説明

配線基板の製造方法および印刷用マスク

【課題】被充填基板に形成されたスルーホール導体の内側の貫通孔に樹脂ペーストを充填する際に、ピンホール等の不具合が発生することなく、その表面を平坦に形成することができる配線基板の製造方法と、それに用いられる印刷用マスクを提供する。
【解決手段】貫通孔13を複数備える被充填基板20について、貫通孔13に樹脂ペーストを印刷充填する際に用いられる印刷用マスクであって、被充填基板20において0.1mm以下の間隔で隣り合う貫通孔13が貫通孔群14を構成しており、被充填基板20の主面上に配置された際に該主面で貫通孔群14を取り囲む表面領域に対応する形状をなす開口部を備えている印刷用マスク。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、配線基板の製造方法および印刷用マスクに関する。
【背景技術】
【0002】
配線基板は、その一主面にLSIやICチップ等の電子部品を搭載する際に用いる多数の導体(電極)を備えており、他方の主面にはマザーボード等と接続するための多数の導体(電極)及びそれに設置された接続端子を備えたものとされている。このようなタイプの配線基板においては、搭載するLSIやICチップあるいはチップコンデンサなどの電子部品の高密度集積化を図るために、高密度配線化及び多端子化が求められている。
【0003】
高密度の配線機能を有する配線基板の内部構造として、配線基板の厚さ方向の中央に位置するコア基板には、コア基板の表面の配線層と裏面の配線層との間を接続する複数のスルーホール導体が形成される。スルーホール導体の内側の貫通孔には、コア基板の表面上や裏面下に構成する樹脂絶縁層や配線層などを平坦に形成するために樹脂ペーストを充填して穴埋めされる。この技術によれば、スルーホール上にも配線層を形成することができるため、配線の高集積化および高密度化を図ることができる。以下、樹脂ペーストの充填対象となる貫通孔を有する基板を、被充填基板という。
【0004】
例えば、次のようにしてスルーホール導体の内側の貫通孔に樹脂ペーストを充填して穴埋めする。即ち、スルーホール導体の位置及びその貫通孔の大きさに対応した開口部を有するマスクを、被充填基板に位置合わせをして載置し、そのマスクの上でスキージを移動させることにより開口部を介して樹脂ペーストを圧入印刷する。その後、貫通孔内に印刷された樹脂ペーストを半硬化させ、被充填基板の表面側及び裏面側に膨出する半硬化した樹脂を研磨除去して、表面及び裏面を平坦化した後、さらに半硬化の樹脂を硬化する方法が知られている。
【特許文献1】特開2003−69227号公報
【特許文献2】特開2002−164641号公報
【特許文献3】特開2003−353878号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、配線基板の高密度集積化の要請により、スルーホールの径及びスルーホール導体の内側の貫通孔の径が小さくなり、また、隣り合うスルーホール同士が狭ピッチで配置されるようになってきている。このためそれら貫通孔に対応して形成されたマスクの開口部も小さくなり、隣り合う開口部の間隔も狭くなってきている。
【0006】
しかしながら、マスクの隣り合う開口部が狭ピッチとなると、形成位置において互いに干渉しあってしまい開口面積が制限されるため、その対応する貫通孔に充填印刷する樹脂ペーストのボリュームを十分に供給できない場合があり、例えば穴埋めした樹脂ペーストが基板表面に濡れ広がったり硬化収縮すると、貫通孔に印刷した樹脂ペーストの面が被充填基板の表面より凹んでしまい(ピンホールが発生してしまい)、樹脂ペーストの穴埋めが不完全となる恐れがある。また、マスクにおいては隣り合う開口部の間隔が狭いため、樹脂ペーストを圧入する際に力が加わると、その境界部分において破損する恐れがある。
【0007】
本発明の課題は、被充填基板に形成されたスルーホール導体の内側の貫通孔に樹脂ペーストを充填する際に、ピンホール等の不具合が発生することなく、その表面を平坦に形成することができる配線基板の製造方法と、それに用いられる印刷用マスクを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び効果】
【0008】
上記課題を解決するために本発明の配線基板の製造方法は、
貫通孔を複数備える被充填基板について、貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填する樹脂ペースト充填工程を有する配線基板の製造方法であって、
被充填基板において貫通孔が0.1mm以下の間隔で隣り合う貫通孔群を構成しており、
樹脂ペースト充填工程で、被充填基板の主面上に配置された際に該主面で貫通孔群を取り囲む表面領域に対応する形状をなす開口部が備えられた印刷用マスクを用いて貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填すること特徴とする。
【0009】
また、上記課題を解決するために、本発明の配線基板の製造方法は、
貫通孔を複数備える被充填基板について、貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填する樹脂ペースト充填工程を有する配線基板の製造方法であって、
被充填基板において0.2mm以下の間隔で隣り合う貫通孔が貫通孔群を構成しており、
樹脂ペースト充填工程で、被充填基板の主面上に配置された際に、該主面で貫通孔群を取り囲む表面領域に対応する形状をなす開口部と、貫通孔群を構成しない貫通孔を1個ずつ取り囲む表面領域に対応する形状をなす単開口部とが備えられた印刷用マスクを用いて貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填すること特徴とする。
【0010】
さらに、上記課題を解決するために、本発明の配線基板の製造方法は、
貫通孔を複数備える被充填基板について、印刷用マスクを用いて貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填する樹脂ペースト充填工程を有する配線基板の製造方法であって、
印刷用マスクの厚みをL(mm)としたとき、被充填基板について0.7L+0.13(mm)以下の範囲で隣り合う貫通孔が貫通孔群を構成しており、
印刷用マスクには、該印刷用マスクが被充填基板の主面上に配置された際に、該主面で貫通孔群を取り囲む表面領域に対応する形状をなす開口部と、貫通孔群を構成しない貫通孔を1個ずつ取り囲む表面領域に対応する形状をなす単開口部とが設けられ、
樹脂ペースト充填工程において、
貫通孔群を構成する貫通孔には開口部を介して、かつ貫通孔群を構成しない貫通孔には単開口部を介して樹脂ペーストが印刷充填されることを特徴とする。
【0011】
上記本発明によれば、配線基板の高密度集積化により被充填基板において0.2mm以下(さらには、0.1mm以下)の狭ピッチで隣り合う貫通孔が貫通孔群を構成した場合にも、その貫通孔群に対応するように印刷用マスクに開口部が形成されているので、貫通孔内に樹脂ペーストを印刷充填するだけでなく、貫通孔群における被充填基板の表面の所定領域にも樹脂ペーストが印刷される。このため、貫通孔内へ樹脂ペーストを十分に供給することができ、貫通孔内への樹脂ペーストの供給不足により起こるピンホール等の不具合の発生が抑制される。さらには、貫通孔内に樹脂ペーストが良好に印刷充填されるので、その後の研磨除去等で被充填基板の表面が平坦となり、被充填基板の上に樹脂絶縁層及び導体層からなるビルドアップ層を良好に形成することができる。
【0012】
具体的には、被充填基板の表面のうち、貫通孔群を構成する各貫通孔上及びその周縁近傍、隣り合う貫通孔の間の領域に樹脂ペーストが印刷されるように開口部が形成されている。これにより、樹脂ペーストを硬化させたときに貫通孔上の樹脂ペーストが被充填基板の表面に沿って濡れ広がったとしても、その隣り合う貫通孔の間の領域に印刷された樹脂ペーストが貫通孔上に流れて広がってくるので、貫通孔内の樹脂量が十分に確保され、その樹脂が硬化させた時に収縮したとしても貫通孔表面が凹むことがなくなる。そして、貫通孔表面が膨出した状態で硬化されるので、これを研磨することにより穴埋めされたスルーホールの表面を平坦にすることができる。なお、隣り合う貫通孔が0.2mmより広く形成された場合には、貫通孔群として構成して印刷用マスクに対応する開口部を設けることもできるが、各貫通孔単位で開口部(単開口部)を設けることが望ましい場合もある。0.2mmより広くなると各貫通孔単位で開口部を設けても十分に貫通孔内に樹脂ペーストを供給することが可能であり、逆に貫通孔群に対応する開口部では過度に印刷する樹脂ペーストが多くなってしまい、製造コストの引き上げの要因となる。
【0013】
したがって、上記不具合(ピンホール等)の発生を防止するとともに、印刷後の研磨量を抑えて生産性を向上させるためには各貫通孔に対して適量の樹脂ペーストを供給することが重要である。そこで、貫通孔に対して樹脂ペーストを供給する量は、印刷用マスク自身の厚みによっても調整することが可能である。すなわち、印刷用マスクの厚みをL(mm)としたときに、隣り合う貫通孔の間隔が0.7L+0.13(mm)以下の範囲である場合には、その隣り合う貫通孔を貫通孔群として一つの開口部から同時に樹脂ペーストを供給し、隣り合う貫通孔の間隔が0.7L+0.13(mm)より大きい場合には、貫通孔単位で対応する単開口部を設けて、その単開口部から樹脂ペーストを供給するように境界を設定する。
【0014】
このように、隣り合う貫通孔に対して樹脂ペーストを供給する際に、印刷用マスクの厚みにより、貫通孔群に対応する開口部とするか、或いは貫通孔単位に対応する単開口部とするかを区分けする間隔距離の境界値を設定することで、貫通孔毎に供給される樹脂ペーストが適量となり、安価で良好な配線基板を製造することができる。
【0015】
一方、上記樹脂ペースト充填工程で用いられる本発明の印刷用マスクは、
貫通孔を複数備える被充填基板について、貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填する際に用いられる印刷用マスクであって、
被充填基板において0.1mm以下の間隔で隣り合う貫通孔が貫通孔群を構成しており、
被充填基板の主面上に配置された際に、該主面で貫通孔群を取り囲む表面領域に対応する形状をなす開口部を備えていることを特徴とする。
【0016】
また、上記樹脂ペースト充填工程で用いられる印刷用マスクは、
貫通孔を複数備える被充填基板について、貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填する際に用いられる印刷用マスクであって、
被充填基板において0.2mm以下の間隔で隣り合う貫通孔が貫通孔群を構成しており、
被充填基板の主面上に配置された際に該主面で貫通孔群を取り囲む表面領域に対応する形状をなす開口部と、貫通孔群を構成しない貫通孔を1個ずつ取り囲む表面領域に対応する形状をなす単開口部とを備えることができる。
【0017】
さらに、上記樹脂ペースト充填工程で用いられる印刷用マスクは、
貫通孔を複数備える被充填基板について、貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填する際に用いられる印刷用マスクであって、
印刷用マスクの厚みをL(mm)としたとき、被充填基板について0.7L+0.13(mm)以下の範囲で隣り合う貫通孔が貫通孔群を構成しており、
被充填基板の主面上に配置された際に該主面で貫通孔群を取り囲む表面領域に対応する形状をなす開口部と、貫通孔群を構成しない貫通孔を1個ずつ取り囲む表面領域に対応する形状をなす単開口部とを備えることができる。
【0018】
上記構成によれば、被充填基板の表面における貫通孔群に対応して複数の貫通孔を跨るように開口部が形成されているので、密に形成される貫通孔を備える被充填基板に対する位置合わせが容易となり、確実に樹脂ペーストを充填することができる。また、これらの印刷用マスクを用いることで貫通孔群を構成する貫通孔上および近傍領域にも樹脂ペーストが印刷されるので、貫通孔内に十分なボリュームの樹脂ペーストを備えることができ、樹脂ペーストを硬化させたときに濡れ広がる、所謂ブリードアウトにより貫通孔内の樹脂量が減少して表面が凹むなどのピンホールの発生を抑制することが可能となる。
【0019】
また、印刷用マスクの開口部(単開口部を含む)は、自身の周縁部上の任意の点において当該周縁部と接する接線上に該周縁部上の他点が位置しない形状とすることができる。これにより、開口部の周縁部が内側に向かって突出する角部等が形成されていないので、貫通孔に対して均一に印刷充填することができる。また、角部が形成されていないので、例えばマスク上を移動するスキージにより押し出される樹脂ペーストがスムーズに開口部へと誘導され、充填する樹脂ペーストにおける気泡の巻き込みが抑制される。さらには、角部が形成されていないので、充填された樹脂ペーストと開口部の内周面との接触面積が小さくなり、樹脂ペーストの型離れがよくなる。
【0020】
また、印刷用マスクの具体的な態様として、
被充填基板の主面上に配置された際に、開口部の内周縁と貫通孔群を構成する貫通孔の外周縁との最小距離が0.065mm以下とすることができる。これにより、貫通孔を完全に覆い隠すように被充填基板の表面にも樹脂ペーストが印刷されることとなり、ブリードアウトに起因する貫通孔の表面の凹みを抑制するとともに、過度の樹脂ペーストの印刷を規制することができる。その後、被充填基板の表面から膨出する樹脂を研磨除去すれば、表面を面一にすることができ、ひいては、その上に形成されるビルドアップ層を良好に形成することができる。
【0021】
また、印刷用マスクの具体的な態様として、
開口部の周縁部が楕円または円形形状とすることができる。これにより、開口部を楕円または円形形状とすることで、その開口部に対応する複数の貫通孔に均一に樹脂ペーストを充填することができることとなる。
【0022】
なお、貫通孔単位で設けられる単開口部の周縁部は円形形状とすることが望ましい。これにより、対応する貫通孔に対して無駄なく適量の樹脂ペーストを供給することができる。
【0023】
また、印刷用マスクの具体的な態様として、
印刷用マスクの厚みL(mm)が100mm以上200mm以下の範囲となる構成とすることができる。印刷用マスクの厚みを上記範囲とすることで、貫通孔ごとに適量の樹脂ペーストを供給することができ、ひいては、ピンホールや研磨片より等の不具合の発生を抑制することができ生産性が向上する。つまり、上記したように、印刷用マスクによっても樹脂ペーストの供給量は変動するため、厚みを200mmよりも厚くした場合には樹脂ペースト供給量過多となり、研磨片よりが発生する恐れがあり、厚みを100mmよりも薄くした場合には樹脂ペースト供給量不足となり、ピンホールが発生する恐れがある。
【0024】
また、印刷用マスクの開口部及び単開口部は、印刷用マスクについて隣り合う該開口部又は該単開口部との間隔が0.1mm以上離間して形成することができる。これにより、間隔を0.1mm以上とすることで印刷用マスク自身の耐久性を確保することができる。なお、印刷用マスクにおいて隣り合う開口(開口部及び単開口部)の間隔が0.1mmを下回りそうな場合には、印刷用マスクの厚み等を調節して、一つの開口(開口部)として形成することで、印刷用マスクの耐久性を確保できる。ひいては、貫通孔に対して良好に樹脂ペーストを供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図1は本発明によって得られる配線基板1の断面構造を模式的に示すものである。配線基板1は、耐熱性樹脂板(たとえばビスマレイミド−トリアジン樹脂板)や、繊維強化樹脂板(たとえばガラス繊維強化エポキシ樹脂)等で構成された板状コア2の両表面MP1,MP2に、所定のパターンに配線金属層をなすコア導体層M1,M11がそれぞれ形成される。これらコア導体層M1,M11は板状コア2の表面の大部分を被覆する面導体パターンとして形成され、電源層または接地層として用いられるものである。他方、板状コア2には、ドリル等により穿設されたスルーホール12が形成され、その内壁面にはコア導体層M1,M11を互いに導通させるスルーホール導体30が形成されている。また、スルーホール導体30の内側には貫通孔13が形成され、その貫通孔13にはエポキシ樹脂等の樹脂穴埋め材(樹脂ペースト)31が充填されている。
【0026】
また、コア導体層M1,M11の上層には、熱硬化性樹脂組成物6にて構成された第1樹脂絶縁層(ビルドアップ層)V1,V11がそれぞれ形成されている。さらに、その表面にはそれぞれ金属配線7を有する第1導体層M2,M12がCuメッキにより形成されている。なお、コア導体層M1,M11と第1導体層M2,M12とは、それぞれビア34により層間接続がなされている。同様に、第1導体層M2,M12の上層には、熱硬化性樹脂組成物6を用いた第2樹脂絶縁層(ビルドアップ層)V2,V12がそれぞれ形成されている。その表面には、金属端子パッド10,17を有する第2導体層M3,M13が形成されている。これら第1導体層M2,M12と第2導体層M3,M13とは、それぞれビア34により層間接続がなされている。ビア34は、ビアホール34hとその内周面に設けられたビア導体34sと、底面側にてビア導体34sと導通するように設けられたビアパッド34pと、ビアパッド34pと反対側にてビア導体34hの開口周縁から外向きに張り出すビアランド34lとを有している。
【0027】
板状コア2の第1主表面MP1においては、コア導体層M1、第1樹脂絶縁層V1、第1導体層M2、第2樹脂絶縁層V2および第2導体層M3が第1の配線積層部L1を形成している。また、板状コア2の第2主表面MP2においては、コア導体層M11、第1樹脂絶縁層V11、第1導体層M12、第2樹脂絶縁層V12および第2導体層M13が第2の配線積層部L2を形成している。いずれも、第1主表面CPが樹脂絶縁層6にて形成されるように、樹脂絶縁層と導体層とが交互に積層されたものであり、該第1主表面CP上には、複数の金属端子パッド10,17がそれぞれ形成されている。第1配線積層部L1側の金属端子パッド10は、集積回路チップなどをフリップチップ接続するための半田ランド10を構成する。また、第2配線積層部L2側の金属端子パッド17は、配線基板自体をマザーボード等にピングリッドアレイ(PGA)あるいはボールグリッドアレイ(BGA)により接続するための裏面ランド(PGAパッド、BGAパッド)として利用されるものである。
【0028】
半田ランド10は配線基板1の第1主表面の中央部分に格子状に配列し、各々その上に形成された半田バンプ11とともにチップ搭載部を形成している。また、第2導体層M13内の裏面ランド17も、格子状に配列形成されている。そして、各第2導体層M3,M13上には、それぞれ、感光性または熱硬化性樹脂組成物よりなるソルダーレジスト層8,18(SR1,SR11)が形成されている。いずれも半田ランド10あるいは裏面ランド17を露出させるために、各ランドに一対一に対応する形で露出孔8a,18aが形成されている。第1配線積層部L1側に形成されたソルダーレジスト層8の半田バンプ11は、たとえばSn−Ag、Sn−Cu、Sn−Ag−Cu、Sn−Sbなど実質的にPbを含有しない半田にて構成することができる。他方、第2配線積層部L2側の金属端子パッド17はソルダーレジスト層18の露出孔18a内に露出するように構成されている。なお、配線基板1において信号伝送経路は、板状コア2の一主表面側(第1配線積層部L1側)に形成された金属端子パッド10から、他方の主表面側(第2配線積層部L2側)に形成された金属端子パッド17に至る形で形成される。
【0029】
以上のように説明した配線基板1は、公知のビルドアップ法等により、板状コア2の両主表面MP1,MP2に、配線積層部L1,L2をそれぞれ形成することにより製造することができる。配線積層部L1,L2を形成するビルドアップ工程を行なう前に、板状コア2に予めスルーホール12を設け、そのスルーホール12内にスルーホール導体30をCuメッキにより形成し、さらに貫通孔13内に樹脂穴埋め材31を充填する。以下、具体的に説明する。
【0030】
図2及び図3は、配線基板の製造工程説明図、図4は、板状コアを示す部分平面図である。まず、図2(2−1)に示すように、配線積層部L1,L2を支持する機能を持つ板状コア2として、繊維強化樹脂板等の両面にCu箔2a等の金属箔が形成されたものを用意する。ただし、スルーホールを形成する前からCu箔2aが必須というわけではない。板状コア2は、厚さ約600μm(100μm以上2000μm以下の範囲で可能)で形成されており、所定位置にドリル等の方法で厚さ方向に貫通する直径約250μm(50μm以上550μm以下の範囲で可能)のスルーホール12を複数穿孔する。次に、図2(2−2)に示すように、そのスルーホール12の内周面と板状コア2の両表面MP1,MP2上に無電解メッキを施し、その上に電解メッキを行いスルーホール導体30及び第1導体層M1,M11を形成する。このとき、スルーホール導体30の内側には直径約200μm(スルーホール導体30の厚み約15μm以上30μm以下の範囲で可能)の貫通孔13が形成される。また、図4に示すように、貫通孔13は板状コア2の表面において所定位置に複数形成されており、隣り合う貫通孔13の間隔が0.2mm以下(さらには0.1mm以下)と非常に狭い間隔で構成される貫通孔群14を備える。なお、この状態における板状コア2が本発明における被充填基板20に相当する。
【0031】
次に、図2(2−3)に示すように、得られた被充填基板20を水平に保った状態で、その一方の主面(本実施例ではMP1側)に厚み0.15mm(0.1mm以上0.2mm以下の範囲で可能)の印刷用マスク41を重ね合わせる。後述するが、印刷用マスク41には、貫通孔13に対応する開口部42,43が設けられ、この開口部を介してスキージ40等の印刷器具を用いて印刷用マスク41の表面を移動させながら樹脂ペースト31を押し当てて貫通孔13内に一時に圧入していく。
【0032】
図5は、印刷用マスクを示す部分平面図である。この印刷用マスク41は、たとえばステンレス等の金属製のメタルマスクが用いられ、図5に示すように、前述した被充填基板20の貫通孔13の形成パターンに対応して位置する第1開口部42(単開口部)と第2開口部43(開口部)とを備え、これら開口部42,43が貫通孔13と一致するように位置合わせされて被充填基板20に載置される。なお、印刷用マスク41は、金属製だけでなく例えばPET、ポリイミド、PPSなどの樹脂製のマスクを用いることができる。
【0033】
第1開口部42(単開口部)は、貫通孔13が近傍に位置する他の貫通孔13との距離が所定間隔(たとえば0.2mmより上;D1>0.2mm(図2(2−3)参照))離れた位置で形成されている場合に、平面視円形形状をなして厚さ方向に貫通して形成されている。また、第1開口部42は、印刷用マスク41を被充填基板20に載置した際に貫通孔13を取り囲むようにその貫通孔13の開口径よりも若干大きく調整されている。一方、第2開口部43は、0.2mm以下の間隔(D2≦0.2mm(図2(2−3)参照)で隣り合う貫通孔13で構成される貫通孔群14が形成されている場合に、その貫通孔群14に対応して平面視楕円形状をなして厚さ方向に貫通して形成されている。なお、第2開口部43は、楕円形状に限定されるものではなく、開口部の周縁部が内側に突き出ない形状、たとえば円形形状でもよく、貫通孔群を構成する貫通孔の配置や個数により種々の変更が可能である。これにより、印刷用マスクに開口部を容易に設計することが可能となり、製造することも容易となる。
【0034】
図6は、被充填基板に樹脂ペーストが印刷充填された状態を示す部分平面図である。続いて、図3(3−1)及び図6に示すように、印刷用マスク41を被充填基板20の表面から相対的に離間させ、充填した樹脂ペースト31を乾燥させ半硬化させる。この時、樹脂ペースト31は、印刷用マスク41の開口部に対応して被充填基板20の表面上に貫通孔13の周縁から外向きに張り出す位置にも印刷用マスク41の厚さ分だけ盛り上がって印刷される。この盛り上がった樹脂ペースト31は、乾燥させ半硬化させる間に、被充填基板20の表面に沿って濡れ広がる。このとき、貫通孔上に十分に樹脂量が残っていないと硬化収縮が起こり貫通孔の表面が凹んでしまう。このため、狭ピッチで形成された各貫通孔13に対応して開口部を形成した場合には、互いの開口部が干渉しあって開口面積が制限され、貫通孔に十分な樹脂量を供給することができない恐れがある。しかし、本発明では、狭ピッチで配置された貫通孔13には、互いの間に樹脂ペースト31が存在するので、貫通孔13上に位置する樹脂ペースト31が濡れ広がっても、それに伴い貫通孔13の間の樹脂ペースト31が貫通孔13上に流れてきて、貫通孔13上において十分な樹脂量を確保することができる。その後、樹脂を硬化させる時による収縮が発生した場合に被充填基板の表面よりも凹む、所謂ピンホールが発生する恐れがない。また、印刷用マスクにおいても互いの各開口部が形成領域を干渉しあって開口面積が制限されるため、その間の境界部分も制限され狭くなり、印刷する際に強度が弱くなり破損する恐れがある。しかし、本発明では、その境界部分が形成されていないので、破損するはずもない。
【0035】
具体的には、図2(2−3)に示すように、隣り合う開口部の間隔Wは0.1mm以上に設定することが望ましい。すなわち、隣り合う開口部において0.1mm以上の間隔を確保できない場合には、隣り合う貫通孔を同時に取り囲む開口部として構成し、樹脂ペーストの供給量を調整するために印刷用マスクの厚みLが調節されることになる。このように印刷用マスク基準で開口部の間隔を設定することで、上記破損などを未然に防止することが可能である。
【0036】
次に、図3(3−2)に示すように、膨出した樹脂ペーストを研磨除去することにより、貫通孔13内の樹脂の表面と被充填基板20の表面とが面一になるように加工して、平坦な面を有する被充填基板20を得ることができる。そして、図3(3−3)に示すように、上記コア導体層上に所定パターンのエッチングレジスト層を形成し、このレジスト層から露出する導体層をエッチング除去することにより、板状コア2の両表面MP1,MP2上に導体層7を有する所定パターンのコア導体層M1,M11が形成される。その後上述したように公知のビルドアップ法等により、平坦に形成された板状コア2の両主表面MP1,MP2に、良好な配線積層部L1,L2をそれぞれ形成することができるので、良好な配線状態の配線基板1を製造することができる。
【0037】
次に、印刷用マスク41における第2開口部43について詳しく説明する。図7は、印刷用マスクを被充填基板に載置した状態を示す要部拡大平面図である。開口部43は、2つの隣り合う貫通孔13に対し次のように設定することができる。図7に示すように、2つの隣り合う貫通孔13が、0.2mm以下(さらには0.1mm以下)である間隔Dで配置され貫通孔群14を構成している。また、開口部43は自身の周縁部上の任意の点において、当該周縁部と接する接線上にその周縁部上の他点が位置しないように形成されている。具体的には、楕円形状とすることができる。また、各貫通孔13の外周縁と開口部43の内周縁との距離dを0.065mm以下とすることができる。好ましくは、2つの貫通孔13が楕円形状の中心を通る短軸で対称的になるように印刷用マスクが位置合わせされることが望ましい。これにより、盛り上がって印刷される樹脂ペーストは、楕円形状の中心から放射線状に一様に濡れ広がり、双方の貫通孔に対して均一に樹脂量を確保することが可能となる。
【0038】
図8及び図9は、別の貫通孔群における印刷用マスクを被充填基板に載置した状態を示す要部拡大平面図である。図8は、3つの隣り合う貫通孔13が、0.2mm以下(さらには0.1mm以下)である間隔Dで配置され貫通孔群14を構成している。図9は、4つの隣り合う貫通孔13が、0.2mm以下(さらには0.1mm以下)である間隔Dで配置され貫通孔郡14を構成している。また、開口部44,45は自身の周縁部上の任意の点において、当該周縁部と接する接線上にその周縁部上の他点が位置しないように形成されている。具体的には、円形形状とすることができる。また、各貫通孔13の外周縁と開口部43の内周縁との距離dを0.065mm以下とすることができる。好ましくは、3つ以上の各貫通孔13が開口部の中心に対し、周方向に等間隔になるように印刷用マスクが位置合わせされることが望ましい。これにより、盛り上がって印刷される樹脂ペーストが、円形形状の中心から放射線状に一様に濡れ広がり、それぞれの貫通孔に対して均一に樹脂量を確保することが可能となる。
【0039】
なお、上記した樹脂ペースト31としては、貫通孔を穴埋め充填できるものであれば良いが、熱応力の発生をすくなくするため被充填基板の熱膨張率と同程度の熱膨張率であるものが良い。また、硬化性収縮の少ないものが扱いやすい。例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、BT樹脂等が挙げられる。また、これらの樹脂にシリカ、アルミナ等の無機粉末を混入したものでも良く、あるいはCu粉末、Ag粉末などの金属粉末を含有させて、電気メッキによるメッキ層を被着可能としたり、導電性を付与したものであってもよい。
【実施例】
【0040】
上記印刷用マスクの開口部の形態における効果を確かめるために、以下に示す実験を行った。板状コアとして公知の銅張積層板(樹脂厚さ600μm、Cu厚さ25μm)を用意し、直径250μmのスルーホールをスルーホール間ピッチ350μm(スルーホール間距離0.1mm)とする貫通孔群(隣り合う2つのスルーホール)を所定位置に形成した。次に、その板状コアに対してメタルマスクを用いた印刷法により、スルーホールに樹脂ペーストを充填した。なお、印刷用マスクとしては、貫通孔群に対応する位置に長径365μm、短径215μmとする楕円形状をなす開口部を形成した。その後、印刷を行った側を上にした状態で、樹脂ペーストを乾燥・硬化させた。そして、貫通孔群を形成するスルーホールを観察したが、板状コアの表面よりも凹んでいるスルーホールは観察されなかった。
【0041】
また、比較のために、同様の板状コアを用意し、直径250μmのスルーホールをスルーホール間ピッチ400μm(スルーホール間距離150μm)とする貫通孔群(隣り合うスルーホール)を所定位置に形成し、スルーホールに樹脂ペーストを充填した。印刷用マスクとしては、その隣り合うスルーホールのそれぞれに対応する位置に直径300μmの開口部を形成した。その後、印刷を行った側を上にした状態で、樹脂ペーストを乾燥・硬化させた。そして、スルーホールを観察したところ、印刷用マスクを板状コアに重ね合わせたときに、スルーホール開口と印刷用マスク開口部との間に位置ずれが生じたため、板状コアの表面よりも凹んでいるスルーホールが観察された。
【0042】
次に、印刷用マスクの厚みとスルーホール間距離の関係を確かめるために以下の実験を行った。上記実験と同様に板状コアを用意し、スルーホール間ピッチ(スルーホール間距離)を変えた直径(250μm)の隣り合う2つのスルーホール(貫通孔群)をそれぞれ所定位置に形成した。次に、その板状コアに対して、いくつかの厚みの異なるメタルマスクを用いて各スルーホールに樹脂ペーストを充填した。このとき、2つの隣り合うスルーホールに対して、その2つのスルホールを同時に取り囲む楕円形状をなす開口部による充填と、2つのスルーホールに対してそれぞれ別々に設けられた円形形状をなす開口部による充填との2条件で行なった。なお、楕円形状及び円形形状をなす開口部の内周縁とスルーホールの外周縁との最小距離が0.065mm以下となるように設定した。結果を図10に示す。
【0043】
図10の結果に示す如く、円形の開口部による充填ではスルーホール間距離が小さいとボイドが発生してしまったのに対し、スルーホール間距離が大きいと良好であった。また、その良好となるスルーホール間距離の境界値は、メタルマスクの厚みが厚くなるに従い、大きくなっていった。
【0044】
一方で楕円の開口部による充填ではスルーホール間距離が大きいと、薄いメタルマスクでは凹みが発生し、厚いメタルマスクでは研磨量が多く生産性が悪かったのに対し、スルーホール間距離が小さいと良好であった。また、その良好となるスルーホール間距離の境界値は、メタルマスクの厚みが厚くなるに従い、大きくなっていった。これにより、円形の開口部による充填での良好となる境界値と、楕円の開口部による充填での良好となる境界値とが凡そ一致することが分かった。
【0045】
すなわち、スルーホール間距離において、マスク厚みをL(mm)をしたとき(図2(2−3)参照)、0.7L+0.13mm程度を境界として楕円の開口部と円形の開口部とを使い分けることで全体的に各スルーホールに樹脂ペーストを良好に充填できることが分かった。なお、スルーホール間距離が0.2mm以下となるときには、マスク厚みに拘らず楕円の開口部による充填が好適であり、さらに0.1mm以下となるときには特に好適であることが分かった。
【0046】
なお、本発明において、上記実施例に限定されるものではなく、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】配線基板の断面構造の一例を示す図。
【図2】配線基板の製造工程説明図。
【図3】図3に続く製造工程説明図。
【図4】コア基板(被充填基板)を示す部分平面図。
【図5】印刷用マスクを示す部分平面図。
【図6】被充填基板に樹脂ペーストが印刷充填された状態を示す部分平面図。
【図7】本発明の要部拡大平面図。
【図8】別の例1を示す要部拡大平面図。
【図9】別の例2を示す要部拡大平面図。
【図10】マスク厚みとスルーホール間距離の関係を示す図。
【符号の説明】
【0048】
1 配線基板
2 コア基板(被充填基板)
12 スルーホール
13 貫通孔
14 貫通孔群
30 スルーホール導体
31 樹脂ペースト(樹脂穴埋め材)
41 印刷用マスク
42,43,44,45 開口部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
貫通孔を複数備える被充填基板について、前記貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填する際に用いられる印刷用マスクであって、
前記被充填基板において0.1mm以下の間隔で隣り合う貫通孔が貫通孔群を構成しており、
前記被充填基板の主面上に配置された際に該主面で前記貫通孔群を取り囲む表面領域に対応する形状をなす開口部を備えていることを特徴とする印刷用マスク。
【請求項2】
前記開口部は、自身の周縁部上の任意の点において当該周縁部と接する接線上に該周縁部上の他点が位置しない形状である請求項1に記載の印刷用マスク。
【請求項3】
前記被充填基板の主面上に配置された際に、前記開口部の内周縁と前記貫通孔群を構成する貫通孔の外周縁との最小距離が0.065mm以下である請求項1または2に記載の印刷用マスク。
【請求項4】
前記開口部の周縁部が楕円または円形形状とされる請求項1ないし3のいずれか1項に記載の印刷用マスク。
【請求項5】
貫通孔を複数備える被充填基板について、前記貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填する樹脂ペースト充填工程を有する配線基板の製造方法であって、
前記被充填基板において0.1mm以下の間隔で隣り合う貫通孔が貫通孔群を構成しており、
前記樹脂ペースト充填工程で、前記被充填基板の主面上に配置された際に該主面で貫通孔群を取り囲む表面領域に対応する形状をなす開口部が備えられた印刷用マスクを用いて前記貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填すること特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項6】
貫通孔を複数備える被充填基板について、前記貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填する樹脂ペースト充填工程を有する配線基板の製造方法であって、
前記被充填基板において0.2mm以下の間隔で隣り合う貫通孔が貫通孔群を構成しており、
前記樹脂ペースト充填工程で、前記被充填基板の主面上に配置された際に、該主面で貫通孔群を取り囲む表面領域に対応する形状をなす開口部と、前記貫通孔群を構成しない貫通孔を1個ずつ取り囲む表面領域に対応する形状をなす単開口部とが備えられた印刷用マスクを用いて前記貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填すること特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項7】
貫通孔を複数備える被充填基板について、印刷用マスクを用いて前記貫通孔に樹脂ペーストを印刷充填する樹脂ペースト充填工程を有する配線基板の製造方法であって、
前記印刷用マスクの厚みをL(mm)としたとき、前記被充填基板について0.7L+0.13(mm)以下の範囲で隣り合う貫通孔が貫通孔群を構成しており、
前記印刷用マスクには、該印刷用マスクが前記被充填基板の主面上に配置された際に、該主面で前記貫通孔群を取り囲む表面領域に対応する形状をなす開口部と、前記貫通孔群を構成しない貫通孔を1個ずつ取り囲む表面領域に対応する形状をなす単開口部とが設けられ、
前記樹脂ペースト充填工程において、
前記貫通孔群を構成する貫通孔には前記開口部を介して、かつ前記貫通孔群を構成しない貫通孔には前記単開口部を介して樹脂ペーストが印刷充填されることを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項8】
前記印刷用マスクの厚みL(mm)が100mm以上200mm以下の範囲である請求項7に記載の配線基板の製造方法。
【請求項9】
前記開口部及び前記単開口部は、前記印刷用マスクについて隣り合う該開口部又は該単開口部との間隔が0.1mm以上離間して形成されている請求項6ないし8のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項10】
前記開口部及び前記単開口部は、自身の周縁部上の任意の点において当該周縁部と接する接線上に該周縁部上の他点が位置しない形状である請求項6ないし9のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項11】
前記開口部の周縁部が楕円または円形形状とされ、前記単開口部の周縁部が円形形状とされる請求項6ないし10のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項12】
前記被充填基板の主面上に配置された際に、前記開口部の内周縁と前記貫通孔群を構成する貫通孔の外周縁との最小距離が0.065mm以下である請求項6ないし11のいずれか1項に記載の配線基板の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2007−281450(P2007−281450A)
【公開日】平成19年10月25日(2007.10.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−68686(P2007−68686)
【出願日】平成19年3月16日(2007.3.16)
【出願人】(000004547)日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Fターム(参考)】