JP2022072486A - 印刷配線板 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022072486000001
【課題】ソルダーレジスト膜が剥がれにくい印刷配線板を提供する。
【解決手段】印刷配線板は、絶縁層と、導体層と、ソルダーレジスト膜と、を備え、絶縁層には、該絶縁層の厚み方向に貫通する貫通孔が設けられており、導体層は、スルーホール導体部、ランド部および表層導体部を有し、スルーホール導体部は、貫通孔の内壁に沿って設けられており、ランド部および表層導体部は、絶縁層の表面に位置しており、ランド部は、貫通孔の開口部においてスルーホール導体部に繋がっており、ソルダーレジスト膜は、第1ソルダーレジスト膜および第2ソルダーレジスト膜を有し、第1ソルダーレジスト膜は、ランド部の一部を覆うように設けられており、第2ソルダーレジスト膜は、第1ソルダーレジスト膜の少なくとも一部、およびランド部を覆い、かつ、貫通孔の開口部を塞ぐように設けられている。
【選択図】図1

Description

本開示は、印刷配線板に関する。
従来、絶縁層の両面に形成された配線同士がスルーホールにより電気的に接続された印刷配線板がある(例えば、特許文献1)。ここで、スルーホールは、絶縁層を貫通する貫通孔の内壁に沿って設けられためっき層を有する。このめっき層により、絶縁層の両面の配線同士が電気的に接続される。
特許文献1では、絶縁層のほぼ全面を覆うようにソルダーレジスト膜を形成することにより、スルーホールの貫通孔の開口部を塞ぎ、スルーホールの内壁全体に耐腐食性を持たせている。
特開2015-228500号公報
近年、実装部品の高密度化等の観点から、絶縁層の表面に形成された個別の配線パターンに対して選択的にソルダーレジスト膜を設ける要請がある。上記の個別の配線パターンの1つに、スルーホールのランド部がある。
しかしながら、スルーホールのランド部を覆うように選択的にソルダーレジスト膜を形成すると、その形成面積が小さいことに起因してソルダーレジスト膜が剥がれやすいという課題がある。
本開示の一態様は、
絶縁層と、
導体層と、
ソルダーレジスト膜と、を備え、
前記絶縁層には、該絶縁層の厚み方向に貫通する貫通孔が設けられており、
前記導体層は、スルーホール導体部、ランド部および表層導体部を有し、
前記スルーホール導体部は、前記貫通孔の内壁に沿って設けられており、
前記ランド部および前記表層導体部は、前記絶縁層の表面に位置しており、
前記ランド部は、前記貫通孔の開口部において前記スルーホール導体部に繋がっており、
前記ソルダーレジスト膜は、第1ソルダーレジスト膜および第2ソルダーレジスト膜を有し、
前記第1ソルダーレジスト膜は、前記ランド部の一部を覆うように設けられており、
前記第2ソルダーレジスト膜は、第1ソルダーレジスト膜の少なくとも一部、および前記ランド部を覆い、かつ、前記貫通孔の開口部を塞ぐように設けられている、印刷配線板である。
本開示の内容によれば、ソルダーレジスト膜が剥がれにくい印刷配線板を提供できる。
印刷配線板の断面図である。 変形例1に係る印刷配線板の断面図およびランド部近傍の平面図である。 変形例2に係る印刷配線板の断面図およびランド部近傍の平面図である。 変形例3に係る印刷配線板の断面図およびランド部近傍の平面図である。 変形例4に係る印刷配線板の断面図およびランド部近傍の平面図である。 変形例5に係る印刷配線板の断面図およびランド部近傍の平面図である。 印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。 印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。 印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。 実験に用いた試料におけるランド部およびソルダーレジスト膜の配置を示す図である。 実施例の効果を確認するために行った実験の結果を示す図である。 試料5に係る印刷配線板の断面図およびランド部近傍の平面図である。
以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の印刷配線板1は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および寸法比率などを忠実に表したものではない。
〔印刷配線板の構成〕
図1に示すように、印刷配線板1は、絶縁層10と、導体層20と、ソルダーレジスト膜30と、を備えている。以下では、印刷配線板1の厚さ方向をZ方向とするXYZ直交座標系により印刷配線板1の各部の向きを説明する。また、印刷配線板1を構成する各層の+Z方向を向く面を「上面」とも記し、-Z方向を向く面を「下面」とも記す。また、Z方向から見ることを「平面視」と記す。
絶縁層10は、絶縁性を有する材質の板状部材である。以下、絶縁層10の上面(表面)を第1面S1、下面を第2面S2と記す。第1面S1および第2面S2はXY平面と平行である。絶縁層10の材質としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、シアネートエステル樹脂などの有機樹脂などが挙げられる。これらの有機樹脂は2種以上を混合して用いてもよい。ただし、絶縁層10の材質はこれらに限定されず、絶縁性を有する他の材質であってもよい。また、絶縁層10にガラスクロスなどの補強材(基材)を配合してもよい。また、絶縁層10に水酸化アルミニウム、シリカまたは硫酸バリウムなどの無機粒子(無機フィラー)を配合してもよい。
絶縁層10には、該絶縁層10の厚み方向に貫通する貫通孔11が設けられている。貫通孔11の形状は、本実施形態では平面視で円形であるが、これに限らない。貫通孔11は、第1面S1において開口部11aを有する。本実施形態の開口部11aは円形である。
導体層20は、スルーホール導体部21、ランド部22および表層導体部23を有する。
スルーホール導体部21は、貫通孔11の内壁に沿って、第1面S1から第2面S2まで設けられている。よって、スルーホール導体部21は中空の円筒形状を有している。このように、スルーホール導体部21は、貫通孔11を充填しない形態で設けられている。スルーホール導体部21は、例えば、めっき処理により貫通孔11の内壁面に形成された銅、ニッケルおよび/または金などの金属(めっき層)であってもよい。
ランド部22および表層導体部23は、絶縁層10の表面、すなわち第1面S1および第2面S2に位置している。ランド部22および表層導体部23は、第1面S1および第2面S2において配線パターンを形成している。図1では、ランド部22が表層導体部23から独立しているが、配線パターンによっては、ランド部22と表層導体部23とが繋がっていてもよい。ランド部22および表層導体部23は、例えば、めっき処理により形成された銅、ニッケルおよび/または金などの金属(めっき層)であってもよく、銅箔等の金属箔であってもよい。あるいは、金属箔にめっき層を重ねたものであってもよい。
ランド部22は、貫通孔11の開口部11aにおいてスルーホール導体部21に繋がっている。スルーホール導体部21およびランド部22により、第1面S1上の配線パターンと第2面S2上の配線パターンとを電気的に接続するスルーホールが構成される。図1の上方の平面図では、ランド部22の形成領域に薄いドットが付されている。
ソルダーレジスト膜30は、第1ソルダーレジスト膜31および第2ソルダーレジスト膜32を有する。
第1ソルダーレジスト膜31は、ランド部22の一部を覆うように設けられている。詳しくは、第1ソルダーレジスト膜31は、ランド部22の上面の一部を覆っているとともに、ランド部22を平面視したときに該ランド部22の外周縁22aからランド部22の外部に向かってはみ出している。第1ソルダーレジスト膜31のうちランド部22の外周縁22aからはみ出している部分は、絶縁層10の表面(第1面S1)に接している。図1の上方の平面図では、第1ソルダーレジスト膜31の形成領域に濃いドットが付されている。
また、図1のソルダーレジスト膜30は、1つのランド部22に対して複数の(図1では2つの)第1ソルダーレジスト膜31を有する。2つの第1ソルダーレジスト膜31は、ランド部22を平面視したときの該ランド部22の中心点Oを中心として対称に配置されている。図1の例では、中心点Oの+X方向側および-X方向側に第1ソルダーレジスト膜31が1つずつ配置されている。
第1ソルダーレジスト膜31は、例えば、感光性のソルダーレジスト材料の層を絶縁層10の第1面S1に形成した後に、乾燥、パターン露光および現像の各工程を実行することにより形成することができる。感光性のソルダーレジスト材料の層を形成する方法としては、感光性のソルダーレジスト膜(ドライフィルム)をラミネートする方法、および液状のソルダーレジストインクを塗布する方法などがある。
このように、感光性のソルダーレジスト材料を用いてフォトリソグラフィー技術により第1ソルダーレジスト膜31を形成することで、第1ソルダーレジスト膜31の位置精度を高めることができる。
第2ソルダーレジスト膜32は、第1ソルダーレジスト膜31の少なくとも一部、およびランド部22を覆い、かつ、貫通孔11の開口部11aを塞ぐように設けられている。図1の例では、第2ソルダーレジスト膜32は、平面視でランド部22および2つの第1ソルダーレジスト膜31を覆う大きさの円内に設けられている。当該円の中心は、ランド部22の中心点Oと同一である。よって、第2ソルダーレジスト膜32は、平面視で、ランド部22がなす円環を覆うとともに、該円環の内周円の内側も覆っている。また、第2ソルダーレジスト膜32は、第1ソルダーレジスト膜31と同様に、ランド部22を平面視したときに該ランド部22の外周縁22aからランド部22の外部に向かってはみ出している。第2ソルダーレジスト膜32のうちランド部22の外周縁22aからはみ出している部分は、絶縁層10の表面(第1面S1)に接している。
言い換えると、第2ソルダーレジスト膜32は、第1ソルダーレジスト膜31の表面と、ランド部22の表面のうち第1ソルダーレジスト膜31に覆われていない部分と、スルーホール導体部21の内壁面の一部と、絶縁層10の第1面S1の一部と、を覆うように設けられている。
図1の上方の平面図では、ランド部22および第1ソルダーレジスト膜31の形成範囲を見やすくするため、第2ソルダーレジスト膜32にはドットを付していない(円形の外形のみが描かれている)。
第2ソルダーレジスト膜32は、表層導体部23をさらに覆っていてもよい。
また、第2ソルダーレジスト膜32は、貫通孔11側とは反対側(+Z方向側)の第1表面32a、および貫通孔11側の第2表面32bがそれぞれ凹んだ形状を有する。すなわち、第2ソルダーレジスト膜32は、中心点Oを通りZ方向に平行な任意の断面において、上下両面が凹んだ鼓状の形状を有する。言い換えると、第2ソルダーレジスト膜32は、第1表面32aおよび第2表面32bに凹部を有する。ここで、第1表面32aの曲率半径の最小値は、第2表面32bの曲率半径の最小値よりも大きい。言い換えると、第1表面32aの曲率の最大値は、第2表面32bの曲率の最大値よりも小さい。すなわち、第2表面32bは、第1表面32aよりも大きく凹んでいる。
ランド部22を覆う(貫通孔11の開口部11aを塞ぐ)第2ソルダーレジスト膜32は、絶縁層10の表裏のうち一方の面(本実施形態では、第1面S1)に形成するのがよい。両面に形成すると、スルーホール内に閉空間が形成され、電子部品の実装工程などにおいて印刷配線板1が加熱されたときなどに、閉空間内の空気が膨張して第2ソルダーレジスト膜32が変形又は破損する場合があるためである。
また、第2ソルダーレジスト膜32の第1表面32aがなす凹部の底(通常、平面視で中心点Oの近傍)は、Z方向についてランド部22の上面と同一か、該上面より-Z方向側、すなわち図1における下方に位置していることが好ましい。なお、図1では、ランド部22、第1ソルダーレジスト膜31および第2ソルダーレジスト膜32の厚さを拡大して描いているため、第1表面32aの凹部の底と、ランド部22の上面との位置関係は、実際の位置関係を反映していない。
第2ソルダーレジスト膜32としては、例えば、熱硬化性のソルダーレジストを用いることができる。この場合には、スクリーン印刷等により熱硬化性のソルダーレジストインクを第2ソルダーレジスト膜32の形成領域に塗布した後に加熱して硬化させる方法を用いることができる。熱硬化性のソルダーレジストを用いることで、感光性材料を露光、現像する方法と比較して工程を簡素化することができる。
なお、熱硬化性のソルダーレジストに代えて、紫外線硬化性のソルダーレジストを用いてもよい。また、第1ソルダーレジスト膜31と同様に、感光性のドライフィルム等を用いてフォトリソグラフィー技術により第2ソルダーレジスト膜32を形成してもよい。
第1ソルダーレジスト膜31と第2ソルダーレジスト膜32とは、分析により区別して特定することが可能である。また、第1ソルダーレジスト膜31と第2ソルダーレジスト膜32との境界は、分析により特定する(見分ける)ことが可能である。上記の分析の方法としては、例えば以下の方法1および方法2が挙げられる。
方法1.走査型電子顕微鏡および/またはデジタルマイクロスコープによる観察。
方法2.第1ソルダーレジスト膜31および第2ソルダーレジスト膜32に含まれている無機フィラーの種類、粒度分布、含有比率などの分析。
次に、第1ソルダーレジスト膜31および第2ソルダーレジスト膜32の配置の変形例について説明する。
〔変形例1〕
図2に示すように、印刷配線板1のソルダーレジスト膜30は、1つのランド部22に対して第1ソルダーレジスト膜31の組310を2組有していてもよい。ここで、2つの組310の各々は、ランド部22の中心点Oを中心として対称に配置されている2つの第1ソルダーレジスト膜31からなる。したがって、図2のソルダーレジスト膜30は、1つのランド部22に対して4つの第1ソルダーレジスト膜31を有する。
図2の例では、2つの組310のうちの一方は、中心点Oに対して+X方向および-X方向に位置する2つの第1ソルダーレジスト膜31を有する。また、2つの組310のうちの他方は、中心点Oに対して+Y方向および-Y方向に位置する2つの第1ソルダーレジスト膜31を有する。よって、4つの第1ソルダーレジスト膜31は、ランド部22がなす円環上で等間隔に配置されている。
なお、ソルダーレジスト膜30は、1つのランド部22に対して3つ以上の組310を有していてもよい。すなわち、1つのランド部22に対して6つ以上の第1ソルダーレジスト膜31を有していてもよい。この場合に、複数の第1ソルダーレジスト膜31は、ランド部22がなす円環上で等間隔に配置されていてもよい。
〔変形例2〕
図3に示すように、印刷配線板1の各第1ソルダーレジスト膜31は、ランド部22の外周縁22aの内側に配置されていてもよい。言い換えると、第1ソルダーレジスト膜31は、平面視でランド部22と重なる範囲内に設けられていてもよい。
図3に示す印刷配線板1は、図1に示す印刷配線板1において2つの第1ソルダーレジスト膜31の位置を変更し、これに合わせて第2ソルダーレジスト膜32の形成範囲を変更したものに相当する。すなわち、図3の例では、第2ソルダーレジスト膜32は、平面視でランド部22と重なる範囲内に形成されている。なお、図3において、第2ソルダーレジスト膜32を、図1と同様にランド部22の外周縁22aからランド部22の外部に向かってはみ出す範囲に形成してもよい。
〔変形例3〕
図4に示す変形例3に係る印刷配線板1は、変形例1および変形例2を組み合わせたものに相当する。すなわち、図4の印刷配線板1が有するソルダーレジスト膜30は、1つのランド部22に対して第1ソルダーレジスト膜31の組310を2組有する(第1ソルダーレジスト膜31を4つ有する)とともに、各第1ソルダーレジスト膜31が、ランド部22の外周縁22aの内側に配置されている。本変形例3についても、変形例1と同様に、ソルダーレジスト膜30は、1つのランド部22に対して3つ以上の組310を有していてもよい。
〔変形例4〕
図5に示すように、ランド部22の全周にわたって一繋がりとなるように第1ソルダーレジスト膜31が設けられていてもよい。言い換えると、第2ソルダーレジスト膜32が、ランド部22の外周縁22aの全体に重なっていてもよい。図5に示す例では、第1ソルダーレジスト膜31は、ランド部22の外周縁22aからランド部22の外側に向かってはみ出す範囲に形成されており、第1面S1のうちランド部22および表層導体部23が形成されていない範囲の少なくとも一部を埋めている。
また、第2ソルダーレジスト膜32は、ランド部22の外周縁22aより一回り大きい円内に形成されている。このように、第2ソルダーレジスト膜32は、必ずしも第1ソルダーレジスト膜31の全体を覆っていなくてもよい。
〔変形例5〕
図6に示すように、第1ソルダーレジスト膜31は、平面視でランド部22の外周縁22aを全周にわたって囲むとともに、ランド部22の外周縁22aからランド部22上に向かって突出する突出部31aを有していてもよい。図6の例では、第1ソルダーレジスト膜31は、等間隔の4つの突出部31aを有している。別の観点では、図6に示す第1ソルダーレジスト膜31の形成範囲は、図5に示す第1ソルダーレジスト膜31の形成範囲から、ランド部22の外周縁22aの4箇所に沿う一部を除いたものに相当する。突出部31aの数は、3つ以下または5つ以上であってもよい。
〔印刷配線板の製造方法〕
次に、図7~図9を参照して印刷配線板1の製造方法について説明する。
まず、図7に示すように、絶縁層10に、貫通孔11、スルーホール導体部21、ランド部22および表層導体部23を形成する。
詳しくは、まず、ドリルまたはレーザ照射により絶縁層10に貫通孔11を形成する。続いて、絶縁層10に対して無電解めっき(例えば銅めっき)を施して下地となるめっき層を形成し、次いで電解めっき(例えば銅めっき)を施して所望の厚さのめっき層を形成する。これにより、貫通孔11の内壁に沿ってスルーホール導体部21が形成され、絶縁層10の第1面S1および第2面S2にめっき層が形成される。その後、サブトラクティブ法によりめっき層の一部を除去して絶縁層10の第1面S1および第2面S2に回路パターン(ランド部22および表層導体部23)を形成する。なお、ランド部22と絶縁層10との間、および表層導体部23と絶縁層10との間に、図示略の銅箔を介在させてもよい。
次に、図8に示すように、平面視でランド部22の一部と重なる位置に第1ソルダーレジスト膜31を形成する。例えば、第1面S1上にポジ型の感光性のソルダーレジスト膜(ドライフィルム)をラミネートし、第1ソルダーレジスト膜31の形成範囲をマスクした上で露光、現像してパターニングすることで第1ソルダーレジスト膜31を形成する。
次に、図9に示すように、第1ソルダーレジスト膜31を形成した基板の表面に第2ソルダーレジスト膜32を形成する。これにより、印刷配線板1が完成する。
ここでは、例えば第2ソルダーレジスト膜32の形成範囲のパターンが施されたスクリーンを基板上に配置し、スクリーン上の熱硬化性のソルダーレジストインクをスキージ等で加圧してスクリーンを透過させて、基板上に印刷する。その後、基板を加熱してソルダーレジストインクを硬化させることで、第2ソルダーレジスト膜32を形成することができる。この場合、第1ソルダーレジスト膜31を、第2ソルダーレジスト膜32を形成するときの位置決めマーカーして用いることができるため、位置精度よく第2ソルダーレジスト膜32を形成することができる。これにより、ランド部22の形成範囲に対して位置ずれが小さい状態で第2ソルダーレジスト膜32を形成することができる。
なお、第1ソルダーレジスト膜31と同様にドライフィルムをフォトリソグラフィー技術によりパターニングすることで第2ソルダーレジスト膜32を形成してもよい。
本開示では、ランド部22に予め第1ソルダーレジスト膜31を形成した後に第2ソルダーレジスト膜32を形成することにより、第2ソルダーレジスト膜32の第1表面32aの凹部における曲率半径の最小値を、第2表面32bの凹部における曲率半径の最小値よりも大きくすることができる。これは、以下の作用等によるものである。
すなわち、第2ソルダーレジスト膜32となる熱硬化性のソルダーレジストインクは、加熱時に一旦軟化する。このとき、この第2ソルダーレジスト膜32が第1ソルダーレジスト膜31に接着されることによって、ランド部22上の両端において第2ソルダーレジスト膜32がやや固定された状態となり、第2ソルダーレジスト膜32の熱硬化時の流動性が抑えられる。このため、溶剤の蒸発などにより体積が収縮する際に、第2表面32bに対して第1表面32aの平坦性が高い形状を保ったまま硬化する。このような作用を生じさせる観点では、第2ソルダーレジスト膜32と接触する第1ソルダーレジスト膜31の面積が大きい方がよい。例えば、ランド部22上に形成する第1ソルダーレジスト膜31の形成箇所を2か所(例えば図1)、4か所(例えば図2)、6か所…と多くするほど、上記の効果が得られやすくなる。さらに、図5に示したように、ランド部22の外周縁22aの全周にわたって第1ソルダーレジスト膜31が設けられていてもよい。
なお、図8に示すように第1ソルダーレジスト膜31を形成した後、第2ソルダーレジスト膜32の形成前に、スルーホール導体部21、ランド部22のうち第1ソルダーレジスト膜31から露出している部分、および表層導体部23に対して、ニッケルおよび/または金のめっき処理をさらに施してもよい。これにより、スルーホール導体部21、ランド部22および表層導体部23の表面を保護することができるとともに、はんだ等の接合性を高めることができる。
〔効果〕
以上のように、本実施形態の印刷配線板1は、絶縁層10と、導体層20と、ソルダーレジスト膜30と、を備える。絶縁層10には、該絶縁層10の厚み方向に貫通する貫通孔11が設けられている。導体層20は、スルーホール導体部21、ランド部22および表層導体部23を有する。スルーホール導体部21は、貫通孔11の内壁に沿って設けられている。ランド部22および表層導体部23は、絶縁層10の表面に位置しており、ランド部22は、貫通孔11の開口部11aにおいてスルーホール導体部21に繋がっている。ソルダーレジスト膜30は、第1ソルダーレジスト膜31および第2ソルダーレジスト膜32を有する。第1ソルダーレジスト膜31は、ランド部22の一部を覆うように設けられている。第2ソルダーレジスト膜32は、第1ソルダーレジスト膜31の少なくとも一部、およびランド部22を覆い、かつ、貫通孔11の開口部11aを塞ぐように設けられている。
このような構成によれば、ランド部22上に部分的に第1ソルダーレジスト膜31を付着させて、ランド部22を覆う第2ソルダーレジスト膜32がこの第1ソルダーレジスト膜31に接着するようにしたので、ランド部22を選択的に覆うような小面積のソルダーレジスト膜30を形成する場合であっても、ソルダーレジスト膜30(ランド部22を覆う第2ソルダーレジスト膜32)をランド部22から剥がれ難くすることができる。
また、ソルダーレジスト膜30は、複数の第1ソルダーレジスト膜31を有する。複数の第1ソルダーレジスト膜31は、ランド部22を平面視したときの該ランド部22の中心点Oを中心として対称に配置されている。
これにより、第2ソルダーレジスト膜32をランド部22からさらに剥がれ難くすることができる。例えば、中心点Oに対して一対の第1ソルダーレジスト膜31が左方向および右方向に配置されている場合には、左右いずれの方向から力が加わったとしても第2ソルダーレジスト膜32がランド部22から剥がれ難くなる。
また、図2および図4に示す印刷配線板1のソルダーレジスト膜30は、中心点Oを中心として対称に配置されている2つの第1ソルダーレジスト膜31からなる組310を複数(図2および図4では2組)有する。
これにより、第2ソルダーレジスト膜32をランド部22からさらに剥がれ難くすることができる。例えば、中心点Oに対して一対の第1ソルダーレジスト膜31が左方向および右方向に配置され、さらに他の一対の第1ソルダーレジスト膜31が上方向および下方向に配置されている場合には、上下左右のいずれの方向から力が加わったとしても第2ソルダーレジスト膜32がランド部22から剥がれ難くなる。
また、図1、2、5、6に示す印刷配線板1の第1ソルダーレジスト膜31は、ランド部22を平面視したときに該ランド部22の外周縁22aからはみ出しており、かつ、絶縁層10の表面に接している。
これによれば、第2ソルダーレジスト膜32と絶縁層10との間に、絶縁層10に対する接着性の高い第1ソルダーレジスト膜31を介在させることができるため、第2ソルダーレジスト膜32をランド部22からさらに剥がれ難くすることができる。例えば、液状の感光性ソルダーレジスト材料を用いて第1ソルダーレジスト膜31を形成し、熱硬化性樹脂のソルダーレジスト材料を用いて第2ソルダーレジスト膜32を形成する場合などに、上記の効果が特に好適に得られる。
また、第2ソルダーレジスト膜32は、貫通孔11側とは反対側の第1表面32aが凹んだ形状を有する。
これにより、第2ソルダーレジスト膜32の第1表面32aを傷付きにくくすることができる。
また、第2ソルダーレジスト膜32は、貫通孔11側の第2表面32bが凹んだ形状を有する。
これにより、第2ソルダーレジスト膜32の体積が小さくなり可撓性が高まる。この結果、第2ソルダーレジスト膜32から導体層20(ランド部22およびスルーホール導体部21)に及ぼされる応力が小さくなり、導体層20が剥がれたり破損したりする不具合を発生しにくくすることができる。
また、第1表面32aの曲率半径の最小値は、第2表面32bの曲率半径の最小値よりも大きい。すなわち、第2表面32bよりも第1表面32aの方が、平坦に近い形状を有している。
第2ソルダーレジスト膜32の第1表面32aは、印刷配線板1の表面に露出している。この第1表面32aの凹みを小さくすることで、例えば、印刷配線板1への電子部品の実装工程、または印刷配線板1の使用時において、接合材および薬品などが第1表面32aの凹部に溜まる不具合を生じにくくすることができる。また、印刷配線板1の外観に係る不良を発生しにくくすることができる。
また、貫通孔11側の第2表面32bの凹みが大きくなっていることにより、第1表面32aを平坦に近い形状としつつ、第2ソルダーレジスト膜32の体積をより小さくすることができる。これにより、第2ソルダーレジスト膜32の可撓性を高くすることができる。この結果、第2ソルダーレジスト膜32から導体層20(ランド部22およびスルーホール導体部21)に及ぼされる応力が小さくなり、導体層20が剥がれたり破損したりする不具合を生じにくくすることができる。
〔実施例〕
次に、上記実施形態の効果を確認するために行った実験について、図10~図12を参照して説明する。
実験では、試料として図10に示す構成の印刷配線板1を作成した。
印刷配線板1のサイズは、X方向の幅を約10mm、Y方向の幅を約10mm、Z方向の高さを約0.9mm(導体層20およびソルダーレジスト膜30を含む)とした。
絶縁層10には、ガラスエポキシ材(厚み200μmを4層積層)を用いた。
絶縁層10の貫通孔11は、ドリル加工により形成した。
導体層20は、銅箔(絶縁層10の表面のみ)に、銅の無電解めっきおよび電解めっきを施すことにより形成した。また、第1ソルダーレジスト膜31の形成後に、ニッケルの無電解めっきおよび電解めっき、金の無電解めっきおよび電解めっきを順に施した。ここで、無電解めっきにより形成されるめっき層の厚みは、電解めっきにより形成されるめっき層の厚みの約1/10とした。
ランド部22(したがって、ソルダーレジスト膜30)の個数および配置は、図10に示すように10×10=100個のグリッド配置とし、印刷配線板1の中央の位置に配置した。
ソルダーレジスト膜30は印刷配線板1の一方の表面に形成した。
第1ソルダーレジスト膜31には、太陽インキ製造株式会社製の感光性ソルダーレジストを用いた。
第2ソルダーレジスト膜32には、太陽インキ製造株式会社製の熱硬化性のソルダーレジスト膜を用いた。
試料の印刷配線板1の各部の大きさは以下のとおりである。
・スルーホールのピッチ:0.8mm
・ランド部22の外径:0.5mm
・貫通孔11の直径:0.4mm
・導体層20の平均厚み:0.02mm
・導体層20の平均厚み:スルーホール導体部21…0.02mm、ランド部22…0.03mm
・スルーホール導体部21の内径:0.36mm
・第1ソルダーレジスト膜31のサイズ:長さ約0.06mm、幅約0.05mm
・第1ソルダーレジスト膜31の平均厚み:0.02mm。
・第2ソルダーレジスト膜32の平均厚み:0.02mm。
実験に用いた試料の水準は以下のとおりである。
図11に示すように、試料1~試料5の計5水準の試料を10個ずつ作成した。したがって、各水準において評価対象となるスルーホールの数は、10×100=1000個である。
試料5は、図12に示すように、上記実施形態の第1ソルダーレジスト膜31を形成せず、第2ソルダーレジスト膜32に相当するソルダーレジスト膜33のみを形成したものである。なお、この試料5では、第1ソルダーレジスト膜31が形成されていないことに起因して、ソルダーレジスト膜33の第1表面33aにおける曲率半径の最小値と、第2表面33bにおける曲率半径の最小値とがほぼ等しくなっている。
試料1は、図3(変形例2)のように、第1ソルダーレジスト膜31を2つ(1組)有し、各第1ソルダーレジスト膜31がランド部22の外周縁22aの内側に配置された構成とした。
試料2は、図4(変形例3)のように、第1ソルダーレジスト膜31を4つ(2組)有し、各第1ソルダーレジスト膜31がランド部22の外周縁22aの内側に配置された構成とした。
試料3は、図1のように、第1ソルダーレジスト膜31を2つ(1組)有し、各第1ソルダーレジスト膜31および第2ソルダーレジスト膜32がランド部22の外周縁22aから外側にはみ出している構成(第2ソルダーレジスト膜32が第1ソルダーレジスト膜31を覆っている構成)とした。
試料4は、図2(変形例1)のように、第1ソルダーレジスト膜31を4つ(2組)有し、各第1ソルダーレジスト膜31および第2ソルダーレジスト膜32がランド部22の外周縁22aから外側にはみ出している構成(第2ソルダーレジスト膜32が第1ソルダーレジスト膜31を覆っている構成)とした。
実験の評価方法は以下のとおりである。
作製した試料を温度サイクル試験にかけ、試験後の試料の状態を観察することにより、良品、不良品を判定した。
温度サイクル試験条件は、最低温度を-65℃、最高温度を125℃とし、最高温度、最低温度での保持時間を30分とし、最低温度から最高温度までの遷移、および最高温度から最低温度までの遷移に要する時間をそれぞれ1分とした。また、サイクル数は1000回(往復)とした。
各試料の各ランド部22について、以下の基準によりソルダーレジスト膜30の良/不良を判定した。すなわち、実体顕微鏡またはデジタルマイクロスコープによる観察において、ソルダーレジスト膜30がランド部22の径の方向に3μm以上剥がれた状態が見られた場合をNG(不良)と判定した。他方で、剥がれた幅が2μm以下の場合にはOK(良)と判定した。ここで、剥がれた幅(長さ)が2μmより大きく、3μmより小さいものについては、小数点以下1桁までの値で四捨五入を行った。
印刷配線板1の良否の判定は、以下の方法を採用した。
図10に示すように、印刷配線板1の表面の複数のソルダーレジスト膜30を、中央部101(6×6=36個)の群と、該中央部101を除いた外周部102(100-36=64個)の群とに区分した。このうち外周部102は、熱サイクル時の熱膨張により、中央部101よりもソルダーレジスト膜30の剥がれが生じやすい。
中央部101、外周部102の各々において、ソルダーレジスト膜30の3μm以上の剥がれが1か所でも見られた場合には、その群の場所(中央部101または外周部102)は「不良個所有り」と判定し、3μmの剥がれが見られなかった場合には「不良個所無し」と判定した。不良個所とはならないが、2μm以下の剥がれが見られた否かについても剥がれの有無を記録した。
実験の結果は図11に示すとおりとなった。
試料5では、中央部101および外周部102において、ソルダーレジスト膜30に3μm以上の剥がれが見られ、中央部101および外周部102がいずれも「不良個所有り」と判定された。
試料1では、中央部101では3μm以上の剥がれが見られず「不良個所無し」と判定されたが、外周部102では3μm以上の剥がれが見られ、「不良個所有り」と判定された。また、中央部101では、2μm以下の剥がれが見られた。
試料2では、中央部101および外周部102の各々において、3μm以上の剥がれは見られず「不良個所無し」と判定された。中央部101においては、2μm以下の剥がれも見られなかったが、外周部102においては2μm以下の剥がれが見られた。
試料3では、中央部101および外周部102の各々において、3μm以上の剥がれは見られず「不良個所無し」と判定された。ただし、中央部101および外周部102において、2μm以下の剥がれが見られた。
試料4では、中央部101および外周部102の各々において、3μm以上の剥がれは見られず「不良個所無し」と判定された。また、中央部101および外周部102において、2μm以下の剥がれも見られなかった。
以上の実験結果から、試料1~4では、試料5よりもソルダーレジスト膜30の剥がれが生じにくくなる結果となった。
また、試料1、2のように、第1ソルダーレジスト膜31がランド部22の外周縁22aの内側に配置された構成よりも、試料3、4のように、第1ソルダーレジスト膜31がランド部22の外周縁22aの外側にはみ出している構成の方が、ソルダーレジスト膜30の剥がれが生じにくくなる結果となった。
また、1つのランド部22に対して第1ソルダーレジスト膜31を2つ設けた構成(試料1、3)よりも、第1ソルダーレジスト膜31を4つ設けた構成(試料2、4)の方が、ソルダーレジスト膜30の剥がれが生じにくくなる結果となった。
〔その他〕
なお、上記実施の形態は例示であり、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、絶縁層10が1層からなる例を用いて説明したが、絶縁層10は、2以上の層を有していてもよい。すなわち、印刷配線板1は多層の配線基板であってもよい。例えば、絶縁層10は、コア層と、該コア層の両面または片面に積層された1層または2層以上のビルドアップ層と、を有していてもよい。このような絶縁層10は、プリプレグをコア層の上に積層して熱プレスを行うことで製造できる。ここで、プリプレグは、例えばガラスクロス等の補強材に、エポキシ樹脂またはポリイミド樹脂等を含浸させて半硬化させたものであってもよい。
この構成において、コア層とビルドアップ層との界面、および隣接する2つのビルドアップ層の界面に導体層が設けられていてもよい。絶縁層が2以上の層を有している場合も、ランド部22を覆う第2ソルダーレジスト膜32は、絶縁層10の一方の表面(第1面S1)に形成するのがよい。
また、第2ソルダーレジスト膜32の第1表面32aおよび第2表面32bが凹んだ形状となっている例を挙げて説明したが、これに限定されず、第1表面32aおよび/または第2表面32bが平坦であってもよい。
その他、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係および形状などの具体的な細部は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係および形状を適宜組み合わせ可能である。
1 印刷配線板
10 絶縁層
11 貫通孔
11a 開口部
20 導体層
21 スルーホール導体部
22 ランド部
22a 外周縁
23 表層導体部
30 ソルダーレジスト膜
31 第1ソルダーレジスト膜
31a 突出部
32 第2ソルダーレジスト膜
32a 第1表面
32b 第2表面
101 中央部
102 外周部
310 組
O 中心点
S1 第1面(絶縁層の表面)
S2 第2面

Claims (7)

  1. 絶縁層と、
    導体層と、
    ソルダーレジスト膜と、を備え、
    前記絶縁層には、該絶縁層の厚み方向に貫通する貫通孔が設けられており、
    前記導体層は、スルーホール導体部、ランド部および表層導体部を有し、
    前記スルーホール導体部は、前記貫通孔の内壁に沿って設けられており、
    前記ランド部および前記表層導体部は、前記絶縁層の表面に位置しており、
    前記ランド部は、前記貫通孔の開口部において前記スルーホール導体部に繋がっており、
    前記ソルダーレジスト膜は、第1ソルダーレジスト膜および第2ソルダーレジスト膜を有し、
    前記第1ソルダーレジスト膜は、前記ランド部の一部を覆うように設けられており、
    前記第2ソルダーレジスト膜は、第1ソルダーレジスト膜の少なくとも一部、および前記ランド部を覆い、かつ、前記貫通孔の開口部を塞ぐように設けられている、印刷配線板。
  2. 前記ソルダーレジスト膜は、複数の前記第1ソルダーレジスト膜を有し、
    前記複数の第1ソルダーレジスト膜は、前記ランド部を平面視したときの該ランド部の中心点を中心として対称に配置されている、請求項1に記載の印刷配線板。
  3. 前記ソルダーレジスト膜は、前記中心点を中心として対称に配置されている2つの前記第1ソルダーレジスト膜からなる組を複数有する、請求項2に記載の印刷配線板。
  4. 前記第1ソルダーレジスト膜は、前記ランド部を平面視したときに該ランド部の外周縁からはみ出しており、かつ、前記絶縁層の前記表面に接している、請求項1~請求項3のいずれか1つに記載の印刷配線板。
  5. 前記第2ソルダーレジスト膜は、前記貫通孔側とは反対側の第1表面が凹んだ形状を有する、請求項1~請求項4のいずれか1つに記載の印刷配線板。
  6. 前記第2ソルダーレジスト膜は、前記貫通孔側の第2表面が凹んだ形状を有する、請求項5に記載の印刷配線板。
  7. 前記第1表面の曲率半径の最小値は、前記第2表面の曲率半径の最小値よりも大きい、請求項6に記載の印刷配線板。
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