JP6295560B2 - 導電材料の充填方法および導電材料充填装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

特開２０１１−１８７６１９号公報

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。

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。

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通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、を行い、下側マスク、溶剤吸着シート、シート材、上側マスクとして、それぞれ所定箇所に位置決め用の孔が形成されたものを用意し、固定工程では、下側マスク、溶剤吸着シート、シート材、上側マスクにおけるそれぞれの位置決め用の孔にピンを挿入することにより、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し、充填工程では、貫通ビア内を吸引することで溶剤吸着シートに溶剤を吸着し、導電材料を濃縮することで金属粉末の充填率を高くし、固定工程と充填工程とを繰り返し行い、初めの第１固定工程では、シート材に形成された複数の貫通ビアの一部と連通する貫通孔（２０３ａ）が形成された上側マスクとしての第１上側マスク（２００ａ）を用いると共に、第１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（１７３ａ）が形成された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、第１上側マスクに形成された貫通孔と連通する貫通ビア内に導電材料としての第１導電材料（２ａ）を充填し、第１充填工程の後の第２固定工程では、シート材に形成された複数の貫通ビアの残部と連通する貫通孔（２０３ｂ）が形成された上側マスクとしての第２上側マスク（２００ｂ）を用いると共に、第２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（１７３ｂ）が形成された下側マスクとしての第２下側マスク（１７０ｂ）を用い、第２固定工程の後の第２充填工程では、第２上側マスクに形成された貫通孔と連通する貫通ビア内に、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している。

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。

また、請求項４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、さらにピンが備えられた下側ベース部（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）が形成されていると共に、ピンが挿入される位置決め用の孔が形成された下側マスク（１７０）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）が形成されていると共に、ピンが挿入される位置決め用の孔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。

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と共に位置決め用の孔が形成された溶剤吸着シート（１８０）および位置決め用の孔が形成されたシート材が順に配置されると共に、ピンが下側マスク、溶剤吸着シート、シート材、上側マスクにそれぞれ形成された位置決め用の孔に挿入され、溶剤吸着シートおよびシート材が下側マスクおよび上側マスクにて挟持され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、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通してシート材に形成された貫通ビア内を吸引することで溶剤を溶剤吸着シートに吸着させ、導電材料を濃縮することで金属粉末の充填率を高くする吸引部（１６０）吸引部（１６０）を有することを特徴としている。

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。

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。

本発明の第１実施形態における多層基板の模式的な断面図である。 本発明の第１実施形態における導電材料充填装置の部分断面図である。 本発明の第１実施形態における導電材料充填装置の部分断面図である。 図１に示す多層基板の製造工程を示す断面図である。 図４（ｃ）の工程における製造工程を示す詳細に示す断面図である。 図５に続く製造工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態における製造工程を示す断面図である。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (4)

1. 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、
   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通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、を行い、
   前記下側マスク、前記溶剤吸着シート、前記シート材、前記上側マスクとして、それぞれ所定箇所に位置決め用の孔が形成されたものを用意し、
   前記固定工程では、前記下側マスク、前記溶剤吸着シート、前記シート材、前記上側マスクにおけるそれぞれの前記位置決め用の孔にピンを挿入することにより、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し、
   前記充填工程では、前記貫通ビア内を吸引することで前記溶剤吸着シートに溶剤を吸着し、前記導電材料を濃縮することで前記金属粉末の充填率を高くし、
   前記固定工程と前記充填工程とを繰り返し行い、
   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導電材料の充填方法。
2. 前記シート材の一面に対する法線方向から前記シート材および前記下側マスクを視たとき、前記下側マスクに形成された前記貫通孔における前記シート材側の開口端は、前記シート材に形成された前記貫通ビアにおける前記下側マスク側の開口端の内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の導電材料の充填方法。
3. 前記シート材の一面に対する法線方向から前記シート材および前記下側マスクを視たとき、前記シート材に形成された前記貫通ビアにおける前記下側マスク側の開口端は、前記下側マスクに形成された前記貫通孔における前記シート材側の開口端の内側に位置していることを特徴とする請求項１に記載の導電材料の充填方法。
4. 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、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、さらにピンが備えられた下側ベース部（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）が形成されていると共に、前記ピンが挿入される位置決め用の孔が形成された下側マスク（１７０）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）が形成されていると共に、前記ピンが挿入される位置決め用の孔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と共に位置決め用の孔が形成された溶剤吸着シート（１８０）および位置決め用の孔が形成された前記シート材が順に配置されると共に、前記ピンが前記下側マスク、前記溶剤吸着シート、前記シート材、前記上側マスクにそれぞれ形成された前記位置決め用の孔に挿入され、前記溶剤吸着シートおよび前記シート材が前記下側マスクおよび前記上側マスクにて挟持され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通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ことで前記溶剤を前記溶剤吸着シートに吸着させ、前記導電材料を濃縮することで前記金属粉末の充填率を高くする吸引部（１６０）を有することを特徴とする導電材料充填装置。

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