JPH03136290A - 樹脂回路基板及びその製造方法 - Google Patents

樹脂回路基板及びその製造方法

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JPH03136290A
JPH03136290A JP1274106A JP27410689A JPH03136290A JP H03136290 A JPH03136290 A JP H03136290A JP 1274106 A JP1274106 A JP 1274106A JP 27410689 A JP27410689 A JP 27410689A JP H03136290 A JPH03136290 A JP H03136290A
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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 本発明は、電子回路基板に関するものであり、特に樹脂
ベースで構成される樹脂回路基板とその製造方法に関す
るものである。
従来の技術 従来の樹脂回路基板は、ガラスエポキシあるいは紙エポ
キシ、紙フエノール、ガラスポリイミド等の複合樹脂材
料で構成されたベース基板に、銅箔等が張り付けされさ
らにエツチング手法等によりパターニングされて配線基
板を製造し、配線基板上に電子部品を配置し、電子部品
の電極部と配線基板上の電極部とを半田等の金属合金に
より結合接続することで電子部品の固定と電気的接続と
を行い、電子回路基板を構成していた。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、前述の従来技術では、次のような問題が
存在している。
（１）電子部品の電極部と配線基板の電極部と接合する
ための接合材料は、電子部品の保持固定と、電気的接続
の二つの機能を満足しなければならず、接合強度と接続
抵抗値の二つの特性が必要であり、長年、Ｓ　ｎ　／　
Ｐ　ｂ系材料よりも信頼性の高い接合材料は発見されて
いない。その為に、電子回路基板の製造においては半田
付けという技術と工程が必須であり、半田付はフローあ
るいはりフローに伴う設備費、洗浄液排ガス等の処理及
び環境整備費が膨大なものとなる。その為に、半田付け
に代わる接合技術及び回路基板製造技術の出現が求めら
れていた。
（２）従来の樹脂配線基板は、樹脂プリプレグ板への接
着塗布、銅箔のラミネート、樹脂硬化、レジスト塗布、
フォトエツチング、湿式銅箔エツチング、洗浄半田レジ
スト塗布硬化等々と数多くの工程が必要であり、より高
精度な回路基板には高価な設備と難易度の高い技術が必
要であった。
（３）樹脂配線基板のユーザーは、開発製造リードタイ
ムの短縮と電子回路基板の製造のフレキビシティー化を
狙いに樹脂配線基板の内部製造に取り組んだ時に、従来
の樹脂配線基板の購入コストよりも大幅なコストアップ
になる。
（４）従来の樹脂回路基板では、昨今必要となってきて
いる微小部品の高精度装着には問題が大きい。即ち、０
．０５〜０．１以内の装着精度を達成する為、クリーム
半田の粘着性、粘着性電子部品用接着剤を利用して装着
するか、もしくは装着設備の振動対策、電子部品装着用
１ズルの改良等を行い高精度装着に対応してきているが
、未だに装着精度不良による電子回路基板の不良率が高
い。
そこで本発明は、低コスト、短期間、容易な技術により
実現可能で、かつ、半田付けに代わる新しい回路及び接
合技術の提供を目的としており、大幅に高価な樹脂回路
基板製造装置、半田付は装置、洗浄液、排ガス等の処理
及び環境整備費等を一掃するものである。
課題を解決するための手段 本発明は、前述の課題を解決する為に、まず樹脂回路基
板の構成として、複数の電子部品の電気的に接続すべき
電極面が同一面上に配置されており、かつ電極面以外の
電子部品の表面が樹脂成形材料で一体化成形されること
で部品が保持固定されており、かつ電気的に接続すべき
電極面の露出する前記面上で電極間の電気的接続を目的
とした回路パターンが形成されているものである。
さらに、樹脂成形材料が、エポキシ、フェノール、ポリ
イミド、アクリルで構成し、また、樹脂成形材料が、ガ
ラス、カーボン、セラミック、布紙によるフィラーを含
有させ、また、回路パターンを構成する材料が、Ａｇ、
Ｃｕ、Ｃ，Ｎｉ、Ｐｂ／Ｓｎ合金のうち少なくとも１種
類と樹脂との混合体で構成された導電性樹脂であること
とし、さらにまた、電子部品の電極間の電気的接続を目
的とした回路パターンが樹脂皮膜で保護されている。
その製造方法は、平面を有するベース上に電子部品をそ
の電極面が前記平面と接するように位置決め設置する工
程、ベースの平面上で電子部品を樹脂で一体化成形する
工程、成形樹脂を硬化もしくは乾燥もしくはエージング
する工程、電子部品と樹脂との一体成形品をベースから
剥離する工程、電子部品の前記電極面を含む面で一体成
形品に導電性樹脂を印刷して回路パターンを成形する工
程、導電性樹脂を硬化もしくは乾燥する工程、から構成
される。
また、電子部品を位置決め設置すべきベースの面上に粘
着性を付与しておき、また、電子部品と樹脂とを一体で
成形する工程において、液状樹脂をベース上に流し込み
するか、もしくは、粉末樹脂で加圧成形することとする
。
さらにまた、導電性樹脂を印刷して回路パターンを形成
する工程において、一体成形品の印刷対象面内に存在す
る電子部品の電極の位置と形状を視覚認識する事により
、良・不良の判別及び印刷位置とのずれ量の補促を行う
こととする。
作　　　用 本発明の樹脂回路基板は、配線基板上に部品を位置決め
設置した後に電子部品の電極と配線基板の電極とを半田
付けによる保持固定と電気的接続を行うという、従来技
術の概念を転換するものである。
即ち、基本概念として、電子部品の保持固定は樹脂によ
る一体化成形により行い、電気的接続は回路パターン形
成と同時に同一材料で行う構成とする。電子部品の電極
の電気的接続と回路パターン形成を同時に同一材料で行
う為、予め電子部品の電極面が同一面上に配置される様
に構成しておいてから電子部品の保持固定を目的に樹脂
による一体化成形されている構成とする。
一体化成形に用いられ樹脂材料は、その成形のし易すさ
、材料入手のし易すさ、コスト性、熱膨張性、耐熱性、
耐強度性から考えて、エポキシ。
フェノール、ポリイミド、アクリルの内の少なくとも一
種類で構成されるのが好ましく、また、放熱性の向上及
び強度の一層の向上を狙いに一体成形用樹脂材料中に、
ガラス、カーボン、セラミック、布９紙によるフィラー
を含有させる。含有されるフィラー成分は、繊維状もし
くは網目構造を持つ形状で含有した場合、強度の向上は
より一層発揮される。
樹脂で一体化成形された電子部品の電極の電気的接続を
目的に形成された回路パターンは、導電性物質で構成さ
れる。一体成形用樹脂との密着強度及び熱膨張率から考
えて、導電性物質のネットワークフォーマは樹脂で構成
されるのが好ましく、ネットワークフォーマ中に含有さ
れる導電物は、その抵抗値の低さと低コスト性から考え
て、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃ，Ｎｉ、Ｐｂ／Ｓｎ合金のうちの少
なくとも１種類で構成されるのが好ましい。
金属導電物とネットワークフォーマである樹脂との混合
体から構成された導電性樹脂による回路パターンは、外
部からの機械的ダメージ、水分の吸湿による膨脹、そし
てその膨脹による抵抗値の増大と一体成形樹脂及び電子
部品の電極との定着性の劣化を防止する目的で、皮膜で
保護されることが重要である。皮膜材質は、一体成形品
である樹脂と同一材料による樹脂であることが保護目的
とするシーリング性の観点から好ましい。しかしながら
、樹脂の成分及びその製造方法によっては、異種の樹脂
材料で構成することも可能であり、その樹脂材料として
は、エポキシ、フェノール、ポリイミド、アクリル、シ
リコン等が好ましい。さらに好ましくは、保護用樹脂皮
膜中に、強度向上目的、そして、樹脂粘性改良の目的で
、ガラス、カーボン、セラミック等のフィラーを含有さ
せるとその効果は増大する。
本発明の樹脂回路基板の製造方法として、まず、電子部
品の電極を所定の同一平面上に位置決め設置する目的で
、平面を有するベース上に位置決め設置し、次に電子部
品を保持固定する目的で、電子部品をベース毎一体樹脂
成形を行い、成形樹脂の特性を充分発揮させて耐熱性や
強度を備えさせる目的で硬化もしくは乾燥もしくはエー
ジングを行う。そして次に、電子部品の電極面を露出さ
せることを目的に、一体樹脂成形品から、電子部品の位
置決め設置用として用いたベースを剥離させる。次に露
出した電子部品の電極面を含む一体樹脂成形品の面に対
して導電性樹脂を用いて回路パターンを印刷形成する。
回路パターンである導電性樹脂の膜強度及び抵抗値の安
定性を図る為に硬化もしくは乾燥を次に行う。
電子部品をベース平面上に位置決め設置する際に、電子
部品の位置づれを防ぐ目的でベース面上に粘着性を付与
すると好ましい。
また、電子部品と樹脂とを一体化成形する工程において
、電子部品の位置づれを防止する目的で液状樹脂をベー
ス上に静かに流し込み成形するか、もしくは、粉末樹脂
をベース及び電子部品上に充填し、熱と圧力で成形する
。
さらにまた、導電性樹脂を印刷して回路パターンを形成
する工程において、回路パターンの印刷は電子部品の電
極同上の電気的接続を果たす必要性から、電子部品の電
極と回路パターンの位置精度を合致させる必要性があり
、電子部品の電極の位置と形状を視覚認識することによ
り、良・不良の判別及び印刷位置とのづれ量を測定し、
そしてさらに補正をかけることで、高精度な印刷が可能
となる。
実　　施　　例 以下本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に
説明する。
第１図は本実施例の樹脂回路基板の断面図である。同図
において１は電子部品、２は電子部品１の電極、３は樹
脂成形品、４は回路パターン、５は保護皮膜である。第
２図は本実施例の樹脂回路基板の製造工程フローチャー
トである。第３図は本実施例の平面を有するベース６上
に電子部品１を位置決め設置した状態の斜視図である。
７は粘着物である。
まず、平面を有するベース６上に粘着物７を塗布した。
製造工程フローチャート第２図の工程、粘着物付与工程
９、ベース６の材質はＳＵＳ　３０１、厚みが１５ｍｒ
ｎ、外形寸法１２０＋ｍｍＸ１２０ｎｎであり、予め表
面粗さがＲａ＝３〜１０μｍ程度、表面の反りうねりが
最大で０．１ｍになる様に機械加工を施した。粘着物７
は自己粘着性を有するウレタンシートをベース６面上に
圧着した。ウレタンシート厚みはｔ１００μｍであった
。
次いで、部品装着工程１０にて、電子部品１を部品電極
２が粘着物７の面上に接する様に所定の位置決めを行い
設置した。使用した電子部品１は、１．６１１１１Ｘ０
．８Ｍ及び２．ＯＸｌ、ＯｍのチップＣ，Ｒ及び面実装
型アルミ電解コンデンサ、及び４．５＋ｎ＋ｗＸ３，２
ｎｎのタルタル電解コンデンサであった。次いで、樹脂
成形工程１１にて、成形樹脂を流し込み、硬化・エージ
ング工程１２を経て、樹脂成形品３とした。流し込んだ
成形樹脂は、長さ５０〜８０關ガラス繊維含有のエポキ
シアクリレートの液状樹脂であり、２５℃における粘度
は１，０００ｃｐｓであった。樹脂を流し込む際、ベー
ス６の周囲を型で囲み成形樹脂が流れ出さない様に工夫
すると好適であった。硬化・エージング工程１２におい
ては、温度１５０℃。
時間２４０分にて硬化を行った。硬化の前に、樹脂中の
気泡除去の目的で減圧脱泡または自然放置するとよい。
いうまでもなく、樹脂成形工程１１における成形方法と
しては、例えばエポキシ粉末をベース６及び電子部品１
上に充填し、熱と圧力を用いて成形しても同一目的を達
成できる。
次いで、ベース剥離工程１３にて、ベース６と樹脂成形
品３との剥離を行う。この際、粘着物７を使用した場合
には、粘着物７と樹脂成形品３との剥離も必要となるこ
とはいうもでまない。
次に、樹脂成形品３を、反転工程１４にて反転し、所定
のテーブル上に設置固定する。
パターン印刷工程１５にて、回路パターン４をスクリー
ン印刷した。印刷に先立ち、電子部品１の電極２を視覚
認識にて検査した。即ち、電子部品１の電極２と樹脂成
形品３との間の隙間や、気泡の有無を調べ、良品と不良
品の区別をした。良品のみに対して、電子部品１の電極
２の寸法位置を割り出し、予め想定した位置に対する位
置ずれ量を計算し、そのずれ量を見込んでスクリーン印
刷用マスクとの位置合せを行い印刷した。回路パターン
４を構成している導電性樹脂は、Ｃｕ粉末とエポキシ系
樹脂との混合体であり、Ｃｕ粉末は中心粒径１〜３μｍ
で、３０μｍ以上の粗い粒径粉はふるいにしカットされ
たものであった。メツシュスクリーンは、乳剤厚みｔ２
０μｍ、１５０メツシユのＳＵＳ製スクリーンであり、
予めフォトエツチングにより所望のパターンが焼きつけ
られているものであった。
次いで、硬化・乾燥工程１６にて、温度１５０℃、時間
４０分にて硬化させた。
次に、保護皮膜印刷工程１７にて、長さ５０〜８０μｍ
のガラス繊維含有のエポキシアクリレートを乳剤厚みｔ
２０μｍ１５０メツシュのＳＵＳ製スクリーンにて印刷
塗布した。印刷したエポキシアクリレートは２５℃にて
粘度１２万ＣｐＳになる様に調節されていた。５〜１０
分程度の室温放置によるレベリング後、硬化・乾燥工程
１８にて、温度１６５℃、６０分の硬化を行い、本実施
例の樹脂回路基板を得た。もちろん、高特性の回路基板
が不要である製品に使用する場合は、保護皮膜工程１７
と硬化・乾燥工程１８は省略することが可能であり、こ
の時でも基本効果にはまったく支障がない。
またさらに、保護皮膜５中に強度と耐熱性向上の目的で
、ガラス、セラミック、カーボン等のフィラーを含有さ
せるとより一層好適であることはいうまでもない。
発明の効果 以上のように本発明によれば、樹脂製の配線回路基板上
の電子部品の装着と半田付けという従来の技術概念を打
ち破る新規な樹脂回路基板を提供できるものである。
そしてその効果は、容易な技術により、低コスト短期間
での回路基板の製造を可能とするものであり、従来の樹
脂回路基板のユーザーでの内部製作を可能とし、電子回
路基板のフレキビシティー化を図れる。
さらには、微小部品の高精度実装が実現でき、かつ低不
良率化も図れる。そして、従来の樹脂回路基板製造装置
、半田付は装置、洗浄液、排ガス等の処理及び環境整備
費等を大幅に節約できる新しい樹脂回路基板製造技術を
提供するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例における樹脂回路基板の断面
図、第２図は同樹脂回路基板の製造工程フローチャート
、第３図は本実施例の平面を有するベース上に電子部品
を位置決め設置した状態の擺 糾明図である。 １・・・・・・電子部品、２・・・・・・電極、３・・
・・・・樹脂成形品、４・・・・・・回路パターン、５
・・・・・・保護皮膜、６・・・・・・ベース、７・・
・・・・粘着物。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）複数の電子部品各々の電気的に接続すべき電極面
    が同一面上に配置されており、かつ電極面以外の電子部
    品の表面が樹脂成形材料で一体化成形されることで各々
    の部品が保持固定されており、かつ電気的に接続すべき
    電極面の露出する前記面上で電極間の電気的接続を目的
    とした回路パターンが形成されていることを特徴とする
    樹脂回路基板。
  2. （２）樹脂成形材料が、エポキシ，フェノール，ポリイ
    ミド，アクリルで構成されることを特徴とする請求項１
    記載の樹脂回路基板。
  3. （３）樹脂成形材料が、ガラス，カーボン，セラミック
    ，布，紙によるフィラーを含有することを特徴とする請
    求項１記載の樹脂回路基板。
  4. （４）回路パターンを構成する材料が、Ａｇ，Ｃｕ，Ｃ
    ，ＮｉＰｂ／Ｓｎ合金のうち少なくとも１種類と樹脂と
    の混合体で構成された導電性樹脂であることを特徴とす
    る請求項１記載の樹脂回路基板。
  5. （５）電子部品の電極間の電気的接続を目的とした回路
    パターンが樹脂皮膜で保護されていることを特徴とする
    請求項１記載の樹脂回路基板。
  6. （６）平面を有するベース上に電子部品をその電極面が
    前記平面と接するように位置決め設置する工程、ベース
    の平面上で電子部品を樹脂で一体化成形する工程、成形
    樹脂を硬化もしくは乾燥もしくはエージングする工程、
    電子部品と樹脂との一体成形品をベースから剥離する工
    程、電子部品の前記電極面を含む面で一体成形品に導電
    性樹脂を印刷して回路パターンを形成する工程、導電性
    樹脂を硬化もしくは乾燥する工程から構成されることを
    特徴とする樹脂回路基板の製造方法。
  7. （７）電子部品を位置決め設置すべきベースの面上に、
    粘着性が付与されていることを特徴とする請求項６記載
    の樹脂回路基板の製造方法。
  8. （８）電子部品を樹脂で一体化成形する工程において、
    液状樹脂をベース上に流し込むことを特徴とする請求項
    ６記載の樹脂回路基板の製造方法。
  9. （９）電子部品を樹脂で一体化成形する工程において、
    粉末樹脂で加圧成形することを特徴とする請求項６記載
    の樹脂回路基板の製造方法。
  10. （１０）導電性樹脂を印刷して回路パターンを形成する
    工程において、一体成形品の印刷対象面内に存在する電
    子部品の電極面の位置と形状を視覚認識することにより
    、良・不良の判別及び印刷位置とのずれ量の補促を行う
    ことを特徴とする請求項６記載の樹脂回路基板の製造方
    法。
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