(57)【要約】【課題】信頼性が高くて、コンパクト化等図られる信頼性の高い多層配線板の製造に適するスクリーン印刷版、及びその製造方法の提供。【解決手段】スクリーン印刷版１０は、スキージ面をなす弾性体層１１と、弾性体層１１の一面側に積層された金属層１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、積層体の厚さ方向へ同軸的に貫通するペースト充填孔１３とを有するスクリーン印刷版であって、ペースト充填孔１３が弾性体層１１のスキージ面側で径大、印刷面側で径小であり、孔壁１３Ｃが階段状に形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷すべきペーストのスキージ面をなす弾性体層と、前記弾性体層の前記スキージ面に対向する面側に接合され前記弾性体と積層体を構成する金属層とを具備し、前記積層体にその厚さ方向に貫通するペースト充填孔を設けたスクリーン印刷版であって、
前記ペースト充填孔はスキージ面側が径大、印刷面側が径小に形成され、前記ペースト充填孔の孔壁は厚さ方向断面が階段状に形成されていることを特徴とするスクリーン印刷版。
【請求項２】
金属層が開口径を異にする開口を有する複数の金属層の積層であって前記開口径が同軸的にかつスキージ面側から印刷側面にかけて順次縮径されているペースト充填孔を形成している請求項１記載のスクリーン印刷版。
【請求項３】
孔壁の階段状部ごとの孔径差が２０〜４０μｍであることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷版。
【請求項４】
孔壁面が撥水性処理されていることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷版。
【請求項５】
各金属層の厚さが４０〜６０μｍであることを特徴とする請求項２記載のスクリーン印刷版。
【請求項６】
厚さ方向に微細径の開口を形設した第１の金属層、前記第１の金属層の開口に対し径大の開口を形設した少なくとも１層の第２の金属層を前記開口同士を位置合わせして接着性フィルムを介して積層する工程と、
前記積層体の最上面に接着性フィルムを介して前記第２の金属層の開口に対して径大の開口を形設した弾性体層をその開口を前記第２の金属層の開口に対して同軸的に位置決め積層して各層を接合一体化する工程と、
前記各開口に残存架張している接着性フィルムを除去して階段状の孔壁を有する貫通孔を形成する工程とを具備することを特徴とするスクリーン印刷版の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信頼性の高い高密度配線型の配線板等の製造に適するスクリーン印刷版、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型電話機、パーソナルコンピューター等の電子機器類の短小軽薄化などに伴って、電気回路を形なする配線板についても、高密度配線化や短小軽薄化だけでなく、回路の信頼性向上及び低コスト化などが要求されている。このような要求に対応して、配線パターンが絶縁体層を介して多層的に配置され、かつ配線パターンが層間絶縁体層を貫挿する突起状の導電体バンプで接続されたビア接続構造の多層配線板が知られている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
そして、この種の多層配線板の製造に当たっては、たとえば厚さ    １２μｍ程度の銅箔を用意し、この銅箔の一主面に導電性組成物（たとえば銀ペースト）をスクリーン印刷して、底面径５０〜１００μｍ程度、高さ５０〜１５０μｍ程度の略円錐状（突起状）の導電性バンプを形なする。ここで、導電性バンプは、最初印刷担持させたバンプが乾燥状態化した時点で、このバンプに位置合わせし、再び銀ペーストをスクリーン印刷して、所要の高さに肉盛りする。
【０００４】
前記導電性バンプのスクリーン印刷形成、所定パターンに対応して導電性ペーストを充填、転写するための貫通孔を有するスクリーン印刷版が使用されている。通常、たとえば厚さ０．２ｍｍ程度のステンレス鋼板に、その厚さ方向に貫通する径０．１〜０．３μｍ程度の同一径孔を形設したものをスクリーン印刷版としている。このスクリーン印刷版を使用する手段では、貫通孔の穿設加工で、内壁面の平坦性確保が難しいことから、スキージ面から導電性ペーストを貫通孔内に圧入充填しても、緻密かつ良好な再現性をもって所要の導電性バンプを形なすることが困難な場合がしばしば発生する。特に、微細径で高さの高い（アスペクト比が大きい）導電性バンプの形成は、著しく困難で、配線の高密度化及び接続の信頼性が損なわれる恐れがある。
【０００５】
こうした不都合な問題を解決するため、図５及び図６にそれぞれ要部を拡大して断面的に示すようなスクリーン印刷版が提案されている（特許文献３、特許文献４参照）。図５は、スキージ面を金属層１とし、被印刷面側をプラスチック層２とし、かつ導電性ペーストを圧入転写する貫通孔３の径を被印刷面側に広大化（テーパ付き）させたものである。また、図６は、印刷面側を金属層１とし、スキージ面をプラスチック層２とし、かつかつ導電性ペーストを圧入転写する貫通孔３の径を全域に亘って同一に設定したものである。
【０００６】
図５に図示した構成のスクリーン印刷板の場合は、被印刷面に対して密着できるので位置ずれの発生が防止されるし、また、充填形成した導電性バンプの形状を損傷することなく、スクリーン印刷板を取り外せることが可能となる。一方、図６に図示した構成のスクリーン印刷版の場合は、被印刷面側のみを属層１としたことにより、金属層１に穿設する孔内壁面の平坦かつ平滑性を確保して、スクリーン印刷板を取り外す過程などにおいて、導電性バンプの外形制御を行い易くなる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−７９５７９号公報（第４頁、図１）
【０００８】
【特許文献２】
特開平１１−１１２１４９号公報（第２頁、図１）
【０００９】
【特許文献３】
特開平１１−１３８７３８号公報（第４頁、図１）
【００１０】
【特許文献４】
特開平２００１−３４７６２８号公報（第４頁、図１）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記スクリーン印刷版を使用して、ビア接続用の導電性バンプを印刷、担持させる手段を含む多層配線板の製造は、配線パターン間等の層間接続が導電性バンプの加圧して貫挿することで行われるため、高密度配線化や製造工程の簡略化など図れると言う利点がある。すなわち、配線パターン層間の接続に当たり、各層間絶縁体層ごとのドリル加工などによる穿孔を省略できるし、また、穿孔内メッキ処理や導電性組成物の充填操作など不要となるばかりでなく、微細で信頼性の高いビア接続などを達成できる。
【００１２】
しかしながら、量産性や信頼性の上では、なお、次のような問題が懸念される。特に、高密度配線化で望まれる５０μｍ程度の微細（微小）径で、ビア接続を形なする構造においては、微小径の貫通孔３内に緻密で一様に導電性組成物を充填することが困難である等の問題が提起される。すなわち、従来のスクリーン印刷版を使用する導電性バンプの印刷形成手段では、たとえば最大径（底面径）１５０μｍ程度、高さ１３０〜１６０μｍ程度の導電性バンプを印刷形なするに当たって、乾燥と印刷を複数回繰り返す必要がある。
【００１３】
そして、このスクリーン印刷、乾燥処理の繰り返し過程では、そのつどスクリーン印刷版の位置決め配置、及びスクリーン印刷版を介した導電性ペーストの圧入充填が行われる。しかし、図５に図示した印刷版の場合は、金属層のスキージ面１と印刷側のプラスチック層２とを有し、導電性ペーストの圧入（スキージング）充填は、圧入する充填孔３のスキージ側口径３ａが小径であるため、圧入に限界があって緻密で一様なペーストの充填を達成できない場合がしばしば起こる。また、貫通孔３の印刷面側の口径３ｂが広大化しているため、導電性ペーストを圧入しても脱気し難いため、結果的に、気泡を含有した導電性バンプの印刷形成が行われる恐れがある。また、図６に示した印刷版の場合は、印刷面側のみを金属層１とし、貫通孔３の内壁面３ｃを平滑化させてあるため、印刷版を取り外す際、印刷形成した導電性バンプの外周面を損傷などする恐れは解消するが、圧入口径３ａが印刷面側口径３ｂと同等の小径であるため、貫通孔内に気泡が残存し易いと言う問題が依然残る。
【００１４】
このように、従来使用されているスクリーン印刷版の場合は、いずれの場合も緻密で一様な整形の微細径導電性バンプの印刷形成が難しく、最終的に製造される配線板や実装回路板の信頼性乃至品質に悪影響を及ぼす恐れがあり、結果的に、最終製品の歩留まり低下やコストアップを招来する。つまり、前記脱泡不十分な状態での導電性バンプの形成、あるいは気泡を含有する導電性バンプの形成は、ビア接続部の機能低下や信頼性の低下を招来するので、最終的な製品の信頼性の低下が懸念される。特に、最終的な製品が温度変化を伴う環境で使用される場合は、ビア接続を構なする導電性バンプ領域の残泡の膨張などによって、接続部の剥離を起こすこともあり、由々しき問題提起となる。
【００１５】
本発明は、上記事情に対処してなされたもので、信頼性が高くて、コンパクト化等が図られる信頼性の高い多層配線板の製造に適するスクリーン印刷版、及びその製造方法の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わるスクリーン印刷版は、印刷すべきペーストのスキージ面をなす弾性体層と、前記弾性体層の前記スキージ面に対向する面側に接合され前記弾性体と積層体を構成する金属層とを具備し、前記積層体にその厚さ方向に貫通するペースト充填孔を設けたスクリーン印刷版であって、
前記ペースト充填孔はスキージ面側が径大、印刷面側が径小に形成され、前記ペースト充填孔の孔壁は厚さ方向断面が階段状に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の製造方法は、厚さ方向に微細径の開口を形設した第１の金属層、前記第１の金属層の開口に対し径大の開口を形設した少なくとも１層の第２の金属層を前記開口同士を位置合わせして接着性フィルムを介して積層する工程と、前記積層体の最上面に接着性フィルムを介して前記第２の金属層の開口に対して径大の開口を形設した弾性体層をその開口を前記第２の金属層の開口に対して同軸的に位置決め積層して各層を接合一体化する工程と、
前記各開口に残存架張している接着性フィルムを除去して階段状の孔壁を有する貫通孔を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１８】
すなわち、本発明のスクリーン印刷版は、導電性のインキペーストを印刷時に孔壁に積極的に残存させて印刷されるバンプの孔壁形状の依存性をなくし、ペースト充填時に生じる渦巻き圧入を円滑に行うことができる。圧入により孔壁に滞留するペーストは、さらに圧入される後続のペーストに対して潤滑の役割をなし、圧入の円滑さを確保する。印刷後にスクリーンを取り外す際に孔内のペーストの粘弾性により適量のペーストが印刷面に移行しバンプとなるので、階段状孔壁の形状がバンプ形状に障害となることはない。
【００１９】
階段状孔壁のペースト充填孔はそれぞれ径の異なる開口を有する弾性体および複数の金属層を開口を位置合わせして積層することにより容易に得ることができる。スキージ面側に弾性体層を配置し、印刷面側に最小径の開口をもつ金属層を配置することにより、錐形の充填孔が得られる。印刷されるバンプの断面形状、および径はこの最小径開口により実質的に決まる。
【００２０】
本発明に係るペースト充填孔の階段状孔壁の各階段ごとの孔径差は、印刷形なする導電性バンプの径やアスペクト比の選択によるが、一般的に、１０〜５０μｍ程度、好ましくは２０〜４０μｍである。これら厚さ方向への各開口の穿設は、たとえばレーザービーム加工、エッチング加工などによって行われる。
【００２１】
また、階段状孔壁をたとえばフッ素系樹脂などによって、予め撥水性処理しておくと、導電性バンプの印刷形成後の取り外しを容易に行える。さらに、各金属層は、たとえばステンレス鋼やニッケルなどの薄板でよく、また、その厚さは、特に、限定されないが印刷形なする導電性バンプのアスペクト比など考慮して選択することが望ましく、一般的には、    ４０〜６０μｍである。なお、この複数の金属層の厚さは、全体的に一定の厚さでもよいが、被印刷面側の金属層に較べて弾性体側の金属層の厚さを厚く設定しても支障ない。
【００２２】
このように、スキージング操作に伴う弾性体層の弾撥性、及び導電性ペースト圧入側口径の広大化による効果的な圧入充填と、圧入側への脱泡のし易さ、さらに、印刷版の取り外し過程で最小径の開口部によって導電性バンプが整形されるなどによって、緻密で、一定の整形を呈する高品質の導電性バンプを容易に形なすることができる。
【００２３】
また、本発明に係わる製造方法は、上記のように高品質の導電性バンプを再現性よく印刷形成できる実用性の高いスクリーン印刷版を歩留まりよく得ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図４を参照して発明の実施形態を説明する。この発明に係るスクリーン印刷版は、図１に要部構成を拡大して断面的に示すような構造となっている。すなわち、本発明に係わるスクリーン印刷版は、スキージ面をなす弾性体層１１と、前記弾性体層１１のスキージ面と対向する裏面側に接合された金属層１２とからなり、この積層体１０の厚さ方向へ同軸的に貫通するペースト充填孔１３が形成された印刷版である。
【００２５】
ペースト充填孔１３はスキージ面側の開口１３Ａを最大径とし、印刷面側の開口１３Ｂを最小径とする円錐形状孔であり、スキージ面側開口１３Ａから印刷面側開口１３Ｂにいたる間、孔壁面は階段状に縮径して階段状壁１３Ｃを形成している。
【００２６】
金属層１２は複数の金属層の積層構造であり、各金属層１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄはそれぞれ開口径の異なる開口１３ａ（１３Ｂ），１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを有し、印刷面側に最小開口径の開口１３ａをもつ金属層１２ａを配置し、順次開口径の大きな金属層１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを弾性体層１１側に開口が同軸になるように配置して積層構造とする。これによりスキージ面を形成する弾性体層１１の開口が最大径をもち、弾性体層１１と金属層１２の積層体１０が、階段状壁面をもち大口径側をスキージ面側にし、小口径側を印刷面側に有するペースト充填孔をもつスクリーン印刷版を構成する。
【００２７】
ここで、弾性体層１１は、たとえば厚さ２００μｍ程度のシリコーンゴム層、金属層１２はステンレス鋼薄板で、金属層１２ａは厚さ約    ５０μｍ、金属層１２ｂは厚さ約５０μｍ、金属層１２ｃは厚さ約５０μｍである。そして、これらの弾性体層１１及び金属層１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、図示を省略してあるエポキシ樹脂系の接着剤で接合一体化した積層体を構成している。
【００２８】
また、弾性体層４の開口径１３Ａは１５０μｍ、金属層１２ｄの開口１２ｄの径は１１０μｍ、金属層１２ｃの開口１２ｃの径は９０μｍ、金属層１２ｂの開口１２ｂは７０μｍ、金属層１２ａの開口１３ａの径１３Ｂは５０μｍであり、最大径５０μｍで高さ１４５±１５μｍの導電性バンプを４回のスクリーン印刷を重ねて印刷形成できるように設定されている。なお、このスクリーン印刷版の構成において、金属層１２ａの下面の印刷面側に金属層１２ａの開口径１３Ｂと同一開口径の貫通孔を形設した薄目の弾性体層を積層一体化して、被印刷面との密着性をよくする構造としてもよい。
【００２９】
また、階段状壁面に撥水性被膜を形成することにより、印刷により孔内に残存するペーストの除去を円滑にすることができる。
【００３０】
また、本発明に係わる印刷版の製造方法は、図２に実施態様の一部を模式的に示すような手段で行われる。すなわち、厚さ方向に開口径５０μｍの開口１３ａ（１３Ｂ）をレーザービーム加工で形設した第１の金属層１２ａ、第１の金属層１２ａの開口１３ａに対し同軸的に口径７０μｍの開口１３ｂをレーザービーム加工で形設した第２の金属層１２ｂ、第２の金属層１２ｂの開口１３ｂに対して同軸的に口径９０μｍの開口１３ｃをレーザービーム加工で形設した第３の金属層１２ｃ、第３の金属層１２ｃの開口１３ｃに対して同軸的に口径１１０μｍの開口１３ｄをレーザービーム加工で形設した第４の金属層１２ｄ、及び第４の金属層１２ｄの開口１３ｄに対して同軸的に口径１５０μｍの開口１３Ａをレーザービーム加工で形設したシリコーンゴム薄板１１を用意する。
【００３１】
そして、これら金属層１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、及びシリコーンゴム薄板１１を図２に示すように、エポキシ樹脂系の接着フィルム１４を介して順次位置決め積層する。次いで、前記積層体を加熱加圧し、接着フィルム１４の接合作用によって各層１１，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを接合一体化する。その後、前記接合一体化した各層間に介挿し、かつ貫通孔１３内に残存架張している接着フィルム１４を除去して貫通化させる。ここで、接着フィルム１４の除去は、たとえばレーザービーム照射による焼却などで行われる。得られるペースト充填孔１３は図４（ａ）のように同心円状の階段状壁１３Ｃを形成する。
【００３２】
ペースト充填孔の形状は、必ずしも円錐形状でなくてもよく、スキージのしやすさ、または印刷面に形成するバンプ形状に応じて、変形することができる。図４（ｂ）はスキージ面側の開口および階段状壁を楕円形とし、印刷面側の径小開口１３Ｂを円形にしてスキージ面側と印刷面側の開口形状を変えた構造であり、図４（ｃ）はスキージ側面の開口１３Ａ、印刷面側の開口１３Ｂおよび階段状壁１３Ｃを方形にした例である。楕円や方形のサイズは面積換算で円の直径に換算することができる。
【００３３】
次ぎに、図３により、上記構成のスクリーン印刷版の使用例について説明する。先ず、（ａ）に示すように、厚さ１２μｍ程度の電界銅箔１５を用意し、この銅箔の一主面側を被印刷面１５ａとしてにスクリーン印刷版１０を位置決め配置し、このスクリーン印刷版上に導電性ペースト（たとえば銀ペースト）１６をほぼ一様の厚さに載置してスキージ１７によりスキージングする。すなわち、スクリーン印刷版の貫通孔１３に銀ペースト１６を圧入充填し、銅箔面１５ａに突起状（略円錐状）の導電性バンプを印刷形する。本実施形態の印刷版は、ペースト充填孔の開口が印刷面側よりも径大であるため、粘度の高い導電性ペーストを充填孔内に容易に圧入することができる。
【００３４】
スキージ１７により導電性ペースト１６は孔内で図３（ａ）に矢印で示すように渦を巻いて回転しながら下方の印刷面側に押される。階段状壁１３Ｃ近傍のペーストの流体速度は遅くなり、孔中央部のペーストとの粘性流の差から印刷版を取り外すときに、一部が印刷面側開口から引出されるが、壁部に近い側のペーストは残留する。第１回の印刷で形成されるバンプ１５ａは、同図（ｂ）に示すように、紡錘形の盛り上がった形状になる。
【００３５】
その後、スクリーン印刷版を取り外し、１００℃、約３分間乾燥処理を施してから、前記スクリーン印刷版を導電性バンプ印刷面に再び位置決め配置し、ペースト１６をスクリーン印刷して仮乾燥させた導電性バンプ１８ａ上に重ねて導電性バンプ１８ｂを印刷する。すなわち導電性ペーストが孔内で乾燥しない段階で第２回のスキージを行い、第１回と同様のペースト圧入を経て、同図（ｃ）のように、第１回スキージで得られたバンプ１８ａの上に追加ペースト１８ｂが重なり肉盛りされる。さらに第３回のスキージにより、同図（ｄ）のように、ペースト１８ｃが重なってバンプの高さがさらに伸長する。
【００３６】
各印刷形成されるバンプの仮乾燥、スクリーン印刷の操作を４回繰り返してから、１８０℃、３０分間本乾燥を行って最大径５０μｍ、高さ１４５±１５μｍの一定の整形を保ったアスペクト比１：３の導電性バンプが形成された。
【００３７】
次いで、銅箔１５の導電性バンプ形成面１５ａ側に、熱可塑性絶縁体（たとえば液晶ポリマー）を層間絶縁体とし積層配置し、さらに、層間絶縁体面上に電解銅箔を積層配置した積層体を積層方向に加圧して一体化する。すなわち、導電性バンプの先端部が層間絶縁体を貫挿して対向する銅箔面に圧潰的に対設し、両銅箔間を電気的に接続した両面銅箔張り板を形なする。この両面銅箔張り板の両銅箔をフォトエッチング処理して配線パターン化し、層間接続された両面配線板を作成した。この両面配線板は、層間接続が確実に行われており、信頼性の高い配線板として機能するものであった。
【００３８】
本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、発明の主旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。たとえば金属層の数、各金属層の厚さ、金属の材質、各層の開口径差等は、印刷形なする導電性ペーストの材質や印刷形なする導電性バンプのアスペクト比（幅対高さ比）などに応じて適宜選択できるものである。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、スキージング操作に伴う弾性体層の弾撥性、及び導電性ペースト圧入側口径の広大化に伴う効果的な圧入充填と、印刷面側開口への脱泡のし易さ、さらに、印刷版の取り外し過程で最小縮径の開口部によって導電性バンプが整形されるなどによって、緻密で、アスペクト比が１：１を越える細径バンプの形成も可能になり、一定の整形を呈する高品質の導電性バンプを容易に形なすることができる。換言すると、短小軽薄化を達成しながら、高密度配線ないし高機能化及び高信頼性の実装用多層配線板の量産性及び歩留まり向上に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るスクリーン印刷版の要部構成を拡大して示す断面図。
【図２】実施形態に係るスクリーン印刷版の製造工程の一実施態様を示す拡大断面図。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は実施形態の作用わ説明する略図。
【図４】（ａ）は図１に示す実施形態のペースト充填孔の平面図、（ｂ）（ｃ）はペースト充填孔の変形例の平面図。
【図５】従来のスクリーン印刷版の要部構成を拡大して示す断面図。
【図６】従来の異なるスクリーン印刷版の要部構成を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
１０：積層体（スクリーン印刷版）
１１：弾性体層
１２：金属層
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ：金属層
１３：ペースト充填孔
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ：各金属層の開口
１３Ａ：スキージ面側の開口
１３Ｂ：印刷面側の開口
１３Ｃ：階段状壁
１４：接着フィルム
１６：ペースト
【図１】
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【図２】
2004276384.tif 000004
【図３】
2004276384.tif 000005
【図４】
2004276384.tif 000006
【図５】
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【図６】
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