JP2007088140A - 集合プリント配線板 - Google Patents

Abstract

【課題】 薄型プリント配線板の製造においても反りの発生を抑制することができる集合プリント配線板の提供。
【解決手段】複数の個別プリント配線板が結合されてなる集合プリント配線板において、個別プリント配線板の表面部又は裏面部に、個別プリント配線板の表裏の導体面における残銅率を同一にするためのダミー回路が設けられている集合プリント配線板。
【選択図】 図２

Description

本発明は集合プリント配線板、特に薄型プリント配線板の製造の際に発生する反りを抑制することができる集合プリント配線板に関する。

近年、携帯電話に代表される持ち運びに便利なモバイル機器などは、その使用用途から薄型で軽量な商品が好まれている。そのため、プリント配線板にも薄型化が要求されて、特に電子部品などのパッケージ用途に使用されるプリント配線板への薄型化の要求が多くなっている。

一方、薄型のプリント配線板を製造する際には、回路形成工程にて反りが発生することが多く、この工程において発生した反りがプリント配線板を薄型化する際に問題となっていた。前記工程における反り問題について、プリント配線板の製造方法と共に以下順に説明する。

始めに、前記プリント配線板は、絶縁材と主に銅箔からなる導体とを積層プレスにより接着し、一体化することで両面構造のプリント配線板の主骨格を形成する。この積層プレスによる熱及び圧力により前記絶縁材が硬化して銅箔と接着することとなるが、この積層プレスの際に絶縁材が加熱されることにより硬化し、収縮現象を生じる。そのため、積層プレスの後には絶縁材の内部に応力が残存することとなる。

積層プレス終了後の製造工程として回路形成工程を行なうが、この回路形成工程においてプリント配線板に大きな反りが発生する。すなわち、回路形成工程においては銅箔部をエッチングして回路配線を形成するため、プリント配線板上に残る銅の面積比率（いわゆる、残銅率）が少なくなる。そして、残銅率が減少したプリント配線板においては、前記積層プレスの際に生じた絶縁材の内部応力を抑える銅箔の面積が少なくなるためプリント配線板全体に反りが発生するものである。

また、プリント配線板の表裏の面にて残銅率が異なる場合には、特に残銅率が少ない面において銅箔が内部応力を生じた絶縁材の固定材料となり得なくなる。そのため、銅箔がエッチングされることで、内部に応力を残存する絶縁材は徐々に湾曲し始め、その結果、回路形成工程が終了したプリント配線板に反りを発生させるものである。

この現象は、要求されるプリント配線板の回路構造により差が見られ、例えば、図７に示されるように、プリント配線板の表面の残銅率が６０％であり、裏面の残銅率が２０％であった場合には、表裏の残銅率が大きく異なるために、プリント配線板に反りを発生させる。

そこで、斯かるプリント配線板の反りを減らすことを目的として、例えば基板本体に捨て基板部分を有するプリント基板において、捨て基板部分に帯状のパターンを形成して基板本体の反りを防ぐように構成したプリント基板が既に報告されている（特許文献１参照）。

しかしながら、捨て基板部分に帯状のパターンを形成する場合においても、プリント配線板の表裏の残銅率が大きく異なる場合には、プリント配線板に反りが発生することは避けられなかった。
特開２００２−０７６５２９号公報

以上のような背景に基づき本発明が解決しようとする課題は、薄型プリント配線板の製造の際に発生する反りを抑制することができる集合プリント配線板を提供することである。

発明者は上記課題を解決するために種々検討を重ねた。その結果、個別プリント配線板の表裏の導体面における残銅率が同一であること、集合プリント配線板の枠部と個別プリント配線板との間及び個別プリント配線板間にスリットが設けられていること、個別プリント配線板を連結してなる枠部の全面に銅を残存させることが有効であることを見出して発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、複数の個別プリント配線板が結合されてなる集合プリント配線板において、個別プリント配線板の表面部又は裏面部に、個別プリント配線板の表裏の導体面における残銅率を同一にするためのダミー回路が設けられていることを特徴とする集合プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また本発明は、前記集合プリント配線板において、前記集合プリント配線板の枠部と個別プリント配線板との間及び個別プリント配線板間にスリットが設けられていることを特徴とする。

また本発明は、複数の個別プリント配線板が結合されてなる集合プリント配線板において、個別プリント配線板を連結する枠部の全面に銅が残存せしめられていることを特徴とする集合プリント配線板により上記課題を解決したものである。

また本発明は、前記集合プリント配線板において、前記個別プリント配線板の表面部又は裏面部に、個別プリント配線板の表裏の導体面における残銅率を同一にするためのダミー回路が設けられていることを特徴とする。

また本発明は、前記集合プリント配線板において、前記集合プリント配線板の枠部と個別プリント配線板との間及び個別プリント配線板間にスリットが設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、薄型プリント配線板の製造の際においても容易に反りを抑制することができる。

以下本発明の実施の形態を、図面を使用して説明する。

図１は、個別プリント配線板１を結合させた集合プリント配線板Ｐ１の模式図を示したものである。このように、個別プリント配線板１は互いに結合され、また枠部６と結合することにより集合プリント配線板Ｐ１を構成し、各種電子部品を当該個別プリント配線板１に搭載して、その後封止するパッケージ用のプリント配線板として好適に使用されるものである。

斯かる集合プリント配線板Ｐ１は、一般に次の如くして製造される。
始めに、絶縁材とその上下面に配置された銅箔とを積層プレスにより一体化し、両面構造となるプリント配線板の主骨格を形成する。次いで、サブストラクティブ回路形成方法などにより前記銅箔部分をエッチングし、所望の構造の回路配線や部品実装パッドを作成する。このようにして得られたプリント配線板は、両面構造となるプリント配線板の主骨格を有し、外形としては図１に示されるような集合プリント配線板Ｐ１となる。

また、前記パッケージ用のプリント配線板として使用する集合プリント配線板Ｐ１は、薄型のプリント配線板である。より具体的には、前記両面構造の絶縁材には１００μｍ以下の厚みのものを使用し、その上下面の銅箔には１２μｍ以下のものを使用する。そして、このような仕様で用いられる材料は、厚さが薄いことに伴い剛性がなく、そのために反りが発生し易いものである。

図１に示されるような個別プリント配線板１は、電子部品を主に片面にのみ集中して配置するといった方法が用いられるため、従来の技術においては、表裏の面において残銅率が異なることが多かった。

本発明でいう残銅率とは、主に回路配線や部品実装パッドからなる導体部分の面積比率である。すなわち、図７において点線部に示される１つの個別プリント配線板の面積領域を１００％として、その領域内に前記回路配線や部品実装パッドからなる導体が占める割合を示したものである。

このような残銅率の見方を、図７に示される従来の技術における個別プリント配線板に照らし合わせた場合、図７（ａ）に示される個別プリント配線板の表面部においては、比較的導体部分が多く、残銅率を算出すると６０％という値となる。また、同様に図７（ｂ）に示される個別プリント配線板の裏面部においては、比較的導体部分が少なく、残銅率を算出すると２０％という値となる。

そして、このような従来の個別プリント配線板においては、前記背景技術にて記載したように、積層プレスによる生じた絶縁樹脂内の内部応力により、回路形成の際に反りが発生し、図８に示されるような、残銅率が高い面が凸構造となる反りを発生させるものであった。

このような背景に鑑みて本発明では、個別プリント配線板の表裏の面の残銅率を同一にした。これにより、片側面に集中して反りが発生する不具合を抑制したものである。

具体的な実施方法としては、図２に示されるような個別プリント配線板の表裏の面において、残銅率の少ない面にダミー回路３を設け、表裏の面における残銅率を同一にするよう調整した個別プリント配線板１を作成する。

この図２に示されるようなダミー回路３は、特に電気伝導を行なうことがなく、電気的には単独の状態となるものである。したがって、電気伝導を行なう導体回路と区別するために、偽りの意味としてダミー回路とした。また、このダミー回路３はプリント配線板の設計段階で容易に設計することができるものである。

このようにして得られた図２に示される個別プリント配線板１は、表面においては導体回路２からなる残銅率が６０％となり、裏面においては導体回路２とダミー回路３との合算として残銅率が６０％となり、表裏の面において残銅率を同一とすることができる。

そして、個別プリント配線板１の表裏の面において残銅率を同一とした場合には、前記従来技術で記載したような積層プレスの際に発生する絶縁材の内部応力が発生した場合においても、回路形成工程にて表裏の面において銅のエッチング量が均一になるため、残銅率の違いによる偏った反りの発生を抑制することができる。

一方、回路形成終了後には、次工程としてソルダーレジスト工程を行なう。この工程では、集合プリント配線板の全面にソルダーレジストを塗布し、次いで露光ないし加熱することで硬化させる。このソルダーレジストの工程においても集合プリント配線板にわずかながら反りを発生させることがある。そのため、この工程においても集合プリント配線板の反りの抑制を行なうことが有効である。

従来のソルダーレジストの工程においては、ソルダーレジストを集合プリント配線板の全面に塗布し、次いで露光ないし加熱することでソルダーレジストを硬化させていた。この場合、ソルダーレジスト自身が硬化により収縮するために集合プリント配線板の反りを発生させるものであった。

そこで本発明においては、図３に示されるように集合プリント配線板の枠部６と個別プリント配線板１との間及び個別プリント配線板間のソルダーレジスト４にスリット５を設けた。

図３（ａ）は、前記回路形成終了後の個別プリント配線板１及び枠部６の一部を拡大して示したものである。そして、図３（ｂ）は、回路形成終了後の個別プリント配線板１にソルダーレジストを塗布した状態を示したものである。

この図３（ｂ）に示されるように、本発明においては、ソルダーレジスト４を塗布した後に、集合プリント配線板の枠部６と個別プリント配線板１との間にスリット５を設け、同様に個々の個別プリント配線板１の間にもスリット５を設ける構造とした。

これにより、ソルダーレジスト４の連続性を断ち切ることができ、ソルダーレジスト自身が硬化により収縮した場合においても、その収縮が集合プリント配線板の全域に伝わらず、集合プリント配線板の反りを抑制することができる構造体となっている。

また、図３（ｂ）におけるＡ１−Ａ２部分での断面状態を図４に示した。このようにソルダーレジスト４は導体回路２部を保護し、またソルダーレジスト４間にスリット５を設けることにより、前記ソルダーレジストの連続性を断ち切られ、集合プリント配線板の反りを抑制することができる構造体となっている。

さらに本発明では、図５に示されるように、集合プリント配線板Ｐ１の枠部６を極力大きく設け、個別プリント配線板を連結してなる枠部の全面に銅を残存させることが良い。

これは従来の技術においては図６に示されるように、枠部６と個別プリント配線板１との間のスリット５の幅が広く、これにより枠部６の剛性が少なくなり、反りが発生し易かった。一方、図５に示されるように、集合プリント配線板Ｐ１は、枠部６と個別プリント配線板１との間のスリット５の幅が狭く、枠部６が大きいために反りが発生しにくいため反りを抑制する際に有効である。

（試験例）
本発明における反りを抑制することができる効果についてより明確にするために、試験例として従来技術と本発明とを使用した反り量の確認試験を行なった。

始めに従来技術サンプルとしては、図７に示される表面の残銅率が６０％であり、裏面の残銅率が２０％である表裏の面において残銅率の異なる個別プリント配線板を使用し、ソルダーレジストの塗布においては、スリット５を設けることなく全面に塗布する形状のものをテストサンプルとして使用した。

また、本発明のテストサンプルとしては、本発明（ｉ）として図２に示される表面の残銅率が６０％であり、裏面の残銅率が６０％である表裏の面において残銅率が同一の個別プリント配線板を用意し、ソルダーレジストの塗布後においては、スリット５を設けることなく全面に塗布する形状のものをテストサンプルとして使用した。

さらに、本発明のテストサンプルとしては、本発明（ii）として図２に示される表面の残銅率が６０％であり、裏面の残銅率が６０％である表裏の面において残銅率が同一の個別プリント配線板を用意し、ソルダーレジストの塗布後において、スリット５を設けた形状のものをテストサンプルとして使用した。

すなわち、テストサンプルとしては、従来技術サンプル、本発明（ｉ）サンプル、本発明（ii）サンプルの３種類を用意し、それらの形状の違いを表１に整理した。また、各サンプルに使用する材料の仕様及び製造方法においては同じとして反り量の比較試験を行なった。さらに、ここでの反り量の測定方法としてはレーザを使用して、図８に示されるような状態で、反り検査機を使用して反り量（Δｈ）の測定を行なった。

その結果、表１に示される従来技術サンプルにおける反り量は、３．５ｍｍであることが確認された。また、本発明（ｉ）サンプルにおける反り量は、１．２ｍｍであることが確認された。これにより表裏の面における残銅率を同一にすることは反り量を大幅に減少させることができることが明らかとなった。

さらに、本発明（ii）サンプルにおける反り量は、１．０ｍｍであることが確認された。これによりソルダーレジストにスリット加工を設けることは反り量を減少させることができることが明らかとなった。

集合プリント配線板の模式図。 本発明集合プリント配線板における個別プリント配線板の平面説明図。 本発明集合プリント配線板の要部平面説明図。 図３のＡ１−Ａ２線断面説明図。 本発明集合プリント配線板の平面説明図。 従来集合プリント配線板の平面説明図。 従来集合プリント配線板における個別プリント配線板の平面説明図。 反り状態を示す側面説明図。

符号の説明

１：個別プリント配線板
２：導体回路
３：ダミー回路
４：ソルダーレジスト
５：スリット
６：枠部
Ｐ１：集合プリント配線板

Claims (5)

1. 複数の個別プリント配線板が結合されてなる集合プリント配線板において、個別プリント配線板の表面部又は裏面部に、個別プリント配線板の表裏の導体面における残銅率を同一にするためのダミー回路が設けられていることを特徴とする集合プリント配線板。
2. 前記集合プリント配線板の枠部と個別プリント配線板との間及び個別プリント配線板間にスリットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の集合プリント配線板。
3. 複数の個別プリント配線板が結合されてなる集合プリント配線板において、個別プリント配線板を連結する枠部の全面に銅が残存せしめられていることを特徴とする集合プリント配線板。
4. 前記個別プリント配線板の表面部又は裏面部に、個別プリント配線板の表裏の導体面における残銅率を同一にするためのダミー回路が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の集合プリント配線板。
5. 前記集合プリント配線板の枠部と個別プリント配線板との間及び個別プリント配線板間にスリットが設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の集合プリント配線板。