電気接続端子構造体及びその製造方法
【課題】本発明は、電気接続端子構造体とその製造方法、及びこれを含むプリント回路基板に関する。
【解決手段】本発明は、接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層を含み、前記金属間化合物（ＩＭＣ）は１μｍ以下のニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層からなるものである電気接続端子構造体とその製造方法、及びこれを含むプリント回路基板に関する。
本発明による金属間化合物構造を有する電気接続端子構造体は、リフロー工程を経る間はんだ接合界面においてＮｉ−Ｓｎ系の金属間化合物及びリン蓄積層の生成を抑制することにより耐衝撃性を向上させることができ、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）を行う前まではＮｉ層を含んで作業性を向上させることができる結合構造を有する。
【解決手段】本発明は、接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層を含み、前記金属間化合物（ＩＭＣ）は１μｍ以下のニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層からなるものである電気接続端子構造体とその製造方法、及びこれを含むプリント回路基板に関する。
本発明による金属間化合物構造を有する電気接続端子構造体は、リフロー工程を経る間はんだ接合界面においてＮｉ−Ｓｎ系の金属間化合物及びリン蓄積層の生成を抑制することにより耐衝撃性を向上させることができ、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）を行う前まではＮｉ層を含んで作業性を向上させることができる結合構造を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接続端子構造体とその製造方法、及びこれを含むプリント回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、電子機器などの電子製品市場が急速に拡大されるにつれ、電子製品の携帯性が次第に重要になっている。このような傾向に伴って、製品を落としたり衝撃を与えるようになる可能性が多くなっている。従って、耐衝撃性は電子製品が具備すべき必須の項目となり、このような耐衝撃性に最も劣っている部分は、主に、電子デバイスを連結させるはんだ（ｓｏｌｄｅｒ）界面である。
【０００３】
通常、ダイ（ｄｉｅ）及びメインボード（ｍａｉｎ ｂｏａｒｄ）などの各種デバイスを連結する方法は、ワイヤーボンディング（ｗｉｒｅ−ｂｏｎｄｉｎｇ）方式とはんだ接合（ｓｏｌｄｅｒ ｊｏｉｎｔ）方式の二つに大別される。このうち、はんだ接合方式を用いる場合、はんだ界面における耐衝撃性は非常に重要な要素である。
【０００４】
一方、電子部品の高密度化に伴ってプリント回路基板（ＰＣＢ）の表面処理に関する技術が多様化している。ＰＣＢ製品は、薄板化、高密度化されており、このような時代の要求に応じて、最近、ＰＣＢの表面処理は、ノイズフリー（Ｎｏｉｓｅ ｆｒｅｅ）などの問題点を解決し、工程を単純化するために、電解Ｎｉ／Ａｕの表面処理からテールレス（Ｔａｉｌｌｅｓｓ）を容易に具現することができる無電解表面処理に変化している。
【０００５】
特に、前記表面処理方法が、Ｎｉを含む無電解Ｎｉ／Ａｕ（以下、ＥＮＩＧとする）メッキ層或いはＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ（以下、ＥＮＥＰＩＧとする）メッキ層に用いられる場合、はんだと、前記ニッケルメッキ層であるＥＮＩＧ及びＥＮＥＰＩＧで衝撃により破壊が発生する。このように耐衝撃性に劣っている理由は、前記Ｎｉ層とはんだとの間のリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）途中に形成されるＮｉ３ＳＮ４系の金属間化合物（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ；ＩＭＣ）とリン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）のためであると公知されている。
【０００６】
さらに、前記Ｎｉ被膜層内には、様々な元素が含まれており、このうち、リン（ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ；Ｐ）の濃度は非常に重要である。特に、はんだ接合の際にリンの濃度が高いと、はんだと下に配置された被膜界面にリンを多く含むリン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）を形成するため、ソルダリング後の信頼性が低下する。これはＰｄにおいても同様であり、被膜中のはんだ接続信頼性（ｓｏｌｄｅｒ ｊｏｉｎｔ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ）が低下する。
【０００７】
添付の図１は、従来無電解Ｎｉ／Ａｕ或いはＮｉ／Ｐｄ／Ａｕを用いて、銅接続端子に、表面処理が施されたメッキ層をはんだ接合方式により金属を内部接合させる場合の形状を示したものである。
【０００８】
これを参照すると、銅接続端子１０上に表面処理メッキ層（不図示）であるＥＮＩＧ及びＥＮＥＰＩＧが形成され、はんだ接合のためのはんだ層２０が位置している。前記Ｎｉメッキ層と前記はんだ層２０がリフロー工程を経る間、前記はんだ接合界面ＡにおいてＮｉ−Ｐ層３０及びリン蓄積層４０、Ｎｉ−Ｓｎ系の金属間化合物５０が形成される。Ｎｉ−Ｐ層３０及びリン蓄積層４０、Ｎｉ−Ｓｎ系の金属間化合物５０の形成によって、はんだ接合界面Ａにおいて割れやすい破断面がよく発生され、ｄｒｏｐ信頼性が悪くなる。
【０００９】
前記金属間化合物及びリン蓄積層の生成は、リフロー過程において、前記表面処理メッキ層とはんだ層に含まれた金属の拡散速度の差によるものである。従って、前記表面処理メッキ層のニッケル（Ｎｉ）とリン（Ｐ）及び前記はんだ層のスズ（Ｓｎ）などが拡散されて前記メッキ層とはんだ層との間で別途の金属間化合物及びリン蓄積層を生成させるようになる。
【００１０】
前記表面処理メッキ層がＥＮＩＧである場合、Ｎｉは少なくとも３μｍ、Ａｕは約０．０５〜０．５μｍの厚さを有し、前記表面処理メッキ層がＥＮＥＰＩＧである場合、Ｎｉは少なくとも３μｍ、Ｐｄは約０．０５〜０．３μｍ、Ａｕは約０．０５〜０．５μｍの厚さを有する。
【００１１】
一方、添付の図２は、従来Ｎｉ層が含まれていない材料（例えばＣｕ ＯＳＰ、Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｓｎなど）を用いて銅接続端子に、表面処理が施されたメッキ層をはんだ接合方式を利用し金属を内部接合させる場合の形状を示したものである。
【００１２】
これを参照すると、銅接続端子１０上に表面処理メッキ層及びはんだ接合のためのはんだ層２０が位置している。この場合には、Ｃｕ−Ｓｎ系の金属間化合物５０が生成される。前記Ｃｕ−Ｓｎ系の金属間化合物を詳細に分析すると、Ｃｕ６Ｓｎ５層とＣｕ３Ｓｎ層の２つ層に分けられる。この場合、リフロー工程や熱処理工程が増加するほど、前記Ｃｕ３Ｓｎ層からボイド（ｖｏｉｄ）が発生して耐熱性及びはんだ信頼性（ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ）が落ちるという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００８−００８８１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、表面処理されたメッキ層をはんだ接合を用いて外部端子と連結する方式において、表面処理されたメッキ層が占めるＮｉ層の厚さを最小化すると、前記ニッケル層の拡散による金属間化合物及びリン蓄積層の生成を抑制することができるという点に着眼した。
【００１５】
従って、本発明は、リフロー過程において、脆弱な構造を有するニッケル層を金属間化合物内に吸収されるように導出し、耐衝撃性に優れ、はんだ接合特性を向上させることができる電気接続端子構造体を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、前記電気接続端子構造体の製造方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、前記電気接続端子構造体を含むプリント回路基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の課題を解決するために、一態様による電気接続端子構造体は、接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層を含み、前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、１μｍ以下のニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層から生成されたことを特徴とする。
【００１８】
前記ニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層は、無電解ニッケルメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＩＧメッキ層、または無電解ニッケルメッキ被膜、無電解パラジウムメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＥＰＩＧメッキ層であることができる。
【００１９】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉの組成を有することが好ましい。
【００２０】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）において、Ｐｄは０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉは２〜２０ｗｔ％の含量で含まれることが好ましい。
【００２１】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さは０．２〜３．０μｍであることが好ましい。
【００２２】
前記電気接続端子構造体の前記無電解表面処理メッキ層と前記はんだ層は、はんだ接合により連結されることができる。
【００２３】
前記はんだ接合部にリン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）を実質的に含まない。
【００２４】
前記はんだ層の主成分としてＳｎを含むことができる。
【００２５】
本発明の他の課題を解決するために、一態様による電気接続端子構造体の製造方法は、接続端子上にニッケルを含む無電解表面処理メッキ層を形成する段階、前記無電解表面処理メッキ層にはんだ層を形成する段階、及びはんだ接合のためのリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程により金属間化合物（ＩＭＣ）を形成する段階を経て接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層からなる電気接続端子構造体を製造することができる。
【００２６】
前記無電解表面処理メッキ層の無電解ニッケルメッキ被膜の厚さは、１μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉの組成を有することが好ましい。
【００２８】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）において、Ｐｄは０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉは２〜２０ｗｔ％の含量で含まれることが好ましい。
【００２９】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さは、０．２〜３．０μｍであることが好ましい。
【００３０】
前記はんだ接合部にリン蓄積層を含まないことが好ましい。
【００３１】
本発明はまた、前記製造された電気接続端子構造体を含むプリント回路基板を提供することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明による金属間化合物構造を有する電気接続端子構造体は、リフロー工程を経る間、はんだ接合界面においてＮｉ−Ｓｎ系の金属間化合物及びリン蓄積層の生成を抑制することにより、耐衝撃性を向上させることができ、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）を行う前には、Ｎｉ層を含んではんだ信頼性（ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ）を向上させることができる結合構造を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来銅接続端子に、ニッケルを含む無電解表面処理されたメッキ層をはんだ接合させる場合において、金属間化合物が生成される形状を示した図面である。
【図２】従来銅接続端子に、ニッケルを含まないメッキ層をはんだ接合させる場合において、金属間化合物が生成される形状を示した図面である。
【図３】本発明の一実施形態によりはんだ接合させる場合において、金属間化合物が生成される形状を示した図面である。
【図４】本発明の一実施形態による電気接続端子構造体断面を走査型電子顕微鏡で測定した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明をより詳細に説明すると以下のとおりである。
【００３５】
本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明するために用いられ、本発明を限定しようとするものではない。本明細書に用いられたように、単数形は文脈上異なる場合を明白に指摘するものでない限り、複数形を含むことができる。また、本明細書で用いられる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及された形状、数字、段階、動作、部材、要素、及び／またはこれらの組み合わせが存在することを特定するものであり、一つ以上の他の形状、数字、段階、動作、部材、要素、及び／またはこれらの組み合わせの存在または付加を排除するものではない。
【００３６】
本発明は、リフロー過程において、接続端子に形成された無電解ニッケルメッキ皮膜層を金属間化合物層内に吸収されるようにすることではんだ接合信頼性が向上された電気接続端子構造体に関する。
【００３７】
本発明による電気接続端子構造体は、接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層を含み、前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、１μｍ以下のニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層から生成されたものであることができる。
【００３８】
このような本発明の電気接続端子構造体の構造を添付の図３に示した。これを参照すると、銅接続端子１１０、金属間化合物１５０、及びはんだ層１２０からなっている。
【００３９】
前記金属間化合物１５０は、リフロー過程において、前記銅接続端子１１０の表面処理のために形成されたニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層（不図示）からなることができる。
【００４０】
前記ニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層は、無電解ニッケルメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＩＧメッキ層、または無電解ニッケルメッキ被膜、無電解パラジウムメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＥＰＩＧメッキ層であることができる。
【００４１】
即ち、リフロー工程を経る前までは前記無電解表面処理メッキ層が形成されており、リフロー工程を経る間に、前記無電解表面処理メッキ層に含まれた無電解金メッキ被膜は、前記はんだ層１２０に吸収され、前記はんだ層１２０の主成分であるＳｎと前記銅接続端子１１０から一部の銅（Ｃｕ）金属が前記無電解表面処理メッキ層のニッケル、及びパラジウムに吸収されて金属間化合物１５０という新しい層（ｌａｙｅｒ）を形成する。
【００４２】
この過程において重要な点は、前記無電解表面処理メッキ層がＥＮＩＧまたはＥＮＥＰＩＧのいずれの構造を有しても、前記メッキ層のニッケルメッキ被膜の厚さは１μｍ以下、好ましくは０．０２〜０．５μｍの範囲に、非常に薄くなければならないという点である。その理由は、ニッケルメッキ被膜が厚い場合、ニッケル層の一部はＩＭＣ反応に参加せず残存するようになるが、この時、前記ニッケルメッキ被膜内には他の元素、特にリン（Ｐ）が含まれているため、リン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）を形成するようになる。このように形成されたリン蓄積層は、はんだ接合の側面において良くない影響を及ぼすため、前記ニッケルメッキ被膜の厚さが１μｍを超える場合、従来のように、銅接続端子１１０とはんだ層１２０との間にリン蓄積層、及びＮｉ−Ｓｎ金属間化合物などが生成される問題があって好ましくない。
【００４３】
従って、本発明の電気接続端子構造体において生成される金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉの構造を有するようにしたことを特徴とする。前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さは０．１〜３μｍであることが好ましい。前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さが０．１μｍ未満の場合、Ｃｕ３Ｓｎ層のボイド（ｖｏｉｄ）を抑制することができるＮｉの濃度が低すぎて問題となり、また、３μｍを超える場合、脆性が強いＩＭＣ層が厚くなるため、はんだ結合信頼性が悪くなって好ましくない。
【００４４】
前記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉ構造の金属間化合物（ＩＭＣ）において、Ｐｄは０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉは２〜２０ｗｔ％の含量で含まれることが好ましい。
【００４５】
本発明による電気接続端子構造体では、前記無電解表面処理メッキ層と前記はんだ層をはんだ接合により連結する。この場合、前記はんだ接合部においてリン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）を実質的に含まない。
【００４６】
これは前記詳細な説明のように、無電解表面処理メッキ層においてニッケル層を最小限の厚さに維持させることにより、前記無電解表面処理メッキ層と前記はんだ層の界面接合部においてリン蓄積層を含まないように調節することができるという効果を有する。
【００４７】
本発明の電気接続端子構造体において、前記はんだ層の主成分はＳｎであることが好ましい。前記はんだ層を構成する主成分であるＳｎは、リフロー工程において、前記金属間化合物に一部が吸収され、金属間化合物であるＣｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉ構造の一成分として作用する。
【００４８】
本発明による電気接続端子構造体の製造方法を具体的に説明する。先ず、接続端子上にニッケルを含む無電解表面処理メッキ層を形成する。前記接続端子は銅を使用することが好ましい。
【００４９】
前記無電解表面処理メッキ層は、ニッケル金属被膜を含み、前記無電解表面処理メッキ層は、無電解ニッケルメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＩＧメッキ層、または無電解ニッケルメッキ被膜、無電解パラジウムメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＥＰＩＧメッキ層であることができる。
【００５０】
前記メッキ層のニッケル金属被膜の厚さは、希望しない金属間化合物の生成を最大限に抑制するために１μｍ以下に形成することが好ましい。
【００５１】
また、前記メッキ層においてパラジウム金属被膜及び金メッキ被膜の厚さはそれぞれ０．０２〜０．３μｍ、及び０．０２〜０．５μｍに形成することができる。
【００５２】
本発明による無電解表面処理メッキ層を構成するパラジウム、及び金メッキ液は、当業界において一般的に用いられるものであれば、特に限定されず使用されることができる。また、具体的なメッキ方法も通常のレベルのものであり、特に限定されない。
【００５３】
前記のように銅接続端子に無電解ニッケルメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなる無電解表面処理メッキ層、または無電解ニッケルメッキ被膜、無電解パラジウムメッキ被膜、及び無電解金メッキ被膜からなる無電解表面処理メッキ層を順次に形成した後、前記無電解表面処理メッキ層にはんだ層を形成する。
【００５４】
前記はんだ層は、市販されているはんだボールを使用したり、別途のはんだ層で塗布して形成することができ、どのようなものを使用してもよい。
【００５５】
最後に、はんだ接合のためのリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程により金属間化合物（ＩＭＣ）を形成する段階を経て、接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層からなる電気接続端子構造体を製造することができる。
【００５６】
前記リフロー工程は、通常のはんだ方式を用いて接合する方法に使用される条件に基づき行われることができ、本発明において特に限定されない。
【００５７】
リフロー工程を経て製造された前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉ構造を有することが好ましい。前記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉ構造の金属間化合物（ＩＭＣ）において、Ｐｄは０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉは２〜２０ｗｔ％の含量で含まれることが好ましい。
【００５８】
また、前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さは、０．１〜３μｍであることが好ましい。
【００５９】
本発明による電気接続端子構造体では、前記無電解表面処理メッキ層と前記はんだ層をはんだ接合により連結する。この場合、前記はんだ接合部においてリン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）を実質的に含まない。
【００６０】
また、本発明では前記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉ構造以外に他の構造を有する金属間化合物を含まない。従来の方式がＣｕ／Ｎｉ／Ｎｉ−Ｓｎ系の金属間化合物／ｓｏｌｄｅｒの界面を有する構造、或いはＣｕ／Ｃｕ−Ｓｎ系の金属間化合物／ｓｏｌｄｅｒの界面構造を有する方式であれば、本発明はＣｕ／Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｃｕの金属間化合物／ｓｏｌｄｅｒの界面を有する構造を有する。
【００６１】
従って、本発明による電気接続端子構造体は、耐衝撃性を向上させることができ、リフローを行う前まではＮｉ層を有しているため、はんだ信頼性が既存のＮｉ／Ａｕ層のレベルまで満足させられる結合構造を有することができる。
【００６２】
本発明はまた、前記製造された電気接続端子構造体を含むプリント回路基板を提供することができる。
【００６３】
本発明を実施例により詳細に説明すると以下のとおりであるが、これら実施例は単に本発明を例示するためのものであって、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６４】
テスト基板製造
銅張積層板にホールを加工してスルーホールメッキを行って、エッチングレジストを形成し、不要な銅をエッチング除去して不要な位置にメッキを析出させないためにはんだレジストを兼ねたメッキレジストにおいて、Φ６００μｍのはんだボール接続端子用パッドを形成してテスト基板を製造した。
【００６５】
前処理工程
以下の工程により、製造されたテスト基板のはんだボール接続端子用パッドに、表面処理を形成する前処理を施した。前記テスト基板を脱脂液ＡＣＬ−００７（ＵＹＥＭＵＲＡ社製、商品名）に５０℃で３分間浸漬し、その後、２分間水洗した後、１００ｇ／ＬのＳｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｐｈｏｓｐｈａｔｅ溶液に１分間浸漬してエッチングを行った。その後、２分間水洗して１０％の硫酸で１分間浸漬して酸活性を行った後、２分間水洗した。その後、メッキ活性化処理液であるＡｃｃｅｍａｒｔａ ＭＳＲ−２８（ＵＹＥＭＵＲＡ社製、商品名）に３５℃で３分間浸漬処理した後、２分間水洗した。
【００６６】
実施例
１）無電解Ｎｉメッキ
前記前処理工程を経た基板を、メッキ被膜中に含まれたリンが６〜９ｗｔ％の含量を有するｍｅｄｉｕｍ Ｎｉ−Ｐ形態の無電解Ｎｉメッキ液（ＴＯＰ ＮＩＣＯＲＯＮ ＬＰＨ−ＬＦ：ＯＫＵＮＯ社製）に７５℃で１分間浸漬した後、２分間洗浄して、厚さ０．１μｍの無電解ニッケルメッキ被膜を得た。
【００６７】
２）無電解Ｐｄメッキ
前記無電解Ｎｉメッキが施された基板を、無電解Ｐｄメッキ液であるＸＴＰ（Ｐ＝３ｗｔ％、ＵＹＥＭＵＲＡ社製）に５０℃で１０分間浸漬した後、２分間洗浄して、厚さ０．１μｍの無電解パラジウムメッキ被膜を得た。
【００６８】
３）無電解Ａｕメッキ
前記Ｐｄがメッキされた基板を、無電解金メッキ液ＧｏＢｒｉｇｈｔ ＴＳＢ−７２（ＵＹＥＭＵＲＡ社製）に８０℃で５分間浸漬した後、２分間洗浄して１５０℃の送風乾燥機で５分間乾燥した。厚さ０．１μｍの無電解金メッキ被膜が形成された無電解ニッケル／パラジウム／金メッキ層を得た。
【００６９】
４）はんだ接合
前記メッキされた基板のはんだボール接続用端子に、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーはんだボール（ＳＡＣ３０５、Φ７６０μｍ：千住金属工業社製）をリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程において接続した。接続後に、製造した基板を１５０℃で１００時間熱処理を施した。
【００７０】
実験例
前記リフロー工程を経た基板の断面を走査型電子顕微鏡で観察し、その結果を添付の図４に示した。
【００７１】
添付の図４で確認できるように、本発明による電気接続端子構造体は、銅接続端子、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉ構造の金属間化合物、及びはんだ層が形成されていることが確認できる。
【００７２】
本発明による金属間化合物の構造にはリン成分を含んでおらず、従来の破断の原因を提供する可能性のあるＮｉ−Ｓｎ系の金属間化合物を含まない。このような結果は、銅接続端子にメッキされる無電解表面処理メッキ層のニッケル層の厚さを最小化することにより得られる効果であって、希望しない金属間化合物の生成を抑制して基板の耐衝撃性を向上させることができ、はんだ接合の際に信頼性を確保することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０、１１０ 銅接続端子
２０、１２０ はんだ層
３０ Ｎｉ−Ｐ層
４０ リン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）
５０、１５０ 金属間化合物
Ａ はんだ接合界面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気接続端子構造体とその製造方法、及びこれを含むプリント回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、電子機器などの電子製品市場が急速に拡大されるにつれ、電子製品の携帯性が次第に重要になっている。このような傾向に伴って、製品を落としたり衝撃を与えるようになる可能性が多くなっている。従って、耐衝撃性は電子製品が具備すべき必須の項目となり、このような耐衝撃性に最も劣っている部分は、主に、電子デバイスを連結させるはんだ（ｓｏｌｄｅｒ）界面である。
【０００３】
通常、ダイ（ｄｉｅ）及びメインボード（ｍａｉｎ ｂｏａｒｄ）などの各種デバイスを連結する方法は、ワイヤーボンディング（ｗｉｒｅ−ｂｏｎｄｉｎｇ）方式とはんだ接合（ｓｏｌｄｅｒ ｊｏｉｎｔ）方式の二つに大別される。このうち、はんだ接合方式を用いる場合、はんだ界面における耐衝撃性は非常に重要な要素である。
【０００４】
一方、電子部品の高密度化に伴ってプリント回路基板（ＰＣＢ）の表面処理に関する技術が多様化している。ＰＣＢ製品は、薄板化、高密度化されており、このような時代の要求に応じて、最近、ＰＣＢの表面処理は、ノイズフリー（Ｎｏｉｓｅ ｆｒｅｅ）などの問題点を解決し、工程を単純化するために、電解Ｎｉ／Ａｕの表面処理からテールレス（Ｔａｉｌｌｅｓｓ）を容易に具現することができる無電解表面処理に変化している。
【０００５】
特に、前記表面処理方法が、Ｎｉを含む無電解Ｎｉ／Ａｕ（以下、ＥＮＩＧとする）メッキ層或いはＮｉ／Ｐｄ／Ａｕ（以下、ＥＮＥＰＩＧとする）メッキ層に用いられる場合、はんだと、前記ニッケルメッキ層であるＥＮＩＧ及びＥＮＥＰＩＧで衝撃により破壊が発生する。このように耐衝撃性に劣っている理由は、前記Ｎｉ層とはんだとの間のリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）途中に形成されるＮｉ３ＳＮ４系の金属間化合物（Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ；ＩＭＣ）とリン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）のためであると公知されている。
【０００６】
さらに、前記Ｎｉ被膜層内には、様々な元素が含まれており、このうち、リン（ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ；Ｐ）の濃度は非常に重要である。特に、はんだ接合の際にリンの濃度が高いと、はんだと下に配置された被膜界面にリンを多く含むリン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）を形成するため、ソルダリング後の信頼性が低下する。これはＰｄにおいても同様であり、被膜中のはんだ接続信頼性（ｓｏｌｄｅｒ ｊｏｉｎｔ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ）が低下する。
【０００７】
添付の図１は、従来無電解Ｎｉ／Ａｕ或いはＮｉ／Ｐｄ／Ａｕを用いて、銅接続端子に、表面処理が施されたメッキ層をはんだ接合方式により金属を内部接合させる場合の形状を示したものである。
【０００８】
これを参照すると、銅接続端子１０上に表面処理メッキ層（不図示）であるＥＮＩＧ及びＥＮＥＰＩＧが形成され、はんだ接合のためのはんだ層２０が位置している。前記Ｎｉメッキ層と前記はんだ層２０がリフロー工程を経る間、前記はんだ接合界面ＡにおいてＮｉ−Ｐ層３０及びリン蓄積層４０、Ｎｉ−Ｓｎ系の金属間化合物５０が形成される。Ｎｉ−Ｐ層３０及びリン蓄積層４０、Ｎｉ−Ｓｎ系の金属間化合物５０の形成によって、はんだ接合界面Ａにおいて割れやすい破断面がよく発生され、ｄｒｏｐ信頼性が悪くなる。
【０００９】
前記金属間化合物及びリン蓄積層の生成は、リフロー過程において、前記表面処理メッキ層とはんだ層に含まれた金属の拡散速度の差によるものである。従って、前記表面処理メッキ層のニッケル（Ｎｉ）とリン（Ｐ）及び前記はんだ層のスズ（Ｓｎ）などが拡散されて前記メッキ層とはんだ層との間で別途の金属間化合物及びリン蓄積層を生成させるようになる。
【００１０】
前記表面処理メッキ層がＥＮＩＧである場合、Ｎｉは少なくとも３μｍ、Ａｕは約０．０５〜０．５μｍの厚さを有し、前記表面処理メッキ層がＥＮＥＰＩＧである場合、Ｎｉは少なくとも３μｍ、Ｐｄは約０．０５〜０．３μｍ、Ａｕは約０．０５〜０．５μｍの厚さを有する。
【００１１】
一方、添付の図２は、従来Ｎｉ層が含まれていない材料（例えばＣｕ ＯＳＰ、Ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ Ｓｎなど）を用いて銅接続端子に、表面処理が施されたメッキ層をはんだ接合方式を利用し金属を内部接合させる場合の形状を示したものである。
【００１２】
これを参照すると、銅接続端子１０上に表面処理メッキ層及びはんだ接合のためのはんだ層２０が位置している。この場合には、Ｃｕ−Ｓｎ系の金属間化合物５０が生成される。前記Ｃｕ−Ｓｎ系の金属間化合物を詳細に分析すると、Ｃｕ６Ｓｎ５層とＣｕ３Ｓｎ層の２つ層に分けられる。この場合、リフロー工程や熱処理工程が増加するほど、前記Ｃｕ３Ｓｎ層からボイド（ｖｏｉｄ）が発生して耐熱性及びはんだ信頼性（ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ）が落ちるという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２００８−００８８１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、表面処理されたメッキ層をはんだ接合を用いて外部端子と連結する方式において、表面処理されたメッキ層が占めるＮｉ層の厚さを最小化すると、前記ニッケル層の拡散による金属間化合物及びリン蓄積層の生成を抑制することができるという点に着眼した。
【００１５】
従って、本発明は、リフロー過程において、脆弱な構造を有するニッケル層を金属間化合物内に吸収されるように導出し、耐衝撃性に優れ、はんだ接合特性を向上させることができる電気接続端子構造体を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、前記電気接続端子構造体の製造方法を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、前記電気接続端子構造体を含むプリント回路基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の課題を解決するために、一態様による電気接続端子構造体は、接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層を含み、前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、１μｍ以下のニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層から生成されたことを特徴とする。
【００１８】
前記ニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層は、無電解ニッケルメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＩＧメッキ層、または無電解ニッケルメッキ被膜、無電解パラジウムメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＥＰＩＧメッキ層であることができる。
【００１９】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉの組成を有することが好ましい。
【００２０】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）において、Ｐｄは０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉは２〜２０ｗｔ％の含量で含まれることが好ましい。
【００２１】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さは０．２〜３．０μｍであることが好ましい。
【００２２】
前記電気接続端子構造体の前記無電解表面処理メッキ層と前記はんだ層は、はんだ接合により連結されることができる。
【００２３】
前記はんだ接合部にリン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）を実質的に含まない。
【００２４】
前記はんだ層の主成分としてＳｎを含むことができる。
【００２５】
本発明の他の課題を解決するために、一態様による電気接続端子構造体の製造方法は、接続端子上にニッケルを含む無電解表面処理メッキ層を形成する段階、前記無電解表面処理メッキ層にはんだ層を形成する段階、及びはんだ接合のためのリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程により金属間化合物（ＩＭＣ）を形成する段階を経て接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層からなる電気接続端子構造体を製造することができる。
【００２６】
前記無電解表面処理メッキ層の無電解ニッケルメッキ被膜の厚さは、１μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉの組成を有することが好ましい。
【００２８】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）において、Ｐｄは０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉは２〜２０ｗｔ％の含量で含まれることが好ましい。
【００２９】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さは、０．２〜３．０μｍであることが好ましい。
【００３０】
前記はんだ接合部にリン蓄積層を含まないことが好ましい。
【００３１】
本発明はまた、前記製造された電気接続端子構造体を含むプリント回路基板を提供することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明による金属間化合物構造を有する電気接続端子構造体は、リフロー工程を経る間、はんだ接合界面においてＮｉ−Ｓｎ系の金属間化合物及びリン蓄積層の生成を抑制することにより、耐衝撃性を向上させることができ、リフロー（ｒｅｆｌｏｗ）を行う前には、Ｎｉ層を含んではんだ信頼性（ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙ）を向上させることができる結合構造を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来銅接続端子に、ニッケルを含む無電解表面処理されたメッキ層をはんだ接合させる場合において、金属間化合物が生成される形状を示した図面である。
【図２】従来銅接続端子に、ニッケルを含まないメッキ層をはんだ接合させる場合において、金属間化合物が生成される形状を示した図面である。
【図３】本発明の一実施形態によりはんだ接合させる場合において、金属間化合物が生成される形状を示した図面である。
【図４】本発明の一実施形態による電気接続端子構造体断面を走査型電子顕微鏡で測定した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明をより詳細に説明すると以下のとおりである。
【００３５】
本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態を説明するために用いられ、本発明を限定しようとするものではない。本明細書に用いられたように、単数形は文脈上異なる場合を明白に指摘するものでない限り、複数形を含むことができる。また、本明細書で用いられる「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及び／または「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は言及された形状、数字、段階、動作、部材、要素、及び／またはこれらの組み合わせが存在することを特定するものであり、一つ以上の他の形状、数字、段階、動作、部材、要素、及び／またはこれらの組み合わせの存在または付加を排除するものではない。
【００３６】
本発明は、リフロー過程において、接続端子に形成された無電解ニッケルメッキ皮膜層を金属間化合物層内に吸収されるようにすることではんだ接合信頼性が向上された電気接続端子構造体に関する。
【００３７】
本発明による電気接続端子構造体は、接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層を含み、前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、１μｍ以下のニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層から生成されたものであることができる。
【００３８】
このような本発明の電気接続端子構造体の構造を添付の図３に示した。これを参照すると、銅接続端子１１０、金属間化合物１５０、及びはんだ層１２０からなっている。
【００３９】
前記金属間化合物１５０は、リフロー過程において、前記銅接続端子１１０の表面処理のために形成されたニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層（不図示）からなることができる。
【００４０】
前記ニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層は、無電解ニッケルメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＩＧメッキ層、または無電解ニッケルメッキ被膜、無電解パラジウムメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＥＰＩＧメッキ層であることができる。
【００４１】
即ち、リフロー工程を経る前までは前記無電解表面処理メッキ層が形成されており、リフロー工程を経る間に、前記無電解表面処理メッキ層に含まれた無電解金メッキ被膜は、前記はんだ層１２０に吸収され、前記はんだ層１２０の主成分であるＳｎと前記銅接続端子１１０から一部の銅（Ｃｕ）金属が前記無電解表面処理メッキ層のニッケル、及びパラジウムに吸収されて金属間化合物１５０という新しい層（ｌａｙｅｒ）を形成する。
【００４２】
この過程において重要な点は、前記無電解表面処理メッキ層がＥＮＩＧまたはＥＮＥＰＩＧのいずれの構造を有しても、前記メッキ層のニッケルメッキ被膜の厚さは１μｍ以下、好ましくは０．０２〜０．５μｍの範囲に、非常に薄くなければならないという点である。その理由は、ニッケルメッキ被膜が厚い場合、ニッケル層の一部はＩＭＣ反応に参加せず残存するようになるが、この時、前記ニッケルメッキ被膜内には他の元素、特にリン（Ｐ）が含まれているため、リン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）を形成するようになる。このように形成されたリン蓄積層は、はんだ接合の側面において良くない影響を及ぼすため、前記ニッケルメッキ被膜の厚さが１μｍを超える場合、従来のように、銅接続端子１１０とはんだ層１２０との間にリン蓄積層、及びＮｉ−Ｓｎ金属間化合物などが生成される問題があって好ましくない。
【００４３】
従って、本発明の電気接続端子構造体において生成される金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉの構造を有するようにしたことを特徴とする。前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さは０．１〜３μｍであることが好ましい。前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さが０．１μｍ未満の場合、Ｃｕ３Ｓｎ層のボイド（ｖｏｉｄ）を抑制することができるＮｉの濃度が低すぎて問題となり、また、３μｍを超える場合、脆性が強いＩＭＣ層が厚くなるため、はんだ結合信頼性が悪くなって好ましくない。
【００４４】
前記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉ構造の金属間化合物（ＩＭＣ）において、Ｐｄは０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉは２〜２０ｗｔ％の含量で含まれることが好ましい。
【００４５】
本発明による電気接続端子構造体では、前記無電解表面処理メッキ層と前記はんだ層をはんだ接合により連結する。この場合、前記はんだ接合部においてリン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）を実質的に含まない。
【００４６】
これは前記詳細な説明のように、無電解表面処理メッキ層においてニッケル層を最小限の厚さに維持させることにより、前記無電解表面処理メッキ層と前記はんだ層の界面接合部においてリン蓄積層を含まないように調節することができるという効果を有する。
【００４７】
本発明の電気接続端子構造体において、前記はんだ層の主成分はＳｎであることが好ましい。前記はんだ層を構成する主成分であるＳｎは、リフロー工程において、前記金属間化合物に一部が吸収され、金属間化合物であるＣｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉ構造の一成分として作用する。
【００４８】
本発明による電気接続端子構造体の製造方法を具体的に説明する。先ず、接続端子上にニッケルを含む無電解表面処理メッキ層を形成する。前記接続端子は銅を使用することが好ましい。
【００４９】
前記無電解表面処理メッキ層は、ニッケル金属被膜を含み、前記無電解表面処理メッキ層は、無電解ニッケルメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＩＧメッキ層、または無電解ニッケルメッキ被膜、無電解パラジウムメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＥＰＩＧメッキ層であることができる。
【００５０】
前記メッキ層のニッケル金属被膜の厚さは、希望しない金属間化合物の生成を最大限に抑制するために１μｍ以下に形成することが好ましい。
【００５１】
また、前記メッキ層においてパラジウム金属被膜及び金メッキ被膜の厚さはそれぞれ０．０２〜０．３μｍ、及び０．０２〜０．５μｍに形成することができる。
【００５２】
本発明による無電解表面処理メッキ層を構成するパラジウム、及び金メッキ液は、当業界において一般的に用いられるものであれば、特に限定されず使用されることができる。また、具体的なメッキ方法も通常のレベルのものであり、特に限定されない。
【００５３】
前記のように銅接続端子に無電解ニッケルメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなる無電解表面処理メッキ層、または無電解ニッケルメッキ被膜、無電解パラジウムメッキ被膜、及び無電解金メッキ被膜からなる無電解表面処理メッキ層を順次に形成した後、前記無電解表面処理メッキ層にはんだ層を形成する。
【００５４】
前記はんだ層は、市販されているはんだボールを使用したり、別途のはんだ層で塗布して形成することができ、どのようなものを使用してもよい。
【００５５】
最後に、はんだ接合のためのリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程により金属間化合物（ＩＭＣ）を形成する段階を経て、接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層からなる電気接続端子構造体を製造することができる。
【００５６】
前記リフロー工程は、通常のはんだ方式を用いて接合する方法に使用される条件に基づき行われることができ、本発明において特に限定されない。
【００５７】
リフロー工程を経て製造された前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉ構造を有することが好ましい。前記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉ構造の金属間化合物（ＩＭＣ）において、Ｐｄは０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉは２〜２０ｗｔ％の含量で含まれることが好ましい。
【００５８】
また、前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さは、０．１〜３μｍであることが好ましい。
【００５９】
本発明による電気接続端子構造体では、前記無電解表面処理メッキ層と前記はんだ層をはんだ接合により連結する。この場合、前記はんだ接合部においてリン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）を実質的に含まない。
【００６０】
また、本発明では前記Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉ構造以外に他の構造を有する金属間化合物を含まない。従来の方式がＣｕ／Ｎｉ／Ｎｉ−Ｓｎ系の金属間化合物／ｓｏｌｄｅｒの界面を有する構造、或いはＣｕ／Ｃｕ−Ｓｎ系の金属間化合物／ｓｏｌｄｅｒの界面構造を有する方式であれば、本発明はＣｕ／Ｎｉ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｃｕの金属間化合物／ｓｏｌｄｅｒの界面を有する構造を有する。
【００６１】
従って、本発明による電気接続端子構造体は、耐衝撃性を向上させることができ、リフローを行う前まではＮｉ層を有しているため、はんだ信頼性が既存のＮｉ／Ａｕ層のレベルまで満足させられる結合構造を有することができる。
【００６２】
本発明はまた、前記製造された電気接続端子構造体を含むプリント回路基板を提供することができる。
【００６３】
本発明を実施例により詳細に説明すると以下のとおりであるが、これら実施例は単に本発明を例示するためのものであって、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００６４】
テスト基板製造
銅張積層板にホールを加工してスルーホールメッキを行って、エッチングレジストを形成し、不要な銅をエッチング除去して不要な位置にメッキを析出させないためにはんだレジストを兼ねたメッキレジストにおいて、Φ６００μｍのはんだボール接続端子用パッドを形成してテスト基板を製造した。
【００６５】
前処理工程
以下の工程により、製造されたテスト基板のはんだボール接続端子用パッドに、表面処理を形成する前処理を施した。前記テスト基板を脱脂液ＡＣＬ−００７（ＵＹＥＭＵＲＡ社製、商品名）に５０℃で３分間浸漬し、その後、２分間水洗した後、１００ｇ／ＬのＳｏｄｉｕｍ Ｐｅｒｐｈｏｓｐｈａｔｅ溶液に１分間浸漬してエッチングを行った。その後、２分間水洗して１０％の硫酸で１分間浸漬して酸活性を行った後、２分間水洗した。その後、メッキ活性化処理液であるＡｃｃｅｍａｒｔａ ＭＳＲ−２８（ＵＹＥＭＵＲＡ社製、商品名）に３５℃で３分間浸漬処理した後、２分間水洗した。
【００６６】
実施例
１）無電解Ｎｉメッキ
前記前処理工程を経た基板を、メッキ被膜中に含まれたリンが６〜９ｗｔ％の含量を有するｍｅｄｉｕｍ Ｎｉ−Ｐ形態の無電解Ｎｉメッキ液（ＴＯＰ ＮＩＣＯＲＯＮ ＬＰＨ−ＬＦ：ＯＫＵＮＯ社製）に７５℃で１分間浸漬した後、２分間洗浄して、厚さ０．１μｍの無電解ニッケルメッキ被膜を得た。
【００６７】
２）無電解Ｐｄメッキ
前記無電解Ｎｉメッキが施された基板を、無電解Ｐｄメッキ液であるＸＴＰ（Ｐ＝３ｗｔ％、ＵＹＥＭＵＲＡ社製）に５０℃で１０分間浸漬した後、２分間洗浄して、厚さ０．１μｍの無電解パラジウムメッキ被膜を得た。
【００６８】
３）無電解Ａｕメッキ
前記Ｐｄがメッキされた基板を、無電解金メッキ液ＧｏＢｒｉｇｈｔ ＴＳＢ−７２（ＵＹＥＭＵＲＡ社製）に８０℃で５分間浸漬した後、２分間洗浄して１５０℃の送風乾燥機で５分間乾燥した。厚さ０．１μｍの無電解金メッキ被膜が形成された無電解ニッケル／パラジウム／金メッキ層を得た。
【００６９】
４）はんだ接合
前記メッキされた基板のはんだボール接続用端子に、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーはんだボール（ＳＡＣ３０５、Φ７６０μｍ：千住金属工業社製）をリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程において接続した。接続後に、製造した基板を１５０℃で１００時間熱処理を施した。
【００７０】
実験例
前記リフロー工程を経た基板の断面を走査型電子顕微鏡で観察し、その結果を添付の図４に示した。
【００７１】
添付の図４で確認できるように、本発明による電気接続端子構造体は、銅接続端子、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉ構造の金属間化合物、及びはんだ層が形成されていることが確認できる。
【００７２】
本発明による金属間化合物の構造にはリン成分を含んでおらず、従来の破断の原因を提供する可能性のあるＮｉ−Ｓｎ系の金属間化合物を含まない。このような結果は、銅接続端子にメッキされる無電解表面処理メッキ層のニッケル層の厚さを最小化することにより得られる効果であって、希望しない金属間化合物の生成を抑制して基板の耐衝撃性を向上させることができ、はんだ接合の際に信頼性を確保することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１０、１１０ 銅接続端子
２０、１２０ はんだ層
３０ Ｎｉ−Ｐ層
４０ リン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）
５０、１５０ 金属間化合物
Ａ はんだ接合界面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層を含み、
前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、１μｍ以下のニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層から生成されたものである電気接続端子構造体。
【請求項２】
前記ニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層は、無電解ニッケルメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＩＧメッキ層、または無電解ニッケルメッキ被膜、無電解パラジウムメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＥＰＩＧメッキ層である請求項１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項３】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉからなる請求項１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項４】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｐｄの含量が０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉの含量が２〜２０ｗｔ％の構造を有するものである請求項１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項５】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さは０．１〜３μｍである請求項１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項６】
前記電気接続端子構造体の前記無電解表面処理メッキ層と前記はんだ層は、はんだ接合により連結されるものである請求項１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項７】
前記はんだ接合部にリン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）を含まない請求項６に記載の電気接続端子構造体。
【請求項８】
前記はんだ層の主成分はＳｎである請求項１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項９】
接続端子上にニッケルを含む無電解表面処理メッキ層を形成する段階、
前記無電解表面処理メッキ層にはんだ層を形成する段階、及び
はんだ接合のためのリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程により金属間化合物（ＩＭＣ）を形成する段階を含む接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層からなる電気接続端子構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記無電解表面処理メッキ層の無電解ニッケルメッキ被膜の厚さは１μｍ以下である請求項９に記載の電気接続端子構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉからなる請求項９に記載の電気接続端子構造体。
【請求項１２】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）において、Ｐｄは０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉは２〜２０ｗｔ％の含量で含まれる請求項１１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項１３】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さは０．１〜３μｍである請求項９に記載の電気接続端子構造体の製造方法。
【請求項１４】
はんだ接合部にリン蓄積層を含まない請求項９に記載の電気接続端子構造体の製造方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の電気接続端子構造体を含むプリント回路基板。
【請求項１】
接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層を含み、
前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、１μｍ以下のニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層から生成されたものである電気接続端子構造体。
【請求項２】
前記ニッケルメッキ被膜を含む無電解表面処理メッキ層は、無電解ニッケルメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＩＧメッキ層、または無電解ニッケルメッキ被膜、無電解パラジウムメッキ被膜及び無電解金メッキ被膜からなるＥＮＥＰＩＧメッキ層である請求項１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項３】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉからなる請求項１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項４】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｐｄの含量が０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉの含量が２〜２０ｗｔ％の構造を有するものである請求項１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項５】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さは０．１〜３μｍである請求項１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項６】
前記電気接続端子構造体の前記無電解表面処理メッキ層と前記はんだ層は、はんだ接合により連結されるものである請求項１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項７】
前記はんだ接合部にリン蓄積層（Ｐ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｌａｙｅｒ）を含まない請求項６に記載の電気接続端子構造体。
【請求項８】
前記はんだ層の主成分はＳｎである請求項１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項９】
接続端子上にニッケルを含む無電解表面処理メッキ層を形成する段階、
前記無電解表面処理メッキ層にはんだ層を形成する段階、及び
はんだ接合のためのリフロー（ｒｅｆｌｏｗ）工程により金属間化合物（ＩＭＣ）を形成する段階を含む接続端子、金属間化合物（ＩＭＣ）、及びはんだ層からなる電気接続端子構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記無電解表面処理メッキ層の無電解ニッケルメッキ被膜の厚さは１μｍ以下である請求項９に記載の電気接続端子構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）は、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐｄ−Ｎｉからなる請求項９に記載の電気接続端子構造体。
【請求項１２】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）において、Ｐｄは０．５〜５ｗｔ％、Ｎｉは２〜２０ｗｔ％の含量で含まれる請求項１１に記載の電気接続端子構造体。
【請求項１３】
前記金属間化合物（ＩＭＣ）の厚さは０．１〜３μｍである請求項９に記載の電気接続端子構造体の製造方法。
【請求項１４】
はんだ接合部にリン蓄積層を含まない請求項９に記載の電気接続端子構造体の製造方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の電気接続端子構造体を含むプリント回路基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１２７３９（Ｐ２０１３−１２７３９Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４１７７１（Ｐ２０１２−１４１７７１）
【出願日】平成２４年６月２５日（２０１２．６．２５）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月２５日（２０１２．６．２５）
【出願人】（５９４０２３７２２）サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド． (1,585)
【Ｆターム（参考）】
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