(57)【要約】【課題】硬化収縮が大きい樹脂を使用する場合でも、スルーホール内に穴埋めされた樹脂中に空洞やクラック等の不具合が生じ難いプリント配線基板の製造方法およびその製造装置を提供する。【解決手段】スルーホール内に光硬化性を有する樹脂を充填して硬化させることでそのスルーホールを穴埋めしたプリント配線基板を製造する方法であって、樹脂の硬化用の光を平行光とし、その平行光をスルーホールの一方の開口側からのみ照射するとともに、その平行光がスルーホールの他方の開口に回り込むことを防止して、スルーホール内の樹脂を硬化させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホール内に光硬化性を有する樹脂を充填して硬化させることでそのスルーホールを穴埋めしたプリント配線基板を製造する方法であって、前記樹脂の硬化用の光を前記スルーホールの一方の開口側からのみ照射するとともに、その光が前記スルーホールの他方の開口に回り込むことを防止して、前記スルーホール内の樹脂を硬化させることを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂の硬化用の光は、前記プリント配線基板に対し垂直な光軸に沿う平行光成分を他の方向成分よりも多く含むことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂の硬化用の光を前記スルーホールの一方の開口側から照射することにより前記スルーホール内の樹脂を硬化させた後、前記樹脂の硬化用の光を前記スルーホールの他方の開口側から照射して前記他方の開口側にある前記スルーホール外の樹脂を硬化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項４】
スルーホール内に充填した樹脂を硬化させてなるプリント配線基板を製造する製造装置であって、
前記プリント配線基板のスルーホール内に充填された樹脂に対して前記スルーホールの一方の開口側からのみ光を照射する露光光源と、前記光の反射光が前記スルーホールの他方の開口に照射されないようにする光照射防止手段とが備えられていることを特徴とするプリント配線基板の製造装置。
【請求項５】
前記露光光源は、放物面鏡と、その放物面鏡の焦点位置に設けられ全周に光を放射するランプとを備えてなることを特徴とする請求項４に記載のプリント配線基板の製造装置。
【請求項６】
前記光照射防止手段は、前記プリント配線基板を内部に収容して前記プリント配線基板に対して露光を行う露光室の内壁面を、前記光を吸収する光吸収部材とすることにより構成されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のプリント配線基板の製造装置。
【請求項７】
前記光照射防止手段は、前記プリント配線基板の前記露光光源と反対側に位置する前記スルーホールの開口を覆う遮光カバーにより構成されていることを特徴とする請求項４ないし請求項６のいずれかに記載のプリント配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スルーホール内を樹脂で穴埋めしたプリント配線基板の製造方法およびその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線基板のスルーホールを穴埋めするための技術としては、例えば、スルーホールを形成したプリント配線基板に、例えば光硬化性の樹脂をスクリーン印刷等によって塗布してその樹脂をスルーホール内に充填し、その後プリント配線基板の両面から硬化用の光を照射して樹脂を硬化させる技術が公知である。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２７７９２１公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の方法にあって、プリント配線基板に硬化用の光が照射されると、樹脂はスルーホールの両端側からスルーホールの深部に向かって徐々に硬化される。ところが、この種の樹脂において、硬化収縮が比較的大きいものを使用する場合には、従来のようにプリント配線基板の両面から光を照射すると、樹脂は硬化収縮によってスルーホールの両開口側に引っ張られ易く、スルーホールの奥方に位置する樹脂に大きな応力がかかる。その結果、スルーホールの内部で空洞やクラックが発生し易くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、硬化収縮が大きい樹脂を使用する場合でも、スルーホール内に穴埋めされた樹脂中に空洞やクラック等の不具合が生じ難いプリント配線基板の製造方法およびその製造装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１の発明は、スルーホール内に光硬化性を有する樹脂を充填して硬化させることでそのスルーホールを穴埋めしたプリント配線基板を製造する方法であって、前記樹脂の硬化用の光を前記スルーホールの一方の開口側からのみ照射するとともに、その光が前記スルーホールの他方の開口に回り込むことを防止して、前記スルーホール内の樹脂を硬化させるところに特徴を有する。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のプリント配線基板の製造方法であって、前記樹脂の硬化用の光は、前記プリント配線基板に対し垂直な光軸に沿う平行光成分を他の方向成分よりも多く含むところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のプリント配線基板の製造方法であって、前記樹脂の硬化用の光を前記スルーホールの一方の開口側から照射することにより前記スルーホール内の樹脂を硬化させた後、前記樹脂の硬化用の光を前記スルーホールの他方の開口側から照射して他方の開口側にあるスルーホール外の樹脂を硬化させるところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、スルーホール内に充填した樹脂を硬化させてなるプリント配線基板を製造する製造装置であって、前記プリント配線基板のスルーホール内に充填された樹脂に対して前記スルーホールの一方の開口側からのみ光を照射する露光光源と、前記光の反射光が前記スルーホールの他方の開口に照射されないようにする光照射防止手段とが備えられているところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載のプリント配線基板の製造装置であって、前記露光光源は、放物面鏡と、その放物面鏡の焦点位置に設けられ全周に光を放射するランプとを備えてなるところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４または請求項５に記載のプリント配線基板の製造装置であって、前記光照射防止手段は、前記プリント配線基板を内部に収容して前記プリント配線基板に対して露光を行う露光室の内壁面を、前記光を吸収する光吸収部材とすることにより構成されているところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項４ないし請求項６のいずれかに記載のプリント配線基板の製造方法であって、前記光照射防止手段は、前記プリント配線基板の前記露光光源と反対側に位置する前記スルーホールの開口を覆う遮光カバーにより構成されているところに特徴を有する。
【００１３】
【発明の作用および効果】
上記請求項１の発明によれば、プリント配線基板のスルーホール内に充填された光硬化性を有する樹脂は、その樹脂の硬化用の光がスルーホールの一方の開口側からだけ照射されるから、その光が照射される開口側からだけ硬化が開始される。この場合、まず光の照度が高い樹脂の表面付近から硬化が開始され、その後スルーホールの奥方に向かって徐々に樹脂の硬化領域が広がる。そしてついには、スルーホールの他方の開口側の樹脂まで硬化が進み、スルーホール内の樹脂全体が硬化される。このように、スルーホールの一方の開口側からだけ光の照射を行い、他方の開口には光が回り込まない構成とすることにより、硬化収縮が比較的大きい樹脂を使用する場合でも、スルーホール内の樹脂に硬化収縮による内部応力が発生することを防止することができる。
【００１４】
このように、請求項１の発明によれば、樹脂中に空洞やクラック等の不具合が生じ難く、均質で優れた電気的特性のプリント配線板を得ることができる。
【００１５】
また、請求項２の発明によれば、硬化用の光は、プリント配線基板に対し垂直な光軸に沿う平行光成分を他の成分よりも多く含む光とされているから、スルーホールのアスペクト比が小さくてスルーホール内壁での光の反射を期待できない場合でも、平行光成分によりスルーホールの他方の開口側の樹脂まで確実に硬化させることができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、スルーホールの一方の開口側から樹脂の硬化用の光を照射してスルーホール内の樹脂を硬化させた後に、他方の開口側からも樹脂の硬化用の光を照射して他方の開口側にあるスルーホール外の樹脂を硬化させる構成であるから、塗布された樹脂全体が硬化されるとともに、スルーホール内の樹脂の重合度が高まって樹脂の硬度が増す。よって、その後平坦化のために行われる表面研磨をむらなく行うことができる。また、一旦硬化された樹脂はその重合度が増しても収縮量が少ないため、内部応力はほとんど発生せず、スルーホール内に空洞やクラック等が生じることはない。
【００１７】
また、請求項４の発明のプリント配線基板の製造装置によれば、プリント配線基板に対してスルーホールの一方の開口側からのみ樹脂の硬化用の光を照射可能な露光光源を備えるとともに、その光の反射光がプリント配線基板の他方の開口に照射されないようにする光照射防止手段を備えることにより、上述したプリント配線基板の製造方法が実現可能となる。
【００１８】
プリント配線基板に対する照射光を、プリント配線基板に対し垂直な光軸に沿う平行光成分を他の成分よりも多く含むようにする方法のひとつとしては、放物面鏡と、その放物面鏡の焦点位置に設けられ全周に光を放射するランプとで露光光源を構成する方法がある（請求項４の発明）。
【００１９】
また、上記照射防止手段としては、露光室の内壁面を光を吸収する光吸収部材とする（請求項５の発明）ことにより、壁面からの反射光がプリント配線基板に照射されないようにする構成や、プリント配線基板の露光光源とは反対側に位置するスルーホールの開口を覆う遮光カバーを設ける（請求項６の発明）ことにより、光の反射光がその閉塞された開口に照射されないようにする構成等がある。
【００２０】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明を具体化した第１実施形態について図１および図２を参照して説明する。
図１は本実施形態のプリント配線基板の露光装置２０の概略図である。プリント配線基板１０は、図示しない一般のスクリーン印刷機によってスルーホール１１内を光硬化性の樹脂１２にて穴埋めされた後、この露光装置２０内に搬送装置３０によって搬入される。
【００２１】
露光装置２０は、露光室２１と、この露光室２１内に備えられ、後述する搬送装置３０によって搬入されるプリント配線基板１０に対し露光用の光を上方から照射可能な露光光源２２とを備えている。この露光光源２２は、下方側に開いた放物面鏡２４と、この放物面鏡の焦点に位置する紫外線ランプ２３とから構成されており、紫外線ランプ２３から発せられた光はこの放物面鏡２４によって下方へ向けて反射されるようになっている。これにより、プリント配線基板１０には、プリント配線基板１０に対し垂直な光軸に沿う平行光成分を他の方向成分よりも多く含む光（以下平行光として説明する）が照射される構成となっている。
【００２２】
この露光装置２０の露光室２１の内壁は、全面にわたって、露光光源２２から発せられた光を吸収するための光吸収部材２５によって覆われており（本発明の光照射防止手段に相当）、これにより、プリント配線基板１０の下面側への照射光の反射による回り込みが防止される構成とされている。
【００２３】
一方、搬送装置３０は、図示しないモータによって一定の速度で回転される一対の搬送ローラ３１，３１に、２本のベルトコンベア３２，３２が互いに一定の距離を介して架けられたものであり、これらベルトコンベア３２，３２上に載置されるプリント配線基板１０が、露光装置２０の露光室２１内を通過できるようになっている。
【００２４】
さらに、プリント配線基板１０の搬送方向の露光室２１の下流側（図１中右側）には、搬送装置３０の下方に紫外線ランプ２６が備えられており、プリント配線基板１０の下面側に光を照射可能な構成とされている。
【００２５】
次に、本実施形態におけるプリント配線基板１０のスルーホール１１の穴埋め方法について図２を参照して説明する。
まず、スルーホール１１が形成されたプリント配線基板１０に紫外線硬化型樹脂１２を図示しないスクリーン印刷機によって塗布して、スルーホール１１を樹脂１２にて穴埋めする（図２Ａ参照）。
【００２６】
次に、このプリント配線基板１０を上述した搬送装置３０のベルトコンベア３２，３２上に架け渡すように載置し、露光装置２０の露光室２１内に搬送する。搬送されたプリント配線基板１０は、露光光源２２の下方の所定位置で一旦停止される。この所定位置のプリント配線基板１０に対し、露光光源２２から平行光が照射される。この平行光の照射により、まずスルーホール１１内の樹脂１２の上部開口の表面付近だけが膜状に薄く硬化され（図２Ｂ参照）、その後スルーホール１１の下方側に向けて徐々に硬化が進む（図２Ｃ参照）。そしてついには、スルーホール１１内の樹脂１２全体が硬化される（図２Ｄ参照）。
【００２７】
この後、再び搬送装置３０を作動させ、プリント配線基板１０を露光室２１の外へ搬出する。そして、搬送装置３０の下方側に位置する紫外線ランプ２６によってプリント配線基板１０の下面側から照射を行う。これにより、上方側からの照射では光が届かない、プリント配線基板１０の下面側に回り込んだ樹脂１２部分まで完全に硬化されるとともに、スルーホール１１内の樹脂１２の重合度が高められる（図２Ｅ参照）。その後、プリント配線基板１０の表面を例えばバフ研磨機によって研磨して平坦化すれば、スルーホール１１内の穴埋め作業が終了する（図２Ｆ参照）。
【００２８】
このように本実施形態によれば、プリント配線板基板１０のスルーホール１１内に充填された樹脂１２に対し、その樹脂１２の硬化用の光をまずプリント配線基板１０の一方の面側からだけ照射して、硬化させる構成である。従って、硬化収縮が大きい樹脂を使用した場合でも、樹脂１２の硬化収縮によってスルーホール１１内部の樹脂１２に応力がかかることが防止され、その結果、スルーホール１１の内部に空洞やクラックが生じない、均質で優れた電気的特性のプリント配線板１０を得ることができる。しかも、硬化用の光は平行光とされているから、スルーホールの一方の開口側からの照射により、他方の開口側の樹脂まで確実に硬化させることができる。
【００２９】
＜第２実施形態＞
以下、本発明の第２実施形態について図３および図４を参照して説明する。本実施形態では、上記第１実施形態と重なる部分は省略する。
本実施形態では、スクリーン印刷によりスルーホール１１を穴埋めしたプリント配線基板１０をフレーム４０（本発明の遮光カバーに相当）上に載置し、このフレーム４０を搬送装置３０によって搬送する構成とされている。フレーム４０は、図３に示すように、上面が開口した扁平な箱形のものであり、その開口縁には側壁が肉厚になるように外側に張り出したフランジ部４１が形成されており、その上面には全周にわたって滑り止めのゴムリング４２が嵌め込まれている。これにより、プリント配線基板１０の端部付近がフランジ部４１の上面で支持可能とされている。また、このフレーム４０は、プリント配線基板１０に形成された全てのスルーホール１１の下面側の開口がフレーム４０内の凹部４３内に臨む大きさとされている。
【００３０】
一方、露光装置２０は、上記第１実施形態と同様に、搬送装置３０によって所定位置に搬送されたプリント配線基板１０に対して上方から平行光を照射可能な露光光源２２を備えているが、上記第１実施形態に示した露光室２１は設けられていない。また、プリント配線基板１０の搬送方向の下流側（図４中右側）には、プリント配線基板１０に樹脂１２の硬化用の光を照射可能な紫外線ランプ２６が、搬送装置３０の上方に備えられている。
【００３１】
本実施形態においては、まず、プリント配線基板１０に紫外線硬化型樹脂１２をスクリーン印刷機によって塗布して、スルーホール１１を樹脂１２にて穴埋めする。そして、プリント配線基板１０の下面側のスルーホール１１の開口がフレーム４０の凹部４３に臨むようにプリント配線基板１０をフレーム４０のフランジ４１上に載置するとともに、このフレーム４０を搬送装置３０のベルトコンベア３２，３２上に架け渡すように載置し、搬送する。そして、露光光源２２の下方の所定位置でフレーム４０を一旦停止させ、プリント配線基板１０に平行光を照射する。
【００３２】
この平行光の照射によりスルーホール１１内の樹脂１２が硬化されたら、再び搬送装置３０を作動させてプリント配線基板１０を搬送する。そして、プリント配線基板１０の上下面を反転させるとともに、フレーム４０を取り除き、露光光源２２によって平行光を照射されなかった面側から、紫外線ランプ２６によって樹脂１２の硬化用の光を照射する。その後、プリント配線基板１０の表面を例えばバフ研磨機によって研磨して、基板を平坦化させる。
【００３３】
このように本実施形態においても、プリント配線板基板１０のスルーホール１１内に充填された樹脂１２に対し、その樹脂１２の硬化用の光をプリント配線基板１０の一方の面側から照射することが可能であるから、硬化収縮が大きい樹脂を使用した場合でも、スルーホール内部に空洞やクラックが生じない、均質で優れた電気的特性のプリント配線板１０を得ることができる。
【００３４】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３５】
（１）上記実施形態では、プリント配線基板１０を大気中で照射する構成としたが、これに限らず、プリント配線基板を液体中に浸漬した状態で光を照射する構成としてもよい。この場合、液体のヒートシンク作用により、樹脂の温度上昇を抑制することが可能である。また、紫外光感度の高い樹脂を使用する場合には、微弱光にて薄い硬化膜を形成した後、例えば−１０℃〜０℃程度の低温度の液体中にて照射を行う構成としてもよい。
【００３６】
（２）上記実施形態では、露光光源を単一の光源にて構成したが、これに限らず、複数の露光光源を並べて複数の基板を一括照射する構成としてもよい。
【００３７】
（３）上記実施形態では、プリント配線基板１０を２本のベルトコンベア３２，３２上に架け渡すように載置して搬送させる構成としたが、これに限らず、立てた状態で搬送させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の露光装置および搬送装置の概略図
【図２】同じくプリント配線基板のスルーホール内の樹脂の硬化過程を示す一部拡大断面図
【図３】本発明の第２実施形態のフレームの斜視図
【図４】同じく露光装置および搬送装置の概略図
【符号の説明】
１０…プリント配線基板
１１…スルーホール
１２…樹脂
２０…露光装置
２１…露光室
２２…露光光源
２３，２６…紫外線ランプ
２４…放物面鏡
２５…光吸収部材
３０…搬送装置
４０…フレーム（遮光カバー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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