(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内層回路銅箔に接続されていない孔内が無電解銅めっきされたスルーホールと内層回路銅箔の絶縁信頼性試験方法において、スルーホールをプラス極、内層回路銅箔をマイナス極として高温で測定した絶縁抵抗値と、スルーホールをマイナス極、内層回路銅箔をプラス極として高温で測定した絶縁抵抗値とを比較することを特徴とするプリント配線板の絶縁信頼性試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板の絶縁信頼性試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板では、回路を構成する銅が電気化学的にイオン化して絶縁材料中に溶出し、導電性のパスを形成する現象が発生する。この現象はイオンマイグレーションと呼ばれ、回路間の絶縁抵抗が低下し、最終的には短絡事故を引き起こすこととなる。イオンマイグレーションの程度は絶縁材料によって異なり、また、イオン性残渣等のプロセス汚染によって促進される。
【０００３】
プリント配線板においては、電子機器の高機能化、軽薄短小化のニーズに従って、回路の細線化と狭間隔化とが進行しており、イオンマイグレーションによる絶縁信頼性の低下が重大な問題となってきた。
【０００４】
イオンマイグレーションによる絶縁信頼性低下を評価する方法として、高温高湿中でプリント配線板の回路間に直流電圧を印加し、一定時間ごとに絶縁抵抗値を測定する方法が特開平１−２５９５９１号公報に記載されている。また、直流電圧を印加したプリント配線板の回路間を、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡を用いて観察する方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
回路間の絶縁抵抗値を測定する方法では、イオンマイグレーションが進行し、絶縁抵抗値の変化が検出されるまでに長時間を要する。
【０００６】
光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡を用いて観察する方法では、イオンマイグレーションの進行の初期段階を検出することが可能であるが、不透明な絶縁材料の内部、或いは裏面側でイオンマイグレーションが進行しているような場合には、試料を破壊しなければ、イオンマイグレーションを検出することができない。
【０００７】
本発明は、プリント配線板のイオンマイグレーションによる絶縁信頼性低下を短時間に、容易に評価することができるプリント配線板の絶縁信頼性試験方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スルーホール形成に用いられる無電解銅めっきによる銅被膜が、回路形成に用いられる電解銅箔よりも、イオン化しやすいことに基づく。
すなわち、本発明は、内層回路銅箔に接続されていない孔内が無電解銅めっきされたスルーホールと内層回路銅箔の絶縁信頼性試験方法において、スルーホールをプラス極、内層回路銅箔をマイナス極として高温で測定した絶縁抵抗値と、スルーホールをマイナス極、内層回路銅箔をプラス極として高温で測定した絶縁抵抗値とを比較することを特徴とするプリント配線板の絶縁信頼性試験方法に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面と実施例を用いて説明する。
【００１０】
図１は、本発明によるプリント配線板用の試験方法の一例を示す模式図である。また、図２は、プリント配線板の断面の模式図である。
プリント配線板１を恒温槽２の中に配置し、絶縁抵抗計３のプラス極を内層回路銅箔に接続されていない孔内が無電解銅めっきされたスルーホール４に接続する。また、内層回路銅箔に接続されている孔内が無電解銅めっきされたスルーホール５には、マイナス極を接続する。恒温槽２の温度を上昇させ、５０、１００、１５０、２００℃の雰囲気に各々３０分放置した後、ＤＣ１００Ｖを印加して、各温度雰囲気での絶縁抵抗を測定する。測定が終了した後に、絶縁抵抗計の極性を変えて、同様な温度雰囲気で絶縁抵抗値を測定する。なお、試験片は、全測定を通して同一のものを使用する。なお、７は絶縁材料、８は絶縁間隔である。
【００１１】
図３に、スルーホール４をプラス極とした場合の、スルーホール４と内層回路銅箔６間の模式図を示す。スルーホール４の無電解銅めっきによる銅被膜と、内層回路銅箔６の電解銅箔とで、銅がイオン化される傾向が同等であれば、絶縁抵抗値と温度の関係は、スルーホール４をプラス極、内層回路銅箔６をマイナス極とした場合と、スルーホール４をマイナス極、内層回路銅箔６をプラス極とした場合とで類似の挙動を示す。しかしながら、スルーホール４の無電解銅めっきによる銅被膜は、内層回路銅箔６の電解銅箔よりもイオン化されやすいため、高温においてプラスの電圧が印加されるとイオン化し、内層回路銅箔６側に移行するため、リーク電流が流れ、絶縁抵抗値が低下することとなる。一方、スルーホール４にマイナスの電圧が印加された場合には、スルーホール４におけるイオン化は発生せず、絶縁抵抗値も低下しない。したがって、絶縁抵抗値の低下を検出することにより、銅のイオン化とそれにともなうイオンマイグレーションの発生を検出することができる。
絶縁抵抗値の測定は、好ましくは５０〜２００℃の温度範囲で、５０℃間隔で行うことが好ましい。また、絶縁間隔８は５０〜６００μｍに設定することが好ましい。スルーホール４をプラス極とした場合の測定値に比べ、スルーホール４をマイナス極とした場合の測定値を比較して低下する場合はイオンマイグレーションが発生しやすいと判断される。特に、高温（好ましくは１８０℃から２２０℃）でスルーホール４をプラス極とした場合の抵抗値が逆転し低下する場合、また、高温でスルーホール４をプラス極とした場合、あるいはマイナス極とした場合の抵抗値が極端に低下する場合にイオンマイグレーションが発生しやすくなる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例及びその比較例によって本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
絶縁材料Ａと絶縁材料Ｂを用いて、内層回路とスルーホールとを有する多層プリント配線板Ａ及び多層プリント配線板Ｂを製造した。各々の試験片を恒温槽内に配置し、上記の条件で絶縁抵抗値を測定した。測定には５時間を要した。結果を図４と図５に示した。
なお、試験片のスルーホールの径はφ０．１ｍｍ、高さ（板厚）は１．６ｍｍ、回路銅箔の厚さは３５μｍ、絶縁間隔（クリアランス）は２５０μｍに設定したものを用いた。
【００１３】
絶縁材料Ａを用いた多層プリント配線板Ａでは、１００℃以上になると、スルーホールをプラス極にして測定した絶縁抵抗値が、スルーホールをマイナス極として測定した絶縁抵抗値に比べて低下した。一方、絶縁材料Ｂを用いた多層プリント配線板Ｂでは、スルーホールをプラス極としても、マイナス極としても、絶縁抵抗値の同様な傾向を示した。このことから、絶縁材料Ａでは、絶縁材料Ｂに比べて銅がイオン化されやすく、イオンマイグレーションが発生しやすいことが分かった。
【００１４】
図６は、一般的に行われる高温高湿試験（８５℃／８５％ＲＨ、ＤＣ１００Ｖ）を行った場合の絶縁抵抗の変化を示したものである。絶縁材料Ｂは４００時間以上経過しても絶縁性が低下しなかったが、絶縁材料Ａでは、６０時間後に絶縁性が低下し、短絡に至った。
【００１５】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、本発明の評価方法によれば、プリント配線板の導体間に於ける絶縁抵抗値を高温高湿中で直流電圧を印加しつつ、一定時間毎に絶縁抵抗値を測定する方法よりも、イオンマイグレーションの発生を短時間で検出できる。また不透明な絶縁材料の内部、或いは裏面側にイオンマイグレーションが発生していても、絶縁材料を破壊することなく、これを的確に検出することができ、本発明は今後一層の高密度実装化が図られるであろうプリント配線板におけるイオンマイグレーションの発生の可能性評価に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプリント配線板の試験方法の一例を示す模式図である。
【図２】プリント配線板の断面構造模式図である。
【図３】スルーホールをプラスに印加した場合の絶縁間隙拡大模式図である。
【図４】本発明によるプリント配線板、絶縁材料Ａの場合の高温絶縁抵抗の変化を示したグラフである。
【図５】本発明によるプリント配線板、絶縁材料Ｂの場合の高温絶縁抵抗の変化を示したグラフである。
【図６】一般的な高温高湿試験（８５℃／８５％ＲＨ、ＤＣ１００Ｖ印加）を行った時の絶縁材料Ａ、Ｂの絶縁抵抗の変化を示したグラフである。
【符号の説明】
１  プリント配線板
２  恒温槽
３  絶縁抵抗計
４  スルーホール
５  内層回路銅箔と接続されているスルーホール
６  内層回路銅箔
７  絶縁材料
８  絶縁間隔（クリアランス）
【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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【図６】
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