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ビアフィリング用Snめっきプロセス(開発中)

総合研究所
エレクトロニクス技術開発2部
関根 達貴 Tatsuki SEKINE

 

新規技術開発部
堀 真雄 Masao HORI

はじめに

スマートフォンに代表される小型高性能機器の普及により、プリント配線板は更なる多層化・微細化が進んでいる。それに伴い、プリント配線板のビアフィリング用めっき薬品の需要も大きく拡大してきた。ビアフィリングめっきは、Cuめっきが広く普及し数多くの生産現場で使われており、当社は様々なプロセスを提供している。当社ではSnを用いたビアフィリングプロセスも開発しており、本報にて紹介する。
一般的に、プリント配線板に各種電子部品を実装する際、最初にビアをCuめっきでフィリングし、次にはんだペーストを使いはんだを形成して、最後にリフローをする必要がある。この工程を現在開発中のSnフィリングと、従来のCuフィリングとの比較として図1に示す。


図1に示すようにSnフィリングの主な特長は、ビアフィリングとはんだ形成を同時に行うことで生産工程を短縮できるという点である。また、生産工程の簡略化だけではなく、はんだペーストでは対応が難しくなるビアの小径化とピッチの狭小化に対しても対応可能である。

低アスペクト比ビアへの適用

低アスペクト比ビアにSnフィリングを行った適用例を図2に示す。本適用例では、テスト基板としてビア径80μmφのものを用いているが、添加剤濃度の調整によりビア径約20μmφまでは適用できることを確認している。


図3にはSnフィリング後のリフロー外観を示す。良好なリフロー性が確認されている。

低アスペクト比ビアにSnフィリングを行った適用例を図2に示す。本適用例では、テスト基板としてビア径80μmφのものを用いているが、添加剤濃度の調整によりビア径約20μmφまでは適用できることを確認している。


図3にはSnフィリング後のリフロー外観を示す。良好なリフロー性が確認されている。

高アスペクト比ビアへの適用

次に、高アスペクト比ビアにSnフィリングを行った適用例を図4に示す。高アスペクト比ビアをフィリングするためには、ビア表面や側面ではなく、ビアの底から優先的に金属を析出させるボトムアップ析出が必要となる。本プロセスは、添加剤濃度の調整により、図4(a)のとおりボトムアップ析出が可能である。さらに、図4(b)のように電流密度を経過時間毎に変化させていく手法を使えば、めっき時間の短縮も可能である。

次に、高アスペクト比ビアにSnフィリングを行った適用例を図4に示す。高アスペクト比ビアをフィリングするためには、ビア表面や側面ではなく、ビアの底から優先的に金属を析出させるボトムアップ析出が必要となる。本プロセスは、添加剤濃度の調整により、図4(a)のとおりボトムアップ析出が可能である。さらに、図4(b)のように電流密度を経過時間毎に変化させていく手法を使えば、めっき時間の短縮も可能である。

おわりに

本報で紹介したSnフィリングは、Cuフィリングに比べて生産工程を簡略化できるという特長がある。当技術の市場はまだまだ発展途上であるが、製品化に向けて鋭意研究を続ける所存である。

その他記事

JCUテクニカルレポート 101号 2017年1月