JP4038050B2 - プリント配線基板の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器等に使用されるプリント配線基板の製造方法に関し、特に狭ピッチ化を実現する上で好適なプリント配線基板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図13は従来のプリント配線基板の平面図、図14は図13の14−14線に沿う断面図であり、両図に示すようにこのプリント配線基板は、ポリエステル等の絶縁樹脂製の基板11の表面に、銀ペーストによって形成した銀パターン12とこれを被覆するマイグレーション防止用の導体層13との2層でなる複数本の積層導体パターン14が並設された構造となっている。
【0003】
このプリント配線基板の製造は、基板11の表面に銀ペーストを印刷して複数本の銀パターン12を形成し、各銀パターン12を覆うように基板1の表面に導電性ペーストを印刷して導体層13を形成することによって製造される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような印刷により各銀パターン12を夫々覆うように導体層13を印刷形成する方法では、導体層13の形成位置にある程度のばらつきが避けられず、積層導体パターン14の間のピッチが比較的広い場合は導体層13の位置ずれが多少起こっても、さほど大きな不具合を生じることはないが、狭ピッチの積層導体パターン14を形成しようとする場合には、導体層13の微少な位置ずれで、隣接する積層導体パターン14の間が短絡してしまうような事態が発生する。
【0005】
本発明は上述した従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、狭ピッチの積層導体パターンの形成も可能であるプリント配線基板の製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のプリント配線基板の製造方法は、絶縁樹脂製の基板の表面に銀ペーストを印刷して複数本の銀パターンを形成し、次に、これら複数本の銀パターンの端部を全て覆うように前記基板の表面に導電性ペーストを印刷して導体層を形成し、しかる後、前記複数本の銀パターンの各間に存在する前記導体層をレーザ光照射によって除去することにより、前記基板の表面に前記銀パターンと、前記銀パターンを覆う前記導体層とでなる複数本の積層導体パターンを形成し、さらに前記導電性ペーストの導電性フィラーとして、少なくとも表面が銀よりもイオン化傾向の小さい貴金属からなる導電粉末、又はカーボン粉末を用いたことを最も主要な特徴としている。
【0009】
また、本発明のプリント配線基板の製造方法は、前記導体層を形成する前に、前記基板の表面にレジスト層を、前記複数本の銀パターンをその端部を残して被覆するように印刷形成することを特徴としている。
【0010】
また、本発明のプリント配線基板の製造方法は、前記基板に、前記導体層よりも前記レーザ光吸収の少ない材料を使用したことを特徴としている。
【0011】
また、本発明のプリント配線基板の製造方法は、前記複数本の積層導体パターンがコネクタの端子片に接続されるものであることを特徴としている。
【0012】
また、本発明のプリント配線基板の製造方法は、前記複数本の積層導体パターンを千鳥状に配設したことを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のプリント配線基板の製造方法の一実施形態を積層導体パターンを1箇所にまとめて配列しコネクタへ接続して使用する場合を例として図に基づいて説明する。図1〜図11は本発明のプリント配線基板の製造方法の一実施形態を説明するためのもので、図1は基板に銀パターンを並設した状態を示す平面図、図2は図1の2−2線に沿う断面図、図3は基板にレジスト層を形成した状態を示す平面図、図4は図3の4−4線に沿う断面図、図5は基板に導体層を形成した状態を示す平面図、図6は図5の6−6線に沿う断面図、図7は基板に積層導体パターンを形成した状態を示す平面図、図8は図7の8−8線に沿う断面図、図9は基板を外形抜きした状態を示す平面図、図10は図9の10−10線に沿う断面図、図11は図9の11−11線に沿う断面図である。
【0014】
本実施形態に係るプリント配線基板の製造方法では、図1及び図2に示すように、先ず、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の可撓性を有する絶縁樹脂製の基板1の表面に、スクリーン印刷法により銀ペーストを用いて印刷し、銀ペーストを乾燥させてなる複数本の銀パターン2を並設する。また、必要に応じて、このうちの1本に導通するキースイッチ用固定接点2bと該固定接点2bの内側に位置するキースイッチ用固定接点2aとを同法により銀ペーストにより同時に形成する。尚、この固定接点2a,2bを設ける場合には図示していないが基板1の裏面側にも銀ペーストからなる配線パターンを印刷形成し、この配線パターンとスルーホール(図示せず)を介して内側に位置するキースイッチ用固定接点2aと他の1本の銀パターン2とを導通接続させる。
【0015】
次に、図3及び図4に示すように、絶縁樹脂製の基板1の表面に塩化ビニルを含有してなる絶縁性のペーストインクを、スクリーン印刷法により複数本の銀パターン2をその端部を残して被覆するように印刷して乾燥(固化)させることによって、一対のキースイッチ用固定接点2a,2bを露出させる半円形状の孔部3aを有するレジスト層3を形成する。
【0016】
次に、図5及び図6に示すように、レジスト層3から露出した複数本の銀パターン2の端部を覆うように基板1の表面に、銀よりもマイグレーションを起こし難い導電性ペーストを印刷インクとしてスクリーン印刷して乾燥させることにより、複数本の銀パターン2と全て電気的に接続された大面積の導体層4を形成する。このとき、導体層4をレジスト層3と部分的にオーバーラップさせて形成しており、これにより、銀パターン2の端部側が露出しないようにしている。
【0017】
ここで導電性ペーストとしては、導電粒子たるニッケル粒子の表面を銀よりもイオン化傾向の小さい貴金属である金で被覆した導電粉末を導電性フィラーとして用い、これをポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂をバインダ樹脂として単独あるいは複合して混合したものを溶剤によりペースト状にして使用する。
【0018】
この導電粉末は、無電解めっき法を用いてめっき液中にベースとなるニッケル粒子を浸漬し、金属相互の化学的置換および還元作用を応用してニッケル粒子の核の表面に金被覆層を置換めっきすることにより形成する。
【0019】
このようにして銀パターン2を保護するための保護層としての導体層4を形成した後、YAGレーザを照射して複数本の銀パターン2の各間に存在する導体層4を除去することにより、図7及び図8に示すように、銀パターン2とこれを被覆して保護する導体層4との2層でなる複数本の積層導体パターン5を形成する。
【0020】
この導体層4を除去する際、YAGレーザの波長が1060nmであるのに対し、基板1は導体層4よりもYAGレーザ光の吸収が極めて少ない透光性のPET材等でなるため、YAGレーザ光照射で損傷を受けることがない。
【0021】
そして、最後に基板1の外形抜きを行ってコネクタ差込部6を形成し図9〜図11に示すような完成品(プリント配線基板)となる。
【0022】
しかるに、このように製造されたプリント配線基板は、YAGレーザ光の照射によって隣り合う積層導体パターン5の間隔を精度よく形成できるので、銀パターン2の銀が析出するマイグレーション現象により積層導体パターン5間が短絡するのを導体層4で防止した上で、積層導体パターン5の各間の間隔を狭めた狭ピッチ化に対応できる。
【0023】
従って、コネクタ差込部6をコネクタに差し込んで、そのコネクタに備わる複数本の狭ピッチの金属製の端子片を積層導体パターン5に夫々弾接させた状態で使用することができるのである。
【0024】
また、銀パターン2とレジスト層3及び導体層4を全て印刷形成した後、YAGレーザ光の照射を行って積層導体パターン5を形成するようにしたので、印刷工程とYAGレーザのレーザ光照射工程とを2つに分割して、半製品が常に印刷工程からレーザ光照射工程に流れるような生産性のよい工程設計をすることができる。また、レジスト層3と導体層4とがオーバーラップしていても、導体層4がレジスト層3よりも上面側に形成されるので、YAGレーザにより不必要な導体層4を確実に除去することができる。
【0025】
図12に示す実施形態では、複数本の積層導体パターン5を1本置きに後退させて千鳥状に配設させている。
【0026】
このようにすると、2組の狭ピッチの金属製の端子片群を、一方の端子片群の端子片の各間に他方の金属製の端子片群の端子片が入り込むように対向配置させた、より小型のコネクタに装着することができようになるので、このプリント配線基板を使用する各種電子機器のコネクタ占有スペースを小さくして各種電子機器の小型化を図ることができる。
【0027】
そして、上述した両実施形態においては、導体層4を形成するに際し、ニッケル粒子の表面を銀よりもイオン化傾向の小さい貴金属である金で被覆した固有抵抗の小さい導電粉末を導電性フィラーとして用いたので、ニッケル粒子の酸化をこれを被覆する金で防止すると同時に、導体層4の電気抵抗値が小さくなり、積層導体パターン5の幅方向(矢印A方向)において上記端子片と導体層4との接触位置のばらつきに起因する、銀パターン2と上記端子片との間の接触抵抗値の増大を抑制することができる。
【0028】
尚、この導電粉末の他に上述した両実施形態では、カーボン粉末を導電性フィラーとして用いたり、或いはこれら粉末を混練して導電性フィラーとして使用するようにしてもよく、その場合には導電性フィラーを安価なものとすることができるので、プリント配線基板をより廉価に製造することができる。また、導電粉末としてニッケル粒子の表面を金で被覆したものの代わりに金粒子を用いてもよく、要するに銀パターンよりもマイグレーションを起こしにくい材料をコストや性能を考慮して適切に選択することができる。
【0029】
また、この実施形態では積層導体パターン5を1箇所にまとめて配列してコネクタへ接続して使用する場合を例に説明したが、本発明はこの他にメンブレンスイッチを構成する櫛歯形接点部の形成に使用できる等電気回路回りの種々の部位に適用することが可能である。
【0030】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【0031】
本発明のプリント配線基板の製造方法は、絶縁樹脂製の基板の表面に銀ペーストを印刷して複数本の銀パターンを形成し、次に、これら複数本の銀パターンの端部を全て覆うように前記基板の表面に導電性ペーストを印刷して導体層を形成し、しかる後、前記複数本の銀パターンの各間に存在する前記導体層をレーザ光照射によって除去することにより、前記基板の表面に前記銀パターンと前記導体層とでなる複数本の積層導体パターンを形成するので、前記積層導体パターンの間隔を精度よく形成できる。また、導電性ペーストの材料として銀ペースト以外のものを用いることにより、マイグレーション現象により前記積層導体パターン間が短絡するのを保護層としての前記導体層で防止した上で、前記積層導体パターンの各間の間隔を狭めた狭ピッチ化に対応することができる。
【0032】
また、前記導電性ペーストの導電性フィラーとして、少なくとも表面が銀よりもイオン化傾向の小さい貴金属からなる導電粉末を用いたので、銀パターンのマイグレーションを防止できるとともに、前記導体層の導電性を良好なものとすることができる。このため、コネクタに装着して使用される場合に、コネクタの金属端子片が前記銀パターンと多少ずれて前記導体層の表面に接触しても、接続抵抗が増大するのを抑制することができる。
【0033】
また、前記導電性ペーストの導電性フィラーとして、カーボン粉末を用いたので、導電性フィラーを安価なものとすることができ、プリント配線基板をより廉価に製造することができる。
【0034】
また、前記導体層を形成する前に、前記基板の表面にレジスト層を、前記複数本の銀パターンをその端部を残して被覆するように印刷形成するようにしたので、前記銀パターン、前記レジスト層及び前記導体層をスクリーン印刷法で形成する印刷工程の後に前記レーザ光照射を行う工程を配置することができ、印刷工程とレーザ光照射工程とを2つに分割できるため、両工程間で半製品を往復運搬する要因による生産性の低下を防止することができる。
【0035】
また、前記基板に、前記導体層よりも前記レーザ光吸収の少ない材料を使用したので、前記基板が前記レーザ光照射で損傷を受けることがない。
【0036】
また、前記複数本の積層導体パターンがコネクタの端子片に接続されるものであるので、前記端子片を狭ピッチに配列させた小型のコネクタを使用することができる。
【0037】
また、前記複数本の積層導体パターンを千鳥状に配設したので、前記コネクタの占有スペースを小さくして前記コネクタが搭載される各種電子機器の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】基板に銀パターンを並設した状態を示す平面図である。
【図2】図1の2−2線に沿う断面図である。
【図3】基板にレジスト層を形成した状態を示す平面図である。
【図4】図3の4−4線に沿う断面図である。
【図5】基板に導体層を形成した状態を示す平面図である。
【図6】図5の6−6線に沿う断面図である。
【図7】基板に積層導体パターンを形成した状態を示す平面図である。
【図8】図7の8−8線に沿う断面図である。
【図9】基板を外形抜きした状態を示す平面図である。
【図10】図9の10−10線に沿う断面図である。
【図11】図9の11−11線に沿う断面図である。
【図12】積層導体パターンの他の配置例を示す平面図である。
【図13】従来のプリント配線基板の平面図である。
【図14】図13の14−14線に沿う断面図である。
【符号の説明】
1 基板
2 銀パターン
2a キースイッチ用固定接点
2b キースイッチ用固定接点
3 レジスト層
3a 孔部
4 導体層
5 積層導体パターン
6 コネクタ差込部
Claims (5)
- 絶縁樹脂製の基板の表面に銀ペーストを印刷して複数本の銀パターンを形成し、次に、これら複数本の銀パターンの端部を全て覆うように前記基板の表面に導電性ペーストを印刷して導体層を形成し、しかる後、前記複数本の銀パターンの各間に存在する前記導体層をレーザ光照射によって除去することにより、前記基板の表面に前記銀パターンと、前記銀パターンを覆う前記導体層とでなる複数本の積層導体パターンを形成し、さらに前記導電性ペーストの導電性フィラーとして、少なくとも表面が銀よりもイオン化傾向の小さい貴金属からなる導電粉末、又はカーボン粉末を用いたことを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
- 前記導体層を形成する前に、前記基板の表面にレジスト層を、前記複数本の銀パターンをその端部を残して被覆するように印刷形成することを特徴とする請求項1に記載のプリント配線基板の製造方法。
- 前記基板に、前記導体層よりも前記レーザ光吸収の少ない材料を使用したことを特徴とする請求項1又は2に記載のプリント配線基板の製造方法。
- 前記複数本の積層導体パターンがコネクタの端子片に接続されるものであることを特徴とする請求項1,2又は3に記載のプリント配線基板の製造方法。
- 前記複数本の積層導体パターンを千鳥状に配設したことを特徴とする請求項4に記載のプリント配線基板の製造方法。
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