JP2013008852A - 導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板シートの表面に導電性ペーストを塗工する工程の回数を減少させることができ、このため導電性バンプ付き基板シートの製造時間を短縮することができる導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法を提供する。
【解決手段】スキージユニットのスキージ３６（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）は、その先端に向かうに従って細くなるような形状となっている。スキージ３６により基板シート１０上に転移される導電性ペーストは、８５重量％以上９８重量％以下の金属粉を含んでいる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、複数の導電性バンプが表面に形成された導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法に関する。

従来から、平板状の銅箔等の基板シートの表面に複数の略円錐状の導電性バンプを形成し、このような導電性バンプ付き基板シートと、プリプレグ等の非導電性シート（絶縁性シート）とを交互に重ね合わせることにより多層プリント配線板を製造することが知られている。このような多層プリント配線板において、導電性バンプ付き基板シートの表面に形成された略円錐状の導電性バンプが非導電性シートを貫通することによって、当該非導電性シートの両側にある基板シート同士が導電性バンプによって電気的に接続されるようになっている（例えば、特許文献１乃至３参照）。

以下、複数の導電性バンプが表面に形成された導電性バンプ付き基板シートの製造方法について、図１１乃至図１８を用いて説明する。図１１乃至図１６は、基板シートに導電性バンプを形成する動作の一連の流れを順に示す側面図であり、図１７は、図１３の部分拡大側面図であり、図１８は、図１１乃至図１６に示す一連の動作により製造される導電性バンプ付き基板シートの側面図である。

図１１乃至図１６に示すように、一般的な導電性バンプ付き基板シートの製造装置には、基板シート１０を吸引孔（図示せず）からの吸引力によって保持する印刷定盤３０と、所定のパターンからなる複数の貫通穴（版孔）３２ａが設けられたメタルマスク版３２と、このメタルマスク版３２を保持する保持部材３４とがそれぞれ設けられている。ここで、各貫通穴３２ａは、基板シート１０に導電性バンプ１２が形成されるべき位置に対応するようメタルマスク版３２に設けられている。

また、一般的な導電性バンプ付き基板シートの製造装置には、メタルマスク版３２上で走査し、このメタルマスク版３２上に載置された銀ペースト、半田ペースト等の導電性ペースト３８を、メタルマスク版３２の貫通穴３２ａを介して基板シート１０上に転移させるスキージ３６と、スキージ３６を移動させるスキージ駆動部３７とが設けられている。スキージ３６は例えばウレタン樹脂等から形成されており、スキージゴムの硬度は例えば７０〜９０度となっている。スキージ駆動部３７には、スキージ３６を支持する支持部材３３と、支持部材３３を水平方向（図１１等の左右方向）に移動させるよう案内を行うガイド部材３１とが設けられており、支持部材３３は、スキージ３６を図１１等の下方に進出させたり上方に退避させたりすることができるようになっている。このようなスキージ駆動部３７によって、スキージ３６はガイド部材３１に沿って図１１等における左右方向に移動するとともにメタルマスク版３２に向かって進退移動（図１１等における上下方向の移動）を行うようになっている。ここで、スキージ３６およびスキージ駆動部３７によりスキージユニットが構成されている。

さらに、導電性バンプ付き基板シートの製造装置には、印刷定盤３０上にある基板シート１０の表面の撮像を行うＣＣＤカメラ等の撮像手段３９が設けられている。また、印刷定盤３０の下方にはガイド部材３０ａが配置されており、印刷定盤３０は、ガイド部材３０ａに沿って水平方向（図１１等における左右方向）に移動可能となっている。

次に、基板シート１０に導電性バンプ１２を形成する動作の一連の流れについて具体的に説明する。まず、図１１に示すように、印刷定盤３０の上に基板シート１０を載置し、吸引孔（図示せず）からの吸引力によって印刷定盤３０上に基板シート１０を保持させる。このときに、基板シート１０に位置合わせマークを予め形成しておくことにより、この位置合わせマークを撮像手段３９で撮像し、撮像された画像における位置合わせマークに基づいて印刷定盤３０の位置を微調整することにより、後工程において基板シート１０における導電性バンプ１２が形成されるべき位置と、メタルマスク版３２の貫通穴３２ａの位置とを容易に位置合わせすることができるようになる。

そして、図１２に示すように、印刷定盤３０をガイド部材３０ａに沿って水平方向（図１２の右方）に移動させ、この印刷定盤３０をメタルマスク版３２の下方に位置させる。この際に、メタルマスク版３２の各貫通穴３２ａが、基板シート１０における導電性バンプ１２が形成されるべき位置に対向するようにする。

そして、図１３に示すように、スキージ３６が支持部材３３から下方に進出し、このスキージ３６がメタルマスク版３２を下方に押して当該メタルマスク版３２が印刷定盤３０上の基板シート１０の表面に当接する。そして、図１３および図１４に示すように、支持部材３３をガイド部材３１に沿って水平方向（図１３の左方向）に移動させることによりスキージ３６を水平方向（図１３の左方向）に移動させ、このときにスキージ３６がメタルマスク版３２を下方に押し続けるようにする。この際に、導電性ペースト３８はメタルマスク版３２の貫通穴３２ａを通過して基板シート１０の表面に付着する。

ここで、スキージ３６による基板シート１０に対する導電性ペースト３８の塗工原理についてより詳細に説明すると、図１７に示すように、導電性ペースト３８はスキージ３６によってメタルマスク版３２の表面を移動させられるが、メタルマスク版３２に貫通穴３２ａが形成されている箇所においてはこの貫通穴３２ａに導電性ペースト３８が入り込む。そして、スキージ３６がメタルマスク版３２を基板シート１０に向かって押圧することによって、貫通穴３２ａに入った導電性ペースト３８の一部が基板シート１０の表面に付着することとなる。

そして、図１４に示すようにスキージ３６による基板シート１０に対する導電性ペースト３８の塗工が終了したら、図１５に示すようにスキージ３６がメタルマスク版３２から離間するよう上方に退避し、メタルマスク版３２が基板シート１０から隔離される。そして、図１６に示すように、印刷定盤３０をガイド部材３０ａに沿って水平方向（図１６の左方）に移動させ、この印刷定盤３０をメタルマスク版３２の下方の位置から退避させる。そして、印刷定盤３０から導電性ペースト３８付きの基板シート１０を取り出す。

その後、導電性ペースト３８付きの基板シート１０の乾燥を行う。このことにより、基板シート１０の表面に付着した導電性ペースト３８が熱硬化して略円錐状の導電性バンプ１２が形成されることとなる（図１８参照）。

ここで、基板シート１０に形成される導電性バンプ１２は、当該基板シート１０の厚さ方向（図１８の上下方向）において非導電性シート（絶縁性シート、図示せず）を貫通させるのに十分な高さが必要とされる。具体的には、非導電性シートの厚さは例えば６０〜８０μｍであるため、導電性バンプ１２の高さを例えば１８５±４５μｍとする必要がある。また、多層プリント配線板のファインピッチ化を行う場合には、略円錐状の導電性バンプ１２について、同じ高さであっても底面積が小さくなるような形状、すなわちいわゆるアスペクト比の高い略円錐状とする必要がある。

特許第３１６７８４０号 特開２００２−３０５３７６号公報 特許第４１２７４９２号

しかしながら、従来の導電性バンプ付き基板シートの製造方法においては、平板状の基板シート１０上に導電性バンプ１２を形成するにあたり、スクリーン印刷工程１回あたりの基板シート１０に付着する導電性ペースト３８の量はメタルマスク版３２の貫通穴３２ａの大きさにより制限されるため、基板シート１０に転移される導電性ペースト３８の量が十分ではなく１回のスクリーン印刷工程では導電性バンプ１２の高さが非導電性シートを貫通させるのに十分な高さに達しない場合が多い。図面を用いてより詳細に説明すると、図１９（ａ）〜（ｄ）は、従来の方法により基板シート１０に導電性バンプ１２が形成される過程を示す図であって、（ａ）は１回目のスクリーン印刷工程および乾燥工程後の導電性バンプ１２の形状を示し、（ｂ）は２回目のスクリーン印刷工程および乾燥工程後の導電性バンプ１２の形状を示している。また、図１９（ｃ）は３回目のスクリーン印刷工程および乾燥工程後の導電性バンプ１２の形状を示し、（ｄ）は４回目のスクリーン印刷工程および乾燥工程後の導電性バンプ１２の形状を示している。

ここで、導電性バンプ１２により非導電性シートを貫通させる際に、図１９（ｄ）に示すような高さを有する略円錐状の導電性バンプ１２が求められる。このため、図１１乃至図１６に示すようなスクリーン印刷工程を複数回、具体的には例えば４回繰り返して行うことが必要とされる。しかしながら、スクリーン印刷工程を１回行うたびに基板シート１０の乾燥工程およびＣＣＤカメラ等によるメタルマスク版３２の位置合わせ工程が必要となり、十分な高さの導電性バンプ１２が形成されるまでこれらの工程を何度も繰り返す必要があった。また、上述のようなスクリーン印刷工程の回数を減らした場合には、基板シート１０に形成された導電性バンプ１２の先端形状が細くなり、基板シート１０と非導電性シートとを交互に重ね合わせたときに、非導電性シートを突き破った導電性バンプ１２の先端部分とこの非導電性シートに当接する他の基板シートとが接触する面積が小さくなり、この導電性バンプ１２を介して接続される非導電性シートを挟んだ２つの基板シート１０間における抵抗値が大きくなるという問題があった。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、従来のような導電性ペーストを多数回繰り返して平板状の基板シートに塗工し所望の高さになるまで塗工層を累積させて導電性バンプを形成する方法と比較して、基板シートの表面に導電性ペーストを塗工する工程の回数を減少させることができ、このため導電性バンプ付き基板シートの製造時間を短縮することができる導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、複数の導電性バンプが表面に形成された導電性バンプ付き基板シートの製造装置であって、平板状の基板シートが載置される印刷定盤と、所定のパターンからなる複数の貫通穴が設けられたメタルマスク版と、スキージと、前記スキージを移動させる駆動部とを有し、前記スキージにより前記メタルマスク版を前記印刷定盤上の前記基板シートに向かって押圧しながら当該スキージを前記メタルマスク版に沿って移動させることにより前記メタルマスク版上の導電性ペーストを前記貫通穴を介して前記基板シート上に転移させるスキージユニットと、を備え、前記スキージユニットの前記スキージは、その先端に向かうに従って細くなるような形状であり、前記スキージにより前記基板シート上に転移される導電性ペーストは、８５重量％以上９８重量％以下の金属粉を含むことを特徴とする導電性バンプ付き基板シートの製造装置である。

本発明の導電性バンプ付き基板シートの製造装置においては、前記メタルマスク版における前記各貫通穴について、前記印刷定盤上の前記基板シート側の開口の直径が、前記スキージ側の開口の直径よりも大きくなっていることが好ましい。

本発明の導電性バンプ付き基板シートの製造装置においては、前記スキージユニットの前記スキージの先端部分は半円状となっていることが好ましい。

あるいは、前記スキージユニットの前記スキージの先端部分は剣先形状となっていてもよい。

本発明は、複数の導電性バンプが表面に形成された導電性バンプ付き基板シートの製造方法であって、印刷定盤に平板状の基板シートを載置する工程と、前記基板シートが載置された前記印刷定盤を、所定のパターンからなる複数の貫通穴が設けられたメタルマスク版の下方の位置に移動させる工程と、スキージユニットのスキージにより前記メタルマスク版を前記印刷定盤上の前記基板シートに向かって押圧しながら当該スキージを前記メタルマスク版に沿って移動させることにより前記メタルマスク版上の導電性ペーストを前記貫通穴を介して前記基板シート上に転移させる工程と、を備え、前記スキージユニットの前記スキージは、その先端に向かうに従って細くなるような形状であり、前記スキージにより前記基板シート上に転移される導電性ペーストは、８５重量％以上９８重量％以下の金属粉を含むことを特徴とする導電性バンプ付き基板シートの製造方法である。

本発明の導電性バンプ付き基板シートの製造方法においては、前記メタルマスク版における前記各貫通穴について、前記印刷定盤上の前記基板シート側の開口の直径が、前記スキージ側の開口の直径よりも大きくなっていることが好ましい。

本発明の導電性バンプ付き基板シートの製造方法においては、前記スキージユニットの前記スキージの先端部分は半円状となっていることが好ましい。

あるいは、前記スキージユニットの前記スキージの先端部分は剣先形状となっていてもよい。

本発明の導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法によれば、基板シートの表面に導電性ペーストを塗工する工程の回数を減少させることができ、このため導電性バンプ付き基板シートの製造時間を短縮することができる。

本発明の実施の形態におけるメタルマスク版の貫通穴の一の構成を示す側断面図である。 本発明の実施の形態におけるメタルマスク版の貫通穴の他の構成を示す側断面図である。 本発明の実施の形態におけるメタルマスク版の貫通穴の更に他の構成を示す側断面図である。 本発明の実施の形態におけるメタルマスク版の貫通穴の更に他の構成を示す側断面図である。 （ａ）は、その断面積がメタルマスク版の厚さ方向に沿って均一になっているような貫通穴を有するメタルマスク版の側断面図であり、（ｂ）は、基板シート側の開口の直径がスキージ側の開口の直径よりも大きい貫通穴を有するメタルマスク版の側断面図である。 本発明の実施の形態におけるスキージの一の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態におけるスキージの他の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態におけるスキージの更に他の構成を示す構成図である。 本発明の実施の形態におけるスキージの更に他の構成を示す構成図である。 先端に向かうに従って細くなるようなスキージを用いてメタルマスク版上の導電性ペーストを基板シート上に転移させるときの状態を示す図である。 基板シートに導電性バンプを形成する動作の流れを示す側面図である。 図１１に示す状態に引き続く、基板シートに導電性バンプを形成する動作の流れを示す側面図である。 図１２に示す状態に引き続く、基板シートに導電性バンプを形成する動作の流れを示す側面図である。 図１３に示す状態に引き続く、基板シートに導電性バンプを形成する動作の流れを示す側面図である。 図１４に示す状態に引き続く、基板シートに導電性バンプを形成する動作の流れを示す側面図である。 図１５に示す状態に引き続く、基板シートに導電性バンプを形成する動作の流れを示す側面図である。 図１３の部分拡大側面図である。 導電性バンプ付き基板シートの構成を示す側面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、従来の方法により基板シートに導電性バンプが形成される過程を示す図であって、（ａ）は１回目のスクリーン印刷工程および乾燥工程後の導電性バンプの形状を示し、（ｂ）は２回目のスクリーン印刷工程および乾燥工程後の導電性バンプの形状を示し、（ｃ）は３回目のスクリーン印刷工程および乾燥工程後の導電性バンプの形状を示し、（ｄ）は４回目のスクリーン印刷工程および乾燥工程後の導電性バンプの形状を示す。 図１８に示す導電性バンプ付き基板シートと非導電性シートとを交互に重ね合わせたときの状態を示す側面図である。 図２０に示す重ね合わせ体を挟圧することにより製造される多層プリント配線板を示す側面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図１０は、本実施の形態による導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法を示す図である。

本実施の形態による導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法は、概略的には図１１乃至図１６に示すものと同様となっている。すなわち、本実施の形態による導電性バンプ付き基板シートの製造装置は、図１１乃至図１６に示すように、基板シート１０を吸引孔（図示せず）からの吸引力によって保持する印刷定盤３０と、所定のパターンからなる複数の貫通穴（版孔）３２ａが設けられたメタルマスク版３２と、このメタルマスク版３２を保持する保持部材３４とを備えている。ここで、各貫通穴３２ａは、基板シート１０に導電性バンプ１２が形成されるべき位置に対応するようメタルマスク版３２に設けられている。

また、本実施の形態による導電性バンプ付き基板シートの製造装置には、メタルマスク版３２上で走査し、このメタルマスク版３２上に載置された銀ペースト、半田ペースト等の導電性ペースト３８を、メタルマスク版３２の貫通穴３２ａを介して基板シート１０上に転移させるスキージ３６と、スキージ３６を移動させるスキージ駆動部３７とが設けられている。スキージ３６は例えばウレタン樹脂等から形成されており、スキージゴムの硬度は例えば７０〜９０度となっている。スキージ駆動部３７には、スキージ３６を支持する支持部材３３と、支持部材３３を水平方向（図１１等の左右方向）に移動させるよう案内を行うガイド部材３１とが設けられており、支持部材３３は、スキージ３６を図１１等の下方に進出させたり上方に退避させたりすることができるようになっている。このようなスキージ駆動部３７によって、スキージ３６はガイド部材３１に沿って図１１等における左右方向に移動するとともにメタルマスク版３２に向かって進退移動（図１１等における上下方向の移動）を行うようになっている。ここで、スキージ３６およびスキージ駆動部３７によりスキージユニットが構成されている。

さらに、導電性バンプ付き基板シートの製造装置には、印刷定盤３０上にある基板シート１０の表面の撮像を行うＣＣＤカメラ等の撮像手段３９が設けられている。また、印刷定盤３０の下方にはガイド部材３０ａが配置されており、印刷定盤３０は、ガイド部材３０ａに沿って水平方向（図１１等における左右方向）に移動可能となっている。

本実施の形態による導電性バンプ付き基板シートの製造方法、具体的には基板シート１０に導電性バンプ１２を形成する動作の一連の流れは図１１乃至図１６に示す通りである。すなわち、図１１に示すように、まず、印刷定盤３０に平板状の基板シート１０を載置し、次に、図１２に示すように、基板シート１０が載置された印刷定盤３０を、所定のパターンからなる複数の貫通穴３２ａが設けられたメタルマスク版３２の下方の位置に移動させる。そして、図１３、図１４および図１７に示すように、スキージユニットのスキージ３６によりメタルマスク版３２を印刷定盤３０上の基板シート１０に向かって押圧しながら当該スキージ３６をメタルマスク版３２に沿って移動させることにより、メタルマスク版３２上の導電性ペースト３８を、貫通穴３２ａを介して基板シート１０上に転移させる。このようにして、基板シート１０の表面に導電性ペースト３８が付着するようになる。なお、スキージ３６がメタルマスク版３２を印刷定盤３０上の基板シート１０に向かって押圧しながら当該メタルマスク版３２に沿って移動する際に、メタルマスク版３２の縁部にフレームが形成されていない場合には、図１３等における左右一対の保持部材３４のうち右側の保持部材３４が徐々に上昇するようになっていてもよい。このことにより、スキージ３６に押圧されることによって基板シート１０の表面に付着したメタルマスク版３２を、強制的に基板シート１０から版離れさせることができる。

なお、上述のような導電性バンプ付き基板シートの製造方法において、印刷環境は、温度２３±３℃、湿度５０±５％となるように調整されている。

その後、図１６に示すように、印刷定盤３０から導電性ペースト３８付きの基板シート１０を取り出し、導電性ペースト３８付きの基板シート１０の乾燥を例えば１６０〜２００℃で行う。このことにより、基板シート１０の表面に付着した導電性ペースト３８が熱硬化して略円錐状の導電性バンプ１２が形成されることとなる（図１８参照）。

本実施の形態の導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法においては、使用されるメタルマスク版３２は例えばアルミニウム、ステンレス、ニッケル等の金属から形成されている。メタルマスク版３２の厚さは例えば０．１〜０．２ｍｍとなっている。また、本実施の形態で用いられるメタルマスク版３２の構成は例えば図１に示すようなものとなっている。

図１に示すように、メタルマスク版３２の各貫通穴３２ｂにおける基板シート１０側（図１における下側）の開口の近傍には突出部２６が形成されている。突出部２６は例えば輪状となっており、貫通穴３２ｂにおける基板シート１０側の開口を囲むようになっている。また、このような突出部２６は例えば樹脂等から形成されている。図１に示すようなメタルマスク版３２を製造するにあたり、まず円板状の樹脂シートをメタルマスク版３２における基板シート１０側の表面に接着させ、ドリル２０によりメタルマスク版３２におけるスキージ３６側（図１における上側）から貫通穴３２ｂを形成した後、メタルマスク版３２における基板シート１０側の円板状の樹脂シートに対してエッチングを行うことにより輪状の突出部２６を形成する。図１に示すようなメタルマスク版３２によれば、メタルマスク版３２における各貫通穴は、ドリル２０により形成される貫通穴３２ｂと、輪状の突出部２６の内部空間２６ａとが組み合わせられたものとなり、このような貫通穴は、基板シート１０側の開口の直径ｒ_１が、スキージ３６側の開口の直径ｒ_２よりも大きくなる。より詳細には、貫通穴におけるスキージ３６側の開口の直径ｒ_２が０．１５ｍｍであるのに対し、輪状の突出部２６の内部空間２６ａにおける、基板シート１０側の開口の直径ｒ_１を０．２〜０．２５ｍｍ、好ましくは０．２１ｍｍとした。また、このような突出部２６の厚みを０．０３〜０．１ｍｍ程度とした。なお、メタルマスク版３２における各貫通穴３２ｂのピッチは０．３ｍｍとなっている。

また、図２に、本実施の形態で用いられるメタルマスク版３２の他の構成が示されている。このようなメタルマスク版３２の貫通穴３２ｃも、基板シート１０側の開口の直径ｒ_１が、スキージ３６側の開口の直径ｒ_２よりも大きくなっている。図２に示すようなメタルマスク版３２を製造するにあたり、メタルマスク版３２には円板状の突出部３２ｐが予め形成されている。そして、二段ドリル２２によりメタルマスク版３２における基板シート１０側から貫通穴３２ｃを形成する。二段ドリル２２を用いることにより、形成される貫通穴３２ｃにはその縦断面（図２に沿った面）において段差が形成されるようになる。すなわち、このような貫通穴３２ｃにおいて、基板シート１０側の開口の直径ｒ_１が、スキージ３６側の開口の直径ｒ_２よりも大きくなる。

また、図３に、本実施の形態で用いられるメタルマスク版３２の更に他の構成が示されている。このようなメタルマスク版３２の貫通穴３２ｄも、基板シート１０側の開口の直径ｒ_１が、スキージ３６側の開口の直径ｒ_２よりも大きくなっている。図３に示すようなメタルマスク版３２を製造するにあたり、まず、ドリル２０またはエッチングによりメタルマスク版３２におけるスキージ３６側から貫通穴３２ｄを形成した後、メタルマスク版３２における基板シート１０側からエッチングを行うことにより、貫通穴３２ｄに湾曲部３２ｅが形成される。このような湾曲部３２ｅが形成されることにより、貫通穴３２ｄにおいて、基板シート１０側の開口の直径ｒ_１が、スキージ３６側の開口の直径ｒ_２よりも大きくなる。

また、図４に、本実施の形態で用いられるメタルマスク版３２の更に他の構成が示されている。このようなメタルマスク版３２の貫通穴３２ｆも、基板シート１０側の開口の直径ｒ_１が、スキージ３６側の開口の直径ｒ_２よりも大きくなっている。図４に示すようなメタルマスク版３２を製造するにあたり、メタルマスク版３２には円板状の突出部３２ｐが予め形成されている。そして、ドリル２０によりメタルマスク版３２におけるスキージ３６側から貫通穴を形成した後、エンドミル（先端が平らなドリル）２４によりメタルマスク版３２における基板シート１０側から前述の貫通穴の直径よりも大きな直径の貫通穴をメタルマスク版３２の厚さ方向における途中部分まで形成する。このことにより、貫通穴３２ｆにおいて、基板シート１０側の開口の直径ｒ_１が、スキージ３６側の開口の直径ｒ_２よりも大きくなる。

以上のように図１乃至図４を用いて本実施の形態におけるメタルマスク版３２の様々な構成を示したが、本実施の形態では上述したようなメタルマスク版３２に限定されることはない。メタルマスク版３２に形成される貫通穴において、基板シート１０側の開口の直径がスキージ３６側の開口の直径よりも大きいものであれば、図１乃至図４に示すもの以外の構成のメタルマスク版３２を用いてもよい。

ここで、メタルマスク版３２の貫通穴について、その断面積がメタルマスク版３２の厚さ方向に沿って均一になっているものと、基板シート１０側の開口の直径がスキージ３６側の開口の直径よりも大きいものとを図５を用いて比較する。図５（ａ）は、その断面積がメタルマスク版３２の厚さ方向に沿って均一になっているような貫通穴３２ｍを有するメタルマスク版３２を示し、図５（ｂ）は、基板シート１０側の開口の直径がスキージ３６側の開口の直径よりも大きい貫通穴３２ｎを有するメタルマスク版３２を示している。

図５（ａ）に示すように、メタルマスク版３２の貫通穴３２ｍの断面積がメタルマスク版３２の厚さ方向に沿って均一になっている場合、具体的には貫通穴３２ｍが円柱形状となっている場合には、基板シート１０とメタルマスク版３２とが当接した後、メタルマスク版３２が基板シート１０から離間すると貫通穴３２ｍ内に導電性ペースト３８の大部分が残存してしまい、基板シート１０には一部の導電性ペースト３８しか転移されない。なぜならば、メタルマスク版３２が基板シート１０から離間する際に導電性ペースト３８の切れる位置が貫通穴３２ｍの下端箇所（図５（ａ）における参照符号Ａで示される位置）となるからである。

これに対し、図５（ｂ）に示すように、基板シート１０側の開口の直径がスキージ３６側の開口の直径よりも大きい貫通穴３２ｎを用いた場合には、メタルマスク版３２が基板シート１０から離間する際に導電性ペースト３８の切れる位置が貫通穴３２ｎの下端箇所ではなく、この貫通穴３２ｎの断面積が変化する箇所、すなわち図５における参照符号Ｂに示す位置となる。このため、この位置Ｂよりも下方にある導電性ペースト３８は全て基板シート１０に転移されるようになり、図５（ａ）の場合と比較して、メタルマスク版３２が基板シート１０から離間したときに当該基板シート１０に転移される導電性ペースト３８の量が多くなる。このように、メタルマスク版３２の貫通穴３２ｎについて、基板シート１０側の開口の直径がスキージ３６側の開口の直径よりも大きい場合には、メタルマスク版３２が基板シート１０から離間する際に導電性ペースト３８の切れる位置を当該貫通穴３２ｎにおける下端箇所ではなく中間箇所とすることができるので、基板シート１０に転移される導電性ペースト３８の量を増加させることができる。

また、本実施の形態の導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法においては、スキージ３６により基板シート１０上に転移される導電性ペースト３８は、少なくとも熱硬化樹脂（例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等）、金属粉（例えば、銀、金、銅、半田等）、溶剤、体質顔料等を含んでいるが、金属粉の含有率は８５重量％以上９８重量％以下となっている。導電性ペースト３８における金属粉の含有率が８５重量％よりも小さい場合には、導電性ペースト３８における熱硬化樹脂の含有率が大きくなることにより導電性ペースト３８の粘着性が増す。この場合、メタルマスク版３２に形成される貫通穴について図１乃至図４に示すように基板シート１０側の開口の直径ｒ_１がスキージ３６側の開口の直径ｒ_２よりも大きいときには、図１における参照符号２８ａで示す部分や図２における参照符号２８ｂで示す部分、あるいは図３における湾曲部３２ｅや図４における参照符号２８ｃで示す部分に導電性ペースト３８が残存してしまうおそれがある。このため、メタルマスク版３２に、基板シート１０側の開口の直径ｒ_１がスキージ３６側の開口の直径ｒ_２よりも大きいような貫通穴が形成される場合には、導電性ペースト３８における金属粉の含有率を８５重量％以上として導電性ペースト３８の粘着性を低下させることにより、貫通穴における段差部分（具体的には、図１、図２および図４における参照符号２８ａ〜２８ｃで示される部分や、図３における湾曲部３２ｅ）に導電性ペースト３８が残存してしまうことを防止することができる。

また、導電性ペースト３８における金属粉の含有率が９８重量％よりも大きい場合には、導電性ペースト３８における熱硬化樹脂の含有率が非常に小さくなることにより導電性ペースト３８の粘着性がほとんどなくなってしまうという問題がある。この場合には、メタルマスク版３２上から基板シート１０に導電性ペースト３８を安定的に転移させることができない。

次に、本実施の形態の導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法で用いられるスキージ３６の具体的な構成について図６乃至図１０を用いて説明する。

図６に示すように、スキージ３６ａの先端部分は半円状となっていてもよい。また、図７および図８に示すように、スキージ３６ｂ、３６ｃの先端部分は剣先形状となっていてもよい。この際に、図７に示すように、スキージ３６ｂは左右対称であり、スキージ３６ｂの先端部分は、当該スキージ３６ｂの延びる方向に直交する仮想線（図７において二点鎖線で表示）に対して４５°ずつ傾斜していてもよく、あるいは、図８に示すように、スキージ３６ｃは左右対称ではなく、スキージ３６ｃの先端部分は、当該スキージ３６ｂの延びる方向に直交する仮想線（図８において二点鎖線で表示）に対して４５°および６０°で傾斜していてもよい。また、図９に示すように、スキージ３６ｄの先端部分は平型であってもよい。

図６乃至図８に示すように、先端に向かうに従って細くなるような、すなわち、先端に向かうに従ってその断面積が小さくなるようなスキージ３６ａ、３６ｂ、３６ｃを用いた場合には、図１０に示すように、メタルマスク版３２上の導電性ペースト３８を基板シート１０上に転移させる際にメタルマスク版３２とスキージ３６の先端部分との間で導電性ペースト３８が圧縮されるようになる。すなわち、スキージ３６がその先端に向かうに従って細くなることにより、スキージ３６とメタルマスク版３２との間の隙間もスキージ３６の先端に向かうに従って細くなる。このことによりスキージ３６の先端に向かうに従ってスキージ３６とメタルマスク版３２との間の導電性ペースト３８に加えられる圧力も大きくなり、導電性ペースト３８がより大きな力で圧縮されることにより、導電性ペースト３８が貫通穴３２ａから下方に押し出される力も強くなる。このことにより、基板シート１０に転移される導電性ペースト３８の量を増加させることができる。

とりわけ、導電性ペースト３８における金属粉の含有率が８５重量％以上である場合には、メタルマスク版３２の貫通穴３２ａに導電性ペースト３８の金属粉が詰まりやすくなるという問題があるが、その先端に向かうに従って細くなるようなスキージ３６を用いた場合には、導電性ペースト３８が貫通穴３２ａから下方に押し出される力も強くなるので、メタルマスク版３２の貫通穴３２ａに導電性ペースト３８の金属粉が詰まってしまうことを防止することができる。

次に、図２０および図２１を用いて多層プリント配線板の製造方法について説明する。図２０は、図１９に示す導電性バンプ１２付きの基板シート１０とプリプレグ等の非導電性シート（絶縁性シート）４０とを交互に重ね合わせたときの状態を示す側面図であり、図２１は、図２０に示す重ね合わせ体を挟圧することにより製造される多層プリント配線板５０を示す側面図である。

図２０に示すように、まず、導電性バンプ１２付きの基板シート１０と非導電性シート４０とを交互に重ね合わせる。ここで、非導電性シートの厚さは例えば６０〜８０μｍとなっている。そして、この重ね合わせ体を一対のロールの間で非常に大きな圧力で挟圧する。あるいは、重ね合わせ体を印刷定盤の上に載せ、押圧ロール等によりこの重ね合わせ体を全面にわたって印刷定盤に向かって非常に大きな圧力で押圧してもよい。重ね合わせ体の挟圧を行う際に、図示しないヒータにより例えば１００〜１５０℃で重ね合わせ体に対して加熱も行うようにする。

このように、図２０に示すような重ね合わせ体が上下方向から挟圧されるとともに加熱されることにより、非導電性シート４０の裏面（図２０の下側の面）がその下方に設けられた基板シート１０の導電性バンプ１２の先端部分に押圧され、この非導電性シート４０における押圧された箇所が破断される。このことにより導電性バンプ１２が非導電性シート４０を貫通し、非導電性シート４０の上方に設けられた他の基板シート１０と導電性バンプ１２とが連結されることとなる（図２１参照）。このため、一の非導電性シート４０の両側にある基板シート１０同士が導電性バンプ１２によって電気的に接続される。このようにして、多層プリント配線板５０が製造される。

以上のように本実施の形態の導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法によれば、図６乃至図８に示すように、スキージユニットのスキージ３６（３６ａ、３６ｂ、３６ｃ）は、その先端に向かうに従って細くなるような形状であり、スキージ３６により基板シート１０上に転移される導電性ペーストは、８５重量％以上９８重量％以下の金属粉を含んでいる。先端に向かうに従って細くなるような、すなわち、先端に向かうに従ってその断面積が小さくなるようなスキージ３６を用いた場合には、図１０に示すように、メタルマスク版３２上の導電性ペースト３８を基板シート１０上に転移させる際にメタルマスク版３２とスキージ３６の先端部分との間で導電性ペースト３８が圧縮されるようになる。すなわち、スキージ３６がその先端に向かうに従って細くなることにより、スキージ３６とメタルマスク版３２との間の隙間もスキージ３６の先端に向かうに従って細くなる。このことによりスキージ３６の先端に向かうに従ってスキージ３６とメタルマスク版３２との間の導電性ペースト３８に加えられる圧力も大きくなり、導電性ペースト３８がより大きな力で圧縮されることにより、導電性ペースト３８が貫通穴３２ａから下方に押し出される力も強くなる。このことにより、基板シート１０に転移される導電性ペースト３８の量を増加させることができる。このため、従来のような導電性ペースト３８を多数回繰り返して平板状の基板シート１０に塗工し所望の高さになるまで塗工層を累積させて導電性バンプ１２を形成する方法と比較して、基板シート１０の表面に導電性ペースト３８を塗工する工程の回数を減少させることができ、このため導電性バンプ１２付きの基板シート１０の製造時間を短縮することができる。とりわけ、導電性ペースト３８における金属粉の含有率が８５重量％以上である場合には、メタルマスク版３２の貫通穴３２ａに導電性ペースト３８の金属粉が詰まりやすくなるという問題があるが、その先端に向かうに従って細くなるようなスキージ３６を用いた場合には、導電性ペースト３８が貫通穴３２ａから下方に押し出される力も強くなるので、メタルマスク版３２の貫通穴３２ａに導電性ペースト３８の金属粉が詰まってしまうことを防止することができる。

また、本実施の形態の導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法においては、図１乃至図４に示すように、メタルマスク版３２における各貫通穴について、印刷定盤３０上の基板シート１０側の開口の直径ｒ_１が、スキージ３６側の開口の直径ｒ_２よりも大きくなっている。このため、図５（ｂ）に示すように、メタルマスク版３２が基板シート１０から離間する際に貫通穴内にある導電性ペースト３８の切れる位置を当該貫通穴における下端箇所ではなく中間箇所とすることができるので、メタルマスク版３２の貫通穴の断面積が当該メタルマスク版３２の厚さ方向に沿って均一になっている場合と比較して、基板シート１０に転移される導電性ペースト３８の量をより一層増加させることができる。また、メタルマスク版３２に、基板シート１０側の開口の直径ｒ_１がスキージ３６側の開口の直径ｒ_２よりも大きいような貫通穴が形成される場合には、導電性ペースト３８における金属粉の含有率を８５重量％以上として粘着性を低下させることにより、貫通穴における段差部分（図１、図２および図４における参照符号２８ａ〜２８ｃで示される部分や、図３における湾曲部３２ｅ）に導電性ペースト３８が残存してしまうことを防止することができる。

また、本実施の形態の導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法においては、図６に示すように、スキージ３６ａの先端部分は半円状となっている。あるいは、図７および図８に示すように、スキージ３６ｂ、３６ｃの先端部分は剣先形状となっていてもよい。

次に、本発明による導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法の実施例について説明する。実施例において、図１に示すように、メタルマスク版３２の各貫通穴３２ｂにおける基板シート１０側の開口の近傍に、樹脂から形成される突出部２６を形成した。より詳細には、まず円板状の樹脂シートをメタルマスク版３２における基板シート１０側の表面に接着させ、ドリル２０によりメタルマスク版３２におけるスキージ３６側（図１における上側）から貫通穴３２ｂを形成した後、メタルマスク版３２における基板シート１０側の円板状の樹脂シートに対してエッチングを行うことにより輪状の突出部２６を形成した。このようなメタルマスク版３２によれば、メタルマスク版３２における各貫通穴は、ドリル２０により形成される貫通穴３２ｂと、輪状の突出部２６の内部空間２６ａとが組み合わせられたものとなり、このような貫通穴は、基板シート１０側の開口の直径ｒ_１が、スキージ３６側の開口の直径ｒ_２よりも大きくなる。より詳細には、貫通穴におけるスキージ３６側の開口の直径ｒ_２が０．１５ｍｍであるのに対し、輪状の突出部２６の内部空間２６ａにおける、基板シート１０側の開口の直径ｒ_１を０．２１ｍｍとした。また、このような突出部２６の厚みを０．０５ｍｍ程度とした。なお、メタルマスク版３２における各貫通穴３２ｂのピッチは０．３ｍｍとなっている。

実施例において、スキージ３６として、図６に示すような、先端部分が半円状となっているものを用いた。また、スキージ３６の移動速度を３０ｍｍ／秒に設定した。また、メタルマスク版３２がスキージ３６により印刷定盤３０上の基板シート１０に向かって押圧されていないときのメタルマスク版３２と印刷定盤３０上の基板シート１０との間の隙間の大きさを２ｍｍに設定した。

また、導電性ペースト３８として、銀粉を９２重量％、エポキシ系熱硬化樹脂、エステル系溶剤とグリコール系溶剤を混合した溶剤、シリカ系体質顔料を計８重量％含むものを使用した。この導電性ペースト３８の粘度は４１８［Ｐａ・ｓ］（レオメータ測定（アントンパール社製ＭＣＲ３０１））：剪断速度１［１／ｓ］）であった。

上述のような各条件を満たす実施例において、１回のスクリーン印刷工程で１８０μｍの高さの導電性バンプ１２付きの基板シート１０を得ることができた。多層プリント配線板５０を製造する際に非導電性シート４０を貫通させるためには導電性バンプ１２の高さを１８５±４５μｍとする必要があるが、実施例によれば、１回のスクリーン印刷工程で所定の要件を満たす導電性バンプ１２付きの基板シート１０を得ることができることがわかった。

次に、比較例について説明する。比較例では、図５（ａ）に示すような、その断面積がメタルマスク版３２の厚さ方向に沿って均一になっているような貫通穴が形成されたメタルマスク版３２を使用した。また、導電性ペースト３８として、銀粉を７８重量％、エポキシ系熱硬化樹脂、エステル系溶剤とグリコール系溶剤を混合した溶剤、シリカ系体質顔料を計２２重量％含むものを使用した。

比較例では、１回のスクリーン印刷工程で基板シート１０に形成される導電性バンプ１２の高さは４５μｍであった。前述のように、多層プリント配線板５０を製造する際に非導電性シート４０を貫通させるためには導電性バンプ１２の高さを１８５±４５μｍとする必要があるため、比較例ではスクリーン印刷工程を複数回、具体的には例えば４回繰り返して行う必要がある。

このように、上述のような実施例および比較例によれば、本発明による導電性バンプ付き基板シートの製造装置および製造方法を用いることにより、基板シート１０に転移される導電性ペースト３８の量を増加させることができることがわかった。

１０ 基板シート
１２ 導電性バンプ
２０ ドリル
２２ 二段ドリル
２４ エンドミル
２６ 突出部
２６ａ 内部空間
３０ 印刷定盤
３０ａ ガイド部材
３１ ガイド部材
３２ メタルマスク版
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｆ、３２ｍ、３２ｎ 貫通穴
３２ｅ 湾曲部
３２ｐ 突出部
３３ 支持部材
３４ 保持部材
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ スキージ
３７ スキージ駆動部
３８ 導電性ペースト
３９ 撮像手段
４０ 非導電性シート
５０ 多層プリント配線板

Claims (8)

1. 複数の導電性バンプが表面に形成された導電性バンプ付き基板シートの製造装置であって、
   平板状の基板シートが載置される印刷定盤と、
   所定のパターンからなる複数の貫通穴が設けられたメタルマスク版と、
   スキージと、前記スキージを移動させる駆動部とを有し、前記スキージにより前記メタルマスク版を前記印刷定盤上の前記基板シートに向かって押圧しながら当該スキージを前記メタルマスク版に沿って移動させることにより前記メタルマスク版上の導電性ペーストを前記貫通穴を介して前記基板シート上に転移させるスキージユニットと、
   を備え、
   前記スキージユニットの前記スキージは、その先端に向かうに従って細くなるような形状であり、
   前記スキージにより前記基板シート上に転移される導電性ペーストは、８５重量％以上９８重量％以下の金属粉を含むことを特徴とする導電性バンプ付き基板シートの製造装置。
2. 前記メタルマスク版における前記各貫通穴について、前記印刷定盤上の前記基板シート側の開口の直径が、前記スキージ側の開口の直径よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１記載の導電性バンプ付き基板シートの製造装置。
3. 前記スキージユニットの前記スキージの先端部分は半円状となっていることを特徴とする請求項１または２記載の導電性バンプ付き基板シートの製造装置。
4. 前記スキージユニットの前記スキージの先端部分は剣先形状となっていることを特徴とする請求項１または２記載の導電性バンプ付き基板シートの製造装置。
5. 複数の導電性バンプが表面に形成された導電性バンプ付き基板シートの製造方法であって、
   印刷定盤に平板状の基板シートを載置する工程と、
   前記基板シートが載置された前記印刷定盤を、所定のパターンからなる複数の貫通穴が設けられたメタルマスク版の下方の位置に移動させる工程と、
   スキージユニットのスキージにより前記メタルマスク版を前記印刷定盤上の前記基板シートに向かって押圧しながら当該スキージを前記メタルマスク版に沿って移動させることにより前記メタルマスク版上の導電性ペーストを前記貫通穴を介して前記基板シート上に転移させる工程と、
   を備え、
   前記スキージユニットの前記スキージは、その先端に向かうに従って細くなるような形状であり、
   前記スキージにより前記基板シート上に転移される導電性ペーストは、８５重量％以上９８重量％以下の金属粉を含むことを特徴とする導電性バンプ付き基板シートの製造方法。
6. 前記メタルマスク版における前記各貫通穴について、前記印刷定盤上の前記基板シート側の開口の直径が、前記スキージ側の開口の直径よりも大きくなっていることを特徴とする請求項５記載の導電性バンプ付き基板シートの製造方法。
7. 前記スキージユニットの前記スキージの先端部分は半円状となっていることを特徴とする請求項５または６記載の導電性バンプ付き基板シートの製造方法。
8. 前記スキージユニットの前記スキージの先端部分は剣先形状となっていることを特徴とする請求項５または６記載の導電性バンプ付き基板シートの製造方法。

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