JPH02166792A - 多層スルーホールおよびその形成方法 - 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、基板に形成された透孔に複数のスルーホー
ル回路を形成する多層スルーホールおよびその形成方法
に関する。

〔従来の技術〕

２以上のパターン面を有する多層プリント基板を設計す
る場合、電子部品の実装効率を向上させる目的で、各層
の導体パターンを電気的に接続することが行われる。こ
のような要求を満たすために、基板を貫通してスルーホ
ール回路を形成することがしばしばある。

従来、スルーホール回路は、基板を貫通して設けた透孔
の内壁面に導体を付着させ、この導体を介して各導体パ
ターン間を電気的に接続したものとなっている。そして
、そのスルーホール回路の形成には、導体パターンの形
成時に、主にエツチングやメツキの工程を繰り返して行
う方法が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、基板の表裏両面に形成された導体パターンに
スルーホール回路を介在させる場合には、基板の表裏面
に貫通させた透孔に１つのスルーホール導体を設置して
いる。このようなスルーホール回路は、要求に応じて基
板の各所に設置するものとすると、スルーホールの増加
に比例して基板における電子部品の実装有効面積を縮小
させることになり、その分だけ部品の集積化を妨げてし
まうことになる。そして、主にエツチングやメツキの工
程を繰り返すスルーホール回路の形成方法で６よ、例え
ば、混成集積回路の基板に使用されるセラミック基板に
対しては、これを適用することが難しい。

そこで、この発明は、基板に設けた透孔に２以上のスル
ーホール導体を設けることによって複数のスルーホール
回路を共用させ、基板への電子部品の実装密度を向上さ
せることができ、なおかつ、セラミックなどで形成され
た基板にも適用することができる多層スルーホールおよ
びその形成方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段］ この発明の多層スルーホールは、基板に形成した透孔に
少なくとも２以上のスルーホール導体を両者間に誘電体
層を挟んで設置したことを特徴とするものである。

そして、この発明の多層スルーホールの形成方法は、基
板面に開口した透孔の周縁部にスクリーン印刷によって
導体ペーストを塗布し、この導体ペーストを前記透孔の
内壁面に流動させた後、この導体ペーストを乾燥、焼成
して第１のスルーホール導体を形成する工程と、前記第
１のスルーホール導体を形成した前記透孔の周縁部にス
クリーン印刷によって誘電体ペーストを塗布し、この誘
電体ペーストを前記透孔の内壁面に流動させた後、この
誘電体ペーストを乾燥、焼成して誘電体層を形成する工
程と、前記誘電体層を形成した前記透孔の周縁部にスク
リーン印刷によって導体ペーストを塗布し、この導体ペ
ーストを前記透孔の内壁面に流動させた後、この導体ペ
ーストを乾燥、焼成して第２のスルーホール導体を形成
する工程とからなることを特徴とするものである。

（作　　　用〕 この発明の多層スルーホールでは、基板の表裏両面を貫
通して設けた透孔に少なくとも２以上のスルーホール導
体を両者間に誘電体層を挾んで設置することにより、２
以上のスルーホール導体間の電気的な絶縁を誘電体層を
以て保持し、透孔に２以上のスルーホール回路を電気的
に独立して形成する。

そして、この発明の多層スルーホールの形成方法によれ
ば、基板面に開口した透孔の周縁部にスクリーン印刷に
よって導体ペーストを塗布し、この導体ペーストを透孔
の内壁面に流動させた後、この導体ペーストを乾燥、焼
成して第１のスルーホール導体を形成し、第１のスルー
ホール導体を形成した透孔の周縁部にスクリーン印刷に
よって誘電体ペーストを塗布し、この誘電体ペーストを
透孔の内壁面に流動させた後、この誘電体ペーストを乾
燥、焼成して誘電体層を形成し、誘電体層を形成した透
孔の周縁部にスクリーン印刷によって導体ペーストを塗
布し、この導体ペーストを透孔の内壁面に流動させた後
、この導体ペーストを乾燥、焼成して第２のスルーホー
ル導体を形成する。

〔実　施　例〕

第１図は、この発明の多層スルーホールの実施例を示す
。

第１図の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、アルミナセ
ラミックなどからなる基板２の所定の位置には、第１の
スルーホール導体４Ａおよび第２のスルーホール導体４
Ｂで構成される多層スルーホールが、両者間に設置され
た絶縁手段としての誘電体層６を介して基板２の表面Ｓ
と裏面Ｒとを貫通する透孔８を共有して同心円状に設置
されている。そして、基板２の表面Ｓおよび裏面Ｒに臨
む各スルーホール導体４Ａ、４Ｂの周辺には、所望の電
子回路に応じた各導体パターンＩＯＡ、１０Ｂ、１０Ｃ
１１０Ｄがそれぞれ設置されており、基板２の表面Ｓと
裏面Ｒとの間の対応する導体パターンＩＯＡ、ＩＯＢと
、導体パターン１０Ｃ，ＩＯＤとが、スルーホール導体
４Ａ。

４Ｂを介して電気的に接続されている。なお、各スルー
ホール導体４Ａ、４Ｂおよび各導体パターンＩＯＡ〜Ｉ
ＯＤは個別に形成されるものではなく、電気的な接続関
係を有するもの同士については同時に形成される。

また、各スルーホール導体４Ａ、４Ｂおよび誘電体層６
の設置状態については、第１図の（Ｃ）に示すように、
基板２の透孔８に第１のスルーホール導体４Ａが設置さ
れ、スルーホール導体４Ａを被覆して誘電体層６が設置
され、さらに、誘電体Ｎ６の上に第２のスルーホール導
体４Ｂが設置されたものとなっている。また、各スルー
ホール導体４Ａ、４Ｂと各導体パターンｌ０Ａ−１０Ｄ
との接続状態については、第１図の（Ｄ）に示すように
、基板２の表面Ｓの導体パターンＩＯＡと裏面只の導体
パターンＩＯＢとがスルーホール導体４Ａを以て接続さ
れており、また、基板２の表面Ｓの導体パターン１０Ｃ
と裏面Ｒの導体パターンＩＯＤとがスルーホール導体４
Ｂを以て接続されている。

このように、各スルーホール導体４Ａ、４Ｂが、誘電体
Ｎ６を以て絶縁が保持されて各導体パターンＩＯＡ〜Ｉ
ＯＤに接続されることにより、それぞれ電気的に独立し
たスルーホール回路が透孔８に形成されることになる。

次に、第２図は、多層スルーホールの形成方法の実施例
を示す。

第２図の（Ａ）に示すように、所定の肉厚を有する基板
２の所定の位置には、その表面Ｓと裏面Ｒとを貫通して
、円形断面を有する透孔８が設けられる。透孔８の口径
は、透孔８の周縁部１２および内壁面１４にわたって形
成される第１のスルーホール導体４Ａおよび第２のスル
ーホール導体４Ｂとともに、絶縁物としての誘電体層６
の各膜厚を考慮して決定される。

そこで、基ｖｉ、２の表面Ｓには、第２図の（Ｂ）に示
すように、スルーホール導体４Ａと、導体パターンＩＯ
Ａ、１０Ｃとを形成するための導体ペースト１６が、ス
クリーン印刷により一時に塗布される。このとき、透孔
８の周縁部１２には、スルーホール導体４Ａを形成する
ための導体ペースト１６が透孔８の周縁部１２から円形
断面の中心方向に張り出すように塗布される。透孔８内
に張り出した導体ペースト１６は、透孔８の内壁面１４
に設置されるスルーホール導体４Ａを形成するためのも
のであり、その塗布量は、基板２の表面Ｓから透孔８の
内部に向かってスルーホール導体４Ａの２分の１以上が
形成されるように決定される。この導体ペースト１６の
塗布量は、そのチクソトロピック性を十分に考慮して設
定される。

導体ペースト１６が塗布された基板２には、その裏面Ｒ
から真空ポンプなどの吸気装置を用いることにより、矢
印Ｐで示すように、透孔８に基板２の表面Ｓから裏面Ｒ
に向かう吸気圧を作用させる。この結果、透孔８の周縁
部１２から透孔８内に張り出している導体ペースト１６
は、透孔８の内部に強制的に流動させられ、透孔８の内
壁面１４には、第２図の（Ｃ）に示すように、所定の量
の導体ペースト１６が塗布される。このような吸気装置
による吸気によって透孔８内への導体ペースト１６の移
動は、基板２に対する導体ペースト１６の塗布とともに
行うことが可能である。

そして、導体ペース）１６を塗布した基Ｆｊ、２は、１
５０°Ｃ前後の恒温槽に収容して３分間はど乾燥するこ
とにより、導体ペースト１６の固着が促進される。次に
、乾燥した導体ペースト１６を８５０°Ｃ前後の恒温槽
で焼成して固化し、スルーホール導体４Ａの一部と導体
パターンＩＯＡ、ＩＯＣとが形成される。

次に、基板２の表面Ｓへのスルーホール導体４Ａの一部
と導体パターンＩＯＡ、１０Ｃとが形成されると、基板
２の裏面Ｒから導体ペースト１６が塗布される。基板２
の裏面Ｒへの導体ペースト１６の塗布も、表面Ｓ側と同
様の方法で成され、第２図の（Ｄ）に示すように、基板
２の裏面Ｒからスルーホール導体４Ａと、導体パターン
１０Ｂ、１０Ｄとを形成するための導体ペースト１６が
、スクリーン印刷により一時に塗布される。

透孔８の内壁面１４への導体ペースト１６の塗布も、真
空ポンプなどの吸気装置により同様に成さ・れ、第３図
の（Ｅ）に示すように、透孔８の内壁面１４に流動した
導体ペースト１６は基板２の表面Ｓ側から形成されたス
ルーホール導体４Ａに接続される。

基板２の裏面Ｒへの導体ペースト１６の塗布を行った後
、再びこれを乾燥、焼成することにより導体ペースト１
６の固化が図られる。そして、基板２の表面Ｓおよび裏
面Ｒには、第３図の（Ｆ）に示すように、透孔８の内壁
面１４に沿ってスルーホール導体４Ａが完全に形成され
、導体パターンＩＯＡと導体パターンＩＯＢとがスルー
ホール導体４Ａを介して電気的に接続される。ここで、
形成を・完了したスルーホール導体４Ａおよび各導体パ
ターンＩＯＡ〜ＩＯＤの厚膜は、およそ１０μｍあれば
十分である。

次に、スルーホール導体４Ａが形成された基板２には、
第３図の（Ｇ）に示すように、スルーホール導体４Ａを
被覆して、その表面Ｓから誘電体ペースト１８が塗布さ
れる。この誘電体ペースト１８は、乾燥、焼成による固
化とともに良好な絶縁効果を有する誘電体層６となる。

ここで、誘電体ペースト１８の塗布は、その絶縁効果を
より向上させる目的で、膜厚が３０〜４０μｍはどにな
るように、その塗布を数回に分けて施すとよい。

透孔８の内壁面１４には、第４図の（Ｈ）に示すように
、基板２の裏面Ｒからも誘電体ペースト１日が塗布され
る。これも、導体ペース）１６の内壁面１４への塗布と
同様に、吸気圧を作用させ、誘電体ペース）１Ｂを強制
的に流動させて行われる。そして、第４図の（Ｉ）に示
すように、スルーホール導体４Ａの形成と同様に、誘電
体ペースト１８は乾燥、焼成の工程を経た後、所定の形
状の誘電体層６が形成される。

誘電体層６が形成された基板２の表面Ｓには、第４図の
（Ｊ）に示すように、誘電体層６の上に第２のスルーホ
ール導体４Ｂを形成するための導体ペース）１６が塗布
され、導体パターンＩＯＣとの接続が図られる。次に、
基板２の裏面Ｒからも導体ペースト１６が塗布され、導
体パターン１０Ｄとの接続が図られ、第４図の（Ｋ）に
示すように、乾燥、焼成の工程を経て、誘電体層６の上
に所定の形状のスルーホール導体４Ｂが形成される。

以上、２Ｎ構造の多層スルーホールおよびその形成方法
について説明したが、いっそうの多層化を望む場合には
、誘電体層６を介して順次、導体ペースト１６を塗布す
ることにより、第３、第４のスルーホール導体４を形成
していけばよい。この場合、スルーホール導体４および
誘電体層６の膜厚による透孔８の口径の縮小を考慮して
、予め、基板２の形成の時点から透孔８の口径を大きめ
に形成しておく必要がある。

また、この実施例では、混成集積回路に使用されるアル
ミナセラミックなどの基板２に形成した多層スルーホー
ルについて説明したが、基板２の種類はこれに限定され
るものではなく、スクリーン印刷による印刷回路の形成
が可能な基板２に対しては、この発明の多層スルーホー
ルおよびその形成方法を同様に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の多層スルーホールによ
れば、基板上の透孔に２以上のスルーホール導体を形成
することができるので、透孔の設置数を減少させること
ができ、その結果、電子部品の実装効率を向上させるこ
とができる。

そして、この発明の多層スルーホールの形成方法によれ
ば、スクリーン印刷により導体ペーストおよび誘電体ペ
ーストを塗布するので、セラミック基板にも多層スルー
ホールを容易に形成することができ、混成集積回路に用
いられる基板のパターン設計を有効に行うことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の多層スルーホールの実施例を示す構
成図、第２図ないし第４図）まこの発明の多層スルーホ
ールの形成方法の実施例を示す工程図である。 ２・・・基板 ４Ａ・・・第１のスルーホール導体 ４Ｂ・・・第２のスルーホール導体 ６・・・誘電体層 ８・・・透孔 １２・・・周縁部 １４・・・内壁面 ：透孔 周縁部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．基板に形成した透孔に少なくとも２以上のスルーホ
   ール導体を両者間に誘電体層を挟んで設置したことを特
   徴とする多層スルーホール。
2. ２．基板面に開口した透孔の周縁部にスクリーン印刷に
   よって導体ペーストを塗布し、この導体ペーストを前記
   透孔の内壁面に流動させた後、この導体ペーストを乾燥
   、焼成して第１のスルーホール導体を形成する工程と、 前記第１のスルーホール導体を形成した前記透孔の周縁
   部にスクリーン印刷によって誘電体ペーストを塗布し、
   この誘電体ペーストを前記透孔の内壁面に流動させた後
   、この誘電体ペーストを乾燥、焼成して誘電体層を形成
   する工程と、 前記誘電体層を形成した前記透孔の周縁部にスクリーン
   印刷によって導体ペーストを塗布し、この導体ペースト
   を前記透孔の内壁面に流動させた後、この導体ペースト
   を乾燥、焼成して第２のスルーホール導体を形成する工
   程とからなることを特徴とする多層スルーホールの形成
   方法。