(57)【要約】【課題】耐熱衝撃性に優れた銅合金メッキ皮膜を提供すること、並びにその皮膜を両面フレキシブルプリント配線基板や多層配線基板のスルーホールに形成することによって、クラック等の発生のないスルーホールの銅合金メッキ皮膜を提供することにある。【解決手段】錫または銀の少なくとも１種を０．０５〜１．０重量％含有し、残部が銅並びに不可避的不純物からなる銅合金メッキ皮膜とすることによって、また多層プリント配線基板のスルーホールに、前記銅合金メッキ皮膜が施された多層プリント配線基板とすることによって、さらに前記銅合金メッキ皮膜は、厚さが１５μｍ以上である多層プリント配線基板とすることによって、さらにまた、前記多層プリント配線基板が両面フレキシブルプリント配線基板であって、前記銅合金メッキ皮膜の厚さが５μｍ以上である多層プリント配線基板とすることによって、解決される。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
錫または銀の少なくとも１種を０．０５〜１．０重量％含有し、残部が銅並びに不可避的不純物からなることを特徴とする、銅合金メッキ皮膜。
【請求項２】
多層プリント配線基板のスルーホールに、前記銅合金メッキ皮膜が施されたことを特徴とする、多層プリント配線基板。
【請求項３】
前記銅合金メッキ皮膜は、厚さが１５μｍ以上であることを特徴とする、請求項２に記載の多層プリント配線基板。
【請求項４】
前記多層プリント配線基板が両面フレキシブルプリント配線基板であって、前記銅合金メッキ皮膜の厚さが５μｍ以上であることを特徴とする、請求項２に記載の多層プリント配線基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅合金メッキ皮膜、並びにその皮膜がスルーホールに設けられた多層プリント配線基板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器内の配線に用いるプリント配線基板は、機器の小型化、高性能化等から高密度化が要求されるため、多層プリント配線基板が多く用いられるようになってきた。このような多層プリント配線基板には、各層の導電層間を電気的に接続するために、銅メッキ層を形成したスルーホールが設けられる。このような技術に関しては種々の提案がなされているが、例えば特許文献１が見られる。しかしながらこのような銅メッキ層は、熱変動の激しい環境下で使用されると、多層プリント配線基板を構成しているポリイミドフィルム絶縁材料層、銅回路と前記ポリイミドフィルムを接着するための接着剤層、また多層プリント配線基板間の熱膨張係数の違いによって、前記銅メッキ層に垂直の応力が加わることになる。このことには、前記銅メッキ層が、十分な強度と延性等を有していないと、クラックが発生する原因となる。そこで、この問題を解決するために前記銅メッキ層の厚さを厚くすることが行われているが、以下のような問題点がある。
【０００３】
すなわち、前記スルーホール内の銅メッキ層を厚いものとするためには、メッキ処理時間を長くしなければならなくなり、生産性の面から問題があると共にコストアップの問題も生じる。また長時間のメッキ処理は、スルーホール部分のみだけではなく、前記スルーホール近辺の銅導電層部分にもメッキ層が施されることになり、前記銅導電層部分にもメッキ層が施されると、その後の銅回路形成工程でのエッチング時間が長くなるばかりでなく、精度の高い回路形成を困難にする問題がある。そこで、銅メッキ層を必要以上に厚くしなくても、耐熱衝撃性に優れたクラックの発生のない、スルーホール用の銅メッキが望まれている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−７８２５３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
よって本発明が解決しようとする課題は、耐熱衝撃性に優れた銅合金メッキ皮膜を提供すること、並びにその銅合金メッキ皮膜を、両面フレキシブルプリント配線基板や多層配線基板のスルーホールに形成することによって、クラック等の発生しない多層プリント配線基板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記解決しようとする課題は、請求項１に記載されるように、錫または銀の少なくとも１種を０．０５〜１．０重量％含有し、残部が銅並びに不可避的不純物からなる銅合金メッキ皮膜とすることによって、解決される。
【０００７】
また、請求項２に記載されるように、多層プリント配線基板のスルーホールに、前記銅合金メッキ皮膜が施された多層プリント配線基板とすることによって、解決される。
【０００８】
さらに請求項３に記載されるように、前記銅合金メッキ皮膜は、厚さが１５μｍ以上である、請求項２に記載の多層プリント配線基板とすることによって、解決される。また請求項４に記載されるように、前記多層プリント配線基板が両面フレキシブルプリント配線基板であって、前記銅合金メッキ皮膜の厚さが５μｍ以上である、請求項２に記載の多層プリント配線基板とすることによって、解決される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を説明する。請求項１に記載される発明は、錫または銀の少なくとも１種を０．０５〜１．０重量％含有し、残部が銅並びに不可避的不純物からなる銅合金メッキ皮膜とすることによって、耐熱衝撃性に優れた銅合金メッキ皮膜とすることができ、またその銅合金メッキ皮膜を多層プリント配線基板のスルーホールに形成することによって、クラック等の発生のない多層プリント配線基板とすることができる。
【００１０】
すなわち、銅合金メッキ皮膜として、錫または銀の少なくとも１種を０．０５〜１．０重量％の範囲の銅合金を用いて、多層プリント配線基板のスルーホールに銅合金メッキ皮膜を形成することによって、従来のように、例えば両面フレキシブルプリント配線基板のスルーホールの場合の７μｍ以上、また多層プリント配線基板のスルーホールの場合の２０μｍ以上のような厚い銅メッキ層としなくとも、熱衝撃性の優れた銅合金メッキ皮膜となることを見いだした。
【００１１】
具体的に説明すると、請求項３に記載されるように、多層プリント配線基板のスルーホールの場合には、銅合金メッキ皮膜は厚さが１５μｍ以上とすることによって、また請求項４に記載されるように、前記多層プリント配線基板が両面フレキシブルプリント配線基板のスルーホールである場合には、前記銅合金メッキ皮膜の厚さが５μｍ以上とすることができる。このようにして多層プリント配線基板のスルーホールに設けられた銅合金メッキ皮膜は、２０℃と２６０℃の温度間を１５秒以内で変化させる熱衝撃を２５０回繰り返しても、スルーホールにおける銅合金メッキ皮膜にクラックの発生が見られなかった。また、前記の厚さを有する銅合金メッキ皮膜の形成処理において、スルーホール近辺の銅導電層に対して、銅合金メッキ皮膜を必要以上に形成することもない。さらに、前記銅合金メッキ皮膜は、高い導電性を示すものであった。
【００１２】
前記の効果は、銅合金メッキ皮膜として、錫または銀の少なくとも１種を０．０５〜１．０重量％の範囲の銅合金を用いたことによるもので、錫および／または銀の添加量が０．０５重量％未満であると、耐熱衝撃性の効果が殆どなく、また１．０重量％を超えると特に錫の場合には、導電率が低下するためである。具体的には導電率が３０％ＩＡＣＳ未満となり、問題となる。また銀の場合は、耐熱衝撃性の向上に比してコストアップとなるので好ましくない。よって、前記錫または銀の少なくとも１種を、０．０５〜１．０重量％の範囲の銅合金を用いた銅合金メッキ皮膜とすべきである。
【００１３】
このような銅合金メッキ皮膜は、請求項２に記載されるように、多層プリント配線基板のスルーホールに施された多層プリント配線基板とすることによって、その効果が発揮される。すなわち、３層程度の多層プリント配線基板には、各層の導電層間を電気的に接続するために、銅メッキ層を形成したスルーホールが設けられるが、この銅メッキ層は熱変動の激しい環境下で使用されると、前記多層プリント配線基板を構成している材料の熱膨張係数の違いによって、前記銅メッキ層に垂直の応力が加わることになり、前記銅メッキ層は十分な強度と延性等を有していないと、クラックが発生することがある。このために、前記スルーホール内の銅メッキ層を厚いものとすることが考えられるが、厚い銅メッキ層の形成は、メッキ処理時間が長くなり生産性の面等から問題があると共に、前記銅メッキがスルーホールのみだけではなく前記スルーホール近辺の銅導電層部分にも厚いメッキ層が施されてしまう。このように銅導電層部分にも厚い銅メッキ層が施されると、その後の銅回路形成工程でのエッチング時間が長くなるばかりでなく、精度の高い回路形成を困難にする問題がある。
【００１４】
前述の本発明の銅合金メッキ皮膜は、このような問題がなく、銅合金メッキ皮膜を必要以上に厚くしなくても、耐熱衝撃性に優れたクラックの発生のないスルーホール用の銅メッキ皮膜とすることができる。具体的には、前述したように両面フレキシブルプリント配線基板のスルーホールでは、５μｍ以上、３層のフレックスリジッドプリント配線基板のスルーホールでは、１５μｍ以上とすることができる。
【００１５】
【実施例】
以下に実施例並びに比較例を示して、本発明の効果を述べる。表１に示すような組成の銅合金メッキ皮膜について、スルーホール内でのクラックの発生状況を調べた。すなわち、両面フレキシブルプリント配線基板並びに３層のフレックスリジッドプリント配線基板に、直径０．３ｍｍのスルーホールを形成した後、錫（Ｓｎ）並びに銀（Ａｇ）の添加量が異なる銅合金メッキ皮膜を形成した。このスルーホールの銅合金メッキ皮膜について、２０℃と２６０℃の温度間を１５秒以内で変化させる熱衝撃を２５０回繰り返し行って、前記銅合金メッキ皮膜のクラックの発生状態を導通試験により測定した。結果は、１０００個のスルーホールに対してクラックがないものを○印で、クラックが発生しているものを×印で示した。また導電性については、３０％ＩＡＣＳ未満のものを×印で、３０％ＩＡＣＳ以上のものを○印で示した。結果を、表１に示した。
【００１６】
なお、前記両面フレキシブルプリント配線基板は、２５μｍのポリイミドフィルムの両面に１８μｍの銅箔を、１０μｍの接着剤によって貼り合わせたもので、スルーホールの銅合金めっき皮膜厚は５μｍである。また、３層のフレックスリジッドプリント配線基板は、２５μｍのポリイミドフィルムの片面に、１８μｍの銅箔を１０μｍの接着剤で貼り合わせたフレキシブルプリント配線基板に、２５μｍのポリイミドフィルムに３０μｍの接着剤層を有するカバーレイを設け、１００μｍのガラスエポキシに１８μｍの銅回路を形成した配線基板を、１０μｍの接着剤シートを用いて両面から張り合わせて、３層のフレックスリジッドプリント配線基板としたもので、スルーホールのメッキ皮膜の厚さは、１５μｍである。
【００１７】
【表１】
2005012064.tif 000002
【００１８】
表１から明らかなとおり、実施例１〜１２に示される例は、耐熱衝撃性、導電性並びにコストの全てに好ましいものである。これは、従来例として示した両面フレキシブルプリント配線板（従来例１）、並びに３層フレックスリジッド配線基板（従来例２）と同等の特性であるにもかかわらず、スルーホールのメッキ皮膜厚さをかなり薄いものとすることが可能となっている。これに対して、比較例１〜１０に示す例の場合には、スルーホールのメッキ皮膜厚さを薄くすると、耐熱衝撃性、導電性並びにコストのいずれかが好ましくなくなる。
【００１９】
より詳細に説明すると、銅合金メッキ皮膜における合金組成に関しては、錫量が０．０５３〜０．９５重量％の範囲で、銀量が０．０６２〜０．９６重量％の範囲において、さらに錫と銀を同時に含有する場合には、錫量と銀量の合計が０．０５５〜０．９５重量％の範囲において、実施例１〜６の両面フレキシブルプリント配線基板、並びに実施例７〜１２の３層フレックスリジッド配線基板共に、耐熱衝撃性、導電性並びにコストの全ての項目で満足するものとなっている。さらに銅合金メッキ皮膜の厚さに関して説明すると、実施例１〜６に記載した両面フレキシブルプリント配線基板の場合には、その厚さが少なくとも５．１μｍあれば、また、実施例７〜１２に記載した多層フレックスリジッド配線基板においては、その厚さが少なくとも１５．０μｍあれば、耐熱衝撃性、導電性並びにコストの全ての項目で満足することがわかる。
【００２０】
これに対して、比較例２に示される錫量が０．０４５重量％で、銅合金メッキ皮膜の厚さが５．２μｍの両面フレキシブルプリント配線基板、並びに比較例７に示される錫量が０．０４５重量％で、銅合金メッキ皮膜の厚さが１５．２μｍの多層フレックスリジッド配線基板、また比較例４に示される、銀量が０．０４０重量％で銅合金メッキ皮膜の厚さが５．４μｍの両面フレキシブルプリント配線基板、並びに比較例９に示される、銀量が０．０４０重量％で銅合金メッキ皮膜の厚さが１５．５μｍの３層フレックスリジッド配線基板では、耐熱衝撃性を満足できなかった。
【００２１】
さらに錫量が１．２重量％で銅合金メッキ皮膜厚さが５．３μｍの両面フレキシブルプリント配線基板（比較例３）、並びに銅合金メッキ皮膜の厚さが１５．３μｍである多層フレックスリジッド配線基板（比較例８）の場合には、導電性が３０％ＩＡＣＳ以下であった。また銀量が１．２重量％で、銅合金メッキ皮膜厚さが５．２μｍ両面フレキシブルプリント配線基板（比較例５）、並びに銅合金メッキ皮膜厚が１５．０μｍの多層フレックスリジッド配線基板（比較例１０）は、耐熱衝撃性、導電性は満足するが、コスト的に問題があるので実用的でなくなる。
【００２２】
また純銅メッキ皮膜では、比較例１のように、前記メッキ皮膜厚さが５．２μｍの両面フレキシブルプリント配線基板、並びに比較例６の前記メッキ皮膜厚さが１５．４μｍの３層フレックスリジッド配線基板では、耐熱衝撃性を満足できないものとなっている。なお、従来例として示したように、純銅メッキ皮膜の場合には、両面フレキシブルプリント配線基板（従来例１）では、前記メッキ皮膜厚さを７．６μｍとしないと、また多層フレックスリジッド配線基板（従来例２）では、前記メッキ皮膜厚さを２０．４μｍとしないと、耐熱衝撃性、導電性およびコストの全てを満足するものが得られないことが判る。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明した通り、錫または銀の少なくとも１種を０．０５〜１．０重量％含有し、残部が銅並びに不可避的不純物からなる銅合金メッキ皮膜とすることによって、耐熱衝撃性に優れた銅合金メッキ皮膜とすることができ、またその銅合金メッキ皮膜を、多層プリント配線基板のスルーホールに形成することによって、クラック等の発生のない多層プリント配線基板が得られる。具体的には、耐熱衝撃性、導電性並びにコストの全ての特性を満足するものとなる。
【００２４】
また前記銅合金メッキ皮膜は、スルーホールに厚さが１５μｍ以上である多層プリント配線基板とすることによって、さらに前記多層プリント配線基板が両面フレキシブルプリント配線基板であって前記銅合金メッキ皮膜のスルーホールの厚さが５μｍ以上である多層プリント配線基板とすることによって、前記多層プリント配線基板のスルーホールに設けられた銅合金メッキ皮膜は、２０℃と２６０℃の温度間を１５秒以内で変化させる熱衝撃を、２５０回繰り返してもクラックの発生が見られないものとすることができる。また、前記厚さの銅合金メッキ皮膜とすることによって、スルーホール近辺の銅導電層に対しても、銅合金メッキが必要以上に施されることもない。さらに、得られた多層プリント配線基板は、耐熱衝撃性、導電性並びにコストの全ての特性を満足するものとなる。