JP2000349413A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ノンハロゲンプリント配線板に設けられる穴の
内壁面の平滑性を向上させることのできるプリント配線
板の製造方法を提供する。 【解決手段】プリント配線板１１は、３枚の絶縁基板Ｉ
Ｐ１〜ＩＰ３が積み重ねられた積層板をなしている。各
絶縁基板ＩＰ１〜ＩＰ３は、例えばガラスエポキシ樹脂
からなり、材料として臭素などのハロゲン化物が混入さ
れずに形成されている。プリント配線板１１の穴あけ加
工時には、アルミニウム板２１の表面に樹脂材料２２か
らなる樹脂層として形成された当て板２３が用いられ
る。この当て板２３は、樹脂材料２２のある側が上面と
なるようにプリント配線板１１の上面に密着される。そ
して、当て板２３の上方からドリル２４によって穴あけ
が行われる。このとき、ドリル２４の回転数は高速回転
（１００k[rpm]以上）、同ドリル２４の送り速度は低速
送り（５５[inch/min]以下）に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハロゲン化物を含
まない絶縁基板に対してドリル加工による穴あけを行っ
た後、その穴内にめっきを施すことによりめっきスルー
ホールを形成するプリント配線板の製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリント配線板の絶縁基板に
は、難燃性を得るために、臭素化合物などのハロゲン化
物が混入されている。しかしながら、こうしたハロゲン
化物を絶縁基板に混入すると、プリント配線板を焼却し
て廃棄する際に、ダイオキシン等の有害物質が発生して
しまう。このため、最近では環境問題の観点から、ハロ
ゲン化物が混入されていない絶縁基板（以下「ノンハロ
ゲン材」という）を用いたプリント配線板（以下「ノン
ハロゲンプリント配線板」という）を使用することが好
ましいと考えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このノンハ
ロゲンプリント配線板においては、ドリル等によって穴
あけを行うと、穴の内壁面の平滑性が著しく低下すると
いう問題点があった。このように、穴の内壁面の平滑性
が低下すると、スルーホールめっきが析出しにくくな
り、部分的にめっき厚が薄くなってしまう。そして、こ
の部分に熱衝撃が加わると、めっき厚の薄い部分からめ
っきクラックが発生し、層間導通が損なわれやすくな
る。このため、めっきスルーホールを有する多層プリン
ト配線板においては、スルーホールめっきの定着性が悪
化してしまい、信頼性の低下を招く要因となる。特にこ
の傾向は、プリント配線板が多層、すなわち、厚くなる
ほど顕著であることが本発明者によって確認されてい
る。

【０００４】本発明はこうした実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、ノンハロゲンプリント配線板に
設けられる穴の内壁面の平滑性を向上させることのでき
るプリント配線板の製造方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、ハロゲン化物を含ま
ない絶縁基板に対してドリル加工による穴あけを行った
後、その穴内にめっきを施すことによりめっきスルーホ
ールを形成するプリント配線板の製造方法であって、前
記絶縁基板に金属材料からなる当て板を密着させるとと
もに、ドリルを高速回転かつ低速送りにして前記当て板
側から導入することにより、前記絶縁基板の穴あけを行
うことをその要旨としている。

【０００６】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のプリント配線板の製造方法において、樹脂材料から
なる層を有する当て板を用いて前記絶縁基板の穴あけを
行うことをその要旨としている。

【０００７】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載のプリント配線板の製造方法において、前記ドリルの
回転数を１００k[rpm]以上かつ同ドリルの送り速度を５
５[inch/min]以下に設定して前記絶縁基板の穴あけを行
うことをその要旨としている。

【０００８】以下、本発明の「作用」を説明する。請求
項１に記載の発明によると、絶縁基板に金属材料からな
る当て板を密着させるとともに、ドリルを高速回転かつ
低速送りにして前記当て板側から導入することで前記絶
縁基板の穴あけを行うことにより、ノンハロゲンプリン
ト配線板に設けられる穴の内壁面の平滑性を向上させる
ことができるようになる。

【０００９】請求項２に記載の発明によると、樹脂材料
からなる層を有する当て板を用いることにより、ノンハ
ロゲンプリント配線板に設けられる穴の内壁面の平滑性
をより向上させることができるようになる。

【００１０】請求項３に記載の発明によると、ドリルの
回転数を１００k[rpm]以上、同ドリルの送り速度を５５
[inch/min]以下に設定して穴あけを行うようにしてい
る。種々の実験の結果、ドリルの回転数及び送り速度を
こうした各値に設定することにより、ノンハロゲンプリ
ント配線板に設けられる穴の内壁面の平滑性が確実に向
上することが明らかとなっている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図１及び図２に基づき詳細に説明する。

【００１２】図１に示すように、プリント配線板１１
は、３枚の絶縁基板ＩＰ１〜ＩＰ３が積み重ねられた積
層板をなしている。各絶縁基板ＩＰ１〜ＩＰ３は、例え
ばガラスエポキシ樹脂からなり、材料として臭素化合物
などのハロゲン化物が混入されずに形成されている。す
なわち、プリント配線板１１は、ノンハロゲンプリント
配線板である。なお、本実施形態のプリント配線板１１
においては、その厚さが約５．８[mm]となっている。

【００１３】絶縁基板ＩＰ１の上面には、所定の導体パ
ターン１２が形成されている。絶縁基板ＩＰ２の表裏面
には、所定の導体パターン１３，１４が形成されてい
る。また、絶縁基板ＩＰ３の裏面には、所定の導体パタ
ーン１５が形成されている。なお、各導体パターン１２
〜１５は、もともと各絶縁基板ＩＰ１〜ＩＰ３に形成さ
れた金属箔（主に銅箔）である。そして、それら各金属
箔をそれぞれ所定のエッチングレジストによって被覆し
てエッチングを施すことにより、各金属箔はそれぞれ所
定の導体パターン１２〜１５として形成されることとな
る。

【００１４】こうした各絶縁基板ＩＰ１〜ＩＰ３間に
は、それぞれプリプレグ１６が介在されている。このプ
リプレグ１６は、加熱されるとその樹脂成分が粘性のあ
る液体になり、時間経過とともに漸次硬化する。すなわ
ち、各基板ＩＰ１〜ＩＰ３は、このプリプレグ１６によ
って接着されている。

【００１５】一方、プリント配線板１１の所定箇所に
は、めっきスルーホール１７が形成されている。そし
て、このめっきスルーホール１７によって各導体パター
ン１２〜１５間の導通がなされている。

【００１６】このように構成されたプリント配線板１１
は、以下の［１］〜［４］の手順で製造される。 ［１］内層パターン形成工程 この工程では、絶縁基板ＩＰ２の表裏面に所定の導体パ
ターンが、主にサブトラクティブ法と呼ばれる方法によ
って形成される。すなわち、この工程においては、前記
導体パターン１３，１４が形成される。なお、この内層
パターン形成工程において、導体パターン１２，１５
は、絶縁基板ＩＰ１の表面及び絶縁基板ＩＰ３の裏面に
形成された金属箔の状態にあり、導体パターンとしての
形状をなしていない。

【００１７】［２］積層工程 この工程では、各層絶縁基板ＩＰ１〜ＩＰ３を接着し
て、積層板としてのプリント配線板１１が形成される。
ここでは、ピンラミネーション法またはマスラミネーシ
ョン法と呼ばれる方法が主に用いられる。

【００１８】［３］スルーホール工程 この工程では、ＮＣドリルマシンなどによって、プリン
ト配線板１１の所定箇所に穴があけられる。そして、そ
の穴の内壁面にスルーホールめっきがなされ、所定の導
体パターン１２〜１４間の導通がなされる。

【００１９】本実施形態において、プリント配線板１１
の穴あけ加工時には、図２（ａ）に示すように、アルミ
ニウム板２１の表面に樹脂材料（水溶性樹脂）２２から
なる樹脂層が形成された当て板２３が用いられる。この
当て板２３は、図２（ｂ）に示すように、樹脂材料２２
のある側が上面となるようにプリント配線板１１の上面
に密着される。そして、当て板２３の上方からドリル２
４によって穴あけが行われる。すなわち、図３（ａ）に
示すように、穴あけが終了した時点において、当て板２
３及びプリント配線板１１には穴としての貫通孔２５が
形成される。なお、本実施形態において、ドリル２４
は、その径φが０．３５[φ]のものを用いている（具体
例：ＰＤＭ…東芝タンガロイ社製、ＴＷＳ−Ｌ…住友イ
ゲタロイ社製）。また、ドリル２４の回転数は高速回
転、同ドリル２４の送り速度は低速送りに設定されてい
る（詳細は後記する「実施例及び比較例」に示す）。

【００２０】続いて、当て板２３が取り除かれ、前記貫
通孔２５にはスルーホールめっきがなされる。これによ
り、図３（ｂ）に示すように、貫通孔２５には前記めっ
きスルーホール１７が形成され、導体パターン１２，１
３，１５が導通される。

【００２１】［４］外層パターン形成工程 この工程では、導体パターン１２及び導体パターン１５
の形成、文字・ソルダレジスト印刷、外形仕上げ、検査
等がなされる。

【００２２】

【実施例及び比較例】本実施形態においては、ドリル２
４の回転数、同ドリル２４の送り速度、及び当て板２３
の種類に応じて、以下の表１に示すように穴の内壁面の
粗さが変化した。

【００２３】

【表１】 表１に示すように、「実施例１」においては、ドリル２
４の回転数を１２０k（キロ）[rpm]、同ドリル２４の送
り速度を４５[inch/min]、アルミニウム板２１の片面に
樹脂材料２２を樹脂層として形成した当て板２３を用い
た条件下で穴あけを行った。その結果、貫通孔２５の内
壁面の最大粗さは約１６[μm] となった。また、図４の
ヒストグラムに示すように、粗さの分布は約７．５〜約
１６[μm] となり、その標準偏差は２．２８、平均粗さ
は約１１．３５[μm] となった。

【００２４】同表１に示すように、「実施例２〜５」に
おいては、前記当て板２３を用いるとともに、ドリル２
４の回転数を１００k[rpm]以上、同ドリル２４の送り速
度を５５[inch/min]以下となる各条件下で穴あけを行っ
た。その結果、貫通孔２５の内壁面の最大粗さは約１５
〜２０[μm]となった。

【００２５】また、「実施例６」においては、アルミニ
ウム板２１のみを当て板として用いた。そして、ドリル
２４の回転数を１２０k[rpm]、同ドリル２４の送り速度
を４５[inch/min]となる条件下で穴あけを行った。その
結果、貫通孔２５の内壁面の最大粗さが約２７[μm]と
なった。

【００２６】ちなみに、比較例においては、ドリル２４
の回転数を７５k[rpm]、同ドリル２４の送り速度を６０
[inch/min]、アルミニウム板２１のみを当て板として用
いた条件下で穴あけを行った。その結果、貫通孔２５の
内壁面の最大粗さが約３０[μm] に達した。また、図５
のヒストグラムに示すように、粗さの分布は約１６〜約
３０[μm] となり、その標準偏差は４．８１、平均粗さ
は約２２．３５[μm] となった。

【００２７】これらの結果、前記「実施例１〜６」にお
いては、ドリル２４の回転数及び送り速度を高速回転及
び低速送りとすること、及び前記当て板２３を用いるこ
との各条件を組み合わせることで、貫通孔２５の内壁面
の最大粗さが低減されている。すなわち、貫通孔２５の
内壁面の平滑性が向上している。しかも、「実施例１」
と「比較例」とを比較すると、粗さのバラツキも小さく
なっている。

【００２８】なお、本実施形態においては、表１に示し
た「実施例１」と「実施例３」とを比較しても判るよう
に、ドリル２４の回転数をあまり高回転化させても、最
大粗さを低減する効果はそれほど向上しない。また、
「実施例１」と「実施例５」とを比較しても判るよう
に、ドリル２４の送り速度をあまり低速化させても、同
様に最大粗さを低減する効果はそれほど向上しない。一
方、ドリル２４の回転数及び送り速度を高速回転化及び
低速化させるほど、プリント配線板１１とドリル２４と
の間に発生する摩擦熱の熱量が増す。このため、必要以
上にドリル２４を高回転及び低速送りさせることは望ま
しいものとは言えない。したがって、前記各実施例１〜
６の結果から、ドリル２４の回転数を１２０k[rpm]、同
ドリル２４の送り速度を４５[inch/min]に設定すること
が最適であると判断できる。また、アルミニウム板２１
の片側面に樹脂材料２２を形成した当て板２３を用いる
ことで、貫通孔２５の最大粗さをかなり低減させること
ができる。すなわち、本実施形態のプリント配線板１１
においては、前記「実施例１」の設定条件が最も最適な
ものとなっている。

【００２９】したがって、本実施形態によれば以下のよ
うな効果を得ることができる。 （１）ドリル２４を高速回転及び低速送りさせて、プリ
ント配線板１１の穴あけを行うとともに、当て板２３を
介して穴あけを行うことにより、貫通孔２５の内壁面の
平滑性を向上させることができる。すなわち、ハロゲン
化物が混入されていない絶縁基板ＩＰ１〜ＩＰ３を用い
たノンハロゲンプリント配線板１１であっても、スルー
ホールとなる貫通孔２５の内壁面の平滑性を向上させる
ことができる。

【００３０】（２）アルミニウム板２１に樹脂材料２２
からなる樹脂層を有する当て板２３を用いることによ
り、めっきスルーホール１７となる貫通孔２５の内壁面
の平滑性をより向上させることができる。

【００３１】（３）ドリル２４の回転数を１００k[rpm]
以上、同ドリル２４の送り速度を５５[inch/min]以下の
範囲内に設定して穴あけを行うことにより、スルーホー
ルとなる貫通孔２５の内壁面の平滑性を確実に向上させ
ることができる。

【００３２】なお、ドリル２４の回転数を１２０k[rp
m]、同ドリル２４の送り速度を４５[inch/min]に設定し
て穴あけを行うことが特に望ましい。 （４）当て板２３としてアルミニウム板２１を用いるこ
とにより、貫通孔２５の穴あけ時に発生するドリル２４
とプリント配線板１１との間の摩擦熱を、迅速に放熱さ
せることができる。このため、ドリル２４を高速回転及
び低速送りさせて穴あけを行っても、こうした摩擦熱に
起因してプリント配線板１１が熱変形してしまうなどの
不都合を防止することができる。

【００３３】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。 ・ 当て板２３を用いず、アルミニウム板２１のみを当
て板として用いてもよい。

【００３４】・ アルミニウム板２１に代えて、他の金
属からなる金属板を当て板として用いてもよい。 ・ 前記実施形態では、プリント配線板１１が３枚の絶
縁基板ＩＰ１〜ＩＰ３を積層した積層板から構成されて
いる。これを、２枚の絶縁基板を積層したプリント配線
板や、４枚以上の絶縁基板を積層したプリント配線板に
具体化してもよい。また、１枚のみの絶縁基板を用いた
プリント配線板に具体化してもよい。

【００３５】・ 前記実施形態では、ドリル２４の径φ
を０．３５[φ]に設定したが、この径φに限定するもの
ではない。 ・ 前記実施形態では、スルーホールめっきが施される
穴としての貫通孔２５の形成に具体化しているが、スル
ーホールめっきが施されない穴の形成に適用してもよ
い。

【００３６】・ 前記実施形態では、当て板２３をドリ
ル２４の導入方向側のみに密着させたが、これに加え
て、プリント配線板１１の裏面側にも当て板を密着させ
てもよい。この場合当て板は、前記当て板２３に限ら
ず、アルミニウム板などからなる金属板単体のものを用
いてもよい。

【００３７】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 請求項１〜３のいずれか１項に記載のプリント
配線板の製造方法において、前記当て板としてアルミニ
ウム板を用い、そのアルミニウム板を介してプリント配
線板の穴あけを行うことを特徴とするプリント配線板の
製造方法。

【００３８】このようにすれば、当て板としてアルミニ
ウム板を用いることにより、ドリルを高速回転、低速送
りさせて穴あけを行う際に発生する摩擦熱を放熱させや
すくすることができる。したがって、該摩擦熱に起因し
てプリント配線板が熱変形してしまうなどの不都合を防
止することができる。

【００３９】（２） 請求項１〜３、技術的思想（１）
のいずれか１項に記載のプリント配線板の製造方法にお
いて、前記ドリルの回転数を１２０k[rpm]、同ドリルの
送り速度を４５[inch/min]に設定して前記絶縁基板の穴
あけを行うことを特徴とするプリント配線板の製造方
法。

【００４０】このようにすれば、プリント配線板におけ
るスルーホール箇所の内壁面の平滑性を確実に向上させ
ることができる。すなわち、ハロゲン化物が混入されて
いない絶縁基板を用いたノンハロゲンプリント配線板で
あっても、スルーホール箇所の内壁面の平滑性を確実に
向上させることができる。

【００４１】（３） ハロゲン化物を含まない基材に対
してドリル加工による穴あけを行う基材の穴あけ方法で
あって、前記基材に金属材料からなる当て板を密着させ
るとともに、ドリルを高速回転かつ低速送りにして前記
当て板側から導入することにより、前記基材の穴あけを
行うことを特徴とする基材の穴あけ方法。

【００４２】このようにすれば、穴の内壁面の平滑性を
向上させることができ、精密な穴の形成を要する場合に
有意である。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、絶縁基板に金属材料からなる当て板を密
着させるとともに、ドリルを高速回転かつ低速送りにし
て前記当て板側から導入することで前記絶縁基板の穴あ
けを行うことにより、ノンハロゲンプリント配線板に設
けられる穴の内壁面の平滑性を向上させることができ
る。

【００４４】請求項２に記載の発明によれば、樹脂材料
からなる層を形成した当て板を用いることにより、ノン
ハロゲンプリント配線板に設けられる穴の内壁面の平滑
性をより向上させることができる。

【００４５】請求項３に記載の発明によれば、ドリルの
回転数を１００k[rpm]以上、同ドリルの送り速度を５５
[inch/min]以下に設定して穴あけを行うようにしてい
る。これにより、ノンハロゲンプリント配線板に設けら
れる穴の内壁面の平滑性を確実に向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態のプリント配線板を示
す斜視図。

【図２】同実施形態のプリント配線板の穴あけ態様を示
す断面図。

【図３】同実施形態のプリント配線板の穴あけ態様を示
す断面図。

【図４】同実施形態のプリント配線板の穴あけ態様の一
例により形成された貫通孔の内壁面の粗さを示すヒスト
グラム。

【図５】同実施形態のプリント配線板の穴あけ態様の比
較例により形成された貫通孔の内壁面の粗さを示すヒス
トグラム。

【符号の説明】

１１…プリント配線板（ノンハロゲンプリント配線
板）、１２〜１５…導体パターン、１７…めっきスルー
ホール、２１…アルミニウム板、２２…樹脂材料、２３
…当て板、２４…ドリル、２５…貫通孔、ＩＰ１〜ＩＰ
３…絶縁基板（ノンハロゲン材）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハロゲン化物を含まない絶縁基板に対し
   てドリル加工による穴あけを行った後、その穴内にめっ
   きを施すことによりめっきスルーホールを形成するプリ
   ント配線板の製造方法であって、 前記絶縁基板に金属材料からなる当て板を密着させると
   ともに、ドリルを高速回転かつ低速送りにして前記当て
   板側から導入することにより、前記絶縁基板の穴あけを
   行うことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプリント配線板の製造
   方法において、 樹脂材料からなる層を有する当て板を用いて前記絶縁基
   板の穴あけを行うことを特徴とするプリント配線板の製
   造方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のプリント配線板の製造
   方法において、 前記ドリルの回転数を１００k[rpm]以上かつ同ドリルの
   送り速度を５５[inch/min]以下に設定して前記絶縁基板
   の穴あけを行うことを特徴とするプリント配線板の製造
   方法。