JP2000077829A - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摺動接点導体を有するプリント配線板におい
て、スイッチ部品の摺動素子が高速度で動作する際に摺
動接点導体の高さと、この接点導体の間隙部分にある絶
縁体の高さ、との段差が問題となり摺動素子のチャタリ
ングが発生し接触不良が生じる。この問題を解決するた
め現状では特殊なプリント配線板基材で特殊設備で特殊
方法で製造される高価なフラッシュプリント配線板を使
用している。 【解決手段】 本発明では、一般的なプリント配線板の
材料と通常の設備・装置で絶縁基材を介して裏露光によ
り摺動接点形成面の感光性樹脂を重合・硬化させて接点
導体の間隙部分の絶縁体を形成する。この絶縁体の高さ
と、摺動接点導体の高さの段差をなくしたフラッシュプ
リント配線板とその製造方法を提供するものである。ま
た、摺動接点部分の絶縁体の表面に微細な陥没穴を形成
することにより摺動接点の接触信頼性の向上、接点の長
寿命化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器等に
使用されるプリント配線板、特に摺動接点用に使用され
るプリント配線板およびその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板において、導体の表面と
絶縁体の表面の高さをそろえる配線板をフラッシュプリ
ント配線板と呼び、プリント配線板にスイッチ回路など
を形成する場合、通常のプリント配線板では図３に示す
ように摺動接点導体３の表面と、絶縁基材１あるいはソ
ルダーレジスト層６の表面との段差Ｓによって、スイッ
チ部品の摺動素子が高速度で動作した場合にショックや
ジャンプ（チャタリングと呼ぶ）が生じ、スイッチング
不良、接点寿命の短命化や接触抵抗値の増加が問題とな
る。

【０００３】従って、プリント配線板をスイッチ回路に
用いる場合、スイッチ部品の摺動素子が摺動する摺動面
の高さをほぼ平坦にそろえてあるフラッシュプリント配
線板が良好となる。このフラッシュプリント配線板の製
造方法である導体圧入法は、硬化した絶縁基材に対し再
加熱し導体を圧入する方法と、半硬化状態の積層板に対
して導体を圧入する方法、および積層板の硬化時に同時
に行なう方法などがある。

【０００４】フラッシュプリント配線板と呼ばれるプリ
ント配線板の主な製造方法としては次の５例をあげるこ
とができる。 プリント配線板の導体部の圧入法。 エッチング銅箔接着法。 金型による打抜き銅箔接着法。 めっき導体転写圧入法。 樹脂充填法。 上記の，，の工法はプリント配線板を形成後、加
熱、加圧するので導体の定位置からの移動、剥離をおこ
すことがあり、精度が重要となるスイッチ回路では致命
的な欠点となることがある。上記の方法は、ニッケ
ル、またはステンレス板のようなキャリアーシートにめ
っき法により構成した導体図形を接着剤または熱硬化性
樹脂を含浸させた紙とともに、未硬化または半硬化の積
層板に重ねて加熱圧入する方法であるが生産性が低く、
高コストとなる。上記の方法は、絶縁基材上に突出し
た導体の間隙部分を絶縁樹脂で充填する方法である。導
体に力を加えないのでプリント配線板の精度を低めるお
それはなく、充填材料として液状樹脂の光感光性エポキ
シ樹脂を用いることがある。上記のいずれの製造方法に
しても、特殊基材を使用すること、熱間油圧プレスなど
の特殊設備を使用すること、生産性が低く作業工数がか
かるため価格的に、かなり高価なフラッシュプリント配
線板となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】スイッチ回路に用いる
摺動接点用のフラッシュプリント配線板において、スイ
ッチ部品の摺動素子部分が高速度で動いた場合でも、摺
動素子のジャンプ（チャタリング）を軽減し、摺動接点
回路導体を長寿命化することを目的とする。なお、上記
の目的を達成するプリント配線板の製造方法としては特
殊基材、特殊設備を使用せず一般的なプリント配線板の
材料とプリント配線板メーカーで使用している通常の設
備や装置で生産性の良好な製造方法で安価なフラッシュ
プリント配線板およびその製造方法を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め本発明の摺動接点を有するプリント配線板において、
絶縁基材はガラス布、ガラス不織布にエポキシ樹脂ある
いは合成樹脂などを含浸した光透過性のよい積層板を用
い、絶縁基材の上に形成される摺動接点導体の高さと、
前記の摺動接点導体の間隙部分とその周辺に形成する紫
外線などを遮光する物質を感光性樹脂に部分的に含ませ
て絶縁体（感光性樹脂を光重合・硬化させた絶縁層）を
形成する。この絶縁体と、前記の摺動接点導体の高さと
の段差が８μｍ以内となるほぼ同一の高さとし、かつ前
記の絶縁体の表面には微細な多数個の凹形状の陥没穴を
不規則的に網目状に有するフラッシュプリント配線板と
する。

【０００７】また、摺動接点を有するプリント配線板の
製造方法において、導体パターンを形成後に絶縁基材の
上に形成された摺動接点部分の形成面の摺動接点を含む
部分または摺動接点の形成面の全面に紫外線などを遮光
する物質を部分的に含む感光性樹脂を塗布、乾燥する工
程と、前記の絶縁基材を介して摺動接点導体の形成面と
反対側、つまり裏側から前記の感光性樹脂を露光する工
程と、前記の感光性樹脂の光重合していない未露光部分
を現像・除去する工程と、前記の摺動接点導体に貴金属
めっきをする工程と、を含むフラッシュプリント配線板
の製造方法とするものである。

【０００８】前記の感光性樹脂としては、従来のエッチ
ングレジスト、めっきレジスト、ソルダーレジストなど
とは利用目的が異なり、スイッチ部品の摺動素子が摺動
する摺動接点導体の間隙部分やその周辺の絶縁基材上に
形成する絶縁体を摺動接点導体の高さと、ほぼ同一にそ
ろえて形成する目的で使用する感光性樹脂である。な
お、摺動接点の寿命を長寿命化するため前記の絶縁体の
表面に多数の陥没穴を設け接点摺動時の摩耗によって発
生する微粉末を吸収・除去するクリーニング効果をもつ
絶縁体とするものである。

【０００９】前記の絶縁体の表面に多数の陥没穴を有す
る絶縁体を形成する感光性樹脂として、露光時の紫外線
や遠赤外線などを遮光する物質としてカーボン、シリ
カ、ムライト、クレーなどの無機物質や有機物質を１〜
５％を含有する感光性樹脂とするものである。前記の光
を遮光する物質の粒子径は０．５〜８．０μｍである
が、なかでも２〜４μｍの大きさで深さ５〜１５μｍの
陥没穴を絶縁体の表面部に形成することが良好である。
また、光を遮光する物質の含有量により、絶縁体の表面
部に形成する陥没穴の密度を決めることになるが６％以
上の含有量では、感光性樹脂の重合・硬化が悪くなり絶
縁体表面の平滑性も悪くなる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明では、スイッチ回路の摺動
接点が存在するプリント配線板として、スイッチ部品の
摺動素子部分（ブラシ）が高速度で動作する際の摺動素
子のチャタリングを防止するため、摺動接点部の導体の
高さと、摺動接点部分の絶縁基材上に突出した導体の間
隙部分とその周辺に形成する絶縁体（感光性樹脂を光重
合・硬化させた絶縁層）との高さ、をほぼ同一の高さに
そろえるフラッシュプリント配線板とする。

【００１１】このプリント配線板の製造方法を図２に基
づいて説明する。本発明では、摺動接点導体の形成面の
摺動接点を含む部分または摺動接点の形成面の全面に感
光性樹脂を塗布・乾燥してから絶縁基材を介して摺動接
点導体の形成面と反対面から前記感光性樹脂を露光す
る、つまり裏側露光の方法とするため図２（ａ）に示す
ように、プリント配線板の絶縁基材１は光透過性のよい
ガラス布またはガラス不織布基材のエポキシ樹脂あるい
は合成樹脂積層板が良好である。テフロン樹脂やポリイ
ミド樹脂、ＢＴレジン樹脂、変性ＢＴレジン樹脂などで
もよい。この絶縁基材１に１８μｍ，３５μｍ厚さの銅
箔２を片面に張った片面銅張り積層板、あるいは銅箔２
を両面に張った両面銅張り積層板を使用する。

【００１２】次に、図２（ｂ）のように写真法やスクリ
ーン印刷法で所望する摺動接点導体３、その他の導体パ
ターン４を形成する。ただし両面銅張り積層板を使用し
てプリント配線板とする場合は、摺動接点導体形成面と
反対面に位置する摺動接点部分にあたる範囲（Ａ）には
裏側露光をするために導体形成はしてならない。それか
ら、図２（ｃ）のように摺動接点導体３の形成側の全面
または摺動接点導体を含む一部に感光性樹脂５を印刷
法、スプレー法、カーテンコータ法、ロールコータ法、
浸漬法あるいは感光性樹脂フィルムの貼付法などで膜厚
２０〜５０μｍ塗布し、熱風循環炉などで６０〜１００
℃、１０分〜４０分程度の温度条件で乾燥を行う。感光
性樹脂５は、主材としてアクリル系を含む変性エポキシ
樹脂３８〜４５％，有機溶剤１８〜２５％，着色顔料，
フィラーなどからなり、硬化材としては、エポキシ樹
脂，フィラー，有機溶剤などから構成されている。

【００１３】その次に、摺動接点導体３の形成面の反対
側から前記の感光性樹脂５を光重合に対応する波長域を
有する紫外線などの光源７で裏側露光をする。つまり絶
縁基材１の上に突出した摺動接点導体３の間隙部分とそ
の周辺に摺動接点導体３の高さ以上の厚みに塗布されて
いる感光性樹脂５を絶縁基材１を透過する裏側露光で光
重合させるため光源７の光量は３００〜８００mJ／cm^２
の範囲で露光するが絶縁基材１の種類や板厚および摺動
接点導体３の高さ（厚み）により露光量を調節し、感光
性樹脂５の光重合・硬化する厚み（絶縁基材からの高
さ）をコントロールするものである。例えば、板厚０．
４ｔ以下では４００mJ／cm^２とし、板厚１．６ｔ以上で
は６００ mJ／cm^２とすることが良好である。

【００１４】その後、図２（ｄ）に示すように、無水炭
酸ナトリウムを主成分とする濃度１．０wt％の現像液で
未露光部分、つまり摺動接点導体３の形成面の導体パタ
ーン上の感光性樹脂５や摺動接点導体３の間隙部分とそ
の周辺にある摺動接点導体３の高さ以上の部分の未露光
となって感光性樹脂５の部分を現像・除去する。この
際、摺動接点導体３の間隙部分とその周辺やその他の導
体パターン４部分にある露光された感光性樹脂５を現像
・硬化して絶縁樹脂層である絶縁体８を形成する。な
お、摺動接点導体３にＮｉ−Ａｕめっきなどをする場合
は、Ｎｉ−Ａｕめっき後の摺動接点導体３の高さが絶縁
体８の高さとほぼ同一になるようにするため、めっき前
の工程では、めっき厚み分だけ絶縁体８の高さを高くす
るように形成することが望ましい。また、必要に応じて
熱風炉や遠赤炉で絶縁体８の重合・硬化を促進し耐めっ
き性、絶縁基材１との密着性、耐摩耗性を向上させる。

【００１５】次に、図２（ｅ）に示すように、摺動接点
導体３とスイッチ部品の摺動素子が接触する接触抵抗値
およびその経年増加割合の減少や耐腐食性、耐摩耗性な
どの耐久性を向上するため摺動接点導体３である銅箔２
の表面にニッケル、金、銀、ロジウムなどの貴金属めっ
き９をする。例えば、Ｎｉめっきを３〜１５μｍし、そ
の上にＡｕめっき０．３〜８．０μｍをすることもでき
る。ただし貴金属めっき９をする場合は貴金属めっき９
後の摺動接点導体３の高さと、前記の絶縁体８の高さと
をほぼ同一にして段差が約８μｍ以内となるようにして
摺動素子のチャタリングを防止するものである。なお、
貴金属めっき９形成後に感光性樹脂５を塗布する方が摺
動接点導体３と絶縁体８の高さの段差を少なくすること
ができる が感光性樹脂５の残さにより貴金属めっき９
の表面が汚染される危険性を考慮する必要がある。以上
の製造工程でフラッシュプリント配線板１０を製造す
る。

【００１６】前記の感光性樹脂５の中に遮光を目的とす
る物質を粒体形状にして部分的に混入させた感光性樹脂
５とする。この遮光を目的とする物質としては、カーボ
ン、シリカ、ムライト、クレー、チタニアなど無機や有
機物質の粒子や粉末、あるいはアルミナ、スズ、ビスマ
スなどの金属粉粒子や粉末を含む感光性樹脂５とするこ
とにより露光時に、これらの遮光を目的とする粒体の露
光面とは反対側の粒子の裏側の感光性樹脂５を未露光に
させて、現像・除去するものである。すると図１に示す
ように、絶縁基材１の上部である銅箔２の表面に貴金属
めっき９がされた摺動接点導体３と、この摺動接点導体
３の高さとほぼ同一の高さの絶縁体８とが形成される。
この絶縁体８の表面には約０．５〜８．０μｍの大きさ
で、５〜１５μｍの深さの凹形状の陥没穴を絶縁体８の
表面部に微細な凹形状の陥没穴を不規則的に網目状に多
数個形成することにより接点摺動時の摩耗による摺動素
子、摺動接点導体３、絶縁体８などから発生する微粉
末、および塵埃などを吸収させ接点回路上に持ち込ませ
ないようにする、いわゆるクリーニング効果のある摺動
接点用のフラッシュプリント配線板１０とその製造方法
を提供するものである。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明は、絶縁基材を介し
て裏側露光により摺動接点導体の形成面の感光性樹脂を
露光量をコントロールして重合・硬化させて絶縁基材上
の絶縁体（絶縁樹脂層）を形成するため摺動接点導体の
高さと、摺動接点導体の間隙部分とその周辺にある絶縁
体の高さとがほぼ同一になるフラッシュプリント配線板
を一般的なプリント配線板の材料で通常の設備・装置で
生産性効率の高い方法で製造し、従来より３０％〜６０
％安価となるフラッシュプリント配線板を提供すること
ができる。また、摺動接点部分の絶縁体の表面に微細な
多数個の凹形状の陥没穴を網目状に形成することにより
接点摺動時の異物となる微粉末を前記の陥没穴に吸収す
るクリーニング効果によりチャタリングを減少させ摺動
接点の接触信頼性の向上と、接点寿命を従来より３０％
〜５０％長寿命化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の摺動接点部の断面図。

【図２】本発明のプリント配線板の製造工程を示す断面
図。

【図３】通常のプリント配線板の摺動接点部を説明する
断面図。

【符号の説明】

１…絶縁基材 ２…銅箔 ３…摺動接点導体 ４…その他
の導体パターン ５…感光性樹脂 ６…ソルダーレジスト層 ７…光源 ８
…絶縁体 ９…貴金属めっき １０…プリント配線板。 整理番号 Ｐ２４６６

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 摺動接点を有するプリント配線板におい
   て、摺動接点導体の間隙部分に形成する絶縁体の表面に
   微細な陥没穴を有することを特徴とするプリント配線
   板。
2. 【請求項２】 摺動接点を有するプリント配線板におい
   て、絶縁基材上に形成された摺動接点を含む部分または
   全面に遮光をする物質を含む感光性樹脂を塗布・乾燥す
   る工程と、前記の絶縁基材を介して摺動接点導体の裏側
   から前記の感光性樹脂を露光する工程と、前記感光性樹
   脂の未露光部分を現像・除去する工程と、を含むことを
   特徴とするプリント配線板の製造方法。