(57)【要約】【課題】配線パターンの腐食によるトラッキングの発生を考慮して、絶縁基板の耐トラッキング性を容易にかつ適正に評価こと。【解決手段】ギャップ部９に、電解液４を滴下する電解液滴下ステップを行い、電極部２ａ，２ｂ間に所定電流を通電したときの電極間抵抗を求め、その抵抗値に基づき絶縁基板８の耐トラッキング性を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に配線パターンの形成された絶縁基板の耐トラッキング性試験方法であって、
前記配線パターンに一対の電極部を接触させて、前記電極部のそれぞれに接触する前記配線パターン同士を電気的に非接続状態とし、平面視で前記電極部のそれぞれに接触する前記配線パターン同士の間に形成されるギャップ部、
前記絶縁基板に一対の電極部のうち一方の電極部を接触させるとともに、前記配線パターンに他方の電極部を接触させた状態で、平面視で前記一方の電極部と前記配線パターンとの間に形成されるギャップ部、および、
前記絶縁基板に一対の電極部を接触させて、平面視で前記電極部同士の間に前記配線パターン部を介した状態で、前記電極部と前記配線パターンとの間に形成されるギャップ部、
から選ばれるいずれかのギャップ部に、電解液を滴下する電解液滴下ステップを行い、前記電極部間に所定電流を通電したときの電極間抵抗を求め、その抵抗値に基づき絶縁基板の耐トラッキング性を判定する耐トラッキング性試験方法。
【請求項２】
前記電解液滴下ステップを複数回行い、前記電解液滴下ステップごとに前記電極部間に所定電流を通電したときの電極間抵抗を求め、前記電解液滴下ステップを所定回数行った時に求められる電極間抵抗の低下度に基づき絶縁基板の耐トラッキング性を判定する請求項１に記載の耐トラッキング性試験方法。
【請求項３】
前記電解液滴下ステップを行い、前記電極部間に所定電流を通電したときの前記電極間抵抗が、予め定められるブリッジ判定抵抗値以下になった場合、前記ギャップ部に前記配線パターンが前記電解液により腐食溶解した腐食溶融物が堆積して腐食溶融物ブリッジ接続部が形成されたものと判断するとともに、電極間に前記腐食溶融物ブリッジ接続部を断線させる破壊電圧を印加する腐食溶融物ブリッジ接続部破壊ステップを行う請求項１または２に記載の耐トラッキング性試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に配線パターンの形成された絶縁基板の耐トラッキング性試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の耐トラッキング性を検証するための耐トラッキング性試験方法としては、ＩＥＣ１１２に準拠したものが知られている。耐トラッキング性試験方法においては、絶縁基板の表面に、白金製の一対の電極を４ｍｍ間隔で設け、６００Ｖまでの交流電圧を段階的に印加する。そして、電極間に、０．１％塩化アンモニウム溶液からなる汚損溶液（電解液）０．０２ｇを３０秒ごとに１００滴まで滴下し、電極間に形成されるトラッキング部が絶縁破壊するまでの交流電圧値と滴下数とをトラッキング指数として求めるものである（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３６９３９号公報（耐トラッキング性の評価）
【特許文献２】特開２００８−２０２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような耐トラッキング性試験方法によると、絶縁基板そのものの耐トラッキング性能を判定するのには適しているものの、配線パターンを含めた絶縁基板の耐トラッキング性能を知ることが困難であるという実情がある。この課題を解決する一手法として、配線パターンを含めた状態で耐トラッキング性を的確に評価するための方法が必要とされる。
【０００５】
本発明の目的は、配線パターンのギャップ部のトラッキングの発生を考慮して、絶縁基板の耐トラッキング性を容易にかつ適正に評価できる耐トラッキング性試験方法を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔構成１〕
上記目的を達成するための本発明の、表面に配線パターンの形成された絶縁基板の耐トラッキング性試験方法の特徴構成は、
ギャップ部に、電解液を滴下する電解液滴下ステップを行い、前記電極部間に所定電流を通電したときの電極間抵抗を求め、その抵抗値に基づき絶縁基板の耐トラッキング性を判定する点にある。
【０００７】
ここで、ギャップ部とは、
前記配線パターンに一対の電極部を接触させて、前記電極部のそれぞれに接触する前記配線パターン同士を電気的に非接続状態とし、平面視で前記電極部のそれぞれに接触する前記配線パターン同士の間に形成されるギャップ部、
前記絶縁基板に一対の電極部のうち一方の電極部を接触させるとともに、前記配線パターンに他方の電極部を接触させた状態で、平面視で前記一方の電極部と前記配線パターンとの間に形成されるギャップ部、および、
前記絶縁基板に一対の電極部を接触させて、平面視で前記電極部同士の間に前記配線パターン部を介した状態で、前記電極部と前記配線パターンとの間に形成されるギャップ部、
から選ばれるいずれかである。すなわち、一方の電極部と他方の電極部との間には必ず配線パターンが存在し、ギャップ部と配線パターンの界面が存在するように配置されている。
【０００８】
〔作用効果１〕
上記構成によれば、ギャップ部に電解液を滴下する電解液滴下ステップを行うことにより、ギャップ部に供給された電解液が配線パターンのギャップ部との界面部分を腐食し、腐食溶融物を生成する。この腐食溶融物は、ギャップ部に拡散し、ブリッジを形成する場合がある。
【０００９】
したがって、電解液滴下ステップを行い、前記電極部間の電極間抵抗の値に基づき絶縁基板の耐トラッキング性を判定すると、表面に配置された配線パターンの腐食溶融物ブリッジの発生を生じる可能性のある絶縁基板に対応した、所定電流を通電した場合の耐トラッキング性を容易に評価できることになる。
【００１０】
〔構成２〕
また、上記構成において、前記電解液滴下ステップを複数回行い、前記電解液滴下ステップごとに前記電極部間に所定電流を通電したときの電極間抵抗を求め、前記電解液滴下ステップを所定回数行った時に求められる電極間抵抗の低下度に基づき絶縁基板の耐トラッキング性を判定することもできる。
【００１１】
〔作用効果２〕
前記電解液滴下ステップを複数回行うと、電解液を前記電解液滴下ステップごとに前記電極部間に所定電流を通電したときの電極間抵抗を求め、前記電解液滴下ステップを所定回数行った時に求められる電極間抵抗の低下度を観察することにより、電極間抵抗の低下傾向を知ることができ、ブリッジの発生に基づく電極間抵抗の低下と、より明確に区別することができる。また、前記電解液滴下ステップを複数回行うことにより、絶縁基板のトラッキングが徐々に進行する様を再現することにもなるので、絶縁基板の特性を、より正確に知ることができる。
【００１２】
〔構成３〕
また、前記電解液滴下ステップを行い、前記電極部間に所定電流を通電したときの前記電極間抵抗が、予め定められるブリッジ判定抵抗値以下になった場合、前記ギャップ部に前記配線パターンが前記電解液により腐食溶解した腐食溶融物が堆積して腐食溶融物ブリッジ接続部が形成されたものと判断するとともに、電極間に前記腐食溶融物ブリッジ接続部を断線させる破壊電圧を印加する腐食溶融物ブリッジ接続部破壊ステップを行ってもよい。
【００１３】
〔作用効果３〕
先に述べたとおり、絶縁基板上に配線パターンが存在する場合、絶縁基板上に汚損溶液を滴下した時点で、配線パターンの腐食が進行し、その配線パターンの腐食溶融物が絶縁基板に付着し始める。すると、その腐食溶融物を介して一対の電極間にブリッジ状の通電接続部（以下単にブリッジと称する）が形成され、より容易に電極間の絶縁低下が発生する。この場合、絶縁低下はブリッジによって生じており、絶縁基板の炭化によって生じたものではない。本来、絶縁基板の炭化により絶縁基板の導電性が増加することによる絶縁破壊の限界を、耐トラッキング性能として評価すべきものであるところ、ブリッジが生じてしまうと、ブリッジの発生をもって絶縁破壊が発生したものと判定してしまうため、絶縁基板そのものの耐トラッキング性能については評価できていないことになる。
【００１４】
ブリッジが生じると電極間に流れる電流は、絶縁基板よりも優先してブリッジに流れる傾向が生じる。しかし、ギャップ部に所定電圧を印加するのに代え、所定電流を印加するものとした場合、ブリッジの発生を単なる絶縁破壊とはとらえずに、電極間抵抗の減少ととらえられる。すると、ブリッジの生成による電極間抵抗の減少は、絶縁基板のギャップ部における絶縁基板材料の炭化による電極間抵抗の減少とは明らかに区別できる程度に急激であるから、容易に判別できる。そのため、ブリッジの発生に伴い、ブリッジに電流が流れたとしても、絶縁破壊とは異なる現象が発生しているものと容易に判定することができる。
【００１５】
前記電極部間に所定電流を通電したときの前記電極間抵抗が、予め定められるブリッジ判定抵抗値以下になった場合、前記ギャップ部に配線パターンが電解液により腐食溶解した腐食溶融物が堆積して腐食溶融物ブリッジ接続部（ブリッジ）が形成されたものと判断することができる。この場合、ブリッジが形成されると、電極間の基材の炭化導電路形成による抵抗値を知ることができない。そこで、このブリッジを除去することにより、これを知ることができるものと考えられる。そこで、本発明者らが、検討した結果、ギャップ部に供給された電解液が配線パターンのギャップ部との界面部分を腐食して生じた腐食溶融物は、電極間に所定電流を通電するのに必要な電圧よりも大きな破壊電圧を印加することにより破壊除去することができることを実験的に明らかにした。
【００１６】
すなわち、電極間に腐食溶融物ブリッジ接続部を断線させる破壊電圧を印加する腐食溶融物ブリッジ接続部破壊ステップを行うことにより、ギャップ部にいったんブリッジが生成したとしても、そのブリッジによる絶縁破壊を排除して、トラッキング部を介した正しい電極間抵抗を測定できるようになる。
【００１７】
なお、前記絶縁基板がガラスエポキシ樹脂製である場合、前記ギャップ部の離間距離が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであるとき、前記ブリッジ判定抵抗値を１０Ω〜５０Ωとすることができる。
【００１８】
電極間抵抗の適正範囲は絶縁基板の材質によって異なり、ギャップ部の離間距離によっても異なる。ここで、絶縁基板がガラスエポキシ樹脂製である場合、前記ギャップ部の離間距離が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであるとき、電解液滴下ステップを複数回行っても電極間抵抗が５０Ωを上回っていれば十分高い耐トラッキング性を有するものと判断することができる。なお、ギャップ部は広すぎると、電極間抵抗の初期値が大きくなるとともに、絶縁破壊までに時間を要し、狭すぎると、ブリッジが容易に発生するため、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍとしている。また、ギャップ部にブリッジが形成されると、通常電極間抵抗は１０Ω未満にまで急速に低下する。そこで、ブリッジ判定抵抗値を１０Ω〜５０Ωとして腐食溶融物ブリッジ接続部を断線させる破壊電圧を印加することにより、的確にブリッジを排除して、正しい電極間抵抗を測定することができる。
【発明の効果】
【００１９】
したがって、配線パターンの腐食によるトラッキングの発生を考慮して、絶縁基板の耐トラッキング性を容易に評価できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】耐トラッキング性試験装置の概略図
【図２】ギャップ部の説明図
【図３】耐トラッキング性試験方法のフロー図
【図４】電解液滴下ステップごとの電極間抵抗の経時変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施形態にかかる耐トラッキング性試験方法を説明する。尚、以下に好適な実施例を記すが、これら実施例はそれぞれ、本発明をより具体的に例示するために記載されたものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能であり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。
【００２２】
〔耐トラッキング性試験装置〕
まず、本発明の耐トラッキング性試験方法を行うために用いる耐トラッキング性試験装置の概略を説明する。
【００２３】
耐トラッキング性試験装置は、図１に示すように、１０Ｖ程度の直流電圧を発生でき、トラッキング試験に必要な１０ｍＡ以上の容量を有する直流電源１と、一対の電極部２ａ、２ｂ間に印加される直流電圧を測定する電圧計、電極間の電流を測定する電流計と、電極間抵抗を測定する抵抗計とに接続された測定装置２と、測定装置２から得られる測定値に基づいて直流電源１にて印加する電圧を制御する電圧制御部３ａを備えてなる制御装置３と、電解液４を滴下させるノズル５を有する滴下装置６とを備えて構成されている。
【００２４】
制御装置３はタイマ部３ｂおよび滴下間隔制御部３ｃを備える。これにより電圧制御部３ａは、滴下間隔制御部３ｃを制御して、タイマ部３ｂからの時間情報および測定装置２からの各測定データに基づき、滴下装置６が電解液４を絶縁基板試料のギャップ部９に滴下可能に構成してある。
【００２５】
ノズル５から電解液４を滴下させる滴下量は、０．００１〜０．１ｇとし、後述のギャップ部９を満たすことができる必要最小限の電解液４を、ギャップ部９に滴下供給できるように設計されている。また、電解液４は、塩化アンモニウム水溶液を用いることができ、以下の例では塩化アンモニウム水溶液が使われている。
【００２６】
〔絶縁基板試料〕
次に、本発明の耐トラッキング性試験方法を行う絶縁基板試料について説明する。
【００２７】
絶縁基板試料は、図２（ａ）に示すように、たとえば、表面に銅などにより形成された配線パターン７を、配線パターン７の形成された絶縁基板８の表面側から削り取り、切断した溝部を形成してあり、配線パターン７に一対の電極部２ａ、２ｂを接触させて、電極部２ａ、２ｂのそれぞれに接触する配線パターン７同士を電気的に非接続状態とし、平面視で電極部２ａ、２ｂのそれぞれに接触する配線パターン７同士の間をギャップ部９として用いる。
【００２８】
ギャップ部９は、ほかにも、図２（ｂ）に示すように、絶縁基板８に一対の電極部２ａ、２ｂのうち一方の電極部２ａを接触させるとともに、配線パターン７に他方の電極部２ｂを接触させた状態で、平面視で一方の電極部２ａと配線パターン７との間に形成することもできるし、図２（ｃ）に示すように、絶縁基板８に一対の電極部２ａ，２ｂを接触させて、平面視で一対の電極部２ａ，２ｂ同士の間に配線パターン７を介した状態で、各電極部２ａ，２ｂと配線パターン７との間に形成することもできる。要するに絶縁基板８に一対の電極部２ａ，２ｂを接触させて、一対の電極部２ａ，２ｂ同士の間に形成される回路に配線パターン７とギャップ部９とが隣接して配置されるように絶縁基板８の配線の一部を加工あるいは絶縁基板８に対する一対の電極部２ａ，２ｂの接触位置を設定することにより絶縁基板試料とすることができる。
【００２９】
ギャップ部９は、電解液４が配線パターン７同士の間、あるいは、配線パターン７と一対の電極部２ａ，２ｂとの間にわたって両者を接続するように供給されるように、ほぼ１ｍｍ程度の間隔としてある。なお、ギャップ部は１ｍｍ程度であれば、電解液の供給が適度に行え、電流、電圧等の値を測定容易なギャップ部とすることができるが、具体的には絶縁基板がガラスエポキシ樹脂製で、ギャップ部の離間距離が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであるとき、前記ブリッジ判定抵抗値が１０Ω〜５０Ωとすることができる。
【００３０】
〔耐トラッキング性試験方法〕
本発明の耐トラッキング性試験方法は、ギャップ部９に、電解液４を滴下する電解液滴下ステップを行い、一対の電極部２ａ，２ｂ間に所定電流を通電したときの電極間抵抗を求め、その抵抗値に基づき絶縁基板８の耐トラッキング性を判定する形態で行われる。また、抵抗値は、予め定められるブリッジ判定抵抗値（たとえば、１０Ω〜５０Ω）以下になった場合、ギャップ部９に配線パターン７が電解液４により腐食溶解した腐食溶融物が堆積して腐食溶融物ブリッジ接続部８ｂが形成されたものと判断するとともに、電極間に腐食溶融物ブリッジ接続部８ｂを断線させる破壊電圧を印加する腐食溶融物ブリッジ接続部破壊ステップを行う。
【００３１】
具体的には、図３に示すフロー図にしたがって行われる。すなわち、まず、ギャップ部９に電解液４を滴下する電解液滴下ステップを行う（＃１）。この電解液４は、ギャップ部９の上方側から直接落下させて供給してもよいし、図２（ａ）の形態では、電解液４を溝部の端に滴下供給し、毛細管現象を利用して、ギャップ部９に電解液４が浸入する形態としてもよい。
【００３２】
次に、電極間に所定電圧を印加し、電極間に５秒間通電する（＃２）。すると、通電のジュール熱により電解液４が蒸発し、電極間抵抗を測定することができる。この時、絶縁基板８がガラスエポキシ樹脂製であり、耐トラッキング性能が十分であれば、電流は流れない。さらに、電解液４をギャップ部９に滴下し（＃３）、電圧を印加し、電流が流れるようになるまで電解液滴下と電圧の印加を繰り返す。電流が流れるようになれば、たとえば、１秒に０．０１Ａずつ段階的に０．３０Ａまで増加させる（＃４）。すると、前記ギャップ部９における絶縁基板８は炭化変質して、トラッキング部８ａを形成し始める。ここで電流を段階的に増加させる場合、１秒に０．０１Ａずつ段階的に０．３０Ａまで増加させたが、好ましくは、より小刻みに（１秒に代え０．５秒、０．０１Ａに代え０．００５Ａ等）段階的に増加させることが好ましく、小刻みに増加させるほど、より精度の高い測定が行える。
【００３３】
さらに、電流を段階的に増加させる際、電極間抵抗の急激な減少の有無を測定する（＃５）。ここで、電極間抵抗の急激な減少があった場合、ギャップ部９に腐食溶融物ブリッジ接続部８ｂが発生したと考えられる。具体的には、電極間抵抗が、予め定められるブリッジ判定抵抗値としてのたとえば５０Ω以下になった場合、ギャップ部９に配線パターン７が電解液４により腐食溶解した腐食溶融物が堆積して腐食溶融物ブリッジ接続部８ｂが形成されたものと判断する。ギャップ部９にブリッジが発生したと考えられると、一旦電極間抵抗値は求めず、電極間に腐食溶融物ブリッジ接続部８ｂを断線させる破壊電圧を印加する腐食溶融物ブリッジ接続部破壊ステップを行う（＃６）。具体的には、電極間に５Ｖ以上１５Ｖ未満の電圧を印加することにより、ギャップ部９に生じたブリッジが断線する。すると、ブリッジ部の発生の有無にかかわらず、電極間抵抗を測定できるようになる（＃７）。
【００３４】
電極間抵抗を測定すると、再度ギャップ部９に電解液４を滴下する電解液滴下ステップを繰り返し（＃８）、電解液滴下ステップを所定回数（たとえば５０回）行う。そして、前記電解液滴下ステップを所定回数行った時に求められる電極間抵抗の低下度に基づき絶縁基板の耐トラッキング性を判定する。
【００３５】
具体的には、絶縁基板８がガラスエポキシ樹脂製である場合、たとえば、５０回の電解液滴下ステップの後、測定された電極間抵抗がトラッキング性能判定抵抗値としての５０Ωを超えていれば、この絶縁基板８は耐トラッキング性能が０．３０Ａ以上であるということになり、十分な耐トラッキング性能を有すると判定することができる。なお、トラッキング性能判定抵抗値としては、たとえば、ブリッジ判定抵抗値と同等の１０Ω〜５０Ωとすることができる。
【００３６】
なお、絶縁基板８が耐トラッキング性能を有するか否かの具体的な判定基準は、絶縁基板８および配線パターン７の材質、用途等により個別具体的に決めることができ、上述の基準が絶対的なものではない。また、電解液滴下ステップの回数や、電極間抵抗を測定する際の電流、ブリッジ判定抵抗値、ブリッジを破壊する破壊電圧等についても、耐トラッキング性試験を行うべき対象の絶縁基板８の材質等により個別具体的に決めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の耐トラッキング性試験方法によると、配線パターンの腐食によるトラッキングの発生を考慮して、絶縁基板の耐トラッキング性を容易にかつ適正に評価できるため、表面に配線パターンの形成された絶縁基板の品質を評価するのに利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１    ：直流電源
２    ：測定装置
３    ：制御装置
３ａ  ：電圧制御部
３ｂ  ：タイマ部
３ｃ  ：滴下間隔制御部
４    ：電解液
５    ：ノズル
６    ：滴下装置
【図１】
2017015411.tif 000003
【図２】
2017015411.tif 000004
【図３】
2017015411.tif 000005
【図４】
2017015411.tif 000006