JPS60217694A - 回路基板の製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は樹脂系銅ペーストを用いて導体路を形成した回
路基板に係り、特に耐半田性に優れた回路基板に関する
。

〔発明の技術的背景及びその問題点〕

従来から絶縁性基体上に卑金属粉と樹脂とを混合してな
る導体ペーストを印刷した後加熱硬化した印刷配線板が
広く用いられている。卑金属粉と樹脂とからなる導体ペ
ーストとしては銅を使用した銅ペーストが良く知られて
いる。この銅ペーストは銅粉と樹脂とを主成分としその
他若干の溶剤や酸化防止剤等を含んでいる。銅は空気中
でその表面が容易に酸化されるためこのまま絶縁性基体
上に印刷し加熱硬化しても良好な導体膜は得られにくく
、これを改善するために上記酸化防止剤が添加されてい
るのである。さらに銅の酸化物を還元或いは溶解する添
加物を添加し、銅ペーストからなる導体膜の抵抗をさげ
ることが試みられている。（１！！ｆ開昭４８−２０６
０４号等）。

しかしながら、この種の方法を用いても導体膜の抵抗値
を低くすることは難かしく、例えば２０μｍ膜厚で６０
ｍΩ八以下へするのは極めて困難であった。なお印刷導
体膜としてはその抵抗値が２０ｍΩ九以下であることが
望ましく、さらに低ければ低いほど好ましいのは当然で
おる。また前記銅導体膜は高温での使用、或いは温度雰
囲気での使用中にその抵抗線が経時的に増大傾向を示し
、安定性に乏しいものであった。

また銅ペーストは銀系ペーストに比して半田ぐわれが少
ないことから半田付性のある導体ペーストとして期待さ
れているが、半田付性は銅と単能とのｌ量比が８５％以
上であることが好ましく、この組成では銅の酸化を防止
することが極めて困難となり、そのため、導体膜の抵抗
値は高く、安定性も悪い。これがために現在市販されて
いるペーストは導電性専用ペーストと半田付専用ペース
トに別れてお凱良好な導電性及び半田付性を合せ持つ銅
ペーストは未だ実用化されていないのが現状でめっだ。

〔発明の目的〕

本発明は以上の点を考慮してなされたもので。

耐ハンダ性に優れ、かつ導電性の安定な樹脂系銅ペース
トを用いた回路基板の製造方法を提供することを目的と
する。

〔発明の概髪〕

本発明は絶縁性基体上に、熱硬化性樹脂中に導電性粉と
して銅を主体として、銀、ノ（ラジウム。

金及び白金から選ばれた少なくとも一種を含む樹脂系銅
ペーストからな−る導体パターンを塗布形成し、非酸化
性雰囲気中で焼成した後、少なくとも・・ンダ付部分に
金属無電解メッキ層を形成することを特徴とする回路基
板の製造方法でおる。

絶縁性基板としては、樹脂系、無機系等いずれを用いて
も良く、銅ペーストの硬化温度に耐え得るものでおれば
良い。樹脂系としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂
、ポリエステル樹脂等或いはこれらとＡｌｚ０３，８１
０２等の金属酸化物との混合体等が挙げられ、特に耐熱
性が要求される場合は、ポリイミド樹脂、ビスマレイミ
ド樹脂、ビスフェノール樹脂等の単体、混合体を用いる
ことが好ましい。ざらに高放熱性が要求きれる場合は、
鉄、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、銅等の金に
基体上にこのような樹８Ｈ層を塗布形成したものを用い
ても良い。無機系としては、例えばＡ／２０ｓ等のセラ
ミック基体、ホーロー基体、ガラス基体等が挙げられる
。

樹脂系銅ペーストとして、Ａｇ　＊　Ｐｄ　＋　Ａｕ　
＋　Ｐ　ｔの少なくとも一種を宮むものを用いる。導電
性粉とじてのＣｕ粉は電解銅粉、鱗片状銅粉、粋砕銅粉
等を用いる。印刷性を考慮すると平均粒径が１０μｍ以
下であることが好ましい。またペースト状態の維持及び
印刷性を考慮してペースト中の銅量は９５重量−以下と
することが好ましい。

ペースト中の熱硬化性樹脂としては例えばエポキシ樹脂
、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、ポリイミド樹脂等
が挙げられ、予報の銅粉末を配合可能とするために、平
均分子Ｊｉ１１００００以上となるように縮合度合を上
げたものが好ましい。

又、ペースト中のＡｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｐｔは無電解メッ
キ層の形成を可能とする。ペースト中への混入方法とし
ては、例えば銅粉末及び上記貴金籾をボールミル等の粉
砕手段により一緒に粋砕したものを樹脂中に混入する方
法、又は樹脂中に銅粉末と貴金属を各々調合し、練り込
む１方法でも良い。

前者の方法の方が、銅粉末表面に貴金属粉が均一に分散
された形態となり、メッキ形成の容易性の効果が大きい
。このようにｓ　Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ１Ｐｔの貴金属を含
有した銅ペーストでは、この貴金属がメッキの核となり
、メッキ形成が容易となる。銅の含有量が少ないと、銅
ペースト表面の樹脂被覆部分）「広くなり、メッキ形成
が困難となるため、銅粉末量は８５重ＩＬチ以上である
ことが好ましい。

又前記貴金属量は銅粉に対し、１０ｗｔ＃程度まで添加
するだけで十分効果を発揮する。好ましくは１〜１０ｗ
ｔ％程度であり、少ないとメッキ形成が困難でおり、多
すぎるとＣｕペーストの特徴である低コストの意味がな
くなる。又、Ｐｄ等は、導電率を下げてしまう、 次に導体路形成工程について説明する。

前記のような銅ペーストを絶縁性基体上に所望のパター
ンで印刷する。その後、非酸化性雰囲気中にて焼成を行
なう。焼成温度は銅ペースト中に含まれる樹脂及び絶縁
性基体の耐熱性により適宜設定すれば良いが、２５０°
０〜４００υの範囲が好適である。このような非酸化性
雰囲気中の焼成で銅ペーストの導電性は向上する。

金属粉末は一般に粒径が小さい程、また粉体の隣り合う
同士に働く力が大きい程、低温で隣り同士の金属粉との
間で金属原子間の相互拡散が生じ、一体化鎖構造を作る
。非酸化性ガス中で焼成することにより銅ペースト中の
樹脂あるいは溶剤の一部が熱分解し、−酸化炭素になり
銅表面を清浄化する。同時に樹脂の硬化時の収縮による
圧力によシ銅粉末同士に圧力を与えるので銅粉末同工の
原子の相互拡散が生じ樹脂マトリックス中に銅の鎖構造
が形成され、導電性が著しく向上する。

次に半田付部分以外が覆われる様にソルダーレジストを
塗布する。ソルダーレジストとしては熱硬化性樹脂、紫
外線硬化性樹脂等のいずれでも良いが銅表面の酸化を押
えるため１例えば１４０°Ｃ以下程度・でレジネトの硬
化条件を設定する必要がある。

次いで露出しだ導体路表面に金属無電解メッキを施す。

ここで金属に例えばＮｌ、Ｓｎ等である。無電邂メッキ
浴はＮ１−Ｐ系無電解メッキ浴、Ｎ１−Ｂ系無電解メッ
キ液等のものを採用できるが、反応速度が速いことと、
半田付性がより優れているＮ１−Ｂ系無電解メッキの方
が好ましい。メッキの前処理は銅ペースト表面が清浄化
されてＡれは特別な処理は必要としないが稀塩酸中で３
０秒〜１分程度浸漬させても良い。

メツΦ処理後はＮｉ表面の酸化を防止する目的で１リフ
ラツクス処理を九しても良い。、このように形成された
銅ペーストによる導体路は、導電率が高く安定であり、
かつ耐ハンダ性に誕れている。通常の銅ペーストあるい
は銅箔に対して上記の様なＮｉメッキを施す場合には、
　Ｃｕの酸化還元電位が低いため表面のごく薄い酸化膜
により反応が阻害されるので充分な表面エツチング処理
を行なうかあるいは表面にメッキ核となる様な塩化パラ
ジウムコート処理を行なわなければよい。

これに対し本発明は、このような処理を必要とせず、安
定で高い導電率を維持したまま、耐ハンダ性にすぐれた
導体路を銅ペーストで形成することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、樹脂系鋼ペースト
中に、微量の貴金属を含有せしめたことにより、金属メ
ッキを良好に形成することができ。

半田付性にすぐれた回路基板を得ることができる。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の詳細な説明する。ｔａ　を図は本実施例
を示す回路基板の断ｍ１図である。

絶縁性基体（１１として９６％アルミナセラミック基板
（京セラ製）５０Ｘ５０Ｘ０．６３５ｍ／ｍのものを用
いた。銅粉は、電解銅粉（平均粒径２０μｍ）中に５重
量％のＡｇ粉を混ぜイソブチルアルコール中に分散させ
た後ボールミルを用いて粉砕し銅粉の粒径が１０ｔｔｍ
以下になったものを用いた。銅ベーストの組成は以下に
示す。

銅粉（Ａｇ　５　ｗｔ％入り）　９４　皇魁ｆｌｌ＋フ
ェノキシもＬ４脂　６　＃ ブチルカルピトール　１５　１ この組成からなる帽ペーストを混線調整した後上記アル
ミナ基板（１）上に印刷形成した。１２０℃１０分間乾
燥後第２図に示す温度グＰファルを持つトンネル型焼成
炉Ｎ２ガスを導入して３０分間焼成を行なった。このと
き０２含有量は２０ｐｐｍ　と無視し得る量であった。

このようにして形成した導体路（２）の半田付部位以外
にソルダーレジスト（アサヒ化学ＣＣＲ５０６Ｇ）（３
）を印刷塗布し、１２０℃、２０分硬化させた。

Ｎｉメッキには、奥野製薬ＫＫシバニッケ・ル（Ｎｉ　
−Ｂタイプ）を用いて６５’０．１０分間メッキ処理を
行なった。Ｎｉメッキ（４）厚は２μｍであった。

得られた導体路（２）長さ１７０１１１１．巾ｌ朋の両
端をミリオームメーターで測定しシート抵抗に換算する
と１５ｍΩ／口（２０μ厚）であり、またＮｉメッキ表
面にフラックス（タムラ化研Ｙ−３２Ｖ）を塗布した後
５ｎ６０−Ｐｂ４０共晶ハンダ２６０　’Ｑ中に１０　
ｓｅｃ漬浸させこれを５回繰り返しても半田ぐわれが生
じないことを確認した。ざらに従来がらある空気中焼成
（１５０℃程度）の樹脂系銅ベース）（ｊｉ金属含有な
し）と本発明による銅ペーストとの抵抗の経時変化（８
０’（ｌ中）を比較した。第３図ＶＣ８０℃中における
抵抗値の変化を示す（英線・・・実施例。

点線・・・比較例）。本実施例にょる銅ペーストの方が
経時変化が少なく安定しているのがわかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例を示す回路基板の断面図。 第２図は温度グロファイル図、第３図は抵抗率変化図。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 絶縁性基体上に、熱硬化性樹脂中に導電性粉として銅を
   主体として、銀、パラジウム、金及び白金から選ばれた
   少なくとも一種を含む樹脂系銅ペーストからなる導体パ
   ターンを塗布形成し、非酸化性雰囲気中で焼成した後、
   少なくともノ・ンダ付部分に金属無電解メッキ層を形成
   することを特徴とする回路基板の製造方法。