JP2020004966A - 回路基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】上側パターンと下側パターンとを接続する接続体の抵抗を下げて、大電流を流すことのできる回路基板とその製造方法を提供する。【解決手段】回路基板は、主基板１６０と、上側導電体層１１２と、下側導電体層１４２と、導体ピン５００とを備えている。導体ピン５００は、上下方向に延びている。導体ピン５００は、ピン部材５１０の表面に接合用メッキ５２０が形成されたものである。接合用メッキ５２０は、第１部位と、第２部位と、第３部位と、第４部位とを有している。第２部位は、接合部と、染み出し部とを有している。第２部位の接合部は、上下方向と直交する直交方向において、ピン部材５１０と上側導電体層１１２とを接合している。第３部位は、接合部を有している。第３部位の接合部は、直交方向において、ピン部材５１０と下側導電体層１４２とを接合している。【選択図】図３
Description
本発明は、上側パターンと下側パターンとが導体ピンで接続された回路基板及びその製造方法に関する。また本発明は、上側導電体層と下側導電体層とが導体ピンで接続された回路基板及びその製造方法に関する。
回路基板において上側パターンと下側パターンとを接続する技術は、例えば、特許文献１に開示されている。詳しくは、特許文献１においては、回路基板内に磁性体を埋設し、上側パターンと下側パターンとをスルーホールで接続してコイルを形成して、回路基板にノイズフィルタ機能を持たせている。
特許文献１において上側パターンと下側パターンとを接続しているスルーホールは、構造上、電気抵抗を小さくすることが難しい。そのため、スルーホールに大電流を流すことはできない。
そこで、本発明は、上側パターンと下側パターンとを接続する接続体の抵抗を下げて、大電流を流すことのできる回路基板とその製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、第１の回路基板の製造方法として、
上側導電体層と、下側導電体層と、主基板とを有する接続前基板であって前記上側導電体層から前記下側導電体層まで貫通した受容孔が設けられている接続前基板を準備する、準備工程と、
前記受容孔よりも細い導体ピンを前記接続前基板の前記受容孔に対して挿入する、導体ピン挿入工程と、
前記導体ピンに電流を流しつつ前記導体ピンに対して上下方向に沿った力を加えて、前記導体ピンを変形させて前記導体ピンで前記上側導電体層と前記下側導電体層とを接続する、接続工程と
を備える、回路基板の製造方法を提供する。
上側導電体層と、下側導電体層と、主基板とを有する接続前基板であって前記上側導電体層から前記下側導電体層まで貫通した受容孔が設けられている接続前基板を準備する、準備工程と、
前記受容孔よりも細い導体ピンを前記接続前基板の前記受容孔に対して挿入する、導体ピン挿入工程と、
前記導体ピンに電流を流しつつ前記導体ピンに対して上下方向に沿った力を加えて、前記導体ピンを変形させて前記導体ピンで前記上側導電体層と前記下側導電体層とを接続する、接続工程と
を備える、回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第２の回路基板の製造方法として、第１の回路基板の製造方法であって、
前記準備工程は、
前記上側導電体層と、前記下側導電体層と、前記主基板とを有する基板材料を準備する、基板材料準備工程と、
前記上側導電体層から前記下側導電体層まで貫通した前記受容孔を前記基板材料に開けると共に前記上側導電体層及び前記下側導電体層をエッチングして上側パターン及び下側パターンを夫々形成して、前記接続前基板を準備する、接続前基板準備工程と
を備えており、
前記接続工程において、前記導体ピンは、前記上側パターンと前記下側パターンとを接続する
回路基板の製造方法を提供する。
前記準備工程は、
前記上側導電体層と、前記下側導電体層と、前記主基板とを有する基板材料を準備する、基板材料準備工程と、
前記上側導電体層から前記下側導電体層まで貫通した前記受容孔を前記基板材料に開けると共に前記上側導電体層及び前記下側導電体層をエッチングして上側パターン及び下側パターンを夫々形成して、前記接続前基板を準備する、接続前基板準備工程と
を備えており、
前記接続工程において、前記導体ピンは、前記上側パターンと前記下側パターンとを接続する
回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第３の回路基板の製造方法として、第２の回路基板の製造方法であって、
前記基板材料準備工程は、
前記主基板にキャビティを形成する、キャビティ形成工程と、
貫通孔が形成された磁性部材を用意して、前記貫通孔が前記上下方向に延びるように前記キャビティ内に前記磁性部材を配置する、磁性部材工程と、
前記貫通孔を樹脂で埋めると共に、前記主基板の上下に絶縁層を介して前記上側導電体層及び前記下側導電体層を設ける、導電体層工程と
を備えており、
前記接続前基板準備工程において、前記受容孔は、前記磁性部材の前記貫通孔内を夫々通るように開けられる
回路基板の製造方法を提供する。
前記基板材料準備工程は、
前記主基板にキャビティを形成する、キャビティ形成工程と、
貫通孔が形成された磁性部材を用意して、前記貫通孔が前記上下方向に延びるように前記キャビティ内に前記磁性部材を配置する、磁性部材工程と、
前記貫通孔を樹脂で埋めると共に、前記主基板の上下に絶縁層を介して前記上側導電体層及び前記下側導電体層を設ける、導電体層工程と
を備えており、
前記接続前基板準備工程において、前記受容孔は、前記磁性部材の前記貫通孔内を夫々通るように開けられる
回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第４の回路基板の製造方法として、第３の回路基板の製造方法であって、
前記磁性部材は、軟磁性金属粉末をバインダで結着したものであり、
前記軟磁性金属粉末は、扁平形状を有しており、
前記バインダは、無機酸化物を主成分とするものである
回路基板の製造方法を提供する。
前記磁性部材は、軟磁性金属粉末をバインダで結着したものであり、
前記軟磁性金属粉末は、扁平形状を有しており、
前記バインダは、無機酸化物を主成分とするものである
回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第５の回路基板の製造方法として、第３又は第４の回路基板の製造方法であって、
前記導電体層工程は、
前記下側導電体層が形成された下側プリプレグを用意して、前記下側導電体層が下方に向くように前記下側プリプレグを前記主基板の下面の下に配置する、下側プリプレグ工程と、
前記貫通孔内に樹脂を充填する、樹脂充填工程と、
前記上側導電体層が形成された上側プリプレグを用意して、前記上側導電体層が上方に向くように前記上側プリプレグを前記主基板の上面の上に配置する、上側プリプレグ工程と、
前記貫通孔内の樹脂を硬化させる、樹脂硬化工程と
を備えており、
前記磁性部材工程のうち前記磁性部材を前記キャビティ内に配置する磁性部材配置工程は、前記下側プリプレグ工程の後であって前記樹脂充填工程の前に実施される
回路基板の製造方法を提供する。
前記導電体層工程は、
前記下側導電体層が形成された下側プリプレグを用意して、前記下側導電体層が下方に向くように前記下側プリプレグを前記主基板の下面の下に配置する、下側プリプレグ工程と、
前記貫通孔内に樹脂を充填する、樹脂充填工程と、
前記上側導電体層が形成された上側プリプレグを用意して、前記上側導電体層が上方に向くように前記上側プリプレグを前記主基板の上面の上に配置する、上側プリプレグ工程と、
前記貫通孔内の樹脂を硬化させる、樹脂硬化工程と
を備えており、
前記磁性部材工程のうち前記磁性部材を前記キャビティ内に配置する磁性部材配置工程は、前記下側プリプレグ工程の後であって前記樹脂充填工程の前に実施される
回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第６の回路基板の製造方法として、第３又は第４の回路基板の製造方法であって、
前記導電体層工程は、
前記下側導電体層が形成された下側プリプレグを用意して、前記下側導電体層が下方に向くように前記下側プリプレグを前記主基板の下面の下に配置する、下側プリプレグ工程と、
前記上側導電体層が形成された上側プリプレグを用意して、前記上側導電体層が上方に向くように前記上側プリプレグを主基板の上面の上に配置する、上側プリプレグ工程と、
前記上側プリプレグと前記下側プリプレグとを上下から押圧して前記上側プリプレグと前記下側プリプレグとに含まれていた樹脂で前記貫通孔内を満たす、樹脂充満工程と、
前記貫通孔内の樹脂を硬化させる、樹脂硬化工程と
を備えており、
前記磁性部材工程のうち前記磁性部材を前記キャビティ内に配置する磁性部材配置工程は、前記下側プリプレグ工程の後であって前記上側プリプレグ工程の前に実施される
回路基板の製造方法を提供する。
前記導電体層工程は、
前記下側導電体層が形成された下側プリプレグを用意して、前記下側導電体層が下方に向くように前記下側プリプレグを前記主基板の下面の下に配置する、下側プリプレグ工程と、
前記上側導電体層が形成された上側プリプレグを用意して、前記上側導電体層が上方に向くように前記上側プリプレグを主基板の上面の上に配置する、上側プリプレグ工程と、
前記上側プリプレグと前記下側プリプレグとを上下から押圧して前記上側プリプレグと前記下側プリプレグとに含まれていた樹脂で前記貫通孔内を満たす、樹脂充満工程と、
前記貫通孔内の樹脂を硬化させる、樹脂硬化工程と
を備えており、
前記磁性部材工程のうち前記磁性部材を前記キャビティ内に配置する磁性部材配置工程は、前記下側プリプレグ工程の後であって前記上側プリプレグ工程の前に実施される
回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第７の回路基板の製造方法として、第６の回路基板の製造方法であって、
前記上側プリプレグ及び前記下側プリプレグに含まれている樹脂は、前記主基板を構成する樹脂と同じである
回路基板の製造方法を提供する。
前記上側プリプレグ及び前記下側プリプレグに含まれている樹脂は、前記主基板を構成する樹脂と同じである
回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第８の回路基板の製造方法として、第２から第７までのいずれかの回路基板の製造方法であって、
前記接続前基板準備工程は、
前記受容孔を前記基板材料に開ける、受容孔形成工程と、
前記受容孔形成工程の後に、前記上側導電体層及び前記下側導電体層をエッチングして前記上側パターン及び前記下側パターンを夫々形成する、パターン形成工程と
を備える、回路基板の製造方法を提供する。
前記接続前基板準備工程は、
前記受容孔を前記基板材料に開ける、受容孔形成工程と、
前記受容孔形成工程の後に、前記上側導電体層及び前記下側導電体層をエッチングして前記上側パターン及び前記下側パターンを夫々形成する、パターン形成工程と
を備える、回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第９の回路基板の製造方法として、第８の回路基板の製造方法であって、
前記接続前基板準備工程は、
前記受容孔形成工程の後であって前記パターン形成工程の前に、前記基板材料にメッキを施すメッキ工程を更に備えている
回路基板の製造方法を提供する。
前記接続前基板準備工程は、
前記受容孔形成工程の後であって前記パターン形成工程の前に、前記基板材料にメッキを施すメッキ工程を更に備えている
回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第１０の回路基板の製造方法として、第２から第９までのいずれかの回路基板の製造方法であって
前記導体ピンは、ピン部材の表面に接合用メッキが形成されたものであり、
前記接続工程において、前記電流を流したことにより溶けた前記接合用メッキで、前記ピン部材と前記上側パターン及び前記下側パターンとを接続する
回路基板の製造方法を提供する。
前記導体ピンは、ピン部材の表面に接合用メッキが形成されたものであり、
前記接続工程において、前記電流を流したことにより溶けた前記接合用メッキで、前記ピン部材と前記上側パターン及び前記下側パターンとを接続する
回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第１１の回路基板の製造方法として、第１０の回路基板の製造方法であって、
前記接合用メッキの融点は、前記ピン部材の融点よりも低い
回路基板の製造方法を提供する。
前記接合用メッキの融点は、前記ピン部材の融点よりも低い
回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第１２の回路基板の製造方法として、第１１の回路基板の製造方法であって、
前記ピン部材は銅からなり、前記接合用メッキは錫からなる
回路基板の製造方法を提供する。
前記ピン部材は銅からなり、前記接合用メッキは錫からなる
回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第１３の回路基板の製造方法として、第２から第１２までのいずれかの回路基板の製造方法であって
前記接続工程において、前記導体ピンの上端に加える電圧と同極性の電圧を前記下側パターンにも加える
回路基板の製造方法を提供する。
前記接続工程において、前記導体ピンの上端に加える電圧と同極性の電圧を前記下側パターンにも加える
回路基板の製造方法を提供する。
また、本発明は、第１の回路基板として、
主基板と、上側導電体層と、下側導電体層と、導体ピンとを備える回路基板であって、
前記上側導電体層は、上下方向において、前記主基板の上方に位置しており、
前記下側導電体層は、前記上下方向において、前記主基板の下方に位置しており、
前記導体ピンは、前記上下方向に延びており、
前記導体ピンは、ピン部材の表面に接合用メッキが形成されたものであり、
前記接合用メッキは、第１部位と、第２部位と、第３部位と、第４部位とを有しており、
前記第１部位は、前記ピン部材の前記上下方向における上端に位置しており、
前記第２部位は、接合部と、染み出し部とを有しており、
前記第２部位の前記接合部は、前記上下方向と直交する直交方向において、前記ピン部材と前記上側導電体層とを接合しており、
前記第２部位の前記染み出し部は、前記上下方向において、前記上側導電体層の真上に位置しており、
前記第２部位の前記接合部の上面は、前記直交方向において前記ピン部材から前記上側導電体層に近づくほど、前記第２部位の前記染み出し部の上端に近づくように傾斜しており、
前記第２部位の前記接合部の上面は、前記直交方向において前記上側導電体層から前記ピン部材に近づくほど、前記第１部位の上端に近づくように傾斜しており、
前記第３部位は、接合部を有しており、
前記第３部位の前記接合部は、前記直交方向において、前記ピン部材と前記下側導電体層とを接合しており、
前記第４部位は、前記ピン部材の前記上下方向における下端に位置している
回路基板を提供する。
主基板と、上側導電体層と、下側導電体層と、導体ピンとを備える回路基板であって、
前記上側導電体層は、上下方向において、前記主基板の上方に位置しており、
前記下側導電体層は、前記上下方向において、前記主基板の下方に位置しており、
前記導体ピンは、前記上下方向に延びており、
前記導体ピンは、ピン部材の表面に接合用メッキが形成されたものであり、
前記接合用メッキは、第１部位と、第２部位と、第３部位と、第４部位とを有しており、
前記第１部位は、前記ピン部材の前記上下方向における上端に位置しており、
前記第２部位は、接合部と、染み出し部とを有しており、
前記第２部位の前記接合部は、前記上下方向と直交する直交方向において、前記ピン部材と前記上側導電体層とを接合しており、
前記第２部位の前記染み出し部は、前記上下方向において、前記上側導電体層の真上に位置しており、
前記第２部位の前記接合部の上面は、前記直交方向において前記ピン部材から前記上側導電体層に近づくほど、前記第２部位の前記染み出し部の上端に近づくように傾斜しており、
前記第２部位の前記接合部の上面は、前記直交方向において前記上側導電体層から前記ピン部材に近づくほど、前記第１部位の上端に近づくように傾斜しており、
前記第３部位は、接合部を有しており、
前記第３部位の前記接合部は、前記直交方向において、前記ピン部材と前記下側導電体層とを接合しており、
前記第４部位は、前記ピン部材の前記上下方向における下端に位置している
回路基板を提供する。
また、本発明は、第２の回路基板として、第１の回路基板であって、
前記第３部位は、染み出し部を有しており、
前記第３部位の前記染み出し部は、前記上下方向において、前記下側導電体層の真下に位置しており、
前記第３部位の前記接合部の下面は、前記直交方向において前記ピン部材から前記下側導電体層に近づくほど、前記第３部位の前記染み出し部の下端に近づくように傾斜しており、
前記第３部位の前記接合部の下面は、前記直交方向において前記下側導電体層から前記ピン部材に近づくほど、前記第４部位の下端に近づくように傾斜している
回路基板を提供する。
前記第３部位は、染み出し部を有しており、
前記第３部位の前記染み出し部は、前記上下方向において、前記下側導電体層の真下に位置しており、
前記第３部位の前記接合部の下面は、前記直交方向において前記ピン部材から前記下側導電体層に近づくほど、前記第３部位の前記染み出し部の下端に近づくように傾斜しており、
前記第３部位の前記接合部の下面は、前記直交方向において前記下側導電体層から前記ピン部材に近づくほど、前記第４部位の下端に近づくように傾斜している
回路基板を提供する。
また、本発明は、第３の回路基板として、第１又は第２の回路基板であって、
前記導体ピンは、主部を更に有しており、
前記主部は、前記上下方向において前記主基板の両端に亘って延びており、
前記直交方向において、前記主部の外周と前記主基板との間には隙間が存在しない
回路基板を提供する。
前記導体ピンは、主部を更に有しており、
前記主部は、前記上下方向において前記主基板の両端に亘って延びており、
前記直交方向において、前記主部の外周と前記主基板との間には隙間が存在しない
回路基板を提供する。
また、本発明は、第４の回路基板として、第３の回路基板であって、
前記ピン部材は、前記上下方向に延びる略円筒形状を有しており、
前記ピン部材は、中央部を有しており、
前記中央部は、前記上下方向における前記上側導電体層と前記下側導電体層との間の中間位置に位置しており、
前記中央部は、前記主部の一部であり、
前記ピン部材の前記上下方向における両端の径は、前記中央部の径よりも小さい
回路基板を提供する。
前記ピン部材は、前記上下方向に延びる略円筒形状を有しており、
前記ピン部材は、中央部を有しており、
前記中央部は、前記上下方向における前記上側導電体層と前記下側導電体層との間の中間位置に位置しており、
前記中央部は、前記主部の一部であり、
前記ピン部材の前記上下方向における両端の径は、前記中央部の径よりも小さい
回路基板を提供する。
本発明によれば、上側パターンと下側パターンとを導体ピンで接続することとしたため、スルーホールなどと比較して電気抵抗を下げることができ、より大きな電流を流すことができる。
また、本発明によれば、導体ピンで上側パターンと下側パターンとを接続するために導体ピンを変形させる際に、導体ピンに電流を流しつつ導体ピンに対して上下方向に沿った力を加えている。ここで、導体ピンに電流を流すと導体ピンが軟らかくなる。従って、導体ピンに加える力を小さくすることができる。
特に、回路基板内に磁性部材を組み込む場合に関しては、予め貫通孔が形成された磁性部材を用いることとしたので、上側パターンの形成された面内において、上側パターンと導体ピンとの間に絶縁体が介在しない。下側パターンと導体ピンとの関係も同じである。従って、上側パターン及び下側パターンと導体ピンとの電気的接続を強固にすることができる。
更に本発明によれば、上側導電体層と下側導電体層とを導体ピンで接続することとしたため、スルーホールなどと比較して電気抵抗を下げることができ、より大きな電流を流すことができる。
また、本発明によれば、導体ピンで上側導電体層と下側導電体層とを接続するために導体ピンを変形させる際に、導体ピンに電流を流しつつ導体ピンに対して上下方向に沿った力を加えている。ここで、導体ピンに電流を流すと導体ピンが軟らかくなる。従って、導体ピンに加える力を小さくすることができる。
特に、回路基板内に磁性部材を組み込む場合に関しては、予め貫通孔が形成された磁性部材を用いることとしたので、上側導電体層の形成された面内において、上側導電体層と導体ピンとの間に絶縁体が介在しない。下側導電体層と導体ピンとの関係も同じである。従って、上側導電体層及び下側導電体層と導体ピンとの電気的接続を強固にすることができる。
更に加えて、本発明の回路基板は、以下の特徴を備えている：導体ピンは、ピン部材の表面に接合用メッキが形成されたものである；接合用メッキは、第１部位と、第２部位と、第３部位と、第４部位とを有している；第２部位は、接合部と、染み出し部とを有している；第２部位の接合部は、上下方向と直交する直交方向において、ピン部材と上側導電体層とを接合している；第３部位は、接合部を有している；第３部位の接合部は、直交方向において、ピン部材と下側導電体層とを接合している。即ち、本発明の回路基板においては、上側導電体層と下側導電体層とを導体ピンで接続している。これにより、スルーホールなどと比較して電気抵抗を下げることができ、上側導電体層と下側導電体層との間により大きな電流を流すことができる。
（第１の実施形態）
図１に示されるように、本発明の第１の実施の形態による回路基板１０は、主基板１６０と、絶縁層１７０と、上側導電体層１１２と、下側導電体層１４２と、メッキ層１８０と、導体ピン５００と、磁性部材６００とを備えている。即ち、本実施の形態の回路基板１０は、上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２で構成される２つの導電体層を有している。しかしながら、本発明はこれに限定されず、少なくとも上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２を有している限り、３層以上の導電体層を有していてもよい。また、図６を参照して、本発明の回路基板は、メッキ層１８０を有さなくてもよい。
図１に示されるように、本発明の第１の実施の形態による回路基板１０は、主基板１６０と、絶縁層１７０と、上側導電体層１１２と、下側導電体層１４２と、メッキ層１８０と、導体ピン５００と、磁性部材６００とを備えている。即ち、本実施の形態の回路基板１０は、上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２で構成される２つの導電体層を有している。しかしながら、本発明はこれに限定されず、少なくとも上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２を有している限り、３層以上の導電体層を有していてもよい。また、図６を参照して、本発明の回路基板は、メッキ層１８０を有さなくてもよい。
図１を参照して、本実施の形態の主基板１６０は、ＦＲ４基板である。なお、本発明はこれに限定されず、主基板１６０は、ＦＲ４基板以外であってもよい。
図１に示されるように、本実施の形態の絶縁層１７０は、主基板１６０の上下に配置されている。本実施の形態において、上下方向はＺ方向である。また、上方を＋Ｚ方向とし、下方を−Ｚ方向とする。本実施の形態の絶縁層１７０は、エポキシ樹脂が固化したものである。
図１に示されるように、本実施の形態の上側導電体層１１２は、上下方向において、主基板１６０の上方に位置している。上側導電体層１１２は、上側の絶縁層１７０の上部に位置している。上側導電体層１１２は、銅箔である。上側導電体層１１２の表面には上側パターン１１４が形成されている。
図１に示されるように、本実施の形態の下側導電体層１４２は、上下方向において、主基板１６０の下方に位置している。下側導電体層１４２は、下側の絶縁層１７０の下部に位置している。下側導電体層１４２は、銅箔である。下側導電体層１４２の表面には下側パターン１４４が形成されている。
図１を参照して、本実施の形態のメッキ層１８０は、銅メッキである。なお、本発明はこれに限定されず、上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２の後述する接合用メッキ５２０への侵食を主に防止するため、メッキ層１８０の最表面に金メッキ又は銀メッキがなされていてもよい。また、同様の理由から上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２の侵食を防止するため、メッキ層１８０と上側導電体層１１２の間に合金層を形成してもよく、同様に、メッキ層１８０と下側導電体層１４２の間に合金層を形成してもよい。更に、上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２の侵食を防止するため、メッキ層１８０と上側導電体層１１２との間にＮｉなどの下地メッキを有していてもよく、同様に、メッキ層１８０と下側導電体層１４２との間にＮｉなどの下地メッキを有していてもよい。
図１に示されるように、本実施の形態の導体ピン５００は、ピン部材５１０の表面に接合用メッキ５２０が形成されたものである。即ち、導体ピン５００は、ピン部材５１０と、接合用メッキ５２０とを有している。接合用メッキ５２０の融点は、ピン部材５１０の融点よりも低くなっている。より詳しくは、ピン部材５１０は銅からなり、接合用メッキ５２０は錫からなる。なお、本発明はこれに限定されず、上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２の侵食を防止するため、接合用メッキ５２０の錫に、鉛、ビスマス、銀などを添加してもよい。
図１に示されるように、本実施の形態の導体ピン５００は、上下方向に延びている。導体ピン５００は、上側導電体層１１２と下側導電体層１４２とを接続していている。具体的には、導体ピン５００は、メッキ層１８０を介して上側導電体層１１２の上側パターン１１４と下側導電体層１４２の下側パターン１４４とを接続している。なお、本発明はこれに限定されず、回路基板１０がメッキ層１８０を有さない場合、導体ピン５００は、上側導電体層１１２と下側導電体層１４２とを直接接続していてもよい。従来の回路基板の製造技術で採用されている、上側導電体層の上側パターンと下側導電体層の下側パターンとをビアのメッキで接続する方法においては、パターンとビアとの接続の信頼性が低いことや、電気抵抗の増大、更には大電流化に対応できないなどの問題がある。また、従来の回路基板の製造技術で採用されている、上側導電体層の上側パターンと下側導電体層の下側パターンとをビアに埋められた導電ペーストで接続する方法においては、導電ペーストが高価であることや、大口径のビアを埋めるのに不適であること、銅材と比較して電気抵抗が高いこと、更には、リフロー工程を要するなどの問題がある。翻って、本実施の形態の回路基板１０における、導体ピン５００で上側導電体層１１２の上側パターン１１４と下側導電体層１４２の下側パターン１４４とを接続する構成においては、上述の従来技術が有するような問題を有しない。即ち、導体ピン５００で上側導電体層１１２と下側導電体層１４２とを接続する構成を有する回路基板１０においては、上述の従来技術が有するような問題を有しない。
図３に示されるように、本実施の形態の導体ピン５００は、主部５３０を更に有している。
図３に示されるように、本実施の形態の主部５３０は、上下方向において主基板１６０の両端に亘って延びている。上下方向と直交する直交方向において、主部５３０の外周５３２と主基板１６０との間には隙間が存在しない。
図３を参照して、本実施の形態のピン部材５１０は、上下方向に延びる略円筒形状を有している。ピン部材５１０は、中央部５１２を有している。中央部５１２は、上下方向における上側導電体層１１２と下側導電体層１４２との間の中間位置に位置している。中央部５１２は、主部５３０の一部である。ピン部材５１０の上下方向における両端の径Ｒ１は、中央部５１２の径Ｒ２よりも小さくなっている。これは、後述する回路基板１０の製造方法の接続工程において、導体ピン５００に電流を流しつつ導体ピン５００に対して上下方向に沿った力を加えて、導体ピン５００を変形させた際に、導体ピン５００のピン部材５１０が上下方向に圧縮されて、中央部５１２の径Ｒ２が両端の径Ｒ１よりも拡大したことによる。
図２、図４及び図５に示されるように、本実施の形態の接合用メッキ５２０は、第１部位５２２と、第２部位５２４、第３部位５２６と、第４部位５２８とを有している。
図２及び図４に示されるように、本実施の形態の第１部位５２２は、ピン部材５１０の上下方向における上端に位置している。
図４に示されるように、本実施の形態の第２部位５２４は、接合部５２４２と、染み出し部５２５とを有している。
図４に示されるように、第２部位５２４の接合部５２４２は、上下方向と直交する直交方向において、ピン部材５１０と上側導電体層１１２とを接合している。より詳しくは、第２部位５２４の接合部５２４２は、上下方向と直交する直交方向において、メッキ層１８０を介してピン部材５１０と上側導電体層１１２とを接合している。なお、本発明はこれに限定されず、図６を参照して、回路基板１０がメッキ層１８０を有さない場合、第２部位５２４の接合部５２４２は、上下方向と直交する直交方向において、ピン部材５１０と上側導電体層１１２とを直接接合していてもよい。
図４に示されるように、第２部位５２４の接合部５２４２の上面は、直交方向においてピン部材５１０から上側導電体層１１２に近づくほど、第２部位５２４の染み出し部５２５の上端に近づくように傾斜している。また、第２部位５２４の接合部５２４２の上面は、直交方向において上側導電体層１１２からピン部材５１０に近づくほど、第１部位５２２の上端に近づくように傾斜している。
図４に示されるように、第２部位５２４の接合部５２４２の直交方向におけるサイズＳ２は、第１部位５２２の上下方向におけるサイズＳ１よりも大きい。これは、後述する回路基板１０の製造方法の接続工程において、導体ピン５００に電流を流しつつ導体ピン５００に対して上下方向に沿った力を加えて、導体ピン５００を変形させた際に、導体ピン５００の接合用メッキ５２０の第１部位５２２が溶けて上下方向に圧縮され、第１部位５２２の上下方向におけるサイズが減少したことによる。
図４に示されるように、第２部位５２４の染み出し部５２５は、上下方向において、上側導電体層１１２の真上に位置している。より詳しくは、第２部位５２４の染み出し部５２５は、上側導電体層１１２を覆うメッキ層１８０上に位置しており、上下方向において上側導電体層１１２を覆うメッキ層１８０と接している。なお、本発明はこれに限定されず、回路基板１０がメッキ層１８０を有さない場合、図６を参照して、第２部位５２４の染み出し部５２５は、上側導電体層１１２上に位置しており、且つ、上下方向において上側導電体層１１２と接するように構成されていてもよい。
回路基板１０の製造方法の接続工程において、導体ピン５００に上下方向に沿った力を加えて変形させると、導体ピン５００の中央部５１２の径Ｒ２が拡大する。これにより、溶けた接合用メッキ５２０が導体ピン５００と上側導電体層１１２との隙間に押し出され、この押し出された接合用メッキ５２０が凝固して導体ピン５００と上側導電体層１１２とを確実に接続することとなる。また、溶けた接合用メッキ５２０が上側導電体層１１２を覆うメッキ層１８０の上面に溢れ出て、この溢れ出た接合用メッキ５２０が凝固することにより、染み出し部５２５が形成される。
図５に示されるように、本実施の形態の第３部位５２６は、接合部５２６２と、染み出し部５２７とを有している。
図５に示されるように、第３部位５２６の接合部５２６２は、上下方向と直交する直交方向において、ピン部材５１０と下側導電体層１４２とを接合している。より詳しくは、第３部位５２６の接合部５２６２は、上下方向と直交する直交方向において、メッキ層１８０を介してピン部材５１０と下側導電体層１４２とを接合している。なお、本発明はこれに限定されず、図６を参照して、回路基板１０がメッキ層１８０を有さない場合、第３部位５２６の接合部５２６２は、上下方向と直交する直交方向において、ピン部材５１０と下側導電体層１４２とを直接接合していてもよい。
図５に示されるように、第３部位５２６の接合部５２６２の下面は、直交方向においてピン部材５１０から下側導電体層１４２に近づくほど、第３部位５２６の染み出し部５２７の下端に近づくように傾斜している。第３部位５２６の接合部５２６２の下面は、直交方向において下側導電体層１４２からピン部材５１０に近づくほど、第４部位５２８の下端に近づくように傾斜している。
図５に示されるように、第３部位５２６の接合部５２６２の直交方向におけるサイズＳ３は、第４部位５２８の上下方向におけるサイズＳ４よりも大きい。これは、後述する回路基板１０の製造方法の接続工程において、導体ピン５００に電流を流しつつ導体ピン５００に対して上下方向に沿った力を加えて、導体ピン５００を変形させた際に、導体ピン５００の接合用メッキ５２０の第４部位５２８が溶けて上下方向に圧縮され、第４部位５２８の上下方向におけるサイズが減少したことによる。
図５に示されるように、第３部位５２６の染み出し部５２７は、上下方向において、下側導電体層１４２の真下に位置している。より詳しくは、第３部位５２６の染み出し部５２７は、下側導電体層１４２を覆うメッキ層１８０上に位置しており、上下方向において下側導電体層１４２を覆うメッキ層１８０と接している。なお、本発明はこれに限定されず、図６を参照して、回路基板１０がメッキ層１８０を有さない場合、第３部位５２６の染み出し部５２７は、下側導電体層１４２上に位置しており、且つ、上下方向において下側導電体層１４２と接するように、構成されていてもよい。
回路基板１０の製造方法の接続工程において、導体ピン５００に上下方向に沿った力を加えて変形させると、導体ピン５００の中央部５１２の径Ｒ２が拡大する。これにより、溶けた接合用メッキ５２０が導体ピン５００と下側導電体層１４２との隙間に押し出され、この押し出された接合用メッキ５２０が凝固して導体ピン５００と下側導電体層１４２とを確実に接続することとなる。また、溶けた接合用メッキ５２０が下側導電体層１４２を覆うメッキ層１８０の下面に溢れ出て、この溢れ出た接合用メッキ５２０が凝固することにより、染み出し部５２７が形成される。
図５に示されるように、本実施の形態の第４部位５２８は、ピン部材５１０の上下方向における下端に位置している。
図１、図９及び図１０を参照して、本実施の形態の磁性部材６００は、上下方向に貫通する貫通孔６１０を有している。磁性部材６００は、軟磁性金属粉末６２０をバインダ６３０で結着したものである。即ち、磁性部材６００は、主として、扁平形状を有する軟磁性金属粉末６２０と、絶縁性のバインダ６３０とから形成されている。バインダ６３０は、無機酸化物、例えばケイ素酸化物を主成分とするものである。本実施の形態の磁性部材６００は、例えば、軟磁性金属粉末６２０に溶媒、増粘剤及びバインダ６３０を混合してスラリーを作製し、塗布したスラリーを加熱して溶媒を揮発させて成形物を作製した後、この成形物にフライス盤等を用いて上下方向に貫通した貫通孔６１０を形成することにより作製することができる。磁性部材６００は、高い比透磁率、例えば１００以上を有していることが好ましい。また、磁性部材６００は、６０体積％以上の軟磁性金属粉末６２０と、１０体積％以上かつ３０体積％以下の開細孔（空孔）と僅かな体積％の閉細孔とを含んでいることが好ましい。
図１及び図７から図２０までを参照して、本実施の形態の回路基板１０は、以下のように製造される。
図７に示されるように、本実施の形態の回路基板１０は、ｓｔｅｐＡ（準備工程）、ｓｔｅｐ３（導体ピン挿入工程）及びｓｔｅｐ４（接続工程）を経て製造される。換言すれば、回路基板１０の製造方法は、準備工程と、導体ピン挿入工程と、接続工程とを備えている。
まず、図７から図１８までを参照して、上側導電体層１１２と、下側導電体層１４２と、主基板１６０とを有する接続前基板４００であって上側導電体層１１２から下側導電体層１４２まで貫通した受容孔３００が設けられている接続前基板４００を準備する、ｓｔｅｐＡ（準備工程）を遂行する。ここでｓｔｅｐＡ（準備工程）は、ｓｔｅｐ１（基板材料準備工程）と、ｓｔｅｐ２（接続前基板準備工程）とを備えている。即ち、本実施の形態の回路基板１０は、ｓｔｅｐ１（基板材料準備工程）、ｓｔｅｐ２（接続前基板準備工程）、ｓｔｅｐ３（導体ピン挿入工程）及びｓｔｅｐ４（接続工程）を経て製造される。換言すれば、回路基板１０の製造方法は、基板材料準備工程と、接続前基板準備工程と、導体ピン挿入工程と、接続工程とを備えている。
まず、図１及び図７から図１４までを参照して、上側導電体層１１２と、下側導電体層１４２と、主基板１６０とを有する基板材料１００を準備する、基板材料準備工程を遂行する。より詳しくは、基板材料準備工程は、キャビティ形成工程と、磁性部材工程と、導電体層工程とを備えている。
まず、キャビティ形成工程では、図８を参照して、主基板１６０にキャビティ１６２を形成する。より詳しくは、主基板１６０に上下方向に開口したキャビティ１６２を形成する。即ち、キャビティ１６２は、主基板１６０を上下方向に貫通する孔である。
次に、キャビティ形成工程の遂行後、図９及び図１０を参照して、磁性部材工程のうち磁性部材用意工程を遂行する。本実施の形態の磁性部材用意工程では、貫通孔６１０が形成された磁性部材６００を用意する。より詳しくは、磁性部材用意工程では、本実施の形態の磁性部材６００を上述のように作製することにより、貫通孔６１０が形成された磁性部材６００を用意する。
磁性部材用意工程を遂行後、図１１、図１３及び図１４を参照して、導電体層工程を遂行する。導電体層工程では、貫通孔６１０を樹脂７００で埋めると共に、主基板１６０の上下に絶縁層１７０を介して上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２を設ける。より詳しくは、導電体層工程は、下側プリプレグ工程と、樹脂充填工程と、上側プリプレグ工程と、樹脂硬化工程とを備えている。即ち、導電体層工程では、下側プリプレグ工程と、樹脂充填工程と、上側プリプレグ工程と、樹脂硬化工程とを、この順に実施する。
まず、図１１を参照して、下側プリプレグ工程では、絶縁層１７０上に下側導電体層１４２が形成された下側プリプレグ１４０を用意して、下側導電体層１４２が下方に向くように下側プリプレグ１４０を主基板１６０の下面１６６の下に配置する。
下側プリプレグ工程の遂行後、図１０から図１２までを参照して、磁性部材工程の磁性部材配置工程を遂行する。即ち、磁性部材工程は、磁性部材用意工程と、磁性部材配置工程とを備えている。磁性部材配置工程では、貫通孔６１０が上下方向に延びるようにキャビティ１６２内に磁性部材６００を配置する。
磁性部材配置工程を遂行後、図１３を参照して、樹脂充填工程を遂行する。即ち、磁性部材工程のうち磁性部材６００をキャビティ１６２内に配置する磁性部材配置工程は、下側プリプレグ工程の後であって樹脂充填工程の前に実施される。この樹脂充填工程では、貫通孔６１０内に樹脂７００を充填する。
樹脂充填工程を遂行後、図１４を参照して、上側プリプレグ工程を遂行する。上側プリプレグ工程では、絶縁層１７０上に上側導電体層１１２が形成された上側プリプレグ１１０を用意して、上側導電体層１１２が上方に向くように上側プリプレグ１１０を主基板１６０の上面１６４の上に配置する。ここで、上側プリプレグ１１０及び下側プリプレグ１４０に含まれている樹脂７５０は、主基板１６０を構成する樹脂と同じである。
上側プリプレグ工程を遂行後、樹脂硬化工程を遂行する。樹脂硬化工程では、貫通孔６１０内の樹脂７００を硬化させる。
なお、本実施の形態の基板材料準備工程は、樹脂充填工程を有していたが、本発明はこれに限定されない。即ち、樹脂充填工程に代えて、樹脂充満工程を有するように、上述の基板材料準備工程を変形してもよい。より詳しくは、上述のキャビティ形成工程と、上述の下側プリプレグ工程と、上述の磁性部材配置工程と、上述の上側プリプレグ工程とを、順に遂行した後、上側プリプレグ１１０と下側プリプレグ１４０とを上下から押圧して上側プリプレグ１１０と下側プリプレグ１４０とに含まれていた樹脂７５０で貫通孔６１０内を満たして、基板材料１００を図１５に示す状態とする、樹脂充満工程を遂行し、この樹脂充満工程の後に、上述の樹脂硬化工程を遂行することにより、基板材料準備工程を遂行してもよい。
基板材料準備工程の遂行後、図１６から図１８までを参照して、接続前基板準備工程を遂行する。この接続前基板準備工程においては、上側導電体層１１２から下側導電体層１４２まで貫通した受容孔３００を基板材料１００に開けると共に上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２をエッチングして上側パターン１１４及び下側パターン１４４を夫々形成して、接続前基板４００を準備する。より詳しくは、接続前基板準備工程は、受容孔形成工程と、メッキ工程と、パターン形成工程とを備えている。即ち、接続前基板準備工程では、受容孔形成工程と、メッキ工程と、パターン形成工程とを、この順に実施する。
まず、受容孔形成工程では、図１６を参照して、受容孔３００を基板材料１００に開ける。ここで、受容孔３００は、磁性部材６００の貫通孔６１０内を夫々通るように開けられる。受容孔３００は、基板材料１００と、絶縁層１７０と、上側導電体層１１２と、下側導電体層１４２とを、上下方向に貫通する孔である。
受容孔形成工程の遂行後、図１７を参照して、メッキ工程を遂行する。メッキ工程では、基板材料１００にメッキを施し、メッキ層１８０を形成する。
メッキ工程の遂行後、図１８を参照して、パターン形成工程を遂行する。即ち、本実施の形態の回路基板１０の製造工程における接続前基板準備工程は、受容孔形成工程の後であってパターン形成工程の前に、基板材料１００にメッキを施すメッキ工程を更に備えている。このパターン形成工程では、上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２をエッチングして上側パターン１１４及び下側パターン１４４を夫々形成する。なお、本発明はこれに限定されず、接続前基板準備工程では、パターン形成工程の遂行後、受容孔形成工程を遂行してもよい。また、本実施の形態のパターン形成工程においては、エッチングにより上側パターン１１４及び下側パターン１４４を形成しているが、エッチング以外の方法により上側パターン１１４及び下側パターン１４４を形成してもよい。
接続前基板準備工程の遂行後、図１９を参照して、導体ピン挿入工程を遂行する。この導体ピン挿入工程においては、受容孔３００よりも細い導体ピン５００を接続前基板４００の受容孔３００に対して挿入する。これにより、導体ピン５００は、接続前基板４００の受容孔３００に収容される。なお、受容孔３００の上下方向のサイズよりも大きなサイズを有する導体ピン５００を受容孔３００に挿入することにより、導体ピン５００を下側パターン１４４から下方に突出させて、導体ピン５００の下側パターン１４４から突出した部分を実装端子としてもよい。
導体ピン挿入工程の遂行後、図２０を参照して、接続工程を遂行する。この接続工程においては、導体ピン５００に電流を流しつつ導体ピン５００に対して上下方向に沿った力を加えて、導体ピン５００を変形させて導体ピン５００で上側導電体層１１２と下側導電体層１４２とを接続する。より詳しくは、この接続工程においては、導体ピン５００に電流を流しつつ導体ピン５００に対して上下方向に沿った力を加えて、導体ピン５００を変形させて導体ピン５００で上側パターン１１４と下側パターン１４４とを接続する。また、この接続工程において、電流を流したことにより溶けた接合用メッキ５２０で、ピン部材５１０と上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２とを接続する。即ち、この接続工程において、電流を流したことにより溶けた接合用メッキ５２０で、ピン部材５１０と上側パターン１１４及び下側パターン１４４とを接続する。より詳しくは、導体ピン５００の上端には第１電極８００を、導体ピン５００の下端には第２電極８１０を、夫々押し当てたうえで、第１電極８００と第２電極８１０とが逆極性となるように電圧を加えて導体ピン５００に電流を流しつつ、第１電極８００を下方に押圧しながら第２電極８１０を上方に押圧し、導体ピン５００が上下方向に圧縮されるように第１電極８００及び第２電極８１０に力を加える。これにより、導体ピン５００は、上下方向と直交する直交方向のサイズが拡大し、導体ピン５００と受容孔３００内のメッキ層１８０とが直交方向において接触すると共に溶けた接合用メッキ５２０がメッキ層１８０に溶接され、導体ピン５００とメッキ層１８０との間の導通が確保される。なお、本実施の形態の接続工程においては、図２０に示されるように、２つの導体ピン５００に対して同時に通電して溶接を行うことができる。また、回路基板１０が３つ以上の複数の導体ピン５００を有する場合においては、電極のサイズや電流量に合わせて２つ以上の導体ピン５００を同時に通電して溶接を行うことができる。
従来の回路基板の製造技術で採用されている、圧入やカシメによるピンの固定方法においては、パターンとピンとの接触が機械的接触のみであるため電気抵抗が高くなり、またパターンとピンとの接続の信頼性が低いとの問題がある。加えて、圧入によるピンの固定方法においては、ピンの圧入時に高圧力を要することや、ピンの圧入時にビアの内面が破損する可能性があるとの問題がある。また、従来の回路基板の製造技術で採用されている、ハンダ付けによるピンの固定方法においては、ビアよりも細いピンを挿入してビアとピンとの隙間をハンダで接続する場合には工程処理に時間を要するという問題がある。更に、従来の回路基板の製造技術で採用されている、上側導電体層の上側パターンと下側導電体層の下側パターンとを導電ペーストで接続する方法においては、リフロー工程を要するなどの問題がある。翻って、本実施の形態の接続工程においては、上述の従来技術が有するような問題を有しない。特に、ハンダ接続やリフロー工程では困難な、上側パターン１１４及び下側パターン１４４の双方と導体ピン５００との同時接合を、本実施の形態の接続工程において実現することができる。即ち、ハンダ接続やリフロー工程では困難な、上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２の双方と導体ピン５００との同時接合を、本実施の形態の接続工程において実現することができる。
なお、本実施の形態の接続工程を、以下のように変形してもよい。即ち、図２１に示すように、接続工程において、導体ピン５００の上端に加える電圧と同極性の電圧を下側パターン１４４にも加えてもよい。より具体的には、接続工程において、上述の第１電極８００及び第２電極８１０に加えて下側パターン１４４に電圧を加えるための第３電極８２０を用意し、この第３電極８２０に対して第１電極８００に加える電圧と同極性の電圧を加えつつ、第３電極８２０を下側パターン１４４に接触させることにより、導体ピン５００の上端に加える電圧と同極性の電圧を下側パターン１４４に加えてもよい。これにより、直交方向における導体ピン５００と下側パターン１４４との溶接が促進される。更に、接続工程において、導体ピン５００の上端に加える電圧と逆極性の電圧を上側パターン１１４に加えてもよい。より具体的には、接続工程において、第１電極８００及び第２電極８１０に加えて上側パターン１１４に電圧を加えるための第４電極８３０を用意し、この第４電極８３０に対して第１電極８００に加える電圧と逆極性の電圧を加えつつ、第４電極８３０を上側パターン１１４に接触させることにより、導体ピン５００の上端に加える電圧と逆極性の電圧を上側パターン１１４に加えてもよい。これにより、直交方向における導体ピン５００と上側パターン１１４との溶接が促進される。
これらの工程を経て、本実施の形態の回路基板１０は製造される。
（第２の実施形態）
図２２に示されるように、本発明の第２の実施の形態による回路基板１０Ａは、主基板１６０Ａと、絶縁層１７０と、上側導電体層１１２と、下側導電体層１４２と、導体ピン５００とを備えている。即ち、本実施の形態の回路基板１０Ａは、第１の実施の形態の回路基板１０と異なり、磁性部材６００を備えていない。ここで、主基板１６０Ａ以外の構成については、第１の実施の形態と同様である。よって、第１の実施の形態と同様の構成については同様の参照符号を用い、詳細な説明は省略する。また、主基板１６０Ａは、キャビティ１６２が設けられていない点を除いて、第１の実施の形態の主基板１６０と同様の構成を有しているため、詳細な説明は省略する。
図２２に示されるように、本発明の第２の実施の形態による回路基板１０Ａは、主基板１６０Ａと、絶縁層１７０と、上側導電体層１１２と、下側導電体層１４２と、導体ピン５００とを備えている。即ち、本実施の形態の回路基板１０Ａは、第１の実施の形態の回路基板１０と異なり、磁性部材６００を備えていない。ここで、主基板１６０Ａ以外の構成については、第１の実施の形態と同様である。よって、第１の実施の形態と同様の構成については同様の参照符号を用い、詳細な説明は省略する。また、主基板１６０Ａは、キャビティ１６２が設けられていない点を除いて、第１の実施の形態の主基板１６０と同様の構成を有しているため、詳細な説明は省略する。
図２２に示されるように、本実施の形態の導体ピン５００は、上下方向に延びている。導体ピン５００は、上側導電体層１１２と下側導電体層１４２とを接続していている。具体的には、導体ピン５００は、上側導電体層１１２の上側パターン１１４と下側導電体層１４２の下側パターン１４４とを接続している。従来の回路基板の製造技術で採用されている、上側導電体層の上側パターンと下側導電体層の下側パターンとをビアのメッキで接続する方法においては、パターンとビアとの接続の信頼性が低いことや、電気抵抗の増大、更には大電流化に対応できないなどの問題がある。また、従来の回路基板の製造技術で採用されている、上側導電体層の上側パターンと下側導電体層の下側パターンとをビアに埋められた導電ペーストで接続する方法においては、導電ペーストが高価であることや、大口径のビアを埋めるのに不適であること、銅材と比較して電気抵抗が高いこと、更には、リフロー工程を要するなどの問題がある。翻って、本実施の形態の回路基板１０Ａにおける、導体ピン５００で上側導電体層１１２の上側パターン１１４と下側導電体層１４２の下側パターン１４４とを接続する構成においては、上述の従来技術が有するような問題を有しない。即ち、導体ピン５００で上側導電体層１１２と下側導電体層１４２とを接続する構成を有する回路基板１０Ａにおいては、上述の従来技術が有するような問題を有しない。
図７及び図２２から図２６までを参照して、本実施の形態の回路基板１０Ａは、以下のように製造される。
図７に示されるように、本実施の形態の回路基板１０Ａは、ｓｔｅｐＡ（準備工程）、ｓｔｅｐ３（導体ピン挿入工程）及びｓｔｅｐ４（接続工程）を経て製造される。換言すれば、回路基板１０Ａの製造方法は、準備工程と、導体ピン挿入工程と、接続工程とを備えている。
まず、図７及び図２２から図２４までを参照して、上側導電体層１１２と、下側導電体層１４２と、主基板１６０とを有する接続前基板４００Ａであって上側導電体層１１２から下側導電体層１４２まで貫通した受容孔３００が設けられている接続前基板４００Ａを準備する、ｓｔｅｐＡ（準備工程）を遂行する。ここでｓｔｅｐＡ（準備工程）は、ｓｔｅｐ１（基板材料準備工程）と、ｓｔｅｐ２（接続前基板準備工程）とを備えている。即ち、本実施の形態の回路基板１０Ａは、ｓｔｅｐ１（基板材料準備工程）、ｓｔｅｐ２（接続前基板準備工程）、ｓｔｅｐ３（導体ピン挿入工程）及びｓｔｅｐ４（接続工程）を経て製造される。換言すれば、回路基板１０Ａの製造方法は、基板材料準備工程と、接続前基板準備工程と、導体ピン挿入工程と、接続工程とを備えている。
まず、図２３を参照して、上側導電体層１１２と、下側導電体層１４２と、主基板１６０Ａとを有する基板材料１００Ａを準備する、基板材料準備工程を遂行する。
本実施の形態の基板材料準備工程は、上述の第１の実施の形態の基板材料準備工程と異なり、導電体層工程のみを備えている。
本実施の形態の導電体層工程では、主基板１６０Ａの上下に絶縁層１７０を介して上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２を設ける。より詳しくは、本実施の形態の導電体層工程は、下側プリプレグ工程と、上側プリプレグ工程と、樹脂硬化工程とを備えている。即ち、導電体層工程では、下側プリプレグ工程と、上側プリプレグ工程と、樹脂硬化工程とを、この順に実施する。
まず、下側プリプレグ工程では、絶縁層１７０上に下側導電体層１４２が形成された下側プリプレグ１４０を用意して、下側導電体層１４２が下方に向くように下側プリプレグ１４０を主基板１６０Ａの下面１６６の下に配置する。
下側プリプレグ工程の遂行後、上側プリプレグ工程を遂行する。上側プリプレグ工程では、絶縁層１７０上に上側導電体層１１２が形成された上側プリプレグ１１０を用意して、上側導電体層１１２が上方に向くように上側プリプレグ１１０を主基板１６０Ａの上面１６４の上に配置する。
上側プリプレグ工程を遂行後、樹脂硬化工程を遂行する。樹脂硬化工程では、上側プリプレグ１１０と下側プリプレグ１４０に含まれていた樹脂７５０を硬化させる。
基板材料準備工程の遂行後、図２３及び図２４を参照して、接続前基板準備工程を遂行する。この接続前基板準備工程においては、上側導電体層１１２から下側導電体層１４２まで貫通した受容孔３００を基板材料１００Ａに開けると共に上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２をエッチングして上側パターン１１４及び下側パターン１４４を夫々形成して、接続前基板４００Ａを準備する。より詳しくは、接続前基板準備工程は、受容孔形成工程と、パターン形成工程とを備えている。即ち、接続前基板準備工程では、受容孔形成工程と、パターン形成工程とを、この順に実施する。
まず、受容孔形成工程では、受容孔３００を基板材料１００Ａに開ける。より詳しくは、受容孔３００は、基板材料１００Ａを上下方向に貫通するように開けられる。
受容孔形成工程の遂行後、パターン形成工程を遂行する。このパターン形成工程では、上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２をエッチングして上側パターン１１４及び下側パターン１４４を夫々形成する。なお本発明はこれに限定されず、エッチング以外の方法により上側パターン１１４及び下側パターン１４４を形成してもよい。
なお、本実施の形態の接続前基板準備工程は、受容孔形成工程と、パターン形成工程とを備えていたが、本発明はこれに限定されず、受容孔形成工程の後であってパターン形成工程の前に、基板材料１００Ａにメッキを施すメッキ工程を更に備えていてもよい。
接続前基板準備工程の遂行後、図２５を参照して、導体ピン挿入工程を遂行する。この導体ピン挿入工程では、受容孔３００よりも細い導体ピン５００を接続前基板４００Ａの受容孔３００に対して挿入する。
導体ピン挿入工程の遂行後、図２６を参照して、接続工程を遂行する。この接続工程においては、導体ピン５００に電流を流しつつ導体ピン５００に対して上下方向に沿った力を加えて、導体ピン５００を変形させて導体ピン５００で上側導電体層１１２と下側導電体層１４２とを接続する。より詳しくは、この接続工程においては、導体ピン５００に電流を流しつつ導体ピン５００に対して上下方向に沿った力を加えて、導体ピン５００を変形させて導体ピン５００で上側パターン１１４と下側パターン１４４とを接続する。また、この接続工程において、電流を流したことにより溶けた接合用メッキ５２０で、ピン部材５１０と上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２とを接続する。即ち、この接続工程において、電流を流したことにより溶けた接合用メッキ５２０で、ピン部材５１０と上側パターン１１４及び下側パターン１４４とを接続する。より詳しくは、導体ピン５００の上端には第１電極８００を、導体ピン５００の下端には第２電極８１０を、夫々押し当てたうえで、第１電極８００と第２電極８１０とが逆極性となるように電圧を加えて導体ピン５００に電流を流しつつ、第１電極８００を下方に押圧しながら第２電極８１０を上方に押圧し、導体ピン５００が上下方向に圧縮されるように第１電極８００及び第２電極８１０に力を加える。これにより、導体ピン５００は、上下方向と直交する直交方向のサイズが拡大し、導体ピン５００と受容孔３００内の内壁が直交方向において接触すると共に溶けた接合用メッキ５２０が上側パターン１１４及び下側パターン１４４に溶接され、導体ピン５００と上側パターン１１４および下側パターン１４４との間の導通が確保される。なお、本実施の形態の接続工程においては、回路基板１０Ａが２つの導体ピン５００を有する場合、２つの導体ピン５００に対して同時に通電して溶接を行うことができる。また、回路基板１０Ａが３つ以上の複数の導体ピン５００を有する場合においては、電極のサイズや電流量に合わせて２つ以上の導体ピン５００を同時に通電して溶接を行うことができる。
従来の回路基板の製造技術で採用されている、圧入やカシメによるピンの固定方法においては、パターンとピンとの接触が機械的接触のみであるため電気抵抗が高くなり、またパターンとピンとの接続の信頼性が低いとの問題がある。加えて、圧入によるピンの固定方法においては、ピンの圧入時に高圧力を要することや、ピンの圧入時にビアの内面が破損する可能性があるとの問題がある。また、従来の回路基板の製造技術で採用されている、ハンダ付けによるピンの固定方法においては、ビアよりも細いピンを挿入してビアとピンとの隙間をハンダで接続する場合には工程処理に時間を要するという問題がある。更に、従来の回路基板の製造技術で採用されている、上側導電体層の上側パターンと下側導電体層の下側パターンとを導電ペーストで接続する方法においては、リフロー工程を要するなどの問題がある。翻って、本実施の形態の接続工程においては、上述の従来技術が有するような問題を有しない。特に、ハンダ接続やリフロー工程では困難な、上側パターン１１４及び下側パターン１４４の双方と導体ピン５００との同時接合を、本実施の形態の接続工程において実現することができる。即ち、ハンダ接続やリフロー工程では困難な、上側導電体層１１２及び下側導電体層１４２の双方と導体ピン５００との同時接合を、本実施の形態の接続工程において実現することができる。
なお、本実施の形態の接続工程を、以下のように変形してもよい。即ち、接続工程において、導体ピン５００の上端に加える電圧と同極性の電圧を下側パターン１４４にも加えてもよい。より具体的には、接続工程において、上述の第１電極８００及び第２電極８１０に加えて下側パターン１４４に電圧を加えるための第３電極（図示せず）を用意し、この第３電極に対して第１電極８００に加える電圧と同極性の電圧を加えつつ、第３電極を下側パターン１４４に接触させることにより、導体ピン５００の上端に加える電圧と同極性の電圧を下側パターン１４４に加えてもよい。これにより、直交方向における導体ピン５００と下側パターン１４４との溶接が促進される。
これらの工程を経て、本実施の形態の回路基板１０Ａは製造される。
以上、本発明について実施の形態を掲げて具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変形、変更が可能である。
本実施の形態の上側プリプレグ工程及び下側プリプレグ工程においては、上側プリプレグ１１０及び下側プリプレグ１４０を主基板１６０，１６０Ａ上に配置していたが、本発明はこれに限定されない。即ち、上側プリプレグ１１０及び下側プリプレグ１４０を主基板１６０，１６０Ａ上に配置する代わりに、主基板１６０，１６０Ａに絶縁体からなる接着材で導電体層を貼り付けてもよい。
１０，１０Ａ 回路基板
１００，１００Ａ 基板材料
１１０ 上側プリプレグ
１１２ 上側導電体層
１１４ 上側パターン
１４０ 下側プリプレグ
１４２ 下側導電体層
１４４ 下側パターン
１６０，１６０Ａ 主基板
１６２ キャビティ
１６４ 上面
１６６ 下面
１７０ 絶縁層
１８０ メッキ層
３００ 受容孔
４００，４００Ａ 接続前基板
５００ 導体ピン
５１０ ピン部材
５１２ 中央部
５２０ 接合用メッキ
５２２ 第１部位
５２４ 第２部位
５２４２ 接合部
５２５ 染み出し部
５２６ 第３部位
５２６２ 接合部
５２７ 染み出し部
５２８ 第４部位
５３０ 主部
５３２ 外周
６００ 磁性部材
６１０ 貫通孔
６２０ 軟磁性金属粉末
６３０ バインダ
７００ 樹脂
７５０ 樹脂
８００ 第１電極
８１０ 第２電極
８２０ 第３電極
８３０ 第４電極
Ｒ１ 径
Ｒ２ 径
Ｓ１ サイズ
Ｓ２ サイズ
Ｓ３ サイズ
Ｓ４ サイズ
１００，１００Ａ 基板材料
１１０ 上側プリプレグ
１１２ 上側導電体層
１１４ 上側パターン
１４０ 下側プリプレグ
１４２ 下側導電体層
１４４ 下側パターン
１６０，１６０Ａ 主基板
１６２ キャビティ
１６４ 上面
１６６ 下面
１７０ 絶縁層
１８０ メッキ層
３００ 受容孔
４００，４００Ａ 接続前基板
５００ 導体ピン
５１０ ピン部材
５１２ 中央部
５２０ 接合用メッキ
５２２ 第１部位
５２４ 第２部位
５２４２ 接合部
５２５ 染み出し部
５２６ 第３部位
５２６２ 接合部
５２７ 染み出し部
５２８ 第４部位
５３０ 主部
５３２ 外周
６００ 磁性部材
６１０ 貫通孔
６２０ 軟磁性金属粉末
６３０ バインダ
７００ 樹脂
７５０ 樹脂
８００ 第１電極
８１０ 第２電極
８２０ 第３電極
８３０ 第４電極
Ｒ１ 径
Ｒ２ 径
Ｓ１ サイズ
Ｓ２ サイズ
Ｓ３ サイズ
Ｓ４ サイズ
Claims (17)
- 上側導電体層と、下側導電体層と、主基板とを有する接続前基板であって前記上側導電体層から前記下側導電体層まで貫通した受容孔が設けられている接続前基板を準備する、準備工程と、
前記受容孔よりも細い導体ピンを前記接続前基板の前記受容孔に対して挿入する、導体ピン挿入工程と、
前記導体ピンに電流を流しつつ前記導体ピンに対して上下方向に沿った力を加えて、前記導体ピンを変形させて前記導体ピンで前記上側導電体層と前記下側導電体層とを接続する、接続工程と
を備える、回路基板の製造方法。 - 請求項１記載の回路基板の製造方法であって、
前記準備工程は、
前記上側導電体層と、前記下側導電体層と、前記主基板とを有する基板材料を準備する、基板材料準備工程と、
前記上側導電体層から前記下側導電体層まで貫通した前記受容孔を前記基板材料に開けると共に前記上側導電体層及び前記下側導電体層をエッチングして上側パターン及び下側パターンを夫々形成して、前記接続前基板を準備する、接続前基板準備工程と
を備えており、
前記接続工程において、前記導体ピンは、前記上側パターンと前記下側パターンとを接続する
回路基板の製造方法。 - 請求項２記載の回路基板の製造方法であって、
前記基板材料準備工程は、
前記主基板にキャビティを形成する、キャビティ形成工程と、
貫通孔が形成された磁性部材を用意して、前記貫通孔が前記上下方向に延びるように前記キャビティ内に前記磁性部材を配置する、磁性部材工程と、
前記貫通孔を樹脂で埋めると共に、前記主基板の上下に絶縁層を介して前記上側導電体層及び前記下側導電体層を設ける、導電体層工程と
を備えており、
前記接続前基板準備工程において、前記受容孔は、前記磁性部材の前記貫通孔内を夫々通るように開けられる
回路基板の製造方法。 - 請求項３記載の回路基板の製造方法であって、
前記磁性部材は、軟磁性金属粉末をバインダで結着したものであり、
前記軟磁性金属粉末は、扁平形状を有しており、
前記バインダは、無機酸化物を主成分とするものである
回路基板の製造方法。 - 請求項３又は請求項４記載の回路基板の製造方法であって、
前記導電体層工程は、
前記下側導電体層が形成された下側プリプレグを用意して、前記下側導電体層が下方に向くように前記下側プリプレグを前記主基板の下面の下に配置する、下側プリプレグ工程と、
前記貫通孔内に樹脂を充填する、樹脂充填工程と、
前記上側導電体層が形成された上側プリプレグを用意して、前記上側導電体層が上方に向くように前記上側プリプレグを前記主基板の上面の上に配置する、上側プリプレグ工程と、
前記貫通孔内の樹脂を硬化させる、樹脂硬化工程と
を備えており、
前記磁性部材工程のうち前記磁性部材を前記キャビティ内に配置する磁性部材配置工程は、前記下側プリプレグ工程の後であって前記樹脂充填工程の前に実施される
回路基板の製造方法。 - 請求項３又は請求項４記載の回路基板の製造方法であって、
前記導電体層工程は、
前記下側導電体層が形成された下側プリプレグを用意して、前記下側導電体層が下方に向くように前記下側プリプレグを前記主基板の下面の下に配置する、下側プリプレグ工程と、
前記上側導電体層が形成された上側プリプレグを用意して、前記上側導電体層が上方に向くように前記上側プリプレグを主基板の上面の上に配置する、上側プリプレグ工程と、
前記上側プリプレグと前記下側プリプレグとを上下から押圧して前記上側プリプレグと前記下側プリプレグとに含まれていた樹脂で前記貫通孔内を満たす、樹脂充満工程と、
前記貫通孔内の樹脂を硬化させる、樹脂硬化工程と
を備えており、
前記磁性部材工程のうち前記磁性部材を前記キャビティ内に配置する磁性部材配置工程は、前記下側プリプレグ工程の後であって前記上側プリプレグ工程の前に実施される
回路基板の製造方法。 - 請求項６記載の回路基板の製造方法であって、
前記上側プリプレグ及び前記下側プリプレグに含まれている樹脂は、前記主基板を構成する樹脂と同じである
回路基板の製造方法。 - 請求項２から請求項７までのいずれかに記載の回路基板の製造方法であって、
前記接続前基板準備工程は、
前記受容孔を前記基板材料に開ける、受容孔形成工程と、
前記受容孔形成工程の後に、前記上側導電体層及び前記下側導電体層をエッチングして前記上側パターン及び前記下側パターンを夫々形成する、パターン形成工程と
を備える、回路基板の製造方法。 - 請求項８記載の回路基板の製造方法であって、
前記接続前基板準備工程は、
前記受容孔形成工程の後であって前記パターン形成工程の前に、前記基板材料にメッキを施すメッキ工程を更に備えている
回路基板の製造方法。 - 請求項２から請求項９までのいずれかに記載の回路基板の製造方法であって、
前記導体ピンは、ピン部材の表面に接合用メッキが形成されたものであり、
前記接続工程において、前記電流を流したことにより溶けた前記接合用メッキで、前記ピン部材と前記上側パターン及び前記下側パターンとを接続する
回路基板の製造方法。 - 請求項１０記載の回路基板の製造方法であって、
前記接合用メッキの融点は、前記ピン部材の融点よりも低い
回路基板の製造方法。 - 請求項１１記載の回路基板の製造方法であって、
前記ピン部材は銅からなり、前記接合用メッキは錫からなる
回路基板の製造方法。 - 請求項２から請求項１２までのいずれかに記載の回路基板の製造方法であって、
前記接続工程において、前記導体ピンの上端に加える電圧と同極性の電圧を前記下側パターンにも加える
回路基板の製造方法。 - 主基板と、上側導電体層と、下側導電体層と、導体ピンとを備える回路基板であって、
前記上側導電体層は、上下方向において、前記主基板の上方に位置しており、
前記下側導電体層は、前記上下方向において、前記主基板の下方に位置しており、
前記導体ピンは、前記上下方向に延びており、
前記導体ピンは、ピン部材の表面に接合用メッキが形成されたものであり、
前記接合用メッキは、第１部位と、第２部位と、第３部位と、第４部位とを有しており、
前記第１部位は、前記ピン部材の前記上下方向における上端に位置しており、
前記第２部位は、接合部と、染み出し部とを有しており、
前記第２部位の前記接合部は、前記上下方向と直交する直交方向において、前記ピン部材と前記上側導電体層とを接合しており、
前記第２部位の前記染み出し部は、前記上下方向において、前記上側導電体層の真上に位置しており、
前記第２部位の前記接合部の上面は、前記直交方向において前記ピン部材から前記上側導電体層に近づくほど、前記第２部位の前記染み出し部の上端に近づくように傾斜しており、
前記第２部位の前記接合部の上面は、前記直交方向において前記上側導電体層から前記ピン部材に近づくほど、前記第１部位の上端に近づくように傾斜しており、
前記第３部位は、接合部を有しており、
前記第３部位の前記接合部は、前記直交方向において、前記ピン部材と前記下側導電体層とを接合しており、
前記第４部位は、前記ピン部材の前記上下方向における下端に位置している
回路基板。 - 請求項１４記載の回路基板であって、
前記第３部位は、染み出し部を有しており、
前記第３部位の前記染み出し部は、前記上下方向において、前記下側導電体層の真下に位置しており、
前記第３部位の前記接合部の下面は、前記直交方向において前記ピン部材から前記下側導電体層に近づくほど、前記第３部位の前記染み出し部の下端に近づくように傾斜しており、
前記第３部位の前記接合部の下面は、前記直交方向において前記下側導電体層から前記ピン部材に近づくほど、前記第４部位の下端に近づくように傾斜している
回路基板。 - 請求項１４又は請求項１５記載の回路基板であって、
前記導体ピンは、主部を更に有しており、
前記主部は、前記上下方向において前記主基板の両端に亘って延びており、
前記直交方向において、前記主部の外周と前記主基板との間には隙間が存在しない
回路基板。 - 請求項１６記載の回路基板であって、
前記ピン部材は、前記上下方向に延びる略円筒形状を有しており、
前記ピン部材は、中央部を有しており、
前記中央部は、前記上下方向における前記上側導電体層と前記下側導電体層との間の中間位置に位置しており、
前記中央部は、前記主部の一部であり、
前記ピン部材の前記上下方向における両端の径は、前記中央部の径よりも小さい
回路基板。
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