JPH05243736A - プリント回路板の製造方法 - Google Patents

プリント回路板の製造方法

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JPH05243736A
JPH05243736A JP4283179A JP28317992A JPH05243736A JP H05243736 A JPH05243736 A JP H05243736A JP 4283179 A JP4283179 A JP 4283179A JP 28317992 A JP28317992 A JP 28317992A JP H05243736 A JPH05243736 A JP H05243736A
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polyimide
layer
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レスリー トンプソン ゴールドン
Brian Gudgeon
ガジョン ブライアン
Kenneth J Wombwell
ジェイムス ウームウェル ケネス
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント回路板を構成するエポキシ・ガラス
層とポリイミド・ガラス層の結合状態に依存している場
合に生じる可能性のある問題を解決するプリント回路板
の製造方法を提供する。 【構成】 内部に導電性層を含む複層エポキシ・ガラス
層を形成する工程と、一方の面に導電性平面を設けたポ
リイミド・ガラス層を形成する工程と、導電性平面を設
けた面がエポキシ・ガラス層と接するようにポリイミド
・ガラス層をエポキシ・ガラス層と接合する工程とから
なる多層プリント回路板の製造方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプリント回路板、特に、
構成部品の取り外しや交換が容易であるプリント回路板
に関する。
【０００２】
【従来の技術】プリント回路板に複雑な電子構成部品を
取り付けるのに構成部品のピンをプリント回路板のめっ
きした貫通孔に通し、所定箇所でハンダ付けするのは通
常のことである。めっきした貫通孔は、普通、プリント
回路板の種々のレベルでピンと回路の一部をなす導電性
材料とを接続する。
【０００３】ある構成部品を取り外す必要がある場合、
例えばそれが故障したために交換する必要がある場合、
ハンダを溶かすための熱でプリント回路板が膨張し、回
路に損傷を与える傾向があることが分かっている。この
問題は所謂ピン・グリッド・アレイ・パッケージに装着
した超大規模集積回路部品にとって特に重大である。多
数のアレイ状に密集したピン（通常は１００本以上）の
場合、作業が不当に長くならないように全てのピンのハ
ンダを同時に溶かさなければならない。このために加え
られた大量の熱や、多数の接続を行なう必要があるため
プリント回路板の厚さが比較的大きいという事実によっ
て、膨張の問題は更に悪化してプリント回路板の損傷も
大きくなる。しかもこれらの構成部品が高価であるた
め、プリント回路板を廃棄せずに修理することがあらゆ
る点で望ましい。実際に、この問題を解決する唯一の方
法として、プリント回路板にハンダ付けしたソケットを
使用するということが示唆されていた。この方法におい
ては、構成部品をソケットにはめ込むのであるが、プリ
ント回路板のコストが高まると共にその嵩が大きくな
り、更に信頼性や電気的性能の低下を招くといった問題
が生じていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
を解消したプリント回路板を提供し、またその製造方法
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、構成部品を取
り付けるようになっているプリント回路板であって、プ
リント回路板を貫通する夫々複数の第１及び第２の孔を
包含し、第１の孔の各々が１つの構成部品接続ピンを受
け入れる内部めっきのない貫通孔であり、第２の孔の各
々がプリント回路板の種々のレベルで導電性軌道に接続
するめっきした貫通孔であり、プリント回路板の第１の
面で各第１の孔に隣接して導電性材料の表面パッドが設
けてあり、各パッドが孔に挿入した構成部品接続ピンと
のハンダ付け接続部の一部をなし、表面パッドが夫々表
面導体と接続してあり、これらの導体の少なくとも実感
のものが第２の孔の内部めっきに接続してあるプリント
回路板を提供する。
【０００６】本発明によるプリント回路板は、前記第１
の面と反対の側の第２の面上に置かれ、各々第１の孔に
挿入され、第１の面上でこの第１の孔に隣接して表面パ
ッドにハンダ付けされた複数の接続ピンを有する少なく
とも１つの構成部品を有していてもよい。
【０００７】構成部品のハンダ接続部は迅速且つ同時に
溶かすことができ、しかもプリント回路板の回路に損傷
を与える危険性も少ない。また、第２のめっきした孔が
２つ以上の導電性層に対する接続部を与えるので複雑な
回路も可能である。好ましくは、プリント回路板は複層
式である。ここで、複層というのはプリント回路板の内
部に少なくとも１枚の導電性層があり、プリント回路板
の単数又は複数の接続部を提供するということを意味す
る。
【０００８】好ましくは、第２の孔は第１の面のところ
で溶融ハンダの流入を防ぐ手段を備えている。これによ
り、第２の孔にハンダが流入するおそれがなくなり、溶
融時にプリント回路板を膨張させ回路に損傷を与える危
険性を回避できる。このような手段としては、耐ハンダ
コーティングが適当である。
【０００９】プリント回路板のための絶縁材料としてエ
ポキシ・ガラスを使用することは通常のことである。し
かしながら、エポキシ・ガラスは通常のハンダの溶融温
度で軟化し、エポキシ・ガラスとそれを支える導電性材
料との結合が弱くなる。従って、第１の孔に隣接した貫
通孔のめっきによって、固定されていないパッド等がハ
ンダ溶融時に剥れるおそれがある。このため、このよう
なパッドを支えるプリント回路板の材料は、通常の錫・
鉛ハンダの溶融温度でもパッド材料にしっかり結合して
いるポリイミド・ガラス等の材料が好ましい。
【００１０】ポリイミド・ガラスはエポキシ・ガラスよ
りも高価であり、接合温度も高い。そのため、外側層が
ポリイミド・ガラスであるエポキシ・ガラスの積層体か
らなる複合板をプリント回路板とし、これらの層の間に
ほぼ完全な平面（例えば、電圧平面）である導電層を設
けるとよいことを発明者等が見出した。
【００１１】この構造では、コストが下がり、ポリイミ
ド・ガラス／エポキシ・ガラス結合に依存する割合をか
なりの程度まで減らすことができる。
【００１２】好ましくは、ポリイミド・ガラスは予め硬
化させ、前記平面を構成している導電性材料で片面を被
着し、次にこの面を内側にして絶縁性材料にエポキシ・
ガラスを使用している積重体に接合し、この接合部を部
分的に硬化していたエポキシ・ガラスシートの硬化を完
全に進めることによって完成する。
【００１３】以下、本発明によって構成したプリント回
路板を添付図面を参照しつつより一層詳しく説明する。
【００１４】
【実施例】図１及び図２において、全体的に符号１で示
すプリント回路板は構成部品２を支持しているように示
してある。この構成部品２は多数のピン（例えば、１３
５本から１７９本）を有するピン・グリッド・アレイ・
パッケージである。これらのピンのうち１本だけが符号
３で示してある。
【００１５】プリント回路板１は、複層板（但し、前部
の層は図示していない）であって、周知のようにめっき
した貫通孔によって相互接続された内部層に導電性材料
を使用しているが、このような貫通孔が符号４で示して
あり、これはめっき部５を有する。内部層は、電圧（即
ち、アース又はパワー）平面又は信号平面であってもよ
い。平面６は電圧平面の一例であり、これは導電性材料
のほぼ均一な層からなり、幾つかの貫通孔と接触してい
るが、接触をなすことなく他のものも通せるように孔が
開けてある。信号平面は種々の導電性軌道を含み、例え
ば、ここでは軌道７が孔４のめっき部５と接触している
例として示してある。その他多くの層をピン・グリッド
・アレイ・パッケージを支えている回路板に設けること
があることが了解できる。
【００１６】孔４のようなめっきした貫通孔は構成部品
のピンを支持していない。その代わり、これらのピンは
図中でピン３を支持している孔８のような孔、即ち、そ
の内壁面にめっきを施していない孔によって支えられて
いる。
【００１７】孔８の、構成部品２の側とは反対側のプリ
ント回路板１の面にある開口部は、パッド９で囲んであ
る。パッド９は表面軌道１０によってパッド１１に接続
してあり、このパッド１１は孔４の開口部を囲み、その
めっき部５に接続してある。この実施例では、他のめっ
きしていない孔は各々めっきした貫通孔に同様に接続し
てある。
【００１８】耐ハンダ性の層１２がめっきした貫通孔の
全てを覆って設けてあるが、パッド９及び非めっき孔８
の周囲の他のパッドの全ては露出したままとしてある。
【００１９】プリント回路板１の大部分は、導電性層を
設けたエポキシ・ガラス層１５で構成してある。エポキ
シ・ガラス層１５の境界は電圧平面６であり、その反対
側にはポリイミド・ガラス層１３が設けてある。
【００２０】構成部品２を取り付けるには、そのピン３
を非めっき孔８に挿入し、パッド９及び同様なパッドを
含む面を錫・鉛ハンダのウェーブに対して動かしてパッ
ド９をピン３に連結するハンダのすみ肉１４を残すよう
にする。このすみ肉１４は他のピンをもプリント回路板
１に同様に連結する。ハンダは非めっき孔８には決して
侵入せず、耐ハンダ層１２によってめっき貫通孔４にも
侵入しない。この耐ハンダ層１２は熱バリヤとしても作
用する。
【００２１】構成部品２を取り外したい場合には、プリ
ント回路板１を錫・鉛ハンダウェーブ上方に釣り下げ、
この構成部品２の全てのピンのハンダを溶かし、この構
成部品を取り外す。その後、孔８にまたがっているハン
ダを穏やかに吹き払い、更にその後、暖めた空気をもっ
て固化させる。孔８をきれいにしてから、交換部品を挿
入して所定位置でハンダ付けをする。必要に応じて、所
定の位置の構成部品を何回も変更できる。こうしてプリ
ント回路板１を、めっき部５、電圧平面６、導電性軌道
７に何ら影響を与えることなく、経済的且つ容易に修理
又は改造することが可能となる。
【００２２】あるピン・グリッド・アレイ・パッケージ
のハンダを溶かして取り外すのに３乃至５秒かかり、プ
リント回路板への損傷も無視し得る程度であることが分
かった。これは、全体的に絶縁体としてエポキシ・ガラ
ス層を用いて構成したプリント回路板のめっき貫通孔に
パッケージのピンをハンダ付けする場合に匹敵する。ハ
ンダを溶かすのに数１０秒かかることが分かっており、
各ピンのハンダを個別に溶かし吸引作用で除去する場合
でもかなりの数の孔のところで損傷が生じるのが分かっ
ている。この損傷は、通常、パッドの周縁が剥離し、内
部導電性層と孔めっき部の結合が破壊される可能性があ
ることを意味している。これが生じるのは、溶融錫・鉛
ハンダの温度（２２０℃から２５０℃）にプリント回路
板がさらされる時間と孔内のハンダの与える熱伝送経路
とが結びついて、プリント回路板内部のエポキシ・ガラ
ス材料の温度が１２０℃のその転移温度以上に上昇する
からである。この温度以上では、プリント回路板の膨張
率が急激に高まり、プリント回路板を横切る方向のエポ
キシ・ガラス材料の膨張が導電性材料の膨張より大きく
なる。同時に、導電性材料（通常は銅）とエポキシ・ガ
ラス材料の結合力もかなり減少する。
【００２３】次に、ポリイミド・ガラス層１３の機能を
説明する。ポリイミド・ガラス材料の転移温度は２６０
℃から２８０℃である。従って、ハンダウェーブの２２
０℃から２５０℃の温度ではパッドとの結合力の損失が
最低であり、パッドがポリイミド・ガラス層に結合する
状態が良好に保たれる。その結果、パッドが予め結合し
ていた内部めっき部と最早結合していなくてもパッドが
認識できる程度に剥離することはない。しかも、プリン
ト回路板の大部分がエポキシ・ガラスで作られており、
これはポリイミド・ガラスよりも安価なのでプリント回
路板全体のコストも低減できる。
【００２４】銅被着ポリイミド・ガラス積層体は市販製
品である。従って、図１のプリント回路板１を簡単な方
法で作ることができる。必要なエポキシ・ガラス積層体
は複層プリント回路板の製造で使用する普通の要領で作
ることができる。同様に、ポリイミド・ガラス積層体に
電圧平面６のパターンを設けることができる。これらの
積層体は平面６を内側に向けて１つの外側層としてポリ
イミド・ガラス積層体となるように重ねて組み立てられ
る。積層体はプレプレグのシート（部分的に硬化したエ
ポキシ・ガラス）ではさみ、加熱して全体的に相互に接
合して硬化を完全にする。これに要する温度、時間は少
なくてもよく、ポリイミド・ガラスに必要な温度、時間
よりもエポキシ・ガラスに適している。平面６をこうし
てプレプレグシートの一方に接合し、エポキシ・ガラス
とポリイミド・ガラスの殆どの部分が互いに接触せず、
従ってこれらの材料の結合状態に依存している場合に生
じる可能性のある問題を解決できることに注目された
い。次に、外側導電性パターンを構成し、めっきすべき
孔を開ける。次に、プリント回路板をめっきし、その
後、非めっき孔を開けて耐ハンダ層を設ける。
【００２５】図３は、４つの同心の正方形に配置したピ
ン・グリッド・アレイ・パッケージのための孔の配置の
一例を示す図である。これらのピンのための、孔８に類
似した非めっき孔２０は、孔４に類似した貫通孔２２に
区域２１の内外いずれかで接続してある。これらの孔の
うちほんの少しの孔しか図３に示していないことは了解
されよう。組織的な設計の観点から各非めっき孔をリン
クによってめっき貫通孔に接続するのが好ましいが、望
むならば、１つの非めっき孔（即ち、ピン）から別のも
の、例えば他の構成部品又は縁コネクタまでまっすぐに
軌道を設けてもよい。
【００２６】適切な寸法の例として、プリント回路板の
厚さ０．１１４インチ（２．８９６ｍｍ）、ポリイミド
層の厚さ０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）、導電性
層の厚さ０．００１４インチ（０．０３５６ｍｍ）、耐
ハンダ層の厚さ０．００２から０．００３インチ（０．
０５０８から０．０７６２ｍｍ）である。ピンはプリン
ト回路板の表面から０．０４０から０．０８０インチ
（１．０１６から２．０３２ｍｍ）突出してもよい。
【００２７】耐ハンダ／温度バリヤはプリント回路板の
保全性を高めるが、孔内側の接続部の信頼性が重要でな
いならば省略してもよい。
【００２８】損傷に対する保護を強めるためにポリイミ
ド・ガラス外側層を設けることが好ましいが、ハンダを
溶かすのに必要な時間が短いということや先に述べた方
法で孔内のハンダを排除することにより、たとえ絶縁体
が全体的にエポキシ・ガラスであっても信頼性の点でか
なりの改善を行ない得る。
【００２９】
【発明の効果】以上により、低コストであって、ポリイ
ミド・ガラス層とエポキシ・ガラス層との結合に依存す
る割合をかなりの程度まで減少させることによってエポ
キシ・ガラス層とポリイミド・ガラス層の殆どの部分が
互いに接触せずこれらの材料の結合状態に依存している
場合に生じる可能性のある問題を解決し得るプリント回
路基板を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリント回路板の一部の断面図であり、装着し
た構成部品の一部を示す図である。
【図２】図１に示したプリント回路板の部分を、構成部
品を省略して上部から見た平面図である。
【図３】個々の構成部品と組み合わせたプリント回路板
区域にある孔の配置を示す概略図である。
【符号の説明】
１ プリント回路板 ２ 構成部品 ３ ピン ４ 孔 ５ めっき部 ６ 平面 ７ 軌道 ８ 孔 ９ パッド １０ 表面軌道 １１ パッド １２ 耐ハンダ層 １３ ポリイミド・ガラス層 １４ すみ肉 １５ エポキシ・ガラス層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１１月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブライアン ガジョン イギリス国．ランス，ローゼンデール，ガ ーヒルズ ロード，ガーヒルズ ハウス （番地なし) (72)発明者 ケネス ジェイムス ウームウェル イギリス国．ランス，ストックポート，マ ープル，フェアファツクス クローズ 13

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多層プリント回路板の製造方法であっ
    て、 内部に導電性層を含む複層エポキシ・ガラス層を形成す
    る工程と、 一方の面に導電性平面を設けたポリイミド・ガラス層を
    形成する工程と、 前記導電性平面を設けた面が前記エポキシ・ガラス層と
    接するように前記ポリイミド・ガラス層を前記エポキシ
    ・ガラス層と接合する工程とからなる多層プリント回路
    板の製造方法。
JP4283179A 1983-08-20 1992-10-21 プリント回路板の製造方法 Pending JPH05243736A (ja)

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GB838322473A GB8322473D0 (en) 1983-08-20 1983-08-20 Printed circuit boards
GB8322473 1983-08-20

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JP59171698A Division JPH0636463B2 (ja) 1983-08-20 1984-08-20 プリント回路板

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JPH05243736A true JPH05243736A (ja) 1993-09-21

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JP (2) JPH0636463B2 (ja)
AU (1) AU564420B2 (ja)
DE (1) DE3428811A1 (ja)
FR (1) FR2550905B1 (ja)
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