(57)【要約】【課題】貫通孔へのペースト充填における印刷用版の裏回りの現象を防止することのできる印刷用版を提供し、生産性を向上させる。【解決手段】四辺の版枠と、開口部を有し前記開口部の上方に傾斜部を設けたマスクを四辺の枠状部材に固定しかつ基板材料への押圧手段を有したマスクユニットと、前記版枠に設けられたガイド孔と、前記マスクユニットの枠状部材に配置されかつ前記ガイド孔に緩挿されるガイドピンとを備えた印刷用版を用いてペースト充填を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四辺の版枠と、基板材料の全周あるいは一部の略外周部を覆う額縁状の開口部を有し前記開口部の上方に傾斜部を設けたマスクを四辺の枠状部材に固定したマスクユニットと、前記版枠に設けられたガイド孔と、前記マスクユニットの枠状部材に配置されかつ前記ガイド孔に緩挿されるガイドピンとを備え、
前記マスクユニットは基板材料への押圧手段を有して前記版枠に装着されていることを特徴とする印刷用版。
【請求項２】
押圧手段は、ガイドピンが緩挿されるガイド孔にバネを組み入れたものであることを特徴とする請求項１に記載の印刷用版。
【請求項３】
前記マスクの傾斜部には薄板が固定して設けられていることを特徴とする印刷用版。
【請求項４】
薄板が固定された傾斜部は、傾斜部の傾斜面または傾斜部の裏面であることを特徴とする請求項３に記載の印刷用版。
【請求項５】
薄板の固定は熱可塑性樹脂接着剤を介してなされていることを特徴とする請求項３に記載の印刷用版。
【請求項６】
薄板は、焼き入れされたステンレス材であることを特徴とする請求項１に記載の印刷用版。
【請求項７】
熱可塑性樹脂接着剤の層の厚みは３μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の印刷用版。
【請求項８】
熱可塑性樹脂接着剤は、ホットメルト系の接着剤であることを特徴とする請求項５に記載の印刷用版。
【請求項９】
基板材料は、両面にマスクフィルムを備えたプリプレグシートに貫通孔が形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の印刷用版。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数層の回路パターンを導電性ペーストでインナービアホール接続してなる多層の回路基板等を製造する過程における導電性ペーストのペースト充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、高密度化に伴い、産業用にとどまらず民生用の分野においても多層基板が強く要望されるようになってきた。
【０００３】
特に多層基板の高密度化は回路パターンの微細化が進み、より複数層の回路パターンとともに基板の薄板化が望まれている。
【０００４】
このような回路基板では、複数層の回路パターンの間をインナービアホール接続する接続方法および信頼度の高い構造の新規開発が不可欠なものになっているが、導電性ペーストによりインナービアホール接続した新規な構成の高密度の回路基板製造法が提案されている。
【０００５】
ここでは導電性ペーストによるインナービアホール接続のベースとなる両面基板の製造方法とペースト充填方法について説明する。
【０００６】
図５（ａ）〜（ｆ）は、従来の両面回路基板の製造方法の工程断面図である。図６（ａ）〜（ｄ）は、スキージング法による導電性ペースト充填の工程断面図である。
【０００７】
図５において、３１は５１０ｍｍ×３４０ｍｍ、厚さ約６０μｍのプリプレグシートであり、例えば不織布の全芳香族ポリアミド繊維に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた複合材からなる基材が用いられる。
【０００８】
プリプレグシート３１の表裏には０．０１μｍ以下の厚みでＳｉ系の離型層部を形成した厚さ約１９μｍ、幅３４０ｍｍのプラスチックフィルム、例えばポリエチレンテレフタレートなどからなるマスクフィルム３２ａ，３２ｂが接着されている。
【０００９】
プリプレグシート３１へのマスクフィルム３２ａ，３２ｂの張り合わせは、ラミネート装置を用いてプリプレグシート３１の樹脂成分を溶融させてマスクフィルム３２ａ、３２ｂが連続的に接着する方法が提案されている。
【００１０】
３３は貫通孔であり、プリプレグシート３１の両面に貼り付ける厚さ１８μｍの銅などの金属はく３４ａ，３４ｂと電気的に接続する銅などの導電性粒子とエポキシ系樹脂などからなる導電性ペースト３５が充填されている。
【００１１】
両面回路基板の製造は、まず、図５（ａ）に示すように、両面にマスクフィルム３２ａ，３２ｂが接着されたプリプレグシート３１の所定の箇所に図５（ｂ）に示すように、レーザー加工法などを利用して貫通孔３３が形成される。
【００１２】
次に、図５（ｃ）に示すように、貫通孔３３に導電性ペースト３５が充填される。導電性ペースト３５を充填する方法としては、貫通孔３３を有するプリプレグシート３１を一般の印刷機（図示せず）のステージ上に設置し、ウレタンゴムなどの２本のスキージを交互に用いて往復させることで直接導電性ペースト３５がマスクフィルム３２ａの上から充填される。このとき、上面のマスクフィルム３２ａ，３２ｂは印刷マスクの役割と、プリプレグシート３１表面の汚染防止の役割を果たしている。
【００１３】
導電性ペースト３５の充填方法について、図６（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００１４】
導電性ペースト３５の充填にはスキージング法が用いられる。図６（ａ）は、プリプレグシート３１（両面のマスクフィルム図示せず）をステージ４９上に設置した図である。図６（ｂ）は、充填用の印刷用版４１の版枠４２であり、図６（ｃ）は、矢印より見た図である。厚さ約３ｍｍのステンレス製でスキージ進行方向約１５°の傾斜を設けた約３２０ｍｍ×４９０ｍｍの開口部４４を有するマスク４３が版枠４２に取り付けられている。
【００１５】
図６（ｄ）は、貫通孔３３を開けたプリプレグシート３１をステージ４９に設置した図である。上方に設けられた上下左右に移動・加圧可能な第１スキージ５０ａと第２スキージ５０ｂのうち、第１スキージ５０ａのみをマスク４３上の所定位置に降下させ、圧力をかけて導電性ペースト３５をローリングさせながら図中の矢印方向に前進させる。スキージ５０ａ，５０ｂの材質は、ウレタンなどの一般のスキージゴムを用いている。また、狭ピッチでかつ数万におよぶ貫通孔３３へのペースト充填方法においては、印刷機のステージ４９とプリプレグシート３１との間に導電性ペースト３５中の樹脂成分を吸収と吸着性能を有する多孔質材（図示せず）を用いる場合が多い。
【００１６】
次に、図５（ｄ）に示すように、プリプレグシート３１の両面からマスクフィルム３２ａ、３２ｂが剥離される。
【００１７】
そして、図５（ｅ）に示すように、プリプレグシート３１の両面に銅などの金属はく３４ａ，３４ｂが重ねられ、この状態において熱プレスで加熱加圧することにより、導電性ペースト厚み（プリプレグシートと２枚のフィルムの厚み分）がプリプレグシート厚み相当に圧縮されるとともにプリプレグシート３１と金属はく３４ａ、３４ｂとが接着され、両面の金属はくは、所定位置に設けた貫通孔３３に充填された導電性ペースト３５により電気的に接続される。
【００１８】
そして、両面の金属はく３４ａ，３４ｂを選択的にエッチングして回路パターン３６ａ、３６ｂが形成され、図５（ｆ）に示す両面回路基板が得られる。
【００１９】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１〜特許文献３が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】特開平６−２６８３４５号公報
【特許文献２】特開平７−１０６７６０号公報
【特許文献３】特開平３−６４０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本願発明者は、上記の従来の回路基板の製造方法のペースト充填方法における以下の課題を見出した。
【００２２】
充填用の印刷用版には厚さ約３ｍｍのステンレス製でスキージ進行方向約１５°の傾斜を設けた約３２０ｍｍ×４９０ｍｍの開口部４４を有するマスク４３が取り付けられている。
【００２３】
しかし、ペースト充填を行っていくと、プリプレグシートの貫通孔近傍の表面の凹凸の影響によりスキージの振動が発生し、印刷用版がプリプレグシート表面から瞬間的に離れてしまう場合があり、このため前記ペーストが回り込む現象が見られた。ペーストが回り込むと、ペーストを廃棄することとなり、使用できる充填回数が低減する。
【００２４】
また、基材に付着することにより、装置の汚染、基材の搬送などに悪影響を与えるという問題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するために、四辺の版枠と、基板材料の全周あるいは一部の略外周部を覆う額縁状の開口部を有し前記開口部の上方に傾斜部を設けたマスクを四辺の枠状部材に固定したマスクユニットと、前記版枠に設けられたガイド孔と、前記マスクユニットの枠状部材に配置されかつ前記ガイド孔に緩挿されるガイドピンとを備え、前記マスクユニットは基板材料への押圧手段を有して前記版枠に装着されていることを特徴とする印刷用版を用いて、ペースト充填を行うことである。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように本発明の印刷用版は、マスクユニットの枠状部材に配置されかつ前記ガイド孔に緩挿されるガイドピンとの構造により、マスクユニットの自重あるいは押圧手段によって基板材料側に安定した圧力を加えることが可能となり、マスク裏面へのペーストの回り込み現象を防止することができ、ペースト廃棄や基材に付着することによる装置の汚染、基材の搬送などに悪影響を与えることなく、充填回数が大幅に改善され、安定したペースト充填が可能となる。
【００２７】
また、仮にマスク裏面へペーストが回り込み固着した場合であってもマスクユニットの交換を容易にすることができ、装置の汚染、基材の搬送などに悪影響を少なくし、生産性をも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態における印刷用版を示す図
【図２】本発明の実施の形態における印刷用版を示す図
【図３】本発明の実施の形態における印刷用版のマスクユニットを示す図
【図４】本発明の実施の形態における印刷用版のマスクユニットを示す図
【図５】従来の回路基板の製造方法を示す工程断面図
【図６】従来の印刷用版とその使用例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（実施の形態）
両面回路基板の製造方法の工程断面図については従来法と同一であり、説明を省略し、ペースト充填の印刷用版について説明する。
【００３０】
図１、図２は本発明の実施の形態における印刷用版を示す図であり、図１（ａ）に印刷用版の概略を示し、図１（ｂ）に図１（ａ）の矢印方向の断面を示す。また、図２に図１（ａ）の矢印方向の断面を示す。
【００３１】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の印刷用版１は、四辺の版枠２にマスクユニット３が装着された構造であり、マスクユニット３を版枠２にネジ（図示せず）などにより固定することもできる。
【００３２】
マスクユニット３の四辺の枠状部材４には、マスク５が固定され、前記マスクには開口部６が設けられている。開口部６は被印刷物である基板材料の全周あるいは一部の略外周部を覆う額縁状に開口され、開口部６の上方に傾斜部７が設けられている。
【００３３】
また、図２に示すように、版枠２にはガイド孔９が設けられ、マスクユニット３の枠状部材４に前記ガイド孔９に対応した位置にガイドピン１０が配置され、ガイドピン１０はガイド孔９に緩挿される構造である。
【００３４】
この構造により後述する薄板の接着を行ったマスクユニットをあらかじめ準備して、薄板の交換を短時間でしかも容易にすることができる。
【００３５】
また、図２に示すように、一部のガイド孔９にバネ１１を組み入れることにより、マスクユニットは基板材料への押圧手段を備えて前記版枠２に装着される。この基板材料への押圧手段により、基板材料上へ印刷用版を均一に配置することが可能となる。
【００３６】
この結果、貫通孔が形成された基板材料の貫通孔近傍の表面の凹凸の影響によるスキージの振動を低減させ、印刷用版と基板材料表面とを安定して密着させることができる。
【００３７】
本実施の形態の印刷用版を用いて１０００枚の基材への充填を行ったが、ペーストの薄板への回り込みがなくなり、薄板の使用回数が飛躍的に伸びた。また、薄板ユニットを用いることにより、交換に要する時間が短縮され、生産性が大幅にアップしたことを確認した。
【００３８】
次に、本実施の形態における他の事例を以下に説明する。
【００３９】
図３、図４は、図１における印刷用版のマスクユニット３のマスク５の部分を示す断面図である。便宜上ガイド孔９、ガイドピン１０等は省略する。
【００４０】
図３に示すように、マスクユニット３の四辺の枠状部材４には、マスク５が固定され、前記マスク５には開口部６が設けられている。開口部６は被印刷物である基板材料の全周あるいは一部の略外周部を覆う額縁状に開口され、開口部６の上方に傾斜部７が設けられている。
【００４１】
傾斜部７の裏面７ａ（下部）に金属製の薄板８が傾斜部７の先端７ｂから所定量（２〜５ｍｍ）突出させて固定されている。マスク５と薄板８の固定は、熱可塑性樹脂を主体とする接着剤を介してなされている。
【００４２】
薄板８の役割は、導電性ペーストがマスク５の下部に回り込むのを防止する目的で配置されているものであり、傾斜部７の裏面７ａに固定された薄板８上を後述するスキージが押圧しながら移動する構造となっている。
【００４３】
マスク５は厚さ約３ｍｍのステンレス製であり、傾斜部７はスキージ進行方向約１５°の傾斜を有し、版枠の所定位置に約４９０ｍｍ×３２０ｍｍの開口部６を設けている。
【００４４】
開口部６の大きさは、５１０ｍｍ×３４０ｍｍの基板材料のサイズに対して設定されているもので、マスク５で基板材料の外周部を抑えることの出来ることが必要となる。
【００４５】
薄板８は、例えば、０．５ｍｍのＳＵＳ材からなり、硬度を増す為焼入れを施してある。
【００４６】
この薄板８を接着する接着剤（図示せず）の具体的な選択としては、ホットメルト系に属するアドフィックス系、スカイワックス系（日化精工株式会社  商品群）を用いて固定されている。
【００４７】
薄板８の固定は、両面テープを用いることも可能ではあるが、両面テープがペーストの樹脂により膨潤し、前記ペーストが回り込み薄板を変形させる場合があり、これによって薄板が変形し、薄板下部にもペーストが回り込む可能性がある。
【００４８】
したがって、ホットメルト系の接着剤を使用することが望ましく、接着層の厚みを３μｍ以下にすることも可能となる。その効果として、接着層へのペーストの回り込みがなくなり、ＳＵＳ製薄板の薄板８が変形することがなくなる。
【００４９】
ホットメルト系の接着剤は加熱溶融することにより液状となるため、傾斜部７と薄板８に塗布したのち、冷却固化することによって容易に固定することができる。また、薄板８が摩耗等によって劣化した場合、ホットメルト系の接着剤であれば、１００℃以上の高温に加熱することによって、傾斜部７に固定されている薄板８を容易にはがすことができ定期的に交換することが可能となる。
【００５０】
導電性ペーストの充填には、スキージング法が用いられる。基板材料としてのプリプレグシートの両面にマスクフィルム（図示せず）を印刷機のステージ上に設置し、印刷用版を上部より配置する。上方に設けられた移動・加圧可能なスキージで導電性ペーストをローリングさせながら充填していく。
【００５１】
以上のように本発明の印刷用版は、マスク５の底面に固定された薄板８及び薄板８の固定にホットメルト系の接着剤を用いることにより、接着層を薄くすることができる。
【００５２】
上記構成により、導電性ペーストの回り込み現象を防止し、さらに接着層への導電性ペーストの侵入をも防止できる。
【００５３】
その結果、薄板のうねりが防止できるため、薄板下部へのペーストの回り込みが減少しペースト廃棄や基材に付着することによる装置の汚染、基材の搬送などに悪影響を与えることなく、充填回数が大幅に改善され、安定したペースト充填が可能となるという効果を奏する。
【００５４】
次に、図４の事例を以下に示す。
【００５５】
図４は、図１における印刷用版のマスクユニット３のマスク５の部分を示す断面図である。
【００５６】
図４に示すマスクユニット３ａの特徴は、マスク５の傾斜部７の上部の傾斜面７ｃに、薄板８を接着することにより、既述した従来の課題を解決するものである。
【００５７】
この構成を採用することにより、導電性ペーストの回り込み現象をより防止することが可能となる。特に、薄板８をマスク５の傾斜部７の上部側傾斜面７ｃの上部に接着し固定することにより、薄板８と傾斜面７ｃの接着層への導電性ペーストの侵入を防ぐことができる。仮に前記接着層へ導電性ペーストの侵入があったとしても、マスク５の裏側に導電性ペーストが回り込むことはない。
【００５８】
なお、マスクユニット３ａの場合、傾斜部７の先端７ｂから薄板８を突出させる所定量は、図３に示したマスクユニット３よりも少なくし、０．５〜１．０ｍｍ程度が望ましい。これにより薄板８が傾斜部７の先端７ｂから突出していることによる基板材料への傷等の影響を極力抑えることができる。
【００５９】
本実施の形態の充填機を用いて１０００枚の基材への充填を行ったが、ペーストの薄板への回り込みがなくなり、薄板の使用回数が飛躍的に伸びた。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように本発明の印刷用版は、ペースト充填における生産性の向上に大きく効果を示し、導電性ペーストでインナービアホール接続を備えた回路基板全般に有用であり、本発明の産業上の利用可能性は大といえる。
【符号の説明】
【００６１】
１  印刷用版
２  版枠
３、３ａ  マスクユニット
４  枠状部材
５  マスク
６  開口部
７  傾斜部
７ａ  傾斜部の裏面
７ｂ  傾斜部の先端
７ｃ  傾斜部の傾斜面
８  薄板
９  ガイド孔
１０  ガイドピン
１１  バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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