多层电路基板制造方法、导电材料填充装置及其使用方法

xiaoxiao2020-09-10  1

专利名称:多层电路基板制造方法、导电材料填充装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及多层电路基板的制造方法,该多层电路基板是重叠多层树脂薄膜而形成的,并且各层间的布线图案彼此间的电连接利用填充到贯通孔中的导电材料来进行。本发明涉及向在重叠多层树脂薄膜而形成的多层电路基板上设置的贯通孔内填充导电材料的导电材料填充装置及其使用方法。
背景技术
一直以来,例如,在重叠形成有布线图案的多层树脂薄膜后进行加热、压缩,从而形成多层电路基板。在该多层电路基板中,为了进行各层间的布线图案彼此间的电连接,采用如下方法利用激光加工机等在多层电路基板上开设通路孔之后,将用溶剂冶炼金属而成为膏状的导电材料(以下,称为导电膏)填充到通路孔内,对导电膏内的金属进行烧结(例如,参照专利文献1、2)。作为通路孔,有贯通多层电路基板的贯通孔和由导线电路构成的存在底面(以下, 称为孔底)的有底孔。在有底孔中,在将导电膏填充到通路孔内时,导电膏被孔底挡住,所以,导电膏不会从与通路孔的填充入口相反的一侧脱落。但是,在贯通孔中,导电膏往往从与通路孔的填充入口相反的一侧脱落。例如,作为导电膏,采用由银或锡的金属粉末和松油醇等高粘度溶剂构成的假粘性流体。此外,作为向微细的贯通孔(开口直径Φ150 300Mm、深度100 250Mm)填充导电膏的填充方法,采用刮板印刷(例如,参照专利文献1)。具体地说,将多层电路基板的被填充面的相反侧的面设置在吸附板上,并且,利用由吸附板进行的吸气对贯通孔内的空气进行排气,用刮板从被填充面压入导电膏,由此,能够抑制由存在内部空气而导致的填充不良,并且能够向贯通孔填充导电膏。专利文献1 日本特开2003-182023号公报专利文献2 日本特开2005-3^570号公报。但是,相对于贯通孔的开口直径,多层电路基板的厚度较薄(贯通孔的深度较浅) 时,存在如下问题刮板印刷成为掩模印刷那样的状态,在吸附板等上附着了导电膏,在从吸附板上剥离多层电路基板时,从贯通孔中脱落。特别是,确认了当多层电路基板的厚度d 为50Mm以下且开口直径为Φ 150Mm、也就是厚度d为开口直径的1/3倍以下时,完全不能够将导电膏填充到贯通孔内。因此,需要使多层电路基板的厚度d厚得与开口直径匹配等,产生如下问题成为阻碍高集成化的主要原因或者导致多层电路基板的成本上升。此外,在将导电膏填充到贯通孔中之后,从贯通孔露出的多余部分利用刮板擦去。 由于在该多余的导电膏(以下,称为无用膏)内也含有银或锡的金属粉末,所以,该部分的金属粉末在不被使用的情况下就被废弃。因此,希望能够降低无用膏内所含的金属材料的量。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的,其目的在于提供能够防止向形成在多层电路基板上的贯通孔中填充的导电材料脱落,并且,能够降低成为无用的导电材料内所含的金属粉末的多层电路基板的制造方法。 为了实现上述目的,技术方案1的发明的特征在于,包括设置工序,将多层电路基板(10)设置在溶剂吸附片材(21b)上;加热工序,对多层电路基板(10)进行加热;熔融工序,使导电材料(1)与被加热的多层电路基板(10)接触,由此,使导电材料(1)熔融;填充工序,将熔融的导电材料(1)填充到贯通孔(11)内,并且使溶剂吸附片材(21b)吸附导电材料(1)中所含的溶剂;固化工序,完成向贯通孔(11)填充所述导电材料(1)后,使填充在贯通孔(11)内的导电材料(1)固化;剥离工序,在导电材料(1)固化之后,将多层电路基板从溶剂吸附片材(21b)上剥离。这样,在溶剂吸附片材(21b)上设置多层电路基板(10),能够向贯通孔(11)填充导电材料(1 )。因此,导电材料(1)的溶剂被吸附在溶剂吸附片材(21b)内,导电材料(1)中所含的金属粉末在贯通孔(11)内浓缩而残留必要量。由此,能够相对于溶剂的比率而降低金属粉末的比率,能够降低无用的导电材料(1)内所含的金属材料的量。此外,由在室温下固化的材料构成导电材料(1),所以,在向贯通孔(11)内填充了导电材料(1)后,对多层电路基板(10)进行冷却,从而能够使导电材料(1)固化。因此,在使导电材料(1)固化之后,将多层电路基板(10)从溶剂吸附片材(21b)上剥离,从而能够防止导电材料(1)从贯通孔(11)脱落。因而,能够防止向形成在多层电路基板(10)上的贯通孔(11)填充的导电材料(1) 发生脱落,并且,能够降低无用的导电材料(1)内所含的金属粉末。技术方案2的发明的特征在于,包括在从溶剂吸附片材(21b)上剥离后的多层电路基板(10)的表面和背面这两面,形成布线图案形成用的金属层(12a、12b)的工序;在金属层(1加、12b)的表面形成蚀刻掩模(13a、13b)的掩模形成工序,该蚀刻掩模(13a、1 ) 具有覆盖配置在贯通孔(11)内的导电材料(1)的图案;利用通过掩模形成工序形成的蚀刻掩模(13a、13b)进行蚀刻,在多层电路基板(10)的表面和背面这两面,同时对金属层(12a、 12b)进行蚀刻,由此,形成布线图案的工序;在形成布线图案后,除去蚀刻掩模(13a、i;3b) 的工序。这样,在从溶剂吸附片材(21b)上剥离后的多层电路基板(10)的表面和背面形成布线图案,从而能够最终完成多层电路基板(10)。此时,对在表面和背面这两面形成的金属层(lh、12b)进行一次用于形成布线图案的蚀刻,所以,与在表面和背面分别进行蚀刻的情况相比较,能够谋求蚀刻工序的简化,能够谋求制造工序的削减。例如,如技术方案3所记载的那样,在设置工序中,在具有搭载面(21a)的填充基座(21)的搭载面(21a)上隔着溶剂吸附片材(21b)设置多层电路基板(10),在加热工序中,对填充基座(21)进行加热,从而进行多层电路基板(10)的加热,在熔融工序中,利用通过填充基座(21)的加热而被加热的多层电路基板(10)使导电材料(1)熔融,在填充工序中,在将多层电路基板(10)以及溶剂吸附片材(21b)载置在填充基座(21)的搭载面 (21a)上的状态下,向贯通孔(11)填充导电材料(1)。在技术方案4所记载的发明中,固化工序是在填充基座(21)的搭载面(21a)上配置有溶剂吸附片材(21b)和多层电路基板(10)的状态下,利用填充在贯通孔(11)内的导电材料(1)的散热来进行的。这样,在填充后能够容易使导电材料(1)固化。
此外,如技术方案5所记载的那样,在设置工序中,从搭载面(21a)吸附搭载在该搭载面(21a)上的溶剂吸附片材(21b)以及多层电路基板(10),从而由填充基座(21)保持溶剂吸附片材(21b)以及多层电路基板(10)。为了实现上述目的,技术方案6所记载的发明的特征在于,在利用加热器(22)对保持在搭载面(21a)上的多层电路基板(10)进行加热从而向贯通孔(11)内填充导电材料 (1)的填充基座(21)的搭载面(21a)和多层电路基板(10)之间,具有用于吸附导电材料(1) 中所含的溶剂的溶剂吸附片材(21b),利用填充头进给机构(40)使填充头(30)相对于多层电路基板(10)的表面在水平方向以及上下方向移动,从填充头(30)向多层电路基板(10) 的表面供给导电材料(1),由此向贯通孔(11)填充。这样,在填充基座(21)的搭载面(21a)上隔着溶剂吸附片材(21b)设置多层电路基板(10),能够向贯通孔(11)填充导电材料(1)。因此,导电材料(1)的溶剂被吸附到溶剂吸附片材(21b)内,导电材料(1)所含的金属粉末在贯通孔(11)内浓缩而残留必要量。由此,相对于溶剂的比率能够降低金属粉末的比率,能够降低无用的导电材料(1)内所含的金属材料的量。此外,由在室温下固化的材料构成导电材料(1),所以,在向贯通孔(11)中填充了导电材料(1)之后,对多层电路基板(10)进行冷却,从而能够使导电材料(1)固化。因此, 在使导电材料(1)固化之后,将多层电路基板(10)从溶剂吸附片材(21b)上剥离,由此,能够防止导电材料(1)从贯通孔(11)脱落。因而,能够防止向形成在多层电路基板(10)上的贯通孔(11)所填充的导电材料 (1)脱落,并且,能够降低无用的导电材料(1)内所含的金属粉末。例如,如技术方案7所记载的那样,填充头(30)具有填充刮板保持架(31),该填充刮板保持架(31)在端面具有填充刮板(31c),该填充刮板(31c)与多层电路基板(10)的表面接触,将被供给至该多层电路基板(10)的表面的导电材料(1)刷入到贯通孔(11)内, 该填充刮板保持架(31)能够相对于多层电路基板(10)的表面在水平方向摆动,并且保持固态的导电材料(1),并且,该填充刮板保持架(31)具有推进器(31a),该推进器(31a)使该导电材料(1)在与多层电路基板(10)的表面垂直的方向移动。此外,如技术方案8所记载的那样,填充基座(21)具有对搭载在搭载面(21a)上的溶剂吸附片材(21b)以及多层电路基板(10)进行吸附的吸附机构(21c 21f、25)。技术方案9所记载的发明的特征在于,吸附机构具有在搭载面(21a)形成的吸附槽(21c、21d),通过吸附槽(21c、21d)吸引溶剂吸附片材(21b)以及多层电路基板(10),吸附槽(21c、21d)的至少一部分(21d)由环状槽构成。这样,将吸附槽(21d)形成为环状槽而不是直线状槽,由此,在填充刮板(31c)等通过吸附槽(21d)之上时,能够减少填充刮板(31c)等和吸附槽(21d)重叠的部分。因此, 能够防止如下情况如在将吸附槽(21d)形成为直线状槽的情况下,填充刮板(31c)等被压入吸附槽(21d)内,由此,填充在贯通孔(11)内的导电材料(1)被压入到吸附槽(21d)内。技术方案10所记载的发明的特征在于,具有待机基座(26),上表面与填充基座 (21)对齐配置,对配置在填充头(30)内的导电材料(1)进行冷却。这样,具有待机基座(26 ),从而在完成向贯通孔(11)填充导电材料(1)后,仅使填充后的填充头(30)移动到待机基座(26)上,就能够使导电材料(1)的熔融部分固化。因此,导电材料(1)不会熔出必要以上。技术方案11所记载的发明涉及导电材料填充装置的使用方法,使用技术方案6至 10中任一项所述的导电材料填充装置,向形成在多层电路基板(10)上的贯通孔(11)填充导电材料(1)。具体地说,进行如下工序,从而能够制造出使用导电材料填充装置向贯通孔(11) 填充有导电材料(1)的多层电路基板(10),S卩将形成有贯通孔(11)的多层电路基板(10) 隔着溶剂吸附片材(21b)保持在填充基座(21)的搭载面(21a)上的工序;利用加热器 (22),对保持在填充基座(21)的搭载面(21a)上的多层电路基板(10)进行加热的工序;利用填充头进给机构(40)使具有导电材料(1)的填充头(30)移动到多层电路基板(10)的表面,利用被加热的多层电路基板(10),使与该多层电路基板(10)接触的导电材料(1)熔融的工序;利用填充头进给机构(40)使填充头(30)相对于多层电路基板(10)的表面在平方向移动,由此,向贯通孔(11)内填充导电材料(1),并且使导电材料(1)中所含的溶剂吸附在溶剂吸附片材(21b)中的工序;在完成向贯通孔(11)填充导电材料(1)后,利用填充头进给机构(40)使填充头(30)移动到待机位置,使填充在贯通孔(11)内的导电材料(1)固化的工序;在导电材料(1)固化之后,将多层电路基板(10)从溶剂吸附片材(21b)上剥离的工序。在该情况下,如技术方案12所记载的那样,在填充基座(21)的搭载面(21a)上配置了溶剂吸附片材(21b)和多层电路基板(10)的状态下,使填充到贯通孔(11)内的导电材料(1)散热,由此,进行使填充在贯通孔(11)内的导电材料(1)固化的工序。这样,在填充后能够容易使导电材料(1)固化。例如,在使填充头(30)待机在技术方案10记载的待机基座(26)上时,能够使导电材料(1)固化,因此,即使不冷却填充基座 (21)或者在不同的场所冷却多层电路基板(10)等,也能够容易使导电材料(1)固化。此外,上述各单元的括弧内的附图标记表示与后述的实施方式中记载的具体的单元的对应关系。


图1是本发明的第一实施方式的向贯通孔填充导电材料的导电材料填充装置100 的部分剖面侧视图。图2是图1中A-A线上的向视部分剖视图。图3是图2中B-B线上的向视部分剖视图。图4是填充基座21以及待机基座沈的俯视示意图。图5是图4的C-C剖视图。图6是图5的D-D横剖面视图。图7是示出填充待机时以及填充时各自的膏填充头30等的样子的剖视示意图。图8是示出在填充完成后利用刮板3 擦去多余的导电膏1时的膏填充头30等的样子的剖视示意图。图9是示出包括向贯通孔11填充导电膏1的工序的多层电路基板10的制造工序的示意性剖视图。图10是示出接着图9的多层电路基板10的制造工序的示意性剖视图。
图11是示出填充刮板31c或刮板35a通过吸附槽21d之上时的样子的示意图。附图标记说明如下 100填充装置
1导电膏(导电材料) 10多层电路基板 11贯通孔 20工件保持机构部 21填充基座 21a搭载面
21b吸附纸(溶剂吸附片材) 21d吸附槽
22工件加热器(加热器) 30膏填充头(填充头) 31填充刮板保持架 31a推进器 31c填充刮板 40填充头进给机构部。
具体实施例方式下面,基于附图对本发明的实施方式进行说明。并且,在下面的各实施方式彼此之间,对彼此相同或等同的部分在图中标注相同的附图标记。(第一实施方式)
图1是本实施方式的向贯通孔填充导电材料的导电材料填充装置100的部分剖面侧视图。图2是图1中A-A线上的向视部分剖视图。图3是图2中B-B线上的向视部分剖视图。图1所示的导电材料填充装置100是如下装置将作为导电材料的导电膏1填充到贯通孔11内,该贯通孔11形成在相当于工件的多层电路基板10上。本实施方式的导电材料填充装置100由工件保持机构部20、膏填充头30、填充头进给机构40以及对它们进行控制的未图示的控制器等构成。在本实施方式中,导电膏1做成呈条状(棒状)的条状膏,并且被内置在膏填充头 30内。导电膏1由在室温下为固体状态并且通过加热发生熔融的高熔点膏构成,例如,在以往使用的银或锡的粉末中加入3 10wt% (例如,8wt%)的熔点为43°C的石蜡进行熬炼凝固并做成条状来形成。如后所述,该导电膏1以能够在膏填充头30内向多层电路基板10的一面侧供给的形态放置。多层电路基板10是在将形成有布线图案的多层树脂薄膜重叠后进行加热、压缩而形成的。在多层电路基板10上形成有贯通孔11,该贯通孔11用于将各层的布线图案彼此间电连接。本实施方式的导电材料填充装置100向该贯通孔11内填充导电膏1。在本实施方式中,作为多层电路基板10,例如使用如下的电路基板在厚度为50Mffl、450mm □的目标区域内能够获取多个并且在该目标区域内设置有约四万个开口直径Φ150且深度为 50Mm的贯通孔。
工件保持机构部20是为了在将导电膏1填充到贯通孔11内时保持多层电路基板 10而使用的。该工件保持机构部20具有填充基座21、工件加热器22、基座板23、基座支柱 M、工件卡盘真空泵25、待机基座沈以及冷却机构27。填充基座21具有设置多层电路基板10的搭载面21a,使用后述的吸附机构对设置在搭载面21a上的多层电路基板10进行吸附,由此进行保持。在本实施方式中,在填充基座21的搭载面21a上,在与多层电路基板10之间配置有作为溶剂吸附片材发挥功能的吸附纸21b。在填充基座21中,对吸附纸21b进行吸附并且通过吸附纸21b中的间隙也吸附多层电路基板10,从而将多层电路基板10保持在吸附纸21b上。对于吸附纸21b来说,只要是能够吸收导电膏1中所使用的溶剂的材质即可,能够使用一般的高级纸等。此外,吸附纸21b构成填充基座21的一部分,但是,伴随着向贯通孔11内填充导电膏1,溶剂被吸收到吸附纸21b内,所以,根据溶剂的吸收程度而适当更换为新的吸附纸。填充基座21的吸附机构以如下方式构成。在图4中示出填充基座21以及待机基座26的俯视示意图,并且,在图5中示出图4的C-C剖视图,在图6中示出图5的D-D横剖面视图,对填充基座21的吸附机构进行说明。如图4所示,在填充基座21的搭载面21a形成有吸附槽21c、21d,通过该吸附槽 21c、21d进行吸附。吸附槽21c以包围搭载面21a的外缘的方式形成,能够在外缘部对吸附纸21b和多层电路基板10进行吸附。吸附槽21d由环状槽构成,槽宽度例如为0.3mm。如图5所示,这些吸附槽21c以及吸附槽21d连接到填充基座21的内侧的连通空间21e。对于吸附槽21d来说,通过在形成在搭载面21a上的多个圆形孔内嵌入半径比圆形孔小槽宽度部分的圆柱状构件21f来构成。此外,如图5以及图6所示,在连通空间21e的与搭载面 21a的背面相当的面,经由螺钉21h连结有支撑棒21g,在该支撑棒21g上经由小螺钉21i 固定有各圆柱状构件21f。并且,连通空间21e与工件卡盘真空泵25连接,由此,通过连通空间21e进行来自吸附槽21c、21d的吸附。根据这种结构,构成填充基座21的吸附机构。工件加热器22基于来自未图示的电力供给源的通电等被驱动,对隔着吸附纸21b 设置在填充基座21的搭载面21a上的多层电路基板10进行加热,在向贯通孔11内进行填充时,使与多层电路基板10接触的导电膏1熔融。然后,将利用工件加热器22而熔融的导电膏1填充到贯通孔11内。在本实施方式中,工件加热器22为如下结构能够在填充基座 21的下表面的宽范围内进行加热,使得能够对与搭载面21a的配置多层电路基板10的部分对置的部分进行加热。基座板23是支撑台,用于将填充基座21和待机基座沈保持为水平状态,或用于使膏填充头30如后述那样能够沿着填充基座21的搭载面21a移动。基座支柱M用于在基座板23上支撑填充基座21以及待机基座26。利用该基座支柱M,填充基座21以及待机基座沈以上表面一致的方式固定在基座板23上。工件卡盘真空泵25如上所述那样与设置在填充基座21上的吸附机构连接,通过进行真空吸弓丨,由此,通过吸附槽21c、21d进行吸附纸21b以及多层电路基板10的吸附。待机基座沈用于在向多层电路基板10的贯通孔11填充导电膏1之前或者在填充导电膏1之后的填充待机时使膏填充头30待机。冷却机构27配置在待机基座沈的内部,进行待机基座26的冷却。冷却机构27做成例如冷却水能够循环的结构。利用该冷却机构27对待机基座沈进行冷却,所以,当在待机时使膏填充头30在待机基座沈上待机时,由待机基座26冷却导电膏1,能够使熔融的部分再次固化。利用这样的结构,构成工件保持机构部20。膏填充头30用于保持导电膏1和向多层电路基板10的贯通孔11内填充导电膏 1。该膏填充头30做成具有填充刮板保持架31、壳体32、壳体板33、刮板保持架驱动机构 34以及刮板机构35的结构。如图3所示,填充刮板保持架31以长圆筒形状构成,作为在内部保持条状的导电膏1的壳体发挥功能,并且,作为将导电膏1填充到贯通孔11内时的刮板发挥功能。如图 1以及图2所示,在填充刮板保持架31内具有推进器31a,利用推进器31a使导电膏1在与填充基座21的搭载面21a垂直的方向移动。具体地说,填充刮板保持架31的推进器31a 的上部形成有空气供给室31b。该空气供给室31b内的空气的供给以及抽出由未图示的空气泵等来进行,将推进器31a推压向多层电路基板10侧,或者反之使推进器31a向从多层电路基板10离开的方向移动。此外,由填充刮板保持架31的填充基座21侧的前端部构成填充刮板31c。该填充刮板31c在填充时与多层电路基板10的表面接触,从而进行导电膏 1的刷入以及多余部分的擦去。壳体32构成容纳填充刮板保持架31并且填充刮板保持架31能够移动的空间R。 在壳体32的多层电路基板10侧的前端配置有0形环32a,壳体32内的空间R成为密闭空间。壳体板33连接到壳体32的与多层电路基板10相反的一侧的前端。壳体32的壳体板 33侧的前端面也具有0形环32b,保持壳体32内的空间的密闭状态。刮板保持架驱动机构34配置在壳体板33上,具有摆动马达3 和旋转引导件34b 等。摆动马达3 基于来自未图示的电源的电力供给被驱动,保持在经由支柱34c固定在壳体板33上的马达板34d上。在该摆动马达34a的旋转轴上经由未图示的接头连接有偏摆动芯轴34e,偏摆动芯轴34e的前端的偏心部旋转自由地嵌合在填充刮板保持架31的上端面的一端侧(图2的纸面左侧)。旋转引导件34b保持在经由支柱34f而被固定的马达板 34g上。在该旋转引导件34b上安装有自由旋转的偏芯轴34h,偏芯轴34h的前端的偏心部旋转自由地嵌合在填充刮板保持架31的上端面的另一端侧(图2的纸面右侧)。旋转引导件34b伴随摆动马达3 的旋转而从动旋转。具体地说,偏摆动芯轴34e的比偏心部更靠摆动马达3 —侧具有摆动同步轮 34i,并且,在偏芯轴34h的比偏心部更靠旋转引导件34b —侧具有有同步轮34 j,它们通过同步带34k连接起来。因此,当摆动马达3 旋转而使偏摆动芯轴3 旋转时,伴随于此, 经由摆动同步轮34i、同步带34k以及同步轮34 j而使偏芯轴34h也旋转。由此,偏摆动芯轴34e以及偏芯轴34h连动地旋转,固定在这些偏心部上的填充刮板保持架31在壳体32 的空间R内偏心旋转,即在图3中的纸面中上下左右摆动。刮板机构35设置在填充刮板保持架31的外部,具有刮板35a、刮板保持架35b以及刮板升降汽缸35c。对于该刮板机构35来说,利用刮板保持架3 保持由与填充刮板31c 不同的构件构成的刮板35a,利用刮板升降汽缸35c使刮板35a与刮板保持架3 —起升降。在向贯通孔11填充导电膏1后,利用该刮板机构35能够从多层电路基板10上擦去多余的导电膏1。利用这样的结构,构成膏填充头30。对于填充头进给机构40来说,在两侧支撑膏填充头30,并且,使膏填充头30在上下方向移动或使膏填充头30在填充基座21和待机基座沈的排列方向移动,也就是在图1的左右垂直方向移动。该填充头进给机构40具有滑动引导部41、滑块42、进给丝杠43、进给马达44、引导轴45、端板46、升降汽缸47、升降块48以及升降板49,各部分各自成对地配置在膏填充头30的两侧。滑动引导部41分别配置在夹持填充基座21的两侧,在基座板23的上表面沿着填充基座21和待机基座沈的排列方向延伸设置。滑块42与该滑动引导部41的滑动部卡合, 能够沿着滑动引导部41的长度方向移动。该滑块42具有与进给丝杠43螺合的螺母42a。进给丝杠43以及进给马达44分别经由引导部43a和马达板4 被保持在基座板 23上。进给丝杠43以能够相对于引导部43a旋转的方式被保持,并且经由未图示的接头固定在进给马达44上。并且,当基于来自未图示的电源的电力供给来驱动进给马达44时, 能够使进给丝杠43旋转。例如通过改变所供给的电流的方向,使进给马达44正反旋转,伴随于此,进给丝杠43也正反旋转。由此,能够使具有与进给丝杠43螺合的螺母4 的滑块 42在进给丝杠43的长度方向双向移动。对于引导轴45来说,其下端固定在滑块42上,并且上端固定在端板46上,成为升降块48进行移动时的引导部。升降汽缸47也固定在滑块42上。升降块48相对于该升降汽缸47的轴端被固定,根据升降汽缸47的操作,升降块48在上下方向移动。此外,在升降块48的上端固定有升降板49,相对于该升降板49而使壳体板33固定,由此,膏填充头30 被固定在填充头进给机构40上。通过这种结构,当利用进给马达44的驱动而使滑块42在进给丝杠43的长度方向移动时,伴随于此,膏填充头30也在该方向移动,当利用升降汽缸47的操作而使升降块48 在上下方向移动时,伴随于此,膏填充头30也在该方向移动。利用这种结构,构成填充头进给机构40。如上述那样,构成本实施方式的导电材料填充装置100。接着,对使用该导电材料填充装置100向贯通孔11填充了导电膏1的多层电路基板10的制造方法进行说明。也就是说,对该导电材料填充装置100的使用方法进行说明。图7是示出填充待机时以及填充时各自的膏填充头30等的样子的剖视示意图。此外,图8是表示在填充完成后利用刮板3 擦去多余的导电膏1时的膏填充头30等的样子的剖视示意图。此外,图9以及图10是示出包括向贯通孔11填充导电膏1的工序的多层电路基板10的制造工序的示意性剖视图。 下面,参照这些附图,说明向贯通孔11填充有导电膏1的多层电路基板10的制造方法,此外,说明导电材料填充装置100的使用方法。首先,作为前期准备,利用以往的制造方法制造多层电路基板10 (参照图9 (a)), 利用激光加工机等在多层电路基板10上形成贯通孔11 (参照图9 (b))。此外,在膏填充头30的填充刮板保持架31中放置条状的导电膏1。接着,将成为导电膏1的填充目标的工件、即形成有贯通孔11的多层电路基板10隔着吸附纸21b设置在填充基座21的搭载面 21a上。并且,依次进行如下7个工序工序(1 ),多层电路基板10的平面保持以及加热;工序(2),膏填充头30向填充开始位置的移动;工序(3),开始膏填充头30内的导电膏1的加压以及刷入;工序(4),膏填充头30移动到填充结束位置;工序(5),停止膏填充头30内的导电膏1的加压以及刷入;工序(6),膏填充头30向待机基座沈的移动以及导电膏1的冷却;(7)多层电路基板10的卸下。具体地说,在工序(1)中,向工件加热器22供给电力,从而加热到条状的导电膏1的熔点附近。例如,导电膏1是在银或锡的粉末中熬炼凝固熔点为43°C的石蜡而成的导电膏的情况下,利用工件加热器22进行加热,使得多层电路基板10的表面保持为43°C 士3°C 左右。此外,同时利用工件卡盘真空泵25进行真空吸引,通过连通空间21e从吸附槽21c、 21d进行吸附。由此,对吸附纸21b以及多层电路基板10进行吸附。由此,进行多层电路基板10的平面保持以及加热。接着,在工序(2)中,利用升降汽缸47的操作,使升降块48移动到上方,从而使膏填充头30移动到上方。接着,对进给马达44进行驱动,从而使进给丝杠43旋转,使滑块42 沿着进给丝杠43的长度方向向图1的纸面右侧移动,由此,使膏填充头30从填充待机位置向图1的纸面右侧移动。并且,当膏填充头30到达例如多层电路基板10的图1的纸面左侧的端部时,利用升降汽缸47的操作,使升降块48向下方移动,使膏填充头30向多层电路基板10侧下降。这样,膏填充头30向填充开始位置进行移动。接着,在工序(3)中,利用未图示的空气泵等向空气供给室31b内供给空气,对推进器31a进行加压,从而向多层电路基板10侧推压导电膏1。此外,对摆动马达3 进行驱动,从而驱动偏摆动芯轴34e,并且,经由摆动同步轮34i、同步带34k以及同步轮34j使偏芯轴34h旋转。并且,偏摆动芯轴34e以及偏芯轴34h连动地旋转,固定在它们的偏心部上的填充刮板保持架31在壳体32的空间R内摆动。由此,进行如下这样的摆动搅拌动作放置在膏填充头30中的导电膏1由于被加热后的多层电路基板10而熔融,利用填充刮板保持架31的摆动,将熔融的导电膏1刷入到贯通孔11内。这样,开始进行膏填充头30内的导电膏1的加压以及刷入(参照图9 (c))。此外,在工序(4)中,一边持续进行导电膏1的加压以及刷入,一边使膏填充头30 移动到填充结束位置。即,对进给马达44进行驱动从而使进给丝杠43旋转,使膏填充头30 向图1的纸面右侧移动,到达多层电路基板10的右侧的端部。使此时的填充速度为20mm/ sec,填充后的分离速度(填充刮板31c从贯通孔11滑动离开的速度)高速上升到60mm/sec, 贯通孔11内的导电膏1的凹陷量为5Mm以下。由此,如图7 (b)所示,在该路径中存在的所有贯通孔11内填充了导电膏1。此时,填充到贯通孔11内的导电膏1中的多余的溶剂 (例如,石蜡)被吸附而渗入到吸附纸21b中,使导电膏1内的银或锡等金属粉末残留在贯通孔11内。因此,与导电膏1的组成比、也就是银或锡等的金属粉末和溶剂的比率无关地使金属粉末在贯通孔11内浓缩而残留必要量。并且,在工序(5)中,停止利用未图示的空气泵等向空气供给室31b内供给空气, 停止推进器31a的加压,从而结束向多层电路基板10侧推压导电膏1。此外,摆动马达34a 的驱动也停止,从而填充刮板保持架31的偏心旋转也停止,导电膏1向贯通孔11内的刷入也结束。这样,停止膏填充头30内的导电膏1的加压以及刷入。然后,在工序(6)中,利用升降汽缸47的操作,使升降块48向上方移动,从而使膏填充头30向上方移动。接着,使进给马达44与工序(3)相反地旋转,使进给丝杠43反旋转,使滑块42沿进给丝杠43的长度方向移动,从而使膏填充头30从填充待机位置向图1 的纸面左侧移动。此时,同时驱动升降汽缸35c,使刮板保持架35b以及刮板3 下降,使刮板35a的前端与多层电路基板10的表面接触,使向纸面左侧的移动速度为例如60mm/sec。 这样,在使膏填充头30向纸面左侧移动时,也能够利用刮板3 擦去多余的导电膏1。然后,膏填充头30到达多层电路基板10的图1的纸面左侧的端部后,驱动升降汽缸35c,使刮板保持架35b以及刮板3 上升。然后,在该状态下使膏填充头30移动到图1的纸面左侧后,利用升降汽缸47的操作,使升降块48下降,如图7 (b)所示,将膏填充头30载置在待机基座沈上。由此,利用被冷却机构27冷却的待机基座沈进行导电膏1的冷却。这样, 进行膏填充头30向待机基座沈的移动以及导电膏1的冷却(参照图9 (d))。最后,在工序(7 )中,停止利用工件卡盘真空泵25进行的真空吸引,冷却多层电路基板10,从而使填充在贯通孔11内的导电膏1固化。此时,由于在填充基座21和多层电路基板10之间配置有热导率低的吸附纸21b,所以,如果是未利用大气压将多层电路基板10 推压向填充基座21侧的状态,则即使不积极地冷却多层电路基板10,贯通孔11内的导电膏 1也因散热而固化。如果通过这种方法进行导电膏1的固化,则能够在使膏填充头30待机在待机基座26上时将导电膏1固化,即使不冷却填充基座21或不在不同的场所冷却多层电路基板10等,也能够容易将导电膏1固化。并且,在导电膏1固化之后,将多层电路基板10从吸附纸21b上剥离(参照图9 (e))。此时,由于导电膏1已经固化,所以,不会如以往那样在使用由假粘性流体构成的导电膏的情况下,在吸附纸21b上附着有导电膏1,导电膏1从贯通孔11脱落,其中上述假粘性流体由银或锡的金属粉末和松油醇等高粘度溶剂构成。然后,对于从吸附纸21b上剥离的多层电路基板10进行图10所示的各工序,从而完成多层电路基板10。具体地说,在贯通孔11中埋入有导电膏1的多层电路基板10的表面和背面这两面,贴附相当于布线图案形成用的金属层的铜箔lh、12b (参照图10(a))。 接着,在铜箔12a、12b的表面形成由光致抗蚀剂形成的蚀刻掩模13a、i;3b (参照图10(b))。 例如,在多层电路基板10的表面侧的铜箔1 上形成光致抗蚀剂后,进行曝光,形成预定图案的蚀刻掩模13a,接着,在多层电路基板10的背面侧的铜箔12b上形成光致抗蚀剂后,进行曝光,形成预定图案的蚀刻掩模13b。此时,最终表面和背面的布线图案的所希望位置经由导电膏1而电连接,所以,蚀刻掩模13a、i:3b成为覆盖与贯通孔11对应的位置的图案。并且,利用该蚀刻掩模13a、13b进行蚀刻,对铜箔12a、12b进行构图,从而形成布线图案(参照图10(c))。此时,由于能够一次进行表面和背面的蚀刻,所以,与在表面和背面分别进行蚀刻的情况相比较,能够谋求蚀刻工序的简化,能够谋求制造工序的削减。然后,除去蚀刻掩模13a、13b。这样,制造出贯通孔11内被导电膏1填埋的多层电路基板10。如以上说明那样,根据本实施方式的导电材料填充装置100,能够得到以下的效^ ο(a)首先,在填充基座21的搭载面21a上隔着吸附纸21b设置多层电路基板10, 向贯通孔11填充导电膏1。因此,导电膏1的溶剂被吸附到吸附纸21b内,与导电膏1的组成比即银或锡等的金属粉末和溶剂的比率无关地使金属粉末在贯通孔11内浓缩而残留必要量。由此,相对于溶剂的比率能够降低金属粉末的比率,能够降低无用膏内所含的金属材料。此外,由在室温下固化的材料构成导电膏1,所以,将导电膏1填充到贯通孔11中后,冷却多层电路基板10,从而能够固化导电膏1。因此,在使导电膏1固化之后,将多层电路基板10从吸附纸21b上剥离,从而能够防止导电膏1从贯通孔11脱落。因而,根据本实施方式的导电材料填充装置100,能够防止向形成在多层电路基板 10上的贯通孔11填充的导电膏1发生脱落,并且,能够降低无用膏内所含的金属材料。
(b)在本实施方式的导电材料填充装置100中,吸附槽21d不是直线状槽而是环状槽,该吸附槽21d形成在填充基座21的搭载面21a中的配置有多层电路基板10的形成有贯通孔11的区域的部分。因此,在填充刮板31c或刮板3 在吸附槽21d之上通过时,能够减少填充刮板31c或刮板3 与各吸附槽21d重叠的部分,对此,使用图11进行说明。图11是表示该样子的示意图。如该图所示,填充刮板31c或刮板3 基本上呈以与膏填充头30的移动方向垂直的方向为长度方向的直线状。因此,在填充刮板31c或刮板 35a通过吸附槽21d之上时,填充刮板31c或刮板3 不会与各吸附槽21d呈直线状重叠, 至多仅在2点重叠。在填充刮板31c或刮板3 与吸附槽21d呈直线状重叠的情况下,将填充刮板31c 或刮板35压入吸附槽21d内,由此,存在填充在贯通孔11中的导电膏1被压入到吸附槽 21d内的可能性。但是,如本实施方式所示,使吸附槽21d为环状槽,从而能够防止发生这种问题。(c)在本实施方式的导电材料填充装置100中,在完成向贯通孔11填充导电膏1 后,使膏填充头30在待机基座沈上待机。并且,由于在待机基座沈中具有能够将导电膏 1冷却到可固化的温度的冷却机构27,所以,仅使填充后的膏填充头30移动到待机基座沈上,就能够使填充刮板保持架31内的导电膏1的熔融部分固化。因此,导电膏1不会熔出必要以上。(d)在本实施方式的导电材料填充装置100中,使用在常温下固化的条状的导电膏1。因此,使条状的导电膏1的容量成为符合与以往的填充机同等的生产量的条状体积, 从而能够进行连续生产。因而,能够解决在以往的刮板印刷中成为问题的导电膏的维持管理、由更新清扫这样的作业导致的生产性降低、或者由组成破坏了的膏的废弃导致的资源损失等问题。此外,使用条状的导电膏1,从而填充刮板保持架31也能够设置固化的导电膏1 即可。因此,无需在填充刮板保持架31中具有在以往的膏填充中所需的搅拌或脱泡所需的空间,因而,能够使填充刮板保持架31以及具有填充刮板保持架31的膏填充头30小型化。 进而,保持在填充刮板保持架31中的条状的导电膏1为固态,所以,接触大气的情况减少, 能够使膏组成长期稳定。在填充品质中,由于在填充中使用的导电膏1仅是与多层电路基板10接触的部分,所以,在对贯通孔11进行填充后,清扫导电膏1或填充刮板31c的与多层电路基板10接触的部位,从而也能够防止由异物附着在这些部分而引起的二次污染等导致的不良。进而,由于固态的导电膏1和膏填充头30的小型化,能够将膏填充头30移动到成为工件的多层电路基板10上的任意位置,能够在任意位置填充导电膏1。S卩,在以往的膏填充头中,由于是液状膏,所以,在使膏填充头从待机基座向工件面移动时,还需要作为膏填充头的底板而发挥功能的面,需要以连接待机基座至工件面之间进行滑动的方式移动改变。相对于此,在本实施方式那样的膏填充头30中,由于能够将固态的导电膏1保持在填充刮板保持架31内,所以,能够在移动到将成为工件的多层电路基板10的任意位置后,进行贯通孔11的填充。同样,也能够在多层电路基板10的任意位置抬起膏填充头30,返回到待机基座 26。
通过实现这样的动作,能够进行以往很困难的向多层电路基板10部分地填充导电膏1的部分填充或按每个位置填充不同种类的膏。(其他实施方式)
在上述实施方式中,作为导电膏1的溶剂,从作业的安全和设备环境这两方面考虑, 使用了无需高温加热的低熔点溶剂即石蜡,但是,也可以是其他溶剂。也就是说,只要是在室温下为固体状态且通过加热发生熔融的高熔点膏即可,能够将在其他石蜡类碳氢化合物 (二十碳烷)、松节油(例如,α-松油醇)、脂肪酸(例如,癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、硬脂酸、十甲烯基酸(7〒力 >酸)、花生酸) 等中熬炼入金属粉末形成的物质用作导电膏1。这些溶剂都是通过简单的加热且以比金属粉末的烧结温度更低的温度熔融的材料。具体地说,这些所有溶剂的熔点为100°C以下(例如,二十碳烷的熔点为37°C)。导电膏1中所含的金属粉末的材质也并不限于银和锡,也可以使用其他金属材料。关于粉末形状,也可以是球状的粉末或纤维状的填料等任何形状的粉末。此外,将导电膏1做成条状的导电膏,但是,也可以是粉末状或棒状的高熔点膏。同样,关于在上述实施方式中例示的其他材料等,也能够适当变更。例如,作为布线图案形成用的金属层,使用了铜箔12a、12b,但是,也可以是其他金属层。此外,在上述实施方式中,在图1中的纸面左右方向仅使膏填充头30往复移动一次,进行导电膏1向贯通孔11的填充和利用刮板3 进行的多余的导电膏1的擦去。但是, 这也仅是一个例子,也能够在图1中的纸面左右方向使膏填充头30多次往复移动的期间, 进行导电膏1向贯通孔11内的填充,然后,利用刮板3 进行剩余的导电膏1的擦去。此外,在上述实施方式中,作为使吸附槽21d为环状槽情况的一个例子,对作成圆形状的环状槽的情况进行了说明,但是,也可以是椭圆形状等。此外,在上述实施方式中,在完成向贯通孔11填充导电膏1后,在填充基座21上进行多层电路基板10的冷却,但是,也可以将多层电路基板10连同吸附纸21b —起从填充基座21卸下,在室温或冷却室内对多层电路基板10进行冷却。还考虑在冷却多层电路基板10时停止向工件加热器22供给电力,但是,如果将多层电路基板10连同吸附纸21b — 起从填充基座21之上卸下,则即使多层电路基板10没有完全固化也可以。这样,在冷却多层电路基板10时,也无需停止向工件加热器22供给电力。
权利要求
1.一种向贯通孔填充有导电材料的多层电路基板的制造方法,其特征在于,包括设置工序,准备多层电路基板(10),并且将该多层电路基板(10)设置在溶剂吸附片材 (21b)上,其中该多层电路基板(10)是重叠多层形成有布线图案的树脂薄膜而构成的,并且具有贯通所述多层树脂薄膜而形成的通路孔即贯通孔(11);加热工序,对配置在所述溶剂吸附片材(21b)上的所述多层电路基板(10)进行加热; 熔融工序,准备含有金属粉末和溶剂的在室温下固化并且通过加热发生熔融的导电材料(1 ),使该导电材料(1)与被加热的所述多层电路基板(10)接触,由此,使该导电材料(1) 熔融;填充工序,将熔融的所述导电材料(1)填充到所述贯通孔(11)内,并且将所述导电材料(1)中所含的所述溶剂吸附到所述溶剂吸附片材(21b)中;固化工序,在完成向所述贯通孔(11)填充所述导电材料(1)后,使填充在所述贯通孔 (11)内的所述导电材料(1)固化;剥离工序,在所述导电材料(1)固化之后,将所述多层电路基板(10)从所述溶剂吸附片材(2lb)上剥离。
2.如权利要求1所述的向贯通孔填充有导电材料的多层电路基板的制造方法,其特征在于,包括在从所述溶剂吸附片材(21b)上剥离的所述多层电路基板(10)的表面和背面这两面形成布线图案形成用的金属层(lh、12b)的工序;在所述金属层(1加、12b)的表面形成蚀刻掩模(13a、1 )的掩模形成工序,该蚀刻掩模(13a、1 )具有覆盖配置在所述贯通孔(11)内的所述导电材料(1)的图案;利用通过所述掩模形成工序形成的所述蚀刻掩模(13a、13b)进行蚀刻,在所述多层电路基板(10)的表面和背面这两面同时对所述金属层(lh、12b)进行蚀刻,由此,形成布线图案的工序;在形成所述布线图案后,除去所述蚀刻掩模(13a、i:3b)的工序。
3.如权利要求1或2所述的向贯通孔填充有导电材料的多层电路基板的制造方法,其特征在于,在所述设置工序中,在具有搭载面(21a)的填充基座(21)的所述搭载面(21a),隔着所述溶剂吸附片材(21b)设置所述多层电路基板(10),在所述加热工序中,对所述填充基座(21)进行加热,由此,进行所述多层电路基板 (10)的加热,在所述熔融工序中,利用通过所述填充基座(21)的加热而被加热的所述多层电路基板 (10),使所述导电材料(1)熔融,在所述填充工序中,在将所述多层电路基板(10)以及所述溶剂吸附片材(21b)载置在所述填充基座(21)的所述搭载面(21a)上的状态下,向所述贯通孔(11)填充所述导电材料 (1)。
4.如权利要求3所述的向贯通孔填充有导电材料的多层电路基板的制造方法,其特征在于,所述固化工序是在所述填充基座(21)的所述搭载面(21a)配置有所述溶剂吸附片材 (21b)和所述多层电路基板(10)的状态下,利用填充在所述贯通孔(11)内的所述导电材料(1)的散热来进行的。
5.如权利要求3或4所述的向贯通孔填充有导电材料的多层电路基板的制造方法,其特征在于,在所述设置工序中,从所述搭载面(21a)吸附搭载在该搭载面(21a)上的所述溶剂吸附片材(21b)以及所述多层电路基板(10),由此,由所述填充基座(21)保持所述溶剂吸附片材(21b)以及所述多层电路基板(10)。
6.一种导电材料填充装置,向贯通多层电路基板(10)而形成的通路孔即贯通孔(11) 内填充含有金属粉末和溶剂的在比室温高的温度下熔融的导电材料(1),其特征在于,具有工件保持机构部(20),具有填充基座(21),该填充基座(21)具有用于设置所述多层电路基板(10)的搭载面(21a),在该搭载面(21a)上保持所述多层电路基板(10);加热器 (22),对保持在该填充基座(21)上的所述多层电路基板(10)进行加热,由此,对填充在所述贯通孔(11)内的所述导电材料(1)进行加热;溶剂吸附片材(21b),配置在所述填充基座 (21)的搭载面(21a)和所述多层电路基板(10)之间,由此,吸附填充在所述贯通孔(11)内的所述导电材料(1)中所含的溶剂;填充头(30 ),将所述导电材料(1)供给至保持在所述填充基座(21)上的所述多层电路基板(10)的表面,将所述导电材料(1)填充到所述贯通孔(11)中;填充头进给机构(40),使所述填充头(30)相对于所述多层电路基板(10)的表面在水平方向以及上下方向移动。
7.如权利要求6所述的导电材料填充装置,其特征在于,所述填充头(30)具有填充刮板保持架(31 ),该填充刮板保持架(31)在端面具有填充刮板(31c),该填充刮板(31c)与所述多层电路基板(10)的表面接触,将供给至该多层电路基板(10)的表面上的所述导电材料(1)刷入到所述贯通孔(11)中,并且,该填充刮板保持架(31)能够相对于所述多层电路基板(10)的表面在水平方向摆动,并且保持固态的所述导电材料(1),该填充刮板保持架(31)具有推进器(31a),使该导电材料(1)在与所述多层电路基板(10)的表面垂直的方向移动。
8.如权利要求6所述的导电材料填充装置,其特征在于,在所述填充基座(21)中具有对搭载在所述搭载面(21a)上的所述溶剂吸附片材(21b) 以及所述多层电路基板(10)进行吸附的吸附机构(21c 21f)。
9.如权利要求8所述的导电材料填充装置,其特征在于,所述吸附机构具有形成在所述搭载面(21a)上的吸附槽(21c、21d),通过所述吸附槽 (21c、21d)对所述溶剂吸附片材(21b)以及所述多层电路基板(10)进行吸引,所述吸附槽(21c、21d)的至少一部分(21d)由环状槽构成。
10.如权利要求6至9中任一项所述的导电材料填充装置,其特征在于,具有待机基座(26 ),其上表面与所述填充基座(21)对齐配置,进行在所述填充头(30 ) 内配置的所述导电材料(1)的冷却。
11.一种导电材料填充装置的使用方法,使用权利要求6至10中任一项所述的导电材料填充装置,向形成在所述多层电路基板(10)上的所述贯通孔(11)填充所述导电材料 (1),其特征在于,包括如下工序将形成有所述贯通孔(11)的所述多层电路基板(10)隔着所述溶剂吸附片材(21b)保持在所述填充基座(21)的所述搭载面(21a)上;利用所述加热器(22)对保持在所述填充基座(21)的所述搭载面(21a)上的所述多层电路基板(10)进行加热;利用所述填充头进给机构(40)使具有所述导电材料(1)的所述填充头(30)移动到所述多层电路基板(10)的表面,利用被加热的所述多层电路基板(10)使与该多层电路基板 (10 )接触的所述导电材料(1)熔融;利用所述填充头进给机构(40 )使所述填充头(30 )相对于所述多层电路基板(10 )的表面在水平方向移动,由此,向所述贯通孔(11)内填充所述导电材料(1),并且将所述导电材料(1)中所含的所述溶剂吸附到所述溶剂吸附片材(21b)中;在完成向所述贯通孔(11)填充所述导电材料(1)后,利用所述填充头进给机构(40 )使所述填充头(30)移动到待机位置,使填充在所述贯通孔(11)内的所述导电材料(1)固化; 在所述导电材料(1)固化之后,将所述多层电路基板(10)从所述溶剂吸附片材(21b) 上剥离。
12.如权利要求11所述的导电材料填充装置的使用方法,其特征在于, 使填充在所述贯通孔(11)内的所述导电材料(1)固化的工序是在所述填充基座(21) 的所述搭载面(21a)上配置有所述溶剂吸附片材(21b)和所述多层电路基板(10)的状态下,通过使填充到所述贯通孔(11)内的所述导电材料(1)散热来进行的。
全文摘要
本发明提供多层电路基板的制造方法、导电材料填充装置及其使用方法,能防止填充到贯通孔内的导电材料脱落,并能降低无用的导电材料内所含的金属粉末。在吸附纸(21b)上设置多层电路基板(10),向贯通孔(11)填充导电膏(1)。由此导电膏(1)的溶剂被吸附到吸附纸(21b)内,金属粉末在贯通孔(11)内被浓缩而残留必要量。因此,相对于溶剂的比率,能降低金属粉末的比率,能降低无用膏内所含的金属材料。此外,由在室温下固化的材料构成导电膏(1),在将导电膏(1)填充到贯通孔(11)中之后,冷却多层电路基板(10)从而固化导电膏(1)。由此即便将多层电路基板(10)从吸附纸(21b)上剥离,导电膏(1)也不脱落。
文档编号H05K3/40GK102196676SQ20111005459
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月8日 优先权日2010年3月8日
发明者坂井田敦资, 本田进, 白石芳彦, 石川富一, 谷口敏尚 申请人:株式会社电装

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