CN1564755A - 印刷用版、电路基板以及对电路基板的印刷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种在利用涂刷器辗压法进行糊料填充时能够防止附着在涂刷器(squeegee)边缘的高粘度糊料残留在电路基板的通孔上的印刷用版。在版框(1)的掩模(2)的倾斜部(5)的背面固定形成有涂刷器清洁部(7)的金属片(3)，在用涂刷器清洁部(7)去除涂刷器边缘的高粘度糊料之后，对电路基板的通孔填充糊料，以此能够获得可防止糊料残留于通孔上，得到的产品质量良好的电路基板。

Description

印刷用版、电路基板以及对电路基板的印刷方法
技术领域
本发明涉及各种电子设备所使用的双面布线基板或多层布线基板等中所采用的，将糊料形成图案或者对通孔进行填充等之中使用的印刷用版、电路基板以及对该电路基板的印刷方法。
背景技术
近年，随着电子设备的小型化、高密度化，不仅仅在工业上而且在民用领域中，电路基板的多层化的要求增强。
对于这样的电路基板，难免要重新开发利用内部通孔连接多层电路图案的连接方法以及高可靠度的构造，提出了一种利用导电糊进行内部通孔连接的新颖构造的高密度的电路基板制造方法。
以下对以往的双面电路基板的制造方法进行说明。图13A～13F是以往的电路基板的制造方法的工序的剖视图，图14是表示以往例的安装了具有开口部的掩模的版框的立体图，图16A～图16G表示利用涂刷器辗压法进行糊料填充的工序剖视图，图17是采用电路基板的糊料填充时的部分剖视图。
在图13A～图13F中，半固化片(prepreg)21大小为例如300mm×500mm，厚度为约150μm。半固化片21例如采用由在无纺布的全芳香族聚酰胺纤维中含浸热硬化性环氧树脂的复合材料形成的基材。在掩模薄膜22a、22b的与半固化片21相粘接的面上，以0.01μm以下的厚度形成Si系的脱模层部，其整体厚度为约16μm，并采用宽度为300mm的塑料薄膜，例如聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。
对于半固化片21与掩模薄膜22a、22b的贴合，提出了采用层压装置使半固化片21的树脂成分熔融之后连续地粘接掩模薄膜22a、22b的方法。在通孔23中，填充贴在半固化片21两面上的厚度为35μm的，例如与铜金属箔25a、25b电气连接的导电糊24。
电路基板的制造是在与半固化片21的两面粘接的掩模薄膜22a、22b的规定位置上，如图13B所示利用激光加工法等形成通孔23。
如图13C所示，在通孔23中填充导电糊24。作为填充导电糊24的方法，可以将具有通孔23的半固化片21载置在一般的印刷机(未图示)的载台6(如下述的图16A～16G所示)上，交替采用聚氨酯橡胶等的2条涂刷器并且使其往返运动，以此直接将导电糊24从掩模薄膜22a的上方进行填充即可。这时，掩模薄膜22a、22b发挥印刷掩模的作用以及防止半固化片21表面受到污染的作用。
关于导电糊24的填充方法，下面采用图14、图15以及图16A～图16G进一步作说明。
在导电糊24的填充中，采用涂刷器方法，然而，由于在半固化片21上配置有专用的掩模薄膜22a、22b，如图14以及图15所示，在填充用的版10的版框1上，安装厚度约为3mm的不锈钢制的掩模2，该掩模2设有比半固化片21的糊料填充有效面积更大的250mm×450mm的开口部4。
在填充导电糊24时，首先，如图16A所示在印刷机(未图示)的载台6上，载置形成通孔23的半固化片21，而且在其上方设置掩模2。
接着，使设置在掩模2的上方的可上下左右移动·加压的往侧涂刷器8a与返侧涂刷器8b中的往侧涂刷器8a下降到掩模2上的规定位置，施加压力，一边使导电糊24滚动一边使其前进。
接着，如图16B所示，使往侧涂刷器8a通过掩模2的开口边缘部5b达到半固化片21上。往侧涂刷器8a、返侧涂刷器8b具有一边保持压力同时一边能够根据半固化片21的位置自由上下的功能。
接着，如图16C所示，往侧涂刷器8a通过半固化片21上，并再次通过掩模2的倾斜部，并停止在掩模2上的预定位置上，其后使往侧涂刷器8a上升并且使导电糊24自然下落。
接着如图16D所示，仅使返侧涂刷器8b下降到掩模2上的规定位置。此后，如图16E～16G所示，与往侧涂刷器8a一样地使得返侧涂刷器8b通过掩模2与半固化片21上，以此完成在通孔23填充导电糊24的工作。
然后，如图13D所示，从半固化片21的两面剥离掩模薄膜22a、22b。接着，如图13E所示，在半固化片21的两面叠加铜等的金属箔25a、25b。
在此状态下，以热压机进行加热加压，如图13F所示，以此将半固化片21的厚度(t2＝约100μm)压缩。再者，半固化片21与金属箔25a、25b粘接，两面的金属箔25a、25b利用填充于设置在规定位置的通孔23中的导电糊24进行电气连接。
接着，选择性地对金属箔25a、25b进行蚀刻，形成规定的电路图案(未图示)，可获得双面的电路基板。
然而，上述的以往的糊料填充法会产生如图17所示的问题。即在导电糊24粘度较高的情况下，开始印刷时，将掩模2的开口边缘部5b下降时，导电糊24被压到半固化片21的面上，因此，返侧涂刷器8b的边缘周边的糊料中的树脂成分被挤压出，高粘度的导电糊24粘着在返侧涂刷器8b的边缘的整个面上。
当该粘着的导电糊24通过形成于半固化片21的通孔23时，产生下述问题，即在返侧涂刷器8b的糊料填充宽度的整个面，而且在涂刷器行进方向的最初的通孔23上，容易残留糊料，在剥离掩模薄膜22a、22b时，导电糊24的一部分转移到掩模22a一侧，会影响到产品的质量。
作为与本发明申请相关的现有技术文献，有例如日本专利6-268345号公报、日本特开平7-106760号公报以及日本特开2001-213064号公报。
发明内容
为了克服上述存在问题，本发明的印刷用版、电路基板以及采用它们的糊料填充方法是，在涂刷器通过产品的通孔之前，使其通过设置于印刷用版上的涂刷器清洁部，去除附着在涂刷器边缘上的高粘度的糊料，以此可获得产品质量优良的电路基板。
为了克服上述问题，本发明的印刷用版具有覆盖基板材料的整周或一部分的大致外周部的框状的开口部，在倾斜部的背面前端与其他两边上使金属片突出规定量进行固定。
通过至少在倾斜部的一侧的金属片的突出部的上表面的规定位置上设置凸部，能够去除形成于倾斜部的涂刷器边缘部的高粘度的糊料，坚硬的残留糊料不会留在产品(电路基板)的通孔中，具有避免在剥离掩模薄膜时糊料的一部分转移到掩模薄膜侧而导致产品质量劣化的作用，提供用于糊料填充质量高的印刷方法的印刷用版。
本发明的印刷方法是使涂刷器往返运动将糊料印刷到被印刷物上的方法，在印刷之前，用印刷用版的凸部去除附着在涂刷器边缘上的糊料，能够去除形成在倾斜部的涂刷器边缘部的高粘度的糊料，坚硬的糊料残余不会留在产品的通孔中，在剥离掩模薄膜时，还具有可以消除糊料的一部分转移到掩模薄膜侧而导致产品质量劣化的可能性，提供用于糊料填充质量高的印刷方法的印刷用版。
为了达成上述目的，本发明的电路基板以及在电路基板上印刷的印刷方法是，在两面具有掩模薄膜，设有通孔的基板材料上，用涂刷器辗压法充填导电糊时，在所述基板材料的产品区的不需要的部分或产品区外，在印刷范围内的规定位置上，用激光加工方法，形成孔周边隆起的直线状或锯齿形的非通孔或锯齿形通孔，或者用切削刀形成直线状或锯齿形的非贯通槽，由其形成涂刷器清洁部。
借助于此，在对产品通孔填充糊料之前就能够用清洁部去除附着在涂刷器边缘部的高粘度糊料，因此，能够去除残留在通孔中的坚硬的糊料残余。而且，在剥离掩模薄膜时，还能够避免糊料的一部分转移到掩模薄膜一侧而导致产品质量劣化的情况发生，提供糊料填充质量高的印刷方法。
附图说明
图1是本发明的印刷用版的平面图。
图2是本发明的印刷用版的剖视图。
图3A～图3C分别表示本发明的第1金属片。
图4A～图4C分别表示本发明的第2金属片。
图5A～图5G是分别表示本发明的涂刷器辗压法的糊料填充工序的剖视图。
图6是采用本发明的印刷用版的糊料填充时的部分剖视图。
图7是本发明的第1电路基板的平面图。
图8是本发明的第1电路基板的部分剖视图。
图9是本发明的第2电路基板的平面图。
图10是本发明的第2电路基板的部分剖视图。
图11是采用本发明的第2电路基板的糊料时的部分剖视图。
图12是本发明的第2电路基板的部分详细图。
图13A～图13F是已有的双面电路基板的制造方法的工序剖视图。
图14是表示已有的安装了具有开口部的掩模的版框的立体图。
图15是表示已有的安装了具有开口部的掩模的版框的剖视图。
图16A～图16G分别是用已有的涂刷器辗压法进行糊料填充的工序剖视图。
图17是采用已有的电路基板的糊料填充时的部分剖视图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施形态进行说明。
实施形态1
下面对于糊料填充方法与填充用版进行说明。
图1是本发明的印刷用版的平面图。图2是本发明的印刷用版的剖视图。
图3A～图3C是本发明的第1金属片，图3A是其平面图，图3B以及图3C是其剖视图。
图4A～图4C表示本发明的第2金属片，图4A是其平面图，图4B是其剖视图，图4C是其放大平面图。
图5是利用本发明的涂刷器辗压法进行的糊料填充工序的剖视图，图6是采用本发明的印刷用版的糊料填充时的部分剖视图。对于与背景技术部分所说明的同一构造部分或同一部件，采用同一符号并且省略其详细说明。
本发明的印刷用版如图1以及图2所示，在版框1上安装有厚度约为3mm的不锈钢制掩模2，该掩模2具有比半固化片21的糊料填充区更大的例如250mm×450mm的开口部4(又，对于300×500mm、厚度约150μm的半固化片21配置专用的掩模薄膜)。
在掩模2的开口部4的涂刷器行进方向即开口部4的短边方向上，为使涂刷器容易通过而设有倾斜部5。其倾斜角度大致设定为15度。在掩模2的两边的倾斜部5的背面与其余两边的背面上，使用粘接剂等固定的金属片3突出约5mm。
在从掩模2的倾斜部5的背面突出的厚度约100μm的金属片3的上表面的规定位置上，如图3A～图3C所示形成直线状的约40μm的凸部，或如图4A～图4C所示形成涂刷器清洁部7，该涂刷器清洁部7是将形成为直径约300μm、间距约500μm的高度约40μm凸部，以500μm的间隔排列成锯齿形。
在实施形态1中，涂刷器清洁部7的凸部的高度约为40μm，然而，已经确认只要在3μm以上就能够获得相同的效果。特别是，作为不损坏涂刷器边缘的范围，最好是在40μm以下。直线状的凸部的形成采用蚀刻法或模压成型法，锯齿形的凸部采用蚀刻法形成。
为防止对涂刷器的边缘产生损坏，最好采用蚀刻法等对凸部的边缘进行园角处理。
特别是在将设置在涂刷器清洁部7的凸部形成为锯齿形的情况下，最好如图4C所示将各凸部配置成同一个面或重叠。实施形态1中，仅由凸部形成涂刷器清洁部7，然而也可以在凸部内设置通孔或非通孔。
下面参照图5A～图5G简单地说明导电糊的填充方法。在将导电糊24填充到通孔23时，首先，如图5A所示在印刷机(未图示)的载台6上，粘贴掩模薄膜22a、22b(如下述的图6所示)，载置形成通孔23的半固化片21并且在其上方设置掩模2。
接着使配置在掩模2的上方并且能够上下左右移动·加压的往侧涂刷器8a与返侧涂刷器8b中的往侧涂刷器8a下降到掩模2上的规定位置，施加压力将导电糊24一边滚动一边前进。
接着如图5B所示，使往侧涂刷器8a通过掩模2的倾斜部5到达半固化片21上。往侧涂刷器8a、返侧涂刷器8b分别具有能够在保持压力的同时相应于位置自由上下的功能。
接着如图5C所示，往侧涂刷器8a通过半固化片21上和掩模2的倾斜部5(如图1或图2所示)并且停止在掩模2上的预定位置上，其后使往侧涂刷器8a上升，使导电糊24自然落下。
接着如图5D所示，仅使返侧涂刷器8b下降到掩模2的规定位置。
其后，如图5E～5G所示，和往侧涂刷器8a一样，使返侧涂刷器8b通过掩模2与半固化片21上，以此完成向通孔23填充导电糊24的工作。
本发明的印刷用版在返侧涂刷器8b的起始侧的掩模2的倾斜部5的背面侧，使具有在其上表面以凸部形成的涂刷器清洁部7的金属片3突出。所谓涂刷器8b的起始侧是指使一边使导电糊24滚动一边开始前进的起点侧。
图6是返侧涂刷器8b开始动作然后通过掩模2上、倾斜部5、金属片3上的涂刷器清洁部7、产品内的通孔23的时刻的部分剖视图。
用返侧涂刷器8b开始填充之后，经由掩模2的倾斜部5通过涂刷器清洁部7时，能够确认在涂刷器清洁部7的掩模2的倾斜部7一侧的凸部边缘上残留有被去除的导电糊24。
从掩模2的倾斜部到涂刷器清洁部7的距离，可设定为返侧涂刷器8b下降到倾斜部5时返侧涂刷器8b的变形能够复原的距离，或是使得涂刷器8b的速度为低速或暂时停止，在使涂刷器8b的变形复原之后以通常的速度进行填充。
在本实施形态1中，采用在涂刷器清洁部7的前面使涂刷器8b停止约1秒的方法进行填充。
这样，残留在涂刷器清洁部7中的导电糊24在下次的半固化片21的填充时被往侧涂刷器除去，可以看到去除效果具有连续性。也就是说，能够确认在下述连续的填充印刷作业中存在同等的去除效果，所述连续的填充印刷作业是指对半固化片21进行导电糊24的填充印刷结束之后将其移出，将下一新的半固化片21设置在印刷机(未图示)上，同样填充印刷导电糊24。
对100枚在通孔中填充导电糊24的半固化片21进行确认表明，在涂刷器清洁部7通过之后，不会产生在通孔中残留不希望要的导电糊的问题。而且，可以确认即使在将掩模薄膜22a、22b剥离的时候，导电糊24也不会转移到掩模薄膜22a、22b上而影响到质量。
实施形态2
以下参照附图对于本发明的电路基板的制造方法进行说明。
图7是本发明的第1电路基板的平面图，图8是本发明的第1电路基板的部分剖视图。
图9是本发明的第2电路基板的平面图，图10是本发明的第2电路基板的部分剖视图，图11是采用本发明的第2电路基板的糊料填充时的部分剖视图。
在图7～图10中，半固化片210的大小为约300mm×500mm，其厚度约为150μm。材料采用由在无纺布的全芳香族聚酰胺纤维中浸含热硬化性环氧树脂的复合材料形成的基材。掩模薄膜220a、220b采用厚度约为16μm、宽度为300mm的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在产品区110的规定位置上形成通孔230，在产品区110的外侧并且是糊料填充区120内侧的一边上设置涂刷器清洁部70。
涂刷器清洁部70只要至少设置在最后的涂刷器的动作起始侧的半固化片210的一边上即可，但是也可以设置在其他边上。
在实施形态2中，涂刷器清洁部70是采用激光在形成产品的通孔230的同时形成如图7所示的直线状的非贯通槽或形成如图9所示的锯齿形的通孔，但是形状上可以是非通孔也可以是通孔。在任何形状下，最好加工部周边的掩模薄膜220a都具有隆起部130，隆起部130的高度最好在3μm以上。当隆起部130的高度在3μm以下时，去除附在涂刷器上的糊料的效果会降低。还有，涂刷器边缘是指涂刷器的边缘部分(角部)的地方，即图11中的返侧涂刷器80b与掩模薄膜220a接触的部分。
在形成形状为锯齿形的涂刷器清洁部70的情况下，形成的孔如图12所示，最好以齐平或有重叠的间距配置。以此能够不残留地去除附着在整个涂刷器上的糊料。
对本发明的电路基板的通孔230填充糊料采用与已有技术例相同的填充方法，因此这里省略说明，对于填充时本发明的作用与效果参考图11在下面进行说明。
图11是返侧涂刷器80b启动后通过掩模20上、由通孔形成的锯齿形的涂刷器清洁部70、产品内的通孔230的时刻的部分剖视图。
经由掩模20的开口边缘部50，通过设置在半固化片210内的涂刷器清洁部70时，发现在涂刷器清洁部70的锯齿形的所有的通孔的靠掩模20的开口边缘部50一侧，残留被去除的导电糊240。
这样，对100枚在通孔230填充了导电糊240的半固化片210进行确认表明，通过涂刷器清洁部70之后，在通孔230上没有存留不希望要的残留糊料。可以确认即使在剥离掩模薄膜220a、220b时，导电糊240也不会转移掩模薄膜220a、220b上而影响到产品质量。
如果使涂刷器清洁部70形成为锯齿形并且隔开间隙形成以使各通孔不重叠，则和重叠形成时一样，在所有通孔的靠掩模20的开口边缘部50一侧上残留导电糊240，但是有时通孔间的间隙部分未被去除，并且残留于产品内的通孔230上。
在实施形态2中，即使在直线状的非贯通槽加工中也采用激光，但是在采用比激光更加便宜且维护容易的切削刀进行非贯通槽加工的情况下，也能够获得相同的效果。
在实施形态2中，基板材料采用在以聚酰胺纤维为主体的无纺布中含浸热硬化性为主体的树脂材料并进行B级化的材料，但是纤维采用芳族聚酰胺纤维的纺织布、玻璃纤维的纺织布或无纺布当然也能够取得相同的效果。
将芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维作为主体的树脂材料，其耐热性、机械性、物理特性良好，特别地，芳族聚酰胺纤维有利于轻量化。
通过采用B级化状态的半固化片材料，能够利用激光加工方法加工出微细通孔230，通过填充导电糊240能够形成导通孔。特别是通过采用本发明的手段，能够获得稳定的导通连接。
还有，在实施形态2中，在金属片上用蚀刻法或模压成型法形成涂刷器清洁部70，或采用激光等在半固化片210上以通孔或非通孔形状形成涂刷器清洁部70，但是也容易地推测到，通过在金属片或半固化片210的规定位置上利用粘接剂等直接形成凸部，或粘接固定片状或其他形成凸部的材料，也能够获得相同的结果。
工业应用性
本发明的印刷用版、电路基板以及印刷方法通过在对电路基板的通孔填充糊料之前用设置在印刷用版上的涂刷器清洁部去除涂刷器边缘的高粘度的糊料，以此能够防止在产品的通孔上残留高粘度的糊料，能够提供产品质量优良的电路基板。

Claims (25)

1.一种印刷用版，是具有覆盖基板材料的整周或一部分的大致外周部的框状的开口部，将在所述开口部的涂刷器前进方向两边的上方设有倾斜部的掩模固定在至少四边的版框上，在倾斜部的背面前端与其他的两边上使金属片突出规定量地加以固定的印刷用版，其特征在于，
至少在倾斜部的一侧的金属片的突出部的上表面设置凸部。
2.如权利要求1所述的印刷用版，其特征在于，金属片的凸部由规定长度的直线状的凸部构成。
3.如权利要求1所述的印刷用版，其特征在于，金属片的凸部由设置成规定长度且为锯齿形的凸部构成。
4.如权利要求3所述的印刷用版，其特征在于，在金属片上设置成锯齿形的凸部以顺次重叠的间隔设置。
5.如权利要求1所述的印刷用版，其特征在于，通过将金属片加以蚀刻形成凸部。
6.如权利要求1所述的印刷用版，其特征在于，通过将金属片模压成型以形成凸部。
7.如权利要求1所述的印刷用版，其特征在于，凸部的高度为3μm以上40μm以下。
8.如权利要求1所述的印刷用版，其特征在于，倾斜部具有15度的倾斜。
9.如权利要求1所述的印刷用版，其特征在于，对凸部的边缘进行圆边处理。
10.一种印刷方法，采用权利要求1所述的印刷用版，使得涂刷器往返运动将糊料印刷到被印刷物上，其特征在于，
在印刷之前，用印刷用版的凸部去除附着在涂刷器边缘上的糊料。
11.如权利要求10所述的印刷方法，其特征在于，在印刷用版的凸部前使涂刷器停止规定的时间。
12.一种电路基板，在两面具有掩模薄膜，用涂刷器辗压法将导电糊填充到设有通孔的基板材料上，其特征在于，
在所述基板材料的产品区的不需要部分或产品区外，在印刷范围内的规定位置上形成涂刷器清洁部。
13.如权利要求12所述的电路基板，其特征在于，涂刷器清洁部比产品的通孔形成于基板材料的更外侧。
14.如权利要求12所述的电路基板，其特征在于，涂刷器清洁部由锯齿形的通孔构成。
15.如权利要求12所述的电路基板，其特征在于，
涂刷器清洁部由设置在基材的填充面上的锯齿形非通孔或非贯通槽形成。
16.如权利要求12所述的电路基板，其特征在于，涂刷器清洁部由设置在基材的填充面上的直线状的非贯通槽形成。
17.如权利要求12～16任意一项所述的电路基板，其特征在于，涂刷器清洁部的掩模薄膜具备隆起的隆起部。
18.如权利要求15所述的电路基板，其特征在于，在通孔和非通孔的加工中采用激光。
19.如权利要求15或16所述的电路基板，其特征在于，在非贯通槽的加工中采用切削刀。
20.如权利要求12所述的电路基板，其特征在于，
基板材料是在纺织布或无纺布中浸含以热硬化性树脂为主体的树脂材料并且进行B级(B-stage)化的半固化(prepreg)材料。
21.如权利要求18所述的电路基板，其特征在于，纺织布或无纺布是以聚酰胺纤维为主体形成的。
22.如权利要求18所述的电路基板，其特征在于，纺织布或无纺布是以玻璃纤维为主体形成的。
23.如权利要求14或15所述的电路基板，其特征在于，锯齿形的通孔或非通孔以各孔齐平或有相互重叠的间距配置。
24.如权利要求17所述的电路基板，其特征在于，隆起部的高度至少为3μm。
25.一种在电路基板上印刷的印刷方法，在权利要求12所述的电路基板上使涂刷器往返运动以将糊料印刷到被印刷物上，其特征在于，
在印刷之前，利用设置在电路基板上的涂刷器清洁部对涂刷器边缘进行清洁。
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