(57)【要約】【課題】放熱性を高めることで、電子部品の温度上昇を抑制するソルダーレジストインキ組成物を提供することを目的とする。【解決手段】この目的を達成する為本発明は、遠赤外線領域の輻射率の高いカーボンブラックをソルダーレジストインキ組成物に含有させることで、ソルダーレジストのこの波長領域の放射性を高めることができ、熱を効率的に外へ排出できることになる。その結果、配線基板表面の放熱性を向上させ、電子部品の温度上昇を抑制することが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンブラックを含む無機充填材と結合剤とを含有することを特徴とするソルダーレジストインキ組成物。
【請求項２】
カーボンブラックが絶縁処理されていることを特徴とする請求項１記載のソルダーレジストインキ組成物。
【請求項３】
無機充填材は−６０〜３００℃における体積抵抗値が１０5Ωｍ以上であることを特徴とする請求項１記載のソルダーレジストインキ組成物。
【請求項４】
無機充填材は粒径が２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のソルダーレジストインキ組成物。
【請求項５】
カーボンブラックの含有量が１〜３０ｖｏｌ％であることを特徴とする請求項１記載のソルダーレジストインキ組成物。
【請求項６】
無機充填材中のカーボンブラックの含有量が５ｖｏｌ％以上であることを特徴とする請求項１記載のソルダーレジストインキ組成物。
【請求項７】
絶縁基材と少なくとも一層以上の配線パターンと少なくとも最外層の一部を被覆するソルダーレジストを備えた配線基板において、上記ソルダーレジストがカーボンブラックを含む無機充填材と結合剤を含有したソルダーレジストインキ組成物を硬化したものであることを特徴とする配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソルダーレジストインキ組成物に関するものであり、また、これを用いた片面、両面、多層の各種配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソルダーレジストは、配線基板に電子部品をはんだ付けする工程において、はんだが不必要な部分に付着するのを防止する絶縁膜として機能するとともに、配線パターンの酸化等を防止する保護膜としても機能するものである。ソルダーレジストはソルダーレジストインキ組成物を塗布もしくはシート状のソルダーレジストを貼り合わせて形成される。このソルダーレジストインキ組成物は結合剤と充填材を主成分とするものであり、結合剤は主に紫外線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂である。一方、充填材としては、硫酸バリウム、シリカ、タルク、アルミナ、炭酸カルシウム、クレー、アエロジル等が用いられ、被膜の硬度上昇、熱膨張係数の調整等のために用いられている。この配線基板には半導体などの電子部品が実装され回路が形成される。
【０００３】
近年、これらの電子部品は、高性能化に伴い消費電力が増え、発熱量が増大する傾向にある。また、部品の小型化や高密度実装化のため発熱密度が向上している。この発熱が素子の誤動作や破壊につながることもあり、コンピュータのＣＰＵ等ファンやヒートシンク等の熱対策を行っている部品も多い。配線基板または、ソルダーレジストの熱伝導率を向上させる（特許文献１）ことで熱を拡散する取組もなされている。
【特許文献１】特開平６−１６７８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、発熱する電子部品を冷やすためには、熱の拡散と放熱の両方の取組を行う必要がある。現在、配線基板及びソルダーレジストに見られる取組は、熱伝導率を向上させて熱を拡散させるだけで、厚み方向に伝わる熱を効率的に逃がす取組がなされていない。
【０００５】
そこで本発明は、配線基板表面の放熱性を向上させ、電子部品の温度上昇を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため本発明のソルダーレジストインキ組成物は、カーボンブラックを少なくとも１種含む無機充填材と結合剤を含有することを特徴とするものとした。
【発明の効果】
【０００７】
これにより本発明は、ソルダーレジストの輻射率（放射性）を高めることができ、配線基板に形成した場合、放熱性を向上させ、電子部品の温度上昇を抑制することが出来る。
【０００８】
その理由は、遠赤外線領域における輻射率の高いカーボンブラックをソルダーレジストに含有させたためである。これにより本発明は、配線基板表面において、熱を遠赤外線として配線基板外部へと放射することができる。
【０００９】
そしてその結果、配線基板表面の放熱性を向上させ、電子部品の温度上昇を抑制することが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
本発明のソルダーレジストインキ組成物はカーボンブラックを含む無機充填材と結合剤を含有している。
【００１１】
カーボンブラックは、炭素の微粒子という意味で用いている。炭素は広い周波数範囲で輻射率が高く、電子部品の発熱温度である５０〜２００℃程度の物質から輻射される波長は９〜６μｍ程度の領域の遠赤外線においても輻射率は高い。従って、カーボンブラックをソルダーレジストインキ組成物に含有させることで、この波長領域の放射性を高めることができ、熱を効率的に外へ排出できることになる。
【００１２】
なお、本発明においては、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の各成分の他に硫酸バリウムやシリカ、アルミナ等の単独成分または混合成分からなる無機充填材を添加することができる。
【００１３】
また、カーボンブラックは粒径が３〜５００ｎｍ程度と粒径が細かく、結合材との混練性を考えると、粒径は大きく（７０ｎｍ以上）、比表面積が小さい（１２０ｍ2／ｇ以下）ことが好ましい。また、造粒により粒径が大きくなっていてもよい。
【００１４】
また、表面処理等によりカーボンブラックに絶縁性の付与もしくは抵抗値を上昇させることで、ソルダーレジストとしての絶縁性が確保しやすくなる。  
【００１５】
また、カーボンブラックの含有量はソルダーレジストインキ組成物に対して１〜３０Ｖｏｌ％であることが好ましい。カーボンブラックは粒径が小さいため混練しにくいが輻射率が高い。そのためカーボンブラックが３０ｖｏｌ％より多いとソルダーレジストの粘度が高くなりすぎてしまい混練しにくくなってしまう。逆に１ｖｏｌ％より少ないとカーボンブラックによる輻射率向上の効果が発揮されにくい。
【００１６】
なお、粘性のより低い樹脂を用いる場合、あるいは溶剤等の添加物などにより粘度を下げることが出来る場合は、カーボンブラックを３０ｖｏｌ％より多く含有させてもよい。
【００１７】
また、無機充填材中のカーボンブラックの含有量が５Ｖｏｌ％以上であることが好ましい。カーボンブラックが５ｖｏｌ％より少ないと十分な放熱効果が発揮されない。
【００１８】
これらの無機充填材は所望の輻射率や粘度、感光性が得られるよう、適宜調整することができる。
【００１９】
（実施の形態２）
以下本実施の形態における配線基板１０について図面を用いて説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態における配線基板１０は、絶縁基材１１と、この絶縁基材１１両主面に形成された導体パターン１２と、この導体パターン１２および絶縁基材１１の表面を覆うソルダーレジスト１３とを備えた両面の配線基板である。
【００２１】
絶縁基材１１としては、シリカやアルミナなどの無機フィラを含有したエポキシ樹脂等の樹脂をガラスクロスやガラス不織布等の構造物に含浸させたプリプレグ（ガラスエポキシ基材）を硬化したものを用いることができる。
【００２２】
また無機フィラやガラスクロスは補強材としての機能を有するが、熱伝導性や、絶縁性、難燃性、熱膨張制御といった機能を付加できる窒化アルミ、窒化硼素、窒化珪素、水酸化アルミ等、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、珪酸ジルコニウム等からなるフィラ形状のものや、アルミナクロス、炭素繊維やアラミドクロス、アラミド不織布といった構造体を用いることもできる。ガラスクロス等を用いずに無機フィラと樹脂の組み合わせでもよい。また、無機フィラの量は５Ｖｏｌ％〜７０Ｖｏｌ％程度含有させることができる。
【００２３】
さらに上記補強材以外にも、分散剤、着色剤、カップリング剤又は離型剤を含んでいてもよい。
【００２４】
樹脂としては、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等、熱硬化性樹脂や、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂等が挙げられる。
【００２５】
なお、本実施の形態では、絶縁基材１１としてガラスエポキシを用いたが、その他種々の樹脂単体、あるいは樹脂と補強材の混合物、またはセラミック等を用いることもできる。
【００２６】
エポキシ樹脂やフェノール樹脂、イソシアネート樹脂を用いる場合は、絶縁基材１１の耐熱性を挙げることができる。
【００２７】
導体パターンとしては、銅箔等を用いることができ、この銅箔は絶縁基材１１上に接着されている。銅箔を用いると、エッチング等により微細な回路パターンを容易に形成できる。特に銅箔はコストも安く、電気伝導性も高いため好ましい。
【００２８】
なお、絶縁基材１１及び導体パターンは多層に形成されていてもよく、層間をスルーホールやメッキ、導体ペースト等で接続されたビルドアップ基板等の多層基板を用いてもよい。
【００２９】
ソルダーレジストは、カーボンブラックを少なくとも１種含む無機充填材と結合剤を含有したものを硬化したものである。
【００３０】
配線基板にはんだ１５等で実装した電子部品１４から発生した熱は、空気を介した対流や、放射（輻射）、配線基板への熱伝導等により拡散される。この中で、熱伝導による熱の伝搬が最も効率が高い。したがって、電子部品の熱は、比較的すみやかに直接接触している導体パターンに伝わることになる。
【００３１】
しかし従来、この導体パターンの熱放射性は低く、一方で、絶縁基材１１の熱伝導性も一般に低いため、配線基板の表面は徐々に温度が上昇し、結果として電子部品を効率よく放熱することができず、高温になってしまうという問題があった。そして高温になった電子部品は、誤作動を起こしたり、半導体素子などの場合は破損したりするおそれもあった。
【００３２】
それに対し本実施の形態では、配線基板表面に遠赤外線領域の輻射率（放射率０．６以上）が高いソルダーレジストを形成している。したがって、一般に５０〜２００℃程度まで昇温する電子部品、配線基板表面において、その熱を遠赤外線として配線基板外部へと放射することができる。そしてその結果、配線基板表面の放熱性を向上させ、電子部品の温度上昇を抑制することが出来るのである。特に配線基板の構成においては厚み方向と面内方向のアスペクト比が大きいため、厚み方向へ伝わる熱はすぐに電子部品搭載面と反対側に伝わる。この熱を効果的に放熱することで電子部品の温度低減が実現できる。
【００３３】
（実施例１）
無機充填材としてカーボンブラックと、結合材としてエポキシ樹脂（東都化成社製ＹＤ−１７１）と硬化剤（味の素ファインテクノ社製  アミキュアＭＹ−Ｈ）を用意した。
【００３４】
カーボンブラック（電気化学工業社製）を１０ｖｏｌ％の割合で結合材と混合し、自転公転ミキサー（シンキー社製  ＡＲ−２５０）を用いて攪拌・脱泡した。比較・測定用試料としてエポキシ樹脂のみの試料もあわせて作製している。
【００３５】
この混合物を、□５０ｍｍ厚さ１．０ｍｍの両面基板（銅箔厚さ１８μｍ）上に塗布し加熱（１８０℃×１ｈ）することで硬化した。硬化後の厚みは約２５μｍであり、基板の片面には□５ｍｍの開口部を設けている。
【００３６】
硬化した混合物のＦＴ−ＩＲ測定を行った。
【００３７】
ＦＴＩＲ測定：Thermo Fisher Scientific社製Ｎｉｃｏｌｅｔ  ６７００
１回反射ＡＴＲ法（ダイヤモンドヘッド使用）
実施例１と同様にカーボンブラックを５ｖｏｌ％混合し硬化した混合物のＦＴ−ＩＲ測定を行った。カーボンブラック含有レジストと未添加レジストの輻射率を図２に示す。
【００３８】
わずかなカーボンブラックの添加で輻射率が向上しており、実施例１と同様に半導体温度低減効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、配線基板表面の熱を、光エネルギーとして放出させることができるソルダーレジストインキ組成物及び配線基板であり、熱により誤作動または破損する電子部品を実装する基板として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態における配線基板の断面図
【図２】ソルダーレジストインキ組成物の波長に対する輻射率を示す図
【符号の説明】
【００４１】
１０  配線基板
１１  絶縁基材
１２  導体パターン
１３  ソルダーレジスト
１４  電子部品
１５  はんだ
【図１】
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【図２】
2010059222.tif 000004