JP2012204476A - 配線基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】Cuからなる電極を備えた配線基板において、はんだを構成する金属成分によらず、前記電極上に本発明にかかる表面処理を施すことで、前記電極とはんだ接合界面において、はんだ接合信頼性の高い電極を具備した配線基板を提供する。
【解決手段】Cuからなる電極を有する配線基板の電極上へはんだが加熱接合され、電極とはんだとの接合界面が、電極上の表面処理によりCu、Ni、Sn、Pdを含む金属間化合物層が形成されてなり、表面処理が、ピンホールを有する置換Snめっき皮膜と、無電解Niめっき皮膜と、無電解Pdめっき皮膜と、無電解Auめっき皮膜とをCuからなる電極上に順次積層したことを特徴とする。
【選択図】なし
【解決手段】Cuからなる電極を有する配線基板の電極上へはんだが加熱接合され、電極とはんだとの接合界面が、電極上の表面処理によりCu、Ni、Sn、Pdを含む金属間化合物層が形成されてなり、表面処理が、ピンホールを有する置換Snめっき皮膜と、無電解Niめっき皮膜と、無電解Pdめっき皮膜と、無電解Auめっき皮膜とをCuからなる電極上に順次積層したことを特徴とする。
【選択図】なし
Description
本発明は、はんだ接合信頼性の高い表面処理を施したCuからなる電極を有する配線基板およびその製造方法に関する。
Cuからなる電極を備えた半導体チップ搭載基板やプリント配線板は、高周波化、高密度配線化、高機能化に対応するために、ビルドアップ方式の多層配線基板が使用されるようになった。電子機器メーカー各社は、製品の小型・薄型・軽量化を実現するために競って高密度実装に取り組み、パッケージの多ピン、狭ピッチ化の急速な技術進歩がなされ、プリント配線板への実装は従来のQFP(Quad Flat Package)からエリア表面実装のBGA(Ball Grid Array)/CSP(ChiP Size Package)実装へと発展した。
中でも半導体チップをインターポーザーを介して、プリント配線板に実装し、かつ各層間がはんだボールによって接続されるFC‐BGA(FlipChip - Ball Grid Array)技術は、Au線を用いたワイヤーボンディングによる実装と比較して、低コスト化が可能であるため注目されている。ここで、前記インターポーザーとプリント配線板上に具備されたCuからなる電極には、インターポーザーとプリント配線板間をはんだボールで接続するための表面処理が施される。
インターポーザーあるいはプリント配線板への前記表面処理としては、例えば、ニッケル/金(Ni/Au)めっきが施されるが、近年は、特にはんだボールとの接合信頼性が良好なニッケル/パラジウム/金(Ni/Pd/Au)めっきが普及しつつある。また、配線の高密度化により、電解めっきに代わり、配線の引き回しが不要な無電解めっき法が注目されており、特に、無電解Ni/Auめっき、無電解Ni/Pd/Auめっき処理が注目を集めている。
一方、はんだボールは、RoHS(Restriction of Hazardou
Substances)規制により従来のスズ−鉛(Sn−Pb)系はんだから、Pbを含有しないはんだへの移行が進み、その代表としてスズ−銀−胴(Sn−Ag−Cu)系のはんだが主に普及している。
Substances)規制により従来のスズ−鉛(Sn−Pb)系はんだから、Pbを含有しないはんだへの移行が進み、その代表としてスズ−銀−胴(Sn−Ag−Cu)系のはんだが主に普及している。
しかし、Sn−Ag−Cu系はんだの融点は、約220℃であり、Sn−Pb系はんだよりも約40℃高く、その結果、Sn−Pb系はんだと比較して、リフロー時に基板にかかる熱負荷が強くなり、この熱負荷による半導体チップなどへの影響が懸念されている。そのため、近年は、融点が低く、Pbフリーであることを条件としたはんだへの要求が高まっている。
前記、融点が低く、Pbフリーであることを条件とするはんだとしては、スズ−亜鉛(Sn−Zn)系はんだ(融点:約190℃)、スズ−ビスマス(Sn−Bi)系はんだ(約139℃)などが提案されている。
しかしながら、配線基板上のCuからなる電極の表面処理がNi/Au、あるいはNi/Pd/Auめっきの場合、上記のSn−Zn系はんだ、あるいは、Sn−Bi系はんだを用いると、前記めっき/はんだ接合界面には、針状のNi3Sn4を成分とする脆い金属間化合物層が形成され、はんだ接合信頼性が低下する。更に、前記Niが無電解Niめっきであって、且つリン(P)を含有する場合(以下無電解Ni−Pめっきという)、Niのはんだ中への一方的な溶出に伴って、Niめっき皮膜中のPが、前記Cuからなる電極上に施した無電解Ni−Pめっき/はんだ接合界面に残存して形成されるPリッチ層によって、はんだ接合信頼性が低下することが非特許文献1で報告されている。
前記Ni3Sn4を成分とする脆い金属間化合物層とPリッチ層の成長を制御する方法としては、はんだ中にCuを含有させることによって、前記無電解Ni−Pめっき/はんだ接合界面において、例えば、(Cu、Ni)6Sn5などのNi−Cu−Sn系合金を形成させることで、Niのはんだ側への過剰な溶出を抑制する方法が非特許文献2で報告されている。
ここで、前記無電解Ni/Auめっき皮膜、無電解Ni/Pd/Auめっき皮膜中のNiめっき皮膜が、例えば、無電解Ni−Bめっき、あるいは無電解純Niめっき皮膜のいずれの場合においても、Cuを含有したはんだを加熱接合することで、前記めっきとはんだ接合界面では、Ni3Sn4を成分とする脆い金属間化合物層の形成が阻害されて、(Cu,Ni)6Sn5が形成されるため、安定したはんだ接合信頼性を得ることが可能になる。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、Cuからなる電極を備えた配線基板において、はんだを構成する金属成分によらず、前記電極上に本発明にかかる表面処理を施すことで、前記電極とはんだ接合界面において、はんだ接合信頼性の高い電極を具備した配線基板及びその製造方法を提供することにある。
本発明は、かかる課題を解決するものであり、請求項1の発明は、
Cuからなる電極を有する配線基板の電極上へはんだが加熱接合され、電極とはんだとの接合界面が、電極上の表面処理によりCu、Ni、Sn、Pdを含む金属間化合物層が形成されてなり、表面処理が、ピンホールを有する置換Snめっき皮膜と、無電解Niめっき皮膜と、無電解Pdめっき皮膜と、無電解Auめっき皮膜とをCuからなる電極上に順次積層したことを特徴とした配線基板としたものである。
Cuからなる電極を有する配線基板の電極上へはんだが加熱接合され、電極とはんだとの接合界面が、電極上の表面処理によりCu、Ni、Sn、Pdを含む金属間化合物層が形成されてなり、表面処理が、ピンホールを有する置換Snめっき皮膜と、無電解Niめっき皮膜と、無電解Pdめっき皮膜と、無電解Auめっき皮膜とをCuからなる電極上に順次積層したことを特徴とした配線基板としたものである。
請求項2の発明は、
請求項1記載の置換Snめっき皮膜のピンホールが、置換Snめっき浴中への塩化物、次亜りん酸塩、臭化物、硝酸塩から選ばれる添加剤の少なくとも一種類以上の添加によって形成されることを特徴とする請求項1記載の配線基板としたものである。
請求項1記載の置換Snめっき皮膜のピンホールが、置換Snめっき浴中への塩化物、次亜りん酸塩、臭化物、硝酸塩から選ばれる添加剤の少なくとも一種類以上の添加によって形成されることを特徴とする請求項1記載の配線基板としたものである。
請求項3の発明は、
請求項1記載のCuからなる電極上に順次めっき皮膜を積層した配線基板において、Cu電極と置換Snめっき界面にPd触媒化処理が行われることを特徴とする請求項1または2記載の配線基板としたものである。
請求項1記載のCuからなる電極上に順次めっき皮膜を積層した配線基板において、Cu電極と置換Snめっき界面にPd触媒化処理が行われることを特徴とする請求項1または2記載の配線基板としたものである。
請求項4の発明は、
置換Snめっき厚が0.01〜2.0μm、無電解Niめっき厚が0.01〜1.0μm、無電解Pdめっき皮膜の厚みが0.05〜0.2μm、無電解Auめっき皮膜の厚みが0.02〜0.1μmであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の配線基板としたものである。
置換Snめっき厚が0.01〜2.0μm、無電解Niめっき厚が0.01〜1.0μm、無電解Pdめっき皮膜の厚みが0.05〜0.2μm、無電解Auめっき皮膜の厚みが0.02〜0.1μmであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の配線基板としたものである。
請求項5の発明は、
Cuからなる電極を有する基板を用意する工程と、
電極上に、ピンホールを有する置換Snめっき皮膜と、無電解Niめっき皮膜と、無電解Pdめっき皮膜と、無電解Auめっき皮膜とを順次積層する工程と、
積層した表面にはんだを加熱接合し、Cu、Ni、Sn、Pdを含む金属間化合物層を形成してはんだと電極を接続する工程と、
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法としたものである。
Cuからなる電極を有する基板を用意する工程と、
電極上に、ピンホールを有する置換Snめっき皮膜と、無電解Niめっき皮膜と、無電解Pdめっき皮膜と、無電解Auめっき皮膜とを順次積層する工程と、
積層した表面にはんだを加熱接合し、Cu、Ni、Sn、Pdを含む金属間化合物層を形成してはんだと電極を接続する工程と、
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法としたものである。
本発明にかかる配線基板は、ピンホールを有する置換Snめっき皮膜と、無電解Niめっき皮膜と、無電解Pdめっき皮膜と、無電解Auめっき皮膜を、Cuからなる電極上に順次積層した配線基板であって、はんだを加熱接合した場合において、はんだ中の金属成分によらず、前記Cuからなる電極/はんだ接合界面でCu、Ni、Sn、Pdを含む金属間化合物層を形成することができる。
Cuを含有しないはんだと、本発明にかかるめっき皮膜とを接合する場合において、Cu成分の合金層への関与は、配線基板上のCuからなる電極側から行われ、これは、ピンホールを有する置換Snめっき皮膜と無電解Niめっき皮膜と、更にはんだ中への溶解速度が速く、めっき/はんだ接合界面での金属間化合物層形成において触媒核として機能する無電解Pdめっき皮膜と、はんだ中への拡散速度が速く電極の濡れ性を向上させる無電解Auめっき皮膜を、前記Cuからなる電極上に順次積層することで達成することができる。
以下、Cuからなる電極上に形成させる置換Snめっき、無電解Niめっき、無電解Pdめっき、無電解Auめっき処理について詳細に述べる。
本発明にかかる置換Snめっき浴は、メタンスルホン酸Sn、メタンスルホン酸、チオ尿素などで構成された一般的なものを用いてもよいが、例えば、前記Snめっき皮膜がCu、あるいはAgなどと合金めっき皮膜を形成するような浴を用いても良い。ただし、前記置換Snめっき皮膜上に無電解Niめっき皮膜を施すために、置換Snめっき皮膜中に、ピンホールを設ける必要がある。置換Snめっき皮膜上にピンホールを設けない場合、前記置換Snめっき皮膜上に無電解Niめっき皮膜を形成しにくくなり、適当な無電解Niめっき皮膜の厚みを得られなくなる。
置換Snめっき厚は、0.01から2.0μmであることが望ましく、はんだ接合時において、Cuからなる電極上に施した置換Snめっき層は、前記順次積層しためっき皮膜とはんだ接合界面でのCu、Ni、Sn、Pdを含む合金層の形成時に消費され、はんだ接合後は、皮膜状に残存しない。
前記置換Snめっき厚は、2.0μmより厚くなると、金属間化合物層の厚みが厚くなり、はんだ接合信頼性が低下するため望ましくない。一方、前記置換Snめっき皮膜の膜厚が0.01μmより薄い場合は、めっき厚のばらつきが生じやすくなり、部分的に膜厚が0.01μmより薄い箇所が発現して、同一電極上で均等な厚みのCu、Ni、Sn、Pdを含む金属間化合物を形成することが出来ず、安定したはんだ接合信頼性を得るのが
難しくなるため望ましくない。
難しくなるため望ましくない。
前記置換Snめっき皮膜中のピンホールは、置換Snめっき浴中への塩化物、あるいは次亜りん酸塩、臭化物、硝酸塩から選ばれる添加剤の少なくとも一種類以上の添加によって形成され、ピンホール量は、前記添加剤の添加量に応じて増加する。ピンホール量は、前記置換Snめっき皮膜上での無電解Niめっき皮膜の析出速度をコントロールするために行われ、その添加量が多いほど無電解Niめっきの析出速度を速めることができ、タクトを短くすることができる。
Cuからなる電極上に対する置換Snめっき後の無電解Niめっき処理は、前記Cuからなる電極と前記順次積層してなるめっき皮膜接合界面において、高い強度を示すNi、Cu、Sn、Pdを含む金属間化合物層を形成する目的で行われる。
前記無電解Niめっき皮膜は、無電解Ni−Pめっき、無電解ニッケル−ホウ素(Ni−B)めっき、無電解純Niめっきのいずれの処理でも構わない。無電解Ni−Pめっき処理を施す場合、Niめっき皮膜中のP濃度に対する制限はないが、P濃度が6〜9wt%程度の中Pタイプが望ましい。これは、P濃度が6wt%より低い場合、無電解Niめっき皮膜の耐食性が低下し、置換Auめっき時において、無電解Niめっき皮膜が腐食されてブラックパッドを形成し、はんだ接合性が低下するためである。また、P濃度が9wt%より高い場合は、はんだとめっき皮膜界面において、はんだ接合性を低下させる要因となるPリッチ層が形成されやすくなるため望ましくない。
前記無電解Niめっき皮膜は、めっき厚が1.0μm以下であることが望ましい。これは、前記無電解Niめっき厚が1.0μmよりも厚く形成されると、該無電解Niめっき皮膜がはんだの加熱接合時において、前記順次積層してなるめっき皮膜/はんだ接合界面に、皮膜状に残存して、はんだ接合信頼性を低下させるためである。
無電解Pdめっき皮膜は、無電解Pd−Pめっき、無電解純Pdめっきのいずれでも構わないが、本発明にかかる無電解Pdめっき皮膜は、めっき厚が、0.05から0.2μmであることが望ましい。該膜厚が0.2μm以上の場合、Pdがはんだ中に溶解することなく、前記順次積層してなるめっき/はんだ接合界面に皮膜状に残存し、はんだ接合信頼性を低下させる恐れがある。また、該膜厚が0.05μmよりも薄い場合、ほとんどのPdがはんだバルク中に溶解してしまうため、接合界面において金属間化合物層形成時の触媒核として振舞うPdが減少し、その結果、Cu、Ni、Sn、Pdを含む合金層の形成が前記Cuからなる電極とはんだ接合界面で不連続となり、はんだ接合性にばらつきが生じる恐れがある。
無電解Auめっき皮膜は、置換めっき、置換還元、還元めっきのいずれの方法を用いて形成してもよく、該膜厚は、十分なはんだ濡れ性を確保するために0.02〜0.1μmであることが望ましい。前記Auめっき厚が0.1μmより厚い場合、はんだ中に多量のAuが溶け込み、はんだ接合性が低下するため望ましくない。
Cuからなる電極上に置換Snめっき皮膜形成時の前処理として、Pd触媒化処理を施しても良い。これは、はんだを加熱接合した際において、前記順次積層してなるめっき皮膜とはんだ接合界面のみならず、前記Cuからなる電極と置換Snめっき皮膜界面においても、該Pdを付与することにより、Pdを核とした合金層の形成を促進させて、Ni、Cu、Sn、Pdを含む合金層を形成させることができるためであり、置換Snめっき皮膜に対し、Cuからなる電極側及びはんだ側から金属間化合物層を形成することができる。
前記置換Snめっき皮膜に対し、Cuからなる電極側及びはんだ側に形成された金属間化合物層は、リフロー時において、一体化し、同一の金属間化合物層となる。置換Snめっき皮膜に対して、はんだ側のみから金属間化合物層を形成させた場合よりも、置換Snめっき皮膜に対して、はんだと電極の両側から金属間化合物層を形成させた方が、金属間化合物層中のCu、Ni、Sn、Pdの成分比に偏りが生じにくく、安定したはんだ接合性を得ることができる。また、脆い金属間化合物層であるNi3Sn4層の成長を制御することで、はんだ接合信頼性を向上させることができる。
前記Cuからなる電極上へのPd触媒化処理において、Pd触媒化処理液は塩化Pd溶液、硫酸Pd溶液などを使用することができる。処理量は、0.05mg/dm2以下が適当である。処理量が0.05mg/dm2より多い場合、Cuからなる電極と置換Snめっき皮膜界面でCu、Snからなる合金層が形成され、電極側からのCuの溶解が抑制され、Cuからなる電極上に順次積層した置換Snめっき皮膜、無電解Niめっき皮膜、無電解Pdめっき皮膜、無電解Auめっき皮膜とはんだ接合界面において、Ni、Cu、Sn、Pdを含む合金層の形成が阻害される。
本発明に使用可能なはんだとしては、スズと銅、銀、ビスマス、インジウム(SnとCu、Ag、Bi、In)などから1種類以上選択して構成されるものが挙げられ、例えば、Sn−3.5Ag(Sn96.5%、Ag3.5%)、Sn−58Bi、Sn−8.0Zn−3.0Bi、Sn−3.5Ag−0.5Bi−3.0In、Sn−3.5Ag−0.5Bi−4.0In、Sn−3.5Ag−0.5Bi−8.0In、Sn−3Ag−0.5Cu、Sn−3.5Ag−0.75Cu、Sn−40Bi−0.1Cuなどが挙げられる。
また、前記はんだには、Sn−37Pbを使用することもできる。無電解Ni/Pd/Auめっき上に前記Sn−37Pbはんだを接合した場合、はんだとめっき接合界面において、Pbの濃縮によるはんだ接合信頼性の低下が生じるが、本発明にかかる表面処理とSn−37Pbの接合界面においては、Pbの濃縮は生じず、はんだ接合性が向上する。
以下に本発明にかかる実施例について説明する。
本実施例においては、置換Snめっき、無電解Ni−Pめっき(P:7wt%)、無電解Pd−Pめっき(P:4wt%)、置換Auめっきを順次積層したCuからなる電極(電極径=φ500μm)を作製後、該電極上にφ=600μmのSn−3Ag−0.5Cu(Sn96.5%、Ag3%、Cu0.5%)、Sn−3.5Ag−0.5Bi−8Inのはんだボールを加熱接合によって搭載し、はんだシェア試験により、接合強度を測定した。
Cuからなる電極には、ガラスエポキシ樹脂に無電解銅めっきと電気銅めっきを行い、サブトラクティブ法によりCuパターンを形成し、パッド径がφ500μmとなるようにソルダーレジストでパッド以外の部分を被覆したものを用いた。
前記置換Snめっき、無電解Ni−Pめっき、無電解Pd−Pめっき、置換Auめっき処理に用いた浴組成は以下の通りである。
・置換Snめっき
メタンスルホン酸Sn:10g/L
メタンスルホン酸:20g/L
チオ尿素:50g/L
塩化ナトリウム:5g/L
液温:55℃
析出速度:0.1μm/min
・無電解Ni−Pめっき
Ni:5g/L(硫酸Niとして添加)
次亜りん酸ナトリウム:30g/L
乳酸:25g/L
チオ尿素:0.5mg/L
硝酸Pb:0.5mg/L
pH:4.5
液温:84℃
析出速度:12μm/h
・無電解Pd−Pめっき
Pd:0.8g/L(テトラアンミンPdとして添加)
次亜りん酸ナトリウム:10g/L
硝酸Bi:2mg/L
りん酸:10g/L
pH:7.5
液温:43℃
析出速度:0.05μm/5分
・置換Auめっき
Au:1.0g/L(シアン化Auカリウムとして添加)
チオ硫酸:1mg/L
クエン酸:25g/L
りん酸:10g/L
pH:4.5
液温:86℃
析出速度:0.05μm/20分
・Pd触媒化処理液
Pd:0.1g/L(塩化Pdとして添加)
塩酸:1.5g/L
液温:25℃
<実施例1>
φ=500μmのCuからなる電極上に、前記置換Snめっき浴を用いて置換Snめっき皮膜を形成後、該置換Snめっき皮膜上に前記無電解Ni−Pめっき浴を用いて、無電解Ni−Pめっき皮膜を形成する工程において、前記置換Snめっき浴中への添加剤(塩化ナトリウム)の添加による無電解Ni−Pめっき皮膜の析出性への効果を検証した。
メタンスルホン酸Sn:10g/L
メタンスルホン酸:20g/L
チオ尿素:50g/L
塩化ナトリウム:5g/L
液温:55℃
析出速度:0.1μm/min
・無電解Ni−Pめっき
Ni:5g/L(硫酸Niとして添加)
次亜りん酸ナトリウム:30g/L
乳酸:25g/L
チオ尿素:0.5mg/L
硝酸Pb:0.5mg/L
pH:4.5
液温:84℃
析出速度:12μm/h
・無電解Pd−Pめっき
Pd:0.8g/L(テトラアンミンPdとして添加)
次亜りん酸ナトリウム:10g/L
硝酸Bi:2mg/L
りん酸:10g/L
pH:7.5
液温:43℃
析出速度:0.05μm/5分
・置換Auめっき
Au:1.0g/L(シアン化Auカリウムとして添加)
チオ硫酸:1mg/L
クエン酸:25g/L
りん酸:10g/L
pH:4.5
液温:86℃
析出速度:0.05μm/20分
・Pd触媒化処理液
Pd:0.1g/L(塩化Pdとして添加)
塩酸:1.5g/L
液温:25℃
<実施例1>
φ=500μmのCuからなる電極上に、前記置換Snめっき浴を用いて置換Snめっき皮膜を形成後、該置換Snめっき皮膜上に前記無電解Ni−Pめっき浴を用いて、無電解Ni−Pめっき皮膜を形成する工程において、前記置換Snめっき浴中への添加剤(塩化ナトリウム)の添加による無電解Ni−Pめっき皮膜の析出性への効果を検証した。
Cuからなる電極上に置換Snめっき処理をする工程において、置換Snめっき浴中に塩化ナトリウムの濃度が5g/Lとなるように添加し、置換Snめっき皮膜を0.5μm形成後、無電解Ni−Pめっき処理を前記浴中にて15分間実施した。
<比較例1>
Cuからなる電極上に置換Snめっき処理をする工程において、置換Snめっき浴中に塩化ナトリウムを添加せずに、置換Snめっき皮膜を0.5μm形成後、無電解Ni−Pめっき処理を前記浴中にて15分間実施した。
Cuからなる電極上に置換Snめっき処理をする工程において、置換Snめっき浴中に塩化ナトリウムを添加せずに、置換Snめっき皮膜を0.5μm形成後、無電解Ni−Pめっき処理を前記浴中にて15分間実施した。
実施例1と比較例1より、置換Snめっき浴中に塩化ナトリウムを5g/L添加した時と未添加の場合において、無電解Ni−Pめっきの各膜厚は、3μm、0.05μmとなった。また、未添加時のめっき皮膜表面には、めっきムラが認められた。これより、Snめっき皮膜上に無電解Ni−Pめっき皮膜を析出させるためには、Snめっき皮膜中にピンホールを設ける必要があり、これは、置換Snめっき浴中に塩化ナトリウムを添加することで達成できることが確認された。
<実施例2>
φ=500μmのCuからなる電極上に、前記置換Snめっき浴、無電解Ni−Pめっき浴、無電解Pd−Pめっき浴、置換Auめっき浴を用いて、置換Snめっき、無電解Ni−Pめっき、無電解Pd−Pめっき、置換Auめっき皮膜の各厚みが表1記載の数値となるように、サンプルを作製後、該電極上にφ=600μmのSn−3Ag−0.5Cu、Sn−3.5Ag−0.5Bi−8Inのはんだボールを加熱接合によって搭載し、はんだシェア試験により、はんだ付け性を評価し、結果を表1に示した。
φ=500μmのCuからなる電極上に、前記置換Snめっき浴、無電解Ni−Pめっき浴、無電解Pd−Pめっき浴、置換Auめっき浴を用いて、置換Snめっき、無電解Ni−Pめっき、無電解Pd−Pめっき、置換Auめっき皮膜の各厚みが表1記載の数値となるように、サンプルを作製後、該電極上にφ=600μmのSn−3Ag−0.5Cu、Sn−3.5Ag−0.5Bi−8Inのはんだボールを加熱接合によって搭載し、はんだシェア試験により、はんだ付け性を評価し、結果を表1に示した。
<比較例2−1〜2−8>
実施例2に対し、実施例2と同様の方法で、置換Snめっき厚を0〜0.3μm、無電解Ni−Pめっき厚を0〜2.0μm、無電解Pd−Pめっき厚を0〜0.3μm、置換Auめっき厚を0〜0.2μmに変化させたサンプルを作製し、はんだ接合性を評価し、結果を表1に示した。
実施例2に対し、実施例2と同様の方法で、置換Snめっき厚を0〜0.3μm、無電解Ni−Pめっき厚を0〜2.0μm、無電解Pd−Pめっき厚を0〜0.3μm、置換Auめっき厚を0〜0.2μmに変化させたサンプルを作製し、はんだ接合性を評価し、結果を表1に示した。
<比較例2−9〜2−10>
実施例2に対し、一般的な無電解Ni/Auめっき、無電解Ni/Pd/Auめっきサンプルを作製して、はんだ接合性を評価し、結果を表1に示した。
実施例2に対し、一般的な無電解Ni/Auめっき、無電解Ni/Pd/Auめっきサンプルを作製して、はんだ接合性を評価し、結果を表1に示した。
表1より、実施例2に記載した置換Snめっき、無電解Ni−Pめっき、無電解Pd−Pめっき、置換Auめっき皮膜の各厚みが本発明にかかる請求の範囲内にある0.5、0.5、0.1、0.05μmである場合において、はんだ接合強度が、比較例2−1〜2−8よりも良好な結果を示した。また、比較例2−9〜2−10との比較から、従来、プリント配線板に用いられてきた無電解Ni/Auめっき、無電解Ni/Pd/Auめっき処理よりも実施例2の本発明にかかる表面処理の方が、はんだ接合性に優れていることが示された。
<実施例3、4>
実施例2に対し、前記各めっき浴を用いて、Cuからなる電極上にPd触媒化処理を0.05mg/dm2形成後、置換Snめっき厚を0.5μm、無電解Ni−Pめっき厚を0.5μm、無電解Pd−Pめっき厚を0.1μm、置換Auめっき厚を0.05μmに変化させたサンプルを作製し、はんだ接合性を評価し、結果を表1に示した。
実施例2に対し、前記各めっき浴を用いて、Cuからなる電極上にPd触媒化処理を0.05mg/dm2形成後、置換Snめっき厚を0.5μm、無電解Ni−Pめっき厚を0.5μm、無電解Pd−Pめっき厚を0.1μm、置換Auめっき厚を0.05μmに変化させたサンプルを作製し、はんだ接合性を評価し、結果を表1に示した。
表1より、Cuからなる電極表面に前記めっき皮膜を順次積層する前処理として、Pd触媒化処理をすることにより、本発明にかかる表面処理方法が、同等もしくはそれ以上のはんだ接合強度を示した。これより、実施例1よりも、より高いはんだ接合強度を得るためには、Cuからなる電極と置換Snめっき皮膜界面に、Pd触媒層を設ける必要があることが確認された。
Claims (5)
- Cuからなる電極を有する配線基板の電極上へはんだが加熱接合され、電極とはんだとの接合界面が、電極上の表面処理によりCu、Ni、Sn、Pdを含む金属間化合物層が形成されてなり、表面処理が、ピンホールを有する置換Snめっき皮膜と、無電解Niめっき皮膜と、無電解Pdめっき皮膜と、無電解Auめっき皮膜とをCuからなる電極上に順次積層したことを特徴とした配線基板。
- 請求項1記載の置換Snめっき皮膜のピンホールが、置換Snめっき浴中への塩化物、次亜りん酸塩、臭化物、硝酸塩から選ばれる添加剤の少なくとも一種類以上の添加によって形成されることを特徴とする請求項1記載の配線基板。
- 請求項1記載のCuからなる電極上に順次めっき皮膜を積層した配線基板において、Cu電極と置換Snめっき界面にPd触媒化処理が行われることを特徴とする請求項1または2記載の配線基板。
- 置換Snめっき厚が0.01〜2.0μm、無電解Niめっき厚が0.01〜1.0μm、無電解Pdめっき皮膜の厚みが0.05〜0.2μm、無電解Auめっき皮膜の厚みが0.02〜0.1μmであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の配線基板。
- Cuからなる電極を有する基板を用意する工程と、
電極上に、ピンホールを有する置換Snめっき皮膜と、無電解Niめっき皮膜と、無電解Pdめっき皮膜と、無電解Auめっき皮膜とを順次積層する工程と、
積層した表面にはんだを加熱接合し、Cu、Ni、Sn、Pdを含む金属間化合物層を形成してはんだと電極を接続する工程と、
を含むことを特徴とする配線基板の製造方法。
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JP2013012739A (ja) * | 2011-06-28 | 2013-01-17 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 電気接続端子構造体及びその製造方法 |
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-
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