JP5076823B2

JP5076823B2 - 配線基板の欠陥補修方法

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Publication number: JP5076823B2
Application number: JP2007295121A
Authority: JP
Inventors: 渉後藤; 直人亀川
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-11-14
Also published as: JP2009123855A

Description

本発明は、配線基板の製造工程で生じやすい配線パターンの断線や凹み等を補修する配線基板の欠陥補修方法に関する。

近年、電子機器の小型化、高性能化に伴い、配線基板における配線の微細化および高密度化が要求されている。このため、配線基板の製造工程では、配線の線幅と線間隔を狭くしようとすると、配線を無欠陥で形成するのが難しく、断線や凹み等の欠陥が生じ易い。

そこで、このような断線や凹み等が生じた場合には、断線箇所等に線材を接続する補修方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。例えば図５に示すように、絶縁基板５１上に配線パターン５２を含む配線層を形成した後、配線パターン５２に断線箇所５４等の欠陥が検出された場合には、断線箇所５４に断線幅と同じ幅の線材５３の両端を半田付けすることによって断線の修正が行われていた。

しかしながら、このような線材５３を用いた従来の補修方法では、線材５３の厚みの分だけ修正された箇所が盛り上がるため、修正された配線パターン５２上に絶縁層５５を積層すると、絶縁層５５のその部位の厚さが薄くなり、特に薄型化を要求されるような層間厚の薄い多層基板の場合には絶縁性を確保することが困難であった。また、この方法では、配線の線幅と線間隔が狭いため、高度の位置合わせ精度が求められ、作業性が悪化しやすい。
特開平５−２８３８２３号公報

本発明の目的は、このような問題に対処するためになされたもので、配線パターンの欠落箇所を盛り上がりなく平坦に、かつ容易に補修することが可能な配線基板の欠陥補修方法を提供することにある。

本発明の一態様に係る配線基板の欠陥補修方法は、前記硬化工程で硬化された導電性ペーストの配線からはみ出した部分を除去する除去工程をさらに具備することを特徴とする。これによれば、配線層の欠落箇所に導電性ペーストを塗布し硬化させた後、配線からはみ出した部分を除去することで、より確実に平坦に補修することができる。

すなわち、配線基板の製造工程において、配線層の欠落箇所とその欠落量を検出し、欠落量に見合った量の導電性ペーストを塗布し硬化させてから、絶縁層を被覆する。これにより、配線層の欠落箇所を盛り上がりなく平坦に補修することができる。また、欠落箇所に例えば線材を接続する従来の補修方法に比べて、容易に補修することができる。

また、本発明に係る配線基板の欠陥補修方法は、前記硬化工程で硬化された導電性ペーストの配線からはみ出した部分を除去する除去工程をさらに具備することを特徴とする。
これによれば、配線層の欠落箇所に導電性ペーストを塗布し硬化させた後、配線からはみ出した部分を除去することで、より確実に平坦に補修することができる。

また、本発明に係る配線基板の欠陥補修方法は、前記塗布工程における導電性ペーストの塗布は、ディスペンサにより行われることを特徴とする。
これによれば、配線層の欠落箇所に導電性ペーストを容易に塗布することができ、作業性が向上する。

本発明によれば、配線パターンの欠落箇所を盛り上がりなく平坦に、かつ容易に補修することが可能である。

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

図１は、本発明に係る配線基板の欠陥補修方法の概略を示すフローチャートである。

予め絶縁基板上に配線パターンを含む配線層を形成しておき、光学的もしくは超音波による撮像手段を用いて、断線や凹み等により配線が欠落している位置とその欠落箇所の面積の検出を行う（Ｓ１１、Ｓ１２）。

光学的撮像手段を用いた場合には、例えばＣＣＤカメラ等により配線パターンを撮像し、この画像データを検査基準となる無欠陥のＣＡＤデータと比較して、対応しない箇所を欠落箇所として抽出し、あわせてその面積を算出する。

一方、超音波撮像手段を用いた場合には、配線パターンを超音波で掃印し、配線パターンで反射してエコーとなって帰還する超音波映像をトランスデューサーで検出し、この画像データを検査基準となる無欠陥のＣＡＤデータと比較して、対応しない箇所を欠落箇所として抽出し、あわせてその面積を算出する。次に、検出した欠落箇所の面積に所定の配線パターンの厚みを乗じて、欠落量を算出する。

次に、検出された欠落箇所に、例えばディスペンサ等で導電性ペーストの所定量を塗布する（Ｓ１３）。導電性ペーストとしては、例えば銅、銀、金、カーボン等の導電性材料にフェノール系樹脂等のバインダー成分と溶剤を加え、ペースト状としたものが用いられる。上記導電性材料の粒径は、微細な配線（例えば５０μｍ）を補修する上で、
１．０μｍ以下であることが好ましい。また、導電性ペーストの塗布量は、揮発して減量する分や塗布されたペーストが配線の線幅方向に流れ込む量を考慮して、算出された欠落量よりもやや多い量が好ましい。これによれば、検出された欠落箇所の面積（欠落量）に応じて塗布量を調整することで、補修された欠落箇所におけるペーストの盛り上がりを最小限に抑えることができる。なお、上記導電性材料には、粒径５〜１０ｎｍといったナノ粒子を用いることもできる。これによれば、欠落箇所に十分な数の超微細粒子が溶着して高い導電性を得ることができる。

続いて、欠落箇所に塗布された導電性ペーストを加熱して硬化させる（Ｓ１４）。硬化した後、例えば上記欠陥検出工程（Ｓ１１）で用いた光学的もしくは超音波による撮像手段によって外観検査を行う（Ｓ１５）。

外観検査で、導電性ペーストの過剰塗布によって生じる配線の厚み以上の盛り上がりや、配線の線幅からはみ出た部分を検出した場合には（Ｓ１６）、例えばブレードもしくはレーザ照射等により、はみ出た部分を切削して平坦にすることが好ましい（Ｓ１７）。ブレードにより切削する場合は、配線パターンの形状にブレードの切欠部が係合するように当接させて、配線パターンと平行にブレードを移動させることにより、余分なペーストを削り取って平坦にする。

配線パターン上に絶縁層を積層することで（Ｓ１８）、図２に示すような欠陥が補修された配線基板１が得られる。図２は、欠陥が補修された配線基板１を模式的に示す断面図である。

図２に示すように、配線パターン２の断線箇所３を盛り上がりなく、平坦に補修することができる。これにより、配線パターン３を含む配線層上に絶縁層４を積層しても、その補修部位が平坦であるため絶縁性を確実に確保することができる。特に薄型化が要求されるような多層構造の配線基板に好適である。また、配線の欠落箇所に対して、光学的撮像手段等を用いてその位置と欠落量を検出し、欠落量に見合った量の導電性ペーストを例えばディスペンサ等で塗布するため、作業者に高度な位置合わせ精度がなくても、容易に効率よく補修することができる。

次に、本発明の第１の実施形態に係る配線基板の欠陥補修方法を図３と図４を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図３は、本実施形態に係る配線基板の欠陥補修装置の構成を模式的に示す図である。

欠陥補修装置は、配線パターンを撮像するＣＣＤカメラ２１と、その撮像結果と検出基準となる配線パターンのＣＡＤデータを比較して欠陥を検出する欠陥検出部２２と、検出された欠陥のある箇所にペーストを塗布するディスペンサを備えたペースト塗布部２３と、塗布されたペーストを熱硬化するハロゲンランプ照明光源を備えた硬化部２４と、硬化された余分なペーストを切削するブレードを備えた切削部２５と、これらを制御する制御部２６から構成されている。

以下、この装置を用いた配線基板の欠陥補修方法について図４を用いて説明する。図４は、本実施形態に係る配線基板の欠陥補修方法を模式的に示す工程図である。

予め、片面銅張り板を用意し、その片面の銅箔をエッチングでパターン化して幅５０μｍ、ピッチ８０μｍの配線パターン３２を含む配線層を形成した後、図４（ａ）に示すように、配線パターン３２の一部を人為的に断線させておく。

このパターン断線を有する配線基板３３をＸＹテーブル２７（図３参照）上に載置し、ＸＹテーブル２７を駆動して配線基板３３がＣＣＤカメラ２１の真下に来るように位置決めする。この配線基板３３をＣＣＤカメラ２１により撮像し、欠陥検出部２２にて、撮像結果と検出基準であるＣＡＤデータと比較して、配線パターン３２の断線箇所３４の座標位置を検出する。さらに、その断線箇所３４の面積も検出して、これらのデータを制御部２６に送る。

次に、制御部２６に送られた断線箇所３４の座標位置のデータに基づいて配線基板３３が載置されたＸＹテーブル２７を駆動し、ディスペンサ３６が設置されたペースト塗布部２３の真下に移動させる。図４（ｂ）に示すように、断線箇所３４にディスペンサ３６により導電性ペースト３５を塗布する。その塗布量は、制御部２６に送られた断線箇所３４の面積に配線パターン３２の厚み１２μｍを乗じて求めた量よりもやや多い量であることが好ましい。なお、塗布した導電性ペースト３５は、プロピレングリコールエーテルなどの有機溶媒に８５〜９５重量％の粒径０．５μｍの銀粒子と、バインダー成分としてフェノール系樹脂とを混合して、粘度を３００Ｐａ・ｓ（２２℃）としたものである。

この後、配線基板３３が載置されたＸＹテーブル２７（図３参照）を駆動して、ハロゲンランプ照明光源が配置された硬化部２４の真下に移動させて、この光源の熱によって導電性ペースト３５を熱硬化する。

次に、配線基板３３が載置されたＸＹテーブル２７を駆動して、再度、ＣＣＤカメラ２１の真下に移動しＣＣＤカメラ２１により、この配線基板３３を撮像する。欠陥検出部２２で撮像結果と検出基準であるＣＡＤデータを比較する。

図４（ｃ）に示すような配線パターン３２の厚さからはみ出た硬化されたペースト（切削箇所）の座標位置を検出した場合には、この座標データに基づいて配線基板３３が載置されたＸＹテーブル２７を駆動して、配線パターン３２の配線の断面に対応する切欠部を有するブレード３７が設置された切削部２５の真下に移動させ、ブレード３７によって過剰に被覆された部分を削り取る。これにより、図４（ｄ）に示すような、パターン断線が補修された配線基板３３が得られる。この後、配線パターン３２を覆うように絶縁層を積層する。

本実施形態によれば、配線パターン３２の断線箇所３４を盛り上がりなく平坦に補修することができる。また、断線箇所３４に例えば線材を接続して補修する従来の方法と比べて、容易に補修することができ、作業性の向上を図ることができる。また、本実施形態の補修方法を用いて配線基板３３を製造することにより、配線基板３３の製造不良を低減して歩留まりを向上させることができる。

なお、本実施形態で得られた配線基板３３について、ＴＣＴ（温度サイクルテスト）、ＴＨＢ（高温高湿バイアステスト）を行い、信頼性を評価した。ＴＣＴでは、配線基板３３をプレコンディション（３０℃、７０％ＲＨ下で２１６時間放置した後、２６０℃ＭＡＸでリフロー３回）した後、−６５℃／３０分〜１２５℃／３０分の温度サイクルで５００サイクル後の抵抗値を測定したところ、初期抵抗に対する抵抗上昇は１０％以下であった。一方、ＴＨＢでは、配線基板３３をプレコンディション（３０℃、７０％ＲＨ下で２１６時間放置した後、２６０℃ＭＡＸでリフロー３回）した後、８５℃、８５％ＲＨの条件で、この配線基板３３に１２Ｖのバイアス電圧を５００時間印加した後、絶縁抵抗を測定したところ、１０^８Ω以上であった。

以上のことからも明らかなように、本実施形態によれば、信頼性に優れた配線基板３３を得ることができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の各実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本発明に係る配線基板の欠陥補修方法のフローチャートを示した図。図１に示した方法によって欠陥が補修された配線基板を模式的に示す断面図。本発明の第１の実施形態に係る欠陥補修装置を模式的に示す図。図３に示した装置を用いた欠陥補修方法を模式的に示す工程図。従来の方法により補修された配線基板を模式的に示す断面図。

符号の説明

１，３３…配線基板、２，３２，５２…配線パターン、３，３４，５４…断線箇所、４，５５…絶縁層、５，３１，５１…絶縁基板、２１…ＣＣＤカメラ、２２…欠陥検出部、２３…ペースト塗布部、２４…硬化部、２５…切削部、２６…制御部、２７…ＸＹテーブル、３５…導電性ペースト、３６…ディスペンサ、３７…ブレード、５３…線材。

Claims

配線基板の配線層の欠落箇所とその欠落量を検出する欠陥検出工程と、
前記欠陥検出工程で検出された欠落箇所に前記欠落量に見合った量の導電性ペーストを塗布する塗布工程と、
前記塗布工程で塗布された導電性ペーストを硬化させる硬化工程と、
前記硬化工程で硬化された前記導電性ペーストの、前記配線層の厚み以上の盛り上がった部分を除去して平坦にする除去工程と、
前記配線層上に絶縁層を被覆する絶縁層被覆工程と
を具備することを特徴とする配線基板の欠陥補修方法。
前記塗布工程における導電性ペーストの塗布は、ディスペンサにより行われることを特徴とする請求項１に記載の配線基板の欠陥補修方法。