続だけを、切断位置を横断するように行えばよく、他方の最も外側の「延設した引出し線」とその隣りの「連続した引出し線」との接続、及び「延設した引出し線」同士の接続は、切断位置を横断せずに、延設した隣接する基板Ｂ内だけで行ってもよく、或いは切断位置を横断するように行ってもよい。
【００３０】
この態様について、図３（ｄ） 〜（ｋ） により具体的に説明する。
図３（ｄ）， （ｅ）は、２本の「連続した引出し線」の間に「延設した引出し線」が１本だけ存在する場合である。この場合、（ｄ） のように、延設した引出し線の片側 （図示例では左側） では、隣りの連続した引出し線と切断位置を横断するように専用線で接続する必要があるが、反対側 （右側） の連続した引出し線との接続は、基板Ｂ内だけで行うことができる。もちろん、（ｅ） に示すように、延設した引出し線と両側の連続した引出し線との接続を、いずれも切断位置を横断するように行ってもよい。
【００３１】
図３（ｆ）， （ｇ）， （ｈ） は、２本の「連続した引出し線」の間に「延設した引出し線」が２本続けて存在する場合である。この場合、（ｆ） のように、延設した引出し線の一方 （図示例では左側の延設した引出し線） とその隣りの連続した引出し線との接続を、切断位置を横断するように専用線で接続すれば、反対側 （右側） の延設した引出し線のその隣りの連続した引出し線との接続、および延設した引出し線同士の接続は、基板Ｂ内だけで行うことができる。もちろん、（ｇ） に示すように、反対側 （右側） の延設した引出し線のその隣りの連続した引出し線との接続や、さらには（ｈ） に示すように、延設した引出し線同士の接続も、切断位置を横断するように行ってもよい。
【００３２】
図３（ｉ）， （ｊ）， （ｋ） は、２本の「連続した引出し線」の間に「延設した引出し線」が３本続けて存在する場合である。この場合、（ｉ） のように、延設した一方の最も外側の引出し線 （図示例では左側） とその隣りの連続した引出し線との接続を、切断位置を横断するように専用線で接続すれば、反対側 （右側） の最も外側の延設した引出し線のその隣りの連続した引出し線との接続、および延設した引出し線同士の接続は、基板Ｂ内だけで行うことができる。もちろん、（ｊ） に示すように、反対側 （右側） の延設した引出し線のその隣りの連続した引出し線との接続や、さらには（ｋ） に示すように、延設した引出し線同士の接続も、切断位置を横断するように行ってもよい。
【００３３】
延設した引出し線を利用する場合には、接続用専用線の距離が短くてすみ、また専用線の配線の形状が単純になることから、図３（ｄ） 、（ｆ） 、（ｉ） に示すように、切断位置を横断するように行う専用線の接続は、片側のいずれか１カ所だけにして、残りの専用線による接続は延設した方の基板Ｂ内だけで行うことが好ましい。
【００３４】
本発明によれば、従来は必要であった隣接する２連の間の通電用のタイバーが不要となり、このタイバー用のスペースをとらずに、ブランク上に複数の連を密着させて製造することができる。電解めっき作業に必要な電気的接続は、引出し線どうしを専用線で接続することにより確保される。電解めっき後に、隣接する連を図３に示す切断位置で切断すると、回路基板 （連） ＡおよびＢのいずれについても、隣接する引出し線間をつないでいた接続用専用線が断線し、引出し線間の絶縁性が確保される。
【００３５】
図示例では、隣接する連と連の間について、従来のタイバーをなくして、本発明に従って引出し線間を専用線で接続する場合について示したが、本発明による引出し線間の接続は、連と連の間に限定されるものではなく、１つの連の間の隣接する基板間に適用してもよい。但し、連と連の間のスペースを従来は広くとる必要があったため、本発明によるスペース節約効果は、連と連との間に適用した場合に最も大きくなる。
【００３６】
また、本発明は、連の形態のプラスチック回路基板の製造だけでなく、図４に示す単体のプラスチック回路基板の製造における電解めっきにも適用することができる。単体の回路基板の場合、本発明による隣接回路基板との引出し線の接続方法は、基板の４辺全ての引出し線に適用することが好ましいが、一部だけに適用してもよい。なお、図４も１個の単体の回路基板だけについて、隣接する引出し線との接続を示したが、残りの基板も同様に接続される。
【００３７】
単体のプラスチック回路基板の場合、従来は、各単体基板の４辺の周囲全てにタイバーを設ける必要があった。即ち、連の場合の連間の横方向のタイバーのみならず、縦方向のタイバーも各単体基板間に形成する。本発明によれば、これらの縦横両方向の単体基板間のタイバーが不要になるので、スペース節約効果は、連の形態の場合よりさらに大きくなる。
【００３８】
本発明の方法に用いるプラスチック回路基板の樹脂種は、プラスチック回路基板に求められる耐熱性、絶縁性その他の特性を有していれば特に制限されない。代表例はポリイミド樹脂、特に付加重合型ポリイミド樹脂 （例、ＢＴレジン） であるが、ガラス繊維含有エポキシ樹脂といった複合材料も使用できる。
【００３９】
また、本発明の方法に用いる回路基板の種類も特に制限されない。好ましい種類はｐＢＧＡであるが、ｐＰＧＡ、ｐＬＧＡ等の他のプラスチック回路基板の電極部の電解めっきにも本発明の方法を適用できる。
【００４０】
本発明の電解めっき方法では、各電極に接続した通電用の引出し線を別の専用線により接続し、また引出し線が「連続した引出し線」ではない場合には、その引出し線を専用線で隣りの基板内まで延設する。この専用線の配線形成は、電極や引出し線の形成と同時に実施できる。電極や引出し線は、プラスチックシート （ブランク） の両面に積層した銅箔をフォトリソグラフィー技術により特定部分だけエッチング除去することにより形成されるが、その際に引出し線を接続する専用線や引出し線延設部も同時に形成できる。即ち、使用するフォトマスクの形状を変更するだけで、別に余分の工程を付加することなく、上記の専用線を電極や引出し線と同時に形成することができる。
【００４１】
本発明の方法における電解めっき自体は、従来と同様に実施すればよい。電解めっきのめっき金属種も特に制限されないが、プラスチック回路基板の電極部は一般にＮｉ／Ａｕめっきされる。即ち、まず電解Ｎｉめっき、次いで電解Ａｕめっきが施される。
【００４２】
めっき終了後に、ブランクを所定の切断位置で切断して、連または単体の形態のプラスチック回路基板を得る。この切断により、切断位置を横断して形成された専用線が切断される結果、隣接する基板の両方とも、引出し線は互いに電気的に絶縁される。
【００４３】
【実施例】
（イ） ３４０ ｍｍ×２５０ ｍｍのブランクを用いて ４０ ｍｍ×２００ ｍｍの連の形態のプラスチック回路基板を作成した。従来は、隣接する連と連の間にタイバー用のスペースが必要であり、外周のタイバーの周囲にもハンドリング用のスペースが必要であったため、７連しかとることができなかったが、本発明に方法では、この連と連の間のタイバーが不要で、連を密着させて製造することができるため、８連とることができた。
【００４４】
（ロ） 同じ寸法のブランクを用いて、３５ ｍｍ 平方の単体プラスチック回路基板を作成した。従来は、隣接する単体基板の間に縦横両方向にタイバー用のスペースが必要であったため、７×５＝３５個の単体基板しかとれなかったが、本発明の方法によれば各単体基板を密着させることができるので、８×６＝４８個の単体基板をとることができた。
【００４５】
【発明の効果】
本発明の電解めっき方法によれば、隣接する基板間に通電用のタイバーを設ける必要がないため、所定寸法の１枚のブランクから製造することができるプラスチック回路基板の個数が増大する。また、本発明の方法は、従来法と同じ工程で実施することができ、工程の追加がない。ブランクに用いるプラスチックシート、特にポリイミドシートはかなり高価であるので、本発明によりプラスチック回路基板のコストおよび製造効率が著しく改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】１枚のブランクに形成した従来の連の形態のプラスチック回路基板を示す説明図である。
【図２】本発明の方法に用いる連の形態のプラスチック回路基板の説明図である。
【図３】本発明の方法における引出し線の各種の接続例を示す。
【図４】本発明の方法に用いる単体形態のプラスチック回路基板の説明図である。

Claims (2)

1. それぞれ多数の電極部と各電極部に接続した基板外周に達する引出し線とを有している、電子部品搭載用の複数の回路基板が１枚のプラスチックシートに縦および/ または横方向に隣接して形成されているプラスチック回路基板の電極部を電解めっきする方法であって、各回路基板の隣接する引出し線間の少なくとも一部を、その回路基板の外周付近において、隣接する回路基板間のタイバーの代わりに専用線により接続し、接続した引出し線に外部電源を接続して電極部に電解めっきを施した後、その回路基板の外周で接続用専用線を切断して引出し線を互いに絶縁することからなり、前記接続の際に、
   （i)その回路基板の隣接する引出し線の両方が、その回路基板に隣接する別の回路基板 の引出し線と連続している場合、この隣接する連続した引出し線を、切断位置を横断するように接続用専用線で接続し、
   （ii）その回路基板の隣接する引出し線の一方または両方が、その回路基板に隣接する別の回路基板の引出し線と連続していない場合、この連続していない一方または両方の引出し線を該隣接する別の回路基板内まで専用線により延設し、延設した引出し線を隣接の引出し線またはその延設部と接続用専用線で接続し、その際、延設した引出し線（または延設した引出し線が２本以上続く場合にはその最も外側の延設した引出し線）とその隣りの連続した引出し線との接続は、少なくとも片側では切断位置を横断するように行い、反対側の連続した引出し線との接続および延設した引出し線同士の接続は、切断位置を横断するように行うか、或いは引出し線を延設した隣接する基板内だけで行う、ことを特徴とするプラスチック回路基板の電解めっき方法。
2. 前記（ii）の反対側の連続した引出し線との接続および延設した引出し線同士の接続を、延設した隣接する基板内だけで行う、請求項１記載の方法。

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