JP2009176843A - 多層プリント基板及びこの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの低下を実現させると共に、異なる層に配されたプリント配線間の電気的な接続を確実にさせ得る多層プリント基板及び当該多層プリント基板の製造方法を提供する。
【解決手段】多層プリント基板１０は、片面プリント基板１１と片面プリント基板１２とから構成される。片面プリント基板１１は、基板１１ａとプリント配線１１ｂとから成り、一方、片面プリント基板１２は、基板１２ａとプリント配線１２ｂとから成る。更に、連通孔１２ｆが片面プリント基板１２の適宜の位置に設けられる。そして、片面プリント基板１１と片面プリント基板１２とが積層され、プリント配線１１ｂとプリント配線１２ｂとが連通孔１２ｆを介して連通されることとなる。ここで、連通孔１２ｆの内部に半田Ｍｅが充填され、プリント配線１１ｂ及びプリント配線１２ｂの双方の表面に付着することにより、プリント配線１１ｂとプリント配線１２ｂとが電気的に接続される。
【選択図】図２

Description

本発明は、多層プリント基板及び当該多層プリント基板の製造方法に関し、特に、製造コスト又は材料コストを低減させる際に用いて好適のものである。

従来より、プリント配線を印刷させたプリント基板が広く用いられており、かかるプリント基板は、ダウンサイジングの要請に応えるべく、基板の両面に当該プリント配線を備えた両面プリント基板、又は、絶縁層を介して複数のプリント配線を積層させた多層プリント基板等の形態が種々発案され、これにより、配線密度の向上が図られている。

かかる多層プリント基板は、その構成によってメリット及びデメリットが各々異なり、これらの特徴に応じて利用される場面が適宜に選択される。例えば、複数の片面プリント基板を積層させた多層プリント基板は、当該多層プリント基板の製造ラインを設計する際、プリント配線の高度な積層技術を必要としないことから、設備投資の削減を目的とする場面に好適とされる。一方、フォトリソグラフィ技術を用いて作成された多層プリント基板は、１ｍｍに満たない基板厚の内部に４〜１０層の配線を積層できるので、配線密度の超高密度化を必要とする場面で欠くことのできない技術とされる。

また、基板として用いられる材料は、紙基材、ガラス基材、フレキシブル基材、この他、セラミック基材等、枚挙に暇がない程多くの種類が検討されており、このうち、紙基材に属する紙フェノール基板にあっては、材料コストが低く、価格の低減に寄与する材料として広く知られている。

そこで、特開昭６２−０６１３９９号公報（特許文献１）では、紙フェノール基板の利点を用いた多層プリント基板が紹介されている。具体的に説明すると、当該多層プリント基板は、絶縁性基板と当該絶縁性基板の下層に積層される紙フェノール基板（特許請求の範囲における第１片面プリント基板）とから構成され、それぞれの基板がプリント配線を具備している。このうち、絶縁性基板は、紙フェノール基板と異なる構造を有するものであって、熱硬化性樹脂から成る基板とされている。一方、紙フェノール基板は、前述の如く、材料コストが低く、価格の低減に寄与する基板である。従って、特許文献１に係る技術では、多層プリント基板を構成する一部の基板に紙フェノール基板が用いられているため、当該多層プリント基板の全体としての価格を安価に抑えることが可能とされる。尚、発明者により、絶縁性基板の板厚について以下の如く指摘されている。即ち、特開昭６２−０６１３９９号公報の図２を参照すると、熱硬化性樹脂から成る絶縁性基板は、下層の紙フェノール基板と比較して十分薄い板厚に設定されており、当該絶縁性基板にスルーホールが設けられている。従って、かかる多層プリント基板がリフロー処理工程に供されると、クリーム半田は絶縁性基板側から塗布されるので、スルーホールの板厚方向に係る寸法が絶縁性基板の板厚に応じて短縮され、これにより、上層のプリント配線と下層のプリント配線との導通が確実に行われる。

特開昭６２−０６１３９９号公報

しかしながら、特許文献１にかかる技術では、多層プリント基板を構成する複数の基板のうち、一部の限定的な層に紙フェノール基板を用いる技術とされるので、全ての層を紙フェノール基板とすることができず、かかる事情に応じて、材料コストが高騰するとの問題が生じる。

また、特許文献１にかかる技術を応用し、絶縁性基板の替わりにフレキシブル基板又はリジッドフレキシブル基板又はこの他の基板を用いる技術も検討されているが、かかる技術にあっても、全ての層を紙フェノール基板とすることができず、材料コストが高騰するとの問題が依然として生じている。

本発明は上記課題に鑑み、コストの低下を実現させると共に、異なる層に配されたプリント配線間の電気的な接続を確実にさせ得る多層プリント基板及び当該多層プリント基板の製造方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では次のような多層プリント基板の構成とする。即ち、プリント配線を片面に配した複数の片面プリント基板から成り、前記片面プリント基板の配線面を各々等しい方向とさせて前記片面プリント基板を積層させた多層プリント基板において、前記複数の片面プリント基板のうち第１のプリント配線を具備する第１片面プリント基板と、前記第１片面プリント基板の配線面側に積層されると共に第２のプリント配線を具備する第２片面プリント基板と、前記第２片面プリント基板に形成された連通孔から成り前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とを連通させる連通部と、前記連通部に設けられ前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とを電気的に接続させる導通部とを備えることとする。

かかる多層プリント基板の製造方法は次のような構成とする。即ち、前記第１片面プリント基板の配線面側に前記第２片面プリント基板を積層させる積層工程と、前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とを電気的に接続させる導通工程とを備えることとする。そして、より好ましくは、前記第１片面プリント基板の配線面側に前記第２片面プリント基板を積層させる積層工程と、第１の導通部を前記第１のプリント配線に付着させる第１の導通工程と、第２の導通部を前記第１の導通部に付着させ前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とを電気的に接続させる第２の導通工程とを備えることとする。このとき、前記第１の導通工程はリフロー処理によって行われるのが好ましい。

また、上述した多層プリント基板は次のような構成とするのがより好ましい。即ち、プリント配線を片面に配した複数の片面プリント基板から成り、前記片面プリント基板の配線面を各々等しい方向とさせて前記片面プリント基板を積層させた多層プリント基板において、前記複数の片面プリント基板のうち第１のプリント配線を具備し、且つ、実装部品の端子を挿通させる挿通孔が形成された第１片面プリント基板と、前記第１片面プリント基板の配線面側に積層されると共に第２のプリント配線を具備する第２片面プリント基板と、前記第２片面プリント基板に形成された連通孔から成り前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とを連通させる連通部と、前記連通部に設けられ前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とを電気的に接続させる導通部とを備えることとする。

かかる多層プリント基板の製造方法は次のような構成とする。即ち、前記第１片面プリント基板の配線面側に前記第２片面プリント基板を積層させる積層工程と、前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線と前記実装部品の端子とを電気的に接続させる導通工程とを備えることとする。そして、より好ましくは、前記第１片面プリント基板の配線面側に前記第２片面プリント基板を積層させる積層工程と、第１の導通部を前記第１のプリント配線及び前記実装部品の端子に付着させる第１の導通工程と、第２の導通部を前記第１の導通部に付着させ前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線と前記実装部品の端子とを電気的に接続させる第２の導通工程とを備えることとする。このとき、前記第１の導通工程はリフロー処理によって行われるのが好ましい。

更に、前記片面プリント基板の基材には、紙フェノール基板又は紙エポキシ基板が用いられているのが好ましい。

本発明に係る多層プリント基板では、安価な片面プリント基板を用いることで多層配線を形成させることが可能となり、高密度化されたプリント基板を低廉な材料コストで実現し得る。また、ジャンパー素子等を省略することが可能となり、これによっても、多層プリント基板における価格の低下が実現される。

更に、本発明に係る多層プリント基板では、片面プリント基板の製造設備が既設の場合、新たな追加設備を抑えて、当該多層プリント基板に係る製造設備の構築が可能となり、これにより、設備投資に費やされる費用が極力抑えられ、製造コストの低減が図られる。

併せて、本発明に係る多層プリント基板の製造方法では、導通部が段階的に形成されることとすると、連通部の形状がアスペクト比の大きい形状とされても、プリント配線と導通部との境界面に生じるボイドが抑制されるので、上層のプリント配線と下層のプリント配線とが良好に導通され、これにより、生産工程にて生じる不良品の削減が図られる。

以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して説明する。

図１には、本実施例に係る多層プリント基板の構成が示されている。図１（ａ）に示す如く、多層プリント基板１０は、片面プリント基板１１（特許請求の範囲における第１片面プリント配線）と片面プリント基板１２（特許請求の範囲における第２片面プリント基板）とから構成される。ここで、各片面プリント基板のうちプリント配線が貼付けられた面を配線面と呼び、当該配線面の背面に相当する面を実装面と呼ぶこととする。尚、同図では、ハッチングで表示した部分において多層プリント基板の断面構造が示されている。

片面プリント基板１１は、基板１１ａとプリント配線１１ｂ（特許請求の範囲における第１のプリント配線）とから構成されている。基板１１ａは、基材の板厚が０．６ｍｍ〜２．０ｍｍ又はそれ以上の板厚とされる製品であって、リジッド基板と呼ばれる種類の基板に属し、紙フェノール基板（別名、ベークライト基板〔登録商標〕と称する。）又は紙エポキシ基板が用いられる。かかる材料の基板１１ａは、ガラス系の基板又はフレキシブル基板等と比較して材料費が低く抑えられる。特に、紙フェノール基板は、材料費の削減に大きく寄与する。但し、ＣＥＭ３又はＦＲ４等のガラス繊維を利用した樹脂基板は、比較的に材料コストが抑えられるので、本実施例に用いると有効である。プリント配線１１ｂは、銅箔によって形成されるのが一般的であり、例えば、サブトラクティブ法又はアディティブ法等を用いて片面プリント基板１１の配線面に形成される。尚、本実施例では、片面プリント基板１１の実装面にソルダレジストが積層されていないが、必要に応じて、当該ソルダレジストが積層された片面プリント基板を用いても良い。

片面プリント基板１２は、基板１２ａとプリント配線１２ｂ（特許請求の範囲における第２のプリント配線）とから構成され、これらの要素又は基材厚は、上述した基板１１ａ及びプリント配線１１ｂと同様である。また、片面プリント基板１２には、連通孔１２ｆが適宜の位置に設けられている。好ましくは、連通孔１２ｆの配線面側の開口端は、プリント配線１２ｂから近い位置にレイアウトされる。より好ましくは、図示の如く、連通孔１２ｆの配線面側の開口端は、プリント配線１２ｂの銅箔に取囲まれる状態でレイアウトされる。更に好ましくは、連通孔１２ｆの実装面側の開口端は、片面プリント基板１１が積層された際、当該片面プリント基板１１のプリント配線１１ｂと対面する位置にレイアウトされる。かかる連通孔１２ｆは、紙フェノール基板を使用する際、プレス機を用いて銅箔と共に穿孔される。但し、これに限らず、必要に応じて、レーザ加工法等を用いても良い。そして、片面プリント基板１２の配線面では、ソルダレジストがコーティングされており、フォトリソグラフィ技術を用いてプリント配線１２ｂの必要な部分のみが露出される。

図１（ａ）に示す如く、片面プリント基板１１と片面プリント基板１２とを接合させる際、片面プリント基板１１の配線面と片面プリント基板１２の配線面とが共に下向きとなるように配列され、これにより、多層プリント基板１０は、片面プリント基板の配線面が各々等しい方向とされる。

図１（ｂ）には、片面プリント基板１１と片面プリント基板１２とが積層された状態が示されている。かかる多層プリント基板１０は、片面プリント基板１１と片面プリント基板１２との間に接着層１１ｃが形成され、当該接着層１１ｃの持つ接着力によって双方の片面プリント基板が接合されている。接着層１１ｃは、当該接着層１１ｃの主構成素材とされる接着剤が適宜に積層され、ホットロールラミネータによって、当該接着剤が加熱され、双方の片面プリント基板を接着させる接着層１１ｃが形成される。尚、かかる接着剤の代用として、ガラス繊維に熱硬化性樹脂を含浸させたプリプレグを採用しても良い。当該プリプレグは、接着層１１ｃに絶縁性を与える際に用いて好適である。

図２（ａ）には、図１（ｂ）の点Ａから矢視方向に観察した際の多層プリント基板１０の断面部が示されている。図示の如く、連通孔１２ｆは、片面プリント基板１２に設けられている。そして、かかる連通孔１２ｆの配線面側には、プリント配線１２ｂに形成された孔部１２ｍが配置され、当該孔部１２ｍの配線面側には、ソルダレジスト１２ｃに形成された露出部１２ｎが配置されている。一方、連通孔１２ｆの実装面側には、接着層１１ｃに形成された孔部１１ｋが配置されている。ここで、プリント配線１２ｂに形成された孔部１２ｍは、連通孔１２ｆを形成させる際、プレス機によって同時に形成される。また、接着層１１ｃに形成された孔部１１ｋは、シート状の接着剤に予め形成させておいても良く、双方の基板を接合させた後にフォトリソグラフィ技術を用いてパターン成形させても良く、この他、現存する種々の技術を適用させて加工することが可能である。

本実施例における連通部Ｈｂは、図示の如く、連通孔１２ｆと孔部１２ｍと露出部１２ｎと孔部１１ｋとから構成される。連通部Ｈｂはこれらの要素を伴って一体的な空間を形成しているので、プリント配線１１ｂとプリント配線１２ｂとは、かかる連通部Ｈｂを介して連通されることとなる。尚、当該連通部Ｈｂは、かかる構成に限定されるものではない。例えば、片面プリント基板１１の基材１１ａと接着層１１ｃとの間にソルダレジストが形成される場合には、かかる場合の連通部Ｈｂは、連通孔１２ｆと孔部１２ｍと孔部１１ｋと露出部１２ｎと当該ソルダレジストに形成された開口形状とから構成されることとなる。また、基板１１ａと基板１１ｂとの間の接着層１１ｃを省略できる場合には、連通部Ｈｂは、連通孔１２ｆと孔部１２ｍと露出部１２ｎとから構成される。即ち、連通部Ｈｂは、多層プリント基板１０の積層構造に応じて適宜変更されるものである。

図２（ｂ）では、上述した多層プリント基板１０に半田Ｍｅ（特許請求の範囲における導通部）が設けられている。かかる半田Ｍｅは、連通部Ｈｂの内部に充填され、プリント配線１１ｂ及びプリント配線１２ｂの双方の表面に付着することにより、プリント配線１１ｂとプリント配線１２ｂとを電気的に接続させている。かかる半田Ｍｅは、フロー半田処理又はリフロー半田処理によって形成される。特に、フロー半田処理を用いる場合、プリント配線１２ｂと半田Ｍｅとの付着面積が十分確保され、良好な導通状態を確保することが可能とされる。尚、特許請求の範囲で記される導通部の用語の意義は、かかる半田Ｍｅに限定されるものではない。例えば、薄膜状の導通部を形成させるスパッタ装置を用いて、連通部Ｈｂの内部に当該薄膜状の導通部を形成させ、これにより、プリント配線１１ｂとプリント配線１２ｂとを導通させるようにしても良い。また、スパッタ装置とフロー半田装置の双方を用いて、薄膜状の金属と半田とによって導通部を構成させ、かかる構成により、双方のプリント配線の導通状態を確実なものとさせても良い。

次に、かかる多層プリント基板１０の製造方法について説明する。かかる製造方法では、積層工程と導通工程とを少なくとも必要とする。

先ず、通常の片面プリント基板１１と連通孔１２ｆを具備する片面プリント基板１２とを準備し、それぞれの片面プリント基板を積層工程へと搬送させる。

その後、積層工程では、図１（ｂ）に示す如く、配線面を下方に配した状態で片面プリント基板１２を配置させ、片面プリント基板１２の実装面に接着剤を敷設させる。当該接着剤は、前述の如く、適宜な技術的手法を用いて孔部ｋが加工されており、当該孔部ｋが連通孔１２ｆと略一致するようにレイアウトされる。かかる後、片面プリント基板１１が、プリント配線１１ｂを下方に向けた状態で運び込まれ、先程敷設された接着剤の上面に積層され、これによって形成された多層プリント基板１０は、ホットロールラミネータへ搬送され、加熱によって接着剤の吸着作用が働き、加圧されることに伴って双方の片面プリント基板が接合される。即ち、本積層工程にて利用される接着剤は、かかる如く熱圧着されることで接着層１１ｃを形成させる。

尚、片面プリント基板１２に形成される露出部１２ｎは、当該片面プリント基板１２が積層工程へ投入される以前に、レジスト処理を介して既に加工されているのが好ましい。

多層プリント基板１０は、積層工程が終了すると導通工程へ投入される。かかる導通工程では、多層プリント基板１０がフロー半田層へと搬送され、半田Ｍｅが連通部Ｈｂの内部に形成される。これにより、プリント配線１１ｂ及びプリント配線１２ｂは、半田Ｍｅが両プリント配線の表面に付着された状態とされるので、半田Ｍｅを介して電気的に接続された状態とされる。

上述の如く、本実施例に係る多層プリント基板１０では、安価な片面プリント基板を用いることで多層配線を形成させることが可能となるので、高密度化されたプリント基板を低廉な材料コストで実現し得る。

また、ジャンパー素子等を省略することが可能となり、これによっても、多層プリント基板における価格の低下が実現される。

更に、本実施例に係る多層プリント基板１０では、片面プリント基板の製造設備が既設の場合、新たな追加設備を抑えて、当該多層プリント基板１０に係る製造設備の構築が可能となり、これにより、設備投資に費やされる費用が極力抑えられ、製造コストの低減が図られる。

尚、図１及び図２では二層構造の多層プリント基板１０が示されているが、本実施例はかかる構造に限定するものではない。例えば、三層構造の多層プリント配線基板としても良い。このとき、図３（ａ）に示す如く、多層プリント基板１０’は、片面プリント基板１１と片面プリント基板１２と片面プリント基板１３とから構成され、片面プリント基板１１〜１３には、プリント配線１１ｂ〜１３ｂが各々配備される。また、それぞれの片面プリント基板１１〜１３は、接着層１１ｃ及び接着層１２ｃによって接合される。そして、プリント配線１１ｂ〜１３ｂは、導通部Ｍｅによって互いに導通されることとなる。一方、図３（ａ）におけるプリント配線１２ｂを省略させ、図３（ｂ）に示すような多層プリント基板１０”としても良い。かかる多層プリント基板１０”は、プリント配線１１ｂとプリント配線１３ｂとが導通部Ｍｅによって電気的に接続される。尚、本実施例にかかるプリント配線基板は、二層又は三層構造とされた多層プリント基板に限定されるものではなく、更に多くの片面プリント基板を積層させた複数層構造の多層プリント基板としても良い。

かかる如く変更が加えられた多層プリント基板及びその製造方法にあっても、上述同様の作用効果を奏することは言うまでも無い。

本実施例では、実施例１に係る多層プリント基板１０の変更例が示されている。以下、実施例１にて説明した同一構成部には同一符号を付し、説明を省略する。

図４（ａ）に示す如く、本実施例に係る多層プリント基板２０は、実施例１にて用いられていた片面プリント基板１１の替わりに、新たな片面プリント基板２１が用いられている。かかる片面プリント基板２１は、基材２１ａ及びプリント配線２１ｂから構成され、更に、挿通孔２１ｆが適宜な位置に設けられている。かかる挿通孔２１ｆは、プレス機によって加工されてもよく、その他、片面プリント基板に適用される通常の技術を用いて穿孔される。そして、双方の片面プリント基板は、実施例１にて説明した如く、接着層２１ｃによって接合される（図４ｂ参照）。

図５（ａ）には、図４（ｂ）のＡ点から矢視方向に観察した多層プリント基板２０の断面が示されている。図示の如く、多層プリント基板２０は、当該基板の実装面側に集積回路ＩＣ（特許請求の範囲における実装部品）が実装されている。そして、集積回路ＩＣに設けられた端子Ｒｔは、挿通孔２１ｆに挿通され、当該端子Ｒｔの端部が基板の配線面側へ延在した状態とされている。

図５（ｂ）では、上述した多層プリント基板２０に半田Ｍｅが設けられている。かかる半田Ｍｅは、連通部Ｈｂの内部に充填され、プリント配線２１ｂ及びプリント配線２２ｂの双方の表面に付着すると共に、集積回路ＩＣに配される端子の表面にも付着した状態とされる。これら各部の表面に付着した半田Ｍｅは、プリント配線２１ｂとプリント配線２２ｂとを電気的に接続させると共に、これらのプリント配線と集積回路ＩＣの端子Ｒｔとを電気的に接続せしめている。かかる半田Ｍｅは、リフロー半田処理を採用することも可能であるが、実装面に集積回路ＩＣを載せた状態で半田処理させることとなるので、フロー半田処理を用いて、集積回路ＩＣの搭載面を上方に向けた状態で半田を付着させるのが好ましい。

尚、多層プリント配線２０においてプリント配線２２ｂにバッテリー電源又は電気信号が印加される場合、片面プリント基板２１へ設けられたプリント配線２１ｂは、図６に示す如く、集積回路ＩＣのプリント配線２１ｂに対する正射影面を含むようにベタグランドパターン２１ｇを形成されるのが好ましい。これにより、集積回路ＩＣでは、下層部にグランド接地された電気シールド層が形成され、バッテリー電源の急激な変動又は電気信号に重畳される高周波に影響されることなく、安定的な処理動作を提供することが可能となる。

次に、かかる多層プリント基板２０の製造方法について説明する。かかる製造方法にあっても、実施例１と同様に、積層工程と導通工程とを少なくとも必要とする。

先ず、挿通孔２１ｆを具備する片面プリント基板２１と連通孔２２ｆを具備する片面プリント基板２２とを準備し、それぞれの片面プリント基板を積層工程へと搬送させる。

その後、積層工程では、図４（ｂ）に示す如く、配線面を下方に配した状態で片面プリント基板１２を配置させ、その上層に孔加工された接着剤を敷設させる。かかる後、片面プリント基板２２が、プリント配線２２ｂを下方に向けた状態で運び込まれ、先程敷設された接着剤の上面に積層され、これによって形成された多層プリント基板２０は、ホットロールラミネータへ搬送され、双方の片面プリント基板が接着剤を介して熱圧着される。

尚、前述の如く、片面プリント基板２２に形成される露出部２２ｎは、当該片面プリント基板２２が積層工程へ投入される以前に、既に加工されているのが好ましい。

多層プリント基板２０は、積層工程が終了すると導通工程へ投入される。かかる導通工程では、多層プリント基板２０がフロー半田層へと搬送され、半田Ｍｅが連通部Ｈｂの内部に形成される。これにより、プリント配線２１ｂ及びプリント配線２１ｂの表面には半田Ｍｅが付着され、更に、集積回路ＩＣの端子Ｒｔの表面にあっても半田Ｍｅが付着される。従って、両プリント配線及び端子Ｒｔは、各々が半田Ｍｅに導通されているので、互いに半田Ｍｅを介して電気的に接続されることとなる。

上述の如く、本実施例に係る多層プリント基板２０では、集積回路ＩＣ等の端子Ｒｔを各プリント配線に導通させる場合、半田Ｍｅを適宜のプリント配線に付着させ、且つ、当該端子Ｒｔを半田Ｍｅに付着させることにより、集積回路ＩＣ等の端子Ｒｔと所望のプリント配線とを電気的に接続させることが可能とされる。

尚、図７に示す如く、本実施例に係る多層プリント基板にあっても、二層構造の多層プリント基板２０に限定することなく、片面プリント基板を適宜追加的に積層させ、二層以上の複数層構造とされた多層プリント基板に改変することが可能である。

ここで、紙フェノール基板を複数積層させた多層プリント基板とする場合、当該多層プリント基板に係る技術は、以下の理由により不都合を伴うことが懸念される。その一例として図８を参照し、リフロー半田法を適用した多層プリント基板について説明する。図８（ａ）に示す如く、多層プリント基板１は、片面プリント基板１１と片面プリント基板１２とから構成され、双方のプリント基板は、接着層１１ｃによって接合されている。かかる片面プリント基板１１には、プリント配線１１ｂが貼り合わされ、一方、片面プリント基板１２には、スルーホール１２ｆが形成され、且つ、プリント配線１２ｂが貼り合わされると共に、その表面にソルダレジストがコーティングされている。また、双方の基材は、紙フェノール基板が採用されており、かかる基材の板厚は、０．６ｍｍ〜２．０ｍｍ程度、又はその板厚以上と比較的厚い寸法に規定される。かかる多層プリント基板１にリフロー半田を施す場合、メタルマスクＭｍによって印刷される半田クリームＭｅは、スルーホール１２ｆの近傍に付着される。このとき、半田クリームＭｅは、図示の如く、当該クリーム半田Ｍｅの外縁が上層のプリント配線１２ｂに接触した状態にて連架されるのが好ましく、リフロー炉で溶解したクリーム半田Ｍｅの一部が下層のプリント配線１１ｂに到達し、プリント配線１１ｂとプリント配線１２ｂとを電気的に接続させることとされている。しかしながら、紙フェノール基板によって構成された多層プリント基板１では、板厚が非常に厚いため、連架されたクリーム半田Ｍｅがプリント配線１２ｂへ到達されず、プリント配線１１ｂとプリント配線１２ｂとが導通されない場合が所定の頻度にて発生すると考えられる。また、片面プリント基板１２の板厚よってプリント配線１１ｂとプリント配線１２ｂとの間隔が広いので、図８（ｂ）に示す如く、クリーム半田の下端部が崩落し、これによっても、互いのプリント配線が導通されない場合が所定の頻度にて発生するものと考えられる。

一方、以下の理由によっても不都合を伴うことが懸念される。ここでは、他の例として図９を参照し、フロー半田法を用いる場合について説明する。かかる多層プリント基板２では、図示の如く全ての層で紙フェノール基板が用いられる。このとき、各基材の板厚が比較的厚いものとされるので、半田接合部のアスペクト比（アスペクト比＝基材厚／孔径）が大きくなり、図９（ａ）に示す如く、プリント配線１１ｂの表面部にボイドＶｄを生じさせる場合がある。そして、半田接合部の形状的な条件が更に悪化すると、図９（ｂ）に示す如く、Ｖｄの成長によってプリント配線１１ｂの表面に導通不能な空間が形成され、双方のプリント配線が電気的に接続されなくなる現象を生じさせ得ると考えられる。

そこで、図１０には、かかる不都合を解消すべく、実施例１にて説明された多層プリント基板１０の製造法を改良させた新たな製造方法が示されている。図１０に示される多層プリント基板３０の製造方法では、積層工程と、リフロー半田工程（特許請求の範囲における第１の導通工程）と、フロー半田工程（特許請求の範囲における第２の導通工程）とを少なくとも必要とする。

先ず、通常の片面プリント基板１１と連通孔１２ｆを具備する片面プリント基板１２とを準備し、それぞれの片面プリント基板を積層工程へと搬送させる。本実施例では、各基板がフロー半田工程より先にリフロー半田工程に投入されるため、配線面を上方とさせた状態にて片面プリント基板をレイアウトさせるのが好ましい。

その後、積層工程では、図１０（ａ）に示す如く、片面プリント基板１１及び１２の配線面を上方に配させ、片面プリント基板１１の配線面側に片面プリント基板１２を積層させる。かかる構成とされた多層プリント基板３０にあっても、実施例１にて説明した如く、接着層１１ｃによって双方の基板が接合される。

このとき、連通部Ｈｂは、図１０（ａ）に示す如く、連通孔１２ｆと孔部１２ｍと露出部１２ｎと孔部１１ｋとから構成される。

更に後、多層プリント基板３０は、図１０（ｂ）に示す如くリフロー半田工程へ投入される。かかるリフロー半田工程では、先ず、多層プリント基板３０の配線面にメタルマスクＭｈを配置させる。そして、メタルマスクＭｈの表面をスキージがスライドし、これにより、ペースト状のクリーム半田がメタルマスクＭｈの上面を転動する。かかるクリーム半田は、転動動作に伴って内圧が生じており、開口パターンＭｈの上面を通過する際に、メタルマスクＭｈの下面の方向へ内圧が開放され、開口パターンＭｈの投影形状とされたクリーム半田Ｍｅ１が多層プリント基板３０の適宜な位置に転写される。このとき、連通部Ｈｂでは、図示の如く、クリーム半田の供給量がボイドによって導通不良を生じさせない態度に調整されている。即ち、リフロー半田工程では、プリント配線１１ｂとプリント配線１２ｂとの導通が要求されるものではなく、プリント配線１１ｂの表面とクリーム半田Ｍｅ１との確実な接触が求められる。そして、クリーム半田Ｍｅ１が印刷された多層プリント基板３０は、リフロー炉へ投入され、図１０（ｂ）に示す如く、クリーム半田Ｍｅ１がプリント配線１１ｂの表面に付着され、これにより、クリーム半田Ｍｅ１とプリント配線１１ｂとが電気的に接続される。

然る後、多層プリント基板３０は、図１０（ｃ）に示す如くフロー半田工程へ投入される。かかるフロー半田工程では、先ず、リフロー半田工程が完了した多層プリント基板３０を反転させ、フロー半田に備える。そして、フラックスが基板上の適宜の位置に塗布された後、かかる多層プリント基板３０は、半田フロー層を通過し、プリント配線１２ｂ及びクリーム半田Ｍｅ１の表面に付着され、これによって半田Ｍｅ２が形成さる。即ち、導通部Ｍｅは、かかる如く、リフロー半田工程及びフロー半田工程の二段階の工程を経て、クリーム半田Ｍｅ１及び半田Ｍｅ２から形成され、プリント配線１１ｂとプリント配線１２ｂとが電気的に接続される。これにより、本実施例では、アスペクト比（本実施例の場合、アスペクト比＝基材厚／孔径）の大きい基板を用いる場合であっても、導通部Ｍｅが段階的に形成されるので、プリント配線１１ｂとクリーム配線との付着状態が良好なものとされる。尚、本実施例では、特許請求の範囲における第２の導通工程としてフロー半田が用いられているが、かかる第２の導通工程にリフロー半田処理を行い、半田Ｍｅ２を形成させても良い。又、フロー半田処理を二段階の工程にて行い、これを以って、第１の導通工程及び第２の導通工程としても良い。

上述の如く、本実施例に係る多層プリント基板３０の製造方法では、導通部Ｈｂが段階的に形成されるので、連通部Ｈｂがアスペクト比の大きい形状とされても、プリント配線と導通部との境界面に生じるボイドが抑制され、上層のプリント配線と下層のプリント配線とが良好に導通され、これにより、生産工程にて生じる不良品の削減が図られる。

更に、実施例２の多層プリント基板にあっても、導通部Ｍｅを段階的に形成させる技術の適用が可能である。以下、図１１及び図１２を参照し、本実施例に係る多層プリント基板４０について説明する。

図１１（Ａａ）には、本実施例で用いられるメタルマスクＭｍにおける開口部Ｍｈの形状が示されている。かかるメタルマスクＭｍの開口部Ｍｈは、図示の如く、連通部Ｈｂの直径に近い円形の外周エッジが形成され、更に、かかる外周エッジの内部にマスク部Ｍｐを備えた略環状孔とされている。かかるマスク部Ｍｐは支持部Ｍｂによって開口部Ｍｈの中心部に一点支持されている。そして、当該メタルマスクＭｍを用いて多層プリント基板４０にクリーム半田Ｍｅ１を印刷させると、クリーム半田Ｍｅ１は、図１１（Ａｂ）に示す如く、略中空状の円筒体とされ、当該クリーム半田Ｍｅ１の中心部に集積回路ＩＣの端子Ｒｔが挿通された状態とされる。即ち、かかる開口部Ｍｈを具備するメタルマスクＭｍを用いると、クリーム半田Ｍｅ１には筒状孔が形成されるので、多層プリント基板４０の連通部Ｈｂでは、クリーム半田Ｍｅ１が端子Ｒｔに接触することなく、連通部内の空間へ適宜に配置される。尚、本実施例で用いられるメタルマスクＭｍでは、図１１（Ｂａ）に示す如く、複数の支持部Ｍｂを備えた開口部Ｍｈを形成させても良い。かかる場合、図１１（Ｂｂ）に示す如く、クリーム半田Ｍｅ１が複数個に分離され、これによっても、当該クリーム半田Ｍｅ１が端子Ｒｔに接触することなく、連通部内の空間へ適宜に配置されることとなる。

以下、図１２を参照し、多層プリント基板４０の製造方法について説明する。かかる場合、先ず、挿通孔２１ｆを具備する片面プリント基板２１と連通孔２２ｆを具備する片面プリント基板２２とを準備し、それぞれの片面プリント基板を積層工程へと搬送させる。

このとき、連通部Ｈｂは、前述の如く、連通孔１２ｆと孔部１２ｍと露出部１２ｎと孔部２１ｋとから構成される。又、集積回路ＩＣは、片面プリント基板２１の実装面に接着させるのが好ましい。

かかる後、リフロー半田工程にて、図１２（ａ）に示す如く、多層プリント基板４０の適宜な位置にクリーム半田Ｍｅ１が印刷される。このとき、配線面側が上方に向けられているため、メタルマスクＭｍから開放されたクリーム半田Ｍｅ１は、片面プリント基板２１のプリント配線２１ｂに向かって投下される。そして、上述の如く、クリーム半田Ｍｅ１は略中空状の円筒体とされるので、当該クリーム半田Ｍｅ１は、端子Ｒｔから落下運動の妨げを受けることなく、確実にプリント配線２１ｂへ接触する。その後、かかる多層プリント基板４０は、リフロー炉へと搬送され、クリーム半田Ｍｅ１がプリント配線２１ｂ及び集積回路ＩＣの端子Ｒｔの表面に付着される。尚、かかる工程においてクリーム半田Ｍｅ１を転写させる際、前述の如く、図示されないメタルマスクの表面をスキージがスライドするため、端子Ｒｔの長さは、スキージと端子Ｒｔの先端との衝突が起こらないように、多層プリント基板４０から突出する端子Ｒｔの余長Ｌがメタルマスクの板厚より短く設定されている。

然る後、多層プリント基板４０は、アクチュエータによって反転され、連通部Ｈｂが下方へ向いた状態とされる。そして、フロー半田工程では、下方からフロー半田が接触することにより、連通部Ｈｂに半田Ｍｅ２が形成され、これにより、プリント配線２１ｂとプリント配線２２ｂと集積回路ＩＣの端子Ｒｔとが電気的に接続される。

上述の如く、本実施例に係る多層プリント基板４０の製造方法では、連通部Ｈｂの内部に集積回路ＩＣ等の端子Ｒｔが配される場合であっても、クリーム半田Ｍｅ１が確実にプリント配線２１ｂに付着され、且つ、導通部Ｍｅが段階的に形成されることが可能となり、これにより、プリント配線２１ｂとプリント配線２２ｂとは、かかる如く形成された半田Ｍｅ１及びＭｅ２によって、電気的な接続が確実なものとされる。

最後に、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、上述した実施の形態に記載されたものに限られるものではない。例えば、実装部品の用語の意義は、実施例２にて用いられた集積回路ＩＣに限定されることなく、抵抗器、コンデンサ、この他、プリント配線基板に実装されるあらゆる電気的素子を含むものとされる。

実施例１に係る多層プリント基板の構成を示す図 実施例１に係る多層プリント基板の構成を示す図 実施例１に係る多層プリント基板の変形例を示す図 実施例２に係る多層プリント基板の構成を示す図 実施例２に係る多層プリント基板の構成を示す図 実施例２に係る多層プリント基板の変形例を示す図 実施例２に係る多層プリント基板の変形例を示す図 リフロー半田処理を施す際の多層プリント基板の断面構造を示す図 フロー半田処理を施す際の多層プリント基板の断面構造を示す図 実施例３に係る多層プリント基板の製造方法を示す図 実施例４に係るクリーム半田の塗布方法を示す図 実施例４に係る多層プリント基板の製造方法を示す図

符号の説明

１０ 多層プリント基板
１１ 片面プリント基板
１１ｂ プリント配線
１１ｃ プリント配線
１２ 片面プリント基板
１２ｂ 片面プリント配線
１２ｆ 連通孔
Ｈｂ 連通部
Ｍｅ 導通部

Claims (8)

1. プリント配線を片面に配した複数の片面プリント基板から成り、前記片面プリント基板の配線面を各々等しい方向とさせて前記片面プリント基板を積層させた多層プリント基板において、
   前記複数の片面プリント基板のうち第１のプリント配線を具備する第１片面プリント基板と、
   前記第１片面プリント基板の配線面側に積層されると共に第２のプリント配線を具備する第２片面プリント基板と、
   前記第２片面プリント基板に形成された連通孔から成り前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とを連通させる連通部と、
   前記連通部に設けられ前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とを電気的に接続させる導通部とを備えることを特徴とする多層プリント基板。
2. 前記第１片面プリント基板の配線面側に前記第２片面プリント基板を積層させる積層工程と、
   前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とを電気的に接続させる導通工程と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント基板の製造方法。
3. 前記第１片面プリント基板の配線面側に前記第２片面プリント基板を積層させる積層工程と、
   第１の導通部を前記第１のプリント配線に付着させる第１の導通工程と、
   第２の導通部を前記第１の導通部に付着させ前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とを電気的に接続させる第２の導通工程と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント基板の製造方法。
4. プリント配線を片面に配した複数の片面プリント基板から成り、前記片面プリント基板の配線面を各々等しい方向とさせて前記片面プリント基板を積層させた多層プリント基板において、
   前記複数の片面プリント基板のうち第１のプリント配線を具備し、且つ、実装部品の端子を挿通させる挿通孔が形成された第１片面プリント基板と、
   前記第１片面プリント基板の配線面側に積層されると共に第２のプリント配線を具備する第２片面プリント基板と、
   前記第２片面プリント基板に形成された連通孔から成り前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とを連通させる連通部と、
   前記連通部に設けられ前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線とを電気的に接続させる導通部とを備えることを特徴とする多層プリント基板。
5. 前記第１片面プリント基板の配線面側に前記第２片面プリント基板を積層させる積層工程と、
   前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線と前記実装部品の端子とを電気的に接続させる導通工程と、
   を備えることを特徴とする請求項４に記載の多層プリント基板の製造方法。
6. 前記第１片面プリント基板の配線面側に前記第２片面プリント基板を積層させる積層工程と、
   第１の導通部を前記第１のプリント配線及び前記実装部品の端子に付着させる第１の導通工程と、
   第２の導通部を前記第１の導通部に付着させ前記第１のプリント配線と前記第２のプリント配線と前記実装部品の端子とを電気的に接続させる第２の導通工程と、
   を備えることを特徴とする請求項４に記載の多層プリント基板の製造方法。
7. 前記第１の導通工程は、リフロー処理によって行われることを特徴とする請求項３又は請求項６に記載の多層プリント基板の製造方法。
8. 前記片面プリント基板の基材には、紙フェノール基板又は紙エポキシ基板が用いられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７に記載の多層プリント基板。

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