(57)【要約】【課題】リード付挿入部品のリードの位置の裏面に表面実装用パッドあるいは配線パターンを配設可能とするプリント配線板を、簡易な方法で提供する。【解決手段】それぞれに貫通スルーホールおよび回路パターンを形成した２枚のプリント配線板１Ｐおよび２Ｐと、両プリント配線板の間に介在し両者を絶縁接着する絶縁接着層８とを備え、前記プリント配線板１Ｐの貫通スルーホールによって非貫通スルーホール３Ｂを形成し、前記プリント配線板２Ｐの貫通スルーホールによって樹脂充填されたサーフェスビアホール１５を形成し、さらに前記サーフェスビアホール１５の表面側には表面実装用パッド１４あるいは配線パターンを形成し、前記非貫通スルーホールにリード付き挿入部品５１、５４を実装可能とし、前記サーフェスビアホール１５上には表面実装部品の接続あるいは配線パターンの配設を可能とした。【選択図】　　　　　図３
2004063956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏両面に部品実装を可能としたプリント配線板において、貫通スルーホールと回路パターンが形成された２枚のプリント配線板と、これらプリント配線板の間に介在し絶縁接着する絶縁接着層を備え、
一端が表面に開いた非貫通スルーホールが前記プリント配線板のうち一方のプリント配線板に形成されていた貫通スルーホールにより構成され、
樹脂充填されたサーフェスビアホールが他方のプリント配線板に形成されていた貫通スルーホールにより構成され、
前記非貫通スルーホールにはリード付き挿入部品のリードを挿入可能とし、
前記サーフェスビアホール上には表面実装用パッドあるいは配線パターンの配設を可能としたこと
を特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
前記非貫通スルーホールと前記サーフェスビアホールが、プリント配線板の主面方向から透視した場合、少なくとも一部が重なるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項３】
前記非貫通スルーホールと前記サーフェスビアホールが同一格子上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかのプリント配線板において、次の工程を有することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
（１）非貫通スルーホール形成面側を形成すべき銅張り積層板とサーフェスビアホール形成面側を形成すべき銅張り積層板に対して、これらを積層する前の単品の段階で、それぞれに貫通スルーホールと配線パターンを形成し、２枚のプリント配線板とする工程
（２）非貫通スルーホール形成面側のプリント配線板、第１の耐熱樹脂フィルム、第１のプリプレグ、サーフェスビアホール形成面側のプリント配線板の順で積層し、加熱圧着する工程
（３）第２のプリプレグにおいて、非貫通スルーホールと重なる位置を含む所定の範囲に穴を設ける工程
（４）非貫通スルーホール形成面側に前記第２のプリプレグを積層し、前記穴に第２の耐熱樹脂フィルムをはめ込む工程
（５）前記第２のプリプレグを介して片面銅張り積層板を積層し、加熱圧着する工程
（６）積層後の全層を貫通するスルーホールを形成し、外層パターンを形成する工程
（７）非貫通スルーホールとなるべき部分の表面部を覆っている前記片面銅張り積層板の基材層を除去し、これにより露出した前記第２の耐熱樹脂フィルムを取り除く工程
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント配線板に関し、特に表面に表面実装用パッドあるいは配線パターンが配設可能なサーフェスビアホールと非貫通スルーホールの構造及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子機器の小型、軽量化に伴って高密度実装技術が進展している。例えばプリント配線板への部品実装においては、スルーホールに部品リードを挿入し電気的、機械的接合を得る部品実装方法に替わって、プリント配線板表面に平面的に形成されたパッド上に部品電極を半田付けする表面実装方法が大半を占めてきた。
【０００３】
表面実装部品の適用は、これらをプリント配線板の表裏両面に実装することによって、高密度実装化の有効な手段となる。これに対し、部品リードをプリント配線板のスルーホールに挿入して実装する部品（以下リード付き挿入部品という）は、その部品本体が実装面のエリアを占有するばかりでなく、部品リードが貫通した反対側の面（裏面）においても、その位置への部品の実装は不可能であり、更にはそのスルーホールの外縁に形成されたランドにより裏面への外層パターンの配設が制限される。
【０００４】
したがって、現在挿入部品の形態を残している部品は、プリント配線板との接合部に大きな力が加わると想定される部品にほぼ限られてきた。部品本体の質量が非常に大きいもの、あるいはコネクタ等がそれに当たる。なぜならばプリント配線板の表面に平面的に形成された表面実装部品用のパッドは、スルーホールに比べ著しく剥離強度に劣るからである。
【０００５】
このような理由からリード付挿入部品と表面実装部品が１枚のプリント配線板に混在する状況が多い中、リード付挿入部品のリードの位置の裏面に表面実装部品あるいは配線パターンが配設可能となれば、より一層の高密度実装化が実現できるのは自明である。
【０００６】
そこで、近年公開されている技術として例えば特開平８−１６２７６６公報がある。この技術を利用して非貫通スルーホールを形成し、リード付挿入部品のリードの位置の裏面に表面実装用パッドあるいはパターンを配設することができる。
【０００７】
この技術を図４、図５および図６に基づいて説明する。図４および図５は前記公報が開示した製造工程を示す模式図であり、図６はこのプリント配線板を利用することにより考えられる部品実装形態を示す図である。
【０００８】
図４（ａ）において多層銅張り積層板１０１に最外層１０２、１０３とパターン形成された内層パターン１０４、１０５がある。図４（ｂ）において内層パターン１０４、１０５の位置に貫通穴１０６を穿設する。
【０００９】
図４（ｃ）において、多層銅張り積層板１０１の表裏面を含めてスルーホールめっき１０７を施す。図４（ｄ）において上方からドリリングを行い内層パターン１０５の手前までのスルーホールめっき１０７を削り取る。図５（ｅ）においてこの貫通穴１０６に絶縁樹脂１０８を充填する。
【００１０】
図５（ｆ）において更に大径のドリリングを上方から行い、内層パターン１０４が露出する深さまでの非貫通穴１０９を凹設する。また、貫通穴１１０を穿設する。図５（ｇ）においてめっき処理を施し、前記非貫通穴１０９をめっき付の非貫通スルーホール１１１とし、前記貫通穴１１０をめっき付の貫通スルーホール１１２とする。合わせて表裏面にもめっき処理されることにより、非貫通スルーホール１１１の位置の裏面側１１１Ａにもめっき層が形成される。
【００１１】
図５（ｈ）において両面の外層を所定の配線パターンにエッチングすることで、非貫通スルーホール１１１とその位置の裏面側に表面実装用パッド１１３を持ったサーフェスビアホール１１４が形成される。またここで必要により、表面実装用パッド１１３を配線パターンとしてもなんら不都合がないことは明らかである。
【００１２】
その結果、図６で示すようにプリント配線板１０１の一方の面にリード付挿入部品５１のリードが接続でき、その位置の裏面に表面実装部品５２が接続可能となる。ここで５３は接続に使用したはんだである。
【００１３】
また他の技術として、例えば特開平１０−５１０９３公報で開示されている非貫通スルーホールを利用して、前記したようなリード付挿入部品のリードの位置の裏面に表面実装用パッドあるいは配線パターンを配設可能とすることができる。
【００１４】
この技術を図７および図８に基づいて説明する。図７はこの公報が開示した製造工程を示す模式図であり、図８はこのプリント配線板の部品実装形態を示す図である。
【００１５】
図７（ａ）において２０１は両面若しくは多層の銅張り積層板であり、まずこの銅張り積層板２０１に対して貫通穴２０２を穿設する。図７（ｂ）において第１の銅めっきを施しスルーホールめっき層２０３を形成し貫通穴２０２を貫通スルーホール２０２Ａとする。図７（ｃ）において、この貫通スルーホール２０２Ａ内に絶縁樹脂２０４を充填する。
【００１６】
図７（ｄ）において第２の銅めっきを施し第２のめっき層２０５を形成する。図７（ｅ）において所定の外層パターンとなるようにエッチング処理を行う。この結果配線パターン２０６やパッド２０８が形成される。図７（ｆ）において前記絶縁樹脂２０４を薬品溶液若しくはレーザー加工で除去し、非貫通スルーホール２０９を形成する。
【００１７】
このようにして形成された非貫通スルーホール２０９を用いることにより、図８で示すように非貫通スルーホール２０９の開口部側にはリード付き挿入部品５１のリードが接続でき、このリードの位置の裏面には表面実装部品５２の接続用のパッド２０８あるいはパターンを配設することができる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述した従来の技術では次のような問題が生じている。まず図４、図５および図６に基づいて説明した第１の従来技術では、図４（ｂ）で一度穿設した貫通穴１０６に図５（ｅ）で絶縁樹脂１０８を充填し、更にその充填樹脂に図５（ｆ）で非貫通穴１０９を凹設するという煩雑な工程を経なければならないこと。
【００１９】
図４（ｄ）においてスルーホールめっき１０７をドリリングで削り取ったり、図５（ｆ）で内層パターン１０４を露出させる程度のドリリングを行わねばならず、工程中に２度も位置、径および深さの精度を同時に要求される難易度の高い作業が必要となる。
【００２０】
図５（ｇ）において非貫通穴１０９にめっきを施し非貫通スルーホール１１１とするが、有底の穴にめっきを施すことは、めっき液が穴に充満し難くめっきの析出が均一にならなかったり、めっき後めっき液を穴から排出し難いという問題を引き起こす。
【００２１】
また図７及び図８に基づいて説明した第２の従来技術では、一度スルーホール２０２Ａに充填した樹脂２０４を乾燥硬化させ、更にめっき及びエッチングを行った後、先の工程で充填・硬化させた該樹脂を完全に除去するという製造工程を経なければならない。
【００２２】
非貫通穴に充填され硬化した樹脂を残渣なく除去することは、技術的に困難であり、残渣が存在した場合は部品組み立て後にのみ発見可能な接触不良の可能性を有してしまう。この結果がプリント配線板の歩留まりの悪さ、つまりコストアップの大きな要因となる。
【００２３】
また第２の従来技術の工法では、非貫通スルーホールとその裏面の表面実装用パッドとは必ず電気的に導通しており、回路パターンの設計自由度を著しく制限する。
【００２４】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、リード付き挿入部品のリードを接続し、そのリードの位置の裏面に表面実装用パッドあるいは配線パターンを配設可能とするプリント配線板を提供し、その製造方法においては、簡易で不良率が少なく、コスト低減が図れる方法を提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明により、貫通スルーホールと回路パターンが形成された２枚のプリント配線板と、これらプリント配線板の間に介在し絶縁接着する絶縁接着層を備え、一端が表面に開いた非貫通スルーホールが前記プリント配線板のうち一方のプリント配線板に形成されていた貫通スルーホールにより構成され、樹脂充填されたサーフェスビアホールが他方のプリント配線板に形成されていた貫通スルーホールにより構成され、前記非貫通スルーホールにはリード付き挿入部品のリードを挿入可能とし、前記サーフェスビアホール上には表面実装用パッドあるいは配線パターンの配設を可能としたことを特徴とするプリント配線板を提供する。
【００２６】
また前記プリント配線板のうち一つの態様として、前記非貫通スルーホールと前記サーフェスビアホールが、プリント配線板の主面方向から透視した場合、少なくとも一部が重なるように配置されていることを特徴とするプリント配線板を提供する。
【００２７】
さらに前記プリント配線板のうち一つの態様として前記非貫通スルーホールと前記サーフェスビアホールが同一格子上に配置されていることを特徴とするプリント配線板を提供する。
【００２８】
これらプリント配線板において、次の工程を有することを特徴とするプリント配線板の製造方法を提供する。
【００２９】
（１）非貫通スルーホール形成面側を形成すべき銅張り積層板とサーフェスビアホール形成面側を形成すべき銅張り積層板に対して、これらを積層する前の単品の段階で、それぞれに貫通スルーホールと回路パターンを形成し、２枚のプリント配線板とする工程
【００３０】
（２）非貫通スルーホール形成面側のプリント配線板、第１の耐熱樹脂フィルム、第１のプリプレグ、サーフェスビアホール形成面側のプリント配線板の順で積層し、加熱圧着する工程
【００３１】
（３）第２のプリプレグにおいて、非貫通スルーホールと重なる位置を含む所定の範囲に穴を設ける工程
【００３２】
（４）非貫通スルーホール形成面側に前記第２のプリプレグを積層し、前記穴に第２の耐熱樹脂フィルムをはめ込む工程
【００３３】
（５）前記第２のプリプレグを介して片面銅張り積層板を積層し、加熱圧着する工程
【００３４】
（６）積層後の全層を貫通するスルーホールを形成し、外層パターンを形成する工程
【００３５】
（７）非貫通スルーホールとなるべき部分の表面部を覆っている前記片面銅張り積層板の基材層を除去し、これにより露出した前記第２の耐熱樹脂フィルムを取り除く工程
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１、図２および図３に基づいて説明する。図１および図２は本発明に係るプリント配線板の製造方法を示す断面模式図であり、図３は本発明に係るプリント配線板の部品実装形態を示す断面図である。
【００３７】
まず、図１に基づき本発明に係るプリント配線板の製造方法を説明する。図１（ａ）において１および２は両面又は多層の銅張り積層板である。１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂは各々の銅張り積層板の外層銅箔であり、１Ｃ、２Ｃはこれら銅張り積層板が多層板である場合の配線パターン化済の内層である。
【００３８】
図１（ｂ）において銅張り積層板１に貫通穴３を、銅張り積層板２に貫通穴４を穿設する。穴位置は任意であるが、本実施例では同一格子上に両者を配置する。次に図１（ｃ）において両銅張り積層板にめっきを施してスルーホールめっき層５Ｃおよび６Ｃを形成し、貫通穴３および４を貫通スルーホール３Ａおよび４Ａとする。
【００３９】
またエッチングを行うことにより配線パターン５Ａ、５Ｂおよび６Ａを形成するが、このとき銅張り積層板２における銅箔２Ｂの面のみエッチングを行わないでおく。このようにして２枚の銅張り積層板からプリント配線板１Ｐとプリント配線板２Ｐを作成する。
【００４０】
次に図１（ｄ）において、プリント配線板１Ｐ、第１の耐熱樹脂フィルム７、第１のプリプレグ（絶縁接着層）８、プリント配線板２Ｐの順に積層する。このとき第１の耐熱樹脂フィルムとしては例えばポリイミドフィルムを用い、片面７Ａに接着剤を塗布しておく。
【００４１】
積層は加熱加圧で行うので図２（ｅ）のように第１のプリプレグ８が流動状態となりプリント配線板２Ｐのスルーホール４Ａに充満する。しかしこのときプリント配線板１Ｐのスルーホール３Ａには耐熱樹脂フィルム７があるので流動化したプリプレグ８は侵入せず非貫通スルーホール３Ｂとなる。
【００４２】
次に図２（ｆ）において第２のプリプレグ９を用意する。第２のプリプレグは予め抜き型あるいはレーザ等で加工し、非貫通スルーホール３Ｂと重なる位置を含む所定の範囲に穴９Ａを明けておく。このとき第２のプリプレグ９としては、比較的樹脂流れ性の低いタイプを選定するのが好適である。
【００４３】
次に図２（ｇ）において第２のプリプレグ９の穴９Ａの部分に第２の耐熱樹脂フィルム１０をはめ込み、その上から片面銅張り積層板１１を銅箔１１Ａを外側にして加熱加圧積層する。この時第２の耐熱樹脂フィルム１０としては、剥離性の良いフィルムを使用するのが好適である。
【００４４】
次に図２（ｈ）において新たな貫通スルーホール１２を形成し、エッチングにより外層配線パターンを形成する。これにより配線パターン１３や表面実装用パッド１４が形成される。
【００４５】
次に図２（ｉ）において、前記エッチングにより露出した片面銅張り積層板１１の基材部１１Ｂにエンドミル等で穴加工する。穴位置は前記第２のプリプレグに加工した穴９Ａとほぼ一致させる。この穴から前記第２の耐熱樹脂フィルム１０を取り出して片面を開口させることにより非貫通スルーホール３Ｂを露出させる。
【００４６】
これらの工程により、非貫通スルーホール３Ｂと表面に表面実装用パッド１４を有したサーフェスビアホール１５とを同一格子上に形成できる。また、前記表面実装用パッド１４が配線パターンであってもなんら不都合がないことは言うまでもない。
【００４７】
次に図３に基づいて、本発明に係るプリント配線板の部品実装について説明する。図３（ａ）は片面にリード付挿入部品５１が実装され、このリードの位置の裏面に表面実装部品５２の電極が接続されている状態を示す。この場合リードははんだ５３により非貫通スルーホールに接続されている。
【００４８】
さらに図３（ｂ）には別の接続形態を示す。別のリード付挿入部品５４のリード５４Ａはリードの軸方向と略直角方向に弾性を有しており、リードをスルーホールに圧入することで電気的および機械的接続を得るものであり、一般にはプレスフィット接続と呼ばれている。このプレスフィット接続にも本発明に係るプリント配線板は問題なく適用可能である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、２枚の銅張り積層板に予めスルーホールを形成し、そのうち一方のスルーホールをそのまま利用して非貫通スルーホールとするので、一度樹脂充填しさらにその樹脂に非貫通穴を凹設するような煩雑な工程を経なくてもよくなる。
【００５０】
また、積層と同時にサーフェスビアホールにのみ樹脂が充填されるので、従来技術のように樹脂充填のみの工程を設ける必要がない。
【００５１】
さらに、非貫通穴をあとから凹設しないので、穴深さ精度をミクロン単位で制御する必要がなくなる。加えて非貫通穴にめっきを施す必要もなくなるのでめっき液の入り込み不足や除去不足を配慮する必要がなくなる。
【００５２】
また、樹脂充填された非貫通穴の樹脂を除去する工程もなくなるので、樹脂残渣について配慮する必要がなくなる。
【００５３】
また同一格子上であっても、非貫通スルーホールとその裏面の表面実装用パッドあるいは配線パターンとは電気的に独立しているので、回路パターン設計の自由度が高い。
【００５４】
これらのことから、特別の生産設備を必要とすることなくパターンおよび部品の配置設計自由度が向上でき、加えて安定した品質が得られるため、高密度設計であってもコストダウンが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプリント配線板の製造工程を示す断面模式図
【図２】本発明によるプリント配線板の製造工程を示す断面模式図
【図３】本発明によるプリント配線板の部品実装形態示す断面模式図
【図４】第１の従来技術によるプリント配線板の製造工程を示す断面模式図
【図５】第１の従来技術によるプリント配線板の製造工程を示す断面模式図
【図６】第１の従来技術によるプリント配線板の部品実装形態を示す断面模式図
【図７】第２の従来技術によるプリント配線板の製造工程を示す断面模式図
【図８】第２の従来技術によるプリント配線板の部品実装形態を示す断面模式図
【符号の説明】
１、２　銅張り積層板
１Ｐ、２Ｐ　プリント配線板
３、４　貫通穴
３Ａ、４Ａ　貫通スルーホール
３Ｂ　非貫通スルーホール
７　第１の耐熱樹脂フィルム
８　第１のプリプレグ
９　第２のプリプレグ
１０　第２の耐熱樹脂フィルム
１１　片面銅張り積層板
１２　貫通スルーホール
１３　配線パターン
１４表面実装用パッド
１５サーフェスビア
【図１】
2004063956.tif 000003
【図２】
2004063956.tif 000004
【図３】
2004063956.tif 000005
【図４】
2004063956.tif 000006
【図５】
2004063956.tif 000007
【図６】
2004063956.tif 000008
【図７】
2004063956.tif 000009
【図８】
2004063956.tif 000010