(57)【要約】【課題】ベタパターンを有するプリント配線板の信頼性が低い。【解決手段】コア基板１００上に樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓが積層され、その樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓの上に導体層２２Ｆ、２２Ｓが形成されている。そして、実施形態のプリント配線板１の導体層２２Ｆ、２２Ｓはベタパターンを有する。ベタパターンはｘ方向およびｙ方向共に連続して形成される。ｘ−ｙ平面は、絶縁基板１０の第１面Ｆと平行な面である。ベタパターンは複数の分割パターンで形成され、分割パターンの面積の範囲は０．４ｍｍ2〜２．５ｍｍ2である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア基板と、前記コア基板上に形成されている樹脂絶縁層と、前記樹脂絶縁層上に形成されベタパターンを含む導体層とを有するプリント配線板であって、
前記ベタパターンは、複数の分割パターンで形成され、前記分割パターンは開口部と前記開口部の周りに形成されている導体部で形成され、前記分割パターンの面積の範囲は０.４ｍｍ2〜２.５ｍｍ2である。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント配線板であって、前記開口部の面積の範囲は４×１０-4ｍｍ2〜０.２５ｍ2である。
【請求項３】
請求項１に記載のプリント配線板であって、前記分割パターンの形状は矩形である。
【請求項４】
請求項３に記載のプリント配線板であって、前記開口部は前記分割パターンの対角線の交点上に位置する。
【請求項５】
請求項１に記載のプリント配線板であって、前記分割パターンの形状は正方形である。
用配線である。
【請求項６】
請求項１に記載のプリント配線板であって、さらに、ストリップラインを有し、前記ベタパターンは前記ストリップラインのシールド層を形成する。
【請求項７】
請求項１に記載のプリント配線板であって、さらに、マイクロストリップラインを有し、前記ベタパターンは前記マイクロストリップラインのシールド層を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベタパターンを有するプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
引用文献１には、電源層を格子状のパターンで形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−８４６５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の５段落で特許文献１は格子状パターンの適切な導体幅の範囲と適切な導体間隔の範囲を述べている。特許文献１の５段落によれば、格子状パターンの導体幅は１００μｍ〜５ｍｍであって、導体間距離は１００μｍ〜１０ｍｍである。例えば、導体幅が１００μｍであって、導体間距離が１０ｍｍであると、１０２．０１（１０．１×１０．１）ｍｍ2を有する電源層の中に１００（１０×１０）ｍｍ2の開口が存在する。この場合、電源層中の開口の面積が大きいので、電源層の膨れは発生しがたいと考えられる。しかしながら、電源層中の導体の体積が少なすぎると考えられる。プリント配線板の電気特性が悪くなると予想される。
【０００５】
本発明の目的は、ベタパターンを有するプリント配線板の信頼性を高くすることである。その他の目的は、高い電気特性を有す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】
【０００６】
本発明のプリント配線板は、コア基板と、前記コア基板上に形成されている樹脂絶縁層と、前記樹脂絶縁層上に形成されベタパターンを含む導体層とを有している。そして、前記ベタパターンは、複数の分割パターンで形成され、前記分割パターンは開口部と前記開口部の周りに形成されている導体部分で形成され、前記分割パターンの面積の範囲は０.４ｍｍ2〜２.５ｍｍ2である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ベタパターンの模式図。
【図２】実施形態のプリント配線板の断面図。
【図３Ａ】ストリップラインを構成する信号線とグランド層の平面図。
【図３Ｂ】ストリップラインの断面図。
【図４Ａ】別のストリップラインを構成する信号線とグランド層の平面図。
【図４Ｂ】別のストリップラインの断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の一実施形態のプリント配線板が、図面を参照して説明される。図２は、実施形態のプリント配線板１の断面図である。実施形態のプリント配線板１は、第１面Ｆおよび第１面Ｆと反対側の第２面Ｓとを有する絶縁基板１０を含むコア基板１００と、コア基板１００上に積層されている樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓと、樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓの上に形成されている導体層２２Ｆ、２２Ｓとを有する。そして、実施形態のプリント配線板１の導体層２２Ｆ、２２Ｓは図１に示されるベタパターン２２Ｐを有する。図１に示されるように、ベタパターン２２Ｐはｘ方向およびｙ方向共に連続して形成される。ｘ−ｙ平面は、図１に示されていて、絶縁基板１０の第１面Ｆと平行な面である。ベタパターン２２Ｐは図１に示されるように、導体部分２２ＰＣと導体部分２２ＰＣ内に形成されている開口部２３からなる単位（分割パターン２２ＰＳ）の集合で形成されている。すなわち、ベタパターン２２Ｐは複数の単位に分割される。この明細書内で、各単位は分割パターン２２ＰＳと称される。図１では、分割パターン２２ＰＳと分割パターン２２ＰＳの境界に点線が描かれている。分割パターン２２ＰＳが導体部分のみで形成され、導体部分のみで形成される分割パターン２２ＰＳの面積が大きくなると、シグナルが形成されている領域の導体の体積とベタパターンが形成されている領域の導体の体積の差が大きくなる。そのため、プリント配線板の反りが大きくなる。また、導体部分のみで形成される分割パターン２２ＰＳの面積が大きくなると、局部的に導体の体積が大きくなるので、プリント配線板のうねりが大きくなる。プリント配線板１は、通常のプリント配線板と同様に、ベタパターン以外にシグナルを有するので、導体部分のみで形成される分割パターン２２ＰＳの面積は所定の値未満であることが好ましい。
【０００９】
プリント配線板の反りやうねりを小さくするため、所定の値以上の面積を有する分割パターン２２ＰＳは、図１に示されるように、開口部２３を有する。分割パターン２２ＰＳは開口部２３と開口部２３の周りに形成されている導体部分２２ＰＣで形成されている。開口部２３は導体部分２２ＰＣ内に形成されている。各分割パターン２２ＰＳに形成されている開口部２３の数は１つである。１つの分割パターン２２ＰＳは複数の開口部２３を含まないことが好ましい。開口部２３の数が１つであって、分割パターン２２ＰＳの面積が大きくなると、分割パターン２２ＰＳ内の導体の面積や体積が大きくなる。そのため、プリント配線板の反りやうねりが大きくなる。それを防止するため、分割パターン２２ＰＳの面積は特定の値以下であることが好ましい。
【００１０】
各分割パターン２２ＰＳの形状は矩形であることが好ましい。ベタパターンの分割が容易である。分割パターン２２ＰＳの形状が正方形であると、ヒートサイクルに起因する応力が分割パターン２２ＰＳ内で均等に分散される。反りやうねりを小さくすることができる。
【００１１】
そして、分割パターン２２ＰＳ内の開口部２３は対角線の交点に形成されることが好ましい。対角線の交点と開口部２３の重心が重なることが好ましい。図１中の１つの分割パターン２２ＰＳに対角線が描かれている。分割パターン２２ＰＳ内で導体が略均一に分散される。分割パターン２２ＰＳ内や分割パターン２２ＰＳ間で強度のバラツキが小さくなる。プリント配線板１のうねりが小さくなる。また、ベタパターンに大電流が流れても、導体が略均一に分散されているので、熱が均等に分散される。そのため、ベタパターン内で抵抗の差が小さいので電気特性が向上する。
【００１２】
図１に示されるように、分割パターン２２ＰＳは辺Ａと辺Ｂを有する。辺Ａは長さａを有し、辺Ｂは長さｂを有する。分割パターン２２ＰＳは面積Ｓ（ａ×ｂｍｍ2）を有し、面積Ｓの範囲ＳＲは０.４ｍｍ2から２.５ｍｍ2である。分割パターン２２ＰＳが範囲ＳＲを有するため、プリント配線板１の反りやうねりが小さくなる。また、各分割パターン２２ＰＳが開口部２３を有するため、ベタパターンの剥がれが防止される。ヒートサイクル時のプリント配線板の信頼性が高い。
【００１３】
実施形態のベタパターンによれば、プリント配線板の反りやうねりが小さいので、配線の幅や厚みの精度が高い。絶縁層の厚みの精度が高い。プリント配線板の電気特性が向上する。
【００１４】
開口部２３の面積の範囲は、４×１０-4ｍｍ2から０.２５ｍｍ2である。分割パターン２２ＰＳに占める開口の量が適当である。プリント配線板の反りやうねりが小さくなる。電気特性が向上する。
【００１５】
ベタパターンは、グランドや電源の機能を有する。開口部の形状の例は円形、スリットや角形である。
【００１６】
ベタパターン２２Ｐの応用例が図３Ａ〜４Ｂに示されている。図３Ｂと図４Ｂは応用例の断面図であって、図３Ａと図４Ａは、図３Ｂや図４Ｂに示されている導体層４の平面図である。これらの応用例では、ストリップラインを構成するシールド層（グランド層）に、実施形態のベタパターンが用いられている。図３Ａ〜３Ｂに示されるストリップラインでは、信号線が１本である。図３Ａの例では、信号線４１の両側にシールド層４２が設けられている。また、図３Ｂに示されるように、信号線４１の上下にシールド層４３が設けられている。図３Ｂに示されるように、シールド層４３は、信号線の４１の真上（真下）から信号線４１の横に設けられるシールド層４２の上方（下方）まで延びている。信号のノイズが防止される。インピーダンスマッチングが容易に行われる。
【００１７】
図４Ａと図４Ｂは別のストリップラインを示している。図４Ａ〜４Ｂは、ペアの信号線４１でデータを伝送する差動伝送方式のストリップラインを示している。図４Ｂに示されている差動伝送方式のストリップラインを構成するシールド層（グランド層）４２、４３に実施形態のべタパターンが用いられている。マイクロストリップラインを構成するシールド層に実施形態のベタパターンが用いられてもよい。
【００１８】
実施形態のベタパターンがストリップラインやマイクロストリップラインを構成するシールド層に用いられると、プリント配線板１の反りやうねりが小さい。そのため、信号線とシールド層との間の距離が一定になりやすい。また、実施形態のベタパターンが１つの開口部しか有さない分割パターン２２ＰＳで形成されると、分割パターン２２ＰＳ内の開口部２３の位置と信号線４１の位置を考慮することで、分割パターン２２ＰＳ内の導体部分を信号線４１の直上に形成することができる。同様に、分割パターン２２ＰＳ内の導体部分を信号線４１の直下に形成することができる。ストリップラインやマイクロストリップラインを構成する信号線４１の厚みや幅の精度が高い。ストリップラインやマイクロストリップラインを構成する樹脂絶縁層の厚みの精度が高い。信号線４１の電気特性が向上する。
【００１９】
近年の電子機器の機能向上および高集積化に伴い、信号線４１の数は益々多くなる。一方、図３Ｂ、４Ｂに示されるように、信号線４１がベタパターン２２Ｐ（図３Ｂ、４Ｂのシールド層４３）上に形成されるとき、信号線４１は導体部分の上に形成されることが好ましい。また、信号線４１上にベタパターン２２Ｐが形成されるとき、信号線４１上に導体部分が形成されることが好ましい。すなわち、信号線４１の上下に開口部２３が存在しないことが好ましい。従って、分割パターン２２ＰＳの面積が大きいことが好ましい。開口部２３の面積が小さいことが好ましい。信号線４１を導体部分で挟むことができる。導体部分（シールド層４３）上に信号線４１を形成することができる。
【００２０】
プリント配線板１の構成が図２を参照して説明される。
プリント配線板１は、図２に示されるように、第１面Ｆと第１面と反対側の第２面Ｓを有する絶縁基板１０と第１面Ｆ上に形成されている第１導体層１２と第２面Ｓ上に形成されている第２導体層１４とからなるコア基板１００と、絶縁基板１０の第１面Ｆと第１導体層１２上に形成されている上側の樹脂絶縁層２１Ｆと、上側の樹脂絶縁層２１Ｆ上に形成されている上側の導体層２２Ｆと、絶縁基板１０の第２面Ｓと第２導体層１４上に形成されている下側の樹脂絶縁層２１Ｓと、下側の樹脂絶縁層２１Ｓ上に形成されている下側の導体層２２Ｓとで形成されている。コア基板１００は、市販されている両面銅張積層板を加工することで形成される。例えば、第１導体層１２と第２導体層１４はサブトラクティブ法で形成される。導体層１２、１４の厚さは、たとえば１８μｍであり、絶縁基板１０の厚さは、たとえば２００μｍである。
【００２１】
絶縁基板１０の第１面Ｆと第１導体層１２上に上側の樹脂絶縁層２１Ｆが形成される。絶縁基板１０の第２面Ｓと第２導体層１４上に下側の樹脂絶縁層２１Ｓが形成される。樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓは、樹脂と無機粒子を含む樹脂フィルムを熱プレスで絶縁基板１０と導体層１２、１４上に積層することで形成される。樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓは、熱でガスに変わる成分を含んでいることがある。樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓの厚さＲＴは、たとえば１５〜３５μｍである。図２に示されるように厚さＲＴは隣接する導体層間の間隔である。図２に示される例では、厚さＲＴは２０μｍ程度である。
【００２２】
樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓ上に無電解めっき等でシード層が形成される。そして、シード層上にめっきレジストが形成される。その後、めっきレジストから露出するシード層上に電解めっきで電解めっき膜が形成される。それから、めっきレジストが除去され、電解めっき膜から露出するシード層が除去される。上側の樹脂絶縁層２１Ｆに上側の導体層２２Ｆが形成成され、下側の樹脂絶縁層２１Ｓに下側の導体層２２Ｓが形成される。導体層２２Ｆ、２２Ｓの厚みは１０μｍから２０μｍであり、図２の導体層２２Ｆ、２２Ｓの厚みは１２μｍである。シード層や電解めっき膜は銅で形成されている。導体層２２Ｆ、２２Ｓは開口部２３と導体部分２２ＰＣとからなるベタパターン２２Ｐを有する。また、ベタパターンは複数の分割パターン２２ＰＳで形成されている。なお、分割パターン２２ＰＳや開口部２３の面積はめっきレジストのパターンで調整される。同様に、分割パターン２２ＰＳや開口部の形状はめっきレジストのパターンで調整される。
【００２３】
導体層２２Ｆ、２２Ｓを形成しているめっき膜の結晶性を高くするため、樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓと導体層２２Ｆ、２２Ｓを有する途中のプリント配線板に熱が加えられる。図２に示されるプリント配線板１が完成する。その後、リフロー等でプリント配線板に半田バンプを形成することができる。
【００２４】
もし、製造中の熱処理等で樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓからガスが発生すると、ガスは、樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓ内を比較的自由に進み、上または横から放出される。しかし、樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓの表面に導体層２２Ｆ、２２Ｓが形成されると、導体層２２Ｆ、２２Ｓでガスの進行が邪魔される。そのため、ガスは開口部２３に向かって、開口部２３からガスが放出される。もし、開口部２３までの距離が長いと、導体層２２Ｆ、２２Ｓはガスで押し上げられる。そして、導体層２２Ｆ、２２Ｓは樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓから剥がれる。分割パターン２２ＰＳの頂点と開口部２３との間の距離は導体層の膨れに影響する。従って、分割パターン２２ＰＳの面積はプリント配線板１の信頼性に影響する。また、開口部２３の大きさもプリント配線板１の信頼性に影響する。それらの影響度を明らかにするため、異なる大きさの開口部２３と異なる大きさの分割パターン２２ＰＳを有するプリント配線板１が製造される。表１に開口部２３の大きさと分割パターン２２ＰＳの面積が示されている。６３種類のプリント配線板１が製造される。分割パターン２２ＰＳの形状は正方形である。
【００２５】
６３種類のプリント配線板が以下の（１）の評価試験を受ける。
（１）プリント配線板１は、１２５℃で８時間乾燥される。その後、プリント配線板は、所定の温度と所定の湿度の環境下で１２時間放置される。ここで、温度は８５℃であり、湿度は８５％である。その後、プリント配線板は２６０℃のハンダ槽に３０秒間浸漬される。
【００２６】
この評価試験後、顕微鏡で導体層２２Ｆ、２２Ｓの膨れが観察される。上記の試験で、導体層の膨れが無い場合、評価結果は○である。導体層の膨れが有る場合、評価結果は×である。その結果が、表１に示される。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１から明らかなように、面積Ｓが０.３６ｍｍ2以上であって、２.５６ｍｍ2以下であると膨れが発生しない。面積Ｓが４.０ｍｍ2以上になると、ガスにより膨れが発生すると推察される。面積Ｓが０.２５ｍｍ2以下になると、プリント配線板の反りやうねりでベタパターン２２Ｐと樹脂絶縁層２１Ｆ、２１Ｓ間の接着強度が低くなると考えられる。そのため、ベタパターンの膨れが発生すると推察される。開口部の直径が０.０１ｍｍ以上であると膨れが観察されない。
【００２９】
表１に示される６３種類のプリント配線板１の反りやうねりが評価される。分割パターン２２ＰＳの面積Ｓが０．２５ｍｍ2以下であると、分割パターンの面積が小さい。そのため。隣接する開口部間の間隔が小さくなる。ベタパターン内の導体の体積が減るので、ベタパターン２２Ｐの強度が小さくなる。そのため、面積Ｓが０.２５ｍｍ2以下であると、プリント配線板の反りが大きくなると考えられる。しかしながら、面積Ｓの範囲ＲＳが０.３６ｍｍ2から２.５６ｍｍ2であると、ダミーパターン内の導体が増える。ダミーパターンでプリント配線板が強化される。そのため、プリント配線板の反りやうねりが小さくなると考えられる。面積Ｓが４.０ｍｍ2になると、ダミーパターン内の導体の体積とダミーパターン以外の部分の導体の体積の差が大きくなる。プリント配線板内で強度のバラツキが大きくなる。そのため、プリント配線板のうねりが大きくなると考えられる。従って、分割パターンの面積Ｓの好ましい範囲ＲＳは０.４ｍｍ2から２.５ｍｍ2である。範囲ＲＳは、マージンを含んでいる。
【００３０】
範囲ＲＳを有するプリント配線板で開口部の大きさ（直径）が０.０１ｍｍであると、ダミーパターン内の導体の体積とダミーパターン以外の部分の導体の体積の差が大きくなる。プリント配線板内で強度のバラツキが大きくなる。そのため、プリント配線板のうねりが大きくなると考えられる。しかしながら、範囲ＲＳを有するプリント配線板で開口部の大きさ（直径）が０.０２ｍｍから０.６ｍｍであると、ダミーパターン内の導体の体積とダミーパターン以外の部分の導体の体積のバランスが適切である。そのため、プリント配線板の反りやうねりが小さいと考えられる。範囲ＲＳを有するプリント配線板で開口部の大きさ（直径）が０.６５ｍｍであると、ダミーパターン内の導体の体積が小さくなる。プリント配線板の強度が小さくなる。そのため、プリント配線板の反りが大きくなると考えられる。従って、開口部２３の好ましい面積の範囲ｒｓは、４×１０-4ｍｍ2から０.２５ｍｍ2である。範囲ｒｓはマージンを含んでいる。
【００３１】
分割パターン２２ＰＳ内に形成されている１つの開口部の面積の範囲ｒｓが４×１０-4ｍｍ2〜０.２５ｍｍ2であると、ベタパターン内の開口の面積が適切なので、プリント配線板１の反りやうねりが小さいと考えられる。
【００３２】
プリント配線板１が、分割パターンＰＳの面積Ｓの範囲ＲＳと開口部２３の面積の範囲ｒｓを満足すると、ベタパターン内の導体部分２２ＰＣの体積と開口部２３の体積の関係が適切なため、反りやうねりが小さいと考えられる。
【００３３】
表１に示される６３種類のプリント配線板１の導体層４に含まれる信号線４１（図３Ｂ参照）の厚みや幅が評価される。プリント配線板１が分割パターン２２ＰＳの面積Ｓの範囲ＲＳと分割パターンＰＳの開口部２３の面積の範囲ｒｓの両方、または、少なくとも一方を満足すると、プリント配線板１の反りやうねりが小さくなる。そのため、プリント配線板１を製造する加工精度が向上する。その結果、製造される信号線４１の寸法とターゲットの値との差が小さくなる。電気特性が向上する。
【符号の説明】
【００３４】
１    プリント配線板
１００  コア基板
１２    第１導体層
２１Ｆ、２１Ｓ    樹脂絶縁層
２２Ｆ  上側の導体層
２２Ｐ  ベタパターン
２３    開口部
４１    信号線
４３    シールド層
【図１】
2016082102.tif 000004
【図２】
2016082102.tif 000005
【図３Ａ】
2016082102.tif 000006
【図３Ｂ】
2016082102.tif 000007
【図４Ａ】
2016082102.tif 000008
【図４Ｂ】
2016082102.tif 000009