JPH02265296A - 印刷配線基板の製造方法 - 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〉 この発明はプリント配線基板の製造方法に関するもので
あり、特に表面および裏面に銅箔が貼着された基板にパ
ンチング孔を穿設し、該パンチング孔に銀、銅、カーボ
ンなどの導電性ペーストを埋めてスルーホールを形式す
る方法に関するものである。

〈従来の技術〉 第９図〜第１５図はスルーホールを作成するための従来
の方法を示した図で、すべて断面図で表されている。

第９図はプリント配線用の両面銅張積層板９の部分断面
図である。３は祇フェノール、祇エポキシ、コンボジフ
ト等の基材を表している。これらの基材には、繊維１１
が水平方向に入っている。

基材３の厚みは、０．８〜１．６ｍｍが普通である。基
材３の表面及び裏面には、それぞれ銅箔１、銅箔２が貼
着されている。銅箔の厚みは、１８μｍ両面又は３５μ
ｍ両面である。

先ず、第１０図を参照して、パンチング用ピン（図示せ
ず）を用いてパンチング孔４を基板９に穿設する。ピン
径は、１．０〜２．０鶴が普通である。この時、バンキ
ング孔断面は、図のように鼓状になる。また、その詳細
は後述するが、表面側の銅箔１にはパリあるいはカエリ
８が形成される。

次に、第１１図を参照して、パンチング孔４の直下に予
め銀、銅またはカーボンなどのペースト５を溜めた容器
７を適宜対置させる。次に、上方からビン６をパンチン
グ孔４を貫通させ、ペースト５内に降下進入させる。こ
のとき、ビン６の先端に容器７中のペースト５が付着す
る。次いで、ビン６の先端にペースト５を付着させた状
態で、ビン６を北方に上げてゆくと、第１２図に示すよ
うに、ペースト５がパンチング孔４に埋められてゆく２
次いで、ビン６をパンチング孔４から抜き去ると、第１
３図に示すようにペースト５がパンチング孔４に付着し
てスルーホールが形成される。

次に、上記のようにして形成されたスルーホール基板（
第１４図）において、ポリイミド系又はエポキシ系の樹
脂の被膜１５を基板の両面に形成する（第１５図）。こ
のポリイミド系又はエポキシ系の樹脂の被膜を形成する
目的は、基板の表裏面の電気絶縁性の確保と、特に銀ペ
ーストを用いた銀スルーホール基板に於て、基板の表面
又は裏面で銀イオンが移動する現象（移行又はマイグレ
ーションという）を防止するためである。特に、このプ
リント基板が機器に実装されて使用される場合、電圧負
荷となった場合には顕著に現れるのがマイグレーション
の特徴である。なお、マイグレーションについては後で
詳述する。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上述した従来の方法に於て、２つの問題
点がある。その第１は、パンチングを行う際に、銅箔１
が貼着されたままの状態で基板９を表側からパンチング
用ビンにて叩くため、このパンチング用ビンが上に持ち
上がる際に、基板９の表側の銅箔１に第１０図に示すよ
うにパリやカエリ８が発生する。そのため、第１１図〜
第１３図に示したような方法によって導電性ペースト５
をパンチング孔４内に充填しようとすると、パリやカエ
リ８が存在する箇所にはペースト５が薄く付く（第１３
図参照）。その結果、ペースト５の厚みがコーナ一部分
からペースト５と銅箔１との接合部分にかけて不均一と
なり、半田付は時にたとえば２４０℃で４〜５秒間加熱
すると、パリやカニす８が存在する部分にクラックが発
生することがある。これは基板９の厚み方向の熱膨張の
際に、最もペースト厚の薄い箇所にストレスが集中する
ためである。このため、従来の方法ではスルーホールの
信頼性に問題があった。

第２の問題点は、前述したマイグレーション現象である
。この現象は、充填した導電性ペーストの種ｔｎによっ
てその程度に差があり、これまでの説明例では、恨〉銅
〉カーボンの順である。マイグレーションは、導電物質
（Ｓ艮、１同、カーボン）の間の電気絶縁物質中をイオ
ン化した金属が移行する現象であるので、配線パターン
間同志、配線パターンとスルーホール間、スルーホール
間と３通りの経路が考えられるが、最後に挙げたスルー
ホール間が最もマイグレーションの頻度が高いといえる
。

その理由を第１６図〜第１８図を参照して説明する。第
１６図、第１７図、第１８図は、それぞれ配線パターン
間同志、配線パターンとスルーホール間、スルーホール
間について説明するための図である。これ迄のプリント
配線板に於けるマイグレーションの諸調査・研究の成果
によれば、移行（マイグレーション）は金属や金属ペー
スト等を始点又は終点１０とし、基板の繊維１１に沿っ
て進行する。即ち、基板の繊維１１が金属イオンの通り
路と見ることが出来る。さて、パターン間同志及びパタ
ーンとスルーホール間（第１６図及び第１７図）に於て
は移行の始点又は終点１０と繊維１１との間に電気絶縁
物からなる間隔１２が存在する場合が有り、マイグレー
ションは起こりにくいのに対し、スルーホール間（第１
８図）では、移行の始点又は終点１０と繊維１１との間
には、全（絶縁物の間隔が存在しないため、マイグレー
ションは起こりやすいと言える。なお、パターン間同志
及びパターンとスルーホール間においても、間隔１２が
存在しない場合も有り得る。

さて、従来の方法によれば、ポリイミド系又はエポキシ
系の樹脂の被膜を基板の表裏面に施すことにより前記の
パターン間同志及びパターンとスルーホール間のマイグ
レーション防止はなされている。しかし、この方法に於
ても、スルーホール間のマイグレーション防止には成功
していない。

これが、従来技術の問題点の第２のもので、換言すれば
スルーホール間のマイグレーション発生の危険性を残し
ているということである。

〈課題を解決するための手段〉 この発明は上記のような２つの問題点を解決するために
なされたもので、スルーホールの信頼性を上げ、かつ、
スルーホール間に於てもマイグレーションの起こりにく
いプリント配線基板の製造方法を提供することを目的と
する。

上記の目的を達成するために、本発明においては、パン
チング孔を基板に穿設するに先立ち、パンチング孔より
大きな孔径で基板のパンチング孔の形成予定部分を含む
位置にドリリング孔をあけておき、その後で未硬化の樹
脂をドリリング孔に流しこみ、硬化させて孔を樹脂で埋
める。その後、樹脂にパンチング孔を開け、後は従来と
同様にパンチング孔に導電性ペーストを充填する。

〈作用〉 まず、パンチング孔を基板に穿設するに先立ち、ドリリ
ングによってパンチング孔より大きい径の孔を開けるこ
とにより、パンチング孔の形成予定部分を含む所定領域
の基材及び銅箔が除去される。

そのため、樹脂充填後のパンチング孔の穿設の際の銅箔
のパリ及びカエリの発生が防止される。すなわち、パン
チングの領域に銅箔が無いからである。したがって、パ
リやカエリのないパンチング孔にペーストを充填した場
合、ペーストの厚みはコーナ一部分からペーストと銅箔
との接合部分にわたって均一となる。

次に、マイグレーションについて考える。今迄の説明か
ら、マイグレーションは金属イオン（銀イオン、銅イオ
ン）が紙などの繊維（祇フェノールや祇エポキシの場合
は紙繊維、コンポジットの場合はガラスマットやガラス
ペーパーの各繊維）を通路として金属（又は金属ペース
ト）間を移動するというものであった。ところが、本発
明の場合は、銀、銅（カーボン）などの金属ペーストと
繊維との間には、基板の表裏面だけでなく、スルーホー
ルの内部迄、繊維を持たない樹脂が介在しているため、
金属イオンの通り路が遮断されている。従って、基板の
表裏に於ても、スルーホール間に於ても、マイグレーシ
ョンは発生しにくい。

〈実施例〉 以下、この発明の一実施例を第１図〜第８図に基づいて
説明する。第１図〜第８図はこの発明の一実施例を工程
順に示したもので、いずれも断面図で表されている。

第１図はプリント配線用の両面銅張積層板９の部分断面
図である。図において、９は基板であり、３は祇フェノ
ール、紙エポキシ、コンポジット等の基材である。この
基材３には繊維１１が水平方向に入っている。基材３の
表面および裏面には銅箔１、銅箔２がそれぞれ貼着され
ている。基板９の厚み及び銅箔１，２の厚みは従来のそ
れと同じである。

次に、第２図を参照して、パンチング孔の形成予定部分
に、これより大きな孔径のドリリング孔１３をあける。

パンチングのピン径が従来のそれと同じ＜、１．０〜２
　、Ｏｎ＋である場合、ドリリングの際のドリル径は２
．５〜３　、５　ｍｌが普通である。次に、第３図を参
照して、ドリリングした孔１３内に未硬化のエポキシ樹
脂１４をスクリーン印判により埋めこみ、エポキシ樹脂
１４を熱硬化させる。

次に、第４図を参照して、パンチングピン（図示せず）
を用いたパンチングにより、パンチング孔４をあける。

このとき図より明らかな様に、従来技術（第１０図）と
は異なり、パリ及びカエリの発生は防止されている。銅
箔１とパンチングビンとを接触させないようにしている
からである。次に、第５図を参照して、パンチング孔４
の直下に予メ恨ペースト、銅ペースト又はカーボンペー
ストなどの導電性ペースト５を溜めた容器７を適宜対置
させる。そして、上方からピン６をパンチング孔４内に
挿通し、ペースト５に降下進入させる。

そして、第６図を参照して、ピン６の先端に容器７中の
ペースト５を付着させた状態で、該ピン６を上昇させる
と、ピン６の周囲に付いたペースト５によりパンチング
孔４が充填されていく。そして、第７図に示すようなス
ルーホールが形成される。

第７図に於て、従来のようにカエリ及びパリが存在しな
いので、ペースト５の厚みはコーナ一部分からペースト
５と銅箔１，２との接合部分にわたって均一となってい
る。また、スルーホールはエポキシ樹脂１４により基材
の繊維１１と遮断されており、スルーホール間のマイグ
レーションの発生を防止している。

次に、第８図に示すように、ポリイミド系又はエポキシ
系の樹脂の被膜１５を基板の両面に形成する。このよう
に、ポリイミド系又はエポキシ系の樹脂の被膜を施した
ことにより、基板の表裏に於てもマイグレー’２ｑン発
生の防止がなされる。

さて、第８図に示す本実施例のプリント配線基板と第１
５図に示す従来例のプリント配線基板とを比べると、下
記２点の違いが発見される。

〈発明の効果〉 以上説明したように、この発明によれば、パンチング孔
を基板に穿設するに先立ち、ドリリングによりパンチン
グ孔の形成予定部分を含む所定領域の銅箔及び基材を除
去するので、パンチング孔を穿設する際に銅箔のパリ及
びカエリが発生しない。その結果、コーナ一部分からペ
ーストと銅箔との接合部分にわたって均等なペースト厚
を与え、後の半田付は工程においてペーストにかかる熱
ストレスを分散させることができ、クラックの発生が防
止でき、スルーホールの信頼性を向上させることができ
るという効果がある。

さらに、本発明によれば、スルーホール間のマイグレー
ション防止の効果ある。これは銅のマイグレーションに
関してであるが、［ベル研究所のＯｒ、　Ｌａｎｄｏら
はガラス布基材のプリント配線板についてガラス布に沿
った銅イオンの成長が起こることを報告している。」　
（工業調査会ｒ多層プリント配線板キーワード１００」
の第３版の２０ページ）という。ここでガラス布という
のはガラス繊維のことであるから、本発明のようにイオ
ンがそれを通路として移行していく繊維が絶縁物によっ
てイオンと遮断されていれば、スルーホール間のマイグ
レーション防止に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図、第６図、第
７図、第８図は本発明にかかわる基板の製造方法を説明
する断面図、 第９図、第１０図、第１１図、第１２図、第１３図、第
１４図、第１５図は従来技術による基板の製造方法を説
明する断面図、 第１６図、第１７図、第１８図は、マイグレーションの
説明用断面図である。 １．２・・・銅箔 ３・・・基材 ４・・・パンチング孔 ５・・・導電ペースト ６・・・ビン ７・・・容器 ８・・・パリ又はカエリ ９・・・基板 １０・・・金属又は金属ペースト （マイグレーションの始点又は終点） １１・・・基板の繊維 １２・・・金属又は金属ペースト （マイグレーションの始点又は 終点と基板の繊維との間の間隙） １３・・・ドリリング孔 ・エポキシ樹脂 ・ポリイミ ド系又はエポキシ系樹脂 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表面および裏面に銅箔が貼着された基板を貫通するパン
   チング孔を導電性樹脂が充満して表面と裏面の銅箔を電
   気的に接続したスルーホールを有する印刷配線基板の製
   造方法において、パンチング孔より大きい孔を上記基板
   のパンチング孔の形成予定箇所を含む領域に形成し、上
   記孔に電気絶縁性樹脂を充填し、上記孔に充填された上
   記電気絶縁性樹脂にパンチング孔を形成し、上記パンチ
   ング孔に導電性樹脂を充填することを特徴とする印刷配
   線基板の製造方法。