JPH07249866A

JPH07249866A - 硬化性ペーストの充填方法

Info

Publication number: JPH07249866A
Application number: JP3872794A
Authority: JP
Inventors: Toshiji Shimamoto; 敏次島本; Toshihiro Katayama; 俊宏片山
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1995-09-26

Abstract

(57)【要約】【目的】基板に形成された貫通孔または非貫通孔への硬
化性ペーストの充填を効率良く、しかも確実に、該貫通
孔または非貫通孔に充填することのできる硬化性ペース
トの充填方法を提供する。【構成】（ａ）両面に導電層１を有する絶縁基板２の両
面に配線パターン３を形成し、（ｂ）該基板に貫通孔
（非貫通孔）４を設けることにより得られた、貫通孔
（非貫通孔）を有する基板を使用し、（ｃ）該貫通孔
に、硬化性ペースト５をスキージでスクリーン印刷する
ことにより仮充填した後、（ｄ）該基板に超音波発信子
を当接し、基板を振動させて、硬化性ペーストの充填を
完了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板に形成された貫通
孔または非貫通孔への硬化性ペーストの充填を効率良
く、しかも確実に、該貫通孔または非貫通孔に充填する
ことのできる硬化性ペーストの充填方法である。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板の製造方法におい
て、貫通孔または非貫通孔を設けた基板の該貫通孔また
は非貫通孔に、硬化後に導電性を呈する硬化性ペースト
を充填して、該基板における電気的接続を行う場合があ
る。

【０００３】上記の硬化性ペーストを基板の貫通孔また
は非貫通孔へ充填する場合、該硬化性ペーストを１回の
印刷で行うのが理想的であるが、この方法は効率的であ
る反面、硬化性ペーストの持つチクソトロピック性が原
因で、貫通孔の場合は、後記の比較例１、更には、図３
に示すように、基板の印刷面に対して裏面に位置する貫
通孔の開孔部周囲にまで硬化性ペーストを廻り込ませる
ことができず、その結果、該開孔部周囲に予め形成され
たランド部との十分な電気的接続をとることができなか
ったり、非貫通孔の場合は、底部の隅々にまで硬化性ペ
ーストを確実に充填することができなかったりするとい
う問題を有する。

【０００４】そこで、かかる硬化性ペーストの充填を効
率よく行うため、これまで種々の検討がなされている。
例えば、特開昭５６−６００９３号には、基板に設けら
れた貫通孔の片方の面から硬化性ペーストを充填し、該
硬化性ペーストを硬化した後、もう一方の面から再度硬
化性ペーストを充填硬化することよりなる充填方法（表
裏充填方法）が提案されている。

【０００５】また、特開昭５７−２０８１９４号には、
被充填物質を印刷法によって充填する際に、被充填物質
もしくは充填治具に機械的振動を与えながら充填するこ
とにより充填する方法（振動充填方法）が記載されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記表裏充
填方法は、ある程度の充填効果はあるものの、充填硬化
を２回行うといった煩雑さの他、硬化性ペーストが銅等
の酸化され易い導電性粉末を含む場合、１回目の硬化
時、硬化体表面に露出する導電性粉末が酸化され、次に
充填されるペーストとの電気的接続の障害になるといっ
た問題を招くことがある。

【０００７】一方、振動充填方法は、硬化性ペーストを
貫通孔または非貫通孔に確実に充填することが可能であ
るが、印刷による充填時に硬化性ペーストや印刷版等の
充填治具などに機械的振動を与えるため、印刷の精度を
阻害するという問題を有していた。

【０００８】また、機械的振動により印刷中の硬化性ペ
ーストの粘度が、そのチクソトロピック性により著しく
低下し、印刷版への裏廻りを生じ、印刷版を汚染する結
果、印刷されたパターンに滲みが生じるという現象が起
こる。そして、かかる汚染を防止するため、印刷版の裏
拭きの頻度が増し、硬化性ペーストの充填における生産
性を下げるといった問題を招いていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、基板に設けられ
た貫通孔または非貫通孔に、硬化性ペーストに振動を与
えることなく印刷して充填した後、該基板に振動を与え
ることにより簡単にしかも印刷時の滲みを起こさずに、
硬化性ペーストが基板の貫通孔或いは非貫通孔に、生産
性よく充填できることを見い出し、本発明を完成するに
至った。

【００１０】即ち、本発明は、基板に設けられた貫通孔
または非貫通孔に、振動を与えることなく硬化性ペース
トを印刷して仮充填した後、該仮充填された硬化性ペー
ストに振動を与えて充填を完了することを特徴とする硬
化性ペーストの充填方法である。

【００１１】本発明において、使用する基板は、貫通孔
又は非貫通孔を有するものであれば特に制限されず、プ
リント配線板に使用される公知の材質、構造を有するも
のが制限無く使用される。代表的なものを例示すれば、
紙基材−フェノール樹脂積層基板、紙基材−エポキシ樹
脂積層基板、紙基材−ポリエステル樹脂積層基板、ガラ
ス基材−エポキシ樹脂積層基板、紙基材−テフロン樹脂
積層基板、ガラス基材−ポリイミド樹脂積層基板、ガラ
ス基材−ＢＴ（ビスマレイミド−トリアジン）レジン樹
脂積層基板、コンポジット樹脂基板等の合成樹脂基板、
ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等のフレキシブル基
板や、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金属をエポキ
シ樹脂等で覆って絶縁処理した金属系絶縁基板、セラミ
ックス基板等が挙げられる。

【００１２】また、上記の基板は、一般に、本発明の方
法による充填を行う前に、その少なくとも一方の面或い
は基板内層に回路パターン或いは回路パターン形成用の
銅箔等よりなる導電層が形成されたものが使用される。
この回路パターン或いは回路パターン形成用の導電層の
材質は、導電性を有するものであれば特に制限されな
い。

【００１３】代表的な材質を例示すれば、銅、ニッケ
ル、アルミニウム等の金属材料が挙げられる。また、上
記回路パターン或いはパターン形成用の導電層の厚みに
ついても特に制限されないが、一般には５〜７０μｍが
適当である。

【００１４】上記貫通孔または非貫通孔の径は、硬化性
ペーストを充填することが可能な程度の孔径以上が確保
されていれば良く、通常、０．０５ｍｍ以上、好ましく
は、０．１〜２ｍｍの範囲より、その目的に応じて決定
される。

【００１５】本発明において、上記貫通孔または非貫通
孔に、仮充填する硬化性ペーストは、チクソトロピック
性を有し、熱、光等によって硬化する特性を有するもの
が特に制限なく使用される。

【００１６】かかる硬化性ペーストの好適なチクソトロ
ピック性は、円錐平板型回転粘度計を使用して測定され
るチクソトロピックインデックスが、１．１〜３程度、
好ましくは１．３〜２．５を示すものである。

【００１７】また、硬化性ペーストは、印刷時の取扱い
性、印刷性の点から、粘度が１００〜５００００ポイズ
のものが好適に使用される。

【００１８】本発明に使用される硬化性ペーストの代表
的なものを具体的に例示すれば、硬化後に導電性を呈す
る硬化性ペースト（以下、硬化性導電ペーストともい
う）が挙げられる。該硬化性導電ペーストとしては、
金、銀、銅、ニッケル、鉛、カーボン等の導電性粉末を
２０〜６０容量％含有するエポキシ樹脂、フェノール樹
脂等の架橋性の熱硬化性樹脂を、必要により有機溶剤と
共に混合してペースト状とした公知の硬化性導電ペース
トが一般に使用される。

【００１９】また、上記硬化性導電ペーストは、硬化後
に良好な電気的接続を得るために、硬化後の電気抵抗
が、１×１０^-2Ω・ｃｍ以下となるように、導電性粉末
等の導電材料の選択、及び各成分の使用量を調節するこ
とが好ましい。

【００２０】また、導電性粉末を含有しない硬化性ペー
ストは、該導電性粉末に代えて無機フィラー或いは有機
フィラーを含有するものが一般に使用される。

【００２１】本発明において、硬化性ペーストの基板の
貫通孔または非貫通孔への仮充填は、印刷によって実施
される。

【００２２】かかる印刷法としては、所定のパターンを
有する印刷版（スクリーン）を介して硬化性ペーストよ
りなるインキをスキージの移動により印刷する、いわゆ
るスクリーン印刷法が一般に採用される。

【００２３】具体的には、印刷版として、テトロンメッ
シュ或いはステンレスメッシュの全面に感光性樹脂を塗
布し、所定の印刷パターンに対応するパターンとなるよ
うに露光、現像を行って得られる版、ステンレス板を所
定の印刷パターンに対応するパターンとなるようにエッ
チングして得られる版（メタルマスク）等が用いられ
る。

【００２４】また、印刷版のパターンは、基板の貫通孔
又は非貫通孔の部分において、該孔径より若干大きめ、
具体的には０．１〜２ｍｍ程度大きめの円形のパターン
となるように設定することが好ましい。

【００２５】また、印刷における印圧（スキージの押し
込み量）は１〜２０ｍｍ、スキージスピードは０．３〜
３ｍ／分の範囲より、硬化性ペーストの特性、基板の貫
通孔又は非貫通孔の孔径に応じて、適宜選択して決定す
ることが好ましい。

【００２６】本発明において、特に重要な要件は、上記
硬化性ペーストの印刷による仮充填時に該硬化性ペース
トに直接或いは間接的な振動を実質的に与えないこと、
換言すれば、印刷版、スキージ等の印刷具或いは印刷治
工具や硬化性ペーストに実質的に振動を与えずに印刷す
ることが重要である。

【００２７】即ち、硬化性ペーストは、チクソトロピッ
ク性により、これに振動を与えるとペースト粘度が低下
し、貫通孔または非貫通孔への充填は容易になるが、印
刷機や治工具等に振動を与えることは印刷精度を下げる
という悪影響がある。また、硬化性ペーストの粘度の低
下により、印刷時に硬化性ペーストの印刷版の裏廻り現
象が起こり、結果的に硬化性ペーストが基板上で滲み印
刷版の裏拭きを何度も行う必要が生じ、生産性、印刷精
度を著しく下げるといった不都合が起こる。

【００２８】これに対して、本発明にあっては、硬化性
ペーストに直接或いは間接的に振動を与えることなく、
印刷による仮充填を行うことにより、かかる問題を回避
することができ、しかる後、該仮充填された硬化性ペー
ストに振動を与えることにより、極めて信頼性の高い充
填を実施することが可能となった。

【００２９】本発明において、該硬化性ペーストの印刷
による仮充填は、硬化性ペーストが貫通孔または非貫通
孔を可及的に満たし、且つ基板の表面より若干、具体的
には、０．０５ｍｍ以上、好ましくは、０．１〜２ｍｍ
突出する程度に仮充填する方法が好ましい。

【００３０】特に、貫通孔に硬化性ペーストを仮充填す
る場合は、印刷面に対して裏面の突出高さが高くなるよ
うに設定することが、該印刷面側に印刷によって形成さ
れた硬化性ペーストが、振動によって余分にな広がるの
を効果的に防止でき好ましい。一般にかかる比率は、印
刷面に対して裏面の突出高さが、１．２〜２となるよう
決定することが好ましい。

【００３１】上記のように、硬化性ペーストを基板より
突出させて仮充填することにより、該突出部に存在する
硬化性ペーストが、後に振動を与えることによって、充
填が不十分な部分に硬化性ペーストを供給することがで
きる。また、貫通孔の裏面において突出させた硬化性ペ
ーストは、振動によって該孔の開口部周囲に回り込むこ
とが可能となり、特に、硬化性ペーストが硬化性導電ペ
ーストである場合には、回路パターン間の電気的接続を
確実に行うことができる。

【００３２】また、印刷は１回或いは複数回行ってもよ
いが、生産性を考慮すると１回の印刷で行うのが好まし
い。

【００３３】本発明において、上記貫通孔または非貫通
孔に硬化性ペーストを仮充填した後、該硬化性ペースト
を硬化する前、即ち、該硬化性ペーストがチクソトロピ
ック性を有している間に、該基板に振動を与えて充填を
完了することにある。

【００３４】基板に振動を与える方法は、仮充填された
硬化性ペーストを直接的或いは間接的に振動させる方法
が、特に制限なく採用される。具体的な手段を例示すれ
ば、超音波振動子を基板に或いは該基板を支えている治
工具に当てることにより、硬化性ペーストに間接的に振
動を与える方法や、振とう機のような比較的低周波の機
械的な振動を基板或いは治工具に与えることにより、硬
化性ペーストに間接的に振動を与える方法が一般的であ
る。一方、硬化性ペーストを直接振動させる方法として
は、上記硬化性ペーストが実質的に溶解せず、且つ基板
に対しても著しい影響を与えない液体、例えば、パーフ
ルオロトリペンチルアミン等のフッ素系不活性液体に基
板を浸漬し、該液体中に超音波を照射する方法が挙げら
れる。

【００３５】上記態様の内、硬化性ペーストに間接的に
振動を与える方法が、操作が簡便であり好ましい。

【００３６】また、上記振動の周波数は、１０Ｈｚから
５０ｋＨｚの範囲が特に制限なく採用することができ、
基板の大きさ、硬化性ペーストの粘度等に応じて、かか
る範囲より適宜選択すれば良い。

【００３７】更に、上記振動において、振幅は３ｍｍ以
下に抑えることが、硬化性ペーストの余分な広がりや滲
みを防止することができ好ましい。

【００３８】更にまた、振動は余り長時間実施すると、
印刷パターンの滲みの問題等が生じるため、一般には、
１〜６０分間、好ましくは、１〜１０分間の範囲内で実
施することが好ましい。

【００３９】本発明において、貫通孔または非貫通孔に
充填された硬化性ペーストの硬化は、熱風炉、赤外線
炉、遠赤外線炉、紫外線硬化炉、電子線硬化炉等の公知
の硬化方法より、硬化性ペーストの硬化に適するものを
適宜選んで硬化させれば良い。

【００４０】また、充填後に硬化性ペーストに振動を与
える操作は、該硬化性ペーストがチクソトロピック性を
維持している範囲内で、硬化しながら行ってもよい。即
ち、硬化炉内で硬化と振動を同時に行うことにより、よ
り生産性の向上が期待できる。

【００４１】

【効果】以上の説明より理解されるように、本発明の硬
化性ペーストの充填方法は、基板の貫通孔または非貫通
孔に、硬化性ペーストを振動することなく印刷法で仮充
填した後、該基板に振動を与えて充填を完了することに
より、印刷によって形成されるパターンの印刷精度を低
下させることなく、該基板の貫通孔或いは非貫通孔に硬
化性ペーストを確実に充填することが可能となる。

【００４２】また、従来の、印刷時に振動を与える方法
に対して、印刷時における印刷版でのペーストの裏回り
が極めて少ないため、印刷時の滲みを防止でき、精度良
くパターンを形成することが可能となると共に、生産性
の向上にもつながるという工業的にも高いメリットを有
する。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を具体的に説明するために実施
例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。

【００４４】実施例１図１に示す工程に従って、貫通孔を有する１００枚の基
板について、貫通孔に硬化性ペーストの充填、硬化を行
い基板の製造を実施した。

【００４５】即ち、（ａ）両面に導電層１（図１ではパ
ターン３に形成されている）を有する絶縁基板２とし
て、厚さ１．６ｍｍのガラスエポキシ銅張り積層板を使
用して、エッチングレジストインクを用いて、エッチン
グレジスト層を形成し、塩化第２鉄エッチング溶液でエ
ッチングを行い、エッチングレジスト層を剥離して、基
板の両面に配線パターン３を形成した。

【００４６】（ｂ）直径０．８ｍｍφの貫通孔４をドリ
ル加工により設けた。

【００４７】（ｃ）該貫通孔に、硬化性ペースト５とし
て、市販の熱硬化性銀ペースト（チクソトロピックイン
デックス１．３、粘度５００ポイズ）をスキージ圧１０
ｍｍでスクリーン印刷することにより仮充填した。尚、
上記仮充填は、貫通孔４において、印刷面側で０．１ｍ
ｍ、裏面で０．１５ｍｍの高さで熱硬化性銀ペーストが
突出するように該ペーストの量を調節した。

【００４８】（ｄ）該基板に１５０Ｗ、２０ｋＨｚの超
音波発信子を当接し、５分間基板を振動した。

【００４９】その後、熱風乾燥炉で銀ペーストを硬化し
た。製造した基板の貫通孔の抵抗値（平均）は１０ｍΩ
であった。

【００５０】得られた基板について、ＪＩＳＣ−５０
１２のホットオイル試験（２０℃×２０秒←→２６０℃
５秒のサイクル）を実施した。サイクル数５００回にお
いても、上記の基板の貫通孔の導通は取られており、抵
抗の上昇はみられなかった。

【００５１】また、倍率４０倍の実体顕微鏡によって配
線パターンの精度を確認した結果、パターンの広がり、
滲み等の発生は殆どなかった。

【００５２】実施例２実施例１において、表１に示すように、使用する硬化性
ペーストのチクソトロピックインデックスと粘度とを変
え、また、仮充填後に貫通孔から突出させる高さを変え
た以外は、同様にして硬化性ペーストの充填を実施し
た。

【００５３】得られた基板の貫通孔の抵抗値（平均）を
表１にまとめて示す。

【００５４】また、得られた基板について、ＪＩＳＣ
−５０１２のホットオイル試験（２０℃×２０秒←→２
６０℃５秒のサイクル）を実施した結果、サイクル数５
００回においても、上記の基板の貫通孔の導通は取られ
ており、抵抗の上昇はみられなかった。

【００５５】また、倍率４０倍の実体顕微鏡によって配
線パターンの精度を確認した結果、パターンの広がり、
滲み等の発生は殆どなかった。

【００５６】

【表１】

【００５７】実施例３図２に示す工程に従って、非貫通項を有する１００枚の
基板について、非貫通孔に硬化性ペーストの充填、硬化
を行い基板の製造を実施した。

【００５８】即ち、（ａ）片面に導電層１を有する絶縁
基板２として、厚さ１．６ｍｍのガラスエポキシ銅張り
積層板を使用して、エッチングレジストインクを用い
て、エッチングレジスト層を形成し、塩化第２鉄エッチ
ング溶液でエッチングを行い、エッチングレジスト層を
剥離して、第１の配線パターン３を形成した。

【００５９】（ｂ）該配線パターン上に予め銅箔パッド
部に接する部分に貫通孔を有する、接着剤付きの銅箔を
熱圧着し、直径０．５ｍｍφの非貫通孔６を銅箔パッド
上に形成した。

【００６０】（ｃ）該非貫通孔に、硬化性ペースト５と
して、実施例１で使用したものと同じ市販の熱硬化性銀
ペーストを同条件のスクリーン印刷法にて仮充填した。
尚、上記仮充填は、貫通孔４において、印刷面側で０．
１５ｍｍの高さで熱硬化性銀ペーストが突出するように
該ペーストの量を調節した。

【００６１】（ｄ）該基板に０．５ｋＷ、振動数毎分３
０００回の振動子を直接あて、１０分間基板を振動し
た。

【００６２】その後、熱風乾燥炉で銀ペーストを硬化し
た。製造した基板の非貫通孔の抵抗値（平均）は３ｍΩ
であった。

【００６３】得られた基板について、ＪＩＳＣ−５０
１２のホットオイル試験（２０℃×２０秒←→２６０℃
５秒のサイクル）を実施した。サイクル数５００回にお
いても、上記の基板の非貫通孔の導通は取られており、
抵抗の上昇はみられなかった。

【００６４】また、倍率４０倍の実体顕微鏡によって配
線パターンの精度を確認した結果、パターンの広がり、
滲み等の発生は殆どなかった。

【００６５】比較例１実施例１（ｄ）の超音波振動子による基板の振動を実施
しない以外は、実施例１と同様にして、基板の製造を行
った。

【００６６】得られた基板の貫通孔の抵抗値（平均）は
２５ｍΩであった。

【００６７】得られた基板について、ＪＩＳＣ−５０
１２のホットオイル試験（２０℃×２０秒←→２６０℃
５秒のサイクル）を実施した（図３）。サイクル数（平
均）６５回で断線し、上記の基板の貫通孔の導通がなく
なった。

【００６８】比較例２実施例１において、印刷時に基板に１５０Ｗ、２０ｋＨ
ｚの超音波発信子を当接し、基板を振動して硬化性ペー
ストの充填を実施し、印刷後は基板に振動を与えること
なく、硬化性ペーストを硬化した以外は、同様な方法で
基板に硬化性ペーストを充填、硬化した。

【００６９】得られた基板の貫通孔の抵抗値（平均）は
３ｍΩであった。

【００７０】得られた基板について、ＪＩＳＣ−５０
１２のホットオイル試験（２０℃×２０秒←→２６０℃
５秒のサイクル）を実施した（図３）。サイクル数５０
０回においても、上記の基板の貫通孔の導通は取られて
おり、抵抗の上昇はみられなかったが、実施例１に対し
て、印刷によって形成される配線パターンの配線幅が約
２５％広がり、また、貫通孔周囲には、硬化性ペースト
の滲みが生じていた。

【００７１】更に、印刷版をチェックしたところ、印刷
版で硬化性ペーストの裏回りが生じており、これが滲み
の原因と考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の方法の代表的な態様を示す
工程図である。

【図２】図２は、本発明の方法の代表的な態様を示す
工程図である。

【図３】従来技術によって得られる基板の断面図であ
る。

【符号の説明】

１導電層２絶縁基板３配線パターン４貫通孔５硬化性ペースト６非貫通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に設けられた貫通孔または非貫通孔
に、振動を与えることなく硬化性ペーストを印刷して仮
充填した後、該仮充填された硬化性ペーストに振動を与
えて充填を完了することを特徴とする硬化性ペーストの
充填方法。