(57)【要約】【課題】プリント回路の実装密度及び設計自由度を向上することが可能なプリント配線板を提供すること。【解決手段】本発明にかかるプリント配線板１０は、配線パターンが形成された配線層２２を複数積層してなるプリント配線板であって、プリント配線板１０の側面には、内層の配線パターンに接続するように穿設された側面スルーホール１１が形成されているものである。側面スルーホール１１が接続する内層の配線パターンは一つの層であってもよいし、複数の層にまたがっていてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンが形成された配線層を複数積層してなるプリント配線板であって、
当該プリント配線板の側面には、内層の前記配線パターンに接続するように穿設された側面スルーホールが形成されているプリント配線板。
【請求項２】
前記側面スルーホールは、一の内層の前記配線パターンにのみ接続するように穿設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板。
【請求項３】
前記側面スルーホールは、複数の内層の前記配線パターンに接続するように穿設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板。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の第１のプリント配線板と、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の第２のプリント配線板と、
前記第１のプリント配線板の第１側面スルーホールと前記第２のプリント配線板の第２側面スルーホールとに挿入された接続端子と、
を備えた複合プリント配線板。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のプリント配線板と、
前記側面スルーホールに挿入された端子を有する電子部品と、
を具備した電子機器。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の第１のプリント配線板と、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の第２のプリント配線板と、
前記第１のプリント配線板の側面に設けられた第１パッドと、
前記第２のプリント配線板の側面に設けられた第２パッドと、
前記第１パッドと前記第２パッドとの間に挟まれるように配設され、前記第１のプリント配線板と前記第２のプリント配線板とを導通する導通部材と、
を備えた複合プリント配線板。
【請求項７】
配線パターンが形成された配線層を複数積層してなるプリント配線板の製造方法であって、
前記配線層を形成する配線層形成工程と、
前記配線層形成工程において形成した前記配線層を積層する積層工程と、
前記積層工程において積層した前記配線層の側面にスルーホールを形成する側面スルーホール形成工程と、
を有する、プリント配線板製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板、複合プリント配線板、電子機器、及びプリント配線板の製造方法に関する。特に、コネクタを用いることなく接続可能なプリント配線板技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路板同士の接続には、フラットケーブル用コネクタやカードエッジコネクタを用いることが一般的である。これらは、プリント配線を一か所に集線して、そこに端子台を設けたり、エッジコネクタを形成することによって実現される。
説明の都合上、本明細書では、端子台やエッジコネクタのように複数の端子をまとめて接線するコネクタのことを集合コネクタと称することとする。
【０００３】
端子台を利用する場合、端子台をプリント配線板の表面か裏面に設けることになる。また、カードエッジコネクタの挿入口をプリント配線板の側面に設ける技術も知られている（特許文献１、特許文献２）。
なお、本明細書では、プリント配線板とは、導電性配線パターンを形成した板のことをいう。また、本明細書では、プリント回路板とは、プリント配線板にＬＳＩ、コンデンサ、トランジスタ、抵抗等の電子部品を搭載し、はんだ付けにより電気的接続を行った構成品をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１７８３０号公報
【特許文献２】特開平６−１７７４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
端子台をプリント配線板の表面か裏面に設けるとなると、それだけ実装領域を確保する必要があるので必然的にサイズが大きくなってしまうという問題がある。
特許文献１又は特許文献２に記載の接続構造を用いると、基板側面に接続構造を設けるので、集合コネクタの厚さを考慮する必要がなくなり、端子台を設ける場合に比べて、サイズを小さくできる可能性がある。
【０００６】
しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の接続構造にあっても、接続部に配線を集中させる必要がある。このため、接続部への配線の引き回しが必要であり、プリント回路の実装密度や設計自由度が低下するという問題点が依然として残る。
【０００７】
本発明は、プリント回路の実装密度及び設計自由度を向上することが可能なプリント配線板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかるプリント配線板は、配線パターンが形成された配線層を複数積層してなるプリント配線板であって、当該プリント配線板の側面には、内層の前記配線パターンに接続するように穿設された側面スルーホールが形成されているものである。
【０００９】
本発明にかかるプリント配線板製造方法は、配線パターンが形成された配線層を複数積層してなるプリント配線板の製造方法であって、前記配線層を形成する配線層形成工程と、前記配線層形成工程において形成した前記配線層を積層する積層工程と、前記積層工程において積層した前記配線層の側面にスルーホールを形成する側面スルーホール形成工程と、を有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、プリント回路の実装密度及び設計自由度を向上することが可能なプリント配線板を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１にかかるプリント配線板の構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態１にかかるプリント配線板の構成における断面を示す断面図である。
【図３】実施の形態１にかかるプリント配線板の製造工程において、内層に用いる内層コア基板を形成する工程を示す図である。
【図４】実施の形態１にかかるプリント配線板の製造工程において、積層完了基板を形成する工程を示す図である。
【図５】実施の形態１にかかるプリント配線板の製造工程において、積層完了基板の内層を貫通する方向に縦穴を穿設する工程を示す図である。
【図６】実施の形態１にかかるプリント配線板の製造工程において、積層完了基板の内層と平行な方向に横穴を穿設する工程を示す図である。
【図７】実施の形態１にかかるプリント配線板の製造工程において、めっき完了基板を形成する工程を示す図である。
【図８】実施の形態１にかかるプリント配線板の製造工程において、めっき完了基板の表面に感光性レジスト層を形成する工程を示す図である。
【図９】実施の形態１にかかるプリント配線板の製造工程において、現像完了基板を形成する工程を示す図である。
【図１０】実施の形態１にかかるプリント配線板の製造工程において、エッチング完了基板を形成する工程を示す図である。
【図１１】実施の形態１にかかるプリント配線板の製造工程において、エッチング完了基板上に残存した感光性レジスト層を剥離して除去する工程を示す図である。
【図１２】実施の形態１にかかるプリント配線板の接続構造を示す図である。
【図１３】実施の形態１にかかるプリント配線板の他の構成を示す平面図である。
【図１４】実施の形態１にかかるプリント配線板の他の構成における断面を示す断面図である。
【図１５】実施の形態２にかかるプリント配線板の構成を示す平面図である。
【図１６】実施の形態２にかかるプリント配線板の製造工程において、積層完了基板に縦穴、横穴、及び縦の長穴を穿設して、銅めっき処理を行う工程を示す図である。
【図１７】実施の形態２にかかるプリント配線板の製造工程において、外層の回路パターンを形成する工程を示す図である。
【図１８】実施の形態２にかかるプリント配線板の製造工程において、プリント配線板を縦の長穴部分で切断して、パッドを形成する工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[実施の形態１]
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１と図２を用いて、本発明の実施の形態１にかかるプリント配線板の構成を説明する。図１は、実施の形態１にかかるプリント配線板の構成を示す平面図である。図２は、実施の形態１にかかるプリント配線板の断面の構成を示す断面図である。
【００１３】
プリント配線板１０は、複数の絶縁層２１と複数の配線層２２とを有し、絶縁層２１と配線層２２とが交互に積層されることで形成されている。絶縁層２１は絶縁材料を用いた基板であり、例えば、ガラスエポキシ材が用いられる。配線層２２は導電材料を用いて配線パターンが形成された層であり、導電材料としては、例えば、銅箔が用いられる。
図１及び図２に示すように、プリント配線板１０の側面には、側面スルーホール１１が穿設されている。
【００１４】
側面スルーホール１１の内面には銅めっき処理により銅箔が形成されており、側面スルーホール１１に接触している配線層２２と、側面スルーホール１１とが導通している。
図２の断面図では、側面スルーホール１１が二つの配線層２２と接触し、導通している。このように、側面スルーホール１１を複数の配線層２２に導通させると、例えば、複数のプリント配線板の電源パターン又はグラウンドパターンに、側面スルーホール１１を接続する場合に好適である。
【００１５】
本発明の実施の形態１にかかるプリント配線板の製造方法を説明する。図３〜図１１は本実施形態におけるプリント配線板の製造方法を工程順に示す図である。具体的には、例えば、以下の工程を実施する。
【００１６】
図３に示すように、多層プリント配線板を製造する最初の工程として、多層プリント配線板の内層に用いる内層コア基板３０を形成する。
絶縁基板３１の両面に設けられた配線層３２にレジストを塗布し、紫外線で回路パターンを露光した後に、現像液を用いて現像を行う。現像後に水洗を十分に行って、水切りをしてからエッチングを行うことにより、配線層３２に回路パターンを形成し、内層コア基板３０を形成する。
【００１７】
完成した内層コア基板３０を、接着シート３３と交互に積層してから、両者を接着する。接着シート３３には、例えば、プリプレグが用いられる。プリプレグとは、未硬化の熱硬化性樹脂を補強材のガラス布に含浸し、半硬化状態とした樹脂シートである。
【００１８】
次に、図４に示すように、交互に積層した内層コア基板３０と接着シート３３に対して、積層プレスによる加熱と加圧を行って、各内層コア基板３０を接着し、積層完了基板４０を形成する。接着シート３３は、加熱前は半硬化状であるが、加熱すると完全に溶融した後に再び硬化し、各内層コア基板３０を接着する。
【００１９】
次に、図５に示すように、積層完了基板４０の積層された内層を貫通する方向に、縦穴５１を穿設する。縦穴５１は図５では貫通スルーホールとなっているが、これに限定されず、積層完了基板４０を貫通しないブラインドビアホールであってもよい。穴あけには、通常はドリルを用いるが、レーザ加工等を用いてもよい。
【００２０】
次に、図６に示すように、積層完了基板４０の内層に平行な方向に横穴６１を穿設し、穴あけ完了基板６０を形成する。図６では、横穴６１は二つの配線層にまたがるように穿設されているが、一つの配線層にだけ通じるように横穴を設けてもよい。横穴６１は、図６ではブラインドビアホールとなっているが、これに限定されず、積層完了基板４０を貫通する貫通スルーホールとすることを妨げるものではない。
【００２１】
次に、図７に示すように、穴あけ完了基板６０の表面にめっき処理を行う。めっき処理には、一般的には銅めっきを用いる。めっき処理により、積層完了基板４０の表面に銅箔７１が形成され、めっき完了基板７０を形成する。
【００２２】
次に、図８に示すように、めっき完了基板７０の表面に感光性レジストを塗布し、感光性レジスト層８１を形成する。感光性レジストは、図８ではフィルム状のものを用いているが、液状のものを用いることを妨げるものではない。液状のレジストを用いた場合には、スピンコートを用いて塗布を行う。また、感光性レジストは、光を照射すると硬化するネガ型であってもよいし、光を照射すると溶解するポジ型であってもよい。
【００２３】
次に、図９に示すように、感光性レジスト層８１に露光及び現像を行い、現像完了基板９０を形成する。露光では、回路パターンを有するマスクを感光性レジスト層８１に密着させて、紫外線を照射する。紫外線を照射した部分のレジストに化学変化が起こり、潜像が形成される。現像では、露光された感光性レジスト層８１を、硬化した部分を除き、現像液に溶解して除去する。ネガ型レジストを用いた場合には、潜像部分は硬化して現像液に不溶となることを利用して、潜像を顕像とする。ネガ型レジストの現像液としては、アルカリ性水溶液を用い、例えば、０．６％〜２．０％の炭酸ナトリウム水溶液を用いる。
【００２４】
次に、図１０に示すように、現像完了基板９０にエッチングを行うことにより、感光性レジスト層８１がない部分の配線層３２と銅箔７１を選択的に除去し、エッチング完了基板１００を形成する。エッチングでは、現像完了基板９０にエッチング液をスプレーして、感光性レジスト層８１が除去された部分の銅を溶解して、選択的に除去する。エッチング液には、例えば、塩化第二鉄液、塩化第二銅液、又はアルカリエッチャントを用いる。
【００２５】
最後に、図１１に示すように、エッチング後に、エッチング完了基板１００上に残存した感光性レジスト層８１を剥離して除去し、プリント配線板１１０が完成する。エッチング後の基板に剥離液をスプレーして、レジストを除去する。アルカリ現像型のネガ型レジストを用いた場合には、高濃度の水酸化ナトリウム水溶液をスプレーして、レジストを膨張させて剥離する。レジストを剥離した後は、処理液の残留がないように、十分な水洗、湯洗、乾燥を行う。
【００２６】
ここで、特許文献１又は特許文献２に記載のプリント配線板の製造においては、側面に凸部や凹部を設けた構造が複雑な内層コア基板を予め作製しておく必要がある。したがって、製造工程が複雑でコスト高となる。
それに対して、本実施形態にかかるプリント配線板の製造方法では、一般的な矩形の内層コア基板を積層した後、その側面にスルーホールを穿設する構成となっており、特殊な形状の内層コア基板をあらかじめ用意しておく必要がない。また、スルーホールに用いるための穴はドリルやレーザ加工等で簡便に形成できる。したがって、製造コストが低減できる。
【００２７】
図１２は、実施の形態１にかかるプリント配線板の接続構造を示す図である。本明細書では、複数のプリント配線板を接続したものを、複合プリント配線板と称することとする。図１２に示すように、第１のプリント配線板１２１０に穿設した側面スルーホール１２１１と、第２のプリント配線板１２２０に穿設した側面スルーホール１２２１と、に接続端子１２３１を挿入する。これにより、第１のプリント配線板１２１０と第２のプリント配線板１２２０とを接続することができる。接続端子１２３１としては、例えば、プレスフィットピンを用いることができる。側面スルーホールは、図１２で示した面のみに設けられるとは限らず、その他の側面に設けることを妨げるものではない。
【００２８】
また、図１２に示したプリント配線板の接続構造は、プリント配線板同士の接続に限定されるものではなく、プリント配線板とその他の電子部品との接続に用いてもよい。プリント配線板に接続する電子部品としては、例えば、記憶装置、電池、種々のセンサ等が例として挙げられる。
【００２９】
プリント回路板同士の接続には集合コネクタを用いることが一般的であるが、集合コネクタの実装領域を確保する必要があるため、プリント回路板の小型化が困難である。
それに対して、本実施形態にかかるプリント配線板は、第１のプリント配線板１２１０の側面スルーホール１２１１と、第２のプリント配線板１２２０の側面スルーホール１２２１に接続端子１２３１を挿入することにより、プリント配線板同士を接続する構成となっている。
【００３０】
そのため、本実施形態にかかるプリント配線板を用いてプリント回路板を作製すると、集合コネクタの実装領域をプリント回路板上に確保する必要がないので、薄型かつ小型のプリント回路板を提供できる。
【００３１】
プリント回路板同士の接続に集合コネクタを用いるにあたり、プリント回路板上での集合コネクタの配設位置は、通常はプリント配線板の端部となる。そのため、プリント配線板上において、集合コネクタ実装部付近に多数の引き回し配線を引き出してくる必要がある。集合コネクタ実装部付近に配線を集中させると、プリント回路の実装密度や設計自由度が低下するという問題点がある。
【００３２】
それに対して、本実施形態にかかるプリント配線板を用いてプリント回路板を作製すると、外部接続したい部分にだけスルーホールを穿設すればよいので、プリント回路板同士を接続するときに配線を一箇所に集中させる必要がなく、引き回し配線も不要となる。
これにより、プリント回路の実装密度及び設計自由度を向上することが可能なプリント配線板を提供することができる。
【００３３】
一方、特許文献１又は特許文献２に記載の接続構造を用いると、凸部を有するプリント配線板と、凸部が嵌る開口部を有するプリント配線板とを作製する必要があり、構造が複雑となるという問題がある。
特許文献１又は特許文献２に記載の接続構造では、凸部が開口部に挿入される際に斜めに挿入されると、電気的な接続がとれないおそれがある。また、凸部と開口部を高精度で加工しないと、凸部が開口部に嵌らなかったり、凸部が開口部の中でぐらつくおそれがある。
【００３４】
それに対して、本実施形態にかかるプリント配線板を用いてプリント回路板を作製すると、側面スルーホールをソケットとして使用し、ソケットにプレスフィットピンを挿入して導通する構成となり、より確実に導通がとれる。
【００３５】
さらに、本実施形態にかかるプリント配線板は、特許文献１又は特許文献２に記載のプリント配線板とは異なり、外周に凸部がない。そのため、移動中に破損しにくく、特別な容器も不要なため、輸送コストが低減できる。
【００３６】
（変形例１）
次に、図１３及び図１４を用いて、本発明の実施の形態１にかかるプリント配線板の変形例を説明する。図１３及び図１４は、実施の形態１にかかるプリント配線板の他の構成を示す図であり、図１３は平面図であり、図１４は断面図である。
図１３に示すように、プリント配線板１３０の側面には、側面スルーホール１３１が穿設されている。図１４に示すように、プリント配線板１３０は、複数の絶縁層１４１と複数の配線層１４２とを有している。
【００３７】
図１３の平面図は、図１と同様であるが、図１４の断面図は、図２とは異なる。図１４の断面図では、側面スルーホールが一つの配線層のみと接触し、導通している。
側面スルーホールを一つの配線層のみと接触する構成とすることで、接続端子を介して側面スルーホールに伝達された信号を一つの配線層のみに伝達させることができる。これは、例えば、電源回路及びグラウンド回路以外の信号回路の接続に用いるのに好適である。
【００３８】
[実施の形態２]
図１５を用いて、本発明の実施の形態２にかかるプリント配線板の構成を説明する。
図１５に示すように、本実施形態にかかるプリント配線板１５００は、第１のプリント配線板１５１０のスルーホール１５１１と、第２のプリント配線板１５２０のスルーホール１５２１との双方に、プレスフィットピン１５３０を挿入することにより、２枚のプリント配線板１５１０、１５２０を接続した構成となっている。プリント配線板１５００は、２枚のプリント配線板を接続した複合プリント配線板である。
【００３９】
第１のプリント配線板１５１０には、側面スルーホール１５１１が２箇所穿設されており、側面スルーホール１５１１が穿設されている側面にパッド１５１２が３箇所設けられている。第２のプリント配線板１５２０も、第１のプリント配線板１５１０の側面スルーホール１５１１が穿設された側面と向かい合う側面に、側面スルーホール１５２１が２箇所、パッド１５２２が３箇所設けられている。
第１のプリント配線板１５１０の表面には、スルーホール１５１３が設けられている。また、第２のプリント配線板１５２０の表面には、スルーホール１５２３が設けられている。パッド１５１２とパッド１５２２の間には、ばね端子１５４０が設けられている。
【００４０】
本実施形態にかかるプリント配線板１５００においては、側面スルーホール同士の接続部は、信号パターン接続部、電源パターン接続部、又はグラウンドパターン接続部として用いられている。それに加えて、第１のプリント配線板１５１０のパッド１５１２と、第２のプリント配線板１５２０のパッド１５２２との間にばね端子１５４０を設けることもできる。
【００４１】
第１のプリント配線板１５１０のパッド１５１２と、第２のプリント配線板１５２０のパッド１５２２との間に設けられたばね端子１５４０は、電源パターン又はグラウンドパターンを接続する際の給電経路強化に用いることができる。
また、ばね端子１５４０は広がる方向に弾性力を有するので、第１のプリント配線板１５１０と第２のプリント配線板１５２０の間隔が広がった場合でも、ばね端子１５４０がパッド間から外れにくくなっている。
【００４２】
本発明の実施の形態２にかかるプリント配線板の製造方法を説明する。図１６〜図１８は本実施形態におけるプリント配線板の製造方法を工程順に示す図である。具体的には、例えば、以下の工程を実施する。
【００４３】
図１６に示すように、まず、積層完了基板に縦穴１６１、横穴１６２、及び縦の長穴１６３を穿設して、その後に銅めっき処理を行う。基板の表面だけでなく、穴の内面までめっきを施す。図１６（Ａ）は平面図であり、縦穴及び縦の長穴が穿設されている。図１６（Ｂ）は横穴が穿設されている側の基板の側面図である。
【００４４】
次に、図１７に示すように、めっき処理をした積層完了基板表面にレジストを塗布し、露光と現像を行い、最後にエッチングを行って、表面の回路パターン１７１を形成する。図１７（Ａ）は平面図であり、図１７（Ｂ）は横穴が穿設されている側の基板の側面図である。縦穴は内面に銅がめっきされて貫通スルーホール１７２となり、内層と外層とを電気的に接続する。側面の横穴も銅がめっきされて、側面スルーホール１７３となる。
【００４５】
最後に、図１８に示すように、回路パターン１７１、貫通スルーホール１７２、そして側面スルーホール１７３が設けられたプリント配線板を、ルータ等を用いて縦の長穴部分でカットする。図１８（Ａ）は平面図であり、図１８（Ｂ）は長穴部分でカットした断面図である。長穴部分の断面は銅がめっきされており、パッド１８１として用いることができる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施の形態１及び実施の形態２にかかる、縦のスルーホールを有するプリント配線板の製造方法は、必ずしもめっきスルーホール法に限定されず、ビルドアップ法であってもよい。
また、実施の形態１及び実施の形態２にかかるプリント配線板の外層の配線パターンの形成法は必ずしもパネルめっき法に限定されず、パターンめっき法やセミアディプティブ法、フルアディプティブ法であってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０  プリント配線板
１１  側面スルーホール
２１  絶縁層
２２  配線層
１２１１  第１のプリント配線板の側面スルーホール
１２２１  第２のプリント配線板の側面スルーホール
１２３１  接続端子
１５１２  第１のプリント配線板の側面に設けられたパッド
１５２２  第２のプリント配線板の側面に設けられたパッド
１５４０  ばね端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2014157995.tif 000019
【図１８】
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