JP2001015910A

JP2001015910A - 印刷配線板の製造方法

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Publication number: JP2001015910A
Application number: JP11187073A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takeda; 剛竹田; Akira Kodera; 章小寺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-06-30
Filing date: 1999-06-30
Publication date: 2001-01-19
Anticipated expiration: 2019-06-30
Also published as: JP4326629B2

Abstract

(57)【要約】【課題】導電性バンプの形成工程を簡略化する。【解決手段】銅箔１の一主面上の所定位置に導電性ペ
ーストをスクリーン印刷し硬化させて導電性バンプ２を
形成する工程と、この導電性バンプ２形成面上に絶縁シ
ート３および銅箔４を順に積層する工程と、この積層体
を加圧して、導電性バンプ２の先端が絶縁性シート３を
貫通して銅箔４に接合した銅箔張り積層板を形成する工
程と、銅箔１、４に所要の配線パターン５、６を形成す
る工程とを有する印刷配線板の製造方法であって、導電
性ペーストとして、ニッケルのような磁性体を含有する
ものを用いるとともに、この磁性体含有導電性ペースト
印刷後硬化する前にその印刷面に対し垂直方向上向きの
磁場を印可する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は印刷配線板の製造方
法に係り、さらに詳しくは、いわゆる導電性バンプによ
る層間接続部を備えた印刷配線板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、両面型印刷配線板もしくは多層
型印刷配線板においては、配線パターン層間の電気的な
接続を、次のように行っている。

【０００３】すなわち、たとえば両面型印刷配線板の場
合には、両面銅箔張り基板の所定位置にドリルなどで穴
明け加工を施した後、穿設した穴の内壁面を含む全面に
化学メッキ処理を施し、次いで電気メッキ処理で厚付け
することにより、配線パターン層間の電気的な接続を行
っている。

【０００４】また、多層型印刷配線板の場合には、基板
の両面に張られた銅箔をそれぞれ配線パターニングした
後、その配線パターニング面上に絶縁シート（たとえば
プリプレグ）を介して銅箔を積層配置し、加熱加圧して
一体化させ、次いで、得られた成型体に、両面型印刷配
線板のときと同様に、穴明け加工およびメッキ処理を順
に施すことにより、配線パターン層間の電気的な接続を
行っている。なお、より配線層の多い多層型印刷配線板
の場合は、中間に介挿させる両面型印刷配線板の数を増
加させる。

【０００５】また、上記のようなメッキ法によらない方
法として、穴明け加工により穿設した穴に、導電性ペー
ストを印刷法などにより流し込み、この流し込んだ導電
性ペーストの樹脂分を硬化させて、配線パターン層間を
電気的に接続することも行われている。

【０００６】しかしながら、これらの方法は、いずれも
穴明け工程を要するため、近年の低コスト化や歩留まり
向上などの要望に応えるには限度があるうえ、印刷配線
板の表裏面に配線パターン層間接続用の導電体穴が設置
されるため、それらの穴の領域に配線を形成することは
できず、また電子部品を搭載することもできないため、
配線密度や電子部品の実装密度の向上も制限されるとい
う問題があった。

【０００７】このような中で、近時、銅箔面に突起状の
導電性バンプを設け、その先端側を、絶縁性のシートを
介して対向配置した他の銅箔面側に、加圧によって前記
絶縁性シートを貫通させて接触させることにより、銅箔
層間の電気的な接続を行う方式が開発されている。この
方式では、ドリルなどによる穴明け加工を省略でき、ま
た、穴内壁面のメッキ法による金属層化の処理も不要に
なるため、従来の方式に比べ、製造工程が大幅に簡略化
されるうえ、高密度配線、高密度実装も可能となる。

【０００８】ところで、このような方式では、突起状の
導電性バンプは、導電性ペーストを銅箔面にスクリーン
印刷することにより形成しているが、 1度の印刷ではシ
ートの貫通に必要な形状や高さを確保することが困難で
あるため、印刷およびそれに続く仮乾燥（セミキュア）
工程を複数回（通常、 5〜6 回程度）繰り返すことで対
応している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、突起
状の導電性バンプ先端側を、層間絶縁層としてのシート
を貫通させることにより、配線パターン層間の電気的接
続を行う方式を用いた印刷配線板は、従来の方式による
ものに比べ、製造工程やその管理を大幅に簡略化できる
ばかりか、ファインパターン化も容易に行うことができ
るなど、実用上多くの利点がある。しかしながら、導電
性バンプの形状や高さをシート貫通が可能なまでにする
ために、スクリーン印刷を複数回繰り返す必要があり、
製造工程のさらなる簡略化やコスト低減を図るうえで、
なお改善すべき点があった。

【００１０】本発明はこのような点に対処してなされた
もので、突起状の導電性バンプの印刷工程を簡略化する
ことができ、突起状の導電性バンプによる層間接続方式
を用いた印刷配線板の製造工程のいっそうの簡略化およ
びコストの低減を図ることができる印刷配線板の製造方
法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の印刷配線
板の製造方法は、第１の銅箔の一主面上の所定位置に導
電性ペーストをスクリーン印刷し硬化させて導電性バン
プを形成する工程と、前記導電性バンプ形成面上に絶縁
シートおよび第２の銅箔を順に積層する工程と、前記積
層体を加圧して、前記導電性バンプの先端が前記絶縁性
シートを貫通して前記第２の銅箔に接合した銅箔張り積
層板を形成する工程と、前記第１および第２の銅箔に所
要の配線パターンを形成する工程とを有する印刷配線板
の製造方法であって、前記導電性ペーストとして、磁性
体を含有するものを用いるとともに、該磁性体含有導電
性ペースト印刷後硬化する前にその印刷面に対し垂直方
向上向きの磁場を印可することを特徴としている。

【００１２】このような方法においては、導電性ペース
トは、含有する磁性体と磁場の作用により水平方向に広
がらずに上向きに成長する。すなわち、アスペクト比の
高い突起に形成される。したがって、少ない印刷回数で
所要の高さが得られ、印刷回数を減らすことができる。

【００１３】本発明の第２の印刷配線板の製造方法は、
第１の銅箔の一主面上の所定位置に導電性ペーストをス
クリーン印刷し硬化させて導電性バンプを形成する工程
と、前記導電性バンプ形成面上に絶縁シートおよび第２
の銅箔を順に積層する工程と、前記積層体を加圧して、
前記導電性バンプの先端が前記絶縁性シートを貫通して
前記第２の銅箔に接合した銅箔張り積層板を形成する工
程と、前記第１および第２の銅箔に所要の配線パターン
を形成する工程とを有する印刷配線板の製造方法であっ
て、導電性ペーストを印刷した後、その印刷部先端を針
状体により引上げ、次いで硬化させることを特徴として
いる。

【００１４】このような方法においては、導電性ペース
ト印刷部先端を針状体により引上げることによって、高
い突起が形成される。したがって、少ない印刷回数で所
要の高さが得られ、印刷回数を減らすことができる。ま
た、その際の針状体の先端の形状や導電性ペースト印刷
部に対する侵入深度、針状体の引上げ速度などを適宜制
御することにより、突起を絶縁シートの貫通に適した円
錐状に形成することができる。

【００１５】本発明においては、前記導電性ペースト
は、前記第１の銅箔の一主面に対し垂直方向下向きの磁
場を印可しつつ印刷することが望ましい。このような印
刷方法を採ることにより、 1回の印刷による印刷量を増
大させることができ、印刷回数をさらに削減することが
可能になるとともに、歩留まりも向上させることができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００１７】図１は、本発明に係る印刷配線板の製造方
法の一実施形態を模式的に示す図である。

【００１８】本実施形態においては、まず、銅箔１の一
主面上に導電性ペーストをスクリーン印刷して突起状の
導電性バンプ２を形成する（図１（Ａ））。

【００１９】ここで使用される導電性ペーストは、少な
くともコバルト、鉄、ニッケルなどの磁性体材料を含有
するものであり、たとえば銀、金、銅、白金、タングス
テン、モリブデン、パラジウム、ロジウム、半田粉など
から選ばれた少なくとも１種の導電性粉末と、たとえば
ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエステ
ル樹脂、フェノキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド
樹脂などの樹脂系もしくはガラスフリット系のバインダ
ー成分とを混合して調製されたものに、さらに、コバル
ト、鉄、ニッケルなどの磁性体材料を添加したものなど
が使用される。前記バインダー成分に導電性粉末として
ニッケルを混合して調製されたものも使用可能である。

【００２０】そして、このような磁性体含有導電性ペー
ストを、銅箔１の一主面上に、所定の孔が設けられたメ
タルスクリーンを位置合わせして配置し印刷する。次い
で、この印刷された導電性ペーストを仮乾燥させるが、
その際、導電性ペーストが硬化する前に、図１（Ａ）の
矢印ａで示す方向、すなわち、導電性ペーストの印刷面
に対し垂直方向上向きの磁場を印可する。磁場を印可す
ることによって磁性体を含む導電性ペーストは水平方向
に広がらずに上向きに伸び硬化する。この後、必要なら
ば、再度、メタルスクリーンを配置し、同様にして、導
電性ペーストの印刷、仮乾燥を繰り返し、所要の高さの
突起が得られたところで、印刷した導電性ペーストを完
全硬化させ、導電性バンプ２を得る。

【００２１】このような方法によれば、 1回の印刷工程
でアスペクト比の高い突起が形成されるため、従来の方
法に比べ、少ない印刷回数で所要の高さの導電性バンプ
を形成することができる。

【００２２】次いで、このように導電性バンプ２が形成
された銅箔１の導電性バンプ２形成面に、厚さ0.03mm〜
0.2mm 程度の絶縁シート３を位置合わせして積層配置
し、加熱加圧して、導電性バンプ２の先端が絶縁シート
３を貫通して突出した積層体を得る（図１（Ｂ））。

【００２３】上記絶縁シート３としては、ポリカーボネ
ート樹脂、ポリスルホン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹
脂、４フッ化ポリエチレン樹脂、６フッ化ポリプロピレ
ン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などの熱可塑
性樹脂シートや、半硬化状態に保持されたエポキシ樹
脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、
ポリエステル樹脂、メラミン樹脂などの熱硬化性樹脂シ
ート、あるいはブタジエンゴム、ブチルゴム、天然ゴ
ム、ネオプレンゴム、シリコーンゴムなどの生ゴムから
なるシートなどがあげられる。これらのシートは、絶縁
性の無機系もしくは有機系の充填剤を含有していてもよ
く、また、ガラスクロスやガラスマット、合成繊維布や
合成繊維マット、あるいは紙などの補強材との複合シー
トであってもよい。

【００２４】この後、導電性バンプ２の先端が突出した
絶縁シート３上に、前記と同様の銅箔４を位置合わせし
て積層配置し、加熱加圧して、両面銅張り積層板を得る
（図１（Ｃ））。

【００２５】さらに、前記両面銅張り積層板の銅箔１、
４に常法により配線パターン５、６を形成し、印刷配線
板を得る（図１（Ｄ））。

【００２６】このような製造方法においては、導電性バ
ンプ２の形成にあたり、磁性体を含有する導電性ペース
トを用いるとともに、かかる導電性ペースト印刷後、硬
化する前にその印刷面に対し垂直方向上向きの磁場を印
可するので、導電性ペーストは含有する磁性体と磁場の
作用に水平方向の広がらずに上向きに成長する。したが
って、少ない印刷回数で所要の高さが得られ、印刷回数
を減らすことができる。

【００２７】なお、本発明においては、導電性バンプの
形成は、上記のように磁場を印加する方法に変えて、導
電性ペーストを印刷後、導電性バンプが半硬化する前
に、その先端に針状体を接触乃至侵入させて引上げる操
作を施すようにしてもよい。この操作によって、印刷し
た導電性ペーストの水平方向の広がりが防止され、より
高い突起の形成が可能となり、上記の例の場合と同様、
印刷回数を減らすことができる。また、針状体の先端形
状や導電性ペースト体への侵入深度、引上げ速度、導電
性ペーストの粘度などを適宜制御することにより、突起
形状を、シート貫通に適した円錐形状に形成することが
できる。針状体による引上げは、印刷した導電性ペース
トに個々に順に施すようにしてもよいが、金属板などの
片面に針状体を形成すべき導電性バンプに対応させて設
けたものを用いる方法が、1 回の操作ですべての導電性
ペーストに対し均一な引上げを行うことができることか
ら望ましい。なお、このような針状体による引上げを行
う方法では、導電性ペーストには、磁性体材料未添加の
通常の導電性ペーストを用いることができる。

【００２８】また、本発明においては、前述した磁場を
印加する方法と、このような針状体による引上げを行う
方法の併用も可能である。この併用によって、シート貫
通に適した形状と高さを持った導電性バンプを、さらに
少ない印刷回数で形成することが可能になる。

【００２９】さらに、本発明においては、歩留まりを向
上させる目的で、導電性ペーストを印刷する際（少なく
ともスクリーンを銅箔から引離す際）、銅箔の導電性ペ
ースト印刷面に対し垂直方向下向き（図１（Ａ）の矢印
ｂで示す方向）の磁場を印可するようにしてもよい。導
電性ペーストのスクリーン板の孔内への残留が低減さ
れ、1 回の印刷量を増やすことができる。したがって、
歩留まりを向上させることができるとともに、印刷回数
もさらに削減することができる。

【００３０】以上説明した例は、本発明をいわゆる両面
印刷配線板の製造に適用した例であるが、本発明はより
配線層の多いいわゆる多層型印刷配線板の製造にも適用
可能である。

【００３１】この場合には、図２や図３に示すように、
上記で得られた両面印刷配線板の配線パターン５、６上
に、上記と同様にして導電性バンプ２を形成した後、導
電性バンプ２形成面に、絶縁シートを位置合わせして積
層配置し、加熱加圧して、導電性バンプ２の先端が絶縁
シートを貫通して突出した積層体を得、その後、導電性
バンプ２の先端が貫通して突出した絶縁シート上に、銅
箔を位置合わせして積層配置し、加熱加圧するなど、前
記工程を繰り返すようにすればよく、両面印刷配線板の
場合と同様、製造工程の簡略化、歩留まりの向上、コス
トの削減などを図ることができる。

【００３２】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。

【００３３】実施例１粗面側に常法によりコブ付け処理した厚さ35μｍの銅箔
上に、直径0.3mm の穴が形成されたメタルスクリーンを
位置合わせして配置し、銀粉、ニッケル粉およびフェノ
ール樹脂からなる導電性ペーストを印刷した後、この印
刷面に対し垂直方向上向きの磁場を印加し、そのまま仮
乾燥させた。この工程をさらに2 回繰り返したところ、
底面の直径0.3mm 、高さ0.3mm の円錐状の導電性バンプ
が形成された。

【００３４】次いで、銅箔の導電性バンプ形成面に、厚
さ0.1mm のガラスエポキシ系プリプレグを位置合わせし
て積層配置し、加熱加圧して、導電性バンプの先端がガ
ラスエポキシ系プリプレグを貫通して突出した積層体を
得た。

【００３５】さらに、導電性バンプの先端が突出したガ
ラスエポキシ系プリプレグ上に、前記と同様にコブ付け
処理した厚さ35μｍの銅箔を位置合わせして積層配置
し、真空型加熱加圧プレス機を用いて、170 ℃、 40kg/
cm²（樹脂圧）の条件で加熱加圧して、両面銅張り積層
板を得た。

【００３６】この後、この両面銅張り積層板両面の銅箔
に、フォトエッチング処理を施して配線パターン形成を
行い、両面印刷配線板を得た。

【００３７】実施例２粗面側に常法によりコブ付け処理した厚さ35μｍの銅箔
上に、直径0.3mm の穴が形成されたメタルスクリーンを
位置合わせして配置し、銀粉およびフェノール樹脂から
なる導電性ペーストを印刷した後、その上方より導電性
ペースト印刷部に対応する位置に、針状体が設けられた
金属板を、針状体を印刷された導電性ペーストに向けて
接近させ、先端が導電性ペーストの中心に約0.05mm侵入
したところで、上方に約0.5m/secの速度で引き上げ導電
性ペーストから引き離し、そのまま導電性ペーストを仮
乾燥させた。この工程をさらに 2回繰り返したところ、
底面の直径0.3mm 、高さ0.3mm の円錐状の導電性バンプ
が形成された。

【００３８】この後、実施例１と同様にして、銅箔の導
電性バンプ形成面に、厚さ0.1mm のガラスエポキシ系プ
リプレグを位置合わせして積層配置し、加熱加圧して、
導電性バンプの先端がガラスエポキシ系プリプレグを貫
通して突出した積層体を得、さらに、導電性バンプの先
端が突出したガラスエポキシ系プリプレグ上に、前記と
同様にコブ付け処理した厚さ35μｍの銅箔を位置合わせ
して積層配置し、真空型加熱加圧プレス機を用いて、17
0 ℃、 40kg/cm²（樹脂圧）の条件で加熱加圧して、両
面銅張り積層板を得た後、この両面銅張り積層板両面の
銅箔に、フォトエッチング処理を施して配線パターン形
成を行い、両面印刷配線板を得た。

【００３９】実施例３粗面側に常法によりコブ付け処理した厚さ35μｍの銅箔
上に、直径0.3mm の穴が形成されたメタルスクリーンを
位置合わせして配置し、銀粉、ニッケル粉およびフェノ
ール樹脂からなる導電性ペーストを印刷した。このと
き、導電性ペーストの印刷面に対し垂直方向下向きの磁
場を印加した。次いで、磁場の方向を印刷面に対し垂直
方向上向きに変え、そのまま導電性ペーストを仮乾燥さ
せた。この工程をさらに 1回繰り返したところ、底面の
直径0.3mm 、高さ0.3mm の円錐状の導電性バンプが形成
された。

【００４０】この後、実施例１と同様にして、銅箔の導
電性バンプ形成面に、厚さ0.1mm のガラスエポキシ系プ
リプレグを位置合わせして積層配置し、加熱加圧して、
導電性バンプの先端がガラスエポキシ系プリプレグを貫
通して突出した積層体を得、さらに、導電性バンプの先
端が突出したガラスエポキシ系プリプレグ上に、前記と
同様にコブ付け処理した厚さ35μｍの銅箔を位置合わせ
して積層配置し、真空型加熱加圧プレス機を用いて、17
0 ℃、 40kg/cm²（樹脂圧）の条件で加熱加圧して、両
面銅張り積層板を得た。

【００４１】比較のために、粗面側に常法によりコブ付
け処理した厚さ35μｍの銅箔上に、直径0.3mm の穴が形
成されたメタルスクリーンを位置合わせして配置し、銀
粉およびフェノール樹脂からなる導電性ペーストを印刷
した後、そのまま半乾燥させる工程を繰り返して導電性
バンプの形成を試みたところ、 3回の印刷では、底面の
直径0.3mm 、高さ0.3mm の円錐状の導電性バンプは得ら
れず、さらに、2 回繰り返して、ほぼ所望の導電性バン
プが形成された。

【００４２】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変形し
て実施することが可能であることはいうまでもない。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の印刷配線
板の製造方法によれば、導電性バンプの形成に要する導
電性ペーストの印刷回数を削減することができ、製造工
程をさらに簡略化することができるとともに、歩留まり
の向上、コスト低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印刷配線板の製造方法の一実施形態を
模式的に説明する図。

【図２】本発明の印刷配線板の製造方法の他の実施形態
を模式的に説明する図。

【図３】本発明の印刷配線板の製造方法のさらに他の実
施形態を模式的に説明する図。

【符号の説明】

１、４………銅箔２………導電性バンプ３………絶縁シート５、６………配線パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5E317 AA24 BB02 BB03 BB12 BB14 BB15 BB17 CC22 CC25 GG16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の銅箔の一主面上の所定位置に導電
性ペーストをスクリーン印刷し硬化させて導電性バンプ
を形成する工程と、前記導電性バンプ形成面上に絶縁シ
ートおよび第２の銅箔を順に積層する工程と、前記積層
体を加圧して、前記導電性バンプの先端が前記絶縁性シ
ートを貫通して前記第２の銅箔に接合した銅箔張り積層
板を形成する工程と、前記第１および第２の銅箔に所要
の配線パターンを形成する工程とを有する印刷配線板の
製造方法であって、前記導電性ペーストとして、磁性体を含有するものを用
いるとともに、該磁性体含有導電性ペースト印刷後硬化
する前にその印刷面に対し垂直方向上向きの磁場を印可
することを特徴とする印刷配線板の製造方法。
【請求項２】導電性ペーストは、前記第１の銅箔の一
主面に対し垂直方向下向きの磁場を印可しつつ印刷され
ることを特徴とする請求項１記載の印刷配線板の製造方
法。
【請求項３】導電性ペーストを印刷した後、その印刷
された導電性ペーストの先端を針状体により引上げ、次
いで硬化させることを特徴とする請求項１または２記載
の印刷配線板の製造方法。
【請求項４】第１の銅箔の一主面上の所定位置に導電
性ペーストをスクリーン印刷し硬化させて導電性バンプ
を形成する工程と、前記導電性バンプ形成面上に絶縁シ
ートおよび第２の銅箔を順に積層する工程と、前記積層
体を加圧して、前記導電性バンプの先端が前記絶縁性シ
ートを貫通して前記第２の銅箔に接合した銅箔張り積層
板を形成する工程と、前記第１および第２の銅箔に所要
の配線パターンを形成する工程とを有する印刷配線板の
製造方法であって、導電性ペーストを印刷した後、その印刷部先端を針状体
により引上げ、次いで硬化させることを特徴とする印刷
配線板の製造方法。