(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製で板状の基材と、基材の一方の面に積層された絶縁層と、絶縁層に積層された導体層と、導体層の表面の一部に積層されるソルダーレジストを有し、
絶縁層を形成する樹脂組成物は、エポキシ−シリコーン共重合体と、５０〜７０容量％の球状アルミナを含有し、
ソルダーレジストは、ソルダーレスジト単体で形成した硬化物での２５℃における引張弾性率が２．４ＧＰａ以上２．５ＧＰａ以下であり、
且つ、このソルダーレジストを形成する樹脂組成物に、１．０〜１０重量％の無機イオン交換体が添加されている回路基板。
【請求項２】
無機イオン交換体が、ハイドロタルサイト、ビスマスのいずれか又は双方である、請求項１記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路基板に関するものであり、特に、チップ抵抗、チップコンデンサ、半導体チップ等電子部品を搭載するのに適した回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にプリント配線板にハンダ付けを行う際に、必要な箇所以外にハンダを付着させないために積層板表面をコーティングするソルダーレジストとしては熱硬化型、紫外線硬化型、現像型の樹脂組成物が知られている。例えば熱硬化型の樹脂組成物としては特許文献１に開示されているようなエポキシ樹脂組成物があり、紫外線硬化型の樹脂組成物としては特許文献２に開示されているようなアクリル系樹脂組成物がある。また、現像型の樹脂組成物としては特許文献３に開示されているような、エポキシ樹脂、感光性樹脂、光開始剤等からなる樹脂組成物がある。
【０００３】
特許文献１及び特許文献２に示されるソルダーレジストは、主にスクリーン印刷法で用いられるが、スクリーン印刷法は導体回路との位置ずれやレジストインクのにじみといった問題があり、高精度、高密度の観点から問題があった。
【０００４】
現在、一部の民生用プリント配線板並びにほとんどの産業用プリント配線板のソルダーレジストには、高精度、高密度の観点から、露光後、現像することにより画像形成し、熱及び光照射で仕上げ硬化する特許文献３のような液状現像型ソルダーレジストが使用されている。しかし、特許文献３に示されるノボラック型エポキシ化合物を必須成分としたソルダーレジストの場合、プリント配線板の使用環境の温度変化（冷熱サイクル）による熱応力によりソルダーレジストにクラックが生じる問題があった。
【０００５】
そこで、クラック耐性の向上のため、例えば特許文献４ではクラック発生の原因となる冷熱サイクル時の光重合開始剤の結晶成長を低減するため、光重合開始剤として１−［４−（４−ベンゾイルフェニルスルファニル）フェニル］−２−メチル−２−（４−メチルフェニルスルファニル）プロパン−１−オンを用いる方法や、特許文献５に示される引張弾性率が０．５〜３．０ＧＰａとなるようにその組成を構成する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平１−１９８３４号公報
【特許文献２】特開昭６０−１０３３４３号公報
【特許文献３】特開昭６１−２４３８６９号公報
【特許文献４】特開２００４−３００１７３号公報
【特許文献５】特開２００２−２９６７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ソルダーレジストのクラック耐性は大幅に改善しているものの、自動車電装分野で要求される高い耐湿信頼性を満足しておらず、絶縁層の樹脂組成によっては、高温高湿度下においてソルダーレジストと絶縁層の界面で剥離する問題があった。
【０００８】
従って本発明の目的は、冷熱サイクルに対するクラック耐性に優れ、且つ自動車電装分野で要求される高い耐湿信頼性を両立した回路基板を供給することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、金属製で板状の基材と、基材の一方の面に積層された絶縁層と、絶縁層に積層された導体層と、導体層の表面の一部に積層されるソルダーレジストを有し、
絶縁層を形成する樹脂組成物は、エポキシ−シリコーン共重合体と、５０〜７０容量％の球状アルミナを含有し、
ソルダーレジストは、ソルダーレスジト単体で形成した硬化物での２５℃における引張弾性率が２．４ＧＰａ以上２．５ＧＰａ以下であり、
且つ、このソルダーレジストを形成する樹脂組成物に、１．０〜１０重量％の無機イオン交換体が添加されている回路基板である。
【００１０】
無機イオン交換体が、ハイドロタルサイト、ビスマスのいずれか又は双方であることが好ましい。
【００１１】
絶縁層を形成する樹脂は、エポキシ変成シリコーン樹脂、エポキシ−シリコーン共重合体の一種類又は複数種類を含むものが好ましく、さらに好ましくは、絶縁層を形成する樹脂に、無機充填剤を配合するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、冷熱サイクルに対するクラック耐性に優れ、且つ自動車電装分野で要求される高い耐湿信頼性を両立した回路基板である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（ソルダーレジスト）
本発明で用いられるソルダーレジストは、具体的にはエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂の複合体であり、ソルダーレスジト単体で形成した硬化物での室温における引張弾性率が２．５ＧＰａ以下であり、且つ、このソルダーレジストを形成する樹脂組成物に無機イオン交換体が添加されているものである必要がある。
【００１４】
引張弾性率は、ソルダーレジストの硬化物の２５℃における測定結果であって、引張試験機（株式会社島津製作所製  ＡＧＳ−Ｇ）により引張速度５ｍ／分で求めたものである。
【００１５】
引張弾性率を上述の範囲に特定することによって、温度変化があってもクラックの発生が少ない。
【００１６】
ソルダーレジストの導体層への塗布はスクリーン印刷法，カーテンコート法などがあり、プレキュアー，露光，現像，ポストキュアーポストＵＶを行って回路基板を製造することができる。
【００１７】
（無機イオン交換体）
ソルダーレジストに配合される無機イオン交換体は、ハイドロタルサイト、ビスマスのいずれか又は双方を有し、無機イオン交換体の添加量がソルダーレジスト１００重量％に対し、１．０〜１０重量％であるのが好ましく、特にイオン交換容量の大きいハイドロタルサイトが好ましい。
【００１８】
ハイドロタルサイトは二価の金属イオンと三価の金属イオンからなる複素酸化物の総称である。二価の金属イオンとしては、鉄イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンがあり、三価の金属イオンとしては、鉄イオン、アルミニウムイオン、マンガンイオンがあり、イオン交換容量の大きいものが好ましく、その中でも、マグネシウム−アルミニウムのハイドロタルサイトが最も好ましい。
【００１９】
無機イオン交換体の含有量はソルダーレジスト１００重量％に対し１．０〜１０重量％であることが好ましく、特に好ましくは４〜８重量％である。無機イオン交換体の含有量が少ない場合、耐湿性の改善効果が十分に得られず、無機イオン交換体の含有量が多すぎるとソルダーレジストの粘度が高くなりプリント配線板への塗布が困難になるためである。
【００２０】
ソルダーレジストと無機イオン交換体の混合にあっては、ハイブリッドミキサー、万能混合機、プラネタリーミキサーを使用できる。無機イオン交換体がソルダーレジストに均一に分散し、無機イオン交換体の凝集物が発生しない限り混合方法は問わない。
【００２１】
（絶縁層）
絶縁層を形成する樹脂は、エポキシ変成シリコーン樹脂、エポキシ−シリコーン共重合体の一種類又は複数種類を含むものが好ましい。これら素材には、硬化を調整する材料として、硬化剤や硬化触媒を配合するこができる。
【００２２】
絶縁層を形成する樹脂には、無機充填剤を配合することが好ましい。無機充填剤としては、電気絶縁性に優れかつ熱伝導率の高いものが用いられ、例えばアルミナ、シリカ、窒化アルミ、窒化硼素の単独又は複数の組み合わせがあり、高い充填可能性及び高い熱伝導性の見地から、球状アルミナが良い。無機充填剤の充填率は、絶縁層を形成する樹脂全体のうちの４５〜８０容量％が好ましく、より好ましくは５０〜７０容量％である。充填率が低いと回路基板の熱伝導性が低下する傾向にあり、充填率が高いと絶縁剤の粘度が高くなり基材への塗布が困難になるため、好ましくない
【００２３】
絶縁層を形成する樹脂には、上述の硬化剤、無機充填剤以外にも、適宜、添加剤を配合することができる。
【００２４】
（基材）
基材は、従来公知のアルミニウム、銅、鉄及びこれらの合金を用いることができ好ましくは、アルミニウムである。
【００２５】
（導体層）
導体層の素材としては、銅、アルミニウム、鉄、錫、金、銀、モリブデン、ニッケル、チタニウムの単体又はこれら金属を二種類以上含む合金があり、汎用性の高い銅が好ましい。導体層の形状としては、板、シート、箔、これらの積層体がある。導体層の厚さに特に制限はなく、好ましくは１０〜３００μｍが良い。導体層の表面にニッケルメッキ、ニッケル−金メッキ等のメッキ処理をしても良い。
【００２６】
（製造方法）
本発明の回路基板の製造方法は、従来公知の回路基板の製造方法で良く、例えば、基材に絶縁層としての絶縁材を塗布した後に加熱半硬化させ、さらに絶縁層の表面に導体層としての金属箔をラミネート又は熱プレスする製造方法、絶縁剤をシート状にしたものを介して基材と導体層としての金属箔を貼り合わせる製造方法がある。
【実施例】
【００２７】
次に、実施例に基づいて、図を参照しつつ、本発明を更に詳細に説明する。
【００２８】
（実施例１）
実施例１の回路基板は、図１に示すように、金属製で板状の基材１と、基材１の一方の面に積層された絶縁層２と、絶縁層２に積層された導体層３と、導体層３の表面の一部に積層されるソルダーレジスト４を有する。ソルダーレジスト４は、プリント配線板にハンダ付けを行う際に必要な箇所以外にハンダを付着させないためにプリント配線板表面をコーティングするものである。導体層３の導体パターンおよびソルダーレジスト４の積層パターンは、適宜変更されるものである。
【００２９】
実施例１の回路基板について、具体的に説明する。
【００３０】
（絶縁剤の作製）
絶縁層２を形成する絶縁剤は次のように作製した。
エポキシ−シリコーン共重合体ＡＬＢＩＦＬＥＸ２９６（ｎａｎｏｒｅｓｉｎｓ社製、登録商品）３７．４容量％、水添エポキシ樹脂ＹＸ８０００（ジャパンエポキシレジン株式会社製、商品名）３．９容量％、ポリオキシプロピレンアミン、ジェファーミンＤ２３０（三井化学株式会社製、登録商標）３．５容量％、ポリオキシプロピレンアミン、ジェファーミンＤ２０００（三井化学株式会社製、登録商標）２．２容量％、無機充填材として
球状アルミナＤＡＷ−１０（電気化学工業株式会社製）３７．１容量％、球状アルミナ；ＡＳＦＰ−３０（電気化学工業株式会社製）１５．９容量％を自転公転式スーパーミキサー「あわとり練太郎」ＡＲ−２５０（株式会社シンキー製、登録商標）で５分間、攪拌混合し絶縁剤を作製した。
【００３１】
（導体層３の積層）
作製した絶縁剤を、基材１としての厚さ２．０ｍｍのアルミニウム板（１０５０：昭和電工株式会社製）に、スクリーン印刷法で１１０μｍとなるよう塗布して絶縁層２を形成する。絶縁層２の上に導体層３としての厚さ７０μｍの銅箔ＧＴＳ−ＭＰ（古河サーキットフォイル株式会社製、商品名）を貼り合わせた。
【００３２】
（導体層３に回路パターンを形成）
この導体層３をエッチングして回路パターンを形成した。
【００３３】
（ソルダーレジストの作製）
ソルダーレジストＤＳＲ−３３０ＦＯＸ−３０Ｐ（株式会社タムラ製作所製、登録商標）５９．４重量％、ソルダーレジスト用硬化剤ＣＡ−３３０−ＦＯＸ−３０Ｐ（株式会社タムラ製作所製、登録商標）３９．６重量％、ハイドロタルサイト系の無機イオン交換体  ＩＸＥ−７００（東亞合成株式会社製  登録商標）１．０重量％を自転公転式スーパーミキサーあわとり練太郎ＡＲ−２５０（株式会社シンキー製、登録商標）で５分間、攪拌混合しソルダーレジストを作製した。
【００３４】
（ソルダーレジストの特性確認）
実施例１で用いたソルダーレジストの「ソルダーレスジト単体で形成した硬化物での２５℃における、引張弾性率は２．４ＧＰａであった。
【００３５】
（ソルダーレジストの積層）
作製したソルダーレジストを、導体パターンを形成した導体層３に１５ミクロンの厚さとなるように塗布しソルダーレジスト４の層を形成した。このソルダーレジスト４に対し、積層後、８０℃で４５分間プレキュアーした後、半自動露光機ＴＮ−８００（小野測器株式会社製  商品名）を用いて露光量４２０ｍＪとなるよう露光した。この露光後、１５０℃で６０分ポストキュアーした。
以上の工程により、実施例１に係る回路基板が完成した。
【００３６】
（プレッシャークッカー評価）
この回路基板を３枚作成して試料とした。試料３枚を、プレッシャークッカー試験機（試験装置：楠本化成株式会社ＰＭ−２２０）で１２１℃×１００％ＲＨ／２ａｔｍの環境下で９６時間処理した後、５０倍の顕微鏡で断面観察し、ソルダーレジスト４と絶縁層３の界面での剥離有無を観察した。評価結果を示す表１にあるように、実施例１では、３枚中一枚もソルダーレジストと絶縁層界面での剥離が発生しなかった。
【００３７】
（冷熱サイクル評価）
このソルダーレジストを有する回路基板の試料３枚を冷熱サイクル試験（試験装置：楠本化成株式会社  ＬＴＳ−６０Ｓ）を３６００サイクル実施した。この試験は、−４０℃設定で７分間の環境下に置いた後、＋１２５℃設定で７分間の環境下に置く試験を１サイクルとして３６００回連続で繰り返したものである。この試験後の試料のソルダーレジストを目視にて観察しクラックの有無を観察した。評価結果を示す表１にあるように、実施例１の回路基板では試料３枚ともソルダーレジストにクラックは発生しなかった。
【００３８】
【表１】
0005417071.tif 000002
【００３９】
（実施例２）
実施例２の回路基板は、実施例１のソルダーレジスト４のみを変更したものである。実施例２のソルダーレジスト４は、ソルダーレジストＤＳＲ−３３０ＦＯＸ−３０Ｐ（株式会社タムラ製作所製、登録商標）５４．０重量％、ソルダーレジスト用硬化剤ＣＡ−３３０−ＦＯＸ−３０Ｐ（株式会社タムラ製作所製、登録商標）３６．０重量％、ハイドロタルサイト系の無機イオン交換体  ＩＸＥ−７００（東亞合成株式会社製  登録商標）１０．０重量を用いたほかは実施例１と同様に評価した。実施例２においてもプレッシャークッカー評価にて試料３枚ともソルダーレジストと絶縁層界面での剥離は発生せず、冷熱サイクル試験でも試料３枚ともソルダーレジストにクラックは発生しなかった。
【００４０】
（実施例３）
実施例３の回路基板は、実施例１のソルダーレジスト４のみを変更したものである。実施例３のソルダーレジスト４は、ソルダーレジストＤＳＲ−３３０ＦＯＸ−３０Ｐ（株式会社タムラ製作所製、登録商標）５４．０重量％、ソルダーレジスト用硬化剤ＣＡ−３３０−ＦＯＸ−３０Ｐ（株式会社タムラ製作所製、登録商標）３６．０重量％、ビスマス系の無機イオン交換体  ＩＸＥ−５００（東亞合成株式会社製  登録商標）１０．０重量を用いたほかは実施例１と同様に評価した。実施例３においてもプレッシャークッカー評価にて試料３枚ともソルダーレジストと絶縁層界面での剥離は発生せず、冷熱サイクル試験でも試料３枚ともソルダーレジストにクラックは発生しなかった。
【００４１】
（比較例１）
比較例１の回路基板は、実施例１のソルダーレジスト４のみを変更したものである。比較例１のソルダーレジスト４は、ソルダーレジストＰＳＲ−４０００  ＡＵＳ５（太陽インキ株式会社製、登録商標）６９．３重量％、ソルダーレジスト用硬化剤ＣＡ−４０  ＡＵＳ２（太陽インキ株式会社製、登録商標）２９．７重量％、ハイドロタルサイト系の無機イオン交換体  ＩＸＥ−７００（東亞合成株式会社製  登録商標）１．０重量％を用い、
ポストキュアー後に露光量１０００ｍJでポストＵＶを行ったほかは実施例１と同様に評価した。実施例１で用いたソルダーレジストのソルダーレスジト単体で形成した硬化物での２５℃における、引張弾性率は３．５ＧＰａであった。比較例１ではプレッシャークッカー評価にて試料３枚ともソルダーレジストと絶縁層界面での剥離は発生しなかったが、冷熱サイクル試験では試料３枚のうち１枚にソルダーレジストのクラックが発生した。
【００４２】
（比較例２）
比較例２の回路基板は、実施例１のソルダーレジスト４のみを変更したものである。比較例３のソルダーレジスト４は、ソルダーレジストＤＳＲ−３３０ＦＯＸ−３０Ｐ（株式会社タムラ製作所製、登録商標）６０．０重量％、ソルダーレジスト用硬化剤ＣＡ−３３０−ＦＯＸ−３０Ｐ（株式会社タムラ製作所製、登録商標）４０．０重量％のものである。無機イオン交換体は配合してない。比較例２では、ではプレッシャークッカー評価にて試料３枚ともソルダーレジストと絶縁層界面で剥離は発生した。冷熱サイクル試験では試料３枚ともソルダーレジストにクラックは発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る実施例・比較例で用いた回路基板を模式的に示した説明図
【符号の説明】
【００４４】
１  基材
２  絶縁層
３  導体層
４  ソルダーレジスト
【図１】
0005417071.tif 000003