JP3948314B2

JP3948314B2 - Fluid substance filling device

Info

Publication number: JP3948314B2
Application number: JP2002054405A
Authority: JP
Inventors: 敦資坂井田; 敏尚谷口
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: JP2003251783A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート材に設けられた孔内に流動状物質を充填する充填装置であって、薄くて柔らかいシート材に設けられた孔内にも、孔底まで確実に流動状物質を充填することが可能な充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シート材に設けられた孔内に流動状物質を充填する充填装置として、例えば、スクリーン印刷機が知られている。スクリーン印刷機は、プリント基板を構成する絶縁シートに形成された孔（ビアホール）内に、流動状物質である導電ペーストを充填する。
【０００３】
この従来からあるスクリーン印刷機においては、貫通孔に対してはペーストを問題なく押し込むことができるが、例えば底部に配線パターンのパッドを設けたようなビアホールが有底孔となる場合には、印刷時に孔の奥の空気とペーストとがうまく入れ替わることができず、孔の下部に空気が残ってしまい充填不良が生ずる。
【０００４】
この問題を解決するために、本発明者らは、スクリーン印刷機のような印刷スクリーンを用いることなく、シートに設けられた微細な有底孔内にも流動状物質を充填することが可能な充填装置を発明した。
【０００５】
図３に、この充填装置２００による充填の様子を、模式的に示す。
【０００６】
図３においては、導電ペースト充填用の孔１０を設けたシート１がベース部７に上に設けられた保持部２の上に置かれ、保持部２の全面に渡って等間隔に形成された複数の吸引孔３によってシート１を保持部２の方向に吸引することで、シート１が保持部２に固定される。このようにして固定されたシート１に対して、スキージ５を取り付けたヘッド６０を移動しながら、スキージ５を介して導電ペースト４を孔１０内に押し込んでいく。尚、図３では図示を省略したが、この発明の充填装置２００では、ヘッド６０，スキージ５，導電ペースト４が、シート１と当接する２重の真空室の内側の真空室に配置され、外側の真空室によって導電ペースト４を充填する直前の孔１０の内部を真空排気する。このようにして、真空排気された孔１０に導電ペースト４を押し込んでいくことで、有底孔の場合においても、導電ペースト４を孔２０内に確実に充填することができる。
【０００７】
尚、この発明については、すでに特許出願済み（出願番号２００１−３１３１２０）である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記発明の充填装置２００では、厚いシート材や硬いシート材に対しては、微細で深い有底孔にも導電ペーストを確実に充填することができる。一方、薄くて柔らかいシート材に対しては、図４に示したような問題が生じる。
【０００９】
図４は、薄くて柔らかいシート材に対して前記発明の充填装置２００を用いた場合の、充填済みシートにおける問題発生部位を拡大して示したものである。尚、図４において図３と同様の部分については同一の符号をつけ、その説明を省略する。
【００１０】
保持部２には全面に渡って複数の吸引孔３が等間隔に形成されているが、保持部２の上に置かれているシート１が薄くて柔らかい場合には、シート１の吸引孔３に面した部分が真空吸引により変形し、図４に示したようにくぼみが発生する。従って、保持部２の全面に渡って等間隔に形成されている吸引孔３の近傍に導電ペーストの充填孔２２，２３が位置してしまうと、シート１の変形によりシート１とスキージ５との密着性が悪化し、充填孔２２，２３へのペーストの充填量が不足して、図４に示したようにペーストの充填不良４２，４３が発生する。
【００１１】
また、シート１の端部１１の下には吸引孔３が配置されないため、シート１の端部１１は真空吸引による固定が不十分となる。このため、シート１が薄くて柔らかい場合には、スキージの動きによって図４に示したように端部１１が変形してめくれ上がり易い。従って、前記と同様、変形した端部１１に導電ペーストの充填孔２１があると、シート１の変形により充填孔２１へのペーストの充填量が不足して、図４に示したようにペーストの充填不良４１が発生する。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、薄くて柔らかいシート材であっても、確実に孔内に流動状物質を充填することができる充填装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の流動状物質の充填装置は、多層基板を形成するための樹脂シートとして利用されるシート材に設けられたビアホールとなる孔内に、導電ペーストである流動状物質を充填する充填装置であって、前記シート材を保持するためのシート材保持部と、前記シート材保持部に保持されたシート材の端部を押えるシート材端部押え部と、前記シート材の表面に当接して移動し前記流動状物質をシート材の孔内に充填する流動状物質充填部とを備え、前記シート材保持部は前記シート材の外周縁の内側近傍であって前記シート材に設けられた孔にかからない範囲に位置する閉じた経路の溝からなる吸引部を有し、前記吸引部を介して前記シート材を真空吸引保持し、前記シート材端部押え部は前記シート材に設けられた孔にかからない範囲で前記流動物質充填部の移動方向における前記シート材の両側の端部を押え、前記流動状物質充填部は前記シート材端部押え部に挟まれた領域のシート材表面上を移動し、当該流動状物質充填部に設けられた前記シート材の表面に当接するスキージにより、前記シート材の表面に供給された前記流動状物質を前記シート材に設けられた孔内に充填することを特徴としている。
【００１４】
本充填装置によれば、シート材保持部に載せられたシート材は、外周縁の内側近傍であってシート材に設けられた孔にかからない位置にある閉じた経路の溝からなる吸引部で真空吸引され、シート材保持部に固定される。従って、流動状物質が充填されるシート材に設けられた孔の近傍に吸引部が位置することがないため、流動状物質が充填される孔の位置ではシート材の変形が生じない。従って、シート材と流動物質充填部に設けられたシート材の表面に当接するスキージとの密着性が悪化することによる、孔への流動状物質の充填不足も発生しない。
【００１５】
さらに、吸引部は閉じた経路の溝で構成されるため、当該閉じた経路の溝によって囲まれる領域におけるシート材とシート材保持部の間の空間が、真空排気される。このためシート材は、閉じた経路の溝に囲まれた面積全体に渡って大気による圧力が印加されており、その押圧力によってシート材保持部に固定されている。従って、複数の吸引孔によってスポット的にシート材を固定する場合に較べて、大気圧の受圧面積が格段に大きくなるため、シート材の固定力も格段に大きくすることができる。
【００１６】
また、前記充填部の移動方向におけるシート材の両端部は、シート材に設けられた孔にかからない範囲で、シート材端部押え部によって押えられる。このため、充填部の動きによってシート材の端部がめくれ上がり、変形することもない。従って、前記と同様に、シート材と流動物質充填部に設けられたシート材の表面に当接するスキージとの密着性が悪化することによる、孔への流動状物質の充填不足も発生しない。
【００１７】
このようにして、本充填装置によれば、シート材に設けられた全ての孔に対して、確実に流動状物質を充填することができる。
【００１８】
上記流動状物質の充填装置は、柔らかい請求項２に記載の熱可塑性樹脂からなる樹脂シートへの導電ペーストの充填を目的としたものであり、請求項３に記載の厚さが２５μｍから１２５μｍの範囲にある樹脂シートへの充填に好適な装置となっている。また上記のような柔らかい樹脂シートを取り扱う必要があるため、請求項４に記載のように、シート材保持部におけるシート材を保持する面の閉じた経路の溝からなる吸引部の内側に他の真空吸引部を有していない構造が好ましい構造となる。
請求項５に記載したように、前記閉じた経路の溝からなる吸引部は、２本以上の溝からなることが好ましい。これによれば、外側の閉じた経路の溝の真空引きによってシート材が固定され、内側の閉じた経路の溝によって、外側の閉じた経路の溝によって固定されたシート材の内側が確実に真空引きされる。このように２本以上の閉じた経路の溝による真空引きを相乗的に働かせることで、閉じた経路の溝が１本の場合に較べ、より確実にシート材を固定することができる。
【００１９】
請求項６に記載したように、前記充填部の移動方向におけるシート材の両端部は、シート材端部押え部によって、シート材保持部に設けた吸引部の内側にかかる位置の範囲まで押えられることが好ましい。シート材端部押え部により、吸引部の内側にかかる位置までシート材を押えることで、真空引きにより吸引部近傍のシート材が変形していても、吸引部の近傍に位置する孔に対するシート材の変形の影響を低減することができ、吸引部の近傍に位置するシート材の孔への流動状物質の充填をより確実に行うことができる。
【００２０】
請求項７に記載したように、前記シート材端部押え部は、該シート材端部押え部の押える前記シート材の一方側の端部から他方側の端部にかけて設けられた２本のレールからなる、前記流動状物質充填部の移動を案内するための充填部案内部と一体形成され、前記流動状物質充填部が前記充填部案内部に沿って、前記シート材端部押え部により押えられた前記シート材の両端部の間を直線的に移動することが好ましい。流動状物質充填部をシート材端部押え部に設けた充填部案内部に沿って直線的に動かすことで、流動状物質充填部はシート材端部押え部によって押えられたシート材に対して常に一定の動きとなるため、流動状物質の充填をより安定的に行うことができる。
【００２１】
請求項８に記載したように、前記充填部案内部と一体形成された前記シート材端部押え部は、前記流動状物質充填部を上に載せて収納する領域を有し、前記領域に収納した前記流動状物質充填部と共に、前記シート材の上方に持ち上げて、前記シート材に平行な面内で前記充填部案内部に沿った前記流動状物質充填部の移動方向と垂直な方向に、移動可能にすることが好ましい。これにより、シート材端部押え部に流動状物質充填部を収納した状態で、シート材端部押え部，充填部案内部，流動状物質充填部の全体を移動することができる。このシート材端部押え部，充填部案内部，流動状物質充填部の全体的な移動と、充填部案内部に沿った流動状物質充填部の移動によって、シートの任意の位置において、流動状物質充填部を充填部案内部に沿ってシート材に対して常に一定に動かしながら、流動状物質を安定的にシート材の孔内に充填していくことができる。
【００２２】
例えば請求項９に記載したように、前記流動状物質充填部は、ペースト保持室と該ペースト保持室に隣接して配置される排気室とを有してなり、前記排気室の開口側の先端部に形成されたシール材を前記シート材の表面に当接することによって第１の密閉空間を形成し、この第１の密閉空間を減圧し、前記ペースト保持室の開口側の先端部に形成されたシール材を前記シート材の表面に当接することによって第２の密閉空間を形成し、この第２の密閉空間において、前記流動状物質を前記シート材に設けられた孔内に押し込むための押し込み部を構成するヘッドが移動可能に支持され、前記排気室と前記シート材によって形成される前記第１の密閉空間内にある前記シート材に設けられた孔内が真空排気された後、その真空排気された孔が前記第２の密閉空間内に位置するように前記流動状物質充填部を移動し、前記押し込み部を構成する前記ヘッドの前記シート材に対向する側の表面に設けられた前記スキージにより、前記第２の密閉空間内における前記シート材の表面に供給された前記流動状物質が前記真空排気されたシート材に設けられた孔内に押し込まれる構成とすることができる。
【００２３】
これによれば、流動状物質が押し込み部を構成するヘッドのシート材に対向する側の表面に設けられたスキージにより孔内に押し込まれる際には、孔内の気体が排気されているので、流動状物質は、孔の内部に確実に押し込まれる。このため、孔の内部全体を、流動状物質によって充填することができる。
【００２４】
このように流動状物質充填部が孔を真空排気する排気室を備えている場合、流動状物質充填部は、シート材に対して、シート材保持部から引き離す方向に力を作用させる。この場合、請求項１に記載のように、シート材とシート材保持部との間の空間を真空排気しておけば、シート材は強固にシート材保持部に保持できるので、流動状物質充填部がシート材を引き離すように力を作用させても、シート材がシート材保持部から浮き上がることはない。
【００２５】
尚、シート材保持部によるシート材の保持をより確実にするためには、請求項１０に記載したように、吸引部による真空度は、排気室の真空度と同等以上であることが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による流動状物質の充填装置について、実施の形態を図に基づいて説明する。本実施の形態では、流動状物質である導電ペーストをシート材である樹脂シートに形成された孔（ビアホール）内に充填するための充填装置を例にとって示す。
【００２７】
図１は充填装置を側面から見た時の断面を示す模式図であり、図２は充填装置を上面から見た時の模式図である。
【００２８】
図１，２において、１は、熱可塑性樹脂からなる樹脂シートである。本例では、樹脂シート１としてポリエーテルエーテルケトン樹脂６５〜３５重量％とポリエーテルイミド樹脂３５〜６５重量％とからなる厚さ２５〜１２５μｍの樹脂シートを用いている。また樹脂シート１の大きさは、６００ｍｍ×５００ｍｍである。この樹脂シート１は、導電ペーストを充填後、複数枚積層して多層基板を形成するために利用するものである。
【００２９】
この樹脂シート１は、以下のように形成される。樹脂シート１の一方の面に銅箔やアルミニウム箔等の導体箔（図示略）が貼着され、この導体箔をパターニングすることにより樹脂シート１の一方の面上に配線パターンが形成される。次に、層間接続を行うべき位置にビアホール１０が形成される。このビアホール１０の形成は、導体箔のパターニング後ではなく、パターニング前の導体箔が貼着された状態で行っても良い。ビアホール１０は、樹脂シート１の配線パターンが形成されていないもう一方の面から炭酸ガスレーザを照射して、導体箔を底面とする有底ビアホール１０として形成される。ビアホール１０の形成では、炭酸ガスレーザの出力と照射時間等を調整することで、導体箔に穴を開けないようにしている。なお、炭酸ガスレーザ以外の手段を用いて有底ビアホール１０を形成しても良い。ビアホール１０の直径は１５０μｍで、前記の６００ｍｍ×５００ｍｍの大きさの樹脂シート１には、約１０万個のビアホール１０が形成されている。
【００３０】
ビアホール１０の形成が完了すると、ビアホール１０内に層間接続材料となる導電ペースト４を、図１，２に示す充填装置１００を用いて充填する。流動状物質である導電ペースト４は、銅，銀，スズ等の金属粒子にバインダ樹脂や有機溶剤を加え、これを混練してペースト化したものである。
【００３１】
尚、ビアホール１０への導電ペースト４の充填に際して、樹脂シート１上に、例えばポリエチレンテレフタレートからなる保護フィルムを設けても良い。この場合のビアホール形成については、保護フィルムと樹脂シート１とに対して炭酸ガスレーザを照射し、樹脂シート１にビアホール１０を形成するとともに保護フィルムにも孔を開ける。この保護フィルムは、導電ペースト４の充填完了後に、樹脂シート１から引き剥がされる。このように導電ペースト４の充填持に保護フィルムを用いると、導電ペースト充填後の樹脂シート１の表面を、清浄に保つことができる。
【００３２】
ここで、本実施形態における充填装置１００について説明する。尚、図３に示した充填装置２００と同様の部分については同じ符号を付け、その説明を省略する。
【００３３】
図１、２に示すように、充填装置１００には、樹脂シート１を載せるためのシート材保持部２が設けられる。このシート材保持部２には、樹脂シート１を固定するための閉じた経路の溝からなる２本の吸引部３１，３２が設けられている。２本の吸引部３１，３２は、樹脂シート１の外周縁１３の内側近傍であって、樹脂シート１に設けられた孔１０にかからない範囲に配置される。
【００３４】
樹脂シート１が保持部２上に載せられた後、樹脂シート１と保持部２の間の空間にある空気が、真空ポンプ８０によって吸引部３１，３２から吸引される。これによって、２本の閉じた経路の溝３１，３２によって囲まれる領域における樹脂シート１と保持部２の間の空間が、真空排気される。吸引部３１，３２の真空度は、後述する流動状物質充填部６に形成した排気室６２の真空度である０．０１Ｍｐａ以下にまで減圧される。尚、この真空引きに際しては、外側の閉じた経路の溝３１の真空引きによって樹脂シート１が固定され、内側の閉じた経路の溝３２によって、外側の閉じた経路の溝３１によって固定された樹脂シート１の内側が確実に真空引きされる。このように樹脂シート１を保持部２に真空引きにより固定する場合に、２本の閉じた経路の溝３１，３２を相乗的に働かせることで、閉じた経路の溝が１本の場合に較べより確実に樹脂シート１と保持部２との間の空間を真空引きすることができる。
【００３５】
保持部２上に載せられた樹脂シート１は、閉じた経路の溝３１，３２の内側で保持部２と樹脂シート１の間が真空状態となり、閉じた経路の溝３１，３２の内側面積全体に渡って樹脂シート１には大気圧がかかり、その押圧力によって樹脂シート１が保持部２に固定されている。閉じた経路の溝からなる吸引部３１，３２の真空度は０．０１Ｍｐａ以下に排気され、閉じた経路の溝３１，３２に囲まれた保持部２と樹脂シート１の間の真空度も０．０１Ｍｐａ以下となっている。従って、真空度０．０１Ｍｐａの排気室６２が樹脂シート１に対して、シート材保持部２から引き離す方向に力を作用させても、それ以上の力で樹脂シート１がシート材保持部２に固定されているので、樹脂シート１がシート材保持部２から浮き上がることはない。このようにして、薄くて柔らかい樹脂シート１であっても、確実にシート材保持部２に固定することができる。
【００３６】
本充填装置１００によれば、樹脂シート１は、外周縁１３の内側近傍であって樹脂シート１に設けられた孔１０にかからない位置に配置された吸引部３１，３２で真空吸引され、保持部２に固定される。従って、導電ペースト４が充填される樹脂シート１の孔１０の位置には吸引部３１，３２が配置されていないため、孔１０の位置では樹脂シート１の真空吸引による変形がない。従って、樹脂シート１と流動状物質充填部６との密着性が悪化することを防止できるので、孔１０への導電ペースト４の充填不足も発生しない。
【００３７】
また、本充填装置１００によれば、充填部６の移動方向における樹脂シート１の両端部１１，１２は、樹脂シート１に設けられた孔１０にかからない範囲で吸引部３１，３２の内側にかかる位置まで、シート材端部押え部７１，７２によって押えられる。シート材端部押え部７１，７２は、厚さ１００μｍのステンレス箔により形成されている。本充填装置１００においては、充填部６がシート材端部押え部７１，７２と樹脂シート１の間を行き来するので、シート材端部押え部７１，７２をできるだけ薄くして、シート材端部押え部７１，７２と樹脂シート１の境界の段差を小さくすることが望ましい。一方、図１，２に示した充填装置１００にあっては、後述するように、充填部６がシート材端部押え部７１上に収納された状態で、一体形成されたシート材押え部７１，７２と充填部案内部７３を移動するため、シート材押え部７１，７２は適度な強度が必要である。
【００３８】
樹脂シート１の両端部１１，１２は端部押え部７１，７２により押えられているので、充填部６の動きによって、樹脂シート１の端部１１，１２がめくれ上がり、変形することはない。従って、樹脂シート１の端部付近に形成された孔１０への導電ペースト４の充填不足も発生しない。また、樹脂シート１は端部押え部７１，７２により吸引部３１，３２の内側にかかる位置まで押えられているので、樹脂シート１が薄くて真空引きにより吸引部３１，３２の近傍の変形していても、樹脂シート１の変形の影響を低減することができる。従って、吸引部３１，３２の近傍に位置する樹脂シート１の孔１０に対しても、充填を確実に行うことができる。
【００３９】
このようにして、本充填装置１００によれば、薄くて柔らかい樹脂シート１に設けられた全ての孔１０に対して、導電ペースト４を確実に充填することができる。尚、本充填装置１００では、樹脂シート１の両端部１１，１２は端部押え部７１，７２によって吸引部３１，３２の内側にかかる位置まで押えられたが、樹脂シート１が厚い場合や硬い場合には、端部押え部７１，７２により吸引部３１，３２にかからない範囲で樹脂シート１を押えても問題はない。
【００４０】
以上のようにして、ビアホール１０の形成面を上側にして樹脂シート１がシート材保持部２の上に保持されると、充填装置１００の充填部６が樹脂シート１に当接して、ビアホール１０内への導電ペースト４の充填が行われる。
【００４１】
以下、充填装置１００の充填部６の構成を説明する。充填部６は、図１，２に示すように、矩形柱状に形成されている。充填部６の内部では、中心部に流動状物質保持室であるペースト保持室６１が形成され、そのペースト保持室６１の両側に、同じく矩形柱状の排気室６２，６３が形成されている。すなわち、２個の排気室６２，６３とペースト保持室６１とは、１枚の壁を隔てて隣接して形成されている。
【００４２】
排気室６２，６３及びペースト保持室６１の開口側の先端部には、樹脂シート１と当接することにより、排気室６２，６３及び保持室６１を密閉空間とするためのシール材６４，６５が形成されている。さらに、排気室６２，６３とペースト保持室６１は、各々、真空ポンプ（図示を省略）と接続されている。このため、シール材６４，６５が樹脂シート１に当接すると、排気室６２，６３及びペースト保持室６１とも密閉された状態となり、このとき真空ポンプを駆動することにより、排気室６２，６３及びペースト保持室６１が排気され、減圧される。
【００４３】
ペースト保持室６１内には、導電ペースト４をビアホール１０内へ押し込むための押し込み部を構成するヘッド６０が移動可能に支持されている。図１に示すように、ヘッド６０は、樹脂シート１に対向する側の表面に、複数のスキージ５を有している。この複数のスキージ５は、弾性体からなるとともに、短冊状に先端部が分割されている。これにより、ヘッド６０の移動方向が回転等によって変化したり、樹脂シート１の表面に多少の凹凸があっても、短冊状に分割された先端部が柔軟に変形するため、樹脂シート１表面との接触状態を良好に保つことができる。
【００４４】
また、複数のスキージ５は、図１に示すように、それぞれ並行して配置されるとともに、樹脂シート１表面に対して、傾斜してヘッド６０に取り付けられている。このように、スキージ５が樹脂シート１表面に対して傾斜して設けられると、その傾斜面により導電ペースト４をビアホール１０内に押し込む押込力が発生するため、導電ペースト４を十分にビアホール１０内に充填することができる。
【００４５】
ヘッド６０は、図１に示す２本の回転シャフト６６，６７に連結されている。これらの回転シャフト６６，６７は、充填部６の上方に設けられたシャフト駆動部６８に連結され、それぞれ同方向に同一速度で回転する。一方、ヘッド６０は２本の回転シャフト６６，６７の先端に偏心して係合されている。この２本のシャフト６６，６７への偏心した係合により、２本の回転シャフト６６，６７が回転すると、ヘッド６０自体は回転することなく揺動する。このようにして、ヘッド６０は、スキージ５の向きを一定方向に保ったまま、ペースト保持室６１内で揺動運動をする。このため、樹脂シート１の表面に供給された導電ペースト４は、ヘッド６０と同様に揺動運動するスキージ５によって複数の方向からビアホール１０内に押し込まれるため、確実にビアホール１０に導電ペースト４を充填することができる。
【００４６】
ここで、導電ペースト４は、ペースト保持室６１において、ヘッド６０の上方の空間に保持されている。そして、導電ペースト４は、ヘッド６０の揺動運動に伴い、ヘッド６０とペースト保持室６１の側壁との隙間から樹脂シート１表面に向かって流動する。従って、本実施例では、導電ペースト４を樹脂シート１表面に供給するための特別な機構を設けずとも、単にヘッド６０の上方に導電ペースト４を保持するだけで、導電ペースト４を樹脂シート１表面に供給することができる。さらに、ヘッド６０が揺動運動を行うと、ヘッド６０とペースト保持室６１の側壁との隙間の間隔が周期的に増減するため、ポンプ作用が発生し、より確実に導電ペースト４を樹脂シート１の表面に向けて流動させることができる。なお、その導電ペースト４の流動量は、ヘッド６０とペースト保持室６１の側壁との間隔により調整できる。
【００４７】
上述した充填部６とシャフト駆動部６８は、シート材押え部７１，７２に一体的に設けられた２本のレールからなる充填部案内部７３上を、直線的に移動しながら、導電ペースト４を孔１０に充填していく。次に、この充填部６の動きに伴う孔１０への導電ペースト４の充填の様子を、図１，２において充填部６が左から右に移動する場合を例にして説明する。
【００４８】
最初に、充填部６を広いほうのシート材押え部７１上に収納した状態で、一体形成されたシート材押え部７１，７２と充填部案内部７３を樹脂シート１の上方に持ち上げ、充填部案内部７３に沿った充填部６の移動方向と垂直な方向に移動して、充填しようとする未充填の孔１０のある横列位置で停止する。次に、持ち上げていたシート材押え部７１，７２と充填部案内部７３を降ろして、シート材押え部７１，７２で、各々、樹脂シート１の両端部１１，１２の所定位置を押える。次に、広いほうのシート材押え部７１上に収納していた充填部６を一定速度で右方向に動かすと、充填部６はシート材押え部７１を離れて、樹脂シート１に当接しながら右方向に進んでいく。この充填部６の移動は、移動装置（図示省略）によって、シート材押え部７１，７２に一体的に設けられた２本のレールからなる充填部案内部７３上を、樹脂シート１の外周縁１３を跨いで左端１１から右端１２まで直線的に一定速度で行う。
【００４９】
図１，２に示したように、充填部６に設けられたシール材６４，６５は、シート材保持部２に保持された樹脂シート１に当接している。この状態で、進行方向前部の排気室６２は真空ポンプ（図示省略）によって排気され、高真空状態（０．０１Ｍｐａ）に減圧されている。そして、ペースト保持室６１内も真空ポンプ（図示省略）によって排気され、排気室６２よりも低真空の状態（例えば０．０６Ｍｐａ）に減圧されている。尚、進行方向後部の排気室６３は、充填した導電ペースト４を吸い出さないように、略大気圧状態（例えば０．１Ｍｐａ）にされている。
【００５０】
各ビアホール１０は、最初に移動方向の前方に形成された右側の排気室６２内に入って、内部の気体が排気される。その後、充填部６の移動によって、ペースト保持室６１がその排気されたビアホール１０を含む位置となったとき、ヘッド６０のスキージ５が樹脂シート１の表面に供給された導電ペースト４をそのビアホール１０内に押し込む。この際、ヘッド６０は前述のようにペースト保持室６１内で揺動しており、ビアホール１０内の気体が排気されているので、導電ペースト４はビアホール１０の内部に確実に押し込まれる。このため、ビアホール１０の内部全体が導電ペースト４によって充填される。
【００５１】
尚、本例に示した排気室６２だけではなくペースト保持室６１も減圧する理由は、以下のとおりである。すなわち、移動方向前方の排気室６２によって各ビアホール１０内を減圧しても、そのビアホール１０がペースト保持室６１に入ったときにペースト保持室６１に気体が存在すると、その気体が即座にビアホール１０内に入り込んで、導電ペースト４の充填を困難にしてしまうためである。ただし、ペースト保持室６１を減圧する場合、上述したように、排気室６２よりも低真空となるように減圧する。導電ペースト４を保持するペースト保持室６１内を高真空に減圧すると、導電ペースト中の溶剤が急速に蒸発し、導電ペースト４が劣化してしまうためである。
【００５２】
このようにして、充填部６を樹脂シート１の左端１１から右端１２に移動して孔１０の充填が終わると、充填部６を逆向きに移動して、広いほうのシート材押え部７１上に収納する。尚、一旦充填した導電ペースト４を再び吸い出さないように、充填部６の左方向のシート材押え部７１への帰還の際には、ペースト保持室６１と排気室６３，６２とは略大気圧状態（例えば０．１Ｍｐａ）とする。
【００５３】
このようにして、充填部６がシート材押え部７１上から樹脂シート１の右端１２に到達し、再びシート材押え部７１上に戻る往復移動の一工程が終わると、一体となっているシート材押え部７１，７２と充填部案内部７３、およびシート材押え部７１上に収納された充填部６を、充填部案内部７３に沿った充填部６の移動方向と垂直な方向に移動する。このようにして、前記と同様に次の未充填の孔１０の列にペースト４を充填していく。尚、この一体となっているシート材押え部７１，７２と充填部案内部７３の移動時には、充填部６はシート材押え部７１上に収納されているので、導電ペースト４をペースト保持室６１に保持できることはいうまでもない。
【００５４】
本充填装置１００では、充填部６をシート材押え部７１，７２に一体的に設けた充填部案内部７３に沿って直線的に移動させたが、シート材押え部７１，７２と充填部６の移動をガイドする充填部案内部を別体として構成しても構わない。例えば、樹脂シート１の外周縁１３全体をシート材押え部で押え、充填部６をシート材押え部と関係なく移動させることができる。
【００５５】
この場合、充填部６の移動範囲は、樹脂シート１に複数形成されたビアホール１０の形成領域全体である。このように、樹脂シート１に形成された複数のビアホール１０の形成領域全体を移動できる移動装置としては、例えば、ロボットアームを用いたり、Ｘ軸及びＹ軸方向にレールを形成し、一方のレール上に上記充填部６とシャフト駆動部６８を移動可能に設置し、その一方のレールが他方のレール上を移動するように構成すれば、上記形成領域の任意の位置へ充填部６及び駆動部６８を移動させることができる。尚、移動装置として、樹脂シート１を保持する保持部２をＸ軸及びＹ軸方向に移動させるものを使用しても良い。要は、充填部６と樹脂シート１が相対的に移動すれば良いのであって、移動対象はどちらでも構わない。
【００５６】
以上のようにして、本充填装置１００は、薄くて柔らかいシート材１であっても、確実に孔１０内に流動状物質４を充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における充填装置の断面を示す側面模式図でる。
【図２】本発明における充填装置の上面模式図である。
【図３】改良前の充填装置によるペースト充填の様子を示す模式図である。
【図４】薄くて柔らかいシート材に対して改良前の充填装置を用いた場合における、問
【符号の説明】
１シート材
１０孔
２シート材保持部
３１，３２吸引部
４流動状物質（導電ペースト）
５スキージ
６流動状物質充填部
６０ヘッド
７１，７１シート材端部押え部
１００充填装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a filling device for filling a fluid substance in a hole provided in a sheet material, and reliably filling the fluid substance in a hole provided in a thin and soft sheet material to the hole bottom. The present invention relates to a filling device that can be used.
[0002]
[Prior art]
For example, a screen printing machine is known as a filling device that fills a fluid material into holes provided in a sheet material. The screen printing machine fills a conductive paste, which is a fluid material, into a hole (via hole) formed in an insulating sheet constituting a printed circuit board.
[0003]
In this conventional screen printing machine, the paste can be pushed into the through hole without any problem. For example, when a via hole having a wiring pattern pad at the bottom is a bottomed hole, printing is performed. Sometimes the air behind the hole and the paste cannot be exchanged well, and air remains in the lower part of the hole, resulting in poor filling.
[0004]
In order to solve this problem, the present inventors can fill a fluid substance into fine bottomed holes provided in a sheet without using a printing screen such as a screen printer. Invented a filling device.
[0005]
FIG. 3 schematically shows how the filling device 200 is filled.
[0006]
In FIG. 3, the sheet 1 provided with the holes 10 for filling the conductive paste is placed on the holding part 2 provided on the base part 7 and formed at equal intervals over the entire surface of the holding part 2. The sheet 1 is fixed to the holding unit 2 by sucking the sheet 1 in the direction of the holding unit 2 through the plurality of suction holes 3. The conductive paste 4 is pushed into the hole 10 through the squeegee 5 while moving the head 60 to which the squeegee 5 is attached with respect to the sheet 1 thus fixed. Although not shown in FIG. 3, in the filling device 200 of the present invention, the head 60, the squeegee 5, and the conductive paste 4 are disposed in the vacuum chamber inside the double vacuum chamber that contacts the sheet 1, The inside of the hole 10 immediately before filling with the conductive paste 4 is evacuated by the vacuum chamber. Thus, by pushing the conductive paste 4 into the evacuated hole 10, the conductive paste 4 can be reliably filled into the hole 20 even in the case of a bottomed hole.
[0007]
This invention has already been filed for a patent (application number 2001-313120).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the filling device 200 of the invention, a thick and hard sheet material can be reliably filled with a conductive paste even in a fine and deep bottomed hole. On the other hand, the problem as shown in FIG.
[0009]
FIG. 4 is an enlarged view of a problem occurrence portion in a filled sheet when the filling apparatus 200 of the present invention is used for a thin and soft sheet material. 4 that are the same as those in FIG. 3 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
[0010]
A plurality of suction holes 3 are formed at equal intervals over the entire surface of the holding unit 2, but when the sheet 1 placed on the holding unit 2 is thin and soft, the suction holes 3 of the sheet 1. The portion facing the surface is deformed by vacuum suction, and a dent is generated as shown in FIG. Therefore, if the conductive paste filling holes 22 and 23 are located in the vicinity of the suction holes 3 formed at equal intervals over the entire surface of the holding portion 2, the deformation of the sheet 1 causes the deformation of the sheet 1 and the squeegee 5. Adhesiveness deteriorates, the amount of paste filling the filling holes 22 and 23 becomes insufficient, and paste filling defects 42 and 43 occur as shown in FIG.
[0011]
Further, since the suction hole 3 is not disposed under the end portion 11 of the sheet 1, the end portion 11 of the sheet 1 is not sufficiently fixed by vacuum suction. For this reason, when the sheet 1 is thin and soft, the end portion 11 is easily deformed and turned up by the movement of the squeegee as shown in FIG. Therefore, if there is a conductive paste filling hole 21 in the deformed end portion 11 as described above, the amount of paste filling the filling hole 21 is insufficient due to the deformation of the sheet 1, and as shown in FIG. Filling failure 41 occurs.
[0012]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a filling device that can reliably fill a fluid material into holes even if it is a thin and soft sheet material.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the fluidized material filling apparatus according to claim 1 comprises:Used as a resin sheet to form a multilayer substrateProvided in the sheet materialBecome a via holeIn the holeIs a conductive pasteA filling device for filling a fluid substance, a sheet material holding part for holding the sheet material, a sheet material end pressing part for pressing an end of the sheet material held by the sheet material holding part, A fluid substance filling portion that moves in contact with the surface of the sheet material and fills the fluid material in the holes of the sheet material, and the sheet material holding portion is in the vicinity of the inside of the outer periphery of the sheet material. The sheet material is held by vacuum suction through the suction part, and the sheet material end pressing part is provided. Presses the ends on both sides of the sheet material in the direction of movement of the fluid substance filling portion as long as it does not cover the hole provided in the sheet material, and the fluid substance filling portion is sandwiched between the sheet material edge pressing portions. On the surface of the sheet material in the And,The squeegee that is in contact with the surface of the sheet material provided in the fluid substance filling unit is supplied to the surface of the sheet material.A fluid substance is filled in the holes provided in the sheet material.
[0014]
  According to this filling apparatus, the sheet material placed on the sheet material holding part is vacuumed by a suction part formed by a groove of a closed path located near the inside of the outer peripheral edge and does not cover a hole provided in the sheet material. It is sucked and fixed to the sheet material holding part. Therefore, since the suction portion is not located near the hole provided in the sheet material filled with the fluid substance, the sheet material does not deform at the position of the hole filled with the fluid substance. Therefore, the sheet material and fluidized material filling sectionSqueegee that contacts the surface of the sheet materialInadequate adhesion with the fluid does not cause insufficient filling of the fluid material into the pores.
[0015]
Furthermore, since the suction part is configured by a groove of a closed path, the space between the sheet material and the sheet material holding part in the region surrounded by the groove of the closed path is evacuated. For this reason, the air pressure is applied to the sheet material over the entire area surrounded by the groove of the closed path, and the sheet material is fixed to the sheet material holding portion by the pressing force. Therefore, compared with the case where the sheet material is fixed in a spot manner by a plurality of suction holes, the pressure receiving area of the atmospheric pressure is remarkably increased, and thus the fixing force of the sheet material can be remarkably increased.
[0016]
  Further, both end portions of the sheet material in the moving direction of the filling portion are pressed by the sheet material end pressing portion within a range that does not cover a hole provided in the sheet material. For this reason, the end of the sheet material is turned up by the movement of the filling portion, and is not deformed. Therefore, in the same manner as described above, the sheet material and the fluid substance filling portionSqueegee that contacts the surface of the sheet materialInadequate adhesion with the fluid does not cause insufficient filling of the fluid material into the pores.
[0017]
In this way, according to the present filling apparatus, it is possible to reliably fill the fluid substance in all the holes provided in the sheet material.
[0018]
  The fluidized material filling device is intended to fill a conductive sheet into a soft resin sheet made of the thermoplastic resin according to claim 2, and has a thickness of 25 μm to 125 μm according to claim 3. It is a device suitable for filling a resin sheet in the range. In addition, since it is necessary to handle the soft resin sheet as described above, as described in claim 4, another sheet is formed on the inner side of the suction portion including the groove of the closed path of the surface holding the sheet material in the sheet material holding portion. A structure having no vacuum suction portion is a preferable structure.
  Claim5As described above, it is preferable that the suction portion including the groove of the closed path includes two or more grooves. According to this, the sheet material is fixed by evacuation of the groove of the outer closed path, and the inner side of the sheet material fixed by the groove of the outer closed path is surely evacuated by the groove of the inner closed path. To be pulled. Thus, by synergistically evacuating the two or more closed path grooves, the sheet material can be more reliably fixed as compared to the case of one closed path groove.
[0019]
  Claim6As described above, it is preferable that both end portions of the sheet material in the moving direction of the filling portion are pressed by the sheet material end pressing portion to a range of positions on the inside of the suction portion provided in the sheet material holding portion. . Even if the sheet material in the vicinity of the suction part is deformed by evacuation by pressing the sheet material to the position on the inside of the suction part by the sheet material end pressing part, the sheet material for the hole located in the vicinity of the suction part The influence of the deformation can be reduced, and the fluid substance can be more reliably filled into the hole of the sheet material located in the vicinity of the suction portion.
[0020]
  Claim7As described inSaidSheet materialedgeThe presser partThe fluid substance comprising two rails provided from one end to the other end of the sheet material to be pressed by the sheet material end pressing portion.Filling partMoveFilling section guide for guidingIntegrally formed with,The fluid substanceThe filling part isSaidAlong the filling section guide, Between both end portions of the sheet material pressed by the sheet material end pressing portionLinearlyMovingIt is preferable.Fluid materialBy moving the filling part linearly along the filling part guide part provided in the sheet material end pressing part,Fluid materialSince the filling portion always has a constant movement with respect to the sheet material pressed by the sheet material end pressing portion, the fluid substance can be more stably filled.
[0021]
  Claim8As described inSaidFilling section guideIntegrally formed withSheet materialedgeThe presser partSaidFluidized material filling sectionPut onHas a storage area,In the areaStowedSaidAlong with the fluid substance filling part,Lifting above the sheet material, the surface in a plane parallel to the sheet materialAlong the filling section guideSaidIn the direction perpendicular to the moving direction of the fluidized material filling part,It is preferable to make it movable. Thereby, the sheet materialedgeSheet material with fluid material filling part stored in presser partedgeThe entire pressing part, filling part guide part, and fluid substance filling part can be moved. This sheet materialedgeFill the fluid material filling part at any position of the sheet by moving the presser part, filling part guide part, fluid substance filling part as a whole and moving the fluid substance filling part along the filling part guide part The fluid substance can be stably filled into the holes of the sheet material while constantly moving relative to the sheet material along the part guide portion.
[0022]
  For exampleClaim9As described above, the fluid substance filling portion isA paste holding chamber and an exhaust chamber disposed adjacent to the paste holding chamber, and a sealing material formed at a distal end portion on the opening side of the exhaust chamber.A first sealed space is formed by contacting the surface of the sheet material, and the first sealed space is decompressed.Shi,A sealing material formed at the tip of the paste holding chamber on the opening sideA second sealed space is formed by contacting the surface of the sheet material, and in this second sealed space,The fluid substance is pushed into a hole provided in the sheet material.forPushing partThe head that composes is supported movablyThe exhaust chamberAnd the sheet materialByIn the first enclosed space to be formedAfter the inside of the hole provided in the sheet material is evacuated, the fluidized material filling part is moved so that the evacuated hole is located in the second sealed space, and the pushing partThe squeegee provided on the surface of the head that constitutes the side facing the sheet materialBySupplied to the surface of the sheet material in the second sealed spaceThe fluid substance is pushed into a hole provided in the evacuated sheet material.Can be configured.
[0023]
  According to this, the fluid substance is pushed inA squeegee provided on the surface of the head of the head that faces the sheet materialSince the gas in the hole is exhausted when being pushed into the hole, the fluid substance is reliably pushed into the hole. For this reason, the whole inside of a hole can be filled with a fluid substance.
[0024]
Thus, when the fluid substance filling unit includes an exhaust chamber for evacuating the hole, the fluid substance filling unit applies a force to the sheet material in a direction away from the sheet material holding unit. In this case, as described in claim 1, if the space between the sheet material and the sheet material holding portion is evacuated, the sheet material can be firmly held in the sheet material holding portion. Even if the force is applied so that the portion separates the sheet material, the sheet material does not lift from the sheet material holding portion.
[0025]
  In order to more reliably hold the sheet material by the sheet material holding portion, the claims10As described above, the degree of vacuum by the suction part is preferably equal to or higher than the degree of vacuum in the exhaust chamber.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a fluid substance filling apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a filling device for filling a conductive paste, which is a fluid substance, into holes (via holes) formed in a resin sheet, which is a sheet material, will be described as an example.
[0027]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross section when the filling device is viewed from the side, and FIG. 2 is a schematic diagram when the filling device is viewed from the top.
[0028]
1 and 2, reference numeral 1 denotes a resin sheet made of a thermoplastic resin. In this example, a resin sheet having a thickness of 25 to 125 μm composed of 65 to 35% by weight of polyetheretherketone resin and 35 to 65% by weight of polyetherimide resin is used as the resin sheet 1. The size of the resin sheet 1 is 600 mm × 500 mm. The resin sheet 1 is used to form a multilayer substrate by laminating a plurality of sheets after filling with a conductive paste.
[0029]
This resin sheet 1 is formed as follows. A conductor foil (not shown) such as a copper foil or an aluminum foil is attached to one surface of the resin sheet 1, and a wiring pattern is formed on one surface of the resin sheet 1 by patterning this conductor foil. Next, a via hole 10 is formed at a position where interlayer connection is to be made. The via hole 10 may be formed not after the patterning of the conductor foil but in a state where the conductor foil before patterning is adhered. The via hole 10 is formed as a bottomed via hole 10 having a conductive foil as a bottom by irradiating a carbon dioxide laser from the other surface where the wiring pattern of the resin sheet 1 is not formed. In the formation of the via hole 10, the output of the carbon dioxide laser and the irradiation time are adjusted so as not to make a hole in the conductor foil. The bottomed via hole 10 may be formed using means other than the carbon dioxide laser. The via hole 10 has a diameter of 150 μm, and approximately 100,000 via holes 10 are formed in the resin sheet 1 having a size of 600 mm × 500 mm.
[0030]
When the formation of the via hole 10 is completed, the conductive paste 4 serving as an interlayer connection material is filled into the via hole 10 using the filling apparatus 100 shown in FIGS. The conductive paste 4 which is a fluid substance is a paste obtained by adding a binder resin or an organic solvent to metal particles such as copper, silver and tin and kneading them.
[0031]
When filling the via hole 10 with the conductive paste 4, a protective film made of, for example, polyethylene terephthalate may be provided on the resin sheet 1. In the formation of the via hole in this case, the protective film and the resin sheet 1 are irradiated with a carbon dioxide gas laser to form the via hole 10 in the resin sheet 1 and make a hole in the protective film. This protective film is peeled off from the resin sheet 1 after the filling of the conductive paste 4 is completed. When the protective film is used for filling the conductive paste 4 in this way, the surface of the resin sheet 1 after filling the conductive paste can be kept clean.
[0032]
Here, the filling apparatus 100 in this embodiment is demonstrated. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the part similar to the filling apparatus 200 shown in FIG. 3, and the description is abbreviate | omitted.
[0033]
As shown in FIGS. 1 and 2, the filling device 100 is provided with a sheet material holder 2 for placing the resin sheet 1. The sheet material holding portion 2 is provided with two suction portions 31 and 32 each having a closed path groove for fixing the resin sheet 1. The two suction portions 31 and 32 are arranged in the vicinity of the inside of the outer peripheral edge 13 of the resin sheet 1 and in a range that does not cover the hole 10 provided in the resin sheet 1.
[0034]
After the resin sheet 1 is placed on the holding unit 2, the air in the space between the resin sheet 1 and the holding unit 2 is sucked from the suction units 31 and 32 by the vacuum pump 80. As a result, the space between the resin sheet 1 and the holding part 2 in the region surrounded by the two closed path grooves 31 and 32 is evacuated. The degree of vacuum of the suction units 31 and 32 is reduced to 0.01 Mpa or less, which is the degree of vacuum of the exhaust chamber 62 formed in the fluid substance filling unit 6 described later. In this evacuation, the resin sheet 1 is fixed by evacuation of the groove 31 of the outer closed path, and the resin fixed by the groove 31 of the outer closed path is fixed by the groove 32 of the inner closed path. The inside of the sheet 1 is surely evacuated. In this way, when the resin sheet 1 is fixed to the holding portion 2 by evacuation, the grooves 31 and 32 of the two closed paths are made to work synergistically, compared with the case where the groove of the closed path is one. The space between the resin sheet 1 and the holding part 2 can be evacuated more reliably.
[0035]
The resin sheet 1 placed on the holding part 2 is in a vacuum state between the holding part 2 and the resin sheet 1 inside the grooves 31 and 32 in the closed path, and the entire inner area of the grooves 31 and 32 in the closed path Thus, atmospheric pressure is applied to the resin sheet 1, and the resin sheet 1 is fixed to the holding portion 2 by the pressing force. The degree of vacuum of the suction portions 31 and 32 formed of the closed path grooves is evacuated to 0.01 Mpa or less, and the degree of vacuum between the holding section 2 and the resin sheet 1 surrounded by the closed path grooves 31 and 32 is also 0. .01 Mpa or less. Therefore, even if the exhaust chamber 62 having a degree of vacuum of 0.01 Mpa exerts a force on the resin sheet 1 in a direction away from the sheet material holding portion 2, the resin sheet 1 is applied to the sheet material holding portion 2 with more force. Since it is fixed, the resin sheet 1 does not float up from the sheet material holding part 2. In this way, even the thin and soft resin sheet 1 can be reliably fixed to the sheet material holding portion 2.
[0036]
According to this filling apparatus 100, the resin sheet 1 is vacuum-sucked by the suction portions 31 and 32 disposed in the vicinity of the inside of the outer peripheral edge 13 and not in the hole 10 provided in the resin sheet 1, and the holding portion 2 is fixed. Accordingly, since the suction portions 31 and 32 are not arranged at the positions of the holes 10 of the resin sheet 1 filled with the conductive paste 4, the resin sheets 1 are not deformed by vacuum suction at the positions of the holes 10. Accordingly, it is possible to prevent the adhesiveness between the resin sheet 1 and the fluid substance filling portion 6 from being deteriorated, so that insufficient filling of the conductive paste 4 into the holes 10 does not occur.
[0037]
Further, according to the filling device 100, both end portions 11 and 12 of the resin sheet 1 in the moving direction of the filling portion 6 are placed inside the suction portions 31 and 32 within a range that does not cover the hole 10 provided in the resin sheet 1. Up to the position, the sheet material end pressing portion 71, 72 is pressed down. The sheet material end pressing portions 71 and 72 are formed of a stainless steel foil having a thickness of 100 μm. In the present filling apparatus 100, the filling unit 6 moves back and forth between the sheet material end pressing portions 71 and 72 and the resin sheet 1, so that the sheet material end pressing portions 71 and 72 are made as thin as possible so that the sheet material end pressing portions are reduced. It is desirable to reduce the step at the boundary between the presser portions 71 and 72 and the resin sheet 1. On the other hand, in the filling apparatus 100 shown in FIGS. 1 and 2, the sheet material pressing portion 71 integrally formed with the filling portion 6 being housed on the sheet material end pressing portion 71 as will be described later. , 72 and the filling portion guide portion 73, the sheet material pressing portions 71, 72 need to have appropriate strength.
[0038]
Since both end portions 11 and 12 of the resin sheet 1 are pressed by the end pressing portions 71 and 72, the end portions 11 and 12 of the resin sheet 1 are not turned up and deformed by the movement of the filling portion 6. Therefore, insufficient filling of the conductive paste 4 into the hole 10 formed near the end of the resin sheet 1 does not occur. Further, since the resin sheet 1 is pressed by the end pressing parts 71 and 72 to the position inside the suction parts 31 and 32, the resin sheet 1 is thin and deforms near the suction parts 31 and 32 by vacuuming. Even if it is, the influence of the deformation | transformation of the resin sheet 1 can be reduced. Therefore, it is possible to reliably fill the holes 10 of the resin sheet 1 located in the vicinity of the suction portions 31 and 32.
[0039]
Thus, according to the filling apparatus 100, the conductive paste 4 can be reliably filled into all the holes 10 provided in the thin and soft resin sheet 1. In the filling device 100, the both end portions 11 and 12 of the resin sheet 1 are pressed by the end pressing portions 71 and 72 to the position inside the suction portions 31 and 32. However, the resin sheet 1 is thick or hard. In this case, there is no problem even if the resin sheet 1 is pressed by the end pressing portions 71 and 72 within a range that does not reach the suction portions 31 and 32.
[0040]
As described above, when the resin sheet 1 is held on the sheet material holding part 2 with the formation surface of the via hole 10 facing upward, the filling part 6 of the filling device 100 comes into contact with the resin sheet 1 and the via hole 10 The inside is filled with the conductive paste 4.
[0041]
Hereinafter, the configuration of the filling unit 6 of the filling apparatus 100 will be described. The filling portion 6 is formed in a rectangular column shape as shown in FIGS. Inside the filling portion 6, a paste holding chamber 61, which is a fluid substance holding chamber, is formed in the center, and rectangular columnar exhaust chambers 62 and 63 are formed on both sides of the paste holding chamber 61. That is, the two exhaust chambers 62 and 63 and the paste holding chamber 61 are formed adjacent to each other with a single wall therebetween.
[0042]
Sealing materials 64 and 65 for making the exhaust chambers 62 and 63 and the holding chamber 61 a sealed space by contacting the resin sheet 1 at the opening end portions of the exhaust chambers 62 and 63 and the paste holding chamber 61. Is formed. Further, the exhaust chambers 62 and 63 and the paste holding chamber 61 are each connected to a vacuum pump (not shown). For this reason, when the sealing materials 64 and 65 come into contact with the resin sheet 1, the exhaust chambers 62 and 63 and the paste holding chamber 61 are also hermetically sealed. At this time, by driving the vacuum pump, the exhaust chambers 62 and 63 and The paste holding chamber 61 is evacuated and decompressed.
[0043]
In the paste holding chamber 61, a head 60 constituting a pushing portion for pushing the conductive paste 4 into the via hole 10 is movably supported. As shown in FIG. 1, the head 60 has a plurality of squeegees 5 on the surface facing the resin sheet 1. The plurality of squeegees 5 are made of an elastic body, and the tip portions are divided into strips. Thereby, even if the moving direction of the head 60 changes due to rotation or the like, or even if the surface of the resin sheet 1 has some unevenness, the tip portion divided into strips is flexibly deformed. The contact state can be kept good.
[0044]
Further, as shown in FIG. 1, the plurality of squeegees 5 are arranged in parallel, and are attached to the head 60 at an angle with respect to the surface of the resin sheet 1. As described above, when the squeegee 5 is inclined with respect to the surface of the resin sheet 1, the inclined surface generates a pressing force for pushing the conductive paste 4 into the via hole 10. Can be filled.
[0045]
The head 60 is connected to the two rotating shafts 66 and 67 shown in FIG. These rotary shafts 66 and 67 are connected to a shaft drive unit 68 provided above the filling unit 6 and rotate in the same direction and at the same speed. On the other hand, the head 60 is eccentrically engaged with the tips of the two rotary shafts 66 and 67. When the two rotary shafts 66 and 67 rotate due to the eccentric engagement with the two shafts 66 and 67, the head 60 itself swings without rotating. In this manner, the head 60 swings in the paste holding chamber 61 while keeping the direction of the squeegee 5 in a certain direction. For this reason, since the conductive paste 4 supplied to the surface of the resin sheet 1 is pushed into the via hole 10 from a plurality of directions by the squeegee 5 that swings similarly to the head 60, the conductive paste 4 is reliably put into the via hole 10. Can be filled.
[0046]
Here, the conductive paste 4 is held in a space above the head 60 in the paste holding chamber 61. The conductive paste 4 flows from the gap between the head 60 and the side wall of the paste holding chamber 61 toward the surface of the resin sheet 1 as the head 60 swings. Therefore, in this embodiment, the conductive paste 4 is simply held above the head 60 without providing a special mechanism for supplying the conductive paste 4 to the surface of the resin sheet 1. Can be supplied to the surface. Further, when the head 60 swings, the gap between the head 60 and the side wall of the paste holding chamber 61 periodically increases and decreases, so that a pump action occurs and the conductive paste 4 is more reliably transferred to the resin sheet 1. It can be made to flow toward the surface. The flow amount of the conductive paste 4 can be adjusted by the distance between the head 60 and the side wall of the paste holding chamber 61.
[0047]
The filling portion 6 and the shaft driving portion 68 described above are linearly moved on the filling portion guide portion 73 composed of two rails provided integrally with the sheet material pressing portions 71 and 72 while being moved linearly. Are filled in the hole 10. Next, how the conductive paste 4 is filled into the hole 10 accompanying the movement of the filling portion 6 will be described by taking the case where the filling portion 6 moves from left to right in FIGS.
[0048]
First, in a state where the filling portion 6 is housed on the wider sheet material pressing portion 71, the integrally formed sheet material pressing portions 71 and 72 and the filling portion guide portion 73 are lifted above the resin sheet 1, and the filling portion It moves in a direction perpendicular to the moving direction of the filling part 6 along the guide part 73 and stops at a row position where there is an unfilled hole 10 to be filled. Next, the lifted sheet material pressing portions 71 and 72 and the filling portion guide portion 73 are lowered, and the sheet material pressing portions 71 and 72 respectively hold the predetermined positions of the both end portions 11 and 12 of the resin sheet 1. Next, when the filling portion 6 stored on the wider sheet material pressing portion 71 is moved to the right at a constant speed, the filling portion 6 leaves the sheet material pressing portion 71 while contacting the resin sheet 1. Proceed to the right. The movement of the filling portion 6 is performed by moving the outer peripheral edge of the resin sheet 1 on the filling portion guide portion 73 composed of two rails provided integrally with the sheet material pressing portions 71 and 72 by a moving device (not shown). 13 is performed at a constant speed linearly from the left end 11 to the right end 12 across 13.
[0049]
As shown in FIGS. 1 and 2, the sealing materials 64 and 65 provided in the filling unit 6 are in contact with the resin sheet 1 held by the sheet material holding unit 2. In this state, the exhaust chamber 62 at the front part in the traveling direction is evacuated by a vacuum pump (not shown) and decompressed to a high vacuum state (0.01 Mpa). The paste holding chamber 61 is also evacuated by a vacuum pump (not shown), and the pressure is reduced to a lower vacuum state (for example, 0.06 MPa) than the exhaust chamber 62. The exhaust chamber 63 at the rear in the traveling direction is set to a substantially atmospheric pressure state (for example, 0.1 MPa) so as not to suck out the filled conductive paste 4.
[0050]
Each via hole 10 first enters the right exhaust chamber 62 formed forward in the moving direction, and the gas inside is exhausted. After that, when the paste holding chamber 61 reaches the position including the exhausted via hole 10 by the movement of the filling portion 6, the conductive paste 4 supplied to the surface of the resin sheet 1 by the squeegee 5 of the head 60 is transferred to the via hole 10. Push in. At this time, the head 60 swings in the paste holding chamber 61 as described above, and the gas in the via hole 10 is exhausted, so that the conductive paste 4 is reliably pushed into the via hole 10. For this reason, the entire inside of the via hole 10 is filled with the conductive paste 4.
[0051]
The reason why not only the exhaust chamber 62 shown in this example but also the paste holding chamber 61 is decompressed is as follows. That is, even if the inside of each via hole 10 is depressurized by the exhaust chamber 62 forward in the moving direction, if a gas exists in the paste holding chamber 61 when the via hole 10 enters the paste holding chamber 61, the gas immediately becomes via hole 10. This is because it becomes difficult to fill the conductive paste 4 by entering the inside. However, when the pressure in the paste holding chamber 61 is reduced, the pressure is reduced so that the vacuum is lower than that in the exhaust chamber 62 as described above. This is because if the inside of the paste holding chamber 61 for holding the conductive paste 4 is depressurized to a high vacuum, the solvent in the conductive paste rapidly evaporates and the conductive paste 4 deteriorates.
[0052]
In this way, when the filling portion 6 is moved from the left end 11 to the right end 12 of the resin sheet 1 and the filling of the holes 10 is finished, the filling portion 6 is moved in the opposite direction, and on the wider sheet material pressing portion 71. Store in. The paste holding chamber 61 and the exhaust chambers 63 and 62 are substantially large when returning to the sheet material pressing portion 71 in the left direction of the filling portion 6 so as not to suck out the conductive paste 4 once filled. The atmospheric pressure state (for example, 0.1 MPa) is set.
[0053]
Thus, when the filling part 6 reaches the right end 12 of the resin sheet 1 from the sheet material pressing part 71 and returns to the sheet material pressing part 71 again, the integrated sheet is finished. The material holding portions 71 and 72, the filling portion guide portion 73, and the filling portion 6 accommodated on the sheet material holding portion 71 are moved in a direction perpendicular to the moving direction of the filling portion 6 along the filling portion guide portion 73. . In this manner, the paste 4 is filled in the next row of unfilled holes 10 in the same manner as described above. In addition, when the sheet material pressing portions 71 and 72 and the filling portion guide portion 73 that are integrated with each other are moved, the filling portion 6 is accommodated on the sheet material pressing portion 71, so that the conductive paste 4 is stored in the paste holding chamber 61. Needless to say, it can be retained.
[0054]
In this filling apparatus 100, the filling unit 6 is linearly moved along the filling unit guide unit 73 provided integrally with the sheet material pressing units 71 and 72, but the sheet material pressing units 71 and 72 and the filling unit 6 are moved. Alternatively, the filling portion guide portion for guiding the movement may be configured separately. For example, the entire outer peripheral edge 13 of the resin sheet 1 can be pressed by the sheet material pressing portion, and the filling portion 6 can be moved regardless of the sheet material pressing portion.
[0055]
In this case, the moving range of the filling portion 6 is the entire formation region of the via hole 10 formed in the resin sheet 1. Thus, as a moving device that can move the entire formation region of the plurality of via holes 10 formed in the resin sheet 1, for example, a robot arm is used, a rail is formed in the X-axis and Y-axis directions, and one rail is formed. If the filling unit 6 and the shaft driving unit 68 are movably installed on the upper side and one of the rails moves on the other rail, the filling unit 6 and the driving unit can be moved to any position in the formation region. 68 can be moved. A moving device that moves the holding portion 2 holding the resin sheet 1 in the X-axis and Y-axis directions may be used. In short, the filling unit 6 and the resin sheet 1 only need to move relatively, and the movement target may be either.
[0056]
As described above, the filling apparatus 100 can reliably fill the fluid substance 4 into the hole 10 even if the sheet material 1 is thin and soft.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing a cross section of a filling apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic top view of the filling device according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a state of paste filling by a filling device before improvement.
FIG. 4 shows the problem when the unmodified filling device is used for a thin and soft sheet material.
[Explanation of symbols]
1 Sheet material
10 holes
2 Sheet material holder
31, 32 Suction part
4 Fluid substances (conductive paste)
5 Squeegee
6 Fluid substance filling part
60 heads
71, 71 Sheet material edge presser
100 Filling device

Claims

A filling device that fills a fluid substance, which is a conductive paste, into a hole serving as a via hole provided in a sheet material used as a resin sheet for forming a multilayer substrate ,
A sheet material holding portion for holding the sheet material;
A sheet material end pressing portion for pressing the end of the sheet material held by the sheet material holding portion;
Moving in contact with the surface of the sheet material, and a fluid material filling portion for filling the fluid material in the holes of the sheet material,
The sheet material holding part has a suction part composed of a groove of a closed path located in the vicinity of the inner periphery of the outer periphery of the sheet material and in a range that does not cover a hole provided in the sheet material,
Holding the sheet material by vacuum suction through the suction part,
The sheet material end pressing portion is a range that does not cover a hole provided in the sheet material, and holds the end portions on both sides of the sheet material in the moving direction of the fluid substance filling unit,
The fluid substance filling part moves on the sheet material surface in a region sandwiched between the sheet material end pressing parts, and a squeegee that contacts the surface of the sheet material provided in the fluid substance filling part. An apparatus for filling a fluid substance, wherein the fluid substance supplied to the surface of the sheet material is filled into a hole provided in the sheet material.

The fluid material filling apparatus according to claim 1, wherein the resin sheet is made of a thermoplastic resin.

The apparatus for filling a fluid substance according to claim 1 or 2, wherein the resin sheet has a thickness in a range of 25 µm to 125 µm.

The surface of the sheet material holding portion that holds the sheet material does not have another vacuum suction portion inside the suction portion formed by the groove of the closed path. The fluid substance filling device according to any one of the above.

The fluid substance filling device according to any one of claims 1 to 4, wherein there are two or more suction parts including grooves in the closed path.

The fluid material according to any one of claims 1 to 5, wherein the sheet material end pressing portion presses the sheet material to a position on an inner side of a suction portion provided in the sheet material holding portion. Filling equipment.

The sheet material end pressing portion is composed of two rails provided from one end to the other end of the sheet material to be pressed by the sheet material end pressing portion. Is formed integrally with the filling portion guide for guiding the movement of
2. The fluid material filling portion linearly moves between both end portions of the sheet material pressed by the sheet material end pressing portion along the filling portion guide portion. 7. The fluid substance filling device according to any one of 6 above.

The sheet material end pressing part integrally formed with the filling part guide part has a region for placing the fluid substance filling part on top and storing it,
Together with the fluid substance filling portion housed in the region, the sheet is lifted above the sheet material and is perpendicular to the moving direction of the fluid substance filling portion along the filler guide portion in a plane parallel to the sheet material. 8. The fluid substance filling device according to claim 7, wherein the fluid substance filling device is movable in any direction.

The fluid substance filling unit has a paste holding chamber and an exhaust chamber arranged adjacent to the paste holding chamber,
  A first sealed space is formed by abutting the sealing material formed at the front end of the exhaust chamber on the surface of the sheet material, and the first sealed space is decompressed,
  A second sealing space is formed by abutting a sealing material formed at a front end portion of the paste holding chamber on the surface of the sheet material, and in the second sealing space, the fluid substance is placed in the second sealing space. A head that constitutes a pushing portion for pushing into a hole provided in the sheet material is supported movably,
  After the hole provided in the sheet material in the first sealed space formed by the exhaust chamber and the sheet material is evacuated, the evacuated hole is in the second sealed space. Moving the fluid substance filling part so as to be located at
  The fluid substance supplied to the surface of the sheet material in the second sealed space is evacuated by the squeegee provided on the surface of the head constituting the pushing portion on the side facing the sheet material. 9. The fluid substance filling device according to claim 1, wherein the fluid substance filling device is pushed into a hole provided in the exhausted sheet material.

10. The fluid substance filling apparatus according to claim 9, wherein a vacuum degree of the suction unit is equal to or higher than a vacuum degree of the exhaust chamber.