JP3037158B2 - プリント配線体の製造方法並びにその製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線体の
製造方法並びにその製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント配線板は、絶縁性のガラ
スエポキシ等の基材に銅箔を塗布すると共に、スクリー
ンマスク（レジストマスク）を使用してエッチングレジ
ストを印刷し、それをエッチング処理して回路配線とし
て不必要な箇所の銅箔を除去し、残されたエッチングレ
ジスト部分に穿孔を施した後、その穿孔に銅を充填（汎
用製造方法）し、この基材を接着剤を介して多層状に積
層してプレスし、この多層基材にチップ部品が実装され
る。このプリント配線板は、実装されるチップ部品が
Ｃ，Ｒ，Ｌの挿入型部品、挿入実装型のＩＣ（ＤＩＰ）
の場合は勿論、表面実装型のＢＧＡ、ＣＳＰ等も場合も
同様に製作される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プリント配
線板は各基材をスクリーンマスク（レジストマスク）を
使用してのエッチングレジスト印刷、エッチング処理等
の工程を経て製作することから、専門の印刷業者に任さ
ずをえず、製作が長期化すると共に、量産と同一手順に
よる各基材の製作となり、試作と言えども莫大な費用が
かかってしまう。しかも、穿孔に銅を充填してビアホー
ルを形成する時、穿孔が微細でアスペクト比が高い場合
にスクリーン法等では穿孔に充填できず、回路が高密度
する今日のニーズに対応できない問題もあった。

【０００４】本発明は、従来事情に鑑みてなされたもの
で、その技術的課題はアスペクト比が高い微細孔にビア
ホールを有する安価な試作用プリント配線体を製造する
ことである。 他の技術的課題はその試作用プリント配線
体の製作期間を大幅に短縮すること にある。 更に他の技
術的課題は回路が高密度化する今日のニーズに適応する
試作用プリント配線体を製造することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に講じた技術的手段は、請求項１は、電子設計ＣＡＤで
各基材の電子回路設計、配線パターン設計を行い、その
設計に基づいて各基材の微細孔の穿孔パターン、回路配
線パターン、接着剤の塗布パターン、チップ部品の実装
パターンのデータを作成し、その作成データをもとにし
て各基材の所定位置へのアスペクト比の高い微細孔の孔
開け、前記微細孔への導電性の金属微粒子を混在した金
属ペースト粒の加速度をつけての打ち込み及び同金属ペ
ースト粒の回路配線パターンでの塗布、基材同士を固着
するために基材への接着剤の塗布を行った後、各基材を
多層状に積み重ねてプレスし、得られた多層基材に前記
作成データをもとにチップ部品を実装してなり、前記微
細孔への導電性の金属微粒子を混在した金属ペースト粒
の加速度をつけての打ち込みが、インクジェットプリン
タで行なわれ、該インクジェットプリンタが、蒸発型接
着剤、水蒸気硬化樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等
のペースト材にサブミクロン乃至数ミクロン径のＣｕま
たはＰｂまたはＡｇの金属微粒子を混在させた金属ペー
ストを蓄えたインクボトルに、超音波を励起して前記金
属微粒子をインクボルトに均一に分散させ、この金属ペ
ーストを供給ポンプで吸い上げ電子磁歪素子で振動を与
えてノズルヘッドから噴出し、その噴出する金属ペース
ト粒ごとに帯電電極で信号電圧に対応した電圧で帯電さ
せ、その帯電した金属ペースト粒を、偏向電極間を通過
させて帯電量に応じた偏向を与えて基材の所要位置にそ
の金属ペースト粒を加速度をつけて打ち込む帯電制御式
であることを要旨とする。

【０００６】前記請求項１では各基材の所定位置へのア
スペクト比の高い微細孔の孔開けと、微細孔への導電性
の金属微粒子を混在した金属ペースト粒の加速度をつけ
ての打ち込み（ビアホール形成）及び回路配線の形成
と、その基材同士を固着するための基材への接着剤塗布
とを回路設計と、配線パターンの設計を行う電子設計Ｃ
ＡＤのその設計をもとに作成されたデータをもって行
い、各基材を多層状に積層しプレスして固着した後の所
定位置へのチップ部品の実装も、作成データをもって行
われる。従って、従来では形成できない小さなビアホー
ルを有し且つチップ部品を実装した試作用プリント配線
体を電子設計ＣＡＤの近くで製造できる。

【０００７】請求項２は、電子設計ＣＡＤで各基材の電
子回路設計、配線パターン設計を行い、その設計に基づ
いて各基材の微細孔の穿孔パターン、回路配線パター
ン、接着剤の塗布パターン、チップ部品の実装パターン
のデータを作成し、その作成データをもとにして各基材
の所定位置へのアスペクト比の高い微細孔の孔開け、前
記微細孔への導電性の金属微粒子を混在した金属ペース
ト粒の加速度をつけての打ち込み及び同金属ペースト粒
の回路配線パターンでの塗布、基材同士を固着するため
に基材への接着剤の塗布を行った後、各基材を多層状に
積み重ねてプレスし、得られた多層基材に前記作成デー
タをもとにチップ部品を実装して試作用プリント配線体
を製造し、該試作用プリント配線体の検査に基づき修正
した電子設計ＣＡＤの電子回路設計、配線パターン設計
のデータを基にしてレジストマスクを製作し、該レジス
トマスクを使用して汎用製造方法でプリント配線体を製
造してなり、前記微細孔への導電性の金属微粒子を混在
した金属ペースト粒の加速度をつけての打ち込みが、イ
ンクジェットプリンタで行なわれ、該インクジェットプ
リンタが、蒸発型接着剤、水蒸気硬化樹脂、光硬化性樹
脂、熱硬化性樹脂等のペースト材にサブミクロン乃至数
ミクロン径のＣｕまたはＰｂまたはＡｇの金属微粒子を
混在させた金属ペーストを蓄えたインクボトルに、超音
波を励起して前記金属微粒子をインクボルトに均一に分
散させ、この金属ペーストを供給ポンプで吸い上げ電子
磁歪素子で振動を与えてノズルヘッドから噴出し、その
噴出する金属ペースト粒ごとに帯電電極で信号電圧に対
応した電圧で帯電させ、その帯電した金属ペースト粒
を、偏向電極間を通過させて帯電量に応じた偏向を与え
て基材の所要位置にその金属ペースト粒を加速度をつけ
て打ち込む帯電制御式であることを要旨とする。

【０００８】前記請求項２は、前記請求項１で製造され
た試作用プリント配線体を回路試験 等で検査して修正し
た電子設計ＣＡＤのデータを基にして各基材のレジスト
マスクを製作し、そのレジストマスクを使用して汎用製
造方法でプリント配線体を量産することができる。

【０００９】請求項３は、電子設計ＣＡＤで各基材の電
子回路設計、配線パターン設計を行い、その設計に基づ
いて各基材の微細孔の穿孔パターン、回路配線パター
ン、接着剤の塗布パターン、チップ部品の実装パターン
のデータを作成し、その作成データをもとにして、基材
を定位置で積層する度に積層された基材の所定位置アス
ペクト比の高い微細孔の穿孔を行った後、その微細孔へ
の導通性の金属微粒子を混在した金属ペースト粒の加速
度をつけての打ち込み及び同金属ペースト粒の回路配線
パターンでの塗布、次層の基材を固着するための接着剤
の塗布を順次行い、得られた多層基材の所定位置に前記
作成データをもとにチップ部品を実装してなり、その微
細孔への導電性の金属微粒子を混在した金属ペースト粒
の加速度をつけての打ち込みが、インクジェットプリン
タで行なわれ、該インクジェットプリンタが、蒸発型接
着剤、水蒸気硬化樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等
のペースト材にサブミクロン乃至数ミクロン径のＣｕま
たはＰｂまたはＡｇの金属微粒子を混在させた金属ペー
ストを蓄えたインクボトルに、超音波を励起して前記金
属微粒子をインクボルトに均一に分散させ、この金属ペ
ーストを供給ポンプで吸い上げ電子磁歪素子で振動を与
えてノズルヘッドから噴出し、その噴出する金属ペース
ト粒ごとに帯電電極で信号電圧に対応した電圧で帯電さ
せ、その帯電した金属ペースト粒を、偏向電極間を通過
させて帯電量に応じた偏向を与えて基材の所要位置にそ
の金属ペースト粒を加速度をつけて打ち込む帯電制御式
であることを要旨とする。

【００１０】前記請求項３では基材を多層状に積層する
度にその定位置で微細孔が穿孔されることから、微細孔
を穿孔した基材をいちいち位置合わせする必要がなくな
り、高精度のプリント配線体が製造できる。

【００１１】請求項４は、各基材の電子回路設計、配線
パターン設計を行う電子設計ＣＡＤ と、その設計に基づ
いて各基材の微細孔の穿孔パターン、回路配線パター
ン、接着剤の塗布パターン、チップ部品の実装パターン
のデータを作成するデータ処理装置と、各基材の所定位
置にアスペクト比の高い微細孔を穿孔する穿孔装置と、
その穿孔された微細孔に導電性の金属微粒子を混在した
金属ペースト粒を加速度をつけて打ち込んで孔埋めする
と共に回路配線パターンをもって同金属ペースト粒を噴
出する導体噴出装置と、金属ペースト粒の硬化装置と、
基材同士を固着するために基材に接着剤を塗布する接着
剤噴出装置と、各基材を多層状に一体的するプレス装置
と、得られた多層基材にチップ部品を実装するチップ装
着装置と、前記穿孔装置、導体噴出装置、硬化装置、接
着剤噴出装置、プレス装置に各基材を受け渡し可能に搬
送する基材搬送装置と、各装置に連絡し、記憶された所
定の制御プログラムに則って前記作成データをもとに各
装置を制御してチップ部品を実装したプリント配線体を
製造する制御部とを備え、前記導体噴出装置が、インク
ジェットプリンタであり、且つ該インクジェットプリン
タが、蒸発型接着剤、水蒸気硬化樹脂、光硬化性樹脂、
熱硬化性樹脂等のペースト材にサブミクロン乃至数ミク
ロン径のＣｕまたはＰｂまたはＡｇの金属微粒子を混在
させた金属ペーストを蓄えたインクボトルに、超音波を
励起して前記金属微粒子をインクボルトに均一に分散さ
せ、この金属ペーストを供給ポンプで吸い上げ電子磁歪
素子で振動を与えてノズルヘッドから噴出し、その噴出
する金属ペースト粒ごとに帯電電極で信号電圧に対応し
た電圧で帯電させ、その帯電した金属ペースト粒を、偏
向電極間を通過させて帯電量に応じた偏向を与えて基材
の所要位置にその金属ペースト粒を加速度をつけて打ち
込む帯電制御式であることを要旨とする。

【００１２】前記請求項６は、電子設計ＣＡＤの電子回
路設計、配線パターン設計からデータ処理装置が各基材
の微細孔の穿孔パターン、回路設計パターン、接着剤の
塗布パターン、チップ部品の実装パターン等のデータを
作成し、制御部が予め記憶されている所定の制御プログ
ラムに則ってその作成データをもとに穿孔装置、硬化装
置、導体噴出装置（帯電制御式のインクジェットプリン
タ）、接着剤噴出装置、プレス装置、チップ装着装置、
それら各装置に受け渡し可能とする基材搬送装置を制御
して、回路を縮小させ、より高密度で精度の良い回路構
成のチップ部品 を実装した試作用プリント配線体を製造
する。

【００１３】尚、ここで導電性の金属微粒子を混在した
金属ペースト粒とは、微細径のＣｕ（銅）やＰｂ（パラ
ジウム）やＡｇ（銀）の金属微粒子を水蒸気硬化樹脂、
光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、蒸発型接着剤等のペース
ト材に混在した公知の導体用ペーストである。水蒸気硬
化樹脂タイプは、シアンアプリレート等であり、水蒸気
カーテン（硬化装置）等の高湿度の雰囲気を通すことで
樹脂分が硬化する。また、光硬化性樹脂タイプは紫外線
（硬化装置）の照射によって樹脂分が硬化する。熱硬化
性樹脂タイプは熱ローラ（硬化装置）等の加熱体による
加熱で樹脂分が硬化する。蒸発型接着剤タイプはアルコ
ールやガソリン等の揮発性の溶剤であり、自然放置によ
る蒸発や強制的な加熱で接着剤が硬化する。この硬化に
よって金属微粒子群で導体部を形成する。

【００１４】

【発明の実施の形態】 次に本実施の形態を説明すると、
本実施の形態では導体噴出装置が導電性の金属微粒子を
混在した金属ペースト粒をアスペクト比が高い微細孔に
加速度をつけて打ち込むインクジェットプリンタの場合
を示している。 図１、図２、図３はプリント配線体の製
造装置を示し、電子設計ＣＡＤ１、データ処理装置２、
基材（シートまたはフィルム）のスタック部３、穿孔装
置４、プレス装置５、導体噴出装置６、硬化装置７、接
着剤噴出装置８、保護剤噴出装置９、印刷用噴出装置1
0、チップ装着装置11及びそれらを連絡する基材搬送装
置12を備えている。 基材のスタック部３、穿孔装置４、
プレス装置５、導体噴出装置６、硬化装置７、接着剤噴
出装置８、保護膜噴出装置９、印刷用噴出装置10、チッ
プ装着装置11の順に並設されている。

【００１５】基材搬送装置12は、前記スタック部３、各
装置６、７、８、９、１０、１１間を往復制御動するコ
ンベア装置31、61、81、91、101 、111 と、そのコンベ
ア装置31、61、81、91、101 、111 と、そのスタック部
３及び装置６、８、９、１０ 、１１間で基材100 の受け
渡しを行う受け渡し装置32、62、82、92、102 、112と
からなっている。

【００１６】電子設計ＣＡＤ１は、プリント配線体を構
成する各基材100 …毎の論理的な電子回路設計、最適な
配線パターン設計を行うものである。 この電子設計ＣＡ
Ｄ１は、図５に示すようにデータ処理装置２に連絡され
ている。

【００１７】データ処理装置２は、図５の電気的な構成
を示すブロック図に示すように、前記電子設計ＣＡＤ１
の設計データに基づいて各基材100 の微細孔の穿孔パタ
ーン、回路配線パターン、接着剤の塗布パターン、保護
剤の塗布パターン、印刷パターン、チップ部品の実装デ
ータ等のデータを作成し、それを記憶すると共に、基材
100 毎のデータ及びスタック部３、各装置４、５、６、
７、８、９、１０、１１を管理し前記作成データにもと
にして前記スタック部３、穿孔装置４、プレス装置５、
導体噴出装置６、硬化装置７、接着剤噴出装置８、保護
膜噴出装置９、印刷用噴出装置10、チップ装着装置11を
制御する制御部Ａとを有している。

【００１８】コンベア装置31、61、81、91、101 、111
は、往復制御動可能に構成されており、基材100 のスタ
ック部３及び穿孔装置４、導体噴出装置６、接着剤噴出
装置８、保護膜噴出装置９、印刷用噴出装置10、チップ
装着装置11の前側に横一列に並設され、前記データ処理
装置２の制御で基材100 を所望の装置の前等所望位置で
一時停止させることができるようになっている。

【００１９】前記基材100 のスタック部３及び各装置
４、６、８、９、１０、１１は図示するように長尺な機
台Ｂ上に設置されている。

【００２０】受け渡し装置32、62、82、92、102 、112
は図２、図３に示すように各コンベア装置31、61、81、
91、101 、111 及び機台Ｂ上面の幅方向の殆どの部分を
跨ぐように立設する門型の支柱201 の水平杆201 ａにＹ
軸移動機構202 を設け、該Ｙ 軸移動機構202 にバキュー
ムパット204 をＺ軸機構203 を介して吊持した構成にな
っている。

【００２１】基材100 のスタック部３は、機台Ｂの最も
上流域に隣設して配設されており、多段状にスタックし
た基材100 を受け渡し装置32で吸着して穿孔装置４とコ
ンベア装置31との間で基材100 を移し替え可能にしてい
る。

【００２２】穿孔装置４は、前記スタック部３に隣設し
て配設され、前記スタック部３の受け渡し装置32で移し
替える基材100 をバキュームチャックで仮固定するＸ・
Ｙ移動可能なホルダー14と、パンチングユニット24とを
備え、前記制御部Ａでの指令通りにホルダー14をＸ・Ｙ
方向に移動させながらパンチングユニット24で各基材10
0 の所定位置に穿孔を施し、前記受け渡し装置32で基材
100 を再度吸着してコンベア装置31に移し替えることが
できるようになっている。

【００２３】プレス装置５は、前記穿孔装置４下流にお
けるコンベア装置31を跨ぐように設置してなり、内部に
上下動可能な可動型（図示せず）を設けると共に、その
可動型（図示せず）と相対するコンベア装置31の裏面に
固定型15を配置している。

【００２４】導体噴出装置６は、本実施例ではインクジ
ェットプリンタを利用したものを示している。この導体
噴出装置６は前記プレス装置５の下流に配設されてお
り、受け渡し装置62に隣設して機台Ｂに門型の支持柱30
1 を立設し、その支持柱301 の平行杆301a、301a間にＹ
軸移動機構302 を架設状に設け、該Ｙ軸移動機構302 に
後述するインクジェットプリンタＣのノズルヘッドｃを
吊持状に設ける共に、機台Ｂに載置用テーブル100 ａ用
の支持体303 をＸ軸移動機構304 を介してＸ方向移動可
能に連結し、該支持体303 上で載置用テーブル100 ａを
Ｙ軸移動機構305を介してＹ方向に移動可能にしてい
る。 この導体噴出装置６は、前記Ｘ軸移動機構304 、Ｙ
軸移動機構302 、305 は共に、サーボモータ、パルスモ
ータ、リニアモータ等を駆動源とし、ボール螺子棒が回
転することでガイド軸を介してノズルヘッドｃ、支持体
303 、載置用テーブ ル100 ａが個々にスライドする周知
の構造になっており、受け渡し装置61で基材100 を取り
込む毎に載置用テーブル100 ａが取り込み場所まで前進
し、そこから載置された基材100 をノズルヘッドｃ側に
後退させ、更に支持体303 、載置用テーブル100 ａ、イ
ンクジェットプリンタＣのノズルヘッドｃをＸ、Ｙ方向
に制御動させることができる。

【００２５】インクジェットプリンタＣは、図４に示す
原理図のように、インクボトルｃ１にサブミクロン乃至
数ミクロン径のＣｕ（銅）またはＰｂ（パラジウム）ま
たはＡｇ（銀）の金属微粒子を蒸発型接着剤、水蒸気硬
化樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等のペースト材に
混在させた金属ペーストｃ２を蓄え、そのインクボトル
ａ１に超音波を励起して金属微粒子をインクボトルｃ１
内に均一に分散させ、その金属ペーストｃ２を供給ポン
プｃ３で吸い上げ電子磁歪素子ｃ４で振動を与えてノズ
ルヘッドｃから噴出し、その金属ペースト粒ｃ５ごとに
帯電電極ｃ６で信号電圧に対応した電圧で帯電させ、そ
の帯電した金属ペースト粒ｃ５を偏向電極ｃ７間を通過
させて帯電量に応じた偏向を与えて基材100 の所要位置
にその金属ペースト粒ｃ５を加速度をつけて打ち込む帯
電制御式と呼称される周知のものであり、偏向電極ｃ７
に給電しない時にはガターｃ８で捕らえて回収ポンプｃ
９でインクボトルｃ１に回収するようになっており、偏
向電極ｃ７への給電、給電の停止で金属ペースト粒ｃ５
の噴出位置、即ち基材100 への打ち込み位置を制御可能
になっている。 この帯電制御式のインクジェットプリン
タＣは、その特性として表面張力で５０μｍ程度の断面
真円状の金属ペースト粒ｃ５を加速度をつけて打ち込む
ことが可能であり、その金属ペースト粒ｃ５径よりも僅
かに小さなアスペクト比が高い微細孔14でも確実に金属
ペースト粒ｃ５を充填することができる。

【００２６】導体噴出装置６は、支持体303 、載置用テ
ーブル100 ａ、ノズルヘッドｃのＸ軸移動機構304 、Ｙ
軸移動機構302 、305 と、偏向電極ｃ７の給電、給電の
停止とを制御して、アスペクト比が高い微細孔14にノズ
ルヘッドｃから金属ペースト粒ｃ５を加速度をつけて打
ち込んで微細孔14に充填してビアホール400 を形成す る
と共に回路配線500 を印刷する。

【００２７】符号７は硬化装置であり、導体噴出装置６
との間で基材100 の受け渡しを行うコンベア装置61の下
流部分に跨ぐように設置してある。 この硬化装置７は、
微細孔14に打ち込まれると共に回路配線パターンをもっ
て塗布された金属ペーストｃ２が、水蒸気硬化樹脂の場
合には水蒸気カーテンであり、光硬化性樹脂の場合には
紫外線放射装置、熱硬化性樹脂の場合には熱ローラ等が
使用される。

【００２８】接着剤噴出装置８、保護膜噴出装置９、印
刷用噴出装置10は前記導体噴出装置６の下流に順次配設
されている。

【００２９】この接着剤噴出装置８は、基材100 を多層
状にする時、最上層となる基材100を除いてその下層と
なる基材100 のビアホール400 、回路配線500 部分及び
コネクタ部分等を除いて表面部分に接着膜18を塗布する
ものである（図６乃至図８参照）。 また、保護膜噴出装
置９は、最上層の基材100 の表面にチップ部品600 との
コネクト部分を除いて保護膜19をコーティングするもの
であり、印刷用噴出装置10は、更にその上にナンバー、
社内記号等の印刷10’を施すものである（図８参照）。

【００３０】これら接着剤噴出装置８、保護膜噴出装置
９、印刷用噴出装置10は、導体噴出装置６と同様にイン
クジェットプリンタＣで接着剤、保護剤、印刷用剤を噴
出するようになっており、各受け渡し装置82、92、102
に隣設して前記導体噴出装置６と同様な構造をもって設
置されており、支持体303 、載置用テーブル100 ａ、イ
ンクジェットプリンタＣのノズルヘッドｃをＸ、Ｙ方向
に制御動させて、接着膜18、保護膜19、ナンバーや社内
番号等の印刷10’を各々施層するようになっている（図
６乃至図８参照）。

【００３１】また、チップ装着装置11は、印刷用噴出装
置10の更に下流に配設されており、半田付け部11ｂを備
え、また機台Ｂ上の所定位置に各種チップ部品（ＢＧ
Ａ、ＣＳＰ等の表面実装タイプ）600 …を整然と載置し
てなり、受け渡し装置112 で受け渡されて機台Ｂの所定
位置に載置した多層基材ｘ１（図６乃至図８参照）のコ
ネクト部分に半田付けを行った後、ピックアンドプレー
ス11ａでチップ部品600…を所定位置に実装する構成に
なっている。

【００３２】尚、符号17は接着剤の硬化装置、27は保護
膜の硬化装置であり、共にコンベア装置81、91の上方に
設けられ、基材100 が下流に搬送される時に接着剤、保
護剤を硬化させる。

【００３３】制御部Ａは、図５の電気的な構成を示すブ
ロック図で示すように電子設計ＣＡＤ１に連絡され、チ
ップ部品600 を実装する試作用プリント配線体Ｘを製造
する所定の制御プログラムを記憶するＲＯＭａ１、演算
処理に必要な基材の微細孔の穿孔パターン、回路配線パ
ターン、接着剤の塗布パターン、保護剤の塗布パター
ン、印刷パターン、チップ部品の実装データ等の必要な
作成データを記憶するＲＡＭａ２、そのデータに基づい
て制御プログラムを実行するＣＰＵａ３、及びコンベア
装置31、61、81、91、101 、111 、受け渡し装置32、6
2、82、92、102 、112 、穿孔装置４、プレス装置５、
導体噴出装置６、接着剤噴出装置８、保護膜噴出装置
９、印刷用噴出装置10、チップ装着装置11、硬化装置
７、17、27の各インターフェースを備えている。

【００３４】前記作成データに基づいて実行される制御
プログラムのフローを、ＣＰＵａ３の指令に基づいて各
インターフェースを介して作動する各装置の処理を示し
た図６乃至図８に示すプロセス図をもとに図１乃至図３
を参照して説明する。本実施の態様では試作用プリント
配線体Ｘが３層の場合を示している。 図６（イ）：一層目の基材100 を受け渡し装置32で吸
着して穿孔装置４に受け渡し、穿孔装置４で穿孔パター
ンをもってアスペクト比が高い微細孔14を施す。 図６（ロ）：再度受け渡し装置32で吸着して基材100
をコンベア装置31に移し替え、下流へと搬送し、導体噴
出装置６前方でコンベア装置61を停止させ、対応する受
け渡し装置62で基材100 を吸着して載置用テーブル100
ａに載置し、支持体303 、載置用テーブル100 ａ、イン
クジェットプリンタＣのノズルヘッドｃをＸ・Ｙ軸方向
に制御して、微細孔14に金属ペースト粒ｃ５を充填して
ビアホール400 を形成すると共に、金属ペースト粒ｃ５
で回路配線600 を印刷する。 図６（ハ）：受け渡し装置62で対応するコンベア装置
61に移し替えた後、更に下流に搬送し、硬化装置７を通
過させて硬化させ、接着剤噴出装置８の前方でコンベア
装置81を停止させ、対応する受け渡し装置82で吸着して
接着剤噴出装置８に受け渡し、そこで基材100 の必要な
表面部分に接着剤を塗布して接着層18を施層する。これ
と併行して次層となる基材100 をスタック部３から穿孔
装置４に移し替え、所定の穿孔14を施す。 図７（イ）：接着層18が施層された一層目の基材100
をコンベア装置81、61、31で逆送してスタック部３の前
方で一旦停止させ、その一層目の基材100 に次層となる
基材100 を受け渡し装置32で積層し、２層からなる多層
基材ｘ１を下流に搬送し、搬送途中でコンベア装置31を
プレス装置５で一旦停止させ、プレスしてその多層基材
ｘ１を一体的に固着する。 図７（ロ）：この２層からなる多層基材ｘ１を一層目
の基材100 の時と同様に下流に搬送し、ビアホール400
の形成及び回路配線500 パターンの印刷を導体噴出装置
６で行い、更に下流に搬送して接着剤の塗布して接着層
18を施層する。これと併行して次層となる基材100 をス
タック部３から穿孔装置４に移し替え、所定の微細孔14
を施す。 図７（ハ）：コンベア装置81、61、31を逆送してスタ
ック部３の前方で停止させ、前記と同様に所定位置に穿
孔された３層目の基材100 を、２層からなる多層基材ｘ
１に積層し、下流へと搬送する途中でプレス装置５でプ
レスして一体的にする。 図８（イ）：この３層に積層一体的に固着された多層
基材ｘ１を更に下流へと搬送して導体噴出布装置６での
加速度をつけての打ち込みによるビアホール400 の形
成、回路配線500 の印刷、保護膜噴出装置９による保護
膜19の施層、印刷 用噴出装置10によるナンバーや社内番
号等の印刷10’を施す。その保護膜19は硬化装置17で硬
化させる。 図８（ロ）：最後に受け渡し装置112 で多層基材ｘ１
を機台Ｂに移し替え、半田付け部11ｂでその多層基材ｘ
２の所定位置に半田付けを行った後、チップ装着装置10
のピッチアンドプレース10ａでチップ部品600 …を実装
する。印刷10’は硬化装置27で硬化させる。

【００３５】また、前述する試作用プリント配線体Ｘの
製造方法とエッチング法、フォトリソエッチング法等の
汎用製造方法とを併用してプリント配線体を量産するよ
うにしても良いものである。この時、用いられる基材の
レジストマスクは、製造された試作用プリント配線体Ｘ
を回路試験（検査）した結果に基づいて修正する前記電
子設計ＣＡＤ１のデータを用いて製作している。

【００３６】エッチング法による汎用製造方法は、基材
に成膜し、スクリーンマスク（レジストマスク）を使用
してエッチングレジストを印刷し、エッチングで処理し
て回路配線として不必要な箇所の銅箔を除去し、残され
たエッチングレジスト部分に穿孔を施した後、その穿孔
に銅を充填して必要体のプリント配線体の単体を製作
し、そのプリント配線体に接着剤を塗布し、多層状にプ
レスし、チップ部品を実装するものである。

【００３７】また、フォトリソエッチング法による汎用
製造方法は、基材に成膜して、感光剤または感光フィル
ムを塗布し、レジストマスクを用いて露光し現像してレ
ジストパターンを得て、エッチングにより不要な部分の
膜を除去してパターニングし、穿孔を施した後、その微
細孔に銅を充填し、後工程は前記エッチング法による汎
用製造方法の時と同様に行うものである。

【００３８】このように試作用プリント配線体Ｘを回路
試験（検査）した結果に基づいて修正された電子設計Ｃ
ＡＤのデータを使用して製作するようにすれば、量産用
のレジストマスクを直接製作することができる。

【００３９】図９及び図１０は基材を多層状に積層する
度にアスペクト比が高い微細孔を穿孔する時の他の実施
の形態を示している。 この実施の形態は、機台Ｂ上の定
位置を基材100 の載置部とし、この機台Ｂ上方にインデ
ックステーブル700 を水平方向に回転可能に設け、該イ
ンデックステーブル700 に穿孔装置４、導体噴出装置
６、接着剤噴出装置８、保護剤噴出装置９、印刷用噴出
装置10、チップ装着装置11、プレス装置５、基材の受け
渡し装置122 を等間隔をおいて放射状に配置し、各装置
を制御してチップ部品を実装した試作用プリント配線体
を製造するようになっている。

【００４０】前記穿孔装置４は例えば基材100 がポリイ
ミドフィルムの場合には紫外線レーザを放射する装置、
基材100 がその他の一般的なフィルム、セラミックスか
らなる場合にはその材質に穿孔を施すことが可能なレー
ザや紫外線ビーム、赤外線等を放射する装置を適宜選択
して使用され、その放射口がＸ軸・Ｙ軸方向及びＺ軸方
向に移動可能に構成されている。 また、導体噴出装置
６、接着剤噴出装置８、保護剤噴出装置９、印刷用噴出
装置10は前記実施の形態と同様にインクジェットプリン
タを使用したものであり、各々ノズルヘッドｃがＸ軸方
向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に構成されてい
る。 更にチップ実装装置11は、半田付け部11ｂを備える
と共に、前記載置部に隣設して機台Ｂ上に整然と載置さ
れた各種チップ部品（ＢＧＡ、ＣＳＰ等の表面実装タイ
プ）600 …のピックアンドプレース11ａを備え、該半田
付け部11ｂとピックアンドプレース11ａとをＸ軸、Ｙ軸
方向及びＺ軸方向に移動可能に構成している。

【００４１】また、基材の受け渡し装置122 はＸ軸・Ｙ
軸方向及びＺ軸方向に移動可能なバキュームチャックを
備え、前記載置部に隣設して多段状にスタックされた基
材100 を吸着して載置部上の基材100 に積層できるよう
にしてある。 プレス装置５は可動型15がＺ軸方向に移動
可能とされている。 符号７は硬化装置であり、該硬化装
置７は機台Ｂに前記基材100 の載置部に隣設して配備さ
れており、載置部を上方から覆うことができるように載
置部側に移動可能に構成されている。 尚、前記するイン
デックステーブル700 、穿孔装置４、導体噴出装置６、
接着剤噴出装置８、保護剤噴出装置９、印刷用噴出装置
10、チップ装着装置11、プレス装置５、受け渡し装置12
2 、硬化装置７は制御部（図示せず）を介して前記実施
の形態と同様に電子設計ＣＡＤ１に連絡されている。 こ
の制御部（図示せず）はチップ部品600 …を実装する試
作用プリント基板Ｘを製造する所定のプログラムを記憶
するＲＯＭ、演算処理に必要な基材の微細孔の穿孔パタ
ーン、回路配線パターン、接着剤の塗布パターン、保護
剤の塗布パターン、印刷パターン、チップ部品の実装デ
ータ等の必要な作成データを記憶するＲＯＭ、データに
基づいて制御プログラムを実行するＣＰＵ、前記各装置
４、６、８、９、10、11、５、122 、インデックステー
ブル700 の各インターフェースを備えている。

【００４２】前記作成データに基づいて実行される制御
プログラムのフローを、ＣＰＵの指令に基づいて各イン
ターフェースを介して作動する各装置の処理を示した図
１０（多層基材に多層状に積層している状態を示す途中
段階の概略図）をもとに図９を参照して説明する。 ま
ず、スタック部から受け渡し装置122 を介して１層目の
基材100 を載置部に受け渡し、一層目の基材100 の所定
位置に穿孔装置４で微細孔14を穿孔すると共にその微細
孔14に導体噴出装置６で金属ペースト粒ｃ５を加速度を
つけて打ち込んでビアホール400 を形成すると共に回路
配線500 を塗布した後、硬化装置７を制御して載置部上
方に移動させてその金属ペースト粒ｃ５を硬化させ、し
かる後インデックステーブル700 を制御して接着剤噴出
装置８を載置部上方に位置させて接着剤18を塗布し、し
かる後、受け渡し装置122 で２層目の基材100 を１層目
の基材100 に積層する。 そして、プレス装置５で加圧し
て積層した後、インデックステーブル700 を制御して２
層目の基材100 の所定位置に穿孔装置４で微細孔14を穿
孔し、そして導 体噴出装置６を載置部上方に位置させ、
その導体噴出装置６で微細孔14に金属ペースト粒ｃ５を
加速度をつけて打ち込んでビアホール400 を形成すると
共に回路配線500 を形成し、１層目と同様に金属ペース
ト粒ｃ５を硬化させ、余白の部分に接着剤18を塗布す
る。 そして、３層目の基材100 を２層目の基材100 に受
け渡し装置122 を介して積層し、２層目の時と同様に積
層プレス、微細孔14の穿孔、ビアホール400 の形成、回
路配線500 の形成、硬化、接着剤18の塗布を順次行う。
これを繰り返して最上層まで積層した後、保護膜噴出装
置９、印刷用噴出装置10で保護膜（図示せず）の施層、
印刷（図示せず）を施し、最後にチップ部品600 …を実
装する。

【００４３】この請求項３では基材100を積層してから
微細孔14を穿孔するようにしていることから、微細孔14
を穿孔した基材100を積層する方法のように基材の位置
合わせによる積層誤差が生じることがなく、高精度な試
作用プリント配線体Ｘを製造することができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明は以上のように電子設計ＣＡＤで
各基材の電子回路設計、配線パターン設計を行い、その
設計に基づいて各基材の微細孔の穿孔パターン、回路配
線パターン、接着剤の塗布パターン、チップ部品の実装
パターンのデータを作成し、その作成データをもとにし
て各基材の所定位置へのアスペクト比の高い微細孔の孔
開け、導電性の金属微粒子を混在した金属ペースト粒の
加速度をつけての前記微細孔への打ち込み及び回路配線
の形成、基材同士を固着するために基材への接着剤の塗
布を行った後、各基材を多層状に積み重ねてプレスし、
得られた多層基材に前記作成データをもとにチップ部品
を実装するから、ＣＡＤルームの近くでチップ部品（Ｂ
ＧＡ、ＣＳＰ等の表面実装タイプ）を実装した試作用プ
リント配線体を短時間で製作することが可能である。 し
かも、インクジェットプリンタ（蒸発型接着剤、水蒸気
硬化樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等のペースト材
にサブミクロン乃至数ミクロン径のＣｕまた はＰｂまた
はＡｇの金属微粒子を混在させた金属ペーストを蓄えた
インクボトルに、超音波を励起して前記金属微粒子をイ
ンクボルトに均一に分散させ、この金属ペーストを供給
ポンプで吸い上げ電子磁歪素子で振動を与えてノズルヘ
ッドから噴出し、その噴出する金属ペースト粒ごとに帯
電電極で信号電圧に対応した電圧で帯電させ、その帯電
した金属ペースト粒を、偏向電極間を通過させて帯電量
に応じた偏向を与えて基材の所要位置にその金属ペース
ト粒を加速度をつけて打ち込む帯電制御式のインクジェ
ットプリンタ）で導電性の金属微粒子を混在した金属ペ
ースト粒を噴出するようにしたから、金属ペースト粒が
表面張力をもって断面真円形になり、その上基材の所要
位置にその金属ペースト粒を加速度をつけて打ち込むこ
とができる前記帯電制御方式によって５０乃至６０μｍ
もの微細な金属ペースト粒を噴出して、５０乃至６０μ
ｍ以下の微細な径のビアホールの形成が可能となり、回
路を縮小させ、より高密度で精度の良い回路構成がとれ
るし、安価に提供することができる。 また、請求項２の
ように製造された試作用プリント配線体の回路試験等を
基に修正した電子設計ＣＡＤのデータを用いて各基材の
汎用製造方法で使用されるレジストマスクを製作した場
合には、試作用プリント配線体の回路設計、配線パター
ン設計のデータを有効利用してプリント配線体を量産す
ることができ、試作用のレジストマスクを手直しして量
産用のレジストマスクを製作するような面倒な手順も必
要にならず、低廉下でプリント配線体を量産できる。 更
に請求項３のように基材を多層状に積層する度にその定
位置で微細孔が穿孔されるようにした場合には、微細孔
を穿孔した基材を積層することによる積層誤差が生じる
ことがなく、高精度な試作用プリント配線体を製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】製造装置の斜視図。

【図２】製造装置の前半部の拡大断面図。

【図３】製造装置の後半部の拡大断面図。

【図４】帯電制御式のインクジェットプリンタ部分の斜
視図で概略的に示す。

【図５】電気的な構成を示すブロック図。

【図６】作成データに基づいて実行される制御プログラ
ムのフローを、ＣＰＵの指令に基づいて各インターフェ
ースを介して作動する各装置の処理を用いて説明するプ
ロセス図。

【図７】図６に連続するプロセス図。

【図８】図７に連続するプロセス図。

【図９】他の実施の形態の製造装置の斜視図で概略的に
示す。

【図１０】図９の製造装置を使用して多層状に積層して
いる状態を示す途中段階の多層基板の拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

100 ：基材 500 ：回路配線 400 ：ビアホール １ ：電子設計ＣＡＤ ｃ２：金属ペースト 600 ：チップ部品 18 ：接着剤 ｘ１：多層基材 Ｃ ：インクジェットプリンタ ２ ：データ処理装置 ４ ：穿孔装置 ６ ：導体噴出装置 ８ ：接着剤噴出装置 ７ ：硬化装置（金属
ペーストの硬化装置） ５ ：プレス装置 11 ：チップ装着装置 Ａ ：制御部 ｃ ：ノズルヘッド 14 ：微細孔 10’：印刷 Ｘ ：試作用プリント配線体 17、27：硬化装置 10 ：印刷用噴出装置 ｃ５：金属ペースト粒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/40

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子設計ＣＡＤで各基材の電子回路設
   計、配線パターン設計を行い、その設計に基づいて各基
   材の微細孔の穿孔パターン、回路配線パターン、接着剤
   の塗布パターン、チップ部品の実装パターンのデータを
   作成し、その作成データをもとにして各基材の所定位置
   へのアスペクト比の高い微細孔の孔開け、前記微細孔へ
   の導電性の金属微粒子を混在した金属ペースト粒の加速
   度をつけての打ち込み及び同金属ペースト粒の回路配線
   パターンでの塗布、基材同士を固着するために基材への
   接着剤の塗布を行った後、各基材を多層状に積み重ねて
   プレスし、得られた多層基材に前記作成データをもとに
   チップ部品を実装してなり、前記微細孔への導電性の金
   属微粒子を混在した金属ペースト粒の加速度をつけての
   打ち込みが、インクジェットプリンタで行なわれ、該イ
   ンクジェットプリンタが、蒸発型接着剤、水蒸気硬化樹
   脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等のペースト材にサブ
   ミクロン乃至数ミクロン径のＣｕまたはＰｂまたはＡｇ
   の金属微粒子を混在させた金属ペーストを蓄えたインク
   ボトルに、超音波を励起して前記金属微粒子をインクボ
   ルトに均一に分散させ、この金属ペーストを供給ポンプ
   で吸い上げ電子磁歪素子で振動を与えてノズルヘッドか
   ら噴出し、その噴出する金属ペースト粒ごとに帯電電極
   で信号電圧に対応した電圧で帯電させ、その帯電した金
   属ペースト粒を、偏向電極間を通過させて帯電量に応じ
   た偏向を与えて基材の所要位置にその金属ペースト粒を
   加速度をつけて打ち込む帯電制御式であることを特徴と
   するプリント配線体の製造方法。
2. 【請求項２】 電子設計ＣＡＤで各基材の電子回路設
   計、配線パターン設計を行い、その設計に基づいて各基
   材の微細孔の穿孔パターン、回路配線パターン、接着剤
   の塗布パターン、チップ部品の実装パターンのデータを
   作成し、その作成データをもとにして各基材の所定位置
   へのアスペクト比の高い微細孔の孔開け、前記微細孔へ
   の導電性の金属微粒子を混在した金属ペースト粒の加速
   度をつけての打ち込み及び同金属ペースト粒の回路配線
   パターンでの塗布、基材同士を固着するために基材への
   接着剤の塗布を行った後、各基材を多層状に積み重ねて
   プレスし、得られた多層基材に前記作成データをもとに
   チップ部品を実装して試作用プリント配線体を製造し、
   該試作用プリント配線体の検査に基づき修正した電子設
   計ＣＡＤの電子回路設計、配線パターン設計のデータを
   基にしてレジストマスクを製作し、該レジストマスクを
   使用して汎用製造方法でプリント配線体を製造してな
   り、前記微細孔への導電性の金属微粒子を混在した金属
   ペースト粒の加速度をつけての打ち込みが、インクジェ
   ットプリンタで行なわれ、該インクジェットプリンタ
   が、蒸発型接着剤、水蒸気硬化樹脂、光硬化性樹脂、熱
   硬化性樹脂等のペースト材にサブミクロン乃至数ミクロ
   ン径のＣｕまたはＰｂまたはＡｇの金属微粒子を混在さ
   せた金属ペーストを蓄えたインクボトルに、超音波を励
   起して前記金属微粒子をインクボルトに均一に分散さ
   せ、この金属ペーストを供給ポンプで吸い上げ電子磁歪
   素子で振動を与えてノズルヘッドから噴出し、その噴出
   する金属ペースト粒ごとに帯電電極で信号電圧に対応し
   た電圧で帯電させ、その帯電した金属ペースト粒を、偏
   向電極間を通過させて帯電量に応じた偏向を与えて基材
   の所要位置にその金属ペースト粒を加速度をつけて打ち
   込む帯電制御式であることを特徴とするプリント配線体
   の製造方法。
3. 【請求項３】 電子設計ＣＡＤで各基材の電子回路設
   計、配線パターン設計を行い、その設計に基づいて各基
   材の微細孔の穿孔パターン、回路配線パターン、接着剤
   の塗布パターン、チップ部品の実装パターンのデータを
   作成し、その作成データをもとにして、基材を定位置で
   積層する度に積層された基材の所定位置アスペクト比の
   高い微細孔の穿孔を行った後、その微細孔への導通性の
   金属微粒子を混在した金属ペースト粒の加速度をつけて
   の打ち込み及び同金属ペースト粒の回路配線パターンで
   の塗布、次層の基材を固着するための接着剤の塗布を順
   次行い、得られた多層基材の所定位置に前記作成データ
   をもとにチップ部品を実装してなり、その微細孔への導
   電性の金属微粒子を混在した金属ペースト粒の加速度を
   つけての打ち込みが、インクジェットプリンタで行なわ
   れ、該インクジェットプリンタが、蒸発型接着剤、水蒸
   気硬化樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等のペースト
   材にサブミクロン乃至数ミクロン径のＣｕまたはＰｂま
   たはＡｇの金属微粒子を混在させた金属ペーストを蓄え
   たインクボトルに、超音波を励起して前記金属微粒子を
   インクボルトに均一に分散させ、この金属ペーストを供
   給ポンプ で吸い上げ電子磁歪素子で振動を与えてノズル
   ヘッドから噴出し、その噴出する金属ペースト粒ごとに
   帯電電極で信号電圧に対応した電圧で帯電させ、その帯
   電した金属ペースト粒を、偏向電極間を通過させて帯電
   量に応じた偏向を与えて基材の所要位置にその金属ペー
   スト粒を加速度をつけて打ち込む帯電制御式であること
   を特徴とするプリント配線体の製造方法。
4. 【請求項４】 各基材の電子回路設計、配線パターン設
   計を行う電子設計ＣＡＤと、その設計に基づいて各基材
   の微細孔の穿孔パターン、回路配線パターン、接着剤の
   塗布パターン、チップ部品の実装パターンのデータを作
   成するデータ処理装置と、各基材の所定位置にアスペク
   ト比の高い微細孔を穿孔する穿孔装置と、その穿孔され
   た微細孔に導電性の金属微粒子を混在した金属ペースト
   粒を加速度をつけて打ち込んで孔埋めすると共に回路配
   線パターンをもって同金属ペースト粒を噴出する導体噴
   出装置と、金属ペースト粒の硬化装置と、基材同士を固
   着するために基材に接着剤を塗布する接着剤噴出装置
   と、各基材を多層状に一体的するプレス装置と、得られ
   た多層基材にチップ部品を実装するチップ装着装置と、
   前記穿孔装置、導体噴出装置、硬化装置、接着剤噴出装
   置、プレス装置に各基材を受け渡し可能に搬送する基材
   搬送装置と、各装置に連絡し、記憶された所定の制御プ
   ログラムに則って前記作成データをもとに各装置を制御
   してチップ部品を実装したプリント配線体を製造する制
   御部とを備え、前記導体噴出装置が、インクジェットプ
   リンタであり、且つ該インクジェットプリンタが、蒸発
   型接着剤、水蒸気硬化樹脂、光硬化性樹脂、熱硬化性樹
   脂等のペースト材にサブミクロン乃至数ミクロン径のＣ
   ｕまたはＰｂまたはＡｇの金属微粒子を混在させた金属
   ペーストを蓄えたインクボトルに、超音波を励起して前
   記金属微粒子をインクボルトに均一に分散させ、この金
   属ペーストを供給ポンプで吸い上げ電子磁歪素子で振動
   を与えてノズルヘッドから噴出し、その噴出する金属ペ
   ースト粒ごとに帯電電極で信号電圧に対応した電圧で帯
   電させ、その帯電した金属ペースト粒を、偏向電極間を
   通過させて帯電量に応じた偏向を与えて基材の所要位置
   にその金属ペースト粒を加速度をつけて打ち込む帯電制
   御式であることを特徴とするプリント配線体の製造装
   置。