JP4026388B2 - Printed wiring board and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリント基板上に部品を実装する主に実装技術分野に属し、更にはプリント基板の小型化に伴い、部品、特に半導体パッケージ等の応用技術にも属し、部品を搭載したプリント基板上の凹凸面や部品の立体的側面に配線回路を形成する印刷配線板及びその製造方法等に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、プリント配線板と実装部品との接続方法として部品のリード部をプリント配線板のスルーホールに差込み、当該リード部とスルーホールとを半田付けする方法、あるいはチップ部品をプリント配線板のパット(電極部)に載せ、チップ部品の電極部とプリント配線板のパットとを半田付けする方法がある。また、半導体チップ部品とプリント配線板とを接続する方法としては、電極同士を銅箔を介して接続するTAB方式、金線で接続するワイヤボンディング方式又は電極に微小径の金属ボールを付け接続するフリップチップ方式等がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の接続方法では、以下のような問題点があった。まず、プリント配線板と実装部品の接続配線方式では、プリント基板の接続個所にスルーホールを設ける必要があるため設計的制約を受けるほか、リードやスルーホールの小型化に限界があるためプリント基板の小型化には限界があった。また、チップ部品の電極部をプリント配線板のパッド(電極)に載せ、部品のパッドとプリント配線板のパッドを半田付けする方法では、半田の量、位置、形状の制御に限界があり、これによってもプリント基板の小型化には限界がある等の課題があった。
【0004】
また、半導体チップ部品とプリント配線板を接続する方法であるワイヤボンデイング方式では、金線をカバーや樹脂モールド等により保護するため、金線の導通や絶縁の確認が難しい等の課題があり、フリップチップ方式では、金属ボールがプリント配線板と部品との間に挟まれるため、接続部分の導通や絶縁の確認が難しく、その確認を行う場合には、X線投影装置を用いる等の高価な設備を必要とする等の課題があった。
【0005】
更に、従来における部品の実装方法(表面実装)の多くは、スクリーン印刷法によりクリーム半田を塗り、その上に部品を載せてリフロー炉等により半田付けするという方法であるが、このような方法では、半田付けの量、位置、形状の制御が難しく、更なる精度の向上や小型化のためには限界があった。
【0006】
そこで、この発明はかかる課題を解決するためになされたもので、実装部品の立体的形状部分や印刷基板上の凹凸部分にインク噴射手段から噴射される導電性のインク材料により印刷して実装部品と印刷基板上の配線とを電気的に接続することにより、その接続部分の信頼性を向上させ、小型化を実現しうる新規な印刷配線板を提供するとともにその製造方法をも提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項1に係る印刷配線板は、印刷基板と、この印刷基板上に形成された配線パターンと、その立体的側面の少なくとも一側面に多数の電極部分を有し、多数の前記電極部分を前記配線パターンに各々接触するように配置した実装部品と、前記各電極部分と前記配線パターンとを電気的に接続した印刷配線とを備え、前記電極部分に相応する多数のインク塗布モジュールを前記多数の電極部分の外側になるように配設したインク塗布モジュールセットを前記実装部品上に配置し、前記インク塗布モジュールセットを下方向に移動させた後に、前記インク塗布モジュールセットの塗布位置において、前記各電極部分及び前記配線パターンに対しては前記各インク塗布モジュールの噴出部から導電性のインク材料を噴出させた状態で前記各インク塗布モジュールをそれぞれ垂直方向及び水平方向に移動させ、前記各電極部分と前記配線パターンとの境界部分に対しては前記各インク塗布モジュールの噴出部から導電性のインク材料を噴出させた状態で前記各インク塗布モジュールを回動させ、前記印刷配線を前記各電極部分上及び前記配線パターン上並びに前記境界部分上に連続して形成したものである。
【0008】
この発明の請求項2に係る印刷配線板は、印刷基板と、この印刷基板上に形成された配線パターンと、その立体的側面の少なくとも一側面に多数の電極部分を有し、多数の前記電極部分を前記配線パターンに各々接触するように配置した実装部品と、前記各電極部分と前記配線パターンとを電気的に接続した印刷配線とを備え、多数の前記電極部分と前記配線パターンとを同時に電気的に接続するために、前記電極部分に相応する多数のインク塗布モジュールを前記電極部分の外側になるように配置し、前記インク塗布モジュールセットの塗布位置において、前記各電極部分及び前記配線パターンに対しては前記各インク塗布モジュールの噴出部から導電性のインク材料を噴出させた状態で前記各インク塗布モジュールをそれぞれ垂直方向及び水平方向に移動させ、前記各電極部分と前記配線パターンとの境界部分に対しては前記各インク塗布モジュールの噴出部から導電性のインク材料を噴出させた状態で前記各インク塗布モジュールを回動させる前記各インク塗布モジュールの作動により、前記印刷配線を前記各電極部分上及び前記配線パターン上並びに前記境界部分上に連続して形成したものである。
【0009】
この発明の請求項3に係る印刷配線板の製造方法は、印刷基板上に配線パターンを形成する配線パターン形成工程と、その立体的側面の少なくとも一側面に多数の電極部分を有し、多数の前記電極部分を前記配線パターンに各々接触するように実装部品を搭載する搭載工程と、前記電極部分に相応する多数のインク塗布モジュールを前記多数の電極部分にそれぞれ対向するように配置する配置工程と、前記各インク塗布モジュールの噴出部から導電性のインク材料を前記各電極部分に対して垂直に噴出させた状態で前記立体的側面における前記各電極部分に沿って前記各インク塗布モジュールを垂直移動させる垂直移動工程と、前記各インク塗布モジュールの噴出部から導電性のインク材料を噴出させた状態で前記各電極部分と前記配線パターンとの境界部分に対して前記各インク塗布モジュールを回動させる回動工程と、前記各インク塗布モジュールの噴出部から導電性のインク材料を前記配線パターンに対して垂直に噴出させた状態で前記配線パターンに沿って前記各インク塗布モジュールを水平方向に移動させる水平移動工程と、前記垂直及び回動並びに水平移動工程により、前記多数の電極部分と前記配線パターンとを連続して電気的に接続する印刷配線を形成する印刷工程とを備えたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1に係る印刷配線板の一実施例について、図1を用いて説明する。図1は、この実施の形態1に係る印刷配線板の部分拡大断面及びインク塗布モジュールを併せて図示した説明図である。図1において、1はプリント配線板(印刷基板)、2はプリント配線板1上に形成した配線パターン、3はプリント配線板1上に実装したICチップ等の実装部品、4は実装部品3の立体的形状部分である側面に形成した実装部品3の電極部分である。5は下地インク層で、実装部品3の電極部分4と配線パターン2との境界部分に形成している。6は、実装部品3の電極部分4の側面上及び配線パターン2上に連続して導電性のインク材料により形成した印刷配線である。このインク材料は、一般的にはブチルカルビトールアセテート、3−ジメチルー2−イミタゾリジン等の溶剤にAu(金)、銀(Ag)等の導電性材料を混ぜたものを用いることが可能であるが、上記のようなインクジェット方式に用いることが可能なインク溶剤に炭素粉末を混ぜ併せたものにより構成している(他の導電性材料を用いてもよい)。7は印刷配線6を保護するための樹脂等からなる保護膜で、印刷配線6上に形成している。印刷配線6は連続的に形成するため、インク材料をインク塗布モジュールの噴出口から噴出させながら、その噴出口の部分をアクチュエータの駆動により移動させて形成する。7は印刷配線6を保護するための樹脂等からなる保護膜で、印刷配線6上に形成している。
【0014】
なお、下地インク層5はプリント基板の電極と実装部品の電極の間に塗られる回路形成用インクの接続信頼性を高めるためのインク層であり、機能として(1)各電極及び回路形成用インクとの密着性に優れている(2)振動や温度変化等の衝撃に耐性が有るものを選択する。また保護膜7は回路形成用インクの耐環境性を高めるインク層であり、機能として(1)回路形成用インクとの密着性に優れている(2)耐吸湿性がある(3)耐熱性が有る(4)傷が付き難くいものを適宜選択する。耐吸湿性を持たせるには例えばグリセリン等を加える。
【0015】
他の実施例としては、実装部品3と配線パターン2との間のプリント配線板1上において、例えば他の実装部品が介在する等の凹凸が存在する場合には、実装部品3の電極部分4と配線パターン2とを電気的に接続するために、インク塗布モジュールの噴出口から噴出する導電性のインク材料により印刷配線6を形成するようにしてもよい。また、図1において、8はインク塗布モジュールで、下地インク層5、印刷配線6及び保護膜7を順次に形成するために使用するものである。インク塗布モジュール8は、図1に示すような構成で、廃液排出経路9及び廃液溜まり10を有する。
【0016】
実施の形態2.
次に、実施の形態2について、図2を用いて説明する。図2は、この実施の形態2に係るインク塗布モジュール8の構成を示した部分概略構成図である。図2において、8はインク塗布モジュールの全体装置を示す。11は印刷配線6を形成するための回路形成用インクのバッファ、12は下地インク層5を形成するための下地インク用のバッファ、13は保護膜7を形成するための保護インク用のバッファ、14は洗浄液のバッファである。15は各バッファ11、12、1314にそれぞれ接続して各種インクや洗浄液を供給するための個別ホースである。16はこれらの個別ホース12を共通にして各種インク等を供給する共通ホースである。17は各種インク等を噴出口17aから噴出するための噴出部で、噴出部17は軸18に固定されている。一方、軸18は回動可能で、駆動回路19に接続された駆動手段(モータ)を取付けている。軸18は駆動回路19により回動される。軸18が回動するとき、その回動に応じて噴出部17が上下に移動し、それに伴い噴出口17aが上下に移動するように構成している。
【0017】
ここに、図2に示すインク塗布モジュール8を用いて、図1に示す印刷配線板の製造方法について説明する。まず、実装部品3を印刷基板1上に接着剤等により固定する。インク塗布モジュール8を実装部品3の電極部分4と配線パターン2との境界部分の近傍に移動させ、下地用インクを下地インク用のバッファ12から個別ホース15、共通ホース16を経由して噴出口17aに導いて噴出させる。次に、インク塗布モジュール8を実装部品3の電極部分4の上方から下方へ垂直移動させるとともに、配線パターン2上を水平移動させる。この移動に際して、回路形成用のバッファ11から個別ホース15、共通ホース16を介して噴出部17の噴出口17aから回路形成用インクを噴出させて、図1に示すような印刷配線6を形成する。次に、インク塗布モジュール8を再び実装部品3の電極部分4の上方に移動させ、印刷配線6の形成の場合と同様に、保護インク用のバッファ13から保護膜形成用にインクを噴出させて保護膜7を形成する。このようにして、インク塗布モジュール8を移動させながら、印刷配線6及び保護膜7を形成するが、実装部品3の電極部分4と配線パターン2との境界部分において、インク塗布モジュール8の噴出部17を駆動手段19等により回動させ、実装部品3の電極部分4及び配線パターン2に対して垂直に各種インク等を噴出口17aから噴出させる。なお、下地インク層5の形成後、印刷配線6の形成後、及び保護膜7の形成後の各段階において、インク塗布モジュール8の噴出口17aを廃液溜まり10に対して移動させ、洗浄液のバッファ14から洗浄液を噴出口17aに導いて噴出口17aから噴出させることにより、共通ホース16、噴出部17及び噴出口17aを洗浄する。この廃液は廃液溜まり10に溜められ、廃液排出経路9を経て回収される
【0018】
実施の形態3.
次に、この実施の形態3について、図3及び図4を用いて説明する。図3は、実装部品3の電極数に対応させてインク塗布モジュール8を配設したインク塗布モジュールセットの斜視図である。図4は、図3に示すインク塗布モジュールセットを用いて多数の印刷配線6を形成した後の実装部品3の斜視図である。これらの図3において、20は、多数のインク塗布モジュール8を備えたインク塗布モジュールセットで、各インク塗布モジュール8は図2に示したような構成である。各インク塗布モジュール8は実装部品の電極数に対応してインク塗布モジュールセット20の側壁部に配置している。図3には、各インク塗布モジュール8の共通ホース16、噴出部17、及び噴出口17aを図示している一方、駆動手段19については省略している。なお、各種バッファ11,12,13,14については図示していないが、基本的構成は図2に示すものと同様の構成であり、例えば図3には図示しない外部に各種バッファを設け、各種バッファから図示しない共通ホースを介して各種インクを順次にインク塗布モジュールセット20に供給して、各インク塗布モジュール8の噴出口17aから噴出するように構成している。
【0019】
さて、図4に示すような印刷配線6を施した実装部品3を形成する場合の製造方法について説明する。まず、実装部品3を印刷基板1上に接着剤等により固定する。次に、インク塗布モジュールセット20を実装部品3上に配置する。このとき、インク塗布モジュールセット20は実装部品3の電極部分4の外側になり、各インク塗布モジュール8が実装部品3の電極部分4と近接する位置になるように形成しておく。各インク塗布モジュール8による下地インク層5、印刷配線6及び保護膜7の形成方法については、実施の形態2の場合と同様である。また、共通ホースや噴出部等の洗浄についても、実施の形態2の場合と同様である。なお、各インク塗布モジュール8の実装部品3の電極部分4に対する上下方向における移動を必要とする場合には、インク塗布モジュールセット20を上下方向に移動させても、実装部品3を印刷基板1とともに上下方向に移動させてもよい。この場合には、各インク塗布モジュール8自体を上下方向に移動させる必要はなく、インク塗布モジュール8が多数の場合に一度に移動させることができる。このように、実装部品3の電極部分4の数に合わせてインク塗布モジュール8の数を設定すれば、印刷配線6や保護膜7等を一度に形成することができ、効率的作業が可能となる。こうして印刷配線6等の形成が完了した実装部品3の構成を図4に示す。
【0020】
実施の形態4.
次に、この発明の実施の形態4について、図5、図6、図7及び図8を用いて説明する。図5は、インク塗布モジュール8の実装部品3に対する移動及びインク塗布モジュール8のインク噴出を制御する制御ブロック構成図である。図6(a)(b)(c)(d)及び図7(a)(b)(c)は、インク塗布モジュール8の実装部品3の電極部分4に対する移動の様子を概略的に示した説明図である。また、図8は、図5に示した制御ブロック構成図の構成によって制御する手順を示したフローチャートである。これらの図において、21,22,23,24及び25はそれぞれ駆動回路であり、それぞれモータM1,M2、M3、M4、M5を備えたものである。駆動回路21はインク塗布モジュール8を上下方向に移動させ、駆動回路22はインク塗布モジュール8の噴出部17を実装部品3の電極面に沿って回動させ、駆動回路23はインク塗布モジュール8を紙面に対して垂直方向に移動させ、駆動回路24はインク塗布モジュール8を実装部品3に対して近接又は離隔させるように移動させる。また、駆動回路25は実装部品3が載せられたプリント配線板1をインク塗布モジュール8の塗布位置において回転させるものである。
【0021】
26は制御回路で、モータM1乃至M5をそれぞれ駆動するとともに、インクバッファモジュール27及びインク塗布モジュール8(図5では、インク噴出モジュール28として表示する。)を作動させてインクをインク塗布モジュール8の噴出口7aから噴出させるように制御するものである。29、30及び31はセンサで、インク塗布モジュール8に取付けている。センサ29はインク塗布モジュール8の前方方向を感知し、センサ30、31はインク塗布モジュール8の下方向及び上方向をそれぞれ感知するものである。
【0022】
ここで、図6、図7の説明図及び図8のフローチャートを用いて更に説明する。ステップ301、302では、駆動回路21,22,23,24,25を用いてインク噴出モジュール28を実装部品8の電極部分4に近接させる。このとき、実装部品3の電極部分4の位置データを予め制御回路26に入力しておく。制御回路26は駆動回路21,22,23,24,25から送られてくる移動距離のデータと合せてインク噴出モジュール28を移動させる。センサ29は実装部品3の電極部分4と近接したかどうかを感知し、インク噴出モジュール28が実装部品3の電極部分4に近接したときに、制御回路26により駆動回路21等を停止させる。このときのインク噴出モジュール28と実装部品3との位置関係を示したのが、図6(a)の状態である。
【0023】
ステップ303,304、305、306、307では、駆動回路21によりインク噴出モジュール28を実装部品3の電極部分4の側面に沿って下方向に移動させる。このときのインク噴出モジュール28の移動状況を示したのが、図6(b)(c)である。また、このとき、制御回路26の制御により、インクバッファモジュール27からインク噴出モジュール2にインクが供給され、インク噴出モジュール28からインクが噴出される。こうして、実装部品3の電極部分4の側面に印刷配線6が形成される。また、この過程において、センサ29は、インク噴出モジュール28と実装部品3の電極部分4とが近接しているかどうかを常時感知している。センサ29により、近接していない場合には、制御回路26の制御により駆動回路22,23を駆動させ、近接するように制御する。そして、ステップ308においてセンサ30がプリント配線板1の配線パターン2を感知した段階で次のステップに移る。
【0024】
次に、ステップ309、310では、インク噴出モジュール8が実装部品3の電極部分4と配線パターン2との境界部分に移動し、駆動回路22を駆動してインク噴出モジュール8の噴出部17が回動する。その噴出部17の回動過程の状態を図6(d)に示している。この回動過程においても、インク噴出モジュール8の噴出高7aからインクが噴出され、その境界部分に印刷配線6を形成する。この回動過程においても、センサ29、30はインク噴出モジュール8と実装部品3の電極部分4との近接状態及び配線パターン2との近接状態を常時感知している。その近接状態の感知によって近接していない場合には、駆動回路21、22、24を駆動してインク噴出モジュール8を実装部品8の電極部分の側壁及び配線パターン2に近接するように移動させる。なお、駆動回路22は、予め座標系の移動情報を内蔵しており、実装部品3の各種の立体的形状に対応することができる。
【0025】
次に、ステップ314,315では、駆動回路24の駆動によりインク噴出モジュール8を水平方向に移動させる。この移動に際し、センサ29はインク噴出モジュール8が配線パターン2に近接しているかどうかを感知し、近接していない場合には駆動回路21を駆動して近接するようにする。この移動過程は、図7(a),(b)に示している。また、この移動過程において、インク噴出モジュール8はその噴出部17の噴出口17aからインクを噴出して配線パターン2上に印刷配線6を形成する。さらに、ステップ318では、センサ31が実装部品3の電極部分4を感知しなくなった段階において、全ステップが完了する。この状態を図7(c)に示す。このとき、センサ31が感知しなくなる距離、即ち、実装部品3の電極部分4とインク噴出モジュール8との距離は、実装部品3の配線パターン2の長さに対応して駆動回路21に入力しておく。
【0026】
以上のステップは、印刷配線6を形成する場合のほか、保護膜7を形成する場合にも適用する。なお、下地インク層5を形成する場合には、ステップ309、310を適用する。
【0027】
実施の形態5.
次に、この発明の実施の形態5による印刷配線システムについて図9を用いて説明する。図9は実施の形態5による印刷配線システムの全体概要を示す概要斜視図である。図9において、32は実装部品3を載せたプリント配線板1を移動させるベルトコンベア等の移動手段、33は移動手段32に沿って配置され、インク塗布モジュール8、及びインク塗布モジュール8を駆動する各駆動回路21乃至25等により構成される駆動回路ユニット、34は余分なインクや洗浄液を排出するため移動手段32の近傍に設けられた廃液溜めの廃棄口である。図9に示すように、プリント配線板1を回転させる駆動回路25は移動手段32の下方に配置されている。なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【0028】
次に動作について説明する。移動手段32は実装部品3を載せた各プリント配線板1をベルトコンベア等によりそれぞれ移動させ、駆動回路ユニット33のインク塗布位置においてそれぞれ一時停止させる。駆動回路ユニット33はプリント配線板1がインク塗布位置において停止したことを検知すると、インク塗布モジュール8、モータM1乃至M5を駆動して実装部品3及びプリント配線板1に対するインクの塗布を開始する。なお、インクの塗布については、例えば上記実施の形態4において説明したとおりであり、これらについての詳細な説明は省略する。
【0029】
インク塗布モジュール8による印刷配線形成のための一連の動作が完了すると、駆動回路ユニット33からインク塗布終了の信号が移動手段32に通知され、再び移動手段32が駆動されて次のプリント配線板1が駆動回路ユニット33のインク塗布位置において停止する。このように、実装部品3を載せた各プリント配線板1は移動手段32により順次移動され、停止した各プリント配線板1に対してインク塗布モジュール8のインクの塗布による印刷配線がそれぞれ形成される。本実施の形態によれば、複数のプリント配線板1及び実装部品3に対して印刷配線板を連続して形成することができ、上述したような印刷配線板の製造の量産化を図ることができる。
【0030】
以上のように、この発明はプリント配線板とその実装部品の接続に係り、アクチュエーター(駆動回路ユニット)とインクジェットプリンタ(インク塗布モジュール)によって凹凸面、垂直水平面に立体的な任意の回路を形成するための回路製造技術に関するものである。そして、その適用分野、適用範囲としては、プリント基板上に部品を実装する実装技術分野を主とするが、プリント基板の小型化に伴い、部品、特に半導体パッケージ等の応用技術としても捉えることができる。また、この発明の適用製品はプリント配線板を用いて回路が構成される電気製品全般である。殊にビルドアップ基板、フィルドビア構造などを用いて小型化・軽量化を図ったプリント基板等の部品接続方法として有効である。
【0031】
例えば、ビルドアップ基板にこの発明を適用した場合、基板の表裏を貫くスルーホールを用いることなく、必要な層間を経て表層に引き出した電極と部品を接続することができる。これにより接続を必要としない層に別の配線を引くことも可能である。更に、ビルドアップ基板の表層にフィルドビア構造のビアを用いることにより、ビルドアップによって表層に引き出された配線はビア以外の電極無しにフィルドビア(めっきや充填材によって満たされたビア)上で部品を接続すること等が可能になる。
【0032】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、実装部品の立体的形状部分にもインク噴出手段から噴出する導電性インクにより印刷配線を形成することができる。
また、この発明によれば、インク噴出手段を移動させることにより実装部品の立体的形状部分と印刷基板上の配線パターンとを容易に電気的に接続することができるという効果を奏する。
また、この発明によれば、実装部品の立体的形状部分にも自動的かつ短時間で印刷配線を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1に係る印刷配線板の部分拡大断面及びインク塗布モジュールを併せて図示した説明図である。
【図2】 実施の形態2に係るインク塗布モジュール8の構成を示した部分概略構成図である。
【図3】 実装部品3の電極数に対応させてインク塗布モジュール8を配設したインク塗布モジュールセットの斜視図である。
【図4】 図3に示すインク塗布モジュールセットを用いて多数の印刷配線6を形成した後の実装部品3の斜視図である。
【図5】 インク塗布モジュール8の実装部品3に対する移動及びインク塗布モジュール8のインク噴出を制御する制御ブロック構成図である。
【図6】 インク塗布モジュール8の実装部品3の電極部分4に対する移動の様子を概略的に示した説明図である。
【図7】 インク塗布モジュール8の実装部品3の電極部分4に対する移動の様子を概略的に示した説明図である。
【図8】 図5に示した制御ブロック構成図の構成によって制御する手順を示したフローチャートである。
【図9】 この発明の実施の形態5に係る印刷配線システムを示すブロック構成図である。
【符号の説明】
1・・プリント配線板(印刷基板)、2・・配線パターン、3・・実装部品、
4・・電極部分、5・・下地インク層、6・・印刷配線、7・・保護膜、
8・・インク塗布(噴出)モジュール、9・・廃液排出経路、
10・・廃液溜まり、11・・回路形成用インクのバッファ、
12・・下地インク用のバッファ、13・・保護インク用のバッファ、
14・・洗浄液のバッファ、15・・個別ホース、16・・共通ホース、
17・・噴出部、17a・・噴出口、18・・軸、19・・駆動手段、
20・・インク噴出モジュールセット、
21,22,23,24,25・・駆動回路、26・・制御回路、
27・・インクバッファモジュール、28・・インク噴出モジュール、
29,30,31・・センサ、32・・移動手段、
33・・駆動回路ユニット。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly belongs to a mounting technology field for mounting components on a printed circuit board, and also belongs to an application technology such as a component, particularly a semiconductor package, as the printed circuit board is downsized. The present invention relates to a printed wiring board for forming a wiring circuit on a three-dimensional side surface of a rugged surface and a three-dimensional side of the component, a manufacturing method thereof, and the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of connecting a printed wiring board and a mounted component, a lead portion of the component is inserted into a through hole of the printed wiring board, and the lead portion and the through hole are soldered, or a chip component is put on the pad of the printed wiring board ( There is a method of mounting on an electrode part) and soldering an electrode part of a chip component and a pad of a printed wiring board. As a method for connecting the semiconductor chip component and the printed wiring board, a TAB method in which the electrodes are connected via a copper foil, a wire bonding method in which the electrodes are connected by a gold wire, or a metal ball having a small diameter is attached to the electrode. There is a flip chip method.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional connection method has the following problems. First, in the connection wiring method between the printed wiring board and the mounting component, it is necessary to provide a through hole at the connection point of the printed circuit board, which is subject to design restrictions. In addition, there is a limit to the miniaturization of the lead and the through hole. There was a limit to downsizing. In addition, there is a limit to the control of the amount, position and shape of the solder in the method in which the electrode part of the chip component is placed on the pad (electrode) of the printed wiring board and the component pad and the pad of the printed wiring board are soldered. However, there is a problem that there is a limit to downsizing of the printed circuit board.
[0004]
In addition, the wire bonding method, which is a method of connecting a semiconductor chip component and a printed wiring board, has problems such as difficulty in confirming the continuity and insulation of the gold wire because the gold wire is protected by a cover, a resin mold, etc. In the chip method, since the metal ball is sandwiched between the printed wiring board and the component, it is difficult to confirm the continuity and insulation of the connection part. When confirming this, expensive equipment such as an X-ray projection device is used. There was a problem such as needing.
[0005]
Furthermore, most of the conventional component mounting methods (surface mounting) are methods in which cream solder is applied by screen printing, the components are placed on the solder, and soldered by a reflow oven or the like. However, it is difficult to control the amount, position, and shape of soldering, and there is a limit to further improving accuracy and downsizing.
[0006]
Accordingly, the present invention has been made to solve such a problem. The mounting component is formed by printing with a conductive ink material ejected from the ink ejecting means on the three-dimensional shape portion of the mounting component or the uneven portion on the printed board. In addition to providing a new printed wiring board capable of improving the reliability of the connection part and realizing a reduction in size by electrically connecting the wiring and the wiring on the printed board, the manufacturing method thereof is also provided. Objective.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A printed wiring board according to a first aspect of the present invention is a printed circuit board, a wiring pattern formed on the printed circuit board, and a three-dimensional side surface thereof. At least one side of Having a large number of electrode parts, Many The electrode part as the wiring pattern Each contact like Arrangement Mounted parts, A printed wiring that electrically connects each of the electrode portions and the wiring pattern, A plurality of ink application modules corresponding to the electrode portions are provided. Many An ink application module set arranged outside the electrode portion is arranged on the mounting component, and the ink application module set is moved downward. After letting At the application position of the ink application module set , Each electrode part and the wiring pattern In contrast, a conductive ink material is ejected from the ejection portion of each ink application module. In each state, the ink application modules are moved in the vertical and horizontal directions, Conductive ink material is ejected from the ejection portion of each ink application module to the boundary portion between each electrode portion and the wiring pattern. In the state Rotate each ink application module The printed wiring is continuously formed on each electrode portion, the wiring pattern, and the boundary portion. Is.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a printed wiring board, a printed circuit board, a wiring pattern formed on the printed circuit board, and a three-dimensional side surface thereof. At least one side of Having a large number of electrode parts, Many The electrode part as the wiring pattern Each contact like Place Mounted parts, In order to electrically connect a large number of the electrode portions and the wiring pattern simultaneously, comprising a printed wiring that electrically connects the electrode portions and the wiring pattern, A number of ink application modules corresponding to the electrode portions are arranged outside the electrode portions, In the application position of the ink application module set, Each electrode part And the wiring pattern In contrast, a conductive ink material is ejected from the ejection portion of each ink application module. In each state, the ink application modules are moved in the vertical and horizontal directions, Conductive ink material is ejected from the ejection portion of each ink application module to the boundary portion between each electrode portion and the wiring pattern. In the state Rotate each ink application module The printed wiring was continuously formed on each of the electrode portions, the wiring pattern, and the boundary portion by the operation of each of the ink application modules. Is.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a printed wiring board manufacturing method comprising: a wiring pattern forming step for forming a wiring pattern on a printed circuit board; At least one side of Having a large number of electrode parts, Many The electrode part is connected to the wiring pattern. Each contact A mounting step of mounting mounting parts, a disposing step of disposing a large number of ink application modules corresponding to the electrode portions so as to face the large number of electrode portions, and a conductive portion from the ejection portion of each ink application module. Ink material perpendicular to each electrode part In the state The ink application modules along the electrode portions on the three-dimensional side vertical Conductive ink material is ejected from the vertical movement process to move, and the ejection part of each ink application module In the state A rotation step of rotating each ink application module with respect to a boundary portion between each electrode portion and the wiring pattern; and a conductive ink material from the ejection portion of each ink application module with respect to the wiring pattern. Erupting vertically In the state The plurality of electrode portions and the wiring pattern are moved by a horizontal movement step of moving each ink application module in the horizontal direction along the wiring pattern, and the vertical and rotation and horizontal movement steps. Continuously Electrically connected Do And a printing process for forming printed wiring.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of the printed wiring board according to
[0014]
The base ink layer 5 is an ink layer for enhancing the connection reliability of the circuit forming ink applied between the electrode of the printed circuit board and the electrode of the mounting component. (1) Each electrode and circuit forming ink (2) Select a material that is resistant to shocks such as vibrations and temperature changes. The protective film 7 is an ink layer that enhances the environmental resistance of the circuit forming ink, and has (1) excellent adhesion to the circuit forming ink as a function, (2) moisture absorption resistance, and (3) heat resistance. (4) Appropriately select one that is not easily scratched. In order to give moisture absorption resistance, for example, glycerin or the like is added.
[0015]
As another example, on the printed
[0016]
Next,
[0017]
Here, a method of manufacturing the printed wiring board shown in FIG. 1 will be described using the
[0018]
Next, the third embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a perspective view of an ink application module set in which the
[0019]
Now, a manufacturing method in the case of forming the mounting
[0020]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 6, 7 and 8. FIG. FIG. 5 is a control block configuration diagram for controlling movement of the
[0021]
[0022]
Here, the description will be further made with reference to FIGS. 6 and 7 and the flowchart of FIG. In
[0023]
In
[0024]
Next, in
[0025]
Next, in
[0026]
The above steps are applied not only when the printed
[0027]
Embodiment 5 FIG.
Next, a printed wiring system according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic perspective view showing an overall outline of the printed wiring system according to the fifth embodiment. In FIG. 9, 32 is a moving means such as a belt conveyor for moving the printed
[0028]
Next, the operation will be described. The moving means 32 moves each printed
[0029]
When a series of operations for forming a printed wiring by the
[0030]
As described above, the present invention relates to the connection between a printed wiring board and its mounting components, and an actuator (drive circuit unit) and an ink jet printer (ink application module) form an arbitrary three-dimensional circuit on an uneven surface and a vertical horizontal surface. The present invention relates to a circuit manufacturing technique. And, as its application field and application range, it is mainly in the mounting technology field where components are mounted on a printed circuit board, but as the printed circuit board becomes smaller, it can also be regarded as an applied technology for components, especially semiconductor packages. it can. The products to which the present invention is applied are all electrical products in which circuits are formed using printed wiring boards. In particular, it is effective as a method for connecting parts such as a printed circuit board that is reduced in size and weight by using a build-up board, a filled via structure, or the like.
[0031]
For example, when the present invention is applied to a build-up board, it is possible to connect an electrode drawn out to the surface layer through a necessary layer and a component without using a through hole penetrating the front and back of the board. As a result, it is possible to draw another wiring in a layer that does not require connection. In addition, by using a via with a filled via structure on the surface of the build-up board, wiring drawn to the surface by build-up connects components on the filled via (via filled with plating or filler) without any electrodes other than vias. It becomes possible to do.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a printed wiring can be formed also in the three-dimensional shape portion of the mounting component by the conductive ink ejected from the ink ejection means.
In addition, according to the present invention, there is an effect that the three-dimensionally shaped portion of the mounted component and the wiring pattern on the printed board can be easily electrically connected by moving the ink jetting means.
Further, according to the present invention, the printed wiring can be formed automatically and in a short time on the three-dimensional shape portion of the mounted component.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view illustrating a partially enlarged cross section of a printed wiring board and an ink application module according to a first embodiment.
FIG. 2 is a partial schematic configuration diagram illustrating a configuration of an
FIG. 3 is a perspective view of an ink application module set in which
4 is a perspective view of the mounting
FIG. 5 is a control block configuration diagram for controlling movement of the
FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing how the
FIG. 7 is an explanatory view schematically showing how the
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for controlling according to the configuration of the control block configuration diagram shown in FIG. 5;
FIG. 9 is a block diagram showing a printed wiring system according to a fifth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 .... Printed wiring board (printed circuit board) 2 ....
4 .... electrode part, 5 .... underlying ink layer, 6 .... printed wiring, 7 .... protective film,
8 .... Ink application (spout) module, 9 .... Waste liquid discharge path,
10 .... Waste liquid reservoir, 11 .... Ink buffer for circuit formation,
12 .... Buffer for underlying ink, 13 .... Buffer for protective ink,
14 .... Buffer for cleaning solution, 15 .... Individual hose, 16 .... Common hose,
17 .. Spout part, 17a .. Spout, 18 .. Shaft, 19 .. Driving means,
20. Ink ejection module set,
21, 22, 23, 24, 25 ..Drive circuit, 26 ..Control circuit,
27 .. Ink buffer module, 28 .. Ink ejection module,
29, 30, 31 ... Sensor, 32 ... Moving means
33. Drive circuit unit.
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