JP2013055101A - プリント基板 - Google Patents

Abstract

【課題】ソルダーレジスト層のパターニング時に、ソルダーレジスト層の材料自体がビア内に詰まることがなく歩留まりの高い、はんだ付け用の貫通ビアを有するプリント基板を得る。
【解決手段】貫通ビア１７のプリント基材部貫通部分１１ｈの内径ｄ１１とシルク印刷層１５（１６）の貫通ビア１７用（のシルク層貫通部分１５ｈ）の内径ｄ１５とが同一に設定される。一方、ソルダーレジスト層１３（１５）の貫通ビア１７用（のソルダーレジスト貫通部分１３ｈ）の内径ｄ１３はビア径ｄ１１より広く形成される。上記関係により、貫通ビア１７の近傍領域においてシルク印刷層１５の一部が銅パターン１２上に直接形成されるシルク印刷層延在構造を呈している。
【選択図】図１

Description

この発明は、プリント基板に関し、特にはんだ付け用の貫通ビア（スルーホールビア）を有するプリント基板に関する。

図２は、はんだ付け用の貫通ビアを有する、従来のプリント基板の貫通ビア周辺構造を模式的に示す説明図である。

同図に示す様に、従来のプリント基板２は、ベースとなる絶縁性の基材２１の所定箇所に基材２１を貫通ビア（スルーホールビア）２７が設けられている。貫通ビア２７の内周及び貫通ビア２７の周辺の基材２１の表面及び裏面は銅パターン２２が形成されている。

そして、ビア２７の周辺領域となる基材２１の表面及び裏面に形成された銅パターン２２上において、熱硬化性エポキシ樹脂皮膜等の絶縁被膜からなるソルダーレジスト２３及び２４が形成されている。さらに、ソルダーレジスト２３及び２４上にシルク印刷層２５及び２６が形成されている。

なお、図２のように、ソルダーレジスト及びシルク印刷層が形成されたプリント基板として、例えば、特許文献１に開示されたプリント基板がある。

特開２０００−３１２０７４号公報

しかしながら、図２で示した従来のプリント基板２では、基材２１及び銅パターン２２からなるプリント基材部における貫通ビア２７用の径ｄ２１（ビア径）と、ソルダーレジスト層２３（２４）における貫通ビア２７用の径ｄ２３と、シルク印刷層２５（２６）における貫通ビア２７用の径ｄ２５とが同径（ｄ２１＝ｄ２３＝ｄ２５）に設定されていた。

すなわち、貫通ビア２７は基材２１、銅パターン２２、ソルダーレジスト層２３，２４、及びシルク印刷層２５，２６を貫通する径ｄ２１（＝ｄ２３＝ｄ２５）のビアとなる。

したがって、従来のプリント基板２は以下の工程を経て製造されるのが一般的であった。

まず、図２で示すような径ｄ２１（ビア径）の貫通ビア２７を有し、貫通ビア２７の内周及び周辺における基材２１の表裏面に形成された銅パターン２２を有するプリント基材部を準備する。

そして、プリント基材部の表裏面において、熱硬化性エポキシ樹脂皮膜をソルダーレジスト用のレジスト液を塗布し、はんだ付けが不要な部分を覆うようにパターニングして、ソルダーレジスト層２３及び２４を得る。この際、ソルダーレジスト層２３（２４）の貫通ビア２７用の径ｄ２３はビア径ｄ２１と同一になるように設定する。

その後、プリント基材部の表面及び裏面に形成されたソルダーレジスト層２３及び２４上にシルク印刷層２５及び２６を選択的に形成する。この際、シルク印刷層２５（２６）の貫通ビア２７用の径ｄ２５はビア径ｄ２１と同一になるように設定する。

このように、ソルダーレジスト層２３（２４）における貫通ビア２７用の径ｄ２３は、プリント基材部におけるビア径ｄ２１と同一に設定されていた。

このため、ソルダーレジスト層２３（２４）のパターニング時に、ソルダーレジスト層２３の材料自体が貫通ビア２７内（特に符号Ａ２３，Ａ２４で示すソルダーレジスト貫通部分及びその近傍領域）に詰まり、このレジスト材料にさらに導通性のある他の物質が混在し、最終的に貫通ビア２７内に詰まり固まった結果、異物となり残存するという問題点があった。

このような構造の従来のプリント基板２をＥＣＵ（電子制御装置）に用いた場合、ＥＣＵ製造工程内、車両へのＥＣＵ取付工程内、あるいは車両走行時のＥＣＵ振動発生時において、貫通ビア２７から上記異物が剥がれ落ちた結果、プリント基板上で絶縁関係を有すべきピン同士が導通してしまうショート破壊が引き起こるという問題点があった。上記ショート破壊は特にピン間隔が比較的狭いマイコンのリードピン間等に生じ易く、ショート破壊によってＥＣＵが異常停止し、誤動作する危険性があった。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、ソルダーレジスト層のパターニング時に、ソルダーレジスト層の材料自体がビア内に詰まることがなく歩留まりの高い、はんだ付け用の貫通ビアを有するプリント基板を得ることを目的とする。

この発明に係る請求項１記載のプリント基板は、貫通ビアを有するプリント基板であって、前記貫通ビアに対応した基材貫通部分が設けられ、前記基材貫通部分の内側領域並びに前記貫通ビアの周辺領域における表面及び裏面に導電性領域を有するプリント基材部と、前記プリント基材部の少なくとも一つの主面の前記貫通ビアの周辺領域における前記導電性領域上に形成され、前記貫通ビアに対応したレジスト貫通部分を有するソルダーレジスト層と、前記ソルダーレジスト層上に形成され、前記貫通ビアに合致したシルク貫通部分を有するシルク印刷層とを備え、前記基材貫通部分の内径と前記シルク貫通部分の内径とが同一に設定され、前記レジスト貫通部分の内径は前記基材貫通部分の内径より広く形成されることにより、前記貫通ビアの近傍領域において前記シルク印刷層の一部が前記導電性領域上に直接形成されるシルク印刷層延在構造を呈する。

請求項２の発明は、請求項１記載のプリント基板であって、前記少なくとも一つの主面は表面及び裏面双方を含み、前記ソルダーレジスト層は、前記プリント基材部の表面及び裏面の前記貫通ビアの周辺領域における前記導電性領域上に形成される第１及び第２のソルダーレジスト層を含み、前記レジスト貫通部分は、前記第１及び第２のソルダーレジストに設けられた第１及び第２のレジスト貫通部分を含み、前記シルク印刷層は、前記第１及び第２のソルダーレジスト層上に形成される第１及び第２のシルク印刷層を含み、前記シルク貫通部分は、前記第１及び第２のシルク印刷層に設けられた第１及び第２のシルク貫通部分を含む。

請求項１記載の本願発明におけるプリント基板は、レジスト貫通部分の内径が基材貫通部分の内径より広く形成されるビア径マージン処理が施されているため、レジスト貫通部分を有するソルダーレジストパターニング時に、貫通ビア（基材貫通部分やレジスト貫通部分）にソルダーレジスト層の材料が詰まる可能性を大幅に減少させることができ、歩留まりの向上を図ることができる。

また、プリント基板部の少なくとも一つの主面の貫通ビアの近傍領域上にはシルク印刷層が形成されているため、フローはんだによる溶けたはんだの流れをシルク印刷層によって抑制することにより、貫通ビア内に溶けたはんだが流れこむことを防ぐことができる。

請求項２記載の本願発明におけるプリント基板は、第１及び第２のレジスト貫通部分の内径が基材貫通部分の内径より広く形成されるビア径マージン処理が施されているため、第１及び第２のレジスト貫通部分を有する第１及び第２のソルダーレジストパターニング時に、貫通ビア（基材貫通部分や第１及び第２のレジスト貫通部分）にソルダーレジスト層の材料が詰まる可能性を大幅に減少させることができる。その結果、プリント基材部の両面にソルダーレジスト層を有するプリント基板の歩留まりの向上を図ることができる。

実施の形態１のプリント基板の貫通ビア周辺構造を模式的に示す説明図である。 従来のプリント基板の貫通ビア周辺構造を模式的に示す説明図である。

＜実施の形態＞
図１はこの発明の実施の形態であるプリント基板の貫ビア周辺構造を模式的に示す説明図である。

同図に示す様に、本実施の形態のプリント基板１は、ベースとなる絶縁性の基材１１の所定箇所に基材１１を貫通ビア（スルーホールビア）１７が設けられている。貫通ビア１７の内周及び貫通ビア１７の周辺の基材１１の表面及び裏面は導電性領域となる銅パターン１２が形成されている。こられ基材１１及び銅パターン１２によりプリント基材部を構成する。

そして、貫通ビア１７の周辺領域となる基材１１の表面及び裏面上それぞれに形成された銅パターン１２上に、熱硬化性エポキシ樹脂皮膜等の絶縁被膜からなるソルダーレジスト層１３及び１４が形成されている。

さらに、ソルダーレジスト層１３及び１４上にシルク印刷層１５及び１６が形成されている。

貫通ビア１７のプリント基材部貫通部分１１ｈの内径ｄ１１（ビア径ｄ１１）とシルク印刷層１５（１６）の貫通ビア１７用（のシルク層貫通部分１５ｈ（１６ｈ））の内径ｄ１５とが同一に設定される。すなわち、プリント基材部貫通部分１１ｈとシルク層貫通部分１５ｈ（１６ｈ）とは平面視合致するように設定される。

一方、ソルダーレジスト層１３（１５）の貫通ビア１７用（のソルダーレジスト貫通部分１３ｈ（１４ｈ））の内径ｄ１３はビア径ｄ１１より広く形成される。すなわち、平面視して、ソルダーレジスト貫通部分１３ｈ（１４ｈ）内にプリント基材部貫通部分１１ｈが形成される。

このように、図１で示した、実施の形態のプリント基板１では、基材１１及び銅パターン１２からなるプリント基材部における貫通ビア１７用のｄ１１（ビア径）と、ソルダーレジスト層１３（１４）における貫通ビア１７用の径ｄ１３と、シルク印刷層１５（１６）における貫通ビア１７用の径ｄ１５とが以下の関係｛ｄ１１＝ｄ１５＜ｄ１３｝を満足するように設定されている。

そして、上記関係により、貫通ビア１７の近傍領域においてシルク印刷層１５（１６）の一部が銅パターン１２上に直接形成されるシルク印刷層延在構造を呈している。

図１で示した構造の実施の形態１のプリント基板１は例えば以下の工程を経て製造される。

まず、図１で示すようなｄ１１（ビア径）の貫通ビア１７を有し、貫通ビア１７の内周及び周辺領域において基材１１の表裏面に形成された銅パターン１２を有するプリント基材部を準備する。

そして、プリント基材部の表裏面において、熱硬化性エポキシ樹脂皮膜をソルダーレジスト用のレジスト液（ソルダーレジスト材料）を塗布し、はんだ付けが不要な部分を覆うようにパターニングして、銅パターン１２上にソルダーレジスト層１３及び１４を形成する。この際、ソルダーレジスト層１３（１４）の貫通ビア１７用の径ｄ１３はビアｄ１１より大きくなるように設定する。したがって、ソルダーレジスト層１３（１４）のパターニング直後は、貫通ビア１７の近傍領域において、銅パターン１２上にソルダーレジスト層１３（１４）が形成されることなく、銅パターン１２が露出した態様を呈している。

その後、シルク印刷法を用いて、プリント基材部の表面及び裏面に形成されたソルダーレジスト層１３及び１４上にシルク印刷層１５及び１６を選択的に形成する。この際、プリント基材部貫通部分１１ｈにシルク層貫通部分１５ｈ（１６ｈ）が平面視合致するように、シルク印刷層１５（１６）の貫通ビア１７用の径ｄ１５はビア径ｄ１１と同一になるように設定する。したがって、貫通ビア１７の近傍領域において、ソルダーレジスト層１３（１４）が形成されなかった銅パターン１２上に直接、シルク印刷層１５（１６）が形成される。

このように、実施の形態１のプリント基板１では、ソルダーレジスト層１３（１４）における貫通ビア１７用の径ｄ１３は、プリント基材部におけるビア径ｄ１１より大きな値に設定するビア径マージン処理がなされている。

このため、ソルダーレジスト層１３（１４）のパターニング時に、ソルダーレジスト層１３の材料自体が貫通ビア１７内に詰まることを確実に回避することができる。

上述したように、本実施の形態のプリント基板１は、ソルダーレジスト層１３（１４）に対し上記ビア径マージン処理がなされているため、ソルダーレジスト層１３（１４）のパターニング時に、貫通ビア１７内にソルダーレジスト層の材料（レジスト液）が詰まる可能性を大幅に減少させることができ、プリント基板１の歩留まりの向上を図ることができる。

また、基材１１及び銅パターン１２よりなるプリント基板部の表面及び裏面の貫通ビア１７の近傍領域上には、銅パターン１２上に直接、シルク印刷層１５（１６）が形成されているため、電子部品のはんだ付け時においてフローはんだによる溶けたはんだの流れをシルク印刷層１５によって抑制することにより、貫通ビア１７内に溶けたはんだが流れこむことを防ぐことができる。

加えて、本実施の形態のプリント基板１は、プリント基材部の表面及び裏面双方に形成されるソルダーレジスト層１３及び１４それぞれに上記ビア径マージン処理を施しているため、ソルダーレジスト層１３及び１４双方のパターニング時に、貫通ビア１７にソルダーレジスト層１３及び１４の材料が詰まる可能性を減少させることができる。その結果、両面にソルダーレジスト層１３及び１４を有するプリント基板１の歩留まりの向上を図ることができる。

＜その他＞
図１で示した実施の形態では、プリント基材部の表面及び裏面双方にソルダーレジスト層１３及び１４並びにシルク印刷層１５及び１６を形成した構造を示したが、プリント基材部の表面及び裏面のうち少なくとも一方の面に上記ビア径マージン処理を施したソルダーレジスト及び上記シルク印刷層延在構造を有するシルク印刷層を形成することにより、プリント基材部の少なくとも一方の面に関し、歩留まりの向上を図るとともに、貫通ビア２７内に溶けたはんだが流れ込むことを防ぐことができる効果を奏することができる。

また、図１はプリント基板１の貫通ビア１７及びその周辺構造を示しており、ソルダーレジスト層１３及び１４は見かけ上、貫通ビア１７及び貫通ビア１７の近傍領域以外の銅パターン１２上に全面に形成されているが、他の領域においては選択的に形成されている。同様に、シルク印刷層１５及び１６は見かけ上、貫通ビア１７以外のプリント基材部の全面における銅パターン１２及びソルダーレジスト層１３（１４）上に形成されているが、他の領域においては選択的に形成されている。

１ プリント基板
１１ 基材
１２ 銅パターン
１３，１４ ソルダーレジスト
１５，１６ シルク印刷層
１７ 貫通ビア

Claims (2)

1. 貫通ビアを有するプリント基板であって、
   前記貫通ビアに対応した基材貫通部分が設けられ、前記基材貫通部分の内側領域並びに前記貫通ビアの周辺領域における表面及び裏面に導電性領域を有するプリント基材部と、
   前記プリント基材部の少なくとも一つの主面の前記貫通ビアの周辺領域における前記導電性領域上に形成され、前記貫通ビアに対応したレジスト貫通部分を有するソルダーレジスト層と、
   前記ソルダーレジスト層上に形成され、前記貫通ビアに合致したシルク貫通部分を有するシルク印刷層とを備え、
   前記基材貫通部分の内径と前記シルク貫通部分の内径とが同一に設定され、前記レジスト貫通部分の内径は前記基材貫通部分の内径より広く形成されることにより、前記貫通ビアの近傍領域において前記シルク印刷層の一部が前記導電性領域上に直接形成されるシルク印刷層延在構造を呈することを特徴する、
   プリント基板。
2. 請求項１記載のプリント基板であって、
   前記少なくとも一つの主面は表面及び裏面双方を含み、
   前記ソルダーレジスト層は、前記プリント基材部の表面及び裏面の前記貫通ビアの周辺領域における前記導電性領域上に形成される第１及び第２のソルダーレジスト層を含み、
   前記レジスト貫通部分は、前記第１及び第２のソルダーレジストに設けられた第１及び第２のレジスト貫通部分を含み、
   前記シルク印刷層は、前記第１及び第２のソルダーレジスト層上に形成される第１及び第２のシルク印刷層を含み、
   前記シルク貫通部分は、前記第１及び第２のシルク印刷層に設けられた第１及び第２のシルク貫通部分を含む、
   プリント基板。

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