(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に織られた繊維を樹脂内に組み込んで構成された扁平形状の絶縁体を有し、該絶縁体の両面に電極が配置された回路基板構造において、
前記絶縁体の双方の面上に配置された電極のうち、同一繊維上に存在すると共に配置面の異なる電極であって、電位差の存在する電極は、互いに相重ならず、且つ、該繊維の延在する方向における最短間隔が前記格子の一辺の長さを超えるように配置される、
ことを特徴とする回路基板構造。
【請求項２】
格子状に織られた繊維を樹脂内に組み込んで構成された扁平形状の絶縁体を有し、該絶縁体の両面に電極が配置された回路基板構造において、
前記絶縁体の双方の面上に配置された電極のうち、配置面の異なる電極であって、電位差の存在する電極は、互いに相重ならず、且つ、最短間隔が前記格子の一辺の長さを超えるように配置される、
ことを特徴とする回路基板構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、格子状に織られた繊維を樹脂内に組み込んで構成された扁平形状の絶縁体を有し、該絶縁体の両面に電極が配置された回路基板構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表面と裏面に電極を配し、ガラス繊維等を樹脂中に組み込んで強度を向上させた、プリプレグを絶縁体として用いた回路基板構造が知られている。このプリプレグには、ガラス繊維を格子状に織って布状にしたものを用いることが多く、各繊維には、織られたことによりプリプレグの表面と裏面に交互に接近する、うねりが生じる。これにより、ガラス繊維が表面に配置された電極に接近してから、うねりの半周期のみを経て、裏面に配置された極性の異なる電極に接近する（又はその逆）場合に、ガラス繊維を介した電極間の距離が近いものとなる。そして、ガラス繊維と樹脂の界面に水蒸気が入り込むことにより、ガラス繊維に沿って金属が電解現象により移動することが原因と考えられている減少であって、導電性の析出物（ＣＡＦ：Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ａｎｏｄｉｃ  Ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）が陽極から成長する、イオンマイグレーション（以下、単にマイグレーションという）が生じる場合がある。
【０００３】
なお、マイグレーションには、上述の繊維を介してＣＡＦが析出するものだけでなく、プリプレグの平面上で樹状の析出物（デンドライト）が生じるものもある。これらが成長して対向する電極に達すると、橋状の析出物（ブリッジ）となり、絶縁抵抗性の低下が生じることとなる。従って、これを抑制する必要がある。
【０００４】
マイグレーションを抑制することを意図した回路基板構造の例としては、電極として用いられる銅箔に処理足の短いものを使用し、プリプレグ中のガラス繊維として、通常使用されているものよりも扁平な構造で且つ１サイズ小さいものを使用することにより樹脂の含有割合を増加させたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、電極とプリプレグとの間にイオン化傾向の小さいニッケル層を形成すると共に電極としてイオン化傾向が低い合金を用いたものが知られている。
【特許文献１】特開平１０−５６２６４号公報
【特許文献２】特開平７−１７００４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の特許文献１に記載の回路基板構造においては、ガラス繊維の割合を減らしているため強度が低下すること、ガラス繊維のうねりについて考慮がなされていないため対面する電極間でガラス繊維を介したマイグレーション現象が生じるおそれが依然としてあること、等の問題がある。また、仮に、ガラス繊維として通常使用されているものを使用して樹脂層を厚くしたとすると、強度は維持できるものの、基板自体が厚くなってしまう。
【０００７】
また、上記従来の特許文献２に記載の回路基板においては、ニッケル層や合金のためにコストが上昇することや、基板自体が厚くなること等の問題がある。
【０００８】
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、マイグレーションによる絶縁抵抗性の低下を抑制すると共に強度を維持した薄型の回路基板を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、格子状に織られた繊維を樹脂内に組み込んで構成された扁平形状の絶縁体を有し、絶縁体の両面に電極が配置された回路基板構造において、前記絶縁体の双方の面上に配置された電極のうち、同一繊維上に存在すると共に配置面の異なる電極であって、電位差の存在する電極は、互いに相重ならず、且つ、繊維の延在する方向における最短間隔が格子の一辺の長さを超えるように配置される、ことを特徴とするものである。ここで、格子の一辺の長さは、繊維を織る工程で把握してもよいし、布状になったものについて計測を行なってもよい。また、「電位差の存在する電極」とは、陽極と陰極であってもよく、同一極性で電位の異なる電極であってもよい。
【００１０】
上記のように、格子状に織られた繊維を組み込んだ絶縁体を有する回路基板では、織られたことにより、各繊維には、表面と裏面に交互に接近するうねりが生じる。この本発明の第１の態様によれば、同一繊維上で配置面の異なる電極であって、電位差の存在する電極は、相重ならないのみならず、この繊維の方向における最短間隔が格子の一辺の長さ、すなわち、うねりの半周期に相当する長さを超えるように配置されるから、陽極からうねりの半周期分の繊維のみを経て陰極に至ることがない。従って、マイグレーションによる絶縁抵抗性の低下を抑制することができる。また、繊維や樹脂の構造に制約を設けないので、強度と薄さを維持することもできる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、格子状に織られた繊維を樹脂内に組み込んで構成された扁平形状の絶縁体を有し、絶縁体の両面に電極が配置された回路基板構造において、前記絶縁体の双方の面上に配置された電極のうち、配置面の異なる電極であって、電位差の存在する電極は、互いに相重ならず、且つ、最短間隔が格子の一辺の長さを超えるように配置されるものである。ここで、格子の一辺の長さは、繊維を織る工程で把握してもよいし、布状になったものについて計測を行なってもよい。また、「電位差の存在する電極」とは、陽極と陰極であってもよく、同一極性で電位の異なる電極であってもよい。
【００１２】
この本発明の第２の態様によれば、配置面の異なる電極であって、電位差の存在する電極は、相重ならないのみならず、最短間隔が格子の一辺の長さ、すなわち、うねりの半周期に相当する長さを超えるように配置されるから、樹脂の透明度等や製造プロセスによって絶縁体における繊維の方向が不明の場合でも、陽極からうねりの半周期分の繊維のみを経て陰極に至ることがないようにすることができる。従って、マイグレーションによる絶縁抵抗性の低下を抑制することができる。また、繊維や樹脂の構造に制約を設けないので、強度と薄さを維持することもできる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マイグレーションによる絶縁抵抗性の低下を抑制すると共に強度を維持した薄型の回路基板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の第１実施例に係る回路基板１０は、絶縁体としてのプリプレグ２０と、複数のアノード（陽極）３０及びカソード（陰極）４０と、を備える。プリプレグ２０は、例えば、ガラス繊維２１（複数のガラス繊維からなる束）を一定の織りパターンで格子状に織ったクロス２２を、エポキシ樹脂に含浸させ、熱硬化させたものである。この織りパターンは、製造工程において格子の一辺が所定の長さＬ（例えば、０コンマ数ｍｍ〜数ｍｍなど）となるように設定されている。また、回路基板１０はガラス繊維２１の方向に沿って方形に裁断されるため、及び／又は、出来上がった回路基板１０において繊維が視認できるため、回路基板１０における繊維の方向を認識することは容易であるものとした。従って、繊維の方向に基づいてアノード３０及びカソード４０を配置することができる。なお、プリプレグ２０は、例えば厚さ１〜２ｍｍの扁平形状をしている。
【００１６】
なお、アノード３０及びカソード４０は、例えば、例えば銅（Ｃｕ）により形成されており、銅箔を貼り付けたプリプレグ２０にマスクパターンを焼き付けた後に、エッチングにより不要な銅箔を溶かして必要な部分を残す、周知のプリント基板作成工程により、回路基板１０に配置されている。また、アノード３０及びカソード４０は、回路基板１０に集積される各種電子素子（チップ）に対して、電力供給や電気信号を取り出すための電極として機能するものである。但し、アノード３０及びカソード４０は、必ずしも対で機能するものである必要はなく、互いに異なる素子に対して設けられるものであってもよい。
【００１７】
ところで、ガラス繊維等のクロスを組みこんだ絶縁体を用いた、一般的な回路基板においては、ガラス繊維と樹脂の界面に水蒸気が入り込むことにより、ガラス繊維に沿って金属が電解現象により移動することが原因と考えられている、マイグレーションが生じ、これにより、絶縁抵抗性の低下を招く場合がある。
【００１８】
図1は、ガラス繊維のクロスを組み込んだ絶縁体を用いた、一般的な回路基板構造において、マイグレーションが発生する様子を模式的に示す図である。図示するように、ガラス繊維がアノードに接近する（Ａ）点付近から、ガラス繊維のうねりの半周期を経てカソードに接近する（Ｂ）点に向けて、導電性の析出物（ＣＡＦ）が成長している。これが（Ｂ）点を経てカソードに到達すると、上述した橋状の析出物（ブリッジ）となり、プリプレグの絶縁抵抗性が低下し、故障等を生じることとなる。
【００１９】
そこで、本発明の第１実施例に係る、回路基板１０は、原則として、図２に示すような、特徴的な回路基板構造を有している。図２は、回路基板１０の断面図である。回路基板１０では、同一のガラス繊維２１上にあって、回路基板１０の一方の面に配置されたアノード３０と、他方の面に配置されたカソード４０は、互いに相重ならず、且つ、このガラス繊維２１の延在する方向における最短間隔が、前述した所定の長さＬを超えるように配置される。なお、この規則性は、例えば、複数のガラス繊維２１上にあるアノード３０やカソード４０については、各繊維について成立する必要がある。また、ガラス繊維２１の有する幅（太さ）については考慮しないものとした。
【００２０】
こうすることにより、ガラス繊維２１がアノード３０に接近してからカソード４０に接近する（その逆も同じ）のに、最低でもガラス繊維２１における１周期半以上かかるため、プリプレグ２０にかかる電界が比較的弱いものになり、前述のＣＡＦが析出することを抑制することができると同時に、仮にＣＡＦが析出した場合でも、これが成長してブリッジとなることを抑制できる。
【００２１】
なお、前述したデンドライトの析出を防止するため、同一面に配置されたアノード３０とカソード４０に対しても、所定の間隔をもつように配置されているが、これについては、本発明の中核をなさないので説明を省略する。
【００２２】
図３は、本発明の回路基板１０における、アノード３０とカソード４０の配置例を模式的に示した図である。図中、破線部分は裏面に配置されていることを示す。図３に例示した回路基板１０において、同一のガラス繊維２１上にあって配置面の異なるアノード３０とカソードは、繊維方向における最短間隔（図中の矢印で示す）が、所定の長さＬを超えるように配置されている。
【００２３】
但し、回路基板１０の全てに亘って、前述の特徴的な回路基板構造をとる必要はなく、電子機器の配置上やむをえない部位については、配置面の異なるアノード３０とカソード４０の間隔を所定の長さＬ以内とし、他の適当な手段（部分的にエポキシ樹脂を厚くする等）によりＣＡＦの析出を防止することは、容認されるべきところである。
【００２４】
このように、本発明の第１実施例に係る回路基板１０では、同一のガラス繊維２１上にあって、配置面の異なるアノード３０とカソード４０は、互いに相重ならず、且つ、このガラス繊維２１の方向における最短間隔が所定の長さＬを超えるように配置される。これにより、ＣＡＦやブリッジの析出を抑制することができるため、絶縁抵抗性の低下を抑制することができる。また、ガラス繊維２１や樹脂の構造に制約を設けないので、強度と薄さを維持することができる。
【実施例２】
【００２５】
次に、本発明の第２実施例に係る回路基板１２について説明する。回路基板１２は、第１実施例の回路基板１０と構成において重複する部分を有するため、同一の符号を付してこれについての説明は省略する。
【００２６】
回路基板１２は、ガラス繊維２１が格子状に織られる工程において、格子の一辺の長さが所定の長さＬとなるようにすることは可能であるものの、回路基板１２がガラス繊維２１の方向に裁断されておらず、出来上がった回路基板１２においてガラス繊維２１がエポキシ樹脂に混入された補助成分により視認できないことにより、ガラス繊維２１の方向が不明である場合に適用されるべきものである。
【００２７】
この場合、第１実施例の回路基板１０の如く、配置面の異なるアノード３０とカソード４０を、ガラス繊維２１の方向において所定の長さＬを超える間隔をもって配置するだけでは不十分である。すなわち、ガラス繊維２１が基板の裁断された方形に対して斜めに延びている場合、この斜め方向における間隔が所定の長さを超える必要がある。しかしながら、この方向自体が不明であるため、回路基板１２では、配置面の異なるアノード３０とカソード４０が相重ならず、且つ、最短間隔が所定の長さＬを超えるように配置されている、特徴的な回路基板構造を有する。
【００２８】
図４は、回路基板１２におけるアノード３０とカソード４０の配置の一例を示す図である。図中の矢印は、配置面の異なるアノード３０とカソード４０の最短間隔を示すが、これらは、いずれも所定の長さＬを超えるように配置されている。
【００２９】
こうすることにより、回路基板１２の平面上のいずれの方向においても、配置面の異なるアノード３０とカソード４０の間隔が所定の長さＬを超えることとなり、ガラス繊維２１がアノード３０に接近してからカソード４０に接近する（その逆も同じ）のに、最低でもガラス繊維２１における１周期半以上かかるため、第１実施例の回路基板１０と同様に、
絶縁抵抗性の低下を抑制することができる。また、ガラス繊維２１や樹脂の構造に制約を設けないので、強度と薄さを維持することができる。
【００３０】
なお、回路基板１２の全てに亘って、前述の特徴的な回路基板構造をとる必要はなく、第１実施例の回路基板１０において説明した如くの設計変更が容認されるべきところも同様である。
【００３１】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３２】
例えば、配置面の異なるアノード３０とカソード４０だけでなく、同極性であっても、定常的に電位差が生じるような、配置面の異なる電極間に対して、上述の、第１又は第２実施例における特徴的な回路基板構造を適用してもよい。
【００３３】
また、ガラス繊維２１は、炭素繊維等に置換することができ、アノード３０及びカソード４０は、他の金属に置換することができる。エポキシ樹脂についても同様である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、少なくとも、格子状に織った繊維を組み込んだ絶縁体を使用する回路基板に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】ガラス繊維のクロスを組み込んだプリプレグを用いた、一般的な回路基板において、マイグレーションが発生する様子を模式的に示す図である。
【図２】本発明の第１実施例に係る回路基板１０の特徴的な構造を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る回路基板１０における、アノード３０とカソード４０の配置例を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る回路基板１２における、アノード３０とカソード４０の配置例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０、１２  回路基板
２０  プリプレグ
２１  ガラス繊維
２２  クロス
３０  アノード
４０  カソード
【図１】
0004661544.tif 000002
【図２】
0004661544.tif 000003
【図３】
0004661544.tif 000004
【図４】
0004661544.tif 000005