JPH0786711A - プリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】メタルベース基板型もしくはメタルコアー型で
層間接続部を具備するプリント配線板において、比較的
簡略な層間接続の構成を採ることによって、配線および
実装密度の向上なども図る一方、高性能化ないし安定性
化を図ったプリント配線板の提供を目的とする。 【構成】 導電性金属薄板と、前記導電性金属薄板面に
絶縁体層を介して配置された配線パターン層と、前記配
線パターン層および導電性金属薄板を絶縁体層を貫挿し
て接続する層間接続部とを具備して成るプリント配線板
において、前記層間接続部が導電性金属薄板面、配線パ
ターン層面の少なくともいずれか一方の面に形設され、
かつ加圧一体化の段階で絶縁体層を貫挿し、対向する導
電性金属薄板面側もしくは配線パターン層面側に塑性変
形して接続していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリント配線板に係り、
特に放熱性を兼ねた接地性もしくはシールド性を付与す
る構成のメタルベース型、もしくはメタルコアー型プリ
ント配線板の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板の高性能化、換言すると
放熱性の付与による回路装置の動作安定化、接地性付与
による回路損傷の回避，さらにはシールド性付与による
電波障害の回避などを目的としたプリント配線板の構成
において、ベース基板として金属薄板を、あるいは金属
薄板をコアーとしたプリント配線板が開発されている。
図６および図７ (a)， (b)は、このようなメタルベース
型、もしくはメタルコアー型プリント配線板の要部構成
を断面的に示したものである。図６および図７ (a)，
(b)において、1aはメタルベース基板、1bはコアーメタ
ル板、２は絶縁体層、３は導体（配線）パターン、４は
配線パターン３層同士間、もしくは実装パッド3aとメタ
ルベース基板1aやコアーメタル板1bを接続する層間接続
部、５スルホールである。ここで、メタルベース基板1a
およびコアーメタル板1bは、支持・補強体ないし放熱体
として機能する一方、接地電極層などとして作用する。

【０００３】さらに、シールド性を付与したプリント配
線板として、図８に要部構成を断面的に示すごとく、基
板６面上の特定の配線パターン７領域面に絶縁層8aを介
して、たとえば銅ペ−スト塗布して所要のシールド層９
形成する一方、このシールド層９を基板６面上の接地電
極層（グランド層）10に層間接続部４で接続するととも
に、前記シールド層９面を絶縁層8bで被覆した構成のプ
リント配線板も知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記説
明したように、従来のメタルベース型プリント配線板、
もしくはメタルコアー型プリント配線板の場合は、プリ
ント配線板製造工程において、積層用素板もしくは積層
板の所要の箇所に、たとえばドリル加工によって貫通孔
を穿設し、この穿設孔内壁面にメッキ層を被着形成して
導電性や伝熱性を付与させるか、あるいは導電性金属な
いし導電性組成物を埋め込んで導電性や伝熱性を付与さ
せるかするため、製造工程が煩雑であるばかりでなく、
たとえばスルホール接続部５を具備した構成の場合、そ
の分表面の配線領域や部品の実装領域が低減することに
なり、高密度実装回路の構成に支障となる。

【０００５】一方、銅ペ−ストなどを塗布して、シール
ド性を付与する構成のプリント配線板の場合は、銅ペ−
ストなどの導体抵抗が一般的に高いこと、また塗布層の
厚さを全体的に一様に制御することが困難なことなどに
より、シ−ルドの効果およびび安定性を十分に確保し得
ないという問題がある。しかも、この構成の場合は、部
品の実装用パッド3a面に対して、周辺部のシールド性を
付与する領域面が突設した形態を採るため、実装回路装
置の構成工程において、実装機による実装条件の調整・
変更なども要するという問題もある。

【０００６】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、メタルベース基板型もしくはメタルコアー型で層間
接続部を具備するプリント配線板において、比較的簡略
な層間接続の構成を採ることによって、配線および実装
密度の向上なども図る一方、高性能化ないし安定性化を
図ったプリント配線板の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプリント配
線板は、導電性金属薄板と、前記導電性金属薄板面に絶
縁体層を介して配置された配線パターン層と、前記配線
パターン層および導電性金属薄板を絶縁体層を貫挿して
接続する層間接続部とを具備して成るプリント配線板に
おいて、前記層間接続部が導電性金属薄板面、配線パタ
ーン層面の少なくともいずれか一方の面に形設され、か
つ加圧一体化の段階で絶縁体層を貫挿し、対向する導電
性金属薄板面側もしくは配線パターン層面側に塑性変形
して接続していることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記のごとく、本発明に係るプリント配線板に
おいては、配線パターン（実装用パッドを含む）層間の
電気的な接続、配線パターンと接地層や放熱層などを成
す導電性金属薄板（導電性金属層）との電気的ないし熱
的な接続が、予め所定箇所に配置してある導電性バンプ
を、加圧一体化の段階で絶縁体層を貫挿させ、対向する
導電性金属薄板面側もしくは配線パターン層面側に塑性
変形により達成されている。つまり、ドリル加工などを
要せずに、加圧・積層・一体化の工程で層間接続部が形
成され、これによって所要の電気的ないし熱的な接続が
成された形態を採るため、実装領域面や配線面を容易に
確保し得るとともに、プリント配線板として信頼性の高
い機能を、常時保持・発揮する。

【０００９】

【実施例】以下図１〜図５を参照して本発明の実施例を
説明する。

【００１０】図１は、本発明に係るプリント配線板の構
成例の要部を断面的に示したもので、11はメタルベース
基板を成す導電性金属薄板、12は前記導電性金属薄板11
面に形成された絶縁体層、13は前記絶縁体層12面に形成
された配線パターン、14は前記配線パターン13層および
導電性金属薄板11を絶縁体層12を貫挿して接続する層間
接続部である。そして、本発明はこのようなプリント配
線板の構成において、前記層間接続部14を次のごとく、
形成している点をもって特徴付けられる。すなわち、前
記層間接続部14が導電性金属薄板11面、配線パターン13
層面の少なくともいずれか一方の面に形設された導電性
バンプが、加圧一体化して積層体化する段階で絶縁体層
12を貫挿し、対向する導電性金属薄板面11側もしくは配
線パターン13層面側に塑性変形して、両者が機械的に接
続一体化しながら、電気的な接続を形成した構成を採っ
ている点で特徴づけられる。

【００１１】そして、上記本発明に係る構成のプリント
配線板は、一般的に次のような手段で製造し得る。先
ず、導電性金属薄板 11aとしたとえばてAl板を、絶縁体
12としてたとえば熱可塑性を有する絶縁性樹脂フイルム
12、たとえば厚さ50μm ポリエーテルイミド樹脂フィル
ム（商品名，スミライト FS-1400，住友ベークライトＫ
Ｋ）をそれぞれ用意する。一方、たとえば電解銅箔13′
面の所定位置にAgペースト、たとえばポリマータイプの
銀系の導電ペースト（商品名，熱硬化性導電ペーストDW
-250 H-5，東洋紡績ＫＫ）を、板厚の 200μm のステン
レス板に 0.4mm径の孔を、2.54mmピッチの格子状に開け
たメタルマスクを用い、印刷，乾燥を 3回繰り返して高
さ 200μm 弱の円錐型（もしくは角錐型）の導電性バン
プ14′を被着・形成したものを用意し、図２に模式的に
示すように積層・配置する。次いで、この積層体を所要
の温度（たとえば 250℃）に設定された熱プレスにセッ
トし、絶縁性樹脂フイルム12可塑状態になってから加圧
し、前記電解銅箔13′面の導電性バンプ14′を、絶縁性
樹脂フイルム12の厚さ方向に貫通させ、かつ先端部の塑
性変形により、所要の層間接続部14を備えた銅箔付きメ
タルベース基板を製造する。

【００１２】次に、前記銅箔付きメタルベース基板の銅
箔13′に、常套的なフォトエッチング処理を施して、所
要の配線パターン13化することにより、前記図１に示す
ような層間接続部14を備えたプリント配線板が得られ
る。

【００１３】また、前記プリント配線板について、配線
パターン13とベース基板 11aとの間の接続信頼性を見る
ために、ホットオイルテスト（ 260℃のオイル中15秒，
25℃15秒を 1サイクルとして）で 500サイクル行って
も、接続不良の発生は認められず、また前記接続の信頼
性も従来の銅メッキ法による場合に比較して格段によい
ことが分かった。

【００１４】また別の手段として、離形性を有する支持
シート、たとえば厚さ50μm のポリイミド樹脂フィルム
（商品名，カプトンフィルム，東レＫＫ）の所要領域面
上に、導電性ペーストをスクリーン印刷により導電性バ
ンプ（突起状導体）を形成し、これに絶縁性樹脂フイル
ム（シート）および当て板を重ね合わせ、熱プレスに挟
み、絶縁性樹脂フイルムが可塑状態になってから加圧
し、前記絶縁性樹脂フイルムを貫通させた導電性バンプ
先端部を、当て板面で塑性変形により平坦化させ、その
後支持シートを剥離することにより、所要の位置に層間
接続部が配置された基板を製造する。この基板につい
て、テスターで各層間接続部を表裏面からテストしたと
ころ、全数が 0.1Ω以下の抵抗であった。次に、前記基
板面上に通常のスクリーン印刷などの方法により、必要
とする配線パターンを形成して所定のプリント配線板を
得てもよい。

【００１５】図３および図４は本発明に係るプリント配
線板の他の要部構成例を示したもので、これらの構成例
は，いわゆるメタルコアー型の場合であって、メタルコ
アー11bに対して、両面側に絶縁体層12を介して多層的
に配線パターン13層が配置され、かつ前記導電性バンプ
14′で形成された層間接続部14により、メタルコアー11
bと電気的ないし熱的に接続した構成を成している。

【００１６】このように、図１，図３，図４に例示した
いずれの構成においても、層間接続部14用の穿孔加工も
不要であり、また穿孔に伴う配線領域面や実装面の低減
もないので、配線密度や実装密度の向上などを確保し易
いといえる。

【００１７】図５は、さらに他の要部構成例を示したも
ので、図５において、15は多層型配線板本体、12は絶縁
体層、16はシールド層として機能する銅箔パターン、17
は接地電極層、18はシールド層16を被覆する絶縁層であ
り、このプリント配線板の場合は、シールド層として機
能する銅箔パターン16と接地電極層17とが、絶縁体層12
を貫通する導電性バンプ14′で形成された層間接続部14
によって、接続した構成を採っている。そして、図５に
例示した構成のプリント配線板も、前記例示した製造手
段に準じた手法・工程で製造し得る。

【００１８】なお、本発明において、絶縁体層を構成す
る絶縁性樹脂フイルム（シート）としては、熱可塑状態
を呈するものであれば、各種の絶縁性樹脂シートが利用
できる。たとえば熱可塑性樹脂シートとして、好適な例
としてポリカーボネイト、ポリスルホン、熱可塑性ポリ
イミド、４フッ化ポリエチレン、４フッ化ポリエチレ６
フッ化ポリプロピレン、ポリエーテルエーテルケトン樹
脂などが適用できる。その熱可塑性樹脂シートは各種の
充填物を含むものあるいはガラスクロス、マットなどで
複合されたものでもよい。また、熱硬化性樹脂も硬化前
の材料、たとえばエポキシ樹脂含浸のガラスクロスのプ
リプレグ、エポキシ樹脂含浸のガラスマットのプリプレ
グ、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、
フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ま
た生ゴムシートでもよく、ブタジエンゴム、ブチルゴ
ム、天然ゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴムなど適
用できる。また、製造に当たって用いる当て板や剥離性
支持体としては、加温（加熱）、加圧により、寸法変化
の少ないものが望ましく、金属板或いは耐熱性樹脂シー
トが望ましい。たとえばステンレス板或いは真鍮板、ポ
リイミドフィルム、テフロンフィルムなどが利用でき
る。またテフロンコート金属板も本用途には好適であ
る。

【００１９】さらに、本発明で層間接続部を形成する導
電性バンプは、たとえば金属粉と樹脂と溶剤から構成さ
れる導電性ペーストで形成される。ここで、金属紛とし
てはAg、Au、Cu、ハンダ紛など或いはそれらを成分とす
る合金紛、複合紛が利用できる。バインダーとしては耐
熱性のある熱可塑性樹脂からなるものが好適であるが、
熱硬化性樹脂でもよく、たとえばポリカーボネート樹
脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ
樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂
等が利用できる。また、導電性バンプの形成において
は、メタルマスクを用いてスキージで印刷する方法が本
方法では好適であるが、その他の印刷方法でも一括印刷
できる方法であれば特に限定はない。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係るプリント配線板によれば、
各種の層間接続部は、従来の構成で必要不可欠であった
孔明け加工、メッキ処理加工といった複雑で繁雑な工程
が不要となるので、これらの加工工程で起こる不良発生
が解消することになり、歩留まりの大幅な向上および信
頼性の高いプリント配線板として機能する。つまり、前
記層間接続部は、プリント配線板の製造工程に付随した
導電性バンプの絶縁体層の貫挿および塑性変形作用など
の利用によって、高精度にかつ所要の位置に形成される
とともに、信頼性の高い確実な接続を成すため、熱伝導
性や導電性と相俟って、良好な放熱性やシールド性に効
果的に寄与し、このプリント配線板を用いて構成した実
装回路装置の高機能化，高性能化をもたらすものといえ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプリント配線板の要部構成例を示
す断面図。

【図２】本発明に係るプリント配線板の製造工程の要部
を模式的に示す断面図

【図３】本発明に係るプリント配線板の他の要部構成例
を示す断面図。

【図４】本発明に係るプリント配線板のさらに他の要部
構成例を示す断面図。

【図５】本発明に係るプリント配線板の別の要部構成例
を示す断面図。

【図６】従来のプリント配線板の要部構成を示す断面
図。

【図７】(a)および (b)は従来のプリント配線板の他の
それぞれ異なる要部構成を示す断面図。

【図８】従来のプリント配線板のさらに他の要部構成を
示す断面図。

【符号の説明】

1a， 11a…メタルベース基板 1b， 11b…メタルコア
ー板 ２，12…絶縁体層 ３，13…配線パターン
3a…実装パッド ４，14…層間接続部５…スルホー
ル ６，15…多層型配線板本体 ７…配線パターン
8a，8b，18…絶縁層 ９， 16 …シールド層
10，17…接地電極層 13′…電解銅箔 14′…導電
性バンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性金属薄板と、前記導電性金属薄板
   面に絶縁体層を介して配置されたプリント配線層と、前
   記プリント配線層および導電性金属薄板を絶縁体層を貫
   挿して接続する層間接続部とを具備して成るプリント配
   線板において、 前記層間接続部が導電性金属薄板面、
   プリント配線層面少なくともいずれか一方の面に形設さ
   れ、かつ加圧一体化の段階で絶縁体層を貫挿し、対向す
   る導電性金属薄板面側もしくはプリント配線層面側に塑
   性変形して接続していることを特徴とするプリント配線
   板。