JP5106726B2

JP5106726B2 - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP5106726B2
Application number: JP2001244325A
Authority: JP
Inventors: 啓一郎野村
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: JP2003060332A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，配線基板の製造方法に関する。さらに詳細には，ソルダレジスト（以下，ＳＲとする。）の形成工程においてＳＲインクを厚く塗布できるようにした配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，電話の基地局での使用等の産業用途の配線基板においては，いわゆるインフラ基板が用いられる。このインフラ基板は，通常の配線基板と比較して使用期間が長いため，耐久性および長期にわたる信頼性が求められる。そのため，板厚および導体厚が通常の配線基板より大きい。具体的には，携帯電話等に使用される通常の配線基板は，板厚０．４〜１．６ｍｍ，導体厚３０〜４０μｍの範囲内であるのに対して，インフラ基板は，板厚１．６〜５．０ｍｍ，導体厚５０〜６０μｍの範囲内である必要がある。
【０００３】
このようなインフラ基板を製造する際，表面へのＳＲインクの塗布も，通常の配線基板の場合より厚くする必要がある。具体的には，導体パターン上で１２μｍ以上の膜厚が必要である。そのＳＲインクの塗布方法としては，スクリーン印刷法や静電スプレーコーティング法等が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の方法には，次のような問題点があった。すなわち，従来のスクリーン印刷法では，塗布層中に気泡が多量に発生してしまう。この気泡があるとマイグレーションを起こしやすく，さらには，その気泡が割れの起点にもなる。
【０００５】
一方，静電スプレーコーティング法では，スクリーン印刷法での問題は発生しないが，塗布したＳＲ層の膜厚が均一にならない。また，ＳＲインクの使用効率が悪く無駄が多い。また，インフラ基板では，基板設置のため貫通孔が必要な場合がある。その場合，静電スプレーコーティング法を使用すると，貫通孔をＳＲインクで塞いでしまう。
【０００６】
本発明は，前記した従来の方法が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，ＳＲ層の膜厚が十分に確保され，気泡がほとんど発生せず，さらに，貫通孔を塞ぐことなくＳＲを厚く塗布できる配線基板の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の配線基板の製造方法は，回路加工済みの基板の表面の回路パターン上に，スクリーン印刷法によりＳＲインクを塗布する１次印刷工程と，１次印刷工程で塗布したＳＲインクの指触乾燥を行う１次指触乾燥工程と，１次指触乾燥工程を経たＳＲインク上にスクリーン印刷法によりＳＲインクを重ねて塗布する２次印刷工程と、２次印刷工程後にＳＲインクの指触乾燥を行う２次指触乾燥工程とを含んでおり，１次指触乾燥工程における指触乾燥時間は，前記２次指触乾燥工程における指触乾燥時間よりも短時間であって，第１指触乾燥工程後に形成されるＳＲ層が２次印刷工程時のスキージ圧で潰れないように硬化される時間であり，これらの工程を経て配線基板が製造される。
【０００８】
本発明の製造方法は，回路加工済みの基板を出発材とし，当該基板にＳＲインクを塗布して配線基板を製造する方法である。本方法は，第１印刷工程，第１指触乾燥工程，第２印刷工程の順に実施される。まず，第１印刷工程では，スクリーン印刷法により，基板の表面にＳＲインクが塗布される。次に，第１指触乾燥工程では，第１印刷工程で塗布したＳＲインクの指触乾燥を行う。次に，第２印刷工程では，第１印刷工程で塗布したＳＲインクに重ねてＳＲインクが塗布される。これにより，ＳＲ層の膜厚が十分に確保された配線基板が製造される。
【０００９】
また，本発明の配線基板の製造方法においては，１次印刷工程および２次印刷工程で，ポリエステル繊維製のスクリーン版を使用するとよい。ポリエステル繊維製の版を使用すると，ステンレス鋼製の版を使用した場合と比較して，ＳＲインクの塗布時にＳＲ内部で発生する気泡の数が少ない。すなわち，製造された配線基板の長期にわたる信頼性が確保される。
【００１０】
また，本発明の配線基板の製造方法においては，１次印刷工程および２次印刷工程で，基板の貫通孔に対応する位置にマスクを有するスクリーン版を使用するとよい。スクリーン版のうちマスクの部分は，ＳＲインクを通さない。このため，貫通孔がＳＲインクで塞がることはない。すなわち，貫通した穴を有する配線基板の製造に適している。
【００１１】
さらに，本発明の配線基板の製造方法においては，１次印刷工程を２次印刷工程より遅いスキージ速度で実施するとよい。１次印刷工程では，スキージ速度を遅く（１００〜２００ｍｍ／秒程度）することにより，導体パターン間にＳＲインクを確実に充填することができる。一方，２次印刷工程では，スキージ速度を速く（２５０〜３５０ｍｍ／秒程度）することにより，ＳＲ層の膜厚が確保できる。
【００１２】
さらに，本発明の配線基板の製造方法においては，２次印刷工程後にＳＲインクの指触乾燥を行う２次指触乾燥工程をさらに含み，１次指触乾燥工程における指触乾燥を，２次指触乾燥工程における指触乾燥より軽い条件で行うとよい。ここでいう「軽い条件」とは，低温もしくは短時間で実施することである。１次印刷工程で形成されたＳＲ層は，１次指触乾燥工程ばかりでなく２次指触乾燥工程においても熱履歴を受ける。このため，１次指触乾燥工程では，１次印刷工程で形成されたＳＲ層を２次印刷工程時にスキージ圧でつぶれない程度に軽く硬化させるのみで足りる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は，積層やパターン加工等の終了後の基板上にＳＲインクを塗布してインフラ基板を製造する方法として，本発明を具体化したものである。本実施の形態に係る方法は，スクリーン印刷法を基本に，気泡の発生，ＳＲ層膜厚不足等の問題を解決するための対策を加えたものである。
【００１４】
本形態に係るインフラ基板の印刷工程の手順を，図１に示すフローチャートに基づいて説明する。なお，インフラ基板の製造に必要な積層や，各層のパターン加工，層間導通構造の形成等の工程は済んでいる。
【００１５】
まず，前処理としてジェットスクラブを実施し（Ｓ１），導体層である銅表面を研磨する。次に，インフラ基盤の片側の表面上にＳＲ層を形成する（Ｓ２）。ＳＲ層の形成後，もう一方の面上にもＳＲ層を形成する（Ｓ３）。その後は，露光（Ｓ４），現像（Ｓ５），キュア（Ｓ６）の順に実施し，キュアが終了すると本工程は終了する。
【００１６】
次に，ＳＲ層の形成工程（Ｓ２）の詳細な手順を，図２に示すフローチャートに基づいて説明する。なお，Ｓ３も同様の手順による。まず，スクリーン印刷法によるＳＲ層の形成（Ｓ２１：以下，本ＳＲ形成を１次印刷とする。）を行う。１次印刷のスキージ速度は，１５０ｍｍ／秒（１００〜２００ｍｍ／秒の範囲内であればよい。）で行う。次に，形成したＳＲ層の指触乾燥（Ｓ２２：以下，本指触乾燥を１次指触乾燥とする。）を行う。次に，再び，スクリーン印刷法によるＳＲ層の形成（Ｓ２３：以下，本ＳＲ形成を２次印刷とする。）を行う。２次印刷のスキージ速度は，３００ｍｍ／秒（２５０〜３５０ｍｍ／秒の範囲内であればよい。）で行う。最後に，形成したＳＲ層の指触乾燥（Ｓ２４：以下，本指触乾燥を２次指触乾燥とする。）を行う。これにより，インフラ基板に適した厚みのあるＳＲ層が形成される。なお，１次指触乾燥および２次指触乾燥では，ＳＲ層の本硬化までは行わない。本硬化まで行ってしまうと，ＳＲ層の形成後の露光，現像が実施できなくなるためである。
【００１７】
本工程では，印刷工程を２回実施することにより，パターン肩上の膜厚を確保している。ここで，１次印刷では導体パターン上で３．０μｍ程度の膜厚のＳＲ層を形成する。さらに，１次印刷と２次印刷との間に，１次指触乾燥をしている。このため，２次印刷時に，１次で塗布したＳＲ層が潰れることなくＳＲインクを重ね塗りできる。なお，１次指触乾燥時にＳＲ層を硬化しすぎると，後に１次印刷と２次印刷との境界面で剥離が起きるため，１次指触乾燥はＳＲ層が２次印刷時に潰れない程度のごく軽い硬化に留める。その後，スキージ速度を速くして２次印刷を行うことにより，合計で導体層上で１２．０μｍ以上の膜厚のＳＲ層が確保できる。
【００１８】
この１次印刷および２次印刷でのスクリーン版は，ポリエステル繊維製のものを使用する。ポリエステル繊維としては，例えばＰＥＴが使用可能である。この版を使用すると，ＳＲ層内に発生する気泡は，１０個／３．０ｍｍ×４．５ｍｍ程度とごくわずかですむ。ところが，ステンレス鋼製の版を使用すると，ＳＲ層内の気泡は１７６個／３．０ｍｍ×４．５ｍｍの割合で非常に多く発生する。すなわち，ＳＲ層内の気泡は，ポリエステル繊維製の版を使用した方がはるかに少ない。
【００１９】
また，指触乾燥の条件としては，１次指触乾燥の条件が，温度５０〜６０℃，時間１０〜２０分の範囲内である。温度を６０℃以上，または時間を２０分以上で指触乾燥を行うと，ＳＲが過度に硬化してしまう。また，温度５０℃以下，または時間１０分以下で指触乾燥を行うと，２次印刷時にインクの必要な厚さが得られない。一方，２次指触乾燥の条件は，温度６３〜７３℃，時間２０〜２５分の範囲内で行う。温度を７３℃以上，または時間を２５分以上で指触乾燥を行うと，ＳＲが過度に硬化してしまい，露光に支障を来たす。また，温度６３℃以下，または時間２０分以下で指触乾燥を行うと，硬化があまりにも不十分で，以後の工程に使用するための取り扱いが不便である。
【００２０】
露光（Ｓ４）は，面毎に行う。ただし，各面の露光で，１次印刷と２次印刷とのそれぞれの分のＳＲがともに感光する。また，現像（Ｓ５）は，スプレー方式等により両面同時に行う。
【００２１】
次に，インフラ基板における貫通孔の確保について説明する。図３に，インフラ基板１０に対して，スクリーン印刷法にてＳＲ層を形成する場合の概念図を示す。スクリーン印刷法では，インフラ基板１０，スキージ４，インク５，スクリーン版６を使用する。インフラ基板１０は，樹脂層１と導体層２１，２２とを有している。さらにインフラ基板１０は，貫通孔３を有している。スクリーン版６には，点つき版を使用する。点つき版とは，版の一部にインク５を通さないマスク６１を設けた版のことである。このマスク６１は，印刷時に貫通孔３の上を覆う位置に配置されている。マスク６１のサイズは，貫通孔３の開口より一回り大きいものである。これにより，貫通孔３上をスキージ４が通過する際にインク５がマスク６１を通過しないため，貫通孔３がインク５により塞がることはない。
【００２２】
以上詳細に説明したように本形態の配線基板の製造方法では，ＳＲインクの塗布方法として，スクリーン印刷法でＳＲインクを塗布することとしている。次に，塗布したＳＲインクを指触乾燥することとしている。次に，塗布したＳＲインクに重ねてＳＲインクの塗布および指触乾燥をすることとしている。すなわち，ＳＲインク塗布および指触乾燥を２回行っている。これにより，ＳＲ層の膜厚が十分に確保される配線基板の製造方法が実現されている。
【００２３】
また，１次印刷および２次印刷時のスクリーン版としては，ポリエステル繊維製のものを使用することとしている。このため，ＳＲインクの塗布時に発生する気泡が少い。これにより，気泡がほとんど発生しない配線基板の製造方法が実現できる。
【００２４】
さらに，１次印刷および２次印刷時のスクリーン版には，一部をマスクした点つき版を使用することとしている。これにより，ＳＲインクの塗布時にインクによって貫通孔を塞ぐことはない。よって，貫通孔を塞ぐことのない配線基板の製造方法が実現できる。
【００２５】
さらには，印刷条件および指触乾燥条件を，１回目と２回目とで異なった条件で実施することとしている。すなわち，印刷工程では，２回目の印刷を１回目の印刷よりスキージ速度を速くすることとしている。また，指触乾燥工程では，１回目の指触乾燥を２回目の指触乾燥より低温短時間で実施することとしている。これにより，２回目の印刷時にＳＲ層の必要な厚さが確保され，安定した形状のＳＲ層が形成できる。また，層間剥離が生じることもない。
【００２６】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，ＳＲ層の膜厚が十分に確保され，気泡がほとんど発生せず，さらに，貫通孔を塞ぐことなくＳＲを厚く塗布できる配線基板の製造方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態によるインフラ基板の製造手順を示すフローチャートである。
【図２】実施の形態によるＳＲの形成手順を示すフローチャートである。
【図３】実施の形態によるスクリーン印刷の構成を示す図である。
【符号の説明】
３貫通孔
５インク
６スクリーン版
１０インフラ基板
６１マスク

Claims

回路加工済みの基板の表面の回路パターン上に，スクリーン印刷法によりソルダレジストインクを塗布する１次印刷工程と，
前記１次印刷工程で塗布したソルダレジストインクの指触乾燥を行う１次指触乾燥工程と，
前記１次指触乾燥工程を経たソルダレジストインク上にスクリーン印刷法によりソルダレジストインクを重ねて塗布する２次印刷工程と，
前記２次印刷工程後にソルダレジストインクの指触乾燥を行う２次指触乾燥工程と，
を含み，
前記１次指触乾燥工程における指触乾燥時間は，前記２次指触乾燥工程における指触乾燥時間よりも短時間であって，前記第１指触乾燥工程後に形成されるソルダレジスト層が前記２次印刷工程時のスキージ圧で潰れないように硬化される時間であることを特徴とする配線基板の製造方法。
請求項１に記載する配線基板の製造方法において，
前記１次印刷工程および前記２次印刷工程で，ポリエステル繊維製のスクリーン版を使用することを特徴とする配線基板の製造方法。
請求項１または請求項２に記載する配線基板の製造方法において，
前記１次印刷工程および前記２次印刷工程で，基板の貫通孔に対応する位置にマスクを有するスクリーン版を使用することを特徴とする配線基板の製造方法。
請求項１または請求項２または請求項３に記載する配線基板の製造方法において，
前記２次印刷工程を，前記１次印刷工程より速いスキージ速度で実施することを特徴とする配線基板の製造方法。
請求項１または請求項２または請求項３または請求項４に記載する配線基板の製造方法において，
前記１次指触乾燥工程における指触乾燥温度は，前記２次指触乾燥工程における指触乾燥温度よりも低温であることを特徴とする配線基板の製造方法。