JP2891938B2 - 電気部品の接続方法 - Google Patents

電気部品の接続方法

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    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4038Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板と
電気部品とを接続した電気部品の接続構造およびその接
続方法に係わり、電気部品とプリント配線板の接続構造
の小型化が可能で、しかもプリント配線板の小型化が可
能な電気部品の接続構造およびその接続方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来の一般的な電気部品とプリント配線
板とを接続した電気部品の接続構造の例としては図8に
示すようなものがある。この従来の電気部品の接続構造
は、プリント配線板30に設けられた導電体35と、電
気部品40に設けられた電極端子41とがはんだ39を
介して接続されてなるものである。このような接続構造
で用いられている従来のプリント配線板30としては、
例えば、メッキレジスト層を得る手段としてフォトマス
ク方式を用いたプリント配線板が使用されており、前記
フォトマスク方式は、導電体パターンの縮小化、高密度
化を図る方法であり、従来から電機部品の小型化、すな
わち基板の小型化や部品実装の小型化等の為に採用され
ている方法である。
【0003】この種のプリント配線板30としては、例
えば特開昭62−5692号公報(公開特許公報)の回
路板の製造法に記載されているものがあり、図9に示す
ように基材33の上に永久メッキレジスト層となる絶縁
層34と導電体35が施されてなるものである。図10
〜図13は、図9に示したプリント配線板30の作製方
法を工程順に示した図である。プリント配線板30を作
製するには、まず図10に示す基材33に図11に示す
ように感光性樹脂フィルム34aをラミネート処理す
る。このフィルム34aの厚みは付着メッキ厚より厚い
ものが用いられる。ついで、図12に示すように感光性
樹脂フィルム34a上に導電体パターンが焼き付けられ
たネガフィルム36を配置し、このネガフィルム36に
光37を照射すればネガフィルム36の透明部分36a
を透過した透過光により感光性樹脂フィルム34aは硬
化し絶縁層34となる。この後、感光性樹脂フィルム3
4aの硬化を促進するための加熱処理を行い、冷却して
常温に戻したのち現像液で現像すると感光性樹脂フィル
ム34aの未硬化部分34bが剥離されるので硬化した
絶縁層34部分のみが基材33に形成された状態で残
る。すなわち図13に示すようにメッキレジストとなる
絶縁層34が基材33上に形成されたものが得られる。
この後、絶縁層34が形成された基材33を公知の無電
解銅メッキに槽に浸漬すると時間の経過と共にこの絶縁
層34が形成されていない箇所に銅メッキが析出し、図
9に示すような導電体35が形成されたプリント配線板
30が得られる。
【0004】このようにして得られたプリント配線板3
0と電気部品40とを接続する従来の電気部品の接続方
法を以下に述べる。まず、図14に示すようにプリント
配線板30に形成された導電体35の上に、マスク開口
穴42aを有するソルダ印刷用マスク42とスキージ4
3によってソルダペースト44を印刷する。ついで、図
15に示すように電気部品40をソルダペースト44が
印刷されたプリント配線板30に実装し、これを加熱す
ることにより前記ソルダペースト44を溶融させてはん
だ付けを行うと、図8に示す電気部品の接続構造を得る
ことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来の電気部
品の接続方法にあっては、実装構造をつくるためのソル
ダペースト44の印刷が以下に述べる理由で安定して行
うことが出来ないためプリント配線板の微細化にあわせ
た小型な実装構造のものを作製するのが困難であった。
その理由は、微細な実装構造のものを作製する場合、ソ
ルダペースト44を印刷するとき微細量を適量に必要が
あるが、ソルダペースト44は印刷中の温度変化やソル
ダペースト44自身の乾燥により、印刷性に影響を及ば
す粘度が変化してしまい、このため印刷量にバラつきが
生じて微細量を安定して印刷するのが困難であり、従っ
て適正に印刷されていないソルダペーストによるはんだ
付けによりはんだ付品質を悪化させてしまうからであ
る。そこで、従来よりこの対策として、微細量のソルダ
ペースト印刷を避けるために、あえてプリント配線板の
部品接続部分を大きくしたり、電気部品の電極端子を大
きくし、それにあわせたソルダペースト印刷を行う方法
を採用することがあったが、この方法では、接続構造部
分が大きくなってしまい、基板の小型化、ひいては電気
機器の小型化を阻害してしまうという問題があった。ま
た、従来の電気部品の接続構造においては、電気部品4
0がプリント配線板30表面上に実装して接続されてい
るため、電気部品40の実装面積以下にはプリント配線
板30の小型化ができなかった。
【0006】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、電気部品とプリント配線板の接続部分の小型化が可
能で、しかもプリント配線板の小型化が可能な電気部品
の接続構造及びその接続方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
スルーホールが形成されたプリント配線基材に固定され
た電気部品の電極端子が設けられている側の面に絶縁物
を塗布し、ついでこの絶縁物にパターン加工を施して前
記電極端子の上方に開口部を形成し、ついで該開口部内
あるいは該開口部内とこれの周囲に導通金属メッキによ
り導電体を形成すると同時に一部または全部の電気部品
の電極端子と前記スルーホールとを前記導電体を介して
接続する工程を備えることを特徴とする電気部品の接続
方法を前記課題の解決手段とした。また、請求項記載
の発明は、スルーホールが形成されたプリント配線基材
に固定された電気部品の電極端子が設けられている側の
面に絶縁物を塗布し、ついでこの絶縁物にパターン加工
を施して前記電極端子の上方に開口部を形成し、ついで
該開口部内あるいは該開口部内とこれの周囲に導通金属
メッキにより導電体を形成すると同時に一部または全部
の電気部品の電極端子と前記スルーホールとを前記導電
体を介して接続して内部実装基板を作製する工程と、該
内部実装基板の導電体と内部実装基板の表面上の電気部
品の電極端子とをはんだ付けにより接続する工程を備え
ることを特徴とする電気部品の接続方法を前記課題の解
決手段とした。
【0008】また、請求項4記載の発明は、基材に固定
された電気部品の電極端子が設けられている側の面に絶
縁物を塗布し、ついでこの絶縁物にパターン加工を施し
て前記電極端子の上方に開口部を形成し、ついで該開口
部内あるいは該開口部内とこれの周囲に導通金属メッキ
により導電体を形成すると同時にこの導電体からなる電
気回路と一部または全部の電気部品の電極端子とを接続
する工程を備えることを特徴とする電気部品の接続方法
を前記課題の解決手段とした。また、請求項5記載の発
明は、スルーホールが形成されたプリント配線基材に固
定された電気部品の電極端子が設けられている側の面に
絶縁物を塗布し、ついでこの絶縁物にパターン加工を施
して前記電極端子の上方に開口部を形成し、ついで該開
口部内あるいは該開口部内とこれの周囲に導通金属メッ
キにより導電体を形成すると同時に一部または全部の電
気部品の電極端子と前記スルーホールとを前記導電体を
介して接続する工程を備えることを特徴とする電気部品
の接続方法を前記課題の解決手段とした。また、請求項
6記載の発明は、スルーホールが形成されたプリント配
線基材に固定された電気部品の電極端子が設けられてい
る側の面に絶縁物を塗布し、ついでこの絶縁物にパター
ン加工を施して前記電極端子の上方に開口部を形成し、
ついで該開口部内あるいは該開口部内とこれの周囲に導
通金属メッキにより導電体を形成すると同時に一部また
は全部の電気部品の電極端子と前記スルーホールとを前
記導電体を介して接続して内部実装基板を作製する工程
と、該内部実装基板の導電体と内部実装基板の表面上の
電気部品の電極端子とをはんだ付けにより接続する工程
を備えることを特徴とする電気部品の接続方法を前記課
題の解決手段とした。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電気部品の接続構
造及びその接続方法の一実施形態について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の電気部品の接続構造の第
一の実施形態を示す断面図である。この第一の実施形態
の電気部品の接続構造は、電気部品1に設けられた電極
端子5とプリント配線板(図示略)とが導通金属メッキ
により形成された導電体4により直接接続されてなるも
のである。前記電気部品1は、固定基材2により固定さ
れている。前記導電体4は、前記電気部品1の電極端子
5が設けられている側の面に形成された絶縁構造部分
(絶縁体)3により区切られている。
【0010】図2〜図5は、図1に示した第一の実施形
態の電気部品の接続構造を作製する接続方法の第一の例
を工程順に示した図である。第一の実施形態の電気部品
の接続構造を作製するには、まず、図2に示すように基
材2により電気部品1を固定する。ついで、図3に示す
ように電気部品1の電極端子5が形成されている面上に
絶縁物6を塗布する。この絶縁物6としては、、パター
ン加工を容易にするために感光性絶縁物を用いるのが好
ましい。ついで、こ絶縁物6に導電体4と電極端子5と
の接続部分を形成するためのパターン加工を施す。
【0011】ここで絶縁物6に感光性絶縁物を用いる場
合にパターン加工を施す例としては、図4に示すように
絶縁物6上に接続部形成用ネガフィルム8を設置する。
この接続部形成用ネガフィルム8は、導電体4と電極端
子5との接続部分を形成するためのパターンが焼き付け
られているもので、光を透過する透明部分8aと光を透
過しない不透明部分8bを有している。この不透明部分
8bは、電極端子5の上方に位置している。つぎに、接
続部形成用ネガフィルム8の上から光7を照射する。す
ると、接続部形成用ネガフィルム8の透明部分8aを光
7が透過し、感光性樹脂である絶縁物6が感光し、硬化
し、絶縁構造部分3となる。一方、接続部形成用ネガフ
ィルム8の不透明部分8bは、光7が透過しないためこ
の不透明部分8bで覆われた絶縁物6の部分は未硬化部
分となる。この後、現像液により現像すると、前記未硬
化部分が剥離して、開口部10が形成される。
【0012】ついで、図5に示すように導電体4の形成
が必要の無い絶縁構造部分3上をマスク11で覆い、公
知の無電界銅メッキ(導通金属メッキ)により開口部1
0に導電体4を形成すると、プリント配線板として必要
な電気回路12が形成されると同時にこの電気回路12
と電気部品1の電極端子5が接続される。最後に前記マ
スク11を取り外すと、図1に示したような無電界銅メ
ッキにより形成された導電体4により電気部品1とプリ
ント配線板とが接続された電気部品の接続構造が得られ
る。なお、前述の接続方法の第一の例において、マスク
11をソルダレジスト材にて施こせば、取り外さないこ
ともできる。
【0013】また、第一の実施形態の電気部品の接続構
造を作製する接続方法の第二の例としては、絶縁構造部
分3上をマスク11で覆う前に公知の無電界銅メッキを
開口部10を有する絶縁構造部分3全面に行い、ついで
銅メッキが必要な部分をマスクし、公知のエッチング法
で必要のない銅メッキ部分を取り除く方法により導電体
4を形成する以外は前述第一の例の作製方法と同様にし
て作製してもよい。また、第一の実施形態の電気部品の
接続構造を作製する接続方法の第三の例としては、図6
に示すように絶縁構造部分3に形成する開口部10に導
電体4が必要な部分を形成し、前述のマスク11を用い
る方法と同様の方法で必要部分のみに無電解銅メッキを
施してもよい。
【0014】第一の実施形態の電気部品の接続構造にあ
っては、電気部品1に設けられた電極端子5とプリント
配線板(図示略)とが導通金属メッキにより形成された
導電体4により直接接続されたものであるので、プリン
ト配線板の導電体4である電気回路12が電子部品1の
電極端子5に直接接続されたことになり、電気部品とプ
リント配線板の接続部分が、プリント配線板の導電体と
電気部品の電極端子とがはんだを介して接続された従来
の電気部品の接続構造の接続部分と比べてはんだを介在
させない分小型化できる。また、第一の実施形態の電気
部品の接続構造は、プリント配線板の電気回路12であ
る導電体4の形成時に電気部品1の電極端子5と接続す
ることができるので、従来の電気部品の接続構造のよう
に微細量を安定して印刷するのが困難なソルダペースト
印刷を行う必要がなく、微細量のソルダペースト印刷を
避けるためにプリント配線板の接続部分や電気部品の電
極端子を大きくしなくても済み、従って、製造が容易で
あるうえプリント配線板や電気部品の小型化が可能であ
る。
【0015】また、第一の実施形態の電気部品の接続方
法にあっては、基材2に固定された電気部品1の電極端
子5が設けられている側の面に絶縁物6を塗布し、つい
でこの絶縁物6にパターン加工を施して前記電極端子5
の上方に開口部10を形成し、ついで該開口部10内ま
たは該開口部10内及びこれの周囲に導通金属メッキに
より導電体4を形成して電気回路12を形成すると同時
にこの電気回路12と電気部品1の電極端子5とを接続
する工程を備える方法であるので、従来の電気部品の接
続方法のように微細量を安定して印刷するのが困難なソ
ルダペースト印刷を行う工程を要さず、従って接続部分
の小型化が可能であり、また製造が容易であるうえプリ
ント配線板や電気部品の小型化が可能である。
【0016】次に、本発明の電気部品の接続構造の第二
の実施形態について詳細に説明する。図7は、本発明の
電気部品の接続構造の第二の実施形態を示す断面図であ
る。この第二の実施形態の電気部品の接続構造が、図1
に示した第一の実施形態の電気部品と異るところは、基
材としてプリント配線基材13を用いることと、電気部
品15,16が前記プリント配線基材13の両面を用い
て導電体4の一部と接続されたことと、前記電気部品1
5,16が内部に実装されたプリント配線板21の導電
体4と電気部品17の電極端子19とがはんだ20を介
して接続された点である。前記プリント配線基材13
は、既存のエッチング工法によりスルホール18等の電
気回路が形成されたものである。このようなプリント配
線基材13の両面には電気部品15,電気部品16が固
定されている。
【0017】第二の実施形態の電気部品の接続構造を作
製するには、まず、スルホール18が形成されたプリン
ト配線基材13に固定された電気部品15の電極端子1
5aと、スルホール18とを前述の第一の実施形態の電
気部品の接続方法により導電体4を介して接続する。こ
のようにすると、この電気部品15はこのスルーホール
18によりプリント配線基材13の裏面に接続される。
さらに、この接続回路は、プリント配線基材13に固定
された電気部品16の電極端子16aとスルーホール1
8とを前述の第一の実施形態の電気部品の接続方法によ
り導電体4を介して接続する。このようにすると電気部
品15の電極端子15aと電気部品16の電極端子16
aは導通回路が形成されたことになる。この接続回路
は、さらにプリント配線基材13に固定された電気部品
16の電極端子16aに第1の実施形態の接続方法によ
り接続され、このようにすると電気部品15の電極端子
15aと電気部品16の電極端子16aは導通回路が形
成されたこととなる。
【0018】ついで、このようにした電気部品15,1
6が内部に実装されたプリント配線板(内部実装基板)
21の表面上に、微細な接続を必要としない、もしくは
機能上プリント配線板21の外側に接続する必要がある
表面実装電気部品17を従来の電気部品の接続方法の一
種であるソルダペースト印刷を用いるはんだ供給により
はんだ接続を行う。このようにすると、プリント配線板
21の導電体4と表面実装電気部品17の電極端子19
とがハンダ20を介して接続される。表面実装電気部品
17は、電気部品16の上方に実装されている。なお、
この第二の実施形態では、表面実装電気部品17を接続
するために、ソルダレジスト14を所定の位置に施すこ
とにより、表面実装電気部品17に設けられた複数の電
極端子19同士や余計な導通部分とのショートを防いで
いる。
【0019】第二の実施形態の電気部品の接続構造にあ
っては、基材としてプリント配線基材13が用いられ、
電気部品15,16がプリント配線板21の内部に導通
金属メッキからなる導電体4により接続されたことによ
り、電気部品15,16がプリント配線板21の中に埋
め込まれるので、基材のみの使用に比べて電気回路配線
の密度を高くすることができ、接続構造の小型化が可能
で、基板の小型化に効果がある。また、電気部品の接続
をプリント配線基材13の両面で行うために、片方のみ
で行うより回路配線の配置制約が減少し、余剰回路配線
が少なくなるのでプリント配線板の小型化に効果があ
る。また、内部実装基板21の表面上に電気部品17が
はんだを介して接続されたことにより、電気部品16上
に電気部品17を実装することになり、全ての電気部品
をプリント配線板の表面に実装するのに比べてプリント
配線板の小型化に効果がある。さらに、スイッチ、可変
抵抗器等、電気部品の機能上、基板表面に実装すること
が望まれる電気部品に対してもこの方法で対応が可能と
なる。また、内部実装基板21は、従来のプリント配線
板と表面構造が同等なので、表面においては従来工法で
の接続も可能である。
【0020】また、第二の実施形態の電気部品の接続方
法にあっては、プリント配線板21の回路である導電体
4の形成時に電気部品15,16との接続を行うので、
プリント配線板21の内部で電気部品15,16の接続
を行うことができ、この結果、プリント配線板21上に
電気部品実装を重ねることができ、プリント配線板を小
型化できる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の電気
部品の接続方法は、スルーホールが形成されたプリント
配線基材に固定された電気部品の電極端子が設けられて
いる側の面に絶縁物を塗布し、ついでこの絶縁物にパタ
ーン加工を施して前記電極端子の上方に開口部を形成
し、ついで該開口部内あるいは該開口部内とこれの周囲
に導通金属メッキにより導電体を形成すると同時に一部
または全部の電気部品の電極端子と前記スルーホールと
を前記導電体を介して接続する工程を備えることによ
り、電気部品がプリント配線板の内部に導通金属メッキ
からなる導電体により接続されてなる電気部品の接続構
造の作製に好適に用いることができる。また、請求項2
記載の電気部品の接続方法は、スルーホールが形成され
たプリント配線基材に固定された電気部品の電極端子が
設けられている側の面に絶縁物を塗布し、ついでこの絶
縁物にパターン加工を施して前記電極端子の上方に開口
部を形成し、ついで該開口部内あるいは該開口部内とこ
れの周囲に導通金属メッキにより導電体を形成すると同
時に一部または全部の電気部品の電極端子と前記スルー
ホールとを前記導電体を介して接続して内部実装基板を
作製する工程と、該内部実装基板の導電体と内部実装基
板の表面上の電気部品の電極端子とをはんだ付けにより
接続する工程を備えることにより、電気部品がプリント
配線板の内部に導通金属メッキからなる導電体により接
続され、さらに該プリント配線板の導電体と、このプリ
ント配線板の表面上の電気部品とがはんだを介して接続
されてなる電気部品の接続構造の作製に好適に用いるこ
とができる。
【0022】
【0023】
【0024】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電気部品の接続構造の第一の実施形
態を示した断面図である。
【図2】 図1の電気部品の接続構造を作製するための
途中工程を説明するための図であり、電気部品の固定状
態を示した断面図である。
【図3】 図2の次工程を説明するための図であり、絶
縁物の塗布状態を示した断面図である。
【図4】 図3の次工程を説明するための図であり、絶
縁物に感光性絶縁物を用いる場合の絶縁構造分の作製状
態を示した断面図である。
【図5】 図4の次工程を説明するための図であり、導
電体の形成状態と、導電体と電気部品の電極端子との接
続状態を示した断面図である。
【図6】 本発明の第一の実施形態の電気部品の接続構
造を作製するその他の接続方法を説明するための断面図
である。
【図7】 本発明の電気部品の接続構造の第二の実施形
態を示した断面図である。
【図8】 従来の電気部品とプリント配線板との接続構
造の一例を示した断面図である。
【図9】 従来の電気部品の接続構造に用いられる従来
のプリント配線板の構造の例を示した断面図である。
【図10】 図8の従来の電気部品の接続構造を作製す
るための途中工程を説明するための図であり、基材を示
した断面図である。
【図11】 図10の次工程を説明するための図であ
り、感光性樹暗フィルムのラミネートした状態を示した
断面図である。
【図12】 図11の次工程を説明するための図であ
り、絶縁層の作製状態を示した断面図である。
【図13】 図12の次工程を説明するための図であ
り、絶縁層の構造を示した断面図である。
【図14】 図9に示したプリント配線板にソルダペー
ストを印刷する状態を示す断面図である。
【図15】 図14の次工程を説明するための図であ
り、ソルダペーストか印刷されたプリント配線板に電気
部品を搭載した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1・・・電気部品、2・・・固定基材、3・・・絶縁構造部分
(絶縁体)、4・・・導電体、5・・・電極端子、6・・・絶縁
物、7・・・光、8・・・接続部形成用ネガフィルム、8a・・
・透明部分、8b・・・不透明部分、10・・・開口部、11・
・・マスク、13・・・プリント配線基材、14・・・ソルダレ
ジスト、15,16,17・・・電気部品、15a,16
a・・・電極端子、18・・・スルーホール、19・・・電極端
子、20・・・はんだ、21・・・プリント配線板(内部実装
基板)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/60 311 H05K 1/18 H05K 3/24 H05K 3/32

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スルーホールが形成されたプリント配線
    基材に固定された電気部品の電極端子が設けられている
    側の面に絶縁物を塗布し、ついでこの絶縁物にパターン
    加工を施して前記電極端子の上方に開口部を形成し、つ
    いで該開口部内あるいは該開口部内とこれの周囲に導通
    金属メッキにより導電体を形成すると同時に一部または
    全部の電気部品の電極端子と前記スルーホールとを前記
    導電体を介して接続する工程を備えることを特徴とする
    電気部品の接続方法。
  2. 【請求項2】 スルーホールが形成されたプリント配線
    基材に固定された電気部品の電極端子が設けられている
    側の面に絶縁物を塗布し、ついでこの絶縁物にパターン
    加工を施して前記電極端子の上方に開口部を形成し、つ
    いで該開口部内あるいは該開口部内とこれの周囲に導通
    金属メッキにより導電体を形成すると同時に一部または
    全部の電気部品の電極端子と前記スルーホールとを前記
    導電体を介して接続して内部実装基板を作製する工程
    と、該内部実装基板の導電体と内部実装基板の表面上の
    電気部品の電極端子とをはんだ付けにより接続する工程
    を備えることを特徴とする電気部品の接続方法。
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