(57)【要約】【課題】上下に配置されたプリント配線基板間の間隔を自由に設計することができ、基板同士を強固に支持すると共に、電気的に接続する機能を有する部品を提供する。【解決手段】本発明は、多層プリント配線基板用柱部品１０が絶縁性樹脂からなる支持部１と、接続方向に貫通する一以上のスルーホール２とからなり、配線及び電子部品を有する面が相互に対向する二つのプリント配線基板と、当該プリント配線基板を電気的に接続する機能を有する多層プリント配線基板用柱部品である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線を有する面が相互に対向する二つのプリント配線基板間に配置され該基板同士を支持及び電気的に接続する多層プリント配線基板用柱部品であって、該多層プリント配線基板用柱部品が絶縁性樹脂からなる支持部と、接続方向に貫通する一以上のスルーホールとからなることを特徴とする多層プリント配線基板用柱部品。
【請求項２】
前記多層プリント配線基板用柱部品における前記スルーホールの両端に凸状電極が形成されていることを特徴とする請求項１に記載された多層プリント配線基板用柱部品。
【請求項３】
前記スルーホールの内周面に導体が形成され該スルーホールの中心が軸方向に空洞部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載された多層プリント配線基板用柱部品。
【請求項４】
前記空洞部に導体及び非導体ペーストが充填されていることを特徴とする請求項３に記載された多層プリント配線基板用柱部品。
【請求項５】
配線及び電子部品を有する面が相互に対向する二つのプリント配線基板と、当該プリント配線基板を電気的に接続する機能を有する請求項１乃至４のいずれか一に記載された多層プリント配線基板用柱部品と、を有することを特徴とする電子部品モジュール。
【請求項６】
前記二つのプリント配線基板が同形状で形成されており、対向する該プリント配線基板の少なくとも四隅に前記多層プリント配線基板用柱部品が配置されていることを特徴とする請求項５に記載された電子部品モジュール。
【請求項７】
プリント配線基板に二以上の貫通孔を穿設した後、各貫通孔の少なくとも周面を導電性材料で被覆した後、前記絶縁性樹脂で成形された箇所を切断することによって一以上のスルーホールを有する部品に個片化することを特徴とする多層プリント配線基板用柱部品の製造方法。
【請求項８】
前記個片化されたスルーホールを有する部品が同形状であることを特徴とする請求項７に記載された多層プリント配線基板用柱部品の製造方法。
【請求項９】
前記切断工程において、基板の一面にダイシングシートを貼着した後に切断を行うことを特徴とする請求項７又は８に記載された多層プリント配線基板用柱部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層プリント配線基板用柱部品及びその部品を組み込んだ電子部品モジュールに関し、特に上下に対向して配置されたプリント配線基板間を支持すると共に電気的に接続する機能を有する多層プリント配線基板用柱部品、その製造方法及び前記多層プリント配線基板用柱部品を組み込んだ電子部品モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高性能化、小型化の要請に伴い、集積回路、抵抗器、コンデンサー等の電子部品を搭載した多層プリント配線基板が多数生産されている。
かかる多層プリント配線基板においては、各基板同士を電気的に接続するための構造が必要であり、従来、スルーホールやインナービア等の層間接続構造が知られていた。
【０００３】
例えば、特許文献１には、回路基板接続材を用いることによって多層基板を提供しようとする技術が開示されている。かかる回路基板接続材を積層導電性ペーストによるインナービアによって電気的に接続し高集積化を図る技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には高密度で高機能化できる電子部品実装体として、基板間に固定された電子部品パッケージを搭載し、各基板間をインナービアによって電気的に接続する技術が開示されている。
さらに各基板上同士を基板と一体成形されたコネクタによって接続する技術も知られている。
【０００５】
しかし、多層基板をビアによって積層するためには、ビルドアップ工法のような高度の技術が必要であり、また製造コストが高騰するという問題があった。また電子部品の搭載スペース等の配置設計自由度も限定されていた。
【０００６】
またコネクタ接続する技術では、各材料の熱膨張率の差より、稼動の際にコネクタ部分が断線するという問題があった。
【特許文献１】特開平７−１４７４６４号公報
【特許文献２】特開２００４−３６３５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プリント配線基板を上下に対向して配置し、かつ電子部品の実装面積を拡大するための部品を提供することを目的とする。
また上下に配置されたプリント配線基板間の間隔を自由に設計することができ、基板同士を強固に支持すると共に、電気的に接続する機能を有する部品を提供することを目的とする。
さらに実装品に適したピン数、形状の柱部品を簡便な製法で、かつ低コストで生産することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
（１）本発明は、配線を有する面が相互に対向する二つのプリント配線基板間に配置され該基板同士を支持及び電気的に接続する多層プリント配線基板用柱部品であって、該多層プリント配線基板用柱部品が絶縁性樹脂からなる支持部と、接続方向に貫通する一以上の導体が形成されたスルーホールとからなることを特徴とする多層プリント配線基板用柱部
品である。
【０００９】
（２）前記多層プリント配線基板用柱部品における前記スルーホールの両端に凸状電極が形成されていることを特徴とする上記（１）に記載された多層プリント配線基板用柱部品である。
（３）前記スルーホールの内周面に導体が形成され該スルーホールの中心が軸方向に空洞部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載された多層プリント配線基板用柱部品である。
【００１０】
（４）前記空洞部に導体及び非導体ペーストが充填されていることを特徴とする上記（３）に記載された多層プリント配線基板用柱部品である。
（５）配線及び電子部品を有する面が相互に対向する二つのプリント配線基板と、当該プリント配線基板を電気的に接続する機能を有する上記（１）〜（４）のいずれか一に記載された多層プリント配線基板用柱部品と、を有することを特徴とする電子部品実装体である。
（６）前記二つのプリント配線基板が同形状で形成されており、対向する該プリント配線基板の少なくとも四隅に前記多層プリント配線基板用柱部品が配置されていることを特徴とする上記（５）に記載された電子部品実装体である。
【００１１】
（７）プリント配線基板に二以上の貫通孔を穿設した後、各貫通孔の少なくとも周面を導電性材料で被覆した後、前記絶縁性樹脂で成形された箇所を切断することによって一以上のスルーホールを有する部品に個片化することを特徴とする多層プリント配線基板用柱部品の製造方法である。
（８）前記個片化されたスルーホールを有する部品が同形状であることを特徴とする上記（７）に記載された多層プリント配線基板用柱部品の製造方法である。
（９）前記切断工程において、基板の一面にダイシングシートを貼着した後に切断を行うことを特徴とする上記（７）又は（８）に記載された多層プリント配線基板用柱部品の製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、プリント配線基板を上下に対向して配置し、かつ電子部品の実装面積を拡大するための部品を提供するという効果を奏する。
また上下に配置されたプリント配線基板間の間隔を自由に設計することができ、基板同士を強固に支持すると共に、電気的に接続する機能を有する部品を提供するという効果を奏する。
さらに実装品に適したピン数、形状の柱部品を簡便な製法で、かつ低コストで生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に則して本発明に係る実施形態の一例を説明する。
図１は、本実施形態に係る多層プリント配線基板用柱部品の一例である。図１（ａ）は平面図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００１４】
図１に示す如く、本実施形態に係る多層プリント配線基板用柱部品１０は、絶縁性樹脂からなる支持部１と、接続方向に貫通する一以上の導体が形成されたスルーホール２とから構成されている。
ここでスルーホール２は、レーザー・ビア、フォト・ビア、パンチング等の方法によって形成される。穴径が小さいものを製造するためにはレーザー・ビアが好ましい。
【００１５】
スルーホールの直径は、１０〜１０００μｍが好ましい。より好ましくは５０〜５００
μｍが好ましい。スルーホールの直径をかかる範囲内にすることによって、対向するプリント配線基板間の電気的な接続において十分な信頼性を得ることができるからである。
ここで支持部１を形成する絶縁性樹脂としては、エポキシ樹脂、紙、フェノール、ポリイミド、セラミック、ガラス、シリコンなどが挙げられる。かかる絶縁性樹脂によって低コストで支持部を製造することができ、また加工も容易だからである。
【００１６】
次にスルーホール２の内周面に形成された導体５としては、銅が挙げられる。
かかる導体はスルーホール２の内周面のみに形成されていても良いし、スルーホール全体に充填されていても良い。またスルーホール２の内周面のみに導体を形成し、残りの空洞部２に導電性ペースト又は非導体ペースト等の他の部材を充填しても良い。
【００１７】
前記スルーホール２の両端であって、スルーホール２を形成する貫通孔における開口部の周面は銅箔積層板等の導電性材料で被覆すると良い。
さらに多層プリント配線基板用柱部品における前記スルーホールの両端には凸状電極３を形成しても良い。
【００１８】
凸状電極３は、柱部品の端面からの頂上高さが１０〜１００μｍ、直径１００〜２０００μｍ，ピッチ１５０〜２５４０μｍが好ましい。かかる範囲内であれば十分な電気的な接続が得られ、実装品に適したピン数を確保することができるからである。凸状電極３の材料としては金属が好ましく、その金属の表面に半田層があることが好ましい。
【００１９】
図２は、本実施形態に係る電子部品実装体を示す正面概念図である。
図２に示す如く、本実施形態に係る電子部品実装体２０は、配線及び電子部品１１を実装する二つのプリント配線基板１２，１２が、電子部品１１等が実装された面を相互に対向するように形成されている。
【００２０】
ここで、電子部品実装体２０とは、一以上の電子部品が配線によって基板上で接続された構造体のことである。電子部品１１は、半導体素子、水晶振動子等の能動素子や、抵抗、キャパシタ、コイル等の受動素子等のことをいう、
かかるプリント配線基板１２，１２は、多層プリント配線基板用柱部品１４，１４によって支持されている。かかる多層プリント配線基板用柱部品１４，１４は、プリント配線基板１２，１２同士を強固に支持することが可能であると共に、上記基板における回路同士を電気的に接続する機能をも有している。
本実施形態に係る電子部品実装体は、多層プリント配線基板の一層又は一部にのみ用いても良い。また、本実施形態に係る電子部品実装体を積層して構成しても良い。
【００２１】
ここで、プリント配線基板１２としては、リジッド基板、フレキシブル基板、リジッドフレキシブル基板等で挙げられる。
リジッド基板としては、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスエポキシ基板、テフロン（登録商標）基板、コンポジッド基板、アルミナ基板等が挙げられる。製造コストや加工性の点から紙フェノール基板が好ましい。
【００２２】
プリント配線基板の製造工程においては、エッチングレジスト、ソルダーレジスト等の実装技術を用いることができる。
配線パターンはプリント配線基板の片面のみに形成しても良いし、両面に形成しても良い。かかるパターンは、サブトラクティブ法、アディティブ法などを採用することができる。サブトラクティブ法は、全面に塗布された銅箔基板から不要な部分を取り除いて回路を残す方法である。配線として残した部分にシルクスクリーン印刷等で防蝕膜をマスキングし、エッチングによってパターンを形成する方法である。この際、マスキングに代えてフォトレジストを塗布した基板を用いても良い。
【００２３】
アディティブ法は、絶縁性基板に後から配線パターンを形成する方法である。配線パターンを形成したくない部分にレジストを形成し、レジストのない部分に電解または無電解めっきを施すことで配線パターンを形成することができる。
またプリント配線基板１２，１２上に多層プリント配線基板用柱部品１４，１４を適宜配置することができるため、電子部品の実装面積を拡大して設計することが可能となる。
次に本発明に係る多層プリント配線基板用柱部品の製造方法の一実施態様について説明する。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る多層プリント配線基板用柱部品の製造方法の二種類の例示を示した平面図である。図３（ａ）は、端子２×２ＰＩＮ型の多層プリント配線基板用柱部品の製造方法を、同（ｂ）は、端子３×３ＰＩＮ型の多層プリント配線基板用柱部品の製造方法を示す図である。
【００２５】
先ず、絶縁性樹脂を基板３０上に成形した後、成形された基板３０上に１００箇所の貫通孔３１，３１．．．を穿設する。貫通孔３１は、所望の柱部品に合わせて適宜設計することができる。
その後、各貫通孔の少なくとも周面を導電性材料３２で被覆する。そして、前記絶縁性樹脂で成形された箇所を図３の点線で示す如く切断する。
【００２６】
図３（ａ）では、２×２ＰＩＮ型の多層プリント配線基板用柱部品を得るために、２箇所毎に切断線を入れ、２×２ＰＩＮに個片化する。図３（ｂ）では、３×３ＰＩＮ型の多層プリント配線基板用柱部品を得るために、３箇所毎に切断線を入れる。切断箇所は、所望のピン数、形状に入れることができる。例えば、個片化された多層プリント配線基板用柱部品は同形状であっても、異なる形状であっても良い。
切断線は、基板間にＮＣドリルやＶカットで切れ目を入れておき、完成後にそれぞれ分離し個片化しても良い。
【００２７】
また切断線を入れる前に、基板の一面にダイシングシートを貼着しても良い。個片化工程の前に基板の一面にダイシングシートを貼着し、ダイシングシートが貼着された反対面に切断線を入れることによって、個片化された多層プリント配線基板用柱部品の散らばりを抑止することができる。
このような製造方法を採用することにより、実装品に適したピン数、形状の柱部品を簡便な製法で、かつ低コストで生産することができる。
【実施例】
【００２８】
エポキシ樹脂によって成形された基板を用意した後、図３に示す如く多数の貫通孔を基板表面に穿設する。その後、各貫通孔の少なくとも周面を銅めっきで被覆した後、各貫通孔の開口部周縁を銅箔積層板で被覆した。
その後、図３（ａ）に示す如く上記基板を切断することによって、個片化された端子２×２ＰＩＮ型の多層プリント配線基板用柱部品を得た。
【００２９】
次に、図２に示す如く対向するプリント配線基板の所定位置に上記多層プリント配線基板用柱部品を配置した多層プリント配線基板モジュールを用意した。
プリント配線基板における多層プリント配線基板用柱部品（以下、「柱部品」と記載する。）の配置位置を変えながら図４（ａ）に示す４種類（Ａ〜Ｄ）の多層プリント配線基板モジュールを製造した。
【００３０】
すなわち図４（ｂ）に示す如く、多層プリント配線基板モジュールＡにおいては、基板の四隅に上記柱部品Ａ１、Ａ２，Ａ３，Ａ４を配置した。モジュールＢにおいては、基板
の中央に柱部品Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４を配置した。モジュールＣにおいては、基板の四隅に柱部品Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を配置すると共に基板の中央に柱部品Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７，Ｃ８を配置した。モジュールＤにおいては、基板の外周に一定間隔でＤ１〜Ｄ１６を配置した。図４（ａ）は、多層プリント配線基板モジュールＡ〜Ｄの配置を示す斜視図である。
上記のようにして製造された多層プリント配線基板モジュールＡ〜Ｄを同様に製造してＷ，Ｘ，Ｙ，Ｚの４組の基板を用意した。
【００３１】
図５に示す如く、加振機５０（９０８−ＦＮ）の表面に基板Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚをビス（四隅と中央の計５本）により固着した。基板Ｗ及びＸは主にＺ方向の振動を測定する試験であり、基板Ｙ及びＺは主にＸ方向の振動を測定する試験である。この状態で振動試験装置（Ｆ１０００−ＡＭ−Ｅ０４）によって加振機５０を上下に振動させ柱部品の強度を測定した。振動試験の条件を下記に示す。
【００３２】
（１）条件１
・周波数範囲：２０〜２０００Ｈｚ
・２０〜８０Ｈｚ    ：変位制御  振幅１．５ｍｍ
・８０〜２０００Ｈｚ：加速度制御  加速度２０Ｇ
・時間      ：２０Ｈｚ−２０００Ｈｚ−２０Ｈｚを４分でスイープしながら４回繰り
返す（計１６分）。
【００３３】
（２）条件２
・周波数範囲：１０〜１０００Ｈｚ
・１０〜７０Ｈｚ    ：変位制御  振幅１．０ｍｍ
・７０〜１０００Ｈｚ：加速度制御  加速度１０Ｇ
・時間      ：１０Ｈｚ−１０００Ｈｚ−１０Ｈｚを４分でスイープしながら４回繰り
返す（計１６分）。
【００３４】
（３）条件３
・周波数範囲：２０〜２０００Ｈｚ
・２０〜８０Ｈｚ    ：変位制御  振幅２．０ｍｍ
・８０〜２０００Ｈｚ：加速度制御  加速度４０Ｇ
・時間      ：２０Ｈｚ−２０００Ｈｚ−２０Ｈｚを４分でスイープしながら４回繰り
返す（計１６分）。
上記条件によって振動試験をした結果を以下の表に示す。また試験に際して、部品実装を想定するため、上基板側に二種類の錘（１ｇ、３．７５ｇ）を取り付けた。
試験後に実装不良の生じた箇所を×によって示した。また表中基板の「上」は上基板と柱部品との接合点を示し、「下」は下基板と柱部品との接合点を示している。
【００３５】
【表１】
2010118369.tif 000003
【００３６】
【表２】
2010118369.tif 000004
【００３７】
【表３】
2010118369.tif 000005
【００３８】
上記表１に示す如く、条件１においては、図４のＣ２において下基板と柱部品とが離間したため導通不良が見られた。
上記表２に示す如く、条件２においては、図４のＣ３において下基板と柱部品とが離間したため導通不良が見られた。
上記表３に示す如く、条件３においては、図４の多層プリント配線基板モジュールＡにおいて脱落が見られる共に、Ｃ４において導通不良が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態に係る多層プリント配線基板用柱部品の一例である。図１（ａ）は平面図であり、（ｂ）はＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図２】本実施形態に係る電子部品実装体を示す正面概念図である。
【図３】本実施形態に係る多層プリント配線基板用柱部品の製造方法の二種類の例示を示した平面図である。
【図４】実施例における振動試験で用いられた電子部品モジュールの配置を示す図である。図４（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。
【図５】加振機に実装した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    支持部
２    スルーホール
３    凸状電極
５    導体
１０，１４  多層プリント配線基板用柱部品
１１  電子部品
１２  プリント配線基板
２０  電子部品実装体
【図５】
2010118369.tif 000006
【図１】
2010118369.tif 000007
【図２】
2010118369.tif 000008
【図３】
2010118369.tif 000009
【図４】
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