(57)【要約】【課題】  金属ベース基板や熱可塑性樹脂などの特殊な材料を使用せず、低コストで軽薄化された電子部品を実装する凹部と他の部品と電気的に接続される電極部を有する凸部とを持つプリント配線板及びその製造方法を提供する。【解決手段】  一般的に使用されている材料を使用して製造されたプリント配線板に、常温プレス加工にて電子部品を実装する凹部と他の部品と電気的に接続される電極部を有する凸部を形成する。電子部品を実装する凹部に電子部品を実装することによって軽薄化を実現したプリント配線板及びその製造方法からなる。  また、一般的に使用されているプリント配線板材料である銅張積層板・銅張フィルムを使用することにより、プレス金型を加熱する構造を用いる必要が無く、多層プリント配線板の構造でなくとも凹部の形成が可能な為、低コストを実現出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面と裏面に銅箔が積層されている基板をプレス加工することにより凹部、凸部、周縁部が設けられたプリント配線板において、前記基板の表面に形成され、電子部品を実装する凹部と、前記基板の裏面に形成され、他の部品と電気的に接続されるとともに前記銅箔からなる電極部を有する凸部と、前記凹部、前記凸部の周囲に形成される周縁部とを備えることを特徴とするプリント配線板。
【請求項２】
基材の表面と裏面に銅箔が積層されている基板をプレス加工することにより凹部、凸部、周縁部が設けられたプリント配線板において、前記基板の表面に形成され、電子部品を実装する凹部と、前記基板の裏面に形成され、他の部品と電気的に接続されるとともに前記銅箔からなる電極部を有する凸部と、前記凹部、前記凸部の周囲に形成される周縁部と、を備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
前記プレス加工は、常温プレス加工を行う請求項２に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
前記プレス加工により加工される絞り部の銅箔は、表面、裏面合わせて絞り部の面積の２５％〜１００％残した請求項１に記載のプリント配線板。
【請求項５】
前記プレス加工により加工される絞り部の銅箔は、表面、裏面合わせて絞り部の面積の２５％〜１００％残した請求項２又は請求項３のいずれか１項に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
前記プレス加工により加工される絞り部の銅箔の厚みは、表面、裏面共に２０μｍ〜６０μｍである請求項１、請求項４のいずれか１項に記載のプリント配線板。
【請求項７】
前記プレス加工により加工される絞り部の銅箔の厚みは、表面、裏面共に２０μｍ〜６０μｍである請求項２、請求項３又は請求項５のいずれか１項に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項８】
プリント配線板の裏面にソルダーレジストを塗布し、荷重を分散・軽減させた請求項１、請求項４又は請求項６のいずれか１項に記載のプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は電子機器に使用するプリント配線板及びそのプリント配線板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  電子機器の配線回路部品の主要部品であるプリント配線板は、一般的に樹脂に代表される基材に銅箔を貼り付けた材料を使用してパターンを形成し、その上に電子部品が実装されている。【０００３】  近年の電子機器は軽薄化を求められており、電子機器に使用される電子部品を実装したプリント配線板も軽薄化を求められている。しかし、電子機器の厚みは、図８に示すように、プリント配線板１０と、電子部品１２、１３と、前記電子部品を実装したプリント配線板を包むとともに、前記プリント配線板１０を爪部３４で支えている保持手段３０の厚み寸法と他の部品と電気的に接続される電極部６によって決定されている。【０００４】  プリント配線板１０の銅箔２を他の部品と電気的に接続される電極部６として形成する場合、他の部品と電気的に接続される電極部６が保持手段３０の爪部３４より外へ突出している必要がある。図７に示す従来技術の製品では、他の部品と電気的に接続される電極部６は、プリント配線板の銅箔２と、前記銅箔２上に形成される電解銅メッキ１５にて構成していた。【０００５】  他の部品と電気的に接続される電極部６を形成する銅メッキ１５の厚みを薄くすればプリント配線板の厚みを薄くすることは出来るが、この方法では銅メッキ１５の厚みを薄くすることにより他の部品と電気的に接続される電極部６の高さが保持手段３０の爪部３４よりも低くなってしまい、電極部６が外側へ飛び出なくなり、製品として使用出来ないという問題点があった。（従来例１）【０００６】  特開平６−２４４５５１号公報において、多層プリント配線板にて凹部を設け、その凹部に電子部品を実装する製法が開示されている。但し、多層プリント配線板に使用する材料１枚１枚は薄いが、積層して多層のプリント配線板とする為、両面プリント配線板に比べてプリント配線板の総厚が厚くなるという問題点がある。また、この方法では凹部の形成は可能であっても他の部品と電気的に接続される電極部を有する凸部の形成を行うことが難しいという問題点があった。（従来例２）【０００７】  また、片面・両面プリント配線板において、折り目などを付ける方法としてプレス加工でプリント配線板を曲げる製法は存在していたが、特開平７−１３５３８１号公報に示すプレス加工方法においては、金属ベース基板を用いなければ曲げ加工を行うことが出来ないという問題点があった。（従来例３）【０００８】  また、特開平７−１７００４８号において、加熱した金型によりフレキシブルプリント配線板の部品実装領域の縁部を押圧して段差部を形成しているが、これは金型を加熱する構造に用いる必要があり、通常の金型では加工を行うことが出来ないという問題点があった。（従来例４）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】  特開平６−２４４５５１号公報
【特許文献２】  特開平７−１３５３８１号公報
【特許文献３】  特開平７−１７００４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  従来例１では、電極部を有する凸部を形成する為に銅メッキ工程による加工を行い、他の部品と電気的に接続される電極部として使用しているが、この製法では電極部を有する凸部の厚みを持たせる為に銅メッキ工程を行う必要がある。その為、銅メッキ工程を行うことによるコストアップとなる課題があった。また、銅メッキ工程を行うことにより廃メッキ液が発生し、廃棄物として処理する必要がある為、廃棄コストもかかり、環境面でも好ましくないという課題があった。保持手段の爪部より他の部品と電気的に接続される電極部の厚みが薄いと電極部として使用出来ず、電極部の銅メッキの厚みを薄くすることによるプリント配線板の軽薄化は行えないという課題があった。【００１１】  従来例２として、プリント配線板に凹部を設ける方法は多層プリント配線板を用いて行う製法がある。これは積層する材料に予め凹部となる部分に穴を空けておき、材料を積み重ねて一番下に穴の空いていない材料を重ねて凹部を形成するものである。しかし基材と銅箔を積層して何層にも重ねて基板を製作する為、必然的にプリント配線板の厚みが厚くなり、コスト面でも両面プリント配線板と比較してコストアップとなる。また、他の部品と電気的に接続される電極部を有する凸部は電子部品を実装する凹部とは異なり、この方法では形成することが難しい。更に、両面プリント配線板では層を重ねることが出来ない為、この製法で凹部を設けることは難しいという課題があった。【００１２】  従来例３では金属ベース基板を使うことで凹部の形状を形成する加工を行っている。この製法では一般的に使用されている硬化された樹脂を使用したプリント配線板材料を選択することが出来ず、金属ベース基板という特殊な材料を選択する必要がある為、コストアップとなる課題があった。【００１３】  従来例４では、熱可塑性樹脂材料を使用して、加熱した金型を用いて部品実装領域の縁部を押圧して段差部を形成しているが、この製法では上記従来例２と同様に特殊な材料である熱可塑性樹脂材料を選択する必要があり、金型を加熱する構造を付ける必要がある為、コストアップとなる課題があった。【００１４】  本発明は、以上の問題点を鑑みてなされたものであり、低コストで、電子部品を実装する凹部と、他の部品と電気的に接続される電極部を有する凸部とをプレス加工にて行うことができるプリント配線板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】  請求項１のプリント配線板は、基材の表面と裏面に銅箔が積層されている基板をプレス加工することにより凹部、凸部、周縁部が設けられたプリント配線板において、前記基板の表面に形成され、電子部品を実装する凹部と、前記基板の裏面に形成され、他の部品と電気的に接続されるとともに前記銅箔からなる電極部を有する凸部と、前記凹部、凸部の周囲に形成される周縁部とを備えることを特徴とする。【００１６】  請求項２のプリント配線板の製造方法は、基材の表面と裏面の両側に銅箔が積層されている基板をプレス加工することにより凹部、凸部、周縁部が設けられたプリント配線板において、前記基板の表面に形成され、電子部品を実装する凹部と、前記基板の裏面に形成され、他の部品と電気的に接続されるとともに前記銅箔からなる電極部を有する凸部と、前記凹部、凸部の周囲に形成される周縁部とを備える。【００１７】  請求項３のプリント配線板は、請求項１に記載のプレス加工において、常温プレス加工を行う。【００１８】  請求項４のプリント配線板の製造方法は、請求項２に記載のプレス加工において、常温プレス加工を行う。【００１９】  請求項５のプリント配線板は、請求項１又は請求項３に記載のプレス加工において、加工される絞り位置の銅箔を表面、裏面合わせて、絞り位置の面積の２５〜１００％残す。【００２０】  請求項６のプリント配線板の製造方法は、請求項２又は請求項４に記載のプレス加工において、加工される絞り位置の銅箔を表面、裏面合わせて、絞り位置の面積の２５〜１００％残す。【００２１】  請求項７のプリント配線板は、請求項１、請求項３又は請求項５に記載のプレス加工において、加工される絞り位置の銅箔の厚みを表面、裏面共に２０μｍ〜６０μｍにした。【００２２】  請求項８のプリント配線板の製造方法は、請求項２、請求項４又は請求項６に記載のプレス加工において、加工される絞り位置の銅箔を表面、裏面共に２０μｍ〜６０μｍにした。【００２３】  上記問題点を解決する為、本発明では金属ベース基板や熱可塑性樹脂基板のような特殊な材料を使用せず、一般的に使用されているプリント配線板材料である銅張積層板・銅張フィルムを使用して、製作されたプリント配線板に常温プレス加工により前記プリント配線板の表面に形成される電子部品を実装する凹部に、電子部品を実装することにより軽薄化を実現し、前記プリント配線板の裏面に形成される他の部品と電気的に接続される電極部を有する凸部が一定の厚みを持ち、面実装時に電極部として機能することを実現することが出来る。【００２４】  本発明のプリント配線板及び製造方法を用いることにより、金属ベース基板や熱可塑性樹脂のような特殊な材料を選択する必要が無く、プレス金型を加熱する構造を用いる必要も無い。また多層プリント配線板の構造を用いなくとも両面プリント配線板の構造で製作することが可能な為、コスト面から見ても優れている。【００２５】  本発明に係わるプリント配線板に実装される電子部品は何等限定されるものではない。
【発明の効果】
【００２６】  本発明のプリント配線板及び製造方法を用いることにより従来の製品と比較して、常温プレス加工により他の部品と電気的に接続される電極部を有する凸部を形成することで、同電極部を有する凸部を銅メッキ工程にて形成する必要が無くなり、銅メッキ工程が減ることによりコスト面で優れている。また、銅メッキ工程が減ることにより、廃メッキ液の発生が無くなり廃棄物が減少する為、環境面でも優れている。
常温プレス加工で前記プリント配線板の表面に形成される電子部品を実装する凹部に電子部品を実装することによって凹部の深さ分、電子部品の実装位置が低くなり凹部の深さ分、保持手段の上面から電極部を有する凸部の面までの総厚が薄くなったプリント配線板の製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】  本発明の実施の形態にかかるプリント配線板の表面の平面図
【図２】  本発明の実施の形態にかかるプリント配線板の裏面の平面図
【図３】  同実施の形態にかかるプリント配線板を図１のＡ−Ａ線で切った断面図
【図４】  同実施の形態にかかるプリント配線板の主要工程の断面図１
【図５】  同実施の形態にかかるプリント配線板の主要工程の断面図２
【図６】  同実施の形態にかかるプリント配線板のプレス加工及び電子部品実装工程の断面図
【図７】  実施例として本発明を使用した電子機器の断面図
【図８】  実施例として従来の製造方法で製造されたプリント配線板を使用した電子機器の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２８】  本発明は一般的に使用されているプリント配線板材料である銅張積層板や銅張フィルムを用いて基材に張り付けられている銅箔を常温プレス加工にて基材と共に曲げ、銅箔を利用して電子部品を実装する凹部・電極部を有する凸部及び周縁部の形状を保持している。
【００２９】  常温プレス加工とは、金型を加熱する構造を用いないでプレス加工を行うことである。また、常温とは室温で０℃〜４０℃の状態を差す。
【００３０】  以下、本発明のプリント配線板の構造及びプリント配線板の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】  図１は本発明に係るプリント配線板１０の表面の平面図である。また、図３は図１におけるＡ−Ａ断面図である。基材１と銅箔２の上にソルダーレジスト４が形成され、常温プレス加工によって電子部品を実装する凹部７と電極部を有する凸部５及び周縁部８が形成される。その後、半田ペースト１１が塗布された上に電子部品のＦＥＴ１２とコンデンサ１３が実装されている。
【００３２】  基材１には一般的に合成樹脂を使用する。例えば紙フェノール樹脂、紙エポキシ樹脂、コンポジット材、ガラスエポキシ樹脂、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、などがある。本発明にはプリント配線板の軽薄化、プレス加工時の基材の割れの懸念、電子部品実装時にプリント配線板にかかる温度の観点からガラスエポキシ樹脂、ポリイミドフィルムを選択する。銅箔２は前述の基材１に張り付けてあるもので、基材１と銅箔２を合わせて銅張積層板または銅張フィルムと呼ぶ。
【００３３】  本発明のプリント配線板１０では常温プレス加工を行い、電子部品を実装する凹部７と電極部を有する凸部５及び周縁部８がプレス加工によって同時に形成される。
【００３４】  以上のように電子部品を実装する凹部７と電極部を有する凸部５及び周縁部８が形成されたプリント配線板１０を使用することで電子部品を実装する凹部７に電子部品１２、１３を実装することが可能となる。このことにより電子部品を実装する凹部７の深さ分、電子部品１２、１３の実装位置が低くなり、本発明のプリント配線板を使用すれば電子部品を実装する凹部７の深さ分だけ電子機器の軽薄化を行うことが出来る。
【００３５】また、常温プレス加工によって電子部品を実装する凹部７と電極部を有する凸部５及び周縁部８が形成されることにより、従来行っていた電極部を有する凸部５の厚みを出す為の銅メッキ工程を行う必要が無くなる。銅メッキ工程を行う必要がなくなったことにより工数が減り、結果コストダウンになる。更に廃メッキ液の発生が無くなり廃棄物が減少する為、環境面でも優れている。
【００３６】  以下、図４と図５を用いて、本発明のプリント配線板の製造工程について説明する。
【００３７】  最初に、図４（ａ）に示すような基材１に銅箔２を張り合わせた銅張積層板・銅張フィルムを準備する。これはプリント配線板材料として一般的に使用されているものである。次に、図４（ｂ）に示すようにスルーホール１４を形成し、スルーホール１４に銅メッキ１５を施したものが図４（ｃ）となる。
【００３８】  その後、図４（ｃ）のものに、にドライフィルム３を貼り付けて図４（ｄ）の状態にした後、所定の導体形状になる様にパターンフィルムを使って露光を行い、現像したものが図５（ａ）となる。その後、エッチングにて導体形状を形成し、ドライフィルムを剥離して図５（ｂ）のように導体２となる部分が形成される。
【００３９】  図５（ｂ）の状態になったプリント配線板１０にレジストインクを塗布し、絶縁塗膜となるソルダーレジスト４を形成する。この際に使用されるレジストフィルムの形状通りにソルダーレジスト４は形成される。部品実装される導体２部にはソルダーレジスト４が形成されることのない様、当該部分を開口したレジストフィルムを使用している為、ソルダーレジスト４が形成されずに開口された状態となる。ソルダーレジスト形成後のものが図５（ｃ）となる。
【００４０】  ソルダーレジスト４に覆われていない導体２に表面処理としてＮｉメッキ及びＡｕメッキ又は鉛フリー半田メッキを施す。
【００４１】  以上の実施の形態は電子部品を実装する凹部７と他の部品と電気的に接続される電極部６を有する凸部５及び周縁部８の加工前までのプリント配線板の製造方法であるが、一般的なプリント配線板の構造及び製造方法である。以下図６を用いて電子部品を実装する凹部７と他の部品と電気的に接続される電極部６を有する凸部５及び周縁部８の形成方法について詳細に説明する。
【００４２】  図５（ｃ）に示す表面処理としてメッキを施したプリント配線板１０を図６（ａ）に示すように、プレス金型２０にセットし、常温プレス加工を行い、絞り加工を施すことによりプリント配線板１０の銅箔２がそのまま電子部品を実装する凹部７と他の部品と電気的に接続される電極部６を有する凸部５及び周縁部８として形成される。以上のプレス加工工程が図６（ａ）及び（ｂ）に当たる。前記プレス加工工程により図６（ｃ）のように電子部品を実装する凹部７と他の部品と電気的に接続される電極部６を有する凸部５及び周縁部８を持つ図１及び図２に示すようなプリント配線板１０が完成する。また当プレス工程は常温プレス加工を行う為、プレス金型２０を加熱する構造を用いなくても良い。尚、この段階では電子部品１２、１３は実装されていない。
【００４３】  電子部品を実装する凹部７と上記電極部６を有する凸部５及び周縁部８を形成するプレス金型２０は、プレス金型２０の上型の絞りを形成する為のパンチ先端にＲ（円弧部）を設けて、プレス加工で電子部品を実装する凹部７と電極部を有する凸部５及び周縁部８を形成する際にプリント配線板の基材１、銅箔２及びソルダーレジスト４が破壊されないような構造にする必要がある。パンチ先端のＲ寸法は製作するプリント配線板の寸法と電子部品を実装する凹部７と電極部を有する凸部５の寸法・厚みによって変わる。この構造は前記のような金型を加熱する構造に比べて加工も簡単でコストもかからない。絞り部９は、環状の凹部７と、環状の周縁部８と、凹部７と周縁部８とを連結する傾斜した連結部９ａからなっており、表面側には凹部７側の絞り線９ｂと周縁部８側の絞り線９ｃとを備え、裏面側には凹部７側の絞り線９ｄと周縁部８側の絞り線９ｅとを備えている。
【００４４】  前述の完成した図６（ｃ）に示すプリント配線板１０に、常温プレス加工にて形成された凹部７に電子部品１２、１３を実装し、別のプレス金型にて外形形状のプレス加工を行い、外形形状を形成して図６（ｄ）に示す形状の完成品となる。
【００４５】  また、本発明のプリント配線板は軽薄化を目的としており、電子機器用など様々な形で利用することが出来る。実施例として図７及び図８を用いて比較説明する。
【実施例１】
【００４６】図７は本発明の実施例の断面図となっている。
実施例１では、基材１として２５μｍのポリイミドフィルムを使用しており、厚みは１２．５μｍ〜５０μｍの範囲から選択することが望ましい。これは１２．５μｍより薄いもの、５０μｍより厚いものは一般的にあまり流通しておらず、本発明の特徴である一般的に使用されている材料を用いるという考えから外れてしまう。またエポキシ樹脂を選択する場合は１００μｍより厚いものを使用するとプレス加工時にクラックが入りやすくなり、電子部品を実装する凹部７と電極部６を有する凸部５及び周縁部８を形成した際の絞りの深さも浅くなってしまう。また、銅箔２として１８μｍの銅箔を使用し、スルーホール１４の銅メッキ１５で２０μｍ〜３０μｍの厚みのメッキを付けている。銅箔２とスルーホール１４の銅メッキ１５の厚みは、厚すぎると絞りを行うプレス加工時にクラックが入りやすくなり、薄すぎるとプレス加工で形成した絞り部９の銅箔２が基材１の弾性に耐えられず形状が戻ってしまい、電子部品を実装する凹部７と電極部６を有する凸部５及び周縁部８の形状を維持することが出来ない。その為、銅箔２とスルーホール１４の銅メッキ１５の厚みの合計は、プリント配線板１０の表面側及び裏面側の両側共２０μｍ〜６０μｍの範囲が望ましい。【００４７】  実施例１において、プレス加工により形成されるプリント配線板の径はφ３．８ｍｍ、絞り位置の径はφ２．９ｍｍとなっており、本発明の加工はこの発明に至った経緯より上記寸法のプラスマイナス２０％程度の極めて小さいものに対しても可能であると言える。【００４８】  実施例１において、常温プレス加工を行い、電子部品を実装する凹部７と電極部６を有する凸部５及び周縁部８を形成する際の条件としてプレス加工で絞られて折れ曲がる部分の銅箔を、少なくとも表面側は凹部７側の絞り線９ｂと周縁部８側の絞り線９ｃにおいて、裏面側は凹部７側の絞り線９ｄと周縁部８側の絞り線９ｅにおいて表面・裏面合わせて２５％〜１００％残しておくことが望ましい。実施例１では図１、図２に示すように表面側は凹部７側の絞り線９ｂと周縁部８側の絞り線９ｃにおいて、裏面側は凹部７側の絞り線９ｄと周縁部８側の絞り線９ｅにおいて表面側５％、裏面側９５％、両面合わせて全体の５０％の銅箔を残している。【００４９】  これは本発明にてプリント配線板の銅箔２を利用することによって常温プレス加工による絞りで形成される電子部品を実装する凹部７と電極部６を有する凸部５及び周縁部８の形状を維持している為である。尚、実施例１の外形形状は円形だが、角形でも同様に実施することが出来る。【００５０】  また実施例１において図２に示す通り、プリント配線板の裏面にソルダーレジスト４を環状に塗布して形成している。これは電極部６を他の部品と電気的に接続する際に、電極部６を有する凸部５に掛かる荷重をソルダーレジスト４を塗布して形成することにより荷重を分散・軽減させる効果がある。これにより荷重がプリント配線板に掛かることで発生しうる変形を防止することが出来る。【００５１】  銅箔２とスルーホール１４の銅メッキ１５の厚みの合計は両側共２０μｍ〜６０μｍの範囲が望ましく、常温プレス加工を行い、電子部品を実装する凹部７と電極部６を有する凸部５及び周縁部８を形��する際の条件としてプレス加工で絞られて折れ曲がる部分の銅箔を、少なくとも表面側は凹部７側の絞り線９ｂと周縁部８側の絞り線９ｃにおいて、裏面側は凹部７側の絞り線９ｄと周縁部８側の絞り線９ｅにおいて表面・裏面合わせて２５％〜１００％残しておくことが望ましいものであり、この条件は、いずれか一方を採用することで、十分効果があるものであるが、両条件を採用することで、不良率を極めて低くすることが可能となるものである。【００５２】  図８は従来品を使用した例の断面図となっている。図７の本発明を使用した実施例と比較すると図７の方が電子部品１２、１３の高さが電子部品を実装する凹部７の深さ分、厚みが薄くなっている。また、本実施例に限らず様々な電子機器用の基板でも本発明を利用して電子機器の軽薄化を行うことが出来る。保持手段３０にはプリント配線板１０、電子部品１２、１３、振動膜３１、背極板３２、ゲートリング３３が収納されている。保持手段３０は断面円筒形で端縁は内側に折り曲げられて爪部３４が形成されており、該爪部３４によりプリント配線板１０の周縁部８が保持される。
【符号の説明】
【００５３】１…基材
２…銅箔（導体）
３…ドライフィルム
４…ソルダーレジスト
５…電極部を有する凸部
６…他の部品と電気的に接続される電極部
７…電子部品を実装する凹部
８…周縁部
９…絞り部
１０…プリント配線板
１１…半田ペースト
１２…ＦＥＴ（電子部品）
１３…コンデンサ（電子部品）
１４…スルーホール
１５…（スルーホールの）銅メッキ
２０…プレス金型
３０…保持手段
３１…振動膜
３２…背極板
３３…ゲートリング
３４…爪部
【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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