JPH1187889A

JPH1187889A - 回路基板とその製造方法とステンシル版

Info

Publication number: JPH1187889A
Application number: JP24805197A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Watanabe; 寛敏渡邊; Taiji Kikuchi; 泰治菊地; Masayuki Irie; 正之入江
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-09-12
Filing date: 1997-09-12
Publication date: 1999-03-30

Abstract

(57)【要約】【課題】電源回路用配線基板の小形化と、表裏両面の
導通をハトメを用いず実現し、コストを低減する。【解決手段】配線回路パターンを形成した金属板１と
絶縁性の支持体４とを一体化してなり、前記金属板１が
部品挿入孔２を有するとともに、前記金属板１の所望箇
所と前記配線回路パターンの所望間隙に絶縁性樹脂９を
充填した構成により、パターン間の絶縁特性が飛躍的に
向上し高信頼性が確保でき、小型化が図れる。また、重
量部品を保持することも可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種機器、特に電
源回路のパワー回路に用いられる回路基板に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の回路基板としては、図１４に示す
プリント基板が一般的である。前記プリント基板では安
全上、箔間の距離が箔間に印加される電圧で決まってお
り、１００Ｖを越えるような電圧では、箔間距離を０．
８ｍｍ以上、１５０Ｖを越える電圧では１．６ｍｍの箔
間距離を確保しなくてはならない。このような箔間距離
を保ちながら配線回路パターンを形成していた。

【０００３】また、前記プリント基板に重量部品１４４
や、発火の恐れのある部品１４４を電気的に接続する場
合には、安全対策として、ハトメ１４３を使用してい
た。また、重量部品１４４や発火の恐れのある部品１４
４のプリント基板の部品挿入孔１４５には、安全対策と
して予めハトメ１４３が挿入され、その後、部品１４４
が挿入される。そして、溶融半田１４６によって半田付
けされ、プリント基板銅箔１４２と部品端子１４４ａの
電気的接続が行われる。また、部品１４４をプリント基
板に挿入した後、部品１４４が基板１４１から抜けるの
を防止する方法としては、基板１４１の裏側に突き出た
部品１４４の部品端子１４４ａを折り曲げるか、半田等
で固定していた。

【０００４】次に、従来の回路基板製造方法はとして
は、フェノール樹脂またはガラス繊維入り樹脂等で作っ
た基板１４１に、厚さ寸法３５ミクロンメートル（μ
ｍ）程度の銅箔１４２を張り付け、エッチング処理によ
って配線パターン部を形成していた。また、金属板を用
いた回路基板としては、ＩＣのリードフレームに代表さ
れるように、金型打ち抜きやエッチングにより形成され
たパターンをＩＣとともに樹脂封止する方法が用いられ
ている。この場合、リードフレームのパターンの分離防
止あるいはばらけ防止のために付与されるつなぎ（タイ
バー）)部分は樹脂封止外に設けられ、樹脂封止後、切
断除去されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の回路基板
（プリント基板）は以上のように構成されるため、安全
上、箔間の距離が箔間に印加される電圧により決まって
おり、１００Ｖを越えるような電圧では、箔間距離を
０．８ｍｍ以上、１５０Ｖを越える電圧では１．６ｍｍ
の箔間距離を確保しなくてはならない。このような箔間
距離を保ちながら回路パターンを形成するとその基板寸
法は非常に大きなものとなっていた。また、重量物の部
品に対応して、箔切れ防止のハトメ使用を要しでいた。

【０００６】上記従来の回路基板の製造方法は以上のよ
うに構成されるため、前記パターン分離防止つなぎは成
形時金型外部に設定していた。そのため、配線回路パタ
ーンが複雑な基板を作る場合、成形金型内部に前記つな
ぎを設けると、そとつなぎを最終的に切断し回路を形成
するため金型が複雑になっていた。つまり、成形に際
し、封止樹脂に押され回路パターンが移動、変位しない
ように、また、封止後、回路パターン分離防止つなぎの
切断を容易にするため金型内で上下より押さえピンで固
定しなければならなかった。また、この押さえピンは回
路構成が複雑になればなるほど本数が増加し、金型コス
トが高額になっていた。また、回路パターン変更に伴い
金型構造も変更しなくてはならず、金型修正費用も膨大
なものとなっていた。

【０００７】つまり、金型を用いて成形することは多品
種少量生産には使用不可能であった。さらに、パターン
分離防止つなぎを切断する場合、成形樹脂内部にある金
属板を打ち抜くためバリが発生する。また、バリを少な
くするにはプッシュバック構造の金型を必要とし金型費
用がかさんでいた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の回路基板法は、（１）配線回路パターンを形成した金属板と絶縁性の支
持体とを一体化してなり、前記金属板が部品挿入孔を有
するとともに、前期金属板の所望箇所と前記配線回路パ
ターンの所望間隙に絶縁性樹脂を充填したことを特徴と
する回路基板とした。（２）配線回路パターンを形成した金属板と前記金属板
中に有する部品挿入孔周辺の少なくとも一方の面に、部
品挿入用の孔が形成されている金属成型品を有し、前記
金属板と絶縁性の支持体と前記金属成型品とが一体化し
ており、前期金属板の所望箇所と前記配線回路パターン
の所望間隙に絶縁性樹脂を充填したことを特徴とする回
路基板した。

【０００９】本発明によれば、配線回路パターンが支持
体である成形樹脂内部に保持され、かつ封止されている
ため、パターン間の絶縁特性が飛躍的に向上し、通常の
プリント基板で適用される安全規格をはるかに上回る信
頼性が確保できる。また、重量部品を保持することも可
能となる。

【００１０】前記課題を解決するために本発明の回路基
板の製造方法は、（３）配線回路パターンを形成した金属板の所望箇所
とパターン分離防止つなぎ部と部品挿入孔の少なくとも
一方の面に支柱を形成する工程、前記支柱を形成した金
属板を金型にインサートし樹脂成形する工程、前記部品
挿入孔部分に形成された前記支柱と所望箇所に形成され
た前記支柱とを選択除去する工程、前記つなぎ部と前記
つなぎ部に形成した支柱とを同時に除去する工程、除去
した前記パターン分離防止つなぎ部と所望箇所に樹脂を
充填し硬化する工程から構成されることを特徴とする回
路基板の製造方法とした。（４）配線回路パターンを形成した金属板の所望箇所
とパターン分離防止つなぎ部と部品挿入孔の少なくとも
一方の面に支柱を形成する工程、前記支柱を形成した金
属板を金型にインサートし樹脂成形する工程、前記つな
ぎ部と前記つなぎ部に形成した支柱とを同時に除去する
工程、除去した前記パターン分離防止つなぎ部に樹脂を
充填し硬化する工程からなる回路基板の製造方法とし
た。

【００１１】本発明によれば、配線回路パターンを形成
した金属板のパターン分離防止つなぎ部と部品挿入孔と
の表裏に支柱を形成し、前記支柱を形成された金属板を
金型にインサートし樹脂成形する時に、金型内で上下よ
りピンで押さえる必要がないため、金型構造が簡単なキ
ャビティ（空洞）構造で十分であり、さらにはイジェク
トピンの位置も自由に選択できると金型設計の自由度も
増し、金型費用を削減できる。さらに大きな作用として
は金型を用いた成形における多品種少量生産が可能とな
る。

【００１２】また、パターン変更に伴う金型修正も必要
ないため、金型修正費用の削減、さらには設計変更によ
る対応は製版レベルでの変更で対応でき、設計変更時の
迅速化が図れる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明における第１の発明は、配
線回路パターンを形成した金属板と絶縁性の支持体とが
一体化しており、前記金属板が部品挿入孔を有するとと
もに、前期金属板の所望箇所と前記配線回路パターンの
所望間隙に絶縁性樹脂を充填したことを特徴とする回路
基板としたもので、配線回路パターンが支持体である成
形樹脂内部に保持され、かつ封止されているため、パタ
ーン間の絶縁特性が飛躍的に向上し、通常のプリント基
板で適用される安全規格をはるかに上回る信頼性が確保
できる。また、金属板の両面に支持体である成形樹脂を
形成することにより、沿面距離を長く形成することがで
き、プリント基板の規格に照らし合わせても、回路基板
の高密度化がはかれる。

【００１４】さらに、第２の発明は、配線回路パターン
を形成した金属板と前記金属板中に有する部品挿入孔周
辺の少なくとも一方の面に、部品挿入用の孔が形成され
ている金属成型品を有し、前記金属板と絶縁性の支持体
と前記金属成型品とが一体化しており、前期金属板の所
望箇所と前記配線回路パターンの所望間隙に絶縁性樹脂
を充填したことを特徴とする回路基板としたもので、配
線回路パターンが支持体である成形樹脂内部に保持さ
れ、かつ封止されているため、パターン間の絶縁特性が
飛躍的に向上し、通常のプリント基板で適用される安全
規格をはるかに上回る信頼性が確保できる。また、金属
板の両面に支持体である成形樹脂を形成することによ
り、沿面距離を長く形成することができ、プリント基板
の規格に照らし合わせても、回路基板の高密度化がはか
れる。さらに部品挿入孔周辺に金属成型品を有するので
重量物の保持が可能となり、安全上必要なハトメと同等
の強度が得られる。

【００１５】さらに、第３の発明は、配線回路パターン
を形成した金属板の所望箇所とパターン分離防止つなぎ
部と部品挿入孔の少なくとも一方の面に支柱を形成する
工程、前記支柱を形成した金属板を金型にインサートし
樹脂成形する工程、前記部品挿入孔部分に形成された前
記支柱と所望箇所に形成された前記支柱とを選択除去す
る工程、前記つなぎ部と前記つなぎ部に形成した支柱と
を同時に除去する工程、除去した前記パターン分離防止
つなぎ部と所望箇所に樹脂を充填し硬化する工程から構
成されることを特徴とする回路基板の製造方法としたの
もで、配線回路パターンを形成した金属板のパターン分
離防止つなぎ部と部品挿入孔との表裏に支柱を形成し、
前記支柱を形成された金属板を金型にインサートし樹脂
成形する時に、金型内で上下よりピンで押さえる必要が
ないため、金型構造が簡単なキャビティ（空洞）構造で
十分であり、さらにはイジェクトピンの位置も自由に選
択できると金型設計の自由度も増し、金型費用を削減で
きる。さらに大きな作用としては金型を用いた成形にお
ける多品種少量生産が可能となる。また、つなぎ部を打
ち抜く場合も支柱と支持体である成形樹脂と同一平面に
あるため、打ち抜きの金型構造も簡単で安価なプリント
基板用打ち抜き金型が使用できる。また、パターン変更
に伴う金型修正も必要ないため、金型修正費用の削減、
さらには設計変更による対応は製版レベルでの変更で対
応でき、設計変更時の迅速化が図れる。

【００１６】さらに、第４の発明は、ステンシル印刷に
より粘性体を印刷し、支柱を形成することを特徴とする
の回路基板の製造方法としたもので、支柱を形成する最
も容易な方法の一つで、支柱形成のコスト低減、歩留ま
りアップにつながる。

【００１７】さらに、第５の発明は、粘性体がＵＶ樹脂
からなり、ステンシル印刷後ステンシルの開口部分でＵ
Ｖ硬化させ支柱を形成することを特徴とする回路基板の
製造方法で、支柱を形成する最も容易な方法の一つで、
支柱形成のコスト低減、歩留まりアップにつながる。ま
た、ＵＶ樹脂の硬化が非常に短時間で行われるため作業
時間の短縮、製品スループット向上が図れる。

【００１８】さらに、第６の発明は、インジェクション
成形により支柱を形成することを特徴とする回路基板の
製造方法で、金型を必要とするため、若干の費用を必要
とするが、強固な支柱が得られ、また、パターン流れを
抑えるための所望箇所の支柱を、成型時に支持体となる
成形樹脂と一体化することが可能なため除去する必要が
なくなる。

【００１９】さらに、第７の発明は、ステンシル中に樹
脂粉体を充填し、ステンシルの開口部分で前記樹脂粉体
を硬化させて支柱を形成することを特徴とする回路基板
の製造方法で、ステンシル中にエポキシ樹脂の粉体を刷
り込み、そのままの状態で加熱することにより支柱を形
成する。これにより前記発明と同様な効果が得られる。

【００２０】さらに、第８の発明は、前記金属板の所望
箇所とパターン分離防止つなぎ部と部品挿入孔の少なく
とも一方の面に樹脂成形品を貼付し、支柱を形成するこ
とを特徴とする回路基板の製造方法で、あらかじめ用意
した樹脂成形品を貼付することにより同様の効果を得る
ことが可能である。

【００２１】さらに、第９の発明は、配線回路パターン
を形成した金属板の所望箇所とパターン分離防止つなぎ
部と部品挿入孔の少なくとも一方の面に支柱を形成する
工程、前記支柱を形成した金属板を金型にインサートし
樹脂成形する工程、前記つなぎ部と前記つなぎ部に形成
した支柱とを同時に除去する工程、除去した前記パター
ン分離防止つなぎ部に樹脂を充填し硬化する工程からな
る回路基板の製造方法で、前記第３の発明と同様な作用
が生じ、効果も生じるが、部品挿入孔部分に形成された
支柱と所望箇所に形成された支柱を選択除去する工程が
不要となり、工程の短縮ならびに製品スループットを上
げることが可能となる。

【００２２】さらに、第１０の発明は、つなぎ部に樹脂
成形品、金属成型品のうち少なくとも一つを、前記金属
板の所望箇所に樹脂成形品を、前記金属板の部品挿入孔
に金属成型品を用い、それぞれ前記金属板の少なくとも
一方の面に支柱を形成することを特徴とする回路基板の
製造方法で、前記第３の発明と同様な作用が生じ、効果
も生じるが、部品挿入孔部分に形成された支柱が金属成
型品、所望箇所に形成された支柱が樹脂成型品で構成さ
れているために、これら支柱を選択除去する工程が不要
となり、工程の短縮ならびに製品スループットを上げる
ことが可能となる。つなぎ部の支柱は後で除去するため
樹脂、金属どちらの成型品を用いて形成しても同じ作用
を生じる。

【００２３】さらに、第１１の発明は、ステンシル印刷
により粘性体を印刷し支柱を形成することを特徴とする
回路基板の製造方法で、支柱を形成する最も容易な方法
の一つで、支柱形成のコスト低減、歩留まりアップにつ
ながる。

【００２４】さらに、第１２の発明は、インジェクショ
ン成形により支柱を形成することを特徴とする回路基板
の製造方法で、金型を必要とするため、若干の費用を必
要とするが、強固な支柱が得られ、また、パターン流れ
を抑えるための所望箇所の支柱を、成型時に支持体とな
る成形樹脂と一体化することが可能なため除去する必要
がなくなる。

【００２５】さらに、第１３の発明は、金属板の所望箇
所とつなぎ部に樹脂成形品を、前記金属板の部品挿入孔
に金属成型品を、それぞれ前記金属板の少なくとも一方
の面に貼付し支柱を形成することを特徴とする回路基板
の製造方法で、支柱を形成する最も容易な方法の一つ
で、支柱形成のコスト低減、歩留まりアップにつなが
る。また、部品挿入孔に孔の開いた金属成型品を貼付す
ることにより、部品保持強度を上げるために必要な突出
部１ｃは必要なくなる。

【００２６】さらに、第１４の発明は、金属板を、成形
金型の型締めにより、支柱を介して保持する際に、型締
め圧により部品挿入孔周辺に形成された金属支柱を展延
させ金属支柱の部品挿入孔部分に面取り加工を施すこと
を特徴とする回路基板の製造方法で、型締めの時に支柱
で金属板の動きを封じ込めるため若干の圧力が支柱に加
わる、この力と金属の持つ展延性を利用し金属支柱の部
品納入孔部分に面取り加工を工程中に形成する。この部
品挿入孔の面取り加工は部品挿入時のミスを防ぎ、製品
歩留まりを上げる作用を発生させる。

【００２７】さらに、第１５の発明は、ステンシル版の
型を形成している部分の側壁に離型処理を施し、被印刷
体に接触する面に弾性体を有することを特徴とするステ
ンシル版で、ステンシル版内部で樹脂の硬化を行い、ま
た離型性を必要とする本発明の回路基板の製造方法では
無くてはならないものであり、支柱の形状でステンシル
に接する側面積と金属板に接する面積の比が大きくても
離型が可能である。また、比印刷物の金属板とステンシ
ルとの間に段差が生じた場合、その段差から粘性体や粉
体等が漏洩するのを防ぐために表面には弾性体を貼付し
ている。また、半田ペーストをステンシル版開口部でリ
フローすることが可能で、半田による支柱形成が可能と
なる。

【００２８】以下、本発明の実施の形態における回路基
板について、図１から図５を用いて説明する。また、本
発明の実施の形態における回路基板の製造方法につい
て、図６から図１２を用いて説明する。さらに本発明の
ステンシル版について図１３を用いて説明する。

【００２９】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における回路基板の概念の断面模式図を示す。図２
は本発明の実施の形態１における回路基板の部品実装時
の断面模式図を示す。図６は本発明の回路基板の製造方
法のフローチャートを示す。また、図６経路（１）が本
発明の実施の形態１における回路基板の製造方法を示
す。図７から図１２は図６に示すフローチャートの各工
程での回路基板の断面模式図を示す。図７は供給される
配線回路パターンを形成した金属板の断面模式図を示
し、図８は金属板上への支柱形成を現す断面模式図、図
９は成形時の断面模式図、図１０は部品挿入部支柱と所
望箇所支柱を選択除去時の断面模式図、図１１はつなぎ
部支柱とつなぎ除去時の断面模式図、図１２はつなぎ部
に絶縁性樹脂を充填硬化時の断面模式図である。また、
図１３は本発明のステンシル版の断面模式図を示す。

【００３０】図１において、符号１は配線回路パターン
を形成した金属板、１ｂは突出部、２は部品挿入孔、４
は支持体（成形樹脂）、９は絶縁性樹脂である。図２に
おいて、１０は電気部品、１１は半田である。図７にお
いて、１ａはパターン分離防止つなぎである。図８にお
いて、３は支柱、３ａはつなぎ部支柱、３ｂは所望箇所
支柱、３ｃは部品挿入孔部支柱、３ｄは突出部支柱、図
９において、５は金型、図１０において、６はステンシ
ル、７はブラスト材、図１１において、８は金型（ダ
イ、ポンチ）、図１２において９は絶縁性樹脂である。
図１３において、１３０はステンシル版、１２はステン
シル板、１３は離型材、１４は弾性体である。

【００３１】本発明の回路基板は以下のようにして、本
発明のステンシル版１３０を用い、本発明の回路基板の
製造法により形成した。

【００３２】図７に示すように所要の回路パターンを形
成した金属板１はエッチングによって形成した。金属板
１は厚さ０．１５ｔの銅板を使用し、このときのパター
ン防止つなぎ１ａは幅０．２ｍｍ、パターン間隙０．６
ｍｍで形成した。また、部品挿入孔２はφ１．０とし
た。

【００３３】次に支柱を形成する工程としては図１３に
示す本発明のステンシル版１３０を用いて行った。

【００３４】本発明のステンシル版１３０は、前記金属
板１のパターン分離防止つなぎ１ａ部分と所望箇所１
ｂ、部品挿入孔２と突出部１ｃの表裏にそれぞれつなぎ
部支柱３ａと所望箇所支柱３ｂとしてφ１．０のドリル
を用い、部品挿入孔支柱３ｃとしてφ２．０のドリルを
用い、突出部支柱３ｃとしてφ３．０のドリルを用い
て、厚さ１．０ｍｍｔのステンレスを使用したステンシ
ル板１２にそれぞれの孔を開け形成した。なお、離型性
を高めるため、ステンシル版１３０の型を形成している
ステンシル板１２の側壁に離型材１３としてテフロンを
５０μｍの厚さでコーティング処理を施し、さらに金属
板１と金属板１を置く台との間の段差を埋めて粘性体が
周囲に漏洩しないように弾性体１３として耐熱性と離型
性を合わせ持つシリコーンゴムシートを厚さ２００μｍ
の厚さでコーティング処理を施した。

【００３５】次に支柱を形成する工程としては前記ステ
ンシル版１３０を金属板１上に位置あわせして重ね、ウ
レタンゴムスキージを用い、前記ステンレス製ステンシ
ル版１３０上を摺動させステンシルの孔に支柱３となる
UV樹脂を摺り込み充填した。その後、水銀ランプを用い
て紫外線を照射し、ステンシルの孔内に充填されたＵＶ
樹脂を硬化させ支柱３を形成した。この工程を繰り返し
表裏に支柱３を形成した。このとき、もちろん金属板１
を固定する台にも離型処理を施した。このとき用いたUV
樹脂は東洋紡績（株）ＫＶ−４８０であり、ＵＶ照射量
は、積算光量で、１０００ｍＪ／ｃｍ２であった。この
ようにして形成した支柱３は高さ０．８４ｍｍであっ
た。このときの支柱形成後の状態を図８の金属板上への
支柱形成を現す断面模式図に示す。

【００３６】次に、支柱を形成した前記金属板１を金型
５にインサートし樹脂成形した。キャビティ構造の金型
５内に前記支柱３を形成した金属板１を挿入して、射出
圧力１０００ｋｇ／ｃｍ２、金型温度１６０℃でフドー
（株）製不飽和ポリエステル樹脂ＦＰ−１００（Ｅ）を
射出成形し、支持体（成形樹脂）４を得た。このとき支
柱３はその位置ずれすることなく射出できるよう高さを
（支持体（成形樹脂）４の厚み（０．８ｍｍ）×２＋金
属板１の厚み（０．１５ｍｍ））の要求厚みより厚くな
るよう（＞０．８ｍｍ）に形成した。このときの支柱３
の適正高さは０．８４ｍｍ以上であった。

【００３７】次の工程である図１０は部品挿入部支柱と
所望箇所支柱を選択除去時の断面模式図を示し、金属板
１表裏に形成された所望箇所支柱３ｂ、部品挿入孔支柱
３ｃ、突出部支柱３ｃ前記支柱３をサンドブラスト装置
をブラスト材７を照射し、ステンシル６を用いて選択除
去した。このとき用いたブラスト材はクルミの殻を粉砕
した新東ブレーター製クルミショット＃３６を４ｋｇ／
ｃｍ２の圧力で１５秒間照射し、ステンシル６は０．６
ｍｍ厚のステンレス製板を用いた。

【００３８】次の工程である図１１はつなぎ部支柱とつ
なぎ除去時の断面模式図を示し、前記パターン分離防止
つなぎ１ａとパターン分離防止つなぎ部１ａに形成した
前記つなぎ部支柱３とをプリント基板打ち抜きように用
いる打ち抜き金型８（ダイ、ポンチ）で同時に打ち抜き
除去した。

【００３９】次の工程である図１２はつなぎ部に絶縁性
樹脂を充填硬化時の断面模式図を示し、打ち抜いたパタ
ーン分離防止つなぎ部に樹脂を充填した。ここではスク
リーン印刷法を用いエポキシ樹脂（住友ベークライト
製、ＦＴ−９２２３）を印刷充填し１２０℃、２時間で
硬化させて形成し、所望の回路基板を形成した。

【００４０】なお、本発明の実施の形態１では支柱を形
成する方法として、ＵＶ樹脂を用いた方法を記載した
が、インジェクション成形により支柱を形成しても良
い。また、スクリーン印刷により支柱を形成することも
可能である。さらには、ステンシル中に樹脂粉体を充填
硬化させて支柱を形成することも可能である。また、粘
性体として用いたＵＶ樹脂の粘度は１０Ｐａ・Ｓであっ
たが、２〜１０００Ｐａ・Ｓの粘性体であればステンシ
ル版内部に充填可能であった。

【００４１】（実施の形態２）図３は本発明の実施の形
態２における回路基板の概念の断面模式図を示す。この
図３では本発明の回路基板のうち、片面に支持体を形成
したもの示す。図３において、符号１は配線回路パター
ンを形成した金属板、１ｂは突出部、２は部品挿入孔、
４は支持体（成形樹脂）、９は絶縁性樹脂である。本発
明の回路基板は以下のようにして、本発明の回路基板の
製造法により形成した。

【００４２】図７に示すように所要の回路パターンを形
成した金属板１は複数のダイ、ポンチを有するターレッ
トパンチを用い打ち抜き形成した。所要寸法は実施の形
態１と同様とした。

【００４３】次に支柱を形成する工程としては実施の形
態１に記載したステンシル版のような構造を持つ金型で
インジェクション成形により行った。ここで用いた樹脂
は出光化学（株）製ＳＰＳ−９３１を用い、射出圧力１
０００ｋｇ／ｃｍ２で射出成形して得た。このようにし
て形成した支柱３は、つなぎ１ａ部分と所望箇所１ｂ、
部品挿入孔２と突出部１ｃにそれぞれつなぎ部支柱３ａ
と所望箇所支柱３ｂとしてφ１．０、部品挿入孔支柱３
ｃとしてφ２．０、突出部支柱３ｃとしてφ３．０の高
さ０．８４ｍｍであった。

【００４４】次に支柱を形成した前記金属板１を金型５
にインサートし樹脂成形した。キャビティ構造の金型５
内に前記支柱３を形成した金属板１を挿入して、射出圧
力１０００ｋｇ／ｃｍ２でフドー(株)製ジアリルフタレ
ート樹脂ＤＰ−２２００を射出成形し、支持体（成形樹
脂）４を得た。このとき支柱３は金属板１が位置ずれす
ることなく射出できるような高さで成形した。次工程の
部品挿入部支柱と所望箇所支柱を選択除去、つなぎ部支
柱とつなぎ除去、つなぎ部に絶縁性樹脂を充填硬化は実
施の形態１と同様の方法で行った。

【００４５】なお、本発明の実施の形態２では支柱を形
成する方法としてインジェクション成形により支柱を形
成したが、スクリーン印刷により支柱を形成することも
可能である。さらには、ステンシル中に樹脂粉体を充填
硬化させて支柱を形成することも可能である。

【００４６】（実施の形態３）図４は本発明の実施の形
態４における回路基板の概念の断面模式図を示す。図６
本発明の回路基板の製造方法のフローチャートの経路ア
が本発明の実施の形態３における回路基板の製造方法を
示す。また、本実施の形態３では、金属成型品と樹脂成
型品を貼付する製造方法で回路基板を形成した。

【００４７】図４において、符号１は配線回路パターン
を形成した金属板、２は部品挿入孔、４は支持体（成形
樹脂）、９は絶縁性樹脂、１２は金属成型品である。ま
ず、所要の回路パターンを形成した金属板１は複数のダ
イ、ポンチを有するターレットパンチを用い打ち抜き形
成した。所要寸法は（実施の形態１)と同様とした。ま
た、金属成型品を貼付するため実施の形態１の図１に示
すのような突出部１ｃは必要としない。

【００４８】次に、支柱を形成する工程としては、金属
成型品の支柱として真鍮板をプレス打ち抜き後半田メッ
キ（１５μｍ厚）したものを用い、樹脂成型品として
は、ＰＢＴ樹脂を成形したものを用いた。金属成型品の
支柱にはφ１．０の孔を予め形成しておいた。これら、
金属成型品の支柱と樹脂成型品の支柱をそれぞれ選択的
に所望の位置に孔の開いたステンシル中に振動落下さ
せ、金属板１には形成したい所望の場所に予めロジンを
主成分とする接着剤を印刷形成しておき、ステンシル内
に振動落下させてセットされた金属成型品の支柱と、樹
脂成型品の支柱を転写して金属板に張り付けた。同様に
して裏面にも金属成型品の支柱と樹脂成型品の支柱を金
属板に転写した。

【００４９】次に、支柱を形成した前記金属板１を金型
５にインサートし樹脂成形した。キャビティ構造の金型
５内に前記支柱３を形成した金属板１を挿入して、射出
圧力１０００ｋｇ／ｃｍ２、金型温度１６０度で日本ユ
ピカ↑製不飽和ポリエステル樹脂７１００を射出成形
し、支持体（成形樹脂）４を得た。

【００５０】次工程のつなぎ部支柱とつなぎ除去、つな
ぎ部に絶縁性樹脂を充填硬化は実施の形態１と同様の方
法で行った。

【００５１】なお、本発明の実施の形態３では支柱を形
成する方法として、金属成型品と、樹脂成型品の支柱を
貼付形成したが、この方法は支柱を形成する最も容易な
方法の一つで、支柱形成のコスト低減、歩留まりアップ
につながる。また、部品挿入孔に孔の開いた金属成型品
を貼付することにより、部品保持強度を上げるために必
要な突出部１ｃは必要なくなり、金属成型品で強度確保
は十分となる。また、ＵＶ樹脂を用いた方法やインジェ
クション成形により支柱を形成する方法と併用しても良
い。また、半田ペースト、樹脂ペーストを用いてスクリ
ーン印刷により支柱を形成することも可能である。さら
には、ステンシル中に樹脂粉体を充填硬化させて支柱を
形成することも可能である。さらに、実施の形態１で示
したような支持体４内部にある金属板１の部品挿入孔周
辺に半田を付着させるにはは半田ディップの条件設定が
難しいが、本実施の形態３のように同一平面に金属成型
物があるため、半田づけの条件設定が容易となる。

【００５２】（実施の形態４）図５は本発明の実施の形
態４における回路基板の概念の断面模式図を示す。この
図５では本発明の回路基板のうち、片面に支持体を形成
したもの示す。図６における本発明の回路基板の製造方
法のフローチャートの経路（２）が本発明の実施の形態
４における回路基板の製造方法を示す。また、本実施の
形態４では、金属成型品を貼付する製造方法で回路基板
を形成した。図５において、符号１は配線回路パターン
を形成した金属板、２は部品挿入孔、４は支持体（成形
樹脂）、９は絶縁性樹脂、１２は金属成型品である。

【００５３】本発明の回路基板は以下のようにして、本
発明の回路基板の製造法により形成した。まず、所要の
回路パターンを形成した金属板１は複数のダイ、ポンチ
を有するターレットパンチを用い打ち抜き形成した。所
要寸法は実施の形態１と同様とした。また、金属成型品
を貼付するため実施の形態１の図１に示す突出部１ｃを
要しない。

【００５４】次に、支柱を形成する工程としては、金属
成型品の支柱として半田をプレス打ち抜きしたものを用
いた。金属成型品の支柱のうち部品挿入に関連する支柱
には直径１ｍｍ程度の孔を予め形成しておいた。これ
ら、金属成型品の支柱をそれぞれ選択的に所望の位置に
孔の開いたステンシル中に振動落下させ、金属板１には
形成したい所望の場所に予めロジンを主成分とする接着
剤を印刷形成しておき、ステンシル内に振動落下させて
セットされた金属成型品の支柱を転写して金属板に張り
付けた。

【００５５】次に、支柱を形成した前記金属板１を金型
５にインサートし樹脂成形した。キャビティ構造の金型
５内に前記支柱３を形成した金属板１を挿入して、射出
圧力１０００ｋｇ／ｃｍ２、金型温度１６０℃でフドー
（株）製不飽和ポリエステル樹脂ＦＰ−１００（Ｅ）を
射出成形し、支持体（成形樹脂）４を得た。

【００５６】次工程のつなぎ部支柱とつなぎ除去、つな
ぎ部に絶縁性樹脂を充填硬化は実施の形態１と同様の方
法で行った。

【００５７】なお、本発明の実施の形態４において、金
属成型品を貼付て支柱を形成したが、この方法は支柱形
成の最も容易な方法の一つで、コスト低減、歩留まりア
ップにつながる。また、部品挿入孔に孔の開いた金属成
型品を貼付することにより、部品保持強度を上げるため
に必要な突出部１ｃは必要なくなり、金属成型品で強度
確保は十分となる。さらに、ＵＶ樹脂を用いた方法やイ
ンジェクション成形により支柱を形成する方法と併用し
ても良い。さらに、半田ペースト、樹脂ペーストを用い
てスクリーン印刷により支柱を形成することも可能であ
る。さらに、ステンシル中に樹脂粉体を充填硬化させて
支柱を形成することも可能である。さらに、実施の形態
１で示したような支持体４内部にある金属板１の部品挿
入孔周辺に半田を付着させるには半田ディップの条件設
定が難しいが、本実施の形態４のように同一平面に金属
成型物（半田）があるため、半田づけの条件設定が容易
となる。また、１．２ｍｍ程度の内部径を持つ高さ０．
９ｍｍの半田成型品を用いると、成形金型の型締め時に
部品挿入孔内部最小直径１．０５ｍｍの孔となり、さら
には部品挿入孔周囲に半径０．５ｍｍのＲ面取り加工
（円弧状の面取り）が施された。

【００５８】なお、実施の形態１から４では、つなぎ部
支柱とつなぎ除去の工程において、金型を用いたが、レ
ーザー加工を用いても除去可能である。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、配線回路パターンが支
持体である成形樹脂内部に保持され、かつ封止されてい
るため、パターン間の絶縁特性が飛躍的に向上し、通常
のプリント基板で適用される安全規格をはるかに上回る
信頼性が確保できる。また、重量部品を保持することも
可能となる。また、金属板の上下に支持体を設けること
により延面距離を確保でき、パワー、電源回路の小型化
が図れる。

【００６０】また、配線回路パターンを形成した金属板
のパターン分離防止つなぎ部と部品挿入孔との表裏に支
柱を形成し、前記支柱を形成された金属板を金型にイン
サートし樹脂成形する時に、金型内で上下よりピンで押
さえる必要がないため、金型構造が簡単なキャビティ
（空洞）構造で十分であり、さらにはイジェクトピンの
位置も自由に選択できると金型設計の自由度も増し、金
型費用を削減できる。さらに大きな効果としては金型を
用いた成形における多品種少量生産が可能となる。ま
た、つなぎ部を打ち抜く場合も支柱と支持体である成形
樹脂と同一平面にあるため、打ち抜きの金型構造も簡単
で安価なプリント基板用打ち抜き金型が使用できる。ま
た、パターン変更に伴う金型修正も必要ないため、金型
修正費用の削減、さらには設計変更による対応は製版レ
ベルでの変更で対応でき、設計変更時の迅速化が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における回路基板の断面
模式図

【図２】本発明の実施の形態１における回路基板の部品
実装時の断面模式図

【図３】本発明の実施の形態２における回路基板の断面
模式図

【図４】本発明の実施の形態３における回路基板の断面
模式図

【図５】本発明の実施の形態４における回路基板の断面
模式図

【図６】本発明の回路基板の製造方法のフローチャート

【図７】本発明の回路基板の製造方法のフローチャート
のうち、供給される配線回路パターンを形成した金属板
の断面模式図

【図８】本発明の回路基板の製造方法のフローチャート
のうち、金属板上への支柱形成を現す断面模式図

【図９】本発明の回路基板の製造方法のフローチャート
のうち、成形時の断面模式図

【図１０】本発明の回路基板の製造方法のフローチャー
トのうち、部品挿入部支柱と所望箇所支柱を選択除去時
の断面模式図

【図１１】本発明の回路基板の製造方法のフローチャー
トのうち、つなぎ部支柱とつなぎ除去時の断面模式図

【図１２】本発明の回路基板の製造方法のフローチャー
トのうち、つなぎ部に絶縁性樹脂を充填硬化時の断面模
式図

【図１３】本発明のステンシル版の断面模式図

【図１４】従来の回路基板の要部断面斜視図

【符号の説明】

１金属板１ａつなぎ１ｂ所望箇所１ｃ突出部２部品挿入孔３支柱３ａつなぎ部支柱３ｂ所望箇所支柱３ｃ部品挿入孔支柱４支持体５金型６ステンシル７ブラスト材８金型（ダイ、ポンチ）９絶縁性樹脂１０電気部品１１半田１２ステンシル板１３離型材１４弾性体１３０ステンシル版１４１基板１４２銅箔１４３ハトメ１４４部品１４４ａ部品端子１４５部品挿入孔１４６溶融半田

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】配線回路パターンを形成した金属板と絶
縁性の支持体とを一体化してなり、前記金属板が部品挿
入孔を有するとともに、前記金属板の所望箇所と前記配
線回路パターンの所望間隙に絶縁性樹脂を充填したこと
を特徴とする回路基板。
【請求項２】金属板の一部が前記絶縁性樹脂に接して
形成されていることを特徴とする請求項１記載の回路基
板。
【請求項３】絶縁性の支持体と前記絶縁性樹脂とが異
なる材質から形成されていることを特徴とする請求項
１、２のいずれかに記載の回路基板。
【請求項４】配線回路パターンを形成した金属板が錫
メッキ、半田メッキ、亜鉛メッキ、ニッケルメッキ等を
施された金属あるいは銅、半田のうちすくなくとも一つ
から構成され、厚さが０．１ｍｍ以上であることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の回路基板。
【請求項５】配線回路パターンを形成した金属板と前
記金属板に設けた部品挿入孔周辺の少なくとも一方の面
に、部品挿入用の孔が形成されている金属成型品を有
し、前記金属板と絶縁性の支持体と前記金属成型品とが
一体化してなり、前期金属板の所望箇所と前記配線回路
パターンの所望間隙に絶縁性樹脂を充填したことを特徴
とする回路基板。
【請求項６】金属板の一部が前記絶縁性樹脂に接して
形成されていることを特徴とする請求項５記載の回路基
板。
【請求項７】絶縁性の支持体と前記絶縁性樹脂とが異
なる材質から形成されていることを特徴とする請求項
５、６のいずれかに記載の回路基板。
【請求項８】金属成型品が錫メッキ、半田メッキ、亜
鉛メッキ、ニッケルメッキ等を施された金属あるいは
銅、半田のうちすくなくとも一つから構成されているこ
とを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の回路基
板。
【請求項９】金属成型品が半田ペーストをリフローし
て形成したことを特徴とする請求項５〜８のいずれかに
記載の回路基板。
【請求項１０】金属板が錫メッキ、半田メッキ、亜鉛
メッキ、ニッケルメッキ等を施された金属あるいは銅、
半田のうちすくなくとも一つから構成され、厚さが０．
１ｍｍ以上であることを特徴とする特許請求項５〜９の
いずれかに記載の回路基板。
【請求項１１】金属成型品に形成している部品挿入用
の孔にテーパー加工、面取り加工のうち少なくとも一つ
が形成されていることを特徴とする請求項５〜１０のい
ずれかに記載の回路基板。
【請求項１２】配線回路パターンを形成した金属板の
所望箇所と，パターン分離防止つなぎ部と，部品挿入孔
の少なくとも一方の面とに支柱を形成する工程と、前記
支柱を形成した金属板を金型にインサートし樹脂成形す
る工程と、前記部品挿入孔部分に形成された前記支柱と
所望箇所に形成された前記支柱とを選択除去する工程
と、前記つなぎ部と前記つなぎ部に形成した支柱とを同
時に除去する工程と、除去した前記つなぎ部と所望箇所
に樹脂を充填し硬化する工程とからなることを特徴とす
る回路基板の製造方法。
【請求項１３】ステンシル印刷により粘性体を印刷
し、支柱を形成することを特徴とする請求項１２記載の
回路基板の製造方法。
【請求項１４】粘性体が半田ペーストからなり、ステ
ンシル印刷後ステンシルの開口部分でリフローさせ支柱
を形成することを特徴とする請求項１２、１３のいずれ
かに記載の回路基板の製造方法。
【請求項１５】粘性体がＵＶ樹脂からなり、ステンシ
ル印刷後、ステンシルの開口部分でＵＶ硬化させ支柱を
形成することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか
に記載の回路基板の製造方法。
【請求項１６】粘性体の粘度が２〜１０００Ｐａ・Ｓ
であることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれかに
記載の回路基板の製造方法。
【請求項１７】インジェクション成形により支柱を形
成することを特徴とする請求項１２記載の回路基板の製
造方法。
【請求項１８】ステンシル中に樹脂粉体を充填し、ス
テンシルの開口部分で前記樹脂粉体を硬化させて支柱を
形成することを特徴とする請求項１２記載の回路基板の
製造方法。
【請求項１９】前記金属板の所望箇所とパターン分離
防止つなぎ部と部品挿入孔の少なくとも一方の面に樹脂
成形品を貼付し、支柱を形成することを特徴とする請求
項１２記載の回路基板の製造方法。
【請求項２０】成形金型の型締めにより、支柱を介し
て金属板を保持し成形することを特徴とする請求項１２
記載の回路基板の製造方法。
【請求項２１】成形金型の型締めにより、支柱を介し
て金属板を保持し成形する際に、型締め圧により部品挿
入孔周辺に形成された金属支柱を展延させ金属支柱の部
品挿入孔部分に面取り加工を施すことを特徴とする請求
項１２、２０のいずれかに記載の回路基板の製造方法。
【請求項２２】レーザー切断装置と金型の内、少なく
とも一方を用いて前記つなぎ部と前記つなぎ部に形成し
た支柱とを同時に除去することを特徴とする請求項１２
記載の回路基板の製造方法。
【請求項２３】部品挿入孔部分に形成された支柱と所
望箇所に形成された支柱とをサンドブラスト装置を用い
て選択除去することを特徴とする請求項１２記載の回路
基板の製造方法。
【請求項２４】選択除去したつなぎ部の間隙と所望箇
所の間隙にステンシル印刷により樹脂を充填し硬化する
ことを特徴とする請求項１２記載の回路基板の製造方
法。
【請求項２５】配線回路パターンを形成した金属板の
所望箇所と，パターン分離防止つなぎ部と，部品挿入孔
の少なくとも一方の面に支柱を形成する工程と、前記支
柱を形成した金属板を金型にインサートし樹脂成形する
工程と、前記つなぎ部と前記つなぎ部に形成した支柱と
を同時に除去する工程と、除去した前記つなぎ部に樹脂
を充填し硬化する工程とからなることを特徴とする回路
基板の製造方法。
【請求項２６】つなぎ部に樹脂成形品と金属成型品の
うち少なくとも一つを、前記金属板の所望箇所に樹脂成
形品を、前記金属板の部品挿入孔に金属成型品を用い、
それぞれ前記金属板の少なくとも一方の面に支柱を形成
することを特徴とする請求項２５記載の回路基板の製造
方法。
【請求項２７】ステンシル印刷により粘性体を印刷し
支柱を形成することを特徴とする請求項２５、２６のい
ずれかに記載の回路基板の製造方法。
【請求項２８】粘性体が半田ペーストからなり、ステ
ンシル印刷後、ステンシルの開口部分でリフローさせ支
柱を形成することを特徴とする請求項２５〜２７のいず
れかに記載の回路基板の製造方法。
【請求項２９】インジェクション成形により支柱を形
成することを特徴とする請求項２５、２６いずれかに記
載の回路基板の製造方法。
【請求項３０】金属板の所望箇所とつなぎ部に樹脂成
形品を、前記金属板の部品挿入孔に金属成型品を、それ
ぞれ前記金属板の少なくとも一方の面に貼付し支柱を形
成することを特徴とする請求項２５、２６いずれかに記
載の回路基板の製造方法。
【請求項３１】金属板の部品挿入孔に貼付する金属成
型品が、錫メッキ、半田メッキ、亜鉛メッキ、ニッケル
メッキ等を施された金属あるいは銅、半田のうちすくな
くとも一つから構成されるワッシャで形成されることを
特徴とする請求項２５、２６、３０のいずれかに記載の
回路基板の製造方法。
【請求項３２】成形金型の型締めにより、支柱を介し
て金属板を保持し成形することを特徴とする請求項２
５、２６、３０のいずれかに記載の回路基板の製造方
法。
【請求項３３】成形金型の型締めにより、支柱を介し
て金属板を保持し成形する際に、型締め圧により部品挿
入孔周辺に形成された金属支柱を展延させ金属支柱の部
品挿入孔部分に面取り加工を施すことを特徴とする請求
項２５、２６、３０、３１、３２のいずれかに記載の回
路基板の製造方法。
【請求項３４】レーザー切断装置、金型の少なくとも
一方を用いてパターン分離防止つなぎ部と前記つなぎ部
の支柱とを同時に除去することを特徴とする請求項２５
記載の回路基板の製造方法。
【請求項３５】選択除去したつなぎ部の間隙と所望箇
所の間隙にステンシル印刷により樹脂を充填し硬化する
ことを特徴とする請求項２５記載の回路基板の製造方
法。
【請求項３６】ステンシル版の型を形成している部分
の側壁に離型処理を施し、被印刷体に接触する面に弾性
体を有することを特徴とするステンシル版。