JPH10150265A

JPH10150265A - 基材貫通穴へのペースト充填方法

Info

Publication number: JPH10150265A
Application number: JP30512196A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Ishimaru; 幸宏石丸; Kazunori Sakamoto; 和徳坂本; Seiichi Nakatani; 誠一中谷; Takeshi Suzuki; 武鈴木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】所望の位置に貫通孔を有する基材にペースト
を充填する際に、位置合わせ精度によるコストの増加や
ペーストの組成変化・粘性変化を抑制し、ペーストを安
定して基材の表面に凸状に形成することが可能であり、
安価で信頼性の高い、基材貫通穴へのペースト充填方法
を提供する。【解決手段】基材５の一方の面および他方の面の少な
くとも一面に離型性フィルム４を設ける工程と、基材５
の所定の位置に貫通穴を形成する工程と、この貫通穴と
同等以上の穴径の貫通穴が形成されているスクリーンマ
スク３を離型性フィルム４を介して基材５の一方の面お
よび他方の面の少なくとも一面に設ける工程と、スクリ
ーン印刷によって基材５の貫通穴にペースト２を充填す
る工程とを有する基材貫通穴へのペースト充填方法とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の位置に貫通
穴を有する回路基板接続材として用いられる基材に関
し、詳しくは基材の貫通穴にペーストを充填する際のペ
ースト充填方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年は、電子機器の軽薄短小化が強く求
められている。そのために、電子機器を構成する電子部
品および実装基板等においても、より高密度なパッケー
ジが要求されている。

【０００３】この高密度なパッケージを実現するため
に、一つの新しい試みとして、完全なインナービアホー
ル（ＩＶＨ：ＩｎｎｅｒＶｉａＨｏｌｅ）構成を有
する多層基板が提案されている。代表的なものとして
は、例えば、ＡＬＩＶＨ基板（ＡｎｙＬａｙｅｒＩ
ｎｎｅｒＶｉａＨｏｌｅ，松下電器産業（株）登録
商標）があげられる。

【０００４】ＡＬＩＶＨ基板は、以下のようにして作ら
れる。まず、離型性フィルムを備えた被圧縮性の多孔質
基材に貫通穴を設け、その貫通穴に導電性ペーストを充
填する。次に、離型性フィルムを剥離した後に、剥離面
に金属箔を張り合わせて加熱加圧し、サブトラクティブ
法を用いて基材にＣｕパターンを形成する。次に、Ｃｕ
パターンが形成された基材を積層して、再度、加熱加圧
を行うことによって多層化させ、ＡＬＩＶＨ基板を得る
ことができる。

【０００５】このＡＬＩＶＨ基板を用いれば、非常に安
価で、高精度な配線が形成できるため、現在、特に注目
されている。また、完全なＩＶＨ構成の多層基板（ＡＬ
ＩＶＨ基板）であることは、電子部品等の高密度パッケ
ージを実現するためには、大きなメリットとなる。

【０００６】以上のＡＬＩＶＨ基板に限らず、基材に貫
通穴を形成し、その貫通穴に導電性ペーストを充填して
ビアホールを設けている基板においては、基材の貫通穴
へのペースト充填方法として、従来のスクリーンマスク
を用いたスクリーン印刷によってペーストを充填する方
法や、基材の表面に離型性フィルムを設けた後に貫通穴
を加工し、離型性フィルムをマスクとしてスクリーン印
刷を行い、ペーストを充填する方法等がある。

【０００７】また、ペーストに導電性組成物を用いて貫
通穴に導電物質を充填し、これにより導通を図る場合、
離型性フィルムを剥離した後、ペーストが基材の表面よ
り凸状に飛び出すことで基材の積層後の導電物質の充填
量がアップし、接続抵抗が極めて小さくなることが知ら
れている（特開平７−１４７４６４号公報）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術に係る基材貫通穴へのペースト充填方法におい
ては、以下のような課題がある。

【０００９】近年では貫通穴の穴径が５０μｍ程度のも
のまで要求されることから、貫通穴とスクリーンマスク
との位置合わせを精度良く行う必要がある。そこで、従
来のスクリーンマスクを用いたスクリーン印刷によって
ペーストを充填して、この精度を満たそうとすると、製
造コストが上がってしまう。

【００１０】また、基材の表面に離型性フィルムを設け
た後に貫通穴を加工し、離型性フィルムをマスクとして
スクリーン印刷を行い、ペーストを充填する方法におい
ては、基材を印刷するごとに離型性フィルムの表面にペ
ースト中の樹脂成分等が残り、ペーストの組成が変化し
粘度上昇などの現象が起こる。特に、回路基板に用いら
れる樹脂基板の貫通穴に揮発性の溶剤を用いたペースト
を充填すると、加熱成形後、貫通穴中に気泡等が生じる
ことがあることから、揮発性の溶剤を添加しないペース
トが一般に使用されるため、印刷により粘度上昇が急激
に起こる。また、基材に設けられた貫通穴の周辺も含め
て基材の平滑性が十分でない場合、印刷の際にペースト
に摩擦等がかかり、ペーストの粘度上昇といった粘性特
性の変化を生じる原因となる。

【００１１】さらに、特開平７−１４７４６４号公報で
開示されている技術においては、印刷時のスキージの硬
度，角度，速度等により、貫通穴中のペーストのえぐれ
が発生し、離型性フィルム剥離後、基材の表面より凸状
にペーストが安定して形成できない場合が生じる。特
に、粘度上昇などの粘性の変化が起こる場合、印刷の初
期状態から最後までスキージ等の印刷条件を合わせて印
刷を行うことは困難である。

【００１２】以上のことから、従来のペースト充填方法
においては、ペーストを安定して貫通穴中に充填するこ
と、ペーストを基材の表面より凸状に安定して形成する
ことは困難であった。

【００１３】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るためになされたもので、所望の位置に貫通孔を有する
基材にペーストを充填するに際して、位置合わせ精度に
よるコストの増加やペーストの組成変化・粘性変化を抑
制し、ペーストを安定して基材の表面に凸状に形成する
ことが可能であり、安価で信頼性の高い、基材貫通穴へ
のペースト充填方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る基材貫通穴へのペースト充填方法は、基
材の一方の面および他方の面の少なくとも一面に離型性
フィルムを設ける工程と、前記基材の所定の位置に貫通
穴を形成する工程と、前記貫通穴と同等以上の穴径の貫
通穴が形成されているスクリーンマスクを前記離型性フ
ィルムを介して前記基材の一方の面および他方の面の少
なくとも一面に設ける工程と、スクリーン印刷によって
前記基材の貫通穴にペーストを充填することを特徴とす
る。

【００１５】このような本発明に係る基材貫通穴へのペ
ースト充填方法によれば、前記スクリーンマスクの貫通
穴の穴径を基材の貫通穴の穴径よりも大きくとることが
可能であるため、貫通穴の小径化に伴う位置合わせによ
るコストの増加を抑制することができる。また、スクリ
ーン印刷時において、ペーストがスクリーンマスク上を
移動するため、ペーストの組成変化が起こらないので、
ペーストの粘性変化を抑制することが可能となり、安定
したスクリーン印刷を行うことができる。さらに、スク
リーンマスクの厚さを変えることにより、基材の表面か
ら凸状に形成されているペーストを、容易に所望の大き
さに形成することができる。以上のことから、本発明に
よれば、ペーストを安定して基材の貫通穴に充填するこ
とが可能となり、かつ基材の表面に凸状に形成されたペ
ーストを安定して得ることができる。

【００１６】また、本発明に係る基材貫通穴へのペース
ト充填方法においては、前記スクリーンマスクとして、
スクリーンメッシュ、メタルマスク、および樹脂フィル
ムの少なくとも一つを使用することが好ましい。こうす
ることにより、ペーストを安定して貫通穴に充填でき、
かつペーストを一定の高さで安定して基材の表面に凸状
に形成できる。また、マスクの厚みに応じてペーストを
安定して基材の表面に凸状に形成できる。

【００１７】さらに、本発明に係る基材貫通穴へのペー
スト充填方法においては、前記スクリーンマスクに離型
性の膜が形成されていることが好ましい。こうすること
により、スクリーン印刷による摩擦等から起こるペース
トの粘度の上昇を抑制して粘度を安定させることが可能
となり、ペーストを安定して貫通穴に充填でき、かつペ
ーストを安定して基材の表面に凸状に形成することがで
きる。

【００１８】また、本発明に係る基材貫通穴へのペース
ト充填方法においては、前記スクリーンマスクに形成さ
れている貫通穴の穴径が、基材面側よりも印刷面側の方
が小さいことが好ましい。こうすることにより、スクリ
ーンマスクからのインクの抜けが良好となり、スクリー
ンマスクの貫通穴が小径化した場合であっても、連続印
刷時においてペーストを安定して貫通穴に充填でき、か
つペーストを安定して基材の表面に凸状に形成すること
ができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面お
よび実施例等に基づいて説明する。図１は、本発明の実
施形態に係る基材貫通穴へのペースト充填方法を示す概
略図である。図２は、本発明の実施形態に係る基材貫通
穴へのペースト充填方法によって、ペーストが貫通穴に
充填され凸状に形成された状態を示す概略図である。

【００２０】本実施形態に係る基材貫通穴へのペースト
充填方法においては、図１に示すように、基材５の両面
に離型性フィルム４を設けた後に、基材５に貫通穴を加
工し、離型性フィルム４を介してスクリーンマスク３を
設けている。そして、スクリーンマスク３の上から、ス
クリーン印刷によって貫通穴にペースト２を充填する。
このスクリーン印刷の際には、スキージ１等を用いて、
ペースト２をスクリーンマスク３の貫通穴および基材５
の貫通穴に充填する。その後、離型性フィルム４を剥離
することにより、図２に示すように、基材５の貫通穴に
凸状に形成されたペーストを得ることができる。

【００２１】次に、本発明の実施形態に係る実施例と比
較例とを用いて、本発明を具体的に説明する。（第一の実施例）第一の実施例においては、まず、貫通
穴に充填するペースト（導電性ペースト）２を構成する
ための材料として、金属フィラとして銅を用意し、樹脂
としてエポキシ樹脂を用意し、硬化剤としてアミン系の
硬化剤を用意し、チクソ性を付与するために０．３μｍ
程度の粒径のＳｉＯ_２を用意した。そして、それらを加
えて三本ロールミルで混練し、揮発性の溶剤を加えない
ペーストを構成した。

【００２２】次に、基材５としては、アラミド製不織布
と熱硬化エポキシ樹脂とから形成される基材を２４０ｍ
ｍ×２４０ｍｍの大きさで用意した。離型性フィルム４
としては、片面にＳｉ系の離型剤を塗布した厚さ約１０
μｍのプラスチックシートを用意し、この離型性フィル
ム４を熱圧着ロールを用いて基材５に圧着した。

【００２３】次に、貫通穴を設けるパターンとしては、
２４０ｍｍ×２４０ｍｍの大きさである基材５のうちの
中央部１８０ｍｍ×１８０ｍｍの部分に、穴径が０．２
ｍｍ、穴同士の中心間距離が２．０ｍｍとなるようにし
て、８２８１個の貫通穴を基材５に形成した。

【００２４】スクリーンマスク３としては、基材５に形
成された貫通穴のパターンと同じ穴位置において、穴径
を０．８ｍｍとした＃２３０のスクリーンメッシュ、厚
さ３０μｍのメタルマスクおよび樹脂フィルムの３種類
を用意した。スクリーンマスク３と基材５との位置合わ
せは、画像認識装置を用いて０．２ｍｍの精度で行っ
た。

【００２５】また、スクリーンマスク３を使用せずに、
以上の第一の実施例と同様の方法において基材５の貫通
穴にペースト２を充填したものを比較例（［表１］中の
「スクリーンマスクなし」）とした。

【００２６】以下の［表１］に、この第一の実施例に係
る方法に基づいて、３種類のスクリーンマスク３を用い
てペーストを充填した場合のそれぞれのペースト高さ
と、比較例におけるペースト高さとを示す。ここで、ペ
ースト高さとは、離型性フィルム４剥離後において、基
準面（例えば、基材５の表面）から凸状に盛り上がって
いる（または凹状にへこんでいる）状態のペーストの高
さをいう。［表１］において、最大値、最小値および平
均値とは、無作為に選んだ１００個の貫通穴に充填され
ているペーストのペースト高さの最大値、最小値および
平均値のことであり、それぞれの数値の前についている
符号の「＋」は基準面から凸状に盛り上がっていること
を示しており、「−」は基準面から凹状にへこんでいる
ことを示している。

【００２７】

【表１】

【００２８】以上の［表１］から明らかなように、本実
施例によれば、基材５上に離型性フィルム４を介してス
クリーンマスク３を設けたことにより、離型性フィルム
４の剥離後におけるペースト２を、基材５から凸状に盛
り上がった形状に安定して形成することができる。

【００２９】以下の［表２］に、この第一の実施例に係
る方法に基づいて、３種類のスクリーンマスク３を用い
てペーストを充填した場合と、比較例の方法においてペ
ーストを充填した場合（［表２］中の「スクリーンマス
クなし」）との、印刷枚数によるペーストの粘度の変化
を示す。この［表２］における粘度は、Ｅ型粘度計で２
５℃、ずり速度１．０／ｓｅｃでの粘度を示している。

【００３０】

【表２】

【００３１】以上の［表２］から明らかなように、本実
施例によれば、基材５上に離型性フィルム４を介してス
クリーンマスク３を設けたことにより、粘度の上昇を抑
制することができる。

【００３２】（第二の実施例）第二の実施例としては、
前述した第一の実施例と同様のペースト２および基材５
を用意した。スクリーンマスク３としては、厚さ３０μ
ｍのメタルマスクおよび樹脂フィルムを用意し、メタル
マスクによるスクリーンマスク３としては、表面粗さが
異なるもの３種類（最大高さ（以下「Ｒｍａｘ」とい
う）が１０００ｎｍ以下でかつ中心線平均粗さ（以下
「Ｒａ」という）が５００ｎｍ以下のもの、Ｒｍａｘが
３００ｎｍ以下でかつＲａが１００ｎｍ以下のもの、お
よびＲｍａｘが１００ｎｍ未満でかつＲａが５０ｎｍ未
満のもの）を用意し、樹脂フィルムによるスクリーンマ
スク３としては、その表面に離型性の膜を形成したもの
と形成していないものとを用意した。また、スクリーン
マスク３には、基材５と同じ穴位置で０．８ｍｍの穴を
設けた。スクリーンマスク３と基材５との位置合わせ
は、第一の実施例の場合と同様に、画像認識装置を用い
て０．２ｍｍの精度で行った。

【００３３】また、スクリーンマスク３を使用せずに、
以上の第二の実施例と同様の方法において基材５の貫通
穴にペースト２を充填したものを比較例（［表３］中の
「スクリーンマスクなし」）とした。

【００３４】以下の［表３］に、この第二の実施例と比
較例とのそれぞれの条件においてスクリーン印刷を行っ
てペースト２を充填した場合の、印刷枚数の増加に伴う
ペースト２の粘度変化を示す。上述したように、この
［表２］において、「Ｒｍａｘ」とは、最大高さを意味
し、「Ｒａ」とは、中心線平均粗さを意味している。

【００３５】

【表３】

【００３６】以上の［表３］から明らかなように、本実
施例によれば、基材５上に離型性フィルム４を介してス
クリーンマスク３を設けたことにより、ペースト２の組
成変化による粘度上昇を抑制することが可能となる。し
たがって、ペースト２を安定して基材５の貫通穴に充填
することが可能であり、かつペースト２を安定して基材
５の表面に凸状に形成することができる。

【００３７】また、スクリーンマスク３として用いるメ
タルマスクの表面粗さは、スクリーン印刷による摩擦等
から起こる粘性変化を抑制するために、なめらかである
方がより好ましい。さらに、スクリーンマスク３として
用いた樹脂フィルムにおいては、その表面に離型性の膜
を形成したもの（離型処理あり）の方がより好ましい。

【００３８】（第三の実施例）第三の実施例としては、
前述した第一の実施例と同様のペースト２および基材５
を用意した。スクリーンマスク３としては、厚さ５０μ
ｍのメタルマスクを用いて、それぞれ穴径および穴径の
比（スクリーンマスク（メタルマスク）３に形成された
穴の印刷面側６と基材面側７との比）が異なるもの６種
類（穴径が０．８ｍｍ、０．５ｍｍ、および０．２ｍｍ
で穴径の比がほぼ１のもの、穴径が０．８ｍｍ、０．５
ｍｍ、および０．２ｍｍで穴径の比がほぼ１．２（印刷
面側が小）のもの）を用意した。

【００３９】また、スクリーンマスク３を使用せずに、
以上の第三の実施例と同様の方法において基材５の貫通
穴にペースト２を充填したものを比較例（［表４］中の
「スクリーンマスクなし」）とした。

【００４０】以下の［表４］に、この第三の実施例と比
較例とのそれぞれの条件において、連続的にスクリーン
印刷を行い（タクトタイム４０秒）、基材５の貫通穴に
ペースト２を充填した場合の、基材５の貫通穴へのペー
スト２の充填不良の数を示す。

【００４１】

【表４】

【００４２】以上の［表１］から明らかなように、本実
施例によれば、基材５上に離型性フィルム４を介してス
クリーンマスク３を設けたことにより、基材５の貫通穴
に対する充填不良の個数を減少させることが可能となっ
た。

【００４３】また、スクリーンマスク３に穴を形成する
に際しては、基材面側７よりも印刷面側６を小さく形成
することが好ましい。こうすることにより、基材５の貫
通穴に対する穴づまりの少ない安定したスクリーン印刷
によって、基材５の貫通穴へのペースト２の充填を安定
して行うことが可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所望の位置に貫通孔を有する基材にペーストを充填する
に際して、位置合わせ精度によるコストの増加やペース
トの組成変化・粘性変化を抑制し、ペーストを安定して
基材の表面に凸状に形成することが可能であり、安価で
信頼性の高い、基材貫通穴へのペースト充填方法を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る基材貫通穴へのペース
ト充填方法を示す概略図

【図２】図１に示されるの方法によって、基材の貫通穴
にペーストが充填され、ペーストが基材の表面から凸状
に形成されている状態を示す概略図

【符号の説明】

１スキージ２ペースト３スクリーンマスク４離型性フィルム５基材６スクリーンマスクの印刷面側７スクリーンマスクの基材面側

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木武大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材の一方の面および他方の面の少なく
とも一面に離型性フィルムを設ける工程と、前記基材の
所定の位置に貫通穴を形成する工程と、前記貫通穴と同
等以上の穴径の貫通穴が形成されているスクリーンマス
クを前記離型性フィルムを介して前記基材の一方の面お
よび他方の面の少なくとも一面に設ける工程と、スクリ
ーン印刷によって前記基材の貫通穴にペーストを充填す
る工程とを有する基材貫通穴へのペースト充填方法。
【請求項２】前記スクリーンマスクとしてスクリーン
メッシュを使用する請求項１記載の基材貫通穴へのペー
スト充填方法。
【請求項３】前記スクリーンマスクとしてメタルマス
クを使用する請求項１記載の基材貫通穴へのペースト充
填方法。
【請求項４】前記スクリーンマスクとして樹脂フィル
ムを使用する請求項１記載の基材貫通穴へのペースト充
填方法。
【請求項５】離型性の膜が形成されている前記スクリ
ーンマスクを使用する請求項１から４のいずれか１項に
記載の基材貫通穴へのペースト充填方法。
【請求項６】前記スクリーンマスクに形成されている
貫通穴の穴径が、基材面側よりも印刷面側の方が小さい
請求項１から５のいずれか１項に記載の基材貫通穴への
ペースト充填方法。