(57)【要約】【課題】プリント基板において、ヒートショックによる保護層の破損を防止する。【解決手段】プリント基板１は、構造体、第１保護層１２および第２保護層１３を備える。構造体は導体層５および薄膜抵抗層３から構成される。構造体は、絶縁層２上に形成され、その表面に凸部１０を有する。第１保護層１２は構造体を覆う。第２保護層１３は構造体の凸部１０のエッジ７Ａ上の、第１保護層１２の一部領域を覆う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層上に形成され、その表面に凸部を有する構造体と、
前記構造体を覆う第１保護層と、
前記構造体の凸部エッジ上の、前記第１保護層の一部領域を覆う第２保護層と、
を備える、プリント基板。
【請求項２】
前記第１保護層の熱膨張係数は、前記第２保護層の熱膨張係数とほぼ同じ大きさである、請求項１に記載のプリント基板。
【請求項３】
前記第１保護層は、前記第２保護層と同じ材料で形成される、請求項１または２に記載のプリント基板。
【請求項４】
前記構造体は、前記絶縁層上に抵抗層、導電層の順またはその逆の順で形成された積層構造体である、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のプリント基板。
【請求項５】
前記第２保護層は、前記第１保護層の端部を覆う、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のプリント基板。
【請求項６】
前記第１保護層および前記第２保護層の少なくとも一方は、感光性樹脂により形成される、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のプリント基板。
【請求項７】
絶縁層上に、表面に凸部を有する構造体を形成する工程と、
前記構造体を覆う第１保護層を形成する工程と、
前記構造体の凸部エッジ上の、前記第１保護層の一部領域を覆う第２保護層を形成する工程と、
を備える、プリント基板の製造方法。
【請求項８】
前記第１保護層を形成する工程は、前記第２保護層の熱膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を有する材料で第１保護層を形成する工程を含む、請求項７に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項９】
前記第１保護層を形成する工程は、前記第２保護層と同じ材料で第１保護層を形成する工程を含む、請求項７または８に記載のプリント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板およびプリント基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の小型化、高機能化が要求されるに伴い、基板内に電気抵抗素子やキャパシタが形成されたプリント基板が開発されている。
【０００３】
例えば、ペースト状の抵抗材が塗布されることにより電気抵抗素子が形成されるプリント基板（特許文献１および２参照）や、抵抗材料がスパッタされることにより抵抗基材層が形成されるプリント基板が知られている（特許文献４参照）。
【０００４】
電気抵抗素子に加えてキャパシタが形成されたプリント基板には、例えば、容量可変薄膜コンデンサ素子を備えるプリント基板が知られている（特許文献３参照）。
【０００５】
このようなプリント基板の電気抵抗素子やキャパシタは、薄膜（例えば、１ミクロン以下の厚さ）で形成されるため、物理的または化学的な外部要因によって、その抵抗値が変動したり、電気抵抗素子が断線したりすることがある。このため、プリント基板の電気抵抗素子やキャパシタを保護層で覆い、抵抗値の変動や電気抵抗素子の断線を防止することが行われている（例えば、特許文献１および３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２８３６５９号公報
【特許文献２】特開２００６−２２２１１０号公報
【特許文献３】特開２００４−３２７８６８号公報
【特許文献４】特開２０１０−１６５７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、保護層の層厚が厚いと、電気抵抗素子の抵抗値が保護層の抵抗値により変動することがある。このため、保護層の層厚は可能な限り薄い層にする必要がある。
【０００８】
一方、保護層の層厚が薄いと、プリント基板に部品を組み込むときに加わるヒートショック（例えば、半田付けでの加熱）によって保護層が破損することがある。すなわち、通常、電気抵抗素子、保護層および基板等の構成要素は、熱膨張係数が同じでないため、ヒートショックが加えられると、それらの界面に引っ張り応力が加えられる。この引っ張り応力によって、保護層の層厚が薄い部分からクラックが発生し電気抵抗素子の抵抗値が変動したり、保護層下の電気抵抗素子やキャパシタの電極層まで断線してしまったりすることがある。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、プリント基板において、ヒートショックによる保護層の破損を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係るプリント基板は、構造体、第１保護層および第２保護層を備える。構造体は絶縁層上に形成され、その表面に凸部を有する。第１保護層は構造体を覆う。第２保護層は構造体の凸部のエッジ上の、第１保護層の一部領域を覆う。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、プリント基板において、ヒートショックによる保護層の破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るプリント基板の構成を示す平面図および断面図である。
【図２】実施の形態１に係るプリント基板の製造工程を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るプリント基板の構成を示す平面図および断面図である。
【図４】実施の形態２に係るプリント基板の製造工程を示す断面図である。
【図５】実施の形態１に係る第２保護層の変形例の構成を示す平面図および断面図である。
【図６】実施の形態２に係る第２保護層の変形例の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中、同一または同等の部分には同一の符号を付す。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るプリント基板の構成を示す平面図および断面図である。（Ａ）は、第２保護層側から見た平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＡ−Ａ線の断面図である。
【００１５】
図１に示すように、プリント基板１は、絶縁層２と、薄膜抵抗層３と、導体層５と、第１保護層１２と、第２保護層１３とを備えている。絶縁層２が基板を、薄膜抵抗層３が電極を、導体層５が電気抵抗素子を、それぞれ構成し、これらを第１および第２保護層１２，１３が保護している。
【００１６】
絶縁層２は、導体層５等の他の層を電気的に絶縁する層であり（絶縁基板、基板等とも称される）、絶縁性の材料で形成されたフィルムで構成されている。その材料は、例えば、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、セラミック（例えばアルミナ）等である。絶縁層２の一方の面には、薄膜抵抗層３が形成される。
【００１７】
薄膜抵抗層３は、導体層５で構成される電極に接続されて電気抵抗素子として機能する層であり、電極を形成する材料よりも抵抗値の高い金属等の材料で形成される。その材料は、例えば、ニッケル・クロム、窒化タンタル等である。薄膜抵抗層３は、電気抵抗素子として機能するため、ある程度大きな抵抗値を示す必要がある。このため、薄膜抵抗層３は、例えば、１ミクロン以下の厚さの、薄膜に形成される。
【００１８】
薄膜抵抗層３上の一部領域に導体層５が形成される。これにより、薄膜抵抗層３の電気抵抗素子に導体層５の電極が接続される。
【００１９】
導体層５は、電極や配線として機能する層であり、銅、アルミニウム等の金属箔で形成される。導体層５はある程度の厚さを確保して抵抗値を小さくする必要があるため、その厚みは薄膜抵抗層３よりも厚い。例えば、導体層５は、０．１〜１０ミクロンの厚さに形成される。
【００２０】
導体層５は、所定の形状（例えば断面矩形状）に形成され、薄膜抵抗層３とともに絶縁層２上で凹凸形状を有する構造体を構成する。この構造体は、絶縁層２の平坦面に対して薄膜抵抗層３および導体層５の厚さだけ出っ張った凸部１０を備え、導体層５の電極エッジ７Ａで、薄膜抵抗層３の平坦面に対して段差を有している。この構造体が破損されないようにするため、導体層５および薄膜抵抗層３上に第１保護層１２が形成される。
【００２１】
第１保護層１２は、薄膜抵抗層３および導体層５を物理的または化学的な要因（例えば、湿度）から保護する層であり、樹脂材料で形成される。その材料は、好ましくは弾性率が１０００〜２０００［ＭＰａ］程度と低い材料（換言すると伸び特性がよい材料）であり、より好ましくは、ソルダレジストに使用されるエポキシ樹脂等の、耐湿性が高い材料である。弾性率が低い材料であれば、ヒートショック時の熱収縮に耐えることが可能であり、耐湿性が高い材料であれば、吸湿によって体積が増加して薄膜抵抗層３の抵抗値に影響を及ぼすこともほとんどない。
【００２２】
第１保護層１２は、導体層５が電極端子として外部に接続される部分を除いて、薄膜抵抗層３および導体層５から構成される構造体表面全体を覆うように形成される。第１保護層１２は、凸部１０の凸面側表面のみならず凸部１０側方側表面も覆うように形成される。この場合、第１保護層１２の厚さは均一である必要はなく、例えば、第１保護層１２は、凸部１０の電極エッジ７Ａで薄く、凸部１０の凸面側や薄膜抵抗層３上の平坦な面で厚く形成される。第１保護層１２の厚さが薄い部分を保護するため、凸部１０の電極エッジ７Ａ上の、第１保護層１２の上に第２保護層１３が形成される。
【００２３】
第２保護層１３は、第１保護層１２を補強する層であり、第１保護層１２と同様に樹脂材料で形成される。その材料は、好ましくは、エポキシ樹脂等の、耐湿性が高い材料であり、より好ましくは第１保護層１２とほぼ同じ熱膨張係数を示す材料である。
【００２４】
第１保護層１２とほぼ同じ熱膨張係数を示す材料とは、熱膨張係数の差が、プリント基板が使用されると想定される温度と耐用年数（ヒートサイクル）の範囲で、少なくとも第１および第２保護層に損傷を与えない程度である材料である。第２保護層１３と第１保護層１２が同じ材料である場合、この熱膨張係数の条件を満たすので、第２保護層１３には、第１保護層１２と同じ材料が使用可能である。
【００２５】
第２保護層１３には、弾性率が低い材料も使用可能である。弾性率が低い材料には耐湿性が低い材料が多いので一般的には第１保護層１２には使用できないが、第２保護層１３は第１保護層１２を補強する層であるので、耐湿性が高い材料で第１保護層１２が形成される限り、第２保護層１３に弾性率が低い材料を使用可能である。また、第２保護層１３が吸湿によって膨潤し、その体積が変化しても、第２保護層１３は、第１保護層１２の一部領域を覆うだけであるので、薄膜抵抗層３の抵抗値にほとんど影響を与えない。このため、第２保護層１３の材料には、弾性率が低い材料が使用可能である。
【００２６】
第２保護層１３は、凸部１０の電極エッジ７Ａ上の、第１保護層１２の領域Ｘ１を覆うように配置される。具体的には、第２保護層１３は凸部１０の電極エッジ７Ａ上を中心に、その両側の領域、すなわち凸部１０の凸面側から凸部１０の側方側までの領域の、第１保護層１２を覆うように配置される。以下、プリント基板１の製造方法を説明する。
【００２７】
図２は、実施の形態１に係るプリント基板の製造工程を示す断面図である。図２（Ａ）に示すように、絶縁層２上に薄膜抵抗層３および導体層５を形成する。例えば、絶縁層２の一方の面に、薄膜抵抗層３が形成された銅箔（以下、薄膜抵抗層３付き銅箔という）を、薄膜抵抗層３側が絶縁層２に面するように貼り付ける。薄膜抵抗層３付き銅箔は、銅箔の一方の面の全面に抵抗層が形成された銅箔である。
【００２８】
次に、図２（Ｂ）に示すように、絶縁層２上の薄膜抵抗層３および導体層５をフォトリソグラフィによって、選択的にエッチングし、所定のパターンの薄膜抵抗層３および導体層５から構成される構造体を形成する。例えば、絶縁層２上の薄膜抵抗層３付き銅箔にレジスト層を形成し、所定のパターンを露光、エッチングすることにより、電極のパターンの導体層５および抵抗素子のパターンの薄膜抵抗層３を形成する。薄膜抵抗層３は、このパターンニングにより、導体層５の電極と同じ幅（図１（Ａ）に示す幅Ｙ１）の線状パターンに形成される。
【００２９】
次に、図２（Ｃ）に示すように、薄膜抵抗層３および導体層５上に第１保護層１２を形成する。例えば、薄膜抵抗層３および導体層５で構成される構造体全体を覆うようなパターンに形成された版を用いて、ソルダレジスト等の樹脂材料をスクリーン印刷法により印刷する。そして、プレキュア（例えば、８０℃で３０分）およびポストキュア（例えば、１５０℃で６０分）により樹脂材料を硬化させ、第１保護層１２を形成する。
【００３０】
次に、図２（Ｄ）に示すように、第１保護層１２上の一部領域（図２に示す領域Ｘ１）に第２保護層１３を形成する。具体的には、導体層５の凸部１０の電極エッジ７Ａ上の、第１保護層１２の一部領域を覆うように、第２保護層１３を形成する。例えば、第１保護層１２と同様に、第２保護層１３をスクリーン印刷法により印刷する。スクリーン印刷した後、プレキュアおよびポストキュアを行う。
【００３１】
以上により、プリント基板１が完成する。
【００３２】
上記の製造方法において、第１保護層１２は、ソルダレジスト等の樹脂材料が印刷されて形成されるので、導体層５の凸部１０の電極エッジ７Ａ上で第１保護層１２の厚さが薄く形成される。プリント基板１の各層の熱膨張率が異なるので、実装工程の半田付けで加熱、冷却されると、各層の伸縮、膨張の大きさが異なって、層の間に応力が生じる。その結果、第１保護層１２の厚さが薄い部分に引っ張り応力が集中して、第１保護層１２が破損する可能性がある。
【００３３】
これに対し、本実施の形態では、凸部１０の電極エッジ７Ａ上の第１保護層１２の一部領域（図２に示す領域Ｘ１）が第２保護層１３により補強されている。このため、凸部１０の電極エッジ７Ａ上の第１保護層１２の引っ張り応力が緩和され、第１保護層１２の破損（例えば、クラックの発生や断線）を防止することが可能である。第２保護層１３は、第１保護層１２の一部領域のみを補強するので、薄膜抵抗層３等の抵抗値にほとんど影響を与えることもなく、薄膜抵抗層３等の抵抗値を所定の値に維持することが可能である。
【００３４】
（実施の形態２）
実施の形態２に係るプリント基板１は、絶縁層２上に、導体層５、薄膜抵抗層３の順で積層されたプリント基板１である。図３は、本発明の実施の形態２に係るプリント基板の構成を示す平面図および断面図である。（Ａ）は、第２保護層側から見た平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＢ−Ｂ線の断面図である。
【００３５】
図３に示すように、実施の形態２に係るプリント基板１は、絶縁層２と、薄膜抵抗層３と、導体層５と、第１保護層１２と、第２保護層１３とを備えている。絶縁層２、第１保護層１２および第２保護層１３は、実施の形態１と同様であるので、導体層５および薄膜抵抗層３について説明する。
【００３６】
導体層５は、実施の形態１と同様に、銅、アルミニウム等の金属箔で構成される層であるが、実施の形態２では、実施の形態１と異なる位置に配置されている。すなわち、導体層５は、絶縁層２の一方の面に直接、すなわち、薄膜抵抗層３を介さずに配置されている。
【００３７】
薄膜抵抗層３は、実施の形態１と同様に、金属等の導体から構成される抵抗層であるが、薄膜抵抗層３は、実施の形態１と異なり、薄膜抵抗層３の端部が導体層５上に形成され、導体層５を覆うようにして、導体層５の電極間を接続している。
【００３８】
このように、導体層５および薄膜抵抗層３は、導体層５、薄膜抵抗層３の順で積層されている。このため、第１保護層１２は、薄膜抵抗層３全体を直接覆って、薄膜抵抗層３を保護している。実施の形態２に係るプリント基板１は、以下のように製造される。
【００３９】
図４は、実施の形態２に係るプリント基板の製造工程を示す断面図である。図４（Ａ）に示すように、絶縁層２上に導体層５を形成する。例えば、絶縁層２の一方の面に金属箔（銅箔等）を貼り付ける。
【００４０】
次に、図４（Ｂ）に示すように、絶縁層２上の導体層５をフォトリソグラフィによって、選択的にエッチングし、導体層５で構成される電極を形成する。例えば、金属箔にレジスト層を形成し、所定のパターンを露光、エッチングすることにより、電極のパターンの導体層５を形成する。
【００４１】
次に、図４（Ｃ）に示すように、導体層５および絶縁層２上に、薄膜抵抗層３で構成される電気抵抗素子を形成する。例えば、スパッタリング法を用いて、電極のパターンの導体層５が形成された絶縁層２上に、導体層５の材料よりも抵抗値が高い材料（例えば、ニッケル、クロム）で構成された薄膜を形成する。そして、形成された薄膜をフォトリソグラフィによって、選択的にエッチングして、所定の形状の電気抵抗素子を形成する。フォトリソグラフィのほか、スクリーン印刷法を用いて電気抵抗素子を形成することも可能である。
【００４２】
次に、図４（Ｄ）に示すように、薄膜抵抗層３および導体層５上に第１保護層１２を形成する。例えば、最上層の薄膜抵抗層３全体を覆うようなパターンの版を用いて、スクリーン印刷法によりソルダレジスト等の樹脂材料を印刷する。プレキュアおよびポストキュアは、実施の形態１の図２（Ｃ）と同様である。
【００４３】
次に、図４（Ｅ）に示すように、第１保護層１２上の一部領域（図４に示す領域Ｘ２）に第２保護層１３を形成する。例えば、薄膜抵抗層３で覆われた導体層５の凸部１０の電極エッジ７Ｂ上の、第１保護層１２の一部領域を覆うように、第２保護層１３を形成する。その材料、形成方法は実施の形態１の図２（Ｄ）と同様である。
【００４４】
実施の形態２に係るプリント基板１は、薄膜抵抗層３で覆われた導体層５の電極エッジ７Ｂ上で、第１保護層１２が薄く形成されているが、第１保護層１２はこの部分を覆う第２保護層１３により補強されている。このため、実施の形態２においても、この部分の第１保護層１２の引っ張り応力が緩和され、第１保護層１２の破損を防止することが可能である。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態等に限定されるものではない。例えば、実施の形態で説明した、第２保護層１３が、電極エッジ７Ａ、７Ｂ上の第１保護層１２の一部領域を覆うように形成された形態に限定されるものではない。
【００４６】
第２保護層１３は、例えば、図５に示すように、第１保護層１２の端部まで覆う形態であってもよい。
【００４７】
図５は、実施の形態１に係る第２保護層の変形例の構成を示す平面図および断面図である。（Ａ）は、第２保護層側から見た平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるＣ−Ｃ線の断面図である。図５に示すように、第２保護層１３は、導体層５の電極エッジ７Ｃ上の一部領域を覆うように、電極エッジ７Ｃの下方の電極側方から第１保護層１２の端部までの領域（図５に示す領域Ｘ３）を覆うように形成されている。
【００４８】
第２保護層１３は、第１保護層１２の端部まで覆っているので、第２保護層１３を形成するときに高い位置精度は求められない。このため、製造上有利である。例えば、スクリーン印刷で精度の低い版を使用することが可能である。
【００４９】
また、第１保護層１２の端部は、導体層５の電極上にあるため、薄膜抵抗層３の抵抗値にほとんど影響を与えない。同様に、第１保護層１２の端部を第２保護層１３が覆うように配置されても、薄膜抵抗層３の抵抗値に影響はほとんどない。したがって、薄膜抵抗層３の抵抗値を所定の値に維持するとともに、第１保護層１２の破損を防止することが可能である。これは実施の形態２の場合でも同様である。
【００５０】
図６は、実施の形態２に係る第２保護層の変形例の構成を示す断面図である。図６に示すように、絶縁層２上に導体層５、薄膜抵抗層３の順で積層されたプリント基板１に対しても、第２保護層１３を、導体層５の電極上にある薄膜抵抗層３の電極エッジ７Ｄ上の一部領域を覆うように、電極エッジ７Ｄの下方の電極側方から第１保護層１２の端部までの領域（図６に示す領域Ｘ４）を覆うように形成する形態が適用可能である。
【００５１】
なお、以上の形態では、第１保護層１２と第２保護層１３が同じ材料で形成される例を説明したが、これらは異なる材料で形成されてもよい。
【００５２】
実施の形態では、薄膜抵抗層３で電気抵抗素子を形成した、電気抵抗素子を備えるプリント基板について説明したが、本発明は、例えば、薄膜で形成されたキャパシタを備えるプリント基板にも適用可能である。その場合、キャパシタは、絶縁層上に、導体層、誘電体層、導体層の順で積層され、その表面に凸部を有する積層構造体であり、第２保護層は、その凸部エッジ上の、第１保護層の一部領域を覆うように構成される。
【符号の説明】
【００５３】
１  プリント基板、２  絶縁層、３  薄膜抵抗層、５  導体層、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ  電極エッジ、１０  凸部、１２  第１保護層、１３  第２保護層。
【図１】
2014135403.tif 000003
【図２】
2014135403.tif 000004
【図３】
2014135403.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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