配線基板

【課題】サビ等の導電性腐食成分により、パッド間でのパターンショートを容易に防ぐことができる配線基板を提供する。
【解決手段】誘電体層２上に設けられる複数の導電性パッド３ａと、それら導電性パッド３ａを露出させる形で誘電体層２を覆うソルダーレジスト層ＳＲと、導電性パッド３ａの互いに隣接する者同士の間に介在する領域において、導電性パッド３ａから流出する導電性腐食成分Ｒにより両導電性パッド３ａが相互連結されることを阻止する腐食成分連結阻止部Ｐ１と、を備えることと特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の配線基板は、ハンダレベラタイプのものが多く、通常ソルダーレジスト皮膜後に露出するパッド面には、Ｐｂを含有するハンダコートが施され、錆等の発生を防止していた。しかしながら近年では、環境保護の観点から、環境汚染物質であるＰｂを極力使用しないようにするＰｂフリー化の取り組みがなされるようになってきている。例えば、製造工程において、ソルダーレジスト皮膜後に露出するパッド面（例えばＣｕ）に対し、ハンダコートを施さず、酸化抑制のためにフラックスを塗布するプリフラックスプリント基板を採用する場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、このプリフラックスプリント基板を採用する場合、パッド面に塗布されたフラックスが熱処理や長時間の放置によって酸化や分解することがある。この場合、フラックス皮膜下のパッド面が外部に露出して導電性を有する錆等の腐食生成物が発生し、その腐食生成物が隣接するパッド面に接触する、あるいは隣接するパッド面から同様に生ずる腐食生成物同士が連結して、双方のパッド面が互いに導通してしまう可能性があった（図２６及び図２７参照、腐食性生物Ｒ、パッド面３ａ，３ｂ）。これらを回避するために、例えば、錆の発生の原因となる湿度の入り込みを防ぐためにこれらを筐体で覆って密閉する等の対策が必要とされるが、筐体等の使用や工程数の増加により、配線基板の製造に際して従来よりも多くの手間とコストがかかっていた。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、錆等の導電性腐食成分により、パッド間でのパターンショートを容易に防ぐことができる配線基板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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の配線基板は、誘電体層上に設けられる複数の導電性パッドと、それら導電性パッドを露出させる形で誘電体層を覆うソルダーレジスト層と、導電性パッドの互いに隣接するもの同士の間に介在する領域において、導電性パッドから流出する導電性腐食成分により、両導電性パッドが相互連結されることを阻止する腐食成分連結阻止部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、複数ある導電性パッドのうち、隣接する導電性パッドの一方から他方にむけて導電性腐食成分（パッドがＣｕからなる場合は緑青等の錆）が流出する際に、その導電性腐食成分が、腐食成分連結阻止部の形成によってその進行を妨げられるから、隣接する導電性パッドの双方がこの導電性腐食成分を介して導通することを、筐体等を使用することなく容易に防ぐことができる。
【０００７】
また、導電性パッドは、最表面を含む部分がＣｕを主成分とする金属とすることができる。なお、Ｃｕを主成分とする金属とは、Ｃｕ含有量を９０質量％以上とする金属のことを言う。導電性パッドがＣｕにて形成される場合、
Ｃｕが露出すると緑青が生じる。緑青は、水分とＣＯ_２存在下で生じるものであり、水溶性を有し、導電性も高い。上記構成によれば、腐食成分連結阻止部によって導電性の高い緑青の流出を阻止することができるため、隣接する導電性パッドの双方が緑青を介して導通することを防ぐことができる。
【０００８】
また、本発明の配線基板には、厚さ方向に貫通するスルーホールが形成され、その内周面がＣｕメッキされるとともに、該スルーホールの端部外周縁に、導電性パッドが一体化されていてもよい。スルーホールには、その内周面にＣｕメッキがなされてスルーホール導体が形成されるが、その内部は一般的には絶縁性樹脂が充填されるから、スルーホールの端部には、導電性パッドをなすスルーホール導体の端部（導電性パッド）と絶縁性樹脂の端部とが露出して表れる。従来、これら端部にはＰｂを含有するハンダコートがなされ、スルーホール導体端部が外部に露出することはなかった。ところが、Ｐｂを含有するハンダコートを使用しないでフラックス皮膜で代用した場合には、ハンダコードほどの信頼性が得られず、酸化や分解、機械的衝撃等によりその一部が脱落し、スルーホール導体端部のＣｕが露出し、隣接するスルーホール導体間で短絡する問題が生じ易かった。しかし、本発明の適用により、この問題を効果的に回避することができる。
【０００９】
本発明の配線基板における腐食成分連結阻止部は、ソルダーレジスト層上に形成された突出部とすることができる。複数ある導電性パッドのうち、隣接する双方の導電性パッド間に突出部が設けられることで、平坦なソルダーレジスト表面には突出部による段差が形成されることとなる。この段差部分により、導電性腐食成分の流出が阻止されるから、この導電性腐食成分による導電性パッド間の導通を防ぐことができる。また、導電性腐食成分の流出量が多く、この突出部を超えてくる場合も、突出部の立体構造によって、導電性パッド間の界面距離が延びているから、導電性腐食成分同士の連結が生じにくい。また、導電性腐食成分が該突出部を迂回して流出することも考えられるが、迂回する経路の距離も長いため、突出部の逆側にまで到達して導電性腐食成分同士が連結することは困難である。また、状況に応じて突出部を広く形成することで、導電性腐食成分が迂回し難い様にすることも可能である。
【００１０】
また、この突出部は、絶縁性樹脂の印刷形成膜として形成することができる。導電性パッドは、配線基板上に微細でかつ多数形成され、また品番によってその配列も異なるため、例えば露光・現像を行なうスクリーン印刷を採用することによって安価で精度良く形成することができるとともに、品番の違いにも容易に対応できる。
【００１１】
本発明の配線基板における腐食成分連結阻止部は、ソルダーレジスト層に設けられた溝部とすることができる。複数ある導電性パッドのうち、隣接する導電性パッドの一方と他方との間に溝部が設けられることで、平坦なソルダーレジスト表面には溝部による段差が形成されることとなる。これにより、溝部の立体構造によって、導電性パッド間の界面距離が延び、導電性腐食成分同士が接触しにくくなる。また、隣接する導電性パッド間に、この溝部を複数設けることで、該溝部は導電性腐食成分のストック領域することができ、これにより、隣接する導電性パッド間における導電性腐食成分の連結を阻止することが可能となる。また、この溝部の形成は、ソルダーレジスト皮膜時のマスクパターンに、ソルダーレジスト塗布後に露出する他のパッド面と同様にして溝部を形成すべき位置をマスクしておくだけで、容易に形成することができる。
【００１２】
本発明の配線基板における腐食成分連結阻止部は、ソルダーレジスト層を含めて、前記配線基板を厚さ方向に貫通する孔部とすることができる。この構成によれば、孔部は配線基板を貫通して形成されるので、導電性腐食成分の流出経路が孔部で途切れる構造となる。従って、隣接する導電性パッドから流出する導電性腐食成分は、孔部の内壁面に沿って裏側へと流出するだけで、互いに連結することはない。
【００１３】
本発明の配線基板における腐食成分連結阻止部は、ソルダーレジスト層表面に露出させた撥水性樹脂層とすることができる。撥水性樹脂層上は、ぬれ角が大きく、導電性腐食成分の流出媒体となる水分をはじくため、撥水性樹脂層上に流出する導電性腐食成分は撥水性樹脂層手前でせき止められる。従って、隣接する導電性パッド間にこの撥水性樹脂層を設けることにより、それらから流出する導電性腐食成分の連結を阻止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図５を参照しつつ本発明の配線基板の第一実施例を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る配線基板１の断面構造を模式的に示すものである。該配線基板の基板中央には、耐熱性樹脂板（例えばビスマレイミド−トリアジン樹脂板）や、繊維強化樹脂板（例えばガラス繊維強化エポキシ樹脂）等で構成され、全体が誘電体層をなす板状コア２が形成されている。板状コア２の両表面には、所定のパターンのＣｕ配線部（例えば配線部４）が形成され、導体層をなしている。また、板状コア２には、ドリル等により穿設されたスルーホール２ａが形成され、その内壁面には板状コア２の両表面の導体層を互いに導通させるスルーホール導体３０が、Ｃｕを主成分とする金属（Ｃｕ含有量を９０質量％以上とする金属のことをいう）で形成されている。また、スルーホール２ａは、エポキシ樹脂等の樹脂製穴埋め材３１により充填されている。なお、スルーホール導体３０を形成する金属は、例えば、ＣｕにＳｎ，Ａｇ，Ｎｉ等を含有させ、耐食性を向上させたものを用いてもよいし、導電性の確保のために純Ｃｕを用いてもよい。
【００１５】
この配線基板１では、スルーホール導体の端部３ａが、集積回路チップ等の実装素子をフリップチップ接続するためのパッドをなす半田ランド（導電性パッド）を構成する。また、スルーホール導体の端部３ｂが、配線基板自体をマザーボード等にピングリッドアレイ（ＰＧＡ）あるいはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）により接続するための裏面ランド（導電性パッド）を構成する。
【００１６】
また、これらのスルーホール導体端部（ランド）３ａ，３ｂを外部に露出する形で、感光性樹脂組成物よりなるソルダーレジスト層ＳＲが形成され、各端部に一対一に対応する形で開口部が形成されている。ソルダーレジスト層ＳＲは、スルーホール導体の端部３ａ，３ｂの外周縁を覆う形で形成され、内部にこのスルーホール導体３につながる配線部４が配設されている。
【００１７】
さらにソルダーレジスト層ＳＲの開口部から露出する各ランド面（パッド面）には、フラックスＦが塗布されている。フラックスＦは、各ランド面の酸化を抑制するものであるが、熱が加えられたり、長時間放置されることによって、環境次第では酸化・分解されてしまう可能性がある。この場合、露出する各ランド面は、湿気等により錆等の導電性の腐食成分が発生することがある。本実施例では、スルーホール導体がＣｕからなるため緑青等が発生する。こうした導電性腐食成分は、図４及び図５に示すように、ソルダーレジスト層ＳＲの表面上を伝って流出する（導電性腐食成分Ｒ）が、突出部Ｐ１が形成されることでその流出をせき止めることが可能となっている。
【００１８】
本実施例では、図２に示すように、隣接して設けられたランド間の中間位置において、ソルダーレジスト層ＳＲ上に突出部Ｐ１が形成される。突出部Ｐ１は、スクリーン印刷によって形成されるものであり、突出部Ｐ１の形成領域以外をレジストによりマスクした上で、突出部Ｐ１形成領域に所定のインクが塗布されるよう転写する。転写後にレジストを除去することで、残存するインク部分が突出部Ｐ１として表れる。本実施例における突出部Ｐ１は、図３に示すように、露出する微細なランドの配列のうち、隣接するランド間の僅かな領域に形成されるものであるが、上記のスクリーン印刷を利用することで、その隙間に突出部Ｐ１を精度良く形成することが可能となっている。この突出部Ｐ１は、本発明の腐食成分連結阻止部をなしている。なお、突出部Ｐ１を形成するインクには、後のリフローやキュア等の熱処理工程を考慮すれば、例えば、エポキシ樹脂塗料を用いることができる。
【００１９】
これにより、双方のランド面から流出する導電性腐食成分Ｒが互いに連結して、あるいは一方のランド面からの導電性腐食成分Ｒが他方のランド面に直接連結して、双方のランドが導通することを、この突出部Ｐ１によって防ぐことができる。また、さらに導電性腐食成分Ｒが流出してきた場合には、導電性腐食成分Ｒはこの突出部Ｐ１を迂回して流出しようとする可能性もあるが、図２の突出部Ｐ１の縦方向の長さをさらに延長しておくことで、迂回によって逆側に回り込むことを防ぐことができる。
【００２０】
次に、図６〜図９を参照しつつ、本発明の第二実施例について説明する。なお、上記第一実施例と同構造の部分については符号を同一とし、説明を省略する。第二実施例の配線基板１ａは、第一実施例と腐食成分連結阻止部の構造が異なっており、図６、図７に示すように、隣接するランド（スルーホール導体端部３ａ，３ｂ）の中間位置に溝部Ｐ２が形成されている。この溝部Ｐ２は、ソルダーレジスト層ＳＲ形成時のマスクに、該溝部を形成するパターンを設けておくことで容易に形成することができる。
【００２１】
図８及び図９に示すように溝部Ｐ２が形成されることで、ランド面から流出する導電性腐食成分Ｒは、溝部Ｐ２が形成されることでランド間の界面距離が溝部Ｐ２の立体形状によって長くなる。これにより、双方のランド面から流出する導電性腐食成分Ｒが互いに連結する、あるいは一方のランド面からの導電性腐食成分Ｒが他方のランド面に連結して、双方のランドが導通することを防ぐことができる。この溝部Ｐ２も本発明の腐食成分連結阻止部をなしている。
【００２２】
図１０〜図１３を参照しつつ、本発明の第三実施例について説明する。なお、上記実施例と同構造の部分については符号を同一とし、説明を省略する。第三実施例の配線基板１ｂは、上記実施例と腐食成分連結阻止部の構造が異なっており、図１０、図１１に示すように、隣接するランド（スルーホール導体端部３ａ，３ｂ）の中間位置に孔部Ｐ３が形成されている。この孔部Ｐ３は、スルーホール２ａの形成時に、該孔部Ｐ３を形成すべきコア基板の所定の位置にドリル等で貫通孔を形成しておき、さらに、ソルダーレジスト層ＳＲ形成時のマスクに、コア基板の貫通孔に対応する位置に該孔部を形成するパターンを設けて形成することができる。
【００２３】
図１２及び図１３に示すように孔部Ｐ３が形成されることで、ランド面から流出する導電性腐食成分Ｒは、孔部Ｐ３が形成されることでランド間の界面距離が溝部Ｐ３の立体形状によって長くなる。これにより、双方のランド面から流出する導電性腐食成分Ｒが互いに連結する、あるいは一方のランド面からの導電性腐食成分Ｒが他方のランド面に連結して、双方のランドが導通することを防ぐことができる。また、孔部Ｐ３が基板１ｂの厚さ方向に貫通していることで、孔部Ｐ３の内部で導電性腐食成分Ｒが連結する可能性も低い。この孔部Ｐ３も本発明の腐食成分連結阻止部をなしている。
【００２４】
図１４〜図１７を参照しつつ、本発明の第四実施例について説明する。なお、上記実施例と同構造の部分については符号を同一とし、説明を省略する。第四実施例の配線基板１ｃは、上記実施例と腐食成分連結阻止部の構造が異なっており、図１４、図１５に示すように、隣接するランド（スルーホール導体端部３ａ，３ｂ）の中間位置に水分をはじく撥水性樹脂層Ｐ４が形成されている。この撥水性樹脂層Ｐ４は、ソルダーレジスト層ＳＲ形成時に、該ソルダーレジスト層ＳＲに撥水性樹脂層形成用溝部を形成しておき、その後、その溝部に撥水性樹脂シートをラミネートして形成する。なお、撥水性樹脂層形成用溝部を形成せず、ソルダーレジスト層ＳＲ上にそのまま撥水性樹脂シートをラミネートしてもよいし、撥水性樹脂塗料を塗布する形で形成することもできる。なお、撥水性樹脂層Ｐ４に適用できる材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、４‐フルオロエチレン‐６‐フルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、４‐フルオロエチレン‐パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、４‐フルオロエチレン‐エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、フルオロエチレン‐炭化水素系ビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）などを主体とするフッ素系樹脂やゴム等を使用することができる。
【００２５】
図１６及び図１７に示すように撥水性樹脂層Ｐ４が形成されることで、ランド面から流出する導電性腐食成分Ｒは、撥水性樹脂層Ｐ４によってはじかれて撥水性樹脂層Ｐ４上に流出することができないため、双方のランド面から流出する導電性腐食成分Ｒが互いに連結する、あるいは一方のランド面からの導電性腐食成分Ｒが他方のランド面に連結して、双方のランドが導通することを防ぐことができる。また、さらに導電性腐食成分Ｒが流出してきた場合には、導電性腐食成分Ｒはこの撥水性樹脂層Ｐ４を迂回して流出しようとするため、図１５の撥水性樹脂層Ｐ４の縦方向の長さをさらに延長しておけばよい。この撥水性樹脂層Ｐ４も本発明の腐食成分連結阻止部をなしている。
【００２６】
図１８〜図２１を参照しつつ、本発明の第五実施例について説明する。なお、上記実施例と同構造の部分については符号を同一とし、説明を省略する。第五実施例の配線基板１ｄは、上記実施例とソルダーレジスト層ＳＲ及び腐食成分連結阻止部の構造が異なっており、図１８、図１９に示すように、ソルダーレジスト層ＳＲがスルーホールのランド面の一部を覆わない形状をなし、ソルダーレジスト層ＳＲとスルーホール導体３ａ、３ｂとの間に溝部Ｐ５が形成されている。これは、ソルダーレジスト形成時に、溝部Ｐ５（腐食成分連結阻止部）が形成されるマスクを用いることで容易に形成できる。
【００２７】
図２０及び図２１に示すように溝部Ｐ５が形成されることで、ランド面から流出する導電性腐食成分Ｒは、溝部Ｐ５を充填してからでなければソルダーレジスト層ＳＲ上に流出することはできないので、双方のランド面から流出する導電性腐食成分Ｒが互いに連結する、あるいは一方のランド面からの導電性腐食成分Ｒが他方のランド面に連結して、双方のランドが導通することを防ぐことができる。
【００２８】
また、さらに導電性腐食成分Ｒが流出することを想定して、図２２、図２３、図２４、図２５に示すように、ソルダーレジスト層ＳＲに対し、上記実施例のような突出部Ｐ１。溝部Ｐ２、撥水性樹脂層Ｐ４を設けることもできる。また、孔部Ｐ３（図示なし）を設けることもできる。撥水性樹脂層Ｐ４については、溝部Ｐ２の底面に設けたり（図２４）、溝部Ｐ２の底面及び側壁面に設ける（図２５）こともできる。
【００２９】
以上、本発明の実施例を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、多層配線基板の最表層のソルダーレジスト層に対して上記した腐食成分連結阻止部（Ｐ１〜Ｐ５）を設けることも可能であるし、また、これらの腐食成分連結阻止部（Ｐ１〜Ｐ５）を複数組み合わせて形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の配線基板の第一実施例の断面構造を示す模式図。
【図２】第一実施例の配線基板の第一の平面拡大図。
【図３】第一実施例の配線基板の第二の平面拡大図。
【図４】第一実施例の配線基板における導電性腐食成分の流出状態を示す第一の説明図。
【図５】第一実施例の配線基板における導電性腐食成分の流出状態を示す第二の説明図。
【図６】本発明の配線基板の第二実施例の断面構造を示す模式図。
【図７】第二実施例の配線基板の平面拡大図。
【図８】第二実施例の配線基板における導電性腐食成分の流出状態を示す第一の説明図。
【図９】第二実施例の配線基板における導電性腐食成分の流出状態を示す第二の説明図。
【図１０】本発明の配線基板の第三実施例の断面構造を示す模式図。
【図１１】第三実施例の配線基板の平面拡大図。
【図１２】第三実施例の配線基板における導電性腐食成分の流出状態を示す第一の説明図。
【図１３】第三実施例の配線基板における導電性腐食成分の流出状態を示す第二の説明図。
【図１４】本発明の配線基板の第四実施例の断面構造を示す模式図。
【図１５】第四実施例の配線基板の平面拡大図。
【図１６】第四実施例の配線基板における導電性腐食成分の流出状態を示す第一の説明図。
【図１７】第四実施例の配線基板における導電性腐食成分の流出状態を示す第二の説明図。
【図１８】本発明の配線基板の第五実施例の断面構造を示す模式図。
【図１９】第五実施例の配線基板の平面拡大図。
【図２０】第五実施例の配線基板における導電性腐食成分の流出状態を示す第一の説明図。
【図２１】第五実施例の配線基板における導電性腐食成分の流出状態を示す第二の説明図。
【図２２】本発明の配線基板の第五実施例の第一の変形例の断面構造を示す模式図。
【図２３】本発明の配線基板の第五実施例の第二の変形例の断面構造を示す模式図。
【図２４】本発明の配線基板の第五実施例の第三の変形例の断面構造を示す模式図。
【図２５】本発明の配線基板の第五実施例の第四の変形例の断面構造を示す模式図。
【図２６】従来の配線基板の断面構造を示す模式図。
【図２７】図２６の配線基板における導電性腐食成分の流出状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００３１】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ配線基板
２コア基板
２ａスルーホール
３スルーホール導体
３ａ，３ｂスルーホール導体端部（導電性パッド）
ＳＲソルダーレジスト
Ｒ導電性腐食成分
Ｐ１突出部（腐食成分連結阻止部）
Ｐ２溝部（腐食成分連結阻止部）
Ｐ３孔部（腐食成分連結阻止部）
Ｐ４撥水性樹脂層（腐食成分連結阻止部）
Ｐ５溝部（腐食成分連結阻止部）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層上に設けられる複数の導電性パッドと、
それら導電性パッドを露出させる形で前記誘電体層を覆うソルダーレジスト層と、
前記導電性パッドの互いに隣接するもの同士の間に介在する領域において、前記導電性パッドから流出する導電性腐食成分により、両導電性パッドが相互連結されることを阻止する腐食成分連結阻止部と、
を備えることを特徴とする配線基板。
【請求項２】
前記導電性パッドは、最表面を含む部分がＣｕを主成分とする金属よりなる請求項１記載の配線基板。
【請求項３】
前記配線基板には、厚さ方向に貫通するスルーホールが形成され、その内周面がＣｕメッキされるとともに、該スルーホールの端部外周縁に、前記導電性パッドが一体化されている請求項２記載の配線基板。
【請求項４】
前記腐食成分連結阻止部は、前記ソルダーレジスト層上に形成された突出部である請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記突出部は、絶縁性樹脂の印刷形成膜として形成されてなる請求項４記載の配線基板。
【請求項６】
前記腐食成分連結阻止部は、前記ソルダーレジスト層に設けられた溝部である請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項７】
前記腐食成分連結阻止部は、前記ソルダーレジスト層を含めて、前記配線基板を厚さ方向に貫通する孔部である請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項８】
前記前記腐食成分連結阻止部は、前記ソルダーレジスト層表面に露出させた撥水性樹脂層とされてなる請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の配線基板。

【図１】