説明

プリント配線板及びその製造方法

【課題】 回路導体部の厚みが厚い回路基板上に絶縁層が効果的に形成されたプリント配線板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 回路導体部間に、絶縁性樹脂が埋め込まれていると共に、当該回路導体部及び絶縁性樹脂の上面に、回路基板絶縁層が形成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はプリント配線板及びその製造方法に係わり、特に、回路導体部の厚みが厚い回路基板に絶縁層が効果的に形成されたプリント配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年は自動車等においてもエレクトロニクス化が進み、プリント配線板に大きな電気量を流すこと等が必要になっている。また、バスバー部分(銅板)とプリント配線板を一体化する要求もあり、更に大電流化が進んでいる。そこで、プリント配線板における回路導体部の厚みを厚くすることが検討されている(例えば、特許文献1参照)が、回路導体部の厚みが厚くなると、次のような問題が生じていた。
【0003】
即ち、斯かる従来例の要部構成を示す図3において、回路基板1の回路導体部2a〜2cの上にはソルダーレジスト膜3が形成されている。回路導体部2a〜2cの厚みが例えば100μm以上と厚い場合、回路導体部2a〜2cのエッジ部2a’〜2c’部分ではソルダーレジスト膜3の厚みが薄くなり、ソルダーレジスト膜3でエッジ部2a’〜2c’を十分に被覆することができなくなる。
【0004】
このため、回路導体部2a〜2cのエッジ部2a’〜2c’においてはんだの付着や電気的な短絡を生じ十分な絶縁性を得ることができないという問題が生じていた。また、ソルダーレジスト膜3を複数回塗布することによりエッジ部2a’〜2c’のソルダーレジスト被覆を均一化することも考えられるが、工程的に時間がかかり過ぎるという問題があった。
【特許文献1】特開2004−66017号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は上記の如き問題と実状に鑑みてなされたものであり、その課題は、回路導体部の厚みが厚い回路基板上に絶縁層が効果的に形成されたプリント配線板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決すべく請求項1に係る本発明は、回路導体部間に、絶縁性樹脂が埋め込まれていると共に、当該回路導体部及び絶縁性樹脂の上面に、回路基板絶縁層が形成されていることを特徴とするプリント配線板である。これにより、回路導体部の厚みが厚い回路基板上に絶縁層が効果的に形成されたプリント配線板が実現する。
【0007】
また、請求項2に係る本発明は、上記絶縁性樹脂を熱硬化型の低溶剤樹脂としたものであり、請求項3に係る本発明は、当該低溶剤樹脂が高沸点石油系溶剤を含むものとしたものである。
【0008】
また、請求項4に係る本発明は、上記高沸点石油系溶剤が揮発性成分を0.1質量%含むものとしたものであり、請求項5に係る本発明は、上記高沸点石油系溶剤が無機系充填材を含むものとしたものである。請求項6に係る本発明は、回路導体部の厚さを120μm以上としたものである。
【0009】
また、請求項7に係る本発明は、外層導体の厚さをt1、回路基板の厚さをt2とする時、t1≦t2としたものである。請求項8に係る本発明は、外層導体の厚さをt1、回路基板の厚さをt2とする時、t1>t2であり、且つ、外層導体の残銅率が50%以上としたものである。
【0010】
また、請求項9に係る本発明は、
回路導体部間に絶縁性樹脂を埋める工程と、
仮硬化により前記絶縁性樹脂から脱泡する工程と、
本硬化により前記絶縁性樹脂を硬化する工程と、
研磨により前記回路導体部の表面を露出させる工程と、
前記回路導体部及び硬化した絶縁性樹脂の上面に、回路基板絶縁層を形成する工程と
を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法である。
【0011】
また、請求項10に係る本発明は、上記絶縁性樹脂を低溶剤性熱硬化樹脂としたものであり、請求項11に係る本発明は、上記絶縁性樹脂埋めを、スクリーン印刷、バーコーター又はロールコーターにより行なうようにしたものである。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、回路導体部の厚みが厚い回路基板に絶縁層が効果的に形成されたプリント配線板及びその製造方法を提供することができる。即ち、導体厚の厚いプリント配線板において回路基板絶縁層被覆が簡便に行なえるうえ、熱硬化型の低溶剤樹脂を使用することにより導体の厚いものでも一度に樹脂埋めが可能であり、仮硬化することにより気泡も残らず信頼性の優れたプリント配線板が作製できる。また、導体厚、絶縁層厚、残銅率を規定することにより、製造上反りなどの問題の発生しないプリント配線板が作製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施の形態により何ら制限されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【0014】
図1は本発明プリント配線板の概略要部断面説明図である。この図において、両面基板1’の回路導体部2a〜2cの間及び回路導体部6a〜6cの間に絶縁性樹脂4’が埋め込まれている。この絶縁性樹脂4’としては熱硬化型の低溶剤樹脂(例えば穴埋め樹脂など)が好ましく、特に揮発性成分を0.1質量%含む高沸点石油系溶剤を使用して後述する製造方法により形成するのが好ましい。
【0015】
尚、揮発性成分を0.1質量%含む高沸点石油系溶剤としては、例えば太陽インキ製造株式会社製の熱硬化型永久穴埋めインキ(商品名:THP−100DX1−450PS)が好適なものとして挙げられる。因に、この熱硬化型永久穴埋めインキは、鉛筆強度9H、給水率0.9%、ガラス転移点166℃、線膨張係数311/119ppm、ピール強度5N/cm以上などの特性を有している。また、無機系充填剤であるシリカ40〜50%、エポキシ樹脂30〜40%、体質顔料5〜10%、アミン化合物1〜5%及び添加剤1〜5%を含んでいる。
【0016】
また、回路導体部2a〜2c(及び回路導体部6a〜6c)の上と絶縁性樹脂4’の上面には回路基板絶縁層5が形成されており、回路導体部2a〜2cの各エッジ部2a’〜2c’(及び回路導体部6a〜6cの各エッジ部6a’〜6c’)部分でも回路基板絶縁層5の厚みが均一になっている。
【0017】
更に、回路導体部2a〜2c(及び回路導体部6a〜6c)の厚さは次の理由から120μm以上となっている。即ち、プリント基板の市販材料である銅箔の厚さは、厚い銅箔の場合105μmとなっており、これにメッキ層15〜30μmがそれぞれ付着されている。また、この実施の形態においては厚さ105μmの銅箔材料が使用されている。従って、回路導体部2a〜2c(及び回路導体部6a〜6c)の厚さは少なくとも120μm以上とするのが好ましい。
【0018】
一方、回路導体部2a〜2cの厚さをta、回路導体部6a〜6cの厚さをtb、両面基板1’の厚さをt2、t1=ta+tbとする時、t1≦t2である場合には、外層導体の残銅率を規定しなくとも、熱硬化の際に発生する応力に起因する両面基板1’の著しい反りや変形が発生せず、特に良い結果が得られる。
【0019】
例えば、銅箔400μmの両面基板の場合、図1のtaとtbは共に0.4mmなのでt1=ta+tb=0.8(mm)となり、両面基板1’の厚さやt2が0.8mm以上の時にt1≦t2を満足する。同様に、銅箔200μmの両面基板の場合は、図1のtaとtbは共に0.2mmなのでt1=ta+tb=0.4(mm)となり、両面基板1’の厚さt2が0.4mm以上の時にt1≦t2を満足する。
【0020】
従って、銅箔400μmの両面基板の場合は両面基板1’の厚さt2を0.8mm以上とし、銅箔200μmの両面基板の場合は両面基板1’の厚さt2を0.4mm以上とすることにより、外層導体の残銅率を規定しなくとも、熱硬化の際に発生する応力に起因する両面基板1’の著しい反りや変形を防ぐことができる。
【0021】
また、t1>t2の場合は、外層導体の残銅率50%以上(望ましくは70%以上)とするのが好ましい。ここで、外層導体の残銅率を50%以上(望ましくは70%以上)とする理由は次の通りである。
即ち、回路導体部2a〜2cの厚さがta、回路導体部6a〜6cの厚さがtb、回路基板1’の厚さがt2、t1=ta+tb、及びt1>t2の条件下で、外層導体の残銅率が50%未満の場合には、回路導体部2a〜2cの間及び回路導体部6a〜6cの間への樹脂4’埋め込み量が多くなるうえ両面基板1’の剛性も小さく(弱く)なる。このため、最終的にプリント回路基板としての製造も困難となる。従って、t1>t2の場合は、外層導体の残銅率を50%以上(望ましくは70%以上)とするのが特に良い結果を得ることができる。
【0022】
図2は本発明プリント配線板の製造方法の概略断面工程説明図である。この図において、1は回路基板、2a〜2cは回路導体部、4は例えば揮発性成分を0.1質量%含む高沸点石油系溶剤などから成る未硬化の絶縁性樹脂、4’は未硬化の絶縁性樹脂4が硬化した熱硬化型の低溶剤樹脂(例えば穴埋め樹脂など)から成る絶縁性樹脂、5は例えばドライフィルムレジストや液状レジストなどのフォトレジストからなる回路基板絶縁層である。
【0023】
以下、図2を参照しながら本発明プリント配線板の製造方法を説明する。
まず、図2(イ)に示される回路基板1の回路導体部2a〜2c間を、スクリーン印刷、バーコーター又はロールコーターなどを用いて未硬化の絶縁性樹脂4で埋め、図2(ロ)に示す状態とする。
【0024】
次いで、例えば熱風循環式乾燥炉を用いて当該未硬化の絶縁性樹脂4を、130℃で45分間乾燥させて未硬化の絶縁性樹脂4の脱泡と仮硬化を行なう。なお、この仮硬化は一般に80〜130℃で10〜60分程度行なえば足りる。
その後、例えば熱風循環式乾燥炉を用いて仮硬化した絶縁性樹脂4を、更に150℃で60分間乾燥させて、図2(ハ)に示すように、硬化した絶縁性樹脂4’とする。なお、この本硬化は一般に130〜180℃で30〜120分程度行なえば足りる。
【0025】
次に、表面を平らにするために、セラミックバフ研磨などの研磨により回路導体部2a〜2cの表面を露出させる。この表面研磨は上記仮硬化後に行なう方が研磨し易いが、本硬化後に行なっても良い。
【0026】
次いで、図2(ニ)に示すように、回路導体部2a〜2c及び硬化した絶縁性樹脂4’の上面に、回路基板絶縁層5を例えば塗布形成する。
尚、絶縁性樹脂埋めした回路基板1は、回路基板絶縁層5の1回の塗布で十分に被覆される。
【0027】
以上、説明を簡単にするため、回路基板1の片面に絶縁性樹脂埋めなどを行なう場合について説明したが、図1のような両面基板1’の場合は片面ずつ絶縁性樹脂埋めするか、両面同時に絶縁性樹脂埋めして図1のプリント配線板を得ることができる。
【0028】
即ち、絶縁性樹脂埋めをスクリーン印刷やバーコーターなどの印刷で行なう場合は、図1の両面基板1’の片側に図2(イ)〜(ニ)の工程で絶縁性樹脂埋めなどを行なったのち、残りの片面に図2(イ)〜(ニ)の工程で絶縁性樹脂埋めなどを行ない、絶縁性樹脂埋めをロールコーターにより行なう場合は、図1の両面基板1’の両側に図2(イ)〜(ニ)の工程で樹脂埋めなどを同時に行なうことにより、図1のプリント配線板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明プリント配線板の概略要部断面説明図。
【図2】本発明プリント配線板の製造方法の概略断面工程図。
【図3】従来プリント配線板の概略要部断面説明図。
【符号の説明】
【0030】
1:回路基板
1’:両面基板
2a〜2c、6a〜6c:回路導体部
2a’〜2c’、6a’〜6c’:回路導体部のエッジ部
3:ソルダーレジスト膜
4、4’:絶縁性樹脂
5:回路基板絶縁層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
回路導体部間に、絶縁性樹脂が埋め込まれていると共に、当該回路導体部及び絶縁性樹脂の上面に、回路基板絶縁層が形成されていることを特徴とするプリント配線板。
【請求項2】
前記絶縁性樹脂が熱硬化型の低溶剤樹脂であることを特徴とする請求項1記載のプリント配線板。
【請求項3】
前記低溶剤樹脂が高沸点石油系溶剤を含んでいることを特徴とする請求項2記載のプリント配線板。
【請求項4】
前記高沸点石油系溶剤が揮発性成分を0.1質量%含んでいることを特徴とする請求項3記載のプリント配線板。
【請求項5】
前記高沸点石油系溶剤が無機系充填材を含んでいることを特徴とする請求項3又は4記載のプリント配線板。
【請求項6】
前記回路導体部の厚さが120μm以上であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のプリント配線板。
【請求項7】
外層導体の厚さをt1、回路基板の厚さをt2とする時、t1≦t2であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のプリント配線板。
【請求項8】
外層導体の厚さをt1、回路基板の厚さをt2とする時、t1>t2であり、且つ、外層導体の残銅率が50%以上であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のプリント配線板。
【請求項9】
回路導体部間に絶縁性樹脂を埋める工程と、
仮硬化により前記絶縁性樹脂から脱泡する工程と、
本硬化により前記絶縁性樹脂を硬化する工程と、
研磨により前記回路導体部の表面を露出させる工程と、
前記回路導体部及び硬化した絶縁性樹脂の上面に、回路基板絶縁層を形成する工程と
を含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項10】
前記絶縁性樹脂が低溶剤性熱硬化樹脂であることを特徴とする請求項9記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項11】
前記絶縁性樹脂埋めを、スクリーン印刷、バーコーター又はロールコーターにより行なうことを特徴とする請求項9又は10記載のプリント配線板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2006−93376(P2006−93376A)
【公開日】平成18年4月6日(2006.4.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−276407(P2004−276407)
【出願日】平成16年9月24日(2004.9.24)
【出願人】(000228833)日本シイエムケイ株式会社 (169)
【Fターム(参考)】