JPS6385403A

JPS6385403A - 厚膜回路形成装置における基板高さ測定装置

Info

Publication number: JPS6385403A
Application number: JP61233593A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Taguchi; 田口　克彦
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1988-04-15
Also published as: JPH0433363B2

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】［の詳細な説明産」Ｕ郭久■月じυ１この斉警は、液体状の各種の回路形成材料によって、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
るた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。

死未皮権一般に、厚膜回路形成装置によっ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の回転軸はカップリング５を介してベ
アリングを収納したベアリング受け６によって支持され
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によって支持部材２に対して上下に摺
動て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からセラミック基板１２上に厚膜回路用塗料１３が
吐出され、さらに、セラミック基板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によってセラミック基板１２の高さを測定しなが
ら、ノズル１０のノズル端１１からセラミック基板１２
上に厚膜回路塗料１３が吐出され、厚膜回路が形成され
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によっ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レンズ１９と、反
射した光の焦点を合わせるレンズ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２
３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】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１１は、 −Ｘ１１＝□・Ｉとなり、また他方の端子２１８から出力される電流工２
はＩ２＝□・■ となる。ここで、■は総出力電流（■□十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１３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。

このようなり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、セラミック基板１２の絶縁体塗料を塗布しよ
うとする経路に沿って高さ測定器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なもとに、ノズル１０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
するセラミック基板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１
４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っ
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、セラミック基板１
２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部が移動しながら検出すると
、高さ検出器１６の向きによって受光素子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）に示したようにこの面と基板１２の移動方向
を一致させると、セラミック基板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、白色部がセラミックからの
反射光）、第９図（ａ）に示したようにセラミック基板
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ってしまうという問題があった。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、セラミック基板１２の移動方向を９０６
傾けると、セラミック基板１２からの反射光と被測定物
からの反射光のコントラス１−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、従って高さを正しく検出すること
ができる。

このように、セラミック基板１２が動く方向によって、
途中に回路パターンがあると、高さデータが大きく狂っ
てしまう。このセラミック基板１２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ｌ−が入射するため問題はないが、Ｙ方向もし
くはこれと角度を持った方向にセラミック基板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があった。

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ック基板を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
軸とで成る面と一８＝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。

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実施例第１図は、本書圏の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はカップリング、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、１２はセラミック基板、１３は厚膜回路用塗
料、１４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、本実例−９＝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はカップリング３２を介してモータ３
３の回転軸に連結される。またモータ３３は支持台３４
によって支持部材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
制御回路のブロック図で、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１
０に空気源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」
量子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ＣＰＬ１３５に接続さ
れている。

次に、本実施例の動作を第３図のフローチャート及び第
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１６を検出点がくるよう
にテーブル装置１４をｘｙＸ方向移動させ、セラミック
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ＲＡＭ３６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１６を中央処理装置Ｃ
ＰＵ３５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
画する方向が変わった場合、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によっ
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Ｘ
Ｙ方向に移屏咽以」二の説明から明らかなように、本年案は、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、それによって受光素子からの光信号データに狂
人じさせないようにすることができるという利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本Ｈ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
御回路のブロック図、第３図は第２図の制御回路の動作
を説明するフローチャート、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斜視図、第６図、第７
図、第８（ａ）、（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・・・カップリング、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・・・セラミック基板、
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・・・カップリング、３３・・・モータ、
３４・・・支持台、３５・・・中央処理装置ｃｐｕ、３
６・・・読み書きメモリＲＡＭ、３７・・・空気源１．
３８・・・電磁弁、３９・・・第９図（ａ）（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

　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ック基板をＸ
Ｙ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。