JP2004034444A

JP2004034444A - Manufacturing method of wiring board and squeegee

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Publication number: JP2004034444A
Application number: JP2002193379A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Kojima; 小嶋　敏文; Makoto Wakazono; 若園　誠
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the manufacturing method of a wiring board, with which a filler can be properly filled in through-holes, in a system employing a squeegee therein. <P>SOLUTION: Under the state that the lower edge of the squeegee 40 is brought into contact with the surface of a metal mask 30, the under surface of the squeegee positioning towards the moving direction of the squeegee from the point of contact between the metal mask and the squeegee is set to a state being tilted from the surface of the metal mask by a predetermined angle, resulting in bringing the under surface of the squeegee face-to-face with the front surface of the metal mask. Under the state that the filler 23 is interposed between the under surface of the squeegee and the front surface of the metal mask, the squeegee is moved along the front surface of the metal mask. In this case, the length L3 in the moving direction of the squeegee of the component projected to the metal mask of the under surface of the squeegee positioning towards the moving direction of the squeegee from the point of contact, is set to be at least two times as much as the length L4 in the moving direction of the squeegee of the opening part 31 of the metal mask positioning above the region, in which through-holes 15 are arranged at intervals of not more than 550 μm. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板本体の各スルーホール内に充填材を充填して配線基板を製造する方法、及び、それに用いるスキージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、配線基板としては、ＩＣチップを実装するための多層配線基板などが知られている。
この種の配線基板を製造する際には、基板本体にスルーホール（貫通孔）を形成し、このスルーホール内面に、無電解メッキ処理を施してメッキ層を形成することにより、基板本体両面の配線層を、電気的に接続可能な状態にし、更に、スルーホール内に充填材を充填するのが一般的である。
【０００３】
また、スルーホール内に充填材を充填する際には、スルーホールに対応した開口部を有するマスクを基板本体に重ね、そのマスク表面に、スキージ下面を所定の傾斜角度で対向させ、そのスキージ下面とマスク表面との間に、ペースト状の充填材を介在させた状態で、スキージをマスク表面に沿って移動させることにより、マスクの開口部を介してスルーホール内に、充填材を充填するのが一般的である。
【０００４】
ただし、スルーホール内に充填材が十分に充填されていないと、上層に配線層を形成することができなかったり、基板本体の強度が劣化し配線基板の信頼性が低下する可能性があるので、スルーホールには、充填材を隙間なく充填する必要がある。
【０００５】
このため、従来では、特開２０００−１８３５１９号公報に記載のように、真空下で充填材をスルーホール内に充填したり、特開２０００ー１８８４７２号公報に記載のように、スキージ下面のマスク表面に対する傾斜角度を変更することにより、充填材への押圧力を高めて充填材をスルーホール内に充填していた。
【０００６】
また、スルーホールの配置密度が高い場合には、充填材を隙間なく充填するためにより高い押圧力で充填材をスルーホール内に押し込む必要があることから、特開２００１−１７７２５４号公報に記載のように、スルーホールの配置間隔ができるだけ長くなる方向から、スキージを移動させて、スキージ移動方向における見かけ上の配置密度を下げて、充填材を充填していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、配線基板の小型化、高密度化が進められるにつれ、スルーホールの配置密度が更に高くなり、上記従来の技法を用いても十分に充填材をスルーホール内に充填することが難しくなってきた。
【０００８】
特に、スルーホールが５５０μｍ以下の間隔で配置された基板本体においては、充填材が末端まで充填されない所謂未充填のスルーホールが発生する可能性が高く、例えば、上述の特開２００１−１７７２５４号公報に記載の方法を用いて充填材を充填しようとしても、スルーホールの配置間隔が短すぎるために、従来のような効果を得ることができなかった。尚、図５は、スルーホール１５が５５０μｍ以下の間隔で配置された基板本体２０において、充填材２３がスルーホール１５の末端まで充填されなかった場合のスルーホール１５内の態様を表す説明図である。
【０００９】
これに対して、スキージを用いずプレス式で充填材をスルーホールに充填するようにすれば、充填材をスルーホール内に適切に充填することが可能である。しかしながらこのような方法を採用すると、製造工程数が増加し、コスト面での問題が生じる。したがって、スキージを用いた方式で出来るだけ安価に充填材をスルーホール内に適切に充填することが求められる。
【００１０】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、スキージを用いた方式で、スルーホール内に適切に充填材を充填することが可能な配線基板の製造方法と、その製造方法で用いるスキージと、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】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、５５０μｍ以下の間隔でスルーホールが配列された領域を有する基板本体表面にスキージ下面を対向させつつ、基板本体表面とスキージ下面との間に充填材を介在させて、スキージを基板本体表面に沿って移動させることにより、各スルーホール内に充填材を充填してなる配線基板の製造方法であって、基板本体表面に対向するスキージ下面の基板本体表面への射影成分のスキージ移動方向長さをＬ１とし、スルーホールが配列された領域のスキージ移動方向長さをＬ２とした場合に、条件式Ｌ１／Ｌ２≧２を満足するスキージを用いて、充填材を各スルーホール内に充填することを特徴とする。
【００１２】
基板本体表面に対向するスキージ下面の基板本体表面への射影成分のスキージ移動方向長さＬ１は、スキージ下面が押圧力を充填材に及ぼすことが可能な長さに概ね等しいから、請求項１に記載の配線基板の製造方法のように上記条件式を満足するスキージを用いると、充填材を各スルーホール内に適切に充填することができる。上記条件式を満足するスキージとしては、スルーホールが形成された基板本体表面に対向するスキージ本体の下面に平行な面を有する板状部材を、スキージ本体下端から延設した構成のものや、スキージの厚みを上記条件式を満足するように設定したものが挙げられる。
【００１３】
つまり、従来の技法では、スキージ下面の移動方向長さが短く、充填材が十分にスルーホール内に充填されるまで、その充填材に必要な押圧力を及ぼすことができなかったが、請求項１に記載の配線基板の製造方法によれば、スルーホールが配列された領域の長さよりも２倍以上長いスキージを用いて充填材をスルーホール内に充填するため、スルーホール内が充填材で満たされるまで、必要な押圧力を十分充填材に及ぼすことができる。
【００１４】
結果、請求項１に記載の配線基板の製造方法を用いれば、従来の生産ラインに大幅な変更を加えることなく、スキージを利用して安価に適切に充填材をスルーホール内に充填することができる。したがって本発明によれば、製品の歩留まりを向上させることができ、安価に信頼性の高い配線基板を提供することができる。
【００１５】
尚、スキージ下面の基板本体表面に対する角度は、２度以上３０度未満であることが好ましい。
また、請求項１に記載の配線基板の製造方法では、基板本体表面にスルーホールを露出可能な開口部を有するマスクを重ね、所謂スクリーン印刷法で、充填材をスルーホール内に充填してもよいし、マスクを用いずに充填材をスルーホール内に充填してもよい。
【００１６】
また、二以上のスルーホール毎にスルーホールを露出可能な開口部を有するマスクを用いて充填材を充填する場合には、請求項２に記載の条件式を満足するスキージを用いて、充填材を充填するのが良い。
請求項２に記載の発明は、５５０μｍ以下の間隔でスルーホールが配列された領域を有する基板本体表面に、二以上のスルーホールを露出可能な開口部を有するマスクを重ね、マスク表面にスキージ下面を対向させつつ、マスク表面とスキージ下面との間に充填材を介在させて、スキージをマスク表面に沿って移動させることにより、マスクの開口部を介して基板本体の各スルーホール内に充填材を充填してなる配線基板の製造方法であって、マスク表面に対向するスキージ下面のマスク表面への射影成分のスキージ移動方向長さをＬ３とし、マスクの開口部のスキージ移動方向長さをＬ４とした場合に、条件式Ｌ３／Ｌ４≧２を満足するスキージを用いて、充填材を各スルーホール内に充填することを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載のようなマスクを用いて充填材をスルーホール内に充填する場合には、一旦マスクの開口部内に充填材が入ると、その充填材がマスクの径以上に広がらないため、マスクを用いない場合と比較してスキージの押圧力を適切に充填材に伝達することができる。このため、マスク開口部のスキージ移動方向長さＬ４よりも、スキージ下面のマスク表面への射影成分のスキージ移動方向長さＬ３が２倍以上長いスキージを用いれば、必要な押圧力を充填材に及ぼすことができ、開口部に包囲された各スルーホールの内部に、充填材を適切に充填することができる。結果、請求項２に記載の配線基板の製造方法によれば、安価に信頼性の高い配線基板を提供することができる。
【００１８】
請求項２に記載の上記条件式を満足するスキージとしては、スルーホールが形成された基板本体表面に対向するスキージ本体の下面に平行な面を有する板状部材を、スキージ本体下端から延設した構成のものや、スキージの厚みを上記条件式を満足するように設定したものが挙げられる。
【００１９】
この他、請求項３に記載の発明は、アスペクト比が３以上のスルーホールを備える基板本体の各スルーホール内に、上記スキージを用いて、充填材を充填することを特徴とするものである。
請求項３に記載の配線基板の製造方法のように、アスペクト比（即ち、スルーホールの深さ÷スルーホールの直径）が３以上のスルーホールを備える基板本体に対して、請求項１又は請求項２に記載の発明を適用すると、従来と比較して、充填材の充填率、製品の歩留まりなどを向上させることができる。特に、アスペクト比が３以上１５未満である場合に、本発明は有効に働き、更に限定すれば、４以上１０未満である場合に、本発明は非常に有効に働く。
【００２０】
ところで、上記配線基板の製造方法（請求項１〜請求項３）においては、充填材として、熱硬化性樹脂に、無機フィラー、硬化剤、増粘剤、消泡剤等を添加したものを用いることができる。また、熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂を用いることができる。
【００２１】
また、上記エポキシ樹脂としては、所謂ＢＰ（ビスフェノール）型、ＰＮ（フェノールノボラック）型、ＣＮ（クレゾールノボラック）型、ＧＡ（グリシジルアミン）型のものや、低粘度の脂環式エポキシを用いることができる。特に限定すれば、ＧＡ（グリシジルアミン）型、ＢＰ（ビスフェノール）型を主体とするエポキシ樹脂を用いることが好ましい。更に言えば、ＡＰ（アミノフェノール）型やＢＰＡ（ビスフェノールＡ）型やＢＰＦ（ビスフェノールＦ）型のエポキシ樹脂が、低粘度で耐熱性を備えているため、好ましい。
【００２２】
この他、上記無機フィラーとしては、セラミックフィラー、誘電体フィラー、金属フィラー等を用いることができる。特に限定すれば、セラミックフィラーとして、シリカ、アルミナ、タルク、窒化アルミニウム等を用いるのが好ましく、誘電体フィラーとして、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛等を用いるのが好ましい。また、金属フィラーとしては、銅、銀、銀／銅合金等を用いることが好ましい。この他、無機フィラーとしては、ウイスカー等を用いても良い。
【００２３】
また、上記硬化剤としては、無水カルボン酸系やアミン系、イミダゾール系などを用いることができる。特に液状の硬化剤を用いると、充填材を低粘度にすることができるので、充填材の充填性を向上させることができる。また、充填材が揮発性物質を多く含むものである場合には、スルーホール内に気泡が発生し易いので、上記配線基板の製造方法では、できる限り揮発性物質を含まない充填材を用いることが好ましい。具体的には、揮発減量割合が１％以下、好ましくは０．５％以下となる充填材を用いるのが良い。
【００２４】
また、充填材の粘度が低すぎると、その充填材がスルーホールから垂れ落ちる原因となり、粘度が高すぎると充填材を十分にスルーホール内に充填することができなくなったり、スキージを介した圧力が充填材に十分に伝わらず、充填材が基板又はマスクの上を流れ、スキージに加わる圧力が分散し、スルーホール内への充填材の充填が困難となるので、上記配線基板の製造方法においては、請求項４に記載のように、２２°Ｃ±２°Ｃの温度範囲で、ずり速度が２１［１／ｓｅｃ］であるときに粘度が１５［Ｐａ・ｓ］以上２００［Ｐａ・ｓ］以下である充填材を用いるのが良い。請求項４に記載の発明は、上記条件を満足する充填材を、スキージを用いて、基板本体の各スルーホール内に充填することを特徴とするものである。
【００２５】
請求項４に記載の配線基板の製造方法によれば、概ね、ずり速度に対応した速度でスキージを移動させて充填材をスルーホール内に充填する場合に、その充填材を適切にスルーホール内に充填することができる。尚、スキージを速く移動させすぎると、充填材をスルーホール内に十分に充填することができなくなり、スキージをゆっくり移動させすぎると、生産性の問題がでてくるから、上記ずり速度に概ね対応した速度でスキージを移動させて、充填材をスルーホール内に充填するのが好ましい。
【００２６】
また、請求項１〜請求項４に記載のようにして配線基板を製造する場合には、請求項５に記載のようにしてスキージを構成すると良い。
請求項５に記載の発明は、配線基板製造用の基板本体に形成されたスルーホールに充填材を充填するためのスキージであって、スルーホールが形成された基板本体表面に対向するスキージ本体の下面に平行な面を有する板状部材を、スキージ本体下端から延設したものである。
【００２７】
請求項５に記載のようにスキージを構成すると、スキージ本体の大きさを変更をしなくとも、既存のスキージ本体に板状部材を延設する程度で、スキージ下面の長さを自在に変更することができる。したがって、請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の配線基板の製造方法に用いるスキージとして、上記条件式を満足するスキージを、簡単で安価に製造することができる。
【００２８】
尚、板状部材は、スキージ本体側面に固定され、該スキージ本体側面に沿ってスキージ本体下面端縁に延びる固定部と、その固定部のスキージ本体下面端縁に対応する位置からスキージ本体の下面に平行な方向に延び、スキージ本体の下面に平行な面を有する本体部と、が一体形成された構成にされていると良い。このように板状部材を構成すれば、その板状部材を固定部でスキージ本体側面にしっかりと固定することができる。この他、板状部材は別体として作製されたものをスキージ本体に固定して構成してもよいが、予めスキージ本体と一体成形により構成することもできる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例について、図面とともに説明する。尚、図１は、本実施例における配線基板１の製造方法を表す説明図である。
本実施例では、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）、ピングリッドアレイ（ＰＧＡ）などといったタイプのパッケージ製造に用いられるＩＣチップ（半導体集積回路チップ）搭載用の配線基板１の製造方法について説明する。ただし、この種の配線基板を製造する技術は、周知の技術であるため、配線基板１の製造方法に関する全体の工程に関しては、図１を用いて以下に簡単に説明することにする。そして、本発明に特徴的な充填材２３の充填方法に関しては、図２以降の図面を用いて詳細に説明することにする。
【００３０】
本実施例では、まず最初に、合成樹脂などからなる基体１１（詳述すると、本実施例の基体１１はビスマレイミドトリアジン樹脂製である。）の両面に銅箔１３が形成され、その基体１１両面を貫通するスルーホール１５が配列された基板本体２０を用意する。図１（ａ）は、その基板本体２０の構成を表す断面図である。この図では、基板本体２０に複数配列されたスルーホール（図２参照）の内の一つのスルーホール１５を採り上げて、その周囲の構成のみを図示する。
【００３１】
次に、この銅箔１３が形成された基板本体２０の両面及びスルーホール１５内の側面に銅メッキ２１を施し、基板本体２０の両面の銅メッキ２１をスルーホール１５を介して接続する（図１（ｂ））。この後、基板本体２０表面及びスルーホール１５内面の銅メッキ２１を、所謂ＣＺ処理にて表面粗化し、更に充填材２３の充填工程を実行する。
【００３２】
充填工程では、後述する構成のスキージ４０を用いて、スルーホール１５内に充填材２３を充填する（図１（ｃ））。そして、充填材２３を仮硬化し、基板本体表面２０を研磨して平坦化する。また更に、充填材２３を硬化する。
この後、両面の銅メッキ２１上にエッチングレジスト層２５を形成し（図１（ｄ））、配線パターンに対応するガラスマスク２６を用いて露光処理を施す（図１（ｅ））。また更に、現像処理を施すことにより、エッチングレジスト層２５を一部除去する（図１（ｆ））。この後、エッチングレジスト層２５上部からエッチング液を用いてエッチング処理を施すことにより、銅メッキ２１及びそれより下層の上記銅箔１３を一部除去する（図１（ｇ））。そして、残留するエッチングレジスト層２５を基板本体２０から除去し、銅メッキ２１による配線パターンを形成する（図１（ｈ））。
【００３３】
また、必要に応じて、上層に絶縁フィルムによる樹脂絶縁層２７を形成し、露光、現像により一部の樹脂絶縁層２７を除去してビア（孔）を形成し、銅メッキ２８を施すことにより、一層目の銅メッキ２１に接続するようにして、二層目の配線パターンを形成する。この繰り返しにより多層に配線層を形成すると、本実施例の配線基板１は完成する（図１（ｉ））。
【００３４】
さて、充填材２３の充填工程（図１（ｃ））は、具体的に、図２に示すようなメタルマスク３０を用いて行われる。尚、図２は、メタルマスク３０に覆われた基板本体２０表面の構成を表す説明図である。
図２に示すように、本実施例で用いられる基板本体２０は、スルーホール１５がスキージ移動方向に沿って５５０μｍ以下の間隔（Ｐ１≦５５０μｍ）で配列された領域Ａ（図２上図内の一点鎖線で包囲された領域）と、スルーホール１５がスキージ移動方向に沿って５５０μｍより大きい間隔（Ｐ２＞５５０μｍ）で配列された領域Ｂと、を備えている。
【００３５】
領域Ａは、基板本体２０の中央部に位置しており、図２右下に示す領域Ａの一部拡大図に示すように、スキージ移動方向に間隔Ｐ１で配列された多数（二以上）のスルーホール１５を、領域全体に有している。一方、領域Ｂは、領域Ａを除く基板本体２０表面の略全域に及んでいる。図２左下図は、領域Ｂの一部拡大図である。
【００３６】
メタルマスク３０は、基板本体２０の領域Ａ内に位置する全てのスルーホールを露出するための第一開口部３１を領域Ａに対して一つ備え、更に、基板本体２０の領域Ｂに位置するスルーホール１５を露出するための第二開口部３３をスルーホール１５毎に備えている。
【００３７】
各第二開口部３３は、スルーホール１５の径よりも若干大きく形成されており、メタルマスク３０が基板本体２０に載置されると、そのスルーホール１５周縁を自身周縁で包囲するようにして、スルーホール１５を露出する。一方、第一開口部３１のスキージ移動方向の長さはＬ４にされており、第一開口部３１は、メタルマスク３０が基板本体２０に載置されると、領域Ａ全体を自身周縁で包囲して、その領域Ａに存在する全てのスルーホール１５を外部に露出する。
【００３８】
本実施例では、真空吸引装置の付いた台座（図示せず）の上にふせん紙を載置し、基板本体２０をその台座の上に載置し、メタルマスク３０を基板本体２０表面に重ねた後、図３に示すようにして、スルーホール１５内に充填材２３を充填する。図３は、スキージ４０を用いた充填材２３の充填方法を示した説明図である。尚、図３では、領域Ｂのスルーホール１５及び領域Ｂに対応した位置に存在するメタルマスク３０の第二開口部３３の構成を省略して、その基板本体２０断面を示す。
【００３９】
本実施例では、まず、メタルマスク３０表面にスキージ４０の下端に位置する角部４１１を接触させ、その接触点よりスキージ移動方向に位置するスキージ４０の下面をメタルマスク３０表面より所定角度（概ね２０〜３０度）傾斜させた状態にする。このようにするとスキージ４０下面とメタルマスク３０表面とが互いに対向するので、そのスキージ４０下面とメタルマスク３０表面との間に充填材２３を介在させた状態で、スキージ４０をメタルマスク３０表面に沿って移動させる。
【００４０】
この際、上記接触点よりスキージ移動方向に位置するスキージ４０下面のメタルマスク３０表面への射影成分のスキージ移動方向長さＬ３、即ち、スキージ４０下面のスキージ移動方向に沿う線分のメタルマスク３０表面への射影成分長さＬ３を、第一開口部３１のスキージ移動方向長さＬ４に対して、２倍以上に設定して、スキージ４０を移動させる。即ち、本実施例では、以下に示す条件式（１）を満足するように、スキージ４０をメタルマスク３０表面に接触させ移動させる。
【００４１】
Ｌ３／Ｌ４≧２　　…（１）
上記条件式（１）を満足するようにスキージ４０をメタルマスク３０表面に沿って移動させると、スキージ４０下面が充填材２３を下方向に押圧するので、充填材２３は、その押圧力によりメタルマスク３０の第一開口部３１及び第二開口部３３を介して各スルーホール１５内に流入し、各スルーホール１５内に充填される。特に、本実施例では、長さＬ３が長さＬ４に対して十分長いことから、充填材２３が各スルーホール１５の末端に到達するまで、必要な押圧力がスキージ４０下面から充填材２３に及び、領域Ａ及び領域Ｂの各スルーホール１５内には充填材２３が隙間無く満たされる。
【００４２】
ここで、上記条件式（１）を満足していない場合、即ち、Ｌ３／Ｌ４＜２の状態で、充填材２３をスルーホール１５に充填した場合と、上記条件式（１）を満足する（Ｌ３／Ｌ４≧２）状態で、充填材２３をスルーホール１５内に充填した場合の実験結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】

【００４４】
表１は、領域Ａにおけるスルーホール１５のスキージ移動方向の配列間隔Ｐ１と、スルーホール１５の直径（ＴＨ径）と、アスペクト比と、Ｌ３／Ｌ４の値と、その条件で上記充填工程を行った場合の充填結果との対応関係を示したものである。表１では、スルーホール１５内に充填材２３が完全に充填されている場合、即ち図１（ｃ）に示すようにスルーホール１５の末端まで充填材２３が充填されている場合に、充填結果を「ＯＫ」と表し、スルーホール１５内に充填材２３が未充填の場合、即ち図５に示すように、スルーホール１５の末端まで充填材２３が充填されていない場合に、充填結果を「ＮＧ」と表した。尚、スルーホール１５内に充填材２３が充填されているか否かは、倍率２００倍の拡大鏡にて目視判断した。
【００４５】
また、この実験においては、熱硬化性樹脂としてビスフェノール型エポキシ樹脂を含み硬化剤としてイミダゾール系硬化剤を含み無機フィラーとしてＳｉＯ２を含み粘度が１００Ｐａ・ｓの充填材、無機フィラーとしてＳｉＯ２及びＣｕを含み粘度が３２Ｐａ・ｓの充填材、及び、無機フィラーとしてＣｕを含み粘度が２０Ｐａ・ｓの充填材を使用した。尚、上記粘度の値は、２２°Ｃ±２°Ｃの温度範囲でずり速度が２１［１／ｓｅｃ］である時の値である。
【００４６】
この他、本実験では、スキージ４０の移動時に充填材２３が粘度の評価基準となっているずり速度２１［１／ｓｅｃ］と略同一の状況下におかれるように、スキージ４０の移動速度を３ｍｍ／ｓｅｃに設定した。この他、本実験は、スルーホール１５の間隔Ｐ１が１８０μｍ以上５５０μｍ以下であり、スルーホール１５の直径に対するスルーホール１５の深さ（即ち、基板本体２０の厚み）を表すアスペクト比が、３以上（詳しくは、３．２以上）である上記構成の基板本体２０及びメタルマスク３０（尚、メタルマスク３０の厚みは１５０μｍである。）を用いて、２２°Ｃ±２°Ｃの温度範囲下で行われた。
【００４７】
本実験では、Ｌ３／Ｌ４≦１．６である場合に、未充填のスルーホール１５が発生する結果となった。また、Ｌ３／Ｌ４≧２．５の場合に、スルーホール１５を完全に充填材２３で満たすことができ、好ましい充填結果を得ることができた。この他、本実験では、Ｌ３／Ｌ４≧２．５に設定すれば、アスペクト比が３以上（詳しくは、３．２以上６．７以下）である基板に対しても、好ましい充填結果を得られることがわかった。
【００４８】
この他、メタルマスク３０のパターンを変更し、基板本体２０の領域Ａに対応する位置に、５５０μｍより大きい間隔で二以上のスルーホール毎にスルーホールを露出可能な複数の開口部を設けて、上記実験と同様に充填材２３をスルーホール１５内に充填した結果、上記実験と同様に、Ｌ３／Ｌ４が２以上で、好ましい充填結果を得ることができた。
【００４９】
したがって、スルーホール１５の配列間隔Ｐ１が５５０μｍ以下である場合に、Ｌ３／Ｌ４≧２を満たすようにして上記充填工程を行えば、概ね充填材２３をスルーホール１５内に適切に充填できることが言える。また、Ｌ３／Ｌ４≧２に設定して充填工程を行えば、アスペクト比が３以上のスルーホールを備える基板本体であっても、概ね充填材２３を各スルーホール１５内に適切に充填できることが言える。
【００５０】
ところで、上記粘度を示す充填材２３を以上の実験で使用したのは以下の理由からである。本実施例のようにしてスキージ４０を移動させる場合には、製品の生産性を保持しつつ、充填材２３をスルーホール１５内に隙間なく充填することが好ましいが、このような目的を達成しようとすると、スキージ４０の移動速度が一定範囲に制限される。このスキージ移動速度を基準にすると、その移動速度に対応したずり速度２１［１／ｓｅｃ］を粘度の評価基準にするのが好ましく、このために粘度の評価基準をずり速度２１［１／ｓｅｃ］としているのである。
【００５１】
第二に、充填材２３は、スルーホール１５内を充填するためのものであるので、スルーホール１５から垂れ落ちるほど粘度が低すぎると（具体的には、粘度が１５Ｐａ・ｓであると）、充填材２３をスルーホール１５に充填した後の基板本体２０の取扱いに支障をきたす可能性がある。また、粘度が高すぎると（具体的には、粘度が２００Ｐａ・ｓより大きいと）、充填材２３のスルーホール１５への充填性を悪化させてしまう。
【００５２】
このため、本実施例では、熱硬化性樹脂に、無機フィラーとしてＳｉＯ２や、Ｃｕなどを添加し、２２°Ｃ±２°Ｃの温度範囲でずり速度が２１［１／ｓｅｃ］であるときに１５［Ｐａ・ｓ］以上２００［Ｐａ・ｓ］以下の粘度を示すようにした充填材２３を用いて、上記実験を行っているのである。このような充填材２３を用いて充填工程を行えば、上記条件で十分に充填材２３をスルーホール１５内に充填することができ、安価で信頼性の高い配線基板１を製造することが可能である。尚、表１には示さないが、無機フィラーとしてＳｉＯ２を含み粘度が２５０Ｐａ・ｓである充填材を用いた場合には、充填結果が「ＮＧ」となる実験結果を得た。
【００５３】
以上、メタルマスク３０を用いて、スルーホール１５内に充填材２３を充填する場合の配線基板１の製造方法について説明したが、スルーホール１５内には、メタルマスク３０を用いなくとも充填材２３を充填することが可能である。以下では、上記実施例の変形例として、メタルマスク３０を用いない場合の充填材２３の充填方法について説明する。尚、図４は、変形例における充填材２３の充填方法を表した説明図である。変形例では、その特徴的な部分のみを採り上げて説明することにし、上記実施例と同様になされる各工程等に関しての説明は省略することにする。
【００５４】
変形例で用いる基板本体２０１には、スキージ移動方向に５５０μｍ以下の間隔Ｐ１でスルーホール１５が概ね配列された領域の一部に、５５０μｍより大きい間隔Ｐ２でスルーホール１５が配列されており、これによって、５５０μｍ以下の間隔でスルーホールが配列された領域Ａが複数が存在している。
【００５５】
図４に示すように、変形例では、まず、基板本体２０１表面にスキージ４０下端の角部４１１を接触させ、その接触点よりスキージ移動方向に位置するスキージ４０下面を基板本体２０１表面より所定角度傾斜させる。そして、互いに対向するスキージ４０下面と基板本体２０１表面との間に充填材２３を介在させた状態で、スキージ４０を基板本体２０１表面に沿って移動させる。
【００５６】
この際、上記接触点よりスキージ移動方向に位置するスキージ４０下面の基板本体２０１表面への射影成分のスキージ移動方向長さＬ１を、領域Ａのスキージ移動方向長さＬ２に対して、２倍以上に設定して、スキージ４０を移動させる。即ち、変形例では、以下に示す条件式（２）を満たす状態でスキージ４０を基板本体２０表面に接触させ移動させる。
【００５７】
Ｌ１／Ｌ２≧２　…（２）
上記条件式（２）を満足するようにスキージ４０を配置して基板本体２０１表面を移動させると、長さＬ１が長さＬ２に対して十分長いことから、充填材２３がスルーホール１５の末端に到達するまでの間、必要な押圧力がスキージ４０下面から充填材２３に及び、各スルーホール１５内に、充填材２３が隙間無く充填される。
【００５８】
ここで、Ｌ１／Ｌ２＜２として充填工程を実施した場合、及び、Ｌ１／Ｌ２≧２として充填工程を実施した場合の実験結果を表２に示す。尚、実験時の条件は、領域Ａにおけるスルーホール１５の配列間隔Ｐ１、スルーホール１５の直径（ＴＨ径）及び、アスペクト比などの条件を除いて、概ね表１に結果を示した実験と同じである。
【００５９】
【表２】

【００６０】
この実験では、Ｌ１／Ｌ２＝０．９である場合に、未充填のスルーホール１５が発生する結果となった。また、Ｌ１／Ｌ２＝３．３の場合に、スルーホール１５内が完全に充填材２３で満たされた状態になり、好ましい充填結果を得ることができた。この他、本実験では、アスペクト比が８以上である基板本体２０１に対しても、好ましい充填結果を得られることがわかった。また、間隔Ｐ１が３００μｍである基板に対しても、好ましい充填結果を得られることがわかった。
【００６１】
したがって、上記表１に示すメタルマスク３０を使用した場合の実験結果を考慮に入れて、表２に示すメタルマスク３０を使用しない場合の実験結果を評価すれば、メタルマスク３０を用いない場合であっても、Ｌ１／Ｌ２≧２を満足するように充填工程を行うことによって、５５０μｍ以下の間隔でスルーホールが配列された基板本体２０の各スルーホール１５内に、充填材２３を適切に充填できることが言える。また、Ｌ１／Ｌ２≧２に設定すれば、アスペクト比が３以上であっても、充填材２３をスルーホール１５内に適切に充填できることが言える。
【００６２】
以上、配線基板の製造方法について説明したが、次に図３及び図４に示した基板本体２０，２０１のスルーホール１５内に充填材２３を充填するための上記スキージ４０の構成について説明する。
図３及び図４に示すように、スキージ４０は、スキージ本体４１と、スキージ本体４１の側面の固定されたスキージ治具４３と、から構成されている。スキージ本体４１は、自身の下端部に、基板本体２０若しくはメタルマスク３０と接触する角部４１１を有している。
【００６３】
スキージ治具４３は、概略「く」の字状にされており、スキージ本体４１側面に固定され、そのスキージ本体４１側面に沿ってスキージ本体下端縁４１３に延びる固定部４３１と、その固定部４３１から折曲して延びる本体部４３３と、が一体成形された板状部材として構成されている。
【００６４】
本体部４３３は、スキージ本体４１下端の上記角部４１１とスキージ本体下端縁４１３とを結ぶスキージ本体の下面の延長面に沿って、スキージ本体下端に位置する固定部４３１の端部から延設された状態にされており、スルーホール１５が形成された基板本体２０，２０１表面に対向するスキージ本体４１の下面に平行な面を有している。
【００６５】
このような構成のスキージ４０では、スキージ本体４１を変更することなく、スキージ治具４３を取り替えるだけで、簡単にスキージ４０下面の長さを変更することが可能であり、上記配線基板１の製造方法で示した条件式（１）（２）を満足するスキージ４０を簡単且つ安価に製造することができる。
【００６６】
以上、本実施例の配線基板１の製造方法及びスキージ４０について説明したが、スキージ４０を用いて上記条件式（１）若しくは（２）を満足するように、充填工程を行えば、スキージ移動方向におけるスルーホール１５の配列間隔Ｐ１が５５０μｍ以下である基板本体２０の該スルーホール１５内に、充填材２３を適切に充填でき、結果として、信頼性の高い配線基板１を安価にユーザに提供することができる。
【００６７】
尚、本発明における二以上のスルーホールを露出可能な開口部は、複数のスルーホール１５が配列された領域Ａ全体を露出するメタルマスク３０の第一開口部３１に相当する。また、本発明のスキージが備える板状部材は、スキージ４０が備えるスキージ治具４３に相当する。
【００６８】
また、本発明の配線基板の製造方法及びスキージは、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施例では、ＩＣチップ搭載用の配線基板の製造方法を採り上げて説明したが、その他の配線基板に、本発明を適用しても構わない。５５０μｍ以下の間隔で配列されたスルーホールを有する基板本体を用いて配線基板を製造する場合には、スルーホールのパターンに限定されることなく、上記方法により、安価で信頼性の高い配線基板を製造することが可能である。この他、上記実施例では、スキージ治具４３を用いたスキージ４０の構成について説明したが、スキージ本体のみからなる従来型スキージの寸法を本発明の条件式に適合するように変更し、そのスキージを用いて配線基板を製造してもよいことは言うまでもない。ただし、従来型スキージを上記条件式に適合するように作製することは、コストアップ等に繋がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の配線基板１の製造方法に関する説明図である。
【図２】基板本体２０表面及びメタルマスク３０の構成を表す説明図である。
【図３】スルーホール１５内への充填材２３の充填方法を示した説明図である。
【図４】充填材２３の充填方法の変形例に関する説明図である。
【図５】充填材２３が未充填の状態である場合のスルーホール１５内の態様を表した説明図である。
【符号の説明】
１…配線基板、１５…スルーホール、２０，２０１…基板本体、２３…充填材、３０…メタルマスク、３１…第一開口部、３３…第二開口部、４０…スキージ、４１…スキージ本体、４３…スキージ治具、４１１…角部、４３１…固定部、４３３…本体部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a wiring board by filling a filler in each through hole of a board body, and a squeegee used for the method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a wiring board, a multilayer wiring board for mounting an IC chip and the like have been known.
When manufacturing this type of wiring board, a through hole (through hole) is formed in the board body, and an electroless plating process is performed on the inner surface of the through hole to form a plating layer, so that both sides of the board body are formed. Generally, the wiring layer is made electrically connectable, and furthermore, a filler is filled in the through hole.
[0003]
When filling the through hole with the filler, a mask having an opening corresponding to the through hole is superimposed on the substrate body, and the lower surface of the squeegee is opposed to the mask surface at a predetermined inclination angle. By moving the squeegee along the mask surface with the paste-like filler interposed between the mask and the mask surface, the filler is filled into the through hole through the opening of the mask. Is common.
[0004]
However, if the through-hole is not sufficiently filled with the filler, it may not be possible to form a wiring layer on the upper layer, or the strength of the board body may be deteriorated and the reliability of the wiring board may be reduced. It is necessary to fill the through hole with a filler without any gap.
[0005]
For this reason, conventionally, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-183519, a filler is filled in a through-hole under vacuum, or as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-188472, a mask on the lower surface of a squeegee is used. By changing the inclination angle with respect to the surface, the pressing force on the filler is increased, and the filler is filled in the through hole.
[0006]
When the arrangement density of the through holes is high, it is necessary to push the filler into the through hole with a higher pressing force in order to fill the filler without gaps. As described above, the squeegee is moved from the direction in which the arrangement interval of the through holes is as long as possible, and the apparent arrangement density in the squeegee moving direction is reduced, and the filler is filled.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, as the size and density of wiring boards have been reduced, the arrangement density of through-holes has further increased, and it is difficult to sufficiently fill the through-holes with the filler even by using the above-described conventional technique. It has become.
[0008]
In particular, in a substrate body in which through holes are arranged at intervals of 550 μm or less, a so-called unfilled through hole in which the filler is not filled to the end is highly likely to occur, for example, as described in JP-A-2001-177254 described above. However, even if an attempt was made to fill the filler using the method described in (1), the conventional effect could not be obtained because the arrangement interval of the through holes was too short. FIG. 5 is an explanatory view showing an aspect in the through hole 15 when the filler 23 is not filled up to the end of the through hole 15 in the substrate body 20 in which the through holes 15 are arranged at intervals of 550 μm or less. is there.
[0009]
On the other hand, if the filling material is filled in the through hole by a press method without using a squeegee, the filling material can be appropriately filled in the through hole. However, if such a method is adopted, the number of manufacturing steps increases, and a problem in cost arises. Therefore, it is required to appropriately fill the through-hole with the filler as inexpensively as possible using a squeegee.
[0010]
The present invention has been made in view of such a problem, and in a method using a squeegee, a method of manufacturing a wiring board capable of appropriately filling a filler in a through hole, and a squeegee used in the manufacturing method. , To provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 has a structure in which the lower surface of the squeegee and the lower surface of the squeegee are opposed to each other while the lower surface of the squeegee faces the surface of the substrate having a region in which through holes are arranged at intervals of 550 μm or less. A method of manufacturing a wiring board comprising filling a filler in each through hole by moving a squeegee along the surface of the substrate with a filler interposed therebetween, and facing the surface of the substrate body. When the length of the squeegee moving direction in the squeegee moving direction of the projected component of the lower surface of the squeegee onto the substrate body surface is L1, and the length of the squeegee moving direction in the area where the through holes are arranged is L2, the conditional expression L1 / L2 ≧ 2 is satisfied. It is characterized in that a filler is filled in each through hole using a squeegee.
[0012]
The length L1 of the squeegee moving direction of the projection component of the lower surface of the squeegee facing the surface of the substrate body onto the surface of the substrate body is substantially equal to the length of the lower surface of the squeegee capable of exerting a pressing force on the filler. When a squeegee that satisfies the above conditional expression is used as in the method for manufacturing a wiring board described above, the filler can be appropriately filled in each through hole. Examples of the squeegee satisfying the above conditional expression include a plate-shaped member having a surface parallel to the lower surface of the squeegee main body facing the surface of the substrate main body having the through hole formed therein and extending from the lower end of the squeegee main body, or a squeegee. Is set so as to satisfy the above conditional expression.
[0013]
In other words, in the conventional technique, the length of the lower surface of the squeegee in the moving direction is short, and a necessary pressing force cannot be applied to the filler until the filler is sufficiently filled in the through hole. According to the method of manufacturing a wiring board described in 1 above, the filler is filled into the through hole using a squeegee that is at least twice as long as the length of the region where the through holes are arranged. Until it is filled, the necessary pressing force can be sufficiently applied to the filler.
[0014]
As a result, by using the method of manufacturing a wiring board according to the first aspect, it is possible to appropriately and inexpensively fill the through-hole with the filler using a squeegee without making a significant change to a conventional production line. it can. Therefore, according to the present invention, the yield of products can be improved, and a highly reliable wiring board can be provided at low cost.
[0015]
Note that the angle of the lower surface of the squeegee with respect to the surface of the substrate body is preferably 2 degrees or more and less than 30 degrees.
In the method for manufacturing a wiring board according to the first aspect, a mask having an opening capable of exposing the through hole is overlapped on the surface of the substrate main body, and the filler is filled in the through hole by a so-called screen printing method. Alternatively, the filler may be filled in the through hole without using a mask.
[0016]
Further, when the filler is filled using a mask having an opening capable of exposing the through hole for every two or more through holes, the squeegee satisfying the conditional expression according to claim 2 is used. It is good to fill.
According to a second aspect of the present invention, a mask having an opening capable of exposing two or more through holes is superimposed on a surface of a substrate body having a region in which through holes are arranged at intervals of 550 μm or less, and a squeegee lower surface is formed on the mask surface. The squeegee is moved along the mask surface by interposing a filler between the mask surface and the lower surface of the squeegee while facing each other, so that the filler fills each through hole of the substrate body through the opening of the mask. Wherein the length of the squeegee moving direction of the projected component of the lower surface of the squeegee facing the mask surface onto the mask surface is L3, and the length of the opening of the mask in the squeegee moving direction is L4. In this case, a filler is filled in each through hole using a squeegee satisfying conditional expression L3 / L4 ≧ 2.
[0017]
In the case where the filler is filled in the through hole using the mask as described in claim 2, once the filler enters the opening of the mask, the filler does not spread beyond the diameter of the mask. The pressing force of the squeegee can be appropriately transmitted to the filler as compared with the case where no mask is used. Therefore, if a squeegee having a squeegee moving direction length L3 of a component projected from the lower surface of the squeegee onto the mask surface is twice or more longer than the squeegee moving direction length L4 of the mask opening, a necessary pressing force is applied to the filler. And the inside of each through hole surrounded by the opening can be appropriately filled with the filler. As a result, according to the method of manufacturing a wiring board described in claim 2, a highly reliable wiring board can be provided at low cost.
[0018]
As a squeegee satisfying the above conditional expression according to claim 2, a plate-like member having a surface parallel to the lower surface of the squeegee main body facing the surface of the substrate main body having the through-hole is provided extending from the lower end of the squeegee main body. Examples include those having a configuration and those in which the thickness of the squeegee is set so as to satisfy the above conditional expression.
[0019]
In addition, the invention according to claim 3 is characterized in that a filler is filled in each through hole of a substrate body having a through hole having an aspect ratio of 3 or more using the squeegee. .
As in the method for manufacturing a wiring board according to claim 3, for a substrate body having a through hole having an aspect ratio (that is, the depth of the through hole divided by the diameter of the through hole) of 3 or more, When the invention described in Item 2 is applied, the filling rate of the filler, the product yield, and the like can be improved as compared with the related art. In particular, the present invention works effectively when the aspect ratio is 3 or more and less than 15, and more specifically, the present invention works very effectively when the aspect ratio is 4 or more and less than 10.
[0020]
By the way, in the method for manufacturing a wiring board (claims 1 to 3), a filler obtained by adding an inorganic filler, a curing agent, a thickener, a defoaming agent, or the like to a thermosetting resin is used as a filler. be able to. An epoxy resin can be used as the thermosetting resin.
[0021]
As the epoxy resin, a so-called BP (bisphenol) type, PN (phenol novolak) type, CN (cresol novolak) type, GA (glycidylamine) type, or a low-viscosity alicyclic epoxy may be used. it can. If it is particularly limited, it is preferable to use an epoxy resin mainly composed of a GA (glycidylamine) type and a BP (bisphenol) type. Furthermore, an AP (aminophenol) type, a BPA (bisphenol A) type or a BPF (bisphenol F) type epoxy resin is preferable because it has low viscosity and heat resistance.
[0022]
In addition, a ceramic filler, a dielectric filler, a metal filler, or the like can be used as the inorganic filler. If it is particularly limited, silica, alumina, talc, aluminum nitride, or the like is preferably used as the ceramic filler, and barium titanate, lead titanate, lead zirconate titanate, or the like is preferably used as the dielectric filler. Further, it is preferable to use copper, silver, a silver / copper alloy or the like as the metal filler. In addition, whiskers and the like may be used as the inorganic filler.
[0023]
Further, as the curing agent, carboxylic anhydride-based, amine-based, imidazole-based, and the like can be used. In particular, when a liquid curing agent is used, the filler can have a low viscosity, so that the filling property of the filler can be improved. In addition, when the filler contains a large amount of volatile substances, bubbles are easily generated in the through holes. Therefore, in the method for manufacturing a wiring substrate, it is preferable to use a filler that does not contain volatile substances as much as possible. . Specifically, it is preferable to use a filler having a volatilization loss ratio of 1% or less, preferably 0.5% or less.
[0024]
In addition, if the viscosity of the filler is too low, the filler drips from the through-hole.If the viscosity is too high, the filler cannot be sufficiently filled in the through-hole, or the pressure through the squeegee can be reduced. Is not sufficiently transmitted to the filler, the filler flows over the substrate or the mask, the pressure applied to the squeegee is dispersed, and it becomes difficult to fill the filler into the through holes. As described in claim 4, when the shear rate is 21 [1 / sec] in a temperature range of 22 ° C. ± 2 ° C., the viscosity is 15 [Pa · s] or more and 200 [Pa · s]. It is preferable to use the following filler. According to a fourth aspect of the present invention, a filler satisfying the above condition is filled in each through hole of the substrate body using a squeegee.
[0025]
According to the method of manufacturing a wiring board according to claim 4, when the squeegee is moved at a speed corresponding to the shear rate to fill the filler into the through hole, the filler is appropriately filled into the through hole. Can be filled. If the squeegee is moved too fast, the filling material cannot be sufficiently filled in the through-holes. It is preferable to move the squeegee at the set speed to fill the filling material into the through holes.
[0026]
In the case where the wiring board is manufactured as described in claims 1 to 4, it is preferable to configure the squeegee as described in claim 5.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a squeegee for filling a filler in a through hole formed in a substrate body for manufacturing a wiring board, wherein the squeegee body faces the surface of the substrate body having the through hole formed therein. A plate-like member having a surface parallel to the lower surface is extended from the lower end of the squeegee main body.
[0027]
When the squeegee is configured as described in claim 5, the length of the lower surface of the squeegee can be freely changed only by extending the plate-shaped member to the existing squeegee main body without changing the size of the squeegee main body. be able to. Therefore, according to the invention described in claim 5, as the squeegee used in the method of manufacturing a wiring board according to any one of claims 1 to 4, a squeegee satisfying the above-described conditional expression is manufactured simply and inexpensively. can do.
[0028]
The plate-like member is fixed to the side surface of the squeegee main body, and extends to the lower edge of the squeegee main body along the side surface of the squeegee main body. And a main body having a surface parallel to the lower surface of the squeegee main body and extending in a direction parallel to the squeegee main body. With this configuration of the plate-like member, the plate-like member can be firmly fixed to the side surface of the squeegee main body by the fixing portion. In addition, the plate-shaped member may be formed separately from the squeegee main body, but may be formed integrally with the squeegee main body in advance.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a method of manufacturing the wiring board 1 in the present embodiment.
In this embodiment, a method of manufacturing a wiring board 1 for mounting an IC chip (semiconductor integrated circuit chip) used for manufacturing a package such as a ball grid array (BGA) or a pin grid array (PGA) will be described. However, since the technique for manufacturing this type of wiring board is a well-known technique, the entire process relating to the method for manufacturing the wiring board 1 will be briefly described below with reference to FIG. The method of filling the filler 23 characteristic of the present invention will be described in detail with reference to the drawings after FIG.
[0030]
In the present embodiment, first, copper foils 13 are formed on both surfaces of a base 11 made of a synthetic resin or the like (specifically, the base 11 of the present embodiment is made of a bismaleimide triazine resin). A substrate main body 20 in which through holes 15 penetrating both sides are prepared. FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a configuration of the substrate main body 20. In this drawing, one through hole 15 of a plurality of through holes (see FIG. 2) arranged in the substrate body 20 is taken up, and only the configuration around the through hole 15 is shown.
[0031]
Next, copper plating 21 is applied to both surfaces of the substrate main body 20 on which the copper foil 13 is formed and the side surfaces in the through holes 15, and the copper platings 21 on both surfaces of the substrate main body 20 are connected through the through holes 15 (FIG. 1 (b)). Thereafter, the surface of the copper plating 21 on the surface of the substrate body 20 and the inner surface of the through hole 15 is roughened by a so-called CZ process, and a filling step of a filler 23 is further performed.
[0032]
In the filling step, the filling material 23 is filled in the through holes 15 using a squeegee 40 having a configuration described later (FIG. 1C). Then, the filler 23 is temporarily cured, and the substrate body surface 20 is polished and flattened. Further, the filler 23 is cured.
Thereafter, an etching resist layer 25 is formed on the copper plating 21 on both surfaces (FIG. 1D), and an exposure process is performed using a glass mask 26 corresponding to the wiring pattern (FIG. 1E). Further, a portion of the etching resist layer 25 is removed by performing a developing process (FIG. 1F). Thereafter, the copper plating 21 and the copper foil 13 below the copper plating 21 are partially removed by performing an etching process using an etching solution from above the etching resist layer 25 (FIG. 1 (g)). Then, the remaining etching resist layer 25 is removed from the substrate body 20 to form a wiring pattern by copper plating 21 (FIG. 1 (h)).
[0033]
If necessary, a resin insulating layer 27 made of an insulating film is formed as an upper layer, a part of the resin insulating layer 27 is removed by exposure and development to form a via (hole), and copper plating 28 is applied. Then, a second-layer wiring pattern is formed so as to be connected to the first-layer copper plating 21. When wiring layers are formed in multiple layers by repeating this, the wiring board 1 of this embodiment is completed (FIG. 1 (i)).
[0034]
The step of filling the filler 23 (FIG. 1C) is specifically performed using a metal mask 30 as shown in FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the surface of the substrate main body 20 covered with the metal mask 30.
As shown in FIG. 2, the substrate body 20 used in the present embodiment has a region A in which the through-holes 15 are arranged at intervals of 550 μm or less (P1 ≦ 550 μm) along the squeegee moving direction (in FIG. And a region B in which the through-holes 15 are arranged at intervals larger than 550 μm (P2> 550 μm) along the squeegee moving direction.
[0035]
The region A is located at the center of the substrate main body 20 and, as shown in a partially enlarged view of the region A shown in the lower right of FIG. A through hole 15 is provided in the entire area. On the other hand, the region B covers substantially the entire surface of the substrate main body 20 excluding the region A. 2 is a partially enlarged view of the area B.
[0036]
The metal mask 30 includes one first opening 31 for exposing all the through holes located in the region A of the substrate main body 20 with respect to the region A, and is further positioned in the region B of the substrate main body 20. A second opening 33 for exposing the through hole 15 is provided for each through hole 15.
[0037]
Each of the second openings 33 is formed to be slightly larger than the diameter of the through-hole 15. When the metal mask 30 is placed on the substrate body 20, the periphery of the through-hole 15 is surrounded by itself. Then, the through hole 15 is exposed. On the other hand, the length of the first opening 31 in the squeegee moving direction is L4. When the metal mask 30 is placed on the substrate body 20, the first opening 31 surrounds the entire area A with its peripheral edge. Then, all the through holes 15 existing in the region A are exposed to the outside.
[0038]
In this embodiment, the label paper is placed on a pedestal (not shown) with a vacuum suction device, the substrate body 20 is placed on the pedestal, and the metal mask 30 is placed on the surface of the substrate body 20. After that, as shown in FIG. 3, the filling material 23 is filled in the through holes 15. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a method of filling the filler 23 using the squeegee 40. In FIG. 3, the cross section of the substrate body 20 is shown omitting the configuration of the through hole 15 in the region B and the second opening 33 of the metal mask 30 located at a position corresponding to the region B.
[0039]
In the present embodiment, first, the corner 411 located at the lower end of the squeegee 40 is brought into contact with the surface of the metal mask 30, and the lower surface of the squeegee 40 located in the squeegee moving direction from the contact point is at a predetermined angle from the surface of the metal mask 30 (generally). (20 to 30 degrees). Since the lower surface of the squeegee 40 and the surface of the metal mask 30 are opposed to each other, the squeegee 40 is placed on the surface of the metal mask 30 with the filler 23 interposed between the lower surface of the squeegee 40 and the surface of the metal mask 30. Move along.
[0040]
At this time, the length L3 of the component projected on the surface of the metal mask 30 on the lower surface of the squeegee 40 located in the squeegee moving direction from the contact point, that is, the metal mask 30 of the line segment along the squeegee moving direction on the lower surface of the squeegee 40. The squeegee 40 is moved by setting the length L3 of the projection component on the surface to be at least twice the length L4 of the first opening 31 in the squeegee moving direction. That is, in the present embodiment, the squeegee 40 is brought into contact with the surface of the metal mask 30 and moved so as to satisfy the following conditional expression (1).
[0041]
L3 / L4 ≧ 2 (1)
When the squeegee 40 is moved along the surface of the metal mask 30 so as to satisfy the conditional expression (1), the lower surface of the squeegee 40 presses the filler 23 downward. The gas flows into each through-hole 15 through the first opening 31 and the second opening 33 of the mask 30 and is filled in each through-hole 15. In particular, in this embodiment, since the length L3 is sufficiently longer than the length L4, a necessary pressing force is applied to the filler 23 from the lower surface of the squeegee 40 until the filler 23 reaches the end of each through hole 15. The filler 23 is filled in the through holes 15 in the region A and the region B without any gap.
[0042]
Here, when the above-mentioned conditional expression (1) is not satisfied, that is, when the filler 23 is filled in the through hole 15 in a state of L3 / L4 <2, the above-mentioned conditional expression (1) is satisfied ( Table 1 shows the experimental results when the filler 23 was filled in the through hole 15 in the state of L3 / L4 ≧ 2).
[0043]
[Table 1]

[0044]
Table 1 shows that the filling step is performed under the conditions of the arrangement interval P1 of the through holes 15 in the squeegee moving direction in the region A, the diameter (TH diameter) of the through holes 15, the aspect ratio, the value of L3 / L4, and the conditions. It shows a correspondence relationship with the filling result in the case of the above. In Table 1, when the filling material 23 is completely filled in the through hole 15, that is, when the filling material 23 is filled up to the end of the through hole 15 as shown in FIG. Is expressed as “OK”, and when the filler 23 is not filled in the through hole 15, that is, when the filler 23 is not filled up to the end of the through hole 15 as shown in FIG. NG ". Note that whether or not the through-hole 15 was filled with the filler 23 was visually determined with a magnifying glass having a magnification of 200 times.
[0045]
Further, in this experiment, a bisphenol-type epoxy resin was used as a thermosetting resin, an imidazole-based curing agent was used as a curing agent, SiO2 was used as an inorganic filler, a filler having a viscosity of 100 Pa · s, and SiO2 and Cu were used as inorganic fillers. A filler having a viscosity of 32 Pa · s and a filler containing Cu as an inorganic filler and having a viscosity of 20 Pa · s were used. The above viscosity value is a value when the shear rate is 21 [1 / sec] in a temperature range of 22 ° C. ± 2 ° C.
[0046]
In addition, in this experiment, the moving speed of the squeegee 40 was set so that the filler 23 was placed under substantially the same condition as the shearing speed 21 [1 / sec], which is the evaluation standard of the viscosity, when the squeegee 40 was moved. It was set to 3 mm / sec. In addition, in this experiment, the distance P1 between the through holes 15 was 180 μm or more and 550 μm or less, and the aspect ratio representing the depth of the through hole 15 to the diameter of the through hole 15 (that is, the thickness of the substrate body 20) was 3 or more. (Specifically, 3.2 or more) using the substrate main body 20 and the metal mask 30 (the thickness of the metal mask 30 is 150 μm) having the above-described configuration and under a temperature range of 22 ° C. ± 2 ° C. Made in
[0047]
In this experiment, when L3 / L4 ≦ 1.6, unfilled through holes 15 were generated. Further, when L3 / L4 ≧ 2.5, the through hole 15 could be completely filled with the filler 23, and a favorable filling result could be obtained. In addition, in this experiment, if L3 / L4 ≧ 2.5, favorable filling results can be obtained even for a substrate having an aspect ratio of 3 or more (specifically, 3.2 or more and 6.7 or less). I found that
[0048]
In addition, the pattern of the metal mask 30 is changed, and a plurality of openings capable of exposing through holes are provided at two or more through holes at intervals larger than 550 μm at positions corresponding to the region A of the substrate main body 20, As a result of filling the inside of the through hole 15 with the filler 23 in the same manner as in the above experiment, as in the above experiment, L3 / L4 was 2 or more, and a favorable filling result was obtained.
[0049]
Therefore, in the case where the arrangement interval P1 of the through holes 15 is 550 μm or less, if the filling step is performed so as to satisfy L3 / L4 ≧ 2, it can be said that the filler 23 can be appropriately filled into the through holes 15 in general. . Further, if the filling step is performed with L3 / L4 ≧ 2, even in the case of a substrate body having a through-hole having an aspect ratio of 3 or more, it is possible to fill the filler 23 into the through-holes 15 appropriately. I can say.
[0050]
By the way, the filler 23 having the above viscosity was used in the above experiment for the following reason. When the squeegee 40 is moved as in the present embodiment, it is preferable to fill the filling material 23 into the through hole 15 without any gap while maintaining the product productivity. Then, the moving speed of the squeegee 40 is limited to a certain range. Based on this squeegee moving speed, it is preferable that the shearing speed 21 [1 / sec] corresponding to the moving speed be used as the evaluation standard of the viscosity. That is.
[0051]
Secondly, since the filler 23 is for filling the inside of the through-hole 15, if the viscosity is too low so as to hang down from the through-hole 15 (specifically, the viscosity is 15 Pa · s). There is a possibility that handling of the substrate body 20 after filling the through-hole 15 with the filler 23 may hinder the handling. On the other hand, if the viscosity is too high (specifically, if the viscosity is greater than 200 Pa · s), the filling property of the filler 23 into the through hole 15 will be deteriorated.
[0052]
Therefore, in this embodiment, when the thermosetting resin is added with SiO2, Cu, or the like as an inorganic filler, and the shear rate is 21 [1 / sec] in a temperature range of 22 ° C. ± 2 ° C. The above experiment is performed using the filler 23 having a viscosity of 15 [Pa · s] or more and 200 [Pa · s] or less. If the filling step is performed using such a filling material 23, the filling material 23 can be sufficiently filled in the through hole 15 under the above conditions, and the inexpensive and highly reliable wiring board 1 can be manufactured. It is. Although not shown in Table 1, when a filler containing SiO 2 and having a viscosity of 250 Pa · s was used as an inorganic filler, an experimental result in which the filling result was “NG” was obtained.
[0053]
As described above, the method of manufacturing the wiring board 1 in the case where the filler 23 is filled in the through hole 15 using the metal mask 30 has been described. Can be filled. Hereinafter, as a modification of the above-described embodiment, a method of filling the filler 23 when the metal mask 30 is not used will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a method of filling the filler 23 in the modified example. In the modified example, only the characteristic portions will be described and described, and the description of each step and the like performed in the same manner as the above-described embodiment will be omitted.
[0054]
In the substrate main body 201 used in the modified example, the through holes 15 are arranged at an interval P2 larger than 550 μm in a part of a region where the through holes 15 are generally arranged at an interval P1 of 550 μm or less in the squeegee moving direction. Thus, there are a plurality of regions A in which through holes are arranged at intervals of 550 μm or less.
[0055]
As shown in FIG. 4, in the modification, first, the corner 411 of the lower end of the squeegee 40 is brought into contact with the surface of the substrate main body 201, and the lower surface of the squeegee 40 located in the squeegee moving direction from the contact point is at a predetermined angle from the surface of the substrate main body 201. Incline. Then, the squeegee 40 is moved along the surface of the substrate main body 201 with the filler 23 interposed between the lower surface of the squeegee 40 and the surface of the substrate main body 201 facing each other.
[0056]
At this time, the length L1 in the squeegee moving direction of the component projected on the surface of the substrate body 201 on the lower surface of the squeegee 40 located in the squeegee moving direction from the contact point is twice or more the length L2 in the squeegee moving direction of the area A. And the squeegee 40 is moved. That is, in the modification, the squeegee 40 is brought into contact with the surface of the substrate body 20 and moved in a state where the following conditional expression (2) is satisfied.
[0057]
L1 / L2 ≧ 2 (2)
When the surface of the substrate main body 201 is moved by disposing the squeegee 40 so as to satisfy the above conditional expression (2), since the length L1 is sufficiently longer than the length L2, the filler 23 becomes the end of the through hole 15. The required pressing force is applied from the lower surface of the squeegee 40 to the filler 23 until the filler 23 is reached, and the filler 23 is filled in each through hole 15 without any gap.
[0058]
Table 2 shows the experimental results when the filling step was performed with L1 / L2 <2 and when the filling step was performed with L1 / L2 ≧ 2. The conditions at the time of the experiment were almost the same as those of the experiment shown in Table 1, except for the arrangement interval P1 of the through holes 15 in the region A, the diameter (TH diameter) of the through holes 15, and the aspect ratio. It is.
[0059]
[Table 2]

[0060]
In this experiment, when L1 / L2 = 0.9, unfilled through holes 15 were generated. Further, when L1 / L2 = 3.3, the inside of the through hole 15 was completely filled with the filler 23, and a favorable filling result could be obtained. In addition, in this experiment, it was found that favorable filling results could be obtained for the substrate body 201 having an aspect ratio of 8 or more. It was also found that a favorable filling result was obtained for a substrate having an interval P1 of 300 μm.
[0061]
Therefore, taking into account the experimental results when the metal mask 30 shown in Table 1 is used and evaluating the experimental results when the metal mask 30 shown in Table 2 is not used, when the metal mask 30 is not used, Even so, by performing the filling process so as to satisfy L1 / L2 ≧ 2, the filling material 23 is appropriately filled in each through hole 15 of the substrate body 20 in which the through holes are arranged at intervals of 550 μm or less. You can say what you can do. Also, if L1 / L2 ≧ 2, it can be said that the filler 23 can be properly filled in the through hole 15 even if the aspect ratio is 3 or more.
[0062]
The method of manufacturing the wiring board has been described above. Next, the configuration of the squeegee 40 for filling the filler 23 in the through holes 15 of the board bodies 20 and 201 shown in FIGS. 3 and 4 will be described.
As shown in FIGS. 3 and 4, the squeegee 40 includes a squeegee main body 41 and a squeegee jig 43 fixed on a side surface of the squeegee main body 41. The squeegee main body 41 has a corner 411 at its lower end, which comes into contact with the substrate main body 20 or the metal mask 30.
[0063]
The squeegee jig 43 has a substantially “<” shape, is fixed to the side surface of the squeegee main body 41, and extends along the side surface of the squeegee main body 41 to the lower end edge 413 of the squeegee main body, and the fixing portion 431. And a main body portion 433 extending from the main body are formed as a plate-shaped member integrally formed.
[0064]
The main body 433 extends from the end of the fixing portion 431 located at the lower end of the squeegee main body along an extension surface of the lower surface of the squeegee main body that connects the corner 411 at the lower end of the squeegee main body 41 and the lower end edge 413 of the squeegee main body. The squeegee body 41 has a surface parallel to the lower surface of the squeegee body 41 facing the surface of the substrate bodies 20 and 201 where the through holes 15 are formed.
[0065]
In the squeegee 40 having such a configuration, the length of the lower surface of the squeegee 40 can be easily changed only by replacing the squeegee jig 43 without changing the squeegee main body 41. The squeegee 40 that satisfies the conditional expressions (1) and (2) shown by the method can be easily and inexpensively manufactured.
[0066]
Although the method of manufacturing the wiring board 1 and the squeegee 40 of the present embodiment have been described above, if the filling process is performed using the squeegee 40 so as to satisfy the conditional expression (1) or (2), the squeegee moving direction The filling material 23 can be appropriately filled in the through holes 15 of the substrate main body 20 in which the arrangement interval P1 of the through holes 15 is 550 μm or less, and as a result, the highly reliable wiring board 1 is provided to the user at low cost. be able to.
[0067]
In the present invention, the opening that can expose two or more through holes corresponds to the first opening 31 of the metal mask 30 that exposes the entire region A where the plurality of through holes 15 are arranged. Further, the plate-shaped member provided in the squeegee of the present invention corresponds to the squeegee jig 43 provided in the squeegee 40.
[0068]
Further, the method of manufacturing a wiring board and the squeegee according to the present invention are not limited to the above-described embodiment, but may employ various aspects. For example, in the above embodiment, a method of manufacturing a wiring board for mounting an IC chip has been described, but the present invention may be applied to other wiring boards. When a wiring board is manufactured using a substrate body having through holes arranged at intervals of 550 μm or less, a low-cost and highly reliable wiring board can be manufactured by the above method without being limited to the pattern of through holes. It is possible to manufacture. In addition, in the above embodiment, the configuration of the squeegee 40 using the squeegee jig 43 has been described. However, the size of the conventional squeegee including only the squeegee main body is changed so as to conform to the conditional expression of the present invention, and the squeegee is provided. It is needless to say that the wiring board may be manufactured by using the above. However, manufacturing a conventional squeegee so as to satisfy the above-mentioned conditional expressions leads to an increase in cost and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram relating to a method for manufacturing a wiring board 1 of the present embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a surface of a substrate body 20 and a metal mask 30.
FIG. 3 is an explanatory view showing a method of filling a filler 23 into a through hole 15;
FIG. 4 is an explanatory diagram relating to a modified example of a filling method of the filler 23.
FIG. 5 is an explanatory view showing an aspect in the through hole 15 when the filler 23 is in an unfilled state.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wiring board, 15 ... Through-hole, 20, 201 ... Board main body, 23 ... Filler, 30 ... Metal mask, 31 ... First opening, 33 ... Second opening, 40 ... Squeegee, 41 ... Squeegee main body, 43: squeegee jig, 411: corner, 431: fixing part, 433: main body

Claims

While the lower surface of the squeegee is opposed to the surface of the substrate having a region in which through holes are arranged at intervals of 550 μm or less, a filler is interposed between the surface of the substrate and the lower surface of the squeegee, and the squeegee is placed on the surface of the substrate. By moving along, a method of manufacturing a wiring board filled with a filler in each of the through holes,
When the length of the squeegee moving direction of the projected component of the lower surface of the squeegee facing the surface of the substrate body on the surface of the substrate body is L1, and the length of the squeegee moving direction of the area where the through holes are arranged is L2, A method for manufacturing a wiring board, characterized in that the filler is filled in each of the through holes using a squeegee satisfying a formula L1 / L2 ≧ 2.

A mask having an opening through which two or more through holes can be exposed is superimposed on the surface of the substrate body having a region in which through holes are arranged at intervals of 550 μm or less, and the squeegee lower surface is opposed to the mask surface. By filling the filler between the surface and the lower surface of the squeegee and moving the squeegee along the mask surface, the filler is filled into each through hole of the substrate body through the opening of the mask. A method of manufacturing a wiring board, comprising:
When the length of the squeegee moving direction of the projected component of the lower surface of the squeegee facing the mask surface onto the mask surface is L3, and the length of the opening of the mask in the squeegee moving direction is L4, the conditional expression L3 / L4 ≧ 2. A method for manufacturing a wiring board, wherein the filler is filled in each of the through holes using a squeegee satisfying Condition 2.

3. The wiring board according to claim 1, wherein the filler is filled in each through hole of the substrate body including the through hole having an aspect ratio of 3 or more using the squeegee. 4. Manufacturing method.

When the shear rate at 22 ° C. ± 2 ° C. is 21 [1 / sec], the viscosity is 15 [Pa · s] or more and 200 [Pa · s] or less, using the squeegee, 4. The method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein each of the through holes of the board body is filled.

A squeegee for filling a filler into a through hole formed in a substrate body for manufacturing a wiring board,
A squeegee characterized in that a plate-like member having a surface parallel to the lower surface of the squeegee main body facing the surface of the substrate main body in which the through hole is formed is extended from a lower end of the squeegee main body.