JP2010184430A - Method and apparatus which fill up closed-bottom hole with paste-like substance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート材表面に設けられた有底孔内にペースト状物質を充填するペースト状物質の充填装置及び方法である。 The present invention is a paste-like substance filling apparatus and method for filling a paste-like substance in a bottomed hole provided on the surface of a sheet material.
多層回路基板のそれぞれの層の基材は、通常は熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂材料からなるシート材から形成されている。シート材には、微細なビア穴が多数設けられていて、これらのビア穴に導電ペーストを充填することにより、シート材の表面と裏面とが電気的に接続される。ビア穴にはビア底を導線回路とする有底ビア穴があり、このような有底ビア穴に導電ペーストを完全に充填するために通常は真空充填が採用される。この真空充填においては、シート材の被充填面とペーストとスキージとを真空中に配置した状態で、スキージによってペーストを有底ビア穴に擦り込むことにより、有底ビア穴内の空気が導電ペーストと入れ替えられて完全な充填が実現される。 The base material of each layer of the multilayer circuit board is usually formed from a sheet material made of a thermoplastic resin or a thermosetting resin material. The sheet material is provided with a large number of fine via holes, and the front and back surfaces of the sheet material are electrically connected by filling the via holes with a conductive paste. The via hole has a bottomed via hole having a via bottom as a conductive circuit, and vacuum filling is usually employed in order to completely fill the bottomed via hole with a conductive paste. In this vacuum filling, the surface of the sheet material to be filled, the paste and the squeegee are placed in a vacuum, and the paste is rubbed into the bottomed via hole with the squeegee, so that the air in the bottomed via hole becomes the conductive paste. It is replaced to achieve complete filling.
上述の方式でシート材表面に設けられた有底ビア穴などの有底孔に導電ペーストなどのペースト状物質を充填する装置として、例えば特許文献1に記載された充填装置が知られている。この充填装置は、真空定盤に配置されたシート材の有底ビア穴内に導電ペーストを充填するための充填ヘッドと、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る移動手段とを備えており、充填ヘッド内に保持されたペーストをスキージパッキンを使って有底ビア穴に擦り込むものである。
As a device for filling a bottomed hole such as a bottomed via hole provided on the surface of a sheet material with the above-described method with a paste-like substance such as a conductive paste, for example, a filling device described in
特許文献1に記載された充填装置の充填ヘッドは、比較的大量のペースト、例えば数百枚のシート材のビア穴を充填できる量のペーストを保持している。
The filling head of the filling apparatus described in
ところで、導電ペーストは、通常は、銀又は錫等の金属粉末とテレピネなどの高粘度溶剤から構成された非ニュートン流体(ダイラタント流体)であり、このため溶剤と金属粉末が分離しないようにペーストを常時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真空脱泡によるペースト中の気泡の除去を頻繁に、例えば各シート材への充填前に実施する必要がある。そのため、特許文献1の充填装置の充填ヘッド内に保持された比較的大量のペーストは、脱泡のため及び充填のために頻繁に真空下に曝されることとなる。その結果、ペースト中の溶剤が蒸発してペーストの溶剤比率が低下することで粘度の上昇が起こり、このことが充填品質の低下の一つの要因となっていた。この問題を緩和するために、特許文献1の充填装置では、ビア穴への充填中は充填ヘッド内の充填室の真空圧をペーストの溶剤蒸気圧より高い圧力に設定するが、充填率を高めるために充填室前後に高真空の排気室を設けるという複雑な構成が提案されている。
By the way, the conductive paste is usually a non-Newtonian fluid (dilatant fluid) composed of a metal powder such as silver or tin and a high-viscosity solvent such as terpine. For this reason, the paste is used so that the solvent and the metal powder are not separated. It is necessary to constantly stir. Further, in order to ensure a high-quality filling rate, it is necessary to frequently remove bubbles in the paste by vacuum defoaming, for example, before filling each sheet material. For this reason, a relatively large amount of paste held in the filling head of the filling apparatus of
また、スキージ近傍に固着したペーストは充填不良の原因になるため、特許文献1の充填装置を使う場合、固着したペーストを削り落とすためのダミービア穴をシート材の端部付近に多数設けておく必要があり、その結果シート材の有効スペースが減少するという問題が生じ、さらにスキージの定期的な清掃も必要であった。スキージの清掃を行う際には、装置を停止して充填ヘッド内のペーストを取り出してからスキージを清掃するので、シート材に使用された量より多量のペーストが清掃時に消費されることもあり、稼動停止による生産性の低下だけではなくペースト資源のロスということも問題としてあった。
Further, since the paste fixed in the vicinity of the squeegee causes a filling failure, when using the filling device of
さらに、特許文献1の充填装置では、充填ヘッドがシート材に接触していなければ、充填室内のペーストは重力により充填室から垂れ落ちてしまうので、充填ヘッドをシート材上から例えば待機場所等に移動させる場合に、垂れ落ちたペーストによる汚染を防ぐ対策又はペーストが垂れ落ちないように蓋をする等の特別な対策が必要であった。
Furthermore, in the filling apparatus of
本発明は前述した従来技術の課題に鑑みてなされたもので、その目的は、高い充填品質及び高い生産性が実現される、ペースト状物質の充填装置及び充填方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a filling apparatus and a filling method for a paste-like substance that can realize high filling quality and high productivity.
本発明は、上記課題を達成するための技術的手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載のペースト状物質の充填装置及び充填方法を提供する。 The present invention provides, as technical means for achieving the above object, a paste-like substance filling device and a filling method according to the claims.
請求項1に記載の発明は、有底孔(13)が形成されたシート材(10)を載置して保持するワーク保持盤(20)と、一定量のペースト状物質(P)を計量して準備するペースト状物質計量手段(30)と、ワーク保持盤(20)とペースト状物質計量手段(30)との間を移動すると共に、ワーク保持盤(20)に保持されたシート材(10)に摺接して移動する充填ヘッド(40)であって、該充填ヘッド(40)がシート材(10)の表面に当接することにより密閉される開口(44)を有する充填室(42)と、充填室(42)内に配設されたスキージ(43)にして、計量されて準備されたペースト状物質(P)を受容して保持し、保持したペースト状物質(P)を有底孔(13)内に擦り込むスキージ(43)とを備える充填ヘッド(40)と、を具備するペースト状物質の充填装置であって、スキージ(43)に受容されるペースト状物質(P)の量は、充填室(42)の開口(44)が開放されているときにおいてもスキージ(43)から落下することなくスキージ(43)に保持され得る量であることを特徴とするものである。
According to the first aspect of the present invention, a work holding plate (20) for placing and holding a sheet material (10) having a bottomed hole (13) and a certain amount of pasty substance (P) are measured. The sheet-like material weighing means (30) to be prepared and the sheet material (30) moved between the workpiece holding disk (20) and the paste-like substance weighing means (30) and held on the workpiece holding disk (20) ( 10) a filling head (40) that moves in sliding contact with the filling chamber (42) having an opening (44) that is sealed when the filling head (40) contacts the surface of the sheet material (10). And a squeegee (43) disposed in the filling chamber (42) to receive and hold the paste-like substance (P) prepared by weighing, and to hold the held paste-like substance (P) with a bottom. Filling with squeegee (43) rubbing into hole (13) A paste-like substance filling device comprising a lid (40), wherein the amount of the paste-like substance (P) received by the squeegee (43) is open at the opening (44) of the filling chamber (42). The amount of the
これによれば、充填ヘッド(40)が保持し得るペースト状物質の量は比較的少量に制限されるので、充填ヘッド(40)に供給されたペースト状物質は組成変化が生じる前に消費され、その結果安定した組成のペースト状物質による信頼度の高い充填が実現される。さらに、充填ヘッド(40)のスキージ(43)からペースト状物質が落下することがないので充填ヘッド(40)の移動が容易になるという効果も得られる。 According to this, since the amount of the pasty substance that can be held by the filling head (40) is limited to a relatively small amount, the pasty substance supplied to the filling head (40) is consumed before the composition change occurs. As a result, highly reliable filling with a paste-like substance having a stable composition is realized. Furthermore, since the paste-like substance does not fall from the squeegee (43) of the filling head (40), the effect of facilitating the movement of the filling head (40) can be obtained.
請求項2に記載の発明は、スキージ(43)が、横断面で見たとき概ね逆V字形を形作る2枚のリップ部(43a)を備えており、2枚のリップ部(43a)の間にペースト状物質(P)を受容して保持する受容部(43b)が形成されていることを特徴とするものである。スキージ(43)を逆V字形に形成することにより、ペースト状物質をその付着力を利用して2枚のリップ部(43a)の間に付着させて保持させることが容易になると共に、有底孔(13)へのペースト状物質の擦り込みも確実に行えるようになる。 According to the second aspect of the present invention, the squeegee (43) includes two lip portions (43a) that form a generally inverted V shape when viewed in cross section, and is provided between the two lip portions (43a). And a receiving portion (43b) for receiving and holding the paste-like substance (P). By forming the squeegee (43) in an inverted V shape, it becomes easy to attach and hold the paste-like substance between the two lip portions (43a) using its adhesive force, The paste-like substance can be reliably rubbed into the holes (13).
請求項3に記載の発明は、充填ヘッド(40)が、充填室(42)の気密を保持するためにシート材(10)の表面に当接するシール部材(45)を更に備えることを特徴とするものである。これによれば、充填室(42)の気密が確実に保持されると共に、シール部材を第2のスキージとして機能させることも可能になる。 The invention according to claim 3 is characterized in that the filling head (40) further comprises a seal member (45) that abuts against the surface of the sheet material (10) in order to keep the filling chamber (42) airtight. To do. According to this, airtightness of the filling chamber (42) can be reliably maintained, and the seal member can also function as the second squeegee.
請求項4に記載の発明は、充填ヘッド(40)が、充填室(42)内のペースト状物質(P)を攪拌するためにスキージ(43)を充填室(42)内で移動させるスキージ駆動機構(50)を更に備えることを特徴とするものである。これにより、ペースト状物質の攪拌によってペースト状物質均質化と脱泡が促進される。 In the invention according to claim 4, the squeegee drive in which the filling head (40) moves the squeegee (43) in the filling chamber (42) in order to stir the paste-like substance (P) in the filling chamber (42). It further comprises a mechanism (50). Thereby, homogenization and defoaming of the paste-like substance are promoted by stirring the paste-like substance.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、スキージ駆動機構(50)が、シート材(10)の表面の法線方向に延びる軸線(Ar)を中心にしてスキージ(43)を公転運動させるスキージ公転機構(50)からなることを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, the squeegee driving mechanism (50) is configured such that the squeegee (43) is centered on an axis (Ar) extending in the normal direction of the surface of the sheet material (10). ) Squeegee revolving mechanism (50) for revolving motion.
請求項6に記載の発明は、充填ヘッド(40)が、シート材(10)の表面に付着したペースト状物質(P)を回収するペースト状物質回収装置(60)を更に備えることを特徴とするものである。これによれば、ペースト状物質回収装置(60)は充填ヘッド(40)と共に移動して、シート材(10)上に残ったペースト状物質を回収することが可能になる。 The invention according to claim 6 is characterized in that the filling head (40) further comprises a paste-like substance recovery device (60) for recovering the paste-like substance (P) adhering to the surface of the sheet material (10). To do. According to this, the paste-like substance recovery device (60) moves together with the filling head (40) and can recover the paste-like substance remaining on the sheet material (10).
請求項7に記載の発明は、上記ペースト状物質の充填装置が、充填ヘッド(40)を清掃する清掃手段(70)を更に具備し、充填ヘッド(40)が清掃手段(70)の配設場所へ移動して清掃されることを特徴とするものである。これによれば、ペーストの固着が生じる前の短い間隔で容易に充填ヘッド(40)を清掃することが可能になり、また充填装置の稼動を定期的な清掃のために長時間停止する必要がなくなると共に清掃時に廃棄されるペースト状物質が大幅に削減される。さらに、スキージ(43)に固着したペースト状物質を削り落とすためのダミー穴をシート材(10)上に形成しておくことも不要になる。 According to a seventh aspect of the present invention, the apparatus for filling a paste-like substance further includes a cleaning means (70) for cleaning the filling head (40), and the filling head (40) is provided with the cleaning means (70). It is moved to a place and cleaned. According to this, it becomes possible to easily clean the filling head (40) at a short interval before the sticking of the paste occurs, and it is necessary to stop the operation of the filling device for a long time for regular cleaning. The paste-like substance discarded at the time of cleaning is greatly reduced. Furthermore, it is not necessary to form a dummy hole on the sheet material (10) for scraping off the paste-like substance fixed to the squeegee (43).
請求項8に記載の発明は、ペースト状物質計量手段(30)が計量マスク(31)を備えており、一定量のペースト状物質(P)が計量マスク(31)により計量されて準備されることを特徴とするものである。これによれば、一定量且つ一定形状(例えば棒状)のペースト状物質を計量マスクという比較的簡単な構成要素により成形して準備することが可能になる。 In the invention according to claim 8, the pasty substance measuring means (30) includes a measuring mask (31), and a predetermined amount of the pasty substance (P) is measured by the measuring mask (31) and prepared. It is characterized by this. According to this, it becomes possible to prepare a paste-like substance of a certain amount and a certain shape (for example, a rod shape) by molding it with a relatively simple component called a measurement mask.
請求項11に記載の発明は、開口(44)を有する充填室(42)と充填室(42)内に配設されたスキージ(43)とを備える充填ヘッド(40)を用いてシート材(10)に設けられた有底孔(13)にペースト状物質(P)を充填する方法であって、ワーク保持盤(20)上にシート材(10)を載置して保持する段階と、計量ステーション(S1)において、一定量のペースト状物質(P)を計量して準備する段階と、計量された一定量のペースト状物質(P)を計量ステーション(S1)において充填ヘッド(40)のスキージ(43)に受容させる段階と、充填ヘッド(40)をシート材(10)上の充填開始位置に移動してシート材(10)の表面に当接させることにより充填室(42)の開口(44)を閉じる段階と、充填ヘッド(40)の充填室(42)内を真空化する段階と、充填ヘッド(40)をシート材(10)に当接させたまま移動させることによりスキージ(43)が保持するペースト状物質(P)を有底孔(13)に真空充填する段階と、充填ヘッド(40)の充填室(42)内の真空を解放する段階と、充填ヘッド(40)を計量ステーション(S1)に移動する段階と、シート材(10)をワーク保持盤(20)から取り外す段階と、を含み、スキージ(43)に受容させるペースト状物質(P)の量は、充填室(42)の開口(44)が開放されているときにおいてもスキージ(43)から落下することなくスキージ(43)に保持され得る量であることを特徴とするものである。
The invention according to
これによれば、充填ヘッド(40)が保持するペースト状物質の量は比較的少量でよいので、充填ヘッド(40)に供給されたペースト状物質は組成変化が生じる前に消費され、その結果安定した組成のペースト状物質による信頼度の高い充填が実現される。 According to this, since the amount of the paste-like substance held by the filling head (40) may be relatively small, the paste-like substance supplied to the filling head (40) is consumed before the composition change occurs, and as a result Highly reliable filling with a paste-like substance having a stable composition is realized.
請求項12に記載の発明は、充填ヘッド(40)の充填室(42)内を真空化する段階と、ペースト状物質(P)を有底孔(13)に真空充填する段階と並行に実施される、充填室(42)内のペースト状物質(P)を攪拌する段階を更に含むことを特徴とするものである。
The invention described in
請求項13に記載の発明は、計量ステーション(S1)には、計量されたペースト状物質(P)を載置する載置プレート(33)が備えられており、一定量のペースト状物質(P)を充填ヘッド(40)のスキージ(43)に受容させる段階が、計量されて載置プレート(33)上に準備されたペースト状物質(P)をスキージ(43)に付着させるために充填ヘッド(40)を上方から載置プレート(33)に当接させることにより充填室(42)の開口(44)を閉じる段階と、充填ヘッド(40)の充填室(42)内を真空化する段階と、充填室(42)内のペースト状物質(P)を攪拌する段階と、攪拌を停止すると共に充填室(42)の真空を解放する段階と、充填ヘッド(40)を載置プレート(33)に当接させたまま横に移動させて載置プレート(33)から離す段階と、を含むことを特徴とするものである。このように真空充填時と同様に充填室(42)内を真空にしてペースト状物質を攪拌することにより、ペースト状物質の均質化と脱泡が促進されると共にペースト状物質のスキージ(43)への付着が確実になるという効果が得られる。 In a thirteenth aspect of the present invention, the weighing station (S1) is provided with a mounting plate (33) on which the weighed pasty substance (P) is placed, and a certain amount of pasty substance (P) ) Is received in the squeegee (43) of the filling head (40), the filling head for depositing the paste-like substance (P) prepared on the mounting plate (33) on the squeegee (43). Closing the opening (44) of the filling chamber (42) by bringing the mounting plate (40) into contact with the mounting plate (33) from above, and evacuating the filling chamber (42) of the filling head (40) And stirring the paste-like substance (P) in the filling chamber (42), stopping the stirring and releasing the vacuum in the filling chamber (42), and placing the filling head (40) on the mounting plate (33). ) And move sideways. It is characterized in that comprises the steps away from the allowed by the placing plate (33), the. In this way, the inside of the filling chamber (42) is evacuated in the same manner as in the vacuum filling, and the paste-like substance is stirred, so that homogenization and defoaming of the paste-like substance are promoted and the squeegee (43) of the paste-like substance The effect that the adhesion to the is ensured is obtained.
請求項14に記載の発明は、充填ヘッド(40)の充填室(42)内の真空を解放する段階と、充填ヘッド(40)を計量ステーション(S1)に移動する段階との間に、充填ヘッド(40)を清掃ステーション(S2)に移動して清掃する段階を更に含むことを特徴とするものである。これによれば、ペーストの固着が生じる前の短い間隔で充填ヘッド(40)を清掃するので清掃が容易になり、また充填装置の稼動を定期的な清掃のために長時間停止する必要がなくなると共に清掃時に廃棄されるペースト状物質が大幅に削減される。さらに、スキージ(43)に固着したペースト状物質を削り落とすためのダミー穴をシート材(10)上に形成しておくことも不要になる。 The invention as claimed in claim 14 comprises the steps of releasing the vacuum in the filling chamber (42) of the filling head (40) and moving the filling head (40) to the weighing station (S1). The method further includes the step of moving the head (40) to the cleaning station (S2) for cleaning. According to this, since the filling head (40) is cleaned at a short interval before the sticking of the paste occurs, cleaning becomes easy, and it is not necessary to stop the operation of the filling device for a long time for regular cleaning. At the same time, the amount of pasty substances discarded during cleaning is greatly reduced. Furthermore, it is not necessary to form a dummy hole on the sheet material (10) for scraping off the paste-like substance fixed to the squeegee (43).
請求項15に記載の発明は、充填ヘッド(40)の充填室(42)内の真空を解放する段階と、充填ヘッド(40)を計量ステーション(S1)に移動する段階との間に、シート材(10)の表面に残ったペースト状物質(P)を回収する段階を更に含むことを特徴とするものである。 The invention as claimed in claim 15 comprises a step between releasing the vacuum in the filling chamber (42) of the filling head (40) and moving the filling head (40) to the weighing station (S1). The method further includes a step of recovering the pasty substance (P) remaining on the surface of the material (10).
請求項16に記載の発明は、ワーク保持盤(20)上にシート材(10)を載置して保持する段階及びワーク保持盤(20)からシート材(10)を取り外す段階が1回実行される間に、一定量のペースト状物質(P)を計量する段階から充填ヘッド(40)を計量ステーション(S1)に移動する段階までの各段階が複数回実行されることを特徴とするものである。これによれば、1枚のシート材(10)に対して複数回のペースト供給と複数回のペースト充填とが行われる。この発明による方法は、1回分のペースト状物質の供給量が1枚のシート材(10)に必要な量に満たない場合、あるいはペースト状物質の組成を例えば1回目の充填と2回目の充填で変えたい場合に好適に適用できる。 In the invention described in claim 16, the step of placing and holding the sheet material (10) on the work holding plate (20) and the step of removing the sheet material (10) from the work holding plate (20) are executed once. In the meantime, each step from the step of weighing a certain amount of the pasty substance (P) to the step of moving the filling head (40) to the weighing station (S1) is performed a plurality of times. It is. According to this, multiple times of paste supply and multiple times of paste filling are performed with respect to one sheet | seat material (10). In the method according to the present invention, when the supply amount of the paste-like substance for one time is less than the amount necessary for one sheet material (10), or the composition of the paste-like substance is changed to, for example, the first filling and the second filling. It can be suitably applied when it is desired to change the
請求項17に記載の発明は、一定量のペースト状物質(P)を計量して準備する段階及び一定量のペースト状物質(P)を充填ヘッド(40)のスキージ(43)に供給する段階が各1回実行される間に、それら以外のすべての段階が複数回実行されることを特徴とするものである。これによれば、1回のペースト状物質の供給によって複数枚のシート材(10)に対する複数回の充填が行われる。この方法における1回分のペースト状物質の供給量は、重力に抗してスキージ(43)が保持できる量、及びペーストの組成変化が生じる時間等を把握して決定すればよい。 The invention according to claim 17 is a step of measuring and preparing a certain amount of paste-like substance (P) and supplying a certain amount of paste-like substance (P) to the squeegee (43) of the filling head (40). All the other steps are executed a plurality of times while each is executed once. According to this, the plurality of sheet materials (10) are filled a plurality of times by supplying the paste-like substance once. The supply amount of the paste-like substance for one time in this method may be determined by grasping the amount that the squeegee (43) can hold against gravity and the time during which the composition change of the paste occurs.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態によるペースト状物質充填装置について、その模式的な正面図である図1を参照して以下に説明する。第1の実施形態による充填装置は、多層回路基板の各層の基材を構成するシート材10をワークとし、前記シート材10の表面に設けられた有底ビア穴に、ペースト状物質として導電ペーストPを充填するものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a paste-like substance filling device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 which is a schematic front view thereof. The filling apparatus according to the first embodiment uses a
図1に示される充填装置は、シート材10を広げた状態で保持するためのワーク保持盤20と、計量ステーションS1に配置されて一定量の導電ペーストP(以下単に“ペーストP”と呼ぶ)を計量して分配するペースト計量装置30と、保持したペーストPをシート材10の有底のビア穴13に充填する充填ヘッド40と、清掃ステーションS2に配置された清掃装置70と、充填ヘッド40を水平および上下に移動させるための充填ヘッド送り機構80と、それらを共に上段プレート91上に搭載するベースフレーム90とを具備している。充填装置は、充填ヘッド40の後述する充填室(42)を真空にするための充填室真空ポンプ93と、ワーク保持盤20に真空を提供するためのワークチャック真空ポンプ94も更に具備しており、それらはベースフレーム90の下段プレート92上に搭載されている。
The filling device shown in FIG. 1 includes a
第1の実施形態の充填装置のワークであるシート材10は、熱可塑性樹脂製の樹脂シート11の片面に導体箔12が貼り付けられて形成されている。またこのシート材10は、□450mmの領域に、開口径150μm×深さ150μmのサイズのビア穴13を約4万個有している。前記ビア穴13は導体箔12によって底が形成されるので有底のビア穴13である。
A
ワーク保持盤20は、その平坦な定盤21にシート材10を載置し且つ真空吸着することにより保持するように構成されている。前記定盤21の表面には、シート材10の外周端に沿って配置された環状の吸引溝22が設けられていて、前記吸引溝22からワークチャック真空ポンプ94に第1配管95が接続されている。従って、ワークチャック真空ポンプ94を作動させるとシート材10は定盤21上に真空吸着されて保持される。図示しないが、第1配管95には三方弁が設けられていて、必要に応じて真空を開放できるようになっている。
The
次に充填装置の充填ヘッド40についてその横断面図である図2も参照して以下に説明する。充填ヘッド40は、直方体状の外形を有する本体部41と、この本体部41の内部に形成されてシート材側に開口44を備える充填室42と、前記充填室42内に配設されたスキージ43と、スキージ駆動機構50と、ペースト回収装置60とを具備している。スキージ駆動機構50は、本実施形態においては、スキージ43を中心軸線Arの周りで公転運動させるスキージ公転機構50として構成されている。なお、ペースト回収装置60は図1には示されるが図2には示されない。
Next, the filling
本体部41は、図1及び図2に示されるその幅寸法よりはるかに長い図示されない奥行き寸法、つまり図の紙面に垂直な方向の寸法を有している。この奥行き寸法は、図1に示されるシート材10の幅と同程度の寸法である。
The
充填室42は、やはり本体部41の外形と同様の奥行き寸法の長い細長い直方体形状を有している。充填室42の開口44の周囲にシール部材45としてOリング45が設けられており、このOリング45がシート材10の表面に接触することにより充填室42の気密が維持される。また、充填室42には、充填室真空ポンプ93に第2配管96をとおして連通している吸引ポート46が開口しており、したがって、本体部41のシール部材45をシート材10に当接させた状態で、充填室真空ポンプ93を作動させることにより充填室42を真空化することができる。第2配管96は、図示されない三方弁を備えており、必要に応じて充填室42の真空を開放できるようになっている。また第2配管96は、充填ヘッド40の移動を阻害しないように、十分な可撓性と余長とを有している。
The filling
スキージ43は、ゴム状の弾性材料から作られた2枚のリップ43aを有しており、この2枚のリップ43aは上部で一体に結合されており、従ってスキージ43はその横断面では概ね逆V字形を呈する。また2枚のリップ43aの間の空間がペーストPを受容する受容部43bであり、ペーストPは受容部43bを形成する2枚のリップ43aに付着することによりスキージ43に保持される。
The
スキージ43は、充填室42の奥行き寸法と同様に、図示された幅寸法よりはるかに長い奥行き寸法を有している。より詳しく言うと、スキージ43は、シート材10のビア穴13が設けられた領域をカバーできる奥行き寸法を有している。スキージ43は、その上部がスキージ公転機構50の後述するスキージ取付プレート51に装着され、その下部、つまり2枚のリップ43aの先端側がシート材10の表面に接触する。リップ43aは、それがシート材10に接触したとき撓みが生ずるように、本体部41に対する高さ位置が設定されている。
The
充填ヘッド送り機構80は、充填ヘッド40を図1中の矢印a〜iに示されるように水平移動及び垂直移動させることにより、それをワーク保持盤20と計量ステーションS1と清掃ステーションS2との間で移動させると共に、矢印jに示されるようにワーク保持盤20に保持されたシート材10に摺接させて移動させることができるように、駆動モータ81、ボールねじ82、水平移動キャリッジ83、ガイドレール84、垂直移動台85、シリンダ86等を具備している。
The filling
スキージ公転機構50は、スキージ43を充填室42内で移動させることによりペーストPを攪拌するために設けられており、スキージ43を取り付けるためのスキージ取付プレート51と、シャフト52と、シャフト52を回転駆動するモータ53とを具備している。モータ53は、本体部41の上方に設けられたモータ取付部材47に固定されている。スキージ取付プレート51は、スキージ43等と同様にやはり図示されない長い奥行き寸法を有している。シャフト52はその先端に、シャフト52の中心軸線Arから偏心した偏心軸部54を有しており、この偏心軸部54がスキージ取付プレート51の中心に回動可能に接続されている。また、充填室42の気密を維持するために、シャフト52の周囲に当接する軸封止Oリング48が本体部41の充填室42の上方に設けられている。以上のように構成されているので、スキージ公転機構50のモータ53を回転させると、スキージ取付プレート51及びスキージ43は、シャフト52の中心軸線Arを中心にし、かつ偏心軸部54の偏心距離を公転半径として公転運動をすることとなる。
The
ペースト回収装置60は、ペーストPを有底ビア穴13に充填した後、シート材10の表面に残ったペーストPを回収するためのものであって、シート材10の表面に接触するゴム状弾性体から形成されたワイパー部材61と、ワイパー部材61を固定するワイパー取付部材62と、このワイパー取付部材62に連結された作動軸63を有するシリンダ64とを具備している。シリンダ64は、スキージ公転機構50のモータ53が取り付けられていたモータ取付部材47に取り付けられている。ペーストPを回収するときはシリンダ64の作動軸63を下降させてワイパー部材61の先端をシート材10に接触させ、また回収しないときは作動軸63を上昇させてワイパー部材61の先端をシート材10から離間させておく。
The
ペースト計量装置30は、昇降可能な計量マスク31と、計量マスク31を昇降させる計量マスク昇降機構32と、計量されたペーストPが載置される載置プレート33と、載置プレート33を左右に往復移動させる載置プレート送り機構34とを具備している。計量マスク31は金属板から形成されていて、細長いスリット穴31aが中心にあけられたものである。図1は、計量された一つのペーストPが載置プレート33の右側の部分に載置された状態を示しており、このとき載置プレート33はその左右の行程の最も右側に配置されており、また計量マスク31はその下面が載置プレート33から浮き上がった上昇位置に配置されている。ペーストPを計量するときは、載置プレート33を図1の左側に移動させた後、計量マスク31の下面が載置プレート33の上面に接する下降位置へ計量マスク31を下降させる。次いで、ペーストPを計量マスク31のスリット穴31aにへら等を使って手動で充填する。充填後に計量マスク31を上昇させてから載置プレート33を右側に移動させると図1に示されるように、載置プレート33上に載置された1個の計量ペーストPが得られる。
The
ところで、本実施形態におけるペースト計量装置30は、計量マスク31のスリット穴31aに手動でペーストPを充填するタイプのものであったが、本発明におけるペースト計量装置30として第1の実施形態で例示されたもの以外の様々なタイプのものを利用できることは勿論である。
By the way, although the
本実施形態では、ペースト計量装置30で計量分配されるペーストPは計量マスク31の細長いスリット穴31aに対応した形の細長い棒状のものであり、この棒状のペーストPは、スキージ43の2枚のリップ43aの間に捕捉され得る幅と長さを有するように形成されている。また、本実施形態では、計量されるペーストPの量は1枚のシート材10のビア穴13を充足できるほどの比較的少量であり、さらに前記量は、ペーストPをスキージ43に付着させたときそれが重力及び振動等によってスキージ43から垂れ落ちないことを条件として定められた量でもある。
In this embodiment, the paste P to be metered and distributed by the
清掃装置70は、清掃ステーションS2に配置されていて、主にスキージ43に付着したペーストPを清掃するものであり、基台71に回転可能に配置されたクリーニングローラ72を具備している。クリーニングローラ72の周囲には交換可能なクリーニング紙(図示せず)が装着されている。スキージ43に付着したペーストPを清掃するには、スキージ43がクリーニング紙に接するまで充填ヘッド40を下降させてクリーニングローラ72を回転させればよい。また、必要があれば、充填ヘッドの本体部41に装着されたシール部材45に付着したペーストP、さらにはペースト回収装置60のワイパー部材61に付着したペーストPも同様に除去することができる。
The
(第2の実施形態)
次に本発明の第2の実施形態によるペーストPの充填方法について以下に説明する。
まず、ワークであるシート材10を、その有底のビア穴13が表面で開口するように、ワーク保持盤20上に載置して、真空吸着させて保持させる。
(Second Embodiment)
Next, the filling method of the paste P according to the second embodiment of the present invention will be described below.
First, the
次に、計量ステーションS1において、ペースト計量装置30を使って一定量のペーストPを計量して載置プレート33上に準備しておく。計量されたペーストPはスキージ43の2枚のリップ43aの間に捕捉され得るように細長い棒状に形成されている。また、ペーストPの前記一定量は、ペーストPをスキージ43に付着させたときそれが重力及び充填ヘッド40の移動中の振動等によってスキージ43から垂れ落ちない量であると共に、少なくとも1枚のシート材10の有底のビア穴13を充填できる量である。
Next, a predetermined amount of paste P is weighed and prepared on the mounting plate 33 using the
次に、準備された一定量のペーストPを充填ヘッド40のスキージ43に供給する。このとき、スキージ43の2枚のリップ43aの間に棒状ペーストPが付着するように、スキージ43と棒状ペーストPを整列させた状態で充填ヘッド40を上方から下降させ、そのシール部材45が載置プレート33に当接するまで下降させる。次に、充填室真空ポンプ93を作動させて充填ヘッド40の充填室42内を真空にする。さらに、充填室42の真空を維持したままスキージ公転機構50を作動させる。これにより充填室42内のペーストPが攪拌されてペーストPの均質化と脱泡が促進されるとともにペーストPとスキージ43との密着度が高まるという効果が得られる。約30秒程度スキージ公転機構50を作動させてから、この作動を停止し、次に充填室42内の真空を開放して充填室真空ポンプ93の作動を停止する。次いで充填ヘッド40のシール部材45を載置プレート33に接触させた状態で図1の右方へ充填ヘッド40を移動させる。このとき充填ヘッド40は、その下に載置プレート33が存在しなくなる位置まで水平方向右方へ移動される。
Next, a predetermined amount of the prepared paste P is supplied to the
次に充填ヘッド40を上昇させてから水平右方に移動させて充填開始位置の上方に配置してから、シール部材45がシート材10の表面に当接するまで充填ヘッド40を下降させる。
Next, after raising the filling
次に充填室真空ポンプ93を作動させて充填室42内を真空にする。このとき、真空を維持した状態でスキージ公転機構50を作動させる。
Next, the filling
スキージ公転機構50を作動させて10秒程度経過させた後、充填室42の真空度及びスキージ公転機構50の作動を維持した状態で充填ヘッド40をシート材10の図1の左右の充填領域内で3往復させる。このとき、シール部材45の内側の領域に位置するビア穴13内も真空にされるので、ビア穴13内にはスキージ43によりペーストPが容易に擦り込まれる。最後に充填ヘッド40の移動速度を3倍程度に速めて片道移動させる。
After about 10 seconds have passed since the
次に、スキージ公転機構50の作動を停止するとともに充填室42内の真空を開放して充填ヘッド40をシート材10から持ち上げる。
Next, the operation of the
次いで、ペースト回収装置60を使ってシート材10の表面に付着したペーストPを回収するために、ペースト回収装置60のワイパー部材61の先端がシート材10に当接するまでワイパー部材61を下降させてから充填ヘッド40を水平に移動させる。
Next, in order to collect the paste P adhering to the surface of the
次いで、充填ヘッド40を清掃ステーションS2まで移動させて、清掃装置70を使ってスキージ43に付着しているペーストPを清掃する。このとき、充填ヘッド40のシール部材45、さらには回収装置60のワイパー部材61に付着しているペーストPを清掃してもよい。
Next, the filling
次に充填ヘッド40を計量ステーションS1に移動する。
Next, the filling
次にシート材10をワーク保持盤20から取り外す。以上で一サイクルの充填工程が終了し、後続のシート材10に対する充填工程も同様に繰り返して実施することができる。
Next, the
(その他の実施形態)
第2の実施形態による充填方法においては、1枚のシート材10のために充填ヘッド40に1回ペーストが供給されたが、本発明においては、1枚のシート材10に対して、複数回のペースト供給と複数回のペースト充填とが行われてもよい。この方法は、1回分のペーストの供給量が1枚のシート材10に必要なペースト量に満たない場合、あるいはペーストの組成を例えば1回目と2回目で変えたい場合等に好適に適用される。
(Other embodiments)
In the filling method according to the second embodiment, the paste is supplied once to the filling
さらに、本発明においては、1回のペースト供給によって複数枚のシート材10に対する複数回の充填を行ってもよい。この方法における1回分のペーストの供給量は、重力に抗してスキージ43が保持できる量、及び組成変化が生じる時間等を把握して決定される。
Furthermore, in the present invention, a plurality of
10 シート材
13 有底ビア穴
20 ワーク保持盤
30 ペースト計量装置
40 充填ヘッド
42 充填室
43 スキージ
44 開口
50 スキージ公転機構
60 ペースト回収装置
70 清掃装置
80 送り機構
90 ベースフレーム
93 充填室真空ポンプ
DESCRIPTION OF
Claims (17)
一定量のペースト状物質(P)を計量して準備するペースト状物質計量手段(30)と、
前記ワーク保持盤(20)と前記ペースト状物質計量手段(30)との間を移動すると共に、前記ワーク保持盤(20)に保持された前記シート材(10)に摺接して移動する充填ヘッド(40)であって、該充填ヘッド(40)が前記シート材(10)の表面に当接することにより密閉される開口(44)を有する充填室(42)と、前記充填室(42)内に配設されたスキージ(43)にして、前記計量されて準備されたペースト状物質(P)を受容して保持し、保持した前記ペースト状物質(P)を前記有底孔(13)内に擦り込むスキージ(43)とを備える充填ヘッド(40)と、を具備するペースト状物質の充填装置であって、
前記スキージ(43)に受容される前記ペースト状物質(P)の量は、前記充填室(42)の前記開口(44)が開放されているときにおいても前記スキージ(43)から落下することなく前記スキージ(43)に保持され得る量であることを特徴とする、ペースト状物質の充填装置。 A work holding plate (20) for placing and holding the sheet material (10) having the bottomed hole (13) formed thereon;
Pasty substance measuring means (30) for measuring and preparing a certain amount of paste-like substance (P);
A filling head that moves between the workpiece holding plate (20) and the paste-like substance measuring means (30) and moves in sliding contact with the sheet material (10) held on the workpiece holding plate (20). A filling chamber (42) having an opening (44) sealed by contacting the surface of the sheet material (10) with the filling head (40), and in the filling chamber (42) The squeegee (43) disposed on the bottom of the bottomed hole (13) receives and holds the weighed and prepared paste-like substance (P), and holds the held paste-like substance (P) in the bottomed hole (13). A paste-like substance filling device comprising: a filling head (40) comprising a squeegee (43) rubbing into
The amount of the paste-like substance (P) received by the squeegee (43) does not fall from the squeegee (43) even when the opening (44) of the filling chamber (42) is open. An apparatus for filling a paste-like substance, which is an amount that can be held by the squeegee (43).
ワーク保持盤(20)上に前記シート材(10)を載置して保持する段階と、
計量ステーション(S1)において、一定量の前記ペースト状物質(P)を計量して準備する段階と、
計量された前記一定量のペースト状物質(P)を前記計量ステーション(S1)において前記充填ヘッド(40)の前記スキージ(43)に受容させる段階と、
前記充填ヘッド(40)を前記シート材(10)上の充填開始位置に移動して前記シート材(10)の表面に当接させることにより前記充填室(42)の前記開口(44)を閉じる段階と、
前記充填ヘッド(40)の前記充填室(42)内を真空化する段階と、
前記充填ヘッド(40)を前記シート材(10)に当接させたまま移動させることにより前記スキージ(43)が保持するペースト状物質(P)を前記有底孔(13)に真空充填する段階と、
前記充填ヘッド(40)の前記充填室(42)内の真空を解放する段階と、
前記充填ヘッド(40)を前記計量ステーション(S1)に移動する段階と、
前記シート材(10)を前記ワーク保持盤(20)から取り外す段階と、を含み、
前記スキージ(43)に受容させる前記ペースト状物質(P)の量は、前記充填室(42)の前記開口(44)が開放されているときにおいても前記スキージ(43)から落下することなく前記スキージ(43)に保持され得る量であることを特徴とするペースト状物質の充填方法。 A bottomed surface provided on the sheet material (10) using a filling head (40) having a filling chamber (42) having an opening (44) and a squeegee (43) disposed in the filling chamber (42). A method of filling a hole (13) with a paste-like substance (P),
Placing and holding the sheet material (10) on a work holding plate (20);
Weighing and preparing a certain amount of the pasty substance (P) in the weighing station (S1);
Receiving the weighed amount of the pasty substance (P) in the squeegee (43) of the filling head (40) in the weighing station (S1);
The filling head (40) is moved to a filling start position on the sheet material (10) and brought into contact with the surface of the sheet material (10), thereby closing the opening (44) of the filling chamber (42). Stages,
Evacuating the filling chamber (42) of the filling head (40);
A step of vacuum filling the bottomed hole (13) with the paste-like substance (P) held by the squeegee (43) by moving the filling head (40) while being in contact with the sheet material (10). When,
Releasing the vacuum in the filling chamber (42) of the filling head (40);
Moving the filling head (40) to the weighing station (S1);
Removing the sheet material (10) from the work holding plate (20),
The amount of the paste-like substance (P) received by the squeegee (43) is such that it does not fall from the squeegee (43) even when the opening (44) of the filling chamber (42) is open. A method of filling a paste-like substance, which is an amount that can be held in the squeegee (43).
前記一定量のペースト状物質(P)を前記充填ヘッド(40)の前記スキージ(43)に受容させる前記段階が、
計量されて前記載置プレート(33)上に準備されたペースト状物質(P)を前記スキージ(43)に付着させるために前記充填ヘッド(40)を上方から前記載置プレート(33)に当接させることにより前記充填室(42)の前記開口(44)を閉じる段階と、
前記充填ヘッド(40)の前記充填室(42)内を真空化する段階と、
前記充填室内(42)の前記ペースト状物質(P)を攪拌する段階と、
攪拌を停止すると共に前記充填室(42)の真空を解放する段階と、
前記充填ヘッド(40)を前記載置プレート(33)に当接させたまま横に移動させて前記載置プレート(33)から離す段階と、を含むことを特徴とする、請求項11又は12に記載のペースト状物質の充填方法。 The weighing station (S1) is provided with a placing plate (33) for placing the weighed pasty substance (P),
Receiving the quantity of pasty substance (P) in the squeegee (43) of the filling head (40);
The filling head (40) is applied to the mounting plate (33) from above in order to allow the pasty substance (P) that has been weighed and prepared on the mounting plate (33) to adhere to the squeegee (43). Closing the opening (44) of the filling chamber (42) by contacting;
Evacuating the filling chamber (42) of the filling head (40);
Stirring the pasty substance (P) in the filling chamber (42);
Stopping stirring and releasing the vacuum in the filling chamber (42);
13. The step of moving the filling head (40) laterally while being in contact with the mounting plate (33) to separate it from the mounting plate (33), characterized by comprising: The method for filling a paste-like substance according to claim 1.
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