JP2017224647A - 回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板のサイズを大きくせずとも、狭ピッチの電子部品を搭載可能な回路基板の製造方法を提供することを目的としている。【解決手段】導電性材料（Ｓ）に複数の貫通孔（Ｓａ）を形成すると共に、少なくとも一部に橋架部（Ｓ１ｂ）が形成されるように凹孔（Ｓ１ａ）を形成する第１工程と、前記第１工程によって形成された導電性材料（Ｓ）を絶縁体（基材１０参照）の少なくとも一方の面に接着する第２工程（図３（ａ）参照）と、前記第２工程によって絶縁体（基材１０参照）の少なくとも一方の面に接着された導電性材料（Ｓ）の橋架部（Ｓ１ｂ）を除去する第３工程（図３（ｂ）参照）と、を含むことを特徴としている。【選択図】図３

Description

本発明は、狭ピッチの電子部品を搭載可能な回路基板の製造方法に関する。

近年、コンピュータ、携帯電話、スマートフォンなどの電子機器の小型化、高機能化・高電流化に伴い、こうした電子機器向けの電子部品を搭載した回路基板のさらなる小型化、高密度化、高電流化が要求されている。

このような従来の回路基板の製造方法を、図５に示す。

図５に示すように、従来の回路基板１００は、絶縁性材料からなる粘着性を備える樹脂性の基材１０１の上面（図示上側）に導電性材料の銅板１０２が配置され、基材１０１の下面（図示下側）に金属ベースからなる放熱板１０３が配置されている。

このような回路基板１００を製造するにあたって、まず、図５（ａ）に示すように、基材１０１の上面（図示上側）に導電性材料からなる銅板１０２を配置し、基材１０１の下面（図示下側）に金属ベースからなる放熱板１０３を配置し、この状態で、熱プレスすると、基材１０１に銅板１０２及び放熱板１０３が接着し、もって、回路基板中間体１００Ｍが製造されることとなる。

次いで、この回路基板中間体１００Ｍの銅板１０２を片面エッチングし、図５（ｂ）に示すように、電子部品ＤのリードＤａ（図５（ｃ）参照）のピッチ間に合わせて適当間隔置きに、複数の貫通孔１０２ａを形成する。これにより、回路基板１００が製造されることとなる。

次いで、このように製造された回路基板１００に、図５（ｃ）に示す電子部品Ｄを搭載するにあたって、回路基板１００の銅板１０２上にそれぞれ電子部品ＤのリードＤａを載置し、半田付け等することによって、回路基板１００上に電子部品Ｄを搭載することとなる。

しかしながら、このような回路基板１００を製造するにあたり、片面エッチングしているため、図５（ｂ）に示すように、貫通孔１０２ａが図示上面から下面に行くに従って、径小となるテーパ状に形成されることとなる。そのため、高電流化に伴い銅板１０２の厚みが増すと、その分、貫通孔１０２ａがよりテーパ状に形成され、もって、図５（ｃ）に示すように、貫通孔１０２ａの図示上面側は径大となり、リードＤａのピッチ間が狭い狭ピッチの電子部品Ｄを銅板１０２上に載置するのが困難となる（図示では、電子部品ＤのリードＤａは５本であるが、４本しか半田付け等されていない状態を示している）。それゆえ、このようなリードＤａのピッチ間が狭い狭ピッチの電子部品Ｄを銅板１０２上に載置しようとすると、回路基板１００のサイズを大きくするしか方法がないという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、回路基板のサイズを大きくせずとも、狭ピッチの電子部品を搭載可能な回路基板の製造方法を提供することを目的としている。

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１の発明によれば、導電性材料（Ｓ）に複数の貫通孔（Ｓａ）を形成すると共に、少なくとも一部に橋架部（Ｓ１ｂ）が形成されるように凹孔（Ｓ１ａ）を形成する第１工程（図２（ｄ）参照）と、
前記第１工程（図２（ｄ）参照）によって形成された導電性材料（Ｓ）を絶縁体（基材１０参照）の少なくとも一方の面に接着する第２工程（図３（ａ）参照）と、
前記第２工程（図３（ａ）参照）によって絶縁体（基材１０参照）の少なくとも一方の面に接着された導電性材料（Ｓ）の橋架部（Ｓ１ｂ）を除去する第３工程（図３（ｂ）参照）と、を含むことを特徴としている。

また、請求項２の発明によれば、上記請求項１に記載の回路基板の製造方法において、前記橋架部（Ｓ１ｂ）は、前記第２工程（図３（ａ）参照）において、前記第１工程（図２（ｄ）参照）によって形成された導電性材料（Ｓ）を絶縁体（基材１０参照）の少なくとも一方の面に接着する際、当該絶縁体（基材１０参照）との位置ずれが生じないような位置に形成されてなることを特徴としている。

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１に係る発明によれば、導電性材料（Ｓ）に予め複数の貫通孔（Ｓａ）を形成するようにしている。それゆえ、従来のように、上面から下面に行くに従って、径小となるテーパ状に形成される貫通孔（Ｓａ）が形成されることがない。そしてさらに、導電性材料（Ｓ）の少なくとも一部は、貫通孔（Ｓａ）を形成せず、凹孔（Ｓ１ａ）を形成し、橋架部（Ｓ１ｂ）を形成するようにしている。それゆえ、導電性材料（Ｓ）がバラバラに離散してしまうことがなく、もって、導電性材料（Ｓ）を絶縁体（基材１０参照）の少なくとも一方の面に容易に接着することができる。そしてその後、その橋架部（Ｓ１ｂ）を除去するようにすれば、テーパ状に形成されていないストレートな導電体（１３）が形成されるため、図４に示すように、リード（Ｄａ）のピッチ間が狭い狭ピッチの電子部品（Ｄ）であっても、導電体（１３）上に半田付け等によって固着することができる。

しかして、本発明によれば、回路基板（１）のサイズを大きくせずとも、狭ピッチの電子部品（Ｄ）を搭載することが可能となる。

また、請求項２に係る発明によれば、前記橋架部（Ｓ１ｂ）は、導電性材料（Ｓ）を絶縁体（基材１０参照）の少なくとも一方の面に接着する際、当該絶縁体（基材１０参照）との位置ずれが生じないような位置に形成されているから、不良品となる確率を低減させることができる。

（ａ）は本発明の一実施形態に係る導電性材料小片に橋架部が形成されている状態を示す斜視図、（ｂ）は同実施形態に係る橋架部が除去され回路基板が製造された状態を示す斜視図である。 （ａ）は同実施形態に係る導電性材料の断面図、（ｂ）は（ａ）に示す導電性材料の一部を露出させ上下面にエッチングマスクを被覆している状態を示す断面図、（ｃ）は（ｂ）にて両面エッチング処理した後、再度、導電性材料小片の一部を露出させ上下面にエッチングマスクを被覆している状態を示す断面図、（ｄ）は（ｃ）にて片面エッチング処理した後の状態を示す導電性材料の断面図である。 （ａ）は図１（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図１（ｂ）に示すＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は同実施形態に係る回路基板上に電子部品が搭載されている状態を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すＣ−Ｃ線断面図である。 従来の回路基板の断面図を示し、（ａ）は回路基板中間体の断面図、（ｂ）は（ａ）に示す回路基板中間体の銅板を片面エッチングし従来の回路基板を製造した状態を示す断面図、（ｃ）は従来の回路基板に電子部品を搭載している状態を示す断面図である。

以下、本発明に係る回路基板の製造方法の一実施形態を図１〜図４を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。

本実施形態に係る回路基板１は、半導体集積回路や回路部品等の電子部品を搭載可能なもので、図１（ｂ）に示すように、複数の回路１Ａが所望のパターンに配列されている。この回路１Ａは、図３（ｂ），図４（ｂ）に示すように、基材１０と、放熱板１１と、粘着層１２と、導電体１３とで構成されている。

基材１０は、通常のプリント基板への使用が想定されている物であれば良く、例えば、厚み約１００μｍの断面矩形状からなり、絶縁性材料、例えば、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）等で形成されているものである。

また、放熱板１１は、厚み約１．５ｍｍの断面矩形状からなり、放熱性材料、例えば、セラミック、ホーロー等で形成されており、基材１０の裏面（図示下面）に配置されている。さらに、粘着層１２は、厚み約２５μｍの断面矩形状からなり、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ポリビニルエーテル等の粘着剤を積層して形成されており、基材１０の表面（図示上面）に配置されている。そして、導電体１３は、厚み約３００μｍの断面矩形状からなり、導電性材料、例えば、アルミニウム、ニッケル、銅、クロム等で形成されており、粘着層１２の表面（図示上面）に配置されている。

かくして、上記のように構成される回路基板１は、以下のように製造される。

まず、図２（ａ）に示す、厚み約３００μｍの断面矩形状からなる厚板状の導電性材料Ｓの表裏面（図示上下面）に、図２（ｂ）に示すように、シート状のエッチングマスクＭを被覆する。この際、導電性材料Ｓのうちエッチング液にて除去したい部分をエッチングマスクＭにて被覆せず露出させる（符号Ｍａ参照）。なお、エッチング液としては、例えば、強酸性のＨＦ（還元剤）、ＨＮＯ３（酸化剤）、ＣＨ３ＣＯＯＨ（緩和剤）の混酸や強アルカリ性のＫＯＨ、ＮａＯＨ等が使用される。

続いて、この状態で、エッチング液を用いて両面エッチングを行う。これにより、エッチングマスクＭにて被覆されていない部分（図２（ｂ）に示す符号Ｍａ参照）がエッチング液にて除去され、もって、図２（ｃ）に示すように、従来のようなテーパ形状となっていないストレートな貫通孔Ｓａが形成されることとなる。なお、両面エッチングが終了した際、図２（ｂ）に示すエッチングマスクＭは、導電性材料Ｓより剥離されることとなる。

かくして、このような処理を経て、図２（ｃ）に示すように、複数の導電性材料小片Ｓ１（図示では３つ）が製造されることとなる。

続いて、上記処理の後、図２（ｃ）に示すように、複数の導電性材料小片Ｓ１のうち、さらに、エッチング液にて除去したい導電性材料小片Ｓ１（図示右に位置する導電性材料小片Ｓ１）のうち、エッチング液にて除去したい部分をエッチングマスクＭで被覆せず露出させ（図示では、下面のみ露出させている。符号Ｍａ参照）、それ以外の複数の導電性材料小片Ｓ１の上下面にシート状のエッチングマスクＭを被覆する。

次いで、この状態で、エッチング液を用いて片面エッチングを行う。この際、図２（ｃ）に示すような、貫通孔Ｓａを形成せず、図２（ｄ）に示すように、凹孔Ｓ１ａが形成される程度に片面エッチングを行い、導電性材料小片Ｓ１に橋架部Ｓ１ｂが形成されるようにする。なお、この橋架部Ｓ１ｂの幅は、例えば、約０．５ｍｍ程度である。

次いで、このような片面エッチングを行った後、図２（ｃ）に示すエッチングマスクＭを、図２（ｄ）に示すように、導電性材料小片Ｓ１より剥離する。

次いで、上記のように製造された複数の導電性材料小片Ｓ１を、図３（ａ）に示すように、熱プレスによって裏面（図示下面）に放熱板１１が接着されている基材１０の表面（図示上面）に塗布されている粘着層１２上に載置する。これにより、複数の導電性材料小片Ｓ１が粘着層１２に接着され、もって、複数の導電性材料小片Ｓ１が基材１０の表面（図示上面）に粘着層１２を介して接着されることとなる。すなわち、図１（ａ）に示すような状態となる。

次いで、導電性材料小片Ｓ１の橋架部Ｓ１ｂをレーザ加工、切削加工等によって除去する。これにより、何れもテーパ状に形成されていないストレートな導電体１３が形成され、もって、図１（ｂ）、図３（ｂ）に示すような複数の回路１Ａが形成されることとなる。なお、凹孔Ｓ１ａを形成する際（図２（ｃ），（ｄ）参照）、片面エッチングを行っているため、多少テーパが形成される可能性があるが、レーザ加工、切削加工等によって橋架部Ｓ１ｂを除去する際、合わせてそのテーパ部分も除去するようにすれば良い。

かくして、上記のような工程を経て、複数の回路１Ａが所望のパターンに配列されている回路基板１が製造されることとなる。

しかして、以上説明した本実施形態によれば、導電性材料Ｓに予め貫通孔Ｓａを形成するようにすれば、従来のように、上面から下面に行くに従って、径小となるテーパ状に形成される貫通孔Ｓａが形成されることがない。そしてさらに、導電性材料Ｓの一部は、貫通孔Ｓａを形成せず、凹孔Ｓ１ａを形成し、橋架部Ｓ１ｂを形成しているため、導電性材料Ｓがバラバラに離散してしまうことがない。それゆえ、導電性材料Ｓを粘着層１２に容易に接着することができる。そしてその後、その橋架部Ｓ１ｂを除去するようにすれば、テーパ状に形成されていないストレートな導電体１３が形成されるため、図４に示すように、リードＤａのピッチ間が狭い狭ピッチの電子部品Ｄであっても、導電体１３上に半田付け等によって固着することができる。

よって、本実施形態によれば、回路基板１のサイズを大きくせずとも、狭ピッチの電子部品Ｄを搭載することが可能となる。

なお、導電性材料Ｓに橋架部Ｓ１ｂを形成する位置は、導電性材料Ｓを粘着層１２に接着する際、導電性材料Ｓと基材１０との位置ずれが生じない位置に形成するのが好ましい。位置ずれが生じてしまうと、不良品となるためである。

また、粘着層１２は、流動性のない熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂），シリコーン系粘着剤等の粘着剤が好ましい。流動性があると、凹孔Ｓ１ａ内に粘着剤が侵入し、その侵入した粘着剤の影響で橋架部Ｓ１ｂを除去できなくなる可能性があるためである。

ところで、本実施形態においては、放熱板１１を設ける例を示したが、必要でなければ、特に、設けなくとも良い。

また、本実施形態においては、基材１０の片面にのみ導電体１３を設ける例を示したが、それに限らず、両面に設けても良い。その際、図２に例示した如く、貫通孔Ｓａ及び凹孔Ｓ１ａを形成した導電性材料Ｓを一対製造し、基材１０の裏面（図示下面）に粘着層１２を設け、基材１０の表裏面に設けられている粘着層１２に貫通孔Ｓａ及び凹孔Ｓ１ａを形成した導電性材料Ｓをそれぞれ接着し、橋架部Ｓ１ｂを除去すれば良い。なお、その際、放熱板１１は、設けなければ良い。

さらに、本実施形態においては、導電性材料Ｓに貫通孔Ｓａ及び凹孔Ｓ１ａを形成するにあたって、エッチング液を用いて形成する例を示したが、それに限らず、ザグリ加工等により、導電性材料Ｓに貫通孔Ｓａ及び凹孔Ｓ１ａを形成しても良い。

またさらに、本実施形態においては、橋架部Ｓ１ｂを除去するにあたり、レーザ加工、切削加工等によって除去する例を示したが、エッチング液により除去しても良い。

そしてさらに、本実施形態においては、橋架部Ｓ１ｂの下方（図示下面）に位置する熱プレスによって裏面（図示下面）に放熱板１１が接着されている基材１０の表面（図示上面）に粘着層１２を塗布している例（図３参照）を示したが、それに限らず、橋架部Ｓ１ｂの下方（図示下面）に位置する粘着層１２は、基材１０の表面（図示上面）に塗布しなくとも良い。

１ 回路基板
１Ａ 回路
１０ 基材（絶縁体）
１２ 粘着層
１３ 導電体
Ｓ 導電性材料
Ｓａ 貫通孔
Ｓ１ａ 凹孔
Ｓ１ｂ 橋架部
Ｄ 電子部品
Ｄａ リード

Claims (2)

1. 導電性材料に複数の貫通孔を形成すると共に、少なくとも一部に橋架部が形成されるように凹孔を形成する第１工程と、
   前記第１工程によって形成された導電性材料を絶縁体の少なくとも一方の面に接着する第２工程と、
   前記第２工程によって絶縁体の少なくとも一方の面に接着された導電性材料の橋架部を除去する第３工程と、を含む回路基板の製造方法。
2. 前記橋架部は、前記第２工程において、前記第１工程によって形成された導電性材料を絶縁体の少なくとも一方の面に接着する際、当該絶縁体との位置ずれが生じないような位置に形成されてなる請求項１に記載の回路基板の製造方法。

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