DE60312947T2

DE60312947T2 - Druckplatte, leiterplatte und verfahren zum drucken einer leiterplatte

Info

Publication number: DE60312947T2
Application number: DE60312947T
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Soraku-gun TAKENAKA; Toshihiro Hirakata-shi NISHII; Hideaki Hirakata-shi KOMODA; Toshikazu Katano-shi Kondo; Shinji Katano-shi NAKAMURA
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2023-09-20
Also published as: DE60312947D1; TWI291846B; US7105277B2; EP1780034A1; EP1428677A4; EP1428677B1; CN1564755A; WO2004028823A1; EP1780034B1; DE60323549D1; EP1428677A1; CN1318228C; TW200420215A; US20040248041A1

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Druckplatte, die für die Strukturierung und Füllung von durchgehenden Löchern mit einer Paste in einer doppelseitigen, mehrschichtigen gedruckten Leiterplatte oder dergleichen verwendet wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Druckverfahren für die gedruckte Leiterplatte, in dem die Druckplatte verwendet wird.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Mit fortschreitender Verkleinerung und steigender Packungsdichte (high-density packaging) bei elektronischen Geräten gab es in den letzten Jahren eine starke Nachfrage nach Mehrfachschichtung (multi-layering) von gedruckten Leiterplatten nicht nur auf dem Gebiet der Industrieelektronik, sondern auch auf dem Gebiet der elektronischen Haushaltgeräte.
Für solche gedruckten Leiterplatten ist es unabdingbar, zusätzlich zu sehr zuverlässigen Strukturen Verfahren für die Verbindung innerer Durchsteiger (via holes) zwischen den mehschichtigen Schaltkreisstrukturen neu zu entwickeln. Daher sind bestimmte Verfahren für die Herstellung von gedruckten Leiterplatten mit neuen Strukturen und hoher Packungsdichte vorgeschlagen worden, in denen die inneren Durchsteiger mit elektrisch leitfähiger Paste zusammengefügt werden.
Eines dieser herkömmlichen Verfahren zur Herstellung doppelseitiger gedruckter Leiterplatten wird nun hierunter beschrieben. 13A bis 13F sind Querschnittsansichten einer gedruckten Leiterplatte, die die Herstellungsschritte im herkömmlichen Fertigungsverfahren zeigen, 14 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Plattenrahmen des Standes der Technik zeigt, der mit einer Maske mit Öffnung versehen ist, 15 ist eine längsgeschnittene Ansicht des gleichen Plattenrahmens, der mit der Maske mit Öffnung versehen ist, 16A bis 16G sind Querschnittsansichten eines Prepregbogens, die die Herstellungsschritte für seine Füllung mit Paste mit dem Rakelverfahren zeigen, und 17 ist eine Querschnittsansicht eines Teiles einer gedruckten Leiterplatte, die mit Paste gefüllt wird.
In 13A bis 13F hat der Prepregbogen 21 zum Beispiel eine Grösse von 300 mm × 500 mm und eine Dicke von etwa 150 μm. Der hier verwendete Prepregbogen 21 kann ein Platten-Verbundmaterial sein, das hergestellt wird, indem ein Vliesstoff aus gänzlich aromatischen Polyamidfasern mit einem hitzehärtbaren Epoxidharz imprägniert wird. Die Maskenschichten 22a und 22b haben auf jeder ihrer mit dem Prepregbogen 21 zu verklebenden Seiten eine auf Si basierende Formtrennschicht, die in einer Dicke von 0,01 μm oder weniger ausgebildet ist. Jede der Maskenschichten 22a und 22b hat eine Gesamtdicke von etwa 16 μm, und eine Kunststofffolie von 300 mm Breite kann verwendet werden, die aus einem Material wie Polyethylenterephthalat besteht.
In einem hier vorgeschlagenen Verfahren zum Ankleben der Maskenschichten 22a und 22b an den Prepregbogen 21 wird eine Laminiervorrichtung verwendet, in der das im Prepregbogen vorhandene Harz geschmolzen und kontinuierlich mit den Maskenschichten 22a und 22b verklebt wird. Die durchgehenden Löcher 23 werden mit leitfähiger Paste 24 gefüllt, um elektrische Verbindungen mit 35 μm dicken, zum Beispiel aus Kupfer bestehenden Metallfolien 25a und 25b herzustellen, die auf beide Seiten des Prepregbogens 21 aufgebracht werden.
Im Herstellungsverfahren der gedruckten Leiterplatte werden diese durchgehenden Löcher 23 an vorbestimmten Stellen der an die beiden Seiten des Prepregbogens 21 angeklebten Maskenschichten 22a und 22b ausgebildet, indem Laserstrahlbearbeitung oder dergleichen verwendet wird, wie in 13B gezeigt.
Die durchgehenden Löcher 23 werden dann mit leitfähiger Paste 24 gefüllt, wie in 13C gezeigt. Das Einfüllen der leitfähigen Paste 24 kann so erfolgen, dass der Prepregbogen 21 mit den durchgehenden Löchern 23 auf den Tisch 6 (in 16A bis 16G gezeigt, wie später beschrieben wird) einer gewöhnlichen Druckmaschine (in 13 nicht gezeigt) gelegt und die leitfähige Paste 24 direkt über die Maskenschicht 22a eingefüllt wird, indem zwei aus einem Material wie Polyurethankautschuk bestehende Rakel hin- und herbewegt werden. In diesem Prozess wirken die Maskenschichten 22a und 22b auf dem Prepregbogen 21 einzeln als Druckmasken, und sie dienen auch als ein Mittel, um eine Verschmutzung der Oberflächen des Prepregbogens 21 zu verhindern.
Das Verfahren zum Einfüllen der leitfähigen Paste 24 wird weiter unter Bezugnahme auf 14, 15 und 16A bis 16G beschrieben.
Das Rakelverfahren wird benutzt, um die leitfähige Paste 24 einzufüllen. Da der Prepregbogen 21 die ausschliessenden Maskenschichten 22a und 22b besitzt, wird der Plattenrahmen 1 der Druckplatte 10 mit einer Maske 2 aus einem ungefähr 3 mm dicken, rostfreien Stahlblech versehen, das eine Öffnung 4 von 250 mm × 450 mm besitzt, die grösser als die effektive Pasteneinfüllfläche des Prepregbogens 21 ist, wie in 14 und 15 gezeigt.
Zu Anfang wird zur Vorbereitung des Einfüllens der leitfähigen Paste 24 der mit durchgehenden Löchern 23 versehene Prepregbogen 21 auf den Tisch 6 einer (nicht gezeigten) Druckmaschine gelegt, und Maske 2 wird aufgesetzt, wie in 16A gezeigt.
Als Nächstes wird zwischen zwei Rakeln, d.h. der sich vorwärts bewegenden Rakel 8a und der sich rückwärts bewegenden Rakel 8b, die so über der Maske 2 angeordnet sind, dass sie sich frei vorwärts bzw. rückwärts bewegen und senkrecht Druck ausüben können, die sich vorwärts bewegende Rakel 8a zu einer vorbestimmten Lage auf Maske 2 abgesenkt und vorwärts bewegt, während sie einen Tropfen der leitfähigen Paste 24 unter Druck umherwälzt.
Dann wird die sich vorwärts bewegende Rakel 8a weiterbewegt, um über die Kante 5b der Öffnung der Maske 2 hinwegzugehen und die Oberseite des Prepregbogens 21 zu erreichen, wie in 16B gezeigt. Die sich vorwärts bewegende Rakel 8a und die sich rückwärts bewegende Rakel 8b haben beide die Funktion, sich bezüglich der Lage des Prepregbogens 21 frei auf- und abzubewegen, wobei sie Druck aufrecht erhalten.
Nachdem die sich vorwärts bewegende Rakel 8a den Prepregbogen 21 sowie die andere abgeschrägte Fläche überstrichen hat und an einer anderen, im Voraus bestimmten Stelle auf Maske 2 anhält, wird sie dann angehoben und lässt die leitfähige Paste 24 natürlich herabfallen, wie in 16C gezeigt.
Als Nächstes wird nur die sich rückwärts bewegende Rakel 8b zu einer im Voraus bestimmten Stelle auf Maske 2 abgesenkt, wie in 16D gezeigt. Danach wird die sich rückwärts bewegende Rakel 8b so bewegt, dass sie in der gleichen Weise wie die sich vorwärts bewegende Rakel 8a die Maske 2 und den Prepregbogen 21 überstreicht, wie in 16E bis 16G gezeigt, wodurch die Füllung der durchgehenden Löcher 23 mit leitfähiger Paste 24 abgeschlossen ist.
Die Maskenschichten 22a und 22b werden dann von beiden Seiten des Prepregbogens 21 abgehoben, wie in 13D gezeigt. Als Nächstes werden Metallfolien 25a und 25b aus einem Material wie Kupfer auf die beiden Seiten des Prepregbogens 21 aufgesetzt, wie in 13E gezeigt.
Im obigen Zustand wird der Prepregbogen 21 zu einer Dicke „t2" (von etwa 100 μm) zusammengedrückt, wie in 13F gezeigt, indem er einem Heisspressen unterworfen wird. Durch diesen Prozess werden die Metallfolien 25a und 25b mit der Prepregfolie 21 gebondet. Folglich sind die beiden Metallfolien 25a und 25b auf den beiden Seiten über die leitfähige Paste 24, die in die an vorbestimmten Stellen angebrachten durchgehenden Löcher 23 eingefüllt worden ist, elektrisch verbunden.
Die Metallfolien 25a und 25b werden dann selektiv geätzt, um eine vorgeschriebene (in 13F nicht gezeigte) Schaltkreisstruktur zu bilden und eine doppelseitige gedruckte Leiterplatte zu gewinnen.
Die obige Pasteneinfülltechnik des Standes der Technik hat aber ein ihr eigentümliches Problem, wie in 17 gezeigt. Wenn die leitfähige Paste 24 nämlich eine verhältnismässig hohe Viskosität besitzt, dann drückt die sich rückwärts bewegende Rakel 8b leitfähige Paste 24 gegen die Oberfläche des Prepregbogens 21, wenn sie zu Beginn des Druckens entlang der Kante 5b der Öffnung der Maske 2 abgesenkt wird. Dadurch wird Harz aus der leitfähigen Paste 24 um die Kante der sich rückwärts bewegenden Rakel 8b herausgedrückt und bewirkt, dass hochviskose leitfähige Paste 24 an der gesamten Kantenfläche der sich rückwärts bewegenden Rakel 8b anhaftet.
Wenn sich eine der Rakeln, die leitfähige Paste 24 trägt, und insbesondere die sich rückwärts bewegende Rakel 8b zuerst über die im Prepregbogen 21 ausgebildeten, durchgehenden Löcher 23 hinwegbewegt, neigt die sich rückwärts bewegende Rakel 8b dazu, harte Paste auf diesen durchgehenden Löchern 23 quer über die gesamte Füllbreite der Paste in ihrer Bewegungsrichtung zurückzulassen. Daher ergibt sich das Problem, dass ein Teil der leitfähigen Paste 24 zur Maskenschicht 22a übertragen wird, wenn die Maskenschichten 22a und 22b entfernt werden, und die Qualität des Erzeugnisses nachteilig beeinflusst.
Zu Dokumenten des Standes der Technik, die bisher als relevant für die vorliegende Erfindung bekannt sind, gehören zum Beispiel die japanischen ungeprüften Patentveröffentlichungen Nr. H06-268345, H07-106760 und 2001-213064.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Um das obige Problem zu überwinden, umfassen eine Druckplatte, eine gedruckte Leiterplatte und ein Pasteneinfüllverfahren gemäss dieser Erfindung den Schritt, an einer Kante einer Rakel anhaftende, hochviskose Paste zu entfernen, indem die Rakel so bewegt wird, dass sie durch einen Rakelreinigungsabschnitt hindurchgeht, der auf der Druckplatte vorhanden ist, ehe die Rakel ein durchgehendes Loch des gedruckten Leiterplattenerzeugnisses überstreicht. Die Erfindung kann daher die gedruckte Leiterplatte von herausragender Qualität liefern.
Um das obige Problem zu überwinden, hat die Druckplatte dieser Erfindung eine rahmenförmige Öffnung, die allgemein den gesamten Aussenumfang eines Leiterplattenmaterials oder einen Teil davon überdeckt, sowie ein Metallblech, das an allen Stellen auf den Rückseiten der abgeschrägten Flächen und den zwei anderen Seiten der Öffnung so angefügt ist, dass sie um einen vorbestimmten Betrag verlängert werden. Zumindest ein Metallblech, das an einer der abgeschrägten Flächen angebracht ist, ist an einer vorbestimmten Stelle auf der Oberseite des verlängerten Teils mit einem Vorsprung versehen. Der Vorsprung kann hochviskose Paste, die sich an der Rakelkante angesammelt hat, entfernen, wenn die Rakel über die abgeschrägte Fläche hinweggeht, und vermeiden, dass harte Paste auf dem durchgehenden Loch des Erzeugnisses (der gedruckten Leiterplatte) zurückbleibt. Dieser Aufbau hat den Vorteil, die Möglichkeit abträglicher Auswirkung der Paste auf die Qualität auszuschliessen, indem ein Teil der Paste auf eine Maskenschicht übertragen werden kann, wenn diese entfernt wird, und kann dadurch die Druckplatte liefern, die nützlich ist, um dieses Verfahren des Aufdruckens von hoher Pastenfüllqualität zu erreichen.
Ausserdem ist das Druckverfahren gemäss dieser Erfindung ein Verfahren, um Paste auf ein zu bedruckendes Material aufzudrucken, indem die Rakel hin- und herbewegt wird, wobei der Vorsprung auf der Druckplatte verwendet wird, um vor dem Beginn des Druckens Paste zu entfernen, die an der Rakelkante anhaftet. Dieses Verfahren kann somit hochviskose Paste, die sich an der Rakelkante angesammelt hat, entfernen, wenn die Rakel über die abgeschrägte Fläche hinweggeht, und vermeiden, dass harte Paste auf dem durchgehenden Loch des Erzeugnisses zurückbleibt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, die Möglichkeit abträglicher Auswirkung der Paste auf die Qualität auszuschliessen, indem ein Teil der Paste auf eine Maskenschicht übertragen wird, wenn diese entfernt wird, und kann dadurch das Druckverfahren liefern, um eine hohe Pastenfüllqualität zu erreichen.
Um das obige Ziel zu erreichen, umfassen eine gedruckte Leiterplatte und ein Verfahren zum Bedrucken der gedruckten Leiterplatte weiter den Schritt, einen Rakelreinigungsabschnitt auf einem Plattenmaterial auszubilden, das Maskenschichten auf beiden Seiten besitzt, ehe ein im Plattenmaterial vorgesehendes durchgehendes Loch durch das Rakelverfahren mit leitfähiger Paste gefüllt wird, wobei der Rakelreinigungsabschnitt nicht durchgehende Löcher und/oder durchgehende Löcher mit erhöhten Rändern, die durch Laserstrahlbearbeitung in einem linearen oder Zickzackmuster ausgebildet werden, sowie eine nicht durchgehende Rille umfasst, die mit einer schneidenden Klinge auf einer vorbestimmten Fläche in einem nicht benutzbaren Abschnitt oder ausserhalb der Fläche des Erzeugnisses, aber innerhalb eines bedruckbaren Raumes des Leiterplattenmaterials in einem linearen Muster oder einem Zickzackmuster ausgebildet wird.
Im Ergebnis kann der Reinigungsabschnitt die hochviskose Paste, die sich an der Rakelkante angesammelt hat, entfernen, ehe das durchgehende Loch mit Paste gefüllt wird, und vermeiden, dass die harte Paste auf dem durchgehenden Loch des Erzeugnisses zurückbleibt. Dieser Aufbau hat also den Vorteil, die Möglichkeit einer abträglichen Auswirkung der Paste auf die Qualität auszuschliessen, indem ein Teil der Paste auf die Maskenschicht übertragen werden kann, wenn die Maskenschicht entfernt wird, und kann dadurch das Druckverfahren zur Verfügung stellen, mit dem eine hohe Pastenfüllqualität erreicht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht einer Druckplatte gemäss der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine längsgeschnittene Ansicht der Druckplatte gemäss der vorliegenden Erfindung;
3A bis 3C sind Veranschaulichungen, die erste Metallbleche gemäss der vorliegenden Erfindung individuell zeigen;
4A bis 4C sind Veranschaulichungen, die unterschiedliche Ansichten eines zweiten Metallblechs gemäss der vorliegenden Erfindung individuell zeigen;
5A bis 5G sind Querschnittsansichten einer gedruckten Leiterplatte, die Herstellungsschritte für deren Füllung mit Paste durch ein Rakelverfahren gemäss der vorliegenden Erfindung zeigen;
6 ist eine Querschnittsansicht eines Teiles einer gedruckten Leiterplatte, die unter Verwendung der Druckplatte gemäss vorliegender Erfindung mit Paste gefüllt wird;
7 ist eine Draufsicht einer ersten gedruckten Leiterplatte;
8 ist eine geschnitten Ansicht eines Teiles der ersten gedruckten Leiterplatte;
9 ist eine Draufsicht einer zweiten gedruckten Leiterplatte;
10 ist eine geschnittene Ansicht eines Teiles der zweiten gedruckten Leiterplatte;
11 ist eine Querschnittsansicht eines Teiles der zweiten gedruckten Leiterplatte, die mit Paste gefüllt wird;
12 ist eine vergrösserte Veranschaulichung, die einen Teil der zweiten gedruckten Leiterplatte in Einzelheiten zeigt;
13A bis 13F sind Querschnittsansichten einer doppelseitigen gedruckten Leiterplatte, die die Herstellungsschritte im herkömmlichen Herstellungsverfahren zeigen;
14 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Plattenrahmen des Standes der Technik zeigt, der mit einer Maske mit Öffnung versehen ist;
15 ist eine längs geschnittene Ansicht des Plattenrahmens, der mit einer Maske mit Öffnung versehen ist;
16A bis 16G sind Querschnittsansichten eines Prepregbogens, die die Herstellungsschritte für dessen Füllung mit Paste mit dem Rakelverfahren zeigen; und
17 ist eine Querschnittsansicht eines Teiles einer gedruckten Leiterplatte des Standes der Technik, die mit Paste gefüllt wird.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nehmend, wird hierunter eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gegeben.
(Erste beispielhafte Ausführungsform)
Nunmehr wird die Beschreibung eines Verfahrens zum Einfüllen von Paste sowie einer für den Einfüllprozess verwendeten Platte gegeben.
1 ist eine Draufsicht einer Druckplatte gemäss der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine längsgeschnittene Ansicht der Druckplatte der vorliegenden Erfindung.
3A bis 3C sind Veranschaulichungen, die erste Metallbleche gemäss der vorliegenden Erfindungindividuell zeigen, wobei 3A eine Draufsicht, 3B und 3C Querschnittsansichten davon sind.
4A bis 4C sind Veranschaulichungen, die unterschiedliche Ansichten eines zweiten Metallblechs gemäss der vorliegenden Erfindung individuell zeigen, wobei 4A eine Draufsicht, 4B eine Querschnittsansicht und 4C eine vergrösserte Draufsicht davon sind.
5 zeigt Querschnittsansichten einer gedruckten Leiterplatte, die Herstellungsschritte für deren Füllung mit Paste durch ein Rakelverfahren gemäss der vorliegenden Erfindung veranschaulichen, und 6 ist eine Querschnittsansicht eines Teiles der gedruckten Leiterplatte, die unter Verwendung der Druckplatte gemäss dieser Erfindung mit der Paste gefüllt wird. Hier werden gleiche Bezugszahlen durchgängig verwendet, um gleiche Bauelemente und gleiche Komponenten wie die im Abschnitt „Technischer Hintergrund" beschriebenen zu bezeichnen, und ihre eingehende Beschreibung entfällt.
In der Druckplatte gemäss dieser Erfindung wird die aus etwa 3 mm dickem, rostfreiem Stahl bestehende Maske 2 auf den Plattenrahmen 1 montiert. Maske 2 hat eine Öffnung 4, die zum Beispiel 250 mm × 450 mm misst und grösser als eine Pasteneinfüllfläche des Prepregbogens 21 ist, wie in 1 und 2 gezeigt (in diesem Beispiel sind ausschliessende Maskenschichten auf einem etwa 150 μm dicken Prepregbogen 21 von 300 mm × 500 mm angeordnet).
Maske 2 ist in der Öffnung 4 an den beiden Enden, die eine Bewegungsrichtung einer Rakel schneiden, d.h. die Richtung der beiden kurzen Seiten der Öffnung 4, mit abgeschrägten Flächen 5 versehen, um eine überstreichende Bewegung der Rakel zu erleichtern. Die abgeschrägten Flächen 5 haben einen Neigungswinkel, der auf etwa 15° festgelegt ist. Metallbleche 3 sind mit einem Kleber oder ähnlichem Material an betreffenden Stellen auf den Rückseiten der abgeschrägten Flächen 5 und den beiden anderen Seiten der Öffnung so befestigt, dass sie sich um ungefähr 5 mm über die betreffenden Seiten hinaus erstrecken.
Der Rakelreinigungsabschnitt 7 ist an einer im Voraus bestimmten Stelle auf der Oberseite des ungefähr 100 μm dicken Metallblechs 3 ausgebildet, das sich von der Rückseite der abgeschrägten Fläche 5 der Maske 2 her erstreckt. Der Rakelreinigungsabschnitt 7 umfasst linear gestaltete Vorsprünge von ungefähr 40 μm Höhe, wie sie in 3A bis 3C illustriert sind, und/oder Vorsprünge, die mit etwa 40 μm Höhe und 300 μm Durchmesser sowie mit einem Schritt von ungefähr 500 μm in einem 500 μm breiten Zickzackmuster gestaltet sind, wie in 4A bis 4C illustriert.
In dieser ersten beispielhaften Ausführungsform wurde bestätigt, dass die Vorsprünge im Rakelreinigungsabschnitt 7, obwohl sie als etwa 40 μm hoch beschrieben wurden, 3 μm oder höher sein können, um eine gleichwertige Wirkung zu liefern. Es ist besonders wünschenswert, dass die Vorsprünge eine Höhe von 40 μm oder darunter haben, um Beschädigungen der Rakelkante zu vermeiden. Wir haben ein Ätzverfahren und ein Formverfahren verwendet, um die linearen Vorsprünge zu bilden, und wir haben das Ätzverfahren für die Vorsprünge im Zickzackmuster verwendet.
Des Weiteren ist es wünschenswert, Ätzen oder dergleichen Verfahren zu verwenden, um die Kanten der Vorsprünge abzurunden, damit Beschädigungen der Rakel verhindert werden.
Wenn der Rakelreinigungsabschnitt 7 mit Vorsprüngen im Zickzackmuster gestaltet ist, dann ist es besonders wünschenswert, dass die individuellen Vorsprünge mit einem solchen Schritt angeordnet werden, dass sie glatt aneinander anschliessen oder einander überlappen, wie in 4C gezeigt. Ausserdem kann das Innere dieser Vorsprünge einzeln mit einem durchgehenden Loch oder einem nicht durchgehenden Loch versehen sein, obwohl in der ersten beispielhaften Ausführungsform der Rakelreinigungsabschnitt 7 nur mit Vorsprüngen gestaltet ist.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf 5A bis 5G eine Beschreibung eines Verfahrens zum Einfüllen von leitfähiger Paste gegeben. In Vorbereitung der Füllung des durchgehenden Loches 23 mit leitfähiger Paste 24 wird der Prepregbogen 21, der mit Maskenschichten 22a und 22b (in der später zu beschreibenden 6 gezeigt) und mit dem durchgehenden Loch 23 versehen ist, auf den Tisch 6 einer (nicht gezeigten) Druckmaschine gelegt, und Maske 2 wird aufgesetzt, wie in 5A gezeigt.
Als Nächstes wird zwischen zwei Rakeln, d.h. einer sich vorwärts bewegenden Rakel 8a und einer sich rückwärts bewegenden Rakel 8b, die so auf der Maske 2 angeordnet sind, dass sie sich frei vorwärts und rückwärts bewegen können und in der Senkrechten Druck ausüben, die sich vorwärts bewegende Rakel 8a zu einer im Voraus bestimmten Stelle auf der Maske 2 abgesenkt und vorwärts bewegt, während sie einen Tropfen der leitfähigen Paste 24 schiebt und unter Druck umherwälzt.
Dann wird die sich vorwärts bewegende Rakel 8a weiterbewegt, um über die abgeschrägte Fläche 5 der Maske 2 hinwegzugehen und die Oberseite des Prepregbogens 21 zu erreichen, wie in 5B gezeigt. Die sich vorwärts bewegende Rakel 8a und die sich rückwärts bewegende Rakel 8b haben beide die Funktion, sich frei auf- und abzubewegen, wobei sie je nach ihren Positionen Druck auf den Prepregbogen 21 aufrecht erhalten.
Nachdem die sich vorwärts bewegende Rakel 8a den Prepregbogen 21 sowie eine andere abgeschrägte Fläche 5 (in 1 und 2 gezeigt) überstrichen hat und an einer anderen, im Voraus bestimmten Stelle auf Maske 2 anhält, wird sie angehoben und lässt die leitfähige Paste 24 natürlich herabfallen, wie in 5C gezeigt.
Als Nächstes wird nur die sich rückwärts bewegende Rakel 8b zu einer im Voraus bestimmten Stelle auf Maske 2 abgesenkt, wie in 5D gezeigt.
Danach wird die sich rückwärts bewegende Rakel 8b so bewegt, dass sie in der gleichen Weise wie die sich vorwärts bewegende Rakel 8a die Maske 2 und den Prepregbogen 21 überstreicht, wie in 5E bis 5G gezeigt, wodurch die Füllung der durchgehenden Löcher 23 mit leitfähiger Paste 24 abgeschlossen ist.
Der vorliegenden Erfindung zufolge ist die Druckplatte mit Metallfolien 3 versehen, die sich von den Rückseiten der abgeschrägten Flächen 5 der Maske 2 her erstrecken, und dasjenige von den Metallblechen 3, das sich am Ausgangspunkt der sich rückwärts bewegenden Rakel 8b befindet, besitzt einen Rakelreinigungsabschnitt 7, der aus einem Vorsprung besteht, der sich an einer vorbestimmten Stelle auf seiner Oberseite befindet. Hier definiert der Anfangspunkt der sich rückwärts bewegenden Rakel 8b die eine Seite der Maske 2, von der aus Rakel 8b ihre Rückwärtsbewegung beginnt, während der Tropfen leitfähiger Paste 24 umhergewälzt wird.
6 ist eine teilgeschnittene Ansicht, die die Mitte des Prozesses zeigt, wo die sich rückwärts bewegende Rakel 8b, die über der Maske 2 begonnen hat, zu einem Punkt jenseits des durchgehenden Loches 23 im Erzeugnis vorgerückt ist, nachdem sie durch die abgeschrägte Fläche 5 und den Rakelreinigungsabschnitt 7 auf der Metallfolie 3 gegangen ist.
Es wurde bestätigt, dass eine beträchtliche Menge von leitfähiger Paste 24, die von der sich rückwärts bewegenden Rakel 8b entfernt worden ist, durch die Kante des Vorsprungs bzw. den Rakelreinigungsabschnitt 7 neben der abgeschrägten Fläche 5 der Maske 2 zurückgehalten wird, wenn die sich rückwärts bewegende Rakel 8b nach Beginn des Füllprozesses durch die abgeschrägte Fläche 5 und den Rakelreinigungsabschnitt 7 gegangen ist.
Der Abstand zwischen der abgeschrägten Fläche 5 der Maske 2 und dem Rakelreinigungsabschnitt 7 ist so festgelegt, dass genügend Raum für die sich rückwärts bewegende Rakel 8b gelassen wird, damit sie ihre ursprüngliche Gestalt wieder annimmt, nachdem sie verformt worden war, wenn sie entlang der Oberfläche der abgeschrägten Fläche 5 abgesenkt wurde. Wechselweise kann die Geschwindigkeit der Bewegung der Rakel 8b verringert werden, oder sie kann einmal angehalten und dann mit einer normalen Geschwindigkeit für den Einfüllprozess weiter bewegt werden, nachdem sie nach der Verformung ihre ursprüngliche Gestalt zurückgewonnen hat.
In der ersten beispielhaften Ausführungsform wurde der Einfüllprozess ausgeführt, indem eine Pause von ungefähr einer Sekunde eingelegt wurde, ehe die Rakel 8b zum Rakelreinigungsabschnitt 7 vorwärts bewegt wurde.
Wir haben weiter gefunden, dass eine beliebige Menge von leitfähiger Paste 24, die hinter dem Rakelreinigungsabschnitt 7 zurückgeblieben ist, durch die sich vorwärts bewegende Rakel 8a entfernt wird, wenn ein weiterer Prepregbogen 21 für den darauf folgenden Einfüllprozess aufgelegt wird, und somit hat es die fortgesetzte Wirkung der Reinigungsfähigkeit gezeigt. In anderen Worten wird bestätigt, dass gleiche Reinigungswirkung in den kontinuierlichen Einfüll- und Druckprozessen existiert, in denen der Prepregbogen 21 mit leitfähiger Paste 24 gefüllt und bedruckt und dann überführt wird, ein neuer Prepregbogen 21 auf die (in den Figuren nicht gezeigte) Druckmaschine gelegt und wieder in der gleichen Weise mit leitfähiger Paste 24 gefüllt und bedruckt wird.
Zusätzlich gab es keinen Defekt wie zum Beispiel unerwünschte Reste von auf einem der durchgehenden Löcher zurückgebliebener Paste, wie an 100 Prepregbögen 21 bestätigt wurde, in denen die durchgehenden Löcher mit leitfähiger Paste 24 gefüllt wurden, nachdem die Rakel 8b den Rakelreinigungsabschnitt 7 überstrichen hatte. Weiter wurde bestätigt, dass keine unerwünschte Menge an leitfähiger Paste 24 auf die Maskenschichten 22a und 22b übertragen worden ist, so dass die Entfernung der Maskenschichten 22a und 22b keinen abträglichen Einfluss auf die Qualität ausgeübt hat.
(Zweites Beispiel)
Hiernach wird eine Beschreibung eines Herstellungsverfahrens einer gedruckten Leiterplatte gegeben.
7 ist eine Draufsicht einer ersten gedruckten Leiterplatte, und 8 ist eine geschnittene Ansicht eines Teiles der ersten gedruckten Leiterplatte.
9 ist eine Draufsicht einer zweiten gedruckten Leiterplatte, 10 ist eine geschnittene Ansicht eines Teiles der zweiten gedruckten Leiterplatte, und 11 ist eine Querschnittsansicht eines Teiles der zweiten gedruckten Leiterplatte, die mit Paste gefüllt wird.
In 7 bis 10 hat der Prepregbogen 210 eine Grösse von ungefähr 300 mm × 500 mm und eine Dicke von ungefähr 150 μm. Ein für den Prepregbogen 210 verwendetes Plattenmaterial ist ein Verbundmaterial, das hergestellt wird, indem ein Vliesstoff aus gänzlich aromatischen Polyamidfasern mit einem hitzehärtbaren Epoxidharz imprägniert wird. Die Maskenschichten 220a und 220b sind aus einem Material wie Polyethylenterephthalat hergestellt, das eine Dicke von etwa 16 μm und eine Breite von 300 mm hat.
Der Prepregbogen 210 wird mit durchgehenden Löchern 230, die an vorbestimmten Stellen der Fläche 110 des Erzeugnisses ausgebildet werden, sowie mit einem Rakelreinigungsabschnitt 70 entlang einer Seite an der Aussenseite der Fläche 110 des Erzeugnisses, aber innerhalb der Pasteneinfüllfläche 120 versehen.
Zumindest ein Rakelreinigungsabschnitt 70 muss entlang einer Seite des Prepregbogens 210 zur Verfügung stehen, wo die eine der Rakeln die letzte Bewegung beginnt, kann sich aber statt dessen auch entlang der entgegengesetzten Seite befinden.
Der Rakelreinigungsabschnitt 70, der in diesem zweiten Beispiel vorgesehen ist, umfasst die lineare, nicht durchgehende Rille, wie in 7 illustriert, und/oder durchgehende Löcher im Zickzackmuster, wie in 9 illustriert, die zugleich mit den durchgehenden Löchern 230 des Erzeugnisses durch Laserstrahlbearbeitung gebildet worden sind. Sie können aber in ihrer Gestalt entweder durchgehend oder nicht durchgehend sein. Des Weiteren ist es wünschenswert, dass die Maskenschicht 220a erhöhte Ränder (vorstehende Abschnitte) 130 von einer Höhe von 3 μm oder mehr um die verarbeiteten Löcher und die Rille herum besitzt, gleich welcher Gestalt sie sind. Die Wirksamkeit der Entfernung von Paste, die an der Rakelkante anhaftet, sinkt, wenn die erhöhten Ränder 130 eine Höhe von 3 μm oder weniger haben. Rakelkante bedeutet hier eine vordere Kante (scharfe Ecke) der Rakel, und es ist ein Abschnitt der sich rückwärts bewegenden Rakel 80b, der im Beispiel der 11 mit der Maskenschicht 220a in Berührung kommt.
Wenn der Rakelreinigungsabschnitt 70 im Zickzackmuster gestaltet ist, dann ist es wünschenswert, dass die einzelnen Löcher mit einem solchen Schritt angeordnet sind, dass sie aneinander angrenzen oder einander überlappen, wie in 12 gezeigt. Mit dieser Struktur kann die an der gesamten Rakelfläche anhaftende Paste vollständig entfernt werden.
Die durchgehenden Löcher 230 in der gedruckten Leiterplatte werden mit dem gleichen Verfahren mit Paste gefüllt wie dem im Beispiel des Standes der Technik benutzten, und Einzelheiten werden weggelassen. Beschrieben werden hier die einzigartigen Merkmale und Vorteile im Einfüllprozess unter Bezugnahme auf 11.
11 ist eine teilgeschnittene Ansicht, die die Mitte des Prozesses zeigt, wo die sich rückwärts bewegende Rakel 80b, angefangen über der Maske 20, zu einem Punkt jenseits der durchgehenden Löcher 230 im Produkt vorgerückt ist, nachdem sie durch den aus durchgehenden Löchern gebildeten, zickzackförmigen Rakelreinigungsabschnitt 70 gegangen ist.
Es wurde bestätigt, dass eine beträchtliche Menge von leitfähiger Paste 240, die von der sich rückwärts bewegenden Rakel 80b entfernt wurde, durch alle die im Zickzackmuster ausgelegten, durchgehenden Löcher des Rakelreinigungsabschnitts 70 zurückgehalten wird, der auf der Seite neben der Öffnungskante 50 der Maske 20 im Prepregbogen 210 vorhanden ist, wenn die sich rückwärts bewegende Rakel 8b durch die Öffnungskante 50 und den Rakelreinigungsabschnitt 70 gegangen ist.
Ausserdem gab es im Ergebnis der Bestätigung an 100 Prepregbögen 210, in denen die durchgehenden Löcher 230 mit leitfähiger Paste 240 gefüllt worden waren, keine unerwünschten Reste von Paste auf irgendwelchen der durchgehenden Löcher 230, nachdem die Rakel 80b den Rakelreinigungsabschnitt 70 überstrichen hatte. Weiter wurde bestätigt, dass keine unerwünschte Menge von leitfähiger Paste 240 auf die Maskenschichten 220a und 220b übertragen worden war, so dass die Entfernung der Maskenschichten 220a und 220b keine nachteiligen Auswirkungen auf die Qualität verursachte.
Wenn der Rakelreinigungsabschnitt 70 im Zickzackmuster mit durchgehenden Löchern gestaltet ist, die einander nicht überlappen, konnte immer noch bestätigt werden, dass eine wesentliche Menge der leitfähigen Paste 240, die von der sich rückwärts be wegenden Rakel 80b entfernt wurde, ebenso wie im Falle überlappender Löcher durch alle die durchgehenden Löcher im Zickzackmuster auf der Seite neben der Öffnungskante 50 der Maske 20 zurückgehalten wurde. Es wurde aber gefunden, dass die durchgehenden Löcher einige Anteile der Paste in Flächen zwischen den durchgehenden Löchern nicht entfernt hatten, wodurch sie auf den durchgehenden Löchern 230 im Erzeugnis zurückgelassen wurden.
Obwohl die Laserstrahlbearbeitung in der zweiten beispielhaften Ausführungsform verwendet worden ist, um die lineare, nicht durchgehende Rille zu bilden, wurde überprüft, dass eine gleiche Wirkung selbst dann erreicht werden kann, wenn die nicht durchgehende Rille mit einer schneidenden Klinge geschnitten wurde, die leicht aufrecht zu erhalten und billiger als eine Laserstrahlbearbeitung ist.
Im zweiten Beispiel ist das verwendete Plattenmaterial der Vliesstoff, der als Hauptbestandteil Aramidfasern enthält, die durch Imprägnieren mit einem Harz, das hauptsächlich aus einem hitzehärtbaren Epoxidharz besteht, zu einem Harz im B-Zustand geformt wurden. Eine gleiche Wirksamkeit kann aber auch erreicht werden, wenn der Stoff mit einem beliebigen gewebten Stoff aus Aramidfasern, mit Glasfasergewebe oder -vlies ersetzt wird, wie nicht erwähnt zu werden braucht.
Hauptsächlich aus Aramidfasern und aus Glasfasern bestehende Harzmaterialien sind in ihrer Hitzebeständigkeit wie auch in ihren mechanischen und physikalischen Eigenschaften überragend, und die Aramidfasern sind für eine Gewichtsverminderung besonders vorteilhaft.
Ausserdem wird durch den Einsatz von Prepregmaterial aus Harz im B-Zustand eine Miniaturisierung der durchgehenden Löcher 230 durch Laserstrahlbearbeitung realisiert, und ein Füllen der Löcher mit leitfähiger Paste 240 kann die Löcher zu elektrisch leitenden Pfaden machen. Die in der vorliegenden Erfindung offenbarten Mittel sind besonders nützlich, um in diesen Verbindungen stabile elektrische Kontinuitäten zu erreichen.
Im zweiten Beispiel wurde der Rakelreinigungsabschnitt 70 durch ein Ätzverfahren und ein Formverfahren auf dem Metallblech ausgebildet, und der Rakelreinigungsabschnitt 70 aus durchgehenden Löchern oder einer nicht durchgehenden Rille werden durch Laserstrahlbearbeitung im Prepregbogen 210 gebildet. Gleiche Vorteile lassen sich aber ebenfalls leicht als erreichbar betrachten, indem ein Vorsprung direkt an einer im Voraus fest gelegten Stelle auf einem Metallblech oder Prepregbogen 210 mit Klebstoff oder dergleichen gebildet wird oder indem irgendein anderes Objekt in Gestalt eines Blechs oder eines Vorsprungs direkt daran gebondet wird.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Eine Druckplatte und ein Druckverfahren der vorliegenden Erfindung verwenden einen Rakelreinigungsabschnitt, der auf der Druckplatte ausgebildet ist, um hochviskose Paste zu entfernen, die sich an einer Kante einer Rakel angesammelt hat, ehe ein durchgehendes Loch in der gedruckten Leiterplatte mit der Paste gefüllt wird. Mit diesem Verfahren kann daher verhindert werden, dass hochviskose Paste auf dem durchgehenden Loch des Erzeugnisses zurückbleibt, wodurch der Vorteil gewonnen wird, die gedruckte Leiterplatte von herausragender Qualität zur Verfügung zu stellen.

1: Plattenrahmen
2, 20: Maske
3: Metallblech
4: Öffnung
5: abgeschrägte Fläche
5b, 50: Öffnungskante
6, 60: Tisch
7, 70: Reinigungsabschnitt
8a: vorwärts bewegte Rakel
8b, 80b: rückwärts bewegte Rakel
10: Platte
11, 110: Fläche des Erzeugnisses
12, 120: Pasteneinfüllfläche
21, 210: Prepregbogen
22a, 22b, 220a, 220b: Maskenschicht
23, 230: durchgehendes Loch
24, 240: leitfähige Paste
25a, 25b: Metallfolie
130: erhöhter Rand

Claims

Druckplatte, umfassend: einen Plattenrahmen (1) mit einer rahmenförmigen Öffnung (4), um allgemein eine äussere Peripherie eines Plattenmaterials ganz oder teilweise abzudecken, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter umfasst: eine Maske (2), die an zumindest vier Seiten des Plattenrahmens (1) festgemacht ist und mit einer abgeschrägten Fläche (5) auf jeder von zwei entgegengesetzten Seiten der Öffnung versehen ist, und Metallbleche (3), die an den betreffenden Stellen auf den Rückseiten der abgeschrägten Flächen (5) und den anderen beiden Seiten der Öffnung (4) so angefügt sind, dass sie sich über eine vorbestimmte Länge erstrecken, worin zumindest eines der an einer der abgeschrägten Flächen (5) angefügten Metallbleche (3) mit einem Vorsprung (7) auf der Oberseite seines ausgestreckten Abschnitts versehen ist.
Druckplatte nach Anspruch 1, worin der Vorsprung (7) auf dem Metallblech (3) einen linear ausgebildeten Vorsprung einer vorbestimmten Länge umfasst.
Druckplatte nach Anspruch 1, worin der Vorsprung (7) auf dem Metallblech (3) in einem Zickzackmuster ausgebildete Vorsprünge einer vorbestimmten Länge umfasst.
Druckplatte nach Anspruch 3, worin die in einem Zickzackmuster auf dem Metallblech (3) ausgebildeten Vorsprünge (7) in einer Weise angeordnet sind, dass sie einander überlappen.
Druckplatte nach Anspruch 1, worin der Vorsprung (7) durch Ätzen des Metallblechs (3) gebildet wird.
Druckplatte nach Anspruch 1, worin der Vorsprung (7) durch Gesenkformen des Metallblechs (3) gebildet wird.
Druckplatte nach Anspruch 1, worin der Vorsprung (7) eine Höhe von 3 μm oder mehr, aber von 40 μm oder weniger besitzt.
Druckplatte nach Anspruch 1, worin die abgeschrägte Fläche (5) einen Neigungswinkel von 15 Grad besitzt.
Druckplatte nach Anspruch 1, worin der Vorsprung (7) eine abgerundete Kante besitzt.
Verfahren zum Drucken einer Paste auf ein zu bedruckendes Material unter Verwendung der Druckplatte des Anspruchs 1 und durch Hin- und Herbewegung einer Rakel, worin das Verfahren den Schritt umfasst, an einer Kante der Rakel anhaftende Paste vor Beginn des Druckens unter Verwendung eines auf der Druckplatte ausgebildeten Vorsprungs (7) zu entfernen.
Verfahren zum Drucken nach Anspruch 10, weiter den Schritt umfassend, die Rakel vor dem Erreichen des Vorsprungs auf der Druckplatte für eine vorbestimmte Zeitdauer anzuhalten.