【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、凹版転写によって製造される配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の配線基板の製造方法について図面を用いて説明する。図１７は従来の配線基板の製造方法の工程図であり、図１８は従来の配線基板の製造方法における焼成工程の温度プロファイルである。
【０００３】
図１７において、１は、レーザ加工の工程である。１１はポリイミドのフィルム（厚み１２５ミクロン）である。１２はクロムマスクであり、１３はこのクロムマスク１２とフィルム１１との間に設けられたレンズである。１０はエキシマレーザである。このエキシマレーザ１０は、クロムマスク１２に形成された孔１２ａを通過する。そしてレンズ１３を通過することにより、孔１２ａに対応した像をフィルム１１上に結ぶ。このようにして、フィルム１１に溝を彫り、凹部１４を形成する。
【０００４】
次に、ペースト充填工程２を説明する。ペースト充填工程２では、フィルム１１に形成された凹部１４にスキージ１５で導電性のペースト１６を充填する。
【０００５】
そして、次の転写工程３では、ペースト１６が充填されたフィルム１１をＰＶＢ１９が塗布されたアルミナ基板１７上に載置する。そして、このフィルム１１を上方から加熱するとともに圧力２０を加える。
【０００６】
次に、フィルム剥離工程４において、フィルム１１を基板１７から剥すと、基板１７上に凹部１４に充填したペースト１６が基板１７側に残留する。即ち、クロムマスク１２の孔１２ａに対応した導体パターン１８が転写されることになる。
【０００７】
次に、焼成工程５について図１８を用いて説明する。図１８において、横軸２１は時間であり、縦軸２２は温度を示している。２３は、焼成工程５における基板１７の温度曲線であり、その最高温度２４は略８５０℃の温度に達する。この温度曲線２３の温度で焼成すると、ペースト１６はアンカー効果で固定されて、導体パターン１８が形成された基板１７ａが完成する。このときの加熱温度の勾配は、毎分３１℃としてある。そして、基板１７ａは徐冷されて、焼成工程５が完了するものであった。
【０００８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−１８３５０３号公報
【特許文献２】
特開平７−１６９６３５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の配線基板の製造方法では、接着剤軟化時点で既に導電性ペーストより成る導体パターンに変形が生じてしまうので、高精度な導体パターンを得ることができないという課題を有していた。
【００１１】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、高精度な導体パターンを得ることのできる配線基板の製造方法を提供することを目的としたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の配線基板の製造方法は、フィルムを基板から剥離して導電性ペーストを前記基板上に転写することにより導体パターンを形成するフィルム剥離工程と、このフィルム剥離工程の後で前記導電性ペーストを焼成する焼成工程とを備え、前記フィルム剥離工程と前記焼成工程との間に焼成工程における前記接着剤の流動を抑制する加熱工程が挿入されたものである。これにより、高精度な導体パターンを実現することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、基板上に導体パターンを凹版印刷によって転写形成する配線基板の製造方法であって、可とう性を有する凹版の表面に溝を形成する凹版製造工程と、この凹版製造工程の後で前記溝に導電性ペーストを充填する充填工程と、この充填工程の後で前記溝に充填された導電性ペースト中に含まれる溶剤を揮発させるとともに乾燥させる乾燥工程と、この乾燥工程の後で前記導電性ペーストが乾燥された凹版と予め熱可塑性の接着剤が塗布された前記基板とを貼り合わせる転写工程と、この転写工程の後で前記凹版を前記基板から剥離して前記導電性ペーストと前記基板上に転写することにより導体パターンを形成するフィルム剥離工程と、このフィルム剥離工程の後で前記導電性ペーストを焼成する焼成工程とを備え、前記フィルム剥離工程と前記焼成工程との間に焼成工程における前記接着剤の流動を抑制する加熱工程が挿入された配線基板の製造方法である。
【００１４】
これにより、焼成前に接着剤の流動を抑制する加熱工程を設けているので、接着剤の軟化による流動が抑制された状態で導電性ペーストを焼結させることができる。従って、焼成中における接着剤の流動による導電性ペーストの変形を小さくすることができ、高精度な導体パターンを実現することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明における加熱工程では、少なくとも接着剤の軟化点近傍における温度勾配を焼成工程よりも小さくした請求項１に記載の配線基板の製造方法であり、これにより接着剤の軟化による流動が抑制された状態で導電性ペーストを焼結させることができる。従って、焼成中における接着剤の流動による導電性ペーストの変形を小さくすることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、加熱工程では接着剤の軟化点から重合度が０となるまでの間の温度勾配を焼成工程の温度勾配よりも小さくした請求項１に記載の配線基板の製造方法であり、これにより接着剤の軟化によって生じる接着剤の流動の流れを小さくすることができるので、導電性ペーストの変形を小さくすることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明における加熱工程における接着剤の流動速度は、導電性ペーストの自重によってその導電性ペーストが動かない程度に小さくした請求項１に記載の配線基板の製造方法であり、これにより導電性ペーストの変形を小さくすることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明における加熱工程では、少なくとも接着剤の重合度が０となるまで加熱する請求項１に記載の配線基板の製造方法であり、これにより接着剤は、分子の分解が急速に促進され、接着剤は硬くなる。従って、焼成工程での接着剤の流れを小さくでき、導体パターンの変形を小さくすることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明における加熱工程では、接着剤の重量減少点以上に加熱する請求項１に記載の配線基板の製造方法であり、これにより接着剤は、その分子が分解され、ガス化が急激に生じ、重量が減少する重量減少点の温度以上にまで加熱されるので、焼成工程での接着剤の流れを小さくでき、導体パターンの変形を小さくすることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明における加熱工程では、接着剤の粘度最小点を超えるまで加熱する請求項１に記載の配線基板の製造方法であり、これにより接着剤の分子がモノマー化する粘度の最小点を超えて加熱されるので、接着剤分子は急速に炭化される。従って、焼成工程での加熱下での接着剤の流れは小さくでき、導体パターンの変形を小さくすることができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明における加熱工程は、略大気雰囲気中とするとともに、焼成工程は略大気雰囲気中での焼成と酸素希薄雰囲気中での焼成とを切替え可能とした請求項１に記載の配線基板の製造方法であり、これにより加熱工程は、大気雰囲気中であるので、接着剤の重合度が０となる温度を低くすることができ、省電力化することができる。
【００２２】
さらに、焼成工程は略大気雰囲気中での焼成と酸素希薄雰囲気中での焼成とを切替え可能としているので、酸化し易い銅粉を用いた導電性ペーストを用いる場合は酸素希薄雰囲気中で焼成することができ、導体抵抗の小さい配線基板を実現することができる。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、少なくとも接着剤の軟化点近傍での温度勾配は、約毎分２℃とした請求項２に記載の配線基板の製造方法であり、これにより接着剤の軟化によって生じる接着剤の流動の流れを小さくすることができるので、導電性ペーストの変形を小さくすることができる。
【００２４】
請求項１０に記載の発明は、少なくとも接着剤の軟化点近傍での温度勾配は、焼成工程における温度勾配の約１／１００から約１／１０の間とした請求項２に記載の配線基板の製造方法であり、これにより接着剤の軟化によって生じる接着剤の流動の流れを小さくすることができるので、導電性ペーストの変形を小さくすることができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、基板上に導体パターンを凹版印刷によって転写形成する配線基板の製造装置であって、可とう性を有する凹版の表面に溝を形成する溝形成手段と、この溝形成手段によって形成された前記溝に導電性ペーストを充填する充填手段と、この充填手段によって充填された導電性ペースト中に含まれる溶剤を揮発させて乾燥させる乾燥手段と、前記基板へ熱可塑性の接着剤を塗布し乾燥する接着剤塗布手段と、この接着剤塗布手段によって接着剤が塗布された前記基板と前記乾燥手段で乾燥された凹版とを貼り合わせて加圧するとともに、前記接着剤の溶融温度以上に加熱する溶融手段と、この溶融手段によって前記接着剤を染み込ませた導電性ペーストが前記基板から前記凹版を剥離することで前記基板上に転写形成される転写手段と、この転写手段で転写された前記導電性ペーストを焼成する焼成手段とを備え、前記転写手段と前記焼成手段との間に前記焼成手段での前記接着剤の流動を抑制する加熱手段が設けられた配線基板の製造装置である。
【００２６】
これにより焼成前に接着剤の流動を抑制する加熱手段を設けているので、接着剤の軟化による流動が抑制された状態で導電性ペーストを焼結させることができる。従って、焼成中における接着剤の流動によって生じる導電性ペーストの変形を小さくすることができる。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、加熱手段と焼成手段とは分離されて設けられるとともに、前記加熱手段では略大気雰囲気中で加熱され、前記焼成手段では大気雰囲気中と酸素希薄雰囲気中のいずれかで焼成される請求項１１に記載の配線基板の製造装置であり、これにより銅粉を用いた導電性ペーストを用いることができ、導体抵抗の小さい配線基板を実現することができる。
【００２８】
請求項１３に記載の発明は、加熱手段と焼成手段とは一体に設けられるとともに、前記加熱手段では略大気雰囲気中で加熱され、前記焼成手段は大気雰囲気と酸素希薄雰囲気とを切替え可能とし、前記加熱手段と前記焼成手段との間には、前記焼成手段の加熱媒体が前記加熱手段側へ流入することを阻止する隔壁を有し、前記隔壁には少なくとも基板が通過可能な孔が形成された請求項１１に記載の配線基板の製造装置であり、これにより焼成工程での導電性ペーストの酸化を防ぐことができるので、銅粉を用いた導電性ペーストを用いることができ、導体抵抗の小さい配線基板を実現することができる。
【００２９】
請求項１４に記載の発明は、溶融手段では、前記凹版の上面を前記基板に向かって流体で加圧する加圧部を有した請求項１１に記載の配線基板の製造装置であり、これにより流体で凹版を基板に加圧するので、基板の各部に均一かつ基板面に対して垂直に押圧力が加わる。従って、ペーストの全てが基板側に転写され、凹部内にペーストが残留することは無いので、さらに断面等の形状の安定した導体パターンを得ることができる。すなわち、高周波に対して安定した性能を有する配線基板が作製できる。特に、高周波用のインダクタンスを形成するとき、その効果は大きい。
【００３０】
また、均一した押圧力で押圧するので、例え、反りのある硬質の基板を用いたとしても基板が割れるようなことは無い。
【００３１】
請求項１５に記載の発明における加圧部は、基板を上面から加圧する上面加圧室と、基板を下面から加圧する下面加圧室とから成る請求項１４に記載の配線基板の製造装置であり、これにより基板の上面と下面を同時に加圧することができるので、両面導体パターンを同時に形成することができる。
【００３２】
請求項１６に記載の発明における上面加圧室と下面加圧室とは、流体を導く通路で連結された請求項１５に記載の配線基板の製造装置であり、これにより上面加圧室と下面加圧室とは通路で連結されているので、容易に圧力を等しくすることができる。また、通路で連結されているので、どちらか一方の加圧室のみに流体を流入させて加圧することもできる。
【００３３】
請求項１７に記載の発明は、基板の外周にスペーサを設け、このスペーサに上面加圧室と下面加圧室の端が当接した請求項１５に記載の配線基板の製造装置であり、これによりスペーサを設けているので、密閉した加圧室が容易に実現できるとともに、基板に機械的な押圧力が加わることは無く、この押圧力により基板が割れるようなことは無い。
【００３４】
請求項１８に記載の発明は、スペーサの側面には複数個の貫通孔が設けられた請求項１７に記載の配線基板の製造装置であり、これにより例え凹版内に空気等が含まれていても、基板内の空気はこの貫通孔から排出される。
【００３５】
請求項１９に記載の発明におけるスペーサの厚みは、基板の厚みより若干薄くした請求項１７に記載の配線基板の製造装置であり、これによりフィルムを隙間無く基板に密着させることができる。
【００３６】
請求項２０に記載の発明は、加圧室内に凹版が装着された基板が複数個収納される棚を設けるとともに、この棚ごと前記加圧室に挿入される請求項１４に記載の配線基板の製造装置であり、これにより一度に複数個の転写をすることができ、作業効率が向上する。
【００３７】
請求項２１に記載の発明における加圧室は、円筒形状とした請求項２０に記載の配線基板の製造装置であり、これにより円筒形にしているので、流体の圧力に対して強度が増す。このことは、薄い材料を使うことができるので、装置の軽量化を図ることができる。
【００３８】
請求項２２に記載の発明は、加圧室内にはヒータを設けるとともに、この加圧室内の流体を攪拌するファンが設けられた請求項２０に記載の配線基板の製造装置であり、これにより加圧室内を迅速に均一の温度にすることができる。
【００３９】
請求項２３に記載の発明における溶融手段の温度は、接着剤のガラス転移点以上とするとともに接着剤の重合度が０となる温度以下とした請求項１４に記載の配線基板の製造装置であり、接着剤が破壊し溝内に導電性ペーストが残留したり、接着剤の成分が分解されることにより発生するガスによってボイドが発生したりし難くなるので、精度の良好な導体パターンを形成することができる。
【００４０】
請求項２４に記載の発明は、溶融温度は８０℃以上１８０℃以下とした請求項２３に記載の配線基板の製造装置であり、これにより接着剤が破壊し溝内に導電性ペーストが残留したり、接着剤の成分が分解されることにより発生するガスによってボイドが発生したりし難くなるので、精度の良好な導体パターンを形成することができる。
【００４１】
（実施の形態１）
先ず、本実施の形態１における配線基板の製造方法について以下図面を用いて説明する。図１は本実施の形態１における製造工程図であり、図２から図５は本実施の形態１における各製造工程の詳細図である。
【００４２】
図１において、３０はレーザ加工でフィルムに溝を加工する凹版製造工程である。３１は、凹版製造工程３０の後でフィルムに剥離層を形成する剥離層形成工程である。３２は、剥離層形成工程の後で溝へ導電性ペーストを塗布、充填する充填工程であり、３３は、充填工程３２の後で導電性ペーストを乾燥させる乾燥工程である。そして３４は、乾燥工程３３の後で導電性ペーストを再充填する再充填工程であり、３５は再充填工程３４の後で導電性ペーストを再乾燥する再乾燥工程である。
【００４３】
次に３６は、再乾燥工程３５で再乾燥された凹版を、予め接着剤が塗布された基板上に貼り合わせ、加熱するとともに加圧する転写工程である。３７は、転写工程の後でフィルムを基板から剥離し、導電性ペーストを基板上に転写するフィルム剥離工程である。
【００４４】
そして、３８は、導電性ペーストが転写された基板を加熱する加熱工程であり、３９は、加熱工程で処理された基板上の導電性ペーストを焼成する焼成工程である。続いて４０は、焼成工程３９で焼成された基板上に絶縁層を形成する絶縁層形成工程である。
【００４５】
以下に、本実施の形態１における配線基板の製造方法を形成する各製造手段について図面を用いて詳細に説明する。
【００４６】
まず、凹版製造工程３０の製造手段について説明する。図２は、本実施の形態１における凹版製造工程３０における凹版製造手段の説明図である。図２において、５０は、厚さ１２５ミクロンメートルのポリイミド製のフィルムである。このフィルム５０の上方には、クロムマスク５１が載置され、このクロムマスク５１のさらに上方からエキシマレーザ５２が照射される。なお、クロムマスク５１には孔５１ａが設けられており、このクロムマスク５１とフィルム５０との間にはレンズ５３が設けられている。これによって、クロムマスク５１に形成された孔５１ａを通過したエキシマレーザ５２が、レンズ５３を通過し、フィルム５０上に孔５１ａに対応した像が結ばれる。このようにして、フィルム５０に溝を彫り、凹部５４が形成される。
【００４７】
なお凹部５４は、開口部に向かって広がった傾斜を有しており、この傾斜角を約２度から６度の傾斜としてある。これによって、後述するフィルム剥離工程３７で導電性ペーストが凹部５４から抜けやすくなるので、精度の良い導体パターンを形成することができる。
【００４８】
次に３１（図１参照）は、剥離層形成工程である。この剥離層形成工程３１における剥離層形成手段は、凹版製造工程３０によって凹部５４が形成された面側に、剥離層としてフッ化炭素系を塗布し、フッ化炭素系の分子膜を形成するものである。この剥離層によって、後述のフィルム剥離工程３７において、導電性ペーストをフィルム５０から剥離しやすくなる。
【００４９】
次にペースト充填工程３２におけるペースト充填手段について図３を用いて説明する。図３は本実施の形態１におけるペースト充填手段の断面図である。図３（ａ）に示されるように、このペースト充填手段では、まず厚さ１００μｍのスクリーン５７がフィルム５０上に載置され、導電性の導電性ペースト５６がスクリーン印刷される。これによって凹部５４内に導電性ペースト５６が充填されるとともに、フィルム５０上には約１００ミクロンの厚さで略均一で導電性ペースト５６の膜５６ａが形成されることとなる。なおここで、スクリーン５７は、ステンレス製であり、その開口部は凹部５４が形成された領域よりも大きな範囲とすることによって、全ての凹部５４に導電性ペースト５６を充填することができる。
【００５０】
その後、導電性ペースト５６が印刷されたフィルム５０は、遠心分離機で回転されることによって、導電性の導電性ペースト５６が凹部５４の隅々まで充填される。なお、この遠心分離機を用いると、充填と同時に脱泡も行うことができる。
【００５１】
そして、図３（ｂ）に示すように、スキージ５８でフィルム５０の表面がかき取られ、フィルム５０上の不要な導電性ペースト５６ｂが除去され、凹部５４にのみ導電性の導電性ペースト５６が確りと充填されることとなる。
【００５２】
次に乾燥工程３３（図１も併せて参照）における乾燥手段について説明する。図３（ｃ）は、乾燥工程３３における乾燥手段の断面図である。この乾燥手段では、凹部５４へ充填された導電性ペースト５６を乾燥するものである。このときこの乾燥工程３３では、導電性ペースト５６は劣化しないが、導電性ペースト中に含まれた溶剤が揮発する温度で乾燥されることが必要である。ここで、本実施の形態１における導電性ペースト５６の溶剤は、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤が用いられている。また、導電性ペーストは約６０重量パーセントの銀粉と、約３８重量パーセントの溶剤と、残りを占めるバインダーとによって構成されている。従って、この乾燥工程３３での加熱温度は１５０℃程度とすることが望ましい。
【００５３】
導電性ペースト５６の約３８重量パーセントは溶剤であるので、乾燥が完了すると、図３（ｃ）に示すように、溶剤の蒸発相当分の体積が減少する。そこでこの体積の減少分を補うために、再度導電性ペースト５６を充填する再充填工程３４と再乾燥工程３５とを有している。そして、それら再充填工程３４と再乾燥工程３５は、凹部５４が導電性ペースト５６によって略完全に満たされるまで数回繰り返される。なお、本実施の形態１においては、再充填工程３４と再乾燥工程３５を５回繰り返している。
【００５４】
ここで本実施の形態１においては、導電性ペースト５６の印刷性を考慮し、銀粉の含有比率を約６０重量パーセントとしているが、さらにこの銀粉の含有比率の大きいものを用いれば再充填工程３４と再乾燥工程３５の繰り返し回数を減少させることも可能である。
【００５５】
次に転写工程３６における転写手段について説明する。図４はこの転写工程における転写手段の断面図である。まず図４（ａ）に示されるように、予めアルミナ基板６０にポリビニルブチラール樹脂６１（以下ＰＶＢという。なおこれは熱可塑性接着剤の一例として用いたものである。）が塗布される。なお、ＰＶＢ６１のアルミナ基板６０への塗布は、アルミナ基板６０をアセトンとトルエンとの混合溶液にＰＶＢ樹脂を溶かした液に浸漬し、乾燥させることによって行っている。なお、アセトンとトルエンとの混合溶液を用いているので、乾燥温度は常温で行うことができる。
【００５６】
そして次に図４（ｂ）に示されるように、充填工程３２で導電性ペースト５６が充填されたフィルム５０が、予めＰＶＢ６１が塗布されたアルミナ基板６０上に貼り合わされる。このフィルム５０が貼り合わされたアルミナ基板６０は、ゴム（図示せず）の間に挟まれ、そのゴムの上下から圧力を加えるとともに加熱される。この加熱によって溶融したＰＶＢ６１は、導電性ペースト５６内に浸透し、導電性ペースト５６とＰＶＢ６１とが混ざることとなる。
【００５７】
なお、この加熱温度はガラス転移点以上であることが必要である。これは、ＰＶＢ６１面近傍におけるフィルム５０とアルミナ基板６０との剥離を防止するためである。さらに、ＰＶＢ６１の重合度が０となる温度以下でなければならない。これは、ＰＶＢ６１内の分子の結合が外れることによって発生するガス（水蒸気など）によるボイド等を防止する為である。つまり凹部５４内でガスが発生してもその逃げ口がないので、ガスは当然導電性ペースト５６内に留まるからである。
【００５８】
ここで、大気雰囲気中においてはＰＶＢ６１を１７５℃の温度で２０分程度加熱してやると、重合度は０となってしまう。そこで、本実施の形態１においては転写工程３６における加熱温度を１４０℃としている。これは、１７５℃以下の温度でも徐々にＰＶＢ内の分子結合の破壊は進行し、徐々にガスが発生するので、ＰＶＢ６１の加熱温度を１４０℃と低くしてある。これによって、ボイドの少ない導体パターンを実現でき、高精度な導体パターンを実現することができる。
【００５９】
次に冷却によって、ＰＶＢ６１が固まり、導電性ペースト５６も硬くなるとともに導電性ペースト５６がアルミナ基板６０に確りと接着される。なおこの冷却は、ＰＶＢ６１のガラス転移点より低い温度となるまで冷却されることが重要である。これは、ガラス転移点以上の温度においてＰＶＢ６１は完全に硬くなっておらず、この状態で搬送したりすると、フィルム５０とアルミナ基板６０との間で剥離を起こすことがあり、この剥離を防止するためである。
【００６０】
次にフィルム剥離工程３７におけるフィルム剥離手段について説明する。図５は、本実施の形態１におけるフィルム剥離工程３７におけるフィルム剥離手段の断面図を示している。図５において、フィルム５０をアルミナ基板６０から剥がし、凹部５４内の導電性ペースト５６をアルミナ基板６０上に残留させる。これにより、クロムマスク５１（図２）の孔５１ａに対応した導体パターン６５がアルミナ基板６０上へ転写されることになる。
【００６１】
次に、図６は加熱工程３８における基板の温度プロファイルを示している。図６において、縦軸７０は温度を示し、横軸７１は時間を示している。この加熱工程３８において、アルミナ基板６０は、ＰＶＢ６１の重合度が略０となるまで加熱される。そして、さらに熱が加えられて、急速にＰＶＢ６１の分解が促進される。これによって、ＰＶＢ６１から酸素や水素が水蒸気などのガスとして抜け、炭素分子が残るので、ＰＶＢ６１は褐色へ変化し、硬くなるとともにその重量も減少する。なお、ＰＶＢ６１は大気雰囲気中において加熱される場合、１７５℃の温度で約２０分間程度保持されるとその重合度が０となる。
【００６２】
ここで、ＰＶＢ６１のガラス転移点である６１℃近辺から、ＰＶＢ６１の重合度が０となるまでの間、ＰＶＢ６１の温度上昇勾配を小さくすることが望ましい。特に図６における軟化点７２（ＰＶＢ６１においては１４７℃）の近傍における、アルミナ基板６０の温度上昇勾配を小さくすることが重要である。
【００６３】
そこで、本実施の形態１において、まず常温より毎分１６℃の温度上昇勾配で加熱し、アルミナ基板６０を温度７３（Ｔ１）まで加熱すると温度上昇勾配を緩やかにする。そして、温度７４（Ｔ２）まで達すると、さらに温度上昇勾配を小さくし、時間７５の間さらに加熱される。なお、本実施の形態１においては、温度７３は約９５℃であり、温度７４は約１７５℃とし、その加熱時間７５は約２５分としてある。これによりＰＶＢ６１は、温度７４で時間７５だけ加熱される間に、完全に重合度が０となり、急激に分解されていく。
【００６４】
なお、この加熱工程３８は、ピーク温度が約１７５℃であるので、銅粉を用いた導電性ペーストであっても加熱工程３８での銅粉の酸化は小さいと考えられる。従って加熱工程３８は、大気雰囲気中で行うことができるので、窒素等の高価で特殊な不活性気体を必要とせず、低価格な配線基板を実現することができる。
【００６５】
次に焼成工程３９における焼成手段について説明する。この焼成手段は、加熱工程３８で加熱処理されたアルミナ基板６０上の導電性ペースト５６の銀粉を焼結させるものである。なお、この焼成工程３９における焼成温度のピーク温度は略８５０℃である。このようにして、ＰＶＢ６１が約４００℃の温度で燃焼し、炭素と水（水蒸気）へと変化して焼失するので、導電性ペースト５６がアンカー効果によりアルミナ基板６０に固定され、導体パターン６５が形成された配線基板が完成する。なお、本実施の形態１における焼成工程３９の焼成温度プロファイルは、図１８に示されるように従来の焼成温度と同じであり、その上昇温度勾配は、毎分約３１℃である。
【００６６】
そして次に、絶縁層形成工程４０によって、導体パターン６５の電気的、物理的保護などを目的として絶縁層が形成される。その絶縁層は、スクリーン印刷などによって、樹脂を印刷することによって形成している。
【００６７】
以下、本実施の形態１における配線基板の製造方法において、導体パターン６５の形状の変形が抑制される動作について図面を用いて詳細に説明する。
【００６８】
図７は、ＰＶＢ６１の温度と粘度及び温度と重量との関係を示し、横軸８０が温度であり、縦軸８１が粘度、縦軸８２が重量を示している。図７において８３は、ＰＶＢ６１の粘度特性を示し、８４が重量特性を示している。
【００６９】
まずここで、ＰＶＢ６１の温度と粘度との関係について説明する。ＰＶＢ６１は、ガラス転移点８５を通過するとその粘度が急激に減少する。そして温度８６（Ｔ４）近傍で粘性を有してくる。そして温度８７は重合度が０となる温度であり、この温度８７でＰＶＢ６１の粘性は最小となる。しかし、この温度８７よりもさらに温度が上昇すると、今度は逆に粘度が大きくなる。これは、温度８７ではＰＶＢ６１の分子の略全てがモノマーの状態となり、温度８７を超えてさらに加熱されると、ＰＶＢ６１の分解が急激に促進される。従って、ＰＶＢ６１が水蒸気などのガスと炭素分子とに分解されるので、その粘度が上昇する。
【００７０】
一方ＰＶＢ６１の重量は、温度８７を超えることによって、ＰＶＢ６１中の水素と酸素とがガス化してしまうので、重量が急激に減少する。このとき、大気中である場合は、ＰＶＢ６１中の酸素や水素と、空気中の酸素とによって、分解が促進されるので、温度８７は窒素雰囲気などの低酸素濃度である場合に比べて低くなる。
【００７１】
そこで、本実施の形態１においては、この加熱工程３８を大気雰囲気中で行うことで、窒素などの高価な気体が不要となり、その加熱温度も１７５℃と低くすることができるので、省電力化に貢献することができる。
【００７２】
次に図８は、本実施の形態１において軟化点８８近傍の温度におけるアルミナ基板６０の要部断面図を示す。まずＰＶＢ６１が加熱されると、その温度に比例して膨張する。次第に温度が上昇し、軟化点８８の近傍の温度では粘性を有した液体となっているので、熱膨張によってアルミナ基板６０の中央部から外側へ向かってＰＶＢ６１は流動する。
【００７３】
そのとき、ＰＶＢ６１のアルミナ基板６０との境界面９０での流速は略０となり、境界面９０から離れるに従って大きくなる。そしてＰＶＢ６１の表面９１でその流速は最大となる。ここで導電性ペースト５６は、ＰＶＢ６１の流れ９２上に浮いた状態であり、ＰＶＢ６１と導電性ペースト５６との境界面には摩擦力が生じる。ここで、導電性ペースト５６の自重（Ｗ）９３が小さいと、このＰＶＢの流れ９２と摩擦力によって導電性ペースト５６は動くこととなる。
【００７４】
つまり、導電性ペースト５６の断面積の小さい箇所で移動は大きくなるので、一般的に導体の細い箇所が大きく移動し、太い導体ほど移動しないこととなる。従って、それらの移動量の差によって導体パターン６５に変形が生じるので、本実施の形態１における加熱工程３８では、ガラス転移点を超えると急激にその粘度が小さくなることと、ＰＶＢ６１の重合度が０となる温度がその粘度が最小となる点に注目し、その間の温度上昇勾配をできる限り小さくしている。
【００７５】
これによって、時間あたりのＰＶＢ６１の伸びは小さくなり、ＰＶＢ６１の流れ９２の流速を小さくすることができる。従って、導体パターン６５の細い部分での移動量を小さくすることができ、導体パターン６５の変形を小さくすることができるので、精度の良い導体パターンを実現することができる。
【００７６】
そしてＰＶＢ６１を一旦温度８７を超えて加熱すると、分子構造が破壊するので、冷却してももとの分子構造には戻らない。つまり、重合度が０となった後に一旦冷却し、再度加熱したときのＰＶＢ６１の粘度低下は小さくなるので、焼成工程３９でのＰＶＢ６１の流動を抑制することができる。従って、加熱工程３８後に一旦冷却し、その後焼成工程３９で再加熱するような場合においても、焼成工程３９で導体パターン６５が変形することは小さくなるので、さらに精度の良い導体パターンを実現することができる。
【００７７】
なお、これは導電性ペースト５６として銅粉が用いられるような場合に特に有用である。なぜならば、銅粉による導電性ペースト５６は、酸化による導体抵抗値の変動が大きいので、一般に窒素雰囲気などの低酸素濃度の雰囲気内で焼成することが必要である。そこで、本実施の形態１においては、加熱工程３８と焼成工程３９との間でアルミナ基板６０の温度が一旦下がってもよいので、加熱手段と焼成手段とを別の装置として分離するとともに、焼成工程３９における雰囲気を切り替える切替え手段（図示せず）を設けてある。これによって、焼成工程３９は低酸素濃度雰囲気への切替えが可能であり、銅粉を用いた導電性ペーストも焼成することも可能となる。
【００７８】
なお、この切替え手段は例えば、焼成工程３９における焼成手段と窒素ガス発生器との間に設けられたバルブとしてもよい。この場合、このバルブを切替えることによって、焼成工程３９の雰囲気を大気雰囲気と窒素雰囲気（低酸素濃度の一例として用いた）とを切替えることができる。さらに、窒素ガス発生器ではなく、ボンベに封入された液化窒素や、ボンベに封入された他の不活性気体を用いてもよい。
【００７９】
さらに、本実施の形態１において、加熱手段と焼成手段とを別の装置として分離したが、これは一体であってもよい。この場合、加熱手段と焼成手段との間に隔壁を設け、この隔壁にアルミナ基板６０が通過できる小さな孔を設けておけばよい。さらにまた、この隔壁の孔に開閉可能な扉を設けておけばなおよい。これによって、加熱手段と焼成手段とを一体にできるので、省スペース化できる。
【００８０】
これにより、導体抵抗値が小さい銅粉による導電性ペースト５６も使用することができるので、導体パターン６５での信号の損失を小さくすることができる。特にこれを高周波機器に用いると、ＮＦ等の良好な高周波機器を実現できる利点がある。
【００８１】
（実施の形態２）
本発明における実施の形態２は、本発明の配線基板の製造装置における転写工程３６における転写手段を実現するための回路転写装置であり、以下本実施の形態２における回路転写装置について図面を用いて説明する。図９は本実施の形態２における回路転写装置の断面図である。
【００８２】
図９において、６０は両面にフィルム５０が載置された基板であり、その材質はアルミナ基板を用いている。この基板６０の誘電率は大きいので、高周波回路によく用いられる。しかし、材料の抗折強度が小さいので、不均一な力が加わると割れ易いという性質を有するものである。
【００８３】
また、図１０において、基板６０の両面（図１０では片面のみ示した）にはＰＶＢ６１が塗布されている。そして、この基板６０の両面にはＰＶＢ６１を介してフィルム５０が載置されている。このフィルム５０には凹部５４が形成されており、この凹部５４には導電性の導電性ペースト５６が充填されている。
【００８４】
図１１に示すように１３１はスペーサであり、基板６０の外周近傍に設けられている。このスペーサ１３１の厚さ１３１ｂは、基板６０の厚さ６０ｂより若干（０．１ｍｍ）薄くなっている。これは基板６０にフィルム５０を隙間無く密着させるためである。また、このスペーサ１３１の側面には基板６０側から外方に向かって貫通孔１３１ａが複数個設けられている。これは、基板６０とフィルム５０との間に閉じ込められた空気を外部に放出するためのものである。
【００８５】
再び図９に戻って説明する。１３２は、アルミニウムで形成された加圧室形成部材であり、この加圧室形成部材１３２には凹部１３３が形成されている。また、１３４はゴム（弾性体の一例として用いた）で形成された角リングである。この角リング１３４は、凹部１３３を形成する端の凸部天面１３２ａに装着されている。
【００８６】
このような構成、即ち、基板６０と、この基板６０の両面に載置されたフィルム５０と、スペーサ１３１と、角リング１３４と凹部１３３とで加圧室１３５を形成している。１３５ａは基板６０の上面側に形成された上面加圧室であり、１３５ｂは基板６０の下面側に形成された下面加圧室である。この上面加圧室１３５ａと下面加圧室１３５ｂとは対象にできている。
【００８７】
１３６は、加圧室形成部材１３２の外側に設けられたヒータであり、加圧室１３５を加熱するとともに機械的な力でフィルム５０をスペーサ１３１側に加圧するものである。
【００８８】
１３７は、圧縮された空気（流体の一例として用いた）１６２の流入口であり、加圧室１３５の凹部１３３の底面である奥部１３３ａに連結している。また、他方は図１４で説明する配管に接続されており、空気１６２が流入・排出される。
【００８９】
１３８は整流板であり、奥部１３３ａとフィルム５０との間に設けられている。この整流板１３８には複数個の孔１３８ａが等間隔に形成されている。この孔１３８ａにより、空気１６２の流れは一定となり、フィルム５０全体に渡り一定の圧力１３０が同時に加わるようにしている。１３９は硬質ウレタンで形成された通路であり、上面加圧室１３５ａと下面加圧室１３５ｂとを連結している。この通路１３９を有しているので、上面加圧室１３５ａと下面加圧室１３５ｂとの圧力は常に等しくなっている。
【００９０】
本実施の形態において、加圧室１３５内の温度は、１４０℃とし、気圧は１０気圧とし、転写のための時間は５分として良好な転写を実現している。なお、角リング１３４を用いることにより、面でフィルム５０と凹部１３３の端の天面１３２ａに接するので、密着度が増すとともに、均等な力が角リング１３４に加わる。従って、オーリングに比べて丈夫である。
【００９１】
以上のように構成されているので、フィルム５０には基板６０側に向かって均等な空気圧１３０が加わることになる。従って、例えば図１２に示すように基板６０ｃに反りが生じていたとしてもフィルム５０には均等な圧力１３０が加わることになる。従って、凹部５４内に充填された導電性ペースト５６にも基板６０ｃ方向に均等な圧力１３０が加わり、精度よく転写がなされる。
【００９２】
即ち、図１３に示すように、反りを有した基板６０ｃであっても、導電性ペースト５６は欠落や変形をすることなく基板６０ｃ側に転写される。このように、均等な圧力１３０が加えられるので、凹部５４内に導電性ペースト５６が残留することは無く、導電性ペースト５６の全てが基板６０ｃ側に転写され、欠落部の無い安定した断面形状を有する導体パターン６５を得ることができる。従って、導体パターン６５の形状が安定し、高周波に対して安定した性能を有する回路基板が作製できる。
【００９３】
特に、これを高周波回路に用いれば、要求される設計通りのインダクタンスを有したパターンインダクタ等を実現することができ、安定した高周波回路を実現することができる。なお、この技術を用いてパターン幅が２０ミクロン、パターンとパターンとの間隔が２０ミクロン、パターンの高さが１５ミクロンのものを実現している。
【００９４】
また、全面にわたって均一した圧力１３０で押圧するので、例え、反りを有するアルミナ基板等のように硬質の基板を用いたとしても基板６０ｃが割れるようなことは無い。
【００９５】
図１４は、回路転写装置の圧縮空気の配管図である。図１４において、１３５ａは回路転写装置の上面加圧室であり、１３５ｂは下面加圧室である。また、１３９は、上面加圧室１３５ａと下面加圧室１３５ｂの圧力を等しくするため両加圧室を結ぶ通路である。
【００９６】
１４１は、５気圧の圧縮空気が流入する配管であり、４倍圧にするブースタ１４２に連結されている。このブースタ１４２で５気圧の圧縮空気は増圧されて２０気圧になる。そして、この増圧された圧縮空気はサージタンク１４３に蓄えられる。この２０気圧に増圧された空気はレギュレータ１４４で一定の気圧（１５気圧）に制御される。１４５は加圧用の電磁弁であり、１４６は排気用の電磁弁である。
【００９７】
排気用の電磁弁１４６を閉じて、加圧用の電磁弁１４５を開けると、レギュレータ１４４で一定の圧力に制御されて圧縮された空気１６２は流入口１３７を介して、上面加圧室１３５ａと下面加圧室１３５ｂに流入する。この状態で５分間経過した後、今度は電磁弁１４５を閉じて電磁弁１４６を開く。そうすると、上面加圧室１３５ａと下面加圧室１３５ｂ内の圧縮された空気１６２は電磁弁１４６から排気絞り弁１４７とサイレンサ１４８とを介して大気中１４９へ放出される。サイレンサ１４８は、圧縮された空気１６２を急激に排気することにより大きな音が発生するのを防ぐために挿入したものである。
【００９８】
そして、転写工程３６（図１）における転写手段に本実施の形態２における回路転写装置を用いることによって、溝５４の形状を忠実に再現でき、焼成工程３９における導体の精度が向上する。そして、本実施の形態１における加熱工程３８を用いることによって、焼成工程３９における導体パターン６５の変形も小さくすることができる。従って、本実施の形態２の回路転写装置を本実施の形態１の配線基板の製造方法に用いることにより、さらに精度の高い配線基板を実現することができる。
【００９９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における回路転写装置について、以下図面を用いて説明する。図１５は、実施の形態３における転写手段における回路転写装置の断面図であり、同時に複数個の基板に回路転写ができるものである。
【０１００】
図１５において、１５１は加圧室１６１を形成する本体部であり円筒形状をしている。１５２はこの加圧室１６１の一方の端に設けられた扉であり、開閉自在に設けられている。１５３は本体部１５１に設けられた圧縮された空気１６２の流入口であり、空気１６２の流入・排出を行うものである。なお、この空気１６２の配管については実施の形態２の図１４に示したものと同様である。
【０１０１】
１５４は整流板であり、加圧室１６１内の上方と下方に設けられている。１５５は整流板１５４に複数個設けられた孔であり、等間隔に設けられている。
【０１０２】
また、この上下に設けられた整流板１５４との間に棚１５６が挿入されるようになっている。この棚１５６は２０段あり、夫々の段にはフィルム５０が装着された基板６０が挿入される。そして、棚１５６ごとに扉１５２から出し入れできるようになっている。
【０１０３】
１５７はヒータであり、加圧室１６１の他方の端に設けられている。１５８はファンであり、加圧室１６１の他方の中央に設けられている。このファン１５８は本体部１５１の外部に設けられたモータ１５９で駆動される。このモータ１５９が回転することにより、ファン１５８が回転し、加圧室１６１内の空気１６２を攪拌する。即ち先ず、基板６０が挿入された棚１５６内の空気１６２を吸引する。そしてこの空気をヒータ１５７で暖める。
【０１０４】
そして、この暖められた空気１６２は整流板１５４と本体部１５１の壁面とで形成される通路１６０を通る。そしてこの通路１６０の空気は整流板１５４の孔１５５を通って加圧室１６１に流入するのである。このようにして加圧室１６１は均一に加熱される。また、流入口１５３から圧縮された空気１６２が流入して加圧室１６１内の圧力を制御する。
【０１０５】
図１６は、加圧室１６１内の圧力制御の様子を示した図である。図１６において、横軸１６５は時間（分）であり、縦軸１６６は加圧室１６１内の圧力（気圧）である。１６７は加圧特性であり、９分かけて等加圧速度で滑らかに加圧する。略１０気圧になった時点１６９で、今度は逆に減圧特性１６８に沿って５分間で減圧する。ここで、５分程度かけて減圧しているが、これは減圧の際の排気音を小さくするためである。
【０１０６】
以上のように、本実施の形態３においては、本体部１５１は円筒形状をしているので頑丈である。また、加圧室１６１内には複数個の基板６０が挿入された棚１５６をそのまま入れることができるので、作業効率が格段に向上する。
【０１０７】
なお、本実施の形態３における回路転写装置を用いれば、実施の形態２と同様に溝５４の形状を忠実に再現でき、焼成工程３９（図１）における導体の精度を向上させることができる。そして、本実施の形態１における加熱工程３８を用いることによって、焼成工程３９における導体パターン６５の変形も小さくすることができる。従って、本実施の形態３の回路転写装置を本実施の形態１の配線基板の製造方法に用いることにより、さらに精度の高い配線基板を実現することができる。
【０１０８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、凹版を基板から剥離して導電性ペーストを前記基板上に転写することにより導体パターンを形成するフィルム剥離工程と、このフィルム剥離工程の後で前記導電性ペーストを焼成する焼成工程とを備え、前記フィルム剥離工程と前記焼成工程との間に焼成工程における前記接着剤の流動を抑制する加熱工程が挿入されたものであり、これにより焼成前に接着剤の流動を抑制する加熱工程を設けているので、接着剤の軟化による流動が抑制された状態で導電性ペーストを焼結させることができる。従って、焼成中における接着剤の流動による導電性ペーストの変形を小さくすることができ、精度の良い導体パターンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態１における製造工程図
【図２】同、凹版製造手段の断面図
【図３】（ａ）は、同、充填手段の断面図
（ｂ）は、同、充填手段の断面図
（ｃ）は、乾燥工程におけるフィルムの断面図
【図４】（ａ）は、同、ＰＶＢ塗布後におけるアルミナ基板の断面図
（ｂ）は、同、転写手段の断面図
【図５】同、フィルム剥離手段の断面図
【図６】同、加熱工程の温度プロファイルを示す図
【図７】同、ＰＶＢの特性図
【図８】同、加熱工程における配線基板の断面図
【図９】本発明の実施の形態２における回路転写装置の断面図
【図１０】同、基板とフィルムの要部断面図
【図１１】同、基板とスペーサの要部断面図
【図１２】同、反り基板を用いたときの転写時の要部断面図
【図１３】同、反り基板を用いたときの転写後の要部断面図
【図１４】同、回路転写装置への圧力配管の系統図
【図１５】本発明の実施の形態３における回路転写装置の断面図
【図１６】同、圧力制御の特性図
【図１７】従来の配線基板の製造方法における製造工程図
【図１８】同、焼成工程の温度プロファイルを示す図
【符号の説明】
３０ 凹版製造工程
３２ 充填工程
３３ 乾燥工程
３６ 転写工程
３７ フィルム剥離工程
３８ 加熱工程
３９ 焼成工程[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a wiring board manufactured by intaglio transfer.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, a conventional method for manufacturing a wiring board will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a process chart of a conventional method of manufacturing a wiring board, and FIG. 18 is a temperature profile of a firing step in the conventional method of manufacturing a wiring board.
[0003]
In FIG. 17, reference numeral 1 denotes a laser processing step. Numeral 11 is a polyimide film (125 microns thick). Reference numeral 12 denotes a chrome mask, and reference numeral 13 denotes a lens provided between the chrome mask 12 and the film 11. Reference numeral 10 denotes an excimer laser. The excimer laser 10 passes through a hole 12a formed in the chrome mask 12. Then, by passing through the lens 13, an image corresponding to the hole 12 a is formed on the film 11. In this manner, grooves are formed in the film 11 to form the concave portions 14.
[0004]
Next, the paste filling step 2 will be described. In the paste filling step 2, the conductive paste 16 is filled in the concave portion 14 formed in the film 11 with the squeegee 15.
[0005]
Then, in the next transfer step 3, the film 11 filled with the paste 16 is placed on the alumina substrate 17 to which the PVB 19 has been applied. Then, the film 11 is heated from above and a pressure 20 is applied.
[0006]
Next, in the film peeling step 4, when the film 11 is peeled from the substrate 17, the paste 16 filled in the concave portions 14 on the substrate 17 remains on the substrate 17 side. That is, the conductor pattern 18 corresponding to the hole 12a of the chrome mask 12 is transferred.
[0007]
Next, the firing step 5 will be described with reference to FIG. In FIG. 18, the horizontal axis 21 is time and the vertical axis 22 is temperature. Reference numeral 23 denotes a temperature curve of the substrate 17 in the firing step 5, and its maximum temperature 24 reaches a temperature of approximately 850 ° C. When firing is performed at the temperature of the temperature curve 23, the paste 16 is fixed by the anchor effect, and the substrate 17a on which the conductor pattern 18 is formed is completed. The heating temperature gradient at this time is 31 ° C./min. Then, the substrate 17a was gradually cooled, and the firing step 5 was completed.
[0008]
As prior art document information related to the invention of this application, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 are known.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2000-183503 A
[Patent Document 2]
JP-A-7-169635
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional method for manufacturing a wiring board has a problem that a conductor pattern made of a conductive paste is already deformed at the time of softening of an adhesive, so that a highly accurate conductor pattern cannot be obtained. Was.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a wiring board capable of obtaining a highly accurate conductor pattern.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, a method of manufacturing a wiring board according to the present invention includes a film peeling step of forming a conductive pattern by peeling a film from a substrate and transferring a conductive paste onto the substrate; And a baking step of baking the conductive paste after that, wherein a heating step of suppressing the flow of the adhesive in the baking step is inserted between the film peeling step and the baking step. Thereby, a highly accurate conductor pattern can be realized.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The invention according to claim 1 of the present invention is a method for manufacturing a wiring board, in which a conductive pattern is transferred and formed on a substrate by intaglio printing, wherein an intaglio manufacturing step of forming a groove in the surface of the intaglio having flexibility is provided. A filling step of filling the groove with a conductive paste after the intaglio manufacturing step, and a drying step of volatilizing and drying a solvent contained in the conductive paste filled in the groove after the filling step. A transferring step of bonding the intaglio having the conductive paste dried after the drying step and the substrate to which a thermoplastic adhesive has been applied in advance, and peeling the intaglio from the substrate after the transferring step. A film peeling step of forming a conductive pattern by transferring the conductive paste and the conductive paste on the substrate, and a firing step of firing the conductive paste after this film peeling step Comprising a said film peeling step and the manufacturing step of a wiring board suppresses the heating step the flow is inserted in the adhesive in the firing step between the calcination step.
[0014]
Thus, since the heating step for suppressing the flow of the adhesive before firing is provided, the conductive paste can be sintered in a state where the flow due to the softening of the adhesive is suppressed. Therefore, deformation of the conductive paste due to the flow of the adhesive during firing can be reduced, and a highly accurate conductor pattern can be realized.
[0015]
The heating step in the invention according to claim 2 is the method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the temperature gradient at least near the softening point of the adhesive is smaller than that in the firing step. The conductive paste can be sintered in a state where the flow is suppressed. Therefore, the deformation of the conductive paste due to the flow of the adhesive during firing can be reduced.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the heating step, the temperature gradient between the softening point of the adhesive and the degree of polymerization becomes 0 is smaller than the temperature gradient in the firing step. Since the flow of the adhesive flowing due to the softening of the adhesive can be reduced, the deformation of the conductive paste can be reduced.
[0017]
The method according to claim 1, wherein the flow rate of the adhesive in the heating step in the invention according to claim 4 is reduced to such an extent that the conductive paste does not move due to the weight of the conductive paste. Thereby, the deformation of the conductive paste can be reduced.
[0018]
In the heating step according to the fifth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a wiring board according to the first aspect, wherein the adhesive is heated at least until the degree of polymerization of the adhesive becomes zero. The adhesive is hardened. Therefore, the flow of the adhesive in the firing step can be reduced, and the deformation of the conductor pattern can be reduced.
[0019]
The heating step in the invention according to claim 6 is the method for manufacturing a wiring board according to claim 1, wherein the adhesive is heated to a temperature equal to or higher than a weight reduction point of the adhesive, whereby molecules of the adhesive are decomposed and gasified. Rapidly occurs and is heated to a temperature equal to or higher than the temperature at the weight reduction point where the weight decreases, so that the flow of the adhesive in the firing step can be reduced, and the deformation of the conductor pattern can be reduced.
[0020]
The heating step in the invention according to claim 7 is the method for producing a wiring board according to claim 1, wherein the heating is performed until the viscosity exceeds a minimum point of the viscosity of the adhesive. As it is heated beyond the point, the adhesive molecules are rapidly carbonized. Therefore, the flow of the adhesive under heating in the firing step can be reduced, and the deformation of the conductor pattern can be reduced.
[0021]
In the invention according to claim 8, the heating step is performed in a substantially air atmosphere, and the baking step is capable of switching between baking in a substantially air atmosphere and baking in an oxygen-lean atmosphere. This is a method for manufacturing a wiring board. Since the heating step is performed in an air atmosphere, the temperature at which the degree of polymerization of the adhesive becomes 0 can be reduced, and power can be saved.
[0022]
Furthermore, since the baking process can switch between baking in a substantially air atmosphere and baking in an oxygen-lean atmosphere, when using a conductive paste using copper powder that is easily oxidized, bake in an oxygen-lean atmosphere. Thus, a wiring board with low conductor resistance can be realized.
[0023]
The invention according to claim 9 is the method for manufacturing a wiring board according to claim 2, wherein the temperature gradient at least in the vicinity of the softening point of the adhesive is about 2 ° C. per minute. Since the flow of the generated adhesive can be reduced, the deformation of the conductive paste can be reduced.
[0024]
According to a tenth aspect of the present invention, the temperature gradient at least near the softening point of the adhesive is between about 1/100 and about 1/10 of the temperature gradient in the firing step. This is a manufacturing method, whereby the flow of the adhesive flowing due to the softening of the adhesive can be reduced, so that the deformation of the conductive paste can be reduced.
[0025]
The invention according to claim 11 is an apparatus for manufacturing a wiring board for transferring and forming a conductive pattern on a substrate by intaglio printing, wherein a groove forming means for forming a groove on the surface of a flexible intaglio, A filling means for filling the groove formed by the forming means with a conductive paste, a drying means for volatilizing and drying a solvent contained in the conductive paste filled by the filling means, and a thermoplastic material for the substrate. An adhesive application unit for applying and drying an adhesive, and bonding and pressing the substrate to which the adhesive is applied by the adhesive application unit and the intaglio dried by the drying unit, and melting the adhesive; A melting means for heating to a temperature higher than a temperature, and a conductive paste impregnated with the adhesive by the melting means, which is transferred onto the substrate by peeling the intaglio from the substrate. And a baking unit for baking the conductive paste transferred by the transferring unit, and heating for suppressing the flow of the adhesive in the baking unit between the transferring unit and the baking unit. This is an apparatus for manufacturing a wiring board provided with means.
[0026]
Since the heating means for suppressing the flow of the adhesive before firing is provided, the conductive paste can be sintered in a state in which the flow due to the softening of the adhesive is suppressed. Therefore, the deformation of the conductive paste caused by the flow of the adhesive during firing can be reduced.
[0027]
According to a twelfth aspect of the present invention, the heating means and the sintering means are provided separately, and the heating means is heated in a substantially air atmosphere, and the sintering means is either in an air atmosphere or an oxygen-lean atmosphere. 12. The apparatus for manufacturing a wiring board according to claim 11, wherein the wiring board is manufactured by using a conductive paste using copper powder, and a wiring board with low conductor resistance can be realized.
[0028]
The invention according to claim 13 is characterized in that the heating means and the baking means are provided integrally, and the heating means is heated in a substantially air atmosphere, and the baking means is capable of switching between an air atmosphere and an oxygen-lean atmosphere, Between the heating means and the baking means, there is a partition for preventing the heating medium of the baking means from flowing into the heating means, and at least a hole through which the substrate can pass is formed in the partition. 12. The apparatus for manufacturing a wiring board according to claim 11, wherein the conductive paste can be prevented from being oxidized in a firing step, so that a conductive paste using copper powder can be used, and the conductor resistance can be reduced. A small wiring board can be realized.
[0029]
The invention according to claim 14 is the apparatus for manufacturing a wiring board according to claim 11, wherein the melting unit has a pressurizing unit that presses the upper surface of the intaglio toward the substrate with a fluid. Presses the intaglio plate against the substrate, so that a pressing force is uniformly applied to each part of the substrate and perpendicular to the substrate surface. Therefore, all of the paste is transferred to the substrate side, and the paste does not remain in the concave portion, so that a conductive pattern having a more stable shape such as a cross section can be obtained. That is, a wiring board having stable performance with respect to high frequency can be manufactured. In particular, when forming a high frequency inductance, the effect is great.
[0030]
Further, since the pressing is performed with a uniform pressing force, the substrate does not crack even if a hard substrate having a warp is used.
[0031]
15. The wiring board manufacturing apparatus according to claim 14, wherein the pressing unit in the invention according to claim 15 comprises an upper surface pressing chamber for pressing the substrate from the upper surface and a lower surface pressing chamber for pressing the substrate from the lower surface. Since the upper surface and the lower surface of the substrate can be simultaneously pressed, a double-sided conductor pattern can be formed at the same time.
[0032]
The apparatus for manufacturing a wiring board according to claim 15, wherein the upper-side pressurizing chamber and the lower-side pressurizing chamber in the invention according to claim 16 are connected by a passage for guiding a fluid. Since it is connected to the pressurizing chamber by a passage, the pressure can be easily equalized. Further, since the fluid is connected by the passage, the fluid can flow into only one of the pressurizing chambers and pressurized.
[0033]
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided the wiring board manufacturing apparatus according to the fifteenth aspect, wherein a spacer is provided on an outer periphery of the substrate, and ends of the upper pressure chamber and the lower pressure chamber abut on the spacer. , A sealed pressurized chamber can be easily realized, no mechanical pressing force is applied to the substrate, and the substrate is not broken by this pressing force.
[0034]
The invention according to claim 18 is the apparatus for manufacturing a wiring board according to claim 17, wherein a plurality of through holes are provided on a side surface of the spacer, whereby air or the like is contained in the intaglio. Also, air in the substrate is exhausted from this through hole.
[0035]
In the invention according to claim 19, the thickness of the spacer is slightly smaller than the thickness of the substrate. The manufacturing apparatus for a wiring board according to claim 17, whereby the film can be adhered to the substrate without any gap.
[0036]
According to a twentieth aspect of the present invention, there is provided the wiring board according to the fourteenth aspect, wherein a shelf for accommodating a plurality of substrates each having an intaglio mounted therein is provided in the pressurizing chamber and the shelf is inserted into the pressurizing chamber. This is a manufacturing apparatus, whereby a plurality of transfer can be performed at one time, and work efficiency is improved.
[0037]
The pressurizing chamber according to the invention of claim 21 is the apparatus for manufacturing a wiring board according to claim 20, which has a cylindrical shape. Since the pressurizing chamber has a cylindrical shape, the strength is increased with respect to the pressure of the fluid. This can reduce the weight of the device because a thin material can be used.
[0038]
The invention according to claim 22 is the apparatus for manufacturing a wiring board according to claim 20, wherein a heater is provided in the pressurized chamber and a fan for stirring the fluid in the pressurized chamber is provided. A uniform temperature can be quickly achieved in the pressure chamber.
[0039]
The apparatus according to claim 14, wherein the temperature of the melting means in the invention according to claim 23 is equal to or higher than the glass transition point of the adhesive and equal to or lower than the temperature at which the degree of polymerization of the adhesive becomes zero. Since the adhesive is broken and the conductive paste remains in the groove, and it is difficult for voids to be generated by the gas generated by the decomposition of the components of the adhesive, a highly accurate conductor pattern is formed. be able to.
[0040]
The invention according to claim 24 is the apparatus for manufacturing a wiring board according to claim 23, wherein the melting temperature is 80 ° C or more and 180 ° C or less, whereby the adhesive is broken and the conductive paste remains in the groove. In addition, since voids are less likely to be generated due to gas generated by decomposition of components of the adhesive, a highly accurate conductor pattern can be formed.
[0041]
(Embodiment 1)
First, a method of manufacturing a wiring board according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a manufacturing process diagram in the first embodiment, and FIGS. 2 to 5 are detailed views of each manufacturing process in the first embodiment.
[0042]
In FIG. 1, reference numeral 30 denotes an intaglio manufacturing process for processing grooves in a film by laser processing. Reference numeral 31 denotes a release layer forming step of forming a release layer on the film after the intaglio production step 30. Reference numeral 32 denotes a filling step of applying and filling a conductive paste into the groove after the release layer forming step, and reference numeral 33 denotes a drying step of drying the conductive paste after the filling step 32. Reference numeral 34 denotes a refilling step for refilling the conductive paste after the drying step 33, and reference numeral 35 denotes a redrying step for redrying the conductive paste after the refilling step 34.
[0043]
Next, 36 is a transfer step in which the intaglio re-dried in the re-drying step 35 is attached to a substrate on which an adhesive has been applied in advance, and heated and pressed. 37 is a film peeling step of peeling the film from the substrate after the transfer step and transferring the conductive paste onto the substrate.
[0044]
Reference numeral 38 denotes a heating step of heating the substrate to which the conductive paste has been transferred, and reference numeral 39 denotes a firing step of firing the conductive paste on the substrate that has been processed in the heating step. Subsequently, reference numeral 40 denotes an insulating layer forming step of forming an insulating layer on the substrate fired in the firing step 39.
[0045]
Hereinafter, each manufacturing means for forming the method of manufacturing a wiring board according to the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
[0046]
First, the production means of the intaglio production process 30 will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram of the intaglio manufacturing means in the intaglio manufacturing step 30 in the first embodiment. In FIG. 2, reference numeral 50 denotes a polyimide film having a thickness of 125 micrometers. A chrome mask 51 is placed above the film 50, and an excimer laser 52 is irradiated from above the chrome mask 51. The chrome mask 51 is provided with a hole 51 a, and a lens 53 is provided between the chrome mask 51 and the film 50. As a result, the excimer laser 52 that has passed through the hole 51a formed in the chrome mask 51 passes through the lens 53, and an image corresponding to the hole 51a is formed on the film 50. In this manner, grooves are formed in the film 50, and the concave portions 54 are formed.
[0047]
The concave portion 54 has a slope that widens toward the opening, and the angle of inclination is about 2 degrees to 6 degrees. This makes it easier for the conductive paste to come out of the recesses 54 in a film peeling step 37 described later, so that an accurate conductor pattern can be formed.
[0048]
Next, 31 (see FIG. 1) is a release layer forming step. The peeling layer forming means in the peeling layer forming step 31 is to form a fluorocarbon-based molecular film by applying a fluorocarbon-based material as a peeling layer on the surface side on which the concave portion 54 is formed in the intaglio manufacturing process 30. It is. This release layer makes it easier to peel the conductive paste from the film 50 in a film peeling step 37 described later.
[0049]
Next, the paste filling means in the paste filling step 32 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional view of the paste filling means in the first embodiment. As shown in FIG. 3A, in this paste filling means, first, a screen 57 having a thickness of 100 μm is placed on the film 50, and a conductive paste 56 is screen-printed. As a result, the concave portion 54 is filled with the conductive paste 56, and the film 56 a of the conductive paste 56 having a thickness of about 100 μm and being substantially uniform is formed on the film 50. Here, the screen 57 is made of stainless steel, and the conductive paste 56 can be filled in all the concave portions 54 by setting the opening to be larger than the region where the concave portions 54 are formed.
[0050]
After that, the film 50 on which the conductive paste 56 is printed is rotated by a centrifugal separator, so that the conductive conductive paste 56 is filled in every corner of the concave portion 54. When this centrifuge is used, defoaming can be performed simultaneously with filling.
[0051]
Then, as shown in FIG. 3B, the surface of the film 50 is scraped off with a squeegee 58, unnecessary conductive paste 56b on the film 50 is removed, and the conductive paste 56 It will be filled surely.
[0052]
Next, the drying means in the drying step 33 (see also FIG. 1) will be described. FIG. 3C is a cross-sectional view of the drying unit in the drying step 33. In this drying means, the conductive paste 56 filled in the concave portion 54 is dried. At this time, in the drying step 33, the conductive paste 56 does not deteriorate, but needs to be dried at a temperature at which the solvent contained in the conductive paste volatilizes. Here, an alcohol-based solvent such as isopropyl alcohol is used as the solvent of the conductive paste 56 in the first embodiment. The conductive paste is composed of about 60% by weight of silver powder, about 38% by weight of solvent, and the remaining binder. Therefore, it is desirable that the heating temperature in the drying step 33 be about 150 ° C.
[0053]
Since about 38% by weight of the conductive paste 56 is a solvent, when the drying is completed, the volume corresponding to the evaporation of the solvent is reduced as shown in FIG. Therefore, in order to compensate for the decrease in volume, a refilling step 34 for refilling the conductive paste 56 and a redrying step 35 are provided. The refilling step 34 and the re-drying step 35 are repeated several times until the recess 54 is almost completely filled with the conductive paste 56. In the first embodiment, the refilling step 34 and the redrying step 35 are repeated five times.
[0054]
Here, in the first embodiment, the content ratio of the silver powder is set to about 60% by weight in consideration of the printability of the conductive paste 56. However, if the content ratio of the silver powder is further increased, the refilling step 34 is performed. And the number of repetitions of the re-drying step 35 can be reduced.
[0055]
Next, a transfer unit in the transfer step 36 will be described. FIG. 4 is a sectional view of the transfer means in this transfer step. First, as shown in FIG. 4A, a polyvinyl butyral resin 61 (hereinafter referred to as PVB, which is used as an example of a thermoplastic adhesive) is applied to an alumina substrate 60 in advance. The application of the PVB 61 to the alumina substrate 60 is performed by immersing the alumina substrate 60 in a solution obtained by dissolving a PVB resin in a mixed solution of acetone and toluene, and drying it. Since a mixed solution of acetone and toluene is used, the drying can be performed at room temperature.
[0056]
Then, as shown in FIG. 4B, the film 50 filled with the conductive paste 56 in the filling step 32 is bonded on an alumina substrate 60 to which PVB 61 has been applied in advance. The alumina substrate 60 on which the film 50 is bonded is sandwiched between rubbers (not shown), and is heated while applying pressure from above and below the rubber. The PVB 61 melted by this heating penetrates into the conductive paste 56, and the conductive paste 56 and the PVB 61 are mixed.
[0057]
The heating temperature must be equal to or higher than the glass transition point. This is to prevent separation of the film 50 and the alumina substrate 60 near the surface of the PVB 61. Furthermore, the temperature must be lower than the temperature at which the degree of polymerization of PVB 61 becomes zero. This is to prevent voids or the like due to a gas (water vapor or the like) generated by the disconnection of molecules in the PVB 61. That is, even if gas is generated in the concave portion 54, there is no escape hole, so that the gas naturally stays in the conductive paste 56.
[0058]
Here, when the PVB 61 is heated at a temperature of 175 ° C. for about 20 minutes in an air atmosphere, the degree of polymerization becomes zero. Therefore, in the first embodiment, the heating temperature in the transfer step 36 is set to 140 ° C. This is because even at a temperature of 175 ° C. or less, destruction of molecular bonds in PVB gradually progresses, and gas is gradually generated, so that the heating temperature of PVB 61 is lowered to 140 ° C. Thereby, a conductor pattern with few voids can be realized, and a highly accurate conductor pattern can be realized.
[0059]
Next, by cooling, the PVB 61 is solidified, the conductive paste 56 is also hardened, and the conductive paste 56 is firmly bonded to the alumina substrate 60. It is important that the cooling be performed until the temperature becomes lower than the glass transition point of PVB61. This is because the PVB 61 is not completely hardened at a temperature equal to or higher than the glass transition point. If the PVB 61 is transported in this state, peeling may occur between the film 50 and the alumina substrate 60, and this peeling is prevented. That's why.
[0060]
Next, the film peeling means in the film peeling step 37 will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view of the film peeling means in the film peeling step 37 in the first embodiment. In FIG. 5, the film 50 is peeled off from the alumina substrate 60, and the conductive paste 56 in the concave portion 54 is left on the alumina substrate 60. Thus, the conductor pattern 65 corresponding to the hole 51a of the chrome mask 51 (FIG. 2) is transferred onto the alumina substrate 60.
[0061]
Next, FIG. 6 shows a temperature profile of the substrate in the heating step 38. 6, the vertical axis 70 indicates temperature, and the horizontal axis 71 indicates time. In the heating step 38, the alumina substrate 60 is heated until the degree of polymerization of the PVB 61 becomes substantially zero. Then, heat is further applied, and the decomposition of PVB 61 is rapidly promoted. As a result, oxygen or hydrogen is released from the PVB 61 as a gas such as water vapor, and carbon molecules remain, so that the PVB 61 turns brown, becomes hard, and its weight decreases. When the PVB 61 is heated in the air atmosphere, the degree of polymerization becomes zero when the PVB 61 is maintained at a temperature of 175 ° C. for about 20 minutes.
[0062]
Here, it is desirable to reduce the temperature rise gradient of the PVB 61 from around 61 ° C., which is the glass transition point of the PVB 61, until the degree of polymerization of the PVB 61 becomes zero. In particular, it is important to reduce the temperature rise gradient of the alumina substrate 60 near the softening point 72 (147 ° C. in the case of PVB 61) in FIG.
[0063]
Therefore, in the first embodiment, first, the alumina substrate 60 is heated up to a temperature 73 (T1) at a temperature rising gradient of 16 ° C. per minute from the normal temperature, so that the temperature rising gradient is made gentle. When the temperature reaches the temperature 74 (T2), the temperature rise gradient is further reduced, and the heating is further performed during the time 75. In the first embodiment, the temperature 73 is about 95 ° C., the temperature 74 is about 175 ° C., and the heating time 75 is about 25 minutes. As a result, while the PVB 61 is heated at the temperature 74 for the time 75, the degree of polymerization becomes completely zero and the PVB 61 is rapidly decomposed.
[0064]
Since the peak temperature of the heating step 38 is about 175 ° C., it is considered that the oxidation of the copper powder in the heating step 38 is small even with a conductive paste using copper powder. Therefore, since the heating step 38 can be performed in the air atmosphere, an expensive and special inert gas such as nitrogen is not required, and a low-cost wiring board can be realized.
[0065]
Next, the firing means in the firing step 39 will be described. This firing means is for sintering the silver powder of the conductive paste 56 on the alumina substrate 60 which has been heat-treated in the heating step 38. The peak temperature of the firing temperature in this firing step 39 is approximately 850 ° C. In this way, the PVB 61 burns at a temperature of about 400 ° C., changes to carbon and water (water vapor), and is burned off. Therefore, the conductive paste 56 is fixed to the alumina substrate 60 by the anchor effect, and the conductive pattern 65 is formed. The formed wiring board is completed. The firing temperature profile of the firing step 39 in the first embodiment is the same as the conventional firing temperature as shown in FIG. 18, and the rising temperature gradient is about 31 ° C. per minute.
[0066]
Then, in an insulating layer forming step 40, an insulating layer is formed for the purpose of electrical and physical protection of the conductor pattern 65 and the like. The insulating layer is formed by printing a resin by screen printing or the like.
[0067]
Hereinafter, in the method of manufacturing a wiring board according to the first embodiment, an operation of suppressing deformation of the shape of the conductor pattern 65 will be described in detail with reference to the drawings.
[0068]
FIG. 7 shows the relationship between the temperature and the viscosity and the temperature and the weight of the PVB 61. The horizontal axis 80 indicates the temperature, the vertical axis 81 indicates the viscosity, and the vertical axis 82 indicates the weight. In FIG. 7, reference numeral 83 denotes the viscosity characteristics of the PVB 61, and reference numeral 84 denotes the weight characteristics.
[0069]
First, the relationship between the temperature and the viscosity of the PVB 61 will be described. When the PVB 61 passes through the glass transition point 85, its viscosity sharply decreases. And it becomes viscous near the temperature 86 (T4). The temperature 87 is a temperature at which the degree of polymerization becomes 0. At this temperature 87, the viscosity of the PVB 61 is minimized. However, if the temperature rises further than this temperature 87, the viscosity will increase on the contrary. This is because at the temperature 87, almost all of the molecules of the PVB 61 are in a monomer state, and when the temperature is further increased beyond the temperature 87, the decomposition of the PVB 61 is rapidly promoted. Therefore, since the PVB 61 is decomposed into a gas such as water vapor and carbon molecules, the viscosity increases.
[0070]
On the other hand, when the weight of the PVB 61 exceeds the temperature 87, hydrogen and oxygen in the PVB 61 are gasified, so that the weight rapidly decreases. At this time, in the atmosphere, the decomposition is promoted by the oxygen and hydrogen in the PVB 61 and the oxygen in the air, so that the temperature 87 is lower than that in the case of a low oxygen concentration such as a nitrogen atmosphere. .
[0071]
Therefore, in the first embodiment, by performing the heating step 38 in an air atmosphere, an expensive gas such as nitrogen is not required, and the heating temperature can be reduced to 175 ° C., so that power saving is achieved. Can contribute to.
[0072]
Next, FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of the alumina substrate 60 at a temperature near the softening point 88 in the first embodiment. First, when the PVB 61 is heated, it expands in proportion to the temperature. Since the temperature gradually rises and becomes a viscous liquid at a temperature near the softening point 88, the PVB 61 flows outward from the center of the alumina substrate 60 due to thermal expansion.
[0073]
At this time, the flow velocity of the PVB 61 at the interface 90 with the alumina substrate 60 becomes substantially zero, and increases as the distance from the interface 90 increases. Then, the flow velocity becomes maximum on the surface 91 of the PVB 61. Here, the conductive paste 56 is in a state of floating above the flow 92 of the PVB 61, and a frictional force is generated at a boundary surface between the PVB 61 and the conductive paste 56. Here, when the self-weight (W) 93 of the conductive paste 56 is small, the conductive paste 56 moves by the PVB flow 92 and the frictional force.
[0074]
In other words, since the movement increases at a portion where the conductive paste 56 has a small cross-sectional area, a thin portion of the conductor generally moves greatly, and a thick conductor does not move. Therefore, since the conductor pattern 65 is deformed due to the difference in the amount of movement, in the heating step 38 in the first embodiment, when the temperature exceeds the glass transition point, the viscosity sharply decreases, and the polymerization degree of the PVB 61 decreases. Attention is paid to the point where the temperature at which the temperature becomes 0 has the minimum viscosity, and the temperature rise gradient during that time is made as small as possible.
[0075]
Thereby, the elongation of the PVB 61 per hour is reduced, and the flow velocity of the flow 92 of the PVB 61 can be reduced. Therefore, the amount of movement of the conductor pattern 65 in a narrow portion can be reduced, and the deformation of the conductor pattern 65 can be reduced, so that a highly accurate conductor pattern can be realized.
[0076]
If the PVB 61 is once heated above the temperature 87, the molecular structure is destroyed, so that even if it is cooled, it does not return to the original molecular structure. That is, since the decrease in the viscosity of the PVB 61 when it is cooled and heated again after the polymerization degree becomes 0 becomes small, the flow of the PVB 61 in the firing step 39 can be suppressed. Therefore, even in the case where the conductor pattern 65 is once cooled after the heating step 38 and then reheated in the baking step 39, the conductor pattern 65 is less likely to be deformed in the baking step 39, so that a more accurate conductor pattern can be realized. Can be.
[0077]
This is particularly useful when copper powder is used as the conductive paste 56. This is because the conductive paste 56 made of copper powder has a large variation in the conductor resistance value due to oxidation, and therefore it is generally necessary to fire the paste in a low oxygen concentration atmosphere such as a nitrogen atmosphere. Therefore, in the first embodiment, since the temperature of the alumina substrate 60 may be temporarily lowered between the heating step 38 and the firing step 39, the heating means and the firing means are separated as separate apparatuses, and Switching means (not shown) for switching the atmosphere in step 39 is provided. Thus, the firing step 39 can be switched to a low oxygen concentration atmosphere, and the conductive paste using copper powder can also be fired.
[0078]
This switching means may be, for example, a valve provided between the firing means and the nitrogen gas generator in the firing step 39. In this case, by switching this valve, the atmosphere in the firing step 39 can be switched between the air atmosphere and the nitrogen atmosphere (used as an example of a low oxygen concentration). Furthermore, instead of a nitrogen gas generator, liquefied nitrogen sealed in a cylinder or another inert gas sealed in a cylinder may be used.
[0079]
Furthermore, in the first embodiment, the heating unit and the baking unit are separated as separate devices, but they may be integrated. In this case, a partition may be provided between the heating means and the baking means, and the partition may be provided with a small hole through which the alumina substrate 60 can pass. Furthermore, it is better to provide a door that can be opened and closed in the hole of the partition. Thereby, the heating means and the baking means can be integrated, so that the space can be saved.
[0080]
Thus, the conductive paste 56 made of copper powder having a small conductor resistance value can also be used, so that signal loss in the conductor pattern 65 can be reduced. Particularly when this is used for a high-frequency device, there is an advantage that a good high-frequency device such as NF can be realized.
[0081]
(Embodiment 2)
Embodiment 2 of the present invention is a circuit transfer device for realizing a transfer unit in a transfer step 36 in the wiring board manufacturing apparatus of the present invention. Hereinafter, the circuit transfer device of Embodiment 2 will be described with reference to the drawings. explain. FIG. 9 is a cross-sectional view of the circuit transfer device according to the second embodiment.
[0082]
In FIG. 9, reference numeral 60 denotes a substrate on which the film 50 is mounted on both surfaces, and the material thereof is an alumina substrate. Since the dielectric constant of the substrate 60 is large, it is often used for high frequency circuits. However, since the material has low flexural strength, it has a property that it is easily broken when an uneven force is applied.
[0083]
In FIG. 10, both sides of the substrate 60 (only one side is shown in FIG. 10) are coated with PVB 61. The film 50 is mounted on both sides of the substrate 60 via the PVB 61. The film 50 has a concave portion 54 formed therein, and the concave portion 54 is filled with a conductive paste 56.
[0084]
As shown in FIG. 11, reference numeral 131 denotes a spacer, which is provided near the outer periphery of the substrate 60. The thickness 131b of the spacer 131 is slightly (0.1 mm) smaller than the thickness 60b of the substrate 60. This is to bring the film 50 into close contact with the substrate 60 without any gap. A plurality of through holes 131a are provided on the side surface of the spacer 131 from the substrate 60 side outward. This is for releasing air trapped between the substrate 60 and the film 50 to the outside.
[0085]
Returning to FIG. 9, the description will be continued. Reference numeral 132 denotes a pressurizing chamber forming member formed of aluminum, and a concave portion 133 is formed in the pressurizing chamber forming member 132. Reference numeral 134 denotes a square ring formed of rubber (used as an example of an elastic body). The corner ring 134 is mounted on the convex top surface 132a at the end forming the concave portion 133.
[0086]
Such a configuration, that is, the substrate 60, the films 50 mounted on both sides of the substrate 60, the spacer 131, the corner ring 134, and the recess 133 form the pressurizing chamber 135. 135a is an upper surface pressing chamber formed on the upper surface side of the substrate 60, and 135b is a lower surface pressing chamber formed on the lower surface side of the substrate 60. The upper pressure chamber 135a and the lower pressure chamber 135b are targeted.
[0087]
Reference numeral 136 denotes a heater provided outside the pressurizing chamber forming member 132, which heats the pressurizing chamber 135 and presses the film 50 toward the spacer 131 by mechanical force.
[0088]
Reference numeral 137 denotes an inlet of compressed air (used as an example of a fluid) 162, which is connected to the back 133 a which is the bottom of the recess 133 of the pressurizing chamber 135. The other is connected to a pipe described in FIG. 14, and air 162 flows in and out.
[0089]
A current plate 138 is provided between the inner portion 133a and the film 50. The current plate 138 has a plurality of holes 138a formed at equal intervals. Due to the holes 138a, the flow of the air 162 becomes constant, and a constant pressure 130 is simultaneously applied to the entire film 50. 139 is a passage formed of hard urethane, and connects the upper pressure chamber 135a and the lower pressure chamber 135b. Since this passage 139 is provided, the pressure in the upper-side pressurizing chamber 135a and the pressure in the lower-side pressurizing chamber 135b are always equal.
[0090]
In the present embodiment, the temperature in the pressurizing chamber 135 is set to 140 ° C., the pressure is set to 10 atm, and the time for the transfer is set to 5 minutes to achieve good transfer. In addition, by using the square ring 134, the film 50 and the top surface 132a at the end of the concave portion 133 are in contact with each other, so that the degree of adhesion is increased and a uniform force is applied to the square ring 134. Therefore, it is stronger than O-ring.
[0091]
With the above configuration, a uniform air pressure 130 is applied to the film 50 toward the substrate 60 side. Accordingly, even if the substrate 60c is warped as shown in FIG. 12, for example, a uniform pressure 130 is applied to the film 50. Therefore, a uniform pressure 130 is also applied in the direction of the substrate 60c to the conductive paste 56 filled in the concave portion 54, and transfer is performed with high accuracy.
[0092]
That is, as shown in FIG. 13, even if the substrate 60c has a warp, the conductive paste 56 is transferred to the substrate 60c without any loss or deformation. As described above, since the uniform pressure 130 is applied, the conductive paste 56 does not remain in the concave portion 54, and all of the conductive paste 56 is transferred to the substrate 60c side, and a stable cross-sectional shape without a missing portion is provided. Can be obtained. Therefore, the shape of the conductor pattern 65 is stable, and a circuit board having stable performance at high frequencies can be manufactured.
[0093]
In particular, if this is used for a high-frequency circuit, a pattern inductor or the like having an inductance as designed as required can be realized, and a stable high-frequency circuit can be realized. By using this technique, a pattern having a pattern width of 20 microns, an interval between patterns of 20 microns, and a pattern height of 15 microns has been realized.
[0094]
Further, since the substrate is pressed with a uniform pressure 130 over the entire surface, the substrate 60c does not crack even if a hard substrate such as a warped alumina substrate is used.
[0095]
FIG. 14 is a piping diagram of the compressed air of the circuit transfer device. In FIG. 14, reference numeral 135a denotes an upper pressure chamber of the circuit transfer device, and 135b denotes a lower pressure chamber. A passage 139 connects the upper pressure chamber 135a and the lower pressure chamber 135b so as to equalize the pressure in the upper pressure chamber 135a and the lower pressure chamber 135b.
[0096]
141 is a pipe into which compressed air of 5 atm flows, and is connected to a booster 142 for increasing the pressure by 4 times. The pressure of 5 atm compressed air is increased by the booster 142 to 20 atm. The pressurized compressed air is stored in the surge tank 143. The pressure of the air increased to 20 atm is controlled by the regulator 144 to a constant pressure (15 atm). 145 is a pressurizing solenoid valve, and 146 is an exhausting solenoid valve.
[0097]
When the electromagnetic valve for exhaust 146 is closed and the electromagnetic valve for pressurization 145 is opened, the compressed air 162 controlled to a constant pressure by the regulator 144 flows through the inlet 137 to the upper pressurizing chamber 135 a and the lower pressurized chamber 135 a. It flows into the pressurizing chamber 135b. After 5 minutes have passed in this state, the solenoid valve 145 is closed and the solenoid valve 146 is opened. Then, the compressed air 162 in the upper pressurizing chamber 135a and the lower pressurizing chamber 135b is released from the electromagnetic valve 146 to the atmosphere 149 via the exhaust throttle valve 147 and the silencer 148. The silencer 148 is inserted to prevent a loud noise from being generated by rapidly exhausting the compressed air 162.
[0098]
Then, by using the circuit transfer device according to the second embodiment as the transfer means in the transfer step 36 (FIG. 1), the shape of the groove 54 can be faithfully reproduced, and the precision of the conductor in the firing step 39 is improved. Then, by using the heating step 38 in the first embodiment, the deformation of the conductor pattern 65 in the firing step 39 can be reduced. Therefore, by using the circuit transfer device of the second embodiment for the method of manufacturing a wiring board of the first embodiment, a wiring board with higher accuracy can be realized.
[0099]
(Embodiment 3)
The circuit transfer device according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 15 is a cross-sectional view of a circuit transfer device in a transfer unit according to the third embodiment, in which circuit transfer can be simultaneously performed on a plurality of substrates.
[0100]
In FIG. 15, reference numeral 151 denotes a main body that forms the pressure chamber 161 and has a cylindrical shape. Reference numeral 152 denotes a door provided at one end of the pressurizing chamber 161, which is provided to be freely opened and closed. Reference numeral 153 denotes an inflow port for compressed air 162 provided in the main body 151 for inflow and discharge of the air 162. The piping for the air 162 is the same as that shown in FIG. 14 of the second embodiment.
[0101]
Reference numeral 154 denotes a current plate, which is provided above and below the pressure chamber 161. Numerals 155 are holes provided in the current plate 154, and are provided at equal intervals.
[0102]
Further, a shelf 156 is inserted between the upper and lower rectifying plates 154. The shelf 156 has 20 stages, and the substrate 60 on which the film 50 is mounted is inserted into each stage. Then, each shelf 156 can be put in and taken out of the door 152.
[0103]
A heater 157 is provided at the other end of the pressure chamber 161. A fan 158 is provided at the center of the other side of the pressurizing chamber 161. The fan 158 is driven by a motor 159 provided outside the main body 151. When the motor 159 rotates, the fan 158 rotates and agitates the air 162 in the pressurizing chamber 161. That is, first, the air 162 in the shelf 156 into which the substrate 60 is inserted is sucked. Then, the air is heated by the heater 157.
[0104]
Then, the heated air 162 passes through a passage 160 formed by the current plate 154 and the wall surface of the main body 151. Then, the air in the passage 160 flows into the pressurizing chamber 161 through the hole 155 of the current plate 154. Thus, the pressure chamber 161 is heated uniformly. Further, compressed air 162 flows in from the inlet 153 to control the pressure in the pressurizing chamber 161.
[0105]
FIG. 16 is a diagram showing a state of pressure control in the pressurizing chamber 161. In FIG. 16, the horizontal axis 165 is time (minutes), and the vertical axis 166 is pressure (atmospheric pressure) in the pressurizing chamber 161. Reference numeral 167 denotes a pressurizing property, in which pressurization is performed smoothly at an equal pressurizing speed over 9 minutes. At the time point 169 when the pressure reaches approximately 10 atm, the pressure is reduced in the next 5 minutes along the pressure reduction characteristic 168. Here, the pressure is reduced over about 5 minutes, in order to reduce the exhaust noise during the pressure reduction.
[0106]
As described above, in the third embodiment, since the main body 151 has a cylindrical shape, it is robust. Further, since the shelf 156 into which the plurality of substrates 60 are inserted can be put into the pressurizing chamber 161 as it is, work efficiency is remarkably improved.
[0107]
If the circuit transfer device according to the third embodiment is used, the shape of the groove 54 can be faithfully reproduced as in the second embodiment, and the precision of the conductor in the firing step 39 (FIG. 1) can be improved. By using the heating step 38 in the first embodiment, the deformation of the conductor pattern 65 in the firing step 39 can be reduced. Therefore, by using the circuit transfer device of the third embodiment in the method of manufacturing a wiring board of the first embodiment, a wiring board with higher accuracy can be realized.
[0108]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a film peeling step of forming a conductive pattern by peeling an intaglio plate from a substrate and transferring a conductive paste onto the substrate, and the conductive paste after this film peeling step And a heating step of suppressing the flow of the adhesive in the baking step is inserted between the film peeling step and the baking step, whereby the adhesive before firing. Since the heating step for suppressing the flow is provided, the conductive paste can be sintered in a state where the flow due to the softening of the adhesive is suppressed. Therefore, deformation of the conductive paste due to the flow of the adhesive during firing can be reduced, and a highly accurate conductor pattern can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a manufacturing process diagram according to a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view of the intaglio production means.
FIG. 3 (a) is a sectional view of the same filling means.
(B) is a sectional view of the same filling means.
(C) is a cross-sectional view of the film in the drying step.
FIG. 4 (a) is a cross-sectional view of the alumina substrate after PVB coating.
(B) is a sectional view of the same transfer means.
FIG. 5 is a sectional view of the film peeling means.
FIG. 6 is a diagram showing a temperature profile of a heating step of the same.
FIG. 7 is a characteristic diagram of PVB.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the wiring board in the same heating step.
FIG. 9 is a sectional view of a circuit transfer device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view of an essential part of the substrate and the film.
FIG. 11 is a sectional view of an essential part of the substrate and the spacer.
FIG. 12 is a sectional view of an essential part at the time of transfer when a warped substrate is used.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part after transfer when the warped substrate is used.
FIG. 14 is a system diagram of a pressure pipe to the circuit transfer device.
FIG. 15 is a cross-sectional view of a circuit transfer device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a characteristic diagram of the pressure control.
FIG. 17 is a manufacturing process diagram in a conventional wiring board manufacturing method.
FIG. 18 is a diagram showing a temperature profile of the same firing step.
[Explanation of symbols]
30 Intaglio manufacturing process
32 Filling process
33 Drying process
36 Transfer process
37 Film peeling process
38 Heating process
39 Firing process
