JP2001210929A - ブロック体の製造方法、導電材の製造方法及びワイヤ埋設ブロック体の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な電気的導通を確保し、使用に際して基
板材と導電層、および絶縁材料と金属線とが剥離しない
ように熱膨張性を制御し、かつ高密度で寸法精度に優れ
たプリント回路用基板材などの導電材の中間材料たるブ
ロック体とその製造装置を提供する。 【解決手段】 ワイヤを張設状態で光硬化性樹脂の溶液
１４に浸すとともにワイヤの上面を所定のパターンを有
するマスク部材２２で覆った後、光を照射することによ
り、光硬化性樹脂の所定部分のみを硬化させてワイヤを
固定し、次いで、硬化された光硬化性樹脂の上面におい
て、上記と同様にワイヤを張設状態で光硬化性樹脂の溶
液１４に浸し当該樹脂を硬化させる工程を繰り返して、
光硬化性樹脂中にワイヤが所定ピッチで埋設されたブロ
ック体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、プリント回路用
基板材等の導電材の製造に好適なブロック体の製造方
法、導電材の製造方法及びワイヤ埋設ブロック体の製造
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】 プリント回路基板は、一面側に集積回
路のためのスロットや各種電子部品のための接続端子群
が形成されており、他面側には部品をつなぐ導電路が印
刷されたもので、従来から電子機器の要素部材として大
量に利用されている。図１３はプリント回路基板の一例
を示す斜視図で、エポキシ樹脂、ガラスなどの絶縁材料
からなる板状体に、その表面間を導通するように導電性
金属２がメッキなどで設置されてなる基板材１の両面
に、所定の導体パターン（回路）が形成された導電層た
るフォトプロセス層３が積層され、さらに該フォトプロ
セス層３の外側に、接続端子群や導電路４が印刷などで
形成されて、プリント回路基板が構成されている。

【０００３】 このようなプリント回路基板に用いる基
板材１について、従来においては、例えば、エポキシ樹
脂、ガラスなどの絶縁材料からなる板状体を作製した
後、ドリル加工によって所定位置に導通用スルーホール
を穿設し、次いでそのスルーホールに銅などの導電性金
属をめっき等の手段で被覆し、さらに封止材によって当
該スルーホールを密封して作製されていた。

【０００４】 しかしながら、板状体にドリル加工する
と、加工に伴って加工屑が発生し、製品不良が生じるお
それがあるほか、メッキは基板材の縁端部でクラックが
生じるおそれが高く、電気的導通不良を引き起こすとい
う問題があった。また、ドリル加工では、加工できるス
ルーホールの長さ（基板の厚さ）／孔径の比は５程度が
限度であり、例えば、厚さ１ｍｍの基板の場合、直径
０．２ｍｍ程度が下限となる。しかし、プリント回路基
板の高密度化のためには、より小さい孔径とすることが
好ましく、ドリル加工ではそれが困難であった。

【０００５】 また、枠体内に、Ｎｉ、Ｃｏなどの電気
線を挿入し、エポキシ樹脂などの絶縁材料を溶融して流
し込み、硬化後金属線に垂直な面で切断して、両面間を
電気的に接続した回路板が提案されている（特開昭４９
−８７５９号公報参照）。しかしながら、この回路板で
はスペーサによる段積みにより累積ピッチ精度を確保せ
ざるを得ず、スルーホールのピッチなどの寸法精度を損
なうという問題があった。高密度化されたプリント回路
基板においては、累積寸法精度が極めて重要であり、こ
のことは大きな欠点であった。さらに、この回路板で
は、片面または両面に積層される導電層（フォトプロセ
ス層）との熱膨張差を何ら考慮していないため、使用に
際しての衝撃や温度差などにより、基板材と導電層とが
剥離するおそれがある。さらに、絶縁材料と金属線との
間においても剥離するおそれがあった。

【０００６】 一方、従来から、ゴムやプラスチックに
ワイヤを埋め込んだ異方性導電材料も知られている。こ
の異方性導電材料は、素子や配線板の電極同士を向かい
合わせて接続する際に用いられており、電極間方向のみ
に導通が得られ、素子や配線板の水平方向には絶縁が保
持されるため、電卓、液晶などに適用されている。そし
て、このような異方性導電材料においても、ゴムやプラ
スチックに埋め込むワイヤのピッチ、寸法精度等はその
異方導電性に大きく関係するものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】 本発明は、上記した
従来の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、
良好な電気的導通を確保するとともに、使用に際して基
板材と導電層、および絶縁材料と金属線とが剥離しない
ように熱膨張性を制御することができるプリント回路用
基板材や異方性導電材料などの導電材の製造に好適なブ
ロック体の製造方法と導電材の製造方法を提供すること
にある。また、本発明の別の目的は、高密度でしかも寸
法精度に優れたプリント回路用基板材などの導電材の中
間材料たるブロック体を、より作業性良く、簡便に製造
することができるワイヤ埋設ブロック体の製造装置を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】 すなわち、本発明によ
れば、ワイヤを張設状態で光硬化性樹脂の溶液に浸すと
ともに該ワイヤの上面を所定のパターンを有するマスク
部材で覆った後、光を照射することにより、該光硬化性
樹脂の所定部分のみを硬化させてワイヤを固定し、次い
で、硬化された光硬化性樹脂の上面において、上記と同
様にワイヤを張設状態で光硬化性樹脂の溶液に浸し当該
樹脂を硬化させる工程を繰り返して、光硬化性樹脂中に
ワイヤが所定ピッチで埋設されたブロック体を製造する
ことを特徴とするブロック体の製造方法が提供される。

【０００９】 また、本発明によれば、上記方法で製造
されたブロック体を、ワイヤを横断するようにスライス
することにより、両面間がワイヤにより電気的に導通さ
れてなる導電材を得る導電材の製造方法が提供される。
さらに、本発明によれば、ワイヤ位置決め溝を有する複
数の掛け棒を備えて構成される巻軸と、該巻軸の回転と
同期するワイヤ繰り出し手段と、からなる複数のワイヤ
を整列可能なワイヤ整列機構と、光硬化性樹脂の溶液を
収容する液槽と、該液槽内に配置され、硬化した光硬化
性樹脂が載置された受板を上下に昇降する第一昇降手
段、及び／又は該液槽を上下に昇降する第二昇降手段
と、該光硬化性樹脂溶液の上方に配置される所定パター
ンを有するマスク部材と、光照射手段とを備えたワイヤ
埋設ブロック体の製造装置であって、前記ワイヤ整列機
構により整列された複数のワイヤが張設状態で配設さ
れ、前記光硬化性樹脂溶液に浸された状態で、前記マス
ク部材を介する前記光照射手段からの光照射によって、
前記光硬化性樹脂溶液の所定部分のみを硬化させて、光
硬化性樹脂中にワイヤが所定ピッチで埋設されたブロッ
ク体が得られることを特徴とするワイヤ埋設ブロック体
の製造装置が提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】 以下、本発明を図示の実施態様
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係るワイ
ヤ埋設ブロック体の製造装置を概略的に示す説明図、図
２〜図９は本発明の製造方法を工程順に説明する斜視図
である。図１〜図９において、１０はワイヤ整列機構を
示しており、図２に示すように、ワイヤ整列機構１０
は、ワイヤ位置決め溝を有する全部で８本の掛け棒１１
を備え、軸周りに回転する巻軸１２と、この巻軸１２の
回転と同期するワイヤボビンたるワイヤ繰り出し手段１
３とから構成されている。なお、２９はワイヤ押付け板
であって、下側のワイヤ群を受板２０上に押しつける作
用を有する。ワイヤ整列機構１０は、巻軸１２が回転す
ることにより、図３のような、掛け棒１１のワイヤ位置
決め溝にワイヤ１６が所定幅（所定ピッチ）で並設され
た４面からなる筒状のワイヤ構造体１９を作製する。

【００１１】 一方、受板２０には、この受板２０を上
下に昇降する第一昇降手段１８が取り付けられていると
ともに、受板２０及び第一昇降手段１８は、光硬化性樹
脂の溶液１４を収容する液槽１５内に配置されている。
また、液槽１５にも、この液槽１５を上下に昇降する第
二昇降手段２８が取り付けられている。

【００１２】 以上において、図４に示すように、第一
昇降手段１８により受板２０を上昇させ、ワイヤ整列機
構１０によって作製されたワイヤ構造体１９の一面のワ
イヤ群１９Ａをワイヤ押付け板２９により下方に押し付
け、受板２０上の所定位置に配置する。この際、図１に
示すように、ワイヤ群１９Ａは光硬化性樹脂溶液１４に
浸された状態で、かつワイヤ群１９Ａの上面に所定パタ
ーンを有するマスク部材２２を設置して、光照射手段た
る紫外線照射装置２４から紫外線を照射し、光硬化性樹
脂溶液１４の所定部分のみを硬化させることにより、ワ
イヤ群１９Ａを受板２０上の所定位置に固定する。な
お、ワイヤ群１９Ａの受板２０上所定位置への配置は、
液槽１５を上下に昇降する第二昇降手段２８によっても
可能であり、さらに、第一昇降手段１８及び第二昇降手
段２８をともに作動させることによっても可能である。
また、図１０のように、ワイヤの配列ピッチが例えば
０．５ｍｍの場合、紫外線照射による光硬化性樹脂の硬
化は、０．１ｍｍづつの硬化を５回繰り返して行う。

【００１３】 ワイヤ群１９Ａを受板２０上の所定位置
に固定した後、図５に示すように、第１面のワイヤ群１
９Ａをワイヤ構造体１９から切断し、受板２０上の所定
位置に転写する。このようにして、ワイヤ群１９Ａを受
板２０上の所定位置に固定、転写した後、図６〜図９の
ように、成形、硬化した光硬化性樹脂の上に新たな光硬
化性樹脂を積層し、次いで、巻軸１２を９０度回転さ
せ、上記と同様に第２面〜第４面のワイヤ群を受板２０
上の所定位置に張設状態で掛け渡し、光硬化性樹脂を硬
化させる工程を繰り返して、光硬化性樹脂中にワイヤが
所定ピッチで埋設されたブロック体を製造する。なお、
図９では、筒状のワイヤ構造体１９の４面のワイヤ群１
９Ａがすべて光硬化性樹脂中に固定、転写された状態を
示しており、この状態から余分のワイヤ群１９Ｂを取り
除き、図２のような状態に戻し、次いで、上記したよう
な図３〜図９に示すような操作を繰り返して、光硬化性
樹脂中にワイヤが所定ピッチで埋設されたブロック体を
製造する。

【００１４】 ここで、所定パターンを有するマスク部
材２２により、光硬化性樹脂溶液１４の所定部分のみが
硬化したブロック体２５の平面図を図１１、ブロック体
２５の斜視図を図１２に示す。図１１〜１２からわかる
ように、例えば、ピッチ０．８ｍｍで、幅が０．２〜
０．３ｍｍの空洞２６ができるように、その部分のみ紫
外線を遮断するようなパターンを有するマスク部材２２
を介して紫外線照射装置２４から紫外線を照射すると、
図１１〜１２のような所定部分に空洞２６を有するブロ
ック体を製造することができる。

【００１５】 次に、以上のようなブロック体２５を作
製した後、このブロック体２５をワイヤ１６に垂直な面
Ａ１、Ａ２、…で、バンドソー、ワイヤーソー等により
スライス（切断）することにより、プリント回路用の基
板材等の導電材を製造することができる。本発明のブロ
ック体２５は、所定部分に空洞２６を有しているため、
このブロック体２５をスライスする際、上記空洞２５に
沿ってスライスすることにより切断がより容易になって
切断コストが節約でき、しかも、高価な光硬化性樹脂の
使用を少なくすることができる。すなわち、空洞２６の
幅をスライスによる切断代の範囲内になるように設定し
ておくことにより、実際の切断部分が少なく、かつ光硬
化性樹脂を節約することができる。

【００１６】 また、上記した本発明の方法によれば、
ワイヤ１６を光硬化性樹脂中に所定間隔で、しかも寸法
精度良く配置することができるため、ワイヤ１６をより
狭ピッチ（高密度）、例えば１．２７ｍｍ以下の狭ピッ
チに配置した導電材を得ることができ、しかも狭ピッチ
に伴いがちなクロストークの発生を極力防止することが
できる。特に、本発明のブロック体は、光硬化性樹脂中
の所定位置にワイヤを配置し１層づつ硬化させながら積
み上げて製造されるものであるため、寸法誤差が累積し
ないという利点がある。

【００１７】 本発明で用いる光硬化性樹脂としては、
紫外線硬化性樹脂が好ましく、具体的には、ウレタン
系、エポキシ系、オキセタン系などの樹脂を挙げること
ができる。また、この光硬化性樹脂にセラミックを含
有、分散させることが低熱膨張性、耐磨耗性などの特性
を付与できることから好ましい。セラミックとしては、
非晶質シリカなどのセラミック粒子、セラミックファイ
バー等を分散させて構成される。セラミックの配合量
は、絶縁性、低熱膨張性、耐磨耗性などの特性や目的に
応じて適宜選定されるが、セラミック粒子やセラミック
ファイバー等を４０体積％以上含有することが、低熱膨
張性及び硬化時の体積収縮が小さくなることに鑑みて、
好ましい。

【００１８】 このように光硬化性樹脂にセラミックを
所定量含有、分散させることにより、硬化時の体積収縮
は３％以下とすることができ、導電材におけるワイヤの
寸法精度向上に極めて有利である。なお、セラミック粒
子やセラミックファイバー等の含有量が９０体積％を超
えると、プラスチックの含有量が少なくなり過ぎ、成形
時の流動性が失なわれる可能性がある。セラミックとし
ては、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素などのほか、非
晶質シリカ等のガラスを含む。セラミックは、粒子やフ
ァイバー状として配合される。

【００１９】 光硬化性樹脂中に所定ピッチで配設され
るワイヤの材料としては、導電性を有する金属であれ
ば、特にその種類を問わないが、通常、銅、銅合金、ア
ルミニウム、及びアルミニウム合金のいずれか１種の金
属からなることが好ましい。また、耐摩耗性、可撓性、
耐酸化性、強度等の点に鑑みると、ワイヤはベリリウム
銅から構成されていることがより好ましい。

【００２０】

【発明の効果】 以上説明したように、本発明によれ
ば、高密度でしかも寸法精度に優れたプリント回路用基
板材などの導電材の製造に好適な中間材料であるブロッ
ク体の製造方法と導電材の製造方法を提供することがで
きる。また、本発明によれば、高密度でしかも寸法精度
に優れたプリント回路用基板材などの導電材の中間材料
たるブロック体を、より作業性良く、簡便に製造するこ
とができるワイヤ埋設ブロック体の製造装置を提供する
ことができる。さらに、本発明で製造されるブロック体
は、所定部分に空洞を有しているため、このブロック体
をスライスする際、空洞に沿ってスライスすることによ
り切断がより容易になって切断コストが節約でき、しか
も、高価な光硬化性樹脂の使用を少なくすることができ
る。さらにまた、本発明のブロック体は、スペーサ部材
上において、光硬化性樹脂中の所定位置にワイヤを配置
し１層づつ硬化させながら積み上げて製造されるもので
あるため、寸法誤差が累積しないという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るワイヤ埋設ブロック体の製造装
置を概略的に示す説明図である。

【図２】 本発明の製造工程のうち、ワイヤの巻き始め
段階を示す斜視図である。

【図３】 本発明の製造工程のうち、ワイヤの巻き終わ
り段階を示す斜視図である。

【図４】 本発明の製造工程のうち、昇降手段の上昇段
階を示す斜視図である。

【図５】 本発明の製造工程のうち、第１面のワイヤ群
の転写段階を示す斜視図である。

【図６】 本発明の製造工程のうち、第２面のワイヤ群
の転写段階を示す斜視図である。

【図７】 本発明の製造工程のうち、第３面のワイヤ群
の転写段階を示す斜視図である。

【図８】 本発明の製造工程のうち、第４面のワイヤ群
の転写段階を示す斜視図である。

【図９】 本発明の製造工程のうち、ワイヤ群の転写終
了段階を示す斜視図である。

【図１０】 紫外線照射により硬化の状況を概略的に示
す説明図である。

【図１１】 光硬化性樹脂溶液の所定部分のみが硬化し
たブロック体の平面図である。

【図１２】 図１１のブロック体の斜視図である。

【図１３】 プリント回路基板の一例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…基板材、２…導電性金属、３…フォトプロセス層、
４…接続端子群、１０…ワイヤ整列機構、１１…掛け
棒、１２…巻軸、１３…ワイヤ繰り出し手段、１４…光
硬化性樹脂溶液、１５…液槽、１６…ワイヤ、１８…第
一昇降手段、１９…ワイヤ構造体、２０…受板、２２…
マスク部材、２４…紫外線照射装置、２５…ブロック
体、２６…空洞、２８…第二昇降手段、２９…ワイヤ押
付け板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤを張設状態で光硬化性樹脂の溶液
   に浸すとともに該ワイヤの上面を所定のパターンを有す
   るマスク部材で覆った後、光を照射することにより、該
   光硬化性樹脂の所定部分のみを硬化させてワイヤを固定
   し、次いで、硬化された光硬化性樹脂の上面において、
   上記と同様にワイヤを張設状態で光硬化性樹脂の溶液に
   浸し当該樹脂を硬化させる工程を繰り返して、光硬化性
   樹脂中にワイヤが所定ピッチで埋設されたブロック体を
   製造することを特徴とするブロック体の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１で製造されたブロック体を、ワ
   イヤを横断するようにスライスすることにより、両面間
   がワイヤにより電気的に導通されてなる導電材を得るこ
   とを特徴とする導電材の製造方法。
3. 【請求項３】 ワイヤ位置決め溝を有する複数の掛け棒
   を備えて構成される巻軸と、該巻軸の回転と同期するワ
   イヤ繰り出し手段と、からなる複数のワイヤを整列可能
   なワイヤ整列機構と、 光硬化性樹脂の溶液を収容する液槽と、 該液槽内に配置され、硬化した光硬化性樹脂が載置され
   た受板を上下に昇降する第一昇降手段、及び／又は該液
   槽を上下に昇降する第二昇降手段と、 該光硬化性樹脂溶液の上方に配置される所定パターンを
   有するマスク部材と、 光照射手段と、を備えたワイヤ埋設ブロック体の製造装
   置であって、 前記ワイヤ整列機構により整列された複数のワイヤが張
   設状態で配設され、前記光硬化性樹脂溶液に浸された状
   態で、前記マスク部材を介する前記光照射手段からの光
   照射によって、前記光硬化性樹脂溶液の所定部分のみを
   硬化させて、光硬化性樹脂中にワイヤが所定ピッチで埋
   設されたブロック体が得られることを特徴とするワイヤ
   埋設ブロック体の製造装置。