JP2007311778A - Method of manufacturing circuit board, circuit board manufactured thereby, and apparatus for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器等に広く利用されている回路基板、並びに該回路基板を形成するための製造装置および製造方法に関するものである。 The present invention relates to a circuit board widely used in electronic devices and the like, and a manufacturing apparatus and a manufacturing method for forming the circuit board.
LSI等の半導体や各種電子部品等を実装した回路基板は、様々な電子機器や通信機器、コンピュータ等の中枢をなす要素として現在広く適用されている。これらに適用される回路基板は、その基材としてセラミックやガラス繊維などの補強材とエポキシ樹脂などの合成樹脂との複合材を用いるものが主流である。しかし携帯電話やカメラなどの小型の機器に組み込まれる回路基板には、限られたスペースへの実装性を向上させるため、基材にポリエステル樹脂やアラミド樹脂等を使用し、屈曲性を有するようにしたものもある。 Circuit boards on which semiconductors such as LSIs and various electronic components are mounted are now widely applied as the core elements of various electronic devices, communication devices, computers, and the like. The circuit boards applied to these are mainly those using a composite material of a reinforcing material such as ceramic or glass fiber and a synthetic resin such as epoxy resin as a base material. However, in order to improve mountability in a limited space, circuit boards incorporated in small devices such as mobile phones and cameras should be flexible by using polyester resin or aramid resin as the base material. Some have done.
回路基板に形成される回路パターンについては、かつては基板の片面や両面に1層形成されたものが殆どであった。しかし現在では、適用対象である機器の小型化やその構成要素の配置の高密度化の要求に従って、8層や16層などの多層構成とすることが主流となっている。また、回路パターン自体も、電子回路の高速化や小型化に伴って、微細化および高密度化が急速に進んでいる。 Regarding circuit patterns formed on a circuit board, in most cases, one layer is formed on one or both sides of the board. However, at present, the mainstream is a multi-layer configuration such as 8 layers or 16 layers in accordance with the demands for downsizing the devices to be applied and increasing the density of the arrangement of the components. In addition, circuit patterns themselves are rapidly miniaturized and densified as electronic circuits become faster and smaller.
回路基板上の回路パターン形成方法としては様々な方法が実用化されているが、現在までの主流はサブトラクティブ法である。サブトラクティブ法は、銅張積層板を基材とし、不要な導体部分をエッチングにより除去することで回路パターンを形成する方法である。しかし、サブトラクティブ法には、基材に施す穴開け工程、無電解メッキ工程、ドライフィルム等によるパターニング工程、電解メッキ工程、エッチング工程、はんだ剥離工程など多くの工程が含まれ、回路基板の製造原価に占める加工費の割合が高くなる。このため、この加工費の低減が回路基板を製造する上での大きな問題となっていた。また、メッキ工程やエッチング工程では廃液が発生するので、環境に対する影響を低減するための廃液処理も問題となる。 Various methods have been put to practical use as circuit pattern forming methods on circuit boards, but the mainstream to date is the subtractive method. The subtractive method is a method of forming a circuit pattern by using a copper-clad laminate as a base material and removing unnecessary conductor portions by etching. However, the subtractive method includes many processes such as a hole making process on the base material, an electroless plating process, a patterning process using a dry film, an electrolytic plating process, an etching process, a solder peeling process, and the like. The ratio of processing costs to the cost increases. For this reason, this reduction in processing cost has been a major problem in manufacturing circuit boards. Further, since waste liquid is generated in the plating process and the etching process, waste liquid treatment for reducing the influence on the environment also becomes a problem.
これらの問題を解決するため、特許文献1や特特許文献2には、サブトラクティブ法によらない回路基板形成方法が開示されている。これらの文献では、導電性を発現する成分を溶解した溶液(導電パターン用溶液)と絶縁性を発現する成分を溶解した溶液(絶縁パターン用溶液)とを、インクジェット法による液体吐出ヘッドにより基材表面上に吐出して回路基板を形成する方法が開示されている。ここで特許文献1では、導電パターンと絶縁パターンとを交互に積層して回路基板を形成する方法が記載されている。一方特許文献2では、導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液とを一層に対しともに吐出して導電パターンおよび絶縁パターンから成る回路パターン層を形成し、その上に同様にして回路パターン層を形成(積層)して回路基板を形成する方法が記載されている。
In order to solve these problems, Patent Document 1 and
かかる液体吐出ヘッド(以下、単にヘッドとも言う)により導電パターン用溶液や絶縁パターン用溶液などの溶液を吐出する場合、ヘッドのノズルから連続的に溶液を吐出し続けているときには問題はない。しかし溶液の吐出を一時停止してから吐出を再開するような場合、ノズルから吐出される溶液の速度や量が減少したり、吐出方向が変動したりするという吐出不良が生じ、甚だしい場合には不吐出が生じてしまうこともある。これらの吐出不良や不吐出は、吐出停止時にノズル内に滞留している溶液が外気に曝されたままとなることで溶液内の揮発成分(溶剤等)が蒸発し、溶液の粘度が上昇して吐出しにくくなることに起因する。特にオンデマンド方式によるインクジェット法を適用した回路基板製造装置では、形成するパターンに応じて、ノズルからの溶液吐出が停止することが頻繁に存在し得るため、吐出不良等が発生する恐れは充分にある。そして吐出不良等が生じると所望の回路パターンの形成が阻害され、断線やショートが発生する。 When a solution such as a conductive pattern solution or an insulating pattern solution is discharged by such a liquid discharge head (hereinafter also simply referred to as a head), there is no problem when the solution is continuously discharged from the nozzle of the head. However, in the case where the discharge of the solution is temporarily stopped and then restarted, there is a discharge failure such as a decrease in the speed or amount of the solution discharged from the nozzle or a change in the discharge direction. Non-ejection may occur. These discharge failures and non-discharges are caused by evaporation of the volatile components (solvents, etc.) in the solution by leaving the solution staying in the nozzle exposed to the outside air when the discharge is stopped, thereby increasing the viscosity of the solution. This is because it becomes difficult to discharge. In particular, in a circuit board manufacturing apparatus to which an on-demand ink jet method is applied, solution discharge from a nozzle may frequently stop depending on a pattern to be formed, and thus there is a sufficient risk that a discharge failure or the like will occur. is there. When a discharge failure or the like occurs, formation of a desired circuit pattern is hindered, and disconnection or a short circuit occurs.
そこで、ノズル内に滞留した増粘溶液を除去し、好ましい粘度範囲にある溶液をノズルにリフィルする(リフレッシュする)ことが望ましい。そのため、導電パターンや絶縁パターンを形成するための本来の吐出動作(第1吐出動作)とは別に、パターン形成に関わらない吐出動作(第2吐出動作)を行うことが一般に知られている。これは、インクジェット記録技術において「予備吐出」と称される動作に対応したものであり、以下では便宜上、第2吐出動作を予備吐出と称する。この予備吐出は、従来、実際に溶液を吐出して回路パターンの形成(描画)を開始するまでの間に生じた増粘溶液を除去するために実施されるものであり、その方法については様々な提案がなされている。 Therefore, it is desirable to remove the thickening solution staying in the nozzle and refill (refresh) the solution in a preferable viscosity range to the nozzle. For this reason, it is generally known to perform a discharge operation (second discharge operation) not related to pattern formation separately from the original discharge operation (first discharge operation) for forming a conductive pattern or an insulating pattern. This corresponds to an operation referred to as “preliminary discharge” in the ink jet recording technique, and the second discharge operation is hereinafter referred to as preliminary discharge for convenience. This preliminary discharge is conventionally performed in order to remove the thickening solution generated between the actual discharge of the solution and the start of the formation (drawing) of the circuit pattern. Proposals have been made.
例えば、特許文献3においては、パターン形成領域外に予備吐出エリアを設け、パターン描画の直前にこのエリアに対して予備吐出を行い、これにより増粘溶液の排出および好ましい粘度の溶液のリフィルを行うことで吐出不良を回避することが開示されている。また特許文献4では、ヘッドとパターンが形成されるワークとの相対移動中に予備吐出を行う構成において、ワークに予備吐出エリアを一体化し、パターン形成エリアと予備吐出エリアとを極力隣接させて、効果的に吐出不良を防止するようにしている。
For example, in
電子回路の高集積化が著しい近年では、回路基板の高密度化が急速に進んでおり、回路パターンをさらに細線化することが必須である。そのためには、ヘッドから吐出させる導電パターン用溶液や絶縁パターン用溶液の1ドット当たりの吐出量を小さくしなければならない。吐出量を小さくするためには、ノズル先端径を小さくすることが有効であるが、ノズル先端径を小さくすると、その分ノズル内の溶液の増粘に起因した吐出不良等が発生し易くなる。特に、高密度のパターンをもつ回路基板の形成に用いられる可能性の高い、数pl〜数10plの量の液滴を吐出させるヘッドの場合には、50〜100m秒程度吐出を停止するだけで吐出不良を起こしてしまうことが確認されている。 In recent years, when electronic circuits have been highly integrated, the density of circuit boards has been rapidly increasing, and it is essential to make circuit patterns even thinner. For this purpose, it is necessary to reduce the discharge amount per dot of the conductive pattern solution and the insulating pattern solution discharged from the head. In order to reduce the discharge amount, it is effective to reduce the nozzle tip diameter. However, if the nozzle tip diameter is reduced, a discharge defect or the like due to the thickening of the solution in the nozzle is more likely to occur. In particular, in the case of a head that ejects droplets of several pl to several tens of pl, which is likely to be used for forming a circuit board having a high-density pattern, it is only necessary to stop ejection for about 50 to 100 milliseconds. It has been confirmed that a discharge failure occurs.
図20はヘッドにより導電パターン用溶液を吐出して形成した回路基板の模式図である。複数のノズル2を配列してなるヘッド1は、図示の位置よりノズル配列方向とは異なる矢印Mで示す方向に移動しながら、導電パターン用溶液を基材3上に吐出することにより導電パターンを形成する。この図に示す構成の場合には、ノズル配列幅よりも基材3の縦方向の寸法の方が大きい。そこで、ヘッド1を再び元の所定位置に戻す一方、ヘッド移動方向(M方向)に直交する矢印S方向にノズル配列幅だけ基材3を移動した後、再びヘッド1をM方向に移動しながら導電パターンの部分を形成することで、基材3の全面に導電パターンを形成する。
FIG. 20 is a schematic view of a circuit board formed by discharging a conductive pattern solution with a head. A head 1 formed by arranging a plurality of
導電パターンの形成領域には、導電パターンが存在しない領域Aや、ICなどの電気部品を実装するための領域Bなどが存在する。領域Aでは、そこをヘッドが通過する間、すなわち数10〜数100m秒の間、導電パターン用溶液の吐出が停止することがある。従って、特に微小液滴を吐出するヘッドが用いられる場合には、次の導電パターン部分Cを形成するときに、ノズル内に滞留した増粘溶液により吐出不良が生じることがある。 In the conductive pattern formation region, there are a region A where no conductive pattern exists, a region B for mounting an electrical component such as an IC, and the like. In the region A, the discharge of the conductive pattern solution may stop while the head passes therethrough, that is, for several tens to several hundreds of milliseconds. Therefore, particularly when a head that discharges micro droplets is used, when the next conductive pattern portion C is formed, ejection failure may occur due to the thickening solution staying in the nozzle.
このように、回路基板の形成においては、回路パターンの形成動作中でも吐出不良が発生する恐れがある。このため、特許文献3や特許文献4に記載されたような、パターン形成前に実施する予備吐出だけでは吐出不良を有効に防止することはできず、信頼性の高い回路基板を形成することができなくなる。
As described above, in the formation of the circuit board, there is a possibility that ejection failure may occur even during the operation of forming the circuit pattern. For this reason, as described in
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもので、液体吐出ヘッドにより微小量の溶液を吐出して回路パターンを形成する際に、吐出不良等に起因する断線やショートの発生を防止し、以て信頼性が高く高密度の回路基板の提供に資することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and when a circuit pattern is formed by discharging a minute amount of solution with a liquid discharge head, occurrence of disconnection or short circuit due to discharge failure or the like is prevented. Accordingly, it is an object to provide a highly reliable and high-density circuit board.
そのために、本発明は、基材に対し相対移動可能なヘッドを用い、前記基材上の回路が形成される領域内に溶液を吐出することで、該領域に前記回路を構成するためのパターンを形成する回路基板の製造方法であって、
前記ヘッドにより、前記基材に前記パターンを形成する第1吐出動作を行う工程と、
前記ヘッドにより、その吐出性能を良好な状態に保つ為の前記パターン形成に関わらない第2吐出動作を行う工程と、を有し、
前記第1吐出動作の過程で、吐出不良が生じ得る吐出中断時間が空く場合には、前記領域内の前記第1吐出動作によって形成される前記パターンが存在しない範囲に向けて、前記第2吐出動作を行うことを特徴とする。
For this purpose, the present invention uses a head that can move relative to a base material, and discharges a solution into a region where a circuit is formed on the base material, thereby forming a pattern for the circuit in the region. A circuit board manufacturing method for forming
A step of performing a first discharge operation for forming the pattern on the substrate by the head;
A step of performing a second discharge operation not related to the pattern formation for keeping the discharge performance in a good state by the head, and
In the course of the first discharge operation, when there is a discharge interruption time that may cause discharge failure, the second discharge is directed toward a range where the pattern formed by the first discharge operation in the region does not exist. It is characterized by performing an operation.
また、本発明は、基材に対し相対移動可能なヘッドを用い、前記基材上の回路が形成される領域内に溶液を吐出することで、当該領域に前記回路を構成するためのパターンが形成された回路基板であって、
前記基材に対する前記ヘッドの第1吐出動作によって形成された前記パターンと、
前記ヘッドの、その吐出性能を良好な状態に保つ為に、前記回路のパターン形成に関わらない第2吐出動作によって形成され、前記回路を構成しないパターンと、
を具え、前記回路を構成しないパターンは、前記第1吐出動作の過程で、吐出不良が生じ得る吐出中断時間が空く場合に、前記領域内の前記第1吐出動作によって形成される前記回路を構成するためのパターンが存在しない範囲に形成されたものであることを特徴とする。
Further, the present invention uses a head that is relatively movable with respect to the substrate, and discharges a solution into an area where a circuit is formed on the substrate, whereby a pattern for configuring the circuit in the area is formed. A circuit board formed,
The pattern formed by the first ejection operation of the head on the substrate;
In order to keep the ejection performance of the head in a good state, a pattern that is formed by a second ejection operation not related to pattern formation of the circuit and does not constitute the circuit;
The pattern that does not constitute the circuit constitutes the circuit formed by the first ejection operation in the region when there is an ejection interruption time during which the ejection failure may occur in the process of the first ejection operation. It is characterized in that it is formed in a range where there is no pattern for doing so.
さらに、本発明は、基材に対して相対移動可能なヘッドを用い、前記基材上の回路が形成される領域内に溶液を吐出することで、該領域に前記回路を構成するためのパターンを形成する回路基板の製造装置であって、
前記ヘッドに、前記基材に前記パターンを形成する第1吐出動作と、吐出性能を良好な状態に保つ為の前記パターン形成に関わらない第2吐出動作と、を行わせる手段と、
前記第1吐出動作の過程で、吐出不良が生じ得る吐出中断時間が空く場合には、前記領域内の前記第1吐出動作によって形成される前記パターンが存在しない範囲に向けて、前記第2吐出動作を行わせる手段と、
を有することを特徴とする。
Furthermore, the present invention uses a head that can move relative to a base material, and discharges a solution into a region where a circuit is formed on the base material, thereby forming a pattern for forming the circuit in the region. A circuit board manufacturing apparatus for forming
Means for causing the head to perform a first discharge operation for forming the pattern on the substrate and a second discharge operation not related to the pattern formation for maintaining a good discharge performance;
In the course of the first discharge operation, when there is a discharge interruption time that may cause discharge failure, the second discharge is directed toward a range where the pattern formed by the first discharge operation in the region does not exist. Means for performing the action;
It is characterized by having.
本発明では、ヘッドの第1吐出動作による回路パターンの形成過程において、回路パターンが存在しない部分に、当該回路パターンに関わらない第2吐出動作(予備吐出)を行うようにした。かつ、その予備吐出が、吐出不良が生じ得る吐出中断時間未満の間隔で行われるようにした。これにより、吐出不良に起因する回路パターンの断線やショートの発生を効果的に防止できる。また、回路パターン形成過程で予備吐出を同時に行えるので、スループットが向上する。 In the present invention, in the process of forming the circuit pattern by the first discharge operation of the head, the second discharge operation (preliminary discharge) that is not related to the circuit pattern is performed in a portion where the circuit pattern does not exist. In addition, the preliminary ejection is performed at intervals less than the ejection interruption time at which ejection failure may occur. Thereby, it is possible to effectively prevent the circuit pattern from being disconnected or short-circuited due to ejection failure. In addition, since preliminary ejection can be performed simultaneously in the circuit pattern formation process, throughput is improved.
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(回路基板製造装置の構成例)
図1は本発明を適用可能な回路基板製造装置の機械的構成例を示す模式的斜視図、図2はその制御系の構成例を示すブロック図である。
(Configuration example of circuit board manufacturing equipment)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a mechanical configuration example of a circuit board manufacturing apparatus to which the present invention can be applied, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of its control system.
キャリッジ109には、導電パターン用溶液および絶縁パターン用溶液をそれぞれ基材3上に吐出するための2つのヘッド610Eおよび610I(図1には不図示)が搭載される。これらのヘッド610Eおよび610Iとしては、いずれも、基材3と対向する面に、キャリッジ109の移動方向(M方向)と異なる方向にノズルを配列してなるものを用いることができる。なお、以下において、これら2つのヘッド610Eおよび610Iを、それぞれ、導電パターン用溶液吐出ヘッド(第1ヘッドに対応する)および絶縁パターン用溶液吐出ヘッド(第2ヘッドに対応する)、または単にヘッドとも言う。
On the
またキャリッジ109には、ヘッド610Eおよび610Iに対し、それぞれ、導電パターン用溶液および絶縁パターン用溶液を供給するための2つのタンクを搭載することができる。これらのタンクは、キャリッジ109に搭載されてヘッドに一体化されるものとするほか、装置の固定部位に設けられ、チューブ等を介して各ヘッドに溶液を供給するものであってもよい。
The
ここで、導電パターン用溶液としては、導電性の点からAl,Ag,SnO2などの金属コロイドを含むものを用いるのが一般的であり、金属コロイドの粒子直径は回路パターンの均一性や安定性等の観点から数10〜数100nmの範囲のものが好適である。絶縁パターン用溶液としては、シリカ,アルミナ,炭酸カルシウム,炭酸マグネシウムなどの絶縁性微粒子を含むものが好適に用いられるが、最終的に絶縁性を発現するものであれば、特にこれらに限定されるものではない。基材3の材料としては、一般にアルミナ,シリカ,窒化アルミニウム,チタン酸バリウム,ジルコニアなどを焼結した多孔質セラミックス、ポリオレフィンや無機フィラを主材料にした多孔質樹脂フィルムやガラス繊維などがあげられる。しかし本実施形態では、後述するように加熱定着工程や焼成工程を有するため、耐熱性のある多孔質セラミックスを用いることが望ましい。
Here, as the conductive pattern solution, a solution containing a metal colloid such as Al, Ag, SnO2 is generally used from the viewpoint of conductivity, and the particle diameter of the metal colloid is the uniformity and stability of the circuit pattern. The thing of the range of several 10 to several 100 nm is suitable from such viewpoints. As the insulating pattern solution, those containing insulating fine particles such as silica, alumina, calcium carbonate and magnesium carbonate are preferably used. However, the insulating pattern solution is not particularly limited as long as it finally exhibits insulating properties. It is not a thing. Examples of the material of the
キャリッジ109は、基材3を搭載したステージ103の上を、例えばリニアモータ形態の駆動手段(以下、CRリニアモータという)101によって、図中のM方向に移動できるようになっている。一方、ステージ103は、例えばリニアモータ形態の駆動手段(以下、LFリニアモータという)102によって、キャリッジ109の移動方向と直交する図中のS方向に移動可能である。
The
LFリニアモータ102は定盤108に高い剛性をもって固定されており、基材3を載置するステージ103の表面はステージが移動しても常に定盤面と平行に保たれる。またCRリニアモータ101は、ベース104および105を介し、高い剛性をもって定盤108上に固定されており、キャリッジ109が定盤面、すなわちステージ103の表面と平行に移動するように調整されている。
The LF
CRリニアモータ101およびLFリニアモータ102には、それぞれリニアエンコーダ111および112と原点センサ106および107が設けられており、これらは各リニアモータ駆動時のサーボ制御用入力として利用される。またリニアエンコーダ111の出力は、導電パターン用溶液吐出ヘッド610Eおよび絶縁パターン用溶液吐出ヘッド610Iの吐出タイミングの制御にも利用される。なお、リニアエンコーダとして分解能0.5μm程度の高精度のものを用いれば、数10μm幅の回路パターンを形成するには充分である。
The CR
基材3を支持しているステージ103は、加熱ヒータ620が埋設されたものとすることができる。これにより、形成された回路パターンを加熱することで、溶剤の蒸発すなわち回路パターンの定着を促進することができる。なお、加熱ヒータ620に関連して温度調整用の温度センサを設けることもできる。
The
なお、図2において、605はCRリニアモータ101およびLFリニアモータ102を駆動するためのモータドライバ、606はヘッド610Eおよび610Iを駆動するためのヘッド駆動回路装置である。607はエンコーダ111および112や、原点センサ106および107からの信号入力を受容するとともに、加熱ヒータ620に駆動信号を出力するための入出力(I/O)ポートである。
In FIG. 2,
600は装置の各部を制御するMPUであり、作業用RAM602を適宜使用しながら、プログラムROM601に格納された図6、図10または図19について後述するような制御手順に対応した制御プログラムを実行する。604は通信制御ドライバであり、コンピュータ形態のホスト装置1000が接続されて、形成する回路パターンの描画データをホスト装置1000から受信するとともに、回路基板製造装置のステータス等をホスト装置1000に送信する。描画データは基材3上の位置に対応してVRAM603に展開され、これに基いてヘッド610Eおよび610Iの吐出動作と、キャリッジ109およびステージ103の移動動作とが制御される。
すなわち、回路パターンの描画データに基づいて、
・ステージ103をLFリニアモータ102によって所定位置に移動させる動作、および
・その後、キャリッジ109をCRリニアモータ101によってスキャンさせ、その過程でヘッド610Eおよび610Iを駆動し、基材3上の所定位置に導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液とを吐出する動作
を行わせる。そしてこれらの操作を必要回繰り返すことにより、導電パターンと絶縁パターンとからなる回路パターンを基材3上に形成することができる。
That is, based on the circuit pattern drawing data,
An operation of moving the
なお、本例の回路基板製造装置では、形成された回路パターンを加熱ヒータ620により速やかに定着することが可能であるため、定着した回路パターンの上に、連続して回路パターンを積層することで、積層構造を有する多層回路基板を形成することができる。しかし、形成された回路パターンには、各溶液中に含まれる溶剤が残存しており、また導電性を発現させるための金属コロイドがそのままの状態で存在する。そのため、電気的な絶縁性および導電性に関して、回路基板の性能をさらに向上させるためには、形成した回路基板中の溶剤を完全に除去し、かつ金属コロイドを焼結して導電性を発現させるため、別途設けられたベーク装置でベーク処理を行うことが望ましい。
In the circuit board manufacturing apparatus of this example, since the formed circuit pattern can be quickly fixed by the
以下、上記した構成の回路基板製造装置に対し、回路パターン形成動作中の吐出不良を防止するという本発明所期の目的を達成するのに好適ないくつかの実施形態を説明する。これら実施形態は回路パターンの形成過程で予備吐出が実施されることに特徴があるが、回路パターン形成に先立って予備吐出を行う場合には、特開平11−163499号公報や特開2004−81988号公報に記載の技術を適用することができる。 Hereinafter, several embodiments suitable for achieving the intended object of the present invention for preventing ejection failure during circuit pattern forming operation will be described for the circuit board manufacturing apparatus having the above-described configuration. These embodiments are characterized in that preliminary ejection is performed in the process of forming a circuit pattern. However, when preliminary ejection is performed prior to circuit pattern formation, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-163499 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-81988. It is possible to apply the technology described in the publication.
(実施形態1)
図3A〜図3C(以下、同様に訂正します)は、基材上に導電パターン層と絶縁パターン層とを交互に積層した際の連続する3層の模式図である。ここで、図3(a)および(c)は、それぞれ、注目する導電パターン層(図3(b))を挟む上層および下層の絶縁パターン層である。このような多層構成を有する回路基板を得る場合には、上記装置構成において、導電パターン用溶液の形成データおよび絶縁パターン用溶液の形成データを順次適用すればよい。
(Embodiment 1)
3A to 3C (hereinafter corrected in the same manner) are schematic diagrams of three consecutive layers when conductive pattern layers and insulating pattern layers are alternately laminated on a substrate. Here, FIGS. 3A and 3C are the upper and lower insulating pattern layers sandwiching the conductive pattern layer of interest (FIG. 3B), respectively. In order to obtain a circuit board having such a multilayer structure, the formation data of the conductive pattern solution and the formation data of the insulating pattern solution may be sequentially applied in the above device configuration.
絶縁パターン層を示す図3(a)および(c)において、ハッチングを施した部分5は絶縁パターンを表し、白丸部分6’はビアホールを表している。また、導電パターン層を示す図3(b)において、実線および黒丸で示す部分4は導電パターンを表し、破線部分はICの搭載等のために導電パターン用溶液が付与されない部分を表している。
3A and 3C showing the insulating pattern layer, the hatched
導電パターン層の上層あるいは下層の絶縁パターン層は、その上下に積層されている導電パターン層との導通を行うためのビアホール6’以外の部分は導電パターン4と絶縁する必要がある。このため、図3(a)および(c)に示すように、ビアホール6’の部分を除き、絶縁パターン用溶液は「ベタ」状パターンが得られるよう付与される。すなわち、絶縁パターン層を形成する場合には、絶縁パターン用溶液は殆ど吐出され続ける状態となるので、回路パターン形成動作中に絶縁パターン用溶液吐出ヘッド610Iの吐出不良が発生することはない。
The insulating pattern layer on the upper layer or the lower layer of the conductive pattern layer needs to be insulated from the
これに対し、導電パターン層(図3(b))では、導電パターン4がない、もしくは疎の領域A1やB1が存在する。従って、これらの領域では導電パターン用溶液吐出ヘッド610Eの吐出が一時中断されるので、次に吐出が再開される導電パターン部分C1では吐出不良が発生してしまう恐れがある。
On the other hand, in the conductive pattern layer (FIG. 3B), there are no
そこで、発明者は導電パターン層の上下の絶縁パターン層に注目し、新たな予備吐出の実施方法を採用した。上述のように、絶縁パターン5はビアホール6’以外はすべて「ベタ」状の絶縁性パターンであるので、導電パターン4はビアホール6’の部分を除いてすべて完全に絶縁されている。そのため、図4に示すように、導電パターン4から電気的に分離可能な距離以上離れた範囲(図中の斜線部)内であれば、ここに導電パターン用溶液の予備吐出を行うことが可能である。すなわち、予備吐出によって形成された導電パターンは、本来の導電パターンと電気的に独立しているため、特に問題が生じない。ここで、「電気的に分離可能な距離」とは、回路基板の電気的特性、すなわち絶縁抵抗や耐圧などの規格を満たす距離を意味しており、本来の導電パターンと予備吐出による導電パターンとの距離がこれを満足していれば、回路基板の性能上の問題とはならない。また、予備吐出を行うことが可能な範囲とは、回路を構成するためのパターン(本実施形態では部分C1などの導電パターン)によって囲まれた範囲を言うが、完全に、すなわち隙間なく囲まれていることを要しない。
In view of this, the inventors paid attention to the insulating pattern layers above and below the conductive pattern layer and adopted a new preliminary discharge method. As described above, since the insulating
ここで、回路基板の電気的特性として重要なものに、配線間の絶縁抵抗がある。この絶縁抵抗の規格値を満たすために必要な2つの配線間の距離は、配線の状態や配線間の電位差、絶縁パターンの物性(絶縁抵抗、表面抵抗)などによって大きく変化する。例えば、表面パターン層のように配線が露出しているか、内層パターンのように絶縁パターンで覆われているかによっても、適切な配線間の距離は変化する。ごく一般的な回路基板では100μm以上の配線間距離があれば充分である。この配線間距離に比べて、吐出不良が発生し得る吐出間隔(吐出中断時間)にキャリッジが移動する距離は大きい。本実施形態で使用するような吐出量1〜10plのヘッドでは、吐出不良が発生する吐出中断時間は10m秒〜300m秒程度である。ここで、このヘッドを搭載するキャリッジが0.05〜1m/sでスキャンされるものとすれば、吐出不良が発生し得る吐出間隔(吐出中断時間)にキャリッジが移動する距離は最小でも500μmとなり、これは電気的特性を満たす距離100μmより大きい。そのため本実施形態では、実際に使用しているヘッドで吐出不良が発生しない距離を基準として「電気的に分離可能な距離」を決定し、予備吐出を行うようにしている。本実施形態では、100μmのマージンを見込んでその距離を200μmとしているが、絶縁パターンの特性なども考慮して、最適な距離を設定すればよい。 Here, an important thing as an electrical characteristic of the circuit board is an insulation resistance between wirings. The distance between two wirings necessary to satisfy the standard value of insulation resistance varies greatly depending on the state of the wiring, the potential difference between the wirings, the physical properties (insulation resistance, surface resistance) of the insulation pattern, and the like. For example, the appropriate distance between the wirings varies depending on whether the wiring is exposed as in the surface pattern layer or whether it is covered with the insulating pattern as in the inner layer pattern. In a very general circuit board, a distance between wirings of 100 μm or more is sufficient. Compared to the distance between the wires, the distance that the carriage moves in the discharge interval (discharge stop time) at which discharge failure may occur is large. In a head having a discharge amount of 1 to 10 pl as used in this embodiment, a discharge interruption time in which a discharge failure occurs is about 10 msec to 300 msec. If the carriage on which this head is mounted is scanned at 0.05 to 1 m / s, the distance that the carriage moves at a discharge interval (discharge stop time) at which discharge failure may occur is at least 500 μm. This is greater than a distance of 100 μm that satisfies the electrical characteristics. Therefore, in the present embodiment, the “electrically separable distance” is determined based on the distance at which ejection failure does not occur in the head actually used, and preliminary ejection is performed. In this embodiment, the distance is set to 200 μm in consideration of a margin of 100 μm. However, an optimum distance may be set in consideration of the characteristics of the insulating pattern.
図5は、図4で示した範囲内に、本来の導電パターンの形成を行うとともに予備吐出を行った場合に最終的に得られたパターン、すなわち導電パターン用溶液を実際に吐出して形成したパターンを示している。ここでは明瞭化のために図3(b)における領域A1およびその近傍だけを拡大して示している。この例では、ヘッド610Eに配列された複数のノズル2を、その配列範囲の一端から奇数番目のノズル群と偶数番目のノズル群とに分けて、領域A1においてそれらから交互に予備吐出させることで、図示のような千鳥状パターンを形成している。
FIG. 5 shows a pattern finally obtained when the original conductive pattern is formed and the preliminary discharge is performed within the range shown in FIG. 4, that is, the conductive pattern solution is actually discharged. The pattern is shown. Here, for the sake of clarity, only the region A1 and its vicinity in FIG. In this example, the plurality of
ここで、奇数番目のノズル群の予備吐出間隔および偶数番目のノズル群の予備吐出間隔が、ノズル内の溶液が増粘して吐出不良が生じる時間より短い時間に設定されるよう基準が定められる。従って、領域A1において各ノズル内の導電パターン用溶液はリフレッシュされ続け、吐出性能は常に安定して良好な状態保たれる。また、領域A1の最後の予備吐出から次の導電パターンC1の吐出までの間隔も、同様に吐出不良が生じる時間より短い時間に設定されるよう基準が定められる。従って、導電パターンC1において吐出は正常に行われるので、導電パターンC1において断線やショートが発生することはない。 Here, the reference is determined so that the preliminary discharge interval of the odd-numbered nozzle group and the preliminary discharge interval of the even-numbered nozzle group are set to a time shorter than the time when the solution in the nozzle thickens and discharge failure occurs. . Therefore, the conductive pattern solution in each nozzle continues to be refreshed in the region A1, and the ejection performance is always kept stable and good. In addition, the reference is determined so that the interval from the last preliminary discharge in the region A1 to the discharge of the next conductive pattern C1 is set to a time shorter than the time when the discharge failure occurs. Therefore, since discharge is normally performed in the conductive pattern C1, no disconnection or short circuit occurs in the conductive pattern C1.
また、回路パターン形成過程で予備吐出を同時に行えるので、スループットが向上する。さらに、基材ないしワークにパターン形成エリアに隣接して予備吐出エリアを設ける必要がなくなる、もしくはこの予備吐出エリアを設ける場合でもこれを最小限にすることができるので、基材のサイズ変更に柔軟に対応できる。 In addition, since preliminary ejection can be performed simultaneously in the circuit pattern formation process, throughput is improved. Furthermore, there is no need to provide a preliminary discharge area adjacent to the pattern formation area on the base material or workpiece, or even if this preliminary discharge area is provided, this can be minimized, so the size of the base material can be flexibly changed. It can correspond to.
図6は以上の動作を実現するための制御手順を示すフローチャートである。
まず注目層の導電パターンの描画データを読み込んだ後(ステップS1)、これに基いて導電パターンから電気的に分離可能な距離離れた範囲を予備吐出可能範囲として設定する(ステップS2)。次に、その予備吐出範囲内から上述の基準を満たす千鳥状の予備吐出パターン用データを生成する(ステップS3)。そして、ステップS1で読み込んだ導電パターン用データ(本来の導電パターン)とステップS3で生成した予備吐出パターン用データとの論理和を求めることにより、実際の吐出動作を規定する実吐出パターン用データを生成する(ステップS4)。これらの操作には、VRAM603の領域を適宜用いることが可能である。
FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure for realizing the above operation.
First, the drawing data of the conductive pattern of the target layer is read (step S1), and based on this, a range that is electrically separated from the conductive pattern is set as a preliminary dischargeable range (step S2). Next, staggered preliminary ejection pattern data that satisfies the above-described criteria is generated from the preliminary ejection range (step S3). Then, by calculating the logical sum of the conductive pattern data (original conductive pattern) read in step S1 and the preliminary discharge pattern data generated in step S3, the actual discharge pattern data defining the actual discharge operation is obtained. Generate (step S4). For these operations, the area of the
そして、この実吐出パターンデータに従ってヘッド610Eを駆動し、導電パターン用溶液を吐出することで(ステップS5)、図5に示した導電パターンが得られることになる。
Then, the
なお、予備吐出のパターン(回路を構成しないパターン)は図5に示したものに限定されるものではなく、次に形成される導電パターンC1の吐出までに、ノズル内に溜まった増粘溶液が除去されるものであればよい。 Note that the preliminary ejection pattern (pattern not constituting a circuit) is not limited to that shown in FIG. 5, and the thickening solution accumulated in the nozzle until the next conductive pattern C <b> 1 is ejected. Anything that can be removed is acceptable.
図7はその例を示した図であり、図5と同様、図3(b)における領域A1およびその付近の拡大図である。この例では、次の導電パターンC1の直前にすべてのノズルから予備吐出を行って「ベタ」状のパターンを形成することにより滞留している増粘溶液をすべて除去し、その後直ちに導電パターンC1の吐出を行うようにしている。この場合にも上記と同様の効果を得ることができる。この場合の予備吐出パターンの形成手順は、図6の手順と同様のものとすることができる。すなわち、ステップS3において、千鳥状パターンを予備吐出パターンとする代わりに、予備吐出可能範囲のヘッド走査方向のエッジ部分から所定幅を「ベタ」パターンとした画像を予備吐出パターンとすれば、図7に示したパターンを得ることができる。 FIG. 7 is a diagram showing an example thereof, and is an enlarged view of the area A1 and its vicinity in FIG. In this example, preliminary discharge is performed from all the nozzles immediately before the next conductive pattern C1 to form a “solid” pattern, thereby removing all the thickening solution that remains, and immediately thereafter, the conductive pattern C1. Discharging is performed. In this case, the same effect as described above can be obtained. The procedure for forming the preliminary ejection pattern in this case can be the same as the procedure shown in FIG. That is, in step S3, instead of using the staggered pattern as the preliminary ejection pattern, if an image having a “solid” pattern with a predetermined width from the edge portion in the head scanning direction of the preliminary ejection possible range is used as the preliminary ejection pattern, FIG. Can be obtained.
また、本実施形態は導電パターン層と絶縁パターン層とを交互に積層して回路基板を形成する場合を例示した。しかし本発明は、回路パターン形成動作中の吐出不良を防止することを目的として、回路パターンの形成過程で予備吐出が実施されることに基本的な特徴がある。つまり、回路基板が1層構成であるか多層構成であるかを問わないものである。従って、例えば図3Bに示したような導電パターン層が基材上に1層だけ形成される回路基板に対しても、本実施形態を適用することは有効である。要は、導電パターン層において導電パターンが存在しない部分があり、かつその部分に導電パターンから電気的に分離可能な距離以上離れた範囲があれば、その範囲を予備吐出可能範囲として導電性溶液の予備吐出を行うことができる。 Moreover, this embodiment illustrated the case where a circuit board was formed by alternately laminating conductive pattern layers and insulating pattern layers. However, the present invention has a basic feature in that preliminary ejection is performed in the process of forming a circuit pattern for the purpose of preventing ejection failure during the circuit pattern forming operation. That is, it does not matter whether the circuit board has a single layer configuration or a multilayer configuration. Therefore, for example, it is effective to apply this embodiment to a circuit board in which only one conductive pattern layer as shown in FIG. 3B is formed on a base material. In short, if there is a part where the conductive pattern does not exist in the conductive pattern layer and there is a range that is separated from the conductive pattern by more than the distance that can be electrically separated, the range is defined as the pre-dischargeable range of the conductive solution. Preliminary discharge can be performed.
(実施形態2)
次に、一層に対し導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液とをともに吐出することで導電パターンと絶縁パターンとが形成される回路パターン層を積層して回路基板を形成する場合の実施形態について説明する。
(Embodiment 2)
Next, an embodiment in which a circuit board is formed by laminating a circuit pattern layer on which a conductive pattern and an insulating pattern are formed by discharging both a conductive pattern solution and an insulating pattern solution to one layer will be described. To do.
図8(a)〜(c)は基材3の上に導電パターン4と絶縁パターン5とをともに有する回路パターン層を複数積層した際の、連続する3つの回路パターン層を示す模式図である。本実施形態では、各回路パターン層の領域内すべてが導電パターン4および絶縁パターン5で満たされている。注目層(図8(b))および上下層(図8(a),(c))の回路パターン層ともに、絶縁パターンがその大部分の領域を占めており、絶縁パターンの形成においては絶縁パターン用溶液吐出ヘッド610Iの吐出不良が発生することはない。
FIGS. 8A to 8C are schematic views showing three continuous circuit pattern layers when a plurality of circuit pattern layers having both the
これに対し、注目層の導電パターン部分では、第1の実施形態と同様に、導電パターン4がない、もしくは疎の領域A2やB2が存在する。従って、これらの領域では導電パターン用溶液吐出ヘッド610Eの吐出が一時中断されるので、次に吐出が再開される導電パターン部分C2では吐出不良が発生してしまう恐れがある。
On the other hand, in the conductive pattern portion of the target layer, as in the first embodiment, there are no
一方、注目層を挟み込む上下2層は、各回路パターン層の導体パターン間を接続する導体部分である接続部6の部分以外はすべて「ベタ」状の絶縁性パターンであるので、注目層は接続部6の部分を除いてすべて完全に絶縁されている。そのため、実施形態1と同様、図4に示したように導電パターンから電気的に分離可能な距離以上離れた範囲内であれば、ここに導電パターン用溶液の予備吐出を行って導電パターン部分が形成されても問題はない。本実施形態においても、「電気的に分離可能な距離」とは、実施形態1について述べたものと同様の意味である。
On the other hand, the upper and lower two layers sandwiching the target layer are all “solid” insulating patterns except for the
図9は、本実施形態の予備吐出を実施した場合の図8(b)における領域A2付近の拡大図である。本実施形態では、本来であればヘッド610Iにより絶縁パターン用溶液が吐出されて「ベタ」状の絶縁パターンが形成されるべき領域A2の中に、部分的に導電パターン用溶液をヘッド610Eにより予備吐出して形成された千鳥状パターンが存在している。
FIG. 9 is an enlarged view of the vicinity of the area A2 in FIG. 8B when the preliminary discharge of the present embodiment is performed. In the present embodiment, the conductive pattern solution is partially reserved by the
本実施形態においても、奇数番目のノズル群の予備吐出間隔および偶数番目のノズル群の予備吐出間隔が、ノズル内の溶液が増粘して吐出不良が生じる時間より短い時間に設定されるよう基準が定められる。従って、領域A2において各ノズル内の導電パターン用溶液はリフレッシュされ続け、吐出性能は常に安定に保たれる。また、領域A2の最後の予備吐出から次の導電パターンC2の吐出までの間隔も、同様に吐出不良が生じる時間より短い時間に設定されるよう基準が定められる。従って、導電パターンC1において吐出は正常に行われるので、導電パターンC2において断線やショートが発生することはない。 Also in this embodiment, the reference is set so that the preliminary discharge interval of the odd-numbered nozzle group and the preliminary discharge interval of the even-numbered nozzle group are set to a time shorter than the time when the solution in the nozzle thickens and discharge failure occurs. Is determined. Therefore, the conductive pattern solution in each nozzle continues to be refreshed in the region A2, and the ejection performance is always kept stable. In addition, the reference is determined so that the interval from the last preliminary discharge in the region A2 to the discharge of the next conductive pattern C2 is also set to a time shorter than the time when the discharge failure occurs. Accordingly, since the ejection is normally performed in the conductive pattern C1, no disconnection or short circuit occurs in the conductive pattern C2.
図10は以上の動作を実現するための制御手順を示すフローチャートである。
まず注目層およびその上下に積層されている回路パターンの導電パターンデータを読み込んだ後(ステップS11)、導電パターンから電気的に分離可能な距離離れた注目層内の範囲を予備吐出可能範囲として設定する(ステップS12)。次に、その予備吐出可能範囲内の上述の基準に従った千鳥状の予備吐出パターン用データを生成する(ステップS13)。そして、ステップS11で読み込んだ導電パターン用データ(本来の導電パターン)とステップS13で生成した予備吐出パターン用データとの論理和を求める。これにより、注目層での導電パターン用溶液の実際の吐出動作を規定する実吐出パターン用データ(図11(a)に示すようなパターンを形成するためのデータ)が生成される(ステップS14)。さらに、導電パターン以外の領域を絶縁パターンで埋めるための、図11(b)で示すような絶縁パターン用溶液の実吐出パターン用データとを生成する(ステップS15)。この絶縁パターン用溶液の実吐出パターン用データの生成は、例えば、導電パターン用溶液の実吐出パターン用データを反転することで簡単に得ることができる。また、以上の操作には、VRAM603の領域を適宜用い、層毎、さらには導電パターンあるいは絶縁パターン毎に展開したデータを利用することが可能である。
FIG. 10 is a flowchart showing a control procedure for realizing the above operation.
First, after reading the conductive pattern data of the target layer and the circuit patterns stacked above and below it (step S11), a range within the target layer that is electrically separated from the conductive pattern is set as a predischargeable range. (Step S12). Next, staggered preliminary ejection pattern data is generated in accordance with the above-mentioned criteria within the preliminary ejection possible range (step S13). Then, the logical sum of the conductive pattern data (original conductive pattern) read in step S11 and the preliminary ejection pattern data generated in step S13 is obtained. Thereby, actual ejection pattern data (data for forming a pattern as shown in FIG. 11A) that defines the actual ejection operation of the conductive pattern solution in the target layer is generated (step S14). . Furthermore, data for the actual ejection pattern of the solution for insulating pattern as shown in FIG. 11B for filling the region other than the conductive pattern with the insulating pattern is generated (step S15). The generation of the actual discharge pattern data of the insulating pattern solution can be easily obtained, for example, by inverting the actual discharge pattern data of the conductive pattern solution. In the above operation, it is possible to appropriately use the area of the
そして、これらの実吐出パターンデータに従ってヘッド610Eおよび610Iを駆動し、それぞれ導電パターン用溶液および絶縁パターン用溶液を吐出することで(ステップS15)、図11Aに示した導電パターンが得られることになる。
Then, the
なお、予備吐出のパターンは図9に示したものに限定されるものではなく、次に形成される導電パターンC2の吐出までに、ノズル内に溜まった増粘溶液が除去されるものであればよい。 Note that the preliminary ejection pattern is not limited to that shown in FIG. 9 as long as the thickening solution accumulated in the nozzle is removed before the next conductive pattern C2 is ejected. Good.
図12はその例を示した図であり、図9と同様、図8(b)における領域A2およびその付近の拡大図である。この例では、次の導電パターンC2の直前にヘッド610Eのすべてのノズルから予備吐出を行って「ベタ」状のパターンを形成することにより滞留している増粘溶液をすべて除去し、その後直ちに導電パターンC2の吐出を行うようにしている。この場合にも上記と同様の効果を得ることができる。この場合の予備吐出パターンの形成手順は、図10の手順と同様のものとすることができる。すなわち、ステップS13において、予備吐出可能範囲のヘッド走査方向のエッジ部分から所定幅を「ベタ」パターンとする予備吐出パターンデータを生成すれば、図12に示したパターンを得ることができる。
FIG. 12 is a diagram showing an example thereof, and is an enlarged view of the area A2 in FIG. 8B and the vicinity thereof as in FIG. In this example, preliminary ejection is performed from all nozzles of the
(実施形態3)
本実施形態は、実施形態2と同様、一層に対し導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液とをともに吐出することで導電パターンと絶縁パターンとが形成される回路パターン層を積層して回路基板を形成する場合に適用可能なものである。しかし本実施形態では、接続部を形成している回路パターン層に注目している。
(Embodiment 3)
In the present embodiment, as in the second embodiment, the circuit pattern layer in which the conductive pattern and the insulating pattern are formed by discharging both the conductive pattern solution and the insulating pattern solution to one layer is laminated to form a circuit board. Applicable when forming. However, in this embodiment, attention is paid to the circuit pattern layer forming the connection portion.
図13(a)〜(c)は基材3の上に導電パターン4と絶縁パターン5とをともに有する回路パターン層を複数積層した際の、連続する3つの回路パターン層を示す模式図である。図13(b)に示す注目層において、接続部6の部分は導電パターン4の一部であり、それ以外は絶縁パターン5である。従って、この回路パターンに示すように散在する接続部を形成しようとしても、ヘッド610Eに吐出不良が生じて接続部を形成できない場合が生じ得る。
FIGS. 13A to 13C are schematic diagrams showing three continuous circuit pattern layers when a plurality of circuit pattern layers having both the
そこで発明者は、注目層およびそれを挟み込む上下2層(図13(a),(c))の関係に着目し、導電パターン用溶液の予備吐出の新たな実施方法を採用した。注目層においては、接続部部分以外の領域は上下2層を絶縁するために設けられた絶縁層であり、実際にはその領域すべてを絶縁パターンとする必要はない。というのは、注目層が無いと仮定した場合において、上下2層間でショートが生じるのは、上層および下層の導電パターン同士が重複する部分のみであるからである。 Accordingly, the inventor paid attention to the relationship between the target layer and the upper and lower layers sandwiching the target layer (FIGS. 13A and 13C) and adopted a new method for pre-discharge of the conductive pattern solution. In the target layer, the region other than the connection portion is an insulating layer provided to insulate the upper and lower layers, and in fact, it is not necessary that the entire region be an insulating pattern. This is because, when it is assumed that there is no target layer, the short circuit occurs between the upper and lower two layers only in the portion where the upper and lower conductive patterns overlap.
図14(a)は上層および下層の導電パターンを重ねて描いた図であり、破線で囲んで示す部分のように、上下の導電パターン部分が交差したり、近接している部分が重複部分7である。ここで言う「重複部分」とは、上下層を直接積層したと仮定した場合に、互いの導電パターン間の距離が電気的に分離可能な距離未満であること、すなわち電気的特性(絶縁抵抗、耐圧など)が回路基板の仕様を満足できない距離まで近接していることである。このような場合には、重複部分に相当する注目層内の部分から所定距離内に導電パターンが存在していると、上下の導電パターン間でショートが発生する。換言すれば、重複部分に相当する注目層内の部分を適切に避け、当該部分から所定距離以上離れた部位であれば導電パターン用溶液を予備吐出して導電パターンを形成することが可能である。なお、「所定距離」とは前述のように「電気的に分離可能な距離」を意味する。さらに、注目層内にある接続部から所定距離内にも導電パターン用溶液の予備吐出はできないので、この領域も適切に避けるようにする。 FIG. 14A is a diagram in which the upper and lower conductive patterns are overlapped, and the upper and lower conductive pattern portions intersect or the adjacent portions overlap each other as shown by the broken line. It is. As used herein, “overlapping portion” means that when the upper and lower layers are directly stacked, the distance between the conductive patterns is less than the electrically separable distance, that is, the electrical characteristics (insulation resistance, (Withstand voltage, etc.) is close to a distance that does not satisfy the specifications of the circuit board. In such a case, if the conductive pattern exists within a predetermined distance from the portion in the target layer corresponding to the overlapping portion, a short circuit occurs between the upper and lower conductive patterns. In other words, it is possible to appropriately avoid the portion in the target layer corresponding to the overlapping portion, and to pre-discharge the conductive pattern solution to form a conductive pattern at a portion that is a predetermined distance away from the portion. . The “predetermined distance” means “an electrically separable distance” as described above. Further, since the conductive pattern solution cannot be preliminarily discharged within a predetermined distance from the connection portion in the target layer, this region should be appropriately avoided.
図14(b)は、以上の考察を経て、図13(b)の注目層に対し決定された注目層の導電パターン用溶液の予備吐出可能な領域(斜線部)を示している。ここに形成される導電パターン用溶液の予備吐出パターンについては、実施形態2と同様に絶縁性の「ベタ」パターン部に導電パターン用溶液の予備吐出を行うので、図11Aに示したような千鳥状パターンでも、図12に示したような「ベタ」パターンでもよい。要は、次に形成される本来の導電パターン部分に関する吐出までにノズル内に滞留している増粘溶液が除去されていれば、吐出不良による接続部の形成不良を有効に防止することができる。吐出パターンの生成方法についても、予備吐出範囲が異なるだけで、その他は同様である。 FIG. 14B shows a region (shaded portion) where the conductive pattern solution of the target layer determined for the target layer of FIG. 13B can be preliminarily discharged through the above consideration. As for the preliminary discharge pattern of the conductive pattern solution formed here, the preliminary discharge of the conductive pattern solution is performed on the insulating “solid” pattern portion as in the second embodiment. Or a “solid” pattern as shown in FIG. In short, if the thickening solution staying in the nozzle is removed before the discharge of the original conductive pattern portion to be formed next, it is possible to effectively prevent the defective formation of the connecting portion due to the discharge failure. . The ejection pattern generation method is the same except that the preliminary ejection range is different.
図15は本実施形態の動作を実現するための制御手順を示すフローチャートである。
まず注目層の上下に積層されている回路パターンの導電パターンデータを読み込んだ後(ステップS21)、上下層の導電パターンが重複する部分を求める(ステップS22)。次に、注目層の導電パターンを読み込んだ後(ステップS23)、先に求めた重複部分のデータと注目層の導電パターンのデータとの論理和から領域Aを求める(ステップS24)。そして、領域Aから電気的に分離可能な距離離れた範囲を予備吐出可能範囲として設定する(ステップS25)。次に、予備吐出範囲内を、上述と同様の基準に従い、例えば千鳥パターンで埋めるための予備吐出パターンデータを生成する(ステップS26)。次に、ステップS23で読み込んだ注目層の導電パターンとステップS26で求めた予備吐出パターンとの論理和から、注目層に導電パターン用溶液を実際に吐出するための吐出パターンデータを生成する(ステップS27)。さらに、それ以外の部分に絶縁パターン用溶液を実際に吐出するための実吐出パターンデータを得る(ステップS28)。この絶縁パターン用溶液の実吐出パターン用データの生成は、例えば、導電パターン用溶液の実吐出パターン用データを反転することで簡単に得ることができる。また、これらの操作には、VRAM603の領域を適宜用い、層毎、さらには導電パターンあるいは絶縁パターン毎に展開したデータを利用することが可能である。
FIG. 15 is a flowchart showing a control procedure for realizing the operation of the present embodiment.
First, after reading the conductive pattern data of the circuit patterns stacked above and below the target layer (step S21), a portion where the conductive patterns of the upper and lower layers overlap is obtained (step S22). Next, after reading the conductive pattern of the target layer (step S23), the region A is determined from the logical sum of the previously obtained overlapping portion data and the conductive pattern data of the target layer (step S24). Then, a range that is electrically separated from the region A is set as a preliminary dischargeable range (step S25). Next, preliminary ejection pattern data for filling the preliminary ejection range with, for example, a staggered pattern according to the same standard as described above is generated (step S26). Next, discharge pattern data for actually discharging the conductive pattern solution to the target layer is generated from the logical sum of the conductive pattern of the target layer read in Step S23 and the preliminary discharge pattern obtained in Step S26 (Step S23). S27). Further, actual ejection pattern data for actually ejecting the insulating pattern solution to other portions is obtained (step S28). The generation of the actual discharge pattern data of the insulating pattern solution can be easily obtained, for example, by inverting the actual discharge pattern data of the conductive pattern solution. In these operations, the region of the
そして、これらの実吐出パターンデータに従ってヘッド610Eおよび610Iを駆動し、それぞれ導電パターン用溶液および絶縁パターン用溶液を吐出することで(ステップS29)、所望のパターンが得られることになる。
Then, the
(実施形態4)
本実施形態では、電源やグランドに接続を行うための回路パターン層に注目する。ここで、一層に対し導電パターン用溶液と絶縁パターン用溶液とをともに吐出することで導電パターンと絶縁パターンとが形成される回路パターン層を積層して回路基板が形成されるものとする。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, attention is paid to a circuit pattern layer for connecting to a power source or a ground. Here, it is assumed that a circuit board is formed by laminating a circuit pattern layer in which a conductive pattern and an insulating pattern are formed by discharging both a conductive pattern solution and an insulating pattern solution to one layer.
図16(a)〜(c)は基材3の上に回路パターン層を複数積層した際の、連続する3つの回路パターン層を示す模式図である。図16(b)は本例の注目層であって、電源やグランドに接続を行うための回路パターン層をなし、上下2層の回路パターン層(図16(a),(c))によって挟まれている。この注目層は、線状の絶縁パターン5により3つの電源プレーン8(導電性の「ベタ」パターン)に分割されている。よって、この注目層においては、線状の絶縁パターンを形成しようとする際にヘッド610Iの吐出不良が発生する恐れがある。
FIGS. 16A to 16C are schematic views showing three continuous circuit pattern layers when a plurality of circuit pattern layers are stacked on the
そこで発明者は、注目層(図16(b))およびそれを挟み込む上下2層(図16(a),(c))の関係に着目し、絶縁パターン用溶液の予備吐出の新たな実施方法を採用した。注目層は電源供給およびグランド接続用の層であるため、電源プレーン8に対して、上下2層の回路パターンには接続部6が設けられている。注目層の接続部の部分は上下2層との接続を行うため、これを絶縁パターンに置き換えることは不可能である。しかしそれ以外の部分は、電源プレーンとして電気的特性を満たす範囲内であれば、一部分を絶縁パターンに置き換えても問題ない。よって、注目層において絶縁パターン用溶液を予備吐出できる範囲は図17に示す斜線部分となる。しかし電源プレーンの電気的特性を満たさなければならない。そのため本実施形態においては、絶縁パターン用溶液の予備吐出パターンを分散パターンとして形成する。具体的には、複数のノズルを配列方向の所定個数(例えば4個)置きに同時駆動し、かつ同時駆動単位をずらしながら走査方向の所定ドット(例えば)4ドット置きに駆動して行くことで、図18(a)に示すような分散パターンとする。このようなパターンであれば、電源プレーンが電気的に切断することも無く、回路基板の仕様上の規格である、電源プレーンの許容電流や電圧降下などの電気的特性を満足することができる。
Therefore, the inventor pays attention to the relationship between the target layer (FIG. 16B) and the upper and lower two layers (FIGS. 16A and 16C) sandwiching the target layer, and a new method for preliminarily discharging the insulating pattern solution. It was adopted. Since the target layer is a layer for power supply and ground connection, the
図19は本実施形態の動作を実現するための制御手順を示すフローチャートである。
まず注目層の上下に積層されている回路パターン層の導電パターンデータを読み込んだ後(ステップS31)、それぞれの導電パターンから接続部を検出し、接続部以外の部分を予備吐出可能範囲として設定する(ステップS32)。次に、予備吐出範囲内を上述の基準に従う分散パターンで埋めるための絶縁パターン用溶液の予備吐出パターンデータを生成する(ステップS33)。次に、注目層の絶縁パターンデータを読み込んだ後(ステップS34)、絶縁パターンデータと予備吐出パターンデータとの論理和を求め、図18(a)に示すような絶縁パターンを形成するための実吐出パターンデータを生成する(ステップS35)。次にこれ以外の部分から、図18(b)に示すような導電パターンを形成するための実吐出パターンデータを生成する(ステップS36)。この導電パターン用溶液の実吐出パターン用データの生成は、例えば、絶縁パターン用溶液の実吐出パターン用データを反転することで簡単に得ることができる。また、これらの操作にも例えばVRAM603の領域を適宜用い得ることは勿論である。
FIG. 19 is a flowchart showing a control procedure for realizing the operation of this embodiment.
First, after reading the conductive pattern data of the circuit pattern layers stacked above and below the target layer (step S31), a connection portion is detected from each conductive pattern, and a portion other than the connection portion is set as a preliminary dischargeable range. (Step S32). Next, preliminary discharge pattern data of an insulating pattern solution for filling the preliminary discharge range with the dispersion pattern according to the above-described standard is generated (step S33). Next, after reading the insulation pattern data of the target layer (step S34), the logical sum of the insulation pattern data and the preliminary ejection pattern data is obtained, and an actual pattern for forming an insulation pattern as shown in FIG. Discharge pattern data is generated (step S35). Next, actual ejection pattern data for forming a conductive pattern as shown in FIG. 18B is generated from other portions (step S36). The generation of the actual discharge pattern data of the conductive pattern solution can be easily obtained, for example, by inverting the actual discharge pattern data of the insulating pattern solution. Of course, for example, the area of the
そして、これらの実吐出パターンデータに従ってヘッド610Eおよび610Iを駆動し、それぞれ導電パターン用溶液および絶縁パターン用溶液を吐出することで(ステップS37)、図18(c)に示すような所望のパターンが得られることになる。
Then, the
以上の説明のように、本実施形態では、図17で示す予備吐出範囲内において、図18(a)に示すような分散パターンを採用して絶縁パターン用溶液の予備吐出を行うようにした。これにより、絶縁パターン用溶液吐出ヘッドのノズル毎の吐出間隔を、ノズル内の溶液が増粘して吐出不良が生じる時間より小さくすることができ、絶縁パターン不良に起因する電源プレーン間のショートを効果的に防止することができる。 As described above, in this embodiment, the dispersion pattern as shown in FIG. 18A is adopted within the preliminary discharge range shown in FIG. 17 to perform preliminary discharge of the insulating pattern solution. As a result, the discharge interval for each nozzle of the solution discharge head for the insulation pattern can be made shorter than the time when the solution in the nozzle thickens and discharge failure occurs, and a short circuit between the power planes caused by the insulation pattern failure is prevented. It can be effectively prevented.
(その他)
以上の実施形態においては、ヘッド610Eおよび610Iを搭載して移動するキャリッジ109と、基材を保持して移動するステージ103とを具えた回路基板製造装置を用いた。しかしヘッド610Eおよび610Iと基材との一方を固定し、他方を2次元に相対移動可能とした回路基板製造装置を用いることも可能である。また、それらのような所謂シリアルスキャン型の装置ではなく、基材の幅に対応した範囲にわたってノズルを設けてなるヘッドを用い、このヘッドに対して基材を相対移動させる手段を具えたライン型の装置を用いることも可能である。
(Other)
In the above embodiment, the circuit board manufacturing apparatus including the
また、図3Bに示したようなICチップ等の配置領域A1,B1への導電性溶液の予備吐出は、当該配置領域およびチップの実装面(配置領域に接する面)が絶縁性であれば問題なく行うことができる。つまり、当該領域に対して導電性溶液の予備吐出を行うことにより、回路を構成しないパターンを形成し、そのパターン上にチップを配置することができる。例えばコンデンサでは、その電極部以外は絶縁性を有しているので、コンデンサが配置される部分への導電液性溶液の予備吐出を行うことも可能である。また、そのような配置領域に絶縁性溶液を予備吐出を行う場合には、配置領域およびチップの電極部分が塞がれないようにすればよい。また、チップ実装面がその配置領域と接触していない場合においては、導電性溶液であっても絶縁性溶液であっても、問題なくチップ配置領域に予備吐出を行うことが可能である。 In addition, the preliminary discharge of the conductive solution to the placement areas A1 and B1 such as the IC chip as shown in FIG. 3B is problematic if the placement area and the mounting surface of the chip (the surface in contact with the placement area) are insulative. Can be done without. That is, by performing preliminary discharge of the conductive solution on the region, a pattern that does not constitute a circuit can be formed, and a chip can be placed on the pattern. For example, a capacitor has an insulating property other than its electrode portion, and therefore it is possible to perform preliminary discharge of a conductive liquid solution to a portion where the capacitor is disposed. Further, when the insulating solution is preliminarily discharged in such an arrangement region, the arrangement region and the electrode portion of the chip may be prevented from being blocked. Further, in the case where the chip mounting surface is not in contact with the arrangement area, it is possible to perform preliminary discharge to the chip arrangement area without any problem, whether it is a conductive solution or an insulating solution.
1、610E、610I 液体吐出ヘッド
2 ノズル
3 基材
4 導電パターン
5 絶縁パターン
6’ ビアホール
6 接続部
7 重複部分
8 電源プレーン
101 CRリニアモータ
102 LFリニアモータ
103 ステージ
104,105 ベース
106,107 原点センサ
108 定盤
109 キャリッジ
111,112リニアエンコーダ
600 MPU
601 ROM
603 VRAM
1000 ホスト装置(コンピュータ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,610E, 610I
601 ROM
603 VRAM
1000 Host device (computer)
Claims (10)
前記ヘッドにより、前記基材に前記パターンを形成する第1吐出動作を行う工程と、
前記ヘッドにより、その吐出性能を良好な状態に保つ為の前記パターン形成に関わらない第2吐出動作を行う工程と、を有し、
前記第1吐出動作の過程で、吐出不良が生じ得る吐出中断時間が空く場合には、前記領域内の前記第1吐出動作によって形成される前記パターンが存在しない範囲に向けて、前記第2吐出動作を行うことを特徴とする回路基板の製造方法。 Manufacture of a circuit board that uses a head that can move relative to a base material, and discharges a solution into an area where a circuit is formed on the base material, thereby forming a pattern for configuring the circuit in the area. A method,
A step of performing a first discharge operation for forming the pattern on the substrate by the head;
A step of performing a second discharge operation not related to the pattern formation for keeping the discharge performance in a good state by the head, and
In the course of the first discharge operation, when there is a discharge interruption time that may cause discharge failure, the second discharge is directed toward a range where the pattern formed by the first discharge operation in the region does not exist. A method of manufacturing a circuit board, comprising performing an operation.
前記パターンは、導電パターン及び絶縁パターンの少なくとも一方を含み、
前記ヘッドは、前記導電性溶液を吐出して前記導電パターンを形成する第1ヘッド及び前記絶縁性溶液を吐出して前記絶縁パターンを形成する第2ヘッドの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の回路基板の製造方法。 The solution includes at least one of a conductive solution for forming a conductive pattern and an insulating solution for forming an insulating pattern;
The pattern includes at least one of a conductive pattern and an insulating pattern,
The head includes at least one of a first head for discharging the conductive solution to form the conductive pattern and a second head for discharging the insulating solution to form the insulating pattern. Item 3. A method for manufacturing a circuit board according to Item 1 or 2.
前記第2吐出動作が行われる範囲は、前記導電パターンから電気的に分離可能な距離以上離れた範囲であることを特徴とする請求項3に記載の回路基板の製造方法。 The head that performs the second ejection operation is the first head,
The method for manufacturing a circuit board according to claim 3, wherein the range in which the second ejection operation is performed is a range that is separated from the conductive pattern by a distance that is electrically separable.
前記回路基板は前記パターンが複数、積層された積層構造を有し、
前記第2吐出動作が行われる範囲は、該範囲に対応する上下にある層の導電パターンに接続される部分以外であり、前記第2吐出動作は、前記第1ヘッドにより形成される前記導電パターンの電気的特性を阻害しないように行われることを特徴とする請求項3に記載の回路基板の製造方法。 The head that performs the second ejection operation is the second head,
The circuit board has a laminated structure in which a plurality of the patterns are laminated,
The range in which the second ejection operation is performed is a portion other than the portion connected to the conductive pattern of the upper and lower layers corresponding to the range, and the second ejection operation is performed by the conductive pattern formed by the first head. 4. The method of manufacturing a circuit board according to claim 3, wherein the method is performed so as not to disturb the electrical characteristics of the circuit board.
前記基材に対する前記ヘッドの第1吐出動作によって形成された前記パターンと、
前記ヘッドの、その吐出性能を良好な状態に保つ為に、前記回路のパターン形成に関わらない第2吐出動作によって形成され、前記回路を構成しないパターンと、
を具え、前記回路を構成しないパターンは、前記第1吐出動作の過程で、吐出不良が生じ得る吐出中断時間が空く場合に、前記領域内の前記第1吐出動作によって形成される前記回路を構成するためのパターンが存在しない範囲に形成されたものであることを特徴とする回路基板。 A circuit board on which a pattern for configuring the circuit is formed in the region by discharging a solution into the region where the circuit is formed on the substrate, using a head that can move relative to the substrate. There,
The pattern formed by the first ejection operation of the head on the substrate;
In order to keep the ejection performance of the head in a good state, a pattern that is formed by a second ejection operation not related to pattern formation of the circuit and does not constitute the circuit;
The pattern that does not constitute the circuit constitutes the circuit formed by the first ejection operation in the region when there is an ejection interruption time during which the ejection failure may occur in the process of the first ejection operation. A circuit board, wherein the circuit board is formed in a range in which no pattern is present.
前記ヘッドに、前記基材に前記パターンを形成する第1吐出動作と、吐出性能を良好な状態に保つ為の前記パターン形成に関わらない第2吐出動作と、を行わせる手段と、
前記第1吐出動作の過程で、吐出不良が生じ得る吐出中断時間が空く場合には、前記領域内の前記第1吐出動作によって形成される前記パターンが存在しない範囲に向けて、前記第2吐出動作を行わせる手段と、
を有することを特徴とする回路基板の製造装置。 A circuit board that uses a head that can move relative to a base material, and discharges a solution into an area where a circuit is formed on the base material, thereby forming a pattern for configuring the circuit in the area. Manufacturing equipment,
Means for causing the head to perform a first discharge operation for forming the pattern on the substrate and a second discharge operation not related to the pattern formation for maintaining a good discharge performance;
In the course of the first discharge operation, when there is a discharge interruption time that may cause discharge failure, the second discharge is directed toward a range where the pattern formed by the first discharge operation in the region does not exist. Means for performing the action;
An apparatus for manufacturing a circuit board, comprising:
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JP2007110446A JP2007311778A (en) | 2006-04-19 | 2007-04-19 | Method of manufacturing circuit board, circuit board manufactured thereby, and apparatus for manufacturing the same |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015119071A (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | 東レエンジニアリング株式会社 | Manufacturing method of wiring substrate, and inkjet coating device used for the same |
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2007
- 2007-04-19 JP JP2007110446A patent/JP2007311778A/en not_active Withdrawn
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