JPH1117321A - プリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ｐｂフリーはんだを用いてはんだ付けしても良
好なはんだ濡れ性が得られるプリント配線板を提供す
る。 【解決手段】本発明のプリント配線板は、Ｐｂフリーは
んだではんだ付けされるプリント配線板であって、基板
と、該基板に配設された銅系材料よりなる配線導体と、
該配線導体のはんだ付けのなされる表面を直接被覆する
Ａｕ又はＡｕ合金よりなるＡｕ皮膜と、を備えることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ等の
搭載部品がはんだ付けで搭載されるプリント配線板に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、プリント配線板の配線導体に
は、導電性が高くかつ安価であることから銅系材料より
形成することが一般的となっている。また、その搭載部
品のはんだ付けにおいてはＳｎ−Ｐｂ合金はんだを用い
ることが一般的となっている。ところで、近年の電子機
器の小型化、軽量化及び高機能化の進展に伴い、プリン
ト配線板及び搭載部品において小型化及び高密度化が求
められ、同時にそれらを実装するための高密度実装技術
も求められている。

【０００３】ここで、プリント配線板の小型化を図るた
めには配線導体のパッドの面積を小さくする必要がある
が、狭いパッド面積を有効に利用して確実なはんだ付け
を行うためにはさらに良好なはんだ濡れ性が必要となっ
てくる。また、搭載部品の実装の高密度化を図ると、プ
リント配線板の配線導体において複数回の熱履歴を受け
る機会が増えることになり、配線導体の表面が酸化され
てしまう可能性が高くなる。このような配線導体の表面
酸化は、はんだの濡れ性を低下させてしまい、はんだ付
け不良の原因となる。

【０００４】Ｓｎ−Ｐｂ合金はんだを用いた場合につい
ては、有機被膜を形成するプリフラックス処理、ホット
エアレベラー又は無電解めっきによるはんだ被覆処理及
び無電解めっきによるＰｄ又はＡｕ等の貴金属被覆処理
（特開平５−９０７４１号公報等）などの表面処理法が
検討され、はんだ濡れ性の低下を防ぐことができるとし
て実用化されている。

【０００５】特に、特開平５−９０７４１号公報で開示
されている表面処理法は、配線導体に対して先ずＮｉめ
っきを行い、その後にＡｕ等の酸化されにくくかつ腐食
されにくい貴金属でめっきを行うというものである。Ｎ
ｉめっきが配線導体に対するめっきの密着性確保及び貴
金属元素の配線導体中への拡散防止を行うため配線導体
の表面酸化の防止が効果的になされ、はんだ濡れ性の低
下を少なくする手段である。なお公報には、貴金属めっ
きの層の厚さが０．３μｍ以下になると、ピンホールが
多くなってＮｉめっきの表面が酸化されてはんだの濡れ
性が低下するとされており、こうしたＮｉめっきの酸化
を防止するため、Ｎｉめっき処理後に１、２、３ベンゾ
トリアゾール液に浸漬し、酸化防止効果を確保した後で
Ｎｉめっき上に貴金属めっきを行う等の工夫が述べられ
ている。

【０００６】以上のように、今日に至ってＳｎ−Ｐｂ合
金はんだについては良好なはんだ濡れ性が得られてお
り、はんだ付けに広く使用されている。しかしながら、
最近になって地球環境保全の立場から、Ｐｂを含まない
はんだ（Ｐｂフリーはんだ）並びにそのはんだ付け技術
の開発および確立が求められるようになってきている。
こうした要望を受けて多数のＰｂフリーはんだ合金が提
案されているが、Ｐｂフリーはんだ合金はＳｎ−Ｐｂ合
金はんだに比べてはんだ濡れ性が非常に劣るという欠点
をもつ。そこでＰｂフリーはんだ合金で良好なはんだ濡
れ性を確保するため、合金組成の最適化、はんだ付け雰
囲気の制御、搭載部品の表面処理などの手段の他に、プ
リント配線板の配線導体の表面酸化を防止することを目
的とした配線導体の表面処理が検討されている。

【０００７】こうした配線導体の表面処理法としては、
プリフラックス処理、Ｓｎめっき等のＰｂフリーはんだ
被覆処理、貴金属めっき被覆処理などが検討されてい
る。例えば、貴金属めっき被覆処理に関しては、置換め
っき法により配線導体表面にＡｇ皮膜を形成する処理法
が特開平８−２３２０７２号公報で開示されている。こ
の公報によれば、Ａｇめっき液の調製により配線導体表
面の酸化が防止でき、Ｓｎ−Ｐｂ合金はんだだけでなく
Ｐｂフリーはんだにも広く適用できる低廉かつ簡単な方
法であることが述べられている。しかしながら、配線導
体の表面上に直接Ａｇ皮膜が形成されていることから、
Ａｇによるマイグレーションの問題が懸念される。すな
わち、銅系材料よりなる配線導体のＡｇ被覆処理では、
電気化学的な点については十分な信頼性が得られにく
い。

【０００８】また、特開平８−２９０２８８号公報で
は、被処理基板（配線導体）の表面上にＴｉ及びＣｒな
どよりなる層（密着性向上層）を先ず形成し、この密着
性向上層の上にはんだ喰われが生じないようにＮｉより
なる層（バリア層）を次に形成し、このバリア層の上に
濡れ性の向上を目的としたＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐ
ｄ及びＰｔのうちの一つよりなる層（濡れ性向上層）を
最後に形成するといった表面処理法が開示されている。
この公報では、Ｉｎ、Ｂｉ及びＳｎから選択される二成
分系のＰｂフリーはんだを用いた実施例を具体的に挙げ
て、密着性向上層、バリア層及び濡れ性向上層の３層を
形成する被覆処理が被処理基板表面のはんだ濡れ性の向
上に効果的であることを述べている。しかしながら、こ
の処理法においても、はんだ濡れ性が実用的に十分であ
るとは言い難い。

【０００９】また、Ｉｎ、Ｂｉ及びＳｎから選択される
二成分系の共晶温度は、二成分系状態図からも明らかな
ように、Ｉｎ−Ｂｉ系では７２℃、Ｉｎ−Ｓｎ系では１
１７℃、Ｂｉ−Ｓｎ系では１３９℃といずれも低い。ま
た、Ｉｎ自身の融点が１５６℃と低いため、使用温度域
が限定される。さらに、Ｂｉを含むはんだは、ドロス生
成性、クリープ特性及び熱疲労特性に劣るなどの欠点を
もつ。そのため、Ｉｎ、Ｂｉ及びＳｎから選択される二
成分系は、現在のところエレクトロニクス製品の中で幅
広く使用されているＳｎ−Ｐｂ共晶はんだ（融点：１８
３℃）の代替材としては十分ではなく、用途が限定され
る。

【００１０】一方、ＳｎにＡｇ、Ｃｕ及びＺｎの少なく
とも一種の元素を含むＰｂフリーはんだの共晶温度は、
二成分系状態図から明らかなように、Ｓｎ−Ａｇ系では
２２１℃、Ｓｎ−Ｃｕ系では２２７℃、Ｓｎ−Ｚｎ系で
は１９９℃と、いずれもＳｎ−Ｐｂ共晶はんだの融点よ
り高い。それゆえ、はんだ付け温度での電子部品の耐熱
性の観点から、これらのはんだ合金においては更に微量
の合金元素を添加することによってＳｎ−Ｐｂ共晶はん
だ並みの融点に近づけるための組成の最適化が検討され
ている。いずれにしろ、ＳｎにＡｇ、Ｃｕ及びＺｎの少
なくとも一種の元素を含むＰｂフリーはんだはＳｎ−Ｐ
ｂ共晶はんだに迫る性能を有し、中には機械的強度及び
熱疲労特性でＳｎ−Ｐｂ共晶はんだより優れた性能をも
つものがある。それゆえ、こうしたＰｂフリーはんだは
信頼性の点からも実用化に近い材料として期待されてい
るが、前述のようにＳｎ−Ｐｂ共晶はんだに比べてはん
だ濡れ性に劣る点については依然未解決な状態にある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記実情に鑑
みてなされたものであり、Ｐｂフリーはんだを用いては
んだ付けしても良好なはんだ濡れ性が得られるプリント
配線板を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、はんだ濡
れ性の向上を図るために、はんだ合金の組成の最適化な
どはんだ材の改良ではなく、はんだ付けされるプリント
配線板の配線導体の材質について様々に検討した。本発
明者らは、その検討の結果、銅系材料よりなる配線導体
において、はんだ付けのなされる表面をＡｕ又はＡｕ合
金よりなるＡｕ皮膜で直接被覆することにより、Ｐｂフ
リーはんだで濡れ性良くはんだ付けできることを見いだ
し、本発明をなすに至った。

【００１３】すなわち、本発明のプリント配線板は、Ｐ
ｂフリーはんだではんだ付けされるプリント配線板であ
って、基板と、該基板に配設された銅系材料よりなる配
線導体と、該配線導体のはんだ付けのなされる表面を直
接被覆し、Ａｕ又はＡｕ合金よりなるＡｕ皮膜と、を備
えることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】基板について特に限定されるもの
ではなく、従来より使用されている素材のものを使用す
ることができる。また、銅系材料についてもその種類で
特に限定されるものではなく、純銅の他に各種の銅合金
を使用することができる。配線導体の配置形態も特に限
定されるものではなく、実装する搭載部品に応じて選択
することができる。さらにＰｂフリーはんだについても
その種類で特に限定されるものではなく、各種組成のＰ
ｂフリーはんだを用いることができる。しかし、ここで
は特に、ＳｎにＡｇ、Ｃｕ及びＺｎの少なくとも一種の
元素が含まれてなるＰｂフリーはんだを使用することが
好ましい。ただし、Ａｇ添加合金の場合には、マイグレ
ーションが懸念されるため、Ａｇ含有量としては１０重
量％未満が望ましい。

【００１５】また、Ａｕ合金よりなるＡｕ皮膜を備える
場合、その合金組成については特に限定されるものでは
なく、各種Ａｕ合金を使用することができる。このと
き、特にこのＡｕ合金は、Ａｇ、Ｐｄ及びＲｈの少なく
とも一種を含み、かつ合金全体を１００重量％とすると
Ａｕの含有量が５０重量％以上であることが好ましい。
このＡｕ合金を使用することにより、さらにはんだ濡れ
性を向上させることができる。

【００１６】さらにまた、Ａｕ合金よりなる皮膜は、Ａ
ｇ、Ｐｄ及びＲｈ等の添加金属材料を完全に固溶させた
合金に限られるものではなく、Ａｕと添加金属材料とを
交互に積層して得られる積層構造としてもよい。さらに
このＡｕ皮膜の膜厚についても特に限定されるものでは
ないが、膜厚が小さい場合には、加熱温度にもよるが、
プリント配線板が複数回の熱履歴を受けることにより、
被覆したＡｕがその過程で配線導体及び基板中に拡散消
失する恐れがある。それゆえ、このＡｕ皮膜は、はんだ
付けの際にはんだと銅系材料よりなる配線導体の界面に
ＡｕとＳｎを含む金属間化合物を層状に生成しない薄い
膜厚をもつことが好ましい。その膜厚として具体的に
は、０．００１〜３μｍの範囲内にあることが好まし
い。このように膜厚を特に限定することにより、被覆し
たＡｕが複数回の熱履歴を受けても配線導体及び基板中
に拡散消失することが防止され、さらにはんだ濡れ性を
向上させることができる。

【００１７】ところで、ＡｕもしくはＡｕ合金よりなる
皮膜を配線導体上に形成する方法については特に限定さ
れないが、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、置換
めっき法及び電気めっき法等の方法により形成すること
ができる。このとき、配線導体の表面を電解研磨処理し
た後に皮膜形成を行うことが好ましい。これにより、良
好な密着性を確保することができる。

【００１８】

【作用・効果】本発明のプリント配線板では、Ｐｂフリ
ーはんだを用いてはんだ付けした場合に良好なはんだ濡
れ性が得られる。それゆえ、地球環境保全に適したはん
だを用いて強固でかつ確実なはんだ付けを行うことがで
きるようになる。特に、半導体チップ等の搭載部品を実
装する場合においては、細かく緻密に配線導体が配備さ
れていても狭いパッド面積を有効に利用して確実なはん
だ付けを行うことができる。このことは、プリント配線
板及び搭載部品における小型化及び高密度化を可能と
し、ひいては電子機器の小型化、軽量化及び高機能化を
促すことができる。

【００１９】また、本プリント配線板では、Ａｇによる
マイグレーションなどの問題が生じることがない。それ
ゆえ、電気化学的な点について十分な信頼性を得ること
ができる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 ［試験用試料の作製］ （実施例１）本実施例では、スパッタリング法によって
Ｃｕ板上にＡｕよりなる皮膜を形成してＣｕ板表面の被
覆処理を行った。この被覆処理に先立ってＣｕ板の表面
を電解研磨処理しておき、スパッタリング装置にはＡｕ
よりなるターゲットを備え付け、スパッタ蒸着を所定時
間行ってＣｕ板上に０．１μｍ、０．２μｍ、０．０１
μｍ及び０．０５の厚さのＡｕ皮膜をそれぞれ形成し
た。以下、膜厚が０．１μｍのものを試料１、０．２μ
ｍのものを試料２、０．０１μｍのものを試料３、０．
０５のものを試料４と呼ぶことにする。 （実施例２）本実施例では、真空蒸着法によってＣｕ板
上にＡｕよりなる皮膜を形成して被覆処理を行った。こ
の被覆処理に先立ってＣｕ板の表面を実施例１と同様に
電解研磨処理しておき、真空蒸着装置のタングステン蒸
発源に所定長さのＡｕよりなる線材を備え付け、タング
ステン蒸発源を加熱して真空蒸着を所定時間行うことに
よりＣｕ板上に０．００１μｍ、０．００２μｍ及び
０．０１５μｍの厚さのＡｕ皮膜をそれぞれ形成した。
以下、膜厚が０．００１μｍのものを試料５、０．００
２μｍのものを試料６、０．０１５μｍのものを試料７
と呼ぶことにする。 （実施例３）本実施例では、置換めっき法によってＣｕ
板上にＡｕよりなる皮膜を形成して被覆処理を行った。
この被覆処理に先立ち、Ｃｕ板の表面を実施例１と同様
に電解研磨処理しておき、市販のめっき用浴槽にこのＣ
ｕ板を取り付け、Ａｕの置換めっきを所定時間行ってＣ
ｕ板上に０．１μｍ、０．２μｍ、０．０２５μｍ及び
０．０５μｍの厚さのＡｕ皮膜をそれぞれ形成した。以
下、膜厚が０．１μｍのものを試料８、０．２μｍのも
のを試料９、０．０２５μｍのものを試料１０、０．０
５μｍのものを試料１１と呼ぶことにする。 （実施例４）本実施例では、電気めっき法によってＣｕ
板上にＡｕよりなる皮膜を形成して被覆処理を行った。
この被覆処理に先立ち、Ｃｕ板の表面を実施例１と同様
に電解研磨処理しておき、市販のめっき用浴槽にこのＣ
ｕ板を取り付け、Ａｕの電気めっきを所定時間行ってＣ
ｕ板上に０．５μｍ、１μｍ、２μｍ及び３μｍの厚さ
のＡｕ皮膜をそれぞれ形成した。以下、膜厚が０．５μ
ｍのものを試料１２、１μｍのものを試料１３、２μｍ
のものを試料１４、３μｍのものを試料１５と呼ぶこと
にする。 （実施例５）スパッタリング装置にＡｕ及びＡｇの合金
（Ａｕ−Ａｇ系）からなる合金ターゲットを備え付け、
スパッタ蒸着を所定時間行うことによりＣｕ板上に０．
２μｍ、０．０１μｍ及び０．０５μｍの厚さのＡｕ−
Ａｇ系皮膜を形成する他は、実施例１と同様にして被覆
処理を行った。なお、本実施例では、Ａｇがスパッタさ
れやすいことを考慮してＡｕを５５重量％含む合金ター
ゲットを使用し、Ａｕを５０重量％含むＡｕ−Ａｇ系皮
膜を形成した。以下、膜厚が０．２μｍのものを試料１
６、０．０１μｍのものを試料１７、０．０５μｍのも
のを試料１８と呼ぶことにする。

【００２１】また、Ａｕを適量含む合金ターゲットを使
用し、Ａｕを７０重量％含み、かつ膜厚が０．２μｍで
あるＡｕ−Ａｇ系皮膜を形成した。以下、これを試料１
６ａと呼ぶことにする。 （実施例６）スパッタリング装置にＡｕ及びＰｄの合金
（Ａｕ−Ｐｄ系）からなる合金ターゲットを備え付け、
スパッタ蒸着を所定時間行うことによりＣｕ板上に０．
１μｍ及び０．２μｍの厚さのＡｕ−Ｐｄ系皮膜を形成
する他は、実施例１と同様にして被覆処理を行った。な
お、本実施例では、Ａｕを５０重量％含む合金ターゲッ
トを使用し、Ａｕを５０重量％含むＡｕ−Ｐｄ系皮膜を
形成した。以下、膜厚が０．１μｍのものを試料１９、
０．２μｍのものを試料２０と呼ぶことにする。 （実施例７）スパッタリング装置にＡｕ及びＲｈの合金
（Ａｕ−Ｒｈ系）からなる合金ターゲットを備え付け、
所定時間のスパッタリングによりＣｕ板上に０．１μｍ
及び０．２μｍの厚さのＡｕ−Ｒｈ系皮膜を形成する他
は、実施例１と同様にして被覆処理を行った。なお、本
実施例では、Ａｕを５０重量％含む合金ターゲットを使
用し、Ａｕを５０重量％含むＡｕ−Ｒｈ系皮膜を形成し
た。以下、膜厚が０．１μｍのものを試料２１、０．２
μｍのものを試料２２と呼ぶことにする。 （実施例８）真空蒸着装置のタングステン蒸発源にＡｕ
及びＡｇの合金（Ａｕ−Ａｇ系）からなる所定長さの線
材合金を備え付け、真空蒸着を所定時間行うことにより
Ｃｕ板上に０．１μｍの厚さのＡｕ−Ａｇ系皮膜を形成
する他は、実施例１と同様にして被覆処理を行った。な
お、本実施例では、Ａｕを７０重量％含む線材及びＡｕ
を５０重量％含む線材を使用し、Ａｕを７０重量％及び
５０重量％含むＡｕ−Ａｇ系皮膜をそれぞれ形成した。
以下、Ａｕを７０重量％含むものを試料２３、Ａｕを５
０重量％含むものを試料２４と呼ぶことにする。 （実施例９）真空蒸着装置のタングステン蒸発源にＡｕ
及びＰｄの合金（Ａｕ−Ｐｄ系）からなる線材合金ター
ゲットを備え付け、真空蒸着を所定時間行うことにより
Ｃｕ板上に０．０５μｍ及び０．１μｍの厚さのＡｕ−
Ｐｄ系皮膜を形成する他は、実施例１と同様にして被覆
処理を行った。

【００２２】なお、本実施例では、膜厚が０．０５μｍ
のものでは、Ａｕを５０重量％含む線材を使用し、Ａｕ
を５０重量％含むＡｕ−Ｐｄ系皮膜を形成した。一方、
膜厚が０．１μｍのものでは、Ａｕを７０重量％含む線
材及びＡｕを５０重量％含む線材を使用し、Ａｕを７０
重量％及び５０重量％含むＡｕ−Ｐｄ系皮膜をそれぞれ
形成した。以下、膜厚が０．０５μｍであってＡｕを５
０重量％含むものを試料２５と呼び、膜厚が０．１μｍ
であってＡｕを７０重量％含むもの及びＡｕを５０重量
％含むものをそれぞれ試料２６及び試料２７と呼ぶこと
にする。 （実施例１０）真空蒸着装置のタングステン蒸発源にＡ
ｕ及びＲｈの合金（Ａｕ−Ｒｈ系）からなる所定長さの
線材合金を備え付け、真空蒸着を所定時間行うことによ
りＣｕ板上に０．１μｍの厚さのＡｕ−Ｒｈ系皮膜を形
成する他は、実施例１と同様にして被覆処理を行った。
なお、本実施例では、Ａｕを５０重量％含む線材を使用
し、Ａｕを５０重量％含むＡｕ−Ｒｈ系皮膜を形成し
た。以下、このＡｕ−Ｒｈ系皮膜をもつものを試料２８
と呼ぶことにする。 （実施例１１）Ａｕの電気めっきを所定時間行ってＣｕ
板上に５μｍの厚さのＡｕ皮膜を形成する他は、実施例
４と同様にして被覆処理を行った。以下、これを試料２
９と呼ぶことにする。 （実施例１２）スパッタリング装置にＡｕターゲットと
Ａｇターゲットを備え付け、それぞれのターゲットを交
互に所定時間スパッタしてＣｕ板上にＡｕ層とＡｇ層の
積層構造をもつＡｕ合金皮膜を形成する他は、実施例１
と同様にして被覆処理を行った。 （比較例１）本比較例では、Ｃｕ板の表面を電解研磨処
理しただけで他に何の被覆処理も行わなかった。以下、
このＣｕ板を試料５１と呼ぶことにする。 （比較例２）現在、表面実装対応用に一部使用されてい
るＡｕめっき（表面）／Ｎｉめっき（中間）／Ｃｕ張り
プリント基板からなる従来材との比較をするため、リン
脱酸Ｃｕ板上に無電解Ｎｉ−Ｐめっき、又はワット浴を
用いた電気Ｎｉめっき法で一旦Ｎｉ中間層を形成し、そ
の上にＡｕ皮膜層をスパッタリング法で形成して被覆処
理を行った。

【００２３】本比較例では、Ｃｕ板を３枚用意し、それ
ぞれのＣｕ板上に厚さ１μｍのＮｉ中間層を形成した
後、Ａｕのスパッタ蒸着を所定時間行ってＮｉ中間層上
に０．０１μｍ、０．０５μｍ及び０．１μｍの厚さの
Ａｕ皮膜層をそれぞれ形成した。以下、Ａｕ皮膜層の膜
厚が０．０１μｍのものを試料５２、０．０５μｍのも
のを試料５３、０．１μｍのものを試料５４と呼ぶこと
にする。

【００２４】また、別にＣｕ板を用意し、Ｃｕ板上に厚
さ３μｍのＮｉ中間層を形成した後、Ａｕのスパッタ蒸
着を所定時間行ってＮｉ中間層上に０．１μｍの厚さの
Ａｕ皮膜層を形成した。以下、これを試料５５と呼ぶこ
とにする。 （比較例３）本比較例では、何の被覆処理も行っていな
いＡｕ板及びＮｉ板をそれぞれ用意しただけである。以
下、これらＡｕ板及びＮｉ板をそれぞれ試料５６及び試
料５７と呼ぶことにする。 ［試験例］上記実施例及び比較例で得た各試料につい
て、ＪＩＳ Ｚ３１９７に規定されている広がり試験方
法によりはんだ濡れ性を調べた。本試験では、Ｐｂフリ
ーはんだとしてＳｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｚｎ系及びＳｎ−
Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系の合金はんだをそれぞれ用いた。ま
た、フラックスとしては市販のＲＭＡタイプのものを用
いた。その試験要領を以下に簡単に記載しておく。

【００２５】フラックスをあらかじめ試料上に塗布して
おき、その上に秤量したはんだペレットを載せる。これ
を一定の温度（液相線温度＋５０℃）に加熱されたホッ
トプレートの上に設置する。はんだが溶融し始めてから
一定時間（３０秒）経過後にホットプレートから試料を
下ろし、溶融したはんだを冷却して凝固させる。基板に
濡れ広がったはんだの高さ（基板上面からの最大高さ）
Ｈをマイクロメーターを用いて計測し、次式から広がり
率Ｓ（％）を求める。

【００２６】Ｓ＝（Ｄ−Ｈ）／Ｄ×１００ ここでＤは、はんだが全く濡れない場合、すなわち秤量
したはんだが球形になったと仮定したときの直径であ
る。各試料について、以上の一連の手順で広がり率Ｓ
（％）を求めた。上式から明らかなように、はんだ濡れ
性が良いとはＨが小さいこと、すなわちＳが大きいこと
に対応する。

【００２７】表１に、実施例である試料１及び試料８に
ついて、並びに比較例である試料５１について、Ｓｎ−
Ａｇ系はんだを使用したときの広がり率Ｓをそれぞれ示
す。なお、この表１にはＡｇの含有量が異なるＳｎ−Ａ
ｇ系はんだをそれぞれ用いて濡れ性試験を行った結果を
示した。

【００２８】

【表１】 表１より、試料１及び試料８の広がり率はいずれも８０
％を超える大きな値であり、試料５１のものと比較して
もかなり大きいことがわかる。従って、Ｓｎ−Ａｇ系は
んだに対して、本発明がそのはんだ濡れ性の向上に有効
であると言える。

【００２９】表２に、実施例である試料１、試料２及び
試料１６、並びに比較例である試料５１について、Ｓｎ
−Ｚｎ系はんだを使用したときの広がり率Ｓをそれぞれ
示す。なお、この表２にはＺｎの含有量が９重量％のＳ
ｎ−Ｚｎ系はんだを用いて濡れ性試験を行った結果を示
した。

【００３０】

【表２】 表２より、試料１、試料２、試料１６及び試料１６ａの
広がり率はいずれも７０％を超える値であり、試料５１
のものと比較してもかなり大きいことがわかる。従っ
て、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだに対して、本発明がそのはんだ
濡れ性の向上に有効であると言える。

【００３１】表３に、実施例である試料１及び試料３〜
２９、並びに比較例である試料５１〜５７について、Ｓ
ｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系はんだを使用したときの広がり
率Ｓをそれぞれ示す。なお、この表３にはＡｇ、Ｃｕ及
びＢｉの含有量がそれぞれ３．５重量％、０．５重量％
及び５重量％のＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系はんだを用い
て濡れ性試験を行った結果を示した。

【００３２】

【表３】

【００３３】表３より、試料１及び試料３〜２９の広が
り率はいずれも８０％を超える大きな値であり、中には
試料２０のように９０％にも達する極めて大きな値が示
されるものもあった。また、これらの広がり率は、試料
５１〜５７のものと比較してもかなり大きいことがわか
る。従って、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系はんだに対し
て、本発明がそのはんだ濡れ性の向上に有効であると言
える。なお、実施例１２の試料については表３には記載
しなかったが、この試料についても良好なはんだ濡れ性
が得られた。

【００３４】ここで特に注目すべきことは、試料５２、
試料５３及び試料５４が、それぞれ試料３、試料４及び
試料１と同様のＡｕの皮膜層をもつにも関わらずそれら
の広がり率が小さいことである。このことは、最適厚さ
のＡｕ皮膜を形成して被覆処理を行っても、その下にＮ
ｉ層が存在するとはんだ濡れ性が低下してしまうことを
示している。その理由として、Ｎｉは溶融はんだ中への
溶解速度が小さいため表面にＮｉ−Ｓｎ系化合物が形成
され、はんだ広がりが阻害されると考えられる。

【００３５】また、ＡｕもしくはＡｕ合金の皮膜の厚さ
が０．００１〜３μｍの間では、特に広がり率が大きく
なることもわかる。これは（試料上の）Ａｕが溶融はん
だ中に溶解しやすく、界面にＡｕ−Ｓｎ系の金属間化合
物が層状に形成されにくくなるためである。このことは
試料５６について光学顕微鏡観察を行った結果、凝固し
たはんだとの界面にＡｕ−Ｓｎ系の金属間化合物が層状
に形成されているのが確認されたが、その他の試料では
このような金属間化合物は観察されなかった。

【００３６】以上の各試料のはんだ濡れ性試験より、本
発明のプリント配線板がはんだ濡れ性を向上させるのに
効果的であることが示された。また、その皮膜の厚さを
界面Ｃｕ−Ｓｎ系化合物以外の金属間化合物を層状に形
成させない大きさに制御することが、さらにはんだ濡れ
性を向上させるのに効果的であることも示された。さら
に上記の濡れ性試験とは別に、ガラスエポキシＣｕ張り
積層板を用い、配線導体表面を酸エッチングしたもの
と、その後引き続き置換Ａｕめっき（厚さ：０．１μ
ｍ）により配線導体表面に被覆処理を行ったものとの両
者について、はんだ濡れ性の相対比較を行った。ここで
は、リード部品をフローはんだ付けした後、そのはんだ
接合部の断面を実体顕微鏡を用いてフィレット形状を観
察した。その結果、Ａｕ被覆処理を行った方が、はんだ
が良く濡れ広がっていることが確認された。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｐｂフリーはんだではんだ付けされるプリ
   ント配線板であって、 基板と、 該基板に配設された銅系材料よりなる配線導体と、 該配線導体のはんだ付けのなされる表面を直接被覆する
   Ａｕ又はＡｕ合金よりなるＡｕ皮膜と、 を備えることを特徴とするプリント配線板。