JPS6021590A - 回路板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放電破壊ヘッドの電極の付勢を制御すること
によって、作り出されるべき導電路（線）に隣接した領
域を焼尽する放電破壊技術を使用して回路板を製造する
方法に関する。

従来、１つ、２つ、又はそれより多くの層を有する印刷
回路版上にパッケージングされるべき回路を作り出すに
は、電子計算機を利用してワイヤ・リストを確立し、ど
のコネクタ・ビンが線すなわちワイヤのよって接続きれ
るべきかを示すこのリストを印刷し、例えばワイヤ・ラ
ッピング技術を使用してこれらの接続を物理的に実現す
るというやっかいな方法を採用している。この方法では
、回路板のためのワイヤリング・リストを有する印刷出
力を得てから回路板を完成できるまでかなりの時間を要
する。また、相互接続パターンを偏向するには、全く別
個のワイヤリング・リストを用意して新たな製造サイク
ルを作り出し全く新たなワイヤリングを行うか又は少な
くとも別個のワイヤリングをイ」加しなければならず、
かなりの時間を要することは避けられない。

回路板を製造するために自動トラフティング・テーブル
を使用した放電破壊技術か、ＩＢＭＴｅｃｈｍｉｃａｌ
　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ　ｂｕｌｌｅｔｉｎ、Ｖｏｌ、
１　５　、Ｎ　ｏ　。

２、Ｊｕｌｙ１９７６の第５７５頁及び第５７６頁に開
示されている。自動トラフティグ・テーブルは、インク
・ペンのかわりに放電破壊ヘットを具備している。この
ヘッドの電極は、発生されるべき線のまわりの領域を放
電破壊するように付勢される。トラフティング・テーブ
ルの駆動装置がヘッドを動かすとき放電破壊ヘッドの電
極か回路板から銅を蒸発きせる。線の幅は隣接した非付
勢電極の数に依存する。線の厚ざば磨き上げられた銅線
パターンに材料を付加することに、Ｊ：って増大させる
ことかできる。この方法は、回路板のアートワークを得
るのに必要なサイクルを短縮することはできるが、回路
開発の設計サイクルを短縮するものではない。

本発明の主目的は、回路開発の設計サイクルを短縮する
ことにある。

本発明の他の目的は、原形回路の相互接続を容易にし、
ブレッド・ボードに取って代わることができ、ワイヤ・
ラッピング実験ボードを不要にする方法を提供すること
にある。

これらの目的を達成するために本発明は、例えばアルミ
が被着された多数の非導電性基体層上に複数の絶縁され
た導電領域を形成するのに放電破壊技術を使用する。各
導電領域は少なくとも２つの孔を含む。放電破壊ステッ
プに入る前に、通常格子状に配列きれているすべての孔
は電気的に接続されている。放電破壊ステップの後、選
択きれた特定の孔のみの電気的接続が維持される。この
ようにして形成きれた層は、格層対の間に導電性スペー
サが挿入されるようにして積み重ねられる。積み重ねら
れた眉間の電気的連続性が路孔を通して得られるように
スペーサは各層の格子パターンに一致した格子パターン
て配列された導電ピンを有する。層に導電領域を選択的
に形成することにより、最も外側の２つの層の格子パタ
ーンの孔を相互接続することができる。そして、基体層
及び相互接続手段は終端ブロックに一体的に押圧される
。然る後に、回路要素が装着きれる。

従って、本発明によれば、新しく設計きれた層を放電破
壊し該層を古い層の代わりに使用することにより接続の
変更を容易に行うことができる。

これは短時間で行うことができる。このようにターンア
ラウンド時間が短かくなるので、回路開発の原形サイク
ルをかなり短縮できる。本発明は、通常のブレッドボー
ド手法の代わりに変更及び改良を行える点で非常に有益
な回路板構成を使用できるようにする手段を提供するも
のである。

本発明の好ましい実施例では、印刷回路において通常使
用される銅層の導電度に非常に近い導電度を有するアル
ミニウム／黒鉛組み合わせ層が非導電性基体に被着され
る。

基体は標準的な回路要素に適合するように格子パターン
状に離間した複数の孔を含むことが好ましい。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明
する。

第１図にはシート１の一部が示されている。

シート１には所定のパターンに従って配列されるように
孔２が形成されている。図示されたパターンでは、孔２
は１辺が約２　、５４−ｕｍ　（０、１インチ）の正方
形のかどに配置される。孔２の直径は約０．７６２＋ｏ
ｍ　（０，０３インチ）テアル。孔２はシート１全体に
わたって格子パターン状に配列されている。

シート１は非導電性担体を全体的に被覆する放電破壊可
能な導電層を含む。選択的放電破壊の後、導電層３は後
に詳細に説明するように選択された孔のみを接続する。

導電層３はアルミニウムと黒鉛の組合せから作られるの
が好ましく、バインダ材が添加きれる。アルミニウム／
黒鉛組み合わせ層３は印刷回路板に広く使用される銅層
の導電度とほぼ等しい導電度を有する。シートＩ（は、
最終製品を人か見る通常の場合のようにインク月を含む
必要はない。そのかわり、本発明では、導電度が重要な
ファクタとなる。

次に、第１図の孔２Ａと２Ｂの間の導電路の形成につい
て説明する。この導電路にＬ」参照番号５が付きねてお
り、またわかりやすくするｌ二めに矢印６が付されてい
る。周囲の導電層３から線を絶縁するために、積み重ね
られる他のシー１−１と接触する孔２の周囲において両
側の導電４イが放電破壊される。第１図において、放電
破壊さオ９非導電性とざねた領域は実線で輪郭か描かれ
ている。電気的接触領域のダ側直径は破線の円７で示さ
れている。領域８は孔２の周囲において正方形状に完全
に放電破壊された領域を示す。このよろな領域が形成さ
れることに」：す、孔２は導電層３の残りの部分から完
全に電気的に絶縁きれる。領域９は右」−の部分が導電
路中に残されるように孔２Ａの周囲で放電破壊された３
／４正方形領域を示す。

領域１０は右下の部分が導電路に残されるように孔２Ｂ
の周囲で放電破壊された別の３／４正方形領域を示す。

領域１１は導電体５から孔を電気的に絶縁するように左
上の部分が放電破壊された１／４正方形領域を示す。領
域１２は放電破壊きれた正方形の左下の部分であり、領
域１３は放電破壊きれた正方形の右上の部である。領域
１４及び１５はそれぞれ放電破壊きれた正方形の左半分
及び右半分を示す。領域１６及び１７はそれぞわ放電破
壊された正方形の下半分及び上半分を示す。

４つの異なった向きをそれぞれ有する１／４．１／２及
び３／４正方形部分は１つの完全な正方形とともに孔２
を囲むすべての放電破壊領域の形態を示す。上述の態様
で選択された放電破壊は、孔２Ａ及び２Ｂを接続する導
電体から残りの孔２を絶縁するために使用きれる。

正方形及び正方形の一部を選んだのは、放電破壊ととも
に使用するのに最も簡単な形状だからである。他の形状
を使用できるのはもちろんである。また、第１図には小
ざなストライブ状の放電破壊領域が参照番号１８及び１
９によって示されている。ストライプ１８及び１９は導
電路５を導電体の非孔領域中の層３の残りの部分から分
離する。従って、放電破壊されたストライプ１８及び１
９は導電路５を形成するために導電路内に含まれるべき
でない孔の周囲の放電破壊領域を接続する。

異なった形状及び向きの領域８．９．１０１１１．１２
．１３．１４．１５．１６．１７．１８及び１９の放電
破壊すなわち焼尽は放電破壊技術によって前述のように
行なわれる。このため、シート］は放電破壊ヘッド２０
を通るように矢印２１の方向に給送される。ヘッド２０
は、位置合わせの問題を無くすためにシート１の幅全体
にわたって延びている。従って、シート１の幅全体にわ
たる領域のうち放電破壊されるべきすべての領域が、ヘ
ッド２０の適当な電極（詳細は図示しない）ｒｅシー）
１を横切るヘッド２０の軸に沿って適当な形態で月つ適
当な時間長の間付勢することによって焼尽される。この
目的のために使用できるページ幅放電破壊ヘッドの一例
が、特願昭５８−１３７８８９号に開示されている。電
極を選択的に付勢することは周知であり、本発明の一部
を構成するものではない。

上述の領域を焼尽することによって綿５が絶縁されると
、孔２Ａに関連した接点領域２２と孔２Ｂに関連した接
点領域２３が残る。これらの接点領域は、後に詳述する
ように、異なった面に重ねられる他のシート１と孔２Ａ
及び２Ｂを通して電気的に接触できる。

重ね合わされたシートの電気的接触を実現するために、
面間スペーサ・コネクタ層２４が設けられる。これは第
２図に平面図の形でまた第３図に第２図の線３−３に沿
う断面図の形で示きれている。層２４は、適当な剛性及
び弾性を有するプラスチック材を型に入れて造った構造
体であることが好ましい本体コア部２５を含む。コア部
２５の一方の側には、シート１の孔２の配列パターンと
同じパター〉でスタッド２６が設けられる。円形スタッ
ド２６の直径は、これらのスタッド２６が０ 孔２に嵌合しシート１内に入り込むことかできるように
孔２の直径よりわずかに小きくされている。層２４の主
面に平行なスタット２６の外面は、小きな接点領域２７
を形成するために例えば銅や金のような導電度の高い月
Ｖ、：］で被覆される。

スタッド２６の小さな接点領域２７とちょうど反対側に
あたる層２４の他の側にはより大きな接点領域２８が設
けられる。これらの接点領域２８もまたシート１の孔２
の配列と同じパターンで配列される。接点領域２８も領
域２７と同様に銅及び／又は金の薄い層で作られる。面
間電気接続を行うために、これらの接点領域２７と２８
は電気的に接続きれる。これは、スタット２６を中空に
形成し内壁を銅及び／又は金で被覆するか又はこのよう
な中空スタッドを銅のような導電材で完全に満たしこれ
を領域２７及び２８の両溝電層に接続することによって
行なわれる。

面間スペーサ・コネクタ２４のコア部２５の一方の側の
スタット２６の間にはエラストマー２９が設けられる。

これらのエラストマー２９は、非１ 圧縮状態ではスタット２６の接点領域２７の面を越えて
突出しスタッド２６のまわりの線３０で終わる。シート
１及び他の面間スペーν・コネクタ層２４が積み重ねら
れて圧縮状態となると、他の手段と同様に、これらのエ
ラストマー２９はシート１に必要な剛性を与えるととも
にシート１の接点領域３と接点領域２８との間に必要な
接触力を与える。第２図においてスタッド２６の外周と
円７との間の陰影が付されたリング３１によって示され
ているように、大きな接点領域２８はシート１の導電層
３と接触できる。リング３１の中心において、面間スペ
ーサ・コネクタ層２４の小ざな接点領域２７はシート】
を貫通して他の面間スペーサ・コネクタ層２４の大きな
領域２８と接触できる。

第４図は終端ブロック３２の上であって且つ圧力付与ガ
イド・ブロック３３の下に配置された２つの面間スペー
サφコネクタ層２４が介挿された２つのシート１を側方
から見た断面図である。終端ブロック３２及びガイド・
ブロック３３は図示】２ しない手段によってこの位置に保持される。終端ブロッ
ク３２は、シート１の孔２の配列と同じパターンで配列
きれた接触パッド３４を含む。終端ブロック３２は、受
は口３５を含むことができる。これらの受け口３５もま
た孔２の配列と同しパターンで配列される。各受は口３
５１才１つの接触パッド３４に連結される。図示しない
回路要素の端子が受け口３５内に挿入され適当な位置に
保持される。ガイド・ブロック３３は、シート１の孔２
の配列と同じパターンで配列されたピストン状ビン３６
を含む。各ビン３６はブロック３３内で移動可能であり
、ビン３６をブロック３３から矢印３８の方向に押し出
す傾向にあるばね３７によって個別的にバイアスされる
。ビン３６は導電材３６から作ることができ、ガイド・
ブロック３３の頂部から外に延びる。従って、これらの
端部３６Ｅは別のワイヤリング手段として使用できる。

次に、第４図を参照して型押し回路板の構築について説
明する。終端ブロック３２の頂部には大３ きな接触領域２８が終端ブロック３２の領域２８と同寸
法の接触パッド３４上に載置きれるように第１の面間ス
ペーサ・コネクタ層２４が配置される。この第１の面間
スペーサ・コネクタ層２４の頂部には非導電性基体４が
下のスペーサ・コネクタ層２４と対向するように第１の
シート１が配置される。小ざな接点領域２７を有するス
タッド２６はシート１の孔２に入り込む。次ぎに、第１
の面間スペーサ・コネクタ層２４と終端ブロック３２と
の関係と同様に第２のスペーサ・コネクタ２４が第１の
シート１の頂部に配置される。第２載面間スペーサ・コ
ネクタ層２４の大きな接点領域２８と第１の面間スペー
サ・コネクタ層２４の小きな接点領域２７が接触する。

これら２つの層の間には、導電領域と放電破壊領域を有
する第１のシート１が介挿される。第２の面間スペーサ
・コネクタ層２４の頂部には、非導電性基体４が下の面
間スペーサ・コネクタ層２４と対向するように第２のシ
ート１が配置される。この第２の面間スペーサ・コネク
タ層２４のスタッド２６は第２の４ シート１の孔２に入り込むことができる。

異なった面間の接触すなわち主面に垂直な方向の接触を
行うために、ガイド・ブロック３３及び終端ブロック３
２ばばね３７のパイアスカの下にビン３６がすべてのエ
ラストマー２９を第４図に示された位置に押すように配
置される３、この位置において、大きな接点領域接触２
８はパッド３４に接触し、小きな接点領域２７及び大き
な接点領域２８は互に接触し、大きな接点領域２８はシ
ート１の導電材３の非放電破壊領域に接触し、ガイド・
ブロック３３のビン３６はシート１の導電材３だけてな
（上部の面間スペーサ・コネクタ層２４の小さな接触領
域２７に接触する。小ざな接点領域２？と大きな接点領
域２８との間又は大きな接点領域２８と等しい圧力領域
を有するビン３６と小きな接点領域２７どの間にクラン
プされたシート１は、これらのシートか配置される面間
の電気的連続性の形成に寄与することもあわばしないこ
ともある。これはクランプきれた領１或にシート１の導
電層３が存在するか否かに依存す５ る。

開発中の回路のためのいわゆるワイヤリング・リストが
開発者によって設計され、どのビンとどのビンを接続し
なければならないかを示す適当な値が示されれば、シー
ト１に所要の導電路を作り出すために該導電路に隣接し
た領域を選択的に放電破壊するようにヘッド２０の適当
な電極を付勢するとともにヘッド２０の下のシート１を
給送する制御は、容易に変更でき、新たに別の異なった
層を容易に作りだすことができる。従って、回路要素間
の接続の変更は、１枚のシート、数枚のシート又はシー
トの組全体を再印刷しこれらを終端ブロック３２とガイ
ド・ブロック３３との間で再組立することにより簡単に
行うことができる。

従って、最初の回路設計と最後の回路設計の間のターン
アラウンド時がより短かくなる。

ガイド・ブロック３３、面間スペーサ・コネクタ２４は
１回だけ組立ればよく再使用可能である。異なった回路
接続に従って異なった綿形態を示すシート１は変更でき
、各変更毎に置換され６ る。しかし、前述のように、これらの変更は新たなシー
トをプリントすなわち放電破壊することに」；って容易
に行うことかできる。シー１−１中の孔２の配列パター
ンは通常使用される印刷回路板の孔の配列パターンであ
ることが好ましい。このことは、通常の回路要素の端子
がこのパターンに一致することを意味する。面間スペー
サ・コネクタ層中のコネクタ、ガイド・ブロック３３中
のビン３６、終端ブロック３２中のコネクタ・パッド３
４及び受け口３５は同じパターンで配列される。

シート１の孔２は、その直径が０．７６’２ｍｍ（０，
０３インチ）で２　、５’４ｍｍ　（０、１インチ）＃
隔される。スタッド２６及び小ざな接点領域２７の直径
は、孔２の直径よりわずかに小ざい。大きな接触領域２
８の直径は１　、２７１１１１１１（０，０’５インチ
）に選択され、正方形状の焼尽領域８の１辺の長きは約
１．７８ｍ５　（０，０フインチ）であり、ストライプ
１８及び１９め幅は０、Ｍ４ｍｍ、（０，０，１インチ
）に選択される。

これらはいずれも−例であり、本発明はこれに限７ 定されるわけではない。

例えば、終端ブロック３２は面間スペーサ・コネクタ層
２４のスタッド２６を担持する側と同じである回路要素
の反対側に構成を有することができるので、第１のシー
ト１を終端ブロック３２上に直接配置することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は格子パターン状に配列された孔、及び２つの孔
の間の導電体を形成する絶縁領域を形成するように焼尽
される導電層部分を含む本発明により作り出きれ使用さ
れるシートの例の一部を示す平面図、第３図は第１図と
同様の格子パターンで配列きれたコネクタとその間の弾
性エラストマー領域を有する面間スペーサ・コネクタ層
を示す平面図、第３図はコネクタの異なった寸法の接点
領域、面間スペーサ・コネクタ層の担持体及びこれに取
り付けられたエラストマーを示す第２図の＊　３　＝３
に沿ろ断面図、第４図は導電層が２つの面間スペーサ・
コネクタ層と組み合わされる絶縁領域を担持する２つの
シートの積層体が接触バ８ ラド及び受け口を有する終端ブロックと個別的にバイア
スされたビンを有する圧力ブロックとの間に保持されて
いるところを示す断面図である。 １・・・シート、２・・孔、３・・・導電層、５・・導
電路、２０・・・放電破壊ヘット、２２．２３・・・・
接点領域、２４・・・面間スペーν・コネクタ層、２５
　・本体コア部、２６−・−スタッド、２７・・・・小
接点領域、２８　・−大接点領域。 出Ｎ　人　インターナシジナル・ピジンス・マシーンズ
・コーポレーション代理人　弁理士　山　本　仁　朗 （外１名） ９ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 非導電性基体上に形成きれた放電破壊可能な導電層と、
   前記非導電性基体及び導電層の双方を貫通する孔とをそ
   れぞれ有する１枚又はそれより多くのシートから回路板
   を製造する方法において、前記各シートの少なくとも２
   つの孔の間を結ぶ他から絶縁きれた導電領域を形成する
   ために該導電領域に隣接し且つ面間接続には使用されな
   い前記孔の演舞に隣接した所定領域の前記導電層を焼尽
   させる第１過程と、 前記シートの孔内に入り込むことができるように突出し
   たコネクタを有するスペーサ・コネクタ層が前記第１過
   程により焼尽されたシート間に介挿されるように前記焼
   尽されたシートを積み重ねる第２過程と、 を含み、 前記コネクタは、前記第２過程による積み重ねが行なわ
   れたときに、関連するシートの前記導電層のうち前記孔
   に隣接した領域及び隣接した前記スペーサ・コネクタ層
   のコネクタに接触するように且つ前記孔の演舞に隣接し
   て焼尽きせられる所定領域よりも小きく構成きれている
   ことを特徴とする回路板の製造方法。