(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷版に穿設したペースト吐出孔に供給された導電性ペーストを被印刷物に転写するようにした導電性バンプの製造装置において、前記被印刷物を外周面に固定しつつ回転するドラムと、前記被印刷物と局部的に接触しながら前記ドラムの回転に同期して前記印刷版を略直線的に移動をする移動手段と、前記印刷版における前記被印刷物との局部的な接触位置の近くにペースト吐出口を臨ませて設けられ、内部に充填した前記導電性ペーストを加圧により押し出すペースト押し出しチャンバーと、前記印刷版と被印刷物との局部的な接触部から離れるに従い互いに離反する方向に移動せしめてこれらの間に隙間を形成し、この隙間に、前記印刷版から被印刷物に転写したペースト円柱部分の一部を局部的に加熱する加熱手段とを具備してなることを特徴とする導電性バンプの製造装置。
【請求項２】
加熱手段は、ペーストに吸収され易い波長のレーザ光線を発射し、レンズによりペーストに集光せしめてなることを特徴とする請求項１記載の導電性バンプの製造装置。
【請求項３】
ペースト押し出しチャンバーの側部に臨ませて印刷版を被印刷物に局部的に接触せしめる押圧用ローラを設けてなることを特徴とする請求項１記載の導電性バンプの製造装置。
【請求項４】
ドラムと印刷版を互いに同期して正逆移動可能に設け、ペースト押し出しチャンバーの一方側部に臨ませてドラムと印刷版の一方向の移動のときに印刷版を被印刷物に局部的に押圧せしめる一方の押圧用ローラを設けるとともに、ペースト押し出しチャンバーの他方側部に臨ませてドラムと印刷版の他方向の移動のときに印刷版を被印刷物に局部的に押圧せしめる他方の押圧用ローラを設けてなることを特徴とする請求項１記載の導電性バンプの製造装置。
【請求項５】
印刷版に穿設したペースト吐出孔に供給された導電性ペーストを多層配線基板用の銅箔に転写して導電性バンプを形成するようにした導電性バンプの製造装置において、前記銅箔を外周面に吸引固定しつつ回転するドラムと、前記銅箔と局部的に接触しながら前記ドラムの回転に同期して前記印刷版を略直線的に移動をする移動手段と、前記印刷版における前記銅箔との局部的な接触位置にペースト吐出口を臨ませて固定的に設けられ、内部に充填した前記導電性ペーストを圧力調整弁により調整された空気圧により押し出すペースト押し出しチャンバーとを具備し、前記印刷版と銅箔との局部的な接触部から離れるに従い互いに離反する方向に移動せしめてこれらの間に隙間を形成し、この隙間における前記印刷版から銅箔に転写したペースト円柱部分を局部的に加熱するためのペーストに吸収され易い波長のレーザ光線を発射し、レンズによりペーストの一部に集光せしめる加熱手段を設けてなることを特徴とする導電性バンプの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層配線基板の製造工程において、銅箔に導電性ペーストからなる導電性バンプを転写形成するときに利用される導電性バンプの製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多層配線基板は、益々の高密度化と製造工程の単純化が進んでいるが、それにも増して品質と生産性の向上が望まれている。
高密度化された多層配線基板２８の一例として、図５に示すようなものが知られている。
このような多層配線基板２８を製造するには、図３に示すように、中心部の絶縁性コア基板２０と、この絶縁性コア基板２０の両側に配置されている絶縁性プリプレグ２２と、さらにこの絶縁性プリプレグ２２の外側に配置されている銅箔２３とが用いられる。
【０００３】
前記絶縁性コア基板２０には、少なくともいずれか一方の面に、この例では両面に、配線パターン２１が予め形成されている。この配線パターン２１の一方の面には、対応する絶縁性コア基板２０の配線パターン２１に対応するように、導電性ペーストの印刷と乾燥を行って円錐状に形成した導電性バンプ２４が設けられている。
【０００４】
このようにして形成された絶縁性コア基板２０の両面の配線パターン２１に、それぞれ絶縁性プリプレグ２２と、前記導電性バンプ２４を設けた銅箔２３を順次積層し、加熱しながらプレスする。すると、絶縁性プリプレグ２２は、基材に絶縁性樹脂を浸透させてあって半硬化状態にあるため、加熱により一時的に軟化して、図４に示すように銅箔２３の導電性バンプ２４がこの絶縁性プリプレグ２２を貫通して絶縁性コア基板２０の対応する位置の配線パターン２１に圧着して電気的に接続される。絶縁性プリプレグ２２は、加熱されることにより、絶縁性樹脂が一旦溶融した後硬化するので、絶縁体層と接着層とを兼ね備えた状態で絶縁性コア基板２０に固着される。
積層接着された外表面の銅箔２３は、通常の露光処理やその他の電気化学的処理により不要部分が削除されて、図５に示すような配線パターン２５を有する多層配線基板２８が形成される。
【０００５】
多層配線基板２８を構成する導電性バンプ２４は、配線パターン２１、２５間の電気的接続を行うためのものであるから、この導電性バンプ２４の高さや大きさに不揃いがあると、接触不良となり、製品の品質低下を招いてしまう。このため、アスペクト比（転写面積とペースト高さの比）が高く、かつ、高さが一定であることが必須である。このことは、導電性ペーストの転写量ができるだけ多いことの他に、導電性バンプ２４の高さにばらつきの無い、精度のより高い導電性バンプ２４の製造装置が望まれていた。
【０００６】
以上のような多層配線基板２８の製造時において、図３に示すように銅箔２３に円錐形状の導電性バンプ２４を形成するには、図６に示すようなスクリーン印刷方法が採用されていた。この方法は、まず、厚さが０．５ｍｍ程度の薄い金属板に多数のペースト吐出孔３０を開けた印刷版３１を用意し、その上に、導電性ペースト３２を置き、この導電性ペースト３２を、ゴムで出来た板状のスキージ３３で押し付けながら、このスキージ３３を摺動することで、導電性ペースト３２は、ペースト吐出孔３０から押し出され、平らなテーブル３４上に載せた銅箔２３に粘着力で転写され、導電性バンプ２４が形成されるようにしたものである。
【０００７】
このような従来の方法では、導電性ペースト３２の粘性によって銅箔２３に転写するものであるから、銅箔２３に転写される導電性ペースト３２の転写量は、その粘性の度合いに依存する。転写量を多くするために、粘性の高いペーストを選んだとしても、物性上限界があり、粘度の度合いだけでは、所期の目的が達成できなかった。
【０００８】
高粘度の導電性ペースト３２を用いることで、仮にある程度高いアスペクト比を得ることが出来たとしても、ペーストの粘度が大きくなりすぎると、導電性ペースト３２の粘弾性挙動が不安定でペースト糸引きが発生する。そのため、左右対称形で、高さが高い位置で一定した望ましい円錐状導電性バンプの作成が困難であった。
【０００９】
また、図６に示す従来のスクリーン印刷方法では、１往復で１枚しか印刷することができず、作業効率が悪いという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、導電性ペーストの転写量が可能な限り多く、かつ、高さの一定した高いアスペクト比をもった導電性ペーストを被印刷物に転写する方法及び装置を提供することを目的とするものである。
また、本発明は、印刷動作の無駄を無くし、より一層作業効率を上げることを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、印刷版のペースト吐出孔からの導電性ペーストの吐出量を加圧によって増大させ、また、被印刷物を固定する機構として、円弧状に形成したドラムに固定するように形成することで、印刷版と被印刷物の間に隙間を生じさせ、この隙間に加熱切断手段を介在したものである。
【００１２】
そして、ドラムと印刷版を同期して駆動させることにより、導電性ペーストをより多く転写させ、かつ、ペースト円柱のより高い位置で加熱溶断して、高いアスペクト比の導電性バンプを形成するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による導電性バンプ形成方法及びその製造装置の一実施例を図１に基づき説明する。
２３は、たとえば、長さ５００ｍｍ、厚さ０．０１８ｍｍの被印刷物としての銅箔である。この銅箔２３は、ドラム１３の外周面に、両端のクランパ１１により支えられつつ固定される。このドラム１３の外周面には、多数の吸着孔１６が穿設され、このドラム１３に連結した吸引ポンプ１４により吸引して銅箔２３をドラム１３の外周に吸着して固定し、プリント後に外される。このドラム１３は、図示しない駆動装置により一定速度で正逆いずれの方向にも回転される。
【００１４】
このドラム１３の外周面に臨ませて、印刷版３１が固定枠１５により周囲を支持されて設けられ、この印刷版３１は、図示しない駆動装置により前記ドラム１３と同期して直線運動するように構成されている。この印刷版３１は、たとえば、長さ１０００ｍｍ、厚さ０．５ｍｍで、０．２ｍｍΦのペースト吐出孔３０が１０万個程度穿設されている。このペースト吐出孔３０の数と孔径は、前記銅箔２３の配線パターンにより決定される。
【００１５】
４は、前記印刷版３１の上面に位置して設けられたペースト押し出しチャンバーである。このペースト押し出しチャンバー４の内部には、高粘度で、かつ、導電性のあるペースト３２が充填され、上端には、ペースト３２の吐出量を調整する圧力調整弁３を介して、図示しない加圧ポンプなどの圧力源が連結されている。また、このペースト押し出しチャンバー４の下端部には、ペースト３２が吐出するためのペースト吐出口１８が開口し、このペースト吐出口１８の外周であって、前記印刷版３１との接触面に臨ませて、内部を高い圧力で維持するための圧力シール１９が設けられている。
【００１６】
前記ペースト押し出しチャンバー４の前後には、それぞれ、押圧用ローラ１及び２が設けられ、一方の押圧用ローラ１は、図１のように、印刷版３１が左方向に移動し、かつ、ドラム１３が左回転するときに、印刷版３１とドラム１３が常に密着するように下降する。また、他方の押圧用左ローラ２は、図２のように、印刷版３１が右方向に移動し、かつ、ドラム１３が右回転するときに、印刷版３１とドラム１３が常に密着するように下降する。
【００１７】
前記押圧用ローラ１又は２により印刷版３１がドラム１３の銅箔２３に密着することで、印刷版３１は、逆へ字形に屈曲した状態になるので、ドラム１３が円形であることと相俟って、印刷版３１とドラム１３の接触面の前後には、それぞれ隙間１０が形成される。この隙間１０に臨ませて、それぞれ加熱手段としての加熱用光源７が設けられる。この加熱用光源７から印刷版３１の面と垂直方向に広がって発射される光線８は、前記ペースト３２に吸収され易い波長を持ち、レンズ９により集光して転写後のペースト円柱部分の一部を局部的に加熱し軟化させ、印刷版３１からの版離れを安定させるとともに、形成された導電性バンプ２４の円錐状の頂部分の形状を先鋭化している。
この結果、転写後の導電性バンプ２４は、高アスペクト比をもって形成される。
【００１８】
次に、図１に示した本発明の実施の形態における作用を説明する。
先ず、目的の配線パターンのペースト吐出孔３０を有する印刷版３１を固定枠１５に固定する。また、所定の長さと厚さの銅箔２３をドラム１３上にクランパ１１で支えつつ、吸引ポンプ１４で吸引してセットし、さらに、導電性ペースト３２をペースト押し出しチャンバー４に充填する。
【００１９】
次に、ドラム１３の周速と印刷版３１の直線移動速度が一致するように同期させ、例えば、周速５ｍ／ｍｉｎにて回転及び移動させる。ペースト押し出しチャンバー４内の圧力は、圧力調整弁３により、例えば、０．５ＭＰａに設定する。さらに、一方の押圧用ローラ１を下降して、印刷版３１とドラム１３上の銅箔２３とを密着させる。
【００２０】
この状態で導電性ペースト３２を吐出させて銅箔２３上に転写させる。転写直後のペースト円柱には、銅箔２３と印刷版３１の一方の隙間１０に設けた加熱用光源７により、ペースト側面に向けて、例えば、波長１．３μｍ、出力１０Ｗの赤外線レーザ光を発射し、シリンダーレンズ９で集光してペースト円柱のほぼ中心に照射する。すると、ペースト円柱の表面温度は、約５０度に上昇し、局部的に粘度低下が生じ、その部分からペースト円柱は、円錐状に破断する。
【００２１】
以下、同様の手順で連続的に印刷を行うと、印刷版３１の直線移動とドラム１３の回転に伴い、ペースト吐出孔３０から押し出されて転写されたペースト３２は、次々に一定位置で破断し、銅箔２３上に導電性バンプ２４が形成される。ちなみに、このときの銅箔２３への導電性ペースト３２の転写量は、従来に比較して数倍以上で、ばらつきの無い高い精度のプリントができた。
【００２２】
図１においては、印刷版３１が図の右から左に移動するときの作用であるが、本発明では、図２のように、印刷版３１が左から右に移動するときにも印刷を行うことが出来、往復でそれぞれ１枚ずつ印刷が可能である。
すなわち、他方の押圧用ローラ２を下降して、印刷版３１とドラム１３上の銅箔２３とを密着させ、また、転写直後のペースト円柱には、銅箔２３と印刷版３１の他方の隙間１０に設けた加熱用光源７により、ペースト側面に向けて照射する。その他、印刷版３１が左から右方向に直線移動し、ドラム１３が右回転する以外は、その動作において、図１の場合と変わるところはない。
【００２３】
このように、本発明によれば、転写途中の円柱状のペースト３２が一定の位置で安定して切断されるので、転写精度が高く、かつペースト３２の転写量の多い導電性バンプ１０が連続生成される。また、従来の印刷方法に比べて生産性が少なくとも２倍以上と高く、さらに、チャンバー４内の圧力と加熱用光源７の出力エネルギーを調整することで、ペースト３２の粘度に左右されること無く印刷を行うことが可能である。
【００２４】
前記実施例では、導電性バンプ１０の形成について説明したが、これに限られるものではなく、フラットディスプレイパネルのプラズマ封じ込めセル等の、高いアスペクト比を必要とされる、印刷物の高さが必要なものにも、高精度に製造でき、高さのばらつきによる不良を低減させることが出来る。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、印刷版に穿設したペースト吐出孔に供給された導電性ペーストを被印刷物に転写するようにした導電性バンプの製造装置において、前記被印刷物を外周面に固定しつつ回転するドラムと、前記被印刷物と局部的に接触しながら前記ドラムの回転に同期して前記印刷版を略直線的に移動をする移動手段と、前記印刷版における前記被印刷物との局部的な接触位置の近くにペースト吐出口を臨ませて設けられ、内部に充填した前記導電性ペーストを加圧により押し出すペースト押し出しチャンバーと、前記印刷版と被印刷物との局部的な接触部から離れるに従い互いに離反する方向に移動せしめてこれらの間に隙間を形成し、この隙間に、前記印刷版から被印刷物に転写したペースト円柱部分の一部を局部的に加熱する加熱手段とを具備したので、以下の効果を有する。
（１）導電性ペーストをより多く転写させ、高いアスペクト比の導電性バンプを形成することができる。
【００２６】
（２）曲率一定の回転するドラムを所定速度で回転することにより、引き離す速度を所定値に制御でき、導電性ペーストの転写量を所定量に制御できる。
【００２７】
（３）被印刷物をドラムに取り付けるだけで一定の曲率により引き離すことができるとともに、被印刷物の導電性ペーストの転写作業による変形を防止でき、また、被印刷物のドラムへの装着とドラムからの取り外しが容易になる。
【００２８】
（４）加圧によってペーストの転写量を必要かつ十分なだけ吐出させることができ、高いアスペクト比の導電性バンプを形成することが出来る。
ちなみに、従来のスキージを用いてペーストを押し出した場合には、ペースト吐出孔１個あたり０．００１ｍｍ３の転写量であった。
これに対し、本発明の具体的実施例によれば、ドラムの周速５ｍ／ｍｉｎ、チャンバー内圧０．５ＭＰａでペースト３２を押し出すと、厚さ０．５ｍｍ、穴径０．２ｍｍのペースト吐出孔１個あたり０．００６ｍｍ３の転写量であった。
このことから、転写量は増加していることが分かり、空気圧又は液圧によってペーストを押し出す方法が有効であることがわかる。
【００２９】
（５）ペースト円柱のほぼ中心に照射すると、ペースト円柱の表面温度が上昇し、局部的に粘度低下が生じ、その部分からペースト円柱は、理想的な円錐状に破断する。また、印刷版離れ位置が常に一定になるように制御でき、ペーストの粘性が高いものを用いても、糸引きが無く、ばらつきの少ない導電性ペーストを連続生成できる。
【００３０】
請求項２記載の発明によれば、加熱手段は、ペーストに吸収され易い波長のレーザ光線を発射し、レンズによりペーストに集光せしめたので、極めて小さくて多数個のペースト円柱を効率よく切断できる。
ちなみに、赤外線レーザ光を照射しないと、ペースト転写量のばらつきが５０％程度であったが、本発明により赤外線レーザ光を照射すると、転写量のばらつきが５％以下であり、ばらつきの少ない導電性ペーストを連続生成するためには非常に有効であることが分かる。
【００３１】
請求項３記載の発明によれば、ペースト押し出しチャンバーの側部に臨ませて印刷版を被印刷物に局部的に接触せしめる押圧用ローラを設けたので、印刷版を被印刷物に一定の圧力で押圧できるとともに、印刷版と被印刷物との間により大きな隙間が形成でき、形成される導電性バンプの加熱溶断処理がより容易になる。
【００３２】
請求項４記載の発明によれば、ドラムと印刷版を互いに同期して正逆移動可能に設け、ペースト押し出しチャンバーの一方側部に臨ませてドラムと印刷版の一方向の移動のときに印刷版を被印刷物に局部的に接触せしめる一方の押圧用ローラを設けるとともに、ペースト押し出しチャンバーの他方側部に臨ませてドラムと印刷版の他方向の移動のときに印刷版を被印刷物に局部的に接触せしめる他方の押圧用ローラを設けたので、印刷版３１が一方向に移動するときに印刷できるだけでなく、印刷版３１が他方向に移動するときにも印刷を行うことができ、往復でそれぞれ１枚ずつ印刷が可能であり、作業効率を大幅に向上できる。
【００３３】
請求項５記載の発明によれば、銅箔を外周面に吸引固定しつつ回転するドラムと、銅箔と局部的に接触しながらドラムの回転に同期して印刷版を略直線的に移動をする移動手段と、印刷版における銅箔との局部的な接触位置にペースト吐出口を臨ませて固定的に設けられ、内部に充填した導電性ペーストを圧力調整弁により調整された空気圧により押し出すペースト押し出しチャンバーとを具備し、印刷版と銅箔との局部的な接触部から離れるに従い互いに離反する方向に移動せしめてこれらの間に隙間を形成し、この隙間における印刷版から銅箔に転写したペースト円柱部分を局部的に加熱するためのペーストに吸収され易い波長のレーザ光線を発射し、レンズによりペーストの一部に集光せしめる加熱手段を設けたので、特に、多層配線基板の製造に用いられる銅箔に導電性バンプを形成するのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による導電性バンプ形成方法及びその製造装置の一実施例を示す動作説明図で、一方向移動時（往動時）の印刷説明図である。
【図２】図１の導電性バンプ形成方法及びその製造装置の動作説明図において、他方向移動時（復動時）の印刷説明図である。
【図３】多層配線基板の製造方法における積層前の分解断面図である。
【図４】図３の各部材を積層した後の断面図である。
【図５】多層配線基板の完成後の断面図である。
【図６】従来の導電性バンプ形成方法及びその製造装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１…一方の押圧用ローラ、２…他方の押圧用ローラ、３…圧力調整弁、４…ペースト押し出しチャンバー、７…加熱手段としての加熱用光源、８…光源、９…シリンダーレンズ、１０…隙間、１１…クランパ、１３…ドラム、１４…吸引ポンプ、１５…支持枠、１６…吸着孔、１８…ペースト吐出口、１９…圧力シール、２０…絶縁性コア基板、２１…配線パターン、２２…絶縁性プリプレグ、２３…被印刷物としての銅箔、２４…導電性バンプ、２５…配線パターン、２８…多層配線基板、３０…ペースト吐出孔、３１…印刷版、３２…導電性ペースト、３３…スキージ、３４…テーブル。
【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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