JPH07321459A - プリント配線板の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造コストを安価にし、また導電層の内周の
スルーホールの孔径を一定寸法に精度高く形成する。 【構成】 スクリーン１のペースト通過部２の略中央部
にピン３を設ける。基板４の表面にこのスクリーン１を
セットすると共に基板４に設けた通孔５にピン３を差込
む。次にスクリーン１のペースト通過部２を通して導電
性ペースト６を通孔５内に供給して通孔５の内周とピン
３の外周との間に導電性ペースト６を充填する。この後
に導電性ペースト６を硬化させることによって、スルー
ホールメッキやはとめなどを用いる必要なく導電層９を
形成する。また導電層９の内周のスルーホールの径はピ
ン３の径によって規制され、スルーホールの孔径を一定
にすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性ペーストでスル
ーホールの導電層を設けるようにしたプリント配線板の
製造方法及びその製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板には、抵抗やコンデンサ
ーその他電気・電子部品等のディスクリート部品を基板
に半田付けしたり、あるいは基板の両表面や内部に形成
した回路同士を電気的に接続したりするために、基板を
貫通する通孔が形成してある。そして通孔の内周面に
は、無電解銅メッキ等によるスルーホールメッキを施し
たり、リベットなどのはとめを取り付けることによっ
て、スルーホールの導電層が形成してあり、この導電層
に半田付けすることによってディスクリート部品を基板
に電気的に接続したり、基板に設けた回路同士を導電層
で電気的に接続したりするようにしてある。

【０００３】しかし、上記のようなスルーホールの導電
層をスルーホールメッキやはとめで形成する場合、スル
ーホールメッキの処理やはとめの取り付けは、その工程
が複雑であると共にこれらの工程をおこなう製造装置も
複雑で高価であって、製造コストが高くなるという問題
があった。一方、特開昭６２−６５３９８号公報には、
印刷工法にて基板の通孔に導電性ペーストを充填し、こ
の後に真空吸引して通孔の中央部分の導電性ペーストを
除去してスルーホールを形成させることによって、通孔
の内周に導電層を設ける技術が提供されている。この方
法によれば、スルーホールメッキやはとめなどを用いる
必要なく導電層を形成することが可能になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに印刷工法で基板の通孔に導電性ペーストを充填した
後に真空吸引して中央部分の導電性ペーストを除去して
スルーホールを形成させる方法では、吸引の制御が難し
いために、通孔の内周に形成される導電層の厚みが一定
せず、スルーホールの孔径の精度が悪いという問題があ
った。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、製造コストを安価にすることができると共に、導
電層の内周のスルーホールの孔径を一定寸法に精度高く
形成することができるプリント配線板の製造方法及びそ
の製造装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプリント配
線板の製造方法は、スクリーン１のペースト通過部２の
略中央部にピン３を設け、基板４の表面にこのスクリー
ン１をセットすると共に基板４に設けた通孔５にピン３
を差込み、スクリーン１のペースト通過部２を通して導
電性ペースト６を通孔５内に供給して通孔５の内周とピ
ン３の外周との間に導電性ペースト６を充填し、この後
に導電性ペースト６を硬化させることを特徴とするもの
である。

【０００７】本発明にあって、スクリーン１をメッシュ
７と、メッシュ７の表面にペースト通過部２以外の箇所
において積層されたマスク８とで形成し、ペースト通過
部２の略中央部においてメッシュ７の表面にピン３を設
けるようにすることができる。また本発明にあって、ス
クリーン１をメッシュ７と、メッシュ７の表面にペース
ト通過部２以外の箇所において積層されたマスク８とで
形成し、ペースト通過部２の略中央部においてメッシュ
７の表面にマスク８ａを積層すると共にこのマスク８の
表面にピン３を設けるようにすることもできる。

【０００８】さらに本発明にあって、スクリーン１をペ
ースト通過部２を開口部２ａとして設けたマスク８で形
成し、ペースト通過部２の略中央部にピン３を設けるよ
うにすることもできる。本発明に係るプリント配線板の
製造装置は、導電性ペースト６を基板４の通孔５に供給
するペースト通過部２を設けたスクリーン１と、このペ
ースト通過部２の略中央部に設けられ導電ペースト６を
通孔５に供給する際に基板４の通孔５に差し込まれるピ
ン３とを具備して成ることを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】スクリーン１のペースト通過部２の略中央部に
ピン３を設け、基板４の表面にこのスクリーン１をセッ
トすると共に基板４に設けた通孔５にピン３を差込み、
スクリーン１のペースト通過部２を通して導電性ペース
ト６を通孔５内に供給して通孔５の内周とピン３の外周
面との間に導電性ペースト６を充填し、この後に導電性
ペースト６を硬化させることによって、スルーホールメ
ッキやはとめなどを用いる必要なく導電層９を形成する
ことができ、また導電層９の内周のスルーホールの径は
ピン３の径によって規制され、スルーホールの孔径を一
定にすることができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明を実施例によって詳述する。基板
４は従来からプリント配線板に用いられている片面或い
は両面銅張積層板など特に限定されることなく使用する
ことができるものであり、例えば紙基材フェノール樹脂
のものであれば松下電工社製「Ｒ８７００」、ＣＥＭ−
３のものであれば松下電工社製「Ｒ１７８６」、ＦＲ−
４のものであれば松下電工社製「Ｒ１７０５」を用いる
ことができる。この基板４の所望の位置には両表面に開
口する通孔５が複数個形成してある。通孔５は基板４に
ドリル加工やパンチング加工等を施して穿孔することに
よって形成することができる。また基板４には銅箔にエ
ッチング処理等を施して形成される回路（図示省略）が
表面あるいは表裏両面に設けてある。

【００１１】スクリーン１は図３に示すように四角枠状
の枠１５の下面に張って形成してあり、スクリーン１の
表面（基板４と接触する下面）には上記基板４の通孔５
と対応する位置においてピン３が下方へ突出するように
取り付けてある。ピン３の形状は特に限定されないが、
基本的には円柱形、円筒形、下側程径が小さくなるテー
パ状の円錐台形などが好ましい。またピン３の材質もあ
る程度の剛性を有するものであれば特に限定されるもの
ではなく、例えば、鉄、銅、アルミニウム、これらの合
金などの金属や、熱可塑性樹脂、フッ素樹脂などの樹脂
を用いることができる。

【００１２】そしてこのピン３の径は基板４の通孔５の
径よりも小さく形成されるものであり、通孔５の径とピ
ン３の径の差によって通孔５の内周に形成される後述の
導電層９の厚みが決定される。またピン３の突出長さ
は、後述の通孔５に導電性ペースト６を充填した際に通
孔５内の全長に亘って所定の孔径のスルーホール１０を
確保するために、通孔５を貫通可能な長さ、すなわち基
板４の厚みと同寸法かあるいはそれ以上の寸法に形成す
るのが望ましいが、高精度な孔径のスルーホール１０を
必要としないときには、ピン３の長さは基板４の厚みよ
り薄く通孔５を貫通しないものであってもよい。このよ
うに目的に応じてピン３の長さを設定するようにすれば
よい。

【００１３】図１及び図２の実施例では、図４に示すよ
うな、スクリーン１をメッシュ７と、メッシュ７の表面
（基板４と接触する下面）に積層したマスク８とで形成
したものを用いるようにしてある。メッシュ８は特に限
定されるものではないが、印刷時に伸びの小さい材質の
ものが好ましく、例えばステンレス等の金属網を用いる
のが好ましい。またメッシュ数も特に限定されるもので
はなく、通孔５に深く導電性ペースト６を充填するとき
にはメッシュ数の小さいメッシュ７を、通孔５に深く導
電性ペースト６を充填しないときにはメッシュ数の大き
いメッシュ７を用いるようにすればよい。

【００１４】マスク８は導電性ペースト６を通過させる
ペースト通過部２を除いた箇所においてメッシュ７に設
けてあり、例えば従来からスクリーン印刷のマスクに使
用されている乳剤で形成することができる。このペース
ト通過部２は基板４の通孔５の径よりも大きな径で形成
するようにしてある。またマスク８の厚みは特に限定さ
れるものではなく、基板４の表面に厚く導電性ペースト
６を塗布する場合にはマスク８の厚みを厚く形成し、基
板４の表面に導電性ペースト６を厚く塗布しない場合に
はマスク８の厚みを薄く形成するようにすればよい。そ
してピン３はペースト通過部２の中央部においてメッシ
ュ７の下面に接着等して取り付けてある。

【００１５】上記のように作成されるスクリーン１は、
ベース板１６の上側に上下動自在（あるいは上下回動自
在）に配置してある。ベース板１６は上面にピン３と対
向する位置において逃げ凹所１７を凹設して形成してあ
る。この逃げ凹所１７は基板４の通孔５よりも大きい径
で設けてある。またベース板１６には上面に突出する位
置決めピン１８が設けてある。

【００１６】また、導電性ペースト６は樹脂に金属の粉
末を混入して形成されるものであり、例えば樹脂に銅粉
末や銀粉末或いはこれらの混合粉末を混入したものを用
いることができる。さらに具体的には三井金属塗料化学
社製のＳ−５０００やタツタ電線社製のＳＰ−６６４６
などを例示することができる。この導電性ペースト６は
焼き付けて硬化させることによって、半田濡れ性を有す
る導電層９を形成するものである。

【００１７】しかして基板４に設けた通孔５の内周に導
電層９を形成するにあたっては、まず図１（ａ）に示す
ようにベース板１６の上に基板４をセットする。このと
き、基板４の端部には位置決め孔１９が穿設してあり、
位置決めピン１８に位置決め孔１９を被挿することによ
って、ベース板１６の上方に配設されたスクリーン１に
対して基板４を位置決め、基板４の通孔５の中心とスク
リーン１のピン３の中心とを一致させるようにしてあ
る。

【００１８】次に図１（ｂ）に示すようにスクリーン１
を下げ、ピン３を基板４の通孔５に差し込んで、基板４
の上にスクリーン１をセットする。スクリーン１に対し
て基板４は位置決めされているために、中心を一致させ
た状態で通孔５にピン３を差し込むことができる。この
後にスクリーン印刷の要領で基板４の通孔５内に導電性
ペースト６を充填する。すなわち図１（ｃ）に示すよう
に、スクリーン１の上面に導電性ペースト６を供給する
と共にスクリーン１の上面に沿ってスキージ２０を移動
させてスクリーン１を擦り加圧することによって、導電
性ペースト６をペースト通過部２のメッシュ７を通過さ
せ、通孔５の内周とピン３の外周の間に導電性ペースト
６を押し込んで充填させることができ、さらに通孔５の
周縁の上面に導電性ペースト６を塗布することができ
る。このとき通孔５の下端の開口から導電性ペースト６
が多少溢れても、ベース板１６の上面に逃げ凹所１７が
設けてあるために、この溢れた導電性ペースト６がベー
ス板１６に付着することはない。

【００１９】次に、図２（ａ）に示すようにスクリーン
１を上げて基板４の上面からスクリーン１を離すと共に
ピン３を通孔５から上方へ抜く。このとき通孔５からピ
ン３を中心軸に沿って抜くように、スクリーン１を真上
に上昇させるようにするのがよい。そして、基板４をベ
ース板１６から取り出し、加熱して導電性ペースト６を
焼成・硬化させることによって、図２（ｂ）のように、
通孔５の内周に導電性ペースト６による導電層９を形成
することができると共にピン３を抜いた跡を導電層９の
内周においてスルーホール１０として形成することがで
きるものであり、また基板５の表面の導電層９の周縁に
は回路に接続されるランド２１を形成することができる
ものである。この導電層９によって基板１の表裏両面の
回路を電気的に接続することができる。また基板４に抵
抗やコンデンサーその他電気・電子部品等のディスクリ
ート部品を取り付けるにあたっては、部品のリードをス
ルーホール１０に差し込んで、基板４の下面を溶融半田
浴に浸漬することによって半田をスルーホール１０内に
充填させておこなうことができる。このとき、導電層９
は半田濡れ性があって半田付け可能であるために、溶融
半田は導電層９の内周に沿ってスルーホール１０内を上
昇し、半田による部品のリードの固定強度を高く得るこ
とができるものである。

【００２０】このようにして形成されるプリント配線板
にあって、導電層９の内周のスルーホール１０の径Ｄは
ピン３の径によって一定寸法に形成することができるも
のであり、スルーホール１０を精度高い孔径で形成する
ことができるものである。そして、スルーホール１０の
径はこのようにピン３の径に影響されるために、スルー
ホール１０の径を大きく形成するときには大きな径のピ
ン３を、スルーホール１０の径を小さく形成するときに
は小さな径のピン３を用いるようにすればよい。また、
上記のように、通孔５の中心に一致させた状態でピン３
を差し込むことによって、通孔５の内周とピン３の外周
との間の隙間は一定になっているために、導電層９の厚
みを通孔５の内周の全周に亘って均一に形成することが
できるものである。さらに、基板１の表面のランド２１
の高さ（厚み）Ｈは導電性ペースト６の塗布厚みによっ
て決まるために、既述のようにスクリーン１のマスク８
の厚みによって制御が可能である。すなわち、基板４の
表面に厚く導電性ペースト６を塗布する場合にはマスク
８の厚みを厚く形成し、基板４の表面に導電性ペースト
６を厚く塗布しない場合にはマスク８の厚みを薄く形成
するようにすればよい。

【００２１】図５及び図６は本発明の他の実施例を示す
ものであり、この実施例では、図７に示すような、スク
リーン１をメッシュ７と、メッシュ７の表面（基板４と
接触する下面）にペースト通過部２以外の箇所において
積層したマスク８とで形成したものを用いるようにして
あり、ペースト通過部２の中央部にもマスク８ａが積層
してある。メッシュ８は特に限定されるものではなく、
従来から使用されているものを用いることができるもの
であり、例えばステンレス等の金属網や、テトロン等の
合成繊維網を用いるのが好ましい。またメッシュ数も特
に限定されるものではなく、既述したように、通孔５に
深く導電性ペースト６を充填するときにはメッシュ数の
小さいメッシュ７を、通孔５に深く導電性ペースト６を
充填しないときにはメッシュ数の大きいメッシュ７を用
いるようにすればよい。

【００２２】マスク８は上記のように導電性ペースト６
を通過させるペースト通過部２を除いた箇所においてメ
ッシュ７に設けると共にペースト通過部２の中央部にも
積層してあり、このマスク８としては印刷時に伸びない
かあるいは伸びが極力小さい材質、例えば鉄、銅、アル
ミニウム、あるいはこれらの合金など金属を用いて、メ
タルマスクとして形成するのが好ましい。またマスク８
の厚みは特に限定されるものではなく、既述したよう
に、基板４の表面に厚く導電性ペースト６を塗布する場
合にはマスク８の厚みを厚く形成し、基板４の表面に導
電性ペースト６を厚く塗布しない場合にはマスク８の厚
みを薄く形成するようにすればよい。ペースト通過部２
の中央部のマスク８ａは、その径をピン３の基部の径と
同じ寸法に形成してあり、このマスク８ａの下面に既述
したと同様なピン３が接着等して取り付けてある。尚、
このようにマスク８ａの下面にピン３を設ける場合、ピ
ン３をマスク８ａと別体に形成するのではなく、マスク
８ａの厚みを厚く形成してピン３を一体に形成すること
も可能である。

【００２３】上記のように形成されるスクリーン１を用
いて、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図６（ａ）（ｂ）の
工程で、基板４に設けた通孔５の内周に導電層９を形成
してプリント配線板を製造することができる。これらの
工程の操作は図１（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図２（ａ）
（ｂ）の工程の操作と同じであるので、図１（ａ）
（ｂ）（ｃ）及び図２（ａ）（ｂ）における説明をその
まま援用して説明を省略する。

【００２４】図８及び図９は本発明のさらに他の実施例
を示すものであり、この実施例では、図１０に示すよう
な、スクリーン１をマスク８で形成したものを用いるよ
うにしてある。そしてこのものではペースト通過部２を
マスク８に開口部２ａとして設けるようにしてあり、ペ
ースト通過部２の中央部にもマスク８ａを設けるように
してある。マスク８とマスク８ａとの間には数本の連結
片２２を一体に設けてマスク８ａをマスク８に支持させ
ることができるようにしてある。

【００２５】このマスク８の材質は剛性のあるものであ
れば特に限定されないものであり、例えば鉄、銅、アル
ミニウム、あるいはこれらの合金などの金属を用いて、
メタルマスクとして形成するのが好ましい。またマスク
８の厚みは特に限定されるものではなく、既述したよう
に、基板４の表面に厚く導電性ペースト６を塗布する場
合にはマスク８の厚みを厚く形成し、基板４の表面に導
電性ペースト６を厚く塗布しない場合にはマスク８の厚
みを薄く形成するようにすればよい。マスク８の厚みが
大き過ぎると導電性ペースト６を基板４の通孔５に押し
込むことができなくなるおそれがあるので、この点の注
意は必要である。

【００２６】そしてペースト通過部２の中央部のマスク
８ａは、その径をピン３の基部の径と同じ寸法に形成し
てあり、このマスク８ａの下面に既述したと同様なピン
３が接着等して取り付けてある。尚、このようにマスク
８ａの下面にピン３を設ける場合、図１０（ｂ）のよう
にピン３をマスク８ａと別体に形成するのではなく、図
１１のようにマスク８ａの厚みを厚く形成してピン３を
一体に形成することも可能である。

【００２７】上記のように形成されるスクリーン１を用
いて、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図９（ａ）（ｂ）の
工程で、基板４に設けた通孔５の内周に導電層９を形成
してプリント配線板を製造することができる。これらの
工程の操作は図１（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図２（ａ）
（ｂ）の工程の操作と同じであるので、図１（ａ）
（ｂ）（ｃ）及び図２（ａ）（ｂ）における説明をその
まま援用して説明を省略する。尚、図８（ｃ）の工程で
スクリーン１のペースト通過部２を通させて導電性ペー
スト６を基板４の通孔５に充填する際に、ペースト通過
部２には図１０（ａ）のように連結片２２が設けられて
いるために、導電性ペースト６はペースト通過部２は連
結片２２によって分離されて通過するが、ペースト通過
部２を通過した後は合流するために、通孔５の内周への
導電性ペースト６の充填に支障はない。

【００２８】

【発明の効果】上記のように本発明に係るプリント配線
板の製造方法は、スクリーンのペースト通過部の略中央
部にピンを設け、基板の表面にこのスクリーンをセット
すると共に基板に設けた通孔にピンを差込み、スクリー
ンのペースト通過部を通して導電性ペーストを通孔内に
供給して通孔の内周とピンの外周との間に導電性ペース
トを充填し、この後に導電性ペーストを硬化させるよう
にしたので、導電性ペーストによってスルーホールメッ
キやはとめなどを用いる必要なく導電層を形成すること
ができ、製造コスト安価にプリント配線板を製造するこ
とができるものであり、しかも基板の通孔の内周に導電
性ペーストによって形成される導電層の内周のスルーホ
ールの径はピンの径によって規制され、ピンによってス
ルーホールの孔径を一定寸法に精度高く形成することが
できるものである。

【００２９】また本発明に係るプリント配線板の製造装
置は、導電性ペーストを基板の通孔に供給するペースト
通過部を設けたスクリーンと、このペースト通過部の略
中央部に設けられ導電ペーストを通孔に供給する際に基
板の通孔に差し込まれるピンとを具備して成るので、ピ
ンを設けたスクリーンという簡単な治具でスクリーン印
刷の手法で基板の通孔に導電層を設けることができるも
のであり、複雑な装置を用いる必要なくプリント配線板
をコスト安価に製造することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の各工程を示すものであり、
（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ断面図である。

【図２】同上の実施例の他の各工程を示すものであり
（ａ），（ｂ）はそれぞれ断面図である。

【図３】本発明に用いるスクリーンの一例を示すもので
あり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図４】図１及び図２の実施例に用いるスクリーンを示
すものであり、（ａ）は一部の拡大した横断面図、
（ｂ）は一部の拡大した縦断面図である。

【図５】本発明の他の実施例の各工程を示すものであ
り、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ断面図である。

【図６】同上の実施例の他の各工程を示すものであり
（ａ），（ｂ）はそれぞれ断面図である。

【図７】図５及び図６の実施例に用いるスクリーンを示
すものであり、（ａ）は一部の拡大した横断面図、
（ｂ）は一部の拡大した縦断面図である。

【図８】本発明のさらに他の実施例の各工程を示すもの
であり、（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ断面図であ
る。

【図９】同上の実施例の他の各工程を示すものであり、
（ａ），（ｂ）はそれぞれ断面図である。

【図１０】図８及び図９の実施例に用いるスクリーンを
示すものであり、（ａ）は一部の拡大した横断面図、
（ｂ）は一部の拡大した縦断面図である。

【図１１】さらに他の実施例のスクリーンの一部の拡大
した縦断面図である。

【符号の説明】

１ スクリーン ２ ペースト通過部 ２ａ 開口部 ３ ピン ４ 基板 ５ 通孔 ６ 導電性ペースト ７ メッシュ ８ マスク ８ａ 開口部 ９ 導電層 １０ スルーホール

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリーンのペースト通過部の略中央部
   にピンを設け、基板の表面にこのスクリーンをセットす
   ると共に基板に設けた通孔にピンを差込み、スクリーン
   のペースト通過部を通して導電性ペーストを通孔内に供
   給して通孔の内周とピンの外周との間に導電性ペースト
   を充填し、この後に導電性ペーストを硬化させることを
   特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 【請求項２】 スクリーンをメッシュと、メッシュの表
   面にペースト通過部以外の箇所において積層されたマス
   クとで形成し、ペースト通過部の略中央部においてメッ
   シュの表面にピンを設けて成ることを特徴とする請求項
   １に記載のプリント配線板の製造方法。
3. 【請求項３】 スクリーンをメッシュと、メッシュの表
   面にペースト通過部以外の箇所において積層されたマス
   クとで形成し、ペースト通過部の略中央部においてメッ
   シュの表面にマスクを積層すると共にこのマスクの表面
   にピンを設けて成ることを特徴とする請求項１に記載の
   プリント配線板の製造方法。
4. 【請求項４】 スクリーンをペースト通過部を開口とし
   て設けたマスクで形成し、ペースト通過部の略中央部に
   ピンを設けて成ることを特徴とする請求項１に記載のプ
   リント配線板の製造方法。
5. 【請求項５】 導電性ペーストを基板の通孔に供給する
   ペースト通過部を設けたスクリーンと、このペースト通
   過部の略中央部に設けられ導電ペーストを通孔に供給す
   る際に基板の通孔に差し込まれるピンとを具備して成る
   ことを特徴とするプリント配線板の製造装置。