JP2005353896A - プリント配線基板およびその回路形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 課題を解決するため、平坦な同一基材面に(銅+銅以外の異種金属めっき)からなる厚みの異なる数種類の導体を部品素子を搭載するパターンエリア内に配置し、複数段の階段状となる三次元的な立体回路を有するプリント配線基板とするものである。
【選択図】 図2
Description
また、多層プリント配線基板では絶縁物で隔離した各層の回路導体の厚みを変えることはあるが同一層内の回路導体の厚みを三次元的な立体回路とすることはない。例えば、同一基材面や同一層内に同一構成からなる回路導体の厚みを故意に5μm以上異なる設計値として接点エリアや操作エリアに立体回路を回路形成するプリント配線基板の要求がなかった。
その一例として、特開平8−148809号公報に開示されている合成樹脂成形品の回路形成方法がある。
これは、合成樹脂成形品の外形表面が立体的な表面形状を有するものであり、立体的に成形した合成樹脂成形品の外形表面に金属被覆加工を行い回路導体を形成するものである。この合成樹脂成形品の外形表面の回路導体の厚みは、ほぼ均一に合成樹脂成形品の表面に平面的(二次元的)に導体を形成し導電回路とするものである。
この合成樹脂成形品の立体的回路導体を形成する合成樹脂成形品は薄板化、両面化、大判化、側面端子化、屈折強度などが問題である。
前記の部品素子や各種機能部品を実装して形成する機能部品は多様化しており、ベースとなるプリント配線基板において、三次元的な導体厚みの異なる立体回路を有するプリント配線基板の要求が高まってきた。
この導体厚みの異なる立体回路を使用して、オン/オフ・スイッチ、多段切換スイッチ、プシュスイッチなどの接点機能、あるいはLED、表示灯などの表示機能、また各種設定を行う操作機能選択、動作状態選択をするために用いる立体回路を設けたプリント配線基板が必要となってきた。
また、銅めっきとエッチングによる回路形成を繰り返し行うため各段差回路のズレ、変形、位置精度不良、導体厚みバラツキ、及び作業効率が悪かった。
さらに銅めっきの上にニッケル、金、銀、ロジューム等のめっきを施す場合、各段差回路の銅めっきと前記の異種金属めっきとの密着不良が発生する。
この近接または連接して階段状に形成した異なる厚み導体相互は所望する目的により電気的に接続されても、独立回路とされても良い。
さらにこの回路形成部品において、異種金属めっきは例えば(ニッケル+金)として2種類の異種金属めっきとすることもできる。
本願のプリント配線基板は両面外層導体を電気的に直接接続する貫通導通穴(めっきスルーホール)や非貫通導通穴を配置し部品搭載面側のみに三次元的な立体回路を回路形成できる。
また、プリント配線基板は内層回路を有する多層配線基板の外層面の片面、両面に立体回路を形成しても良い。
本発明の(銅めっきとエッチング)に耐えられる(銅めっき用マスクとエッチング用マスク)に感光性ドライフィルムを使用せずに異種金属めっきをエッチング用レジストマスクとするため、厚い銅めっきのエッチングにも耐えられ、品質信頼性の確保が可能となる。
また、銅以外の異種金属めっきをエッチング用レジストマスクとするため、異種金属めっきを必要に応じて各種選択し接点機能や操作機能の他に部品搭載の性能(ワイヤーボンデング、バンプ接続、面付接続、ディスクリート部品接続など)の銅以外の異種金属めっきを同時に形成できる信頼性が高いプリント配線基板を安価に供給できる。
まず、図3に基づいて本発明実施例1のプリント配線基板の前半の製造工程を説明する。
図3(a)は両面に銅箔3a(9μm,18μm,35μm)が張り付けられた銅張積層板2(基材厚0.1mmとした)である。
なお、乳液状の接着剤が塗布された絶縁基材を使用しアディテブめっきで絶縁基材の両面にパターン銅めっき導体(3)を形成しても可能であるが加工費が高く、めっき時間が長くなる。
図3(b)は銅張積層板2の所定の箇所にNCドリリングマシンやレーザーマシンにより、穴明け加工を施して貫通穴4aとする。
その後図3(d)に示すように銅張積層板2の両面にドライフィルムをラミネートし所定模様(画像)のパターンフィルムマスクを重ねて露光し現像することにより異種金属めっき用の所定形状のめっきマスク6を形成する。
その次に図3(e)に示すようにこの銅張積層板2に形成した第1のパネル銅めっき導体(3b)の上に銅以外の異種金属によるパターンめっきをして所定箇所にめっきマスク6以外に部分的に所定形状の第1の異種金属めっき導体(5a)を形成する。
つまり本例は貫通導通穴4と上部表面の所定箇所に所定形状の第1の異種金属めっき導体(5a)(本例では電解金めっきで厚み0.5μmの部分金めっき)を形成したが、この第1の異種金属めっき導体(5a)は両面に形成してもよい。
これまでの工程で平坦な同一基材面に(銅箔+パネル銅めっき+銅以外の異種金属による部分パターンめっき)からなる第1の厚み導体を形成するものである。従って、本例では第1の厚み導体の導体厚みは約30μm〜35μmとした。
図4(g)は前記で説明したように[銅箔3a+第1のパネル銅めっき導体(3b)+銅以外の第1の異種金属めっき導体(5a)]で第1の厚み導体7となるめっき処理を施した後、この上と貫通導通穴4内に全面的に被覆する全面にパネル銅めっきを施し、第2のパネル銅めっき導体(3c)を形成する。この第2のパネル電解銅めっき厚みは20μmとした。
次に図4(h)に示すように、図3(d)と同様に銅張積層板2の第2のパネル銅めっき導体(3c)の上部にドライフィルムをラミネートし所定模様のパターンフィルムマスクを重ねて露光し現像することにより次の異種金属めっき用の所定形状の第2のめっきマスク6を形成する。
それから図4(j)に示すように第2の異種金属めっき導体(5b)を形成した後、めっきマスク6であるドライフィルムを剥離する。
従って[銅箔3a+第1のパネル銅めっき導体(3b)+第2のパネル銅めっき導体(3c)+異種金属めっき導体(5b)]からなる平坦部の第2の厚み導体8のベース導体厚みは約50μm〜55μmとなった。
この異種金属めっきを厚み0.3μm以上にするとフィルムマスクでは不安定で耐えられない厚い金属銅(例:銅厚50μm以上)を溶解除去するエッチングにも耐えられ、品質信頼性の確保が可能となる。
なお、エッチング処理で2種類以上の厚み導体を階段状に形成してから段差導体の側面(厚み側面)や貫通導通穴4の端面の銅金属が露呈している部分を異種金属めっきで被覆するため第3の異種金属めっきを施してもよい。
プリント配線基板の片面側のみに段差の異なる2段(2種類)以上の厚み導体を立体的に形成し、反対面(裏面)には通常配線基板と同じく段差のない信号回路、配線回路を主体に平面回路を形成してもよい。
さらに図4(g)〜図4(j)の工程を順次繰り返し第4の厚み導体、第5の厚み導体と複数の厚さの異なる厚み導体を階段状、又は千鳥足状に形成することが可能である。
基材厚0.1mm、銅箔3a(18μm)の両面銅張積層板2の両面にパネル銅めっき(めっき厚15μm)を施し第1のパネル銅めっき導体(3b)を形成することにより貫通導通穴4(めっきスル−ホ−ル)を形成したものである。
ただし、図4(g)で示す第2のパネル銅めっき工程でドライフィルムを第2のパネル銅めっきマスクとして貫通導通穴4(スル−ホ−ル穴)やプリント配線基板の裏面をドライフィルムで被覆して銅めっきマスクとして第2のパネル銅めっきを形成しなくてもよい。
従って、(銅めっき+銅以外の異種金属めっき)の構成で厚みの異なる2種類以上の導体を小さなエリア内に集約して階段状に配置し、このエリア上に接点機能や操作機能、又は表示機能などをさせる機能部品を搭載するベースとなるプリント配線基板1である。
第2の厚み導体8は第1の厚み導体7に近接して形成してあるが、この部分を接点機能や操作機能、表示機能などをさせるための機能部品との組み合わせ要求により電気的に接続しても、接続しなくても良く、また第1の厚み導体7に第2の厚み導体8を部分的に重ねたり、第1の厚み導体7と第2の厚み導体8とを同心状、偏心状に配置することもできる。
まず、図2に示すように、図1の本発明の実施例1の第1の厚み導体7のエリア内に貫通導通穴4を配置し形成し、第2の厚み導体8は第1の厚み導体7に近接して形成して段差の異なる厚み導体を2段の階段状に近接して形成してある。
平面図視で同一のパターンエリア内のX−Y平面において、導体厚みの異なる複雑な段差を自由自在(ランダム)に配置する三次元の立体構造が可能となる。
なお、必要に応じて各種選択し接点機能や操作機能の他に搭載部品の要求性能(ワイヤーボンデング、バンプ接続、面付接続、ディスクリート部品接続など)に対応し複雑な段差と接続ランド(面付ランド、ワイヤ−ボンデングランド、バンプ接続ランド等)を設けることもできる。
本発明のプリント配線基板1の個別の一個の一辺は3〜5mmと小さく製造工程上の設備、作業効率、精度バラツキ、部品搭載上の諸問題の面から図5(a)に示すように、個別のプリント配線基板1を複数個組み合わせ、複数列×複数段のマトリックス状にした大版のプリント配線基板20として、この大版のプリント配線基板20に実装部品を搭載後に、縦と横の切断線(X、Y)で分割して複数個の図5(b)に示すような個別の実装部品やプリント配線基板1とすることが多い。
この電極端子12は接続ランド(面付ランド、ワイヤ−ボンデングランド、バンプ接続ランド等)と兼用することもできる。
この貫通導通穴4は接点機能、表示機能、操作機能などをさせる実装部品の搭載に悪影響が生じる場合には、貫通導通穴4に絶縁物を充填したり貫通導通穴4の内部に導電性充填物(めっき導体、金属導体、導電性ペーストなど)で閉口した非貫通導通穴とする。
また、貫通導通穴4の片端面を金属導体で閉口した非貫通導通穴は上端面を金属導体で閉口しても、貫通導通穴4の下端面を金属導体で閉口しても良く、この平坦となっている端面に部品素子や機能部品を実装することもできる。
第2の厚み導体8と第3の厚み導体9はプリント配線基板1や個々の実装部品を外部へ接続する個別の電極端子12と接続されている。
また、第2の厚み導体8と第3の厚み導体9は平坦部に形成されているためワイヤ−ボンデングランド、バンプ接続ランド等の接続ランドに兼用することも可能である。
従って、多数の方向性を有するオン/オフ切換選択の可能な接点機能を有する信頼性の高い機能部品(プシュスイッチ)が形成できる。
12…電極端子、20…大版のプリント配線基板。
Claims (3)
- 部品を搭載するプリント配線基板において、平坦な同一基材面に(銅+銅以外の異種金属めっき)からなる異なる厚み導体を少なくても2段の階段状に近接して形成したことを特徴とするプリント配線基板。
- 部品を搭載するプリント配線基板において、平面図視で同一のパターンエリア内に導体厚みの異なる少なくても2段の段差部分を階段状に連接して形成したことを特徴とするプリント配線基板。
- 導電回路をプリント配線基板に形成するあたり、平坦な同一基材面に(パネル銅めっき+銅以外の異種金属による部分パターンめっき)で第1の厚み導体を形成する工程と、前記第1の厚み導体に近接して(パネル銅めっき+銅以外の異種金属による部分パターンめっき)からなる第2の厚み導体を階段状に形成する工程と、前記の銅以外の異種金属のパターンめっきをエッチングレジストとするエッチング工程とで、同一基材面に(銅+銅以外の異種金属めっき)からなる少なくても2段の厚み導体を形成することを特徴とする回路形成方法。
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