特開 2022-15110 プリント回路板の製造方法及びプリント回路板の使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022015110

(43)【公開日】2022-01-21

(54)【発明の名称】プリント回路板の製造方法及びプリント回路板の使用方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/28 20060101AFI20220114BHJP

【ＦＩ】

H05K3/28 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020117749

(22)【出願日】2020-07-08

(71)【出願人】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】大河内 雄一

(72)【発明者】

【氏名】金子 舜

【テーマコード（参考）】

5E314

【Ｆターム（参考）】

5E314BB02

5E314DD07

5E314GG26

(57)【要約】

【課題】製造コストの上昇を抑えることができるプリント回路板の製造方法及び使用方法を提供すること。
【解決手段】本発明のプリント回路板の製造方法は、絶縁基板に形成された第１配線パターンを気中に露出させ、第２配線パターンをソルダレジストで覆うソルダレジスト工程と、前記第１配線パターンに表面処理を施す工程と、前記ソルダレジストのうち前記第２配線パターンを覆っている部分の少なくとも一部を除去することで、前記第２配線パターンを気中に露出させて、前記第１配線パターンと比較して前記第２配線パターンの劣化を促進させるソルダレジスト除去工程と、を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

絶縁基板に形成された第１配線パターンを気中に露出させ、第２配線パターンをソルダレジストで覆うソルダレジスト工程と、
前記第１配線パターンに表面処理を施す工程と、
前記ソルダレジストのうち前記第２配線パターンを覆っている部分の少なくとも一部を除去することで、前記第２配線パターンを気中に露出させて、前記第１配線パターンと比較して前記第２配線パターンの劣化を促進させるソルダレジスト除去工程と、を含む
プリント回路板の製造方法。

【請求項2】

絶縁基板に形成され且つ表面処理が施された第１配線パターンと複数の第２配線パターンを覆うソルダレジストのうち一つの前記第２配線パターンを覆っている部分の少なくとも一部を除去することで、一つの前記第２配線パターンを気中に露出させて、前記第１配線パターンと比較して一つの前記第２配線パターンの劣化を促進させたプリント回路板として使用可能にする製造工程と、
使用後の前記プリント回路板における前記ソルダレジストのうち、前記ソルダレジストで覆われている別の一つの前記第２配線パターンを覆う部分の少なくとも一部を除去することで、別の一つの前記第２配線パターンを気中に露出させて、前記第１配線パターンと比較して別の一つの前記第２配線パターンの劣化を促進させたプリント回路板として再使用可能にするメンテナンス工程と、を含む
プリント回路板の使用方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プリント回路板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ。実装が完了した基板）の製造方法及びプリント回路板の使用方法に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント回路板に形成された配線パターンが腐食や電食によって劣化することで、そのプリント回路板を適用した電気機器・電子機器の故障を招く。このような故障を予防するために、配線パターンの劣化を検出する方法が提案されている。

【0003】

特許文献１には、「プリント基板を備えた制御盤において、前記プリント基板に設けられ前記プリント基板の他の配線よりも狭い幅の配線と、前記狭い幅の配線に抵抗を介して一定電流を流す電源と、前記狭い幅の配線の電圧をある周期で検知し、所定の条件が成立した場合に異常信号を発報するための処理を行い、前記プリント基板の正規の機能を損なう前に前記狭い幅の配線の異常を検知する手段と、を備え、前記幅の狭い配線は、前記制御盤におけるファンの近く、または開口部の近く、あるいは高温部の近くに設けられることを特徴とする制御盤」が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３９５２６６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、本来の目的のために機能する導体部の幅に対して劣化検出用の導体部の幅を狭くするため、製造難易度が上がり、また、歩留りが低下し、結果として製造コストの上昇は避けられない。このため、製造コストの上昇を抑えることが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様は、絶縁基板に形成された第１配線パターンを気中に露出させ、第２配線パターンをソルダレジストで覆うソルダレジスト工程と、前記第１配線パターンに表面処理を施す工程と、前記ソルダレジストのうち前記第２配線パターンを覆っている部分の少なくとも一部を除去することで、前記第２配線パターンを気中に露出させて、前記第１配線パターンと比較して前記第２配線パターンの劣化を促進させるソルダレジスト除去工程と、を含むプリント回路板の製造方法である。

【0007】

本開示の一態様は、絶縁基板に形成され且つ表面処理が施された第１配線パターンと複数の第２配線パターンを覆うソルダレジストのうち一つの前記第２配線パターンを覆っている部分の少なくとも一部を除去することで、一つの前記第２配線パターンを気中に露出させて、前記第１配線パターンと比較して一つの前記第２配線パターンの劣化を促進させたプリント回路板として使用可能にする製造工程と、使用後の前記プリント回路板における前記ソルダレジストのうち、前記ソルダレジストで覆われている別の一つの前記第２配線パターンを覆う部分の少なくとも一部を除去することで、別の一つの前記第２配線パターンを気中に露出させて、前記第１配線パターンと比較して別の一つの前記第２配線パターンの劣化を促進させたプリント回路板として再使用可能にするメンテナンス工程と、を含むプリント回路板の使用方法である。

【発明の効果】

【0008】

本開示の一態様によれば、製造コストの上昇を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係るプリント回路板の製造方法を説明するフローチャートである。

【図2】図１に示すソルダレジスト工程におけるプリント回路板の概略図である。

【図3】図１に示す基板表面処理工程におけるプリント回路板の概略図である。

【図4】図１に示すソルダレジスト除去工程におけるプリント回路板の概略図である。

【図5】図１に示すソルダレジスト除去工程における別のプリント回路板の概略図である。

【図6】第２実施形態に係るプリント回路板の使用方法を説明するフローチャートである。

【図7】図６に示す製造工程におけるプリント回路板の概略図である。

【図8】図６に示すメンテナンス工程におけるプリント回路板の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して実施形態に係るプリント回路板の製造方法及びプリント回路板の使用方法について説明する。

【0011】

［第１実施形態］
まず、図１～図５を用いて、第１実施形態に係るプリント回路板１の製造方法について説明する。図１は、プリント回路板１の製造方法を説明するフローチャートである。図２は、ソルダレジスト工程Ｓ１１におけるプリント回路板１の概略図である。図３は、図１に示す基板表面処理工程Ｓ１２におけるプリント回路板の概略図である。図４は、ソルダレジスト除去工程Ｓ１３におけるプリント回路板１の概略図である。図５は、ソルダレジスト除去工程Ｓ１３における別のプリント回路板１の概略図である。

【0012】

図１に示すように、プリント回路板１（図２～図４参照）の製造方法は、ソルダレジスト工程Ｓ１１と、基板表面処理工程Ｓ１２と、ソルダレジスト除去工程Ｓ１３と、を含む。図１に示す製造方法によって製造されたプリント回路板１は、図２～図４に示すように、絶縁基板１０に第１配線パターン１１及び第２配線パターン１２が形成されたものであり、工作機械やロボットコントローラ等に適用される。

【0013】

図１に示すソルダレジスト工程Ｓ１１は、図２に示すように、絶縁基板１０に形成された第１配線パターン１１の一部及びを気中に露出させ、第１配線パターン１１の他部及び第２配線パターン１２をソルダレジスト１３で覆う工程である。図２以降の図面（図６を除く）では、ソルダレジスト１３が覆っている領域に、左下がり斜めハッチングを付してある。

【0014】

第１配線パターン１１は、例えば銅で形成される。第１配線パターン１１は、通常、プリント回路板１の本来の機能を達成するためのパターンである。第１配線パターン１１は、合格とされる最大厚みから最小厚みまでの範囲に収まる第１厚み、及び合格とされる最大幅から最小幅までの範囲に収まる第１幅を有する１又は複数の導体部１１Ａから構成される。導体部１１Ａ同士の間隔は、合格とされる最大間隔から最小間隔までの範囲に収まる第１間隔である。ソルダレジスト１３が覆っていない第１露出領域１５は、導体部１１Ａごとに設けられている。

【0015】

第２配線パターン１２は、例えば銅で形成される。第２配線パターン１２は、劣化検出用パターンであり、プリント回路板１の本来の機能とは直接的に関係の無いパターンである。第２配線パターン１２は、所定の最大厚みから所定の最小厚みまでの範囲に収まる第２厚み、及び所定の最大幅から所定の最小幅までの範囲に収まる第２幅を有する１又は複数の導体部１２Ａから構成される。導体部１２Ａ同士の間隔は、所定の最大間隔から所定の最小間隔までの範囲に収まる第２間隔である。

【0016】

導体部１２Ａが有する第２厚みは、導体部１１Ａが有する第１厚みと同一であることが好ましい。導体部１２Ａが有する第２幅は、導体部１１Ａが有する第１幅と同一であることが好ましい。導体部１２Ａ同士の第２間隔は、導体部１１Ａ同士の第１間隔と同一であることが好ましい。導体部１１Ａと導体部１２Ａとで、厚み、幅、間隔のいずれか一つ以上が同一であると、製造が容易となり、製造コストが低くなる。なお、導体部１１Ａと導体部１２Ａとで、厚み、幅、間隔のいずれか一つ以上が異なっていてもよい。

【0017】

図１に示す基板表面処理工程Ｓ１２は、図３に示すように、気中に露出されている（第１露出領域１５内の）第１配線パターン１１に対して、表面処理を施す工程である。第１配線パターン１１における前記表面処理が施された領域１６に、右下がり斜めハッチングを付してある。第２配線パターン１２はソルダレジスト１３に覆われているため、第２配線パターン１２には表面処理は施されない。

【0018】

図１に示すソルダレジスト除去工程Ｓ１３は、図４に示すように、第１配線パターン１１及び第２配線パターン１２を覆っているソルダレジスト１３のうち第２配線パターン１２を覆っている部分の少なくとも一部を除去することで、第２配線パターン１２を気中（外部）に露出（露呈）させて、第１配線パターン１１と比較して第２配線パターン１２の劣化を促進させる工程である。ソルダレジスト１３は、レーザの照射、又はガラスファイバー研磨などによって、除去される。ソルダレジスト１３が除去された領域は、第２露出領域１４となる。

【0019】

なお、図５に示すように、第２露出領域１４は、複数の帯状領域１４Ａの集合体から形成されていてもよい。

【0020】

以上のソルダレジスト工程Ｓ１１、基板表面処理工程Ｓ１２及びソルダレジスト除去工程Ｓ１３を経ることで、プリント回路板１が完成する。

【0021】

このように、プリント回路板１の製造方法は、絶縁基板１０に形成された第１配線パターン１１を気中に露出させ、第２配線パターン１２をソルダレジスト１３で覆うソルダレジスト工程Ｓ１１と、第１配線パターン１１に表面処理を施す基板表面処理工程Ｓ１２と、ソルダレジスト１３のうち第２配線パターン１２を覆っている部分の少なくとも一部を除去することで、第２配線パターン１２を気中に露出させて、第１配線パターン１１と比較して第２配線パターン１２の劣化を促進させるソルダレジスト除去工程Ｓ１３と、を含む。

【0022】

このようなプリント回路板１の製造方法によれば、製造されたプリント回路板１における第２配線パターン１２を劣化検出用パターンとして用いることで、配線構造をシンプルにでき、製造コストの上昇を抑えることができる。なお、第１配線パターン１１と比べて、第２配線パターン１２の幅や厚み等を変えることは、必須ではない。

【0023】

プリント回路板１の製造ロッドを刻印するためにレーザが汎用的に使われているので、レーザの照射によってソルダレジスト１３を除去する場合、その導入障壁が低い。また、レーザは、ソルダレジスト１３や絶縁基板１０といった樹脂に対するエネルギーの吸収力が高く、銅などの金属にほとんど吸収されない。そのため、第２配線パターン１２が銅などの金属で形成されている場合に、レーザの照射によってソルダレジスト１３を除去するならば、効果的に第２配線パターン１２を露出させることができる。

【0024】

図５に示すように、第２露出領域１４が複数の帯状領域１４Ａの集合体から形成されている場合、表面張力により、第２配線パターン１２を腐食させる切削液が帯状領域１４Ａにおいて保持されやすく、第２配線パターン１２の断線寿命を安定させることができる。

【0025】

［第２実施形態］
次に、図６～図８を用いて、第２実施形態に係るプリント回路板２の使用方法について説明する。第１実施形態に係るプリント回路板１に関する説明は、第２実施形態に係るプリント回路板２の説明に、適宜、適用又は援用される。第１実施形態に係るプリント回路板１における符号の十の位及び百の位の「１」は、第２実施形態に係るプリント回路板２において「２」に置き換わっている。図６は、プリント回路板２の使用方法を説明するフローチャートである。図７は、製造工程Ｓ２１におけるプリント回路板２の概略図である。図８は、メンテナンス工程Ｓ２２におけるプリント回路板２の概略図である。

【0026】

図６に示すように、プリント回路板２（図７及び図８参照）の使用方法は、製造工程Ｓ２１と、メンテナンス工程Ｓ２２と、を含む。図６に示す使用方法によって製造又はメンテナンスされたプリント回路板２は、図７及び図８に示すように、絶縁基板２０に第１配線パターン２１及び複数の第２配線パターン２２が形成されたものであり、工作機械やロボットコントローラ等に適用される。

【0027】

図６に示す製造工程Ｓ２１は、図７に示すように、絶縁基板２０に形成され且つ表面処理が施された第１配線パターン２１と複数の第２配線パターン２２を覆うソルダレジスト２３のうち一つの第２配線パターン２２（第２配線パターン２２１とも呼ぶ）を覆っている部分の少なくとも一部を除去することで、一つの第２配線パターン２２（２２１）を気中に露出させて、第１配線パターン２１と比較して一つの第２配線パターン２２（２２１）の劣化を促進させたプリント回路板２として使用可能にする工程である。

【0028】

第１配線パターン２１は、例えば銅で形成される。この第１配線パターン２１は、合格とされる最大厚みから最小厚みまでの範囲に収まる第１厚み、及び合格とされる最大幅から最小幅までの範囲に収まる第１幅を有する１又は複数の導体部２１Ａから構成される。導体部２１Ａ同士の間隔は、合格とされる最大間隔から最小間隔までの範囲に収まる第１間隔である。第１露出領域２５内の第１配線パターン２１の領域２６には、表面処理が施されている。

【0029】

複数の第２配線パターン２２は、それぞれ、例えば銅で形成される。これら複数の第２配線パターン２２は、それぞれ、所定の最大厚みから所定の最小厚みまでの範囲に収まる第２厚み、及び所定の最大幅から所定の最小幅までの範囲に収まる第２幅を有する１又は複数の導体部２２Ａから構成される。導体部２２Ａ同士の間隔は、所定の最大間隔から所定の最小間隔までの範囲に収まる第２間隔である。

【0030】

導体部２２Ａが有する第２厚みは、導体部２１Ａが有する第１厚みと同一であることが好ましい。導体部２２Ａが有する第２幅は、導体部２１Ａが有する第１幅と同一であることが好ましい。導体部２２Ａ同士の第２間隔は、導体部２１Ａ同士の第１間隔と同一であることが好ましい。

【0031】

ソルダレジスト２３は、レーザの照射、又はガラスファイバー研磨などによって、除去される。ソルダレジスト２３が除去された領域は、第２露出領域２４（第２露出領域２４１とも呼ぶ）となる。第１実施形態と同様、第２露出領域は、複数の帯状領域の集合体から形成されていてもよい。

【0032】

以上の製造工程Ｓ２１を経ることで、プリント回路板２が完成する。完成したプリント回路板２は、出荷され、使用される。使用されたプリント回路板２は、回収され、メンテナンス工程Ｓ２２を経る。

【0033】

図６に示すメンテナンス工程Ｓ２２は、図８に示すように、使用後のプリント回路板２におけるソルダレジスト２３のうち、ソルダレジスト２３で覆われている別の一つの第２配線パターン２２（第２配線パターン２２２とも呼ぶ）を覆う部分の少なくとも一部を除去することで、第２露出領域２４（第２露出領域２４２とも呼ぶ）を形成し、別の一つの第２配線パターン２２（２２２）を気中に露出させて、第１配線パターン２１と比較して別の一つの第２配線パターン２２（２２２）の劣化を促進させたプリント回路板２として再使用可能にする工程である。つまり、別の第２配線パターン２２は、複数組あってもよい。

【0034】

以上のメンテナンス工程Ｓ２２を経ることで、プリント回路板２のメンテナンスが完了する。メンテナンスが完了したプリント回路板２は、再び出荷され、再び使用される。メンテナンス工程Ｓ２２は、ソルダレジスト２３で覆われている第２配線パターン２２が残っている限り、繰り返すことができる。

【0035】

このように、プリント回路板２の使用方法は、絶縁基板２０に形成され且つ表面処理がされた第１配線パターン２１と複数の第２配線パターン２２を覆うソルダレジスト２３のうち一つの第２配線パターン２２（２２１）を覆っている部分の少なくとも一部を除去することで、一つの第２配線パターン２２（２２１）を気中に露出させて、第１配線パターン２１と比較して一つの第２配線パターン２２（２２１）の劣化を促進させたプリント回路板２として使用可能にする製造工程Ｓ２１と、使用後のプリント回路板２におけるソルダレジスト２３のうち、ソルダレジスト２３で覆われている別の一つの第２配線パターン２２（２２２）を覆う部分の少なくとも一部を除去することで、別の一つの第２配線パターン２２（２２２）を気中に露出させて、第１配線パターン２１と比較して別の一つの第２配線パターン２２（２２２）の劣化を促進させたプリント回路板２として再使用可能にするメンテナンス工程Ｓ２２と、を含む。

【0036】

このようなプリント回路板２の使用方法によれば、製造されたプリント回路板２において、気中に露出させた第２配線パターン２２（２２１）を劣化検出用パターンとして用いることで、配線構造がシンプルとなり、製造コストの上昇を抑えることができる。また、メンテナンスされたプリント回路板２において、新たに気中に露出させた第２配線パターン２２（２２２）を劣化検出用パターンとして用いることで、配線構造をシンプルにでき、製造コストの上昇を抑えることができる。なお、第１実施形態と同様の効果についての説明は省略する。

【0037】

本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更及び変形が可能である。

【符号の説明】

【0038】

１，２ プリント回路板
１０，２０ 絶縁基板
１１，２１ 第１配線パターン
１１Ａ，２１Ａ 導体部
１２，２２ 第２配線パターン
１２Ａ，２２Ａ 導体部
１３，２３ ソルダレジスト
Ｓ１１ ソルダレジスト工程
Ｓ１２ 基板表面処理工程
Ｓ１３ ソルダレジスト除去工程
Ｓ２１ 製造工程
Ｓ２２ メンテナンス工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】