(57)【要約】【課題】  鉛及びすずを含まない金属を用い、かつはんだぬれ性がよく、安価に信頼性よく表面処理されたフレキシブル配線板の表面処理方法を得る。【解決手段】  フレキシブル基板上に所定のピッチで配線が配置された配線部６上に電解めっき処理により、ニッケルめっき２を形成し、このニッケルめっき２上に、パラジウムストライクめっき３を形成し、次いで、パラジウムストライクめっき３上に金ラップめっき４を形成し、このパラジウムストライクめっき３及び金ラップめっき４は、パラジウムストライクめっき３の厚さが、０．００７〜０．１μｍの範囲、金ラップめっき４の厚さが、０．００３〜０．０２μｍの範囲、かつ金ラップめっき４の厚さ＜パラジウムストライクめっき３の厚さの関係になるように、配線のピッチに応じた電流を用いた電解めっき処理により形成されている。【選択図】図１
2006086201.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル基板上に所定のピッチで配置された配線部、この配線部上に形成されたニッケル層、このニッケル層上に形成されたパラジウム層、及びこのパラジウム層上に形成された金層を備え、上記パラジウム層及び金層は、上記パラジウム層の厚さが、０．００７〜０．１μｍの範囲、上記金層の厚さが、０．００３〜０．０２μｍの範囲、かつ上記金層の厚さ＜上記パラジウム層の厚さの関係になるように電解めっき処理により形成されていることを特徴とするフレキシブル配線板。
【請求項２】
上記金層の上に形成された耐腐食性の保護膜を備えたことを特徴とする請求項２記載のフレキシブル配線板。
【請求項３】
フレキシブル基板上に所定のピッチで配置された配線部、この配線部上に形成されたニッケル層、このニッケル層上に形成されたパラジウムストライク、及びこのパラジウムストライクの周りに金色を発色しない程度に施された金めっきを備えたことを特徴とするフレキシブル配線板。
【請求項４】
フレキシブル基板上に所定のピッチで配置された配線上にニッケル層を形成する第一の工程、上記ニッケル層上にパラジウム層を形成する第二の工程、及び上記パラジウム層上に金層を形成する第三の工程を含み、上記各工程により形成される各層は、上記配線のピッチに応じた電流を用いた電解めっき処理により形成され、上記第二の工程におけるパラジウム層及び上記第三の工程における金層は、上記パラジウム層の厚さが、０．００７〜０．１μｍの範囲、上記金層の厚さが、０．００３〜０．０２μｍの範囲、かつ上記金層の厚さ＜上記パラジウム層の厚さの関係になるように形成されていることを特徴とするフレキシブル配線板の表面処理方法。
【請求項５】
上記電解めっき処理は、上記パラジウム層を電流密度が１〜１０Ａ／ｄｍ２の条件により上記ニッケル層上にめっきした後、上記金層を電流密度が０．０５〜０．１Ａ／ｄｍ２の条件によりめっきすることを特徴とする請求項４記載のフレキシブル配線板の表面処理方法。
【請求項６】
上記金層の上に耐腐食性の保護膜を形成する第四の工程を含むことを特徴とする請求項４または５記載のフレキシブル配線板の表面処理方法。
【請求項７】
上記パラジウム液が収容されたパラジウム槽中及び上記金液が収容された金槽中を、上記フレキシブル配線板を一定速度で順次移動させることにより、上記パラジウム層及び金層を形成することを特徴とする請求項４乃至６記載のフレキシブル配線板の表面処理方法。
【請求項８】
所定のピッチで配置された配線上にニッケル層を形成する第一の工程、上記ニッケル層上にパラジウムストライクを形成する第二の工程、及び上記パラジウムストライクの周りに金色を発色しない程度の金めっきを施す第三の工程を含み、上記各工程は、上記配線のピッチに応じた電流を用いた電解めっき処理により行われることを特徴とするフレキシブル配線板の表面処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｌａｔ  Ｃａｂｌｅ）などの配線部がはんだ付けされるフレキシブル配線板及びその表面処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
環境保護のための鉛の規制に伴い、鉛フリーの製品が望まれ、電子製品に不可欠な接続端子のはんだ付け作業においても、鉛フリーへの要求が高まっている。
ＦＰＣやＦＦＣなどの配線部がはんだ付けされるフレキシブル配線板の表面処理方法においても、鉛フリーへの要求が高まっており、従来、鉛フリーのものとして、はんだぬれ性の良いすずを用いて表面処理されることが多かった。このすずを用いた場合、はんだぬれ性は良くても、すずによるウイスカが発生し易く、このため、電気的に短絡状態が生じやすいという問題があった。
【０００３】
この種、電子部品の表面処理方法の一例として、例えば特許文献１には、配線基板の配線層のはんだ付け領域に施されるすずを含まない金属による表面処理方法において、平均粒径２０ｎｍ以上で且つ０．５μｍ〜５μｍのニッケル層、０．００５μｍ〜２μｍのパラジウムまたはパラジウム合金層、および０．０５μｍ〜０．８μｍの金層の３層により、配線層上に無電解法によるめっきを行うものが示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１１１８８号公報（第３〜５頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＦＰＣ、ＦＦＣなどのはんだ付けされる配線部を有するフレキシブル配線板は、鉛フリーで、しかもウイスカの発生がなく、はんだぬれ性がよく、耐腐食性がよく、さらに金使用量が少なく、めっき生産性の良いものが望まれる。
また、フレキシブル配線板は、ポリイミドなどの配線板素材上に、銅箔がパターニングまたは整列されて配線部が形成されており、電解めっきされるときの電流によっては、銅箔が溶けてしまうという問題がある。
特許文献１の処理方法では、金使用量が多い上、めっき生産性が良くなく、コスト高になる傾向があった。また、金使用量が多いために、最近のファインピッチ製品のはんだ付け時などには、はんだ中の金濃度が濃くなり、はんだ強度が低下するという問題もあった。また、フレキシブル配線板の上述のようなめっきの難しさに対する対処方法についても何ら記載されていなかった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、鉛及びすずを含まず、かつはんだぬれ性のよい金属による安価な信頼性のよいフレキシブル配線板を得ることを第一の目的にしている。
また、鉛及びすずを含まず、かつはんだぬれ性のよい金属による安価な信頼性のよいフレキシブル配線板の表面処理方法を得ることを第二の目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係わるフレキシブル配線板においては、フレキシブル基板上に所定のピッチで配置された配線部、この配線部上に形成されたニッケル層、このニッケル層上に形成されたパラジウム層、及びこのパラジウム層上に形成された金層を備え、パラジウム層及び金層は、パラジウム層の厚さが、０．００７〜０．１μｍの範囲、金層の厚さが、０．００３〜０．０２μｍの範囲、かつ金層の厚さ＜パラジウム層の厚さの関係になるように電解めっき処理により形成されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、以上説明したように、フレキシブル基板上に所定のピッチで配置された配線部、この配線部上に形成されたニッケル層、このニッケル層上に形成されたパラジウム層、及びこのパラジウム層上に形成された金層を備え、パラジウム層及び金層は、パラジウム層の厚さが、０．００７〜０．１μｍの範囲、金層の厚さが、０．００３〜０．０２μｍの範囲、かつ金層の厚さ＜パラジウム層の厚さの関係になるように電解めっき処理により形成されているので、鉛フリーで、かつはんだぬれ性がよく、金使用量を少なくして経済的なフレキシブル配線板とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるフレキシブル配線板の表面処理を示す説明図である。
図１において、ＦＰＣ、ＦＦＣのポリイミドなどのフレキシブル絶縁基板上に形成された配線部である銅箔の母材１上に、順次、ニッケルめっき２（ニッケル層）、パラジウムストライクめっき３（パラジウム層）、金ラップめっき４（金層）が３層に形成されている。
【００１０】
図２は、この発明の実施の形態１による表面処理されたフレキシブル配線板及びコネクタを示す外観図である。
図２において、フレキシブル配線板５は、配線部６を有し、コネクタ７に挿入される。配線部６の各配線は、ピッチＰで配置されている。
図３は、この発明の実施の形態１による表面処理されたフレキシブル配線板及びコネクタをフレキシブル配線板の挿入方向に切断した断面図である。
図３において、フレキシブル配線板５の配線部は、コネクタ７に挿入され、コネクタ７の接続端子８に接触される。
【００１１】
図４は、この発明の実施の形態１によるフレキシブル配線板の表面処理を示す原理図である。
図４において、１〜４は、図１におけるものと同一のものである。図４では、金ラップめっき４は、パラジウムストライクめっき３の表面を部分的にラップするように形成されている。
図５は、この発明の実施の形態１によるフレキシブル配線板のはんだぬれ性の試験結果を示す図である。
図５において、Ｎｉ＋Ｐｄ−ｓｔ（ストライク）＋Ａｕラップ処理は、本発明の処理方法を示している。
図６は、この発明の実施の形態１によるフレキシブル配線板の金ラップめっき厚を変化させた場合のはんだぬれ性の試験結果を示す図である。
図６において、Ｎｉ＋Ｐｄ−ｓｔ（ストライク）＋Ａｕラップ処理が、本発明の処理方法を示している。
【００１２】
次に、フレキシブル配線板の表面処理について説明する。
図１のニッケルめっき２は、はんだ付けされる母材配線を被覆するために１〜３μｍの厚さに形成される（第一の工程）。銅箔がパターニングまたは整列された母材配線部は、所定のピッチＰで配線が配置され、この母材配線上へのニッケルめっき２は、銅箔を溶かさないように、所定のピッチＰに応じた電流を用いた電解めっき処理により形成される。この配線ピッチと電流の関係は、パラジウムストライクめっき３及び金ラップめっき４でも同様である。
パラジウムストライクめっき３は、ニッケルめっき２上にあって、核を形成するように、０．００７〜０．１μｍの厚さに形成される（第二の工程）。ストライク被覆が０．００７μｍより薄ければ、密着性が劣ると共に、０．１μｍより厚すぎても同様に密着性が悪くなる。このため、密着性が確保される厚さの範囲である０．００７〜０．１μｍに形成される。
【００１３】
次いで、金ラップめっき４が、０．００３〜０．０２μｍの厚さに形成され（第三の工程）、金ラップめっき４の厚さ＜パラジウムストライクめっき３の厚さの関係にあると、図４に示されるように、パラジウムストライクめっき３の核を覆うようになる。この状態では、はんだぬれ性のよい表面処理が得られる。また、金ラップめっき４の上述の厚さでは、金色を発色しない。
金ラップめっき４は、パラジウムストライクめっき３表面の保護（酸化などによる劣化に対する）を行うものである。このため、金ラップめっき４の厚さは、パラジウムストライクめっき３の核を覆うように、０．００３μｍ以上にする必要がある。一方、はんだ付けを行う場合には、まず、最初にこの保護部分の金ラップめっき４が、はんだ中に拡散していき、清浄なパラジウム表面が顕われてはんだ付けされる。このとき、金ラップめっき４のめっき厚が、厚くなり金色が出る厚さ（約０．０３μｍ以上）になると、金の拡散量が多くなり、最近のファインピッチ製品のはんだ付け時などには、はんだ中の金濃度が濃くなり、はんだ強度が低下する。したがって、金ラップめっき４の厚さを、金色を発色しない０．０２μｍ以下に形成する必要がある。すなわち、金ラップめっき４の厚さを、０．００３μｍ〜０．０２μｍの範囲に形成すれば、パラジウムストライクめっき３の核を覆うと共に、はんだ付け時のはんだ強度の低下も見られない。さらに、この金めっき厚さでは、金の消費量も少なく、また、めっき生産性もよく、経済的である。
【００１４】
この表面処理を施すフレキシブル配線板は、図２、図３に示すようなものであり、図２、図３の示すような接続端子８を有するコネクタ７に挿入される。このフレキシブル配線板は、上述のように表面処理されているので、はんだぬれ性の良好なはんだ付けを行うことができる。
【００１５】
上記のように表面処理されたフレキシブル配線板のはんだぬれ性の試験結果は、図５及び図６に示すように良好であった。
図５には、メニスコグラフ法のゼロクロスタイムによる判定で、本発明の処理方法であるＮｉ＋Ｐｄ−ｓｔ（ストライク）＋Ａｕラップ処理されたものは、はんだぬれ性は、１秒以下で良好であることが示されている。
図６には、メニスコグラフ法のゼロクロスタイムによる判定で、本発明の処理方法であるＮｉ＋Ｐｄ−ｓｔ（ストライク）＋Ａｕラップ処理されたものは、Ａｕラップめっき厚が３０、５０、１００、２００オングストロームで、それぞれはんだぬれ性は、１秒以下で良好であることが示されている。
また、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ及びＳｎ−Ａｇ−Ｂｉ−Ｃｕのはんだを用いて、はんだ付けされた場合の接合強度も良好であった。
【００１６】
実施の形態１によれば、はんだ付けされるフレキシブル配線板の配線母材を、順次、ニッケルめっき、パラジウムストライクめっき、金ラップめっきにより表面処理するので、鉛フリーで、かつはんだぬれ性がよく、金使用量を少なくして経済的なフレキシブル配線板が得られる効果がある。
【００１７】
次に上述したフレキシブル配線板の表面処理方法について、さらに具体的に説明する。
上述したように、厚さ１〜３μｍのニッケルめっき２、厚さ０．００７〜０．１μｍのパラジウムストライクめっき３（パラジウムストライク）、及び厚さ０．００３〜０．０２μｍの金ラップめっき４（金めっき）を形成し、かつ金ラップめっき４の厚さ＜パラジウムストライクめっき３の厚さの関係になるようにすれば、はんだぬれ性の良好な表面処理を行うことができる。この３層の形成は、次のようにして行われる。
まず、配線部の銅箔母材上に、配線のピッチＰに応じて、ピッチＰが狭くなるほど電流を小さくすることにより、銅箔を溶かさないように、ニッケルめっき２を電解めっき処理により厚さ１〜３μｍに形成する。
次に、厚さ１〜３μｍのニッケルめっき２が形成された母材１を、通常市販されている濃度より薄い濃度に調合されたパラジウム液に漬し、電流密度１〜１０Ａ／ｄｍ２の条件で、パラジウム電解めっきを行い、厚さ０．００７〜０．１μｍのパラジウムストライクめっき３を形成する。
【００１８】
次いで、このパラジウムストライクめっき３された母材１を、通常市販されている濃度より薄い濃度に調合された金液に漬し、電流密度０．０５〜０．１Ａ／ｄｍ２の条件で、金電解めっきを行い、厚さ０．００３〜０．０２μｍの金ラップめっき４を形成する。
なお、上述のパラジウムストライクめっき３及び金ラップめっき４は、上述の電流密度範囲の下限に近いところにより、行われる。
このパラジウムストライクめっき３及び金ラップめっき４は、パラジウム液の収容されたパラジウム槽及び金液の収容された金槽を含むめっきラインを、順次、フレキシブル配線板を一定速度で連続して移動させることによって、形成することができる。
パラジウム、金の液濃度及び電流密度により、それぞれ析出速度が変化するので、パラジウム、金の液濃度は、使用しているめっきライン（装置）性能に応じて設定される。
【００１９】
実施の形態２．
実施の形態１では、はんだぬれ性のよい鉛フリーの表面処理について述べたが、実施の形態２は、金ラップめっきを薄くしたことに起因する耐腐食性の低下に対処し、金ラップめっきの耐腐食性を向上させる耐腐食性処理についてのものである。
図７は、この発明の実施の形態２によるフレキシブル配線板の耐腐食性処理を示す説明図である。
図７において、防錆剤の保護膜１１は、金ラップめっき４上に形成され、金ラップめっきのピンホール１２を封孔する。
【００２０】
実施の形態２では、金ラップめっき４上に、さらに防錆剤の保護膜１１を形成する（第四の工程）。この保護膜１１は、接続端子のはんだぬれ性が低下せず、接触信頼性も低下しないもので、市販の防錆剤を用いることができる。保護膜１１は、金ラップめっき４面に吸着し、金ラップめっき４を薄く形成するために発生するピンホール１２を塞ぎ、大気中の腐食性ガスに対して、金ラップめっき４面の保護を行う。
【００２１】
実施の形態２によれば、防錆剤の保護膜により、金ラップめっきを薄く形成しても、耐腐食性をよくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の実施の形態１によるフレキシブル配線板の表面処理を示す説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１による表面処理されたフレキシブル配線板及びコネクタを示す外観図である。
【図３】この発明の実施の形態１による表面処理されたフレキシブル配線板及びコネクタをフレキシブル配線板の挿入方向に切断した断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるフレキシブル配線板の表面処理を示す原理図である。
【図５】この発明の実施の形態１によるフレキシブル配線板のはんだぬれ性の試験結果を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１によるフレキシブル配線板の金ラップめっき厚を変化させた場合のはんだぬれ性の試験結果を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２による表面処理されたフレキシブル配線板の耐腐食性処理を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  母材
２  ニッケルめっき
３  パラジウムストライクめっき
４  金ラップめっき
５  フレキシブル配線板
６  配線部
７  コネクタ
８  接続端子
１１  保護膜
１２  ピンホール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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