JP3643004B2 - Printed wiring board manufacturing method and printed wiring board manufacturing mask - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はプリント配線基板の製造方法に係り、更に詳細には配線層間を貫通型の導体配線部で接続する、いわゆる導体貫通型の多層板の製造方法及び同製造方法に使用されるプリント配線基板製造用マスクに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、多層板の製造方法として、絶縁性基板の厚さ方向に略円錐形の導体バンプを圧入して絶縁性基板の両面に形成された二つの配線パターン間の電気的導通を図る、いわゆる導体貫通法が知られている。
【0003】
図8は従来の代表的な導体貫通法の製造工程を模式的に示した垂直断面図である。
【0004】
この導体貫通法では、まず、銅箔などの導体層100(図8(a))に金属製の印刷用マスク101を重ねる(図8(b))。この印刷用マスク101には厚さ方向に複数の貫通孔102,102,…が穿孔されており、これらの貫通孔102,102,…の中に図中上面側から銀ペーストなどの導電性組成物103aをスキージすると導電性組成物103aが貫通孔102内に充填される(図8(c))。充填後に印刷用マスクを導体層100から剥がすと、導電性組成物103a底面と導体層100とが接着しているので導電性組成物103aが導体層100側に引っ張られて貫通孔102,102,…から離脱する。このとき導電性組成物103aの上部が貫通孔102の内壁面側に引っ張られるため、導体層100上には複数個の略円錐形の導体バンプ103b,103b,…が形成される(図8(d))。
【0005】
このように形成された導体バンプ103b,103b,…の上に絶縁性基板104ともう一枚別の導体層105とを載置し(図8(e))、この状態でプレスして加圧下に加熱することにより絶縁性基板104を硬化させ、それと同時に絶縁性基板104の上に導体層105を接着する。
【0006】
こうしていわゆるコア材110が形成され(図8(f))、このコア材110の上下各面にエッチングなどにより配線パターン106,107を形成することにより2層の多層板111が得られる(図8(g))。
【0007】
ところで、貫通孔102,102,…内に導電性組成物103aを充填した後に印刷用マスク101を導体層100から剥がすことにより導体層100上に形成される導体バンプ103b,103b,…が略円錐形になるメカニズムは十分に解明されてはいないが、貫通孔102,102,…内に充填された導電性組成物103aの一部が貫通孔102,102,…内に残るためと考えられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、貫通孔102,102…はNCボール盤を用いたドリル穴あけにより形成されるため内壁面の表面が粗く、また、略円柱形の内壁面を有するため貫通孔102,102,…内に充填された導電性組成物103aが貫通孔102,102,…内に残りやすい。そのため、印刷用マスク101を剥がしたときに導体バンプ103b,103b,…が形成されなかったり、導体バンプ103b,103b,…の形状が略円錐形とならない場合があり、収率が低いという問題がある。
【0009】
また、貫通孔102内に充填された状態では円柱形の導電性組成物103aが印刷用マスク101剥離時には略円錐形へと無理に変形され、一度の印刷では十分な厚さの導体バンプ103bが得られないので、略円錐形の導体バンプ103bを形成するには3〜5回の印刷操作を繰り返す必要があり、工程数が多いという問題や、導体バンプ103bの側面が多段状になり導体バンプ103bの形状が不揃いになりやすいという問題がある。
【0010】
本発明は上記従来の問題を解決するためになされた発明である。即ち、本発明は、少ない工程数で略円錐形の導体バンプを高い収率で形成することのできるプリント配線基板製造用マスク、及びそのようなプリント配線基板製造用マスクの製造方法を提供することを目的とする。
【0011】
複数の貫通孔が穿設されたマスクであって、前記各貫通孔が、一方の面側の第 1 の口径を有する第1の開口部と他方の面側の第1の口径より大径の第2の口径を有する第2の開口部とを有し、前記各開口部間の内壁面が、第2の開口部から第1の開口部側に椀状に凹陥する形状とされたプリント配線基板製造用マスクの前記第2の開口部側を、導体層に当接させて保持する工程と、前記第1の開口部側から前記貫通孔内に導電性組成物を充填する工程と、前記導体層と前記プリント配線基板製造用マスクとを剥離して前記導体層上に略円錐形の導体バンプを形成する工程と、前記導体バンプを乾燥する工程と、前記導体バンプ上に絶縁性基板を載置する工程と、前記導体層と前記絶縁性基板とをプレスして前記導体バンプを前記絶縁性基板に貫通させる工程と、を具備する。
【0012】
このプリント配線基板製造方法において、前記内壁面は椀状に凹陥する形状を備えていることが好ましい。
【0013】
上記プリント配線基板製造方法において、前記貫通孔は、前記第1の口径:前記第2の口径=1:1.2〜2.0の比を構成する第1の開口部と第2の開口部とを備えていることが好ましい。
【0014】
また、前記貫通孔は、前記第2の口径:マスクの厚さ=1:1.0〜1.5の比を構成する第2の開口部を備えていることが好ましい。
【0015】
更に、前記導体層とは、エッチングしていない状態の銅箔などの導体板と、絶縁性基板上に配設された配線パターンとの両方を含む。
【0016】
更に、前記内壁面は、前記導電性組成物に対する非付着性材料コーティング層を更に備えていることをが更に好ましく、この非付着性材料コーティング層は、テフロン(登録商標)コーティング層であることが好ましい。また、前記非付着性材料コーティング層は、厚さ1〜2μmを有することが好ましい。
【0017】
前記内壁面をこのような形状にしたり、テフロン(登録商標)などの非付着性材料コーティング層を内壁面上に形成したり、この非付着性材料コーティング層を適当な厚さで形成することにより貫通孔から導電性組成物が剥がれ易くなる。またプリント配線基板製造用マスクを剥がした後の導体層上に略円錐形の導体バンプが形成され易くなる。
【0018】
また、前記貫通孔のパラメータを特定した上記のような形状にすることにより、導電性組成物が剥がれ易く、略円錐形の導体バンプが形成され易くなる。
【0019】
本発明のプリント配線基板製造用マスクは、導電性組成物を充填するための複数の貫通孔が所定の配線パターンに沿って穿孔されたプリント配線基板製造用マスクであって、前記マスクは、目標とする導体バンプの高さとほぼ等しいか、やや大きい厚さを有し、前記貫通孔は、第1の口径を有し前記マスクの第1の面上に形成された第1の開口部と、前記第1の口径より大きい第2の口径を有し前記マスクの第2の面上に形成された第2の開口部と、を具備する。
【0020】
このプリント配線基板製造用マスクにおいて、前記貫通孔は、マスク基材の所定位置に、前記マスク基材の導電性組成物供給側の一方の面から第1の口径を有する複数の第1の凹部を形成する工程と、他方の面の、前記第1の凹部に対応する位置に前記第1の口径より大きい第2の口径を有する第2の凹部を形成する工程と、前記第1の凹部及び前記第2の凹部をオーバーエッチングして第1の凹部と第2の凹部とが接続された椀状に凹陥する形状を有する内壁面を形成する工程と、を具備する方法により形成されたものであることが好ましい。
【0021】
更に、前記第1の凹部を形成する工程及び前記第2の凹部を形成する工程は、
前記第1の口径を有する第1の窓が形成された第1のレジスト層を前記マスク基材の第1の面に適用し、
前記第2の口径を有する第2の窓が形成された第2のレジスト層を前記マスク基材の第2の面に適用し、
これら第1のレジスト層及び第2のレジスト層を介して前記マスク基材をエッチングすることにより行われることが好ましい。
【0022】
このプリント配線基板製造用マスクにおいて、前記内壁面は椀状に凹陥する形状を備えていることが更に好ましい。
【0023】
上記プリント配線基板製造用マスクにおいて、前記貫通孔は、前記第1の口径:前記第2の口径=1:1.2〜2.0の比を構成する第1の開口部と第2の開口部とを備えていることが好ましい。
【0024】
また、前記貫通孔は、前記第2の口径:マスクの厚さ=1:1.0〜1.5の比を構成する第2の開口部を備えていることが好ましい。
【0025】
更に、前記内壁面は、前記導電性組成物に対する非付着性材料コーティング層を更に備えていることをが更に好ましく、この非付着性材料コーティング層は、テフロン(登録商標)コーティング層であることが好ましい。また、前記非付着性材料コーティング層は、厚さ1〜2μmを有することが好ましい。
【0026】
前記内壁面をこのような形状にしたり、テフロン(登録商標)などの非付着性材料コーティング層を内壁面上に形成したり、この非付着性材料コーティング層を適当な厚さで形成することにより貫通孔から導電性組成物が剥がれ易くなる。またプリント配線基板製造用マスクを剥がした後の導体層上に略円錐形の導体バンプが形成され易くなる。
【0027】
また、前記貫通孔のパラメータを特定した上記のような形状にすることにより、導電性組成物が剥がれ易く、略円錐形の導体バンプが形成され易くなる。
【0028】
本発明によれば、前記プリント配線基板製造用マスクの導電性組成物供給方向上流側の第1の面に第1の開口部が配設され、前記第1の面と対向する第2の面に前記第1の開口部より大きな口径を備えた第2の開口部とが形成されているので、導電性組成物を充填後にプリント配線基板製造用マスクと導体層とを剥がすときに貫通孔から導電性組成物が剥がれ易く、貫通孔の内壁面形状に近い形状の導体バンプが形成され易い。そのため、収率が向上し、しかも一回の印刷で略円錐形の導体バンプを形成することができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るプリント配線基板製造用マスクの製造方法について説明する。
【0030】
図1及び図2は本実施形態に係るプリント配線基板製造用マスク(以下、単に「マスク」と略記する。)の製造方法の各工程を模式的に示した垂直断面図であり、図3は同製造方法の流れを示したフローチャートである。
【0031】
本実施形態に係るマスクを製造するには、まずマスク基材となる、例えば金属板の上下両面に感光性材料を塗布して第1のレジスト層としてのレジスト層2をマスク基材1の図中上面に形成し、第2のレジスト層としてのレジスト層3をマスク基材1の図中下面に形成する(図1(a)/STEP.1)。
【0032】
次にレジスト層2及び3にマスキング(図示省略)を施して導体バンプを形成する位置に対応して、レジスト層2には第1の窓4が形成されるように、レジスト層3には第2の窓5が形成されるようにそれぞれマスキングする。
【0033】
即ち、図1(b)に示すように、レジスト層2上には第1の凹部の入り口である第1の開口部の口径(第1の口径)と同じ口径の円形の第1の窓4が開くように、第1の窓4の口径S(第1の口径)に合わせてマスキングする。例えば、光硬化型のレジストを用いる場合には第1の窓4を形成する部分にのみマスキングして光が当たるのを防止する。同様に、レジスト層3上には第2の凹部の入り口である第2の開口部が開くように、第2の開口部の口径(第2の口径)と同じ口径の円形の第2の窓5が開くように、第2の窓5の口径L(第2の口径)に合わせてマスキングする。例えば、光硬化型のレジストを用いる場合には第2の窓5を形成する部分にのみマスキングして光が当たるのを防止する。
【0034】
このとき第1の窓4の口径(第1の口径)S及び第2の窓5の口径(第2の口径)Lとの間には次の関係がなりたつような大きさのSとLになるようにマスキングする。
【0035】
S:L=1:1.5〜2.5
第1の窓4の口径(第1の口径)Sと第2の窓5の口径(第2の口径)Lとの比をこのような範囲にしたのは、この範囲の比率で第1の窓と第2の窓、ひいては、第1の開口部と第2の開口部とをこの範囲の比率で形成することにより、後続のオーバーエッチング処理により第2の開口部から第1の開口部側に椀状に凹陥する形状を有する内壁面を形成しやすくなるからである。
【0036】
逆に、上記範囲外の比率で第1の窓4(第1の開口部)と第2の窓5(第2の開口部)とを形成すると、内壁面は上記のようなお椀状の型に形成しにくくなる。
【0037】
また、第2の開口部の径L、とマスク1の厚さDの間には以下の関係が成り立つことが好ましい。
【0038】
L:D=1:1.5〜2.5
第2の窓5(第2の開口部)の口径(第2の口径)Lとマスクの厚さDとの間の比をこのような範囲にしたのは、この範囲の比率で第2の窓(第2の開口部)を形成することにより、後続のオーバーエッチング処理により第2の開口部から第1の開口部側に椀状に凹陥する形状の内壁面を形成しやすくなるからである。
【0039】
逆に、上記範囲外の比率で第2の窓5(第2の開口部)を形成すると、内壁面は上記のようなお椀状の型に形成しにくくなる。
【0040】
上記のようにしてマスキングを施した後に露光装置(図示省略)により、例えば紫外線などを露光し(STEP.3)、レジスト層2及び3をそれぞれ感光させる。
【0041】
露光によりレジスト層2,3のマスキングしていない露光部を硬化させた後にマスキングを剥がし、レジスト層2,3が付いたままのマスク1を例えば溶剤槽に浸漬して現像、即ち、マスキングしてあった未露光部を溶剤で溶解して取り除く(STEP.4)。この未露光部を取り除くと、図1(b)に示したように、マスク1の上下各面に第1の開口部4aと第2の開口部5aとを形成する部分が現れる。このときの第1の開口部4aの口径及び第2の開口部5aの口径はそれぞれ上記S,Lの値になっている。
【0042】
次にこうしてレジスト層2,3にそれぞれ第1の開口部4aと第2の開口部5aとを形成する部分が露出したマスク1をエッチング槽(図示省略)にてスプレーしてエッチングを行う(STEP.5)。このエッチングにより第1の窓4と第2の窓5からエッチング液がマスク1の侵蝕を開始し図1(c)に示したような第1の凹部14と第2の凹部15とをそれぞれ形成する。
【0043】
ただし、この段階では前記第1の開口部4、前記第2の開口部5からエッチング液がマスク1の表面をエッチングして内部方面まで侵食し、前記第1の凹部14と前記第2の凹部15とが一部連通し、図1(c)に示すように前記第1の凹部14と前記第2の凹部15とが結合した部分の径が狭くなった状態迄に留めておく。
【0044】
次に更にエッチングを進め、いわゆるオーバーエッチングを行う(STEP.6)。このオーバーエッチング工程は、上記エッチング工程で表面の一部が部分的にせり出した断面を有する内壁面6の形状を整えて、図2(a)に示すように弧状に膨らんだ滑らかな曲線状に仕上げるのが目的であり、そのためには上記エッチング工程とは異なる条件、例えばより穏やかな条件でエッチングするようにしてもよい。逆により激しい条件でエッチングしてもよい。具体的にはマスク1の材質、厚さ、エッチング液の種類、温度その他の設計事項に応じて適宜条件を設定する。
【0045】
このオーバーエッチング工程により最終的に得られる形状は図2(a)に示したような第2の開口部から第1の開口部側に椀状に凹陥する形状となるのが好ましく、このように構成することによって印刷回数の削減と、にじみの発生が少なくなるからである。また、このときの断面形状は極率半径Rの弧状になるのが好ましい。このRの値は200μm以上であるのが更に好ましい。
【0046】
ここで、極率半径Rの値の好ましい範囲を上記範囲に特定したのは、この範囲であると、このマスクを使用した場合に形成される導体バンプがマスクから剥がれ易く、所期の略円錐形の導体バンプが形成されやすいためである。
【0047】
一方、極率半径Rがこの範囲を超えると、マスクから導体バンプが剥がれにくくなったり、所期の略円錐形の導体バンプが形成されにくいという弊害を生じる。
【0048】
オーバーエッチング工程が完了したら、マスク1表面のレジスト層2及び3を除去する(STEP.7)。
【0049】
この段階でマスク1の完成としてもよいが、更にマスク1の少なくとも内壁面6に、更に銀ペーストなどの導体バンプを形成するための導電性組成物に対して非付着性材料、例えばテフロン(登録商標)のような不活性な材料でコーティングを施すことが好ましい。従って、本実施形態ではテフロン(登録商標)コーティング工程を更に設けており(STEP.8)、その結果マスク1表面には図2(c)に示すように、テフロン(登録商標)コーティング層7が形成されている。
【0050】
この非付着性材料によるコーティング層7の厚さは1〜2μmとするのが好ましい。ここでコーティング層7の厚さを上記範囲に特定したのは、コーティング層7の厚さがこの範囲を下回ると、コーティング膜圧にムラが生じたり、コーティングの硬化が損なわれたりするからであり、反対に、コーティング層7の厚さがこの範囲を上回ってもコスト高になるだけである。
【0051】
次に、このようにして形成したマスク1を用いて多層板を形成する手順について説明する。図4〜図6は多層板の製造される様子を模式的に示した垂直断面図であり、図7は多層板の製造工程のフローを示したフローチャートである。
【0052】
多層板を製造するには、図4(a)に示したように、まず銅箔などの導体層8上に本実施形態に係るマスク1を、貫通孔の大きい方の開口部、即ち第2の開口部5aが下になるように重ねてマスク・セッティングする(STEP.9)。この状態で、例えば銀粒子を溶剤で液状に溶かした樹脂中に分散させた銀ペーストのような導電性組成物9をマスク1の第1の開口部に対して図中上面側から充填する(STEP.10)。具体的には、図4(a)に示したように、マスク1の上面に導電性組成物9を塗布し、更にゴムのような弾性材料でできたヘラ10でスキージすることによりマスク1上面から第1の開口部4aを介して貫通孔16内に圧入して充填する。
【0053】
こうして貫通孔16内に導電性組成物9が充填された状態を示したのが図4(b)である。
【0054】
導電性組成物9の充填が完了したら、導体層8とマスク1とを剥離する(STEP.11)。この導体層8からマスク1を剥離する様子を示したのが図5(a)である。このマスク1を剥離する際に、貫通孔16内の導電性組成物9の底面は導体層8面に強く付着しているため、貫通孔16内の導電性組成物9には導体層8面上に残ろうとする図中下向きの力と、貫通孔16の内壁面6に付着してマスク1と共に剥離されようとする図中上向きの力との二つの力とが作用するため、貫通孔16内の導電性組成物9には図中略上下方向に引っ張ろうとする力が作用する。そのため図5(a)の真中の導電性組成物9のように上下方向にのびようとする結果、下部が広く、上部が狭くなった円錐形になる。また、貫通孔16が椀状に凹陥する形状を有する内壁面になっていることと相俟って導電性組成物9はマスク1を剥離するときに略円錐形になる。更に貫通孔16の内壁面6に形成されたテフロン(登録商標)コーティング層7の作用により、内壁面6には導電性組成物9が剥がれやすくなっているため、結局導電性組成物9の殆どは導体層8側に付着して残り、マスク1を完全に取り去った後にはきれいな略円錐形の導体バンプ10が形成される(図5(b))。
【0055】
このように形成された導体バンプ10,10,…のアスペクト比、即ち高さhと底面半径との間のいわゆる縦横比はh:r=1.5〜2.5:1の範囲であるのが好ましい。ここで導体バンプのアスペクト比を上記範囲が好ましいとしたのは、この範囲より低い値ではバンプの貫通が難しくなり、高い値ではバンプが貫通の際に折損したり、割れて飛散したりするからである。
【0056】
マスク1の剥離が完了したら、導体バンプ10,10,…が形成された状態の導体層8を乾燥器(図示省略)に入れて乾燥し、導体バンプ10,10,…を硬化させる(STEP.12)。
【0057】
こうして硬い導体バンプ10,10,…を形成した導体層8が得られたら、図6(a)に示すように、この導体層8の導体バンプ10,10,…の上に絶縁性基板(以下、単に「プリプレグ」という。)と、更にその上に銅箔のような導体層12を重ね合わせてセッティングする(STEP.13)。
【0058】
この状態でプレスすると同時に加熱する(STEP.14)。
【0059】
プレスにより導体バンプ10,10,…はプリプレグ11を貫通し、その先端がもう一つの導体層12面に押圧され、この導体層12と導体バンプ10,10,…との間、ひいては導体層8ともう一つの導体層12との間での電気的導通が達成される。また、加熱によりプリプレグ11が硬化して図6(b)に示したような、重ね合わされた、いわゆるコア材20が形成される。
【0060】
更にこのコア材20の導体層8,12をそれぞれエッチングなどを施してパターニングすることにより、図6(c)に示したような多層板21が得られる(STEP.15)。
【0061】
以上説明したように、本実施形態に係るマスク1によれば、貫通孔の上側に第1の開口部が形成される一方、マスク1の下面側には前記第1の開口部より大きい径の第2の開口部が形成され、貫通孔が第2の開口部から第1の開口部側に椀状に凹陥する形状に形成されており、マスク1剥離時に導電性組成物が剥がれ易く、所期の略円錐形の導体バンプを高収率で形成することができる。
【0062】
また、導電性組成物が貫通孔から離脱しやすく、しかも貫通孔の形状が略円錐形の導体バンプが形成されやすい形状となっているので、厚みが大きく、所期の略円錐形状を備えた導体バンプを一回の印刷操作で形成することができる。
【0063】
更に、貫通孔から導電性組成物が離脱し易いので、印刷後に貫通孔内に導電性組成物が付着する量が少なく、使用後のマスクの洗浄を簡略化することができる。
【0064】
また、マスク1の内壁面にテフロン(登録商標)などの非付着性材料のコーティング層を形成することにより、より一層上記効果を発揮することができる。
【0065】
本実施形態に係るマスクの製造方法によれば、マスクの開口部あけをエッチングにより行うので、一度に多数の貫通孔を穿孔することができ、しかも貫通孔の断面形状を均質化することができる。
【0066】
また、オーバーエッチングにより貫通孔の表面仕上げを行うので、貫通孔の内壁面が滑らかになり、導電性組成物が離脱しやすく、またマスクを剥離したときに得られる導体バンプの表面を滑らかなものにすることができる。
【0067】
更に、エッチング条件やオーバーエッチングの条件を適宜変更することにより貫通孔の断面形状を微調節することができる。
【0068】
なお、上記実施形態は本発明の範囲を限定するものではない。例えば、上記実施形態では、マスクの上下各面から行う開口部あけ操作をエッチングにより行っているが、先端がテーパ状に形成されたドリルで穴あけしてもよい。
【0069】
また、上記実施形態では導体層上に導体バンプを形成しているが、配線パターン上に導体バンプを形成してもよく、更に4層以上の多層板に適用することも可能である。
【0070】
本発明によれば、前記プリント配線基板製造用マスクの導電性組成物供給側の一方の面側に第1の開口部が配設され、対向する他方の面側に前記第1の開口部より大きな口径を備えた第2の開口部が形成され、かつ、貫通孔が第2の開口部から第1の開口部側に椀状に凹陥する形状となっているので、導電性組成物を充填後にプリント配線基板製造用マスクと導体層とを剥がすときに貫通孔から導電性組成物が剥がれ易く、貫通孔の内壁面の形状に近い形状の導体バンプが形成され易い。そのため、収率が向上し、しかも一回の印刷で略円錐形の導体バンプを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態のプリント配線基板製造用マスク製造方法の各工程を示した垂直断面図である。
【図2】本実施形態のプリント配線基板製造用マスク製造方法の各工程を示した垂直断面図である。
【図3】本実施形態のプリント配線基板製造用マスク製造方法のフローチャートである。
【図4】多層板の製造工程を模式的に示した垂直断面図である。
【図5】多層板の製造工程を模式的に示した垂直断面図である。
【図6】多層板の製造工程を模式的に示した垂直断面図である。
【図7】多層板の製造工程のフローを示したフローチャートである。
【図8】従来の導体貫通法の製造工程を示した垂直断面図である。
【符号の説明】
9…導電性組成物、
16…貫通孔、
1…マスク基材、
2…第1のレジスト層、
3…第2のレジスト層、
4…第1の窓、
5…第2の窓、
4a…第1の開口部、
5a…第2の開口部、
6…内壁面、
14…第1の凹部、
15…第2の凹部、
7…非付着性材料コーティング層。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a printed wiring board, and more specifically, a method for manufacturing a so-called conductor-through multilayer board in which wiring layers are connected by a through-type conductor wiring portion, and a printed wiring board used in the manufacturing method. The present invention relates to a manufacturing mask.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of manufacturing a multilayer board, a so-called conical conductor bump is press-fitted in the thickness direction of an insulating substrate to achieve electrical continuity between two wiring patterns formed on both surfaces of the insulating substrate. A conductor penetration method is known.
[0003]
FIG. 8 is a vertical sectional view schematically showing a manufacturing process of a conventional typical conductor penetration method.
[0004]
In this conductor penetration method, first, a
[0005]
On the thus formed
[0006]
Thus, the so-called
[0007]
By the way, the
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the
[0009]
In addition, when the
[0010]
The present invention has been made to solve the above conventional problems. That is, the present invention provides a mask for manufacturing a printed wiring board capable of forming a substantially conical conductor bump with a small number of steps and a high yield, and a method for manufacturing such a mask for manufacturing a printed wiring board. With the goal.
[0011]
A mask having a plurality of through holes are drilled, the respective through holes, the larger diameter than the first first diameter of the opening portion and the other side having a first diameter of the one side A printed wiring having a second opening having a second diameter, and having an inner wall surface between the openings recessed from the second opening toward the first opening. A step of holding the second opening side of the mask for manufacturing a substrate in contact with a conductor layer; a step of filling a conductive composition into the through hole from the first opening side; and Peeling the conductor layer and the mask for manufacturing the printed wiring board to form a substantially conical conductor bump on the conductor layer; drying the conductor bump; and providing an insulating substrate on the conductor bump. And placing the conductor layer and the insulating substrate so that the conductor bumps penetrate the insulating substrate. Passing through.
[0012]
In this printed wiring board manufacturing method, it is preferable that the inner wall surface has a concave shape.
[0013]
In the printed wiring board manufacturing method, the through hole has a first opening and a second opening constituting a ratio of the first diameter: the second diameter = 1: 1.2 to 2.0. Are preferably provided.
[0014]
Moreover, it is preferable that the said through-hole is provided with the 2nd opening part which comprises the ratio of said 2nd aperture diameter: mask thickness = 1: 1.0-1.5.
[0015]
Further, the conductor layer includes both a conductor plate such as a copper foil that has not been etched and a wiring pattern disposed on an insulating substrate.
[0016]
Furthermore, the inner wall surface preferably further includes a non-adhesive material coating layer for the conductive composition, and the non-adhesive material coating layer is a Teflon (registered trademark) coating layer. preferable. The non-adhesive material coating layer preferably has a thickness of 1 to 2 μm.
[0017]
By forming the inner wall surface in such a shape, forming a non-adhesive material coating layer such as Teflon (registered trademark) on the inner wall surface, or forming this non-adhesive material coating layer with an appropriate thickness. The conductive composition easily peels from the through hole. Moreover, it becomes easy to form a substantially conical conductor bump on the conductor layer after the printed wiring board manufacturing mask is peeled off.
[0018]
Moreover, by making the shape as described above specifying the parameters of the through hole, the conductive composition is easily peeled off, and a substantially conical conductor bump is easily formed.
[0019]
The mask for manufacturing a printed wiring board according to the present invention is a mask for manufacturing a printed wiring board in which a plurality of through holes for filling the conductive composition are perforated along a predetermined wiring pattern. A first opening formed on the first surface of the mask, the through hole having a first diameter, and a thickness substantially equal to or slightly greater than the height of the conductor bump A second opening having a second diameter larger than the first diameter and formed on the second surface of the mask.
[0020]
In this printed wiring board manufacturing mask, the through hole has a plurality of first recesses having a first diameter from one surface of the mask base material on the conductive composition supply side at a predetermined position of the mask base material. Forming a second recess having a second aperture larger than the first aperture at a position corresponding to the first recess on the other surface , the first recess and Forming the inner wall surface having a shape that is recessed in a bowl shape in which the first recess and the second recess are connected by over-etching the second recess. Preferably there is.
[0021]
Further, the step of forming the first recess and the step of forming the second recess include
Applying a first resist layer formed with a first window having the first aperture to the first surface of the mask substrate;
Applying a second resist layer formed with a second window having the second aperture to the second surface of the mask substrate;
The etching is preferably performed by etching the mask base material through the first resist layer and the second resist layer.
[0022]
In this printed wiring board manufacturing mask, it is more preferable that the inner wall surface has a shape recessed in a bowl shape .
[0023]
In the printed wiring board manufacturing mask, the through hole has a first opening and a second opening that constitute a ratio of the first diameter: the second diameter = 1: 1.2 to 2.0. It is preferable to provide a part.
[0024]
Moreover, it is preferable that the said through-hole is provided with the 2nd opening part which comprises the ratio of said 2nd aperture diameter: mask thickness = 1: 1.0-1.5.
[0025]
Furthermore, the inner wall surface preferably further includes a non-adhesive material coating layer for the conductive composition, and the non-adhesive material coating layer is a Teflon (registered trademark) coating layer. preferable. The non-adhesive material coating layer preferably has a thickness of 1 to 2 μm.
[0026]
By forming the inner wall surface in such a shape, forming a non-adhesive material coating layer such as Teflon (registered trademark) on the inner wall surface, or forming this non-adhesive material coating layer with an appropriate thickness. The conductive composition easily peels from the through hole. Moreover, it becomes easy to form a substantially conical conductor bump on the conductor layer after the printed wiring board manufacturing mask is peeled off.
[0027]
Moreover, by making the shape as described above specifying the parameters of the through hole, the conductive composition is easily peeled off, and a substantially conical conductor bump is easily formed.
[0028]
According to the present invention, the first opening is disposed on the first surface upstream of the conductive composition supply direction of the printed wiring board manufacturing mask, and the second surface faces the first surface. And a second opening having a larger diameter than the first opening, so that when the printed wiring board manufacturing mask and the conductor layer are peeled off after filling with the conductive composition, The conductive composition is easily peeled off, and a conductor bump having a shape close to the shape of the inner wall surface of the through hole is easily formed. Therefore, the yield is improved, and a substantially conical conductor bump can be formed by one printing.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a method for manufacturing a mask for manufacturing a printed wiring board according to an embodiment of the present invention will be described.
[0030]
1 and 2 are vertical sectional views schematically showing respective steps of a method for manufacturing a printed wiring board manufacturing mask (hereinafter simply abbreviated as “mask”) according to the present embodiment. It is the flowchart which showed the flow of the manufacturing method.
[0031]
In order to manufacture the mask according to this embodiment, first, a photosensitive material is applied to the upper and lower surfaces of a metal plate, for example, and a resist
[0032]
Next, masking (not shown) is applied to the resist
[0033]
That is, as shown in FIG. 1B, on the resist
[0034]
At this time, the size of the first window 4 (first diameter) S and the diameter of the second window 5 (second diameter) L is such that S and L have the following relationship. Mask to be.
[0035]
S: L = 1: 1.5-2.5
The ratio of the aperture (first aperture) S of the
[0036]
Conversely, when the first window 4 (first opening) and the second window 5 (second opening) are formed at a ratio outside the above range, the inner wall surface has a bowl-like shape as described above. It becomes difficult to form.
[0037]
Further, it is preferable that the following relationship is established between the diameter L of the second opening and the thickness D of the mask 1.
[0038]
L: D = 1: 1.5 to 2.5
The ratio between the diameter (second diameter) L of the second window 5 (second opening) and the thickness D of the mask is in such a range. By forming the window (second opening), it becomes easier to form an inner wall surface shaped like a bowl from the second opening toward the first opening by the subsequent over-etching process . .
[0039]
Conversely, when the second window 5 (second opening) is formed at a ratio outside the above range, the inner wall surface is difficult to form in the bowl-shaped mold as described above.
[0040]
After masking as described above, for example, ultraviolet rays are exposed by an exposure apparatus (not shown) (STEP. 3), and the resist
[0041]
After exposing the unmasked exposed portions of the resist
[0042]
Next, etching is performed by spraying the mask 1 in which the portions for forming the
[0043]
However, at this stage, the etching solution etches the surface of the mask 1 from the
[0044]
Next, etching is further advanced, so-called over-etching is performed (STEP. 6). In this over-etching process, the shape of the
[0045]
The shape finally obtained by this over-etching process is preferably a shape that is recessed from the second opening to the first opening as shown in FIG. 2A. This is because the configuration reduces the number of printings and reduces the occurrence of bleeding. In addition, the cross-sectional shape at this time is preferably an arc with a radius of curvature R. The value of R is more preferably 200 μm or more.
[0046]
Here, the preferable range of the value of the radius of curvature R is specified in the above range. If this range is used, the conductor bump formed when this mask is used is easily peeled off from the mask, and the desired substantially conical shape. This is because a shaped conductor bump is easily formed.
[0047]
On the other hand, when the radius of curvature R exceeds this range, the conductive bumps are hardly peeled off from the mask, and the desired substantially conical conductive bumps are hardly formed.
[0048]
When the overetching process is completed, the resist
[0049]
Although the mask 1 may be completed at this stage, a non-adhesive material, such as Teflon (registered) , is further applied to the conductive composition for forming a conductive bump such as silver paste on at least the
[0050]
The thickness of the
[0051]
Next, a procedure for forming a multilayer board using the mask 1 thus formed will be described. 4 to 6 are vertical sectional views schematically showing how the multilayer board is manufactured, and FIG. 7 is a flowchart showing the flow of the manufacturing process of the multilayer board.
[0052]
In order to manufacture a multilayer board, as shown in FIG. 4A, first, the mask 1 according to this embodiment is placed on the
[0053]
FIG. 4B shows a state in which the
[0054]
When the filling of the
[0055]
The aspect ratio of the
[0056]
When the peeling of the mask 1 is completed, the
[0057]
When the
[0058]
In this state, pressing and heating are performed simultaneously (STEP. 14).
[0059]
The conductor bumps 10, 10,... Penetrate through the prepreg 11 and are pressed against the
[0060]
Further, by patterning the conductor layers 8 and 12 of the
[0061]
As described above, according to the mask 1 according to the present embodiment, the first opening is formed on the upper side of the through hole, and the lower surface side of the mask 1 has a diameter larger than that of the first opening. The second opening is formed, and the through hole is formed in a bowl-like shape from the second opening to the first opening, and the conductive composition is easily peeled off when the mask 1 is peeled off. The substantially conical conductor bump of the period can be formed with high yield.
[0062]
Further, since the conductive composition is easy to be detached from the through hole, and the shape of the through hole is easy to form a conductor bump having a substantially conical shape, the thickness is large and the desired substantially conical shape is provided. Conductive bumps can be formed by a single printing operation.
[0063]
Furthermore, since the conductive composition is easily detached from the through hole, the amount of the conductive composition attached to the through hole after printing is small, and the cleaning of the mask after use can be simplified.
[0064]
Further, by forming a coating layer of a non-adhesive material such as Teflon (registered trademark) on the inner wall surface of the mask 1, the above effect can be further exhibited.
[0065]
According to the method for manufacturing a mask according to this embodiment, since the opening of the mask is formed by etching, a large number of through holes can be drilled at once, and the cross-sectional shape of the through holes can be homogenized. .
[0066]
In addition, the surface finish of the through hole is performed by over-etching, so that the inner wall surface of the through hole is smooth, the conductive composition is easily detached, and the surface of the conductor bump obtained when the mask is peeled off is smooth. Can be.
[0067]
Furthermore, the cross-sectional shape of the through hole can be finely adjusted by appropriately changing the etching conditions and over-etching conditions.
[0068]
The above embodiment does not limit the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the opening operation performed from the upper and lower surfaces of the mask is performed by etching, but the tip may be drilled with a drill having a tapered tip.
[0069]
In the above embodiment, the conductor bumps are formed on the conductor layer. However, the conductor bumps may be formed on the wiring pattern, and can be applied to a multilayer board having four or more layers.
[0070]
According to the present invention, the first opening is disposed on one side of the mask for manufacturing the printed wiring board on the conductive composition supply side, and the other side of the first opening is opposed to the first opening. It is formed a second opening with a large caliber, and in the through hole has a shape that recessed in a bowl shape in the first opening side from the second opening, a conductive composition When the printed wiring board manufacturing mask and the conductor layer are peeled after filling, the conductive composition is easily peeled off from the through hole, and a conductor bump having a shape close to the shape of the inner wall surface of the through hole is easily formed. Therefore, the yield is improved, and a substantially conical conductor bump can be formed by one printing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical sectional view showing each step of a mask manufacturing method for manufacturing a printed wiring board according to an embodiment.
FIG. 2 is a vertical sectional view showing each step of a mask manufacturing method for manufacturing a printed wiring board according to the present embodiment.
FIG. 3 is a flowchart of a mask manufacturing method for manufacturing a printed wiring board according to the present embodiment.
FIG. 4 is a vertical sectional view schematically showing a manufacturing process of a multilayer board.
FIG. 5 is a vertical sectional view schematically showing a manufacturing process of a multilayer board.
FIG. 6 is a vertical sectional view schematically showing a manufacturing process of a multilayer board.
FIG. 7 is a flowchart showing a flow of a manufacturing process of a multilayer board.
FIG. 8 is a vertical sectional view showing a manufacturing process of a conventional conductor penetration method.
[Explanation of symbols]
9 ... conductive composition,
16 ... through hole,
1 ... mask substrate,
2 ... 1st resist layer,
3 ... second resist layer,
4 ... the first window,
5 ... Second window,
4a ... 1st opening part,
5a ... second opening,
6 ... Inner wall surface,
14 ... 1st recessed part,
15 ... second recess,
7: Non-adhesive material coating layer.
Claims (14)
前記各貫通孔が、一方の面側の第1の口径を有する第1の開口部と他方の面側の第1の口径より大径の第2の口径を有する第2の開口部とを有し、前記各開口部間の内壁面が、第2の開口部から第1の開口部に椀状に凹陥する形状とされたプリント配線基板製造用マスクの前記第2の開口部側を導体層に当接させて保持する工程と、
前記プリント配線基板製造用マスクの第1の開口部側から前記貫通孔内に導電性組成物を充填する工程と、
前記導体層と前記プリント配線基板製造用マスクとを剥離して前記導体層上に略円錐形の導体バンプを形成する工程と、前記導体バンプを乾燥する工程と、
前記導体バンプ上に絶縁性基板を載置する工程と、
前記導体層と前記絶縁性基板とをプレスして前記導体バンプを前記絶縁性基板に貫通させる工程と、
を具備するプリント配線基板の製造方法。A mask having a plurality of through holes,
Each through-hole has a first opening having a first diameter on one surface side and a second opening having a second diameter larger than the first diameter on the other surface side. The second opening side of the mask for manufacturing a printed wiring board in which the inner wall surface between the openings is recessed from the second opening to the first opening is a conductor layer. A process of contacting and holding
Filling the through hole with a conductive composition from the first opening side of the printed wiring board manufacturing mask;
Peeling the conductor layer and the printed wiring board manufacturing mask to form a substantially conical conductor bump on the conductor layer; and drying the conductor bump;
Placing an insulating substrate on the conductor bump;
Pressing the conductor layer and the insulating substrate and penetrating the conductor bumps through the insulating substrate;
The manufacturing method of the printed wiring board which comprises this.
前記各貫通孔は、一方の面側の第1の口径を有する第1の開口部と他方の面側の第1の口径より大径の第2の口径を有する第2の開口部とを有し、前記各開口部間の内壁面が、第2の開口部から第1の開口部側に椀状に凹陥する形状とされてなることを特徴とするプリント配線基板製造用マスク。A plurality of through holes for filling the conductive composition are perforated along a predetermined wiring pattern,
Each of the through holes has a first opening having a first diameter on one side and a second opening having a second diameter larger than the first diameter on the other side. A mask for manufacturing a printed wiring board, wherein the inner wall surface between the openings is recessed from the second opening toward the first opening.
前記貫通孔が、マスク基材の所定位置に、一方の面側から第1の口径を有する複数の第1の凹部を形成する工程と、他方の面側から前記第1の凹部に対応する位置に前記第1の口径より大径の第2の口径を有する第2の凹部を形成する工程と、前記第1の凹部と前記第2の凹部とがエッチングにより連通された内壁面を形成する工程とを有する製造方法によって、
前記内壁面が第2の開口部から第1の開口部側に椀状に凹陥する形状を備えるように形成されてなることを特徴とするプリント配線基板製造用マスク。The printed wiring board manufacturing mask according to claim 7,
The through hole has a step of forming a plurality of first recesses having a first diameter from one surface side at a predetermined position of the mask base material, and a position corresponding to the first recess from the other surface side. Forming a second recess having a second diameter larger than the first diameter, and forming an inner wall surface in which the first recess and the second recess communicate with each other by etching. by the manufacturing method to have a door,
A mask for manufacturing a printed wiring board, wherein the inner wall surface is formed to have a shape that is recessed in a bowl shape from the second opening to the first opening.
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