JP2015056604A - Conductive material filling method, and conductive material filling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート材に形成された貫通ビア内に導電材料を充填する導電材料の充填方法および導電材料充填装置に関するものである。 The present invention relates to a conductive material filling method and a conductive material filling apparatus for filling a conductive material into a through via formed in a sheet material.
従来より、配線パターンが形成された複数のシート材(樹脂フィルム)が積層されて構成される多層基板が提案されている。この多層基板では、各シート材にレーザ加工機等で貫通ビアが形成され、各貫通ビアに層間接続部が配置されている。そして、層間接続部を介して各層に形成された配線パターン同士が電気的に接続されている。なお、層間接続部は、貫通ビア内に金属粉末と溶剤とを混合してペースト状にした導電材料が充填され、この導電材料に含まれる金属粉末が焼結されて構成される。 Conventionally, a multilayer board configured by laminating a plurality of sheet materials (resin films) on which wiring patterns are formed has been proposed. In this multilayer substrate, through-vias are formed in each sheet material by a laser processing machine or the like, and interlayer connection portions are arranged in the respective through-vias. And the wiring pattern formed in each layer is electrically connected via the interlayer connection part. Note that the interlayer connection portion is configured by filling a through-via with a conductive material mixed with a metal powder and a solvent to form a paste, and sintering the metal powder contained in the conductive material.
このような多層基板において、シート材に形成された貫通ビア内に導電材料を充填する方法としては、例えば、特許文献1に次のような方法が提案されている。すなわち、この方法では、まず、充填ベースの搭載面上に吸着シートおよびシート材を順に積層して配置する。なお、充填ベースの搭載面には吸着溝が形成されており、吸着溝から吸引することによって吸着シートおよびシート材が充填ベースに固定されるようになっている。そして、シート材上に上記導電材料を塗布し、スキージをシート材に接触させた状態で当該スキージを水平方向(シート材の面方向)に移動させることにより、貫通ビア内に導電材料を充填する。
In such a multilayer substrate, as a method for filling a conductive material into a through via formed in a sheet material, for example,
これによれば、吸着シートによって導電材料に含まれる溶剤を吸収できる。また、シート材を充填ベースに固定するための吸引によって貫通ビア内も吸引されるため、さらに導電材料に含まれる溶剤を吸着シートに吸着させることができる。したがって、貫通ビア内の金属粉末の充填率を高くできる。 According to this, the solvent contained in the conductive material can be absorbed by the adsorption sheet. Moreover, since the inside of the through via is also sucked by suction for fixing the sheet material to the filling base, the solvent contained in the conductive material can be further adsorbed to the suction sheet. Therefore, the filling rate of the metal powder in the through via can be increased.
しかしながら、上記導電材料の充填方法では、吸引することによって吸着シートおよびシート材を充填ベースに固定しているため、シート材における貫通ビアのみを効率的に吸引し難い。このため、導電材料に含まれる溶剤を効率的に吸着シートに吸着させ、貫通ビア内の金属粉末の充填率をさらに高くしたいという要望がある。 However, in the above-described filling method of the conductive material, since the suction sheet and the sheet material are fixed to the filling base by suction, it is difficult to efficiently suck only the through vias in the sheet material. For this reason, there is a demand to efficiently adsorb the solvent contained in the conductive material to the adsorption sheet and further increase the filling rate of the metal powder in the through via.
本発明は上記点に鑑みて、シート材に形成された貫通ビア内に含まれる金属粉末の充填率を高くできる導電材料の充填方法および導電材料充填装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, an object of the present invention is to provide a conductive material filling method and a conductive material filling apparatus capable of increasing the filling rate of metal powder contained in a through via formed in a sheet material.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、シート材(10)を貫通する複数の貫通ビア(11)内に、金属粉末と溶剤とを含む導電材料(2)を充填する導電材料の充填方法であって、シート材に一面(10a)と当該一面と反対側の他面(10b)との間を貫通する複数の貫通ビアを形成する工程と、シート材の一面側に、貫通ビアと連通する貫通孔(203)が形成された上側マスク(200)を配置すると共に、シート材の他面側に、溶剤を吸着する溶剤吸着シート(180)、上側マスクに形成された貫通孔と対応する部分に貫通孔(173)が形成された下側マスク(170)を順に配置し、下側マスク、溶剤吸着シート、シート材、上側マスクを機械的に固定する固定工程と、シート材の他面側から下側マスクに形成された貫通孔を介して貫通ビア内を吸引しつつ、シート材の一面側から上側マスクに形成された貫通孔を介して貫通ビア内に導電材料を充填する充填工程と、を行うことを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of through vias (11) penetrating the sheet material (10) are filled with a conductive material (2) containing a metal powder and a solvent. A method of filling a material, the step of forming a plurality of through vias that penetrate between one surface (10a) and the other surface (10b) opposite to the one surface on the sheet material, An upper mask (200) formed with a through hole (203) communicating with the through via is disposed, and a solvent adsorbing sheet (180) for adsorbing a solvent on the other side of the sheet material, and a through formed in the upper mask A fixing step in which a lower mask (170) in which a through hole (173) is formed in a portion corresponding to the hole is sequentially disposed, and the lower mask, the solvent adsorption sheet, the sheet material, and the upper mask are mechanically fixed; Shape from the other side of the material to the lower mask And filling a conductive material into the through via from the one surface side of the sheet material through the through hole formed in the upper mask while sucking the through via through the formed through hole. It is said.
これによれば、下側マスクには、上側マスクに形成された貫通孔と対応する部分に貫通孔が形成されている。このため、導電材料が充填される貫通ビア内を効率的に吸引でき、導電材料に含まれる溶剤を効率的に溶剤吸着シートに吸着させることができる。したがって、貫通ビアに充填される金属粉末の充填率を高くできる。 According to this, a through hole is formed in the lower mask at a portion corresponding to the through hole formed in the upper mask. For this reason, the inside of the through via filled with the conductive material can be efficiently sucked, and the solvent contained in the conductive material can be efficiently adsorbed to the solvent adsorption sheet. Therefore, the filling rate of the metal powder filled in the through via can be increased.
また、請求項5に記載の発明では、シート材(10)を貫通する複数の貫通ビア(11)内に、金属粉末と溶剤とを含む導電材料(2)を充填する導電材料充填装置であって、凹部(152)が形成されると共に、凹部の底面と外部とを連通する貫通孔(153)が形成された下側ベース部(151)と、凹部を閉塞するように下側ベース部に固定され、凹部と連通する貫通孔(173)が形成された下側マスク(170)と、下側ベース部に形成された貫通孔および下側マスクに形成された貫通孔を介してシート材に形成された貫通ビア内を吸引する吸引部(160)と、シート材を挟んで下側マスクと反対側に配置され、貫通孔(203)が形成された上側マスク(200)と、上側マスクが固定されると共に、上側マスクが下側マスクと対向するように下側ベース部に固定される上側ベース部(191)と、導電材料を貫通ビア内に充填する充填ヘッド(110)と、充填ヘッドをシート材の面方向における所定方向に移動させる送り機構(230)と、を備え、以下の点を特徴としている。 In the invention according to claim 5, there is provided a conductive material filling apparatus for filling a plurality of through vias (11) penetrating the sheet material (10) with a conductive material (2) containing a metal powder and a solvent. And a lower base portion (151) in which a through hole (153) that communicates the bottom surface of the concave portion and the outside is formed, and a lower base portion that closes the concave portion. The lower mask (170) in which a through hole (173) that is fixed and communicated with the recess is formed, and the sheet material through the through hole formed in the lower base portion and the through hole formed in the lower mask. A suction part (160) for sucking the inside of the formed through via, an upper mask (200) disposed on the opposite side of the lower mask with the sheet material interposed therebetween, and an upper mask formed with a through hole (203) Fixed and the upper mask is the lower mask The upper base portion (191) fixed to the lower base portion so as to face each other, the filling head (110) filling the through material with the conductive material, and the filling head are moved in a predetermined direction in the surface direction of the sheet material And a feed mechanism (230), characterized by the following points.
すなわち、上側ベース部と下側ベース部とは、下側マスク上に溶剤を吸着する溶剤吸着シート(180)およびシート材を順に配置した後、溶剤吸着シートおよびシート材を下側マスクおよび上側マスクにて挟持することで下側マスク、溶剤吸着シート、シート材、上側マスクが機械的に固定されるように一体化され、上側マスクに形成された貫通孔は、貫通ビアと連通するように形成され、下側マスクに形成された貫通孔は、上側マスクに形成された貫通孔と対応する部分に形成され、吸引部は、充填ヘッドにて貫通ビア内に導電材料を充填する際、下側ベース部に形成された貫通孔および下側マスクに形成された貫通孔を介して貫通ビア内を吸引することを特徴としている。 That is, the upper base portion and the lower base portion are arranged such that a solvent adsorbing sheet (180) that adsorbs a solvent and a sheet material are sequentially arranged on the lower mask, and then the solvent adsorbing sheet and the sheet material are used as the lower mask and the upper mask. The lower mask, solvent adsorbing sheet, sheet material, and upper mask are integrated so as to be mechanically fixed by sandwiching them in, and the through hole formed in the upper mask is formed so as to communicate with the through via The through-hole formed in the lower mask is formed in a portion corresponding to the through-hole formed in the upper mask, and the suction part is formed on the lower side when the conductive material is filled in the through via by the filling head. The inside of the through via is sucked through the through hole formed in the base portion and the through hole formed in the lower mask.
これによれば、下側マスクには、上側マスクに形成された貫通孔と対応する部分に貫通孔が形成されている。そして、充填ヘッドにて貫通ビア内に導電材料を充填する際、下側ベースに形成された貫通孔および下側マスクに形成された貫通孔を介して導電材料が充填される貫通ビア内を吸引している。このため、導電材料が充填される貫通ビア内を効率的に吸引でき、導電材料に含まれる溶剤を効率的に溶剤吸着シートに吸着させることができる。したがって、貫通ビアに充填される金属粉末の充填率を高くできる。 According to this, a through hole is formed in the lower mask at a portion corresponding to the through hole formed in the upper mask. Then, when filling the conductive material into the through via with the filling head, the through via filled with the conductive material is sucked through the through hole formed in the lower base and the through hole formed in the lower mask. doing. For this reason, the inside of the through via filled with the conductive material can be efficiently sucked, and the solvent contained in the conductive material can be efficiently adsorbed to the solvent adsorption sheet. Therefore, the filling rate of the metal powder filled in the through via can be increased.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、多層基板(例えば、PALAP(登録商標))を製造する際に行われる導電ペーストの充填方法および導電材料充填装置について説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a conductive paste filling method and a conductive material filling apparatus performed when a multilayer substrate (for example, PALAP (registered trademark)) is manufactured will be described.
まず、多層基板ついて簡単に説明する。図1に示されるように、多層基板1は、配線パターン(導体パターン)12が形成された複数(本実施形態では4枚)の樹脂フィルム10を積層した積層体を一括して加熱、圧縮することにより形成されている。そして、多層基板1には、各層の配線パターン12同士を電気的に接続するための層間接続部13が形成されている。
First, the multilayer substrate will be briefly described. As shown in FIG. 1, the
なお、層間接続部13は、樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11に金属粉末と溶剤とを含む導電ペーストが充填され、この導電ペーストに含まれる金属粉末が焼結されて構成される。
In addition, the
次に、導電材料としての導電ペーストを樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11に充填する導電材料充填装置について図2および図3を参照しつつ説明する。なお、本実施形態では、樹脂フィルム10が本発明のシート材に相当している。
Next, a conductive material filling device for filling the through
図2および図3に示されるように、本実施形態の導電材料充填装置100は、充填ヘッド110、下側ステージ150、上側ステージ190、充填ヘッド110等を制御する制御手段としての図示しないコントローラ等を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the conductive
なお、図2では、充填ヘッド110を模式図として示し、下側ステージ150、上側ステージ190の一部、樹脂フィルム10を断面図として示している。また、図3では、充填ヘッド110を図2中のA方向から視た模式図として示し、下側ステージ150、上側ステージ190、樹脂フィルム10は図2中のIII−III線に沿った断面に相当している。
In FIG. 2, the
充填ヘッド110は、樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11内へ金属粉末と溶剤とを含む導電ペーストの充填(刷り込み)を行うものであり、本実施形態では、第1、第2充填ヘッド120、130を有している。
The filling
そして、これら第1、第2充填ヘッド120、130は、それぞれ第1、第2垂直スライダ121、131、第1、第2垂直駆動シリンダ122、132、第1、第2スキージ機構123、133等を有している。
The first and
第1、第2垂直スライダ121、131は、本実施形態では、それぞれ第1、第2リニアブッシュ121a、131aと、第1、第2リニアブッシュ121a、131aに挿通された第1、第2リニアシャフト121b、131bとを有している。なお、第1、第2リニアシャフト121b、131bは、第1、第2リニアブッシュ121a、131aの軸方向(図2中紙面上下方向)にスライド可能な状態で挿通されている。
In the present embodiment, the first and second
また、第1、第2垂直スライダ121、131は、充填ヘッド110の移動方向(図2中紙面左右方向)と直交する方向に2つずつ備えられている。そして、支持プレート140に形成された各貫通孔から第1、第2リニアシャフト121b、131bの一端部が貫通するように支持プレート140に備えられている。また、第1、第2垂直スライダ121、131は、それぞれ支持プレート140から突出する一端部と反対側の他端部において、第1、第2連結プレート124、134で連結されている。
Two first and second
第1、第2垂直駆動シリンダ122、132は、図示しないコントローラの制御により、第1、第2連結プレート124、134を上下方向に移動させることで第1、第2垂直スライダ121、131を上下方向に移動させるものである。本実施形態では、この第1、第2垂直駆動シリンダ122、132は、それぞれ第1、第2垂直スライダ121、131の間に配置されている。なお、第1、第2垂直駆動シリンダ122、132は、それぞれ独立して制御されるようになっている。つまり、第1、第2垂直スライダ121、131の上下方向への移動は、それぞれ独立して行えるようになっている。
The first and second
第1、第2スキージ機構123、133は、ウレタンゴム等で構成された第1、第2スキージ123a、133aが第1、第2スキージホルダ123b、133bに備えられたものである。そして、第1、第2リニアシャフト121b、131bのうちの一端部に備えられることにより、第1、第2垂直スライダ121、131と共に上下方向に移動可能とされている。また、第1、第2スキージ123a、133aは、後述する上側マスク200の表面に対する法線方向に対して、互いに反対に所定角度だけ傾斜するように備えられている。
In the first and
また、支持プレート140には、第1、第2スキージ機構123、133側の一面に、第1、第2垂直スライダ121、131(第1、第2リニアシャフト121b、131b)を挟むように、一対のスライドブロック141が備えられている。このスライドブロック141は、後述するスライドガイド220に係合されるものである。
The
下側ステージ150は、下側ベース部151、真空ポンプ160、下側マスク170等を備えている。
The
下側ベース部151は、略中央部に凹部152が形成されている共に凹部152の略中央部に凹部152の内部と外部とを連通させる貫通孔153が形成されている。そして、当該貫通孔153が真空ポンプ160と接続され、貫通孔153を介して凹部152が真空吸引されるようになっている。なお、本実施形態では、真空ポンプ160が本発明の吸引部に相当している。
In the
下側マスク170は、凹部152を閉塞するように下側ベース部151に配置されている。具体的には、この下側マスク170は、外縁部上に保護プレート171が配置され、当該保護プレート171と共に下側ベース部151にネジ172を介して締結されている。また、下側マスク170は、後述する上側マスク200に形成された貫通孔203と対応し、凹部152と連通する円筒状の貫通孔173が形成されている。
The
下側マスク170上には、溶剤を吸着する溶剤吸着シート(以下では、単に吸着シートという)180が配置されている。この吸着シート180は、導電ペーストに含まれる溶剤を吸収できる材質のものであれば良く、一般的な上質紙や多孔質性樹脂等が用いられる。
On the
なお、吸着シート180は、貫通ビア11内への導電ペーストの充填に伴って溶剤が吸着シート180内に吸着(吸収)されるため、溶剤の吸着度合いに応じて適宜新しいものと交換される。
In addition, since the solvent is adsorbed (absorbed) in the
そして、吸着シート180上に、複数の貫通ビア11が形成された樹脂フィルム10の他面10bが吸着シート180と対向するように配置される。ここで、本実施形態の貫通孔173は、樹脂フィルム10の一面10aに対する法線方向から視たとき、樹脂フィルム10側の開口端が樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11における下側マスク170側の開口端の内側に位置するように形成されている。
Then, the
上側ステージ190は、枠状の上側ベース部191、上側マスク200、スライドガイド220等を備えている。
The
上側マスク200は、上側ベース部191のうちの一方の開口端(図1中の下側の開口端)を閉塞するように配置されている。具体的には、上側マスク200は、外縁部に保護プレート201が配置され、保護プレート201と共にネジ202を介して上側ベース部191に締結されている。また、上側マスク200は、樹脂フィルム10に形成される貫通ビア11と連通する貫通孔203が形成されている。本実施形態の貫通孔203は、樹脂フィルム10の一面10aに対する法線方向から視たとき、樹脂フィルム10側の開口端が樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11における上側マスク200側の開口端の内側に位置するように形成されている。
The
そして、上側ベース部191は、上側マスク200と下側マスク170との間に、吸着シート180と樹脂フィルム10とが挟持されて機械的に固定されるように、下側ベース部151にネジ210を介して締結されることで下側ベース部151と一体化されている。
The
なお、本実施形態では、特に図示していないが、下側ベース部151にはピンが備えられ、下側マスク170、吸着シート180、樹脂フィルム10、上側マスク200には、所定箇所に位置決め用の孔が形成されている。そして、各位置決め用の孔にピンが挿入されることにより、下側マスク170、吸着シート180、樹脂フィルム10、上側マスク200が位置ずれすることを抑制できるようになっている。
Although not particularly shown in the present embodiment, the
また、スライドガイド220は、ベース部191のうち上側マスク200が備えられる側と反対側の開口端を横断し、かつ樹脂フィルム10の面方向と平行となるように備えられている。具体的には、このスライドガイド220は、充填ヘッド110におけるスライドブロック141の間隔に対応する一対の棒状部材で構成され、スライドブロック141が係合されるようになっている。
The
また、充填ヘッド110におけるスライドブロック141は、例えば、送りネジや送りモータ等で構成される送り機構230と接続されている。そして、送りモータによって送りネジが回転させられることにより、送りネジの回転に伴ってスライドガイド220に沿って移動できるようになっている。つまり、充填ヘッド110が樹脂フィルム10の面方向に移動できるようになっている。
In addition, the
以上のようにして本実施形態の導電材料充填装置100が構成されている。次に、多層基板1の製造工程について、図4を参照しつつ説明する。
The conductive
まず、図4(a)に示されるように、絶縁基材である樹脂フィルム10を用意する。本実施形態では、樹脂フィルム10として、ポリエーテルエーテルケトン樹脂とポリエーテルイミド樹脂とからなる熱可塑性樹脂フィルムを用意する。なお、樹脂フィルム10として、熱可塑性樹脂フィルム以外のものを用意してもよい。
First, as shown in FIG. 4A, a
次に、図4(b)に示されるように、準備した樹脂フィルム10の所定位置に、レーザ加工機等によって複数の貫通ビア11を形成する。なお、樹脂フィルム10に形成する貫通ビア11は、図に示す円筒形状に限らず、例えば、円錐形状等のテーパ形状としてもよいし、各筒形状としてもよい。
Next, as shown in FIG. 4B, a plurality of through
続いて、図4(c)に示されるように、具体的には後述するが、貫通ビア11内に導電ペースト2を充填する。なお、本実施形態では、導電ペースト2として、例えば、銀や錫等の金属粉末に、溶剤として融点が常温であるテレピネ等を加えてペースト化したものを用いている。
Subsequently, as shown in FIG. 4C, specifically, as will be described later, the
そして、図4(d)に示されるように、貫通ビア11内に導電ペースト2が充填された樹脂フィルム10の片面に配線パターン形成用の金属箔(例えば、銅箔)を貼り付ける。
Then, as shown in FIG. 4D, a metal foil (for example, copper foil) for forming a wiring pattern is attached to one surface of the
次に、図4(e)に示されるように、樹脂フィルム10の金属箔の表面にフォトレジストによるエッチングマスク(図示略)を形成し、このエッチングマスクを用いて金属箔をエッチングすることにより、所望の配線パターン12を形成する。
Next, as shown in FIG. 4E, by forming an etching mask (not shown) with a photoresist on the surface of the metal foil of the
続いて、図4(f)に示されるように、片面に配線パターン12が形成された樹脂フィルム10を位置合わせしながら、順次積層して複数の樹脂フィルム10の積層体を構成する。
Subsequently, as shown in FIG. 4 (f), the
次に、図4(g)に示されるように、複数の樹脂フィルム10を積層した積層体を真空プレス機(図示せず)に挟み込み、所定温度で所定時間、一括して加熱、圧縮する。この加熱圧縮工程では、例えば、3〜5MPa(好ましくは4MPa程度)の加圧力で、320℃、3時間程度の加熱、圧縮を行う。
Next, as shown in FIG. 4G, the laminate in which a plurality of
これにより、導電ペースト2に含まれる金属粉末が焼結し、かつ、配線パターン12を構成する金属箔と拡散接合することで、各層に形成された配線パターン12同士を電気的に接続する層間接続部13が形成される。このようにして、図1に示す多層基板1が製造される。
Thereby, the metal powder contained in the
以上が本実施形態における多層基板1の基本的な製造工程である。次に、図4(c)における充填工程について具体的に説明する。なお、図5および図6は、図2に示す樹脂フィルム10近傍の部分の拡大図である。
The above is the basic manufacturing process of the
まず、図2、図3、図5(a)に示されるように、樹脂フィルム10を吸着シート180上に配置する。そして、上側マスク200と下側マスク170との間に吸着シート180および樹脂フィルム10が挟持されて機械的に固定されるように、下側ステージ150と上側ステージ190とをネジ210を介して締結する。
First, as shown in FIGS. 2, 3, and 5 (a), the
なお、下側ステージ150と上側ステージ190とを締結する場合には、上記のように、位置決めピンを下側マスク170、吸着シート180、樹脂フィルム10、上側マスク200を貫通させることにより、位置ずれが発生することを抑制できる。
When the
そして、所望の量の導電ペースト2を計量し、計量した導電ペースト2を上側マスク200の外縁部に配置する。具体的には、上側マスク200のうちの貫通孔203が形成されている部分より外縁部であり、充填ヘッド110の移動方向(図5中紙面左右方向)における一端部側に導電ペースト2を配置する。
Then, a desired amount of the
また、真空ポンプ160による真空吸引を行い、貫通孔153、173を介して樹脂フィルム10における貫通ビア11内を吸引する。なお、この真空ポンプ160による真空吸引は、後述する樹脂フィルム10を取り出すまで継続して行う。
Further, vacuum suction is performed by the
次に、図5(b)に示されるように、第1スキージ123aを上側マスク200の表面に接触させる。なお、第1スキージ123aの上下方向の移動は、第1垂直駆動シリンダ122を操作して第1連結プレート124を下方に移動させればよい。また、第2スキージ133aは、上側マスク200の表面から離間している。
Next, as shown in FIG. 5B, the
そして、図5(c)に示されるように、送り機構230によって第1、第2スキージ123a、133a(スライドブロック141)を紙面右側に移動させる。これにより、第1スキージ123aによって導電ペースト2が樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11に刷り込まれる。
Then, as shown in FIG. 5C, the first and
この場合、真空ポンプ160の作動によって貫通ビア11内が吸引されているため、導電ペースト2に含まれる溶剤が吸引されて吸着シート180に吸着される。このとき、本実施形態では、下側マスク170の貫通孔173は、上側マスク200の貫通孔203と対応する部分に形成されている。言い換えると、下側マスク170の貫通孔173は、導電ペースト2が刷り込まれる貫通ビア11のみと対応する部分に形成されている。このため、導電ペースト2に含まれる溶剤を効率的に吸引して吸着シート180に吸着させることができる。
In this case, since the inside of the through via 11 is sucked by the operation of the
なお、導電ペースト2に含まれる溶剤が吸着シート180に吸着されるため、貫通ビア11のうちの上側マスク200側は、導電ペースト2が配置されていない空間が形成されている。
Since the solvent contained in the
次に、図6(a)に示されるように、第1、第2スキージ123a、133aを紙面右側における終端位置まで移動させた後、第1スキージ123aを上側マスク200の表面から離間させると共に、第2スキージ133aを上側マスク200の表面に接触させる。なお、第1、第2スキージ123a、133aの上下方向の移動は、第1、第2垂直駆動シリンダ122、132を操作して第1、第2連結プレート124、134を移動させればよい。
Next, as shown in FIG. 6A, after the first and
そして、図6(b)および図6(c)に示されるように、送り機構230によって第1、第2スキージ123a、133a(スライドブロック141)を紙面左側に移動させる。これにより、第2スキージ133aによって導電ペースト2が樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11に刷り込まれる。
Then, as shown in FIGS. 6B and 6C, the first and
なお、この工程においても、真空ポンプ160の作動によって貫通ビア11内が吸引されているため、導電ペースト2に含まれる溶剤が効率的に吸引されて吸着シート180に吸着される。
Also in this step, since the inside of the through via 11 is sucked by the operation of the
このようにして、導電ペーストの組成比、つまり、銀や錫などの金属粉末と溶剤の比率に関わらず、貫通ビア11内に金属粉末を濃縮して配置でき、金属粉末の充填率を高くできる。 In this way, regardless of the composition ratio of the conductive paste, that is, the ratio of the metal powder such as silver or tin and the solvent, the metal powder can be concentrated in the through via 11 and the filling rate of the metal powder can be increased. .
なお、本実施形態のように、送り機構230が送りネジと送りモータとを備えている場合には、送りネジの回転方向を反対にすることにより、充填ヘッド110の移動方向を反対にできる。
When the
最後に、特に図示しないが、真空ポンプ160による真空吸引を停止し、下側ステージ150と上側ステージ190とを分離して樹脂フィルム10を取り出す。このようにして、貫通ビア11に導電ペースト2が充填された樹脂フィルム10が製造される。
Finally, although not particularly illustrated, the vacuum suction by the
なお、ここでは、第1、第2スキージ123a、133aを1往復させて貫通ビア11に導電ペースト2を充填する例を説明した。しかしながら、第1、第2スキージ123a、133aをさらに複数回移動させて貫通ビア11に導電ペースト2を刷り込むようにしてもよい。
Here, the example in which the first and
以上説明したように、本実施形態では、下側マスク170と上側マスク200との間に、吸着シート180と樹脂フィルム10とが機械的に固定されている。そして、下側マスク170には、上側マスク200に形成された貫通孔203と対応する部分に貫通孔173が形成されている。このため、導電ペースト2が刷り込まれる貫通ビア11内を効率的に吸引でき、導電ペースト2に含まれる溶剤を効率的に吸着シート180に吸着させることができる。したがって、貫通ビア11に充填される金属粉末の充填率を高くできる。また、貫通ビア11に充填される金属粉末の充填率を高くできるため、導電ペースト2を焼結した際、配線パターン12と層間接続部13との導通不良が発生することを抑制できる。
As described above, in the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、樹脂フィルム10の一面10aに対する法線方向から視たとき、貫通孔173は、樹脂フィルム10側の開口端が樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11における下側マスク170側の開口端の内側に位置するように形成されている。このため、樹脂フィルム10と吸着シート180との間の微小な空間に導電ペースト2が入り込む(染み出す)ことを抑制できる。
Furthermore, in this embodiment, when viewed from the normal direction with respect to one
また、本実施形態では、樹脂フィルム10の一面10aに対する法線方向から視たとき、貫通孔203は、樹脂フィルム10側の開口端が樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11における上側マスク200側の開口端の内側に位置するように形成されている。このため、上側マスク200と樹脂フィルム10とが位置ずれしたとしても、上側マスク200に形成された貫通孔203と樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11とが連通しなくなることを抑制できる。
Further, in the present embodiment, when viewed from the normal direction to the one
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して、貫通ビア11に第1、第2導電ペーストを充填するものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is different from the first embodiment in that the through via 11 is filled with the first and second conductive pastes, and the other parts are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted here. .
図7(a)に示されるように、本実施形態では、まず、樹脂フィルム10に形成された複数の貫通ビア11の一部と連通する貫通孔203aが形成された第1上側マスク200aを用意する。また、この第1上側マスク200aに形成された貫通孔203aと対応する部分に貫通孔173aが形成された第1下側マスク170aを用意する。そして、これら第1上側マスク200aと第1下側マスク170aとを用いて、吸着シート180および樹脂フィルム10を機械的に固定する第1固定工程を行う。
As shown in FIG. 7A, in the present embodiment, first, a first
なお、図7は、図2に示す樹脂フィルム10近傍の部分の拡大図である。また、貫通孔173aは、樹脂フィルム10の一面10aに対する法線方向から視たとき、樹脂フィルム10側の開口端が樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11における第1下側マスク170a側の開口端の内側に位置するように形成されている。
FIG. 7 is an enlarged view of a portion in the vicinity of the
次に、図7(b)に示されるように、第1上側マスク200aに形成された貫通孔203aと連通する貫通ビア11内に、上記図5および図6の工程を行って第1導電ペースト2aを充填する第1充填工程を行う。
Next, as shown in FIG. 7B, the first conductive paste is formed by performing the steps of FIGS. 5 and 6 in the through via 11 communicating with the through
このとき、第1下側マスク170aには、貫通孔203aと対応する部分にのみ貫通孔173aが形成されている。このため、第1導電ペースト2aが充填される貫通ビア11のみが効率的に吸引される。なお、本実施形態では、第1導電ペースト2aとして、P型の熱電材料を構成するBi−Sb−Te等の金属粉末を含むものが用いられる。
At this time, the first
続いて、図7(c)に示されるように、樹脂フィルム10に形成された複数の貫通ビア11の残部と連通する貫通孔203bが形成された第2上側マスク200bを用意する。また、この第2上側マスク200bに形成された貫通孔203bと対応する部分に貫通孔173bが形成された第2下側マスク170bを用意する。そして、これら第2上側マスク200bと第2下側マスク170bとを用いて、吸着シート180および樹脂フィルム10を機械的に固定する第2固定工程を行う。
Subsequently, as shown in FIG. 7C, a second
なお、貫通孔173bは、樹脂フィルム10の一面10aに対する法線方向から視たとき、樹脂フィルム10側の開口端が樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11における第2下側マスク170b側の開口端の内側に位置するように形成されている。
The through
その後、図7(d)に示されるように、第2上側マスク200bに形成された貫通孔203bと連通する貫通ビア11内に、上記図5および図6の工程を行って第2導電ペースト2bを充填する第2充填工程を行う。
Thereafter, as shown in FIG. 7D, the process of FIGS. 5 and 6 is performed in the through via 11 communicating with the through
このとき、第2下側マスク170bには、貫通孔203bと対応する部分にのみ貫通孔173bが形成されている。このため、第2導電ペースト2bが充填される貫通ビア11のみが効率的に吸引される。なお、本実施形態では、第2導電ペースト2bとして、N型の熱電材料を構成するBi−Te等の金属粉末を含むものが用いられる。
At this time, the through
このようにして、貫通ビア11に異なる第1、第2導電ペースト2a、2bが充填された樹脂フィルム10が製造される。
In this way, the
以上説明したように、複数の貫通ビア11の一部に第1導電ペースト2aを充填すると共に複数の貫通ビア11の残部に第2導電ペースト2bを充填するような場合においても本発明を適用できる。
As described above, the present invention can be applied to the case where the first
また、貫通孔173a、173bは、樹脂フィルム10の一面10aに対する法線方向から視たとき、樹脂フィルム10側の開口端が樹脂フィルム10に形成された貫通ビア11における第1、第2下側マスク170a、170b側の開口端の内側に位置するように形成されている。このため、本実施形態のように樹脂フィルム10に第1、第2導電ペースト2a、2bを充填する場合には、樹脂フィルム10と吸着シート180との間の微小な空間を介して混ざることを抑制できる。
The through
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.
例えば、上記各実施形態において、充填ヘッド110に導電ペースト2を保持する保持部を設けてもよい。
For example, in each of the above embodiments, the filling
また、上記各実施形態では、融点が常温である溶剤としてテレピネを例に挙げたが、例えば、ジヒドロターピネオール、グリコールエーテル、イソプロピルアルコール、ブチルカルビトールアセテート、シクロヘキサン、メチルエチルケトン等を採用することもできる。 In each of the above embodiments, terpine is exemplified as a solvent having a melting point of room temperature. For example, dihydroterpineol, glycol ether, isopropyl alcohol, butyl carbitol acetate, cyclohexane, methyl ethyl ketone, and the like may be employed.
さらに、上記各実施形態において、例えば、融点が43°であるパラフィン等の溶剤を採用することもできる。この場合は、例えば、下側ステージ150に加熱機構を備え、下側ステージ150(導電ペースト2)を加熱して導電ペースト2を溶融させながら導電ペースト2の刷り込みを行えばよい。このような溶剤としては、他のパラフィン系炭化水素(エイコサン)や、テレビン油(例えばαテレピネ)、脂肪酸(例えばカプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノデカン酸、アラキン酸)等を採用することもできる。
Further, in each of the above embodiments, for example, a solvent such as paraffin having a melting point of 43 ° may be employed. In this case, for example, the
また、上記第1実施形態において、樹脂フィルム10の一面10aに対する法線方向から視たとき、貫通ビア11における下側マスク170側の開口端が、貫通孔173における樹脂フィルム10側の開口端の内側に位置していてもよい。これによれば、貫通ビア11の吸引力をさらに大きくでき、さらに貫通ビア11内の金属粉末の充填率を高くできる。同様に、上記第2実施形態において、樹脂フィルム10の一面10aに対する法線方向から視たとき、貫通ビア11における第1、第2下側マスク170a、170b側の開口端が、貫通孔173a、173bにおける樹脂フィルム10側の開口端の内側に位置していてもよい。
In the first embodiment, when viewed from the normal direction to the one
また、上記各実施形態において、貫通孔173は、円筒形状でなく、例えば、円錐形状等のテーパ形状とされていてもよいし、各筒形状とされていてもよい。
Moreover, in each said embodiment, the through-
そして、上記第1実施形態では、多層基板1を構成する樹脂フィルム10に導電ペースト2を充填する方法について説明した。しかしながら、本発明は、例えば、基板を単層の樹脂フィルム10のみで構成する際の当該樹脂フィルム10に導電ペースト2を充填する方法として採用することもできる。
In the first embodiment, the method of filling the
10 樹脂フィルム(シート材)
11 貫通ビア
100 導電材料充填装置
170 下側マスク
173 貫通孔
180 吸着シート
200 上側マスク
203 貫通孔
10 Resin film (sheet material)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記シート材に一面(10a)と前記一面と反対側の他面(10b)との間を貫通する前記複数の貫通ビアを形成する工程と、
前記シート材の一面側に、前記貫通ビアと連通する貫通孔(203)が形成された上側マスク(200)を配置すると共に、前記シート材の他面側に、前記溶剤を吸着する溶剤吸着シート(180)、前記上側マスクに形成された前記貫通孔と対応する部分に貫通孔(173)が形成された下側マスク(170)を順に配置し、前記下側マスク、前記溶剤吸着シート、前記シート材、前記上側マスクを機械的に固定する固定工程と、
前記シート材の他面側から前記下側マスクに形成された前記貫通孔を介して前記貫通ビア内を吸引しつつ、前記シート材の一面側から前記上側マスクに形成された前記貫通孔を介して前記貫通ビア内に前記導電材料を充填する充填工程と、を行うことを特徴とする導電材料の充填方法。 A conductive material filling method of filling a plurality of through vias (11) penetrating a sheet material (10) with a conductive material (2) containing a metal powder and a solvent,
Forming the plurality of through vias penetrating between one surface (10a) and the other surface (10b) opposite to the one surface in the sheet material;
A solvent adsorbing sheet that disposes an upper mask (200) in which a through hole (203) communicating with the through via is formed on one surface side of the sheet material and adsorbs the solvent on the other surface side of the sheet material. (180), a lower mask (170) having a through-hole (173) formed in a portion corresponding to the through-hole formed in the upper mask is sequentially disposed, the lower mask, the solvent adsorbing sheet, A fixing step of mechanically fixing the sheet material and the upper mask;
While sucking the inside of the through via from the other surface side of the sheet material through the through hole formed in the lower mask, from the one surface side of the sheet material through the through hole formed in the upper mask. And a filling step of filling the conductive material into the through via.
初めの第1固定工程では、前記シート材に形成された前記複数の貫通ビアの一部と連通する貫通孔(203a)が形成された前記上側マスクとしての第1上側マスク(200a)を用いると共に、前記第1上側マスクに形成された前記貫通孔と対応する部分に貫通孔(173a)が形成された前記下側マスクとしての第1下側マスク(170a)を用い、
初めの第1充填工程では、前記第1上側マスクに形成された前記貫通孔と連通する前記貫通ビア内に前記導電材料としての第1導電材料(2a)を充填し、
前記第1充填工程の後の第2固定工程では、前記シート材に形成された前記複数の貫通ビアの残部と連通する貫通孔(203b)が形成された前記上側マスクとしての第2上側マスク(200b)を用いると共に、前記第2上側マスクに形成された前記貫通孔と対応する部分に貫通孔(173b)が形成された前記下側マスクとしての第2下側マスク(170b)を用い、
前記第2固定工程の後の第2充填工程では、前記第2上側マスクに形成された前記貫通孔と連通する前記貫通ビア内に、前記第1導電材料に含まれる金属粉末と異なる金属粉末を含む前記導電材料としての第2導電材料(2b)を充填することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の導電材料の充填方法。 Repeat the fixing step and the filling step,
In the first fixing step, the first upper mask (200a) is used as the upper mask in which a through hole (203a) communicating with a part of the plurality of through vias formed in the sheet material is used. Using the first lower mask (170a) as the lower mask in which a through hole (173a) is formed in a portion corresponding to the through hole formed in the first upper mask,
In the first first filling step, the first conductive material (2a) as the conductive material is filled in the through via that communicates with the through hole formed in the first upper mask,
In a second fixing step after the first filling step, a second upper mask as the upper mask in which through holes (203b) communicating with the remaining portions of the plurality of through vias formed in the sheet material are formed. 200b) and a second lower mask (170b) as the lower mask in which a through hole (173b) is formed in a portion corresponding to the through hole formed in the second upper mask,
In a second filling step after the second fixing step, a metal powder different from the metal powder contained in the first conductive material is placed in the through via communicating with the through hole formed in the second upper mask. The method for filling a conductive material according to any one of claims 1 to 3, wherein the second conductive material (2b) as the conductive material is filled.
凹部(152)が形成されると共に、前記凹部の内部と外部とを連通する貫通孔(153)が形成された下側ベース部(151)と、
前記凹部を閉塞するように前記下側ベース部に固定され、前記凹部と連通する貫通孔(173)が形成された下側マスク(170)と、
前記下側ベース部に形成された前記貫通孔および前記下側マスクに形成された前記貫通孔を介して前記シート材に形成された前記貫通ビア内を吸引する吸引部(160)と、
前記シート材を挟んで前記下側マスクと反対側に配置され、貫通孔(203)が形成された上側マスク(200)と、
前記上側マスクが固定されると共に、前記上側マスクが前記下側マスクと対向するように前記下側ベース部に固定される上側ベース部(191)と、
前記導電材料を前記貫通ビア内に充填する充填ヘッド(110)と、
前記充填ヘッドを前記シート材の面方向における所定方向に移動させる送り機構(230)と、を備え、
前記上側ベース部と前記下側ベース部とは、前記下側マスク上に溶剤を吸着する溶剤吸着シート(180)および前記シート材を順に配置した後、前記溶剤吸着シートおよび前記シート材を前記下側マスクおよび前記上側マスクにて挟持することで前記下側マスク、前記溶剤吸着シート、前記シート材、前記上側マスクが機械的に固定されるように一体化され、
前記上側マスクに形成された前記貫通孔は、前記貫通ビアと連通するように形成され、
前記下側マスクに形成された前記貫通孔は、前記上側マスクに形成された前記貫通孔と対応する部分に形成され、
前記吸引部は、前記充填ヘッドにて前記貫通ビア内に前記導電材料を充填する際、前記下側ベース部に形成された前記貫通孔および前記下側マスクに形成された前記貫通孔を介して前記貫通ビア内を吸引することを特徴とする導電材料充填装置。
A conductive material filling device for filling a plurality of through vias (11) penetrating a sheet material (10) with a conductive material (2) containing a metal powder and a solvent,
A lower base portion (151) in which a recess (152) is formed and a through hole (153) communicating the inside and the outside of the recess is formed;
A lower mask (170) fixed to the lower base portion so as to close the concave portion and having a through hole (173) communicating with the concave portion;
A suction part (160) for sucking the inside of the through via formed in the sheet material through the through hole formed in the lower base part and the through hole formed in the lower mask;
An upper mask (200) disposed on the opposite side of the lower mask across the sheet material and having a through hole (203) formed;
An upper base portion (191) fixed to the lower base portion so that the upper mask is fixed and the upper mask faces the lower mask;
A filling head (110) for filling the conductive material into the through via;
A feeding mechanism (230) for moving the filling head in a predetermined direction in the surface direction of the sheet material,
The upper base portion and the lower base portion arrange the solvent adsorbing sheet (180) that adsorbs the solvent on the lower mask and the sheet material in this order, and then lower the solvent adsorbing sheet and the sheet material to the lower mask. The lower mask, the solvent adsorption sheet, the sheet material, and the upper mask are integrated so as to be mechanically fixed by being sandwiched between the side mask and the upper mask,
The through hole formed in the upper mask is formed to communicate with the through via,
The through hole formed in the lower mask is formed in a portion corresponding to the through hole formed in the upper mask,
The suction part passes through the through hole formed in the lower base part and the through hole formed in the lower mask when the conductive material is filled into the through via by the filling head. A conductive material filling apparatus, wherein the inside of the through via is sucked.
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