JPH0391992A - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、基材の表裏両面の導体パターンをスルーホー
ルに充填した導電性樹脂により電気的に接続した印刷配
線基板の製造方法に関するものである。

く従来の技術〉 斯かる印刷配線基板を製造する従来の一般的な方法は、
第１１図乃至第１６図のような工程を経て行なわれる。

即ち、先ず、第１１図に示すように、厚さが０　．　８
　ｍｍ〜１．６關の祇フェノール，祇エポキシまたはコ
ンポジソト等からなる基材１の表裏両面にそれぞれ厚さ
１８μｍまたは３５μｍの銅箔２，３が貼着されてなる
印刷配線用の両面銅張積層板４を製作する。尚、基材１
には繊維５が長さ方向に入っている。この繊維５は、基
材１が祇フェノールや紙エポキシの場合には祇繊維で、
基材１がコンボジソトの場合にはガラスマットやガラス
ペーパーの各繊維である。

次に、第１２図に示すように、各銅７ｆ３２．３をパタ
ーンエッチングして導体パターン２’，３’を形戒し、
基板本体４′を構成した後に、この基板本体４′の所定
個所に、径が１　．０　ｍｍ〜２，Ｑｌｍの円柱形状の
パンチング用ビン６を表面側から叩打貫通させ、且つ表
面側に引き抜いてスルーホール７を穿設する。このスル
ーホール７は、基材１の性質上、同図に示すように中央
部の孔径が小さい断面鼓形状となり、また、パンチング
用ピン６を上方に引き抜く時に、表面側の洞箔２におけ
るスルーホール７の孔縁部分に、ぼり又は返り等の突片
８が形威される。

このようにしてスルーホール７を形或したならば、第１
３図に示すように、スルーホール７の真下位置に、銀ペ
ースト銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性ペ
ースト９を充満させた容器１０を対置した後に、引き上
げ用ピン１１を、スルーホール７に上方から挿通させ、
且つ下端部を導電性ペースト９に浸漬させる。続いて、
引き上げ用ピン１１の下端部に導電性ペースト９を十分
に付着させた後に、この引き上げ用ピン１１を、第１４
図に示すように徐々に引き上げる。゛それにより、導電
性ペースト９が引き上げ用ビン１１に付着した部分によ
り引き上げられてスルーホール７内に下方から充満して
いく。

そして、引き上げ用ピン１１をスルーホール７から抜脱
すると、第１５図に示すように、引き上げ用ビン１１で
引き上げられた導電性ペースト９が、各スルーホール７
内に付着して保持される。

この状態で、２００゜Ｃの温度で３０分程度のぺ−スト
焼成を行って導電性ペースト９を硬化させる。

最後に、第１６図に示すように、ボリイごド系またはエ
ボシキ系の樹脂により表裏両面に皮膜１２を形或する。

この皮膜１２は、基板の表裏両面の電気絶縁性の確保と
、特に導電性ペースト９として銀ペーストを用いた場合
における基板の表面または裏面を銀イオンが移動する所
謂マイグレーションと称される現象の防止とを目的とし
て形成される。

〈発明が解決しようとする課題〉 然し乍ら、上述した従来の製造方法には、以下のような
重大な三つの問題がある。先ず第１の問題点として、導
電性パターン２’，３’が貼着された基材１に表面から
パンチング用ピン６を叩打貫通させるため、このパンチ
ング用ピン６を持ち上げる際に表面側の導電性パターン
２′に第１２図に示したように突片８が発生し、続いて
第１３図および第１４図に示したような手段で導電性ペ
ースト９をスルーホール７内に充填した時に、突片８の
近傍個所には導電性ペースト９が他の個所に比較して薄
くしか付着しない。そのため、コーナ一部からペースト
９と導体パターン２’．３’との接合部分にかけてペー
スト９の厚みが不均一になり、電子部品等を取り付ける
際の半田付け時に、例えば２４０℃の温度で４〜５秒間
加熱すると、基板本体４′の厚み方向の熱膨張の際にペ
ースト９における付着厚みの最も薄い個所にストレスが
集中するために、突片８の近傍個所にクラソクと称せら
れる舖割れが発生して導電性ペースト９による両導体パ
ターン２’，３’相互の電気的接続の信頼性に問題があ
る。

次に、第２の問題点として、前述のマイグレーション現
象の発生がある。この現象の発生は、スルーホール７に
充填する導電性ペースト９の種類によって程度に差があ
り、前述の例では、銀ペースト，銅ペーストカーボンペ
ーストの順に発生の度合が大きい。このマイグレーショ
ン現象は、導電物質問に介在する電気絶縁性物質中をイ
オン化した金属が移行する現象であり、特に実装されて
使用される場合において電圧負荷となった時に顕著に現
れるものである。従って、印刷配線基板では、導体パタ
ーン２’，３’相互間、導体パターン２’，３’と導電
性ペースト９問および導電性ペースト９相互間と３通り
の発生経路が考えられるが、導電性ペースト９相互間が
最も発生頻度が高い。以下にその理由を第１７図乃至第
１９図を参照しながら説明する。

印刷配線基板業界におけるマイグレーションに関する諸
調査や研究の或果により、印刷配ｖＡ基板におけるマイ
グレーションは、金属または金属性ペースト間を基材１
の繊維５を通路として金属イオンが移行することにより
発生することが知られている。従って、第１７図に示す
導体パターン２′３′相互間および第１８図に示す導体
パターン２′３′と導電性ペースト９間においては、金
属イオンの移行の始点または終点となる導体パターン２
′３′と繊維５との間に隙間１３が存在することと、第
１６図に示したように基板本体４′の表裏両面が皮膜１
２で被覆されていることとにより、マイグレーション現
象が発生し難い。一方、第１９図に示す導電性ペースト
９相互間においては、ペースト９と繊維５との間に隙間
が全く存在しないので、マイグレーション現象が発生し
易い状況にある。。

更に、第３の問題点として、導電性ペースト９と基材１
問および導電性ペースト９と導体パターン２’，３’間
のそれぞれの密着力が小さいことである。特に、密着力
の経時的低下が著しく、例えば、６０℃の温度で相対湿
度が９５％の環境試験において１０００時間保管した場
合に、第２０図に示すように、導電性ペースト９がスル
ーホール７から抜け落ちて僅かに導体パターン２，３へ
の付着部分が残存するのみの状態となることがある。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、表裏両面の導体パターン相互の電気的接続の
信頼性が高く、マイグレーション現象が発生し難く、導
電性ペーストと基林間の密着性に優れた印刷配線基板を
製造することのできる製造方法を提供することを技術的
課題とするものである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、上記した課題を達或するための技術的手段と
して、印刷配線基板の製造方法を以下の手順で行うよう
にした。即ち、基材の表裏両面に銅箔を貼着してなる導
体パターンが形威され、前記基材に穿設されたスルーホ
ールに充填した導電性ペーストにより前記表裏両面の前
記各導体パターンが電気的に接続された印刷配線基板の
製造方法において、前記基材における前記スルーホール
の形或個所を含む個所に、該スルーホールの所定の断面
積よりも大きなドリリング孔を穿設し、このドリリング
孔への半硬化状の電気絶縁性樹脂の充填と、該電気絶縁
性樹脂への孔縁周面が凹凸となった前記スルーホールの
穿孔とを、順不同で行ない、このスルーホールに前記導
電性ペーストを充填し、この導電性ペーストおよび前記
電気絶縁性樹脂をそれぞれ硬化させる手順で行うことを
特徴としている。

〈作用〉 先ず、スルーホールの形戒に先立って、基板本体におけ
るスルーホール形威個所を含む個所に、スルーホールの
所定の断面積よりも大きなドリリング孔を透設する。次
に、ドリリング孔に半硬化状のエボキシ樹脂等の電気絶
縁性樹脂を充填し、且つこの電気絶縁゛性樹脂にスルー
ホールを穿設する。或いは、ドリリング孔に挿入できる
形状とした電気絶縁性樹脂にスルーホールを穿設した後
に、この電気絶縁性樹脂をドＩＪ　ＩＪング孔に嵌入す
る。

このようにしてスルーホルを穿設した後は、従来方法と
同様に、引き上げビンをスルーホールに挿通させ且つ導
電性ペーストに浸漬して該ペーストを付着させた後に、
この引き上げピンを引き上げてスルーホールに導電性ペ
ーストを充填し、この導電性ペーストおよび電気絶縁性
樹脂をそれぞれ硬化させる手順で行う。

この製造方法により作られた印刷配線基板は、スルーホ
ールよりも大きなドリリング孔を予め穿設してこのドリ
リング孔にスルーホールを穿孔するので、スルーホール
を形成するバンヂング用ピンを叩打する時に、このビン
の周りの導体パターン部分がドリリング孔の穿設によっ
て除去されているので、パリや返りの突片が形戒される
ことがない。従って、導電性ペーストがコーナ一部分か
ら導体パターンへの接合部分にかけてほぼ均一な厚みで
付着し、電子部品の取り付けに際しての半田付け作業時
にストレスの集中による罎割れが生じることがなく、両
面の導体パターンの電気的接続の信頼性が格段に向上す
る。

また、導電性ペーストと基材との間に、繊維を有さない
電気絶縁性樹脂が介在するので、導電性ペースト相互間
におけるマイグレーション現象の発生を確実に防止でき
る。更に、導電性ペーストと基材との間に、接着性に優
れた電気絶縁性樹脂が介在するとともに、この絶縁性樹
脂に、孔縁周面が凹凸面となったスルーホールを形成し
ているので、導電性ペーストと電気絶縁性樹脂との接合
面積が大きく、導電性ペーストが種々の環境条件に対し
ても脱落することなく強固に付着保持される。

〈実施例〉 以下、本発明の好ましい一実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。

先ず、第１図に示すような印刷配線用の両面銅張積層板
４を製作する。この両面銅張積層板４は、第１１図で示
したと同様のものであって、長さ方向に繊維５の入った
基材１の表裏両面に銅箔２，３が貼着されてなり、各部
材の厚み等は第１１図のものと同様である。そして、各
銅Ｗ３２，３はパターンエッチングされてそれぞれ導体
パターン２′３′となり、基板本体４′が形戒される。

次に、第２図に示すように、前述の基板本体４′におけ
るスルーホールを形或する個所を含む個所に、後工程で
形成するスルーホールの孔径よりも大きな孔径のドリリ
ング孔１４を透設する。例えば、径が１．０＋＋ｎ〜２
．０ｍｍのスルーホールを設ける場合には、ドリリング
の際のドリル径は２．５ｕ〜３．５口口が適当である。

このドリリング孔１４内に、第３図に示すように半硬化
状のエポキシ樹脂１５をスクリーン印刷法を用いて埋設
する。この場合、エボキシ樹脂１５として低分子量の液
状のものを用いるのが印刷作業上において良好であり、
硬化剤として芳香族ボリアξンまたはポリカルボン酸系
のものを用いて可溶且つ可融の半硬化状態で反応を一時
停止できるものを使用する。この硬化剤を混合したエポ
キシ樹脂１５をドリリング孔１４に詰め込んだ後に常温
状態において１〜２時間の放置で半硬化状態になるよう
に硬化剤の種類やこれと主剤との配合比率等の条件を選
定すれば、能率的に行える。

このエボキシ樹脂１５が半硬化状態になったならば、第
４図に示すように、ピン部１６Ａの先端に歯車形状のパ
ンチング部１６Ｂを備えたポンチ１６を、半硬化状態の
エボキシ樹脂１５にパンチングし、第４図および第５図
にそれぞれ示すように断面歯車形状のスルーホール１７
を穿設する。

第４図はエボキシ樹脂１５のみを見た斜視図であってス
ルーホール１７を穿孔した状態を示し、第５図はその状
態の断面図である。このパンチングによりスルーホール
１７を穿設する場合、このスルーホール１７の孔周縁部
分に対応する導体パターン２’，３’の銅箔がドリリン
グ孔１４の形戊によって予め除去されているため、パン
チング部１６Ｂが銅箔に接触しないので従来方法のよう
にパンチングによるぼりゃ返りのような突片が発生しな
く、また、ドリリング孔１４の形成時にはパンチング作
業時のような突片は生じない。

このようにしてスルーホール１７を形威したならば、以
下は従来方法と同様の手段を用いる。即ち、第６図に示
すように、スルーホール１７の真下位置に、銀ペースト
，銅ペーストまたはカーボンペースト等の導電性ペース
ト９を充満させた容器１０を対置した後に、引き上げ用
ビン１１を、上方からスルーホール７に挿通させ、且つ
その下端部を導電性ペースト９に浸漬させる。

続いて、引き上げ用ピン１１の下端部に導電性ペースト
９が十分に付着した後に、この引き上げ用ピン１１を、
第７図に示すように徐々に引き上げることによって、導
電性ペースト９が引き上げ用ビン１１に付着した部分に
より引き上げられてスルーホール１７内に下方から充満
していく。

そして、引き上げ用ピン１１をスルーホール１７から抜
脱すると、第８図に示すように、引き上げ用ビン１１で
引き上げられた導電性ペースト９が、各スルーホール７
内に付着して保持される。この状態で、２００℃の温度
で３０分程度のペースト焼戒を行って導電性ペースト９
を硬化させると、この時同時にエボキシ樹脂１５の硬化
反応も終了する。ここで、従来方法によるような突片が
発生しないので、導電性ペースト９における導体パター
ン２’，３’に付着する部分における厚みがほぼ均一と
なっており、半田付け時のストレスを分散でき、両面の
導体パターン２’．３’を確実に電気的接続する。

最後に、第９図に示すように、ポリイよド系またはエポ
シキ系の樹脂により表裏両面に皮膜１２を形成する。こ
の皮膜１２により、基板本体４′の表裏両面における電
気絶縁性の確保とマイグレーション現象の発生防止とを
達或する。

尚、本発明は前記説明並びに図面の内容にのみ限定され
るものではなく、請求の範囲を逸脱しない限り種々の変
形例をも包含し得る。例えば、エポキシ樹脂１５を予め
ドリリング孔１４に嵌挿できる円筒形状に形威してこれ
にスルーホール１７を穿孔した後に、ドリリング孔に嵌
拝するようにしてもよい。また、スルーホールは円形に
限らない。

〈発明の効果〉 以上のように本発明の印刷配線基板の製造方法によれば
、スルーホールの穿設に先立って、スルーホールよりも
大きな断面積のドリリング孔を穿孔し、このドリリング
孔に充填した半硬化状態のエポキシ樹脂等の電気絶縁性
樹脂にパンチングによりスルーホールを穿孔する手段を
用いるので、スルーホールのパンチング形成時にこれの
孔周縁部分の導体パターンの銅箔がドリリング孔の形成
によって予め除去されていることからぼりゃ返り等の突
片が発生しなく、導電性ペーストの導体パターンへの付
着厚みがほぼ均一となり、電子部品の実装に際しての半
田付け工程において、ペーストにかかる熱ストレスを分
敗させて導体パターンへの付着部分のペーストの罎割れ
を確実に防止でき、両面の導体パターンの電気的接続の
信頼性が格段に向上する。

また、繊維を有する基材と導電性ペーストとの間に、繊
維を有さない電気絶縁性樹脂を介在させるので、この電
気絶縁性樹脂によりペーストから繊維へのイオンの通路
を遮断でき、最もマイグレーション現象の発生し易い導
電性ペースト間相互のマイグレーション現象の発生を確
実に防止できる。

更に、接着剤としても知られるエポキシ樹脂等の電気絶
縁性樹脂を半硬化状態で基材のドリリング孔に詰め込ん
だ後に硬化させるので、この電気絶縁性樹脂と基材とが
強固に密着し、一方、電気絶縁性樹脂に孔縁周面が凹凸
となったスルーホールを穿孔してこれに導電性ペースト
を充填するので、電気絶縁性樹脂と導電性ペーストとの
接触面積が大きくなる結果、導電性ペーストが電気絶縁
性樹脂を介して基材に抜脱することなく強固に密着する
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１０図は本発明に係わる一実施例の工程を
順に示し、第１図乃至第３図および第５図乃至９図は切
断側面図、第４図は斜視図、第１０図は切断平面図、 第１１図乃至第１６図は従来方法の工程を順に示す切断
側面図、 第１７図乃至第１９図はマイグレーション現象発生の説
明図、 第２０図は従来方法による欠点を示す切断側面図である
。 １−・・基材 ３′一導体パターン ９・・一導電性ペースト １４−　ドリリング孔 １５−エボキシ樹脂（電気絶縁性樹脂）１７−・スルー
ホール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基材の表裏両面に銅箔を貼着してなる導体パター
   ンが形成され、前記基材に穿設されたスルーホールに充
   填した導電性ペーストにより前記表裏両面の前記各導体
   パターンが電気的に接続された印刷配線基板の製造方法
   において、前記基材における前記スルーホールの形成個
   所を含む個所に、該スルーホールの所定の断面積よりも
   大きなドリリング孔を穿設し、このドリリング孔への半
   硬化状の電気絶縁性樹脂の充填と、該電気絶縁性樹脂へ
   の孔縁周面が凹凸となった前記スルーホールの穿孔とを
   、順不同で行ない、このスルーホールに前記導電性ペー
   ストを充填し、この導電性ペーストおよび前記電気絶縁
   性樹脂をそれぞれ硬化させるようにしたことを特徴とす
   る印刷配線基板の製造方法。