JP4066522B2 - プリント配線板 - Google Patents

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Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，導体パターンの密着強度に優れたプリント配線板に関する。
【０００２】
【従来技術】
図５（Ａ）に示すごとく，従来のプリント配線板９は，絶縁基板２と，該絶縁基板２に設けた複数の導体パターン９３と，これらを被覆する絶縁性保護膜９４とよりなる。
上記導体パターン９３は，上記絶縁基板２に密着した底面９３１の幅ａが上面９３２の幅ｂと等しい断面長方形である。また，上記導体パターン９３の側面９３５は，上記絶縁性保護膜９４によって完全に被覆してある。
上記導体パターン９３は，配線用，外部端子用に用いられる。また，上記導体パターン９３は，上記絶縁性保護膜９４の形成後に形成されている。
【０００３】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来のプリント配線板９には，次の問題がある。
即ち，上記導体パターン９３は断面長方形であり，底面９３１の幅ａが上面９３２の幅ｂと等しく，上記絶縁基板２に密着する部分が比較的少ない。そのため，上記絶縁基板２への上記導体パターン９３の密着強度が低い。それ故，図５（Ｂ）に示すごとく，熱応力等の外力が加わった場合に，上記導体パターン９３が，上記絶縁基板２の表面から剥離するおそれがある。
【０００４】
これを解決するため，図６（Ａ）に示すごとく，上記導体パターン９３を，上記底面９３１の幅ａが上面９３２の幅ｂよりも大きい断面台形に形成することが考えられる。
しかし，この場合には，上記導体パターン９３の形成時に，上記導体パターン９３を形成するためのメッキ等が，アンダーカット状の上記絶縁性保護膜９４を押し上げる。そのため，図６（Ｂ）に示すごとく，上記絶縁性保護膜９４が，上記絶縁基板２の表面から剥離するおそれがある。
また，図６（Ｃ）に示すごとく，上記絶縁性保護膜９４の底面と上記絶縁基板２の表面との間に上記導体パターン９３の一部９３９がもぐり込み，隣の導体パターン９３と接触（短絡）するおそれもある。
【０００５】
また，プリント配線板の導体パターン９３に，例えば接続端子用のメッキ９５及び半田ボール９６等を接合させる場合がある。
上記導体パターン９３の側面９３５は，上記絶縁性保護膜９４によって完全に被覆してある。そのため，半田ボール９６は上記導体パターン９３の側面９３５に引っ掛かる部分がない。それ故，図７（Ａ）に示すごとく，半田ボール９６に横方向の力がかかると，半田ボール９６が上記導体パターン９３から剥離するおそれがある。
【０００６】
これを解決するため，図７（Ｂ）に示すごとく，半田ボール９６が上記導体パターン９３の側面９３５側に侵入できるように，上記導体パターン９３の側面９３５を完全に露出させることが考えられる。
しかし，この場合には，上記半田ボール９６は上記導体パターン９３の側面９３５側に侵入して，機械的強度の比較的低い絶縁基板２に接触する。この絶縁基板２との接触部分は半田ボールの表面張力によって非常に少なくなっている。そのため，半田ボール９６に横方向の力がかかると，その力が絶縁基板２に集中的に作用して，上記絶縁基板２に亀裂９９が生じるおそれがある。
【０００７】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，絶縁基板への導体パターンの密着強度に優れ，かつ絶縁基板の損傷を防止できるプリント配線板を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題の解決手段】
請求項１に記載の発明は，絶縁基板と，該絶縁基板に設けた導体パターンと，上記絶縁基板と上記導体パターンとを被覆する絶縁性保護膜とよりなるプリント配線板において，
上記導体パターンは，上記絶縁基板に密着した基底部の底面幅が上方部の上面幅よりも大きい断面台形であり，
かつ上記基底部の側面は上記絶縁性保護膜によって被覆してあり，一方上記上方部の側面が上記絶縁性保護膜から露出しており，
上記導体パターンの上方部は，その上面及び側面がメッキで被覆されており，
また，上記導体パターンの上方部の上面は上記絶縁性保護膜の表面よりも下方に存在する一方で，上記メッキの最上部は上記絶縁性保護膜の表面よりも上方に存在することを特徴とするプリント配線板にある。
【０００９】
本発明において最も注目すべきことは，上記導体パターンは基底部の底面幅が上方部の上面幅よりも大きい断面台形であり，上記基底部の側面は上記絶縁性保護膜によって被覆してあり，上記上方部の側面は露出していることである。
【００１０】
次に，本発明の作用につき説明する。
本発明のプリント配線板においては，上記導体パターンは断面台形であり，基底部の底面幅が上方部の上面幅よりも大きく，上記絶縁基板に密着する部分が比較的多い。そのため，断面長方形の導体パターンに比べて，上記絶縁基板への上記導体パターンの密着強度を高くすることができる。それ故，上記絶縁基板の表面からの上記導体パターンの剥離を防止することができる。
【００１１】
また，上記導体パターンは，上記絶縁性保護膜の形成前に形成されることが好ましい。この場合には，上記導体パターンの形成時に，上記絶縁性保護膜は存在しないので，上記導体パターンが上記絶縁性保護膜を押し上げることがない。それ故，上記絶縁基板の表面からの上記絶縁性保護膜の剥離を防止することができる。
また，上記絶縁性保護膜の底面と上記絶縁基板の表面との間に，上記導体パターンの一部がもぐり込むことがないので，隣り合う導体パターン同士の接触（短絡）を防止することができる。
【００１２】
また，上記導体パターンは，上記上方部の側面を上記絶縁性保護膜から露出させている。そのため，上記導体パターンに，例えば半田ボール等を接合させる際に，上記導体パターンの上方部の側面側に半田ボール等を侵入させることができる。それ故，接合後の半田ボール等に横方向の力がかかっても，この半田ボールには上記上方部の側面に引っ掛かる部分があるので，上記導体パターンからの半田ボール等の剥離を防止することができる。
【００１３】
また，上記導体パターンは，上記基底部の側面を上記絶縁性保護膜によって被覆してある。そのため，例えば半田ボール等は上記絶縁基板に接触することなく，これよりも機械的強度の高い上記導体パターンに接触する。それ故，接合後の半田ボールに横方向の力がかかっても，その力は上記導体パターンに作用するので，上記絶縁基板に亀裂等の損傷が生じることを防止することができる。
【００１４】
また，上記導体パターンは，略左右対称の断面台形であることが好ましい。この場合には，上記導体パターンの形成が容易である。
また，上記基底部の底面幅から上記上方部の上面幅を差し引いた値の半分の値を，上記導体パターンの高さで除した値は，０．１〜２．５の範囲となることが好ましい。この場合には，上記導体パターンの基底部の側面と上記絶縁性保護膜との接触面積が大きくなる。また，上記絶縁性保護膜によって上方から上記基底部の側面を充分に押さえつけることもできる。それ故，絶縁基板への上記導体パターンの密着強度をより一層高くすることができる。
【００１５】
なお，上記基底部の底面幅から上記上方部の上面幅を差し引いた値の半分の値を，上記導体パターンの高さで除した値が，０．１未満の場合には，上記導体パターンの基底部の側面と上記絶縁性保護膜との接触面積が少なくなる。また，上記絶縁性保護膜によって上方から上記基底部の側面を充分に押さえつけることができない場合がある。一方，上記の値が，２．５を越える場合には，上記導体パターンの露出部分の面積が少なくなり，半導体部品との接続エリアが小さくなるので，強度が低くなるおそれがある。
【００１６】
次に，請求項２に記載の発明のように，上記基底部の高さは，上記導体パターンの高さの５０％以上で１００％未満であることが好ましい。
この場合には，上記基底部の側面を上記絶縁性保護膜によって確実に被覆することができる。それ故，例えば導体パターンに接合した半田ボール等に横方向の力がかかっても，上記絶縁基板の損傷を確実に防止することができる。
【００１７】
なお，上記基底部の高さが，上記導体パターンの高さの５０％未満である場合には，上記基底部の側面を上記絶縁性保護膜によって確実に被覆することができない場合がある。そのため，例えば導体パターンに接合した半田ボール等に横方向にかかる力が，上記基底部下の絶縁基板に加わり，この絶縁基板に亀裂等の損傷が生じるおそれがある。一方，１００％である場合には，上記導体パターンの上方部が存在しなくなる。
【００１８】
次に，請求項３に記載の発明のように，上記導体パターンの上方部は，その上面及び側面がメッキで被覆されている。
これにより，上記導体パターンへの上記半田ボールの接合を容易にすることができる。
【００１９】
次に，請求項３に記載の発明のように，上記導体パターンの表面には半田ボールが接合されているとともに，上記半田ボールは上記導体パターンの側面に係止されていることが好ましい。
この場合には，上記導体パターンの表面に接合された半田ボールに対して横方向の力がかかっても，上記半田ボールは上記導体パターンの側面に係止されているので，上記導体パターンからの半田ボールの剥離を防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかるプリント配線板について，図１，図２を用いて説明する。
本例のプリント配線板１は，図１，図２に示すごとく，絶縁基板２と，該絶縁基板２に設けた導体パターン３と，上記絶縁基板２と上記導体パターン３とを被覆する絶縁性保護膜としてのソルダーレジスト４とよりなる。
上記導体パターン３は，図１に示すごとく，上記絶縁基板２に密着した基底部３１の底面３１０の幅ｃが上方部３２の上面３２０の幅ｄよりも大きい断面台形である。
また，上記基底部３１の側面３１５は上記ソルダーレジスト４によって被覆してあり，一方上記上方部３２の側面３２５が上記ソルダーレジスト４から露出している。
【００２１】
また，上記基底部３１の高さｈは，上記導体パターンの高さｐの９５％である。
また，上記導体パターン３の上方部３２は，その上面３２０及び側面３２５を接続端子用のメッキ５で被覆されている。
また，このメッキ５を介して，上記導体パターン３の表面には半田ボール６が接合されているとともに，上記半田ボール６は上記導体パターン３の上方部３２の側面３２５に係止されている。
【００２２】
以下，上記プリント配線板１の製造方法に従って説明する。
まず，図２（Ａ）に示すごとく，ガラスエポキシ基板等からなる絶縁基板に銅箔を張り付けた銅張積層板に対して，エッチング等を施すことによって，上記絶縁基板２上に，底面３１０の幅ｃが上面３２０の幅ｄよりも大きい断面台形の導体パターン３を複数個形成する。
具体的には，上記底面３１０の幅ｃは３０〜２００μｍ，上記上面３２０の幅ｄは１０〜１８０μｍとすることが好ましい。本例においては，上記底面３１０の幅ｃを８０μｍ，上記上面３２０の幅ｄを７０μｍ，上記導体パターン３の高さｐを３５μｍとする。
【００２３】
次いで，図２（Ｂ）に示すごとく，上記導体パターン３を形成した絶縁基板２の表面全体に，ソルダーレジスト４の高さが略一定となるように，ソルダーレジスト４を塗布する。このとき，上記導体パターン３の配置に拘わらず，ソルダーレジスト４の表面４１は平らに形成する。
【００２４】
次いで，図２（Ｃ）に示すごとく，上記ソルダーレジスト４の表面４１に対して，各導体パターン３を個々に露出させるようにレーザを照射する。そして，上記導体パターン３の高さｐの５％が露出した段階で，レーザ照射を止めてソルダーレジスト４の除去を停止する。
これにより，上記上方部３２の上面３２０と側面３２５とが，上記ソルダーレジスト４の開口部４０から露出した状態となる。一方，上記導体パターン３の基底部３１の高さｈは略３３μｍとなる。
【００２５】
次いで，図２（Ｄ）に示すごとく，所定の導体パターン３に対してメッキ処理を行うことによって，その上方部３２の上面３２０と側面３２５とを接続端子用のメッキ５で被覆する。このメッキ５は，例えば銅，金，ニッケル等の金属からなる。
次いで，図２（Ｅ）に示すごとく，上記メッキ５の表面に半田ボール（図示略）を供給して，これを加熱溶融させる。これにより，上記メッキ５を介して，上記導体パターン３の上方部３２に半田ボール６を接合する。
【００２６】
また，接続端子用の上記メッキ５の最上部は，上記ソルダーレジスト４の表面４１よりも高い位置に形成される。
これにより，例えば接続用の半田ボールや半田ペースト等が接合しやすくなる。また，上記プリント配線板１の電気的テストを行うにあたって，このテストに用いられる端子，例えばプローブや異方性導電ゴム等に接触しやすくなる。
一方，上記メッキ５の最上部が，上記ソルダーレジスト４の表面４１よりも低い位置に形成される場合には，上記接合，接触が困難になるおそれがある。
【００２７】
次に，本例の作用につき説明する。
本例のプリント配線板１においては，図１に示すごとく，上記導体パターン３は断面台形であり，基底部３１の底面３１０の幅ｃが上方部３２の上面３２０の幅ｄよりも大きく，上記絶縁基板２に密着する部分が比較的多い。そのため，従来例に示した断面長方形の導体パターン９３に比べて，上記絶縁基板２への上記導体パターン３の密着強度を高くすることができる。それ故，上記絶縁基板２の表面からの上記導体パターン３の剥離を防止することができる。
【００２８】
また，上記導体パターン３は，上記のごとく，上記ソルダーレジスト４の形成前に形成されている。そのため，上記導体パターン３の形成時に，上記ソルダーレジスト４は存在しないので，上記導体パターン３が上記ソルダーレジスト４を押し上げることがない。それ故，上記絶縁基板２の表面からの上記ソルダーレジスト４の剥離を防止することができる。
また，上記ソルダーレジスト４の底面と上記絶縁基板２の表面との間に，上記導体パターン３の一部がもぐり込むことがないので，隣り合う導体パターン同士の接触（短絡）を防止することができる。
【００２９】
また，上記導体パターン３は，上記上方部３２の側面３２５を上記ソルダーレジスト４から露出させている。そのため，上記導体パターン３の表面に上記メッキ５を介して上記半田ボール６を接合させる際に，上記導体パターン３の上方部３２の側面３２５側に半田ボール６を侵入させることができる。それ故，接合後の半田ボール６に横方向の力がかかっても，図２（Ｅ）に示すごとく，この半田ボール６には上記上方部３２の側面３２５に引っ掛かる係止部分６３があるので，上記導体パターン３からの半田ボール６の剥離を防止することができる。
【００３０】
また，上記導体パターン３は，上記基底部３１の側面３１５を上記ソルダーレジスト４によって被覆してある。そのため，半田ボール６は上記絶縁基板２に接触することなく，これよりも機械的強度の高い上記導体パターン３に接触する。それ故，接合後の半田ボール６に横方向の力がかかっても，その力は上記導体パターン３に作用するので，上記絶縁基板２に亀裂等の損傷が生じることを防止することができる。
【００３１】
また，上記導体パターン３は，左右対称の断面台形であるので，その形成が容易である。
また，上記底面３１０の幅ｃから上記上面３２０の幅ｄを差し引いた値の半分の値を，上記導体パターン３の高さｐで除した値｛（ｃ−ｄ）／２｝／ｐは，０．１〜２．５の範囲内の略０．１４となる。これにより，上記導体パターン３の基底部３１の側面３１５と上記ソルダーレジスト４との接触面積が大きくなり，上記ソルダーレジスト４によって上方から上記基底部３１の側面３１５を充分に押さえつけることができる。それ故，絶縁基板２への上記導体パターン３の密着強度をより一層高くすることができる。
なお，上記導体パターン３の側面３１５，３２５は，上記のごとく平面でもよいし，凹状の曲面でもよい。
【００３２】
次に，上記導体パターン３の基底部３１の高さｈは，上記導体パターン３の高さｐの９５％である。これにより，上記基底部３１の側面３１５を上記ソルダーレジスト４によって確実に被覆することができる。それ故，導体パターン３の表面に接合した半田ボール６に横方向の力がかかっても，上記絶縁基板２の損傷を確実に防止することができる。
次に，上記導体パターン３の上方部３２は，その上面３２０及び側面３２５を上記メッキ５で被覆されている。これにより，上記導体パターン３への上記半田ボール６の接合を容易にすることができる。
【００３３】
実施形態例２
本例は，図３に示すごとく，上記導体パターン３の配置に対応して，上記ソルダーレジスト４の表面４２を凹凸状に形成したものである。
即ち，図４（Ａ）に示すごとく，上記銅張積層板にエッチング等を施すことによって，上記絶縁基板２上に，底面３１０の幅ｃが上面３２０の幅ｄよりも大きい断面台形の導体パターン３を複数個形成する。
次いで，図４（Ｂ）に示すごとく，上記導体パターン３を形成した絶縁基板２の表面全体に，ソルダーレジスト４の厚みが略一定となるように，ソルダーレジスト４を塗布する。このとき，上記導体パターン３の配置に対応して，ソルダーレジスト４の表面４２は凹凸状に形成される。
【００３４】
次いで，図４（Ｃ）に示すごとく，上記ソルダーレジスト４の表面４２に対して，各導体パターン３を個々に露出させるようにレーザを照射する。そして，上記導体パターン３の高さｐの５％が露出した段階で，レーザ照射を止めてソルダーレジスト４の除去を停止する。これにより，上記上方部３２の上面３２０と側面３２５とが，上記ソルダーレジスト４の開口部４０から露出した状態となる。一方，上記導体パターン３の基底部３１の高さｈは，上記導体パターン３の高さｐの９５％となる。
【００３５】
次いで，実施形態例１と同様に，図４（Ｄ）に示すごとく，所定の導体パターン３に対してメッキ処理を行い，その上方部３２をメッキ５で被覆する。
次いで，図４（Ｅ）に示すごとく，上記メッキ５の表面の半田ボール（図示略）を加熱溶融させて，上記メッキ５を介して，上記導体パターン３の上方部３２に半田ボール６を接合する。
その他は，実施形態例１と同様である。
本例においても，実施形態例１と同様の作用効果を有する。
【００３６】
【発明の効果】
上述のごとく，本発明によれば，絶縁基板への導体パターンの密着強度に優れ，かつ絶縁基板の損傷を防止できるプリント配線板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，プリント配線板の断面図。
【図２】実施形態例１における，プリント配線板の製造方法の説明図。
【図３】実施形態例２における，プリント配線板の断面図。
【図４】実施形態例２における，プリント配線板の製造方法の説明図。
【図５】従来例における，（Ａ）断面長方形の導体パターンを設けたプリント配線板の断面図，（Ｂ）導体パターンの剥離を示す説明図。
【図６】従来例における，（Ａ）断面台形の導体パターンを設けたプリント配線板の断面図，（Ｂ）ソルダーレジストの剥離を示す説明図，（Ｃ）導体パターンの短絡を示す説明図。
【図７】従来例における，（Ａ）半田ボールの剥離を示す説明図，（Ｂ）絶縁基板の亀裂を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．プリント配線板，
２．．．絶縁基板，
３．．．導体パターン，
３１．．．基底部，
３１０．．．底面，
３１５．．．側面，
３２．．．上方部，
３２０．．．上面，
３２５．．．側面，
４．．．ソルダーレジスト（絶縁性保護膜），
５．．．メッキ，
６．．．半田ボール，

Claims (3)

  1. 絶縁基板と，該絶縁基板に設けた導体パターンと，上記絶縁基板と上記導体パターンとを被覆する絶縁性保護膜とよりなるプリント配線板において，
    上記導体パターンは，上記絶縁基板に密着した基底部の底面幅が上方部の上面幅よりも大きい断面台形であり，
    かつ上記基底部の側面は上記絶縁性保護膜によって被覆してあり，一方上記上方部の側面が上記絶縁性保護膜から露出しており，
    上記導体パターンの上方部は，その上面及び側面がメッキで被覆されており，
    また，上記導体パターンの上方部の上面は上記絶縁性保護膜の表面よりも下方に存在する一方で，上記メッキの最上部は上記絶縁性保護膜の表面よりも上方に存在することを特徴とするプリント配線板。
  2. 請求項１において，上記基底部の高さは，上記導体パターンの高さの５０％以上で１００％未満であることを特徴とするプリント配線板。
  3. 請求項１又は２において，上記導体パターンの表面には半田ボールが接合されているとともに，上記半田ボールは上記導体パターンの側面に係止されていることを特徴とするプリント配線板。
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