JP3169524U - Circuit pattern manufacturing equipment using environmentally friendly UV curable ink - Google Patents
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Abstract
【課題】環境対応型紫外線硬化型インクを利用した回路パターン製造装置を提供する。【解決手段】回路パターン製造装置は、台座、ポジショニングユニット及びヘッドユニットを備える。台座はプリント基板を載せるために使用される。ポジショニングユニットは台座上に設置され、プリント基板は台座及びポジショニングユニットの間に設置される。ヘッドユニットはカートリッジ及びノズルを備え、ポジショニングユニットに固定される。カートリッジは環境対応型紫外線硬化型インクを収納し、インクはノズルから噴射される。【選択図】図１A circuit pattern manufacturing apparatus using an environment-friendly ultraviolet curable ink is provided. A circuit pattern manufacturing apparatus includes a pedestal, a positioning unit, and a head unit. The pedestal is used for mounting a printed circuit board. The positioning unit is installed on the pedestal, and the printed circuit board is installed between the pedestal and the positioning unit. The head unit includes a cartridge and a nozzle, and is fixed to the positioning unit. The cartridge contains environment-friendly ultraviolet curable ink, and the ink is ejected from the nozzle. [Selection] Figure 1
Description
本考案は、環境対応型紫外線硬化型インクを利用した回路パターン製造装置に関し、より詳しくは、環境対応型紫外線硬化型インクを利用し、プリント基板上に回路パターンを噴射する製造装置に関する。 The present invention relates to a circuit pattern manufacturing apparatus using environment-friendly ultraviolet curable ink, and more particularly to a manufacturing apparatus that uses environment-friendly ultraviolet curable ink to eject a circuit pattern onto a printed circuit board.
従来のプリント基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ，ＰＣＢ）は印刷による方式で回路基板に回路パターンを製作するものであるが、時間と共に前記プリント基板の配線の解析度への要求が高まり、従来のプリント基板製作工程の改善が行われた。現在ほとんどのプリント基板は積層膜或いはサブトラクティブ法を採用している。露光、現像した後、エッチングにより銅箔の不要部分を除去することで回路パターンを形成し、マスキング剤を洗い流すことでプリント基板の製造が完了する。しかし、電子製品の小型化が進むにつれて、更に細かいプリント基板が必要とされた。その要求に応える為に現れたのが紫外線硬化型インクをマスキング剤として利用したプリント基板製造方法である。紫外線硬化型インクを利用した製造方法は従来のシルクスクリーン印刷やインクジェット印刷による製造方法に必要な焼付工程を必要とせず、プリント基板の生産効率及び質の向上を実現した。紫外線硬化型インクを利用した製造方法の重要な技術は、その工程で使用されるインク及び回路パターン製造装置である。 The conventional printed circuit board (Printed Circuit Board, PCB) is for producing circuit patterns on a circuit board by printing. However, the demand for the analysis of the wiring of the printed circuit board increases with time, and the conventional printed circuit board production Process improvements were made. Currently, most printed circuit boards employ a laminated film or subtractive method. After the exposure and development, unnecessary portions of the copper foil are removed by etching to form a circuit pattern, and the masking agent is washed away to complete the production of the printed circuit board. However, as electronic products have become smaller, a finer printed circuit board has been required. In order to meet the demand, a printed circuit board manufacturing method using ultraviolet curable ink as a masking agent has emerged. The production method using ultraviolet curable ink does not require the baking process necessary for the conventional production method using silk screen printing or ink jet printing, and has improved the production efficiency and quality of the printed circuit board. An important technique of a manufacturing method using ultraviolet curable ink is an ink and circuit pattern manufacturing apparatus used in the process.
そこで本考案は、環境対応型紫外線硬化型インクを直接プリント基板に噴射し、プリント基板上の銅箔に回路パターンを形成するための、環境対応型紫外線硬化型インクを利用した回路パターン製造装置を提供する。 Accordingly, the present invention provides a circuit pattern manufacturing apparatus using environment-friendly ultraviolet curable ink for jetting environment-friendly ultraviolet curable ink directly onto a printed circuit board and forming a circuit pattern on a copper foil on the printed circuit board. provide.
本考案の環境対応型紫外線硬化型インクを利用した回路パターン製造装置は、制御ユニットがポジショニングユニットを制御することで、環境対応型紫外線硬化型インクを正確にプリント基板へ噴射することを目的とする。 The circuit pattern manufacturing apparatus using the environment-friendly ultraviolet curable ink of the present invention aims to accurately eject the environment-friendly ultraviolet curable ink onto the printed circuit board by the control unit controlling the positioning unit. .
上述の目的の達成のために、本考案はプリント基板に使用される、環境対応型紫外線硬化型インクを利用した回路パターン製造装置を提供する。本考案の回路パターン製造装置は、台座、ポジショニングユニット及びヘッドユニットを備える。前記台座はプリント基板を載せるために使用される。前記ポジショニングユニットは前記台座上に設置され、前記プリント基板は前記台座及び前記ポジショニングユニットの間に設置される。前記ヘッドユニットはカートリッジ及びノズルを備え、前記ポジショニングユニットに固定される。前記カートリッジは環境対応型紫外線硬化型インクを収納し、前記インクは前記ノズルから噴射される。 In order to achieve the above object, the present invention provides a circuit pattern manufacturing apparatus using environment-friendly ultraviolet curable ink used for a printed circuit board. The circuit pattern manufacturing apparatus of the present invention includes a pedestal, a positioning unit, and a head unit. The pedestal is used for mounting a printed circuit board. The positioning unit is installed on the pedestal, and the printed circuit board is installed between the pedestal and the positioning unit. The head unit includes a cartridge and a nozzle, and is fixed to the positioning unit. The cartridge contains environment-friendly ultraviolet curable ink, and the ink is ejected from the nozzle.
従来の技術に比べ、本考案の環境対応型紫外線硬化型インクを利用した回路パターン製造装置は、制御ユニットがポジショニングユニットを制御し、前記ポジショニングユニットに接続された前記環境対応型紫外線硬化型インクを収納したヘッドユニットが前記ポジショニングユニットと共に移動し、プリント基板上にインクを噴射し、回路パターンを印刷する。そして紫外線を照射することで前記インクを硬化させ、銅洗浄及びアルカリ洗浄等のステップを経て、前記回路パターンを前記プリント基板上に形成する。本考案の前記インクにより、従来のプリント基板製造工程に必要だったマスクフィルム、銅メッキ処理、露光及び現像等の複雑な工程を無くすことが可能となる。また、前記環境対応型紫外線硬化型インクは環境にやさしく、安全に保管でき、プリント基板等の硬質基材に使用でき、化学物質に強く、耐摩耗、耐熱性を備え、乾燥時間が短く、滲みにくい、解析度が高い等のメリットがある。 Compared to the prior art, the circuit pattern manufacturing apparatus using the environment-friendly ultraviolet curable ink of the present invention has a control unit that controls the positioning unit, and the environment-friendly ultraviolet curable ink connected to the positioning unit is used. The accommodated head unit moves together with the positioning unit, ejects ink onto the printed circuit board, and prints a circuit pattern. Then, the ink is cured by irradiating ultraviolet rays, and the circuit pattern is formed on the printed board through steps such as copper cleaning and alkali cleaning. The ink of the present invention makes it possible to eliminate complicated processes such as mask film, copper plating, exposure, and development necessary for the conventional printed circuit board manufacturing process. In addition, the environment-friendly UV curable ink is environmentally friendly, can be safely stored, can be used on hard substrates such as printed circuit boards, is strong against chemicals, has wear and heat resistance, has a short drying time, and has bleeding There are advantages such as difficulty and high analysis.
以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は本考案の環境対応型紫外線硬化型インクを利用した回路パターン製造装置の構造を示す説明図である。プリント基板２に回路パターン（図示せず）を印刷する回路パターン製造装置１０は、台座１２、ポジショニングユニット１４及びヘッドユニット１６を備える。プリント基板２は銅箔２２を備え、前記回路パターンは銅箔２２上に印刷される。プリント基板２はフェノール基板、ガラスエポキシ基板及びセラミックス基板のうちのいずれかである。
FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of a circuit pattern manufacturing apparatus using the environment-friendly ultraviolet curable ink of the present invention. A circuit
台座１２はプリント基板２を載せるのに使用され、プリント基板２を台座１２上に固定することが可能であるため、プリント基板２に前記回路パターンを印刷する際に安定してインクを噴射することが可能である。 The pedestal 12 is used for mounting the printed circuit board 2, and since the printed circuit board 2 can be fixed on the pedestal 12, the ink is stably ejected when the circuit pattern is printed on the printed circuit board 2. Is possible.
ポジショニングユニット１４は台座１２上に設置され、プリント基板２は台座１２及びポジショニングユニット１４の間に設置される。ポジショニングユニット１４はＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸のうちの少なくとも１つの方向に移動することが可能である。また、前述の移動は前記回路パターンに対応している。回路パターン製造装置１０は更に制御ユニット１８を備える。制御ユニット１８はパーソナルコンピューターやＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ａ−ｃｈｉｐ）である。制御ユニット１８はプリント基板２に回路パターンを印刷する際に、ポジショニングユニット１４及び台座１２のうちの少なくとも１つを制御することが可能である。つまり、制御ユニット１８はポジショニングユニット１４、または台座１２、またはその両方と接続することが可能である。そして前記回路パターンに対応するように、ポジショニングユニット１４及び台座１２を同時に且つ別々に移動させることが可能である。
The positioning unit 14 is installed on the base 12, and the printed circuit board 2 is installed between the base 12 and the positioning unit 14. The positioning unit 14 can move in at least one of the X axis, Y axis, and Z axis. The above movement corresponds to the circuit pattern. The circuit
ヘッドユニット１６はカートリッジ１６２及びノズル１６４を備え、ポジショニングユニット１４に固定される。カートリッジ１６２は環境対応型紫外線硬化型インクであるインク２０を収納し、インク２０はノズル１６４からプリント基板２へ噴射される。インク２０は紫外線に照射されることで反応し硬化する。前記紫外線の波長は３９５ｎｍ、４０５ｎｍ及び４５０ｎｍのうちの少なくとも１つである。
The
インク２０は光重合プレポリマー、モノマー、光重合開始剤、混合溶剤、環境対応型カラーペースト及び添加剤のうち少なくとも１つから成る。前記添加剤は乳化剤、界面活性剤或いは紫外線吸収剤の少なくとも１つを含む。前記光重合開始剤は潜在開始剤、感光開始剤或いはカチオン性開始剤のうちの少なくとも１つを含む。インク２０は表面張力が２２〜２４ｍＮ／ｍである。インク２０は複数の粉末粒子から組成され、前記粉末粒子のサイズはナノ級である。そのサイズは３００ｎｍを下回り、５０ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましい。 The ink 20 includes at least one of a photopolymerization prepolymer, a monomer, a photopolymerization initiator, a mixed solvent, an environment-friendly color paste, and an additive. The additive includes at least one of an emulsifier, a surfactant, or an ultraviolet absorber. The photopolymerization initiator includes at least one of a latent initiator, a photosensitive initiator, or a cationic initiator. The ink 20 has a surface tension of 22 to 24 mN / m. The ink 20 is composed of a plurality of powder particles, and the size of the powder particles is nano-class. The size is preferably less than 300 nm and 50 nm to 100 nm.
前記光重合開始剤は光によって励起する化合物であり、インク２０が光線を吸収した際に励起しフリーラジカルとなり、エネルギーを感光性高分子或いは光橋かけ剤に転移させることで、インク２０に硬化反応を発生させる。前記光重合プレポリマーはオリゴマーとも呼ばれ、インク２０の主要成分であり、不飽和官能基を含むポリマーである。前記光重合プレポリマーは構造式に不飽和二重結合（Ｃ＝Ｃ）を含む低分子樹脂であり、その分子量は平均約数百から数千である。前記オリゴマーはエポキシアクリル樹脂、ポリウレタンアクリル樹脂、ポリエステルアクリル樹脂、アルカリ可溶性アクリル樹脂等である。 The photopolymerization initiator is a compound that is excited by light. When the ink 20 absorbs light, the photopolymerization initiator is excited to be a free radical, and is cured by the ink 20 by transferring energy to a photosensitive polymer or a photocrosslinking agent. Generate a reaction. The photopolymerized prepolymer is also called an oligomer and is a main component of the ink 20 and is a polymer containing an unsaturated functional group. The photopolymerized prepolymer is a low molecular resin having an unsaturated double bond (C═C) in the structural formula, and its molecular weight is about several hundred to several thousand on average. The oligomer is an epoxy acrylic resin, a polyurethane acrylic resin, a polyester acrylic resin, an alkali-soluble acrylic resin, or the like.
前記モノマーは不飽和基を含む低分子化合物であり、光線に照射されることで前記オリゴマーと相互反応を起こし架橋結合を行うものであり、その分子量は数百から数千である。また、反応性希釈剤をプレポリマーに加えることで、インク２０の粘度を調節することが可能である。前記調節により、インクの硬化結合密度を調節し、紫外線により硬化した後の柔軟性や硬度等の物理特性を改善する。前記反応型希釈剤は単官能基反応性希釈剤及び多官能基反応性希釈剤に分けられ、前記他官能基反応性希釈剤は希釈効果や硬化速度が前記単官能基反応性希釈剤より優れる。前記反応性希釈剤はインク２０の硬化過程及び硬化膜において重要な役割を持つので、反応型希釈剤の選択は非常に重要である。前記モノマーは状況に応じて、粘度、機能性、揮発性、臭い、毒性学的性質、溶解性等の特性を考慮する必要がある。前記反応性希釈剤はトリプロピレングリコールジアクリレート（ＴＰＧＤＡ）、トリエチレングリコールジメタクリラート（ＴＥＧＤＡ）、トリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）等である。 The monomer is a low molecular weight compound containing an unsaturated group, and when exposed to light, it reacts with the oligomer to crosslink and has a molecular weight of several hundred to several thousand. Further, the viscosity of the ink 20 can be adjusted by adding a reactive diluent to the prepolymer. By the adjustment, the cured bond density of the ink is adjusted, and physical properties such as flexibility and hardness after being cured by ultraviolet rays are improved. The reactive diluent is divided into a monofunctional reactive diluent and a multifunctional reactive diluent, and the other functional reactive diluent is more effective in dilution and curing speed than the monofunctional reactive diluent. . Since the reactive diluent has an important role in the curing process and the cured film of the ink 20, the selection of the reactive diluent is very important. Depending on the situation, the monomers need to take into account properties such as viscosity, functionality, volatility, odor, toxicological properties and solubility. Examples of the reactive diluent include tripropylene glycol diacrylate (TPGDA), triethylene glycol dimethacrylate (TEGDA), and trimethylolpropane triacrylate (TMPTA).
紫外線は前記光重合プレポリマーの二重結合を開くことが困難であるため、光重合開始剤がない状況では、感光性材料であっても硬化する速度は速くない。一般的に、インク２０に少量の光重合開始剤を加えることで、前記光重合開始剤を含むインク２０を光線に曝すと、前記光重合開始剤が光を吸収し、分解されフリーラジカルとなり、連鎖反応を引き起こす。不飽和二重結合が重合し、ポリマー分子が架橋結合することで網状結合を形成し、前記フリーラジカルの連鎖反応が停止することで、インク２０が硬化する。前記光重合開始剤は潜在開始剤、感光開始剤或いはカチオン性開始剤のうちの少なくとも１つを含む。 Since it is difficult for ultraviolet rays to open the double bond of the photopolymerization prepolymer, in the situation where there is no photopolymerization initiator, the speed of curing is not fast even with a photosensitive material. In general, by adding a small amount of photopolymerization initiator to the ink 20, when the ink 20 containing the photopolymerization initiator is exposed to light, the photopolymerization initiator absorbs light and is decomposed into free radicals. Causes a chain reaction. The unsaturated double bond is polymerized and the polymer molecules are cross-linked to form a network bond, and the free radical chain reaction is stopped, whereby the ink 20 is cured. The photopolymerization initiator includes at least one of a latent initiator, a photosensitive initiator, or a cationic initiator.
前記混合溶剤はインク２０を希釈するのに用い、また、インク２０の担体である。前記混合溶液はその種類と容量がインク２０の安定性に大きな影響を与える。低沸点アルコール、高沸点アルコール、エーテル、ヘテロサイクリックアミン、サイクリックエステルからなる有機溶剤からインク２０の安定性を高めるものを選び出し、インク２０の安定性、粘度、表面張力や導電率がインク２０の商品としての性能基準を満たすインク２０を調合する。前記混合溶剤はエチルアセテート、ブチルアセテート、プロピルアセテートの組み合わせからなる族から選択する。 The mixed solvent is used to dilute the ink 20 and is a carrier for the ink 20. The type and volume of the mixed solution greatly affect the stability of the ink 20. An organic solvent composed of a low-boiling alcohol, a high-boiling alcohol, ether, a heterocyclic amine, and a cyclic ester is selected to improve the stability of the ink 20. Ink 20 satisfying the performance standard as a commercial product is prepared. The mixed solvent is selected from the group consisting of a combination of ethyl acetate, butyl acetate, and propyl acetate.
プリント基板２上の銅箔２２に形成された前記回路パターンに、銅洗浄及びアルカリ洗浄を行うことで、インク２０で印刷された前記回路パターンがプリント基板２上に形成される。 The circuit pattern printed with the ink 20 is formed on the printed circuit board 2 by performing copper cleaning and alkali cleaning on the circuit pattern formed on the copper foil 22 on the printed circuit board 2.
従来の技術に比べ、本考案の環境対応型紫外線硬化型インクを利用した回路パターン製造装置１０は、制御ユニット１８がポジショニングユニット１４を制御し、ポジショニングユニット１４に接続され、環境対応型紫外線硬化型インクであるインク２０を収納したヘッドユニット１６が前記ポジショニングユニットと共に移動し、プリント基板２上にインク２０を噴射し、回路パターンを印刷する。そして紫外線を照射することでインク２０を硬化させ、銅洗浄及びアルカリ洗浄等のステップを経て、前記回路パターンをプリント基板２上に形成する。本考案のインク２０により、従来のプリント基板製造工程に必要だったマスクフィルム、銅メッキ処理、露光及び現像等の複雑な工程を無くすことが可能となる。また、前記環境対応型紫外線硬化型インクは環境にやさしく、安全に保管でき、プリント基板等の硬質基材に使用でき、化学物質に強く、耐摩耗、耐熱性を備え、乾燥時間が短く、滲みにくく、解析度が高い等のメリットがある。
Compared with the prior art, in the circuit
上述において、本考案の説明の利便性のために最良の実施例を挙げて説明したが、これらの実施例は本考案の請求の範囲を限定するものではなく、本考案に基づく本考案の要旨を逸脱しないあらゆる変更は本考案の特許請求の範囲に含まれる。 In the above description, the best embodiments have been described for the convenience of description of the present invention. However, these embodiments do not limit the scope of the claims of the present invention, and the gist of the present invention based on the present invention. Any modification that does not depart from the scope of the invention is encompassed by the claims of the present invention.
２ プリント基板
２０ インク
２２ 銅箔
１０ 回路パターン製造装置
１２ 台座
１４ ポジショニングユニット
１６ ヘッドユニット
１６２ カートリッジ
１６４ ノズル
１８ 制御ユニット
2 Printed circuit board 20 Ink 22
Claims (12)
プリント基板を載せるために使用される台座と、
前記台座上に設置されるポジショニングユニットと、
カートリッジ及びノズルを備え、前記ポジショニングユニットに固定されるヘッドユニットと、
を備え、
前記プリント基板は前記台座及び前記ポジショニングユニットの間に設置され、
前記カートリッジは環境対応型紫外線硬化型インクを収納し、前記環境対応型紫外線硬化型インクは前記ノズルから噴射されることを特徴とする回路パターン製造装置。 A circuit pattern manufacturing apparatus using environment-friendly ultraviolet curable ink used for a printed circuit board,
A pedestal used for mounting the printed circuit board;
A positioning unit installed on the pedestal;
A head unit comprising a cartridge and a nozzle, and fixed to the positioning unit;
With
The printed circuit board is installed between the pedestal and the positioning unit;
2. The circuit pattern manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the cartridge stores environment-friendly ultraviolet curable ink, and the environment-friendly ultraviolet curable ink is ejected from the nozzle.
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