JP5251579B2 - ペースト状物質を有底孔に充填する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート材表面に設けられた有底孔内にペースト状物質を充填するペースト状物質の充填装置及び方法である。

多層回路基板のそれぞれの層の基材は、通常は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂材料からなるシート材から形成されている。シート材には、微細なビア穴が多数設けられていて、これらのビア穴に導電ペーストを充填することにより、シート材の表面と裏面とが電気的に接続される。ビア穴にはビア底を導線回路とする有底ビア穴があり、このような有底ビア穴に導電ペーストを完全に充填するために通常は真空充填が採用される。この真空充填においては、シート材の被充填面とペーストとスキージとを真空中に配置した状態で、スキージによってペーストを有底ビア穴に擦り込むことにより、有底ビア穴内の空気が導電ペーストと入れ替えられて完全な充填が実現される。

上述の方式でシート材表面に設けられた有底ビア穴などの有底孔に導電ペーストなどのペースト状物質を充填する装置として、例えば特許文献１に記載された充填装置が知られている。この充填装置は、真空定盤に配置されたシート材の有底ビア穴内に導電ペーストを充填するための充填ヘッドと、前記充填ヘッドをシート材の表面に対して水平方向に移動させる移動手段とを備えており、充填ヘッド内に保持されたペーストをスキージパッキンを使って有底ビア穴に擦り込むものである。

特開２００５−３２９５７０号公報

特許文献１に記載された充填装置の充填ヘッドは、比較的大量のペースト、例えば数百枚のシート材のビア穴を充填できる量のペーストを保持している。

ところで、導電ペーストは、通常は、銀又は錫等の金属粉末とテレピネなどの高粘度溶剤から構成された非ニュートン流体（ダイラタント流体）であり、このため溶剤と金属粉末が分離しないようにペーストを常時攪拌する必要がある。また高品質な充填率を確保するためには真空脱泡によるペースト中の気泡の除去を頻繁に、例えば各シート材への充填前に実施する必要がある。そのため、特許文献１の充填装置の充填ヘッド内に保持された比較的大量のペーストは、脱泡のため及び充填のために頻繁に真空下に曝されることとなる。その結果、ペースト中の溶剤が蒸発してペーストの溶剤比率が低下することで粘度の上昇が起こり、このことが充填品質の低下の一つの要因となっていた。この問題を緩和するために、特許文献１の充填装置では、ビア穴への充填中は充填ヘッド内の充填室の真空圧をペーストの溶剤蒸気圧より高い圧力に設定するが、充填率を高めるために充填室前後に高真空の排気室を設けるという複雑な構成が提案されている。

また、スキージ近傍に固着したペーストは充填不良の原因になるため、特許文献１の充填装置を使う場合、固着したペーストを削り落とすためのダミービア穴をシート材の端部付近に多数設けておく必要があり、その結果シート材の有効スペースが減少するという問題が生じ、さらにスキージの定期的な清掃も必要であった。スキージの清掃を行う際には、装置を停止して充填ヘッド内のペーストを取り出してからスキージを清掃するので、シート材に使用された量より多量のペーストが清掃時に消費されることもあり、稼動停止による生産性の低下だけではなくペースト資源のロスということも問題としてあった。

さらに、特許文献１の充填装置では、充填ヘッドがシート材に接触していなければ、充填室内のペーストは重力により充填室から垂れ落ちてしまうので、充填ヘッドをシート材上から例えば待機場所等に移動させる場合に、垂れ落ちたペーストによる汚染を防ぐ対策又はペーストが垂れ落ちないように蓋をする等の特別な対策が必要であった。

本発明は前述した従来技術の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、高い充填品質及び高い生産性が実現される、ペースト状物質の充填装置及び充填方法を提供することである。

本発明は、上記課題を達成するための技術的手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載のペースト状物質の充填装置及び充填方法を提供する。

請求項１に記載の発明は、有底孔（１３）が形成されたシート材（１０）を載置して保持するワーク保持盤（２０）と、一定量のペースト状物質（Ｐ）を計量して準備するペースト状物質計量手段（３０）と、ワーク保持盤（２０）とペースト状物質計量手段（３０）との間を移動すると共に、ワーク保持盤（２０）に保持されたシート材（１０）に摺接して移動する充填ヘッド（４０）であって、該充填ヘッド（４０）がシート材（１０）の表面に当接することにより密閉される開口（４４）を有する充填室（４２）と、充填室（４２）内に配設されたスキージ（４３）にして、計量されて準備されたペースト状物質（Ｐ）を受容して保持し、保持したペースト状物質（Ｐ）を有底孔（１３）内に擦り込むスキージ（４３）とを備える充填ヘッド（４０）と、を具備するペースト状物質の充填装置であって、スキージ（４３）に受容されるペースト状物質（Ｐ）の量は、充填室（４２）の開口（４４）が開放されているときにおいてもスキージ（４３）から落下することなくスキージ（４３）に保持され得る量であることを特徴とするものである。

これによれば、充填ヘッド（４０）が保持し得るペースト状物質の量は比較的少量に制限されるので、充填ヘッド（４０）に供給されたペースト状物質は組成変化が生じる前に消費され、その結果安定した組成のペースト状物質による信頼度の高い充填が実現される。さらに、充填ヘッド（４０）のスキージ（４３）からペースト状物質が落下することがないので充填ヘッド（４０）の移動が容易になるという効果も得られる。

請求項２に記載の発明は、スキージ（４３）が、横断面で見たとき概ね逆Ｖ字形を形作る２枚のリップ部（４３ａ）を備えており、２枚のリップ部（４３ａ）の間にペースト状物質（Ｐ）を受容して保持する受容部（４３ｂ）が形成されていることを特徴とするものである。スキージ（４３）を逆Ｖ字形に形成することにより、ペースト状物質をその付着力を利用して２枚のリップ部（４３ａ）の間に付着させて保持させることが容易になると共に、有底孔（１３）へのペースト状物質の擦り込みも確実に行えるようになる。

請求項３に記載の発明は、充填ヘッド（４０）が、充填室（４２）の気密を保持するためにシート材（１０）の表面に当接するシール部材（４５）を更に備えることを特徴とするものである。これによれば、充填室（４２）の気密が確実に保持されると共に、シール部材を第２のスキージとして機能させることも可能になる。

請求項４に記載の発明は、充填ヘッド（４０）が、充填室（４２）内のペースト状物質（Ｐ）を攪拌するためにスキージ（４３）を充填室（４２）内で移動させるスキージ駆動機構（５０）を更に備えることを特徴とするものである。これにより、ペースト状物質の攪拌によってペースト状物質均質化と脱泡が促進される。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、スキージ駆動機構（５０）が、シート材（１０）の表面の法線方向に延びる軸線（Ａｒ）を中心にしてスキージ（４３）を公転運動させるスキージ公転機構（５０）からなることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明は、充填ヘッド（４０）が、シート材（１０）の表面に付着したペースト状物質（Ｐ）を回収するペースト状物質回収装置（６０）を更に備えることを特徴とするものである。これによれば、ペースト状物質回収装置（６０）は充填ヘッド（４０）と共に移動して、シート材（１０）上に残ったペースト状物質を回収することが可能になる。

請求項７に記載の発明は、上記ペースト状物質の充填装置が、充填ヘッド（４０）を清掃する清掃手段（７０）を更に具備し、充填ヘッド（４０）が清掃手段（７０）の配設場所へ移動して清掃されることを特徴とするものである。これによれば、ペーストの固着が生じる前の短い間隔で容易に充填ヘッド（４０）を清掃することが可能になり、また充填装置の稼動を定期的な清掃のために長時間停止する必要がなくなると共に清掃時に廃棄されるペースト状物質が大幅に削減される。さらに、スキージ（４３）に固着したペースト状物質を削り落とすためのダミー穴をシート材（１０）上に形成しておくことも不要になる。

請求項８に記載の発明は、ペースト状物質計量手段（３０）が計量マスク（３１）を備えており、一定量のペースト状物質（Ｐ）が計量マスク（３１）により計量されて準備されることを特徴とするものである。これによれば、一定量且つ一定形状（例えば棒状）のペースト状物質を計量マスクという比較的簡単な構成要素により成形して準備することが可能になる。

請求項１１に記載の発明は、開口（４４）を有する充填室（４２）と充填室（４２）内に配設されたスキージ（４３）とを備える充填ヘッド（４０）を用いてシート材（１０）に設けられた有底孔（１３）にペースト状物質（Ｐ）を充填する方法であって、ワーク保持盤（２０）上にシート材（１０）を載置して保持する段階と、計量ステーション（Ｓ１）において、一定量のペースト状物質（Ｐ）を計量して準備する段階と、計量された一定量のペースト状物質（Ｐ）を計量ステーション（Ｓ１）において充填ヘッド（４０）のスキージ（４３）に受容させる段階と、充填ヘッド（４０）をシート材（１０）上の充填開始位置に移動してシート材（１０）の表面に当接させることにより充填室（４２）の開口（４４）を閉じる段階と、充填ヘッド（４０）の充填室（４２）内を真空化する段階と、充填ヘッド（４０）をシート材（１０）に当接させたまま移動させることによりスキージ（４３）が保持するペースト状物質（Ｐ）を有底孔（１３）に真空充填する段階と、充填ヘッド（４０）の充填室（４２）内の真空を解放する段階と、充填ヘッド（４０）を計量ステーション（Ｓ１）に移動する段階と、シート材（１０）をワーク保持盤（２０）から取り外す段階と、を含み、スキージ（４３）に受容させるペースト状物質（Ｐ）の量は、充填室（４２）の開口（４４）が開放されているときにおいてもスキージ（４３）から落下することなくスキージ（４３）に保持され得る量であることを特徴とするものである。

これによれば、充填ヘッド（４０）が保持するペースト状物質の量は比較的少量でよいので、充填ヘッド（４０）に供給されたペースト状物質は組成変化が生じる前に消費され、その結果安定した組成のペースト状物質による信頼度の高い充填が実現される。

請求項１２に記載の発明は、充填ヘッド（４０）の充填室（４２）内を真空化する段階と、ペースト状物質（Ｐ）を有底孔（１３）に真空充填する段階と並行に実施される、充填室（４２）内のペースト状物質（Ｐ）を攪拌する段階を更に含むことを特徴とするものである。

請求項１３に記載の発明は、計量ステーション（Ｓ１）には、計量されたペースト状物質（Ｐ）を載置する載置プレート（３３）が備えられており、一定量のペースト状物質（Ｐ）を充填ヘッド（４０）のスキージ（４３）に受容させる段階が、計量されて載置プレート（３３）上に準備されたペースト状物質（Ｐ）をスキージ（４３）に付着させるために充填ヘッド（４０）を上方から載置プレート（３３）に当接させることにより充填室（４２）の開口（４４）を閉じる段階と、充填ヘッド（４０）の充填室（４２）内を真空化する段階と、充填室（４２）内のペースト状物質（Ｐ）を攪拌する段階と、攪拌を停止すると共に充填室（４２）の真空を解放する段階と、充填ヘッド（４０）を載置プレート（３３）に当接させたまま横に移動させて載置プレート（３３）から離す段階と、を含むことを特徴とするものである。このように真空充填時と同様に充填室（４２）内を真空にしてペースト状物質を攪拌することにより、ペースト状物質の均質化と脱泡が促進されると共にペースト状物質のスキージ（４３）への付着が確実になるという効果が得られる。

請求項１４に記載の発明は、充填ヘッド（４０）の充填室（４２）内の真空を解放する段階と、充填ヘッド（４０）を計量ステーション（Ｓ１）に移動する段階との間に、充填ヘッド（４０）を清掃ステーション（Ｓ２）に移動して清掃する段階を更に含むことを特徴とするものである。これによれば、ペーストの固着が生じる前の短い間隔で充填ヘッド（４０）を清掃するので清掃が容易になり、また充填装置の稼動を定期的な清掃のために長時間停止する必要がなくなると共に清掃時に廃棄されるペースト状物質が大幅に削減される。さらに、スキージ（４３）に固着したペースト状物質を削り落とすためのダミー穴をシート材（１０）上に形成しておくことも不要になる。

請求項１５に記載の発明は、充填ヘッド（４０）の充填室（４２）内の真空を解放する段階と、充填ヘッド（４０）を計量ステーション（Ｓ１）に移動する段階との間に、シート材（１０）の表面に残ったペースト状物質（Ｐ）を回収する段階を更に含むことを特徴とするものである。

請求項１６に記載の発明は、ワーク保持盤（２０）上にシート材（１０）を載置して保持する段階及びワーク保持盤（２０）からシート材（１０）を取り外す段階が１回実行される間に、一定量のペースト状物質（Ｐ）を計量する段階から充填ヘッド（４０）を計量ステーション（Ｓ１）に移動する段階までの各段階が複数回実行されることを特徴とするものである。これによれば、１枚のシート材（１０）に対して複数回のペースト供給と複数回のペースト充填とが行われる。この発明による方法は、１回分のペースト状物質の供給量が１枚のシート材（１０）に必要な量に満たない場合、あるいはペースト状物質の組成を例えば１回目の充填と２回目の充填で変えたい場合に好適に適用できる。

請求項１７に記載の発明は、一定量のペースト状物質（Ｐ）を計量して準備する段階及び一定量のペースト状物質（Ｐ）を充填ヘッド（４０）のスキージ（４３）に供給する段階が各１回実行される間に、それら以外のすべての段階が複数回実行されることを特徴とするものである。これによれば、１回のペースト状物質の供給によって複数枚のシート材（１０）に対する複数回の充填が行われる。この方法における１回分のペースト状物質の供給量は、重力に抗してスキージ（４３）が保持できる量、及びペーストの組成変化が生じる時間等を把握して決定すればよい。

なお、上記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一例である。

本発明の実施形態によるペースト状物質充填装置の模式的正面図である。 前記ペースト状物質充填装置の充填ヘッドの断面図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態によるペースト状物質充填装置について、その模式的な正面図である図１を参照して以下に説明する。第１の実施形態による充填装置は、多層回路基板の各層の基材を構成するシート材１０をワークとし、前記シート材１０の表面に設けられた有底ビア穴に、ペースト状物質として導電ペーストＰを充填するものである。

図１に示される充填装置は、シート材１０を広げた状態で保持するためのワーク保持盤２０と、計量ステーションＳ１に配置されて一定量の導電ペーストＰ（以下単に“ペーストＰ”と呼ぶ）を計量して分配するペースト計量装置３０と、保持したペーストＰをシート材１０の有底のビア穴１３に充填する充填ヘッド４０と、清掃ステーションＳ２に配置された清掃装置７０と、充填ヘッド４０を水平および上下に移動させるための充填ヘッド送り機構８０と、それらを共に上段プレート９１上に搭載するベースフレーム９０とを具備している。充填装置は、充填ヘッド４０の後述する充填室（４２）を真空にするための充填室真空ポンプ９３と、ワーク保持盤２０に真空を提供するためのワークチャック真空ポンプ９４も更に具備しており、それらはベースフレーム９０の下段プレート９２上に搭載されている。

第１の実施形態の充填装置のワークであるシート材１０は、熱可塑性樹脂製の樹脂シート１１の片面に導体箔１２が貼り付けられて形成されている。またこのシート材１０は、□４５０ｍｍの領域に、開口径１５０μｍ×深さ１５０μｍのサイズのビア穴１３を約４万個有している。前記ビア穴１３は導体箔１２によって底が形成されるので有底のビア穴１３である。

ワーク保持盤２０は、その平坦な定盤２１にシート材１０を載置し且つ真空吸着することにより保持するように構成されている。前記定盤２１の表面には、シート材１０の外周端に沿って配置された環状の吸引溝２２が設けられていて、前記吸引溝２２からワークチャック真空ポンプ９４に第１配管９５が接続されている。従って、ワークチャック真空ポンプ９４を作動させるとシート材１０は定盤２１上に真空吸着されて保持される。図示しないが、第１配管９５には三方弁が設けられていて、必要に応じて真空を開放できるようになっている。

次に充填装置の充填ヘッド４０についてその横断面図である図２も参照して以下に説明する。充填ヘッド４０は、直方体状の外形を有する本体部４１と、この本体部４１の内部に形成されてシート材側に開口４４を備える充填室４２と、前記充填室４２内に配設されたスキージ４３と、スキージ駆動機構５０と、ペースト回収装置６０とを具備している。スキージ駆動機構５０は、本実施形態においては、スキージ４３を中心軸線Ａｒの周りで公転運動させるスキージ公転機構５０として構成されている。なお、ペースト回収装置６０は図１には示されるが図２には示されない。

本体部４１は、図１及び図２に示されるその幅寸法よりはるかに長い図示されない奥行き寸法、つまり図の紙面に垂直な方向の寸法を有している。この奥行き寸法は、図１に示されるシート材１０の幅と同程度の寸法である。

充填室４２は、やはり本体部４１の外形と同様の奥行き寸法の長い細長い直方体形状を有している。充填室４２の開口４４の周囲にシール部材４５としてＯリング４５が設けられており、このＯリング４５がシート材１０の表面に接触することにより充填室４２の気密が維持される。また、充填室４２には、充填室真空ポンプ９３に第２配管９６をとおして連通している吸引ポート４６が開口しており、したがって、本体部４１のシール部材４５をシート材１０に当接させた状態で、充填室真空ポンプ９３を作動させることにより充填室４２を真空化することができる。第２配管９６は、図示されない三方弁を備えており、必要に応じて充填室４２の真空を開放できるようになっている。また第２配管９６は、充填ヘッド４０の移動を阻害しないように、十分な可撓性と余長とを有している。

スキージ４３は、ゴム状の弾性材料から作られた２枚のリップ４３ａを有しており、この２枚のリップ４３ａは上部で一体に結合されており、従ってスキージ４３はその横断面では概ね逆Ｖ字形を呈する。また２枚のリップ４３ａの間の空間がペーストＰを受容する受容部４３ｂであり、ペーストＰは受容部４３ｂを形成する２枚のリップ４３ａに付着することによりスキージ４３に保持される。

スキージ４３は、充填室４２の奥行き寸法と同様に、図示された幅寸法よりはるかに長い奥行き寸法を有している。より詳しく言うと、スキージ４３は、シート材１０のビア穴１３が設けられた領域をカバーできる奥行き寸法を有している。スキージ４３は、その上部がスキージ公転機構５０の後述するスキージ取付プレート５１に装着され、その下部、つまり２枚のリップ４３ａの先端側がシート材１０の表面に接触する。リップ４３ａは、それがシート材１０に接触したとき撓みが生ずるように、本体部４１に対する高さ位置が設定されている。

充填ヘッド送り機構８０は、充填ヘッド４０を図１中の矢印ａ〜ｉに示されるように水平移動及び垂直移動させることにより、それをワーク保持盤２０と計量ステーションＳ１と清掃ステーションＳ２との間で移動させると共に、矢印ｊに示されるようにワーク保持盤２０に保持されたシート材１０に摺接させて移動させることができるように、駆動モータ８１、ボールねじ８２、水平移動キャリッジ８３、ガイドレール８４、垂直移動台８５、シリンダ８６等を具備している。

スキージ公転機構５０は、スキージ４３を充填室４２内で移動させることによりペーストＰを攪拌するために設けられており、スキージ４３を取り付けるためのスキージ取付プレート５１と、シャフト５２と、シャフト５２を回転駆動するモータ５３とを具備している。モータ５３は、本体部４１の上方に設けられたモータ取付部材４７に固定されている。スキージ取付プレート５１は、スキージ４３等と同様にやはり図示されない長い奥行き寸法を有している。シャフト５２はその先端に、シャフト５２の中心軸線Ａｒから偏心した偏心軸部５４を有しており、この偏心軸部５４がスキージ取付プレート５１の中心に回動可能に接続されている。また、充填室４２の気密を維持するために、シャフト５２の周囲に当接する軸封止Ｏリング４８が本体部４１の充填室４２の上方に設けられている。以上のように構成されているので、スキージ公転機構５０のモータ５３を回転させると、スキージ取付プレート５１及びスキージ４３は、シャフト５２の中心軸線Ａｒを中心にし、かつ偏心軸部５４の偏心距離を公転半径として公転運動をすることとなる。

ペースト回収装置６０は、ペーストＰを有底ビア穴１３に充填した後、シート材１０の表面に残ったペーストＰを回収するためのものであって、シート材１０の表面に接触するゴム状弾性体から形成されたワイパー部材６１と、ワイパー部材６１を固定するワイパー取付部材６２と、このワイパー取付部材６２に連結された作動軸６３を有するシリンダ６４とを具備している。シリンダ６４は、スキージ公転機構５０のモータ５３が取り付けられていたモータ取付部材４７に取り付けられている。ペーストＰを回収するときはシリンダ６４の作動軸６３を下降させてワイパー部材６１の先端をシート材１０に接触させ、また回収しないときは作動軸６３を上昇させてワイパー部材６１の先端をシート材１０から離間させておく。

ペースト計量装置３０は、昇降可能な計量マスク３１と、計量マスク３１を昇降させる計量マスク昇降機構３２と、計量されたペーストＰが載置される載置プレート３３と、載置プレート３３を左右に往復移動させる載置プレート送り機構３４とを具備している。計量マスク３１は金属板から形成されていて、細長いスリット穴３１ａが中心にあけられたものである。図１は、計量された一つのペーストＰが載置プレート３３の右側の部分に載置された状態を示しており、このとき載置プレート３３はその左右の行程の最も右側に配置されており、また計量マスク３１はその下面が載置プレート３３から浮き上がった上昇位置に配置されている。ペーストＰを計量するときは、載置プレート３３を図１の左側に移動させた後、計量マスク３１の下面が載置プレート３３の上面に接する下降位置へ計量マスク３１を下降させる。次いで、ペーストＰを計量マスク３１のスリット穴３１ａにへら等を使って手動で充填する。充填後に計量マスク３１を上昇させてから載置プレート３３を右側に移動させると図１に示されるように、載置プレート３３上に載置された１個の計量ペーストＰが得られる。

ところで、本実施形態におけるペースト計量装置３０は、計量マスク３１のスリット穴３１ａに手動でペーストＰを充填するタイプのものであったが、本発明におけるペースト計量装置３０として第１の実施形態で例示されたもの以外の様々なタイプのものを利用できることは勿論である。

本実施形態では、ペースト計量装置３０で計量分配されるペーストＰは計量マスク３１の細長いスリット穴３１ａに対応した形の細長い棒状のものであり、この棒状のペーストＰは、スキージ４３の２枚のリップ４３ａの間に捕捉され得る幅と長さを有するように形成されている。また、本実施形態では、計量されるペーストＰの量は１枚のシート材１０のビア穴１３を充足できるほどの比較的少量であり、さらに前記量は、ペーストＰをスキージ４３に付着させたときそれが重力及び振動等によってスキージ４３から垂れ落ちないことを条件として定められた量でもある。

清掃装置７０は、清掃ステーションＳ２に配置されていて、主にスキージ４３に付着したペーストＰを清掃するものであり、基台７１に回転可能に配置されたクリーニングローラ７２を具備している。クリーニングローラ７２の周囲には交換可能なクリーニング紙（図示せず）が装着されている。スキージ４３に付着したペーストＰを清掃するには、スキージ４３がクリーニング紙に接するまで充填ヘッド４０を下降させてクリーニングローラ７２を回転させればよい。また、必要があれば、充填ヘッドの本体部４１に装着されたシール部材４５に付着したペーストＰ、さらにはペースト回収装置６０のワイパー部材６１に付着したペーストＰも同様に除去することができる。

（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態によるペーストＰの充填方法について以下に説明する。
まず、ワークであるシート材１０を、その有底のビア穴１３が表面で開口するように、ワーク保持盤２０上に載置して、真空吸着させて保持させる。

次に、計量ステーションＳ１において、ペースト計量装置３０を使って一定量のペーストＰを計量して載置プレート３３上に準備しておく。計量されたペーストＰはスキージ４３の２枚のリップ４３ａの間に捕捉され得るように細長い棒状に形成されている。また、ペーストＰの前記一定量は、ペーストＰをスキージ４３に付着させたときそれが重力及び充填ヘッド４０の移動中の振動等によってスキージ４３から垂れ落ちない量であると共に、少なくとも１枚のシート材１０の有底のビア穴１３を充填できる量である。

次に、準備された一定量のペーストＰを充填ヘッド４０のスキージ４３に供給する。このとき、スキージ４３の２枚のリップ４３ａの間に棒状ペーストＰが付着するように、スキージ４３と棒状ペーストＰを整列させた状態で充填ヘッド４０を上方から下降させ、そのシール部材４５が載置プレート３３に当接するまで下降させる。次に、充填室真空ポンプ９３を作動させて充填ヘッド４０の充填室４２内を真空にする。さらに、充填室４２の真空を維持したままスキージ公転機構５０を作動させる。これにより充填室４２内のペーストＰが攪拌されてペーストＰの均質化と脱泡が促進されるとともにペーストＰとスキージ４３との密着度が高まるという効果が得られる。約３０秒程度スキージ公転機構５０を作動させてから、この作動を停止し、次に充填室４２内の真空を開放して充填室真空ポンプ９３の作動を停止する。次いで充填ヘッド４０のシール部材４５を載置プレート３３に接触させた状態で図１の右方へ充填ヘッド４０を移動させる。このとき充填ヘッド４０は、その下に載置プレート３３が存在しなくなる位置まで水平方向右方へ移動される。

次に充填ヘッド４０を上昇させてから水平右方に移動させて充填開始位置の上方に配置してから、シール部材４５がシート材１０の表面に当接するまで充填ヘッド４０を下降させる。

次に充填室真空ポンプ９３を作動させて充填室４２内を真空にする。このとき、真空を維持した状態でスキージ公転機構５０を作動させる。

スキージ公転機構５０を作動させて１０秒程度経過させた後、充填室４２の真空度及びスキージ公転機構５０の作動を維持した状態で充填ヘッド４０をシート材１０の図１の左右の充填領域内で３往復させる。このとき、シール部材４５の内側の領域に位置するビア穴１３内も真空にされるので、ビア穴１３内にはスキージ４３によりペーストＰが容易に擦り込まれる。最後に充填ヘッド４０の移動速度を３倍程度に速めて片道移動させる。

次に、スキージ公転機構５０の作動を停止するとともに充填室４２内の真空を開放して充填ヘッド４０をシート材１０から持ち上げる。

次いで、ペースト回収装置６０を使ってシート材１０の表面に付着したペーストＰを回収するために、ペースト回収装置６０のワイパー部材６１の先端がシート材１０に当接するまでワイパー部材６１を下降させてから充填ヘッド４０を水平に移動させる。

次いで、充填ヘッド４０を清掃ステーションＳ２まで移動させて、清掃装置７０を使ってスキージ４３に付着しているペーストＰを清掃する。このとき、充填ヘッド４０のシール部材４５、さらには回収装置６０のワイパー部材６１に付着しているペーストＰを清掃してもよい。

次に充填ヘッド４０を計量ステーションＳ１に移動する。

次にシート材１０をワーク保持盤２０から取り外す。以上で一サイクルの充填工程が終了し、後続のシート材１０に対する充填工程も同様に繰り返して実施することができる。

（その他の実施形態）
第２の実施形態による充填方法においては、１枚のシート材１０のために充填ヘッド４０に１回ペーストが供給されたが、本発明においては、１枚のシート材１０に対して、複数回のペースト供給と複数回のペースト充填とが行われてもよい。この方法は、１回分のペーストの供給量が１枚のシート材１０に必要なペースト量に満たない場合、あるいはペーストの組成を例えば１回目と２回目で変えたい場合等に好適に適用される。

さらに、本発明においては、１回のペースト供給によって複数枚のシート材１０に対する複数回の充填を行ってもよい。この方法における１回分のペーストの供給量は、重力に抗してスキージ４３が保持できる量、及び組成変化が生じる時間等を把握して決定される。

１０ シート材
１３ 有底ビア穴
２０ ワーク保持盤
３０ ペースト計量装置
４０ 充填ヘッド
４２ 充填室
４３ スキージ
４４ 開口
５０ スキージ公転機構
６０ ペースト回収装置
７０ 清掃装置
８０ 送り機構
９０ ベースフレーム
９３ 充填室真空ポンプ

Claims (16)

1. 有底孔（１３）が形成されたシート材（１０）を載置して保持するワーク保持盤（２０）と、
   一定量のペースト状物質（Ｐ）を計量して準備するペースト状物質計量手段（３０）と、
   前記ワーク保持盤（２０）と前記ペースト状物質計量手段（３０）との間を移動すると共に、前記ワーク保持盤（２０）に保持された前記シート材（１０）に摺接して移動する充填ヘッド（４０）であって、該充填ヘッド（４０）が前記シート材（１０）の表面に当接することにより密閉される開口（４４）を有する充填室（４２）と、前記充填室（４２）内に配設されたスキージ（４３）にして、前記計量されて準備されたペースト状物質（Ｐ）を前記開口（４４）側から受容して保持し、保持した前記ペースト状物質（Ｐ）を前記有底孔（１３）内に擦り込むスキージ（４３）とを備える充填ヘッド（４０）と、を具備するペースト状物質の充填装置であって、
   前記スキージ（４３）に受容される前記ペースト状物質（Ｐ）の量は、前記充填室（４２）の前記開口（４４）が開放されているときにおいても前記スキージ（４３）から落下することなく前記スキージ（４３）に保持され得る量であり、
   前記スキージ（４３）が、横断面で見たとき概ね逆Ｖ字形を形作る２枚のリップ部（４３ａ）を備えており、前記２枚のリップ部（４３ａ）の間に前記ペースト状物質（Ｐ）を受容する受容部（４３ｂ）が形成されていていることを特徴とする、ペースト状物質の充填装置。
2. 前記充填ヘッド（４０）が、前記充填室（４２）の気密を保持するために前記シート材（１０）の表面に当接するシール部材（４５）を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載のペースト状物質充填装置。
3. 前記充填ヘッド（４０）が、前記充填室（４２）内の前記ペースト状物質（Ｐ）を攪拌するために前記スキージ（４３）を前記充填室（４２）内で移動させるスキージ駆動機構（５０）を更に備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のペースト状物質充填装置。
4. 前記スキージ駆動機構（５０）は、前記シート材（１０）の表面の法線方向に延びる軸線（Ａｒ）を中心にして前記スキージ（４３）を公転運動させるスキージ公転機構（５０）からなることを特徴とする、請求項３に記載のペースト状物質充填装置。
5. 前記充填ヘッド（４０）が、前記シート材（１０）の表面に付着した前記ペースト状物質（Ｐ）を回収するペースト状物質回収装置（６０）を更に備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のペースト状物質充填装置。
6. 前記充填ヘッド（４０）を清掃する清掃手段（７０）を更に具備する請求項１〜５のいずれか一項に記載のペースト状物質充填装置であって、前記充填ヘッド（４０）が前記清掃手段（７０）の配設場所へ移動して清掃されることを特徴とするペースト状物質充填装置。
7. 前記ペースト状物質計量手段（３０）が計量マスク（３１）を備えており、前記一定量のペースト状物質（Ｐ）が前記計量マスク（３１）により計量されて準備される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のペースト状物質充填装置。
8. 前記ペースト状物質（Ｐ）が導電ペースト（Ｐ）であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のペースト状物質充填装置。
9. 前記シート材（１０）が多層回路基板の各単層の基材であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のペースト状物質充填装置。
10. 開口（４４）を有する充填室（４２）と前記充填室（４２）内に配設されたスキージ（４３）とを備える充填ヘッド（４０）を用いてシート材（１０）に設けられた有底孔（１３）にペースト状物質（Ｐ）を充填する方法であって、
    ワーク保持盤（２０）上に前記シート材（１０）を載置して保持する段階と、
    計量ステーション（Ｓ１）において、一定量の前記ペースト状物質（Ｐ）を計量して準備する段階と、
    計量された前記一定量のペースト状物質（Ｐ）を前記計量ステーション（Ｓ１）において前記充填ヘッド（４０）の前記スキージ（４３）に前記開口（４４）側から受容させる段階と、
    前記充填ヘッド（４０）を前記シート材（１０）上の充填開始位置に移動して前記シート材（１０）の表面に当接させることにより前記充填室（４２）の前記開口（４４）を閉じる段階と、
    前記充填ヘッド（４０）の前記充填室（４２）内を真空化する段階と、
    前記充填ヘッド（４０）を前記シート材（１０）に当接させたまま移動させることにより前記スキージ（４３）が保持するペースト状物質（Ｐ）を前記有底孔（１３）に真空充填する段階と、
    前記充填ヘッド（４０）の前記充填室（４２）内の真空を解放する段階と、
    前記充填ヘッド（４０）を前記計量ステーション（Ｓ１）に移動する段階と、
    前記シート材（１０）を前記ワーク保持盤（２０）から取り外す段階と、を含み、
    前記スキージ（４３）に受容させる前記ペースト状物質（Ｐ）の量は、前記充填室（４２）の前記開口（４４）が開放されているときにおいても前記スキージ（４３）から落下することなく前記スキージ（４３）に保持され得る量であり、
    前記スキージ（４３）が、横断面で見たとき概ね逆Ｖ字形を形作る２枚のリップ部（４３ａ）を備えており、前記２枚のリップ部（４３ａ）の間に前記ペースト状物質（Ｐ）を受容する受容部（４３ｂ）が形成されていていることを特徴とするペースト状物質の充填方法。
11. 前記充填ヘッド（４０）の前記充填室（４２）内を真空化する前記段階と、前記ペースト状物質（Ｐ）を前記有底孔（１３）に真空充填する前記段階と並行に実施される前記充填室（４２）内のペースト状物質（Ｐ）を攪拌する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１０に記載のペースト状物質の充填方法。
12. 前記計量ステーション（Ｓ１）には、計量された前記ペースト状物質（Ｐ）を載置する載置プレート（３３）が備えられており、
    前記一定量のペースト状物質（Ｐ）を前記充填ヘッド（４０）の前記スキージ（４３）に受容させる前記段階が、
    計量されて前記載置プレート（３３）上に準備されたペースト状物質（Ｐ）を前記スキージ（４３）に付着させるために前記充填ヘッド（４０）を上方から前記載置プレート（３３）に当接させることにより前記充填室（４２）の前記開口（４４）を閉じる段階と、
    前記充填ヘッド（４０）の前記充填室（４２）内を真空化する段階と、
    前記充填室内（４２）の前記ペースト状物質（Ｐ）を攪拌する段階と、
    攪拌を停止すると共に前記充填室（４２）の真空を解放する段階と、
    前記充填ヘッド（４０）を前記載置プレート（３３）に当接させたまま横に移動させて前記載置プレート（３３）から離す段階と、を含むことを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のペースト状物質の充填方法。
13. 前記充填ヘッド（４０）の前記充填室（４２）内の真空を解放する前記段階と、前記充填ヘッド（４０）を前記計量ステーション（Ｓ１）に移動する前記段階との間に、充填ヘッド（４０）を清掃ステーション（Ｓ２）に移動して清掃する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のペースト状物質の充填方法。
14. 前記充填ヘッド（４０）の前記充填室（４２）内の真空を解放する前記段階と、前記充填ヘッド（４０）を前記計量ステーション（Ｓ１）に移動する前記段階との間に、前記シート材（１０）の表面に残った前記ペースト状物質（Ｐ）を回収する段階を更に含むことを特徴とする、請求項１３に記載のペースト状物質の充填方法。
15. 前記ワーク保持盤（２０）上に前記シート材（１０）を載置して保持する前記段階及び前記ワーク保持盤（２０）から前記シート材（１０）を取り外す前記段階が１回実行される間に、一定量の前記ペースト状物質（Ｐ）を計量する前記段階から前記充填ヘッド（４０）を前記計量ステーション（Ｓ１）に移動する前記段階までの各段階が複数回実行されることを特徴とする、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のペースト状物質の充填方法。
16. 一定量の前記ペースト状物質（Ｐ）を計量して準備する前記段階及び一定量の前記ペースト状物質（Ｐ）を前記充填ヘッド（４０）の前記スキージ（４３）に受容させる前記段階が各１回実行される間に、それら以外のすべての段階が複数回実行されることを特徴とする、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載のペースト状物質の充填方法。

Images