(57)【要約】【課題】  スルーホール接続構造を有するプリント配線において、貫通孔を形成するためのパンチング工具が絶縁基材を貫通して抜け出す側の孔エッジに生ずるバリの部分における導電材料層の抵抗値の上昇や断線を防止し、導通信頼性に優れ、外部応力に対する耐久性が良好なプリント配線板を提供する。【解決手段】  絶縁基材１の表面上に導電性パット部２を形成し、絶縁基材１に対し導電性パット部２が形成されていない裏面側よりパンチング工具Ｐを進入させ絶縁基材１及び導電性パット部２に貫通孔３を形成し、この貫通孔３に対し導電性パット部２が形成された絶縁基材１の表面側より導電材料を充填し、さらに、貫通孔３に対し絶縁基材１の裏面側より導電材料を充填する。【選択図】      図１
2006054400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料からなる絶縁基材と、
前記絶縁基材の表面上及び裏面部に形成された導電材料からなる回路パターンと、
前記絶縁基材の表面側より裏面側に亘って形成された貫通孔と、
少なくとも前記貫通孔の内壁部に沿って前記表面上の回路パターンより前記の裏面部の回路パターンに亘って形成された導電材料層と
を備え、
前記導電材料層は、前記絶縁基材の表面上に導電性パット部を形成した後、この絶縁基材の裏面側よりパンチング工具を進入させて形成された貫通孔に対し、前記絶縁基材の表面側より導電材料が充填され、さらに、この貫通孔に対し、前記絶縁基材の裏面側より導電材料が充填されて形成されたものである
ことを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
絶縁材料からなる絶縁基材の表面上に、導電材料からなる導電性パット部を形成し、
前記絶縁基材に対し、前記導電性パット部が形成されていない裏面側よりパンチング工具を進入させ、この絶縁基材及び前記導電性パット部に貫通孔を形成し、
前記貫通孔に対し、前記導電性パット部が形成された前記絶縁基材の表面側より、導電材料を充填し、少なくとも前記導電性パット部より前記貫通孔の内壁部に沿って該導電材料を前記絶縁基材の裏面側に達せさせ、
前記貫通孔に対し、前記絶縁基材の裏面側より、導電材料を充填する
ことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品が実装される回路パターンを有するプリント配線板及びその製造方法に関し、特に、スルーホール接続構造において、外部応力耐性及び接続信頼性を向上させる製造方法を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント配線板においては、両面以上の多層プリント配線板において異なる層の回路パターン間を接続し導通をとるため、スルーホール接続構造が利用されている。このスルーホール接続構造は、接続したい異なる層の回路パターン間を通すように絶縁基材に孔をあけ、その孔に導電材料を充填することによって、回路パターン間を接続する構造である。この構造により、基板内において回路パターンを３次元的に形成することが可能となり、高密度配線基板にとっては必須の技術となっている。このスルーホール接続構造は、図５に示すように、絶縁基材１０１の表面上及び裏面部に導電材料により回路パターン１０２、１０２が形成されたプリント配線板において、絶縁基材１０１に貫通孔（スルーホール）１０３が形成されており、この貫通孔１０３の内壁に沿って形成された導電材料層により、各回路パターン１０２，１０２間が導通されるようになっている。
【０００３】
このようなスルーホール接続構造は、従来、図６に示すように、まず、（ａ）及び（ｂ）に示すように、絶縁基材１０１にパンチング工具を貫通させることよって貫通孔１０３を形成し、次に、（ｃ）に示すように、貫通孔１０３内に導電材料を充填し、さらに、（ｄ）に示すように、絶縁基材１０１の両面に、導電材料を印刷、または、メッキ形成して回路パターン１０２，１０２を形成することによって製造されている。
【０００４】
また、特許文献１には、絶縁基材１０１に貫通孔１０３を形成する際のパンチング工具の進入面の孔エッジを保護する技術が記載されている。この特許文献１に記載された技術においては、絶縁基材１０１の表面上のパンチング工具が進入される位置に、予め導電材料からなる導電性パット部を形成しておき、この導電性パット部の上からパンチング工具を進入させて、この導電性パット部及び絶縁基材１０１に貫通孔１０３を形成するようにしている。この技術においては、導電性パット部によりパンチング工具の進入面の孔エッジを保護し、この孔エッジにおける導通不良などを回避するようにしている。
【特許文献１】特公平６−９３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前述のような従来のプリント配線板におけるスルーホール接続構造においては、図７に示すように、絶縁基材１０１に対するパンチング工具の進入面とは反対側の面、すなわち、このパンチング工具が絶縁基材１０１を貫通して抜ける側の面において、孔エッジに生ずるバリ１０４の存在が問題となる。すなわち、このような孔エッジに生ずるバリ１０４の部分には、貫通孔１０３に導電材料を充填したときに、この導電材料が物理的に乗りにくいこととなる。したがって、このバリ１０４の部分においては、導電材料層の抵抗値が高くなり、あるいは、初期的な断線が生ずる可能性もある。さらに、このバリ１０４の部分における導電材料層には、熱ストレスや物理的応力などの外部刺激によってクラックが入りやすく、抵抗値の上昇や断線の虞れがある。
【０００６】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、スルーホール接続構造を有するプリント配線板及びその製造方法において、貫通孔を形成するためのパンチング工具が絶縁基材を貫通して抜け出す側の孔エッジに生ずるバリの部分における導電材料層の抵抗値の上昇や断線を防止して、導通信頼性に優れ、また、外部応力に対する耐久性が良好なプリント配線板及びその製造方法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】
【０００７】
本発明者らは、スルーホール接続構造を有するプリント配線板及びその製造方法において、貫通孔を形成するためのパンチング工具が絶縁基材を貫通して抜け出す側の面に、導電材料からなる導電性パット部を予め形成しておくことにより、この面の孔エッジに生ずるバリの部分における導電材料層の抵抗値の上昇や断線が防止でき、前述の課題が解決できるという知見を得た。したがって、本発明は、以下の構成の少なくとも一つを備えるものである。
【０００８】
〔構成１〕
本発明に係るプリント配線板は、絶縁材料からなる絶縁基材と、この絶縁基材の表面上及び裏面部に形成された導電材料からなる回路パターンと、絶縁基材の表面側より裏面側に亘って形成された貫通孔と、少なくとも貫通孔の内壁部に沿って表面上の回路パターンより裏面部の回路パターンに亘って形成された導電材料層とを備え、導電材料層は、絶縁基材の表面上に導電性パット部を形成した後、この絶縁基材の裏面側よりパンチング工具を進入させて形成された貫通孔に対し、絶縁基材の表面側より導電材料が充填され、さらに、この貫通孔に対し、絶縁基材の裏面側より導電材料が充填されて形成されたものであることを特徴とするものである。
【０００９】
〔構成２〕
本発明に係るプリント配線板の製造方法は、絶縁材料からなる絶縁基材の表面上に導電材料からなる導電性パット部を形成し、この絶縁基材に対し導電性パット部が形成されていない裏面側よりパンチング工具を進入させこの絶縁基材及び導電性パット部に貫通孔を形成し、この貫通孔に対し導電性パット部が形成された絶縁基材の表面側より導電材料を充填し少なくとも導電性パット部より貫通孔の内壁部に沿って該導電材料を絶縁基材の裏面側に達せさせ、また、貫通孔に対し絶縁基材の裏面側より導電材料を充填することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るプリント配線板及びその製造方法においては、貫通孔を形成するためのパンチング工具が絶縁基材を貫通して抜け出す側の面に導電性パット部が形成されていることにより、この面の孔エッジに生ずるバリの部分が導電材料層により確実にカバーされるので、この部分における抵抗値の上昇や初期断線率を極端に減少させることができる。
【００１１】
また、このプリント配線板及びその製造方法においては、前記バリの部分において導電材料層が厚く形成されているので、外部応力等の外部刺激に対する耐久性を飛躍的に上昇させることができる。
【００１２】
また、このプリント配線板及びその製造方法においては、絶縁基材に貫通孔を形成した後に導電材料からなる回路パターンを何度も重ねて形成することによってバリの部分を覆う方法に比較して、貫通孔形成後の回路パターンの形成回数を減らすことができるため、貫通孔の内部に導電材料を充填しすぎることが防止される。
【００１３】
すなわち、本発明は、スルーホール接続構造を有するプリント配線板及びその製造方法において、貫通孔を形成するためのパンチング工具が絶縁基材を貫通して抜け出す側の孔エッジに生ずるバリの部分における導電材料層の抵抗値の上昇や断線を防止して、導通信頼性に優れ、また、外部応力に対する耐久性が良好なプリント配線板及びその製造方法を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。この実施の形態は、本発明に係るプリント配線板及びその製造方法を、いわゆるフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）及びその製造方法としたものである。
【００１５】
図１は、本発明に係るプリント配線板の製造方法の第１の実施形態を示す工程図である。このプリント配線板の製造方法においては、図１に示すように、まず、（ａ）に示すように、絶縁材料からなる絶縁基材１において貫通孔を形成する箇所の表面上に、導電材料からなる導電性パット部２を形成する。このプリント配線板において、絶縁基材１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（Polyethyleneterephthalate：ＰＥＴ）により、厚さ１００μｍ程度に形成されたものである。この導電性パット部２は、導電性粒子（銀などの金属粒子）を溶剤中に含有した導電性インクを用いた印刷等によって形成することができる。この導電性パット部２は、例えば、貫通孔を形成する箇所を中心とした円形状に形成することができる。また、この導電性パット部２は、絶縁基材１の位置決めのためにこの絶縁基材１上に印刷されるターゲットとともに印刷しておけば、印刷工程を増加させることがない。
【００１６】
次に、図１中の（ａ）及び（ｂ）に示すように、絶縁基材１に対し、導電性パット部２が形成されていない裏面側より、パンチング工具Ｐを進入させて、これら絶縁基材１及び導電性パット部２に、貫通孔３を形成する。この貫通孔３の直径は、例えば、０．２ｍｍ乃至０．３ｍｍ程度である。パンチング工具Ｐは、例えば、金属からなる円柱状の部材である。そして、図１中の（ｃ）に示すように、貫通孔３に対して、導電性パット部２が形成された絶縁基材１の表面側より、導電材料４を充填する。この導電材料４の充填は、絶縁基材１の表面部に対して、導電性インクを用いて回路パターンを印刷することによって行うことができる。このとき、この導電材料４は、少なくとも貫通孔３の内壁部に沿って絶縁基材１の裏面側に達するように、貫通孔３内に充填される。また、この導電材料４は、絶縁基材１の表面上に、厚さ１０μｍ乃至１２μｍ程度の導電材料層を形成する。次に、図１中の（ｄ）に示すように、貫通孔３に対して、導電性パット部２が形成されていない絶縁基材１の裏面側より、導電材料５を充填する。この導電材料５の充填も、絶縁基材１の裏面部に対して、導電性インクを用いて回路パターンを印刷することによって行うことができる。このようにして、貫通孔３内の導電材料４，５の層を介して、絶縁基材１の両面側の各回路パターン間の接続が図られる。なお、導電材料５は、貫通孔内すべてに満たされていても、一部であっても、導電材料４と電気的につながっていれば良い。次に、両面側にレジスト層が形成される。
【００１７】
図２は、本発明に係るプリント配線板の構成を示す断面図である。このようにして製造された本発明に係るプリント配線板においては、絶縁基材１に貫通孔３を形成したときに、図２に示すように、パンチング工具Ｐが絶縁基材１を貫通して抜け出す側の孔エッジに、長さが５μｍ乃至１５μｍ程度のバリ６や、パンチングの際に生じる絶縁基材１の変形による隆起が生じている場合が多い。このバリ６は、パンチング工具Ｐによって絶縁基材１の貫通孔３周辺が変形されることによって生ずるものである。しかし、このバリ６の部分には、予め導電性パット部２が形成されているので、このバリ６は、導電性パット部２をなす導電材料によって覆われた状態となっている。そして、この導電性パット部２をなす導電材料の上に、さらに、この導電性パット部２が形成された絶縁基材１の表面側より貫通孔３内に充填される導電材料４が覆うこととなるので、バリ６上には、導電材料の厚い層が形成されることとなる。そのため、このプリント配線板においては、バリ６の部分における導電材料層の抵抗値の上昇や断線が防止され、すなわち、バリ６を原因とする初期断線の可能性を極端に減らすことができ、非常に接続信頼性の高いプリント配線板となっている。また、このプリント配線板においては、バリ６の部分における導電材料層が厚いため、熱ストレスや物理的応力などの外部刺激によるクラック断線の可能性が極めて低く、外部応力に対する耐久性が良好なプリント配線板となっている。なお、このプリント配線板の両面側には、レジスト層８が形成されている。
【００１８】
また、このプリント配線板の製造方法においては、絶縁基材１に貫通孔３を形成した後に導電材料からなる回路パターンを何度も重ねて形成することによってバリ６の部分を覆う方法に比較して、貫通孔３形成後の回路パターンの形成回数を減らすことができるため、貫通孔３の内部に導電材料を充填しすぎることが防止される。貫通孔３の内部への導電材料の充填が多すぎると、乾燥硬化不足に陥ったり、気泡を包含したりする可能性があるので、これらを原因として断線や外部刺激に対する耐久性劣化が生ずる虞れがある。
【００１９】
なお、本発明においては、貫通孔３の形状や大きさは、特に限定されるものではなく、また、絶縁基材１をなす材料や、導電材料についても、特に限定されるものではない。図３は、本発明に係るプリント配線板の他の実施形態における構成を示す斜視図である。また、本発明は、図３に示すように、絶縁基材１の両面のみならず、絶縁基材１の中間層に一、または、複数の回路パターン７がさらに形成されたプリント配線板に適用することも可能である。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。この実施例においては、導電材料層を形成する導電性インクとして、以下の〔表１〕に示すように、銀（Ａｇ）、カーボンブラック及び溶剤（酢酸エチレングリコールモノブチルエーテル）からなり、表中に示す粘度及び組成のもの（「Ａｇ  ＦＡ−３５３」）を用い、また、導電材料層上に形成するレジスト層として、以下の〔表１〕に示す組成のもの（「ＸＢ−３０２７」）を用いた。
【表１】
2006054400.tif 000003
【００２１】
そして、この実施例について、従来の製造方法によって製造された比較例としてのプリント配線板と、初期断線率の発生率を比較した。この結果、下記の〔表２〕に示すように、本発明の実施例においては、初期断線率が極端に減少していることがわかった。
【表２】
2006054400.tif 000004
【００２２】
また、この実施例について、外部刺激（折り曲げ）に対する耐久性について、従来の製造方法によって製造された比較例としてのプリント配線板と比較した。図４は、実施例及び比較例について、外部刺激に対する耐久性を示すグラフである。ここで、比較例１は、貫通孔３を形成するときに、導電性パット部２を形成しなかったものである。比較例２は、貫通孔３を形成するときに、パンチング工具Ｐが進入する側の面に導電性パット部２を形成したものである。絶縁基材１に対し、貫通孔３が形成された箇所を折り目とする折り曲げを繰り返すという外部応力を加えて行くと、図４に示すように、比較例１では、バリによって導電材料層が損傷し、抵抗値が上昇してしまうことがわかった。また、比較例２でも、絶縁基材１の折り曲げを繰り返すと、バリによる導電材料層の損傷が生じ、抵抗値が上昇する。本発明の実施例においては、絶縁基材１の折り曲げを繰り返しても、抵抗値の上昇が１．３Ω以下程度に抑えられており、高い耐久性が確保されていることがわかった。
【００２３】
また、本発明に係るプリント配線板の貫通孔３の周囲の断面を顕微鏡で観察したところ、図２に示すように、貫通孔３の直径が０．２５ｍｍである場合において、バリ６の長さ（すなわち、バリ無しで９０°に抜かれた際のエッジの位置を０とし、このエッジから突起の先端までの長さ）が６μｍで、このバリ６上の導電材料（銀）層の厚さが１０μｍ、または、バリ６の長さが１０μｍで、このバリ６上の導電材料（銀）層の厚さが５μｍ、あるいは、バリ６の長さが１４μｍで、このバリ６上の導電材料（銀）層の厚さが１０μｍである場合などが観察された。また、バリ６が発生しなかった（バリ６の長さが０μｍである）場合において、貫通孔３のエッジ部の導電材料（銀）層の厚さは、３０μｍであることが観察された。
【００２４】
また、貫通孔３の直径が０．３０ｍｍである場合において、バリ６の長さが１０μｍで、このバリ６上の導電材料（銀）層の厚さが２μｍ、または、バリ６の長さが１２μｍで、このバリ６上の導電材料（銀）層の厚さが６μｍ、あるいは、バリ６の長さが０μｍで、このバリ６上の導電材料（銀）層の厚さが１２μｍ、さらに、バリ６の長さが１０μｍで、このバリ６上の導電材料（銀）層の厚さが４５μｍである場合などが観察された。
【００２５】
さらに、絶縁基材１をなすポリエチレンテレフタレートが貫通孔３の周囲部において変形して２．２μｍ隆起している場合において、この隆起上の導電材料（銀）層の厚さが６．３μｍ、または、絶縁基材１が貫通孔３の周囲部において６．３μｍ隆起している場合において、この隆起上の導電材料（銀）層の厚さが６．８μｍである場合などが観察された。なお、このように隆起上に形成された導電材料層は、パンチング工具Ｐによる圧力を受けているので、密度が高くなっていると思われる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るプリント配線板の製造方法の第１の実施形態を示す工程図である。
【図２】本発明に係るプリント配線板の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係るプリント配線板の他の実施形態における構成を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る実施例及び比較例について、外部刺激に対する耐久性を示すグラフである。
【図５】従来のプリント配線板の構成を示す断面図である。
【図６】従来のプリント配線板の製造方法を示す工程図である。
【図７】従来のプリント配線板の製造方法において問題となるパンチング工具が絶縁基材を貫通して抜ける側の面におけるバリを示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  絶縁基材
２  導電性パット部
３  貫通孔
４  導電材料
５  導電材料
６  バリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006054400.tif 000008
【図５】
2006054400.tif 000009
【図６】
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【図７】
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