DE60126596T2

DE60126596T2 - Leiterplattenherstellungsverfahren und leiterplattenherstellungs-einrichtung

Info

Publication number: DE60126596T2
Application number: DE60126596T
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Soraku-gun TAKENAKA; Toshihiro Hirakata-shi NISHII; Yuichiro Katano-shi SUGITA; Shinji Katano-shi NAKAMURA; Hideaki Hirakata-shi KOMODA; Toshikazu Katano-shi Kondo
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2001-12-04
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2021-12-05
Also published as: CN1250058C; EP1278405B1; DE60126596D1; US20030138553A1; US7018672B2; JP2002171060A; EP1278405A1; TW511425B; EP1278405A4; CN1397153A; WO2002047450A1; JP3721982B2

Description

TECHNISCHES SACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten, die für verschiedene elektronische Geräte verwendet werden, und auf eine Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung.
HINTERGRUND
Mit einem neueren Trend, das elektronische Geräte kleiner in der Größe und höher in der Dichte werden, werden doppelseitige Leiterplatten und Mehrschicht-Leiterplatten zunehmend anstelle von herkömmlichen, einseitigen Leiterplatten, auf denen elektronische Bauteile montiert sind, verwendet, wobei eine Entwicklung einer hoch dichten Leiterplatte, die dazu geeignet ist, so viele Schaltungen wie möglich auf der Leiterplatte zu integrieren, anhält.
Für eine hoch dichte Leiterplatte ist, anstelle eines herkömmlichen Verfahrens, das weitverbreitet zum Bilden von Durchgangslöchern in einer Leiterplatte durch Bohren und durch Vornehmen einer Zwischenverbindung durch ein Metallplattieren eingesetzt worden ist, ein Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte, die eine innere Durchgangsloch-Struktur besitzt, die für eine Zwischenverbindung zwischen Verdrahtungen an den vorbestimmten Positionen in einer höheren Dichte geeignet ist, entwickelt worden (zum Beispiel "Resin multi-layer circuit board ALIVH and its application", Masa et al., Mai 1996, Surface Mounting Technology (veröffentlicht von Nikkan Kogyo Shinbun); und Japanische Offenlegung 6-268345).
In einer solchen neuentwickelten Leiterplatte, die eine innere Durchgangsloch-Struktur besitzt, wird ein Verfahren zum Einfüllen von leitfähiger Paste in Löcher, gebildet zwischen den Verdrahtungen bzw. Leiterbahnen, eingesetzt, um die Zwischenverbindung herzustellen.
Auch ist es in einer sogenannten Aufbau-Leiterplatte, die eine Zwischenverbindung durch ein Metallplattieren von inneren Durchgangslöchern realisiert hat, um eine Durchgangsloch-auf-Durchgangsloch-Struktur zu bilden, in der innere Durchgangslöcher in der Richtung der Dicke der Leiterplatte gestapelt sind, notwendig, die Oberfläche der Leiterplatte durch Einfüllen von Harzmaterialpaste, oder dergleichen, in die Löcher nach dem Metallplattieren zu glätten.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es bei der Herstellung von hoch dichten Leiterplatten der vergangen Jahre wichtig, eine Technologie zu haben, um leitfähige Paste in die Durchgangslöcher oder in Blindlöcher einzufüllen.
Auch wird, in einer hoch dichten Leiterplatte, mit einer Verringerung der Breite der Verdrahtungen und der Größe der Elektrodenzungen, die Größe des Durchgangslochs oder des Blindlochs auch verringert, und als eine Folge davon wird es unumgänglich, die Füllbedingungen zu optimieren und auch die Viskosität der Paste für den Zweck eines präzisen Einfüllens der Paste in die Löcher zu kontrollieren.
Auch ist es, um eine hoch dichte Leiterplatte in einem tragbaren Gerät für eine private Nutzung, oder dergleichen, zu montieren, wichtig, die Herstellkosten zu verringern, und es ist ein großer Bedarf nach einem Herstellungsverfahren vorhanden gewesen, bei dem Leiterplatten, so viele wie möglich, mit derselben Menge einer Paste hergestellt werden.
Ein Beispiel eines Vorgangs zum Einfüllen von Paste in einem herkömmlichen Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte wird unter Bezugnahme auf die 5A bis 5F beschrieben.
Plattenmaterial 1, wie es in 5A dargestellt ist, ist eine B-Zustands-Prepreg-Scheibe nach Imprägnieren gewebter oder nicht gewebter Stoffe, basierend auf einem anorganischen oder organischen Fasermaterial, beispielsweise Glasfaser oder Aramidfaser mit thermisch härtendem Harzmaterial, wie beispielsweise Epoxidharz oder dergleichen, und Löse- bzw. Freigabefilme 2 sind an beiden Flächen des Plattenmaterials 1 angebracht.
Weiterhin werden Durchgangslöcher 3 in dem Plattenmaterial 1 durch einen Hochgeschwindigkeitsbohrvorgang für eine kleine Größe unter Verwendung eines Laserstrahls, oder dergleichen, gebildet.
Wie in 5B dargestellt ist, wird das Plattenmaterial 1 auf einem Tisch 10 mittels einer Plattenmaterial-Überführungsvorrichtung (nicht dargestellt) angeordnet.
Auf einem Rahmen 9 wird Paste 7, präpariert durch Dispergieren von auf Kupfer basierenden, leitfähigen Teilchen in eine Bindemittel-Komponente, die aus Epoxidharz, Härter, Lösungsmittel, und dergleichen, besteht, angeordnet.
Als Nächstes wird, wie in 5C dargestellt ist, das Plattenmaterial 1 leicht durch den Rahmen 9 gedrückt und dann wird die Paste 7 an dem Rahmen 9 links in der Figur nach rechts in der Figur durch eine Vorwärts-Rakel 4, die in einem Rakel-Halter 6 installiert ist, gequetscht und in Durchgangslöcher 3 eingefüllt.
Ein Druckrakel-Hebemechanismus (nicht dargestellt) und ein Druckrakel-Drückmechanismus (nicht dargestellt) sind mit dem Rakel-Halter 6 verbunden.
Wie in 5D dargestellt ist, wird der Modus zu einer Rückwärts-Rakel 5 an dem Rahmen 9 rechts in der Figur verschoben.
Darauffolgend wird, wie in 5E dargestellt ist, die Paste 7 nach links durch die Rückwärts-Rakel 5 gequetscht und in die Durchgangslöcher 3 erneut eingefüllt.
Als Nächstes wird, wie in 5F dargestellt ist, der Pasteneinfüllvorgang abgeschlossen, wenn die Paste 7 an dem Rahmen 9 links in der Figur ankommt, und dann bewegt sich der Rahmen 9 nach oben und das Plattenmaterial 1 wird durch eine Plattenmaterial-Überführungsvorrichtung (nicht dargestellt) herausgeführt, um dadurch das Plattenmaterial 1 zu erhalten, bei dem die Paste 7 in die Durchgangslöcher 3 eingefüllt ist.
Hiernach geht das Plattenmaterial 1, das mit der Paste 7 gefüllt ist, zu einem Vorgang weiter, bei dem der Freigabefilm 2 davon entfernt wird. Auch wird das Plattenmaterial 1 zwischen Metallfolien, oder dergleichen, zwischengefügt und einem Heißpressvorgang unterworfen, um eine Leiterplatte zu werden.
6 stellt eine teilweise vergrößerte Schnittansicht des Plattenmaterials 1, gefüllt mit der Paste 7, und durch die Plattenmaterial-Überführungsvorrichtung herausgetragen, dar.
Wie in 6 dargestellt ist, ist die Paste 7 in die Durchgangslöcher 3 eingefüllt und die Oberfläche des freien Freigabefilms 2 ist nahezu vollständig mit der Bindemittel-Komponente 17 und einer sehr kleinen Menge an leitfähigen Teilchen 16, die in der Paste 7 enthalten sind, beschichtet.
Ein solches Phänomen findet wahrscheinlich dadurch statt, dass die leitfähigen Teilchen 16 in der Paste 7 nahezu vollständig durch die Vorwärts-Rakel 4 entfernt sind, während die Bindemittel-Komponente 17 in einem Zustand, in dem sie dünn auf dem Freigabefilm 2 beschichtet ist, nur schwer entfernt wird und nicht vollständig durch die Vorwärts-Rakel 5 abgekratzt wird, so dass sie demzufolge auf dem Freigabefilm 2 verbleibt.
Als eine Folge ist, wenn mit der Komponentenpaste 7, dargestellt in der 5B, und der Komponentenpaste 7, dargestellt in der 5F, nach Abschluss des Nachfülfvorgangs verglichen wird, die letztere geringer in der Menge der Bindemittel-Komponenten 17 in dem Verhältnis der leitfähigen Teilchen 16 und der Bindemittel-Komponenten 17.
Die Änderung in der Menge ist sehr gering, allerdings erhöht sie sich, wenn der Füllvorgang kontinuierlich auf vielen Plattenmaterialien 1 wiederholt wird, was bewirkt, dass die Paste 7 die Viskosität aufgrund einer Verringerung der Menge der Bindemittel-Komponenten 17 erhöht und schließlich ein Problem dahingehend auftritt, dass die Paste, die in das Durchgangsloch 3 eingefüllt ist, unzureichend ist oder die Paste 7 an dem Freigabefilm 2 anhaftet, wenn der Freigabefilm 2 entfernt wird.
Um das Auftreten eines solchen Problems zu vermeiden, ist es notwendig, die Paste gegen eine neue zu ersetzen, bevor die Viskosität der Paste 7 die Grenze erreicht.
Wenn der Füllvorgang durch Zuführen neuer Paste auf die Herstellungsvorrichtung durchgeführt wird, wird nachfolgend eine Anzahl von Plattenmaterialien, die zwischen dem Zuführen der Paste und einem Ersetzen der Paste behandelt wird, als eine bedruckbare Zahl bezeichnet.
Der Vorgang des Ersetzens der Paste umfasst umfangreiche Arbeit, um neue Pasten zuzuführen und die alte Paste von dem Gerät zu entfernen, und eine Zeit, um das Ersetzen auszuführen, hängt von der Anzahl der Durchgangslöcher 3, die in den Plattenmaterialien 1 vorgesehen sind, oder von Variationen in der Viskosität in der anfänglichen Paste ab. Demzufolge ist die Zeit nicht konstant und es ist sehr schwierig zu entscheiden, wann der Vorgang, nachdem wie viele Leiterplattenmaterialien gedruckt sind, durchzuführen ist.
Von der Sichtweise der Herstellkosten aus gesehen, ist es erwünscht, den Füllvorgang zu wiederholen, bis die Viskosität der Paste eine nicht mehr benutzbare Grenze, bevor die Paste ersetzt wird, erreicht. Allerdings wird, wie vorstehend beschrieben ist, da der Zeitpunkt eines Ersetzens nicht konstant ist, der Vorgang eines Ersetzens der Paste tatsächlich ein wenig früher vor der Grenze durchgeführt, um einen bestimmten Freiraum zu erzielen, um Qualitätsprobleme zu vermeiden.
Auch wird in dem herkömmlichen Verfahren zum Herstellen von Leiterplatten, wie vorstehend beschrieben ist, der Paste eine Leitfähigkeit für den Zweck einer Zwischenverbindung einer Verdrahtung gegeben, und deshalb ist es schwierig, die Menge von leitfähigen Teilchen in der Paste niedriger als einen spezifischen Wert von der Sichtweise eines Beibehalts einer Leitfähigkeit zu machen. Als eine Folge besitzt die Paste eine erhöhte Viskosität, und es ist auch schwierig, ein Verfahren einzusetzen, um die bedruckbare Anzahl nur durch Verringern der Viskosität der Paste selbst zu erhöhen.
Weiterhin sind die Füllbedingungen, wie beispielsweise Bewegungsgeschwindigkeit und ein Winkel einer Vorwärts-Rakel 4 und einer Rückwärts-Rakel 5 entsprechend den physikalischen Eigenschaften, oder dergleichen, der Paste 7 ausgelegt, allerdings ist es schwierig, die Füllbedingungen zu kontrollieren, da die Viskosität der Paste 7 während des Füllvorgangs an vielen Leiterplattenmaterialien 1 variiert.
Die Japanische nicht geprüfte Patentveröffentlichung JP 2000 071419 offenbart ein Verfahren eines Siebdruckens, bei dem, wenn ein Objekt mehr als zweimal unter Verwendung derselben Siebdruckmaske bedruckt wird, eine Tischeinheit, die das Objekt trägt, das bedruckt werden soll, so herabgelassen wird, um das Objekt von der Siebdruckmaske zu verlassen, um ein Verschmieren des gedruckten Lötmittelmaskenmusters zu vermeiden.
Die Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung JP 2000-299560 offenbart ein Verfahren zum Einfüllen einer ersten leitfähigen Paste in ein Durchgangsloch einer grünen Platte einer keramischen Leiterplatte, bei der eine vertiefte Oberfläche des gefüllten Lochs, die durch eine Verdampfung eines Lösungsmittels in der ersten Paste auftritt, weiter durch eine zweite leitfähige Paste abgedeckt wird, die eine niedrigere Viskosität als die leitfähige Paste besitzt, und ein Durchmesser des gedruckten Musters der zweiten Paste ist größer als ein Durchmesser des Lochs.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung umfasst in einem Herstellungsverfahren: einen Schritt zum Bilden eines Lochs, bei dem Durchgangslöcher oder Blindlöcher in einem tafelförmigen oder scheibenförmigen Plattenmaterial gebildet werden, und einen Schritt zum Einfüllen einer Paste, bei dem Paste in die Durchgangslöcher oder die Blindlöcher, die in dem Schritt zum Bilden der Löcher gebildet sind, gefüllt werden, wobei eine zweite Paste (nachfolgend bezeichnet als Teilpaste), die dieselbe Zusammensetzung wie die Paste oder eine unterschiedliche Zusammensetzung zu der Paste besitzt, zu der Paste unter Verwendung einer Pastenzuführeinrichtung in dem Einfüllschritt zugeführt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt die Teilpaste dahingehend, das Zusammensetzungsverhältnis und die Viskosität der Paste zu stabilisieren, die während einer Vielzahl von Füllvorgängen variieren.
Auch weist die Herstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Zuführvorgang-Steuervorrichtung zum Zuführen einer vorbestimmten Menge einer Teilpaste zu der Paste unter Verwendung einer Pastenzuführeinrichtung für jede vorbestimmte Anzahl an Plattenmaterialien während eines kontinuierlichen Füllvorgangs auf. Deshalb ist es möglich, eine Verschlechterung der Füllqualität aufgrund einer Änderung in der Anzahl von Löchern in dem Plattenmaterial oder einer Änderung der Viskosität der Paste zu verhindern und eine hoch zuverlässige, hoch dichte Leiterplatte zu schaffen, und die druckbare Zahl zu erhöhen. Als eine Folge kann eine Verringerung der Herstellkosten realisiert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A bis 1F zeigen Schnittansichten, die die Herstellschritte in einem Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte und einer Vorrichtung in einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
2 zeigt eine Oberseitenansicht, die eine Vorrichtung zum Herstellen einer Leiterplatte in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen Teil einer Vorrichtung zum Herstellen einer Leiterplatte in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 zeigt eine teilweise vergrößerte Schnittansicht einer Vorrichtung zum Herstellen einer Leiterplatte in einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5A bis 5F zeigen Schnittansichten, die Herstellungsschritte in einem herkömmlichen Verfahren und eine herkömmliche Vorrichtung zum Herstellen von Leiterplatten darstellen.
6 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Plattenmaterials für eine herkömmliche Leiterplatte.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1A bis 4 beschrieben.
Erste bevorzugte Ausführungsform
1A bis 1F zeigen Schnittansichten, die die Herstellschritte in einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Herstellen einer Leiterplatte in der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
Plattenmaterial 1, das in 1A dargestellt ist, ist eine B-Zustands-Prepreg-Scheibe, die durch Imprägnieren von gewebtem oder nicht gewebtem Stoff, basierend auf anorganischem oder organischem Fasermaterial, wie beispielsweise Glasfaser oder Aramidfaser, mit einem thermisch härtenden Harzmaterial, wie beispielsweise Epoxidharz, oder dergleichen, erhalten ist, und wobei Freigabefilme 2 an beiden Flächen des Plattenmaterials 1 befestigt werden. Auch wird ein feines Durchgangsloch 3 in dem Plattenmaterial 1 durch ein Hochgeschwindigkeitsbohren unter Verwendung eines Laserstrahls, oder dergleichen, gebildet.
Wie in 1B dargestellt ist, wird das Plattenmaterial 1 auf den Tisch 10 durch eine Einrichtung einer Plattenmaterial-Überführungsvorrichtung (nicht dargestellt) überführt.
An dem Rahmen 9 ist eine Paste 7 angeordnet, die durch Dispergieren von auf Kupfer basierenden, leitfähigen Teilchen in eine Bindemittel-Komponente, die thermisch härtendes Harz, wie beispielsweise Epoxidharz, oder dergleichen, Härtemittel, ein organisches Lösungsmittel, ein Dispergiermittel, usw., umfasst, angeordnet.
Als konkrete Beispiele des Pastenmaterials in der vorliegenden, bevorzugten Ausführungsform sind ein Bisphenol-Epoxidharz vom A-Typ, wie beispielsweise Epoxidharz, Aminadukt-Härter als ein Härtemittel, ein Lösungsmittel mit einem hohen Siedepunkt, wie beispielsweise Butylkarbitolacetat als ein Lösungsmittel, ein oberflächenaktives Mittel von Phosphorsäureester-Typ als ein Dispergiermittel zu nennen.
Als Nächstes wird, wie in 1C dargestellt wird, das Plattenmaterial 1 leicht durch den Rahmen 9 gedrückt und dann wird die Paste 7 an dem Rahmen 9 links in der Figur nach rechts in der Figur durch eine Vorwärts-Rakel 4, die in einem Rakel-Halter 6 gehalten ist, herausgequetscht und wird in Durchgangslöcher 3 eingefüllt.
Ein Rakel-Hebemechanismus (nicht dargestellt) und ein Rakel-Drückmechanismus (nicht dargestellt) sind mit dem Rakel-Halter 6 verbunden.
Wie in 1D dargestellt ist, wird die Vorwärts-Rakel 4 durch eine Rückwärts-Rakel 5 an dem Rahmen 9 rechts in der Figur geändert.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Teilpaste 11 auf den Rahmen 9 rechts in der Figur mittels einer Abgabeeinrichtung 8 zugeführt.
Wie die Teilpaste 11 kann die Paste 7 ohne Ändern der Zusammensetzung verwendet werden, allerdings ist es, wie es in einem herkömmlichen Herstellungsverfahren für eine Leiterplatte beschrieben ist, bevorzugter, die Bindemittel-Komponente in der Paste als die Teilpaste zu verwenden, da sich die Bindemittel-Komponente über den kontinuierlichen Füllvorgang verringert.
Mit anderen Worten ist die Teilpaste eine Zusammensetzung eines thermisch härtenden Harzes, eines Härters, eines organischen Lösungsmittels, von leitenden Teilchen oder nicht-leitenden Teilchen, eines Dispergiermittels, und dergleichen, und die Paste 7 kann als die Teilpaste verwendet werden, allerdings ist es möglich, eine unterschiedliche Zusammensetzung zu verwenden und auch mindestens eine der vorstehend angegebenen Komponenten auszuwählen.
In der derzeit bevorzugten Ausführungsform werden eine Mischung mit demselben Gewicht an Bisphenol-Epoxidharz vom A-Typ und eines organischen Lösungsmittels geknetet und als die Teilpaste 11 verwendet.
Darauf folgend wird, wie in 1E dargestellt ist, die Paste 7 nach links durch die Rückwärts-Rakel 5 herausgedrückt und erneut in das Durchgangsloch hineingefüllt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Teilpaste 11 mit der Paste 7 geknetet.
In der vorliegenden, bevorzugten Ausführungsform ist der Grund, warum die Teilpaste 11 zugeführt wird, wenn die Vorwärts-Rakel 4 zu der Rückwärts-Rakel 5 geändert wird, derjenige, dass, wenn sie während des Vorwärtsvorgangs zugeführt wird, eine Möglichkeit vorhanden ist, dass die Paste in das Durchgangsloch 3 eingefüllt wird, bevor die Paste 7 und Teilpaste 11 ausreichend geknetet sind.
In diesem Fall wird der Füllvorgang ausgeführt, während die Menge der leitfähigen Teilchen 16 nicht genug verglichen mit der ursprünglichen Zusammensetzung der Paste 7 ist, und dies kann zu einer unzureichenden Menge an leitfähigen Teilchen 16, die in das Durchgangsloch 3 hineingefüllt sind, führen, was zum Beispiel eine unzureichende Zwischenverbindung zwischen den Verdrahtungen in einer Leiterplatte führt.
Obwohl es möglich ist, das Problem durch Einstellen der physikalischen Eigenschaften der Paste 7 und der Teilpaste 11 oder der Bedingungen, wie beispielsweise Geschwindigkeit des Einfüllvorgangs, zu verhindern, ist es bevorzugter, die Paste während des Rück wärts-Füllvorgangs durch Zuführen der Teilpaste 11, bevor der Rückwärts-Füllvorgang, so wie er vorstehend beschrieben ist, beginnt, zu kneten. Das bedeutet, dass, in dem Rückwärts-Füllvorgang, eine ausreichende Menge an leitfähigen Teilchen 16 bereits in das Durchgangsloch 3 während des Vorwärts-Füllvorgangs eingefüllt ist, und deshalb wird der Einfluss, der aufgrund eines Rückwärts-Füllvorgangs verursacht werden könnte, sehr gering sein.
Auch ist es möglich, die Mischung der Paste 7 und der Teilpaste 11 als ein Zusatzmittel zu verwenden. Zum Beispiel ist es bevorzugt, ein Verfahren einzusetzen, um den Füllvorgang zu beginnen, nachdem die Paste durch eine Hin- und Herbewegung in einem kurzen Hub der Rückwärts-Rakel 5 an dem Rahmen 9 geknetet ist. Ein anderes, mögliches Beispiel ist dasjenige, die Paste genau durch Installieren einer Knetrakel, oder dergleichen, zu kneten, die unabhängig von der Vorwärts- und Rückwärts-Rakel ist.
Als Nächstes wird, wie in 1F dargestellt ist, der Pasteneinfüllvorgang abgeschlossen, wenn die Paste 7 den Rahmen 9 links in der Figur erreicht, und dann bewegt sich der Rahmen 9 nach oben und das Plattenmaterial 1 wird durch eine Plattenmaterial-Überführungsvorrichtung (nicht dargestellt) ausgeworfen, um dadurch das Plattenmaterial 1 zu erhalten, bei dem die Paste 7 in die Durchgangslöcher 3 eingefüllt ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist es, gemäß der derzeit bevorzugten Ausführungsform, wenn der Füllvorgang bei vielen Plattenmaterialien wiederholt wird, möglich, ein Phänomen zu verhindern, dass sich das Zusammensetzungsverhältnis zwischen den leitfähigen Teilchen und der Bindemittel-Komponente so ändert, um die Bindemittel-Komponente in der Paste zu verringern.
Das bedeutet, dass die Variation von dem anfänglichen Zusammensetzungsverhältnis der Paste unterdrückt werden kann, indem eine Teilpaste zugeführt wird, und es ist möglich, die herkömmlichen Probleme, wie beispielsweise die Erhöhung der Viskosität der Paste, das unzureichende Einfüllen der Paste in die Durchgangslöcher, oder das Anhaften der Paste an dem Freigabefilm, zu lösen, wenn der Freigabefilm entfernt wird.
In Bezug auf die Menge der Teilpaste, die zugeführt wird, ist es bevorzugt, die Menge so zu kontrollieren, dass die Paste durch den Füllvorgang, der vorstehend beschrieben ist, geknetet werden kann, und durch Beurteilen anhand von experimentellen Ergebnissen, die durch den Erfinder erhalten sind, ist es bevorzugt, die Teilpaste 11 in einer Menge von 0,1 Gew.-% oder geringer gegenüber der Paste 7 zuzuführen.
Weiterhin wird, zum Erhalten des Effekts einer Stabilisierung der Viskosität der Paste 7 durch Zuführen der Teilpaste 11, ein bevorzugtes Ergebnis dann erhalten, wenn die Menge der Teilpaste 11, die zugeführt ist, 0,001 Gew.-% oder mehr gegenüber der Paste 7 beträgt.
In der vorstehenden Beschreibung wird die Teilpaste 11 bei jedem Füllvorgang zugeführt, allerdings ist es auch möglich, die Teilpaste 11 bei jeder vorbestimmten Zahl von Plattenmaterialien zuzuführen oder die Menge der Teilpaste 11, die entsprechend den Bedingungen zugeführt wird, wie beispielsweise einer gesamten Anzahl von Durchgangslöchern 3, die in dem Plattenmaterial 1 gebildet sind, einer gesamten Summe aller Lochbereiche, der Viskosität der Paste 7, die auf dem Gerät zu dem Anfangszustand eines Füllvorgangs aufgebracht ist, oder der Viskosität der Paste 7 während des Füllvorgangs oder vor und nach dem Füllvorgang zuzuführen. Diese Regelungen können weiterhin die Viskosität der Paste 7 in dem Einfüllvorgang, der kontinuierlich ausgeführt wird, stabilisieren.
2 zeigt eine Oberseitenansicht einer Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung in der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Rahmenöffnung 13, vorgesehen in dem Rahmen 9, ist so angeordnet, dass der Rahmen 9 nach unten den Umfangsbereich des Plattenmaterials 1 hält.
Eine Abgabeeinrichtung 8 ist an einer Abgabeeinrichtung-Bewegungsführung 12 befestigt und wird durch eine Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) von einer Position A1 zu einer Position A2, dargestellt in 2, bewegt, um die Teilpaste auf den Rahmen 9, im Wesentlichen linear, abzugeben. In Bezug auf das Verfahren einer Abgabe ist es möglich, kontinuierlich linear oder intermittierend eine Vielzahl von Punkten abzugeben.
ZWEITE BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
3 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen Teil einer Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung in der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein vertiefter Bereich 14 ist in dem Rahmen 9 gebildet.
Die Teilpaste 11 kann durch eine Tropfeinrichtung (nicht dargestellt) auf den vertieften Bereich 14 tropfen, und die Teilpaste 11 kann in den vertieften Bereichen 14 mittels einer eine Schicht bildenden Rakel 15, die auf dem Rahmen in Kontakt steht und in eine Richtung eines Pfeils in der Figur bewegt wird, eingefüllt werden.
Die aufgetropfte Menge ist vorzugsweise so, dass sie nahezu dieselbe wie oder größer als ein Volumen eines vertieften Bereichs 14 ist, und die nötige Menge der Teilpaste 11 kann präzise durch das Volumen des vertieften Bereichs 14 kontrolliert werden.
Auch ist eine mit Fase versehene, kantenfreie Form des vertieften Bereichs 14 bevorzugt, um ein Abnutzen der Rakel zu vermeiden.
Es ist auch möglich, die tropfende Menge der Teilpaste unter Verwendung eines anderen, ähnlichen Verfahrens zu kontrollieren. In diesem Fall ist die Menge vorzugsweise geringer als das Volumen des vertieften Bereichs 14.
4 zeigt eine Teilschnitt-Ansicht, die ein Leiterplatten-Herstellungsverfahren und eine -vorrichtung in der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 4 stellt einen Zustand eines Betriebs basierend auf der vorstehenden Anordnung dar: nachdem die Teilpaste 11 in den vertieften Bereich 14 eingefüllt ist, wird, wenn sich die Rückwärts-Rakel 5 in eine Richtung eines Pfeils in der Figur bewegt, während die Paste 7 herausgedrückt wird, die Teilpaste 11 zu der Paste 7 zugeführt und wird durch den Quetschvorgang geknetet.
In der ersten bevorzugten Ausführungsform und der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Beispiele eines Einfüllens der Paste in die Durchgangslöcher beschrieben worden, allerdings ist die vorliegende Erfindung auch bei einem Verfahren zum Einfüllen der Paste in Blindlöcher in Plattenmaterialien in einem Aufbauprozess effektiv.
Auch kann die vorliegende Erfindung in einem Verfahren, bei dem eine nicht-leitende Paste in Durchgangslöcher oder Blindlöcher eingefüllt ist, die eine Zwischenverbindung durch einen dünnen Metallfilm herstellen, der durch eine Metallplattierung, oder dergleichen, gebildet ist, ohne Verwendung einer leitfähigen Paste, eingesetzt werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Das Leiterplatten-Herstellungsverfahren und die Herstellungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung weisen einen ein Loch bildenden Vorgang, bei dem Durchgangslöcher oder Blindlöcher in Plattenmaterial einer Plattenform oder Scheibenform gebildet werden, und einen Pasteneinfüllvorgang auf, bei dem eine Paste in die Durchgangslöcher oder die Blindlöcher, gebildet in dem Schritt des Bildens des Lochs, eingefüllt wird, wobei die Teilpaste, deren Zusammensetzung dieselbe wie die oder unterschiedlich gegenüber der Paste ist, zu der Paste, unter Verwendung einer Pastenzuführeinrichtung in dem Einfüllvorgang zugeführt wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Viskosität der Paste zu stabilisieren und den Zustand der Paste, die in das Durchgangsloch oder die Blindlöcher eingefüllt ist, zu verbessern und weiterhin zu verhindern, dass die Paste aus dem Plattenmaterial während des späteren Prozesses herausläuft. Als Ergebnis ist es möglich, eine Leiterplatte herzustellen, die eine ausgezeichnete Zuverlässigkeit besitzt, und die Nutzungseffektivität der Paste in dem Einfüllvorgang durch Verbessern der fortlaufenden Druckfähigkeit der Paste zu erhöhen, um dadurch zur Verringerung der Herstellkosten der Leiterplatte beizutragen.

1: Plattenmaterial
2: Freigabefilm
3: Durchgangsloch
4: Vorwärts-Rakel
5: Rückwärts-Rakel
6: Rakel-Halter
7: Paste
8: Abgabeeinrichtung
9: Rahmen
10: Tisch
11: Teilpaste
12: Bewegungsführung für die Abgabeeinrichtung
13: Rahmenöffnung
14: vertiefter Bereich
15: Rakel zum Bilden des Films

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte, das einschließt: einen Schritt zum Ausbilden von Durchgangslöchern (3) oder Blindlöchern in einem tafelförmigen oder scheibenförmigen Plattenmaterial; einen Schritt zum Anordnen des tafelförmigen oder scheibenförmigen Plattenmaterials unter einem Rahmen (9) zum Pressen des Plattenmaterials, und einen Schritt zum Einfüllen einer Paste (7) in die Durchgangslöcher (3) oder die Blindlöcher durch Anordnen der Paste (7) an einem ersten Ende des Rahmens, gefolgt von Bewegen der Paste durch eine Vorwärts-Rakeleinrichtung (4; 5; 15) von dem ersten Ende zu einem zweiten Ende des Rahmens, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren einen Schritt des Zuführens einer Teilpaste (11) zum Zuführen wenigstens einer verringerten Komponente der Paste (7) bei dem Einfüllschritt zu der Paste (7) an dem zweiten Ende des Rahmens unter Verwendung einer Pasten-Zuführeinrichtung, und einen Schritt zum Bewegen der Paste (7) und der Teilpaste zu dem ersten Ende unter Verwendung einer Rückwärts-Rakel einschließt.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei das Plattenmaterial eine B-Zustands-Prepreg-Scheibe ist, die hergestellt wird, indem gewebter oder nicht gewebter Stoff mit einem Harzmaterial imprägniert wird, das hauptsächlich aus wärmehärtbarem Harz besteht.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei das Plattenmaterial einen einseitige Leiterplatte, eine doppelseitige Leiterplatte oder eine mehrschichtige Leiterplatte ist und das Plattenmaterial eine Metallschicht zur Zwischen raumverbindung in den Durchgangslöchern (3) oder den Blindlöchern aufweist, die in dem Plattenmaterial (1) ausgebildet sind.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei die Paste (7) wenigstens mit leitenden Teilchen (16) oder nicht leitenden Teilchen hergestellt wird, die in einer Hauptkomponente dispergiert sind, die aus wärmehärtbarem Harz besteht.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei eine Hauptkomponente der Teilpaste (11) ein wärmehärtbares Harz ist, das das gleiche ist wie die Hauptkomponente der Paste (7).
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei eine Hauptkomponente der Teilpaste ein wärmehärtbares Harz, das sich von einer Hauptkomponente der Paste (7) unterscheidet, oder ein Verbundstoff ist, der hergestellt wird, indem anderes wärmehärtbares Harz der Hauptkomponente der Paste (7) beigemischt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei in dem Einfüllschritt eine vorgegebene Menge der Teilpaste (11) der Paste (7) unter Verwendung einer Pastenzuführeinrichtung nach jeder vorgegebenen Anzahl der Plattenmaterialien (1) zugeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 7, wobei die Menge der Teilpaste (11), die zuzuführen ist, eine vorgegebene Menge oder eine berechnete Menge ist, und die berechnete Menge aus der Gesamtzahl der Durchgangslöcher oder der Blindlöcher und der Gesamtsumme jeder Fläche der Durchgangslöcher (3) oder Blindlöcher berechnet wird.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei eine Menge der Teilpaste entsprechend einer Menge variiert, die wenigstens durch die Gesamtzahl der Durchgangslöcher oder der Blindlöcher und die Gesamtsumme jeder Fläche der Durchgangslöcher oder Blindlöcher bestimmt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei bei dem Einfüllvorgang der Paste (7) die Teilpaste (11) der Paste (7) entsprechend einer vorgegebenen Zahl von Plattenmaterialien oder einer vorgegebenen Menge zugeführt wird, und die vorgegebene Menge aus der mit einer Viskositäts-Messeinrichtung gemessenen Viskosität der Paste (7) berechnet wird.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, das des Weiteren in dem Einfüllschritt einen Schritt des Zuführens der Teilpaste (11) auf dem Rahmen unter Verwendung einer Pasten-Zuführeinrichtung umfasst, wobei der Rahmen einen gesamten Umfang des Plattenmaterials (1) oder einen Teil desselben abdeckt.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei die Teilpaste (11) der Paste (7) auf dem Rahmen unter Verwendung einer Pasten-Zuführeinrichtung zugeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei ein Einfüllvorgang in dem Einfüllschritt wenigstens einen hin- und hergehenden Arbeitsvorgang einschließt und die Teilpaste (11) in einer abschließenden Stufe des Vorwärts-Vorgangs oder einer Anfangsstufe des Rückwärts-Arbeitsvorgangs bei dem hin- und hergehenden Arbeitsvorgang zugeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei die Zuführeinrichtung für die Paste (7) eine Abgabeeinheit (8) enthält.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 14, wobei die Pasten-Zuführeinrichtung eine Bewegungseinrichtung enthält, die die Abgabeeinheit (8) in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer Arbeitsrichtung der Einfülleinrichtung bewegen kann.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 15, wobei die Teilpaste (11) kontinuierlich oder intermittierend abgegeben wird, während die Abgabeeinheit durch die Bewegungseinrichtung (12) bewegt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 11, das des Weiteren einen Schritt des Ausbildens einer durchgehenden oder nicht durchgehenden Schicht der Teilpaste (11) auf dem Rahmen durch Einfüllen der Teilpaste in eine Vertiefung mit vorgegebener Tiefe, die an dem Rahmen angeordnet ist, umfasst, wobei die Vertiefung in einer Teilpastenschicht-Ausbildungseinrichtung enthalten ist und das Einfüllen in die Vertiefung unter Verwendung einer Zuführeinrichtung für die Teilpaste (11) und einer Einfüll-/Schabeinrichtung durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, das des Weiteren einen Schritt des Reinigens eines Abschnitts des Rahmens umfasst, dem die Teilpaste (11) zuzuführen ist.
Verfahren zum Herstellen einer Leiterplatte nach Anspruch 1, wobei eine Menge der Teilpaste (11), die zuzuführen ist, in einem Bereich von 0,01 Gew.-% bis 0,1 Gew.-% einer Menge der Paste (7) liegt.
Leiterplatten-Herstellungseinrichtung, die enthält: einen Rahmen (9) zum Pressen eines Plattenmaterials (1); eine Zuführeinrichtung für Paste (7) zum Zuführen einer Paste (7) an einem ersten Ende des Rahmens (9); eine Vorwärts-Rakeleinrichtung (4, 15) zum Einfüllen der Paste (7) in Durchgangslöcher (3) oder Blindlöcher, die in dem Plattenmaterial (1) ausgebildet sind; und eine Rückwärts-Rakel (5) zum Zurückbewegen der Paste (7) zu dem ersten Ende, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatten-Herstellungseinrichtung des Weiteren eine Zuführeinrichtung für Teilpaste (7) zum Zuführen einer Teilpaste (11) zu der Paste (7) an einem zweiten Ende des Rahmens enthält, wobei eine Zusammensetzung der Teilpaste (11) dazu dient, eine verringerte Komponente der Paste (7) beim Einfüllen zuzuführen.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 20, die des Weiteren eine Plattenmaterial-Überführungsvorrichtung zum Durchführen eines kontinuierlichen Einfüllvorgangs eines oder mehrerer Plattenmaterialien sowie eine Zuführvorgangs-Steuereinheit zum Zuführen der Teilpaste (11) zu der Paste (7) unter Verwendung der Pasten-Zuführeinrichtung umfasst, wobei eine Menge des Zuführens für jede vorgegebene Anzahl von Plattenmaterialien während des kontinuierlichen Einfüllvorgangs vorgegeben ist.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 21, die des Weiteren eine Erkennungseinrichtung zum Erkennen einer speziellen Markierung umfasst, die auf dem Plattenmaterial (1) vorhanden ist, wobei ein Signal, das der vorgegebenen Markierung entspricht, von der Erkennungseinrichtung an die Zuführvorgangs-Steuereinheit abgegeben wird.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 21, die des Weiteren eine Viskositäts-Messeinrichtung zum Messen der Viskosität der Paste (7) umfasst, wobei ein Signal, das der Viskosität der Platte entspricht, von der Viskositäts-Messeinrichtung an die Zuführvorgangs-Steuereinheit abgegeben wird.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 20, die des Weiteren einen Rahmen, der den gesamten Umfang oder einen Teil eines Umfangs des Plattenmaterials (1) abdeckt, sowie eine Pasten-Zuführeinrichtung zum Zuführen der Teilpaste (11) auf den Rahmen umfasst.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 20, die des Weiteren eine Einfülleinrichtung, die zu hin- und hergehendem Arbeitsvorgang fähig ist, sowie eine Pasten-Zuführeinrichtung umfasst, die die Teilpaste (11) in einer abschließenden Stufe eines Vorwärts-Arbeitsvorgangs oder einer Anfangsstufe eines Rückwärts-Arbeitsvorgangs bei dem hin- und hergehenden Arbeitsvorgang zuführt.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Pasten-Zuführeinrichtung eine Abgabeeinrichtung (8) enthält.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Pasten-Zuführeinrichtung eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen der Abgabeeinheit (8) in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu einer Arbeitsrichtung der Einfülleinrichtung enthält.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 26, die des Weiteren eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen der Abgabeeinheit (8) und eine Ausgabe-Steuereinheit zum Ausgeben der Teilpaste umfasst.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 20, die des Weiteren eine Teilpastenschicht-Ausbildungseinrichtung (15) zum Ausbilden einer durchgehenden oder nicht durchgehenden Schicht der Teilpaste (11) auf dem Plattenmaterial (1) oder auf dem Rahmen (9) umfasst.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 29, wobei die Teilpastenschicht-Ausbildungseinrichtung eine Vertiefung (14) mit einer vorgegebenen Tiefe, die auf dem Rahmen (9) angeordnet ist, eine Teilpasten-Zuführeinrichtung und eine Einfüll-/Schabeinrichtung enthält.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 30, wobei die Vertiefung eine Form mit abgefasten Ecken hat.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Pasten-Zuführeinrichtung des Weiteren eine Reinigungseinrichtung zum Reinigen eines Abschnitts umfasst, dem die Teilpaste zugeführt wird.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 20, die des Weiteren eine Rakel-Fixiereinrichtung, eine Rakel-Auf-/Ab-Einrichtung, eine Rakel-Presseinrichtung und eine Rakel-Bewegungseinrichtung umfasst.
Leiterplatten-Herstellungsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei eine Gruppe von Einfülleinrichtungen eine Rakel, eine Rakel-Fixiereinrichtung, eine Rakel-Auf-/Ab-Einrichtung, eine Rakel-Presseinrichtung sowie eine Rakel-Bewegungseinrichtung umfasst und die Einfülleinrichtung zwei Gruppen von Einfülleinrichtungen für Hin- und Her-Richtungen entsprechend dem hin- und hergehenden Arbeitsvorgang der Einfülleinrichtung aufweist.