JP2006080331A

JP2006080331A - プリント配線板

Info

Publication number: JP2006080331A
Application number: JP2004263377A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Inubushi; 和海犬伏
Original assignee: Nippon CMK Corp; CMK Corp
Current assignee: Nippon CMK Corp; CMK Corp
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】電力消費時の温度が高くなることによって、抵抗体自身が持つＴＣＲ特性により抵抗値変化が大きくなることのない、高精度抵抗体を備えたプリント配線板の提供。
【解決手段】抵抗層上に設けたヒートシンク部により複数に分画形成されている抵抗体を備えているプリント配線板。
【選択図】図１

Description

本発明は、抵抗体を備えたプリント配線板に関し、特に放熱性に優れる高精度の抵抗体を備えたプリント配線板に関する。

近年の機器の小型化・高機能化に伴って、搭載されるプリント配線板においても更なる小型・高密度配線化が要求されており、従来、プリント配線板の外層に実装していたチップ部品を換えて、パターン形成等の手法により内層に部品を形成する形態が主流になりつつある。

このようなプリント配線板の製造方法としては、図９乃至図１０に示したような製造方法が既に知られている（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、まず、図９（ａ）に示したように、絶縁基材１の表面にニッケル−リンめっきからなる抵抗層２を形成し、次いで、当該抵抗層２の表面に銅めっき等の金属層３を形成する。

次に、図９（ｂ）に示したように、当該金属層３上に第一エッチングレジストパターン４を形成し、次いで、エッチング処理により当該第一エッチングレジストパターン４から露出している金属層３を除去する（図９（ｃ）参照）。

次に、図９（ｄ）に示したように、当該第一エッチングレジストパターン４を剥離し、次いで、当該金属層３をエッチングレジストとしてエッチング処理を行い、露出している抵抗層２を除去することによって、所望の配線パターン５を得る（図９（ｅ）参照）。

次に、図１０（ｆ）に示したように配線パターン５上に第二エッチングレジストパターン６を形成し、次いで、エッチング処理により露出している配線パターン５の一部を除去した後（図１０（ｇ）参照）、当該第二エッチングレジストパターン６を剥離することによって、特定の配線パターン５間に抵抗体２ｃが形成されたプリント配線板Ｐａを得るというものである（図１０（ｈ）参照）。

ところで、上記方法により抵抗値の高い抵抗体を形成するには、抵抗体２ｃの長さ（配線パターン５間の距離）を長くするという方法が考えられるが、単純に抵抗体２ｃを長くした場合には、以下のような不具合があった。

第一に、抵抗体の電力消費時の温度が非常に高くなる結果、当該抵抗体自身が持つＴＣＲ特性により抵抗値変化が大きくなり、精度の高い抵抗体が得られないというものであった。また、温度が著しく高くなった場合には、抵抗体が破壊されたり、周囲の絶縁基材が溶融、変色等を起こしたりするという懸念を有していた。

第二に、熱に弱い部品が当該抵抗体の近くにある場合、例えばＩＣチップ等がある場合には、これらにも悪影響を及ぼすというものであった。

第三に、同一層内に形成される他の抵抗体と大きさがかなり異なるため、例えば、小さい抵抗体の形成条件（例えば、エッチング条件等）で同一層内の全抵抗体を形成した場合には、大きい抵抗体が精度良く形成できないというものであった。
特開２００３−１６８８５１号公報

本発明は上記不具合を解消するためになされたもので、電力消費時の温度が高くなることによって、抵抗体自身が持つＴＣＲ特性により抵抗値変化が大きくなるといった不具合のない、高精度の抵抗体を備えたプリント配線板を提供することを課題とする。

請求項１に係る本発明は、抵抗層上に設けたヒートシンク部（放熱目的の配線パターン部）により複数に分画形成されている抵抗体を備えたプリント配線板により上記課題を解決したものである。

これにより、電力消費時に発生する熱を、ヒートシンク部に分散することができるため、抵抗体自身が持つＴＣＲ特性による抵抗値変化を容易に抑制することができる。

また、請求項２に係る本発明は、前記請求項１において、分画形成された各抵抗体が、略同じ大きさになっていることを特徴とする。

これにより、分画形成された各抵抗体を同じ条件で形成できるため、当該各抵抗体を精度の高いものとすることができる。

また、請求項３に係る本発明は、前記請求項１又は２において、分画形成された各抵抗体及びそれと同一層内に形成されている他の全ての抵抗体が、略同じ大きさになっていることを特徴とする。

これにより、同一層内に形成される全ての抵抗体を、同じ条件で形成できるため、精度の高い抵抗体を容易に形成することができる。

本発明の抵抗体を備えたプリント配線板によれば、電力消費時に発生する熱を効率よく放熱することができるため、ヒートシンク部を設けない抵抗体に同じ電力を消費させた場合と比較して、温度上昇を大幅に抑制することができる。従って、抵抗体自身が持つＴＣＲ特性による抵抗値変化を容易に抑制することができる。また、過度の負荷がかかった場合においても、当該抵抗体の破壊や絶縁基材の溶融・変色等を防止することができ、更に、分割される抵抗体の大きさを略同じ大きさに揃えることによって、精度の高い抵抗体を容易に得ることができる。

本発明の実施の形態を、図１乃至図７に示したプリント配線板の製造工程図（各図面の（ａ）は抵抗体形成面の概略平面図で、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図である）を用いて説明する。尚、本実施の形態では、図８に示した配線パターン５間に形成された抵抗体２ｂの長さ相当分を、３個の短かい抵抗体２ａに分画する例を用いて説明することとする。

まず、図１に示したように、絶縁基材１の表面にめっきや積層手段等によって、抵抗層２と金属層３を順次積層する。

ここで、抵抗層２としては、ニッケル−リン、ニッケル−ホウ素、ニッケル−ビスマス、ニッケル−タングステン、ニッケル−パラジウム、ニッケル−クロム、コバルト−リン、コバルト−ホウ素等が挙げられ、また、金属層３としては、一般的な銅等が挙げられる。

次に、図２に示したように、当該金属層３上に第一エッチングレジストパターン４を形成し、次いで、エッチング処理により当該第一エッチングレジストパターン４から露出している金属層３を除去した後、当該第一エッチングレジストパターン４を剥離する（図３参照）。

次に、図４に示したように、金属層３をエッチングレジストとしてエッチング処理を行い、露出している抵抗層２を除去することによって、所望の配線パターン５を得る。

次に、図５に示したように、配線パターン５の一部を露出させるように第二エッチングレジストパターン６を形成し、次いで、エッチング処理により露出している配線パターン５の一部を除去する（図６参照）。

ここで、当該第二エッチングレジストパターン６としては、後に分画される抵抗体２ａが略同じ大きさとなるように形成するのが精度の高い抵抗体を容易に形成できる点で好ましく、更に、同一層内に形成される全抵抗体が略同じ大きさとなるように形成するのがプリント配線板に形成される全抵抗体の精度を向上できる点で好ましい。

その理由として、抵抗体の大きさを揃えることによって、エッチング条件が合わずに、所望の抵抗値を有する抵抗体が得られないといった問題を回避できるからである。

そして最後に、図７に示したように、第二エッチングレジストパターン６を剥離することによって、図８に示した抵抗体２ｂの長さ相当分が、ヒートシンク部５ａ（配線パターン５間に形成された放熱目的の配線パターン部）により３分画された抵抗体２ａが（抵抗体２ａの合計長さは抵抗体２ｂの長さに相当）形成されたプリント配線板Ｐを得る。

本発明において最も注目すべき点は、抵抗値の高い抵抗体を形成する際に、当該抵抗体をヒートシンク部により複数に分画する構成とした点である。

これにより、電力消費時に発生する熱が効率よく分散され、温度上昇を抑制することができるため、抵抗体自身が持つＴＣＲ特性による抵抗値変化を抑制することができる。従って、抵抗値変化の少ない高精度の抵抗体を容易に得ることができる。

本発明を説明するに当たって、ニッケル等により形成される薄膜抵抗体を例にして説明したが、本発明の構成はこの限りでなく、配線パターン間にカーボンインク等を形成してなる厚膜抵抗体においても同様の効果が得られる。

以下、本発明の一実施例を図１乃至図７と共に説明する。尚、図には示していないが、コア基板に、図１の基板を積層したものを出発材料とした。

まず、コア基板上に、プリプレグ（日立化成社製：ＧＥＡ−６７９Ｎ）を介して抵抗層（ニッケル−リン）付き銅箔（オメガプライ社製）を積層した（図１に相当）。

次に、ジェットスクラブ研磨にて当該銅箔表面を処理した後、当該銅箔表面にドライフィルム（日立化成社製：ＲＹ３２３７）をラミネートし、次いで、８０mJ／cm²の露光量でパターン露光を行った後、現像処理を行うことによって、第一エッチングレジストパターンを形成した（図２に相当）。

次に、エッチング処理（エッチャントとして塩化第二鉄液を使用した）を行って、露出している銅箔をエッチング除去した後、第一エッチングレジストパターンを剥離し（図３に相当）、次いで、硫酸銅五水和物溶液（２５０ｇ／ｌ）と濃硫酸（２ml／ｌ）の溶液（９０℃、５分間浸漬）にて抵抗層の選択エッチングを行い、表面に露出しているニッケル−リンからなる抵抗層を除去した（図４に相当）。

次に、ドライフィルム（旭化成社製：ＡＱ５０３８）をラミネートした後、露光（８０mJ／cm²）、現像を行うことによって、第二エッチングレジストパターンを形成し（図５に相当）、次いで、塩化テトラミン銅系のアルカリエッチング液（メルテックス社製：エープロセス）による銅の選択エッチングを行った（図６に相当）。

そして最後に、第二エッチングレジストパターンを剥離することによって、所望の抵抗体が形成されたプリント配線板を得た。

試験例１
本発明の放熱効果を、以下の試験により確認した。

図１１（ａ）に示したように、Ｗ２．５mmの銅からなる配線パターン間に、ニッケル−リンからなるＷ２．５mm×Ｌ７．５mmの抵抗体が形成されたサンプル１（従来品）と、図１１（ｂ）に示したように、当該配線パターン間にＷ２．５mm×Ｌ２．５mmのヒートシンク部を２つ形成し、サンプル１の抵抗体の長さ相当分をＷ２．５mm×Ｌ２．５mmの短かい抵抗体に三分画したサンプル２（本発明品）を用意した。

各サンプルに電圧を印加し、１００mW、２００mW、３００mWの電力を消費させたときの各サンプル（抵抗体）に生じる最大温度を測定し、その結果を表１にまとめた。

表１の結果により、サンプル１（従来品）とサンプル２（本発明品）が同じ電力を消費した場合、抵抗体をヒートシンク部にて分画したサンプル２（本発明品）は、抵抗体を分画していないサンプル１（従来品）と比較して、温度上昇を低減できることが確認できた。

試験例２
本発明の抵抗体の形成精度を、以下の試験により確認した。

図１２（ａ）に示したように、Ｗ２．５mmの銅からなる配線パターン間に、ニッケル−リンからなるＷ２．５mm×Ｌ２．５mmの抵抗体が形成された配線パターンと、Ｗ２．５mmの銅からなる配線パターン間に、ニッケル−リンからなるＷ２．５mm×Ｌ５．０mmの抵抗体が形成された配線パターンとが隣接して形成されたサンプル３（従来品）と、図１２（ｂ）に示したように、Ｗ２．５mmの銅からなる配線パターン間に、ニッケル−リンからなるＷ２．５mm×Ｌ２．５mmの抵抗体が形成された配線パターンと、Ｗ２．５mmの銅からなる配線パターン間に、Ｗ２．５mm×Ｌ２．５mmのヒートシンク部を１つ形成し、当該抵抗体をＷ２．５mm×Ｌ２．５mmの抵抗体に二分画した状態の配線パターンとが隣接して形成されたサンプル４（本発明品）のそれぞれを、Ｗ２．５mm×Ｌ２．５mmの抵抗体を形成する条件（エッチング条件）で形成した。

各サンプルの抵抗体、すなわち、２．５mm×５．０mmの抵抗体と、これを２．５mm×２．５mmに二分画した抵抗体の抵抗値を測定し、その結果を表２にまとめた。

結果は、サンプル３（従来品）のシート抵抗（今回のサンプルでは２．５mm×２．５mmの抵抗体の抵抗値）は３８．６３Ω／□で、２．５mm×５．０mmのときの抵抗値は、理論値が３８．６３Ω／□の２倍の７７．２６Ωなのに対し、実測値が８１．７６Ωとなり、理論値と実測値の偏差が＋５．８％であった。

これに対し、サンプル４（本発明品）のシート抵抗（今回のサンプルでは２．５mm×２．５mmの抵抗体の抵抗値）は３８．７６Ω／□で、２．５mm×２．５mmの抵抗体を２つ設けたときの抵抗値は、理論値が３８．７６Ω／□の２倍の７７．５２Ωなのに対し、実測値が７８．０５Ωとなり、理論値と実測値の偏差が＋０．７％であった。

以上の結果から、抵抗体の大きさを揃えることによって、精度の高い抵抗体を形成できることが確認できた。

本発明プリント配線板の製造工程図で、（ａ）は抵抗体形成面の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図。図１に続く本発明プリント配線板の製造工程図で、（ａ）は抵抗体形成面の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図。図２に続く本発明プリント配線板の製造工程図で、（ａ）は抵抗体形成面の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図。図３に続く本発明プリント配線板の製造工程図で、（ａ）は抵抗体形成面の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図。図４に続く本発明プリント配線板の製造工程図で、（ａ）は抵抗体形成面の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図。図５に続く本発明プリント配線板の製造工程図で、（ａ）は抵抗体形成面の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図。図６に続く本発明プリント配線板の製造工程図で、（ａ）は抵抗体形成面の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図。分画する前の大きい抵抗体を示したもので、（ａ）は抵抗体形成面の概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線概略断面図。従来のプリント配線板の概略断面製造工程図。図９に続く、従来のプリント配線板の概略断面製造工程図。試験例１に用いたサンプルの概略平面説明図。試験例２に用いたサンプルの概略平面説明図。

符号の説明

１：絶縁基材
２：抵抗層
２ａ、２ｂ、２ｃ：抵抗体
３：金属層
４：第一エッチングレジストパターン
５：配線パターン
５ａ：ヒートシンク部
６：第二エッチングレジストパターン
Ｐ、Ｐａ：プリント配線板
Ｗ：幅
Ｌ：長さ

Claims

抵抗層上に設けたヒートシンク部により複数に分画形成されている抵抗体を備えていることを特徴とするプリント配線板。
当該分画形成された各抵抗体が、略同じ大きさになっていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
当該分画形成された各抵抗体及びそれと同一層内に形成されている他の全ての抵抗体が、略同じ大きさになっていることを特徴とする請求項１又は２記載のプリント配線板。