JPH0249492A

JPH0249492A - プリント配線板及びプリント配線板の製造方法

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Publication number: JPH0249492A
Application number: JP19891888A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Okuya; 奥谷　健; Kazuyoshi Ogasawara; 小笠原　一善
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-08-11
Filing date: 1988-08-11
Publication date: 1990-02-19
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JP2640676B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、プリント配線板のはんだ付は前の銅箔ランド
の酸化を防止する処理を施したプリント配線板及びその
製造方法に関する。

従来の技術プリント配線板は、抵抗体、コンデンサ等の電子部品を
搭載するためのものであって、基板に張り合わせた銅箔
をエツチングして回路パターンを形成し、この回路パタ
ーンの銅箔ランドに上記電子部品をはんだ付けして接続
、固着している。

ところで、最近、電子機器の小型化、高性能化に伴い、
プリント配線板にも電子部品を高密度実装することが要
求され、そのために表面実装技術（ＳＭＴ）についても
研究が重ねられ、急速な進歩が成されてきた。これに伴
い、回路パターンの配線は緻密かつ繊細に成ってきてお
り、銅箔ランドに高密度に電子部品のはんだ付けを行う
、いわゆるマイクロソルダリングに対してもはんだ付は
不良率を少なくすることが要求され、その要求は数百の
はんだ付けを行った場合でも数個以内というように厳し
くなってきている。

このはんだ付は不良率を少なくするには、プリント配線
板作成の際のエツチングによる回路パターンの形成、プ
リント配線板に対するはんだ付は時のフラフクスの塗布
、そしてはんだ付けを行う等の各工程において、その最
適状態が検討されなければならない。その一つとして、
上記回路パターン形成後フランクス塗布までの間に銅箔
ランドに錆が発生しないようにすることが重要な対策の
一つである。

プリント配線板に回路パターンを形成するには、銅張り
積層板上にエツチングレジストをスクリーン印刷し、紫
外線又は熱により硬化させた後、塩化第二鉄水溶液等に
よりエツチングし、回路部以外の銅箔を溶解除去した後
エツチングレジストを溶剤又はアルカリ性液で溶解除去
し、回路部分を露出させ、その後ソルダーレジストをス
クリーン印刷し、紫外線又は熱により硬化させることに
より、はんだ付は部分（ランド）を露出させることが行
われる。この際、露出された銅箔部分は酸化され、錆を
発生するので、これにそのままフラフクスを塗布し、は
んだ付けを行う楚はんだの濡れが良くなく、はんだ付は
強度が弱くなり、はんだ付は不良を起こすことがある。

そのため、はんだ付けする銅箔ランドの酸化膜を除去す
る、ソフトエツチング処理を行うことが好ましいものと
され、この処理を行ったのちプリント基板をはんだ付は
工程に供するか、このはんだ付は処理までに相当な時間
を経過するときはプリフラックスを塗布し酸化防止膜を
設けることが行われている。

このソフトエツチング処理は、過硫酸アンモニウム、過
硫酸ナトリウム、あるいは硫酸と過酸化水素の混合液等
の水溶液に銅箔ランドを浸漬し、その酸化膜を溶解除去
するものである。しかし、そのままではｌｉＩ箔が容易
に再酸化されるので、防錆処理をすることも行われ′ζ
いる。

この処理のために、従来、イミダゾール、ベンゾトリア
ゾール等の゛？ゾール化合物からなる防錆剤を使用する
ことが行われている。

また、上記の一連のはんだ付は工程を終わるに至るまで
の工程の内、はんだ付けを、例えばはんだペーストをは
んだ付は部に供給し加熱してはんだ粉末を溶融させるこ
とにより行う、いわゆるリフロー工程を利用する場合、
その溶融時間を速めるために加熱温度を高くかつ加熱時
間を短くするというように、加熱処理条件を益々複雑か
つ厳しくする傾向が見られる。これに対処するため、上
記したプリフラックス膜をソフトエツチングの後に形成
することも行われている。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記のアゾール化合物は、銅と極めて安
定な化合物を形成するため、例えばフラックス処理を行
った後、例えば上記したりフロー工程によりはんだ付け
を行う場合、銅箔ランドに形成された化合物が溶融はん
だの温度で熔融せず、この化合物の膜が押しのけられな
い結果、溶融はんだが清浄な銅箔ランドに十分に接触で
きず、はんだ付は不良を起こすことがある。

また、上記ソフトエツチング処理を行った後、プリフラ
ックス膜を形成して銅箔ランドの酸化を防止する保護膜
を設けたとして拡はんだ付けに供されるまでの時間が長
かったり、上記のりフロー工程によるはんだ付は等高温
度に保護膜が曝されることになると、保護膜の耐酸化性
が十分でな（、そのため銅箔ランドの酸化を防止できず
、はんだ付は不良を起こすことがある。

本発明の目的は、はんだ付は時に熔融はんだの温度で溶
融して溶融はんだにより容易に押しのけられ、溶融はん
だが清浄な金属面に十分に接触できる防錆膜、かつ厳し
い加熱条件下においても金属面の酸化を防止できる耐酸
化性の優れた保護膜を有するプリント配線板及びその製
造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段本発明は、上記課題を解決するために、プリント配線板
の金属面に防錆膜を形成し、かつこの防錆膜に保護膜を
形成したプリント配線板であって、上記防錆膜は炭素数
１０以上の有機酸を含有し、上記保護膜は熱可塑性樹脂
と、酸化防止剤を含有することを特徴とするプリント配
線板及びその製造方法を提供するものである。この際、
上記防錆膜はアンモニア及び／又はアミン類を含有し、
上記保護膜は熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．５
重量部以上の酸化防止剤を含有させることが好ましい。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明の防錆膜は、ソフトエツチング処理をされた金属
面に適用されることが好ましいが、エツチング処理後の
金属面その他に対して通用することもできる。

すなわち、上記したように回路パターンを形成したプリ
ント配線板は、その配線部分のはんだ付は部分の銅箔ラ
ンドは、空気に曝されることにより酸化するので過硫酸
アンモニウム、過硫酸ナトリウム、あるいは硫酸と過酸
化水素の混合液等の水溶液に浸漬されて、その錆を除去
する、ソフトエツチング処理を施される。

このソフトエツチング処理を行なった後、本発明に係わ
る防錆膜用防錆組成物を配線部の銅箔ランドに塗布し、
乾燥させることにより防錆膜を形成することが好ましい
。

本発明に係わる防錆剤組成物は、炭素数１０以上の有機
酸を含有するが、この有機酸としては、例えば脂肪酸、
ナフテン酸、樹脂酸が挙げられ、−塩基酸のみならず多
塩基酸も使用できる。具体的にはステアリン酸、ナフテ
ン酸、オレイン酸、セバシン酸、ラウリン酸、マロン酸
、コハク酸、バルミチン酸、ステアリン酸等が挙げられ
る。

これらの有機酸は、水溶液として用いると銅箔節に均一
な厚さの膜を形成する点で好ましいが、これに限らず有
機溶剤も混合又は単独で使用できる。有機酸の濃度とし
ては０．１〜１０重量％が好ましく、より好ましくは１
〜５重量％である。有機酸が０．１重量％より少ないと
、十分な防錆皮膜を得ることが難しく、１０Ｍ量％より
多いと皮膜にムラを生じ易く、また不経済である。

上記有機酸とともにアンモニア及び／又はアミン類を必
要に応じて併用することができ、これらを併用すると水
に対する有機酸の溶解度を向上させることができる。こ
れらの塩基は、防錆剤組成物を塗布後揮発し、防錆膜の
形成に関与しない場合ノ）あるが、不揮発性の場合には
防錆膜の形成に関与する。この場合、その使用量は０．
１〜２０重量％が好ましく、より好ましくは１〜１０重
量％であるが、防錆剤組成物のｐＨが１０〜１１になる
ようにすることが好ましい。アミン類としては、具体的
には、トリメチルアミン、トリエチルアミン、シクロヘ
キシルアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。

これらの塩基は銅箔上に残存するソフトエツチング剤中
の無機酸（硫酸等）の影響を弱める効果がある。

本発明においては、上記防錆膜を形成した後、この防錆
膜上に保護膜を形成する。

この保護膜用組成物は、熱可塑性樹脂を含有するが、こ
れには石油樹脂、テルペン系化合物、ロジンエステル系
樹脂、ロジン誘導４本等が挙げられる。これらの樹脂の
軟化点く環球法による）としては好ましくは、９０℃〜
１３０℃である。

具体的には、パーキュリース社製フォーラル８５、安原
油脂社製ｙｓポリスター、日本石油化学社製ネオポリマ
ー等が挙げられる。

上記熱可塑性樹脂に酸化防止剤を併用する。この酸化防
止剤としては、ヒンダードフェノール系化合物、ヒドラ
ジン系化合物等が挙げられ、具体的にはチバガイギー社
製イルガノックスが挙げられる。

本発明の保護膜用組成物にはポリアミン、アミンの有機
酸塩又は無機酸塩を必要に応じて併用することもできる
。これらの塩は銅箔の酸化物を還元する還元剤として作
用する。上記ポリアミンとしてば、エチレンジアミンが
挙げられ、アミンとシテハ、シクロヘキシルアミンが挙
げられる。

有機溶剤が用いられ、この溶剤にはアルコール系溶剤、
芳香族系溶剤、エステル系溶剤が挙げられる。

本発明に係わる保護膜用組成物における組成比は、上記
熱可塑性樹脂が５〜４０重量％が好ましく、より好まし
くは１０〜３０重量％であり、酸化防止剤がこの熱可塑
性樹脂１００重量部に対して０．５重量部以上であって
全体中に０．０５〜４０重量％が好ましく、より好まし
くは１０〜３０重量％であり、残りは有機溶剤である。

これより樹脂が多いと、不経済である。また、上記ポリ
アミン又はアミンの塩を併用するときは、２０〜２５重
量％用いるのが好ましい。

本発明に係わる防錆剤組成物を通用するには、上記した
ようにソフトエツチング処理を行った後、未乾燥状態で
イオン交換水で３０秒〜６０秒間洗浄し、ついで低級ア
ルコール、次ぎにエステ／Ｉ、＝溶剤のように順次極性
の低くなる溶剤により洗浄し、銅箔表面を十分に脱脂し
た後乾燥し、塗布しても良いが、イオン交換水で洗浄し
た後未乾燥状態で塗布することもでき、工程の簡略化の
ためには好ましい。イオン交換水は蒸溜水でも良（、ま
た他の比較的溶解物の少ない水でも良い。

この塗布を行うには、プリント配線板をこの防錆用組成
物に浸漬しても良く、また、この防錆用組成物を噴霧又
はロールコータにより塗布しても良い。

塗布後は再度イオン交換水等の洗浄水により洗浄し、乾
燥する。この乾燥には、放置して乾燥させても良く、冷
風乾燥、温風乾燥、さらには吸水性材料で脱水しても良
い。風を用いる場合はエアーナイフのように風を吹きつ
けると、常温でも防錆膜の優れた撥水性のため水滴は吹
き飛ばされて十分乾燥する。

本発明に係わる保護膜用組成物を通用するには、適宜必
要に応じて溶剤で希釈した後、保護処理するプリント配
線板をこの保護膜用組成物に浸漬しても良く、また、こ
の保護膜用組成物を噴霧又はロールコータにより塗布し
ても良い。この後は、自然乾燥又は温風乾燥により乾燥
させる。

このようにしてソフトエツチング処理されたプリント配
線板の配線部の銅箔ランドに防錆膜が形成され、さらに
保護膜が形成されるが、電子部品をはんだ付けするとき
に、リフロー工程によるはんだ付け、浸漬法によるはん
だ付け、噴流はんだによるはんだ付は等いずれのはんだ
付は方法も適用できる。

作用炭素数１０以上の有機酸等は銅箔に対して強固な化合物
を作るものでなく、また、この膜は熔融はんだの熱によ
り容易に溶融し、押しのけられるので溶融はんだを銅箔
に対して十分に接触させることができる。また、熱可塑
性樹脂に酸化防止剤を併用した保護膜を設けたので、保
護膜が例えばりフローによるはんだ付は工程で高温下に
置かれても耐酸化性があり、銅箔のような金属面を酸化
から保護することができる。

実施例次に本発明の詳細な説明する。

７　ｗ　Ｘ　１５ｉｎ　Ｘ　０．２　ｍの銅板を１１重
量％硫酸、３．８重量％過酸化水素を含む水溶液中に２
０±１℃で６０秒間浸漬してソフトエツチングを行なっ
た後取り出して、３０秒間イオン交換水で洗浄する。こ
の後未乾燥状態で、直ちにナフテン酸０．９５ｉｉ１％
、ステアリン酸０．０５ｆｆｉｉ％、シクロヘキシルア
ミン２重量％含有するイオン交換水溶液中に６０秒間浸
漬した後、取り出してペーパータオルを当てがって脱水
した。

ついで、テルペン系樹脂６．７　ｌｉ、ｉｉ％、酸化防
止剤３．３　ｌｉｉ％、イソプロピルアルコール１０ｉ
量％、酢酸エチル１０重量％、ドルオール７０重量％か
らなる保護膜用組成物中に上記の処理を施した銅板を浸
漬し、常温常圧下で乾燥した。

このようにして得た試験片について、溶融はんだのはん
だ付は性を調べるため、タムラ化研■製ソルダーグラフ
を用いてはんだ濡れ時間を測定した゛。測定方法は次の
通りである。

上記試験片６枚を用意し、これらの各々をそれぞれ２０
０℃テｉｏ分、２０分、３０分、４０分、５０分、６゜
分の加熱処理を行い、これらの加熱処理を行った各試験
片について、タムラ化ｖｒ＠製フランクスＣＦ−２２０
Ｖを用いてフランクス処理をしてから、タムラ化研■製
デジタルソルダーグラフを使用して溶融はんだの銅板に
対する濡れを測定した。

すなわち、各試験片をはんだ浴温度２５０℃の溶融はん
だ（６３重量％錫／３７重量％鉛共晶はんだ）に１目の
深さ浸漬し、溶融はんだの試験片に対する作用力が上向
きから下向きに変化し、上下方向の作用力が平衡してＯ
になるまでの時間（秒）を測定する。

この測定結果を図のグラフに実線で示す。

参考例１実施例１において、防錆膜を設けなかった以外は同様に
して試験片を作製し、これらについても実施例１と同様
に試験した結果を図のグラフに点線で示す。

参考例２実施例１において、保護膜を設けなかった以外は同様に
して試験片を作製し、これらについても実施例１と同様
に試験した結果を図のグラフに二点鎖線で示す。

比較例実施例１において、ソフトエツチングのみを行って同様
に処理し、防錆膜、保護膜を設けなかった試験片を作製
し、これらについても実施例１と同様に試験した結果を
図のグラフの一点鎖線で示す。

上記結果から、実施例、参考例の試験片は溶融はんだの
濡れに要する時間が比較例の試験片に対して著しく短く
、これは試験片の加熱により比較例のものは銅板が酸化
され、溶融はんだが濡れ難くなっているのに対し、実施
例の試験片の銅板は十分な酸化防止効果が得られ、しか
もその膜は溶融はんだに熔融して押し退けられ熔融はん
だが銅板によく接触することが分かる。また、実施例の
試験片は参考例の試験片よりもはんだの濡れが良く、防
錆膜と保護膜を併用した効果が現れている。

発明の効果本発明によれば、炭素数１０以上の有機酸等を含有する
防錆剤を設け、かつ熱可塑性樹脂に酸化防止剤を併用し
た保護膜を設けたプリント配線板及びその製造方法をを
提供することができるので、空気中のみならずはんだ付
は時の例えばりフロー工程の厳しい条件の加熱によって
も十分な酸化防止効果を示し、しかも溶融はんだの温度
により防錆膜、保護膜は熔融してこの溶融はんだに容易
に押し退けられ、これにより溶融はんだは銅箔に良く接
触することができ、従来のアゾール系化合物による防錆
膜やプリフラツクスからなる保護膜によっては得られな
い膜を有するプリント配線板を提供することができる。

このような保護膜付きプリント配線板を提供できるので
、これに対する電子部品のはんだ付は不良を著しく減少
することができ、プリント配線板の信頼性とこれに対す
るはんだ付は作業性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ははんだ付は性試験を行った結果を示すグラフで
ある。第１図加熱時間（分）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）プリント配線板の金属面に防錆膜を形成し、かつ
この防錆膜に保護膜を形成したプリント配線板であって
、上記防錆膜は炭素数１０以上の有機酸を含有し、上記
保護膜は熱可塑性樹脂と、酸化防止剤を含有することを
特徴とするプリント配線板。
（２）防錆膜がアンモニア及び／又はアミン類を含有す
ることを特徴とする請求項第１項記載のプリント配線板
。
（３）酸化防止剤が熱可塑性樹脂に対して０．５重量％
以上含有されることを特徴とする請求項第１項又は第２
項記載のプリント配線板用保護組成物。
（４）基板上の金属をエッチングして回路パターンを形
成する工程と、この回路パターン形成後に金属表面に存
在する酸化物を溶解除去するソフトエッチング工程と、
このソフトエッチング工程により得られた金属面に炭素
数１０以上の有機酸を含有する防錆膜を形成する防錆膜
形成工程と、この防錆膜の上に熱可塑性樹脂と酸化防止
剤を含有する保護膜を形成する保護膜形成工程を主要工
程として有するプリント配線板の製造方法。