JP2012178486A - Printed wiring board with resistor circuit, apparatus and method for manufacturing the wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属元素微粒子を含んだ導電性ペーストにレーザ光を照射し、導電性ペーストに抵抗器を実装したのと同一の機能を有する抵抗器化回路付きプリント配線板、該配線板の作製装置及び該配線板の作製方法に関する。 The present invention relates to a printed wiring board with a resistor circuit having the same function as that in which a resistor is mounted on a conductive paste by irradiating a conductive paste containing metal element fine particles with a laser beam, and production of the wiring board The present invention relates to a device and a method for manufacturing the wiring board.
近年、電子機器の高機能化に伴い、プリント配線板の配線パターンの増加及びプリント回路板に実装するＩＣ、抵抗器、コンデンサ等の部品数が増えている。しかし、電子機器の小型化に伴い、プリント回路板も小型化が望まれている。また、その製造コスト削減も望まれている。 2. Description of the Related Art In recent years, with the increase in functionality of electronic devices, the number of printed wiring boards has increased, and the number of components such as ICs, resistors, and capacitors mounted on printed circuit boards has increased. However, along with the downsizing of electronic devices, downsizing of printed circuit boards is also desired. Further, it is desired to reduce the manufacturing cost.
従来、プリント回路板は、まず、プリント配線板（ベアボード）を作成し、
プリント配線板に抵抗器、コンデンサ、ＩＣ等の電子部品をハンダ付等により実装し、作成する。
このプリント配線板は、銅箔が貼られた基板から、必要とする配線パターン以外の銅箔を薬品によるエッチングにより取り除き、必要とする配線パターンを形成し、作成する。
Conventionally, a printed circuit board first creates a printed wiring board (bare board),
Electronic components such as resistors, capacitors, and ICs are mounted on a printed wiring board by soldering or the like.
This printed wiring board is formed by removing a copper foil other than the required wiring pattern from the substrate on which the copper foil is pasted by etching with a chemical to form a required wiring pattern.
しかしながら、従来の方法は、プリント配線板を作成するために、エッチングレジスト塗布、パターン焼き付け、エッチング等の多くの工程が必要で、手間、コストがかかるという問題があった。また、エッチングには薬品を用いるため、環境負荷が大きいという問題もある。 However, the conventional methods require many steps such as etching resist coating, pattern baking, and etching in order to produce a printed wiring board, and there is a problem that it takes time and cost. In addition, since chemicals are used for etching, there is a problem that the environmental load is large.
そこで、近年、プリント配線板の作成コスト削減に関して、特開２００１−
２４３８３６号公報（特許文献１）に開示されているように、金属（例えば金、銀、銅等）の微粒子に分散剤を混合した導電性ペーストにより、配線パターンを形成する研究が行なわれている。
Therefore, in recent years, regarding the production cost reduction of the printed wiring board, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-2001
As disclosed in Japanese Patent No. 243836 (Patent Document 1), research has been conducted on forming a wiring pattern using a conductive paste in which a dispersing agent is mixed with fine particles of metal (for example, gold, silver, copper, etc.). .
これは、分散剤を混合した高抵抗率なペースト状の導電性ペーストで配線パ
ターンを印刷後、熱処理により分散剤の排除及び金属微粒子を焼結し導体化して、配線パターンを実現する。この熱処理には、ヒーター、ランプ、レーザによる加熱が用いられる。
In this method, after a wiring pattern is printed with a high-resistivity paste-like conductive paste mixed with a dispersant, the dispersant is removed by heat treatment and the metal fine particles are sintered to form a conductor, thereby realizing a wiring pattern. For this heat treatment, heating by a heater, a lamp, or a laser is used.
また一方、プリント基板の小型化に関しては、特開２００６−２５３７１０
号公報（特許文献２）に開示されているように、配線パターンの増加に対しては、プリント配線板の多層化により対応しているが、部品はプリント回路板の外層にしか実装できないため、プリント回路板の小型化への弊害となっている。
On the other hand, regarding miniaturization of a printed circuit board, JP-A-2006-253710
As disclosed in Japanese Patent Publication (Patent Document 2), the increase in the wiring pattern is supported by the multilayered printed wiring board, but the component can be mounted only on the outer layer of the printed circuit board. This is an adverse effect on the miniaturization of printed circuit boards.
これらの改善を行うため、素子をプリント基板の内層へ実装する研究がおこなわれている。特に抵抗器に関しては、内層へ実装するために、印刷抵抗器等の研究が進められている。 In order to make these improvements, research has been conducted on mounting elements on the inner layer of a printed circuit board. In particular, with regard to resistors, research on printed resistors and the like is being carried out for mounting on the inner layer.
しかし、これはシート状の抵抗器を用いるために、コスト削減につながらず、また、実装のために手間を要する。 However, since this uses a sheet-like resistor, it does not lead to cost reduction and requires time and effort for mounting.
プリント回路板の作成及び抵抗器の実装について、従来技術では、まずプリント配線板の作成、次にプリント配線板への抵抗器の実装という工程が必要で、手間及びコストがかかるという課題がある。
また、外装へ実装する場合は、プリント基板の小型化への弊害となる。
特に、プリント配線板への抵抗器の実装は、抵抗器自体に大きさがあることから、必然的にプリント回路板の厚さが大きくなるため、小型化に限界が生じる。
更に、リード線を配線板にはんだ付け等する工程が必要であることから省力化にも限界がある。
Regarding the creation of a printed circuit board and the mounting of resistors, in the conventional technology, there is a problem that a process of first creating a printed wiring board and then mounting a resistor on the printed wiring board is required, which takes time and cost.
In addition, when mounted on the exterior, it is an adverse effect on downsizing of the printed circuit board.
In particular, the mounting of the resistor on the printed wiring board has a size in the resistor itself, which inevitably increases the thickness of the printed circuit board, and thus limits the miniaturization.
Furthermore, there is a limit to labor saving because a process of soldering the lead wire to the wiring board is required.
本発明は、このような抵抗器がもたらす種々課題の存在に鑑みなされたもので、プリント配線板に抵抗器を実装したのと同一機能を有する抵抗器化した回路をプリント配線そのものに形成させた抵抗器化回路付きプリント配線板、当該配線板の作製装置及び当該配線板の作製方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the existence of various problems caused by such a resistor, and a printed circuit having a resistor having the same function as that of a resistor mounted on a printed wiring board is formed on the printed wiring itself. It aims at providing the printed wiring board with a resistor-ized circuit, the manufacturing apparatus of the said wiring board, and the manufacturing method of the said wiring board.
前記の目的を達成するために、請求項１記載の本発明は、抵抗器化回路付きプリント配線板に係り、基板に導電性ペーストで回路形成したプリント回路に、抵抗器と同一機能を有する抵抗器化回路を形成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 relates to a printed wiring board with a resistor circuit, and a resistor having the same function as a resistor in a printed circuit formed with a conductive paste on a substrate. It is characterized by forming a circuitized circuit.
この構成により、実質抵抗器となる抵抗器化した抵抗器化回路をプリント回路内に外方に突出させることなく直接形成することができる。 With this configuration, it is possible to directly form a resistor-ized circuit that becomes a substantial resistor without protruding outward in the printed circuit.
請求項２記載の発明は、前記抵抗器化回路はレーザ光により形成することを特徴とする。 The invention described in claim 2 is characterized in that the resistor circuit is formed by a laser beam.
この構成により、所望の抵抗値を得るための導電性ペーストの焼結を的確に行うことができる。 With this configuration, the conductive paste for obtaining a desired resistance value can be accurately sintered.
請求項３記載の発明は、前記抵抗器化回路を、前記基板の内層又は外層に形成することを特徴とする。 The invention described in claim 3 is characterized in that the resistor circuit is formed in an inner layer or an outer layer of the substrate.
この構成により、プリント配線板のコンパクト化、生産性の省力化を実現することができる。 With this configuration, a printed wiring board can be made compact and productivity can be saved.
請求項４記載の発明は、前記抵抗器化回路付きプリント配線板の作製装置であって、レーザを光源とし、基板上に導電性ペーストで形成したプリント回路を走査するレーザ光の処理条件を可変にして、前記プリント回路に導体化した導体化回路と所望の抵抗値をもって抵抗器化した抵抗器化回路を形成するレーザ出力制御機構、レーザ走査速度制御機構及びレーザ照射領域制御機構を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is a manufacturing apparatus of the printed circuit board with the resistor circuit, wherein the processing condition of the laser beam for scanning the printed circuit formed of the conductive paste on the substrate is varied using the laser as a light source. And a laser output control mechanism, a laser scanning speed control mechanism, and a laser irradiation area control mechanism that form a conductor circuit in the printed circuit and a resistor circuit having a desired resistance value. Features.
この構成により、複雑かつ大型の装置を用いることなく実質基板内に抵抗器を実装したのと同一の機能を有するとともに、プリント配線板小型化や多層化し得る抵抗器化回路付きプリント配線板の量産作製が可能である。 With this configuration, mass production of printed circuit boards with resistor circuits that has the same function as mounting resistors in a real board without using complicated and large devices, and that can be made smaller and multilayered It can be made.
請求項５記載の発明は、前記導体化回路と前記抵抗器化回路を形成する際、前記レーザ光の出力、走査速度及び走査領域の処理条件を変えることにより、前記導体化回路における抵抗率を、前記抵抗器化回路における抵抗率より低くするように制御することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, when forming the conductor circuit and the resistor circuit, the resistivity of the conductor circuit is changed by changing the output of the laser beam, the scanning speed, and the processing conditions of the scanning region. The control is performed so as to be lower than the resistivity in the resistor circuit.
この構成により、導電性ペーストの焼結過程で、容易に抵抗器化回路を形成することができるから、抵抗器化回路付きプリント配線板の量産作製が可能である。 With this configuration, since the resistor circuit can be easily formed during the sintering process of the conductive paste, the printed wiring board with the resistor circuit can be mass-produced.
請求項６記載の発明は、前記作製装置が、前記レーザ光の移動を制御する可動ステージ装置及び記レーザ光の焦点を制御する可動ミラー装置を有することを特徴とする。 The invention described in claim 6 is characterized in that the manufacturing apparatus has a movable stage device for controlling the movement of the laser beam and a movable mirror device for controlling the focus of the laser beam.
この構成により、より確実に、抵抗器と同一機能を有する抵抗器化回路を基板内に形成することができる。 With this configuration, a resistor circuit having the same function as the resistor can be more reliably formed in the substrate.
請求項７記載の発明は、前記作製装置が、前記レーザ光の移動を制御する可動ステージ装置又は前記レーザ光の焦点を制御する可動ミラー装置を有することを特徴とする。 The invention described in claim 7 is characterized in that the manufacturing apparatus has a movable stage device for controlling the movement of the laser beam or a movable mirror device for controlling the focal point of the laser beam.
この構成によっても、確実に抵抗器と同一機能を有する抵抗器化回路を基板内に形成することができる。 Also with this configuration, a resistor circuit having the same function as the resistor can be reliably formed in the substrate.
請求項８記載の発明は、抵抗器化回路付きプリント配線板の作製方法であって、レーザを光源とし、基板上に導電性ペーストで形成したプリント回路を走査するレーザ光の処理条件を可変制御するレーザ出力制御機構、レーザ走査速度制御機構及びレーザ照射領域制御機構を備える作製装置によって、前記プリント回路に導体化した導体化回路と所望の抵抗値をもって抵抗器化した抵抗器化回路を形成することを特徴とする。 The invention according to claim 8 is a method of manufacturing a printed wiring board with a resistor circuit, wherein a laser is used as a light source, and a laser light processing condition for scanning a printed circuit formed of a conductive paste on a substrate is variably controlled. By the manufacturing apparatus including the laser output control mechanism, the laser scanning speed control mechanism, and the laser irradiation region control mechanism, the conductor circuit formed as a conductor and the resistor circuit formed as a resistor with a desired resistance value are formed in the printed circuit. It is characterized by that.
この構成により、確実に抵抗器化回路付きプリント配線板の作製をすることができる。 With this configuration, it is possible to reliably produce a printed wiring board with a resistor circuit.
請求項９記載の発明は、前記導体化回路と前記抵抗器化回路を形成する際、前記レーザ光の出力、走査速度及び走査領域の処理条件を変えることにより、前記導体化回路における抵抗率を、前記抵抗器化回路における抵抗率より低くするように制御することを特徴とする。 According to the ninth aspect of the present invention, when forming the conductor circuit and the resistor circuit, the resistivity of the conductor circuit is changed by changing the output of the laser beam, the scanning speed, and the processing conditions of the scanning region. The control is performed so as to be lower than the resistivity in the resistor circuit.
この構成により、導電性ペーストの焼結過程で、容易に抵抗器化回路を形成することができるから、抵抗器化回路付きプリント配線板の量産作製が可能である。 With this configuration, since the resistor circuit can be easily formed during the sintering process of the conductive paste, the printed wiring board with the resistor circuit can be mass-produced.
請求項１０記載の発明は、前記作製装置が、前記レーザ光の移動を制御する可動ステージ装置及び記レーザ光の焦点を制御する可動ミラー装置を有することを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, the manufacturing apparatus includes a movable stage device that controls the movement of the laser beam and a movable mirror device that controls the focal point of the laser beam.
この構成により、レーザ光の移動等を一層確実にして、抵抗器化回路付きプリント配線板の作製をすることができる。 With this configuration, it is possible to manufacture a printed wiring board with a resistor circuit while further ensuring the movement of the laser beam and the like.
請求項１１記載の発明は、前記作製装置が、前記レーザ光の移動を制御する可動ステージ装置又は前記レーザ光の焦点を制御する可動ミラー装置を有することを特徴とする。 The invention described in claim 11 is characterized in that the manufacturing apparatus has a movable stage device for controlling the movement of the laser beam or a movable mirror device for controlling the focal point of the laser beam.
この構成によっても、レーザ光の移動等を確実にして抵抗器化回路付きプリント配線板の作製をすることができる。 Also with this configuration, it is possible to manufacture a printed wiring board with a resistor circuit while ensuring the movement of laser light and the like.
本発明によれば、配線パターンの作製処理過程で、配線パターンそのものに抵抗器を作成できるため、抵抗の部品コスト、実装コストを無くすことができる。
この場合、配線パターンの作製処理過程において、導体化回路と抵抗器化回路は、レーザ光の出力、走査速度及び走査領域の処理条件を変えるだけで、容易に作製することができる。
また、導電性ペーストによって作製される抵抗の厚さは、配線パターンと同程度であるので、多層化したプリント配線板にあっては、内層に抵抗器の作製が可能となり、内層に部品としての抵抗器を実装したのと同じ効果があるため、多層化したプリント回路板の小型化や薄型化に寄与する。
また、プリント配線板の外層に作製することもできるから、多層化を必要としないプリント配線板に利用することができる。
さらに、部品としての抵抗器をプリント回路板に実装するためには、抵抗器のリード線やピンを回路に、はんだ付け等する必要がある。
しかし、本発明では、プリント回路板上で導体化回路と抵抗器化回路が直接接続しているから、はんだ付け等の煩雑な作業や工程を省略することができる。
According to the present invention, a resistor can be created in the wiring pattern itself in the process of manufacturing the wiring pattern, so that it is possible to eliminate the component cost and mounting cost of the resistor.
In this case, in the process of manufacturing the wiring pattern, the conductor circuit and the resistor circuit can be easily manufactured only by changing the laser light output, the scanning speed, and the processing conditions of the scanning region.
In addition, since the thickness of the resistor produced by the conductive paste is about the same as that of the wiring pattern, it is possible to produce a resistor in the inner layer in a multilayer printed wiring board, and the inner layer as a component Since it has the same effect as mounting a resistor, it contributes to miniaturization and thinning of a multilayer printed circuit board.
Moreover, since it can also produce in the outer layer of a printed wiring board, it can utilize for the printed wiring board which does not require multilayering.
Furthermore, in order to mount a resistor as a component on a printed circuit board, it is necessary to solder the lead wires and pins of the resistor to the circuit.
However, in the present invention, since the conductor circuit and the resistor circuit are directly connected on the printed circuit board, complicated operations and processes such as soldering can be omitted.
以下、本発明による抵抗器化回路付きプリント配線板、該配線板の作製装置及び該配線板の作製方法の一実施形態を、図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a printed wiring board with a resistor circuit, a manufacturing apparatus for the wiring board, and a manufacturing method for the wiring board according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態による抵抗器化回路９、１０、１１の作製対象となる回路は、図３に示す如く、基板６に導電性ペースト１２を印刷することによってプリント印刷したものである。印刷は塗装でもよい。 Circuits to be manufactured for the resistor circuits 9, 10, and 11 according to the present embodiment are printed by printing the conductive paste 12 on the substrate 6 as shown in FIG. The printing may be painted.
ここで、抵抗器化回路９、１０、１１は、炭素皮膜抵抗器（カーボン抵抗器）やソリッド抵抗器などの部品としての抵抗器と同一の機能を有し、プリント配線回路上に領域をもって形成された回路である。
また、回路には、プリント回路、規格化や標準化された回路パターンや配線パターンを含む。
Here, the resistor circuit 9, 10, 11 has the same function as a resistor as a component such as a carbon film resistor (carbon resistor) or a solid resistor, and has a region on the printed wiring circuit. Circuit.
The circuit includes a printed circuit, a standardized or standardized circuit pattern, and a wiring pattern.
導電性ペースト１２は、平均粒径数十ｎｍの微粒子分散体状金属元素と平均粒径数十ｎｍ〜数μｍの微粒子粉体状金属元素、それに樹脂とからなる混合して液状化したものである。金属元素としては、抵抗率のきわめて低い金、銀、銅などが用いられる。
金属元素化合物としては、金、銀、銅などの金属酸化物や金属炭化物などが用いられる。
The conductive paste 12 is a liquefied mixture of a fine particle-dispersed metal element having an average particle diameter of several tens of nm, a fine powder metal element having an average particle diameter of several tens to several μm, and a resin. is there. As the metal element, gold, silver, copper or the like having a very low resistivity is used.
Examples of the metal element compound include metal oxides such as gold, silver, and copper, and metal carbides.
基板６としては、エポキシ樹脂、ケトン樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ガラス、シリコンが好ましい。 The substrate 6 is preferably an epoxy resin, a ketone resin, a polyimide resin, a fluororesin, glass, or silicon.
導電性ペースト１２を基板６に印刷するには、プリント印刷が最適ではあるが、これに限定するものではなく、回路化された導電性ペースト１２が的確に基板６に皮膜状に接着されるようにしたものであれば塗布その他であってもよい。 In order to print the conductive paste 12 on the substrate 6, print printing is optimal. However, the present invention is not limited to this, and the circuitized conductive paste 12 is accurately adhered to the substrate 6 in a film form. Any other coating may be used.
さて、本実施形態による抵抗器化回路付きプリント配線板の作製装置１は、図１に示すように、レーザ光を発振するレーザ発振器２、レーザ光を所要の大きさに集光する光学装置３、レーザ光を基板６の所定位置に照射するためのステージ４、レーザ発振器２及びステージ４を制御するコントローラ５を有し、レーザアニール方式とする。 Now, as shown in FIG. 1, an apparatus 1 for producing a printed wiring board with a resistor circuit according to the present embodiment includes a laser oscillator 2 that oscillates laser light, and an optical apparatus 3 that condenses the laser light to a required size. The laser annealing method is provided with a stage 4 for irradiating a predetermined position on the substrate 6 with a laser beam, a laser oscillator 2 and a controller 5 for controlling the stage 4.
作製装置１は、基板６の表面の所定位置若しくは全面に塗布又は印刷し、分
散剤を混合した高抵抗率の導電性ペースト１２に向け、レーザ光を照射することにより、この導電性ペースト１２の分散剤の除去と金属微粒子の焼結を行い、低抵抗率化を行うものである。
この低抵抗率化は、導体化回路８ａ、８ｂと抵抗器化回路９、１０、１１を形成する際、レーザ光の出力、走査速度及び走査領域の処理条件を変えることにより、導体化回路８ａ、８ｂにおける抵抗率を、抵抗器化回路９、１０、１１における抵抗率より低くするよう、コントローラ５の制御により達成することができる。
The manufacturing apparatus 1 applies or prints on a predetermined position or the entire surface of the substrate 6, and irradiates the conductive paste 12 with a dispersing agent with laser light toward the high resistivity conductive paste 12. The resistivity is lowered by removing the dispersant and sintering the metal fine particles.
This reduction in resistivity is achieved by changing the output of the laser beam, the scanning speed, and the processing conditions of the scanning region when forming the conductor circuit 8a, 8b and the resistor circuit 9, 10, 11. , 8b can be achieved by control of the controller 5 so as to be lower than the resistivity in the resistor circuit 9, 10, 11.
レーザ発振器２は、レーザ光を発振し、所要の波長、出力が得られるもので
あれば、個体、気体、液体、半導体レーザなどを用いる。また、１つのレーザ発振器で所要の出力が得られなければ、複数のレーザ発振器２を用いて、光学装置３でレーザ光の合成を行っても良い。
The laser oscillator 2 uses a solid, gas, liquid, semiconductor laser or the like as long as it can oscillate laser light and obtain a required wavelength and output. If a required output cannot be obtained with one laser oscillator, the laser light may be synthesized by the optical device 3 using a plurality of laser oscillators 2.
ステージ４は、レーザ光を導電性ペースト１２の任意の箇所に照射して走査
するために用いるもので、図１では、基板６を動かす構成としているが、レー
ザ発振器２側にステージ４をつけて、レーザ発振器２を動かしてもよい。
また、レーザ光を任意の箇所に照射して走査するために、ガルバノミラー等
を用いても良い。
The stage 4 is used for irradiating and scanning an arbitrary portion of the conductive paste 12 with a laser beam. In FIG. 1, the substrate 6 is moved, but the stage 4 is attached to the laser oscillator 2 side. The laser oscillator 2 may be moved.
In addition, a galvanometer mirror or the like may be used in order to scan by irradiating an arbitrary position with laser light.
コントローラ５は、レーザ光を制御するためのレーザ出力制御機構、レーザ走査速度制御機構及びレーザ照射領域制御機構を備え、オプションとして、可動ステージ装置や可動ミラー装置の制御機構を有する。 The controller 5 includes a laser output control mechanism for controlling laser light, a laser scanning speed control mechanism, and a laser irradiation area control mechanism, and optionally has a control mechanism for a movable stage device and a movable mirror device.
次に、導電性ペースト１２が印刷された基板６へのプリント印刷について、概要を説明する。 Next, an outline of print printing on the substrate 6 on which the conductive paste 12 is printed will be described.
まず、金属元素微粒子分散体、金属元素粉体に樹脂を混合させて液状化した導電性ペースト１２を作り、所定の回路化を行って、基板６にプリント印刷することにより、プリント印刷基板が出来上がる。プリント印刷された導電性ペースト１２で形成した回路の焼結前の平均皮膜厚は数μｍである。 First, a conductive paste 12 is prepared by mixing a resin in metal element fine particle dispersion and metal element powder, liquefying, forming a predetermined circuit, and performing print printing on the substrate 6 to complete a printed printing substrate. . The average film thickness before sintering of the circuit formed of the printed conductive paste 12 is several μm.
ここで、金属元素微粒子分散体、金属元素粉体及び樹脂の混合方法、基板６へのプリント印刷方法については種々の方法がある。しかし、本発明では、固有の導電性ペースト１２を必要としない。 Here, there are various methods for the method of mixing the metal element fine particle dispersion, the metal element powder and the resin, and the method of printing on the substrate 6. However, in the present invention, the inherent conductive paste 12 is not required.
次に、本発明である抵抗器化回路付きプリント配線板の作製工程を説明する。 Next, the manufacturing process of the printed wiring board with a resistor circuit according to the present invention will be described.
導電性ペースト１２を塗布又は印刷し、所定の回路がプリントされた基板６は、ステージ４に載置される。 The substrate 6 on which the conductive paste 12 is applied or printed and a predetermined circuit is printed is placed on the stage 4.
次に、レーザ発振器２から発振されたレーザ光を、光学装置３で集光して任
意のサイズのレーザ光スポット７を形成し、ステージ４を動作させてプリント回路８の任意の位置を起点として照射して走査する。このとき、コントローラ
５により、レーザ出力、走査速度及び走査領域を制御する。
Next, the laser beam oscillated from the laser oscillator 2 is condensed by the optical device 3 to form a laser beam spot 7 having an arbitrary size, and the stage 4 is operated to start an arbitrary position of the printed circuit 8. Irradiate and scan. At this time, the controller 5 controls the laser output, the scanning speed, and the scanning area.
例えば、レーザの出力をＰ[Ｗ]として、図２に示すように、レーザ光を、集光したレーザ光スポット７のサイズがＤＬ[ｕｍ]×ＤＳ[ｕｍ]として、レーザ光スポット７をＤＳの方向にＶ[ｍ／ｓ]で走査させると、投入エネルギー密度Ｊ[Ｊ／ｕｍ２]は、次式となる。 For example, assuming that the output of the laser is P [W], and the size of the laser beam spot 7 that has collected the laser beam is D L [um] × D S [um], as shown in FIG. the when the scanned V [m / s] in the direction of D S, input energy density J [J / um 2] is represented by the following equation.
（数１）
Ｊ＝｛Ｐ／（ＤＬ×ＤＳ）｝×｛（ＤＳ×１０−６）／Ｖ｝・・・（１）
(Equation 1)
J = {P / (D L × D S )} × {(D S × 10 −6 ) / V} (1)
式（１）において、レーザ出力Ｐと走査速度Ｖを変化させると、投入エネルギー密度Ｊが変化する。 In the formula (1), when the laser output P and the scanning speed V are changed, the input energy density J changes.
前記のレーザ出力Ｐと走査速度Ｖを調整して、導電性ペースト１２を焼結させ、導電性ペースト１２がプリント回路８として許要される抵抗率となるようなエネルギー密度Ｊ１で加工して、配線パターンを作製する。 By adjusting the laser output P and the scanning speed V, the conductive paste 12 is sintered, and the conductive paste 12 is processed at an energy density J 1 so that the resistivity required for the printed circuit 8 is obtained. A wiring pattern is produced.
ここで、前提となる抵抗率について略述する。電流の流れ易さを定義する前記抵抗率は、次式で定義される（例えば、玉井輝雄著 「図解による半導体デバイスの基礎」 コロナ社出版、２００３年３月発行、Ｐ．１８〜１９）。 Here, the basic resistivity will be briefly described. The resistivity that defines the ease of current flow is defined by the following equation (for example, Teruo Tamai “Basics of Semiconductor Devices by Illustration”, Corona Publishing Co., Ltd., March 2003, P.18-19).
（数２）
Ｒ＝ρ（Ｌ/Ｓ）・・・・・（２）
(Equation 2)
R = ρ (L / S) (2)
式（２）において、Ｒは試料の抵抗、Ｌは試料の長さ、Ｓは試料の断面積で
あってρは式（２）を取り持つ定数で抵抗率として定義される。抵抗率ρが高いほど電気は通りにくい。
In equation (2), R is the resistance of the sample, L is the length of the sample, S is the cross-sectional area of the sample, and ρ is a constant that holds equation (2) and is defined as the resistivity. The higher the resistivity ρ, the more difficult it is to pass electricity.
本発明では、導電性ペースト１２が式（２）における試料に該当する。したがって、導電性ペースト１２として使用する素材の種別（抵抗率ρの変動に影響）、その素材を混合等してペースト状にして基板６にプリント印刷して基板
６上に薄膜形成したときの膜厚、この膜厚で形成される回路における回路幅（膜厚と幅とからなる面積は試料の断面積Ｓに該当）、抵抗器化回路の領域と
しての始点停止点間の長さ（試料の長さＬに該当）、さらにこれらとともにレーザの走査速度や照射条件が、抵抗器化回路における抵抗値の決定要因となる。
In this invention, the electrically conductive paste 12 corresponds to the sample in Formula (2). Accordingly, the type of material used as the conductive paste 12 (influence on fluctuations in resistivity ρ), the material mixed, etc., pasted into a paste form, printed on the substrate 6 and formed into a thin film on the substrate 6 Thickness, circuit width in the circuit formed with this film thickness (the area consisting of the film thickness and width corresponds to the cross-sectional area S of the sample), the length between the starting point and stop point as the region of the resistor circuit (the sample length) Corresponding to the length L), together with these, the scanning speed of the laser and the irradiation conditions are determinants of the resistance value in the resistor circuit.
つまり抵抗率ρは、導電性ペースト１２の焼結条件によって大きな影響を受
ける。
That is, the resistivity ρ is greatly affected by the sintering conditions of the conductive paste 12.
そこで、本発明において、レーザ出力Ｐと走査速度Ｖを調整して、導電性ペ
―ストを焼結させ、導電性ペーストの抵抗率がρＡ[Ω・ｍ]となったし、その時の投入エネルギー密度をＪ２とする。導電性ペーストの塗布厚をｄ[m]として、幅ｗＡ[m]、長さＬＡ[m]に対して行うと、次式を得る。
Therefore, in the present invention, the laser output P and the scanning speed V are adjusted, the conductive paste is sintered, and the resistivity of the conductive paste becomes ρ A [Ω · m]. the energy density and J 2. When the conductive paste is applied to the width w A [m] and the length L A [m], where d [m] is the coating thickness, the following equation is obtained.
（数３）
ＲＡ＝ρＡ・ＬＡ／（ｄ・ｗＡ）・・・・・（３）
(Equation 3)
R A = ρ A · L A / (d · w A ) (3)
式（３）において、ＲＡは抵抗であって、このような抵抗を有する抵抗器化回路を形成することができる。このようにして、回路に実質抵抗器となる抵抗器化回路ＲＡ９を作製する。 In Equation (3), RA is a resistor, and a resistor circuit having such a resistor can be formed. In this way, a resistor circuit RA 9 which is a substantial resistor in the circuit is produced.
また、投入エネルギー密度はＪ２として、導電性ペーストの塗布厚をｄ[m]と
して、幅ｗＢ[m]、長さＬＢ[m]とすれば、次式を得る。
Also, input energy density as J 2, the coating thickness of the conductive paste as d [m], the width w B [m], if the length L B [m], the following expression is obtained.
（数４）
ＲＢ＝ρＡ・ＬＢ／（ｄ・ｗＢ）・・・・・（４）
(Equation 4)
R B = ρ A · L B / (d · w B ) (4)
式（４）において、ＲＢは抵抗であって、このような抵抗を有する抵抗器化回路を形成することができる。このようにして、回路に実質抵抗器となる抵抗器化回路ＲＢ１０を作製する。 In Equation (4), R B is a resistor, and a resistor circuit having such a resistor can be formed. In this way, a resistor circuit R B 10 that is a substantial resistor in the circuit is produced.
さらに、レーザ出力Ｐと走査速度Ｖを調整して、導電性ペーストを焼結させ、
導電性ペーストの抵抗率がρＢ[Ω・ｍ]となったし、その時の投入エネルギー密度をＪ３とする。導電性ペーストの塗布厚をｄ[m]として、幅ｗＡ[m]、長さＬＡ[m]に対して行うと、次式を得る。
Furthermore, by adjusting the laser output P and the scanning speed V, the conductive paste is sintered,
The resistivity of the conductive paste is ρ B [Ω · m], and the input energy density at that time is J 3 . When the conductive paste is applied to the width w A [m] and the length L A [m], where d [m] is the coating thickness, the following equation is obtained.
（数５）
ＲＣ＝ρＢ・ＬＡ／（ｄ・ｗＡ）・・・・・（５）
(Equation 5)
R C = ρ B · L A / (d · w A ) (5)
式（５）において、ＲＣは抵抗であって、このような抵抗を有する抵抗器化回路を形成することができる。このようにして、回路に実質抵抗器となる抵抗器
化回路ＲＣ１１を作製する。
In Equation (5), R C is a resistor, and a resistor circuit having such a resistor can be formed. In this way, a resistor circuit R C 11 that is a substantial resistor in the circuit is produced.
以上の実質抵抗器となる抵抗器化回路９の作製過程を、図４を参照して、経時的に説明する。 The manufacturing process of the resistor circuit 9 serving as the above substantial resistor will be described over time with reference to FIG.
図４は、抵抗器化回路の作製過程のプリント配線板の断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the printed wiring board in the process of manufacturing the resistor circuit.
基板６上に皮膜形成されたプリント回路８に対し、レーザ光スポット７がＸ１を起点として当該プリント回路８をトレースするように照射し始める。 To a printed circuit 8, which is film-formed on the substrate 6, it begins to irradiation such that the laser beam spot 7 traces the printed circuit 8 as the starting point X 1.
レーザ光スポット７は、プリント回路８のＸ２まで走査する。その間のレーザ光スポット７の照射条件等は、コントローラ５から制御指令に従う。この制御指令は、導体化回路８ａの抵抗率を抵抗器化回路９の抵抗率より低い抵抗率になるよう制御する。つまり、導電性ペースト１２が完全に導体化する条件で熱処理を行なえば、導体化回路８ａを形成することができる。
Ｘ１からＸ２までの回路の領域は、導体化した回路である導体化回路８ａを形成する。
The laser beam spot 7 scans up to X 2 of the printed circuit 8. The irradiation condition of the laser beam spot 7 during that time follows a control command from the controller 5. This control command controls the resistivity of the conductor circuit 8a to be lower than that of the resistor circuit 9. That is, if the heat treatment is performed under the condition that the conductive paste 12 becomes a conductor completely, the conductor circuit 8a can be formed.
Region of the circuit from X 1 to X 2 form a conductor circuit 8a is a circuit that conductors of.
レーザ光スポット７は、プリント回路８上を走査し続ける。そして、Ｘ３に至ったときのＸ２からＸ３までの回路の領域は、抵抗器化した回路である抵抗器化回路９を形成する。当然Ｘ２〜Ｘ３間のレーザ光スポット７の投入エネルギー密度Ｊは、 Ｘ１〜Ｘ２間のレーザ光スポット７の投入エネルギー密度Ｊとは異なる。
つまり、導電性ペースト１２を、所望の抵抗率を示す条件で熱処理を行なえば、抵抗器化回路９を形成することができる。
The laser light spot 7 continues to scan on the printed circuit 8. And X3X when we reached2To X3The circuit area up to this point forms a resistor circuit 9 which is a resistor circuit. Naturally X2~ X3The input energy density J of the laser beam spot 7 is X1~ X2It is different from the input energy density J of the laser beam spot 7 in the meantime.
In other words, if the conductive paste 12 is heat-treated under the conditions showing a desired resistivity, the resistor circuit 9 can be formed.
同様に、レーザ光スポット７は、プリント回路８上を走査し続ける。そして、Ｘ4に至ったときのＸ3からＸ4までの回路の領域は、導体化回路８bを形成する。 Similarly, the laser light spot 7 continues to scan on the printed circuit 8. The circuit region from X 3 to X 4 when X 4 is reached forms a conductor circuit 8b.
本発明による導体化回路８ａ、８ｂ及び抵抗器化回路９、１０、１１は、基板３に比較し、極めて薄い厚さの導電性ペースト１２の焼結皮膜であるから、実質的に基板６そのものに、導体化回路８ａ、８ｂ及び抵抗器化回路９、１０、１１を形成したのと同視しうる。 Since the conductor circuit 8a, 8b and the resistor circuit 9, 10, 11 according to the present invention are sintered films of the conductive paste 12 having a very thin thickness compared to the substrate 3, the substrate 6 itself is substantially. In addition, it can be considered that the conductor circuits 8a and 8b and the resistor circuits 9, 10, and 11 are formed.
本発明の抵抗器化回路９、１０、１１は、最もよく使われる炭素皮膜抵抗器のみならず、ソリッド抵抗器、巻線抵抗器、合成皮膜抵抗器、集積抵抗器など各種抵抗器の抵抗器化をプリント回路８に作製することができる。 The resistor circuits 9, 10, and 11 of the present invention are not only the most commonly used carbon film resistors, but also resistors of various resistors such as solid resistors, winding resistors, synthetic film resistors, and integrated resistors. Can be made in the printed circuit 8.
１ 作製装置、２ レーザ発振器、３ 光学装置、４ ステージ、
５ コントローラ、６ 基板、７ レーザ光スポット、８ プリント回路、
９ 抵抗器化回路ＲＡ、１０ 抵抗器化回路ＲＢ、１１ 抵抗器化回路ＲＣ
１２：導電性ペースト
１００：抵抗器化回路付きプリント配線板
1 manufacturing equipment, 2 laser oscillator, 3 optical equipment, 4 stages,
5 Controller, 6 Substrate, 7 Laser spot, 8 Print circuit,
9 Resistorization circuit R A , 10 Resistorization circuit R B , 11 Resistorization circuit R C
12: Conductive paste
100: Printed wiring board with resistor circuit
Claims (11)
レーザ光の焦点を制御する可動ミラー装置を有することを特徴とする請求項４
又は５に記載の抵抗器化回路付きプリント配線板の作製装置。 5. The manufacturing apparatus includes a movable stage device that controls movement of the laser beam or a movable mirror device that controls a focal point of the laser beam.
Or a device for producing a printed wiring board with a resistor-ized circuit according to 5;
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