JPH0344092A - 厚膜回路基板のレジスト膜構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 厚膜回路基板のレジスト膜構造に関し、耐湿効果を改善
し導体パターン間のマイグレイジョンを防止することを
目的とし、 セラくツク基板表面に形成された多層導体パターンの中
、導体パターンが交叉するクロスオーバ部を含み積層方
向にほぼ重なる導体パターンの表面層導体パターン面及
び少なくともトリミングされる膜素子面に被着するレジ
スト膜を、ガラスオーバコート膜と該ガラスオーバコー
ト膜の上に被着するビスマレイミド−トリアジン樹脂コ
ート膜とで構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は厚膜回路基板のレジスト膜構造に関する。

厚膜回路基板（以下、基板と略記する）は、アルミナな
どを焼成したセラミック基板の表面上に導体層にする金
属ペーストと絶縁層にする絶縁体ペーストを交互に印刷
焼成して多層導体パターンを形成する厚膜多層化法によ
り製作される。また、導体パターンには必要に応して膜
抵抗体や膜コンデンサなどの膜素子も形成・接続される
。そして更に、それらを形成した基板表面にはレジスト
膜を被着している。

このレジスト膜としては、無機系レジスト膜、例えばガ
ラスペーストが用いられているが、最近では経済性の面
からガラスペーストに比べて格段に安価な有機系レジス
ト膜、例えばビスマレイミド−トリアジン樹脂（Ｂｉｓ
ｍａｌｅｉｍｉｄｅ−Ｔｒｉａｚｉｎｅ　Ｒｅ５ｉｎ　
、、以下ＢＴコート膜と略記する）が用いられている。

レジスト膜は、導体パターン間の電気的絶縁の他、防湿
などの環境に対する導体パターンの保護、電子部品を接
続するりフローソルダリング時の半田レジスト作用、あ
るいは基板や導体パターンの損傷防止などを目的として
いるが、とくに導体バクーン間のマイグレイジョン（Ｍ
ｉｇｒａｔｉｏｎ）を防止するため、耐湿効果を改善す
ることが要望されている。

〔従来の技術〕

従来の基板のレジスト膜構造は第１０図（ａｌ、　（ｂ
ｌの要部平面図及びそのＺ−Ｚ“断面図に示すように、
アルミナなどからなるセラミックグリーンシー１・を加
熱・焼成して形成したセラミック基板１１１上に金属ペ
ーストをパターン印刷塗布した後、加熱・焼成した単層
導体パターン１１２を備える。

その単層導体パターン１１２同士が交叉するクロスオー
バ部１１７は導体パターン１１２間に絶縁体ペーストを
部分的に塗布して加熱・焼成した絶縁体膜１１８で絶縁
し、導体パターン１１２は多層状態になっている。

さらに、導体パターン１１２間には抵抗ペーストや誘電
体ペーストを印刷塗布し加熱・焼成した膜抵抗体や膜コ
ンデンサなどの膜素子１１３を接続し備える。

そして、導体パターン１１２、クロスオーバ部１１７、
膜素子１１３を含むセラミック基板Ｉｌｌの全面（但し
、電子部品接続や外部回路接続用の図示しないランド面
は後工程で半田接合を行うため除く）に対し、ビスマレ
イミド−トリアジン樹脂を印刷塗布した後、加熱硬化形
成したＢＴコート膜膜上１６らなるレジスト膜１１４を
被着している。

なお、膜素子１１３の中、トリミングの必要がある膜素
子１１３は、ＢＴコート膜膜上１６上からトリミングを
行うとトリミングによる熱のためＢＴコート膜膜上１６
溶融する場合があるので、ＢＴコート膜膜上１６形成す
る前に予め、トリミングを行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような上記ＢＴコート膜からなるレ
ジスト膜構造によれば、基板表面に形成された単層導体
パターンの中、表面方向の導体パターン間の経時的劣化
は殆んどないが、クロスオーバ部の導体パターン（導体
パターンが厚さ方向に重なった部分）間では耐湿性に経
時的劣化があり、マイグレイジョンが発生し絶縁性が劣
化するといった問題がある。

また、セラミック基板上に導体ペーストと絶縁体ペース
トを交互に塗り重ねて形成した多層導体パターンにおい
てもレジスト膜がＢＴコート膜の場合、表面方向の導体
パターン間では同様の問題があった。

上記問題点に鑑み、本発明は耐湿効果を改善し導体パタ
ーン間のマイグレイジョンを防止することのできる厚膜
回路基板のレジスト膜構造を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の厚膜回路基板のレ
ジスト膜構造においては、セラくツク基板表面に形成さ
れた多層導体パターンの中、導体パターンが交叉するク
ロスオーバ部を含み積層方向にほぼ重なる導体パターン
の表面層導体パターン面及び少なくともトリミングされ
る膜素子面に被着するレジスト膜を、ガラスオーバコー
ト膜と該ガラスオーバコート膜の上に被着するビスマレ
イミド−トリアジン樹脂コート膜とにより構成する。

〔作用〕

レジスト膜を、導体パターンのクロスオーバ部を含み積
層方向にほぼ重なる導体パターンの表面層導体パターン
面及びトリミングされる膜素子上に直接、被着したガラ
スオーバコート膜と、更にその上に被着したＢＴコーｉ
・膜とで構成することにより、ガラスオーハコ−１・膜
は積層方向の導体バクーン間のＢＴコート膜は表面層の
導体パターン間の耐湿性を改善することができ、耐湿、
耐絶縁の経時的な劣化を殆んどなくすことができる。

〔実施例〕

以下図面に示した実施例に基づいて本発明の要旨を詳細
に説明する。

第１図（ａ）、（１））の要部平面図及びそのｘ−ｘ’
断面図に示すように、例えばアルミナなどからなるセラ
ミックグリーンシーＩ・を加熱・焼成（焼成温度は１０
００〜１２００°ｃ）　　して形成したセラくツク基板
１■上に、導体パターン間の交叉する部分には絶縁体膜
１８　（厚さ約４０μｍ）を介在したクロスオーバ部１
７（多層状態にある）を含む単層導体パターン１２（厚
さ約２０μｍ）と、この導体パターン１２に接続した膜
抵抗体や膜コンデンサ等の膜素子１３（厚さ１５〜２０
μｍ、焼成温度は８００〜９００℃）とを形威し、レジ
スト膜１４を被着する。

このレジスト膜１４は、クロスオーバ部１７を含み積層
方向にほぼ重なる導体パターンの表面層導体パターン１
２面及びトリミングの必要な膜素子１３上は、先に被着
したガラスオーバコート膜１５（厚さ約２０μｍ、焼成
温度は４５０〜５５０℃）と、更にその上に被着したＢ
Ｔコート膜１６（厚さ約２０μｍ、焼成温度は１４０〜
１９０’Ｃ）とで構成する。

そして、その他の全表面のレジスト膜１４は後工程で半
田接合を行う個別電子部品１９を接続するためのランド
１２ａ表面は除き、ＢＴコート膜１６で構成する。

トリミングする膜素子１３の上をＢＴコート膜１６だけ
で構成すると、有機材のため放熱が悪く、トリミングの
際に熱がこもり易く溶融する恐れや膜が焼損破壊する恐
れがあるからである。

なお、クロスオーバ部１７に被着するガラスオーバコー
ト膜１５の範囲は下部の絶縁体膜１８の被着範囲よりも
広い範囲にする。

後工程で半田接合するランド１２ａ上には上述したよう
にＢＴコート膜１６を被着しないが、その周囲のＢＴコ
ート膜１６の周縁が加熱硬化時に一時ゲル化して粘度低
下を生し流動し、場合によってはランド面上に被り、後
工程の部品実装ができくなる恐れがある。

そのため第２図の、第１図のＹ部拡大図に示すようにラ
ン、ド１．２ａの基板１１からの高さＨ（厚さ）は予め
、ＢＴコート膜１６の基板１１からの高さり。

ｈ２よりも厚くしておくことが必要である。

上記のように構成したレジスト膜による作用、効果に対
し、積層方向の導体パターン間及び表面方向の導体パタ
ーン間の絶縁抵抗の経時変化をつぎの如く実験により検
証した。

実験を簡明にするため、先ず、次頁の実験用試料の種類
を示す表に示すように積層方向を３種類（Ａ、Ｂ、Ｅ試
料）、表面方向を２種類（Ｃ，Ｄ試料）の計５種類の実
験用試料を用意した。

先ず、小形のセラミック基板１を製作し、積層方向の導
体パターン間を調べるため、そのセラミック基板１上に
絶縁体膜４で絶縁した２層、即ち第１ｉ１　（１次側）
導体パターン２　（厚さ約２０μｍ）と第２層（２次側
）導体パターン３　（厚さ約２０μｍ）を形成し、第２
層温体パターン３の表面にＢＴコート膜６　（厚さ約２
０μｍ）だけを被着した実験用Ａ試料（第３図＋ａ）、
　ｆｂｌ図の平面図及びその側断面図参照〉と、この実
験用Ａ試料と同じ積層導体パターンにおいて、ＢＴコー
ト膜６の替わりにガラスオーバコート膜５　（厚さ約２
０μｍ）を被着したＢ試料（第４図（ａｌ、　（ｂ）参
照）を用意した。

一方、表面方向の導体パターン間を調べるため、セラミ
ック基板ｌ上にそれぞれ櫛形に形成した１次側導体パタ
ーン７　（厚さ約２０μｍ）と２次側導体パターン８　
（厚さ約２０μｍ）とを互いに挟み組み合わせて単層の
導体パターンを形成し、その表面にＢＴコート膜６　（
厚さ約２０μｍ）だけを被着したＣ試料（第５図（ａｌ
、　（ｂｌ参照）と、ＢＴ、ｍ−ト膜６の替わりにガラ
スオーバコート膜５　（厚さ約２０μｍ）だけを被着し
たＤ試料（第６図（ａｌ　、　ｆｂｌ参照）を用意した
。

つぎに、これらの試料を８５℃、８５％ＲＨの恒温　１
− 槽雰囲気中に入れ、１次側と２次側との間に直流（Ｄ　
Ｃ）電圧１００Ｖを印加し、各試料の導体パターン間の
絶縁抵抗の劣化状態を経時的に測定した。

その結果を、第７図の絶縁劣化特性曲線図で示す。図の
縦軸は絶縁抵抗値（Ω）、横軸は経過時間（Ｈｒ）を示
す。

第７図の曲線から分かるように、積層方向の導体パター
ン間ではガラスオーバコート膜５を被着したＢ試料が、
また表面方向の導体パターン間ではＢＴ膜６を被着した
Ｃ試料が殆んど絶縁抵抗の経時的劣化がなく、積層方向
の導体パターン間ではＢＴココ−−膜６を被着したＡ試
料が、また表面方向の導体パターン間ではガラスオーバ
コート膜５を被着したＤ試料が経時的に劣化することが
分かった。

そこで更に、ガラスオーバコート膜は積層方向の導体パ
ターン間の、ＢＴコート膜は表面方向の導体パターン間
の耐湿性を経時的に保持する上記結果を踏まえて、積層
方向の導体パターン間での耐湿性を改善するための実験
として、第８図（ａｌｆｂｌの平面図及びその側断面図
に示すように、Ｂ試料のガラスオーバコート膜５　（厚
さ約２０μｍ）の上にＢＴコート膜６　（厚さ約２０μ
ｍ）を被着したＥ試料（第１表参照）を用意し、上記と
同様に試験条件で導体パターン間の絶縁抵抗の劣化状態
を経時的に測定した。

その結果を、第９図の絶縁劣化特性曲線図で示す。第７
図と同様に図の縦軸は絶縁抵抗値（Ω）、横軸は経過時
間（Ｈｒ）を示す。

第９図の曲線から分かるように、積層方向の導体パター
ン間でもガラスオーバコート膜５の上に更にＢＴコート
膜６を被着することにより、耐湿性を改善することがで
きて、殆んど絶縁抵抗の経時的劣化がなくなることが分
かった。

本実験のＥ試料はセラミック基板上に絶縁体膜を介し積
層した２層の導体パターンにガラスオーバコート膜とＢ
Ｔコート膜とで構成したレジスト膜を被着したのである
が、上記実施例の単層導体パターンを交叉させクロスオ
ーバ部を形成したクロスオーバ部も部分的には同しよう
に積層した導３ 体パターンであり、本実験と同じ作用、効果を挙げ得る
ことは言うまでもない。また、セラごツク基板上に導体
パターンと絶縁体膜を交互に重ねて形成した多層導体パ
ターンにも本レジスト膜（ガラスオーバコート膜＋ＢＴ
コート膜）を被着適用しても同様の作用、効果を得るこ
とができる。

しかしながら、セラ旦ツク基板全面に本レジスト膜を適
用することは、ガラスオーバコート膜が現状ではＢＴコ
ート膜に比べて１０〜２０倍とコスト高になるため、多
層導体パターンの中、クロスオーバ部を含み積層方向に
重なる導体パターンの表面層導体パターン面及び少なく
ともトリごングを必要とする膜素子面に絞り、本レジス
ト膜を被着し、他の全面にはＢＴコート膜だけを被着す
るのが経済性がよい。

このように、ガラスオーバコート膜及びＢＴコート膜の
積層方向あるいは表面方向の耐湿性に対して示す特性を
利用してガラスオーバコート膜とＢＴコート膜を重ね構
成するレジスト膜を積層方向あるいは表面方向の導体パ
ターンに対し使い分４ けることにより、耐湿性を維持し絶縁抵抗の経時的劣化
を殆んどなくずとともに経済的に安価で信頼性の高い厚
膜回路基板を提供することができる。

〔発明の効果〕

以上、詳述したように本発明によれば、耐湿効果を改善
し導体パターン間のマイグレイジョンを防止することが
でき、信頼度の高い多層の厚膜回路基板を提供すること
ができるといった産業上極めて有用な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ、　（ｂｌは本発明による一実施例の要部
平面図及びそのｘ−ｘ’断面図、 第２図は第１図のＹ部拡大図、 第３図〜第６図の各（ａ）、　ｆｂ）図は本発明のため
の実験用Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ試料の平面図及び側断面図、 第７図はＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ試料の絶縁劣化特性曲線図、 ５ 第８図（ａ）、　（ｂｌは本発明のための実験用Ｅ試料
の平面図及び側断面図、 第９図はＥ試料の絶縁劣化特性曲線図、第１０図（ａｌ
、　（ｂｌは従来技術による要部平面図及びその２−２
”断面図である。 図において、 １１は基板（セラ旦ツク基板）、 １２は単層導体パターン（表面層導体パターン）１２ａ
　はランド、 １３は膜素子、 １４はレジスト膜、 １５はガラスオーバコート膜、 １６はＢＴコート膜（ビスマレイミド−トリアジン樹脂
コート膜）、 １７はクロスオーバ部を示す。 １６ ／／／認 ム　　八λ １川 のロトω　目 降 ！！２！！！緻城準ａ← 曹虞思城準Ｑ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミック基板（１１）表面に形成された多層導体パタ
   ーンの中、導体パターンが交叉するクロスオーバ部（１
   ７）を含み積層方向にほぼ重なる導体パターンの表面層
   導体パターン面及び少なくともトリミングされる膜素子
   （１３）面に被着するレジスト膜（１４）を、ガラスオ
   ーバコート膜（１５）と該ガラスオーバコート膜の上に
   被着するビスマレイミド−トリアジン樹脂コート膜（１
   ６）とで構成することを特徴とする厚膜回路基板のレジ
   スト膜構造。