JP5929722B2 - 端子構造、プリント配線板、モジュール基板、電子デバイス及び端子構造の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、端子構造、プリント配線板、モジュール基板、電子デバイス及び端子構造の製造方法に関する。

電子デバイスには、種々の電子部品を搭載したモジュール基板をマザーボード等に接続することによって作製される方法が広く用いられている。通常、このようなモジュール基板は、その表面の配線導体上に配置されたはんだ接続用導体領域をマザーボードの電極端子とはんだ接合することによってマザーボードと接続されて、モジュール基板に搭載される電子部品が機能するようになっている。

モジュール基板の配線導体は電気抵抗の小さい銅または銅系合金が主流であるが、銅は空気中で酸化するためにはんだ接続性が低下してしまう。このため配線導体の酸化を防止する表面処理として、無電解ニッケルめっきを行った上で無電解金めっきが行われてきた。しかしこの方法では金の析出に伴いニッケルの表面が腐食されることがあり、これによってはんだ接続性が低下することが知られている。そのため、無電解ニッケルめっき皮膜と無電解金めっき皮膜の間に保護層として無電解パラジウムめっき皮膜を形成する方法（例えば特許文献１）や、配線導体上に直接イミダゾール化合物皮膜を形成する方法（例えば特許文献２）が行われている。

特開平９−８４３８号公報 特開平３−２８３８１号公報

電子デバイスの信頼性を確保する観点から、モジュール基板とマザーボードとの接続や電子部品とモジュール基板との接続は容易に破断しないことが求められている。特に、携帯電話など日常的に持ち運びされる電子デバイスに搭載されるモジュール基板、並びにこれに設けられる端子は、落下衝撃に対する耐久性（落下強度）を有することが必要である。

そこで、従来の端子構造の落下強度を、本発明者らはさらに詳細に検討した。その結果、従来の端子構造を用いてモジュール基板等をマザーボードにはんだ接合して搭載した場合、はんだ接続性が優れていても、落下衝撃に対しては、端子構造において容易に破断してしまうことがわかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基板の接続面に落下衝撃が加えられても、十分に優れた落下強度を有する端子構造、プリント配線板、モジュール基板、電子デバイス及び端子構造の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、配線導体上に配置されたはんだ接続用導体領域と、前記導体領域に接する中間層と、前記中間層に接するはんだ領域と、を備え、前記中間層は錫と、銅またはニッケルのうち少なくとも一方と、を主成分とする金属間化合物からなり、前記導体領域の押し込み弾性率をＥ１とし、前記中間層の押し込み弾性率をＥ２としたときに、前記Ｅ１及び前記Ｅ２が下記式（１）を満たすことを特徴とする、端子構造を提供する。

０．８≦Ｅ１／Ｅ２≦１．５ ・・・（１）

本発明は、落下強度向上のためには、導体領域と中間層の押し込み弾性率の関係を制御することが有効であるとの本発明者らの独自の知見に基づくものである。かかる知見に基づいて、特定の層構造にすることによって、落下衝撃が加えられた際に端子構造内で負荷が集中することを抑制し、十分に優れた落下強度を有する端子とすることができる。

なお、本発明における導体領域は、銅または銅系合金であることが好ましい。これにより導体領域と中間層の押し込み弾性率を好適に制御しやすくなり、優れた落下強度を実現することが可能な端子構造となる。

なお、本発明における導体領域は、ニッケルまたはニッケル系合金であることもまた好ましい。これにより導体領域と中間層の押し込み弾性率を好適に制御しやすくなり、優れた落下強度を実現することが可能な端子構造となる。

また、本発明のはんだ領域の押し込み弾性率Ｅ３は、中間層の押し込み弾性率Ｅ２よりも小さくなることが好ましい。これによりはんだ領域では落下衝撃による負荷を吸収しやすくなり、中間層に負荷が集中しづらくなることで、さらに優れた落下強度を実現することが可能な端子構造となる。

本発明ではまた、上記端子構造を備えるプリント配線板を提供する。本発明のプリント配線板は、上記特徴を有する端子構造を備えることから、優れた落下強度を実現することができる。

本発明ではさらに、上記プリント配線板を備えるモジュール基板を提供する。このようなモジュール基板は、上記特徴を有するプリント配線板を備えるため、落下衝撃が加わっても、電気的接続の破断の発生を十分に抑制することができる。

本発明ではさらに、上記プリント配線板及び上記モジュール基板の少なくとも一方を備える電子デバイスを提供する。このような電子デバイスは、上記特徴を有するプリント配線板やモジュール基板を備えるため、落下衝撃が加わっても、電気的接続の破断の発生を十分に抑制することができる。

また、本発明は、配線導体上に配置されたはんだ接続用導体領域と、前記導体領域に接する中間層と、前記中間層に接するはんだ領域と、を備える端子構造を準備する工程と、前記導体領域の押し込み弾性率を計測する工程と、前記中間層の押し込み弾性率を計測する工程と、前記導体領域の押し込み弾性率の数値及び前記中間層の押し込み弾性率の数値に基づいて、前記端子構造の耐落下衝撃性が良好であるか否かを判断する工程と、前記判断する工程により端子構造が良好な耐落下衝撃性を示すと判断された前記端子構造の作製条件と同一の条件で端子構造を作製する工程と、を含む端子構造の製造方法を提供する。この端子構造の製造方法によると、端子構造の形成過程で生じうる落下強度を低下させる外的要因（ボイドやゴミなど）の影響を受けることなく、端子構造の物性という安定した数値指標によって落下強度を判断することが可能となり、高い評価信頼性を得ることができる。その結果、本発明での端子構造を備える電子デバイスは落下強度に対して高い信頼性が得られるとともに、評価の安定化や性能の信頼性向上によって製造コストを削減することが可能となる。

なお、本発明の製造方法では、前記中間層は錫と、銅またはニッケルのうち少なくとも一方と、を主成分とする金属間化合物からなることが好ましい。これにより導体領域と中間層の押し込み弾性率を好適に制御しやすくなり、優れた落下強度を有する端子構造を、より容易に製造することが可能となる。

本発明によれば、基板に落下衝撃が加えられても、十分に優れた落下強度を実現することが可能な端子構造及びその製造方法を提供することができる。また、前記端子構造を備えることで落下衝撃が加えられても、電気的接続が容易に破断しないプリント配線板、モジュール基板及び電子デバイスを提供することができる。

本発明の電子デバイスの好適な実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明の端子構造の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明の好適な一実施形態である端子構造が有する構成層の押し込み変位と荷重の関係を示す図である。 本発明のプリント配線板の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。 本発明のモジュール基板の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。 加熱前の中間層の構造を示す図である。 加熱前の中間層の構造を示す図である。 加熱前の中間層の構造を示す図である。 加熱前の中間層の構造を示す図である。 加熱前の中間層の構造を示す図である。 加熱前の中間層の構造を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図面において、同一または同等の要素には同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。

図１は本発明の電子デバイスの好適な実施形態を模式的に示す断面図である。

［電子デバイス］

電子デバイス３００はマザーボード８０と、マザーボード８０に搭載されたモジュール基板２００を備えている。モジュール基板２００は、プリント配線板１００と、プリント配線板１００に接合構造２４を介して接続された電子部品２０を備えている。プリント配線板１００は基板１０と、配線導体３０と、端子構造１４と、を備えている。マザーボード８０上には電極端子８２が設けられており、電極端子８２と配線導体３０は端子構造１４を介して接続されている。同様に、電子部品２０の端子と、この端子と対向するようにプリント配線板１００の他方面上に設けられた配線導体３０が、接合構造２４を介して接続されている。

図２は本発明の端子構造の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。

［端子構造］

マザーボード８０とプリント配線板１００の接続部１６は、マザーボード８０上の一方の面に形成された電極端子８２と、基板１０の一方の面上に電極端子８２に対向するように形成された配線導体３０が端子構造１４を介して接続されることで、電気的に接続される。端子構造１４は、配線導体３０上に配置された導体領域４０と、導体領域４０に接する中間層５０と、中間層５０に接するはんだ領域７０と、を備えている。なお、導体領域４０は配線導体３０上ではんだ接続用領域として規定されているならば、配線導体３０の一部の領域を導体領域４０としても良く、まためっきなどの手段により配線導体３０上に形成されていても良い。

導体領域４０は銅または銅系合金であることが好ましい。導体領域４０の形成方法は特に限定されないが、導体領域４０及び導体領域４０上にはんだ接合により形成される中間層５０の押し込み弾性率を好適に制御するために、例えば、めっき、箔貼り付け、スパッタなどを適宜選択することができる。

導体領域４０はニッケルまたはニッケル系合金であることもまた好ましい。導体領域４０の形成方法は特に限定されないが、導体領域４０及び導体領域４０上にはんだ接合により形成される中間層５０の押し込み弾性率を好適に制御するために、例えば、めっき、スパッタなどを適宜選択することができる。

中間層５０ははんだ接合時に形成され、錫（Ｓｎ）と、銅（Ｃｕ）またはニッケル（Ｎｉ）のうち少なくとも一方と、を主成分とする金属間化合物からなる。中間層５０の組成は導体領域４０の組成、はんだ領域７０を形成するためのはんだの組成及びリフロー条件などにより変化し、好ましくはＣｕ_６Ｓｎ_５、Ｎｉ_３Ｓｎ_４またはそれらの混合相である。この結果、中間層５０と導体領域４０の押し込み弾性率を好適に制御することができ、良好な落下強度が得られる。

なお、中間層５０を構成する原子の割合のうち、錫と、銅またはニッケルのうち少なくとも一方と、の合計が５０％を超えている場合を、「主成分として錫と、銅またはニッケルのうち少なくとも一方が含まれている」ものとする。

はんだ領域７０は、鉛フリーである錫−銀−銅（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ）系、錫−銀（Ｓｎ−Ａｇ）系、錫−銅（Ｓｎ−Ｃｕ）系、又は、錫−ビスマス（Ｓｎ−Ｂｉ）系のはんだを主成分として含有することが好ましい。これによって、環境汚染の懸念が十分に低減された端子構造１４とすることができる。

端子構造１４を構成する導体領域４０、中間層５０及びはんだ領域７０の組成は、例えば、端子構造１４の断面を、市販のエネルギー分散型分光器（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ：ＥＤＳ）を用いて分析することによって測定することができる。

端子構造１４を構成する導体領域４０、中間層５０及びはんだ領域７０における押し込み弾性率は、例えば市販のナノインデンテーション試験機、より具体的には株式会社エリオニクス製の超微小押し込み硬さ試験機（商品名：ＥＮＴ−１１００ａ）を用いて測定することができる。

図３は、上記測定装置を用いて測定される、本実施形態の端子構造を形成する任意の層の押し込み変位と荷重との関係を示すグラフである。図３を参照しつつ、図２に掲載した端子構造１４を構成する導体領域４０、中間層５０及びはんだ領域７０の押し込み弾性率の求め方を説明する。まず、端子構造１４を備えるプリント配線板１００を適宜切削や切断、研磨などを施すことにより、端子構造１４の断面を得る。

その後、端子構造１４を構成する導体領域４０、中間層５０及びはんだ領域７０の断面にバーコビッチ圧子を最小荷重（Ｆ_ｍｉｎ）で押し当てる（図３中のＡ点）。その後、荷重を、所定時間（ｔ１）かけて最大荷重（Ｆ_ｍａｘ）まで増加させると、図３中のＢ点に到達する。最大荷重で所定時間（ｔ２）保持すると、図３中のＣ点に到達する。その後、荷重を最大荷重から最小荷重に、所定時間（ｔ３）かけて減少させると、図３のＤ点に到達する。曲線Ｃ−ＤのＣ点における傾き［Ｎ／ｍｍ］を用い、以下の計算式により端子構造１４を構成する導体領域４０、中間層５０及びはんだ領域７０の押し込み弾性率（Ｅ_ＩＴ［ＧＰａ］）を求めることができる。

Ｅ_ＩＴ＝（１−Ｖ_ｓ ^２）／（２０００／√π×４．８８８ｈ／Ｓ−（１−Ｖ_ｉ ^２）／Ｅ_ｉ）・・・（２）

ここで、Ｓは図３の曲線Ｃ−Ｄの点Ｃにおける傾き［Ｎ／ｍｍ］を示す。また、Ｖ_ｓは試料のポアソン比、Ｖ_ｉは圧子のポアソン比を示し、Ｅ_ｉは圧子の押し込み弾性率［ＧＰａ］を示す。「４．８８８ｈ」は、バーコビッチ圧子における押し込み変位ｈ［ｍｍ］から求められる投影接触面積の平方根［ｍｍ］である。なお、押し込みの方向は、図２に示した断面に垂直な方向である。

図３に示す測定において、ｔ１及びｔ３は例えば５秒間、ｔ２は例えば１秒間とする。また、Ｆ_ｍａｘやＦ_ｍｉｎは、それぞれ、例えば２５ｍＮ及び０．０５ｍＮとする。なお、導体領域４０、中間層５０及びはんだ領域７０の押し込み弾性率を正確に測定するために、ｔ１、ｔ２、ｔ３及びＦ_ｍａｘ、Ｆ_ｍｉｎは、押し込み時に圧子が導体領域４０、中間層５０及びはんだ領域７０それぞれの外側にはみ出さないよう、適宜調整することが好ましい。

導体領域４０の押し込み弾性率Ｅ１と中間層５０の押し込み弾性率Ｅ２の比（Ｅ１／Ｅ２）は、良好な耐落下性を得る観点から０．８〜１．５であり、好ましくは１．０〜１．３である。

本実施形態の端子構造１４、及び当該端子構造を備えるプリント配線板１００は、十分に優れた落下強度を実現することができる。また、そのような端子構造を有するプリント配線板１００を備えるモジュール基板２００及び電子デバイス３００は、落下衝撃が加えられても電気的接続が容易に破断せず、この結果十分に優れた落下強度を有することができる。このような効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、本発明者らは以下の通り推察する。

落下衝撃は極めて短い時間に強い負荷がかかり、取り除かれる。そのため衝撃を受けた物体では、衝撃による負荷が降伏応力以下であれば弾性変形が支配的になることが知られている。この時、負荷は衝撃を加えられた物体内を波として伝播するが、波は伝播しやすさが異なる物質同士の界面で反射する性質を有するため、落下衝撃による負荷は弾性変形のしやすさが異なる物質間の界面に集中してしまう。

本実施形態の端子構造１４は、導体領域４０の押し込み弾性率Ｅ１と中間層５０の押し込み弾性率Ｅ２の比Ｅ１／Ｅ２が０．８〜１．５であり、導体領域４０と中間層５０の弾性変形のしやすさの差異が小さい。このため、落下衝撃による負荷が導体領域４０と中間層５０との界面にて反射することによる負荷集中を抑制することができ、その結果落下強度が向上する。

一方、導体領域４０の押し込み弾性率Ｅ１と中間層５０の押し込み弾性率Ｅ２の差異が大きくなりすぎると、導体領域４０と中間層５０の界面に衝撃による負荷が集中するため、落下強度が低下してしまう。

さらに本実施形態の端子構造１４において、Ｅ１／Ｅ２が１．０〜１．３であることが好ましい。このような範囲とすることで落下衝撃の大部分は導体領域４０に伝播される。導体領域４０は、落下衝撃が加わっても容易に破断しないことから、落下強度はより向上する。

すなわち、本発明は、落下強度を向上させるためには、導体領域４０と中間層５０における押し込み弾性率の関係を制御することが有効であるとの本発明者らの独自の知見に基づくものである。かかる知見に基づいて、特定の層構造にすることによって、落下衝撃が加えられた際に端子構造内で負荷が集中することを抑制し、十分に優れた落下強度を有する端子とすることができる。但し、本発明の効果が得られる理由は上記要因に限定されるものではない。

導体領域４０の押し込み弾性率Ｅ１は銅または銅系合金では小さく、ニッケルまたはニッケル系合金だと大きくなる。また、同じ組成であってもめっきやスパッタなど、製造方法によって導体領域４０及び中間層５０の押し込み弾性率が変化する。このことから導体領域４０は、後述する中間層５０の押し込み弾性率に合わせて適宜選択される。一例として、ニッケル系合金が得られるニッケル−リンめっきでは、ニッケル中リン濃度が１〜１６質量％の範囲では、リン濃度が高くなるにつれて押し込み弾性率は低下する傾向にある。

中間層５０の押し込み弾性率Ｅ２は、導体領域４０の組成や、はんだ領域７０の組成及びリフロー時に加えられる熱量などにより変化する。一例として、銅である導体領域４０と導体領域４０上に組成がＳｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕであるはんだを印刷してリフローにより加熱、冷却を行って作製した中間領域５０及びはんだ領域７０を有する端子構造１４は、リフロー時に加えられる熱量が増加すると、中間層５０の押し込み弾性率Ｅ２は上昇する傾向にある。リフロー時に加えられる熱量はリフロー時のトップ温度（温度の最大値）、はんだ溶融時間、加熱速度、冷却速度などにより制御する。
はんだ領域７０の押し込み弾性率Ｅ３は、中間層５０の押し込み弾性率Ｅ２よりも小さいことが好ましい。はんだ領域７０が中間層５０よりも落下衝撃が加えられた際に変形しやすいことから衝撃を吸収し、中間層５０とはんだ領域７０の界面で負荷が集中することを抑制されることから、落下強度が向上する。

はんだ領域７０の押し込み弾性率Ｅ３は、はんだ領域７０を形成するために使用したはんだの組成により変化する。一例として、Ｓｎ−Ａｇ系鉛フリーはんだでは、Ａｇ添加量が増加すると押し込み弾性率が大きくなる傾向にある。

［端子構造の製造方法］

次に、本実施形態の電子デバイス３００が備える端子構造１４を製造する方法のうち、導体領域４０がニッケル系合金により形成される場合の一例を、以下に説明する。

［導体領域がニッケルまたはニッケル系合金である場合における端子構造の形成］

本製造方法は、端子構造を形成するための基板準備工程、脱脂工程、ソフトエッチング工程、プレディップ工程、活性化工程、ポストディップ工程、無電解ニッケルめっき工程、無電解パラジウムめっき工程、無電解金めっき工程及びはんだ領域形成工程と、モジュール基板を形成するための部品搭載工程と、電子デバイスを形成するためのはんだ塗布工程、モジュール基板搭載工程及びはんだリフロー工程と、を有する。

図４は、以下に説明する方法により得られる、端子構造１４を備えるプリント配線板１００を模式的に示す断面図である。

（端子構造を備えるプリント配線板の形成）

まず、基板１０上に端子構造を形成する各工程について説明する。

まず、配線導体３０として銅を備える市販の基板１０または公知の方法によって作製された基板１０を準備する。なお、基板１０は内部に電子部品またはＩＣを内蔵していても良い。この基板１０の配線導体３０上に以下の工程によってめっき膜を形成する。

脱脂工程は市販の脱脂液を用いて行うことができる。基板１０の配線導体３０の表面を脱脂するために、配線導体３０を脱脂液に浸漬した後、取り出して水洗いすることが好ましい。

ソフトエッチング工程は市販のソフトエッチング液を用いて行うことができる。基板１０の配線導体３０の表面に存在する酸化膜を除去するために、配線導体３０をソフトエッチング液に浸漬した後、取り出して水洗いすることが好ましい。

プレディップ工程は、後続の活性化工程で用いる活性化処理液と同じものを用いることができる。このプレディップ工程を行うことによって、活性化工程における活性化処理液の有効成分の濃度が変動することを抑制することができる。

活性化工程は、市販の活性化処理液を用いて行うことができる。ポストディップ工程も、市販のポストディップ液を用いて行うことができる。ポストディップ工程によって、前工程で不導体部に付着したパラジウム成分等を除去することができる。

無電解ニッケルめっき工程では、市販の無電解ニッケルめっき液に、配線導体３０を浸漬する。この際、無電解ニッケルめっき液の温度は５０〜９５℃、好ましくは６０〜９０℃にすることが好ましい。無電解ニッケルめっき液のｐＨは、４．０〜６．０に、例えば希硫酸や水酸化ナトリウムを用いて調整することが好ましい。

無電解パラジウムめっき工程では、市販の無電解パラジウムめっき液を用いて、無電解パラジウムめっきを、無電解ニッケルめっき膜の表面に形成する。

無電解金めっき工程では、市販の無電解金めっき液を用いて、金めっき膜を形成する。なお、無電解パラジウム工程または無電解金めっき工程のうち、いずれかの工程のみを行っても良い。

はんだ領域形成工程では、めっき膜の配線導体３０側とは反対側の表面に、市販のフラックスを用いてはんだボールを付着させる。その後、基板１０、めっき膜及びはんだボールを、温度２４０〜２６０℃で１０〜３００秒間加熱することによって、原子の相互拡散が生じ、ニッケル系合金からなる導体領域４０上に、中間層５０とはんだ領域７０が形成され、端子構造１４を有するプリント配線板１００を得ることができる。なお、無電解めっきによって形成されたパラジウムめっき層や金めっき層は、実質的に層として確認できなくなる程度にまで中間層５０またははんだ領域７０のいずれか少なくとも一方に拡散し、一体化する。

なお、上記プリント配線板１００における基板１０は、エポキシ樹脂などの樹脂基板であってもよく、ガラスセラミックス基板であってもよい。樹脂基板である場合は、市販のプリント配線板に、必要に応じてフィルタやコンデンサなどの電子部品を接続し、銅スルーホールめっきを施して基板１０を形成することができる。ガラスセラミックス基板の場合は、以下のようにして作製することができる。まず、ガラス粉末、結合剤、溶剤、可塑剤及び分散剤等を含む誘電体ペーストを用い、ドクターブレード法等によってグリーンシートを形成する。

そして、当該グリーンシート上に銀、銀−パラジウム合金、銅、ニッケル等の各種導電性金属や合金からなる導電材料と有機ビヒクルを含む導体ペーストを塗布したりビアホールを形成したりして所定の形状の導体パターンを形成する。その後、必要に応じて導体パターンが形成された複数のグリーンシートを積層し、プレスして焼成することによって、多層であるガラスセラミックス基板を得ることができる。なお、単層のガラスセラミックス基板は、上記積層を行わずに焼成することによって得ることができる。

（モジュール基板の形成）

次に、プリント配線板１００を用いてモジュール基板２００を形成する方法について説明する。

図５は以下に説明する方法により得られる、端子構造１４を備えるモジュール基板２００を模式的に示す断面図である。

モジュール基板形成工程では、プリント配線板１００の端子構造１４を形成した面とは反対側の面に、接合構造２４を介して電子部品２０を搭載する。これにより端子構造１４を有するモジュール基板２００が得られる。電子部品２０としては、フィルタ、ＩＣ及びコンデンサなどの各種電子部品が挙げられる。電子部品２０をプリント配線板１００の電極端子に接続する方法としては、例えばはんだ接合、導電性接着剤接合、ワイヤボンド接合またはフリップチップ接合などによる方法が挙げられる。

電子部品２０とプリント配線板１００の電極端子を接続する方法としてはんだ接合を用いた場合、接合構造２４は端子構造１４と同様の構造となっても良い。

なお、上記モジュール基板を作製するに当たり、基板１０に電子部品２０を搭載してから、端子構造１４を形成してモジュール基板２００としても良い。この方法を用いた場合でも、得られるモジュール基板２００はプリント配線板１００を備えるものとみなす。

（電子デバイスの形成）

次に、モジュール基板２００を用いて、電子デバイス３００を形成する方法について説明する。

図１は以下に説明する方法により得られる、端子構造１４を備える電子デバイス３００を模式的に示す断面図である。

電子デバイス３００を形成する工程では、まず電極端子８２を有するマザーボード８０を準備する。この電極端子８２の表面にクリームはんだを塗布する。前記電極端子に対し、端子構造１４を有するモジュール基板２００を、クリームはんだを介してはんだ領域７０と電極端子８２が接触するように載置する。その状態でリフロー炉に入れて加熱し、冷却する。加熱により、クリームはんだ及びはんだ領域７０が融解し、冷却により、固形化して端子構造１４と電極端子８２とが接続され、電子デバイス３００が形成される。なお、モジュール基板２００に代えてプリント配線板１００を用いても良い。

上記クリームはんだは、メタルマスクを用いた印刷により塗布してもよい。また、クリームはんだの種類はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ａｇ系、Ｓｎ−Ｃｕ系またはＳｎ−Ｂｉ系のはんだを含むことが好ましい。

このように、本実施形態の電子デバイス３００では、モジュール基板２００とプリント配線板１００の少なくとも一方と、マザーボード８０との接続部において、端子構造に落下衝撃が集中しない構造をとることによって落下強度が向上している。そのため、このような接続部を有する電子デバイスは、落下強度が非常に高く、携帯電話、携帯型パーソナルコンピュータ及び携帯ゲーム機等に特に好適に用いられる。

［導体領域が銅または銅系合金である場合における端子構造の形成］

次に、導体領域４０が銅により形成される場合の一例を、以下に説明する。

本製造方法は、端子構造を形成するための基板準備工程、脱脂工程、ソフトエッチング工程、酸洗浄工程、水溶性プリフラックス工程及びはんだ領域形成工程と、モジュール基板を形成するための部品搭載工程と、電子デバイスを形成するためのはんだ塗布工程、モジュール基板搭載工程及びはんだリフロー工程と、を有する。なお、上記導体領域にニッケル系合金を用いた場合における方法とはモジュール基板を形成するための部品搭載工程以降が同一のため、以下の説明では省略する。

図４は、以下に説明する方法により得られる、端子構造１４を備えるプリント配線板１００を模式的に示す断面図である。

まず、配線導体３０として銅を備える市販の基板１０または公知の方法によって作製された基板１０を準備する。なお、基板１０は内部に電子部品またはＩＣを内蔵していても良い。この基板１０の配線導体３０上に以下の工程によって導体領域４０を形成する。

脱脂工程は市販の脱脂液を用いて行うことができる。基板１０の配線導体３０の表面を脱脂するために、配線導体３０を脱脂液に浸漬した後、取り出して水洗いすることが好ましい。

ソフトエッチング工程は市販のソフトエッチング液を用いて行うことができる。基板１０の配線導体３０の表面に存在する酸化膜を除去するために、配線導体３０をソフトエッチング液に浸漬した後、取り出して水洗いすることが好ましい。

酸洗浄工程は市販の硫酸を用いて行うことができる。上記ソフトエッチング工程を経ても基板１０の配線導体３０の表面に残存する酸化膜を除去するため、配線導体３０を酸洗浄液に浸漬した後、取り出して水洗いすることが好ましい。

水溶性プリフラックス工程では、市販の水溶性プリフラックス液に、配線導体３０を浸漬する。この際、水溶性プリフラックス液の温度は２０〜６０℃、好ましくは３０〜５０℃にすることが好ましい。これにより、配線導体３０上に、プリフラックス処理を行った導体領域４０を形成することができる。

はんだ領域形成工程では、水溶性プリフラックス工程にて処理を行った導体領域４０の表面に、市販のフラックスを用いてはんだボールを付着させる。その後、基板１０、プリフラックス皮膜及びはんだボールを、温度２４０〜２６０℃で１０〜６０秒間加熱することによって、原子の相互拡散が生じ、銅からなる導体領域４０上に中間層５０とはんだ領域７０が形成され、端子構造１４を有するプリント配線板１００を得ることができる。

また、酸洗浄工程及び水溶性プリフラックス工程に代えて、導体領域がニッケルまたはニッケル系合金である場合と同様のプレディップ工程、活性化工程、ポストディップ工程、無電解ニッケルめっき工程、無電解パラジウムめっき工程及び無電解金めっき工程により、はんだ領域形成工程にて中間層５０またははんだ領域７０のいずれか少なくとも一方へ拡散して実質的に層が確認できなくなる程度の薄い厚みを有するめっき膜を形成しても良い。これにより中間層５０の押し込み弾性率を好適に変化させることができ、落下強度に優れた端子構造１４を形成することができる。なお、無電解ニッケルめっき工程、無電解パラジウム工程及び無電解金めっき工程のうち１工程ないし２工程のみを行っても良い。

［押し込み弾性率の数値に基づいた端子構造の製造方法］

次に、上記の構成を有する端子構造１４の好適な製造方法について説明する。

この端子構造１４の製造方法は、配線導体３０上に配置されたはんだ接続用導体領域４０と、導体領域４０に接する中間層５０と、中間層５０に接するはんだ領域７０と、を備える端子構造１４を準備する工程と、導体領域４０の押し込み弾性率を計測する工程と、中間層５０の押し込み弾性率を計測する工程と、導体領域４０の押し込み弾性率の数値及び中間層５０の押し込み弾性率の数値に基づいて、端子構造１４の耐落下衝撃性が良好であるか否かを判断する工程（押し込み弾性率判断工程）と、判断する工程により端子構造１４が良好な耐落下衝撃性を示すと判断された端子構造１４の作製条件と同一の条件で端子構造１４を作製する工程（端子構造作製工程）と、を含む端子構造１４の製造方法を含むものである。

上記製造方法は、端子構造を準備する工程及び押し込み弾性率を計測する工程については上記方法と同様に行うため、押し込み弾性率判断工程及び端子構造作製工程について説明を行う。

押し込み弾性率判断工程において、端子構造における導体領域の押し込み弾性率Ｅ１と中間層の押し込み弾性率Ｅ２の比（Ｅ１／Ｅ２）が良好であるか否かを判断する。例えばＥ１／Ｅ２が０．８〜１．５であれば良好であり、Ｅ１／Ｅ２が１．０〜１．３であればより良好と判断し、この範囲から外れたものは不適と判断する。

そして、端子構造作製工程において、押し込み弾性率判断工程により良好な落下強度を有すると判断された端子構造の作製条件と同一の条件で、端子構造１４を作製する。また、本発明の製造方法は中間層５０が錫と、銅またはニッケルのうち少なくとも一方とを主成分とする金属間化合物からなることが好ましい。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態は、電子デバイスを用いて説明したが、本発明の端子構造は、電子機器が搭載されていない単層のプリント配線板や多層のプリント配線板に備えられてもよい。

以下、本発明の内容を実施例及び比較例を用いてより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］

実施例１においては、以下の工程（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）、（Ｈ）、（Ｉ）を順次実行することで、モジュール基板を作製し、次に、工程（Ｊ）、（Ｋ）、（Ｌ）、（Ｍ）を順次を実行することで、評価用電子デバイスの作製を行った。

（１）モジュール基板の作製

（Ａ）基板準備工程
まず、ＦＲ４規格の銅張積層板（厚み：０．３ｍｍ）を準備した。この銅張積層板にＮＣドリルを用いてスルーホールを形成し、所定形状のエッチングレジストを形成し、不要な銅配線をエッチングにより除去することによりデイジーチェーン回路パターンを形成した。その後、銅スルーホールめっきを行い、ソルダーレジストで基板の表面の一部をオーバーコートすることにより、所定のデイジーチェーン回路パターンとはんだボール接続用端子（φ０．６ｍｍ）を備える前駆基板を形成した。

（Ｂ）脱脂工程
上記前駆基板を、脱脂液（奥野製薬工業株式会社製、商品名：エースクリーン８５０）に、４０℃で３分間浸漬した後、基板を取り出して、１分間水洗した。

（Ｃ）ソフトエッチング工程
基板を、ソフトエッチング液（過硫酸ナトリウム１００ｇ／Ｌ、１０％硫酸混合液）に３０℃で１分間浸漬した後、基板を取り出して１分間水洗した。

（Ｄ）プレディップ工程
基板を、プレディップ液（奥野製薬工業株式会社製、商品名：ＮＮＰアクセラＢ）に、２５℃で３０秒間浸漬した。本工程は、次の工程で用いるめっき浴の各成分の濃度が低くなるのを抑制するために実施した。

（Ｅ）活性化工程
基板を、めっき活性化処理液（奥野製薬工業株式会社製、商品名：ＮＮＰアクセラ）に、３５℃で５分間浸漬した。その後、めっき活性化処理液から基板を取り出して、１分間水洗した。

（Ｆ）ポストディップ工程
基板を、ポストディップ液（奥野製薬工業株式会社製、商品名：ＮＮＰポストディップ４０１）に、２５℃で２分間浸漬して、基板の不導体部分に付着したパラジウム成分を除去した。

（Ｇ１）無電解ニッケルめっき工程
無電解ニッケルめっき浴（表１に示す浴種「ａ」）を、水酸化ナトリウム水溶液を用いてｐＨを４．６に調整し、基板を、調整した無電解ニッケルめっき液に８５℃で２３分間浸漬して、はんだボール接続用端子上に膜厚３μｍの無電解ニッケルめっき膜を形成した。その後、無電解ニッケルめっき浴から基板を取り出して１分間水洗した。なお、ＥＤＳにより無電解ニッケルめっき膜中のリン濃度を測定したところ、リン濃度は１１質量％であった。

（Ｇ２）無電解パラジウムめっき工程
基板を、表２の浴種「Ａ」に示す無電解パラジウムめっき浴に、６０℃で３分間浸漬して、無電解ニッケルめっき膜上に膜厚０．１μｍの無電解パラジウムめっき膜を形成した。その後、無電解パラジウムめっき液から基板を取り出して１分間水洗した。なお、ＥＤＳにより無電解パラジウムめっき膜中のリン濃度を測定したところ、リン濃度は０質量％であった。

（Ｇ３）無電解金めっき工程
基板を、表３に示す無電解金めっき浴に、８５℃で１０分間浸漬して、無電解パラジウムめっき膜上に膜厚０．１μｍの無電解金めっき膜を形成した。その後、無電解金めっき液から基板を取り出して、１分間水洗した。

（Ｈ）はんだ領域形成工程
上記基板の、一方面のはんだボール接続用端子上に、千住金属工業株式会社製のスパークルフラックスを印刷し、千住金属工業社製φ０．８ｍｍのはんだボール（商品名：Ｍ７０５、組成：９６．５Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ）を付着させた。
はんだボールが付着した端子を有する基板を、リフロー炉に入れて加熱し、所定の端子構造を備えるプリント配線板を作製した。リフロー条件は、はんだ溶融時間（２１７℃以上の時間）：３０秒間、トップ温度：２４０℃とした。

（Ｉ）部品搭載工程
上記基板のはんだ領域を形成した面と反対の面に、厚み０．３ｍｍのシリコンダミーウエハを接着剤で貼り付けた。その後、樹脂封止を行って、総厚みが２ｍｍの基板を得た。このようにして得られた、所定の端子構造を備えるモジュール基板を、１０ｍｍサイズにダイサーカットした。

（２）評価用電子デバイスの作製

（Ｊ）評価用基板の作製
上記モジュール基板とは別に、デイジーチェーン回路パターンが形成された、長さ３０ｍｍ×幅１２０ｍｍ×厚み０．８ｍｍのマザーボードを準備した。この基板に、以下に説明する工程を順次行って、評価用電子デバイスを作製した。

（Ｋ）はんだ塗布工程
上記マザーボードの電極端子に、千住金属工業株式会社製のクリームはんだペースト（商品名：Ｍ７０５−ＧＲＮ３６０−ＭＺ、組成：９６．５Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ）を印刷した。

（Ｌ）モジュール基板搭載工程
上記マザーボードの電極端子と、ダイサーカットした上記モジュール基板の端子構造とが向かい合うようにして、モジュール基板をマザーボードに載置した。

（Ｍ）はんだリフロー工程
モジュール基板を上記マザーボードに載置した状態で、これをリフロー炉に入れて加熱し、上記マザーボードとモジュール基板との接続部に所定の端子構造を備える評価用電子デバイスを得た。これを実施例１の電子デバイスとした。リフロー条件は、はんだ溶融時間：３０秒間、トップ温度：２３０℃とした。

以上のように、実施例１においては、以下の工程が順番に実行された。
（Ａ）基板準備工程
（Ｂ）脱脂工程
（Ｃ）ソフトエッチング工程
（Ｄ）プレディップ工程
（Ｅ）活性化工程
（Ｆ）ポストディップ工程
（Ｇ１）無電解ニッケルめっき工程
（Ｇ２）無電解パラジウムめっき工程
（Ｇ３）無電解金めっき工程
（Ｈ）はんだ領域形成工程
（Ｉ）部品搭載工程
（Ｊ）評価用基板の作製
（Ｋ）はんだ塗布工程
（Ｌ）モジュール基板搭載工程
（Ｍ）はんだリフロー工程

図６は加熱前の中間層５０’の縦断面構造を示す図である。

実施例１では、めっき形成工程（Ｇ１），（Ｇ２），（Ｇ３）が順次実行されている。したがって、図６に示すように、ニッケルめっき層５２、パラジウムめっき層５３、金めっき層５４が、配線導体上に順次形成されており、（Ｈ）はんだ領域形成工程における加熱によって、拡散係数の高いパラジウムと金は、はんだボール内に拡散する。ニッケルめっき層内のニッケルもまた、はんだボール内に拡散し、はんだと合金化することで、錫、銅及びニッケルを主成分とする金属間化合物からなる中間層５０を形成する。しかしニッケルはパラジウムや金ほどは拡散しないため、ニッケルめっき層は導体領域４０として、はんだボール接続用端子（配線導体３０）上に残留する。これにより導体領域４０はニッケル−リン合金となる。

［実施例２］

実施例２においては、実施例１の工程のうち、以下の工程が順番に実行された。
（Ａ）基板準備工程
（Ｂ）脱脂工程
（Ｃ）ソフトエッチング工程
（Ｄ）プレディップ工程
（Ｅ）活性化工程
（Ｆ）ポストディップ工程
（Ｇ１）無電解ニッケルめっき工程
（Ｇ２）無電解パラジウムめっき工程
（Ｇ３）無電解金めっき工程
（Ｈ）はんだ領域形成工程
（Ｉ）部品搭載工程
（Ｊ）評価用基板の作製
（Ｋ）はんだ塗布工程
（Ｌ）モジュール基板搭載工程
（Ｍ）はんだリフロー工程

但し、実施例２においては、工程（Ｈ）のはんだ溶融時間が、実施例１とは異なる。工程（Ｈ）のはんだ領域形成工程において、はんだ溶融時間を６０秒間としたこと以外は、実施例１と同様にして評価用電子デバイスを得た。これを実施例２の電子デバイスとした。

実施例２では、めっき形成工程（Ｇ１），（Ｇ２），（Ｇ３）が順次実行されている。したがって、図６に示すように、ニッケルめっき層５２、パラジウムめっき層５３、金めっき層５４が、配線導体４０上に順次形成されており、（Ｈ）はんだ領域形成工程における加熱によって、これらの層は実施例１と同様に一体化し、錫、銅及びニッケルを主成分とする金属間化合物からなる中間層５０及びニッケル−リン合金からなる導体領域４０となる。

［実施例３］

実施例３においては、実施例１の工程のうち、以下の工程が順番に実行された。
（Ａ）基板準備工程
（Ｂ）脱脂工程
（Ｃ）ソフトエッチング工程
（Ｄ）プレディップ工程
（Ｅ）活性化工程
（Ｆ）ポストディップ工程
（Ｇ１）無電解ニッケルめっき工程
（Ｇ３）無電解金めっき工程
（Ｈ）はんだ領域形成工程
（Ｉ）部品搭載工程
（Ｊ）評価用基板の作製
（Ｋ）はんだ塗布工程
（Ｌ）モジュール基板搭載工程
（Ｍ）はんだリフロー工程

図７は加熱前の中間層５０’の縦断面構造を示す図である。
すなわち、実施例３では、実施例１における工程（Ｇ２）の無電解パラジウムめっき工程を省略したこと以外は、実施例１と同様にして評価用電子デバイスを得た。これを実施例３の電子デバイスとした。実施例３においては、ニッケルめっき層上に、金めっき層が形成される。

実施例３では、めっき形成工程（Ｇ１），（Ｇ３）が順次実行されている。したがって、図７に示すように、ニッケルめっき層５２、金めっき層５４が、配線導体上に順次形成されており、（Ｈ）はんだ領域形成工程における加熱によって、これらの層の一部は一体化し、実施例１と同様に、錫、銅及びニッケルを主成分とする金属間化合物からなる中間層５０及びニッケル−リン合金からなる導体領域４０となる。

［実施例４］

実施例４では、実施例３における工程（Ｈ）のはんだ領域形成工程において、はんだ溶融時間を６０秒間とした。これら以外の工程は、実施例３と同様にして評価用電子デバイスを得た。これを実施例４の電子デバイスとした。実施例４においても、ニッケルめっき層上に、金めっき層が形成されることとなる。

実施例４においても実施例３と同様の中間層５０及び導体領域４０が形成される。

［実施例５］

実施例５では、実施例３の工程（Ｇ１）の無電解ニッケルめっき工程において、その膜厚を０．１μｍとした。これら以外の工程は、実施例３と同様にして評価用電子デバイスを得た。これを実施例５の電子デバイスとした。実施例５においても、ニッケルめっき層上に、金めっき層が形成されることとなる。

実施例５では、実施例３と同様の中間層５０’が形成されるが、ニッケルめっき層５２の厚みが薄いため、ニッケルが全てはんだボール内に拡散し、ニッケルめっき層５２は配線導体上から消失する。したがって、配線導体のうちニッケルめっき層の下地に当たる領域が導体領域となる。そのため、加熱後の中間層５０は錫、銅及びニッケルを主成分とする金属間化合物からなり、導体領域４０は銅からなる。

［実施例６］

実施例６においては、実施例１の工程のうち、以下の工程と、工程（Ｘ１），（Ｘ２）が、以下の順番で実行された。
（Ａ）基板準備工程
（Ｂ）脱脂工程
（Ｃ）ソフトエッチング工程
（Ｘ１）酸洗浄工程
（Ｘ２）水溶性プリフラックス処理工程
（Ｈ）はんだ領域形成工程
（Ｉ）部品搭載工程
（Ｊ）評価用基板の作製
（Ｋ）はんだ塗布工程
（Ｌ）モジュール基板搭載工程
（Ｍ）はんだリフロー工程

まず、実施例６では、実施例１と同様に、工程（Ａ）の基板準備工程、工程（Ｂ）の脱脂工程及び工程（Ｃ）のソフトエッチング工程を行った。なお、実施例６では、実施例１の工程（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）が省略され、代わりに、（Ｘ１）酸洗浄工程、（Ｘ２）水溶性プリフラックス処理工程が追加されている。これらの工程は、以下の通りである。

（Ｘ１）酸洗浄工程
上記基板を、酸洗浄液（５％硫酸水溶液）に、３０℃で１分間浸漬した後、基板を取り出して、１分間水洗した。

（Ｘ２）水溶性プリフラックス処理工程
基板を、水溶性プリフラックス液（四国化成工業株式会社製、商品名：タフエースＦ２）に、４０℃で６０秒間浸漬した後、基板を取り出して１分間水洗した。

工程（Ｘ２）の後、実施例１と同様の方法により、工程（Ｈ）のはんだ領域形成工程、工程（Ｉ）の部品搭載工程、工程（Ｊ）の評価用基板の作製、工程（Ｋ）のはんだ塗布工程、工程（Ｌ）のモジュール基板搭載工程及び工程（Ｍ）のはんだリフロー工程を行い、評価用電子デバイスを得た。これを実施例６の電子デバイスとした。

実施例６では、実施例１におけるめっき形成工程（Ｇ１），（Ｇ２），（Ｇ３）が実行されていない。したがって、はんだ接続用に規定された配線導体３０の一部領域を導体領域４０とするが、これは銅からなる。また、中間層５０は、銅と錫の拡散により形成され、銅と錫を主成分として含有することになる。

［実施例７］
工程（Ｈ）のはんだ領域形成工程において、はんだ溶融時間を６０秒間としたこと以外は、実施例６と同様にして評価用電子デバイスを得た。これを実施例７の電子デバイスとした。

［実施例８］
実施例８では、工程（Ａ）と工程（Ｈ）のみが実施例６と異なり、その他の工程は、実施例６と同一である。

実施例８では、工程（Ａ）の基板準備工程において、基板にスルーホールを形成した後、不要な箇所にめっきが析出しないようにするために所定形状のフォトレジストを形成し、スルーホール部と基板表面に銅めっきを行うことで所定形状のデイジーチェーン回路パターンを形成し、ソルダーレジストで基板の表面の一部をオーバーコートして、はんだボール接続用端子（φ０．６ｍｍ）を形成した。
また、実施例８では、工程（Ｈ）のはんだ領域形成工程において、はんだ溶融時間：１０秒間、トップ温度：２５０℃、としたこと以外は、実施例６と同様にして、評価用電子デバイスを得た。これを実施例８の電子デバイスとした。なお、実施例８では、下地の導体領域が銅めっきで形成されている点が実施例６とは異なる。

［実施例９］
実施例９では、工程（Ｈ）のみが実施例８と異なり、その他の工程は、実施例８と同一である。すなわち、実施例９では、工程（Ｈ）のはんだ領域形成工程において、はんだ溶融時間を２０秒間としたこと以外は、実施例８と同様にして評価用電子デバイスを得た。これを実施例９の電子デバイスとした。

［実施例１０］
実施例１０では、実施例１の工程（Ｇ１）の無電解ニッケルめっき工程を省略したことと以外は、実施例１と同様にして評価用電子デバイスを得た。これを実施例１０の電子デバイスとした。

図８は加熱前の中間層５０’の縦断面構造を示す図である。

実施例１０では、めっき形成工程（Ｇ２），（Ｇ３）が順次実行されている。したがって、図８に示すように、パラジウムめっき層５３、金めっき層５４が、配線導体上に順次形成されており、（Ｈ）はんだ領域形成工程における加熱によって、拡散係数の高いパラジウムと金は、はんだボール内に拡散する。また、配線導体を構成する銅もまた拡散係数が高いため、はんだボール内に拡散する。したがって、中間層５０は錫及び銅を主成分とする金属間化合物からなり、配線導体のうち中間層５０’の下地に当たる配線導体の領域を導体領域４０として、この導体領域４０は銅からなる。

［実施例１１］
実施例１１では、実施例１の工程（Ｇ１）の無電解ニッケルめっき工程において、表１の「ｂ」に示す無電解ニッケルめっき浴に変更したこと以外は、実施例１と同様にして評価用電子デバイスを得た。なお、ＥＤＳにより無電解ニッケルめっき膜中のリン濃度を測定したところ、リン濃度は５質量％であった。これを実施例１１の電子デバイスとした。
実施例１１の中間層５０’の構造は、図６に示すように、実施例１と同一である。

［実施例１２］
実施例１２においては、実施例１の工程のうち、以下の工程と、工程（Ｇ４）が、以下の順番で実行された。
（Ａ）基板準備工程
（Ｂ）脱脂工程
（Ｃ）ソフトエッチング工程
（Ｇ４）無電解錫めっき工程
（Ｇ１）無電解ニッケルめっき工程
（Ｇ３）無電解金めっき工程
（Ｈ）はんだ領域形成工程
（Ｉ）部品搭載工程
（Ｊ）評価用基板の作製
（Ｋ）はんだ塗布工程
（Ｌ）モジュール基板搭載工程
（Ｍ）はんだリフロー工程

まず、実施例１２では、実施例１と同様に、工程（Ａ）の基板準備工程、工程（Ｂ）の脱脂工程及び工程（Ｃ）のソフトエッチング工程を行った。なお、実施例１２では、実施例１の工程（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）が省略され、代わりに、（Ｇ４）無電解錫めっき工程が追加されている。これらの工程は、以下の通りである。

（Ｇ４）無電解錫めっき工程
厚さ０．２μｍの錫（Ｓｎ）めっき膜を、はんだボール接続用端子上に形成した。ここでは、表４に示す組成を有する無電解錫めっき液（温度：３０℃、ｐＨ：１．５）を調製した。上述のように得られたエッチング処理を行ったはんだボール接続用端子（導体）を、表４の無電解錫めっき液に３０分間浸漬して、錫めっき膜を形成した。錫めっき処理後、導体を水洗することで、錫めっき膜が形成された導体を得た。

工程（Ｇ４）の後、実施例１と同様の方法により、無電解ニッケルめっき工程（Ｇ１）を実行して、錫めっき膜上に、ニッケルめっき膜を形成し、続いて無電解金めっき工程（Ｇ３）を実行して、ニッケルめっき膜上に、金めっき膜を形成した。更に、工程（Ｈ）のはんだ領域形成工程、工程（Ｉ）の部品搭載工程、工程（Ｊ）の評価用基板の作製、工程（Ｋ）のはんだ塗布工程、工程（Ｌ）のモジュール基板搭載工程及び工程（Ｍ）のはんだリフロー工程を行い、評価用電子デバイスを得た。これを実施例１２の電子デバイスとした。実施例１２では、実施例１における工程（Ｇ２）の無電解パラジウムめっき工程は省略されている。また、工程（Ｇ１）の無電解ニッケルめっき工程において、ニッケルめっき膜の膜厚を０．１μｍとし、工程（Ｇ３）の無電解金めっき工程において、その膜厚を０．０５μｍとした。これら以外の実施例１２の工程は、実施例１と同一である。

図９は加熱前の中間層５０’の縦断面構造を示す図である。
実施例１２では、めっき形成工程（Ｇ４），（Ｇ１），（Ｇ３）が順次実行されている。したがって、図９に示すように、錫めっき層５１、ニッケルめっき層５２、金めっき層５４が、配線導体上に順次形成された中間層５０’が形成されるが、（Ｈ）はんだ領域形成工程における加熱によってニッケルめっき層５２の厚みが薄いため、ニッケルが全てはんだボール内と錫めっき層内に拡散し、ニッケルめっき層５２は消失する。したがって、配線導体のうち錫めっき層の下地に当たる領域が導体領域となる。そのため、加熱後の中間層５０は錫、銅及びニッケルを主成分とする金属間化合物からなり、導体領域４０は銅からなる。

［実施例１３］
実施例１３においては、実施例１２において、工程（Ｇ１）の無電解ニッケルめっき工程に代えて、実施例１の工程（Ｇ２）と同様の無電解パラジウムめっき工程を実行した点が異なる。なお、実施例１３の工程（Ｇ２）の無電解パラジウムめっき工程においては、無電解パラジウムめっき液としては、表２の「Ｂ」を用い、パラジウムめっき膜の膜厚を０．１μｍとし、工程（Ｇ３）の無電解金めっき工程において、金めっき膜の膜厚を０．０５μｍとした。これら以外の工程は、実施例１２と同一である。以上のようにして、評価用電子デバイスを作製し、これを実施例１３の電子デバイスとした。実施例１３では、錫めっき膜上に、パラジウムめっき膜が形成され、その上に、金めっき膜が形成される。

図１０は加熱前の中間層５０’の縦断面構造を示す図である。

実施例１３では、めっき形成工程（Ｇ４），（Ｇ２），（Ｇ３）が順次実行されている。したがって、図１０に示すように、錫めっき層５１、パラジウムめっき層５３、金めっき層５４が、配線導体上に順次形成されており、（Ｈ）はんだ領域形成工程における加熱によって、拡散係数の高いパラジウムと金は、はんだボール内と錫めっき層５１内に拡散する。さらに錫めっき層５１の下地に当たる導体領域４０を構成する銅もまた拡散係数が高いため、はんだ中へ拡散する。そのため、中間層５０は錫と銅を主成分とする金属間化合物からなり、導体領域４０は銅からなる。

［実施例１４］
実施例１４においては、実施例１２において、実施例１の工程（Ｇ２）を省略せず、これを工程（Ｇ１）と工程（Ｇ３）との間において実行した点が異なる。なお、実施例１４の工程（Ｇ１）の無電解ニッケルめっき工程において、ニッケルめっき膜の膜厚を３．０μｍとし、工程（Ｇ２）の無電解パラジウムめっき工程において、無電解パラジウムめっき液としては、表２の「Ｂ」を用い、パラジウムめっき膜の膜厚を０．１μｍとし、工程（Ｇ３）の無電解金めっき工程において、金めっき膜の膜厚を０．０５μｍとした。これら以外の工程は、実施例１２と同一である。以上のようにして、評価用電子デバイスを作製し、これを実施例１４の電子デバイスとした。実施例１４では、錫めっき膜上に、ニッケルめっき膜が形成され、ニッケルめっき膜上にパラジウムめっき膜が形成され、パラジウムめっき膜上に金めっき膜が形成される。

図１１は加熱前の中間層５０’の縦断面構造を示す図である。

実施例１４では、めっき形成工程（Ｇ４），（Ｇ１）,（Ｇ２），（Ｇ３）が順次実行されている。したがって、図１１に示すように、錫めっき層５１、ニッケルめっき層５２、パラジウムめっき層５３、金めっき層５４が、下地の導体上に順次形成されており、（Ｈ）はんだ領域形成工程における加熱及びそれに伴う拡散によって、実施例１と同様に中間層５０は、錫、銅及びニッケルを主成分とする金属間化合物からなり、導体領域４０はニッケル−リン合金となる。

以上、説明したように、実施例１〜実施例１４において、上述の端子構造は、配線導体（３０）上に配置されたはんだ接続用導体領域（４０）と、導体領域（４０）に接する中間層（５０）と、中間層（５０）に接するはんだ領域（７０）と、を備え、中間層（５０）は、錫と、銅またはニッケルのうち少なくとも一方と、を主成分とする金属間化合物からなる。また、導体領域４０が、ニッケルまたはニッケル系合金とすることができる。

そして、導体領域（４０）の押し込み弾性率をＥ１とし、中間層（５０）の押し込み弾性率をＥ２としたときに、Ｅ１及びＥ２は上述の式（１）：（０．８≦Ｅ１／Ｅ２≦１．５）を満たしている。また、はんだ領域７０の押し込み弾性率をＥ３としたとき、Ｅ３はＥ２より小さい。

［比較例１］
工程（Ｈ）のはんだ領域形成工程において、はんだ溶融時間を９０秒間としたこと以外は、実施例６と同様にして評価用電子デバイスを得た。これを比較例１の電子デバイスとした。
［比較例２］

工程（Ｈ）のはんだ領域形成工程において、はんだ溶融時間：５０秒間、トップ温度：２６０℃、としたこと以外は、実施例８と同様にして評価用電子デバイスを得た。これを比較例２の電子デバイスとした。

［比較例３］
工程（Ｇ１）の無電解ニッケルめっき工程において、表１のｂに示す無電解ニッケルめっき浴を用い、工程（Ｈ）のはんだ領域形成工程においてはんだ溶融時間：５０秒間、トップ温度：２６０℃、としたこと以外は、実施例１１と同様にして評価用電子デバイスを得た。これを比較例３の電子デバイスとした。

なお、無電解ニッケルめっき液は、硫酸ニッケル・６水和物と、次亜リン酸ナトリウムと、リンゴ酸と、コハク酸とを含有している。

なお、無電解パラジウムめっき液は、めっき液「Ａ」においては、ジクロロエチレンジアミンパラジウム溶液と、エチレンジアミンと、蟻酸ナトリウムとを含有している。また、めっき液「Ｂ」においては、ジクロロエチレンジアミンパラジウム溶液と、エチレンジアミンと、次亜リン酸ナトリウムとを含有している。

なお、無電解金めっき液は、フラッシュゴールド３３０Ａ（奥野製薬工業株式会社製（商品名））と、シアン化金カリウムとを含有している。

この無電解錫めっき液は、メタンスルホン酸錫、メタンスルホン酸、チオ尿素、及び添加剤を含有している。

［端子構造の評価］
上記方法により作製した端子構造を有する電子デバイスの断面を鏡面研磨して、端子構造を構成する導体領域の構成元素、中間層の主成分元素をＥＤＳにて確認を行った。その結果を表５に示す。

［押し込み弾性率の計測］
株式会社エリオニクス製の超微小押し込み硬さ試験機（商品名：ＥＮＴ−１１００ａ）を用いて、各実施例及び各比較例の端子構造１４の各層における押し込み変位−荷重関係から押し込み弾性率を計測した。その結果を表４に示す。なお、押し込み弾性率の計測におけるＦ_ｍａｘ、Ｆ_ｍｉｎ、ｔ１、ｔ２、ｔ３を以下のように設定することで、押し込み試験中の圧子が隣接層に入らないように測定を行った。

Ｆ_ｍａｘ＝２．５ｍＮ、Ｆ_ｍｉｎ＝０．０５ｍＮ
ｔ１＝５秒間、ｔ２＝１秒間、ｔ３＝５秒間

［落下強度の評価］
落下試験装置を用いて、各実施例及び各比較例の電子デバイスの落下試験を行った。具体的には、モジュール基板とマザーボードの接続面に落下衝撃（衝撃加速度：１４７００ｍ／ｓ^２）を繰り返して加え、モジュール基板の端子とマザーボードの電極端子との間の抵抗値を落下ごとに測定した。落下試験は、各実施例及び各比較例において同様に作製された６個の電子デバイスを用いて行い、抵抗値が初期抵抗の１００倍以上となるまでの落下回数の平均値を求めた。落下回数が多いほど落下強度が良好であり、６個の平均値が１００回以上のものを「Ｓ」、６０回以上１００回未満のものを「Ａ」、６０回未満のものを「Ｂ」評価とした。その結果を表４に示す。

表５に示すとおり、実施例１〜１４では落下試験にて良好な評価結果となった。したがって、実施例１〜１４では、基板に対して落下衝撃が加えられても、十分に優れた落下強度を実現することが可能な端子構造が得られていたことが分かった。

以上のように、本発明に係る端子構造、プリント配線板、モジュール基板、電子デバイス及び端子構造の製造方法は、落下衝撃に対する耐久性が求められる電子デバイスに有用である。

１０…基板、１４…端子構造、１６…接続部、２０…電子部品、２４…接合構造、３０…配線導体、４０…導体領域、５０…中間層、７０…はんだ領域、８０…マザーボード、８２…電極端子、１００…プリント配線板、２００…モジュール基板、３００…電子デバイス。

Claims (9)

1. 配線導体上に配置されたはんだ接続用導体領域と、
   前記導体領域に接する中間層と、
   前記中間層に接するはんだ領域と、
   を備え、
   前記中間層は、錫と、銅またはニッケルのうち少なくとも一方と、を主成分とする金属間化合物からなり、
   前記導体領域の押し込み弾性率をＥ１とし、
   前記中間層の押し込み弾性率をＥ２としたときに、
   Ｅ１及びＥ２が下記式（１）：
   ０．８≦Ｅ１／Ｅ２≦１．５ ・・・（１）
   を満たすことを特徴とする、端子構造。
2. 前記導体領域が、銅または銅系合金であることを特徴とする、請求項１に記載の端子構造。
3. 前記導体領域が、ニッケルまたはニッケル系合金であることを特徴とする、請求項１に記載の端子構造。
4. 前記はんだ領域の押し込み弾性率をＥ３としたとき、Ｅ３がＥ２より小さいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の端子構造。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の端子構造を備えるプリント配線板。
6. 請求項５に記載のプリント配線板を備えるモジュール基板。
7. 請求項６に記載のモジュール基板を備える電子デバイス。
8. 配線導体上に配置されたはんだ接続用導体領域と、前記導体領域に接する中間層と、前記中間層に接するはんだ領域と、を備える端子構造を準備する工程と、
   前記導体領域の押し込み弾性率を計測する工程と、
   前記中間層の押し込み弾性率を計測する工程と、
   前記導体領域の押し込み弾性率の数値及び前記中間層の押し込み弾性率の数値に基づいて、前記端子構造の耐落下衝撃性が良好であるか否かを判断する工程と、
   前記判断する工程により端子構造が良好な耐落下衝撃性を示すと判断された前記端子構造の作製条件と同一の条件で端子構造を作製する工程と、
   を含む端子構造の製造方法。
9. 前記中間層が、錫と、銅またはニッケルのうち少なくとも一方と、を主成分とする金属間化合物からなる請求項８に記載の端子構造の製造方法。

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