CN116438080A - 三维造型物的制造方法及制造装置 - Google Patents

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Abstract

提供在使用层叠造型法来制造具有电子设备的三维造型物的情况下能够缓和所使用的固化性树脂的限制的三维造型物的制造方法及制造装置。本公开的三维造型物的制造方法包含如下的工序：第一造型工序，使用层叠造型法，利用第一固化性树脂来对具有安装电子设备的安装部的被安装物进行造型；第二造型工序，使用层叠造型法，利用第二固化性树脂对树脂层进行造型，利用包含金属颗粒的流体对导体进行造型，对在树脂层具有导体的电子设备进行造型；及安装工序，将电子设备安装于被安装物的安装部。

Description

三维造型物的制造方法及制造装置
技术领域
本公开涉及使用层叠造型法来制造三维造型物的制造方法及制造装置。
背景技术
以往，开发了通过层叠造型法来制造具有导体的三维造型物的技术。例如，在下述专利文献1的三维造型物的制造方法中，首先，从喷墨打印机喷出UV固化性组成物后，向喷出的UV固化性组成物照射UV来使其固化。接着，从喷墨打印机向固化后的UV固化性组成物的表面上喷出导电性金属墨水组成物，通过加热喷出后的导电性金属墨水组成物来对导电迹线进行造型。
现有技术文献
专利文献1：日本特开2020-015311号
发明内容
发明所要解决的课题
在上述专利文献1所记载的技术中，制造具有导体的三维造型物。然而，在对导电迹线这样的导体进行造型的情况下，与一般的造型不同，有时会产生造型上的限制。具体而言，存在考虑对导电迹线的电特性等造成的影响而UV固化性组成物(例如紫外线固化树脂)的物理性质被限制的问题。
本公开鉴于上述的实情而作出，课题在于提供在使用层叠造型法来制造具有电子设备的三维造型物的情况下能够缓和所使用的固化性树脂的限制的三维造型物的制造方法及制造装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本公开公开一种三维造型物的制造方法，是在被安装物上安装有电子设备的三维造型物的制造方法，上述三维造型物的制造方法包含如下的工序：第一造型工序，使用层叠造型法，利用第一固化性树脂来对具有安装上述电子设备的安装部的上述被安装物进行造型；第二造型工序，使用层叠造型法，利用第二固化性树脂对树脂层进行造型，利用包含金属颗粒的流体对导体进行造型，对在上述树脂层具有上述导体的上述电子设备进行造型；及安装工序，将上述电子设备安装于上述被安装物的上述安装部。
需要说明的是，本公开的内容不限于作为三维造型物的制造方法的实施，能够通过各种方式来实施。例如，本公开的内容即使作为制造三维造型物的制造装置来实施也是有益的。
发明效果
根据本公开的三维造型物的制造方法、制造三维造型物的制造装置，在第二造型工序中预先对电子设备进行造型，并向在别的第一造型工序中造型出的被安装物安装。换言之，能够在与电子设备不同的工序中制造供电子设备安装的被安装物。因此，在第一制造工序中使用的第一固化性树脂不存在对在第二造型工序中使用的第二固化性树脂要求的物理性质的限制。能够缓和对第一固化性树脂要求的物理性质的限制，选择第一固化性树脂的自由度提高。另外，由于选择第一固化性树脂的自由度提高，所以能够抑制制造三维造型物的制造成本。
附图说明
图1是示意性地示出了俯视第一实施方式涉及的电子设备制造装置时的状态的俯视图。
图2是示出控制装置的框图。
图3是示出控制装置的框图。
图4是示出利用电子设备制造装置制造的造型物的图。
图5是示出在底座部件上制造的电子设备的图。
图6是示出各实施方式的第一造型单元与第二造型单元的造型方法的不同的图。
图7是示出造型物的制造工序的流程图。
图8是示出造型物的制造工序的图。
图9是示出第二实施方式的制造工序的图。
具体实施方式
(1.电子设备制造装置的结构)
以下，关于将本公开的内容具体化了的第一实施方式，一边参照附图一边详细地进行说明。图1是示意性地示出俯视本实施方式的电子设备制造装置10时的状态的俯视图。如图1所示，电子设备制造装置10具备：输送装置20、第一造型单元22、第二造型单元23、装配单元24、组装单元25、扫描单元26及控制装置27(参照图2、图3)。这些输送装置20、第一造型单元22、第二造型单元23、装配单元24、组装单元25、扫描单元26配置于电子设备制造装置10的底座28上。底座28在俯视下呈大概长方形状。在以下的说明中，将底座28的长度方向称作X轴方向、将底座28的宽度方向称作Y轴方向、将与X轴方向及Y轴方向这两方正交的方向称作Z轴方向来进行说明。
电子设备制造装置(以下，省略为制造装置)10是制造在利用第一造型单元22造型出的被安装物上安装利用第二造型单元23及装配单元24制造出的电子设备而得到的造型物的装置。例如，如图4所示，制造装置10制造在人型的被安装物11中内置有电子设备12的造型物13。在以下的说明中，作为一例，对作为造型物而制造图4所示的造型物13的情况进行说明。
首先，图1所示的输送装置20具备X轴滑动机构30和Y轴滑动机构32。X轴滑动机构30具有X轴滑轨34和X轴滑动件36。X轴滑轨34以沿着X轴方向延伸的方式配置于底座28上。X轴滑动件36由X轴滑轨34以能够在X轴方向上滑动的方式保持。X轴滑动机构30具有电磁马达38(参照图2)，通过电磁马达38的驱动，使X轴滑动件36向X轴方向上的任意位置移动。
另外，Y轴滑动机构32具有Y轴滑轨41和载台43。Y轴滑轨41以沿着Y轴方向延伸的方式配置于底座28上。Y轴滑轨41的一端部连结于X轴滑动件36。因此，Y轴滑轨41能够在X轴方向上移动。载台43由Y轴滑轨41以能够在Y轴方向上滑动的方式保持。Y轴滑动机构32具有电磁马达39(参照图2)，通过电磁马达39的驱动，使载台43向Y轴方向上的任意位置移动。由此，载台43通过X轴滑动机构30及Y轴滑动机构32的驱动而向底座28上的任意位置移动。
载台43具有：基台51、保持装置52及升降装置53。基台51形成为平板状，在上表面载置有底座部件55。保持装置52设置于X轴方向上的基台51的两侧部。保持装置52通过夹住载置于基台51的底座部件55的X轴方向上的两缘部而相对于基台51固定地保持底座部件55。另外，升降装置53配置于基台51的下方，使基台51在Z轴方向上进行升降。
第一造型单元22是在载置于基台51的底座部件55上对被安装物11(参照图4)进行造型的单元，具有第一印刷部61、固化部62、第二印刷部63及去除部64。第一印刷部61例如是通过喷墨方式来进行造型的单元，从喷墨头向载置于基台51的底座部件55上喷出紫外线固化树脂。紫外线固化树脂是通过紫外线的照射而固化的树脂。需要说明的是，第一印刷部61喷出紫外线固化树脂的方式例如可以是使用了压电元件的压电方式，也可以是加热树脂而产生气泡并从多个喷嘴喷出的热方式。
固化部62具有平坦化装置67(参照图2)和照射装置68(参照图2)。平坦化装置67将由第一印刷部61喷出到底座部件55上的紫外线固化树脂的上表面平坦化。平坦化装置67例如一边将紫外线固化树脂的表面弄平一边利用辊或刮刀刮除多余的树脂，从而使紫外线固化树脂的厚度均匀。另外，照射装置68作为光源而具备水银灯或LED，对喷出到底座部件55上的紫外线固化树脂照射紫外线。由此，喷出到底座部件55上的紫外线固化树脂固化，能够形成树脂层。
第二印刷部63例如是将支承材料以喷墨方式向底座部件55上喷出而对造型被安装物11的支承件15(参照图4)进行造型的装置。作为支承材料，例如能够使通过因水、药品等特定的液体而溶解的材料(蜡系的材料或树脂系的材料等)。或者，作为支承材料，能够使用通过热而熔融的材料。另外，作为支承材料，能够使用通过照射紫外线等光而固化的材料、通过施加热而固化的材料、在喷出后随着时间的经过而自然固化的材料等。例如，通过沿着使支承材料固化而得到的支承件15的一部分喷出紫外线固化树脂并使其固化，能够造型沿着支承件15的形状的被安装物11(参照图4)。并且，能够通过使用药品等从支承件15与被安装物11的一体物去除支承件15，来造型具有悬垂部(例如，图4的胳膊的部分)等的被安装物11。
第二印刷部63与上述的第一印刷部61相同地，可以是通过使用了压电元件的压电方式来喷出支承材料的结构，也可以是通过热方式来喷出支承材料的结构。另外，作为喷出紫外线固化树脂、支承材料、后述的金属墨水、导电性树脂浆料等的印刷装置，不限于具备多个喷嘴的喷墨头，例如也可以是具备一个喷嘴的分配器。另外，第一造型单元22也可以作为喷出紫外线固化树脂的喷墨头和喷出支承材料的喷墨头而使用同一喷墨头，对喷出的固化性粘性流体进行切换。关于后述的金属墨水、导电性树脂浆料也是相同的。
另外，去除部64是去除由第二印刷部63造型出的支承件15的单元。例如在支承件15是溶解于水的材料的情况下，去除部64具有将在载台43上造型出的带支承件15的造型物13向水槽浸渍的机械手臂或对支承件15擦水的喷嘴装置。另外，例如在支承件15是通过热而熔融的材料的情况下，去除部64也可以是具备对支承件15施加热的加热器或微波产生装置等的结构。因此，去除部64的结构根据支承材料的种类而适当变更。
图5示出了在底座部件55上制造出的电子设备12。如图5所示，本实施方式的制造装置10在底座部件55的上表面例如粘贴了能够通过热而剥离的剥离膜85的状态下，在该剥离膜85上制造电子设备12。剥离膜85例如是通过被加热至预定温度以上而从底座部件55剥离的部件。通过使剥离膜85从底座部件55剥离，而能够将电子设备12从底座部件55分离。需要说明的是，将底座部件55与电子设备12分离的方法不限于使用剥离膜85的方法。例如，也可以在底座部件55与电子设备12之间配置如图4所示的支承件15，将支承件15熔化/溶解而进行分离。另外，也可以不使用剥离膜85等分离的部件，而在底座部件55上直接制造电子设备12。
如图5所示，电子设备12在电路基板83上安装有电子元件81。图1所示的第二造型单元23是对电路基板83进行造型的单元，具有第三印刷部71、固化部72、第四印刷部73及烧成部74。在以下的说明中，关于与第一造型单元22相同的内容，适当省略其说明。
如图5所示，电路基板83例如具备绝缘层87、配置于绝缘层87的各层的配线89、将各层的配线89互相连接的通孔91、将电子元件81与配线89连接的连接端子93等。第三印刷部71例如是通过喷墨方式来向底座部件55上喷出紫外线固化树脂的装置。固化部72具有使从第三印刷部71喷出后的紫外线固化树脂平坦化的平坦化装置101(参照图2)和对从第三印刷部71喷出后的紫外线固化树脂照射紫外线而使其固化的照射装置103(参照图2)。第二造型单元23通过反复执行第三印刷部71的喷出、平坦化装置101的平坦化、照射装置103的固化而在底座部件55上对绝缘层87进行造型。
第四印刷部73例如是通过喷墨头方式来向底座部件55上、绝缘层87的各层上、形成于绝缘层87的各层的通孔用的孔、绝缘层87的表面等喷出金属墨水的装置。在此所说的金属墨水例如是作为主成分而包含使纳米尺寸的金属(银等)的微粒分散于溶剂中而得到的物质且通过由热进行烧成而固化的金属墨水。金属墨水例如包含数百纳米以下的尺寸的金属纳米颗粒。金属纳米颗粒的表面例如由分散剂涂覆，溶剂中的凝集被抑制。
另外，第四印刷部73是例如利用分配器(图示省略)来向绝缘层87的表面、配线89上等喷出导电性树脂浆料的装置。导电性树脂浆料例如是在通过加热而固化的树脂性的粘接剂中分散有微米尺寸的金属颗粒(银等)的浆料。金属颗粒例如为片状。粘接剂例如包含环氧系的树脂作为主成分。导电性树脂浆料通过被施加热而固化，从而树脂收缩，分散于该树脂的片状的金属颗粒互相接触。由此，导电性树脂浆料发挥导电性。
导电性浆料通过被加热而粘接剂(树脂等)固化，片状的金属彼此以接触的状态固化。另一方面，在金属墨水中，例如，通过加热而金属纳米颗粒彼此融合从而成为一体化的金属，与金属纳米颗粒彼此只是接触的状态相比导电率变高。另外，由导电性树脂浆料形成的导体例如与由金属墨水形成的导体相比导电率低，另一方面，通过树脂的固化而粘接力强，密合性优异。因此，制造装置10例如通过分开使用导电率高的金属墨水和密合性高的导电性树脂浆料来造型符合用途的导体。制造装置10例如对被要求粘接力的连接端子93使用导电性树脂浆料，对被要求导电率的配线89和通孔91使用金属墨水。
需要说明的是，第四印刷部73也可以利用喷墨头和分配器以外的方法来进行金属墨水和导电性树脂浆料的喷出、涂布等。金属墨水和导电性树脂浆料中包含的金属的种类不限于银，也可以是铜、金等，还可以是多个种类。另外，第三印刷部71也可以是仅使用金属墨水和导电性树脂浆料中的任一方的结构。
烧成部74例如是利用红外线加热器来对从第四印刷部73喷出后的金属墨水或导电性树脂浆料加热的装置。金属墨水或导电性树脂浆料通过由红外线加热器施加热而被烧成，形成配线89等。在此所说的烧成例如是如下的现象：通过对金属墨水施加热，来进行溶剂的气化和金属纳米颗粒的保护膜也就是分散剂的分解等，通过金属纳米颗粒接触或融合而导电率变高。或者，烧成是如下的现象：通过对导电性树脂浆料施加热，使树脂收缩，使分散于树脂的片状的金属颗粒互相接触而固定。需要说明的是，将金属墨水或导电性树脂浆料加热的装置不限于红外线加热器。例如，制造装置10也可以具备红外线灯、激光照射装置或将金属墨水或导电性树脂浆料放入炉内而加热的电炉作为对金属墨水或导电性树脂浆料进行加热的装置。
另外，装配单元24是在载置于基台51的底座部件55上配置电子元件81的单元，具有供给部105和装配部106。供给部105具有多个将编带了的电子元件逐个地送出的带式供料器107(参照图3)，在各供给位置处供给电子元件81。电子元件81例如是温度传感器等传感器元件。需要说明的是，供给部105不限于从带式供料器107供给电子元件81的装置，也可以是从托盘拾取电子元件81并进行供给的托盘型的供给装置。
装配部106具有装配头108(参照图3)和移动装置109(参照图3)。装配头108具有用于吸附保持电子元件81的吸嘴。另外，移动装置109使装配头108在带式供料器107的供给位置与载置于基台51的底座部件55之间移动。由此，装配部106利用装配头108来保持电子元件81，将由装配头108保持的电子元件81向底座部件55上配置。
组装单元25是向被安装物11的安装部11A(参照图4)安装电子设备12的装置。组装单元25例如具备把持电子设备12的机械手臂111。组装单元25例如利用机械手臂111把持利用第二造型单元23和装配单元24在底座部件55上制造出的电子设备12而从底座部件55拆下。另外，组装单元25利用机械手臂111把持电子设备12并将其向被安装物11安装。
扫描单元26是用于生成3D数据的装置。扫描单元26例如具备可动式的相机，从X轴方向、Y轴方向、Z轴方向各方向拍摄电子设备12等。制造装置10基于利用扫描单元26拍摄到的拍摄数据来生成电子设备12的3D数据112，并向制造装置10的存储装置119存储(参照图3)。需要说明的是，用于生成3D数据112的方法不限于利用相机来进行拍摄的方法，也可以使用基于红外线的扫描等其他方法。另外，生成3D数据112的对象不限于电子设备12，也可以是被安装物11。另外，制造装置10也可以将扫描单元26的拍摄数据以3D数据112的生成以外的目的来使用。例如，制造装置10也可以基于扫描单元26的拍摄数据来执行造型物13的检查。
接着，对制造装置10的控制装置27的结构进行说明。如图2及图3所示，控制装置27具备：控制器117、多个驱动电路118及存储装置119。多个驱动电路118连接于上述电磁马达38、39、保持装置52、升降装置53、第一造型单元22、第二造型单元23、装配单元24、组装单元25、扫描单元26。
控制器117具备CPU、ROM、RAM等，以计算机为主体，连接于多个驱动电路118。存储装置119具备RAM、ROM、硬盘等，用于存储上述的3D数据112。另外，在存储装置119存储有控制程序113、设计数据114。控制程序113是进行制造装置10的控制的程序。控制器117能够通过利用CPU执行控制程序113，来控制输送装置20、第一造型单元22等的动作。在以下的说明中，有时将控制器117执行控制程序113而控制各装置简记为“装置”。例如，“控制器117使载台43移动”意味着“控制器117利用CPU来执行控制程序113，经由驱动电路118而控制输送装置20的动作，通过输送装置20的动作而使载台43移动”。
设计数据114是将完成品的造型物13(电子设备12或被安装物11)切片而得到的各层的3D数据。控制器117基于存储装置119的设计数据114来判断紫外线固化树脂的喷出位置等，对造型物13进行造型。另外，控制器117基于设计数据114来判断配置电子元件81的层和位置，将电子元件81向电路基板83安装。
(2.第一造型单元22与第二造型单元23的造型方法的不同)
如上所述，本实施方式的制造装置10利用第二造型单元23来对电路基板83进行造型，在第一造型单元22中对供电子设备12安装的被安装物11进行造型。在对配线89、通孔91、连接端子93这样的导体进行造型的情况下，会产生造型上的限制。
具体而言，图6示出了各实施方式的第一造型单元22与第二造型单元23的造型方法的不同。例如，第三印刷部71使用的紫外线固化树脂与第一印刷部61使用的紫外线固化树脂相比，相对于导体的浸润性低。在此所说的浸润性例如表示固体的表面处的液体的亲和性。并且，若浸润性变高，则亲和性变好，液体变得容易在固体的表面晕开。另一方面，若浸润性变低，则亲和性变差，液体变得难以在固体的表面晕开。在假设紫外线固化树脂的浸润性较高的情况下，喷出到配线89、通孔91、连接端子93等上的紫外线固化树脂可能会超过由设计数据114规定的位置而晕开。其结果是，配线89的导通性等下降，可能会招致电特性的下降。因此，作为第三印刷部71使用的紫外线固化树脂，使用浸润性更低的树脂。由此，能够抑制紫外线固化树脂的晕开而以更接近设计数据114的形状进行造型，能够提高导体的电特性。
另外，例如，第二造型单元23的第三印刷部71使用的紫外线固化树脂的线膨胀系数比第一造型单元22的第一印刷部61使用的紫外线固化树脂的线膨胀系数小。在配线89或连接端子93的制造中，在对金属墨水或导电性树脂浆料进行烧成时，热也向金属墨水等下的绝缘层87施加。绝缘层87通过被加热而根据构成绝缘层87的紫外线固化树脂的线膨胀系数而膨胀。通过绝缘层87膨胀，形成于绝缘层87上的配线89等的一部分可能会鼓出或破裂。因此，例如，作为第三印刷部71使用的紫外线固化树脂，使用线膨胀系数更小的树脂。或者，例如，作为第三印刷部71使用的紫外线固化树脂，也可以使用玻璃化点比利用烧成部74烧成时的加热温度更高的树脂。由此，能够抑制烧成时的绝缘层87的膨胀而抑制配线89的破裂等。
另外，例如，第三印刷部71使用的紫外线固化树脂与第一印刷部61使用的紫外线固化树脂相比，相对于导体的密合性高。在此所说的密合性例如表示紫外线固化树脂相对于导体的密合力的高低。密合性例如在向配线89等导体上喷出了紫外线固化树脂的液滴的情况下是刚喷出后的相对于导体的密合力的程度。在该情况下，例如，能够以喷出后的预定时间的密合力来评价密合性。或者，密合性是向导体上喷出紫外线固化树脂的液滴并使其固化后的绝缘层87相对于导体的密合力的程度。在该情况下，例如，能够以利用紫外线进行固化后的预定时间的密合力来评价密合性。另外，密合性也能够通过金属墨水、导电性树脂浆料相对于绝缘层87的密合力来评价。即，本公开的密合性是紫外线固化树脂(绝缘层87)与金属墨水、导电性树脂浆料(导体)之间的密合力的高低。
若使用密合力较低的紫外线固化树脂，则配置于绝缘层87上的导体或配置于绝缘层87内的导体有可能从绝缘层87剥离。其结果是，存在在电路基板83的一部分形成间隙的可能性、电路基板83的一部分剥离的可能性。因此，作为第三印刷部71使用的紫外线固化树脂，使用密合性更高的树脂。由此，能够提高导体与绝缘层87的密合性而抑制导体或绝缘层87的剥离。
另一方面，作为第一印刷部61使用的紫外线固化树脂，能够不设置如上所述的线膨胀系数、玻璃化点、浸润性、密合性等的限制而广泛地采用各种各样的树脂。越是要求低线膨胀系数、高玻璃化点、低浸润性、高密合性等，则能够使用的紫外线固化树脂的价格有可能相对越高。若对造型物13整体使用低线膨胀系数等的紫外线固化树脂，则会招致造型物13的制造成本的增大。因此，本实施方式的制造装置10使用物理性质不同的紫外线固化树脂作为在第一造型单元22和第二造型单元23中使用的紫外线固化树脂。
因此，对本实施方式的电子设备12使用的紫外线固化树脂(本公开的第二固化性树脂的一例)满足与对被安装物11的造型使用的紫外线固化树脂(本公开的第一固化性树脂的一例)相比相对于配线89、连接端子93之类的导体的浸润性低的条件、与对电子设备12使用的紫外线固化树脂相比线膨胀系数低的条件及与对电子设备12使用的紫外线固化树脂相比密合性高的条件。
在向利用金属墨水或导电性树脂浆料造型出的导体上进行了紫外线固化树脂的喷出等的情况下，通过紫外线固化树脂晕开，导体的导通性可能会变差。因此，为了抑制晕开至比设计数据114更近的位置，对于用于电子设备12的紫外线固化树脂，要求较低的浸润性。另外，若在加热金属墨水等时绝缘层87膨胀，则有可能在导体产生破裂或切断。另外，若紫外线固化树脂相对于导体的密合性低，则导体有可能从绝缘层87剥离。因而，对于用于电子设备12的紫外线固化树脂，要求较低的线膨胀系数和较高的密合性。如后所述，通过使电路基板83的制造工序与被安装物11的制造工序分开，能够缓和对于用于被安装物11的紫外线固化树脂的上述的限制。
需要说明的是，用于电子设备12的紫外线固化树脂也可以是满足上述的三个条件中的至少一个条件的紫外线固化树脂，还可以三个条件均不满足。例如，用于被安装物11的紫外线固化树脂也可以是满足与用于电子设备12的紫外线固化树脂相比色彩的变更容易的条件或造型速度快的条件等的树脂。因此，用于被安装物11的紫外线固化树脂，由于被安装物11是一般的树脂造型物且不具备导体或电子元件81，所以选择的自由度高。
另外，如上所述，在配线89等导体的造型中，在基于烧成部74的烧成处理中金属墨水等的温度上升。其结果是，若假设在由支承件15支承的状态下执行导体的烧成，则支承件15可能会熔化。在这样的情况下，在第二造型单元23的造型中，会产生无法使用支承件15的限制。因此，在本实施方式的制造装置10中，在第二造型单元23的造型中，不使用支承件15，在第一造型单元22的造型中，使用支承件15。由此，能够制造一边使用支承件15对悬垂部等进行造型一边利用层叠造型法对导体进行造型而得到的造型物13。
(3.制造装置的动作)
接着，对图4所示的安装有电子设备12的造型物13的制造工序进行说明。图7是示出造型物13的制造工序的流程图。需要说明的是，图7所示的制造工序的各工序的内容、顺序等是一例。另外，在存储装置119的设计数据114中，例如设定有将完成时的造型物13切片而得到的各层的3D数据。控制器117通过利用CPU执行控制程序113且基于设计数据114控制第一造型单元22等来执行图7所示的控制。
首先，在图7的步骤(以下，简记为S)11中，控制器117执行电子设备12的制造。当在载台43的基台51安设了底座部件55后，控制器117一边使载台43移动一边在底座部件55上制造电子设备12。控制器117控制输送装置20而使载台43向第二造型单元23和装配单元24移动。第二造型单元23基于控制器117的控制而从第三印刷部71喷出紫外线固化树脂，通过利用固化部72进行固化而对绝缘层87进行造型。另外，第二造型单元23在对绝缘层87进行造型的过程中，从第四印刷部73喷出金属墨水或导电性树脂浆料并利用烧成部74烧成，从而对配线89等导体进行造型。如图5所示，控制器117在粘贴于底座部件55的剥离膜85上对电路基板83进行造型。需要说明的是，剥离膜85的粘贴可以是人通过手工作业来执行，也可以利用组装单元25的机械手臂111来执行。
另外，装配单元24在上述的电路基板83的造型中，执行电子元件81的装配。控制器117基于设计数据114，例如对准连接端子93的位置而从第四印刷部73喷出导电性树脂浆料后，利用装配单元24来装配电子元件81。如图5所示，控制器117以使电子元件81的端子82经由连接端子93而与配线89连接的方式控制装配部106来装配电子元件81。控制器117装配了电子元件81后，通过利用烧成部74对导电性树脂浆料进行烧成来对连接端子93进行造型，将电子元件81安装于电路基板83。控制器117一边适当执行上述的各工序一边制造图5所示的电子设备12。
控制器117在S11中使电子设备12的制造结束后，使载台43向扫描单元26移动，执行制造出的电子设备12的扫描(S13)。控制器117利用扫描单元26来拍摄在底座部件55上制造出的电子设备12。控制器117基于扫描单元26的拍摄数据来生成电子设备12的3D数据112，并向存储装置119存储(S13)。
在此，在层叠造型中，因产生紫外线固化树脂等在造型中使用的介质的膨胀或收缩，实际造型的造型物的大小或形状有可能与设计数据114不同。例如，实际造型的造型物与设计数据114相比膨胀或收缩数十μm的程度。当在电子设备12的大小或形状产生了误差时，在将电子设备12向被安装物11的安装部11A安装时，会产生电子设备12与安装部11A干涉或者在电子设备12与安装部11A的内壁之间形成间隙等不良状况。
控制器117执行了S13后，基于在S13中生成出的3D数据112来修正设计数据114的安装部11A的大小和形状(S15)。由此，能够修正成与实际制造出的电子设备12的大小和形状相符、即修正了造型上的误差的安装部11A的设计数据114。控制器117例如修正设计数据114中的安装部11A的造型位置的值、喷出量等，以使得成为与3D数据112的形状相符的安装部11A(S15)。
需要说明的是，与电子设备12的造型相同地，在被安装物11的造型中也有可能产生紫外线固化树脂的膨胀或收缩。因此，控制器117也可以基于被安装物11自身的设计误差来修正被安装物11的设计数据114。例如，控制器117可以以与电子设备12的膨胀量或收缩量即电子设备12的造型上的误差同等的量修正被安装物11的设计数据114。例如，在电子设备12与设计数据114相比膨胀了10μm的情况下，可以设想为安装部11A也膨胀10μm，将安装部11A的孔增大20μm。即，可以设想为安装部11A也与电子设备12相同地膨胀而以2倍的量修正安装部11A的形状。
或者，控制器117也可以与电子设备12相同地先造型被安装物11并进行扫描，生成被安装物11的3D数据112来修正设计数据114。另外，控制器117也可以扫描电子设备12并修正接下来制造的电子设备12的设计数据114。另外，控制器117也可以不扫描电子设备12，先对被安装物11进行造型并扫描被安装物11，修正电子设备12的设计数据114。
控制器117执行S15后，使载台43向第一造型单元22移动，开始被安装物11的造型(S17)。控制器117例如使造型了电子设备12的载台43向烧成部74移动，利用烧成部74对剥离膜85施加热而使其剥离。控制器117使载台43向组装单元25移动，从底座部件55拆下电子设备12和剥离膜85，并向组装单元25的作业台(图示省略)等配置拆下的电子设备12。控制器117在去除了剥离膜85及电子设备12后的底座部件55上对被安装物11进行造型。需要说明的是，控制器117也可以解除保持装置52的固定，连同载置有电子设备12的底座部件55一起从载台43拆下，向载台43安装新的底座部件55并对被安装物11进行造型。
图8示出了造型物13的造型工序。如图8所示，控制器117例如控制第二印刷部63，从第二印刷部63的喷墨头121向底座部件55上喷出支承材料122，使支承材料122固化而对支承件15进行造型。在支承件15造型出用于对被安装物11进行造型的模具。接着，控制器117从第一印刷部61的喷墨125向支承件15上喷出紫外线固化树脂126。该紫外线固化树脂126例如是与对上述的造型物13的绝缘层87进行造型的紫外线固化树脂相比线膨胀系数高的树脂、浸润性高的树脂或密合性低的树脂等。控制器117反复执行第一印刷部61对紫外线固化树脂126的喷出和固化部62对紫外线固化树脂126的固化，对被安装物11进行造型。
另一方面，如图7所示，控制器117执行S17而开始被安装物11的造型后，判断安装部11A的造型是否完成了(S19)。控制器117在直到安装部11A的造型完成为止的期间(S19：否)，使被安装物11的造型继续。当安装部11A的造型完成了时(S19：是)，控制器117中断被安装物11的造型(S21)。
因此，控制器117扫描在S11中制造出的电子设备12，生成电子设备12的3D数据112(S13)。然后，控制器117基于所生成的3D数据112来修正被安装物11的设计数据114中的安装部11A的形状，基于修正后的设计数据114来对被安装物11进行造型(S17)。
在利用层叠造型法来进行造型的情况下，在设计数据114与实际造型的造型物13之间会产生形状或大小的误差。因此，基于对实际造型出的电子设备12进行扫描而得到的3D数据112来修正设计数据114的安装部11A的形状。由此，能够使安装部11A的形状与实际造型出的电子设备12的形状相符，能够将电子设备12在不与安装部11A产生干扰等的情况下安装于安装部11A。
控制器117使载台43向组装单元25移动，执行向安装部11A安装电子设备12的作业(S23)。如图8所示，控制器117控制组装单元25的机械手臂111，将在S11中制造出的电子设备12向安装部11A安装。例如，机械手臂111将电子设备12利用吸嘴吸附并向安装部11A内配置后，通过手臂将电子设备12向安装部11A内按压，执行电子设备12的安装。
控制器117在S23中使电子设备12的安装完成后，使载台43再次向第一造型单元22移动，重新开始被安装物11的造型(S25)。如图8所示，例如，控制器117从第一印刷部61的喷墨125向安装于安装部11A的电子设备12上喷出紫外线固化树脂126并使其固化。控制器117直到被安装物11的造型完成为止，执行基于第一造型单元22的造型(S25)。
并且，当被安装物11的造型全部完成后，控制器117使载台43向去除部64移动，执行支承件15的去除(S27)。例如，去除部64将在底座部件55上完成的造型物13及支承件15放入水或药品的水槽中而去除支承件15。由此，能够制造安装有电子设备12的造型物13。
需要说明的是，上述的制造方法是一例。例如，制造装置10也可以具备两个输送装置20，同时实施电子设备12的制造和被安装物11的制造。另外，制造装置10可以每当制造了造型物13时扫描电子设备12，也可以在基于3D数据112而将设计数据114修正一次后，使用该设计数据114来对之后造型的被安装物11(安装部11A)进行造型。
(4.第二实施方式)
另外，在上述第一实施方式中，第一造型单元22和第二造型单元23作为层叠造型法而均使用了喷墨法，但不限于此。例如，作为层叠造型法，能够采用光造型法(SLA)、热熔融层叠法(FDM)、粉末烧结层叠造型法(SLS)等。在以下的说明中，作为第二实施方式，对在第一造型单元22中使用下拉式的光造型法的情况进行说明(参照图6)。
图9示出了第二实施方式的造型物13的制造工序。第二实施方式的造型物13的构造与第一实施方式的造型物13相同。如图9所示，在第二实施方式中，例如，在积存有液体状的紫外线固化树脂131的浴槽133内一边使底座部件55下降一边执行被安装物11的造型。在浴槽133内例如设置有载置底座部件55并使其进行升降的升降装置135。控制器117从曝光装置137向浴槽133内的紫外线固化树脂131照射紫外线而使其固化。曝光装置137例如具备光源、多面镜、反射镜等，能够向积存于浴槽133内的紫外线固化树脂131的任意位置照射紫外线。
控制器117利用第二印刷部63在底座部件55上造型出支承件15后，将造型有支承件15的底座部件55向升降装置135配置。需要说明的是，将底座部件55向升降装置135配置的作业可以是人通过手工作业来执行，也可以是控制器117利用机械手臂等来执行。控制器117将底座部件55安设于升降装置135后，每当控制曝光装置137而固化了一层量的紫外线固化树脂131时，控制升降装置135而使底座部件55下降，层叠固化后的紫外线固化树脂131来造型被安装物11(S31)。控制器117直到安装部11A的造型完成为止，使基于曝光装置137的固化作业和基于升降装置135的下降作业继续。需要说明的是，控制器117也可以与上述的第一实施方式相同地，基于对预先造型出的电子设备12进行扫描而得到的3D数据112来修正安装部11A的设计数据114。
当安装部11A的造型完成后，控制器117中断被安装物11的造型作业，将电子设备12向安装部11A安装(S33)。安装电子设备12的作业可以是人通过手工作业来实施，也可以与第一实施方式相同地利用机械手臂111等来执行。并且，当电子设备12的安装作业完成后，控制器117重新开始基于曝光装置137的固化作业，将被安装物11的造型执行至最后(S35)。即使在使用了这样的光造型法的情况下，通过划分被安装物11的造型工序和电子设备12的造型工序，也能够缓和对积存于浴槽133的紫外线固化树脂131要求的物理性质的限制。
因此，在上述的各实施方式中，在被安装物11的造型中，在造型出了安装部11A的阶段暂时中断造型，向安装部11A安装电子设备12后，重新开始被安装物11的剩余的部分的造型。由此，能够在一个造型工序中造型出造型物13中的除了电子设备12以外的部分(被安装物11)。能够比较容易地实施被安装物11的设计数据114的生成和被安装物11的造型。
另外，在被安装物11的造型全部结束了的阶段，利用紫外线固化树脂126、131覆盖电子设备12，将电子设备12内置并固定于被安装物11。由此，能够缓和对于对被安装物11进行造型的紫外线固化树脂的限制地制造将电子设备12向被安装物11固定的造型物13。
另外，在被安装物11的造型中，使用支承件15，一边利用支承件15支承使紫外线固化树脂126、131固化而得到的造型物一边对被安装物11进行造型。在支承件15中，存在在对金属墨水等进行烧成的加热温度下会熔化的支承件。因而，若要在被安装物11的安装部11A直接造型电子设备12，则在烧成时支承件15有可能熔化。其结果是，能够造型的被安装物11的形状可能会被限制。与此相对，通过分开为被安装物11的造型工序和电子设备12的造型工序，能够一边使用支承件15一边对被安装物11进行造型，能够提高被安装物11的形状的自由度。
顺便一提，在上述各实施例中，电子设备制造装置10是制造装置的一例。造型物13是三维造型物的一例。第一造型单元22是第一造型装置的一例。第二造型单元23是第二造型装置的一例。组装单元25是安装装置的一例。绝缘层87是树脂层的一例。配线89、通孔91、连接端子93是导体的一例。紫外线固化树脂126、131是第一固化性树脂的一例。S11是第二造型工序的一例。S17、S25是第一造型工序的一例。S23是安装工序的一例。金属墨水、导电性树脂浆料是包含金属颗粒的流体的一例。S13是3D数据生成工序的一例。
以上，根据上述的各实施方式，起到以下的效果。
实施方式的控制器117利用与紫外线固化树脂126、131不同的物理性质的紫外线固化树脂来对绝缘层87进行造型，利用金属墨水或导电性树脂浆料来对配线89等进行造型，从而对电子设备12进行造型(S11)。另外，控制器117利用紫外线固化树脂126、131来对具有安装部11A的被安装物11进行造型(S17、S25、S31、S35)。并且，控制器117将电子设备12向被安装物11的安装部11A安装(S23)。
由此，对于电子设备12，在S11中造型，并向在别的工序(S17、S25)中造型出的被安装物11安装。换言之，能够在与电子设备12不同的工序中造型安装电子设备12的被安装物11。因此，在S17等中使用的紫外线固化树脂126、131不存在对在S11中使用的紫外线固化树脂要求的物理性质的限制。能够缓和对紫外线固化树脂126、131要求的物理性质的限制，选择紫外线固化树脂126、131的自由度提高。另外，由于选择紫外线固化树脂126、131的自由度提高，所以能够抑制制造造型物13的制造成本。
(5.其他)
需要说明的是，本公开不限定于上述各实施例，能够以基于本领域技术人员的知识而实施了各种变更、改良后的各种方案来实施。
例如，上述的制造装置10的结构是一例。对被安装物11进行造型的造型装置和制造电子设备12的制造装置也可以是不同的装置。另外，制造装置10也可以与对被安装物11进行造型的载台43(输送装置20)相独立地具备用于制造电子设备12的输送装置。并且，制造装置10也可以并行地执行在分别的载台43对被安装物11和电子设备12进行造型等的作业。
另外，也可以是人通过手工作业来实施电子设备12相对于被安装物11的安装。
图4所示的造型物13的构造等是一例。例如，被安装物11也可以是人型以外的形状。造型物13也可以具备两个以上的多个电子设备12。电子设备12也可以是不具备电子元件81的结构。
另外，制造装置10也可以是具备固化部62和固化部72中的一方的结构。即，制造装置10也可以是仅具备一个能够共用的装置的结构。例如，在通过热来熔化支承件15的情况下，制造装置10也可以利用烧成部74熔化支承件15。在该情况下，制造装置10也可以不具备去除部64。
第一印刷部61的紫外线固化树脂和第三印刷部71的紫外线固化树脂也可以是相同的物理性质的紫外线固化树脂。
另外，在上述实施例中，采用了通过紫外线的照射而固化的紫外线固化树脂，但能够采用通过热而固化的热固化树脂等各种固化性树脂。
另外，作为本公开中的三维层叠造型的方法，不限于喷墨方式、光造型法(SL：Stereo Lithography)，例如能够采用热熔融层叠法(FDM：Fused Deposition Molding)等其他方法。
附图标记说明
10电子设备制造装置(制造装置)，11被安装物，11A安装部，12电子设备，13造型物(三维造型物)，15支承件，22第一造型单元(第一造型装置)，23第二造型单元(第二造型装置)，25组装单元(安装装置)，87绝缘层(树脂层)，89配线(导体)，91通孔(导体)，93连接端子(导体)，112 3D数据，114设计数据，126、131紫外线固化树脂(第一固化性树脂)。

Claims (7)

1.一种三维造型物的制造方法，是在被安装物上安装有电子设备的三维造型物的制造方法，所述三维造型物的制造方法包含如下的工序：
第一造型工序，使用层叠造型法，利用第一固化性树脂来对具有安装所述电子设备的安装部的所述被安装物进行造型；
第二造型工序，使用层叠造型法，利用第二固化性树脂对树脂层进行造型，利用包含金属颗粒的流体对导体进行造型，对在所述树脂层具有所述导体的所述电子设备进行造型；及
安装工序，将所述电子设备安装于所述被安装物的所述安装部。
2.根据权利要求1所述的三维造型物的制造方法，其中，
在所述第一造型工序中，在造型出了所述安装部的阶段暂时中断造型，在执行所述安装工序而将所述电子设备安装于所述安装部后，重新开始所述被安装物的剩余部分的造型。
3.根据权利要求2所述的三维造型物的制造方法，其中，
在所述第一造型工序中，在结束了所述第一造型工序的阶段，利用所述第一固化性树脂覆盖所述电子设备，将所述电子设备固定于所述被安装物。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的三维造型物的制造方法，其中，
所述第二造型工序中的所述第二固化性树脂满足以下条件中的至少一个条件：与所述第一造型工序中的所述第一固化性树脂相比对于所述导体的浸润性低的条件、与所述第一固化性树脂相比线膨胀系数低的条件、与所述第一固化性树脂相比对于所述导体的密合性高的条件。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的三维造型物的制造方法，其中，
在所述第一造型工序中，使用支承件，一边利用所述支承件支承使所述第一固化性树脂固化而得到的造型物，一边对所述被安装物进行造型。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的三维造型物的制造方法，其中，
所述三维造型物的制造方法包含扫描在所述第二造型工序中造型出的所述电子设备而生成所述电子设备的3D数据的3D数据生成工序，
在所述第一造型工序中，基于在所述3D数据生成工序中生成的所述3D数据来修正所述被安装物的设计数据中的所述安装部的形状，并基于所述设计数据来对所述被安装物进行造型。
7.一种制造装置，制造在被安装物上安装有电子设备的三维造型物，所述制造装置具有：
第一造型装置，使用层叠造型法，利用第一固化性树脂来对具有安装所述电子设备的安装部的所述被安装物进行造型；
第二造型装置，使用层叠造型法，利用第二固化性树脂对树脂层进行造型，利用包含金属颗粒的流体对导体进行造型，对在所述树脂层具有所述导体的所述电子设备进行造型；及
安装装置，将所述电子设备安装于所述被安装物的所述安装部。
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