JP2849191B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリント配線板の製造方法に関し、特に導
体パターンを基板溝内に埋設した、例えばVTR等に使用
されるロータリートランスにおける導体パターンの製造
方法に関するものである。

〔従来の技術〕 従来より、プリント配線板としては、導体パターンを
基板上の溝部内に埋設した例えばロータリートランス等
のプリント回路が知られている。

このロータリートランスにおけるプリント回路は、例
えばアルミニウム板、ステンレス板などの金属板上にコ
イル（導体）パターンを形成し、この金属板と、溝部を
有する基板とを接着剤により貼り合わせたのち、基板を
例えば水酸化ナトリウム水溶液などの薬剤で溶解除去ま
たは剥離除去する方法で作製されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のようなプリント配線板を作製した場合、導体パ
ターンが形成された金属板と溝部を有する基板とを貼り
合わせる際に、金属板の溝形状への追従性があまり良好
でないために、金属板と基板との間の溝深さのバラツキ
や接着剤の塗布量のバラツキなどにより第８図のような
導体の固着不良が発生することがあった。第８図におい
て符号１は導体パターンであり、８は接着剤である。

本発明の目的は、このような固着不良を解消したプリ
ント配線板を歩留り良く製造する方法を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、一方の面に導体パターンが形成された膜
と、前記導体パターンに対応する溝部を有する基板と
を、前記導体パターンが前記溝部内に埋設されるように
重ね合わせた後に、前記膜の他方の面から前記導体パタ
ーンを押圧することにより前記膜と前記基板とを一体化
する工程と、前記膜のみを選択的に除去する工程を少な
くとも含むプリント配線板の製造方法であって、前記膜
は前記押圧により伸びて前記溝部の形状に追従するもの
であることを特徴とする。

ここで、前記膜の伸び率は下記の式（１）を満足する
ものであってもよい。

なお上記の式（１）中のεは前記膜の伸び率、Ｄは前
記溝部の深さ、Ｈは前記導体パターンの厚み、ｄは前記
溝部の内壁と前記導体パターンの外側との隙間である。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第２図（ａ）は導体パターン１と膜２が一体化された
基板の断面図である。１は回路を形成するための導体パ
ターンであり、除去可能な膜２上に平面的に形成されて
いる。

導体パターン１はどのような方法によって得られたも
のでもよく、その材質も導電性であれば特に限定はしな
いが、例えば銅、銀などが一般に使用できる。また導体
厚みも特に限定はしないが、後述する転写基板の溝深さ
寸法よりも薄い場合に特に本発明は効果を発揮する。

一方、前記膜２上に形成される導体パターン１の形状
は、目的とする例えば第１図に示すようなプリント配線
板の配線形状に合ったものであれば直線状でも、コイル
状でも特に限定されない。第１図において符号１は導体
パターンであり、８は接着剤である。また、膜上に形成
される導体は導体パターンの他に転写用の位置決めパタ
ーン等回路パターン以外を設置することも可能である。

膜２は導体パターン１の保持の役割をもつとともに他
の基板へ転写した後に除去できる性質が要求される。そ
のため導体パターン１の一部が露出するように膜２を形
成する必要があり、例えば第２図（ａ）の他（ｂ），
（ｃ）などで示すことができる。すなわち、（ａ）では
導体パターン１がフィルムに包まれるように形成されて
おり、一方、（ｂ）では導体パターン１がフィルム表面
から凸状に形成されている。また（ｃ）は（ａ）と
（ｂ）の中間である。（ａ）〜（ｃ）のどの形状とする
かは使用する膜の種類、貼り付け方法、導体の形成方法
等の選択に依って決まる。例えば導体パターン１をメッ
キ形成し、熱融着フィルムや液状樹脂を塗布し乾燥硬化
するタイプのものを用いれば（ａ）のような形状とな
り、メッキ形成後に粘着フィルムを貼り付けたり、導体
パターンをエッチング法により形成した場合には（ｂ）
のような形状となる。

導体パターン１が第３図のように導体パターン１と対
応した溝部５をもつ基板４に転写されるためには、膜２
は導体パターン１を溝部５に押し込めるのに充分な追従
性が要求される。そのためには支持膜２は柔らかい方が
好ましい。金属板よりは有機フィルムが好適であるが、
硬くても極薄い場合は使用可能である。即ち、転写時の
膜の少なくとも導体パターン形成面側の伸び率ε（％）
が式（１）好ましくは式（２）を満足していれば使用で
きる。

ここでＤは溝部５の深さ、Ｈは導体パターン１の厚
み、ｄは溝壁と導体外側との隙間であり、目的とするプ
リント配線板の要求特性によって決定される数値である
（第４図参照）。

膜に要求される伸び率としては、上記εを満たすとと
もに、寸法精度から、50≦ε≦500,さらに100≦ε≦40
0,特に150≦ε≦300が好ましい。εが50未満の場合は溝
形状に膜が追従しにくくなり固着不良の原因となる。ま
た、εが500より大きい場合は導体パターンと溝との位
置合わせが困難となる。

また、膜厚としては式（１）が満足できれば良いが、
押え込み易さを考慮してより1mm以下、更には0.5mm以
下、特に0.1mm以下が好ましいが、薄くなり過ぎると、
押え込みに際してやぶれる危険があり、注意を要する。

さらに、膜２には、導体パターン１を他の基板４に転
写した後に、導体パターン１を基板４に残したまま、膜
２のみが選択的に除去できる性質も必要である。除去方
法には、機械的剥離、化学的剥離、熱的剥離、溶解など
何でも良いが、安全性やコスト面から機械的剥離が好ま
しい。また、剥離タイプの場合は、転写用接着剤８との
脱離性を向上させる目的で、難接着タイプの材質のもの
を用いることが好ましい。

上記条件を満たす膜であれば、膜の種類や他の特性に
ついて限定されるものではない。例えば、導電性でも絶
縁性でもよいし、異種の膜を多層積み重ねたものでもよ
い。

上述の膜２に使用できる材料としては、ポリエチレ
ン，ポリプロピレン，フッ素系樹脂，シリコーン樹脂，
ポリイミド，ポリエステル，ポリアミド樹脂，ポリ塩化
ビニル等が挙げられる。但し、上述の伸び率を考慮する
と、ポリエチレン，ポリプロピレン，フッ素系樹脂，シ
リコーン樹脂，ポリエステル，ポリアミド樹脂が好まし
く、更に難接着性の点からポリエチレン，ポリプロピレ
ン，フッ素系樹脂，シリコーン樹脂が好ましく、特にコ
スト面からポリエチレン，ポリプロピレンが好適であ
る。

次に、導体パターン１と膜２よりなる基板３の製造方
法について述べる。工程としては導体パターン形成と膜
形成の２つを含むことが必要であるが、それらの順序は
特に問わない。

導体パターン１の形成方法は公知となっているメッキ
法、エッチング法、蒸着法、スパッタリング法、CVD
法、導電性ペーストのスクリーン印刷等が利用できる
が、導体抵抗の低減の要請からメッキ法、エッチング法
が好ましく、更にパターン形成精度の点よりメッキ法が
特に好ましい。

ここではメッキ法を例にとって第５図により説明す
る。まずメッキ基体となる導電性基板６に形成すべき導
体以外の所に対応するフォトレジスト７を形成する（第
５図（ａ））。このものを陰極として電解メッキするこ
とにより導体パターン１を得る（第５図（ｂ））。次
に、膜を形成した後（第５図（ｃ））、メッキ基体６を
除去する（第５図（ｄ））。

導体形成までの工程は通常の方法で良く、例えば導体
パターン１が銅の場合、導電性基板６としてアルミニウ
ムなどが使用できる。膜２の形成方法は導体パターン１
が確実に覆われればどのような方法を用いても良く、例
えば粘着剤を介して板状膜体を貼り付けてもよいし、板
状膜体自体を熱融着させてもよい。また、液体の樹脂を
スクリーン印刷がディップコーティングした後、熱や紫
外線で硬化させ支持膜２としてもよい。また、この際、
前記フォトレジスト７を除去しておくか、あるいは絶縁
材として残しておくかは任意に選択することができる。
導体とフィルムとの密着力向上のため、導体表面を機械
的、化学的に粗面化しておいてもよい。支持膜２形成後
においては、メッキ基体として用いた導電性基板６の溶
解除去や機械的剥離による除去により、導体パターン１
が形成された基板３を得ることができる。

次に、上述基板３を用いたプリント配線板の製造方法
について第６図を用いて説明する。工程は次のとおりで
ある。

（ａ）転写用の接着剤８を塗布する（第６図（ａ））。

（ｂ）基板３と基板４を上記接着剤により貼り合わせる
（第６図（ｂ））。

（ｃ）膜２を除去する（第６図（ｃ））。

接着剤塗布は貼り合わせるべき導体パターン１上が基
板４の溝部５のどちらか一方、若しくは両面に塗布す
る。（第６図においては基板４に塗布してある）。使用
する接着剤８は後工程に支障がない程度に導体を基板４
に固定できるものであれば接着剤でも、ゴム系、エポキ
シ系、アクリル系、ウレタン系でも良く特別に限定され
ない。また、１液タイプ、２液タイプでもよく、またシ
ート状でもよい。また、硬化特性についても特に限られ
ることはないが、使用する膜２の耐熱性、作業性から低
温、短時間で初期強度が得られるもので、例えば感圧接
着剤やエポキシ接着剤などが好適である。

また、供給方法としてはシート状のものは打ち抜いて
の供給となるが、液状のものについてはスクリーン印
刷，ディスペンサー塗布，スタンプ塗布，スプレー塗布
等が考えられるが、特に限定されるものではない。しか
し、塗布量の安定性、作業性からスクリーン印刷が好ま
しい。

次に、基板３と溝部を有する基板４とを位置決めした
後、両基板3,4を、導体パターン１が溝５内に埋設され
るように一体化する。この際、位置決めには導体パター
ン１と同時形成された位置決めパターンを使用すること
により、位置精度よく一体化することができる。尚、加
圧条件は膜２を充分に変形させ、導体パターン１と基板
４の溝部５の底部が接着剤８を介して相互接触できるよ
うに設定される必要がある。また、膜２をより効率よく
変形させるために第７図のような治具により溝部のみを
加圧することが好ましい。

また、転写条件は使用する膜2,接着剤，基板４の組み
合わせによって決まる。中でも接着剤の硬化条件が特に
影響を与え、それにより温度が決定される。範囲として
は、膜２の耐熱性を考慮して室温から200℃程度までで
あり、好ましくは80℃以下、更に好ましくは室温であ
る。また、加圧力は基板４が割れたり変形しない程度で
あれば任意である。

また、膜２の除去については機械的に剥離する方法、
酸はアルカリ、有機溶剤等の薬液で溶解除去する方法が
あり、特に限定はしないが、安全性やコスト面より機械
的剥離が好ましい。以上の方法により溝部分に導体パタ
ーン５が確実に埋設されたプリント配線板を得ることが
できる。

ここで、溝部５を有する基板４の材質、寸法等は特に
限定されるものではないが、例えば厚さ5mm以下、溝深
さ2mm以下、溝幅5mm以下のプラスティック板またはセラ
ミック板が好適に使用可能である。

〔実験例１〕 本発明を、ロータリートランスの作製に適用した。導
体パターンはメッキで形成し、支持体としてはポリエチ
レンフィルムを使用し、溝部を有する基板はフェライト
コアを使用した。

先ず、Alより成る80μｍ厚のメッキ基板上に形成する
導体以外に対応するフォトレジスト（ナガセマイクロレ
ジスト747を使用）を形成した。これを陰極として使用
し電解銅メッキを行うことによりコイルパターン及び位
置決めパターンを同時に形成し、然る後に前記フォトレ
ジストをレジスト剥離液（ナガセレジストストリップＮ
＝530）により溶解除去した。こうして作製した導体厚4
0μm,線幅130μm,ピッチ170μm,巻き線幅820μｍという
代表値を持つ径の異なる複数のコイル及び位置決めパタ
ーン面上にラミネーターを用いてポリエチレンフィルム
（膜厚75μm,伸び率200％）を140℃で加熱融着させた。

次に、メッキ基体のAl板をHCl10％溶液で溶解除去す
ることにより、ポリエチレンフィルム上にコイルパター
ン及び位置決めパターンが一体化された基板を得た。こ
の基板の断面構造は第２図（ａ）のように導体パターン
がフィルム内に埋め込まれていた。次いで、前記コイル
パターンに対応する溝部を有するフェライト基体（溝深
さ150μm,溝幅1.23mm）の溝部にエポキシ樹脂系接着剤
（セメダインEP001）をトルエン溶剤で稀釈したものを
ディスペンサーにより塗布した後、溶剤を揮発除去した
後、コイルパターンとフェライトコアの溝を位置合わせ
した後、前記コイルパターン面がコア溝面と対向するよ
うに第６図（ｂ）の如く凸形治具（凸部幅0.92mm,高さ
0.15mm）を使用し、0.9Kg/cm²の圧力で25℃、90分間の
条件で接着剤を硬化させ貼り合わせることによりコイル
パターンを溝内に埋設一体化した。接着剤が硬化した後
ポリエチレンフィルムを機械的に剥離除去することによ
り、第６図（ｃ）のようなプリント配線板を得た。以上
の方法により作製した100個のプリント配線板は、いず
れもコイルパターンがフェライト溝部よりでっぱること
なく、確実に溝面に固定されていた。

〔実験例２〕 導体パターンをメッキで形成し、支持体としてポリエ
チレンをベースにした粘着フィルムを使用し、溝部を有
する基板としてフェライトコアを使用した。

メッキ法による導体パターンの形成，レジスト剥離方
法，導体パターン，フェライトコアの寸法は実験例１と
同一であった。メッキ基体上に形成された導体パターン
上に表面保護粘着フィルム（日東電工SPV−363,膜厚65
μm,伸び率20％）をラミネーターにより貼り付けた。次
いで、メッキ基板であるAlをHCl10％溶液にて溶解除去
することによりフィルム上に導体パターンが一体化され
た基板を得た。この時の断面形状は第２図の（ｂ）の如
くフィルム上に凸状に導体パターンが保持されていた。
次に、フェライトコアを用いて実験例１と全く同じ方法
で導体パターンが溝部上に埋設されたプリント配線板を
100個作製した。いずれもコイルパターンがフェライト
溝部よりでっぱることなく、確実に溝底面に固定されて
いた。

〔実験例３〕 導体パターンをメッキで形成し、支持体としてシリコ
ーン樹脂を使用し、溝部を有する基板にフェライトコア
を使用した。

導体パターンの形成、レジスト剥離法、導体パター
ン、コア寸法は実験例１と同じであった。作製した基板
のコイルおよび位置決めパターン面上に液状のシリコー
ン樹脂（早川ゴム製ハヤトーン−GHS伸び率280％）を0.
1mmの厚さにスクリーン印刷により塗布した後、紫外線
硬化して膜を形成させた。次に、メッキ基体であるAlを
HCl10％溶液に浸漬して溶解除去することにより、シリ
コーン膜上に導体パターンが保持された基板を得た。こ
の基板の断面は、第２図（ａ）に示すように導体パター
ンが膜内に一部埋設された形状をしていた。

次にフェライトコアを用いて実験例１と全く同じ方法
で導体パターンが溝部に埋設されたプリント配線板を10
0個作製した。いずれもコイルがフェライトコア溝部よ
りでっぱることなく、確実に溝底面に固定されていた。

〔比較例〕

導体パターンをメッキで形成し、支持体にメッキ基板
であるAl板（80μｍ厚，伸び率13％）を使用し、溝部を
有する基板にフェライトコアを使用した。

導体パターンの形成方法、レジスト剥離方法、導体パ
ターン、コア寸法は実験例１と同じであった。この際の
断面は第２図（ｂ）のように支持体上に凸状に導体パタ
ーンが保持されている形状であることがわかる。

次に、フェライトコアに実験例１と全く同じ方法で導
体パターンを張り合わせた。ただし、支持体の除去は実
施例１と異なり、HCl10％溶液で80μｍのAl基板を溶解
除去した。本方法で導体パターンが溝部に埋設されたプ
リント配線板を100個作製したところ、コイルパターン
がフェライト溝底面に確実に固定されたものは30個しか
得られなかった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、一方の面に導
体パターンが形成された膜と、前記導体パターンに対応
する溝部を有する基板とを、前記導体パターンが前記溝
部内に埋設されるように重ね合わせた後に、前記膜の他
方の面から前記導体パターンを押圧することにより前記
膜と前記基板とを一体化する工程と、前記膜のみを選択
的に除去する工程を少なくとも含み、前記膜として前記
押圧により伸びて前記溝部の形状に追従するものを用い
たので、固着不良などの不都合なしに、導体パターンを
より確実に溝底部に固定することができ、歩留り良く効
率的にプリント配線板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による作製したプリント配線板の構造を
示す模式的断面図、 第２図（ａ）〜（ｃ）はプリント基板における導体パタ
ーンの種々の状態を示す模式的断面図、 第３図（ａ）はその製品を示す模式的断面図、第３図
（ｂ）は二つの基板を貼り合わせた状態を示す模式的断
面図、 第４図は導体と溝の関係を示す模式的断面図、 第５図（ａ）〜（ｄ）はプリント基板の製造工程を説明
するための模式的断面図、 第６図は第５図に示したプリント基板を使用したプリン
ト配線板の製造工程を説明するための模式的断面図、 第７図（ａ）は溝部を有する基板を示す模式的平面図、
第７図（ｂ）はその基板に対応する凸形治具を示す概略
斜視図、 第８図は従来技術により作製した不具合のプリント配線
板の構造を示す模式的断面図である。 １……導体パターン、 ２……支持基板、 ３……プリント基板、 ４……溝部を有する基板、 ５……溝部、 ６……メッキ基体、 ７……フォトレジスト、 ８……接着剤、 ９……凸型治具。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の面に導体パターンが形成された膜
   と、前記導体パターンに対応する溝部を有する基板と
   を、前記導体パターンが前記溝部内に埋設されるように
   重ね合わせた後に、前記膜の他方の面から前記導体パタ
   ーンを押圧することにより前記膜と前記基板とを一体化
   する工程と、前記膜のみを選択的に除去する工程を少な
   くとも含むプリント配線板の製造方法であって、前記膜
   は前記押圧により伸びて前記溝部の形状に追従するもの
   であることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】前記膜の伸び率は下記の式（１） （ここで、εは前記膜の伸び率、Ｄは前記溝部の深さ、
   Ｈは前記導体パターンの厚み、ｄは前記溝部の内壁と前
   記導体パターンの外側との隙間である）を満足するもの
   であることを特徴とする請求項１記載のプリント配線板
   の製造方法。