JP3174764B2

JP3174764B2 - プリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP3174764B2
Application number: JP26257498A
Authority: JP
Inventors: 健北原; 伸一郎小松
Original assignee: 株式会社リョウワ
Priority date: 1998-09-17
Filing date: 1998-09-17
Publication date: 2001-06-11
Anticipated expiration: 2018-09-17
Also published as: JP2000091734A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線板の製
造方法に係り、特に、多数個取り基板によって複数のプ
リント配線板を同時に製造する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板の製造方法として
は、基板の表面上に配線パターンなどを形成し、最後
に、基板の表面上に絶縁性の表面レジスト（或いは、永
久レジスト若しくはソルダーレジスト）を塗布し、レジ
ストの不要な電極部などの部分を除去した後、表面レジ
ストを硬化させるようにしている。

【０００３】表面レジストは光硬化性若しくは熱硬化性
の樹脂などによって形成されるが、その硬化時において
収縮し、基板に反りを発生させる場合がある。これを防
止或いは修正するために、従来は、特開平６−２８３５
７６号公報にあるようにソルダーレジストの塗布面を外
側にしてフレキシブル基板をコイル状に巻回させた状態
で硬化させる方法、特公昭６２−１３０６６号公報にあ
るように金属箔上のプラスチック層を硬化させた後に、
基板を湾曲させて熱処理する方法、特開昭５５−５３４
８４号公報にあるように反りの発生したプリント板の両
端を保持して、反りとは逆方向に外力を加えつつ加熱す
る方法などが開示されている。

【０００４】ところで、近年における各種部品の小型化
の要請、各種機器の携帯性の要請などから、プリント配
線板としても小型化、薄形化が要求されている。このた
め、数ｃｍ角などの小さいプリント基板も多数製造され
るようになってきており、このような小型のプリント基
板の場合、比較的大きな大判の基板内に多数の配線部を
形成し、完成後に個々の配線部を切断などにより分離す
る、多数個取り基板を用いる製造方法が増加している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
に多数個取り基板を用いて製造された小型のプリント配
線板を内蔵する機器もまた小型化されていることが多い
ことから、プリント配線板の平坦性についてもきわめて
厳しい要求がある。しかしながら、従来は、多数個取り
基板の場合には個々のプリント配線板毎に反りの矯正を
行っており、これによって手数がかかり、また、各プリ
ント配線板が小さいことから、反りの矯正効果も得にく
いという問題点があった。

【０００６】そこで、特開昭５７−２０４９２号公報に
あるように個々のプリント配線板を多数個取り基板から
プレス抜きした後に、プッシュバックによって再び多数
個取り基板にはめ込み、この状態で個々のプリント配線
板以外の多数個取り基板の部分にプレスの星打ちを施
し、多数個取り基板の全体を平坦化する方法が提案され
ている。しかしながら、この方法では、反りの改善効果
が薄く、現在の要求水準には必ずしも十分でないという
問題点がある。

【０００７】また、上述のように反りが発生した後に熱
処理などを施す場合には別途の工程が必要になり、しか
も、充分な効果を得るためには長時間の熱処理が必要に
なることから、製造コストの増大を招くという問題点が
ある。

【０００８】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、多数個取り基板を用いたプリント
配線板の製造方法において、個々のプリント配線板の反
りを従来より低減することのできるとともに容易に実施
できる方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が講じた手段は、基板の板面に沿って複数の配
線部を形成した後に、各配線部を相互に分離させること
により形成されるプリント配線板の製造方法において、
前記基板に前記配線部を形成した後、前記配線部の表面
上に未硬化若しくは半硬化の表面保護層を形成してか
ら、前記配線部上の前記表面保護層の被覆面積が多い方
の板面が凸状になるように前記基板を所定方向に湾曲さ
せた状態に保持しつつ前記表面保護層を硬化させること
を特徴とする。

【００１０】表面保護層の被覆面積が多い方の板面は表
面保護層の硬化時において収縮力が大きくなり、凹状に
反りが発生する。本発明者が種々行った実験によれば、
多数個取り基板を用いるプリント配線板の製造方法にお
いて、多数個取り基板を全体的に湾曲させた状態で表面
保護層の硬化処理を行うことによって分離させた後の個
々の配線部の反り量を低減することができることが判明
した。このため、表面保護層の被覆面積の多い方の多数
個取り基板の板面を凸状に湾曲させた状態で表面保護層
の硬化処理を行うことによって、プリント配線板の最終
的な反り量を低減することができるから、個々のプリン
ト配線板毎に反りの修正処理を行う必要がなくなり、効
率的に、しかも、別途の工程を付加することなく、反り
の少ないプリント配線板を製造することが可能になる。

【００１１】請求項１において、前記基板の両端部の間
隔を狭めた状態に保持することによって湾曲させること
が好ましい。多数個取り基板の両端部の間隔を狭めるこ
とによって、両端部の間隔さえ調整すれば多数個取り基
板を再現性良く湾曲させることができ、しかも、多数個
取り基板に無理な応力を加えることなく、均一に湾曲さ
せることができる。

【００１２】請求項２において、前記基板の両端部を保
持可能な一対の保持枠を設け、該保持枠の相互間隔を調
整可能かつ固定可能に構成して、前記相互間隔を前記基
板の両端部の間隔よりも小さく調整し、前記保持枠に前
記基板の両端部を係合させた状態で前記表面保護層の硬
化を行うことが望ましい。一対の保持枠の相互間隔によ
って基板の湾曲度を精密に調整することができる。

【００１３】請求項１から請求項３までのいずれか１項
において、前記基板の湾曲方向を前記基板の長手方向に
設定することが望ましい。基板の長手方向を湾曲させる
ことによって、基板の湾曲度をより精密に設定しやすく
なるとともに、湾曲による基板への負担を軽減すること
ができ、しかも、湾曲方向と直交する方向のプリント配
線板の反りをも低減することができる。

【００１４】なお、上記の保持枠には、前記基板の両端
部を係合保持するための一対の保持片が所定の相互間隔
で形成されていることが望ましい。この所定の相互間隔
は、湾曲させた基板の両端部に変形応力を加えないよう
に設定されていることが好ましい。また、保持枠は、フ
レームなどの支持部に対して位置調整可能に構成されて
いることが好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係るプリント配線
板の製造方法の実施形態について詳細に説明する。図２
は本実施形態のプリント配線板を製造する際に用いる多
数個取り基板１０を示すものである。多数個取り基板１
０の板面には複数の配線部２０が形成され、各配線部２
０には、それぞれ所望の配線パターンや導電パッドなど
が形成されている。複数の配線部２０内のパターン構造
は、互いに同一であってもよく、或いは相互に異なって
いてもよい。

【００１６】本実施形態における従来と共通の製造工程
は、概略以下のようになっている。まず、多数個取り基
板１０の板面に配置された複数の配線部２０のパターン
構造を完成させる。次に、多数個取り基板１０の上面及
び／又は下面に熱硬化型の液状のソルダーレジストを印
刷法やスピンコート法などにより全面に塗布し、必要な
らば表面の或る程度の硬度を得るために加熱して仮硬化
処理（例えば８０℃で２５分程度の加熱処理）を行い、
表面レジスト層を半硬化状態とする。その後に、光硬化
型のレジスト層を有するドライラミネートフィルムを積
層し、露光、現像の各工程によって表面レジスト層の不
要部分を露出させ、溶剤などによって除去する。なお、
この表面レジスト層のパターニング工程の代わりに、ス
クリーン印刷法などによって当初からソルダーレジスト
を選択的に多数個取り基板１０の上面及び／又は下面に
塗布することもできる。

【００１７】ここで、本実施形態における配線部２０に
おける典型的な表面レジスト層の平面パターンについて
説明する。図４（ａ）及び（ｂ）は本実施形態の配線部
２０の上面２０ａ及び下面２０ｂ上における表面レジス
ト層２１及び２２の平面パターンを示すものであり、図
５（ａ）は配線部２０の断面を示すものである。上面２
０ａにおいては僅かな領域のみが表面レジスト層２１に
よって覆われているだけであるが、下面２０ｂには全面
的に表面レジスト層２２が形成されている。このため、
表面レジスト層２１，２２をそのまま硬化させると、ソ
ルダーレジストの硬化時の収縮力によって、図５（ｂ）
に示すように個々の配線部２０が下面２０ｂの側に椀状
に沿ってしまう。この例では、配線部２０の上面２０ａ
と下面２０ｂとの双方に表面レジスト層２１，２２が形
成されているが、いずれか一方にのみ表面レジスト層が
形成されていてもよい。

【００１８】この反りの発生を防止するために、本実施
形態では、多数個取り基板１０を図１に示す治具３０に
装着する。治具３０には、フレーム３１と、フレーム３
１に対して図中の手前左寄りから奥側右寄りへ向かう長
手方向の適宜の位置に取り付け固定可能な保持枠３２，
３３とが設けられている。保持枠３２，３３は、フレー
ム３１に設けられた図示しない係合溝或いは係合リブな
どに係合するように構成されていてもよく、或いは、フ
レーム３１に沿って移動可能に案内され、所定位置にお
いてフレーム３１に対して固定するための締結手段を備
えていてもよい。保持枠３２，３３には、縦に伸びる一
対の保持片３２ａ，３３ａからなる組が幅方向に複数固
定されており、この一対の保持片３２ａ，３３ａの間
に、それぞれ一枚ずつの多数個取り基板１０の両端部を
係合させる。保持片３２ａ，３３ａは、一枚の多数個取
り基板１０の端部を表裏両側から支持するために所定の
相互間隔を備えており、この相互間隔としては、多数個
取り基板１０を湾曲状態とした場合に、一対の保持片の
一方の基部に多数個取り基板１０の端面が当接支持され
たとき、他方の先端部に多数個取り基板１０の板面が接
触せず、多数個取り基板の湾曲状態を損なうことなく、
或いは多数個取り基板に応力を与えず、損傷させること
もない間隔に構成されていることが好ましい。

【００１９】治具３０における保持枠３２と３３との間
隔を、多数個取り基板１０の例えば長手方向の幅よりも
若干狭くすることによって、多数個取り基板１０は図示
のように長手方向に湾曲した状態に保持される。このと
き、上記図４及び図５に示す配線部２０を備えた多数個
取り基板１０の場合には、表面レジスト層２２の被覆面
積の多い下面２０ｂが形成されている多数個取り基板１
０の表面を凸になるように湾曲させる。上面と下面の一
方にのみ表面レジスト層が塗布されている場合には、当
該一方の面を凸になるように湾曲させる。

【００２０】湾曲の度合いは、多数個取り基板及び配線
部の材質及び寸法、表面レジスト層の被覆面積の相違、
表面レジスト層の厚さなどによって様々の最適値がある
ため、結果を見ながら適宜に設定する。本実施形態の場
合、例えば、厚さ０．４４ｍｍ、平面寸法が３４０ｍｍ
×２５５ｍｍのガラスエポキシ基板を多数個取り基板１
０の基材とし、その板面に２４．７４ｍｍ角の配線部を
多数配列させた。そして、治具３０において、長さ３４
０ｍｍの多数個取り基板１０の両端部の距離を３３０ｍ
ｍになるように保持枠３２，３３を固定した。すなわ
ち、多数個取り基板１０は、保持片３２ａ，３３ａに係
合することによって、長手方向の、すなわち３４０ｍｍ
の辺の両端部の間隔が約１０ｍｍ短くなるように保持さ
れる。

【００２１】このようにして多数個取り基板１０を治具
３０にセットした状態で加熱炉に導入し、例えば１５０
℃で６０分程度の加熱処理を行い、表面レジスト層２
１，２２を乾燥、硬化させる。その後、治具３０にセッ
トしたまま多数個取り基板１０を炉外に出し、室温で冷
却する。最後に、充分に室温に近い温度まで冷却された
多数個取り基板１０を治具３０から取り出す。

【００２２】上記のようにして処理した多数個取り基板
１０から、プレス加工などによって個々の配線部２０を
打ち抜き加工するか、或いはレーザー光線などによって
切断することによって、個々のプリント配線板を分離さ
せる。このようにして製造したプリント配線板につい
て、図３に示すように、平坦面上に配置した場合に最も
高い部分（図示丸印）と、四隅部分（図示×印）との合
計５個所の表面高さを測定し、これらの関係からプリン
ト配線板の最大反り量（高さの差）を個々に算出し、
（最大反り量／プリント配線板の一辺の長さ）×１００
によって反り率（％）を求めた。その値を多数個取り基
板毎に集計し平均した結果を表１に示す。なお、他の条
件は上記実施形態と全く同一であるが、上記硬化処理に
おいて治具３０を用いないで処理したものの結果を比較
例として示す。

【００２３】

【表１】プリント配線板の全体反り率（％）基板Ａ反り率の最大値反り率の最小値反り率の平均値実施形態０．４３８０．１５８０．３０９比較例０．６９００．４４００．５６０基板Ｂ反り率の最大値反り率の最小値反り率の平均値実施形態０．３５９０．１２８０．２４３比較例０．５７２０．３６９０．４７７基板Ｃ反り率の最大値反り率の最小値反り率の平均値実施形態０．４５１０．１７５０．２７１比較例０．６４５０．３７２０．４９８総合反り率の最大値反り率の最小値反り率の平均値実施形態０．４５１０．１２８０．２７４比較例０．６９００．３６９０．５１２

【００２４】以上のように、いずれの基板においても、
本実施形態は、比較例に較べて大幅に反り量が低減され
ており、４５〜５０％の反りの改善が見られた。また、
総合平均でも４６．４７％の改善が得られた。この結
果、従来、反り量によって３０〜５０％の不良が出てい
たのに対し、不良率が１〜２％に低減された。

【００２５】次に、上記の各プリント配線板の中から多
数個取り基板毎に１０個ずつ無作為に抽出し、図２及び
図３に示すように、多数個取り基板を湾曲させた方向Ｘ
と、この方向Ｘと直交する板面上の方向Ｙとの反り量を
別々に算出し、上記と同様に集計した。その結果を表２
（Ｘ方向）及び表３（Ｙ方向）に示す。

【００２６】

【表２】プリント配線板のＸ方向の反り量（ｍｍ）基板Ａ反り量の最大値反り量の最小値反り量の平均値実施形態０．０７７７０．０４９００．０６９３比較例０．１２５５０．１０３２０．１０９６基板Ｂ反り量の最大値反り量の最小値反り量の平均値実施形態０．０７２８０．０３５６０．０５０７比較例０．１１０９０．０７９４０．０９５６基板Ｃ反り量の最大値反り量の最小値反り量の平均値実施形態０．０６７６０．０３８００．０５２３比較例０．１１０９０．０７２１０．０９４９

【００２７】

【表３】プリント配線板のＹ方向の反り量（ｍｍ）基板Ａ反り量の最大値反り量の最小値反り量の平均値実施形態０．０８９７０．０５６５０．０７９４比較例０．１１７００．１０１１０．１０９１基板Ｂ反り量の最大値反り量の最小値反り量の平均値実施形態０．０８８１０．０３１４０．０５９１比較例０．１０５６０．０８５３０．０９２７基板Ｃ反り量の最大値反り量の最小値反り量の平均値実施形態０．０８８２０．０４３００．０６５０比較例０．１１１３０．０７９３０．０９３７

【００２８】上記表２及び表３に記載したデータから、
実施形態における比較例に対するＸ方向の反り量は４３
％改善され、Ｙ方向の反り量は３１％改善されていた。
したがって、本実施形態によれば、多数個取り基板１０
の湾曲方向の反りだけではなく、これと直交する方向の
反りをも低減することができることが判明した。

【００２９】本実施形態では、多数個取り基板の長手方
向に湾曲させた状態で表面レジスト層の硬化処理を行っ
ているため、湾曲度の調整や再現性を容易に得ることが
できるとともに、多数個取り基板への負担を軽減するこ
とができ、しかも、湾曲方向とは異なる方向の反りをも
低減させることができるという効果を奏する。

【００３０】なお、上記実施形態では、表面レジスト層
として、熱硬化性樹脂を主体とする素材を用いている
が、他の工程や製品として支障がなければ、光硬化性樹
脂や熱可塑性樹脂を用いることも可能であり、これらを
素材とする表面レジスト層においても硬化時若しくは乾
燥時の収縮現象が発生するため、本発明は同様に効果的
である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、表
面保護層の被覆面積の多い方の多数個取り基板の板面を
凸状に湾曲させた状態で表面保護層の硬化処理を行うこ
とによって、プリント配線板の最終的な反り量を低減す
ることができるから、個々のプリント配線板毎に反りの
修正処理を行う必要がなくなり、効率的に、しかも、別
途の工程を付加することなく、反りの少ないプリント配
線板を製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプリント配線板の製造方法の実施
形態に用いる治具３０の構造を示す概略斜視図である。

【図２】同実施形態の多数個取り基板の平面図である。

【図３】同実施形態により製造されたプリント配線板の
反り量を測定する方法を示す説明図である。

【図４】同実施形態により製造されたプリント配線板の
表面状態を示す平面図（ａ）及び底面図（ｂ）である。

【図５】同実施形態により製造されたプリント配線板の
断面構造を示す断面図（ａ）及び（ｂ）である。

【符号の説明】

１０多数個取り基板２０配線部（プリント配線板）２１，２２表面レジスト層３０治具３１フレーム３２，３３保持枠３２ａ，３３ａ保持片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/00 H05K 3/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスエポキシ樹脂を基材とする長方形
状の基板の板面において該基板の長手方向Ｘとこれに直
交する方向Ｙに沿って縦横に複数の配線部を形成した後
に、各配線部を相互に分離させることにより形成される
プリント配線板の製造方法において、前記基板に前記配
線部を形成した後、前記配線部の表面上に未硬化若しく
は半硬化の表面保護層を形成してから、前記配線部上の
前記表面保護層の被覆面積が多い方の板面が凸状になる
ように、前記基板の両端部の間隔を狭めた状態に保持す
ることによって前記基板を前記長手方向Ｘに沿って湾曲
させた状態で、前記表面保護層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。
【請求項２】請求項１において、前記基板の両端部を
保持可能な一対の保持枠を設け、該保持枠の相互間隔を
調整可能かつ固定可能に構成して、前記相互間隔を前記
基板の両端部の間隔よりも小さく調整し、前記保持枠に
前記基板の両端部を係合させた状態で前記表面保護層の
硬化を行うことを特徴とするプリント配線板の製造方
法。