JP2001111236A - スルーホールを有する絶縁シートの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】絶縁シート（例えばグリーンシート）に垂直方
向の貫通孔を形成し、この内周面に導電層を設けるスル
ーホール形成に際し、その貫通孔の孔パターンが異なっ
ていても、各孔パターンに専用の吸着板を要さず、また
その交換も不要なスルーホールを有する絶縁シートの製
造方法を提供する。 【解決手段】グリーンシートの貫通孔のパターンに関係
なく、全面にわたって吸着孔３１が設けられた絶縁シー
ト吸着板３０を用い、この上に紙１０等の通気性シート
部材２０を置く。このシート部材２０を挟んで絶縁シー
ト１を置き、真空吸引することにより、導電性インク８
を貫通孔２の内周面に付着・塗布（例えばスクリーン印
刷）する。紙２０の通気性のために、インク８がこの紙
２０を介して吸引されるが、インクの流れはこの紙２０
の繊維部分で止まり、不必要に広がることはない。通気
性シートとしては、紙以外に布あるいは不織布でもよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、セラミック、ガ
ラスセラミック、有機樹脂等からなる絶縁シートに形成
した貫通孔に印刷ペーストを吸引・付着させてスルーホ
ールを形成した、スルーホールを有する絶縁シートの製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、多層配線基板において、積層
する配線層間の導通を取るためにスルーホールを形成す
ることが行われる。図５及び図６は、従来のスルーホー
ルの形成手法の一例を示すもので、例えばグリーンシー
ト１（未焼成セラミック生シート）に、スルーホール用
の貫通孔２が設けられており、このグリーンシート１が
吸着板３の上に置かれる。吸着板３にはグリーンシート
１のスルーホール用貫通孔２に対応する位置及び大きさ
のスルーホール用孔４を備えるとともに、その周囲には
グリーンシート１を吸着板に吸着・固定するためのセラ
ミックシート吸着用孔５が形成されている。吸着板３は
負圧室を形成するハウジング６の上部を構成し、そのハ
ウジング６内の負圧室が管路６ａにより真空ポンプ等の
負圧源へ接続される。

【０００３】スルーホール形成に際しては、図６に示す
ように、グリーンシート１が吸着板３上に載置されると
ともに、グリーンシート１上にスクリーンマスク７が位
置した状態で、印刷ペーストとして例えば導電性インク
８を、スキージ材９によりグリーンシート１の貫通孔２
の一方（上方）の開口から供給する。かつ吸着板３を介
して他方（下方）の開口から吸引することにより、貫通
孔２の内周面に導電性インクを付着（塗布）させて、そ
の内周面に導電層を形成したスルーホールを得ることと
なる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、対象とな
るグリーンシートの孔パターンと同一箇所にインク吸引
孔（スルーホール用孔４）を設けたシート吸着板３を使
用することが前提となるため、従来のスルーホール形成
（印刷等）では、グリーンシートの孔パターンごとに専
用のシート用吸着板を制作する必要がある。したがっ
て、その設備コストが高く、制作に時間がかかる問題が
あり、またその孔パターンが変われば吸着板を交換する
必要があり、この交換作業も煩雑である。また、スルー
ホール用孔４にインクがつまったり、ハウジング６によ
り形成される負圧室内にインクがたまるため、しばしば
吸着板３やハウジング６の掃除をしなければならなかっ
た。

【０００５】この発明は、吸着板を絶縁シートの孔パタ
ーンごとに制作する必要がなく、またその交換等も必要
としないスルーホールを有する絶縁シートの製造方法を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のポイントは、
吸着板等の絶縁シート吸着部材とセラミックグリーンシ
ート等の絶縁シートとの間に、例えば、紙、布、又は不
織布等の通気性シート部材を介在させ、その通気性部材
を介して、導電性インク等の印刷ペーストを絶縁シート
の貫通孔のすくなくとも内周面に吸着・付着させて、そ
の内周面に導電層を形成するものである。なお、導電ペ
ーストは貫通孔の内周面のみでなく、貫通孔内を充填し
て、スルーホールを満たすような導電層を形成する場合
も含まれる。

【０００７】このようにすれば、絶縁シート吸着部材を
各種の絶縁シートの孔パターンごとに制作する必要がな
くなり、またシート吸着部材を交換する必要もなくな
る。従って、スルーホール形成に伴う設備費用が低減
し、また面倒な交換作業も省くことができる。

【０００８】さらに、吸引により絶縁シートを絶縁シー
ト吸着部材に吸着して固定することもできる。このよう
にすると、通気性シート部材を絶縁シートと同程度ある
いはそれ以上とすることができ、通気性シート部材の取
扱が容易となる。ただし、絶縁シートの固定は必ずしも
通気性シートを介して行わなければならないという訳で
はなく、絶縁シートの固定は別途適宜の方法で行う一
方、スルーホールとなる貫通孔付近のみ通気性シート部
材を介しておき、他の部分は直接セラミックシートを吸
着することもできる。

【０００９】そして、シート吸着板等のシート吸着部材
は、絶縁シートに設ける貫通孔の孔パターンの違いに関
わらず、所定の汎用パターンで配置したものとすること
ができる。つまり、絶縁シートの貫通孔に１対１で対応
する専用の吸引孔がなくても、その通気性シート部材に
よりインク等の印刷ペーストが吸引され、スルーホール
用貫通孔のすくなくとも内周面にそのインク等のペース
トが塗布される。余分なペーストは通気性シートで止ま
り、不必要に広がることが抑制され、また絶縁シートの
所定枚数のスルーホール形成（印刷等）を行うことによ
り、通気性シート部材の汚れや目詰まりを生じた場合
は、これを簡単に交換することができる。

【００１０】特に、通気性シート部材として、紙・布あ
るいは不織布等を使用すれば、それらは安価であって交
換も容易である。さらに、通気性シート部材に吸着され
た導電ペーストが貴金属その他を含む場合には、これを
容易に回収することができ、また、拭き取り等の作業を
要しないので、溶剤を使用することも不要である点で好
ましい。

【００１１】また、絶縁シートとしては、セラミックグ
リーンシート（未焼成セラミック生シート）の他に焼成
済セラミックシート（基板）を用いることができる。こ
のような場合には、貫通孔を有する焼成済セラミックシ
ートの該貫通孔内に、導体成分及びバインダ成分を１０
０重量部とする場合の該バインダ西部の含有量が１０〜
３０重量部である導体ペーストを充填し、酸化雰囲気中
で加熱して上記バインダ成分を除去して上記導体成分を
上記貫通孔内に充填することにより、上記焼成済セラミ
ックシートの表面及び裏面に形成された各回路パターン
を接続するとよい。

【００１２】また、絶縁シートとして、セラミックグリ
ーンシートまたは焼成済セラミックシート等、印刷ペー
ストを印刷後焼成するものでは、加熱後に収縮率が７０
〜９０％の導電性インクを用いると焼成後のセラミック
基板の精度の向上を図ることができ、例えば、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ａｇ／Ｐｄ等の貴金属が含まれているものをあげる
ことができる。

【００１３】また、ホウケイ酸鉛系ガラスをガラス主成
分とするガラスセラミックからなる絶縁シートに形成し
た貫通孔には、二酸化マンガンを０．２〜１重量部、酸
化銅を０．２〜１重量部、二酸化珪素を０．３〜１重量
部、モリブデン及びタングステンの金属粉末を３〜５．
６重量部含有する印刷ペーストを印刷・充填し、スルー
ホールを形成すると、絶縁シートとの密着強度、焼成マ
ッチングに優れ、導体損失を低減した配線基板を同時焼
成により容易に製造できる。

【００１４】さらに、絶縁シートとして、ガラス−ＢＴ
（ビスマレイミド−トリアジン樹脂）複合基板、高Ｔｇ
ガラス−エポキシ複合基板（ＦＲ−４、ＦＲ−５等）の
有機樹脂を含むものを用いる場合には、例えば、ドリル
加工やレーザによって絶縁シートに貫通孔を形成し、該
貫通孔の内周壁にスルーホールメッキを施したのちに、
導電性または絶縁性の印刷ペーストを充填することが行
われる。スルーホールメッキを行わない場合には、絶縁
シートの表面および裏面を接続するために、導電性の印
刷ペーストを用いる必要がある。

【００１５】ここで用いられる印刷ペーストとしては、
印刷ペーストの硬化体の熱膨張係数と絶縁シートの厚み
方向（Ｚ方向）の熱膨張係数との差の絶対値が２０ｐｐ
ｍ／℃以下であるものを用いるとよい。ここにいう「熱
膨張係数」とは、プリント配線板を構成する材料の−５
５℃〜１２５℃の間のＴＭＡ（熱機械分析装置）にて測
定した値をいう。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例を参照し
つつ、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明
に従うスルーホール形成のための一例を示すもので、従
来の図５と比較すると明らかなように、シート吸着部材
としての吸着板３０に設けられたインク吸引孔３１は、
絶縁シート１の貫通孔２と１対１で対応しない。その代
わりにシート吸着孔３１は、絶縁シート１に対応する範
囲で、汎用パターンとして多数設けられている。また、
この吸着孔３０と絶縁シート１との間に、通気性シート
部材として例えば薄い紙２０を介して、貫通孔２の下方
の開口から吸引し、絶縁シート１の吸着・固定を行い、
図３のようにスルーホール１０を得る。

【００１７】この手順について、図４によりさらに詳し
く説明する。その（ａ）に示すように、前述の絶縁シー
ト吸着孔３１が汎用パターンとなるように多数均等に配
置・穿孔された汎用の絶縁シート吸着板３０上に、通気
性シート部材として、紙２０をセットする。この紙は例
えば習字紙のように薄いものでよく、例えば両面テープ
や固定用のクリップ等で吸着板３０に固定する。次に
（ｂ）に示すように、紙２０上にキャリアフィルム付グ
リーンシート１’をセットして真空吸着し、紙２０を挟
んで吸着板３０にそのシート１’を固定する。

【００１８】ここで、グリーンシート１ａ自体は、例え
ば厚さ０．５０ｍｍ程度の未焼成セラミック生シートで
あり、その裏面に、例えば厚さ０．４８ｍｍのキャリア
フィルム１ｂを配して、全体としてキャリアフィルム付
グリーンシート１’とすることができ、その場合、全体
厚みは例えば０．０９８ｍｍ程度となる。また、このグ
リーンシート１ａ及びキャリアフィルム１ｂを貫く貫通
孔２は、例えばその直径０．２５ｍｍ程度のものであ
る。なお、キャリアフィルム１ｂは、薄いグリーンシー
ト１ａが破れたりしないように補強し、ハンドリングし
やすくなる役割を果たす。このキャリアフィルム１ｂの
材質は、例えばポリエステルやＰＥＴ等の有機高分子で
ある。

【００１９】そして、図３（ｃ）に示すように、マスク
７をキャリアフィルム付グリーンシート１’のキャリア
フィルム１ｂと反対側の面（図中上側）に被せ、スクリ
ーン印刷等を行うことにより、シート１’の貫通孔２の
内周面に導電性インク８を真空吸着（吸引）して、スル
ーホール１０を形成する。この際、吸着されるインク８
は吸着孔３１を通じ紙２０を介して吸着される。ここで
紙２０の通気性によりインク８は紙２０側（図中下側）
に向かって吸引されるが、そのインク８は紙２０の繊維
部分で止まり、不必要に広がることはない。また、イン
ク８が吸着孔３１やハウジング６（図１参照）によって
形成される負圧室内に入ることもない。従って吸着板３
０やハウジング６の掃除を不要とし、あるいは回数を低
減できる。上記のようにして、貫通孔２の内周面に導電
性インク８が塗布（印刷）されたスルーホール１０を得
た後、（ｄ）に示す状態から次の積層工程等に流れ、適
当な段階でキャリアフィルム１ｂは剥がされることとな
る。

【００２０】ここで、シート１’に対し、ある程度の枚
数をスクリーン印刷（導電性インク８の塗布）を行っ
て、紙２０にインクによる汚れや目詰まり等が生じれ
ば、紙２０を新しいものと交換することができる。

【００２１】以上の説明では、通気性シート部材として
紙を用いる例を示したが、要するに適当な通気性を有
し、かつ適当な強度、つまり吸引により破れたり伸びて
皺になったりしない程度の強度を有するものであれは、
例えばティッシュペイパー状のもの、吸取紙、インク等
を拭き取るためのワイパー用紙等でもよい。このような
紙の質については、吸着孔３１の吸着孔径や、シート
１’側のスルーホール用貫通孔２の径や数、真空ポンプ
の吸引力や吸着板３０の面積等に応じて、厚み方向に良
好な通気性及び適切な強度があるものを適宜使用するこ
とができる。言い換えると、紙２０の厚さはあまり厚い
と良好に吸引しにくくなり、他方あまり薄いとインクの
付着によりすぐに目詰まり等を起こしやすいので、それ
らを考慮して適切な厚みとし、交換頻度等も適宜設定す
ることができる。

【００２２】さらに、通気性シート部材としては、紙以
外に、例えば不織布や布等でもよい。また、ワイパー用
布等は発塵性が少なく、インクが目詰まりしたら洗浄し
て繰り返し使用できるので、より好ましいと言える。ま
た、絶縁シート吸着部材として吸着孔を適宜穿孔した吸
着板を用いた例を示したが、その他、厚み方向に通気性
のある多孔質体（例えば多孔質鋳鉄や多孔質セラミッ
ク）を用いてもよい。

【００２３】さらに、以上の説明では絶縁シートとして
セラミックグリーンシート（未焼成セラミック生シー
ト）を用い、これにスルーホールを形成する場合を例に
とったが、焼成されたセラミックシート（基板）におい
て、印刷ペーストを貫通孔に塗布して焼き付ける方法で
あっても、本発明を適用できる。つまり、グリーンシー
トの焼成と印刷ペーストの焼き付けを同時に行ういわゆ
る同時焼成（ｃｏ−ｆｉｒｅ）法のみならず、予め焼成
したセラミックシートに対し印刷ペーストを焼き付ける
いわゆる後焼成（ｐｏｓｔ−ｆｉｒｅ）法でも差し支え
ないということである。また、セラミック製の絶縁シー
トの他に、有機樹脂を含む樹脂製の絶縁シートを用いる
こともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うスルーホールの形成に用いる設備
の一例を示す斜視図。

【図２】図１に示す設備の断面図。

【図３】導電性インク吸引時の説明断面図。

【図４】本発明に従うスルーホール形成の手順の一例を
示す工程図。

【図５】従来のスルーホール形成に用いる設備の一例を
示す斜視図。

【図６】図５に示す設備の断面図。

【図７】従来のスルーホール形成の作用の説明図。

【符号の説明】

１ 絶縁シート １’ キャリアフィルム付グリーンシート １ａ グリーンシート １ｂ キャリアフィルム ２ 貫通孔 ８ 導電性インク（印刷ペースト） １０ スルーホール ２０ 紙（通気性シート部材） ３０ 絶縁シート吸着部材 ３１ 絶縁シート吸着孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸着孔が形成された絶縁シート吸着部材の
   上に、通気性シート部材を介在させて絶縁シートを載置
   し、該絶縁シートに形成した貫通孔の一方の開口から印
   刷ペーストを供給するとともに、該吸着孔を通じ該通気
   性シート部材を介して他方の開口から該印刷ペーストを
   吸引することにより、該貫通孔の少なくとも内周面に該
   印刷ペーストを塗布してスルーホールを形成するスルー
   ホールを有する絶縁シートの製造方法。
2. 【請求項２】前記吸着孔を通じ前記通気性シート部材を
   介して吸引することにより、前記絶縁シートを前記絶縁
   シート吸着部材に吸着して固定するとともに、該貫通孔
   の該他方の開口から該印刷ペーストを吸引して該貫通孔
   の内周面に少なくとも該印刷ペーストを塗布する請求項
   １に記載のスルーホールを有する絶縁シートの製造方
   法。
3. 【請求項３】前記通気性シート部材は、通気性を有する
   紙、布または不織布からなる請求項１または２に記載の
   スルーホールを有する絶縁シートの製造方法。
4. 【請求項４】前記絶縁シートに形成した前記貫通孔の孔
   パターンの違いに関わらず、前記絶縁シート吸着部材と
   して、前記吸着孔を所定の汎用パターンで配置した絶縁
   シート吸着部材を用いる請求項１〜３のいずれかに記載
   のスルーホールを有する絶縁シートの製造方法。