(57)【要約】【課題】  従来の積層基板は、一枚の基板として形成されていたので、回路面積に対して実装できる部品数が少なく、部品実装の高密度化を図ることができなかった。また、複数の積層基板をコネクタで接続して重ね合わせた状態で並設したとしても、コネクタを各積層基板に実装する必要があるため、あまり部品実装の高密度化を図ることができない。【解決手段】  電子部品６が実装されスルーホール２ａが形成された複数の基板２を、所定間隔を設けてカバー５により平行に保持し、複数の基板２の一面側端部に、板状部材１５ａの一面に金属毛１５ｂ等の植毛がされた植毛板１５を配置し、複数の基板２の他面側端部から吸引装置１１によりエア吸引して、複数の基板２の一面側端部から他面側端部へ向けてのエア流を形成し、このエア流により金属毛１５ｂ等を各基板２のスルーホール２ａへ挿通して、挿通された金属毛１５ｂ等とスルーホール２ａとを電気的に接続する。【選択図】  図５
2005045072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品が実装されスルーホールが形成された複数の基板を、所定間隔を設けて略平行に保持し、
複数の基板の一面側端部に、板状部材の一面に植毛がなされた植毛板を配置するとともに、複数の基板の他面側端部からエア吸引して、複数の基板の一面側端部から他面側端部へ向けてのエア流を形成し、
このエア流により植毛板の植毛を各基板のスルーホールへ挿通して、
挿通された植毛とスルーホールとを電気的に接続することを特徴とする基板積層方法。
【請求項２】
前記植毛は金属毛であり、
植毛をスルーホールへ挿通する際に、複数の基板の一面側からフラックスを供給し、
挿通された植毛とスルーホールとの電気的な接続は、リフロー炉によるはんだ接合であることを特徴とする請求項１に記載の基板積層方法。
【請求項３】
前記植毛は非金属毛であり、
植毛をスルーホールへ挿通する際に、複数の基板の一面側端部から導電性樹脂を供給し、
挿通された植毛とスルーホールとの電気的な接続を、該導電性樹脂を硬化させることにより行うことを特徴とする請求項１に記載の基板積層方法。
【請求項４】
部品が実装されスルーホールが形成された複数の基板が、所定間隔を設けて平行に保持され、
各基板が、スルーホールに挿通される毛状部材束により電気的に接続されていることを特徴とする積層基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品が実装された複数の基板を積層するための基板積層方法及び積層基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、多層積層基板は、回路が形成されている導体層と絶縁層とを交互に重ね合わせ、プレスで圧着して一枚の基板として構成されている。
また、多層積層基板としては、第一の配線基板に形成されるスルーホールに導電粒子を吸着させた状態で、第一の基板と第二の基板とを熱圧着し、第一の配線基板のスルーホールと第二の配線基板の配線基板とを、導電粒子を介して電気的に接続して、第一の配線基板と第二の配線基板とを一枚の基板として構成したものがある。この場合、導電粒子のスルーホールへの吸着は、スルーホールにおける導電粒子の吸着側とは反対側を減圧状態とすることで行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−７７５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の如く、一枚の基板として形成される多層積層基板は、導体層を多数積層して回路面積を増やすことはできるが、部品は最外層の二面にしか実装することができないため、回路面積に対して実装できる部品数が少なく、部品実装の高密度化を図ることが困難であった。
また、部品の実装密度を高めるために、複数の積層基板を重ね合わせた状態で並設して、互いにコネクタで接続することが考えられるが、これでは比較的大きな実装面積を要するコネクタを多層積層基板毎に実装する必要があり、実際に回路を構成する部品を実装する面積が少なくなってしまい、あまり部品実装の高密度化を図ることができない。
そこで、本発明においては、部品の実装密度を高めつつ、多層に基板を積層することができる、基板積層方法及び積層基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する本発明の基板積層方法及び積層基板は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１においては、部品が実装されスルーホールが形成された複数の基板を、所定間隔を設けて略平行に保持し、複数の基板の一面側端部に、板状部材の一面に植毛がなされた植毛板を配置するとともに、複数の基板の他面側端部からエア吸引して、複数の基板の一面側端部から他面側端部へ向けてのエア流を形成し、このエア流により植毛板の植毛を各基板のスルーホールへ挿通して、挿通された植毛とスルーホールとを電気的に接続する。
これにより、所定間隔を設けて平行に保持された各基板の両面に部品を実装しつつ、各基板を積層配置することができ、回路の集積度を向上するとともに、部品実装の高密度化を図ることが可能となっている。
特に、各基板は、スルーホールに挿通される植毛により互いに電気的に接続されているので、基板同士を接続するためのコネクタが必要でなく、外部機器と積層基板とを接続するコネクタのみがあれば良いので、各基板の部品の実装面積を広く確保することができ、部品実装密度をさらに高めることができる。
【０００６】
また、請求項２においては、前記植毛は金属毛であり、植毛をスルーホールへ挿通する際に、複数の基板の一面側からフラックスを供給し、挿通された植毛とスルーホールとの電気的な接続は、リフロー炉によるはんだ接合である。
これにより、容易且つ確実な接続を行うことができ、積層基板作成時の作業効率及び積層基板の信頼性向上を図ることができる。
【０００７】
また、請求項３においては、前記植毛は非金属毛であり、植毛をスルーホールへ挿通する際に、複数の基板の一面側端部から導電性樹脂を供給し、挿通された植毛とスルーホールとの電気的な接続を、該導電性樹脂を硬化させることにより行う。
これにより、非金属毛を用いても、金属毛の場合と同様に各基板を電気的に接続することが可能となる。
この場合、非金属毛は、例えば合成繊維にて構成されており、材質等の種類が豊富で特性を変化させ易いため、細さや柔軟度合い等といった特性の選択の自由度が、金属毛に比べて大きく、スルーホールに挿通するのに最適な植毛を選び易い。
【０００８】
また、請求項４においては、部品が実装されスルーホールが形成された複数の基板が、所定間隔を設けて平行に保持され、各基板が、スルーホールに挿通される毛状部材束により電気的に接続されている。
これにより、所定間隔を設けて平行に保持された各基板の両面に部品を実装しつつ、各基板を積層配置することができ、回路の集積度を向上するとともに、部品実装の高密度化を図ることが可能となっている。
特に、各基板は、スルーホールに挿通される植毛により互いに電気的に接続されているので、基板同士を接続するためのコネクタが必要でなく、外部機器と積層基板とを接続するコネクタのみがあれば良いので、各基板の部品の実装面積を広く確保することができ、部品実装密度をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、回路の集積度を向上するとともに、部品実装の高密度化を図ることができる。
また、基板を電気的に接続する植毛として金属毛を用いた場合は、容易且つ確実な接続を行うことができ、積層基板作成時の作業効率及び積層基板の信頼性向上を図ることができる。
さらに、基板を電気的に接続する植毛として非金属毛を用いた場合は、細さや柔軟度合い等といった特性の選択の自由度が金属毛に比べて大きいいため、スルーホールに挿通するのに最適な植毛を選び易い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための第一の形態を、添付の図面を用いて説明する。
まず、積層基板について説明する。
図１、図２に示すように、積層基板１は複数の基板２を備えており、各基板２には、それぞれ半導体素子等の電子部品６が実装されている。
複数の基板２は、所定間隔を設けて平行に積層配置した状態で、該基板２の周囲を覆う筒状のケース５により保持されている。
ケース５により保持される基板２は、必要な枚数だけ適宜設けることができる。
【００１１】
複数の基板２の積層方向における一端側の基板２には、積層基板１を他の機器に接続するためのコネクタ７が実装されている。
各基板２にはそれぞれ複数のスルーホール２ａが形成されており、各基板２のスルーホール２ａには、多数の金属毛からなる金属毛束３が挿通されている。この金属毛束３により、各基板２は互いに電気的に接続されている。
金属毛束３は、複数箇所にて各基板２同士を電気的に接続している。
【００１２】
このように、電子部品６を実装した複数枚の基板２を、所定間隔を設けて平行に積層配置しながら、金属毛束３により電気的に接続して構成された積層基板１は、例えば車載用のＥＣＵ（電子制御装置）に用いることができる。
【００１３】
次に、前記積層基板１を構成する際の基板積層方法について説明する。
まず前準備として、図３に示すように、前記ケース５に複数枚の基板２を積層状態にセットして保持した状態で、該ケース５の他面側端部（本説明では図３におけるケース５の右側端部を一面側端部とし、左側端部を他面側端部とする）に、真空ポンプ１３を備えた吸引装置１１の吸引口１２を接続する。
【００１４】
また、板状部材１５ａの一面に多数の金属毛１５ｂを植毛して構成した、図４に示すような植毛板１５を、金属毛１５ｂが植毛された面が内側となるように、ケース５の一面側端部にセットする。
【００１５】
このように、ケース５の一面側端部に植毛板１５をセットするとともに、ケース５の他面側端部に吸引装置１１をセットした状態で、吸引装置１１の真空ポンプ１３を作動させると、ケース５内のエアが吸引口１２から吸引される。
吸引口１２からエアが吸引されると、各基板２にはスルーホール２ａが形成されているので、ケース５内では該スルーホール２ａを通じて一面側端部から他面側端部へ向けてエアが流れる。
【００１６】
すると、図５に示すように、ケース５内の一面側端部に配置された植毛板１５に植毛された金属毛１５ｂが、このエアの流れに乗ってスルーホール２ａに挿通される。この場合、金属毛１５ｂは、一面側に配置される基板２のスルーホール２ａから他面側に配置される基板２のスルーホール２ａへ向かって、順に挿通されていく。
【００１７】
従って、積層基板１を製造するには、まず、図６に示すように、吸引装置１１によりエアを吸引して、金属毛１５ｂをスルーホール２ａへ挿通する（Ｓ０１）。
このエアの吸引により、スルーホール２ａには多数の金属毛１５ｂが挿通され、挿通された多数の金属毛１５ｂにより金属毛束３が形成される。
【００１８】
また、吸引して金属毛１５ｂをスルーホール２ａへ挿通する際には、ケース５の一面側端部に配置した噴霧器１６からケース５内へフラックスを噴霧する（Ｓ０２）。
噴霧されたフラックスは、吸引装置１１の吸引により生じたエアの流れに乗って、基板２のスルーホール２ａ、及びスルーホール２ａに挿通された金属毛１５ｂの表面に付着する。
【００１９】
図７に示すように、スルーホール２ａのランド部２ｂにはクリームはんだ２１が塗布されており、金属毛１５ｂがスルーホール２ａへ挿通され、フラックスが噴霧された後に、板状部材１５ａ側の余分な金属毛１５ｂをカッター２２により切断する（Ｓ０３）。
その後、基板２を保持するケース５をリフロー炉へ投入して、スルーホール２ａと金属毛１５ｂとをはんだ付けして、電気的に接続する（Ｓ０４）。
【００２０】
なお、一つの金属毛束３が挿通されるスルーホール２ａは、それぞれ各基板２の同じ箇所に形成されているスルーホール２ａであり、金属毛束３で電気的に接続された複数の基板２により所望の回路を構成することができる。
【００２１】
このように、部品６が実装されスルーホール２ａが形成された複数の基板２を、所定間隔を設けて平行に保持し、複数の基板２の一面側端部に、板状部材１５ａに金属毛１５ｂが植毛された植毛板１５を配置するとともに、複数の基板２の他面側端部からエア吸引して、複数の基板２の一面側端部から他面側端部へ向けてのエア流を形成し、このエア流により植毛板１５の金属毛１５ｂを各基板２のスルーホール２ａへ挿通して、挿通された金属毛１５ｂとスルーホール２ｂとを電気的に接続することで、所定間隔を設けて平行に保持された複数の基板２を、該基板２のスルーホール２ａに挿通される毛状部材束３により電気的に接続した、積層基板１を構成することができる。
【００２２】
これにより、各層の基板２の両面に電子部品６を実装しつつ、各層の基板２を積層配置することができ、回路の集積度を向上するとともに、部品実装の高密度化を図ることが可能となっている。
特に、各基板２は、スルーホール２ａに挿通される金属毛束３により互いに電気的に接続されているので、基板２同士を接続するためのコネクタを基板２毎に設ける必要はなく、外部機器と積層基板１とを接続するコネクタ７のみがあれば良いので、各基板２の部品６の実装面積を広く確保することができ、部品実装密度をさらに高めることができる。
【００２３】
また、植毛板１５の植毛は金属毛１５ｂであり、スルーホール２ａとの電気的な接続を、リフロー炉によるはんだ接合としているので、容易且つ確実な接続を行うことができ、積層基板１作成時の作業効率及び積層基板１の信頼性向上を図ることができる。
【００２４】
次に、本発明を実施するための第二の形態について図８、図９により説明する。
第二の実施形態における積層基板１は、前述の第一の実施形態における金属毛１５ｂが植毛された植毛板１５の代わりに、非金属毛３５ｂを板状部材３５ａに植毛した植毛板３５を用いて構成した積層基板１であり、他の構成は第一の実施形態における積層基板１と同様である。
【００２５】
この、非金属毛３５ｂを用いた積層基板１を構成する際の基板積層方法について説明する。
まず、第一の実施形態の場合と同様に、ケース５の他面側端部に吸引装置１１の吸引口１２を接続するとともに、非金属毛３５ｂが植毛された植毛板３５をケース５の一面側端部にセットする。
【００２６】
セットした吸引装置１１の真空ポンプ１３を作動させてエア吸引し、非金属毛３５ｂを基板２のスルーホール２ａに挿通する（Ｓ１１）。
非金属毛３５ｂをスルーホール２ａに挿通した後、ケース５の一面側端部に配置した噴霧器３６からケース５内へ導電性樹脂を噴霧する（Ｓ１２）。
【００２７】
噴霧された導電性樹脂は、吸引装置１１の吸引により生じたエアの流れに乗って、スルーホール２ａに挿通された非金属毛３５ｂの表面に付着する。
なお、スルーホール２ａ挿通された多数の非金属毛３５ｂにより非金属毛束３３が形成される。
【００２８】
ケース５内においては、所定間隔を設けて並設されている複数の基板２のうち、最も植毛板３５設置側に配置されている基板２と植毛板３５との間に、樹脂付着防止板３９を介装している。
樹脂付着防止板３９には、基板２のスルーホール２ａ形成位置と同様の位置に、スルーホール２ａと同等の大きさの挿通孔３９ａが形成されており、非金属毛３５ｂは、まず挿通孔３９ａに挿通した後に、各基板２のスルーホール２ａに挿通する。
【００２９】
また、噴霧された導電性樹脂は非金属毛３５ｂの表面に付着する。この場合、導電性樹脂は挿通孔３９ａからエア流に乗って下流側へ流れていき、非金属毛３５ｂの基端部から端部に至るまでの全体に付着する。
一方、導電性樹脂は、樹脂付着防止板３９より下流側へ流れる箇所を、挿通孔３９ａからのみに制限されているので、非金属毛３５ｂが挿通されるスルーホール２ａ部分以外の基板２表面に付着することはない。つまり、樹脂付着防止板３９により、噴霧された導電性樹脂が基板２表面に付着することを防止している。
【００３０】
このように、非金属毛３５ｂの表面に導電性樹脂を付着させた後に、導電性樹脂の噴霧を停止して樹脂付着防止板３９をケースから取り外すとともに（Ｓ１３）、余分な非金属毛３５ｂをカットする（Ｓ１４）。
【００３１】
その後、基板２を保持するケース５を硬化炉へ投入して非金属毛３５ｂに付着した導電性樹脂を硬化させ、非金属毛３５ｂとスルーホール２ａとを電気的に接続する（Ｓ１４）。
なお、本実施形態では、導電性樹脂として、例えば、熱硬化させることで導電性が発現する熱硬化性樹脂を用いているが、それに限るものではない。
【００３２】
このように、表面に導電性樹脂を付着させた非金属毛束３３にて、複数の基板２を電気的に接続することでも、積層基板１に所望の回路を構成することができる。
【００３３】
このように、植毛板３５の植毛を非金属毛３５ｂとして、非金属毛３５ｂをスルーホール２ａへ挿通する際に、複数の基板２の一面側端部から導電性樹脂を供給し、挿通された非金属毛３５ｂとスルーホール２ａとの電気的な接続を、該導電性樹脂を硬化させることにより行うことで、非金属毛３５ｂを用いても、金属毛１５ｂの場合と同様に各基板２を電気的に接続することが可能となる。
【００３４】
非金属毛３５ｂは、例えば合成繊維にて構成されており、材質等の種類が豊富で特性を変化させ易いため、細さや柔軟度合い等といった特性の選択の自由度が、金属毛１５ｂに比べて大きく、スルーホール２ａに挿通するのに最適な植毛を選び易い。
【００３５】
また、第一の実施形態の場合のように、金属毛１５ｂを用いた場合は、次のように基板２のスルーホール２ａと金属毛１５ｂとを電気的に接続することも可能である。
つまり、図１０に示すように、金属毛１５ｂをスルーホール２ａへ挿通した後に（Ｓ２１）、基板２のスルーホール２ａとを圧接して抵抗接合することで（Ｓ２２）、スルーホール２ａと金属毛１５ｂとを電気的に接続することもできる。
そして、スルーホール２ａと金属毛１５ｂとを接合した後に、余分な金属毛１５ｂをカットして積層基板１が構成される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかる積層基板を示す平面断面図である。
【図２】同じく積層基板を示す斜視図である。
【図３】積層基板を構成するケースに吸引装置を接続した状態を示す平面断面図である。
【図４】植毛板を示す平面図である。
【図５】植毛に金属毛を使用した場合における、植毛を基板のスルーホールに挿通する様子を示す平面断面図である。
【図６】植毛に金属毛を使用した場合における、積層基板の製造フローを示す図である。
【図７】植毛に金属毛を使用した場合における、金属毛が挿通されたスルーホールを示す平面断面図である。
【図８】植毛に非金属毛を使用した場合における、植毛を基板のスルーホールに挿通する様子を示す平面断面図である。
【図９】植毛に非金属毛を使用した場合における、積層基板の製造フローを示す図である。である。
【図１０】植毛に金属毛を使用し、基板のスルーホールと金属毛とを抵抗接合により接続する場合の、積層基板の製造フローを示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  積層基板
２  基板
２ａ  スルーホール
３  金属毛束
５  ケース
６  電子部品
１１  吸引装置
１５  植毛板
１５ｂ  金属毛
【図１】
2005045072.tif 000003
【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】
2005045072.tif 000010
【図９】
2005045072.tif 000011
【図１０】
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