(57)【要約】  本発明は、プリント回路板に対する新規なコーティングに関する。本発明のコーティングはナノ粒子の無機酸化物を含む。本発明のコーティングにより、高い部分放電耐性が得られる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路を備えたプリント回路板用の保護レジストコーティングであって、
樹脂をベースとしており、
少なくとも１つのナノ粒子の無機酸化物を含む
ことを特徴とする保護レジストコーティング。
【請求項２】
前記ナノ粒子の無機酸化物は平均で１０ｎｍ以上９０ｎｍ以下の粒径を有する、請求項１記載の保護レジストコーティング。
【請求項３】
前記ナノ粒子の無機酸化物の粒径のばらつきの半値幅σは１０ｎｍ以下である、請求項１または２記載の保護レジストコーティング。
【請求項４】
前記ナノ粒子の無機酸化物は、Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＯＯＨ，ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，ＧｅＯ２およびその混合物を含むグループから選択された材料を含む、請求項１から３までのいずれか１項記載の保護レジストコーティング。
【請求項５】
前記ナノ粒子の無機酸化物は当該のコーティング内に分散して存在している、請求項１から４までのいずれか１項記載の保護レジストコーティング。
【請求項６】
当該のコーティングにおける前記ナノ粒子の無機酸化物の割合は重量で見て５％以上６０％以下である、請求項１から５までのいずれか１項の保護レジストコーティング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
現在の電子回路はますます大きくなる要求を満足しなければならなくなっている。大きな回路密度への構造的要求、すなわち、密に配置することのできる電子部品および導体路を備えた回路の重要性は、複雑なシステムへの電子回路の組み込みが増大しているという必要に由来する。
【０００２】
設計される電子回路が小さくなるにつれ、例えば熱交換負荷、突入電流、沿面漏れ電流およびブレイクダウンなどに起因して、絶縁部品および保護部品の故障の危険は大きくなる。また、他の部分放電（コロナ放電）や内部での部分放電に起因するトリーイング現象の発生などは、視覚的に捉えることがほとんど不可能であるにもかかわらず、材料の腐食や、異なる電圧のかかる２点間に位置する導体路のブレイクダウンまたはフラッシュオーバをもたらすことがあるので重大である。
【０００３】
本発明の課題は、上述した欠点を少なくとも部分的に克服でき、特に、高い部分放電耐性を達成できる、電子回路用のコーティングを提供することである。
【０００４】
この課題は、本発明の請求項１の特徴、すなわち、電子回路を備えたプリント回路板用の保護レジストコーティングであって、樹脂をベースとしており、少なくとも１つのナノ粒子の無機酸化物を含むことを特徴とする保護レジストコーティングにより解決される。
【０００５】
"保護レジストコーティング"とは、特に、保護のために装置の表面に被着される材料層のことである。本発明の保護レジストコーティングは、有利には、外部影響、例えば、はんだ接合部の腐食、湿分、カビ、燃料、処理溶剤、動作温度、塵埃、汚れや取り扱い時の物理的損傷から保護するコーティングであるが、これに限定されない。
【０００６】
"樹脂をベースとする"とは、保護レジストコーティングの大部分または主要部分が高い粘性を有する有機材料から形成されることを意味する。有利な樹脂として、エポキシド樹脂、ポリウレタン樹脂、アミノプラスト、ＡＢＳプラストなどが挙げられる。
【０００７】
"ナノ粒子"とは、主として球状の構造であって、平均直径が１００ｎｍより小さいものを意味する。
【０００８】
"無機酸化物"とは、固体の酸化物、酸化物‐水酸化物、酸化物‐窒化物などの化合物、および、炭素を含まない化合物のすべてを意味する。
【０００９】
驚くべきことに、本発明による保護レジストコーティングは多くの適用分野でいちじるしく高い部分放電耐性を有することが判明した。これにより、冒頭に言及した問題点は大幅に低減されるかまたは完全に除去される。
【００１０】
さらに、本発明によれば、多くの適用分野で、
・断裂耐性がいちじるしく改善される
・ガス、蒸気、溶剤に対するバリア効果が得られる
・天候に対する耐性が高まり、温度による劣化が緩慢となる
・硬化時の収縮度および反応熱が低下する
・熱膨張度および内部応力が低下する
・摩擦耐性、破壊耐性、弾性係数が高まる
・多種の無機基板および有機基版への接着度が改善される
・燃焼負荷が低減される
・揮発性の有機化合物を使用していない
・１コンポーネントの装置なので、他のシステムとの適合性が良好である
などの利点が得られる。
【００１１】
本発明の有利な実施形態によれば、ナノ粒子の無機酸化物の粒径は平均で５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【００１２】
この値は多くの適用分野に対して有利であると判明している。有利には、ナノ粒子の無機酸化物の粒径は平均で１０ｎｍ以上６０ｎｍ以下であり、特に有利には１５ｎｍ以上４０ｎｍ以下である。
【００１３】
本発明の有利な実施形態によれば、少なくとも１つのナノ粒子の無機酸化物の直径のばらつきの半値幅σは２０ｎｍ以下である。このことは、実際には、部分放電耐性がさらに高められることによって実証される。
【００１４】
有利には、少なくとも１つのナノ粒子の無機酸化物の直径のばらつきの半値幅σは１０ｎｍ以下であり、有利には８ｎｍ以下であり、さらに有利には５ｎｍ以下であり、特に有利には３ｎｍ以下である。
【００１５】
本発明の有利な実施形態によれば、ナノ粒子の無機酸化物は、Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＯＯＨ，ＳｉＯ２，ＴｉＯ２，ＧｅＯ２，層状シリケート，有機的に修正された層状シリケート，ＢＮ，Ａｌ３Ｎ４およびこれらの混合物を含むグループから選択された材料を含む。
【００１６】
本発明の有利な実施形態によれば、少なくとも１つのナノ粒子の無機酸化物はコーティング内に分散して存在している。
【００１７】
有利には、例えばエポキシド樹脂を製造するための硬化プロセスはＵＶによって容易に可能となる。
【００１８】
本発明の有利な実施形態によれば、保護レジストコーティングにおけるナノ粒子の無機酸化物の割合は重量で見て５％以上６０％以下である。このことは、実際には、コーティングの有利な特性が達成され、同時に取り扱いが簡単化されることによって実証される。
【００１９】
有利には、保護レジストコーティングにおけるナノ粒子の無機酸化物の割合は重量で見て１０％以上５０％以下であり、特に有利には１５％以上４０％以下である。
【００２０】
前述した本発明のモジュールおよびこれから説明する本発明のモジュールの寸法・形状の設定、材料選択、技術的着想は除外的な条件ではないので、適用分野に応じた公知の選択基準を制限なしに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】テプラー型のグライディング装置で本発明の保護レジストコーティングを検査した図である。
【図２】テプラー型のグライディング装置で従来技術の保護レジストコーティングを検査した図である。
【００２２】
本発明のさらなる特徴および利点は従属請求項の対象となっている。以下に、本発明のコーティングを、図示の複数の実施例に即して詳細に説明する。
【００２３】
実施例Ｉ
本発明を実施例Ｉに即して説明する（実施例は説明のための形態であって、本発明を限定するものでない）。ここでは本発明の第１の実施例の保護レジストコーティングが形成される。
【００２４】
第１の実施例のコーティングでは、粒子サイズ約２０ｎｍ、ばらつきの半値幅約１０ｎｍのＳｉＯ２粒子が、エポキシド樹脂のビスフェノール‐Ａ‐ジグリシジルエーテル内に分散されている。樹脂内のＳｉＯ２粒子の割合は重量で見て約４０％である。
【００２５】
比較例として、ナノ粒子を含まない樹脂が選択されている。
【００２６】
図１，図２にはテプラー型のグライディング装置によって検査されたコーティングの部分放電耐性が示されている。ここで、当該のコーティングはアース側で接触している銅電極上に配置されており、当該のコーティング上には１ｍｍ径の断面積を有する円筒形電極が載置されている。ここで、電圧が一定のとき、くさび状に、空間的に限定された外部部分放電が発生し、これが材料の腐食をもたらす。
【００２７】
図１，図２には、電界強度１３ｋＶ／ｍｍで２４０ｈ経過した後のコーティングの劣化度も示されている。この場合、ナノ粒子の充填されたコーティングのプローブでは、腐食部分の面積１．６９ｍｍ２および最大深さ３４μｍであり、これに対して、ナノ粒子の充填されていないコーティングのプローブでは、腐食部分の面積７ｍｍ２および最大深さ１９４μｍであった。
【００２８】
実施例ＩＩ
第２の実施例のコーティングが形成され、テプラー型のグライディング装置によって検査される。第２の実施例のコーティングでは、粒子サイズ約４０ｎｍ、ばらつきの半値幅約２０ｎｍのＡｌ２Ｏ３粒子が、エポキシド樹脂のビスフェノール‐Ａ‐ジグリシジルエーテル内に分散されている。樹脂内のＡｌ２Ｏ３粒子の割合は重量で見て約２０％である。
【００２９】
この場合、ナノ粒子の充填されたコーティングのプローブでは、腐食部分の面積２．３０ｍｍ２および最大深さ５０μｍであった。
【００３０】
実施例ＩＩＩ
第３の実施例のコーティングが形成され、テプラー型のグライディング装置によって検査される。第３の実施例のコーティングでは、粒子サイズ約３５ｎｍ、ばらつきの半値幅約２０ｎｍのＴｉＯ２粒子が、エポキシド樹脂のビスフェノール‐Ａ‐ジグリシジルエーテル内に分散されている。樹脂内のＴｉＯ２粒子の割合は重量で見て約１５％である。
【００３１】
この場合、ナノ粒子の充填されたコーティングのプローブでは、腐食部分の面積２．８５ｍｍ２および最大深さ５５μｍであった。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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