JP2009054986A - 印刷回路基板の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、バンプとローラとの間のクッション機能及び離型機能をする別途の手段を備える必要がなく、クリーニング装置によりローラを清潔な状態に維持できる印刷回路基板の製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る印刷回路基板の製造装置は、伝導性バンプにより層間導通される印刷回路基板を製造する装置であって、一面に伝導性バンプが形成された基板を移送する移送部３０と、伝導性バンプ５０が形成された基板４０と絶縁体６０とを圧着する上部ローラ１０及び下部ローラ２０と、上部ローラ１０の表面に形成される弾性コーティング層１２と、弾性コーティング層１２の表面の異物質を除去するクリーニング装置と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は印刷回路基板の製造装置及び製造方法に関する。

印刷回路基板の製造方法において層間接続方法には、機械的ドリル（Mechanical Drill）、レーザドリル（Laser Drill）でホールを加工した後に電解メッキを行うメッキ法、ホールに導電性ペーストを充填して導通するペースト充填法、及び、伝導性バンプを形成した後に絶縁材料を貫通して層間導通を行うＢ２ｉｔ（Buried Bump Interconnection Technology）工法などがある。

この中で、Ｂ２ｉｔ工法を行うためには伝導性バンプが絶縁材料を貫通するようにする貫通装備が必要である。このような貫通装備は、伝導性バンプの数が増加するほど貫通に困難が伴う。また、クッション機能をするための手段を要し、伝導性バンプ及び絶縁材料との離型性を効率的に具現できる手段も要するため、問題点になっている。

こうした従来技術の問題点に鑑み、本発明は、バンプとローラとの間のクッション機能及び離型機能を果たす手段を別に備える必要がなく、ローラを清潔な状態に維持できる印刷回路基板の製造装置及び製造方法を提供することにその目的がある。

本発明の一実施形態によれば、伝導性バンプにより層間導通する印刷回路基板を製造する装置であって、一面に伝導性バンプが形成された基板を移送する移送部と、伝導性バンプが形成された基板と絶縁体とを圧着する上部ローラ及び下部ローラと、上部ローラの表面に形成される弾性コーティング層と、弾性コーティング層の表面の異物質を除去するクリーニング装置と、を備える印刷回路基板の製造装置が提供される。

弾性コーティング層は、シリコン（Ｓｉ）またはテフロン(登録商標)を含んでもよく、クリーニング装置は上部ローラと噛み合うクリーニングローラを備えてもよいし、弾性コーティング層の厚みは伝導性バンプの高さより厚くてもよい。一方、絶縁体を予熱する予熱器をさらに備えてもよい。

本発明の他の実施形態によれば、伝導性バンプにより層間導通する印刷回路基板を製造する方法であって、基板の一面に伝導性バンプを形成する段階と、基板の一面に絶縁体をローディングする段階と、絶縁体と基板とを圧着する段階と、を含み、圧着する段階は、基板を支持する下部ローラと、下部ローラと噛み合いながら表面に弾性コーティング層が形成されている上部ローラとにより行われることを特徴とする印刷回路基板の製造方法が提供される。

弾性コーティング層はシリコン（Ｓｉ）またはテフロン(登録商標)を含んでもよく、弾性コーティング層の厚みは伝導性バンプの高さより厚くてもよい。また、基板と絶縁体とを圧着する段階の以前に、絶縁体を予熱する段階をさらに行うこともできる。

本発明の好ましい実施形態によれば、バンプとローラとの間のクッション機能及び離型機能をする別の手段を備える必要がなく、クリーニング装置を用いてローラを清潔な状態に維持することができる。

本発明は多様に変更することができ、多くの実施形態を有することができるので、特定実施形態を図面に例示し詳しく説明する。しかし、本発明がこれらの特定実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変換、均等物ないし代替物を含むものとして理解されるべきである。本発明を説明することにおいて係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

本願の使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用したものであって、本発明を限定するものではない。単数の表現は文脈上明白に異なる意味を表示しない限り複数の表現も含む。本願において“含む”または“有する”などの用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性を予め排除するものではないと理解しなければならない。

以下、本発明による印刷回路基板の製造装置及びの製造方法の好ましい実施形態を添付図面を参照して詳しく説明するが、添付図面を参照して説明することにおいて、同一かつ対応する構成要素は同一の図面番号を付し、これに対する重複される説明は省略する。

先ず、本発明の一実施形態に係る印刷回路基板製造装置の一実施形態に対して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る印刷回路基板の製造装置の一実施形態を示す概略図である。図１を参照すると、上部ローラ１０、弾性コーティング層１２、下部ローラ２０、移送ベルト３０、基板４０、伝導性バンプ５０、絶縁体６０、予熱器７０、クリーニングローラ８０が示されている。

上部ローラ１０と下部ローラ２０とは互いに噛み合いながら回転運動をして、基板４０及び絶縁体６０などを圧着することになる。ここで、上部ローラ１０と下部ローラ２０との回転速度は、例えば、適用するローラーサイズにより異なりますが、１０〜５０ｒｐｍが適切です。このような上部ローラ１０及び下部ローラ２０は、所定の位置（例えば、予熱器７０から３０ｃｍ以上の距離を確保しておく必要がある）に固定され回転運動をし、基板４０及び絶縁体６０などのような圧着対象物は移送ベルト３０のような移送手段により上部ローラ１０及び下部ローラ２０に提供される。

移送ベルト３０により移送される基板４０の上面には層間導通のための伝導性バンプ５０が形成されている。前述した上部ローラ１０及び下部ローラ２０により絶縁体６０と基板４０とが圧着されると、伝導性バンプ５０が絶縁体６０を貫通することになり、その結果、絶縁体６０の上下は導通できるようになる。すなわち、絶縁体６０の上下にそれぞれ所定の回路パターン（図示せず）が形成される場合、上下の回路パターン（図示せず）は絶縁体６０を貫通する伝導性バンプ５０により電気的に接続できるようになる。

上部ローラ１０と下部ローラ２０とはそれぞれステンレススチール（SUS）材質からなることができ、上部ローラ１０の表面には弾性コーティング層１２が形成されることができる。上部ローラ１０の表面に形成される弾性コーティング層１２は離型性に優れたシリコン（Ｓｉ）及びテフロン(登録商標)材質からなってもよい。弾性コーティング層１２が離型性に優れた材質から形成されることにより、伝導性バンプ５０と絶縁体６０とが分離される現象を最小化することができる。その他にも、耐熱性の離型弾性物質、すなわち、弾性と離型性に優れた材質であれば、弾性コーティング層１２の材料として用ることができる。

一方、弾性コーティング層１２の厚みは基板４０に形成される伝導性バンプ５０の高さより厚くてもよい。弾性コーティング層１２の厚みを伝導性バンプ５０の高さより厚く形成することにより、上部ローラ１０及び下部ローラ２０により絶縁体６０と基板４０とが圧着される場合、伝導性バンプ５０が上部ローラ１０に直接に接触されて形状が変形されることを防止できる。

また、バンプ５０が絶縁体６０を効率的に貫通できるように、基板４０と絶縁体６０とを圧着する前に、予熱器７０を用いて絶縁体６０を予熱することができる。予熱器７０を用いて絶縁体６０を予熱することにより、絶縁体６０の硬化程度を低めることができ、圧着の際に、伝導性バンプ５０ が絶縁体６０を、より容易に貫通できるようになる。ここで、予熱器７０の予熱温度は、例えば、５０〜１５０℃が適温であり、予熱時間は駆動速度との関係から、１Ｍ／ｓｅｃの場合には、３０秒ほどが好ましい。

クリーニング装置は弾性コーティング層１２の表面に形成される異物質を除去する手段である。下部ローラ２０及び上部ローラ１０の回転運動により、伝導性バンプ５０が形成された基板４０と絶縁体６０とを圧着する場合、上部ローラ１０の表面には伝導性バンプ５０、または絶縁体６０から分離された異物質が形成される恐れがある。このような異物質の累積を防止し、上部ローラ１０及び下部ローラ２０による効率的な圧着が継続的に行われることができるように、クリーニング装置を備えてもよい。

本実施形態ではこのようなクリーニング装置として、図１に示すように、上部ローラ１０と噛み合いながら回転運動をするクリーニングローラ８０を提示する。ここで、上部ローラ１０とクリーニングローラ８０との回転比は、１：６０以上が好ましい。

次に、本実施形態に係る印刷回路基板製造装置の作動に対して説明する。一面に伝導性バンプ５０が形成された基板４０と絶縁体６０とが移送ベルト３０により移送されると、上部ローラ１０及び下部ローラ２０は回転運動をして基板４０と絶縁体６０とを圧着する。基板４０と絶縁体６０とが圧着されると、基板４０に形成された伝導性バンプ５０は絶縁体６０を貫通して、絶縁体６０の上下を電気的に接続できるようになる。

この際、上部ローラ１０の表面に形成された弾性コーティング層１２により、伝導性バンプ５０の形状変化及び分離現象、絶縁体６０の分離現象を最小化することができる。また、弾性コーティング層１２の弾性により、伝導性バンプ５０が絶縁体６０を貫通する貫通性を向上させることもできる。かかる上部ローラ１０、下部ローラ２０、予熱器７０等の本願の装置は、マイクロプロセッサによる制御も可能ですが、コスト面から駆動モータによるギア駆動方式も可能です。

次に、本発明の他の実施形態に係る印刷回路基板の製造方法に対して図２を参照して説明する。理解の便宜のために、前述した印刷回路基板の製造装置を用いる場合を例に挙げて説明する。図２は本発明の他の実施形態に係る印刷回路基板製造方法の一実施形態を示すフローチャートである。

先ず、段階Ｓ１１０で、基板４０の一面に伝導性バンプ５０を形成し、段階Ｓ１２０で、基板４０の一面に絶縁体６０をローディングする。伝導性バンプ５０は絶縁体６０を貫通して絶縁体６０の上下を電気的に接続させる機能を有する。このような伝導性バンプ５０は、インクジェット方式、またはスクリーン印刷方式などを用いて基板４０の一面に形成することができる。

次に、段階Ｓ１４０で、絶縁体６０と基板４０とを圧着する。絶縁体６０と基板４０とを圧着することにより、伝導性バンプ５０が絶縁体６０を貫通することになる。絶縁体６０と基板４０とを圧着する前に、段階Ｓ１３０で、伝導性バンプ５０が絶縁体６０を、より容易に貫通できるように絶縁体６０を予熱することができる。予熱器７０を用いて絶縁体６０を予熱することにより、絶縁体６０の硬化程度を低めることができ、圧着の際に、伝導性バンプ５０が絶縁体６０を、より容易に貫通できるようになる。

一方、絶縁体６０と基板４０とを圧着する工程は、前述したように、基板４０を支持する下部ローラ２０と、下部ローラ２０と噛み合いながら、表面に弾性コーティング層１２が形成された上部ローラ１０とにより行われることができる。

上部ローラ１０の表面に形成される弾性コーティング層１２は離型性に優れたシリコン（Ｓｉ）またはテフロン(登録商標)材質からなることができ、弾性コーティング層１２の厚みを伝導性バンプ５０の高さより厚く形成することは前述と同様である。

前記では本発明の好ましい実施形態に対して説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができることを理解できよう。前述した実施形態以外の多くの実施形態が本発明の特許請求の範囲内に存在する。

本発明の一実施形態に係る印刷回路基板製造装置の一実施形態を示す概略図であ。 本発明の他の実施形態に係る印刷回路基板製造装置の一実施形態を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 上部ローラ
１２ 弾性コーティング層
２０ 下部ローラ
３０ 移送ベルト
４０ 基板
５０ 伝導性バンプ
６０ 絶縁体
７０ 予熱器
８０ クリーニングローラ

Claims (9)

1. 伝導性バンプにより層間導通される印刷回路基板を製造する装置であって、
   一面に前記伝導性バンプが形成された基板を移送する移送部と、
   前記伝導性バンプが形成された基板と絶縁体とを圧着させる上部ローラ及び下部ローラと、
   前記上部ローラの表面に形成される弾性コーティング層と、
   前記弾性コーティング層の表面の異物質を除去するクリーニング（cleaning）装置と、
   を備えることを特徴とする印刷回路基板の製造装置。
2. 前記弾性コーティング層が、シリコン（Ｓｉ）またはテフロン(登録商標)を含むことを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造装置。
3. 前記クリーニング装置は、前記上部ローラと噛み合うクリーニングローラを備えることを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造装置。
4. 前記弾性コーティング層の厚みが、前記伝導性バンプの高さより厚いことを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造装置。
5. 前記絶縁体を予熱する予熱器（pre-heater）をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の印刷回路基板の製造装置。
6. 伝導性バンプにより層間接続される印刷回路基板を製造する方法であって、
   基板の一面に伝導性バンプを形成する段階と、
   前記基板の前記一面に絶縁体をローディングする段階と、
   前記絶縁体と前記基板とを圧着する段階と、を含み、
   前記圧着する段階は、
   前記基板を支持する下部ローラと、前記下部ローラと噛み合いながら、表面に弾性コーティング層が形成されている上部ローラとにより行われることを特徴とする印刷回路基板の製造方法。
7. 前記弾性コーティング層が、シリコン（Ｓｉ）またはテフロン(登録商標)を含むことを特徴とする請求項６に記載の印刷回路基板の製造方法。
8. 前記弾性コーティング層の厚みが、前記伝導性バンプの高さより厚いことを特徴とする請求項６に記載の印刷回路基板の製造方法。
9. 前記基板と前記絶縁体とを圧着する段階の以前に、前記絶縁体を予熱する段階をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の印刷回路基板の製造方法。

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