JPH02244695A - 直接描画装置におけるペーストの吐出遅れ補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回路形成用ペーストを空気圧によりノズル
から相対移動する被描画体上に吐出させて厚膜回路を形
成する直接描画装置におけるペーストの吐出遅れ補正方
法に関する。

〔従来の技術〕

直接描画装置によって、例えばアルミナ基板等の耐熱性
セラミック基板上に回路形成用ペーストを吐出させて所
定回路を描画した後、これを高温焼成して厚膜回路パタ
ーンを形成することが行われている。

そして、ノズルから吐出する回路形成用ペースト（以下
「ペースト」という）の種類によって、導電体、抵抗体
、非導電体等の種々の形状の厚膜が形成され、これらの
各厚膜の膜層を積層して電気回路を構成する。

従来、このような直接描画装置では、ペーストを収納し
たシリンダに、吐出のために制御された電磁弁を通じて
空気圧をかけ、ノズル端からペーストを吐出させ、空気
圧の供給と同期して移動するＸＹテーブル上の基板上に
厚膜パータンを形成している。

この時、電磁弁が開いてシリンダ内のペーストに空気圧
がかかつても、空気の圧縮性やペーストの粘性等により
ノズル端から実際にペーストが吐出されるまでには、第
５図に示すように若干の吐出遅れΔＬ１が生じる。

そのタイミングの遅れはペーストの種類等によっても異
なるが、例えば所定空気圧、電磁弁の開閉サイクル１０
秒で描画を行う場合の実験によると、Δｔ１の吐出遅れ
を生じ、さらに電磁弁の精度等の影響でバラツキΔａが
あることが判明している。

したがって、従来の直接描画装置ではこれらの点を考慮
して同期をとっているＸＹ子テーブル移動開始信号を電
磁弁オンからΔＴ１だけ遅延させて入出力装置に入力し
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の直接描画装置における
ペーストの吐出遅れ補正方法にあっては、電磁弁の開閉
サイクルが１０秒程度の場合には問題はないが、同一条
件でも電磁弁を閉じてから例えば６０秒経過した後に電
磁弁を開けると、立上す時間のバラツキΔａが通常の１
−５倍程度に増大することが実験により判明した。この
現象は高粘性流体であるペーストの物性に起因するもの
であり、ニュートン流体である水等の場合には発生しな
い。

その結果、第６図に破線で示す基板１２の本来の描画開
始点が、実際の描画では実線１３で示すようにずれると
いう不具合を生じる。

このような吐出遅れはすでに述べたように電磁弁の開閉
サイクルが例えば１０秒を超えた場合にのみ生じるもの
であるので、実際には電磁弁の開閉サイクルが短かい一
連の描画時には発生しないが、基板をＸＹ子テーブル装
着し、その全面の高さを計測してから描画に入る場合の
ようにパターン１番口の描画に際して時々発生する。

また、吐出抵抗の大きい極めて粘度の高いペーストの場
合には、粘度の低いものに比して空気圧をかけてから吐
出までの時間が２０〜５０％程度長くなるという問題点
もあった。

この発明は、このような従来の問題点を解決し。

いかなる場合にもパターン１番口からペーストの吐出遅
れがない直接描画装置におけるペーストの吐出遅れ補正
方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明による直接描画装
置におけるペーストの吐出遅れ補正方法は１．ペースト
にかかる空気圧を制御する電磁弁が閉鎖してから所定時
間以内であれば、電磁弁を開放して描画を開始し、所定
時間を超えた時には描画に先立ち電磁弁を短時間開放さ
せた後、」〕記所定時間以内に再び電磁弁を開放させて
描画を開始するものである。

〔作　用〕

上記のようにすれば、電磁弁が閉鎖してから所定時間以
内しまた後でも、実際の描画前に瞬時電磁弁を開放し２
、その後所定の時間以内に電磁弁を開いて描画を開始す
るのでいかなる場合にも吐出遅れ時間のバラツキを最小
にすることができ、常に吐出遅れのバラツキを最小範囲
に押えて安定した描画を行）ことができる。

［実施例〕 以下、添付図面の第１図乃至第４図を参照してこの発明
の実施例を具体的に説明する。

第３図は、この実施例に使用する直接描画装置の外観例
を示す斜視図であり、本体フレーム１に固着した支持部
材２の上部にモータ３をモータ保持部材４により保持し
、そのモータ３の回転軸にカップリング５を介して接続
したボールねじ７を、内部にベアリングを収納したベア
リング受け６によって回動自在に軸支すると共に、リニ
アスライダ９によって支持部材２の一１＝下方向に摺動
自在に装着したノズル保持部材８に螺入させ、ボールね
じ７を回動させることにより、ノズル保持部材８がＬ下
動させている。

また、ノズル保持部材８にノズル１０を備えたシリンダ
１７を固設し、このシリンダ１７をチューブ１８を介し
て図示しない圧搾空気源に接続し、その空気圧によりノ
ズル端１１からシリンダ１７内に収容したペーストを吐
出させて、ＸＹ力方向移動可能なＸ、　Ｙテーブル１４
上に載置した被描画体であるセラミック基板１２上に所
要の厚膜回路１３を描画する。

また、支持部材２にはノズル１０と並置してレーザ光を
利用した高さセンサ１６を支持具１５により固設してお
り、この高さセンサ１６によってセラミック基板１２の
描画面の微少な凹凸による高さ変動を測定し、その測定
結果に応じて描画時にノズル保持部材８を上下に移動調
整することにより、ノズル端１１とセラミック基板１２
の描画面との間隔を常に適正に保つようにする。

第４図は、この直接描画装置の制御部を含む構成を示す
ブロック図であり、第３図と同じ部会には同一符号を付
しである。

２０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコン
ピュータ（以下「マイコン」と略称する）であり、入出
力装置２１を介してＣＡＤシステム３０から描画データ
を入力して必要なデータをメモリ２２に一時格納し、ま
た予めメモリ２２に格納されているプログラムや各種デ
ータをも使用して、この直接描画装置の各部を統括制御
することによって、ＸＹ子テーブル４上に位置決め載置
されたセラミック基板１２上に厚膜回路を形成する。

すなわち、このマイコン２０はモータコントローラ２３
に描画データに応じたＸＹ子テーブル御信号を出力して
、このモータコントローラ２３によってモータ２４（実
際にはＸ方向駆動用とＹ方向駆動用の２個のモータがあ
る）を駆動制御させ、シリンダ１７に保持されたノズル
端１１に対して、セラミック基板１２が所要の軌跡を描
いて相対移動するように、ＸＹ子テーブル４の移動台１
４ａを移動させる。

また、描画を開始する前に、高さセンサ１６によってセ
ラミック基板１２の描画面全体の高さ変動を測定して、
その測定結果を座標値と対応させてメモリ２２に記憶さ
せる。

描画時には、そのデータを読み出してモータコントロー
ラ２５にシリンダ位置制御信号を出力し、そのモータコ
ントローラ２５にモータ３を駆動制御させて、セラミッ
ク基板１２の描画面の高さ変動を補正するようにシリン
ダ１７を上下動させ、それによってノズル端１１とセラ
ミック基板１２の描画面との間隔を常に適正に保つよう
にする。

さらに、マイコン２０は設定された空気圧に応じた信号
を電空変換器２６に出力して、空気源２７からの高圧の
空気圧を設定圧力に変換し、電磁弁２日を開くように制
御してその空気圧をシリンダ１７に供給し、ノズル端１
１からシリンダ１７内のペーストを所定流量で吐出させ
て、設定された基本ｍ幅で厚膜回路を描画させる。

この時、前回の描画が終って電磁弁２８が閉じてから次
回の描画のために電磁弁２８が開くまでの時間をカウン
タ２９によりカウントし、この時間が予め実験により得
られた吐出遅れのバラツキが最小になる所定時間（例え
ば１０秒）以内の時には直ちにペーストを吐出させて実
際の描画を行うが、上記所定時間経過後はペーストの吐
出に先立ち短時間疑似吐出（捨て打ち）を行ってから上
記所定時間以内に描画を始めるようにマイコン２０で制
御する。

なお、実際には所定時間経過後はそれ以上カウントして
も意味がないので、カウンタ２９がカウントし続けるこ
とはない。

また、このカウンタ２９はタイマに置き換えても差支え
ない。

ＣＡＤシステム３０は、パーソナルコンピュータ（以下
「パソコンＪと略称する）を使用して。

デジタイザ４０によってデジタイズした回路パターンの
輪郭線（一般に外形線）のデータを入力して描画データ
を作成するシステムである。

第１図は、上記のような構成からなる直接描画装置を用
いてペーストの吐出遅れを補正する方法を示すフローチ
ャートであり、第２図はその各部の作動関係を示すタイ
ミングチャートである。

まず、描画開始信号が入力されると、電磁弁２８が閉じ
てから所定時間経過したかどうかをカウンタ２９のデー
タによりマイコン２０で判別し、所定時間以内であれば
直ちに電磁弁２８を開くと共にＸＹ子テーブル４を移動
させ、空気圧をシリンダ１７に供給してノズル端１１か
らペーストを吐出させて描画を開始する。

また、電磁弁２８が閉じてから所定時間経過後であれば
実描画用の電磁弁開放に先立ち、第２図に示すようにシ
リンダ１７にかかる空気圧がノズル端からペーストが出
始める空気圧Ｐ１に達しない極めて短い時間Ｔｓを設定
し、捨て打ちのために電磁弁２８を時間Ｔｓだけ開いた
後閉じさせ、それから所定時間以内に電磁弁２８を開く
と共にＸＹ子テーブル４を移動させて描画を開始する。

ここで、時間Ｔｓは空気源２７にかかる電磁弁の空気圧
（設定空気圧）Ｐとペーストの種類、気温等によって異
なり、Ｐが大きい時程、ペーストの粘性が低い時程、さ
らに気温が高い時程時間゛ｒＳは短くなるので、予めこ
れらを測定してその結果をデータとしてマイコン２０に
入力できるようにしておく。

このように、描画の吐出圧を与える電磁弁２８の開閉タ
イミングと周期をマイコン２０を用いて時間管理するこ
とにより、いかなる場合にも吐出圧の立上り遅れの時間
のバラツキを従来の方法に比して２０％以下に押えるこ
とができ、実際の描画に何等不都合を生じてなくするこ
とができる。

また、従来特に吐出遅れが大きかった極めて粘度の高い
ペーストでも、その吐出遅れを従来のものに対して１０
％程度短縮することができ、描画に差支えを生じること
がなくなる。

なお、上記の実施例においては、捨て打ち時の電磁弁２
８の開放時間Ｔｓをペーストの吐出圧以下に設定したが
、この時間Ｔｓを若干延長させ、実際にノズル端からペ
ーストを少量吐出させて。

これをセラミック基板１２」二の支障のない部分に描画
させるか、ノズル端のペーストを拭きとるようなワイパ
手段を設けて捨て打ち信号と同期して作動させるように
しても、前述と同様の時間管理を行えば同様の効果を得
ることができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば、電磁弁が閉じて
から所定時間以内であれば電磁弁を開いて実際の描画を
し、所定時間経過後は電磁弁を短時間開放させた後、上
記所定時間内に再び電磁弁を開放させて描画を開始する
ので、実際の描画時には電磁弁が閉じてから常に所定時
間以内に描画が開始されるようになり、ペーストの吐出
遅れのバラツキを最小限に押えて描画開始時のずれを防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の作動を示すフローチャート、第２図
は同じくその各部の作動関係を示すタイミングチャート
、 第３図はこの発明に使用する直接描画装置の外観例を示
す斜視図、 第４図は同じくその制御部を含む構成を示すブロック図
、 第５図は従来の吐出遅れ補正方法の各部の作動関係を示
すタイミングチャート、 第６図は同じくその描画開始状態を示す説明図である。 １０・・・ノズル　　　　　　１１・・・ノズル端１２
・・・セラミック基板　　１３・・・厚膜回路１４・・
・ＸＹ子テーブル　　１７・・・シリンダ２０・・・マ
イクロコンピュータ（マイコン）２７・・空気源 ２９・・・カウンタ ４０・・・デジタイザ ２８・・・電磁弁 ３０・・・ＣＡＤシステム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ノズルと被描画体とを相対移動させながら、前記ノ
   ズルから回路形成用ペーストを電磁弁によつて制御され
   る空気圧により吐出させて前記被描画体上に厚膜回路を
   形成する直接描画装置において、 前記電磁弁が閉鎖してから所定時間以内であれば、該電
   磁弁を開放して描画を開始し、所定時間を超えた時には
   描画に先立ち該電磁弁を短時間開放させた後、前記所定
   時間以内に再び該電磁弁を開放させて描画を開始するこ
   とを特徴とするペーストの吐出遅れ補正方法。