JPS63193587A - 導体シ−ルド付微細スルホ−ル基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微細な線の、ワイヤガイド用スルホール付基板
に係り、特に微細なスルホール径で、かつスルホールの
周辺を金属導体で被覆し、電磁誘導波等の電気的雑音を
遮蔽するに好適な導体シールド付微細スルホール基板に
関する。

〔従来の技術〕

近年、ドツトマトリックスインパクトプリンタ用のワイ
ヤガイドをはじめ、微細なスルホール加工を要する基板
の需要が多い。ことにＬＳＩ半導体チップの電気的特性
検査用ブロービングベッドのワイヤガイド基板では４０
〜７５μｍ±５μｍの精密かつ微細なスルホール径が要
求される。また、このスルホール基板ではＬＳＩチップ
の電気的特性、ことに微弱な電圧（約５　ｍＶ　）で、
かつ高速（ＧｂＩｔ／！３）なパルス信号の動作を検査
する状況にある。

このため、ＬＳＩの端子に接触させて電気信号を入出力
させるための導体金属線（以下、ワイヤ）には、他の電
磁気源が発生した電磁気的障害、すなわち電磁気による
誘導波雑音障害を受けるとパルス信号の検査・判定が困
難になる。この雑音障害波を遮蔽し、また自からの導体
ワイヤから発生する障害波を他に与えないためにはワイ
ヤとは電気的に接触せず、かつそのワイヤの周囲を金属
導体で扱う必要がある。

通常、上記のような障害波の授受防止用の導体ワイヤを
シールド線と呼び、芯導体ワイヤ、電気絶縁体、シール
ド導体、外被電気絶縁体の四重構造がとられている。

しかるに、前述のＬＳＩ検査用ワイヤガイド基板のスル
ホール内に納めるワイヤにおいては微細径であるため、
上記のシールド線を用いることは実際上不可能である。

一方、ワイヤガイド基板のスルホールの加工については
、従来からある方法で感光性ガラスを用い化学的エツチ
ング法で加工したプリンタ用のワイヤカイトの例がある
（文献：曽我直弘、山下俊晴、「感光性ガラス」新しい
ガラスとその物性。

泉谷徹部監修、経営システム研究所発行、　１９８４゜
８．２０　　）。

上記論文例では、感光性ガラスによるエツチング法を採
用した理由として、他のスルホール加工法（たとえばド
リルによる機械式）に比較し、量産性にすぐれているこ
とが指摘されている（ｐ−２０９）。また、プリンタ用
のワイヤガイドではスルホール（孔）加工精度±１０μ
ｍ、）−タルピッチ精度２０μｍ以内の規格で十分製造
可能であるとされている。

しかし、同論文の表３．２（ｐ−２０５）に示されてい
るように孔公差±５μｒｒＶ′０．１〜１，０φ　であ
るとされ、実際にスルホール加工精度を±１０μｍを得
るためには、発明者の実験によれば製造歩留が低かった
。

また、発明者らの必要とするＬＳＩ検査用のワイヤガイ
ド基板の厚さ１．５ｍｍ　ｔにおいて、加工可能な最小
スルホール径は約５０μｍφが限度で、これ以下のスル
ホール径の加工では基板表面附近でのスルホール壁での
サイドエツチングが激しく、スルホール形状はテーパ状
となり、ガイドスルホールとして良くない結果であった
。

しかるに、ＬＳＩ検査用のワイヤガイド基板では４０〜
７５μｍφ程度までの微細なスルホールが要求されると
共に、そのワイヤには前述の導体によるシールドが要求
される。しかしながら、前述したように２５〜７５μｍ
φのスルホールにシールド線を用いることは実際上困難
である。したがって、上記微細なスルホール部において
はスルホールの内壁にシールド用の導体膜を施し、さら
にシール導体膜を絶縁体の膜で被った構造にすることに
よって、ワイヤは裸線のままで使用できるようにする必
要がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記従来技術は導体シールドを施すことについ
て配慮がされておらず、またスルホール加工可能な最小
径および加工精度共に不足であり、高級ＬＳＩチップ検
査用のワイヤガイド基板としては問題があった。

本発明の目的は従来技術にない導体シールドをスルホー
ルの周辺に施し、かつスルホール径を小さくし、孔径精
度を向上させるこきにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的はスルホール基板のスルホール内に金属導体
を被覆した細い管を挿入して固定することによって達成
される。

すなわち、細い管の外周に金属導体を級覆し、これをす
でにスルホール加工のしである基板のスルホール内に挿
入して固定することである。この方法において、スルホ
ール基板材料と管に被優した金属導体と管材との接着性
を持たせることが必要である。その方法として、まず基
板のスルホール内壁をメッキ法でメタライズ被覆し、一
方の管の外周表面も薄膜法でメタライズ被覆したのち、
この両者を毛管現象を利用して低融点ハンダを参透させ
て接合できる。

また、管材としては微細な径にまで、加工のできること
が重要である。その方法としてガラスチューブを加熱し
て引き伸ばす方法（ガラスチューブ伸線法と呼称する）
によって可能である。

〔作用〕

以上によって、細い管と基板スルホールの内壁との間に
設けられたメタライズ−バンダーメタライズ層がシール
ド導体の役目を果す。また、ガラスチューブ伸線法によ
って作られた細いガラス管の肉厚を厚くすることによっ
て、ワイヤガイドのスルホール径はきわめて微細に、か
つ精度のよいスルホール孔径を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１〜２図により説明する。

１．　メタライズスルホール基板の作成スルホール元基
板の１片が５Ｘ２０１Ｊの板に、０，４０ｎφのスルホ
ールが７５個を設けてｌユニットとし、これを４個取り
できるパターンマスクを用意した。

このパターンマスクは石英ガラス板にＣｒ−ＣｒＯ２膜
を施し、スルホール加工相当部位はＣｒ　−Ｃｒ　Ｏｘ
膜を除去して光学的な透過性を有しせしめたものである
。

一方、Ｌ１□０Ｂ　−Ａ４０ｓ　　Ｓ　ｉ　Ｏ□を基礎
組成とした感光性ガラスの板（約５０　ｕ　Ｘ　５０　
ｔｍ　Ｘ　１，６ｓｎ　ｔ）を両面研摩して用意した。

このガラス板に前記マスクを扱い、紫外線（平行光）を
約５分間照射したのち、空気中、約５５０℃で３時間（
ｈ＋加熱した。このときの昇温・降温時間は約３ｈであ
る。

次に上記ガラス板を３％のフッ酸水溶液中に約４５分間
浸漬し、スルホール部をエツチング加工したのち、水洗
・乾操した。このとき、スルホール径は、サイドエツチ
ング分を含めて、約０．４０ｎφとなった。

次に上記スルホール加工済のガラス板の両面を紫外線で
約５分間照射したのち、スクリーン印刷法によって接合
ガラス粉末入りのＡｇ−Ｐｄペーストをスルホール内に
挿入した。

次にこの挿入したペーストが乾操しない（ねばりけある
）あいだにスルホール内に挿入されたペーストを、スル
ホール径より若干細い金属棒が多数林立セットされた治
具を用いて押し出した。このとき、金属棒の外径とスル
ホール内径との隙間（ギャップ）分に残ったペーストは
スルホール径スルホール内壁のメタライズ（金属被覆化
）をより強固にするための処置である。

次に上記の処置をした基板を約８５０℃　で３ｈ。

熱処理した。これによってガラス板は結晶化（二次結晶
の析出）することにより約２０Ｋｆ／ｌｔ２　の曲げ強
度を持つと共に、スルホール内壁には強固に密着した薄
い金属（Ａｇ−Ｐｄ　）　　層が形成された。

次にこの金属層を利用して、通常の無電解メッキ法、す
なわち、Ｐｄ活性化液、Ｎ１メッキ液を用い第２図の３
に示したようにスルホール内壁を完全にメタライズした
。ここに第２図の１はスルホール基板、６はスルホール
空間、３はメタライズ膜を示す。

なお、このようにして得た金属導体付スルホール基板の
線熱膨張係数は約１００×１０−１／℃であった。

また、上記基板を４分割して、１ユニツトの基板（以下
、単にスルホール基板と呼ぶ）を得た。

このスルホール内径は（第２図の６）は約０．３７０φ
である。

２、　メタライズチューブの作成 線熱膨張係数が９６　Ｘ　１０−７７℃、作業温度（Ｔ
ｗ　）が約１０００℃、軟化点（Ｔｓ　）　７２０℃、
屈伏点（Ａｔ　）　６１０℃の特性をもつガラスチュー
ブ（管）を通常の光フアイバ線引機を用いて伸線し、外
径が０．２６ｔｌφ、内径が４０μｍ　（０，０４Ｈ）
φのガラスチューブを用意した。

次にこのチューブを約５０の長さに切断し、通常のスパ
ッタリング法でＮｉを外周に蒸着した。この蒸着におい
てはガラスチューブの一端を回転できる治具に固定し、
チューブを円周方向に回転しながら第２図の３′に示し
たようにガラスチューブの外周全体にＮｉを蒸着した。

この第２図において、２はガラスチューブ、５はチュー
ブの中窒部を示す。

このＮ１メタライズ膜の厚さは約３μｍである。

３、　シールドスルホール基板の組立 以上によって準備したメタライズ隣のガラスチューブの
一方の先端をＯ，−Ｈ，炎バーナによって細く鋭く封じ
た。

次にスルホール基板のスルホールと同位置にスルホール
が精密に加工しである金属ブロック治具を用い、このス
ルホール部に前記チューブの封じた側と反対側からチュ
ーブを深く挿入した。これはチューブを精密に整列させ
るためであり、金属ブロックのスルホールはチューブ外
径に合せて（プラス公差）で加工しである。このため、
このセットでチューブの径が所定の寸法外に作成された
ものは不良品として除外した。

また、金属ブロックのスルホール径と、一致したチュー
ブのみが挿入されるため、このブロックを逆さにしても
チューブは摩擦抵抗で抜は落ちないほどである。

次に前記治具をチューブを下に向けて、上下に精密に移
動する装置にセットし、ブロック治具が下方にスライド
したとき、先に用意したスルホール基板のスルホール内
の定位置にチューブが自動挿される装置にスルホール基
板をセットした。

次にこの自動挿入装置を低融点ハンダ（Ｓｎ　−Ｐｂ系
）溶融槽上に置き、スルホール基板がハンダ溶融面に接
触する直前で前記チューブをセットしたブロック治具を
下方にゆっくり移動させ、チューブをスルホール基板の
スルホール内に挿入した。

次に、この挿入状態の基板にハンダ溶融槽をゆっくり上
昇させて基板とハンダ溶融面を接触させ、さらに数分間
で基板全体をハンダ溶融面内に沈めたのち、基板をゆっ
くり引上げた。

こうして、ハンダ付されたチューブ付スルホール基板を
冷却後、基板表面か突出した余分なチューブを切断し、
基板表面（両面）を研摩して、第１図に示す導体シール
ド付微細スルホール基板を得た。この第２図において、
１は基板、２はガラスチューブ３および３′はメタライ
ズ層、４は／’ｉンダ接続層、５は微細スルホールを示
す。

以上、この実施例によって得たワイヤガイドスルホール
基板を従来法と比較すると次の表１の通りである。

表　１ ＊　但し、チューブを細く伸線することによって４０μ
ｍφ以下も可能である。

〔発明の効果〕

本発明の導体シールド付微細スルホール基板によるワイ
ヤガイドのＬＳＩブロービングヘッドを組立て、使用す
ることによって以下の効果があった。

１、　　を磁気的遮蔽効果 （１）　　従来法・・・電気的クロストークがあり、パ
ルス信号検査に誤りがあった。

（２）　　本　法・・・電気的クロストークがなく、パ
ルス信号検査に誤りがないため、数 Ｇ　ｂ　ｉ　ｔ／Ｓ　　まで高速パルス信号の検査が可
能である。

２、　形状効果 精密、微細スルホールによってワイヤガイド径が４０μ
ｍφ、ガイド精度±３μｍ以下となり、高密度ＬＳＩの
検査が可能となった。

以上によって精密電子部品産業上の効果があった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の導体シールド付微細スルホ
ール基板の断面図、第２図はメタライズ済の基板ならひ
にガラスチューブの断面および上面図を示す。 １・・・基板　　　　　　　２・・・チューブ３．３′
・・・メタライズ管　　４・・ハンダ層５・・・微細ス
ルホール　　６・・・基板スルホール第　１　図 １、−　　茎服 ？、−一一チューブ ５ぎ゛ノ荀けａスルー７ｎ−）し 第　２ ’　　　　　　　ｉ、−３５：東 ２、−一一チコー７ ３３′−−一タタライ ５−一一弗改４佃又）シー１１−ル ６−・差−反スルー汀）−ル 尤層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スルホール基板のスルホール内に金属導体を被覆し
   た細い管を挿入して固定したことを特徴とする導体シー
   ルド付微細スルホール基板。 ２、特許請求の範囲第１項において、該スルホール基板
   のスルホール内壁にメタライズ層を設け、金属導体を被
   覆した管をスルホール内に挿入し、接続固定したことを
   特徴とする導体シールド付微細スルホール基板。