JPS648478B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子部品を実装するに当り、きわめ
て素子付を簡易迅速に行うことができ、しかも高
密度で薄形コンパクトな電子部品の実装が可能な
新規のプリント配線基板を提供することを目的と
するものであつて、該プリント配線基板の製造方
法に関するものである。

一般に半導体素子又は電子部品のチツプ素子
（以下単に電子部品という）をプリント配線基板
に搭載し接続する場合、従来はプリント配線基板
上の導体回路に電子部品をのせて半田付をする
か、電子部品の搭載箇所に予め接着剤を塗布し、
該部品を接着固定した後に半田付け又はワイアー
ボンデイングする方法などが採用されている。

しかしながら、これらの従来方法はきわめて煩
雑な作業を伴い、また電子部品の素子の位置の決
定が困難であるため、高価な設備を必要とし接着
剤塗布などの余分は作業工程を必要とする欠点が
ある。

また、特公昭47−3206号公報の発明には、絶縁
性フイルムの貫通孔上にリード線を形成し、この
リード線の中心に半導体を接合する方法が開示さ
れている。

この方法においても高価な専用設備を必要と
し、さらには両面スルホール接続又は多層化など
の配線の高密度化が困難である。

他方、時計、カメラなどのきわめて限定された
機器空間内に電子回路を収納する場合において
は、プリント配線基板上に搭載する電子部品が占
めるスペースをできる限り小さくして薄形コンパ
クトにする必要があり、両面スルホール又は多層
基板などの高密度の配線が必要となる。

そこで本発明は、これらの従来技術の欠点や未
解決の課題を解決すべく工夫した結果、次に示す
四つの基本的な方法を新規に知見し完成したもの
である。

すなわち、特許請求の範囲に記載されたプリン
ト配線基板の製造方法は、それぞれ基板の種類及
びその加工方法により大別してそれぞれ２通りの
合計４通りの方法があり、これらの方法によつて
製造されるプリント配線基板は電子部品の搭載を
薄形コンパクトにし得る点ですべて共通してお
り、上記本発明の目的を同一のするものであるた
め、従来技術の欠点及び未解決の課題を同様に解
決すると共に、従来技術では製造することができ
なかつた時計又はカメラなどのきわめて限られた
空間内に電子回路を収納するプリント配線基板に
最も適合する薄形コンパクトなものを初めて提供
することを可能にし、両面スルーホール又は多層
基板などの高密度配線に対応することを可能にす
るものである。

次に、本発明のプリント配線基板の製造方法を
図面に基づいてその製造工程順に説明する。

第１図から第４図は、本発明のプリント配線基
板の製造方法のフローシートの概要を示すもので
あつて、その製造工程順における原料材、中間製
品及び最終製品のそれぞれについてその部分拡大
縦断面概要図を示すものである。

上記第１図から第４図におけるａにおいて１は
絶縁基板を示すものであつて、たとえばガラスエ
ポキシ絶縁基板、フエノール積層絶縁基板など銅
箔無被着の絶縁基板と片面銅張絶縁基板との二種
類のものを使用することができる。

そして２及び５は厚さが18ミクロンから70ミク
ロン位の銅箔を示すものであつて、２と５の銅箔
厚さは基板の反りを生じないためにほぼ同じもの
を使用することが好ましい。

ｂにおいて３は熱硬化性樹脂の接着層であつ
て、たとえば耐熱、耐薬品性、電気特性の優れた
エポキシ回路の接着剤を使用することができ、こ
のようなエポキシ樹脂を絶縁基板の銅箔が施され
ていない表面に塗布し乾燥する。

すなわち、銅箔無被膜の絶縁基板にあつてはそ
の表面又は裏面のいずれかの面イ及び他方片面銅
張絶縁基板においては銅箔のない片面イの表面に
上記エポキシ樹脂等をロールコーター又は刷毛塗
りなどの方法により塗布し、その後120℃〜150℃
の温度で10分ないし15分間加熱乾燥しておく。

また、上記接着剤の代わりに市販のエポキシ樹
脂系の接着シートを使用することもでき、要する
ところ耐熱、耐薬品性又は電気特性の優れた熱硬
化性樹脂の接着層を上記基板表面上に形成する。

このようにして得られた片面に熱硬化性樹脂の
接着層を設けた絶縁基板の所望の箇所に所望形状
の電子部品形状に相応する貫通孔４を金型打抜き
又はドリルにより必要に応じて複数箇所設ける。

なお、ここで上記熱硬化性樹脂の接着層を該基
板表面上に設ける前に上記貫通孔４を先に設ける
こともできる。この場合においては、貫通孔内に
熱硬化性樹脂が入り込まないような塗布方法、た
とえばロールコーターによる２回以上の薄塗り多
層塗布方法を採用することが好ましい。

そして上記熱硬化性樹脂の接着剤３に新たに銅
箔５を接合貼着し、これら一体を加熱加圧成形
し、該接着剤を完全に熱硬化させることにより片
面又は両面銅張成形板（積層板）を得る。

上記加熱加圧成形の条件は、前記熱硬化性樹脂
の接着剤の種類によつても異なるが、おおよそ
120℃から180℃の温度で30Kg／cm²ないし150Kg／
cm²の加圧下で20分ないし60分間処理することを通
常とする。

このようにして得られた成形体の貫通孔内面に
露出する銅箔表面以外の全面、すなわち第１図ｅ
における６の部分全面に耐メツキ性被膜を被覆形
成する。

上記耐メツキ性被膜としては、一般には水に不
溶で耐酸性であれば有機溶剤に可溶の樹脂、イン
ク又は接着剤付きのフイルムなどを使用すること
ができる。

その理由は、通常の安価な錫又はニツケルメツ
キ液は酸性の水溶液であるため、これらの液に溶
解することなく十分耐え得る被膜であればよいか
らである。それゆえ、たとえば通常の感光性樹脂
を使用することができる。ただし、メツキ液がア
ルカリ性の水溶液である場合においては、耐アル
カリ性でかつ水に不溶の被膜であることを必要と
する。

そして、接着剤付きのフイルム、たとえば市販
のビニールテープを使用して銅箔面を被覆する場
合において第２図又は第４図に示す両面スルホー
ル基板である場合には、貫通孔４の開口部を塞さ
がないよう上記フイルムに窓をあける必要があ
る。それは、次の工程において、貫通孔内面に露
出する銅箔表面に銅以外の異種金属メツキを施し
たり、耐エツチング性の樹脂又はインクを充填す
る必要があるからである。

次に、上記貫通孔内面に露出する銅箔表面に銅
以外の異種金属、たとえばニツケル又は錫メツキ
７を施すか、あるいは耐エツチング性の樹脂又は
インクを貫通孔内に充填する。

上記７の銅以外の異種金属メツキの材質として
は、ニツケル、錫、半田、金、銀などの銅とのエ
ツチング選択性のある金属を使用することができ
る。

なお、本発明においては、これらの異種金属の
うち銅との選択的エツチング性が良好で比較的安
価な金属として、ニツケル又は錫を使用してメツ
キを施すことが有利である。

他方、貫通孔内に露出する銅箔表面に銅以外の
異種金属メツキを施す代わりに、第３図及び第４
図のｅに示すように貫通孔内に耐メツキ性の樹脂
又はインクを充填することもできる。

上記の耐エツチング性の樹脂又はインクとして
は、エツチング液の種類によつても異なるが、大
別してエツチング液が酸性の場合には耐酸性の樹
脂又はインクを使用することができ、エツチング
液がアルカリ性溶液（たとえばアンモニア性溶
液）の場合には耐アルカリ性の樹脂又はインクを
使用することができる。たとえば、インクの場合
には溶剤可溶性のタール系インク、樹脂の場合に
は水に不溶の感光性樹脂がその代表的なものであ
る。

ここで両面銅張絶縁基板の場合においては、第
２図のｇに示すように所望の箇所に表裏導通又は
部品リード線挿入のための孔８を穿孔し、該穿孔
部を含む全面にスルホールメツキとして化学銅メ
ツキ及び電解銅メツキ層９を設ける。このメツキ
層９は通常10ミクロンから30ミクロン位の厚さの
ものである。

このようにして得られた片面又は両面スルホー
ル基板の銅箔表面にレジストとして感光性樹脂又
はスクリーン印刷用インクにより所望のレジスト
パターン１０を形成する。この場合、導電回路の
形成のための所望のレジストパターン１０はスク
リーン印刷などの方法により形成される。なお、
通常の光硬化性樹脂等を使用する場合、殊に前述
の樹脂又はインクを充填する方法においては、溶
剤による光硬化性樹脂の現像工程で前記の充填イ
ンク又は樹脂の一部が溶解されることがある。

そして、上記レジストパターン以外の銅箔露出
面をニツケル又は錫金属あるいは前記の充填イン
ク又は樹脂を溶解しないで銅のみを選択的に溶解
するエツチング溶液、たとえばアンモニア系のエ
ツチング溶液によりエツチングをして、前記貫通
孔上を含む基板表面に導体回路からなるパターン
を形成する。この時、前記貫通孔上の導体回路か
らなるパターン１１は銅箔の下に異種金属メツキ
層あるいは耐エツチング性の樹脂又はインク７が
設けられているため、下側からのエツチング溶液
による腐食から保護されると共に、上側からのエ
ツチング溶液の衝撃に対して十分耐え得るよう補
強されているため導体回路が折れ曲つたり又は垂
れ下がることが完全に防止される。

このことは、本発明の製造法は従来のプリント
配線基板の製造方法では得られなかつた、上記貫
通孔上に突出した銅箔部１１を、該基板の貫通孔
上に形成するに当りきわめて重要な意義を有する
ものであつて、該部分の銅箔部１１はその下に異
種金属メツキ層、たとえばニツケルメツキ層を設
けるか、あるいは耐エツチング性の樹脂又はイン
クを充填しておくことによりはじめてその形成が
可能となるものである。

次にレジスト膜及び銅箔パターン部分９をエツ
チングレジストとして、ニツケルの選択エツチン
グをするか、または塩化第二銅溶液などによる迅
速エツチングをすることにより不必要部分のニツ
ケルメツキ、すなわち前記貫通孔内部分に露出し
ているニツケルメツキ層７を除去し、また前記レ
ジスト膜を溶解除去することにより貫通孔上も含
めた基板両面に導体回路を有するプリント配線基
板を得ることができる。一方、樹脂又はインクを
充填する方法においては、前記レジスト膜を除去
する工程で同時に除去される。

このようにして、本発明の目的とする電子部品
を実装するに当り、きわめて素子付けが簡易迅速
で、しかも高密度の電子部品の実装が薄形コンパ
クトなプリント配線基板を提供することのできる
製造方法となる。

本発明のプリント配線基板の製造方法によられ
たものは、次に挙げるようないくつかの優れた効
果を有するものである。

(i) 該プリント配線基板上に回路を形成した後、
錫、半田、ニツケル−金などの任意の金属メツ
キを導体回路に施すことにより、貫通孔内又は
表面回路に電子部品を設置し実装するに当り、
加熱半田付け又は熱圧着ボンデイングが可能と
なる。

(ii) 該プリント配線基板の貫通孔内に電子部品１
３を埋設することにより、該電子部品の接続部
分と貫通孔上の銅箔部分１１とを接触させた状
態で第５図に示すように電気的接続ができるた
め、従来のプリント配線基板表面上に電子部品
を立体的に素子付する方法と比較し、一層薄形
のコンパクトの電子回路を形成することがで
き、当該基板とチツプ素子の厚さとを同程度に
することにより第５図の縦断面図に示すような
薄形コンパクトな平板状の回路基板をつくるこ
とができる。

(iii) 該プリント配線基板の貫通孔は電子部品の形
状に対応して各種の形状に加工されることによ
り電子部品の実装が容易となるばかりでなく、
挿入された電子部品が定位置に固定され易く、
その取扱いが容易となり、しかも電子部品を予
め接着剤により板付けするなどの余分の煩雑な
作業を省略することができる。

(iv) 該プリント配線基板の貫通孔内に埋蔵した電
子部品より厚い基材を使用することにより、第
６図の一例に示すような従来のプリント配線基
板では不可能であつたチツプ素子の交錯実装
（多重部品実装）がはじめて可能となり、電子
部品の高密度及び回路設計の自由度を大幅に向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特許請求の範囲第１項に記載
するプリント配線基板の製造方法のフローシート
概要を示すものであつて、その工程順に得られる
中間製品及び最終製品の部分拡大縦断面図、第２
図は本発明の特許請求の範囲第２項に記載するプ
リント配線基板の製造方法のフローシート概要の
同じく縦断面図、第３図は本発明の特許請求の範
囲第３項に記載するプリント配線基板の製造方法
のフローシート概要の同じく縦断面図、第４図は
本発明の特許請求の範囲第４項に記載するプリン
ト配線基板の製造方法のフローシート概要の同じ
く縦断面図及び第５図及び第６図は最終製品の貫
通孔上の導電性接着により電子部品を実装した状
態を示す縦断面図である。 上記図面において、１……絶縁基板、２……銅
箔、３……熱硬化性樹脂の接着層、４……貫通
孔、５……銅箔、６……耐メツキ性被膜、７……
異種金属メツキ層又は充填した樹脂もしくはイン
ク、８……表裏導通孔、９……スルホール銅メツ
キ層、１０……感光性樹脂又は印刷塗料、１１…
…貫通孔上の突出導体、１２……半田又は導電塗
料、１３……電子部品、１４……電子部品の半田
付け部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 片面に熱硬化性樹脂の接着層を設けかつ所望
   形状の貫通孔を設けた絶縁基板における熱硬化性
   樹脂の接着層上に銅箔を接合貼着し、これら一体
   を加熱加圧して成形した後、このようにして得ら
   れた成形体の貫通孔内面に露出する銅箔表面以外
   の全面に耐メツキ性被膜を形成し、貫通孔内に露
   出する銅箔表面に銅以外の異種金属メツキを施し
   た後、前記耐メツキ性被膜を除去し、銅箔表面に
   レジスト・エツチングにより所望のパターンを形
   成し、該レジスト膜を除去した後、前記貫通孔内
   面に残留する銅以外の異種金属メツキを選択的エ
   ツチング又は迅速エツチングにより除去すること
   を特徴とするプリント配線基板の製造方法。 ２ 片面銅張絶縁基板の銅箔のない片面に熱硬化
   性樹脂の接着層を設けかつ所望形状の貫通孔を設
   けた絶縁基板における熱硬化性樹脂の接着層上に
   銅箔を接合貼着し、これら一体を加熱加圧して成
   形した後、このようにして得られた成形体の貫通
   孔内面に露出する銅箔表面以外の全面に耐メツキ
   性被膜を形成し、貫通孔内に露出する銅箔表面に
   銅以外の異種金属メツキを施した後、前記耐メツ
   キ性被膜を除去し、所望の部分に穿孔を設け、該
   穿孔部を含む全面にスルーホールメツキを施し、
   貫通孔上を含む銅箔表面にレジスト・エツチング
   により所望のパターンを形成し、該貫通孔内面に
   残留する銅以外の異種金属メツキを選択的エツチ
   ング又は迅速エツチングにより除去し、前記パタ
   ーンの該レジスト膜を除去することを特徴とする
   プリント配線基板の製造方法。 ３ 片面に熱硬化性樹脂の接着層を設けかつ所望
   形状の貫通孔を設けた絶縁基板における熱硬化性
   樹脂の接着層上に銅箔を接合貼着し、これら一体
   を加熱加圧して成形した後、このようにして得ら
   れた成形体の貫通孔内に耐エツチング性の樹脂又
   はインクを充填し、銅箔表面にレジスト・エツチ
   ングにより所望のパターンを形成した後、前記貫
   通孔内に充填した樹脂又はインクを溶解し除去す
   ることを特徴とするプリント配線基板の製造方
   法。 ４ 片面銅張絶縁基板の銅箔のない片面に熱硬化
   性樹脂の接着層を設けかつ所望形状の貫通孔を設
   けた絶縁基板における熱硬化性樹脂の接着層上に
   銅箔を接合貼着し、これら一体を加熱加圧して成
   形した後、このようにして得られた成形体の貫通
   孔内に耐エツチング性の樹脂又はインクを充填
   し、所望の部分に穿孔を設け、該穿孔部を含む全
   面にスルーホールメツキを施し、貫通孔上を含む
   銅箔表面にレジスト・エツチングにより所望のパ
   ターンを形成し、前記貫通孔内に充填した樹脂又
   はインクを溶解し除去することを特徴とするプリ
   ント配線基板の製造方法。