JPH0320913B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気絶縁性の基板上に電子回路を形
成してなる電子回路板の製造方法に関するもので
ある。

近年、電子機器の小型化及び軽量化への要望が
益々増大しつゝあり、更に多種小量生産の傾向も
強まつてきつゝある。従つて、これらの機器を機
能させる電子回路についても、上記の要望に応え
るため、構成回路要素の高密度実装が行なわれ
つゝある。例えば、導体回路の形成については、
回路設計情報の指示するパターンに従つて、銅箔
張り積層板の銅箔をエツチングして所望の回路を
形成している。他方、抵抗、コンデンサなどにつ
いては、大きさが数ｍ／ｍ角程度のいわゆるチツ
プ抵抗やチツプコンデンサをチツプマウンタにて
供給し、半田付け処理によつて導体回路に固定接
続する方式が採られている。さらにアルミナ基板
などの高信頼性セラミツク基板上に上記と同様の
電子回路を形成する場合には、高温焼成用導電ペ
ーストをスクリーン印刷し、これを高温に焼成す
ることにより導体回路とし、導体回路間にグレー
ズ抵抗ペーストをスクリーン印刷し、同じくこれ
を高温焼成して抵抗体を形成するなどの方法が採
られている。

これら従来の製造方法においては、基板表面に
導体回路を形成する場合を代表例として述べれ
ば、メツシユスクリーンを用いて、銅箔上にフオ
トレジストインキを印刷するか、もしくは導体ペ
ーストをスクリーン印刷するなど所定のパターン
を有するスクリーン即ちネガパターンを通して間
接的に形成している。しかしながらこのような方
法では、予めスクリーン上にネガパターンを形成
するという一種の前工程を必要とする。加えて、
上記の方法は同一パターンの導体回路を大量に生
産するには適しているが、パターンを変更するた
めには、スクリーンのネガパターンを変える必要
があり、前述の電子機器の傾向と同様に電子回路
の多種少量生産という傾向に迅速に対応できな
い。

本発明は、上記の問題点を解決した新規な電子
回路板の製造方法を提供するものである。本発明
の要旨は、電子回路を形成するための基板上に前
記従来例の如くネガパターンを利用することな
く、所定の回路パターンを回路の設計情報に基づ
いて直接的に描画することにある。

以下、本発明にかかる電子回路の製造方法を、
図面に基づいて記述する。

第１図は、本発明の一実施例における各工程を
説明するためのブロツクダイアグラムである。第
１図において、１は供給手段、２は描画手段、３
は処理手段、４は第１の検査手段、５はトリミン
グ手段、６は第２の検査手段、７は走行手段、８
は制御手段をそれぞれ示している。

本発明においては、電子回路を形成するための
電気絶縁性の基板として、アルミナ、ガラス、ほ
うろうなどのセラミツク材料、あるいはフエノー
ル、エポキシ、ポリエステル、ポリイミドなどの
樹脂材料より成る基板を用いることができる。た
だし、以下の説明ではセラミツク基板を代表例と
して説明する。

本発明にかかる電子回路板の製造方法では、ま
ず上記基板の供給工程が第１の工程として含まれ
る。上記供給工程に用いる供給手段１は、後述の
ベルトコンベアなどより成る走行系にセラミツク
基板を搭載する機構系例えば真空吸着板を用いた
アームなどより成る。

次に、本発明にかかる電子回路板の製造方法を
構成する第２の工程について説明する。この第２
の工程においては、描画手段２を用いて樹脂材料
基板のうち、回路設計情報により与えられる位置
に、後述の処理手段により回路要素となる塗料を
直接的に線状に付着させることにより、所定の回
路パターンを基板上に書き込んでいる。

この描画手段２としては、例えば、前記塗料を
流滴状に基板の所望の位置に噴射する手段があ
る。具体的には、第２図にその断面を示すよう
な、いわゆるインク噴射記録ヘツドなどを使用す
ることができる。同図において、１１は記録ヘツ
ドのベース容器で、その上面にはダイヤフラム１
２が形成されている。１３，１４，１５，１６
は、それぞれ圧電素子、吐出口、パイプおよび圧
力室であり、圧力室１６は、ベース容器１１とダ
イヤフラム１２で気密に構成され、パイプ１５を
通して、回路パターンを書き込み用塗料が満たさ
れている。

上記インク噴射記録ヘツドの機能を説明する
と、圧電素子１３に電気的パルスが印加され、ダ
イヤフラム１２が圧力室１６側に凸に変形する
と、圧力室１６の内容積が減じて圧力が上昇し、
吐出口１４より塗料が噴出して前記基板上に直接
的に塗料が付着され、回路パターンの書き込みが
行なわれる。当然のことながら、描画手段２には
回路のパターン情報に従つて、記録ヘツドの吐出
口１４と上記基板の位置関係を相対的に二次元平
面内で移動させるための駆動系、あるいは回路要
素付着用塗料としての導体線路用銀塗料、抵抗体
用酸化ルテニウム塗料、絶縁膜形成用ガラス塗料
などの供給系、さらには各塗料の選択系、噴射量
の制御系などが含まれるものである。ただし、描
画手段２は、導体線路を含めて、各回路要素とな
るべき塗料を点状ではなく、線状に基板上に付着
させるように構成されていることが望ましく、そ
の理由は、次の通りである。

例えば、細管状の吐出口を有する描画素子を複
数個一列に配した描画ヘツドなどを用いて塗料を
点状に付着させた場合には、回路要素に複数個の
破断個所が生じ、その結果、所定の回路要素とな
り得ないことがしばしば発生するからである。第
２図に例示した記録ヘツドにおいては、基板の所
定の位置に噴射された塗料の各液滴が相互に重畳
して線状に連なるように記録ヘツドの移動と塗料
の噴射量を制御すれば良い。

特に、上記各液滴を重畳させることは、各回路
要素体の特性値を回路の設計情報により求められ
る範囲内に抑えるばかりではなく、基板の表裏に
設けられた回路パターンを接続するために、基板
の表裏を貫通して付設された透孔内に導体線路を
構成する場合には、重要な構成技術となる。すな
わち、この場合には、透孔内に多数回にわたつ
て、導体線路用塗料の液滴を重畳させて噴射させ
ることが望まれるからである。

描画手段２の他の例を第３図および第４図に示
す。これらは描画ペンを利用するものであつて、
第３図において２０は描画ペンを示し、２１はサ
フアイアよりなるペン、２２はペンホルダ、２３
は塗料導通管、２４はパイプである。また３０は
基板を示す。第４図は描画ペン２０に対して塗料
の送出を行う部分を示し、３１は塗料溜め、３２
は塗料送出ポンプ、３３は塗料送出圧力調整器、
３４は塗料送出量調整器である。

上記描画ペンの機能を説明すると、塗料の送出
ポンプ３２を通して塗料溜め３１に塗料が送出さ
れるが、塗料溜め３１の塗料面には圧縮空気が作
用し、その圧力は調整器３３にて制御され、塗料
の送出圧力は所定値に維持されている。この圧力
にて、塗料は描画ペン２０に送出されるが、送出
経路には送出量調整器３４があつて、回路設計情
報に従つて描画ペン２０に送出する塗料の量を制
御する。描画ペン２０に送出された塗料は、塗料
導通管２３を通つてペン２１により基板３０に対
し直接的に装着され、回路パターンの書き込みが
行なわれる。なお、第３図および第４図に示した
描画手段の他の例においても、導体線路を含めて
各回路要素となるべき塗料は線状に上記基板に付
着されることが必要である。

次に、本発明の第３の工程について説明する。
回路要素が付着されたセラミツク基板は、処理手
段３の位置に、走行手段７より相対的に移動す
る。この処理手段４は、塗料を回路要素に転化さ
せるための手段である。具体例として、塗料が銀
粉、ガラスフリツト粉、ビヒクルを含む導体用銀
塗料、あるいは、酸化ルテニウム粉、ガラスフリ
ツト、ビヒクルを含む抵抗体用酸化ルテニウム塗
料から成る場合について述べると、 (1) レベリングのために常温空気中に５〜15分間
放置する工程、 (2) 乾燥のために100〜150℃で空気中に10〜15分
間放置する工程、 (3) 焼成のために700〜900℃で空気中に５〜10分
間保持し、上記温度到達後の温度上昇および降
下を含めて30〜60分／−温度サイクルの加熱処
理工程、 などが含まれるものである。上記の如き処理工程
による製造工程を経ることによつて、上記基板に
装着された前記塗料は、回路要素としての導体線
路あるいは抵抗体に転化する。本発明において、
上記工程は必要不可欠のものであり、本工程を欠
く場合には、上記回路要素体の特性値が所定の値
から大きくずれることが、しばしば発生し、著し
く歩留まりが低下する。

次いで、本発明の第４工程には、第１検査手段
４が含まれる。この工程においては前記第３の製
造工程において形成された回路要素の特性値を、
所定の回路設計値と比較認識する。ここで得られ
たデータは、後述する制御手段８に送られ、前記
描画手段２および次工程で用いるトリミング手段
５の制御に利用される。

上記検査手段４には、抵抗やコンデンサの単体
の電気的特性を計測する手段のみならず、導体線
間の絶縁特性、あるいは形成された回路がフイル
タ作用を有するものであれば、周波数特性や利得
などを検査し、回路設計の要求する指令によつ
て、種々の計測をしうる計測手段が含まれる。

本発明の第５の工程には、トリミング手段５が
含まれる。この工程の具体的構成は、前記回路要
素体の一部を削除、切断する機能を有する手段、
例えば、レーザビーム、電子線ビーム、カツタ
ー、バイドおよびこれらを駆動制御する手段より
成る。この工程の働きは、前工程の検査結果に基
づいて、回路要素体の補正もしくは修正のために
回路要素体の一部を削除、切断するものである。
当然のことながら、本発明の製造方法では、前工
程の検査結果は、前記描画手段２に常にフイード
バツクされているために、本工程での修正は些少
なものである。

本発明にかかる電子回路板の製造方法における
最後の工程として、第２の検査工程が含まれ、検
査手段６により回路設計情報に基づいて形成され
た電気絶縁性基板上の電子回路の特性が回路設計
情報に合致した内容のものであることを認識判定
する役割を受け持つ。

本発明の製造方法には、上記各手段の他に、次
の２つの手段が含まれる。

その第１は、上記各手段の間を上記処理順序に
従つて、基板を移動させる走行手段７である。こ
の走行手段７は、回路の設計情報に基づいて後述
の制御手段８により作動されうるものであり、具
体的には、基板の主移動用としてのベルトコンベ
アおよび描画手段２、処理手段３などに上記コン
ベアよりセツテイングするためのロボツトアーム
などから成り立つものである。もちろん、前述の
走行は相対的なものであり、基板を固定して、上
記各手段を順次、基板位置まで走行させうるよう
に構成してもよい。

その第２の手段は、本発明に基づく電子回路板
の製造方法において用いる各手段の制御を行なう
制御手段８である。制御工程の役割はすでにある
程度述べたが、回路の設計情報に基づいて、前記
描画手段２を主体に処理手段３および走行手段７
の動作を制御することにある。この制御手段７の
具体的な構成は、マイクロコンピユータを中心と
した制御手段本体、制御される各手段とを結ぶイ
ンターフエースおよびバスラインより成り、各製
造工程中を流れる基板に対し、回路設計情報に基
づいた回路パターンを、回路要素原料としての塗
料を直接的付着することにより構成させるという
大きな役割を担うものである。

なお、本発明にかかる電子回路板の製造方法に
おける基板の流れは、単に前述のものに限定され
るものではなく、例えば描画手段２と処理手段３
の間を複数回にわたつて、繰り返し流すことも可
能である。このようにすることにより、基板の表
面だけでなく、裏面に対する回路形成、あるいは
導体、誘電体を多層に積み重ねて形成されるコン
デンサの形成、さらには基板主面の一部を多層配
線化することなど、多種多様の回路構成が可能と
なるものである。

結局、本発明にかかる電子回路板の製造方法の
必須の要件は、第１図の破線で囲まれた部分で行
なわれる工程に要約される。従つて、上述の各工
程を含む範囲において、他の付加的な工程が含ま
れる場合も、本発明の範囲内に含まれるものであ
る。

以上の説明から明らかなように、本発明にかか
る電子回路板の製造方法は、回路設計情報が多種
にわたる場合にも容易に基板上の回路形成を制御
し得るものであり、大いなる工業的価値を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における各工程を説
明するためのブロツクダイアグラム、第２図は本
発明の描画工程で用いるインク噴射記録ヘツドの
一例を示す要部断面図、第３図は同描画ペンの一
例を示す要部断面図、第４図は第３図の描画ペン
の塗料送出部の一例を示す要部構成図である。 １……供給手段、２……描画手段、３……処理
手段、４……第１の検査手段、５……トリミング
手段、６……第２の検査手段、７……走行手段、
８……制御手段、１１……ヘツド、１２……ダイ
ヤフラム、１３……圧電素子、１４……吐出口、
１５……パイプ、１６……圧力室、２１……ペ
ン、２２……ペンホルダ、２３……塗料導通管、
２４……パイプ、３０……基板、３１……塗料溜
め、３２……塗料送出ポンプ、３３……塗料送出
圧力調整器、３４……塗料送出量調整器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回路要素を形成する基台となる電気絶縁性の
   基板を供給する供給工程と、上記基板の表面に回
   路要素と成るべき素材としての塗料を直接に所定
   の厚さで線状に付着して、所定の回路パターンを
   上記基板上に書き込む描画工程と、上記基板上に
   線状に付着された塗料を回路要素に転化する処理
   工程と、上記基板上に形成された回路要素の特性
   値を所定の設計値と比較認識する第１の検査工程
   と、上記第１の検査工程での検査結果に基づい
   て、上記回路要素の特性値を上記設計値に修正す
   るために、上記回路要素の一部を削除するトリミ
   ング工程と、上記トリミング工程で修正された回
   路要素の特性値を所定の設計値と再度比較認識す
   る第２の検査工程を含み、上記基板上に直接に電
   子回路を形成することを特徴とする電子回路板の
   製造方法。