JP2681738B2 - 連続的はんだ回路形成法 - Google Patents

連続的はんだ回路形成法

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武夫 倉本
孝志 荘司
丈和 堺
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof

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  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は連続したシート状支持体
上に設けられたそれぞれが独立したプリント配線板には
んだ回路(プリント回路板に電子部品を取りつけるた
め、および単なる防錆処理のため、金属回路のパッド面
にあらかじめはんだ薄層を形成したもの)を連続的に形
成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年プラスチック基板(フィルムもあ
る。)、セラミック基板、あるいはプラスチック等をコ
ートした金属基板等の絶縁基板上に、適当な方法により
電子回路を形成したプリント配線板(プリント基板ある
いは印刷配線板とも言う。)が開発され、その配線面上
にIC素子、半導体チップ、抵抗、コンデンサー等の電
子部品をはんだ付けして電子機器を構成させる手段が広
く採用されている。
【0003】ところで上記実装回路装置の製造において
は、電子部品のリード端子を所定のパッドにはんだ付け
するためには、前記パッド面にあらかじめはんだ薄層を
形成しておき、所要の電子部品を位置決め配置した後、
はんだ薄層をリフローさせてはんだ付けを行うのが普通
である。
【0004】このはんだ回路(はんだ薄層)を形成する
ためには、メッキ法、はんだ浴ディップ法(浸漬法)あ
るいははんだ粉末のペーストを印刷する方法などが行わ
れてきたが、実装密度の向上に伴い、要求されるはんだ
回路のパターンはますます微細となり、作業効率、オン
スペック率の向上と共に回路パターンの縮小の要求のた
めこれらの方法では対応が困難になりつつある。
【0005】これら従来のはんだ回路形成法の中で高精
細パターンはんだ回路に適用可能な方法としてはメッキ
法がある。
【0006】メッキ法には電解メッキ、無電解メッキが
あり、中でも品質的、操業的にも電解メッキ法がもっと
も安定した方法とされている。しかし実際のプリント配
線板のはんだ回路部となる対象部分は独立したパターン
として存在する場合が多く、連続したシート状支持体上
に設けられたそれぞれが独立したプリント配線板への電
解メッキの適用は電気導通の点で困難を伴うだけでな
く、パターンの配置に応じてダミー部を設ける必要があ
るが、該ダミー部はメッキ処理後カット除去されるもの
であり、その面積はデザインによっても異なるが、全体
のはんだコート面積の10〜20%に相当することも多
くコスト的にも大きな問題となっている。
【0007】一方、無電解メッキは上記電解メッキにお
ける電気導通の問題点は解決されるが、はんだ薄層の厚
さが必要な厚さを得ることが困難であるという技術上の
問題がある。
【0008】また表面をフラックスでコーティングした
はんだ粉末を静電塗装法により回路部分に塗布する方法
(特開平3−50853号)の提案があるが、この方法
ではまだ高精度の微細パターンを得ることは容易でな
い。
【0009】また回路部分にフラックスを印刷、塗布
し、その上にはんだ粉末を付着させた後、はんだの融点
以上に加熱して溶融させ、このはんだ溶融面上に気体を
吹きつけてレベリングを行い、はんだ回路を形成する方
法(特開平4−10694号)の提案がある。この方法
においては高精度でもってパッド面にフラックスを印刷
することが困難なだけでなく、はんだ融液のレベリング
の際に微小間隔のパターンのブリッジの危険もあり、高
度の熟練した作業が要求される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】連続したシート状支持
体上に設けられたそれぞれが独立しているプリント配線
板のはんだ回路形成においてはんだパターンの微細化に
伴ってその精度を向上させるための問題の解決、作業効
率などの点において改良することが要求されている。
【0011】本発明は金属露出部に粘着性を付与するこ
とによりはんだ粉末を正確にその部分にのみ付着させる
ことに成功したことを基礎とするものであり、これに基
づいた電気導通の課題、ダミー部を不要とし、コストダ
ウン、一度の処理で必要な厚さのはんだ層の形成、はん
だブリッジの回避並びに精度の高い連続的はんだ回路基
板の形成方法の開発を目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】 本発明は、連続したシ
ート状支持体上に設けられたそれぞれが独立したプリン
ト配線板の金属回路露出部に対して選択的に粘着性付与
化合物の少なくとも1種を含む溶液による化学的処理に
より粘着性を付与した後、該粘着性付与部にはんだ粉末
を付着させ、次いで該粉末を溶融することにより、金属
露出部表面にはんだコート皮膜を形成させることを特徴
とする連続的はんだ回路形成法を開発することにより上
記の目的を達成した。
【0013】本発明の対象とする連続したシート状支持
体上に設けられたそれぞれが独立しているプリント配線
板とは、例えばポリイミドフィルムまたはポリエステル
フィルム等の熱可塑性樹脂フィルムに、銅のごとき良導
電性金属箔を接着剤により積層させ、レジストとして感
光性樹脂フィルムをラミネートし、感光、処理して金属
回路を形成させたような回路板あるいは熱可塑性フィル
ムに直接配線板を印刷したようなものであっても良い。
【0014】回路を形成する金属としてはほとんどの場
合銅が主として用いられており、本発明の粘着性付与化
合物(ナフトトリアゾール系誘導体、ベンゾトリアゾー
ル系誘導体、イミダゾール系誘導体、ベンゾイミダゾー
ル系誘導体、メルカプトベンゾチアゾール系誘導体およ
びベンゾチアゾールチオ脂肪酸等)に対してもっとも好
ましい金属材料であるが、これに限らず銀、金、錫、タ
ングステン等の単独またはその複合物等の他の金属であ
っても良い。他の金属にあっては該粘着性付与化合物と
の結合が銅に比して弱い傾向がある。
【0015】本発明において化学的処理に使用する粘着
性付与化合物としては、金属と作用して粘着性を発現す
る化合物であれば限定はないが、例えば一般式(1)で
表されるベンゾトリアゾール系誘導体、
【化1】 一般式(2)で表されるナフトトリアゾール系誘導体、
【化2】 一般式(3)で表されるイミダゾール系誘導体、
【化3】 一般式(4)で表されるベンゾイミダゾール系誘導体、
【化4】 一般式(5)で表されるメルカプトベンゾチアゾール系
誘導体
【化5】 一般式(6)で表されるベンゾチアゾールチオ脂肪酸系
誘導体などを挙げることができる。
【化6】
【0016】これらの化合物として、一般式(1)で示
されるベンゾトリアゾール系誘導体としてはR1 は水素
原子でも良いが、一般には炭素数の多いアルキル基のほ
うが粘着性が強いようである。
【0017】一般式(3)および一般式(4)で示され
るイミダゾール系誘導体およびベンゾイミダゾール系誘
導体のR4 、R5 、R6 およびR7 のアルキル基または
アルキルチオ基においては一般には炭素数の多いほうが
粘着性が強いので好ましい。
【0018】一般式(6)で示されるベンゾチアゾール
チオ脂肪酸系誘導体においては、R10は炭素数1または
2が好ましい。
【0019】該粘着性付与化合物の少なくとも一つを水
に溶解し、酸性、好ましくはpH3〜4程度の微酸性に
調整して用いる。処理に際して回路の金属が銅であると
きは塩酸、硫酸、硝酸、リン酸等の無機酸を挙げること
ができる。また有機酸としては蟻酸、酢酸、プロピオン
酸、リンゴ酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、酒石酸
等が使用できる。該粘着性付与化合物の濃度は厳しく限
定はされないが溶解性、使用状況に応じて適宜調整して
用いるが、好ましくは全体として0.05重量%乃至2
0重量%くらいのものが使用しやすい。
【0020】これより低濃度にすると粘着性薄膜の生成
が不十分となり、性能上好ましくない。
【0021】処理温度は室温よりは若干加温したほうが
粘着性膜の生成速度、生成量も良く、粘着性付与化合物
濃度、金属の種類などにより変わり限定的でないが、一
般的には30℃乃至60℃位の範囲が好適である。浸漬
時間は限定的でないが、作業効率から5秒乃至5分間位
の範囲になるように他の条件を調整することが好まし
い。
【0022】なお、この場合はんだ回路形成用液中に銅
イオンとして100〜1000ppmを共存させるとき
は粘着性膜の生成速度、生成量などの生成効率が高まる
ので好ましい。
【0023】このはんだ回路形成用液は銅における場合
より弱いが、はんだ面に対しても粘着面を形成するの
で、はんだ層が要求の厚さに達しないとき(特に銅以外
の金属面において)は、2回以上の複数回処理すること
により目的とする厚さのはんだ回路とすることができ
る。上記から分かるようにはんだプリコートのみなら
ず、バンプ用としても有効に使用できるものであり、本
発明のはんだ回路に当然含まれるものである。
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】化学的処理において、処理すべきプリント
回路板は他の金属回路部分はレジスト等で覆われはんだ
回路の部分の金属回路のみが露出した状態にしておき、
前述の粘着性付与化合物を含む溶液中を連続的に浸漬通
過させるかまたは塗布すると、金属露出表面に粘着付与
化合物が付着して粘着性を示す。これを水洗、乾燥して
金属露出面が粘着性のある表面となったプリント回路板
が得られる。
【0028】
【0029】この金属露出面に粘着性を付与されたプリ
ント配線板にはんだ粉末をふりかけ、粘着面に付着さ
せ、余分のはんだ粉末を除いた後加熱し、該はんだ粉末
を溶融しレベリングしてはんだ回路を形成させる。この
際に使用するはんだの材質としては共晶、銀入り、ビス
マス入り等用途により任意に選択できる。
【0030】
【作用】本発明は連続したシート状支持体上に設けられ
たそれぞれが独立したプリント配線板のはんだ回路を形
成するのに、回路を形成する金属露出部に粘着性を付与
し、そこにはんだ粉末を付着させることにより精確微細
なはんだ回路を連続的に形成させるという全く新規な手
段を開発したものである。
【0031】この結果電気メッキ法で必要とされたそれ
ぞれが独立した回路を形成するプリント配線板ごとの電
気導通手段が必要でなくなり、簡単な方法で連続的には
んだ回路の形成することが可能となった。
【0032】化学処理による方法は高微細パターンでも
十分に適用可能であり、はんだブリッジの生成が少ない
連続的はんだ回路形成法である。
【0033】
【実施例】ポリイミドフィルムを支持体とし銅箔を貼合
した連続シートに対して、常法により銅パターンをエッ
チングによって得た後、はんだコートの必要な部分を打
ち抜いたポリイミドフィルムを接着剤を介して銅パター
ン上に位置合わせして貼合した。貼合した連続シートは
常法により銅露出部に対してソフトエッチングの前処理
後、酢酸によりpHを約4に調整された、金属銅とキレ
ート化合物を形成する2−ウンデシルイミダゾールの1
重量%酢酸水溶液を満たした浴中を50℃、30秒浸漬
通過処理し、水洗、乾燥を経て銅露出部表面に選択的に
厚さ約0.2μmの粘着剤層を形成させた。その後該粘
着性層に平均粒径40μmのはんだ粉末を付着、リフロ
ー炉中で溶融し厚さ約30μmのはんだコートされたプ
リント配線板を連続シートで得た。
【0034】このパターンの場合、従来法による電解メ
ッキで1000個得るのに必要なシート面積を本発明方
法による連続したシート状支持体上に設けたそれぞれが
独立したプリント配線板としたときは1150個得るこ
とができ、約15%余分に製造可能であって、コストダ
ウンも可能であることが分かる。
【0035】
【発明の効果】高微細なはんだ回路形成においてもっと
も優れているとされている電解メッキ法が、連続したそ
れぞれが独立したプリント配線板への適用においてそれ
ぞれの回路ごとに電気的導通を必要とすること、またパ
ターンの配置に応じてダミー部を設けることが避けられ
ず、これがコストアップを招いており、この問題を解決
はできないものと考えられる。
【0036】本発明は上記の問題を連続したシート状支
持体上に設けられたそれぞれが独立したプリント配線板
上の金属回路露出部に対して連続的に化学的処理により
選択的に粘着性を付与した後、該粘着性付与部にはんだ
粉末を付着させ、リフローさせてはんだ回路を連続的に
形成することにより解決した。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連続したシート状支持体上に設けられた
    それぞれが独立したプリント配線板の金属回路露出部に
    対して選択的に粘着性付与化合物の少なくとも1種を含
    む溶液による化学的処理によって粘着性を付与した後、
    該粘着性付与部にはんだ粉末を付着させ、次いで該粉末
    を溶融することにより、金属露出部表面にはんだコート
    皮膜を形成させることを特徴とする連続的はんだ回路形
    成法。
  2. 【請求項2】 連続したシート状支持体がポリイミドフ
    ィルムまたはポリエステルフィルムであり、金属回路露
    出部の金属が銅である、いわゆるフレキシブルプリント
    基板に対してはんだコートを行う請求項1記載の連続的
    はんだ回路形成法。
  3. 【請求項3】 粘着性付与化合物が、ナフトトリアゾー
    ル系誘導体、ベンゾトリアゾール系誘導体、イミダゾー
    ル系誘導体、ベンゾイミダゾール系誘導体、メルカプト
    ベンゾチアゾール系誘導体及びベンゾチアゾールチオ脂
    肪酸の少なくとも1種の化合物である請求項1記載の連
    続的はんだ回路形成法。
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