JP6169206B1

JP6169206B1 - 端面スルーホール基板の製造方法及び端面スルーホール基板

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Publication number: JP6169206B1
Application number: JP2016034421A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　憲一; 憲一佐藤; 勇偉智阿部
Original assignee: Meiko Co Ltd
Current assignee: Meiko Co Ltd
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2017-07-26
Anticipated expiration: 2036-02-25
Also published as: JP2017152568A

Abstract

【課題】製造工程の簡素化及び製造コストの低減を図りつつも、端面スルーホールにバリ及び金属箔の剥離が生じることがない端面スルーホール基板の製造方法を提供すること。【解決手段】絶縁材料を少なくとも含む板状の基体を準備する準備工程と、前記基体を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記基体にめっき処理を施し、前記貫通孔によって露出した前記基体の露出面及び前記基体の表面に金属膜を形成してスルーホールを形成するめっき工程と、前記基体の表面の金属膜にパターニングを施してスルーホールランドを形成するパターニング工程と、切削工具を使用して前記基体を分割して端面スルーホールを形成する切削工程と、を有し、前記切削工程においては、前記スルーホールランドの形成領域であって前記端面スルーホールの端部に面取りされた形状を形成するように切削経路を設定すること。【選択図】図１

Description

本発明は、端面スルーホールを備えるプリント配線基板である端面スルーホール基板の製造方法及び当該製造方法によって製造される端面スルーホール基板に関する。

従来から、プリント配線基板の導体層相互間の電気的な接続をなすためにスルーホールが形成され、当該スルーホールの周囲に導体パターンであるスルーホールランドを形成することは一般的に行われていた。また、当該スルーホールランドを２分割し、スルーホールの半分をプリント配線基板の外縁に配置させ、端面スルーホールとする加工も行われていた。

一般的な端面スルーホールの形成方法としては、スルーホール及びスルーホールランドが形成されたプリント配線基板に対し、当該スルーホール及びスルーホールランドを２分割するように、ルータ工具を直線方向に移動させる。すなわち、当該スルーホール及びスルーホールランドの中心を通るようにルータ工具を直線方向に移動させ、当該スルーホールランド部分を直線状に加工することになる。しかしながら、ルータ工具がスルーホールランドを通過しスルーホールに到達する部分（すなわち、スルーホールランドとスルーホールとの界面部分）には、バリや銅などの金属箔の剥離が生じる問題があった。

上記問題を解決するために、スルーホールランドの形成前に、スルーホールの外周部分に対してドリル加工、ルータ加工、又はプレスによる穴あけ加工等を施して当該スルーホールを形成する銅箔の一部を除去し、当該銅箔を除去する穴を通過するようにルータ加工を施して端面スルーホールを形成する方法が知られている。このような方法は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開平１０−１２６０２４号公報

しかしながら、特許文献１に開示された端面スルーホールの形成方法では、スルーホールランドを２分割するためのルータ加工以外に、スルーホールを形成する銅箔の一部を除去するためにルータ加工等を事前に行う必要があり、製造工程の簡素化及び製造コストの低減を十分に図ることができない問題がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造工程の簡素化及び製造コストの低減を図りつつも、端面スルーホールにバリ及び金属箔の剥離が生じることがない端面スルーホール基板の製造方法を提供することにある。また、本発明においては、製造コスト、並びに端面スルーホールにおけるバリ及び金属箔の剥離が低減された端面スルーホール基板を提供することも目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の端面スルーホール基板の製造方法は、絶縁材料を少なくとも含む板状の基体を準備する準備工程と、前記基体を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記基体にめっき処理を施し、前記貫通孔によって露出した前記基体の露出面及び前記基体の表面に金属膜を形成してスルーホールを形成するめっき工程と、前記基体の表面の金属膜にパターニングを施してスルーホールランドを形成するパターニング工程と、前記パターニング工程の後に、切削工具を使用して前記基体を分割して端面スルーホールを形成する切削工程と、を有し、前記切削工程においては、前記端面スルーホールの内側面と切削面とが、前記内側面と前記切削面との境界において鈍角をなすように前記端面スルーホールの端部を面取りする。

また、上述した製造方法の前記切削工程においては、前記切削工具の回転方向を一方向として切削してもよい。これにより、切削工具の回転方向を反転させるような特殊な機構を設ける必要がなくなり、コスト低減を図りつつも端面スルーホールにおけるバリ及び金属箔の剥離を低減することができる。

更に、上述したいずれかの製造方法における切削工程においては、前記端面スルーホールの端部にＲ面加工又はＣ面加工された形状を形成するように前記切削経路を設定してもよい。これにより、端面スルーホールにおけるバリ及び金属箔の剥離をより一層低減することができる。

そして、上述したいずれかの製造方法における切削工程においては、前記基体の外縁から前記スルーホールを経由して前記基体の他の外縁までに至る切削経路に対して１回の切削を施して前記基体を分割しもよい。これにより、切削回数をより削減することができ、製造工程及び製造コストの削減をより一層図ることができる。

上記目的を達成するため、本発明の端面スルーホール基板は、絶縁材料を少なくとも含む板状の基体と、前記基体の外縁に位置する端面スルーホールと、
前記基体の表面上であって前記端面スルーホールの周囲に位置するスルーホールランドと、を有し、前記端面スルーホールは、前記端面スルーホールの内側面と切削面とが、前記内側面と前記切削面との境界において鈍角をなすように前記端面スルーホールの端部が面取りされた形状を備え、前記スルーホールランドは、前記基体の外縁まで延在する。

また、上述した端面スルーホール基板において、前記面取りされた形状は、Ｒ面又はＣ面としてもよい。これにより、端面スルーホールにおけるバリ及び金属箔の剥離をより一層低減されることになる。

本発明に係る端面スルーホール基板の製造方法においては、製造工程の簡素化及び製造コストの低減が図られ、更には端面スルーホールにバリ及び金属箔の剥離が生じることがなくなる。また、本発明に係る端面スルーホール基板においては、製造コスト、並びに端面スルーホールにおけるバリ及び金属箔の剥離が低減されることになる。

実施例に係る端面スルーホール基板の概略部分斜視図である。実施例に係る端面スルーホール基板の部分上面図である。実施例に係る端面スルーホール基板の製造方法の各製造工程における部分上面図である。実施例に係る端面スルーホール基板の製造方法の各製造工程における部分上面図である。実施例に係る端面スルーホール基板の製造方法の各製造工程における部分上面図である。実施例に係る端面スルーホール基板の製造方法の各製造工程における部分上面図である。実施例に係る端面スルーホール基板の製造方法の各製造工程における部分上面図である。図７の破線領域VIIIの拡大図である。図８と同様にして示す、他の実施例に係る端面スルーホール基板の製造方法の各製造工程における部分拡大上面図である。変形例に係る端面スルーホール基板の部分上面図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施例で用いる様々な数値は、一例を示す場合もあり、必要に応じて様々に変更することが可能である。

＜実施例＞
先ず、本発明の実施例に係る端面スルーホール基板について、図１及び図２を参照しつつ説明する。ここで、図１は、本実施例に係る端面スルーホール基板の概略部分斜視図である。また、図２は、本実施例に係る端面スルーホール基板の部分上面図である。

図１及び図２に示すように、本実施例に係る端面スルーホール基板１は、基体２、及び基体２の外縁２ａに位置する端面スルーホール３を有している。また、基体２の表面２ｂ上であって端面スルーホール３の周囲にはスルーホールランド４が形成されている。更に、基体２の表面２ｂ上には、スルーホールランド４の一部を露出するように、保護膜５が形成されている。

基体２は、樹脂等の絶縁材料を少なくとも含む板状の部材である。より具体的に、基体２は、絶縁材料のみからなる単層の絶縁板であってよく、絶縁板の両面に銅などの金属箔を貼り合わせた両面板、又は絶縁材料及び銅などの金属箔を複数積層した多層板であってもよい。なお、本実施例においては、図示しないものの、基体２の内部には金属箔が埋設されており、当該金属箔にはパターニング処理が施され、所望の内層配線パターンが形成されている。また、金属箔は銅に限定されることなく、端面スルーホール基板１の使用用途等に応じて銀、金等の他の金属材料を用いることができる。

端面スルーホール３は、基体２に形成された開口部６、及び開口部６に位置する基体２の側面の一部に形成された金属膜７から構成されている。開口部６は、開口部６を上方から平面視した場合にＵ字状となる形状を有しているが、当該形状は半円又は他の形状であってもよく、端面スルーホール基板１の使用用途や要求される端面スルーホール３の特性に応じて適宜変更することができる。金属膜７は、例えば、銅からなり、基体２の表面２ｂに形成されたスルーホールランド４と、基体２の裏面に形成されたスルーホールランド又は上記内層配線パターン（いずれも図示せず）とを電気的に接続している。なお、金属膜７は銅に限定されることなく、端面スルーホール基板１の使用用途や要求される端面スルーホール３の特性に応じて銀、金等の他の金属材料を用いることができる。

また、端面スルーホール３は、その端部３ａ、３ｂが面取りされている。より具体的には、端面スルーホール３の端部３ａ、３ｂは湾曲しており、Ｒ面加工が施されている。換言すると、端面スルーホール３の端部３ａ、３ｂの面取りされた形状は、Ｒ面となっている。なお、当該面取りされた部分には、金属膜７は形成されていないが、上記内層配線パターンが露出することになる。また、本実施例においては、金属膜７が端面スルーホール３の端部３ａ、３ｂまで到達している。

更に、図２から分かるように、端面スルーホール３の面取りされた端部３ａ、３ｂは、スルーホールランド４の形成領域内に配置されている。このような配置により、バリ及び金属箔の剥離を低減することが可能になるが、当該説明は後述する製造方法の説明の際に詳細にする。

スルーホールランド４は、端面スルーホール３の周囲に形成されており、所望の形状を備えている。また、絶縁性及び耐熱性の確保の観点から、スルーホールランド４の一部は保護膜５によって被覆されているが、半田などを塗布して電気的な接続を確保するために使用される部分（端面スルーホール３の周囲に位置する部分）が露出している。

保護膜５には、スルーホールランド４及びその他の配線パターン（図示せず）の絶縁性及び耐熱性を保持するために、公知のソルダレジストが用いられる。保護膜５であるソルダレジストの材料には、端面スルーホール基板１の使用用途等に応じて、種々の絶縁性のインク材料を用いることができる。

次に、図１乃至図８を参照しつつ、本実施例に係る端面スルーホール基板１の製造方法について詳細に説明する。ここで、図３乃至図７は、端面スルーホール基板の製造方法の各製造工程における部分上面図であり、図８は図７の破線領域VIIIの拡大図である。

先ず、絶縁材料を少なくとも含む板状の基体２を準備する（準備工程）。ここで、基体２は、上述したように、単層の絶縁体、金属箔を貼り合わせた両面板、又は多層板を用いることができる。続いて、図３に示すように、準備した基体２の所望の位置に、平面形状が楕円状の貫通孔１１を形成する（貫通孔形成工程）。貫通孔１１の形成は、例えば、ドリル又はルータ工具を用いて機械的に行われてもよく、所定の波長のレーザを使用するレーザ加工によって行われてよい。

次に、図４に示すように、基体２の全表面（すなわち、基体２の表裏面及び貫通孔１１によって露出面）に対して公知のめっき処理を施し、基体の２の表裏面に金属膜１２を形成し、且つ貫通孔１１によって露出した露出面に金属膜７を形成する（めっき工程）。これにより、貫通孔１１及び金属膜７からなるスルーホール１３が形成されることになる。なお、金属膜７と金属膜１２とは、同一材料（例えば、銅）から形成され、１つの銅膜として形成されることになるが、本実施例では説明の便宜上のため別々の符号を付して説明している。

次に、図５に示すように、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて金属膜１２にパターニングを施し、略楕円状のスルーホールランド４及び当該スルーホールランド４から延在する引出配線１４、及びその他の配線パターン（図示せず）を形成する（パターニング工程）。なお、図５においては、基体２の表面２ｂのみを示しているが、基体２の裏面側にも所望のスルーホールランド、引出配線、及びその他の配線パターンが形成される。

続いて、図６に示すように、スルーホールランド４のみを露出するように、ソルダレジストを塗布して保護膜５を形成する。なお、図６においては、基体２の表面２ｂのみを示しているが、基体２の裏面側にも所望の保護膜が形成され、スルーホールランドのみが露出することになる。また、スルーホールランド４にも当該ソルダレジストを塗布する場合もあるが、このような場合であってもスルーホール１３の形成領域にはソルダレジストが塗布されることはなく、スルーホール１３も露出されたままとなる。

次に、図７及び図８からわかるように、ルータ工具１５を用いて、スルーホール１３（貫通孔１１）から基体２の外縁２ｃに向って、更にはスルーホール１３から基体２の他の外縁（図示せず）に向って切削を行う（切削工程）。これにより、図２に示すように基体２及びスルーホール１３が分割され、分割されたスルーホール１３の一方が端面スルーホール３と機能することになる。より具体的な切削工程としては、例えば、スルーホール１３から図８に示す切削経路Ａ１（破線によって示す）に沿い、スルーホールランド４の外周近傍まで１回目のルータ加工が施されることになる。次に、スルーホール１３から図８に示す切削経路Ａ２（破線によって示す）に沿い、スルーホールランド４の外周近傍まで２回目のルータ加工が施されることになる。その後、切削経路Ａ３（破線によって示す）に沿い、基体２の外縁２ｃから他方の外縁に向って一直線上に３回目のルータ加工が施される。すなわち、本実施例に係る切削工程においては、３度のルータ加工が施され、基体２が分割されることになる。ここで、１回目、２回目、及び３回目のルータ加工におけるルータ工具１５の回転方向は同一であり、例えば時計周りに回転させる。なお、切削の回数、切削の順序、及びルータ工具の回転方向は、上述した内容に限定されることはなく、端面スルーホール３の形状、及び端面スルーホール基板１に要求される特性等に応じて、適宜変更すことができる。

また、切削経路Ａ１、Ａ２は、端面スルーホール３の端部３ａ、３ｂが面取りされた形状となるように設定されている。より具体的には、スルーホール１３からスルーホールランド４に対して侵入する際に、その切削経路が曲線となるように切削経路Ａ１、Ａ２が設定されている。換言するならば、ルータ工具１５を一直線に進行させるのではなく、スルーホール１３の側面に対して斜め方向からルータ工具１５が接触しつつ曲線を描くように進行させることになる。すなわち、本実施例において、端面スルーホール３の端部３ａ、３ｂにＲ面加工が施されるように、切削経路Ａ１、Ａ２が設定されていることになる。

また、ルータ工具１５は、スルーホールランド４の形成領域内においてその進行方向が変わるため、Ｒ面加工された端面スルーホール３の端部３ａ、３ｂはスルーホールランド４の形成領域内に位置することになる。

このように、本実施例においては、端面スルーホール３の端部３ａ、３ｂが、Ｒ面加工されたＲ面となるように湾曲させるため、端面スルーホール３におけるバリ及び端面スルーホール３及びスルーホールランド４を構成する金属箔の剥離が低減されることになる。また、ルータ工具１５の回転方向を一方向としつつ３回のルータ加工による切削によって端面スルーホール３を確実に形成することができるため、製造工程の削減及び簡素化、並びに端面スルーホール基板１自体の製造コストを低減することができる。これは、スルーホール１３を中心として一直線上に切削をする場合には、端面スルーホール３におけるバリの低減の観点から、互いに進行方向が異なる切削経路に対してルータ工具１５の回転を相違させること（すなわち、ルータ工具１５の逆回転機構）が必要となるが、本実施例においては、当該逆回転機構が不要となるめに上記の効果が実現されることになる。なお、本発明においては、端面スルーホール３におけるバリの低減の観点から当該逆回転機構の重要度は下がるものの、より一層のバリの低減を行う場合には、当該逆回転機構を用いてもよい。

なお、上述した実施例においては、３回のルータ加工により基体２を分割したが、基体２の外縁２ｃからスルーホール１３（貫通孔１１）を経由して、基体２の他の外縁まで切削を行い、１回のルータ加工によって基体２の分割を行ってもよい。具体的には、図９に示すように、切削経路Ｂ（破線によって示す）に沿って、ルータ加工が施されることになる。切削経路Ｂは、切削経路Ａ１、Ａ２と同様に、端面スルーホール３の端部３ａ、３ｂが面取りされた形状となるように設定されている。より具体的には、スルーホールランド４に対して侵入するルータ工具１５がスルーホール１３に向けて進む際に、ルータ工具１５の進行方向が直角に変わるのではなく又はルータ工具１５が一直線上に進むのではなく、その切削経路が曲線となるように進行方向を変えている。換言するならば、本切削工程においては、ルータ工具１５の切削経路には角が無く、当該切削経路は直線及び曲線から構成されている。すなわち、切削経路Ａ１、Ａ２と同様に、端面スルーホール３の端部３ａ、３ｂにＲ面加工が施されるように、切削経路Ｂが設定されていることになる。このような１回のルータ加工により基体２を分割することができれば、更なる製造工程の削減及び製造コストの低減を図ることができる。

また、上述した実施例においては、端面スルーホール３の端部３ａ、３ｂにＲ面加工が施されるように切削経路Ａ１、Ａ２を設定していたが、端面スルーホール３の端部３ａ、３ｂに他の面取り加工（例えば、Ｃ面加工）が施されるように切削経路Ａ１、Ａ２を設定してもよい。図１０には、Ｃ面加工が施されるようにして形成された端面スルーホール３’が図示されている。図１０に示す端面スルーホール基板１’においては、端面スルーホール３’の端部３ａ’、３ｂ’は、Ｃ面として面取りされた形状を備えることになる。このような場合であっても、上述した実施例と同様に、製造工程の削減及び簡素化、並びに端面スルーホール基板１’自体の製造コストを低減しつつ、端面スルーホール３’におけるバリ及び端面スルーホール３’及びスルーホールランド４を構成する金属箔の剥離を低減することができる。

更に、上述した実施例においては、楕円状のスルーホール１３及び楕円状のスルーホールランド４を形成したが、円形のスルーホールに楕円状のスルーホールランド又は円形のスルーホールランドを形成してもよく、或いは楕円状のスルーホールに円形のスルーホールランドを形成してもよい。いずれの場合であっても、スルーホールランドの形成領域内に、端面スルーホールの端部が位置することになる。

１端面スルーホール基板
２基体
２ａ外縁
２ｂ表面
２ｃ外縁
３端面スルーホール
３ａ、３ｂ端部
４スルーホールランド
５保護膜
６開口部
７金属膜
１１貫通孔
１２金属膜
１３スルーホール
１４引出配線
１５ルータ工具
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ切削経路

Claims

絶縁材料を少なくとも含む板状の基体を準備する準備工程と、
前記基体を貫通する貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記基体にめっき処理を施し、前記貫通孔によって露出した前記基体の露出面及び前記基体の表面に金属膜を形成してスルーホールを形成するめっき工程と、
前記基体の表面の金属膜にパターニングを施してスルーホールランドを形成するパターニング工程と、
前記パターニング工程の後に、切削工具を使用して前記基体を分割して端面スルーホールを形成する切削工程と、を有し、
前記切削工程においては、前記端面スルーホールの内側面と切削面とが、前記内側面と前記切削面との境界において鈍角をなすように前記端面スルーホールの端部を面取りする端面スルーホール基板の製造方法。
前記切削工程においては、前記切削工具の回転方向を一方向として切削する請求項１に記載の端面スルーホール基板の製造方法。
前記切削工程においては、前記端面スルーホールの端部にＲ面加工された形状を形成するように前記切削経路を設定する請求項１又は２に記載の端面スルーホール基板の製造方法。
前記切削工程においては、前記端面スルーホールの端部にＣ面加工された形状を形成するように前記切削経路を設定する請求項１又は２に記載の端面スルーホール基板の製造方法。
前記切削工程においては、前記基体の外縁から前記スルーホールを経由して前記基体の他の外縁までに至る切削経路に対して１回の切削を施して前記基体を分割する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の端面スルーホール基板の製造方法。
絶縁材料を少なくとも含む板状の基体と、
前記基体の外縁に位置する端面スルーホールと、
前記基体の表面上であって前記端面スルーホールの周囲に位置するスルーホールランドと、を有し、
前記端面スルーホールは、前記端面スルーホールの内側面と切削面とが、前記内側面と前記切削面との境界において鈍角をなすように前記端面スルーホールの端部が面取りされた形状を備え、
前記スルーホールランドは、前記基体の外縁まで延在する端面スルーホール基板。
前記面取りされた形状は、Ｒ面である請求項６に記載の端面スルーホール基板。
前記面取りされた形状は、Ｃ面である請求項６に記載の端面スルーホール基板。