JP3069605B2 - プリント配線板のレイアップ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ホットプレス等
により多層プリント配線板を積層成型するために、絶縁
板糊としてのプリプレグと、回路が形成され黒化処理が
行なわれた内層板を一次積層するレイアップ方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多層プリント配線板（以下、配線板とい
う）は、１枚のプリント配線板でＩＣやＬＳＩのピン等
を増やしたい時に、内層板と絶縁板を複数の層に積層す
る（レイアップ）ように構成され、両面高密度実装及び
高速化の要求に伴って近年急激に増加されてきた。配線
板は、絶縁板（プリプレグ）と、両面に導体パターンが
形成された内層板と、を交互に重合するように配置し、
積層された絶縁板と内層板の表裏に銅箔層を重合させた
後、ホットプレスで加熱圧着されるように製造される。
しかし、この製造工程においては、ホットプレスで加熱
圧着される前に、多層に積層された絶縁板や内層板は予
めその前工程で一次積層（以下、一次積層板という）さ
れ、一次積層板が加熱圧着工程に搬入されている場合が
ある。２枚以上の内層板（６層以上の配線板）が積層さ
れた配線板は、配線板に形成されたスルーホールの位置
精度が、製品の価値を決定するために極めて重要な要素
を有するため、一次積層板を製造する段階において、特
に、６層以上の配線板の製造にあたっては、その位置精
度の高精度化が求められている。

【０００３】従来、一次積層板３１の製造は、ハトメ等
によって固着する方法が行なわれていた。ハトメによる
方法は、図９に示されるように、絶縁板３と内層板５を
１枚づつ重合させ、それぞれ周縁部に形成された図示し
ない複数個の基準ピン孔に基準ピンを挿入して位置合わ
せを行ない、その後、基準ピン孔と別に形成された複数
個のハトメ孔に、それぞれハトメ３２を挿通し、その両
端部をかしめることによって固定するように行なわれて
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のハトメ
による一次積層は次のような課題が挙げられていた。例
えば、図１０のようにハトメ３２が挿通する部位におい
ては、ハトメ３２をかしめることによって上下方向に圧
縮されるため、中央部の層間に対してハトメ部の層間が
狭くなり上面と下面部が他の面に比べて凹状に形成され
る。この状態でプレスによる圧着を行なう場合、圧力の
方向が傾いていると各層が横方向にずれることがあるの
で精度が悪くなってしまう。また、ハトメ３２の両端部
は最上端、最下端に配置される絶縁板あるいは内層板の
面より僅かであるが突出しているので、別の一次積層さ
れたものを載置する場合に、お互いに平行には載置され
ず位置ずれ（層間のずれ）の原因になってしまう。

【０００５】これらの課題を解決するために誘電加熱や
電熱ヒータ等による局部的な溶着で内層板とプリプレグ
とを接着する方法が行なわれていた。しかしいずれの場
合においても加熱部からの熱が内層板に伝導され内層板
とプレプレグとの接着時間に損失があり、所定時間内で
の一次積層製造作業の妨げになっていた。

【０００６】この発明は、上述の課題を解決するもので
あり、一次積層板の製造時において、少なくとも２枚の
内層板が位置精度を向上できるとともに短時間に製造さ
れるプリント配線板のレイアップ方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るプリント
配線板のレイアップ方法では、上記の課題を解決するた
めに以下の方法にするものである。即ち、多層プリント
配線板を積層成型するために、絶縁板と内層板とを交互
に配置し、少なくとも１枚の前記絶縁板と少なくとも１
枚の前記内層板とが、積層される方向に交互に配置され
位置決めされた後、加熱して溶着されるプリント配線板
のレイアップ方法であって、溶着する加熱手段の回り
に、熱拡散防止部材が前記内層板に当接可能に配設さ
れ、前記加熱手段から発生する熱を吸収して熱の拡散防
止を行なうことを特徴とするものである。

【０００９】さらに好ましくは、前記熱拡散防止部材に
冷却媒体用孔が形成され、加熱された前記熱拡散防止部
材を急冷して前記加熱手段の回りのみ溶着することを特
徴とするものであってもよい。

【００１０】また、このプリント配線板のレイアップ方
法は、多層プリント配線板を積層成型するために、Ｂス
テージプリプレグ溶着工程またはＣステージプリプレグ
溶着工程のプリプレグと、内層板とを交互に配置し、少
なくとも１枚の前記プリプレグと少なくとも１枚の前記
内層板とが、積層される方向に交互に配置され位置決め
された後、加熱して溶着されるプリント配線板のレイア
ップ方法であって、溶着する加熱手段の回りで、前記加
熱手段から前記内層板に伝導される熱を吸収して熱拡散
防止することにより瞬時加熱を行ない、前記加熱手段の
溶着によって前記プリプレグと前記内層板とを積層した
プリント配線板の表面に形成される凹凸部を平坦にする
ために、下面が平坦状に形成された加圧急冷手段で前記
プリント配線板の表面を加圧急冷することにより、前記
プリプレグと前記内層板との固着力を強くするととも
に、前記プリント配線板の表面を平坦状に形成すること
によって、前記プリント配線板の両面に溶着される銅箔
のしわ発生防止を図ることを特徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図面に基づいて説明する。

【００１２】図１は、治具板２に一次積層板１をセット
する状態を示すものであり、治具板２に立設する基準ピ
ン２ａに合わせて、２枚のプリプレグ（絶縁板）３と、
３枚の内層板５をそれぞれ交互に配置するように挿入し
て８層の一次積層板１を構成するものである。

【００１３】絶縁板としてのプリプレグ３は、ガラスク
ロスまたはガラス不織布等に、溶剤で希釈した熱硬化性
樹脂を含浸させて表層部を半硬化状態に形成したシート
状の接着用絶縁材料からなる絶縁板（Ｂステージプリプ
レグ）または、表層部を硬化状態に形成したシート状の
接着用絶縁材料からなる絶縁板（Ｃステージプリプレ
グ）であり、加熱後、約７０℃前後で溶け始め、約１７
０℃前後で硬化する特性を有している。そして、プリプ
レグ３は矩形に形成され、その４隅には基準ピン孔が形
成されている。

【００１４】内層板５は、回路が形成され黒化処理が行
なわれているもので、図２〜３に示すように、プリプレ
グ部５１の両面に導体でパターン化された回路部５２・
５３と、回路部５２・５３の外側でプリプレグ部５１の
周縁部に接着された銅箔部５４・５４とを有して形成さ
れている。銅箔部５４には４隅に形成される基準ピン孔
５５と、銅箔部５４の長手方向と短手方向にそれぞれ複
数個（本形態においては、長手方向に各３個、短手方向
に各２個）の楕円状に形成される銅箔欠損部５６と、が
設けられている。従って銅箔欠損部５６には、下地とし
てのプリプレグ部５１が現れることになる。

【００１５】なお、銅箔欠損部５６は、図４の平面視に
示されるように、回路部５２側から銅箔部５４の外側に
向かって平面視凹状に形成されるものであってもよい。
また、内層板５の基準ピン孔５５は、プリプレグ３に形
成される基準ピン孔と一致する位置に形成されている。
そして、内層板５は、プリプレグ部５１の両面に銅箔層
を接着した後、配線図面をプリントしエッチング等によ
り形成される。

【００１６】そして治具板２にセットされた一次積層板
１を図５〜６に示す仮溶着工程において溶着形成する。
テーブルＴ上に治具板２に支持された一次積層板１がセ
ットされ一次積層板１の上下面に配置される内層板５
（図１参照、以下同様）の銅箔欠損部５６（図２参照）
の位置に対向するように上下に電熱ヒータ７が配置され
ている。それぞれの電熱ヒータ７の回りには、図５に示
すような円筒状の熱拡散防止金１０が電熱ヒータ７を囲
繞するように配置されている。熱拡散防止金１０は、銅
材あるいはステンレス材で形成され略円筒状に形成され
た本体部１１と、エア漏れ防止パッキン１２を挟んで本
体部１１の上方位置に配置される蓋部１３とを有して構
成され、本体部１１に冷却媒体用孔としての複数個のエ
ア孔１４が熱拡散防止金１０の先端面から軸心方向に貫
通するように形成されている。

【００１７】エア孔１４は熱拡散防止金１０を冷却する
ために形成され、図示しないエア供給装置から冷却用の
エアが１個のエア孔１４に向かって形成されたエア口１
４ａに吸入すると本体部１１の上面に形成されたエア通
路用の溝１４ｂを通ってその他のエア孔１４にエアが流
入される。なお、熱拡散防止金１０を冷却する媒体とし
ては、エアに限らず、水やオイルまたは他の流体であっ
ても構わない。

【００１８】また熱拡散防止金１０には本体部１１の胴
体部外周面に突起部１１ａが形成され、突起部１１ａを
支持するように上下動する支持板１５が配置されてい
る。支持板１５は熱拡散防止金１０の上方に配置される
図示しないブラケットに連結され図示しないエアシリン
ダ等により電熱ヒータ７と同時に一次積層板１に向かっ
て往復動を行なう。

【００１９】 この状態で一次積層板１の仮溶着が行な
われる。電熱ヒータ７には予め加熱がされていて、電熱
ヒータ７が一次積層板１に向かって移動し内層板５に接
触すると同時に、熱拡散防止金１０も一次積層板１に向
かって移動し内層板５に接触する。電熱ヒータ７の加熱
で一次積層板１を仮溶着し始めると、図５の矢印で示す
ように、その熱は一次積層板１の内層板５に伝わるとと
もに内層板５から熱拡散防止金１０に伝導される。熱拡
散防止金１０は一次積層板１に伝導されたその熱を吸収
し、熱を吸収することによって一次積層板１の他の部位
に拡散するのを防止するとともにその熱を電熱ヒータ７
の回りの温度を高めて加熱部の加熱を促進させる。温度
が約７０℃前後に上昇すると、Ｂステージプリプレグ溶
着工程またはＣステージプリプレグ溶着工程のプリプレ
グ３（図１参照、以下同様）が溶け始め、内層板５とプ
リプレグ３との接触面が溶着し始め、約１７０℃前後で
プリプレグ３が硬化するため、内層板５がプリプレグ３
に接着されて仮溶着される。プリプレグ３が溶着された
部分はプリプレグ３の硬化により、プリプレグ３と内層
板５が一体化されるので、例えホットプレスで加圧され
る際の斜めの力が発生しても内層板５が横ずれすること
はない。

【００２０】この加熱促進は瞬時に行なわれ、熱拡散防
止金１０はその後冷却用のエア（または水、オイル、他
の流体）が供給されて即座に冷却される。熱拡散防止金
１０を電熱ヒータ７と同程度の温度に高めることは電熱
ヒータ７の先端の接触部あたりでなく熱拡散防止金１０
の先端の接触部あたりまで溶着させることになるため、
熱拡散防止金１０を冷却することによって熱拡散防止金
１０による溶着を防止する。なお、瞬時に行なわれる加
熱促進は３０秒以内であればよく望ましくは１０秒以内
であればなおよい。

【００２１】次に、図７に示すように、仮溶着された一
次積層板１は加圧急冷手段としての冷やし金による冷却
工程に移る。図７（ａ）においては、前述の加熱ヒータ
ー７が作動して一次積層板１を加熱させ、一次積層板１
の内層板５とＢステージプリプレグまたはＣステージプ
リプレグ溶着工程のプリプレグ３とを溶融させて仮溶着
している状態であり、所定時間加熱後、図７（ｂ）に示
すように冷やし金１８により一次積層板１を加圧する。
冷やし金１８は、例えば銅または真鍮あるいはステンレ
ス等の金属または防錆された金属や非金属で形成される
とともに、内部に冷却媒体用孔としてのエア孔１８ａが
下端面を貫通しないように形成され、図示しないエア供
給装置で冷却されたエアを吸入する。なお、この冷やし
金１８においても、冷却媒体は、エアに限らず水または
オイルもしくは他の流体でもよく、各冷却媒体用機器
は、各冷却媒体用のものが使用される。

【００２２】電熱ヒータ７による一次積層板１の溶融時
は、図７（ａ）に示すように、加熱部は凹状態にありそ
の周囲は隆起している。この隆起部（凸状態）を平坦状
に形成するために冷やし金１８の下端面はフラット面に
形成される。従って、溶融している加熱部をフラット面
の冷やし金１８で加圧急冷することにより内層板５とプ
リプレグ３を固着して一次積層板１の表面を平坦状に形
成することができる。一次積層板１の表面が平坦状に形
成されることにより、一次積層板１の両面に溶着される
銅箔のしわ発生を防止することができる。

【００２３】この間の作業（仮溶着と冷却作業）は約１
０秒以内で行なわれ、ロボットでの搬送時間を含めて約
２０秒前後で１セットの一次積層板１を製作することに
なり、一次積層板１の溶着作業を短時間で行なえるよう
にしている。

【００２４】なお、本発明は瞬時加熱を行なえるように
熱拡散防止部材を設けて加熱溶着するものであり、その
他については上記形態に限るものではない。

【００２５】例えば、加熱溶着する加熱手段として電熱
ヒータだけではなく、誘電加熱で電極棒を使用して加熱
することもできる。誘電加熱は、誘電体に高周波を加え
た時に誘電体損失を利用してこれを加熱するもので、誘
電体としては電気絶縁物を加熱する場合に利用されるも
のである。通常の外部加熱の場合、例えば、ハンダゴテ
等で加熱する場合は、電気絶縁物の熱伝導が悪いため加
熱時間が長時間になるが、誘電加熱は、それ自体を加熱
するものであるため、熱伝導に関わりなく温度上昇する
ことができ、しかも加熱エネルギー密度を大きくするこ
とができるので急速加熱をすることが可能である。

【００２６】さらに加熱手段としては、高周波によるも
のであったり超音波加熱によるものであってもよい。

【００２７】また、上記形態では内層板５に銅箔欠損部
５６を形成しその部位に加熱を行なうようにするもので
あるが、銅箔欠損部５６は、熱伝導率の高い銅の熱拡散
を防止するために形成され、また、誘電加熱される際に
発生するスパークを防止するために形成されるものであ
り、銅箔欠損部５６を形成せずに加熱処理を行なうよう
にしてもよい。

【００２８】上記の各方法で形成された一次積層板１
は、次工程に搬入され、図８に示されるように、銅箔２
２をプリプレグ２１を介して一次積層板１の表裏に接着
させて両面銅張積層板２０が製造される。この両面銅張
積層板２０を製造するには、図示しないホットプレスに
よって加熱圧着されて行なわれる。ホットプレスで加熱
圧着される際、図８の分解斜視図に示されるように、一
次積層板１の表裏にプリプレグ２１・２１とプリプレグ
２１・２１の外側に銅箔２２・２２を重合させ、鏡面板
２３・２３を介して鏡面板２３・２３の外面から一次積
層板１を圧着するように治具板２４・２４が配置される
（この構成を両面銅張積層板組２５という）。この状態
で、ホットプレスの熱板を両面銅張積層板組２５の上下
両側から約２時間ほど加熱圧着することによって、一次
積層板１とプリプレグ２１及び銅箔２２が接着されて両
面銅張積層板２０が製造される。この際、一次積層板１
の両面は、前述の通り、冷やし金１８によって平坦状に
形成されているので接着される銅箔２２にはしわを発生
させることがない。

【００２９】 両面銅張積層板２０は、種々の工程を経
てエッチング等により銅箔２２面にパターン化された回
路を形成され配線板が製造される。また、ホットプレス
で加熱圧着する際、両面銅張積層板組２５を上下に複数
重合させることによって、両面銅張積層板２０を複数個
まとめて製造することもでき、量産が可能となる。

【００３０】なお、上記の形態においては、プリプレグ
３を挟むように内層板５を上段・中段・下段に配置させ
８層の配線板を製造するための一次積層板１を形成する
ようにしているが、内層板５を挟むようにプリプレグ３
を上段・中段・下段に配置するようにすれば、６層の配
線板を製造するための一次積層板１が形成されることが
できる。この場合、ホットプレスで加熱圧着される際、
図８に示されるプリプレグ２１を取り除くことができ
る。

【００３１】さらに、熱拡散防止金１０の形状は上記に
限らず電熱ヒータ７の回りを囲繞する状態に配置されて
いればよい。また、その材質も銅材やセラミックスに限
るものではなく他の熱伝導金属でもよく、さらには熱伝
導するものであれば非金属であってもよい。

【００３２】

【００３３】

【発明の効果】本発明のプリント配線板のレイアップ方
法は、多層プリント配線板を積層成型するために、絶縁
板と内層板とを交互に配置し、少なくとも１枚の前記絶
縁板と少なくとも１枚の前記内層板とが、積層される方
向に交互に配置され位置決めされた後、加熱して溶着さ
れる方法であって、溶着する加熱手段の回りに、熱拡散
防止部材が前記内層板に当接可能に配設され、前記加熱
手段から発生する熱を吸収して熱の拡散防止を行ってい
る。そして加熱手段が内層板に接触して加熱をする際、
その熱を前記熱拡散防止部材が吸収して局部加熱を可能
とするため瞬時の加熱を達成することができる。しかも
複数の内層板の横ずれを防止でき品質の安定した一次積
層板を提供することができる。

【００３４】さらに、前記熱拡散防止部材に冷却媒体用
孔が形成されていれば、例えば、エアまたは水あるいは
オイル等の冷却媒体を吸入することにより一次積層板ま
たは熱拡散防止部材を冷却して熱拡散防止部材の先端部
での溶着を防止できる。

【００３５】また、このプリント配線板のレイアップ方
法は、多層プリント配線板を積層成型するために、Ｂス
テージプリプレグ溶着工程またはＣステージプリプレグ
溶着工程のプリプレグと、内層板とを交互に配置し、少
なくとも１枚の前記プリプレグと少なくとも１枚の前記
内層板とが、積層される方向に交互に配置され位置決め
された後、加熱して溶着される方法であって、溶着する
加熱手段の回りで、前記加熱手段から前記内層板に伝導
される熱を吸収して熱拡散防止することにより瞬時加熱
を行ない、前記加熱手段の溶着によって前記プリプレグ
と前記内層板とを積層したプリント配線板の表面に形成
される凹凸部を平坦にするために、下面が平坦状に形成
された加圧急冷手段で前記プリント配線板の表面を加圧
急冷することにより、前記プリプレグと前記内層板との
固着力を強くするとともに、前記プリント配線板の表面
を平坦状に形成することによって、前記プリント配線板
の両面に溶着される銅箔のしわ発生防止を図るようにし
ている。そのため、品質の良い一次積層板を短時間で製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一次積層板を治具に装着する状態を示す概略図

【図２】回路が形成され黒化処理が行なわれた内層板を
示す平面図

【図３】同正面断面を示す図

【図４】図２の別の形態の内層板を示す図

【図５】本発明の一形態におけるレイアップ方法の仮溶
着工程を示す簡略図

【図６】図５のＡ−Ａ矢視図

【図７】レイアップ方法の冷却工程を示す簡略図

【図８】両面銅張積層板を加熱圧着するための配置図

【図９】従来の一次積層板を示す図

【図１０】図９の一部詳細を示す概略図

【符号の説明】

１…一次積層板 ３…プリプレグ ５…内層板 ７…電熱ヒータ １０…熱拡散防止金 １１…本体部 １４…エア孔 １８…冷やし金

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層プリント配線板を積層成型するため
   に、絶縁板と内層板とを積層する方向に交互に配置し位
   置決めして一次積層板を構成した後、前記一次積層板を
   加熱して溶着するプリント配線板のレイアップ方法であ
   って、前記一次積層板は、前記内層板が上下面に配置されるよ
   うに構成され、 前記内層板は、プリプレグ部と、前記プリプレグ部の周
   縁部に接着された銅箔部と、を有して形成され、 前記銅箔部には、下地として前記プリプレグ部が現れる
   ように、複数個の銅箔欠損部が設けられ、 前記一次積層板の上下に、回りに熱拡散防止部材が配設
   された加熱手段が、前記銅箔欠損部の位置に対向するよ
   うに配置され、 前記加熱手段が、前記一次積層板に向かって移動し前記
   内層板に接触することにより、前記銅箔欠損部が形成さ
   れた部位を加熱して溶着を行うと同時に、 前記熱拡散防止部材が、前記一次積層板に向かって移動
   し前記内層板に接触することにより、前記加熱手段から
   前記内層板に伝導された熱を 吸収して熱の拡散防止を行
   なうことを特徴とするプリント配線板のレイアップ方
   法。
2. 【請求項２】 前記熱拡散防止部材に冷却媒体用孔が形
   成され、加熱された前記熱拡散防止部材を急冷して前記
   加熱手段の回りのみ溶着することを特徴とする請求項１
   記載のプリント配線板のレイアップ方法。
3. 【請求項３】 多層プリント配線板を積層成型するため
   に、Ｂステージプリプレグ溶着工程またはＣステージプ
   リプレグ溶着工程のプリプレグと、内層板とを積層する
   方向に交互に配置し位置決めして一次積層板を構成した
   後、前記一次積層板を加熱して溶着するプリント配線板
   のレイアップ方法であって、前記一次積層板は、前記内層板が上下面に配置されるよ
   うに構成され、 前記内層板は、プリプレグ部と、前記プリプレグ部の周
   縁部に接着された銅箔部と、を有して形成され、 前記銅箔部には、下地として前記プリプレグ部が現れる
   ように、複数個の銅箔欠損部が設けられ、 前記一次積層板の上下に、回りに熱拡散防止部材が配設
   された加熱手段が、前 記銅箔欠損部の位置に対向するよ
   うに配置され、 前記加熱手段が、前記一次積層板に向かって移動し前記
   内層板に接触することにより、前記銅箔欠損部が形成さ
   れた部位を加熱して溶着を行うと同時に、 前記熱拡散防止部材が、前記一次積層板に向かって移動
   し前記内層板に接触することにより、前記加熱手段から
   前記内層板に伝導された熱を吸収して熱の拡散防止を行
   なって瞬時加熱を行ない、 前記加熱手段の溶着によって前記プリプレグと前記内層
   板とを積層したプリント配線板の表面に形成される凹凸
   部を平坦にするために、下面が平坦状に形成された加圧
   急冷手段で前記プリント配線板の表面の溶融している加
   熱部を加圧急冷することにより、前記プリプレグと前記
   内層板との固着力を強くするとともに、前記プリント配
   線板の表面を平坦状に形成することによって、前記プリ
   ント配線板の両面に溶着される銅箔のしわ発生防止を図
   ることを特徴とするプリント配線板のレイアップ方法。