JP2000200970A - プラグ製造装置および方法ならびにペ―スト混合装置 - Google Patents

プラグ製造装置および方法ならびにペ―スト混合装置

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JP2000200970A JP11053304A JP5330499A JP2000200970A JP 2000200970 A JP2000200970 A JP 2000200970A JP 11053304 A JP11053304 A JP 11053304A JP 5330499 A JP5330499 A JP 5330499A JP 2000200970 A JP2000200970 A JP 2000200970A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空洞の無いプラグを製造する装置およびその
方法ならびにペースト混合装置を提供する。 【解決手段】 プラグ製造方法は次の工程を備えてい
る。閉じたプリント室の底に設けた基板が設けられる。
プリント回路基板とステンシルとを順次基板上に取り付
ける。ステンシルをプリント回路基板に整列させる。ス
テンシル上に予熱されたペーストを置く。閉じたプリン
ト室内の圧力を調整して第１圧力とする。プリント回路
基板にプラグを形成するようにプリントを行う。閉じた
プリント室内の圧力を調整して第２圧力としてプラグ内
に捕らえられた空洞を除去する。閉じたプリント室内の
圧力を調整して第３圧力とする。余分のペーストを除去
するスクレーピングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はプラグ製造装置お
よび方法ならびにペースト混合装置に関するものであ
り、特にメッキされたスルーホールのためのプラグの製
造装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】メッキされたスルーホール（ＰＴＨ）
は、プリント回路基板（ＰＣＢ）、マルチチップモジュ
ール積層板（ＭＣＭ−Ｌ）、セラミック基板、厚膜装置
および集積回路パッケージ装置（例えばボールグリッド
アレイ（ＢＧＡ）、チップスケールパッケージ（ＣＳ
Ｐ）等）等の多くの分野で広く用いられている。
【０００３】メッキされたスルーホールにプラグを施す
ためには、半田マスク（Ｓ／Ｍ）エポキシ樹脂、導電性
ペースト（例えば銀、銅あるいはこれらの混合ペース
ト）が一般的に用いられている。現在はメッキされたス
ルーホールにプラグを形成するためにステンシルプリン
タが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】プリント工程に於いて
は、ステンシルをプリント回路基板に整列させる。作業
者は大量のペーストをステンシル上に乗せ、メッキされ
たスルーホールをペーストでプラグするためにスキージ
（へら）を用いると、メッキされたスルーホール内にプ
ラグが形成される。しかしながら、一般にプラグには空
洞（ボイド）が発生するという問題があり、このような
空洞はパッケージの信頼性に影響を及ぼし、プラグの表
面一様性を損なうことになる。
【０００５】プリント工程は大気雰囲気中で行われるの
で、プリント工程中にペースト内に空気が混入され、ペ
ースト内に泡が形成される。このようにプラグの空洞が
形成されるのは空気のためである。更にペーストそのも
のも空洞発生の原因となる。ペーストは通常フラックス
と溶剤とからなり、大気雰囲気中で混合される。空気は
ペースト内に容易に混入されてしまい、ペーストを用い
てメッキされたスルーホールにプラグを施す際にプラグ
に容易に空洞が形成されてしまうのである。更に、プリ
ント工程に於いてペーストはステンシル上に大量に供給
されるので、ペースト内に混合されている溶剤が蒸発し
続ける結果、ペーストの粘性はプリント工程期間中に連
続的に変化し、プリント工程中のペーストの粘性が増大
し続けるのでプラグの表面一様性が悪くなってしまう。
【０００６】従ってこの発明の目的は、空洞の無いプラ
グを製造するためのプラグ製造装置およびその方法を提
供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明によればプラグ製造装置は、底に基板を有す
る閉じたプリント室を備えている。閉じたプリント室に
は圧力制御装置が接続されている。基板は加熱装置を備
えている。ペースト供給タンクは閉じたプリント室内に
設けられている。
【０００８】また上述の目的を達成するために、本発明
によればプラグ製造方法は、次の工程を備えている。閉
じたプリント室の底に設けた基板が設けられる。プリン
ト回路基板とステンシルとを順次基板上に取り付ける。
ステンシルをプリント回路基板に整列させる。ステンシ
ル上に予熱されたペーストを置く。閉じたプリント室内
の圧力を調整して第１圧力とする。プリント回路基板に
プラグを形成するようにプリントを行う。閉じたプリン
ト室内の圧力を調整して第２圧力としてプラグ内にとら
えられた空洞を除去する。閉じたプリント室内の圧力を
調整して第３圧力とする。余分のペーストを除去するス
クレーピングを行う。
【０００９】本発明の装置および方法はいずれもプラグ
に空洞が形成されるのを防ぐことができ、パッケージの
信頼性は改善されてプラグの表面一様性も改善される。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は本発明のペースト混合装置
を示す概略図である。図１に於いて、真空室１２を備え
たペースト混合装置３０が設けられている。真空室１２
はそれぞれペーストと溶剤を貯蔵する２つの貯蔵タンク
を備えている。一方はペースト供給タンク１１であり、
他方は溶剤供給タンク１３である。真空室１２は適当な
真空度に維持されている。真空室１２は２つの領域に分
かれている。一つは２つのスクリュウの混合装置等の混
合装置１８を備えた混合領域１４であり、他方は加熱装
置２０と供給開口２２とを備えた貯蔵領域１６である。
加熱装置２０はペーストを加熱してその粘度を下げるた
めに用いられる。加熱されたペーストはプリント工程中
には供給開口２２から供給される。
【００１１】混合工程は真空室１２内で行われ、空気が
ペースト内に混入しないようにする。ペーストは空洞の
無い状態となる。更に、真空室１２はペーストが貯蔵工
程中に空気と接触しないようにできるので、プラグを形
成するためのプリント工程中にプラグに空洞が形成され
る確率が小さくなる。
【００１２】図２は本発明のプラグ製造装置を示す概略
図である。図２に於いて、プラグ製造装置１０は閉じた
プリント室３２を備えている。閉じたプリント室３２は
プリント回路基板にプラグを形成するための作業をする
領域である。閉じたプリント室３２は、閉じたプリント
室３２の圧力を制御するのに用いられる圧力制御装置３
４に接続されている。加熱装置３８を有する基板３６が
閉じたプリント室３２の底に設けられている。基板３６
はプリント回路基板の取り付け表面として用いられる。
加熱装置３８はプリント工程中に基板３６上に取り付け
られた回路基板上のペーストを加熱するために用いられ
る。ペーストを供給するペースト供給タンク４０が閉じ
たプリント室３２の内部に設けられている。ペースト供
給タンク４０は望ましくは図１に示すペースト混合装置
である。ペースト供給タンク４０は真空中でペーストを
混合し貯蔵する機能を持っている。ペースト供給タンク
４０はペーストを基板３６に供給できれば簡単な容器で
もよい。
【００１３】図３Ａ乃至図３Ｃは本発明のプラグ製造方
法の工程を示す概略断面図である。図３Ａに於いて、メ
ッキされたスルーホール６０を有するプリント回路基板
５０が閉じたプリント室（図２の閉じたプリント室３
２）内に設けられた基板５６上に取り付けられており、
基板５６とプリント回路基板５０との間には保護フィル
ム５４が設けられている。基板５６は加熱装置（図２の
加熱装置３８）を備えている。プリント回路基板５０は
一般的なプリント配線回路基板あるいはボールグリッド
アレイ基板を有している。メッシュ５８を有するステン
シル５２がプリント回路基板５０上に取り付けられてい
る。メッシュ５８はメッキされたスルーホール６０に対
して整列している。予熱されたペースト６４がステンシ
ル５２上に乗せられる。ペースト６４の量はプリント工
程を一、二回行うのに十分な量であるのが望ましい。ペ
ースト６４はステンシル５２上に乗せる前に約４０℃乃
至９０℃の温度に予熱される。閉じたプリント室は約
０．０１乃至５トル（Ｔｏｒｒ）にポンプにより減圧さ
れ、プリント工程を実行する。ペースト６４はプリント
工程中に基板５６の加熱装置により約５０℃乃至１２０
℃の温度に加熱される。メッキされたスルーホール６０
をプラグするためにスキージ（へら）６２を使用する。
【００１４】ペースト６４を予熱する目的はペースト６
４の粘度を低くして、メッキされたスルーホール６０に
プラグを形成するのに用いられるときにペースト６４に
空洞が形成されるのを防ぐことである。プリント工程中
にペースト６４を加熱する目的も同様である。加熱温度
はペースト６４の材質に応じて変えるが、粘度を小さく
するのに十分なだけの温度とすべきで、ペースト６４を
熱硬化させるような高温にすべきではない。更に、ペー
スト６４の量は減少させてプリント工程中にペースト６
４に混入されていた溶剤が蒸発するのを防ぐ。このよう
にして、ペースト６４の粘度は毎回のプリント工程につ
いて一定とされる。
【００１５】図３Ｂに於いて、プラグ６６がメッキされ
たスルーホール６０内に形成されている。ペースト６４
の粘度あるいはペースト６４の流れのためにプラグ６６
に泡６８が形成されている。泡６８を確実に完全に除去
するために、閉じたプリント室を空気で約３５０乃至１
０００トル（Ｔｏｒｒ）に加圧して正の圧力を設定す
る。このようにして泡６８はプラグ６６の表面にまで移
動されて正の圧力のために破壊される。正の圧力はまた
プラグ６６の密度を高くする助けにもなる。上述の工程
は粘度が約２００乃至３００Ｐａ・ｓの低粘度ペースト
に対して適当である。
【００１６】粘度が約６００乃至１０００Ｐａ・ｓの非
常に高粘度のペースト６４に対しては、正の圧力を０．
５乃至２．０Ｋｇ／ｃｍ2としてプラグ６６内に捕らえ
られていた泡６８の除去効率が増進させる。必要なら
ば、泡６８をさらに除去するために正の圧力を与える期
間を長くすることもできる。
【００１７】図３Ｃに於いて、閉じたプリント室は約５
乃至２０トル（Ｔｏｒｒ）にポンプ減圧される。スキー
ジ（へら）６２を用いてペースト６４を掻き延ばす（ス
クレーピング）。このため、余分のペースト６４が除去
され、プラグ６６ａの表面一様性が改善される。
【００１８】ここに説明する実施形態に於いてはプリン
ト回路基板を用いて説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。本発明は同様にマルチチップモジュ
ール積層板および集積回路パッケージ装置（例えばボー
ルグリッドアレイ、チップスケールパッケージ等に用い
るのにも適当である。
【００１９】図４は図３Ａ乃至図３Ｃの製造方法に於け
る時間と圧力との関係を示す概略図である。図４に於い
て、閉じたプリント室をポンプ減圧して約０．０１乃至
５トル（図４の符号７０参照）とする。プラグに捕らえ
られている泡が完全に除去されてペーストを高密度化さ
れるように、閉じたプリント室が空気で約３５０乃至１
０００トル（図４の符号７２参照）に加圧されて正の圧
力を設定する。このようにして泡はプラグの表面にまで
移動されて正の圧力のために破壊される。閉じたプリン
ト室は約５乃至２０トル（Ｔｏｒｒ）（図４の符号７６
参照）にポンプ減圧される。スキージ（へら）を用いて
余分のペーストを除去し、プラグの表面一様性を改善す
る。上述の工程は粘度が約２００乃至３００Ｐａ・ｓの
低粘度ペーストに対して適当である。
【００２０】粘度が約６００乃至１０００Ｐａ・ｓの非
常に高粘度のペースト６４に対しては、正の圧力を０．
５乃至２．０Ｋｇ／ｃｍ2（図４の符号７４参照）とし
てプラグ内に捕らえられていた泡の除去効率を増進させ
る。閉じたプリント室は約５乃至２０トル（Ｔｏｒｒ）
（図４の符号７８参照）にポンプ減圧される。スキージ
（へら）を用いて余分のペーストが除去され、プラグの
表面一様性が改善される。
【００２１】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば次のような効
果が得られる。
【００２２】１．ペーストが空気に触れぬように真空中
でペーストを混合するので、ペーストで形成したプラグ
に空洞が発生しない。
【００２３】２．プラグ製造装置の作業室は真空に維持
されるのでプラグに空洞が発生する問題を解消できる。
【００２４】３．プラグ製造方法によればプラグが真空
中で製造されるので、プラグに空洞が発生するのを防ぐ
ことができ、従ってパッケージの信頼性が改善される。
【００２５】４．ペースト供給タンクからのペーストの
供給時およびプリント工程時に加熱装置を用いてペース
トを加熱してペーストの粘度を小さくするので、プラグ
内に空洞が発生しない。
【００２６】５．プリント工程中に用いるペーストの量
を正確に制御して無駄を無くすペースト混合装置が得ら
れる。ペースト混合装置を用いればペーストの粘度はあ
まり変化しないのでプラグの表面一様性が改善される。
【００２７】当業者には本発明の範囲および趣旨から逸
脱せずに本発明の構造に対して様々な変更および変形を
することができることは明らかであろう。従って、本発
明は本願請求項の範囲内の変更および変形並びにそれら
の均等物をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のペースト混合装置を示す概略図。
【図２】 本発明のプラグ製造装置を示す概略図。
【図３】 本発明のプラグ製造方法の工程を示す概略断
面図。
【図４】 本発明のプラグ製造方法の工程に於ける時間
と圧力との関係を示す概略図である。
【符号の説明】
１０ プラグ製造装置、１１ ペースト供給タンク、１
２ 真空室、１３ 溶剤供給タンク、１４ 混合領域、
１６ 貯蔵領域、１８ 混合装置、２０ 加熱装置、２
２ 供給開口、３０ ペースト混合装置、３２ プリン
ト室、３４ 圧力制御装置、３６ 基板、３８ 加熱装
置、４０ ペースト供給タンク、５０プリント回路基
板、５２ ステンシル、５４ 保護フィルム、５６ 基
板、５８メッシュ、６０ メッキされたスルーホール、
６４ ペースト、６６ プラグ、６８ 泡。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 プリント回路基板用のプラグを製造する
    ために、 基板を持つ閉じたプリント室を設け、 複数の穴を有するプリント回路基板と、複数のメッシュ
    を有するステンシルとを順次上記基板上に取り付け、 上記プリント回路基板および上記ステンシルを整列さ
    せ、 上記ステンシル上に予熱されたペーストを置き、 上記閉じたプリント室内の圧力を調整して第１圧力と
    し、上記ペーストを上記穴に充填させるプリント工程を
    実行し、 上記閉じたプリント室内の圧力を調整して第２圧力と
    し、 上記閉じたプリント室内の圧力を調整して第３圧力とし
    て余分のペーストを除去するスクレーピングを行うプリ
    ント回路基板用のプラグ製造方法。
  2. 【請求項２】 上記プリント工程および上記スクレーピ
    ング工程中に上記ペーストを上記基板により加熱するこ
    とを特徴とする請求項１記載のプラグ製造方法。
  3. 【請求項３】 上記ペーストが約５０℃乃至１２０℃に
    加熱されることを特徴とする請求項１記載のプラグ製造
    方法。
  4. 【請求項４】 上記ペーストの予熱温度が約４０℃乃至
    ９０℃であることを特徴とする請求項１記載のプラグ製
    造方法。
  5. 【請求項５】 上記第１圧力が約０．０１乃至５トルで
    あることを特徴とする請求項１記載のプラグ製造方法。
  6. 【請求項６】 上記ペーストの粘度が約２００乃至３０
    ０Ｐａ・ｓであるとき、上記第２圧力が約３５０乃至１
    ０００トルであることを特徴とする請求項１記載のプラ
    グ製造方法。
  7. 【請求項７】 上記ペーストの粘度が約６００乃至１０
    ００Ｐａ・ｓであるとき、上記第２圧力が約０．５乃至
    ２Ｋｇ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項１記載の
    プラグ製造方法。
  8. 【請求項８】 上記第３圧力が約５乃至２０トルである
    ことを特徴とする請求項１記載のプラグ製造方法。
  9. 【請求項９】 閉じたプリント室と、 上記閉じたプリント室に接続された圧力制御装置と、 上記閉じたプリント室内に設けられた基板と、 上記閉じたプリント室内に設けられたペースト供給タン
    クとを備えたプラグ製造装置。
  10. 【請求項１０】 上記基板が加熱装置を備えたことを特
    徴とする請求項９記載のプラグ製造装置。
  11. 【請求項１１】 上記ペースト供給タンクが混合領域と
    貯蔵領域とを有する真空室を備えたことを特徴とする請
    求項９記載のプラグ製造装置。
  12. 【請求項１２】 上記混合領域が２つのスクリュウの混
    合装置であることを特徴とする請求項１１記載のプラグ
    製造装置。
  13. 【請求項１３】 上記貯蔵領域が加熱装置と供給開口と
    を備えたことを特徴とする請求項１１記載のプラグ製造
    装置。
  14. 【請求項１４】 加熱装置を有し閉じたプリント室内に
    設けられた基板と、 ２つのスクリュウの混合装置を有する混合領域ならびに
    加熱装置および供給開口を有する貯蔵領域を備えた真空
    室を有し、上記プリント室内に設けられたペースト供給
    タンクとを備えたプラグ製造装置。
  15. 【請求項１５】 閉じたプリント室と、 上記閉じたプリント室に接続された圧力制御装置と、 加熱装置を有し閉じたプリント室内に設けられた基板
    と、 ２つのスクリュウの混合装置を有する混合領域ならびに
    加熱装置および供給開口を有する貯蔵領域を備えた真空
    室を有し、上記プリント室内に設けられたペースト供給
    タンクとを備えたプラグ製造装置。
  16. 【請求項１６】 一方にペーストを収容し他方に溶剤を
    収容する２つの貯蔵タンクと、 混合領域および上記混合領域に接続された貯蔵領域を有
    する真空室とを備え、上記真空室は上記貯蔵領域の一端
    に設けられた供給開口を有してなるペースト混合装置。
  17. 【請求項１７】 上記混合領域が２つのスクリュウの混
    合装置を備えたことを特徴とする請求項１６記載のペー
    スト混合装置。
  18. 【請求項１８】 上記貯蔵領域が加熱装置を備えたこと
    を特徴とする請求項１６記載のペースト混合装置。
  19. 【請求項１９】 上記加熱装置の加熱範囲が約４０℃乃
    至９０℃であることを特徴とする請求項１８記載のペー
    スト混合装置。
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