JP2003037360A - ペースト充填装置及びペースト充填方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単な構造で、基板に設けられた微細
な非貫通孔の充填を可能としたペースト充填装置を提供
する。 【解決手段】 基板の非貫通孔にペーストを充填するペ
ースト充填装置であって、基板に設けられた非貫通孔内
の気体を排気する排気手段と、供給口を基板の表面に対
向配置して、ペースト加圧手段により加圧されて供給口
から押し出されたペーストを非貫通孔内に充填するペー
スト供給手段とを含み、排気手段により真空状態にした
非貫通孔に、ペースト供給手段によりペーストを充填す
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、ペースト充填装置
及びペースト充填方法に関し、特に、プリント配線板の
非貫通孔にペーストを充填するペースト充填装置及びペ
ースト充填方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型、軽量化、高機能
化に伴い、ビルドアップ法により形成された多層配線板
（図１０参照。以下、「ビルドアップ配線板」とい
う。）が普及している。特に、高集積化に適した、ビア
が直線状に接続されたスタックビア構造のビルドアップ
配線板では、非貫通孔を導電性ペーストで埋め込み、多
層化された配線間の接続が行なわれる。

【０００３】非貫通孔への導電性ペーストの埋め込みに
は、例えば図１４に示すような、一般的なスクリーン印
刷法が用いられる。図１４（ａ）では、絶縁板５５１
と、その表面に設けられたＰＥＴ等からなる保護フィル
ム５５３と、その裏面に設けられた銅箔５５２とからな
る基板５００が準備される。次に、図１４（ｂ）に示す
ように、保護フィルム５５３、絶縁板５５１をエッチン
グして、非貫通孔５５４が形成される。続いて、図１４
（ｃ）に示すように、一般的なスクリーン印刷法を用い
て、導電性のペーストが非貫通孔５５４に充填されてビ
ア５５５が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スクリ
ーン印刷法を用いて、大気圧下で非貫通孔に導電性ペー
ストを充填した場合、非貫通孔内に空気が残るために、
図１４（ｃ）に示すような非充填部５５６が形成され
る。かかる非充填部５５６は、ビア５５５の断線の原因
となり、ビルドアップ配線板の信頼性を低下させてい
た。特に、高集積化により、非貫通孔５５４の直径が１
００μｍ程度又はそれ以下に微細化された場合、非充填
部５５６が発生しやすく問題となっていた。

【０００５】これに対して、例えば、特開平７−２４９
８６６号公報には、導電性ペーストをスクリーン印刷し
た後に、導電性ペーストに機械的振動を与えて充填率を
向上させる方法が記載されている。しかしながら、非貫
通孔５５４が微細化された場合、かかる方法では十分な
充填を行うことが困難であるとともに、装置が大型とな
り、配線板の信頼性、製造コストの点で問題があった。

【０００６】また、例えば、特開平１１−２９８１３８
号公報には、真空状態の装置内に配置した基板５００
に、真空下でスクリーン印刷を行い、その後加圧するこ
とにより、導電性ペーストを非貫通孔５５４に差圧充填
する方法が記載されている。しかしながら、かかる方法
では、装置全体を真空状態にする必要があるとともに、
絶縁板５５１の両面に非貫通孔５５４がある場合には、
真空状態を解除して基板５００を裏返す必要が生じ、製
造工程が煩雑になり、製造コストの増加、製造時間の増
大等の問題があった。

【０００７】そこで、本発明は、比較的簡単な構造の装
置で、微細な非貫通孔の充填を可能にしたペースト充填
装置及びペースト充填方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板の非貫通
孔にペーストを充填するペースト充填装置であって、
ａ）内部が排気されて真空状態になる排気手段であっ
て、該排気手段が排気口を有し、該排気口を基板の表面
に対向配置して、該基板に設けられた非貫通孔内の気体
を排気する該排気手段と、ｂ）ペーストが保持されたペ
ースト供給手段であって、該ペースト供給手段が供給口
とペースト加圧手段とを有し、該供給口を基板の表面に
対向配置して、該ペースト加圧手段により加圧されて該
供給口から押し出された該ペーストを該非貫通孔内に充
填する該ペースト供給手段とを含み、該ペースト充填装
置を該基板に対して相対的に移動させて、該排気手段に
より真空状態にした該非貫通孔に該ペースト供給手段に
より該ペーストを充填することを特徴とするペースト充
填装置である。このように、ペースト充填装置が、非貫
通孔中の気体（空気）を排気する機構と、ペーストを加
圧しながら非貫通孔に押し出す機構とを有することによ
り、非貫通孔にペーストを完全に充填することができ
る。これにより、信頼性の高いビルドアップ配線板の製
造が可能となる。また、かかるペースト充填装置は真空
槽を有しないため、装置の小型化が可能となる。なお、
ペースト供給手段は、供給口の近傍にペーストを保持す
るものであっても、供給口と離れたペースト供給源を有
するものであってもかまわない。

【０００９】上記排気手段の上記排気口と、上記ペース
ト供給手段の上記供給口は、それぞれ略矩形のスリット
からなることが好ましい。

【００１０】上記排気口と上記供給口とは、隣接して設
けられたことが好ましい。非貫通孔内の気体を排気口か
ら排気し、非貫通孔内を真空状態に保持した状態で、供
給口から非貫通孔内にペーストを充填できるからであ
る。

【００１１】また、本発明は、２つの上記排気口と１つ
の上記供給口を含み、該供給口の両側に隣接して該排気
口がそれぞれ設けられたことを特徴とするペースト充填
装置でもある。かかるペースト充填装置を用いることに
より、複数回の印刷工程を短時間に行うことができる。

【００１２】上記非貫通孔の直径が１００μｍ以下の場
合に、スリット状の上記供給口の長さは５００μｍ以下
であることが好ましい。かかる寸法とすることにより、
微細な非貫通孔にもペーストを完全に充填できるように
なる。

【００１３】上記排気口及び／又は上記供給口が、その
周囲に上記基板の表面と接する弾性体の封止部を含むも
のであっても良い。非貫通孔内を真空状態に保持し易く
するためである。

【００１４】上記排気手段内部の真空度は、１０^−４〜
７００Ｔｏｒｒであることが好ましい。

【００１５】更に、上記基板を載置して、該基板を移動
させる移動手段を含むものであっても良い。

【００１６】更に、上記基板の表面に付着した上記ペー
ストを回収する回収手段を含むことが好ましい。かかる
回収手段を含むことにより、基板上のペーストの回収が
可能となり、多層配線板等の製造コストを低減できる。

【００１７】上記回収手段は、上記基板の表面に接触し
ながら該基板に対して相対的に移動するスキージからな
ることが好ましい。

【００１８】また、本発明は、基板の非貫通孔にペース
トを充填するペースト充填方法であって、非貫通孔が形
成された基板を準備する工程と、所定の該非貫通孔の内
部の気体を排気し、真空状態にする排気工程と、真空状
態の該非貫通孔に、ペーストを加圧しながら充填する充
填工程とを含むことを特徴とするペースト充填方法でも
ある。かかる充填方法を用いることにより、微細な非貫
通孔へのペーストの充填が可能となり、信頼性の高いビ
ルドアップ配線板の製造が可能となる。

【００１９】上記基板を所定の方向に移動させながら、
該移動方向に略垂直な方向に並置された複数の上記非貫
通孔に対して同時に、上記排気工程と上記充填工程とを
順次行うものであっても良い。かかるスクリーン印刷工
程は、量産工程に適している。

【００２０】上記基板に設けられた複数の上記非貫通孔
から、所定の非貫通孔を選択し、選択された該非貫通孔
に対して、上記排気工程と上記充填工程とを順次行うも
のであっても良い。必要な非貫通孔を選択してペースト
を充填することにより、ペーストの無駄を防止できる。

【００２１】また、上記非貫通孔が上記基板の表面及び
裏面に設けられ、上記排気工程と上記充填工程が、該基
板の該表面及び該裏面に対して同時に行なうものであっ
ても良い。両面同時印刷を行うことにより、製造工程の
短縮が可能となる。

【００２２】上記充填工程は、上記ペーストを略０．１
ｍｇ／分〜略３ｋｇ／分の排出速度でスリットから排出
して、上記非貫通孔に該ペーストを充填する工程である
ことが好ましい。

【００２３】上記排気工程が、排気手段に含まれた排気
口を上記基板の表面に押し付けて排気する工程を含み、
上記充填工程が、ペースト供給手段に含まれたペースト
供給口を該基板の表面に押し付けてペーストを充填する
工程を含み、該排気口及び該供給口を該基板の表面に押
し付ける圧力が、略０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ^２の範囲
から選択されることが好ましい。

【００２４】更に、上記基板の表面に付着した上記ペー
ストを回収する回収工程を含むことが好ましい。かかる
工程を備えることにより、ペーストの回収が可能とな
り、製造コストの低減が可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、本実施の形態にかかる、
全体が１００で表されるペースト充填装置の概略図であ
り、図２は、図１のＩ−Ｉ方向における断面図である。
ペースト充填装置１００は、ペースト供給部１と排気部
２とを含む。ペースト供給部１には供給管３が設けら
れ、供給管３を通してペースト５が供給される。一方、
排気部２には排気管４が設けられ、例えばロータリーポ
ンプを用いて排気部２内が真空状態に排気される。

【００２６】また、ペースト充填装置１００には、開口
部７が設けられている。開口部７は、ペースト供給部１
に設けられた供給口３０と、排気部２に設けられた排気
口４０とを含む。供給口３０、排気口４０は、共に略矩
形のスリットからなり、隣接するように設けられてい
る。開口部７の周囲には、例えばゴムのような弾性体か
らなる封止部６が設けられ、開口部７の周囲と基板５０
との間を封止している。更に、図２に示すように、封止
部６は、供給口３０と排気口４０との間に設けられても
良い。封止部６を基板５０の表面に押し付ける圧力は、
略０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ ^２の範囲から選択される。
かかる圧力が０．１ｋｇ／ｃｍ^２より小さい場合には、
供給口３０に設けられた封止部６と基板５０との隙間か
らペーストが漏れる量が多くなる。一方、かかる圧力が
１００ｋｇ／ｃｍ^２より大きい場合には、封止部６が基
板５０の表面上を滑らかに移動できなくなる。なお、封
止部６を設けることなく、供給口３０や排気口４０を、
直接、基板５０の表面に接触させてペーストを充填する
ことも可能である。

【００２７】ペースト供給部１に保持されたペースト５
は、供給管３を通して圧力される。ペースト５に加える
圧力は、通常、１〜５０ｋｇ／ｃｍ^２程度であるが、か
かる範囲に限定されるものではなく、ペースト５の種類
によって調整することが好ましい。ペースト５に加える
圧力は、ペースト５に少しずつ圧力を加えて行き、供給
口３０からペースト５が押し出された時の圧力を最低圧
力とする。そして、ペースト５を充填する印刷工程で
は、かかる最低圧力よりやや高い圧力を加える。具体的
には、供給口３０からのペースト５の排出速度が、略
０．１ｍｇ／分〜略３ｋｇ／分であることが好ましい。
ここで、排出速度は、供給口３０からペースト５が垂れ
流された状態における１分あたりのペースト５の排出量
であり、実際の印刷工程におけるペースト５の消費量と
は異なる。

【００２８】図２では、ペースト供給部１に保持された
ペースト５を直接加圧する構造を示したが、ペースト供
給部１とは別にペースト供給源を設けて、加圧されたペ
ーストを供給口６に供給しても良い。図３〜５に、全体
が２００、２１０、２２０でそれぞれ表されるペースト
供給源を示す。ペースト供給源２００では、ペースト２
０３が入った容器２０２がタンク２０１内に配置されて
いる。管２０４を通してタンク２０１内を加圧すること
により、管２０５からペースト２０３が押し出される。
押し出されたペースト２０３は、供給管３を介してペー
スト供給部１に入り、供給口３０から押し出される。ペ
ースト供給源２００、２１０、２２０を用いる場合、ペ
ースト供給部１にペーストを保持しないため、ペースト
供給部１の容積は図２の場合より小さくなる。供給口３
０から押し出されるペーストの圧力は、管２０４を通し
てタンク２０１内の圧力を調整することにより制御され
る。通常、ペーストは容器に入った状態で販売、供給さ
れるため、ペースト供給源２００では、購入した容器を
そのままタンク２０１内に配置して使用できる。

【００２９】ペースト供給源２１０では、タンク２１１
内にペースト２１２を入れて、管２１３でペースト２１
２を加圧することにより、管２１４を介してペースト２
１２が供給される。管２１４は供給管３に接続され、ペ
ースト供給部１を介して供給口３０からペースト２０２
が押し出される。

【００３０】ペースト供給源２２０では、シリンダ２２
１内にペースト２２２が入れられ、ピストン２２３によ
りペースト２２２を加圧することにより、管２２４を介
してペースト２２２が供給される。管２２４は供給管３
に接続され、ペースト供給部１を介して供給口３０から
ペースト２２２が押し出される。なお、ペースト供給源
は、図３〜５に示したものに限定されるものではなく、
ペーストの種類、使用量、交換頻度、更にはタンク等の
洗浄し易さ等を考慮して選択することが好ましい。ま
た、ペースト供給源２００、２１０、２２０と供給管３
との間の配管には、ＳＵＳ、ポリテトラフルオロエチレ
ン（登録商標名：テフロン）、シリコン等のようなペー
ストと反応しない材料が使用される。

【００３１】ペースト供給部１内等で加圧されたペース
ト５は、供給口３０から押し出されて、基板５０上に供
給される。図６は、図２に示す供給口３０を下方から見
た図である。図６の横方向が、図２において紙面に垂直
な方向に相当する。このように、供給部３０は、略矩形
のスリットからなる。

【００３２】供給口３０に代えて、図７、８に示すよう
な供給口３１、３２を用いても構わない。図中、符号３
５、３６は、メッシュ状、ストライプ状に設けた細線で
ある。このような細線３５、３６を設けることにより、
見かけ上の供給口の幅を小さくできるとともに、供給口
の機械的強度を向上させることができる。ここで、図６
〜８において、供給口の幅とは、図示された供給口の左
右方向の寸法をいい、供給口の長さとは、図示された供
給口の上下方向の寸法をいう。なお、供給口は、ペース
トをライン状に供給することを目的としているため、他
の形状の供給口を用いても構わない。また、供給口の幅
は、非貫通孔にペーストを充填する基板の幅よりやや小
さいことが好ましい。これは、供給口から供給されたペ
ーストが、基板以外の装置部品に付着してこれを汚染す
るのを防止するためである。

【００３３】供給口の長さ（スリット長）は、通常、３
ｍｍ以下に設定されるが、ペーストが充填される非貫通
孔の直径に合わせて選択できる。非貫通孔の直径に比べ
てスリット長を十分に大きく設計した場合、非貫通孔へ
のペーストの充填が不十分になる傾向が認められる。特
に、非貫通孔が微細化されて、その直径が１００μｍ程
度の場合には、供給口のスリット長は５００μｍ以下と
することが好ましい。

【００３４】供給口３０に隣接して設けられた排気口４
０も、供給口３０と同様に、図６〜８に示すよう形状で
あることが好ましい。特に、排気口４０を図７、８のよ
うな形状にした場合、排気口４０の機械的強度が向上す
るとともに、排気口４０へのペーストの回り込みや、異
物の混入を防止できる。排気口のスリット長は、通常、
１００ｍｍ以下であり、好適には１０ｍｍ以下である。
また、スリット幅は、供給部３０のスリット幅と同程度
になることが好ましい。

【００３５】排気部２は、排気管４を介して、ロータリ
ーポンプ等の真空ポンプに接続され、排気部２は、１０
^−４〜７００ｔｏｒｒ程度の真空度に保持される。

【００３６】ペースト充填装置１００では、非貫通孔５
４の中の空気を排気口４０から排気して非貫通孔５４の
中を真空状態にした後に、かかる非貫通孔５４にペース
トを充填する。排気口４０は、ペーストの供給口３０の
前方（進行方向８側）に設けられ、両者の間隔は狭いほ
うが好ましい。図２では、両者が隣接するように設けら
れている。図２に示すように、供給口３０と排気口４０
とは、開口部７として一体化して設けることが好まし
い。

【００３７】次に、図２を参照しながら、本実施の形態
にかかるペーストの充填方法について説明する。まず、
基板５０が準備される。基板５０は絶縁板５１を含む。
絶縁板５１には、プリント配線板に使用される公知の基
板が使用される。例えば、ガラスエポキシ樹脂系基板、
フェノール樹脂系基板、ポリイミド樹脂系基板、テフロ
ン（登録商標）樹脂系基板、ドライフィルム、有機不織
布（アラミド、液晶ポリマー）等である。絶縁板５１の
裏面には、銅箔５２が設けられ、一方、絶縁板５１の表
面には、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）膜５３
が設けられている。また、絶縁板５１には、表面から非
貫通孔５４が設けられている。非貫通孔５４は、炭酸ガ
スレーザ、エキシマレーザ又はＹＡＧレーザを用いて形
成させる。穴あけ速度は、炭酸ガスレーザの方が、エキ
シマレーザより速い。穴あけにレーザを用いるため、微
小な孔の形成も可能である。また、穴の中のスミアは、
アルゴンプラズマや酸素プラズマでデスミア処理を施す
ことが好ましい。

【００３８】次に、図２に示すように、ペースト充填装
置１００の下方に基板５０が配置される。基板５０の表
面（非貫通孔５４の形成側）が、ペースト充填装置１０
０の開口部７に対向するように配置される。

【００３９】基板５０の表面と開口部７との間隔は、０
〜５００μｍの範囲で設定される。間隔を小さく設定し
た方が、供給口３０から押し出されたペーストに加えた
圧力が、非貫通孔５４の深さ方向により大きく加わるた
め、非貫通孔５４の充填が容易かつ完全になる。このた
め、基板５０の表面と開口部７とが接触した状態で、非
貫通孔５４へのペーストの充填工程（印刷工程）を行う
ことが好ましい。この場合、開口部７の周囲には、ゴム
等の封止部６が設けられているため、基板５０の表面に
傷はつき難い。仮に、基板５０の表面に傷が発生して
も、印刷工程後にＰＥＴ膜５３を剥がすことにより傷は
なくなる。

【００４０】また、開口部７の幅は、基板５０の幅よ
り、若干狭くなるように設計されている。かかる開口部
７を用いることにより、基板５０の幅方向に並置された
複数の非貫通孔５４に対して、同時にペーストを充填す
ることができる。なお、開口部７の幅を基板の幅より狭
くしておき、基板５０上の任意の非貫通孔５４を選択し
てペーストを充填することも可能である。

【００４１】かかる状態で、印刷工程が行なわれる。印
刷工程は、ペースト充填装置１００を基板５０に対して
矢印８の方向に移動させながら行なわれる。ペースト充
填装置１００、基板５０のいずれを移動させても構わな
いが、基板５０を移動させる方が簡単である。ペースト
充填装置１００と基板５０との相対的な移動速度は、
０．１〜３００ｍｍ／ｓｅｃ．の範囲で任意に選択でき
る。なお、移動速度を速くした方が、生産性は向上す
る。

【００４２】印刷工程では、まず、非貫通孔５４の中の
空気を排気口４０から排気して非貫通孔５４の中を真空
状態にする。続いて、基板が移動することにより、真空
状態の非貫通孔５４に、加圧しながらペースト５が充填
され、ビア５５が形成される。このように、非貫通孔５
４の中の空気を排気すること、及び加圧しながらペース
ト５を充填することにより、図１４に示すような非充填
部５５６が形成されることなく、非貫通孔５４内にペー
スト５が完全に充填されたビア５５を形成することがで
きる。

【００４３】なお、ペースト５には、一般的な印刷工程
に使用されるペーストを用いることができる。例えば、
銀、金、カーボン、銅、銀コート銅などの導電性フィラ
ーをエポキシ樹脂やフェノール樹脂などのバインダー樹
脂に分散したものである。ペースト５には、溶剤を含む
ペースト（溶剤含有ペースト）も使用できるが、溶剤含
有ペーストを使用した場合、体積収縮によってビア中に
ボイドやクラックが発生し易い。このため、溶剤を含有
しないペーストを使用することが好ましい。また、ペー
スト５に、ホルマリンなどの還元剤を含有させると、非
貫通孔５４の底の銅箔５２の表面に形成された酸化皮膜
を還元し、導通抵抗値を低減させることができる。これ
により、ビア５５による配線接続の信頼性が向上する。
なお、ペースト５の体積抵抗値は、１０^−３Ω・ｃｍ以
下、特に１０^−５Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。

【００４４】印刷工程の回数は、任意に選択できる。印
刷工程の回数は、通常１回であるが、使用するペースト
の種類によって、回数を変えることが好ましい。例え
ば、溶剤含有ペーストを使用した場合、溶剤が蒸発する
ことにより体積収縮が起きるため、印刷工程を複数回行
うことにより、体積収縮を補うことが好ましい。

【００４５】ここでは、非貫通孔５４が片面のみに形成
された基板５０を用いる場合について説明したが、非貫
通孔が両面に形成された基板（図示せず）を用いること
もできる。この場合、一方の面に設けられた非貫通孔に
ペーストを充填した後に、基板を裏返して、他方の面に
設けられた非貫通孔にペーストを充填しても良い。ま
た、基板の表面側と裏面側とに、それぞれペースト充填
装置１００を対向配置し、その間に基板を通しながら、
表面と裏面の両面に対して同時にペーストを充填しても
構わない。

【００４６】上述の特開平１１−２９８１３８号公報に
記載された真空スクリーン印刷法では、基板を裏返す場
合に、一旦、装置の真空状態を解除して基板を裏返した
後に、再度装置内の真空引きが必要となり、製造工程が
煩雑化、長期化していた。また、真空状態のままで基板
を裏返すためには、付加的な装置が必要となり、製造コ
ストが高くなっていた。これに対して、本実施の形態に
かかるペースト充填装置１００では、基板の裏返しが容
易に行えるとともに、２つのペースト充填装置１００を
対向配置して、両面に設けられた非貫通孔に同時にペー
ストを充填することにより、製造工程を大幅に短縮する
ことができる。

【００４７】次に、図９、１０を参照しながら、本実施
の形態にかかるペースト充填方法を用いたビルドアップ
配線板の製造工程について説明する。まず、上述のよう
に、裏面に銅箔５２、表面にＰＥＴ膜５３が設けられた
絶縁板５１からなる基板５０を準備し（図９（ａ））、
レーザ光を用いて所定の部分に非貫通孔５４を形成する
（図９（ｂ））。次に、ペースト充填装置１００を用い
て非貫通孔５４にペーストを充填して、ビアを形成する
（図９（ｃ））。続いて、ＰＥＴ膜５３を除去する（図
９（ｄ））。更に、絶縁板５１の表面にも銅箔５６を形
成し（図９（ｅ））、最後に、銅箔５２、５６のパター
ニングを行い、配線層５７、５８を形成する（図９
（ｆ））。

【００４８】次に、図１０に示すように、図９（ａ）〜
（ｆ）の工程を用いてそれぞれ作製した基板５０、６
０、７０、８０、９０を重ねた後、プレス工程を行って
各基板を圧着する。これにより、６層の配線層を有する
ビルドアップ配線板が完成する。図１０に示す、全体が
３００で表されるビルドアップ配線板は、非貫通孔にペ
ーストを充填して形成されたビア５５が重ねられた、ス
タックビア構造となっている。かかるスタックビア構造
では、ビア５５が縦方向に重なっているため、配線層５
７、５８等の設計の自由度が大きくなる。即ち、本実施
の形態にかかるペースト充填方法を用いてビルドアップ
配線板を作製することにより、非貫通孔の上に非貫通孔
を重ねたスタックビア構造を用いることができ、配線層
の設計性に優れたビルドアップ配線板を得ることができ
る。

【００４９】次に、このようにして作製したビルドアッ
プ配線板３００について信頼性試験を行った。試験条件
は、２０℃で２０秒間の保持、２６０℃で５秒間の保持
からなる組を５００サイクル繰り返して行った。この結
果、配線層やビアの接続不良や高抵抗化は起きず、試験
後も良好な電気特性が得られた。かかる多層プリント配
線板の製造方法を用いることにより非貫通孔の上に非貫
通孔を重ねることが可能となり、配線設計に優れた多層
プリント配線板の製造方法を提供することが可能となっ
た。

【００５０】次に、本実施の形態にかかるペースト充填
装置１００を用いて、異なる直径を有する非貫通孔にペ
ーストを充填し、その充填状態を調べた。以下にその結
果を述べる。

【００５１】実験に用いた基板は、ガラス転移温度１７
０℃、厚さ６０μｍ、大きさ５００ｍｍ角のガラスエポ
キシ系プリプレグの絶縁板を有する。絶縁板の一方の面
には、真空ラミネータ装置で銅箔を形成し、他方の面に
はＰＥＴフィルムをラミネートした。次に、発振周波数
１００Ｈｚの条件で炭酸ガスレーザを用いて、ＰＥＴフ
ィルムを形成した面から直径１００μｍの穴あけを行っ
た。レーザのショット数は１回とした。次に、図３に示
すペースト供給源２００を用い、タンク２０１に５ｋｇ
／ｃｍ ^２の圧力を加えてペースト２０３を加圧した。ペ
ースト２０３には、無溶剤タイプの銀フィラーを含有し
たエポキシ系樹脂のペーストを使用した。ペースト２０
３の硬化時の体積抵抗値は、３×１０^−５Ω・ｃｍであ
る。

【００５２】ペースト充填装置１００には、図１に示す
ような、供給口３０と排気口４０とが隣接して一体に設
けられたペースト充填装置を用いた。ペースト供給源２
００で加圧されたペースト２０３は、１５０μｍのスリ
ット長を有する供給口３０に搬送され、押し出されて基
板の非貫通孔に充填される。非貫通孔中に気体（空気）
は、ペーストの充填前に、排気口４０から排気される。

【００５３】印刷速度、即ち、基板に対するペースト充
填装置１００の移動速度は、２０ｍｍ／ｓｅｃ．とし
た。非貫通孔にペーストを充填した後、基板に対して８
０℃の熱処理を行ってＰＥＴフィルムを剥離し、更に、
１６０℃の熱処理を行ってペーストを硬化させた。ペー
スト充填工程では、非貫通孔以外の領域、即ちＰＥＴフ
ィルム上にもペーストが付着するが、これは、ＰＥＴフ
ィルムを基板から剥離することにより除去できる。

【００５４】ここで、更に製造コストを削減するために
は、ＰＥＴフィルム上のペーストを回収することが好ま
しい。図１１は、全体が２０で表される、ペースト回収
手段の概略図である。ペースト回収手段２０は、例えば
ウレタンからなるスキージ２２（平スキージ）と、スキ
ージ２２を固定するスキージホルダ２１からなる。図１
２（ａ）は、かかるペースト回収手段２０の側面図であ
る。スキージ２２の幅（横方向の長さ）は略１０ｍｍ、
高さ（上下方向の長さ）は略５０ｍｍ、奥行き（紙面に
垂直方向の長さ）は、基板５０の幅と同程度であること
が好ましい。図１１に示すように、ペースト回収手段２
０は、基板５０の表面に接触しながら、矢印２３の方向
に移動し、ＰＥＴフィルム上に付着したペースト２４を
回収する。ペースト回収手段２０は、ペースト充填装置
１００に取り付けても良いし、ペースト充填装置１００
とは別個の機構としても構わない。図１２（ｂ）（ｃ）
は、他のスキージ２０の側面図である。スキージホルダ
２１に取り付けられるスキージ２２は、図１２（ｂ）の
ような角ステージでも、図１２（ｃ）のような剣先スキ
ージでも構わない。また、スキージの代わりにヘラを用
いても構わない。このように、ＰＥＴフィルム上に付着
したペーストの少なくとも一部を回収することにより、
多層配線板等の製造コストの削減が可能となる。

【００５５】次に、充填したペーストと基板裏面の銅箔
との導通状態、及び非貫通孔の断面観察から、非貫通孔
の充填状態を調べた例１〜１０では、供給口３０のスリ
ット長、非貫通孔の直径を変えてペーストの充填を行
い、その充填結果を評価した。なお、例２では、両面に
非貫通孔が形成された基板を用い、両面同時印刷を行っ
た。また、例１０のみ、印刷回数を２回とした。

【００５６】一方、比較例として、ペースト充填装置１
００を用いて、排気口から非貫通孔の中の気体を排気せ
ずに、即ち、排気部２を大気圧に維持しながら、非貫通
孔の充填を行って、充填結果を調べた。表１に、例１〜
１０、及び比較例１の結果を示す。

【００５７】

【表１】

【００５８】表１から、本実施の形態にかかるペースト
充填装置１００を用いて非貫通孔の充填を行うことによ
り、良好な充填結果が得られることが分かる。比較例１
では十分な充填結果が得られていないことから、排気口
４０を用いて予め非貫通孔中の気体を排気することが、
良好な充填結果を得るために有効なことが分かる。特
に、例４に示すように、直径７０μｍのような微細構造
の非貫通孔でも良好にペーストを充填できることがわか
る。また、例２に示すように、両面同時印刷を行った場
合も、両面とも良好な充填結果が得られた。

【００５９】但し、例８に示すように、非貫通孔の直径
が１００μｍで、ペーストを押し出す供給口３０のスリ
ット長が７００μｍの場合、充填が不十分な非貫通孔が
存在することもわかった。充填が不十分な非貫通孔の存
在は、歩留まりや信頼性の低下の原因となる。このた
め、供給口３０のスリット長は、５００μｍ以下とする
ことが好ましい。なお、例１０で示すように、印刷回数
を２回とした場合、１回目の印刷でペーストの充填が少
し不十分であっても、２回目の印刷でその箇所を補うこ
とができる。即ち、スリット長７００μｍの供給口３０
を用いた場合であっても、複数回の印刷を行うことによ
り、直径１００μｍの非貫通孔に対して、ペーストを良
好に充填できることが分かる。

【００６０】また、大きさ５００ｍｍ角の基板に対する
印刷時間は２５秒で、非常に生産性が高く、コンパクト
な装置で非貫通孔への良好な充填が可能となることが分
かる。

【００６１】図１３は、本実施の形態にかかる他のペー
スト充填装置１１０の断面図であり、かかるペースト充
填装置１１０では、２方向の印刷が可能となる。ペース
ト充填装置１１０では、ペースト１７を保持するペース
ト供給部１１の両側に排気部１２、１３が設けられてい
る。また、開口部１９は、供給口３０と、供給口を挟む
ように設けられた２つの排出口４１、４２を含む。開口
部１９の周囲等には、ゴム等の封止部１８が設けられて
いる。また、ペースト供給部１１には供給管１４が、排
気部１２、１３には排気管１５、１６がそれぞれ設けら
れている。他の構造は、上述のペースト充填装置１００
と、ほぼ同様である。ペーストを充填する基板５０に
は、図２で使用した基板と同じ基板が使用される。な
お、ペーストは、図３〜５に示すペースト供給源を用い
て供給しても構わない。

【００６２】次に、図１３を参照しながら、ペースト充
填装置１１０を用いたペーストの充填工程について説明
する。まず、基板５０に対してペースト充填装置１１０
を右方向の移動させながら印刷工程を行う。この場合、
非貫通孔５４の中の気体を、排気口４２を用いて排気
し、かかる非貫通孔５４に、供給口３０を用いて加圧さ
れたペーストを充填する。かかる工程では、排気口４１
からの排気は行わない。

【００６３】基板５０の左端部から右端部まで印刷を行
った後に、続いて、基板５０の左端部から右端部に向け
て印刷を行う。この工程では、基板５０に対してペース
ト充填装置１１０を左方向に移動させる。非貫通孔５４
からの気体の排気には排気口４２を用い、排気口４１か
らは排気を行わない。

【００６４】このように、ペースト充填装置１１０を用
いることにより、複数回の印刷を、短時間で行うことが
でき、生産性が向上する。例えば、上述の溶剤含有ペー
ストを使用した場合、溶剤が蒸発することにより体積収
縮が起きるため、ペースト充填装置１１０を用いて印刷
工程を複数回行い、体積収縮を補うことが好ましい。

【００６５】このように、非貫通孔中の気体（空気）を
排気する機構と、ペーストを加圧しながら非貫通孔に押
し出す機構とを有するペースト充填装置１００、１１０
を用いることにより、非貫通孔にペーストを完全に充填
することができる。また、ペースト充填装置１００、１
１０は真空槽を有しないため、従来構造の真空スクリー
ン印刷装置（例えば、特開平１１−２９８１３８号公
報）よりも大幅に小型となり、また、生産性にも優れて
いる。更に、ペースト充填装置１１０を用いることによ
り、複数回の印刷工程を短時間に行うことができる。

【００６６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかるペースト充填装置及びペースト充填方法を用い
ることにより、信頼性の高いビルドアップ配線板を提供
できる。また、ビルドアップ配線板を安価に提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態にかかるペースト充填装置の概
略図である。

【図２】 本実施の形態にかかるペースト充填装置の断
面図である。

【図３】 本実施の形態にかかるペースト供給源であ
る。

【図４】 本実施の形態にかかる他のペースト供給源で
ある。

【図５】 本実施の形態にかかる他のペースト供給源で
ある。

【図６】 本実施の形態にかかるペースト充填装置の供
給口である。

【図７】 本実施の形態にかかるペースト充填装置の他
の供給口である。

【図８】 本実施の形態にかかるペースト充填装置の他
の供給口である。

【図９】 本実施の形態にかかるビルドアップ配線板の
製造工程図である。

【図１０】 本実施の形態にかかるビルドアップ配線板
の断面図である。

【図１１】 本実施の形態にかかるペースト回収手段の
概略図である。

【図１２】 本実施の形態にかかるペースト回収手段の
側面図である。

【図１３】 本実施の形態にかかる他のペースト充填装
置の断面図である。

【図１４】 従来のビルドアップ配線板の製造工程図で
ある。

【符号の説明】

１ ペースト供給部、２ 排気部、３ 供給管、４ 排
気管、５ ペースト、６ 封止部、８ 移動方向、３０
供給口、４０ 排気口、５０ 基板、５１絶縁板、５
２ 銅箔、５３ ＰＥＴ膜、５４ 非貫通孔、５５ ビ
ア、１００ペースト充填装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤岡 弘文 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2C035 AA05 FA27 FD01 FD15 FD19 FD35 FD37 FD43 5E317 AA24 BB02 BB14 CC23 CC25 GG11 GG16 5E346 AA43 CC04 CC09 CC32 EE31 FF18 GG15 HH07

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の非貫通孔にペーストを充填するペ
   ースト充填装置であって、 ａ）内部が排気されて真空状態になる排気手段であっ
   て、該排気手段が排気口を有し、該排気口を基板の表面
   に対向配置して、該基板に設けられた非貫通孔内の気体
   を排気する該排気手段と、 ｂ）ペーストが保持されたペースト供給手段であって、
   該ペースト供給手段が供給口とペースト加圧手段とを有
   し、該供給口を基板の表面に対向配置して、該ペースト
   加圧手段により加圧されて該供給口から押し出された該
   ペーストを該非貫通孔内に充填する該ペースト供給手段
   とを含み、 該ペースト充填装置を該基板に対して相対的に移動させ
   て、該排気手段により真空状態にした該非貫通孔に該ペ
   ースト供給手段により該ペーストを充填することを特徴
   とするペースト充填装置。
2. 【請求項２】 上記排気手段の上記排気口と、上記ペー
   スト供給手段の上記供給口が、それぞれ略矩形のスリッ
   トからなることを特徴とする請求項１に記載のペースト
   充填装置。
3. 【請求項３】 上記排気口と上記供給口とが、隣接して
   設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のペ
   ースト充填装置。
4. 【請求項４】 ２つの上記排気口と１つの上記供給口を
   含み、該供給口の両側に隣接して該排気口がそれぞれ設
   けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のペー
   スト充填装置。
5. 【請求項５】 上記非貫通孔の直径が１００μｍ以下の
   場合に、スリット状の上記供給口の長さを５００μｍ以
   下としたことを特徴とする請求項２に記載のペースト充
   填装置。
6. 【請求項６】 上記排気口及び／又は上記供給口が、そ
   の周囲に上記基板の表面と接する弾性体の封止部を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載のペースト充填装置。
7. 【請求項７】 上記排気手段内部の真空度が、１０^−４
   〜７００Ｔｏｒｒであることを特徴とする請求項１〜６
   のいずれかに記載のペースト充填装置。
8. 【請求項８】 更に、上記基板を載置して、該基板を移
   動させる移動手段を含むことを特徴とする請求項１〜７
   のいずれかに記載のペースト充填装置。
9. 【請求項９】 更に、上記基板の表面に付着した上記ペ
   ーストを回収する回収手段を含むことを特徴とする請求
   項１〜８のいずれかに記載のペースト充填装置。
10. 【請求項１０】 上記回収手段が、上記基板の表面に接
    触しながら該基板に対して相対的に移動するスキージか
    らなることを特徴とする請求項９に記載のペースト充填
    装置。
11. 【請求項１１】 基板の非貫通孔にペーストを充填する
    ペースト充填方法であって、 非貫通孔が形成された基板を準備する工程と、 所定の該非貫通孔の内部の気体を排気し、真空状態にす
    る排気工程と、 真空状態の該非貫通孔に、ペーストを加圧しながら充填
    する充填工程とを含むことを特徴とするペースト充填方
    法。
12. 【請求項１２】 上記基板を所定の方向に移動させなが
    ら、該移動方向に略垂直な方向に並置された複数の上記
    非貫通孔に対して同時に、上記排気工程と上記充填工程
    とを順次行うことを特徴とする請求項１１に記載のペー
    スト充填方法。
13. 【請求項１３】 上記基板に設けられた複数の上記非貫
    通孔から、所定の非貫通孔を選択し、選択された該非貫
    通孔に対して、上記排気工程と上記充填工程とを順次行
    うことを特徴とする請求項１１に記載のペースト充填方
    法。
14. 【請求項１４】 上記非貫通孔が上記基板の表面及び裏
    面に設けられ、上記排気工程と上記充填工程が、該基板
    の該表面及び該裏面に対して同時に行なわれることを特
    徴とする請求項１１に記載のペースト充填方法。
15. 【請求項１５】 上記充填工程が、上記ペーストを略
    ０．１ｍｇ／分〜略３ｋｇ／分の排出速度でスリットか
    ら排出して、上記非貫通孔に該ペーストを充填する工程
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載のペースト充
    填方法。
16. 【請求項１６】 上記排気工程が、排気手段に含まれた
    排気口を上記基板の表面に押し付けて排気する工程を含
    み、 上記充填工程が、ペースト供給手段に含まれたペースト
    供給口を該基板の表面に押し付けてペーストを充填する
    工程を含み、 該排気口及び該供給口を該基板の表面に押し付ける圧力
    が、略０．１〜１００ｋｇ／ｃｍ^２の範囲から選択され
    ることを特徴とする請求項１１に記載のペースト充填方
    法。
17. 【請求項１７】 更に、上記基板の表面に付着した上記
    ペーストを回収する回収工程を含むことを特徴とする請
    求項１１に記載のペースト充填方法。