JPH0311904Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

産業上の利用分野 本考案は、基板の表面側と裏面側とをスルーホ
ール導電部で電気的に接続する電子回路用基板に
関するするものである。 従来技術 電子回路用基板の表裏両面を電気的に接続する
スルーホール導電部としては、基板の貫通孔の内
面及び該貫通孔の両開口端周辺部に形成されたメ
ツキ層からなるものと、基板の貫通孔内面及びそ
の両端開口部周辺に形成された導電塗料層からな
るものとが知られているが、メツキ層からなるス
ルーホール導電部は、吸湿及び乾燥の繰返しや冷
熱サイクルによつて生じる基板の膨脹収縮に追従
し難いため、基板が膨脹収縮すると貫通孔の開口
端付近でクラツクが生じて断線に至ることがあつ
た。特に基板として吸湿性が大きい紙フエノール
樹脂積層基板が用いられる場合には、吸湿及び乾
燥に伴う基板の膨脹収縮が甚だしいため、メツキ
層にクラツクが生じ易く、信頼性に乏しかつた。
またメツキによるスルーホール導電部は、基板の
貫通孔の内面及びその両端開口部付近にパラジウ
ム液の如きメツキ付与性の液を塗布した後、基板
をメツキ液に浸漬することにより形成するが、こ
の場合少なくとも10時間程度メツキ液に付けてお
くことが必要であるため、製造に多くの時間がか
かる欠点があつた。またメツキを行うに先だつて
メツキを施さない箇所をマスクする必要があるた
め工数が多くなり、製造能率が悪くなる欠点もあ
つた。 一方導電塗料を用いたスルーホール導電部は、
基板の膨脹収縮にも良く追従するため、クラツク
が生じることが無いが、この場合はスルーホール
導電部に対して半田付けを行うことができないた
め、基板に電子部品を取付ける場合に問題があつ
た。 そこで基板の貫通孔の内面及びその両端開口部
周辺に導電塗料を塗布した後、該導電塗料の層の
上に化学メツキを施して半田付けを可能にしたス
ルーホール導電部が、特公昭58−7079号、特公昭
57−41120号、特公昭57−16192号、特開昭56−
88394号、特公昭57−22432号等により提案されて
いる。しかしながら、この様な構造にした場合に
は、導電塗料層をメツキ液に浸漬した際にメツキ
液が導電塗料層に浸透して導電塗料層中の樹脂を
劣化させるという問題が生じた。このように導電
塗料層中の樹脂が劣化すると、特に基板に予め設
けられている銅箔部分のように、表面が平坦な導
電部に対する導電塗料層の接着力が弱くなり、後
で半田付けを行つた際等に熱を受けると、導電塗
料層が導電部から剥離する等のトラブルを生じる
ことがあつた。また導電塗料は耐熱性が低いた
め、その上にメツキを施したスルーホール導電部
は耐熱性が劣り、該メツキ層に対して半田付けを
施す際の耐熱性能を向上させることができなかつ
た。 考案の目的 本考案の目的は、基板の膨脹収縮により亀裂が
生じることがない上に半田付け性を有し、しかも
金属箔からなる基板上の平坦な導電部との接着強
度が低下することがなく、剥離強度が高いスルー
ホール導電部を備えた電子回路用基板を提供する
ことにある。 考案の構成 本考案は、少なくとも一面に金属箔からなる平
坦な導電部を有する基板の両面を該基板に設けた
貫通孔を通して形成したスルーホール導電部によ
り電気的に接続してなる電子回路用基板であつ
て、本考案においては、前記導電塗料層の前記平
坦な導電部に接触している部分を覆うように接着
材料層が形成され、粉状導電物質からなる中間導
電層が前記接着材料層により前記導電塗料層に対
して接着されている。そして前記中間導電層の表
面と該中間導電層により覆われていない導電塗料
層の表面とを覆うように導電メツキ層が形成され
ている。 本考案が対象とする電子回路用基板は、複数の
電子部品が取付けられる印刷回路基板等に限られ
るものではなく、可変抵抗器用基板のような単一
電子部品の基板をも包含する。 接着材料層を形成する接着材料としては、封孔
性及び耐熱性の優れた材料、例えばエポキシ系の
接着材料を用いる。 中間導電層は接着材料層が接着性を失わない状
態にあるときに該接着材料層の上に粉状導電物質
をふりかける等の方法により形成される。この中
間導電層を形成する粉状導電物質は、導電性の良
好な金属の粉末であればよいが、この粉状導電物
質としては、例えば銅の粉末や銀の粉末が好適で
ある。 上記のようにメツキ層と基板との間に導電塗料
層を介在させるようにすれば、スルーホール導電
部の剥離強度を大幅に向上させることができる。
すなわち、一般に導電塗料は、銀等の導電材料成
分と樹脂成分とを混合したものからなり、導電性
を発現させる為には、樹脂成分を40％以下に抑え
る必要があるとされているが、この様な導電塗料
を印刷乾燥させた場合は、導電塗料層中に無数の
気孔が形成され、該導電塗料層は液が浸透し易い
多孔質の状態となる。従つてこの導電塗料層の上
に直接メツキを施した場合には該導電塗料層中に
メツキ液が浸透して樹脂成分の接着力を弱め、該
導電塗料層が平坦な導電部から剥離し易くなる。
しかるに本考案のように、導電塗料層の、基板上
に形成された平坦な導電部に接触している部分の
上に封孔性が良好な接着材料層が形成され、粉状
導電物質からなる中間導電層が該接着材料層によ
り導電塗料層に対して接着されていると、接着材
料層の封孔性により導電塗料層の気孔を埋めて該
導電塗料層内にメツキ液が浸透するのを阻止でき
るため、メツキの際にスルーホール導電部と基板
上の平坦な導電部との接着強度が弱くなるのを防
ぐことができる。なお貫通孔の内面には導電塗料
層が直接接触しており、該導電塗料層中の樹脂成
分がメツキ液の影響を受けるが、貫通孔の内面は
金属箔等からなる平坦な導電部の表面とは異な
り、粗面になつているため、導電塗料層と貫通孔
内面との結合は非常に強固である。従つて貫通孔
の内面部分において導電塗料層中の樹脂成分が多
少メツキ液により劣化されても接着強度には殆ど
影響が無い。 また上記のように、スルーホール導電部の表面
層をメツキ層により構成すると、スルーホール導
電部に半田付け性をもたせることができるので、
基板に電子部品を装着するに当たつて電子部品の
リードをスルーホール導電部に直接半田付けする
ことができ、部品の取付けを容易にすることがで
きる。特に上記のように、平坦な導電部に接続さ
れる部分に粉状導電物質からなる中間導電層が形
成され、該中間導電層の上にメツキが施されてい
ると一般に粉状導電物質からなる導電層は導電塗
料層に比べて熱に対して強いため、半田付けを行
つた際にスルーホール導電部が半田により食われ
る現象が生じるのを防ぐことができる。 また上記のようにメツキ層と基板との間に導電
塗料層を介在させるようにすれば、基板の膨脹収
縮を導電塗料層で吸収してメツキ層に無理がかか
るのを防ぐことができるので、メツキ層に亀裂が
生じるのを防止することができる。 更に上記のように、導電塗料層の上にメツキ層
を形成する構造をとると、メツキ層の厚みを薄く
することができるので、スルーホール導電部をメ
ツキ層のみで形成する場合に比べてメツキ層の形
成に要する時間を大幅に短縮することができる。 実施例 以下添附図面を参照して本考案の実施例を説明
する。 第１図は本考案の一実施例を示したもので、同
図において１は表面に銅箔からなる平坦な導電部
２か予め形成された紙フエノール樹脂積層基板で
あり、本実施例では導電層２が第２図に示すよう
に帯状の配線部分２ａと基板の裏面に接続される
円板状の端子部分２ｂとを有している。スルーホ
ール導電部により裏面と接続すべき導電部２の端
子部分２ｂと基板１とを貫通して貫通孔３が形成
されている。４は導電部２の、貫通孔３の開口部
を囲む領域と貫通孔３の内面とを覆うように形成
された導電塗料層である。この導電塗料層４は銀
塗料や銅塗料のように樹脂中に導電材料を混入し
て導電性をもたせたものからなつている。５は導
電塗料層４の平坦な導電部２に接触している部分
を覆うように形成された接着材料層、６は該接着
材料層の上に粉状導電物質をふりかけることによ
り形成された中間導電層である。本実施例では、
これら接着材料層及び中間導電層が第２図に示す
ように貫通孔３の開口部から放射状に伸びるパタ
ーンで設けられ、これら両層の導電部２の配線部
分２ａに沿つた部分が該配線部分とほぼ平行に伸
びるように延長されて配線部分２ａより幅が狭い
延長部７が形成されている。８は中間導電層６の
表面と中間導電層により覆われていない導電塗料
層４の表面と平坦な導電層２の表面とを覆うよう
に化学メツキにより形成されたメツキ層である。
尚第２図においてはこのメツキ層の図示が省略さ
れている。上記導電塗料層４、接着材料層５、中
間導電層６及びメツキ層８により本考案のスルー
ホール導電部が構成されている。 上記のようなスルーホール導電部を備えた電子
回路用基板を製造するには先ず、基板１の表面の
導電部２（銅箔部分）の表面の酸化物を除去した
後、貫通孔３の開口部周辺及び貫通孔３の内面を
覆うように銀塗料を付着して乾燥し、導電塗料層
４を形成する。この導電塗料層４の形成は、例え
ば銀塗料を付着した細棒を貫通孔３に挿入して往
復移動させる方法により行うことができる。スル
ーホール導電部を透孔状に形成して該スルーホー
ル導電部に電子部品のリード線を挿入し得るよう
にするため、導電塗料層４の形成の際に貫通孔３
が導電塗料により充填されるのを防ぎ、導電塗料
層の内側に透孔が形成されるようにする必要があ
る。そのためには、導電塗料を塗布した後、導電
塗料が流動性を有する状態にあるときに基板１を
回転ドラムの内周に配置して該ドラムを回転させ
ることにより貫通孔の軸線方向に遠心力を作用さ
せる方法をとるのが好ましい。この様な方法をと
ると貫通孔内の余分な導電塗料が遠心力により貫
通孔の外部に流出する為、貫通孔の内面に均一に
導電塗料を付着させることができ、導電塗料層の
内側に均一な内径の透孔を形成することができ
る。 上記のようにして導電塗料層４を形成した後、
封孔性及び接着性に優れた接着剤、例えばエポキ
シメラミン樹脂の液をスクリーン印刷により貫通
孔３の開口部周辺の導電部に所定のパターンで付
着させ、接着材料層５を形成する。次いでこの接
着材料が硬化する前に、即ち接着性を保持してい
る状態で該接着材料層５の上に粉状の導電物質を
ふりかけ、中間導電層６を形成する。この場合用
いる粉状導電物質としては銅の粉末や銀の粉末が
好適である。 上記の接着材料層が硬化し、中間導電層６が導
電塗料層４に対して固定された後、基板を例えば
化学銅メツキ液に浸漬し、中間導電層の表面と該
中間導電層により覆われていない導電塗料層の表
面と中間導電層の周辺部とに銅メツキを施し、メ
ツキ層８を形成する。この場合メツキ層は導電塗
料層４の表面と、中間導電層６の表面と平坦な導
電部２の表面とにのみ付着するので、マスクを施
す必要がなく、従来のものに比べて製造工数を削
減することができる。 尚実験によると、上記メツキ液への浸漬は90分
程度行えば充分であり、メツキ層のみによりスル
ーホール導電部を形成する場合に基板を10時間以
上もメツキ液に浸漬しておく必要があるのに比べ
てメツキ工程に要する時間を大幅に短縮できるこ
とが明らかになつた。 上記の例では片面に金属箔からなる導電部２が
予め形成されている基板１を用いたが、第３図に
示すように両面に金属箔の導電層２，２が形成さ
れている基板を用いて該基板の両面の導電層をス
ルーホール導電部により電気的に接続する場合に
も全く同様に本考案を適用できるのは勿論であ
る。この場合は、導電塗料層４の両端の、導電部
２，２をそれぞれ覆う部分の表面に接着材料層
５，５を形成し、両接着材料層５，５の上に粉状
導電物質からなる中間導電層６，６を形成した後
メツキ層８を形成する。 また第４図に示すように、基板の裏面側に導電
塗料や抵抗体塗料を用いて印刷により回路パター
ン９を形成して該回路パターンの一部をスルーホ
ール導電部の導電塗料層４の端部に重ねて接続す
る場合にも本考案を適用することができる。この
場合接着材料層５及び中間導電層６は平坦な導電
部２が存在する基板１の表面側にのみ設ければよ
い。 次に本考案の効果を確認するために行つた実験
について述べる。実験では基板として紙フエノー
ル樹脂積層基板を用い、導電塗料層４を形成する
導電塗料として銀塗料を用いた。また接着材料層
５はエポキシを主剤としてメラミン等を添加し更
に印刷性を持たせるためにエアロジル等のフイラ
ーを添加したエポキシメラミン樹脂液により形成
し、中間導電層を銅の粉末により形成して、
PH12〜13のアルカリ銅メツキ液を用い、基板を
該メツキ液中に40〜50℃で約60分浸漬することに
より３〜5μのメツキ層を得た。 上記本考案のようにスルーホール導電部を形成
した基板と、基板の貫通孔に導電塗料層を形成す
ることなく無電解メツキによりスルーホール導電
部を形成した従来の基板とについて、接着テープ
剥離試験を行つた所、次表の結果を得た。

【表】 上記の表から明らかなように、スルーホール導
電部に接着材料層及び中間導電塗料層を設けない
従来の電子回路用基板では、５回目の剥離テスト
で全てのサンプルに剥離が生じたが、本考案のよ
うにスルーホール導電部に接着材料層と中間導電
層とを設けた電子回路用基板では、10回の剥離テ
ストを行つても全く剥離を生じなかつた。 次に1.5×1.5mm，2.0×2.0mm及び2.5×2.5mmの３
種類の正方形のパターンを有する銅箔を表面に固
着した基板を多数個用意し、各寸法の導電部の上
に銀塗料により導電塗料層を形成した後該導電塗
料層の上に直接銅メツキを施したサンプルと、上
記各寸法の導電部の上に接着材料層を介して中間
導電層を形成した後に銅メツキを施したサンプル
とについて、パターン剥離試験を行つた。この試
験においては各パターンのメツキ層の上にリード
線を半田付けし、該リード線に付与する引張り力
を徐々に増大させて剥離が生じたときの引張り力
を測定した。その結果は第５図に示す通りであ
り、同図において折れ線ａは銅箔の上に銀塗料を
塗布して該銀塗料層の上に直接銅メツキを施した
場合を示し、折れ線ｂは銅箔の上に銀塗料を塗布
した後、該銀塗料層の上に接着材料層を介して中
間導電層を形成して該中間導電層の上に銅メツキ
を施した場合を示している。第５図は結果から、
本考案のように接着材料層と中間導電層とを形成
すると、剥離強度を大幅に高め得ることが分る。 次に本考案の電子回路用基板におけるスルーホ
ール導電部と、貫通孔の内面及びその両端開口部
周辺に銀塗料層を形成して該銀塗料層の上に直接
銅メツキを形成した従来の基板におけるスルーホ
ール導電部とについて半田食われ性の試験を行つ
た所第６図の結果を得た。第６図において、折れ
線ａは従来の基板におけるスルーホール導電部の
場合であり、折れ線ｂは本考案の基板におけるス
ルーホール導電部の場合である。第６図において
横軸は半田付けの温度を示し、縦軸は各温度に耐
えられる時間を示している。すなわち、第６図の
各折れ線より上方の領域では半田食われ現象が生
じることを示している。この試験結果から、本考
案によれば、半田付け時の耐熱性を大幅に向上さ
せ得ることが分る。 次に第７図は、温度サイクル試験の結果を示し
たもので、この試験では、紙フエノール積層基板
にパンチングにより形成した貫通孔の内面及びそ
の両端開口部付近にパラジウム溶液を塗布した後
銅メツキを施した従来の基板におけるスルーホー
ル導電部と、本考案の基板におけるスルーホール
導電部とについて、半田付けを施した後、−65℃
で30分→常温で５分→＋125℃で30分→常温で５
分→−65℃で30分の温度サイクルを繰返して、各
サイクルが終了する毎にスルーホール導電部の抵
抗値を測定した。尚縦軸は各サイクル終了時の抵
抗値を初期抵抗値に対する割合い（％）で示して
いる。この試験結果から、従来の基板におけるス
ルーホール導電部では温度サイクルの繰返しによ
り抵抗値が増大してついには断線に至るが、本考
案の基板におけるスルーホール導電部は温度サイ
クルを繰返しても抵抗値がほとんど変化しないこ
とが分る。 上記の例では紙フエノール樹脂積層基板を用い
たが、セラミツク基板を用いて上記と同様の構造
のスルーホール導電部を形成した場合にも全く同
様の効果を得ることができる。 考案の効果 以上のように、本考案によれば、接着材料層の
封孔性により導電塗料層にメツキ液が浸透するの
を阻止できるため、導電塗料層の平坦な導電部に
対する接着強度を高く維持することができ、スル
ーホール導電部の端部の剥離強度を高くすること
ができる。また導電塗料層の平坦な導電部に接続
される部分に耐熱性の高い粉状導電物質からなる
中間導電層を形成して、該中間導電層の上にメツ
キを施しているので、半田付けを行つた際にスル
ーホール導電部が半田により食われる現象が生じ
るのを防ぐことができ、半田が施される可能性が
最も強い貫通孔の開口部周辺の平坦な導電部付近
の半田付け性を大幅に向上させることができる利
点がある。これら効果により、従来の基板に比べ
て半田付け性が良好でしかも接着力が強固なスル
ーホール導電部を備えた電子回路用基板を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、及び第４図はそれぞれ本考案
の異なる実施例の構造を示す断面図、第２図は第
１図の実施例の要部の平面図、第５図乃至第７図
は本考案と従来のものとを比較するために行つた
試験の結果を示す線図である。 １……基板、２……平坦な導電部、３……貫通
孔、４……導電塗料層、５……接着材料層、６…
…中間導電層、７……延長部、８……メツキ層。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 少なくとも一面に金属箔からなる平坦な導電
   部を有する基板の両面を該基板に設けた貫通孔
   を通して形成したスルーホール導電部により電
   気的に接続してなる電子回路用基板において、
   前記スルーホール導電部は、前記基板の貫通孔
   の内面と該貫通孔の両端開口部周辺とを覆うよ
   うに形成されて少なくとも一端が前記平坦な導
   電部に接触している導電塗料層と、前記導電塗
   料層の前記平坦な導電部に接触している部分を
   覆うように形成された接着材料層と、前記接着
   材料層により前記導電塗料層に対して接着され
   た粉状導電物質からなる中間導電層と、前記中
   間導電層の表面と該中間導電層により覆われて
   いない導電塗料層の表面とを覆うように形成さ
   れた導電メツキ層とを具備したことを特徴とす
   る電子回路用基板。 (2) 前記接着材料層は前記平坦な導電部の上に放
   射状のパターンで設けられていることを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第１項に記載の電
   子回路用基板のスルーホール導電部。