JP2003158366A - 回路形成基板の製造装置とそれを用いた回路形成基板の製造方法 - Google Patents
回路形成基板の製造装置とそれを用いた回路形成基板の製造方法Info
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Abstract
製造方法において、高位置精度を再現性高く実現し、低
コストで信頼性の高い回路形成基板の製造方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 連続したPETフィルムの伸び量は、第
1組のロールの摩擦係数によって変動していたと考えら
れ新品の使用時から摩擦係数を非常に小さく調整したこ
とで新しいときから古くなるまで摩擦係数の変動が無く
なることでPETフィルムの伸ばされる量が安定したと
推測でき、特にロール交換時の摩擦係数に変動が無くな
り寸法変化が安定した。
Description
装置とそれを用いた回路形成基板の製造方法に関するも
のである。
って、電子部品を搭載する回路形成基板も従来の片面基
板から両面、多層基板の採用が進み、より多くの回路を
基板上に集積可能な高密度回路形成基板の開発が行われ
ている。
く用いられてきたドリル加工による基板への穴(スルー
ホール)加工に代わって、より高速で微細な加工が可能
なレーザー加工法の採用が検討されている(たとえば、
Y.Yamanaka et al.,ExcimerLaser Processing In The M
icroelectronics Fields 等)。また、レーザーによる
微細な穴加工と導電性ペースト等の接続手段を用いて層
間接続を行う回路形成基板も提案されている(特開平6
−268345号公報等)。
間を接続する技術においては、レーザー加工機が高精度
位置加工能力を持っていても、基板自体の寸法に収縮が
起こり変動してしまえば層間の位置合わせに誤差を生じ
層間接続を困難にさせる。
が入らないようにフィルムを引っ張り張力を与えながら
基板材料に貼り付けるため、基板材料はフィルムの収縮
応力を受け一旦収縮する。
にビア穴をレーザーにより穴加工する。このフィルム
は、導電ペーストを微細穴に充填するに際しマスクの役
目を果たす。
ムは剥離除去される。
っていた収縮応力が除去されるため基板材料は元のサイ
ズに戻ろうとする。
でないと高精度なビア穴位置を得ることは難しくなる。
に、フィルム材料に張力を与える方法として、先頭の小
径ロール401a,401b、次に大径ロール402
a,402bを駆動ベルトで繋ぎ1つのローラーで同期
させて回転させることでロール間で外周差を利用して一
定の張力を得ていた。
を得る方法として非常に有効な手段である。
はロール表面の摩擦係数が異なることで図6に示すよう
に基板材料の寸法変化に差を生じていた。
れまで摩擦係数が0.2のものを使用していたのに急に
1.7程度の摩擦係数となるので寸法差が大きくなる。
でロール表面の摩擦係数は経時変化するためロール交換
直後は図6の新品ロールの領域に示すように寸法が安定
しない(参考として、図8に摩擦係数測定の概略図を示
す。ロール302に本工法で使用するフィルム303を
5cm幅で任意の長さにして90゜巻き付け片方の端部
におもり304をぶら下げ、もう一方の端をバネばかり
301で静かに引っ張りフィルムが動いたときの荷重
(T)を読みとり図8記載の数式に代入しμ(摩擦係
数)を算出する。)。
貼り付けているが、貼り付け後、図9に示す第3組のロ
ール403a,403bで基板材料を貼り付けたフィル
ムごと一定の張力で引っ張って成型し寸法収縮を抑制し
ている。しかし、フィルムをロールツーロールの方式で
連続的に稼動を行うことで第3組のロール403a,4
03bは基板材料から熱を受け高温となり、基板材料自
体も温度が下がらなくなってしまう。
bの間を通過したのち基材は軟化状態となり、第3組の
ロール403a,403b後方に配置された基板材料の
寸法変化を調整するためのダンサロール404などの張
力の影響を受け寸法変化量が基板材料温度によって図7
に示すように変動する。したがって、高精度な回路基板
を作るのが困難な状態にあった。
貼り付ける目的は前述したように、基板の表裏あるいは
内層に形成された回路を相互に接続するための導電ペー
ストの充填を行うためのマスクフィルムとして用いるた
めである。
めには穴加工の位置精度が非常に重要となり僅かなずれ
のために層間の接続信頼性に重大な影響を与える。その
ため、高精度で再現性が高く確実に穴加工する必要があ
る。
ルムと基板材料を貼り付けるときに発生する基材寸法の
変化が安定しない可能性があるため回路基板を多層化す
るときに層間でビアとランドがずれたりして、隣接間シ
ョートもしくはオープンなどの悪影響を与える問題が発
生する。
を実現し、低コストで信頼性の高い回路形成基板の製造
方法およびその製造装置を提供することを目的とする。
に、本発明は、シート状被加工物を上下2本を1組とす
るロール間を通過させることによってフィルムを貼り付
ける複数組のロールで構成され、少なくとも第1組のロ
ールの後方に第2組のロールを備え、前記第1組のロー
ルは段付き構造であって、その端部の径は前記シート状
加工物が通過する部分の径よりも大きく、前記第2組の
ロールの径は前記第1組のロールの端部の径と略同一で
あり、かつ前記第2組のロールは前記第1組のロールと
同期して回転することを特徴とする回路形成基板の製造
装置を提供するものである。
その製造装置を用いて基板用基材の片面あるいは両面に
フィルム状材料を貼り付けてフィルム付き基板用基材と
する貼り付け工程を含み、複数の材質より構成される基
板材料に貫通あるいは非貫通の穴加工を行う穴形成工程
と、前記穴形成工程にて形成された貫通あるいは非貫通
の穴に回路形成基板の表面に形成される回路または内部
に形成される回路を相互に接続する接続手段を形成する
工程を含み、前記基板用基材の片面あるいは両面にフィ
ルム状材料を貼り付けてフィルム付き基板用基材とする
貼り付け工程でフィルム材料に加わる張力がロール交換
した場合でも変動せず、さらに、フィルムを貼り付けた
後の基板材料の温度を速やかに除去することで寸法変化
量が安定したフィルム付き基板材料を得るものである。
ザー加工位置精度を失うことなく、低コストで信頼性の
高い回路形成基板を提供できるものである。
よび請求項15に記載の発明は、第1組のロールは加熱
する手段を有した段付きロールで端部の径が大きく、前
記被加工物が通過する部分が細い径になっているためロ
ール端部で上下ロールが接触することで被加工物が通過
する部分に一定の空隙が形成できるので被加工物に圧縮
を加えずに熱を与えることができる構造としたものであ
る。
ルの大きい側の径と同じ外径であり被加工物を加熱加圧
する能力を有し、前記第1組のロールと同期して回転す
ることで前記第1組のロールの細い径の部分と周速差を
得る構造にすることにより、被加工物に加える応力を一
定にする作用を有する。
がシート状被加工物とフィルムの厚みの合計以上の隙間
を有した構造とすることでシート状被加工物とフィルム
を接着することなく予熱できる作用を有する。
工物に含まれる接着剤の軟化点以下とすることで被加工
物の軟化を抑止し固化を促進することで被加工物の寸法
挙動を抑制する作用を有する。
発明は、ロールの材質が耐熱性のフッ素ゴムとすること
で加工条件を高温にすることができ加工速度を速く、均
一な圧力を被加工物に与えかつロール表面の物性を得や
すくする作用を有する。
発明は、一定の加工条件を再現し、長期に渡るロールの
物性変動を少なくする作用を有するものである。
のロールと第2組のロールを同期させて回転させる手段
として、確実に同期することのできる方法を提供するも
のである。
の発明は、容易にかつ効果的に温度を低下させることが
でき、水を流すことで安価で再利用も可能となる。
することで設備の製造コストを低減することもできる。
組のロールの直後で被加工物に冷却用の気体を当てる装
置を備えることで確実に被加工物の温度を下げる作用を
有する。
用基材の片面あるいは両面にフィルム状材料を貼り付け
てフィルム付き基板用基材とする貼り付け工程に本発明
の回路形成基板の製造装置を用いることで寸法精度の優
れた高精度な回路基板を作成できる作用を有する。
用基材が補強材に熱硬化性樹脂を含浸してBステージ化
したプリプレグとしたものであり、熱硬化性樹脂が未硬
化分を含むものに対しても熱の影響を最小限にできる作
用を有する。
材がガラス繊維織布あるいは不織布であるものであり、
熱硬化性樹脂とガラス繊維の加工レートの差による穴内
壁の凹凸を低減できる作用を有する。
材が芳香族ポリアミド繊維織布あるいは不織布としたこ
とで樹脂の含浸を容易にし十分にBステージ化した熱硬
化性樹脂を保有することができるため樹脂の温度特性を
容易に利用できるという作用を有する。
態について、図1から図4を用いて説明する。
基板の製造方法の工程断面図である。
角、厚さ約150μmの絶縁基材としての基板材料であ
り、例えば芳香族ポリアミド繊維(以下アラミド繊維と
称する)で構成された不織布に熱硬化性エポキシ樹脂
(以下エポキシ樹脂と称する)を含浸させた複合材から
なる樹脂含浸基材が用いられる。
く、未硬化分を含むいわゆるBステージ状態である、基
板材料1は通常プリプレグと呼ばれるものである。
布した厚さ約20μmの剥離可能な樹脂性フィルムであ
り、例えばポリエチレンテレフタレート(以下PETフ
ィルムと称する)が用いられる。3a,3bは高温に加
熱されたラミネートロールであり約130℃でPETフ
ィルム4a,4bで挟持した基板材料1を挟み加熱加圧
することでフィルムラミネートを行う。
貼り付ける本発明のラミネート装置を図3に示し詳細に
説明する。
ルムをロール状に巻いたもの(以下PETロールと称す
る)である。
し軸(図示せず)に取り付けられていて連続したPET
フィルム120をラミネート装置に連続で供給してい
る。
第1組のロールであり、図4に示すように、形状は段付
きロールで端部が外径99.7mmを有し、基板材料1
および連続したPETフィルム120が通過する部分
は、外径99.0mmを有し表面の摩擦係数を0.2〜
0.3に調整されかつ110℃に温度調節されたロール
である。
下ロールが接触し、細い部分は接触せず隙間が形成され
るため基板材料1が加圧を受けずに予熱できるしくみに
なっている。
巻かれたものが用いられている。耐熱性ゴムの材質とし
ては耐熱シリコンゴムやフッ素ゴム等がある。
小さくしにくく、表面凹凸が大きい。しかも柔らかいた
め面で抑えると凸部が潰れ、接触面積が広がり摩擦力が
強くなる。
さくすることが可能なため摩擦係数の調整が行いやすい
特性を有している。
なり第1組のロール102a,102bの太い部分の径
と同じ外径99.7mmを有し140℃に温度調節され
た第2組のロールであり、基板材料1と連続したPET
フィルム120を加熱加圧することでラミネート貼り付
けを行う。
3bに接続された本装置を駆動するためのACサーボモ
ーターであり、105は第1組のロール102a,10
2bと第2組のロール103a,103bの回転を同期
させるための駆動ベルトである。
組のロール103a,103bが同期することにより、
第1組のロール102a,102bの径の細い部分の外
周が(表1)に示すように第2組のロール103a,1
03bに比べロール1回転当たり2.19mm小さくな
るため、第1組のロール102a,102b上でのPE
Tフィルム搬送量が少なくなる。
3bは、第1組のロールより1回転当たり2.19mm
分だけ多く回るので第1組のロールと第2組のロール1
03a,103b間にある連続したPETフィルム12
0は計算上2.19mm伸ばされることになる。
103a,103bの圧力しか受けないので伸ばされる
ことはなく(熱膨張は別として)、伸ばされたPETフ
ィルムと貼り付けられる。
後は基板材料1に貼り付いた状態で連続したPETフィ
ルム120は収縮に転じるために基板材料1もその応力
で収縮する。
量は、第1組のロールの摩擦係数によって変動していた
と考えられ新品のときから摩擦係数を0.2〜0.3に
小さく調整することで、新品のときから古くなるまで摩
擦係数の変動を無くすことで、PETフィルムの伸ばさ
れる量が安定し、特にロール交換時の摩擦係数に変動を
無くすことにより寸法変化が顕著に安定した(図6参
照)。また、ロール交換後、摩擦係数が0.15になっ
ても安定しているのを確認した。
力を有した第3組のロールである。107は第3組のロ
ール駆動用モーターであり、第2組のロールの速度同等
以上で回転させている。
03a,103bで加熱加圧され高温状態になっても第
3組のロール106a,106bで効率的に熱を吸収、
排出するための冷媒を循環させるための配管である。
すると効果大である。
ル106a,106bから基板材料1が排出された直後
に強制的にエアーを吹き付けることで、基板材料1と第
3組のロール106a,106bを冷却するためのエア
ーノズルである。
テージ樹脂を軟化点温度以下にすることを短時間にでき
るので基板材料1の寸法変化を安定化させることができ
た(図7参照)。
がガラスエポキシの場合、寸法が不安定になるだけでな
くうねりや反りを発生させ、歩留まりを悪化させる原因
となる。第3組のロールは冷却しながら成形する能力を
有している。
ルムを貼り付けた基板材料を後方に円滑に送る役目を有
し、111は、ダンサロールであり基板材料の寸法変化
を調整するための張力を発生させる機能を有し、PET
フィルムの送りを調整するバッファ機能も有する。
ルムを貼り付けた基板材料を後方に円滑に送る役目を有
する。
ルであり連続したPETフィルムの間に挟持された基板
材料をラミネートされた状態で枚葉にするため基板の先
端部をセンサー(図示せず)で検知し、前記ダンサロー
ル111をコントロールして基板材料を停止させ切断位
置を調整するロールである。
ル113a,113bで位置決めされた基板材料を枚葉
に切断する。115は枚葉に切断されたラミネート済み
基板材料であり取り出し機によってストッカー117に
積み重ねる(図示せず)。
精度で安定したフィルムラミネートが行われる。
に示すように基板材料1とPETフィルム4a,4bは
安定した条件で貼り付けられるため寸法変化が安定した
基板材料が得られる。
ムを貼り付けた基板材料1上にレーザー光9を照射して
貫通穴10を形成する。
クリーニングを行い清浄にする(図示せず)。
段を用いて導電性ペースト13をゴムスキージ11によ
って貫通穴10に充填する。14は導電性ペーストが充
填された貫通穴である。
クフィルムであるPETフィルムを剥離後、60℃30
分加熱乾燥することで基板材料1はフィルムラミネート
時に受けた収縮応力を解放し元の寸法に戻る。
す。ラミネート時の収縮量がばらついているとこの剥離
乾燥後の伸び(戻り)量もばらつくが、本発明の効果に
より収縮量が安定したため伸び量(戻り量)も安定し
た。
a,15bで基板材料1を挟み込み、熱プレス装置(図
示せず)を用いて加熱加圧することにより基板材料1は
成形され、それと同時に導電性ペーストが充填された貫
通穴14によって金属箔15aと金属箔15bは電気的
に接続される。
パターンニングすることにより図1(g)に示すような
回路パターン16を有する両面回路形成基板が得られ
る。
を図2に示す。
(e)で示したPETフィルムを剥がしたペースト充填
済み基板材料202a,202bである。それぞれ乾燥
後、図2(b)に示すように両面回路基板201をコア
にしてその上下を基板材料202a,202bとをピン
ラミなどの方法で位置決めして積層しさらに金属箔20
3a,203bで挟持する。
示す4層板ができ全層の導通が基板材料に設けられた導
電性ペーストが充填された貫通穴によって実現される。
状にパターンニングすることにより図2(d)に示すよ
うに4層回路形成基板が得られる。
をコアにして複数回繰り返すことによりさらなる多層回
路形成基板が得られることはいうまでもない。
安定していれば積層時精度も安定するため高精度な基板
を作成することが可能となる。
造装置およびそれを用いた製造方法によって、基材寸法
変化の変動を無くすことができる。
低くすることでロール使用中や交換時の基材寸法変化の
変動を抑え、さらに製造装置を連続稼動しても寸法ばら
つきを抑制することができ、高精度の寸法を有した信頼
性の高い回路形成基板の製造方法を提供できるものであ
る。
造方法の工程断面図
造方法の工程断面図
造装置の概略構成図
造装置の第1組のロールの概略構成図
化を示す図
化を示す図
板材料の寸法変化を示す図
Claims (19)
- 【請求項1】 シート状被加工物を上下2本を1組とす
るロール間を通過させることによってフィルムを貼り付
ける複数組のロールで構成され、少なくとも第1組のロ
ールの後方に第2組のロールを備え、前記第1組のロー
ルは段付き構造であって、その端部の径は前記シート状
加工物が通過する部分の径よりも大きく、前記第2組の
ロールの径は前記第1組のロールの端部の径と略同一で
あり、かつ前記第2組のロールは前記第1組のロールと
同期して回転することを特徴とする回路形成基板の製造
装置。 - 【請求項2】 第1組のロールおよび第2組のロールは
加熱する手段を備えていることを特徴とする請求項1に
記載の回路形成基板の製造装置。 - 【請求項3】 第2組のロールの後方に、冷却手段を備
えた第3組のロールを備えた請求項2に記載の回路形成
基板の製造装置。 - 【請求項4】 第1組のロールの端部の径とシート状加
工物が通過する部分の径の差は、シート状加工物の厚み
と貼り付けるフィルム厚みの総和よりも大であることを
特徴とする請求項1に記載の回路形成基板の製造装置。 - 【請求項5】 ロールの材質が耐熱性ゴムであることを
特徴とする請求項1に記載の回路形成基板の製造装置。 - 【請求項6】 耐熱性ゴムがフッ素ゴムとしたことを特
徴とする請求項5に記載の回路形成基板の製造装置。 - 【請求項7】 第1組のロールの表面摩擦係数を所定範
囲内に規定したことを特徴とする請求項1に記載の回路
形成基板の製造装置。 - 【請求項8】 所定範囲内の表面摩擦係数は0.15〜
1.0であることを特徴とする請求項7に記載の回路形
成基板の製造装置。 - 【請求項9】 第1組のロールと第2組のロールを同期
させて回転させる手段として、第1組もしくは第2組の
ロールにモーターを接続して回転駆動を与え、さらに第
1組と第2組のロールをベルトもしくは歯車で繋ぎ動力
を伝える構造としたことを特徴とする請求項1に記載の
回路形成基板の製造装置。 - 【請求項10】 第3組のロールを冷却する手段として
ロールの内部に流体を流すことを特徴とする請求項3に
記載の回路形成基板の製造装置。 - 【請求項11】 第3組のロール内に流す流体を液体と
することを特徴とする請求項10に記載の回路形成基板
の製造装置。 - 【請求項12】 第3組のロール内に流す液体を水とす
ることを特徴とする請求項11に記載の回路形成基板の
製造装置。 - 【請求項13】 第3組のロール内に流す流体を空気と
することを特徴とする請求項10に記載の回路形成基板
の製造装置。 - 【請求項14】 第3組のロールの後方直後にシート状
被加工物に冷却気体を当てる手段を備えたことを特徴と
する請求項3に記載の回路形成基板の製造装置。 - 【請求項15】 第3組のロールの冷却温度は、シート
状被加工物に含有されている接着剤の軟化点以下の温度
が設定されていることを特徴とする請求項3に記載の回
路形成基板の製造装置。 - 【請求項16】 シート状の基板用基材の片面あるいは
両面にフィルム状材料を貼り付けてフィルム付き基板用
基材とする貼り付け工程を含み、複数の材質より構成さ
れる基板材料に貫通あるいは非貫通の穴加工を行う穴形
成工程と、前記穴形成工程にて形成された貫通あるいは
非貫通の穴に回路形成基板の表面に形成される回路また
は内部に形成される回路を相互に接続する接続手段を形
成する工程を含む回路形成基板の製造方法において、前
記貼り付け工程は請求項1に記載の回路形成基板の製造
装置を用いて行うことを特徴とする回路形成基板の製造
方法。 - 【請求項17】 基板用基材が補強材に熱硬化性樹脂を
含浸してBステージ化したプリプレグからなることを特
徴とする請求項16に記載の回路形成基板の製造方法。 - 【請求項18】 補強材はガラス繊維織布あるいは不織
布である請求項17に記載の回路形成基板の製造方法。 - 【請求項19】 補強材は芳香族ポリアミド繊維織布あ
るいは不織布である請求項17に記載の回路形成基板の
製造方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2005057997A1 (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 回路基板の製造方法 |
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