(57)【要約】【課題】従来の導電ペーストの充填装置および充填方法に較べて、導電材料の取り扱いと維持管理が容易であり、充填装置が小型化されると共に、導電材料の利用効率が高められた充填装置および充填方法を提供する。【解決手段】室温より高い温度で融解する導電材料４０をシート材１１に設けられたビア穴Ｈに充填する充填装置であって、ワーク保持機構部２０と、充填ヘッド３０と、充填ヘッド送り機構部５０とを有してなり、充填ヘッド３０が、融解した導電材料４０ａをビア穴Ｈに擦り込む充填スキージ３３を端面に備え、シート材１１の表面に対して水平方向に遥動可能であり、内部に室温で固体状態の導電材料４０を保持し、該固体状態の導電材料４０をシート材１１の表面に対して垂直方向に移動するプッシャ３２を備えた、充填スキージホルダ３１を有してなる、充填装置１００とする。【選択図】図１
2010228104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室温より高い所定の温度で融解する導電材料をシート材の表面に設けられたビア穴に充填する導電材料の充填装置であって、
前記シート材を保持するための充填ベースと、該充填ベースに保持されたシート材の表面に供給される前記導電材料を前記所定の温度以上に加熱可能なワーク加熱ヒータとを備えるワーク保持機構部と、
前記導電材料を前記充填ベースに保持されたシート材の表面に供給し、該導電材料を前記ビア穴に充填する充填ヘッドと、
前記充填ヘッドを前記シート材の表面に対して水平方向および垂直方向に移動させる充填ヘッド送り機構部とを有してなり、
前記充填ヘッドが、
前記シート材の表面に接触し、該シート材の表面に供給された前記導電材料を前記ビア穴に擦り込む充填スキージを端面に備え、
前記シート材の表面に対して水平方向に遥動可能であり、
内部に室温で固体状態の前記導電材料を保持し、該固体状態の導電材料を前記シート材の表面に対して垂直方向に移動するプッシャを備えた、
充填スキージホルダを有してなることを特徴とする導電材料の充填装置。
【請求項２】
前記充填ベースの内部に、前記ワーク加熱ヒータが取り付けられ、
前記シート材を保持する前記充填ベースの上面の縁部に、吸着溝が設けられてなることを特徴とする請求項１に記載の導電材料の充填装置。
【請求項３】
内部において冷却用の水が循環可能な待機ベースが、前記充填ベースに隣接して、該充填ベースと上面を揃えるように配置されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の導電材料の充填装置。
【請求項４】
前記充填ヘッドが、
前記充填ベースに保持されたシート材の表面に対向するケースプレートと、
パッキンを端面に備え、前記シート材の表面に接触して前記ケースプレートとともに真空引き可能な密閉空間を構成するケース側壁とを有してなり、
前記充填スキージホルダが、前記密閉空間の内部に配置されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の導電材料の充填装置。
【請求項５】
前記充填ヘッドが、
前記充填ベースに保持されたシート材の表面に対して垂直方向に移動可能であり、先端にスキージを備えるスキージホルダを有してなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の導電材料の充填装置。
【請求項６】
前記充填ヘッド送り機構部が、
前記充填ベースを水平に保持するベースプレートに固定されたスライドガイドと、該スライドガイドに嵌合するスライド部を備えたスライドブロックと、
前記スライドブロックに固定されたガイドシャフトと、該ガイドシャフトに嵌合する昇降ブロックと、
前記昇降ブロックに固定された昇降プレートとを有してなり、
前記充填ヘッドが、前記昇降プレートに固定されてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の導電材料の充填装置。
【請求項７】
前記シート材が、多層回路基板の製造に用いられるシート材であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の導電材料の充填装置。
【請求項８】
前記導電材料が、
金属フィラーと、該金属フィラーの焼結温度より低い温度で融解し、室温で固体状態である低融点固体分散剤との混合物からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の導電材料の充填装置。
【請求項９】
前記低融点固体分散剤の融点が、１００℃以下であることを特徴とする請求項８に記載の導電材料の充填装置。
【請求項１０】
室温より高い所定の温度で融解する導電材料をシート材の表面に設けられたビア穴に充填する導電材料の充填装置であって、
前記シート材を保持するための充填ベースと、該充填ベースに保持されたシート材の表面に供給される前記導電材料を前記所定の温度以上に加熱可能なワーク加熱ヒータとを備えるワーク保持機構部と、
前記導電材料を前記充填ベースに保持されたシート材の表面に供給し、該導電材料を前記ビア穴に充填する充填ヘッドと、
前記充填ヘッドを前記シート材の表面に対して水平方向および垂直方向に移動させる充填ヘッド送り機構部とを有してなり、
前記充填ヘッドが、
前記シート材の表面に接触し、該シート材の表面に供給された前記導電材料を前記ビア穴に擦り込む充填スキージを端面に備え、
前記シート材の表面に対して水平方向に遥動可能であり、
内部に室温で固体状態の前記導電材料を保持し、該固体状態の導電材料を前記シート材の表面に対して垂直方向に移動するプッシャを備えた、充填スキージホルダを有してなる導電材料の充填装置を用いた充填方法であって、
前記充填ベースに前記シート材を保持し、前記ワーク加熱ヒータによりシート材の表面を前記所定の温度以上に加熱するシート材加熱工程と、
前記シート材加熱工程の後、前記充填ヘッド送り機構部により前記充填ヘッドを前記シート材の充填開始位置に移動する充填ヘッド移動工程と、
前記充填ヘッド移動工程の後、前記充填スキージホルダの内部に保持されている前記導電材料を前記プッシャにより前記シート材の表面に押し付けて、該導電材料を融解する導電材料供給工程と、
前記充填ヘッド送り機構部により前記充填ヘッドを前記シート材の表面に対して水平方向に移動させながら、シート材の表面で融解した前記導電材料を前記充填スキージにより前記ビア穴に擦り込む導電材料充填工程とを有してなることを特徴とする導電材料の充填方法。
【請求項１１】
前記充填ヘッドが、前記充填ベースに保持されたシート材の表面に対向するケースプレートと、パッキンを端面に備え、前記シート材の表面に接触して前記ケースプレートとともに真空引き可能な密閉空間を構成するケース側壁とを有してなり、前記充填スキージホルダが、前記密閉空間の内部に配置されてなる充填ヘッドであり、
前記導電材料供給工程と前記導電材料充填工程において、前記密閉空間を真空引きすることを特徴とする請求項１０に記載の導電材料の充填方法。
【請求項１２】
前記導電材料充填工程の後、前記密閉空間の真空を開放することを特徴とする請求項１１に記載の導電材料の充填方法。
【請求項１３】
前記充填ヘッドが、前記充填ベースに保持されたシート材の表面に対して垂直方向に移動可能であり、先端にスキージを備えるスキージホルダを有してなる充填ヘッドであり、
前記導電材料充填工程の後、前記スキージを前記シート材の表面に接触させた状態で、前記充填ヘッド送り機構部により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ながら、シート材の表面に残っている余剰の前記導電材料を掻き取り除去する余剰導電材料除去工程を有してなることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の導電材料の充填方法。
【請求項１４】
前記充填装置が、内部において冷却用の水が循環可能な待機ベースが、前記充填ベースに隣接して、該充填ベースと上面を揃えるように配置されてなる充填装置であり、
前記導電材料充填工程の後、前記充填ヘッド送り機構部により前記充填ヘッドを前記待機ベースに移動し、前記充填スキージホルダの内部に保持されている前記導電材料を冷却する導電材料冷却工程を有してなることを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の導電材料の充填方法。
【請求項１５】
前記シート材が、多層回路基板の製造に用いられるシート材であることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の導電材料の充填方法。
【請求項１６】
前記導電材料が、
金属フィラーと、該金属フィラーの焼結温度より低い温度で融解し、室温で固体状態である低融点固体分散剤との混合物からなることを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の導電材料の充填方法。
【請求項１７】
前記低融点固体分散剤の融点が、１００℃以下であることを特徴とする請求項１６に記載の導電材料の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室温より高い温度で融解する導電材料をシート材の表面に設けられたビア穴に充填する充填装置およびそれを用いた充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導体パターンが形成された樹脂フィルムを複数枚積層し、加熱・加圧により一括して貼り合わせる、多層回路基板の製造方法がある。該多層回路基板の製造方法では、一般的に、前記樹脂フィルムに形成されたビア穴に金属フィラーを溶剤で錬ってペースト状にした導電ペーストを充填し、金属フィラーを焼結させて導体パターン間の電気的導通を確保する。また、該多層回路基板の製造においては、製造コストを低減するため、前記樹脂フィルムとして、例えば４５０ｍｍ角の多数個取りが可能な大きな面積のシート材が用いられる。この大きさのシート材においては、一般的に、３〜５万個のビア穴が形成されることとなる。
【０００３】
上記シート材の表面に設けられたビア穴に導電ペーストのような流動状物質を充填する、流動状物質の充填装置および充填方法が、例えば、特開２００３−１８２０２３号公報（特許文献１）と特開２００５-３２９５７０号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００４】
図６（ａ）は、シート材１０表面への底付ビア（導体パターンを底とするビア穴）Ｈの形成の様子を示した模式的な断面図であり、図６（ｂ）は、底付ビアＨへの導電ペースト４の充填の様子を示す断面図である。尚、図６に示すシート材１０は、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム１の一方の面に金属（銅）箔２が貼り合わされており、反対側の面には保護フィルム３が貼り合わされている。また、銅箔２は、実際には所定の導体パターンに加工されているが、図６では簡略化して図示してある。
【０００５】
図６（ａ）に示すように、ビア穴形成工程において、レーザ加工装置Ｌによるレーザ光を保護フィルム３の上からシート材１０に照射して、銅箔２を底とする底付ビアＨを形成する。底付ビアＨは、例えば、直径が１００〜１５０μｍ、深さが５０〜２５０μｍの微細な穴である。
【０００６】
次に、図６（ｂ）に示すペースト充填工程において、シート材１０の表面に供給された導電ペースト４を、機械的にスキージ（ヘラ）Ｓを用いて、保護フィルム３越しに底付ビアＨ内へ押し込み充填する。導電ペースト４は、例えば銀（Ａｇ）と錫（Ｓｎ）の数μｍの微細粉末を金属フィラーとし、銀と錫の比率を安定した状態に保つため、テルピネオールオール等の揮発性溶剤に分散してペースト状としたものである。導電ペースト４の充填にあたっては、底付ビアＨ内の空気を完全に導電ペースト４と入れ替える必要から、真空充填が実施される。より詳細に説明すると、充填装置の充填ヘッド内に導電ペースト４を保持し、シート材１０の表面に充填ヘッドの開口部を押し当てることで、真空引き可能な充填室を構成する。そして、該充填室内に配置されているスキージＳを用いて、シート材１０の表面に供給された導電ペースト４を、保護フィルム３越しに底付ビアＨ内へ押し込み充填する。保護フィルム３は、底付ビアＨ以外の樹脂フィルム表面に導電ペースト４が付着しないようにするためのもので、導電ペースト４の溶剤蒸発後には樹脂フィルム１から剥離される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１８２０２３号公報
【特許文献２】特開２００５-３２９５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図６（ｂ）に示す導電ペースト４は、銀や錫の金属粉末とテルピネオールオール等などの高粘度溶剤から構成された非ニュートン流体であり、常時攪拌状態に保たないと溶剤と金属粉末が分離する。このため、充填作業時間外においても、導電ペースト４を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、導電ペースト４中の気泡の除去が必須事項である。このため、大量の導電ペースト４を大気中で混合した後には、長時間の高真空脱泡が必要になる。しかしながら、導電ペースト４が真空下に長時間曝されると、導電ペースト４中の溶剤分が蒸発し、粘度が上昇して充填組成が変わってしまうといった問題が発生するようになる。従って、この導電ペースト４中の粘度上昇を抑制するため、充填装置においては、前記充填室の真空圧を導電ペースト４の溶剤蒸気圧より低い真空圧で管理し、充填室前後に高真空の排気室を併設して充填を行っている。
【０００９】
また、例えば上記した４５０ｍｍ角のシート材１０にある３〜５万個の底付ビアＨを充填する場合、必要な導電ペースト４の量は５ｇにも満たない。しかしながら、導電ペースト４の組成を安定化するため、上記充填装置の充填室内には、２ｋｇ前後の導電ペースト４を保持して管理している。さらに、スキージＳ近くの流動していない導電ペースト４は、ダイラタンシー現象によってスキージＳに固着するため、スキージＳの定常的な清掃が必要である。このスキージＳの清掃の際には、残っている導電ペースト４を充填ヘッドから取り出して作業するため、導電ペースト４が無駄に消費されることとなる。
【００１０】
以上のように、導電ペースト４の取り扱いには細心の注意が必要であり、その維持管理には多大な工数と装置が必要で、資源の利用効率も悪い。導電ペースト４のこれらの問題を解決するため、多層回路基板における配線層間の接続導体として、従来の導電ペースト４に較べて製造時の取り扱いが容易であり、接続信頼性と製造歩留りを高めることのできる新たな導電材料およびその充填方法が発明された。該導電材料は、金属フィラーと、該金属フィラーの焼結温度より低い温度で融解し、室温で固体状態である低融点固体分散剤との混合物からなり、室温で固体状態である。該導電材料を、加熱された樹脂フィルム上に供給し、軟化した該導電材料を底付ビア内に押し込み充填し、充填が終了した樹脂フィルムを室温に冷却して、導電材料を固体状態に戻す。該導電材料およびその充填方法については、現在特許出願中である（特願２００８−２９６０７４）。
【００１１】
そこで本発明は、上記新たな導電材料の充填に好適な、室温より高い温度で融解する導電材料をシート材の表面に設けられたビア穴に充填する充填装置およびそれを用いた充填方法であって、従来の導電ペーストの充填装置およびそれを用いた充填方法に較べて、導電材料の取り扱いと維持管理が容易であり、充填装置が小型化されると共に、導電材料の利用効率が高められた充填装置およびそれを用いた充填方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、室温より高い所定の温度で融解する導電材料をシート材の表面に設けられたビア穴に充填する導電材料の充填装置であって、前記シート材を保持するための充填ベースと、該充填ベースに保持されたシート材の表面に供給される前記導電材料を前記所定の温度以上に加熱可能なワーク加熱ヒータとを備えるワーク保持機構部と、前記導電材料を前記充填ベースに保持されたシート材の表面に供給し、該導電材料を前記ビア穴に充填する充填ヘッドと、前記充填ヘッドを前記シート材の表面に対して水平方向および垂直方向に移動させる充填ヘッド送り機構部とを有してなり、前記充填ヘッドが、前記シート材の表面に接触し、該シート材の表面に供給された前記導電材料を前記ビア穴に擦り込む充填スキージを端面に備え、前記シート材の表面に対して水平方向に遥動可能であり、内部に室温で固体状態の前記導電材料を保持し、該固体状態の導電材料を前記シート材の表面に対して垂直方向に移動するプッシャを備えた、充填スキージホルダを有してなることを特徴としている。
【００１３】
上記充填装置は、室温より高い所定の温度で融解する導電材料を、シート材の表面に設けられたビア穴に充填する充填装置である。言い換えれば、上記充填装置は、室温で固体状態の上記導電材料を、上記所定の温度以上に加熱し、該導電材料を融解させてから、シート材の表面に設けられたビア穴に充填する。このため、上記充填装置においては、ワーク保持機構部にワーク加熱ヒータが備えられており、該ワーク加熱ヒータで充填ベースに保持されたシート材を加熱して、その表面に供給される上記導電材料が融解するようにしている。上記導電材料は、室温の固体状態でスティック状にして（以下、スティック導電材料と呼ぶ）、充填ヘッドの充填スキージホルダ内に保持されており、該スティック導電材料が、プッシャによりシート材の表面に押し付けられる。これによって、先端部分がシート材の表面からの熱伝導で融解し、融解した導電材料が、シート材の表面に供給される。充填ヘッドを充填ヘッド送り機構部でシート材の表面に対して水平方向に移動させながら、シート材の表面に供給されている上記融解した導電材料を、充填スキージでビア穴に擦り込む。これによって、導電材料が、シート材の表面に設けられたビア穴に充填される。
【００１４】
上記充填装置は、室温より高い温度で融解する導電材料（言い換えれば、室温で固体状態の導電材料）を利用可能にしていることから、従来の室温で流動する導電ペーストの使用に付随した問題点を排除することが可能である。すなわち、上記充填装置の充填スキージホルダ内に保持するスティック導電材料は、固体状態であるため、従来の導電ペーストと異なり、充填スキージホルダ内での真空脱泡や攪拌が必要なくなり、安定的な組成を長期に亘って維持することができる。また、真空脱泡や攪拌が必要ないため、充填ヘッドも小型化することができる。
【００１５】
充填スキージホルダ内に保持するスティック導電材料の量は、充填量にあわせた任意の体積とすることができ、複数枚のシート材に対して連続充填することが可能である。また、シート材に充填する際には、プッシャによるスティック導電材料のシート材への押し付け圧力を適宜制御することで、シート材の表面へ供給する融解した導電材料の量を、必要最小量に制限することができる。例えば、４５０ｍｍ角のシート材にある３〜５万個の底付ビア（導体パターンを底とするビア穴）を充填する場合、シート材の表面へ供給する融解した導電材料の量を、約５ｇに制限することができる。これは、従来の導電ペーストの使用量の約４００分の１に相当する。
【００１６】
充填が終了してシート材の表面から離れた充填ヘッドの充填スキージホルダ内では、融解していた先端部分の導電材料が再び固体状態に戻るため、充填スキージを次サイクルに合わせて容易に清掃することが可能である。また、この清掃に伴う導電材料の無駄な消費は発生しない。
【００１７】
さらに、上記導電材料の充填装置においては、上述した充填ヘッドの小型化と室温で固体状態の導電材料を使用していることにより、充填ヘッドをシート材の任意の位置に移動して充填することが可能である。従来の室温で流動可能な導電ペーストを使用する充填ヘッドでは、シート材の表面が充填ヘッド内の導電ペーストを保持する底板として機能するため、充填ヘッドを移動する際には、シート材の表面を滑らすように移動する必要があった。しかしながら、上記導電材料の充填装置においては、充填ヘッドがシート材の表面から離れているときは、充填スキージホルダ内に保持されている導電材料が、固化した状態にある。従って、充填ヘッドをシート材の表面から離しても、充填スキージホルダ内に保持されている導電材料が流れ出すことがなく、充填ヘッドをシート材の表面から持ち上げて、任意の位置に移動することが可能である。充填ヘッドのこのような動作の実現により、従来困難であった一枚のシート材に多数あるビア穴について、一部への部分充填や、部分的に異なる種類の導電材料の充填が可能となる。
【００１８】
以上のようにして、上記導電材料の充填装置は、室温より高い温度で融解する導電材料をシート材の表面に設けられたビア穴に充填する充填装置であって、従来の導電ペーストの充填装置に較べて、導電材料の取り扱いと維持管理が容易であり、小型化されると共に、導電材料の利用効率が高められた充填装置とすることができる。
【００１９】
上記導電材料の充填装置においては、請求項２に記載のように、前記充填ベースの内部に、前記ワーク加熱ヒータが取り付けられ、前記シート材を保持する前記充填ベースの上面の縁部に、吸着溝が設けられてなることが好ましい。これによれば、充填ベースの上面に載せられたシート材を、上記吸着溝を介してワークチャック真空ポンプで吸着して安定的に保持し、充填ベースの内部に取り付けられたワーク加熱ヒータで、効率的に加熱することができる。
【００２０】
また、上記導電材料の充填装置においては、請求項３に記載のように、内部において冷却用の水が循環可能な待機ベースが、前記充填ベースに隣接して、該充填ベースと上面を揃えるように配置されてなることが好ましい。これによれば、充填が終了した充填ヘッドを上記待機ベースに移動することで、充填スキージホルダ内で融解している導電材料を急速に固化し、導電材料が必要以上に流れ出ないようにすることができる。
【００２１】
上記導電材料の充填装置においては、請求項４に記載のように、前記充填ヘッドが、前記充填ベースに保持されたシート材の表面に対向するケースプレートと、パッキンを端面に備え、前記シート材の表面に接触して前記ケースプレートとともに真空引き可能な密閉空間を構成するケース側壁とを有してなり、前記充填スキージホルダが、前記密閉空間の内部に配置されてなることが好ましい。
【００２２】
充填スキージホルダ内に保持される導電材料は、固体状態であるため、高真空状態に曝しても、従来の導電ペーストのような粘度上昇の問題が発生しない。このため、上記密閉空間を高真空状態とすることで、シート材の表面で融解された導電材料を、ビア穴への充填直前に、高真空脱泡することができる。これによって、気泡のない高密度充填が実現できる。また、従来の導電ペーストの充填装置に較べて、より深い底付ビアへの充填が可能である。
【００２３】
また、上記導電材料の充填装置においては、請求項５に記載のように、前記充填ヘッドが、前記充填ベースに保持されたシート材の表面に対して垂直方向に移動可能であり、先端にスキージを備えるスキージホルダを有してなることが好ましい。
【００２４】
これによれば、導電材料の充填が終了した後、スキージをシート材の表面に接触させた状態で、充填ヘッド送り機構部により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ことで、シート材の表面に残っている余剰の導電材料を掻き取り除去することができる。
【００２５】
上記充填装置における前記充填ヘッド送り機構部は、例えば請求項６に記載のように、前記充填ベースを水平に保持するベースプレートに固定されたスライドガイドと、該スライドガイドに嵌合するスライド部を備えたスライドブロックと、前記スライドブロックに固定されたガイドシャフトと、該ガイドシャフトに嵌合する昇降ブロックと、前記昇降ブロックに固定された昇降プレートとを有してなり、前記充填ヘッドが、前記昇降プレートに固定されてなる構成とすることができる。
【００２６】
以上のようにして、上記導電材料の充填装置は、室温より高い温度で融解する導電材料をシート材の表面に設けられたビア穴に充填する充填装置であって、従来の導電ペーストの充填装置に較べて、導電材料の取り扱いと維持管理が容易であり、小型化されると共に、導電材料の利用効率が高められた充填装置となっている。
【００２７】
従って、上記充填装置は、請求項７に記載のように、前記シート材が、大きな面積で多数のビア穴が形成された、多層回路基板の製造に用いられるシート材である場合に好適である。
【００２８】
また、上記充填装置における前記導電材料は、例えば請求項８に記載のように、金属フィラーと、該金属フィラーの焼結温度より低い温度で融解し、室温で固体状態である低融点固体分散剤との混合物からなる構成とすることができる。この場合には、取り扱い上、請求項９に記載のように、前記低融点固体分散剤の融点が、１００℃以下であることが好ましい。
【００２９】
請求項１０〜１７に記載の発明は、上記充填装置を用いた導電材料の充填方法に関する発明である。
【００３０】
請求項１０に記載の充填方法は、上記充填装置における前記充填ベースに前記シート材を保持し、前記ワーク加熱ヒータによりシート材の表面を前記所定の温度以上に加熱するシート材加熱工程と、前記シート材加熱工程の後、前記充填ヘッド送り機構部により前記充填ヘッドを前記シート材の充填開始位置に移動する充填ヘッド移動工程と、前記充填ヘッド移動工程の後、前記充填スキージホルダの内部に保持されている前記導電材料を前記プッシャにより前記シート材の表面に押し付けて、該導電材料を融解する導電材料供給工程と、前記充填ヘッド送り機構部により前記充填ヘッドを前記シート材の表面に対して水平方向に移動させながら、シート材の表面で融解した前記導電材料を前記充填スキージにより前記ビア穴に擦り込む導電材料充填工程とを有してなることを特徴としている。
【００３１】
これによれば、上記請求項１に記載の充填装置において説明したように、請求項１に記載の充填装置を用いた、室温より高い温度で融解する導電材料をシート材の表面に設けられたビア穴に充填する充填方法であって、従来の導電ペーストの充填方法に較べて、導電材料の取り扱いと維持管理が容易であり、導電材料の利用効率が高められた充填方法とすることができる。
【００３２】
請求項１１に記載のように、上記請求項４に記載の充填装置を用いる場合には、前記導電材料供給工程と前記導電材料充填工程において、前記密閉空間を真空引きすることが好ましい。これによって、上記請求項４に記載の充填装置において説明した効果を得ることができる。この場合、請求項１２に記載のように、前記導電材料充填工程の後、シート材の表面に供給されている導電材料の高真空脱泡が必要なくなるため、前記密閉空間の真空を開放することが好ましい。
【００３３】
請求項１３に記載のように、上記請求項５に記載の充填装置を用いる場合には、前記導電材料充填工程の後、前記スキージを前記シート材の表面に接触させた状態で、前記充填ヘッド送り機構部により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ながら、シート材の表面に残っている余剰の前記導電材料を掻き取り除去する余剰導電材料除去工程を有してなることが好ましい。これによって、上記請求項５に記載の充填装置において説明した効果を得ることができる。
【００３４】
請求項１４に記載のように、上記請求項３に記載の充填装置を用いる場合には、前記導電材料充填工程の後、前記充填ヘッド送り機構部により前記充填ヘッドを前記待機ベースに移動し、前記充填スキージホルダの内部に保持されている前記導電材料を冷却する導電材料冷却工程を有してなることが好ましい。これによって、上記請求項３に記載の充填装置において説明した効果を得ることができる。
【００３５】
請求項１５〜１７に記載の充填方法の効果についても、上記請求項７〜９に記載の充填装置において説明したとおりであり、その説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る充填装置の一例を示す図で、充填装置１００の全体構成を示す模式的な側面図であり、充填装置１００の要部が部分的に断面で示されている。
【図２】図１における二点鎖線Ａ−Ａでの断面矢視図で、充填ヘッド３０の詳細を示す図である。
【図３】図２における二点鎖線Ｂ−Ｂでの断面矢視図で、充填ヘッド３０の先端における充填部の形状を示す図である。
【図４】図１に示す「充填時」と「充填待機時」について、充填ヘッド３０への熱の出入りの様子と、導電材料４０の状態の違いを模式的に示した図である。
【図５】導電材料４０ａの充填終了後、スキージ３８によるシート材１１表面の導電材料４０ａの見切り動作を示す図である。
【図６】（ａ）は、シート材１０表面への底付ビア（導体パターンを底とするビア穴）Ｈの形成の様子を示した模式的な断面図であり、（ｂ）は、底付ビアＨへの導電ペースト４の充填の様子を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明は、室温より高い所定の温度で融解する導電材料をシート材の表面に設けられたビア穴に充填する導電材料の充填装置およびそれを用いた充填方法に関する。以下、本発明を実施するための形態を、図に基づいて説明する。
【００３８】
図１は、本発明に係る充填装置の一例を示す図で、充填装置１００の全体構成を示す模式的な側面図である。図１では、充填装置１００の要部が、部分的に断面で示されている。図２は、図１における二点鎖線Ａ−Ａでの断面矢視図で、充填ヘッド３０の詳細を示す図である。図３は、図２における二点鎖線Ｂ−Ｂでの断面矢視図で、充填ヘッド３０の先端における充填部の形状を示す図である。図４は、図１に示す「充填時」と「充填待機時」について、充填ヘッド３０への熱の出入りの様子と、導電材料４０の状態の違いを模式的に示した図である。また、図５は、導電材料４０ａの充填終了後、スキージ３８によるシート材１１表面の余剰の導電材料４０ａの除去動作を示す図である。
【００３９】
図１に示す充填装置１００は、室温より高い所定の温度で融解する導電材料４０を、シート材１１の表面に設けられたビア穴（底付ビア）Ｈに充填する導電材料４０の充填装置である。充填装置１００のワークであるシート材１１は、図６におけるシート材１０と同様のもので、同じ部分に同じ符号を付している。
【００４０】
図６のシート材１０では、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム１の一方の面に金属（銅）箔２が貼り合わされており、反対側の面には、保護フィルム３が貼り合わされていた。図１に示すシート材１１の樹脂フィルム１には保護フィルムが貼り合わされていないが、保護フィルムは、有っても無くてもよい。また、図１のシート材１１における銅箔２は、図６に示したシート材１０と同様に実際には所定の導体パターンに加工されているが、図１では簡略化して図示してある。
【００４１】
また、図１の充填装置１００における導電材料４０は、例えば金属フィラーと、該金属フィラーの焼結温度より低い温度で融解し、室温で固体状態である低融点固体分散剤との混合物とすることができる。この場合には、取り扱い上、上記低融点固体分散剤の融点が、１００℃以下であることが好ましい。
【００４２】
図１に示す導電材料４０の充填装置１００は、ワーク保持機構部２０、充填ヘッド３０および充填ヘッド送り機構部５０からなる３つの要部で構成されている。
【００４３】
第１の要部であるワーク保持機構部２０は、シート材１１を保持するための充填ベース２１と、該充填ベース２１に保持されたシート材１１の表面に供給される導電材料４０を融解温度以上に加熱可能なワーク加熱ヒータ２２とを備えている。このワーク加熱ヒータ２２によるシート材１１の加熱によって、室温で固体状態の導電材料４０は、シート材１１からの伝熱で融解し、流動可能な導電材料４０ａとなる。
【００４４】
ワーク保持機構部２０をより詳細に説明すると、充填ベース２１は、上面が水平となるように、ベースプレート２３に対してベース支柱２４で支えられている。シート材１１を保持する充填ベース２１の上面の縁部には、吸着溝２５が設けられている。吸着溝２５は、太線で示した配管により、ワークチャック真空ポンプ２６と接続されている。これによって、充填ベース２１の上面に載せられたシート材１１を、吸着溝２５を介してワークチャック真空ポンプ２６で真空吸着して、安定的に保持することができる。また、ワーク加熱ヒータ２２は、充填ベース２１の内部に取り付けられており、シート材１１を効率的に加熱することができる。
【００４５】
また、図１の充填装置１００においては、内部において冷却用の水２８が循環可能な待機ベース２７が、充填ベース２１に隣接して、該充填ベース２１と上面を揃えるように配置されている。後述するように、導電材料４０ａの充填が終了した充填ヘッド３０を待機ベース２７に移動することで、充填スキージホルダ３１内で融解している導電材料４０ａを急速に固化し、導電材料４０ａが必要以上に流れ出ないようにすることができる。
【００４６】
第２の要部である充填ヘッド３０は、導電材料４０を充填ベース２１に保持されたシート材１１の表面に供給し、シート材１１からの伝熱で流動可能になった導電材料４０ａを、シート材１１に形成されているビア穴Ｈに充填する。
【００４７】
より詳細に説明すると、充填ヘッド３０は、充填スキージホルダ３１を有している。充填スキージホルダ３１は、内部に室温で固体状態の導電材料４０を保持すると共に、該固体状態の導電材料４０をシート材１１の表面に対して垂直方向に移動するプッシャ３２を備えている。また、充填スキージホルダ３１は、図２と図３に示すように、シート材１１の表面に接触する端面に、充填スキージ３３を備えている。充填スキージ３３は、シート材１１の表面に供給され流動可能になった導電材料４０ａを、ビア穴Ｈに擦り込む。充填スキージホルダ３１は、後述するように、シート材１１の表面に対して、水平方向に遥動可能である。
【００４８】
また、図１の充填装置１００においては、充填ヘッド３０が、真空引き可能な密閉空間Ｍを構成する、ケースプレート３４とケース側壁３５とを有している。ケースプレート３４は、充填ベース２１に保持されたシート材１１の表面に対向し、ケース側壁３５は、シート材１１の表面に接触する端面にパッキン３６を備えている。充填スキージホルダ３１は、ケースプレート３４とケース側壁３５からなる密閉空間Ｍ内に配置されている。密閉空間Ｍは太線で示した配管で充填室真空ポンプ３７に接続されており、該充填室真空ポンプ３７により、密閉空間Ｍ内は高真空に排気される。
【００４９】
充填ヘッド３０の周りの細部について、図２でより詳細に説明すると、ケースプレート３４の上面には、支柱を介して、モータプレート３４ｍとガイドプレート３４ｇが固定されている。モータプレート３４ｍには、揺動モータＹＭが固定され、軸端には、揺動偏芯シャフトＹＳが図示しない継手により固定されている。揺動偏芯シャフトＹＳには、揺動タイミングプーリＹＰが取り付けられている。一方、ガイドプレート３４ｇには、回転ガイドＫＧが固定され、回転ガイドＫＧには、回転自在に偏芯シャフトＫＳが取り付けられ、偏芯シャフトＫＳには、タイミングプーリＫＰが固定されている。このタイミングプーリＫＰは、揺動タイミングプーリＹＰとタイミングベルトＴＢにより連結されており、揺動偏芯シャフトＹＳを回転させると、連動して偏芯シャフトＫＳも回転する。充填スキージホルダ３１の上面には、揺動偏芯シャフトＹＳおよび偏芯シャフトＫＳの偏芯部が、回転自在に勘合している。これにより、揺動偏芯シャフトＹＳおよび偏芯シャフトＫＳの回転に合わせて、充填スキージホルダ３１が前後左右に揺動する。
【００５０】
前述したように、充填スキージホルダ３１の下面には、充填スキージ３３が固定されている。充填スキージ３３は、図３に示すように、長円形をしている。充填スキージホルダ３１の内部には、エアにより上下方向に移動可能な状態で、プッシャ３２が設けられている。プッシャ３２の下面と充填スキージホルダ３１および充填スキージで構成される空間に、室温で固体状態にあるスティック状の導電材料４０がセットされる。
【００５１】
また、図１に示す充填装置１００においては、充填ヘッド３０が、スキージホルダ３９を有している。スキージホルダ３９は、スキージ昇降シリンダＳＳにより充填ベース２１に保持されたシート材１１の表面に対して垂直方向に移動可能であり、先端にスキージ３８が取り付けられている。図５に示すように、導電材料４０ａの充填が終了した後、スキージ３８をシート材１１の表面に接触させた状態で、次に示す充填ヘッド送り機構部５０により充填ヘッド３０をシート材１１の表面に対して水平方向に移動させることで、シート材１１表面に残っている余剰の導電材料４０ａを掻き取り除去することができる。
【００５２】
第３の要部である充填ヘッド送り機構部５０は、充填ヘッド３０をシート材１１の表面に対して水平方向および垂直方向に移動させる。
【００５３】
より詳細に説明すると、図１の充填装置１００における充填ヘッド送り機構部５０は、充填ベース２１を水平に保持するベースプレート２３に固定されたスライドガイド５１と、該スライドガイド５１に嵌合するスライド部５２ｓを備えたスライドブロック５２と有している。スライドブロック５２には、送りねじ５３のねじナット５３ｎが固定されている。送りねじ５３は、両端をガイド５３ｇにより回転可能に支持されている。送りねじ５３の一端は、図示しない継手により送りモータ５３ｍに固定されており、送りモータ５３ｍの回転によって、スライドブロック５２が、図１の左右方向に移動できるようになっている。
【００５４】
また、充填ヘッド送り機構部５０は、図２に示すように、充填ヘッド３０の両側で、各スライドブロック５２に固定されたガイドシャフト５４ｇと昇降シリンダ５４ｓ、およびガイドシャフト５４ｇに嵌合して上下方向に移動可能な昇降ブロック５５ｂとを有している。昇降ブロック５５ｂの下端には、昇降シリンダ５４ｓの軸端が固定されており、昇降シリンダ５４ｓの操作により、昇降ブロック５５ｂが上下に移動できる。また、充填ヘッド送り機構部５０は、両側の昇降ブロック５５ｂを連結して固定する昇降プレート５５ｐを有しており、充填ヘッド３０が、昇降プレート５５ｐに固定された構成となっている。以上の構成によって、充填ヘッド送り機構部５０が、充填ヘッド３０をシート材１１の表面に対して水平方向および垂直方向に移動させることができる。
【００５５】
以上の図１〜図４に示した充填装置１００は、室温より高い所定の温度で融解する導電材料４０を、シート材１１の表面に設けられたビア穴Ｈに充填する充填装置である。言い換えれば、上記充填装置１００は、室温で固体状態の導電材料４０を、上記所定の温度以上に加熱し、該導電材料４０を融解させてから、シート材１１の表面に設けられたビア穴Ｈに充填する。このため、充填装置１００においては、ワーク保持機構部２０にワーク加熱ヒータ２２が備えられており、該ワーク加熱ヒータ２２で充填ベース２１に保持されたシート材１１を加熱して、その表面に供給される導電材料４０が融解するようにしている。上記導電材料４０は、室温の固体状態でスティック状にして（以下、スティック導電材料と呼ぶ）、充填ヘッド３０の充填スキージホルダ３１内に保持されており、該スティック導電材料４０が、プッシャ３２によりシート材１１の表面に押し付けられる。これによって、先端部分がシート材１１の表面からの熱伝導で融解し、融解した導電材料４０ａが、シート材１１の表面に供給される。充填ヘッド３０を充填ヘッド送り機構部５０でシート材１１の表面に対して水平方向に移動させながら、シート材１１の表面に供給されている上記融解した導電材料４０ａを、充填スキージ３３でビア穴Ｈに擦り込む。これによって、導電材料４０ａが、シート材１１の表面に設けられたビア穴Ｈに充填される。
【００５６】
上記充填装置１００は、室温より高い温度で融解する導電材料４０（言い換えれば、室温で固体状態の導電材料４０）を利用可能にしていることから、図６において説明した、従来の室温で流動する導電ペースト４の使用に付随した問題点を排除することが可能である。すなわち、上記充填装置１００の充填スキージホルダ３１内に保持するスティック導電材料４０は、固体状態であるため、従来の導電ペースト４と異なり、充填スキージホルダ３１内での真空脱泡や攪拌が必要なくなり、安定的な組成を長期に亘って維持することができる。また、真空脱泡や攪拌が必要ないため、充填ヘッド３０も小型化することができる。
【００５７】
充填スキージホルダ３１内に保持するスティック導電材料４０の量は、充填量にあわせた任意の体積とすることができ、複数枚のシート材１１に対して連続充填することが可能である。また、シート材１１に充填する際には、プッシャ３２によるスティック導電材料４０のシート材１１への押し付け圧力を適宜制御することで、シート材１１の表面へ供給する融解した導電材料４０ａの量を、必要最小量に制限することができる。例えば、４５０ｍｍ角のシート材１１にある３〜５万個の底付ビア（導体パターンを底とするビア穴）を充填する場合、シート材１１の表面へ供給する融解した導電材料４０ａの量を、約５ｇに制限することができる。これは、図６において説明した、従来の導電ペースト４の使用量の約４００分の１に相当する。
【００５８】
充填が終了してシート材１１の表面から離れた充填ヘッド３０の充填スキージホルダ３１内では、融解していた先端部分の導電材料４０ａが再び固体状態に戻るため、充填スキージ３３を次サイクルに合わせて容易に清掃することが可能である。また、この清掃に伴う導電材料４０の無駄な消費は発生しない。
【００５９】
また、上記導電材料４０の充填装置１００においては、上述した充填ヘッド３０の小型化と室温で固体状態の導電材料４０を使用していることにより、充填ヘッド３０をシート材１１の任意の位置に移動して充填することが可能である。図６において説明した従来の室温で流動可能な導電ペースト４を使用する充填ヘッドでは、シート材１０の表面が充填ヘッド内の導電ペースト４を保持する底板として機能するため、充填ヘッドを移動する際には、シート材１０の表面を滑らすように移動する必要があった。しかしながら、図１〜図４に示した導電材料４０の充填装置１００においては、充填ヘッド３０がシート材１１の表面から離れているときは、充填スキージホルダ３１内に保持されている導電材料４０が、固化した状態にある。従って、充填ヘッド３０をシート材１１の表面から離しても、充填スキージホルダ３１内に保持されている導電材料４０が流れ出すことがなく、充填ヘッド３０をシート材１１の表面から持ち上げて、任意の位置に移動することが可能である。充填ヘッド３０のこのような動作の実現により、従来困難であった一枚のシート材１１に多数あるビア穴Ｈについて、一部への部分充填や、部分的に異なる種類の導電材料４０の充填が可能となる。
【００６０】
さらに、図１〜図４に示した導電材料４０の充填装置１００においては、充填スキージホルダ３１内に保持される導電材料４０が固体状態であるため、高真空状態に曝しても、図６において説明した従来の導電ペースト４のような粘度上昇の問題が発生しない。このため、ケースプレート３４とケース側壁３５からなる密閉空間Ｍを高真空状態とすることで、シート材１１の表面で融解された導電材料４０ａを、ビア穴Ｈへの充填直前に、高真空脱泡することができる。これによって、気泡のない高密度充填が実現できる。また、図６において説明した従来の導電ペースト４の充填装置に較べて、より深い底付ビアへの充填が可能である。
【００６１】
以上のようにして、図１〜図４に示した導電材料４０の充填装置１００は、室温より高い温度で融解する導電材料４０をシート材１１の表面に設けられたビア穴Ｈに充填する充填装置であって、図６において説明した従来の導電ペースト４の充填装置に較べて、導電材料４０の取り扱いと維持管理が容易であり、小型化されると共に、導電材料４０の利用効率が高められた充填装置となっている。
【００６２】
従って、上記充填装置１００は、図１〜図４に示したシート材１１が、大きな面積で多数のビア穴が形成された、多層回路基板の製造に用いられるシート材である場合に好適である。
【００６３】
次に、上記充填装置１００を用いた導電材料４０の充填方法の概略について説明する。
【００６４】
図１〜図４に示す充填装置１００を用いた導電材料４０の充填方法は、シート材加熱工程、充填ヘッド移動工程、導電材料供給工程および導電材料充填工程からなる４つの主な工程を有している。シート材加熱工程は、図１の充填装置１００における充填ベース２１にシート材１１を保持し、ワーク加熱ヒータ２２により、シート材１１の表面を導電材料４０が融解する所定の温度以上に加熱する。充填ヘッド移動工程は、上記シート材加熱工程の後、充填ヘッド送り機構部５０により充填ヘッド３０をシート材１１の充填開始位置に移動する。導電材料供給工程は、上記充填ヘッド移動工程の後、充填スキージホルダ３１の内部に保持されている導電材料４０をプッシャ３２によりシート材１１の表面に押し付けて、該導電材料４０を融解して、流動する導電材料４０ａに状態を変える。導電材料充填工程は、充填ヘッド送り機構部５０により充填ヘッド３０をシート材１１の表面に対して水平方向に移動させながら、シート材１１の表面で融解した導電材料４０ａを充填スキージ３３によりビア穴Ｈに擦り込む。
【００６５】
図１〜図４に示す充填装置１００を用い、上記４つの主な工程からなる充填方法によれば、先に説明したように、図６において説明した従来の導電ペースト４の充填方法に較べて、導電材料４０の取り扱いと維持管理が容易であり、導電材料４０の利用効率が高められた充填方法とすることができる。
【００６６】
図１〜図４に示す充填装置１００は、充填ヘッド３０がケースプレート３４とケース側壁３５からなる密閉空間Ｍを有していることから、前記導電材料供給工程と導電材料充填工程において、密閉空間Ｍを真空引きすることが好ましい。これによって、前述したように、シート材１１の表面で融解された導電材料４０ａをビア穴Ｈへの充填直前に高真空脱泡することができ、気泡のない高密度充填が実現できる。尚、この場合、前記導電材料充填工程の後、シート材１１の表面に供給されている導電材料４０ａの高真空脱泡が必要なくなるため、密閉空間Ｍの真空を開放することが好ましい。
【００６７】
また、図１〜図４に示す充填装置１００は、内部において冷却用の水２８が循環可能な待機ベース２７が充填ベース２１に隣接して配置されていることから、前記導電材料充填工程の後、充填ヘッド送り機構部５０により充填ヘッド３０を待機ベース２７に移動し、充填スキージホルダ３１の内部に保持されている導電材料４０ａを冷却する導電材料冷却工程を有してなることが好ましい。これによって、充填スキージホルダ３１内で融解している導電材料４０ａを急速に固化し、導電材料４０ａが必要以上に流れ出ないようにすることができる。
【００６８】
さらに、図１〜図４に示す充填装置１００は、充填ヘッド３０にスキージ３８が取り付けられていることから、前記導電材料充填工程の後、余剰導電材料除去工程を有する構成とする。すなわち、該余剰導電材料除去工程において、スキージ３８をシート材１１の表面に接触させた状態で、充填ヘッド送り機構部５０により充填ヘッド３０をシート材１１の表面に対して水平方向に移動させながら、シート材１１表面に残っている余剰の導電材料４０ａを掻き取り除去することができる。
【００６９】
次に、上記充填装置１００を用いた導電材料４０の充填方法について、具体例で説明する。
【００７０】
図１〜図４に示す充填装置１００は、ワークであるシート材１１の被充填面を上側に向けて平面保持するワーク保持機構部２０、シート材１１の被充填面を真空に保ちながら導電材料４０を充填する充填ヘッド３０、および充填ヘッド３０を移動させる充填ヘッド送り機構部５０の３つの要部と、これらを制御する図示していないコントローラ等から構成される。充填装置１００を用いた導電材料４０の充填動作は、基本的に、以下の７ステップの動作によって行う。すなわち、第１ステップ：シート材１１の平面保持及び加熱、第２ステップ：充填ヘッド３０を充填開始位置に移動、第３ステップ：充填ヘッド３０内の真空化及びスティック導電材料４０の加圧と融解している導電材料４０ａの脱泡、第４ステップ：充填ヘッド３０の充填終了位置まで移動し、その間に導電材料４０ａをビア穴（底付ビア）Ｈに充填、第５ステップ：充填ヘッド３０内を真空状態から開放、第６ステップ：充填ヘッド３０を待機ベース２７に移動しスティック導電材料４０を冷却、第７ステップ：シート材１１の取り外し、である。
【００７１】
以下、具体的な動作及び操作量を説明する。
【００７２】
スティック導電材料４０は、銀（Ａｇ）及び錫（Ｓｎ）の金属粉末（金属フィラー）に融点が４３℃のパラフィンを８ｗｔ％加えて練り固め、スティック状に成形したものを用いた。また、ワークであるシート材１１には、多層回路基板の製造に用いられるシート材で、４５０ｍｍ角の大きさで、Φ１００×５０μｍサイズのビア穴（底付ビア）Ｈが約４万ビア設けられているものを用いた。
【００７３】
このシート材１１を、充填ベース２１上に載せ、ワークチャック真空ポンプ２６によって平面吸着した。次に、充填ベース２１に内蔵したワーク加熱ヒータ２２によって、シート材１１をスティック導電材料４０の融点以上（具体的には６０℃）に加熱した。次に、シート材１１上の充填開始位置に充填ヘッド３０を移動し、充填ヘッド３０の充填スキージホルダ３１に加圧エアを供給し、プッシャ３２によってのスティック導電材料４０をシート材１１の表面に押し付け、先端を融解して流動可能な導電材料４０ａをシート材１１の表面に供給した。
【００７４】
以上の操作によって、充填ヘッド３０の充填準備が整ったため、充填ヘッド３０のケースプレート３４とケース側壁３５からなる密閉空間Ｍ内を真空化し、揺動モータＹＭを回転させ、充填スキージ３３の揺動攪拌動作を開始して、充填開始前の脱泡を行い、真空充填を行った。充填開始前の脱泡は−９８ｋＰａで１０秒間行い、充填速度は２０ｍｍ／ｓｅｃで、真空度は脱泡圧力と同様の−９８ｋＰａで、シート材１１上を３往復して充填した。充填最後の半往復は見切り速度６０ｍｍ／ｓｅｃで、仕上げ表面のビア穴Ｈにおける凹みは１μｍ以下とした。
【００７５】
上記充填動作の完了後、揺動モータＹＭを停止して充填スキージ３３の揺動攪拌動作を停止させ、充填室真空ポンプ３７を停止させて充填ヘッド３０の密閉空間Ｍ内の真空状態を開放し、充填ヘッド３０を待機ベース２７上に滑らせて移動することで、融解している充填スキージホルダ３１内の導電材料４０ａを固化した。
【００７６】
次に、昇降シリンダ５４ｓを上昇させ充填ヘッド３０を待機ベース２７から持ち上げ、充填ヘッド３０を図１に示すシート材１１の右端の位置に移動させた。次に、図５に示すように、スキージ昇降シリンダＳＳを下降しスキージ３８をシート材１１の表面に軽く接触させた状態で充填ヘッド３０を左方向に６０ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動して、シート材１１の表面にある余剰の導電材料４０ａを除去した。最後に、ワークチャック真空ポンプ２６を停止して、ワークであるシート材１１を取り出した。
【００７７】
以上の動作によって、シート材１１のビア穴（底付ビア）Ｈへの導電材料４０の充填を完了した。
【００７８】
上記充填装置１００を用いた導電材料４０の充填方法では、室温で固体状態の導電材料４０を使用することにより、１枚のシート材１１の充填もしくは連続して複数枚のワシート材１１の充填に使用しても、図６において説明した従来の導電ペースト４を用いた充填方法のように導電ペースト４の長期使用による汚染や脱泡による組成ずれを考慮する必要がないため、理想的な高真空下での高密度充填が可能になった。
【００７９】
また、充填ヘッドの清掃についても、従来の導電ペーストを用いた充填ヘッドでは導電ペーストを回収してから大きな充填室を清掃する定期保全作業が必要で有った。一方、上記充填装置１００の充填ヘッド３０の清掃については、固体状態の導電材料４０をシート材１１に接触させて融解し流動化させる方式であるため、充填スキージ３３周りの清掃は、はんだ印刷機のマスク洗浄に用いられるようなペーパーによるふき取り機構やアルコールを使ったウエット洗浄機構と類似のものを採用できる。このため、図１の充填装置１００に自動洗浄を付加することによって、一回の充填動作毎に自動洗浄が可能であり、充填装置１００の連続運転も実現可能である。
【００８０】
さらに、充填後のシート材１１についても、ワーク保持機構部２０から取り外すことにより、シート材１１が冷却されてビア穴Ｈ内に充填されている導電材料４０ａが固化するため、図６に示した従来の導電ペースト４にみられる導電ペースト４の乾燥による飛散や抜け落ちが無いなどの大きなメリットが得られ、生産性の向上と省資源化を図ることができる。
【００８１】
上記した具体例では、作業の安全と設備環境の両面から、導電材料４０の融解に寄与する成分として融点が４３℃のパラフィンを用いたが、使用目的や用途によっては、パラフィン以外の融解寄与成分を適宜採用することができる。また、導電材料４０の形状も、スティック状に限らず、例えば粉末状であってもよい。
【００８２】
以上に示したように、導電材料の充填装置およびそれを用いた充填方法は、室温より高い温度で融解する導電材料をシート材の表面に設けられたビア穴に充填する充填装置およびそれを用いた充填方法であって、従来の導電ペーストの充填装置およびそれを用いた充填方法に較べて、導電材料の取り扱いと維持管理が容易であり、充填装置が小型化されると共に、導電材料の利用効率が高められた充填装置およびそれを用いた充填方法となっている。
【符号の説明】
【００８３】
１００  充填装置
１１  シート材
Ｈ  ビア穴（底付ビア）
２０  ワーク保持機構部
２１  充填ベース
２２  ワーク加熱ヒータ
３０  充填ヘッド
３１  充填スキージホルダ
３２  プッシャ
３３  充填スキージ
４０  （固体状態にある）導電材料、（スティック導電材料）
４０ａ  （融解した）導電材料
５０充填ヘッド送り機構部
【図１】
2010228104.tif 000003
【図２】
2010228104.tif 000004
【図３】
2010228104.tif 000005
【図４】
2010228104.tif 000006
【図５】
2010228104.tif 000007
【図６】
2010228104.tif 000008