JPH03185792A - プリント回路板 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、銅マイグレーションの発生、成長を抑制した
プリント回路板に関する。

〔従来の技術〕

一般に、プリント回路板は、種々の材料から構成される
複数の層を積層させてなる物で、電気製品等の部品とし
て利用されている。

積層材料の組み合わせは数多く考えられ、多層化により
積層材料の数も増える傾向にある。

多層プリント回路基板において、回路の形成方法、積層
材料の種類、積層方法の種類等の組み合わせは数多くあ
り、さらにその後の処理方法の種類まで含めると組み合
わせの数は膨大となる。

プリント回路板の配線密度の増加傾向により、回路の細
線化、多層化傾向は増々強まっている。

これは、回路平面の密度が増加するばかりではなく、層
方向の密度も増し、積層材料の厚さも薄層化の傾向にあ
る。同一平面上の回路間の距離、回路層間の距離の減少
は、絶縁材料の絶縁特性、誘電特性等に対し、より高い
特性を要求するとともに、材料の耐銅マイグレーション
性に対する要求も切実な問題として取り上げられるよう
になっている。

銅マイグレーションは、電位差のある隣接回路間で、回
路に使用している銅がイオン化し、移行を起こす現象で
、温熱環境下で移行速度は促進され、その過程で酸化還
元によりデンドライトの発生、成長が観察される。銅マ
イグレーションが進むと回路間の絶縁抵抗は低下し短絡
に至ることもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はこの様な事情を考慮してなされたものであって
、銅マイグレーションの発生、成長を抑制したプリント
回路板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〕

回路間で銅マイグレーシジンが起こる経路は大別して二
つある。

一つは、樹脂等の絶縁材料その他の内部を経路とする場
合で、基本的には絶縁材料の絶縁特性に起因するところ
が大きい。これについては基本的なマトリックスの選択
、硬化システムの選択等の影響が大きいが、それ以外に
も、銅マイグレーション抑制剤を添加することにより耐
銅マイグレーシヲン性を向上させることは可能である。

もう一つは、プリント回路板を構成する積層材料間の界
面が銅マイグレーションの経路となる場合である。積層
材料間の界面は、積層する前の材料の表面に吸着した水
分や汚れが残留しやすいばかりでなく、積層して硬化が
終了した後でも外部からの水分の侵入経路となりやすい
。

銅マイグレーシゴンは水分の存在の影響が大きいため、
積層材料間の界面は銅マイグレーションの経路となりや
すい。また、一つの積層材料が、複数の材料から構成さ
れている場合は、その構成材料間の界面についても同様
のことが言える。たとえば、ガラスクロス銅張り積層板
を例に挙げれば、積層材料は、樹脂含浸ガラスクロスと
銅箔で、樹脂含浸ガラスクロスについて言えば、構成材
料は樹脂とガラスクロスからなり、構成材料間に界面が
存在する。実際、スルーホール間の銅マイグレーション
はガラスクロスと樹脂の界面で進行し、小径スルーホー
ル化において問題となっている。

本発明は、二つに大別した銅マイグレーションの経路の
内、特に後者の、積層材料間の界面における銅マイグレ
ーションの抑制を目的としてなされたもので、複数の層
を積層してなるプリント回路板において、互いに接して
積層される層の少なくとも一方の層の両面または片面に
銅マイグレーション抑制剤層を設けることを特徴とする
。

以下、サブトラクティブ法４層回路基板とアディティブ
法４層回路基板とを例に取り、図を参照してこの手段に
ついて詳しく説明する。

まず、サブトラクティブ法４層回路基板について、第１
図を参照して説明する。

両面銅張り絶縁基板１をパターン化、エツチングするこ
とにより、内層回路基板を得、その両面にプリプレグ層
、樹脂層等の絶縁層３を介して、銅箔層を設ける。硬化
処理後、穴開け、スルーホールメツキ等の工程を経たの
ち、外層のパターン化、エツチングを行うことにより、
４層回路基板を得る。本発明の銅マイグレーション抑制
剤層４は、内層回路基板とその両側のプリプレグ層、樹
脂層等の絶縁層３との界面に設けることができる。また
、外層のｗ４箔層と絶縁層３との界面に設けることがで
きる。さらに、内層回路基板作製用の両面銅張り積層板
を製造する際に、銅箔層とプリプレグ層との界面に設け
ることも可能である。２は回路を表わす。

ここで言うプリプレグ層とは、エポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂等の汎用樹脂からイミド樹脂、フッ素樹脂等の熱
硬化性あるいは熱可塑性の樹脂をガラスクロス、ガラス
不織布、紙等の心材に含浸した物を指し、その組み合わ
せは問わない。また、樹脂層についても、汎用の熱硬化
性樹脂以外に、さらに耐熱性を得ることを目的としたイ
ミド樹脂、低誘電率化を目的としたフッ素樹脂等広く選
択することができる。

次に、アディティブ法４層回路基板について、第２図を
参照して説明する。

アンクラッド絶縁基板１１の両面にアディティブ法用接
着剤層１２を設け、パターン化後、無電解メツキにより
内層回路基板を得る。その両側にプリプレグ層、樹脂層
等の絶縁層１５を設ける。

さらに、その両側にアディティブ法用接着剤層１２を設
け、穴開け、パターン化後、無電解メツキにより外層回
路を得る。本発明の銅マイグレ−ジョン抑制剤層１６は
、アンクラッド絶縁基板１とその両側に設置されるアデ
ィティブ法用接着剤層１２との界面に設けることができ
る。また、内層回路基板作製後、内層回路基板とその両
側に設置される絶縁層１５との界面に設けることができ
る。さらに、その絶縁層１５とその外側に設置されるア
ディティブ法用接着剤Ｎ１２との界面に設けることがで
きる。１３はメツキレジストを、１４は回路をそれぞれ
表わす。

ここで言うアディティブ法用接着剤とは、−船釣には、
ゴム成分と樹脂成分からなる。ゴム成分は、たとえば、
天然ゴム、スチレン−ブタジェン共重合体ゴム（ＳＢＲ
）　、アクリロニトリル−ブタジェン共重合体ゴム（Ｎ
ＢＲ）、カルボキシル変性ＮＢＲ、ブタジェンゴム、ク
ロロプレンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム等がある
。樹脂成分は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬
化性樹脂が一般的に使用されるが、その限りではない。

さらに、これらのアディティブ法用接着剤は、無電解メ
ツキの粗化工程において表面に適当な凹凸を付与するた
めの粗化成分と非粗化成分が配合されている限りゴム成
分と樹脂成分の組み合わせに限定されるものではない。

また、必要に応じて、ゴムの架橋剤、樹脂の硬化剤、フ
ィラー、界面活性剤、カップリング剤、溶剤または無電
解メツキ触媒等を添加することができる。また、アンク
ラッド絶縁基板とは、プリプレグを積層して硬化させた
基板のみではなく、セラごツク基板、金属基板等広く選
択することが可能である。また、絶縁層とは、サブトラ
クティブ法４層回路基板の場合と同様にプリプレグ、樹
脂等から広く選択できる。アディティブ法４層回路基板
の場合、アンクラッド絶縁基板や絶縁層にメツキ触媒を
添加することが可能である。

上の例に挙げた銅マイグレーション抑制剤とは、銅マイ
グレーションを抑制する能力を有するものであれば良い
。たとえば、メルカプトトリアジン、２−メルカプトベ
ンズイミダゾール、などである。メルカプトトリアジン
としては、トリメルカプトトリアジン、トリメルカプト
Ｓ−トリアジン、ジブチルアミノジメルカプトトリアジ
ン、アニリノジメルカプトトリアジンなどが挙げられる
。また、銅と安定なキレート化合物をつくる化合物であ
っても良い、たとえば、ベンゾトリアゾール、ＥＤＴＡ
　（エチレンジアミンテトラ酢酸）、ジメチルグリオキ
シム、２−（３，５−ジーｔｅｒ−ブチルー２−ヒドロ
キシフェニル）ベンゾトリアゾール、０−フェナントロ
リン、グリシン、ヒドロキサム酸等である。

複数の層を積層してなるプリント回路板において、銅マ
イグレーション抑制剤層を設けるのは、銅マイグレーシ
ョン抑制剤の溶液または銅マイグレーション抑制剤を含
有するプライマーを、互いに接して積層される層の少な
くとも一方の層の両面または片面に塗布することによっ
て行うことができる。塗布の方法は、たとえば、デイツ
プ法、フローコーＩ・法、印刷法等がある。

また、銅マイグレーション抑制剤層のフィルム化が可能
な場合は、フィルムラミネート法も選択できる。

本発明においては、基板上にアディティブ法、セミアデ
イティブ法、サブトラクティブ法等により、回路を形成
してプリント回路基板を製造する場合に、次の（ａｌ〜
（ｋｌの各工程の内、少なくとも１つの工程の前もしく
は後に銅マイグレーション抑制剤による処理を行うこと
ができる。

（ａ）　　スルーホールを穿孔した直後。

（ｂ）　　基板にアディティブ法用接着剤層を形成する
直前。

（Ｃ）　　基板にメツキレジストを設ける直前。

（ｄｌ　　基板にソルダーレジストを設ける直前。

（ｅ）　　アディティブ法用接着剤層にメツキレジスト
を設ける直前。

（０アゾ、イティブ法用接着剤層にソルダーレジストを
設ける直前。

（ｇ）　　基板上に絶縁層を設ける直前。

（ｈ）　　絶縁層上にアディティブ法用接着剤層を設け
る直前。

（１１メツキレジスト上にソルダーレジストを設ける直
前。

（３１多層プリント回路基板を製造する工程において、
内層回路基板上に絶縁層および／またはアディティブ法
用接着剤層を設ける直前。

＋ｋｌ　　フレキシブルプリイト回路基板を製造する工
程において、回路基板上にカバーレイフィルム層を設け
る直前。

例として、各種アディティブ法の工程を挙げる。それら
の工程の前もしくは後おいて、銅マイグレーション抑制
剤による処理を行うことができる。

パートリアディティブ（テンティング 両面銅張り積層板を穴開は加工する工程、これに触媒を
付与する工程、エツチングレジスト処理する工程、エツ
チングを行う工程、エツチングレジストを剥離する工程
、メンキレジスト処理を行う工程、スルーホールに無電
解メツキ処理をする工程からなる。

セミアデイティブ（パネルメッキ　） 両面銅張り積層板を穴開は加工する工程、これに触媒を
付与する工程、全面無電解銅メツキ処理する工程、エツ
チングレジスト処理する工程、エツチングを行う工程、
エツチングレジストを剥離する工程、ソルダーレジスト
処理する工程からなる。

セミアデイティブ（パターンメ　キ法〉絶縁基板の両面
にアディティブ法用接着剤層を設ける工程、これを穴開
は加工する工程、この表面を粗化し、触媒を付与する工
程、全面無電解銅メツキ処理（３〜５μｍ）する工程、
エツチングレジスト処理する工程、パターン電気メツキ
を行う工程、エツチングレジストを剥離する工程、クイ
ックエツチング後にソルダーレジスト処理する工程から
なる。

ソルダー゛　−イブ ｗＡ縁縁板板両面にアディティブ法用接着剤層を設ける
工程、これを穴開は加工する工程、この表面を粗化し、
触媒を付与する工程、メツキレジスト処理する工程、無
電解銅メツキ処理する工程、ソルダーレジスト処理する
工程からなる。

以下に実施例および比較例を示す。

実施例１〜３ 第３図に示す構造の試験回路を作製した。これは、絶縁
基板２１、すなわち片面銅張り積層板（ＦＲ−４）をエ
ツチングによりパターン化後、その表面に銅マイグレー
ション抑制剤Ｎ２４を設け、さらに絶縁樹脂層２３を設
けたものである。

２２は回路を表わす。この場合に銅マイグレーション抑
制剤を３％含有するブチルセロソルブ溶液を用い、銅マ
イグレーション抑制剤Ｎ２４を設けた。

比較例 実施例において、銅マイグレーシジン抑制剤層を設けず
に、同様の試験回路を作製した。

これらの試験回路について、下記の電圧印加条件を経た
後、線間絶縁抵抗を測定した。その結果を第１表に示す
。

１上」Ｕ叱に住 クシ型電極　線幅／線間＝０．５１０．５（ｍｍ）１０
７”ＣＸ９５％ＲＨ（７”レツ’ｉヤ　’）７／’Ｆ　
　）ｏ　Ｃ１００Ｖ　ｘ　８時間 エ　　　　　゛ ＤＣｌｏｏＶ　　１分間充電後の抵抗値第１表から、銅
マイグレーション抑制剤層を設けたもの（実施例１〜３
）は、電圧印加後において、線間絶縁抵抗がほとんど低
下せず、デンドライトも発生しないことが判る。

（本真以下余白） 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、複数の層を積層さ
せてなるプリント回路板において、互いに接して積層さ
れる層の少なくとも一方の層の両面または片面に銅マイ
グレーシリン抑制剤層を設けることにより、銅マイグレ
ーションの発生、進行を十分に抑制することが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はそれぞれ本発明のプリント回路板の
一例の断面説明図である。 １・・・絶縁基板、２・・・回路、３・・・絶縁層、４
・・・銅マイグレーション抑制剤層、１１・・・アンク
ラッド絶縁基板、１２・・・アディティブ法用接着剤層
、１３・・・メツキレジスト、１４・・・回路、１５・
・・絶縁層、１６・・・銅マイ、グレージョン抑制剤層
、２１・・・絶縁基板、２２・・・回路、２３・・・絶
縁樹脂層、２４・・・銅マイグレーション抑制剤層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数の層を積層してなるプリント回路板において、互
   いに接して積層される層の少なくとも一方の層の両面ま
   たは片面に銅マイグレーション抑制剤層を設けたプリン
   ト回路板。