JP3535509B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の小型化を容
易にしうるプリント配線板とくに配線板のほぼ中央部に
屈曲部を有するプリント配線板の製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型化が求められてき
ており、用いられるプリント配線板にも、小型、薄型、
軽量化及び低コスト化の要求が強まっている。従来、電
子機器に用いられるプリント配線板は、それに実装され
る電子部品、プリント配線板自体の設計上、製造上の制
約等から大幅な小型化は困難であった。その制約を取り
払う手法として、図４に示すように、フレキシブル基板
２２をリジッド基板２３で挟み込み（イ〜リ）、スルー
ホール２７を介して、フレキシブル基板２２とリジッド
基板２３に形成された導体回路２４及び２６の間を電気
的に接続する（ヌ〜オ）、所謂、フレックスリジッド基
板が提案された。これは、プリント配線板を立体配線化
するもので、電子機器の小型化には非常に有効な手段で
ある。

【０００３】しかしながら、従来のプリント配線板は、
ガラスエポキシ、ガラスポリイミド等からなるリジッド
基板２３の間にポリイミドフィルムからなるフレキシブ
ル基板２２を接着シート或いはプリプレグ２８を介して
熱圧着して後（チ〜リ）、ドリル穴明け、スルーホール
メッキ、レジスト、エッチングといった長い工程を経て
製造される（ヌ〜オ）。さらに、フレキシブル基板に形
成された導体回路を保護するために、ポリイミドからな
るカバーレイ２５が熱圧着プレスされている（イ〜
ハ）。このように従来のフレックスリジッド基板は異種
材料で構成されているから、熱圧着時の伸縮の整合がと
れないため位置ズレを起こしたり、穴明け時のスミア発
生やスルーホールメッキの付き回り性などの問題が多
く、その加工条件の設定には困難を極めている。また、
屈曲部２９となるフレキシブル基板２２の露出部分とリ
ジッド基板２３との厚みの差があるため、熱圧着時に、
その段差をなくすツールが必要等、工程が煩雑になる。
またポリイミドフィルム、カバーレイ２５を使用してい
るので材料コストも高い。さらにはリジッド基板２３と
フレキシブル基板２２、接着シート２８からなるため、
基板全体が厚くなる問題もある。したがって、プリント
配線板に求められている小型、薄型、軽量化及び低コス
ト化に十分対応しているとはいえない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の経緯
を鑑みてなされたものでありその解決しようとする課題
は、プリント配線板の小型、薄型、軽量化、高密度化及
び低コスト化することであり、その目的とするところ
は、電子機器の小型化を容易にしうるプリント配線板の
製造方法を提案することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
し上記目的を実現するために、本発明において採用した
第１の手段は、ガラスエポキシ基板のほぼ中央部に開口
部を有し、該開口部を含めて前記ガラスエポキシ基板に
可撓性を有する絶縁層が配設されてなり、前記ガラスエ
ポキシ基板上に配設された第一の導体回路と前記絶縁層
に配設された第二の導体回路とが電気的に接続されてな
るプリント配線板を製造する方法において、下記の
（ａ）〜（ｈ）の工程、即ち、（ａ）ガラスエポキシ樹
脂銅張積層基板上に、その表面をエッチングして第一の
導体回路を形成する工程、（ｂ）第一の導体回路を形成
する前記基板のほぼ中央部に開口部を形成する工程、
（ｃ）前記開口部に離型性材料をはめ込む工程、（ｄ）
前記離型性材料がはめ込まれた前記基板の表面に、可撓
性を有するエポキシ樹脂系接着剤からなる絶縁層を形成
する工程、（ｅ）絶縁層を有する前記基板にドリル穴を
穿けた後、銅メッキしてスルーホールを形成する工程、
（ｆ）前記基板上の絶縁層の表面に、銅メッキして第二
の導体回路を形成する工程、（ｇ）第二の導体回路が形
成された基板の外層として、可撓性エポキシ樹脂製接客
剤からなる保護膜を形成する工程、（ｈ）前記基板開口
部内の離型性材料を取り除く工程、を有することを特徴
とするプリント配線板の製造方法を提案する。

【０００６】本発明において採用した第２の手段は、さ
らにガラスエポキシ基板のほぼ中央部に開口部を有し、
該開口部を含めて前記ガラスエポキシ基板に可撓性を有
する絶縁層が配設されてなり、前記ガラスエポキシ基板
上に配設された第一の導体回路と前記絶縁層に配設され
た第二の導体回路とが電気的に接続されてなるプリント
配線板を製造する方法において、下記の（ａ）〜（ｈ）
の工程、即ち、（ａ）ガラスエポキシ樹脂銅張積層基板
上に、その表面をエッチングして第一の導体回路を形成
する工程、（ｂ）前記基板にドリル穴を穿けた後、銅メ
ッキしてスルーホールを形成する工程、（ｃ）第一の導
体回路を形成する前記基板のほぼ中央部に開口部を形成
する工程、（ｄ）前記開口部に離型性材料をはめ込む工
程、（ｅ）前記離型性材料がはめ込まれた前記基板に、
可撓性を有する感光性接着剤を塗布した後、露光、現像
して前記絶縁層を形成するとともに前記第一の導体回路
の一部を露出させる工程、（ｆ）前記絶縁層および露出
された前記第一の導体回路の表面に無電解銅メッキおよ
びパターン銅メッキにより、第二の導体回路を形成する
とともに、前記第一の導体回路と電気的に接続する工
程、（ｇ）第二の導体回路が形成された基板の外層とし
て、可撓性エポキシ樹脂製接客剤からなる保護膜を形成
する工程、（ｈ）前記基板開口部内の離型性材料を取り
除く工程、を有することを特徴とするプリント配線板の
製造方法を提案する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明では、従来のプリント配線
板２１では必須であったフレキシブル基板２２の一部を
露出させて屈曲部２９を形成するための工程が不要とな
る上、外層の第二の導体回路１０を形成するにあたり、
通常のプリント配線板の製造方法と何ら変わらない方法
が採用できるため、製造上の煩雑さがなく、製造工程の
短縮並びに低コスト化が図れる。

【０００８】さて、本発明において用いられるガラスエ
ポキシ基板、即ちガラスエポキシ樹脂銅張積層基板２に
は、まず、電源及び接地回路となる第一の導体回路５
が、エッチングなどの常法に従う処理によって形成され
る。通常、この第一の導体回路５は、その上に形成され
る絶縁層３との接着性を得るために、黒化処理や黒化還
元処理、銅−ニッケル−リン系の共晶メッキなどを施す
ことが一般的である。

【０００９】前記ガラスエポキシ基板２に開口部６を形
成する方法としては、金型によるパンチングやルーター
加工等の切削加工があるが、離型性材料７を最終的に取
り除くため、開口部６の側壁の凹凸がより少ないルータ
ー加工が好ましい。外層の第二の導体回路１０を形成す
る際に銅メッキやエッチング工程があり、開口部６内に
メッキ液やエッチング液が侵入して汚染されることを避
けるため、基板２の製品サイズやワークサイズの外周に
はガラスエポキシ基板２の一部を残しておき、製品の外
形加工時に切除するようにする。

【００１０】前記開口部６中にはめ込む離型性材料７と
しては、絶縁層３となる接着剤との接着性のないもので
あればよく、金属、ラバー、プラスチック等の屈曲性を
持つ材料から任意に選択できる。この離型材料７は、最
終的にプリント配線板１から取り除くが、その方法とし
ては、屈曲部１２で適度に折り曲げることによって容易
に絶縁層３から剥がすことができる。また、もしこの離
型材料７が屈曲性の高いものであれば、そのまま開口部
６内に残し屈曲部１２の一部として何ら差し支えない。

【００１１】前記基板２上に形成する絶縁層３の形成方
法としては、請求項１に記載のプリント配線板１の製造
方法にあっては、可撓性を有するエポキシ樹脂系の接着
剤を印刷、ロールコーティング、カーテンコーティン
グ、キャスティングで塗布する方法やプリプレグや半硬
化状態の接着シートとして、ガラスエポキシ基板に接着
させる方法があり、これらの方法により銅箔４をラミネ
ートし、加熱硬化させることによって絶縁層３が形成さ
れる。また、請求項２に記載のプリント配線板１の製造
方法にあっては、ガラスクロスや無機充填材を含まない
接着剤が選定され、ガラスエポキシ基板への塗布方法と
しては同様の方法が適用できる。エポキシ樹脂系以外の
材料、例えば、ポリエステル系、ポリアリレート系、ポ
リエチレンナフタレート系の接着剤であっても同様の製
造方法で形成できるが、ガラスエポキシ基板２と同系統
のものがより好ましいことはいうまでもない。

【００１２】前記絶縁層３の外層に形成される第二の導
体回路１０は、電子部品１７を実装するための回路及び
それらをつなぐ信号配線、開口部上の絶縁層３には、ガ
ラスエポキシ基板２領域に形成された導体回路５及び１
０間をつなぐコネクター配線が形成される。通常、その
表面には、電子部品１７を半田で接続する実装パッドを
除いてほぼ全面にソルダーマスクレジスト１１が形成さ
れるが、コネクター配線部は屈曲性を有する絶縁材で被
覆される必要があり、ソルターマスクレジスト自体に可
撓性を有する樹脂が使われる。また、可撓性を有する感
光性接着剤を塗布して、露光、現像により所定位置に形
成するようにしてもよい。

【００１３】本発明におけるのプリント配線板１は、図
３に示すように、部品実装後に屈曲部１２で折り曲げて
使用されるものであるが、部品実装する段階では、実装
性を考慮して、ガラスエポキシ基板２の厚みは厚い方が
よいが、剛性の高いエポキシ樹脂材料を用いれば、薄型
化は容易である。通常は０．１〜１．６ｍｍ程度が用い
られるが、実装性と折り曲げる際の応力に耐えうる程度
の厚みに設定しなければならないことはいうまでもな
い。また、絶縁層３も、繰り返して屈曲させる目的で使
用されないので、電子機器に組み込まれるまでの間、コ
ネクター配線、絶縁層３にクラック等が発生しない程度
の屈曲性を有するものであればよく、厚みは導体厚、保
護膜を含めて０．２ｍｍ以下になるように設定すること
が好ましい。

【００１４】

【実施例】（実施例１）次に本発明に係るプリント配線
板１の製造方法の実施例について説明する。図１に示す
ように、下記の（１）〜（６）工程により製造した。 （１）ＦＲ−４材からなるガラスエポキシ樹脂銅張積層
板２の所定位置に電源、接地回路となる第一の導体回路
５をエッチングにより形成し、その表面を黒化処理した
（イ〜ロ）。 （２）次に、基板２のほぼ中央部にルーター加工により
開口部６を形成し、その開口部６とほぼ同じ外形形状の
積層プレス用のクッションラバー７をはめ込んだ（ハ〜
ニ）。 （３）次に、可撓性を有するビスフェノールＦタイプの
エポキシ樹脂をマトリックスとするプリプレグを介して
両面から銅箔４を積層プレスした。さらに、銅箔４を１
０μｍエッチングした（ホ）。 （４）次に、ドリル穴８を形成して後、過マンガン酸カ
リウム溶液に浸漬してデスミア処理をして後、常法によ
りパネル銅メッキをしてスルーホール９を形成し、パタ
ーン銅メッキ１４、エッチングにより、外層の信号配線
となる第二の導体回路１０を形成した（ヘ〜チ）。 （５）次に、可撓性エポキシ樹脂からなる感光性接着剤
をロールコーティングにより塗布し、乾燥後、露光、現
像工程を経て加熱硬化させることによって、外層の保護
膜１１となるソルダーマスクレジスト膜を形成した
（リ）。 （６）次に、ルーター加工により製品サイズに切断し、
屈曲部１２で折り曲げてクッションラバー７を剥離させ
て取り除き、屈曲部１２を形成してプリント配線板１を
得た（ヌ）。 ガラスエポキシ樹脂銅張積層板２の厚みは０．５ｍｍ、
銅箔４の厚みは３５μｍ、屈曲部１２を形成するプリプ
レグの厚みは０．１ｍｍ、外層の銅箔４は１８μｍを用
いた。また、パネル銅メッキ厚は１５μｍ、パターン銅
メッキ厚は１０μｍとし、外層の第二の導体回路１０の
導体厚を３３μｍ設定とした。また、外層の保護膜１１
となる感光性接着剤の厚みは加熱硬化後に、約４０μｍ
となるように塗布厚を設定した。

【００１５】以上の製造方法により得られたプリント配
線板１は、電子部品１７が実装される領域においては総
厚が約０．８ｍｍとなり、十分な強度が得られ部品実装
性はよい。また、屈曲部１２が、可撓性エポキシ樹脂か
らなりプリント配線板１を屈曲部１２で１８０°折り曲
げても、屈曲部１２の樹脂層３及び１１、コネクター配
線にクラック等の不具合が発生することもない。

【００１６】（実施例２）図２に示すように、下記の
（１）〜（８）工程により製造した。 （１）ＦＲ−４材からなるガラスエポキシ樹脂銅張積層
板２の所定位置にドリル穴８を形成し、パネル銅メッキ
によりスルーホール９を形成した（イ〜ハ）。 （２）次に、電源、接地回路となる第一の導体回路５を
エッチングにより形成し、その表面を黒化処理した
（ニ）。 （３）次に、基板２のほぼ中央部にルーター加工により
開口部６を形成し、その開口部６とほぼ同じ外形形状の
熱可塑性エラストマー７をはめ込んだ（ホ〜ヘ）。 （４）次に、可撓性を有するビスフェノールＦタイプの
エポキシ樹脂を主成分とする感光性接着剤を基板２の両
面に印刷により塗布し、乾燥後、露光、現像工程を経
て、第二導体回路形成用パターン及びビアホール１５を
形成し、加熱硬化させて絶縁層３を形成した（ト）。 （５）次に、絶縁層３の表面を過マンガン酸カリウム溶
液に浸漬して粗化し、メッキ触媒を付着させた。 （６）つぎに、無電解銅メッキ１３で銅を約５μｍ析出
させ、常法によりパターン銅メッキ１４、エッチング工
程を経て外層の第二の導体回路１０を形成した（チ〜
リ）。 （７）次に、可撓性を有する感光性接着剤を印刷により
塗布し、乾燥後、露光及び現像工程を経て、加熱硬化さ
せて保護膜１１となるソルダーマスクレジスト層を形成
した（ヌ）。 （８）次に、ルーター加工により製品サイズに切断し、
屈曲部１２で折り曲げて熱可塑性エラストマー７を剥離
除去してプリント配線板１を得た（ル）。 ガラスエポキシ樹脂銅張積層板２の厚みは０．５ｍｍ、
銅箔４の厚みは１８μｍ、感光性接着剤の厚みはそれぞ
れ５０μｍ、外層の銅箔４の厚みは１８μｍとした。ま
た、ガラスエポキシ樹脂銅張積層板２のスルーホールメ
ッキ厚は２０μｍ、外層のパネル銅メッキ厚は１５μ
ｍ、パターン銅メッキ厚は１０μｍとした。

【００１７】以上の製造方法により得られたプリント配
線板１は総厚が約０．８４ｍｍとなり十分の強度が得ら
れ、部品実装性がよい。また、屈曲部１２がガラスクロ
スのない可撓性を有するエポキシ樹脂接着剤で構成され
ているので屈曲性に優れ、１８０°折り曲げても何ら支
障はない。

【００１８】以上実施例について詳述したが、特許請求
の範囲を逸脱しない範囲内で、プリント配線板１の形
状、材料構成、製造方法に変更を加えることができるこ
とはいうまでもない。

【００１９】

【発明の効果】本発明のプリント配線板の製造方法にお
いては、ガラスエポキシ基板２に開口部６を形成し、そ
の開口部６と同形状の離型性材料７をはめ込み、その上
から可撓性を有するエポキシ樹脂接着剤を介して外層の
導体回路１０を形成し、その後に、離型性材料７を除去
するようにしたことで、外層の導体回路１０を形成する
にあたり、従来の多層プリント配線板の製造工程に何ら
変更を加える必要がないので、製造工程が煩雑になるこ
とはなく、従来に比べて製造工程の短縮及び低コスト化
が図られる。また、従来のプリント配線板の設計を殆ど
変えることなく配線板１のほぼ中央に屈曲部１２を設け
ることで、部品実装後に折り曲げることができるので配
線板１の面積を約半分にすることが可能となる。さら
に、両面に実装用回路を形成することによって、折り曲
げて使用される際には見かけ上４層に部品実装されたこ
とになり、見かけ上の実装密度を高めることになる。以
上のようなプリント配線板１の製造方法を提供すること
によって、プリント配線板１の小型、薄型、軽量化、高
密度化及び低コスト化が図れ、電子機器の小型化、低コ
スト化に大きく寄与することができのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリント配線板の製造方法の工程概略
図である。

【図２】本発明のプリント配線板の製造方法の工程概略
図である。

【図３】本発明のプリント配線板の製造方法によるプリ
ント配線板の実用例である。

【図４】従来のプリント配線板の製造方法の工程概略図
である。

【符号の説明】

１：プリント配線板 ２：ガラスエポキシ樹脂銅張積層基板 ３：絶縁層 ４：銅箔 ５：第一の導体回路 ６：開口部 ７：離型性材料 ８：ドリル穴 ９：スルーホール １０：第二の導体回路 １１：保護膜 １２：屈曲部 １３：無電解銅メッキ １４：パターン銅メッキ １５：ビアホール １７：電子部品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/46

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラスエポキシ基板のほぼ中央部に開口
   部６を有し、該開口部６を含めて前記ガラスエポキシ基
   板に可撓性を有する絶縁層３が配設されてなり、前記ガ
   ラスエポキシ基板上に配設された第一の導体回路５と前
   記絶縁層３に配設された第二の導体回路とが電気的に接
   続されてなるプリント配線板を製造する方法において、
   下記の（ａ）〜（ｈ）の工程、即ち、（ａ）ガラスエポ
   キシ樹脂銅張積層基板上に、その表面をエッチングして
   第一の導体回路を形成する工程、（ｂ）第一の導体回路
   を形成する前記基板のほぼ中央部に開口部を形成する工
   程、（ｃ）前記開口部に離型性材料をはめ込む工程、
   （ｄ）前記離型性材料がはめ込まれた前記基板の表面
   に、可撓性を有するエポキシ樹脂系接着剤からなる絶縁
   層を形成する工程、（ｅ）絶縁層を有する前記基板にド
   リル穴を穿けた後、銅メッキしてスルーホールを形成す
   る工程、（ｆ）前記基板上の絶縁層の表面に、銅メッキ
   して第二の導体回路を形成する工程、（ｇ）第二の導体
   回路が形成された基板の外層として、可撓性エポキシ樹
   脂製接客剤からなる保護膜を形成する工程、（ｈ）前記
   基板開口部内の離型性材料を取り除く工程、を有するこ
   とを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 ガラスエポキシ基板のほぼ中央部に開口
   部６を有し、該開口部６を含めて前記ガラスエポキシ基
   板に可撓性を有する絶縁層３が配設されてなり、前記ガ
   ラスエポキシ基板上に配設された第一の導体回路５と前
   記絶縁層３に配設された第二の導体回路とが電気的に接
   続されてなるプリント配線板を製造する方法において、
   下記の（ａ）〜（ｈ）の工程、即ち、（ａ）ガラスエポ
   キシ樹脂銅張積層基板上に、その表面をエッチングして
   第一の導体回路を形成する工程、（ｂ）前記基板にドリ
   ル穴を穿けた後、銅メッキしてスルーホールを形成する
   工程、（ｃ）第一の導体回路を形成する前記基板のほぼ
   中央部に開口部を形成する工程、（ｄ）前記開口部に離
   型性材料をはめ込む工程、（ｅ）前記離型性材料がはめ
   込まれた前記基板に、可撓性を有する感光性接着剤を塗
   布した後、露光、現像して前記絶縁層を形成するととも
   に前記第一の導体回路の一部を露出させる工程、（ｆ）
   前記絶縁層および露出された前記第一の導体回路の表面
   に無電解銅メッキおよびパターン銅メッキにより、第二
   の導体回路を形成するとともに、前記第一の導体回路と
   電気的に接続する工程、（ｇ）第二の導体回路が形成さ
   れた基板の外層として、可撓性エポキシ樹脂製接客剤か
   らなる保護膜を形成する工程、（ｈ）前記基板開口部内
   の離型性材料を取り除く工程、を有することを特徴とす
   るプリント配線板の製造方法。