(57)【要約】【課題】  基板に貫通穴を設けないでケースや筐体と取り付けすることができ、基板のフルスペースを部品実装面とすることにより高密度に部品実装が可能な多層基板を用いたプリント配線板及びその製造方法を提供する。【解決手段】  穴部を形成した内層基板と、穴部を塞ぐように内層基板の表面に設けられた第１プリプレグと、この第１プリプレグ上に設けられた外層基板と、第１貫通孔を設け、その第１貫通孔を穴部に対応させて内層基板の裏面に設けられた第２プリプレグと、この第２プリプレグに密着させ、第１貫通孔よりも径の小さい第２貫通孔を設け、穴部の径の内部に突出するように周辺部を有する弾性シートと、固定台の突起部を弾性シートの周辺部に装着した状態で、少なくとも前記外層基板上の前記穴部上に固定された実装部品とを備えるようにした。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
穴部を形成した内層基板と、前記穴部を塞ぐように前記内層基板の表面に設けられた第１プリプレグと、この第１プリプレグ上に設けられた外層基板と、第１貫通孔を設け、その第１貫通孔を前記穴部に対応させて前記内層基板の裏面に設けられた第２プリプレグと、この第２プリプレグに密着させ、前記第１貫通孔よりも径の小さい第２貫通孔を設け、前記穴部の径の内部に突出するように周辺部を有する弾性シートと、固定台の突起部を前記弾性シートの周辺部に装着した状態で、少なくとも前記外層基板上の前記穴部上に固定された実装部品とを備えたプリント配線板。
【請求項２】
前記弾性シートの周辺部は、前記第２貫通孔を、部分的に突出した突出部により構成した請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記弾性シートは、フッ素ゴム材である請求項１又は２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
穴部を形成した内層基板の表面に前記穴部を塞ぐように第１のプリプレグを設け、前記内層基板の裏面に前記穴部に対応した第１貫通孔を有する第２のプリプレグを設け、前記第１貫通孔よりも径の小さい第２貫通孔を弾性シートに設け、前記第２貫通孔の周辺部が前記第１貫通孔の径の内部に突出するように前記弾性シートを前記第２プリプレグに密着させ、固定台の突起部を前記弾性シートの前記周辺部に装着した後に、少なくとも前記第１プリプレグ上の外層基板上であって前記穴部上に実装部品を実装するプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
前記実装部品は、加熱してはんだ付けをするリフロー工程である請求項４に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
前記弾性シートは、フッ素樹脂により構成し、その裏面にもプリプレグを密着させ、フッ素を除去する処理によりその表面を粗化する請求項４に記載の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】
この発明はプリント配線板に電子部品を実装するプリント配線板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を搭載するプリント配線板をケースや筐体へ固定する場合には、ねじを挿入する貫通穴を設けるものが一般的である。例えば、特開２００２−７６５２５公報図１（特許文献１参照）には四隅部に設けられた取り付け部１６と実装部２０との連結部１９が弾性的に変形可能なＦＰＣ１２により構成されたプリント配線板が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７６５２５号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のプリント配線板では四隅の取付部１６には取付穴（貫通穴）１７が必要であると共に、この貫通穴１７にはビス３０が挿入され、また、取付部１６と実装部２０とは連結部１９で隔離されているため、部品実装するには取付部１６や連結部１９がデッドスペースとなり、トータルの基板面積が大きくなる問題点があり、小面積を必要とする小型の基板には高密度な実装を行うことは困難であるという課題があった。
【０００５】
この発明は、基板に貫通穴を設けないでケースや筐体と取り付けすることができ、基板のフルスペースを部品実装面とすることにより高密度に部品実装が可能な多層基板を用いた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】
【０００６】
請求項１に係るプリント配線板は、穴部を形成した内層基板と、前記穴部を塞ぐように前記内層基板の表面に設けられた第１プリプレグと、この第１プリプレグ上に設けられた外層基板と、第１貫通孔を設け、その第１貫通孔を前記穴部に対応させて前記内層基板の裏面に設けられた第２プリプレグと、この第２プリプレグに密着させ、前記第１貫通孔よりも径の小さい第２貫通孔を設け、前記穴部の径の内部に突出するように周辺部を有する弾性シートと、固定台の突起部を前記弾性シートの周辺部に装着した状態で、少なくとも前記外層基板上の前記穴部上に固定された実装部品とを備えたものである。
【０００７】
請求項２に係るプリント配線板は、前記弾性シートの周辺部は、前記第２貫通孔を、部分的に突出した突出部により構成した請求項１に記載のものである。
【０００８】
請求項３に係るプリント配線板は、前記弾性シートは、フッ素ゴム材である請求項１又は２に記載のものである。
【０００９】
請求項４に係るプリント配線板の製造方法は、穴部を形成した内層基板の表面に前記穴部を塞ぐように第１のプリプレグを設け、前記内層基板の裏面に前記穴部に対応した第１貫通孔を有する第２のプリプレグを設け、前記第１貫通孔よりも径の小さい第２貫通孔を弾性シートに設け、前記第２貫通孔の周辺部が前記第１貫通孔の径の内部に突出するように前記弾性シートを前記第２プリプレグに密着させ、固定台の突起部を前記弾性シートの前記周辺部に装着した後に、少なくとも前記第１プリプレグ上の外層基板上であって前記穴部上に実装部品を実装するものである。
【００１０】
請求項５に係るプリント配線板の製造方法は、前記実装部品は、加熱してはんだ付けをするリフロー工程である請求項４に記載のものである。
【００１１】
請求項６に係るプリント配線板の製造方法は、前記弾性シートは、フッ素樹脂により構成し、その裏面にもプリプレグを密着させ、フッ素を除去する処理によりその表面を粗化する請求項４に記載のものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係るプリント配線板によれば、多層基板を固定するための専用の取り付け穴を部品実装面まで貫通させず、多層基板の空洞領域に設けた弾性のあるゴムシートの貫通穴で外部固定ピンと嵌合させて固定するので、多層基板の部品実装面をフルスペースで活用することが可能であり高密度に部品を実装できる効果がある。
【００１３】
この発明に係るプリント配線板の製造方法によれば、プリプレグ材と異なる異種材料で構成した弾性シートを表面処理してから重ねて熱圧着するのでプリプレグとゴムシートとの界面の接合は強固になり、多層基板の層間剥離による不都合を防止する効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施例１．
以下、この発明の実施の形態１について図１を用いて説明する。図1は、実施例１によるプリント配線板の断面模式図であり、図１において、１はエポキシ樹脂などを用いた銅張り両面基板の所定位置に直径Ａの貫通穴を設け、表裏の銅箔パターンをエッチングし、配線パターンとした内層（内層基板）である。２はガラスクロス基材にエポキシ樹脂を含浸して硬化又は半硬化させたプリプレグシート（プリプレグ）であり、２ａは内層１の一方の面に積層した第１プリプレグ、２ｂは直径Ｂの貫通穴を設け、内層１の他方の面に積層する第２プリプレグである。３は片面銅張り基板で構成した外層（外層基板）であり、３ａはプリプレグ２ａに積層する第１外層（第１外層基板）、３ｂは直径Ｃの貫通穴を設け、プリプレグ２ｂに積層する第２外層（第２外層基板）である。４は直径Ｄの貫通穴を設け、第２プリプレグ２ｂに挟まれて積層されるフッ素ゴム（使用温度２００℃以上、硬度ＪＩＳＡ５０、ムーニ粘度１００超程度）などを用いた耐熱ゴムシート（弾性シート）、５は内層１、プリプレグ２、外層３、耐熱ゴムシートを一括熱圧着した多層基板のスルーホール部、６は取り付け穴（ピン穴）であり、６ａは内層１に設けた直径Ａの穴部、６ｂは第２プリプレグ２ｂに設けた直径Ｂの穴部（第１貫通孔）、６ｃは第２外層に設けた直径Ｃの穴部、６ｄは耐熱ゴムシート４に設けた直径Ｄの穴部（第２貫通孔）である。なお、直径Ａの穴部６ａ、直径Ｂの穴部６ｂ、直径Ｃの穴部６ｃ及び直径Ｄの穴部６ｄの中心は穴あけ加工時のＮＣデータの同一座標に設定されている。
【００１５】
７はプリント配線板（多層基板）の外層３に搭載するチップコンデンサ、チップ抵抗器などの表面実装部品、８はステンレスやアルミ材で構成された多層基板を固定する固定台、９は固定台８から突出し多層基板を保持する固定ピンである。
【００１６】
図２は固定台８から突出した固定ピン９と多層基板の貫通穴（ピン穴）との関係を説明する部分断面図である。図２において、耐熱ゴムシート４と嵌合させるＴ字状固定ピン９の突出部直径をＥとし、突出部と直交する幅広平坦部直径をＦとすると、直径Ｅと耐熱ゴムシート４の直径Ｄの穴部６ｄとのサイズについては、Ｅ＞Ｄと設定し、直径Ｆと多層基板側の直径Ａの穴部６ａ、直径Ｂの穴部６ｂ及び直径Ｃの穴部６ｃとのサイズについてはＡ，Ｂ，Ｃ＞Ｆと設定する。Ｂ−Ｄの耐熱ゴムシート４の部分を第２貫通孔６ｄの周辺部と呼ぶ。なお、図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００１７】
次にＴ字状の固定ピン９の突出部直径が０．７ｍｍ、突出部と直交する幅広平坦部が０．９ｍｍを用いたプリント配線板の製造工程について図３を用いて説明する。図３は積層する基板の積層図であり、図３において、１０は内層１となる両面銅張り板の銅箔を写真製版し、エッチングしてパターン形成した配線パターンである。まず、パターン形成された内層１の所定位置に固定ピン９挿入用の直径１．０ｍｍの加工穴６ａを設ける。
【００１８】
次に耐熱ゴムシート４の所定位置に固定ピン９挿入用の直径０．６ｍｍのパンチ穴６ｄを設ける。次に第２プリプレグ２ｂの所定位置に固定ピン９挿入用の直径１．０ｍｍの加工穴６ｂを設ける。次に第２外層３ｂの所定位置に固定ピン９挿入用の直径１．０ｍｍの加工穴６ｃを設ける。
【００１９】
次に耐熱ゴムシート４の両側に圧着する第２プリプレグ２ｂとの接着力を強化するために耐熱ゴムシート４側の表面をフッ素樹脂表面処理剤で表面粗化を行い、フッ素を除去する。表面粗化を実施することにより耐熱ゴム４と隣接する第２プリプレグ２ｂとの接合強度を１０Ｎ／ｃｍ以上に保つことが可能となる。
【００２０】
次に第１外層３ａ、第１プリプレグ２ａ、内層１、耐熱ゴムシート４の一方の面に熱圧着する第２プリプレグ２ｂ、耐熱ゴムシート４、耐熱ゴムシート４の他方の面に熱圧着する第２プリプレグ２ｂ及び第２外層３ｂを積層し、加熱温度約１７５℃、圧力１０Ｋｇ／ｃｍ２、時間６０分で一括してプレス成形する。なお、プレス成形（一括熱圧着積層成形工程）では、固定ピン９挿入用の各加工穴６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは所定位置が一致するように積層する基板の端部などに基準穴を（図示せず）を適宜設けて基準穴に位置決めピンなどを挿入し、各基板間の位置ずれを防止する。
【００２１】
なお、耐熱ゴムシート４はフッ素ゴムを用いたが、耐熱ゴムシート４はガラスクロスやアラミド繊維などの両側にフッ素ゴムやシリコンゴムを熱圧着した繊維補強したものを耐熱ゴムシートとしても良い。
【００２２】
次に表裏を貫通するスルーホール部５を多層基板に設置する場合について図４及び図５を用いて説明する。図４は多層基板の部分断面図であり、図４において１１はポリミドシートやガラスクロスなどの薄膜耐熱シート材で構成したラミネートシートである。
【００２３】
固定ピン９挿入用の加工穴を設けた多層基板をＮＣデータに基づき所望位置を穴あけ加工し、多層基板の表裏を貫通させる穴を設け、その後、銅材による無電解めっきや電解めっきによるめっき工程にて図５に示す貫通スルーホール部５を設ける。このめっき工程では固定ピン９挿入用の各加工穴６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄの側壁や内層１の配線パターン１０に不要なめっき液が浸透しないようにラミネートシート１１で目張りすることで基板エッジや配線パターン１０の短絡防止を行う。次に図６に示すように多層基板の外層３ａ、３ｂを写真製版し、エッチングして外層３の配線パターンを形成する。
【００２４】
以上から多層基板の空洞領域に設けた弾性シート４の貫通穴（第２貫通孔）で外部固定ピンと嵌合させて固定するので、多層基板の部品実装面をフルスペースで活用することが可能となる効果がある。
【００２５】
また、プリプレグ材と異なる異種材料で構成した弾性シートを表面処理してから重ねて熱圧着するのでプリプレグとゴムシートとの界面の接合は強固になり、多層基板の層間剥離による不都合を防止できる。
【００２６】
実施例２．
実施例１では突出部直径が０．７ｍｍ、突出部と直交する幅広平坦部が０．９ｍｍとしたＴ字状固定ピン９に対応させて直径が０．６ｍｍの取り付け穴６ｄを設けた耐熱ゴムシート４について述べたが、実施例２ではその他の形状の取り付け穴を設けた場合に付いて説明する。
【００２７】
図７は固定台８側から多層基板側を見た耐熱ゴムシートの形状を説明する図である。図７において４０は耐熱ゴムシートシート、６０は耐熱ゴムシート４０に設けられた星型のパンチ穴（穴部）である。図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２８】
図７では耐熱ゴムシート４０の穴部６０を星型形状とし、星型の頂点同士で結ばれる外接円の直径を、実施例１同様に構成した直径１．０ｍｍの外層３ｂ穴部６ｃより小さくしている。従って、対応する固定ピン９も星型とし、この星型の頂点同士で結ばれる外接円を耐熱ゴムシート４０の外接円より０．１ｍｍほど大きくし、耐熱ゴムシート４０と相似形状とすることにより耐熱ゴムシート４０の穴部６０と嵌合させる。
【００２９】
以上から実施の形態２によれば、実施例１で示したＴ字状に構成した固定ピン９の幅広平坦部が無いので固定台８と多層基板との厚み方向の固定精度は緩慢になるものの耐熱ゴムシート４０と固定ピン９との嵌合面積が増加することにより、多層基板は固定台８と強固に固定できる効果がある。
【００３０】
実施例３．
実施例１及び実施例２では、固定台８の所定位置に多層基板を載置したが、実施例３では多層基板を可動式にした場合について説明する。図８は固定台８側から多層基板側を見た耐熱ゴムシートの形状を説明する図である。図８において４１は耐熱ゴムシート、６１は耐熱ゴムシート４１に設けられた長溝のパンチ穴（穴部）、６１ｃは外層３ｂに設けられた長溝の穴部である。図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００３１】
図８では耐熱ゴムシート４１の穴部６１を長溝形状とし、同様に長溝とした外層３ｂの穴部６１ｃより小さくしている。対応する固定ピン９は実施例１同様円形とし、耐熱ゴムシート４１の短軸側サイズより０．１ｍｍほど大きくして耐熱ゴムシート４１の穴部６１と嵌合させる。
【００３２】
以上から実施例３によれば、実施例１で示した耐熱ゴムシート４の穴部６ｄを固定ピン９の位置に合わせることにより固定するのに対して、実施例３では耐熱ゴム４１の穴部６１を長溝としたので固定されると共に多層基板の相対的可動（移動）が可能となる。
【００３３】
従って、多層基板の取り付け穴が複数あり、それぞれに対して固定ピン９を嵌合させる場合には、微調整が可能である。また、自動リフローはんだ付け装置などの搬送レールに多数の固定ピン９を設置することにより、リフロー炉内での温度変化が大きい環境下にあっても、多層基板が固定ピン９に対して可動するので熱ストレスによる反りや捻じれに対する不都合も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施の形態１によるプリント配線板の部分断面模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるプリント配線板のピン穴の部分拡大図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるプリント配線板の積層図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるプリント配線板の穴あけ加工を説明する部分断面図である。
【図５】この発明の実施の形態１によるプリント配線板のスルーホール形成を説明する部分断面図である。
【図６】この発明の実施の形態１によるプリント配線板の外層パターン形成を説明する部分断面図である。
【図７】この発明の実施の形態２によるプリント配線板のピン穴形状を説明する図である。
【図８】この発明の実施の形態３によるプリント配線板のピン穴形状を説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  内層（内層基板）、  ２  プリプレグシート（プリプレグ）、  ２ａ  第１プリプレグ、  ２ｂ  第２プリプレグ、  ３  外層基板、  ３ａ  第１外層、  ３ｂ  第２外層、  ４  耐熱ゴムシート（弾性シート）、  ５  スルーホール部、  ６  取り付け穴、６ａ  直径Ａの穴部、６ｂ  直径Ｂの穴部（第１貫通孔）、  ６ｃ  直径Ｃの穴部、  ６ｄ  耐熱ゴムシートに設けた直径Ｄの穴部（第２貫通孔）、  ７  表面実装部品、  ８  固定台、  ９  固定ピン、  １０  配線パターン、  １１  ラミネートシート、  ４０  耐熱ゴムシート（弾性シート）、  ４１  耐熱ゴムシート（弾性シート）、  ６０  星型の穴部、  ６１  長溝穴部、  ６１ｃ  第２外層穴部。  
【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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