(57)【要約】      （修正有）【課題】スルーホールにスリーブを使用したプリント配線板において、製造コストを低減することが可能なプリント配線板を提供する。【解決手段】プリント配線板は、絶縁基板２と、複数の配線パターンと、複数の配線パターン間を電気的に接続するスルーホール４ａ、４ｂとを備え、スルーホール４ａ、４ｂは、絶縁基板２を貫通する貫通孔と、中空の円筒形状を有する導電性のスリーブ本体に長手方向の全長にわたるスリットを形成した割スリーブ５とからなる。割スリーブ５は、無負荷状態における円形の断面の直径が貫通孔の断面の直径よりも大きく、割スリーブ５の弾性力により貫通孔の内周面に保持されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁層と、複数の導体層と、前記複数の導体層間を電気的に接続するスルーホールとを備えたプリント配線板において、
前記スルーホールは、前記絶縁層を貫通する貫通孔と、中空の円筒形状を有する導電性のスリーブ本体に長手方向の全長にわたるスリットを形成した割スリーブとからなり、
前記割スリーブは、無負荷状態における円形の断面の直径が前記貫通孔の断面の直径よりも大きく、前記割スリーブの弾性力により前記貫通孔の内周面に保持されていることを特徴としたプリント配線板。
【請求項２】
前記割スリーブは、弾性を有する絶縁材料と、該絶縁材料の表面に形成された導電性材料とからなることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記導電性材料は、はんだメッキを含み、
加熱による前記はんだメッキの溶融により、前記はんだメッキと前記導体層とが接合されていることを特徴とする請求項２記載のプリント配線板。
【請求項４】
前記導体層と前記割スリーブとの接続部が、糸はんだ又はクリームはんだの溶融により接合されていることを特徴とする請求項２記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記導電性材料は、錫メッキ、銅メッキ、及びはんだメッキの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４記載のプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁層と複数の導体層を備えたプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板は、絶縁層と単層又は多層の導体層を備えたものである。導体層は、絶縁層の表面又は内部に配置され、目的に応じて設計した機能を達成するため、各種部品同士を接続するための回路（配線パターン）となっている。この配線パターンは、プリント技術を用いて形成される。プリント技術には、例えば、絶縁層としての絶縁性基板の全面に貼られた銅箔から、不要な部分の銅箔を取り除いて配線部分を残す方法（サブトラクティブ法）がある。このサブトラクティブ法は、配線として残したい部分に、配線パターン形状を撮影したマスクフィルムで覆って感光させてから溶剤で溶かし、配線パターン部分を残すように不要部分をエッチングさせて回路を形成するものである。プリント配線板の用途としては、表面実装技術を用いてチップ部品を基板上にはんだで固定（実装）し電子回路を形成する場合や、チップ部品を用いず、配線パターンを信号の伝送路として用いるような、高周波回路として使用される場合とがある。
【０００３】
プリント配線板の小型化や高密度集積の要求に応じて、多層（複数）の導体層を備えた複雑なプリント配線板が開発されてきた。各導体層間を電気的に接続するために、スルーホールが用いられる。一般的に、スルーホールは、レーザ加工やドリル加工または、エッチング加工などの加工法により配線パターンに対して垂直に（すなわち、プリント配線板に垂直に）形成された貫通孔に、導電性材料（例えば、銅メッキ）を施したものである。このスルーホールにより、複数の導体層間の電気的な接続が達成される。プリント配線板は、大量生産に適した生産技術が確立されており、特にスルーホールはメッキを用いて、安価で大量生産ができる。
【０００４】
一方で、生産数量が少ない場合、スルーホールの形成にはメッキ処理を行わず、導電性の別部材を用いて電気的接続を達成することが考えられている。近年、スルーホールの形成方法として、小型で筒状の部材（スリーブ）をスルーホール用の貫通孔に挿入しスルーホールを形成する技術が報告されている。スルーホール用の貫通孔内でのスリーブの固定方法として、スリーブとは別部品のばね性を有する端子をスリーブに挿入し、スリーブを変形させて保持する方法が提案されている。
【０００５】
例えば、特開２００５−１１６４６３号公報のスリーブでは、スリーブの内側面にプレスフィット端子を導入し、このプレスフィット端子の付勢力により、プリント配線板のスルーホールとの接触圧を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１１６４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スルーホールにスリーブを使用したプリント配線板において、上記技術のように別部品を用いてスリーブを固定した場合、部品点数が多くなり、製造コストを安価にすることが難しい。
【０００８】
そこで、本発明は、スルーホールにスリーブを使用したプリント配線板において、製造コストを低減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】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、絶縁層と、複数の導体層と、前記複数の導体層間を電気的に接続するスルーホールとを備えたプリント配線板において、前記スルーホールは、前記絶縁層を貫通する貫通孔と、中空の円筒形状を有する導電性のスリーブ本体に長手方向の全長にわたるスリットを形成した割スリーブとからなり、前記割スリーブは、無負荷状態における円形の断面の直径が前記貫通孔の断面の直径よりも大きく、前記割スリーブの弾性力により前記貫通孔の内周面に保持されていることを特徴としたプリント配線板を提供する。
【００１０】
また、前記割スリーブは、弾性を有する絶縁材料と、該絶縁材料の表面に形成された導電性材料とからなっていてもよい。
【００１１】
また、前記導電性材料は、はんだメッキを含み、加熱による前記はんだメッキの溶融により、前記はんだメッキと前記導体層とが接合されていてもよい。
【００１２】
前記導体層と前記割スリーブとの接続部が、糸はんだ又はクリームはんだの溶融により接合されていてもよい。
【００１３】
前記導電性材料は、錫メッキ、銅メッキ、及びはんだメッキの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、スルーホールにスリーブを使用したプリント配線板において、製造コストを低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るプリント配線板の斜視図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係るプリント配線板の部分拡大図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るプリント配線板のＸ−Ｘ’の断面図である。
【図４】本発明の第一の実施形態に係る割スリーブの斜視図である。
【図５】割スリーブの弾性を示す説明図である。
【図６】プリント配線板の製造プロセスの説明図である。
【図７】本発明の第一の実施形態に係るスリーブを貫通孔に挿入する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の第一の実施形態に係るプリント配線板について図面に基づいて説明する
【００１７】
図１は、本発明の第一の実施形態に係るプリント配線板の斜視図であり、図２は、図１のプリント配線板の部分拡大図であり、図３は、図１のプリント配線板のＸ−Ｘ’の断面図である。
【００１８】
プリント配線板１は、絶縁層としての絶縁基板２と、絶縁基板２の表面及び裏面に形成された導電層としての配線パターン３と、表面と裏面の配線パターン３を電気的に接続するスルーホール４とを備えている。スルーホール４は、絶縁基板２を貫通する貫通孔と、この貫通孔の内周面に保持された割スリーブ５からなる。スルーホール４は、例えば、配線パターン３の配線同士を絶縁のまま交差させる場合に用いられる。図２、３に示すように、スルーホール４ａ、４ｂと絶縁基板２の裏面の配線３ｂとが電気的に接続されている。これにより、表面の配線パターン３を通る電気信号は、スルーホール４ａから裏面の配線３ｂに伝わり、さらにスルーホール４ｂを経由して表面の配線３ｃに伝わり、配線３ａに対して絶縁のまま交差することすることができる。
【００１９】
割スリーブ５は、図４、５に示すように、中空の円筒形状を有する導電性のスリーブ本体６と、スリーブ本体６の長手方向の全長にわたって形成されたスリット７とを備えている。スリーブ本体６は、弾性（バネ性）のある材料から形成されている。割スリーブ５は、スリーブ本体６に形成されたスリット７を備えることにより、長手方向に対し直角となる短手方向に弾性力を持たせることができる。割スリーブの材料としては、導電性及び弾性（バネ性）の両方を有するリン青銅を用いることができる。また、弾性を有する絶縁材料の表面に導電性材料（錫メッキ、銅メッキ）を形成した割スリーブを用いることもできる。
【００２０】
図５において、実線が無負荷状態の割スリーブ５を示し、破線が短手方向に負荷を加えて変形した割スリーブ５’を示している。変形した割スリーブ５’には、弾性力により無負荷状態の割スリーブ５に戻ろうとする復元力が短手方向に働く。
【００２１】
スルーホール４の貫通孔は、円柱形状を有しており、長手方向に対して直角となる短手方向の断面は、円形となっている。また、割スリーブ５も、一部がスリット７により切れ目があるものの、短手方向の断面は、円形となっている。割スリーブ５は、無負荷状態における短手方向の断面の直径が、スルーホール４の貫通孔の断面の直径よりも若干大きくなるように形成されている。このため、割スリーブ５を貫通孔に挿入するためには、割スリーブ５の断面の直径が貫通孔の断面の直径よりも小さくなるように負荷を加えて変形させる必要がある。割スリーブ５は、このように変形させて貫通孔に挿入し（図７）、挿入後に負荷を解除することにより、割スリーブ５自身の復元力により貫通孔の内部で自己保持されることになる。
【００２２】
次に、絶縁層と表裏面の２層の導電層とを有するプリント配線板１の配線パターンの製造プロセスを説明する。
【００２３】
図６は、プリント配線板の製造プロセスの説明図である。まず、表裏面に導電層としての銅箔を全面に接着した絶縁基板２を用意する（図６（ａ））。次に、ドリル加工やレーザ加工を用いて、所定の位置にスルーホール用の貫通孔８を加工する（図６（ｂ））。この状態では、表裏面の導電層はまだ絶縁状態にある。
【００２４】
従来のプリント配線板では、この後、スルーホール用の貫通孔８の内部（内周面）に、化学銅メッキ技術により銅メッキを形成し、さらに電気メッキにより、スルーホールの貫通孔８の内部及び銅箔表面全体に銅メッキを形成する（図６（ｃ））。これにより、表面と裏面の導電層がスルーホールを介して電気的に接続されることになる。次に、目的に応じた回路となるように、表面の銅箔をエッチングして、配線パターンを形成する（図６（ｄ））。
【００２５】
高品質な導電性を有するスルーホールを得るためには、(１)孔表面の表面粗さを小さくし、メッキの未着部分を無くす。(２)酸性、及びアルカリ性の洗浄液を使い、メッキ処理前の表面洗浄を行う等の工程と(３)メッキ処理条件の適正化と設備の安定性が必要である。メッキ処理は、メッキ薬剤をメッキ処理設備に投入して使用することで、一度に多くの処理が可能である。このため、メッキ処理は量産をする場合には適しているが、少量で生産する場合にはメッキ薬剤を無駄に使用してしまう可能性がある。
【００２６】
そこで本発明では、このスルーホール内部に、メッキ処理をする代わりに割スリーブ５を使用している。この場合、メッキ処理の工程（図６（ｃ））は行わずに、表面の銅箔をエッチングして配線パターンを形成する工程に進む（図６（ｅ））。この後に、割スリーブ５に負荷を加えて変形させてスルーホール用の貫通孔に挿入し、割スリーブ５から負荷を解く。割スリーブ５は、自身の復元力により、貫通孔の内周面に当接し、貫通孔に保持される（図６（ｆ））。
【００２７】
以上説明した本発明の実施形態によれば、次に述べる作用及び効果が得られる。
【００２８】
（１）割スリーブ５は、中空の円筒形状を有する導電性のスリーブ本体６と、スリーブ本体６の長手方向の全長にわたって形成されたスリット７とを備えているため、自身の復元力により、貫通孔の内周面に保持することができる。このため、割スリーブ５は、内周面に保持するための別部品を用いる必要がないので、製造コストを低減することが可能である。
【００２９】
（２）メッキ処理を行わずにスルーホール４を形成できるため、少量生産におけるメッキ薬剤の無駄をなくすことができる。
【００３０】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
【００３１】
本実施形態における割スリーブは、弾性を有する絶縁材料と、絶縁材料の表面に形成された導電性材料とからなり、導電性材料として、はんだメッキが用いられている。本実施形態のプリント配線板の他の構成は、第一の実施形態と同様である。
【００３２】
割スリーブは、負荷を加えて変形させてスルーホール用の貫通孔に挿入し、割スリーブから負荷を解くことにより、復元力により貫通孔の内周面に当接して、貫通孔に保持される。この保持された状態において、はんだメッキを加熱して溶融することにより、はんだメッキと配線パターン（導体層）とを接合する。
【００３３】
はんだメッキを加熱・溶融する方法としては、例えば、プリント配線板の配線パターンと割スリーブのプリント配線板の表面近傍部分にはんだコテを直接当てる、または、はんだコテを近づける方法がある。また、はんだが溶解する温度に保持したリフロー炉などの加熱炉にプリント配線板を入れる方法もある。
【００３４】
以上説明した本発明の実施形態によれば、さらに次に述べる作用及び効果が得られる。
【００３５】
（１）割スリーブが復元力により貫通孔の内周面に当接して、貫通孔に保持され多状態で、割スリーブのはんだメッキを加熱して溶融することにより、割スリーブと配線パターンとを確実に電気的に接続することができる。これにより、信頼性の高いスルーホールを得ることが可能である。
【００３６】
（２）割スリーブが自身の復元力により貫通孔に保持されているため、はんだメッキを溶融して固化するまでの間、割スリーブを保持する作業も、保持するための別の部品も不要である。このため、割スリーブのはんだメッキを溶融する作業の負荷を軽減することが可能となり、製造コストを低減することが可能である。
【００３７】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。本実施形態では、配線パターン（導体層）と割スリーブとの接続部に、糸はんだ又はクリームはんだが用いられる。
【００３８】
まず、割スリーブをスルーホール用の貫通孔に挿入し、復元力により貫通孔の内周面に保持させる。次に、配線パターンと割スリーブとの接続部に糸はんだ又はクリームはんだを添加する。この状態で加熱することにより、糸はんだ又はクリームはんだを溶融する。これにより、配線パターンと割スリーブとの間が確実に電気的に接続される。なお、割スリーブは、弾性を有する絶縁材料と、絶縁材料の表面に形成された導電性材料とから構成することができ、導電性材料としては、錫メッキ、銅メッキ、又ははんだメッキを用いることができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記に記載した実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００４０】
１  プリント配線板
２  絶縁基板（絶縁層）
３  配線パターン（導電層）
４  スルーホール
５  割スリーブ
６  スリーブ本体
７  スリット
８  貫通孔
【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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