JP4004372B2

JP4004372B2 - 部分多層プリント配線板の製造方法

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Publication number: JP4004372B2
Application number: JP2002283716A
Authority: JP
Inventors: 孝文大畠
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2007-11-07
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP2004119847A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、部分多層プリント配線板の製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、基板の厚みあるいは層構成が部分的に異なる多層プリント配線板を製造するのに利用され、例えば、複数の多層基板どうしがＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）ケーブルなどにより接続されてなる、いわゆるフレックスリジッド（あるいはリジッドフレックス）プリント配線板のうち、接続される多層基板の厚みや仕様が互いに異なる場合に特に有用である、部分多層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】
従来、表面に導電層を有し所定位置にスルーホールが穿設されたプリント基板において、特にエッチングレジストや導電材料などをスルーホール内に充填する場合の、そのスルーホール穴埋め方法として、マスキングテープで基板の位置決め孔および端面を被覆する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
また、プリント基板を製造する工程においてプリント基板の表面処理を行うための表面研磨装置として、搬送装置を介して搬送されるプリント基板の表面を研磨処理するための研磨部のブラシ保持部に複数の研磨液噴出孔を配設するとともに複数のブラシ束を配設し、かつ各ブラシ束を鋼状研磨布で被覆して研磨部材を装備することにより構成したものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−９３９９９号公報（第３〜６頁、第１図）
【特許文献２】
特開平２−７７１９２号公報（第２〜４頁、第１〜６図）
【０００４】
これら２つの特許文献に記載された技術はいずれも、プリント基板に関するものであるが、部分多層プリント配線板に関するものではない。
【０００５】
部分多層プリント配線板の製造方法としては、従来、図１１〜図１３に示すようなものが知られている。
【０００６】
すなわち、図１１および図１２に示すように、左右２つの多層基板（多層部）１０１・１０２を１つのＦＰＣケーブル部１０３で接続して得られたリジッドフレックス配線板用加工物において、２つの多層基板１０１・１０２は、その基板厚みに差があり、この事例の場合、右側の多層基板１０２が左側の多層基板１０１よりも厚みの薄い構成となっている。この加工物における左側の多層基板１０１には２つの貫通状バイアホール１０４・１０４が、右側の多層基板１０２には１つの貫通状バイアホール１０５が、それぞれ穴明け加工によって設けられている。
【０００７】
その後、これらのバイアホール１０４・１０４・１０５内を、熱硬化性エポキシインク樹脂などによるいわゆる穴埋め印刷で樹脂充填し、樹脂を硬化させる。その場合、２つの多層基板１０１・１０２の厚みが異なるため、厚みの薄い右側の多層基板１０２の下面（印刷下面）にはみ出して硬化した穴埋め用インク樹脂を物理研磨などで除去することが困難となっている。
【０００８】
すなわち、印刷下面にはみ出した不要のインク樹脂は本来、硬化後に物理研磨などで除去するのであるが、２つの多層基板１０１・１０２に厚み段差があるため、バフ研磨機などの表面研磨機では、厚みの厚い左側の多層基板１０１の印刷下面にはみ出した穴埋め用インク樹脂は除去することができるものの、厚みの薄い右側の多層基板１０２の印刷下面にはみ出した穴埋め用インク樹脂を十分除去することができない。このことは、その後における多層プリント配線板の加工工程において歩留りを著しく低下させる要因となっている。
【０００９】
このような理由で、印刷下面にはみ出して硬化した不要なインク樹脂を除去するためには、段差のある部分については手作業による研磨で除去するしかなく、生産性がきわめて低下するだけでなく、その仕上り品質においても満足な結果が得られないでいた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、厚みが異なる複数の多層基板があるプリント配線板における厚みのより薄い多層基板の印刷下面からのインク樹脂のはみ出し量を減らすことができるか、あるいは、はみ出したインク樹脂を簡単に除去することができ、それによって生産性を向上させることができる部分多層プリント配線板の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の１つの観点によれば、厚みが異なる複数の多層基板どうしをそれぞれの上面がほぼ同一高さになるようにケーブル部で接続し、多層基板に貫通状バイアホールをそれぞれ設け、これらのバイアホールに熱硬化性インク樹脂を充填し、部分的に厚みを異にする部分多層プリント配線板を得ることからなる部分多層プリント配線板の製造方法であって、バイアホールに熱硬化性インク樹脂を充填するに際してあらかじめ、多層基板のうち少なくとも厚みがより薄い多層基板の下面に、バイアホールの開口を下方から塞ぐことで樹脂のはみ出しを防止するためのマスキングテープを貼ることを特徴とする部分多層プリント配線板の製造方法が提供される。
【００１２】
このような部分多層プリント配線板の製造方法にあっては、バイアホールを熱硬化性インク樹脂により樹脂充填する前に、多層基板のうち少なくとも厚みがより薄い多層基板の下面にマスキングテープを貼ることで、樹脂充填後の樹脂のはみ出しを防止することができる。
【００１３】
多層基板のうち厚みがより厚い多層基板の下面にマスキングテープを貼ることは、任意である。厚みがより厚い多層基板の下面にマスキングテープを貼らないときにその下面にはみ出した樹脂は、その後の物理研磨により簡単に除去することができるからである。
【００１４】
なお、複数の多層基板どうしを接続するケーブル部は、必ずしも可撓性が備わっている必要はない。
【００１５】
マスキングテープには、バイアホール内に充填される熱硬化性インク樹脂の少なくとも空気を抜くための空気抜き穴をあらかじめ設けるのがいっそう好ましい。
【００１６】
このような空気抜き穴を設けると、熱硬化性インク樹脂をバイアホール内に充填していく際にバイアホール内に残るおそれのある空気が空気抜き穴からスムーズに排出されることになり、熱硬化性インク樹脂をバイアホール内に隙間なく充填することができる。
【００１７】
この発明の別の観点によれば、厚みが異なる複数の多層基板どうしをそれぞれの上面がほぼ同一高さになるようにケーブル部で接続し、多層基板に貫通状バイアホールをそれぞれ設け、これらのバイアホールに熱硬化性インク樹脂を充填し、部分的に厚みを異にする部分多層プリント配線板を得ることからなる部分多層プリント配線板の製造方法であって、バイアホールの開口から多層基板の下面にはみ出した樹脂を硬化前にスキージングによって拭い取ることを特徴とする部分多層プリント配線板の製造方法が提供される。
【００１８】
このような部分多層プリント配線板の製造方法にあっては、樹脂が硬化する前に、多層基板のうち少なくとも厚みがより薄い多層基板の下面にはみ出した樹脂をスキージングによって拭い取ることで、はみ出した未硬化の樹脂を容易に除去することができる。
【００１９】
なお、複数の多層基板どうしを接続するケーブル部は、必ずしも可撓性が備わっている必要はない。
【００２０】
このスキージングは、ゴム製または金属製のスキージによって行なわれるのがいっそう好ましい。
【００２１】
比較的安価なこれらゴム製または金属製のスキージによって、簡単かつ確実にはみ出した樹脂の除去を行なうことができるからである。
【００２２】
この発明のさらに別の観点によれば、厚みが異なる複数の多層基板どうしをそれぞれの上面がほぼ同一高さになるように可撓性ケーブル部で接続し、多層基板に貫通状バイアホールをそれぞれ設け、これらのバイアホールに熱硬化性インク樹脂を充填し、部分的に厚みを異にする部分多層プリント配線板を得ることからなる部分多層プリント配線板の製造方法であって、バイアホールの開口から多層基板の下面にはみ出した樹脂を物理研磨により除去するに際してあらかじめ、専用の治具を多層基板のうち厚みがより薄い多層基板の上面に押し当ててケーブル部を下方へ撓ませることでその多層基板を下方へ移動させてその下面を厚みがより厚い多層基板の下面とほぼ同一高さに保持することを特徴とする部分多層プリント配線板の製造方法が提供される。
【００２３】
このような部分多層プリント配線板の製造方法にあっては、物理研磨を行なうに際して、専用の治具および可撓性ケーブル部を利用して厚みがより薄い多層基板を下方へ移動させてその下面を厚みがより厚い多層基板の下面とほぼ同一高さに保持することによって、より薄い多層基板とより厚い多層基板との厚み差を解消した物理研磨を行なうことが可能になるので、多層基板の下面にはみ出した樹脂を容易にかつきれいに除去することができる。
【００２４】
治具は、物理研磨時に水平方向へずれるのを防止するためのずれ防止部を備えているのがいっそう好ましい。
【００２５】
このずれ防止部としては例えば、治具本体の周囲に設けられて部分多層プリント配線板の加工物が内側に密に嵌まり込む額縁状のものがある。
【００２６】
このようなずれ防止部によって、治具は、部分多層プリント配線板の加工物と一体化されることになり、物理研磨時に水平方向へずれるのが有効に防止される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す４つの実施の形態に基づいてこの発明を詳述する。なお、これらによってこの発明が限定されるものではない。
【００２８】
実施の形態１
図１に示すように、厚みの異なる1枚の多層基板（多層部）１と1枚の多層基板（多層部）２とをケーブル部としてのＦＰＣケーブル３で接続して得られたリジッドフレックス配線板用加工物において、２枚の多層基板１・２は、その基板厚みに差があり、この事例の場合、右側の多層基板２が左側の多層基板１よりも厚みの薄い構成となっている。
【００２９】
この加工物における左側の多層基板１には２つの貫通状バイアホール４・４が、右側の多層基板２には１つの貫通状バイアホール５が、穴明け加工によって設けられている。これらのバイアホール４・４・５は、その後に、熱硬化性エポキシインク樹脂によるいわゆる穴埋め印刷で樹脂充填（インク樹脂印刷）される。
【００３０】
厚みの薄い方の多層基板２の下面には、樹脂充填する前にあらかじめマスキングテープ６が貼り付けられて、バイアホール５の下端開口が塞がれている。
【００３１】
次に、図２に示すように、バイアホール５の直下に相当する箇所のマスキングテープ６に、インク樹脂の充填時の空気を抜くための空気抜き穴７が同心状に形成される。空気抜き穴７を形成する方法は、一般的なＮＣドリルマシンで行なうことができる。実験的には、バイアホール５の直径φ０．３０ｍｍに対して、空気抜き穴７の直径をφ０．１５ｍｍに設定することで、期待される良好な結果が得られた。
【００３２】
空気抜き穴７は、その最大径がバイアホール５の直径と同一寸法まで可能であるが、バイアホール５の穴明け加工・銅メッキ、マスキングテープ６の貼り付け、空気抜き穴７の形成などの加工工程を経るため、その位置合せ精度を考慮すると、今回の実験で行ったのと同様に、バイアホール５の直径よりも０．１５ｍｍ程度小さくするのが適当であると考えられる。
【００３３】
マスキングテープ６に空気抜き穴７を形成した後に、穴埋め用熱硬化性エポキシインク樹脂を印刷する。すると、図２に示すように、インク樹脂は、厚みの薄い方の多層基板２におけるバイアホール５内に充填していく際にバイアホール５内に残るおそれのある空気が空気抜き穴７からスムーズに排出されることになり、バイアホール５内に隙間なく充填することができるとともに、一部が空気抜き穴７からマスキングテープ６の下面にはみ出す。
【００３４】
なお、図２には示されていないが、穴埋め用熱硬化性エポキシインク樹脂の印刷によって、厚みの厚い方の多層基板１におけるバイアホール４・４内にもインク樹脂が充填され、また、インク樹脂の一部がこれらのバイアホール４・４の下端開口からその多層基板１の下面にはみ出している。
【００３５】
次に、図３に示すように、はみ出した不要なインク樹脂８は、その硬化前にマスキングテープ６を多層基板２の下面から剥がし取る際にいっしょに取り除かれる。
【００３６】
その後、インク樹脂を硬化させて仕上げる。すなわち、以上の方法によってインク樹脂のはみ出しは最小限に抑制することができるが、インク樹脂の硬化後には物理研磨で仕上げることが望ましい。しかし、この際の物理研磨は比較的軽微な研磨であっても、はみ出して硬化したインク樹脂を除去することが可能である。
【００３７】
実施の形態２
図４に示すように、厚みの厚い多層基板（図示略）と厚みの薄い多層基板２とをＦＰＣケーブル３で接続して得られたリジッドフレックス配線板用加工物において、厚みの厚い方の多層基板には２つの貫通状バイアホール（図示略）が、厚みの薄い方の多層基板２には１つの貫通状バイアホール５が、穴明け加工によって設けられている。
【００３８】
これらのバイアホールは、熱硬化性エポキシインク樹脂によるいわゆる穴埋め印刷で樹脂充填（インク樹脂印刷）される。
【００３９】
その後、穴埋め用インク樹脂が硬化する前にシリコンラバーゴム（硬度７０度程度）製または金属製のスキージ9を使って、多層基板２におけるバイアホール５の下端開口からはみ出した余分なインク樹脂8をスキージングで拭い取る。
【００４０】
このスキージング作業は余分なインク樹脂8が未硬化の時点で実施するので、容易に余分なインク樹脂8を拭い取ることが可能である。
【００４１】
この場合も、実施の形態1の場合と同様に、インク樹脂の硬化後には物理研磨で仕上げることが望ましい。しかし、この際の物理研磨は比較的軽微な研磨であっても、はみ出して硬化したインク樹脂を除去することが可能である。
【００４２】
実施の形態3
図6に示すように、厚みの厚い２枚の多層基板１・１と厚みの薄い１枚の多層基板２とをＦＰＣケーブル３・３で接続して得られたリジッドフレックス配線板用加工物において、厚みの厚い２枚の多層基板１・１にはそれぞれ、２つの貫通状バイアホール４・４および１つの貫通状バイアホール４が、厚みの薄い多層基板２には１つの貫通状バイアホール５が、穴明け加工によって設けられている。
【００４３】
この加工物は、導通を得るための銅メッキなどの処理を行った後、バイアホール４・４・５内が、熱硬化性エポキシインク樹脂によるいわゆる穴埋め印刷で樹脂充填（インク樹脂印刷）される。
【００４４】
図７に示すように、この加工物には、穴埋め用インク樹脂の硬化後に多層基板１・１・２の下面にはみ出した不要なインク樹脂８・８・８を物理研磨で効率よく除去するための専用（物理研磨用）の治具１０が用いられる。
【００４５】
この治具１０は、板状のものであり、部分的に厚みが変えられている。すなわち、図８に示すように、治具１０が所定状態で用いられたときに、可撓性のあるケーブル３・３が下方へ撓み、厚みの薄い多層基板２が下方へ移動してその下面が厚みの厚い多層基板１・１の下面と同一高さになるように、すなわち、厚みの厚い多層基板１・１の上面部分に治具１０の厚みが薄い箇所１０ａの下面がちょうど接触するとともに、厚みの薄い多層基板２の上面部分に治具１０の厚みが厚い箇所１０ｂの下面がちょうど接触するように、段差加工が行われている。
【００４６】
治具１０の段差（厚みが厚い箇所１０ｂと厚みが薄い箇所１０ａとの厚み差）は、多層基板１・１・２の厚み差（厚みの厚い多層基板１・１と厚みの薄い多層基板２との厚み差）とほぼ同等に、もしくは、前者が後者よりも少し大きくなるように設定しておくのが好ましい。実験的には、治具１０の厚み段差の方が、多層基板１・１・２の厚み差に比較して０．１〜０．２mm程度、大きい場合に、もっとも良好な結果が得られた。
【００４７】
治具１０を用いて3枚の多層基板１・１・２の下面を同一高さになるようにした後に、バフ研磨やサンドペーパー研磨（ベルトサンダー研磨）などの物理研磨により、多層基板１・１・２の下面にはみ出した不要なインク樹脂８・８・８を物理的に研磨除去する。
【００４８】
図８には、模式的に示すバフ研磨用バフ１１により、多層基板１・１・２の下面にはみ出した不要なインク樹脂８・８・８を物理的に研磨する前の状態が示され、図９には、インク樹脂８・８・８がバフ研磨により除去された状態が示されている。
【００４９】
この治具１０によれば、厚みの薄い多層基板２を下方へ移動させてその下面が厚みの厚い多層基板１・１の下面と同一高さに保持することで、厚みが薄い多層基板２と厚みが厚い多層基板１・１との厚み差を解消した物理研磨を行なうことが可能になるので、多層基板１・１・２の下面にはみ出したインク樹脂８・８・８を容易にかつきれいに除去することができる。
【００５０】
なお、この実施の形態3では、多層基板１・１と多層基板２との間をＦＰＣケーブル３で接続した事例を示したが、厚みが０．８mm以下程度の比較的薄い多層基板にあっては、ＦＰＣケーブル３が存在しない構成においても、多層基板自体が、治具１０の段差で撓み、良好な研磨仕上がりを実現することができた。
【００５１】
実施の形態４
図１０に示すように、物理研磨用治具１２は、物理研磨時に水平方向へずれるのを防止するためのずれ防止部１２ｃを備えている。
【００５２】
このずれ防止部１２ｃは、厚みが薄い箇所１０ａと厚みが厚い箇所１０ｂとからなる治具本体の周囲に設けられて部分多層プリント配線板の加工物（厚みの厚い２枚の多層基板１・１と厚みの薄い１枚の多層基板２とをＦＰＣケーブル３・３で接続して得られたもの）が内側に密に嵌まり込む額縁状（長方形枠状）のものである。
【００５３】
このようなずれ防止部１２ｃによって、治具１２は、部分多層プリント配線板の加工物と一体化されることになり、物理研磨時に多層基板１・１・２の下面に強い力が加わることで治具１２が水平（Ｘ−Ｙ方向）方向へずれるのが有効に防止される
【００５４】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る部分多層プリント配線板の製造方法によれば、バイアホールを熱硬化性インク樹脂により樹脂充填する前に、多層基板のうち少なくとも厚みがより薄い多層基板の下面に、樹脂のはみ出しを防止するためのマスキングテープを貼ることで、樹脂充填後の樹脂のはみ出しを防止することができる。
【００５５】
この発明の請求項２に係る部分多層プリント配線板の製造方法によれば、マスキングテープに、バイアホール内に充填される熱硬化性インク樹脂の少なくとも空気を抜くための空気抜き穴をあらかじめ設けているので、熱硬化性インク樹脂をバイアホール内に充填していく際にバイアホール内に残るおそれのある空気が空気抜き穴からスムーズに排出されることになり、熱硬化性インク樹脂をバイアホール内に隙間なく充填することができる。
【００５６】
この発明の請求項３に係る部分多層プリント配線板の製造方法によれば、樹脂が硬化する前に、多層基板のうち少なくとも厚みがより薄い多層基板の下面にはみ出した樹脂をスキージングによって拭い取ることで、はみ出した未硬化の樹脂を容易に除去することができる。
【００５７】
この発明の請求項４に係る部分多層プリント配線板の製造方法によれば、比較的安価なゴム製または金属製のスキージによってスキージングが行なわれるので、簡単かつ確実にはみ出した樹脂の除去を行なうことができる。
【００５８】
この発明の請求項５に係る部分多層プリント配線板の製造方法によれば、物理研磨を行なうに際して、専用の治具および可撓性ケーブル部を利用して厚みがより薄い多層基板を下方へ移動させてその下面を厚みがより厚い多層基板の下面とほぼ同一高さに保持することによって、より薄い多層基板とより厚い多層基板との厚み差を解消した物理研磨を行なうことが可能になるので、多層基板の下面にはみ出した樹脂を容易にかつきれいに除去することができる。
【００５９】
この発明の請求項６に係る部分多層プリント配線板の製造方法によれば、治具が、物理研磨時に水平方向へずれるのを防止するためのずれ防止部を備えているので、このようなずれ防止部によって、治具は、部分多層プリント配線板の加工物と一体化されることになり、物理研磨時に水平方向へずれるのが有効に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の１つの実施の形態に係る部分多層プリント配線板における一製造段階を示す正面図である。
【図２】図２は、図１の部分多層プリント配線板における次の製造段階を示す一部拡大正面図である。
【図３】図３は、図２の部分多層プリント配線板における次の製造段階を示す一部拡大正面図である。
【図４】図４は、この発明の別の１つの実施の形態に係る部分多層プリント配線板における一製造段階を示す一部拡大正面図である。
【図５】図５は、図４の部分多層プリント配線板における次の製造段階を示す一部拡大正面図である。
【図６】図６は、この発明のさらに別の１つの実施の形態に係る部分多層プリント配線板における一製造段階を示す正面図である。
【図７】図７は、図６の部分多層プリント配線板における次の製造段階を示す正面図である。
【図８】図８は、図７の部分多層プリント配線板における次の製造段階を示す正面図である。
【図９】図９は、図８の部分多層プリント配線板における次の製造段階を示す正面図である。
【図１０】図１０は、この発明のさらに異なる１つの実施の形態に係る部分多層プリント配線板における一製造段階を示す正面図である。
【図１１】図１１は、従来の部分多層プリント配線板における一製造段階を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、図１１の部分多層プリント配線板における次の製造段階を示す正面図である。
【図１３】図１３は、図１２の部分多層プリント配線板における次の製造段階を示す一部拡大正面図である。
【符号の説明】
１多層基板
２多層基板
３ＦＰＣケーブル
４バイアホール
５バイアホール
６マスキングテープ
７空気抜き穴
８不要なインク樹脂
９スキージ
１０物理研磨用治具
１１研磨用バフ
１２物理研磨用治具

Claims

厚みが異なる複数の多層基板どうしをそれぞれの上面がほぼ同一高さになるように可撓性ケーブル部で接続し、多層基板に貫通状バイアホールをそれぞれ設け、これらのバイアホールに熱硬化性インク樹脂を充填し、部分的に厚みを異にする部分多層プリント配線板を得ることからなる部分多層プリント配線板の製造方法であって、
バイアホールの開口から多層基板の下面にはみ出した樹脂を物理研磨により除去するに際してあらかじめ、専用の治具を多層基板のうち厚みがより薄い多層基板の上面に押し当ててケーブル部を下方へ撓ませることでその多層基板を下方へ移動させてその下面を厚みがより厚い多層基板の下面とほぼ同一高さに保持することを特徴とする部分多層プリント配線板の製造方法。
治具が、物理研磨時に水平方向へずれるのを防止するためのずれ防止部を備えていることを特徴とする請求項１記載の部分多層プリント配線板の製造方法。