JPH0256993A - プリント配線板半田付けバッド部の構造 - Google Patents

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］ この発明は、樹脂型導電性ペーストを用いて回路形成し
た厚膜回路を有するプリント配線板の半田付ハツト部の
構造に関するものである。 ［従来の技術］ 近年、導電性フィラーを樹脂に混合分散した樹脂型の導
電性ペーストは、エレクトロニクス工業界のニーズの多
様化に応えて、プリント配線板の各行電極、導体回路と
しての用途に、その需要が伸びている。中でも、銀ペー
ストは、ｌ）導電性に優れる。２）長期安定性に優れる
。３）扱い易い等の利点があることから、樹脂型導電性
ペーストの主流をなしている。 銀ペーストによる導体回路は、一般にスクリーン印刷法
によって形成され、２　Ｘ　１０−５Ω・ｃｍ程度の低
い体積固有抵抗率を有している。また、銀ペーストのバ
インダー樹脂としては、通常、耐熱性に優れた熱硬化性
樹脂が用いられている。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記のような従来の銀ベートを用いた導体回路
は、表面の大部分がバインダー樹脂の薄膜で覆われてお
り、銀が表面に露出する確率が低いために、半田が付着
せず、そのままではプリント配線板として実用化できな
いという問題点があった。 そこで、半田付けを可能とするために、銀ベースト中の
銀含有量を多くする試みもなされていζが、銀含有量を
多くしても銀表面を樹脂薄膜が覆ってしまうことは回避
できず、半田接合強度は未だ不十分なものであった。ま
た、コスト低減のために耐熱性の低い絶縁基板（ポリエ
ステル等）を使用するような場合には、溶融温度の低い
低温半田を用いる必要があるが、従来の銀ペーストでは
銀含有量を増したものも含めて低温半田での半田付けが
非常に困難であった。 その上、銀表面を露出させるために銀含有量をある範囲
以上に多くすると、体積固有抵抗率が１０−４Ω・ｃｍ
程度、またはそれ以上と逆に高くなり、導体回路用とし
ては適さないという問題点があった。 この発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、樹
脂型厚膜回路を有するプリント配線板において、低温半
田を用いる場合も含めて十分な半田接合強度を得ること
のできる半田付はパッド部の構造を提供することを目的
とするものである。 ［課題を解決するための手段］ この発明では、銀ペーストを塗布、硬化することにより
形成するプリント配線板半田付はパッド部の構造におい
て、パッド部を少なくとも二層構造とし、固形分として
銀粉７５〜９２ｗｔ！ｇ　、熱硬化性樹脂８〜２５＋ｖ
ｔ９６を含有する銀ペーストを用いて下層部を形成する
とともに、この下層部上に、固形分として銀粉９３〜９
９ｗＬ＊　、熱可塑性樹脂１〜７ｗｔ９６を含有する銀
ペーストを用いて上層部を形成したことにより、上記の
課題を達成したものである。 ［作用］ この発明においては、パッド部の下層部は導体回路に連
結（下層部を導体回路と一体に形成しても良いことは言
うまでもない。）されているものであり、バインダーが
熱硬化性樹脂からなっているので、耐熱性や密着性に優
れる。また、下層部は半田濡れ性を確保する必要がない
ので、銀とバインダー樹脂の割合は、低い体積固有抵抗
率と、下面の絶縁層との密着力の双方を十分確保できる
範囲で設定されている。 一方、上層部は、従来において４よ耐熱性や耐溶剤性が
熱硬化性樹脂より劣ることから半田接合部への使用はほ
とんど考えられなかった熱可塑性樹脂をバインダーとし
ている。好ましい熱可塑性樹脂としては、酢酸ビニル系
、ビニルアセタール系、セルロース系、アクリル系樹脂
がある。 前述したように、銀含有量を多くしてもバインダー樹脂
が薄く銀表面を覆ってしまうことを回避できないが、本
発明では上層部のバインダーとして熱可塑性樹脂を用い
ているため、半田付けの際の熱で樹脂薄膜が容易に軟化
して流れ、これにより銀表面が露出して十分な半田濡れ
性が確保される。また、熱可塑性樹脂は半田付けの際用
いるフラックスに溶解しやすいので、樹脂薄膜の除去（
銀表面の露出）が−層促進される。 これに対し、仮に熱硬化性樹脂を上層部のバインダーに
用いた場合には、その高い耐熱性のために半田付は時に
おいても、樹脂薄膜が流れる程には軟化せず、銀表面が
露出しにくい。特に、低温半田を用いる場合には、熱硬
化性樹脂の薄膜はほとんど除去されず、半田濡れ性が極
めて悪い。また、熱硬化性樹脂は耐溶剤性が高いので、
通常工程でフラックスによって樹脂薄膜を溶解除去する
ことはできない。 ［実施例］ 実施例１ 第１図の断面図に示されるように、ポリエステルフィル
ムからなる絶縁層４の上に、固形分としてフェノール樹
脂（熱硬化性）　１０ｗｔ￥、、銀粉９０ｗｔ零を含有
する銀ペーストを用いて、スクリーン印刷法により下層
部１を形成した。そして、この下層部１の上に、固形分
としてセルロース系樹脂（′熱可塑性）　５　ｗｔ％Ｆ
　、銀粉！１５ｗ１Ｊを含有する銀ペーストを用いて、
スクリーン印刷法により上層部２を形成した。また、半
田接合面である上層部２の表面以外をエポキシ樹脂系の
レジスト層３で覆った。 このようにして形成したパッド部に低温半田（Ｂｉ系）
を載せ、リフロー炉にて１４０℃で半田を溶融させ、半
田濡れ性を目視にて観察した。 その後９、錫メツキ線をパッド部に半田付けし、引張り
試験機を用いて、パッド部の半田接合強度を測定した。 なお、本実施例で絶縁層に用いたポリエステルフィルム
は耐熱性が低く、Ｓｎ／Ｐｂ　＝　６０／４０半田の溶
融温度（２００℃）では絶縁層自体が劣化してしまうた
め、低温半田のみを用いて試験した。 実施例２ 下層部のバインダーとしてエポキシ樹脂（熱硬化性）を
用い、上層部のバインダーとしてアクリル樹脂（熱可塑
性）を用いる以外は、実施例１と同様にしてポリエステ
ルフィルム上にパッド部を形成し、半田濡れ性および接
合強度を調べた。 実施例３ 本実施例では第２図に示されるように上層部を２層で構
成した。。まず、ボリイミ°ドフィルムからなる絶縁層
４上に、固形分としてウレタン樹脂（熱硬化性）　１０
ｗｔ！ｋ　、銀粉９０ｗＨを含有する銀ペーストを用い
下層部１を形成し、その上に、固形分としてポリビニル
ホルマール樹脂（熱可塑性）　５ｗｔ９６．銀粉９５ｗ
ｔ！ｌＫを含有する銀ペーストを用いて上層部第一層２
ａを形成した。そして、さらにその上に第−層２ａを形
成したと同じ銀ペーストによって、上層部第二層２ｂを
形成し、実施例１と同様に半田接合面以外をエポキシ樹
脂系のレジスト層３で保護した。 このようにして形成したパッド部について、低温半田］
（溶融温度１４０℃）およびＳｎ／Ｐｂ−６０／４０半
田（７８融温度２００℃）のそれぞれを用いて、実施例
１と同様にして半田濡れ性および接合強度を調べた。 実施例４ 絶縁層にはポリエステルフィルム、を用い、下層部は固
形分としてエポキシ樹脂（熱硬化性）　１５ｗｔ＊、銀
粉８５ｗｔ％Ｆを含有する銀ペーストを用いて形成した
。また、上層部は固形分としてアクリル樹脂（熱可塑性
）　３ｗｔＬ銀粉９７ｗｔ％を含有する銀ペーストを用
いて、実施例３と同様に第−層、第二層を形成した。そ
の後、実施例１と同様にして低温半田を用いて半田濡れ
性および接合強度を調べた。 実施例５ 上層部を、°固形分としてポリ酢酸ビニル樹脂（熱可塑
性）　７ｗｔｋ、銀粉９３ｗｔ９６を含有する銀ペース
トを用いて形成する以外は実施例４と同様にしてパッド
部を形成し、同様に半田濡れ性および接合強度を調べた
。 比較例１ 絶縁層にポリイミドフィルムを用い、上層部を固形分と
してエポキシ樹脂（熱硬化性）　１０ｗｔ％Ｆ　。 銀粉９０ｗｔ％Ｆを含有する銀ペーストを用いて形成す
る以外は実施例２と同様にしてパッド部を形成し、低温
半田およびＳｎ／Ｐｂ−６０／４０半田のそれぞれを用
いて、半田濡れ性および接合強度を調べた。 比較例２ 絶縁層にポリエステルフィルムを用い、下層部を固形分
としてウレタン樹脂（熱硬化性）　１０ｗｔ先、銀粉９
０ｗｔ！６を含有する銀ペーストを用いて形成した。そ
して、下層部の上に実施例５と同様にポリ酢酸ビニル樹
脂（熱可塑性）バインダーとする銀ペーストで上層部第
−層、第二層を形成した。しかし、この比較例で上層部
を形成するに用いた銀ペーストの樹脂と銀粉の含有量は
、それぞれ１５ｗＬ％、８５ｗｔ％；と本発明の範囲よ
り樹脂の割合を多くした。パッド部形成後、実施例１と
同様にして半田濡れ性および接合強度を調べた。 比較例３ 上層部を形成する銀ペーストのエポキシ樹脂と銀粉の含
有量をそれぞれ５ｗｔ％Ｆ、９５ｗｔ！ｔｉとして銀粉
の割合を多くする以外は比較例１と同様にしてパッド部
を形成し半田濡れ性および接合強度を調べた。 以上の実施例および比較例のパッド形成条件を第１表に
、半田濡れ性および接合強度の試験結果を第２表にまと
めて示す。 第２表に示されるように、実施例１〜５では、何れも良
好な半田濡れ性が得られており、接合強度も低温半田を
用いた場合で１．０ｋｇ７ｍｍ２以上と高い値が得られ
た。特に熱可塑性樹脂をバインダーに用いた上層部を二
層構成とした実施例３〜５が高い接合強度を示している
。 これに対し、上層部のバインダー樹脂に熱硬化性樹脂を
用いた比較例１，２では低温半田を用いた場合、樹脂薄
膜が半田をはじいてしまい、半田がほとんど付着しなか
った。また、上層部バインダーに熱可塑性樹脂を用いた
ものの、銀含有量が本発明の範囲より低い比較例２では
、低温半田を用いた際に比較例１，２に比べれば行くら
か半田が付着するが、半田濡れ性は悪い状態であった。 溶融温度が２００℃のＳｎ／Ｐｂ−６０／４０半田を用
いた場合、銀含有量の多い比較例３ではある程度良好な
半田濡れ性が得られたが、半田接合強度は実施例３の６
０／４０半田を用いた場合より低く、実施例１〜５の低
温半田を用いた場合に比較して３０〜５０零も低くなっ
ている。 以上の結果から、熱硬化性樹脂をバインダーとして単に
銀含有量のみを高くした銀ペーストを重ね塗りしただけ
では、低温半田を用いて半田付けすることができず、上
層部のバインダーとして熱可塑性樹脂を用いることによ
り、初めて低温半田での半田付けが可能になることが明
らかである。 なお、上記の実施例では、絶縁フィルム上にパッド部を
形成したが、本発明にかかるパッド部が形成される基材
は特に限定されるものてはなく、本発明はフレキシブル
プリント配線板はかりでなく、リジットプリント配線板
にも適応されることは言うまでもない。また、本発明に
おいて、プリント配線板の回路全体が銀ペーストで形成
されている必要もなく、部分的に樹脂型４電性ペースト
を用いた厚膜回路が形成されている場合や、サブトラク
ト法で形成されたプリント配線板に半田付はパッド部を
含む導体回路を後から追加する場合等にも適用される。 ［発明の効果］ 本発明においては、半田付はパッド部の構造を熱硬化性
樹脂をバインダーとした下層部の上に、熱可塑性樹脂を
バイダーとした上層部を積層した構造としたことにより
、半田付けの際のフラックスと熱によって銀表面を覆っ
ている樹脂薄膜を容易に除去することがてきる。このた
め、半田付けの際に銀表面が露出して、半田濡れ性が非
常に良好となり、接合強度も大幅に向上する。 かかるパッド部の構造は、低温半田を用いても良好な半
田付けが実現されるので、コスト面から絶縁基板として
耐熱性の低いポリエステル等の材料を用いて導電性ペー
ストで回路形成する場合や、搭載する電子部品への熱に
よる悪影響を少なくする場合に極めて有効である。 ％，

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例を示す断面図、第２図は本発明の
別の実施例を示す断面図である。 ［主要部分の符号の説明］ １・・・下層部 ２・・・上層部 ２ａ・・・上層部第一層 ｂ・・・上層部第二層 ３・・・レジスト層 ４・・・絶縁層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）銀粉を樹脂中に混合分散させた銀ペーストを所定
   の形状に塗布し、硬化することにより形成するプリント
   配線板半田付けパッド部の構造において、 前記パッド部を少なくとも二層構造とし、固形分として
   銀粉７５〜９２ｗｔ％，熱硬化性樹脂８〜２５ｗｔ％を
   含有する銀ペーストを用いて下層部を形成するとともに
   、該下層部上に、固形分として銀粉９３〜９９ｗｔ％，
   熱可塑性樹脂１〜７ｗｔ％を含有する銀ペーストを用い
   て上層部を形成したことを特徴とするプリント配線板半
   田付けパッド部の構造。
2. （２）前記上層部が複数の層からなることを特徴とする
   請求項１記載のプリント配線板半田付けパッド部の構造
   。