JP2000188461A - Electronic control device board for car and its formation - Google Patents
Electronic control device board for car and its formationInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用電子制
御装置に使用する回路基板及びその表面処理方法に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit board used for an electronic control unit for an automobile and a method for treating the surface of the circuit board.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車用電子制御装置は、近年機能の拡
大に伴い搭載電子部品においては各種規制に対応した制
御規模の増大化により、ＩＣの大型化、出力パワー回路
の増大、その他回路規模の増大に伴う規模増大ととも
に、各種の自動車用電子制御装置との統合化が進行し、
装置の規模がさらに大型化している。これに対して装置
の小型化のために、ハンダ付けによるチップ部品実装の
他に、導電性接着剤によりダイボンディングし、金線ま
たはアルミ線によるワイヤボンディングに工法を使用し
たベアチップＩＣの実装が採用されるようになったが、
回路基板では接合工法別に表面処理を変えて実装してお
り、均一に表面処理された回路基板上に複数工法の接合
を同時に成立したものはなかった。2. Description of the Related Art In recent years, electronic control devices for automobiles have been expanded in function, and mounted electronic components have been increased in control scale in accordance with various regulations, resulting in larger ICs, larger output power circuits, and other circuit scales. With the increase in scale accompanying the increase, integration with various electronic control devices for automobiles has progressed,
The scale of the device is further increasing. On the other hand, in order to reduce the size of the device, in addition to chip component mounting by soldering, bare chip IC mounting using a die bonding method using a conductive adhesive and wire bonding using gold wire or aluminum wire is adopted. Started to be
The circuit boards are mounted with different surface treatments according to the joining method, and none of the circuit boards having a uniform surface treatment can be simultaneously joined by a plurality of methods.
【０００３】具体的にはハンダ付けによる電気的な接合
の場合、回路基板の表面が金メッキの場合はハンダ付け
により金がハンダ内部に拡散し、拡散層を形成すること
で、ハンダ付けの信頼性が低下する。これに対しては、
金メッキの厚みを０．１μｍ以下の程度まで薄くすれ
ば、ハンダ付けの信頼性低下が発生せず信頼性が確保で
きる。また金線によるワイヤボンディングでは、接合性
能を確保するためには、５μｍ以上の比較的厚いニッケ
ルメッキ層を下地形成し、さらに表層には下限厚みを
０．３μｍ以上とする厚みをもった高純度な金メッキを
施して、金ワイヤボンデイングを成立させている。More specifically, in the case of electrical bonding by soldering, when the surface of a circuit board is gold-plated, gold diffuses into the solder by soldering, and a diffusion layer is formed to improve the reliability of soldering. Decrease. For this,
If the thickness of the gold plating is reduced to about 0.1 μm or less, the reliability can be ensured without lowering the reliability of soldering. In addition, in order to secure the bonding performance in the wire bonding using a gold wire, a relatively thick nickel plating layer of 5 μm or more is formed as an underlayer, and a high purity layer having a minimum thickness of 0.3 μm or more is formed on the surface layer. Gold plating to achieve gold wire bonding.
【０００４】さらにアルミ線によるワイヤボンディング
の場合の回路基板の最適表面処理としては、同種金属の
アルミかまたはニッケルメッキを採用するのが一般的で
あり、アルミワイヤボンディングに関しては、信頼性上
アルミと反応して弱い金属間化合物層を形成するような
材料は使用しない。また、導電性接着剤による電気的接
合に関しては、導体表面が酸化または硫化等で表面部分
に絶縁物層を形成しないことが必要とされる。[0004] Furthermore, in the case of wire bonding with aluminum wire, the most suitable surface treatment of a circuit board is generally to employ aluminum or nickel plating of the same kind of metal. Materials that react to form a weak intermetallic compound layer are not used. In addition, regarding electrical bonding using a conductive adhesive, it is necessary that the conductor surface does not form an insulator layer due to oxidation or sulfurization or the like.
【０００５】次に上記従来技術として代表的なものに特
開平４−２２１８８１号公報があり、以下これについて
説明する。無電解メッキによりニッケル及び金をメッキ
する工程においては、図３に示すように、まず、銅張ガ
ラスエポキシ積層板からなるプリント基板２１にＮＣド
リルによってスルーホール２２を透設した後、図４に示
すように、無電解銅メッキ、電解銅メッキを施すことに
より、銅メッキ層２３を形成する。上記ガラスエポキシ
積層板に代えて、コンポジット、ガラスポリイミド、ガ
ラストリアジン、紙エポキシ、テフロン等の積層板を使
用することができる。[0005] Next, as a typical example of the above-mentioned prior art, there is Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 4-221881, which will be described below. In the step of plating nickel and gold by electroless plating, as shown in FIG. 3, first, a through hole 22 is provided through a printed board 21 made of a copper-clad glass epoxy laminate by an NC drill, and then, as shown in FIG. As shown, the copper plating layer 23 is formed by performing electroless copper plating and electrolytic copper plating. Instead of the glass epoxy laminate, a laminate of composite, glass polyimide, glass triazine, paper epoxy, Teflon, or the like can be used.
【０００６】次に、図５に示すように、導体パターンの
部分をドライフィルムによりエッチングレジスト層２４
を形成した後、図６に示すようにエッチングを行なう。
続いて、図７に示すように、前記エッチングレジスト層
２４を剥離することにより導体パターン２５を形成す
る。次に、図８に示すように、この導体パターン２５の
部分に市販のニッケル（Ｎｉ）−リン（Ｐ）のメッキ浴
を用い、無電解メッキを行なうことにより、ニッケルメ
ッキ層２６を５μｍの厚みに形成する。Next, as shown in FIG. 5, the portion of the conductor pattern is etched with a dry film to form an etching resist layer 24.
Is formed, etching is performed as shown in FIG.
Subsequently, as shown in FIG. 7, the conductive pattern 25 is formed by removing the etching resist layer 24. Next, as shown in FIG. 8, a nickel plating layer 26 having a thickness of 5 μm is formed by electroless plating using a commercially available plating bath of nickel (Ni) -phosphorus (P) on the conductor pattern 25. Formed.
【０００７】そして、市販の置換金メッキ浴により、ニ
ッケルメッキ層２６の上に金メッキ層２７を約０.０５
μｍの厚みに形成する。なお、このプリント基板２１の
導体パターン２５の形成方法として、上記エッチングに
よるサブトラクティブ法の他に、セミアディティブ法、
フルアディティブ法を採用することもできる。また、無
電解ニッケルメッキ浴としては、ニッケル−リンのメッ
キ浴に代えて、ニッケル−ホウ素浴等を用いることがで
き、置換金メッキ浴に代えて還元金メッキ浴を用いるこ
ともできる。但し、この還元金メッキ浴を用いる場合
は、処理時間を短時間とし、金メッキの厚みを０.１μ
ｍよりあまり厚くならないようにすることが重要であ
る。Then, a gold plating layer 27 is formed on the nickel plating layer 26 to a thickness of about 0.05 using a commercially available replacement gold plating bath.
It is formed to a thickness of μm. As a method of forming the conductor pattern 25 on the printed circuit board 21, in addition to the above-described subtractive method by etching, a semi-additive method,
The full additive method can be adopted. As the electroless nickel plating bath, a nickel-boron bath or the like can be used instead of the nickel-phosphorus plating bath, and a reduced gold plating bath can be used instead of the replacement gold plating bath. However, when this reduced gold plating bath is used, the processing time is short, and the thickness of the gold plating is 0.1 μm.
It is important not to be too thick.
【０００８】上記のように、この工程においては、導体
パターン２５やチップ部品のパッド部上に金が０.１μ
ｍ以下に形成されているので、その上にクリームハンダ
を塗布し、加熱リフローさせても、ハンダと金との間で
厚い拡散層をつくることがなく、また、いわゆるハンダ
食われがないので、ハンダ付けの信頼性に優れている。
また、金メッキの厚さが薄くできるので、その分コスト
ダウンを図ることができる。さらに、導体パターン２５
全体が金で覆われるので、導体パターン２５から銅が溶
け出すマイグレーションを防止することができる。As described above, in this step, 0.1 μm of gold is deposited on the conductor pattern 25 and the pad portion of the chip component.
m or less, so even if cream solder is applied on it and heated and reflowed, it does not create a thick diffusion layer between solder and gold, and there is no so-called solder erosion, Excellent soldering reliability.
Further, since the thickness of the gold plating can be reduced, the cost can be reduced accordingly. Further, the conductor pattern 25
Since the whole is covered with gold, migration of copper from the conductor pattern 25 to be melted can be prevented.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の回路基板の表面
処理は以上のようになされていたので、各種の複数の接
合工法に対して接合工法の個々を成立させるため、回路
基板では表面処理均一に出来ないという問題点があっ
た。Since the conventional surface treatment of a circuit board has been performed as described above, in order to establish each of the joining methods for various joining methods, the surface treatment of the circuit board is uniform. There was a problem that can not be done.
【００１０】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたもので、ハンダ付けにより電気的な接
続を行うチップ部品と、導電性接着剤によるダイボンデ
ィングと金線によるワイヤボンディングにより電気的な
接続を行うベアチップＩＣと、アルミ線によるワイヤボ
ンディングにより電気的な接続を行うパワー系ベアチッ
プ素子というような接続工法がそれぞれ異なる接合工法
でも、安価で均一な表面処理の基板にて実現できること
を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The present invention is directed to a chip component for making an electrical connection by soldering, a die bonding using a conductive adhesive, and a wire bonding using a gold wire. Even if the joining method is different, such as a bare chip IC for electrical connection and a power bare chip element for electrical connection by wire bonding with aluminum wire, it can be realized on a substrate with inexpensive and uniform surface treatment. With the goal.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る自動車用電子制御装置基板は、樹脂からなる基体上に
構成された導体パターン上に厚みが２μｍ以上のニッケ
ルメッキ層を施し、このニッケルメッキ層の表層に厚み
が０.０２〜０.０６μｍの金メッキ層を構成したもので
ある。According to a first aspect of the present invention, there is provided an electronic control device board for an automobile, wherein a nickel plating layer having a thickness of 2 μm or more is formed on a conductor pattern formed on a base made of resin. A gold plating layer having a thickness of 0.02 to 0.06 μm is formed on the surface of the nickel plating layer.
【００１２】この発明の請求項２に係る自動車用電子制
御装置基板の形成方法は、導体パターン上にりん濃度を
５〜１０重量％とする無電解メッキによりニッケルメッ
キ層を施し、このニッケルメッキ層の表層に無電解メッ
キにより金メッキ層を構成するものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for forming a substrate for an electronic control unit for an automobile, wherein a nickel plating layer is formed on the conductor pattern by electroless plating with a phosphorus concentration of 5 to 10% by weight. A gold plating layer is formed on the surface layer by electroless plating.
【００１３】この発明の請求項３に係る自動車用電子制
御装置基板の形成方法は、重金属原子をプラズマ化し、
高速のエネルギーを与えて金メッキ層表面に照射するも
のである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of forming a substrate of an electronic control unit for a vehicle, comprising: converting heavy metal atoms into plasma;
Irradiation is performed on the surface of the gold plating layer by giving high-speed energy.
【００１４】この発明の請求項４に係る自動車用電子制
御装置基板は、セラミックからなる基体上に構成された
電極配線パターン上に銅からなる導体パターンを構成
し、この導体パターンの表層に厚みが０.０２〜０.０６
μｍの金メッキ層を構成したものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an electronic control device board for an automobile, wherein a conductor pattern made of copper is formed on an electrode wiring pattern formed on a base made of ceramic, and a thickness of the conductor pattern is formed on a surface layer of the conductor pattern. 0.02 to 0.06
It has a gold plating layer of μm.
【００１５】この発明の請求項５に係る自動車用電子制
御装置基板の形成方法は、導体パターンの表層に無電解
メッキにより金メッキ層を構成したものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for forming an electronic control unit substrate for a vehicle, wherein a gold plating layer is formed on the surface layer of the conductor pattern by electroless plating.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
一実施形態を図に基づいて説明する。図１は回路基板の
絶縁材料として樹脂を基体とした場合の自動車用電子制
御装置基板を示す断面図であり、図において、１は回路
基板、２は絶縁材料としてのガラスエポキシ等からなる
樹脂基体、３は主に銅で構成されるプリント配線導体で
ある導体パターン、４はプリント配線導体３の表面に形
成した無電解メッキによるニッケルメッキ層、５はニッ
ケルメッキ層４の表層に形成した無電解メッキによる非
常に薄い金メッキ層である。なお、ｔ1はニッケルメッ
キ層４のメッキの厚み、ｔ2は金メッキ層５のメッキの
厚みである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an electronic control unit board for an automobile in which a resin is used as a base material for an insulating material of a circuit board. In FIG. Reference numeral 3 denotes a conductor pattern which is a printed wiring conductor mainly made of copper. Reference numeral 4 denotes a nickel plating layer formed on the surface of the printed wiring conductor 3 by electroless plating. Reference numeral 5 denotes an electroless formed on a surface layer of the nickel plating layer 4. It is a very thin gold plated layer by plating. Here, t 1 is the plating thickness of the nickel plating layer 4, and t 2 is the plating thickness of the gold plating layer 5.
【００１７】樹脂基体２は、ＧＥ４ＦやＣＥＭ３等で称
される一般的なエポキシ基材であり、その表面層には３
５μｍ程度の厚みを有する銅導体パターン３が形成され
ている。この銅導体パターン３の上に、メッキ浴中のリ
ン濃度を５〜１０重量％に濃度管理した仕様の無電解メ
ッキにより、厚みｔ1＝２μｍ以上のニッケルメッキ層
４を形成し、これを下地メッキとする。その下地メッキ
であるニッケルメッキ層４の表層に、厚みｔ2＝０.０２
〜０.０６μｍ程度の極めて薄い金メッキ層５を無電解
メッキによって構成する。The resin substrate 2 is a general epoxy substrate called GE4F or CEM3, and its surface layer is
Copper conductor pattern 3 having a thickness of about 5 μm is formed. A nickel plating layer 4 having a thickness of t 1 = 2 μm or more is formed on the copper conductor pattern 3 by electroless plating of a specification in which the phosphorus concentration in the plating bath is controlled to 5 to 10% by weight. Plating. The thickness t 2 = 0.02 is formed on the surface of the nickel plating layer 4 which is the base plating.
An extremely thin gold plating layer 5 of about 0.06 μm is formed by electroless plating.
【００１８】ここでの特徴は、ニッケルメッキおよび金
メッキの仕様を限定していることに特徴をもつ。即ち、
メッキの方法としては電解メッキと無電解メッキがある
が、電解メッキの場合、一方の電極となるべきメッキ導
線の引き出しによる制約がある。そこで高密度な回路基
板の場合は、メッキ導線引き出しが困難であることも含
めてメッキ引き出し導線の不要な無電解メッキ工法を選
択する場合が多い。しかし、無電解メッキの場合はメッ
キの密着強度が電解メッキに比べて一般的に低く、特に
下地メッキのニッケルメッキ層４と表層の金メッキ層５
とは下地のニッケルメッキ層４の仕様により、密着強度
低下が引き起こされると共に、ハンダ付け性能が左右さ
れる。The feature here is that the specifications of nickel plating and gold plating are limited. That is,
Electroplating and electroless plating are available as plating methods. However, in the case of electrolytic plating, there is a restriction due to a lead-out of a plating conductor to be one electrode. Therefore, in the case of a high-density circuit board, an electroless plating method that does not require plating lead wires is often selected, including the difficulty in leading out plating lead wires. However, in the case of electroless plating, the adhesion strength of the plating is generally lower than that of the electrolytic plating, and in particular, the nickel plating layer 4 of the base plating and the gold plating layer 5 of the surface layer
This means that the adhesion strength is reduced and the soldering performance is affected by the specifications of the underlying nickel plating layer 4.
【００１９】具体的には、無電解ニッケルメッキ浴とし
てリンまたはボロン系のメッキ液が使用されることが一
般的であるが、ボロン系無電解メッキの場合はハンダ付
け性能は良いが金メッキとのメッキ密着強度が低い。こ
れに対して、リン系無電解メッキの場合は、メッキ液中
のリン濃度が低い場合は金メッキとのメッキ密着強度が
低く、リン濃度が高い場合は金メッキ密着強度は高くな
るが、反面ハンダ付け性能が悪化するという問題点があ
る。Specifically, a phosphorous or boron-based plating solution is generally used as an electroless nickel plating bath. In the case of a boron-based electroless plating bath, the soldering performance is good, but the electroless nickel plating bath is not compatible with gold plating. Low plating adhesion strength. On the other hand, in the case of phosphorus-based electroless plating, when the phosphorus concentration in the plating solution is low, the plating adhesion strength with gold plating is low, and when the phosphorus concentration is high, the gold plating adhesion strength is high, but soldering is performed. There is a problem that performance is deteriorated.
【００２０】これに対し、リン濃度を５〜１０重量％の
濃度範囲に管理したメッキ液による無電解ニッケルメッ
キの場合は、金メッキとの密着強度低下が発生すること
なく、しかもハンダ付け性能の悪化もないことから信頼
性に優れている。このため、下地メッキとなるニッケル
メッキ層４は、メッキ液のリン濃度が５〜１０重量％で
管理された無電解メッキによって行なうこととする。
尚、ニッケルメッキ層４の厚みｔ1としては一般的には
５μｍ程度以上であるが、メッキ時間の短縮によるコス
ト抑制の目的で薄くすることを検討してみた結果、ｔ1
は２μｍ程度までは信頼性上も含めなんら問題はないこ
とが判明した。On the other hand, in the case of electroless nickel plating using a plating solution in which the phosphorus concentration is controlled in a concentration range of 5 to 10% by weight, the adhesion strength to gold plating does not decrease and the soldering performance deteriorates. Because there is no, it is excellent in reliability. Therefore, the nickel plating layer 4 serving as the base plating is formed by electroless plating in which the phosphorus concentration of the plating solution is controlled at 5 to 10% by weight.
The thickness t 1 of the nickel plating layer 4 is generally about 5 μm or more, but as a result of studying thinning for the purpose of cost reduction by shortening the plating time, t 1
It has been found that there is no problem up to about 2 μm in terms of reliability.
【００２１】次に、ニッケルメッキ層４の表層に、非常
に薄い金メッキ層５を無電解メッキの中で特に置換メッ
キと呼ばれるメッキ工法により形成する。尚、金メッキ
の厚みｔ2は０.０２〜０.０６μｍの極薄いメッキ厚み
としている。この目的は、各種の接続工法のなかでハン
ダ中への金の拡散によるハンダ付けの信頼性低下の防
止、また金とアルミ接合時に問題になる金−アルミ金属
間化合物の成長による接合信頼性低下の防止、表面酸化
の抑制、さらにメッキコストとを考慮したものである。Next, a very thin gold plating layer 5 is formed on the surface of the nickel plating layer 4 by a plating method particularly called displacement plating in electroless plating. The thickness t 2 of the gold plating is a very thin plating thickness of 0.02～0.06Myuemu. The purpose of this method is to prevent the reduction of soldering reliability due to the diffusion of gold into the solder among various connection methods, and to reduce the bonding reliability due to the growth of the gold-aluminum intermetallic compound, which is a problem when gold and aluminum are bonded. This is in consideration of prevention of oxidization, suppression of surface oxidation, and plating cost.
【００２２】金メッキの厚みｔ2を０.０２〜０.０６μ
ｍ程度にすれば、前記のようにハンダ付けの信頼性は問
題なく、また金の拡散量を抑制出来るためアルミワイヤ
ボンディングによる金−アルミ接合の場合の異種間金属
による化合物層での信頼性上も問題はない。さらに金メ
ッキの厚みｔ2が極端に薄いことで、高価な金の使用量
を大幅に低減でき、さらに、それぞれのメッキの厚みｔ
1またはｔ2が薄いことで、メッキ時間が短縮されること
により、メッキコストを大幅に低減できる。The thickness t 2 of the gold plating is 0.02 to 0.06 μm.
m, there is no problem in the reliability of soldering as described above, and the amount of diffusion of gold can be suppressed. No problem. Further, since the thickness t 2 of the gold plating is extremely thin, the amount of expensive gold used can be greatly reduced.
Since 1 or t 2 is thin, the plating time can be shortened, and the plating cost can be greatly reduced.
【００２３】金メッキ層５の厚みｔ2を０.０２〜０.０
６μｍ程度まで薄くした場合の課題は、金線を使用した
ワイヤボンディングの信頼性向上を図ることである。以
前より金線のワイヤボンディングでは、金メッキ層５の
厚みｔ２は０.５μｍ以上でないと接合ができないもの
であり、最低でも０.３μｍ程度が金メッキの厚みとし
ての下限であった。これは、金メッキが薄い場合、下地
のニッケルメッキ層４のニッケルが金メッキ表面に析出
することで、ワイヤボンディングを阻害することが主要
因となっていた。The thickness t 2 of the gold plating layer 5 is set to 0.02 to 0.0.
A problem when the thickness is reduced to about 6 μm is to improve the reliability of wire bonding using a gold wire. Conventionally, in the wire bonding of a gold wire, bonding cannot be performed unless the thickness t2 of the gold plating layer 5 is 0.5 μm or more, and the lower limit of the thickness of the gold plating is at least about 0.3 μm. The main reason for this is that when the gold plating is thin, nickel in the underlying nickel plating layer 4 is deposited on the gold plating surface, thereby hindering wire bonding.
【００２４】しかしながら近年では、重金属原子をプラ
ズマ化し、高速のエネルギーを与えてメッキ表面に照射
することで、表面をソフトエッチングする効果が得られ
る表面クリーニングを行なう工法が実用化されているた
め、このクリーニングを金ワイヤボンディング直前に実
施することで、０.０２〜０.０６μｍ程度の極めて薄い
金メッキ層５に金線のワイヤボンディングを行なうこと
が可能となる。However, in recent years, a method of performing surface cleaning has been put to practical use in which heavy metal atoms are turned into plasma, and high-speed energy is applied to the surface of the plating to irradiate the plating surface with the effect of soft etching the surface. By performing the cleaning immediately before the gold wire bonding, it becomes possible to perform the wire bonding of the gold wire to the extremely thin gold plating layer 5 of about 0.02 to 0.06 μm.
【００２５】また、導電性接着剤による電気的接続につ
いては、薄い金メッキ層５により、下地電極層であるプ
リント配線導体３またはニッケルメッキ層４の表面酸化
が防止されるため、導電性接着剤による接合にも本仕様
の表面処理は適合するので、均一な表面処理が施された
回路基板１を提供することができる。As for the electrical connection by the conductive adhesive, the thin gold plating layer 5 prevents the surface of the printed wiring conductor 3 or the nickel plating layer 4 as the underlying electrode layer from being oxidized. Since the surface treatment of the present specification is also suitable for bonding, it is possible to provide the circuit board 1 on which a uniform surface treatment has been performed.
【００２６】以上のようにして、絶縁材料よりなる回路
基板１上に、ハンダ付けにより電気的な接続を行うチッ
プ部品と、導電性接着剤によるダイボンディングと、金
線によるワイヤボンディングにより電気的な接続を行う
ベアチップＩＣと、アルミ線によるワイヤボンディング
により電気的な接続を行うパワー系ベアチップ素子とを
同時に搭載し、均一な表面仕様で同一基板上に実装する
ことが可能となるものである。As described above, on the circuit board 1 made of an insulating material, a chip component to be electrically connected by soldering, a die bonding by a conductive adhesive, and an electrical connection by wire bonding by a gold wire. A bare chip IC for connection and a power-based bare chip element for electrical connection by wire bonding with an aluminum wire are simultaneously mounted, and can be mounted on the same substrate with uniform surface specifications.
【００２７】即ち、絶縁材料を樹脂を基体とする回路基
板の場合、導体電極上にリン濃度を５〜１０重量％とす
る無電解メッキを、厚み２μｍ以上付着させて下地処理
として施し、表層には厚み０.０２〜０.０６μｍの金を
無電解メッキすることにより、ハンダ付け、金線による
ワイヤボンディング、アルミ線によるワイヤボンディン
グ、導電性接着剤による接合など複数の接続工法に対し
て、高ヒートサイクル性能と、高温度耐久性能が特に要
求される自動車用電子制御装置基板において、回路基板
の表面処理を均一にできることにより、信頼性を確保で
きるとともに、基板製造工程数を大幅に削減し標準化で
きるため、基板の生産品質をも安定化することができ、
しかも低コストな回路基板を得ることができる。That is, in the case of a circuit board having a resin as a base material, an electroless plating having a phosphorus concentration of 5 to 10% by weight is applied to a conductor electrode to a thickness of 2 μm or more, and is applied as a base treatment to a surface layer. By electroless plating gold having a thickness of 0.02 to 0.06 μm, it is highly applicable to a plurality of connection methods such as soldering, wire bonding with a gold wire, wire bonding with an aluminum wire, and bonding with a conductive adhesive. In the case of electronic control device boards for automobiles that require particularly high heat cycle performance and high temperature endurance performance, the surface treatment of the circuit board can be made uniform, thereby ensuring reliability and greatly reducing the number of board manufacturing steps and standardizing it. Can stabilize the production quality of the substrate,
Moreover, a low-cost circuit board can be obtained.
【００２８】実施の形態２．図２は、回路基板の絶縁材
料としてセラミックを基体とした場合の自動車用電子制
御装置基板を示す断面図であり、図において、６は回路
基板、７はアルミナセラミックまたはガラスセラミック
等からなるセラミック基体、８はセラミック基体７上に
形成されたタングステンなどからなる電極配線パター
ン、９は印刷またはメッキにより構成された銅の導体パ
ターン、１０は無電解メッキによって形成された非常に
薄い金メッキ層である。なお、ｔ3は金メッキ層１０の
厚みであり、ｔ3＝０.０２〜０.０６μｍである。Embodiment 2 FIG. 2 is a cross-sectional view showing an electronic control unit board for an automobile when a ceramic base is used as an insulating material of the circuit board. In the figure, 6 is a circuit board, and 7 is a ceramic base made of alumina ceramic or glass ceramic. Reference numeral 8 denotes an electrode wiring pattern made of tungsten or the like formed on the ceramic substrate 7, reference numeral 9 denotes a copper conductor pattern formed by printing or plating, and reference numeral 10 denotes a very thin gold plating layer formed by electroless plating. Here, t 3 is the thickness of the gold plating layer 10, and t 3 = 0.02 to 0.06 μm.
【００２９】上記実施の形態１における樹脂を基体とし
た回路基板と異なり、基体がセラミックの場合の回路基
板６は、基体７がセラミックであるので、熱伝導率が非
常に高いため、金ワイヤボンディングの際に実施するプ
リヒートにより、基板の表面温度が上昇しやすく、その
ため、表面の金メッキ層１０を非常に薄くした場合、金
メッキ層１０の下地材料である元素からの析出が促進さ
れやすい。Unlike the circuit board having a resin base in the first embodiment, the circuit board 6 in which the base is made of ceramic has a very high thermal conductivity because the base 7 is made of ceramic. The surface temperature of the substrate is likely to rise due to the preheating performed in this case. Therefore, when the surface of the gold plating layer 10 is made very thin, the precipitation of the gold plating layer 10 from the element which is the base material is likely to be promoted.
【００３０】ここで、下地層としてニッケルが使用され
た場合、ニッケルが極めて薄い金メッキ層１０の表面に
析出しやすくなり、更に下地基体７がセラミックの場
合、非常に堅いため、金線のワイヤボンディングのエネ
ルギーはボンディング個所にて集中できず、分散される
ため、特に金線のワイヤボンディングに関しては、金メ
ッキ厚みｔ3を樹脂を基体とする上記実施の形態１の場
合よりもさらに厚くしないと、安定した信頼性の高い接
合が成立しなくなる。Here, when nickel is used as the underlayer, nickel is easily deposited on the surface of the gold plating layer 10 which is extremely thin, and when the undersubstrate 7 is made of ceramic, it is very hard, so that gold wire bonding is performed. Energy cannot be concentrated at the bonding portion and is dispersed, and therefore, especially in the case of wire bonding of a gold wire, unless the gold plating thickness t 3 is further increased than in the case of the first embodiment using a resin as a base, stable A highly reliable joint that has not been established is established.
【００３１】実施の形態１における、樹脂を基体とした
回路基板の場合には、金線のワイヤボンディング性能を
確保するために、基板表層の薄い金メッキ層５に、重金
属原子をプラズマ化し、高速のエネルギーを与えて、メ
ッキ表面に照射することによって、表面をソフトエッチ
ングすることができる表面クリーニング工法が有効であ
ったが、基体がセラミックの回路基板６の場合、この表
面クリーニング工法を採用すると、金線のワイヤボンデ
ィング性能は良化はするものの、安定したボンディング
までは得られない。これは、セラミックが非常に堅い基
体であり、しかも基体７や電極配線パターン８が焼結に
より形成されるので、表面状態がポーラスなために、密
度／平面度が低く、金線を熱超音波圧着で接合するワイ
ヤボンディング時の金線接着の面積が、樹脂基体の回路
基板１の場合よりも少ないことが原因となっている。In the case of the circuit board using resin as the base in the first embodiment, in order to secure the wire bonding performance of the gold wire, heavy metal atoms are turned into plasma on the thin gold plating layer 5 on the surface of the board, and high-speed A surface cleaning method capable of soft-etching the surface by applying energy and irradiating the plating surface has been effective. However, when the substrate is a ceramic circuit board 6, when this surface cleaning method is employed, gold Although the wire bonding performance of the wire is improved, stable bonding cannot be obtained. This is because the ceramic is a very rigid substrate, and since the substrate 7 and the electrode wiring pattern 8 are formed by sintering, the surface state is porous, so that the density / flatness is low and the gold wire is subjected to thermal ultrasonic wave. This is because the area of gold wire bonding at the time of wire bonding for bonding by pressure bonding is smaller than that of the circuit board 1 of a resin base.
【００３２】上記問題解決の為、セラミックを基体とす
る回路基板６では、表面の薄い金メッキ層１０の下地層
である導体パターン９を銅で構成している。銅は金との
接合性能が比較的良く、表面酸化膜さえ抑制できれば安
定した接合が確保できる。また銅はアルミとの接合性能
も比較的良く、表面酸化膜さえ抑制できれば安定した接
合が確保できる。またハンダに対しては相性が良く、抑
制回路基板６の最外層の表面処理の非常に薄い金メッキ
層１０を実施した場合、各種の接続工法に対して均一な
表面処理として成立する。In order to solve the above problem, in the circuit board 6 made of a ceramic base, the conductor pattern 9 which is a base layer of the thin gold plating layer 10 is made of copper. Copper has a relatively good bonding performance with gold, and stable bonding can be ensured if only a surface oxide film can be suppressed. Further, copper has relatively good bonding performance with aluminum, and stable bonding can be ensured if only a surface oxide film can be suppressed. In addition, when the gold plating layer 10 of the outermost layer of the suppression circuit board 6 is very thin, the compatibility with solder is good, so that a uniform surface treatment can be achieved for various connection methods.
【００３３】[0033]
【発明の効果】この発明の請求項１又は請求項２に係る
自動車用電子制御装置基板及びその形成方法によれば、
樹脂からなる基体上に構成された導体パターン上に、り
ん濃度を５〜１０重量％とする無電解メッキにより厚み
が２μｍ以上のニッケルメッキ層を施し、更にこのニッ
ケルメッキ層の表層に、無電解メッキにより厚みが０.
０２〜０.０６μｍの金メッキ層を構成したので、ハン
ダ付け、金線によるワイヤボンディング、アルミ線によ
るワイヤボンディング、導電性接着剤による接合など複
数の接続工法に対して、高ヒートサイクル性能と、高温
度耐久性能が特に要求される自動車用電子制御装置基板
において、回路基板の表面処理を均一にできることによ
り、信頼性を確保できるとともに、基板製造工程数を大
幅に削減し標準化できるため、基板の生産品質をも安定
化することができ、しかも低コストな回路基板を得るこ
とができる。According to the electronic control device substrate for an automobile and the method of forming the same according to claim 1 or 2 of the present invention,
A nickel plating layer having a thickness of 2 μm or more is applied by electroless plating with a phosphorus concentration of 5 to 10% by weight on a conductor pattern formed on a resin base, and an electroless plating is applied to the surface of the nickel plating layer. The thickness is reduced by plating.
Since a gold plating layer of 02 to 0.06 μm is formed, high heat cycle performance and high heat resistance can be achieved for a plurality of connection methods such as soldering, wire bonding with a gold wire, wire bonding with an aluminum wire, and bonding with a conductive adhesive. In the case of electronic control device boards for automobiles that require particularly high temperature durability, the uniformity of the surface treatment of the circuit board ensures reliability, and the number of board manufacturing steps can be greatly reduced and standardized. The quality can be stabilized and a low-cost circuit board can be obtained.
【００３４】この発明の請求項３に係る自動車用電子制
御装置基板の形成方法によれば、重金属原子をプラズマ
化し、高速のエネルギーを与えて金メッキ層表面に照射
するようにしたので、極めて薄い金メッキ層に金線のワ
イヤボンディングを行なうことが出来る。According to the method for forming an electronic control unit substrate for an automobile according to the third aspect of the present invention, the heavy metal atoms are turned into plasma and applied to the surface of the gold plating layer by applying high-speed energy. Gold wire wire bonding can be performed on the layers.
【００３５】この発明の請求項４又は請求項５に係る自
動車用電子制御装置基板及びその形成方法によれば、セ
ラミックからなる基体上に形成された電極配線パターン
上に銅からなる導体パターンを構成し、更にこの導体パ
ターンの表層に無電解メッキにより厚みが０.０２〜０.
０６μｍの金メッキ層を構成したので、ハンダ付け、金
線によるワイヤボンディング、アルミ線によるワイヤボ
ンディング、導電性接着剤による接合など複数の接続工
法に対して、高ヒートサイクル性能と、高温度耐久性能
が特に要求される自動車用電子制御装置基板において、
回路基板の表面処理を均一にできることにより、信頼性
を確保できるとともに、基板製造工程数を大幅に削減し
標準化できるため、基板の生産品質をも安定化すること
ができ、しかも低コストな回路基板を得ることができ
る。According to the electronic control device board for an automobile and the method of forming the same according to the fourth or fifth aspect of the present invention, a conductor pattern made of copper is formed on an electrode wiring pattern formed on a base made of ceramic. Further, the thickness of the surface layer of the conductor pattern is 0.02 to 0.2 by electroless plating.
Because of the construction of the 06μm gold plating layer, high heat cycle performance and high temperature durability can be achieved for multiple connection methods such as soldering, wire bonding with gold wire, wire bonding with aluminum wire, and bonding with conductive adhesive. In the electronic control device board for automobiles that are particularly required,
The uniformity of the surface treatment of the circuit board ensures reliability, and the number of board manufacturing steps can be greatly reduced and standardized, so that the production quality of the board can be stabilized and the circuit board can be manufactured at low cost. Can be obtained.
【図１】 この発明の実施の形態１による回路基板を示
す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a circuit board according to Embodiment 1 of the present invention.
【図２】 この発明の実施の形態１による回路基板を示
す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a circuit board according to Embodiment 1 of the present invention.
【図３】 従来のプリント基板を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional printed circuit board.
【図４】 従来のプリント基板を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional printed circuit board.
【図５】 従来のプリント基板を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a conventional printed circuit board.
【図６】 従来のプリント基板を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a conventional printed circuit board.
【図７】 従来のプリント基板を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a conventional printed circuit board.
【図８】 従来のプリント基板を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional printed circuit board.
２ 樹脂気体、３，９ 導体パターン、４ ニッケルメ
ッキ層、５，１０ 金メッキ層、７ セラミック基体、
８ 電極配線パターン。2 resin gas, 3,9 conductor pattern, 4 nickel plating layer, 5,10 gold plating layer, 7 ceramic base,
8 electrode wiring pattern.
Claims (5)
ターン上に厚みが２μｍ以上のニッケルメッキ層を施
し、このニッケルメッキ層の表層に厚みが０.０２〜０.
０６μｍの金メッキ層を構成したことを特徴とする自動
車用電子制御装置基板。1. A nickel plating layer having a thickness of 2 μm or more is provided on a conductor pattern formed on a substrate made of a resin, and the surface of the nickel plating layer has a thickness of 0.02 to 0.2.
An electronic control unit board for an automobile, comprising a gold plating layer of 06 μm.
板の形成方法であって、導体パターン上にりん濃度を５
〜１０重量％とする無電解メッキによりニッケルメッキ
層を施し、このニッケルメッキ層の表層に無電解メッキ
により金メッキ層を構成したことを特徴とする自動車用
電子制御装置基板の形成方法。2. The method according to claim 1, wherein the conductive pattern has a phosphorus concentration of 5%.
A method for forming a substrate for an electronic control unit for automobiles, comprising: applying a nickel plating layer by electroless plating to a concentration of 10 to 10% by weight; and forming a gold plating layer on the surface of the nickel plating layer by electroless plating.
ルギーを与えて金メッキ層表面に照射することを特徴と
する請求項２記載の自動車用電子制御装置基板の形成方
法。3. The method for forming an electronic control device substrate for an automobile according to claim 2, wherein heavy metal atoms are turned into plasma, and high-speed energy is applied to irradiate the surface of the gold plating layer.
電極配線パターン上に銅からなる導体パターンを構成
し、この導体パターンの表層に厚みが０.０２〜０.０６
μｍの金メッキ層を構成したことを特徴とする自動車用
電子制御装置基板。4. A conductor pattern made of copper is formed on an electrode wiring pattern formed on a base made of ceramic, and the surface layer of the conductor pattern has a thickness of 0.02 to 0.06.
An electronic control unit substrate for an automobile, comprising a gold plated layer of μm.
板の形成方法であって、導体パターンの表層に無電解メ
ッキにより金メッキ層を構成したことを特徴とする自動
車用電子制御装置基板の形成方法。5. The method for forming an electronic control device board for an automobile according to claim 4, wherein a gold plating layer is formed on the surface layer of the conductive pattern by electroless plating. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36398998A JP2000188461A (en) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | Electronic control device board for car and its formation |
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| JP36398998A JP2000188461A (en) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | Electronic control device board for car and its formation |
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|---|---|
| JP (1) | JP2000188461A (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-12-22 JP JP36398998A patent/JP2000188461A/en active Pending
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