(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路を設けた複数枚の回路板を絶縁樹脂シートを介して重ねて組み合わせ、この組み合わせ物を両面に開口する空気抜き穴を設けたプレート間に挟んだ状態で、組み合わせ物を部分的に加熱することによって、絶縁樹脂シートの樹脂で複数枚の回路板を部分的に融着し、次にこの組み合わせ物を両面に開口する空気抜き穴を設けたプレート間に挟んだ状態で、各回路板にかしめピンを通して複数枚の回路板をかしめ固定し、この後、この組み合わせ物をプレス装置にセットして加熱加圧成形を行なうことを特徴とする多層プリント配線板の成形方法。
【請求項２】
スリットとして形成した空気抜き穴を設けたプレートを用いることを特徴とする請求項１に記載の多層プリント配線板の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数枚の回路板を積層して多層プリント配線板を製造する際の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多層プリント配線板は、内層用の回路を設けて作製した複数枚の内層用の回路板をプリプレグ等の絶縁樹脂シートを介して重ねると共に、さらに最外層にプリプレグ等の絶縁樹脂シートを介して銅箔等の金属箔を重ね、これをプレス装置にセットして加熱加圧成形することによって、複数枚の回路板及び金属箔を積層一体化し、そしてスルーホールの加工や、外層の金属箔のプリント配線加工等の工程を経て、製造されている。
【０００３】
上記のように多層プリント配線板を製造するに際して、積層する各回路板は精密に位置合わせをした状態で絶縁樹脂シートを介して重ねるようにしてあるが、加熱加圧成形をする際の絶縁樹脂シートの溶融樹脂の流れなどによって各回路板が位置ずれするおそれがあり、この成形の際の位置ずれによって各回路板の重ね合わせ位置精度が低下するおそれがある。
【０００４】
そこで特開平５−７５２５６号公報や、特開平６−６０３６号公報などにみられるように、積層する各回路板に貫通孔を設けておき、絶縁樹脂シートを介して重ね合わせた各回路板の貫通孔にかしめピンを通し、そしてこのかしめピンをかしめることによって、かしめピンで各回路板を結合して一体化し、この状態で加熱加圧成形を行なうことによって、成形の際に回路板が位置ずれすることを防止するようにしている。しかし、かしめピンをかしめる際の変形によって、重ねた各回路板が位置ずれするおそれがあって、かしめピンで各回路板を一体化する際に回路板に位置ずれが発生し易く、回路板の位置精度を高く保つことが困難な場合が多い。
【０００５】
一方、特開平１０−２２４０３２号公報にみられるように、複数枚の回路板を絶縁樹脂シートを介して重ね、これを部分的に加熱することによって、絶縁樹脂シートの樹脂で複数枚の回路板を部分的に相互に溶着して一体化し、そしてこの状態で加熱加圧成形を行なうことによって、成形の際に回路板が位置ずれすることを防止する試みが行なわれている。この場合には、重ねた各回路板を一体化する際に位置ずれするようなことはないが、各回路板は絶縁樹脂シートを介して部分的に溶着されているだけなので、成形の際に回路板が位置ずれすることを完全に防ぐことは難しい。
【０００６】
そこでこれらの問題を解消するために、本出願人は、回路板を絶縁樹脂シートを介して重ねて組み合わせ、まずこの組み合わせ物を部分的に加熱することによって、絶縁樹脂シートの樹脂で複数枚の回路板を部分的に融着し、次に、各回路板にかしめピンを通して複数枚の回路板をかしめ固定し、この後、この組み合わせ物をプレス装置にセットして加熱加圧成形を行なって、複数枚の回路板を積層した多層プリント配線板を製造することを、特願２０００−１２３４６８号で提案している。
【０００７】
この方法によれば、回路板の部分的な溶着によって、回路板が横方向に位置ずれしたりすることがない状態で、かしめピンのかしめによる回路板の一体化を行なうことができるものであり、かしめの際に回路板が横ずれすることがなくなると共に、成形の際の位置ずれをかしめピンによるかしめ固定で確実に防ぐことができ、各回路板を位置ずれすることなく位置精度高く積層する成形を行なうことができるのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上記の特願２０００−１２３４６８号において、回路板を絶縁樹脂シートを介して重ねた組み合わせ物を部分的に加熱して回路板を部分的に融着する際や、組み合わせ物の回路板にかしめピンを通してかしめ固定する際に、組み合わせ物をプレート間に挟持し、回路板が位置ずれすることをプレートで防ぎながら融着やかしめの作業を行なうようにしている。
【０００９】
しかし、このように組み合わせ物をプレートで挟持するためにプレートを組み合わせ物に重ねる際に、組み合わせ物の表面とプレートの間に空気が挟まれて残留することがある。そして、このように組み合わせ物の表面とプレートの間に空気が部分的に残っていると、プレートで組み合わせ物を均一に押さえ付けることができず、プレートで組み合わせ物を挟持する際に回路板が位置ずれするおそれがあった。また、このように空気が残留せず、組み合わせ物の表面とプレートが密着しているときには、融着やかしめ固定を行なった後に、組み合わせ物からプレートを取り外す際に、組み合わせ物の表面とプレートの間が真空状態になって、回路板がプレートを取り外すときに引っ張られて、回路板が位置ずれするおそれがあった。そしてこの結果、回路板が位置ずれした状態で融着やかしめ固定がされることがあるという問題があった。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、回路板を位置ずれすることなく、位置精度高く積層することができる多層プリント配線板の成形方法を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る多層プリント配線板の成形方法は、回路を設けた複数枚の回路板２を絶縁樹脂シート３を介して重ねて組み合わせ、この組み合わせ物４を両面に開口する空気抜き穴８を設けたプレート６間に挟んだ状態で、組み合わせ物４を部分的に加熱することによって、絶縁樹脂シート３の樹脂で複数枚の回路板４を部分的に融着し、次にこの組み合わせ物４を両面に開口する空気抜き穴を設けたプレート７間に挟んだ状態で、各回路板２にかしめピン５を通して複数枚の回路板２をかしめ固定し、この後、この組み合わせ物４をプレス装置にセットして加熱加圧成形を行なうことを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項２の発明は、スリットとして形成した空気抜き穴８を設けたプレート６，７を用いることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
本発明において回路板２としては任意のものを用いることができるものであり、例えば樹脂積層板を絶縁基板とし、表面に貼った銅箔などの金属箔をプリント加工して回路を設けたものや、樹脂板やセラミック板を絶縁基板とし、その表面にメッキによって回路を設けたものなど、従来からプリント配線板として提供されているいずれのものでも制限されることなく用いることができる。この回路板２にはその四隅端部など、回路が設けられていて最終製品の多層プリント配線板として使用される範囲の外において、貫通孔１１が穿設加工してある（図３（ａ）参照）。この貫通孔１１は回路板２に形成された回路のパターンに対して決められた位置に設けられるものである。
【００１５】
また絶縁樹脂シート３は、絶縁樹脂をフィルム状に形成した絶縁樹脂フィルムや、絶縁樹脂を基材に含浸、乾燥して調製したプリプレグなど、シート状に形成された絶縁樹脂材料である。絶縁樹脂フィルムとしては、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂をシート状に成形してＢ−ステージ状態に半硬化させたものを用いることができるものであり、またプリプレグとしては、ガラス布などの基材に、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂のワニスを含浸し、これを加熱乾燥して熱硬化性樹脂をＢ−ステージ状態に半硬化させたのものを用いることができる。
【００１６】
そして図２（ａ）に示すように、上記の回路板２を複数枚、絶縁樹脂シート３を介して上下に重ね合わせ、必要に応じて、さらにその外側に絶縁樹脂シート３を重ねる。このとき、複数枚の各回路板２は、その回路のパターンを精密に位置合わせした状態で重ね合わされるものであり、各回路板２に形成した貫通孔１１は相互に精密に対向し合っている。尚、絶縁樹脂シート３にもこの貫通孔１１に対応する個所において貫通孔１４が予め設けてある（図３（ａ）参照）。各回路板２の回路のパターンを精密に位置合わせするには、例えば、各回路板２に付設した位置合わせマーク及び穿孔されたガイド孔によって回路板２の相互の位置合わせをすることによって行なうことができる。次に、このように重ね合わせて組み合わせた組み合わせ物４の上面と下面にプレート６を配置し、２枚のプレート６の間に組み合わせ物４を挟みこむ。このプレート６としては金属板が用いられるものであり、図１（ａ）に示すように、プレート６は組み合わせ物４の外形・寸法（つまり回路板２、絶縁樹脂シート３の外形・寸法）とほぼ同じに形成されるが、プレート６には表裏に開口する空気抜き穴８が設けてある。この空気抜き穴８はプレート６の全面に分散して複数箇所に配置して形成してあり、図１（ａ）では丸孔などの孔として空気抜き穴８を形成するようにしてある。さらにプレート６の端縁部には後述の溶着を行なう個所において切欠部１３が設けてある。
【００１７】
この後、プレート６の切欠部１３において、組み合わせ物４をその両面から部分的に加熱する。ここで組み合わせ物４の最外層が絶縁樹脂シート３の場合には絶縁樹脂シート３の上から、最外層が回路板２の場合には回路板２の上から加熱することになる。加熱はヒーターなどの加熱治具を押し当てることによって行なうことができるものであり、このように組み合わせ物４を部分的に加熱すると、加熱された部分の絶縁樹脂シート３の樹脂が一旦溶融した後、硬化し、この溶融・硬化した樹脂によって、上下に重ねた各回路板２を部分的に溶着し、複数枚の回路板２を一体化することができる。この溶着は、回路板２の端縁部など、回路が設けられていて最終製品の多層プリント配線板として使用される範囲の外において行なわれるものであり、溶着部分を図２（ｂ）に符号ｍで示す。
【００１８】
このように組み合わせ物４を部分的に加熱するにあたって、回路板２には大きな加圧力を作用させる必要がないので、各回路板２が横方向に位置ずれしたりするようなおそれなく、各回路板２を位置精度高く重ねた状態で一体化することができるものである。特に組み合わせ物４の上下両面をプレート６で挟んでいるため、プレート６間で各回路板２を固定して回路板２の位置ずれを阻止することができ、各回路板２を位置精度高く重ねた状態で一体化することができるものである。しかも、プレート６には空気抜き穴８が設けてあるので、組み合わせ物４の表面とプレート６の間の空気を空気抜き穴８から抜くことができ、プレート６で組み合わせ物４を均一に押さえ付けることができるものであり、プレート６で組み合わせ物４を挟持する際に回路板２が位置ずれするようなことがなくなるものである。また、回路板２を部分的に溶着させた後にプレート６を組み合わせ物４の表面から外すときに、空気抜き穴８から組み合わせ物４の表面とプレート６の間に空気が流入することによって、組み合わせ物４の表面とプレート６の間が真空状態になることを防ぐことができ、プレート６を外す際に回路板２が位置ずれするようなことがなくなるものである。
【００１９】
尚、プレート６を金属板で形成するようにすれば、組み合わせ物４を部分的に加熱する際の熱は、熱伝導性の高い金属板を通して逃がすことができるので、熱が絶縁樹脂シート３の面方向に広がって絶縁樹脂シート３を広い面積で溶融・硬化させるようなことを防ぐことができるものである。
【００２０】
ここで、回路板２を溶着させるために組み合わせ物４を部分的に加熱する際の温度は、後述のように組み合わせ物４を加熱加圧成形する際の成形温度よりも５０〜２００℃高い温度に設定するのが好ましい。この加熱温度は、加熱治具が組み合わせ物４の表面に接触する部分の温度であり、加熱温度が成形温度＋５０℃より低いと、回路板２の溶着が不十分になって、回路板２の位置ずれ防止の効果を高く得ることが難しくなる。逆に加熱温度が成形温度＋２００℃より高いと、加熱部分、特に加熱部分の絶縁樹脂シート３が炭化し、多層プリント配線板の品質に悪影響が及ぶおそれがある。また、回路板２を溶着させるために組み合わせ物４を部分的に加熱する際の時間は、１０〜６０秒の範囲に設定するのが好ましい。加熱時間が１０秒より短いと、回路板２の溶着が不十分になって、回路板２の位置ずれ防止の効果を高く得ることが難しくなる。逆に加熱時間が６０秒より長いと、加熱部分が炭化し、多層プリント配線板の品質に悪影響が及ぶおそれがある。
【００２１】
上記のようにして組み合わせ物４の各回路板２を溶着して一体化した後、この組み合わせ物４の各回路板２の貫通孔１１と絶縁樹脂シート３の貫通孔１４にかしめピン５を通してかしめる。このとき、図３（ａ）のように、組み合わせ物４の上面と下面に金属板などで形成されるプレート７を配置し、２枚のプレート７の間に組み合わせ物４を挟み込んだ状態でかしめを行なうものである。プレート７は組み合わせ物４の外形・寸法（つまり回路板２、絶縁樹脂シート３の外形・寸法）とほぼ同じに形成されるが、図１（ｂ）に示すように、プレート７には表裏に開口する空気抜き穴８が設けてある。この空気抜き穴８はプレート７の全面に分散して複数箇所に配置して形成してあり、図１（ｂ）では丸孔などの孔として空気抜き穴８を形成するようにしてある。またプレート７の四隅の端部には切欠部１５が設けてあり、プレート７間に組み合わせ物４を挟持した状態で、切欠部１５の部分でかしめピン５のかしめを行なうことができるものである。
【００２２】
鍔５ａ付きのかしめピン５を貫通孔１１，１４に通すと共にかしめることによって、鍔５ａとかしめで形成される鍔部５ｂとの間に組み合わせ物４を挟み込むことによって、図３（ｂ）に示すように、各回路板２をかしめピン５で一体化することができるものである。ここで組み合わせ物４の最外層が絶縁樹脂シート３の場合には絶縁樹脂シート３の上から、最外層が回路板２の場合には回路板２の上からかしめることになる。このようにかしめピン５をかしめて各回路板２を一体化するにあたって、各回路板２は溶着によって一体化された状態にあるので、回路板２の貫通孔１１の内径とかしめピン５の外径の差で回路板２が位置ずれするようなことはなく、またかしめピン５をかしめる際の変形によって各回路板２が位置ずれすることも防ぐことができるものであり、各回路板２を位置精度高く重ねた状態のまま、一体化することができるものである。特に組み合わせ物４の上下両面をプレート７で挟んでいるため、回路板２の位置ずれを阻止することができ、各回路板２を位置精度高く重ねた状態で一体化することができるものであり、しかもプレート７には空気抜き穴８が設けてあるので、組み合わせ物４の表面とプレート７の間の空気を空気抜き穴８から抜くことができ、プレート７で組み合わせ物４を均一に押さえ付けることができるものであって、プレート７で組み合わせ物４を挟持する際に回路板２が位置ずれするようなことがなくなるものである。また、回路板２をかしめ固定した後にプレート７を組み合わせ物４の表面から外すときに、空気抜き穴８から組み合わせ物４の表面とプレート７の間に空気が流入することによって、組み合わせ物４の表面とプレート７の間が真空状態になることを防ぐことができ、プレート７を外す際に回路板２が位置ずれするようなことがなくなるものである。
【００２３】
上記のようにして、溶着及びかしめピン５で複数枚の回路板２を一体化した後、組み合わせ物４の上下に必要に応じて銅箔や樹脂付き銅箔などの金属箔１２を重ね、これを図４のように熱盤１６を供えたプレス装置１７にセットし、加熱加圧成形を行なうことによって、多層プリント配線板を製造することができるものである。
【００２４】
上記のようにプレート６，７に設ける空気抜き穴８の数や大きさ、形状は任意であり、図１（ａ）（ｂ）のように丸孔として形成する他に、図６（ａ）（ｂ）のように、空気抜き穴８をスリットとして形成するようにしてもよい。しかし空気抜き穴８はプレート６，７に反りを生じさせるようなものであってはいけないものであり、またプレート６を放熱のために金属板で形成するときには、放熱の効果を損なうものであってはいけない。
【００２５】
【実施例】
次に本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２６】
（実施例１）
回路板２として、エポキシ樹脂積層板の上下の両面に銅箔による回路を設けて形成した、サイズ５００×５００ｍｍのものを用い、また絶縁樹脂シート３としてサイズ５００×５００ｍｍのガラス基材入りエポキシ樹脂プリプレグ（松下電工製、Ｒ１６６１）を用いた。そしてプレート６として図５（ａ）のように直径１０ｍｍの丸孔として空気抜き穴８を５箇所に設けたものを、プレート７として図５（ｂ）のように直径１０ｍｍの丸孔として空気抜き穴８を５箇所に設けたものをそれぞれ用いた（図５において寸法の数字の単位はｍｍ）。
【００２７】
そして３枚の回路板２をその回路を精密に位置合わせしながら絶縁樹脂シート３を介して重ねると共にさらにその上下に絶縁樹脂シート３を重ね、この組み合わせ物４を上下からプレート６によって挟持した（図２（ａ）参照）。この後に、２８０℃（＝成形温度１８０℃＋１００℃）の温度で、３０秒間、組み合わせ物４を部分的に加熱することによって、回路板２を部分的に溶着して一体化した（図２（ｂ）参照）。
【００２８】
次に、プレート７を用いてこの組み合わせ物４を上下から挟持し（図３（ａ）参照）、貫通孔１１，１４にかしめピン５を通してかしめることによって、回路板２をかしめ固定して一体化した（図３（ｂ）参照）。
【００２９】
このように回路板２を溶着及びかしめピン５で一体化した組み合わせ物４の５０個のサンプルについて、成形の前に、回路板２の相互の位置ずれを測定し、位置ずれが１００μｍ以上のものの発生率を調べ、結果を表１に示した。
【００３０】
次に、上記のように一体化した組み合わせ物４の上下に銅箔１２を重ね、これを１８０℃の熱盤１６を有するプレス装置１７にセットし、４ＭＰａの加圧条件で１００分間、加熱加圧成形をすることによって、８層構成の多層プリント配線板を成形した（図４参照）。
【００３１】
このように成形した後に、５０個のサンプルについて回路板２の相互の位置ずれを測定し、位置ずれが１００μｍ以上のものの発生率を調べ、結果を表１に示した。
【００３２】
（比較例１）
プレート６，７として空気抜き穴８を設けていない穴無しのものを用いるようにした他は、実施例１と同様にした。
【００３３】
（比較例２）
プレート６，７を使用しないで、部分的な溶着やかしめを行なうようにした他は、実施例１と同様にした。
【００３４】
【表１】
0003543748.tif 000002
【００３５】
表１にみられるように、プレート６，７を使用しないで部分的な溶着やかしめを行なうようにした比較例２のものは、位置ずれの発生率が高く、総合評価は「×」であった。またプレート６，７を使用して部分的な溶着やかしめを行なうようにしても、プレート６，７に空気抜き穴８を設けていない比較例１のものは、位置ずれの発生がややあり、総合評価は「△」であった。これに対して、空気抜き穴８を設けたプレート６，７を使用して部分的な溶着やかしめを行なうようにした実施例１では、位置ずれの発生率は０％であり、総合評価は「○」であった。
【００３６】
（実施例２）
プレート６として図６（ａ）のように幅５ｍｍのスリットとして空気抜き穴８を６箇所に設けたものを、プレート７として図６（ｂ）のように幅５ｍｍのスリットとして空気抜き穴８を６箇所に設けたものをそれぞれ用いた（図６において寸法の数字の単位はｍｍ）。そしてプレート６，７としてこれらのものを用いるようにした他は、実施例１と同様にした。
【００３７】
（比較例３）
プレート６，７として空気抜き穴８を設けていない穴無しのものを用いるようにした他は、実施例２と同様にした。
【００３８】
（比較例４）
プレート６，７を使用しないで、部分的な溶着やかしめを行なうようにした他は、実施例２と同様にした。
【００３９】
【表２】
0003543748.tif 000003
【００４０】
表１にみられるように、プレート６，７を使用しないで部分的な溶着やかしめを行なうようにした比較例４のものは、位置ずれの発生率が高く、総合評価は「×」であった。またプレート６，７を使用して部分的な溶着やかしめを行なうようにしても、プレート６，７に空気抜き穴８を設けていない比較例３のものは、位置ずれの発生がややあり、総合評価は「△」であった。これに対して、空気抜き穴８を設けたプレート６，７を使用して部分的な溶着やかしめを行なうようにした実施例２では、位置ずれの発生率は０％であり、総合評価は「○」であった。
【００４１】
【発明の効果】
上記のように本発明は、回路を設けた複数枚の回路板を絶縁樹脂シートを介して重ねて組み合わせ、この組み合わせ物を両面に開口する空気抜き穴を設けたプレート間に挟んだ状態で、組み合わせ物を部分的に加熱することによって、絶縁樹脂シートの樹脂で複数枚の回路板を部分的に融着し、次にこの組み合わせ物を両面に開口する空気抜き穴を設けたプレート間に挟んだ状態で、各回路板にかしめピンを通して複数枚の回路板をかしめ固定し、この後、この組み合わせ物をプレス装置にセットして加熱加圧成形を行なうようにしたので、回路板が位置ずれすることをプレートによる挟持で防ぎながら、回路板の溶着一体化やかしめ固定をすることができると共に、回路板の部分的な溶着によって位置精度高く一体化した状態でかしめピンのかしめによって回路板の一体化を行なうことができるものであり、しかも組み合わせ物の表面とプレートの間に空気が残留したり、組み合わせ物の表面とプレートの間が真空状態になったりすることを空気抜き穴によって防ぐことができ、プレート間に組み合わせ物を挟持する際や組み合わせ物からプレートを取り外す際に回路板が位置ずれすることを防ぐことができるものであり、各回路板を位置ずれすることなく位置精度高く積層する成形を行なうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ平面図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図５】実施例１で使用するプレートを示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ平面図である。
【図６】実施例２で使用するプレートを示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ平面図である。
【符号の説明】
２  回路板
３  絶縁樹脂シート
４  組み合わせ物
５  かしめピン
６  プレート
７  プレート
８  空気抜き穴
【図１】
0003543748.tif 000004
【図２】
0003543748.tif 000005
【図３】
0003543748.tif 000006
【図４】
0003543748.tif 000007
【図５】
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【図６】
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