JPH11346054A - Bonding method of circuit board and suspension board with circuit - Google Patents

Bonding method of circuit board and suspension board with circuit

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JPH11346054A
JPH11346054A JP10165878A JP16587898A JPH11346054A JP H11346054 A JPH11346054 A JP H11346054A JP 10165878 A JP10165878 A JP 10165878A JP 16587898 A JP16587898 A JP 16587898A JP H11346054 A JPH11346054 A JP H11346054A
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JP
Japan
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circuit
thickness
plating layer
board
bonding pad
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Application number
JP10165878A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhito Owaki
泰人 大脇
Toshihiko Omote
利彦 表
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of bonding a flexible circuit board with bumps to a suspension board with a circuit with high performance in bonding strength and reliability. SOLUTION: A solder-plated bump 25 of a circuit board 2 is soldered to a gold-plated bonding pad E by melting and solidifying a solder layer, wherein a gold plating layer 19 is set as thick (average thickness) as 1.5 μm or above, preferably above 2.0 μm or more preferably 2.5 μm or above.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は回路基板のはんだ付
けによる接合方法とこの接合方法によりバンプ接合され
る回路付きサスペンション基板に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for joining circuit boards by soldering and a suspension board with a circuit to be bump-joined by the joining method.

【0002】[0002]

【従来の技術】回路基板をはんだ付けにより接合する場
合、一方の回路基板にバンプを形成し、このバンプに予
めはんだをめっきし、このはんだめっきバンプを他方の
回路基板のボンディングパッドに前記めっきはんだの溶
融・凝固によりはんだ付けすることがある。例えば、磁
気デイスクの情報の読み取り・書き込みを行うMRヘッ
ド搭載の浮上特性・電気特性に優れた回路付きサスペン
ション基板に中継ケ−ブル用のフレキシブル回路基板を
接合する場合、フレキシブル回路基板にバンプを形成し
て上記のバンプ接合方法を使用することがある。このバ
ンプ接合においては、ボンディングパッドの酸化を防止
するためにボンディングパッドに金めっきを施してい
る。
2. Description of the Related Art When a circuit board is joined by soldering, a bump is formed on one of the circuit boards, solder is plated on the bump in advance, and the solder plating bump is attached to a bonding pad of the other circuit board. May be soldered due to melting and solidification. For example, when joining a flexible circuit board for a relay cable to a suspension board with a circuit having excellent flying characteristics and electrical characteristics of an MR head mounted for reading and writing information on a magnetic disk, bumps are formed on the flexible circuit board. Then, the bump bonding method described above may be used. In this bump bonding, gold plating is applied to the bonding pad to prevent oxidation of the bonding pad.

【0003】ところで、被はんだ付け面を金めっきする
と、溶融はんだに金が溶食されて金属間化合物(主にA
uSn4)が凝固はんだ中に析出され接合強度が低下され
ることが、いわゆる、金食われ現象として知られてい
る。このため、上記のバンプ接合では、ボンディングパ
ッドの金めっき層の厚みをボンディングパッドの酸化防
止に必要な最小厚みとし、従来では、その金めっき層の
厚みを1.0μm〜0.3μm程度にしている。
When a surface to be soldered is plated with gold, the molten solder is eroded with gold, and an intermetallic compound (mainly A
It is known that uSn 4 ) precipitates in the solidified solder and lowers the bonding strength as a so-called gold erosion phenomenon. For this reason, in the above bump bonding, the thickness of the gold plating layer of the bonding pad is set to the minimum thickness necessary for preventing oxidation of the bonding pad, and conventionally, the thickness of the gold plating layer is set to about 1.0 μm to 0.3 μm. I have.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】近来、パソコンの普及
はめざましく、より一層の信頼性向上が求められてお
り、上記MRヘッド搭載回路付きサスペンション基板と
中継ケ−ブル用フレキシブル回路基板とのバンプ接合の
信頼性向上も重要課題の一つとされている。
In recent years, the spread of personal computers has been remarkable, and further improvement in reliability has been demanded. The bump connection between the suspension board with the MR head mounted circuit and the flexible circuit board for a relay cable has been demanded. Is also one of the important issues.

【0005】そこで、本発明者等においては、そのバン
プ接合の強度向上・信頼性向上を図るべく鋭意検討した
結果、予想外にも上記ボンディングパッドの金めっき層
の厚みを従来の0.3μm〜1.0μmに対し相当に厚
くすると接合強度及び安定性を飛躍的に向上できること
を知った。この予想外の好結果の原因を究明すべく、接
合部の断面を拡大写真(4000倍)で観察したとこ
ろ、バンプによる加圧のために溶融はんだが側部に押し
寄せられてその側部の凝固金属組成とバンプとボンディ
ングパッドベ−ス面(ニッケル面)との間の凝固金属組
成とが異なり、後者が金リッチ組成であることが判明し
た。この観察結果から上記予想外の結果は、接合部の脆
弱化の原因となる前記金属間化合物(主にAuSn4)が
側部に押し寄せられ、バンプとボンディングパッドベ−
ス面との間の金リッチ層が強靱であり、この金リッチ層
で接合部の強度が保証されることによると推定される。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies to improve the strength and reliability of the bump bonding. As a result, unexpectedly, the thickness of the gold plating layer of the bonding pad was unexpectedly reduced to 0.3 μm or less. It has been found that when the thickness is considerably larger than 1.0 μm, the joining strength and stability can be remarkably improved. In order to investigate the cause of this unexpectedly good result, the cross section of the joint was observed with a magnified photograph (4000 times). As a result, the molten solder was pressed against the side due to the pressure applied by the bumps, and the side solidified. It was found that the metal composition was different from the solidified metal composition between the bump and the bonding pad base surface (nickel surface), and the latter was a gold-rich composition. From this observation result, the unexpected result is that the intermetallic compound (mainly AuSn 4 ) causing the brittleness of the joint is pushed to the side, and the bump and the bonding pad base are pushed.
This is presumed to be due to the fact that the gold-rich layer between the surface and the metal surface is tough, and the strength of the joint is guaranteed by this gold-rich layer.

【0006】本発明の目的は、上記知見に基づきバンプ
付きフレキシブル回路基板を優れた接合強度及び信頼性
ではんだ付け接合できる回路付きサスペンション基板を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a suspension board with a circuit capable of soldering and joining a flexible circuit board with bumps with excellent joining strength and reliability based on the above findings.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る回路基板の
接合方法は、一方の回路基板のはんだめっきバンプを、
他方の回路基板の金めっきボンディングパッドに前記は
んだめっき層の溶融・凝固ではんだ付けする方法であ
り、前記金めっき層の厚み(平均厚み)を1.5μm以
上、好ましくは2.0μm以上、より好ましくは2.5
μm以上とすることを特徴とする構成である。
According to the present invention, there is provided a method for bonding a circuit board, comprising the steps of:
A method of soldering to a gold plating bonding pad of the other circuit board by melting and solidifying the solder plating layer, wherein the thickness (average thickness) of the gold plating layer is 1.5 μm or more, preferably 2.0 μm or more, Preferably 2.5
It is a configuration characterized in that it is not less than μm.

【0008】本発明に係る一の回路付きサスペンション
基板は、上記接合方法により接合される他方の回路基板
であり、ボンディングパッドの金めっき層の厚み(平均
厚み)を1.5μm以上、好ましくは2.0μm以上、
より好ましくは2.5μm以上としたことを特徴とする
構成である。
[0008] One suspension board with circuit according to the present invention is the other circuit board joined by the above-mentioned joining method, and the thickness (average thickness) of the gold plating layer of the bonding pad is at least 1.5 μm, preferably 2 μm. 0.0 μm or more,
More preferably, the thickness is 2.5 μm or more.

【0009】本発明に係る一の回路付きサスペンション
基板は、上記の接合方法により接合される他方の回路基
板であり、ボンディングパッドをニッケルめっき層と該
ニッケルめっき層上の厚み(平均厚み)1.5μm以上
好ましくは2.0μm以上、より好ましくは2.5μm
以上の金めっき層との積層により形成したことを特徴と
する構成である。
A suspension board with a circuit according to the present invention is another circuit board to be joined by the above-mentioned joining method, wherein a bonding pad is composed of a nickel plating layer and a thickness (average thickness) on the nickel plating layer. 5 μm or more, preferably 2.0 μm or more, more preferably 2.5 μm
This is a configuration characterized by being formed by lamination with the above gold plating layer.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1は本発明に係る回路
付きサスペンション基板1の一例を示す斜視図であり、
AはMRヘッド搭載部を、Cはボンディングパッド部、
BはMRヘッド搭載部Aとボンディングパッド部C間の
回路部を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an example of a suspension board with circuit 1 according to the present invention,
A is the MR head mounting part, C is the bonding pad part,
B indicates a circuit section between the MR head mounting section A and the bonding pad section C.

【0011】図2の(イ)は図1におけるイ−イ断面図
を、図2の(ロ)は図1におけるロ−ロ断面図をそれぞ
れ示している。図2において、11はサスペンション金
属板であり、通常ステンレス板が用いられるが、燐青銅
や銅等の使用も可能である。このサスペンション金属板
の厚みは通常5〜50μmとされる。12はサスペンシ
ョン金属板11上に設けた絶縁層であり、例えば、ポリ
イミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等を用い
ることができるが、図2の(イ)に示すように絶縁層を
パタ−ン形成する場合は、感光性ポリイミド樹脂を用い
ることが好ましい。この絶縁層12の厚みは通常3μm
〜50μmとされる。
FIG. 2A is a sectional view taken along the line II in FIG. 1, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line II in FIG. In FIG. 2, reference numeral 11 denotes a suspension metal plate, usually a stainless steel plate, but phosphor bronze, copper or the like can also be used. The thickness of the suspension metal plate is usually 5 to 50 μm. Reference numeral 12 denotes an insulating layer provided on the suspension metal plate 11, which may be made of, for example, a polyimide resin, a polyester resin, an epoxy resin, or the like. The insulating layer is patterned as shown in FIG. In this case, it is preferable to use a photosensitive polyimide resin. The thickness of the insulating layer 12 is usually 3 μm.
5050 μm.

【0012】13は絶縁層12上に設けた導体、14は
導体13と絶縁層12との間に設けたクロム薄膜であ
り、導体材には銅の外、例えばアルミニウム、タングス
テン等の使用も可能であり、クロム薄膜14は導体形成
(電解めっきまたは無電解めっきによる)の下地として
有用である。この導体13の厚みは通常1μm〜50μ
mとされ、クロム薄膜14の厚みは通常0.5μm〜5
μmとされる。15は導体13の上面及び側面に設けた
マイグレ−ション防止バリヤであり、ニッケルめっき層
またはパラジウムめっき層を使用することができ(電解
めっきまたは無電解めっきの何れでも可)、その厚みは
通常0.5μm〜5μmとされる。上記導体回路の導体
巾は、マイグレ−ション防止バリヤを含めた巾のもとで
通常5μm〜50μmとされ、導体間の間隔はマイグレ
−ション防止バリヤ外面間の間隔のもとで通常5μm〜
50μmとされる。
Reference numeral 13 denotes a conductor provided on the insulating layer 12, reference numeral 14 denotes a chromium thin film provided between the conductor 13 and the insulating layer 12, and a conductor material other than copper, such as aluminum or tungsten, may be used. The chromium thin film 14 is useful as a base for forming a conductor (by electrolytic plating or electroless plating). The thickness of the conductor 13 is usually 1 μm to 50 μm.
m, and the thickness of the chromium thin film 14 is usually 0.5 μm to 5 μm.
μm. Reference numeral 15 denotes an anti-migration barrier provided on the top and side surfaces of the conductor 13, which can be formed of a nickel plating layer or a palladium plating layer (either electrolytic plating or electroless plating is possible). .5 μm to 5 μm. The conductor width of the above-mentioned conductor circuit is usually 5 μm to 50 μm under the width including the migration prevention barrier, and the spacing between the conductors is usually 5 μm to 5 μm under the spacing between the migration prevention barrier outer surfaces.
It is 50 μm.

【0013】16はカバレ−であり、前記絶縁層12と
同様、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹
脂等を使用でき、特に、図2の(イ)に示すようにカバ
レ−をパタ−ン形成する場合は、感光性ポリイミド樹脂
を用いることが好ましい。このカバレ−16の厚みは通
常1μm〜25μm、好ましくは5μm〜25μmとさ
れる。このカバレ−16は前記絶縁層12に対し、材質
や厚みを同一、別異の何れにもできる。
Reference numeral 16 denotes a cover, which can be made of polyimide resin, polyester resin, epoxy resin or the like, similarly to the insulating layer 12, and in particular, forms a pattern of the cover as shown in FIG. In this case, it is preferable to use a photosensitive polyimide resin. The thickness of the cover 16 is generally 1 μm to 25 μm, preferably 5 μm to 25 μm. The cover 16 can be made of the same material or different thickness as the insulating layer 12.

【0014】17はボンディングパッドの形成のために
カバレ−16に設けた穴であり、回路導体端のランド直
上に位置している。18は穴17の底部に設けたニッケ
ルめっき層(電解めっきまたは無電解めっきの何れでも
可)、19はこのニッケルめっき層18上に設けた金め
っき層(電解めっきまたは無電解めっきの何れでも可)
であり、こられの積層Eでボンディングパッドを形成
し、金めっき層19の厚みを1.5μm以上、好ましく
は2.0μm以上、より好ましくは2.5μm以上とし
てある。この金めっき層19の厚さの上限は、上記カバ
レ−16の穴17の深さ及びニッケルめっき層18の厚
みで定められ、通常12μm以下である。上記金めっき
層19の上面はカバレ−16の上面に対しカバレ−16
の厚みtの±10%の高さで位置される。
Reference numeral 17 denotes a hole provided in the cover 16 for forming a bonding pad, and is located just above the land at the end of the circuit conductor. Reference numeral 18 denotes a nickel plating layer provided on the bottom of the hole 17 (either electrolytic plating or electroless plating is possible), and 19 denotes a gold plating layer provided on the nickel plating layer 18 (either electrolytic plating or electroless plating is possible). )
The bonding pad is formed by the laminate E, and the thickness of the gold plating layer 19 is set to 1.5 μm or more, preferably 2.0 μm or more, and more preferably 2.5 μm or more. The upper limit of the thickness of the gold plating layer 19 is determined by the depth of the hole 17 of the cover 16 and the thickness of the nickel plating layer 18 and is usually 12 μm or less. The upper surface of the gold plating layer 19 is covered with a cover 16 with respect to the upper surface of the cover 16.
Is positioned at a height of ± 10% of the thickness t.

【0015】本発明に係る回路付きサスペンション基板
においては、前記したバンプ接合に対するボンディング
パッドの金めっき層19をAuSn4等の金属間化合物の
析出にもかかわらず接合強度の向上に寄与させるよう
に、その金めっき層19の厚みを1.5μm以上好まし
くは、2.0μm以上にした点に特徴があり、例えば次
ぎのようにして製造することができる(ただし、導体回
路は銅、絶縁層及びカバレ−は感光性ポリイミド樹脂を
使用したパタ−ン形成、マイグレ−ション防止バリヤは
ニッケルめっき層、サスペンション基板はステンレス板
としてある)。
[0015] In suspension board with a circuit according to the present invention, the gold plating layer 19 of the bonding pads for the aforementioned bump bonding so as to contribute to the improvement of the deposition despite bonding strength of the intermetallic compound such as AuSn 4, It is characterized in that the thickness of the gold plating layer 19 is 1.5 μm or more, preferably 2.0 μm or more, and it can be manufactured, for example, as follows (provided that the conductor circuit is made of copper, an insulating layer, and a cover. (-: Pattern formation using photosensitive polyimide resin, migration prevention barrier: nickel plating layer, suspension board: stainless steel plate).

【0016】まず、図3の(イ)に示すように予め所望
の形状に加工したステンレス基板11’の片面全体に感
光性ポリイミド樹脂前駆体120’を塗布したのち、フ
ォトマスクを介して露光し、現像し、更に加熱して図3
の(ロ)に示すように絶縁層12’をパタ−ン形成す
る。次に、図3の(ハ)に示すようにクロム薄膜14’
と銅薄膜141’をスパッタリングにより順次形成す
る。
First, as shown in FIG. 3 (a), a photosensitive polyimide resin precursor 120 'is applied to one entire surface of a stainless steel substrate 11' previously processed into a desired shape, and then exposed through a photomask. , Developed and further heated
As shown in (b), an insulating layer 12 'is formed in a pattern. Next, as shown in FIG.
And a copper thin film 141 'are sequentially formed by sputtering.

【0017】そして、導体回路パタ−ンに対しネガパタ
−ンのレジスト21’を図3の(ニ)に示すように被覆
し、更に図4の(イ)に示すように銅薄膜141’上に
銅電解めっきにより導体130’を形成し、更に、図4
の(ロ)に示すように導体回路パタ−ン部以外の不要な
銅薄膜及びクロム薄膜を化学エッチングで除去して図4
の(ハ)に示すように導体回路13’を形成する。この
化学エッチング時には、銅導体130’も僅かであるが
不可避的にエッチングされる。このエッチングにはアリ
カリエッチングを使用することが好ましく、クロム薄膜
〔図4の(ロ)の14’〕のエッチングには、例えば、
フェリシアン化カリウム系エッチング液、過マンガン酸
カリウム系エッチング液、メタケイ酸ナトリウム系エッ
チング液等を使用できる。
Then, a negative pattern resist 21 'is coated on the conductor circuit pattern as shown in FIG. 3 (d), and is further coated on the copper thin film 141' as shown in FIG. 4 (a). A conductor 130 'is formed by copper electrolytic plating.
As shown in FIG. 4B, unnecessary copper thin film and chromium thin film other than the conductor circuit pattern portion are removed by chemical etching.
The conductor circuit 13 'is formed as shown in FIG. During this chemical etching, the copper conductor 130 'is also slightly but inevitably etched. For this etching, it is preferable to use an alkaline etching. For the etching of the chromium thin film [14 'in FIG.
A potassium ferricyanide-based etchant, a potassium permanganate-based etchant, a sodium metasilicate-based etchant, or the like can be used.

【0018】次いで、無電解ニッケルめっきにより図4
の(ニ)に示すように導体回路13’の表面にニッケル
薄膜15’を被覆し、更に感光性ポリイミド樹脂を使用
し前記絶縁層形成と同様にして図5の(イ)に示すよう
に導体回路13’のパタ−ン上にカバレ−16’をパタ
−ン形成すると共にボンディングパッド用穴17’を形
成する。而るのち、カバレ−の上記穴17’に露出して
いる、上記の無電解ニッケルめっき薄膜を剥離したうえ
で、電解ニッケルめっき18’と電解金めっき19’を
順次に施してニッケル−金積層E’を形成し、これにて
本発明に係る回路付きサスペンション基板の製造を終了
する。
Next, FIG.
5 (d), a nickel thin film 15 'is coated on the surface of the conductor circuit 13', and a photosensitive polyimide resin is used. A cover 16 'is formed on the pattern of the circuit 13' and a bonding pad hole 17 'is formed. Then, after the above-mentioned electroless nickel plating thin film exposed in the hole 17 'of the cover is peeled off, electrolytic nickel plating 18' and electrolytic gold plating 19 'are sequentially applied to form a nickel-gold laminate. E ′ is formed, and the manufacture of the suspension board with circuit according to the present invention is completed.

【0019】図6の(イ)は上記回路付きサスペンショ
ン基板のボンディングパッドに接合するバンプ付きフレ
キシブル回路基板の要部の平面図を、図6の(ロ)は図
6の(イ)におけるロ−ロ断面図をそれぞれ示し、絶縁
支持フィルム21上に導体回路22を形成し、その上に
カバレ−23を被覆し、端末部のカバレ−に導体回路2
2に達する穴24を設け、金属バンプ25例えばニッケ
ルバンプを電解めっきによるニッケルの膨出成長で形成
し、バンプ表面にはんだ26を電解めっきや浸漬法によ
りめっきしてある。このフレキシブル回路基板の金属バ
ンプ25の寸法は、通常直径Dが200μm〜300μ
m、高さhが80μm〜150μmとされる。このバン
プ25の直径Dに対し、前記カバレ−16のボンディン
グパッドにおける穴17の直径は1.0D〜3D、好まし
くは、1.2D〜1.8Dとされる。またはんだ26には
Sn−Pb系はんだが使用され、そのめっき厚さは、通
常50μm〜100μmとされる。上記金属バンプ25
は脚部(カバレ−16に埋着される部分)と脚部径より
も大きな径の円盤状乃至は椀状頭部を有する形状とされ
ているが、脚部径と頭部径とを実質的に等しくした形状
とすることも可能である。また、材質はニッケルの外、
銅、アルミニウム等の使用も可能である。
FIG. 6A is a plan view of a main part of the flexible circuit board with bumps to be bonded to the bonding pads of the suspension board with circuit, and FIG. 6B is a plan view of FIG. (B) A cross-sectional view is shown, a conductor circuit 22 is formed on an insulating support film 21, and a cover 23 is coated thereon.
2, a metal bump 25, for example, a nickel bump is formed by swelling growth of nickel by electrolytic plating, and a solder 26 is plated on the bump surface by electrolytic plating or immersion. The size of the metal bump 25 of this flexible circuit board is usually 200 μm to 300 μm in diameter D.
m and height h are set to 80 μm to 150 μm. With respect to the diameter D of the bump 25, the diameter of the hole 17 in the bonding pad of the cover 16 is 1.0D to 3D, preferably 1.2D to 1.8D. In addition, Sn-Pb-based solder is used for the solder 26, and its plating thickness is usually 50 μm to 100 μm. The above metal bump 25
Is shaped to have a leg (a portion to be embedded in the cover 16) and a disk-shaped or bowl-shaped head having a diameter larger than the diameter of the leg. It is also possible to make the shape substantially equal. The material is nickel,
Use of copper, aluminum, etc. is also possible.

【0020】図7は本発明に係る回路付きサスペンショ
ン基板のボンディングパッドにバンプ付きフレキシブル
回路基板のバンプを接合する場合の手順を示し、図7の
(イ)に示すようにフレキシブル回路基板2の各バンプ
25を回路付きサスペンション基板1の対応ボンディン
グパッドEに位置合わせし、次いで図7の(ロ)に示す
ように、熱板3による加圧・加圧でバンプ25外面のは
んだ〔図7の(イ)における26〕を溶融させ、而るの
ち、熱板3を脱離させて溶融はんだを凝固させ、これに
て本発明による接合を終了する。この場合、はんだ付け
温度は約350℃とされ、ボンディングパッドの金めっ
き層19が溶融はんだに溶食されて凝固はんだ内にAu
Sn4、AuSn2、AuSnやAu2Pb、AuPb2等の金属間
化合物が析出される。
FIG. 7 shows a procedure for bonding the bumps of the flexible circuit board with bumps to the bonding pads of the suspension board with circuit according to the present invention. As shown in FIG. The bumps 25 are aligned with the corresponding bonding pads E of the suspension board with circuit 1 and then, as shown in FIG. 26) in step a) is melted, and then the hot plate 3 is detached to solidify the molten solder, thereby completing the joining according to the present invention. In this case, the soldering temperature is set to about 350 ° C., and the gold plating layer 19 of the bonding pad is eroded by the molten solder, and Au is solidified in the solidified solder.
Intermetallic compounds such as Sn 4 , AuSn 2 , AuSn, Au 2 Pb, and AuPb 2 are deposited.

【0021】しかしながら、本発明に係る回路付きサス
ペンション基板では、ボンディングパッドEの金めっき
層19の厚みを1.5μm以上、好ましくは2.5μm
というように従来に較べ相当に厚くしているため、図7
の(ロ)に示すようにバンプ25とボンディングパッド
ベ−ス面180との間に金リッチ組織aが確保され、上
記金と錫との金属間化合物はこれらの金属間化合物が析
出された凝固金属組織を脆弱化するものであっても、図
7の(ロ)のbで示す側部に押し寄せられる。而して、
この金リッチ凝固組織aが強靱であり、かつ、ボンディ
ングパッドベ−ス面180に臨むバンプ前面250が充
分に平坦であるため、接合部に作用する剪断力が金リッ
チ凝固層aとその上下の接合界面a’,a”に充分一様
に分散されて接合部の強度が飛躍的に向上される。この
ことは次の実施例と比較例との熱衝撃試験結果や高温・
高湿暴露試験結果等の対比からも確認できる。
However, in the suspension board with circuit according to the present invention, the thickness of the gold plating layer 19 of the bonding pad E is 1.5 μm or more, preferably 2.5 μm.
As shown in FIG.
As shown in (b), a gold-rich structure a is secured between the bump 25 and the bonding pad base surface 180, and the intermetallic compound of gold and tin is solidified by the precipitation of these intermetallic compounds. Even if it weakens the metal structure, it is pushed toward the side indicated by b in FIG. Thus,
Since the gold-rich solidified structure a is tough and the bump front surface 250 facing the bonding pad base surface 180 is sufficiently flat, the shearing force acting on the bonding portion is limited to the gold-rich solidified layer a and the upper and lower portions thereof. It is sufficiently uniformly dispersed at the bonding interfaces a ′ and a ″, and the strength of the bonding portion is dramatically improved.
It can also be confirmed from comparison of the results of high humidity exposure test.

【0022】[0022]

【実施例】〔実施例1〕所定形状に予め加工した厚み2
5μmのステンレス基板上に感光性ポリイミド樹脂前駆
体の溶液を塗布したのち、120℃,2分で加熱乾燥し
て感光性ポリイミド樹脂前駆体の皮膜を形成した。次い
で、マスクを介して露光量700mJ/cm2で紫外線照
射し、160℃,3分で加熱したのち現像処理してネガ
型画像を形成し、更に0.01Torrの真空下400
℃に加熱して膜厚10μmのポリイミド樹脂絶縁層をパ
タ−ン形成した。次に、この絶縁層形成のステンレス基
板の全面上にスパッタリング処理でクロムと銅とをそれ
ぞれ500オングストロ−ム及び1000オングストロ
−ムの膜厚で薄膜形成した。次いで、常法に従い市販の
ドライレジストフィルムを110℃で銅薄膜上にラミネ
−トしたのち、露光量80mJ/cm2で露光・現像し、
所定の導体回路パタ−ンに対し逆パタ−ンのレジストを
形成した。次いで、ステンレス基板の裏面に軽粘着シ−
トをめっきマスクとして貼着したのち、露出した銅薄膜
の上に硫酸銅電解めっきを施して膜厚10μmの銅めっ
きの導体回路パタ−ンを形成し、而るのち、レジストを
除去した。次いで、通常の無電解めっきを施し、膜厚
0.1μmのニッケル薄膜を導体回路の全表面(三面)
と露出しているステンレス基板の表面に形成した。次い
で、ステンレス基板上の導体回路パタ−ン上に前記絶縁
層のパタ−ン形成と同様にして前記感光性ポリイミド樹
脂前駆体を用いて厚み10μmのポリイミド樹脂カバレ
−を形成すると共にボンディングパッド用穴を設けた。
そして、硝酸系剥離液に室温にて浸漬して上記ボンディ
ングパッド用穴の底面に露出している上記無電解ニッケ
ルめっき薄膜及び回路導体以外の無電解ニッケルめっき
薄膜を剥離した。最後に、ボンディングパッド用穴底面
の導体上に厚み7.3μmの電解ニッケルめっき層と厚
み2.7μmの電解金めっき層との積層からなるボンデ
ィングパッドを形成して本発明に係る回路付きサスペン
ション基板を製造した。この回路付きサスペンション基
板の回路導体の本数は4本である。
[Embodiment 1] Thickness 2 previously processed into a predetermined shape
A solution of the photosensitive polyimide resin precursor was applied on a 5 μm stainless steel substrate, and then heated and dried at 120 ° C. for 2 minutes to form a film of the photosensitive polyimide resin precursor. Next, the film is irradiated with ultraviolet light through a mask at an exposure amount of 700 mJ / cm 2 , heated at 160 ° C. for 3 minutes, and then developed to form a negative image.
C. to form a polyimide resin insulating layer having a thickness of 10 .mu.m. Next, chromium and copper were formed in a thickness of 500 Å and 1000 Å, respectively, by sputtering on the entire surface of the stainless steel substrate on which the insulating layer was formed. Next, after laminating a commercially available dry resist film on a copper thin film at 110 ° C. in accordance with a conventional method, exposure and development are performed at an exposure amount of 80 mJ / cm 2 ,
A reverse pattern resist was formed for a predetermined conductor circuit pattern. Next, a light adhesive seal was applied to the back of the stainless steel substrate.
Then, copper sulfate electrolytic plating was performed on the exposed copper thin film to form a 10 μm-thick copper-plated conductive circuit pattern, and then the resist was removed. Next, a normal electroless plating is performed, and a nickel thin film having a thickness of 0.1 μm is coated on the entire surface (three surfaces) of the conductor circuit.
Formed on the exposed surface of the stainless steel substrate. Then, a polyimide resin cover having a thickness of 10 μm is formed on the conductive circuit pattern on the stainless steel substrate using the photosensitive polyimide resin precursor in the same manner as the pattern formation of the insulating layer, and a hole for a bonding pad is formed. Was provided.
Then, the electroless nickel-plated thin film and the electroless nickel-plated thin film other than the circuit conductor exposed on the bottom surface of the bonding pad hole were immersed in a nitric acid-based stripping solution at room temperature. Finally, a suspension pad with a circuit according to the present invention is formed by forming a bonding pad comprising a laminate of a 7.3 μm-thick electrolytic nickel plating layer and a 2.7 μm-thick electrolytic gold plating layer on the conductor at the bottom surface of the bonding pad hole. Was manufactured. The number of circuit conductors of this suspension board with circuit is four.

【0023】この回路付きサスペンション基板のボンデ
ィングパッドに、ニッケル電解めっきにより形成したバ
ンプ直径250μm、バンプ高さ100μm、バンプ表
面のはんだめっき厚み22μmのバンプ付きフレキシブ
ル回路基板のバンプを温度350℃で熱板を用いて圧着
した。
The bumps of a flexible circuit board with bumps having a bump diameter of 250 μm, a bump height of 100 μm, and a solder plating thickness of 22 μm on the surface of the bumps formed on a bonding pad of the suspension board with circuit are formed on a hot plate at a temperature of 350 ° C. And crimped.

【0024】〔実施例2〕回路付きサスペンション基板
におけるボンディングパッドの電解金めっき層の厚みを
4.4μm、電解ニッケルめっき層の厚みを5.6μm
とした以外、実施例1に同じとした。
Example 2 The thickness of the electrolytic gold plating layer of the bonding pad of the suspension board with circuit was 4.4 μm, and the thickness of the electrolytic nickel plating layer was 5.6 μm.
The same as Example 1 except for the above.

【0025】〔比較例1〕回路付きサスペンション基板
におけるボンディングパッドの電解金めっき層の厚みを
0.3μm、電解ニッケルめっき層の厚みを9.7μm
とした以外、実施例1に同じとした。
Comparative Example 1 The thickness of the electrolytic gold plating layer of the bonding pad of the suspension board with circuit was 0.3 μm, and the thickness of the electrolytic nickel plating layer was 9.7 μm.
The same as Example 1 except for the above.

【0026】〔比較例2〕回路付きサスペンション基板
におけるボンディングパッドの電解金めっき層の厚みを
1.4μm、電解ニッケルめっき層の厚みを8.6μm
とした以外、実施例1に同じとした。
Comparative Example 2 The thickness of the electrolytic gold plating layer of the bonding pad of the suspension board with circuit was 1.4 μm, and the thickness of the electrolytic nickel plating layer was 8.6 μm.
The same as Example 1 except for the above.

【0027】これらの実施例品のバンプ接合部及び比較
例品のバンプ接合部につき(それぞれの試料数は100
個)、90°ピ−ル試験を行い、はんだ接合界面の剥離
の有無を調べたところ、はんだ接合界面で剥離したもの
は皆無であり、すべてバンプが回路付きサスペンション
基板側に付いたままでバンプがフレキシブル回路基板か
ら剥離された。次いで、この90°ピ−ル試験後の各試
料につき25箇単位の4グル−プに分け、第1各グル−
プのはんだ接合部の初期剪断強度、第2グル−プの熱衝
撃試験100サイクル後のはんだ接合部の剪断強度、第
3グル−プの熱衝撃試験300サイクル後のはんだ接合
部の剪断強度及び第4グル−プの高温・高湿暴露試験
(湿度85%・温度85℃・72時間)後の剪断強度を
測定したところ、第1表の通りであった(熱衝撃試験の
1サイクルは−40℃×30分−125℃×30分。測
定値は平均値)。なお、表1中、550gf以上とは、
剪断力550gfでバンプのくびれ箇所が剪断破壊し、
はんだ接合界面は破壊しなかったことを意味している。
Each of the bump joints of the example product and the bump joint of the comparative product (the number of samples for each was 100
), A 90 ° peel test was performed to examine the presence or absence of peeling at the solder joint interface. Nothing peeled off at the solder joint interface, and all of the bumps remained on the suspension board with circuit. Peeled from the flexible circuit board. Next, each sample after the 90 ° peel test was divided into 4 groups of 25 units, and the first group was divided into four groups.
Initial shear strength of the solder joint of the group, shear strength of the solder joint after 100 cycles of the second group thermal shock test, shear strength of the solder joint after 300 cycles of the thermal shock test of the third group, and When the shear strength of the fourth group after the high temperature / high humidity exposure test (85% humidity, 85 ° C., 72 hours) was measured, it was as shown in Table 1 (one cycle of the thermal shock test was − 40 ° C. × 30 minutes-125 ° C. × 30 minutes, measured values are average values). In Table 1, 550 gf or more means
With a shearing force of 550 gf, the narrow part of the bump is sheared and broken,
This means that the solder joint interface did not break.

【0028】 表1 実施例1 実施例2 比較例1 比較例2 金めっき層厚みμm 2.7 4.4 0.3 1.4 初期剪断強度gf 550以上 550以上 400 550以上 熱衝撃100サイクル後 550以上 550以上 319 389 の剪断強度gf 熱衝撃300サイクル後 550以上 550以上 271 325 の剪断強度gf 高温・高湿暴露試験後 550以上 550以上 384 463 の剪断強度gfTable 1 Example 1 Example 2 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Gold plating layer thickness μm 2.7 4.4 0.3 1.4 Initial shear strength gf 550 or more 550 or more 400 550 or more After 100 cycles of thermal shock Shear strength gf of 550 or more 550 or more 319 389 After 300 cycles of thermal shock 550 or more 550 or more 271 325 Shear strength of 325 After high temperature / high humidity exposure test 550 or more 550 or more 384 463 Shear strength gf

【0029】第1表から明らかなとおり、ボンディング
パッドの金めっき層厚みを1.5μm以上、好ましくは
2.0μm以上とした本発明に係る回路付きサスペンシ
ョン基板においては、本来の酸化防止のための金めっき
層厚み0.3〜1.0μmの従来品に較べ、極めて優れ
た強度並びに安定性でバンプ接合できることが明らかで
ある。
As is apparent from Table 1, the suspension board with circuit according to the present invention in which the thickness of the gold plating layer of the bonding pad is 1.5 μm or more, preferably 2.0 μm or more, is intended to prevent the original oxidation prevention. It is apparent that bump bonding can be performed with extremely excellent strength and stability as compared with a conventional product having a gold plating layer thickness of 0.3 to 1.0 μm.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明に係る回路付きサスペンション基
板においては、ボンディングパッドにバンプ付きフレキ
シブル回路基板を優れた接合強度及び信頼性ではんだ付
け接合でき、MRヘッド搭載の薄型回路付きサスペンシ
ョン基板の信頼性をよく向上でき、薄型回路付きサスペ
ンション基板の普及を促進してディスク枚数の増加によ
るパソコンの容量アップや信頼性アップに寄与するとこ
ろが大である。
In the suspension board with circuit according to the present invention, the flexible circuit board with bumps can be soldered to the bonding pads with excellent bonding strength and reliability, and the reliability of the suspension board with thin circuit mounted on the MR head is improved. This greatly contributes to increasing the number of disks and increasing the capacity and reliability of personal computers by promoting the spread of suspension boards with thin circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る回路付きサスペンション基板の一
例を示す図面である。
FIG. 1 is a drawing showing an example of a suspension board with circuit according to the present invention.

【図2】図2の(イ)は図1におけるイ−イ断面図、図
2の(ロ)は図1におけるロ−ロ断面図である。
2A is a sectional view taken along line II in FIG. 1, and FIG. 2B is a sectional view taken along line RO in FIG.

【図3】本発明に係る回路付きサスペンション基板の製
造方法の前段階を示す図面である。
FIG. 3 is a drawing showing a previous stage of a method of manufacturing a suspension board with circuit according to the present invention.

【図4】本発明に係る回路付きサスペンション基板の製
造方法の中間段階を示す図面である。
FIG. 4 is a view showing an intermediate stage of a method of manufacturing a suspension board with circuit according to the present invention.

【図5】本発明に係る回路付きサスペンション基板の製
造方法の後段階を示す図面である。
FIG. 5 is a view showing a subsequent stage of the method of manufacturing the suspension board with circuit according to the present invention.

【図6】本発明に係る回路付きサスペンション基板に接
合されるバンプ付きフレキシブル回路基板を示す図面で
ある。
FIG. 6 is a view showing a flexible circuit board with bumps to be joined to a suspension board with circuit according to the present invention.

【図7】本発明に係る回路基板の接合方法を示す図面で
ある。
FIG. 7 is a view showing a circuit board joining method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 回路付きサスペンション基板 13 導体回路 E ボンディングパッド 18 ニッケルめっき層 19 金めっき層 2 バンプ付きフレキシブル回路基板 25 バンプ 26 はんだめっき層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Suspension board with circuit 13 Conductor circuit E Bonding pad 18 Nickel plating layer 19 Gold plating layer 2 Flexible circuit board with bump 25 Bump 26 Solder plating layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一方の回路基板のはんだめっきバンプを、
他方の回路基板の金めっきボンディングパッドに前記は
んだめっきの溶融・凝固ではんだ付けする方法であり、
前記金めっきの厚みを1.5μm以上とすることを特徴
とする回路基板の接合方法。
1. The method of claim 1, wherein the solder plating bump on one circuit board is
It is a method of soldering to the gold plating bonding pad of the other circuit board by melting and solidification of the solder plating,
A method for joining circuit boards, wherein the thickness of the gold plating is 1.5 μm or more.
【請求項2】請求項1の接合方法により接合される他方
の回路基板であり、ボンディングパッドの金めっき層の
厚みを1.5μm以上としたことを特徴とする回路付き
サスペンション基板。
2. A suspension board with circuit, which is another circuit board joined by the joining method according to claim 1, wherein the thickness of a gold plating layer of a bonding pad is 1.5 μm or more.
【請求項3】請求項1の接合方法により接合される他方
の回路基板であり、ボンディングパッドをニッケルめっ
き層と該ニッケルめっき層上の厚み1.5μm以上の金
めっき層との積層により形成したことを特徴とする回路
付きサスペンション基板。
3. The other circuit board joined by the joining method according to claim 1, wherein a bonding pad is formed by laminating a nickel plating layer and a gold plating layer having a thickness of 1.5 μm or more on the nickel plating layer. A suspension board with a circuit, characterized in that:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015136811A1 (en) * 2014-03-14 2015-09-17 日本ライフライン株式会社 Guide wire
EP3005848A1 (en) * 2013-05-29 2016-04-13 Finisar Corporation Rigid-flexible circuit interconnects

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