JP2013183018A - 導電性バンプ付き基板シートの製造装置及び製造方法、多層プリント配線基板の製造方法ならびにメタルマスク版 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の高さとアスペクト比とを有する導電性バンプを形成できるような導電性バンプ付き基板シートの製造装置を提供する。
【解決手段】導電性バンプ付き基板シートの製造装置が、複数の貫通孔５５が設けられたメタルマスク版５０と、スキージ３５によりメタルマスク版５０を印刷定盤上２１の基板シート１０に向かって押圧しながら当該スキージ３５を移動させることによりメタルマスク版５０上の導電性ペースト４０を貫通孔５５を介して基板シート１０上に転移させるスキージユニットと、を備える。各貫通孔５５は、前記スキージ側の上部孔５３と、当該上部孔５３より大型であって基板シート１０側の下部孔５４と、により構成されており、メタルマスク版５０の各下部孔５４の上端面を規定する面が、対応する各上部孔５３の当該下部孔５４側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置するテーパ面を有している。
【選択図】図７

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、多層プリント配線基板の製造方法ならびに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用いられるメタルマスク版に関する。

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基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基板において、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、特に特許文献３に開示された、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及び製造方法について、図１３乃至図２２を用いて説明する。図１３は、特許文献３に開示された導電性バンプ付き基板シートの製造装置の、基板シートに導電性バンプを形成する動作前の状態を示す概略側面図である。図１４乃至図１８は、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概略側面図である。図１９は、メタルマスク版の長手方向と厚さ方向とを規定する面における図１３に示すメタルマスク版の断面を示す概略断面図である。図２０は、図１５の部分拡大側面図である。図２１は、導電性バンプ付き基板シートの構成の一例を示す概略側面図である。図２２は、図１３に示す導電性バンプ付き基板シートの製造装置において、導電性ペーストが表面張力の作用によりメタルマスク版の下部孔の上端面を規定する面ににじむ状態を説明するための概略図である。図２３は、メタルマスク版の長手方向と厚さ方向とを規定する面における従来の他のメタルマスク版の断面を示す概略断面図である。

図１３に示すように、特許文献３に開示された導電性バンプ付き基板シートの製造装置は、基板シート１１０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１２１と、所定のパターンからなる複数の貫通孔（版孔）１５５が設けられたメタルマスク版１５０と、当該メタルマスク版１５０を張架しながら保持する一対の保持部材１３４と、を備えている。

メタルマスク版１５０は、図１９に示すように、上部孔１５３を有するメタルマスクシート１５１と、当該メタルマスクシート１５１の基板シート１１０側に当該メタルマスクシート１５１と平行に設けられ、上部孔１５３と連通する下部孔１５４を有する離間シート１５２と、により構成されている。下部孔１５４は、上部孔１５３より大型であって基板シート１１０側に開口を有している。そして、各上部孔１５３と各下部孔１５４は同心であって、各上部孔１５３と各下部孔１５４とにより各貫通孔１５５が規定されている。各貫通孔１５５は、基板シート１１０に導電性バンプ１１２が形成されるべき位置に対応している。

図１３に戻って、特許文献３に開示された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１５０上で走査され、このメタルマスク版１５０上に載置される銀ペーストや半田ペースト等の導電性ペースト１４０（図１５参照）を、メタルマスク版１５０の貫通孔１５５を介して基板シート１１０上に転移させるスキージ１３５と、当該スキージ１３５を移動（走査）させるためのスキージ駆動部１３１と、が設けられている。

スキージ駆動部１３１は、スキージ１３５を支持する支持部材１３３と、当該支持部材１３３を水平方向（図１３等の左右方向）に移動させるよう案内を行うガイド部材１３２と、を有している。支持部材１３３は、更に、スキージ１３５を図１３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１３１によって、スキージ１３５は、ガイド部材１３２に沿って図１３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１５０に向かって進退移動（図１３等における上下方向の移動）を行うようになっている。

次に、基板シート１１０に導電性バンプ１１２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１３に示すように、印刷定盤１２１の上に基板シート１１０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１２１上に基板シート１１０を保持させる。

そして、図１４に示すように、印刷定盤１２１をレール１２２に沿って水平方向（図１４の右方）に移動させ、当該印刷定盤１２１をメタルマスク版１５０の下方に位置させる。この際に、メタルマスク版１５０の各貫通孔１５５が、基板シート１１０における導電性バンプ１１２が形成されるべき位置に対向するようにする。

そして、図１５に示すように、スキージ１３５が支持部材１３３から下方に進出し、このスキージ１３５がメタルマスク版１５０を下方に押して当該メタルマスク版１５０が印刷定盤１２１上の基板シート１１０の表面に当接する（図中、メタルマスク版１５０の変形は、誇張して描かれている）。そして、図１５および図１６に示すように、支持部材１３３をガイド部材１３２に沿って水平方向（図１５の左方向）に移動させることによりスキージ１３５を水平方向（図１５の左方向）に移動（走査）させ、このときにスキージ１３５がメタルマスク版１５０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１４０はメタルマスク版１５０の貫通孔１５５を通過して基板シート１１０の表面に付着する。

ここで、スキージ１３５による基板シート１１０に対する導電性ペースト１４０の塗工原理についてより詳細に説明すると、図２０に示すように、導電性ペースト１４０はスキージ１３５によってメタルマスク版１５０の表面を移動させられるが、メタルマスク版１５０に貫通孔１５５が形成されている箇所においては当該貫通孔１５５に導電性ペースト１４０が充填される。そして、スキージ１３５がメタルマスク版１５０を基板シート１１０に向かって押圧することによって、導電性ペースト１４０が基板シート１１０の表面に付着することとなる。更にスキージ１３５を水平方向に移動させると、メタルマスク版１５０が保持部材１３４により付加された張力の作用により基板シート１１０から離間するため、導電性ペースト１４０は上部孔１５３の下端面（基板シート１１０側の開口）付近において分断されて、基板シート１１０上への導電性ペースト１４０の塗工がなされる。

そして、図１６に示すようにスキージ１３５による基板シート１１０に対する導電性ペースト１４０の一連の塗工が終了したら、図１７に示すようにスキージ１３５がメタルマスク版１５０から離間するよう上方に退避し、メタルマスク版１５０が基板シート１１０から隔離される。その後、図１８に示すように、印刷定盤１２１をレール１２２に沿って水平方向（図１８の左方）に移動させ、この印刷定盤１２１をメタルマスク版１５０の下方の位置から退避させる。そして、印刷定盤１２１から導電性ペースト１４０付きの基板シート１１０を取り出す。

その後、導電性ペースト１４０付きの基板シート１１０の乾燥を行う（不図示）。これにより、基板シート１１０の表面に付着した導電性ペースト１４０が熱硬化して略円錐状の導電性バンプ１１２が形成されることとなる（図２１参照）。

ここで、基板シート１１０に形成される導電性バンプ１１２は、当該基板シート１１０の厚さ方向（図２１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０．０６０〜０．０８０ｍｍであるため、導電性バンプ１１２の高さを例えば０．１８５±０．０４５ｍｍ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１１２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。

前述の導電性バンプ付き基板シートの製造装置によれば、メタルマスク版１５０が基板シート１１０から離間する際に、基板シート１１０の表面に付着した導電性ペースト１４０が上部孔１５３の下端面付近において分断されるため、十分な量の導電性ペースト１４０が基板シート１１０上に塗工される。このため、貫通孔１５５の径が一定のメタルマスク版１５０を備えた導電性バンプ付き基板シートの製造装置と比較して、好ましい高さを有する導電性バンプ１１２が形成できる。

しかしながら、前述の導電性バンプ付き基板シートの製造装置においては、図２２に示すように、貫通孔１５５の上部孔１５３から充填される導電性ペースト１４０が下部孔１５４を通過して基板シート１１０の表面に付着する際に、表面張力の作用により、下部孔１５４の上端面を規定する面１５６上に導電性ペースト１４０の一部が流れ込んで（にじんで）しまい、塗工される導電性バンプ１１２の直径が所望の直径よりも大きくなってしまうという問題があった。導電性バンプ１１２の直径が所望の直径（仕様値）を越えてしまうと、製品不良となる。この場合、不良となった導電性バンプ１１２を除去（洗浄）して、導電性バンプ１１２を再形成する必要がある。このことが、生産効率を低下させている。

一方、図２３に示すように、メタルマスク版１５０が、メタルマスクシート１５１と、当該メタルマスクシート１５１の基板シート１１０側に当該メタルマスクシート１５１に平行に設けられた離間シート１５２と、により構成されており、貫通孔１５５’がテーパ状に形成された導電性バンプ付き基板シートの製造装置が知られている（特許文献４、５参照）。

当該製造装置では、離間シート１５２が基板シート１１０に密接することにより、離間シート１５２と基板シート１１０との間に導電性ペースト１４０が流れ込む（にじむ）ことが防止されるようである。

しかしながら、メタルマスク版１５０が基板シート１１０から離間する際に、基板シート１１０の表面に付着した導電性ペースト１４０が貫通孔１５５’の下端面（基板シート１１０側の開口）付近において分断されてしまうため、塗工される導電性ペースト１４０の量が十分ではない。そのため、当該製造装置では、一度で所望の高さ（と所望のアスペクト比と）を有する導電性バンプ１１２を形成できない。一般的には、当該製造装置では、基板シート１１０に導電性バンプ１１２を形成する動作（走査）を３乃至５回繰り返さなければ、所望の高さ（と所望のアスペクト比と）を有する導電性バンプ１１２を形成できない。

特許第３１６７８４０号 特開２００２−３０５３７６号公報 特許第４１２７４９２号 特開平１１−１０５２３３号公報 特開平１１−１３８７３８号公報

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、所望の高さとアスペクト比とを有する導電性バンプを形成できるような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。また、本発明は、このような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て製造された導電性バンプ付き基板シートを用いて多層プリント配線基板を製造する方法を提供することを目的とする。また、本発明は、このような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用いられるメタルマスク版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孔が設けられたメタルマスク版と、スキージと当該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孔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、各々の貫通孔は、前記スキージ側の上部孔と、当該上部孔より大型であって前記基板シート側の下部孔と、により構成されており、前記メタルマスク版の各下部孔の上端面を規定する面が、対応する各上部孔の当該下部孔側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置するテーパ面を有している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。

本発明によれば、メタルマスク版に上部孔より大型の下部孔が設けられていることにより、前記メタルマスク版が基板シートから離間する際に、前記基板シートの表面に付着した導電性ペーストが前記上部孔の下端面（前記基板シート側の開口）付近において分断されるため、十分な量の前記導電性ペーストが前記基板シート上に塗工される。また、前記メタルマスク版の各下部孔の上端面を規定する面が、対応する各上部孔の当該下部孔側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置するテーパ面を有していることにより、前記貫通孔の前記上部孔から充填される前記導電性ペーストが前記下部孔を通過して前記基板シートの表面に付着する際に、当該導電性ペーストがその表面張力によって前記テーパ面上を登りつつ拡がっていくこと、すなわち、前記導電性ペーストが前記テーパ面ににじむことが防止される（導電性ペーストには重力も作用するため）。このため、所望の高さと所望のアスペクト比とを有する導電性バンプが形成できる。

好ましくは、前記上部孔は、円形である。この場合、貫通孔の前記上部孔から充填される導電性ペーストが、水平面において円形の断面を有するように成形されながら基板シートの表面に付着するので、導電性バンプが等方的に形成される。

好ましくは、前記貫通孔の深さ方向の断面において、前記テーパ面は直線になっている。この場合、テーパ面の形成がレーザ加工または切削加工（ザグリ加工）等によって容易に実現できるため、加工コストを抑えることができる。

更に、好ましくは、前記貫通孔の深さ方向の断面において、前記上部孔を規定する鉛直方向面と前記テーパ面とにより規定される傾斜角度が、４５°以下である。本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、傾斜角度が４５°以下である場合には、前記導電性ペーストが前記テーパ面ににじむことが効果的に防止されることが知見された。

また、好ましくは、前記テーパ面は、撥水加工またはブラスト加工が施されている。このような形態が採用されるならば、テーパ面の濡れ性が低く（テーパ面が濡れにくく）なっているため、前記導電性ペーストが前記テーパ面ににじむことを効果的に防止することができる。

例えば、前記メタルマスク版は、前記上部孔と前記テーパ面とを有するメタルマスクシートと、当該メタルマスクシートの前記基板シート側に当該メタルマスクシートに平行に設けられ、前記下部孔を有する離間シートと、により構成されていてもよい。

また、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孔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孔を介して前記基板シート上に転移させる工程と、を備え、各々の貫通孔は、前記スキージ側の上部孔と、当該上部孔より大型であって前記基板シート側の下部孔と、により構成されており、前記メタルマスク版の各下部孔の上端面を規定する面が、対応する各上部孔の当該下部孔側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置するテーパ面を有している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。

本発明によれば、メタルマスク版に上部孔より大型の下部孔が設けられていることにより、前記メタルマスク版が基板シートから離間する際に、前記基板シートの表面に付着した導電性ペーストが前記上部孔の下端面（前記基板シート側の開口）付近において分断されるため、十分な量の前記導電性ペーストが前記基板シート上に塗工される。また、前記メタルマスク版の各下部孔の上端面を規定する面が、対応する各上部孔の当該下部孔側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置するテーパ面を有していることにより、前記貫通孔の前記上部孔から充填される前記導電性ペーストが前記下部孔を通過して前記基板シートの表面に付着する際に、当該導電性ペーストがその表面張力によって前記テーパ面上を登りつつ拡がっていくこと、すなわち、前記導電性ペーストが前記テーパ面ににじむことが防止される（導電性ペーストには重力も作用するため）。このため、所望の高さと所望のアスペクト比とを有する導電性バンプが形成できる。

好ましくは、前記テーパ面は、撥水加工またはブラスト加工が施されている。このような形態が採用されるならば、テーパ面の濡れ性が低く（テーパ面が濡れにくく）なっているため、前記導電性ペーストが前記テーパ面ににじむことを効果的に防止することができる。

あるいは、本発明は、前記特徴のいずれかを有する導電性バンプ付き基板シートの製造方法により製造された導電性バンプ付き基板シートと、絶縁シートと、を交互に重ね合せて重ね合せ体を形成する工程と、前記導電性バンプ付き基板シートの導電性バンプが前記絶縁シートを貫通するように、前記重ね合せ体を加圧する工程と、を備えることを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法である。

あるいは、本発明は、基板シートに導電性バンプを形成するためのメタルマスク版であって、所定のパターンからなる複数の貫通孔を備え、各々の貫通孔は、前記スキージ側の上部孔と、当該上部孔より大型であって前記基板シート側の下部孔と、により構成されており、前記メタルマスク版の各下部孔の上端面を規定する面が、対応する各上部孔の当該下部孔側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置するテーパ面を有していることを特徴とするメタルマスク版である。

本発明によれば、メタルマスク版に上部孔より大型の下部孔が設けられていることにより、前記メタルマスク版が基板シートから離間する際に、前記基板シートの表面に付着した導電性ペーストが前記上部孔の下端面（前記基板シート側の開口）付近において分断されるため、十分な量の前記導電性ペーストが前記基板シート上に塗工される。また、前記メタルマスク版の各下部孔の上端面を規定する面が、対応する各上部孔の当該下部孔側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置するテーパ面を有していることにより、前記貫通孔の前記上部孔から充填される前記導電性ペーストが前記下部孔を通過して前記基板シートの表面に付着する際に、当該導電性ペーストがその表面張力によって前記テーパ面上を登りつつ拡がっていくこと、すなわち、前記導電性ペーストが前記テーパ面ににじむことが防止される（導電性ペーストには重力も作用するため）。このため、所望の高さと所望のアスペクト比とを有する導電性バンプが形成できる。

本発明の一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の、基板シートに導電性バンプを形成する動作前の状態を示す概略側面図である。 図１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概略側面図である。 図２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概略側面図である。 図３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概略側面図である。 図４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概略側面図である。 図５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概略側面図である。 図３の部分拡大側面図である。 メタルマスク版の長手方向と厚さ方向とを規定する面における当該メタルマスク版の断面を示す概略断面図であり、（ａ）は一の構成例、（ｂ）は他の構成例、（ｃ）は更に他の構成例、を示す。 本実施の形態におけるスキージの構成を示す構成図であり、（ａ）は一の構成例、（ｂ）は他の構成例、（ｃ）は更に他の構成例、（ｄ）は更に他の構成例、を示す。 導電性バンプ付き基板シートの構成を示す概略側面図である。 図１０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せたときの状態を示す概略側面図である。 図１１に示す重ね合せ体を加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概略側面図である。 特許文献３に開示された導電性バンプ付き基板シートの製造装置の、基板シートに導電性バンプを形成する動作前の状態を示す概略側面図である。 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概略側面図である。 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概略側面図である。 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概略側面図である。 図１６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概略側面図である。 図１７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概略側面図である。 メタルマスク版の長手方向と厚さ方向とを規定する面における図１３に示すメタルマスク版の断面を示す概略断面図である。 図１５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の一例を示す概略側面図である。 図１３に示す導電性バンプ付き基板シートの製造装置において、導電性ペーストが表面張力の作用によりメタルマスク版の下部孔の上端面を規定する面ににじむ状態を説明するための概略図である。 メタルマスク版の長手方向と厚さ方向とを規定する面における特許文献４または５に開示されたメタルマスク版の断面を示す概略断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図１は、本発明の一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の、基板シートに導電性バンプを形成する動作前の状態を示す概略側面図である。図２乃至図６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。図７は、図３の部分拡大側面図である。図８は、メタルマスク版の長手方向と厚さ方向とを規定する面における当該メタルマスク版の断面を示す概略断面図であり、（ａ）は一の構成例、（ｂ）は他の構成例、（ｃ）は更に他の構成例、を示す。

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１に示すように、レール２２に沿って水平方向（図１の左右方向）に移動可能であり、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２１と、所定のパターンからなる複数の貫通孔（版孔）５５が設けられたメタルマスク版５０と、当該メタルマスク版５０を張架しながら保持する一対の保持部材３４と、を備えている。

メタルマスク版５０は、図８（ａ）に示すように、円形の上部孔５３を有するメタルマスクシート５１と、当該メタルマスクシート５１の基板シート１０側に当該メタルマスクシート５１に平行に設けられ、上部孔５３と連通する下部孔５４を有する離間シート５２と、により構成されている。下部孔５４は、上部孔５３より大型の円形であって基板シート１０側に開口を有している。そして、各上部孔５３と各下部孔５４は同心であって、各上部孔５３と各下部孔５４とにより各貫通孔５５が規定されている。各貫通孔５５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している。

メタルマスクシート５１としては、例えばアルミニウム、ステンレス、ニッケル等の金属を用いることができる。離間シート５２としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、ニッケル等の金属、あるいは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレート、ブタジエンゴム等の合成樹脂または天然樹脂を用いることができる。メタルマスクシート５１の厚さとしては、例えば０．０３〜０．５ｍｍ程度のものを用いるのが一般的であり、本実施の形態においては、０．１〜０．２ｍｍ程度のものを用いている。一方、離間シート５２の厚さとしては、例えば０．０１〜０．５ｍｍ程度のものを用いるのが一般的であり、本実施の形態においては、０．０３〜０．１ｍｍ程度のものを用いている。なお、メタルマスク版５０の厚さは、メタルマスクシート５１の厚さと離間シート５２の厚さとを加算した厚さになるため、０．１〜１．０ｍｍ程度となる。

メタルマスクシート５１の各上部孔５３の直径は、隣り合う当該上部孔５３同士のピッチにも依存するが、一般的には、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度に形成される。本実施の形態においては、隣り合う上部孔５３同士のピッチを０．３〜０．５ｍｍとして、各上部孔５３の直径は、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度に形成されている。離間シート５２の各下部孔５４の直径は、一般的には、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度に形成される。本実施の形態においては、各下部孔５４の直径は、０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度に形成されている。

また、図８に示すように、メタルマスク版５０の各下部孔５４の上端面を規定する面５６が、本発明の特徴として、対応する各上部孔５３の当該下部孔５４側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置するテーパ面５７を有している。

テーパ面５７の断面としては、種々の形態を採用し得る。本実施の形態においては、図８（ａ）に示すように、貫通孔５５の深さ方向の断面（より具体的には、メタルマスク版５０の長手方向と厚さ方向とを規定する面における断面）において、テーパ面５７が直線になっている。この場合、テーパ面５７の形成がレーザ加工または切削加工（ザグリ加工）等によって容易に実現できるため、加工コストを抑えることができる。

もっとも、図８（ｂ）に示すように、貫通孔５５の深さ方向の断面において、テーパ面５７が曲線になっていてもよいし、あるいは、図８（ｃ）に示すように、貫通孔５５の深さ方向の断面において、テーパ面５７が曲線と直線との組合せになっていてもよい。

また、図８（ａ）に示すように、貫通孔５５の深さ方向の断面において、上部孔５３を規定する鉛直方向面とテーパ面５７とにより規定される傾斜角度θが、４５°以下であることが好ましい。本件発明者らが鋭意研究を重ねたところ、傾斜角度θが、４５°以下である場合には、導電性ペースト４０がテーパ面５７ににじむことが効果的に防止されることが知見された。

また、テーパ面５７は、撥水加工またはブラスト加工が施されている。これにより、テーパ面５７の濡れ性が低くく（テーパ面５７が濡れにくく）なっている。

図１に戻って、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５０上で走査され、このメタルマスク版５０上に載置される導電性ペースト４０（図３参照）を、メタルマスク版５０の貫通孔５５を介して基板シート１０上に転移させるスキージ３５と、当該スキージ３５を移動（走査）させるためのスキージ駆動部３１と、が設けられている。

本実施の形態における導電性ペースト４０としては、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。特に、導電性ペースト４０の金属粉の含有率は、８５重量％以上９８重量％以下となっていることが好ましい。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４０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４０の粘着性が増すため、導電性ペースト４０がテーパ面５７ににじんでしまい、更には当該テーパ面５７に残存してしまうおそれがある。一方、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４０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４０の粘着性がほとんどなくなってしまい、メタルマスク版５０上から基板シート１０に導電性ペースト４０を安定的に転移させることができなくなる。

本実施の形態で用いられるスキージ３５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。ここで、スキージ３５の具体的な形態について図９を参照してより詳細に説明する。図９は、本実施の形態におけるスキージの構成を示す構成図であり、（ａ）は一の構成例、（ｂ）は他の構成例、（ｃ）は更に他の構成例、（ｄ）は更に他の構成例、を示している。スキージ３５の具体的な形態としては、種々の構成を採用し得るが、例えば、図９（ａ）に示すように、スキージ３５ａの先端部分は半円状となっている。あるいは、図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すように、スキージ３５ｂ、３５ｃの先端部分は剣先形状となっていてもよい。この際に、図９（ｂ）に示すように、スキージ３５ｂは左右対称であり、スキージ３５ｂの先端部分は、当該スキージ３５ｂの延びる方向に直交する仮想線（図９（ｂ）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９（ｃ）に示すように、スキージ３５ｃは左右対称ではなく、スキージ３５ｃの先端部分は、当該スキージ３５ｂの延びる方向に直交する仮想線（図９（ｃ）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（ｄ）に示すように、スキージ３５ｄの先端部分は平型であってもよい。

図９（ａ）〜（ｃ）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３５ａ、３６ｂ、３６ｃを用いた場合には、図９（ｄ）に示すように、メタルマスク版５０上の導電性ペースト４０を基板シート１０上に転移させる際にメタルマスク版５０とスキージ３５の先端部分との間で導電性ペースト４０が圧縮されるようになる。すなわち、スキージ３５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３５とメタルマスク版５０との間の隙間もスキージ３５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３５の先端に向かうに従ってスキージ３５とメタルマスク版５０との間の導電性ペースト４０に加えられる圧力も大きくなり、導電性ペースト４０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４０が貫通孔５５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４０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４０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５０の貫通孔５５に導電性ペースト４０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３５を用いた場合には、導電性ペースト４０が貫通孔５５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５０の貫通孔５５に導電性ペースト４０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。

スキージ駆動部３１は、スキージ３５を支持する支持部材３３と、支持部材３３を水平方向（図１等の左右方向）に移動させるよう案内を行うガイド部材３２と、を有している。支持部材３３は、更に、スキージ３５を図１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３１によって、スキージ３５は、ガイド部材３２に沿って図１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５０に向かって進退移動（図１等における上下方向の移動）を行うようになっている。

次に、以上のような構成からなる本実施の形態の作用について、図１乃至図７を参照しながら説明する。

まず、図１に示すように、印刷定盤２１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２１上に基板シート１０を保持させる。

そして、図２に示すように、印刷定盤２１をレール２２に沿って水平方向（図２の右方）に移動させ、この印刷定盤２１をメタルマスク版５０の下方に位置させる。この際に、メタルマスク版５０の各貫通孔５５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３に示すように、スキージ３５が支持部材３３から下方に進出し、このスキージ３５がメタルマスク版５０を下方に押して当該メタルマスク版５０が印刷定盤２１上の基板シート１０の表面に当接する（図中、メタルマスク版５０の変形は、誇張して描かれている）。そして、図３および図４に示すように、支持部材３３をガイド部材３２に沿って水平方向（図３の左方向）に移動（走査）させることによりスキージ３５を水平方向（図３の左方向）に移動させ、このときにスキージ３５がメタルマスク版５０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４０はメタルマスク版５０の貫通孔５５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３５による基板シート１０に対する導電性ペースト４０の塗工原理についてより詳細に説明すると、図７に示すように、導電性ペースト４０はスキージ３５によってメタルマスク版５０の表面を移動させられるが、メタルマスク版５０に貫通孔５５が形成されている箇所においては当該貫通孔５５に導電性ペースト４０が充填される。そして、スキージ３５がメタルマスク版５０を基板シート１０に向かって押圧することによって、導電性ペースト４０が基板シート１０の表面に付着することとなる。更に支持部材３３を水平方向に移動させると、メタルマスク版５０が保持部材３４により付与された張力により基板シート１０から離間するため、導電性ペースト４０は上部孔５３の下端面（基板シート１０側の開口）付近において分断されて、基板シート１０上への導電性ペースト４０の塗工がなされる。

ここで、テーパ面５７が、対応する各上部孔５３の当該下部孔５４側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置していることにより、貫通孔５５の上部孔５３から充填される導電性ペースト４０が下部孔５４を通過して基板シート１０の表面に付着する際に、当該導電性ペースト４０がその表面張力によってテーパ面５７上を登りつつ拡がっていくことはない。すなわち、導電性ペースト４０がテーパ面５７ににじむことはない（導電性ペースト４０には重力も作用するため）。

そして、図４に示すようにスキージ３５による基板シート１０に対する導電性ペースト４０の一連の塗工が終了したら、図５に示すようにスキージ３５がメタルマスク版５０から離間するよう上方に退避し、メタルマスク版５０が基板シート１０から隔離される。その後、図６に示すように、印刷定盤２１をレール２２に沿って水平方向（図６の左方）に移動させ、この印刷定盤２１をメタルマスク版５０の下方の位置から退避させる。

なお、本実施の形態における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、印刷定盤２１から導電性ペースト４０付きの基板シート１０を取り出し、導電性ペースト４０付きの基板シート１０の乾燥を例えば１６０〜２００℃で行う（不図示）。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４０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。なお、このような状態が図１０に示されている。

次に、メタルマスク版５０の製造方法について説明する。まず、メタルマスクシート５１には、ドリル加工、レーザ加工、エッチング加工または電鋳加工等が施され、所定のパターンからなる複数の上部孔５３が形成される。次に、このメタルマスクシート５１に、レーザ加工または切削加工（ザグリ加工）等が施され、所定の傾斜角度θからなるテーパ面５７が形成される。一方、離間シート５２には、ドリル加工、レーザ加工またはエッチング加工等が施され、所定のパターンからなる複数の下部孔５４が形成される。そして、メタルマスクシート５１の基板シート１０側に当該メタルマスクシート５１と平行に離間シート５２が接着されて、メタルマスク版５０が製造される。

次に、図１１および図１２を参照して多層プリント配線板１４の製造方法について説明する。図１１は、図１０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せたときの状態を示す概略側面図である。図１２は、図１１に示す重ね合せ体を加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概略側面図である。

図１１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１１とを交互に重ね合せる。ここで、非導電性シート１１の厚さは例えば０．０６０〜０．０８０ｍｍとなっている。そして、重ね合せ体１３を一対のロールの間で非常に大きな圧力で加圧する。あるいは、重ね合せ体１３を印刷定盤２１の上に載せ、押圧ロール等により当該重ね合せ体１３を全面にわたって印刷定盤２１に向かって非常に大きな圧力で押圧してもよい。重ね合せ体１３の加圧を行う際に、図示しないヒータにより例えば１００〜１５０℃で重ね合せ体１３に対して加熱も行うようにする。

このように、図１１に示すような重ね合せ体１３が上下方向から加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１１の裏面（図１１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１１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１１を貫通し、非導電性シート１１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１２参照）。このため、一の非導電性シート１１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１４が製造される。

以上のように、本実施の形態によれば、メタルマスク版５０に上部孔５３より大型の下部孔５４が設けられていることにより、メタルマスク版５０が基板シート１０から離間する際に、基板シート１０の表面に付着した導電性ペースト４０が上部孔５３の下端面（基板シート１０側の開口）付近において分断されるため、十分な量の導電性ペースト４０が基板シート１０上に塗工される。また、メタルマスク版５０の各下部孔５４の上端面を規定する面５６が、対応する各上部孔５３の当該下部孔５４側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置するテーパ面５７を有していることにより、貫通孔５５の上部孔５３から充填される導電性ペースト４０が下部孔５４を通過して基板シート１０の表面に付着する際に、当該導電性ペースト４０がその表面張力によってテーパ面５７上を登りつつ拡がっていくこと、すなわち、導電性ペースト４０がテーパ面５７ににじむことが防止される（導電性ペースト４０には重力も作用するため）。このため、所望の高さと所望のアスペクト比とを有する導電性バンプ１２が形成できる。

また、上部孔５３が円形であるため、貫通孔５５の上部孔５３から充填される導電性ペースト４０が、水平面において円形の断面を有するように成形されながら基板シート１０の表面に付着するので、導電性バンプ１２が等方的に形成される。

また、前述したように、テーパ面５７は、撥水加工またはブラスト加工が施されている。このような形態が採用されるならば、テーパ面５７の濡れ性が低く（テーパ面５７が濡れにくく）なっているため、導電性ペースト４０がテーパ面５７ににじむことを効果的に防止することができる。なお、上部孔５３を規定する面にも撥水加工またはブラスト加工を施してもよいが、テーパ面５７のみに撥水加工またはブラスト加工が施されている方がより好ましい。この場合、テーパ面５７の濡れ性が上部孔５３を規定する面の濡れ性よりも著しく低くなる（テーパ面５７が上部孔５３を規定する面よりも著しく濡れにくくなる）ため、上部孔５３に充填された導電性ペースト４０が、テーパ面５７ににじむことを更に効果的に防止することができる。

なお、本実施の形態による導電性バンプ１２付き基板シート１０の製造装置において、メタルマスク版５０がスキージ３５により基板シート１０に向かって押圧されていない際のメタルマスク版５０と基板シート１０との間の隙間は、０ｍｍであってもよいし（いわゆるコンタクト印刷）、０ｍｍより大きく５ｍｍ以下であってもよい（いわゆるオフコンタクト印刷）。

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８（ａ）に示すように、ステンレスからなる厚さ０．１５ｍｍのメタルマスクシート５１と、樹脂からなる厚さ０．１０ｍｍの離間シート５２と、を用いて、メタルマスクシート５１にレーザ加工により直径０．１５ｍｍの各上部孔５３を形成し、離間シート５２にエッチング加工により直径０．２１ｍｍの各下部孔５４を形成した。このとき、貫通孔５５のピッチが、０．３ｍｍとなった。更に、メタルマスクシート５１に前記貫通孔の深さ方向の断面における傾斜角度θを４５°としてテーパ面５７を形成した。このようなメタルマスク版５０を用いて実際に装置を繰り返し稼働させたところ、高さが０．１４〜０．２１ｍｍの導電性バンプ１２が得られた。各々の導電性バンプ１２は、所望の高さ及び所望のアスペクト比の要件を十分に満たすものであった。

なお、実施例において、スキージ３５として、図９（ａ）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３５の移動速度を３０ｍｍ／秒に設定した。また、メタルマスク版５０がスキージ３５により基板シート１０に向かって押圧されていない際のメタルマスク版５０と印刷定盤２１上の基板シート１０との間の隙間を２ｍｍに設定した（オフコンタクト印刷）。

また、導電性ペースト４０として、粘度が２８０［Ｐａ・ｓ］（１０ｒｐｍ下でのレオメータ測定（アントンパール社製ＭＣＲ３０１））のものを用いた。

１０ 基板シート
１１ 非導電性シート
１２ 導電性バンプ
１３ 重ね合せ体
１４ 多層プリント配線板
２１ 印刷定盤
２２ レール
３１ スキージ駆動部
３２ ガイド部材
３３ 支持部材
３４ 保持部材
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ スキージ
４０ 導電性ペースト
５０ メタルマスク版
５１ メタルマスクシート
５２ 離間シート
５３ 上部孔
５４ 下部孔
５５ 貫通孔
５６ 上端面を規定する面
５７ テーパ面
１１０ 基板シート
１１２ 導電性バンプ
１２１ 印刷定盤
１２２ レール
１３１ スキージ駆動部
１３２ ガイド部材
１３３ 支持部材
１３４ 保持部材
１３５ スキージ
１４０ 導電性ペースト
１５０ メタルマスク版
１５１ メタルマスクシート
１５２ 離間シート
１５３ 上部孔
１５４ 下部孔
１５５、１５５’ 貫通孔
１５６ 上端面を規定する面

Claims (10)

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孔が設けられたメタルマスク版と、
   スキージと当該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孔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、
   各々の貫通孔は、前記スキージ側の上部孔と、当該上部孔より大型であって前記基板シート側の下部孔と、により構成されており、
   前記メタルマスク版の各下部孔の上端面を規定する面が、対応する各上部孔の当該下部孔側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置するテーパ面を有している
   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. 前記上部孔は、円形である
   ことを特徴とする請求項１に記載の導電性バンプ付き基板シートの製造装置。
3. 前記貫通孔の深さ方向の断面において、前記テーパ面は直線になっている
   ことを特徴とする請求項２に記載の導電性バンプ付き基板シートの製造装置。
4. 前記貫通孔の深さ方向の断面において、前記上部孔を規定する鉛直方向面と前記テーパ面とにより規定される傾斜角度が、４５°以下である
   ことを特徴とする請求項３に記載の導電性バンプ付き基板シートの製造装置。
5. 前記テーパ面は、撥水加工またはブラスト加工が施されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の導電性バンプ付き基板シートの製造装置。
6. 前記メタルマスク版は、
   前記上部孔と前記テーパ面とを有するメタルマスクシートと、
   当該メタルマスクシートの前記基板シート側に当該メタルマスクシートと平行に設けられ、前記下部孔を有する離間シートと、
   により構成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の導電性バンプ付き基板シートの製造装置。
7. 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孔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孔を介して前記基板シート上に転移させる工程と、
   を備え、
   各々の貫通孔は、前記スキージ側の上部孔と、当該上部孔より大型であって前記基板シート側の下部孔と、により構成されており、
   前記メタルマスク版の各下部孔の上端面を規定する面が、対応する各上部孔の当該下部孔側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置するテーパ面を有している
   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。
8. 前記テーパ面は、撥水加工またはブラスト加工が施されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の導電性バンプ付き基板シートの製造方法。
9. 請求項７または８に記載の導電性バンプ付き基板シートの製造方法を用いて製造された導電性バンプ付き基板シートと、絶縁シートと、を交互に重ね合せて重ね合せ体を形成する工程と、
   前記導電性バンプ付き基板シートの導電性バンプが前記絶縁シートを貫通するように、前記重ね合せ体を加圧する工程と、
   を備える
   ことを特徴とする多層プリント配線基板の製造方法。
10. 基板シートに導電性バンプを形成するためのメタルマスク版であって、
    所定のパターンからなる複数の貫通孔を備え、
    各々の貫通孔は、前記スキージ側の上部孔と、当該上部孔より大型であって前記基板シート側の下部孔と、により構成されており、
    前記メタルマスク版の各下部孔の上端面を規定する面が、対応する各上部孔の当該下部孔側の開口に隣接する領域において、当該開口から遠い程上方側に位置するテーパ面を有している
    ことを特徴とするメタルマスク版。

Images