JPH0367353B2 - - Google Patents

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JPH0367353B2
JPH0367353B2 JP59076008A JP7600884A JPH0367353B2 JP H0367353 B2 JPH0367353 B2 JP H0367353B2 JP 59076008 A JP59076008 A JP 59076008A JP 7600884 A JP7600884 A JP 7600884A JP H0367353 B2 JPH0367353 B2 JP H0367353B2
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JP
Japan
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paste
drawing nozzle
substrate
movable
thick film
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Yukio Maeda
Shinichi Kudo
Keiji Saeki
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1241—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by ink-jet printing or drawing by dispensing
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    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0104—Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
    • H05K2203/0126—Dispenser, e.g. for solder paste, for supplying conductive paste for screen printing or for filling holes

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はラジオ受信機、テレビ受像機、通信
機、計測制御機器などに応用できる厚膜回路の形
成装置に関する。
従来例の構成とその問題点 従来、厚膜回路を形成する手段としては、大量
生産にはスクリーン的刷法が広く用いられている
が、試作には描画ノズルを用いた描画法が用いら
れつつある。これは試作の場合は試行錯誤が繰り
返され、その度にスクリーン版を設計・製作して
いたのでは時間がかかり過ぎるのに対し、描画法
では、コンピユーター制御により短時間のうちに
新しい回路パターンを試作できるので開発期間の
短縮が可能となるためである。さて従来の描画法
は、第１図に示すように、厚膜ペースト１０１を
吐出するペースト吐出孔１０２をもつた描画ノズ
ル１０３を基板１０４に対して相対的に移動させ
基板１０４の表面に厚膜ペースト１０１を塗布す
ることにより所望の回路パターンを形成するもの
である。通常は描画ノズル１０３内の圧力を加圧
空気を供給することにより高め、厚膜ペースト１
０１をペースト吐出孔１０２より吐出するように
している。描画ノズル１０３に対する加圧空気の
供給は、一定圧力の加圧空気を電磁バルブを開閉
することにより行なわれる。ここで厚膜ペースト
１０１をペースト吐出孔１０２より押し出す力は
空気圧となつているが、その圧力を高精度で自動
的に制御するのは容易ではない。また電磁バルブ
の応答に時間がかかり、高速で描画を行う場合に
具合がわるい。また直線と曲線が連続した厚膜回
路パターンを描画する場合には駆動系の慣性のた
め、曲線部では高速描画が困難である。したがつ
て、能率よく描画法により回路を形成するには直
線部は高速で描画し、曲線部は比較的ゆつくりし
た速度で描画する必要がある。この場合、直線部
と曲線部では描画ノズル１０３と基板１０４との
相対的な移動線速度が変化し、基板１０４上に形
成された厚膜ペースト１０１は、その膜厚または
線幅が変化してしまうなどの問題があり、描画法
による高速で精度のよい厚膜回路の形成は困難で
あつた。
発明の目的 本発明の目的は描画法による高速で精度の良い
厚膜回路の形成を行なうことである。
発明の構成 本発明の第１の発明は、ペーストの吐出孔を有
し、ペーストの吐出量を制御するポンプを備えた
描画ノズルと、前記描画ノズル及び厚膜回路を描
画すべき基板を、前記基板の平行な方向に相対的
に移動させるＸ−Ｙ駆動手段と、前記描画ノズル
及び基板を、前記基板と直交する方向に相対的に
移動させる上下駆動手段と、前記吐出孔からと前
記描画ノズルと基板との相対的な移動線速度に応
じたペースト吐出量の制御、前記Ｘ−Ｙ駆動手段
及び上下駆動手段の制御を行なう制御部とを備え
た厚膜回路の形成装置において前記ポンプを、前
記描画ノズル内のペーストと接する可動膜と、こ
の可動膜に接続された可動コイルと、この可動コ
イルとの相互作用により前記可動コイルを振動さ
せるマグネツトと、前記描画ノズルのペースト供
給口に配され、ペーストの逆流を防止する弁とで
構成するとともに、交流電源の周波数を変えるこ
とにより前記可動膜の振動周波数を変化させて、
前記ポンプを駆動・制御するもので、精度の良い
均一な厚膜回路の形成を、高速で、しかもペース
ト補給のための停止もなく連続して行うことを可
能とするものである。
また、本発明は第２の発明は、ペーストの吐出
孔を有する描画ノズルと、前記描画ノズル及び厚
膜回路を描画すべき基板を、前記基板と平行な方
向に相対的に移動させるＸ−Ｙ駆動手段と、前記
描画ノズル及び基板を、前記基板と直交する方向
に相対的に移動させる上下駆動手段と、前記吐出
孔からの前記描画ノズルと基板との相対的な移動
線速度に応じたペースト吐出量の制御、前記Ｘ−
Ｙ駆動手段及び上下駆動手段の制御を行なう制御
部とを備えた厚膜回路の描画装置において、前記
描画ノズル内を三つの領域に区切り、かつそれぞ
れの領域間に連結路を設けると共に、前記各領域
にそれぞれペーストと接する可動膜と、この可動
膜に接続された可動コイルと、この可動コイルと
の相互作用により前記可動コイルを振動させるマ
グネツトを配し、前記各可動コイルを位相が2/3
πずつずれた交流電源で駆動することにより、前
記描画ノズルのペースト供給口より供給されるペ
ーストを吐出孔より吐出させるもので、連続的
で、なめらかなペーストの吐出により精度の良
い、均一な厚膜回路の形成を、高速で、しかもペ
ースト補給のための停止もなく連続して行うこと
を可能とするものである。
実施例の説明 次に本発明の実施例を第２図〜第４図に基づき
説明する。描画ノズル２の先端にはペースト吐出
孔１が設けられ、レバーを兼ねたペースト供給用
のパイプ５の一端に連接されている。描画ノズル
２の上には吐出ポンプ４が取付けられている。パ
イプ５の他の一端には厚膜ペーストを貯えるペー
ストタンク６が連接されている。８はアームで、
パイプ５に交叉するように取付けられた支持棒７
を支点として、パイプ５が自由に回転できるよう
に支えている。吐出ポンプ４は金属で作られた円
形の可動膜９と、可動膜９の中央に接続された可
動コイル１１と、可動コイル１１に接触しないよ
うにポンプカバー１０に取付けられた、中心に円
柱状の突起をもつ円形カツプ状のマグネツト１２
とから構成されている。可動膜９の外周はポンプ
カバー１０と描画ノズル２とによつてはさみ込む
ようにして気密に取付けられている。パイプ５と
描画ノズル２と接続部には厚膜ペースト３と逆流
を防止するためのプラスチツクフイルム製の弁１
３が設けられている。厚膜回路形成装置の全体構
成は、基板をNCデータに従つて水平方向に移動
するＸ−Ｙテーブルと、前記描画ノズル２、吐出
ポンプ４、アーム８、描画ノズルと基板の距離を
かえるためのノズルリフターおよびヘツド架台等
により構成されＸ−Ｙテーブルの上方に位置する
ように支持されたヘツド部とからなり、さらにこ
れらを制御する制御部が内蔵されている。制御系
統の関係は第４図に示すように記憶装置をもつた
マイクロプロセツサにより、ノズルリフター、吐
出ポンプ４の可動コイル１１、Ｘ−Ｙテーブルの
Ｘ軸モーターおよびＹ軸モーターを制御してい
る。
インターフエースはデジタル／アナログデータ
変換器の作用をも有している。マイクロプロセツ
サーのＸ−Ｙテーブルの位置および速度信号はイ
ンターフエースを介してＸ・Ｙドライバー回路に
送られさらにＸ軸モーター、Ｙ軸モーターに伝わ
るようになつており、マイクロプロセツサーによ
りＸ−Ｙテーブルの動作をコントロールできるよ
うになつている。またマイクロプロセツサーより
の厚膜ペースト吐出流量の信号はインターフエー
スを介して、周波数ジエネレーターに送られ、増
幅器により周波数ジエネレーターよりの交流電圧
を増幅し吐出ポンプ４の可動コイル１１に送られ
るようになつている。
さて本装置により厚膜回路を形成するには、基
板の厚膜回路パターンを形成すべき位置にＸ−Ｙ
テーブルおよびノズルリフターにより描画ノズル
２を接近させるノズル接近工程と、基板を移動さ
せながら厚膜ペースト３を吐出ポンプ４の作用に
よりペースト吐出孔１より吐出し基板上に所望の
パターンとなるように付着させ、パターンの終端
では吐出ポンプ４の作用を停止させ厚膜ペースト
３の吐出を停止させ、これと略同時に基板の移動
をも停止させる描画工程と、描画ノズル２を基板
から遠ざけるノズル離脱工程と、Ｘ−Ｙテーブル
の作用により基板の他の厚膜回路パターンを形成
すべき位置の真上に描画ノズル２が位置するよう
に基板を水平方向に移動する移動工程とを順次繰
り返せば良い。その際、前記描画ノズル２と基板
との相対的な移動線速度に比例した厚膜ペースト
の吐出流量Ｑ（μ／sec）となるように、Ｘ−Ｙ
テーブルのＸ軸移動速度vx（mm／sec）とＹ軸移動
速度vy（mm／sec）の関係をＱ＝ｋ√2 x＋2 yとし
た。ただしｋは比例定数であり、描画形成すべき
厚膜回路パターンの線幅と膜厚と厚膜ペーストの
乾燥・焼成による体積収縮により決まる。吐出流
量Ｑの制御はマイクロプロセツサーよりの信号に
より吐出ポンプ４の可動コイル１１に与える交流
電源の周波数を100Hz〜1KHzの範囲内で制御する
ことにより行なつた。
このようにして描画形成した厚膜回路パターン
は直線部を150mm／sec、曲線部を30mm／secの描
画速度で連続的に描画してもその線幅、膜厚は一
定で精度のよいものであり、短時間に厚膜回路パ
ターンを描画できた。
次に本発明の第２の実施例を第５図により説明
する。第５図はそれぞれ同じ大きさの可動膜９
ａ，９ｂ，９ｃと可動コイル１１ａ，１１ｂ，１
１ｃとマグネツト１２ａ，１２ｂ，１２ｃとポン
プ室１４ａ，１４ｂ，１４ｃとポンプ室間をつな
ぐ連結路１５ａ，１５ｂとにより構成される３連
式可動膜型ペースト吐出ポンプとこれに直結した
ペースト吐出孔１、ペースト供給用のパイプ５か
らなるヘツド先端部である。ポンプ室１４ａと１
４ｂ，１４ｃは連結路１５ａ，１５ｂにより直列
に連結されており、厚膜ペーストはペースト吐出
ポンプの作用によりパイプ５からポンプ室１４
ａ、連結路１５ａ、ポンプ室１４ｂ、連結路１５
ｂ、ポンプ室１４ｃおよびペースト吐出孔１を経
由して押し出される。この際コイル１１ｂに加え
る交流電源はコイル１１ａよりもその位相を2/3
πだけ遅らせ、コイル１１ｃに加える交流電源は
コイル１１ａよりもその位相を4/3πだけ遅らせ
ることにより精度よく厚膜ペーストを吐出するこ
とができた。
なお実施例では可動コイルを駆動源とする可動
膜型ポンプを示したが、可動磁石を駆動源とする
こともできる。またセラミツク振動子を駆動源と
し、交流電源の振幅により吐出量を制御してもよ
い。
発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、描画ノ
ズルの相対的な移動線速度に対応した厚膜ペース
トの吐出流量となるようにしているとともに、ペ
ーストの供給をポンプの可動膜の振動で行い、吐
出量の制御を可動膜の振動周波数を変化させて行
つているので精度の良い、均一な厚膜回路の形成
を高速で、しかもペースト補給のための停止もな
く連続して行うことができる。
さらに第２の発明によれば、複数の可動膜が2/
３πずつ位相のずれた交流電源で駆動されるため、
連続的でなめらかなペーストの吐出が得られ、し
かも第１の発明と同様の効果を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来例における厚膜回路パターンの形
成状態を示す断面図、第２図は本発明の一実施例
におけるヘツド部の要部斜視図、第３図は同描画
ノズル部の断面図、第４図は同制御系統図、第５
図は本発明の他の実施例における描画ノズル部の
要部断面図である。 １……ペースト吐出孔、２，１０３……描画ノ
ズル、３，１０１……厚膜ペースト、４……吐出
ポンプ、９，９ａ，９ｂ，９ｃ……可動膜、１
１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ……可動コイル、１
２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ……マグネツト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ペーストの吐出孔を有し、かつペーストの吐
    出量を制御するポンプを備えた描画ノズルと、前
    記描画ノズル及び厚膜回路を描画すべき基板を、
    前記基板と平行な方向に相対的に移動させるＸ−
    Ｙ駆動手段と、前記描画ノズル及び基板を、前記
    基板と直交する方向に相対的に移動させる上下駆
    動手段と、前記吐出孔からの前記描画ノズルと基
    板との相対的な移動線速度に応じたペースト吐出
    量の制御、前記Ｘ−Ｙ駆動手段及び上下駆動手段
    の制御を行なう制御部とを備えた厚膜回路の形成
    装置において、前記ポンプを、前記描画ノズル内
    のペーストと接する可動膜と、この可動膜に接続
    された可動コイルと、この可動コイルとの相互作
    用により前記可動コイルを振動させるマグネツト
    と、前記描画ノズルのペースト供給口に配され、
    ペーストの逆流を防止する弁とで構成するととも
    に、交流電源の周波数を変えることにより、前記
    可動膜の振動周波数を変化させて、前記ポンプを
    駆動・制御することを特徴とする厚膜回路の形成
    装置。 ２ ペーストの吐出孔を有する描画ノズルと、前
    記描画ノズル及び厚膜回路を描画すべき基板を、
    前記基板と平行な方向に相対的に移動させるＸ−
    Ｙ駆動手段と、前記描画ノズル及び基板を、前記
    基板と直交する方向に相対的に移動させる上下駆
    動手段と、前記吐出孔からの前記描画ノズルと基
    板との相対的な移動線速度に応じたペースト吐出
    量の制御、前記Ｘ−Ｙ駆動手段及び上下駆動手段
    の制御を行なう制御部とを備えた厚膜回路の描画
    装置において、前記描画ノズル内を三つの領域に
    区切り、かつそれぞれの領域間に連結路を設ける
    と共に、前記各領域にそれぞれペーストと接する
    可動膜と、この可動膜に接続された可動コイル
    と、この可動コイルとの相互作用により前記可動
    コイルを振動させるマグネツトを配し、前記各可
    動コイルを位相が2/3πずつずれた交流電源で駆
    動することにより、前記描画ノズルのペースト供
    給口より供給されるペーストを吐出孔より吐出さ
    せる厚膜回路の形成装置。 ３ 可動コイル駆動用の交流電源の周波数を変え
    ることにより可動膜の振動周波数を変化させてペ
    ーストの吐出量を制御する特許請求の範囲第２項
    記載の厚膜回路の形成装置。
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