JPH10321987A - プリント配線基板及びその製造方法 - Google Patents

プリント配線基板及びその製造方法

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JPH10321987A
JPH10321987A JP12541297A JP12541297A JPH10321987A JP H10321987 A JPH10321987 A JP H10321987A JP 12541297 A JP12541297 A JP 12541297A JP 12541297 A JP12541297 A JP 12541297A JP H10321987 A JPH10321987 A JP H10321987A
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wiring board
electrodes
electronic component
recesses
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Katsuhiro Yoneyama
勝廣 米山
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    • H05K1/182—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、はんだ付けによることなく、しかも
電子部品を容易に実装及び取り外せるようにする。 【解決手段】本発明は、電子部品の実装位置に電子部品
の形状及び大きさに応じた凹部が形成された絶縁基板
と、凹部の周囲近傍まで引き出された導体パターンと、
当該導体パターンと電気的に接続され、凹部の開口部の
空間上に所定長さ分だけはみ出だすように設けられた弾
性力を有する導電性材料でなるばね電極とを設けるよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【目次】以下の順序で本発明を説明する。
【０００２】発明の属する技術分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 発明の実施の形態 （１）第１の実施の形態（図１及び図２） （２）第２の実施の形態（図３） （３）第３の実施の形態（図４） （４）他の実施の形態 発明の効果
【０００３】
【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線基板及
びその製造方法に関し、例えばチツプ型電子部品を実装
するプリント配線基板に適用して好適なものである。
【０００４】
【従来の技術】従来、プリント配線基板においては回路
素子の一部を構成する電子部品をはんだ、導電性接着
剤、異方性導電膜等を介して接続することにより、プリ
ント配線基板及び電子部品の電極間における電気的接続
を図つている。例えば、はんだを用いる場合、すなわち
溶融はんだ槽に電子部品及びプリント配線基板を浸漬す
ることによりはんだ付けするはんだデイツプ法や、電子
部品とプリント配線基板の接合箇所に予め塗布しておい
たクリームはんだを加熱溶融して固化させることにより
はんだ付けするリフローはんだ付け法等がある。
【０００５】また、導電性接着剤を用いる場合、プリン
ト配線基板の各電極上に予め所定温度(200[ °C]程度)
に加熱した導電性接着剤をそれぞれ供給した後、電子部
品を位置決めしてプリント配線基板上にマウントし、電
子部品及びプリント配線基板間に封止樹脂材を充填す
る。この後、電子部品及びプリント配線基板間の封止樹
脂材が低温で乾燥したときに生じる収縮力によつて電子
部品をプリント配線基板上に固定保持し得ると共に、当
該電子部品の各電極とプリント配線基板の対応する電極
とを導電性接着剤によつて導通させるようになされてい
る。
【０００６】また、異方性導電膜を用いる場合、絶縁性
樹脂材からなるベースフイルム内に直径５[ μｍ] 程度
の導電粒子（例えば金粉子又はニツケル粒子等）が複数
散りばめられてなる異方性導電膜をプリント配線基板上
の実装領域に配置した後、電子部品を位置決めして熱圧
着することにより、電子部品の各電極とプリント配線基
板の対応する電極とを導電粒子を介して導通させるよう
になされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述したよう
なはんだ、導電性接着剤及び異方性導電膜を用いてプリ
ント配線基板上に電子部品を実装する場合、いずれにお
いても電子部品及びプリント配線基板を一度はんだ溶融
温度まで加熱する必要がある。従つて、プリント配線基
板には高い耐熱性が要求されるので基板材料の選択が難
しいと共に、このような高い耐熱性を有する基板材料は
高価でありコストアツプにつながるという問題があつ
た。
【０００８】また、近年自然環境保護やリサイクルに関
する話題が取り沙汰されるようになつたにも係わらず、
プリント配線基板に実装された電子部品を取り外して再
利用することは一般的に考えられておらず、このためプ
リント配線基板及び電子部品は廃棄処理されるだけであ
り、環境保護の立場からも好ましくないという問題があ
つた。
【０００９】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、はんだ付けによることなく、しかも電子部品を容易
に実装及び取り外し得るプリント配線基板及びその製造
方法を提案しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、電子部品の実装位置に電子部品の
形状及び大きさに応じた凹部が形成された絶縁基板と、
凹部の周囲近傍まで引き出された導体パターンと、当該
導体パターンと電気的に接続され、凹部の開口部の空間
上に所定長さ分だけはみ出だすように設けられた弾性力
を有する導電性材料でなるばね電極とを設けるようにす
る。これにより、プリント配線基板の凹部に電子部品を
押し込んだとき、ばね電極が電子部品の電極端子に当接
して弾性力によつて押し曲げられることにより、電子部
品を凹部に機械的に取り付け固定すると共に導体パター
ンと電気的に接続することができる。
【００１１】また、プリント配線基板の製造方法におい
て絶縁基板の一面上の実装位置に電子部品の形状及び大
きさに応じた凹部を形成する第１のステツプと、凹部の
周囲近傍まで引き出すように所定の導体パターンを形成
する第２のステツプと、弾性力を有し導電性材料でなる
ばね電極を凹部の開口部の空間上に所定長さ分だけはみ
出すようにし、かつ導体パターンと電気的に接続するよ
うに絶縁基板の一面上に形成する第３のステツプとを設
けるようにする。これにより、上述のプリント配線基板
を得ることができ、所定形状の電子部品を凹部に押し込
んだとき、ばね電極の弾性力によつて電子部品を凹部に
機械的に取り付け固定すると共に導体パターンと電気的
に接続することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施の形態を詳述する。
【００１３】（１）第１の実施の形態 図１（Ａ）及び（Ｂ）において、１は全体として第１の
実施の形態によるプリント配線基板を示し、図１（Ａ）
には図１（Ｂ）のＰ−Ｐ´線でとつたプリント配線基板
１の断面図を、図１（Ｂ）にはプリント配線基板１の上
面図を示す。プリント配線基板１はポリプロピレン、Ａ
ＢＳ（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン）、ポ
リカーボネート、ＬＣＰ( 液晶ポリマ: Liquid Crystal
Polymer) 等の通常の射出成形に用いられる絶縁性の樹
脂材料で基板２が成形され、角型チツプ部品３及び４と
ほぼ同形状でかつ角型チツプ部品３及び４を収納し得る
所定の大きさに成形された凹部５及び６が設けられてい
る。
【００１４】従つて、プリント配線基板１は凹部５及び
６に抵抗やコンデンサ等の角型チツプ部品３及び４を収
納し得るようになされている。因みに、図１（Ａ）及び
（Ｂ）において角型チツプ部品３は凹部５に収納された
状態であり、角型チツプ部品４は凹部６に収納される前
の状態である。
【００１５】このプリント配線基板１は基板２の一面２
Ａ上に無電界銅めつきにより所定厚さの銅めつき層でな
る導体パターン７が形成されていると共に、一面２Ａと
対向する他面２Ｂ上にも導体パターン８が形成されてい
る。このように、導体パターン７及び８は銅めつきによ
つて形成されることが一般的であるが、この他ニツケル
を下地にして金めつきを施すことによつて導体パターン
を形成したり、カーボン等を塗布するようにしても良
い。
【００１６】また、プリント配線基板１は導体パターン
７及び８を覆うようにソルダレジスト１０及び１１が表
面に被着され、これにより回路の保護と絶縁性の安定化
が図られている。加えて、プリント配線基板１は射出成
形時に所定径のめつきスルーホール用の貫通孔が凹部５
及び６の間に形成され、当該貫通孔の表面に無電解銅め
つき９Ａが施されることによりスルーホール９が形成さ
れている。かくして、プリント配線基板１は基板２の一
面２Ａ上に形成された導体パターン７と他面２Ｂ上に形
成された導体パターン８とがスルーホール９を介して電
気的に接続される。
【００１７】さらに、プリント配線基板１は角型チツプ
部品３及び４が凹部５及び６に収納されたときに各電極
端子３Ａ及び４Ａと当接するように、弾性力を持ちばね
材として機能するばね電極７Ａ及び７Ｂが導体パターン
７に張り合わせられて形成されている。これにより、プ
リント配線基板１は凹部５及び６に角型チツプ部品３及
び４を押し込んだときにばね電極７Ａ及び７Ｂの弾性力
によつて角型チツプ部品３及び４を凹部５及び６内に機
械的に取り付け固定すると共に、各電極端子３Ａ及び４
Ａと導体パターン７とをばね電極７Ａ及び７Ｂを介して
電気的に接続するようになされている。
【００１８】因みに、ばね電極７Ａ及び７Ｂはリン青銅
でなり、角型チツプ部品３及び４が凹部５及び６に押し
込まれたときには、電極端子３Ａ及び４Ａと当接するこ
とによつてばね電極７Ａ及び７Ｂが凹部５及び６の内癖
側に押し曲げられ、角型チツプ部品３及び４を凹部５及
び６から取り外す際には弾性力によつてばね電極７Ａ及
び７Ｂが元の状態に戻るようになされている。ところ
で、プリント配線基板１は凹部５及び６の開口部分がテ
ーパ状に形成されていることにより、ばね電極７Ａ及び
７Ｂが内壁側に押し曲げられ易くなり、かくして角型チ
ツプ部品３及び４の取り付け及び取り外しが容易に行わ
れるようになされている。
【００１９】このように、プリント配線基板１において
はユーザが角型チツプ部品３及び４を凹部５及び６に押
し込むと、角型チツプ部品３及び４がばね電極７Ａ及び
７Ｂの弾性力によつて安定した状態で機械的に取り付け
固定されると共に、ばね電極７Ａと電極端子３Ａ、ばね
電極７Ｂと電極端子４Ａが電気的に確実に接続される。
【００２０】ところで、導体パターン７にばね電極７Ａ
及び７Ｂが張り合わせられたプリント配線基板１の製造
方法を図２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を用いて説明す
る。この場合、ばね電極７Ａ及び７Ｂ共に同様の製造方
法に従つて製造されるので、ここではばね電極７Ａにつ
いてのみ説明する。
【００２１】すなわち、図２（Ａ）に示すように、プリ
ント配線基板１においては基板２の一面２Ａ上に導体パ
ターン７が銅めつき処理されて形成され、凹部５の周辺
近傍まで引き延ばされている。また、図２（Ｂ）に示す
ように、プリント配線基板１においては所定形状及び所
定長さに形成されたばね電極７Ａを凹部５の空間上に少
しはみ出すように位置させる。続いて、プリント配線基
板１はばね電極７Ａを凹部５の空間上に少しはみ出すよ
うに位置させた状態でエポキシ系樹脂１８を用いて成形
することにより、ばね電極７Ａを基板２の一面２Ａ上に
張り合わせる。
【００２２】これにより、プリント配線基板１は角型チ
ツプ部品３が凹部５に押し込まれたときに弾性力によつ
て押し曲げられ、角型チツプ部品３が凹部５から取り外
されたときに弾性力によつて元の状態に復元するばね電
極７Ａが基板２の一面２Ａ上に形成されるようになされ
ている。次に、プリント配線基板１においてはばね電極
７Ａと導体パターン７とを接続させる部分にスルーホー
ル１９を形成した後、当該スルーホール１９の内周側の
表面にめつき処理を施す。
【００２３】これにより、プリント配線基板１はばね電
極７Ａと導体パターン７とが電気的に接続され、図２
（Ｃ）の上面図に示すようなプリント配線基板１が製造
されるようになされている。
【００２４】以上の構成において、プリント配線基板１
は導体パターン７に弾性力を有するばね電極７Ａ及び７
Ｂを凹部５及び６の空間上に少しはみ出すようにかつ導
体パターン７と電気的に接続するように張り合わせたこ
とにより、角型チツプ部品３及び４が凹部５及び６内に
押し込まれたときに各電極端子３Ａ及び４Ａをばね電極
７Ａ及び７Ｂに当接させて当該ばね電極７Ａ及び７Ｂを
凹部５及び６の内癖側に押し曲げ、ばね電極７Ａ及び７
Ｂの弾性力によつて角型チツプ部品３及び４を機械的に
取り付け固定すると共に、ばね電極７Ａと電極端子３
Ａ、ばね電極７Ｂと電極端子４Ａを電気的に接続するこ
とができる。これにより、プリント配線基板１では角型
チツプ部品３及び４が凹部５及び６に確実に実装されて
所定の電子回路を形成することができる。
【００２５】この場合、プリント配線基板１においては
角型チツプ部品３及び４を凹部５及び６に押し込むだけ
ではんだを用いることなく容易に実装することができる
ので、装着時におけるはんだ供給工程やリフロー工程を
削減できると共に設備の縮小化を図ることが可能とな
る。しかも、プリント配線基板１においてははんだ付け
工程が必要なくなることから、実装時の熱ストレスによ
る角型チツプ部品３及び４への悪影響や損傷の発生を無
くすことができ、部品の信頼性の向上及び製造コスト削
減に大いに貢献できる。
【００２６】同様に、プリント配線基板１においては角
型チツプ部品３及び４がばね電極７Ａ及び７Ｂの弾性力
によつて実装されているだけの状態なので、角型チツプ
部品３及び４を引き抜くだけで容易に取り外すことがで
きる。そのうえ、角型チツプ部品３及び４はプリント配
線基板１の凹部５及び６内に嵌め込まれているだけであ
り、はんだ付けされているわけではないので取り外す際
にはんだを吸い取るための加熱処理を施す必要はなく、
取り外す際にも熱による損傷を角型チツプ部品３及び４
に与えることがない。
【００２７】このように、プリント配線基板１は角型チ
ツプ部品３及び４の実装時及び取り外し時においても、
はんだを使用していないため一切加熱処理を施す必要は
なく、これによりユーザはプリント配線基板１の製造時
に耐熱性を有する基板材料を選択しなくても済み、安価
な樹脂材料を基板材料として選択し得、かくしてコスト
削減に大いに貢献できる。さらに、プリント配線基板１
は基板２の基板材料として熱伝導性の高い材質が選定さ
れると、回路素子としての角型チツプ部品３及び４が動
作したときに内部で発生した熱を基板２を介して放熱さ
せることもできる。
【００２８】さらに、プリント配線基板１においては実
装された部品の交換処理等が容易になつたことにより、
修理作業時のサービス性が大いに向上すると共に、使用
しなくなつたプリント配線基板１に実装された部品を容
易に取り外して再利用することが可能となる。この場
合、角型チツプ部品３及び４は全て容易に取り外すこと
ができるので、プリント配線基板１自体も再利用化を図
ることが可能となり、環境保護の立場からも大変好まし
い製品になり得る。
【００２９】以上の構成によれば、弾性力を持つばね電
極７Ａ及び７Ｂを凹部５及び６の空間上に少しはみ出す
ようにかつ、電気的に接続するように導体パターン７に
張り合わせて形成したことにより、はんだを使用するこ
となく角型チツプ部品３及び４を凹部５及び６に実装
し、かつ取り外すことができるプリント配線基板１を実
現できる。
【００３０】（２）第２の実施の形態 図１との対応部分に同一符号を付して示す図３におい
て、２０は第２の実施の形態によるプリント配線基板を
示し、基板２１に設けられた凹部５及び６の空間上に少
しはみ出すようにリン青銅でなるばね電極２３Ａが一面
２１Ａ上に形成されている。
【００３１】従つて、プリント配線基板２０は基板２１
を基板２（図１）と逆向きにした状態で角型チツプ部品
３及び４を凹部２７及び２８に押し込むことにより、ば
ね電極２３Ａの弾性力によつて角型チツプ部品３及び４
を凹部２７及び２８に取り付け固定すると共に、角型チ
ツプ部品３及び４の各電極端子３Ａ及び４Ａをばね電極
２３Ａに当接させて電気的に接続することができる。
【００３２】さらに、プリント配線基板２０はシート状
の接着材であるプリプレグ２５を介して下基板２２と熱
圧着されることにより、上基板としての基板２１と下基
板２２とが一体化される。ここで、基板２１と下基板２
２とはプリプレグ２５を介して一体化された後、所定径
のスルーホール用の貫通孔が所定位置に設けられ、当該
貫通孔の表面に無電解銅めつきが施されることにより形
成されたスルーホールによつて、基板２１と下基板２２
とが電気的に接続されるようになされている。
【００３３】この場合、プリント配線基板２０は基板２
１の他面２１Ｂ上にも電子部品を実装することができる
と共に、下基板２２の一面２２Ａ上にも電子部品を実装
することができるので、プリント配線基板１に比して実
装面積が２倍になり、かくして実装効率を格段に高める
ことができる。さらに、プリント配線基板２０は基板２
１の基板材料として熱伝導性の高い材質が選定される
と、回路素子としての角型チツプ部品３及び４が動作し
たときに内部で発生した熱を基板２１を介して放熱させ
ることもできる。
【００３４】（３）第３の実施の形態 図１との対応部分に同一符号を付して示す図４におい
て、３０は第３の実施の形態によるプリント配線基板を
示し、基板３１の樹脂内に予めリン青銅でなるばね電極
３２Ａを埋め込み、凹部３５及び３６の空間内に少しは
み出すように成形する。これにより、プリント配線基板
３０は凹部３５及び３６に角型チツプ部品３及び４を押
し込む際にばね電極３２Ａの弾性力によつて角型チツプ
部品３及び４を凹部３５及び３６に取り付け固定すると
共に、角型チツプ部品３及び４の各電極端子３Ａ及び４
Ａをばね電極３２Ａに当接させて電気的に接続すること
ができる。かくして、プリント配線基板３０は第１の実
施の形態によるプリント配線基板１と同様の効果を得る
ことができる。
【００３５】（４）他の実施の形態 なお上述の第１〜第３の実施の形態においては、本発明
を通常の平面的なプリント配線基板１、２０、及び３０
に適用するようにした場合について述べたが、本発明は
これに限らず、プラスチツク成形品の上に導電性回路を
形成した３次元形状の回路部品であるＭＩＤ(Molded In
terconnect Device)に適用するようにしても良い。この
場合にも、上述の実施の形態と同様の効果を得ることが
できる。
【００３６】また上述の第１〜第３の実施の形態におい
ては、プリント配線基板１、２０及び３０の凹部５、
６、２７、２８、３５及び３６に角型チツプ部品３及び
４として抵抗やコンデンサを実装するようにした場合に
ついて述べたが、本発明はこれに限らず、ダイオード、
トランジスタ、さらにはチツプキヤリア型の電子部品を
実装するようにしても良い。
【００３７】さらに上述の第１〜第３の実施の形態にお
いては、プリント配線基板１、２０及び３０にポリプロ
ピレン、ＡＢＳ、ポリカーボネート、ＬＣＰ等の通常の
射出成形に用いられる樹脂材料で成形された基板２、２
１及び３１を用いるようにした場合について述べたが、
本発明はこれに限らず、セラミツクスのグリーンシート
を積層したり、ガラスエポキシ、ガラスポリイミド、ガ
ラスポリエステル等の有機基材を積層することにより基
板２、２１及び３１を形成するようにしても良い。
【００３８】さらに上述の第１の実施の形態において
は、プリント配線基板１の基板２の一面２Ａ上に形成さ
れた導体パターン７と電気的に接続すると共に、凹部５
の空間に少しはみ出した状態で基板２の一面２Ａ上にば
ね電極７Ａを張り合わせるようにした場合について述べ
たが、本発明はこれに限らず、角型チツプ部品３及び４
の電極端子３Ａ及び４Ａに当接させるばね電極７Ａから
銅めつき層でなる導体パターン７まで全てをばね材とし
て機能するリン青銅によつて形成するようにしても良
い。
【００３９】さらに上述の第１の実施の形態において
は、プリント配線基板１の製造方法として図２に示すよ
うなばね電極７Ａと導体パターン７とをエポキシ系樹脂
１８によつて成形した後スルーホール９を形成してばね
電極７Ａと導体パターン７とを電気的に接続するように
した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ば
ね電極７Ａと導体パターン７とを直接接触させた状態で
その上からめつき処理を施すことによりばね電極７Ａと
導体パターン７とを電気的に接続するようにしても良
く、この他の種々の方法によつてプリント配線基板１を
製造するようにしても良い。
【００４０】さらに上述の第１〜第３の実施の形態にお
いては、プリント配線基板１、２０及び３０の各ばね電
極７Ａ、２３Ａ及び３２Ａの材料としてリン青銅を用い
るようにした場合について述べたが、本発明はこれに限
らず、電気的に接続し得ると共に弾性力を持つばね材と
して機能するものであれば、鉄材等の他の種々の材料を
用いるようにしても良い。
【００４１】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、電子部品
の実装位置に電子部品の形状及び大きさに応じた凹部が
形成された絶縁基板と、凹部の周囲近傍まで引き出され
た導体パターンと、当該導体パターンと電気的に接続さ
れ、凹部の開口部の空間上に所定長さ分だけはみ出だす
ように設けられた弾性力を有する導電性材料でなるばね
電極とを設けるようにしたことにより、プリント配線基
板の凹部に電子部品を押し込んだとき、ばね電極が電子
部品の電極端子に当接して弾性力によつて押し曲げられ
ることで電子部品を凹部に機械的に取り付け固定すると
共に導体パターンと電気的に接続することができ、かく
してはんだ付けによることなく、しかも電子部品を容易
に実装及び取り外し得るプリント配線基板を実現でき
る。
【００４２】また、プリント配線基板の製造方法におい
て絶縁基板の一面上の実装位置に電子部品の形状及び大
きさに応じた凹部を形成する第１のステツプと、凹部の
周囲近傍まで引き出すように所定の導体パターンを形成
する第２のステツプと、弾性力を有し導電性材料でなる
ばね電極を凹部の開口部の空間上に所定長さ分だけはみ
出すようにし、かつ導体パターンと電気的に接続するよ
うに絶縁基板の一面上に形成する第３のステツプとを設
けるようにしたことにより、本発明にかかるプリント配
線基板を製造することができ、かくして所定形状の電子
部品を凹部に押し込んだとき、ばね電極の弾性力によつ
て電子部品を凹部に機械的に取り付け固定すると共に導
体パターンと電気的に接続することができ、この結果は
んだ付けによることなく、しかも電子部品を容易に実装
及び取り外し得るプリント配線基板の製造方法を実現で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の一実施の形態によるプリント配
線基板の構成を示す断面図及び上面図である。
【図２】本発明の第１の一実施の形態によるプリント配
線基板の製造方法を示す略線的断面図及び上面図であ
る。
【図３】本発明の第２の一実施の形態によるプリント配
線基板の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の一実施の形態によるプリント配
線基板の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１、２０、３０……プリント配線基板、２、２１、３１
……基板、３、４……角型チツプ部品、５、６、２７、
２８、３５及び３６……凹部、７Ａ、２３Ａ、３２Ａ…
…ばね電極、９……スルーホール、１１……ソルダレジ
スト。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電子部品の実装位置に上記電子部品の形状
    及び大きさに応じた凹部が形成された絶縁基板と、 上記凹部の周囲近傍まで引き出された導体パターンと、 上記導体パターンと電気的に接続され、上記凹部の開口
    部の空間上に所定長さ分だけはみ出だすように設けられ
    た弾性力を有する導電性材料でなるばね電極とを具える
    ことを特徴とするプリント配線基板。
  2. 【請求項２】上記凹部は、開口部がテーパ状に形成され
    ていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線
    基板。
  3. 【請求項３】絶縁基板の一面上の実装位置に電子部品の
    形状及び大きさに応じた凹部を形成する第１のステツプ
    と、 上記凹部の周囲近傍まで引き出すように所定の導体パタ
    ーンを形成する第２のステツプと、 弾性力を有し導電性材料でなるばね電極を上記凹部の開
    口部の空間上に所定長さ分だけはみ出すようにし、かつ
    上記導体パターンと電気的に接続するように上記絶縁基
    板の一面上に形成する第３のステツプとを具えることを
    特徴とするプリント配線基板の製造方法。
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