JP3852573B2

JP3852573B2 - プリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP3852573B2
Application number: JP2001351653A
Authority: JP
Inventors: 茂内海; 弘文藤岡; 聡柳浦; 利夫小林; 誠次岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2021-11-16
Also published as: JP2003152301A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗器を搭載したプリント配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、特開平７‐３０７５４２号公報に開示されたプリント配線板の断面図で、図中７１はベース基板、７２は絶縁層、７３は絶縁材からなるアンダーコート、７４は導体、７５は銀または金ペーストからなる電極、７６は印刷されて得られる抵抗体で、電極７５と抵抗体７６により抵抗器を構成する。
【０００３】
上記従来のプリント配線板の製造方法を以下に示す。
まず、ベース基板７１上の、抵抗体７６を設ける領域の周囲に絶縁層７２を分離して設ける。
次に、絶縁層７２間に間隙を介して上記絶縁層７２と同じ膜厚のアンダーコート７３と、絶縁層７２と上記間隙部とに連続的に導体７４をメッキにより形成し、さらに上記間隙部の導体７４上にアンダーコート７３と同じ高さになるように、銀または金ペーストにより電極７５を形成する。
以上の工程により抵抗体７６を配設する領域を平坦とすることができ、アンダーコート７３と電極７５の上に絶縁層７２と同じ高さに抵抗体７６を形成する。
【０００４】
図６に示されるように、上記プリント配線板においては、抵抗体の印刷領域とその上層の形成面を平坦にしているので、抵抗体７６の段差がなくなり、抵抗体のダレ、ニジミが抑制されるとともに、抵抗体への応力集中も防止され、安定した抵抗値を得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６のように、抵抗体を段差のない場所に配設したプリント配線板を製造するためには、上記従来の製造工程に示すように、アンダーコート７３、導体７４および銀または金ペーストからなる電極７５を設けることが必要となり、構造が複雑であるため、製造工程も多く、製造コストも高価なものとなるという課題があった。
また、上記効果を得るためには、アンダーコート７３、導体７４および銀または金ペーストからなる電極７５の各膜厚を十分制御する必要があり、製造が困難であるという課題があった。
また、アンダーコート７３、導体７４および電極７５等、複数材を集成した上に抵抗体７６を配設しているので、応力が様々な異種材料間の界面で発生し、クラックが発生し、そのクラックにより抵抗体が断線したり、抵抗値が大幅に変化したりするという課題があった。
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、抵抗器を搭載したプリント配線板で、上記抵抗器の抵抗値が安定し信頼性に優れ、なおかつ安価であるものを容易に得ることのできる製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１のプリント配線板の製造方法は、銅箔に、ビニルトリアジンが添加された抵抗体ペーストを印刷して抵抗体を設ける工程と、プリプレグに、上記抵抗体を設けた銅箔を、上記抵抗体を上記プリプレグ側にして押圧して上記プリプレグに埋め込み積層する工程と、上記銅箔をエッチングして、上記抵抗体に接続した電極を形成する工程とを備えた方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の第１の実施の形態のプリント配線板の断面図であり、両面基板の場合である。この図において、１は基板本体で凹部を有し、２は導体層（回路パターン）、３は抵抗体、４は導体層における抵抗体３と接続した電極で、抵抗体３と電極４により抵抗器５を構成する。
【００１４】
本実施の形態のプリント配線板において、基板本体１は底面の平坦な凹部を有し、この凹部には抵抗体３が充填され、電極４は互いに分離して上記抵抗体３に接続されており、抵抗体３と電極４とで抵抗器５を構成している。
【００１５】
図１に示すように、抵抗体３は、基板本体１の、底面の平坦な凹部に形成されているので、プリント配線板をさらに多層化するための工程や、上記プリント配線板を使用する時に応力がかかった場合に、電極の端面に応力が集中しにくく、抵抗体の断線といった不具合が発生しにくい。
さらに、基板本体１が、従来のように複数材の集成からなるのではなく、図１に示すように一体材からなるので、熱応力が発生する場所が従来より減少し、製造時や使用時の応力に対するひずみが小さく安定した抵抗値が得られる。
【００１６】
また、抵抗体３が電極４と基板本体１の界面の高さまで充填され、平行平板の形状となっていると、抵抗器の抵抗値を左右する抵抗体の膜厚のバラツキが小さくなり、安定した抵抗値が得られる。
また、本実施の形態においては、図１に示すように、抵抗体３が電極４よりも基板本体１側に配置されているので、外部から侵入しようとする水分は電極４が排除するため、抵抗体３と電極の界面に水分が侵入しにくくなり、銀電極や金電極を使用しなくても、電極腐食、マイグレーションによる抵抗値の経持変化を抑制することができる。
【００１７】
実施の形態２．
図２は、本発明の第２の実施の形態のプリント配線板の製造方法を工程順に示す工程図であり、図中、１１は例えば銅箔等の金属箔、１２は金属箔１１における基準となる位置、１３は抵抗体、１４は基板本体となる例えば未硬化のガラスエポキシ樹脂であるプリプレグ、１５は例えば銅箔等の金属箔である。
即ち、銅箔１１（厚さ１８μｍ）に基準となる穴をマークし、その基準穴を基準として、所定の位置１２に抵抗体ペーストを印刷し、乾燥させて抵抗体１３とする｛図２（ａ）｝。
次に、抵抗体１３が形成された銅箔１１の抵抗体１３を、プリプレグ１４側にして、さらにもう一つの銅箔１５と共に押圧して積層する｛図２（ｂ）｝。
次に、写真製版技術により、銅箔１１をパターニングし、抵抗器用の電極４を含有する導体層（回路パターン）２を形成する｛図２（ｃ）｝。
【００１８】
図１および、図２（ａ）の工程でわかるように、抵抗体３が印刷される時の下地の印刷面１２は平坦である。そのため、抵抗体ペーストの印刷性は良好であり、抵抗体３の膜厚制御が容易で、さらに抵抗器の抵抗値を作用する膜厚のバラツキが小さくなり平行平板の抵抗体を形成しやすく、抵抗器の抵抗値が安定する。また、段差部がないため、抵抗体３のダレ、ニジミが生じず、図２（ｂ）における積層工程や、ハンダ付け工程における応力も、抵抗体に応力が集中するといった問題が生じないといった効果がある。
また、構成される部材が少なく、工程数も減少するため、製造コストが小さいという利点も有る。
【００１９】
実施の形態３．
図３は本発明の第３の実施の形態のプリント配線板の断面図であり、実施の形態１のプリント配線板を多層プリント配線板に適用した場合である。
【００２０】
図４は、本発明の第３の実施の形態のプリント配線板の製造方法を工程順に示す工程図であり、実施の形態１で得られたプリント配線板を利用して、多層化している。
まず、実施の形態１で得られたプリント配線板２１をベース基板とする｛図４（ａ）｝。
【００２１】
次に、実施の形態２と同様に、抵抗体１３が形成された銅箔１１を２枚作製する。
一方、未硬化のガラスエポキシ樹脂であるプリプレグ１４を、上記プリント配線板２１の上下面に設け、抵抗体１３が形成された銅箔１１の、抵抗体１３をプリプレグ側にして、上記プリント配線板２１の上下面に設けられたプリプレグに押圧する｛図４（ｂ）｝。
次に、写真製版技術により、銅箔１１をパターニングし、抵抗器用の電極４が形成された導体層（回路パターン）２を形成し、多層の抵抗内蔵のプリント配線板を形成する｛図４（ｃ）｝。
実施の形態２で述べたのと同様の理由により、多層となっても安定した膜厚の抵抗体３を得ることができ、段差部がないため、図４（ｂ）における積層工程や、ハンダ付け工程における応力も、抵抗体に応力が集中するといった問題が生じないといった効果がある。
【００２２】
実施の形態４．
あらかじめ、抵抗体を印刷する面をＮｉ−Ｐ合金等Ｎｉ合金、ＺｎまたはＣｒで被覆した銅箔を用意しておき、この銅箔を使用して、実施の形態１で述べた図１に示すプリント配線板を製造した。
電極の表面をＮｉ−Ｐ合金、ＺｎまたはＣｒからなる層で被覆し、その層と抵抗体を接触するようにすれば、抵抗体と電極の密着力が向上するため、積層工程やハンダ付け工程時の熱衝撃や、装置への実装時の物理的な衝撃が加わったときに、抵抗値の変動が抑制される。また、抵抗体と電極の界面を強固にすることにより、当該界面への水分の侵入を抑制し、電極腐食による抵抗値の経時変化を抑制することができる。
【００２３】
実施の形態５．
実施の形態２において、銅箔は実施の形態２で述べたものを使用するが、防錆剤として銅に対する防錆効果を有するベンゾトリアゾール、ベンズイミダゾールまたはビニルトリアジンを添加した抵抗体ペーストを用いて抵抗体を形成する他は実施の形態２と同様にしてプリント配線板を製造した。
抵抗体ペーストに防錆剤を添加しておくと、抵抗体と電極の界面に水分が侵入しても、電極腐食による抵抗値の経時変化をさらに抑制することができる。
【００２４】
上記実施の形態４，５において、表１に具体的に示す材料を用いて製造したプリント配線板と、図６に示した上記従来のプリント配線板とを、３０℃、７０％Ｒ．Ｈ．の恒温恒湿環境下に１０００時間放置して、放置前後の抵抗値の変化率を測定することにより、耐湿性を評価した。
その結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
表中、変化率が２％以下の場合◎、２〜５％の場合○、１０％を超えた場合×とする。
また、上記プリント配線板に、（２８０℃のオイル槽に３０秒間浸漬―室温放置１０分間）を１サイクルとして、このサイクルを繰り返して熱衝撃を与え、初期の抵抗値と比較して抵抗値の変化率が１０％以上となったときの繰り返し回数を測定することにより、耐衝撃性を評価した。その結果を表１に示す。変化率が１０％以上となったときの繰り返し回数が１０回以上の場合◎、９〜５回の場合○、２〜１回の場合×とする。
【００２７】
表１の結果から、本実施の形態のプリント配線板は、比較例に比べて耐湿性に優れ、特に、抵抗体を印刷する面をＮｉ−Ｐ合金、ＺｎまたはＣｒで被覆した銅箔を用いた場合（実施の形態４）は耐衝撃性と耐湿性にさらに優れ、防錆剤を含有した抵抗体を用いた場合は（実施の形態５）耐湿性にさらに優れることが解る。
【００２８】
実施の形態６．
図５は、本発明の第６の実施の形態のプリント配線板の製造方法を工程順に示す工程図で、４１は支持体である。つまり、支持体４１として、３２μｍの厚さの銅箔を用い、支持体４１に銅箔を付着したものを使用して、実施の形態２と同様にしてプリント配線板を製造した。
【００２９】
支持体４１に銅箔１１（厚さ１８μｍ）を付着させたものの銅箔１１に、基準となる穴をマークし、その基準穴を基準として、所定の位置１２に抵抗体ペーストを印刷し、乾燥させて抵抗体１３とする｛図５（ａ）｝。
抵抗体１３が形成された銅箔１１と、未硬化のガラスエポキシ樹脂からなるプリプレグ１４と、さらにもう一つの銅箔１５を付着させたた支持体４１を図５（ｂ）に示すように積層して押圧する。
次に、支持体４１を除去し｛図５（ｃ）｝、写真製版技術により、銅箔１１をパターニングし、抵抗器用の電極４を含有する導体層（回路パターン）２を形成する。
【００３０】
図５（ａ）および（ｂ）の工程において、銅箔が、印刷時に印刷方向への応力や、印刷工程から積層工程へ製造装置間を運搬するときの曲げ応力や引っ張り応力を受けないようにするには、細心の注意が必要となる。そこで、あらかじめ、本実施の形態のように、支持体４１に銅箔１１を付着させておくことにより、銅箔の曲げ強度、伸び強度を補強することにより、銅箔にしわが発生したり、折れたりすることを防ぐことができ、その結果、抵抗体の配置位置の位置ずれを起こしにくく、所定の位置に抵抗体を配置しやすくなるという効果がある。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の第１のプリント配線板の製造方法は、銅箔に、ビニルトリアジンが添加された抵抗体ペーストを印刷して抵抗体を設ける工程と、プリプレグに、上記抵抗体を設けた銅箔を、上記抵抗体を上記プリプレグ側にして押圧して上記プリプレグに埋め込み積層する工程と、上記銅箔をエッチングして、上記抵抗体に接続した電極を形成する工程とを備えた方法で、特性に優れ、特に、耐衝撃性に優れたプリント配線板が、容易に得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のプリント配線板の断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態のプリント配線板の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態のプリント配線板の断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態のプリント配線板の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図５】本発明の第６の実施の形態のプリント配線板の製造方法を工程順に示す工程図である。
【図６】従来のプリント配線板の断面図である。
【符号の説明】
１基板本体、３抵抗体、４金属電極、５抵抗器、１１金属箔、１３抵抗体、１４プリプレグ、２１プリント配線板、４１支持体。

Claims

銅箔に、ビニルトリアジンが添加された抵抗体ペーストを印刷して抵抗体を設ける工程と、プリプレグに、上記抵抗体を設けた銅箔を、上記抵抗体を上記プリプレグ側にして押圧して上記プリプレグに埋め込み積層する工程と、上記銅箔をエッチングして、上記抵抗体に接続した電極を形成する工程とを備えたプリント配線板の製造方法。