JP3240661B2 - プリント配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スルーホールを有する
プリント配線板及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板の分野においては、電子
機器の小型化に伴って高密度実装化が進められており、
いわゆる両面プリント配線板等が広く用いられている。

【０００３】両面プリント配線板は、基板の両面に任意
の配線パターンを設けたものであって、両面に設けられ
た配線パターン間の導通を図るために、図１０に示すよ
うに、基板１０２の任意の個所に当該基板１０２を貫通
するスルーホール１０１が設けられている。

【０００４】ところで、プリント配線板には、実装部品
としてのチップ抵抗、チップコンデンサ等のチップ部品
１０４がランド部１０３にクリーム半田等によりハンダ
付けすることにより実装される。このハンダ付けの際、
溶融したハンダがランド部１０３からスルーホール１０
１へと流れ込み、裏面側の配線パターンに予期せずして
接触（導通）し、正常な動作の妨げとなることがある。

【０００５】そこで、このような不具合が起こらないよ
う、スルーホール１０１とランド部１０３とを少し離間
させ、連結パターン１０３ａを介して電気的に接続する
ことが行われている。

【０００６】しかしながら、スルーホール１０１とラン
ド部１０３とを離間して配すると、これらが基板１０２
上に占めるスペースが大きくなり、プリント配線板の高
密度化には不利である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような問題に対処
するため、さらに図１１及び図１２に示すようなプリン
ト配線板も提案されている。

【０００８】すなわち、このプリント配線板は、図１１
に示すように、スルーホール１０５をランド部１０６内
に位置するように一体的に設け、ランド部１０６の形状
を小さくし、さらに図１２に示すように、基板１０２の
裏面側にスルーホール１０５を閉塞するソルダーレジス
ト１０７を設けたものである。

【０００９】このような構成をとることにより、チップ
部品１０４をランド部１０６にハンダ付けする際に、ハ
ンダがスルーホール１０５内に流れ込んだとしても、裏
面側にハンダが流れ出ることはない。

【００１０】このように基板１０２の裏面側にソルダー
レジスト１０７を設けると、このソルダーレジスト１０
７の存在によって裏面側にチップ部品を実装することが
できなくなるという不都合が発生する。その結果、実装
し得る部品の数が少なくなり、プリント配線板の高密度
化が図れないという問題を解消することはできない。

【００１１】本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案
されたものであって、高密度実装が可能で、しかもハン
ダの流れ出しによる不用意な短絡等の無い信頼性の高い
プリント配線板を提供することを目的とし、さらにはそ
の製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】また本発明は、チップ部品ばかりでなく、
ディスクリート部品のようにスルーホールにリードを挿
入してハンダ付けするような部品が混在する場合にも対
応可能で、多様な用途に使用し得るプリント配線板及び
その製造方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係るプリント配線基板は、チップ部品実
装ランド部内に一体的に設けられたスルーホールを有す
るプリント配線板において、表面の配線パターンに応じ
て光硬化性ソルダーレジストからなるソルダーレジスト
層が形成されるとともに、前記スルーホールのランド部
を除く少なくとも一部が中途部において前記ソルダーレ
ジスト層と同一の光硬化性ソルダーレジストにより閉塞
されたものである。

【００１４】また、本発明に係るプリント配線基板は、
前記チップ部品実装ランド部内に一体的に設けられたス
ルーホールはランド部を除く少なくとも一部が中途部に
おいて光硬化性ソルダーレジストにより閉塞され、ディ
スクリート部品実装ランド部内に一体的に設けられたス
ルーホールを開放したものである。

【００１５】そして、本発明に係るプリント配線板の製
造方法は、チップ部品実装ランド部内に一体的に設けら
れたスルーホールを有するプリント配線板の一方の面に
液状の光硬化性ソルダーレジストを塗布し、前記スルー
ホール内に前記光硬化性ソルダーレジストを充填する工
程と、前記一方の面側から選択露光を施し、前記一方の
面に配線パターンに応じてソルダーレジスト層を形成す
る工程と、プリント配線板の他方の面側から前記スルー
ホールに対応して光透過部を設けたマスクを介して選択
露光を施し、前記スルーホール内の光硬化性ソルダーレ
ジストを硬化する工程とを有するものである。

【００１６】

【作用】チップ部品実装ランド部には、プリント配線板
に実装される実装部品としてのチップ部品のリード部が
ハンダ付けされる。ここで、基板を貫通するスルーホー
ルは、その中途部においてソルダーレジスト層と同時に
形成される光硬化性ソルダーレジストにより閉塞されて
いる。このため、チップ部品のリード部をプリント配線
板のランド部にハンダ付けする際に、ハンダがスルーホ
ール内に流れ込んでも、光硬化性ソルダーレジストによ
って堰き止められ、裏面側への流出が防止される。

【００１７】また、スルーホールを全て光硬化性ソルダ
ーレジストで閉塞してしまうと、チップ部品とディスク
リート部品が混在する場合に、ディスクリート部品のリ
ードの挿入の妨げとなるおそれがある。これに対して、
本発明においては、選択露光によって、チップ部品が実
装されるランド部に設けられたスルーホールのみ光硬化
性ソルダーレジストにより閉塞し、他は開放するように
することも可能であり、ディスクリート部品を実装する
際にも何ら支障をきたすことはない。

【００１８】一方、本発明の製造方法においては、ソル
ダーレジスト層とスルーホールを閉塞する光硬化性ソル
ダーレジストは、一度の塗布工程及び両面からの選択露
光により全く同一の材料及び工程により形成される。し
たがって、通常のソルダーレジスト層形成工程とほとん
ど工程を変える必要がなく、工程数の増加も僅かなもの
で済む。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２０】本実施例のプリント配線板は、図１に示す
ように、基板１の任意の個所にランド３が設けられ、こ
のランド部３内に一体的にスルーホール２が穿設されて
なるものである。

【００２１】前記基板１は、例えば厚さ約０．８ｍｍの
絶縁性基板であり、その材質はこの種のプリント配線板
に用いられるものであれば任意である。例えば、ガラス
−エポキシ樹脂積層板等が挙げられる。

【００２２】そして、この基板１の表面には、任意の配
線パターンが設けられるとともに、これら配線パターン
に応じて光硬化性ソルダーレジストからなるソルダーレ
ジスト層（図示は省略する。）が形成されている。

【００２３】また、前記スルーホール２は、基板１の表
面（一方の面）から裏面（他方の面）に貫通される直径
約０．３ｍｍ程度の貫通孔であり、内壁面に銅等の導電
性を有する金属がメッキされ、基板１の表面に設けられ
たランド部３と裏面に設けられたランド３とを電気的に
導通する役割を果たすものである。このスルーホール２
の中途部には、光硬化性ソルダーレジスト５がソルダー
レジスト層の形成と同時に充填・硬化されており、この
光硬化性ソルダーレジスト５によって閉塞された形にな
っている。

【００２４】なお、スルーホール２は、先にも述べたよ
うにランド部３内に一体的に設けられており、このスル
ーホール２はランド部３から離隔されることなくランド
部３の中に位置している。

【００２５】このようなプリント配線板において、ラン
ド部３には、プリント配線板に実装されるチップ部品４
の両端位置に設けられるリード部（図示は省略する。）
をクリーム半田等によりハンダ付けする。

【００２６】ここで、スルーホール２の中途部には絶縁
性樹脂組成物である光硬化性ソルダーレジスト５が充填
されている。このため、チップ部品４のリード部をラン
ド部３にハンダ付けする際に、ハンダが基板１の表面側
からスルーホール２内に流れ込んでも、前記光硬化性ソ
ルダーレジスト５によって堰き止められ、裏面側に流れ
出てしまうのが阻止される。

【００２７】次に、上述の構成を有するプリント配線板
の製造方法について説明する。

【００２８】上述のプリント配線板を製造するには、先
ず、図３に示すように、基板１に銅等の導電性を有する
金属によりメッキされたスルーホール２及びランド部３
をパターン形成する。このとき、前記スルーホール２
は、ランド部３内に一体的に設ける。

【００２９】次いで、図４に示すように、基板１の表面
側に液状の光硬化性ソルダーレジスト５（例えば、太陽
インキ社製，商品名Ｈ５９Ｋ等）をスクリーン印刷法等
により厚さ１５〜２５μｍにコーティングする。このと
き、光硬化性ソルダーレジスト５は、スルーホール２内
にも充填される。

【００３０】しかる後、８０〜９０℃の熱風を２０〜３
０分間吹き付けて溶剤乾燥（セミキュア）させ、前記液
状の光硬化性ソルダーレジスト５を半硬化状態とする。

【００３１】続いて、図５に示すように、所望のレジス
トパターンに応じて透孔６ａが形成されたフォトマスク
６を若干の間隔を持って基板１の表面側、すなわち光硬
化性ソルダーレジスト５上に対向配置し、さらに前記フ
ォトマスク６上に５ｋＷのＵＶ（紫外線）ランプ７、例
えばメタルハライドランプを配置する。

【００３２】そして、ＵＶランプ７から紫外線を１００
〜１０００ｍＪ／ｃｍ^２ 程度照射し、透孔６ａが形成
された部分に対応する部分の光硬化性ソルダーレジスト
５を選択的に露光する。

【００３３】これにより、半硬化状態の光硬化性ソルダ
ーレジスト５は、透孔６ａに相応する部分が完全に硬化
され、その結果、基板１の表面には配線パターンに応じ
てソルダーレジスト層が形成されることになる。

【００３４】次に、図６に示すように、基板１の裏面側
に光硬化性ソルダーレジスト５により閉塞すべきスルー
ホール２に対応して光透過部（透孔）８ａが形成された
フォトマスク８を配置し、さらにその下方にＵＶランプ
７を配置する。

【００３５】そして、同様にＵＶランプ７から紫外線を
照射し、スルーホール２内の光硬化性ソルダーレジスト
５を所定時間選択露光してある程度硬化させる。

【００３６】このとき、あまり硬化が進みすぎると、ス
ルーホール２上にコーティングされた光硬化性ソルダー
レジスト５ａまで硬化されるおそれがあるので、紫外線
の強さや露光時間を適宜調整することが必要である。

【００３７】また、露光に際して、フォトマスク８を省
略することも考えられるが、裏写り現象防止の観点か
ら、好ましくはない。

【００３８】すなわち、厚さ０．８ｍｍ程度以下の薄板
のプリント配線板において、ソルダーレジストを形成す
る面と逆の面から露光すると、基板１を透過してしまっ
た紫外線により、裏写り現象、すなわち、銅ランドが形
成されておらずしかもソルダーレジストを形成する必要
のない部分において、基板１上にソルダーレジストの薄
膜が形成されてしまう現象を起こしてしまう。このよう
な裏写り現象が起こると、銅パターンと基板とのコント
ラストにより位置検出等を行う際の障害になる。

【００３９】以上の基板１表面側からの露光及び裏面側
からの露光を行った後、前記光硬化性ソルダーレジスト
５の現像を行う。現像は、基板１を現像剤、例えば０．
５〜２％の炭酸ナトリウム溶液中に浸漬すればよく、こ
れによって光硬化性ソルダーレジスト５の半硬化状態の
部分、すなわち、いずれの露光においても紫外線が照射
されなかった部分が溶解除去され、図７に示すように、
基板１の表面上に配線パターンに対応して所望のパタン
ーを有するソルダーレジスト層５ｂとスルーホール２を
閉塞する光硬化性ソルダーレジスト５ｃが残留する。

【００４０】以下、基板１を裏返し、同様に基板１の裏
面側に光硬化性ソルダーレジストをコーティングした
後、所望のパターンに応じた透孔を有するフォトマスク
を用いて裏面側から選択露光を行えば、基板１の両面に
ソルダーレジスト層を有するプリント配線板を得ること
ができる。

【００４１】以上、本発明を適用した実施例について説
明してきたが、本発明がこの実施例に限定されるもので
はない。

【００４２】例えば、露光の順序は任意であり、基板１
の裏面側からの露光を先に行い、表面側からの露光を後
から行うことも可能である。あるいは、基板１の表面側
からの露光と裏面側からの露光を同時に行うことも可能
である。

【００４３】さらには、図８に示すように、チップ部品
が実装されるランド部３及びスルーホール２（いわゆる
バイアホール。）と、ディスクリート部品が実装される
ランド部９及びスルーホール１０が混在するようなプリ
ント配線板に適用することも可能である。

【００４４】この場合、チップ部品が実装されるランド
部３に設けられたスルーホール２は、両面間の導通を図
るのみで、リード等が挿入されることはない。したがっ
て、先の実施例と同様の手法により、ソルダーレジスト
層５ｂの形成と同時に中途部に光硬化性ソルダーレジス
ト５ｃを充填・硬化する。

【００４５】一方、ディスクリート部品が実装されるラ
ンド部９に設けられたスルーホール１０には、ディスク
リート部品のリードが挿入されハンダ付けされるため、
前記光硬化性ソルダーレジスト５ｃは充填せず、開放状
態とする。

【００４６】このように、チップ部品が実装されるラン
ド部３に設けられたスルーホール２にのみ選択的に光硬
化性ソルダーレジスト５ｃを充填・硬化するには、先の
実施例の図６に示す工程において、前記スルーホール２
にのみ対応して透孔を設けたフォトマスクを用いて露光
を行えばよい。

【００４７】すなわち、図９に示すように、チップ部品
が実装されるランド部３に設けられたスルーホール２に
対応して透孔１１ａを設け、ディスクリート部品が実装
されるランド部９に設けられたスルーホール１０に対応
する部分は遮光部としたフォトマスク１１を配置し、基
板１の裏面側からスルーホール内の光硬化性ソルダーレ
ジスト５を選択露光すればよい。

【００４８】このような実施例が可能となるのは、基板
１の裏面側からの露光をフォトマスクを用いた選択露光
としたためである。

【００４９】例えば、チップ部品が実装されるランド部
３に設けられたスルーホール２と、ディスクリート部品
が実装されるランド部９に設けられたスルーホール１０
が混在するようなプリント配線板において、フォトマス
クを用いないで裏面側からスルーホール内の光硬化性ソ
ルダーレジスト５の露光を行うと、スルーホール２のみ
ならずスルーホール１０までもが光硬化性ソルダーレジ
スト５により閉塞されてしまう。このようにスルーホー
ル１０までもが光硬化性ソルダーレジスト５により閉塞
されてしまうと、ディスクリート部品のリードの挿入及
びハンダ付けが不可能となる。

【００５０】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、チップ部品実装ランド部内に一体的に設
けられたスルーホールが光硬化性ソルダーレジストによ
り閉塞されているので、チップ部品のリード部をプリン
ト配線板のランド部にハンダ付けする際に、ハンダがス
ルーホール内に流れ込んでも、光硬化性ソルダーレジス
トによって堰き止めることができるので不用意な短絡を
防止でき、しかも、光硬化性ソルダーレジストにより裏
面側のランド部が覆われることを防止することにより、
スルーホールの両面に実装されるチップ部品のハンダ付
け性を確保し、プリント配線基板に対する実装密度を向
上させることができる。

【００５１】したがって、高密度実装が可能で、信頼性
の高いプリント配線板を提供することが可能である。

【００５２】また、スルーホールを閉塞する光硬化性ソ
ルダーレジストは、基板表面に形成されるソルダーレジ
スト層と同時に形成されるので、製造上も有利であり、
しかも選択露光によってチップ部品の実装部分のスルー
ホールにのみ形成することができるので、チップ部品ば
かりでなく、ディスクリート部品のようにスルーホール
にリードを挿入してハンダ付けするような部品が混在す
る場合にも対応可能で、多様な用途に適用することがで
きる。

【００５３】さらに、本発明の製造方法によれば、通常
のソルダーレジスト層の形成工程に僅かな工程（裏面側
からの選択露光）を加えるだけで、スルーホール内に光
硬化性ソルダーレジストを形成することができ、製造上
非常に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したプリント配線板の一実施例を
示す要部概略平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。

【図３】本発明を適用したプリント配線板の製造方法の
一例を工程順に示すものであって、スルーホール形成工
程を示す要部概略断面図である。

【図４】光硬化性ソルダーレジストコーティング工程を
示す要部概略断面図である。

【図５】ソルダーレジスト層形成のための選択露光工程
を示す要部概略断面図である。

【図６】スルーホール内の光硬化性ソルダーレジスト層
の選択露光工程を示す要部概略断面図である。

【図７】光硬化性ソルダーレジスト層の現像工程を示す
要部概略断面図である。

【図８】本発明を適用したプリント配線板の他の実施例
を示す要部概略断面図である。

【図９】スルーホール内の光硬化性ソルダーレジスト層
の選択露光工程の他の例を示す要部概略断面図である。

【図１０】従来のプリント配線板の一例を示す要部概略
平面図である。

【図１１】従来のプリント配線板の他の例を示す要部概
略平面図である。

【図１２】図１１のＢ−Ｂ線における断面図である。

【符号の説明】

１ 基板、 ２ スルーホール、 ３ ランド部、 ５
光硬化性ソルダーレジスト

フロントページの続き (72)発明者 安田 誠之 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−120498（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−84979（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/28 H05K 1/11 H05K 1/18

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チップ部品実装ランド部内に一体的に設
   けられたスルーホールを有するプリント配線板におい
   て、 表面の配線パターンに応じて光硬化性ソルダーレジスト
   からなるソルダーレジスト層が形成されるとともに、前
   記スルーホールのランド部を除く少なくとも一部が中途
   部において前記ソルダーレジスト層と同一の光硬化性ソ
   ルダーレジストにより閉塞されていることを特徴とする
   プリント配線板。
2. 【請求項２】 前記チップ部品実装ランド部内に一体的
   に設けられたスルーホールはランド部を除く少なくとも
   一部が中途部において光硬化性ソルダーレジストにより
   閉塞され、ディスクリート部品実装ランド部内に一体的
   に設けられたスルーホールは開放されていることを特徴
   とする請求項１記載のプリント配線板。
3. 【請求項３】 チップ部品実装ランド部内に一体的に設
   けられたスルーホールを有するプリント配線板の一方の
   面に液状の光硬化性ソルダーレジストを塗布し、前記ス
   ルーホール内に前記光硬化性ソルダーレジストを充填す
   る工程と、 前記一方の面側から選択露光を施し、前記一方の面に配
   線パターンに応じてソルダーレジスト層を形成する工程
   と、 プリント配線板の他方の面側から前記スルーホールに対
   応して光透過部を設けたマスクを介して選択露光を施
   し、前記スルーホール内の光硬化性ソルダーレジストを
   硬化する工程とを有することを特徴とするプリント配線
   板の製造方法。