JPH069297B2 - 回路パターンのスクリーン印刷方法 - Google Patents

回路パターンのスクリーン印刷方法

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JPH069297B2 JP63022175A JP2217588A JPH069297B2 JP H069297 B2 JPH069297 B2 JP H069297B2 JP 63022175 A JP63022175 A JP 63022175A JP 2217588 A JP2217588 A JP 2217588A JP H069297 B2 JPH069297 B2 JP H069297B2
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は基板上に回路パターンを印刷する方法、より具
体的に言えば、基板上の導電ペーストの微細な線をスク
リーン印刷する技術であつて、微細な線がより良く限定
され、且つ従来の技術のスクリーン印刷よりも、より均
一な高さを有するスクリーン印刷に関する。
B.従来の技術 電子パツケージ技術において、数千の回路と、しばしば
数百のI/O端子を有する微小集積回路装置は、より大
きな支持基板の回路に装着され、電気的に接続される。
しばしば、支持基板は、その表面に、複数個の上述のよ
うな集積回路デバイスを装着し、且つ各集積回路デバイ
スを動作関係に相互接続しなければならない。また、支
持基板上には、基板の回路に接続されている大きなI/
O端子が設けられており、これらのI/O端子は、コン
ピュータのような全体的な機器へ集積回路デバイスの機
能を結合させるために、関連する印刷基板の端子や、ケ
ーブル用コネクタなどに共働して接続するに充分大きな
端子である。
集積回路デバイスに、より大きな回路が設けられるよう
になつたので、支持基板中の電気回路はより複雑で、よ
り微小化されるようになつた。これらの要求は、例えば
米国特許第4245273号に開示されているような多
層セラミツク(multilayer ceramic-MLC)基板を用
いることによつて満たされている。
MLC基板は、粒子状のセラミツク材料を含むスラリー
と、有機樹脂バインダと、バインダの溶媒を準備するこ
とによつて製造される。スラリーは、ドクター・ブレー
ドによつて、シート状に成形され、そのシートは乾燥さ
れ、シートにバイア孔が穿孔され、シート上に回路のパ
ターンが印刷され、そして、導電ペーストでバイア孔が
満たされる。このような工程を経たシートは組み立て
て、ラミネートされ、次にこの積層体基板は、バインダ
を蒸発させ、且つ金属の内部回路を含む均一な素子とす
るために、セラミツク粒子を熔融するよう焼成される。
粒子状の金属、賦形剤及び溶媒の混合物を、グリーン・
セラミツク・シートの上に置かれたマスク中の開口に付
着する態様でグリーン・セラミツク中のバイア孔及び回
路パターンを通常のスクリーン印刷法によつて付着させ
る。基板上の回路パターンをスクリーン印刷するための
種々の装置が米国特許第3384931号、同第341
6440号及び同第4068994号などに記載されて
いる。マスクの回路のパターンがより複雑になるにつれ
て、マスクの原形を保全するために、マスクの厚さより
も小さな寸法の金属のタブがライン状のパターンを画定
する開口に周期的に与えられている。マスク中にこのよ
うなタブについては、1976年10月のIBMテクニ
カル・デイスクロジヤ・ブレデンの1790頁に記載が
ある。
C.発明が解決しようとする問題点 被着される回路ラインが、より細くなり相互により密接
して来たので、スクリーン印刷されたライン(細線上の
回路)の高さ及び幅の公差はより重要になつて来た。ラ
インの切断や、密接したライン間の短絡は、基板を使い
ものにならなくする。更に、そのような欠陥は、セラミ
ツク・シートが焼成された後にテストされるまで、検出
することが出来ない。このテストの時点までに、莫大な
費用を基板のために費さねばならない。焼成後のセラミ
ツク基板を破棄することは大きな費用と労力の浪費であ
る。
本発明の目的は、微細で、均一で、良好に画定された金
属ラインを基板上に被着する方法を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は、均一な幅と厚さを持つ線状(ライ
ン状)の金属パターンを基板上にスクリーン印刷する方
法を提供することにある。
本発明の他の目的は、マスクの摩耗を最小限にするスク
リーン印刷法を提供することにある。
D.問題点を解決するための手段 本発明の上述の目的または他の目的は、基板上に、導電
ペーストの微細なラインを被着する本発明のスクリーン
印刷法で達成される。本発明の方法は、ラインの開口の
所定のパターンを有するマスクを基板上に置く段階と、
マスクの開口部に導電ペーストをスクリーン印刷すると
共にマスクの表面を被う薄いペーストの層をマスクの上
表面に被着する段階と、ペーストが乾燥する前に、基板
からマスクを取り除く段階とで構成され、これにより基
板上に均一な高さのペーストのライン状のパターンを残
すものである。
E.実施例 第3A図、第3B図及び第3C図を参照すると、スクリ
ーン印刷に使われる公知の通常のマスクの開口のプロフ
イール、即ち断面図が示されている。そのような公知の
マスクは通常、金属の薄板10の両面にホトレジストを
被着し、一方の面に露光したパターンと同じパターンを
金属薄板の裏面にも整置し、露光した上、金属薄板10
の両面を蝕刻して作られる。金属薄板10の両面から蝕
刻された量はほぼ同じであり、開口12は対称形であ
る。テーパが付された内壁面は、蝕刻の進行が金属内に
垂直方向と水平方向とに進行するので、形成される。第
3B図に示されたマスク10の開口14は非対称形であ
り、これは、一方の面からの蝕刻が他面の面からの蝕刻
より多くの蝕刻が行われたことにより形成される。第3
C図には、一定間隔で線状の開口12を橋絡するタブ1
6が設けられた開口12が示されている。このタブはマ
スクの原形を保持するためのものであつて、これは、マ
スクが、相互に密接した長い線状の開口を沢山持つ場合
特に重要である。
第2A図及び第2B図を参照すると、スクリーン印刷に
より作られた導電ペーストのラインのパターンのプロフ
イルが示されている。基板20上のペーストのライン1
8の横断面は、比較的低い高さを持ち、良好に画定さ
れ、対称的で平滑な表面を有するスクリーン印刷された
条片状の導電ペーストを示している。このラインは本発
明の方法により作られた望ましい形の代表的なラインの
断面を示している。このようなラインは、ラミネートさ
れたとき、隣接するラインまで拡がつて短絡を生ずるこ
とはない。対照的に、第2B図に示されたライン22
は、好ましくない比較的高い厚さで、且つ画定が良くな
い。このようなラインを含むシートがラミネートされた
とき、このようなラインは拡がつて、隣り合つたライン
と短絡を生じ易い。
第1A図及び第1C図を参照すると、本発明のスクリー
ン印刷法の基本的なステツプが示されている。
基板32のバイア孔(図示せず)に整置された開口のパ
ターンを有するスクリーン印刷用マスク30が基板32
の上に置かれる。第1B図に示されたように、導電ペー
ストの層34が、(1)ラインの開口36と、(2)基
板32のバイア孔(図示せず)に被着され且つ、(3)
マスク30の表面上に薄いペースト層38を形成するよ
うに被着される。ペーストの被着は任意の装置で行うこ
とが出来る。これは、第4図に示したような押し出し型
のプリンタ40で行われるのが好ましい。プリンタ40
は導電ペースト44を充填したシリンダ42を有し、ピ
ストン48によつてノズル46から導電ペースト44を
押し出すタイプのものが好ましい。第5図に示したよう
に、ノズル46は、空隙用隆起部50が設けられ、ノズ
ルの端面とマスク30との間に空間を与える。この空間
を与えることによつて、マスクの表面にペーストの拡が
つた薄い層38が形成される。
セラミツク、またはガラス・セラミツク基板の多孔質の
性質は、マスクの開口に被着された導電ペーストの溶媒
を非常に速く吸収することが発見された。このことがペ
ーストを乾燥させる。マスクが基板から持ち上げられた
とき、ペーストは、第3A図及び第3B図に示された開
口を通過するよう僅かに収縮して流動するように、流体
状にとどまつていなければならず、そして、マスクが取
り外された後のペーストは、第2A図に示したように、
高さが低く均一な条片状のプロフイールを形成しなけれ
ばならない。ペーストが溶媒の一部を蒸発して乾燥され
たとき、従来の方法に従つた条片22は、第2B図に示
されたように、凹凸のある表面を有する高いプロフイー
ルを持つことになる。更に、若し、ペーストが乾燥しす
ぎると、ペーストの断片がマスクに残留するので、印刷
ラインに切断を生じる。ペーストの流動は、特にタブの
部分で悪くなるので、ペーストの乾燥すればする程、ラ
インの高さはより不均一になる。
上述の問題は、基板が溶媒を吸収する性質のために、従
来の技術でペーストのスクリーン印刷を行う際の共通の
問題である。この問題は、ラインの寸法が微小化すれば
する程、より困難になる。
本発明の方法はペーストから抜け出て基板によつて吸収
された溶媒を戻すように、マスクの開口中の印刷ライン
に付加的な溶媒源であるペーストの層をマスクの上表面
に与えることを含んでいる。溶媒を補給することによつ
て、マスクの開口内のペーストが液状にとどまるので、
平滑な外表面で且つ高さの低い均一な印刷ラインを得る
ことが出来る。マスクのペースト層は、マスクを再使用
する前に除去しなければならない。
本発明の方法は、溶媒が基板に吸収される傾向を持つあ
らゆる基板上にペーストを被着する際に有益である。本
発明は、内部に金属回路を有する多層基板を形成するよ
う積層されるグリーン・セラミツク・シート、またはグ
リーン・ガラス・セラミツク・シート上にスクリーン印
刷のラインを施す場合、特に有益である。そのようなシ
ートは任意の適当な厚さを持つことが出来るが、通常
は、0.17ミリメートル(7ミル)乃至0.30ミリ
メートルの厚さを有している本発明の方法は、任意の適
当なペーストを使用することが出来る。通常、ペースト
は、モリブデン、タンタル、壇銀などの金属、またはそ
れらの混合物のような導電体材料を含んでいる。ペース
トは任意の溶媒、または溶媒の混合物を含むことが出来
る。代表的な溶媒はブチル・カルビトール・アセテート
(butylcarbitol acetate)である。通常、ペースト
は、エチルセルローズなどの有機バインダを含んでい
る。金属マスクは任意の適当な厚さでよい。代表的なマ
スクの0.05ミリメートル(2ミル)乃至0.13ミ
リメートル(5ミル)の範囲であり、0.1ミリメート
ル(4ミル)程度の厚さが好ましい。本発明の処理方法
は、0.05ミリメートル乃至0.13ミリメートルの
範囲の厚さを有するマスク中のライン開口により形成さ
れている相対的に微細なラインのスクリーン印刷に最も
適している。
マスクの上表面のペースト層の厚さは任意の適当厚さで
よいが、0.0012ミリメートル(0.5ミル)乃至
0.0762ミリメートル(3ミル)の範囲が望まし
い。ペーストの厚さについての他の表わし方に従うと、
ペースト層の厚さと、マスクの厚さとの比は四分の1乃
至1の範囲である。
F.発明の効果 セラミツクのような支持基板上に、短絡や切断の欠陥を
持たない微細な回路パターンを設けることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1A図乃至第1C図は本発明の方法のステツプを説明
するための断面図、第2A図は本発明のスクリーン印刷
法によつて形成されたラインを代表する低いペーストの
高さを有するスクリーン印刷ラインのプロフイールを示
す図、第2B図は高密度パツケージにおいて好ましくな
い、高いペーストの高さのスクリーン印刷ラインのプロ
フイールを示す図、第3A図は代表的なマスクの開口の
プロフイールを示すスクリーン印刷用マスクの断面図、
第3B図はマスクの他の形の開口のプロフイールを示す
スクリーン印刷用マスクの断面図、第3C図はスクリー
ン印刷用マスクのライン開口を横切るタブを示すマスク
の断面図、第3D図は、第3C図のマスクの平面図、第
4図は本発明の方法を実施するために、マスク上に置か
れた押し出し式プリンタの断面図、第5図は第4図の線
5−5から見た押し出し式プリンタの先端部の側面図で
ある。 18……導電ペーストのライン、30……マスク、32
……基板、34……導電ペースト、36……ラインの開
口、38……薄いペースト層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−68291(JP,A) 特開 昭57−132393(JP,A) 特公 昭58−2472(JP,B2)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】線状開口パターンを有するスクリーン印刷
    マスクを、被着する導電ペーストから溶媒を吸収し得る
    基板上に載置し、 上記スクリーン印刷マスクの線状開口に導電ペーストを
    充填すると共に該マスクの上表面に前記線状開口に充填
    した導電ペーストに対して溶媒を供給する導電ペースト
    の薄層を形成するように、 該マスクの上に導電ペーストを被着し、 上記被着された導電ペーストが乾く前に、上記基板から
    上記スクリーン印刷マスクを取り除くことにより、 基板上に導電ペーストの均一な高さの線状パターンを形
    成することを特徴とする、回路パターン印刷方法。
  2. 【請求項2】上記導電ペーストは、上記スクリーン印刷
    マスクの上表面に対して間隔を保つた状態に維持するた
    めの隆起部を端面に有するノズルを介して、該マスクの
    上表面に被着することを特徴とする特許請求の範囲第
    (1)項記載の方法。
JP63022175A 1987-04-06 1988-02-03 回路パターンのスクリーン印刷方法 Expired - Fee Related JPH069297B2 (ja)

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