セラミックス基板への微細金属パターンを形成する方法としてPVD法などの薄膜法があるが, 成膜速度が小さい点が問題となっている。本研究では, 高成膜速度を特徴とする溶射法をこのような微細加工分野に適用する可能性を調べた。緻密な皮膜を高精度の形状制御の下に形成するために, アルミナ基板上への銅微細粉のプラズマ溶射を行った。さらに, 同皮膜の密着強度の改善を試みた。微細粉および通常粉により得た皮膜に関する気孔率, 電気抵抗率, 表面粗さ測定結果から, 微細粉を用いた皮膜の方がすべての点で良好な結果を示した。また, 微細粉の溶射では, 25μm幅のパターン形成も可能であり, 微細粉の溶射は微細加工性においても優れていることがわかった。皮膜密着強度の改善法として, スピネル法およびTi活性金属法を導入した。両法で作製した下地層つき試片に適度な熱処理を施した場合, 特に活性金属法において密着強度改善効果が認められた。

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プリント配線板上に搭載される電子部品のスルーホール継手構造について, 温度サイクル加速試験による信頼性評価を行った。スルーホール継手のコネクタなしのピン構造におけるクラック進展要因を明らかにし, クラック進展を低減するための対策を示した。この構造では, 汎用のガラスエポキシ基板に対して, ピンと基板間の熱膨張差で生ずるはんだの最大せん断歪とクラック発生率との相関性は得られないことがわかった。そこで, ピン, 基板, はんだ間の熱膨張差で発生する軸方向に作用する最大応力で評価した結果, 最大応力とクラック発生率との相関性を見出した。その結果, 応力が大なるほどクラック発生率が高いこと, ガラスエポキシ基板の場合, ピン径が大なるほど応力は小さく, クラック発生率が低いこと等を明らかにした。他方, 実用的な構造であるコネクタ付ピン継手のクラック進展についても検討した。クラック進展の主な駆動力は, コネクタとプリント配線板との基板面方向の熱膨張差で生ずる曲げによる歪である。コネクタ両端部のピン継手におけるクラック進展は中央部ピン継手に比べ顕著に大であり, コネクタの構造, 寸法効果が大きいことがわかった。一般的に, スルーホール継手構造においては, ピンが穴の周囲で拘束されるため, 初期にフィレット部でクラックが早期に発生しても, クラック進展速度はクラック進展と共に低下してくる。このため, スルーホール継手はフリップチップ形, フラットパッケージ形継手と比べ, 高信頼構造であると考えられる。

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