JP5214038B1 - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板の表裏両面の導体パターンの端部を基板の一端の端面と同じ位置まで伸しても、表裏両面の導体パターンが短絡されることがないプリント配線板を提供する。
【解決手段】表面側の導体パターン2の端部に形成した端子部2Aの端面2aを基板1の一端の端面1aと同じ位置に配置するとともに、該端子部2Aに相対する裏面側の導体パターンの端子部側端部3Aの端面3aを基板の一端の端面1aと同じ位置に配置し、表面側の導体パターンの端子部の端面と裏面側の導体パターンの端部の端面とを基板の厚み方向に並べた状態で近接配置する。表面側の導体パターン2の端子部2Aの半田付け面及び端面2aと、裏面側の導体パターンの端部の端面3aとを、それぞれの導体パターンを形成する金属よりもイオン化傾向が小さい金属からなる防食メッキ層12と13とにより被覆する。
【選択図】 図1
【解決手段】表面側の導体パターン2の端部に形成した端子部2Aの端面2aを基板1の一端の端面1aと同じ位置に配置するとともに、該端子部2Aに相対する裏面側の導体パターンの端子部側端部3Aの端面3aを基板の一端の端面1aと同じ位置に配置し、表面側の導体パターンの端子部の端面と裏面側の導体パターンの端部の端面とを基板の厚み方向に並べた状態で近接配置する。表面側の導体パターン2の端子部2Aの半田付け面及び端面2aと、裏面側の導体パターンの端部の端面3aとを、それぞれの導体パターンを形成する金属よりもイオン化傾向が小さい金属からなる防食メッキ層12と13とにより被覆する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、方形の基板の表面及び裏面にそれぞれ導体パターンを設けるプリント配線板及びその製造方法に関するものである。
方形の基板の表面及び裏面にそれぞれ導体パターンを設けるプリント配線板においては、所望の特性を得るために、基板の表面側の導体パターンの端面と裏面側の導体パターンの端面とを、基板の端面と同じ位置に配置した状態で設けることが必要とされることがある。例えば、マイクロストリップラインを構成するプリント配線板においては、ストリップ導体パターンの端子部と該端子部に接続される同軸コネクタの中心導体との接続部で伝送損失が増大するのを防ぐために、基板の表面側に形成するストリップ導体パターンの端子部の端面と、基板の裏面側に形成するアース導体パターンの上記端子部側の端部の端面とを、基板の端面と同じ位置に配置するように設けることが必要とされる。
しかしながら、基板の表面側の導体パターンの端面と、基板の裏面側の導体パターンの端面とを基板の端面と同じ位置に配置すると、表面側の導体パターンの端面と裏面側の導体パターンの端面とが基板の厚みに相当する微小距離を介して近接した状態で配置されることになるため、配線板が湿気に曝されると、表面側の導体パターンと裏面側の導体パターンとの間の電位差により導体パターンから基板の端面に銅イオンが溶出し、この銅イオンが基板の端面上を移動して、基板の端面に短絡経路を形成する、所謂マイグレーション現象が発生する。このような現象が発生すると、基板の表面側の導体パターンと裏面側の導体パターンとの間がやがて電気的に短絡された状態になるため、プリント配線板の寿命が短くなるという問題が生じる。
上記のような問題が生じるのを防ぐため、従来のプリント配線板では、表面側の導体パターンの端部及び裏面側の導体パターンの端部を基板の端面と同じ位置まで伸すことが望ましいとされる場合であっても、両導体パターンの端部を基板の端面の手前の位置で終端させる構成をとらざるを得ないことが多かった。
図7及び図8は、基板の表裏両面に導体パターンが形成されるプリント配線板の一例として、マイクロストリップラインを構成するプリント配線板を示したものである。図7及び図8に示した例では、基板1の表面及び裏面にそれぞれストリップ導体パターン2及びアース導体パターン3が形成され、基板1とストリップ導体パターン2及びアース導体パターン3とによりプリント配線板4が構成されている。また、ストリップ導体パターン2及びアース導体パターン3と、誘電体としての基板1とにより、マイクロストリップラインが構成されている。
図7及び図8に示されたプリント配線板は、基板の表面及び裏面にそれぞれ基礎銅箔層を形成した銅張り基板にエッチング加工やメッキ加工を施すことにより製造される。図示の例では、図8に示されているように、基板1の表面に形成された基礎銅箔層201と、基礎銅箔層201の上に形成された銅メッキ層202とによりストリップ導体パターン2が構成され、基板1の裏面に形成された基礎銅箔層301と、基礎銅箔層301の上に形成された銅メッキ層302とによりアース導体パターン3が構成されている。
このプリント配線板4を通信機器等に組み込む際には、表面側のストリップ導体パターン2の端部に形成された端子部2Aに、同軸コネクタ5の中心導体5aを半田6により接続する必要があるため、表面側の導体パターン2の端子部2A及び裏面側の導体パターン3の端部3Aを、基板1の端部寄りの位置まで伸しておく必要がある。
上記のプリント配線板において、マイクロストリップラインと同軸コネクタ5との接続部で生じる電力損失を少なくするためには、表面側のストリップ導体パターン2の端子部2Aの端面2a及び裏面側のアース導体パターン3の端部3Aの端面3aを基板の端面1aと同じ位置に(同一面上に)配置するように、表裏両面の導体パターン2及び3を設けることが望ましい。しかしながら、表裏の導体パターンの端面を基板の端面と同じ位置に配置すると、前述のようにマイグレーションが生じてプリント配線板の寿命が短くなるため、実際には、図7及び図8に示されているように、表面側の導体パターン2の端子部2Aの端面2aと裏面側の導体パターン3の端部3Aの端面3aとを基板1の端面1aよりも距離d(図8参照)だけ手前の位置に配置するようにしている。図7及び図8に示された構成を有するプリント配線板は、例えば特許文献1に示されている。
上記のように、従来技術では、基板の表面及び裏面にそれぞれ形成された導体パターン2及び3の端部の端面を基板の端面1aと同じ位置に配置する仕様とすることが望まれる場合でも、耐久性を確保するために、表裏の導体パターンの端部を基板の端面の手前の位置で終端させる構造をとらざるを得なかったため、仕様通りの構造を有するプリント配線板を得ることができなかった。
特に、マイクロストリップラインを構成するプリント配線板においては、基板の表面側に設けるストリップ導体パターンの端子部の端面及び基板の裏面側に設けるアース導体パターンの端部の端面を基板の端面よりも手前の位置に配置する構成をとると、ストリップ導体パターンの端子部と同軸コネクタとの接続部で生じる電力損失が大きくなって、伝送損失の増大を招き、好ましくなかった。
本発明の目的は、耐久性を犠牲にすることなく、基板の表裏両面の導体パターンの端部の端面を基板の端面と同じ位置に配置する構成をとることができるようにしたプリント配線板を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記プリント配線板を製造する方法を提供することにある。
本発明は、方形の基板と、基板の表面及び裏面にそれぞれ形成された表面側及び裏面側の導体パターンとを備えていて、表面側の導体パターンは、外部導体が半田付けされる半田付け面を有する端子部を基板の一端寄りの位置に備え、裏面側の導体パターンは、基板の一端寄りの位置に表面側の導体パターンの端子部と相対する端子部側端部を有し、表面側の導体パターン及び裏面側の導体パターンの各部のうち、表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と、裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とを含む要露呈部分(半田レジスト層で覆わずに露呈させておく必要がある部分)以外の部分を被覆するように半田レジスト層が設けられるプリント配線板を対象とする。
本発明に係るプリント配線板は、下記の構成を有する。
(a)基板の表面側の導体パターンの端子部の端面と、裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とが基板の一端の端面と同じ位置に配置されて、半田レジスト層により被覆されることなく、基板の一端側の端面を間にして近接配置される。
(b)表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と、裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とが、それぞれの導体パターンを形成する金属よりもイオン化傾向が小さい金属からなる防食メッキ層により被覆される。
(a)基板の表面側の導体パターンの端子部の端面と、裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とが基板の一端の端面と同じ位置に配置されて、半田レジスト層により被覆されることなく、基板の一端側の端面を間にして近接配置される。
(b)表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と、裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とが、それぞれの導体パターンを形成する金属よりもイオン化傾向が小さい金属からなる防食メッキ層により被覆される。
上記のように、基板の表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と、裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とを基板の端面と同じ位置に配置する構成をとる場合に、表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と、裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とを、それぞれの導体パターンを形成する金属よりもイオン化傾向が小さい金属からなる防食メッキ層により被覆すると、配線板が湿気に曝された際に基板の端面を間にして隣接配置されている表面側の導体パターンの端子部の端面及び裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面から基板の端面に導体パターンを形成する金属のイオンが溶出するのを抑制することができるため、マイグレーションにより表面側の導体パターンと裏面側の導体パターンとが短絡される現象が生じるのを抑制することができる。
従って、基板の表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と、基板の裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とを基板の端面と同じ位置に配置する構成をとる仕様が要求される場合に、耐久性を損なうことなく、その仕様を満たしたプリント配線板を得ることができる。
本発明の一態様では、表面側の導体パターンがマイクロストリップラインを構成する対の導体パターンの一方を構成するストリップ導体パターンであり、裏面側の導体パターンは前記対の導体パターンの他方を構成するアース導体パターンである。
上記のように、マイクロストリップラインを構成するプリント配線板に本発明を適用すると、マイグレーションにより耐久性が低下することを心配することなく、ストリップ導体パターンの端子部の端面とアース導体パターンの端子部側端部の端面とを基板の端面と同じ位置に配置することができるため、伝送損失を増加させることなく、同軸コネクタの中心導体をストリップ導体パターンの端子部に接続することができるプリント配線板を得ることができる。
上記防食メッキ層は、導体パターンの外面にニッケルメッキ層を介して施された金メッキ層からなっていることが好ましい。
金はイオン化傾向が非常に小さい貴な金属であるため、上記のように、基板の表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と、基板の裏面側の導体パターンの端部の端面とを金メッキ層により被覆しておくと、マイグレーションを防止する効果を高めることができる。また上記のように、導体パターンの外面にニッケルメッキ層を介して金メッキを形成するようにすると、金の分子が導体パターンを構成する銅の分子間に拡散するのを防ぐことができるため、金メッキ層の寿命を延ばすことができる。
本発明はまた、基板の表裏両面に基礎銅箔層が形成された方形の銅張り基板に加工を施すことにより上記の各構成を有するプリント配線板を製造する方法を対象とする。
本発明に係わる製造方法では、銅張り基板の縦方向の一端寄りの部分を厚み方向に貫通して該銅張り基板の横方向に長く延びる長孔を含む少なくとも一つの孔を銅張り基板に形成する孔あけ工程と、銅張り基板の表裏両面の基礎銅箔層と銅張り基板に形成された孔の内面とを覆う銅めっき層を形成するメッキ工程と、銅張り基板の表裏両面に形成された銅メッキ層の上にエッチングレジストフィルムを貼りつけた後該エッチングレジストフィルムの不要部分を除去して、基板の表裏両面に所定形状の導体パターンを形成するために必要なパターンを有するエッチングレジストを形成するエッチングレジスト形成工程と、表裏両面にエッチングレジストが形成された銅張り基板にエッチングを施して、外部導体を半田付けするための半田付け面を有する端子部を含む表面側の導体パターンを、該端子部の端面を前記長孔の内面と同じ位置に配置した状態で基板の表面に形成するとともに、端子部側端部の端面が前記長孔の内面と同じ位置に配置された裏面側の導体パターンを基板の裏面に形成するエッチング工程と、エッチングレジストを除去するエッチングレジスト除去工程と、銅張り基板の表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と銅張り基板の裏面側の導体パターンの端部の端面とを含む要露呈部分を露呈させた状態で、エッチングレジストが除去された銅張り基板の表裏両面にソルダレジストを施すソルダレジスト形成工程と、ソルダレジストが施された銅張り基板の表面側の導体パターンの端子部と、長孔の内面に露呈している裏面側の導体パターンの端部の端面とを覆うように防食メッキ層を形成する防食メッキ工程と、長孔の両端側で銅張り基板の余分な部分と該銅張り基板の上に形成された銅メッキ層及びソルダレジストの余分な部分とを切断してプリント配線板の外径を整える切断仕上げ工程とを行う。
本発明に係わるプリント配線板の好ましい態様では、表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面を被覆する防食メッキ層が、表面側の導体パターンの基板に接している面を除く部分の全体を被覆するように設けられ、裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面を被覆する防食メッキ層は、裏面側の導体パターンの基板に接している面を除く部分の全体を被覆するように設けられる。
このような態様のプリント配線板は、銅張り基板の縦方向の一端寄りの部分を厚み方向に貫通して銅張り基板の横方向に長く延びる長孔を含む少なくとも一つの孔を銅張り基板に形成する孔あけ工程と、銅張り基板の表裏両面の基礎銅箔層と銅張り基板に形成された孔の内面とを覆う銅めっき層を形成するメッキ工程と、銅張り基板の表裏両面に形成された銅メッキ層の上にエッチングレジストフィルムを貼りつけた後該エッチングレジストフィルムの不要部分を除去して、基板の表裏両面に所定形状の導体パターンを形成するために必要なパターンを有するエッチングレジストを形成するエッチングレジスト形成工程と、表裏両面にエッチングレジストが形成された銅張り基板にエッチングを施して、外部導体を半田付けするための半田付け面を有する端子部を含む表面側の導体パターンを、該端子部の端面を長孔の内面と同じ位置に配置した状態で基板の表面に形成するとともに、端子部側端部の端面が長孔の内面と同じ位置に配置された裏面側の導体パターンを基板の裏面に形成するエッチング工程と、エッチングレジストを除去するエッチングレジスト除去工程と、銅張り基板の表面側の導体パターン及び裏面側の導体パターンの露出された面を被覆するように防食メッキ層を形成する防食メッキ工程と、少なくとも防食メッキ層で被覆された銅張り基板の表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と防食メッキ層で被覆された銅張り基板の裏面側の導体パターンの端部の端面とを露呈させた状態で、銅張り基板の表裏両面にソルダレジストを施すソルダレジスト形成工程と、長孔の両端側で銅張り基板の余分な部分と該銅張り基板の上に形成された銅メッキ層及びソルダレジストの余分な部分とを切断してプリント配線板の外形を整える切断仕上げ工程とを行うことにより製造することができる。
上記のように、表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面を被覆する防食メッキ層を、表面側の導体パターンの基板に接している面を除く部分の全体を被覆するように設けるとともに、裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面を被覆する防食メッキ層を、裏面側の導体パターンの基板に接している面を除く部分の全体を被覆するように設けると、導体パターンの表面に凹凸が生じるのを防ぐことができる上に、導体パターンの表面全体が同一の金属により形成されるため、導体パターンの表面の凹凸によりプリント配線板の周波数特性が劣化したり、伝送損失が増大したりするのを防ぐことができる。特にマイクロストリップラインを構成する場合には、導体パターンの表面の凹凸を無くすとともに、導体パターンの表面全体を同一の金属により形成しておくと、周波数特性を良好にし、伝送損失を低減することができる。
また上記のように、表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面を被覆する防食メッキ層を、表面側の導体パターンの基板に接している面を除く部分の全体を被覆するように設けるとともに、裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面を被覆する防食メッキ層を、裏面側の導体パターンの基板に接している面を除く部分の全体を被覆するように設けると、導体パターンが放射線により劣化するのを防ぐことができるため、宇宙空間のように放射線に曝される環境下で使用されるプリント配線板の耐久性を高めることができる。
本発明においては、基板の表面側の導体パターンの端子部の端面と基板の裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とを基板の端面と同じ位置に配置して、基板の表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と、裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とを、それぞれの導体パターンを形成する金属よりもイオン化傾向が小さい金属からなる防食メッキ層により被覆したので、基板の表裏両面の導体パターンの端部の端面を基板の端面と同じ位置に配置する仕様とすることが必要とされる場合に、耐久性を犠牲にすることなく、その仕様を満足したプリント配線板を得ることができる。
図1及び図2は本発明に係るプリント配線板の一実施形態を示したものである。同図において1は絶縁材料からなる基板、2は基板1の表面に形成されたストリップ導体パターン(表面側の導体パターン)、3は基板1の裏面に形成されたアース導体パターン(裏面側の導体パターン)、10及び11はそれぞれストリップ導体パターン2及びアース導体パターン3を覆う表面側及び裏面側の半田レジスト層であり、これらによりプリント配線板4が構成されている。このプリント配線板においては、基板1とストリップ導体パターン2とアース導体パターン3とにより、マイクロストリップラインが構成されている。
なお本明細書では、方形の基板1の厚み方向(高さ方向)に対して直角をなす一方向を該基板の縦方向とし、厚み方向及び縦方向の双方に対して直角な方向を該基板の横方向とする。また基板1の相対する2つの主面(面積が最も広い面)の内の一方を該基板の表面とし、該表面と反対側の面を該基板の裏面とする。
基板1の表面側のストリップ導体パターン2は、基板1の縦方向に長く伸びていて、半田付け面を有する端子部2Aが、ストリップ導体パターン2の長手方向の一端(基板の縦方向の一端側に位置する端部)に形成されている。
基板1の裏面側のアース導体パターン3は、基板1の裏面の全体を覆うように設けられていて、基板1の縦方向の一端側に位置するアース導体パターンの端部3Aとストリップ導体パターン2の端子部2Aとが基板1の厚み方向に相対する状態で配置されている。本明細書では、ストリップ導体パターン2の端子部2Aと相対するアース導体パターンの端部3Aを端子部側端部と呼ぶ。
本実施形態では、表面側の導体パターンの端子部2Aの端面2aと、裏面側の導体パターンの端子部側端部3Aの端面3aとが基板1の一端の端面1aと同じ位置に配置されていて、該端面2aと3aとが半田レジスト層により被覆されることなく、基板1の端面1aを間にして近接配置されている。
本実施形態では、表面側の導体パターン2の端子部2Aの半田付け面(基板の表面と平行な面)及び端面2aと、裏面側の導体パターン3の端子部側端部3Aの端面3aとが、それぞれの導体パターンを形成する金属(本実施形態では銅)よりもイオン化傾向が小さい金属からなる防食メッキ層により被覆されている。
図示の例では、基板の表面側の導体パターン2の端子部2Aの半田付け面と端面2aとが防食メッキ層12により被覆され、この防食メッキ層12が表面側の導体パターン2の一部をなしている。また裏面側の導体パターン3の端子部側端部3Aの端面3aが防食メッキ層13により被覆され、この防食メッキ層13が裏面側の導体パターン3の一部をなしている。
本実施形態では、防食メッキ層12及び13が、防食メッキ層として最も理想的なメッキ層である金メッキ層からなっている。金メッキ層を構成する金の分子が導体パターンを構成する銅の分子の間に拡散して金メッキ層が消失するのを防ぐため、金メッキ層と、導体パターンとの間には、金の分子の移動を阻止する障壁としてのニッケルメッキ層が形成される。
図示のプリント配線板4は、絶縁材料からなる基板1の表面及び裏面にそれぞれ基礎銅箔層201及び301を形成した銅張り基板を母材として、これにメッキ加工やエッチング加工を施すことにより製造される。図示の基板1は、母材である銅張り基板の基板である。本実施形態では、銅張り基板の表面側の基礎銅箔層201と、この基礎銅箔層201の上に形成された銅メッキ層202とをエッチングすることによりストリップ導体パターン2が構成される。また銅張り基板の裏面側の基礎銅箔層301と、この基礎銅箔層301の上に形成された銅メッキ層302とによりアース導体パターン3が構成される。
表面側の半田レジスト層10は、表面側の導体パターン2の端子部2Aの半田付け面及び端面2aを含むプリント配線板の表面側の要露呈部分(半田レジスト層で覆わずに露呈させておく必要がある部分)以外の部分を覆うように設けられる。また裏面側の半田レジスト層11は、裏面側のアース導体パターン3の端子部側端部3Aの端面3aと半田付けが施される部分(図示せず。)とを含むプリント配線板の裏面側の要露呈部分以外の部分を覆うように設けられる。プリント配線板の表裏両面の要露呈部分には、半田付けが施される部分の他に、プリント配線板をシャーシ等に取り付ける際にシャーシ等に電気的に接触させた状態で配置される部分や、プリント配線板をシャーシ等に固定するためにシャーシ等にネジ止めされる部分等が含まれる。
本実施形態に係るプリント配線板4を通信機器などの機器に組み込む際には、図2に示されるように、表面側の導体パターン2の端子部2Aの半田付け面に同軸コネクタ5の中心導体5aが当てがわれて、該中心導体5aが端子部2Aの半田付け面に半田6により接続される。
本実施形態のように、基板の表面側の導体パターン2の端子部2Aの端面2aと基板の裏面側の導体パターン3の端子部側端部3Aの端面3aとを基板1の端面1aと同じ位置に配置する場合に、表面側の導体パターン2の端子部2Aの半田付け面及び端面2aと、裏面側の導体パターン3の端子部側端部3Aの端面3aとを、それぞれの導体パターンを形成する金属よりもイオン化傾向が小さい金属からなる防食メッキ層(本実施形態では金メッキ層)により被覆しておくと、プリント配線板が湿気に曝された際に、基板の端面を間にして隣接配置されている表面側の導体パターンの端子部の端面2a及び裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面3aから基板の端面1aに金属イオンが溶出するのを抑制することができるため、マイグレーションによりプリント配線板の寿命が短くなるのを防ぐことができる。
従って、基板の表面側の導体パターンの端面と裏面側の導体パターンの端面とを基板の端面と同じ位置に配置する仕様が必要とされる場合に、耐久性を何ら損なうことなく、その仕様にかなったプリント配線板を得ることができる。
次に図3ないし図5を参照して、本発明に係るプリント配線板4を製造する方法について説明する。本発明の製造方法では、図3(A)に示されているように、基板1の表面及び裏面にそれぞれ基礎銅箔層201及び301が形成された銅張り基板4′を母材として、この母材にエッチングやメッキ加工を施すことによりプリント配線板を製造する。
本発明の製造方法では、先ず図3(B)に示すように、銅張り基板4′の縦方向(図3の左右方向)の一端寄りの部分を厚み方向に貫通して銅張り基板4′の横方向(図3の紙面と直角な方向)に長く延びる長孔15(図5参照)を含む少なくとも一つの孔を銅張り基板に形成する孔あけ工程を行う。図3に示した例では、この孔あけ工程で長孔15のみを形成しているが、基板の表裏両面の導体パターン間を接続するスルーホールなどの他の孔が必要な場合には、その孔もこの孔あけ工程で形成する。
上記孔あけ工程が終了した後、図3(C)に示すように、銅張り基板の表裏両面の基礎銅箔層201及び301と、銅張り基板に形成された孔15の内面とを覆う薄い銅メッキ層を形成するように無電解メッキを施した後、無電解メッキによる銅メッキ層の上に電解メッキを施して所定の厚さを有する銅めっき層16を形成するメッキ工程を行う。
上記メッキ工程を行った後、図3(D)に示すように、銅張り基板の表裏両面に形成された銅メッキ層16の上に感光性のエッチングレジストフィルム17,17を貼りつけ、更にその上に、導体パターンを形成するために露光させてはならない部分を覆うパターンフィルムを貼り付ける。次いでエッチングレジストフィルム17,17に露光し、現像した後、パターンフィルムを剥がして、エッチングレジストフイルムの露光されなかった部分(パターンフィルムにより覆われていなかった部分)をリムーバにより除去することにより、図3(E)に示すように、基板1の表裏両面に所定形状の導体パターンを形成するために必要なパターンを有するエッチングレジスト17′,17′を形成するエッチングレジスト形成工程を行う。
本実施形態では、エッチングレジスト形成工程で銅張り基板の表裏両面に形成されるエッチングレジスト17′,17′に、銅張り基板に形成された長孔15と同じ形状の孔17a′,17a′が長孔15と整合した状態で形成されている。また表面側のエッチングレジスト17′には、形成されるストリップ導体パターン2の端子部2Aと反対側の端部付近に位置させてスリット17b′が形成されている。更に、表面側のエッチングレジスト17′は、基板1の表面側の銅メッキ層16の長孔15と反対側に位置する端部寄りの部分に露呈された部分16aを形成するように設けられている。
次いで、表裏両面にエッチングレジストが形成された銅張り基板にエッチングを施して、図3(F)に示すように、外部導体を半田付けするための半田付け面を有する端子部2Aを含むストリップ導体パターン2を、端子部2Aの端面2aを長孔15の内面と同じ位置に位置させた状態で基板1の表面に形成するとともに、端子部側端部3Aの端面3aが長孔15の内面と同じ位置に配置されたアース導体パターン3を基板1の裏面に形成するエッチング工程を行う。
エッチング工程では、銅メッキ層16のうち、長孔15の内面を覆っていた部分が除去されて基板1の端面1aが露呈される。また長孔15の内面を覆っていた銅メッキ層が除去されることにより、銅メッキ層16が、基板の表面側の基礎銅箔層201を覆う銅メッキ層202と、基板の裏面側の基礎銅箔層301を覆う銅メッキ層302とに分離される。更に、本実施形態では、表面側のエッチングレジスト17′に形成されたスリット17b′に相応する部分がエッチングされることにより、ストリップ導体パターン2の端子部2Aと反対側の端部寄りで、ストリップ導体パターン2にスリット2bが形成されて、ストリップ導体パターン2が2つの部分に分割される。また基板1の縦方向の他端側で基板の表面側の基礎銅箔層201と銅メッキ層202の端部がエッチングにより除去されることにより、基板1の縦方向の他端寄りの部分1bの表面が露呈される。
エッチング工程を行った後、図3(G)に示すように、表裏両面のエッチングレジスト17′,17′を剥離して除去するエッチングレジスト除去工程を行う。
エッチングレジストを除去した後、図4(A),(B)に示すように、基板の表面側に形成されたストリップ導体パターン2の端子部2Aの半田付け面及び端面2aと基板の裏面側に形成されたアース導体パターン3の端子部側端部3Aの端面3aとを露呈させた状態で、エッチングレジストが除去された銅張り基板の表裏両面に感光性のソルダレジスト10及び11を施すソルダレジスト形成工程を行う。基板の縦方向の他端側で表面側の導体パターン2の端部がエッチングにより除去されることにより、基板1の縦方向の他端寄りの部分1b(図3F参照)の表面が露呈されているため、表面側のソルダレジスト10は、ストリップ導体パターン2の端子部2Aと反対側の端部の端面を覆うように形成される。
ソルダレジスト形成工程では、図4(A)に示すように、基板1の表面側に形成されたストリップ導体パターン2及び基板1の裏面に形成されたアース導体パターン3のそれぞれの全体を被覆するように感光性のソルダレジスト10及び11を形成した後、表面側のソルダレジスト10の各部のうち、ストリップ導体パターン2の端子部2Aの半田付け面となる部分を被覆している部分にパターンフィルムを貼りつけた状態で、ソルダレジスト10及び11に露光し、現像する。次いで、パターンフィルムを剥がして、ソルダレジスト10の露光されなかった部分(パターンフィルムにより覆われていた部分)をリムーバにより除去して、図4(B)に示すように、ストリップ導体パターン2の端子部2Aの半田付け面と端子部2Aの端面2aとを露呈させる。図4(B)において10aは、端子部2Aの半田付け面を露呈させるために表面側のソルダレジスト10に形成された切り欠き部であり、11aは、アース導体パターン3の端子部側端部の端面3aと同一平面上に配置された裏面側のソルダレジスト11の端面である。
ソルダレジスト形成工程を行った後、必要に応じて、図4(C)に示すように、ソルダレジスト10の表面に、識別用の文字や図形などのマーク20をシンボル印刷用インクを用いて印刷するシンボル印刷工程を行う。
次いで、図4(D)に示すように、ソルダレジスト10が施された銅張り基板の表面側のストリップ導体パターン2の端子部2Aの半田付け面及び端面2aを覆う防食メッキ層12と、長孔15の内面に露呈している裏面側のアース導体パターン3の端子部側端部3Aの端面3aを覆う防食メッキ層13とを形成する防食メッキ工程を行う。本実施形態では、前述のように、防食メッキ層12は、ストリップ導体パターン2の端子部2Aの半田付け面及び端面2aの上にニッケルメッキ層を介して金メッキを施すことにより形成される。また防食メッキ層13は、長孔15の内面に露呈している裏面側のアース導体パターン3の端子部側端部3Aの端面3aの上にニッケルメッキ層を介して金メッキを施すことにより形成される。
防食メッキ層12,13を形成した後、長孔15の両端で銅張り基板の余分な部分と該銅張り基板の上に形成された銅メッキ層及びソルダレジストの余分な部分とをルーター加工等により切断して、プリント配線板の外径を整える切断仕上げ工程を行って、図4(E)に示すように、完成されたプリント配線板4を得る。ルーター加工を行う際には、防食層12,13を傷つけないように、ルータービットの移動軌跡を設定する。
上記の方法によりプリント配線板4を製造すると、基板の表面側に形成されるストリップ導体パターン2の端子部2Aの半田付け面及び端面2aと、基板の裏面側に形成されるアース導体パターン3の端子部側端部3Aの端面とが防食メッキ層により被覆されるため、ストリップ導体パターン2の端子部の端面と、アース導体パターンの端子部側端部の端面との間でマイグレーションが生じるのを抑制して、プリント配線板の耐久性が低下するのを防ぐことができる。
また上記実施形態の方法により製造されたプリント配線板においては、ストリップ導体パターン2の端子部2Aと反対側の端部が基板1の縦方向の他端よりも手前の位置で終端されていて、ストリップ導体パターン2の端子部2Aと反対側の端部の端面がソルダレジスト10により被覆されているため、基板1の他端側でもマイグレーションが生じるおそれがない。
上記の実施形態では、基板の表面側の導体パターンの端子部2Aの半田付け面及び端面2aのみを覆うように防食メッキ層12を設け、裏面側の導体パターン3の端子部側端部の端面3aのみを覆うように防食メッキ層13を設けたが、表面側の導体パターン2の端子部2Aの半田付け面及び端面2aを被覆する防食メッキ層12を、表面側の導体パターン2の基板に接している面を除く部分の全体を被覆するように設け、裏面側の導体パターン3の端子部側端部の端面3aを被覆する防食メッキ層13を、裏面側の導体パターン3の基板に接している面を除く部分の全体を被覆するように設けるようにしてもよい。すなわち、基板の表裏両面の導体パターン2及び3のそれぞれの基板に接している部分以外の部分の全体を覆うように防食メッキ層12及び13を形成するようにしてもよい。
上記のように、基板の表裏両面の導体パターン2及び3のそれぞれの基板に接している部分以外の全体を覆うように防食メッキ層12及び13を形成する場合には、図3(G)に示すエッチングレジスト除去工程を行った後、図6(A)ないし(E)の工程を行ってプリント配線板を製造する。
すなわち、図3(G)に示すエッチングレジスト除去工程を行った後、図6(A)に示すように、銅張り基板1の表面側の導体パターン2及び裏面側の導体パターン3のそれぞれの露出された面の全体を被覆するように防食メッキ層12及び13を形成する防食メッキ工程を行う。次いで、図6(B),(C)に示すように、防食メッキ層12で被覆された銅張り基板の表面側の導体パターン2の端子部2Aの半田付け面及び端面2aを含むプリント配線板の表面側の要露呈部分と、防食メッキ層13で被覆された銅張り基板の裏面側の導体パターン3の端部の端面3aを含むプリント配線板の裏面側の要露呈部分とを露呈させた状態で、銅張り基板の表裏両面にソルダレジスト10及び11を施すソルダレジスト形成工程を行う。
ソルダレジスト形成工程では、先ず図6(B)に示すように、基板1の表面側に形成されて防食メッキ層12により覆われたストリップ導体パターン2の全体を被覆するように感光性のソルダレジスト10を形成し、基板1の裏面に形成されて防食メッキ層13により覆われたアース導体パターン3の全体を被覆するように感光性のソルダレジスト11を形成する。次いで、表面側のソルダレジスト10の各部のうち、ストリップ導体パターン2の端子部2Aの半田付け面となる部分を被覆している部分にパターンフィルムを貼りつけた状態で、ソルダレジスト10に露光し、現像する。その後パターンフィルムを剥がして、ソルダレジスト10の露光されなかった部分(パターンフィルムにより覆われていた部分)をリムーバにより除去することにより、図6(C)に示すように、ストリップ導体パターン2の端子部2Aの半田付け面と端子部2Aの端面2aとを露呈させる。
ソルダレジスト形成工程を行った後、必要に応じて、図6(D)に示すように、ソルダレジスト10の表面に、識別用の文字や図形などのマーク20をシンボル印刷用インクを用いて印刷するシンボル印刷工程を行う。
その後、長孔15の両端側で銅張り基板1の余分な部分と該銅張り基板の上に形成された銅メッキ層及びソルダレジストの余分な部分とを切断してプリント配線板の外形を整える切断仕上げ工程を行って、図6(E)に示すように完成されたプリント配線板4を得る。
本実施形態のように、表面側の導体パターン2の端子部2Aの半田付け面及び端面2aを被覆する防食メッキ層12を、表面側の導体パターン2の基板1に接している面を除く部分の全体を被覆するように設けるとともに、裏面側の導体パターン3の端子部側端部の端面3aを被覆する防食メッキ層13を、裏面側の導体パターン3の基板1に接している面を除く部分の全体を被覆するように設けると、表面側の導体パターン及び裏面側の導体パターンの表面に凹凸が生じるのを防ぐことができるため、表裏両面の導体パターンの表面の凹凸によりプリント配線板の電気的特性が劣化するのを防ぐことができる。特にマイクロストリップラインを構成する場合に、表裏両面の導体パターンの表面の凹凸により、伝送損失が生じるおそれを無くすことができる。
上記の実施形態では、マイクロストリップラインを構成するプリント配線板を例にとったが、本発明は、マイクロストリップラインを構成するプリント配線板に限らず、基板の表面側の導体パターンの端子部の端面と、裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とを基板の一端の端面と同じ位置に配置することが必要とされる場合に広く適用することができる。
上記の実施形態では、基板の裏面側に設けるアース導体パターン3の幅寸法が基板1の幅寸法に等しく設定されているが、アース導体パターン3の幅寸法を、基板1の幅寸法よりも小さく設定する場合もある。
上記の実施形態では、基板1が絶縁基板であるとしたが、基板1は、導体パターンが形成された基板を複数枚積層した構造を有する積層基板であってもよい。
上記の実施形態では、ストリップ導体パターン2の同軸コネクタが接続される端子部2Aと反対側の端部寄りの部分にスリット2bを形成して、ストリップ導体パターン2を分割するようにしているが、ストリップ導体パターン2の同軸コネクタが接続される端子部2Aと反対側の端部側の構成は任意である。
本発明は、マイクロストリップラインが構成されるプリント配線板のように、基板の表面側に形成される導体パターンの端面と裏面側に形成される導体パターンの端面とを基板の端面と同じ位置に配置することが必要とされる場合に広く利用することができる。
1 基板
1a 基板の端面
2 ストリップ導体パターン(表面側の導体パターン)
2A ストリップ導体パターンの端子部
2a 端子部2Aの端面
2b スリット
201 基礎銅箔層
202 銅メッキ層
3 アース導体パターン(裏面側の導体パターン)
3A アース導体パターンの端子部側端部
3a 端子部側端部3Aの端面
301 基礎銅箔層
302 銅メッキ層
4 プリント配線板
4′ 銅張り基板
5 同軸コネクタ
5a 同軸コネクタの中心導体
6 半田
10 表面側のソルダレジスト
10a ソルダレジスト10に形成された切り欠き部
11 裏面側のソルダレジスト
11a ソルダレジスト11の端面
12 基板の表面側に形成された導体パターンを覆う防食メッキ層
13 基板の裏面側に形成された導体パターンを覆う防食メッキ層
15 長孔
16 銅メッキ層
16a 銅メッキ層の露呈された部分
17 エッチングレジストフィルム
17′エッチングレジスト
17a′ エッチングレジストに形成された孔
17b′ スリット
20 識別用のマーク
1a 基板の端面
2 ストリップ導体パターン(表面側の導体パターン)
2A ストリップ導体パターンの端子部
2a 端子部2Aの端面
2b スリット
201 基礎銅箔層
202 銅メッキ層
3 アース導体パターン(裏面側の導体パターン)
3A アース導体パターンの端子部側端部
3a 端子部側端部3Aの端面
301 基礎銅箔層
302 銅メッキ層
4 プリント配線板
4′ 銅張り基板
5 同軸コネクタ
5a 同軸コネクタの中心導体
6 半田
10 表面側のソルダレジスト
10a ソルダレジスト10に形成された切り欠き部
11 裏面側のソルダレジスト
11a ソルダレジスト11の端面
12 基板の表面側に形成された導体パターンを覆う防食メッキ層
13 基板の裏面側に形成された導体パターンを覆う防食メッキ層
15 長孔
16 銅メッキ層
16a 銅メッキ層の露呈された部分
17 エッチングレジストフィルム
17′エッチングレジスト
17a′ エッチングレジストに形成された孔
17b′ スリット
20 識別用のマーク
Claims (6)
- 方形の基板と、前記基板の表面及び裏面にそれぞれ形成された表面側及び裏面側の導体パターンとを備え、前記表面側の導体パターンは、外部導体が半田付けされる半田付け面を有する端子部を前記基板の一端寄りの位置に備え、前記裏面側の導体パターンは、前記基板の前記一端寄りの位置に前記表面側の導体パターンの端子部と相対する端子部側端部を有し、前記表面側の導体パターン及び裏面側の導体パターンの各部のうち、前記表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と前記裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とを含む要露呈部分以外の部分を被覆するように半田レジスト層が設けられるプリント配線板において、
前記表面側の導体パターンの前記端子部の端面と、前記裏面側の導体パターンの前記端子部側端部の端面とが前記基板の一端側の端面と同じ位置に配置されて、前記半田レジスト層により被覆されることなく、前記基板の端面を間にして近接配置され、
前記表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と、前記裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面とが、それぞれの導体パターンを形成する金属よりもイオン化傾向が小さい金属からなる防食メッキ層により被覆されていることを特徴とするプリント配線板。 - 前記表面側の導体パターンはマイクロストリップラインを構成する対の導体パターンの一方を構成するストリップ導体パターンであり、裏面側の導体パターンは前記対の導体パターンの他方を構成するアース導体パターンである請求項1に記載のプリント配線板。
- 前記防食メッキ層は導体パターンの外面にニッケルメッキ層を介して施された金メッキ層からなっている請求項1又は2に記載のプリント配線板。
- 前記表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面を被覆する防食メッキ層は、前記表面側の導体パターンの基板に接している面を除く部分の全体を被覆するように設けられ、
前記裏面側の導体パターンの端子部側端部の端面を被覆する防食メッキ層は、前記裏面側の導体パターンの基板に接している面を除く部分の全体を被覆するように設けられている請求項1,2又は3に記載のプリント配線板。 - 基板の表裏両面に基礎銅箔層が形成された方形の銅張り基板に加工を施して前記請求項1ないし3の何れかに記載されたプリント配線板を製造するプリント配線板の製造方法において、
前記銅張り基板の縦方向の一端寄りの部分を厚み方向に貫通して前記銅張り基板の横方向に長く延びる長孔を含む少なくとも一つの孔を前記銅張り基板に形成する孔あけ工程と、
前記銅張り基板の表裏両面の基礎銅箔層と前記銅張り基板に形成された孔の内面とを覆う銅めっき層を形成するメッキ工程と、
前記銅張り基板の表裏両面に形成された銅メッキ層の上にエッチングレジストフィルムを貼りつけた後該エッチングレジストフィルムの不要部分を除去して、前記基板の表裏両面に所定形状の導体パターンを形成するために必要なパターンを有するエッチングレジストを形成するエッチングレジスト形成工程と、
表裏両面にエッチングレジストが形成された銅張り基板にエッチングを施して、外部導体を半田付けするための半田付け面を有する端子部を含む表面側の導体パターンを、該端子部の端面を前記長孔の内面と同じ位置に配置した状態で前記基板の表面に形成するとともに、端子部側端部の端面が前記長孔の内面と同じ位置に配置された裏面側の導体パターンを前記基板の裏面に形成するエッチング工程と、
前記エッチングレジストを除去するエッチングレジスト除去工程と、
前記銅張り基板の表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と前記銅張り基板の裏面側の導体パターンの端部の端面とを含む要露呈部分を露呈させた状態で、前記エッチングレジストが除去された銅張り基板の表裏両面にソルダレジストを施すソルダレジスト形成工程と、
前記ソルダレジストが施された銅張り基板の表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び該端子部の端面と、前記長孔の内面に露呈している裏面側の導体パターンの端部の端面とを覆うように防食メッキ層を形成する防食メッキ工程と、
前記長孔の両端側で前記銅張り基板の余分な部分と該銅張り基板の上に形成された銅メッキ層及びソルダレジストの余分な部分とを切断してプリント配線板の外形を整える切断仕上げ工程と、
を行うことを特徴とするプリント配線板の製造方法。 - 基板の表裏両面に基礎銅箔層が形成された方形の銅張り基板に加工を施して前記請求項4に記載されたプリント配線板を製造するプリント配線板の製造方法において、
前記銅張り基板の縦方向の一端寄りの部分を厚み方向に貫通して前記銅張り基板の横方向に長く延びる長孔を含む少なくとも一つの孔を前記銅張り基板に形成する孔あけ工程と、
前記銅張り基板の表裏両面の基礎銅箔層と前記銅張り基板に形成された孔の内面とを覆う銅めっき層を形成するメッキ工程と、
前記銅張り基板の表裏両面に形成された銅メッキ層の上にエッチングレジストフィルムを貼りつけた後該エッチングレジストフィルムの不要部分を除去して、前記基板の表裏両面に所定形状の導体パターンを形成するために必要なパターンを有するエッチングレジストを形成するエッチングレジスト形成工程と、
表裏両面にエッチングレジストが形成された銅張り基板にエッチングを施して、外部導体を半田付けするための半田付け面を有する端子部を含む表面側の導体パターンを、該端子部の端面を前記長孔の内面と同じ位置に配置した状態で前記基板の表面に形成するとともに、端子部側端部の端面が前記長孔の内面と同じ位置に配置された裏面側の導体パターンを前記基板の裏面に形成するエッチング工程と、
前記エッチングレジストを除去するエッチングレジスト除去工程と、
前記銅張り基板の表面側の導体パターン及び裏面側の導体パターンの露出された面を被覆するように防食メッキ層を形成する防食メッキ工程と、
少なくとも防食メッキ層で被覆された前記銅張り基板の表面側の導体パターンの端子部の半田付け面及び端面と防食メッキ層で被覆された前記銅張り基板の裏面側の導体パターンの端部の端面とを露呈させた状態で、前記銅張り基板の表裏両面にソルダレジストを施すソルダレジスト形成工程と、
前記長孔の両端側で前記銅張り基板の余分な部分と該銅張り基板の上に形成された銅メッキ層及びソルダレジストの余分な部分とを切断してプリント配線板の外形を整える切断仕上げ工程と、
を行うことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
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