JP4505191B2

JP4505191B2 - 電子回路基板の製造装置

Info

Publication number: JP4505191B2
Application number: JP2003096786A
Authority: JP
Inventors: 淳松浦; 雅一岸; 山口　　剛; 文二内山
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2010-07-21
Anticipated expiration: 2023-03-31
Also published as: JP2004304036A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、合成樹脂、ガラス、セラミック等の基板材料の表面に線幅が数μｍ〜数１０μmの回路パターンとソルダーレジストパターンおよびシンボルマークを形成するための電子回路基板の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子回路基板は、基板の表面上に回路パターンを形成された後、ソルダーレジストパターンが形成され、さらにシンボルマークを印刷されて製品になる。
はじめに、従来の回路パターン形成手順を説明する。
【０００３】
図５は、従来の回路パターン形成手順を示す図であり、（ａ１）〜（ｆ１）は製作例を、（ａ２）〜（ｆ２）は基板の表面を示している。
同図（ａ１）および（ａ２）に示すように、両面基板１２は、絶縁性の樹脂１２ａの上下表面に銅箔１２ｂを貼り付けた構造になっている。
このような両面基板１２の上部表面全面に、同図（ｂ１）および（ｂ２）に示すようにフォトレジスト１３を塗布した後、同図（ｃ１）および（ｃ２）に示すように、形成しようとする回路パターンに応じた穴１４ａが形成されたフォトマスク１４を両面基板１２の上部に配置する。この状態でフォトマスク１４の上部にレジスト露光装置１５を配置し、フォトマスク１４を光１６により照射する。すると、穴１４ａに重なるフォトレジスト１３が露光して、露光レジスト１３ａになる。
【０００４】
その後、同図（ｄ１）および（ｄ２）に示すように、露光させた両面基板１２を現像液浴槽１７に浸漬し、現像液１７ａにより露光レジスト１３ａが除去された両面基板１２を洗浄・乾燥した後、同図（ｅ１）および（ｅ２）に示すように、両面基板１２をエッチング液浴槽１８に浸漬する。すると、エッチング液１８ａにより、露光レジスト１３ａの下部にあった銅箔１２ｂが溶解（エッチング）され、両面基板１１表面に貼り付けられた銅箔１２ｂは回路パターン部だけが残る。
【０００５】
エッチングが終了した両面基板１２を洗浄・乾燥した後、同図（ｆ１）および（ｆ２）に示すように、両面基板１２をレジスト剥離溶液浴槽１９に浸漬し、レジスト剥離溶液１９ａによりフォトレジスト１３を除去した後、洗浄・乾燥することにより、回路パターンが形成される。
【０００６】
次に、従来のソルダーレジストパターンおよびシンボルマークの印刷手順を説明する。
図６は、従来のソルダーレジストパターンおよびシンボルマークの印刷手順を示す図であり、（ｇ１）〜（ｉ１）は製作例を、（ｇ２）〜（ｉ２）は基板の表面を示す図である。
【０００７】
同図（ｇ１）に示すように、予めソルダーレジストパターンが形成されたマスクスクリーン２０ａを両面基板１２の上部に配置する。マスクスクリーン２０ａは形成しようとするソルダーレジストパターンに応じて、ソルダーレジストインク２２が透過するようにメッシュのパターンが形成されている。この状態で同図（ｇ２）に示すように、ソルダーレジストインク２２をマスクスクリーン２０ａ上に配置し、スキージ２１によりソルダーレジストインク２２をマスクスクリーン２０ａから押し出すことにより両面基板１２上にスクリーン印刷すると、同図（ｈ１）および（ｈ２）に示すように、ソルダーレジストパターン２２ａが形成される。
【０００８】
ソルダーレジストパターンが形成された両面基板１２を乾燥し、同図（ｉ１）に示すように、形成しようとするシンボルマークパターンが形成されたマスクスクリーン２０ｂを両面基板１２の上部に配置する。マスクスクリーン２０ｂは、シンボルマークインク２３が透過するようにメッシュのパターンが形成されている。シンボルマークインク２３をマスクスクリーン２０ｂ上に配置し、スキージ２１によりシンボルマークインク２３をマスクスクリーン２０ｂから押し出すことにより両面基板１２上にスクリーン印刷すると、同図（ｉ２）に示すように、シンボルマーク印刷が完了する。シンボルマークパターン２３ａを乾燥させると、電子部品を表面実装可能な製品としての両面基板１２（すなわち電子回路基板）が完成する。
【０００９】
電子回路の微細化が進み、ビア（上層と下層に配置された導体を電気的に接続するための穴である。）のランドとラインとの間隔を数〜十数μmにすることが要求されるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の電子回路基板の製造手順では、回路パターンに対してソルダーレジストパターンを配置することが困難であり、ソルダーレジストパターンが例えばずれてランド上に配置されたり、回路パターンがむき出しになることがあったため、製品の歩留りが低下した。また、位置決め精度向上のため設備費が高価になった。
【００１１】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、ソルダーレジストパターンを回路パターンに対して正確に位置決めすることができ、製品の歩留りを向上させることができる電子回路基板の製造装置を提供するにある。
【００１２】
上記した課題は電子回路基板の製造装置として、溶液による回路パターン形成手段と、回路パターン形成手段で形成された回路パターンを乾燥させる加熱用レーザ照射手段と、溶液によるソルダーレジストパターン形成手段と、ソルダーレジストパターンを乾燥させる加熱用レーザ照射手段とが設けられたヘッド保持装置と、基板を載置するテーブルとを備え、前記ヘッド保持装置を前記テーブルに対向させて配置し、前記テーブルから前記基板を取り外すことなく、電子回路基板を形成することにより解決される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電子回路基板製造装置の構成図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はヘッド部の拡大図である。
同図において、電子回路基板製造装置ＭのＸテーブル３１はＸ方向に配置されたＸ軸案内装置３０上を位置決め自在である。Ｘテーブル３１上には、Ｙ方向にＹ軸案内装置３２が配置されている。Ｙテーブル３３はＹ軸案内装置３２上を位置決め自在である。絶縁材料からなる基板１はＹテーブル３３上に固定されている。
【００１４】
電子回路基板製造装置ＭのＹテーブル３３と対向する位置にはヘッド保持装置４０が配置されている。ヘッド保持装置４０のＹ方向には、インクジェットノズル２と、加熱用レーザヘッド４と、インクジェットノズル５と、加熱用レーザヘッド７と、インクジェットノズル８が順に配置されている。インクジェットノズル２と、インクジェットノズル５、インクジェットノズル８は、それぞれ複数がＸ方向に並べて配置されている。
【００１５】
インクジェットノズル２は、導電性粒子が混入された、揮発性成分を含む流動体の液滴３を吐出する。加熱用レーザヘッド４、７は、レーザを出力する。インクジェットノズル５は、絶縁材料からなる流動体液滴６を吐出する。インクジェットノズル８は印刷用のインクを吐出する。
【００１６】
次に、電子回路基板の製造手順を説明する。
図２、図３は、電子回路基板の製造手順を説明する模式図であり、上段は平面図、下段は側面図である。
【００１７】
（１）第１の工程（回路パターン形成工程）
同図（ａ）に示すように、基板１をＸ方向（図の右方）に移動させながら、インクジェットノズル２により導電性粒子（図示を省略する）が混入された揮発性成分を含む流動体の液滴を回路パターンに合わせて吐出させ、基板１上に導電性パターン３ａを形成する。
なお、回路パターンの線幅を数μｍ〜数１０μｍにする場合、液滴の直径を２μｍ前後、液滴に混入する導電性粒子の大きさを数ｎｍ〜５０nm前後にすると、良い結果を得ることができる。
また、線幅１０μmの回路パターンを形成する場合、液滴の直径を２μmとすると、１個の液滴が基板１表面上で直径５〜７μｍ程度に広がるので、液滴の基板１上での広がりが例えば５０％程度重なるようにすると良い。
また、導電性粒子が混入した流動体としては、例えばハリマ化成工業株式会社の商品名「ナノペースト」を用いることができる。
【００１８】
（２）第２の工程（回路パターン乾燥、固化工程）
同図（ｂ）に示すように、所望の距離だけ基板１をＹ方向（図の下方）に移動させる。その後、基板１をＸ方向（図の左方）に移動させながらインクジェットノズル２により導電性粒子が混入された揮発性成分を含む流動体の液滴を回路パターンに合わせて吐出させ、基板１上に導電性パターン３ａを形成する。
同時に、加熱用レーザヘッド４からレーザを照射し、第１の工程で形成された回路パターンを加熱することにより、揮発性成分を揮発させて乾燥させると共に、導電性粒子を積極的に固化させる。
また、図示の基板１の場合は、後述するソルダーレジストパターン６ａ形成工程を同時に行う。
【００１９】
（３）第３の工程（ソルダーレジストパターン形成工程）
図３（ｃ）に示すように、所望の距離だけ基板１をＹ方向（図の下方）に移動させる。その後、基板１をＸ方向（図の右方）に移動させながらインクジェットノズル５により基板１上にソルダーレジストパターン６ａを形成する。
また、図示の基板１の場合、図３（ｃ）に示すように、加熱用レーザヘッド７からレーザを照射し、第３の工程で形成されたソルダーレジストパターン６ａを加熱することにより、揮発性成分を揮発させて固化ソルダーレジストパターン６ｂを形成する。
【００２０】
（４）第４の工程（シンボルマーク印刷工程）
図４（ｄ）に示すように、所望の距離だけ基板１をＹ方向（図の下方）に移動させる。その後、基板１をＸ方向（図の左方）に移動させながらインクジェットノズル８により、基板１上に、黒色またはそれに近い色の塗料であるシンボルマーク印刷用インクの液滴を吐出させてシンボルマーク９ａを印刷する。そして、印刷塗布されたシンボルマーク９ａを自然乾燥させる。
このように、基板１をＹテーブル３３から取り外す必要がないので、線幅が数μｍ〜数１０μmの回路パターンに対してソルダーレジストパターンを正確に配置することができる。
なお、インクジェットノズル２、５、７に代えて、例えば、万年筆のペン先部と同様に、スリットを介してそれぞれのインクを流すようにしても良い。
また、回路パターンを形成するのに先立ち、基板１の表面を５μｍ程度に粗化させてもよい。
【００２１】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態を示す図であり、インクジェットノズル２、加熱用レーザヘッド４、インクジェットノズル５、加熱用レーザヘッド７およびインクジェットノズル８をそれぞれ１個にした場合の基板作成手順を説明する図であり、（ａ１）〜（ｅ１）は製造手順を、（ａ２）〜（ｅ２）は基板表面を示す図である。
【００２２】
この第２の実施形態の場合、上記第１の実施形態に比べてテーブルの移動回数が増加するため回路形成に要する時間が長くなるが、装置構成が簡単であり、制御が容易になる。
なお、動作は実質的に上記第１の実施形態と同じであるため、詳細な説明を省略する。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ソルダーレジストパターンを回路パターンに対して正確に位置決めすることができ、製品の歩留りを向上させることができる。また、洗浄工程を必要としないので、装置を構成が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子回路基板製造装置の構成図である。
【図２】本発明に係る電子回路基板の製造手順を説明する模式図である。
【図３】本発明に係る電子回路基板の製造手順を説明する模式図である。
【図４】本発明に係る他の電子回路基板の製造手順を説明する模式図である。
【図５】従来技術の説明図である。
【図６】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１基板
２インクジェットノズル
４加熱用レーザヘッド
５インクジェットノズル
７熱用レーザヘッド
８インクジェットノズル
３３Ｙテーブル

Claims

溶液による回路パターン形成手段と、前記回路パターン形成手段で形成された回路パターンを乾燥させる加熱用レーザ照射手段と、溶液によるソルダーレジストパターン形成手段と、前記ソルダーレジストパターンを乾燥させる加熱用レーザ照射手段とが設けられたヘッド保持装置と、基板を載置するためのテーブルとを備え、
前記ヘッド保持装置を前記テーブルに対向させて配置し、前記テーブルから前記基板を取り外すことなく、電子回路基板を形成することを特徴とする電子回路基板の製造装置。
溶液によるシンボルマーク形成手段を前記ヘッド保持装置に設けた、ことを特徴とする請求項１に記載の電子回路基板の製造装置。