JP3922146B2

JP3922146B2 - 印刷用版およびそれを用いた印刷方法

Info

Publication number: JP3922146B2
Application number: JP2002277011A
Authority: JP
Inventors: 敏昭竹中; 利浩西井; 英明菰田; 俊和近藤; 眞治中村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-09-24
Also published as: CN101048031A; CN101048031B; JP2004114327A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器に使用される両面あるいは多層配線基板などに用いられるペーストのパターンあるいは貫通孔への充填等に用いられる印刷用版およびそれを用いた印刷方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型化、高密度化に伴い、産業用にとどまらず民生用の分野においても回路基板の多層化が強く要望されるようになってきた。
【０００３】
このような回路基板では、複数層の回路パターンの間をインナービアホール接続する接続方法および信頼度の高い構造の新規開発が不可欠なものになっているが、導電性ペーストによりインナービアホール接続した新規な構成の高密度の回路基板製造法が提案されている。
【０００４】
以下従来の両面の回路基板の製造方法について説明する。
【０００５】
図７（ａ）〜（ｆ）は従来の回路基板の製造方法の工程断面図、図８は従来例の開口部を有するマスクを取り付けた版枠を示す斜視図、図９は従来例の開口部を有するマスクを取り付けた版枠の断面図、図１０（ａ）〜（ｇ）はスキージング法によるペースト充填の工程断面図、図１１は従来例の回路基板を用いたペースト充填時の一部断面図である。
【０００６】
図７において、２１は３００ｍｍ×５００ｍｍ、厚さ約１５０μｍのプリプレグシートであり、例えば不織布の全芳香族ポリアミド繊維に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた複合材からなる基材が用いられる。２２ａ，２２ｂはマスクフィルムでありプリプレグシート２１と接着する面に０．０１μｍ以下の厚みでＳｉ系の離型層部を形成した厚さ約１６μｍ、幅３００ｍｍのプラスチックフィルム、例えばポリエチレンテレフタレートが用いられる。
【０００７】
プリプレグシート２１とマスクフィルム２２ａ，２２ｂの張り合わせはラミネート装置を用いてプリプレグシート２１の樹脂成分を溶融させてマスクフィルム２２ａ，２２ｂが連続的に接着する方法が提案されている。２３は貫通孔であり、プリプレグシート２１の両面に貼り付ける厚さ３５μｍの銅などの金属箔２５ａ，２５ｂと電気的に接続する導電性ペースト２４が充填されている。
【０００８】
回路基板の製造は、まず、両面にマスクフィルム２２ａ，２２ｂが接着されたプリプレグシート２１（図７（ａ））の所定の箇所に図７（ｂ）に示すようにレーザ加工法などを利用して貫通孔２３が形成される。
【０００９】
次に図７（ｃ）に示すように、貫通孔２３に導電性ペースト２４が充填される。導電性ペースト２４を充填する方法としては、貫通孔２３を有するプリプレグシート２１を一般の印刷機（図示せず）のステージ６上に設置し、ウレタンゴムなどの２本のスキージを交互に用いて往復させることで直接導電性ペースト２４がマスクフィルム２２ａの上から充填される。このとき、上面のマスクフィルム２２ａ，２２ｂは印刷マスクの役割と、プリプレグシート２１の表面の汚染防止の役割を果たしている。
【００１０】
導電性ペースト２４の充填方法について図８、図９、図１０（ａ）〜（ｇ）を用いてさらに説明する。
【００１１】
導電性ペースト２４の充填にはスキージング法が用いられているが、プリプレグシート２１には専用のマスクフィルム２２ａ，２２ｂが配置されているため、図８、図９に示すように充填用の版１０の版枠１にはプリプレグシート２１のペースト充填有効面積より広い２５０ｍｍ×４５０ｍｍの開口部４を設けた厚さ約３ｍｍのステンレス製のマスク２が取り付けられている。
【００１２】
導電性ペースト２４の充填は、まず、図１０（ａ）に示すように印刷機（図示せず）のステージ６に置載した両面にマスクフィルムが接着され、貫通孔２３が形成されたプリプレグシート２１にマスク２がセットされる。
【００１３】
次に、上方に設けられた上下左右に移動・加圧可能な往側スキージ８ａと復側スキージ８ｂのうち往側スキージ８ａのみをマスク２上の所定位置に降下させ、圧力をかけて導電性ペースト２４をローリングさせながら前進させている。
【００１４】
次に図１０（ｂ）に示すように、マスク２の開口縁部５ｂを通過してプリプレグシート２１上に到達する。往復のスキージ８ａ，８ｂは圧力を保持しながら位置に応じて自由に上下可能な機能を有している。
【００１５】
次に図１０（ｃ）に示すように、往側スキージ８ａはプリプレグシート２１上と再度マスク２の傾斜部を通過してマスク２上の定位置でストップした後、上昇させて導電性ペースト２４を自然落下させている。
【００１６】
次に図１０（ｄ）に示すように、復側スキージ８ｂのみをマスク２上の所定位置に下降させる。その後図１０（ｅ）〜（ｇ）に示すように往側スキージ８ａと同様に復側スキージ８ｂをマスク２とプリプレグシート２１上を通過させることで貫通孔２３への導電性ペースト２４の充填が完了する。
【００１７】
そして図７（ｄ）に示すように、プリプレグシート２１の両面からマスクフィルム２２ａ，２２ｂを剥離する。
【００１８】
次に図７（ｅ）に示すように、プリプレグシート２１の両面に銅などの金属箔２５ａ，２５ｂを重ねる。
【００１９】
この状態で熱プレスで加熱加圧することにより、図７（ｆ）に示すように、プリプレグシート２１の厚みが圧縮される（ｔ２＝約１００μｍ）とともにプリプレグシート２１と金属箔２５ａ，２５ｂとが接着され、両面の金属箔２５ａ，２５ｂは所定位置に設けた貫通孔２３に充填された導電性ペースト２４により電気的に接続されている。
【００２０】
そして、両面の金属箔２５ａ，２５ｂを選択的にエッチングして回路パターンが形成され（図示せず）て両面の回路基板が得られる。
【００２１】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
【００２２】
【特許文献１】
特開平６−２６８３４５号公報
【特許文献２】
特開平７−１０６７６０号公報
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来のペースト充填法における課題を図１１に示す。
【００２４】
すなわち（導電性ペースト２４粘度が高い場合、）、印刷を開始する際、マスク２の開口縁部５ｂを下降した時に、導電性ペースト２４がプリプレグシート２１面に押しつけられ、これによってスキージ８ｂエッジ周辺のペースト中の樹脂成分が押し出され、スキージ８ｂエッジ全面により高粘度の導電性ペースト２４が固着する。
【００２５】
この固着した導電性ペースト２４がプリプレグシート２１に形成された貫通孔２３を通過する際、特にスキージ８ｂのペースト充填幅全面で、かつスキージ進行方向の最初での貫通孔２３上に堅いペーストが残りやすく、マスクフィルム２２ａ，２２ｂを剥がす際に、導電性ペースト２４の一部がマスクフィルム２２ａ側に転写して品質に影響を及ぼす場合があるという問題があった。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の印刷用版や回路基板およびそれを用いたペースト充填方法は、製品の貫通孔をスキージが通過する前に、印刷用版上に設けたスキージクリーニング部を通過させてスキージエッジの高粘度のペーストを除去するもので品質に優れた回路基板が得られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、基板材料の全周あるいは一部の略外周部を覆う額縁状の開口部を有し、傾斜部の裏面先端と他の２辺に金属シートを所定量突出させて固着した印刷用版であり、少なくとも傾斜部の一方の金属シートの突出部の上面の所定位置に凸部を設けることで、傾斜部で形成されるスキージエッジ部の高粘度ペーストを除去することができ、製品の貫通孔への堅いペースト残りがなくなり、マスクフィルムを剥がす際に、ペーストの一部がマスクフィルム側に転写して品質に悪影響を及ぼす可能性を解消するという作用を有し、ペースト充填品質の高い印刷方法を行うための印刷用版を提供するものである。
【００２８】
本発明の請求項２に記載の発明は、金属シートの凸部が所定長の直線状の凸部からなる請求項１に記載の印刷用版であり、スキージ全体に付着したペーストを残らず、効率的に除去できるというものである。
【００２９】
本発明の請求項３及び請求項４に記載の発明は、金属シートの凸部が所定長に千鳥状に設けた凸部からなり、この構成によりスキージに付着したペーストを効率的に除去できるものである。また前記凸部を逐次重なり合う間隔で設ける、スキージ全体に付着したペーストを残らず除去できるというものである。
【００３０】
本発明の請求項５に記載の発明は、金属シートをエッチングして凸部を形成した請求項１に記載の印刷用版であり、千鳥状に設けた凸部であっても容易に形成することができるものである。
【００３１】
本発明の請求項６に記載の発明は、金属シートの凸部を成型法を用いて安価で容易に行えるものである。
【００３２】
本発明の請求項７に記載の発明は、凸部の高さは３μｍ以上４０μｍ以下である請求項１に記載の印刷用版であり、スキージに付着したペーストを効率的に除去するとともにスキージエッジにダメージを与えないというものである。
【００３３】
本発明の請求項８に記載の発明は、傾斜部は１５°の傾斜を備えている請求項１に記載の印刷用版であり、スキージの通過を容易にするものである。
【００３４】
本発明の請求項９に記載の発明は、凸部のエッジは丸め処理されている請求項１に記載の印刷用版であり、スキージエッジへのダメージを防止するものである。
【００３５】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１記載の印刷用版を用いて、スキージを往復させペーストを被印刷物に印刷する方法であって、印刷する前に印刷用版の凸部でスキージエッジに付着したペーストを除去する印刷方法であり、傾斜部で形成されるスキージエッジ部の高粘度ペーストを除去することができ、製品の貫通孔への堅いペースト残りがなくなり、マスクフィルムを剥がす際に、ペーストの一部がマスクフィルム側に転写して品質に悪影響を及ぼす可能性を解消するという作用を有し、ペースト充填品質の高い印刷方法を提供するものである。
【００３６】
本発明の請求項１１に記載の発明は、印刷用版の凸部の前でスキージを所定時間停止する請求項１０に記載の印刷方法であり、これによりスキージエッジ部の高粘度ペーストを確実に除去することができる。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３８】
（実施の形態１）
ペースト充填方法と充填用の版について以下に説明する。
【００３９】
図１は本発明の印刷用版の平面図、図２は本発明の印刷用版の断面図である。
【００４０】
また、図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の金属シートであり、図３（ａ）はその平面図、図３（ｂ）、図３（ｃ）はその断面図である。
【００４１】
図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の金属シートであり、図４（ａ）はその平面図、図４（ｂ）はその断面図、図４（ｃ）はその拡大平面図である。図５は本発明のスキージング法によるペースト充填の工程断面図であり、図６は本発明の印刷用版を用いたペースト充填時の一部断面図である。
【００４２】
なお、従来の技術で説明した同一の構成部分や部品には同一の番号を付与して詳細な説明は省略する。
【００４３】
本発明の印刷用版は図１、図２に示すように、版枠１にはプリプレグシート２１のペースト充填エリアより広い２５０ｍｍ×４５０ｍｍの開口部４を有する厚さ約３ｍｍのステンレス製のマスク２を取り付けている（なお、３００×５００ｍｍ、厚さ約１５０μｍのプリプレグシート２１には専用のマスクフィルムを配置している）。
【００４４】
マスク２の開口部４のスキージ進行方向（４５０ｍｍ側）にはスキージの通過を容易にするため１５°傾斜を備えた傾斜部５を設けている。
【００４５】
そしてマスク２の２辺の傾斜部５の裏面と他方の２辺の裏面には接着剤などで固定した金属シート３を約５ｍｍ突出させている。
【００４６】
そして、マスク２の傾斜部５裏面から突出した厚さ約１００μｍの金属シート３の上面の所定位置に図３（ａ）〜（ｃ）に示すように直線上の約４０μｍの凸部や、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように約３００μｍ径で５００μｍピッチに形成した高さ約４０μｍの凸部を５００μｍの間隔で千鳥状に配列したスキージクリーニング部７を形成している。
【００４７】
凸部の高さは実施の形態では４０μｍとしたが、３μｍ以上あれば同等の効果が得られることを確認している。スキージエッジにダメージを与えない高さの４０μｍ以下が望ましい。
【００４８】
直線上の凸部の形成はエッチング法や成型法を用い、千鳥状の凸部はエッチング法を用いた。
【００４９】
また、凸部のエッジはスキージエッジへのダメージを防止するため、エッチング法などを用いて丸め処理をするのが好ましい。
【００５０】
特に千鳥状に形成した場合は、形成した凸部が図４（ｃ）に示すように、各々の凸部が面一あるいは重なり合うよう配置するのが好ましい。また、実施の形態では凸部のみでスキージクリーニング部７を形成したが、凸部内に貫通孔や非貫通孔を設けても構わない。
【００５１】
導電ペーストへの充填方法を、図５（ａ）〜（ｇ）を用いて簡単に説明する。
【００５２】
導電性ペースト２４の充填は、まず、図５（ａ）に示すように印刷機（図示せず）のステージ６に置載した両面にマスクフィルム２２ａ，２２ｂが接着され、貫通孔２３が形成されたプリプレグシート２１にマスク２がセットされる。
【００５３】
そして、上方に設けられた上下左右に移動・加圧可能な往側スキージ８ａと復側スキージ８ｂのうち往側スキージ８ａのみをマスク２上の所定位置に降下させ、圧力をかけて導電性ペースト２４をローリングさせながら前進させている。
【００５４】
そして図５（ｂ）に示すようにマスク２の傾斜部５を通過してプリプレグシート２１上に到達する。往復のスキージ８ａ，８ｂは圧力を保持しながら位置に応じて自由に上下可能な機能を有している。
【００５５】
そして図５（ｃ）に示すように往側スキージ８ａはプリプレグシート２１上と再度マスク２の傾斜部５を通過してマスク２上の定位置でストップした後、上昇させて導電性ペースト２４を自然落下させている。
【００５６】
次に図５（ｄ）に示すように復側スキージ８ｂのみをマスク２上の所定位置に下降させる。
【００５７】
その後図５（ｅ）〜（ｇ）に示すように往側スキージ８ａと同様に復側スキージ８ｂをマスク２とプリプレグシート２１上を通過させることで貫通孔２３への導電性ペースト２４の充填が完了する。本発明の印刷用版は復側スキージ８ｂのスタート側のマスク２の傾斜部５裏面に上面の所定位置に凸部で形成したスキージクリーニング部７を有する金属シート３を突出させている。
【００５８】
図６は復側スキージ８ｂがスタートしてマスク２上、傾斜部５、金属シート３上のスキージクリーニング部７、製品内の貫通孔２３を通過した時点の一部断面図である。
【００５９】
その結果、復側スキージ８ｂで充填開始後、マスク２の傾斜部５を経由してスキージクリーニング部７を通過した際に、スキージクリーニング部７のマスク２の傾斜部５側の凸部エッジに除去された導電性ペースト２４が残っているのを確認した。
【００６０】
マスク２の傾斜部５からスキージクリーニング部７までの距離は傾斜部５下降時のスキージ８ｂ変形の復帰が可能な距離とするか、スキージ８ｂの速度を低速にするか一旦停止してスキージ８ｂの変形を復帰してから通常の速度で充填するとよい。
【００６１】
本実施の形態ではスキージクリーニング部７の前でスキージ８ｂを約１秒停止する方法で充填した。
【００６２】
そして、スキージクリーニング部７に残った導電性ペースト２４は次のプリプレグシート２１充填時に往側スキージ８ａで除去され、連続して効果のあることを確認した。
【００６３】
また、貫通孔に導電性ペースト２４が充填されたプリプレグシート２１を１００枚確認したが、スキージクリーニング部７通過後、貫通孔上にペースト残りはなく、マスクフィルム２２ａ，２２ｂ剥離時もマスクフィルム２２ａ，２２ｂに導電性ペースト２４が転写して品質に影響を及ぼすことがないことを確認した。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように本発明の印刷用版及び印刷方法は、回路基板の貫通孔にペースト充填する前に印刷用版に設けたスキージクリーニング部でスキージエッジの高粘度のペーストを除去することで、製品の貫通孔上に高粘度のペースト残りを防止することが可能となり、品質に優れた回路基板を提供できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の印刷用版の平面図
【図２】本発明の印刷用版の断面図
【図３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の第１の金属シートを示す図
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の第２の金属シートを示す図
【図５】（ａ）〜（ｇ）はそれぞれ本発明のスキージング法によるペースト充填の工程断面図
【図６】本発明の印刷用版を用いたペースト充填時の一部断面図
【図７】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ従来の両面の回路基板の製造方法の工程断面図
【図８】従来例の開口部を有するマスクを取り付けた版枠を示す斜視図
【図９】従来例の開口部を有するマスクを取り付けた版枠の断面図
【図１０】（ａ）〜（ｇ）はそれぞれ従来のスキージング法によるペースト充填の工程断面図
【図１１】従来例の回路基板を用いたペースト充填時の一部断面図
【符号の説明】
１版枠
２マスク
３金属シート
４開口部
５傾斜部
６ステージ
７スキージクリーニング部
８ａ往側スキージ
８ｂ復側スキージ
２１プリプレグシート
２２ａ，２２ｂマスクフィルム
２３貫通孔
２４導電性ペースト
２５ａ，２５ｂ金属箔

Claims

基板材料の全周あるいは一部の略外周部を覆う額縁状の開口部を有し、前記開口部のスキージ進行方向２辺の上方に傾斜部を設けたマスクを少なくとも四辺の版枠に固定し、傾斜部の裏面先端と他の２辺に金属シートを所定量突出させて固着した印刷用版であり、少なくとも傾斜部の一方の金属シートの突出部の上面に凸部を設けた印刷用版。
金属シートの凸部が所定長の直線状の凸部からなる請求項１に記載の印刷用版。
金属シートの凸部が所定長に千鳥状に設けた凸部からなる請求項１に記載の印刷用版。
金属シートに千鳥状に設けた凸部が逐次重なり合う間隔で設けた請求項３記載の印刷用版。
金属シートをエッチングして凸部を形成した請求項１に記載の印刷用版。
金属シートを成型して凸部を形成した請求項１に記載の印刷用版。
凸部の高さは３μｍ以上４０μｍ以下である請求項１に記載の印刷用版。
傾斜部は１５°の傾斜を備えている請求項１に記載の印刷用版。
凸部のエッジは丸め処理されている請求項１に記載の印刷用版。
請求項１記載の印刷用版を用いて、スキージを往復させペーストを被印刷物に印刷する方法であって、印刷する前に印刷用版の凸部でスキージエッジに付着したペーストを除去する印刷方法。
印刷用版の凸部の前でスキージを所定時間停止する請求項１０に記載の印刷方法。