JPH10291293A

JPH10291293A - 凹版印刷方法及び装置、バンプまたは配線パターンの形成方法及び装置、バンプ電極、プリント配線基板、バンプ形成方法、並びに、成形転写方法

Info

Publication number: JPH10291293A
Application number: JP2514398A
Authority: JP
Inventors: Shingen Kinoshita; 真言木下
Original assignee: Ricoh Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Ricoh Microelectronics Co Ltd
Priority date: 1997-02-21
Filing date: 1998-01-22
Publication date: 1998-11-04
Anticipated expiration: 2018-01-22
Also published as: JP4181236B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ペーストまたは溶融金属を用いて、低コスト
且つ高生産性で配線パターンまたはバンプなどを基板や
半導体パッケージなどの基体上に形成することのできる
印刷方法、バンプや配線パターンの形成方法、及び装置
並びにバンプ電極及びプリント配線基板を提供する。【解決手段】印刷形状としての凹部６を有する凹版５
をペーストまたは溶融した金属３中に浸漬して凹部にペ
ーストまたは溶融金属を充填させ、凹版面に接する面が
平坦な遮蔽板８を凹版面に密着させつつ摺動させ凹版表
面のペーストまたは溶融金属を除去しながら凹部開口面
を遮蔽して凹版面に遮蔽板を密着させたのち、遮蔽板が
密着した凹版をペーストまたは溶融した金属中から取り
出し、ついで遮蔽板を凹版面から離脱させて凹版を被印
刷体１０に密着させた後、凹版を被印刷体から分離して
ペーストまたは溶融金属を被印刷体上に転写する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ペーストまたは溶
融金属を用いて、基板または半導体パッケージなどの被
印刷体上に配線パターンまたはバンプ電極等のバンプな
どを形成するのに適した凹版印刷方法および凹版印刷装
置に関するものである。また、本発明は、凹版印刷法に
より基板または半導体パッケージなどの基体上に配線パ
ターンやバンプ電極等のバンプを形成するバンプ形成方
法、配線パターン形成方法およびその装置、並びにバン
プ電極およびプリント配線基板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】基板上に配線パターンを形成する方法と
しては、古くは、導体ペーストを用いてスタンプで印刷
する方式、ステンシルでマスキングし導体をスプレーす
る方式、シリンジで導体のパターンを描画する方式、基
板の凹凸に導体を付け凸部を研摩して凹部を配線パター
ンとする方式、基板凹部への導体ダイキャストを配線パ
ターンとする方式、基板表面に触媒で配線パターンを印
刷し金属を析出させる方式、ステンシルを通し金属を真
空蒸着することにより配線パターンを得る方式、パター
ン形状の高温のダイで金属箔を押しつける方式などが知
られていた。これらの方法は要素技術の面からみるとパ
ターニング技術と製膜技術とからなっているが、現在で
は主にパターニングを印刷またはフォトリソで、製膜を
金属箔の貼り合わせ又はめっきで行っており、代表的な
方法としてサブトラクティプ法とアディディブ法とがあ
る。

【０００３】上記サブトラクティプ法はエッチドフォイ
ル法とも呼ばれるようにエッチングによるパターニング
を行なうものであり、現在主流の方法である。この方法
は、先ず接合面側に微細な突起を持つ銅箔をガラスエポ
キシ基板などの表面に強力にプレスして粘り合わせ銅箔
積層板を作る。この銅箔側表面にフォトレジストをコー
ティングし、配線パターンの意匠を持つフォトフィルム
を重ね合わせて露光し現像することによって銅箔上にフ
ォトレジストによるマスキングパターンを形成し、さら
にこれをエッチングすることにより配線パターンを形成
する。この方法では、フォトフィルムのアートワークな
ども含め工程が煩雑であると共に、後述のアデイティブ
法に比較して高密度化が困鍵であり、且つ信頼性にやや
欠ける難点がある。また、副資材として、フォトレジス
ト、レジスト剥離剤、エッチング液などが必要であり、
廃液処理なども含めると製造コストが高いという難点も
ある。

【０００４】上記アディティプ法はめっき法とも呼ばれ
る方法で、表面に接着剤を塗布したガラスエポキシなど
の基板にめっき付着力向上のための触媒を付与し、この
上にコーテイングしたフォトレジストにフォトフィルム
を重ね合わせて露光し、ついで現像することによってマ
スキングパターンを形成し、マスキングのない部分に無
電解銅めっきを施し配線パターンを形成するものであ
る。この方法は高密度化や信頼性の面でサブトラクティ
ブ法より優れているが、工程が煩雑で製造コストが高い
という難点がある。

【０００５】一方、半導体パッケージ上にバンプ電極を
形成する方法としては、ＰＷＢの配線形成法に比べはる
かに多くの方法が提案され、実施されている。例えば、
バンプ電極の大きさの半田ボールをパッドに移載してパ
ッケージのパッドにリフローで接合する方法がＢＧＡ製
造などに最も多く実施されており、この方法は半田ボー
ルをパッケージ側の回路パッドに接合する方法である。
この方法においては、半田メーカーの工程で半田融点以
上の高温の油の中に滴下されほぼ真球形となった溶融半
田を冷却、洗浄、分粒選別してバンプ電極用半田ボール
が製造され、その半田ボールを用いるバンプ電極形成の
工程において、半田ボールを吸着ノズルでパッケージ側
のパッドに移載し、リフローして接合する。しかし、こ
の方法は、半田ボールが高価であること、バンプ電極の
径のバラツキにより高低差が生じ、基板へ実装する際に
接合部のオープンが発生すること、パッケージ側パッド
との融着が不完全な場合がありバンプ電極の欠落が発生
すること、基板とパッケージの熱膨張率の差によるスト
レスでパッケージ側バンプ電極と基板側パッドとの接合
部にクラックや剥離が発生すること、などの欠点があ
る。

【０００６】その他、一定長に切断した糸半田やリボン
半田を円柱状に打ち抜きいたものを溶解して半田ボール
として用いる製法や、円柱状に打ち抜いたリボン半田を
そのままパッケージのパッドに移載してリフローする方
法も知られているが、この方法にも上記と同様の理由に
より、接合部オープンの発生、バンプの欠落、パッケー
ジ側バンプと基板側パッドの接合部におけるクラックや
剥離の発生などの欠点がある。

【０００７】また、半田をパッケージのパッド上に印刷
してバンプ電極を作る方法も知られており、この方法の
印刷マスクには孔版と凹版があり、また使用する半田に
もペーストと溶融半田があってこの組合せで様々な方式
が提案されている。半田ペーストを印刷する方法では、
印刷後にリフローの必要がある。これらの印刷法にも、
スキージのえぐり込みによるマスク内への半田充填量の
バラツキやマスクの抜け性のバラツキによってバンプ径
がばらつき、その結果接合部オープンが発生するという
欠点があり、またパッケージ側パッドとの融着の不完全
によってバンプ電極が欠落する、或いは基板とパッケー
ジの熱膨張率の差によるストレスでパッケージ側バンプ
電極と基板側パッドとの接合部にクラックや剥離が発生
するなどの欠点がある。また、孔版マスクによりクリー
ム半田を印刷してバンプ電極を形成する方法では、主に
使用されるメタルマスク（アディティブマスク）の製造
工程で、フォトリソによる感光樹脂の穴雌型がめっき時
に欠落することによるマスクの穴欠損が発生し、微細な
バンプを形成する際の障害となっている。

【０００８】また、めっき法によりバンプ電極を形成す
る方法としては、主に次の３つの方法が知られている。
すなわち、初期の方法は液体レジストの薄い皮膜でパッ
ド周囲をマスキングし、電解めっきでバンプ電極を作成
する方法であったが、このめっきは横に広がる傾向があ
ってバンプ電極の多ピン化には不適当であり、そこで次
に、厚いドライフィルムにフォトリソで深穴を形成しそ
こに電解めっきを行いバンプのめっき厚を確保する製法
に移行した。しかし、この方法もコスト高になるという
欠点があり、現在では、薄い液体レジストと無電解めっ
きによってバンプ高をかせぎながら、バンプ電極の多ピ
ン化をはかり、且つコストの低減を図ろうとしているが
未だその目的は十分には達成されていない。

【０００９】さらに、従来の半導体パッケージの内部接
合用ワイヤーボンデイング技術を応用したバンプ電極の
形成法も提案されており、それは、キャピラリ先端部で
金属細線に放電することによって形成されたボールをそ
のままパッドに接合してバンプ電極とするものである。
この方法のポイントは不要となったワイヤ部の切断法に
あり、幾つかの方法があるが、いずれもバンプ高さの均
一性に欠けるという難点がある。この対応策としては、
押え治具や研摩でレべリングしたり、リフローで溶融さ
せて球形を整えるなどの方法がある。しかしながら、こ
の方法ではバンプの一括形成ができないため、生産性が
悪いという欠点があり、バンプ電極の多ピン化への適用
が困難である。

【００１０】その他のバンプ電極の形成方法や半導体パ
ッケージの接合法としては、ディスペンサで供給した半
田や導電性接着剤によるバンプ電極の形成方法、フォト
リソ製法による導電性感光樹脂のバンプ電極の形成方
法、異方性導電性樹脂による半導体パッケージの接合
法、スーパソルダの凝集力によるバンプ電極の形成方法
などが提案されているが、それぞれ製造コストや接合品
質に問題を残している。

【００１１】このように、従来の方法によれば、バンプ
の高密度化、或いは接合部オープンの発生やバンプの欠
落またはパッケージ側バンプと基板側パッドの接合部に
おけるクラックや剥離の発生などのない高信頼性、バン
プ電極の形成の高生産性およびバンプ電極の形成コスト
の低減などの要求を十分に満たしてはいない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題は
このような問題点を解決し、ペーストまたは溶融金属を
用いて、低コスト且つ高生産性で配線パターンまたはバ
ンプ電極等のバンプなどを被印刷体である基板や半導体
パッケージなどに形成することのできる印刷方法および
印刷装置を提供することにある。また、本発明の課題
は、基板へ実装する際の接合部オープンの発生がなく、
またバンプの欠落やパッケージ側バンプと基板側パッド
の接合部におけるクラックや剥離の発生などがない信頼
性に優れたバンプ電極等のバンプを基板や半導体パッケ
ージなどの基体上に、低コスト且つ高生産性で形成する
ことができるバンプ形成方法およびその装置を提供する
ことにある。また、本発明の課題は、基板へ実装する際
の接合部オープンの発生がなく、バンプの欠落またはパ
ッケージ側バンプと基板側パッドの接合部におけるクラ
ックや剥離の発生などのない信頼性に優れたバンプ電極
を提供することにある。さらに、本発明の課題は、配線
パターンを高密度で形成することができ、また複雑な配
線パターンを容易に形成することができる配線パターン
形成方法およびその装置を提供することにある。また、
本発明の課題は、線断面形状が厚さと幅のアスペクト比
で１：５よりも厚くて狭い形状である配線パターン有す
るプリント配線基板を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題は、印
刷形状としての凹部にペーストまたは溶融金属が充填さ
れた凹版を被印刷体に密着させたのち、凹版を被印刷体
から分離することによりペーストまたは溶融金属を被印
刷体上に転写する凹版印刷方法において、印刷形状とし
ての凹部を有する凹版をペーストまたは溶融した金属中
に浸漬して凹部にペーストまたは溶融金属を充填させ、
凹版面に接する面が平坦な遮蔽板を凹版面に密着させつ
つ摺動させ凹版表面のペーストまたは溶融金属を除去し
ながら凹部開口面を遮蔽して凹版面に遮蔽板を密着させ
たのち、遮蔽板が密着した凹版をペーストまたは溶融し
た金属中から取り出し、ついで遮蔽板を凹版面から離脱
させて凹版を被印刷体に密着させた後、凹版を被印刷体
から分離してペーストまたは溶融金属を被印刷体上に転
写することを特徴とする凹版印刷方法によって達成され
る。

【００１４】この凹版印刷方法によれば、凹版の印刷形
状としての凹部にペーストまたは溶融金属を繰り返し充
填して印刷を繰り返すことにより容易に配線パターンや
バンプなどが得られ、また使用する材料も安価で種類も
少なくて済むため、低コスト且つ高生産性で配線パター
ンまたはバンプ電極等のバンプなどを基板や半導体パッ
ケージなどの基体上に形成することができる。

【００１５】上記本発明の凹版印刷方法においては、印
刷形状としての凹部を有する凹版をペーストまたは溶融
した金属中に浸漬して凹部にペーストまたは溶融金属を
充填させ、凹版面に接する面が平坦な遮蔽板を凹版面に
密着させつつ摺動させて凹版表面のペーストまたは溶融
金属を除去しながら凹部開口面を遮蔽して凹版面に遮蔽
板を密着させることにより、凹部内のペーストまたは溶
融金属の充填量が定量化される。すなわち、凹版面に接
する面が平坦な遮蔽板を凹版面に密着させつつ摺動させ
て凹版表面のペーストまたは溶融金属を除去しながら凹
部開口面を遮蔽して凹版面に遮蔽板を密着させることに
より、凹部に充填されたペーストまたは溶融金属を凹部
開口面において凹版表面と同じ平面としながら遮蔽板を
凹版面に密着させた状態とすることによって、ペースト
または溶融金属が凹部に過不足なく充填されて定量化さ
れ、印刷形状としての凹部に対応する量のペーストまた
は溶融金属を被印刷体上に転写することができる。ま
た、凹版面に接する面が平坦な遮蔽板が凹版面に密着す
ることによって凹部開口面からのペーストまたは溶融金
属の滲みだしを抑えることができ、ペーストまたは溶融
金属の被印刷体上の不要な部分への転写、或いは被印刷
体上に転写されるペーストまたは溶融金属の印刷形状の
変形を防止することができる。

【００１６】また、本発明の凹版印刷方法においては、
印刷形状としての凹部を有する凹版をペーストまたは溶
融した金属中に浸漬する前に、該凹版を真空または減圧
雰囲気下に置くことが好ましい。これにより、凹部にあ
るガスが脱気され、凹版をペーストまたは溶融した金属
中に浸漬した際に凹部の末端細部までペーストまたは溶
融金属がよりよく充填されるようになる。さらに、その
際、真空または減圧雰囲気に接するペーストまたは溶融
した金属中の気泡も脱泡されるので、凹部にペーストま
たは溶融金属が十分に充填されるようになる。

【００１７】また、印刷形状としての凹部を有する凹版
をペーストまたは溶融金属中に浸漬した際に、ペースト
または溶融金属に加圧することが好ましく、それにより
ペーストまたは溶融金属を凹部の末端細部まで押し込め
ることができ更に良く充填させることができる。

【００１８】金属を含有するペーストや溶融金属を用い
て本発明の凹版印刷を行う場合には、金属の酸化を防止
するために減圧雰囲気を不活性ガス雰囲気とすることが
好ましい。

【００１９】さらに、本発明の凹版印刷を行う場合に
は、凹部内の溶融金属が溶融状態にある間またはペース
トが未固形状態にある間に凹版を被印刷体に密着させた
のち、凹版を被印刷体から分離して溶融金属またはペー
ストを被印刷体上に転写することが好ましく、これによ
り被印刷体上に転写された溶融金属またはペーストを被
印刷体に強固に接着させることができる。また凹部内の
溶融金属が溶融状態にある間またはペーストが未固形状
態にある間に凹版を被印刷体に密着させたのち冷却し、
凹部内の溶融金属またはペーストが固化した後に凹版を
被印刷体から分離して溶融金属またはペーストを被印刷
体上に転写してもよく、これにより被印刷体と強固に接
着し、且つ正確な印刷形状を有する溶融金属またはペー
ストを被印刷体上に転写することができる。

【００２０】また、使用する溶融金属の表面張力が大き
い場合には、遮蔽板を溶融金属の充填されている印刷形
状の凹部開口面から除去すると、溶融金属が自らの表面
張力によって粒滴状に分離しようとするため、特に印刷
形状としての凹部が微小な線状である場合においては凹
部に充填されている線状の溶融金属が分断され線状の印
刷ができない虞れがあるが、このような場合には、遮蔽
板が密着した凹版を溶融した金属中から取り出しそのま
ま冷却して凹部内の溶融金属が融点以下の温度となって
から遮蔽板を凹版面から離脱させて凹版を被印刷体に密
着させたのち、凹部内の溶融金属が融点以上になるまで
加熱し、ついで冷却して凹部内の溶融金属が融点以下と
なったときに凹版を被印刷体から分離して溶融金属を被
印刷体上に転写することによって、線状の印刷を正確に
行うことができる。

【００２１】被印刷体上に転写された印刷形状のペース
トまたは溶融金属が被印刷体上によりよく固着させるに
は、凹部内の溶融金属が溶融状態にある間またはペース
トが未固形状態にある間に凹版を被印刷体に押圧しなが
ら密着させたのち、凹版を被印刷体から分離してペース
トまたは溶融金属を被印刷体上に転写することが好まし
い。

【００２２】本発明の凹版印刷方法において、印刷形状
としての凹部を形成する凹版の材料としては、プラスチ
ック板、特に弾力性を有するプラスチック板が好まし
い。

【００２３】プラスチック板を用いれば金属を用いる場
合に比してコストを軽減できる。特に弾力性を有するプ
ラスチック板を用いれば、印刷形状としての凹部にペー
ストまたは溶融金属が充填された凹版を被印刷体に押圧
しながら密着させた際に、凹版面が被印刷体面に良く密
着し凹部開口面からのペーストまたは溶融金属の滲みだ
しを抑えることができ、ペーストまたは溶融金属の被印
刷体上の不要な部分への転写、或いは被印刷体上に転写
されるペーストまたは溶融金属の印刷形状の変形を防止
することができる。

【００２４】また、プラスチック板に印刷形状としての
凹部を形成する方法としては、エキシマレーザ加工によ
る方法が好ましく、エキシマレーザ加工によって凹部壁
面が滑らかな配線パターンやバンプなどの微細な印刷形
状を形成することができる。

【００２５】本発明の凹版印刷方法に用いられるペース
トとしては、代表的には、導電性接着剤、異方性導電性
接着剤、導電性ポリマー、クリーム半田、錫ペースト、
銀ペースト、銀パラジウムペースト、カーボンペースト
などが挙げられ、また、溶融金属としては、代表的に
は、共晶半田、高温半田、低温半田、錫、銀、パラジウ
ムなどが挙げられる。

【００２６】本発明による凹版印刷は、例えば次のよう
な凹版印刷装置により容易に行うことができる。すなわ
ち、印刷形状としての凹部にペーストまたは溶融金属が
充填された凹版を被印刷体に密着させたのち、凹版を被
印刷体から分離することによりペーストまたは溶融金属
を被印刷体上に転写する凹版印刷装置において、ペース
トまたは溶融した金属を内部に保持し且つ空間部を有す
る気密筐体、気密筐体内部の空間部を減圧または加圧す
る手段、及びペーストまたは溶融した金属中に浸漬され
た凹版面に密着させつつ摺動させて凹版表面のペースト
または溶融金属を除去しながら凹部開口面を遮蔽して凹
版面に密着させる遮蔽板を有する装置により、任意の手
段を用いて、印刷形状としての凹部を有する凹版を気密
筐体内のペーストまたは溶融した金属中に浸漬し、遮蔽
板を凹版面に密着させつつ摺動させて凹版表面のペース
トまたは溶融金属を除去しながら凹部開口面を遮蔽して
凹版面に遮蔽板を密着させたのち、遮蔽板が密着した凹
版をペーストまたは溶融した金属中から取り出し、つい
で遮蔽板を凹版面から離脱させて凹版を被印刷体に密着
させた後、凹版を被印刷体から分離してペーストまたは
溶融金属を被印刷体上に転写することにより、凹版印刷
を行うことができる。

【００２７】この凹版印刷装置における遮蔽板として
は、凹版面と接する面が平坦であること部材を用いるこ
とが好ましく、特に表面が平滑で高撥水性、低摩擦性、
耐熱性および耐溶剤性を添えているテフロンなどのプラ
スチック板またはシートなどが好ましい。

【００２８】次に、バンプの形成方法および配線パター
ンの形成方法について説明する。上記の凹版印刷方法に
おいて、印刷形状としての凹部がバンプ雌型凹部および
／または配線パターンに対応する溝形状である凹版を用
いることにより、容易に基体上にバンプおよび／または
配線パターンを形成することができる。すなわち、バン
プ雌型凹部および／または配線パターンに対応する溝形
状を有する凹版をペーストまたは溶融した金属中に浸漬
して凹部にペーストまたは溶融金属を充填させ、凹版面
に接する面が平坦な遮蔽板を凹版面に密着させつつ摺動
させ凹版表面のペーストまたは溶融金属を除去しながら
凹部開口面を遮蔽して凹版面に遮蔽板を密着させたの
ち、遮蔽板が密着した凹版をペーストまたは溶融した金
属中から取り出し、ついで遮蔽板を凹版面から離脱させ
て凹版を基体に密着させた後、凹版を基体から分離して
ペーストまたは溶融金属を基体上に転写することによっ
て、基体上にバンプおよび／または配線パターンを形成
することができる。

【００２９】上記のバンプおよび／または配線パターン
の形成方法においては、前記の凹版印刷方法におけると
同様な理由により、１）バンプ雌型凹部および／または
配線パターンに対応する溝形状を有する凹版をペースト
または溶融した金属中に浸漬する前に、該凹版を真空ま
たは減圧雰囲気下に置くこと、２）バンプ雌型凹部およ
び／または配線パターンに対応する溝形状を有する凹版
をペーストまたは溶融金属中に浸漬した際にペーストま
たは溶融金属に加圧して凹部にペーストまたは溶融金属
を充填させること、３）減圧雰囲気を不活性ガス雰囲気
とすること、４）凹部内の溶融金属が溶融状態にある間
またはペーストが未固形状態にある間に凹版を基体に密
着させたのち、凹版を基体から分離して溶融金属または
ペーストを基体上に転写すること、５）凹部内の溶融金
属が溶融状態にある間またはペーストが未固形状態にあ
る間に凹版を基体に密着させたのち冷却し、凹部内の溶
融金属またはペーストが固化した後、凹版を基体から分
離して溶融金属を基体上に転写すること、６）配線パタ
ーンに対応する微小な溝形状を有する凹版を用いるとき
は、遮蔽板が密着した凹版を溶融した金属中から取り出
しそのまま冷却して凹部内の溶融金属が融点以下の温度
となってから遮蔽板を凹版面から離脱させて凹版を基体
に密着させたのち、凹部内の溶融金属が融点以上になる
まで加熱し、ついで冷却して凹部内の溶融金属が融点以
下となったときに凹版を基体から分離して溶融金属を基
体上に転写すること、７）凹部内の溶融金属が溶融状態
にある間またはペーストが未固形状態にある間に凹版を
基体に押圧しながら密着させたのち、凹版を基体から分
離して溶融金属またはペーストを基体上に転写するこ
と、８）バンプ雌型凹部および／または配線パターンに
対応する溝形状を形成する凹版の材料としてプラスチッ
ク板、特に弾力性を有するプラスチック板を用いるこ
と、９）プラスチック板にバンプ雌型凹部および／また
は配線パターンに対応する溝形状を形成する方法として
エキシマレーザ加工法を用いること、などが好ましい。

【００３０】上記のバンプ形成方法によれば、基板へ実
装する際の接合部オープンの発生がなく、またバンプの
欠落やパッケージ側バンプと基板側パッドの接合部にお
けるクラックや剥離の発生などがない信頼性に優れたバ
ンプ電極等のバンプを基板や半導体パッケージなどの基
体上に、低コスト且つ高生産性で形成することができ
る。さらに、プラスチック板にエキシマレーザ加工によ
りバンプ雌型凹部を形成することによって、円柱形状、
錐形状または載頭錐形状のバンプ雌型凹部を容易に形成
することができ、それにより、基板へ実装する際の接合
部オープンの発生がなく、またパッケージ側バンプと基
板側パッドの接合部におけるクラックや剥離の発生など
のないバンプを半導体パッケージなどの基体上に形成
し、信頼性に優れたバンプ電極を得ることができる。

【００３１】また、上記の配線パターン形成方法によれ
ば、配線パターンに対応する溝形状の幅と深さを自由に
調整することができるため、従来の方法では形成が困難
であった線断面形状が厚さと幅のアスペクト比で１：５
よりも厚くて狭い形状である配線パターンの形成も容易
に行うことができる。これにより、配線パターンの断面
積を低下させないまま配線パターンの幅を細くすること
ができるため、低抵抗を維持しつつ高密度の配線パター
ンを形成することができる。

【００３２】さらに、バンプ雌型凹部および配線パター
ンに対応する溝形状が混在する凹版を用いることによ
り、基体上にバンプおよび配線パターンを同時に形成す
ることができる。

【００３３】また、バンプ雌型凹部および／または配線
パターンに対応する溝形状を有する凹版を用い、基体と
して従来の製法により配線パターンなどが形成されてい
るプリント配線基板を用いることにより、プリント配線
基板上にバンプおよび／または配線パターンを重畳して
形成することができる。これにより、従来の製法により
配線パターンなどが形成されているプリント配線基板に
おける配線パターン上および／またはレジスト被覆上に
本発明の方法による配線パターンを形成し、配線パター
ンの接合部および／または交差部をレジスト被覆の有無
のみで作り分けることができるため、複雑な配線パター
ンのプリント配線基板を薄く且つ容易にしかも低コスト
で製造することができる。

【００３４】上記のようなバンプおよび／または配線パ
ターンの形成は、例えば次のような装置により容易に行
うことができる。すなわち、凹部にペーストまたは溶融
金属が充填された凹版を基体に密着させたのち、凹版を
基体から分離することによりペーストまたは溶融金属を
基体上に転写するバンプおよび／または配線パターンの
形成装置において、ペーストまたは溶融した金属を内部
に保持し且つ空間部を有する気密筐体、気密筐体内部の
空間部を減圧または加圧する手段、及びペーストまたは
溶融した金属中に浸漬された凹版面に密着させつつ摺動
させて凹版表面のペーストまたは溶融金属を除去しなが
ら凹部開口面を遮蔽して凹版面に密着させる遮蔽板を有
する装置により、任意の手段を用いて、バンプ雌型凹部
および／または配線パターンに対応する溝形状を有する
凹版を気密筐体内のペーストまたは溶融した金属中に浸
漬し、遮蔽板を凹版面に密着させつつ摺動させて凹版表
面のペーストまたは溶融金属を除去しながら凹部開口面
を遮蔽して凹版面に遮蔽板を密着させたのち、遮蔽板が
密着した凹版をペーストまたは溶融した金属中から取り
出し、ついで遮蔽板を凹版面から離脱させて凹版を基体
に密着させた後、凹版を基体から分離してペーストまた
は溶融金属を基体上に転写することにより、基体上にバ
ンプおよび／または配線パターンを容易に形成すること
ができる。

【００３５】次に、印刷用凹版の凹部に樹脂ペーストを
充填し、被印刷物に該凹版を密着させ、樹脂が硬化した
後、凹版と被印刷物とを分離することにより樹脂を被印
刷物に転写することを特徴とする凹版印刷方法について
説明する。この凹版印刷方法においては、印刷用凹版の
凹部に光硬化性樹脂ペーストを充填し、被印刷物に該凹
版を密着させ、光を照射し光硬化性樹脂を硬化させた
後、凹版と被印刷物とを分離することにより、光硬化性
樹脂を被印刷物に転写することが好ましく、特に、凹部
以外の表面に遮光層を有する印刷用凹版の凹部に光硬化
性樹脂ペーストを充填し、被印刷物に該凹版を密着さ
せ、凹版の凹部を有する面と反対の面から光を照射し、
光硬化性樹脂を硬化させた後、凹版と被印刷物とを分離
することにより、光硬化性樹脂を被印刷物に転写するこ
とが好ましい。また、印刷用凹版としてはプラスチック
版が好ましく、プラスチック板にエキシマレーザ、或い
はシンクロトロンの紫外線領域のＳＲ光を用いてアブレ
ーション加工によりスペーサなどの印刷形状に対応する
凹部を形成することが特に好ましい。

【００３６】本発明の上記凹版印刷方法によれば、印刷
用凹版の凹部に樹脂ペーストを充填し、被印刷物に該凹
版を密着させ、樹脂が硬化した後、凹版と被印刷物とを
分離することにより樹脂を被印刷物に転写すること、特
にアブレーション加工により印刷形状に対応する凹部を
形成した印刷用凹版の凹部に樹脂ペーストを充填し、被
印刷物に該凹版を密着させ、樹脂が硬化した後、凹版と
被印刷物とを分離することにより樹脂を被印刷物に転写
することにより、被印刷物であるパネルなどに微細なス
ペーサなどを精度良く形成することができ、また廃棄す
る樹脂も少ないため低コストでスペーサなどを形成する
ことができる。また、凹部に充填された樹脂を硬化させ
たのち凹版と被印刷物とを分離して樹脂を被印刷物に転
写させることにより、樹脂が被印刷物によく固着して脱
落することのない信頼性に優れたスペーサなどを形成す
ることができる。また、樹脂ペーストとして光硬化性樹
脂ペーストを用いることにより、凹部に充填された光硬
化性樹脂ペーストを光により容易に硬化させることがで
き、より簡便に樹脂を被印刷物に印刷してスペーサなど
を形成することができる。

【００３７】さらに、凹部以外の表面に遮光層を有する
印刷用凹版の凹部に光硬化性樹脂ペーストを充填し、被
印刷物に該凹版を密着させ、凹版の凹部を有する面と反
対の面から光を照射し、光硬化性樹脂を硬化させた後、
凹版と被印刷物とを分離することにより、光硬化性樹脂
を被印刷物に転写する方法によれば、凹部に光硬化性樹
脂ペーストを充填する際に凹部以外の凹版面上に光硬化
性樹脂ペーストが残存した場合、または凹部に光硬化性
樹脂ペーストが充填された凹版を被印刷物に密着させた
際に光硬化性樹脂ペーストが凹部開口面以外の部分に滲
み出した場合に、残存または滲み出た部分の光硬化性樹
脂ペーストには印刷用凹版における凹部以外の表面にあ
る遮光層によって光が照射されないため、凹部に充填さ
れた光硬化性樹脂ペーストのみを硬化させることができ
る。これにより、光硬化性樹脂を被印刷物に転写した
後、被印刷物に付着している未硬化の光硬化性樹脂を洗
浄により除去することができ、被印刷物上にスペーサな
どを精度良く形成することができる。

【００３８】凹部以外の表面に遮光層を有する印刷用凹
版を作製するには、プラスチック版上に形成された開口
部を有する遮光マスク層をコンフォーマルマスクとした
アブレーション加工によりプラスチック版に凹部を形成
する方法によることが好ましい。これにより、アブレー
ション加工により凹部を形成する際の遮光マスク層をそ
のまま凹部に充填された光硬化性樹脂ペーストを硬化さ
せる光が凹部以外の部分を照射しないようにする遮光層
とすることができる。

【００３９】光硬化性樹脂としては、特にエラストマ型
紫外線硬化樹脂が好ましい。光硬化性エラストマーを用
いて上記凹版印刷方法により、例えばタッチパネル用ス
ペーサを形成した場合には、スペーサが頭頂部に集中し
て負荷やストレスがかかることによって疲労破壊して粉
砕されるようなことはなく、周囲の透明電極表面にプラ
スチック粉が分散して不要な絶縁異物となることが防止
され押圧時において常に正常な位置検出ができる。ま
た、スペーサの高さの変化もないため、不要な誤入力が
発生することもない。

【００４０】また、本発明の凹版印刷方法において、印
刷用凹版を無端ベルト状の凹版とし、凹部への樹脂ペー
ストの充填および樹脂の転写を繰り返し行なうことによ
り、より効率よく樹脂を被印刷物に印刷することがで
き、より効率よくスペーサなどを形成することができ
る。

【００４１】さらに、本発明の凹版印刷方法において、
凹部に光硬化性樹脂ペーストが充填された凹版を被印刷
物に密着させた際に、印刷用凹版上面から印圧をかけて
樹脂ペーストの被印刷物への固着を促進させることによ
り、被印刷物に印刷されたスペーサなどの印刷物の脱落
をよりよく防止することができ、信頼性の高いスペーサ
などを形成することができる。

【００４２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の凹版印刷方法を説
明するための装置の一例を模式的に示す断面図である。
図１において気密筐体１の下部は溶融金属槽２となって
おり、槽内には配線パターンまたはバンプ電極用の素材
として共晶半田または高温半田などの溶融金属３が溶解
温度以上に保たれて貯留されており、その上部の筐体内
部には溶融金属３の酸化を防止するための窒素ガスなど
の不活性ガス４が充填されている。

【００４３】図１ステップＡにおいて、印刷形状として
の凹部６を有するやや弾力を持たせたプラスチック製な
どの印刷用凹版５を気密筐体１内の不活性ガス４中に置
き、加減圧装置７により不活性ガス４を減圧することに
よって凹版５の印刷形状としての凹部６にあるガスを脱
気させたのち、脱気された凹版５を溶融金属３中に沈潜
させ、次いで加減圧装置７で不活性ガス４を加圧するこ
とによって溶融金属３を加圧し、凹版５の印刷形状とし
ての凹部６の末端細部にまで溶融解金属３の充填を促進
させる。

【００４４】次に、ステップＢにおいて、凹版５の凹部
６の細部にまで溶融金属３の充填が行なわれたのち、凹
版５の凹部開口側表面に接する面が平坦な遮蔽板８を、
凹版５の面に密着させつつ摺動させ凹版５表面の溶融金
属３を除去しながら凹部６開口面を遮蔽して凹版５の面
に遮蔽板８を密着させる。これにより、凹版５の面と遮
蔽板８との間に溶融金属３を残さないようにしながら凹
部６内の溶融金属３の充填量が定量化される。

【００４５】ついで、ステップＣにおいて、遮蔽板８を
密着させたまま凹部６に溶融金属９の充填された凹版５
を溶融金属３中から取り出し、凹版５の凹部６が上向き
の水平となってから遮蔽板８をスライドさせて凹版５の
面から離脱させる。

【００４６】次に、ステップＤにおいて、ヒートショッ
クの緩和のために予熱を行なったパッケージなどの被印
刷体１０を、被印刷面を下側に向け、位置を整合したの
ち凹版５と密着させて、上下反転する。ついで、パッケ
ージなどの被印刷体１０と凹版５の上から加圧用装置１
１によって若干の圧が加えられると、プラスチック材料
からなる凹版５に持たせた弾力性によって、凹版５の凹
部６に充填された溶融金属９はパッケージなどの被印刷
体１０のパッドへの密着が促進され確保される。

【００４７】ステップＥにおいて、やがて凹版５とパッ
ケージなどの被印刷体１０が冷却され、凹部６内の溶融
金属９が固化したのちに、凹版５をパッケージなどの被
印刷体１０から分離することにより、凹版５の凹部６に
充填された溶融金属９は凹部６の内部形状のままにパッ
ケージなどの被印刷体１０に転写される。

【００４８】このようにして、例えば上記印刷形状とし
ての凹部６形状がバンプの雌型形状である凹部６を有す
る凹版５を用いることによって、ＢＧＡやＣＳＦパッケ
ージのバンプ、フリップチップの接続用バンプなどを安
価でバラツキなく形成することができる。

【００４９】さて、凹版５の凹部６の製法としては、機
械加工や、フォトリソとめっきによって製作するなどの
方法が考えられるが、製作しようとするバンプや配線が
微細になるほどこれらの方法は困難かつ高価となる難点
がある。この対応策として、プラスチック板にエキシマ
レーザにより印刷形状の堀込み加工を行なうことによっ
て、印刷形状としての凹部６としての微小なバンプの雌
型形状の凹部や微細な配線パターンに対応する溝構造を
プラスチック板に形成することができる。

【００５０】図２（ａ）及び（ｂ）それぞれは、エキシ
マレーザによって印刷用凹版の凹部を形成する方法の一
例を模式的に示す説明図である。図２において、エキシ
マレーザ発振器１２より照射されるレーザ光１３は、光
路途中のミラー１４によって方向決めや光軸ズレの補正
が行なわれたのち、加工パターン決定用遮光板１５によ
って整形され、パターニング後のエキシマレーザ光１６
はイメージレンズ１７または１８で必要エネルギ密度に
集光され、凹版用の素材プラスチック板２１の表面に照
射されてアブレーション加工が行なわれる。その結果、
図２（ａ）に示すように、集光率の大きいイメージレン
ズ１７によって高エネルギ密度に集光されたレーザ光１
９ではテーパの小さい加工穴２２が、一方図２（ｂ）に
示すように、集光率の小さなイメージレンズ１８によっ
て低エネルギ密度に集光されたレーザ光２０ではテーパ
の小さい加工穴２３が加工される。

【００５１】図３（ａ）〜図３（ｂ）はエキシマレーザ
によるアブレーション加工を説明するための概念図であ
る。プラスチックなどの高分子は、図３（ａ）のよう
に、隣接する原子２４同志の互いの電子の軌道２５が一
点で接することにより共有結合されて固体となってい
る。そこに図３（ｂ）ように遮光板２６によって照射範
囲を限定されたレーザ光１３が照射されると、電子の基
底軌道２７が励起され、電子はさらに外側の励起軌道２
８を廻ることになって隣接原子との共有結合が成立しな
くなる。その結果、結合が開裂（アブレーション）さ
れ、ポリマであった固体が２０ナノ秒程度の短時間に単
原子２９となってガス化し急膨張するため、離脱した単
原子２９は開口部より飛散し、極めて微細な分子レベル
のアブレーション加工が可能となる。このような分子レ
ベルのアブレーション加工に使用されるのは、多くはＫ
ｒＦガスの２４８ｎｍまたはＡｒＦガスの１９３ｎｍの
エキシマレーザの短波長の紫外線であり、光の解像度が
高いことも寄与して、極めて微細なアブレーション加工
が可能となる。

【００５２】エキシマレーザは短パルス光であるため、
加工はパルス回数に比例した掘り込量となる。そのた
め、貫通に至らない程度のパルス照射回数によって、プ
ラスック板に印刷形状としての凹部を任意な深さに掘り
込み加工することができる。また、掘り込みされる凹部
の側壁面はエキシマレーザ光を反射し、エキシマレーザ
光の吸収エネルギーが減衰するため、アプレーション閾
値を超えられない凹部の側壁の角度が加工テーパとな
る。これを有効に利用すると、イメージレンズを交換し
て集光率を変更したり、レーザ発振器の放電電圧を昇降
させることによって出力の増減をしたり、光路途中に設
置した光学アッティネータによって減衰率を調整するこ
とによって、凹部側壁のテーパ角の付け方を制御するこ
とができる。

【００５３】このようにして、エキシマレーザによる錐
の先端角度の設定も自由であり、プラスチック板に印刷
形状としての凹部を鈍角や鋭角の錐形状などを自由に加
工することが可能であり、例えば、図４のように円柱形
３０、円錐形３１、載頭円錐形３２などの凹部も容易に
形成することができる。また凹部の水平断面が円形のも
のだけではなく、例えば遮光版２６の開口形状を四角に
することによって四角柱形３３、四角錐形３４、載頭四
角錐形３５なども容易に形成することができる。

【００５４】このような凹部を形成することによって、
特に鋭角の錐形状のバンプ雌型凹部を有する凹版を用い
て、鋭角の錐形状のバンプを半導体パッケージ３６など
に形成した場合、図５（ａ）のように湾曲した基板３８
であったり、図５（ｂ）のように基板３９の上端面に凹
凸がある基板側パッド４０の場合、バンプ先端細部４１
が容易に変形して湾曲や凹凸を吸収するため従来の接続
バンプの形状で多く発生していたオープンなどの接合不
良の発生を防止することができる。

【００５５】さらに、基板とパッケージの熱膨張率の差
によるストレスを低減するために、図６（ａ）のよう
に、リフロー時のパッケージを保持し落ちこみを防止す
るスタッドバンプ４２と錐形状のバンプ３７とを併用す
るによって、図６（ｂ）のような柱状バンプ４３を実現
させることができる。

【００５６】この錐形状のバンプ３７によって、従来困
難であった柱状バンプ接合の実現が容易となり、ＢＧＡ
やＣＳＰ、フリップチップなどのバンプ型接続部におけ
る基板とパッケージの熱膨張率の差によるストレスを低
減し、クラックの発生を防止することができるため、高
信頼化することができる。また、印刷形状としての凹部
６がＰＷＢのようなプリント配線基板上に形成すべき配
線パターンに対応する溝形状である凹版５を用いること
によって、基板上に配線パターンを形成することができ
る。

【００５７】この配線パターンの形成方法は、ＰＷＢと
配線パターン形成に使用された溶融金属との結合力が強
固であるほど形成に有利であるため、基板表面に微細な
凹凸が豊富に存在する多孔質のセラミック基板やその前
段階であるグリーンシートに配線パターンを形成するの
に好適である。さらに、凹版５を基板表面に密着させて
溝形状である凹部内の溶融金属を基板表面に押圧してい
る時点で超音波による振動を印加することにより溶融金
属の基板に対する固着力を補強させることができる。

【００５８】一方、形成しようとする配線パターンが微
細な楊合、充填量定量化遮蔽板８を溶融金属３の充填さ
れている配線パターンに対応する凹部開口面から除去す
ると、溶解金属３が自らの表面張力によって無数の粒滴
状に分離し、連続すべき配線パターンが分断されてしま
う恐れがある。その場合には、遮蔽板８が密着して遮蔽
している凹版５を溶解金属糟２より引き上げた際、溶解
金属２が冷却され固化するまで待って遮蔽板８を凹版５
表面から離脱させたうえ、ＰＷＢ用基板に密着させたの
ち再加熱し、加圧用装置１１によって若干の圧を加えな
がら冷却し、溶解金属３が固化した後に基板と凹版５を
分離させることにより微細な配線パターンも容易に形成
することができる。また、プラスチック板にエキシマレ
ーザにより配線パターンに対応する溝構造を形成するこ
とによって、溝の幅と深さを自由に変更することがで
き、配線パターンの断面形状の厚さと幅のアスペクト比
も容易に変更することができる。

【００５９】プリント配線基板製造の最も多く使用され
ている製法であるサブトラクティブ法において、最表層
部の配線パターンに用いられる銅箔の厚さは１８μｍが
標準的である。一方配線パターンの幅はいまだ１００μ
ｍ程度もあり、その断面形状の厚さと幅のアスペクト比
は約１：５と、薄くて広い形状である。配線パターン通
りの溝形状を有する凹版５と溶解金属３とを使用したＰ
ＷＢ基板では、溝形状により配線断面を調整することが
できるため、断面形状の厚さと幅のアスペクト比を１：
５より厚型にでき、従来の製法では実現困難な厚さ寸法
が幅寸法より大きい縦形の配線断面を有する配線パター
ンをＰＷＢ基板上に形成することも可能である。これに
より、配線パターンの断面積を低下させないまま配線パ
ターンの幅を細くすることができるため、低抵抗を維持
しつつ高密度な配線パターンを形成することができる。

【００６０】上記のようなバンプまたは配線パターンの
形成方法によれば、凹部６にペーストまたは溶融金属３
を繰返し充填して印刷を行なうことにより容易にバンプ
や配線パターンなどが得られ、他の製法に比べ極めて高
い生産効率を実現できる。しかも、バンプや配線のパタ
ーンの形成材料としては安価な、インゴットまたは自動
供給用線材がそのまま使用することが可能であり、か
つ、副資材も窒素ガスのような安価な不活性ガスと凹版
マスク洗浄剤以外ほとんどなにも必要としないため、低
コストでバンプや配線パターンを基板や半導体パッケー
ジなどの基体上に形成することができる。

【００６１】さらに、上記のバンプまたは配線パターン
の形成方法は簡便な装置で実現できるため、例えばパッ
ケージのバンプ形成を実装工程のラインサイドでも実施
することが可能であり、バンプ形成時の余熱が残ってい
るうちに基板上にマウントしリフロー炉を通過させるこ
とにより、パッケージの品質保証上問題となっているヒ
ートショック回数を低減させることができる。

【００６２】なお、上記においては、溶解金属を用いる
場合について説明したが、導電性接着剤、異方性導電接
着剤、導電性ポリマ、クリーム半田、錫ペースト、銀ペ
ースト、銀パラジウムペースト、カーボンペーストなど
に代表されるペーストを利用することも可能である。た
だし、導電性接着剤、異方性導電接着剤、導電性ポリ
マ、カーボンペーストなどを用いる場合には、溶融が不
要であり、溶融にかかわる加熱や冷却の必要もなく、各
ペーストに応じた硬化手段を講じたあとパッケージまた
は基板上から凹版を分離させればよい。

【００６３】一方、クリーム半田、錫ペースト、銀ペー
スト、銀パラジウムペーストなどを用いる場合には、こ
れらを常温で凹版の凹部に充填したあと、パッケージま
たは基板上にその凹版を密着させたままリフローを行な
ってペーストを溶融させ、冷却して固化したのちに凹版
を分離させればよい。このような溶融させる必要のある
ペーストを使用する場合には、通常はパッケージや基板
の被印刷面を上向きにし、その上から凹版の凹部開口部
を下向きにした形で位置合わせを行ない、密着させてリ
フローを行なうが、ＢＧＡやＣＳＦの錐形バンプを形成
する際には、パッケージおよび凹版を図７のようにバン
プ長手方向に横転させた状態で加熱、溶融、冷却、固化
を行なうことが好ましい。

【００６４】溶融させる必要のあるペースト中には体積
比で約５０％内外のフラックスが含有されており、この
ため溶融後の金属は凹版５の凹部６内の空間を全て占有
することができず、錐形バンプの先端部分を上方に向け
て形成した場合、凹部６の上端は比重の軽いフラックス
によって充填されることになり、所定のバンプ形状に対
して先端部分の欠けた形状になってしまうが、凹版５を
横転させた錐形バンプの形成方法によると先端部分の欠
損部４４を錐形バンプの側面に移動させことが可能とな
るため、リフロー後の柱状バンプ形状は錐形のバンプ形
状によって実現できるリフロー後の柱状バンプとほぼ同
様となり、ストレス軽減効果を維持することができる。

【００６５】この錐形バンプの側面欠損部４４は、必要
であれば図８のように上部に拡張したバンプ雌型凹部を
バンプ欠損補填形状４５にすることによってある程度回
避することができる。

【００６６】図９は本発明の凹版印刷方法により成形物
としてのタッチパネルスペーサを形成する装置の一例を
模式的に示す断面図、図１０は該装置における転写工程
における露光・硬化の様子を説明する拡大断面図であ
る。図９において、印刷用凹版５１は全体としては無端
ベルト状になって左右の駆動装置５４によって矢印方向
に移動しながら回転する。印刷用凹版５１の最表面は、
図１０示すように、硬質かつ不透明で耐摩耗性を持つ酸
化チタンなどの薄膜２でコーティングされ、印刷用の凹
部５３が形成されている。上記回転により導電性処理を
施したスキージ７２の個所まで来た印刷用凹版５１の凹
部５３にはエラストマ型紫外線硬化樹脂ペースト５５が
充填される。印刷用凹版５１の凹部５３はさらに回転し
て転写工程へ進む。

【００６７】一方、前工程から送られてくるタッチパネ
ル用ガラス板５６は、濡れ性を改善するための表面改質
用紫外線照射装置５７を通過し、定盤テーブル５８上を
移動する搬送装置５９に乗せられてＩＴＯコーティング
面６０を上にして転写工程へ移送されてくる。このガラ
ス板５６と印刷用凹版５１の凹部５３は、転写工程最前
部に位置する画像認識装置６１によって位置ずれ量が測
定され、位置合わせが行なわれたあと、互いに密着させ
られる。

【００６８】紫外線の透過率の良い石英ガラス製ローラ
６２とその内部中空部に設置された樹脂硬化用紫外線ラ
ンプ６３によって、印刷用凹版５１の凹部５３に充填さ
れたエラストマ型紫外線硬化樹脂５５はガラス板５６表
面に押し付けられ密着を促進されながらキュアされ、ガ
ラス板５６ヘ固着させられる。

【００６９】すなわち、図１０において、ＩＴＯコーテ
ィング面６０を上面に向けたタッチパネル用ガラス板５
６の上から印刷用凹版５１が密着しており、そのガラス
板５６側には印刷用凹版５１の凹部５３中に未硬化のエ
ラストマ型紫外線硬化樹脂５５が充填されており、これ
には印刷用凹版５１の上部から押圧している石英ガラス
製ローラ６２によって圧が加えられ、ＩＴＯコーティン
グ面６０への紫外線硬化樹脂５５の粘着が促進されてい
る。

【００７０】その石英ガラス製ローラ６２の中空部には
紫外線ランプ６３からの紫外線６９が照射されている。
この紫外線６９は、透明な印刷用凹版５１を透過して凹
部５３中に充填されている未硬化の紫外線硬化樹脂５５
を硬化させていく。但し、凹部５３周辺の印刷用凹版５
１の表面には紫外線を透さない遮光薄膜層５２がコーテ
ィングしてあるため、その影になる凹部の周辺ににじみ
だした紫外線硬化樹脂７０には紫外線６９が当たらな
い。この紫外線６９が当たらない部分の樹脂が硬化され
ることなく露光が完了する。後処理工程のパネル洗浄槽
７１において、このにじみだしによって未硬化となった
紫外線硬化型樹脂７０は容易に除去することができ、Ｉ
ＴＯコーティング面上に残留することがないため、不要
な絶縁層となってタッチパネルの機能を損なうような不
具合が発生しない。

【００７１】印刷用凹版５１のベルトがさらに移動して
いくと、やがて分離装置６４に至り、印刷用凹版５１の
ベルトとガラス板５６表面とはここで剥離させられ、エ
ラストマ型紫外線硬化樹脂５５はガラス板５６に転写さ
れる。

【００７２】エラストマ型紫外線硬化樹脂５５の転写を
完了した印刷用凹版５１は、駆動装置５４を経て凹版ベ
ルト洗浄装置６５において、にじみ出しによって硬化さ
れなかった未硬化樹脂や特にガラスの微小破片（カレッ
ト）などの異物が除去される。さらにリンス槽６６にお
いて洗浄剤にすすがれ、乾燥室６７で乾燥されたのち、
離型剤塗布装置６８によって離型性向上の処理を行なわ
れ、樹脂ペースト充填工程まで戻ってくる。このように
して印刷用凹版５１は、離型剤塗布の前処理工程、スキ
ージングの充填工程、密着から剥離までの転写工程、洗
浄から乾燥までの後処理工程を循環し、繰り返し印刷が
行なわれる。

【００７３】上記循環工程のうち、充填工程において紫
外線硬化樹脂５５中への泡の巻き込みや凹部への空気の
侵入によって充填が阻害されたり、転写工程において大
気圧により印刷用凹版５１の剥離が困難となることに対
応するため、少なくとも充填工程から転写工程を含む範
囲を減圧雰囲気または真空とすることが望ましい。ま
た、工程中の静電気を防止するため、各種の静電防止対
策を行なうことが望ましく、例えばイオナイザを使用す
る。

【００７４】以上、図９及び図１０を用いて説明した樹
脂成形物の製造方法は、バンプ形成等にも採用できる。
この場合、バンプ材として、光硬化性、例えば硬化に紫
外線を用いる場合には紫外線硬化型の樹脂を用いる。そ
して、バンプとしての機能を発揮するよう導電性の樹脂
を用いる。導電性樹脂としては光による硬化を阻害しな
いよう、導電性化のための導電性粒子を分散させたもの
を用いる場合には、硬化用の光に対して透明の粒子を用
いたものを使用することが望ましい。例えばＴＩＯが好
適である。また、例えばポリアリ−レンビニレンのよう
なそれ自体では十分な導電率を有しない導電性樹脂を用
いる場合、十分な導電率を得るためためにヨウ素（Ｉ
２）や酸素（Ｏ２）をドーピングすることが望ましい。

【００７５】ここで、ヨウ素というのは塩素（ＣＬ）だ
とか、フッ素（Ｆ）だとか、臭素（ＢＵ）などと同じハ
ロゲン元素で、非常に腐食性の高いものである。Ｉ２が
銅のパッドにバンプとして接触していた場合、イオンが
析出してくると銅を腐食し、マイグレーションを引き起
こす虞がある。この点、Ｉ２によって腐食されることが
ない導電性接着剤を介して、このバンプと相手のパッド
等を接合すれば、Ｉ２から析出した腐食性のイオンを接
着剤の部分でカットできる。すなわち、イオンを遮蔽す
る膜（バリアー層）として導電性接着剤層が機能する。
但し、この機能を発揮させるためには、導電性接着剤に
金属粒子が入っていたりすると、またそれがマイグレー
ションを起こしかねないので、腐食するような金属粉を
含まない導電性性樹脂を用いる。なお、導電性接着層と
は別に、上記バリアー層を形成してもよい。

【００７６】また、バンブ用の樹脂としては、クラック
等を防止するため弾性を発揮し得るエラストマー型の樹
脂を用いることが望ましい。以上の観点から、上記方式
のバンプ材製造にあたつて、光硬化性導電性及び弾性を
発揮しえる樹脂を用いるのが望ましい。無論、このよう
な導電性樹脂の図１の方法に用いることもできる。

【００７７】ここで、バンプ等の成形材の凹部内への投
入の仕方としては、リメルト製法的な投入も可能であ
る。すなわち、リメルト製法と同様、荒っぽい金型であ
る程度の形を作っておいて、それをを上記凹部に入れ
る。加熱するなりしてもう一回わずかに溶かす。このよ
うに再加熱することに、投入当初のネジレ、ヨレ、曲が
りなどのひずみをとり、あいるは、再度流動状態にして
凹部内の形状にならわせるということも可能である。

【００７８】

【発明の効果】本発明の凹版印刷方法および凹版印刷装
置によれば、ペーストまたは溶融金属を用いて、低コス
ト且つ高生産性で配線パターンまたはバンプ電極等のバ
ンプなどを被印刷体である基板や半導体パッケージなど
に形成することができる。

【００７９】また、本発明のバンプ形成方法およびバン
プ形成装置によれば、基板へ実装する際の接合部オープ
ンの発生がなく、またバンプの欠落やパッケージ側バン
プと基板側パッドの接合部におけるクラックや剥離の発
生などがない信頼性に優れたバンプ電極等のバンプを基
板や半導体パッケージなどの基体上に、低コスト且つ高
生産性で形成することができる。

【００８０】また、本発明によれば、基板へ実装する際
の接合部オープンの発生がなく、バンプの欠落またはパ
ッケージ側バンプと基板側パッドの接合部におけるクラ
ツクや剥離の発生などのない信頼性に優れたバンプ電極
を得ることができる。さらに、本発明の配線パターン形
成方法および配線パターン形成装置によれば、配線パタ
ーンを高密度で形成することができ、また複雑な配線パ
ターンを容易に形成することができる。

【００８１】また、本発明によれば、線断面形状が厚さ
と幅のアスペクト比で１：５よりも厚くて狭い形状であ
る配線パターンを基体上に有するプリント配線基板を得
ることができる。

【００８２】また、本発明によれば、高精細な印刷を低
コストで実現しつつ、パネル表面などの被印刷物から脱
落することなく、また疲労破壊が発生することのない信
頼性に優れたスペーサなどを被印刷物上に形成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の凹版印刷方法を説明するための装置の
一例を模式的に示す断面図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれエキシマレーザに
よって印刷用凹版の凹部を形成する方法の一例を模式的
に示す説明図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）はエキシマレーザによるアブレ
ーション加工の原理を説明するための概念図である。

【図４】エキシマレーザにより形成される凹版の凹部形
状を示す説明図である。

【図５】（ａ）及び（ｂ）は鋭角の錐形状のバンプを形
成した場合の効果を示す説明図である。

【図６】（ａ）及び（ｂ）は柱状バンプの形成の様子を
示す説明図である。

【図７】横転方式により錐形バンプを形成する様子を示
す説明図である。

【図８】錐形バンプ側面の欠損部の発生を防止するため
のバンプ雌型凹を示す説明図である。

【図９】本発明の凹版印刷方法によりスペーサを形成す
る装置の一例を模式的に示す断面図である。

【図１０】本発明の凹版印刷方法の転写工程における露
光・硬化の様子を説明する拡大断面図である。

【符号の説明】

１気密筐体２溶解金属槽３溶解金属４不活性ガス５印刷用凹版６印刷形状としての凹部７加減圧装置８遮蔽板９凹部に充填された溶解金属１０被印刷体１１加圧用装置１２エキシマレーザ発振器１３エキシマレーザ光１４ミラー１５加工パターン決定用遮光板１６パターニング後のエキシマレーザ光１７縮小率の大きいイメージレンズ１８縮小率の小さいイメージレンズ１９高いエネルギ密度に集光されたレーザ光２０低いエネルギ密度に集光されたレーザ光２１プラスチック板２２テーパの小さい加工穴２３テーパの太さい加工穴２４原子２５電子の軌道２６遮光版２７電子の基底軌道２８励起軌道２９共有結合の開裂によってポリマから離脱した単原
子３０円柱形凹部３１円錐形凹部３２載頭円錐形凹部３３角柱形凹部３４角錐形凹部３５載頭角錐形凹部３６半導体パッケージ３７錐形バンプ３８湾曲した基板３９基板４０上端面に凹凸がある基板側パッド４１バンプ先端細部４２スタッドバンプ４３柱状バンプ４４バンプ欠損側面部４５バンプ欠損補填形状５１印刷用凹版５２薄膜５３印刷用の凹部５４駆動装置５５エラストマ型紫外線硬化樹脂ペースト５６タッチパネル用ガラス板５７表面改質用紫外線照射装置５８定盤テーブル５９搬送装置６０ＩＴＯコーティング面６１画像認識装置６２石英ガラス製ローラ６３樹脂硬化用紫外線ランプ６４分離装置６５凹版ベルト洗浄装置６６リンス槽６７乾燥室６８離型剤塗布装置６９紫外線７０凹部の周辺ににじみだした紫外線硬化樹脂７１パネル洗浄槽７２スキージ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印刷形状としての凹部にペーストまたは溶
融金属が充填された凹版を被印刷体に密着させたのち、
凹版を被印刷体から分離することによりペーストまたは
溶融金属を被印刷体上に転写する凹版印刷方法におい
て、印刷形状としての凹部を有する凹版をペーストまた
は溶融した金属中に浸漬して凹部にペーストまたは溶融
金属を充填させ、凹版面に接する面が平坦な遮蔽板を凹
版面に密着させつつ摺動させ凹版表面のペーストまたは
溶融金属を除去しながら凹部開口面を遮蔽して凹版面に
遮蔽板を密着させたのち、遮蔽板が密着した凹版をペー
ストまたは溶融した金属中から取り出し、ついで遮蔽板
を凹版面から離脱させて凹版を被印刷体に密着させた
後、凹版を被印刷体から分離してペーストまたは溶融金
属を被印刷体上に転写することを特徴とする凹版印刷方
法。
【請求項２】印刷形状としての凹部を有する凹版をペー
ストまたは溶融した金属中に浸漬し、ペーストまたは溶
融した金属に加圧して凹部にペーストまたは溶融金属を
充填させることを特徴とする請求項１記載の凹版印刷方
法。
【請求項３】印刷形状としての凹部を有する凹版をペー
ストまたは溶融した金属中に浸漬する前に、該凹版を真
空または減圧雰囲気下に置くことを特徴とする請求項１
または２記載の凹版印刷方法。
【請求項４】減圧雰囲気が不活性ガス雰囲気であること
を特徴とする請求項３記載の凹版印刷方法。
【請求項５】凹部内の溶融金属が溶融状態にある間また
はペーストが未固形状態にある間に凹版を被印刷体に密
着させたのち、凹版を被印刷体から分離して溶融金属ま
たはペーストを被印刷体上に転写することを特徴とする
請求項１、２、３または４記載の凹版印刷方法。
【請求項６】凹部内の溶融金属が溶融状態にある間また
はペーストが未固形状態にある間に凹版を被印刷体に密
着させたのち冷却し、凹部内の溶融金属またはペースト
が固化した後に凹版を被印刷体から分離して溶融金属ま
たはペーストを被印刷体上に転写することを特徴とする
請求項１、２、３または４記載の凹版印刷方法。
【請求項７】凹版を被印刷体に押圧しながら密着させた
のち、凹版を被印刷体から分離してペーストまたは溶融
金属を被印刷体上に転写することを特徴とする請求項
１、２、３、４、５または６記載の凹版印刷方法。
【請求項８】遮蔽板の密着した凹版を溶融した金属中か
ら取り出しそのまま冷却して凹部内の溶融金属が融点以
下の温度となってから遮蔽板を離脱させて凹版を被印刷
体に押圧しながら密着させ凹部内の溶融金属が融点以上
になるまで加熱し、ついで冷却して凹部内の溶融金属が
融点以下となったときに凹版を被印刷体から分離して溶
融金属を被印刷体上に転写することを特徴とする請求項
１、２、３または４記載の凹版印刷方法。
【請求項９】印刷形状としての凹部を有する凹版がプラ
スチック材料からなることを特徴とする請求項１、２、
３、４、５、６、７または８記載の凹版印刷方法。
【請求項１０】印刷形状としての凹部を有する凹版が弾
力性を有するプラスチック材料からなることを特徴とす
る請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の凹
版印刷方法。
【請求項１１】印刷形状としての凹部をエキシマレーザ
加工により形成することを特徴とする請求項９または１
０記載の凹版印刷方法。
【請求項１２】印刷形状としての凹部にペーストまたは
溶融金属が充填された凹版を被印刷体に密着させたの
ち、凹版を被印刷体から分離することによりペーストま
たは溶融金属を被印刷体上に転写する凹版印刷装置にお
いて、ペーストまたは溶融した金属を内部に保持し且つ
空間部を有する気密筐体、気密筐体内部の空間部を減圧
または加圧する手段、及びペーストまたは溶融した金属
中に浸漬された凹版面に密着させつつ摺動させて凹版表
面のペーストまたは溶融金属を除去しながら凹部開口面
を遮蔽して凹版面に密着させる遮蔽板を有し、任意の手
段により、印刷形状としての凹部を有する凹版を気密筐
体内のペーストまたは溶融した金属中に浸漬し、遮蔽板
を凹版面に密着させつつ摺動させて凹版表面のペースト
または溶融金属を除去しながら凹部開口面を遮蔽して凹
版面に遮蔽板を密着させたのち、遮蔽板が密着した凹版
をペーストまたは溶融した金属中から取り出し、ついで
遮蔽板を凹版面から離脱させて凹版を被印刷体に密着さ
せた後、凹版を被印刷体から分離してペーストまたは溶
融金属を被印刷体上に転写するようにしたことを特徴と
する凹版印刷装置。
【請求項１３】印刷形状としての凹部がバンプ雌型凹部
である凹版を用い、請求項１、２、３、４、５、６、７
または８記載の凹版印刷方法により基体上にバンプを形
成することを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項１４】バンプ雌型凹部を有する凹版がプラスチ
ック材料からなることを特徴とする請求項１３記載のバ
ンプ形成方法。
【請求項１５】バンプ雌型凹部を有する凹版が弾力性を
有するプラスチック材料からなることを特徴とする請求
項１３記載のバンプ形成方法。
【請求項１６】バンプ雌型凹部をエキシマレーザ加工に
より形成することを特徴とする請求項１４または１５記
載のバンプ形成方法。
【請求項１７】エキシマレーザ加工によりバンプ雌型凹
部を円柱形状、錐形状または載頭錐形状に形成すること
を特徴とする請求項１４または１５記載のバンプ形成方
法。
【請求項１８】印刷形状としての凹部が配線パターンに
対応する溝形状である凹版を用い、請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、９、１０または１１記載の凹版印
刷方法により基体上に配線パターンを形成することを特
徴とする配線パターン形成方法。
【請求項１９】印刷形状としての凹部がバンプ雌型凹部
および配線パターンに対応する溝形状である凹版を用
い、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０
または１１記載の凹版印刷方法により基体上にバンプお
よび配線パターンを形成することを特徴とするバンプお
よび配線パターン形成方法。
【請求項２０】印刷形状としての凹部がバンプ雌型凹部
および／または配線パターンに対応する溝形状である凹
版を用い、請求項１、２、３、４、５、６、７、８、
９、１０または１１記載の凹版印刷方法によりプリント
配線基板上にバンプおよび／または配線パターンを重畳
して形成することを特徴とするバンプおよび配線パター
ン形成方法。
【請求項２１】印刷形状としての凹部が配線パターンに
対応する溝形状である凹版を用い、請求項１、２、３、
４、５、６、７、８、９、１０または１１記載の凹版印
刷方法によりプリント配線基板の表面または裏面の配線
パターン上および／またはレジスト被覆上に配線パター
ンを形成し、配線パターンの接合部および／または交差
部を形成することを特徴とする配線パターン形成方法。
【請求項２２】溝形状の断面が深さと幅のアスペクト比
で１：５よりも深くて狭い形状であることを特徴とする
請求項１８、１９、２０または２１記載の配線パターン
形成方法。
【請求項２３】凹部にペーストまたは溶融金属が充填さ
れた凹版を基体に密着させたのち、凹版を基体から分離
することによりペーストまたは溶融金属を基体上に転写
するバンプおよび／または配線パターンの形成装置にお
いて、ペーストまたは溶融した金属を内部に保持し且つ
空間部を有する気密筐体、気密筐体内部の空間部を減圧
または加圧する手段、及びペーストまたは溶融した金属
中に浸漬された凹版面に密着させつつ摺動させて凹版表
面のペーストまたは溶融金属を除去しながら凹部開口面
を遮蔽して凹版面に密着させる遮蔽板を有し、任意の手
段により、バンプ雌型凹部および／または配線パターン
に対応する溝形状を有する凹版を気密筐体内のペースト
または溶融した金属中に浸漬し、遮蔽板を凹版面に密着
させつつ摺動させて凹版表面のペーストまたは溶融金属
を除去しながら凹部開口面を遮蔽して凹版面に遮蔽板を
密着させたのち、遮蔽板が密着した凹版をペーストまた
は溶融した金属中から取り出し、ついで遮蔽板を凹版面
から離脱させて凹版を基体に密着させた後、凹版を基体
から分離してペーストまたは溶融金属を基体上に転写す
るようにしたことを特徴とするバンプおよび／または配
線パターンの形成装置。
【請求項２４】基体上に溶融金属から形成された円柱形
状、錐形状または載頭錐形状のバンプを有することを特
徴とするバンプ電極。
【請求項２５】ペーストまたは溶融金属から形成された
線断面形状が厚さと幅のアスペクト比で１：５よりも厚
くて狭い形状である配線パターンを基体上に有すること
を特徴とするプリント配線基板。
【請求項２６】プリント配線基板の表面または裏面の配
線パターン上および／またはレジスト被覆上にペースト
または溶融金属からなる配線パターンを有し、配線パタ
ーンの接合部および／または交差部が形成されているこ
とを特徴とするプリント配線基板。
【請求項２７】ペーストまたは溶融金属からなる配線パ
ターンの線断面形状が厚さと幅のアスペクト比で１：５
よりも厚くて狭い形状であることを特徴とする請求項２
６記載のプリント配線基板。
【請求項２８】印刷形状としての凹部にペーストまたは
溶融金属が充填された凹版を被印刷体に密着させたの
ち、凹版を被印刷体から分離することによりペーストま
たは溶融金属を被印刷体上に転写する凹版印刷方法にお
いて、印刷形状としての凹部を有する凹版がプラスチッ
ク材料からなることを特徴とする凹版印刷方法。
【請求項２９】請求項２８記載の凹版印刷方法におい
て、上記プラスチック材料として弾性を有するものを用
いることを特徴とする凹版印刷方法。
【請求項３０】印刷形状としての凹部にペーストまたは
溶融金属が充填された凹版を被印刷体に密着させたの
ち、凹版を被印刷体から分離することによりペーストま
たは溶融金属を被印刷体上に転写する凹版印刷装置にお
いて、印刷形状としての凹部を有する凹版がプラスチッ
ク材料からなることを特徴とする凹版印刷装置。
【請求項３１】請求項２９記載の凹版印刷装置におい
て、上記プラスチック材料として弾力性を有するものを
用いることを特徴とする凹版印刷装置。
【請求項３２】印刷用凹版の凹部に樹脂ペーストを充填
し、被印刷物に該凹版を密着させ、樹脂が硬化した後、
凹版と被印刷物とを分離することにより樹脂を被印刷物
に転写することを特徴とする凹版印刷方法。
【請求項３３】印刷用凹版の凹部に光硬化性樹脂ペース
トを充填し、被印刷物に該凹版を密着させ、光を照射し
光硬化性樹脂を硬化させた後、凹版と被印刷物とを分離
することにより、光硬化性樹脂を被印刷物に転写するこ
とを特徴とする凹版印刷方法。
【請求項３４】印刷用凹版がプラスチック版であること
を特徴とする請求項３２または３３記載の凹版印刷方
法。
【請求項３５】凹部以外の表面に遮光層を有する印刷用
凹版の凹部に光硬化性樹脂ペーストを充填し、被印刷物
に該凹版を密着させ、凹版の凹部を有する面と反対の面
から光を照射し、光硬化性樹脂を硬化させた後、凹版と
被印刷物とを分離することにより、光硬化性樹脂を被印
刷物に転写することを特徴とする凹版印刷方法。
【請求項３６】印刷用凹版がプラスチック版であること
を特徴とする請求項３５記載の凹版印刷方法。
【請求項３７】印刷用凹版における凹部がアブレーショ
ン加工によりプラスチック版に形成された凹部であるこ
とを特徴とする請求項３４または３６記載の凹版印刷方
法。
【請求項３８】印刷用凹版における凹部がプラスチック
版上に形成された開口部を有する遮光マスク層をコンフ
ォーマルマスクとしたアブレーション加工によりプラス
チック版に形成された凹部であることを特徴とする請求
項３６記載の凹版印刷方法。
【請求項３９】遮光マスク層が、光硬化性樹脂ペースト
を硬化させる光を遮光する凹部以外の表面に形成された
遮光層となることを特徴とする請求項３８記載の凹版印
刷方法。
【請求項４０】光硬化性樹脂を被印刷物に転写した後、
被印刷物に付着している未硬化樹脂を洗浄により除去す
ることを特徴とする請求項３５、３６、３７、３８また
は３９記載の凹版印刷方法。
【請求項４１】光硬化性樹脂がエラストマ型紫外線硬化
樹脂であることを特徴とする請求項３３、３４、３５、
３６、３７、３８、３９または４０記載の凹版印刷方
法。
【請求項４２】印刷用凹版が無端ベルト状の凹版であり
凹部への樹脂ペーストの充填および樹脂の転写を繰り返
し行なうことを特徴とする請求項３２、３３、３４、３
５、３６、３７、３８、３９、４０または４１記載の凹
版印刷方法。
【請求項４３】印刷用凹版の凹部に樹脂ペーストを充填
し、被印刷物に該凹版を密着させ、樹脂が硬化した後、
凹版と被印刷物とを分離することにより樹脂を被印刷物
に転写することを特徴とする凹版印刷装置。
【請求項４４】スペーサを弾性を有する材料で形成した
ことを特徴とするタッチパネル。
【請求項４５】型材の型用凹部にバンプ材を収容し、収
容されたバンプ材が、凹部内周面の形状にならい、かつ
バンプ形成対象部材表面に接触する状態を作り、この状
態でバンプ材を硬化した、あるいは、該バンプ材が硬化
した以降に、該凹部と形成対象物表面とを離間させて硬
化したバンブを形成対象部材表面に転写することを特徴
とするバンブ形成方法。
【請求項４６】上記樹脂として光、温度、あるいは、経
時の化学組成変化で硬化を生じる樹脂を用い、上記凹部
の内周面と上記バンプ形成対象部表面との密閉空間を形
成した状態で、該樹脂の硬化を進行させることを特徴と
するバンプ形成方法。
【請求項４７】型材の型用凹部に成形材料を収容し、収
容された成形材料が、凹部内周面の形状にならい、かつ
転写対象物表面に接触する状態を作り、この状態で成形
材料を硬化した、あるいは、該成形材料が硬化した以降
に、該凹部と転写対象物表面とを離間させて成形物を転
写対象物表面に転写することを特徴とする成形転写方
法。