JPH0212989A - 回路基板におけるスルーホールの形成方法とその装置およびスルーホール充填部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、いわゆる回路基板におけるスルーホールの
形成方法とその装置及びスルーホールの充填部材に関す
るものである。

〔従来の技術〕

いわゆる厚膜回路基板における電気回路は、種々の電気
的性質を有するペースト状の回路形成材料を回路パター
ンにしたがって基板面に塗布し、これを焼成して導電体
、抵抗体、非導電体等の種々の厚膜を形成し、これらの
各膜層が積層されて回路が構成されている。

そして、このような厚膜回路基板におけるスルーホール
の形成は従来第６図に示すような方法で行なわれていた
。

すなわち、テーブル５１上の厚膜回路基板６１に透孔６
１ａが形成され、第６図（ａ）に示すように透孔６１ａ
の上に、吐出手段２１より厚膜回路用ペースト７１が所
定量吐出される。この吐出された厚膜回路用ペースト７
１は、そのままでは透孔６１ａの中に入らないので、第
６図（ｂ）に示すように厚膜回路用ペースト７１の上か
ら、エアー噴出手段２２からエアーを噴出すると、厚膜
回路用ペースト７１は透孔６１ａの周囲に付着するとと
もに、中心部分の余分な厚膜回路用ペースト７１はエア
ーにより吹き飛ばされるため、透孔６１ａに厚膜回路用
ペースト７１が付着したスルーホールが形成される。ま
た、第６図（ｂ）において、エアー噴出手段２２を使用
しないで、ペースト７１の下方から図示しないエアー吸
引手段によって中心部分の余分なペーストを吸引して透
孔６１ａに厚膜回路用ペースト７１を付着させてスルー
ホールを形成してもよい。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の技術には次のような問題点が
ある。

（イ）　透孔内に充填する厚膜回路用ペーストの量の設
定とエアー噴出またはエアーの吸引の調整が極めて難し
く熟練作業に頼る面が多く生産性に欠ける。

（ロ）　透孔中に充填する厚膜回路用ペーストに気泡が
生じ易く、焼成時における気泡の破裂によるひび割れ等
のために適正な導電性を得られないことがある。

（ハ）　基板の両側から透孔内にペーストを充填し、し
かるのちエアー噴出またはエアーの吸引を行ってペース
トが付着したスルーホールを形成する場合、スルーホー
ル部の略中間部において、上側および下側面の付着ペー
ストがうまく重ならず導電性に欠ける場合が生じる。

〔課題を解決するための手段〕

この出頭に係る発明は、 （イ）　半径方向への弾発力を有する筒形状の導電性充
填部材を透孔内に挿入し、半径方向への弾発力によって
透孔内に保持させるとともに、この充填部材の上下両端
をそれぞれ基板の上面および下面応に接触させてスルー
ホールを形成する。

（ロ）　厚膜回路基板をＸＹ力方向移動するテーブル機
構と、縮径により半径方向へ弾発力を生じる筒状の導電
性充填部材榛圧出機構と、これら両機構の駆動を制御す
る制御手段とからなり、前記充填部材圧出機構を、先端
に充填部材の縮径手段を有し複数の充填部材を収納して
上下動可能なノズル部と、ノズル部の開口端が基板上の
所定の透孔に対向した際、ノズル部内の充填部材を圧出
して縮径された状態の充填部材を透孔に挿入する圧出手
段とで構成し、充填部材を基板上の所定の透孔に順次自
動的に装填するスルーホール形成装置。

（ハ）　外周部から中空部まで貫通する間隙を軸方向の
全長にわたり形成し、縮径により半径方向への弾発力を
生じ、この弾発力によって透孔内に保持される筒形状の
導電性充填部材。

を提供することにより、上記従来の問題点を解決しよう
とするものである。

〔発明の実施例〕

図面にもとづいて実施例を説明する。

第１図は、請求項（１）および（４）の一実施例を示す
図である。

図において、１は導電材で形成される円筒形状の充填部
材である。

１ａは、外周から中空部１ｂまで貫通する間隙で軸方向
の全長にわたって形成されている（第１図（ａ）参照）
。この充填部材１の径は、基板６に形成される透孔６ａ
の径よりやや大きくなっており、その軸長は透孔６ａの
軸長に等しくなっている。また、回路基板は８００℃前
後の焼成工程を経るため充填部材１を形成する導電材は
硬引鋼、カドミウム銅、黄銅等のように適度の弾性、良
好な導電性そして比較的高い触点を有する金属材で形成
するのが望ましい。

上述の充填部材１は、第１図（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に適宜手段によってその間隙１ａを閉塞することにより
径を縮少して透孔６ａ内に挿入する。透孔６ａ内に挿入
された充填部材１は、間隙１ａが拡開し、これによって
生じる半径方向への弾発力によって透孔６ａ内に確実に
保持されるとともに、透孔の上下両端縁に接触するよう
になり所定のスルーホールを形成する。そして、厚膜回
路形成装置（描画装置）により充填部材１の両端面上に
ペーストで導電ランドを形成する（片側の場合もある）
。

次に、第２図ないし第４図にもとづいて、請求項（２）
項および（３）項の実施例を説明する。

第２図（ａ）は、スルーホール形成装置Ａの一部切欠外
観斜視図である。

図において、１５は図示しない駆動制御手段によって駆
動制御されてＸＹ力方向移動するテーブル機構、１１は
後述のノズル部１６を収納するシリンジで上下動可能に
フレーム１３に取付けられている。１４はシリンジ１１
のホルダー、８は図示しない圧縮空気源からノズル部１
６に圧縮空気を送給するチューブ、６はテーブル機構１
５の上面にセットされＸＹ力方向移動する回路基板、６
ａは回路基板の透孔である。

なお、この実施例において、スルーホール形成装置Ａの
本体部分、すなわちノズル部１６をのぞいた部分は、例
えば、特願昭６２−１６６５４１号において開示されて
いる第５図に示す厚膜回路形成装置を使用している。第
２図（ｂ）は第２図（ａ）の概略構成を示すブロック図
である。装置は、入出力装置・メモリに基づき各構成を
制御するＣＰＵ、空気源・電空変換器（ＣＰＵの指令に
基づき作動する空気正調！り・電磁弁、ＣＰＵの指令に
基づき作動するモータコントローラ・モータドライバ、
高さセンサおよびノズル部１６をもつシリンジ、回路基
板６を配置したＸＹ子テーブルＣＰＵの指令に基づきＸ
Ｙ子テーブル移動させるためのモータコントロー、う・
モータドライバ等を備えている。

第３図は、ノズル部１６の構成説明図である。

第３図（ａ）に示すように円筒体の上側ノズル１６ａと
、この下端開口部に着脱自在の下側ノズル１６ｂとで構
成され、中央の中空部には上述した複数の充填部材１が
直列状に収納されている。上側ノズル１６ａには、チュ
ーブ８を介して送給される圧縮空気によって作動する適
宜のピストン機構が設けられており必要に応じて充填部
材１をノズル部１６の下端開口部より圧出するようにな
っている。

下側ノズル１６ｂの中空部の開口部近傍内周面は通過す
る充填部材１をその外周から押圧して縮径するためにテ
ーパー状に形成され縮径部１６ａを構成している。

上述のノズル部１６は、第３図（ｂ）に示すようにシリ
ンジ１１に収納されて、回路基板６の移動にともなって
、ＸＹ力方向相対的に移動し、所定の透孔（６ａ）上に
至り充填部材１を圧出し透孔６ａ内に挿入する。すなわ
ち、第４図に示すようにノズル部１６の中空部に直列状
に複数装填された充填部材１，１・・・は、その上部に
あって、圧縮空気に駆動されて中空部内を下降するピス
トン１７に押圧され、ノズル部１６の下端開口部より圧
出される。そして、充填部材１はテーパー状に形成され
た内周面で構成される縮径１６ｂ１を通過することなよ
り、間隙１ａ部分が閉じられて縮径され、この状態で透
孔６ａ内に挿入される。第４図では図示の関係から充填
部材１はいったんノズル部１６を離脱し、その後に透孔
６ａに挿入されるようになっているが実際は、ノズル部
１６の先端開口部と透孔６ａは極く近接しており、開口
部から圧出される充填部材１は縮径された状態で順次透
孔６ａ内に挿入されることは勿論である。

透孔６ａに完全に挿入された充填部材１は縮径状態から
拡開し半径方向への弾発力により透孔６ａ内で適正位置
に保持されてスルーホールを形成する。

第５図のフローチャートによって動作を説明する。

先ず、充填部材１を所定数装填したノズル部１６を装置
のシリンジ１１にセットする（ステップ１）。

次いで、回路基板６をテーブルにセットするとともに、
制御手段としてのＣＰＵからノズル部先端の位置データ
とＺ軸の高さ、すなわちノズル部の高さデータおよびノ
ズル部１６のピストン機構１７へ送給する空気圧のデー
タを出力する（ステップ２，３）。

ＸＹ子テーブル位置データにもとづき水平方向に移動し
透孔６ａ上にノズル部１６の先端が位置するようにする
（ステップ４）。

Ｚ軸を移動させ、すなわちシリンジ１１を下降させノズ
ル部端と透孔６ａの開口面との距離を所定量にする（ス
テップ５）。

次いで、ノズル１６のピストン機構１７を空気圧で駆動
し、充填部材１を透孔６ａ内に挿入する（ステップ６）
。

シリンジ１１を一定の高さまで上昇させる（ステップ７
）。

以上の動作は、所定数の透孔６ａに充填部材１が挿入る
されるまで自動的に繰り返される。

ところで、この実施例では前述のようにスルーホール形
成装置の本体部、すなわち、ノズル部分１６を除いた部
分は、いわゆる厚膜回路形成装置を使用しているため、
厚膜回路の描画に続いてシリンジ１１におけるノズルを
交換するのみでスルーホールの形成を能率良く自動的に
行なうことができる。なお、スルーホール形成装置Ａは
空気圧によって充填部材１を押し出しているが、これに
限らず他の外力（例えば油圧またはモータ等で駆動され
るプランジャ方式）でも良い。

〔発明の効果〕

この出願に係る発明は、以上述べた構成・作用により、
従来の欠点を解消するとともに、良好な性能を有するス
ルーホールを回路基板上に能率良く形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は１回路基板の透孔に充填部材を挿入する過程を
示す説明図、第２図（ａ）はスル−ホ形成装置の一部切
欠斜視図、第２図（ｂ）は、同上の概略構成を示すブロ
ック図、第３１ｆｆｌ（ａ、）は、ノズル部の一部断面
説明図、第３図（ｂ）は、シリンジにノズル部を装着し
た状態を示す一部断面側面図、第４図はノズル部から透
孔に充填部材が挿入される状態を示す一部省略斜視図、
第５図は、スルーホール形成装置の動作を示すフローチ
ャト、第６図（ａ）および（ｂ）は従来技術を示す側面
図である。 １・・・充填部材 １ａ・・・間隙 ６・・・回路基板 ６ａ・・・透孔（スルーホール） １６・・・ノズル部 １６ａ・・・上側ノズル １６ｂ・・・下側ノズル １６ｂ１・・・縮径手段（テーパ一部）Ａ・・・スルー
ホール形成装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周部から中空部まで貫通する間隙を軸方向の全
   長にわたって形成した筒状の導通性充填部材を、前記間
   隙を押圧閉塞することによって縮径した状態で、回路基
   板に設けた透孔に挿入し半径方向への弾発力によって充
   填部材を透孔内に保持するとともに、充填部材の上下両
   端をそれぞれ透孔の上下両端縁に接触させてなる回路基
   板におけるスルホールの形成方法。
2. （２）前記充填部材は、回路基板をＸＹ方向に移動する
   テーブル機構と充填部材圧出機構とを有するスルーホー
   ル形成装置によって厚膜回路基板上の透孔に挿入するよ
   うにしたことを特徴とする請求項（１）記載の回路基板
   におけるスルーホールの形成方法。
3. （３）回路基板をＸＹ方向に移動するテーブル機構と、
   縮径により半径方向へ弾性力を生じる筒状の導電性充電
   部材圧出機構と、これら両機構の駆動を制御する制御手
   段とからなり、前記充填部材圧出機構を先端に充填部材
   の縮径手段を有し複数の充填部材を収納して上下動可能
   なノズル部と、ノズル部の開口端が、回路基板上の所定
   の透孔に対向した際、ノズル部内の充填部材を排出して
   縮径された状態の充填部材を透孔に挿入する圧出手段と
   、で構成したことを特徴とする回路基板におけるスルー
   ホール形成装置。
4. （４）外周部から中空部まで貫通する間隙を軸方向の全
   長にわたって形成した筒状の導電性充填部材であって、
   前記間隙を押圧閉塞することによつて縮径した状態で回
   路基板に設けた透孔に挿入し、半径方向への弾発力によ
   って透孔内に保持するとともにその上下両端が透孔の上
   下両端縁に接触するようにした回路基板におけるスルー
   ホール充填部材。