JPH04241496A - プリント配線基板 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子機器に使用され
るプリント配線基板に関するものであり、さらに詳しく
は電磁波妨害（ＥＭＩ）の対策を施したプリント配線基
板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の発達によりプリント配
線基板に形成される回路の高速化と高密度化が促進され
るようになってきているが、これに伴いＥＭＩに対する
規制が厳しくなってきている。従来から考えられている
ＥＭＩ対策のうち典型的な方法は、基板を収納する筐体
をシールドケースにして輻射ノイズの低減と侵入ノイズ
の低減を図る方法である。しかし、この方法では、シー
ルドケース内に閉じ込められた電磁波エネルギーがケー
ブルを通して外部に輻射される問題があり、しかも、こ
の方法は基本的に回路の高周波特性に基づいて発生する
電磁波エネルギーを減少するものではないために、輻射
ノイズを完全に抑え込むことはほとんど不可能である。 そこで新たなＥＭＩ対策用プリント配線基板が提案され
ている。この配線基板は信号ラインパターン（以下単に
信号パターンと言う），グラウンドラインパターン（以
下単にグラウンドパターンと言う），および電源ライン
パターン（以下単に電源パターンという）等の回路パタ
ーンを形成した基板上に、グラウンドパターンの少なく
とも一部を除いて絶縁層を形成し（以下この絶縁層をア
ンダーコート層と言う）、その上にグラウンドパターン
の絶縁されていない部分と接続されるように導電層を形
成したものである。また、通常はこの導電層の上にさら
に絶縁層（以下この絶縁層をオーバーコート層と言う）
が形成される。

【０００３】このような構成のプリント配線基板では、
主に４つの理由から放射雑音の低減を図ることができる
。

【０００４】第１は、導電層によるグラウンドパターン
の低インピーダンス化である。

【０００５】第２は接近した導電層による信号パターン
および電源パターンからの高周波成分の除去である。す
なわち、アンダーコート層は所謂ソルダーレジストで形
成されるが、この膜厚は２０〜４０μｍ程度の薄いもの
であるために、その上に形成され、グラウンドパターン
に接続された導電層に対する信号パターンおよび電源パ
ターンの分布静電容量が大きくなる。従ってリンギング
等により発生する不要な高周波成分がグラウンドパター
ンに高周波的にアースされ、輻射ノイズが抑制される。

【０００６】第３は、導電層による信号パターンおよび
電源パターンのインピーダンスの均一化である。すなわ
ち、導電層によって信号パターン，電源パターンが被わ
れるので、これらの回路パターンと、グラウンドパター
ンに接続された導電層との間の距離が均一化され、各回
路パターンのインピーダンスも均一化される。その結果
、高周波伝送上のインピーダンス不整合部の生成と、そ
れに起因する不要な高周波成分の発生が抑制されること
になる。

【０００７】さらにもう一つの理由は、導電層自身によ
るシールド効果である。

【０００８】以上の４つの理由、すなわち導電層による
グラウンドパターンの低インピーダンス化、接近した導
電層による高周波成分の除去、回路パターンのインピー
ダンスの均一化、および導電層自身による通常のシール
ド効果によって輻射ノイズを効果的に抑制することがで
きる。

【０００９】また隣接するパターン間の分布静電容量よ
りも導電層と各パターン間の分布静電容量の方が大きく
なるのでパターン相互の誘導雑音も抑制される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、両面配線基
板では、両面の回路パターンを連絡するためにバイアホ
ールが形成されている。バイアホールは、内壁部に銅メ
ッキが施された小径・中空のスルーホールである。この
バイアホール上の両面にアンダーコート層，導電ペース
ト層等を形成した場合、内部は中空のまま残る。この基
板をハンダ付けのために加熱すると、バイアホール内に
密閉された空気が膨張してアンダーコート層，導電ペー
スト層を破壊してしまうことがあった。さらに、多層基
板の場合には、バイアホールの一端が密封状態となるこ
とが多いため、多層基板の片面にアンダーコート層、導
電ペースト層等を形成した場合にも同様の問題が生じる
。このため、従来は、バイアホールにはアンダーコート
層，導電ペースト層を形成することができない問題点が
あった（図９参照）。直径０．６ｍｍのバイアホールの
場合、直径約２．４ｍｍの範囲で層形成が出来ないため
、この部分からの高周波ノイズの輻射を防ぐことができ
なかった。さらに、実装の高密度化に伴って、基板上の
バイアホールの数が増加しており、これらを避けてアン
ダーコート層，導電ペースト層を形成したのでは、ＥＭ
Ｉ低減効果が著しく低下してしまう欠点があった。

【００１１】この発明は、バイアホール内を固体で充填
することにより上記課題を解決したプリント配線基板を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、基板と、前
記基板面に形成されたグラウンドラインパターン，電源
ラインパターン，信号ラインパターンおよびバイアホー
ルを含む回路パターンと、前記回路パターンを形成した
基板面に、前記グラウンドラインパターンまたは電源ラ
インパターンのうち何れか一方の少なくとも一部を除い
て前記回路パターンを被うように形成された絶縁層と、
前記絶縁層上に前記グラウンドラインパターンまたは電
源ラインパターンの絶縁されていない部分と接続される
ように形成された導電層と、を有するプリント配線基板
において、前記バイアホール内を固体で充填し、充填さ
れたバイアホール上にも前記絶縁層，導電層を形成した
ことを特徴とする。

【００１３】

【作用】この発明では、バイアホール内を固体で充填し
たことにより、内部に空気が流入することがなくなった
。これにより、両面に絶縁層，導電層を形成しても内部
に空気が閉じ込められることがなくなり、ハンダ付けの
ためにバイアホール付近を加熱しても空気の膨張によっ
て絶縁層，導電層が破壊されることがなくなる。

【００１４】

【実施例】図１ははこの発明の実施例のプリント配線基
板の一部断面図を示している。エポキシ樹脂，フェノー
ル樹脂，ガラス繊維，セラミックスなどの絶縁材料から
なる基板１の両面には、回路パターン２が形成される。 回路パターンは、信号パターン，グラウンドパターンお
よび電源パターンを含んでいる。これらの各パターンは
公知のフォトリソグラフィ技術によって形成される。ま
た、表面の回路パターンと裏面の回路パターンを連絡す
るバイアホール３が形成されている。バイアホール３の
内壁には銅メッキ４が施され、両面の回路パターンを電
気的に接続している。バイアホール３には絶縁性樹脂５
が充填されている。このような回路パターンが形成され
た基板１の両面にアンダーコート層６，導電ペースト層
７，オーバーコート層８が形成されている。導電ペース
ト層７はこの回路基板上の図示しない位置で、回路パタ
ーン２のうちのグラウンドパターンまたは電源パターン
に接続されている。

【００１５】図２〜図７は上記プリント配線基板を製造
する工程を示した図である。まず、両面に銅箔２を有す
る基板１の所定位置に穴３を開設する（図２）。この穴
の直径は０．６ｍｍである。この基板１に無電解メッキ
，電解メッキを順次施して銅メッキ層４を形成し、穴３
をバイアホール３とする（図３）。こののちこのバイア
ホール３に絶縁性樹脂５を充填する（図４）。以上のバ
イアホール３の処理ののち両面に回路パターン２を形成
する（図５）。回路パターンの形成は周知のエッチング
で行われる。エッチング用のレジストを除去したのち、
両面をアンダーコート層６で覆う（図６）。アンダーコ
ート層６は樹脂絶縁材料からなるソルダレジスト層であ
る。このアンダーコート層６はグラウンドパターンまた
は電源パターンの一部には形成されず、次に形成される
導電ペースト層７に対して露出するようにされている。 グラウンドパターンまたは電源パターンが露出する領域
は、望ましくは基板の複数の箇所で形成した方が良いが
、少なくとも１箇所あれば良い。このアンダーコート層
６はスクリーン印刷によって簡単に形成することが可能
である。アンダーコート層６を形成すると、その上にシ
ールド用の導電ペースト層７をスクリーン印刷によって
塗布形成する（図７）。導電ペースト層７はアンダーコ
ート層６の形成されていない領域にも形成されるため、
この領域において、回路パターンのグラウンドパターン
または電源パターンと接続される。こののち、導電ペー
スト層７の上にオーバーコート層８を形成する（図１）
。オーバーコート層８はアンダーコート層６と同様の材
質のものでよい。なお、アンダーコート層６，導電ペー
スト層７，オーバーコート層８は、部品の実装部（ラン
ド部）には形成されないのは当然である。

【００１６】前記導電ペースト層５は本実施例では銅ペ
ーストからなり、例えば次の組成を有するものが使用さ
れる。すなわち、基本的にはフィラーとしての銅の微粒
子と、これら微粒子同士を強固に接着するためのバイン
ダーと、導電性を長期安定に維持するための各種添加剤
とを混合して作られるが、具体的には、次のような配合
が好ましい。

【００１７】（配合例１）（Ａ）　金属銅粉１００重量
部と、（Ｂ）　レゾール型フェノール樹脂５〜３０重量
部と、（Ｃ）　分散剤０．１〜２重量部と、キレート形
成剤０．５〜４重量部と、（Ｄ）密着性向上剤０．１〜
５重量部と、（Ｅ）　導電性向上剤０．５〜７重量部と
を配合して形成される。

【００１８】金属銅粉は、片状、樹枝状、球状、不定形
状などの何れの形状であっても良く、その粒径は１００
μｍ　以下が好ましく、特に１〜３０μｍが好ましい。

【００１９】レゾール型フェノール樹脂は、金属銅粉お
よび他の成分をよくバインドするためのもので、長期の
導電性の維持のために有効に作用する。

【００２０】分散剤としては、脂肪酸または脂肪酸の金
属塩が望ましい。飽和脂肪酸にあっては、炭素数１６〜
２０のパルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸など、
不飽和脂肪酸にあっては炭素数１６〜１８のゾーマリン
酸、オレイン酸、リノレン酸などが好ましい。脂肪酸の
金属塩としては前記のような脂肪酸とナトリウム、カリ
ウム、銅、亜鉛、アルミニウムなどの金属との塩が好ま
しい。

【００２１】また、表面に分散剤的機能を有する皮膜を
形成した銅粉を使用するときはこの分散剤を省略するこ
とができる。

【００２２】これらの分散剤は、金属銅粉の樹脂混和物
中への微細分散を促進する。

【００２３】キレート形成剤としては、モノエタノール
アミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、
エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、トリエチレ
ンテトラミンなどの脂肪族アミンから選ばれる少なくと
も１種を用いるのが好ましい。キレート形成剤は、金属
銅粉の酸化を防止し、導電性の維持に寄与する。

【００２４】密着性向上剤としては、各種の接着剤が含
まれる。

【００２５】天然樹脂系のものとしては、ロジン（ガム
系、トール油系、ウッド系）、ロジン誘電体、テルペン
樹脂系、（テルペン系、テルペンフェノール系）等が好
ましい。合成樹脂系のものとしては、石油樹脂系、ブチ
ラール樹脂系、フェノール樹脂系、キシレン樹脂系など
の熱硬化性のもの、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、セ
ルロース、フェノキシ樹脂などの熱可塑性のもの、再生
ゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、ブチル
ゴムなどの合成ゴムが好ましい。これらは、バインダー
であるレゾール型フェノール樹脂の内部応力を低下させ
る性質を有するもの、または接着性を発現する官能基（
カルボキシル基、水酸基、長鎖のアルキル基など）を有
するものである。

【００２６】導電性向上剤としては、フェニル基を有す
る窒素含有化合物または複素環状化合物からなるもの、
特に化学酸化重合または電解重合により導電性を発現し
得る化合物が好ましい。

【００２７】なお、この配合例については、特願平１−
３４０７８２に詳しく例示されている。

【００２８】（配合例２）（Ａ）　金属銅粉１００　重
量部と、（Ｂ）　メラミン樹脂３５〜５０重量％、ポリ
エステル系樹脂２０〜３５重量％およびレゾール型フェ
ノール樹脂１５〜３０重量％からなる樹脂混和物１０〜
２５重量部と、（Ｃ）　分散剤０．１〜２重量部と、（
Ｄ）　キレート形成剤０．５〜４重量部とを配合して形
成される。

【００２９】上記において金属銅粉、分散剤およびキレ
ート形成剤の好ましい具体例およびその作用は上記配合
例１と同様である。

【００３０】また、表面に分散剤的機能を有する皮膜を
形成した銅粉を使用するときは、分散剤を省略すること
ができる。

【００３１】樹脂混和物中のメラミン樹脂とは、アルキ
ル化メラミン樹脂であって、メチル化メラミン又はブチ
ル化メラミン樹脂などから選ばれる少なくとも一種を使
用する。

【００３２】樹脂混和物中のポリエステル系樹脂とは、
多価アルコールと多塩基酸との重縮合により生成する樹
脂であり、アルキド樹脂、マレイン酸樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂等が挙げられる。

【００３３】樹脂混和物をメラミン樹脂３５〜５０重量
％、ポリエステル系樹脂２０〜３５重量％、レゾール型
フェノール樹脂１５〜３０重量％からなるものとするこ
とにより、金属銅粉および他の成分をよくバインドする
とともに、長期の導電性を維持し、銅箔との密着性がよ
く、半田耐熱性の良い導電塗料が得られる。

【００３４】なお、この配合例については、特願昭６２
−３２８０９５号に詳しく例示されている。

【００３５】なお、本実施例では、絶縁性樹脂５の充填
と、アンダーコート層６の形成とは別工程で行っている
が、両者の組成が同一のもので良いことから、同一工程
で形成（充填）することもできる。この場合には、充填
前に回路パターンを形成しておき、アンダーコート層６
の形成時に同時にバイアホール内への樹脂の充填も行う
。充填の方法は、アンダーコート層の印刷塗布工程をバ
イアホール部のみ複数回繰り返して行う等の方法がある
。このようにして製造されたプリント配線基板の例を図
８に示す。

【００３６】また、バイアホール３には絶縁性樹脂５を
充填したが、導電性の物質を充填するようにしてもよい
。

【００３７】また、上記実施例はいずれも本発明を両面
配線基板について適用した例であるが、多層基板にも適
用可能であることは言うまでもない。

【００３８】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、バイア
ホール内に固体が充填されているため、上部を絶縁層，
導電層で覆ったのち、ハンダ付けのために加熱しても極
端に膨張することがなく、上記絶縁層，導電層が破壊さ
れることがないため、バイアホール上への絶縁層，導電
層の形成が可能になり、高周波ノイズ輻射をより良く低
減することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】はこの発明の実施例であるプリント配線基板の
一部断面図、

【図２】は同プリント配線基板の製造工程を示す図、

【
図３】は同プリント配線基板の製造工程を示す図、

【図
４】は同プリント配線基板の製造工程を示す図、

【図５
】は同プリント配線基板の製造工程を示す図、

【図６】
は同プリント配線基板の製造工程を示す図、

【図７】は
同プリント配線基板の製造工程を示す図、

【図８】はこ
の発明の他の実施例を示す図、

【図９】は従来のプリン
ト配線基板を示す図である。

【符号の説明】

１−基板、２−回路パターン（銅箔）、３−バイアホー
ル、４−銅メッキ、５−絶縁性樹脂、６−アンダーコー
ト層（絶縁層）、７−導電ペースト層、８−オーバーコ
ート層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板と、前記基板面に形成されたグラ
   ウンドラインパターン，電源ラインパターン，信号ライ
   ンパターンおよびバイアホールを含む回路パターンと、
   前記回路パターンを形成した基板面に、前記グラウンド
   ラインパターンまたは電源ラインパターンのうち何れか
   一方の少なくとも一部を除いて前記回路パターンを被う
   ように形成された絶縁層と、前記絶縁層上に前記グラウ
   ンドラインパターンまたは電源ラインパターンの絶縁さ
   れていない部分と接続されるように形成された導電層と
   、を有するプリント配線基板において、前記バイアホー
   ル内を固体で充填し、充填されたバイアホール上にも前
   記絶縁層，導電層を形成したことを特徴とするプリント
   配線基板。