JP2010251562A - スルーホールの形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シート基材として、紙基材の厚み方向中央部分に樹脂が含浸していない樹脂非含浸紙基材からなるものや熱可塑性樹脂からなるものを用いた場合であっても、シート基材の表裏にそれぞれ形成された配線パターンをスルーホールによって互いに確実に導通させる。
【解決手段】シート基材２の表裏にそれぞれ形成された配線パターン３ａ，３ｂを互いに導通させるためのスルーホール５を形成する場合、まず、シート基材２の一方の面側から貫通穴を開けることによりスルーホール５を形成し、その後、スルーホール５の周辺部をシート基材２の他方の面側から熱を加えながら押圧する。
【選択図】図２

Description

本発明は、シート基材の表裏にそれぞれ形成された配線パターンを互いに導通させるためのスルーホールの形成方法に関する。

近年、情報化社会の進展に伴って、情報をタグやラベルに記録し、そのタグやラベルを商品等に添付して商品等の管理が行われている。このようなタグやラベルを用いた商品等の管理においては、非接触状態にて情報の書き込み及び読み出しを行うことが可能なＩＣが搭載された非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣラベルがその優れた利便性から急速な普及が進みつつある。

非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣラベルにおいては、シート基材上に導電性のアンテナが形成されるとともにＩＣチップが搭載されたインレットが、表面シートに挟み込まれて構成されているが、非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣラベルは、薄型であるとともに可撓性が要求されることから、このようなシート基材として紙からなるものを用いることが考えられている（例えば、特許文献１，２参照。）。

ここで、上述したインレットのような配線基板においては、配線基板にて形成される回路が複雑になった場合、全体の面積を大きくせずにその回路を実現するためには、多層化する必要がある。そのため、一般的には、シート基材の表裏に配線パターンを形成するとともに、その配線パターンに重なるようにスルーホールを形成し、このスルーホール内に導電性材料を埋め込むことにより、表裏の配線パターンを互いに接続することが行われている。

図７は、シート基材の表裏に配線パターンが形成された一般的な配線基板においてスルーホールによって表裏の配線パターンを導通させる方法を説明するための図である。

シート基材の表裏に配線パターンが形成された配線基板においてスルーホールによって表裏の配線パターンを導通させる場合は、まず、シート基材２０２の一方の面に配線パターン２０３ｂを形成する（図７（ａ））。

次に、シート基材２０２の配線パターン２０３ｂが形成された面側から、配線パターン２０３ｂの一部のスルーホールとなる領域に穴あけ部材２１０によって穴を開けていき（図７（ｂ））、穴あけ部材２１０を、シート基材２０２を貫通させることにより、シート基材２０２に表裏貫通したスルーホール２０５を形成する（図７（ｃ））。この際、シート基材２０２が紙等からなる場合は、シート基材２０２の配線パターン２０３ｂとは反対側の面のスルーホール２０５の周囲に、穴あけ部材２１０が貫通したことによってバリ２０７が生じる。

その後、シート基材２０２の配線パターン２０３ｂとは反対側の面に対して、導電ペーストを塗布することにより、配線パターン２０３ａを形成するとともに、この導電ペーストをスルーホール２０５内に流し込むことにより、シート基材２０２の表裏にそれぞれ形成された配線パターン２０３ａ，２０３ｂを互いに導通させる導通部２０６を形成する（図７（ｄ））。

このようにして、シート基材２０２の表裏に配線パターン２０３ａ，２０３ｂがそれぞれ形成された配線基板において、スルーホール２０５に形成された導通部２０６によって配線パターン２０３ａ，２０３ｂが互いに導通することになる。

特開２０００−２８６５５０号公報 特開２００３−４６２５７号公報

しかしながら、上述したようなシート基材として、紙等の少なくとも紙基材の厚み方向中央部分には樹脂が含浸していない樹脂非含浸紙基材からなるものを用いた場合や、フィルム等の熱可塑性樹脂からなるものを用いた場合、一方の面側から穴あけ部材を貫通させることによりスルーホールを形成すると、シート基材の他方の面のスルーホールの周辺にバリが生じるため、その後、その面に導電ペーストを塗布することにより配線パターン及び導通部を形成した場合、配線パターンと導通部との導通状態がそのバリによって確保されなくなってしまう虞れがある。

図８は、図７に示した方法で作製される配線基板において、シート基材２０２として紙からなるものや熱可塑性樹脂からなるものを用いた場合における作用を説明するための図である。

図７に示した方法で作製される配線基板において、シート基材２０２として紙からなるものや熱可塑性樹脂からなるものを用いた場合、上述したように、シート基材２０２の配線パターン２０３ｂが形成された面側から穴あけ部材を貫通させることによりスルーホール２０５を形成すると、シート基材２０２の配線パターン２０３ｂとは反対側の面のスルーホール２０５の周辺にバリ２０７が生じるため、その後、その面に導電ペーストを塗布することにより配線パターン２０３ａ及び導通部２０６を形成すると、図８に示すように、導電ペーストの塗布厚によっては、配線パターン２０３ａと導通部２０６との導通状態が確保されなくなってしまうことになる。また、バリ２０７の高さによっては、バリ２０７に対して導電ペーストの塗布方向下流側の領域が、導電ペーストを塗布する印字ヘッドに対してバリ２０７によって隠れた状態となり、その領域に導電ペーストが塗布されなくなり、上記同様に、配線パターン２０３ａと導通部２０６との導通状態が確保されなくなってしまうことになる。このような問題は、シート基材２０２として紙からなるものを用いた場合に限らず、紙基材の厚み方向中央部分に樹脂が含浸していない樹脂非含浸紙基材を用いた場合に生じる。

本発明は、上述したしたような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、シート基材として、紙基材の厚み方向中央部分に樹脂が含浸していない樹脂非含浸紙基材からなるものや熱可塑性樹脂からなるものを用いた場合であっても、シート基材の表裏にそれぞれ形成された配線パターンをスルーホールによって互いに確実に導通させることができるスルーホールの形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
シート基材の表裏にそれぞれ形成された配線パターンを互いに導通させるためのスルーホールの形成方法であって、
前記シート基材の一方の面側から貫通穴を開けることにより前記スルーホールを形成する工程と、
前記スルーホールの周辺部を前記シート基材の他方の面側から熱を加えながら押圧する工程とを有する。

上記のように構成された本発明においては、まず、シート基材の一方の面側から貫通穴を開けることによりスルーホールを形成すると、シート基材が樹脂非含浸紙基材からなるものや熱可塑性樹脂からなるものである場合、シート基材の他方の面のスルーホールの周辺部にバリが生じる。その後、スルーホールの周辺部をシート基材の他方の面側から熱を加えながら押圧すると、スルーホールの周辺部に生じたバリが潰されてなくなる。そのため、その後、スルーホールの他方の面側に導電材料を塗布することにより配線パターンを形成するとともに、スルーホール内にこの導電材料を埋設することにより導通部を形成した場合、この配線パターンと導通部との導通状態が確保され、シート基材の表裏に形成された配線パターンがスルーホールによって確実に導通することになる。

以上説明したように本発明においては、シート基材の表裏にそれぞれ形成された配線パターンを互いに導通させるためのスルーホールの形成方法であって、シート基材の一方の面側から貫通穴を開けることによりスルーホールを形成する工程と、スルーホールの周辺部をシート基材の他方の面側から熱を加えながら押圧する工程とを有する構成としたため、シート基材として、紙基材の厚み方向中央部分に樹脂が含浸していない樹脂非含浸紙基材からなるものやフィルム等の熱可塑性樹脂からなるものを用いた場合であっても、スルーホールを形成した際にシート基材の他方の面に生じたバリが潰されてなくなり、それにより、その後、スルーホールの他方の面側に導電材料を塗布することにより配線パターンを形成するとともに、スルーホール内にこの導電材料を埋設することにより導通部を形成した場合、この配線パターンと導通部との導通状態が確保され、それにより、シート基材の表裏に形成された配線パターンをスルーホールによって互いに確実に導通させることができる。

本発明のスルーホールの形成方法によって形成されたスルーホールを有する配線基板の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は一方の面の構成を示す図、（ｂ）は他方の面の構成を示す図、（ｃ）は（ａ），（ｂ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｄ）は（ｃ）に示したＢ部拡大図である。 図１に示した配線基板の製造方法を説明するための図である。 図１に示した配線基板においてシート基材に生じたバリを潰してなくしたことによる効果を説明するための図である。 本発明のスルーホールの形成方法によって形成されたスルーホールを有する配線基板の第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は一方の面の構成を示す図、（ｂ）は他方の面の構成を示す図、（ｃ）は（ａ），（ｂ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｄ）は（ｃ）に示したＢ部拡大図である。 図４に示した配線基板の製造方法を説明するための図である。 図４に示した配線基板においてシート基材に生じたバリを潰してなくしたことによる効果を説明するための図である。 シート基材の表裏に配線パターンが形成された一般的な配線基板においてスルーホールによって表裏の配線パターンを導通させる方法を説明するための図である。 図７に示した方法で作製される配線基板において、シート基材として紙からなるものや熱可塑性樹脂からなるものを用いた場合における作用を説明するための図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明のスルーホールの形成方法によって形成されたスルーホールを有する配線基板の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は一方の面の構成を示す図、（ｂ）は他方の面の構成を示す図、（ｃ）は（ａ），（ｂ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｄ）は（ｃ）に示したＢ部拡大図である。

本形態は図１に示すように、紙のみからなるシート基材２の一方の面に、導電材料である導電ペーストを用いて所定の形状に印刷を施すことによって配線パターン３ａが形成されるとともに、この配線パターン３ａに接続された回路部４ａが設けられ、また、紙基材２の他方の面に、導電ペーストを用いて所定の形状に印刷を施すことによって配線パターン３ｂが形成されるとともに、この配線パターン３ｂに接続された回路部４ｂが設けられ、さらに、シート基材２には、表裏貫通したスルーホール５が形成されている。スルーホール５は、配線パターン３ａ，３ｂが互いに対向する領域に形成され、その内部に導電材料となる導電ペーストが流れ込んで埋設されることにより導通部６が形成され、この導通部６によって配線パターン３ａと配線パターン３ｂとが互いに導通している。さらに、スルーホール５は、配線パターン３ａが形成された面側からその周辺部が押圧されることによって、紙基材２の配線パターン３ａが形成された面側が広がったテーパー形状となっている。

以下に、上記のように構成された配線基板１の製造方法について説明する。

図２は、図１に示した配線基板１の製造方法を説明するための図であり、図１に示した配線基板１におけるスルーホール５の形成方法を示す。

図１に示した配線基板１を製造する場合は、まず、シート基材２の一方の面に、導電ペーストを用いて所定の形状に印刷を施すことによって配線パターン３ｂを形成する（図２（ａ））。この導電ペーストは、バインダー樹脂に導電性粒子が含有してなるものであって、印刷された導電ペーストを乾燥固定化させることによって、シート基材２上に導電性を有する配線パターン３ｂが形成される。なお、バインダー自身が導電性を有する場合は、バインダーに導電性粒子を含有させる必要はない。

次に、一方の面に配線パターン３ｂが形成されたシート基材２を、配線パターン３ｂが形成された面が下側となるように支持板３１上に載置するとともに、シート基材２の上面を押さえ部材３２で押さえた状態とし、シート基材２の配線パターン３ｂが形成された面側から、配線パターン３ｂの一部のスルーホールとなる領域に穴あけ部材１０によって穴を開けていき（図２（ｂ））、穴あけ部材１０を、シート基材２を貫通させることにより、シート基材２に表裏貫通したスルーホール５を形成する（図２（ｃ））。なお、支持板３１には、穴あけ部材１０の径と同等の径を有する穴部が設けられており、この支持板３１の穴部を介して穴あけ部材１０によってシート基材２に穴が開けられていくことになる。また、このスルーホール５を形成する領域は、シート基材２の一方の面に形成された配線パターン３ｂと、シート基材２の他方の面に形成される配線パターン３ａとが対向する領域であって、その後、このスルーホール５を用いて配線パターン３ａと配線パターン３ｂとが導通することになる。またこの際、シート基材２が紙のみからなるものであるため、シート基材２の配線パターン３ｂとは反対側の面のスルーホール５の周囲には、穴あけ部材１０が貫通したことによってバリ７が生じる。

次に、シート基材２の配線パターン３ｂとは反対側の面側から、シート基材２のスルーホール５が形成された領域に対して押圧部材２０を当接させ、熱を加えながら圧力をかけていく（図２（ｄ））。シート基材２の上面を押さえている押さえ部材３２は、押圧部材２０が入り込める径の穴を有するドーナッツ形状となっており、その穴に押圧部材２０が入り込み、シート基材２に対して圧力をかけていく。押圧部材２０は、先端部から径が徐々に広がる形状となっているため、その先端部がスルーホール５に入り込み、その後、スルーホール５の周辺部及び内側面を押圧していくことになる。この押圧部材２０によるシート基材２に対する押圧は、例えば、１００℃にて１分間行う。

これにより、スルーホール５は、押圧部材２０が押し付けられた側が特に圧縮され、配線パターン３ａが形成された面側が広がったテーパー形状となるとともに、シート基材２の配線パターン３ｂとは反対側の面のスルーホール５の周辺部が熱を加えながら押圧されることにより、スルーホール５の周囲に生じたバリ７が潰されてなくなる（図２（ｅ））。

その後、シート基材２の配線パターン３ｂとは反対側の面に対して、導電ペーストを用いて所定の形状に印刷を施すことによって、配線パターン３ａを形成するとともに、この導電ペーストをスルーホール５内に流し込むことによって埋設させ、シート基材２の表裏にそれぞれ形成された配線パターン３ａ，３ｂを互いに導通させる導通部６を形成する（図２（ｆ））。

このようにして、シート基材２の表裏に配線パターン３ａ，３ｂがそれぞれ形成された配線基板において、スルーホール５に形成された導通部６によって配線パターン３ａと配線パターン３ｂとが互いに導通することになる。なお、配線パターン３ａ，３ｂ及び導通部６を形成するための導電材料としては、上述したようなバインダー樹脂に導電性粒子が含有してなる導電ペーストに限らず、溶剤揮発型のものであってもよい。

以下に、上記のように製造された配線基板１において、シート基材２にスルーホール５を形成するために穴あけ部材１０によって穴を開けたことにより生じたバリ７を潰してなくしたことによる効果について説明する。

図３は、図１に示した配線基板１においてシート基材２に生じたバリ７を潰してなくしたことによる効果を説明するための図である。

上述したように、先端部から径が徐々に広がる形状の押圧部材２０の先端部をスルーホール５に入り込ませ、スルーホール５の周辺部を熱を加えながら押圧していくと、図３（ａ）に示すように、スルーホール５の周辺部が押圧部材２０によって押圧されることによって、スルーホール５が、配線パターン３ａが形成された面側が広がったテーパー形状となるとともに、スルーホール５の周囲に生じたバリ７が潰されてなくなる。なお、シート基材２に生じたバリは、押圧部材２０によって押圧されることにより潰されるが、さらに熱を加えた場合は、シート基材２内に含有している水分が蒸発する等により、シート基材２が押圧された状態の形状に保たれることとなり、それにより、シート基材２に生じたバリ７を再現性なく潰すことができる。

そのため、図３（ｂ）に示すように、シート基材２の表面は、バリ７が存在しない平坦な状態となっており、その後、シート基材２の配線パターン３ｂとは反対側の面に導電ペーストを用いて印刷を施して配線パターン３ａを形成するとともにスルーホール５内に導通部６を形成した場合、これら配線パターン３ａと導通部６との導通状態が確保され、シート基材２の表裏にそれぞれ形成された配線パターン３ａ，３ｂをスルーホール５によって確実に導通させることができる。

（第２の実施の形態）
図４は、本発明のスルーホールの形成方法によって形成されたスルーホールを有する配線基板の第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は一方の面の構成を示す図、（ｂ）は他方の面の構成を示す図、（ｃ）は（ａ），（ｂ）に示したＡ−Ａ’断面図、（ｄ）は（ｃ）に示したＢ部拡大図である。

本形態は図４に示すように、図１に示したものに対して、スルーホール１０５が導通部１０６によって塞がれているのではなく、配線パターン１０３ａを形成するための導電ペーストがスルーホール１０５においてはその内側面のみに塗布され、スルーホール１０５が配線パターン１０３ａ，１０３ｂを互いに導通させるもののシート基材１０２の表裏を貫通した状態が保たれている点が異なるものである。

以下に、上記のように構成された配線基板１０１の製造方法について説明する。

図５は、図４に示した配線基板１０１の製造方法を説明するための図であり、図４に示した配線基板１０１におけるスルーホール１０５の形成方法を示す。

図４に示した配線基板１０１を製造する場合は、まず、シート基材１０２の一方の面に、導電ペーストを用いて所定の形状に印刷を施すことによって配線パターン１０３ｂを形成する（図５（ａ））。

次に、一方の面に配線パターン１０３ｂが形成されたシート基材１０２を、配線パターン１０３ｂが形成された面が下側となるように支持板１３１上に載置するとともに、シート基材１０２の上面を押さえ部材１３２で押さえた状態とし、シート基材１０２の配線パターン１０３ｂが形成された面側から、配線パターン１０３ｂの一部のスルーホールとなる領域に穴あけ部材１１０によって穴を開けていき（図５（ｂ））、穴あけ部材１１０を、シート基材１０２を貫通させることにより、シート基材１０２に表裏貫通したスルーホール１０５を形成する（図５（ｃ））。なお、支持板１３１には、穴あけ部材１１０の径と同等の径を有する穴部が設けられており、この支持板１３１の穴部を介して穴あけ部材１１０によってシート基材１０２に穴が開けられていくことになる。また、このスルーホール１０５を形成する領域は、シート基材１０２の一方の面に形成された配線パターン１０３ｂと、シート基材１０２の他方の面に形成される配線パターン１０３ａとが対向する領域であって、その後、このスルーホール１０５を用いて配線パターン１０３ａと配線パターン１０３ｂとが導通することになる。またこの際、シート基材１０２が紙のみからなるものであるため、シート基材１０２の配線パターン１０３ｂとは反対側の面のスルーホール１０５の周囲には、穴あけ部材１１０が貫通したことによってバリ１０７が生じる。

次に、シート基材１０２の配線パターン１０３ｂとは反対側の面側から、シート基材１０２のスルーホール１０５が形成された領域に対して押圧部材１２０を当接させ、熱を加えながら圧力をかけていく（図５（ｄ））。シート基材１０２の上面を押さえている押さえ部材１３２は、押圧部材１２０が入り込める径の穴を有するドーナッツ形状となっており、その穴に押圧部材１２０が入り込み、シート基材１０２に対して圧力をかけていく。押圧部材１２０は、先端部から径が徐々に広がる形状となっているため、その先端部がスルーホール１０５に入り込み、その後、スルーホール１０５の周辺部及び内側面を押圧していくことになる。この押圧部材１２０によるシート基材１０２に対する押圧は、例えば、１００℃にて１分間行う。

これにより、スルーホール１０５は、押圧部材１２０が押し付けられた側が特に圧縮され、配線パターン１０３ａが形成された面側が広がったテーパー形状となるとともに、シート基材１０２の配線パターン１０３ｂとは反対側の面のスルーホール１０５の周辺部が熱を加えながら押圧されることにより、スルーホール１０５の周囲に生じたバリ１０７が潰されてなくなる（図５（ｅ））。

その後、シート基材１０２の配線パターン１０３ｂとは反対側の面に対して、導電ペーストを用いて所定の形状に印刷を施すことによって、配線パターン１０３ａを形成するとともに、この導電ペーストをスルーホール１０５内に流し込んでスルーホール１０５の内側面に塗布することによって、シート基材１０２の表裏にそれぞれ形成された配線パターン１０３ａ，１０３ｂを互いに導通させる導通部１０６を形成する（図５（ｆ））。

このようにして、シート基材１０２の表裏に配線パターン１０３ａ，１０３ｂがそれぞれ形成された配線基板において、スルーホール１０５に形成された導通部１０６によって配線パターン１０３ａと配線パターン１０３ｂとが互いに導通することになる。

以下に、上記のように製造された配線基板１０１において、シート基材１０２にスルーホール１０５を形成するために穴あけ部材１１０によって穴を開けたことにより生じたバリ１０７を潰してなくしたことによる効果について説明する。

図６は、図４に示した配線基板１０１においてシート基材１０２に生じたバリ１０７を潰してなくしたことによる効果を説明するための図である。

上述したように、先端部から径が徐々に広がる形状の押圧部材１２０の先端部をスルーホール１０５に入り込ませ、スルーホール１０５の周辺部を熱を加えながら押圧していくと、図６（ａ）に示すように、スルーホール１０５の周辺部が押圧部材１２０によって押圧されることによって、スルーホール１０５が、配線パターン１０３ａが形成された面側が広がったテーパー形状となるとともに、スルーホール１０５の周囲に生じたバリ１０７が潰されてなくなる。なお、シート基材１０２に生じたバリは、押圧部材１２０によって押圧されることにより潰されるが、さらに熱を加えた場合は、シート基材１０２内に含有している水分が蒸発する等により、シート基材１０２が押圧された状態の形状に保たれることとなり、それにより、シート基材１０２に生じたバリ１０７を再現性なく潰すことができる。

そのため、図６（ｂ）に示すように、シート基材１０２の表面は、バリ１０７が存在しない平坦な状態となっており、その後、シート基材１０２の配線パターン１０３ｂとは反対側の面に導電ペーストを用いて印刷を施して配線パターン１０３ａを形成するとともにスルーホール１０５の内側面に導通部１０６を形成した場合、これら配線パターン１０３ａと導通部１０６との導通状態が確保され、シート基材１０２の表裏にそれぞれ形成された配線パターン１０３ａ，１０３ｂをスルーホール１０５によって確実に導通させることができる。

なお、上述した２つの実施の形態においては、配線基板１，１０１を構成するシート基材２，１０２として紙のみからなるものを例に挙げて説明したが、本発明のスルーホールの形成方法によって作製される配線基板におけるシート基材としては、紙基材の厚み方向中央部分に樹脂が含浸していないものであれば適用することができ、このような構成のシート基材を樹脂非含浸紙基材と称する。さらには、シート基材２，１０２として、フィルム等の熱可塑性樹脂からなるものを用いた場合においても、上述したようにシート基材２，１０２に貫通穴を形成した際にバリが生じるため、上記同様に、シート基材２，１０２の周辺部を一方の面側から熱を加えながら押圧することにより同様の効果を奏する。

また、上述した２つの実施の形態においては、シート基材２，１０２の一方の面に配線パターン３ｂ，１０３ｂを形成した後に、スルーホール５，１０５を形成し、押圧部材２０，１２０によって押圧し、その後、シート基材２，１０２の他方の面に配線パターン３ａ，１０３ａを形成するとともにスルーホール５，１０５内に導通部６，１０６を形成しているが、シート基材２，１０２の表裏にそれぞれ配線パターン３ａ，３ｂ，１０３ａ，１０３ｂを形成した後に、スルーホール５，１０５を形成し、押圧部材２０，１２０によって押圧し、その後、スルーホール５，１０５内に導通部６，１０６を形成することも考えられる。

１，１０１ 配線基板
２，１０２ シート基材
３ａ，３ｂ，１０３ａ，１０３ｂ 配線パターン
４ａ，４ｂ，１０４ａ，１０４ｂ 回路部
５，１０５ スルーホール
６，１０６ 導通部
７，１０７ バリ
１０，１１０ 穴あけ部材
２０，１２０ 押圧部材
３１，１３１ 支持板
３２，１３２ 押さえ部材

Claims (1)

1. シート基材の表裏にそれぞれ形成された配線パターンを互いに導通させるためのスルーホールの形成方法であって、
   前記シート基材の一方の面側から貫通穴を開けることにより前記スルーホールを形成する工程と、
   前記スルーホールの周辺部を前記シート基材の他方の面側から熱を加えながら押圧する工程とを有するスルーホールの形成方法。

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