ディジタルICのパッケージの種類が放射雑音のレベルおよびスペクトルにどのように影響するのかを明らかにする。同一種同一型番でパッケージのみが異なる高速CMOS (74HCシリーズ) バスバッファICのDIP, SOP, および金線ワイヤボンディングによるベアチップを使用して, 電磁雑音評価用4層基板を試作し, 評価した。ICのパッケージに付随してできる電源系のバイパスループからの電磁波の放射を基板近傍20mmの位置で微小ループアンテナにより実測し, またアナログ回路シミュレータSPICEを用いて解析したスイッチング電流から電磁波強度を計算し, 両者を比較した。ICパッケージから放射される電磁波強度は, パッケージの寸法で決まるバイパスループの面積にほぼ比例する。したがって, 小型パッケージの採用は電磁雑音量の低減に有効である。20ピンICの場合, SOPからの電磁雑音スペクトルのピークレベルは, DIPと比較して実測値, 解析値ともに11dB低い。ベアチップの場合, 電磁雑音量はさらに低減された。

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近年, 電子機器の軽薄短小化に伴い, プリント配線板 (PWB) にはファインパターン化, 小径スルーホール化が要求されている。このためプリント配線板製造においては現在行われている紫外線光によるフォトツールを使用した密着露光法から, 直接基板上のレジストに配線パターンを描画するレーザダイレクトイメージング (LDI) への移行が望まれている。LDIを実用化するには, 現在使用されているフォトレジストでは感光感度が低く (数mJ/cm²) , 描画速度を上げることができない。本研究では, 印刷業界でLDIによる高速製版に使用されている電子写真方式をPWB製造に応用することを検討した。この結果, 電子写真光導電体は半導体レーザ (780nm) に対して数μJ/cm²の高い感度を有しており, また膜厚が5μmと薄いので, 高解像度を得ることができた。また, 電子写真光導電層の作製を電着法で行うことで, スルーホールへの対応が従来法より簡易に行えることが確認された。

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プリント配線板のファインパターン化に伴って, 絶縁信頼性についての評価抜きには回路板の設計ができない状況となっている。なかでも, 絶縁劣化を招く主要因がイオンマイグレーションによるところから, これの発生と進展についての研究を進めてきた。その結果から, 本報では明らかとなった次の事項について述べた。まず, (1) 金属の種類の違いでイオンマイグレーションの発生のしやすさが異なってくるのは, 電位―pH平衡図において金属がイオン化する領域の比較から説明できること。次いで, (2) その発生パターンをみると, 大半の場合アノードから発生するが, カソードから発生する場合もみられ, カソードから発生する場合には, 導体間の絶縁抵抗が前者に比べもともと低い接着剤層か, 絶縁体表面で結露などを伴う場合にみられること。また, (3) マイグレーション生成物の分析を行ったが, いずれの電極から発生する場合にも, 還元された金属とその酸化物が検出され, 顕著な差はみられなかったことなどである。

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プリント配線板の高密度化, ファイン化の要求に応えるべく, 我々はスルーホール導通用の導電性銅ペーストを開発し, 従来の銅めっきスルーホール (以下, 銅めっきTHと略す) とは構造がまったく異なる銅ペースト応用スルーホール (以下, 銅ペーストTHと略す) の開発を進めている。銅ペーストTHはTH貫通孔に銅ペーストが充てんされ, 銅ペースト上部には銅めっき層が形成されている。したがって, TH上に部品を直接接続できるため, 実装密度の向上が可能である。各種環境試験の結果, 我々の開発した銅ペーストTHは熱履歴試験, 特に, 熱衝撃試験に対し銅めっきTH以上の高い信頼性を有することがわかった。そこで我々は, 有限要素法ソフトを用いて, THに生じる熱応力を計算し, 銅ペーストTHに生じる応力が銅めっきTHに生じる応力より小さいことを確認した。さらに, 有限要素法で得られた結果をホットオイル試験で検証した。ホットオイル試験で得られた結果と各THの有限要素法ソフトで算出された熱応力は非常によい相関を示した。銅ペーストTHに生じる熱応力が小さいのは, TH内部に充てんされた銅ペーストの線膨張係数が基材のFR-4と近似していることが要因であると考えられる。

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