JP4226428B2 - 導電性ペースト充填方法、導電性ペースト充填装置 - Google Patents

Description

本発明はビアの形成等に用いられる導電性ペースト充填方法及び導電性ペースト充填装置に関するものである。

近年の携帯機器の小型・高機能・高周波化にともない、現在の２次元実装技術では小型化する部品や基板の高密度化には限界がくると予測される。そこで、基板中に電子部品を内蔵した３次元実装モジュールの開発が進められている。このような三次元実装モジュールとしては、例えばＳＩＭＰＡＣＴ（登録商標）が知られている。

ここで図８に三次元実装モジュールの斜視図、図９に模式的分解図をそれぞれ示す。各図に示すように、三次元実装モジュール８００は、それぞれ複数の部品を実装し、部品の実装面同士が対向する位置関係にある多層基板Ａ８０１および多層基板Ｂ８０２と、部品に対応した孔８０３および導電性ビア８０４が設けられたコンポジット層８０５、８０６と、コンポジット層８０５と８０６との層間に挟み込む、接続用のビアホールのみが設けられた干渉防止用のコンポジットシート８０７とを備えている。また多層基板Ａ８０１の最上面にはさらに表面部品８０８を実装している。

以上のようにして得られた三次元実装モジュール８００は、図１０の断面図に示すように、半導体などの電子部品、並びに抵抗、コンデンサ等の受動素子を含む部品８０９が、コンポジット層８０５，８０６内、および多層基板Ａ８０８上に実装され、多層基板間、部品間は導電性ビア８０４により電気的に接続した構成を有し、単に電子部品を実装した基板を積層した構成よりも、放熱性、対高周波性、実装性において優れているという利点を有する。

ところで、コンポジット層は、セラミック粉末にて実現される無機フィラーと、熱硬化性樹脂とを混合したコンポジットシートを積層することで構成されている。無機フィラーとしては、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＢＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ_２等を用いることができる。また熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂およびシアネート樹脂等を用いることができる。なお、熱硬化性樹脂の室温に於ける弾性率、ガラス転移温度を制御する方法としては、それぞれの樹脂組成に対して室温で低弾性率もしくはガラス転移温度が高い樹脂を添加する方法が挙げられる。

コンポジット層８０５，８０６には、多層基板Ａ８０１および多層基板Ｂ８０２により挟み込まれる前に、部品用の孔を開口しておくとともに、電気接続用の導電性ビアを作成するようにしておく。多層基板Ａ８０１〜多層基板Ｂ８０２が他の部材を挟み込んだ後、加熱することにより、コンポジット層の熱硬化と各部材の一体化とが同時に行われる。

次に、コンポジット層８０５（８０６でも同様）の作成プロセスを図１１、図１２に示す。

コンポジット層８０５は、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、未硬化状態の複数（図中では２枚）のコンポジットシート９０１を積層して作成する。コンポジット層９０１の最外面には保護フィルム９０２を張り付けて表面を保護する。また、図１１（ｃ）にコンポジットシートの構成を模式的に示す。コンポジットシート９０１は例えばセラミック粉末にて実現される無機フィラー９０１ａと、熱硬化性樹脂９０１ｂとを混合してなり、無機フィラー９０１ａの調整によりコンポジット層８０５の比誘電率や熱膨張係数，熱伝導率を制御する事も可能である。

図１２（ａ）に示すように、保護フィルム９０２を張り付けた、２枚のコンポジットシート９０１からなる積層コンポジットシート９０３に、部品に対応した孔９０４を開けた後、図１２（ｂ）、図１２（ｃ）に示すように開口された保護フィルム９０２を新たな保護フィルム９０５に張り替える。さらに図１２（ｄ）に示すように、導電性ビアとなるビアホール９０６を開口し、図１２（ｅ）に示すように、開口されたビアホール９０６に導電性ペースト９０７を充填し、導電性ビアが形成されたコンポジット層を完成する。なお、導電性ビア形成後は保護フィルム９０５を剥がす。これにより、導電性ビアはコンポジットシート層の主面上から保護フィルム９０５の厚み分だけ突出し、位置合わせや電気的接点としての役割を果たす。

このようなコンポジット層を一対作成する。

ここでビアホール９０６への導電性ペースト９０７の充填方法について説明する（例えば、特許文献１を参照）。図１３（ａ）に示すように、保護フィルム９０２が張り付けられた積層コンポジットシート９０３の主面上に、導電性ペースト９０７を配置する。この配置は、例えば積層コンポジットシートの一角に行えばよい。次いで、図１３（ｂ）に示すように、例えばウレタンゴム製のスキージ９０８を保護フィルム９０３上で摺動させて、導電性ペースト９０７を保護フィルム９０３上で移動させる。このとき、スキージ９０８からの印圧で導電性ペースト９０７をビアホール９０６内に導入させる。また、スキージ９０８が通過した後には導電性ペースト９０７が残らないように十分な印圧を加えてスキージ９０８を摺動させる。また、積層コンポジットシート９０３の、導電性ペースト９０７が塗布されていない裏面には、通気性のある薄葉紙９０９を張り付けておき、ビアホール９０６の裏面側開口からペーストが吐出するのを防ぐようにする。

さらに、この薄葉紙９０６を通じて吸引を行い、ビアホール９０６内を負圧にして、導電性ペースト９０７がビアホール９０６内に隙間無く充填されるようにする。また、スキージ９０８の掻き取りにより保護フィルム９０２上には無機質フィラー９０１ａの粒子が無くなる程度となり、導電性ペースト９０７は実質上除去されている。

図１３（ｃ）に示すように、スキージ９０８が通過した後のビアホール９０６には導電性ペースト９０７が充填され、導電性ビア９１０が完成される。

図９に示すように、多層基板Ａ８０１と多層基板Ｂ８０２との間に、上記のようにして作成した一対のコンポジット層８０５，８０５と、両コンポジット層間に挟み込む、接続用のビアホールのみが設けられた干渉防止用のコンポジットシート８０７とを配置した後、所定の温度で加熱してコンポジット層８０５，８０６を熱硬化させ、各部を一体化する。最後に多層基板Ａ８０１の上部にさらに電子部品８０８を実装して、図８に示す三次元実装モジュール８００が得られる。
特開平０８−１９１１８４号公報

ところで、このような三次元実装モジュールの高集積化においては、内蔵する部品の厚みに応じてコンポジット層８０５，８０６の厚みを大きくとることが不可欠である。

このとき、図９，１０に示すような導電性ビア８０４を形成するためのビアホール９０６の加工、導電性ペースト９０７の充填が問題となってくる。特に高集積化された三次元実装モジュールにおいては、導電性ビア８０４としては、例えば直径１５０μｍで深さ３００μｍという、アスペクト比（深さ／直径）２．０以上の高アスペクトが要求される。

このような高アスペクトの導電性ビアを形成するには、以下のような不具合があった。すなわち、図１４（ａ）に示すように、ビアホール９０６が深い場合に図１３（ａ）〜（ｃ）と同様の動作を行うと、図１４（ｂ）に示すように、コンポジットシート９０３裏面からの吸引により、充填済みの導電性ペースト９１０はビアホール９０６の開口面から沈降して、ビアホール９０６の底部に達してしまう。

この状態で再度導電性ペーストの塗布並びに掻き取りを繰り返して行うと、先にビアホール９０６の底部に達した導電性ペースト９１０が吸引口をふさいでしまうために、裏面からの吸引を行うことはできない。さらなる導電性ペーストの充填は、スキージ９０８の摺動に基づく印圧により行われるが、図１４（ｃ）に示すように、スキージ９０８を再度ビアホール９０６上に移動させて導電性ペーストを充填する時に、ビアホール９０６の底部に滞留する導電性ペースト９１０と、新たに充填される導電性ペースト９１１との間には気泡９１２が発生してしまう。この気泡９１２は空気の逃げ道がないため、図１４（ｄ）に示すようにスキージ９０８の掻き取り後もビアホール９０６内に滞留し、完成後の導電性ビアの不良の原因となってしまう。

上記のような不具合を防ぐために、上記のような高アスペクトの導電性ビアを形成する場合は、コンポジット層８０５（または８０６）が薄いコンポジットシート９０１の積層により形成されることに着目し、コンポジットシート９０１にビアホールの開口およびペーストの充填をあらかじめ行っておき、この導電性ビアが形成済みのコンポジットシートをさらに複数積層することにより、所望厚みのコンポジット層を得るという方法がとられている。

しかしながら、上記の方法では加工可能な厚みを有するコンポジットシートごとに開口、導電性ぺースト充填の作業が必要になり、コンポジット層８０５が高層化すると、コンポジット層作成に要する作業工程数が増大してしまうという欠点があった。また、コンポジットシート９０１を積層する際の導電性ビアの位置合わせに精密な作業を要するという欠点もあった。さらに、将来コンポジットシート９０１自体の厚みが大きくなった場合には対応することができないという欠点もあった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、厚いコンポジット層に開口されたビアホールに対し、そのアスペクト比によらず導電性ペーストを効果的に充填することができる導電性ペーストの充填方法、導電性ペーストの充填装置を提供することを目的とする。

第１の本発明は、コンポジットシートに開口された孔に導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填方法であって、
前記コンポジットシート上に前記導電性ペーストを配置する工程と、
前記コンポジットシートの裏面側からの導電性ペーストの吸引を行わず、かつ、前記孔内に前記導電性ペーストを一部導入させるとともに、前記孔の上部および周囲の領域に所定の厚みの導電性ペースト層が形成されるように前記導電性ペーストを塗布する塗布工程と、
前記塗布工程により形成された前記導電性ペースト層上に導電性ペーストを再度配置する工程と、
前記コンポジットシート上に前記導電性ペースト層と前記再度配置された導電性ペーストが残らないように掻き取る掻き取り工程とを備え、
前記掻き取り工程において、前記導電性ペースト層と前記再度配置された導電性ペーストとが密着した状態を保つとともに、前記孔内に前記導電性ペーストと前記再度配置された導電性ペーストを導入することにより、前記孔に導電性ペーストを充填する、
導電性ペースト充填方法である。

第２の本発明は、前記孔の深さと径とのアスペクト比は１：１以上である、第１の本発明の導電性ペースト充填方法である。

第３の本発明は、前記孔の径は実質上２００μｍ以下である、第２の本発明の導電性ペースト充填方法である。

第４の本発明は、前記導電性ペースト層の前記所定の厚みは実質上２０μｍ以上である、第１の本発明の導電性ペースト充填方法である。

第５の本発明は、前記導電性ペースト層の前記所定の厚みは実質上５０μｍ以下である、第１または第４の本発明の導電性ペースト充填方法である。

第６の本発明は、前記塗布工程をスキージにて行い、
前記スキージの押しつけ力、前記スキージの前記塗布された導電性ペーストに対する移動速度、前記スキージの、前記コンポジットシートの前記主面となす角度、前記ペーストの粘度の全部または一部を調節することにより、前記導電性ペースト層の前記所定の厚みを調節する、第１の本発明の導電性ペースト充填方法である。

第７の本発明は、前記コンポジットシートは、その主面に保護層が形成されており、
前記導電性ペーストの塗布は、前記保護層への直接的な塗布として行われている、第１の本発明の導電性ペースト充填方法である。

第８の本発明は、コンポジットシートに開口された孔に導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填装置であって、
前記導電性ペーストが配置された前記コンポジットシートの裏面側からの、前記導電性ペーストの吸引を行わず、かつ、前記孔内に前記導電性ペーストを一部導入させるとともに、前記孔の上部および周囲の領域に所定の厚みの導電性ペースト層が形成されるように前記導電性ペーストを塗布する塗布手段と、
前記塗布工程により形成された前記導電性ペースト層上に導電性ペーストを再度配置する配置手段と、
前記コンポジットシート上に前記導電性ペースト層と前記再度配置された導電性ペーストが残らないように掻き取る掻き取り手段とを備え、
前記掻き取り手段の掻き取りにより、前記導電性ペースト層と前記再度配置された導電性ペーストとが密着した状態を保つとともに、前記孔内に前記導電性ペーストと前記再度配置された導電性ペーストを導入することにより、前記孔に導電性ペーストを充填する、導電性ペースト充填装置である。

本発明によれば、ビアホールに対し、そのアスペクト比によらず導電性ペーストを効果的に充填することができる導電性ペーストの充填方法、導電性ペーストの充填装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１および図２は、本発明の実施の形態１による導電性ペーストの充填方法を説明するための図である。

はじめに、図１（ａ）に示すように、配置工程として、従来例と同様、保護フィルム１０１がその主面上に設けられ、その保護フィルム１０１ごとビアホール１０２が開口済みのコンポジットシート１０３を用意し、保護フィルム１０１上の一角に導電性ペースト１０４を配置する。コンポジットシート１０３の裏面には、通気性のある薄葉紙１０５を張り付けておき、ビアホール１０２の裏面側開口からペーストが吐出するのを防ぐようにする。

次に、図１（ｂ）に示すように、塗布工程として、例えばウレタンゴム製のスキージ１０６を保護フィルム１０１上に摺動させて、導電性ペースト１０４を移動させるとともに、スキージ１０６からの印圧で導電性ペースト１０４をビアホール１０２内に導入させる。

このとき、従来例とは異なり、コンポジットシート１０３の裏面からの吸引は行わず、またスキージ１０６は、移動後の保護フィルム１０１上に、所定の厚みのペースト層が形成されるまで摺動を行う。塗布工程が終わった状態を図１（ｃ）に示す。コンポジットシート裏面からの吸引が行われないため、ビアホール１０２内に導入された導電性ペースト１０４ａは、ビアホール１０２の開口入り口近傍に滞留し、また保護フィルム１０１上に残存する残存ペースト層１０７のため、ビアホール１０２の上部には凹みがなく、保護フィルム１０１上の他の部分との間に境がない一様な面が形成されている。

次に、再度配置工程を行い、図１（ｄ）に示すように、ペースト層１０７の上の一角にさらに導電性ペースト１０８を用意する。このとき、導電性ペースト１０８としては、図１（ｂ）に示す塗布工程において用いた導電性ペースト１０４であって、ビアホール１０２に充填されずに保護フィルム１０１上に残存しているものを用いるようにすればよい。

次に、仕上げ掻き取り工程として、図２（ａ）に示すように、スキージ１０６を摺動させ、残存ペースト層１０７ごと導電性ペースト１０８を移動させる。このとき、スキージ１０６の通過した後の保護フィルム１０１上には導電性ペーストが残らないように十分掻き取る。スキージ１０６の印圧により残存ペースト層１０７と導電性ペースト１０８とは密着した状態を保ちつつ、その一部は導電性ペースト１０４ｂとしてビアホール１０２内に導入される。またビアホール１０２内の空気は導電性ペースト１０４ｂの導入により、コンポジットシート１０３裏面の開口から押し出される。

図２（ｂ）に示すように、仕上げ掻き取り工程が完了すると、ビアホール１０２内は導電性ペースト１０４ａ、１０４ｂが隙間無く充填されており、導電性ビアが完成されている。

ところで、上記の説明では、塗布工程および仕上げ掻き取り工程の合計２回の工程によりペースト充填を完了するものとしたが、より深いビアホールに対してペースト充填を行う場合は、図２（ｃ）に示すように、塗布工程により完成した図１（ｄ）の状態から、さらに図１（ｂ）に示すのと同様の塗布工程を繰り返し行い、ペースト層１０７が保護フィルム１０１上に形成される程度の塗布を行う。この場合も、図２（ａ）の場合と同様、スキージ１０６の印圧により残存ペースト層１０７と新たな導電性ペースト１０８とは密着した状態を保ちつつ、導電性ペースト１０４ｃとしてビアホール１０２内に導入される。以下、ビアホールの深度に合わせて、ビアホール内が導電性ペーストで満たされるまで、上記の塗布工程を繰り返し行い、最後に図２（ａ）に示すのと同様の仕上げ掻き取り工程を行う。

このように、本実施の形態の導電性ペーストの充填方法によれば、コンポジットシート１０３の裏面側からの導電性ペーストの吸引を行わず、かつ保護フィルム１０１上に配置した導電性ペーストを、ビアホール１０２の上部およびその他の部分に一様に広がるペースト層１０７として塗布するようにしたことにより、再度導電性ペーストをビアホールに充填させる場合も、ビアホール１０２内に気泡を生じることなく充填させることができる。

なお、上記の説明においては、最後にビアホールへのペースト充填を完成させる工程を、二度の塗布工程を経た後の仕上げ掻き取り工程によって実現するとしたが、ビアホールの深度等に応じて、最初の塗布工程が終了した図１（ｃ）の状態から、仕上げ掻き取り工程を続けて行うことにより、充填を完了するようにしてもよい。この場合、図２（ｄ）に示すように、スキージ１０６により、残存ペースト層１０７を保護フィルム１０１上から残らないように掻き取ることにより、残存ペースト層１０７の導電性ペーストを導電性ペースト１０４ａに続いてビアホール１０２内に導入し、ペースト充填を完了する。この場合さらなる塗布工程が省略でき、導電性ペーストを無駄なく利用できるという効果がある。

また、仕上げ掻き取り工程においては、コンポジットシート９０３の裏面から吸引を行うようにしてもよい。

ところで、以上に説明した、本実施の形態の導電性ペーストの充填方法は、（Ａ）コンポジットシート１０３の裏面側からの導電性ペーストの吸引を行わず、かつ（Ｂ）保護フィルム１０１上の導電性ペーストを移動させるときに、ビアホール１０２の上部およびその他の部分に一様に広がるペースト層１０７を形成する塗布工程を用いたことを特徴とするが、本発明者は、上記（Ａ）の工程を行いつつ、（Ｂ）の塗布工程の代わりに、従来と同様、保護フィルム１０１上の導電性ペーストが残らないように除去しても同様の効果が得られるのではないかとの考察、実験を行った。すなわち、図１（ａ）の状態から、コンポジットシート１０３の裏面側からの吸引を行わずに、保護フィルム１０１上の導電性ペーストをスキージ１０６により移動させ、スキージ１０６の通過跡には導電性ペーストが残らず掻き取られるような工程を行った。

その結果、図３（ａ）に示すように、ビアホール１０２内に導入された導電性ペースト１０４は、ビアホール１０２の開口入り口近傍に滞留するが、保護フィルム１０１側に露出する面に窪み１０９を生じさせる。

この状態で２回目の塗布工程を行うと、図３（ｂ）に示すように新たな導電性ペースト層１１０を移動させると、ビアホール１０２内の導電性ペースト１０４上の窪み１０９を巻き込むような気泡１１１が生じ、導電性ペースト１１０ａとともにビアホール１０２内に進入する。図３（ｃ）に示すように、ペースト充填完了後の導電性ビア１１２は気泡１１１を含む不良品となった。

ここで、本発明者は、窪み１０９が発生した原因は、ポリウレタン製であるスキージ１０６の一部がビアホール１０２内に進入し、ビアホール１０２内の導電性ペーストを掻き取ってしまったためと考え、スキージ１０６を鋼製のものにして同様の工程を行ったが、窪み１０９が観測された。さらに、鋼製であって表面に弗素樹脂加工をし、導電性ペーストの付着を防ぐようにしたスキージ１０６を用いても、窪み１０９が確認された。

この窪み１０９の発生原因をさらに考察した結果、以下のような推論に至った。すなわち、図４に示すように、スキージ１０６で導電性ペースト１０４を保護フィルム１０１上で移動させ、ビアホール１０２内に導入させるとともに、スキージ１０６の通過跡から導電性ペーストを除去しようとすると、導電性ペーストの粘性、スキージ１０６とビアホール１０２間の圧力変化等の原因により、スキージ１０６がビアホール１０２の開口部を通過するさいに、ビアホール１０２から微量の導電性ペースト１１３が外部へ引きずり出されてしまうことで、窪み１０９が発生する。

これに対し、本実施の形態では、図５に示すように、スキージ１０６の移動により、導電性ペースト１０４ビアホール１０２内に導入させるとともに、スキージ１０６の通過跡となる保護フィルム１０１上に所定厚みのペースト層１０７を形成させる塗布工程を用いたことにより、上記のような現象が生じることを防いでいる。たとえ、スキージ１０６がビアホール１０２の開口部を通過するさいにビアホール１０２から微量の導電性ペースト１１３が外部へ引きずり出されたとしても、ビアホール１０２の開口部の外部は、保護フィルム１０１上の導電性ペーストで満たされており、図中矢印で示すように、この導電性ペーストがビアホール内へ流入するので、ペースト層１０７の厚みは、ビアホール１０２の開口部上、保護フィルム１０１上でも実質上同一であり、窪み１０９を生じさせることはない。

次に、本実施の形態の導電性ペースト充填方法の具体的な実施例を説明する。

（実施例）
実施時の各部の具体的な条件は以下の通りである。

コンポジットシート（１０５ｍｍ角、厚み０．１ｍｍ）を６枚積層してコンポジットシートとした。また、保護フィルムとしてはＰＰＳフィルム（厚み１６μｍ）を用い、これを上記コンポジットシートの両面に張り付けて、ビアホールの開口を行った。コンポジットシートの組成は、無機フィラー７０〜９５質量％と、熱硬化樹脂、硬化剤、および硬化促進剤を含む樹脂組成物が４．９〜２８質量％含まれているものを任意に用いた。なお、この実施例において、組成の誤差に基づくコンポジットシートの物性に応じた実験結果の変化は観測されなかった。

また、ビアホールの直径は１５０μｍ、深さはコンポジットシートを貫通するので約６３０μｍ、アスペクト比（深さ／直径）は約４．２：１となる。

また、図５に示すような、スキージのコンポジットシート主面に対する傾斜角（アタック角）θは２０°であり、スキージの摺動速度は２０ｍｍ／ｓと固定した。このとき、コンポジットシートに直交する方向に印加される押しつけ力を変化させることにより、残存ペースト層の厚さを調節することができる。

また、導電性ペーストとしては、粘度５０Ｐａ・Ｓ（回転粘度系５ＲＰＭ時）のものであって、平均粒径２μｍの球形状の銅粒子８５質量％と、樹脂組成としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂３質量％と、グルシジルエステル系エポキシ樹脂９質量％と、硬化剤としてアミンアダクト硬化剤３質量％とを３本ロールにして混練したものを用いた。

以上の条件で、塗布工程を６回および仕上げ掻き取り工程を１回ずつ行ってペースト充填を行い、顕微鏡により、塗布工程毎のビアホール近傍の状態と、Ｘ線撮影によりペースト充填後のコンポジットシートの断面とを、それぞれ観察した。なお、各厚み毎に複数回試行を行った。結果を表１に示す。

表１に示すように、ペースト層の厚みを２０〜５０μｍとした場合、塗布工程においてビアホール開口部に窪みは発生せず、ペースト充填が完了した状態でも、気泡の存在を確認することはできなかった。また、充填された導電性ペーストはビアホール深部に到達していた。

一方、ペースト層の厚みを１０μｍとした場合は、ビアホール開口部に窪みが観測される場合もあり、充填された導電性ペーストはビアホール深部に到達しているが、気泡も若干観測された。

また、ペースト層の厚みを６０μｍとした場合は、ビアホール開口部の窪みは観測されないが、充填された導電性ペーストはビアホール深部に到達せず、ほとんど開口部近傍に滞留していた。これはスキージによる印圧が不十分であるためと考えられる。

したがって、最適な充填を行うにはペースト層の厚みを２０〜５０μｍとすることが望ましいが、少なくとも２０μｍ以上とすることで気泡の発生は防ぐことができる。また、少なくとも５０μｍ以下とすることで、ペーストを良好に充填することができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２による導電性ペーストの充填装置の構成図である。

図６に示すように、導電性ペーストの充填装置６００において、ペーストタンク６０１は導電性ペースト１０４を貯蔵する手段、吐出口６０２はペーストタンク６０１から導電性ペースト１０４を吐出させ、導電性ペースト１０４をコンポジットシート１０３上に配置する手段、スキージバー６０３は、後述するスキージ６０４をペーストタンク６０１と一体的に結合する手段、スキージ６０４はスキージバー６０３に装着され、上記掻き取り工程を実行する手段、移動テーブル６０５はペースト充填対象であるコンポジットシート１０３を載置し、外力により移動する手段である。なお、上記の構成において、スキージ６０４およびスキージバー６０３は本発明の塗布手段に相当する。

また図７はスキージ６０４の構成図である。スキージ６０４はスキージバー６０３と接続するためのホルダー７００と、導電性ペースト１０４の塗布面に接触する接触面７０１を有するスキージ本体７０２とを有している。ホルダー７００の材質としては、樹脂、金属等を用いればよいが、特に加圧によるたわみを防止し、スキージ６０４の先端に力を安定して印加させるため、ガラスエポキシ材を用いることが望ましい。また、スキージ本体７０２の材質としては、これもまた樹脂、金属等を用いてもよいが、硬度７０度程度のウレタンゴムを用いることが望ましい。

以上のような構成を有する導電性ペーストの充填装置６００は、コンポジットシート１０３を載置させた移動テーブル６０５を移動させながら、ペーストタンク６０１内の導電性ペースト１０４をコンポジットシート１０３に配置するとともに、スキージ６０４により、コンポジットシート１０３上のビアホールに導電性ペースト１０４を充填させる都とも二、スキージ６０４の通過跡に所定厚みのペースト層が形成される塗布を行い、実施の形態１の導電性ペーストの充填方法を実現させる。移動テーブル６０５の移動（図中白矢印方向）により、スキージ６０４は導電性ペースト１０４に対し図中黒矢印の方向に移動して、ビアホールへの充填、並びにペースト層１０７の生成を実現する。相対的にスキージ６０４は接触面７０１の、コンポジットシート１０３となす角θ_２が２０°となっており、これにより所望厚の残存ペースト層１０４を生成させるとともに、ビアホールへ十分に導電性ペーストを導入させることができる。また、スキージ本体の先端部７０３をホルダー７００の中心より後ろに配置したため、スキージ６０４の移動をスムーズに行わせることもできる。なお、上記の構成においては、スキージ６０４とペーストタンク６０１とはスキージバー６０３により一体的に結合されているものとしたが、分離した構成であってもよい。また、ペーストタンク６０１は省略して、導電性ペーストの配置は別途手段により行ってもよい。

なお、上記の各実施の形態において、コンポジットシート１０３は本発明のコンポジットシートに相当し、導電性ペースト１０４は本発明のペーストに相当し、ビアホール１０２は本発明の孔に相当し、保護フィルム１０１は本発明の保護層に相当する。ただし本発明は上記の構成に限定されるものではない。本発明の保護層はフィルムでなく、塗布された薬品やマスクパターンの成形により実現するものであってもよい。また、コンポジットシート１０３には保護フィルム１０１なしで直接導電性ペーストを塗布できる構成としてもよい。また、本発明のペーストは導電性ペースト１０４に限らず、他の種類のペーストを用いてもよい。例えば、伝熱性の高い絶縁材料のペーストを持ちいた場合、放熱ビアの作成に応用することができる。

また、上記の実施例では、アスペクト比が約４．２：１となるビアホールを例としたが、本発明はアスペクト比が実質上１：１以上のビアホールであれば十分効果が得られる。特に三次元実装モジュールに用いられる直径１５０μｍで深さ３００μｍの高アスペクトのビアホールに有効であり、さらに上記実施例と同様の条件下では、深さ９００μｍのビアホールにも充填を行うことができた。

また、上記の実施例ではビアホールの直径を１５０μｍとしたが、これより小さい径のビアホールに対しても本発明を実施してもよく、十分な効果が得られる。また、２００μｍ以下でも十分な効果が得られる。

また、上記の実施例では、スキージの押しつけ力を調節することによりペースト層の厚みを調節するものとして説明を行ったが、本発明はペースト層を所定の厚さにて形成できるような塗布を実現できれば、その具体的な方法により限定されるものではない。スキージの押しつけ力の他に、スキージの押しつけ角、ペーストの粘度、スキージの移動速度、スキージの角度といったパラメータの全部または一部を調整するようにしてもよい。

また、コンポジットシートの厚みが薄い場合、またはアスペクト比が比較的低いビアホールに充填を行う場合は、仕上げ掻き取り工程ばかりでなく、塗布工程においてもコンポジットシート裏面からの吸引を行うようにしてもよい。

また、上記の各実施の形態において、塗布工程はスキージを図中一方通行させるものとして説明を行ったが、複数回塗布工程を行う場合はスキージを往復させるようにしてもよい。また、塗布工程と仕上げ掻き取り工程とでスキージの移動方向が異なっていてもよい。

本発明にかかる導電性ペースト充填方法及び導電性ペースト充填装置は、ビアホールに対し、そのアスペクト比によらず導電性ペーストを効果的に充填することができる効果を有し、ビアの形成等に有用である。

（ａ）本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ｂ）本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ｃ）本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ｄ）本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ａ）本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ｂ）本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ｃ）本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ｄ）本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ａ）本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法に関する考察を説明するための図 （ｂ）本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法に関する考察を説明するための図 （ｃ）本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法に関する考察を説明するための図 本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法に関する考察を説明するための図 本発明の実施の形態１における導電性ペースト充填方法に関する考察を説明するための図 本発明の実施の形態２における導電性ペースト充填装置の構成図 本発明の実施の形態２における導電性ペースト充填装置のスキージの構成図 従来の技術における三次元実装モジュールの斜視図 従来の技術における三次元実装モジュールの模式分解図 従来の技術における三次元実装モジュールの断面図 （ａ）従来の技術における三次元実装モジュールのコンポジット層の製造方法を説明するための図 （ｂ）従来の技術における三次元実装モジュールのコンポジット層の製造方法を説明するための図 （ｃ）コンポジットシートの構成図 （ａ）従来の技術における三次元実装モジュールのコンポジット層の製造方法を説明するための図 （ｂ）従来の技術における三次元実装モジュールのコンポジット層の製造方法を説明するための図 （ｃ）従来の技術における三次元実装モジュールのコンポジット層の製造方法を説明するための図 （ｄ）従来の技術における三次元実装モジュールのコンポジット層の製造方法を説明するための図 （ｅ）従来の技術における三次元実装モジュールのコンポジット層の製造方法を説明するための図 （ａ）従来の技術におけるコンポジット層への導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ｂ）従来の技術におけるコンポジット層への導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ｃ）従来の技術におけるコンポジット層への導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ａ）従来の技術におけるコンポジット層への導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ｂ）従来の技術におけるコンポジット層への導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ｃ）従来の技術におけるコンポジット層への導電性ペースト充填方法を説明するための図 （ｄ）従来の技術におけるコンポジット層への導電性ペースト充填方法を説明するための図

符号の説明

１０１ 保護フィルム
１０２ ビアホール
１０３ コンポジットシート
１０４、１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０８ 導電性ペースト
１０５ 薄葉紙
１０６ スキージ
１０７ ペースト層

Claims (8)

1. コンポジットシートに開口された孔に導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填方法であって、
   前記コンポジットシート上に前記導電性ペーストを配置する工程と、
   前記コンポジットシートの裏面側からの導電性ペーストの吸引を行わず、かつ、前記孔内に前記導電性ペーストを一部導入させるとともに、前記孔の上部および周囲の領域に所定の厚みの導電性ペースト層が形成されるように前記導電性ペーストを塗布する塗布工程と、
   前記塗布工程により形成された前記導電性ペースト層上に導電性ペーストを再度配置する工程と、
   前記コンポジットシート上に前記導電性ペースト層と前記再度配置された導電性ペーストが残らないように掻き取る掻き取り工程とを備え、
   前記掻き取り工程において、前記導電性ペースト層と前記再度配置された導電性ペーストとが密着した状態を保つとともに、前記孔内に前記導電性ペーストと前記再度配置された導電性ペーストを導入することにより、前記孔に導電性ペーストを充填する、
   導電性ペースト充填方法。
2. 前記孔の深さと径とのアスペクト比は１：１以上である、請求項１に記載の導電性ペースト充填方法。
3. 前記孔の径は実質上２００μｍ以下である、請求項２に記載の導電性ペースト充填方法。
4. 前記導電性ペースト層の前記所定の厚みは実質上２０μｍ以上である、請求項１に記載の導電性ペースト充填方法。
5. 前記導電性ペースト層の前記所定の厚みは実質上５０μｍ以下である、請求項１または４に記載の導電性ペースト充填方法。
6. 前記塗布工程をスキージにて行い、
   前記スキージの押しつけ力、前記スキージの前記塗布された導電性ペーストに対する移動速度、前記スキージの、前記コンポジットシートの前記主面となす角度、前記導電性ペーストの粘度の全部または一部を調節することにより、前記導電性ペースト層の前記所定の厚みを調節する、請求項１に記載の導電性ペースト充填方法。
7. 前記コンポジットシートは、その主面に保護層が形成されており、
   前記導電性ペーストの塗布は、前記保護層への直接的な塗布として行われている、請求項１に記載の導電性ペースト充填方法。
8. コンポジットシートに開口された孔に導電性ペーストを充填する導電性ペースト充填装置であって、
   前記導電性ペーストが配置された前記コンポジットシートの裏面側からの、前記導電性ペーストの吸引を行わず、かつ、前記孔内に前記導電性ペーストを一部導入させるとともに、前記孔の上部および周囲の領域に所定の厚みの導電性ペースト層が形成されるように前記導電性ペーストを塗布する塗布手段と、
   前記塗布工程により形成された前記導電性ペースト層上に導電性ペーストを再度配置する配置手段と、
   前記コンポジットシート上に前記導電性ペースト層と前記再度配置された導電性ペーストが残らないように掻き取る掻き取り手段とを備え、
   前記掻き取り手段の掻き取りにより、前記導電性ペースト層と前記再度配置された導電性ペーストとが密着した状態を保つとともに、前記孔内に前記導電性ペーストと前記再度配置された導電性ペーストを導入することにより、前記孔に導電性ペーストを充填する、導電性ペースト充填装置。

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