JP4341300B2 - プリント基板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコア基体の表面の導電層と導電性貫通孔とを導電接続したプリント基板の製造方法に係り、特にコア基体を構成する導電性部材と導電性貫通孔との短絡を防止したプリント基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、情報機器、情報携帯機器等に使用されるプリント基板のコア基体は熱膨張対策用の部材を含有している。この部材は具体的に繊維、布等である。このようにして電子部品の膨張率とコア基体の膨張率とを同等にして電子部品の端子と回路パターンとの導電不良を防止している。このコア基体の表裏両面に絶縁層と導電層つまり回路パターンとの積層部を複数層形成している。この表裏面の各回路パターンはコア基体を介して導電性貫通孔によって導電接続されている。そしてこの回路パターンと電子部品の端子とが導電接続される。
【０００３】
一方、このように導電接続された電子部品の放熱量が性能向上と伴に増している。このために膨張率が更に小さいカーボン繊維、グラファイト繊維等をコア基体に含有するようになった。これらカーボン繊維、グラファイト繊維等は導電性を有する。このようなプリント基板は特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１ ３３２８２８号公報
図３に上記プリント基板の製造方法を記載している。
図３は容易に説明を理解できるように１つの貫通孔７のみを記載している。しかし実際は複数個の貫通孔７が存在している。
（１）最初に第１貫通孔形成・孔埋め形成工程Ｓ１を説明する。図示されたプリント基板２はコア基体３の表面にプリプレグＰＰを介して銅箔Ｃｕを張り付けたものである。このコア基体３は樹脂３２に繊維３１を含浸したものである。この繊維３１は例えばカーボン繊維を織った布であり、樹脂３２はエポキシ樹脂である。そして乾燥させ硬化させている。このプリント基板２はドリル加工またはレーザ加工により第１貫通孔５を所望する位置に形成される。次に、この第１貫通孔５に穴埋め樹脂４を充填する。充填方法はプリント基板２上に穴埋め樹脂４を供給した後、スキージで第１貫通孔５に穴埋め樹脂４を充填する。このペースト状の穴埋め樹脂４はスキージで第１貫通孔５に刷り込み時に周囲の空気を巻き込む。このために穴埋め樹脂４は小さな気泡が散在する。この穴埋め樹脂４は熱硬化型樹脂である。続いてプリント基板２は加熱される。従って、穴埋め樹脂４内部で小さな気泡が集まり加熱膨張して空隙部６になる。このようにして穴埋め樹脂４が硬化される。
（２）続いて第２貫通孔形成工程Ｓ２を説明する。熱硬化された穴埋め樹脂４を貫通して第２貫通孔７が形成される。この第２貫通孔７の直径は第１貫通孔５の直径より小さい。従って第２貫通孔７と第１貫通孔５との間に絶縁体８が形成される。この第２貫通孔７の形成法は具体的にはドリル加工またはレーザ加工により行なわれる。
（３）次に鍍金形成工程Ｓ３を説明する。上記プリント基板２表面の銅箔Ｃｕと第２貫通孔７とを導電接続する鍍金層１３が形成される。この鍍金層１３がいわゆる導電性貫通孔１３であり、この導電性貫通孔１３を介してプリント基板表裏面の銅箔Ｃｕが導電接続される。そしてプリント基板２表面の銅箔Ｃｕは所望する形状の回路パターンを形成される。上記鍍金処理は具体的には無電解銅鍍金と電解銅鍍金とを併用する。この回路パターンに電子部品の端子が導電接続されてプリント基板が完成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように穴埋め樹脂は空隙部を有した状態で鍍金層いわゆる導電性貫通孔が形成される。このために絶縁体の空隙部に鍍金材料が充填され導電性貫通孔と導電性繊維とが短絡する。このように導電性繊維の一方が導電性貫通孔と短絡し、導電性繊維の他方が他の導電性貫通孔と短絡する。従って、導電性繊維を介して隣接する各回路パターンが短絡することになる。結果としてプリント基板の品質が低下する。
【０００６】
また空隙部の原因となる気泡をペースト状の穴埋め樹脂から脱泡する方法は、例えば加熱硬化処理前に真空装置のような大型製造装置を必要とする。他に、この方法は穴埋め樹脂から気泡が脱泡する時に体積膨張しペースト状の穴埋め樹脂をプリント基板の周囲に散乱させ、プリント基板の品質が低下する。
【０００７】
本発明の目的は大型製造装置を必要とせず、プリント基板のコア基体に含有される導電性繊維と導電性貫通孔との短絡を防止して、各回路パターンの短絡を無くすものである。結果としてプリント基板の品質を向上する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一側面によれば、導電性部材を有する基板に第１の貫通孔を形成する工程と、前記第１の貫通孔に絶縁部材を充填する工程と、前記絶縁部材に前記第１の貫通孔より小さい孔径の第２の貫通孔を形成する工程と、前記第２の貫通孔を形成した後、前記基板の第１の主面に、前記第２の貫通孔より小さい孔径の治具孔が形成された治具を、前記第２の貫通孔と前記治具孔とが対向するように当接する工程と、前記第1の主面に前記治具を当接した状態で、前記基板の第２の主面から前記第２の貫通孔に閉塞材を流入させ且つ該閉塞材を前記治具孔から流出させることにより、前記第２の貫通孔を前記閉塞材で閉塞する工程と、前記閉塞材に前記第２の貫通孔より小さい孔径の第３の貫通孔を形成する工程と、前記第３の貫通孔の内面に導電膜を形成する工程と、を含むプリント基板の製造方法が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るプリント基板の実施例について説明する。
＜第１の実施例＞
図１は本実施形態に係るプリント基板の製造工程図を表す。
Ｓ１が第１貫通孔形成・孔埋め工程、Ｓ２が第２貫通孔形成工程、Ｓ３が閉塞材充填工程、Ｓ４が第３貫通孔形成工程、Ｓ５が鍍金工程である。
図１中の１はプリント板、２はプリント基板、３はコア基体、３１は繊維、３２は樹脂、４は孔埋め樹脂、５は第１貫通孔、６は空隙部、７は第２貫通孔、８は絶縁体、９は閉塞材、１０は治具、１１は治具孔、１２は第３貫通孔、１３は鍍金層（導電性貫通孔）である。図１は図２と同様に説明を容易に理解できるように１つの貫通孔７のみを記載している。しかし実際は複数個の貫通孔７が存在している。
【００１０】
＜プリント基板の製造方法＞
（１）最初に第１貫通孔形成・孔埋め形成工程Ｓ１を説明する。
図１に記載するプリント基板２は、前述したようにコア基体３上にプリプレグＰＰを介して銅箔Ｃｕを張り付けられたものである。このコア基体３は大略、繊維３１と樹脂３２とから成る。この繊維３１は具体的にはカーボン繊維（東レ株の商品名トレカ）を格子織りにした織布である。その他にグラファイト繊維、金属繊維等を使用できる。これら繊維３１は導電性を有する。樹脂３２は例えば熱硬化性のエポキシ系樹脂（ジャパンエポキシレジン株の商品名エピコート８２８）に硬化剤（ジャパンエポキシレジン株の商品名エピキュアＵ）を混合したものである。このコア基体３は織布形状の繊維３１に液状の樹脂３２を含浸して、加熱硬化された物である。このシートの厚みは約０．１１mm／枚である。コア基体３は、これらシートを８枚重ねて厚みを約０．８８mmにしたものである。上述したコア基体３はドリル加工法で第１貫通孔５が形成される。具体的にはコア基体３の所望位置に直径約０．8 Φmmの第１貫通孔５が形成される。ドリル加工以外にレーザ加工を行なっても良い。続いて、この第１貫通孔５はペースト状の孔埋め樹脂４（山栄化学株製の商品名DX-1）を充填される。この充填方法は印刷法にてプリント基板２の表面にペースト状の孔埋め樹脂４を滴下し、スキージーで孔埋め樹脂４を刷り込み充填した。前述したように孔埋め樹脂４は刷り込み時に周囲の空気を巻き込み、孔埋め樹脂４内に小さな気泡が散在している。このように充填した後にプリント基板２は熱硬化させられる。硬化条件は例えば約１８０度Ｃ、６０分間である。この孔埋め形成工程の硬化方法は樹脂２２が熱硬化性樹脂ならば加熱、紫外線硬化樹脂ならば紫外線照射を行う。従って樹脂４内部で小さな気泡が集まり加熱膨張して空隙部６になる。このようにして穴埋め樹脂４が硬化される。
（２）次に第２貫通孔形成工程Ｓ２を説明する。第２貫通孔７は前記熱硬化した孔埋め樹脂４を貫通して形成される。この第２貫通孔７の直径は約０．５Φmmである。従って第２貫通孔７と第１貫通孔５との間に絶縁体８が形成される。
（３）更に閉塞材充填工程Ｓ３を説明する。治具９がプリント基板２の下面に当接されている。この治具１０は具体的には板厚０．３mmのステンレス材または鋼材である。そして治具１０は第２貫通孔７の直径より小さい治具孔１１が設けられている。この治具孔１１と第２貫通孔７とが対向するように治具１０が配置される。このプリント基板２の第２貫通孔７に閉塞材９を充填する。この閉塞材９の充填方法はプリント基板２の表面に閉塞材９を滴下してスキージで第２貫通孔７に刷り込み充填した。従って閉塞材９はコア基体２の上部から流入してコア基体２の下面に設けられた治具孔１１から流出する。この時に治具孔１１は第２貫通孔７の直径より小さいために閉塞材９が第２貫通孔７の壁を加圧する。このために閉塞材９が絶縁体８に生じている空隙部６に確実に充填される。充填終了すると治具１０は除去される。この後にコア基体２は熱硬化させられる。硬化条件は具体的に約１８０度Ｃ、６０分間である。硬化方法は樹脂２２が熱硬化性樹脂ならば加熱、紫外線硬化樹脂ならば紫外線照射を行う。閉塞材３は具体的に孔埋め樹脂４の樹脂材料と同材料のエポキシ系樹脂であり、具体的にはアサヒ化学研究所製の製品名ＡＥ１６５０（粘度２０００ｄＰａ．ｓ）を９５ｗｔ％と東亜合成株製の製品名アロニックスＭ−３５０を５ｗｔ％との割合で混合した物である。
（４）続いて第３貫通孔形成工程Ｓ４を説明する。第３貫通孔１２は前記閉塞材９を貫通して形成される。この第３貫通孔７の直径は第２貫通孔７の直径以下であり、具体的には約０．３Φmmである。ドリル加工法またはレーザ加工法にて行なわれる。
（５）次に鍍金形成工程Ｓ５法を説明する。上記プリント基板表裏面の銅箔Ｃｕと貫通孔の内壁とを導電接続する鍍金層１３が形成される。この鍍金層１３が所謂、導電性貫通孔であり、この導電性貫通孔を介してプリント基板表裏面の各銅箔Ｃｕとが導電接続される。この鍍金処理は具体的には無電解銅メッキと電解銅メッキとを併用する。この後に、プリント基板表面の銅箔Ｃｕに所望する形状の回路パターンが形成される。この回路パターンに電子部品の端子が導電接続されてプリント基板が完成される。
【００１１】
＜第２の実施例＞
図２はその他の実施例に係る閉塞材充填工程Ｓ３の説明図である。
第２の実施例の第１貫通孔形成・孔埋め形成工程Ｓ１、第２貫通孔形成工程Ｓ２は第１の実施例のＳ１、Ｓ２と同じである。第１の実施例の閉塞材充填工程Ｓ３が異なる。従って、Ｓ１、Ｓ２工程の説明を省略する。
（１）まず閉塞材充填工程Ｓ３を説明する。プリント基板２の第２貫通孔７上に閉塞材９を供給し、第２貫通孔７の孔径と同径の円柱棒１４を閉塞材９の上から第２貫通孔７を突き通し、閉塞材９を空隙部６に充填しつつ、第２貫通孔７内から閉塞材９を押し出す。その後に第２貫通孔７から円柱棒１４を除去する。従って、閉塞材９を空隙部６に充填した。
（２）以降の工程は第１の実施例と同じ鍍金形成工程Ｓ５を行なう。
【００１２】
【発明の効果】
本発明のプリント基板の製造方法によれば、大型製造装置を必要とせず、プリント基板のコア基体を構成する導電性繊維と導電性貫通孔との短絡を防止して、各回路パターンの短絡を無くすことができる。結果としてプリント基板の品質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態に係るプリント基板の製造工程図、
【図２】 その他の実施形態に係るプリント基板の製造工程図、
【図３】 従来技術に係るプリント基板の製造工程図である。
【符号の説明】
Ｓ１ 第１貫通孔形成孔埋め工程、
Ｓ２ 第２貫通孔形成工程、
Ｓ３ 閉塞材充填工程、
Ｓ４ 第３貫通孔形成工程、
Ｓ５ 鍍金工程、
１ プリント板、
２ プリント基板、
３ コア基体、
３１ 繊維、
３２ 樹脂、
４ 孔埋め樹脂、
５ 第１貫通孔、
６ 空隙部、
７ 第２貫通孔、
８ 絶縁体、
９ 閉塞材、
１０ 治具、
１１ 治具孔、
１２ 第３貫通孔、
１３ 鍍金層、

Claims (1)

1. 導電性部材を有する基板に第１の貫通孔を形成する工程と、
   前記第１の貫通孔に絶縁部材を充填する工程と、
   前記絶縁部材に前記第１の貫通孔より小さい孔径の第２の貫通孔を形成する工程と、
   前記第２の貫通孔を形成した後、前記基板の第１の主面に、前記第２の貫通孔より小さい孔径の治具孔が形成された治具を、前記第２の貫通孔と前記治具孔とが対向するように当接する工程と、
   前記第1の主面に前記治具を当接した状態で、前記基板の第２の主面から前記第２の貫通孔に閉塞材を流入させ且つ該閉塞材を前記治具孔から流出させることにより、前記第２の貫通孔を前記閉塞材で閉塞する工程と、
   前記閉塞材に前記第２の貫通孔より小さい孔径の第３の貫通孔を形成する工程と、
   前記第３の貫通孔の内面に導電膜を形成する工程と、
   を含むことを特徴とするプリント基板の製造方法。

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