JPH11312867A

JPH11312867A - 複層回路基板

Info

Publication number: JPH11312867A
Application number: JP11904798A
Authority: JP
Inventors: Morimitsu Wakabayashi; 守光若林; Shinji Araki; 真二荒木; Kazuhiro Shimada; 和宏島田; Sakae Shinkawa; 栄新川
Original assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】簡素な工程を以て製造できる複層回路基板の
提供。【解決手段】既成の回路基板を重合一体化して成り、
当該回路基板に形成されている回路パターン１１を、圧
接スルーホール４を介して接続した複層回路基板であっ
て、前記圧接スルーホール４が、基板本体１を貫通する
孔２に、充填後ほぼ原形を保ちつつ硬化する特性を持つ
導電性素材３を、当該孔２の開口部で外側へ盛り上がっ
た形状に充填硬化せしめて成ることを特徴とする複層回
路基板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁板を介して電
子回路を構成する複数の導電層、いわゆる回路パターン
が重合された複層回路基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】複層回路基板は、例えば、比較的高価な
材料であるエポキシ系樹脂から絶縁板を形成し、当該絶
縁板の両面に銅箔を貼り、当該銅箔に対してエッチング
処理やメッキ処理を施して各層の回路基板を形成し、複
層回路基板を構成する各回路基板の間にプリプレグを挟
み込んで、適当に位置決めを施した状態で重合圧接する
ことにより一体化した回路基板として構成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の複層回路基板で
は、スルーホールとなる孔に充填される導電性素材の硬
化前後の形態が不安定な為に、スルーホールにおける安
定した導電性を得るという意図からすれば、各層を構成
する基板に形成されたスルーホール同士を連結すること
ができない。その為、孔の形状が内装基板にのみ施され
る埋め込み型スルーホールや、外装基板にのみ施される
止り穴型スルーホールは、重合一体化されるまえに個々
に形成され、その一方で、複層回路基板の全体を貫通す
るスルーホールは、重合一体化された後に行わなければ
成らないという不経済で不合理な製造工程を余儀なくさ
れていた。

【０００４】本発明は、上記実情に鑑みて成されたもの
であって、簡素な工程を以て製造できる複層回路基板の
提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為に
成された本発明による複層回路基板は、既成の回路基板
を重合一体化して成り、当該回路基板に形成されている
回路パターンを、圧接スルーホールを介して接続した複
層回路基板であって、前記圧接スルーホールが、基板本
体を貫通する孔に、充填後ほぼ原形を保ちつつ硬化する
特性を持つ導電性素材を、当該孔の開口部で外側へ盛り
上がった形状に充填硬化せしめて成ることを特徴とす
る。

【０００６】前記既成の回路基板とは、非配線基板、片
面配線基板、両面配線基板を総称したものである。非配
線基板とは、絶縁基板の両面共に回路パターンが形成さ
れていない基板を言い、片面配線基板とは、絶縁基板の
片面にのみ回路パターンが形成されている基板を言い、
両面配線基板とは、絶縁基板の両面に回路パターンが形
成されている回路基板をいう。基板本体とは、非配線基
板であれば絶縁板、片面配線基板又は両面配線基板であ
れば回路パターンが付着した絶縁板である。

【０００７】圧接スルーホールとは、基板本体を貫通す
る孔に、充填後ほぼ原形を保ちつつ硬化する特性を持つ
導電性素材を、当該孔の開口部で外側へ盛り上がった形
状に充填硬化せしめて成るものであり、充填後ほぼ原形
を保ちつつ硬化する特性を有しない導電性素材を用いた
もの、或いは孔の開口部で外側へ盛り上がった形状に導
電性素材が充填硬化されていないものは、圧接スルーホ
ールとは呼ばない（以下、圧接スルーホールではない一
般的なスルーホールは、「一般スルーホール」と記し、
特に限定する必要のない場合には、単に「スルーホー
ル」と記す。）。そして、前記「開口部で同孔の外側へ
盛り上がった形状に充填し硬化せしめて成る」の盛り上
がり量とは、例えば、硬化前の流動性をもった導電性素
材が、前記孔の開口部において表面張力で盛り上がる程
度の量で良く、硬化した後もその形状がほぼ維持されて
いれば良い。

【０００８】両面配線基板には、各面に形成された回路
パターンを接続する為のスルーホールが形成される場合
があることは言うまでもなく、当該スルーホールが前記
圧接スルーホールとして構成されている場合もある。前
記非配線基板や片面配線基板であっても、複層回路基板
を構成する別の回路基板とコンタクトをとるための圧接
スルーホールや、別回路基板同士がコンタクトをとるた
めの中継をする為の圧接スルーホールが形成されている
場合もある。複層回路基板を構成する各回路基板にあっ
ては、形成された全てのスルーホールを圧接スルーホー
ルとして構成しても良いし、他の回路基板と接触させる
べきスルーホールのみを圧接スルーホールとし残るスル
ーホールを一般スルーホールとしても良い。又、開口部
とは、その回路基板の態様や、外装基板であるか内装基
板であるかに応じて、孔の片側の開口部である場合もあ
るし、当該孔の両側の開口部である場合もある。

【０００９】又、「重合一体化」するとは、複層回路基
板を構成する既成回路基板の圧接スルーホールが他の回
路基板に形成された回路パターンを当該複層回路基板の
仕様どおり適切に接続できるように位置決めし、回路パ
ターンが絶縁板又は絶縁シートを介在することなく重な
り合うことのないように重合し、接着剤或いは熱と圧力
により各基板を接着し一枚の板体とすることを言う。

【００１０】前記複層回路基板の例としては、請求項２
記載の如く一枚の片面配線基板と一枚の両面配線基板を
重合一体化して成り、各回路基板の回路パターンを前記
前記圧接スルーホールを介して接続した三層の回路パタ
ーンを具備する複層回路基板をはじめとして、複数枚の
片面回路基板を重ね、最後に両面配線基板を重ねて一体
化した奇数層の回路パターンを具備する複層回路基板
や、請求項３記載の如く、一枚の非配線基板を二枚の両
面配線基板で挟んだ状態に重合一体化して成り、各両面
配線基板の回路パターンを前記圧接スルーホールを介し
て接続した４層の回路パターンを具備する複層回路基板
をはじめとして、両面配線基板と非配線基板を交互に重
ね、最外郭に両面配線基板を重ねて一体化した複数層の
回路パターンを具備する複層回路基板が挙げられるが、
その他にも、非配線基板、片面配線基板、両面配線基板
を適宜織り混ぜて複層回路基板を構成することもでき
る。

【００１１】その他、請求項４記載の如く、既成の両面
配線基板を絶縁膜を介して複数層に重合一体化して成
り、当該回路基板に形成されている回路パターンを、前
記絶縁膜を貫通する圧接スルーホールを介して接続した
構造を有する複層回路基板であって、前記圧接スルーホ
ールが、基板本体を貫通する孔に、充填後ほぼ原形を保
ちつつ硬化する特性を持つ導電性素材を、当該孔の開口
部で外側へ盛り上がった形状に充填硬化せしめて成るこ
とを特徴とする構造を持った複層回路基板も挙げられ
る。

【００１２】前記絶縁膜としては、誘電率及びその周波
数依存性、温度依存性が小さく、絶縁破壊電圧や体積固
有抵抗が大きいことが必要であり、例えば、ポリエステ
ル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等か
ら成るフィルムや、硬化後の防食性、電気絶縁性、耐薬
品性、機械的強度に優れたエポキシ樹脂塗料やフェノー
ル樹脂塗料等から成る塗膜が挙げられる。絶縁膜を貫通
するとは、前記フィルムや塗膜に予め開けられた窓孔を
通じて、圧接スルーホールと、他の基板に形成された回
路パターン又は（圧接）スルーホールが直に接触する状
態を言う。

【００１３】圧接スルーホールを構成する孔からの導電
性素材の膨出分が、複数の基板を重合一体化した際、基
板間に拡散しないようにする措置として、前記孔に充填
する導電性素材として、前記特性に加えて硬化時に弾力
性をもつ特性を合わせ持った導電性素材を用いると言う
手段があり、又、リフロー槽等を使用する半田付けの熱
によっても、圧接スルーホールを構成する硬化後の導電
性素材の形状が変化しないようにその様な特性をも合わ
せ持つ導電性素材を用いる手段もある。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明による複層回路基板
の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は，非配線
基板７を、二枚の両面配線基板６，６で挟持重合し一体
化した四層回路基板である。

【００１５】この例の非配線基板７は、表面に銅箔を付
着する等の導電措置が何等施されていない１．０ｍｍ厚
の紙フェノール積層板である絶縁板を基板本体１とし、
当該基板本体１のスルーホールを設けるべき点にパンチ
ングにより０．６５φの孔２を明け、開孔を確認した
後、当該孔２に、当該基板本体１の各面から表面張力で
少し（０．１ｍｍ程度）盛り上がる形で漏出するように
導電性素材（充填後硬化する際にほぼ原形を保ちつつ硬
化する特性と、硬化後に僅かな弾力性を持つ特性と、硬
化後に加えられた半田付け時の熱で変形しない特性を持
つもの）３をピンを用いて充填し、硬化させたものであ
る。

【００１６】又、両面配線基板６は、予め絶縁板１０の
各面の全域に銅箔（図示省略）が付着されている１．２
ｍｍ厚の導電基板（図示省略）のスルーホールを設ける
べき点に、０．６５φの孔９を明け、開孔を確認した
後、当該孔９に、当該導電基板の各面から表面張力で少
し（０．１ｍｍ程度）盛り上がる形で漏出するように前
記導電性素材３をピンを用いて充填し、これが硬化した
後、整面機に通し、孔９の両開口部における導電性素材
３の盛り上がりを平面化するスルーホール形成工程と、
この様に形成された一般スルーホール８の端面を覆う形
で、当該導電基板の各面に、更に電気銅メッキ処理によ
り銅メッキ膜（図示省略）を形成し、エッチング処理に
より前記端面を覆い且つ当該端面に接合した回路パター
ン１１を抜き出す回路パターン形成工程を経て製造され
る。当該回路パターン形成工程により、一般スルーホー
ル８上に極めて平坦な回路パターン１１が形成できるの
で、スルーホール上であっても電子部品の実装、半田付
けが可能となって、高い実装密度を確保できる他、例え
ば、既成の銅箔の膜厚が１８μｍとすれば、短時間に３
０μｍを超える膜厚の回路パターン１１を容易に形成す
ることができる。尚、この様な回路パターン１１の形成
による両面配線基板表面の凹凸は、複層回路基板として
重合一体化する際にレジスト等の絶縁剤１２を付着する
ことにより平面化すれば良い。

【００１７】前記導電性素材３としては、導電性物質
と、硬化に寄与するレジンを主材として構成されたもの
であって、前記レジンに、架橋反応で硬化する性質を持
った成分（以下、架橋成分と記す。）と、前記架橋反応
とは無関係に存在し且つ熱により揮発分を失って固形分
のみが残留し硬化する性質を持った成分（以下、非架橋
成分と記す。）とを、適当に混ぜ合わせたものが挙げら
れる。より具体的には、全重量に対し５０〜６５％を占
める銀などの導電性物質と、２０〜３０％を占めるレジ
ンと、当該レジンに適した溶剤と、作業性向上のための
添加剤とで構成され、前記レジンは、架橋成分としてエ
ポキシやフェノールなどを含み、非架橋成分としては比
較的弾力性の高いビニールなどを含むものとなる。架橋
成分が多いほど原形を良く保つものの、過度に多いと弾
力性に劣るものとなり、逆に、架橋成分が過度に少ない
と硬化時或いは加熱時における定型性が劣るものとな
る。上記成分においては、架橋成分と非架橋成分の配合
比率として７０：３０乃至４０：６０が目安となるが、
これらの適性比率は選択した架橋成分や非架橋成分に依
存するものであり、いかなる場合もこれらの比率が適合
するとは限らない。従って、選択した架橋成分と非架橋
成分に応じて、塗布時の形状がほぼ保たれる様に架橋成
分と非架橋成分配合比率を適宜調整する必要がある。

【００１８】上記非配線基板７と両面配線基板６は、各
々のスルーホール４，８を除く部分にスクリーン印刷で
絶縁性接着剤が付着され、べたつかない程度に半乾燥し
た後、正確に位置決めして積層し、加熱しながら加圧す
ることにより各層を構成する基板６，７が強固に重合一
体化した四層の回路パターン１１を具備した複層回路基
板が完成する。付着された絶縁性接着剤の厚みは、１０
μｍ程度である。したがって、前記圧接スルーホール４
に充填されている導電性素材３の盛り上がりは、１０μ
ｍ程度まで圧縮されることとなる。しかしながら、この
圧力は、前記導電性素材３の持つ弾力性により図３の如
く圧接スルーホール４となった孔２の内部で吸収され、
盛り上がり分の側方への拡散（図４参照）は無視できる
程度に抑えられる。同時にこれらの作用によって、複数
の回路基板６，７が一枚の複層回路基板として一体化し
た際、非配線基板７の圧接スルーホール４の導電性素材
３が両面配線基板６の回路パターン１１たる銅薄膜の表
面に十分密着し、良好な電気的接触が得られることとな
る。

【００１９】図５に示す複層回路基板は、一枚の片面配
線基板５と一枚の両面配線基板６とを重合一体化した三
層の回路パターン１１を具備する複層回路基板である。
前記片面配線基板５には、一方の面に回路パターン１１
が形成された基板本体１の所定の箇所に表裏に亘る孔２
が形成され、当該孔２に前記導電性素材３を、当該孔２
の両開口部でその孔２の外側へ盛り上がった形状に充填
し硬化されることにより圧接スルーホール４が形成され
ている。前記両面配線基板６は、図１に示された例と同
様の工程を経て形成され、スルーホールとしては、両開
口部を平坦化した一般スルーホール８が形成されてい
る。この例においては、片面配線基板５の圧接スルーホ
ール４において、導電性素材３が当該孔２の配線面１６
側及び非配線面１５側の両開口部から外側へ盛り上がっ
た状態に成形されているが、配線面１６を実装面として
用いる場合には、圧接スルーホール４上へも電子部品の
実装が可能となるように、又、実装された電子部品との
無用な接触を防止すべく、当該例に用いた両面配線基板
６と同様の開口部の平坦化措置を施しておくことが望ま
しい。

【００２０】図６に示す複層回路基板は、既成の両面配
線基板６を絶縁膜１７を介して複数層に重合一体化して
成り、当該回路基板に形成されている回路パターン１１
を、前記絶縁膜１７を貫通する前記圧接スルーホール４
を介して接続した複層回路基板である。前記両面配線基
板６は、エポキシ樹脂を絶縁板１０として用いたもので
あり、絶縁膜１７は、当該両面配線基板６の表面に、前
記圧接スルーホール４を貫通させる為の窓孔１４を設け
てスクリーン印刷されたエポキシ樹脂塗料の塗膜であ
る。

【００２１】図には、導電性素材３を孔２の内側でのみ
盛り上がった形状に充填した両面配線基板６と、孔２の
両側で盛り上がった形状に充填した両面配線基板６を用
いた例が示されているが、この様な複層回路基板を構成
するにあたっては、二つの両面配線基板のいずれかにお
いて、導電性素材３が重合する基板に向って盛り上がっ
た形状で充填された圧接スルーホール４が形成されてい
れば良い。当該導電性素材３の盛り上がり高は、前記絶
縁膜を介在して接合すべき回路基板の回路パターンとの
コンタクトが確実に行い得る高さ、即ち、前記絶縁膜の
厚みより高ければ良い。尚、図６の如く圧接スルーホー
ル４同士が相重合する場合は、各圧接スルーホール４に
おける導電性素材３の盛り上がり高が、圧接スルーホー
ル対回路パターンの場合の半分程度あれば良い。

【００２２】図５乃至図６に示す複層回路基板のいずれ
においても、導電性素材３に前記の如く弾力性を付与し
ておくことによって、重合の際に加わる導電性素材３へ
の圧力が孔２の内部で吸収され、導電性素材３の側方へ
の拡散がほとんど生じることなく各層の回路パターン１
１が接続される。

【００２３】

【発明の効果】以上の如く請求項２及び請求項３記載の
複層回路基板を含む請求項１記載の本発明による複層回
路基板は、複層回路基板として重合一体化した後にスル
ーホールを形成するといった煩雑な作業を伴わない製造
工程が可能となるので、製造コストをはじめとするコス
ト削減に大きな実用効果を奏する他、圧接スルーホール
となる孔に充填されるべく選択された導電性素材の特性
によって硬化前後の形態が安定し、図２の如く複層回路
基板を構成する各回路基板に形成されたスルーホール同
士を連結したとしても、スルーホールにおける安定した
導電性を得ることができる。

【００２４】殊に、請求項２記載の複層回路基板にあっ
ては、従来、複層回路基板は、内装用の配線基板を作
り、その上下に絶縁体となるプリプレグを重ね、更にそ
の上下に外装用の配線基板を張り合わせたという構成で
あって、その表裏を貫通するスルーホールをその後から
形成しなければ成らないという製造工程上の制約がある
為に、偶数層の回路パターンを具備することが余儀なく
されていたが、この様に構成した複層回路基板は、上記
三層をはじめとした奇数層の回路パターンを具備する複
層回路基板として容易に形成でき、機能面においても、
例えば三層の回路パターンを具備する複層回路基板を形
成した場合、内装の回路パターンをア−ス。電位として
おけば、両外装パターン間の干渉を防止することができ
る。

【００２５】又、請求項４記載の複層回路基板は、二つ
の両面配線基板の間に、前記プリプレグに比べてごく薄
い絶縁膜を介在させて重合一体化する為に、複層回路基
板全体の厚さを大幅に削減できる他、基板単価の削減に
も貢献する。

【００２６】請求項５記載の複層回路基板は、スルーホ
ールを構成する導電性素材に僅かな弾力性を持たせたこ
とによって、複層回路基板を構成する各基板間への盛り
上がり分の拡散を防止できると共に、当該盛り上がり分
の圧縮による他層基板（共に複層回路基板を構成する他
の基板。以下、同じ。）の回路パターンへの強固な密着
によって、極めて良好な導通を確保できるものとなって
いる。

【００２７】更に、請求項６記載複層回路基板は、スル
ーホールを構成する導電性素材に、硬化後に加えられた
半田付け時の熱で変形しない特性を持たせたことによっ
て、電子部品を回路パターンに半田付けする際の熱によ
っても、スルーホールの導電性、或いは圧接スルーホー
ルと他層基板の回路パターン間の導電性、或いはスルー
ホールと他層基板のスルーホール間の導電性を損なうこ
とのない良質な特性を持つものとなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】（イ）（ロ）本発明による複層回路基板として
一体化する前後の状態の一例を示す断面図である。

【図２】本発明による複層回路基板の一例を示す断面図
である。

【図３】本発明による複層回路基板として一体化した際
の非配線基板の孔開口部から漏出した弾力性を持つ導電
性素材の状態を示す拡大断面図である。

【図４】本発明による複層回路基板として一体化した際
の非配線基板の孔開口部から漏出した弾力性を持たない
導電性素材の状態を示す拡大断面図である。

【図５】（イ）（ロ）本発明による複層回路基板として
一体化する前後の状態の一例を示す断面図である。

【図６】（イ）（ロ）本発明による複層回路基板として
一体化する前後の状態の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１基板本体２孔３導電性素材４圧接スルーホール５片面配線基板６両面配線基板７非配線基板１１回路パターン１７絶縁膜

フロントページの続き (72)発明者新川栄富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地北陸電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】既成の回路基板を重合一体化して成り、
当該回路基板に形成されている回路パターン（１１）
を、圧接スルーホール（４）を介して接続した複層回路
基板であって、前記圧接スルーホール（４）が、基板本
体（１）を貫通する孔（２）に、充填後ほぼ原形を保ち
つつ硬化する特性を持つ導電性素材（３）を、当該孔
（２）の開口部で外側へ盛り上がった形状に充填硬化せ
しめて成ることを特徴とする複層回路基板。
【請求項２】一枚の片面配線基板（５）と一枚の両面
配線基板（６）を重合一体化して成り、各回路基板
（５，６）の回路パターン（１１）を前記圧接スルーホ
ール（４）を介して接続した請求項１記載の回路基板。
【請求項３】一枚の非配線基板（７）を二枚の両面配
線基板（６，６）で挟んだ状態に重合一体化して成り、
各両面配線基板（６，６）の回路パターン（１１）を前
記圧接スルーホール（４）を介して接続した請求項１記
載の回路基板。
【請求項４】既成の両面配線基板（６）を絶縁膜（１
７）を介して複数層に重合一体化して成り、当該回路基
板に形成されている回路パターン（１１）を、前記絶縁
膜（１７）を貫通する圧接スルーホール（４）を介して
接続した複層回路基板であって、前記圧接スルーホール
（４）が、基板本体（１）を貫通する孔（２）に、充填
後ほぼ原形を保ちつつ硬化する特性を持つ導電性素材
（３）を、当該孔（２）の開口部で外側へ盛り上がった
形状に充填硬化せしめて成ることを特徴とする複層回路
基板。
【請求項５】前記孔（２）に充填する導電性素材
（３）として、前記特性に加えて硬化時に弾力性をもつ
特性を合わせ持った導電性素材を用いた請求項１、２、
３又は４記載の複層回路基板。
【請求項６】前記孔（２）に充填する導電性素材
（３）として、前記特性に加えて硬化後に加えられた半
田付け時の熱で変形しない特性を持った導電性素材を用
いた請求項１、２、３、４又は５記載の複層回路基板。