JPH039635B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回路基板に設けた貫通孔に導電部を
構成するスルーホール接続部を吸引力を利用して
形成する方法に関するものである。

［従来の技術］ 回路基板に貫通孔を設けて、この貫通孔に導電
部を形成し、回路基板の両面に設けられた導電パ
ターンを接続したり、積層基板を構成する各基板
相互の電気的接続を行つたり、また部品のリード
端子を接続するための電極部を形成するために、
スルーホール接続部が用いられている。このスル
ーホール接続部を形成する方法としては、従来か
ら種々の方法が提案されているが、近年吸引力を
利用して貫通孔内に導電性塗料を引込む方法が用
いられている。

この吸引力を利用して回路基板にスルーホール
接続部を形成する方法としては、第４図に示すよ
うな装置を用いる方法が知られている。この装置
は、複数の貫通孔１が設けられた回路基板２を支
持し、回路基板２の各貫通孔１に対応する位置に
吸引孔３ａを有する吸引プレートと呼ばれ支持基
体３と、該支持基体３の下側に配置されて回路基
板２の貫通孔１の下側の開口端側から吸引力を回
路基板２に作用させる吸引ステージ４とを有して
いる。吸引ステージ４の下面の中央には、一端が
図示しない吸引ポンプに接続された吸引パイプの
他端が接続される導出部４ａが設けられており、
また吸引ステージ４には導出部４ａに向かうに従
つて縮径する截頭円錐形状の吸引室４ｂと該截頭
円錐形状の吸引室４ｂと連通して導出部４ｂを貫
通する導出孔４ｃとが設けられている。

この装置を用いて、回路基板２の各貫通孔１に
スルーホール接続部を形成する方法としては、次
の二つの方法がある。まず第１の方法では、回路
基板２の上に所定の間隔を開けてスクリーンマス
ク５を配置し、このマスク５の上に導電性塗料６
を載せ、マスク５を基板２に対して押圧するよう
にしてスキージ７を移動させ、貫通孔１の開口端
の周囲及び貫通孔１の中（以下開口端周辺部とい
う。）に導電性塗料を塗布する。そして次に図示
しない吸引ポンプを作動させて、吸引ステージ４
内に吸引力を発生させ、貫通孔１の開口端周辺部
の導電性塗料を吸引し、貫通孔１内の壁面上に所
定の厚みの導電層を形成するとともに、余分な導
電性塗料を除去し、続いて導電性塗料を乾燥させ
る乾燥処理を行つている。

第２の方法では、第１の方法と同様にスキージ
４とマスク５とを用いて導電性塗料を塗布する
が、導電性塗料の塗布と同時に吸引ポンプを作動
させて貫通孔１内への導電性塗料の引込を実施
し、次いで乾燥処理を行つている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記装置を用いる方法によると、基板２全体に
対して吸引ステージ４から吸引力を作用させるた
め、面積の大きな基板や、厚みが厚い即ち貫通孔
の長さが長い基板や、貫通孔の数が著しく多い基
板等にスルーホール接続部を形成する場合には、
大きな吸引力を発生する吸引設備を用意しなけれ
ば、導電性塗料を貫通孔の内面に引込むのに十分
な吸引力を得ることができないという問題があ
る。

特に上記第１の方法の場合には、導電性塗料を
塗布した後に吸引工程を実施するため、塗料が充
填された貫通孔から余分な塗料を吸引するととも
に、貫通孔の壁面を所定の厚みの塗料で被覆する
ためには、かなり強い吸引力を必要とするため、
厚みの厚い基板や貫通孔の孔径が大きなものに簡
単な設備でスルーホール接続部を形成することが
難しいという問題があつた。また、吸引前に貫通
孔の開口端周辺部に塗布できる塗料の量は限られ
ているため、塗料の塗布後に吸引を行う場合に
は、吸引力を高い精度で制御しなければ、貫通孔
の壁面に塗料を十分に塗布することができないと
いう問題がある。

また第２の方法のように、塗料の塗布と同時に
吸引を行う場合には、第１の方法のように塗料が
不足して貫通孔の壁面に十分に塗料を塗布するこ
とができなくなるという問題は生じない。しかし
ながら、基板２全体のすべての貫通孔１にはスキ
ージ７を移動させている間は、常に吸引力が作用
しているため、スキージ７によつて貫通孔１の周
辺に当接されたスクリーンマスク５が貫通孔の周
辺から離れ難くなる。そのため、貫通孔１の周囲
ににじみが生じ、基板上に導電パターンを明瞭に
印刷することができなくなるという問題がある。
またスキージ７が通過した後にも、すべての貫通
孔への塗料の充填が終了するまでの間、各貫通孔
には継続して吸引力が作用するため、各貫通孔の
壁面に塗布される塗料の厚みが不均一になり、ス
ルーホール接続部の内径の制御を実質的行うこと
ができないという問題がある。

そこでこのような問題を解決するために、特開
昭60−132387号公報に示されたスルーホール印刷
方法のように、吸引ノズルとスキージとを同期さ
せて動かす技術が提案された。しかしながらこの
方法では、基板を特に支持せずに印刷するため
に、印刷中に基板が撓んで印刷ズレが生じやすく
なる上、基板の裏面と吸引ノズルとを接触させる
と基板の裏面に回路パターンが形成されている場
合には、回路パターンが損傷を受ける問題があつ
た。

本発明の目的は、上記従来の方法が有する問題
点を全て解消することができる回路基板のスルー
ホール接続部形成方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明が対象とする方法では、回路基板２に設
けた複数の貫通孔１の一方の開口端周辺部にマス
ク５及びスキージ７を用いて導電性塗料６を塗布
する塗布工程と、前記開口端周辺部に塗布された
導電性塗料６が流動性を有する間に該導電性塗料
を貫通孔１の他方の開口端側から吸引手段により
吸引力を作用させることにより貫通孔１内に引込
む引込み工程と、導電性塗料６を乾燥させる乾燥
工程とを行う。そして貫通孔１と対応する位置に
吸引孔３０ａを有する支持基体３０の一方の面上
に回路基板２を配置し、回路基板２に設けた複数
の貫通孔１の一部に吸引力を作用させる吸引手段
の吸引ノズル１０を支持基体３０の他方の面に対
して移動自在に配置し、吸引ノズル１０をスキー
ジ７の先端部と常に対向させるように吸引ノズル
１０とスキージ７とを同期移動させて塗布工程と
前記引込み工程とを同時に行う。

本発明は、このような回路基板のスルーホール
接続部形成方法において、吸引ノズル１０を支持
基体３０の他方の面に対して気密シール部材１４
を介して配置し、支持基体３０に形成した吸引孔
３０ａを回路基板２側の径寸法より吸引ノズル１
０側の径寸法が大きくなるように形成したことを
特徴とする。

［発明の作用］ 本発明においては、複数の貫通孔１の一部に吸
引力を作用させる移動自在な吸引ノズル１０をス
キージ７の先端部７ａと常に対向させるように吸
引ノズル１０とスキージ７とを同期移動させて塗
布工程と引込み工程とを同時に行うので、基板２
の面積が比較的大きい場合でも、各貫通孔１に作
用する吸引力の大きさ及び吸引継続時間のバラツ
キを極力小さくすることができるので、各貫通孔
内１の塗料の膜厚を略均一にすることができる。
また基板の板厚が厚くて貫通孔の長さが長くなる
場合や、貫通孔の数が局部的に多いような場合で
も、吸引力を適宜に調整することにより、膜厚の
均一なスルーホール接続部を簡単に形成すること
ができる。

また吸引ノズルが移動した後の貫通孔には、吸
引力が作用しないため、マスク５の基板２からの
離間をスムーズに行うことができ、基板上に導電
パターンを明瞭に印刷することができる。

さらに回路基板２は支持基体３０によつて支持
されているため、スルーホール形成中に回路基板
が撓んで印刷ズレが発生するようなことがない。

特に、本発明においては、支持基体３０の他方
の面（裏面）に対して気密シールド部材１４を介
して吸引ノズルを移動させるため、気密シールド
部材１４の存在により吸引ノズルからの吸引力を
低下させることなく吸引を行える利点がある。ま
た支持基体３０に形成した吸引孔３０ａの形状
を、吸引ノズル１０側の径寸法が回路基板２側の
径寸法よりも大きくなるようにしているので、吸
引孔３０ａの内壁に塗料が付着して吸引孔３０ａ
が吸引ノズル側に向かつて先細りとなり、吸引孔
３０ａが目詰まりするのを比較的長期に亘つて防
止できる。

本願明細書において、スルーホール接続部と
は、貫通孔の一方の開口端周辺と該開口端周辺に
連続する貫通孔の内壁の一部に導電性塗料が塗布
されて形成されるハーフスルホール接続部と貫通
孔の内壁をすべてに導電性塗料を塗布して形成さ
れるフルスルーホール接続部の両方を包含する。

本願明細書において、「導電性塗料」という語
は、最も広く解釈するものとし、Ag塗料、カー
ボン抵抗体塗料、その他電気回路を構成するのに
用いることができるすべての導電性を有する塗料
を含むものとする。

本願明細書において、「回路基板」なる語は、
最も広義に解釈するものとし、板面の一方の面ま
たは表裏両面に導電部（良導体及び抵抗体を問わ
ず通電性を有するものであれば良い。）を有する
基板の外、複数の基板を積層して構成される積層
基板等あらゆる基板を包含するものとする。

［実施例］ 以下本発明を、図面を参照して詳細に説明す
る。

（形成装置の実施例） 第１図は、本発明の方法を実施する場合の、ス
ルーホール接続部形成装置の概略構成を断面図を
用いて示してある。同図おいて、第４図に示した
従来の装置と同様の部材には、第４図に示した部
材に付した符号と同一の符号を付してある。第１
図において、貫通孔１を有する基板２、スクリー
ンマスク５、導電性塗料６及びスキージ７は従来
の装置のものと何等変るところはない。スクリー
ンマスク５は、例えば公知のテトロンからる所定
のメツシユのマスクを用いればよく、マスク２に
は基板２に設けた貫通孔１と対応する位置に貫通
孔１の径寸法より大きな径寸法を有する透孔が設
けられている。尚基板２の上に貫通孔１以外の部
分にも導電路を形成する場合には、マスク５に必
要な形状の透孔を設けておけば、スルーホール接
続部の形成と一緒に導電路を形成することができ
る。尚マスク５と基板２の表面との間の距離は、
通常1.5mm程度に設定されており、マスクの両端
は適宜の手段により固定されている。

基板２が載置されている支持基体３０は、図示
していないが、四方が適宜の固定手段によつて固
定されている。この支持基体３０は、強度の弱い
基板２を支持するととも後述する吸引ノズル１０
と接触して基板２の面を保護する役割を果してい
る。尚本装置の支持基体３０に設けられた各吸引
３０ａは、基板２の貫通孔１側に開口し、貫通孔
１よりも径の寸法がやや大きい小径部３０a₁と該
小径部と連通し該小径部の径よりも径寸法が大き
い大径部３０a₂とからなり、このような構成を取
ることにより、吸引孔３０ａの内壁に導電性塗料
が付着して、吸引孔３０ａの孔径が先細りとなる
ことを粘防止している。

スキージ７も従来の装置で用いられるものと同
様のものであるが、基板２の大きさ、導電性塗料
６の粘度、移動速度等に応じて適宜の形状のもの
を用いることができる。例えば、一回の操作で塗
料の塗布を行う場合には、基板２の幅方向寸法と
略同一の幅寸法を有するスキージを使用すればよ
い。スキージ７の傾斜角度θは、スキージ７の移
動速度に応じて、適宜に定めればよいが、一般的
には70度前後の角度が選定される。

１０は、支持基体３０の下面に対して略気密状
態を保つて移動する吸引ノズルである。本実施例
において、吸引ノズル１０は第２図に概略的に示
した通り、基板２の幅方向即ち吸引ノズル１０の
進行方向に略直角な方向に延びる細長い外形を有
している。吸引ノズル１０の中央部には、支持基
体３０の下面に向かつて開口する開口部１１ａを
形成する断面が略正方形を呈する細長い凹部１１
ｂを備えた吸引チヤンバ１１が設けられている。
また吸引チヤンバ１１の長手方向の両端には、空
気を吸込んで吸引チヤンバ１１内に吸引力を生じ
させる１対の吸込み孔１１ｃが設けられている。
吸引チヤンバ１１の長手方向に延びる１対の外側
面には断面形状がＬ字状を呈する１対のチヤンバ
支持部材１２が、吸引チヤンバ１１を間にして対
照的に固定されている。この１対のチヤンバ支持
部材１２は、図示しない吸引ノズル移動手段の支
持台にねじ等の適宜の固定手段を用いて吸引ノズ
ル１０を固定するために設けられている。尚図示
しない吸引ノズル移動手段は、吸引ノズル１０が
固定された支持台を、移動速度を変えて移動させ
ることができるものであれば、いかなる構成のも
のであつてもよく、例えばモータを駆動源として
ベルト駆動または歯車駆動させるものを用いるこ
とができる。

チヤンバ支持部材１２の外側には、それぞれ断
面形状がＬ字状を呈する１対のシール支持部材１
３が、平坦面１３ａを支持基体３０の下面に向け
るようにして固定されている。シール支持部材１
３の平坦面１３ａ上には、吸引チヤンバ１１の凹
部１１ｂ内を支持基体３０の下面に対してほぼ気
密的にシールする例えばテフロン製のシール部材
１４が開口部１１ａの周囲を囲むようにして取り
つけられている。このシール部材１４は、支持基
体３０に吸引孔３０ａが無いとすれば、吸引チヤ
ンバ１１の凹部１１ｂ内をほぼ完全に気密状態に
保つことができるようにするものである。またこ
のシール部材１４は、吸引ノズル１０が支持基体
３０の下面と接触しながら移動する際の、摩擦を
極力少なくして、吸引ノズル１０の移動をスムー
ズにする機能を果すものである。

第２図に示す通り、吸引チヤンバ１１の一対の
吸込み孔１１ｃには、可撓性を有する吸引パイプ
１５がそれぞれ取りつけられている。これら吸引
パイプ１５は、第１図及び第２図にそれぞれ概略
的に示した通り、電磁操作弁１６を介して吸引力
を発生させる為の送風機１７に連結されている。
この送風機１７は回転速度を適宜に変えることが
ことができる可変速制御可能なモータ１８によつ
て駆動される。電磁操作弁１６及びモータ１８の
制御は、図示しない制御回路からの信号に基づい
て行われる。尚本実施例においては、吸引ノズル
１０、吸引パイプ１５、電磁操作弁１６、送風機
１７及びモータ１８によつて吸引手段が構成され
ている。

スキージ７と吸引ノズル１０との位置関係は、
第１図に示されるように、スキージ７のマスク５
と接触する先端部７ａと、吸引ノズル１０の吸引
チヤンバ１１の中心部とが貫通孔１を介して同一
線上に位置するように配置するのが好ましい。こ
の関係は、スキージ７と吸引ノズル１０とを同一
方向に移動させて、基板２の貫通孔１内に導電性
塗料６を引込む際にも保持されることが好まし
い。尚スキージ７は、基板２及び支持基体３０を
介し吸引ノズル１０の吸引チヤンバ１１の凹部１
１ｂの開口部１１ａと対向する位置に配置されれ
ば良く、必ずしも上記のような好ましい関係にス
キージ７と吸引ノズル１０とを配置する必要は無
い。

（形成方法の実施例） 次に上記装置を用いて、本発明の方法の一実施
例を実施して、フルスルーホール接続部を形成す
る場合について、第３図Ａ乃至Ｄの図面を参照し
ながら説明する。

(a) マスク５の所定位置の上に導電性塗料を塗布
する。

(b) スキージ７及び吸引ノズル１０とを、基板２
及び支持基体３０とを間に介して対向するよう
に配置する。

(c) スキージ７をマスク５が基板２の表面に接触
する位置まで下げ、スキージ７と吸引ノズル１
０とを同じ方向に同じ速度で移動させる。

尚この際、モータ１８を駆動して送風機１７を
回転させると、基板の貫通孔１→支持基体３０の
吸引孔３０ａ→吸引ノズル１０の吸引チヤンバ１
１→一対の吸込み孔１１ｃ→電磁操作弁１６→送
風機１７の経路で空気が流れ、吸引ノズル１０の
吸引チヤンバ１１内に吸引力が発生する。したが
つて、スキージ７によつて導かれマスク５に形成
された孔から供給される導電性塗料６は、基板２
の貫通孔１の一端から他端に向かつて引込まれ、
貫通孔１の内面の一部が導電性塗料で被覆され
る。第３図Ａには、基板２の胴箔パターン８が設
けられた側の両側から貫通孔１の内部に導電性塗
料６が引込まれた状態が示されている。

吸引手段によつて発生される吸引力即ち風圧
は、貫通孔１の径の寸法、基板２の厚み、貫通孔
の密度、導電性塗料の粘度、吸引チヤンバ１１内
の凹部１１ｂの容積等の条件に応じて、モータ１
８の回転速度を変えることにより、適宜に定めれ
ばよい。尚実験によれば、スキージ７及び吸引ノ
ズル１０の移動速度を約350〜450mm／secの範囲
内に設定し、100〜200ポイズの粘度を有する導電
性塗料を用いて、径寸法が0.6〜1.2mmの貫通孔１
内に導電性塗料を引込む場合には、風圧を1.400
〜1.800mmHgの範囲内で選定すれば好ましい結果
が得られるこが判つた。

(d) 導電性塗料の引込みが完了した後、公知の乾
燥処理方法によつて、塗料を乾燥させる。

(e) 乾燥が終了した基板２の裏面の上側に向くよ
うに配置して、上記(a)乃至(d)の各工程を再度繰
り返し、第３図Ｂに示すように、基板２の両側
に通じるフルスルーホールを形成する。

(f) 上記(a)乃至(e)を再度繰り返して、２層構造の
フルスルーホール接続部を形成する。第３図Ｃ
及びＤは、この工程の結果の状態を示してい
る。

上記実施例のように、スキージ７と吸引ノズル
１０とを同じ方向に同じ速度で移動させ且つ基板
２の大きさに対して容積の小さい吸引チヤンバ１
１の両側から吸込み口１１ｃを通して空気を吸込
むようにして吸引チヤンバ１１内に吸引力を発生
させると、各貫通孔に作用する吸引力の大きさ及
び吸引継続時間のバラツキを極力小さくすること
ができるので、各貫通孔内の塗料の膜厚を略均一
にすることができる利点がある。また貫通孔の数
が局部的に多いような場合でも、貫通孔の数に応
じて吸引力を適宜に調整することにより、膜厚の
均一なスルーホール接続部を簡単に形成すること
ができる。さらに吸引ノズル１０が移動した後の
貫通孔１には、吸引力が作用しないため、マスク
５の基板２かろの離間をスムーズに行わせること
ができ、基板２上に導電パターンを明瞭に印刷す
ることができる。

また上記実施例のように、２層構造のスルーホ
ール接続部とすれば、半田付けの熱に強い導電部
を形成することができる。尚第３図Ａに示す状
態、即ち上記工程(a)乃至(d)を行つた状態で工程を
終了させれば、フーフスルーホール接続部を形成
することができる。

（変形例） 上記実施例では、吸引ノズル１０の形状を、基
板２の幅寸法（ノズルの進行方向と直角な方向の
寸法）よりも長い寸法を有する形状にしている
が、吸引ノズルの形状は上記実施例のものに限ら
れるものではなく、基板の幅寸法よりも短い長さ
寸法を有する形状に吸引ノズルを形成してもよい
のは勿論である。尚吸引ノズルの形状としては、
進行方向に平行な方向の幅寸法を、同時に２つの
貫通孔と対向することがない程度の寸法にするの
が好ましい。マスク５を基板２から、スムーズに
離すことができるからである。

吸引ノズル１０の吸引チヤンバ１１の開口部１
１ａの面積は、貫通孔の密度を考慮して、貫通孔
にほぼ均一な塗料膜を形成でき且つマスク５をス
ムーズに基板２から離すことができるような値に
設定すべきである。吸引力の強さや基板２の貫通
孔の径寸法によつても異なるが、実験によると開
口部１１ａの面積100cm²当たりに約20個の貫通孔
が入るように構成した場合に好ましい結果が得ら
れた。

また上記実施例では、吸引チヤンバ１１の長手
方向の両端側から空気を吸込むようにしている
が、吸引チヤンバからの空気の吸引の方法及び態
様は任意である。

［発明の効果］ 本発明によれば、回路基板は支持基体によつて
支持されているため、スルーホール形成中に回路
基板が撓んで印刷ズレが発生するようなことがな
い。特に、本発明によれば、支持基体の他方の面
（裏面）に対して気密シールド部材を介して吸引
ノズルを移動させるため、気密シールド部材の存
在により吸引ノズルからの吸引力を低下させるこ
となく吸引を行える利点がある。また支持基体に
形成した吸引孔の形状を、吸引ノズル側の径寸法
が基板側の径寸法よりも大きくなるようにしてい
るので、吸引孔の内壁に塗料が付着して吸引孔が
吸引ノズル側に向かつて先細りとなり、吸引孔が
目詰まりするのを比較的長期に亘つて防止できる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施するためのスル
ーホール接続部形成装置の概略断面図、第２図は
吸引ノズルと基板との位置関係を示す説明図、第
３図Ａ乃至Ｄは本発明によりフルスルーホール接
続部を形成する場合の説明図、第４図は従来のス
ルーホール接続部形成装置の概略断面図である。 １……貫通孔、２……基板、３，３０……支持
基体、５……マスク、６……導電性塗料、７……
スキージ、１０……吸引ノズル、１１……吸引チ
ヤンバ、１４……シール部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回路基板に設けた複数の貫通孔の一方の開口
   端周辺部にマクス及びスキージを用いて導電性塗
   料を塗布する塗布工程と、 前記開口端周辺部に塗布された前記導電性塗料
   が流動性を有する間に該導電性塗料を前記貫通孔
   の他方の開口端側から吸引手段により吸引力を作
   用させることにより前記貫通孔内に引込む引込み
   工程と、 前記導電性塗料を乾燥させる乾燥工程とから成
   り、 前記回路基板を前記貫通孔と対応する位置に吸
   引孔を有する支持基体の一方の面上に配置し、 前記回路基板に設けた前記複数の貫通孔の一部
   に吸引力を作用させる前記吸引手段の吸引ノズル
   を前記支持基体の他方の面に対して移動自在に配
   置し、 前記吸引ノズルを前記スキージの先端部と常に
   対向させるように前記吸引ノズルと前記スキージ
   とを同期移動させて前記塗布工程と前記引込み工
   程とを同時に行う回路基板のスルーホール接続部
   形成方法において、 前記吸引ノズルを前記支持基体の他方の面に対
   して気密シール部材を介して配置し、 前記支持基体に形成した前記吸引孔を前記回路
   基板側の径寸法よりも前記吸引ノズル側の径寸法
   が大きくなるように形成したことを特徴とするス
   ルーホール接続部形成方法。