JP3744967B2 - インクジェット方式によるプリント回路板の作成方法及びその装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インクジェット方式のプリント回路板の作成に、また特にその製造工程の中の、エッチングレジスト形成とソルダーレジスト形成方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、プリント回路基板の製造工程においては、回路パターンをエッチングによって形成するためのエッチングレジスト、また必要な部分のハンダ付けを行うためのソルダーレジスト等の塗布が行われる。そして近年この塗布作業にノズルから液体状のレジストを吐出して所定のレジストパターンを形成する方法が用いられている。このようなインクジェット方式を使用したプリント回路板の製造方法としては、例えば特開昭６２−１８１４９０号公報や特開昭５６−６６０８９号公報に出願開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例にあっては、ノズルから吐出されたインクによって形成されるレジストの膜厚が所望の膜厚に達しない場合に対策については開示されておらず、実用上問題点が発生する可能性がある。実用上の問題点としては、以下のものが挙げられる。
【０００４】
すなわち、加工前の銅張りのプリント回路板は、表面に細かい凹凸があり、１回のインク噴射で形成されるレジスト膜厚が薄いとプリント回路板の凸の部分を完全にインクで覆うことができず、後のエッチング工程でエッチングしたくない回路パターンの一部をエッチングしてしまい、製品の性能上問題を発生する。また、レジスト膜厚が薄いと、次の工程であるエッチングにおいて、スプレーによりエッチング液をプリント回路基板に吹きつけた場合、プリント回路板の振動によりレジスト膜が剥れる可能性が大きくなるためである。
【０００５】
このため、本発明の第１の目的は、インクジェット方式によって形成されるプリント回路基板上のレジスト膜厚を所望の膜厚にするための方法及びその装置を提供することにある。
【０００６】
また第２の目的は、レジスト膜厚予測手段において、１回当りのレジスト膜厚を計算し記憶することにより、所望の膜厚が変化した場合のレジスト膜厚計算を不要とし、ノズル制御データ作成時間を短縮しようとするものである。
【０００７】
さらにまた、第３の目的は、レジスト塗布工程において、ノズル制御データと各基板のレジスト塗布状況を管理し、所望のレジスト膜厚を形成するため重ね塗りが必要な基板の管理を自動化し、省力及び生産性向上を達成しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明においては、液体状のレジストの微粒子を発射する液滴吐出装置を用いて所望のレジスト膜のパターンを描画するに際し、前記レジスト膜の膜厚を指定し、この膜厚を予測すると共に当該膜厚が所望値となるようにノズルを制御するノズル制御データを作成し、このノズル制御データにより回路基板別にレジストを塗布するようにレジスト塗布工程を管理するインクジェット方式によるプリント回路板の製造において、
前記レジストの膜厚の予測は、ノズル形状と膜厚との関係データを格納し、この格納された前記関係データから指定されたレジストパターン形状の１回当りの噴射による膜厚を計算し、この１回当りの噴射による膜圧から指定された膜厚を形成するのに必要なレジスト塗布回数を計算することによって行われることを特徴とするインクジェット方式によるプリント回路板の作成方法、ならびに装置を採用することにより、前記目的を達成しようとするものである。
【０００９】
【作用】
以上のような、本発明によるプリント回路板作成方法ならびに装置を採用することにより、インクジェット方式により形成されるプリント回路板上のレジスト膜厚を所望の膜厚にすることができ、所望の膜厚が変化した場合のノズル制御データの作成時間を短縮することができる。また、所望のレジスト膜厚を形成するための重ね塗りが必要な基板の管理を自動化して省力及び生産性の向上を達成することができる。
【００１０】
【実施例】
以下に本発明を複数の実施例に基づいて詳細に説明する：
（実施例１）
図１に、本発明の特徴を最も良く表すインクジェット方式によるプリント基板作成装置の第１の実施例の構成ブロック図を示す。同図において、１はノズル制御データ作成装置、２はプリント回路板設計ＣＡＤ、３はレジスト形成システムである。本発明の対象は、ノズル制御データ作成装置１とレジスト形成システム３である。
【００１１】
図１において、ノズル制御データ作成装置１の中の１０１は、製造担当者が使用する端末であり、表示装置とキーボードとから構成されている。１０２はデータ入力・出力処理部、１０３はレジスト膜厚予測処理部、１０４はノズル制御データ作成処理部、１０５はレジスト膜厚指示データ格納部、１０６はノズル膜厚関係データ格納部、１０７は回路パターンデータ格納部、１０８はレジスト膜厚予測データ格納部、１０９はノズル制御データ格納部である。
【００１２】
またレジスト形成システム３は、レジスト形成管理装置１１０、インクジェットによりレジストをプリント回路基板に塗布するレジスト塗布装置１１１、塗布されたレジストを乾燥固化させるオーブン１１２、レジストを固化させたプリント回路基板を保管する基板倉庫１１３等より構成されている。
【００１３】
まず初めに、ノズル制御データ作成装置１の動作について説明する。端末１０１から製造担当者がコマンドを入力したりメニューを選択すると、データ入力・出力処理部１０２は、入力されたコマンドや選択されたメニューに従ってデータ格納部１０９にデータを格納したり、データ格納部１０９のデータを表示したり、各種処理を実行したりする。レジスト膜厚指示データ格納部１０５は、製造担当者が端末１０１から入力した製品別レジスト膜厚指示データを格納するものである。図２に、レジスト膜厚指示データ格納部１０５に格納されるレジスト膜厚指示データの一例を示す。レジスト膜厚指示データは製品別に指定可能となる。
【００１４】
ノズル膜厚関係データ格納部１０６は、ノズル形状と形成されるレジスト膜厚と描画するパターンとの関係を格納する。このデータは、実験により求められ、予め端末１０１から入力され、ノズル膜厚関係データ格納部１０６に格納されているものとする。図３に、ノズル膜厚関係データ格納部に格納されるノズル膜厚関係データの一例を示す。図３において、３０１の行は、レジストを塗布するパターン幅を表し、３０２は、あるインクジェットノズルでレジストを塗布するパターン幅によりレジスト膜厚がいくつになるかを示している。３０３の列はノズル形状を示す。
【００１５】
ここで、“ノズル形状”とは、１つのノズルにインク吐出のために多数の穴が開いており、ノズルによりこの穴径や穴の間のピッチが異なることを意味する。インクジェットノズルはインク吐出のための多数の穴が開いており、その穴からインクが吐出されるのであるが、吐出されたインクはプリント回路基板上で穴の直径よりも大きな円として広がる。そして図４に示すように、そのインクは隣の穴から吐出されたインクと重なるために形成される膜厚は、ノズルの１つの穴から吐出して形成されるレジスト膜厚よりも厚くなる。
【００１６】
図４において、４０１〜４０４は、ノズルから吐出された基板上で広がったインクであり、それらインクが隣のノズルから吐出されたインクと重なる様子を示したものである。図３に示すように、作成するレジストパターンによりレジスト膜厚が異なるのは吐出されたインク同士の重なりが発生するか否かによるものである。例えば、あるノズルでは基板上のインクの広がりが１００μｍで、描画するパターンの幅が１００μｍの時はノズルの１つの穴からしかインクが吐出されず、重なりが発生しないため、形成されるレジスト膜厚は薄くなる。
【００１７】
回路パターンデータ格納部１０７は、プリント回路板設計ＣＡＤ２で作成された回路パターンを格納するものである。回路パターンデータのプリント回路板設計ＣＡＤ２から回路パターンデータ格納部１０７へのデータの格納は、端末１０１からの指示により行われる。回路パターンデータは、回路パターンを示す座標データの集まりであり、このデータは、プリント回路板設計ＣＡＤ２で作成されるものとする。
【００１８】
レジスト膜厚予測処理部１０３は、回路パターンデータ格納部１０７の中の指定製品の回路パターンデータと、ノズル膜厚関係データ格納部１０６の指定ノズルのノズル膜厚関係データとからインクジェットにより塗布されるレジストの１回の塗布によるレジスト膜厚を計算するものである。このレジスト膜厚予測計算手順シーケンスフローチャートを図５に示す。
【００１９】
図５において、まずステップＳ１において回路パターンデータを選択し、ステップＳ２でパターン幅を求め、レジスト膜厚を計算する。つぎにステップＳ３において、回路パターンデータとレジスト膜厚の対応データを作成し、ステップＳ４において、その全ての回路パターンを選択したら、ステップＳ５に進み、その回路パターンデータとレジスト膜厚の対応データとをレジスト膜厚予測データ格納部１０８に格納して終了する。一方、ステップＳ４において、全ての回路パターンの選択が完了していなければ、ステップＳ１へ戻って前記ステップＳ１〜Ｓ４を繰返す。
【００２０】
レジスト膜厚予測処理部１０３の計算結果は、回路パターンデータとレジスト膜厚との対応データであり、レジスト膜厚データ予測格納部１０８に格納される。
【００２１】
ノズル制御データ作成処理部１０４は、レジスト膜厚指示データ格納部１０５の指定された基板のデータと、レジスト膜厚予測データ格納部１０８の指定された基板のデータから指示されたレジスト膜厚を形成するためのノズル制御データとを作成する。作成されるノズル制御データは、ノズルのＸ軸，Ｙ軸の移動指令データと、ノズルの中のどの穴からインクを吐出するかという指令データである。図６にノズル制御データ作成処理部１０４の計算フローチャートを示す。
【００２２】
図６の計算シーケンスフローについて以下に説明する。まず、ステップＳ６０１では、レジスト膜厚予測データから未検討の回路パターンを選択する。次にステップＳ６０２では、選択された回路パターンの予測レジスト膜厚ｔをレジスト膜厚予測データから求める。ステップＳ６０３では、レジストの塗布回数を１に初期化する。ついで、ステップＳ６０４では、レジスト指示膜厚と予測レジスト膜厚ｔとを比較し、予測レジスト膜厚ｔがレジスト指示膜厚よりも小さいときはステップＳ６０５，Ｓ６０６を行い、そうでない時は、そのままステップＳ６０７に進む。
【００２３】
すなわち、ステップＳ６０５では、レジスト指示膜厚を満足するためのレジスト塗布回数を求め、ステップＳ６０６でその塗布回数をレジスト塗布膜回数として設定する。ステップＳ６０７では選択されている回路パターンに対し、指定された塗布回数分のノズル制御データを作成する。ステップＳ６０８では、全ての回路パターンを選択したか否かをチェックし、未検討の回路パターンがある時は、ステップＳ６０１に戻って前記シーケンスを繰返し、未検討の回路パターンがなくなった時は、ステップＳ６０９に進む。ステップＳ６０９では、作成されたノズル制御データをノズル制御データ格納部１０９に格納する。
【００２４】
ノズル制御データ格納部１０９に格納されるデータは、ノズル制御データ作成処理部１０４で作成されたノズルのＸ軸，Ｙ軸の移動指令データと、ノズルの中のどの穴からインクを吐出するかという指令データである。そして、レジスト膜厚の指示値を満足するために重ね塗りが必要なパターンについては、そのパターンに関して重ね塗りに必要な回数分の制御データが格納される。ノズル制御データ格納部１０９のデータは、端末１０１からの指令によりレジスト形成システム３のレジスト形成管理装置１１０に転送され、レジスト塗布が実行される。
【００２５】
次にレジスト形成システム３について説明する。レジスト形成システム３は、図１に示すように、レジスト形成管理装置１１０、インクジェットノズルを有するレジスト塗布装置１１１、塗布されたレジストを過熱して乾燥固化させるオーブン１１２、基板倉庫１１３から構成される。
【００２６】
レジスト形成管理装置１１０は、製品別にプリント回路基板のノズル制御データを管理し、基板別のレジスト塗布回数も管理する。また、どの基板がどの装置にあるかという仕掛かり状況をも管理する。初めにレジストを塗布する製品が、レジスト形成管理装置１１０の端末から指令されると、レジスト形成管理装置１１０は該当する基板のノズル制御データを通信線１１４を介してレジスト塗布装置１１１に転送する。
【００２７】
レジスト塗布装置１１１は、プリント回路基板が装置に設定されたらレジスト塗布を行い、完了したらレジスト塗布装置の完成品バッファに格納する。レジスト塗布完了した基板は、レジスト乾燥固化させるためのオーブン１１２に搬送される。オーブン１１２は、設定された温度で指定時間基板を過熱してレジストを乾燥固化させる。レジストの乾燥固化を完了したプリント回路基板は、基板倉庫１１３に保管される。
【００２８】
更に複数回のレジスト塗布が必要なプリント回路基板は、基板倉庫１１３から再びレジスト塗布装置１１１に搬送され、レジスト形成管理装置１１１から重ね塗りが必要なパターンのノズル制御データをレジスト塗布装置１１１に転送し、重ね塗りが必要なパターンのみ、レジストが塗布される。そしてオーブン１１２、基板倉庫１１３へと装置を移動し、必要なレジスト膜厚になるまで繰返される。
【００２９】
本実施例により所望のレジスト膜厚を満足するためのノズル制御データが自動的に作成され、製造担当者のノズル制御データ作成負荷を軽減し、省力化することが可能となる。
【００３０】
（実施例２）
前記実施例１においては、図１において、ノズル膜厚関係データを、製造担当が端末１０１を使用して入力していたが、本第２の実施例２は、このデータの入力を自動化するようにしたものである。初めに、図１におけるレジスト形成システム３において、レジスト膜厚検査装置を追加し、このレジスト膜厚検査装置を、通信線１１４に接続する（図示は省略する）。
【００３１】
図１のノズルデータ作成装置１において、レジスト膜厚検査基板のレジスト塗布回数を１回にしたノズル制御データを作成し、レジスト形成管理装置１１０に転送する。レジスト形成管理装置１１０は、このノズル制御データをレジスト塗布装置１１１に転送しておく。
【００３２】
テスト用の多数の回路パターンを有するテスト基板をレジスト塗布装置１１１に投入し、レジストを塗布させ、オーブン１１２において乾燥固化させる。完成した基板のレジスト膜厚を不図示の検査機で測定し、回路パターン別レジスト膜厚をノズルデータ作成装置１に通信線１１４を介して転送する。ノズルデータ作成装置１は、転送された回路パターン別レジスト膜厚データをノズル膜厚関係データ格納部１０６に格納する。
【００３３】
指定された製品に対するノズルデータ作成装置１とレジスト形成システム３との動作は、前記実施例１と同じである。
【００３４】
本実施例においては、ノズル膜厚関係データが通信線を介して入力されることにより、人手による入力間違いをなくし、ノズル膜厚関係データ格納部１０６のデータの信頼性を高めると共に、ノズルデータ作成装置１の操作担当者の負荷を低減することが可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、インクジェット方式によるプリント回路基板の作成において、所望のレジスト膜厚を満足するノズル制御データを自動的に作成し、かつ、レジストの繰返し塗付を管理できるので、ノズル制御データ作成担当者のノズル制御データ作成負荷を低減でき、ノズル制御データ作成の高速化による製造開始までの時間短縮と生産性向上が得られ、プリント回路基板のレジスト膜厚の自動管理による省力化と管理ミスの発生防止により生産性が向上する。
またノズル形状と膜厚との関係データを格納する手段を有するため、１度格納すれば追加変更がない限り入力する必要がなく、ノズル制御データ作成担当者の負荷を低減できる。
また初めに１回のレジスト塗布によるレジスト膜厚を計算しその結果を記憶することにより、所望のレジスト膜厚が変化しても１回のレジスト塗布による膜厚を再計算する必要がなく、ノズル制御データ作成時間を短縮できる。
また各基板のレジスト膜塗布回数が自動的に管理されるため、プリント回路基板製造担当者の管理負荷を低減でき、各基板のレジスト膜塗布回数が自動的に確実に管理されるため、製造ミスを防止し、生産性を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１のプリント基板の作成装置の構成ブロック図
【図２】 レジスト膜厚指示データの一例
【図３】 ノズル膜厚関係データの一例
【図４】 ノズル吐出インクがプリント回路基板上に広がる様子の説明図
【図５】 レジスト膜厚予測計算シーケンスフローチャート
【図６】 ノズル制御データ作成計算シーケンスフローチャート
【符号の説明】
１ ノズル制御データ作成装置
２ プリント回路板設計ＣＡＤ
３ レジスト形成システム
１０３ レジスト膜厚予測処理部
１０４ ノズル制御データ作成処理部
１０５ レジスト膜厚指示データ格納部
１０６ ノズル膜厚関係データ格納部
１０７ 回路パターンデータ格納部
１０８ レジスト膜厚予測データ格納部
１０９ ノズル制御データ格納部
１１０ レジスト形成管理装置

Claims (4)

1. 液体状のレジストの微粒子を発射する液滴吐出装置を用いて所望のレジスト膜のパターンを描画するに際し、前記レジスト膜の膜厚を指定し、この膜厚を予測すると共に当該膜厚が所望値となるようにノズルを制御するノズル制御データを作成し、このノズル制御データにより回路基板別にレジストを塗布するようにレジスト塗布工程を管理するインクジェット方式によるプリント回路板の製造において、
   前記レジストの膜厚の予測は、ノズル形状と膜厚との関係データを格納し、この格納された前記関係データから指定されたレジストパターン形状の１回当りの噴射による膜厚を計算し、この１回当りの噴射による膜圧から指定された膜厚を形成するのに必要なレジスト塗布回数を計算することによって行われることを特徴とするインクジェット方式によるプリント回路板の作成方法。
2. 前記レジスト塗布工程の管理は、前記プリント回路板の製品種類別に前記ノズル制御データを記憶すると共に、レジストを塗布された各回路基板の個々のレジスト塗布状態を記憶することを特徴とする請求項１記載のインクジェット方式によるプリント回路板の作成方法。
3. 液体状のレジストの微粒子を発射する液滴吐出装置を用いて所望のレジスト膜のパターンを描画するインクジェット方式によるプリント回路板の作成装置において、
   前記レジスト膜の膜厚を指定するレジスト膜厚指定手段と、
   この膜厚を予測するレジスト膜厚予測手段と、
   当該膜厚が所望値となるようにノズルを制御するノズル制御データを作成するノズル制御データ作成手段と、
   このノズル制御データにより、レジスト塗布工程において、回路基板別にレジスト塗布工程を管理する手段とを備え、
   前記レジスト膜厚予測手段は、ノズル形状と膜厚との関係データを格納し、この格納された前記関係データから指定されたレジストパターン形状の１回当りの噴射による膜厚を計算し、この１回当りの噴射による膜圧から指定された膜厚を形成するのに必要なレジスト塗布回数を計算するように構成されていることを特徴とするインクジェット方式によるプリント回路板の作成装置。
4. 前記レジスト塗布工程を管理する手段は、前記プリント回路基板の製品種類別に前記ノズル制御データを記憶する手段と、レジスト塗布された各基板の個々のレジスト塗布状況を記憶する手段とを有することを特徴とする請求項３記載のインクジェット方式によるプリント回路板の作成装置。

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