プリント配線板とその製造方法
【課題】本発明は、安価で、かつ、耐エレクトロケミカルマイグレーション性に優れたプリント配線板及び該プリント配線板を得ることができる製造方法を提供する。
【解決手段】コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、前記接着層が半導電性であり、前記接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているようにしてなることを特徴とするプリント配線板を提供する。
【解決手段】コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、前記接着層が半導電性であり、前記接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているようにしてなることを特徴とするプリント配線板を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板は、電子機器、電機機器の構成部品として必須である。プリント配線板の構造としては、片面プリント配線板、両面プリント配線板、多層プリント配線板等の各種のものがあり、抵抗、コンデンサ、リアクトル、トランス等をはんだ付けにより実装することで構成されている。
【０００３】
プリント配線板の詳細な構造の例として、ＦＲ−４タイプのプリント配線板について述べる。一例として示す図８の両面プリント配線板１００の場合、ガラスクロスにエポキシ樹脂等を含浸させた、厚さ１００〜２００μｍのプリプレグ（接着層１０１）を数枚重ね（図中では２枚としている）、その両側に厚さがそれぞれ３５、７５μｍの銅箔層１０２を積層し、これらを加熱プレスによって貼り合わせる。この銅箔層１０２を任意の配線パターンにエッチング加工することによって配線板１００を得る。
【０００４】
プリント配線板が用いられる機器で発生する電圧は、その機器の目的によって様々である。このような機器では、発生する電圧によって、所定の絶縁距離をとるように設計されている。この絶縁距離としては、例えば、ＩＥＣ６６４規格に基づいた絶縁距離を用いている。また、絶縁距離は電圧値だけではなく、プリント配線板の耐トラッキング指数、及び使用環境で決定される汚染度等によっても異なってくる。
【０００５】
近年、機器を小型化するために、電子部品を高密度に実装することが求められている。そのため、上記の絶縁距離を短縮化することが必要となっている。これを実現するために、電極となる銅箔層をコーティング材又はポッティング材で覆う方法が行われている。これは、銅箔層の配線パターン間で生じる絶縁劣化現象のひとつであるエレクトロケミカルマイグレーションの発生を防止するための方法である。この現象は、機器を使用する際、吸湿又は結露が生じると、銅箔層の配線パターン間の絶縁抵抗が低下し、銅箔から銅イオンが溶出して対極で還元析出することで導電路が形成され、短絡に至る現象である。
【０００６】
また、エレクトロケミカルマイグレーションは、多層プリント配線板の内部でも生じる。
ここで、図９に示すように、電子部品を高密度に実装すべく、配線パターンを多く形成できるように、図８のような構成を数回繰り返すことによって得られる、４〜１０層程度の銅箔層を有する多層プリント配線板が、一般的に使用されている。この多層プリント配線板１１０の場合、ガラスクロスとエポキシ樹脂等からなる絶縁層１１１の中に、銅箔パターン１１２が形成されている。各層の銅箔パターン１１２は、銅めっきで形成されたスルーホール１１３によって、電気的に接続されている。
エレクトロケミカルマイグレーションは、絶縁層１１１の内部にある銅箔パターン１１２間、銅箔パターン１１２とスルーホール１１３間、スルーホール１１３とスルーホール１１３間、層間の銅箔間等、異電位間において発生する。特に、スルーホール１１３とスルーホール１１３間のガラス繊維に沿って生じるエレクトロケミカルマイグレーションを、ＣＡＦ（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ａｎｏｄｉｃ Ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）と称する。ガラス繊維は、エポキシ樹脂で覆われている。しかし、その界面は吸湿しやすいため、エレクトロケミカルマイグレーションが生じやすい。
【０００７】
最近では、より高密度に実装するために、電子部品をプリント配線板の表面に実装するだけでなく、絶縁層の内部にある空き領域にも実装する、部品内蔵プリント配線板が実用化され始めている。一例として示す図１０の部品内蔵プリント配線板１２０では、電子部品１２４として、チップ抵抗、チップコンデンサー等の受動素子、及びＩＣ等の能動素子を一旦実装しておき、その上に絶縁層１２１を被せ、さらにその上層に銅箔パターン回路１２２を形成する。銅箔パターン１２２は、スルーホール１２３によって電気的に接続されている。この絶縁層１２１には、上記したガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを用いる。この場合、ガラスクロスが含まれているため、内蔵する電子部品１２４に圧力がかかって損傷してしまう。そのため、必要な部分をくり抜いて積層する必要がある。
【０００８】
一方、ガラスクロスを含まない絶縁層１２１を使用する場合もある。エポキシ樹脂等に、シリカ等のフィラーを充填したプリプレグを用いて、電子部品１２４とともに積層する方法である。ガラスクロスを含まないため、この方法では、所定の熱をかけると溶融し、電子部品１２４に圧力をかけずに積層することが可能である。
【０００９】
このような部品内蔵プリント配線板１２０の場合、層間の銅箔パターンの厚み方向における絶縁距離は、縮小化する。したがって、その間の電界強度は高くなるため、エレクトロケミカルマイグレーションの防止が必要となる。特に、電界強度が高い銅箔エッジ部では、銅イオンが溶出しやすい。
【００１０】
さらに、プリント配線板の構造としては、ＦＲ−１タイプのプリント配線板がある。このプリント配線板は、上記したＦＲ−４タイプのプリント配線板よりも安価であるため、以前から家電用機器に用いられてきた。最近では、比較的高い電圧、例えば、２００〜１０００Ｖの産業用の電機機器用プリント配線板に採用するという試みがなされている。
【００１１】
一例として示す図１１のＦＲ−１タイプのプリント配線板１３０は、紙基材にフェノール樹脂を含浸させたコア基材１３３に、エポキシ接着層１３１を用いて銅箔層１３２を貼り付けたものである。ＦＲ−１タイプのプリント配線板は低価格であるが、その構成材料の絶縁性は、上記したガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグよりも低い。そのため、電界が集中し、エレクトロケミカルマイグレーションが発生しやすい。特に、エポキシ接着層１３１で発生しやすい。また、銅イオンが銅箔層１３２からエポキシ接着層１３１に溶出しやすいため、高い電圧の産業用の電機機器用プリント配線板に適用することは難しい状況である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記事情に鑑み、安価で、かつ、耐エレクトロケミカルマイグレーション性に優れたプリント配線板及び該プリント配線板を得ることができる製造方法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】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、前記接着層が半導電性であり、前記接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているようにしてなることを特徴とするプリント配線板が提供される。
また、本発明によれば、コア基材の両面に、コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、前記コア基材の両面に設けた前記接着層のうち、少なくとも一方の面の接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているようにしてなることを特徴とするプリント配線板が提供される。
【００１４】
「半導電性」とは、絶縁性の樹脂に、金属製のフィラー、導電性カーボン、シリコーンカーバイド等を充填して、体積抵抗率が１×１０−３〜１×１０４（Ω×ｃｍ）の範囲であることを意味する。
「突き出ている」とは、プリント配線板の積層状態を示す全ての断面において、接着層の断面が、その両端（エッジ部）で、銅箔層の両端（エッジ部）を越えて延在することをいう。延在の幅は、後述する絶縁距離のことをいうが、その幅は後述するように電圧値によって定まる。一般的には、銅箔パターンの幅方向に対し、０．０１〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１５】
前記接着層の抵抗率は、１×１０−３〜１×１０４（Ω×ｃｍ）であることが好適である。
前記接着層は、エッチングにより選択的除去が可能であることが好適である。
前記接着層中の塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンの含有率は、０〜１０ｐｐｍであることが好適である。
前記接着層の吸水率は、前記コア基材の吸水率よりも低いことが好適である。
【００１６】
また、本発明によれば、銅箔層の片面に、接着層を積層する工程と、前記積層した接着層のうち接着層側の面を、コア基材に貼り合わせる工程と、前記貼り合わせた接着層と銅箔層を、一度にエッチングにより加工して回路パターンを形成する工程とを含み、前記接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工することを特徴とするプリント配線板の製造方法が提供される。
また、本発明によれば、銅箔層の片面に、接着層を積層する工程と、前記積層した接着層のうち接着層側の面を、コア基材の両面に貼り合わせる工程と、前記両面に貼り合わせた接着層と銅箔層のうち、少なくとも一方の面の接着層と銅箔層を、一度にエッチングにより加工して回路パターンを形成する工程とを含み、前記コア基材の両面に設けた前記接着層のうち、少なくとも一方の面の接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工することを特徴とするプリント配線板の製造方法が提供される。
【００１７】
さらに、本発明によれば、コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、前記接着層の誘電率が、前記コア基材の誘電率の±２５％の範囲であり、前記接着層の抵抗率が、前記コア基材の抵抗率の１／１００〜１００倍の範囲であることを特徴とするプリント配線板が提供される。
また、本発明によれば、コア基材の両面に、コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、前記接着層の誘電率が、前記コア基材の誘電率の±２５％の範囲であり、前記接着層の抵抗率が、前記コア基材の抵抗率の１／１００〜１００倍の範囲であることを特徴とするプリント配線板が提供される。
【００１８】
前記接着層の誘電率は、前記コア基材の誘電率と等しく、前記接着層の抵抗率が、前記コア基材の抵抗率と等しいことが好適である。
前記接着層中の塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンの含有率は、０〜１０ｐｐｍであることが好適である。
前記接着層の吸水率は、前記コア基材の吸水率よりも低いことが好適である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るプリント配線板の製造方法によれば、安価で、かつ、耐エレクトロケミカルマイグレーション性に優れたプリント配線板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るプリント配線板の一実施の形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係るプリント配線板の他の実施の形態を示す模式図である。
【図３】実施例１及び比較例１で得られたプリント配線板の模式図である。
【図４】実施例１におけるプリント配線板の銅箔層のエッジ部分のＳＥＭ像である。
【図５】実施例１におけるプリント配線板の銅箔層のエッジ部分のＳＥＭ−ＥＤＳ像である。
【図６】比較例１におけるプリント配線板の銅箔層のエッジ部分のＳＥＭ像である。
【図７】比較例１におけるプリント配線板の銅箔層のエッジ部分のＳＥＭ−ＥＤＳ像である。
【図８】従来公知の両面プリント配線板の構造を示す模式図である。
【図９】従来公知の多層プリント配線板の構造を示す模式図である。
【図１０】従来公知の部品内蔵プリント配線板の構造を示す模式図である。
【図１１】従来公知の、ＦＲ−１タイプのプリント配線板の構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のプリント配線板及びその製造方法について、その実施の形態を添付図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、本発明に係るプリント配線板の一実施の形態を示す模式図である。
【００２２】
本実施の形態に係るプリント配線板１０は、コア基材３側から順に接着層１、２と、銅箔層４、５とを備える。また、接着層１、２は、半導電性であり、接着層１、２は、銅箔層４、５のエッジ部よりも突き出ているようにしてなる。
「半導電性」とは、絶縁性の樹脂に、金属製のフィラー、導電性カーボン、シリコーンカーバイド等を充填して、体積抵抗率が１×１０−３〜１×１０４（Ω×ｃｍ）の範囲であることを意味する。
「突き出ている」とは、プリント配線板１０の積層状態を示す全ての断面において、接着層１、２の断面が、その両端（エッジ部）で、銅箔層４、５の両端（エッジ部）を越えて延在することをいう。延在の幅は、後述する絶縁距離のことをいうが、その幅は後述するように電圧値によって定まる。一般的には、銅箔パターンの幅方向に対し、０．０１〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２３】
本実施の形態に係るプリント配線板１０は、コア基材３の両面に、コア基材３側から順に接着層１、２と、銅箔層４、５とを備える。また、コア基材３の両面に設けた接着層１、２のうち、少なくとも一方の面の接着層１、２は、銅箔層４、５のエッジ部よりも突き出ているようにしてなる。
【００２４】
接着層１、２の材質は、銀ペーストである。また、樹脂に、シリコンカーバイド粉を充填したペーストであってもよい。接着層１、２の厚さは、１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。この範囲であれば、コア基材３と銅箔層４、５を十分な強度で貼り合わせることができるからである。接着層１、２の体積抵抗率は、１×１０−３〜１×１０４（Ω×ｃｍ）であることが好ましい。
【００２５】
接着層１、２は、エッチングにより選択的除去が可能であることが好ましい。これは、接着層１、２を銅箔層４、５より突き出るようにさせるためである。
接着層１、２中の塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンの含有率は、０〜１０ｐｐｍの範囲であることが好ましい。これらのイオンの溶出濃度を、この範囲内とすることにより、エレクトロケミカルマイグレーションの発生を防ぐことができるためである。
溶出したイオンの分析方法は、後述の硬化が完了した接着層１、２を、ガラス容器等を用い、８５℃で超純水中に浸し、イオンを抽出する。抽出時間は２４〜４８時間であることが好ましく、より好ましくは４８時間である。
また、接着層１、２の吸水率は、コア基材３の吸水率よりも低いことが好ましい。接着層１、２の吸水率は、０．１％以下であることが好ましい。この範囲であれば、接着層１、２に電界が集中することを防ぐことができ、かつ、銅箔層４、５からの銅イオンの溶出を防ぐことができるため、エレクトロケミカルマイグレーションの発生を防ぐことができるからである。
【００２６】
銅箔層４、５は、通常使用される銅箔が用いられる。銅箔層４、５の厚さは、３〜３００μｍの範囲であることが好ましい。この範囲であれば、必要な電流密度に対応できるためである。
【００２７】
コア基材３としては、例えば、紙／フェノール樹脂を用いることができる。
エポキシ樹脂としては、特に限定されず、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等の２官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等の多官能型エポキシ樹脂を単独で使用又は複数組み合わせて使用することができるが、芳香族のエポキシ樹脂が好ましく、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂が特に好ましく用いられる。
コア基材３の厚さは、０．１〜１．６ｍｍの範囲であることが好ましい。この範囲であれば、強度が十分得られるためである。通常、プリプレグの厚さは、０．１〜０．２ｍｍ程度であるので、コア基材３の厚さを厚くする場合は数枚重ねて積層する。
【００２８】
次に、本発明に係るプリント配線板の製造方法の一実施の形態を、図１を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、銅箔層４、５の片面に、接着層１、２を積層する（図１（ａ））。積層は、銅箔層４、５の片面に、接着層１、２を塗工することによって行われる。塗工の方法は、特に限定されるものではないが、例えば、カーテンコート法等が挙げられる。
【００２９】
次に、積層した接着層１、２のうち接着層１、２側の面を、コア基材３に貼り合わせるか、もしくは、積層した接着層１、２のうち接着層１、２側の面を、コア基材３の両面に貼り合わせる（図１（ｂ））。貼り合わせは、真空加熱プレスを用いて行う。温度を１７０〜１９０℃、真空度を１〜５０Ｔｏｒｒ、加圧力を４０〜６０ｋｇ／ｃｍ２、加熱時間を１〜２時間として行う。この真空加熱プレスにより、接着及びプリプレグの硬化を行う。なお、予めコア基材３のみ硬化しておいてもよい。
【００３０】
次に、貼り合わせた接着層１、２と銅箔層４、５を、一度にエッチングにより加工して回路パターンを形成するか、もしくは、両面に貼り合わせた接着層１、２と銅箔層４、５のうち、少なくとも一方の面の接着層１、２と銅箔層４、５を、一度にエッチングにより加工して回路パターンを形成する（図１（ｃ））。上記した真空加熱プレスにより、接着層１、２、銅箔層４、５、コア基材３を完全に硬化した後、銅箔層４、５を所定の回路パターンに加工する。まず、エッチングレジストを塗工し、接着層１、２と銅箔層４、５を一度に湿式エッチングにより、所定のパターンに加工する。その後、最終回路パターンとなる銅箔部分のみにエッチングレジストを塗工し、エッチングにより、銅箔層４、５を所定の回路パターンに加工する。
このとき、接着層１、２を、銅箔層４、５のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工するか、もしくは、コア基材３の両面に設けた接着層１、２のうち、少なくとも一方の面の接着層１、２を、銅箔層４、５のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工する。この突き出ている部分の距離（絶縁距離）は、０．０１〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。この範囲であれば、銅箔層４、５のエッジ部の電界強度を各種電圧に対応して緩和できるからである。この絶縁距離は、具体的には、銅箔に印加される電圧値によって定められる。
【００３１】
以上のようにして、本実施の形態に係るプリント配線板１０を得ることができる。本実施の形態に係るプリント配線板１０によれば、接着層１、２を、銅箔層４、５のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工しているか、もしくは、コア基材３の両面に設けた接着層１、２のうち、少なくとも一方の面の接着層１、２を、銅箔層４、５のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工しているので、銅箔層４、５の両端部における電界強度を緩和することができ、この部分におけるエレクトロケミカルマイグレーションの発生を防止することが可能である。
【００３２】
他の実施の形態
図２は、本発明に係るプリント配線板の他の実施の形態を示す模式図である。
本実施の他の形態に係るプリント配線板２０は、コア基材１３側から順に接着層１１、１２と、銅箔層１４、１５とを備えるか、もしくは、コア基材１３の両面に、コア基材１３側から順に接着層１１、１２と、銅箔層１４、１５とを備える。
接着層１１、１２の誘電率は、コア基材１３の誘電率の±２５％の範囲である。この範囲であれば、接着層１１、１２とコア基材１３との界面における電界集中を緩和できるからである。接着層１１、１２の誘電率は、コア基材１３の誘電率と等しいことが好ましい。接着層１１、１２の誘電率（比誘電率）は、２〜６の範囲であることが好ましく、３〜５の範囲であることがより好ましい。
接着層１１、１２における、後述する硬化後の導電率、すなわち、体積抵抗率は、コア基材１３の体積抵抗率の１／１００〜１００倍である。この範囲であれば、接着層１１、１２とコア基材１３との界面における電界集中を緩和できるからである。接着層１１、１２の体積抵抗率は、コア基材１３の体積抵抗率と等しいことが好ましい。接着層１１、１２の体積抵抗率は、１×１０８〜１×１０１６（Ω×ｃｍ）の範囲であることが好ましく、１×１０９〜１×１０１３（Ω×ｃｍ）の範囲であることがより好ましい。
接着層１１、１２中の塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンの含有率は、０〜１０ｐｐｍの範囲であることが好ましい。これらのイオンの溶出濃度を、この範囲内とすることにより、エレクトロケミカルマイグレーションの発生を防ぐことができるためである。溶出したイオンの分析方法については、図１の形態について、上述した通りである。
また、接着層１１、１２の吸水率は、コア基材１３の吸水率よりも低いことが好ましい。接着層１１、１２の吸水率は、０．１％以下であることが好ましい。この範囲であれば、接着層１１、１２に電界が集中することを防ぐことができ、かつ、銅箔層１４、１５からの銅イオンの溶出を防ぐことができるため、エレクトロケミカルマイグレーションの発生を防ぐことができるからである。
接着層１１、１２の材質と厚さについては、上述した図１の接着層１、２と同様である。
【００３３】
銅箔層１４、１５及びコア基材１３については、上述した図１の銅箔層４、５及びコア基材３と同様である。
【００３４】
次に、本実施の他の形態に係るプリント配線板２０の製造方法を、図２を参照して説明する。
まず、コア基材１３側から順に接着層１１、１２、銅箔層１４、１５を積層するか、もしくは、コア基材１３の両面に、コア基材１３側から順に接着層１１、１２、銅箔層１４、１５を積層する（図２（ａ））。積層は、予め銅箔層１４、１５の片面に、接着層１１、１２を塗工することによって行われてもよい。塗工の方法については、図１の形態について、上述した通りである。
【００３５】
次に、コア基材１３に積層した接着層１１、１２と銅箔層１４、１５を、真空加熱プレスにより貼り合わせるか、もしくは、コア基材１３の両面に積層した接着層１１、１２と銅箔層１４、１５を、真空加熱プレスにより貼り合わせる（図２（ｂ））。真空加熱プレスについては、図１の形態について、上述した通りである。
【００３６】
次に、貼り合わせた銅箔層１４、１５を、エッチングにより加工するか、もしくは、両面に貼り合わせた銅箔層１４、１５のうち、少なくとも一方の面の銅箔層１４、１５を、エッチングにより加工する（図２（ｃ））。上記した真空加熱プレスにより、接着層１１、１２、銅箔層１４、１５、コア基材１３を完全に硬化した後、最終回路パターンとなる銅箔部分にエッチングレジストを塗工し、湿式エッチングにより、銅箔層１４、１５を所定の回路パターンに加工する。
【００３７】
以上のようにして、本実施の他の形態に係るプリント配線板２０を得ることができる。本実施の他の形態に係るプリント配線板２０によれば、接着層１１、１２の誘電率が、コア基材１３の誘電率の±２５％の範囲であり、接着層１１、１２の体積抵抗率が、コア基材１３の体積抵抗率の１／１００〜１００倍の範囲であるので、接着層１１、１２における電界強度を緩和することができ、この部分におけるエレクトロケミカルマイグレーションの発生を防止することが可能である。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例等を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００３９】
実施例１
図３に示すプリント配線板３０を製造した。まず、コア基材２３として、厚さが８００μｍである紙／フェノール樹脂（パナソニック電工社製、Ｒ−８７００）を用いた。このコア基材２３上に、接着層２１を、乾燥後の接着層２１の厚さが６５μｍとなるように塗布した。接着層２１は、エポキシ樹脂主剤とエポキシ樹脂硬化剤を１０対３の割合で配合したものとした。エポキシ樹脂主剤としては、ジャパンエポキシレジン社製のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エピコート８１６に対して、三菱化学社製のケッチェンブラックＥＣ３００Ｊを１重量％配合したものを用いた。エポキシ樹脂硬化剤としては、ジャパンエポキシレジン社製の脂環式ポリアミンエピキュア１１３を用いた。この接着層２１の体積抵抗率は、コア基材２３の体積抵抗率と等しいものを用いた。次に、この接着層２１上に、銅箔層２４を貼り合わせた。この銅箔層２４を、マスキングテープ及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）を用いたエッチングにより、接着層２１が突き出るように、１０ｍｍ×１０ｍｍの形状とした。以上のようにして、プリント配線板３０を得た。
【００４０】
比較例１
エポキシ樹脂主剤として、ジャパンエポキシレジン社製のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エピコート８１６のみを用いたことと、接着層２１の体積抵抗率が、コア基材２３の体積抵抗率と等しくないものを用いたこと以外は、実施例１と同様に行った。
【００４１】
マイグレーション評価試験
実施例１及び比較例１で得られた各プリント配線板を、アルミニウム電極２５で挟み込み、温度８５℃、湿度８５％の雰囲気下で、ＤＣ３ｋＶ／ｍｍを印加し、１２５時間、ＨＡＳＴ（Ｈｉｇｈｌｙ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ Ｓｔｒｅｓｓ Ｔｅｓｔ）を行った。各プリント配線板の銅箔層２４のエッジ部分におけるマイグレーションの発生状態を、ＳＥＭ−ＥＤＳ分析によって行い、○を僅かにマイグレーションの発生が認められたもの、×を顕著にマイグレーションの発生が認められたものとして評価した。
【００４２】
実施例１の分析結果を図４及び図５に、比較例１の分析結果を図６及び図７にそれぞれ示す。図５及び図７中における白色のドットは、銅の存在を示している。
また、実施例１及び比較例１の評価結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
図４〜図７及び表１より、接着層２１の体積抵抗率が、コア基材２３の体積抵抗率と等しいものを用いた場合、接着層２１に電界が集中することを防ぐことができ、かつ、銅箔層２４からの銅イオンの溶出を防ぐことができるため、エレクトロケミカルマイグレーションの発生を防ぐことが可能であることが示された。
【符号の説明】
【００４５】
１０、２０、３０ プリント配線板
１、２、１１、１２、２１ 接着層
３、１３、２３ コア基材
４、５、１４、１５、２４ 銅箔層
２５ アルミニウム電極
１００ 配線板
１０１ 接着層
１０２ 銅箔層
１１０ 多層プリント配線板
１１１ 絶縁層
１１２ 銅箔パターン
１１３ スルーホール
１２０ 部品内蔵プリント配線板
１２１ 絶縁層
１２２ 銅箔パターン回路
１２３ スルーホール
１２４ 電子部品
１３０ プリント配線板
１３１ エポキシ接着層
１３２ 銅箔層
１３３ コア基材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板は、電子機器、電機機器の構成部品として必須である。プリント配線板の構造としては、片面プリント配線板、両面プリント配線板、多層プリント配線板等の各種のものがあり、抵抗、コンデンサ、リアクトル、トランス等をはんだ付けにより実装することで構成されている。
【０００３】
プリント配線板の詳細な構造の例として、ＦＲ−４タイプのプリント配線板について述べる。一例として示す図８の両面プリント配線板１００の場合、ガラスクロスにエポキシ樹脂等を含浸させた、厚さ１００〜２００μｍのプリプレグ（接着層１０１）を数枚重ね（図中では２枚としている）、その両側に厚さがそれぞれ３５、７５μｍの銅箔層１０２を積層し、これらを加熱プレスによって貼り合わせる。この銅箔層１０２を任意の配線パターンにエッチング加工することによって配線板１００を得る。
【０００４】
プリント配線板が用いられる機器で発生する電圧は、その機器の目的によって様々である。このような機器では、発生する電圧によって、所定の絶縁距離をとるように設計されている。この絶縁距離としては、例えば、ＩＥＣ６６４規格に基づいた絶縁距離を用いている。また、絶縁距離は電圧値だけではなく、プリント配線板の耐トラッキング指数、及び使用環境で決定される汚染度等によっても異なってくる。
【０００５】
近年、機器を小型化するために、電子部品を高密度に実装することが求められている。そのため、上記の絶縁距離を短縮化することが必要となっている。これを実現するために、電極となる銅箔層をコーティング材又はポッティング材で覆う方法が行われている。これは、銅箔層の配線パターン間で生じる絶縁劣化現象のひとつであるエレクトロケミカルマイグレーションの発生を防止するための方法である。この現象は、機器を使用する際、吸湿又は結露が生じると、銅箔層の配線パターン間の絶縁抵抗が低下し、銅箔から銅イオンが溶出して対極で還元析出することで導電路が形成され、短絡に至る現象である。
【０００６】
また、エレクトロケミカルマイグレーションは、多層プリント配線板の内部でも生じる。
ここで、図９に示すように、電子部品を高密度に実装すべく、配線パターンを多く形成できるように、図８のような構成を数回繰り返すことによって得られる、４〜１０層程度の銅箔層を有する多層プリント配線板が、一般的に使用されている。この多層プリント配線板１１０の場合、ガラスクロスとエポキシ樹脂等からなる絶縁層１１１の中に、銅箔パターン１１２が形成されている。各層の銅箔パターン１１２は、銅めっきで形成されたスルーホール１１３によって、電気的に接続されている。
エレクトロケミカルマイグレーションは、絶縁層１１１の内部にある銅箔パターン１１２間、銅箔パターン１１２とスルーホール１１３間、スルーホール１１３とスルーホール１１３間、層間の銅箔間等、異電位間において発生する。特に、スルーホール１１３とスルーホール１１３間のガラス繊維に沿って生じるエレクトロケミカルマイグレーションを、ＣＡＦ（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ａｎｏｄｉｃ Ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）と称する。ガラス繊維は、エポキシ樹脂で覆われている。しかし、その界面は吸湿しやすいため、エレクトロケミカルマイグレーションが生じやすい。
【０００７】
最近では、より高密度に実装するために、電子部品をプリント配線板の表面に実装するだけでなく、絶縁層の内部にある空き領域にも実装する、部品内蔵プリント配線板が実用化され始めている。一例として示す図１０の部品内蔵プリント配線板１２０では、電子部品１２４として、チップ抵抗、チップコンデンサー等の受動素子、及びＩＣ等の能動素子を一旦実装しておき、その上に絶縁層１２１を被せ、さらにその上層に銅箔パターン回路１２２を形成する。銅箔パターン１２２は、スルーホール１２３によって電気的に接続されている。この絶縁層１２１には、上記したガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを用いる。この場合、ガラスクロスが含まれているため、内蔵する電子部品１２４に圧力がかかって損傷してしまう。そのため、必要な部分をくり抜いて積層する必要がある。
【０００８】
一方、ガラスクロスを含まない絶縁層１２１を使用する場合もある。エポキシ樹脂等に、シリカ等のフィラーを充填したプリプレグを用いて、電子部品１２４とともに積層する方法である。ガラスクロスを含まないため、この方法では、所定の熱をかけると溶融し、電子部品１２４に圧力をかけずに積層することが可能である。
【０００９】
このような部品内蔵プリント配線板１２０の場合、層間の銅箔パターンの厚み方向における絶縁距離は、縮小化する。したがって、その間の電界強度は高くなるため、エレクトロケミカルマイグレーションの防止が必要となる。特に、電界強度が高い銅箔エッジ部では、銅イオンが溶出しやすい。
【００１０】
さらに、プリント配線板の構造としては、ＦＲ−１タイプのプリント配線板がある。このプリント配線板は、上記したＦＲ−４タイプのプリント配線板よりも安価であるため、以前から家電用機器に用いられてきた。最近では、比較的高い電圧、例えば、２００〜１０００Ｖの産業用の電機機器用プリント配線板に採用するという試みがなされている。
【００１１】
一例として示す図１１のＦＲ−１タイプのプリント配線板１３０は、紙基材にフェノール樹脂を含浸させたコア基材１３３に、エポキシ接着層１３１を用いて銅箔層１３２を貼り付けたものである。ＦＲ−１タイプのプリント配線板は低価格であるが、その構成材料の絶縁性は、上記したガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させたプリプレグよりも低い。そのため、電界が集中し、エレクトロケミカルマイグレーションが発生しやすい。特に、エポキシ接着層１３１で発生しやすい。また、銅イオンが銅箔層１３２からエポキシ接着層１３１に溶出しやすいため、高い電圧の産業用の電機機器用プリント配線板に適用することは難しい状況である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記事情に鑑み、安価で、かつ、耐エレクトロケミカルマイグレーション性に優れたプリント配線板及び該プリント配線板を得ることができる製造方法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】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明によれば、コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、前記接着層が半導電性であり、前記接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているようにしてなることを特徴とするプリント配線板が提供される。
また、本発明によれば、コア基材の両面に、コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、前記コア基材の両面に設けた前記接着層のうち、少なくとも一方の面の接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているようにしてなることを特徴とするプリント配線板が提供される。
【００１４】
「半導電性」とは、絶縁性の樹脂に、金属製のフィラー、導電性カーボン、シリコーンカーバイド等を充填して、体積抵抗率が１×１０−３〜１×１０４（Ω×ｃｍ）の範囲であることを意味する。
「突き出ている」とは、プリント配線板の積層状態を示す全ての断面において、接着層の断面が、その両端（エッジ部）で、銅箔層の両端（エッジ部）を越えて延在することをいう。延在の幅は、後述する絶縁距離のことをいうが、その幅は後述するように電圧値によって定まる。一般的には、銅箔パターンの幅方向に対し、０．０１〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００１５】
前記接着層の抵抗率は、１×１０−３〜１×１０４（Ω×ｃｍ）であることが好適である。
前記接着層は、エッチングにより選択的除去が可能であることが好適である。
前記接着層中の塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンの含有率は、０〜１０ｐｐｍであることが好適である。
前記接着層の吸水率は、前記コア基材の吸水率よりも低いことが好適である。
【００１６】
また、本発明によれば、銅箔層の片面に、接着層を積層する工程と、前記積層した接着層のうち接着層側の面を、コア基材に貼り合わせる工程と、前記貼り合わせた接着層と銅箔層を、一度にエッチングにより加工して回路パターンを形成する工程とを含み、前記接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工することを特徴とするプリント配線板の製造方法が提供される。
また、本発明によれば、銅箔層の片面に、接着層を積層する工程と、前記積層した接着層のうち接着層側の面を、コア基材の両面に貼り合わせる工程と、前記両面に貼り合わせた接着層と銅箔層のうち、少なくとも一方の面の接着層と銅箔層を、一度にエッチングにより加工して回路パターンを形成する工程とを含み、前記コア基材の両面に設けた前記接着層のうち、少なくとも一方の面の接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工することを特徴とするプリント配線板の製造方法が提供される。
【００１７】
さらに、本発明によれば、コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、前記接着層の誘電率が、前記コア基材の誘電率の±２５％の範囲であり、前記接着層の抵抗率が、前記コア基材の抵抗率の１／１００〜１００倍の範囲であることを特徴とするプリント配線板が提供される。
また、本発明によれば、コア基材の両面に、コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、前記接着層の誘電率が、前記コア基材の誘電率の±２５％の範囲であり、前記接着層の抵抗率が、前記コア基材の抵抗率の１／１００〜１００倍の範囲であることを特徴とするプリント配線板が提供される。
【００１８】
前記接着層の誘電率は、前記コア基材の誘電率と等しく、前記接着層の抵抗率が、前記コア基材の抵抗率と等しいことが好適である。
前記接着層中の塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンの含有率は、０〜１０ｐｐｍであることが好適である。
前記接着層の吸水率は、前記コア基材の吸水率よりも低いことが好適である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るプリント配線板の製造方法によれば、安価で、かつ、耐エレクトロケミカルマイグレーション性に優れたプリント配線板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るプリント配線板の一実施の形態を示す模式図である。
【図２】本発明に係るプリント配線板の他の実施の形態を示す模式図である。
【図３】実施例１及び比較例１で得られたプリント配線板の模式図である。
【図４】実施例１におけるプリント配線板の銅箔層のエッジ部分のＳＥＭ像である。
【図５】実施例１におけるプリント配線板の銅箔層のエッジ部分のＳＥＭ−ＥＤＳ像である。
【図６】比較例１におけるプリント配線板の銅箔層のエッジ部分のＳＥＭ像である。
【図７】比較例１におけるプリント配線板の銅箔層のエッジ部分のＳＥＭ−ＥＤＳ像である。
【図８】従来公知の両面プリント配線板の構造を示す模式図である。
【図９】従来公知の多層プリント配線板の構造を示す模式図である。
【図１０】従来公知の部品内蔵プリント配線板の構造を示す模式図である。
【図１１】従来公知の、ＦＲ−１タイプのプリント配線板の構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明のプリント配線板及びその製造方法について、その実施の形態を添付図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
図１は、本発明に係るプリント配線板の一実施の形態を示す模式図である。
【００２２】
本実施の形態に係るプリント配線板１０は、コア基材３側から順に接着層１、２と、銅箔層４、５とを備える。また、接着層１、２は、半導電性であり、接着層１、２は、銅箔層４、５のエッジ部よりも突き出ているようにしてなる。
「半導電性」とは、絶縁性の樹脂に、金属製のフィラー、導電性カーボン、シリコーンカーバイド等を充填して、体積抵抗率が１×１０−３〜１×１０４（Ω×ｃｍ）の範囲であることを意味する。
「突き出ている」とは、プリント配線板１０の積層状態を示す全ての断面において、接着層１、２の断面が、その両端（エッジ部）で、銅箔層４、５の両端（エッジ部）を越えて延在することをいう。延在の幅は、後述する絶縁距離のことをいうが、その幅は後述するように電圧値によって定まる。一般的には、銅箔パターンの幅方向に対し、０．０１〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２３】
本実施の形態に係るプリント配線板１０は、コア基材３の両面に、コア基材３側から順に接着層１、２と、銅箔層４、５とを備える。また、コア基材３の両面に設けた接着層１、２のうち、少なくとも一方の面の接着層１、２は、銅箔層４、５のエッジ部よりも突き出ているようにしてなる。
【００２４】
接着層１、２の材質は、銀ペーストである。また、樹脂に、シリコンカーバイド粉を充填したペーストであってもよい。接着層１、２の厚さは、１〜１００μｍの範囲であることが好ましい。この範囲であれば、コア基材３と銅箔層４、５を十分な強度で貼り合わせることができるからである。接着層１、２の体積抵抗率は、１×１０−３〜１×１０４（Ω×ｃｍ）であることが好ましい。
【００２５】
接着層１、２は、エッチングにより選択的除去が可能であることが好ましい。これは、接着層１、２を銅箔層４、５より突き出るようにさせるためである。
接着層１、２中の塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンの含有率は、０〜１０ｐｐｍの範囲であることが好ましい。これらのイオンの溶出濃度を、この範囲内とすることにより、エレクトロケミカルマイグレーションの発生を防ぐことができるためである。
溶出したイオンの分析方法は、後述の硬化が完了した接着層１、２を、ガラス容器等を用い、８５℃で超純水中に浸し、イオンを抽出する。抽出時間は２４〜４８時間であることが好ましく、より好ましくは４８時間である。
また、接着層１、２の吸水率は、コア基材３の吸水率よりも低いことが好ましい。接着層１、２の吸水率は、０．１％以下であることが好ましい。この範囲であれば、接着層１、２に電界が集中することを防ぐことができ、かつ、銅箔層４、５からの銅イオンの溶出を防ぐことができるため、エレクトロケミカルマイグレーションの発生を防ぐことができるからである。
【００２６】
銅箔層４、５は、通常使用される銅箔が用いられる。銅箔層４、５の厚さは、３〜３００μｍの範囲であることが好ましい。この範囲であれば、必要な電流密度に対応できるためである。
【００２７】
コア基材３としては、例えば、紙／フェノール樹脂を用いることができる。
エポキシ樹脂としては、特に限定されず、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等の２官能エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂等の多官能型エポキシ樹脂を単独で使用又は複数組み合わせて使用することができるが、芳香族のエポキシ樹脂が好ましく、ビスフェノールＡ型のエポキシ樹脂が特に好ましく用いられる。
コア基材３の厚さは、０．１〜１．６ｍｍの範囲であることが好ましい。この範囲であれば、強度が十分得られるためである。通常、プリプレグの厚さは、０．１〜０．２ｍｍ程度であるので、コア基材３の厚さを厚くする場合は数枚重ねて積層する。
【００２８】
次に、本発明に係るプリント配線板の製造方法の一実施の形態を、図１を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
まず、銅箔層４、５の片面に、接着層１、２を積層する（図１（ａ））。積層は、銅箔層４、５の片面に、接着層１、２を塗工することによって行われる。塗工の方法は、特に限定されるものではないが、例えば、カーテンコート法等が挙げられる。
【００２９】
次に、積層した接着層１、２のうち接着層１、２側の面を、コア基材３に貼り合わせるか、もしくは、積層した接着層１、２のうち接着層１、２側の面を、コア基材３の両面に貼り合わせる（図１（ｂ））。貼り合わせは、真空加熱プレスを用いて行う。温度を１７０〜１９０℃、真空度を１〜５０Ｔｏｒｒ、加圧力を４０〜６０ｋｇ／ｃｍ２、加熱時間を１〜２時間として行う。この真空加熱プレスにより、接着及びプリプレグの硬化を行う。なお、予めコア基材３のみ硬化しておいてもよい。
【００３０】
次に、貼り合わせた接着層１、２と銅箔層４、５を、一度にエッチングにより加工して回路パターンを形成するか、もしくは、両面に貼り合わせた接着層１、２と銅箔層４、５のうち、少なくとも一方の面の接着層１、２と銅箔層４、５を、一度にエッチングにより加工して回路パターンを形成する（図１（ｃ））。上記した真空加熱プレスにより、接着層１、２、銅箔層４、５、コア基材３を完全に硬化した後、銅箔層４、５を所定の回路パターンに加工する。まず、エッチングレジストを塗工し、接着層１、２と銅箔層４、５を一度に湿式エッチングにより、所定のパターンに加工する。その後、最終回路パターンとなる銅箔部分のみにエッチングレジストを塗工し、エッチングにより、銅箔層４、５を所定の回路パターンに加工する。
このとき、接着層１、２を、銅箔層４、５のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工するか、もしくは、コア基材３の両面に設けた接着層１、２のうち、少なくとも一方の面の接着層１、２を、銅箔層４、５のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工する。この突き出ている部分の距離（絶縁距離）は、０．０１〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。この範囲であれば、銅箔層４、５のエッジ部の電界強度を各種電圧に対応して緩和できるからである。この絶縁距離は、具体的には、銅箔に印加される電圧値によって定められる。
【００３１】
以上のようにして、本実施の形態に係るプリント配線板１０を得ることができる。本実施の形態に係るプリント配線板１０によれば、接着層１、２を、銅箔層４、５のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工しているか、もしくは、コア基材３の両面に設けた接着層１、２のうち、少なくとも一方の面の接着層１、２を、銅箔層４、５のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工しているので、銅箔層４、５の両端部における電界強度を緩和することができ、この部分におけるエレクトロケミカルマイグレーションの発生を防止することが可能である。
【００３２】
他の実施の形態
図２は、本発明に係るプリント配線板の他の実施の形態を示す模式図である。
本実施の他の形態に係るプリント配線板２０は、コア基材１３側から順に接着層１１、１２と、銅箔層１４、１５とを備えるか、もしくは、コア基材１３の両面に、コア基材１３側から順に接着層１１、１２と、銅箔層１４、１５とを備える。
接着層１１、１２の誘電率は、コア基材１３の誘電率の±２５％の範囲である。この範囲であれば、接着層１１、１２とコア基材１３との界面における電界集中を緩和できるからである。接着層１１、１２の誘電率は、コア基材１３の誘電率と等しいことが好ましい。接着層１１、１２の誘電率（比誘電率）は、２〜６の範囲であることが好ましく、３〜５の範囲であることがより好ましい。
接着層１１、１２における、後述する硬化後の導電率、すなわち、体積抵抗率は、コア基材１３の体積抵抗率の１／１００〜１００倍である。この範囲であれば、接着層１１、１２とコア基材１３との界面における電界集中を緩和できるからである。接着層１１、１２の体積抵抗率は、コア基材１３の体積抵抗率と等しいことが好ましい。接着層１１、１２の体積抵抗率は、１×１０８〜１×１０１６（Ω×ｃｍ）の範囲であることが好ましく、１×１０９〜１×１０１３（Ω×ｃｍ）の範囲であることがより好ましい。
接着層１１、１２中の塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンの含有率は、０〜１０ｐｐｍの範囲であることが好ましい。これらのイオンの溶出濃度を、この範囲内とすることにより、エレクトロケミカルマイグレーションの発生を防ぐことができるためである。溶出したイオンの分析方法については、図１の形態について、上述した通りである。
また、接着層１１、１２の吸水率は、コア基材１３の吸水率よりも低いことが好ましい。接着層１１、１２の吸水率は、０．１％以下であることが好ましい。この範囲であれば、接着層１１、１２に電界が集中することを防ぐことができ、かつ、銅箔層１４、１５からの銅イオンの溶出を防ぐことができるため、エレクトロケミカルマイグレーションの発生を防ぐことができるからである。
接着層１１、１２の材質と厚さについては、上述した図１の接着層１、２と同様である。
【００３３】
銅箔層１４、１５及びコア基材１３については、上述した図１の銅箔層４、５及びコア基材３と同様である。
【００３４】
次に、本実施の他の形態に係るプリント配線板２０の製造方法を、図２を参照して説明する。
まず、コア基材１３側から順に接着層１１、１２、銅箔層１４、１５を積層するか、もしくは、コア基材１３の両面に、コア基材１３側から順に接着層１１、１２、銅箔層１４、１５を積層する（図２（ａ））。積層は、予め銅箔層１４、１５の片面に、接着層１１、１２を塗工することによって行われてもよい。塗工の方法については、図１の形態について、上述した通りである。
【００３５】
次に、コア基材１３に積層した接着層１１、１２と銅箔層１４、１５を、真空加熱プレスにより貼り合わせるか、もしくは、コア基材１３の両面に積層した接着層１１、１２と銅箔層１４、１５を、真空加熱プレスにより貼り合わせる（図２（ｂ））。真空加熱プレスについては、図１の形態について、上述した通りである。
【００３６】
次に、貼り合わせた銅箔層１４、１５を、エッチングにより加工するか、もしくは、両面に貼り合わせた銅箔層１４、１５のうち、少なくとも一方の面の銅箔層１４、１５を、エッチングにより加工する（図２（ｃ））。上記した真空加熱プレスにより、接着層１１、１２、銅箔層１４、１５、コア基材１３を完全に硬化した後、最終回路パターンとなる銅箔部分にエッチングレジストを塗工し、湿式エッチングにより、銅箔層１４、１５を所定の回路パターンに加工する。
【００３７】
以上のようにして、本実施の他の形態に係るプリント配線板２０を得ることができる。本実施の他の形態に係るプリント配線板２０によれば、接着層１１、１２の誘電率が、コア基材１３の誘電率の±２５％の範囲であり、接着層１１、１２の体積抵抗率が、コア基材１３の体積抵抗率の１／１００〜１００倍の範囲であるので、接着層１１、１２における電界強度を緩和することができ、この部分におけるエレクトロケミカルマイグレーションの発生を防止することが可能である。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例等を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００３９】
実施例１
図３に示すプリント配線板３０を製造した。まず、コア基材２３として、厚さが８００μｍである紙／フェノール樹脂（パナソニック電工社製、Ｒ−８７００）を用いた。このコア基材２３上に、接着層２１を、乾燥後の接着層２１の厚さが６５μｍとなるように塗布した。接着層２１は、エポキシ樹脂主剤とエポキシ樹脂硬化剤を１０対３の割合で配合したものとした。エポキシ樹脂主剤としては、ジャパンエポキシレジン社製のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エピコート８１６に対して、三菱化学社製のケッチェンブラックＥＣ３００Ｊを１重量％配合したものを用いた。エポキシ樹脂硬化剤としては、ジャパンエポキシレジン社製の脂環式ポリアミンエピキュア１１３を用いた。この接着層２１の体積抵抗率は、コア基材２３の体積抵抗率と等しいものを用いた。次に、この接着層２１上に、銅箔層２４を貼り合わせた。この銅箔層２４を、マスキングテープ及び塩化第二鉄（ＦｅＣｌ３）を用いたエッチングにより、接着層２１が突き出るように、１０ｍｍ×１０ｍｍの形状とした。以上のようにして、プリント配線板３０を得た。
【００４０】
比較例１
エポキシ樹脂主剤として、ジャパンエポキシレジン社製のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エピコート８１６のみを用いたことと、接着層２１の体積抵抗率が、コア基材２３の体積抵抗率と等しくないものを用いたこと以外は、実施例１と同様に行った。
【００４１】
マイグレーション評価試験
実施例１及び比較例１で得られた各プリント配線板を、アルミニウム電極２５で挟み込み、温度８５℃、湿度８５％の雰囲気下で、ＤＣ３ｋＶ／ｍｍを印加し、１２５時間、ＨＡＳＴ（Ｈｉｇｈｌｙ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ Ｓｔｒｅｓｓ Ｔｅｓｔ）を行った。各プリント配線板の銅箔層２４のエッジ部分におけるマイグレーションの発生状態を、ＳＥＭ−ＥＤＳ分析によって行い、○を僅かにマイグレーションの発生が認められたもの、×を顕著にマイグレーションの発生が認められたものとして評価した。
【００４２】
実施例１の分析結果を図４及び図５に、比較例１の分析結果を図６及び図７にそれぞれ示す。図５及び図７中における白色のドットは、銅の存在を示している。
また、実施例１及び比較例１の評価結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
図４〜図７及び表１より、接着層２１の体積抵抗率が、コア基材２３の体積抵抗率と等しいものを用いた場合、接着層２１に電界が集中することを防ぐことができ、かつ、銅箔層２４からの銅イオンの溶出を防ぐことができるため、エレクトロケミカルマイグレーションの発生を防ぐことが可能であることが示された。
【符号の説明】
【００４５】
１０、２０、３０ プリント配線板
１、２、１１、１２、２１ 接着層
３、１３、２３ コア基材
４、５、１４、１５、２４ 銅箔層
２５ アルミニウム電極
１００ 配線板
１０１ 接着層
１０２ 銅箔層
１１０ 多層プリント配線板
１１１ 絶縁層
１１２ 銅箔パターン
１１３ スルーホール
１２０ 部品内蔵プリント配線板
１２１ 絶縁層
１２２ 銅箔パターン回路
１２３ スルーホール
１２４ 電子部品
１３０ プリント配線板
１３１ エポキシ接着層
１３２ 銅箔層
１３３ コア基材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、
前記接着層が半導電性であり、
前記接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているようにしてなることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
コア基材の両面に、コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、
前記コア基材の両面に設けた前記接着層のうち、少なくとも一方の面の接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているようにしてなることを特徴とするプリント配線板。
【請求項３】
前記接着層の抵抗率が、１×１０−３〜１×１０４（Ω×ｃｍ）であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記接着層が、エッチングにより選択的除去が可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記接着層中の塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンの含有率が、０〜１０ｐｐｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項６】
前記接着層の吸水率が、前記コア基材の吸水率よりも低いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項７】
銅箔層の片面に、接着層を積層する工程と、
前記積層した接着層のうち接着層側の面を、コア基材に貼り合わせる工程と、
前記貼り合わせた接着層と銅箔層を、一度にエッチングにより加工して回路パターンを形成する工程と
を含み、
前記接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項８】
銅箔層の片面に、接着層を積層する工程と、
前記積層した接着層のうち接着層側の面を、コア基材の両面に貼り合わせる工程と、
前記両面に貼り合わせた接着層と銅箔層のうち、少なくとも一方の面の接着層と銅箔層を、一度にエッチングにより加工して回路パターンを形成する工程と
を含み、
前記コア基材の両面に設けた前記接着層のうち、少なくとも一方の面の接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項９】
コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、
前記接着層の誘電率が、前記コア基材の誘電率の±２５％の範囲であり、
前記接着層の抵抗率が、前記コア基材の抵抗率の１／１００〜１００倍の範囲であることを特徴とするプリント配線板。
【請求項１０】
コア基材の両面に、コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、
前記接着層の誘電率が、前記コア基材の誘電率の±２５％の範囲であり、
前記接着層の抵抗率が、前記コア基材の抵抗率の１／１００〜１００倍の範囲であることを特徴とするプリント配線板。
【請求項１１】
前記接着層の誘電率が、前記コア基材の誘電率と等しく、前記接着層の抵抗率が、前記コア基材の抵抗率と等しいことを特徴とする請求項９又は１０に記載のプリント配線板。
【請求項１２】
前記接着層中の塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンの含有率が、０〜１０ｐｐｍであることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項１３】
前記接着層の吸水率が、前記コア基材の吸水率よりも低いことを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項１】
コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、
前記接着層が半導電性であり、
前記接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているようにしてなることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
コア基材の両面に、コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、
前記コア基材の両面に設けた前記接着層のうち、少なくとも一方の面の接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているようにしてなることを特徴とするプリント配線板。
【請求項３】
前記接着層の抵抗率が、１×１０−３〜１×１０４（Ω×ｃｍ）であることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記接着層が、エッチングにより選択的除去が可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記接着層中の塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンの含有率が、０〜１０ｐｐｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項６】
前記接着層の吸水率が、前記コア基材の吸水率よりも低いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項７】
銅箔層の片面に、接着層を積層する工程と、
前記積層した接着層のうち接着層側の面を、コア基材に貼り合わせる工程と、
前記貼り合わせた接着層と銅箔層を、一度にエッチングにより加工して回路パターンを形成する工程と
を含み、
前記接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項８】
銅箔層の片面に、接着層を積層する工程と、
前記積層した接着層のうち接着層側の面を、コア基材の両面に貼り合わせる工程と、
前記両面に貼り合わせた接着層と銅箔層のうち、少なくとも一方の面の接着層と銅箔層を、一度にエッチングにより加工して回路パターンを形成する工程と
を含み、
前記コア基材の両面に設けた前記接着層のうち、少なくとも一方の面の接着層が、前記銅箔層のエッジ部よりも突き出ているように、エッチングにより加工することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項９】
コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、
前記接着層の誘電率が、前記コア基材の誘電率の±２５％の範囲であり、
前記接着層の抵抗率が、前記コア基材の抵抗率の１／１００〜１００倍の範囲であることを特徴とするプリント配線板。
【請求項１０】
コア基材の両面に、コア基材側から順に接着層と、銅箔層とを備えるプリント配線板であって、
前記接着層の誘電率が、前記コア基材の誘電率の±２５％の範囲であり、
前記接着層の抵抗率が、前記コア基材の抵抗率の１／１００〜１００倍の範囲であることを特徴とするプリント配線板。
【請求項１１】
前記接着層の誘電率が、前記コア基材の誘電率と等しく、前記接着層の抵抗率が、前記コア基材の抵抗率と等しいことを特徴とする請求項９又は１０に記載のプリント配線板。
【請求項１２】
前記接着層中の塩素イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、アンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンの含有率が、０〜１０ｐｐｍであることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載のプリント配線板。
【請求項１３】
前記接着層の吸水率が、前記コア基材の吸水率よりも低いことを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載のプリント配線板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２０５０８３（Ｐ２０１１−２０５０８３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４３９７５（Ｐ２０１１−４３９７５）
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（８９９００００６８）学校法人早稲田大学 (602)
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１日（２０１１．３．１）
【出願人】（８９９００００６８）学校法人早稲田大学 (602)
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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