JP2009253099A - Bottomed via filling substrate and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板の有底ビアに充填材料が充填された有底ビア充填基板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a bottomed via-filled substrate in which a bottomed via of a substrate is filled with a filling material and a method for manufacturing the same.
例えば、電子回路用基板において、小型化や軽量化等を目的として絶縁体層と導体配線層とを交互に積層して多層化することが行われている。絶縁体層には、積層方向に貫通する貫通導体が適宜の位置に設けられ、絶縁体層の上下に備えられた導体配線層がその貫通導体で相互に導通させられる。 For example, in an electronic circuit board, an insulator layer and a conductor wiring layer are alternately laminated to be multilayered for the purpose of reducing the size and weight. The insulator layer is provided with through conductors penetrating in the stacking direction at appropriate positions, and the conductor wiring layers provided above and below the insulator layer are electrically connected to each other by the through conductors.
上記絶縁体層は、セラミックス、ガラス、樹脂等から構成される。また、上記導体配線層は、エッチングによってパターン形成された金属箔、スクリーン印刷によってパターン形成された厚膜導体、蒸着およびエッチング等によってパターン形成された薄膜導体等から構成される。導体配線層には、前記貫通導体上にその端面の面積よりも大きいランドが層間接続のために備えられている。その貫通導体を形成するに際しては、例えば、絶縁体層を貫通するビアを設け、例えば厚膜スクリーン印刷法を利用してその絶縁体層上に導体ペーストを塗布し、そのビア内に充填して硬化させる(例えば特許文献1〜3を参照。)。
ところで、前記の貫通導体を形成するための導体ペースト充填は、絶縁体層の両面に開口した貫通ビアに対して行われる場合と、一面のみに開口した有底ビアに対して行われる場合とがある。前者の場合には、導体ペーストは何ら妨げられることなくビア内に流れ込み、容易に充填させられる。ビア径が小さい場合など導体ペーストが流れ込みにくい場合には、必要に応じて塗布側とは反対側の開口から吸引すればよい。一方、後者の場合には、ビア内の空気の逃げ場が塗布側のみにあるため、塗布された導体ペーストがビア開口を塞ぐとその空気の逃げ場が失われ、導体ペーストと空気との置換が不完全になる。そのため、その巻き込まれた空気によってボイドが形成され、電気的特性が損なわれる問題がある。 By the way, the filling of the conductor paste for forming the through conductor may be performed for the through vias opened on both surfaces of the insulator layer or the bottomed via opened on only one surface. is there. In the former case, the conductor paste flows into the via without any interruption and is easily filled. If the conductor paste is difficult to flow in, such as when the via diameter is small, it may be sucked from the opening on the side opposite to the coating side as necessary. On the other hand, in the latter case, the air escape field in the via is only on the coating side, so if the applied conductor paste blocks the via opening, the air escape field is lost and replacement of the conductor paste with air is not possible. Become complete. Therefore, there is a problem that voids are formed by the entrained air and the electrical characteristics are impaired.
これに対して、ビア開口径よりもマスク開口径を小さくすることにより、そのビアの内周部に導体ペーストを塗布し、そこから外周側に向かって流動させる充填方法が提案されている(前記特許文献1〜3を参照。)。この充填方法によれば、スクリーン製版と基板との間に隙間が残存する状態で導体ペーストがビア内に供給されることから、その隙間から空気を押し出しつつビア内に導体ペーストを容易に満たすことができる。
On the other hand, a filling method has been proposed in which the mask opening diameter is made smaller than the via opening diameter so that a conductor paste is applied to the inner peripheral portion of the via and then flows toward the outer peripheral side (see above). (See
しかしながら、電子回路用基板を一層小型化する目的で、配線幅寸法を細くすると共に、ランドの大きさ、ビア径等を小さくすると、上記のような技術では新たな問題が生じてきた。スクリーン印刷法では、複数種類の製版を用いて順次にペーストを塗布するが、製版相互の寸法誤差や基板配置位置の誤差などによってビアに対して導体ペーストを塗布するためのマスク開口部位置がずれ得る問題がある。また、これらの他、スキージングに伴うマスク開口部の変位に起因する位置ずれも生じ得る。そのため、マスク開口部の大きさや位置は、これらのずれを見込んで定める必要がある。印刷機の印刷精度にもよるが、一般的には、例えば100〜200(μm)程度のずれが見込まれることを考慮すると、例えば、開口径が150(μm)程度の微細なビアでは、ビア径よりもマスク開口部径を小さくしたものでは位置ずれによってマスク開口部がビアから離れる場合があり、ビア内へのペースト供給が不安定になる。 However, if the wiring width is reduced and the land size, via diameter, etc. are reduced for the purpose of further downsizing the electronic circuit board, new problems have arisen in the above-described techniques. In the screen printing method, paste is applied sequentially using multiple types of plate making, but the mask opening position for applying the conductor paste to the vias is shifted due to dimensional errors between the plate making and errors in the board placement position. There is a problem to get. In addition, misalignment due to displacement of the mask opening accompanying squeezing may occur. Therefore, it is necessary to determine the size and position of the mask opening in consideration of these deviations. Although it depends on the printing accuracy of the printing press, in general, considering that a deviation of about 100 to 200 (μm) is expected, for example, in a fine via having an opening diameter of about 150 (μm), the via In the case where the mask opening diameter is smaller than the diameter, the mask opening may be separated from the via due to the positional deviation, and the paste supply into the via becomes unstable.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであって、その目的は、ビア径が極めて小さい場合にもペースト充填が容易な有底ビア充填基板とその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a bottomed via-filled substrate that can be easily filled with paste even when the via diameter is extremely small, and a method for manufacturing the same. .
斯かる目的を達成するため、第1発明の要旨とするところは、基板表面に開口する複数の有底ビアの各々にスクリーン印刷によって印刷ペーストを充填して有底ビア充填基板を製造する方法であって、(a)前記複数の有底ビアに前記印刷ペーストを充填するための各々が対応する有底ビアの開口面積以上の開口面積を有し且つ平面視における狭幅方向においてその有底ビアの差し渡し寸法以下の差し渡し寸法を有する扁平形状を成す複数のマスク開口部を備えたスクリーン印刷用製版を用いて、前記複数の有底ビアの各々の開口面積の45(%)以上を前記マスク開口部内に位置させてスクリーン印刷を行うことにある。 In order to achieve such an object, the gist of the first invention is a method of manufacturing a bottomed via-filled substrate by filling a plurality of bottomed vias opened on the substrate surface with a printing paste by screen printing. And (a) each of the plurality of bottomed vias filled with the printing paste has an opening area equal to or larger than an opening area of the corresponding bottomed via and has a bottomed via in a narrow width direction in a plan view. A mask printing plate having a plurality of mask openings having a flat shape having a delivery dimension equal to or less than a delivery dimension of the plurality of bottomed vias, wherein 45% or more of the opening area of each of the plurality of bottomed vias is the mask opening. The purpose is to perform screen printing by placing it in the department.
また、第2発明の要旨とするところは、基板表面に開口する複数の有底ビアの各々に所定の充填材料が充填された有底ビア充填基板であって、(a)前記複数の有底ビアの各々に対して前記充填材料が塗布された複数の塗布領域の各々がそれら複数の有底ビアの各々の開口面積以上の面積を有し且つ平面視において各々の狭幅方向の差し渡し寸法がそれら複数の有底ビアの各々のその方向における差し渡し寸法以下の扁平形状を成し、且つそれら複数の有底ビアの各々の開口面積の45(%)以上が前記複数の塗布領域内に位置することにある。 The gist of the second invention is a bottomed via-filled substrate in which each of a plurality of bottomed vias opening on the substrate surface is filled with a predetermined filling material, and (a) the plurality of bottomed vias Each of the plurality of application regions where the filling material is applied to each of the vias has an area that is equal to or larger than the opening area of each of the plurality of bottomed vias, and each of the widthwise dimensions in the plan view is Each of the plurality of bottomed vias has a flat shape that is equal to or smaller than the passing dimension in the direction, and 45 (%) or more of the opening area of each of the plurality of bottomed vias is located in the plurality of application regions. There is.
前記第1発明によれば、複数のマスク開口部を備えたスクリーン印刷用製版を用いて複数の有底ビアに印刷ペーストを充填するためのスクリーン印刷が行われるが、そのマスク開口部は、対応する有底ビアに対して、狭幅方向の差し渡し寸法が有底ビアの差し渡し寸法以下の扁平形状を成すことから、印刷ペーストが塗布される際にその有底ビアが印刷ペーストで塞がれることが抑制される。そのため、印刷ペーストが有底ビア内に流れ込み広がって充填される際に、その有底ビア内の空気がマスク開口部とビア開口との間の空隙から押し出されることから、有底ビア内に空気が巻き込まれてボイドを形成することが抑制される。しかも、マスク開口部の開口面積が有底ビアの開口面積以上の大きさであると共に、その有底ビアの開口面積の45(%)以上がマスク開口部内に位置することから、その有底ビアに対して十分な量の印刷ペーストが供給されると共に、有底ビア内に直接塗布される印刷ペースト量が十分に多くなることから、その有底ビア内が印刷ペーストで容易に満たされる。したがって、第1発明の有底ビア充填基板の製造方法によれば、ビア径が極めて小さい場合にもペースト充填を容易に行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, screen printing for filling a plurality of bottomed vias with a printing paste is performed using a screen printing plate making machine having a plurality of mask openings. The bottomed via has a flat shape whose width dimension in the narrow width direction is less than or equal to the bottomed via dimension, so that when the printing paste is applied, the bottomed via is blocked with the printing paste. Is suppressed. Therefore, when the printing paste flows into the bottomed via and is filled and filled, the air in the bottomed via is pushed out from the gap between the mask opening and the via opening. Is prevented from forming a void. Moreover, since the opening area of the mask opening is larger than the opening area of the bottomed via, and 45% or more of the opening area of the bottomed via is located in the mask opening, the bottomed via In contrast, since a sufficient amount of printing paste is supplied and the amount of printing paste applied directly into the bottomed via becomes sufficiently large, the bottomed via is easily filled with the printing paste. Therefore, according to the manufacturing method of the bottomed via-filled substrate of the first invention, paste filling can be easily performed even when the via diameter is extremely small.
また、前記第2発明によれば、充填材料の塗布領域は狭幅方向の差し渡し寸法が有底ビアの差し渡し寸法以下の扁平形状を有し、その面積が有底ビアの開口面積以上で、その有底ビアの開口面積の45(%)以上が塗布領域内に位置することから、この有底ビア充填基板は、前記第1発明の製造方法を適用することによって容易に製造することができる。すなわち、ビア径が極めて小さい場合にもペースト充填を容易に行うことができ、ボイドが生じることなく充填材料で有底ビア内が満たされた有底ビア充填基板が得られる。 According to the second aspect of the present invention, the application region of the filling material has a flat shape in which the passing dimension in the narrow width direction is equal to or smaller than the passing dimension of the bottomed via, and the area is equal to or larger than the opening area of the bottomed via, Since 45 (%) or more of the opening area of the bottomed via is located in the coating region, this bottomed via-filled substrate can be easily manufactured by applying the manufacturing method of the first invention. That is, paste filling can be easily performed even when the via diameter is very small, and a bottomed via-filled substrate in which the inside of the bottomed via is filled with a filling material without generating voids can be obtained.
なお、マスク開口部の狭幅方向の差し渡し寸法が有底ビアの差し渡し寸法よりも大きいと、印刷ペーストの塗布時にマスク開口部から供給されるその印刷ペーストで有底ビア開口が塞がれ延いては空気の巻き込みによるボイドが生じ得る問題がある。有底ビアの開口の一部がマスク開口部から外れた位置に位置すれば、上記の問題は生じ難いが、そのように設定してスクリーン印刷を実行しても、狭幅方向の差し渡し寸法が有底ビアの差し渡し寸法よりも大きいと、製造時の寸法精度や位置ずれなどに起因して有底ビア開口が塞がれる可能性がある。 If the passing dimension in the narrow width direction of the mask opening is larger than the passing dimension of the bottomed via, the bottomed via opening is blocked by the printing paste supplied from the mask opening when the printing paste is applied. There is a problem that voids may occur due to air entrainment. If a part of the bottomed via opening is located at a position away from the mask opening, the above problem is unlikely to occur. If it is larger than the passing dimension of the bottomed via, there is a possibility that the bottomed via opening is blocked due to dimensional accuracy at the time of manufacture, misalignment, or the like.
また、有底ビアの開口面積の45(%)以上がマスク開口部内に位置しないと、印刷ペーストが直接供給される面積が過小になるため、有底ビア開口のうちマスク開口部から外れた位置にある部分への印刷ペースト供給が不安定になり、延いては充填不良が生じ得る。 Also, if 45% or more of the opening area of the bottomed via is not located in the mask opening, the area where the printing paste is directly supplied becomes too small, so the position of the bottomed via opening that is out of the mask opening. The supply of the printing paste to the portion in the region becomes unstable, and as a result, filling failure may occur.
ここで、前記第1発明において、好適には、前記複数のマスク開口部の各々は前記狭幅方向がスキージング方向に垂直を成すものである。マスク開口部は、印刷時に専らスキージング方向に変位するが、そのマスク開口部はスキージング方向に長い扁平形状を成すことから、変位した際にもマスク開口部が有底ビア開口上から外れにくくなる。そのため、印刷ペーストが直接供給される面積を有底ビア開口面積の45(%)となるように確保することが容易になる。 Here, in the first invention, preferably, each of the plurality of mask openings has the narrow width direction perpendicular to the squeezing direction. The mask opening is displaced in the squeezing direction exclusively during printing, but the mask opening has a flat shape that is long in the squeezing direction, so that even when displaced, the mask opening is unlikely to come off from the bottomed via opening. Become. Therefore, it is easy to ensure that the area to which the printing paste is directly supplied is 45 (%) of the bottomed via opening area.
また、好適には、前記複数のマスク開口部の各々は楕円形状である。このようにすれば、印刷位置ずれなどが生じた場合にも、有底ビアのうちマスク開口部内に位置する面積が変化し難いので、印刷ペーストが直接供給される面積を有底ビア開口面積の45(%)となるように確保することが容易になる。 Preferably, each of the plurality of mask openings has an elliptical shape. In this way, even if printing position misalignment or the like occurs, the area of the bottomed via located in the mask opening is unlikely to change, so the area where the printing paste is directly supplied is equal to the bottomed via opening area. It becomes easy to ensure it to be 45 (%).
また、好適には、前記複数のマスク開口部の各々の前記狭幅方向の差し渡し寸法が前記複数の有底ビアの各々のその方向における差し渡し寸法の2/3以上である。このようにすれば、マスク開口部の狭幅方向の差し渡し寸法が十分に大きくされているため、印刷ペーストの供給が一層容易になる。 Preferably, the width dimension of each of the plurality of mask openings is not less than 2/3 of the width dimension of each of the plurality of bottomed vias in that direction. In this way, since the width of the mask opening in the narrow width direction is sufficiently large, it becomes easier to supply the printing paste.
また、好適には、前記複数のマスク開口部の各々が前記複数の有底ビアの各々に対して前記スキージング方向に交差する方向にずれた位置に設けられたものである。このようにすれば、印刷時にマスク開口部がスキージング方向に変位しても、有底ビアの開口面積のうちマスク開口部内に位置する割合が変化し難いため、一層安定した印刷が可能となる。 Preferably, each of the plurality of mask openings is provided at a position shifted in a direction crossing the squeezing direction with respect to each of the plurality of bottomed vias. In this way, even if the mask opening is displaced in the squeezing direction during printing, the ratio of the bottomed via opening area located within the mask opening is unlikely to change, and thus more stable printing is possible. .
また、前記第2発明において、好適には、前記複数の塗布領域の各々は楕円形状である。このような塗布領域は楕円形状のマスク開口部を有するスクリーン印刷用製版を用いて形成されるため、印刷時の位置ずれに起因して印刷ペーストが直接供給される面積が変化し延いては充填材料が有底ビア内に満たされなくなることが好適に抑制される。 In the second invention, preferably, each of the plurality of application regions has an elliptical shape. Since such a coating area is formed by using a screen printing plate making having an elliptical mask opening, the area to which the printing paste is directly supplied changes due to misalignment during printing and fills The material is preferably prevented from filling the bottomed via.
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the drawings are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios, shapes, and the like of the respective parts are not necessarily drawn accurately.
図1は、本発明の有底ビア充填基板の一実施例である多層回路基板10の要部断面を示す図である。図1において、多層回路基板10は、例えば全体の厚さ寸法が1.2(mm)程度のもので、ベース基板12の上に第1導体配線層14,第1絶縁体層16,第2導体配線層18,第2絶縁体層20,第3導体配線層22,第3絶縁体層24,第4導体配線層26,第4絶縁体層28,第5導体配線層30,メッキ層32が順次に積層されたものである。各絶縁体層16,20,24,28には、厚み方向に貫通するビア34,36,38,40が設けられており、それらビア34,36,38,40内にはそれぞれビア導体42,44,46,48が充填されている。
FIG. 1 is a view showing a cross section of a main part of a
上記のベース基板12は、例えば0.8(mm)程度の厚さ寸法を有するアルミナから成るものである。また、前記の第1導体配線層14は、例えば20(μm)程度の厚さ寸法を有する厚膜銅から成るもので、上記ベース基板12の上に厚膜銅ペーストを所定の配線パターンでスクリーン印刷することによって形成されている。
The
また、前記の第2導体配線層18乃至第5導体配線層30は、何れも銅箔から成るものであるが、配線層18,22,26は例えば12(μm)程度の厚さ寸法を有し、配線層30は例えば35(μm)程度の厚さ寸法を有する。これら配線層18,22,26,30は何れも例えばエッチングによって形成された互いに異なる配線パターン形状を有している。
The second
また、前記メッキ層32は、例えばニッケルから成るもので、多層回路基板10の最上層に形成された第5導体配線層30に外部配線や部品等を半田付けする目的で、その第5導体配線層30と同一形状で設けられたものである。すなわち、銅箔から成る第5導体配線層30は半田付け性に劣ることから、メッキ層32によってこれが改善されている。
The
また、前記ビア導体42〜48は、何れも例えばAg/Sn合金を導体成分として含む厚膜導体材料から成るもので、前記ビア34〜40内に密に充填されている。導体配線層14〜30の各層は、ビア導体42〜48によって互いに導通させられている。なお、図1においては、絶縁体層16〜28の面方向における同一位置にビア34〜40が設けられているものを示したが、層間の接続は、各導体配線層14〜30に形成されている配線形状に応じて適宜の位置で行われており、多層回路基板10には、それら導体配線層14〜30のうちの一部だけが互いに接続された部分も必要に応じて設けられている。
Each of the via
上記の多層回路基板10は、例えば、前記導体配線層18〜30と前記絶縁体層16〜28とが各1層ずつ、すなわち第1絶縁体層16と第2導体配線層18、第2絶縁体層20と第3導体配線層22、第3絶縁体層24と第4導体配線層26、第4絶縁体層28と第5導体配線層30とがそれぞれ積層された導体層−絶縁体層積層体68(図2参照)を用意し、前記第1導体配線層14が形成されたベース基板12の上にそれらを重ね合わせ、ホットプレスを施すことによって製造したものである。上記のうち、導体層−絶縁体層積層体68の製造方法を図2を参照して以下に説明する。
In the
図2(a)において、まず、電解Cu箔50に樹脂皮膜52が設けられたCu貼りフィルム54を用意する。上記樹脂被膜52は、例えば熱可塑性樹脂から成るもので、Cu貼りフィルム54は、例えば、Cu箔50に樹脂溶液を塗布して硬化させることによって製造される。
In FIG. 2A, first, a
次いで、図2(b)に示すエッチング工程では、上記のCu箔50に予め定められた配線形状でエッチング処理を施し、パターン形成する。次いで、図2(c)に示す分割工程では、打ち抜き加工等の適宜の方法を用いて、これを後工程で取扱いが容易な大きさに分割する。次いで、図2(d)に示す穴開け工程では、分割した基材の樹脂皮膜52の適宜の位置に有底ビア56を設ける。この穴開け加工は、樹脂皮膜52を選択的に加工し得る方法であれば特に限定されないが、例えば、炭酸ガスレーザ等を用いて行うことができる。上記分割工程は、この工程において安価な炭酸ガスレーザを用い得るように小片に分割するものである。
Next, in the etching step shown in FIG. 2B, the
次いで、図2(e)に示すペースト充填工程では、例えば厚膜スクリーン印刷法を用いて、上記有底ビア56に導体ペースト58を充填する。図3は、図2(e)を拡大して導体ペースト58の充填過程を示したもので、その図2(e)よりも僅かに進んだ段階を表している。Cu貼りフィルム54上には、スクリーン印刷用製版60が配され、スキージ62が矢印で示すように図における右方向に送られることによって製版60上の導体ペースト58がその製版60のマスク開口部64から押し出され、有底ビア56内に塗布される。上記製版60は、例えば金属薄板にエッチング等によってパターン形成されたメタルマスクである。
Next, in the paste filling step shown in FIG. 2E, the bottomed via 56 is filled with the
このとき、製版60のマスク開口部64とCu貼りフィルム54の有底ビア56とは、例えば、図4に示す位置関係にある。有底ビア56は例えば円形を成すもので、例えばφ150(μm)程度の直径を有する。この有底ビア56は、塗布面の裏面側すなわちCu箔50上に設けられているランド66の中央部に位置する。ランド66は、例えばφ400(μm)程度の円形を成すものである。
At this time, the
一方、マスク開口部64は、例えば矢印Sで示すスキージング方向が長径方向に一致する楕円形状を成すもので、例えば長径が200〜350(μm)程度、短径が150(μm)程度の大きさを備えている。すなわち、マスク開口部64は、有底ビア56の開口の直径に対して、短径が同一寸法、長径がそれよりも大きい寸法で設けられており、開口面積は有底ビア56の例えば2倍程度である。このマスク開口部64は、その中心Coが上記有底ビア56の中心Cvからスキージング方向(以下、適宜Y方向という)およびこれに垂直な方向(以下、適宜X方向という)にそれぞれずれた位置に設けられており、図示のものでは、有底ビア56の開口のうち左側の半分強の範囲がマスク開口部64内に位置し、右側の半分弱の部分はマスク開口部64から外れた位置にある。なお、マスク開口部64の位置ずれ量は、例えば、X方向、Y方向共に50(μm)程度である。
On the other hand, the
上記のように、マスク開口部64が有底ビア56に対してずれた位置に設けられていることにより、前述したようにスクリーン印刷が施される際には、前記図3に示すように、有底ビア56の開口の一部から導体ペースト58が流れ込み、その有底ビア56内で流動することとなる。すなわち、導体ペースト58は矢印Pで示すように流れ、有底ビア56内に満たされる。なお、この図3は、導体ペースト58の流動を説明するための模式図で、前記の図4に示すような有底ビア56およびマスク開口部64の位置関係と正確に対応するものではない。図4に示すように、マスク開口部64の長径方向がスキージング方向に一致し且つ有底ビア56に対してX方向およびY方向にずれて配置される態様では、スキージング方向に対して横方向の一部から導体ペースト58が有底ビア56内に流れ込む。したがって、図3においてスキージング方向を90度だけ変更して紙面に垂直な方向としたものが図4に対応する。
As described above, since the
図5は、製版60等を省略して斜視図にて上記導体ペースト58充填時の状況を表したもので、下向きの矢印は導体ペースト58の流れを、上向きの矢印は空気の流れを表している。導体ペースト58が塗布・充填される際には、上述したように導体ペースト58が有底ビア56の開口の一部から流れ込み、その有底ビア56内で流れて広がる。このとき、その導体ペースト58の流れに従って、有底ビア56内から空気が外に送り出される。すなわち、導体ペースト58の塗布時には、有底ビア56の開口のうちマスク開口部64内に位置する部分はその導体ペースト58で塞がれることとなるが、マスク開口部64から外れて位置する部分(図5における手前側右部分)は樹脂皮膜52と製版60との間に空隙が残されていることから、その隙間から空気が逃げるので、有底ビア56内に空気が巻き込まれることがない。スキージング時には製版60が被印刷面に押し付けられるため有底ビア56の開口が塞がれるが、その際にも、メタルマスクから成る製版60と被印刷面との間には隙間が生ずるので、導体ペースト58で塞がれていなければ空気の逃げ道が残される。
FIG. 5 is a perspective view showing the state when the
そのため、マスク開口部64が有底ビア56の開口よりも大きくされていることによって十分にペースト供給量が確保されること相俟って、有底ビア56内にボイドが生ずることなく確実に導体ペースト58が満たされる。なお、図5において、70は導体ペースト58が塗布される範囲を表しており、マスク開口部64に一致する。また、前記の図3においても、上向きの矢印は有底ビア56内から排出される空気の流れを表している。
For this reason, the
図2(f)は、上記のようにして導体ペースト58が充填されて得られた導体層−絶縁体層積層体68を表している。導体ペースト58は、前述したように有底ビア56に対して大きいマスク開口部64から塗布された結果として、塗布範囲が図に示すように有底ビア56よりも広い範囲に亘るものとなっている。この塗布範囲は、上記説明から明らかなように、前記図4にマスク開口部64で示した範囲に略一致する。
FIG. 2 (f) shows a conductor layer-
このようにして、各層を構成するための導体層−絶縁体層積層体68を製造した後、前述したように重ね合わせてホットプレスを施すことで、前記多層回路基板10が得られる。したがって、このような製造工程を経て得られる多層回路基板10は、ビア導体42〜48の塗布領域が、前記図4に示したマスク開口部64の範囲に略一致しており、その短径寸法が有底ビア56の直径と同一で、面積が有底ビア56の開口面積よりも大きい楕円形状を成しており、有底ビア56の開口面積の半分強が上記塗布領域内に位置するものとなっている。
Thus, after manufacturing the conductor layer-insulator layer laminated
図6は、前記のペースト充填工程において、有底ビア56の開口面積のうちマスク開口部64内に位置する割合(すなわち、ビア面積に対するペースト通過面積の割合。以下、有効面積率という。)と、基板内の全ビア数に対する完全に充填できたビア数の割合(以下、良品率という。)との関係を評価した結果をまとめたもので、実線がマスク開口部64の短径が150(μm)の場合を、破線が100(μm)の場合をそれぞれ示している。有底ビア56の開口径は全て150(μm)とし、マスク開口部64の長径を200〜350(μm)の間で変化させると共に、位置ズレ量(前記図4のCv−Co間距離)を変化させることで有効面積率を変化させた。また、上記「充填できた」とは、空気の巻き込みによるボイドなどが生ずることなく有底ビア56内に導体を完全に満たすことができたことを意味する。
FIG. 6 shows the ratio of the opening area of the bottomed via 56 in the
上記評価結果によれば、短径150(μm)の場合には、有効面積率が30(%)程度以下のとき、短径100(μm)の場合には、有効面積率が40(%)程度以下のとき、良品率が略0(%)になるが、これを超えると充填できるビア数が増えていき、短径150(μm)の場合には34(%)程度以上になると、短径100(μm)の場合には45(%)程度以上になると、良品率が100(%)となった。長径の相違による傾向の差異は特に認められなかった。この結果によれば、有効面積率が45(%)以上になるように有底ビア56とマスク開口部64との位置関係を定めることにより、有底ビア56内に導体ペースト58を確実に充填できることが明らかとなった。
According to the above evaluation results, when the short diameter is 150 (μm), the effective area ratio is about 30% or less, and when the short diameter is 100 (μm), the effective area ratio is 40 (%). The ratio of non-defective products will be approximately 0 (%) when the ratio is less than about, but the number of vias that can be filled will increase when this ratio is exceeded. In the case of a diameter of 100 (μm), the non-defective rate was 100 (%) when the diameter was about 45 (%) or more. There was no particular difference in tendency due to the difference in major axis. According to this result, by defining the positional relationship between the bottomed via 56 and the
なお、有効面積率が100(%)の場合には、塗布時に有底ビア56の開口が導体ペースト58で完全に塞がれることになるため、空気の逃げ道が無くなり、充填が困難になることが予測される。また、完全に塞がっていなくとも、空気の逃げ道が小さくなれば、充填が困難になることも予測される。しかしながら、実際に試験を行った結果では、前記図6に示したように、有効面積率を100(%)まで高めた場合にも、良品率が低下する傾向が認められなかった。すなわち、理由は定かではないが、短径が有底ビア56の直径と同一以下の大きさであれば、有効面積率が100(%)であっても、導体ペースト58の充填不良は生じない。
When the effective area ratio is 100 (%), the opening of the bottomed via 56 is completely blocked by the
また、上記評価は、マスク開口部64の長径方向がスキージング方向に一致する向き(縦方向)とされた場合のものであるが、長径方向が如何なる方向を向いていても、導体ペースト58の充填時に有底ビア56内の空気の逃げ道を確保する効果に変わりはない。そのため、例えば、短径方向がスキージング方向に一致する向き(横方向)でマスク開口部を設け、或いは、これらの中間の向き(すなわちスキージング方向に対して例えば45度傾斜した斜め方向)とすることもできる。但し、これらについて評価したところ、良品率が100(%)になるのは、横方向では有効面積率が50(%)以上のとき、斜め方向では62(%)以上のときであった。したがって、縦方向にマスク開口部64を設けることが工程安定性の面からは最も好ましいと考えられる。
Further, the above evaluation is for the case where the major axis direction of the
上述したように、本実施例によれば、有底ビア56に導体ペースト58を充填するためのスクリーン印刷の際に、マスク開口部64は、有底ビア56に対して、短径寸法がその有底ビア56の直径以下の楕円形状を成すことから、導体ペースト58が塗布される際にその有底ビア56が導体ペースト58で塞がれない。そのため、導体ペースト58が有底ビア56内に流れ込み広がって充填される際に、その有底ビア56内の空気がマスク開口部64とビア56開口との間の空隙から押し出されることから、有底ビア56内に空気が巻き込まれてボイドを形成することが抑制される。しかも、マスク開口部64の開口面積が有底ビア56の開口面積以上の大きさであると共に、その有底ビア56の開口面積の半分強がマスク開口部64内に位置することから、その有底ビア56に対して十分な量の導体ペースト58が供給されると共に、有底ビア56内に直接塗布される導体ペースト58の量が十分に多くなるので、その有底ビア56内が導体ペースト58で容易に満たされる。
As described above, according to the present embodiment, when the screen printing for filling the bottomed via 56 with the
なお、上述した実施例においては、マスク開口部64の中心Coが有底ビア56開口の中心Cvからずれて位置させられた場合について説明したが、このようにずれた位置関係にあることは必須ではない。前述したように、有効面積率が100(%)であっても、マスク開口部64の短径寸法が有底ビア56の直径以下の大きさであれば、どのような位置関係にあっても有底ビア56の開口が完全に塞がれることによる充填不良は生じない。したがって、印刷時の位置合わせ誤差や製版60の製造誤差等に起因して有効面積率が45(%)未満に低下し、その結果充填不良が生ずるようなことを避けるためには、中心Co、Cvが一致するように設計することも好ましい態様である。
In the above-described embodiment, the case where the center Co of the
以上、本発明を図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail with reference to drawings, this invention can be implemented also in another aspect, A various change can be added in the range which does not deviate from the main point.
10:多層回路基板、12:ベース基板、14:第1導体配線層、16:第1絶縁体層、18:第2導体配線層、20:第2絶縁体層、22:第3導体配線層、24:第3絶縁体層、26:第4導体配線層、28:第4絶縁体層、30:第5導体配線層、32:メッキ層、34,36,38,40:ビア、42,44,46,48:ビア導体、50:Cu箔、52:樹脂皮膜、54:Cu貼りフィルム、56:有底ビア、58:導体ペースト、60:スクリーン印刷用製版、62:スキージ、64:マスク開口部、66:ランド、68:導体層−絶縁体層積層体 10: Multilayer circuit board, 12: Base substrate, 14: First conductor wiring layer, 16: First insulator layer, 18: Second conductor layer, 20: Second insulator layer, 22: Third conductor layer , 24: third insulator layer, 26: fourth conductor wiring layer, 28: fourth insulator layer, 30: fifth conductor wiring layer, 32: plated layer, 34, 36, 38, 40: via, 42, 44, 46, 48: Via conductor, 50: Cu foil, 52: Resin film, 54: Cu adhesive film, 56: Bottom via, 58: Conductor paste, 60: Plate making for screen printing, 62: Squeegee, 64: Mask Opening, 66: Land, 68: Conductor layer-insulator layer laminate
Claims (7)
前記複数の有底ビアに前記印刷ペーストを充填するための各々が対応する有底ビアの開口面積以上の開口面積を有し且つ平面視における狭幅方向においてその有底ビアの差し渡し寸法以下の差し渡し寸法を有する扁平形状を成す複数のマスク開口部を備えたスクリーン印刷用製版を用いて、前記複数の有底ビアの各々の開口面積の45(%)以上を前記マスク開口部内に位置させてスクリーン印刷を行うことを特徴とする有底ビア充填基板の製造方法。 A method of manufacturing a bottomed via-filled substrate by filling each of a plurality of bottomed vias opened on a substrate surface with a printing paste by screen printing,
Each of the plurality of bottomed vias filled with the printing paste has an opening area that is equal to or larger than the opening area of the corresponding bottomed via, and is less than the dimension of the bottomed via in the narrow width direction in plan view A screen printing plate having a plurality of mask openings having a flat shape having dimensions, and a screen in which 45% or more of the opening area of each of the plurality of bottomed vias is positioned in the mask openings. A method of manufacturing a bottomed via-filled substrate, wherein printing is performed.
前記複数の有底ビアの各々に対して前記充填材料が塗布された複数の塗布領域の各々がそれら複数の有底ビアの各々の開口面積以上の面積を有し且つ平面視において各々の狭幅方向の差し渡し寸法がそれら複数の有底ビアの各々のその方向における差し渡し寸法以下の扁平形状を成し、且つそれら複数の有底ビアの各々の開口面積の45(%)以上が前記複数の塗布領域内に位置することを特徴とする有底ビア充填基板。 A bottomed via-filled substrate in which each of a plurality of bottomed vias opening on the substrate surface is filled with a predetermined filling material,
Each of the plurality of application regions where the filling material is applied to each of the plurality of bottomed vias has an area larger than the opening area of each of the plurality of bottomed vias, and each narrow width in plan view Each of the plurality of bottomed vias has a flat shape having a dimension equal to or less than that of each of the plurality of bottomed vias, and 45 (%) or more of the opening area of each of the plurality of bottomed vias is the plurality of coatings. A bottomed via filled substrate, characterized in that it is located in a region.
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CN111591020A (en) * | 2020-04-29 | 2020-08-28 | 杭州临安鹏宇电子有限公司 | Printing template and printing method for insulating layer at PCB (printed Circuit Board) conductive hole |
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