WO1998010626A1 - Preimpregne magnetique, procede de fabrication de ce dernier et tableau de connexions impregne utilisant cet impregne - Google Patents

Description

明 細 書 磁性プリプレダとその製造方法及びそれを用いたプリント 基板 技術分野

本発明は、 プリント配線基板に関し、特に、 不要電磁波の干渉によって生じる 電磁波障害を抑制するプリント配線基板に関する。 背景技術

周知のように、 デジタル電子機器は、 各々カ哆数の論理素子から成るランダム アクセスメモリ （R AM) 、 リードオンリメモリ （R OM) 、 マイクロプロセッ サ等の多数の電子部品よつて構成され、 これら電子部品は信号線 導体） が 張り巡らされたプリント 基板上に実装される。 近年のデジタル電子機器にお いては、論理素子における演算速度の高速化が急速に図れていると共に、 装置の 軽薄短小化も一段と進んでいる。 それに伴い、 プリ ント配線基板への電子部品の 実装密度も飛躍的に高くなつてきている。

しかしな力 <ら、 論理素子中を流れる信号は電圧、 電流の急激な変化を伴うため に、 電子部品は高周波ノイズを発生するノイズ発生源ともなつている。 この高周 波ノィズは、 クロストークノイズやインピーダンスの不整合によるノイズと相乗 的に相互作用し、 プリント配線基板内の他の電子部品に対して誤動作を誘発した り他のシステムに悪影響を及ぼす。 更に、 プリント配線基板への電子部品の高密 度実装や電子部品の小型化に伴い、 電子部品間および信号線間の静電結合が増大 するために、 デジタル電子機器内での電磁波干渉力《発生し易くなっている。 従来、 デジタル電子機器に使用される一般的なプリント Ki^基板においては、 論理素子および信号線を流れる信号の動作周波数が低周波の場合には、 プリン卜 配線基板内部から発生する電磁誘導等の信号線間の電磁結合が比較的小さく問題 とならない。 しかしながら、 論理素子および信号線を流れる信号の動作周波数が 高周波になるにつれて、 信号線間の電磁結合が密となり、 前述したような問題が 起こってくる。 そこで、 プリント 基板自体にシールド層を設けた構造の電磁波シールド配 線基板が提案されており、 この電磁波シールド層によってプリント IS ^基板に発 生する不要電磁波を遮蔽している。 具体的には、 上記電磁波シールド配線基板は、 シールド層を間に挟んで 2枚の配線基板面力対向する構造を有する。 ここで、 シ 一ルド層は電磁波を反射する導電体材料から構成されている。 すなわち、 シール ド層による電磁波の遮蔽は、 それに入射してくる電磁波を反射することによって、 それより内部に電磁波が侵入しないようにすることを目的とする。 したがって、 電磁波シールド配線基板においては、 ノイズ発生源となる電子部品を搭載した側 の配線基板面と対向する配線基板面に対しては遮蔽効果が期待できるものの、 ノ ィズ発生源となる電子部品を搭載した側の同じ配線基板面に対しては、 電磁波の 反射による不要輻射力生じてしまう。 その結果、 ノイズ発生源側の同一配線基板 面で二次的な電磁結合が助長されるという問題が少なからず発生している。 更に、 フローティングされたデジタル電子機器においては、 シールド層がアンテナとし て作用する為、 シールド層から二次的な輻射ノィズが発生することもあり うる

このような問題を解決するために、 本願出願人は、 既に、 特開平 8— 4 6 3 8 6号公報 （以下、 先行技術と呼ぶ） において、 電磁波シールド配線基板の遮蔽効 果を損なうことなく電磁波の透過に対しては十分な遮蔽効果をもち、 電磁波の反 射に対しては少なくとも反射による電磁結合を助長させることのないプリン卜配 線基板を提供している。 この先行技術に開示されたプリント配線基板は、 片面も しくは両面に配線導体を有するプリント配線基材が、 導電性支持体と、 この導電 性支持体の両面に設けられた絶縁性钦磁性体層とを有する。 この絶縁性钦磁性体 層は、 钦磁性体粉末と有機結合剤とを含む。 更に、 絶縁性钦磁性体層の少なくと も片面に誘電体層を有しても良く、 この誘電体層は誘電体粉末と有機結合剤とを 含む。 或いは、 上記絶縁性钦磁性体層は、 钦磁性体粉末、 誘電体粉末、 及び有機 結合剤を含んでも良い。 尚、 上記敉磁性体粉末は、 偏平状及び/または針状の粉 末であることが好ましい。

ところで、 上記プリント配線基材に用いる導電性支持体と絶縁性钦磁性体との 積層体 （電磁干渉抑制体層） は、 例えば、 次のようにして製造される。 7 5 m のポリイミ ドフィルムの両面に銅ペーストをドクターブレード法にて成膜して導 電性支持体を得る。 その後、 この導電性支持体の両面に軟磁性体ペーストをドク ターブレード法により塗工して絶縁性軟磁性体層を形成し、 8 5 °Cにて 2 4時間 キュアリングを行ってプリント配線基材を得る。

また、 従来、 プリント,基板を構成するプリプレダは、樹脂とガラス布で構 成されている。 たとえば、 従来のプリプレダは、 熱硬化性樹脂をガラス布に含浸 さ、 乾燥および半硬化させることにより作られる。

しかしながら、 先行技術に開示されたプリント配線基板では、 絶縁性软磁性体 層を形成するのが難しいという問題がある。 また、 従来のプリプレダは、 樹脂と ガラス布のみで構成されているので、 輻射ノイズを吸収できない。

したがって、 本発明の課題は、 輻射ノイズを吸収することが可能な磁性プリプ レグを提供することにある。

本発明の他の課題は、 上記磁性プリプレダの製造方法を提供することにある。 本発明の更に他の課題は、 上記磁性プリプレダを用いたプリント配線基板を提 供することにある。 発明の開示

上記課題を解決するために、 本発明の第 1の態様によれば、 軟磁性粉末と熱硬 化性樹脂とからなる磁性塗料を、 ガラス布に含浸させてなる磁性プリプレダが得 られる。上記磁性プリプレダにおいて、 钦磁性粉末は、 実質的に偏平状の金属粉 末であることが好ましい。 また、 熱硬化性棚旨の主成分がエポキシ樹脂であるこ とか'望ましい o

本発明の第 2の態様によれば、 钦磁性粉末と熱硬化性樹脂とからなる磁 ½ 料 を、 ガラス布に含浸させた後、 これを乾燥し、 更に半硬化状態に硬化させること を特徵とする磁性プリプレダの製造方法が得られる。 この製造方法において、 磁 料をガラス布に含浸させた後にガラス布の面内方向に磁場配向処理すること が好ましい。

本発明の第 3の態様によれば、 上記磁性プリプレダを用いたプリン卜配線基板 であって、 樹 ]3旨とガラス布からなる通常のプリプレダと、 この通常のプリプレダ の少なくとも一面側に配線パターンを介して積層された少なくとも 1枚の磁性プ リプレダと、 を有するプリント配線基板が得られる。 図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明の一実施の形態による磁性プリプレダを示す断面図である。 第 2図は、 第 1図に示す磁性プリプレダを用いたプリント配線基板を分解して 示す組立て断面図である。

第 3図は、 第 1図に示す磁性プリプレグぉよび第 2図に示すプリント配線基板 の製造工程を示す図である。

第 4図は、 従来および本発明によるプリント配線基板の電界強度の周波数特性 を示すグラフで、 （a) は従来のプリント配線基板の電界強度の周波数特性を示 し、 （b) は本発明に係るプリント配線基板の電界強度の周波数特性を示す。 発明を実施するための最良の形態

次に、 本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第 1図を参照すると、 本発明の一実施の形態による磁性プリプレダ 1 0は、 钦 磁性粉末 1 2 1と熱硬化性樹脂 1 2 2とからなる磁性塗料 1 2を、 ガラス布 1 4 に含浸させることによって構成される。 钦磁性粉末 1 2 1は、 実質的に偏平状の 金属粉末であることが好ましい。 また、 熱硬化性樹脂 1 2 2の主成分はエポキシ 樹脂であること力 <望ましい。

熱硬化性樹脂 1 2 2としては、 エポキシ樹脂以外にも、 （ポリ） ウレタン樹脂、 フエノール樹脂、 アミ ド系樹脂、 イミ ド系樹脂等をあげることができる。 钦磁性 粉末 1 2としては、 高周波透磁率の大きな鉄アルミ珪素合金 （これはセンダスト

(商標） と呼ばれる） 、 鉄ニッケル合金 （バーマロイ） をその代表的素材とし て挙げることができる。 軟磁性粉末 1 2は、 微細粉末化され表面部分を酸化して 使用される。 なお、 砍磁性体粉末 1 2のァスぺクト比は十分に大きい （例えば、 おおよそ 5 ： 1以上） ことが望ましい。 軟磁性粉末 1 2の形状を実質的に偏平状 とすることにより、 より効率的に不要輻射ノイズを吸収、 抑制することができる c 何故なら、 钦磁性粉末 1 2の形状が実質的に偏平状であり、 これが磁性プリプレ グ中で面内方向に配向配列されると、 形状異方性が出現し、 高周波領域にて磁気 共鳴に基づく複素透磁率が増大するからである。

上記磁性塗料 1 2としては下記の表 1に示すものを使用できる。 表 1

第 2図に、 第 1図に示した磁性プリプレグ 1 0を用いたプリント S¾l基板 2 0 を示す。 図示のプリント ΘΕϋΙ基板 2 0は、 樹脂とガラス布からなる通常のプリプ レグである内層材 2 2を、 その両面から銅箔 2 4を介して一対の磁性プリプレグ 1 0で挟み、 磁性プリプレダ 1 0の露出表面を銅箔 2 4で覆ったものである。 銅 箔 2 4は例えば厚さ約 0. 0 3 5 mmであって、 配線パターンが形成される。 内 層材 2 2および磁性プリプレダ 1 0に図示しないスルーホールを設け、 このスル 一ホールを介して銅箔 （Ei^パターン） 2 4同士を電気的に接続することが出来 る。

次に、 第 3図を参照して、 磁性プリプレダ 1 0およびプリント配線基板 2 0の 製造方法について説明する。

まず、 第 3図 （a ) に示すように、 磁性塗料 1 2が入った槽 3 0の中をウェブ 状のガラス布 1 4を通すことにより、 ガラス布 1 4に必要な量の磁性塗料 1 2を 含浸する。 尚、 磁性塗料 1 2をガラス布 1 4に含浸させた後にソレノィド磁石中 を通す等の手段 （図示せず） によつて磁場配向処理することが好ましい。

引き続いて、 第 3図 （b ) に示すように、 磁性塗料 1 2が含浸されたガラス布 1 4を、 均一に温度制御された乾燥機 4 0中を通すことにより、 樹脂反応が進め られる。 この乾燥後、 第 3図 （c ) に示すように、 必要寸法に切断される。 この 切断したものをレジンクロス 5 0と呼ぶ。 これによつて、 磁性プリプレダ 1 0 (第 1図） 力《製造される。

引き続いて、 第 3図 （d) に示すように、 一定枚数のレジンクロス 5 0、 内層 材 2 2 (第 2図） および銅箔 2 4を組み合わせ、 ステンレスプレート （図示せず） を当てがう。 そして、 第 3図 （e ) に示すように、 ステンレスプレートを当てが つた材料を、 多段プレス機 6 0で加圧 ·成形する。 これにより、 プリン卜配線基 板 2 0 (第 2図） 力製造される。

第 4図に、 従来および本発明によるプリント基板の電界強度の周波数特性 （ノ ィズスぺクトラム） を示す。 第 4図において、 横軸は周波数 （H z ) を示し、 縦 軸は電界強度 （1 0 d B/ d i v . ) を示している。 また、 第 4図 （a ) は磁性 プリプレダ 1 0が無い従来のプリント基板の電界強度の周波数特性を示し、 第 4 図 （b ) は本発明に係る磁性プリプレダ 1 0を用いたプリント基板 2 0の電界強 度の周波数特性を示している。 プリント B¾S基板としては、 従来および本発明と も同一の配線パターン力形成されているものを使用した。

第 4図から明らかなように、 本発明によるプリント配線基板 （第 4図 （b ) ) の方が、 従来のプリント 基板 （第 4図 （a ) ) に比較して電界強度力相対的 に低くなつていることが分かる。 すなわち、 本発明によるプリント 基板は放 射ノィズを低減できること分かる。

以上、 本発明についていくつかの実施例を挙げて説明したが、 本発明は上述し た実施例に限定されず、 本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能な のはいうまでもない。 例えば、 軟磁性粉末や熱硬化性樹脂の材料は実施の形態の ものに限定されないのは勿論である。 また、 プリント 1¾1基板を構成する磁性プ リプレグの積層枚数も実施の形態のものに限定されないのは勿論である。 産業上の利用可能性

以上説明したように本発明は、 軟磁性粉末と熱硬化性樹脂とからなる磁性塗料 をガラス布に含浸させてなる磁性プリプレダを用いることにより、 ノィズ特性の 優れたプリント配線基板が得られる。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 软磁性粉末と熱硬化性樹脂とからなる磁性塗料を、 ガラス布に含浸させて なる磁性プリプレダ。

2. 前記軟磁性粉末が、 実質的に偏平状の金属粉末であることを特徴とする請 求項 1に記載の磁性プリプレグ。

3. 前記熱硬化性樹脂の主成分がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項 1に記載の磁性プリプレダ。

4. 軟磁性粉末と熱硬化性樹脂とからなる磁性塗料を、 ガラス布に含浸させた 後、 これを乾燥し、 更に半硬化状態に硬化させることを特徴とする磁性プリプレ グの製造方法。

5. 前記磁性塗料を前記ガラス布に含浸させた後に磁場配向処理することを特 徴とする請求項 4に記載の磁性プリプレグの製造方法。

6. 請求項 1乃至 3のいずれか 1つに記載の磁性プリプレダを用いたプリント 1¾¾基板であって、 樹脂とガラス布からなる通常のプリプレダと、 該通常のプリ プレダの少なくとも一面側に配線パターンを介して積層された少なくとも 1枚の 前記磁性プリプレダとを有するプリント !¾¾基板。