JP2009088342A

JP2009088342A - 多層プリント配線板とその製造方法

Info

Publication number: JP2009088342A
Application number: JP2007257628A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Tanaka; 顕裕田中
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2007-10-01
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2009-04-23

Abstract

【課題】実装された電子部品がサージから保護される多層プリント配線板であって、電子部品の高密度実装に対応し、さらに、長期にわたる使用においてもサージ保護機能の劣化が小さい多層プリント配線板と、この多層プリント配線板を容易に製造することのできる製造方法を提供する。
【解決手段】内層に酸化亜鉛シートからなるバリスタ層２を有し、かつ、このバリスタ層２が、信号ライン３、グランド層４及び電源層５に接続されている多層プリント配線板１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、多層プリント配線板及びその製造方法に関する。詳しくは、実装された電子部品がサージから保護される多層プリント配線板であって、電子部品の高密度実装に対応し、さらに、長期にわたる使用においてもサージ保護機能の劣化が小さい多層プリント配線板と、この多層プリント配線板を容易に製造することのできる製造方法に関する。

電子部品が実装されたプリント配線板において、このプリント配線板の外部からサージが侵入すると、実装された電子部品が破壊されたり、誤動作したりするという問題がある。そこで、プリント配線板の端付近に、信号線と接地線との間や電源線と接地線との間にチップバリスタを挿入して、これを防いでいる（特許文献１参照）。

チップバリスタとは、酸化亜鉛（ＺｎＯ）からなる層を有する部品であって、この酸化亜鉛層は、通常、非常に高い抵抗値を示す。が、ある一定以上の電圧が加わると、その抵抗値が急激に低下する。これゆえ、チップバリスタを有するプリント配線板にサージが加わると、そのサージがチップバリスタを経由して接地線に流れるので、電子部品をサージから保護することができる。また、サージ保護機能を有する回路基板であって、このチップバリスタを用いないものも提案されている（特許文献２〜７を参照）。

特開平０５−２８３２０９号公報特開平１０−５０４５３号公報特開平１１−３０７２２０号公報特開２００２−３１９７４６号公報特開２００４−６３６８３号公報特開平１１−８７６２５号公報特開２００１−８４８６２号公報

プリント配線板のサージ保護としてチップバリスタを用いる場合、プリント配線板の回路構成によっては、多くのチップバリスタが必要な場合がある。この場合、必然的にチップバリスタを実装するための多くの場所が必要となるので、プリント配線板に電子部品を高密度に実装しようとする際の妨げとなりうる。また、このチップバリスタを実装するための作業上の手間も増大する。

また、上記特許文献２及び特許文献３の技術のように、プリント配線板の回路保護のための特殊機構を設ける場合も、チップバリスタを用いる場合と同様に、この機構が占める面積が大きくなり、プリント配線板への部品の高密度実装の妨げとなりうる。また、この機構の組み付けも作業上の手間がかかる。

上記特許文献４及び特許文献５の技術のように、プリント配線板の銅パターンにおいて突起形状の放電ギャップを設ける技術は、プリント配線板に事前にこのような銅パターンを設けておくものである。そのため、この放電ギャップはその他の回路パターン形成と同時に形成できるので、製造上の手間は少ない。また、この突起形状の放電ギャップは小さく形成できるので、これが占める面積は大きくなく、プリント配線板への電子部品の高密度実装の妨げにはならない。

しかし、この放電ギャップ間で何度も放電が繰り返されると、放電ギャップを形成する銅パターンの突起の先端が徐々に丸くなっていく。すると、放電ギャップの間隔が大きくなり、放電ギャップ間の放電電圧が上昇するため、サージ保護機能が徐々に小さくなるという問題がある。

そこで、本発明は、実装された電子部品がサージから保護される多層プリント配線板であって、電子部品の高密度実装に対応し、さらに、長期にわたる使用においてもサージ保護機能の劣化が小さい多層プリント配線板と、この多層プリント配線板を容易に製造することのできる製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための第１の発明は、内層に酸化亜鉛シートからなるバリスタ層を有し、かつ、このバリスタ層が、信号ライン、グランド層及び電源層に接続されている多層プリント配線板である。

第２の発明は、内層に酸化亜鉛シートからなるバリスタ層を形成する工程と、信号ライン、グランド層及び電源層にバリスタ層を接続する工程と、を有する多層プリント配線板の製造方法である。

第３の発明は、第２の発明において、前記バリスタ層を形成する工程は、両面に金属層が被覆された酸化亜鉛シートを、前記酸化亜鉛シートの大きさに合わせたくり貫き部が設けられた第１のプリプレグの前記くり貫き部にはめてバリスタシートを形成する工程と、前記バリスタシートの上下にさらに第２のプリプレグ及び銅はくを配置して積層体を形成する工程と、前記積層体を熱圧プレスする工程と、を含む多層プリント配線板の製造方法である。

第１の発明にかかる多層プリント配線板は、外部からのサージがこの多層プリント配線板の信号ライン又は電源層に侵入すると、サージがバリスタ層を経由してグランド層に流れるので、多層プリント配線板に実装された電子部品をサージから保護することができる。また、バリスタ層が多層プリント配線板の内層に形成されているので、部品の高密度実装に対応させることもでき、さらに、このバリスタ層は酸化亜鉛シートからなるので、長期にわたって使用しても、そのサージ保護機能の劣化は小さい。

第２の発明にかかる多層プリント配線板の製造方法によれば、第１の発明にかかる多層プリント配線板を通常の多層プリント配線板の製造方法に準じて容易に製造することができる。

第３の発明にかかる多層プリント配線板の製造方法によれば、第２の発明において、第１の発明にかかる多層プリント配線板を、従来の多層プリント配線板の製造方法に大幅に手を加えることなく、容易に製造することができる。

図１は本発明の多層プリント配線板１の断面構成図である。この多層プリント配線板１は、内層に酸化亜鉛シートからなるバリスタ層２を有し、かつ、このバリスタ層２が、信号ライン３、グランド層４及び電源層５に接続されている形態をとる。

この多層プリント配線板１では、外部からのサージがこの多層プリント配線板１の信号ライン３又は電源層５に侵入すると、このサージはバリスタ層２を経由してグランド層４に流れる。

次に、上記多層プリント配線板１の製造方法について説明する。この製造方法は、以下の工程を有する。
（１）内層に酸化亜鉛シートからなるバリスタ層２を形成する工程。
（２）信号ライン３、グランド層４及び電源層５にバリスタ層２を接続する工程。

また、特に上記（１）の工程は、以下の工程を含むものである。
（Ａ）両面に金属層が被覆された酸化亜鉛シートを、酸化亜鉛シートの大きさに合わせたくり貫き部が設けられた第１のプリプレグのくり貫き部にはめる（以下、この酸化亜鉛シート及び第１のプリプレグからなるシートをバリスタシートという）。
（Ｂ）バリスタシートの上下にさらに第２のプリプレグ及び銅はくを配置して積層体とする。
（Ｃ）この積層体を熱圧プレスする。

次に、上記各工程の詳細を説明する。図２は、上記の（Ａ）の工程についての説明のための斜視図である。また、図３は、酸化亜鉛シート６及び第１のプリプレグ７からなるバリスタシート２６の斜視図である。図２を参照すると、両面に金属層が被覆された酸化亜鉛シート６を用意し、また、この酸化亜鉛シート６の大きさに合わせたくり貫き８を有するプリプレグ７を用意する。次いで、このくり貫き８に酸化亜鉛シート６をはめ、バリスタシート２６を形成する。

次に、このバリスタシート２６の上下にさらに第２のプリプレグ及び銅はくを配置して積層体とし、この積層体を熱圧プレスすることにより、内層にバリスタ層を有する銅張積層板が得られる。

この銅張積層板に定法によってエッチング穴を設ける。この穴に対してレーザー加工を行い、バリスタ層上のガラスエポキシを除去する。炭酸ガスレーザーが一般的だが、ＹＡＧレーザーやエキシマレーザー等を用いても良い。または、ミニチュアドリルを用いた機械加工でも同様な処理を行うことができる。

パネルめっき加工を行い、基板表裏の銅はくとバリスタ層上下の金属との導通をとる。続いて内層回路形成を定法にしたがって行うことで、いわゆる内層板ができる。内層板の間にプリプレグを挿入してプレスを行うことで、いわゆる内層回路入りの銅張積層板ができる。

この内層回路入りの銅張積層板に対して、スルーホールを形成したい部分にミニチュアドリルを用いて切削加工を行う。

パネルめっき加工を行い、基板表裏および内層の金属の導通をとる。続いて定法を用いて外層回路形成を行い、続いてソルダレジスト被覆を行うことで、所望の基板が得られる。

これ以降の文字印刷、表面処理、外形加工等の一般的なプリント基板の製造工程は従来公知の方法により行う。

なお、上記実施例では、ガラスエポキシとして一般的なＦＲ−４を用いたが、多層プリント基板を形成できる材料であれば種類は不問である。

本構成において、酸化亜鉛シートに代えて、カッパー（Ｃｕ２Ｏ）バリスタ、シリコン（Ｓｉ）バリスタ、セレン（Ｓｅ）バリスタまたはシリコンカーバイド（ＳｉＣ）からなるシートを用いることもできる。

符号の説明

１多層プリント配線板
２バリスタ層
３信号ライン
４グランド層
５電源層
６酸化亜鉛シート
７プリプレグ
８くり貫き

本発明の多層プリント配線板の断面構成図。バリスタ層の製造方法を示す斜視図。バリスタシートの斜視図。

Claims

内層に酸化亜鉛シートからなるバリスタ層を有し、かつ、上記バリスタ層が、信号ライン、グランド層及び電源層に接続されていることを特徴とする多層プリント配線板。
内層に酸化亜鉛シートからなるバリスタ層を形成する工程と、信号ライン、グランド層及び電源層に上記バリスタ層を接続する工程と、を有することを特徴とする多層プリント配線板の製造方法。
前記バリスタ層を形成する工程は、両面に金属層が被覆された酸化亜鉛シートを、前記酸化亜鉛シートの大きさに合わせたくり貫き部が設けられた第１のプリプレグの前記くり貫き部にはめてバリスタシートを形成する工程と、前記バリスタシートの上下にさらに第２のプリプレグ及び銅はくを配置して積層体を形成する工程と、前記積層体を熱圧プレスする工程と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の多層プリント配線板の製造方法。