JP3214066B2 - 回路導体の処理方法 - Google Patents
回路導体の処理方法Info
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Description
成された回路導体又は無電解めっき処理で表面導体が形
成されている回路導体の処理方法に関する。
成樹脂、アルミナ、セラミック等の絶縁材料で形成され
た回路基板に無電解めっき処理により形成された回路導
体や、印刷によって形成された下層導体に無電解めっき
処理を施して導体層を形成した多層構造を成す回路導体
が用いられる。前者の回路導体には、例えば、銅層、後
者の回路導体では、導体抵抗を低減させるため下層導体
に例えば、銀層、半田付けの便宜のため、上層導体に前
者と同様に銅層が用いられている。そして、これらの回
路導体と電子部品の電極又はリードフレーム等との電気
的な接続には半田付けが用いられている。
ように、回路基板2に無電解めっき処理で形成された回
路導体としての銅層4に対して、半田付け処理で半田層
6が形成された場合、半田層6と銅層4との機械的な強
度に問題があるとの指摘がある。即ち、銅層4の表面に
形成された半田層6には、その成分である錫が含まれて
いるので、この錫と銅層を成す銅とが化合して錫−銅金
属間化合物8が形成され、この錫−銅金属間化合物8の
脆化が、半田層6と銅層4との固着強度を低下させ、必
要な機械的強度を維持することができない原因となって
いる。
刷等によって下層導体である銀層10を形成し、その表
面に無電解めっき処理で上層導体である銅層12を形成
して2層構造を成す回路導体とし、その銅層12上に半
田付け処理で半田層14を形成した場合にも、半田層1
4の成分である錫と銅層12を成す銅とが化合して錫−
銅金属間化合物8が形成され、この錫−銅金属間化合物
8の脆化が半田層14と銅層12との固着強度を低下さ
せ、回路導体の電気的接続で必要とする機械的な強度を
維持することができない。
は、無電解めっきによって形成されている回路導体であ
る銅層4、12中に含まれる水素と、銅層4、12中の
結晶欠陥が原因であるとされている。
成される銅層等の回路導体中の水素を後処理で除去する
ことにより、半田付け強度の低下を防止した回路導体の
処理方法を提供することを目的とする。
の処理方法は、回路基板(2)の表面に無電解めっきに
よって回路導体(銅層16)を形成し、この回路導体に
防錆処理を行った後、水素を含まないか又は水素の減圧
下で前記回路導体に加熱処理を施すことを特徴とする。
路基板(2)の表面に形成された下層導体(銀層26)
の表面に無電解めっきによって導体層(銅層28)を形
成し、この導体層に防錆処理を行った後、水素を含まな
いか又は水素の減圧下で前記導体層に加熱処理を施すこ
とを特徴とする。
処理を施した後、水素を含まないか又は水素の減圧下で
導体層に加熱処理を施すと、この加熱処理で回路導体中
の水素が発散すると同時に、加熱処理で回路導体中の結
晶欠陥が再結晶によって補完される。この結果、無電解
めっき処理で形成された回路導体は、半田付けに強い回
路導体に処理される。
体の表面に無電解めっきによって導体層を形成し、この
導体層に防錆処理を行った後、水素を含まないか又は水
素の減圧下で導体層に加熱処理を施すと、この加熱処理
で導体層中の水素が発散すると同時に、加熱処理で導体
層中の結晶欠陥が再結晶によって補完される。この結
果、無電解めっき処理で形成された導体層は、半田付け
に強い導体層に処理される。
て詳細に説明する。
方法の第1実施例を示している。図1の(A)に示すよ
うに、回路基板2は、絶縁性合成樹脂、アルミナ、セラ
ミック等の絶縁材料で形成する。その表面に、無電解め
っき処理により所定の回路パターンを成す回路導体とし
ての銅層16を形成する。
しており、図2の(a)に示すように、所望の回路パタ
ーンを成すめっきレジスト層18を印刷によって形成す
る。めっきレジスト層18で覆われていない部分のパタ
ーンが、得るべき回路導体の形成部分であり、これがめ
っき処理面である。次に、図2の(b)に示すように、
この回路基板2をめっき液に浸漬し、めっきレジスト層
18から露出している回路基板2の表面に無電解めっき
処理で導体層としての回路導体である銅層16を形成す
る。即ち、銅層16が所望の回路パターンを成してい
る。そして、図2の(c)に示すように、めっきレジス
ト層18を除去すると、回路基板2の表面には所望の回
路パターンを成す回路導体としての銅層16が得られ
る。
2を純水を以て洗浄した後、図1の(B)に示すよう
に、銅層16の表面に防錆処理により保護膜20を形成
する。この防錆処理は室温下でアルコール系の有機物を
含有させた水溶液中に回路基板2を浸して行い、この処
理によって銅層16の表面に酸化膜からなる保護膜20
が形成される。この保護膜20を形成し、回路基板2を
純水を以て洗浄した後、80℃程度の雰囲気下で10〜
15分間程度の乾燥を行なう。
アニーリング処理を行なう。図1の(C)に示すよう
に、例えば、真空乾燥オーブン等のチャンバ22の内部
に回路基板2を収容し、このチャンバ22内を水素を含
まないか又は水素の減圧下であって酸素を含まない雰囲
気に形成する。そして、加熱源24を駆動し、150℃
〜250℃の加熱温度を設定する。この場合、回路基板
2が合成樹脂で形成されている場合には、過熱による劣
化や損傷を防止するため、その加熱温度は回路基板2の
劣化防止に必要な値、例えば、150℃に設定する。ま
た、この加熱処理は、チャンバ22内にN2 ガス又は不
活性ガスを充満させ、その雰囲気中で行なってもよい。
れる水素Hが気化し、銅層16からチャンバ22内に適
当な吸引圧を以て放出され、適当な排出手段によってチ
ャンバ22外に除去される。このとき、加熱処理で銅層
16中の再結晶処理も同時に進行し、銅層16中の結晶
欠陥が再結晶によって補完される。また、酸素を含まな
い雰囲気中での加熱処理のため、銅層16に対して不要
な酸化が防止され、導体抵抗の増大を来すこともない。
の表面に無電解めっきで形成された導体層としての銅層
16中の水素Hの除去とともに結晶欠陥を補完でき、半
田付けしても半田中に含まれる錫との化合物の脆化がな
く、半田付け接続の機械的な固着強度の低下を確実に防
止でき、半田付けによる電気的な接続の信頼性を高める
ことができる。
法の第2実施例を示している。第1実施例では、回路導
体を単一の銅層16のみで構成したが、この第2実施例
は、下層導体を成す銀層26の表面に上層導体である銅
層28を形成して回路導体とした場合の処理方法であ
る。
表面に印刷やめっき処理によって所望の回路パターンを
成す下層導体として銀層26を形成する。
路基板2をめっき液に浸漬し、銀層26の表面に無電解
めっき処理で上層導体である導体層としての銅層28を
形成する。即ち、この実施例では、銀層26と銅層28
を以て回路導体30が形成されている。
た後、図3の(C)に示すように、銅層28の表面に防
錆処理により保護膜32を形成する。この防錆処理は、
第1実施例と同様に、室温下でアルコール系の有機物を
含有させた水溶液中に回路基板2を浸して行い、この処
理によって銅層28の表面に酸化膜を防止する保護膜3
2が形成される。この保護膜32を形成し、回路基板2
を純水を以て洗浄した後、80℃程度の雰囲気下で10
〜15分間程度の乾燥を行なう。
アニーリング処理を行なう。図3の(D)に示すよう
に、第1実施例と同様に、真空乾燥オーブン等のチャン
バ22の内部に回路基板2を収容し、このチャンバ22
内を水素を含まないか又は水素の減圧下であって酸素を
含まない雰囲気に形成する。そして、加熱源24を駆動
し、150℃〜250℃の加熱温度を設定する。この場
合、回路基板2が合成樹脂で形成されている場合には、
過熱による劣化や損傷を防止するため、その加熱温度は
回路基板2の劣化防止に必要な値、例えば、150℃に
設定する。この加熱処理は、第1実施例と同様に、チャ
ンバ22内にN2 ガス又は不活性ガスを充満させ、その
雰囲気中で行なってもよい。
れる水素Hは気化し、銅層28からチャンバ22内に適
当な吸引圧を以て放出され、適当な排出手段によってチ
ャンバ22外に除去される。このとき、加熱処理で銅層
28中の再結晶処理も同時に進行し、銅層28中の結晶
欠陥が再結晶によって補完される。また、酸素を含まな
い雰囲気中での加熱処理のため、銅層28の酸化が防止
できる。
と同様に、銅層28中の水素の除去とともに結晶欠陥を
補完でき、半田付けしても半田中に含まれる錫との化合
物の脆化はなく、機械的な固着強度の低下を確実に防止
でき、半田付けによる電気的な接続の信頼性を高めるこ
とができる上、その脆化部分が下層導体である銀層26
と銅層28との密着強度を低下させることもないので、
回路導体30の信頼性の向上に寄与することになる。
によって処理された回路導体の接着強度について示して
いる。実験では、図3に示すように、銀ペーストを用い
て導体層を成す銀層26を形成し、その上に無電解めっ
きによって膜厚10μmの銅層28を形成して回路導体
とし、この回路導体に対するアニーリング処理は、第1
の温度T1 を80℃、第2の温度T2 をA=250℃、
B=200℃、C=150℃、D=100℃に設定し、
そのアニーリング時間を30分、60分、90分及び1
20分として行なった後、120時間程度のエージング
処理を施した複数の試料を作成し、各試料について同一
条件で半田付けを行い、その剥離強度、即ち、接着強度
を測定した。
強度が変化し、加熱時間の長さは接着強度にそれ程の影
響を与えないことが判る。即ち、加熱温度は高く設定す
ることが接着強度の増強に寄与し、アニーリング時間は
30分程度で十分であることが判る。製造効率を考えれ
ば、30分程度のアニーリング処理で十分な半田付け強
度が得られ、錫−銅金属間化合物の脆化による接続強度
の低下を防止できることが判る。
200℃、C=150℃のアニーリング処理を施した場
合、Eはアニーリング処理を施していない場合を示して
いる。この結果から明らかなように、アニーリング処理
を施したものは非アニーリング処理のものに比較して接
着強度の低下は少なく、また、処理温度が高いもの程、
接着強度の低下が少ないことが判る。即ち、回路基板の
材質等で処理温度に制約を受けない場合には、加熱温度
を高く設定してアニーリング処理を行なうことが銅層中
の水素の発散及び結晶欠陥の補完によって、半田付け強
度の低下が防止できることが判る。
として銅層又は銀層と銅層の2層構造を例に取って説明
したが、本発明は、銅化合物等を導体層とする場合や他
の金属による多層導体等に適用して各種の導体層の半田
付け強度を改善できるので、銅層に限定されるものでは
ない。
加熱処理で回路導体や回路導体の表面層を覆う導体層中
の水素を除去できるとともに、結晶欠陥を再結晶によっ
て補完できるので、半田付け強度を高くでき、信頼性の
高い回路導体を提供することができる。
す断面図である。
である。
す断面図である。
た回路導体に対する半田の接着強度を示す図である。
た回路導体に対する半田の接着強度を示す図である。
とで形成された錫−銅金属間化合物の生成を示す断面図
である。
層とで形成された錫−銅金属間化合物の生成を示す断面
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 回路基板の表面に無電解めっきによって
回路導体を形成し、この回路導体に防錆処理を行った
後、水素を含まないか又は水素の減圧下で前記回路導体
に加熱処理を施すことを特徴とする回路導体の処理方
法。 - 【請求項2】 回路基板の表面に形成された下層導体の
表面に無電解めっきによって導体層を形成し、この導体
層に防錆処理を行った後、水素を含まないか又は水素の
減圧下で前記導体層に加熱処理を施すことを特徴とする
回路導体の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16215992A JP3214066B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 回路導体の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16215992A JP3214066B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 回路導体の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335727A JPH05335727A (ja) | 1993-12-17 |
| JP3214066B2 true JP3214066B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=15749156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16215992A Expired - Fee Related JP3214066B2 (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | 回路導体の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3214066B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP16215992A patent/JP3214066B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05335727A (ja) | 1993-12-17 |
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