JPS63301586A - Through-hole circuit board and manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、低コストで生産性・信頼性の高いスルーホー
ル回路基板、およびその製造方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a through-hole circuit board that is low in cost and has high productivity and reliability, and a method for manufacturing the same.
［従来の技術］
従来、スルーホール回路基板は主にサブトラクティブ法
により作成されていた。つまり、両面銅張積層板にスル
ーホール用の穴あけを行い、次に化学めっきのための活
性化処理および化学めっき処理を行い、次いで電気めっ
きにより必要な膜厚分をつけ、その後にスルーホール部
および回路導体部のところをレジストでマスキングし、
不要部をエツチング除去する方法である。この方法によ
り、高信頼性のスルーホール回路を形成することができ
るが、特に化学めっき工程において、その処理工程数お
よび使用薬液が多いために処理時間が長く、また材料費
が高価になるため、生産性および経済性に問題があった
。[Prior Art] Conventionally, through-hole circuit boards have been mainly produced by a subtractive method. In other words, holes for through-holes are drilled in a double-sided copper-clad laminate, then activation treatment and chemical plating treatment are performed for chemical plating, then electroplating is applied to the required film thickness, and then the through-hole area is And mask the circuit conductor part with resist,
This is a method to remove unnecessary parts by etching. Although this method makes it possible to form highly reliable through-hole circuits, it requires a long processing time and high material costs, especially in the chemical plating process due to the large number of processing steps and the large number of chemicals used. There were problems with productivity and economy.
より生産性を向上したスルーホール回路の製造方法とし
て、導電性接着剤を用いる方法がある。As a method for manufacturing through-hole circuits with improved productivity, there is a method using a conductive adhesive.
これはスルーホール用の穴あけを行った後、その穴にス
クリーン印刷法あるいはディスペンサを用いた方法など
により導電性接着剤を流し込み、加熱硬化させて両面導
体の導通をとる方法である。This method involves drilling holes for through-holes, then pouring conductive adhesive into the holes using a screen printing method or a method using a dispenser, and heating and hardening the adhesive to establish continuity between the double-sided conductors.
この方法は生産性には優れるものの、経済性・信頼性に
多少の問題があり、また導電性接着剤の比抵抗か銅に比
べて１〜２桁高いこと、および導電性接着剤と銅との界
面で接触抵抗が生ずることにより、形成されたスルーホ
ール抵抗は上述のサブトラクティブ法によるものよりか
なり高くなる。Although this method has excellent productivity, there are some problems in economic efficiency and reliability, and the specific resistance of the conductive adhesive is one to two orders of magnitude higher than that of copper, and the Due to the contact resistance at the interface, the formed through-hole resistance is considerably higher than that obtained by the subtractive method described above.
なお、上述と同じ方法で、経済性・信頼性の点から導電
性接着剤の代わりにはんだペーストを用いる方法も考え
られる。第１０図は従来のはんだペーストを使用したス
ルーホール回路基板の断面図である。図において、１は
積層体で絶縁層２と、導電層３．４からなっている。１
１はスルーホール用の穴、１２はリフローされたはんだ
、１３ははんだリフロ一時にフラックスが活性化するこ
とにより発生したガスである。このように従来のけんだ
ペーストを用いる方法ではガス１３の発生や、はんだ特
有の表面張力の高さのために導電層３．４を結ぶはんだ
のブリッジが起こらず、両導電層間の導通をとるのが困
難であった。Note that, in the same manner as described above, a method of using solder paste instead of the conductive adhesive from the viewpoint of economy and reliability may also be considered. FIG. 10 is a cross-sectional view of a through-hole circuit board using a conventional solder paste. In the figure, numeral 1 denotes a laminate consisting of an insulating layer 2 and a conductive layer 3.4. 1
1 is a hole for a through hole, 12 is reflowed solder, and 13 is gas generated by activation of flux during solder reflow. In this way, in the conventional method using solder paste, the generation of gas 13 and the high surface tension peculiar to solder do not cause solder bridging that connects the conductive layers 3.4, and conduction between both conductive layers is established. It was difficult.
［発明が解決しようとする問題点コ
このように従来のスルーホール回路基板およびその製造
方法においては、あるいは工程が複雑でかつ使用薬品の
種類が多いために高価格をまねき、あるいは導電層間の
接続強度の不足または接合部の高抵抗化など信頼性にか
ける欠点があった。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, conventional through-hole circuit boards and their manufacturing methods have high costs due to complicated processes and many types of chemicals used, or problems with connections between conductive layers. There were drawbacks to reliability, such as insufficient strength and high resistance at joints.
本発明はこのような従来の欠点を解消し、低価格でかつ
信頼性の高いスルーホール回路基板およびその製造方法
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate such conventional drawbacks and provide a through-hole circuit board that is inexpensive and highly reliable, and a method for manufacturing the same.
［問題点を解決するための手段］
このような目的を達成するために、本発明のスルーホー
ル回路基板は絶縁層を挾んでその両面にそれぞれ導電層
が積層された部分を有する積層体を用いたスルーホール
回路基板において、絶縁層の両面に積層された導電層が
、複数の金属粒を含むはんだに接続され、金属粒のそれ
ぞれの少なくとも一部分ははんだよりも高い融点を有す
ることを特徴とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the through-hole circuit board of the present invention uses a laminate having portions in which an insulating layer is sandwiched and a conductive layer is laminated on both sides of the insulating layer. A through-hole circuit board characterized in that a conductive layer laminated on both sides of an insulating layer is connected to a solder containing a plurality of metal grains, at least a portion of each of the metal grains having a higher melting point than the solder. .
また本発明のスルーホール回路基板の製造方法は、絶縁
層を挾んでその両面にそれぞれ導電層が積層された部分
を有する積層体を用いたスルーホール回路基板の製造方
法において、積層体にスルーホール用の穴をあける工程
と、穴に、複数のはんだ粒と複数の金属粒とフラックス
とを含み、複数の金属粒のそれぞれの少なくとも一部分
ははんだ粒より高い融点を有するはんだペーストを、塗
布または充てんする工程と、はんだペーストをはんだ粒
の融点と、金属粒を構成する材質のうちで最も高い融点
との間の温度に加熱してはんだをリフローする工程とを
含むことを特徴とする。Further, the method for manufacturing a through-hole circuit board of the present invention is a method for manufacturing a through-hole circuit board using a laminate having portions in which conductive layers are laminated on both sides of an insulating layer sandwiching the insulating layer. applying or filling the hole with a solder paste including a plurality of solder grains, a plurality of metal grains, and a flux, at least a portion of each of the plurality of metal grains having a higher melting point than the solder grains; and a step of reflowing the solder by heating the solder paste to a temperature between the melting point of the solder grains and the highest melting point of the materials constituting the metal grains.
［作 用］
本発明によれば、絶縁層の両面にそれぞれ積層された導
電層がはんだによりて接続されるので、接続部における
電気抵抗が小さく、接合の強度が高い。さらにはんだ中
に金属粒を分散させであるので、導電層間のはんだのブ
リッジ発生が容易になり導通不良を生じることがなく、
導電層間の導通を確実に行うことがでとる。従って簡単
な方法で信頼性の高いスルーホール回路基板を低価格で
得ることかできる。[Function] According to the present invention, the conductive layers laminated on both sides of the insulating layer are connected by solder, so the electrical resistance at the connection portion is low and the strength of the bond is high. Furthermore, since metal particles are dispersed in the solder, solder bridges between conductive layers can easily occur, preventing conduction defects.
This can be achieved by ensuring continuity between the conductive layers. Therefore, a highly reliable through-hole circuit board can be obtained by a simple method at a low cost.
［実施例コ 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。[Example code] The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第１図は本発明のスルーホール回路基板の一実施例の断
面図である。図において１は積層体で、絶縁層２および
それぞれ絶縁層２を挾んで設けられた例えば銅、銀など
からなる導電層３，４からな）ている。５は積層体１を
貫通する穴である。６は穴５を埋め、導電層３と４とを
導通させるはんだ、７ははんだ６内に分散させた金属粒
である。FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of a through-hole circuit board of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a laminate consisting of an insulating layer 2 and conductive layers 3 and 4 made of, for example, copper or silver, each sandwiching the insulating layer 2. 5 is a hole penetrating the laminate 1. 6 is a solder that fills the hole 5 and connects the conductive layers 3 and 4, and 7 is a metal particle dispersed in the solder 6.
第１図に示した実施例の作製法を第２図（Ａ）−（Ｃ）
を参照して説明する。The manufacturing method of the example shown in FIG. 1 is shown in FIGS. 2(A)-(C).
Explain with reference to.
工程（Ｉ）：まず絶縁層２を挾んで両側に導電層３．４
が設けられている積層体１にス
ルーホール用の穴５をあける（第２
図（Ａ））。Step (I): First, conductive layers 3.4 are placed on both sides of the insulating layer 2.
A hole 5 for a through hole is made in the laminate 1 provided with the through hole (FIG. 2(A)).
工程（２）：次にはんだ粒６＾、金属粒７およびフラッ
クス８を混合したはんだペース
トをスクリーン印刷法あるいはディ
スペンサその他を用いる方法によっ
て穴５内に塗布または充てんする
（第２図（Ｂ））。Step (2): Next, solder paste mixed with solder grains 6^, metal grains 7, and flux 8 is applied or filled into the holes 5 by screen printing or a method using a dispenser or the like (Fig. 2 (B)). .
工程（３）：そしてはんだの融点以下の温度で予備加熱
した後、はんだの融点以上か
つ金属粒を構成する材質のうちで最
も高い融点以下の温度でリフローし
冷却して凝固させる。この工程によ
ってはんだ粒は溶融し、金属粒７を
分散させ、かつ導電層３，４を電気的
に導通させるはんだブロック６とな
る（第２図（Ｃ））。Step (3): After preheating at a temperature below the melting point of the solder, it is reflowed and cooled to solidify at a temperature above the melting point of the solder and below the highest melting point of the materials constituting the metal particles. Through this process, the solder particles are melted to form a solder block 6 that disperses the metal particles 7 and electrically connects the conductive layers 3 and 4 (FIG. 2(C)).
このようにして得られたスルーホール基板は、その製造
工程がＦＪ隼であるにもかかわらず、リフロ一時に発生
するガスやはんだ自体の表面張力の高さのためによる導
通不良を生ずることなく、確実に導通をとることができ
る。また導電層とはんだとの接合強度が高く、また接合
部の比抵抗を著しく低くすることができる。Although the manufacturing process of the through-hole board is FJ Hayabusa, the through-hole board thus obtained does not suffer from conduction defects due to the gas generated during reflow or the high surface tension of the solder itself. Continuity can be ensured. Further, the bonding strength between the conductive layer and the solder is high, and the specific resistance of the bonded portion can be significantly lowered.
積層体１はどのような方法によって製造されたものでも
よく、また導電層、絶縁層、導電層からなる連続した３
層を含んでいれば、他の層がさらに積層されていても差
し支えない。The laminate 1 may be manufactured by any method, and may be made of three consecutive layers consisting of a conductive layer, an insulating layer, and a conductive layer.
There is no problem even if other layers are further laminated.
絶縁層２の厚みはあまり大きすぎると絶縁層を挾んだ２
つの導電層の導通が困難となるので２ｍｍ以下、さらに
は５００μｍ以下、さらには１００μｍ以下が好ましい
。If the thickness of the insulating layer 2 is too large, the thickness of the insulating layer 2 may be too large.
Since conduction between two conductive layers becomes difficult, the thickness is preferably 2 mm or less, more preferably 500 μm or less, and even more preferably 100 μm or less.
積層体のスルーホール部の断面構造は第１図に示した形
状に限られず、第３図（Ａ）に示すように、スルーホー
ル部の壁面５Ａにのみ、金属粒７を分散させたはんだ６
が形成されて導電層３．４を導通させる構造、第３図（
Ｂ）のようにスルーホール用の穴が導電層３と絶縁層２
のみに設けられ、金属粒７を分散させたけんだ６が導電
層４上に載って導電層３と４とを導通させる構造、ある
いは第３図（Ｃ）に示すように、絶縁層２の一部がスル
ーホール内に突出している構造など、種々の構造が可能
である。The cross-sectional structure of the through-hole portion of the laminate is not limited to the shape shown in FIG. 1, but as shown in FIG.
is formed to make the conductive layer 3.4 conductive, as shown in FIG.
As shown in B), the holes for through holes are connected to the conductive layer 3 and the insulating layer 2.
A structure in which a shard 6 having metal particles 7 dispersed therein is placed on the conductive layer 4 to connect the conductive layers 3 and 4, or as shown in FIG. Various structures are possible, such as a structure in which the portion protrudes into the through hole.
以下に本発明の細部について、詳細に説明する。The details of the present invention will be explained in detail below.
導電層の材質は、溶融はんだとの濡れ性が良いことが必
要である。実際には導電層との濡れ性の良いはんだを選
択することにより、銅、銀、金。The material of the conductive layer needs to have good wettability with molten solder. In fact, by selecting a solder with good wettability with the conductive layer, copper, silver, and gold.
白金、Ｗａ、’ｊｌ＝、鉄、ニッ鉄用ニッケルウム、ア
ルミニウム、ステンレスが導電層として使用できるが一
般的には銅、銀、金が好ましく、経済性の点からは特に
銅が好ましい。Platinum, Wa, 'jl=, iron, nickelium for Nitrous iron, aluminum, and stainless steel can be used as the conductive layer, but copper, silver, and gold are generally preferred, and copper is particularly preferred from the economic point of view.
はんだの材質としては、導電層との濡れ性が良ければ何
でも良い。例えば導電層が一般の銅や銀の場合、５ｎ−
Ｐｂ系・Ｓｎ −Ｐｂ −Ａｇ系合金が熱による歪を吸
収しやすく汎用されるが、特に導電層が銀の場合にはＳ
ｎ −Ｐｂ −Ａｇ系がより好ましい、また、リフロー
後ワークが高温にさらされる場合には高温はんだ、逆に
ワークに耐熱性が備わっていない場合には、低温はんだ
も使用できる。Any material may be used for the solder as long as it has good wettability with the conductive layer. For example, if the conductive layer is made of ordinary copper or silver, 5n-
Pb-based/Sn-Pb-Ag-based alloys are widely used because they easily absorb thermal strain, but especially when the conductive layer is silver, S
n-Pb-Ag type is more preferable, and high-temperature solder can be used if the workpiece will be exposed to high temperatures after reflow, and low-temperature solder can also be used if the workpiece does not have heat resistance.
金属粒を構成する材質のうち少なくとも１つは、はんだ
粒６Ａより高い融点を持つことが必要であるが、はんだ
のりフロ一温度を考慮すると融点ははんだのそれより５
０℃以上、さらには１００℃以上であることが好ましい
。また、金属粒ははんだとの濡れ性の良いことも必要で
ある。実際には金属粒との濡れ性の良いはんだを選択す
ることにより、銅、銀、金、白金、鉛、錫、鉄、ニッケ
ル。At least one of the materials constituting the metal particles needs to have a melting point higher than that of the solder particles 6A, but considering the solder flow temperature, the melting point is 55% higher than that of the solder.
The temperature is preferably 0°C or higher, more preferably 100°C or higher. It is also necessary that the metal particles have good wettability with solder. In fact, by selecting a solder that has good wettability with metal particles, copper, silver, gold, platinum, lead, tin, iron, and nickel can be produced.
インジウム、アルミニウム、ステンレス、および上記２
種以上の金属から成る合金および前述したはんだ粒６Ａ
より高い融点をもつはんだなどが使用できる。また、必
ずしも金属粒を構成する全ての材質がはんだ粒６＾より
高い融点をもつ必要はなく、例えば上述の金属粒の表面
にはんだ粒６Ａと同材質のものを覆ったものなども使用
できる。以上の金属粒の中では銅、銀、金が好ましく、
経済性の点からは特に銅が好ましい。また、後述のよう
に、少なくともはんだ粒６Ａより融点の高い部分をもつ
金属粒を含むはんだによりスルーホール導通をとる場合
、金属粒は単独で使用しても良いし、あるいは２ｆ！以
上混合して使用しても良い。粒径については、スルーホ
ール用穴の直径より小さいことが必要であるのは当然で
あるが、後述するように金属粒量との相関が強く、より
小さい方が好ましい。形状は、球形より不定形の方がは
んだとの界面面積が大きくとれるので信頼性上からは好
ましい。Indium, aluminum, stainless steel, and the above 2
Alloy consisting of more than one metal and the aforementioned solder grain 6A
Solder with a higher melting point can be used. Furthermore, it is not necessarily necessary that all the materials constituting the metal grains have a higher melting point than the solder grains 6^, and for example, the above-mentioned metal grains whose surfaces are covered with the same material as the solder grains 6A can be used. Among the above metal grains, copper, silver, and gold are preferred;
Copper is particularly preferred from the economic point of view. Furthermore, as will be described later, when through-hole conduction is achieved using solder that includes metal grains having at least a portion with a higher melting point than solder grain 6A, the metal grains may be used alone, or 2f! The above may be used in combination. It goes without saying that the particle size needs to be smaller than the diameter of the through-hole, but as will be described later, it has a strong correlation with the amount of metal particles, so the smaller the particle size, the better. From the viewpoint of reliability, an irregular shape is preferable to a spherical shape because the interface area with the solder can be larger.
次にはんだ（＝はんだ粒）量と金属粒量との割合につい
て述べる。以下の金属粒量および金属粒の総体積とは、
金属粒を構成するはんだ粒６Ａよりも融点の高い部分の
みの量および体積をさす。はんだ粒は、混合させた金属
粒間の空隙をリフロー後に完全に充てんできるだけの量
があれば良いが、その総体積は金属粒のそれの局以上で
あることが望ましい。しかしその量は金属粒の形状によ
っても左右され、例えば、不定形の場合にはより多くの
はんた粒量が必要になる。現実には、金属粒の形状が球
形の場合、体積比ではんだ粒／（はんだ粒子金属粒）が
０．５以上、不定形の場合では０．７以上が好ましい。Next, the ratio between the amount of solder (=solder particles) and the amount of metal particles will be described. The following amounts of metal particles and total volume of metal particles are:
Refers to the amount and volume of only the portion having a higher melting point than the solder grain 6A that constitutes the metal grain. It is sufficient that the amount of solder grains is sufficient to completely fill the voids between the mixed metal grains after reflow, but it is desirable that the total volume of the solder grains is larger than that of the metal grains. However, the amount also depends on the shape of the metal grains; for example, in the case of irregular shapes, a larger amount of solder grains is required. In reality, when the shape of the metal particles is spherical, the volume ratio of solder particles/(solder particles/metal particles) is preferably 0.5 or more, and when the shape is irregular, it is preferably 0.7 or more.
金属粒量の上限については、上述のはんだ粒／（はんだ
粒＋金属粒）の値より、形状が球形の場合には金属粒／
（はんだ粒子金属粒）＝０．５以下、不定形の場合には
０．３以下が好ましい。金属粒量の割合が極端に少なく
なると、スルーホール導通がとれない場合がある。Regarding the upper limit of the amount of metal particles, based on the value of solder particles/(solder particles + metal particles) mentioned above, if the shape is spherical, the amount of metal particles/
(Solder particle metal grain)=0.5 or less, preferably 0.3 or less in the case of an irregular shape. If the proportion of metal particles becomes extremely small, through-hole conduction may not be achieved.
そこで、スルーホール導通がとれるための最少限必要な
金属粒量の割合を調べると、第４図に示すように全金属
粒の表面積の総和が大きいほど低くなる傾向となる。ス
ルーホール回路を形成するための最適な金属粒量の割合
は、形状が球形の場合では粒径に従って第５図、形状の
比較では第６図の斜線部分のように変化する。これら各
図に示すように、粒が球形の場合には粒径が小さいほど
、また同じレベルの粒径てあれば球形より不定形の方が
、混合させる金属粒量の割合は少なくてすむことになる
。しかし導通のためには、金属粒量は少なすぎてはなら
ず、一般に人手可能な径の小さな不定形の金属粒でも、
少なくとも０．５ｖｏ１％、さらには３ ｖｏ１％さら
には５ ｖｏ１％以上混合させることが好ましい。Therefore, when examining the ratio of the minimum amount of metal grains necessary for through-hole conduction, as shown in FIG. 4, it tends to decrease as the sum of the surface areas of all metal grains increases. The optimum ratio of the amount of metal particles for forming a through-hole circuit changes according to the particle size in the case of a spherical shape, as shown in FIG. 5, and as shown in the hatched area in FIG. 6 for a comparison of shapes. As shown in these figures, if the particles are spherical, the smaller the particle size, and if the particle size is at the same level, the proportion of metal particles to be mixed will be smaller if the particles are amorphous than spherical. become. However, for conductivity, the amount of metal particles must not be too small, and even irregularly shaped metal particles with a small diameter that can be handled by hand,
It is preferable to mix at least 0.5 vol%, more preferably 3 vol% or even 5 vol% or more.
はんだ粒および金属粒の粒径はスルーホール用穴の直径
より小さなことが当然必要であるが、はんだペーストの
印刷・塗布性を考慮すると１５０μｍ以下、さらには７
５μｍ以下が好ましい。また、粘度偏析を避けるために
は均一の粒径のものを使用した方が好ましい。またはん
だ粒および金属粒の形状も印刷・塗布性を考慮して選定
されるが、一般にはメタルマスクを使用する場合は不定
形、メツシュスクリーン・ディスペンサを使用する場合
は球形の方が好ましい。It is naturally necessary that the particle size of the solder particles and metal particles be smaller than the diameter of the through hole, but considering the printing and coating properties of the solder paste, the particle size should be 150 μm or less, and even 7 μm or less.
The thickness is preferably 5 μm or less. Further, in order to avoid viscosity segregation, it is preferable to use particles of uniform particle size. The shapes of the solder grains and metal grains are also selected in consideration of printing and coating properties, but in general, it is preferable that they be amorphous when using a metal mask, and spherical when using a mesh screen dispenser.
フラックスは、樹脂系フラックス、特に活性化樹脂フラ
ックスが好ましい。これはロジン系天然樹脂またはその
変性樹脂を主成分とし、これに活性剤・有機溶剤・粘度
調整剤・その他の添加剤が添加されたものである。一般
に、変性樹脂には重合ロジン、フェノール樹脂変性ロジ
ンなど、活性剤には無機系および有機系フラックス、そ
の中でも特にアミン塩酸塩や有機酸系のフラックス、有
機溶剤はカルピトール系、エーテル系のものが用いられ
る。The flux is preferably a resin-based flux, particularly an activated resin flux. The main component is a rosin-based natural resin or a modified resin thereof, to which an activator, an organic solvent, a viscosity modifier, and other additives are added. In general, modified resins include polymerized rosin and phenolic resin-modified rosin, activators include inorganic and organic fluxes, especially amine hydrochloride and organic acid fluxes, and organic solvents include calpitol and ether-based ones. used.
フラックス量については、リフローしたはんだ粒間およ
びはんだ粒−金属粒間の一体化を引き起こすのに充分な
量が必要であるが、例えば金属粒が銅の場合でははんだ
粒の５ｗｔ％以上、さらには７ｗｔ％以上、さらには１
０ｗｔ％以上が好ましい。なお、フラックス量は金属粒
量の割合が増すに従って印刷・塗布性が劣らない範囲で
増やす必要がある。Regarding the amount of flux, it is necessary to have a sufficient amount to cause integration between reflowed solder grains and between solder grains and metal grains. 7wt% or more, even 1
It is preferably 0 wt% or more. Incidentally, as the proportion of metal particles increases, the amount of flux needs to be increased within a range that does not deteriorate printing and coating properties.
穴あけは、ぼり・かす等が発生せず穴の周囲の導電層が
絶縁層から剥離しなければ、いかなる方法によっても良
く、例えばドリル・パンチ等が使用される。また穴は第
２図（Ａ）のような貫通穴に限らず絶縁層を挾んだ２つ
の導電層が導通可能であれば良く、第３図（Ｂ）のよう
な穴でもよい。穴径については特に限定はしないが、第
２図（Ｂ）ニ示すようにはんだペーストを充てんする場
合では穴径が大きすぎると充てんが困難となるので直径
で３ｍｍ以下、さらには２ｆｆＩＩ１１以下、さらには
ＩＩ以下が望ましい。The holes may be made by any method, such as a drill or punch, as long as no burrs or dregs are generated and the conductive layer around the hole does not peel off from the insulating layer. Further, the hole is not limited to a through hole as shown in FIG. 2(A), but may be a hole as shown in FIG. 3(B) as long as two conductive layers sandwiching an insulating layer can be electrically connected. There is no particular limitation on the hole diameter, but as shown in Figure 2 (B) D, when filling with solder paste, if the hole diameter is too large, it will be difficult to fill, so the diameter should be 3 mm or less, further 2ffII11 or less, and even less. is preferably II or lower.
上述のはんだ粒、金属粒、フラックスで構成されたはん
だペーストは、スクリーン印刷法あるいはディスペンサ
などを用いた方法によりスルーホール用穴に塗布される
が、生産性の点からスクリーン印刷法の方がより好まし
い。塗布形態は第２図（Ｂ）に示した形態に限らず、絶
縁層を挾んだ２つの導電層が導通可能な状態であれば良
く、例えは第７図のように穴５の壁面５八に塗布した形
態でもよい。これは、スルーホール径が大きい場合によ
り有効である。また、いずれの場合もリフロー後は見か
け上の体積が減少するので、多めに塗布しておく必要が
ある。The solder paste composed of the solder particles, metal particles, and flux described above is applied to the through-hole holes by screen printing or a method using a dispenser, but the screen printing method is better from the viewpoint of productivity. preferable. The application form is not limited to the form shown in FIG. 2(B), but may be any state in which two conductive layers sandwiching an insulating layer can be electrically conductive. For example, as shown in FIG. It may also be in the form of a coating. This is more effective when the through hole diameter is large. Furthermore, in either case, the apparent volume decreases after reflow, so it is necessary to apply a larger amount.
予備加熱は、リフロ一時の急激な温度上昇による基板へ
の熱応力を緩和するためと同時に、フラックス中の揮発
成分を完全に放散させリフロ一時のガス発生を抑える効
果があり、行うことが好ましい。条件は基板の材質・構
造などによって異なるが、はんだの融点の５０℃〜１５
０℃以下、さらには７０℃〜１００℃以下が好ましい。Preheating is preferably carried out in order to alleviate the thermal stress on the substrate due to the rapid temperature rise during reflow, and at the same time has the effect of completely dissipating volatile components in the flux and suppressing gas generation during reflow. Conditions vary depending on the material and structure of the board, but the melting point of solder is 50°C to 15°C.
The temperature is preferably 0°C or lower, more preferably 70°C to 100°C or lower.
例えば、Ｓｎ ： Ｐｂ＝６３：３７の組成のはんだ（
共晶はんだ）の場合には、１３０℃〜１６０℃が好まし
い。これより高すぎるとフラックスが硬化し、はんだ付
性が悪くなり、また低すぎるとフラックスの揮発成分の
放散が不充分でガスの滞留を起こし、はんだ平温れの原
因となる。加熱時間も基板の熱容量、はんだペーストの
量、加熱方式などにより異なるが、基板の表面が規定の
温度に達してから１〜３分間程度が好ましい。For example, solder with a composition of Sn:Pb=63:37 (
In the case of eutectic solder), the temperature is preferably 130°C to 160°C. If it is too high, the flux will harden and the solderability will deteriorate, and if it is too low, the volatile components of the flux will not be sufficiently dissipated and gas will remain, causing the solder to become flat. The heating time also varies depending on the heat capacity of the substrate, the amount of solder paste, the heating method, etc., but is preferably about 1 to 3 minutes after the surface of the substrate reaches a specified temperature.
リフロ一温度は、接合強度の点からはんだの融点の２０
℃以上、さらには５０℃以上が好ましい。上限温度は基
板の耐熱性によるが、あまり高すぎるとフラックスが炭
化し活性作用がなくなるので注意が必要である。リフロ
ー最適温度は、例えば共晶はんだの場合には２３０℃〜
２６０℃あたりとなる。時間の設定は予備加熱の場合と
同様であるが、数秒以上あれば良い。The reflow temperature is 20° below the melting point of the solder from the viewpoint of bonding strength.
The temperature is preferably 50°C or higher, more preferably 50°C or higher. The upper limit temperature depends on the heat resistance of the substrate, but care must be taken because if it is too high, the flux will carbonize and lose its activation effect. The optimum reflow temperature is, for example, 230℃ for eutectic solder.
It will be around 260℃. The time setting is the same as in the case of preheating, but a few seconds or more is sufficient.
加熱方法としては、熱風乾燥オーブン、赤外線加熱、ペ
ーパーフェーズソルダリング、レーザ加熱、ホットプレ
ート、抵抗加熱などがあるが、赤外線加熱が一般に用い
られ丁・いる。リフロー後の形態は、はんだペーストを
第２図（Ｂ）のように充てんした場合は同図（Ｃ）、第
７図のように塗布した場合は第３図（Ａ）のようになる
。Heating methods include hot air drying ovens, infrared heating, paper phase soldering, laser heating, hot plates, and resistance heating, but infrared heating is generally used. The form after reflow will be as shown in Fig. 2(C) when the solder paste is filled as shown in Fig. 2(B), and as shown in Fig. 3(A) when it is applied as shown in Fig. 7.
リフロー後、第８図に示すようにはんだおよび基板の表
面にフラックス残留物９が生成されるが、必要に応じて
洗浄を行う。洗浄剤として、トリクロロトリフルオロエ
タンに代表されるフロン系溶剤や１−１−１− トリク
ロルエタンなどの塩素系溶剤を用いてシャワー洗浄・超
音波洗浄などを行えば良い。After reflow, flux residue 9 is generated on the solder and the surface of the substrate as shown in FIG. 8, but it is cleaned if necessary. Shower cleaning, ultrasonic cleaning, etc. may be performed using a chlorofluorocarbon solvent such as trichlorotrifluoroethane or a chlorine solvent such as 1-1-1-trichloroethane as a cleaning agent.
なお、工程（１）の前に、例えばゾルダーレジストのよ
うにはんだ耐熱をもち、かつはんだとの濡れ性が悪い材
料を導電層表面のスルーホール用穴周辺部に塗布あるい
は貼付することにより、リフロー後のはんだを導電層表
面に流れ出さないようにすることは好ましいことである
。これにより、スルーホール部ランドに回路パターンが
接近している場合にはランドと回路パターンとのブリッ
ジ発生が抑えられ、またスルーホール用穴に埋め込んだ
はんだペーストの量が少ない場合でも、はんだが表面に
流れ出ることがないので、第９図に示すような導通不良
の発生が抑えられる。Note that before step (1), a material such as solder resist that is resistant to solder heat and has poor wettability with solder is applied or attached to the area around the through-hole on the surface of the conductive layer to prevent reflow. It is preferable to prevent the subsequent solder from flowing out onto the surface of the conductive layer. This prevents the occurrence of bridging between the land and the circuit pattern when the circuit pattern is close to the through-hole land, and even when the amount of solder paste embedded in the through-hole hole is small, the solder remains on the surface. Since there is no leakage, the occurrence of conduction failures as shown in FIG. 9 can be suppressed.
次に本発明のスルーホール回路基板の具体例を示すが、
本発明はかかる実施例にのみ限定されるものではない。Next, specific examples of the through-hole circuit board of the present invention will be shown.
The present invention is not limited only to such embodiments.
実施例１
厚さ８０μｍのアルミニウム薄板上に、イーストマンコ
ダック社製のネガ型しジストｒマイクロレジスト７４７
」を膜厚が５μｍとなるように塗布した。レジストを塗
布したアルミニウム板をプリベークし、配線板のパター
ンを通して、高圧水銀ランプで露光し、専用の現像液お
よびリンス液を用いて現像し、ボストベークしてアルミ
ニウム薄板の片面にレジストパターンを形成した。Example 1 Negative resist microresist 747 manufactured by Eastman Kodak Co. was applied on a thin aluminum plate with a thickness of 80 μm.
” was applied to a film thickness of 5 μm. The resist-coated aluminum plate was prebaked, exposed to light using a high-pressure mercury lamp through the wiring board pattern, developed using a special developer and rinse solution, and post-baked to form a resist pattern on one side of the aluminum thin plate.
次いで、レジストパターンの形成されたアルミニウム薄
板を陰極として、ビロリン酸銅めっキ浴を使用し、電解
銅めっきを行った。得られた導体パターンは導体幅が２
５０μ田、導体間隔が３０μｍ１導体厚が６５μｌのも
のであった。Next, electrolytic copper plating was performed using a birophosphate copper plating bath using the aluminum thin plate on which the resist pattern was formed as a cathode. The conductor width of the obtained conductor pattern is 2
The conductor spacing was 30 μm and the thickness of each conductor was 65 μl.
その後、日立化成社製絶縁フェス（Ｗｌ−６４０）で導
体パターン面をオーバコートし、セメダイン社製エポキ
シ樹脂系接看剤（ＳＧ−ＥＰＯ−ＥＰ−００８）を用い
てアルミニウム薄板を外側にして２枚貼り合わせた。こ
の時の絶縁層の厚みは５０μｍであった。After that, the conductor pattern surface was overcoated with an insulating face (Wl-640) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd., and the aluminum thin plate was placed on the outside using an epoxy resin adhesive (SG-EPO-EP-008) manufactured by Cemedine Co., Ltd. Pasted together. The thickness of the insulating layer at this time was 50 μm.
次いで１０ｗｔ％の塩酸によりアルミニウム薄板をエツ
チング除去し、再びビロリン酸銅めっき浴で電解銅めっ
きを行った。得られた導電体の厚みは、片面当り１３０
μｍであった。次にスクリーン印刷によりタムラ製作
所製ソルダーレジスト（ＵＳＲ−１１Ｇ）を塗布し、紫
外線を照射して硬化させた後、スルーホール形成部にト
リルで０．４５ｍｍφの穴をあけた。次にメタルマスク
（ｏ、ｔ４ｍｍｔ）を用いたスクリーン印刷法に”Ｃ、
アルファ社製はんだペースト（６３Ｓｎ／３７Ｐｂ 、
ＲＡ３９０Ｘ３）に金属粒として平均粒径３５μｍの
球状銅粒を混合させたものを第２図（Ｂ）に示したよう
に穴に埋め込んだ。下に使用したはんだペーストの組成
を示す。Next, the thin aluminum plate was removed by etching with 10 wt % hydrochloric acid, and electrolytic copper plating was performed again in a birophosphate copper plating bath. The thickness of the obtained conductor was 130 mm per side.
It was μm. Next, a solder resist (USR-11G) manufactured by Tamura Seisakusho was applied by screen printing, cured by irradiation with ultraviolet rays, and then a hole of 0.45 mmφ was drilled in the through-hole forming portion using a trill. Next, a screen printing method using a metal mask (o, t4mmt) was applied.
Alpha solder paste (63Sn/37Pb,
RA390X3) mixed with spherical copper particles having an average particle size of 35 μm as metal particles was embedded in the hole as shown in FIG. 2(B). The composition of the solder paste used is shown below.
はんだ粒材質 Ｓｎ／ Ｐｂ＝ ６３／ ３７はんだ
粒径 平均３０μｍ
はんだ粒形状 球形
フラックス 強情性ロジン
混合比（重量比）
はんだ粒：銅粒：フラックス＝８８： ３０： １２そ
の後、１３０℃の熱風オーブン中で２０分間予備加熱し
た後、２３０℃の熱風オーブン中で５分間リフローさせ
、表面のフラックス残留分をトリクロロトリフルオロエ
タンで超音波洗浄して除去した。Solder grain material Sn/Pb= 63/37 Solder grain size Average 30μm Solder grain shape Spherical flux Persistent rosin mixing ratio (weight ratio) Solder grain: Copper grain: Flux = 88: 30: 12 Then in a hot air oven at 130°C After preheating for 20 minutes at 230° C., the sample was reflowed for 5 minutes in a hot air oven at 230° C., and residual flux on the surface was removed by ultrasonic cleaning with trichlorotrifluoroethane.
形成されたスルーホール部の断面を観察したところ第１
Ｏ図のようなはんだの分離はなく、第２図（Ｃ）のよう
にリフローしたはんだおよび金属粒はスルーホール用穴
の内部にまで充てんされていた。はんだ中に金属粒が分
散されているために、複合されたはんだの強度は高く、
導電層との接合強度も高い。またスルーホールの抵抗は
低く、−穴当りのスルーホール抵抗は１ｍΩ以下であっ
た。When observing the cross section of the formed through hole part, the first
There was no separation of the solder as shown in Figure O, and the reflowed solder and metal particles filled the inside of the through-hole as shown in Figure 2(C). Because the metal particles are dispersed in the solder, the strength of the composite solder is high.
The bonding strength with the conductive layer is also high. Further, the resistance of the through holes was low, and the through hole resistance per hole was 1 mΩ or less.
またヒート・サイクルテストとして８０℃×３０分間Ｈ
−３Ｑ℃×３０分間を２００サイクル繰り返しても抵抗
値に±１％以上の変動は見られなかった。In addition, as a heat cycle test, H
Even after repeating 200 cycles of -3Q°C for 30 minutes, no fluctuation of more than ±1% in resistance value was observed.
実施例２
実施例１と同様にして得られた導電層１３０μｍ、絶縁
層５０μｍの積層体にドリルで０．４５ｍｍφの穴をあ
けた。次にメタルマスク（０、１４ｍｍｔ）を用いたス
クリーン印刷法にて、アルファ社製はんだペースト（６
：ｌＳｎ／３７Ｐｂ、 ＲＡ３９０Ｘ３）に金属粒とし
て平均粒径１５μｍの不定形銅粒を混合させたものを穴
に第２図（Ｂ）のように埋め込んだ。使用したはんだペ
ーストの組成は実施例１の場合と同様てあった。はんだ
粒、銅粒、フラックスの混合比は重量ではんた粒：銅粒
フラックス＝８８・４：１２であった。Example 2 A hole of 0.45 mmφ was drilled in a laminate of a 130 μm conductive layer and a 50 μm insulating layer obtained in the same manner as in Example 1. Next, using a screen printing method using a metal mask (0, 14 mm), solder paste (6 mm) manufactured by Alpha was applied.
: lSn/37Pb, RA390X3) mixed with amorphous copper grains having an average grain size of 15 μm as metal grains were embedded in the holes as shown in FIG. 2(B). The composition of the solder paste used was the same as in Example 1. The mixing ratio of solder grains, copper grains, and flux was 88.4:12 (solder grains: copper grains: flux) by weight.
その後、１３０℃の熱風オーブン中で２０分間予備加熱
した後、２３０℃の熱風オーブン中で５分間リフローさ
せ、表面のフラックス残留分をトリクロロトリフルオロ
エタンで超音波洗浄し除去した。Thereafter, it was preheated for 20 minutes in a hot air oven at 130°C, and then reflowed for 5 minutes in a hot air oven at 230°C, and the residual flux on the surface was removed by ultrasonic cleaning with trichlorotrifluoroethane.
形成されたスルーホール部の断面を観察したところ、第
２図（Ｃ）のようにリフローしたはんだおよび金属粒は
スルーホール用穴の内部にまで充てんされており、−穴
当りのスルーホール抵抗は１Ｉ１１Ω以下であった。ま
たヒート・サイクルテストとして８０℃×３０分間１−
１−３０℃×３０分間を２００サイクル繰り返しても抵
抗値に±１％以上の変動は見られなかった。When we observed the cross section of the formed through-hole part, we found that the reflowed solder and metal particles filled the inside of the through-hole hole as shown in Figure 2 (C), and the through-hole resistance per hole was - It was 1I11Ω or less. In addition, as a heat cycle test, 80℃ x 30 minutes 1-
Even after repeating 200 cycles of 1-30°C for 30 minutes, no fluctuation of more than ±1% in resistance value was observed.
実施例３
実施例１と同様にして得られた導電層１３０μｍ、絶縁
層５０μｍの積層体にドリルで０．４５ｍｍφの穴をあ
けた。次にメタルマスク（ｏ、ｉ４ｍｍｔ）を用いたス
クリーン印刷法にて、アルファ社製はんだペースト（６
３Ｓｎ／ ３７Ｐｂ、 ＲＡ３９０Ｘ３）に金属粒とし
て平均粒径９５μｍの球形銅粒を混合させたものを穴に
第２図（Ｂ）のように埋め込んだ。使用したはんだペー
ストの組成は実施例１の場合と同様であった。はんだ粒
、銅粒、フラックスの混合比は重量で、はんだ粒、銅粒
、フラックス＝８８：６０：１２であった。Example 3 A hole of 0.45 mmφ was drilled in a laminate of a 130 μm conductive layer and a 50 μm insulating layer obtained in the same manner as in Example 1. Next, using a screen printing method using a metal mask (o, i4mmt), solder paste manufactured by Alpha (6mm) was applied.
A mixture of 3Sn/37Pb, RA390X3) and spherical copper grains with an average grain size of 95 μm as metal grains was embedded in the hole as shown in FIG. 2(B). The composition of the solder paste used was the same as in Example 1. The mixing ratio of solder grains, copper grains, and flux was 88:60:12 by weight.
その後、１３０℃の熱風オーブン中で２０分間予備加熱
した後、２３０℃の熱風オーブン中で５分間リフローさ
せ、表面のフラックス残留分をトリクロロトリフルオロ
エタンで超音波洗浄し除去した。Thereafter, it was preheated for 20 minutes in a hot air oven at 130°C, and then reflowed for 5 minutes in a hot air oven at 230°C, and the residual flux on the surface was removed by ultrasonic cleaning with trichlorotrifluoroethane.
形成されたスルーホール部の断面を観察したところ、第
２図（Ｃ）のようにリフローしたはんだおよび金属粒は
スルーホール用穴の内部にまで充てんされており、−穴
当りのスルーホール抵抗は１ｍΩ以下であった。またヒ
ート・サイクルテストとして８０℃×３０分間−−３０
℃×３０分間を２００サイクル繰り返しても抵抗値に±
１％以上の変動は見られなかった。When we observed the cross section of the formed through-hole part, we found that the reflowed solder and metal particles filled the inside of the through-hole hole as shown in Figure 2 (C), and the through-hole resistance per hole was - It was 1 mΩ or less. In addition, as a heat cycle test, 80°C x 30 minutes - 30
Even after repeating 200 cycles of ℃×30 minutes, the resistance value remains ±
No fluctuation of more than 1% was observed.
実施例４
実施例１と同様にして得られた導電層１３０μｍ、絶縁
層５０μｍの積層体にドリルで０．７＋ｏｎ＋φの穴を
開けた。次にメツシュスクリーンを用いたスクリーン印
刷法にてアルファ社製はんだペースト（６３Ｓｎ／ ３
７Ｐｂ、 ＲＡ３９０Ｘ３）に金属粒として平均粒径２
０μｍの不足形銅粒を混合させたものを穴に第７図に示
したように塗布した。使用したはんだペーストの組成は
実施例１の場合と同様であった。はんだ粒、銅粒、フラ
ックスの混合比は重囲で、はんだ粒：銅粒：フラックス
＝８８：１０：１２であった。Example 4 A hole of 0.7+on+φ was drilled in a laminate having a conductive layer of 130 μm and an insulating layer of 50 μm obtained in the same manner as in Example 1. Next, using a screen printing method using a mesh screen, solder paste manufactured by Alpha (63Sn/3
7Pb, RA390X3) with an average particle size of 2 as metal particles.
A mixture of 0 μm deficient copper grains was applied to the holes as shown in FIG. The composition of the solder paste used was the same as in Example 1. The mixing ratio of solder grains, copper grains, and flux was 88:10:12 (solder grains: copper grains: flux).
その後、１３０℃の熱風オーブン中で２０分間予備加熱
した後、２３０℃の熱風オーブン中で５分間リフローさ
せ、表面のフラックス残留分をトリクロロトリフルオロ
エタンで超音波洗浄し除去した。Thereafter, it was preheated for 20 minutes in a hot air oven at 130°C, and then reflowed for 5 minutes in a hot air oven at 230°C, and the residual flux on the surface was removed by ultrasonic cleaning with trichlorotrifluoroethane.
形成されたスルーホール部の断面を観察したところ、第
３図（Ａ）のようにリフローしたはんだおよび金属粒は
スルーホール用穴の内壁に沿って存在して導電層３と４
とを導通していた。−穴当りのスルーホール抵抗は１Ｉ
１１Ω以下であった。またヒート・サイクルテストとし
て８０℃×３０分間−−３０℃×３０分間を２００サイ
クル繰り返しても抵抗値に±１％以上の変動は見られな
かった。When we observed the cross section of the formed through-hole, we found that the reflowed solder and metal grains were present along the inner wall of the through-hole as shown in FIG. 3(A), and the conductive layers 3 and 4
It was conducting. -Through hole resistance per hole is 1I
It was 11Ω or less. Furthermore, even after repeating 200 cycles of 80 DEG C. for 30 minutes and 30 DEG C. for 30 minutes as a heat cycle test, no fluctuation of more than .+-.1% in resistance value was observed.
実施例５
実施例１と同様にして得られた導電層１３０μｍ、絶縁
層５０μｍの積層体にトリルで０．４５＋ｎｍφの穴を
あけた。Example 5 A hole of 0.45+nmφ was made with a trill in a laminate of a 130 μm conductive layer and a 50 μm insulating layer obtained in the same manner as in Example 1.
次にメタルマスク（０，１４ｍｍｔ）を用いたスクリー
ン印刷法にて、アルファ社製はんだベースト（Ｓｎ／Ｐ
ｂ／Ａｇ＝ ５２／ ３６／ ２ 、 ＲＡ３９０Ｘ３
）に金属粒として平均粒径３５μｍの球状銀粉を混合さ
せたものを第２図（Ｂ）に示したように穴に埋め込んだ
。下に使用したハンダペーストの組成を示す。Next, using a screen printing method using a metal mask (0.14 mm), a solder base (Sn/P
b/Ag=52/36/2, RA390X3
) was mixed with spherical silver powder having an average particle size of 35 μm as metal particles and embedded in the hole as shown in FIG. 2(B). The composition of the solder paste used is shown below.
はんだ粒材質 Ｓｎ／Ｐｂ／＾ｇ＝ ６２７３６／２
はんた粒径 平均３０μｍ
はんだ粒形状 球形
フラックス 強情性ロジン
混合比（重量比）
はんだ粒：銀粒：フラックス＝８８：３０：１２その後
、１３０℃の熱風オーブン中で２０分間予備加熱した後
、２３０℃の熱風オーブン中で５分間リフローさせ、表
面のフラックス残留分をトリクロロトリフルオロエタン
で超音波洗浄して除去した。Solder grain material Sn/Pb/^g = 62736/2
Solder particle size Average 30 μm Solder particle shape Spherical flux Stubborn rosin Mixing ratio (weight ratio) Solder particles: Silver particles: Flux = 88:30:12 Then, after preheating in a hot air oven at 130°C for 20 minutes, It was reflowed for 5 minutes in a hot air oven at 230°C, and the flux residue on the surface was removed by ultrasonic cleaning with trichlorotrifluoroethane.
形成されたスルーホール部の断面を観察したところ、第
２図（Ｃ）のようにリフローしたはんだおよび金属粒は
スルーホール用穴の内部にまで充てんされており、−穴
当りのスルーホール抵抗は１ｍΩ以下であった。またヒ
ート・サイクルテストとして８０℃×３０分間Ｍ−３０
℃Ｘ３０分間を２００サイクル繰り返しても抵抗値に±
１％以上の変動は見られなかった。When we observed the cross section of the formed through-hole part, we found that the reflowed solder and metal particles filled the inside of the through-hole hole as shown in Figure 2 (C), and the through-hole resistance per hole was - It was 1 mΩ or less. In addition, as a heat cycle test, M-30
Even after repeating 200 cycles of ℃×30 minutes, the resistance value remains ±
No fluctuation of more than 1% was observed.
実施例６
以下に示すはんだペーストを用いて実施例２と全く同様
にしてスルーホール回路を形成した。Example 6 A through-hole circuit was formed in exactly the same manner as in Example 2 using the solder paste shown below.
はんだ粒材質 Ｓｎ／Ｐｂ＝ ６３／３７はんだ粒径
平均３０μｍ
はんだ粒形状 球形
金属粒材質 Ｃｕ／ Ｓｎ＝ ９０／１０ （合金
）金属粒径 平均３０μｍ
金属形状 球形
フラックス 弱活性ロジン
混合比（重量比）
はんだ粒：金属粒：フラックス＝８８：２５：１２形成
されたスルーホール部の断面を観察したところ、第２図
（Ｃ）のようにリフローしたはんだおよび金属粒はスル
ーホール用穴の内部にまで充てんされており、−穴当り
のスルーホール抵抗は１ｍΩ以下であった。またヒート
・サイクルテストとして８０℃Ｘ３０分間Ｈ−３０℃×
３０分間を２００サイクル繰り返しても抵抗値に±１％
以上の変動は見られなかった。Solder particle material Sn/Pb= 63/37 Solder particle size Average 30μm Solder particle shape Spherical metal particle material Cu/ Sn= 90/10 (Alloy) Metal particle size Average 30μm Metal shape Spherical flux Weakly active rosin mixing ratio (weight ratio) Solder grains: Metal grains: Flux = 88:25:12 When we observed the cross section of the formed through-hole, we found that the reflowed solder and metal grains reached the inside of the through-hole hole as shown in Figure 2 (C). The through-hole resistance per hole was 1 mΩ or less. In addition, as a heat cycle test, 80℃ x 30 minutes H-30℃ x
Even after repeating 200 cycles of 30 minutes, the resistance value remains ±1%.
No further changes were observed.
実施例７
以下に示すはんだペーストを用いて実施例２と全く同様
にしてスルーホール回路を形成した。Example 7 A through-hole circuit was formed in exactly the same manner as in Example 2 using the solder paste shown below.
はんた粒材質 Ｓｎ／ Ｐｂ＝ ６３／ ３７はんだ
粒径 平均３０μｍ
はんた粒形状 球形
金属粒材質 Ｓｎ／ Ｐｂ＝ １０／ ９０ （合
金）（高温はんだ）
金属粒径 平均３０μｍ
金属形状 球形
フラックス 弱活性ロジン
混合比（重量比）
はんだ粒二金属粒：フラックス＝８８：２５：１２形成
されたスルーホール部の断面を観察したところ、第２図
（Ｃ）のようにリフローしたはんだおよび金属粒はスル
ーホール用穴の内部にまで充てんされており、−穴当り
のスルーホール抵抗は１ｍΩ以下であった。またヒート
・サイクルテストとして８０℃×３０分間Ｈ−３０℃Ｘ
３０分間を２００サイクル繰り返しても抵抗値に±１％
以上の変動は見られなかった。Solder grain material Sn/Pb= 63/37 Solder grain size Average 30μm Solder grain shape Spherical Metal grain material Sn/Pb= 10/90 (Alloy) (High temperature solder) Metal grain size Average 30μm Metal shape Spherical flux Weak Active Rosin Mixing Ratio (Weight Ratio) Solder Particles, Two Metal Particles: Flux = 88:25:12 When we observed the cross section of the formed through-hole part, we found that the reflowed solder and metal particles were as shown in Figure 2 (C). The through hole was filled even inside the hole, and the through hole resistance per hole was 1 mΩ or less. In addition, as a heat cycle test, 80℃ x 30 minutes H-30℃
Even after repeating 200 cycles of 30 minutes, the resistance value remains ±1%.
No further changes were observed.
実施例８
以下に示すはんだペーストを用いて実施例２と全く同様
にしてスルーホール回路を形成した。Example 8 A through-hole circuit was formed in exactly the same manner as in Example 2 using the solder paste shown below.
はんだ粒材質 Ｓｎ／ Ｐｂ＝ ６３／ ３７はんた粒
径 平均３０μｍ
はんだ粒形状 球形
金属粒材質および粒径、形状
平均粒径３０μｍの球形銅粒の全
表面をＳ口／Ｐｂ＝ ６３／３７のはんだ（厚み２μｍ
）で覆ったもの
フラックス 弱活性ロジン
混合比（重量比）
はんだ粒：金属粒：フラックス＝８８ ＋ ２５ ＋
１２形成されたスルーホール部の断面を観察したところ
、第２図（Ｃ）のようにリフローしたはんだおよび金属
粒はスルーホール用穴の内部にまで充てんされており、
−穴当りのスルーホール抵抗は１ｍΩ以下であった。ま
たヒート・サイクルテストとして８０℃×３０分間−−
３０℃×３０分間を２００サイクル繰り返しても抵抗値
に±１％以上の変動は見られなかった。Solder grain material Sn/Pb = 63/37 Solder grain size Average 30μm Solder grain shape Spherical metal grain material and grain size, shape The entire surface of a spherical copper grain with an average grain size of 30μm is S/Pb = 63/37. Solder (thickness 2μm
) Covered with flux Weakly activated rosin mixing ratio (weight ratio) Solder grains: Metal grains: Flux = 88 + 25 +
12 When the cross section of the formed through hole section was observed, it was found that the reflowed solder and metal grains filled the inside of the through hole hole as shown in Figure 2 (C).
-Through-hole resistance per hole was less than 1 mΩ. Also, as a heat cycle test, 80℃ x 30 minutes --
Even after repeating 200 cycles of 30° C. for 30 minutes, no fluctuation of more than ±1% in resistance value was observed.
［発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、導電性接着剤と比
べ導電層との接合強度で１０倍、比抵抗で１０分の１の
値をもち、接合剤自体が導電性であり、またコストが約
１０分の１という特徴を兼ね備えているはんだを用い、
その中に金属粒を分散させているので、低コストで高信
頼性、かつ生産性の高いスルーホール回路基板か得られ
る。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the bonding strength with the conductive layer is 10 times that of a conductive adhesive, the specific resistance is one tenth, and the adhesive itself is conductive. Using solder, which has the characteristics of high performance and approximately 1/10th the cost,
Since metal particles are dispersed therein, a through-hole circuit board with low cost, high reliability, and high productivity can be obtained.
第１図は本発明のスルーホール回路基板の実施例を示す
断面図、
第２図（八）ないしくＣ）は本発明のスルーホール回路
基板の製造工程の実施例を説明する断面図、
第３図（Ａ）ないしくＣ）は本発明の他のスルーホール
回路基板の実施例を説明する断面図、第４図、第５図、
第６図はそれぞれ本発明スルーホール回路基板の製造工
程中で使用されるはんだペースト中の金属粒の最適比率
、最適粒径および形状を説明する図、
第７図〜第９図はそれぞれ本発明スルーホール回路基板
の製造工程の他の実施例を説明する断面図、
第１０図は従来のはんだペーストを用いたスルーホール
回路基板の断面図である。
ｌ・・・積層体、
２・・・絶縁層、
３．４・・・導電層、
５・・・穴、
５Ａ・・・穴壁、
６・・・はんだ、
６Ａ・・・はんだ粒、
７・・・金属粒、
８・・・フラックス、
９・・・フラックス残留分、
１１・・・穴、
１２・・・はんだ、
１３・・・ガス。
（１１２はＡ乙“
第１Ｏ図
第２図
第３図
第４図
小□ ＄Ｘ−任−入
第５図
第６図FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the through-hole circuit board of the present invention, FIG. 2 (8) to C) is a sectional view explaining an embodiment of the manufacturing process of the through-hole circuit board of the present invention, 3(A) to 3(C) are cross-sectional views illustrating other embodiments of through-hole circuit boards of the present invention, FIGS. 4 and 5,
FIG. 6 is a diagram illustrating the optimum ratio, optimum particle size, and shape of metal particles in the solder paste used in the manufacturing process of the through-hole circuit board of the present invention, and FIGS. A sectional view illustrating another embodiment of the manufacturing process of a through-hole circuit board. FIG. 10 is a sectional view of a through-hole circuit board using a conventional solder paste. l... Laminated body, 2... Insulating layer, 3.4... Conductive layer, 5... Hole, 5A... Hole wall, 6... Solder, 6A... Solder grain, 7 ...metal particles, 8...flux, 9...flux residue, 11...hole, 12...solder, 13...gas. (112 is A B" Figure 1O Figure 2 Figure 3 Figure 4 Small □ $X-Input Figure 5 Figure 6
Claims (1)
れた部分を有する積層体を用いたスルーホール回路基板
において、前記絶縁層の両面に積層された導電層が、複
数の金属粒を含むはんだに接続され、前記金属粒のそれ
ぞれの少なくとも一部分は前記はんだよりも高い融点を
有することを特徴とするスルーホール回路基板。 ２）前記金属粒と前記はんだとの体積比が ０．００５≦［金属粒／（金属粒）＋（はんだ）］≦０
．６７であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のスルーホール回路基板。 ３）前記金属粒の粒径が１５０μｍ以下であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載のス
ルーホール回路基板。 ４）前記金属粒が銅粒であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項に記載のスル
ーホール回路基板。 ５）絶縁層を挾んでその両面にそれぞれ導電層が積層さ
れた部分を有する積層体を用いたスルーホール回路基板
の製造方法において、 ｉ）前記積層体にスルーホール用の穴をあける工程と、 ｉｉ）前記穴に、複数のはんだ粒と複数の金属粒とフラ
ックスとを含み、前記複数の金属粒のそれぞれの少なく
とも一部分は前記はんだ粒より高い融点を有するはんだ
ペーストを、塗布または充てんする工程と、 ｉｉｉ）前記はんだペーストを前記はんだ粒の融点と、
前記金属粒を構成する材質のうちで最も高い融点との間
の温度に加熱してはんだをリフローする工程とを 含むことを特徴とするスルーホール回路基板の製造方法
。 ６）前記金属粒と前記はんだ粒との体積比が０．００５
≦［金属粒／（金属粒）＋（はんだ粒）］≦０．６７で
あることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載のスル
ーホール回路基板の製造方法。 ７）前記金属粒および前記はんだ粒の粒径がそれぞれ１
５０μｍ以下であることを特徴とする特許請求の範囲第
５項または第６項に記載のスルーホール回路基板の製造
方法。 ８）前記金属粒が銅であり、かつ前記フラックスの量が
重量比で前記はんだ粒の５％以上であることを特徴とす
る特許請求の範囲第５項ないし第７項のいずれかの項に
記載のスルーホール回路基板の製造方法。 ９）前記はんだペーストをスクリーン印刷法によって前
記穴に塗布または充てんすることを特徴とする特許請求
の範囲第５項ないし第８項のいずれかの項に記載のスル
ーホール回路基板の製造方法。[Scope of Claims] 1) In a through-hole circuit board using a laminate having portions sandwiching an insulating layer and having conductive layers laminated on both sides thereof, the conductive layers laminated on both sides of the insulating layer: A through-hole circuit board connected to a solder including a plurality of metal grains, at least a portion of each of the metal grains having a higher melting point than the solder. 2) The volume ratio of the metal particles to the solder is 0.005≦[metal particles/(metal particles)+(solder)]≦0
．． 67. The through-hole circuit board according to claim 1, wherein the through-hole circuit board is No. 67. 3) The through-hole circuit board according to claim 1 or 2, wherein the metal particles have a particle size of 150 μm or less. 4) The through-hole circuit board according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal grains are copper grains. 5) A method for producing a through-hole circuit board using a laminate having conductive layers laminated on both sides of an insulating layer sandwiching the insulating layer, the method comprising: i) drilling holes for through-holes in the laminate; ii) applying or filling the hole with a solder paste that includes a plurality of solder grains, a plurality of metal grains, and a flux, and at least a portion of each of the plurality of metal grains has a higher melting point than the solder grains; , iii) the solder paste has a melting point of the solder particles;
A method for manufacturing a through-hole circuit board, comprising the step of reflowing the solder by heating it to a temperature between the highest melting point of the materials constituting the metal grains. 6) The volume ratio of the metal particles to the solder particles is 0.005.
6. The method for manufacturing a through-hole circuit board according to claim 5, wherein ≦[metal particles/(metal particles)+(solder particles)]≦0.67. 7) The metal grains and the solder grains each have a particle size of 1
The method for manufacturing a through-hole circuit board according to claim 5 or 6, wherein the through-hole circuit board has a diameter of 50 μm or less. 8) According to any one of claims 5 to 7, wherein the metal particles are copper, and the amount of the flux is 5% or more of the solder particles by weight. A method of manufacturing the through-hole circuit board described above. 9) The method for manufacturing a through-hole circuit board according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the solder paste is applied or filled into the holes by a screen printing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62173837A JPS63301586A (en) | 1987-01-12 | 1987-07-14 | Through-hole circuit board and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP324487 | 1987-01-12 | ||
| JP62-3244 | 1987-01-12 | ||
| JP62173837A JPS63301586A (en) | 1987-01-12 | 1987-07-14 | Through-hole circuit board and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63301586A true JPS63301586A (en) | 1988-12-08 |
Family
ID=26336778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62173837A Pending JPS63301586A (en) | 1987-01-12 | 1987-07-14 | Through-hole circuit board and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63301586A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0415987A (en) * | 1990-05-10 | 1992-01-21 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Through hole circuit board and manufacture thereof |
| EP1109430A2 (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-20 | Nitto Denko Corporation | Double-sided circuit board and multilayer wiring board comprising the same and process for producing double-sided circuit board |
-
1987
- 1987-07-14 JP JP62173837A patent/JPS63301586A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0415987A (en) * | 1990-05-10 | 1992-01-21 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Through hole circuit board and manufacture thereof |
| EP1109430A2 (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-20 | Nitto Denko Corporation | Double-sided circuit board and multilayer wiring board comprising the same and process for producing double-sided circuit board |
| EP1109430A3 (en) * | 1999-12-14 | 2003-09-10 | Nitto Denko Corporation | Double-sided circuit board and multilayer wiring board comprising the same and process for producing double-sided circuit board |
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