JP2003036761A - Manufacturing method for printed wiring board with metal dome - Google Patents
Manufacturing method for printed wiring board with metal domeInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器などで用
いられるスイッチ機構を備えたメタルドーム付きプリン
ト配線板の製造方法にに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器、例えば携帯電話のキースイッ
チや電子レンジの操作スイッチなどにあっては、一対の
電極配線部を近接して対峙させ、その一方にバネ性のメ
タルドームを載置し、このメタルドームを押圧操作した
際、メタルドームが潰れて他方の電極に当接して、スイ
ッチのオン、オフが行われるものがある。
【０００３】このスイッチ機構を図示すると、図４〜図
５の如くで、ベースの基板１上に一対の電極配線部２，
３が近接して対峙させてある。そして、一方の電極配線
部２の環状形状部（弧状形状部なども可）２ａの内側に
は、他方の電極配線部３の円形状の接点部３ａを配置す
ると共に、基板１のスルーホール１ａを通じて、基板１
の背面側に形成される背面配線部４と接続させ、上記環
状形状部２ａ上には、バネ性の金属成形品からなるメタ
ルドーム５を載置させてある。
【０００４】この構造によって、メタルドーム５を押圧
（クリック）すれば、ドーム金属が潰れて電極配線部３
の接点部３ａと接触するため、メタルドーム５の載置さ
れた電極配線部２と電気的に導通（オン）され、一方、
その押圧を開放すると、メタルドーム５がそのバネ性に
より復元するため、非導通（オフ）となる。
【０００５】従来、このスイッチ機構を備えたプリント
配線板の製造にあたっては、例えば、図６（Ａ）〜
（Ｃ）に示すような方法が採用されていた。
【０００６】先ず、基板１の両面に銅箔などの導電層
（金属層）１１０，１２０を有する両面貼り型の材料基
板１００Ｂを用意する〔図６（Ａ）〕。この材料基板１
００Ｂの所定部分に、穴明けドリル（工具）によって、
スルーホール１ａを開ける一方、この材料基板１００Ｂ
に対して、硫酸銅メッキなどのスルーホールメッキを施
して、基板１の表裏にメッキ層１３を設けて、その表裏
を電気的に接続させる〔図６（Ｂ）〕。この後、材料基
板１００Ｂの両面に、エッチング処理を施して、上述し
た、各電極配線部２，３、及び背面配線部４の回路パタ
ーンを形成する〔図６（Ｃ）〕。そして、電極配線部２
上に、メタルドーム５を実装すれば、目的とするプリン
ト配線板が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この製造方
法では、次のような問題点があった。
（１）先ず、スルーホールのメッキ工程があるため、こ
の工程には時間が掛かる上に、複雑で、また、高価であ
るという問題があった。
（２）材料基板としても、両面貼り型の基板が必要とさ
れ、また、通常この種のスイッチ機構は、狭い範囲に多
数配列されることが多く（例えば携帯電話のキースイッ
チにおける狭小部分への高密度配列）、そのスルーホー
ルを、穴明けドリルで、機械的に穿孔する場合、作業性
が悪いなどの問題があった。また、穴明け時、スルーホ
ール近傍の導電層部分に不要な衝撃を与えたり、発生す
る削り屑の処理が面倒であるなどの問題もあった。
（３）また、両面貼り型の基板には、さらに、メッキ工
程により、もう一層のメッキ層が追加される形となるた
め、全体として、導電層の厚さが厚くなり、屈曲性や可
撓性が低下するという問題もあった。
【０００８】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
なされたものである。つまり、本発明では、メタルドー
ム付きプリント配線板の製造にあたって、片面貼り型の
基板をベースとして、スルーホールを、レーザー加工に
より、高精度、高能率で形成する一方、電極の背面配線
部にあっては、銀ペーストによる印刷法により、低コス
トで形成し、かつ、基板全体の薄型化により、優れた屈
曲性や可撓性を持たせるようにしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、ベース基板上に形成され、かつその上にバネ性のメ
タルドームが載置される環状又は円弧の第１電極配線部
と、当該第１電極配線部の環状又は円弧内に形成された
第２電極配線部と、前記ベース基板の背面側に形成さ
れ、かつスルーホールを通じて前記第２電極配線部と接
続された背面配線部とからなるメタルドーム付きプリン
ト配線板の製造方法において、前記ベース基板上の第１
電極配線部及び第２電極配線部の回路パターンを形成し
た後、前記ベース基板の背面側から前記第２電極配線部
に掛けてレーザー加工により前記スルーホールを設け、
さらに、当該スルーホールを通じて前記ベース基板の背
面側に掛けて銀ペーストの印刷により背面配線部を形成
することを特徴とするメタルドーム付きプリント配線板
の製造方法にある。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の製造方法により
得られたメタルドーム付きプリント配線板の一例を示し
たものである。その基本構造は、上記図４〜図５に示し
た配線板とほぼ同様であるが、その製造方法が相違し、
また、得られたプリント配線板では、基板全体の薄型化
が図られている。
【００１１】この図１のプリント配線板において、１０
はベース基板、２０ａは第１電極配線部２０の環状形状
部（弧状形状部なども可）、３０ａは第２電極配線部３
０の接点部、４０は基板１０の背面側に形成されると共
に、基板１０のスルーホール１０ａを通じて、第２電極
配線部３０の接点部３０ａと電気的に接続される背面配
線部、５０は環状形状部２０ａ上に載置された、バネ性
の金属成形品からなるメタルドームである
【００１２】このプリント配線板の製造方法を示すと、
図２（Ａ）〜（Ｄ）に示した如くで、先ず、基板１０の
片面に銅箔などの導電層（金属層）１１０を有する片面
貼り型の材料基板１００Ａを用意する〔図２（Ａ）〕。
【００１３】次に、この材料基板１００Ａの導電層１１
０に対して、エッチング処理を施して、上述した、各電
極配線部２０，３０の回路パターンを形成する〔図２
（Ｂ）〕。もちろん、この場合、導電層１１０は、片面
側（図中上面側）のみであるため、片側処理のみで済
む。
【００１４】この後、ベース基板１０の背面側から、第
２電極配線部３０に掛けて、レーザー加工により、スル
ーホール１０ａを設ける〔図２（Ｃ）〕。このレーザー
加工では、穴数が多く、高密度配列などであっても、高
精度、高能率で行うことができる。また、穴明け時、ス
ルーホール近傍の導電層部分に不要な衝撃を与えたりす
ることもないため、導電層部分の高い安定性が確保され
る。さらに、穴明けは高温のレーザー加熱により焼き取
られる形で形成されるため、焼け残り屑などの発生は、
少なく抑えることができる。
【００１５】スルーホール１０ａの穿孔が完了したら、
ベース基板１０の背面側から、銀ペーストによる印刷法
によって、背面配線部４０を、スルーホール１０ａ部分
に掛けて形成する〔図２（Ｄ）〕。この銀ペーストによ
る印刷法は、背面配線部をメッキ工程で行う、従来方法
に比較して、短時間ででき、また、簡単で、低コストで
の生産が可能となる。
【００１６】この後、電極配線部２０上に、メタルドー
ム５０を実装すれば、本発明の目的とするプリント配線
板が得られる。
【００１７】因みに、図２（Ａ）〜（Ｄ）に示した如
き、本発明の製造方法により得られたプリント配線板
と、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示した、従来の製造方法によ
り得られたプリント配線板とを、比較試験したところ、
以下の結果を得た。
【００１８】先ず、本発明の製造方法では、銅箔の導電
層１１０の厚さが１８μｍの材料基板１００Ａを用い、
背面配線部４０を、銀ペーストによる印刷法によって、
１２μｍ厚さとしたサンプルのプリント配線板を、１０
枚製造した。
【００１９】一方、従来の製造方法では、両面の銅箔の
導電層１１０，１２０の厚さが１８μｍの材料基板１０
０Ｂを用い、メッキ法によって、各導電層１１０，１２
０上にさらに、厚さ１５μｍのメッキ層１３０を設けた
後、エッチングにより、各電極配線部２，３、及び背面
配線部４を形成したサンプルのプリント配線板を、１０
枚製造した。
【００２０】これらの各サンプルのプリント配線板に対
して、液相ヒートショック試験を実施した。なお、この
試験は、２６０℃のオイルバスに３０分間浸漬した後、
引き出し、２０℃の大気中に３０分間放置することを繰
り返し、接続部分の断線までの回数を求めた。この結果
は、いずれのサンプルのプリント配線板でも、２００回
までのサイクルでは、合格であった。つまり、本発明の
プリント配線板は、接続部分の信頼性において、従来品
と同等であることが分かる。
【００２１】さらに、各サンプルのプリント配線板に対
して、繰り返しの折り曲げ試験（耐久試験）を実施し
た。なお、この試験は、図３に示すように、互いに平行
に配設された下部治具６０及び上部治具７０にサンプル
の配線板を、その曲げ半径Ｒが２ｍｍとなるようにして
貼り付け、そして、下部治具６０は固定し、上部治具７
０を２０ｍｍのストローク、１５００回／分の速度で水
平方向に往復動させ、配線板の破断に至るまでの折り曲
げ回数を測定して行った。
【００２２】結果は、本発明の製造方法によるサンプル
の配線板では、すべて１０万回以上の回数で破断が発生
するのに対して、従来の製造方法によるサンプルの配線
板では、すべて５万回以上の回数になると、破断が発生
した。つまり、本発明の製造方法による配線板の方が、
屈曲性や可撓性に優れていることが分かる。その理由と
して、基板全体の薄型化による要因が考えられる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るメタルドーム付きプリント配線板の製造方法によ
ると、次のような効果が得られる。
（１）先ず、ベース基板が片面貼り型のものでよく、ま
た、スルーホールがレーザー加工により、高精度、高能
率で形成することができ、コストダウンが可能である。
穴明け時、スルーホール近傍の導電層部分に不要な衝撃
を与えることもないため、導電層部分の高い安定性が確
保される。さらに、穴明けは高温のレーザー加熱により
焼き取られる形で行われるため、焼け残り屑などの発生
が少なく、従来のドリルによる穴明けに比較して、屑処
理の問題が大幅に軽減される。
（２）さらに、電極の背面配線部にあっては、銀ペース
トによる印刷法で形成するものであるため、簡単、か
つ、低コストでの形成が可能である。
（３）かつまた、上記のように片面貼り型の基板を用
い、基本的に、基板の上面側も、下面側も、一層の導電
層からなるものであるため、基板全体の薄型化が可能と
なり、優れた屈曲性や可撓性が得られる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a printed wiring board with a metal dome having a switch mechanism used in electronic equipment and the like. 2. Description of the Related Art In an electronic device, for example, a key switch of a mobile phone or an operation switch of a microwave oven, a pair of electrode wiring portions are brought into close proximity to each other, and a spring metal dome is provided on one of them. When the metal dome is placed and pressed, the metal dome is crushed and comes into contact with the other electrode, and the switch is turned on and off. [0003] This switch mechanism is illustrated in FIGS. 4 and 5, in which a pair of electrode wiring portions 2, 2 are provided on a base substrate 1.
3 are close to each other. A circular contact portion 3a of the other electrode wiring portion 3 is arranged inside an annular portion (an arc-shaped portion or the like) 2a of one electrode wiring portion 2 and a through hole 1a of the substrate 1 is provided. Through the substrate 1
A metal dome 5 made of a resilient metal molded product is placed on the ring-shaped portion 2a. With this structure, if the metal dome 5 is pressed (clicked), the dome metal is crushed and the electrode wiring portion 3 is crushed.
Contact with the contact portion 3a of the metal dome 5 to electrically conduct (turn on) the electrode wiring portion 2 on which the metal dome 5 is mounted.
When the pressing is released, the metal dome 5 is restored by its spring property, so that the metal dome 5 is turned off (off). Conventionally, in manufacturing a printed wiring board provided with this switch mechanism, for example, FIGS.
The method as shown in (C) has been adopted. First, a double-sided material substrate 100B having conductive layers (metal layers) 110 and 120 such as copper foil on both surfaces of the substrate 1 is prepared (FIG. 6A). This material substrate 1
At a predetermined part of 00B, with a drill (tool)
While the through hole 1a is opened, the material substrate 100B
Then, through-hole plating such as copper sulfate plating is performed, and a plating layer 13 is provided on the front and back surfaces of the substrate 1 to electrically connect the front and back surfaces (FIG. 6B). Thereafter, etching is performed on both surfaces of the material substrate 100B to form the above-described circuit patterns of the electrode wiring portions 2 and 3 and the back wiring portion 4 (FIG. 6C). And the electrode wiring section 2
If the metal dome 5 is mounted thereon, a desired printed wiring board can be obtained. However, this manufacturing method has the following problems. (1) First, since there is a step of plating a through hole, there is a problem that this step takes time, is complicated, and is expensive. (2) A double-sided substrate is also required as a material substrate, and a large number of switch mechanisms of this type are usually arranged in a narrow area (for example, a small number of switch mechanisms for a key switch of a mobile phone). (High-density arrangement), and when the through holes are mechanically drilled with a drill, there are problems such as poor workability. In addition, when drilling, there is a problem that an unnecessary impact is given to the conductive layer portion near the through hole, and processing of generated shavings is troublesome. (3) Further, since the plating step further adds a plating layer to the double-sided bonding type substrate, the thickness of the conductive layer is increased as a whole, and flexibility and flexibility are increased. There was also a problem that the property was reduced. [0008] The present invention has been made in view of such a conventional situation. In other words, according to the present invention, in manufacturing a printed wiring board with a metal dome, a through hole is formed with high precision and high efficiency by laser processing based on a single-sided-attached substrate, while a through-hole is formed on the back wiring portion of the electrode. In other words, they are formed at low cost by a printing method using a silver paste, and have excellent flexibility and flexibility by reducing the thickness of the entire substrate. According to the first aspect of the present invention, there is provided an annular or arcuate first electrode wiring formed on a base substrate and having a springy metal dome mounted thereon. Part, a second electrode wiring part formed in an annular or circular arc of the first electrode wiring part, and a back surface formed on the back side of the base substrate and connected to the second electrode wiring part through a through hole. A method for manufacturing a printed wiring board with a metal dome comprising a wiring portion,
After forming the circuit pattern of the electrode wiring portion and the second electrode wiring portion, the through hole is provided by laser processing from the back side of the base substrate to the second electrode wiring portion,
Further, there is provided a method for manufacturing a printed wiring board with a metal dome, wherein the wiring is formed on the back side of the base substrate through the through hole to form a back wiring portion by printing silver paste. FIG. 1 shows an example of a printed wiring board with a metal dome obtained by a manufacturing method according to the present invention. Its basic structure is almost the same as that of the wiring board shown in FIGS. 4 and 5, but the manufacturing method is different.
In the obtained printed wiring board, the thickness of the entire substrate is reduced. In the printed wiring board shown in FIG.
Is a base substrate, 20a is an annular portion (an arc-shaped portion or the like is also possible) of the first electrode wiring portion 20, and 30a is a second electrode wiring portion 3.
The contact portion 40 of 0 is formed on the back side of the substrate 10, and the back wiring portion 50 electrically connected to the contact portion 30 a of the second electrode wiring portion 30 through the through hole 10 a of the substrate 10 is annular. A metal dome made of a resilient metal molded product placed on the shape portion 20a. A method for manufacturing this printed wiring board is as follows.
As shown in FIGS. 2A to 2D, first, a single-sided material substrate 100A having a conductive layer (metal layer) 110 such as a copper foil on one surface of the substrate 10 is prepared [FIG. )]. Next, the conductive layer 11 of the material substrate 100A
0 is subjected to an etching process to form the above-described circuit patterns of the electrode wiring portions 20 and 30 [FIG.
(B)]. Of course, in this case, since the conductive layer 110 is only on one side (the upper side in the figure), only one-side processing is required. Thereafter, a through-hole 10a is provided by laser processing from the back side of the base substrate 10 on the second electrode wiring portion 30 (FIG. 2C). This laser processing can be performed with high accuracy and high efficiency even if the number of holes is large and the arrangement is high density. In addition, when drilling, unnecessary impact is not given to the conductive layer portion near the through hole, so that high stability of the conductive layer portion is ensured. Furthermore, since the drilling is formed in a form that is burned out by high-temperature laser heating, the generation of unburned debris, etc.
It can be kept low. When the drilling of the through hole 10a is completed,
From the back side of the base substrate 10, a back wiring portion 40 is formed by hanging over the through hole 10a by a printing method using silver paste (FIG. 2D). The printing method using the silver paste can be performed in a shorter time than in the conventional method in which the rear wiring portion is subjected to a plating process, and can be manufactured at a simple and low cost. Thereafter, when the metal dome 50 is mounted on the electrode wiring section 20, the printed wiring board of the present invention can be obtained. Incidentally, the printed wiring board obtained by the manufacturing method of the present invention as shown in FIGS. 2A to 2D and the conventional manufacturing method shown in FIGS. 6A to 6C. When a comparative test was performed with the printed wiring board obtained by
The following results were obtained. First, in the manufacturing method of the present invention, a material substrate 100A having a copper foil conductive layer 110 having a thickness of 18 μm is used.
The rear wiring portion 40 is formed by a printing method using silver paste.
A sample printed wiring board having a thickness of 12 μm
Was manufactured. On the other hand, in the conventional manufacturing method, the material substrate 10 in which the thickness of the conductive layers 110 and 120 of the copper foil on both sides is 18 μm.
0B and the respective conductive layers 110 and 12 by plating.
Further, after a plating layer 130 having a thickness of 15 μm is provided on the substrate 0, the sample printed wiring board on which the electrode wiring portions 2 and 3 and the rear wiring portion 4 are formed by etching is used.
Was manufactured. A liquid-phase heat shock test was performed on the printed wiring boards of these samples. In this test, after immersion in a 260 ° C. oil bath for 30 minutes,
Withdrawal and leaving in the air at 20 ° C. for 30 minutes were repeated, and the number of times until the connection portion was disconnected was obtained. This result was acceptable for up to 200 cycles for the printed wiring boards of all the samples. That is, it can be seen that the printed wiring board of the present invention is equivalent to the conventional product in the reliability of the connection portion. Further, a repeated bending test (durability test) was performed on the printed wiring board of each sample. In this test, as shown in FIG. 3, a sample wiring board was attached to a lower jig 60 and an upper jig 70 arranged in parallel with each other so that the bending radius R was 2 mm. Then, the lower jig 60 is fixed, and the upper jig 7 is fixed.
0 was reciprocated in the horizontal direction at a stroke of 20 mm at a rate of 1500 times / minute, and the number of times of bending until the wiring board was broken was measured. The results show that, in the sample wiring board according to the manufacturing method of the present invention, breakage occurs every 100,000 or more times, whereas in the sample wiring board according to the conventional manufacturing method, all are 50,000 times. When the above number was reached, breakage occurred. That is, the wiring board according to the manufacturing method of the present invention is
It turns out that it is excellent in flexibility and flexibility. The reason may be due to a reduction in the thickness of the entire substrate. As is apparent from the above description, the following effects can be obtained by the method of manufacturing a printed wiring board with a metal dome according to the present invention. (1) First, the base substrate may be of a single-sided type, and the through holes can be formed with high precision and efficiency by laser processing, so that the cost can be reduced.
At the time of drilling, unnecessary impact is not given to the conductive layer portion near the through hole, so that high stability of the conductive layer portion is ensured. Further, since the drilling is performed in such a manner as to be burned out by high-temperature laser heating, there is little generation of unburned debris and the like, and the problem of the debris treatment is greatly reduced as compared with the conventional drilling. (2) Further, since the rear wiring portion of the electrode is formed by a printing method using a silver paste, it can be formed simply and at low cost. (3) In addition, since a single-sided substrate is used as described above, and the upper and lower surfaces of the substrate are basically made of one conductive layer, the entire substrate can be made thinner. And excellent flexibility and flexibility can be obtained.
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の製造方法により得られたメタルドー
ム付きプリント配線板の一例を示した縦断面図である。
【図２】 本発明の製造方法による各工程（Ａ）〜
（Ｄ）を示した概略説明図である。
【図３】 プリント配線板の折り曲げ試験方法の一例を
示した概略説明図である。
【図４】 従来の製造方法により得られたメタルドーム
付きプリント配線板の例を示した縦断面図である。
【図５】 図４のプリント配線板を示した平面図であ
る。
【図６】 従来の製造方法による各工程（Ａ）〜（Ｃ）
を示した概略説明図である。
【符号の説明】
１０ ベース基板
１０ａ スルーホール
２０ 第１電極配線部
２０ａ 環状形状部
３０ 第２電極配線部
３０ａ 接点部
４０ 背面配線部
５０ バネ性のメタルドーム
１００Ａ 材料基板
１１０ 導電層BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of a printed wiring board with a metal dome obtained by a manufacturing method of the present invention. FIG. 2 shows each step (A) to the production method of the present invention.
It is the schematic explanatory drawing which showed (D). FIG. 3 is a schematic explanatory view showing one example of a bending test method of a printed wiring board. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an example of a printed wiring board with a metal dome obtained by a conventional manufacturing method. FIG. 5 is a plan view showing the printed wiring board of FIG. 4; FIG. 6 shows steps (A) to (C) according to a conventional manufacturing method.
FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Base substrate 10a Through hole 20 First electrode wiring portion 20a Annular shaped portion 30 Second electrode wiring portion 30a Contact portion 40 Back wiring portion 50 Spring metal dome 100A Material substrate 110 Conductive layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G006 AA01 AB25 AZ01 FB04 FB33 FB37 5G023 CA11 CA19 CA30 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page F term (reference) 5G006 AA01 AB25 AZ01 FB04 FB33 FB37 5G023 CA11 CA19 CA30
Claims (1)
バネ性のメタルドームが載置される環状又は円弧の第１
電極配線部と、当該第１電極配線部の環状又は円弧内に
形成された第２電極配線部と、前記ベース基板の背面側
に形成され、かつスルーホールを通じて前記第２電極配
線部と接続された背面配線部とからなるメタルドーム付
きプリント配線板の製造方法において、 前記ベース基板上の第１電極配線部及び第２電極配線部
の回路パターンを形成した後、前記ベース基板の背面側
から前記第２電極配線部に掛けてレーザー加工により前
記スルーホールを設け、さらに、当該スルーホールを通
じて前記ベース基板の背面側に掛けて銀ペーストの印刷
により背面配線部を形成することを特徴とするメタルド
ーム付きプリント配線板の製造方法。Claims: 1. A first annular or circular arc formed on a base substrate and having a resilient metal dome mounted thereon.
An electrode wiring portion, a second electrode wiring portion formed in an annular shape or an arc of the first electrode wiring portion, and a second electrode wiring portion formed on the back side of the base substrate and connected to the second electrode wiring portion through a through hole. A method of manufacturing a printed wiring board with a metal dome comprising a back wiring portion, wherein after forming a circuit pattern of a first electrode wiring portion and a second electrode wiring portion on the base substrate, A metal dome, wherein the through-hole is provided by laser processing over the second electrode wiring portion, and further, a back wiring portion is formed by printing a silver paste on the back side of the base substrate through the through hole. Of manufacturing a printed wiring board with a cable.
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| CN108024449A (en) * | 2017-11-16 | 2018-05-11 | 青岛海信移动通信技术股份有限公司 | FPC components and terminal device |
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2001
- 2001-07-24 JP JP2001223579A patent/JP2003036761A/en active Pending
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