JP6230625B2 - 立体回路基板およびこれに用いるソルダーレジスト組成物 - Google Patents

Description

本発明は、立体回路基板およびこれに用いるソルダーレジスト組成物に関し、詳しくは、部品実装時におけるはんだの流れや、回路のショートを防止することができる信頼性の高い立体回路基板およびこれに用いるソルダーレジスト組成物に関する。

携帯電話や複写機等のような電子機器の小型化、多機能化に伴い、筐体の内面や外面に、回路基板をコンパクトに収容することが求められている。立体回路基板は筐体や電子部品に平面ではなく、立体的に導電配線を形成するもので、スペース効率、デザインの向上、部品と回路の統合による部品点数の削減等の点で優れている。立体回路基板の製造方法は多岐にわたり、フレキシブル回路基板を折り曲げたりして実装してきたもの等が使われているが、手間やコストが掛かり、さらに高密度化にも限界があった。そこで成型された立体基板に直接回路を形成する方法が提案されてきた。

例えば、特許文献１では、成型された電子部品に、物理的なマスキング、導電性塗料の印刷、めっきのり塗料の印刷等を行ない、めっきにて回路を形成する方法が、特許文献２では、成型された部品に蒸着法等で金属薄膜を形成し、レーザー光線照射、めっき、エッチングにて不要な金属薄膜を除去することにより回路を形成する方法が、特許文献３では、成型された部品に金属箔をホットスタンピング法にて回路を形成する方法が、それぞれ提案されている。近年では、成型用樹脂に非導電性金属錯体を分散させ、この成形用樹脂を用いて立体基板を成型した後にレーザー光線を照射して、金属核を生じさせ、その後にめっきを施すことにより、立体基板上に回路を形成する方法が多く用いられるようになってきている。（特許文献４）

特開昭６３−２３４６０３号公報 特開２００８−５３４６５号公報 特開２００１−１５８７４号公報 特表２００４−５３４４０８号公報

従来、立体回路基板は、単なる配線やアンテナとしての用途がほとんどであり、他の部品との接続は接触式のコネクターであり、金めっき等を施すことで配線金属の腐食を防止すれば特に問題は生じていなかった。しかしながら、近年、立体回路基板の高機能化でＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の集積回路やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、カメラ、マイク等の部品の実装がされるようになってきた。

これらの部品は、はんだにて立体回路基板に実装されるが、はんだ付けの際、はんだが回路に沿って流れてしまい、電子部品を実装しているはんだの量が少なくなり、振動や応力で部品が容易に脱落してしまうという問題を有している。また、はんだが回路間をまたがってしまうと、回路がショートしてしまうという致命的な欠陥が生じてしまう。これらの欠陥は、製品の信頼性を著しく低下させてしまうため、早急に対策が求められているのが現状である。

そこで、本発明の目的は、部品実装時におけるはんだの流れや、回路のショートを防止することができる信頼性の高い立体回路基板およびこれに用いるソルダーレジスト組成物を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、立体基板回路の部品実装部が開口するようにソルダーレジストを形成することで、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の立体回路基板は、立体基板上に形成された回路と部品実装部とを備えた立体回路基板において、
前記部品実装部が開口するようにソルダーレジストが形成されてなり、前記部品実装部にはんだにて電子部品が実装されてなることを特徴とするものである。

本発明の立体回路基板においては、前記ソルダーレジストはフォトレジストであることが好ましい。また、本発明の立体回路基板においては、前記立体基板は樹脂成型品であり、該樹脂成型品に回路が形成されてなることが好ましい。さらに、本発明の立体回路基板においては、前記樹脂成型品は、成型用樹脂に非導電性金属錯体が分散されてなるものであり、前記樹脂成型品成型後にレーザー光線の照射により金属核を生じさせ、その後、めっきが施されて前記回路が形成されてなることが好ましい。さらにまた、本発明の立体回路基板においては、前記ソルダーレジストはスプレー方式により塗布されたものであり、前記ソルダーレジストの露光は、集光された光源が照射されることにより行われることが好ましい。

また、本発明のソルダーレジスト組成物は、回路と部品実装部とを備え、前記部品実装部が開口し、前記部品実装部に電子部品がはんだにて実装されてなる立体回路基板に用いられることを特徴とするものである。

本発明によれば、部品実装時におけるはんだの流れや、回路のショートを防止することができる信頼性の高い立体回路基板を提供することができる。

本発明の一好適な実施の形態における立体回路基板の概略斜視図である。 図１の立体回路基板を、Ａ点とＢ点とを結ぶ線に沿って切断した展開図であり、（ａ）立体回路基板の外側を、（ｂ）は立体回路基板の内側を表している。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
本発明の立体回路基板は、立体基板上に形成された回路と部品実装部とを備えた立体回路基板である。図１は、本発明の一好適な実施の形態における立体回路基板の概略斜視図であり、図２は、図１の立体回路基板を、Ａ点とＢ点とを結ぶ線に沿って切断した展開図であり、（ａ）立体回路基板の外側を、（ｂ）は立体回路基板の内側を表している。図示例においては、本発明の立体回路基板１０は、立体基板１上に回路２が形成されており、電子部品が実装される部品実装部３のみが開口するように、立体基板にソルダーレジスト４が形成されており、電子部品がはんだにて部品実装部３に実装される。部品実装部３が開口するようにソルダーレジスト４を形成することで、開口部外部へのはんだの流れや、回路２のショートを防止することができる。特に、本発明の立体回路基板は、図示するように、部品実装部３が曲面部や屈曲部に設けられている場合に好適である。

［立体回路基板］
本発明の立体回路基板は、立体基板を成型した後、この立体基板上に回路を形成し、その後、部品実装部が開口するようにソルダーレジストを形成することにより製造することができる。立体基板の成型材料としては、セラミック等の無機系材料や樹脂を用いた有機系材料が挙げられる。

無機系材料としては、窒化ケイ素焼結体、サイアロン焼結体、炭化ケイ素焼結体、アルミナ焼結体、窒化アルミニウム焼結体等を好適に用いることができる。これらセラミック以外にも、金属を成型し、表面に絶縁加工を施したものを用いてもよい。

有機系材料としては、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を好適に用いることができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、メタクリル酸メチル樹脂、ナイロン、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネートポリアセタール、ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、非晶ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマー等が挙げられる。

本発明の立体回路基板においては、立体基板は樹脂成型品からなり、樹脂成型品に回路が形成されてなるものが好ましく、重量が軽く成型が容易な熱可塑性樹脂を用いることが望ましく、特に、本発明の立体回路基板は電子部品をはんだで実装するので、エンジニアプラスチックとよばれる耐熱性に優れたフッ素樹脂、ポリカーボネートポリアセタール、ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、非晶ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマーが好適である。

本発明の立体回路基板においては、立体基板表面に回路を形成する方法は既知の手法を用いることができ、目的に応じて適宜選択すればよい。特に、本発明の立体基板回路においては、立体基板の材料である成形用樹脂に非導電性金属錯体を分散させ、この成形用樹脂を用いて立体基板を成形した後に、レーザー光線を回路パターンに合わせて照射して金属核を生じさせ、その後、めっきを施して回路を形成することが好ましい。

本発明の立体回路基板の形成に用いる非導電性金属錯体としては、特に制限はない。非導電性金属錯体の中心金属としては、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、スズ（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）等を挙げることができる。また、非導電性金属錯体の配位子としては、例えば、アセチルアセトン、ベンゾイルアセトン、ジベンゾイルメタン等のβ−ジケトン類、アセト酢酸エチル等のβ−ケトカルボン酸エステル等の有機カルボニル化合物：−Ｎ＝Ｎ−結合を有する有機窒素化合物、−Ｃ＝Ｎ−とＯＨ結合を有する有機窒素化合物、−Ｎ＜と−ＯＨ結合を有する有機窒素化合物のような有機窒素化合物：＞Ｃ＝Ｓ結合を有する有機硫黄化合物、−Ｃ−ＳＨ結合を有する有機硫黄化合物のような有機硫黄化合物等を挙げることができる。

レーザー光線は、上記非導電性金属錯体に照射することにより、金属を放出させることができるものであれば、特に制限はない。レーザー光線の波長としては、例えば、２４８ｎｍ、３０８ｎｍ、３５５ｎｍ、５３２ｎｍ、１０６４ｎｍおよび１０６００ｎｍを用いることができる。

レーザー光線により生じた金属核に施すめっきは、導電性に優れた銅めっきが好ましく、これにて、立体基板上に回路が形成される。なお、この銅めっきは電解めっきにて施せばよい。回路表面は長期にわたる信頼を確保するために金めっきを施すことが望ましいが、金めっきは高コストであるという問題を有している。しかしながら、本発明の立体回路基板においては、立体基板上の回路は、部品実装部である開口部を除いてソルダーレジストで覆われているため、高コストな金めっきを施さなくても回路の酸化を防止することができ、長期にわたる信頼を得ることができる。なお、回路表面に金めっきを施すには、まず、銅めっき層に対してニッケルの無電解めっきを施し、次いで、得られたニッケル層に対して金の無電解めっきを施せばよい。

［ソルダーレジスト］
本発明の立体回路基板は、部品実装部が開口するようにソルダーレジストが形成されている。立体回路基板の表面上にソルダーレジストの形成は、ソルダーレジスト組成物の塗布、乾燥、露光、現像、熱硬化の順で行うことができる。ソルダーレジストの形成に用いるソルダーレジスト組成物としては、樹脂、モノマー、光重合開始剤、熱硬化成分、フィラー等を含有するものを用いることができ、その組成は、目的に応じて適宜設計することができる。

ソルダーレジスト組成物の樹脂としては、カルボキシル基を含む樹脂が好ましい。カルボキシル基の存在により、ソルダーレジストをアルカリ現像性とすることができる。また、光硬化性や耐現像性の観点から、カルボキシル基の他に、分子内にエチレン性不飽和結合を有することが好ましい。また、ソルダーレジスト組成物に用いるモノマーとしては、分子中に１個以上のエチレン性不飽和基を有する化合物（感光性モノマー）が好ましい。このようなモノマーは、活性エネルギー線照射により、光硬化して樹脂をアルカリ水溶液に不溶化、または不溶化を助ける働きをする。

光重合開始剤としては、公知のいずれのものも用いることができるが、中でも、オキシムエステル基を有するオキシムエステル系光重合開始剤、α−アミノアセトフェノン系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤が好ましい。熱硬化成分は、耐熱性を付与するための成分であり、ブロックイソシアネート化合物、アミノ樹脂、マレイミド化合物、ベンゾオキサジン樹脂、カルボジイミド樹脂、シクロカーボネート化合物、多官能エポキシ化合物、多官能オキセタン化合物、エピスルフィド樹脂、メラミン誘導体等の公知慣用の熱硬化性樹脂が使用できる。フィラーは、得られる硬化物の物理的強度等を上げるために、必要に応じて添加される成分である。このようなフィラーとしては、公知の無機または有機フィラーが使用でき、例えば、硫酸バリウム、球状シリカまたはタルク、カオリン、シリチンを用いることができる。さらに、白色の外観や難燃性を得るために酸化チタンや金属酸化物、水酸化アルミなどの金属水酸化物を体質顔料フィラーとしても使用することができる。

本発明の立体回路基板においては、ソルダーレジスト組成物の塗布は、スプレー方式で行うことが好ましい。２次元の回路基板であるプリント配線板のソルダーレジスト組成物の塗布方法は、スクリーン印刷が一般的であり、ロールコート、カーテンコート、ドライフィルムをロールラミネートする方法も用いることができる。しかしながら、これらの方法は３次元である立体回路基板では困難が多く好ましくない。スプレー方式のソルダーレジスト組成物の塗布は、部品が立体回路基板の曲面に実装される場合、すなわち、開口部が立体回路基板の曲面に設けられる場合に特に有効である。なお、ドライフィルムを用いて立体回路基板を形成する場合は、インモールドにて形成してもよい。

ソルダーレジスト組成物の乾燥は、組成物中の溶剤を揮発させて、ソルダーレジストとして固体化させることにより行われる。ソルダーレジスト組成物の乾燥は溶剤が揮発すればよいので、特に乾燥方式には制限ないが、ソルダーレジストが硬化反応を起こす程の高温は好ましくない。通常は、温風式乾燥炉で８０℃、３０分程度で乾燥させればよい。

ソルダーレジスト組成物の露光は、光反応によりパターニングを行なう目的で行われ、部品実装部分以外を覆うようなパターンにする。本発明の立体回路基板を形成する場合は、ソルダーレジスト組成物の露光は、集光された光源が照射されることにより行われることが好ましく、例えば、ｉ線を主体とする光源を集光させて照射する方法が好ましい。２次元のプリント配線板の露光は、原寸大のフォトマスクを使用したり、乾板使用の投影による露光をしたりするが、これらの方法は３次元である立体回路基板では適用が困難であり好ましくない。なお、光源を集光させる手段については、既知の手法いずれでもよい。

ソルダーレジスト組成物の現像は、露光により光反応したパターンの不要な部分を取り除く目的で行われる。現像液はソルダーレジスト組成物に応じて使い分ければよく、ソルダーレジスト組成物がアルカリ現像型であれば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、各種有機アミン等の水溶液を用いればよく、溶剤現像型であれば指定された溶剤を用いればよい。

ソルダーレジスト組成物の熱硬化は、熱によりソルダーレジスト組成物の硬化反応を起し、耐熱性、耐溶剤性等を得る目的で行われる。ソルダーレジスト組成物の熱硬化は、立体基板の成型材料の耐熱性を超えない範囲で行えばよい。例えば、オーブンで１５０℃、３０分程度で熱硬化を行うのが好ましい。ソルダーレジスト組成物の熱硬化の観点からすると、立体基板の成型材料は、耐熱性の高いエンジニアプラスチックが望ましい。

本発明の立体回路基板においては、ソルダーレジスト組成物については特に制限はなく、既知のものを何れも用いることができるが、ポジ型のフォトソルダーレジスト組成物を用いることが好ましい。一般に、ソルダーレジスト組成物は２次元のプリント配線板ではネガ型を使用するが、３次元である立体回路基板では、ポジ型が好ましい。本発明の立体回路基板においては、ソルダーレジストの開口部は実装部品程度あればよいが、開口部の占める全面積に対する割合はわずかであるためである。すなわち、ポジ型は露光部が後工程の現像で溶解する仕組みであるため、光照射は、部品実装部分の開口部のみであり、工程を短縮することができる。

なお、本発明の立体回路基板をポジ型のソルダーレジストを用いて作製した場合、高温高湿試験（ＨＡＳＴ：Ｈｉｇｈｌｙ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｓｔｒｅｓｓ Ｔｅｓｔ）において有利な結果が得られる。ＨＡＳＴは１００℃を超えた高湿度の環境で試験を行なうもので、実際の故障と相関が取れない場合もあるが、短時間で信頼性のある試験ができるため、最近では多く採用されている。通常、ソルダーレジストが形成された回路基板は、ＨＡＳＴでは絶縁抵抗値が低下し、マイグレーションの発生が多くなることが知られている。この理由としては、ソルダーレジストが形成されていないと回路が酸化され、マイグレーションの発生が起こりにくくなる一方で、ソルダーレジストを形成すると表面を覆うソルダーレジストの存在で、試験環境が厳しいために回路基板から発生するガスが抜けなくなったり、高圧で加湿されるためにソルダーレジスト内に水分が入り込むことにより、マイグレーションが発生したりするためと考えられている。しかしながら、立体回路基板にポジ型のソルダーレジスト組成物によりソルダーレジストを形成した場合には違った挙動がみられ、回路の酸化を抑えつつ、故障時間を長くすることができる。

本発明の立体回路基板は、立体基板に回路と部品実装部とを備えた立体回路基板の部品実装部が開口するようにソルダーレジストが形成されてなり、この部品実装部にはんだにて電子部品が実装されてなることのみが重要であり、それ以外の構成については、特に制限はない。例えば、本発明の立体回路基板は、ＩＣ、ＬＥＤ、カメラ、マイク等の各種電子部品を実装することができる。

以下、本発明の立体回路基板を、実施例を用いて詳細に説明する。
＜立体回路基板製造例１＞
図１に示す立体回路基板を製造するために、ビクトレックス・エムシー社製ＶＩＣＴＲＥＸ ＰＥＥＫ ４５０Ｇ９０３ Ｂｌｋを射出成型し、回路形成部以外を耐水耐溶剤性マスキングテープでマスクした。回路の密着性を向上させるために、１０質量％の硫酸水溶液で洗浄し、ついで１％のシランカップリング剤を含む塩化メチレンで洗浄した。その後、銀フィラー系の常温乾燥タイプの導電性塗料をスプレーにて塗布、乾燥後、マスキングテープを剥し、電解銅めっきを行ない、ニッケル下地の無電解金めっきを施した。

＜立体回路基板製造例２＞
ニッケル下地の無電解金めっきを行なわなかったこと以外は、立体回路基板製造例１と同様の方法で立体回路基板を製造した。

＜立体回路基板製造例３＞
図１に示す立体回路基板を製造するために、樹脂とレーザー応答性非導電性金属錯体を混合し分散させたコンパウンドであるＢＡＳＦ社製Ｕｌｔｒａｍｉｄ Ｔ ４３８１ ＬＤＳを射出成型し、回路形成部に波長１０６４ｎｍのレーザー光を照射して、表面を粗化させるとともに非導電金属錯体を金属化した。次いで、電解銅めっきを行ない、ニッケル下地の無電解金めっきを施し、立体回路基板を製造した。

＜立体回路基板製造例４＞
ニッケル下地の無電解金めっきを行なわなかったこと以外は、立体回路基板製造例３と同様の方法で、立体回路基板を製造した。

＜ポジ型ソルダーレジスト組成物の調製＞
明和化成社製フェノール樹脂ＨＦ−４Ｍをカルビトールアセテートで溶解したワニス（固形分５０％）２００質量部に東洋合成社製ＮＱＤエステルＮＴ−２００（１，２−ナフトキノン−（２）−ジアジド−４−スルホン酸と２，３，４−トリベンゾフェノンのエステル化合物）を２０質量部加え、日産化学社製エポキシ化合物ＴＥＰＩＣ−Ｈを１０質量部加えた。これを３本ロールにて分散し、スプレー塗布可能な粘度にカルビトールアセテートで希釈した。

＜ネガ型ソルダーレジスト組成物の調製＞
温度計、攪拌器、滴下ロート、および還流冷却器を備えたフラスコに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２００〜２２０、軟化点８０〜９０℃）２１０ｇと、溶媒としてのカルビトールアセテート９６．４ｇとを加え、加熱溶解させた。続いて、これに重合禁止剤としてハイドロキノン０．１ｇ、反応触媒としてトリフェニルホスフィン２．０ｇを加えた。この混合物を９５〜１０５℃に加熱し、アクリル酸７２ｇを徐々に滴下し、酸価が３．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下となるまで、約１６時間反応させた。この反応生成物を、８０〜９０℃にまで冷却した後、テトラヒドロフタル酸無水物７６．１ｇを加え、赤外吸光分析により、酸無水物の吸収ピーク（１７８０ｃｍ^−１）が無くなるまで、約６時間反応させた。この反応溶液に、出光興産株式会社製の芳香族系溶剤イプゾール＃１５０を９６．４ｇ加え、希釈した後取り出した。このようにして得られたカルボキシル基含有の感光性ポリマー溶液は、不揮発分が６５重量％、固形物の酸価が７８ｍｇＫＯＨ／ｇであった。

得られたカルボキシル基含有の感光性ポリマー溶液１５４質量部に、２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オンを１５質量部、フタロシアニングリーンを２質量部、硫酸バリウムを１６０質量部、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを６質量部、メラミン５質量部、ジシアンジアミド０．５質量部、フェノールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量２００〜２２０、軟化点８０〜９０℃）ワニス（エポキシとカルビトールアセテート７０：３０）２５質量部、Ｓ−トリアジン骨格面に対して同一方向にエポキシ基が結合した構造をもつβ体のトリグリシジルイソシアヌレートを１４質量部加えた。これを３本ロールにて分散してネガ型ソルダーレジスト組成物を得た。次いで、スプレー塗布可能な粘度にプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートで希釈した。

＜実施例１〜４＞
立体回路基板製造例１〜４で作製した立体回路基板に、ポジ型ソルダーレジスト組成物の調製で作製したポジ型ソルダーレジスト組成物を、乾燥後の膜厚が５〜１０μｍになるようにスプレーにて塗布した。これを熱風式乾燥炉で８０℃３０分間乾燥させて溶剤を揮発させた後、ｉ線を主体とする光源を集光させ、部品実装部に３００ｍＪ／ｃｍ^２の積算光量で露光した。次に、０．３％の水酸化ナトリウム水溶液で現像して露光部のソルダーレジスト組成物を除去した。その後、オーブンで１５０℃３０分間の条件でソルダーレジスト組成物を熱硬化させて、立体回路基板上にソルダーレジストを形成した。

＜実施例５〜８＞
製造例１〜４で作製した立体回路基板に、ネガ型ソルダーレジスト組成物の調製で作製したネガ型ソルダーレジスト組成物を塗布し、熱風式乾燥炉で８０℃３０分間乾燥させて溶剤を揮発させた後、ｉ線を主体とする光源を集光させ、部品実装部以外に３００ｍＪ／ｃｍ^２の積算光量で露光した。次に１％の炭酸ナトリウム水溶液で現像して未露光部のソルダーレジストを除去した。その後、オーブンで１５０℃３０分間の条件でソルダーレジストを熱硬化させて、ソルダーレジストが形成された立体回路基板が得られた。

得られた実施例１〜８の各ソルダーレジストが形成された立体回路基板４種の部品実装部にクリームはんだをつけて、電子部品を載せ、リフロー炉で２８０℃２０秒間加熱して、実装を行なった。なお、各立体回路基板には、１０個ずつ電子部品を実装した。

＜比較例１〜４＞
立体回路基板製造例１〜４で作製した立体回路基板に、ソルダーレジストの形成を行なわずに上記と同様に電子部品を実装し、立体回路基板４種（比較例１〜４）を作製した。

電子部品を実装した各立体回路基板につき、はんだの流れ、ショート、高温高湿試験（ＨＡＳＴ）について評価を行なった。評価方法は、下記のとおりである。

＜はんだの流れ＞
はんだの流れは、実装部分から配線を伝わってはんだが流れているか否かを、外観を目視することにより評価した。評価基準は１０個のすべてのサンプルが実装部分からはんだの流れが無いものを◎、はんだの流れが１〜３個のサンプルに見られたものを○、はんだの流れが４〜９個のサンプルに見られたものを△、全てのサンプルにはんだの流れが見られたものを×とした。結果を表１〜３に示す。

＜ショート＞
ショートは、実装時に使ったはんだが隣の配線をまたがっているか否かを、外観を目視することにより評価した。評価基準は、１０個の全てのサンプルがショートがなかったものを○、１から２個のサンプルにショートがあったものを△、３個以上のサンプルにショートがあったものを×とした。結果を表１〜３に示す。

＜高温高湿試験＞
高温高湿試験は、ショートの無かったサンプルを１個ずつ選択し、８５℃、８５％ＲＨの環境下で、５００時間放置し、配線の変色の程度を目視にて評価した。評価基準は、配線の変色が見られないものを◎、変色は若干のものを○、変色が明らかに確認できるものを△、激しく変色しているものを×とした。結果を表１〜３に示す。

＜ＨＡＳＴ＞
立体回路基板に、ＨＡＳＴの影響がどの程度あるか試験を行なった。立体回路基板製造例４の立体回路基板に、ポジ型ソルダーレジスト組成物によりソルダーレジストを形成して部品実装をしないものを参考例１、ネガ型ソルダーレジスト組成物によりソルダーレジストを形成したものを参考例２、ソルダーレジストを形成しないものを参考例３とした。参考例１〜３の各立体回路基板に１０Ｖの電圧を印加して、１２０℃、８５％ＲＨの環境で試験を行なった。試験開始から１００時間後に一度各サンプルを取り出し、マイグレーションの発生を顕微鏡にて観察し、配線の酸化を色の変化を目視することにより評価した。

評価基準は、マイグレーションの発生が全く見られないものを○、若干のマイグレーションの発生が見られるものを△、マイグレーションが明らかに発生しているものを×、激しくマイグレーションが発生し、ショートに近いものを××とした。配線の酸化は、変色が見られないものを○、若干の変色が見られるものを△、明らかに変色が見られるものを×とした。また、観察後にさらに試験を続け、絶縁抵抗値が１００ＭΩ以下になったところで故障と判断し、そこまでの試験時間を計測した。結果を表４に示す。

表４より、ポジ型のソルダーレジスト組成物によりソルダーレジストを形成した立体回路基板は、ソルダーレジストの存在で不利になるＨＡＳＴにおいて、配線の酸化による変色を抑えながらも、マイグレーションの発生を抑制し、ソルダーレジストを形成していない立体回路基板よりも故障までの時間が長くなることわかる。

以上より、本発明の立体回路基板は、部品を実装しても、信頼性を低下させるはんだの流れと、はんだが回路間にまたがる致命的な故障であるショートをおこさず、長期にわたり配線が酸化せずに性能を保つことができることがわかる。また、立体回路基板にポジ型のソルダーレジスト組成物を使用することにより、ＨＡＳＴにおいても有利となることがわかる。

１ 立体基板
２ 回路
３ 部品実装部
４ ソルダーレジスト
１０ 立体回路基板

Claims (3)

1. 曲面部や屈曲部に導電配線が形成された回路と、部品実装部とを備え、前記部品実装部が開口するように、前記回路が前記部品実装部を除いてソルダーレジストで覆われ、前記部品実装部に電子部品がはんだにて実装されてなる３次元立体回路基板の前記ソルダーレジストの形成に用いられるソルダーレジスト組成物であって、
   スプレー方式に用いられ、
   樹脂と光重合開始剤と熱硬化成分とを含有し、前記光重合開始剤が、オキシムエステル系光重合開始剤、α−アミノアセトフェノン系光重合開始剤、およびアシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤のいずれか少なくとも１種であることを特徴とするソルダーレジスト組成物。
2. 請求項１記載のソルダーレジスト組成物の硬化物からなることを特徴とするソルダーレジスト。
3. 請求項２記載のソルダーレジストが形成されたことを特徴とする立体回路基板。