(57)【要約】【課題】耐電圧性に優れ、かつ絶縁層に対する密着性に優れたプリント配線板を得る。【解決手段】導電体よりなる配線３，４を有するプリント配線板であって、絶縁層２と、前記絶縁層２上に形成されており、かつ導電体よりなる配線と、前記配線３，４を覆うように設けられたソルダーレジスト層６，７とを備え、前記ソルダーレジスト層６，７の膜厚をＴμｍ、前記ソルダーレジスト層６、７を構成しているソルダーレジストの比誘電率がε、前記配線３，４の配線のプリント配線板面方向での配線間距離もしくは配線のプリント配線板面方向端部と、プリント配線板端部との間の距離のうち最も小さい距離をｄ（ｍｍ）としたときに、下記の式（１）を満たす、プリント配線板。（Ｔ＋１０）×ｄ２／（ε＋１０）≧８  ・・・式（１）【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体よりなる配線を有するプリント配線板であって、
絶縁層と、
前記絶縁層上に形成されており、かつ導電体よりなる配線と、
前記配線を覆うように設けられたソルダーレジスト層とを備え、
前記ソルダーレジスト層の膜厚をＴμｍ、前記ソルダーレジスト層を構成しているソルダーレジストの比誘電率がε、前記配線のプリント配線板面方向での配線間距離もしくは配線のプリント配線板面方向端部と、プリント配線板端部との間の距離のうち最も小さい距離をｄ（ｍｍ）としたときに、下記の式（１）を満たす、プリント配線板。
（Ｔ＋１０）×ｄ２／（ε＋１０）≧８  ・・・式（１）
【請求項２】
前記絶縁層の前記ソルダーレジスト層が形成されている側とは反対側の面に積層された金属板をさらに備える、請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記プリント配線板の端部の少なくとも一部において、前記金属板側面と前記絶縁層側面とにまたがるように設けられた絶縁性材料層とをさらに備える、請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記金属板の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有し、該金属板が前記絶縁層に接着されている、請求項３に記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記絶縁層の一方面及び他方面のそれぞれにおいて、前記配線及びソルダーレジスト層が形成されている、請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプリント配線板の製造方法であって、前記絶縁層の表面に導電体よりなる配線を形成する工程と、
前記配線を覆うようにソルダーレジスト層を形成する工程とを備える、プリント配線板の製造方法。
【請求項７】
前記ソルダーレジスト層の形成に際し、フィルム形態のソルダーレジストを貼り合わせる、請求項５に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項８】
前記フィルム上のソルダーレジスト層を前記配線が形成された前記絶縁層に貼り合わせるに際し、１０００Ｐａ以下の減圧下で、２０〜２００℃の温度及び０．０１〜１０ＭＰａの圧力を付加することにより貼り合わされる、請求項５に記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁層表面に導電体よりなる配線が形成されているプリント配線板に関し、特に、配線を覆うようにソルダーレジスト層が形成されているプリント配線板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器では、プリント配線板上に種々の電子部品が実装され、電子部品間がプリント配線板上に形成された配線により電気的に接続されている。プリント配線板では、配線が形成されている側と反対側の面に金属板が積層されていたり、あるいはアース電位に接続される金属膜が反対側の方の全面あるいは反対側の面の大部分に形成されていることがある。このようなプリント配線板の一例が下記の特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されているプリント配線板では、絶縁層の片面に金属板が形成されており、反対側の面に導電体よりなる配線が形成されている。そして、配線を覆うように絶縁層上にソルダーレジスト層が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−８６７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のようなプリント配線板では、他の電子機器構成用部材と同様に小型化が強く求められている。従って、プリント配線板の端部と配線との間のデッドスペースが小さいことが強く望まれている。また、配線間の距離も短くすることも強く望まれている。
【０００５】
しかしながら、プリント配線板の端部から端部に最も近い配線部分までの距離もしくは配線間の距離を短くすると、耐電圧が低下する。そのため、特許文献１に記載のように、ソルダーレジスト層が配線を覆うように形成されている。上記距離が６ｍｍ以上であれば、ソルダーレジスト層が設けられていなくとも、耐電圧を４ｋＶ程度と大きくすることができる。
【０００６】
しかしながら、より一層の小型化を図るために、上記距離は２ｍｍ以下とすることが求められている。ところが、上記距離を２ｍｍ以下とすると、ソルダーレジスト層を形成した場合であっても、耐電圧がかなり低くなるという問題があった。特に、絶縁層の裏面にアルミニウムや鉄などの金属板が積層されている構造では、金属板の導電性が高いため、耐電圧がより低くなるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、配線間もしくは配線とプリント配線板の端部までの距離を小さくした場合であっても、充分な耐電圧を実現することを可能とするプリント配線板及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、導電体よりなる配線を有するプリント配線板であって、絶縁層と、前記絶縁層上に形成されており、かつ導電体よりなる配線と、前記配線を覆うように設けられたソルダーレジスト層とを備え、前記ソルダーレジスト層の膜厚をＴμｍ、前記ソルダーレジスト層を構成しているソルダーレジストの比誘電率がε、前記配線のプリント配線板面方向での配線間距離もしくは配線のプリント配線板面方向端部と、プリント配線板の端部との間の距離のうち最も小さい距離をｄ（ｍｍ）としたときに、下記の式（１）を満たす、プリント配線板が提供される。
（Ｔ＋１０）×ｄ２／（ε＋１０）≧８  ・・・式（１）
【０００９】
本発明に係るプリント配線板のある特定の局面では、前記絶縁層の前記ソルダーレジスト層が形成されている側とは反対側の面に積層された金属板をさらに備える。
【００１０】
本発明に係るプリント配線板の他の特定の局面では、前記プリント配線板の端部の少なくとも一部において、前記金属板側面と前記絶縁層側面とにまたがるように設けられた絶縁性材料層とをさらに備える。この場合には、耐電圧をより一層高めることができる。
【００１１】
本発明に係るプリント配線板のさらに他の特定の局面では、前記金属板の熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有し、該金属板が前記絶縁層に接着されている。この場合には、放熱性を高めることかでき、かつ絶縁層の配線が形成されている側とは反対側の面に金属板が積層されていたとしても、本発明に従って耐電圧を高めることができる。
【００１２】
本発明に係るプリント配線板のさらに他の特定の局面では、前記絶縁層の一方面及び他方面のそれぞれにおいて、前記配線及びソルダーレジスト層が形成されている。この場合には、絶縁層の両面を利用して配線を形成することができるので、プリント配線板における配線の高密度化、及びプリント配線板の小型化を図ることができる。
【００１３】
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、本発明のプリント配線板を得るための方法であって、絶縁層の表面に導電体よりなる配線を形成する工程と、前記絶縁層上において導電体よりなる配線を覆うようにソルダーレジスト層を形成する工程とを備える。
【００１４】
上記ソルダーレジスト層の形成は、好ましくは、フィルム形態のソルダーレジストを絶縁層に貼り合わせることをより行われる。この場合には、ソルダーレジスト層を容易に形成することができる。
【００１５】
より好ましくは、フィルム形態のソルダーレジスト層を貼り合わせるに際し、１０００Ｐａ以下の真空下、２０〜２００℃の温度にて、０．０１〜１０ＭＰａの押圧力を加えることにより貼り合わせる。その場合には、耐電圧をより一層高めることができるとともに、フィルム形態のソルダーレジスト層を絶縁層に確実に密着させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るプリント配線板では、式（１）を満たすように、ソルダーレジスト層の膜厚Ｔ、ソルダーレジストの比誘電率ε及び上記距離ｄが設定されているため、耐電圧を効果的に高めることができる。従って、例えば距離ｄ（ｍｍ）を２ｍｍ以下とした場合であっても、上記膜厚Ｔ及び比誘電率εを選択することにより、小型であり、耐電圧性に優れたプリント配線板を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態のプリント配線板の正面断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態のプリント配線板の正面断面図である。
【図３】本発明のさらに他の実施形態のプリント配線板の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプリント配線板の断面図である。
【００２０】
プリント配線板１は、絶縁層２を有する。絶縁層２は、適宜の絶縁層材料からなる。このような絶縁性材料としては、合成樹脂や、絶縁性セラミックスまたはガラスなどの適宜の絶縁性材料を用いることができる。
【００２１】
絶縁層２の上面には、導電帯よりなる配線３が形成されている。本実施形態では、絶縁層２の下面にも導電耐よりなる配線４が形成されている。配線３と配線４とは、適宜、ビアホール電極５により電気的に接続されている。プリント配線板１では、絶縁層２の上面に形成された配線３と下面に形成された配線４とを有するため、プリント配線板１内の配線密度を高めることができる。従って、プリント配線板１の小型化を図ることができる。
【００２２】
上記配線３，４及びビアホール電極５は、適宜の導電体により形成することができる。このような導電体としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇなどの適宜の金属もしくは合金を用いることができる。
【００２３】
上記配線３，４を覆うように、絶縁層２の両面に、ソルダーレジスト層６，７が形成されている。ソルダーレジスト層６，７は、公知の適宜のソルダーレジスト材料により形成することができる。このようなソルダーレジスト材料としては、例えば、ＰＳＲ４０００シリーズ(太陽インキ製造社製)、ＤＳＲ−３３０シリーズ(タムラ化研社製)、ＵＳＲ−２Ｇ（タムラ化研社製）などを用いることができる。
【００２４】
本実施形態のプリント配線板１の特徴は、上記ソルダーレジスト層６，７の膜厚をＴ（μｍ）、比誘電率をε、プリント配線板１の面方向で隣り合う配線間の最短距離または端部１ａ，１ｂと、配線３，４の内、端部１ａもしくは１ｂに最も近い部分との間の距離ｄが、下記の式 （１）を満たすことにある。
（Ｔ＋１０）×ｄ２／（ε＋１０）≧８  ・・・式（１）
【００２５】
式（１）を満たすために、後述の実施例から明らかなように、本発明によれば、耐電圧を効果的に高めることができる。
【００２６】
式（１）は、本願発明者により、実験的に確かめられたものである。すなわち、後述の実施例１〜８を含む多数の実験により求められたものである式（１）の左辺が８未満であると、後述の比較例から明らかなように、耐電圧が低くなる。
【００２７】
好ましくは、上記式 （１）の左辺は、３８以上であり、それによって、耐電圧をより一層高めることができる。なお、式（１）の上限値については、特に限定されないが、現実的には、材料等の制約から１５０以下である。
【００２８】
プリント配線板１の製造に際しては、ビアホール電極５が形成された絶縁層２を用意した後に配線３，４を形成する。配線３，４の形成は、周知の薄膜形成法、例えば蒸着、スパッタリングまたはメッキ等により行い得る。
【００２９】
次に、上記配線３，４を形成した後に、ソルダーレジスト層６，７を形成する。ソルダーレジスト層６，７の形成は、ソルダーレジスト材料を塗布し、硬化させることにより行い得る。
【００３０】
あるいは、フィルム形態のソルダーレジスト層を、絶縁層２に貼り合わせる方法を用いてもよい。この場合、好ましくは、フィルム形態のソルダーレジスト層を、減圧下において、貼り合わせ、押圧する方法が用いられる。減圧の程度は、１０００Ｐａ以下であることが好ましい。１０００Ｐａ以下の減圧状態を用いることにより、貼り合わせをより確実に行うことができる。また、貼り合わせの温度は、２０〜２００℃の温度が好ましい。２０℃未満では、ソルダーレジスト層を絶縁層２に密着させることが困難となることがあり、２００℃を超えるとソルダーレジスト層や絶縁層が熱劣化し絶縁性が低下することがある。
【００３１】
上記貼り合わせに際しては、フィルム形態のソルダーレジスト層６，７を絶縁層２に押圧することが好ましく、この押圧力は、好ましくは０．０１〜１０ＭＰａである。０．０１ＭＰａ未満では、フィルム形態のソルダーレジスト層６，７を絶縁層２に強固に密着させることができず、１０ＭＰａを超えると、ソルダーレジスト層６，７が変形するおそれがある。
【００３２】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るプリント配線板を示す断面図である。プリント配線板１１では、絶縁層２の一方面に配線３及びソルダーレジスト層６が形成されている。上面側の構造は、第１の実施形態のプリント配線板１と同様である。異なるところは、絶縁層２の下面に金属板８が接着されていることにある。金属板８は、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、ステンレス、Ｎｉ、Ｃｒなどの適宜の金属により形成されている。好ましくは、金属板８は、熱伝動性に優れた金属、具体的には熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の金属からなることが好ましい。その場合には、金属板８側において、放熱性を高めることができる。
【００３３】
本実施形態においても、絶縁層２の表面に形成された配線３のプリント配線板１１の端部１１ａ，１１ｂに最も近い部分と端部１１ａ，１１ｂとの間の距離ｄと、ソルダーレジスト層６の厚みＴと、比誘電率εが前述した式（１）を満たしている。従って、耐電圧を高めることができる。
【００３４】
上記プリント配線板１１の製造に際しては、絶縁層２の上面側第１の実施形態のプリント配線板１の製造工程と同様にして行われる。好ましくは、配線３及びソルダーレジスト層６の形成に先立ち、金属板８に絶縁層２を付着する。この場合、絶縁層２が金属板８により裏打ちされているため、以後の製造工程を容易に行い得ることができる。
【００３５】
もっとも、配線３及びソルダーレジスト層６を形成した後に、金属板８を絶縁層２に接着してもよい。
【００３６】
図３は、本発明の第３の実施形態に係るプリント配線板を示す断面図である。第３の実施形態のプリント配線板２１は、絶縁性材料層２２が付与されていることを除いては、第２の実施形態と同様である。従って、第２の実施形態の説明を援用することとする。
【００３７】
絶縁性材料層２２は、金属板８の側面８ａと、絶縁層２の側面２ａとにまたがるように形成されている。絶縁性材料層２２は、プリント配線板２１の一方の端部２１ａだけでなく、他方の端部２１ｂ側にも形成されている。絶縁性材料層２２は、適宜の絶縁性材料、例えば合成樹脂などの有機材料、あるいはガラスや絶縁性セラミックスなどの無機材料により形成することができる。絶縁性材料層２２の付与は、液状の絶縁性材料層を付与し、硬化させる方法、あるいは絶縁性接着剤を用いて接着する方法などの適宜の方法を用いて行い得る。
【００３８】
上記絶縁性材料層２２が設けられているため、後述の実施例から明らかなように、耐電圧をより一層高めることができる。
【００３９】
次に、具体的な実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果を明らかにする。
【００４０】
（実施例１）
図１に示した第１の実施形態のプリント配線板１を作製した。両面にＣｕ箔を張り合わせた絶縁板２として、Ｒ-１７０５（パナソニック電工社製）からなる厚み０．８ｍｍのシートを、エッチングすることにより、配線３，４を形成した。この配線３，４の厚みは、３５μｍにした。その後、ビアホール電極５をドリルにて穴あけした後、銅メッキにより上下接続した。
【００４１】
なお、配線３，４のうち端部１ａ，１ｂに最も近い部分と端部１ａ，１ｂとの間の距離ｄは２ｍｍとした。
【００４２】
上記配線３，４を形成した後、ＵＳＲ−２Ｇ（タムラ化研社製）からなるソルダーレジストを塗布し、光硬化させ、ソルダーレジスト層６，７を形成した。このソルダーレジスト層６，７の厚みＴは４０μｍとした。また、ソルダーレジスト層の誘電率εは４．１である。
【００４３】
（実施例２）
厚さ１００μｍのＲ-１６６１（パナソニック電工社製）からなる絶縁層を厚さ１ｍｍのＡｌおよび厚み３５μｍのＣｕ箔を真空加熱加圧プレスを用いて接着した。しかる後、Ｃｕ箔をエッチングすることにより配線３を形成し、実施例１と同様にしてソルダーレジスト層６を形成した。すなわち、絶縁層２の上面側の構造は実施例１と同様とした。このようにして第２の実施形態のプリント配線板１１を得た。
【００４４】
（実施例３）
距離ｄが４ｍｍとなるように配線３を形成したことを除いては、実施例２と同様にして図２に示した第２の実施形態のプリント配線板１１を作製した。
【００４５】
（実施例４）
フィルム状のソルダーレジスト層を貼り合わせることにより、ソルダーレジスト層６を形成したことを除いては、実施例２と同様とした。用意したフィルム形態のソルダーレジスト層の厚みは貼り合わせ後で４０μｍとした。貼り合わせに際しては、圧力１００Ｐａの減圧下において、８０℃の温度で、１ＭＰａの成形圧力をソルダーレジスト層の外側からソルダーレジスト層に直交する方向に押圧力を加えることにより行った。
【００４６】
（実施例５）
フィルム形態のソルダーレジスト層を用い、実施例４と同様にして絶縁層２に貼り合わせた。ただし、貼り合わせ後のソルダーレジスト層６の厚みＴは２０μｍとした。また、貼り合わせに際しては、１００Ｐａの減圧下において２５０℃の温度で、１ＭＰａの押圧力を加えた。
【００４７】
（実施例６）
実施例５と同様にして、ただし、フィルム形態のソルダーレジスト層６を貼り合わせるに際し、１００Ｐａの減圧下において２０℃の温度で３０ＭＰａの押圧力を加えた。
【００４８】
（実施例７）
図３に示した第３の実施形態のプリント配線板２１を作製した。絶縁性材料層２２以外については、第２の実施形態と同様とした。絶縁性材料層２２として、デュラクロン＃１０００（大日本塗料社製）をプリント配線板の側面に付与し、熱硬化させた。この絶縁性材料層２２は、アルミニウムからなる金属板の側面から、絶縁層２の側面に至るように、かつプリント配線板１の側面の全周にわたり設けた。
【００４９】
（実施例８）
実施例２と同様にして、ただし、硬化後のソルダーレジスト層６の厚みＴを１２０μｍとした。その他の点は実施例２と同様とした。
【００５０】
（比較例１）
ソルダーレジスト層６，７を設けなかったことを除いては、実施例１と同様にしてプリント配線板を得た。
【００５１】
（比較例２）
ソルダーレジスト層６，７を設けなかったことを除いては、実施例２と同様にしてプリント配線板を得た。
【００５２】
（比較例３）
ソルダーレジスト層の硬化後の厚みを１２μｍとしたことを除いては、実施例２と同様にしてプリント配線板を得た。
【００５３】
（参考例１）
実施例４と同様にして、ただしフィルム形態のソルダーレジスト層の貼り合わせに際しての圧力を１００００Ｐａの減圧状態とした。その結果、フィルム形態のソルダーレジスト層６を絶縁層２にラミネートすることはできなかった。
【００５４】
（参考例２）
実施例２と同様にして、ただしフィルム形態のソルダーレジスト層の貼り合わせに際し、１００Ｐａの減圧下で、１０℃の温度で１ＭＰａの押圧力を与えた。参考例１と同様に、フィルム形態のソルダーレジスト層６を絶縁層２に密着させることはできなかった。
【００５５】
（参考例３）
実施例２と同様にして、ただし、フィルム形態のソルダーレジスト層の貼り合わせに際し、１００Ｐａの減圧下において８０℃の温度で、０．００５ＭＰａの押圧力を加えた。フィルム形態のソルダーレジスト層６を絶縁層２に強固に密着させることはできなかった。
【００５６】
（評価）
上記のようにして得られた実施例１〜８、比較例１〜３及び参考例１〜３の各プリント配線板の構成及び結果を下記の表１に示す。
【００５７】
評価は、（１）耐電圧（ｋＶ（ＡＣ））とソルダーレジスト層のラミネート状態すなわち密着状態とを評価することにより行った。
【００５８】
耐電圧の測定は、ＡＳＴＭ  Ｄ１４９に準拠し、空気中にて行った。耐電圧が３ｋＶ未満の場合不良とし、表１において×印を付し、３ｋＶ以上、４ｋＶ未満の場合良好として○印を付し、４ｋＶ以上の場合非常に良好であるとして◎印を表１に付した。
【００５９】
【表１】
2011071409.tif 000003
【００６０】
表１から明らかなように、比較例１〜３では、耐電圧が３ｋＶ未満で充分ではなかった。これに対して、実施例１〜８では、耐電圧は３．１ｋＶ以上と良好であり、特に実施例１〜４，実施例７及び実施例８では、４．２ｋＶ以上と非常に良好であった。
【００６１】
また、参考例１〜３では、フィルム形態のソルダーレジスト層を減圧下で貼り合わせた際の条件が適切でないため、フィルム形態のソルダーレジスト層を絶縁層にラミネートすることができなかった。これに対して、フィルム形態のソルダーレジスト層を用いた実施例４，５，６では、減圧の程度が、貼り付け温度及び成形に際しての圧力が適切な範囲であるため、フィルム形態のソルダーレジスト層を絶縁層に充分に密着させることができた。もっとも、実施例５，６では、フィルム形態のソルダーレジスト層において「フロー」すなわち、ソルダーレジスト層の銅箔上の膜厚が薄くなる現象が見られた。
【００６２】
また、実施例８は、良好な耐電圧性を示したが、ソルダーレジスト層においてクラックが認められた。これは、式（１）の左辺は３７以上であり、耐電圧性は良好であるものの、ソルダーレジスト層の膜厚が非常に厚いため、硬化に際しクラックが生じたものと思われる。
【符号の説明】
【００６３】
１…プリント配線板
１ａ，１ｂ…端部
２…絶縁層
２ａ…側面
３，４…配線  
５…ビアホール電極
６，７…ソルダーレジスト層
８…金属板
８ａ…側面
１１…プリント配線板
１１ａ，１１ｂ…端部
２１…プリント配線板
２１ａ，２１ｂ…端部
２２…絶縁性材料層
【図１】
2011071409.tif 000004
【図２】
2011071409.tif 000005
【図３】
2011071409.tif 000006