JPH0786751A - 多層プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はスルーホールメッキ方法を採用せず
に製造することができる多層プリント配線板の製造方法
の提供を目的とする。 【構成】 内外層プリント配線板１，４，６を位置合わ
せしつつ貼り合わせて多層プリント配線板１５を形成す
るとともに各プリント配線板１，４，６の各プリント配
線回路２，３，５，７の接続用ランド８，９，１０，１
１の各スルーホール１２，１３，１４中に複数の細線１
６を装入セットした後、細線１６の毛細管現象を利用し
てスルーホール１２，１３，１４中に溶融半田１７を充
填し、これを固化する。これにより前記各プリント配線
回路２，３，５，７相互の電気的接続を行い、第１〜第
４のプリント配線回路２，３，５，７を内層した多層プ
リント配線板１５を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多層プリント配線板の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板におけるプリント
配線回路の高密度化並びにプリント配線板自体の小型化
が促進され、かつその要望にこたえるためにプリント配
線板は両面板より多層板へと開発が進められ、実用化さ
れるに至っている。

【０００３】そして、多層プリント配線板の製造につい
ては、図１０に示される内層形成、積層工程、スルーホ
ール工程、外層形成および後工程の各工程により製造さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】

【０００５】さて、前記した多層プリント配線板の製造
方法によれば、各層を導通させる手段としてスルーホー
ルを介しての接続方法が採用されるとともに、図１０に
示される通り通常はスルーホールメッキ、即ち、無電解
銅メッキおよび電解銅メッキによって導通する方法が実
施されている。

【０００６】しかしながら、このようなスルーホールメ
ッキによる方法は、メッキ装置自体が大掛かりで設備費
が嵩み、同時に作業環境が悪く、メッキ液自体の管理に
も厳しい要求があるとともに排水処理等環境問題でも多
くの問題点が存在するものである。よって、本発明はか
かる問題点を解消しうる多層プリント配線板の製造方法
の提供を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の多層プリント配
線板の製造方法は、多層プリント配線板の各層を各プリ
ント配線板により形成するとともに各プリント配線板を
積層して貼り合わせ、かつ各プリント配線板の所要の回
路を各プリント配線板に穿孔したスルーホールを介して
電気的に接続することにより製造する多層プリント配線
板の製造方法において、前記各層を形成する各プリント
配線板のうち、内層に位置するプリント配線板の接続用
ランドの外径を外層に位置するプリント配線板の接続用
ランドのスルーホール径より大きくするとともに、前記
外層に位置するプリント配線板の接続用ランドのスルー
ホール径を内層に位置するプリント配線板の接続用ラン
ドのスルーホール径より大径とし、かつ各プリント配線
板に穿孔した各スルーホール中に複数の細線を挿入した
後、前記細線の毛細管現象により半田をスルーホール中
に変換し、各プリント配線板の所要の回路を電気的に接
続して製造することを特徴とする。

【０００８】また、前記複数の細線に替えて複数の螺旋
状の溝を外周面に形成した円柱状基板接続端子を各プリ
ント配線板に穿孔した各スルーホール中に装入した後、
前記溝の毛細管現象により半田をスルーホール中に変換
し、各プリント配線板の所要の回路を電気的に接続して
製造することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の方法によれば、スルーホール内に装入
した複数の細線により形成する毛細管現象、または基板
接続端子の外周面に形成した複数の螺旋状の溝による毛
細管現象により半田を吸収させてスルーホール内に半田
を充満させることができる。これにより半田にてスルー
ホールの導通を確実にするもので、スルーホールメッキ
による諸欠点を解消するとともに低価格にて信頼性の高
い多層プリント配線板を提供することができる。

【００１０】

【実施例１】図１は本発明の実施例１を示す多層プリン
ト配線板の部分拡大断面図である。１は上下両面に第１
層目および第２層目のプリント配線回路２，３を形成し
た内層に位置せしめるプリント配線板（以下内層プリン
ト配線板という）、４は内層プリント配線板１の上側の
外層に位置せしめて積層した第３層目のプリント配線回
路５を形成したプリント配線板（以下第１外層プリント
配線板という）、６は内層プリント配線板１の下側の外
層に位置せしめて積層した第４層目のプリント配線回路
７を形成したプリント配線板（以下第２外層プリント配
線板という）である。

【００１１】そして、前記各内外層プリント配線板１，
４および６には各内外層プリント配線板１，４および６
の各プリント配線回路２，３，５および７の回路を互い
に電気的に接続するための接続用ランド８，９，１０お
よび１１を、予め各プリント配線回路２，３，５および
７の回路パターン中に対応する位置に配設しておくとと
もに、各接続用ランド８，９，１０および１１の中央部
にはスルーホール１２，１３および１４をそれぞれドリ
ル加工等の方法により穿孔することにより各内外層プリ
ント配線板１，４および６を個別に形成する。

【００１２】また、前記各内外層プリント配線板１，４
および６の各接続用ランド８，９，１０および１１と各
スルーホール１２，１３および１４の形成に当たって
は、図１に示す通り、内層プリント配線板１の第１およ
び第２層目のプリント配線回路２，３の接続用ランド
８，９の外径を第１および第２外層プリント配線板４，
６の接続用ランド１０，１１のスルーホール１３，１４
の径より大径とするとともに第１および第２外層プリン
ト配線板４，６の接続用ランド１０，１１の各スルーホ
ール１３，１４の径を内層プリント配線板１の接続ラン
ド８，９のスルーホール１２の径より大径（少なくとも
スルーホール１２の径より０．２ｍｍ以上大径にする）
とすることにより形成する。

【００１３】よって、前記構成条件に従って、内外層プ
リント配線板１，４および６を従来公知の製造方法、例
えば、内層プリント配線板１は絶縁板の両面に銅箔を貼
設した両面銅張積層板を使用して、両面の銅箔をエッチ
ング加工方法により、接続用ランド８，９を配設した第
１および第２層目のプリント配線回路２，３を形成する
とともにドリル加工方法によりスルーホール１２を穿孔
して形成し、同様にして第１および第２外層プリント配
線板４，６は片面銅張積層板を使用して接続用ランド１
０および１１を有する第３層目および第４層目のプリン
ト配線回路５、７を形成するとともにスルーホール１３
および１４をそれぞれ穿孔することにより形成する。

【００１４】その後、図１に示すように、各内外層プリ
ント配線板１，４および６の各プリント配線回路２，
３，５および７の各接続用ランド８，９，１０および１
１のスルーホール１２，１３および１４の中心位置を合
わせながら、内層プリント配線板１の上側に第１外層プ
リント配線板４、下側に第２外層プリント配線板６を積
層するとともに、プリプレグを用いて加熱加圧すること
により接合する。なお、その他の貼り合わせ方法を採用
した実施も可能である。

【００１５】前記のようにして内外層プリント配線板
１，４および６を積層かつ貼り合わせた後、図１に示す
如く、各内外層プリント配線板１，４および６の接続用
ランド８，９，１０および１１を介して各回路の電気的
接続を行うことができる。

【００１６】即ち、この電気的接続方法は従来のメッキ
方法を採用せずに、半田付け方法を採用したものであ
る。この方法は図１に示すように前記各ランド８，９，
１０および１１の各スルーホール１２，１３および１４
中に複数の導電性の細線１６を装入した後、細線１６の
毛細管現象を利用して溶融半田１７をスルーホール１
２，１３および１４中に充填するとともに、この半田１
７を固化することにより各接続用ランド８，９，１０お
よび１１を電気的に接続することができる。なお、この
場合の半田付けは溶融半田槽に浸漬することにより実施
することができる。

【００１７】以下に、前記細線を用いて各接続用ランド
８，９，１０および１１を電気的に接続する方法につい
て具体的に述べる。前記したように各内外層プリント配
線板１，４および６（以下積層後の各プリント配線板を
単に多層板という）のスルーホール１２，１３および１
４中に図１に示すように細線１６を装入する。

【００１８】この細線は銅などの導電材が使用され、ス
ルーホール１２の径に対して小さな径のものが用いられ
る。例えば、スルーホール１２の径が０．８ｍｍの場
合、細線１６の径は５０〜１００μｍ程度であり、１０
〜３０本前後がスルーホール１２内に装入される。この
場合、細線１６としては、その表面をフラックス処理し
たものが好ましい。

【００１９】また、細線１６としては、商品名「ウイッ
キングワイヤーＣＰ−１５１５」（太陽電気産業ＫＫ
製）を使用することができる。

【００２０】かかるスルーホール１２内に装入された細
線１６の間には、小さな隙間が形成されており、この隙
間により細線１６の間が毛細管状態たなっている。な
お、外層４，６のランド１０、１１の面にも充分に半田
が広がるように細線１６の長さを多層板の表裏面から突
出するように形成している。

【００２１】このような細線１６を装入した後、多層板
を半田糟（図示せず）に浸漬する。半田糟には２６０°
Ｃ前後に保たれた溶融半田が充填されており、この半田
糟への浸漬によりスルーホール１２，１３および１４内
に細線１６の毛細管現象により溶融半田がスルーホール
１２，１３および１４内に円滑に吸収されて満たされ、
かつ図１に示す如く両接続用ランド１０，１１の上面に
盛り上がった状態になる。

【００２２】半田糟への浸漬時間は５秒程度にして、多
層板の熱的ダメージを防止しているが、このような短時
間の浸漬でも溶融半田を円滑に吸収してスルーホール１
２，１３および１４内に充満させることができる。

【００２３】本実施例によれば、細線１６を用いること
により細線１６の毛細管現象により半田を吸収して、充
分な量の半田をスルーホール内に確実に充満させること
ができるので、スルーホールの導通の信頼性を向上した
接続が可能になる。しかも、従来のメッキや印刷、半田
付けなどの煩雑な処理を行うことがないので、迅速かつ
大量の処理が可能になる。

【００２４】

【実施例２】図２は実施例２を示す。本実施例では実施
例１における細線１６に替えて、複数の細線１６を導電
性の短管１８に装入して管状体１９を形成したものであ
る。なお、短管１８の長さは多層板１５の厚さとほぼ等
しくし、細線１６は短管１８の両端から突出させるとと
もに、その一端を折り曲げて傘状１６ａに形成してい
る。

【００２５】かかる管状体１９は短管１８をスルーホー
ル１２，１３および１４内に装入することにより、細線
１６が短管１８と一体になってスルーホール１２，１３
および１４内に装入され、傘状１６ａが表側のランド１
０の面に接するとともに細線の他端が多層板１５の裏面
に突出する。そして管状体１９を装入した状態で多層板
１５を半田糟に浸漬することにより、細線１６の毛細管
現象で半田が吸収され、充分な量の半田がスルーホール
１２，１３及び１４内及び傘状１６ａに充填される。こ
れにより傘状１６ａが接したランド１０の面に溶融半田
を広げて溶着するとともに、多層板１５の裏面では、そ
の面に突出した細線に半田が盛り上がった状態でランド
１１の面に広がって溶着する。

【００２６】

【実施例３】図３は実施例３を示す。本実施例では実施
例２における管状体１９の短管１８に比べて、短い短管
２０が使用されている。短管２０の長さとしては、細線
１６をスルーホール１２，１３および１４内に確実に、
しかも容易に挿入できればよく、その長さは限定される
ものではない。従って、図３に示すように短い短管であ
っても、短管側からスルーホール１２，１３および１４
内に装入することにより細線１６のスルーホール１２，
１３および１４内への装入が容易となる。

【００２７】

【実施例４】図４は実施例４を示す。本実施例では実施
例１における細線１６に替えて、複数に細線１６を網目
状に編成したメッシュシートを螺旋状に巻回するととも
に、その一端を傘状１６ａに形成するとともに、他端を
多層板１５の裏面に突出する長さに形成した内装体２１
であり、網目状の細線１６の間および螺旋状のメッシュ
シートの間が毛細管状態となっている。かかる構造の内
装体２１をスルーホール１２，１３および１４内に装入
することにより、細線１６の毛細管現象で半田を吸収す
るためスルーホール１２，１３および１４内及び傘状１
６ａに充分な量の半田を充填することができるととも
に、傘状１６ａの部分が接するランド１０の面に半田が
広がるとともに、多層板１５の裏面に突出した部分に半
田が盛り上がってランド１１の面に広がって溶着する。

【００２８】

【実施例５】図５は実施例５を示す。本実施例では実施
例１における細線１６に替えて、メッシュシートを筒状
に巻回するとともに、その一端を傘状１６ａに形成した
筒体２２であり、この筒体２２をそのままスルーホール
１２，１３および１４内に装入してもよく、筒体２２内
に導電性の細線１６（（図示せず）を装入した状態でス
ルーホール１２，１３および１４内に装入してもよく、
いずれにしても細線１６の毛細管現象によって半田をス
ルーホール１２，１３および１４内に吸収することがで
きる。

【００２９】

【実施例６】図６は実施例６を示す。本実施例では実施
例１における細線１６に替えて、細線１６を電子部品２
３のリードに装着したものである。この電子部品２３は
ＩＣやＬＳＩその他のチップを収納したパッケージ体２
４と、パッケージ体２４から引き出された複数のリード
２５とを備え、各リード２５を多層板１５のスルーホー
ル１２，１３および１４内に装入することにより実装さ
れるものである。

【００３０】細線１６はこの電子部品２３のリード２５
の先端部分に巻回されており、リード２５とともにスル
ーホール１２，１３および１４内に装入される。この細
線は毛細管現象を発現しうる程度のピッチにて巻回され
ており、その毛細管現象により半田が吸収されてスルー
ホール１２，１３および１４内に充填されるとともに、
リード２５が固定されるため、電子部品２３の実装と接
続用ランド８，９，１０および１１の接続を同時に行う
ことができるメリットがある。

【００３１】なお、前記実装部品のリード２５を利用し
て、接続用ランド８，９，１０および１１の接続を行う
場合には、図６に示すリード２５に細線１６を巻回する
実施例に替えて、予め部品２３のリード２５自体を複数
の細線１６（図示せず）によって形成した場合の実施例
を挙げることができる。また、前記した各実施例におけ
る細線１６には予め半田メッキを施したものを使用して
もよい。

【００３２】

【実施例７】図７および図８は実施例７を示す。本実施
例の装入体は実施例１における細線１６に替えて基板接
続端子３０を用いるものである。基板接続端子３０は複
数の螺旋状の溝を外周面に刻設した円柱体３１と、円柱
体３１の一端に形成する円盤状の頭部３２と、その他端
部に形成した装入部３３とからなる

【００３３】前記の基板接続端子３０は、銅または鉄等
の導電性材料を用いており、その円柱体３１の外径はス
ルーホール１２の内径とほぼ同径に形成し、その外周面
に刻設する螺旋状の溝は、例えば図８にて円柱体３１の
断面図に示すように円柱体３１の外径に対して谷底及び
山頂がＶ字形の略三角形断面形状をなすとともに、円柱
体３１の軸心に対して捩じれ角をもって形成している。
即ち、このＶ字形の溝が毛細管現象を発現させる隙間を
形成するものである。

【００３４】また、円柱体３１の一端に設けられた円盤
状の頭部３２は、最外層に位置するランド１０の内径よ
り大きく形成して、スルーホール１２，１３および１４
内に装入した際に図９に示すように、ランド１０の面に
当接して基板接続端子３０の装入深さを決定するととも
に溶融半田１７をランド１０の面に広げる作用をなす。

【００３５】円柱体３１の他端に設けられた装入部３３
は、円柱体３１より一段細い径に形成してスルーホール
１２，１３および１４内に装入し易くするとともに多層
板４０の裏面に突出する長さに形成している。

【００３６】なお、頭部３２のランド１０に接する面は
粗面または円柱体３１の面に形成した溝と同様な形状の
溝を形成して毛細管現象を発現させることが望ましい。
また前記円柱体３１の面に形成する溝は、毛細管現象を
発現しうる形状であれば本実施例で示した形状に限定し
ない。

【００３７】この基板接続端子３０は剛性が強いためス
ルーホール１２の内径とほぼ同径に形成していても押し
込みが可能であるのでスルーホール１２内に固定されて
脱落することがないとともに、また押し込んだ状態でも
毛細管現象の発現に支障を生じることがなく、溶融半田
１７を吸収してスルーホール１２，１３，１４内及び頭
部３２に充満させることができる。これにより円盤状の
頭部３２が接しているランド１０の面に半田が広げられ
て溶着し、また多層板４０の裏面においては突出した装
入部３３に半田が盛り上がるとともにランド１１の面に
広がって溶着する。

【００３８】この基板接続端子３０は予め半田メッキま
たは金メッキ等を施しておいてもよい。これにより半田
の吸収性を向上させるとともに基板接続端子３０自身の
防錆効果を発揮する。

【００３９】実施例１から実施例７において、多層板１
５または４０の所要の回路を半田にて接続するに先立っ
て、第１および第２外層プリント配線板４および６の接
続用ランド１０，１１以外の部分にソルダレジスト２
６，２７を施すとともに必要なマーキング（図示せず）
印刷等を行う。

【００４０】その後、さらに、必要な外径加工およびフ
ラックス塗布後の表面処理、その他の必要な加工、処理
を行い多層板の形成加工を終了させたうえで前記各層の
接続加工処理を行うものである。

【００４１】以上の説明における製造方法中、内外層プ
リント配線板１，４および６の構成ならびに形成方法に
ついてはこれに限定されるものではなく、適宜、各層に
要求されるパターン等の設計に従った構成並びに形成方
法により実施することができる。

【００４２】そして、当然のことながら、４層の多層板
１５および４０の構成並びに製造方法自体に付いても前
述の実施例に限定を受けず、かつ４層以外の多層板の製
造についても同様の作用効果を得つつ実施できるととも
に前述の実施例においては、各内外層のプリント配線板
１，４および６の個別的な形成工程に関連した各スルー
ホール１２，１３および１４の穿孔については個別的な
穿孔加工に替えてこれを各プリント配線板１，４および
６の貼り合わせによる積層工程後においてもドリル等に
よる穿孔加工の実施ができる。

【００４３】例えば、内層プリント配線板１については
所要のパターンによるプリント配線回路２，３の形成
後、他のプリント配線板４，６との貼り合わせ加工工程
後にスルーホール１２の穿孔加工を施し、かつ第１およ
び第２外層プリント配線板４，６については貼り合わせ
前後いずれにおいても加工できるとともにそのプリント
配線回路５、７の形成についても同様である。同様にし
て、その他の多層板についても、種々の加工工程の設計
変更を行いつつ製造することができる。

【００４４】さて、前記実施例からも明らかなとおり、
各層のプリント配線回路２，３，５および７の相互間の
電気的接続に当たってはメッキ方法によらず、半田付け
方法により達成することができることからその設備費の
削減ならびに作業環境と管理面の向上及び環境衛生上の
難点を解消できるものである。

【００４５】また、このことに加えて、各接続用ランド
８，９，１０および１１の半田付けによる接続の構成
上、接続用ランド８，９の外径は接続用ランド１０，１
１のスルーホール１３，１４の径より大径とするととも
に接続用ランド８，９のスルーホール１２の径に対し
て、接続用ランド１０，１１のスルーホール１３，１４
の径を大径とすることにより、従来、各回路の銅箔の厚
みによってその接続面積が限定されていた（スルーホー
ルメッキによる接続の場合）のに比べて、スルーホール
１３，１４の開口部分に露出される接続用ランド８，９
の表面積がその銅箔の厚みに加えられた面積が半田１７
による接触面積となり、同部における半田付けによる導
通性の信頼性を向上することができるものである。

【００４６】

【発明の効果】本発明の多層プリント配線板の製造方法
によればこの種のプリント配線板の製造の簡易化、低価
額化並びに品質の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を示す多層プリント配線板の
一部拡大断面図。

【図２】実施例２の細線の細部を示す断面図。

【図３】実施例３の細線の細部を示す断面図。

【図４】実施例４の細線の細部を示す断面図。

【図５】実施例５の細線の細部を示す断面図。

【図６】実施例６の細線を電子部品のリードと併用する
場合を示す電子部品の側面図。

【図７】実施例７の基板接続端子を示す側面図。

【図８】基板接続端子の溝形状を示す断面図。

【図９】本発明の実施例７を示す多層プリント配線板の
一部拡大断面図。

【図１０】従来の多層プリント配線板の製造工程を示す
図。

【符号の説明】

１ 内層プリント配線板 ２，３ 第１および第２層目のプリント配線回路 ４，６ 第１および第２外層のプリント配線板 ５，７ 第３および第４層目のプリント配線回路 ８，９，１０，１１ 接続用ランド １２，１３，１４ スルーホール １５ 多層プリント配線板 １６ 細線 １７ 半田 １８，２０ 短管 １９ 管状体 ２１ 内層体 ２２ 筒体 ２３ 電子部品 ２４ パッケージ ２５ リード ２６，２７ ソルダレジスト ３０ 基板接続端子 ３１ 円柱体 ３２ 頭部 ３３ 装入部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関 直彦 埼玉県入間郡三芳町藤久保1106 日本シイ エムケイ株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層プリント配線板の各層を各プリント
   配線板により形成するとともに各プリント配線板を積層
   して貼り合わせ、かつ各プリント配線板の所要の回路を
   各プリント配線板に穿孔したスルーホールを介して電気
   的に接続することにより製造する多層プリント配線板の
   製造方法において、 前記各層を形成する各プリント配線板のうち、内層に位
   置するプリント配線板の接続用ランドの外径を外層に位
   置するプリント配線板の接続用ランドのスルーホール径
   より大きくするとともに、前記外層に位置するプリント
   配線板の接続用ランドのスルーホール径を内層に位置す
   るプリント配線板の接続用ランドのスルーホール径より
   大径とし、かつ各プリント配線板に穿孔した各スルーホ
   ール中に複数の細線を装入した後、前記細線の毛細管現
   象により半田をスルーホール中に変換し、各プリント配
   線板の所要の回路を電気的に接続して製造することを特
   徴とする多層プリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 多層プリント配線板の各層を各プリント
   配線板により形成するとともに各プリント配線板を積層
   して貼り合わせ、かつ各プリント配線板の所要の回路を
   各プリント配線板に穿孔したスルーホールを介して電気
   的に接続することにより製造する多層プリント配線板の
   製造方法において、 前記各層を形成する各プリント配線板のうち、内層に位
   置するプリント配線板の接続用ランドの外径を外層に位
   置するプリント配線板の接続用ランドのスルーホール径
   より大きくするとともに、前記外層に位置するプリント
   配線板の接続用ランドのスルーホール径を内層に位置す
   るプリント配線板の接続用ランドのスルーホール径より
   大径とし、かつ各プリント配線板に穿孔した各スルーホ
   ール中に複数の螺旋状の溝を外周面に形成した円柱状基
   板接続端子を装入した後、前記溝の毛細管現象により半
   田をスルーホール中に変換し、各プリント配線板の所要
   の回路を電気的に接続して製造することを特徴とする多
   層プリント配線板の製造方法。