JP4483004B2 - Printed wiring board - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば発光ダイオード(LED)を多数配列して画像表示するためのLEDパネルなどに用いられるプリント配線板に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像表示用のLEDパネルは、図2に示すように表示基板51と回路基板52とから構成されたものが従来から使用されている。これらの表示基板51及び回路基板52はぞれぞれ絶縁性の基材の表面に配線パターンを形成したもので、表示基板51にはLEDチップ53が実装搭載され、回路基板52には表示基板51に実装されたLEDチップ53を制御するドライバIC等の各種の回路部品54が実装され、ピンヘッダー61を介して表示基板51と回路基板52の配線パターンが電気的に接続されている。LEDチップ53は一極側を表示基板51の配線パターンに導通させるとともに他極側をワイヤ53aのボンディングによって表示基板51の配線パターンに導通させる実装方法が普通である。
【0003】
表示基板51及び回路基板52はいずれも銅メッキのパターンを基材の表面に形成する点では共通であるが、表示基板51には実装するLEDチップ53のワイヤボンディングのためにボンディング性が高く酸化しないAuメッキが必要とされている。したがって、従来では図3に示すように、表示基板51の表面に銅パターン51aを形成し、LEDチップ53を搭載するためにNiメッキ層51bとAuメッキ層51cを積層する処理がなされている。そして、Auメッキ層51cは銅パターン51aの表面にNiメッキ層51bを形成した後に電解メッキにより形成されるのが普通である。
【0004】
一方、LEDパネルはその薄型化が進み、表示基板51と回路基板52の2枚の組合せに代えて、図4に示すように、1枚の主基板55にまとめて集約する構成としたものが利用されるようになった。すなわち、主基板55の上面側をLEDチップ53の導通搭載面とした表示基板面とし、下面側を回路部品54の実装面とすることによって、薄型化を可能としたのである。なお、1枚の主基板55の表裏両面に配線パターンを形成するためには、主基板55の基材に予めスルーホールを開けておけばよく、このスルーホールの内周に形成されるパターンが表裏両面側の配線パターンを導通させる接続パターン55aとなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように1枚の主基板55の表裏両面にLEDチップ53及び回路部品54を搭載して回路パターンを形成する場合、回路パターンはかなり複雑になる。LEDチップ53が実装される面には、ワイヤボンド仕様のため、Auメッキ層51cを施す必要がある。従来は、LEDチップ53の実装は、表示基板51のみにされており、この表示基板51上でLEDチップ53の配線パターンを形成し且つすべての独立したパターンに電解Auメッキ用の引き出し線を形成することが可能であり、表示基板51の作製においても図3に示したように銅パターン51a,Niメッキ層51b,Auメッキ層51cの形成の工程を進み、完成品としては全てのパターンにAuメッキを施すことが可能であった。また、回路基板52はワイヤボンド仕様でないため、通常の銅メッキ後に銅の酸化防止のためフラックス処理で製造できる。
【0006】
しかしながら、今日のように、1枚の主基板55に対してその表面にLEDチップ53を実装し裏面に回路部品54を実装する場合は、回路パターンの形成は可能であるが、電解Auメッキ層の引き出し線を全ての独立したパターンに形成することは物理的に不可能である。ワイヤボンド仕様のLED面側のみ電解Auメッキ用引き出し線を形成した場合は、基板作製時のAuメッキ工程でAuメッキが施される間、LEDの配線パターンに関係ない回路部のAuメッキ用の引き出し線がないパターンは銅パターン51aがむき出しのため、銅の表面の不純物がAuメッキ処理の時間中Auメッキ槽の中で溶け出し、このAuメッキ槽を汚す。また、処理時の熱で回路部の銅パターンが酸化してしまうので、実質的に製造できないという問題がある。
【0007】
このような問題に対し、還元無電解Auメッキを利用すれば、銅パターンの酸化やAuメッキ液の汚染は免れる。しかしながら、還元無電解Auメッキは電解Auメッキに比べると処理コストが格段に高く、量産化には対応できない。また、還元無電解メッキでは銅パターンの保護は図られるものの、Auメッキのボンディング性が著しく低下することは広く知られている。したがって、LEDチップ53のワイヤ53aをAuメッキによるボンディングエリアにボンディングしても、その接合度が弱く信頼性に欠けるという問題がある。
【0008】
本発明は、複雑な回路パターンであってもボンディング性が高く、しかも既存の電解メッキ設備とボンディング設備をそのまま利用して安価に製造できるプリント配線板を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、1枚の基板の一面側を半導体発光素子の実装面とするとともに他面側を回路部品の実装面とし、前記基板の表裏両面に銅メッキ層でパターンを形成したプリント配線板であって、前記半導体発光素子及び回路部品の実装面のそれぞれの前記銅メッキ層の上にNiメッキ層を積層するとともに当該Niメッキ層の上に置換型無電解Auメッキ法によってAuメッキ層を積層し、前記半導体発光素子の実装面については、前記Auメッキ層の上に電解Auメッキ法によりボンディング用Auメッキ層を積層形成したことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
請求項1に記載の発明は、1枚の基板の一面側を半導体発光素子の実装面とするとともに他面側を回路部品の実装面とし、前記基板の表裏両面に銅メッキ層でパターンを形成したプリント配線板であって、前記半導体発光素子及び回路部品の実装面のそれぞれの前記銅メッキ層の上に銅メッキ層のすべての表面を被覆するようにNiメッキ層を積層するとともに当該Niメッキ層の上に置換型無電解Auメッキ法によってAuメッキ層を積層し、前記半導体発光素子の実装面については、前記Auメッキ層の上に電解Auメッキ法によりボンディング用Auメッキ層を積層形成したことを特徴とするプリント配線板であり、置換型無電解Auメッキ法によるAuメッキ層が銅メッキ層の酸化を保護するという作用を有する。
【0011】
図1は本発明の一実施の形態におけるプリント配線板の配線パターンの概略を示す縦断面図である。
【0012】
図1において、絶縁性の基板1はその上面をLEDチップの実装搭載面とするとともに下面を回路部品の搭載面としたもので、表裏両面にメッキによる配線パターンが形成されている。
【0013】
基板1の表裏両面にはまず銅メッキ層2による銅パターンを形成する。この銅メッキ層2は、基板1として、たとえば銅箔を一様に表面に形成した銅張積層板を基板材料とする場合では、最初に基板材料にスルーホールを開け、その後無電解銅メッキ法によって形成する。この工程では、スルーホールの内周面にも銅メッキが施され、その後にエッチング等の工程を経て銅メッキ層2による銅パターンが形成される。
【0014】
銅メッキ層2の形成の後にはNiメッキ層3とAuメッキ層4を順に形成する。これらのNiメッキ層3とAuメッキ層4は、銅メッキ層2のすべての表面を被覆できる無電解メッキで形成する。Niメッキ層3は従来からのNiメッキ法によって形成される。一方、Auメッキ層4は置換型無電解Auメッキ法によって形成する。この置換型無電解Auメッキ法は、いわゆるフラッシュメッキ法と呼ばれるもので、メッキ用配線が不要であり処理コストも電解メッキ法に比べると1/3程度まで下げることができる。そして、置換型無電解Auメッキ法では、全面置換の段階で反応が停止するので、Auメッキ層4の膜厚は通常の場合では0.05μm程度である。
【0015】
このようにNiメッキ層3とAuメッキ層4とを形成することにより、基板1の銅メッキ層2の全ての銅パターンがAuメッキ層4によって被膜され、銅メッキ層2の酸化が確実に防止されると同時に加熱による銅の溶出も出にくくなる。
【0016】
Auメッキ層4の基板1の両面へのメッキの後には、LEDを実装する面側にワイヤボンディングのためのAuメッキを形成する。これは、Auメッキ層4を施した後に電解メッキ法によってボンディング用Auメッキ層5を施す工程によるもので、形成されるボンディング用Auメッキ層5はLEDを導通搭載するときのワイヤボンディングエリアに対応する。このボンディング用Auメッキ層5を電解メッキするときには、基板1がメッキ液の中に浸漬されて加熱されるが、銅メッキ層2は置換型無電解AuメッキによるAuメッキ層4で被覆されているので、メッキ液には接触しない。このため、銅メッキ層2の表面の付着不純物がメッキ液中に溶出することはない。
【0017】
以上の構成において、基板1の両面に形成される銅メッキ層2のパターンはAuメッキ層4によって被覆されるので、従来のようにAuメッキ部分と銅メッキ部分とが混在しないパターンが得られる。したがって、電解Auメッキ用の引き出し線を形成できない回路部品実装面側の電解Auメッキは不要となり、LED搭載面側に電解Auメッキ用の引き出し線を形成し、ボンディング用Auメッキ層5を形成できる。
【0018】
また、LEDを実装搭載する面側では最終工程の電解Auメッキによってボンディング用Auメッキ層5が形成されるので、ワイヤのボンディング性も高く維持できる。そして、還元無電解型Auメッキを必要としないので製造コストの低減が図られるとともに、既存の電解メッキ用設備とボンディング装置をそのまま利用できるので製造設備の変更も不要となる。
【0019】
【発明の効果】
本発明では、基板の表裏両面に形成する銅メッキ層のパターンを置換型無電解AuメッキによるAuメッキ層で被覆するので、複雑な回路パターンであっても銅メッキ部のみのパターンは存在しないため、電解Auメッキ層の中で銅表面の不純物が溶け出すことがない。したがって、後工程でのボンディング用Auメッキ層を電解Auメッキによって形成でき、ボンディング性が高く半導体発光素子の安定した導通を維持できる製品を提供できる。
【0020】
また、還元型無電解Auメッキを用いないでボンディング用Auメッキを形成できるのでコストの低減が可能となるほか、既存の電解メッキ設備とボンディング装置をそのまま利用できるので設備の変更も不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプリント配線板の積層メッキ構造を示す概略縦断面図
【図2】従来のLEDパネル用の基板構造であって、表示基板と回路基板との組合せとした例を示す概略図
【図3】図2の例における表示基板の積層メッキ構造を示す概略縦断面図
【図4】1枚の主基板の一面側をLEDの搭載面及び他面側を回路部品の搭載面とした例の概略図
【符号の説明】
1 基板
2 銅メッキ層
3 Niメッキ層
4 Auメッキ層
5 ボンディング用Auメッキ層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a printed wiring board used for, for example, an LED panel for displaying an image by arranging a large number of light emitting diodes (LEDs).
[0002]
[Prior art]
As an LED panel for image display, a
[0003]
Both the
[0004]
On the other hand, the LED panel has been made thinner, and instead of the combination of two
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the
[0006]
However, when the
[0007]
If reduced electroless Au plating is used for such problems, oxidation of the copper pattern and contamination of the Au plating solution can be avoided. However, reduced electroless Au plating has a much higher processing cost than electrolytic Au plating, and cannot cope with mass production. Further, it is widely known that the reduction electroless plating can protect the copper pattern, but the bonding performance of the Au plating is remarkably lowered. Therefore, even if the
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a printed wiring board that has a high bonding property even with a complicated circuit pattern and that can be manufactured at low cost by using existing electrolytic plating equipment and bonding equipment as they are.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a printed wiring board in which one surface side of one substrate is a mounting surface for a semiconductor light emitting element and the other surface side is a mounting surface for a circuit component, and patterns are formed on both the front and back surfaces of the substrate with copper plating layers. In addition, an Ni plating layer is laminated on the copper plating layer on each of the mounting surfaces of the semiconductor light emitting element and the circuit component, and an Au plating layer is laminated on the Ni plating layer by a substitutional electroless Au plating method. The mounting surface of the semiconductor light emitting device is characterized in that an Au plating layer for bonding is laminated on the Au plating layer by an electrolytic Au plating method.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, one surface side of one substrate is used as a mounting surface for a semiconductor light emitting element, and the other surface side is used as a mounting surface for a circuit component. A printed wiring board having a Ni plating layer laminated on the copper plating layer on each of the mounting surfaces of the semiconductor light emitting element and the circuit component so as to cover all surfaces of the copper plating layer and the Ni plating An Au plating layer was laminated on the layer by a substitutional electroless Au plating method, and an Au plating layer for bonding was laminated on the Au plating layer by an electrolytic Au plating method on the mounting surface of the semiconductor light emitting element. The printed wiring board is characterized in that the Au plating layer formed by the substitutional electroless Au plating method has an action of protecting the oxidation of the copper plating layer.
[0011]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an outline of a wiring pattern of a printed wiring board according to an embodiment of the present invention.
[0012]
In FIG. 1, an insulating substrate 1 has an upper surface as an LED chip mounting surface and a lower surface as a circuit component mounting surface, and has a wiring pattern formed by plating on both front and back surfaces.
[0013]
First, a copper pattern by the
[0014]
After the formation of the
[0015]
By forming the Ni plating layer 3 and the Au plating layer 4 in this way, all the copper patterns of the
[0016]
After the Au plating layer 4 is plated on both sides of the substrate 1, Au plating for wire bonding is formed on the side on which the LED is mounted. This is due to the step of applying the
[0017]
In the above configuration, since the pattern of the
[0018]
In addition, since the bonding
[0019]
【The invention's effect】
In the present invention, the pattern of the copper plating layer formed on both the front and back surfaces of the substrate is covered with the Au plating layer by substitutional electroless Au plating, so there is no pattern of only the copper plating part even in a complicated circuit pattern. In addition, impurities on the copper surface do not dissolve in the electrolytic Au plating layer. Therefore, a Au plating layer for bonding in a later process can be formed by electrolytic Au plating, and a product that has high bonding properties and can maintain stable conduction of the semiconductor light emitting element can be provided.
[0020]
In addition, since the Au plating for bonding can be formed without using reduced electroless Au plating, the cost can be reduced, and the existing electrolytic plating equipment and the bonding apparatus can be used as they are, so that it is not necessary to change the equipment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a multilayer plating structure of a printed wiring board according to the present invention. FIG. 2 is a conventional substrate structure for an LED panel, showing an example of a combination of a display substrate and a circuit substrate. FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing a laminated plating structure of a display substrate in the example of FIG. 2. FIG. 4 is a diagram showing a LED mounting surface on one side of one main substrate and a circuit component mounting surface on the other side. Schematic diagram of the example
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