(57)【要約】【課題】バイアホールを有する回路基板を、マザーボードのよう被実装体に半田を介して実装する際に、溶融した半田が前記バイアホール内に這い上がるのを抑制できる構造のバイアホール及び周知のバイアホールをそのような構造のバイアホールに変成する。【解決手段】回路基板１に穿設したスルーホール８の内面に従来技術と同様に導電体１０を印刷法、メッキ法、スパッタリング等の製膜技術により形成する。そしてその導電体の内面１０ａに半田の濡れ特性が前記導電体のそれより劣る半田貧親和性物質Ｍを被覆して、内面が前記半田親和性物質からなる薄膜９で変成されたバイアホール４を得る。このような構造のバイアホールを備えた電子部品５を被実装体６上にリフロー半田により接合すると、その接合過程で半田が再溶融しても前記半田は前記薄膜上を滑り落ちて上方に這い上がることができない。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板（１）に穿設したスルーホール（８）の内壁に導電体（１０）を付着させるとともに、さらにその導電体の内面（１０ａ）をその導電体より半田の濡れ特性が劣る半田貧親和性物質（Ｍ）を被覆したことを特徴とする回路基板のバイアホール。
【請求項２】
前記半田貧親和性物質（Ｍ）が無機物である請求項１記載の回路基板のバイアホール。
【請求項３】
前記半田貧親和性物質（Ｍ）が金属、金属酸化物又は金属窒化物である請求項２記載の回路基板のバイアホール。
【請求項４】
前記金属が白金である請求項３記載の回路基板のバイアホール。
【請求項５】
回路基板（１）に形成したスルーホール（８）の内面に金属層を成膜して導電体（１０）を形成する工程と、前記回路基板にマスク（１１ａ、１１ｂ）をして前記導電体以外の外部露出面を被覆する第一被覆工程（Ａ）と、前記導電体の露出面にその導電体より半田の濡れ特性が劣る半田貧親和性物質（Ｍ）を被覆させる第二被覆工程（Ｂ）とからなるバイアホールの変成方法。
【請求項６】
前記第二被覆工程（Ｂ）が、半田貧親和性物質（Ｍ）を飛散させるスパッタリング工程である請求項５記載のバイアホールの変成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板のバイアホール及びそのバイアホール変成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示すように、従来からアルミナ基板又は窒化アルミニウム等からなる回路基板１の表裏面に電子回路２、３を印刷し、それらの電子回路２、３をバイアホール４により導通可能にした電子部品５は周知である。この電子部品５をマザーボードのような被実装体６に実装するとき、その被実装体６の所定個所に予めリフロー半田７を印刷法により塗布し、その個所に電子部品５を載置した後、それらを所定の加熱ゾーンに通すことにより前記電子部品５を被実装体６に固定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記実装方法は微細な電子部品５を複数個、非実装体６に取着できるという点において効率的な実装方法であるが、リフロー半田が硬化する過程でバイアホール４内を上昇し、場合によっては回路基板１の上面にまで延展して、そのバイアホール４に隣接する他の電子回路を通電させるという問題がある。
【０００４】
そこで本発明者等はこのような問題が生じないバイアホール構造を提案すべく、鋭意、研究したところ、前記バイアホールの内面に、それを構成する金属と半田の濡れ性に関して特定の関係を有する物質を被覆すればよいという事実を見出し、本発明を完成した。したがって、本発明の課題は、バイアホールを有する回路基板をマザーボードのような被実装体に半田を介して実装する際に、再溶融した半田が前記バイアホール内に這い上がるのを抑制できる構造のバイアホール及び通常のバイアホールをそのような構造のバイアホールに変成することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本請求項１発明は前記の課題を解決するために、回路基板に穿設したスルーホールの内壁に導電体を付着させるとともに、さらにその導電体の内面をその導電体より半田の濡れ特性が劣る半田貧親和性物質を被覆するという手段を採用する。すると前記導電体の内面を毛細管現象により溶融した半田が上昇しようとしても前記内面にはその金属よりも半田の濡れ特性が劣る半田貧親和性物質に被覆されているので、再溶融した半田が前記物質の表面に沿って上るのが抑制される。なお、半田に対して前記半田貧親和性物質の濡れ特性がどの程度あるかを把握する方法として所定の粗さにした導電体の表面に所定量の半田を載せて所定の温度に加熱したときその半田の広がりを、基準となる金属面に同様に半田を載せてその半田を再溶融したときの広がりの程度と比較することにより決定する。本発明において基準となる金属としてＮｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕが選ばれる。
【０００６】
前記構造のバイアホールは次の工程を経て製作される。すなわち、回路基板に形成したスルーホールの内面に金属層を成膜して導電体を形成する工程と、前記回路基板にマスクをして前記導電体以外の外部露出面を被覆する第一被覆工程Ａと、前記導電体の露出面にその導電体より半田の濡れ特性が劣る半田貧親和性物質を被覆させる第二被覆工程Ｂとからなる変成方法により本発明に係るバイアホールは製作される（請求項５発明）。そして好ましくは、前記変成方法において第二被覆工程Ｂとして、半田貧親和性物質を飛散させるスパッタリング工程が採用される（請求項６発明）。スパッタリング工程は、前記半田貧親和性物質をグロー放電が衝突するターゲットとするものであるから、前記半田貧親和性物質として無機物、好ましくは金属、金属酸化物又は金属窒化物、さらに好ましくは白金が選ばれる（請求項２、請求項３及び請求項４発明）。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の最も好ましい実施の形態について詳述するが、最初に本発明に係るバイアホールの変性方法を説明し、次いでその方法により得られたバイアホールの構造について説明する。まず、図２に示すように、公知の手法により回路基板１としてのアルミナ基板にスルーホール８を穿設するとともに、前記回路基板１の表裏面に銅ペーストを使用して電子回路２、３と、それらを通電させるバイアホール４とを印刷形成法により形成する。なお、本発明においては成型法により前記基板に貫通形成する透孔をスルーホール８と呼称し、そのスルーホール８の内面側に印刷法乃至はメッキ法等の方法により環状導電体１０を形成したとき、前記スルーホール８と環状導電体１０との組み合わせ構造をバイアホール４と称する。
【０００８】
次に上記のように製作された電子部品５の表裏面にマスク１１ａ、１１ｂを施して、前記環状導電体１０の内面１０ａ以外の露出部を隠蔽する（第一被覆工程Ａ）。このように前記内面１０ａだけが露出した電子部品５をスパッタリング装置（図示なし）の中に収容した。
【０００９】
前記スパッタリング装置内を低真空下において、陰極から発射されるグロー放電を陽極であるターゲットに衝突させた。この実施態様においては前記ターゲットとして白金を使用した。そして前記陽極の近くに前記電子部品５を置いたら前記陽極から叩き出された導電体である白金が、図１に示すように、前記環状導電体１０の内面１０ａ上に薄膜９になって被覆された変成されたバイアホール４が得られた（第二被覆工程Ｂ）。
【００１０】
このようにして得た電子部品５を、従来技術と同様に、被実装体６上にリフロー半田を介して搭載した後、加熱雰囲気に通して前記半田を再溶融して被実装体６上に電子部品５を実装した。この被実装体６上に搭載された電子部品５のバイアホール４を肉眼で検査したところ、１００個のバイアホール４の上部開口から半田が溢れているものは全く認められなかった。
【００１１】
比較のため前記バイアホール６に白金の薄膜９が付着していない電子部品５を前記同様に製作し、同様にバイアホール４の上部開口から半田が溢れているバイアホール４の個数を調査したら、１００個のバイアホール４につき９５個のバイアホール４の上部開口から半田が溢れていることが確認された。従って、本発明に係るバイアホール４において薄膜１２となった白金は明らかに半田貧親和性物質Ｍであることが判明した。
【００１２】
本発明は、その根本的技術思想を踏襲し発明の効果を著しく損なわない限度において前記実施態様に一部分を次のように変更して実施できる。すなわち、前記半田貧親和性物質Ｍとして白金以外にクロムを採用することができるし、クロムの酸化物も使用することもできる。また回路基板１として窒化アルミニウム、その他の各種誘電体を材料とする基板を使用できる。
【００１３】
さらに前記スルーホール８として、図３に示すように、所定幅のグリーンシートに多数枚の電子基板５をサイジングするとき、そのサイジング個所に予め複数個のスルーホールを穿孔しておいて、それらのスルーホール８を半割りにし、続いて又は半割にする前にスルーホール８の表面に導電体１０を形成したようなバイアホール４に対しても本発明を適用することができる。
【００１４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明は、バイアホールを有する回路基板をマザーボードのよう被実装体に半田を介して実装する際に、溶融した半田が前記バイアホール内に這い上がるのを抑制できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るバイアホールの断面図である。
【図２】本発明に係るバイアホールの製作過程を示す部分断面図である。
【図３】本発明に係る他の実施態様を示す断面図である。
【図４】従来技術に係る電子部品を被実装体に実装された状態を示す部分破断斜視図である。
【符号の説明】
１　　：回路基板
２、３：電子回路
４　　：バイアホール
５　　：電子部品
６　　：被実装体
７　　：半田
８　　：スルーホール
９　　：薄膜
１０　：導電体
１１ａ：マスク
１１ｂ：マスク
Ｍ　　：半田貧親和性物質。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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