JPH0433363B2

JPH0433363B2 -

Info

Publication number: JPH0433363B2
Application number: JP61233593A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Taguchi
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1992-06-02
Also published as: JPS6385403A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、液体状の各種の回路形成材料によ
つて、電気基板上に任意形状の塗膜を積層して電
気回路を形成するめの厚膜回路形成装置における
基板高さ測定装置に関する。

従来の技術一般に、厚膜回路形成装置によつて製造される
電気回路は、ノズルから吐出される回路形成材料
の種類によつて導電体、抵抗体、非導電体等の種
類の形状の厚膜が形成され、これらの各膜層が積
層されて回路を構成していた。

このような厚膜回路では、回路の電気的特性を
維持するために、回路を構成する導電体、抵抗
体、非導電体等の各厚膜の厚みを一定にすること
が不可欠の条件である。

第５図は、従来の厚膜回路形成装置の斜視図
で、装置のフレーム１に支持部材２が固着され、
この支持部材２の上部にモータ３がモータ保持部
材４により保持されている。このモータ３の回転
軸はカツプリング５を介してベアリングを収納し
たベアリング受け６によつて支持されたボールネ
ジ７に接続され、このボールネジ７はノズル保持
部材８に嵌合されている。またノズル保持部材８
はリニアスライド９によつて支持部材２に対して
上下に摺動できるように構成されている。このノ
ズル保持部材８にはノズル１０が設けられ、この
ノズル１０のノズル端１１からセラミツク基板１
２上に厚膜回路塗料１３が吐出され、さらに、セ
ラミツク基板１２はXY方向に駆動されるテーブ
ル装置１４上に載置される。またノズル保持部材
８に固定された保持具１５にノズル１０と並置し
てレーザを利用した基板の高さ測定器１６が設け
られている。

このように構成された厚膜回路形成装置では、
高さ測定器１６によつてセラミツク基板１２の高
さを測定しながら、ノズル１０のノズル端１１か
らセラミツク基板１２上に厚膜回路塗料１３が吐
出され、厚膜回路が形成されている。

この高さ測定器１６は、第６図に示したように
レーザ駆動回路１７によつて駆動される発光素子
１８と、この発光素子１８からの光の焦点を合わ
せるノズル１９と、反射した光の焦点を合わせる
ノズル２０が前面に設けられた受光素子２１と、
この受光素子２１で受信した光を増幅する初段ア
ンプ２２とから構成されている。

この高さ測定器１６の高さ測定原理は、まず、
被測定物２３が測定基準２４にあるとき、焦点が
受光素子２１のほぼ中央部２１ａに入射されるの
に対して、被測定物２３が位置２５にずれたり、
位置２６にずれたりすると、反射光は受光素子２
１の端部２１ｂまたは２１ｃに移動して入射され
る。このような光の焦点の移動を検出して受光素
子２１の出力電流の差として検出し、増幅するも
のである。即ち、第７図に示したように受光素子
２１の受光部分の長さをＬ、受けた光が入射され
た位置と端子２１ｄからの長さをＸとすると、受
光素子２１の１方の端子２１ｄから出力される電
流I₁は、 I₁＝Ｌ−Ｘ／Ｌ・Ｉとなり、また他方の端子２１ｅから出力される電
流I₂は I₁＝Ｘ／Ｌ・Ｉとなる。ここで、Ｉは総出力電流（I₂＋I₂）であ
る。

このようなレーザを利用した高さ測定器１６を
厚膜回路形成量装置に利用するのは、ノズル１０
から吐出された厚膜回路用塗料１３が正確な厚さ
を維持することが必要とされるからである。も
し、厚膜にばらつきがあると、厚膜回路用塗料１
３が導体である場合には、導体抵抗が増大し、ま
た抵抗体である場合には、抵抗値が変化し、さら
に絶縁体である場合には、絶縁不完全という不具
合を生じ、特に導体パターンの上に絶縁体を塗布
し、さらにその上に導体パターンが塗布される、
いわゆるクロスオーバーと呼ばれる回路形態の場
合には、特に中に挟まれる絶縁体の厚み確保は上
下導体の短絡防止のために重要である。

このようなクロスオーバーパターンを第５図に
示す装置で形成する場合には、次のような手順を
必要とする。

１まず、セラミツク基板１２の絶縁体塗料を塗
布しようとする径路に沿つて高さ測定器１６で
高さを検出し、中央処理装置CPUの読み書き
メモリRAMに格納する。

２この格納された高さ情報をもとに、ノズル１
０のノズル端１１と絶縁体厚膜回路用塗料１３
を塗布しようとするセラミツク基板１２の面と
の距離をモータ３を回転して常に一定になるよ
うに制御しながらテーブル装置１４を移動す
る。

このようにすることにより、途中に導体パター
ンがあつても、一定の厚さに絶縁体厚膜回路用塗
料１３を塗布して絶縁体を形成することができ、
さらに、その上の導体については、厚膜回路用塗
料１３を焼成後、上記１、２の動作を行なえばよ
い。

発明が解決しようとする問題点しかしながら、このように構成した厚膜回路形
成装置において、セラミツク基板１２は通常白色
に近い色であるのに対して、厚膜回路用塗料は大
体有色であり、このような厚膜回路用塗料１３の
回路パターンを高さ検出器１６が移動しながら検
出すると、高さ検出器１６の向きによつて受光素
子２１の出力が変化する。即ち、第８図ａに示し
たように発光素子１８から発射される光の発光軸
２７と受光素子２１で受ける光の受光軸２８とで
構成した面を考慮した場合、第８図ｂに示しよう
にこの面と基板１２の移動方向を一致させると、
セラミツク基板１２の白色部からの反射光と回路
パターンである被測定物２３の有色部からの反射
光が受光素子２１上で２つの部分に分けられてし
まうため（斜線部がパターン、白色部がセラミツ
クからの反射光）、第９図ａに示したようにセラ
ミツク基板１２の白色部から反射された光が入射
された側の受光素子の電流が増加し、被測定物の
有色部から反射された光が入射された部分の受光
素子の電流は減少するため、実際の高さデータが
狂つてしまうという問題があつた。一方、第８図
ｃに示したように高さ検出器１６の発光素子１８
の発光軸２７と受光素子２１の受光軸２８で形成
される面と、セラミツク基板１２の移動方向を
90゜傾けると、セラミツク基板１２からの反射光
と被測定物からの反射光のコントラストは受光素
子２１の両出力端に均等にかかるため、第９図ｂ
に示したように電流が均等に出力され、従つて高
さを正しく検出することができる。

このように、セラミツク基板１２が動く方向に
よつて、途中に回路パターンがあると、高さデー
タが大きく狂つてしまう。このセラミツク基板１
２の移動方向が第５図のＸ方向である場合には受
光素子２１に均等の反射光コントラストが入射す
るため問題はないが、Ｙ方向もしくはこれれと角
度を持つた方向にセラミツク基板１２が移動する
ときにはデータに狂いが生じる。

このような欠点を避けるために、Ｙ方向に厚膜
回路用塗料１３のクロスオーバーを生じさせない
ようにすると、回路パターン形成に大きく制約を
受け、この種の装置の長所を充分に生かしきれな
いという問題あつた。

問題点を解決するための手段本発明は、上記問題点を解決するために、混成
回路を製造するために用いられる厚膜回路用塗料
を吐出するノズルと、該ノズルを上下方向に駆動
する機構と、厚膜回路用塗料を塗布されるセラミ
ツク基板をXY方向に駆動する機構を有する厚膜
回路形成装置において、光を利用する高さ測定器
を、該高さ測定器の発光軸と受光軸とで成る面と
テーブル移動方向がほぼ直角になるように高さ測
定器を回動させる手段を設けたことを特徴とす
る。

作用本発明によれば、高さ測定器を発光軸と受光軸
とで成る面とテーブル移動方向がほぼ直角になる
ように高さ測定器を回動させることにより、高さ
測定器の発光素子の発光軸と受光素子の受光軸で
作る平面を被測定物の移動方向と直角に一致させ
ることができ、それによつて受光素子からの光信
号データに狂いが生じさせないようにする。

実施例第１図は、本発明の１実施例の厚膜回路形成装
置の斜視図で、１はフレーム、２は支持部材、３
はモータ、４はモータ保持部材、５はカツプリン
グ、６はベアリングを収納したベアリング受け、
７はボールネジ、８はノズル保持部材、９はリニ
アスライド、１０はノズル、１１はノズル端、１
２はセラミツク基板、１３は厚膜回路用塗料、１
４はテーブル装置、１６は高さ測定器であり、こ
れらの構成は前述の従来例と同じであるので説明
は省略するが、本実施例では、高さ測定器１６は
測定器保持具２９で保持され、またこの測定器保
持具２９はベアリングを収納したベアリング受け
３０で支持された回転軸３１に固着され、またこ
の回転軸３１はカツプリング３２を介してモータ
３３の回転軸に連結される。またモータ３３は支
持台３４によつて支持部材２に支持される。

また、第２図は、第１図の厚膜回路形成装置を
制御する制御回路のブロツク図で、中央処理装置
CPU３５に読み書きメモリRAM３６が接続さ
れ、また第１図のモータ３３及び高さ測定器１６
が接続され、さらにノズル１０は空気源３７から
の空気を制御する電磁弁３８が中央処理装置
CPU３５に接続される。またノズル１０を上下
するリニアスライド９を駆動する駆動装置３９及
びテーブル装置１４が中央処理装置CPU３５に
接続されている。

次に、本実施例の動作を第３図のフローチヤー
ト及び第４図の高さ検出装置の動作図により説明
する。まず、描画を開始する位置に高さ測定器１
６を検出点がくるようにテーブル装置１４をXY
方向に移動させ、セラミツク基板１２の高さを検
出して読み書きメモリRAM３６にデータを格納
する。

次に、描画経路の方向を読み書きメモリRAM
３６より呼び出し、第４図ａ、ｂに示したように
高さ測定器１６の発光軸と受光軸で成す面４０が
基板の移動方向と直角になるように高さ測定器１
６を中央処理装置CPU３５からの信号に基づい
てモータ３３を回転させる。この回転の後でこの
描画する方向が変わるまでテーブル装置１４はＸ
またはＹ方向に移動し、高さデータを検出し、読
み書きメモリRAM３６に格納する。次に、描画
する方向が変わつた場合、高さ測定器１６はその
発光軸と受光軸で成す面４０が直角になるように
回転させ、高さ情報を得る。

このようにして、１ライン分の高さ情報を得る
と、ノズル先端が描画開始位置に移動し、高さ測
定器１６によつて得た高さ情報に基づいてノズル
先端１１と被検出面を一定距離に保持ながら厚膜
回路用塗料１３を吐出、移動する。

本実施例は、このように高さ測定器１６を発光
軸と受光軸で成る面とテーブル移動方向がほぼ直
角になるように高さ測定器を回動させることによ
り、正確な情報を得ることができる。

なお、第１図において高さ検出装置１６を回転
するモータ３３は何でもよく、例えばソレノイド
やエアーシリンダを利用して高さ測定器１６を0゜
と90゜回転しただけでも、上記第１図の実施例に
かなり近い効果を上げることができる。また、本
実施例では、混成集積回路製造装置の例を示した
が、被測定物に色ムラがあり、かつXY方向に移
動する場合にも利用できることは明らかである。

発明の効果以上の説明から明らかなように、本発明は、高
さ測定器を発光軸と受光軸とで成る面とテーブル
移動方向がほぼ直角になるように高さ測定器を回
動させることにより、高さ測定器の発光素子の発
光軸と受光素子の受光軸で作る平面を被測定物の
移動方向と直角に一致させることができ、それに
よつて受光素子からの光信号データに狂いが生じ
させないようにすることできるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の厚膜回路形成装置
の斜視図、第２図は第１図の厚膜回路形成装置を
制御するための制御回路のブロツク図、第３図は
第２図の制御回路の動作を説明するフローチヤー
ト、第４図ａ，ｂは第１図の厚膜回路形成装置の
動作を説明するための図、第５図は従来の厚膜回
路形成装置の視視図、第６図、第７図、第８ａ，
ｂ，ｃ及び第９図ａ，ｂは第５図の従来例の欠点
を説明するための図である。１……フレーム、２……支持部材、３……モー
タ、４……モータ保持部材、５……カツプリン
グ、６……ベアリング、７……ボールネジ、８…
…ノズル保持部材、９……リニアスライド、１０
……ノズル、１１……ノズル端、１２……セラミ
ツク基板、、１３……厚膜回路用塗料、１４……
テーブル装置、１５……保持具、１６……高さ測
定器、２９……測定器保持具、３０……ベアリン
グ受け、３１……回転軸、３２……カツプリン
グ、３３……モータ、３４……支持台、３５……
中央処理装置CPU、３６……読み書きメモリ
RAM、３７……空気源、、３８……電磁弁、３
９……駆動装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１混成回路を製造するめに用いられる厚膜回路
用塗料を吐出するノズルと、該ノズルを上下方向
に駆動する機構と、厚膜回路用塗料を塗布される
セラミツク基板をXY方向に駆動する機構を有す
る厚膜回路形成装置において、光を利用する高さ
測定器を、該高さ測定器の発光軸と受光軸とで成
る面とテーブル移動方向がほぼ直角になるように
高さ測定器を回動させる手段を設けたことを特徴
とする厚膜回路形成装置における基板高さ測定装
置。