JP4721827B2 - Wiring board manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、電子部品が搭載される配線基板に関し、特に電子部品の電極に対して電気的に接続される配線層を備える配線基板に関する。   The present invention relates to a wiring board on which an electronic component is mounted, and more particularly to a wiring board including a wiring layer that is electrically connected to an electrode of an electronic component.

電子部品（例えば、半導体素子）を搭載するための配線基板としては、絶縁基体および配線導体を含んでなるものが知られている。このような構成の配線基板は、例えば特許文献１に開示されている。   As a wiring substrate for mounting an electronic component (for example, a semiconductor element), a substrate including an insulating base and a wiring conductor is known. A wiring board having such a configuration is disclosed in Patent Document 1, for example.

図３は、従来の配線基板９０の構造を模式的に表す断面図である。配線基板９０は、絶縁基体９１および配線導体９２を備える。絶縁基体９１は、酸化アルミニウム質焼結体などのセラミック材料により構成され、図示しない電子部品を搭載するための搭載部９１ａを有する。配線導体９２は、パッド部９２ａ，９２ｂを有しており、絶縁基体９１の上面側と下面側との間の電気的導通を得るための部材である。パッド部９２ａは、絶縁基体９１の上面で露出しており、例えばボンディングワイヤを介して電子部品の電極に電気的接続される部位である。パッド部９２ｂは、絶縁基体９１の下面で露出しており、例えばはんだを介して図示しない外部電気回路に電気的接続される部位である。パッド部９２ａ，９２ｂの表面には、下地めっき層９３および表面めっき層９４が順次被着されている。下地めっき層９３は、パッド部９２ａ，９２ｂに対する表面めっき層９４の密着性を向上させるためのものであり、パッド部９２ａ，９２ｂと表面めっき層９４との双方に対する密着性に優れた材料により構成される。表面めっき層９４は、パッド部９２ａと電子部品の電極との接続およびパッド部９２ｂと外部電気回路基板の電気回路との接続におけるはんだ濡れ性やボンディング性を高めるとともに、パッド部９２ａ，９２ｂの酸化腐食を抑制するためのものであり、標準電極電位が比較的高い金属からなる。   FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a conventional wiring board 90. The wiring board 90 includes an insulating base 91 and a wiring conductor 92. The insulating base 91 is made of a ceramic material such as an aluminum oxide sintered body and has a mounting portion 91a for mounting an electronic component (not shown). The wiring conductor 92 has pads 92 a and 92 b and is a member for obtaining electrical continuity between the upper surface side and the lower surface side of the insulating base 91. The pad portion 92a is exposed on the upper surface of the insulating base 91, and is a portion that is electrically connected to an electrode of an electronic component via, for example, a bonding wire. The pad portion 92b is exposed on the lower surface of the insulating base 91, and is a portion that is electrically connected to an external electric circuit (not shown) via, for example, solder. A base plating layer 93 and a surface plating layer 94 are sequentially deposited on the surfaces of the pad portions 92a and 92b. The base plating layer 93 is for improving the adhesion of the surface plating layer 94 to the pad portions 92a and 92b, and is made of a material having excellent adhesion to both the pad portions 92a and 92b and the surface plating layer 94. Is done. The surface plating layer 94 improves solder wettability and bondability in connection between the pad portion 92a and the electrode of the electronic component and connection between the pad portion 92b and the electric circuit of the external electric circuit board, and also oxidizes the pad portions 92a and 92b. It is for suppressing corrosion and is made of a metal having a relatively high standard electrode potential.

ここで、配線基板９０の製造方法の一例について説明する。まず、周知のセラミックグリーンシート積層法の手法を採用して、配線導体９２が形成された絶縁基体９１を作製する。次に、配線導体９２におけるパッド部９２ａ，９２ｂの露出表面に、下地めっき層９３および表面めっき層９４を順次被着させることにより作製されている。なお、各めっき層９３，９４は、例えばニッケルや金などの電解めっき液中で、配線導体９２に対して所定のめっき用電流を供給する、電解めっき法などにより形成される。電流で還元されためっき液中の金属成分が配線層の表面に析出してめっき層となり、配線層や下地めっき層上に被着される。
特開２００１−２５７４５１号公報 Here, an example of a method for manufacturing the wiring board 90 will be described. First, an insulating substrate 91 in which the wiring conductor 92 is formed is manufactured by employing a known ceramic green sheet lamination method. Next, the base plating layer 93 and the surface plating layer 94 are sequentially deposited on the exposed surfaces of the pad portions 92 a and 92 b in the wiring conductor 92. Each of the plating layers 93 and 94 is formed by an electrolytic plating method or the like that supplies a predetermined plating current to the wiring conductor 92 in an electrolytic plating solution such as nickel or gold. The metal component in the plating solution reduced by current is deposited on the surface of the wiring layer to form a plating layer, which is deposited on the wiring layer or the underlying plating layer.
JP 2001-257451 A

しかしながら、配線基板９０では、配線基板９０の搭載部９０ａに電子部品を搭載する際に、配線基板９０の取扱いなどに起因する汚れ（はんだ濡れ性などを低下させる要因となる物質）を除去することを目的として、例えば水成分を含む洗浄剤による洗浄が行われると、下地めっき層９３が洗浄剤中の水成分に対して溶出（イオン化）してしまう場合がある。このような下地めっき層９３を構成する成分の溶出は、パッド部９２ａ，９２ｂの外縁部において発生し易い傾向にある。これは、パッド部９２ａ，９２ｂの外縁部において各めっき層９３，９４のつきまわりが悪いため、表面めっき層９４にピンホールなどの欠陥が生じ易くなったり、絶縁基体９１の表面に隣接するパッド部９２ａ，９２ｂの外縁部において下地めっき層９３が局部的に露出したりすることにより、表面めっき層９４による被覆の効果が充分に得られないことに起因して生じる。このように、表面めっき層９４による被覆効果が充分に得られないと、洗浄剤中の水成分が直接的に下地めっき層９３に到達して、下地めっき層９３の構成成分を酸化腐食し、イオン化してしまう。そして、イオン化された下地めっき層９３の構成成分は、表面めっき層９４の外縁部から溶出するのである。加えて、溶出したイオンは溶解度が低いため、一般的には水酸化物を形成して沈殿してしまう。すなわち、配線基板９０では、標準電極電位の高い表面めっき層９４上に、下地めっき層９３の構成成分が析出する現象が起こってしまう。このような析出が起こると、はんだ濡れ性などが低下してしまい、配線導体９２に対する電子部品の電気的および機械的な接続の長期信頼性の低下や、電子部品の搭載時における歩留まりの低下を招くという問題が発生していた。   However, in the wiring board 90, when an electronic component is mounted on the mounting portion 90a of the wiring board 90, dirt (a substance that causes a decrease in solder wettability) resulting from handling of the wiring board 90 is removed. For example, if cleaning is performed with a cleaning agent containing a water component, the base plating layer 93 may be eluted (ionized) from the water component in the cleaning agent. Such elution of the components constituting the base plating layer 93 tends to occur at the outer edge portions of the pad portions 92a and 92b. This is because the plating layers 93, 94 are poorly touched at the outer edges of the pad portions 92 a, 92 b, so that defects such as pinholes are likely to occur in the surface plating layer 94, or the pads adjacent to the surface of the insulating base 91. This occurs because the base plating layer 93 is locally exposed at the outer edge portions of the portions 92a and 92b, so that the effect of covering with the surface plating layer 94 cannot be sufficiently obtained. Thus, if the covering effect by the surface plating layer 94 is not sufficiently obtained, the water component in the cleaning agent directly reaches the base plating layer 93 and oxidizes and corrodes the constituent components of the base plating layer 93. Ionized. Then, the constituent components of the ionized base plating layer 93 are eluted from the outer edge portion of the surface plating layer 94. In addition, since the eluted ions have low solubility, they generally form hydroxides and precipitate. That is, in the wiring substrate 90, a phenomenon occurs in which the constituent components of the base plating layer 93 are deposited on the surface plating layer 94 having a high standard electrode potential. When such precipitation occurs, the solder wettability and the like are reduced, and the long-term reliability of the electrical and mechanical connection of the electronic component to the wiring conductor 92 is reduced, and the yield when the electronic component is mounted is reduced. The problem of inviting occurred.

特に、近年は、電子部品の高密度実装化が進行しているため、配線導体９２のパッド部９２ａと電子部品の電極との接合面積が小さくなる傾向にあり、わずかな析出（汚染）でも接合強度が大きく低下し、電子部品の接続信頼性が低下してしまう。加えて、コスト削減の要請から、表面めっき層９４の厚さ自体も薄く設定される傾向にあり、下地めっき層９３の溶出が起こり易くなっている。   In particular, in recent years, since electronic components are being mounted at high density, the bonding area between the pad portion 92a of the wiring conductor 92 and the electrode of the electronic component tends to be small, and even a slight precipitation (contamination) can be bonded. The strength is greatly reduced, and the connection reliability of the electronic component is reduced. In addition, due to the demand for cost reduction, the thickness of the surface plating layer 94 tends to be set thin, and the base plating layer 93 is likely to be eluted.

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、配線導体に対する電子部品の電気的および機械的な接続の長期信頼性に優れる配線基板を提供することを、目的とする。   The present invention has been conceived under such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a wiring board having excellent long-term reliability of electrical and mechanical connection of electronic components to a wiring conductor. To do.

本発明に係る配線基板の製造方法は、配線層を有する絶縁基体を準備する工程と、前記配線層上に、ニッケルまたはニッケル合金からなる第１めっき層を被着する工程と、前記第１めっき層上に、前記第１めっき層の前記ニッケルまたはニッケル合金よりも標準電極電位の高い金属材料からなる第２めっき層を被着する工程と、前記第１めっき層の前記ニッケルまたはニッケル合金の腐食速度を低減するための腐食抑制剤としてのチオ尿素を含む洗浄用溶液に、前記第１めっき層および前記第２めっき層が順次被着された前記絶縁基体を浸漬して、少なくとも前記第２めっき層の外縁部の前記第１めっき層のニッケル成分に前記チオ尿素を吸着させて、前記チオ尿素を含む腐食抑制層を被着する工程と、を備えることを特徴としている。
The method for manufacturing a wiring board according to the present invention includes a step of preparing an insulating substrate having a wiring layer, a step of depositing a first plating layer made of nickel or a nickel alloy on the wiring layer, and the first plating. A step of depositing on the layer a second plating layer made of a metal material having a higher standard electrode potential than the nickel or nickel alloy of the first plating layer; and corrosion of the nickel or nickel alloy of the first plating layer At least the second plating is performed by immersing the insulating substrate on which the first plating layer and the second plating layer are sequentially deposited in a cleaning solution containing thiourea as a corrosion inhibitor for reducing the speed. A step of adsorbing the thiourea to the nickel component of the first plating layer on the outer edge of the layer and depositing a corrosion-inhibiting layer containing the thiourea.

本発明に係る配線基板の製造方法は、前記腐食抑制層を、前記第２めっき層の前記外縁部から該外縁部に隣接する前記絶縁基体の表面にわたって被着することを特徴としている。
 A method for manufacturing a wiring board according to the present invention, the corrosion-inhibiting layer, is characterized in that you applied over the surface of the insulating substrate adjacent to the outer edge from said outer edge portion of the second plating layer.

本発明に係る配線基板の製造方法は、少なくとも第２めっき層の外縁部の前記第１めっき層のニッケル成分に前記チオ尿素を吸着させて、チオ尿素を含む腐食抑制層を被着する工程を備えている。そのため、本配線基板の製造方法では、第２めっき層の外縁部近傍（第２めっき層の厚さが相対的に薄くなる部位）に対して、例えば洗浄剤などに含まれる水成分が作用したとしても、腐食抑制層の腐食抑制剤により第１めっき層の腐食（構成成分のイオン化）が抑制される。したがって、本配線基板の製造方法では、第２めっき層の外縁部近傍から第１めっき層の構成成分が腐食により溶出するのを抑制することができるので、溶出成分が第２めっき層上に析出するのを抑制することができる。特に、第２めっき層の外縁部近傍は、第１めっき層および第２めっき層のつきまわりが悪く、めっきの欠陥（ピンホールなど）が比較的生じ易い部位であるため、このような部位に対して優先的に腐食抑制層を設けることにより、第１めっき層の構成成分の溶出を効果的に抑制することができるのである。 The method for manufacturing a wiring board according to the present invention includes the step of adsorbing the corrosion-inhibiting layer containing thiourea by adsorbing the thiourea to at least the nickel component of the first plating layer at the outer edge of the second plating layer. I have. Therefore, in the method for manufacturing the wiring board, for example, a water component contained in a cleaning agent or the like acts on the vicinity of the outer edge of the second plating layer (a portion where the thickness of the second plating layer becomes relatively thin). However, corrosion (ionization of constituent components) of the first plating layer is suppressed by the corrosion inhibitor of the corrosion suppression layer. Therefore, in the manufacturing method of the present wiring board, it is possible to suppress the constituent components of the first plating layer from being eluted from the vicinity of the outer edge portion of the second plating layer due to corrosion, so that the eluted components are deposited on the second plating layer. Can be suppressed. In particular, the vicinity of the outer edge of the second plating layer is a region where the first plating layer and the second plating layer are poorly attached and plating defects (such as pinholes) are relatively likely to occur. On the other hand, by providing the corrosion suppression layer preferentially, the elution of the constituent components of the first plating layer can be effectively suppressed.

以上のことから、本配線基板の製造方法では、第１めっき層の構成成分の析出が溶出して、第２めっき層上に析出するのが抑制されるため、はんだ濡れ性などの低下が抑制され、配線層に対する電子部品の電気的および機械的な接続の長期信頼性、並びに、電子部品の搭載時における歩留まりの向上を図ることができるのである。
From the above, in this method of manufacturing a wiring board , precipitation of constituent components of the first plating layer is eluted and is prevented from being deposited on the second plating layer, so that a decrease in solder wettability is suppressed. In addition, it is possible to improve the long-term reliability of the electrical and mechanical connection of the electronic component to the wiring layer and the yield when the electronic component is mounted.

第２めっき層の外縁部から外縁部に隣接する絶縁基体の表面にわたって腐食抑制層を被着する場合には、第２めっき層の最外縁と絶縁基体の表面との境界部分において、第２めっき層上に第１めっき層の構成成分が析出するのをより効果的に抑制することができる。したがって、本配線基板の製造方法では、配線導体に対する電子部品の電気的および機械的な接続の長期信頼性、並びに、電子部品の搭載時における歩留まりの向上をより一層図ることができる。
When the corrosion inhibiting layer is applied from the outer edge of the second plating layer to the surface of the insulating base adjacent to the outer edge, the second plating is applied at the boundary between the outermost edge of the second plating layer and the surface of the insulating base. It can suppress more effectively that the component of a 1st plating layer precipitates on a layer. Therefore, in the method for manufacturing the wiring board , it is possible to further improve the long-term reliability of the electrical and mechanical connection of the electronic component to the wiring conductor and the yield when the electronic component is mounted.

第１めっき層の金属材料としてニッケルまたはニッケル合金を採用し、腐食抑制層の腐食抑制剤としてチオ尿素を採用することから、ニッケル成分に対するチオ尿素の吸着性が高いので、チオ尿素が第１めっき層のニッケル成分に吸着することにより、該ニッケル成分の溶出を効果的に抑制することができる。したがって、本配線基板の製造方法では、配線導体に対する電子部品の電気的および機械的な接続の長期信頼性、並びに、電子部品の搭載時における歩留まりの向上を図ることができる。なお、第１めっき層の金属材料として採用されるニッケルまたはニッケル合金は、配線層を構成する材料（例えば、タングステン）と第２めっき層を構成する材料（例えば、金）に対する密着性に優れているため、配線層に対する第２めっき層の被着強度を高めることができる。
Since nickel or a nickel alloy is used as the metal material for the first plating layer and thiourea is used as the corrosion inhibitor for the corrosion suppression layer, thiourea is highly adsorbed to the nickel component. by adsorbing the nickel component of the layer, it is possible to suppress the elution of the nickel component in effective. Therefore, in the manufacturing method of the present wiring board, electrical and long-term reliability of the mechanical connection of an electronic component for wiring conductors, as well as the improvement in yield at the time of mounting the electronic components may FIG Rukoto. Note that nickel or a nickel alloy employed as the metal material of the first plating layer has excellent adhesion to the material constituting the wiring layer (for example, tungsten) and the material constituting the second plating layer (for example, gold). because you are, Ru can improve the deposition strength of the second plating layer for wiring layer.

図１は、本発明の実施形態に係る配線基板Ｘの構造を模式的に表す断面図である。図２は、図１に示す配線基板Ｘの要部拡大断面図である。配線基板Ｘは、絶縁基体１０、配線層２０、下地めっき層３０、表面めっき層４０、腐食抑制層５０を有しており、図示しない電子部品を搭載して電子装置を構成するものである。なお、電子部品としては、光半導体素子（ラインセンサ、エリアセンサ、イメージセンサ、電荷結合素子、ＥＰＲＯＭ（Erasable and Programmable Read Only Memory）など）、圧電素子（圧力センサ、加速度センサ、水晶振動子など）、半導体集積回路素子（ＩＣ）、コンデンサ、抵抗器などが挙げられる電子部品としては、半導体集積回路素子（ＩＣ）、エリアセンサ、ラインセンサ、ＣＣＤなどの光半導体素子、圧力センサ、加速度センサ、水晶振動子などの圧電素子、コンデンサ、抵抗器などが挙げられる。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a wiring board X according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the wiring board X shown in FIG. The wiring board X includes an insulating substrate 10, a wiring layer 20, a base plating layer 30, a surface plating layer 40, and a corrosion suppression layer 50, and constitutes an electronic device by mounting electronic components (not shown). Electronic components include optical semiconductor elements (line sensors, area sensors, image sensors, charge-coupled elements, EPROM (Erasable and Programmable Read Only Memory), etc.), piezoelectric elements (pressure sensors, acceleration sensors, crystal oscillators, etc.) Electronic components such as semiconductor integrated circuit elements (IC), capacitors and resistors include semiconductor integrated circuit elements (IC), area sensors, line sensors, optical semiconductor elements such as CCDs, pressure sensors, acceleration sensors, crystals Examples include a piezoelectric element such as a vibrator, a capacitor, and a resistor.

絶縁基体１０は、搭載部１１を有しており、例えば略四角板状である。搭載部１１は、上記電子部品を搭載するための部位であり、本実施形態では絶縁基体１０の上面１０ａに設けられている。   The insulating base 10 has a mounting portion 11 and has, for example, a substantially square plate shape. The mounting portion 11 is a portion for mounting the electronic component, and is provided on the upper surface 10a of the insulating base 10 in the present embodiment.

絶縁基体１０を構成する材料としては、セラミック材料、樹脂材料、セラミック材料やガラスと樹脂材料とを含んでなる複合材料などの電気絶縁性材料などが挙げられる。ここで、セラミック材料とは、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）、窒化アルミニウム質焼結体（窒化アルミニウムセラミックス）、炭化珪素質焼結体（炭化珪素セラミックス）、窒化珪素質焼結体（窒化珪素セラミックス）、ガラス質焼結体（ガラスセラミックス）、ムライト質焼結体などであり、樹脂材料とは、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂などの熱硬化型または紫外線硬化型の樹脂である。   Examples of the material constituting the insulating base 10 include a ceramic material, a resin material, a ceramic material, and an electrically insulating material such as a composite material including glass and a resin material. Here, the ceramic material is an aluminum oxide sintered body (alumina ceramic), an aluminum nitride sintered body (aluminum nitride ceramic), a silicon carbide sintered body (silicon carbide ceramic), a silicon nitride sintered body ( Silicon nitride ceramics), glassy sintered bodies (glass ceramics), mullite sintered bodies, etc., and resin materials are thermosetting types such as epoxy resins, polyimide resins, acrylic resins, phenol resins, polyester resins, or ultraviolet rays It is a curable resin.

ここで、絶縁基体１０を構成する材料としてアルミナ質焼結体を採用した場合における絶縁基体１０の作製方法の一例について説明する。まず、酸化アルミニウム（アルミナ）や酸化カルシウム、ガラス質などの原料粉末を有機溶剤やバインダなどとともに、ドクターブレード法などの成形手法によりシート状に成形して複数のセラミックグリーンシートを作製する。次に、作製されたセラミックグリーンシートを所定寸法まで積層して、積層体としたうえで所定の焼成温度（例えば１３００〜１６００℃）で焼成する。以上のようにして、絶縁基体１０は作製される。   Here, an example of a method for manufacturing the insulating substrate 10 in the case where an alumina sintered body is employed as the material constituting the insulating substrate 10 will be described. First, raw material powders such as aluminum oxide (alumina), calcium oxide, and glass are formed into a sheet shape by a forming method such as a doctor blade method together with an organic solvent and a binder to produce a plurality of ceramic green sheets. Next, the produced ceramic green sheets are laminated to a predetermined size to form a laminate, and then fired at a predetermined firing temperature (for example, 1300 to 1600 ° C.). As described above, the insulating base 10 is manufactured.

配線層２０は、パッド部２１，２２を有しており、配線基板Ｘの上面側と下面側との間の電気的導通を得るための部材である。また、配線層２０の形態としては、メタライズ層状、メッキ層状、蒸着層状、金属箔層状などが挙げられる。パッド部２１は、配線基板Ｘの上面で露出しており、導電性接続材（例えば、はんだ）を介して電子部品（図示せず）の電極に電気的接続される部位である。パッド部２２は、絶縁基体１０の下面で露出しており、導電性接続材（例えば、はんだ）を介して外部電気回路（図示せず）に電気的接続される部位である。パッド部２１，２２は、それらの間の部位より相対的に広面積に形成されている。このような構成によると、電気的接続をより確実且つ容易に行うことができる。配線層２０を構成する材料としては、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、白金、金などの金属材料が挙げられる。   The wiring layer 20 has pads 21 and 22 and is a member for obtaining electrical continuity between the upper surface side and the lower surface side of the wiring substrate X. Moreover, as a form of the wiring layer 20, metallized layer shape, plating layer shape, vapor deposition layer shape, metal foil layer shape, etc. are mentioned. The pad portion 21 is exposed on the upper surface of the wiring board X, and is a portion that is electrically connected to an electrode of an electronic component (not shown) via a conductive connecting material (for example, solder). The pad portion 22 is exposed on the lower surface of the insulating base 10 and is a portion that is electrically connected to an external electric circuit (not shown) via a conductive connecting material (for example, solder). The pad parts 21 and 22 are formed in a relatively larger area than the part between them. According to such a configuration, electrical connection can be more reliably and easily performed. Examples of the material constituting the wiring layer 20 include metal materials such as tungsten, molybdenum, manganese, copper, silver, palladium, platinum, and gold.

ここで、配線層２０を構成する材料としてタングステンを採用するとともに、配線層２０のパッド部２１，２２の形態をメタライズ層状、パッド部２１，２２の間の導体をビア状にした場合における配線層２０の形成方法の一例について説明する。まず、タングステン粉末を有機溶剤やバインダなどとともに混練して金属ペーストを作製する。次に、作製された金属ペーストを所定の印刷方法（例えば、スクリーン印刷法）により絶縁基体１０を構成するセラミックグリーンシートに対して印刷する。また、予めセラミックグリーンシートの所定部位に所定の加工方法（例えば、機械的な打ち抜き加工やレーザ加工）により形成された貫通孔内に、作製された金属ペーストを充填することにより形成される。以上のようにして、配線層２０は形成される。   Here, tungsten is adopted as a material constituting the wiring layer 20, and the wiring layer when the pad portions 21 and 22 of the wiring layer 20 are formed into a metallized layer and the conductor between the pad portions 21 and 22 is formed into a via shape. An example of the forming method 20 will be described. First, a tungsten paste is kneaded with an organic solvent, a binder, etc., and a metal paste is produced. Next, the produced metal paste is printed on the ceramic green sheet constituting the insulating substrate 10 by a predetermined printing method (for example, screen printing method). Moreover, it forms by filling the produced metal paste in the through-hole previously formed by the predetermined process method (for example, mechanical punching process or laser processing) in the predetermined site | part of the ceramic green sheet. The wiring layer 20 is formed as described above.

下地めっき層３０は、配線層２０に対する表面めっき層４０の密着性を向上させるためのものであり、配線層２０の表面を覆うように積層形成されている。下地めっき層３０を構成する材料は、配線層２０と表面めっき層４０との双方に対する密着性に優れた材料であり、例えばニッケル、ニッケル−コバルト、ニッケル−リンなどの金属材料である。下地めっき層３０を形成する手法としては、電解めっき法や無電解めっき法などのめっき法が挙げられる。   The base plating layer 30 is for improving the adhesion of the surface plating layer 40 to the wiring layer 20 and is formed so as to cover the surface of the wiring layer 20. The material constituting the base plating layer 30 is a material having excellent adhesion to both the wiring layer 20 and the surface plating layer 40, and is a metal material such as nickel, nickel-cobalt, or nickel-phosphorus. Examples of the method for forming the base plating layer 30 include plating methods such as an electrolytic plating method and an electroless plating method.

ここで、下地めっき層３０を構成する材料としてニッケルを採用し、下地めっき層３０を形成する手法として電解めっき法を採用する場合における下地めっき層３０の形成方法の一例について説明する。まず、硫酸ニッケルおよび塩化ニッケルを主成分とし、ホウ酸などの緩衝剤や光沢剤などの添加剤を含んでなるワット浴を作製する。次に、作製したワット浴を所定の温度（例えば、４０〜６５℃）および所定のｐＨ（例えば、３〜４）に調整する。次に、温度およびｐＨが調整されたワット浴に、予め配線層２０が形成された絶縁基体１０を浸漬した状態で、外部電源（例えば、整流器）から配線層２０に対して、所定の電流密度（例えば、２〜１０Ａ／ｃｍ２）で所定時間電流を供給する。ここで、電流の供給時間は、被着させようとするニッケルめっき層（下地めっき層３０）の厚さに応じて適宜調整（例えば１μｍであれば約２〜３分の割合）する。以上のようにして、下地めっき層３０は形成される。 Here, an example of the formation method of the base plating layer 30 in the case where nickel is adopted as a material constituting the base plating layer 30 and the electrolytic plating method is adopted as a method of forming the base plating layer 30 will be described. First, a Watt bath containing nickel sulfate and nickel chloride as main components and containing a buffering agent such as boric acid and an additive such as a brightening agent is prepared. Next, the prepared Watt bath is adjusted to a predetermined temperature (for example, 40 to 65 ° C.) and a predetermined pH (for example, 3 to 4). Next, a predetermined current density is applied to the wiring layer 20 from an external power source (for example, a rectifier) in a state where the insulating substrate 10 on which the wiring layer 20 has been formed is immersed in a watt bath whose temperature and pH are adjusted. (For example, 2 to 10 A / cm 2 ) A current is supplied for a predetermined time. Here, the current supply time is appropriately adjusted according to the thickness of the nickel plating layer (base plating layer 30) to be deposited (for example, a ratio of about 2 to 3 minutes for 1 μm). As described above, the base plating layer 30 is formed.

表面めっき層４０は、配線層２０に対するはんだ（ろう材）の濡れ性などの特性を高めるとともに、配線層２０および下地めっき層３０の酸化腐食を抑制するためのものであり、下地めっき層３０の表面を覆うように積層形成されている。表面めっき層４０を構成する材料は、下地めっき層３０を構成する材料よりも標準電極電位の高い（酸化し難い）材料であり、例えば金、パラジウム、銀、白金、ロジウムなどの金属材料である。ここで、標準電極電位とは、標準水素電極の電位を０Ｖとする周知の値である（例えば、化学大辞典７（縮刷板）、第５３０頁などを参照）。表面めっき層４０を形成する手法としては、電解めっき法や無電解めっき法などのめっき法が挙げられる。   The surface plating layer 40 is for improving characteristics such as wettability of solder (brazing material) to the wiring layer 20 and for suppressing oxidative corrosion of the wiring layer 20 and the underlying plating layer 30. The layers are formed so as to cover the surface. The material constituting the surface plating layer 40 is a material having a higher standard electrode potential (not easily oxidized) than the material constituting the base plating layer 30, and is a metal material such as gold, palladium, silver, platinum, rhodium, for example. . Here, the standard electrode potential is a known value in which the potential of the standard hydrogen electrode is 0 V (see, for example, Chemical Dictionary 7 (reduced plate), page 530). Examples of the method for forming the surface plating layer 40 include plating methods such as an electrolytic plating method and an electroless plating method.

ここで、表面めっき層４０を構成する材料として金を採用し、表面めっき層４０を形成する手法として電解めっき法を採用する場合における表面めっき層４０の形成方法の一例について説明する。まず、金供給源としてのシアン化金カリウム硫酸と、リン酸塩やクエン酸塩などの導電性塩などの添加剤とを含んでなる中性シアン化金浴を作製する。次に、作製した中性シアン化金浴を所定の温度（例えば、約７０℃）および所定のｐＨ（例えば、６〜８）に調整する。次に、温度およびｐＨが調整された中性シアン化金浴に浸漬した状態で、外部電源（例えば、整流器）から配線層２０に対して、所定の電流密度（例えば、０．１〜０．３Ａ／ｃｍ２）で所定時間電流を供給する。電流の供給時間は、被着させようとする金めっき層（表面めっき層４０）の厚さに応じて適宜調整（例えば１μｍであれば約１０分程度）する。以上のようにして、表面めっき層４０は形成される。 Here, an example of a method of forming the surface plating layer 40 in the case where gold is adopted as a material constituting the surface plating layer 40 and an electrolytic plating method is adopted as a method of forming the surface plating layer 40 will be described. First, a neutral gold cyanide bath containing potassium gold cyanide sulfate as a gold supply source and an additive such as a conductive salt such as phosphate or citrate is prepared. Next, the prepared neutral gold cyanide bath is adjusted to a predetermined temperature (for example, about 70 ° C.) and a predetermined pH (for example, 6 to 8). Next, in a state immersed in a neutral gold cyanide bath whose temperature and pH are adjusted, a predetermined current density (for example, 0.1 to 0. 0) is applied from the external power source (for example, rectifier) to the wiring layer 20. 3A / cm 2 ) to supply current for a predetermined time. The current supply time is appropriately adjusted according to the thickness of the gold plating layer (surface plating layer 40) to be deposited (for example, about 10 minutes for 1 μm). The surface plating layer 40 is formed as described above.

腐食抑制層５０は、腐食抑制剤（図示せず）を含んでなり、本実施形態においては絶縁基体１０の表面および表面めっき層４０の表面を覆うように形成されている。腐食抑制剤は、下地めっき層３０の金属材料の腐食速度を低減するためのものである。腐食抑制剤は、下地めっき層３０の金属材料に吸着し易く、且つ、水などの溶剤によって除去され難い性質を有するものであり、例えば下地めっき層３０の金属材料としてニッケルやニッケル合金（例えば、ニッケル−コバルト、ニッケル−リン、ニッケル−ホウ素）を採用する場合はチオ尿酸などの窒素や硫黄を含む有機化合物である。腐食抑制剤は、下地めっき層３０の金属材料の表面に吸着することにより、その表面に対して水などの溶剤が接触する面積を低減させる機能を果たす。これにより、配線基板Ｘでは、水などの溶剤の作用に起因して、金属材料の表面における酸化反応（腐食反応）が起こる面積が低減するため、下地めっき層３０の腐食を抑制することができると考えられる。なお、腐食抑制層５０における腐食抑制剤の含有量を高めることにより、腐食抑制効果を高めることも可能である。   The corrosion inhibition layer 50 includes a corrosion inhibitor (not shown), and is formed so as to cover the surface of the insulating substrate 10 and the surface plating layer 40 in this embodiment. The corrosion inhibitor is for reducing the corrosion rate of the metal material of the base plating layer 30. The corrosion inhibitor has a property of being easily adsorbed to the metal material of the base plating layer 30 and difficult to be removed by a solvent such as water. For example, nickel or a nickel alloy (for example, a metal material of the base plating layer 30) In the case of adopting nickel-cobalt, nickel-phosphorus, nickel-boron), it is an organic compound containing nitrogen and sulfur such as thiouric acid. The corrosion inhibitor acts on the surface of the metal material of the base plating layer 30 to reduce the area where a solvent such as water contacts the surface. Thereby, in the wiring board X, the area in which the oxidation reaction (corrosion reaction) occurs on the surface of the metal material due to the action of a solvent such as water is reduced, so that the corrosion of the underlying plating layer 30 can be suppressed. it is conceivable that. In addition, it is also possible to raise a corrosion inhibitory effect by raising content of the corrosion inhibitor in the corrosion inhibitory layer 50. FIG.

ここで、腐食抑制剤としてチオ尿素を含む腐食抑制層５０の形成方法の一例について説明する。まず、洗浄剤溶液（例えば、シュウ酸などの有機酸塩溶液や水酸化ナトリウムなどのアルカリ溶液）にチオ尿素の腐食抑制剤を添加して溶解させることにより、所定の洗浄用溶液を作製する。次に、作製された洗浄用溶液が蓄えられた洗浄用浴槽に、予め配線層２０、下地めっき層３０および表面めっき層４０が形成された絶縁基体１０を所定時間（例えば、３分）浸漬する。以上のようにして、腐食抑制層５０は形成される。このようにして腐食抑制層５０を形成すると、絶縁基体１０や表面めっき層４０などの露出面全体にわたって容易に腐食抑制層５０を形成することができる。なお、洗浄用浴槽における浸漬条件（浸漬時間や浴槽温度など）は、必要に応じて適宜設定すればよい。 Here, the thiourea is described an example of a method of forming the including corrosion inhibiting layer 50 as a corrosion inhibitor. First, detergent solution (e.g., an alkali solution such as an organic acid salt solution and sodium hydroxide such as oxalic acid) by dissolving with the addition of corrosion inhibitors thio urea in, to produce a predetermined cleaning solution . Next, the insulating base 10 on which the wiring layer 20, the base plating layer 30, and the surface plating layer 40 are previously formed is immersed in a cleaning bath in which the cleaning solution thus prepared is stored for a predetermined time (for example, 3 minutes). . As described above, the corrosion inhibiting layer 50 is formed. When the corrosion suppression layer 50 is formed in this manner, the corrosion suppression layer 50 can be easily formed over the entire exposed surface such as the insulating base 10 and the surface plating layer 40. In addition, what is necessary is just to set the immersion conditions (immersion time, bathtub temperature, etc.) in the bathtub for washing | cleaning suitably as needed.

配線基板Ｘは、絶縁基体１０から表面めっき層４０にわたって腐食抑制層５０が被着されている。そのため、配線基板Ｘでは、表面めっき層４０の外縁部近傍（表面めっき層４０の厚さが相対的に薄くなる部位）に対して、例えば洗浄剤などに含まれる水成分が作用したとしても、腐食抑制層５０の腐食抑制剤により下地めっき層３０の腐食（構成成分のイオン化）が抑制される。したがって、配線基板Ｘでは、表面めっき層４０の外縁部近傍から下地めっき層３０の構成成分が腐食により溶出するのを抑制することができるので、溶出成分が表面めっき層４０上に析出するのを抑制することができる。   The wiring board X has a corrosion inhibiting layer 50 applied from the insulating substrate 10 to the surface plating layer 40. Therefore, in the wiring board X, even if the water component contained in the cleaning agent or the like acts on the vicinity of the outer edge portion of the surface plating layer 40 (part where the thickness of the surface plating layer 40 is relatively thin), for example, Corrosion (ionization of constituent components) of the underlying plating layer 30 is suppressed by the corrosion inhibitor of the corrosion suppression layer 50. Therefore, in the wiring board X, it is possible to suppress the constituent components of the base plating layer 30 from being eluted from the vicinity of the outer edge portion of the surface plating layer 40 due to corrosion, so that the eluted components are deposited on the surface plating layer 40. Can be suppressed.

また、配線基板Ｘでは、表面めっき層４０の外縁部から外縁部に隣接する絶縁基体１０の表面にわたって腐食抑制層５０が被着されているので、表面めっき層４０の最外縁と絶縁基体１０の表面との境界部分において、表面めっき層４０上に下地めっき層３０の構成成分が析出するのを効果的に抑制することができる。   Further, in the wiring board X, since the corrosion inhibiting layer 50 is deposited from the outer edge portion of the surface plating layer 40 to the surface of the insulating substrate 10 adjacent to the outer edge portion, the outermost edge of the surface plating layer 40 and the insulating substrate 10 It is possible to effectively prevent the constituent components of the base plating layer 30 from being deposited on the surface plating layer 40 at the boundary with the surface.

さらに、配線基板Ｘでは、下地めっき層３０の金属材料としてニッケルまたはニッケル合金を採用し、腐食抑制層５０の腐食抑制剤としてチオ尿素を採用する場合、ニッケル成分に対するチオ尿素の吸着性が高いので、チオ尿素が下地めっき層３０のニッケル成分に吸着することにより、該ニッケル成分の溶出をより効果的に抑制することができる。   Furthermore, in the wiring board X, when nickel or a nickel alloy is used as the metal material of the base plating layer 30 and thiourea is used as the corrosion inhibitor of the corrosion suppression layer 50, the adsorptivity of thiourea to the nickel component is high. By adsorbing thiourea to the nickel component of the undercoat layer 30, elution of the nickel component can be more effectively suppressed.

以上のことから、配線基板Ｘでは、下地めっき層３０の構成成分の析出が溶出して、表面めっき層４０上に析出するのが抑制されるため、はんだ濡れ性などの低下が抑制され、配線層２０に対する電子部品の電気的および機械的な接続の長期信頼性、並びに、電子部品の搭載時における歩留まりの向上を図ることができるのである。   From the above, in the wiring board X, the precipitation of the constituent components of the base plating layer 30 is eluted and is prevented from being deposited on the surface plating layer 40, so that a decrease in solder wettability is suppressed, and the wiring It is possible to improve the long-term reliability of the electrical and mechanical connection of the electronic component to the layer 20 and the yield when the electronic component is mounted.

以下に、配線基板Ｘへの電子部品の搭載方法および洗浄方法について説明する。なお、本搭載方法では、配線基板Ｘの配線層２０と電子部品の電極との電気的な接続を行うための部材として、錫−鉛共晶はんだや、錫−銀系、錫−銀−ビスマス系、錫−銅系などの鉛成分を含まないはんだ（鉛フリーはんだ）などのはんだを用いて説明するが、電気的な接続部材としてはこれには限られず、例えばボンディングワイヤでもよい。   Below, the mounting method and washing | cleaning method of an electronic component to the wiring board X are demonstrated. In this mounting method, as a member for electrical connection between the wiring layer 20 of the wiring board X and the electrode of the electronic component, tin-lead eutectic solder, tin-silver, tin-silver-bismuth is used. A solder such as a solder containing no lead component such as a lead-based solder or a tin-copper solder (lead-free solder) will be described, but the electrical connection member is not limited to this, and may be, for example, a bonding wire.

まず、配線基板Ｘの配線層２０と電子部品の電極との間に、フラックスを含有するはんだ材（プレフォーム、ボール、クリーム状）を介在させた状態で、配線基板Ｘと電子部品との位置合わせを行う。   First, the position of the wiring board X and the electronic component with the solder material (preform, ball, cream) containing the flux interposed between the wiring layer 20 of the wiring board X and the electrode of the electronic component. Align.

次に、位置合わせされた状態のものを治具などにより仮固定しながら、所定の加熱装置（例えば、リフロー炉）により加熱する。   Next, it heats with the predetermined | prescribed heating apparatus (for example, reflow furnace), temporarily fixing the thing of the aligned state with a jig | tool etc. FIG.

次に、余分なはんだやフラックスなどの残滓を除去するために、洗浄を行う。洗浄は、水系の洗浄剤（例えば、Ｃ７５０Ｈ（花王株式会社製））を用いて行われる。このような洗浄を行うことにより、残滓を除去することができるので、はんだ濡れ性などをより高めることができる。   Next, cleaning is performed to remove residues such as excess solder and flux. Cleaning is performed using an aqueous cleaning agent (for example, C750H (manufactured by Kao Corporation)). By performing such cleaning, the residue can be removed, so that the solder wettability can be further improved.

以上のようにして、配線基板Ｘへの電子部品の搭載およびその洗浄が行われる。なお、上述のはんだ付けや洗浄は、予め配線層２０上に下地めっき層３０、表面めっき層４０および腐食抑制層５０を順次被着させた絶縁基体１０を用いて行われる。   As described above, mounting of electronic components on the wiring board X and cleaning thereof are performed. Note that the above-described soldering and cleaning are performed using the insulating substrate 10 in which the base plating layer 30, the surface plating layer 40, and the corrosion suppression layer 50 are sequentially deposited on the wiring layer 20 in advance.

以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。   Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

腐食抑制層５０は、絶縁基体１０の表面全体および表面めっき層４０の表面全体にわたって被着させなくてもよく、少なくとも表面めっき層４０の外縁部に被着させていればよい。ここで、外縁部とは、最外縁からその内側における所定幅（例えば１００μｍ）の領域を意味する。このような構成の配線基板においても、配線基板Ｘと同様の効果を奏する。また、腐食抑制層５０は、表面めっき層４０の外縁部から該外縁部に隣接する絶縁基体１０の表面にわたって被着させる構成としてもよい。表面めっき層４０の外縁部近傍は、下地めっき層３０および表面めっき層４０のつきまわりが悪く、めっきの欠陥（ピンホールなど）が比較的生じ易い部位であるため、このような部位に対して優先的に腐食抑制層５０を設けることにより、下地めっき層３０の構成成分の溶出を効果的に抑制することができる。したがって、このような構成の配線基板においても、配線基板Ｘと同様の効果を奏する。   The corrosion suppression layer 50 may not be applied over the entire surface of the insulating substrate 10 and the entire surface of the surface plating layer 40, and may be applied at least to the outer edge portion of the surface plating layer 40. Here, the outer edge means an area having a predetermined width (for example, 100 μm) from the outermost edge to the inside thereof. The wiring board having such a configuration also has the same effect as the wiring board X. Further, the corrosion inhibiting layer 50 may be applied from the outer edge portion of the surface plating layer 40 to the surface of the insulating substrate 10 adjacent to the outer edge portion. In the vicinity of the outer edge portion of the surface plating layer 40, the contact of the base plating layer 30 and the surface plating layer 40 is poor, and plating defects (such as pinholes) are relatively likely to occur. By providing the corrosion suppression layer 50 preferentially, elution of the constituent components of the base plating layer 30 can be effectively suppressed. Therefore, the wiring board having such a configuration also has the same effect as the wiring board X.

腐食抑制層５０は、腐食抑制剤に加えて、界面活性剤（例えば、アルキルベンゼンスルホン酸）を含んでいてもよい。このような構成によると、腐食抑制層５０における表面張力が減少するため、狭小部にも腐食抑制層５０をより適切に形成することが可能となる。   The corrosion inhibition layer 50 may contain a surfactant (for example, alkylbenzene sulfonic acid) in addition to the corrosion inhibitor. According to such a configuration, since the surface tension in the corrosion inhibition layer 50 is reduced, the corrosion inhibition layer 50 can be more appropriately formed in a narrow portion.

下地めっき層３０や表面めっき層４０は、単層には限られず、複数層により構成されてもよい。このような構成の配線基板としては、例えば、配線層２０上に、ニッケル（下地めっき層３０）、銅（表面めっき層４０の第１層）、金（表面めっき層４０の第２層）を順次被着して構成される配線基板や、ニッケル（下地めっき層３０の第１層）、ニッケル（下地めっき層３０の第２層）、金（表面めっき層）を順次被着して構成される配線基板などが挙げられる。なお、各めっき層３０，４０は、一旦形成された後、熱処理されたものでもよい。   The base plating layer 30 and the surface plating layer 40 are not limited to a single layer, and may be composed of a plurality of layers. As a wiring board having such a configuration, for example, nickel (base plating layer 30), copper (first layer of surface plating layer 40), and gold (second layer of surface plating layer 40) are formed on the wiring layer 20. It is configured by sequentially depositing a wiring board configured by sequentially depositing, nickel (first layer of the underlying plating layer 30), nickel (second layer of the underlying plating layer 30), and gold (surface plating layer). And wiring boards. Each plating layer 30 and 40 may be formed once and then heat-treated.

本発明の実施形態に係る配線基板の構造を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the structure of the wiring board which concerns on embodiment of this invention. 図１に示す配線基板の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the wiring board shown in FIG. 従来の配線基板の構造を模式的に表す断面図であるIt is sectional drawing which represents the structure of the conventional wiring board typically.

符号の説明Explanation of symbols

１０・・・・絶縁基体
１１・・・・搭載部
２０・・・・配線層
３０・・・・下地めっき層
４０・・・・金めっき層
４１・・・・外縁部
５０・・・・腐食抑制層
９９・・・・配線基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Insulating base | substrate 11 ... Mounting part 20 ... Wiring layer 30 ... Base plating layer 40 ... Gold plating layer 41 ... Outer edge part 50 ... Corrosion Suppression layer 99 ... Wiring board

Claims (2)

配線層を有する絶縁基体を準備する工程と、
前記配線層上に、ニッケルまたはニッケル合金からなる第１めっき層を被着する工程と、
前記第１めっき層上に、前記第１めっき層の前記ニッケルまたはニッケル合金よりも標準電極電位の高い金属材料からなる第２めっき層を被着する工程と、
前記第１めっき層の前記ニッケルまたはニッケル合金の腐食速度を低減するための腐食抑制剤としてのチオ尿素を含む洗浄用溶液に、前記第１めっき層および前記第２めっき層が順次被着された前記絶縁基体を浸漬して、少なくとも前記第２めっき層の外縁部の前記第１めっき層のニッケル成分に前記チオ尿素を吸着させて、前記チオ尿素を含む腐食抑制層を被着する工程と、
を備えることを特徴とする配線基板の製造方法。 Preparing an insulating substrate having a wiring layer;
Depositing a first plating layer made of nickel or a nickel alloy on the wiring layer;
Depositing a second plating layer made of a metal material having a higher standard electrode potential than the nickel or nickel alloy of the first plating layer on the first plating layer;
The first plating layer and the second plating layer were sequentially deposited on a cleaning solution containing thiourea as a corrosion inhibitor for reducing the corrosion rate of the nickel or nickel alloy of the first plating layer. Immersing the insulating substrate, adsorbing the thiourea to at least the nickel component of the first plating layer at the outer edge of the second plating layer, and depositing the corrosion-inhibiting layer containing the thiourea;
A method for manufacturing a wiring board, comprising: 前記腐食抑制層を、前記第２めっき層の前記外縁部から該外縁部に隣接する前記絶縁基体の表面にわたって被着することを特徴とする請求項１に記載の配線基板の製造方法。   The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the corrosion-inhibiting layer is applied from the outer edge portion of the second plating layer to the surface of the insulating base adjacent to the outer edge portion.
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