JP2680153B2 - 配線基板の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の利用分野】

本発明は、基板の表裏両面に形成された配線回路パタ
ーンを基板側面で電気的に接続した配線基板の製造方法
および製造装置に関する。

【従来の技術】

従来、配線基板の側面に接続導体パターンを形成する
一手法として、例えば特開平1-110163号公報に見られる
ように、サーマルプリントヘッドの電極パターンをフォ
トエッチングの手法により形成する方法が知られてい
る。 また、配線基板の表裏両面に形成された回路パターン
を電気的に接続する方法としては、周知の技術であるス
ルーホール印刷とか、クリップ端子で基板両面の回路パ
ターンを挾み、はんだ付けして接続する方法等が多く採
用されていた。

【発明が解決しようとする課題】

上記配線基板の応用例としてのサーマルプリントヘッ
ドの電極パターン形成において、スパッタリングまたは
蒸着法は薄膜により微細配線を形成するのには適してい
るが、フォトエッチングの手法によるため製造方法が複
雑となり、高価となる。また、配線基板の側面部へのク
ロスオーバ接続のごとく複雑な導体構造の形成ができな
いなどの問題があった。 スルーホール形成による配線基板の表裏面回路パター
ンの接続方法は、パターンに対応した場所に予めスルー
ホール用の貫通孔を形成しておく必要があり、使用目的
に応じ貫通穴のパターン（開口径やピッチ）が異なるた
め基板そのものが品種個有となり、多品種小量生産とな
るため基板の標準化と量産性に劣り、高価とな。また、
スルーホール内へのペーストの供給が、吸引しながらの
印刷によるため、貫通穴の目づまりや、貫通穴端部での
膜厚の減少等が生じ、このスルーホールを介しての配線
基板表裏面の回路パターンの接続の信頼性が低下するな
どの問題があった。 一方、クリップ端子による配線基板の表裏面回路パタ
ーンの基板側面での接続は、基板外周からクリップ端子
がはみ出した分、形状が大きくなり、配線のインピーダ
ンスを低減する目的で基板側面全体を表裏面回路パター
ンの接続に使用することは構造上不可能である。また、
側面部でのクロスオーバ接続構造の形成は、当然できな
いなどの問題があった。 したがって、本発明の目的は、上記従来の問題点を解
消することにあり、その第１の目的は、基板の表裏面回
路パターンを接続する経済的な高密度配線と配線のイン
ピーダンスを低減するのに有理な構造の配線基板の製造
方法を、そして第２の目的はその製造装置を、それぞれ
提供することにある。

【課題を解決するための手段】

上記目的は、例えば混成IC用配線基板のごときその両
面に独立に回路パターンが形成された基板の側面の任意
の位置に、導体、抵抗体、誘電体等の混成IC用ペースト
を印刷、必要によりさらに焼成して、側面部の導体配線
やクロスオーバ配線、抵抗体等を配線基板と一体形成す
ることにより達成される。 上記第１の目的は、 （１）絶縁性基板の表裏両主面に、それぞれ回路パター
ンを形成し、これら両主面の回路パターンを少なくとも
前記絶縁性基板の側面に導体接続用ペーストパターンを
印刷形成して電気的に接続する配線基板の製造方法であ
って、前記導体接続用ペーストパターンをロール状回転
体の所定位置の軸方向に予め保持して置き、前記配線基
板の所定の側面をこの導体接続用ペーストパターン方向
に位置合わせすると共にこの配線基板を前記ロール状回
転体の中心軸に向かって押接し、この押接した状態で前
記ロール状回転体と配線基板とを相対的に微小角、往復
回転運動させる工程を有し、これにより前記配線基板の
側面とその側面に隣接する前記配線基板両面の回路パタ
ーンの端部に微小なオーバラップ部を形成するように導
体接続ペーストパターンを印刷して前記配線基板表裏両
面の回路パターンを電気的に接続形成して成る配線基板
の製造方法により、また、好ましくは、 （２）上記絶縁性基板をセラミックスで構成して上記導
体接続ペーストパターンを前記基板の側面に印刷した
後、これを焼成して導体接続配線パターンを形成し、前
記配線基板表裏両面の回路パターンを電気的に接続形成
して成る上記（３）記載の配線基板の製造方法により、
そしてまた、 （３）上記導体接続ペーストパターンの印刷工程を複数
回繰返すと共に、これら工程間に絶縁ペースト印刷工程
を設け、上記導体接続パターンを層間絶縁膜を介して構
成した多層配線構造体と成しクロスオーバ接続を形成し
て成る上記（１）もしくは（２）記載の配線基板の製造
方法により、達成される。 上記第２の目的は、 （４）ロール状回転体と、このロール状回転体表面の所
定位置に導体接続ペーストパターンをその回転軸方向に
沿って配列形成し保持する手段と、前記導体接続ペース
トパターンの配列に配線基板の側面を位置合わせし、し
かも前記ロール状回転体の回転軸中心方向に前記配線基
板の側面を押接し、かつ引き戻す往復運動を成し得る配
線基板の移動保持手段と、前記ロール状回転体に前記配
線基板の側面を押接した状態で前記ロール状回転体と配
線基板とを相対的に微小角度往復回転運動させる回転制
御機構とを具備し、前記配線基板の側面に前記配線基板
表裏両面の回路パターン端子を接続する導体接続ペース
トパターンを印刷し得るように成した配線基板の製造装
置により、また、好ましくは、 （５）上記配線基板の移動保持手段を、前記配線基板の
両面を上下移動可能な２枚の保持板で挟持する基板挟持
機構と、この保持板を支える回転可能な支持機構と、前
記配線基板を挟持した状態でこの基板を前記ロール状回
転体の回転軸中心方向に往復移動させる移動機構とで構
成すると共に、前記基板挟持機構を制御する手段と、前
記支持機構を所定角度回転移動させることにより前記配
線基板を回転せしめ、前記ロール状回転体へ押接する基
板の側面を任意に選択する側面選択機構を制御する手段
と、前記基板を前記ロール状回転体の回転軸中心方向に
往復移動させる基板移動機構を制御する手段とを具備し
て成る上記（４）記載の配線基板の製造装置により、ま
た、 （６）上記基板挟持機構を制御する手段と、上記支持機
構を所定角度回転移動させることにより上記配線基板を
回転せしめ、上記ロール状回転体へ押接する基板の側面
を任意に選択する側面選択機構を制御する手段と、前記
基板を前記ロール状回転体の回転軸中心方向に往復移動
させる基板移動機構を制御する手段とを総括する制御部
を具備してなる上記（５）記載の配線基板の製造装置に
より、さらにまた、 （７）上記ロール状回転体の少なくとも表層部を弾性体
で構成して成る上記（４）乃至（６）の何れか一つ記載
の配線基板の製造装置により、そしてまた、 （８）上記基板挟持機構の一部を構成する上記２枚の保
持板を、その挟持面が弾性体で覆われた剛体で構成して
成る上記（５）もしくは（６）記載の配線基板の製造装
置により、達成される。 なお、上記（１）記載の製造方法において、導体接続
用ペーストパターンとしては、印刷後に焼成により焼付
けを必要とするものと、例えば銀ペーストのごとく単に
乾燥させるのみで、焼成を必要としないものもある。焼
成不要の場合は、基板も通常のプリント基板、例えばガ
ラス・エポキシ樹脂積層板等が使用でき、焼成を必要と
する場合は、セラミックス基板等の耐熱性基板が好まし
い。 また、基板側面の接続用ペーストパターンの形成を、
基板主表面の回路パターンの印刷形成にも応用し、これ
ら両者を組合せて一体化した回路パターン印刷も可能で
ある。さらにまた、側面へのペーストパターンの印刷に
おいては、多側面への印刷が必要な場合には基板を間歇
的に回転させ、順次所定の側面毎にパターンを印刷すれ
ばよい。

【作用】

本発明における配線基板の側面印刷方法では、ロール
状回転体の所定の位置に予め供給してある混成IC用ペー
ストに配線基板の任意の側面をロール状回転体の中心に
向って押接し、ロール状回転体と基板とを微小角度相対
的に往復回転運動させることにより、任意の側面と、そ
の側面に接する配線基板の表面および裏面の接続すべき
対向パターン端部上に微小なオーバラップ部を形成する
ことができるので、配線基板の表裏面回路パターンとの
接続信頼性を損なうことなく、安価で高密度の配線を行
うことができる。つまり、この基板と回転体との微小角
度の相対的な往復回転運動は、基板の表裏両面端部に微
小なペースト溜りを形成し、両面回路パターンとの接続
を確実なものとする上で重要な作用を有する。 また、側面の印刷面積を大きくとることもできるの
で、配線のインピーダンスを自由にコントロールするこ
とが可能である。さらに誘電体を介してこの接続用の導
体パターンを２層以上形成することにより側面でのクロ
スオーバもでき、必要に応じ終端抵抗等の抵抗体をこの
基板側面に形成することも可能であるため、より一層の
高密度配線が実現できる。 一方、本発明の側面印刷を実現するための装置構成と
しては、前述のとおり、ロール状回転体に配線基板の側
面を押接したまま、微小角度（概ね10°以下が好まし
い）往復回転運動させるための手段として、パルスモー
タとその制御回路を具備していること。導体形成用ペー
ストをロール状回転体表面の所定位置、例えば４等分さ
れた位置に予め接続側面のパターンに対応させて回転体
軸方向に配列供給しておき、このロール状回転体を例え
ば90°ずつ順次回転させながら、配線基板の４つの側面
を選択的に連続して印刷する機構を具備していること。
表面にゴム材等の弾性体を貼付けた２枚の剛体を基板と
した円板または方形板により、配線基板の表面および裏
面を押圧挟持または真空吸着手段により固定し、ロール
状回転体上の所定のペーストパターンに配線基板の一側
面を押接する機構と、押接解除後、前記ロール状回転体
の回転に同期して90°回転し、再び他の一側面を押接
し、順次ロール状回転体の回転に同期して90°ずつ回転
し、配線基板の４つの側面をロール状回転体に押接する
機構を具備していること。ロール状回転体の材質は、表
面が滑らかで適度の弾力性をもったゴム材か、または、
金属等のゴム以外の剛体ロール上にゴム板等の弾性体を
巻き付けた後、真空吸着等により固定する機構を具備し
ていること。あるいは、ロール状回転体の表面を予め基
板上の回路パターンの品種対応の特有な凸部パターンに
加工し、この凸部パターンにペーストを供給し、配線基
板の側面に印刷塗布する機構を具備していること。この
ような機構を備えることにより、安価で高密度の側面印
刷を実現することが可能となる。

【実施例】

実施例１ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説
明する。 第１図は、配線基板３の側面に基板の表裏面の回路パ
ターンを接続するための接続用配線ペースト２を印刷す
る基本原理を示した模式図である。つまり、この図は、
ロール状回転体１の所定の位置に予めこの回転軸に沿っ
て直線的に配列供給しある混成IC用接続ペーストパター
ン２と、例えばセラミック基板３の表面および裏面に予
め導体、抵抗体等を複数回印刷・焼成して成る配線パタ
ーン（図示省略）を形成した配線基板３との相対位置を
示している。図中のΔ印は、ロール状回転体１の回転方
向と回転角を識別するための識別マークである。 第２図は、本発明による側面印刷の原理を説明する断
面図である。第２図（ａ）は第１図の相対位置を示し、
第２図（ｂ）は配線基板３の一側面を配線ペースト２に
ロール状回転体の中心に向って押接した状態を示す。こ
の状態のまま、第２図（ｃ）に示すように、ロール状回
転体１を右廻りに微小角度Δθだけ回転させると、配線
基板３の表面3aにペースト２の微小な溜り２′ができ、
表面3aに形成されている接続すべき対向回路パターン端
部上に微小なオーバラップ部を形成する。次に、第２図
（ｄ）に示すように左廻りにΔθ回転させて、元の状態
に戻し、表面3aの回路パターンとオーバラップしたペー
ストとを馴染ませた後、第２図（ｅ）に示すように再度
左廻りにΔθ回転させ配線基板３の裏面3bに配線ペース
ト２の微少な溜り２′を作り、裏面3bに形成されている
接続すべき対向回路パターン端部上に微小なオーバラッ
プ部を形成する。さらに、第２図（ｆ）に示すように右
廻りにΔθだけ戻し、裏面3bのパターンとオーバラップ
したペーストとを馴染ませた後、第２図（ｇ）に示すよ
うに回転体１から押接を解除して配線基板３を取り出す
と、配線基板３の一側面とその表裏両面の回路パターン
を微少なペースト２で確実に接続することができる。 第３図（ａ）にこの接続部分を拡大した断面模式図を
示す。 セラミック基板４上に形成されている表面回路パター
ン５（3a）と裏面回路パターン６（3b）がペースト２に
より側面で接続されている。表裏回路パターンとは、各
々表面オーバラップ部７と裏面オーバラップ部８によ
り、接続信頼度を損なうことなく確実に接続される。第
３図（ａ）では、表裏回路パターン５、６を先に形成し
た後、側面を印刷して接続した場合を示したが、パター
ン形成の順番を入れ換え、第３図（ｂ）に示すように表
面回路パターン５の形成→側面接続パターン２の形成→
裏面回路パターン６の形成、または、第３図（ｃ）に示
すように裏面回路パターン６の形成→側面接続パターン
２の形成→表面回路パターン５の形成、または、第３図
（ｄ）に示すように側面接続パターン２の形成→表面回
路パターン５の形成（または、裏面回路パターン６の形
成）→裏面回路パターン６の形成（または、表面回路パ
ターン５の形成）としても何ら問題ないことは明らかで
ある。 実施例２ 上記実施例では、側面部が１層の接続パターンで構成
された例について説明したが、本実施例では、誘電体を
介して２層の接続パターンを形成する例について説明す
る。第４図に示す通り、導体の２層配線（クロスオー
バ）接続も可能である。セラミック基板４上に表面第１
層導体回路パターン９を形成後、側面に第１層導体接続
パターン10を形成する。次に、同様にして裏面第１層導
体回路パターン11を形成し、さらに導体層間絶縁膜とし
て表面誘電体12、側面誘電体13、裏面誘電体14を、さら
には表面第２層導体回路パターン15、側面第２層導体接
続パターン16、裏面第２層導体17を順次形成すると、表
・裏・側面ともに導体２層のクロスオーバを構成するこ
とができる。もちろん、上述した通り、パターン形成順
番を適宜に入れ換え、また、表・裏・側面のクロスオー
バの有無のいかなる組合せでも実現可能であることは云
うまでもない。 実施例３ 第５図は、本発明に係る配線基板側面の接続パターン
印刷装置に関する主要な概念図を示す。ロール状回転体
１の表面を４等分した位置に、予め配線基板３側面の接
続パターンに応じて第１の接続ペーストパターン21から
第４の接続ペーストパターン24までを回転体１の回転軸
に沿って直線的に配列供給してある。制御部２の第１の
指令により表面に滑り止めとクッションの作用を兼ねた
ゴム材18を貼付けた２枚の金属円板19を上下機構（図示
省略）により移動して、配線基板３の表面および裏面を
押圧挟持するか、または、真空吸着による保持・移動手
段により固定した後、制御部２の第２の指令により、横
方向の送り機構（図示省略、以下同じ）により、配線基
板の第１の側面20が第１の接続ペーストパターン21の厚
さのほぼ1/2の位置になるまで移動し押接する。その
後、制御部１のロール状回転体１の回転制御指令によ
り、パルスモータ１を駆動させ、ロール状回転体１を右
廻りに微小角Δθだけ回転させ、配線基板３の端部表面
にペーストの微少な溜りを形成させる。以降、前記第２
部の側面印刷の原理で説明した第２図（ｄ）〜第２図
（ｆ）のステップを経て、第１の側面20における接続パ
ターン21の印刷が完了すると、制御部２の第３の指令に
より、横送り機構で配線基板３を元の位置まで移動す
る。次に再度制御部１の指令により、パルスモータ１を
駆動して、ロール状回転体１を正確に90°右廻りに回転
させて、第２の接続ペーストパターン22を印刷準備の位
置へ移動させる。この時、同時に制御部２の指令によ
り、パスルモータ２を駆動して配線基板３を挟持したま
ま円板19も正確に90°右廻りに回転させ、配線基板の第
２の側面25を第２の接続ペーストパターン22に対向させ
る。以下、上述した第１の側面20における接続パターン
21の印刷と同様の工程を繰り返すことにより、配線基板
３は、第４の側面27まで、順次側面印刷される。もちろ
ん、印刷不要の側面がある場合は、当然のことながら、
その側面に該当する一連の作業をジャンプするような指
令を制御部１、制御部２にプログラムすることは容易に
可能である。 これら制御部１、２は、それぞれ独立して構成しても
よいが、これらの制御手段を一つに統括した制御部を配
設して集中管理させてもよい。マイコン等を利用した制
御機構で容易に実現可能である。 なお、この例では配線基板３をロール状回転体１側に
移動させ、押接したが、これとは逆に回転体１を配線基
板３側に移動し、押接してもよいことは云うまでもな
い。 ここで使用されるロール状回転体１の材質は、表面が
滑らかで、適度の弾力性を持ったゴム材が接続ペースト
パターンの附着性、転写性の上から好ましい。 このロール状回転体１は上述のゴム材のみで構成され
ているが、第６図に示す通り、金属等の剛体より成る円
筒28に、上述のゴム材と同一材質のゴム板29を巻き付け
た構造にすることも可能であり、この場合、ゴム材の加
工が容易となる。 また、ロール状回転体１の他の実施例を第７図に示
す。ロール状回転体１の表面に、配線基板３の４つの側
面に対応した品種特有の突起（凸部）パターン30が予め
加工してあり、この突起パターン30に接続ペーストパタ
ーン２を供給する。これにより、配線基板３を押接した
時のパターンのダレが少なくでき、高密度の印刷が可能
となる。 なお、上記第６図のゴム板29にも第７図と同様の突起
パターン30を加工し、第７図と類似構造とし、ロール状
回転体１の加工の容易化、多品種対応の容易化が図れる
ことは云うまでもない。

【発明の効果】

以上述べたように本発明によれば、配線基板の任意の
側面の任意の位置に、導体・抵抗体・誘電体等の接続ペ
ーストパターンを印刷して、側面部の導体配線や、クロ
スオーバ配線、抵抗体等を配線基板上の回路パターンと
一体に形成することにより、信頼性が高く、経済的な高
密度配線と配線インピーダンスを低減した基板を実現す
ることができ、産業上貢献するところ多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を説明する具体的実施例の斜視
図、第２図は本発明による側面印刷の手順を説明する断
面図、第３図は第２図の配線基板の部分拡大断面模式
図、第４図は本発明の実施例を示す配線基板端部の断面
模式図、第５図は本発明に係る側面印刷装置の概念を示
す斜視図、第６図は本発明に係るロール状回転体の一実
施例を示す斜視図、第７図はロール状回転体の他の実施
例を示す斜視図である。 １……ロール状回転体 ２……接続ペーストパターン ３……配線基板 3a……基板表面 3b……基板裏面４……セラミックス基板 ５……表面回路パターン６……裏面回路パターン ７……表面オーバラップ部 ８……裏面オーバラップ部 ９……表面第１層導体回路パターン 10……側面第１層導体接続パターン 11……裏面第１層導体回路パターン 12……表面誘電体 13……側面誘電体 14……裏面誘導体 15……表面第２層導体回路パターン 16……側面第２層導体接続パターン 17……裏面第２層導体回路パターン 18……ゴム材 19……円板 20……第１の側面 21……第１の接続ペーストパターン 22……第２の接続ペーストパターン 23……第３の接続ペーストパターン 24……第４の接続ペーストパターン 25……基板３の第２の側面 26……基板３の第３の側面 27……基板３の第４の側面 28……円筒 29……ゴム板 30……突起パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽田 均 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所戸塚工場内 (72)発明者 戸内 孝治 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所戸塚工場内 (72)発明者 高橋 行人 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株式会社日立製作所戸塚工場内 (56)参考文献 特開 昭48−99657（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−193092（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−83073（ＪＰ，Ｕ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性基板の表裏両主面に、それぞれ回路
   パターンを形成し、これら両主面の回路パターンを少な
   くとも前記絶縁性基板の側面に導体接続用ペーストパタ
   ーンを印刷形成して電気的に接続する配線基板の製造方
   法であって、前記導体接続用ペーストパターンをロー
   ル状回転体の所定位置の軸方向に予め保持して置き、
   前記配線基板の所定の側面をこの導体接続用ペーストパ
   ターン方向に位置合わせすると共にこの配線基板を前記
   ロール状回転体の中心軸に向かって押接し、この押接
   した状態で前記ロール状回転体と配線基板とを相対的に
   微小角、往復回転運動させる工程を有し、これにより前
   記配線基板の側面とその側面に隣接する前記配線基板両
   面の回路パターンの端部に微小なオーバラップ部を形成
   するように導体接続ペーストパターンを印刷して前記配
   線基板表裏両面の回路パターンを電気的に接続形成して
   成る配線基板の製造方法。
2. 【請求項２】上記絶縁性基板をセラミックスで構成して
   上記導体接続ペーストパターンを前記基板の側面に印刷
   した後、これを焼成して導体接続配線パターンを形成
   し、前記配線基板表裏両面の回路パターンを電気的に接
   続形成して成る請求項１記載の配線基板の製造方法。
3. 【請求項３】上記導体接続ペーストパターンの印刷工程
   を複数回繰返すと共に、これら工程間に絶縁ペースト印
   刷工程を設け、上記導体接続パターンを層間絶縁膜を介
   して構成した多層配線構造体と成しクロスオーバ接続を
   形成して成る請求項１もしくは２記載の配線基板の製造
   方法。
4. 【請求項４】ロール状回転体と、このロール状回転体表
   面の所定位置に導体接続ペーストパターンをその回転軸
   方向に沿って配列形成し保持する手段と、前記導体接続
   ペーストパターンの配列に配線基板の側面を位置合わせ
   し、しかも前記ロール状回転体の回転軸中心方向に前記
   配線基板の側面を押接し、かつ引き戻す往復運動を成し
   得る配線基板の移動保持手段と、前記ロール状回転体に
   前記配線基板の側面を押接した状態で前記ロール状回転
   体と配線基板とを相対的に微小角度往復回転運動させる
   回転制御機構とを具備し、前記配線基板の側面に前記配
   線基板表裏両面の回路パターン端子を接続する導体接続
   ペーストパターンを印刷し得るように成した配線基板の
   製造装置。
5. 【請求項５】上記配線基板の移動保持手段を、前記配線
   基板の両面を上下移動可能な２枚の保持板で挟持する基
   板挟持機構と、この保持板を支える回転可能な支持機構
   と、前記配線基板を挟持した状態でこの基板を前記ロー
   ル状回転体の回転軸中心方向に往復移動させる移動機構
   とで構成すると共に、前記基板挟持機構を制御する手段
   と、前記支持機構を所定角度回転移動させることにより
   前記配線基板を回転せしめ、前記ロール状回転体へ押接
   する基板の側面を任意に選択する側面選択機構を制御す
   る手段と、前記基板を前記ロール状回転体の回転軸中心
   方向に往復移動させる基板移動機構を制御する手段とを
   具備して成る請求項４記載の配線基板の製造装置。
6. 【請求項６】上記基板挟持機構を制御する手段と、上記
   支持機構を所定角度回転移動させることにより上記配線
   基板を回転せしめ、上記ロール状回転体へ押接する基板
   の側面を任意に選択する側面選択機構を制御する手段
   と、前記基板を前記ロール状回転体の回転軸中心方向に
   往復移動させる基板移動機構を制御する手段とを統括す
   る制御部を具備してなる請求項４記載の配線基板の製造
   装置。
7. 【請求項７】上記ロール状回転体の少なくとも表層部を
   弾性体で構成して成る請求項４乃至６の何れか一つに記
   載の配線基板の製造装置。
8. 【請求項８】上記基板挟持機構の一部を構成する上記２
   枚の保持板を、その挟持面が弾性体で覆われた剛体で構
   成して成る請求項５もしくは６記載の配線基板の製造装
   置。