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技術 多層プリント配線板

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 伊藤大祐高橋義人
出願日 2017年7月18日 (3年0ヶ月経過) 出願番号 2017-139351
公開日 2019年2月7日 (1年6ヶ月経過) 公開番号 2019-021782
状態 未査定
技術分野 プリント板の構造
主要キーワード 流動部分 重量率 ラビリンス状 導電性ポスト 留め用 フロー量 非導電性ペースト 後工程用
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年2月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

特別な設備や工程を必要とすることなく、樹脂の流出を抑制し得る部を形成する。

解決手段

多層プリント配線板は、第1プリント配線板と、第1プリント配線板に樹脂を介して積層された第2プリント配線板と、第1プリント配線板と第2プリント配線板との間に位置し、第1プリント配線板と第2プリント配線板との間を電気的に接続する導電性ポストとを備える。この多層プリント配線板には、貫通孔が設けられているとともに、その貫通孔の周囲を多重に取り囲む複数の堰部が、第1プリント配線板と第2プリント配線板との間に設けられている。複数の堰部の各々には、周方向の少なくとも一つの位置にスリットが形成されているとともに、複数の堰部のなかの隣接する二つの間では、スリットの周方向における位置が互いに異なる。

概要

背景

多層プリント配線板が知られている。多層プリント配線板は、樹脂シートプリプレグとも称される)を介して積層された二以上のプリント配線板を、プレス成形することによって製造される。このプレス成形では、二つのプリント配線板の間に位置する樹脂が、予め設けられたね留め用貫通孔等へ、意図せず流出することがある。このような問題に関して、特許文献1に記載された技術では、配線板上に樹脂シートを介して銅箔を積層する際に、樹脂材料による部を銅箔上に予め設けておくことによって、後工程用の穴等へ樹脂の材料が流出することを防止している。

概要

特別な設備や工程を必要とすることなく、樹脂の流出を抑制し得る堰部を形成する。多層プリント配線板は、第1プリント配線板と、第1プリント配線板に樹脂を介して積層された第2プリント配線板と、第1プリント配線板と第2プリント配線板との間に位置し、第1プリント配線板と第2プリント配線板との間を電気的に接続する導電性ポストとを備える。この多層プリント配線板には、貫通孔が設けられているとともに、その貫通孔の周囲を多重に取り囲む複数の堰部が、第1プリント配線板と第2プリント配線板との間に設けられている。複数の堰部の各々には、周方向の少なくとも一つの位置にスリットが形成されているとともに、複数の堰部のなかの隣接する二つの間では、スリットの周方向における位置が互いに異なる。

目的

本明細書は、そのような設備や工程を必要とすることなく、樹脂の流出を抑制し得る堰部を形成するための技術を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1プリント配線板と、前記第1プリント配線板に樹脂を介して積層された第2プリント配線板と、前記第1プリント配線板と前記第2プリント配線板との間に位置し、前記第1プリント配線板と前記第2プリント配線板との間を電気的に接続する導電性ポストと、を備える多層プリント配線板であって、前記多層プリント配線板には、貫通孔が設けられているとともに、前記貫通孔の周囲を多重に取り囲む複数の部が、前記第1プリント配線板と前記第2プリント配線板との間に設けられており、前記複数の堰部の各々には、周方向の少なくとも一つの位置にスリットが形成されているとともに、前記複数の堰部のなかの隣接する二つの間では、前記スリットの前記周方向における位置が互いに異なる、多層プリント配線板。

技術分野

0001

本明細書で開示する技術は、多層プリント配線板に関する。

背景技術

0002

多層プリント配線板が知られている。多層プリント配線板は、樹脂シートプリプレグとも称される)を介して積層された二以上のプリント配線板を、プレス成形することによって製造される。このプレス成形では、二つのプリント配線板の間に位置する樹脂が、予め設けられたね留め用貫通孔等へ、意図せず流出することがある。このような問題に関して、特許文献1に記載された技術では、配線板上に樹脂シートを介して銅箔を積層する際に、樹脂材料による部を銅箔上に予め設けておくことによって、後工程用の穴等へ樹脂の材料が流出することを防止している。

先行技術

0003

特開2005−311054号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1に記載された技術では、樹脂材料による堰部を予め設けておく必要があり、そのための特別な設備や工程が必要とされる。本明細書は、そのような設備や工程を必要とすることなく、樹脂の流出を抑制し得る堰部を形成するための技術を提供する。

課題を解決するための手段

0005

多層プリント配線板の製造方法において、二つのプリント配線板の間に、それらを電気的に接続するための導電性ポスト印刷する手法が開示されている(特願2016−2000078)。本明細書が開示する技術では、この導電性ポストに着目し、樹脂の流出を抑制するための堰部を、導電性ポストを形成する工程で同時に形成する。導電性ポストは、メタルマスクを用いたマスク印刷法によって形成されることが好ましく、そのためには、堰部も同じメタルマスクを用いて形成する必要がある。ここで、メタルマスクの特性上、環状に閉じた堰部は形成することができず、堰部の内側と外側との間でメタルマスクが連続するように、堰部にはスリット切れ目)を設ける必要がある。しかしながら、堰部に設けられたスリットは、樹脂を流出させる流路となり得る。この点に関して、本技術では、複数の堰部を多重に配置するとともに、隣接する二つの堰部の間では、スリットの周方向における位置を互いに相違させる。これにより、スリットを通じた樹脂の流路がラビリンス状に形成されるので、樹脂の流出を十分に抑制することができる。

0006

上記した技術に基づいて、次の多層プリント配線板が具現化される。この多層プリント配線板は、第1プリント配線板と、第1プリント配線板に樹脂を介して積層された第2プリント配線板と、第1プリント配線板と第2プリント配線板との間に位置し、第1プリント配線板と第2プリント配線板との間を電気的に接続する導電性ポストとを備える。この多層プリント配線板には、例えばねじ留め用等の貫通孔が設けられているとともに、その貫通孔の周囲を多重に取り囲む複数の堰部が、第1プリント配線板と第2プリント配線板との間に設けられている。複数の堰部の各々には、周方向の少なくとも一つの位置にスリットが形成されているとともに、複数の堰部のなかの隣接する二つの間では、スリットの周方向における位置が互いに異なる。前述した説明から明らかなように、このような構成であると、樹脂の流出を十分に抑制し得る複数の堰部を、メタルマスクを用いたマスク印刷法によって、導電性ポストと同時に形成することができる。堰部を設けるための特別な設備や工程が必要とされず、多層プリント配線板の製造工程を簡素にすることができる。

図面の簡単な説明

0007

実施例の多層プリント配線板10を示す平面図。
図1中のII−II線における断面図であり、導電性ポスト26及び複数の堰部30を示す。
図2中のIII−III線における断面図であり、複数の堰部30及びそれらのスリット30aを示す。
実施例の多層プリント配線板10の製造方法の流れを示す図。
複数の堰部30における樹脂24の流路Fを示す図。
複数の堰部30のいくつかの変形例を示す図。
多層プリント配線板10の変形例であって、第3プリント配線板120をさらに備えるものを示す。
多層プリント配線板10の変形例であって、樹脂24の厚みが変更されたものを示す。
樹脂シート24aを構成する材料のフロー量を測定する方法を説明する図。

実施例

0008

図面を参照して、実施例の多層プリント配線板10について説明する。図1図2に示すように、多層プリント配線板10には、複数のランドパッドを含むプリント配線12が多層に設けられている。また、多層プリント配線板10には、多層プリント配線板10をねじ等によって固定するための貫通孔14や、コネクタを固定するための貫通孔16が設けられている。

0009

多層プリント配線板10は、第1プリント配線板20、第2プリント配線板22、樹脂24及び導電性ポスト26を備える。第1プリント配線板20と第2プリント配線板22は、樹脂24を介して互いに積層されている。第1プリント配線板20と第2プリント配線板22とのそれぞれには、プリント配線12が設けられている。第1プリント配線板20及び第2プリント配線板22の具体的な構成については特に限定されない。例えば、第1プリント配線板20及び第2プリント配線板22は、リジッドなプリント配線板であってもよいし、フレキシブルなプリント配線板であってもよい。

0010

導電性ポスト26は、第1プリント配線板20と第2プリント配線板22の間に位置しており、第1プリント配線板20と第2プリント配線板22との間を電気的に接続している。即ち、導電性ポスト26の下端は、第1プリント配線板20のプリント配線12に接続されており、導電性ポスト26の上端は、第2プリント配線板22のプリント配線12に接続されている。導電性ポスト26は、例えば円柱形状を有しており、銅又はその他の金属といった導電性材料で形成されている。導電性ポスト26の形状、位置及びその数等については、特に限定されない。詳しくは後述するが、本実施例における導電性ポスト26は、メタルマスク40と導電性ペーストを用いたマスク印刷法によって形成される(図4参照)。

0011

多層プリント配線板10はさらに、複数の堰部30を備える。複数の堰部30は、第1プリント配線板20と第2プリント配線板22との間に位置しており、貫通孔14の周囲を多重に取り囲んでいる。複数の堰部30の各々には、周方向の少なくとも一つの位置にスリット30aが形成されている。そして、複数の堰部30のなかの隣接する二つの間では、スリット30aの周方向における位置が互いに異なっている。また、このような複数の堰部30は、図2に示す貫通孔14だけでなく、多層プリント配線板10の他の貫通孔14、16にも同様に設けられている。

0012

複数の堰部30は、銅又はその他の金属といった、導電性材料で形成されている。詳しくは後述するが、本実施例における複数の堰部30は、導電性ポスト26を形成する工程において同時に形成される。即ち、複数の堰部30は、メタルマスク40と導電性ペーストを用いたマスク印刷法によって、複数の導電性ポスト26と同時に形成される(図4参照)。ここで、メタルマスク40の特性上、各々の堰部30を環状に閉じた形状で形成することはできない。各々の堰部30の内側と外側とでメタルマスク40が連続する必要があり、そのために、各々の堰部30にはスリット30a(即ち、切れ目)が設けられている。

0013

一例ではあるが、本実施例における複数の堰部30は、第1の堰部31、第2の堰部32及び第3の堰部33を含む、三つの堰部31、32、33を有する。第1の堰部31は、最も内側に位置しており、貫通孔14の周縁に沿って環状に延びている。第1の堰部31には、周方向に沿って三つのスリット30aが等間隔(即ち、120度の間隔)で形成されている。第2の堰部32は、第1の堰部31に外側から隣接しており、第1の堰部31の周囲を環状に延びている。第2の堰部32にも、周方向に沿って三つのスリット30aが等間隔(即ち、120度の間隔)で形成されている。但し、互いに隣接する第1の堰部31と第2の堰部32との間では、スリット30aの周方向における位置が互いに異なっている。詳しくは、第1の堰部31のスリット30aと、第2の堰部32のスリット30aは、互いに最も離れて位置するように、60度の角度分だけ周方向にずれている。

0014

第3の堰部33は、第2の堰部32に外側から隣接しており、第2の堰部32の周囲を環状に延びている。第3の堰部33にも、周方向に沿って三つのスリット30aが等間隔(即ち、120度の間隔)で形成されている。互いに隣接する第2の堰部32と第3の堰部33との間では、スリット30aの周方向における位置が互いに異なっており、詳しくは、60度の角度分だけ周方向にずれている。なお、互いに隣接しない第1の堰部31と第3の堰部33の間では、周方向におけるスリット30aの位置が一致していてもよい。以上のように、本実施例における複数の堰部30は、三つの堰部31、32、33を含んでいるが、堰部30の数は二以上であればよく、特に限定されない。また、各々の堰部31、32、33に設けられるスリット30aの数についても、三つに限定されるものでなく、複数の堰部30の一部又は全部において適宜変更することができる。

0015

複数の堰部30、特に、最も内側に位置する第1の堰部31は、第1プリント配線板20と第2プリント配線板22との少なくとも一方と、電気的に接続されていてもよい。第1の堰部31が、第1プリント配線板20及び/又は第2プリント配線板22に電気的に接続されていると、貫通孔14の内周面露出する第1の堰部31を通じて、多層プリント配線板10を外部へ電気的に接続することができる。即ち、第1の堰部31を、電気的な接続端子として利用することができる。

0016

次に、図4を参照して、多層プリント配線板10の製造方法について説明する。先ず、図4(A)に示すように、第1プリント配線板20上に、導電性ポスト26と複数の堰部30が形成される。なお、第1プリント配線板20には、貫通孔14、16が予め形成されている。前述したように、本実施例の多層プリント配線板10では、導電性ポスト26と複数の堰部30との両者が、マスク印刷法を用いた同一工程によって形成される。この工程では、最初に、メタルマスク40と導電性ペースト(例えば銅ペースト)とを用いて、導電性ポスト26と複数の堰部30とが印刷される。このとき、各々の堰部31、32、33には、メタルマスク40の特性上、スリット30a(図3参照)も同時に形成される。前述したように、各々の堰部31、32、33の内側と外側との間で、メタルマスク40が連続する必要があるためである。次いで、印刷された導電性ポスト26と複数の堰部30とを加熱することによって、それらの乾燥及び半焼結を実施する。

0017

次いで、図4(B)に示すように、第1プリント配線板20上に、樹脂シート24aと第2プリント配線板22とを積層し、それらを局所的に加熱することによって仮圧着する。樹脂シート24aは、図2等に示した樹脂24となる部材であり、接着シートやプリプレグとも称される。次いで、図4(C)に示すように、仮圧着した半製品プレス成型することによって、多層プリント配線板10が成形される。このプレス成形は、一例ではあるが、真空熱プレスによって行うことができる。この場合、プレス条件の一例として、設定温度を220℃とし、0.3MPaの圧力による第1プレスと、3.0MPaの圧力による第2プレスとを含む、二段階のプレス成形を行うとよい。この場合、第1プレスと第2プレスの時間は、特に限定されないが、例えば2.5分とすることができる。

0018

上記したプレス加工では、二つのプリント配線板20、22の間に介在する樹脂24が、貫通孔14、16に向けて流出しようとするが、その流出は、複数の堰部30によって抑制される。ここで、各々の堰部30にはスリット30aが形成されているので、貫通孔14、16は、複数の堰部30によって完全に取り囲まれてはいない。即ち、図5に示すように、複数の堰部30には、樹脂24が貫通孔14、16まで流出し得る流路Fが存在する。しかしながら、複数の堰部30のなかの隣接する二つの間、即ち、第1の堰部31と第2の堰部32との間、及び、第2の堰部32と第3の堰部33との間では、周方向におけるスリット30aの位置が互いに相違している。これにより、樹脂24が流出し得る流路Fは、複数の堰部30の径方向の厚み寸法Dと比較して、十分に長く延長されている。一例ではあるが、本実施例では、厚み寸法Dが1mmであるのに対して、流路Fは3.6mmの長さを有している。このように、複数の堰部30が貫通孔14、16を完全に取り囲んでいなくても、樹脂24の流出し得る流路Fが長く形成されていることで、樹脂24の流出を十分に抑制することができる。

0019

以上のように、本実施例の多層プリント配線板10では、メタルマスク40と導電性ペーストを用いたマスク印刷法により、導電性ポスト26と複数の堰部30とが同時に形成される。各々の堰部30には、メタルマスク40による形成を可能とするために、少なくとも一つのスリット30aが設けられている。このようなスリット30aは、樹脂24を流出させる流路Fとなり得る。しかしながら、隣接する二つの堰部30の間では、スリット30aの周方向における位置が互いに相違しているので、当該流路Fが長く形成されている。これにより、樹脂24の流出が十分に抑制される。従来技術では、堰部30のような構造を形成するために、樹脂材料又はその他の非導電性ペーストによるマスク印刷工程が別途必要とされていた。これに対して、本実施例の多層プリント配線板10の構造によれば、導電性ポスト26と複数の堰部30とを同一工程で形成することができるので、堰部30を形成するための特別な設備や工程が必要とされない。従って、多層プリント配線板10の製造工程を簡素にすることができる。

0020

図6に示すように、複数の堰部30の具体的な構成は、様々に変更することができる。例えば、図6(A)に示す例では、第1の堰部31及び第2の堰部32のみが設けられており、第3の堰部33が省略されている。図6(B)に示す例では、各々の堰部31、32、33において、四つのスリット30aが設けられている。四つのスリット30aは、特に限定されないが、周方向に沿って等間隔に設けられている。図6(C)に示す例では、第4の堰部34が付加されているとともに、各々の堰部31、32、33、34には、四つのスリット30aが等間隔で設けられている。図6(D)に示す例では、第1の堰部31及び第2の堰部32のみが設けられており、第3の堰部33が省略されている。また、各々の堰部31、32には、二つのスリット30aが設けられており、スリット30aの数も削減されている。このように、複数の堰部30の数やスリット30aの数は、特に限定されず、適宜変更することができる。

0021

図6(D)に示す例ではさらに、各々の堰部31、32が、他方の堰部32、31に向けて突出する突出部30bを有している。第1の堰部31の突出部30bと、第2の堰部32の突出部30bは、周方向に沿って交互に位置している。このような構成によると、二つの堰部31、32の間に形成される流路Fがより長くなり、かつ、樹脂24と堰部31、32との間の接触抵抗も増大することから、樹脂24の流出がより効果的に抑制される。

0022

図7に示すように、本実施例の多層プリント配線板10は、第3プリント配線板120をさらに備えてもよい。この場合、第2プリント配線板22と第3プリント配線板120との間にも、複数の堰部30を同様に設けることができる。プリント配線板20、22、120の数は特に限定されず、多層プリント配線板10は、四枚以上のプリント配線板を備えてもよい。また、図8に示すように、樹脂24の厚みについても、適宜変更可能である。この場合、樹脂24の厚み(即ち、樹脂シート24aの厚み)に応じて、複数の堰部30の高さ寸法を変更するとよい。一例ではあるが、複数の堰部30の高さ寸法が、樹脂シート24aの厚みの1/2倍から2倍の間であると、樹脂24の流出を有意に抑制することができる。

0023

樹脂24の流出が複数の堰部30に抑制される程度は、樹脂24の流動性に応じて変化する。即ち、樹脂24の流動性が低いほど、複数の堰部30による流出の抑制効果は高くなる。この点に関して、本実施例では、樹脂シート24a(例えばプリプレグ)に、フロー量が30パーセント以下となるものが採用されている。ここでいうフロー量とは、流動性を示す指標であって、次の方法によって測定される。即ち、図9に示すように、樹脂シート24aのサンプル100を、175℃に加熱しながら1.6MPaの圧力でプレスする。このとき、元の形状から周囲へ流動した流動部分100aの重量率がフロー量である。但し、複数の堰部30の構成によっては、フロー量が30パーセントを上回る樹脂シート24aを採用することも可能である。

0024

多層プリント配線板10をプレス成形するときのプレス条件は、様々に変更可能である。前述したように、本実施例で採用したプレス条件は、設定温度を220℃とし、0.3MPaの圧力による第1プレスと、3.0MPaの圧力による第2プレスとを含む二段階のプレス成形であって、第1プレスと第2プレスの時間はそれぞれ2.5分である。他のプレス条件としては、設定温度を190℃に低下させる一方で、3.0MPaの圧力による第2プレスの時間を7.5分へと延長してもよい。これらのプレス条件は、短時間でのプレス成形を可能とする高速成形用のものであるが、このようなプレス条件であっても、複数の堰部30は樹脂24の流出を十分に抑制することができる。

0025

あるいは、上記した高速成形用のプレス条件ではなく、次のような一連のプレス条件を採用することもできる。このプレス条件では、先ず、0.3MPaの圧力を負荷しつつ、常温から3℃/分の速度で昇温していく。そして、温度が80℃に到達したところで、その状態を15分間維持する。次いで、80℃から2.5℃/分の速度で昇温していき、温度が110℃に到達した段階で、圧力を3.0MPaまで昇圧する。最後に、温度が180℃に到達したところで、その状態を45分間維持する。このようなプレス条件によっても、複数の堰部30によって樹脂24の流出を抑制しつつ、多層プリント配線板10の意図した成形を行うことができる。

0026

以上、本技術の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。本明細書又は図面に記載された技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載された組合せに限定されるものではない。本明細書又は図面に例示された技術は複数の目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

0027

10:多層プリント配線板
12:プリント配線
14、16:貫通孔
20:第1プリント配線板
22:第2プリント配線板
24:樹脂
24a:樹脂シート
26:導電性ポスト
30、31、32、33、34:堰部
30a:堰部30のスリット
30b:堰部30の突出部
40:メタルマスク
100:樹脂シート24aのサンプル
100a:サンプル100の流動部分
120:第3プリント配線板
F:樹脂24の流路

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