JP2006041087A

JP2006041087A - 両面プリント基板及びそのパターン形成方法

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Publication number: JP2006041087A
Application number: JP2004217115A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Katayama; 竜男片山
Original assignee: Orion Electric Co Ltd
Current assignee: Orion Electric Co Ltd
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】表裏の回路パターンの占有面積を均等として反りやねじれ等の変形を抑制する。
【解決手段】両面プリント基板の回路パターンを設計する際、表裏の回路パターン１Ａ，１Ｂをモニタに画像表示し、該表示画像上から各回路パターン１Ａ，１Ｂの表示色領域を選択し、選択された色領域に含まれる色成分を抽出する。選択された色成分の画像上での占有面積を演算することによって、絶縁基板１Ａの表裏に形成される回路パターン１Ａ，１Ｂの占有面積をそれぞれ測定する。その測定結果に基づいて、例えば裏面側の回路パターン１Ｂの占有面積が少ない場合、空き領域Ｓに増設パターン５を形成し、表裏の回路パターン１Ａ，１Ｂの占有面積が概ね均等となるように調整する。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板の表裏に回路パターンを形成した両面プリント基板、特に、反りやねじれ等の変形が生じにくい両面プリント基板及びそのパターン形成方法に関する。

一般に両面プリント基板は、基板の表裏に銅箔を配置し加熱加圧するとともに、この銅箔面を研磨し、その研磨面上に所望の回路パターン用保護膜を形成し、保護膜が形成してない銅箔露出部をエッチングし、その後保護膜を除去することにより、回路パターンを形成している。このような表裏に回路パターンを形成する両面プリント基板においては、絶縁性の基板と回路パターンである銅箔との熱膨張率の違いにより、表裏に形成される回路パターンの占有面積の差が大きくなるほど、反りやねじれ等の変形が生じやすくなる。こうした両面プリント基板の変形を防止する技術として、例えば特許文献１には、両面プリント基板の長手方向に対して垂直方向に細長いスリットを形成した両面プリント基板が開示され、特許文献２には、１枚のプリント配線基板を分割線によって複数にエリアに区画し、その区画された一つのエリアの表面に表回路パターンを形成するとともに、そのエリアと隣接する基板の裏面に裏回路パターンを形成することで、プリント配線基板に形成される表裏回路パターンが市松模様となるように配置した両面実装プリント配線基板が開示されている。

特開平５−２９９７８５号公報実開平６−２９１６４号公報

前記特許文献１で示すように、両面プリント基板に細長いスリットを形成して基板の変形を抑制するように構成した場合、スリットを形成する手間がかかるばかりでなく、スリット部分に回路パターンを形成することができないため、基板に回路パターンを効率的に形成することができず、基板が大型化する。また、特許文献２で示す両面実装プリント配線基板においては、プリント配線基板を複数にエリアに区画し、表裏の回路パターンを市松模様となるように形成することから、回路パターンの形成位置が制約され、回路パターンを自由に形成することができないため、回路パターンを設計する上で自由度が極めて低いという、課題を有していた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、基板の反りなどの変形を防止するとともに、回路パターンの形成位置が制約されることなく、表裏の回路パターンを自由に形成することができる両面プリント基板を提供することを目的とする。

本発明の請求項１の両面プリント基板は、基板の表裏に導電性材料からなる回路パターンを形成した両面プリント基板であって、前記基板の表裏に前記回路パターンを形成する際、予めパターン設計した基板に対する表裏の回路パターンの占有面積を測定し、その占有面積の少ない側の面の回路パターンの大きさを調整することによって前記表裏の回路パターンの占有面積が概ね均等となるように配置したことを特徴とする。

請求項１の構成により、表裏の回路パターンの熱膨張率が等しくなり、半田付けなどの加熱時において両面プリント基板の変形が抑制される。

本発明の請求項２の両面プリント基板は、請求項１記載の両面プリント基板において、前記表裏の回路パターンの占有面積の測定結果に基づいて、前記占有面積の少ない面の空き領域に増設パターンを形成して表裏の回路パターンの占有面積が概ね均等となるように調整したことを特徴とする。

請求項２の構成により、空き領域に形成される増設パターンによって表裏の回路パターンの占有面積が概ね均等となるように調整される。

本発明の請求項３の両面プリント基板のパターン形成方法は、前記請求項１又は２記載の両面プリント基板の回路パターンを設計する際、表裏の回路パターンをモニタに画像表示し、この画像データを画像処理装置によって処理するとともに、該表示画像上から回路パターンの表示色領域を選択し、選択された色領域に含まれる色成分を抽出してパレットを作成するとともに、その作成されたパレットから前記回路パターンの表示色成分を選択し、選択された色成分の画像上での占有面積を演算することによって、前記基板の表裏に形成される回路パターンの占有面積をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて表裏の回路パターンの占有面積が概ね均等となるように調整したことを特徴とする。

請求項３の構成により、モニタにカラー画像を表示して回路パターンの表示色領域のパレットを作成し、その作成されたパレットを編集して各色成分の画像上での占有面積を演算し、その各色成分の占有面積に基づいて表示画像上の回路パターンの占有面積を測定するので、回路パターンの占有面積を精度良く測定することが可能となる。

本発明の請求項１の両面プリント基板によれば、基板の表裏に導電性材料からなる回路パターンを形成した両面プリント基板であって、前記基板の表裏に前記回路パターンを形成する際、予めパターン設計した基板に対する表裏の回路パターンの占有面積を測定し、その占有面積の少ない側の面の回路パターンの大きさを調整することによって前記表裏の回路パターンの占有面積が概ね均等となるように配置したものであるから、例えば、リフローにて電子部品を半田付けする際などにおいて両面プリント基板が加熱されたとしても、表裏の回路パターンの熱膨張率が等しいことから、両面プリント基板の反りやねじれといった変形を効果的に抑えることができる。

本発明の請求項２の両面プリント基板によれば、請求項１記載の両面プリント基板において、前記表裏の回路パターンの占有面積の測定結果に基づいて、前記占有面積の少ない面の空き領域に増設パターンを形成して表裏の回路パターンの占有面積が概ね均等となるように調整したものであるから、増設パターンで表裏の回路パターンの占有面積が概ね均等となるように調整して熱による両面プリント基板の反りやねじれといった変形を効果的に抑えることができる。

本発明の請求項３の両面プリント基板のパターン形成方法によれば、前記請求項１又は２記載の両面プリント基板の回路パターンを設計する際、表裏の回路パターンをモニタに画像表示し、この画像データを画像処理装置によって処理するとともに、該表示画像上から回路パターンの表示色領域を選択し、選択された色領域に含まれる色成分を抽出してパレットを作成するとともに、その作成されたパレットから前記回路パターンの表示色成分を選択し、選択された色成分の画像上での占有面積を演算することによって、前記基板の表裏に形成される回路パターンの占有面積をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて表裏の回路パターンの占有面積が概ね均等となるように調整したものであるから、回路パターンの占有面積を簡単かつ高精度に測定できることが可能であるとともに、回路パターンの測定結果に基づいて表裏の回路パターンの占有面積がほぼ均等となるように簡単に調整することが可能である。

以下、添付図面を参酌しながら、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を説明する。

図１〜図５は本発明の一実施例を示しており、図１〜図３において、１は、両面プリント基板であり、例えば、ガラスエポキシ積層板や紙フェノール積層板などの絶縁基板１Ａの表裏面に金属銅箔を積層し、フォトエッチング法などの公知の方法によって不要な金属銅箔を除去して所望の回路パターン２Ａ，２Ｂを形成した後、非はんだ付け部分の回路パターン２Ａ，２Ｂや絶縁基板１Ａ上にソルダレジストを形成して構成される。

ここで、絶縁基板１Ａの表裏に形成する各回路パターン２Ａ，２Ｂの形状及びレイアウトは、例えば、ＣＡＤ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＤｅｓｉｇｎ）によって設計するものであって、図示はしないが基本的にはワークステーションなどのコンピュータと、それにより生成された回路配置および配線配置の画像情報が表示されるモニタを備えており、前記ワークステーションには、表示装置の表示画面上の表示、編集（座標指定、表示色指定、領域指定などを含む）、画像データ入出力などの制御機能を有するソフトウェアが組み込まれている。

以下、ＣＡＤを用いて、各回路パターン２Ａ，２Ｂを設計する際、絶縁基板１Ａに対する各回路パターン２Ａ，２Ｂの占有面積を算出し、その各回路パターン２Ａ，２Ｂがほぼ均等となるように調整する方法について、図４、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。

まず、図４の示すフローチャートで示すようにＣＡＤによる両面基板設計を開始し（ステップＳ１）、回路構成に従って絶縁基板１Ａの表面と裏面に形成される回路パターン２Ａ，２Ｂのパターン設計を行う（ステップＳ２）。そして、モニタに回路パターン２Ａ，２Ｂのみを両面表示し（ステップＳ３）、ＣＡＤ上で銅箔（（回路パターン２Ａ，２Ｂ）のあるエリアと銅箔の無いエリアを画像処理して各エリアを異色表示する。例えば、銅箔のあるエリアをマゼンンダ色に、銅箔の無いエリアを黒色に色分けする（ステップＳ４）。この後、図５に示すフローチャートで示す面積測定手順に従って銅箔のあるエリアの表示色に基づいて表面の回路パターン２Ａ及び裏面の回路パターン２Ｂの占有面積を測定する（ステップＳ５、Ｓ６）。これは、図５のフローチャートで示すように、まず、両面プリント基板１の画像データを取り込み（ステップＳ１０）、面積測定プログラムを起動する（ステップＳ１１）。そして、画像データをモニタに表示し（ステップＳ１２）、その表示された画像の選択領域を設定する（ステップＳ１３）。ここでは、両面プリント基板１の全体を選択する。

次に、選択領域内において、銅箔（回路パターン）のあるエリアと銅箔の無いエリアの表示色を抽出すべく色領域を選択する（ステップＳ１４）。これにより画像処理部５において、選択された色領域内の全画素に含まれる色成分を抽出し、その抽出した色成分を示すように色抽出ウインドウとして表示する（ステップＳ１５）。

色抽出ウインドウには、抽出される色に対して、当該色をパレット色として選択することで、選択した色を分類してモニタ上のパレット表示欄に表示してパレットを作成する（ステップＳ１６）。パレットを作成したら、そのパレット色の色別面積をその画素数に基づいて演算する（ステップＳ１７）その後、選択した色を一括して点滅、あるいは任意の同一色で表示し（ステップＳ１８）、これにより選択色が選択領域の画像のどこに分布するのかを確認しながら、所望の色に含ませる色成分が適正か否か、すなわち所望の色抽出がＯＫか否かを判断し（ステップＳ１９）、ＮＯの場合にはステップＳ１４に戻って抽出すべく色領域を選択する。

ステップＳ１９において所望の色（本実施例において、回路パターンの表示色であるマゼンダ色）の抽出が終了したら、パレット色を選択し（ステップＳ２０）、対応する色別面積を演算する（ステップＳ２１）。すなわち、選択した色別面積を全面積から減算してすると共に、チェックされた色別面積どうしを加算し（ステップＳ２２）、全面積に対する銅箔（回路パターン）のあるエリアの割合を演算して（ステップＳ２３）、当該測定対象である絶縁基板１Ａに対する表裏の回路パターン２Ａ，２Ｂの占有面積を測定する（ステップＳ２４、Ｓ２５）。

この計測結果に基づいて図４のフローチャートで示すように表裏の回路パターン２Ａ，２Ｂの占有面積が均等であるか否かを判定し（ステップＳ７）、表裏の回路パターン２Ａ，２Ｂが異なる場合、ステップ２に戻り、表裏の回路パターン２Ａ，２Ｂの占有面積が均等となるようにパターン設計を行う。すなわち、例えば、表面側の回路パターン２Ａの占有面積が裏面側の回路パターン２Ｂの占有面積が大きい場合、図３に示すように、裏面の空き領域Ｓに任意の増設パターン５を形成し、表裏の回路パターン２Ａ，２Ｂの占有面積が均等となるように調整する。

以上のように、表裏の回路パターン２Ａ，２Ｂの占有面積が均等となるように調整することによって、例えば、リフローにて電子部品を半田付けする際などにおいて両面プリント基板１が加熱されたとしても、表裏の回路パターン２Ａ，２Ｂの熱膨張率が等しいことから、加熱することによる両面プリント基板１の反りやねじれといった変形を効果的に抑えることができる。また、回路パターン２Ａ，２Ｂの占有面積を測定するうえで、両面プリント基板１のパターン設計時に、両面プリント基板１の画像データを取り込み、回路パターン２Ａ，２Ｂの表示色を抽出することで簡単かつ高精度に測定できることが可能であり、このように、画像処理した回路パターン２Ａ，２Ｂの測定結果に基づいて表裏の回路パターン２Ａ，２Ｂの占有面積がほぼ均等となるように簡単に調整することが可能である。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、表裏の回路パターンの形状などは前記実施例に限定されるものでなく、適宜選定すればよい。

本発明の一実施例を示す両面プリント基板の正面図である。同上、両面プリント基板の背面図である。同上、占有面積を調整した状態を示す両面プリント基板の背面図である。同上、回路パターンの成形手順を示すフローチャートである。同上、表裏回路パターンの占有面積の測定手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１両面プリント基板
１Ａ絶縁基板
２Ａ，２Ｂ回路パターン
Ｓ空き領域
５増設パターン

Claims

基板の表裏に導電性材料からなる回路パターンを形成した両面プリント基板であって、前記基板の表裏に前記回路パターンを形成する際、予めパターン設計した基板に対する表裏の回路パターンの占有面積を測定し、その占有面積の少ない側の面の回路パターンの大きさを調整することによって前記表裏の回路パターンの占有面積が概ね均等となるように形成して成ることを特徴とする両面プリント基板。
前記表裏の回路パターンの占有面積の測定結果に基づいて、前記占有面積の少ない面の空き領域に増設パターンを形成して表裏の回路パターンの占有面積が概ね均等となるように調整したことを特徴とする請求項１記載の両面プリント基板。
前記請求項１又は２記載の両面プリント基板の回路パターンを設計する際、表裏の回路パターンをモニタに画像表示し、この画像データを画像処理装置によって処理するとともに、該表示画像上から回路パターンの表示色領域を選択し、選択された色領域に含まれる色成分を抽出してパレットを作成するとともに、その作成されたパレットから前記回路パターンの表示色成分を選択し、選択された色成分の画像上での占有面積を演算することによって、前記基板の表裏に形成される回路パターンの占有面積をそれぞれ測定し、その測定結果に基づいて表裏の回路パターンの占有面積が概ね均等となるように調整したことを特徴とする両面プリント基板のパターン形成方法。