JP3675358B2 - 表示体およびそれに使用したプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を収容する非貫通穴が設けられ、この非貫通穴の内壁面に光を反射する貴金属めっき膜が形成された表示体およびそれに使用したプリント配線板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のプリント配線板の非貫通穴の内壁には、ＬＥＤから発光された光を反射するための金めっき膜が形成され、プリント配線板はＬＥＤを実装する第２のプリント配線板に重ね合わされるようにして固定されている。第２のプリント配線板には、第１のプリント配線板の非貫通穴に対応してアノード端子部とカソード端子部が形成され、ＬＥＤはこれらアノード端子部とカソード端子部にワイヤーボンディング等により電気的に接続されるようにして、非貫通穴内に収容されている。この場合、第１のプリント配線板の非貫通穴に形成した金めっき膜が非貫通穴の下端まで形成されていると、この金めっき膜が第２のプリント配線板に形成したアノード端子部とカソード端子部および配線導体などとに接触することにより、電気的に短絡するおそれがある。これを防止するために、非貫通穴の下端部に形成される金めっき膜は部分的に除去されている。
【０００３】
図７は従来の反射板の製造方法を説明するための断面図である。
同図（ａ）において、６０はプラスチックによって形成した反射板であって、ＬＥＤが収容される貫通穴６１が設けられている。この貫通穴６１は、下方側に設けられた径がＤ１に形成された小径部６２と、この小径部６２の上方側に連設され、上端の径Ｄ２がこの小径部６２の径Ｄ１よりも大きく形成された略すり鉢状の大径部６３とによって形成されている。
【０００４】
同図（ｂ）に示すように、貫通穴６１の小径部６２と大径部６３の内壁面に金めっき膜６４を形成した後、小径部６２の径Ｄ１よりもわずかに大きい径Ｄ３に形成されたドリル６５によって、同図（ｃ）に示すように、小径部６２の内壁面に形成した金めっき膜６４を抜き落とす。同図（ｄ）において、７０はアノード端子部７１とカソード端子部７２が形成されたプリント配線板であって、これらアノード端子部７１とカソード端子部７２に貫通穴６１を対応させるようにして、反射板６０をプリント配線板７０に重ね合わせる。これによって形成された非貫通穴６１Ａの底部にＬＥＤ７５をワイヤーボンディングや直接面付け接続することによってアノード端子部７１とカソード端子部７２に電気的に接続することにより、ＬＥＤ７５を非貫通穴６１Ａ内に収容し、透明な合成樹脂７６によって樹脂封止する。
【０００５】
このように非貫通穴６１Ａ内に収容されたＬＥＤ７５から発光された光は、透明な合成樹脂７６を透過し、大径部６３の内壁面に被覆されている金めっき膜６４で反射し、非貫通穴６１Ａの開口部から放射される。ここで、アノード端子部７１とカソード端子部７２とに接触する非貫通穴６１Ａの下端部の金めっき膜６４が除去されていることにより、金めっき膜６４を介して、アノード端子部７１とカソード端子部７２とが電気的に短絡するようなことがない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の反射板６０はプラスチックによって形成され、成形用金型を用いてモールド品によって製作されており、成形用金型が製作精度、構造上、製造コストの関係から大型化するのが困難であるということから、製作できる反射板６０の外形寸法には自ずから限界があった。また、非貫通穴６１Ａの内壁面に対して金めっき膜６４の密着力を高めるために、特殊な成形用金型が必要になることから、成型用金型が高価となっていた。さらに、小径部６２の内壁面に形成した金めっき膜６４を抜き落とすために２段成形となるから、加工工数が増加するという問題もあった。
【０００７】
本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、第１の目的は大版化し、高精度、高品質を維持しながら安価に形成することにある。第２の目的は大版化することにより加工工数を低減することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ＬＥＤを収容する貫通穴が設けられこの貫通穴の上下端面を除く内壁に光を反射する貴金属めっき膜を形成した第１のプリント配線板と、この第１のプリント配線板の下方に接着することにより前記貫通穴を非貫通穴とする第２のプリント配線板とを備え、前記非貫通穴をマトリックス状に複数設け、これら非貫通穴内に少なくとも２色のＬＥＤを収納し、前記第２のプリント配線板の第１層であって前記非貫通穴に対応した部位に複数のＬＥＤ用のカソード端子と共通アノード端子を設けるとともに、この第１層に複数のカソード端子用引き出し線を互いに平行となるように設け、かつ前記第２のプリント配線板の第２層に複数の共通アノード端子用引き出し線を前記カソード端子用引き出し線と直交するように設け、この共通アノード端子用引き出し線と前記共通アノード端子とをスルーホールめっきにより接続したものである。
したがって、プリント配線板のパターン配線を形成する方法と同じ方法で金めっき、銀めっき、ロジウムめっき等の貴金属めっき膜を形成することができる。また、めっきスルーホールの数がほぼ半分に低減される。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、板状部材に貫通穴を穿孔する工程と、この貫通穴にスルーホールめっきを施す工程と、前記貫通穴に熱収縮性充填材を充填する工程と、熱収縮性充填材を加熱する工程と、めっきスルーホール内の熱収縮性充填材から露呈した部分をエッチングする工程と、熱収縮性充填材を除去する工程と、スルーホールめっき導体上に貴金属めっき膜を施す工程とを含む。
したがって、通常のパネルめっきによるスルーホールめっきとエッチングによる配線パターンを形成する方法で貴金属めっき膜を形成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は本発明に係る実装体を構成する第２のプリント配線板におけるパターンの配列を示す斜視図である。図２は同じく第２のプリント配線板におけるパターンの配列を示す平面図である。図３は本発明に係る表示体に使用したプリント配線板の製造方法における前半の工程を説明するための断面図である。図４は同じくプリント配線板の製造方法における後半の工程を説明するための断面図である。図５は本発明に係る表示体の要部を拡大して示す断面図である。図６は本発明に係る表示体の正面図である。
【００１２】
図６において、全体を符号１で示す表示体には、第２のプリント配線板としての２色ＬＥＤ用多層プリント配線板２上に、後述する赤色を発光する赤色ＬＥＤ２０と青色を発光する青色ＬＥＤ２１の色の異なる２色のＬＥＤを１対とした２色ＬＥＤ３が多数個マトリックス状に配列されている。
【００１３】
２色ＬＥＤ３は、Ｘ軸方向に３２列（ｍ列）、Ｙ軸方向に１６段（ｎ段）配列されることにより、合計５１２個設けられている。後述するように、これら５１２個のＬＥＤ３を選択的に発光させることにより、文字や図形等が表示されるように構成されている。
【００１４】
図１において、１０は正方形に形成された赤色ＬＥＤ用カソード端子、１１は正方形に形成された青色ＬＥＤ用カソード端子、１２は赤色ＬＥＤ２０と青色ＬＥＤ２１に共通の細長い長方形に形成された共通アノード端子である。これら赤色ＬＥＤ用カソード端子１０、青色ＬＥＤ用カソード端子１１、共通アノード端子１２によって１組の２色ＬＥＤ用端子９が形成され、この２色ＬＥＤ用端子９が上述したＬＥＤ３に対応するように、５１２個マトリックス状に配列されている。これら２色ＬＥＤ用端子９は、２色ＬＥＤ用多層プリント配線板２の第１層に形成されている。
【００１５】
本発明の特徴とするところは、図１に示すように、赤色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線１３と青色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線１４を２色ＬＥＤ用多層プリント配線板２の第１層に設けた点にある。すなわち、同図に示すように、２色ＬＥＤ用多層プリント配線板２の第２層には、共通アノード端子引き出し線１７が設けられ、同じ列に配列されたｎ個の共通アノード用端子１２の下方に位置付けられるようにＹ軸方向に延在し、Ｘ軸方向にｍ本平行に設けられている。これら共通アノード端子引き出し線１７は、各列の共通アノード端子引き出し線１７ｍが、それぞれ各列の共通アノード用端子１２ｍと、各列の共通アノード用端子用めっきスルーホール３１ｍによって導通されている。
【００１６】
このように、共通アノード用端子１２にアノード用めっきスルーホール３１を設け、赤色ＬＥＤ用カソード端子１０と青色ＬＥＤ用カソード端子１１には、めっきスルーホールを設けていないことにより、めっきスルーホールの数がほぼ半分に削減される。このため、高密度配線が可能になるだけでなく、２色ＬＥＤ用多層プリント配線板２の第２層に、パターン配線を設けるスペースが増大することにより、プリント配線板の外形を小型化することができる。また、めっきスルーホールを迂回するようにパターン配線を行う必要がなくなるので、パターン配線における設計の自由度が増す。
【００１７】
また、図２に示すように、２色ＬＥＤ用多層プリント配線板２の第１層に設けた赤色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線１３と、青色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線１４とは、１対の２色ＬＥＤ用端子９を形成する２色のＬＥＤ用のカソード端子１０，１１の並べられた方向であって、この２色のカソード端子１０，１１を挟むように引き出されている。すなわち、青色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線１４は、図２中２色のＬＥＤ用のカソード端子１０，１１の上方をＸ軸方向に引き出されている。一方、赤色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線１３は、Ｙ軸方向に延在する補助引き出し線３４を介して、赤色ＬＥＤ用カソード端子１０と電気的に接続され、図２中２色のＬＥＤ用のカソード端子１０，１１の下方をＸ軸方向に引き出されている。
【００１８】
このように、赤色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線１３と青色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線１４とが、１対の２色ＬＥＤ用端子９を構成する赤色ＬＥＤ用のカソード端子１０と青色ＬＥＤ用のカソード端子１１によって形成される短辺の長さＢ１、長辺の長さＢ２なる長方形の短辺側と直交する方向に引き出されている。したがって、赤色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線１３と青色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線１４によって、Ｙ軸方向の寸法が大きくなるようなことがなく、プリント配線板の外形をより小型化することができる。
【００１９】
このような構成において、ｍ本の共通アノード端子引き出し線１７のうちのいずれかに電圧を印加するとともに、ｎ本の赤色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線１３のうちのいずれかに電圧を印加すると、ｍ列のｎ段の２色ＬＥＤ３の赤色ＬＥＤ２０（ｍ、ｎ）が発光する。また、ｍ本の共通アノード端子引き出し線１７のうちのいずれかに電圧を印加するとともに、ｎ本の青色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線１４のうちのいずれかに電圧を印加すると、ｍ列のｎ段の２色ＬＥＤ３の青色ＬＥＤ２１（ｍ、ｎ）が発光する。
【００２０】
次に、図３および図４を用いて、本発明に係る表示体１を構成するプリント配線板の製造方法を説明する。
図３（ａ）において、４０は両面に銅箔４１，４１が張り付けられた絶縁樹脂材であって、ドリルによって貫通穴４２が穿孔される。同図（ｂ）に示すように、電解銅めっきによって全面パネルめっきを行い、銅箔４１上に銅めっき膜４３を形成するとともに、貫通穴４２の内壁面にスルーホールめっき膜４４を形成する。
【００２１】
同図（ｃ）に示すように、貫通穴４２内に熱収縮性充填材４５を充填した後、絶縁樹脂材４０の全体を表裏から熱風乾燥機または赤外線乾燥機によって加熱して乾燥させる。したがって、熱収縮性充填材４５も加熱されることにより、この熱収縮性充填材４５が固化する。このとき、加熱された熱収縮性充填材４５が収縮するので、同図（ｄ）に示すように、熱収縮性充填材４５の上下端面と絶縁樹脂材４０の上下端面との間に高さｔの未充填部分４７，４８が形成される。
【００２２】
したがって、同図（ｅ）において、全面エッチングを行うことにより、熱収縮性充填材４５が充填されている部位以外の部分が除去されるので、貫通穴４２の上下端部に銅めっき膜を除去した部分４７，４８が形成される。次に同図（ｆ）に示すように、熱収縮性充填材４５を溶解し除去することにより、貫通穴４２の内壁面にのみ銅めっき膜４９を残す。
【００２３】
図４（ａ）に示すように、銅めっき膜４９上に、下地めっきとしてニッケルめっきを行った後に、金めっきを行い、金めっき膜５０を形成することによりプリント配線板５５が製作される。この場合、金めっきを行う前に、下地めっきとしてニッケルめっきを行うことにより、銅めっき膜４９の表面に形成される０．２〜２．０μｍの深さの微細な凹凸を、ニッケルめっき膜によって０．０２〜０．０８μｍの深さまで平坦化することができる。したがって、高価な金めっき膜５０を極めて薄くすることができるので経済性に優れている。このときにも、貫通穴４２の上下端部４７，４８には金めっき膜５０が形成されない部分が残存する。
【００２４】
同図（ｂ）に示すように、このように形成されたプリント配線板５５と２色ＬＥＤ用多層プリント配線板２を接着することにより、非貫通穴４２Ａが形成される。このとき、この非貫通穴４２Ａを赤色ＬＥＤ用カソード端子１０、青色ＬＥＤ用カソード端子１１および共通アノード端子１２に対応させるようにして、上述した２色ＬＥＤ用多層プリント配線板２上にプリント配線板５５を重ね合わせる。次いで、赤色ＬＥＤ２０と青色ＬＥＤ２１を、ワイヤーボンディングにより赤色ＬＥＤ用カソード端子１０と共通アノード端子１２および青色ＬＥＤ用カソード端子１１と共通アノード端子１２にそれぞれ電気的に接続する。図５に示すように、非貫通穴４２Ａの底部に接続された赤色ＬＥＤ２０と青色ＬＥＤ２１は、透明な合成樹脂５２によって封止され、２色ＬＥＤ用多層プリント配線板２上に固定されて表示体１が形成される。
【００２５】
このような形成された表示体１において、赤色ＬＥＤ２０と青色ＬＥＤ２１から発光された光のうち、ほぼ上方に直進する光は透明な合成樹脂５２内を透過し、そのまま非貫通穴４２Ａの開口から放射される。一方、赤色ＬＥＤ２０と青色ＬＥＤ２１から発光された光のうち、左右方向に拡散しようとする光は、透明な合成樹脂５２内を透過した後、非貫通穴４２Ａの内壁面に形成された金めっき膜５０で反射し、拡散が抑制されて非貫通穴４２Ａの開口部から放射される。
【００２６】
ここで、金めっき膜５０が非貫通穴４２Ａの下端部４８に形成されていないことにより、共通アノード端子１２およびカソード端子１０，１１および配線パターンが、この金めっき膜５０に接触することがないから、金めっき膜５０を介して電気的に短絡するようなことがない。また、プリント配線板５５を絶縁樹脂材４０によって形成したことにより、非貫通穴４２Ａや金めっき膜５０を形成するのに、プリント配線板におけるめっきスルーホールを形成する方法と同じ方法で形成することができるから、従来のようにモールド品を形成するための高価な特殊な成型用金型が不要になる。
【００２７】
したがって、製造コストを低減できるだけでなく、外形寸法の大きいプリント配線板を従来のプラスチックで形成されたモールド品よりも、高精度かつ高品質で形成することが可能になる。また、熱収縮性充填材４５を用いたことにより、非貫通穴４２の下端部に、金めっき膜５０が形成されない部分を設けるのに、加工工程を増加させることなく通常のエッチング処理によって形成することができるので、製造コストを低減できるだけでなく、加工工数を大幅に低減できる。
【００２８】
なお、反射膜を金めっき膜５０としたが、これに限定されず、銀めっき膜、ロジウムめっき膜などの他の貴金属めっき膜としてもよい。また、図３（ｃ）において貫通穴４２に熱収縮性樹脂４５を充填して、同図（ｄ）において、未充填部分４７，４８を形成したが、貫通穴４２に通常の穴埋め樹脂を使用し、従来の１．５〜３倍のオーバーエッチングをすることにより、未充填部分４７，４８を形成することもできる。また、図３（ｅ）において、全面エッチングを行ったが、部分エッチングを行うことにより、絶縁樹脂材４０の表裏にパターン配線を形成することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、プリント配線板におけるスルーホールを形成する方法と同じ方法で金めっき膜を形成することができるので、製造コストを低減できるだけでなく、外形寸法の大きいプリント配線板を形成することが可能になる。また、スルーホールの数が低減されることにより、高密度配線が可能になるだけでなく、パターン配線を設けるスペースが増大するので、プリント配線板の外形を小型化することができる。また、スルーホールを迂回するようにパターン配線を行う必要がなくなるので、パターン配線における設計の自由度が増す。
【００３０】
また、請求項２に係る発明によれば、製造コストを低減できるだけでなく、加工工数が増大することようなこともない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実装体を構成する第２のプリント配線板におけるパターンの配列を示す斜視図である。
【図２】 本発明に係る実装体を構成する第２のプリント配線板におけるパターンの配列を示す平面図である。
【図３】 本発明に係る表示体に使用したプリント配線板の製造方法における前半の工程を説明するための断面図である。
【図４】 本発明に係る表示体に使用したプリント配線板の製造方法における後半の工程を説明するための断面図である。
【図５】 本発明に係る表示体の要部を拡大して示す断面図である。
【図６】 本発明に係る表示体の正面図である。
【図７】 従来のプリント配線板の製造方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１…表示体、２…２色ＬＥＤ用多層プリント配線板、３…２色ＬＥＤ、９…２色ＬＥＤ用端子、１０…赤色ＬＥＤ用カソード端子、１１…青色ＬＥＤ用カソード端子、１２…共通アノード端子、１３…赤色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線、１４…青色ＬＥＤ用カソード端子引き出し線、１７…共通アノード端子引き出し線、２０…赤色ＬＥＤ、２１…青色ＬＥＤ、３１…アノード用めっきスルーホール、４２Ａ…非貫通穴、４４…スルーホールめっき膜、４５…熱収縮性充填材、４８…金めっきを除去した部分、５０…金めっき膜、５２…透明な合成樹脂、５５…プリント配線板。

Claims (2)

1. ＬＥＤを収容する貫通穴が設けられこの貫通穴の上下端面を除く内壁に光を反射する貴金属めっき膜を形成した第１のプリント配線板と、この第１のプリント配線板の下方に接着することにより前記貫通穴を非貫通穴とする第２のプリント配線板とを備え、前記非貫通穴をマトリックス状に複数設け、これら非貫通穴内に少なくとも２色のＬＥＤを収納し、前記第２のプリント配線板の第１層であって前記非貫通穴に対応した部位に複数のＬＥＤ用のカソード端子と共通アノード端子を設けるとともに、この第１層に複数のカソード端子用引き出し線を互いに平行となるように設け、かつ前記第２のプリント配線板の第２層に複数の共通アノード端子用引き出し線を前記カソード端子用引き出し線と直交するように設け、この共通アノード端子用引き出し線と前記共通アノード端子とをスルーホールめっきにより接続したことを特徴とする表示体。
2. 板状部材に貫通穴を穿孔する工程と、この貫通穴にスルーホールめっきを施す工程と、前記貫通穴に熱収縮性充填材を充填する工程と、熱収縮性充填材を加熱する工程と、めっきスルーホール内の熱収縮性充填材から露呈した部分をエッチングする工程と、熱収縮性充填材を除去する工程と、スルーホールめっき導体上に貴金属めっき膜を施す工程とを含むことを特徴とするプリント配線板の製造方法。

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