JP2658341B2 - Thick film circuit forming equipment - Google Patents

Thick film circuit forming equipment

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JP2658341B2
JP2658341B2 JP721889A JP721889A JP2658341B2 JP 2658341 B2 JP2658341 B2 JP 2658341B2 JP 721889 A JP721889 A JP 721889A JP 721889 A JP721889 A JP 721889A JP 2658341 B2 JP2658341 B2 JP 2658341B2
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film thickness
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誠 今西
朗 壁下
健男 安藤
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子回路等を構成する厚膜回路の形成装置
に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for forming a thick film circuit constituting an electronic circuit or the like.

従来の技術 以下、従来の描画装置を用いた厚膜回路の形成方法を
第8図により説明する。同図において、1はノズルで、
基板上に膜厚ペーストを吐出するものである。ノズル1
と基板2との間隔を基板高さ測定器3によって一定に保
ちながら、ノズル1が基板2上を厚膜ペースト4を吐出
しながら移動し、描画する。
2. Description of the Related Art A conventional method for forming a thick film circuit using a drawing apparatus will be described below with reference to FIG. In the figure, 1 is a nozzle,
This is to discharge a film thickness paste on a substrate. Nozzle 1
The nozzle 1 moves while discharging the thick film paste 4 on the substrate 2 and draws the image while keeping the distance between the substrate 2 and the substrate 2 constant by the substrate height measuring device 3.

厚膜ペーストとしては、抵抗体ペースト、導体ペース
ト、誘導体ペースト等が用いられ、ペースト描画後、乾
燥工程、焼成工程を経て、厚膜回路を形成する。
As the thick film paste, a resistor paste, a conductor paste, a derivative paste, or the like is used. After drawing the paste, a thick film circuit is formed through a drying process and a firing process.

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記装置では、第9図の工程図に示すよ
うに、膜厚不良を発見するまでに描画工程、乾燥工程、
サンプル抜取工程、膜厚測定工程を経ねばならず、ロス
タイムが長いという課題を有していた。
However, in the above apparatus, as shown in the process diagram of FIG. 9, a drawing process, a drying process,
A sample extraction process and a film thickness measurement process have to be performed, and there is a problem that the loss time is long.

さらに装置として、ヘッド部の移動とノズル高さ検出
をするためのにげ構造による剛性不足によって精度が保
障されないこと、ノズル高さ検出をするための検出台の
精度、描画中のノズル1と基板高さ測定器3及び膜厚測
定器5の位置関係、上記両測定器の取付け位置及びコー
ド処理など、多くの課題を有する。
Further, as the device, accuracy is not guaranteed due to insufficient rigidity due to the movement of the head part and the shading structure for detecting the nozzle height, the accuracy of the detection table for detecting the nozzle height, the nozzle 1 and the substrate during drawing There are many problems, such as the positional relationship between the height measuring device 3 and the film thickness measuring device 5, the mounting positions of the two measuring devices, and the code processing.

そこで本発明はこの課題を解決するため、不良時のロ
スタイムを大幅に短縮する厚膜回路の形成装置を提供す
るものである。
In order to solve this problem, the present invention provides an apparatus for forming a thick-film circuit that greatly reduces the loss time in the event of a failure.

また、本発明は、膜厚の精度を上げ、不良数を大幅に
減少させる厚膜回路の形成装置を提供するものである。
Another object of the present invention is to provide an apparatus for forming a thick film circuit, which increases the accuracy of the film thickness and greatly reduces the number of defects.

課題を解決するための手段 上記の目的を達成するための第1の発明の装置は、基
板上に厚膜ペーストを吐出するノズルと、前記ノズルに
より基板上に形成された厚膜回路の膜厚を測定する測定
装置とを備え、上記測定装置として、基板の高さを測定
する測定装置による測定値と、基板上に形成された厚膜
回路の高さを測定する測定装置による測定値との差をと
ることにより膜厚を計算するものである。
Means for Solving the Problems An apparatus according to a first aspect of the present invention for achieving the above object includes a nozzle for discharging a thick film paste on a substrate, and a film thickness of a thick film circuit formed on the substrate by the nozzle. A measuring device for measuring the height of the substrate, and a measuring device for measuring the height of the thick film circuit formed on the substrate as the measuring device. The thickness is calculated by taking the difference.

また、上記第2の目的を達成するための第2の発明の
装置は、上記装置によって測定された膜厚を記憶するメ
モリ部と、前記膜厚と設定膜厚とを比較する演算部と、
前記演算部からの命令によって描画条件をかえる制御手
段とを備えるものである。
Further, an apparatus according to a second aspect of the present invention for achieving the second object has a memory unit for storing a film thickness measured by the apparatus, an arithmetic unit for comparing the film thickness with a set film thickness,
Control means for changing drawing conditions in accordance with a command from the arithmetic unit.

更に、上記第2の目的を達成するための第3の発明の
装置は、上記制御手段として、ノズルからの厚膜ペース
トの吐出量を増減させる吐出量制御装置を設けるもので
ある。
Further, in the apparatus according to a third aspect of the present invention for achieving the second object, a discharge amount control device for increasing or decreasing the discharge amount of the thick film paste from the nozzle is provided as the control means.

更に、上記第2の目的を達成するための第4の発明の
装置は、上記制御手段として、ノズルと基板との間隔を
増減させるために、ノズルを固定しているヘッドの高さ
を増減させるヘッド高さ制御装置を設けるものである。
Further, in the apparatus according to a fourth aspect of the present invention for achieving the second object, as the control means, the height of the head fixing the nozzle is increased or decreased in order to increase or decrease the distance between the nozzle and the substrate. A head height control device is provided.

更に、上記第2の目的を達成するための第5の発明の
装置は、上記制御手段として、基板を固定しているXYテ
ーブルの移動速度を増減させるXYテーブル制御装置を設
けるものである。
Further, in the apparatus according to a fifth aspect of the present invention for achieving the second object, an XY table control device for increasing or decreasing the moving speed of the XY table holding the substrate is provided as the control means.

作用 本発明の第1の発明によれば、基板上に厚膜ペースト
を吐出するノズルと、前記ノズルにより基板上に形成さ
れた厚膜回路の膜厚を測定する測定装置とを備えている
ので、不良を早期発見し作業を終了させることができ、
不良時のロスタイムを大幅に短縮することができる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided the nozzle for discharging the thick film paste on the substrate, and the measuring device for measuring the thickness of the thick film circuit formed on the substrate by the nozzle. , Can detect defects early and finish the work,
Loss time at the time of failure can be greatly reduced.

更に、本発明の第2の発明によれば、上記装置によっ
て測定された膜厚を記憶するメモリ部と、前記膜厚とを
比較する演算部と、前記演算部からの命令によって描画
条件をかえる制御手段とを備えているので、高精度の膜
厚管理が可能となり、不良数を大幅に減少させることが
できる。
Further, according to the second aspect of the present invention, a memory unit for storing the film thickness measured by the above-described apparatus, an operation unit for comparing the film thickness, and a drawing condition are changed by an instruction from the operation unit. Since the control means is provided, the film thickness can be controlled with high accuracy, and the number of defects can be greatly reduced.

実 施 例 以下、本発明の実施例について、以下図面を参照しな
がら説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例における描画装置の構
成を示すものである。第1図において、1はノズル、3
は基板2までの距離(第1図のL1)を測定する基板高さ
測定器、4は描画された厚膜ペースト、5は厚膜ペース
ト4までの距離(第1図のL2)を測定する膜厚測定器、
6はノズル1を前記膜厚測定器5、プリズム12とは独立
して上下させることのできるヘッドであり、基板高さ測
定器3の測定値L2の増減量と同じ量だけヘッド6が上下
駆動されて、ノズル1と基板2の間隔を一定に保ってい
る。ノズル1は基板2上に厚膜ペースト4を、例えば圧
力によってノズル1の先端孔部より吐出させる装置であ
る。
FIG. 1 shows the configuration of a drawing apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a nozzle, 3
Is a substrate height measuring device for measuring the distance to the substrate 2 (L 1 in FIG. 1 ), 4 is the drawn thick film paste, and 5 is the distance to the thick film paste 4 (L 2 in FIG. 1). Film thickness measuring device to measure,
6 is the film thickness measuring device 5 the nozzle 1, a head that can be raised or lowered independently of the prism 12, the head 6 by the same amount as substrate height increase or decrease of the measured value L 2 of the measuring device 3 is vertically When driven, the distance between the nozzle 1 and the substrate 2 is kept constant. The nozzle 1 is a device that discharges the thick film paste 4 onto the substrate 2 from, for example, a pressure hole of the nozzle 1 by pressure.

基板高さ測定器3及び膜厚測定器5はレーザーによる
距離測定装置である。例えばアンリツ製光マイクロ(M5
32A、可側範囲±800(μm)を用いるとよい。その他、
超音波による高さ測定器など、他の原理による測定器も
可能である。厚膜ペースト4は、導体・抵抗体等、どの
種類のペーストでも可能である。(導体では、例えばデ
ュポン製、Ag/Pdペースト。#6134)。基板2について
も、例えばセラミック基板、ガラエポ基板等、いずれの
種類でも可能である。以上の構成により、基板高さ測定
器3の測定値L1に対して描画直後の厚膜ペーストの高さ
である。膜厚測定器5の測定値L2との差、L1−L2を計算
し、設定膜厚と比較しながら描画する。
The substrate height measuring device 3 and the film thickness measuring device 5 are distance measuring devices using a laser. For example, Anritsu optical micro (M5
It is preferable to use 32A and a range of ± 800 (μm). Others
A measuring device based on another principle, such as a height measuring device using ultrasonic waves, is also possible. The thick film paste 4 can be any type of paste such as a conductor and a resistor. (A conductor, for example DuPont, A g / P d paste. # 6134). The substrate 2 can be of any type, such as a ceramic substrate or a glass epoxy substrate. With the above configuration, the height of the thick film paste immediately after drawing for measurement values L 1 of the substrate height measuring device 3. The difference from the measured value L 2 of the film thickness measuring device 5, L 1 −L 2, is calculated and drawn while comparing with the set film thickness.

ところが、第10図に示すような従来のノズルを初期設
定のためのばねによる逃がしを用いると、ヘッド6の剛
性が低下し、位置(高さ)の精度がでないため、本実施
例においては第5図に示すような、基板4とは独立した
位置に、基板高さと同じ高さの表面を持ち、下面に逃げ
部を持つノズル高さ検出台7を設けている。上記ノズル
高さ検出台7表面には、ノズル1先端に対する平行度
を、例えば3(μm)にするなど、高精度化した。さら
にノズル高さ検出台7を押し込んだ時にも、ガイド8な
どにより表面が傾斜した状態にならないので、正確な測
定が可能となっている。さらに、位置(高さ)の精度の
向上のため、本実施例においては、従来からのヘッド6
側を移動を移動させて描画する方式に代わり、基板2側
を移動させることとした。
However, when the conventional nozzle as shown in FIG. 10 is used for relief by a spring for initial setting, the rigidity of the head 6 is reduced and the position (height) is not accurate. As shown in FIG. 5, a nozzle height detecting table 7 having a surface having the same height as the substrate height and having a clearance portion on the lower surface is provided at a position independent of the substrate 4. On the surface of the nozzle height detecting table 7, the degree of parallelism with respect to the tip of the nozzle 1 is made high, for example, 3 (μm). Furthermore, even when the nozzle height detection table 7 is pushed in, the surface is not inclined by the guide 8 or the like, so that accurate measurement is possible. Furthermore, in order to improve the accuracy of the position (height), in this embodiment, the conventional head 6 is used.
Instead of the method of drawing by moving the side, the substrate 2 is moved.

また、ノズル1は上記のように高精度を維持するため
に、回転せず上下方向にのみ動くので、基板高さ測定器
3及び膜厚測定器5の設置方法が問題となる。そこで本
実施例では第6図に示すように、両測定器がノズル1の
周囲を回転できるように設置し、常にノズル1の前方及
び後方に検出スポットが位置するように回転させること
により、リアルタイムに膜厚を測定させることを可能に
した。しかしながら、両測定器の大きさから、設置スペ
ース上問題があったが、第7図に示すように、プリズム
12によって光路を90゜曲げることにより解決した。また
慣性が大きくなる問題は、第6図に示す回転するホイー
ル9を中空にし、材質をアルミて軽量化することによ
り、許容精度範囲を維持した。さらに、両測定器の電源
コード処理の点が問題となったが、第6図に示すよう
に、ホイール9の一部に傾斜となる突起11を設けるこ
と、及びコード巻きつけ量に応じてスライダ10(例えば
スライドパック、THK製)が動き、常にコードのたるみ
をなくしていること等により、両測定器を高速でスムー
ズに回転できるようにした。
In addition, since the nozzle 1 moves only in the vertical direction without rotating in order to maintain high accuracy as described above, there is a problem in how to install the substrate height measuring device 3 and the film thickness measuring device 5. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6, both measuring devices are installed so as to be rotatable around the nozzle 1 and are always rotated so that the detection spot is located in front of and behind the nozzle 1, thereby real-time. To measure the film thickness. However, due to the size of both measuring instruments, there was a problem in the installation space, but as shown in FIG.
The problem was solved by bending the optical path by 90 ° by 12. The problem of increased inertia is that the rotating wheel 9 shown in FIG. 6 is made hollow and made of aluminum to reduce the weight, thereby maintaining the allowable accuracy range. Further, there was a problem in the power cord processing of both measuring instruments. However, as shown in FIG. 6, a protrusion 11 having an inclination was provided on a part of the wheel 9 and a slider was provided in accordance with the cord winding amount. 10 (for example, a slide pack, made of THK) moves, and the slack of the cord is always eliminated, so that both measuring instruments can be rotated at high speed and smoothly.

(第6図には、片側の機構のみ記述) また、膜厚が許容半を越えた場合にはアラーム音を発
し、機械は自動的に停止するようになっている。
(Only the mechanism on one side is described in FIG. 6.) When the film thickness exceeds the allowable half, an alarm sound is issued and the machine is automatically stopped.

本実施例によれば、第2図に示すような工程となり、
描画工程中に不良を発見できるので、描画不良時の、描
画工程の一部、乾燥、サンプル抜取、膜厚測定の工程が
なくなり、ロスタイムの大幅な短縮を図ることができ
る。
According to this embodiment, the steps are as shown in FIG.
Since a defect can be found during the drawing process, a part of the drawing process, drying, extracting a sample, and measuring the film thickness at the time of a drawing defect can be eliminated, and the loss time can be greatly reduced.

第3図は本発明の第2の実施例における描画装置の構
成を示すものである。
FIG. 3 shows the configuration of a drawing apparatus according to the second embodiment of the present invention.

同図において、第1図と同一物には同一番号を付し、
説明を省略する。
In the figure, the same items as those in FIG.
Description is omitted.

同図において第1図と異なる点は、測定された膜厚値
L1−L2を膜厚演算部13にとりこみ、下記各制御装置を通
じて、設定膜厚値になるよう各アクチュエータん動きに
フィードバックする点である。膜厚演算部13は、吐出圧
力と膜厚の関係のデータを持ち、吐出量制御装置14を介
して吐出圧力を上下させ、膜厚を制御することができ
る。また、膜厚演算部13は、ノズル1先端と基板2との
ギャップ量と膜厚との関係のデータも持ち、ヘッド高さ
制御装置15を介してノズル1の高さを変化させ、ギャッ
プの大小により膜厚を制御することができる。更に膜厚
演算部13は、描画速度(XYテーブル16の速度)と膜厚の
関係のデータを持ち、XYテーブル制御装置17を介して描
画速度を変化させ、膜厚を制御することができる。
The difference between FIG. 1 and FIG. 1 is the measured film thickness value.
The point is that L 1 -L 2 is taken into the film thickness calculating section 13 and is fed back to the movement of each actuator so as to reach the set film thickness value through the following control devices. The film thickness calculator 13 has data on the relationship between the discharge pressure and the film thickness, and can control the film thickness by increasing and decreasing the discharge pressure via the discharge amount control device 14. The film thickness calculating unit 13 also has data on the relationship between the film thickness and the gap amount between the tip of the nozzle 1 and the substrate 2, and changes the height of the nozzle 1 via the head height control device 15 to change the gap. The thickness can be controlled by the size. Further, the film thickness calculating section 13 has data on the relationship between the drawing speed (the speed of the XY table 16) and the film thickness, and can change the drawing speed via the XY table control device 17 to control the film thickness.

上記膜厚管理においては、膜厚ペースト4の種類及び
粘度等の特性を考慮し、ペースト毎のデータを作成し
た。また吐出圧力の点においては、排気時に残圧が残る
と吐出過剰になるので空気系の管内容量を極力小さく
する、排気回路中にマフラ等の残圧を残し易いパーツ
は取り除く等を配慮する。さらにヘッド高さ制御の点に
おいては、例えば圧電アクチュエータを用いると、微小
な動きを制御し易い。またXYテーブルの制御において
は、ベクトル速度を用い、線の種類(直線・曲線など)
にかかわらず、同一条件で描画できるようにした。
In the film thickness management, data for each paste was created in consideration of characteristics such as the type and viscosity of the film thickness paste 4. Regarding the discharge pressure, if the residual pressure remains during exhaust, excessive discharge will occur. Therefore, the internal capacity of the air system should be reduced as much as possible, and parts such as a muffler that easily leaves residual pressure in the exhaust circuit should be removed. Further, in terms of head height control, for example, when a piezoelectric actuator is used, minute movement can be easily controlled. In the control of the XY table, the vector speed is used, and the type of line (straight line, curve, etc.)
Regardless of, drawing can be performed under the same conditions.

また、上記の制御の優先順位は使用者が任意に定める
ことができ、また各制御の併用も可能である。
The priority of the above control can be arbitrarily determined by the user, and each control can be used in combination.

従って本実施例によれば、第4図に示すような工程と
なり実施例1の効果に加えて、高精度の膜厚管理が可能
となり、不良数を大幅に減少させることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the process is as shown in FIG. 4, and in addition to the effects of the first embodiment, the film thickness can be controlled with high accuracy, and the number of defects can be greatly reduced.

発明の効果 本発明の第1の発明によれば、基板上に厚膜ペースト
を吐出するノズルと、前記ノズルにより基板上に形成さ
れた厚膜回路の膜厚を測定する測定装置とを備えている
ので、不良を早期発見し作業を終了させることができ、
不良時のロスタイムを大幅に短縮することができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a nozzle for discharging a thick film paste on a substrate, and a measuring device for measuring the thickness of a thick film circuit formed on the substrate by the nozzle. So that we can detect defects early and end the work,
Loss time at the time of failure can be greatly reduced.

更に、本発明の第2の発明によれば、上記装置によっ
て測定された膜厚を記憶するメモリ部と、前記膜厚とを
比較する演算部と、前記演算部からの命令によって描画
条件をかえる制御手段とを備えているので、高精度の膜
厚管理が可能となり、不良数を大幅に減少させることが
できる。
Further, according to the second aspect of the present invention, a memory unit for storing the film thickness measured by the above-described apparatus, an operation unit for comparing the film thickness, and a drawing condition are changed by an instruction from the operation unit. Since the control means is provided, the film thickness can be controlled with high accuracy, and the number of defects can be greatly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1の実施例における描画装置の構成
図、第2図は本発明の第1の実施例における電子回路の
形成工程のフローチャート図、第3図は本発明の第2の
実施例における描画装置の構成図、第4図は本発明の第
2の実施例における電子回路の形成工程のフローチャー
ト図、第5図はノズル高さ検出台の概略図、第6図はノ
ズル1と基板高さ測定器3及び膜厚測定器5の位置関係
及び高さ検出台2のコード処理方法等を示す概略図、第
7図はプリズム12による光路を示す概略図、第8図は従
来の描画装置の構成図、第9図は従来の電子回路の形成
工程のフローチャート、第10図は従来のノズル高さ検出
装置の概略図である。 1……ノズル、2……基板、3……基板高さ測定器、4
……厚膜ペースト、5……膜厚測定器、6……ヘッド、
7……ノズル高さ検出台、8……ガイド、9……ホイー
ル、10……スライダ、11……突起、12……プリズム、13
……膜厚演算部、14……吐出量制御装置、15……ヘッド
高さ制御装置、16……XYテーブル、17……XYテーブル制
御装置。
FIG. 1 is a block diagram of a drawing apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart of an electronic circuit forming process according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a flow chart of an electronic circuit forming process according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a schematic diagram of a nozzle height detection table, and FIG. FIG. 7 is a schematic diagram showing the positional relationship between the substrate 1 and the substrate height measuring device 3 and the film thickness measuring device 5 and the code processing method of the height detecting table 2; FIG. 7 is a schematic diagram showing an optical path by the prism 12; FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional drawing apparatus, FIG. 9 is a flowchart of a conventional electronic circuit forming process, and FIG. 10 is a schematic view of a conventional nozzle height detecting apparatus. 1 ... Nozzle, 2 ... Substrate, 3 ... Substrate height measuring device, 4
... thick film paste, 5 ... film thickness measuring instrument, 6 ... head,
7: Nozzle height detection table, 8: Guide, 9: Wheel, 10: Slider, 11: Projection, 12: Prism, 13
... Film thickness calculator, 14 discharge amount control device, 15 head height control device, 16 XY table, 17 XY table control device.

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上に厚膜ペーストを吐出するノズル
と、前記ノズルにより基板上に形成された厚膜回路の膜
厚を測定する測定装置とを備え、この測定装置として、
基板の高さを測定する測定装置による測定値と、基板上
に形成された厚膜回路の高さを測定する測定装置による
測定値との差をとることにより膜厚を計算する手段を有
する厚膜回路の形成装置。
1. A nozzle for discharging a thick film paste onto a substrate, and a measuring device for measuring the thickness of a thick film circuit formed on the substrate by the nozzle, wherein the measuring device comprises:
A thickness having a means for calculating a film thickness by taking a difference between a value measured by a measuring device for measuring the height of a substrate and a value measured by a measuring device for measuring the height of a thick film circuit formed on the substrate. Equipment for forming membrane circuits.
【請求項2】測定された膜厚を記憶するメモリ部と、前
記膜厚と設定膜厚とを比較する演算部と、前記演算部か
らの命令によって描画厚膜ペーストの膜厚を変更する制
御手段とを備えた請求項1記載の厚膜回路の形成装置。
2. A memory unit for storing a measured film thickness, a computing unit for comparing the film thickness with a set film thickness, and a control for changing a film thickness of a drawing thick film paste according to a command from the computing unit. 2. The apparatus for forming a thick film circuit according to claim 1, further comprising means.
【請求項3】制御手段として、ノズルからの厚膜ペース
トの吐出量を増減させる吐出量制御装置を設けたことを
特徴とする請求項2記載の厚膜回路の形成装置。
3. An apparatus for forming a thick film circuit according to claim 2, wherein a discharge amount control device for increasing or decreasing the discharge amount of the thick film paste from the nozzle is provided as the control means.
【請求項4】制御手段として、ノズルと基板との間隔を
増減させるために、ノズルを支持しているヘッドの高さ
を増減させるヘッド高さ制御装置を設けたことを特徴と
する請求項2記載の厚膜回路の形成装置。
4. A head height control device for increasing or decreasing the height of a head supporting a nozzle for increasing or decreasing an interval between a nozzle and a substrate as control means. An apparatus for forming a thick film circuit as described in the above.
【請求項5】制御手段として、基板を固定しているXYテ
ーブルの移動速度を増減させるXYテーブル制御装置を設
けたことを特徴とする請求項2記載の厚膜回路の形成装
置。
5. The thick film circuit forming apparatus according to claim 2, wherein an XY table controller for increasing or decreasing the moving speed of the XY table holding the substrate is provided as the control means.
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