(57)【要約】【課題】吸湿状態を容易に識別することができるプリント配線板の提供。【解決手段】プリント配線板に搭載される部品情報を有するシンボルマークを表面に備えたプリント配線板であって、前記シンボルマークに、吸湿により色調が変化する吸湿識別材料が配合されている吸湿識別機能付プリント配線板。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板に搭載される部品情報を有するシンボルマークを表面に備えたプリント配線板であって、前記シンボルマークに、吸湿により色調が変化する吸湿識別材料が配合されていることを特徴とする吸湿識別機能付プリント配線板。
【請求項２】
前記シンボルマークが、数字、記号及び図形のいずれか１つ又は２以上の組合せで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸湿識別機能付プリント配線板。
【請求項３】
前記シンボルマークが、部品実装パッドの周辺に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の吸湿識別機能付プリント配線板。
【請求項４】
前記シンボルマークが、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びアクリル樹脂のいずれか１種類からなるベース樹脂に吸湿識別材料を配合せしめて構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の吸湿識別機能付プリント配線板。
【請求項５】
前記吸湿識別材料が、塩化コバルト（II）六水和物又は塩化コバルト（II）無水物であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に吸湿識別機能付プリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸湿の有無を目視により確認できる吸湿識別機能付のシンボルマークを有するプリント配線板に関し、特に、プリント配線板の表面に前記シンボルマークを設けることで、吸湿による部品実装不具合などを未然に抑制することのできる吸湿識別機能付プリント配線板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリント配線板の小型化や高密度化及びプリント配線板に搭載される各種部品類の小型化を背景して、プリント配線板に搭載される部品実装の難易度が高くなり、また、実装後の導通不良などの不具合が生じることが多くなっている。
【０００３】
前記実装における不具合に関しては複数の原因が挙げられる。その原因の１つには、プリント配線板が吸湿することにより実装不具合を生じることがあり、より具体的には、吸湿によるはんだ材料のぬれ性や密着性の低下、ブローホールによる空隙の発生などが不具合として挙げられる。
【０００４】
例えば、図４に示される部品４４がプリント配線板に搭載されている状態においては、プリント配線板の絶縁部４１及び実装パッド４２の上に、はんだ４３を介して部品４４が実装される。この際に、長時間プリント配線板を放置することなどをした場合には、絶縁部４１やソルダーレジスト４５の絶縁性材料部分が吸湿し、はんだ界面４８部などにおいて、リフローなどの部品実装工程などの熱処理工程で、絶縁部４１やソルダーレジスト４５に吸湿された水分が蒸発して、実装パッド４２の表面が酸化するために、はんだ材料のぬれ性や密着性の低下もしくは剥離やクラックなどの不具合を生じることが問題とされた。
【０００５】
従来、プリント配線板が吸湿しているか、否かについての判別は吸湿状態が目視により確認することが困難であるため、重量測定により判断することが主な手段であった。その際の吸湿不良の判断方法としては、プリント配線板の重量変化を確認し、例えば、プリント配線板の単位重量あたり０．２ｗｔ％の重量増加を閾値として設定し、当該閾値を吸湿の判断基準としていた。
【０００６】
しかしながら、上記の判断方法では次のような問題を生じていた。すなわち、検査種によっては、個々のプリント配線板の全数を測定することがあり、測定においては人的作業を必要とするため、作業効率及び時間で労力を必要とするものであった。また、１機種のプリント配線板は多工程の製造作業からなることが多く、上記の重量測定を１機種のプリント配線板につき複数回行なうことが必要であった。さらに、吸湿していないプリント配線板においても、吸湿の確認のために上記の重量測定を行なう必要があった。
【０００７】
このような背景において、図５に示されるような吸湿を識別できる配線保護構造および配線保護膜の形成方法に関する技術が既に報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
前記配線保護構造および配線保護膜の形成方法は、配線の露出部分を水分等から保護するための保護膜の形成に際し、保護膜に吸湿による識別機能を持たせることにより、塗布された保護膜の乾燥状態を目視により容易に判断するものである。
【０００９】
より具体的には、図５に示されるように、当該保護膜５５は、シリコーン樹脂等からなるベース材料に、塩化コバルト等の水分と反応して色変化を起こす湿度指示薬を含有させた保護膜材料を、液晶表示パネルの一方の基板５１の突出部５２上に設けられた所定の配線の露出部分に塗布することにより形成されている。また、突出部５２にはフレキシブル配線基板５３が接続され、半導体素子５４などが設けられる。
【００１０】
この場合、塗布した状態では、保護膜５５が水分を含んでいることにより、塩化コバルトが赤色を示す。この後、時間の経過により、保護膜材料が乾燥し、この乾燥度合いにより、塩化コバルトが青色を示すと、保護膜材料が十分に乾燥した状態となる。そこで、塗布された保護膜材料中の塩化コバルトの色変化を目視により確認し、その色が青色となったら、保護膜材料が十分に乾燥した状態になったと判断するものである。
【００１１】
しかしながら、上記の技術においては、保護膜に吸湿識別機能を持たせた構成となっているため、フレキシブル配線基板の吸湿保護においては有用であるが、前記吸湿による部品実装の不具合を解決できるものではない。しかも、保護膜を形成する必要があるため、自ずとそれを形成するための製造工程が一つ増える結果、製造工程管理により労力を必要とするものであった。
【特許文献１】特開２００３−２１８５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような背景に基づき本発明が解決しようとする課題は、プリント配線板の吸湿状態を容易に識別できることができ、それにより吸湿による部品実装不具合などを抑制することのできるプリント配線板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
発明者は上記課題を解決するために種々検討を重ねた。その結果、プリント配線板の表面に設けられるシンボルマークに、吸湿により色調を変化させる吸湿識別材料を配合して、当該シンボルマークを部品実装パッドの周辺に設ければ、極めて良い結果が得られることを見出して発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、プリント配線板に搭載される部品情報を有するシンボルマークを表面に備えたプリント配線板であって、前記シンボルマークに、吸湿により色調が変化する吸湿識別材料が配合されていることを特徴とする吸湿識別機能付プリント配線板により前記課題を解決したものである。
【００１５】
また、本発明は、当該シンボルマークが、数字、記号及び図形のいずれか１つ又は２以上の組合せで構成されていることを特徴とする上記吸湿識別機能付プリント配線板により前記課題を解決したしたものである。
【００１６】
また、本発明は、当該シンボルマークが、部品実装パッドの周辺に設けられていることを特徴とする上記吸湿識別機能付プリント配線板により前記課題を解決したものである。
【００１７】
また、本発明は、前記シンボルマークが、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂及びアクリル樹脂のいずれか１種類からなるベース樹脂に吸湿識別材料を配合せしめて構成されていることを特徴とする上記吸湿識別機能付プリント配線板により前記課題を解決したものである。
【００１８】
また、本発明は、当該吸湿識別材料が、塩化コバルト（II）六水和物又は塩化コバルト（II）無水物であることを特徴とする上記吸湿識別機能付プリント配線板により前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の吸湿識別機能付プリント配線板は、プリント配線板の吸湿状態を目視により確認することができるシンボルマークが設けられているため、特に吸湿による部品実装不具合などを未然に抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
【００２１】
図１は本発明の吸湿識別機能付プリント配線板の代表的な実施の形態を示す概略平面説明図である。
【００２２】
図１において、Ｐ１は、例えば、携帯電話の用途に使用するプリント配線板で、その表面にシンボルマーク１ａ，１ｂが施されている。
【００２３】
シンボルマークとは、プリント配線板上に搭載する部品の位置、大きさ、方向などを示すマークであり、部品を実装するための実装パッド２の周辺などに設けられる。また、シンボルマークは大別して、部品の番号や型格の略号からなる記号を示すシンボルマーク１ａと長方形状のマーク及び丸形の図形や矢印からなる形状を示すシンボルマーク１ｂがあり、それらを組み合わせて部品に関する情報として使用する。
【００２４】
シンボルマークは、プリント配線板上には多数の部品類が実装により搭載されるため、それらの部品を正しい位置に設計通りに搭載する際に重要となる。このようなシンボルマークは、プリント配線板上へ実装する部品に関して多くの情報を有しているため、プリント配線板と部品との間における情報として有用である。
【００２５】
しかしながら、従来のシンボルマークは部品に関する情報のみを示すものであった。
【００２６】
一方、背景技術にも記載した通り、プリント配線板の吸湿は部品の実装不具合を生じるため、部品を実装する前のプリント配線板の吸湿状態は情報として重要であり、吸湿している状態が部品実装前に確認できるならば、乾燥処理をするなどして実装不具合を抑制することができる。
【００２７】
本発明は、シンボルマークに吸湿を識別できる機能を付与し、当該シンボルマークを吸湿識別用のマークとして使用可能ならしめたものである。
【００２８】
次に、シンボルマーク１の構成材料について以下順に説明する。
【００２９】
シンボルマーク１ａ，１ｂは、スクリーン印刷を始めとする印刷方法により塗布形成されるため、その塗布前の形態としてはペースト状態のインキであるのが好ましい。
【００３０】
シンボルマーク１ａ，１ｂの主成分は、樹脂及び吸湿識別材料により構成され、その他ペースト状態のインキとするために粘度調整剤などが適宜配合される。
【００３１】
シンボルマーク１ａ，１ｂに使用する樹脂としては、樹脂の収縮が少ないという利点よりエポキシ樹脂、硬化時間が短いという利点よりアクリル樹脂やポリエステル樹脂が好適に使用される。また、吸湿状態を識別により判断することを目的とするため、樹脂自身の色は無色もしくは白色とするのが有利である。
【００３２】
斯かる樹脂としては、例えば丸本ストルアス株式会社製のポリエステル樹脂（エポフィックスシリーズ）が好適なものとして挙げられる。当該樹脂は、特性として、穏やかな温度条件で硬化する透明な樹脂であり、着色塗料を添加した際に混合しやすいという利点を有するため特に有利に使用される。
【００３３】
また、樹脂には粘度調整や硬化物特性を目的として、溶剤が含まれても良い。例えば、上記ポリエステル樹脂（エポフィックスシリーズ）にはメチルエチルケトンパーオキサイド、ジメチルフタレート、過酸化水素、メチルエチルケトンなどの溶剤を含有させて使用する。
【００３４】
シンボルマーク１ａ，１ｂに使用する吸湿識別材料としては、塩化コバルト系の材料が好適に使用される。当該吸湿識別材料は、吸湿時に赤色を示し、除湿（吸湿していない状態）に青色を示すため、明確な吸湿識別材料として使用でき、識別を確認する際には目視により容易に行なえる。
【００３５】
斯かる塩化コバルト系の材料としては、例えば昭和化学株式会社製の塩化コバルト（II）六水和物や塩化コバルト（II）無水物が好適なものとして挙げられる。具体的な配合量の一例としては、前記ポリエステル樹脂（主剤１０質量部、硬化剤０．２質量部）に対して、塩化コバルト（II）六水和物もしくは塩化コバルト（II）無水物を１．０質量部〜３．０質量部を加える。
【００３６】
上記に示される樹脂及び吸湿識別材料に、溶剤や粘度調整剤を含有させて、混合してペースト状態のインキを作成する。次いで、前記材料をスクリーン印刷などによりプリント配線板上に塗布し、シンボルマーク１ａ，１ｂを形成し、吸湿を識別できるシンボルマークとして使用する。
【００３７】
図２は本発明吸湿識別機能付プリント配線板の製造方法を示すフローチャート図である。
【００３８】
まず、積層加工工程Ｆ１では、絶縁層と導体層を順に積み重ね、図１に示されるプリント配線板Ｐ１の主骨格を形成する。プリント配線板Ｐ１の主骨格は片面及び両面構造の他に多層構造プリント配線板であっても良い。この工程ではプリント配線板の表層部までを形成する。特に最近の多層プリント配線板の中でもビルドアップ基板に使用される基材は、主に絶縁樹脂フィラーなどの充填物が充填されたものが使用され絶縁樹脂の比率が多く、吸湿しやすいため、本発明が好適に使用される。
【００３９】
次に、回路形成工程Ｆ２では、表層部分の導体層を回路形成し、回路配線や部品の実装パッド２などを形成する。ここでの回路形成方法としては、サブトラクティブ工法の露光、現像、エッチング、ドライフィルム剥離の工程順により行なう方法やアディティブ工法などによる回路形成方法を使用することができる。本工程はプリント配線板の表層部の回路配線を形成することが主目的であり、その他の回路形成方法によって回路配線や部品の実装パッド２などを形成しても良い。
【００４０】
次に、ソルダーレジスト工程Ｆ３では、前記回路形成後の回路配線上にソルダーレジストを被覆させる。ソルダーレジスト形成の方法としては、クリーン印刷塗布方法やカーテンコート塗布方法によりソルダーレジストを塗布することができる。本工程にはプリント配線板の表層の回路配線上にソルダーレジストを形成することが主目的であり、その他のソルダーレジスト形成方法によってもソルダーレジストを形成することができる。
【００４１】
次に、シンボルマーク印刷工程Ｆ４では、プリント配線板の表面に、図１に示されるようなシンボルマーク１ａ及び１ｂを設ける。このシンボルマーク印刷工程Ｆは、吸湿識別マーク印刷工程Ｆ５と部品情報マーク印刷工程Ｆ６に分けられる。表１に当該吸湿識別マークと部品情報マークの特徴を示すと共に、以下順に特徴の説明を行なう。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
吸湿識別マークは、表１内の機能として示される（ｉ）吸湿識別として、乾燥時に青色を示して吸湿時に赤色を示す。それをプリント配線板の表面に設けることで、目視によりプリント配線板の吸湿の有無を識別することのできる機能を有する。したがって、本発明の吸湿識別機能付プリント配線板は、吸湿を識別できるシンボルマークをプリント配線板の表面に設けることで、吸湿の有無を識別することができる。
【００４４】
更に、吸湿識別マークは、吸湿識別機能に加えて、表１内の機能として示される（ii）部品情報を有する。これはシンボルマークの形状を、図１に示されるシンボルマーク１ａのように、部品の番号や型格の略号からなる記号とすることにより、あるいはシンボルマーク１ｂのように、長方形状のマーク及び丸形の図形や矢印からなる形状とすることにより、前記形状と前記記号とを組み合わせることにより、部品に関する情報を併せ持つシンボルマークとなる。
【００４５】
すなわち、吸湿識別マークを表面に設けた本発明の吸湿識別機能付プリント配線板は、シンボルマーク１ａ，１ｂの色の判断により吸湿状態を識別できる機能に加えて、シンボルマーク１ａ，１ｂの形状と記号とにより、部品に関する情報を併せ持つ。
【００４６】
これに対し、従来のシンボルマークの特徴を挙げると、色に関しては常時白色であり、シンボルマークの形状と記号とを組み合わせることにより、部品に関する情報をのみを示すものであり、前記吸湿状態を識別できる機能を有してはいない。
【００４７】
一方、本発明に使用されるシンボルマーク１ａ，１ｂは、前記（ｉ）吸湿識別と（ii）部品情報を機能として有するが、部品情報に関しては従来のシンボルマークが白色であり、その白色により好適に部品情報を認知する設備ないし部品実装の環境などがある。
【００４８】
そのような場合を鑑みて、シンボルマーク印刷工程Ｆ４では部品情報マーク印刷工程Ｆ６を併せ持つ。
【００４９】
これにより、前記部品情報に関して白色が好適な場合には、先に吸湿識別マークの印刷を行ない、次いで部品情報マークの印刷を行なうことが良い。
【００５０】
この吸湿識別マーク印刷工程Ｆ５と部品情報マーク印刷工程Ｆ６は、共にスクリーン印刷などによりプリント配線板の表層に塗布することができるため設備においては共通し、マークするインキ材料を変更することにより実施できるため大きな労力を必要とするものではない。
【００５１】
このような態様で実施された本発明のプリント配線板においては、表面部分において吸湿識別マークと部品情報マークとを併せ持つ形態となる。
【００５２】
次に、吸湿識別マーク印刷工程Ｆ５と部品情報マーク印刷工程Ｆ６からなるシンボルマーク印刷工程Ｆ４についてより具体的に説明する。
【００５３】
前記吸湿識別マーク印刷工程Ｆ５と部品情報マーク印刷工程Ｆ６は共にスクリーン印刷などによる塗布手段にてプリント配線板の表面にシンボルマークとして塗布することができる。
【００５４】
スクリーン印刷方法を使用した塗布方法の１例としては、塗布の際の印刷版はテトロン材質で線形１００μｍ、紗厚１７０μｍ、乳剤厚み２０μｍの仕様もしくはステンレス材質で線形１００μｍ、紗厚２０５μｍ、乳剤厚み２０μｍの仕様が好適に使用される。また、塗布の際の印刷条件は、オフコンタクト値を２０ｍｍとして、スキージ速度４〜６ｍ／ｍｉｎ、基板と印刷版とのギャップ値を１．５ｍｍとすることが好適である。
【００５５】
印刷終了後は、加熱によりマークの材質であるインキを硬化させ、プリント配線板の表層にシンボルマーク１ａ，１ｂを接着固定する。ここで、加熱の条件としては、２５℃で１０分間加熱した後に、５０℃で１５〜３０分間の加熱ように緩やかな条件で加熱を行なうことが良い。この加熱条件によりシンボルマーク１ａ，１ｂが接着固定されると共に、プリント配線板が吸湿した水分が乾燥して除去され、同時にシンボルマーク１ａ，１ｂは乾燥状態を示す青色となる。
【００５６】
前記シンボルマーク１ａ，１ｂは、部品実装パッド２の周辺に設けることが良い。これは部品実装パッド２の周辺に設けることで、部品実装パッド２の周辺の吸湿状態を容易に識別できることができ、それにより吸湿による部品実装不具合などを抑制することのできるためである。
【００５７】
また、何らかの原因でプリント配線板が吸湿し、シンボルマーク１ａ，１ｂが赤色を示した場合、望ましくは５０℃の温度で２時間乾燥させ、もしくは８０℃の温度で３０分間乾燥させ、乾燥後にはシンボルマーク１ａ，１ｂが青色を示す状態を確認する。
【００５８】
次に、表面処理工程Ｆ７では、プリント配線板の表面処理を行なう。当該表面処理工程Ｆ７は、フラックス処理工程Ｆ８とレベラー処理工程Ｆ９に分けられる。
【００５９】
フラックス処理工程Ｆ８では、主に部品実装パッド２の表面にフラックスを塗布し、部品実装を背景とした表面処理を行なう。
【００６０】
レベラー処理工程Ｆ９では、主に部品実装パッド２の表面に、はんだを付着させ、部品実装を背景とした表面処理を行なう。
【００６１】
次に、出荷前検査工程Ｆ１０では、プリント配線板をユーザーに出荷する前の検査を行なう。この際に、吸湿識別の機能を有するシンボルマーク１ａ，１ｂは乾燥状態を示す青色となっていることで、プリント配線板が吸湿していないことを確認し、シリカゲルなどの乾燥剤と共に梱包して、出荷Ｆ１１を行なう。
【００６２】
図３は、プリント配線板Ｐ１が貼り付けられた個別のシート３を接続させて形成したボード５を示す概略平面説明図である。
【００６３】
プリント配線板への吸湿としては、プリント配線板の端面部より吸湿されることが多い。そのため、本発明にて使用される吸湿を識別できるシンボルマーク１ａ，１ｂをボード５の端面にあたる外枠６の部分に設けることが良い。これにより当該シンボルマーク１ａ，１ｂに色により吸湿を識別することができる。
【００６４】
このような態様で実施される本発明の吸湿識別機能付プリント配線板は、シンボルマーク１ａ，１ｂによりプリント配線板の吸湿状態を容易に識別できることができ、それにより吸湿による部品実装不具合などを抑制することのできる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の吸湿識別機能付プリント配線板の概略平面説明図。
【図２】本発明の吸湿識別機能付プリント配線板の製造方法を示すフローチャート図。
【図３】シンボルマークの形成位置を示すプリント配線板ボードの概略平面説明図。
【図４】従来のプリント配線板の概略断面説明図。
【図５】他の従来のプリント配線板の概略斜視説明図。
【符号の説明】
【００６６】
１ａ，１ｂ：シンボルマーク
２：実装パッド
３：シート
５：ボード
６：外枠
Ｐ１：プリント配線板
４１：絶縁部
４２：実装パッド
４３：はんだ
４４：部品
４５：ソルダーレジスト
４８：はんだ界面
５１：基板
５２：突出部
５３：フレキシブル配線基板
５４：半導体素子
５５：保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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