JP2003320640A - ペーストバンプ形成方法、及びペーストバンプ形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高さのバラツキが小さい多数個のペーストバ
ンプを形成する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 導電性ペースト８０を擦り込んで充填す
るための可撓性のスクリーンマスク２０の上面側の、ス
キージ部材６０の後ろ側に曲率ガイド７０を介在させ
る。スキージ部材６０の通過により銅箔３表面に押圧さ
れたスクリーンマスク２０は曲率ガイド７０の下端縁７
２に沿って離間するため、スキージ操作の間終始一貫し
てスクリーンマスク２０は一定の曲線に沿って離間す
る。その結果多数個のペーストバンプ８１の形成条件が
均一化されて高さのバラツキが抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層プリント配線
基板の層間接続に供するバンプの形成方法、及びペース
トバンプ形成装置に係り、更に詳細には、導体ペースト
をスクリーン印刷技術を用いて印刷することによりペー
ストバンプを形成するペーストバンプ形成方法、及びペ
ーストバンプ形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、多層プリント配線板の製造方
法として、銅箔上に導電性ペーストをスクリーン印刷し
て略円錐状の微小なペーストバンプを形成し、この銅箔
をプリプレグと他の銅箔と重ねてプレスすることにより
絶縁基板両面の銅箔間の電気的導通を形成する方法がＢ
^２ｉｔ法（登録商標）として知られている。

【０００３】図１１は代表的なＢ^２ｉｔ法によるバンプ
形成方法を模式的に描いた図である。

【０００４】図１１に示したように、このＢ^２ｉｔ法で
は配線板又は金属箔１０８に対向かつ離間してスクリー
ンマスク１０５を配置する。スクリーンマスク１０５
は、スクリーンマスク張設部１０３、１０４に張設され
ている。また、スクリーンマスク１０５は、導電性ペー
スト１０６を配線板または金属箔１０８に移動転写し付
着させるための吐出孔１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，
１０５ｄ，１０５ｅ，…を備えている。

【０００５】スキージ１０１は、線状にスクリーンマス
ク１０５を押し下げ、スクリーンマスク１０５と配線板
又は金属箔１０８とが当接するようにする。この状態で
スキージ１０１は図中右から左に移動（当接線状と垂直
方向に移動）するが、その際にスキージ１０１の前方に
接してスクリーンマスク１０５上に導電性ペースト１０
６が存在するようにしておく。

【０００６】このような状態でのスキージ１０１の移動
により、導電性ペースト１０６はスキージ１０１の直下
付近ではその一部が吐出孔１０５ｂに充填される。吐出
孔１０５ｂに充填された導電性ペースト１０６はスキー
ジ１０１が移動しスクリーンマスク１０５が配線板又は
金属箔１０８から離間し始めると、粘着力や表面張力に
より一部は配線板や金属箔１０８に引っ張られ、一部は
吐出孔１０５ｂ（１０５ｃ）に残留するように引っ張ら
れる。

【０００７】スクリーンマスク１０５と配線板又は金属
箔１０８との距離が更に大きくなると、一部が吐出孔１
０５ｃ（１０５ｄ，１０５ｅ）に残り、配線板又は金属
箔１０８に引っ張られた部分は分断されて先端が尖った
形状で配線板又は金属箔１０８に付着する。

【０００８】この先端の尖った形状の導電性ペースト
（以下、先端の尖った形状の導電性ペーストを「ペース
トバンプ」という。）を乾燥させて硬化し、半硬化状態
の絶縁基板（プリプレグ）を貫通させて層間接続部材と
して供する。このようなスクリーン印刷による層間接続
部材は細かいピッチで形成することができ、配線板に要
求されるファインピッチ化の要請に応え得るものとして
用いられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなペースト
バンプ１０７には、絶縁基板を貫通するためにある程度
の高さが必要とされる。更に一枚の配線板に形成するペ
ーストバンプ１０７の数は数百から数千個にも及ぶが、
これら非常に多数個のペーストバンプ１０７について高
さのバラツキを最小限に抑える必要がある。ペーストバ
ンプ１０７のバラツキが大きいと層間接続信頼性が著し
く損なわれ、多層配線板としては致命的な品質不良とな
るからである。

【００１０】ところで、図１１に示したような従来のペ
ーストバンプ形成方法では、ペーストバンプ１０７の最
終的な高さはスクリーンマスク１０５と金属箔１０８と
の離間条件によって決定される。ところが、図１１に示
したように従来の方法ではスキージの開始から完了の間
に離間条件は順次変化する。すなわち、開始直後はスク
リーンマスク１０５と金属箔１０８との成す角（離間角
度）αが大きく、離間速度も大きいが、スキージ１０１
の移動と共に離間角度も離間速度も変化する。そのた
め、スキージの方向により開始部分周辺、中間部分、末
端部分周辺とでペーストバンプ１０７の高さがバラツキ
やすく、層間接続信頼性が不十分であるという品質上の
問題がある。

【００１１】また配線板で必要とされるファインピッチ
化が更に進むと、高さを維持したままで底面積に対して
相対的に高さが高い形状、いわゆる高アスペクト比を備
えた形状であることが求められる。

【００１２】このような観点でＢ^２ｉｔ法によるペース
トバンプ形成法を見てみると、高アスペクト比化するに
は一定の限界が存在する。これは上記のようにペースト
バンプの高さはスクリーンマスク１０５と配線板又は金
属箔１０８とが離間したときに、導電性ペースト１０６
が配線板又は金属箔１０８に付着して引っ張られる量に
よって決まるからである。従って単純には吐出孔１０５
ａ（１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ）の容積
を大きくして吐出孔１０５ａ等に充填される導電性ペー
スト１０６の量を増加させればよいので、例えばスクリ
ーンマスク１０５の厚さを大きくすることが考えられ
る。

【００１３】しかしながら、このようにスクリーンマス
ク１０５を厚くしても吐出孔１０５ａ等に引っ張られて
残留する量も多くなり、配線板や金属箔１０８側に付着
される量は単純には増加しない。このため、上記のよう
なペーストバンプ形成方法で十分な高さのペーストバン
プを形成するためには、上記のようなスキージ操作を繰
り返し行うことにより何回かに分けて少しずつ積み上げ
ることによりペーストバンプの高さを高める方法が一般
的である。例えば高さ２００μm程度のペーストバンプ
を形成するために３〜４回に分けて導電性ペーストを積
み上げているのが一般的である。

【００１４】しかし導電性ペーストを一回印刷するたび
に乾燥工程と位置合わせ工程、更にスキージ工程を繰り
返し行わなければならず、工数が増大して低コスト化の
障害となるという生産コスト上の問題がある。

【００１５】本発明は上記従来の問題に鑑みてなされた
発明である。すなわち本発明は少ない印刷回数で所望の
高さのペーストバンプを形成することのできるペースト
バンプ形成方法、及びペーストバンプ形成装置を提供す
ることを他の目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のペーストバンプ形成方法は、被印刷体表面
上に、導電性ペースト保持用の孔を所定位置に備えた可
撓性のスクリーンマスクを張持し、前記スクリーンマス
クを前記被印刷体表面に押圧するスキージ部材を前記被
印刷体表面に沿って移動することにより前記スクリーン
マスク上に載置した導電性ペーストを前記保持用の孔と
前記被印刷体表面とで画定される空間に充填し、前記ス
クリーンマスクが前記被印刷体表面から離間するときの
引張力で前記空間内に充填した導電性ペーストを略円錐
形に成形するペーストバンプの形成方法であって、前記
スクリーンマスクを一定の曲線に沿って離間させること
を特徴とする。

【００１７】上記方法において、前記スクリーンマスク
を一定の曲線に沿って離間させる方法として、例えば、
前記スクリーンマスクを一定の曲線を描く下端縁を備え
た曲率ガイドに沿って離間させる方法を挙げることがで
きる。

【００１８】上記方法において、前記孔下面と前記被印
刷体とを僅かに離間させた状態で、前記孔上部に前記ス
キージ部材を移動させるようにしても良い。

【００１９】上記方法において、前記孔下面と前記被印
刷体とを僅かに離間させた状態で前記孔上部に前記スキ
ージ部材を移動させる方法として、例えば、前記スクリ
ーンマスクと前記被印刷体との間にスペーサを介在させ
る方法が挙げられる。

【００２０】上記のようなスペーサを用いる場合、前記
孔の下側に前記孔より大径の開口部を備えたススペーサ
を用いるのが好ましい。

【００２１】上記方法において、前記スキージ部材の移
動時に前記孔下面と前記被印刷体とを離間させる距離と
して、次式ｄ＝０．０５ｔ〜１．５ｔ（ｔは孔の高さ）
で表される距離ｄを挙げることができる。

【００２２】上記方法において、前記スキージ部材の移
動時に前記孔下面と前記被印刷体とは５０〜３００μm
離間させるのが好ましい。

【００２３】上記方法において、前記導電性ペーストと
して１００〜１００００cps/25℃の粘度を有する組成物
を用いるのが好ましい。

【００２４】上記方法において、前記スキージ部材の一
回の移動で前記孔内に充填される導電性ペースト量とし
て、５×１０^−７〜１×１０^−４ｃｃ用いるのが好まし
い。

【００２５】本発明のペーストバンプ形成装置は、被印
刷体を固定する載置台と、前記載置台の上部に前記載置
台と平行に張持され、バンプ形成位置に穿孔された孔を
有する可撓性のスクリーンマスクと、前記スクリーンマ
スクを前記被印刷体表面に押圧しながら前記被印刷体表
面に沿って移動するスキージ部材と、前記スキージ部材
の移動方向後ろ側で前記スクリーンマスクの上面と接す
る曲線状の下端縁を備え、前記被印刷体表面から離間す
る前記スクリーンマスクを誘導する曲率ガイドとを具備
することを特徴とする。

【００２６】上記ペーストバンプ形成装置において、前
記曲率ガイドとして、曲率半径ＲＧ＝５００〜５０００
ｍｍの下端縁を有するものを用いるのが好ましい。

【００２７】上記ペーストバンプ形成装置において、前
記曲率ガイドが、下端縁にベアリングローラを有してい
ても良い。

【００２８】上記ペーストバンプ形成装置において、前
記スクリーンマスクを介して前記曲率ガイドの下端縁と
対向配置され、前記スクリーンマスク下面を持ち上げる
剥離部材を更に具備していても良い。

【００２９】上記ペーストバンプ形成装置において、前
記孔下端と前記被印刷体表面との間に微小な間隙を形成
するスペーサを更に具備していても良い。

【００３０】本発明の他のペーストバンプ形成装置は、
被印刷体を固定する載置台と、前記被印刷体表面と接触
下に転動する、微細な空孔を備えた多孔質ドラムと、前
記多孔質ドラムの外周面上に配設され、所定位置に孔を
備えたスクリーンマスクと、前記多孔質ドラム内周面上
の所定位置に導電性ペーストを供給するノズルと、前記
ノズルの前記多孔質ドラム回転方向後ろ側で前記多孔質
内周面に接するスキージ部材とを具備することを特徴と
する。

【００３１】本発明によれば、曲率ガイドに沿ってスク
リーンマスクを離間させるので、スキージ開始から完了
までの間終始一貫してスクリーンマスクの離間条件を一
定に保つことができる。そのため、多数個のペーストバ
ンプを形成する際に高さのバラツキを最小限に抑えるこ
とができる。

【００３２】更に本発明によれば、スクリーンマスクと
被印刷体とを僅かに離間させた状態でスキージ作業を行
うので、孔から充填される導電性ペースト量が増大す
る。その一方で充填された導電性ペーストの側面の相当
部分はスクリーンマスクと接触していない。そのため、
スクリーンマスクを被印刷体表面から離間させる際にス
クリーンマスク側に奪われる導電性ペースト量が減り、
一回の印刷で所望の高さのペーストバンプを形成するこ
とができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下本発明の
第１の実施形態について説明する。図１は本発明に係る
ペーストバンプ形成装置の概略構成を示した全体図であ
る。図１に示すように、本発明に係るペーストバンプ形
成装置は、銅箔やプリント配線板等の「被印刷体」を載
置して固定するための載置台１０と、この載置台１０の
両端に配設された「保持部材」としてのスクリーンホル
ダ（以下単に「ホルダ」という。）４０，５０と、これ
らホルダ４０とホルダ５０との間に張持されたスクリー
ンマスク２０と、このスクリーンマスク２０の上面に接
してこのスクリーンマスク２０を載置台１０上に固定さ
れた被印刷体表面に押圧するように付勢されたスキージ
部材６０とから構成されている。

【００３４】ホルダ４０及び５０は昇降可能に配設され
ており、図示しない駆動機構により載置台１０上に固定
された被印刷体から接離可能に配設されている。前記駆
動機構は図示しない制御部によりその動作を制御されて
いる。ホルダ４０，５０は通常は載置台１０上に固定さ
れた被印刷体表面から所定距離例えば数ミリ程度離間し
た位置にあり、後述するスクリーンマスク２０と被印刷
体表面との間に所定距離の間隙を形成する位置に停止し
ている。

【００３５】スキージ部材６０は前記ホルダ４０とホル
ダ５０との間に張持されたスクリーンマスク２０の上面
上に配設された細長い板状の部材であり、前記スクリー
ンマスク２０の幅方向すなわち図１の紙面垂直方向にわ
たって配設されている。スキージ部材６０の材質として
は、ウレタンゴム、シリコンゴム、クロロプレンゴム、
ステンレス鋼、アルミニウム、銅、真鍮または、上記金
属系スキージ先端に上記ゴム系材料を貼り合わせた複合
材料等が挙げられる。スキージ部材６０の厚さとしては
例えば０．１〜３０ｍｍのものを用いるのが一般的であ
る。

【００３６】このスキージ部材６０は前記スクリーンマ
スク２０を載置台１０表面、実際には載置台１０上に固
定された被印刷体の表面に向けて付勢されており、前記
スクリーンマスク２０を被印刷体表面に押圧する。更に
前記スキージ部材６０は図示しない駆動機構により前記
スクリーンマスク２０のスキージ方向、すなわち図中左
右方向に移動可能に配設されている。

【００３７】また、スキージ部材６０の移動方向上流側
には印刷組成物供給用のノズル６５が配設されており、
スキージ部材６０とスクリーンマスク２０との接触点の
直前の位置に所定量の印刷組成物例えば導電性ペースト
８０を供給するようになっている。なお、この印刷組成
物供給用のノズル６５には余分な印刷組成物（導電性ペ
ースト８０）を回収し還流させる吸引ノズル（図示省
略）を更に備えていても良い。

【００３８】スキージ部材６０の移動方向後ろ側、すな
わち図中右側には曲率ガイド７０が配設されている。こ
の曲率ガイド７０は後述するスクリーンマスク２０が銅
箔３表面から一定の距離だけ離間するまでの間、一定の
曲面に沿って離間させるための、当該曲面を画定する部
材である。具体的には前記「一定の距離」とは孔２１内
に充填された導電性ペースト８０が上下に引っ張られて
分断される距離ｈであり、この切断点Ｐでの接線が銅箔
３（載置台）と交わる角度θが０．１〜０．５度である
ような曲面を画定させるための部材である。ここで前記
距離ｈは０．５〜５ｍｍであるのが好ましい。

【００３９】曲率ガイド７０は図１及び図４に示したよ
うに円孤状の断面形状を備えており、曲線状の下端縁７
２がスクリーンマスク２０の上面と接触することにより
スクリーンマスク２０の離間条件を規定する。この下端
部７２は円周状、或いは放物線状の形状を備えており、
その曲率半径ＲＧは５０〜５０００ｍｍであるのが好ま
しい。曲率ガイド７０は金属、樹脂等の材料から構成さ
れている。

【００４０】図５は本実施形態に係る曲率ガイド７０の
斜視図及び変形例の斜視図である。本実施形態に係る曲
率ガイド７０は図５（ａ）に示すように直方体を曲面で
切断したような形状を備えており、前記曲面が下端縁７
２を形成している。図５（ａ）のような一体型の曲率ガ
イド７０の他、図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示したような
構造の曲率ガイドを使用することもできる。図５（ｂ）
は二枚の板状のガイド部材７１ａ，７１ｂを三本の梁７
３ａ、７３ｂ、７３ｃで繋ぎ、下端縁に底板７２ａを貼
り付けた構造の曲率ガイド７０である。図５（ｃ）は薄
い板状のガイド板７１ｃ〜７１ｈを復数枚例えば６枚所
定間隔を空けて平行に並べ、三本の梁７３ｄ、７３ｅ、
７３ｆを貫通させて固定した曲率ガイド７０である。図
５（ｄ）は厚手の底板７２ｂを直接固定する曲率ガイド
７０である。

【００４１】前記ホルダ４０及びホルダ５０間にわたり
張持されたスクリーンマスク２０は、可撓性材料からな
る薄板状の部材である。スクリーンマスク２０を構成す
る材料としては、可撓性を備えた材料であれば良く、例
えばアルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、銅、真ち
ゅう等の金属や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン、塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレー
ト、ブタジエンゴム等の合成樹脂又は天然樹脂を挙げる
ことができる。

【００４２】スクリーンマスク２０の厚さとしては例え
ば３０μｍ乃至１０００μｍ程度のものを用いるのが一
般的である。被印刷体上に形成されるペーストバンプの
形状や高さを考慮すると、スクリーンマスク２０として
は厚さ１００μｍ乃至１５０μｍのものを用いるのが好
ましい。スクリーンマスク２０が厚すぎると導電性ペー
ストの充填が困難になったりスキージ操作が円滑に行え
なくなるおそれがあるからである。反対にスクリーンマ
スク２０が薄すぎると十分な量の導電性ペーストを充填
できなくなくなったり、機械的強度が低下するおそれが
あるからである。

【００４３】図１の小円Ａ（拡大図）に示したように、
スクリーンマスク２０の所定位置、正確にはペーストバ
ンプ形成位置には微細な孔２１が穿孔されている。この
孔２１は後述する導電性ペースト等の印刷組成物を充填
し保持するためのものであり、孔２１の直径は最終的に
得られるペーストバンプの直径に対応する。従って、例
えば直径２００μｍのペーストバンプを形成する場合に
は直径約２００μｍの孔２１を形成しておく。代表的に
は直径が５０μｍ乃至１０００μｍ程度の孔２１を形成
するのが一般的である。被印刷体上に形成されるペース
トバンプの形状や高さを考慮すると、孔２１としては直
径約１００μｍ乃至４００μｍのものを用いるのが好ま
しい。直径が大きすぎるとペーストバンプの底面半径が
大きくなりすぎるためであり、直径が小さすぎると導電
性ペーストが銅箔３上にうまく転写されないおそれがあ
るからである。

【００４４】同じく図１の拡大図Ａ内に示したように、
上記スクリーンマスク２０の図中下面側にはスペーサ３
０が配設されている。このスペーサ３０はスキージ部材
６０がスクリーンマスク２０を被印刷体表面に押圧しな
がら一つの孔２１上面を通過する際に前記孔２１の下面
と被印刷体上面とを所定距離ｄだけ離間させるための部
材である。なおこのスペーサ３０は本発明では省略して
も良い。

【００４５】このスペーサ３０の材質としては、スキー
ジ部材６０通過時に孔２１下面と被印刷体表面とを所定
距離だけ確実に離間させられるものであれば良い。例え
ばアルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、銅、真ちゅ
う等の金属や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレート、
ブタジエンゴム等の合成樹脂又は天然樹脂を挙げること
ができる。スペーサ３０は代表的には厚さ５０μｍ乃至
５００μｍのものを用いる。被印刷体表面に形成するペ
ーストバンプの高さを考慮すると、厚さは１００μｍ乃
至３５０μｍのスペーサ３０を用いるのが好ましい。ス
ペーサ３０の厚さが大きすぎると、孔２１と銅箔３との
離間距離ｄが大きくなりすぎて導電性ペーストの転写が
困難になるおそれがあるからである。反対にスペーサ３
０が薄すぎると、一回のスキージで充填される導電性ペ
ースト量が不足して一回のスキージで所望の高さのペー
ストバンプを形成できないおそれがあるからである。

【００４６】また離間距離ｄと孔２１の高さ（厚さ）ｔ
との比率はｄ＝０．０５ｔ〜１．５ｔの範囲にあるのが
好ましい。離間距離ｄと孔２１の高さｔとの比率が上記
範囲を外れるとペースト充填量の過不足が生じて所望の
形状のペーストバンプが形成できないおそれが生じるか
らである。

【００４７】図１の小円Ａ内に示したように、スペーサ
３０のうち前記スクリーンマスク２０の孔２１の下側に
は開口部３１が形成されている。この開口部３１はその
上側に形成された孔２１内に充填された導電性ペースト
８０と被印刷体表面との間に空間を形成するためのもの
である。従って前記孔２１の下端面から約５０μｍ乃至
３００μｍ離れていることが求められ、開口部３１の直
径としては約１００μｍ乃至４００μｍのものが好まし
い。

【００４８】図２は本実施形態に係るスクリーンマスク
２０をその下面側から見たときの平面図である。図２に
示したように、本実施形態に係るスクリーンマスク２０
の下面側表面にはスペーサ３０が配設されており、孔２
１に対して開口部３１がそれぞれ同心円状に形成されて
いる。

【００４９】図１及び図２に示したように孔２１の半径
ｒに比べて開口部３１の半径Ｒは大きくなっている。孔
２１から充填された導電性ペースト８０がスペーサ３０
の開口部３１の内壁に付着しないようにするため開口部
３１の半径Ｒは貫通孔２１の半径ｒに比べて十分大きい
ことが必要である。半径ｒと半径Ｒの比はｒ：Ｒ＝１：
１．１〜２であるのが好ましい。半径比が上記範囲より
小さいと貫通孔２１から充填された導電性ペースト８０
がスペーサ３０の開口部３１の内壁に付着して略円錐形
のペーストバンプが形成されなくなるおそれがあるから
である。反対に半径比が上記範囲より大きいとスキージ
時の押圧力で孔２１の下部と銅箔３表面とが接近しすぎ
て所望の高さや形のペーストバンプが得られなくなる可
能性があるからである。更にこれらの孔２１や開口部３
１の平面形状は上記円形の他、三角形や四角形等の多角
形であってもよい。

【００５０】スペーサ３０の形成方法としては前記スク
リーンマスク２０と異なる材料のスペーサ３０を前記ス
クリーンマスク２０に張り合わせる方法や、前記スクリ
ーンマスク２０と同じ材料からなるスペーサ３０を張り
合わせる方法、或いは厚手の板状体を用意してその上側
をスクリーンマスク２０として利用し、その下側をスペ
ーサ３０として利用する方法などが考えられる。

【００５１】また開口部３１の形成方法としてはレーザ
ー加工、プラズマ加工、エッチング加工、ドリリング加
工、放電加工などの方法を用いることができる。図３は
貫通孔２１と開口部３１の変形例の断面図である。開口
部３１の断面形状としては、図１に示したような二枚型
のスクリーンに設けた凸型孔のほか、図３（ａ）に示し
たようなダルマ凸型、図３（ｂ）に示したような円柱と
円錐台との結合型、図３（ｃ）に示したような円錐型、
図３（ｄ）に示したようなお椀型のものを挙げることが
できる。

【００５２】次に本実施形態に係るペーストバンプ形成
装置１を用いてペーストバンプ形成方法について説明す
る。本実施形態に係るペーストバンプ形成装置１を用い
てペーストバンプを形成するには、まず載置台１０上に
被印刷体を固定する。

【００５３】本実施形態のペーストバンプ形成装置１で
使用する被印刷体とは、例えば剛直或いは可撓性のプリ
ント配線基板、銅箔等の金属箔、ガラス板、セラミック
板等を挙げることができる。本実施形態では例えば銅箔
３を用いた場合を想定して説明すると、最初にペースト
バンプを形成しようとする銅箔３を載置台１０に固定す
る。

【００５４】次いでこの状態でペーストバンプ形成装置
１を作動させると、スキージ部材６０がスクリーンマス
ク２０を銅箔３の表面に押圧しながら銅箔３表面に沿っ
て図中右から左に向かって移動を開始する。それと同時
にスキージ部材６０の移動方向上流側すなわち図中スキ
ージ部材６０のすぐ左側に配設されたノズル６５から導
電性ペースト８０が供給される。

【００５５】なお、ここで用いる導電性ペースト８０と
しては、せん断速度５ｍｍ／ｓｅｃ ^−１において、粘度
３００〜２００００ｃｐｓ／２５℃、０．２〜０．８の
チクソトロピー特性を持つフェノール樹脂やエポキシ樹
脂のような液状熱硬化性樹脂からなるマトリックス中に
銀粒子等の導電性微粒子を分散させた銀ペーストが挙げ
られる。

【００５６】スキージ部材６０がスクリーンマスク２０
を銅箔３表面に押圧しながら移動し、スキージ部材６０
が孔２１上部を通過するときに導電性ペースト８０が孔
２１を経由して充填される。図４はスキージ部材６０が
孔２１上部を通過する際の状態を模式的に示した断面図
である。

【００５７】図４のようにスキージ部材６０の移動方向
前側すなわち図中スキージ部材６０の左側に所定量の導
電性ペースト８０が維持されながらスキージ部材６０が
図中右から左へ移動し、孔２１の上部付近にさしかかる
と、孔２１周辺のスクリーンマスク２０は銅箔３表面方
向に押圧される。このとき孔２１の下側にはスペーサ３
０が配設されているので、孔２１の下端部と銅箔３表面
とはスペーサ３０の厚さ分だけ離間している。

【００５８】スキージ部材６０が孔２１上部を通過する
ときに、スキージ部材６０の先端で押圧された導電性ペ
ースト８０が孔２１内に充填される。このときの導電性
ペースト８０ａの孔２１内及び孔２１下端部と銅箔３と
の隙間に充填される導電性ペースト８０ａの量はスキー
ジ部材６０の移動速度Ｓにより影響される。この移動速
度Ｓは適正値かつ一定値であることが求められる。

【００５９】移動速度Ｓは孔２１の中、及び、孔２１下
端と銅箔３との隙間が導電性ペースト８０ａが略円柱体
を成すように充填されるような速度であることが求めら
れる。例えば本実施形態のペーストバンプ形成装置１を
用いて上記導電性ペーストを用いる場合には、移動速度
Ｓは５×１０^−３〜０．１ｍ／ｓｅｃであるのが望まし
い。移動速度Ｓが速すぎると十分な量の導電性ペースト
８０が孔２１及び孔２１下部と銅箔３との隙間に十分充
填されないからであり、移動速度が遅すぎるとスクリー
ンマスク２０と銅箔３との離間速度Ｖが小さくなりすぎ
て形成されるペーストバンプ８１の形状が所望の形状に
ならないからである。

【００６０】一回のスキージ操作で孔２１及びその下部
の銅箔３との隙間に充填されるべき導電性ペーストの適
正量は、孔２１の内部とその下側の銅箔との隙間を埋め
る円柱形の空間を満たす量である。いま孔２１の半径を
ｒとし、マスクパターン２０の孔２１の厚さをｔとし、
孔２１下端と銅箔３との距離をｄとすると、導電性ペー
スト８０充填量の適正値ＰｖはＰｖ＝πｒ２（ｔ＋ｄ）
で与えられる。この導電性ペースト８０充填量の適正値
Ｐｖの値は５×１０^−８〜１×１０^−４ｃｃであるのが
好ましい。導電性ペースト８０総充填量が上記範囲を超
えると所望の形状のペーストバンプが形成されないおそ
れがあるためであり、導電性ペースト８０充填量が上記
範囲を下回ると形成されるペーストバンプの高さが不十
分になり、２回以上のスキージ操作が必要になるからで
ある。

【００６１】スキージ部材６０が孔２１上部を通過して
適正量Ｐｖの導電性ペースト８０が充填された後、孔２
１の上部にスキージ部材６０が居なくなると、貫通孔２
１付近のスクリーンマスク２０には図中下向きの押圧力
がなくなるため、スクリーンマスク２０に作用する張力
によりスクリーンマスク２０は銅箔３から離間しようと
して上向きの引張力が作用する。スキージ部材６０が通
過した後には曲率ガイド７０が孔２１の上部に移動して
くるので、スクリーンマスク２０は曲率ガイド７０の下
端縁７２の曲線に沿って一定の軌跡を描きながら離間す
る。すなわち、図４に示したように、銅箔３上に転写さ
れた導電性ペースト８０ａはスクリーンマスク２０の離
間に伴い上下方向に引っ張られて８０ｂのように変形す
る。更にスクリーンマスク２０が離間すると更に上下方
向に引っ張られて図４中の８０ｃのように変形する。更
にスクリーンマスク２０が離間すると導電性ペースト８
０は完全に上下に分断され、図４中８１に示したような
断面山型のペーストバンプ８１が形成される。

【００６２】以下、孔２１上部をスキージ部材６０が通
過する前後に孔２１を介して充填された導電性ペースト
８０に作用する力を検証する。図４に示したように孔２
１上部をスキージ部材６０が通過する際のスキージ部材
６０の移動速度をＳ、スクリーンマスク２０（スペーサ
３０）と銅箔３表面とのなす角度（離間角度）をθとす
ると、にスキージ部材６０が孔２１上部を通過した直後
に孔２１付近のスクリーンマスク２０（及びスペーサ３
０）とを離間させる図中上向きの速度（離間速度）Ｖは
およそＶ∝ｋＳtanθの関係を満たす（ｋはスクリーン
マスク２０及びスペーサ３０に作用する張力と充填され
た導電性ペースト８０の粘着力に基づく補正変数であ
る）。

【００６３】この式から、充填された導電性ペースト８
０の離間速度Ｖを一定にするためにはスキージの移動速
度Ｓ及び離間角度θを一定値に維持することが好ましい
ことが分かる。更に補正変数ｋのうち、充填された導電
性ペースト８０の粘着力に基づく因子は充填された導電
性ペースト８０の量に関係するため、導電性ペースト８
０の充填量を一定に維持することが好ましいことが理解
される。

【００６４】なお離間速度Ｖの値は９×１０^−７〜０．
１ｍ／ｓｅｃであるのが好ましい。離間速度Ｖが上記範
囲を下回ると所望の高さのペーストバンプが形成されな
いからであり、離間速度Ｖが上記範囲を上回ると所望の
形状のペーストバンプが得られないからである。

【００６５】図４に示したように、孔２１の内部とその
下側の銅箔３との空間に充填された導電性ペースト８０
が、図４のように、上下方向に引き伸ばされ、最終的に
略円錐形状のペーストバンプ８１に成形されると仮定す
る。図４中８０ａで貫通孔２１内は導電性ペースト８０
で満たされていると仮定すると、ペーストバンプ８１の
形成に寄与する導電性ペースト８０は孔２１の下端部と
銅箔３との間に充填された円柱形状の導電性ペースト８
０ａである。この導電性ペースト８０ａは図４中８０ｂ
〜８０ｃに示したように次の離間工程で上下方向に引っ
張られ、前記導電性ペースト８０ａの半分が最終的に銅
箔３上に形成されるペーストバンプ８１となる。充填直
後の導電性ペースト８０ａの体積はπｒ^２ｄで表され、
その半分がペーストバンプ８１になると考えると、ペー
ストバンプ８１の体積はおよそπｒ^２ｄ×１／２で表さ
れる。一方、ペーストバンプ８１の底面半径をｒ、最終
的な高さをｈとすると、ペーストバンプの体積はペース
トバンプが完全な円錐と仮定した場合πｒ^２ｈ×１／３
で表される。この体積を前記求めた体積と等しいと置く
と、ｈ＝ｄ×３／２の関係が得られる。この関係式よ
り、最終的なペーストバンプ８１の高さからスペーサ３
０のおよその厚さｄが求められる。

【００６６】以上説明したように、スキージ速度Ｓや離
間速度Ｖ、離間角度θを一定に維持することにより、多
数のペーストバンプ８１，８１，…を高さのバラツキを
可及的小さく抑えて形成することができる。

【００６７】また本実施形態に係るペーストバンプ形成
装置では、次式ｈ＝ｄ×３／２の関係を満たす厚さｄの
スペーサ３０を下面側に配設したスクリーンマスク２０
を用いているので、所望の高さｈのペーストバンプ８１
を一回のスキージ操作で形成することができる。

【００６８】（第２の実施形態）以下本発明の第２の実
施形態について説明する。本実施形態に係る曲率ガイド
７０ａでは、下端縁にベアリングローラを配設した。図
６は本実施形態に係る曲率ガイド７０ａの断面図であ
る。図６に示したように、本実施形態に係る曲率ガイド
７０ａでは、下端縁７２に沿って複数個のベアリングロ
ーラ７５，７５，…を配設した。これらのベアリングロ
ーラ７５，７５，…によりスクリーンマスク２０と曲率
ガイド７０ａ下端部７２との摩擦が軽減されるので、ス
キージ操作を滑らかに行うことができる。また、スクリ
ーンマスク２０に作用する摩擦力やストレスも軽減する
ので、スクリーンマスク２０の寿命を伸長させることが
できる。

【００６９】（第３の実施形態）本発明の第３の実施形
態に係るペーストバンプ形成装置では、スクリーンマス
ク２０下面側のスペーサ３０を孔２１の周囲にのみ配設
した構造とした。図７は本実施形態に係るペーストバン
プ形成装置の断面図である。図７に示したように本実施
形態に係るスクリーンマスク２０では孔２１の周囲の下
面側にのみスペーサ３０ａを配設した。このように孔２
１の周囲にのみスペーサ３０ａを配設することにより、
スクリーンマスク２０の可撓性を確保できる。

【００７０】（第４の実施形態）本発明の第４の実施形
態に係るペーストバンプ形成装置では、スキージ部材６
０部材の通過直後のスクリーンマスク２０を剥離するた
めの剥離部材を配設した。図８は本実施形態に係るペー
ストバンプ形成装置の断面図である。図８に示したよう
に、本実施形態に係るペーストバンプ形成装置では、ス
クリーンマスク２０の幅方向すなわち紙面に垂直な方向
の両端の下側でスキージ部材６０のすぐ後ろ側の位置に
剥離部材８３を配設した。この剥離部材８３はスキージ
部材６０の通過により銅箔３上に押圧されたスクリーン
マスク２０を銅箔３表面から離間するのを補助する部材
である。スキージ部材６０通過直後の、銅箔３表面とス
クリーンマスク２０の押圧部分との間に剥離部材８３の
楔型の先端が入り込んで銅箔３表面に張り付いたスクリ
ーンマスク２０を剥離する。そのためスクリーンマスク
２０の離間が容易かつ確実になり、形状の均一なペース
トバンプ８１，８１，…を形成することができる。

【００７１】（第５の実施形態）本発明の第５の実施形
態に係るペーストバンプ形成装置では、曲率ガイド７０
と対向する位置に板上の剥離板８５を配設したる。図９
は本実施形態に係るペーストバンプ形成装置の断面図で
ある。図９に示したように、本実施形態に係るペースト
バンプ形成装置では、曲率ガイド７０のすぐ後ろ側（図
中右側）に剥離板８５を配設した。この剥離板８５は曲
率ガイド７０の下端縁に沿って離間するスクリーンマス
ク２０をその下面側から支えることによってスクリーン
マスク２０の離間を補助するための部材である。

【００７２】曲率ガイド７の曲面７２に沿って離間さ
れ、銅箔３から十分離間したスクリーンマスク２０の下
面側を剥離板８５で支えることにより、スキージ部材６
０で銅箔３表面に押圧され、曲率ガイド７０の曲面に沿
って或る程度の高さまで離間したスクリーンマスク２０
の下面側を支えながら移動する。かくしてスキージ部材
６０の通過から十分な高さに離間するまでのスクリーン
マスク２０の動作を確実にする。そのためスクリーンマ
スク２０の離間が容易かつ確実になり、形状の均一なペ
ーストバンプ８１，８１，…を形成することができる。

【００７３】（第６の実施形態）本発明の第７の実施形
態に係るペーストバンプ形成装置では、スキージ部材の
後ろ側に曲率ガイドを結合させた。図１０は本実施形態
に係るペーストバンプ形成装置の断面図である。図１０
に示したように、本実施形態に係るペーストバンプ形成
装置では、スキージ部材の背面側を延設してここに曲率
ガイド７５を形成した。本実施形態によれば、スキージ
部材と曲率ガイドとが一体的に移動するので、移動機構
を簡素化することができる。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、一定の曲線に沿ってス
クリーンマスク２０を離間させるので、スクリーンマス
クと被印刷体とが離間するときの離間速度や離間角度等
が一定に維持される。そのためペーストバンプ形成時の
条件が均一化し、高さの均一な多数のペーストバンプを
形成することができる。

【００７５】また、スクリーンマスクと被印刷体とを僅
かに離間させた状態でスキージ作業を行うので、孔から
充填される導電性ペースト量が増大する。その一方で充
填された導電性ペーストの側面の相当部分はスクリーン
マスクと接触していない。そのため、スクリーンマスク
を被印刷体表面から離間させる際にスクリーンマスク側
に奪われる導電性ペースト量が可及的に減り、一回の印
刷で所望の高さのペーストバンプを形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係るペーストバンプ形成装置
の概略の全体図である。

【図２】第１の実施形態に係るスクリーンマスクを下面
側から見た平面図である。

【図３】第１の実施形態に係る孔と開口部の変形例の断
面図である。

【図４】第１の実施形態に係るスキージ部材の孔上部通
過時の断面図である。

【図５】第１の実施形態に係る曲率ガイドの斜視図と変
形例の斜視図である。

【図６】第２の実施形態に係る曲率ガイドの断面図であ
る。

【図７】第３の実施形態に係るペーストバンプ形成装置
の作動状態の断面図である。

【図８】第４の実施形態に係るペーストバンプ形成装置
の断面図である。

【図９】第５の実施形態に係るペーストバンプ形成装置
の断面図である。

【図１０】第６の実施形態に係るペーストバンプ形成装
置の断面図である。

【図１１】従来のペーストバンプ形成装置の断面図であ
る。

【符号の説明】

３…銅箔（被印刷体）、２０…スクリーンマスク、２１
…孔、3０…スペーサ、３１…開口部、４０…ホルダ、
５０…ホルダ、６０…スキージ部材、６５…ノズル、７
０…曲率ガイド、７２…下端縁、８０…導電性ペース
ト、８１…ペーストバンプ、７５…ベアリングローラ、
２３…多孔質ドラム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 和夫 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 角田 剛 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 坂本 章 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 佐原 隆広 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 田中 仁志 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 長島 正幸 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 衛藤 峰明 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 白金 弘之 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 亀川 直人 東京都府中市東芝町２番地１ ディー・テ ィー・サーキットテクノロジー株式会社内 (72)発明者 寺内 崇之 東京都府中市東芝町２番地１ ディー・テ ィー・サーキットテクノロジー株式会社内 Ｆターム(参考） 2C035 AA06 FC00 FD02 FD34

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被印刷体表面上に、導電性ペースト保持
   用の孔を所定位置に備えた可撓性のスクリーンマスクを
   張持し、前記スクリーンマスクを前記被印刷体表面に押
   圧するスキージ部材を前記被印刷体表面に沿って移動す
   ることにより前記スクリーンマスク上に載置した導電性
   ペーストを前記保持用の孔と前記被印刷体表面とで画定
   される空間に充填し、前記スクリーンマスクが前記被印
   刷体表面から離間するときの引張力で前記空間内に充填
   した導電性ペーストを略円錐形に成形するペーストバン
   プの形成方法であって、 前記スクリーンマスクを一定の曲線に沿って離間させる
   ことを特徴とするペーストバンプ形成方法。
2. 【請求項２】 前記スクリーンマスクは、一定の曲線を
   描く下端縁を備えた曲率ガイドに沿って離間させること
   を特徴とする請求項１に記載のペーストバンプ形成方
   法。
3. 【請求項３】 前記孔下面と前記被印刷体とを僅かに離
   間させた状態で、前記孔上部に前記スキージ部材を移動
   させることを特徴とする請求項１又は２に記載のペース
   トバンプ形成方法。
4. 【請求項４】 前記スクリーンマスクと前記被印刷体と
   の間にスペーサを介在させることにより前記孔下面と前
   記被印刷体とを離間させることを特徴とする請求項３に
   記載のペーストバンプ形成方法。
5. 【請求項５】 前記孔の下側に前記孔より大径の開口部
   を備えたススペーサを用いることにより前記孔下面と前
   記被印刷体とを離間させることを特徴とする請求項４に
   記載のペーストバンプ形成方法。
6. 【請求項６】 前記スキージ部材の移動時に前記孔下面
   と前記被印刷体とを離間させる距離が、次式ｄ＝０．０
   ５ｔ〜１．５ｔ（ｔは孔の高さ）で表される距離ｄであ
   ることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記
   載のペーストバンプ形成方法。
7. 【請求項７】 前記スクリーンマスクの厚みが３０〜１
   ０００μｍであることを特徴とする請求項１乃至６のい
   ずれか１項に記載のペーストバンプ形成方法。
8. 【請求項８】 前記スキージ部材の移動時に前記孔下面
   と前記被印刷体とを離間させる距離が、５０〜３００μ
   mであることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１
   項に記載のペーストバンプ形成方法。
9. 【請求項９】 前記導電性ペーストが、１００〜１００
   ００cps/25℃の粘度を有する組成物であることを特徴と
   する請求項３乃至８のいずれか１項に記載のペーストバ
   ンプ形成方法。
10. 【請求項１０】 前記スキージ部材の一回の移動で前記
    孔内に充填される導電性ペースト量が、５×１０^−８〜
    １×１０^−４ｃｃであることを特徴とする請求項３乃至
    ９のいずれか１項に記載のペーストバンプ形成方法。
11. 【請求項１１】 被印刷体を固定する載置台と、 前記載置台の上部に前記載置台と平行に張持され、バン
    プ形成位置に穿孔された孔を有する可撓性のスクリーン
    マスクと、 前記スクリーンマスクを前記被印刷体表面に押圧しなが
    ら前記被印刷体表面に沿って移動するスキージ部材と、 前記スキージ部材の移動方向後ろ側で前記スクリーンマ
    スクの上面と接する曲線状の下端縁を備え、前記被印刷
    体表面から離間する前記スクリーンマスクを誘導する曲
    率ガイドとを具備することを特徴とするペーストバンプ
    形成装置。
12. 【請求項１２】 前記曲率ガイドが、曲率半径ＲＧ＝５
    ０〜５０００ｍｍの下端縁を有することを特徴とする請
    求項１１に記載のペーストバンプ形成装置。
13. 【請求項１３】 前記曲率ガイドが、下端縁にベアリン
    グローラを有することを特徴とする請求項１１に記載の
    ペーストバンプ形成装置。
14. 【請求項１４】 前記スクリーンマスクを介して前記曲
    率ガイドの下端縁と対向配置され、前記スクリーンマス
    ク下面を持ち上げる剥離部材を更に具備することを特徴
    とする請求項１１乃至１２のいずれか１項に記載のペー
    ストバンプ形成装置。
15. 【請求項１５】 前記孔下端と前記被印刷体表面との間
    に微小な間隙を形成するスペーサを更に具備することを
    特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の
    ペーストバンプ形成装置。
16. 【請求項１６】 被印刷体を固定する載置台と、 前記被印刷体表面と接触下に転動する、所定位置に孔を
    備えたスクリーンマスクと、 前記多孔質ドラム内周面上の所定位置に導電性ペースト
    を供給するノズルと、 前記ノズルの前記多孔質ドラム回転方向後ろ側で前記多
    孔質内周面に接するスキージ部材とを具備することを特
    徴とするペーストバンプ形成装置。