JP6840447B2 - Circuit pattern manufacturing equipment, circuit pattern forming sheet, circuit pattern forming board, circuit pattern manufacturing method and circuit pattern manufacturing program - Google Patents
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Description
本発明は、回路パターン製造装置、回路パターン形成用シート、回路パターン形成用基板、回路パターン製造方法および回路パターン製造プログラムに関する。 The present invention relates to a circuit pattern manufacturing apparatus, a circuit pattern forming sheet, a circuit pattern forming substrate, a circuit pattern manufacturing method, and a circuit pattern manufacturing program.
上記技術分野において、特許文献1には、回路パターンが形成されたフォトマスクに光を照射して回路パターンを基板上に露光する技術が開示されている。 In the above technical field, Patent Document 1 discloses a technique of irradiating a photomask on which a circuit pattern is formed with light to expose the circuit pattern on a substrate.
しかしながら、上記文献に記載の技術では、回路パターンが形成されたフォトマスクを用いて回路パターンを基板上に露光するので、回路パターンの作成や変更を迅速に行うことができなかった。 However, in the technique described in the above document, since the circuit pattern is exposed on the substrate by using the photomask on which the circuit pattern is formed, it is not possible to quickly create or change the circuit pattern.
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a technique for solving the above-mentioned problems.
上記目的を達成するため、本発明に係る回路パターン製造装置は、
導電性材料と光硬化樹脂とを含む混合剤を有するシートまたは前記混合剤を塗布した基板を保持するステージと、
前記ステージに向けてレーザ光を照射する光学エンジンと、を有し、
前記光学エンジンが、
筐体と、
前記筐体内の一辺に配置されて、前記レーザ光を発射する少なくとも1つの第1レーザダイオードおよび第2レーザダイオードと、
前記レーザ光の焦点距離を無限遠に調整するコリメータレンズと、
前記第1レーザダイオードからのレーザ光を反射させ、前記第2レーザダイオードの光軸に合わせてさらに反射させるプリズムミラーと、
前記レーザ光を、垂直方向および水平方向に角度を変えつつ反射する駆動ミラーと、を有し、
前記レーザ光が、前記混合剤に照射して前記光硬化樹脂を硬化するものであり、
前記光学エンジンが、前記シートまたは前記基板に回路パターンが形成されるよう、第1レーザダイオードからのレーザ光および第2レーザダイオードからのレーザ光を重ねてスキャニング照射するものである
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the circuit pattern manufacturing apparatus according to the present invention is
A stage for holding a sheet having a mixture containing a conductive material and a photocurable resin or a substrate coated with the mixture, and a stage.
It has an optical engine that irradiates a laser beam toward the stage.
The optical engine
With the housing
At least one first laser diode and second laser diode arranged on one side in the housing and emitting the laser beam,
A collimator lens that adjusts the focal length of the laser beam to infinity,
A prism mirror that reflects the laser beam from the first laser diode and further reflects it along the optical axis of the second laser diode.
It has a drive mirror that reflects the laser beam while changing the angle in the vertical direction and the horizontal direction.
The laser beam irradiates the mixture to cure the photocurable resin.
The optical engine is characterized in that a laser beam from a first laser diode and a laser beam from a second laser diode are superimposed and scanned so that a circuit pattern is formed on the sheet or the substrate. ..
上記目的を達成するため、本発明に係る回路パターン形成用シートは、
上記回路パターン製造装置で使用する回路パターン形成用のシートであって、
前記シートが、絶縁性シート基材層と混合剤層とを含み、
前記混合剤層が、前記導電性材料と前記光硬化樹脂とを含む前記混合剤からなる
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the circuit pattern forming sheet according to the present invention is
A sheet for forming a circuit pattern used in the above circuit pattern manufacturing apparatus.
The sheet contains an insulating sheet base material layer and a mixture layer.
The mixture layer is characterized by comprising the mixture containing the conductive material and the photocurable resin.
上記目的を達成するため、本発明に係る回路パターン形成用シートは、
前記導電性材料が、平均径10μmの銀粒子である
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the circuit pattern forming sheet according to the present invention is
The conductive material is silver particles having an average diameter of 10 μm.
上記目的を達成するため、本発明に係る回路パターン形成用シートは、
前記絶縁性シート基材層の上下を前記混合剤層で挟み込んだ
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the circuit pattern forming sheet according to the present invention is
It is characterized in that the upper and lower parts of the insulating sheet base material layer are sandwiched between the mixture layers.
上記目的を達成するため、本発明に係る回路パターン形成用基板は、
上記回路パターン製造装置で使用する回路パターン形成用の基板であって、
前記導電性材料と前記光硬化樹脂とを含むペースト状の混合剤が、薄く塗布されている
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the circuit pattern forming substrate according to the present invention is
A substrate for forming a circuit pattern used in the above circuit pattern manufacturing apparatus.
It is characterized in that a paste-like mixture containing the conductive material and the photocurable resin is thinly applied.
上記目的を達成するため、本発明に係る回路パターン形成用基板は、
前記導電性材料が、平均径10μmの銀粒子である
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the circuit pattern forming substrate according to the present invention is
The conductive material is silver particles having an average diameter of 10 μm.
上記目的を達成するため、本発明に係る回路パターン製造方法は、
上記回路パターン製造装置を用いた回路パターン製造方法であって、
前記混合剤を有する前記シートまたは前記混合剤を塗布した前記基板に光線を照射して回路パターンを形成する形成ステップを含む
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the circuit pattern manufacturing method according to the present invention is used.
A circuit pattern manufacturing method using the above circuit pattern manufacturing apparatus.
It is characterized by including a forming step of irradiating the sheet having the mixing agent or the substrate coated with the mixing agent with light to form a circuit pattern.
上記目的を達成するため、本発明に係る回路パターン製造プログラムは、
上記回路パターン製造装置を用い、前記混合剤を有する前記シートまたは前記混合剤を塗布した前記基板に光線を照射して回路パターンを形成する機能、をコンピュータに実現させるためのもの
であることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the circuit pattern manufacturing program according to the present invention is
Using the circuit pattern manufacturing apparatus, the computer is provided with a function of irradiating the sheet having the mixture or the substrate coated with the mixture with light to form a circuit pattern. And.
本発明によれば、回路パターンが形成されたフォトマスクを用いないで回路パターンを基板上に露光するので、回路パターンの作成や変更を迅速に行うことができる。 According to the present invention, since the circuit pattern is exposed on the substrate without using the photomask on which the circuit pattern is formed, the circuit pattern can be quickly created or changed.
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明記載する。ただし、以下の実施の形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail exemplarily with reference to the drawings. However, the configuration, numerical values, processing flow, functional elements, etc. described in the following embodiments are merely examples, and modifications and changes thereof are free, and the technical scope of the present invention is described below. It is not intended to be limited.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態としての回路パターン製造装置100について、図1A乃至図6を用いて説明する。回路パターン製造装置100は、回路パターン形成用シートに光線を照射して回路パターンを形成する装置である。
[First Embodiment]
The circuit pattern manufacturing
<<前提技術>>
まず、本実施形態の前提技術について説明する。通常、回路パターンは、PADS(Personal Automated Design System)などのCAD(Computer Aided Design)を使用して、PCB(Printed Circuit Board)設計を行って回路パターンを決定し、その後外注メーカなどでシルクスクリーン印刷やフォトレジスト法を用いて回路パターンの形成を行っている。これらの設計過程において、パーソナルコンピュータなどのモニタなどの画面上での確認だけではなく、実際の製品を用いて、回路パターンの設計の適否を検討したいというニーズが増加している。
<< Prerequisite technology >>
First, the prerequisite technology of this embodiment will be described. Normally, the circuit pattern is determined by PCB (Printed Circuit Board) design using CAD (Computer Aided Design) such as PADS (Personal Automated Design System), and then silk screen printing by an outsourced manufacturer. And the photoresist method is used to form the circuit pattern. In these design processes, there is an increasing need to examine the suitability of circuit pattern design using actual products, in addition to checking on the screen of monitors such as personal computers.
従来の回路パターン開発方法では、スクリーン印刷やフォトレジスト法などに用いる回路パターン印刷用のマスクを外注して製作しなければならず、実際に試作品が完成するまでに多大な時間やコストがかかるという問題があった。そこで、これらの時間やコストを削減するために、CADやCAE(Computer Aided Engineering)で作成した回路パターンをパーソナルコンピュータなどのモニタ上で確認するだけで、回路パターンの開発を進めることが多くなる。しかしながら、モニタ上に表示された回路パターンのデータの確認では、問題点を完全に把握することは困難であり、試作品を製作してみて初めてその問題点に気が付くことが多くなる。そのため、マスクを外注して試作品を製作しなければならず、結果として、試作品の完成までの時間やコストが増大していた。また、スクリーン印刷などのマスクを用いる方法では、例えば、筐体そのものや筐体の曲面部分、筐体のコーナー部分などには回路パターンを形成することができなかった。 In the conventional circuit pattern development method, it is necessary to outsource the mask for circuit pattern printing used for screen printing, photoresist method, etc., and it takes a lot of time and cost to actually complete the prototype. There was a problem. Therefore, in order to reduce these times and costs, the development of circuit patterns is often advanced simply by checking the circuit patterns created by CAD or CAE (Computer Aided Engineering) on a monitor such as a personal computer. However, it is difficult to completely grasp the problem by checking the circuit pattern data displayed on the monitor, and the problem is often noticed only after making a prototype. Therefore, the mask had to be outsourced to produce a prototype, and as a result, the time and cost required to complete the prototype increased. Further, in a method using a mask such as screen printing, it is not possible to form a circuit pattern on, for example, the housing itself, the curved surface portion of the housing, the corner portion of the housing, and the like.
<<本実施形態の技術>>
図1Aに示すように、回路パターン製造装置100は、制御部101とレーザプロジェクタ102とを含む。制御部101は、レーザプロジェクタ102を制御して、ステージ140上に置かれた回路パターン形成用のシート130に回路パターンを形成する。すなわち、制御部101は、CADで作成した回路パターンのデータに基づいて、光学エンジン121から光線122を照射して、シート130に回路パターンを形成する。なお、回路パターンの作成はCADには限られず、例えば、スマートフォンのアプリケーションやCAEなどで作成してもよい。また、制御部101は、回路パターン製造装置100の全体の動作も制御する。
<< Technology of the present embodiment >>
As shown in FIG. 1A, the circuit
レーザプロジェクタ102は、光学エンジン121を有し、制御部101がレーザプロジェクタ102を制御して、光学エンジン121からシート130に対して光線を照射する。
The
シート130は、導電性材料と光硬化樹脂とを含む混合剤を用いて作られており、シート130に光線を照射すると、光線が照射された部分が硬化し、そして、未硬化部分を洗い流すことにより回路パターンが形成される。また、シート130を粘着性シートとすれば、回路パターンが形成されたシートを張り付けるだけで、平面に限らず曲面であっても、場所を選ばず、あらゆる場所に回路パターンを描くことができる。
The
図1Bは、本実施形態に係る回路パターン製造装置100による回路パターン形成過程の概略を示す図である。制御部101で作成した回路パターンに基づいて、ステージ140上に置かれた回路パターン形成用のシート130に、光線をスキャン(走査)により照射すると、シート130上に回路パターンが描かれる。光線の照射時間は、20分程度である。そして、シート130上に描かれた回路パターン、つまり、光線が照射された部分が硬化する。その後、未硬化部分を洗浄して洗い流すと、制御部101で作成した回路パターン通りの回路パターンを製造することができる。これにより、例えば、CAD上で設計した回路パターンを用いて、すぐに試作品を製造して、評価することが可能となる。
FIG. 1B is a diagram showing an outline of a circuit pattern forming process by the circuit
シート130は、絶縁性シート基材層と混合剤層との少なくとも2つの層を含み、典型的には、絶縁性のシート基材層の上に混合剤層が積層されているが、シート130の構成はこれには限定されない。例えば、シート130の構成は、絶縁性シート基材層と混合剤層とが交互に何層も積み重なった構成であっても、絶縁性シート基材層の上下を混合剤層で挟み込んだ構成であってもよい。混合剤は、例えば、銀粒子が約83wt%、光硬化樹脂が約5〜15wt%含まれており、銀粒子の平均径が約10μmであるが、これには限定されない。絶縁性のシート基材は、例えば、リジッド基材やフレキシブル基材、リジッドフレキシブル基材などを用いることができるが、シート基材として適切な材料であれば、これらには限定されない。
The
また、シート130を用いる代わりに、導電性材料と光硬化樹脂とを含む混合剤をペースト状にしたものを基板160に薄く塗布して、このペースト150に光線を照射してもよい。さらに、導電性材料としては、本実施形態では銀(Ag)を想定しているが、これには限定されない。銀の他に、例えば、金(Au)、銅(Cu)、白金(Pt)、鉛(Pb)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)、鉄(Fe)およびアルミニウム(Al)などがあり、これらを単独でまたは複数を混合して用いてもよい。さらにまた、光線としては、紫外線(UV:Ultraviolet)が代表的であるが、これには限定されない。
Further, instead of using the
<光学エンジンの構成>
レーザプロジェクタ102が内蔵する光学エンジン121について、図2A乃至図2Cを用いて説明する。図2Aおよび図2Bは、光学エンジン121の内部構成を異なる角度から見た斜視図である。図2Cは、光学エンジン121内の光路を示す図である。
<Optical engine configuration>
The
図2Aおよび図2Bに示したように、光学エンジン121は、720Pの高解像度、高画質を達成しつつも、幅約24mm、奥行き約13mm、高さ約5mm、容積約1.5ccという、驚異的な小型化を実現したレーザピコプロジェクタ用の光学エンジンである。光学エンジン121は、紫外光のレーザダイオード(半導体レーザ)201と、レーザダイオード201からの光線を反射するためのプリズムミラー204と、を含む。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
レーザダイオード201は、筐体210の一辺において、筐体210の内部方向に向けて配置される。プリズムミラー204は、レーザダイオード201からのレーザ光(光線)を、図2Cの紙面上側に反射させ、さらに、筐体210の内部方向に向けて反射させる。また、光学エンジン121は、レーザダイオード201とプリズムミラー204との間にコリメータレンズ205を備え、レーザ光の焦点距離を無限遠に調整している。
The
筐体210内には、レーザダイオード201の取り付け面と逆側の端部に、筐体210の底面に向けて傾斜した傾斜ミラー206が設けられている。傾斜ミラー206は、プリズムミラー204から入射されたレーザ光を、筐体210の底面に向けて反射する。さらに、プリズムミラー204と傾斜ミラー206との間の筐体210の底面には、底面ミラー207が上向きに取り付けられている。底面ミラー207を挟み込むように、二次元MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー209とカバーガラス212とが設けられている。底面ミラー207は、傾斜ミラー206から入射されたレーザ光を二次元MEMSミラー209に向けて上方に反射する。そして、二次元MEMSミラー209に隣接した位置であって、カバーガラス212側の位置には、画像投射仰角およびサイズを決めるプリズム208が設けられている。
Inside the
一方、底面ミラー207とカバーガラス212との間には、もう一つの底面ミラー213が設けられている。また、プリズムミラー204とプリズム208との間に、フォトセンサ215を備えている。フォトセンサ215は、二次元MEMSミラー209の位置のキャリブレーションを行うため、二次元MEMSミラー209から底面ミラー213を介して光線が入射されたタイミングを外部のMEMS制御部に伝える。
On the other hand, another
さらに、傾斜ミラー206は、半透過ミラーになっており、その後ろ側、つまり、筐体210の壁部と傾斜ミラー206との隙間には、レーザパワーセンサ216が設けられ、レーザパワーを検出して、外部のレーザスキャン表示制御部に伝えている。
Further, the
二次元MEMSミラー209で反射され、プリズム208およびカバーガラス212を通過した走査光線によって、シート130上に回路パターンを形成する。
The scanning rays reflected by the two-
次に、図2Cを用いて、光学エンジン121内の光路について説明する。図2Cでは、光路について説明するため、不要な配線や筐体等については省略または簡略化して表している。
Next, the optical path in the
プリズムミラー204から出たレーザ光は、傾斜ミラー206で反射して底面ミラー207に向かう。底面ミラー207は、傾斜ミラー206から入射したレーザ光を上方に反射し、プリズム208を介して、二次元MEMSミラー209の中央部に入射させる。二次元MEMSミラー209は、外部から入力した制御信号に基づいて駆動される駆動ミラーであり、水平方向(X方向)および垂直方向(Y方向)に角度を変えてレーザ光を反射するように振動する。
The laser beam emitted from the
<プロジェクタの構成>
図3は、光学エンジン121を含むレーザプロジェクタ102の構成を示す図である。光学エンジン121は、図2Aおよび図2Bを用いて説明した各構成以外に、レーザダイオード駆動部(図中、LD駆動部)311と、電力管理回路312とを備えている。
<Projector configuration>
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a
また、レーザプロジェクタ102は、光学エンジン121以外に、MEMS制御部301と、レーザスキャン表示制御部302とを備えている。レーザスキャン表示制御部302は、外部から回路パターン信号を入力すると、その画素数やサイズなどを抽出して、MEMS制御部301に伝送する。
In addition to the
電力管理回路(Power Management Circuits:PMCs)312は、レーザダイオード駆動部311が、初期過渡区間、例えば、上昇区間(Rising Period)または下降区間(Falling Period)で誤作動しないように制御する。特に、過渡区間の間、出力電力は必要な電圧より低い場合がある。レーザダイオード駆動部311は、低い電圧および/または電圧の変動のため、誤作動しうる。このような問題を避けるために機能回路ブロックは過渡区間の間、リセット(Reset)状態に置くことができる。
The power management circuits (PMCs) 312 control the laser
レーザパワーセンサ216は、傾斜ミラー206を透過したレーザ光のパワーを検知し、そのパワーデータをレーザスキャン表示制御部302にフィードバックすることにより、レーザダイオード201の照度を制御する。
The
図4は、レーザプロジェクタ102の機能構成を示すブロック図である。レーザスキャン表示制御部302に入力された回路パターン信号はここで変調され、レーザダイオード駆動部311に送られる。レーザダイオード駆動部311は、LD(Laser Diode)を駆動させて投射されるレーザの輝度および照射タイミングをコントロールする。レーザスキャン表示制御部302は、同時にMEMS制御部301を駆動して二次元MEMSミラー209を最適な条件で2軸に振動させる。電力管理回路312は、レーザダイオード駆動部311を制御して、レーザダイオード201を適切な電圧とタイミングで発光させる。コリメータレンズ205およびプリズムミラー204や傾斜ミラー206などの光学系等を経て二次元MEMSミラー209で反射されたレーザ光は、シート130に回路形成用のレーザ光として投影される。なお、ここでは、光源としてLDを例にして説明したが、光源として使用できるのはLDには限定されず、LED(Light Emitting Diode)であってもよい。
FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration of the
以上のように、MEMSスキャン方式はDLP(Digital Light Processing)と比較すると圧倒的に光利用効率が高い。そのために、圧倒的な低パワーのレーザでDLPと同じ回路パターン形成や造形が可能となる。つまり、高い精度を達成しながら低価格化、省電力化、小型化が可能となる。また、レーザ光の絞り込み(φ0.8mm→0.02mm)を行い、造形精度を上げることが可能である。さらに、光学エンジン121の照射距離を変えることにより、レーザ光の照射エリアを変えることができる。また、光学エンジン121の照射距離を変えずに、ソフトウェアによりレーザ光の照射エリアを変えてもよい。
As described above, the MEMS scanning method has overwhelmingly higher light utilization efficiency than DLP (Digital Light Processing). Therefore, it is possible to form and model the same circuit pattern as DLP with an overwhelmingly low power laser. In other words, it is possible to reduce the price, power consumption, and miniaturization while achieving high accuracy. In addition, it is possible to narrow down the laser beam (φ0.8 mm → 0.02 mm) to improve the molding accuracy. Further, the irradiation area of the laser beam can be changed by changing the irradiation distance of the
図5は、本実施形態に係る回路パターン製造装置100により製造した回路パターンを示す図である。製造された回路パターンのL/S(Line/Space)は、0.39mm/0.37mmであった。
FIG. 5 is a diagram showing a circuit pattern manufactured by the circuit
図6は、本実施形態に係る回路パターン製造装置100の回路パターンの製造手順を説明するフローチャートである。ステップS601において、回路パターン製造装置100は、回路パターン形成用のシート130をステージ140上の所定の位置にセットする。ステップS603において、回路パターン製造装置100は、回路パターン形成用のシート130に、例えば、波長405nmのレーザ光(光線)を照射して、回路パターンを硬化させる。なお、光線の照射は、走査(スキャン)で行ってもよいし、一度の照射で回路パターン全体を焼き付ける方法で行ってもよい。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a circuit pattern manufacturing procedure of the circuit
ステップS605において、回路パターン製造装置100は、例えば、イソプロピルアルコール(IPA:Isopropyl Alcohol)などを用いてレーザ光を照射したシート130を洗浄して、未硬化部分を洗い流す。なお、未硬化部分の洗浄は、IPAによる洗浄とともに超音波洗浄を実行してもよい。これにより、より確実な洗浄をすることができる。ステップS607において、回路パターン製造装置100は、洗浄したシート130を乾燥させる。なお、ステップS609は追加的なステップであるが、ステップS609において、回路パターン製造装置100は、回路パターンが形成されたシート130をベーキングすれば、回路の抵抗値をさらに下げて安定化させることも可能である。
In step S605, the circuit
なお、ステップS601においては、導電性材料と光硬化樹脂とを含む混合剤を用いた回路パターン形成用のシート130を使用する例で説明をしたが、導電性材料と光硬化樹脂とを含む混合剤をペースト状にしたものなどをフィルムなどの基板に均一に塗布してもよい。
In step S601, an example of using a
本実施形態によれば、回路パターンが形成されたフォトマスクを用いないで回路パターンを基板上に露光するので、回路パターンの作成や変更を迅速に行うことができる。また、スクリーン印刷やフォトレジスト用のマスクを用いないで回路パターンを形成できるので、開発コストを抑えることができ、さらに、マスクの作製時間が必要ないので、回路パターンの開発期間を短縮できる。 According to the present embodiment, since the circuit pattern is exposed on the substrate without using the photomask on which the circuit pattern is formed, the circuit pattern can be quickly created or changed. Further, since the circuit pattern can be formed without using a mask for screen printing or photoresist, the development cost can be suppressed, and further, since the mask manufacturing time is not required, the development period of the circuit pattern can be shortened.
また、高解像度(720P)の光学エンジンを用いるので、例えば、メンブレン配線板(L/S=0.39/0.37mm)と同等の高精細な回路パターンの形成が可能となる。さらに、光源にレーザダイオードを用いたMEMSスキャナーを使用するので、エネルギー消費量を低減でき、環境に対する負荷も低減でき、生産性も向上させることができ、PCB設計において使い勝手のよい装置を提供することもできる。 Further, since a high resolution (720P) optical engine is used, it is possible to form a high-definition circuit pattern equivalent to, for example, a membrane wiring board (L / S = 0.39 / 0.37 mm). Furthermore, since a MEMS scanner using a laser diode as a light source is used, energy consumption can be reduced, the burden on the environment can be reduced, productivity can be improved, and a device that is easy to use in PCB design can be provided. You can also.
さらにまた、レーザダイオードを用いたフォーカスフリーなスキャナーであるので、混合剤をペースト状にしたものを薄く均一に塗布できる物であれば、あらゆる物に回路パターンを形成することができる。 Furthermore, since it is a focus-free scanner using a laser diode, a circuit pattern can be formed on any object as long as a paste-like mixture can be applied thinly and uniformly.
[第2実施形態]
次に本発明の第2実施形態に係る回路パターン製造装置について、図7A乃至図8を用いて説明する。図7Aおよび図7Bは、本実施形態に係る回路パターン製造装置の有する光学エンジンを説明するための図である。本実施形態に係る回路パターン製造装置は、上記第1実施形態と比べると、光学エンジンが3個のレーザダイオードを有する点で異なる。その他の構成および動作は、第1実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, the circuit pattern manufacturing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7A to 8. 7A and 7B are diagrams for explaining an optical engine included in the circuit pattern manufacturing apparatus according to the present embodiment. The circuit pattern manufacturing apparatus according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the optical engine has three laser diodes. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the same configurations and operations are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
図7Aおよび図7Bは、光学エンジン721の内部構成を異なる角度から見た斜視図である。光学エンジン721は、レーザダイオード702、703をさらに有する。すなわち、光学エンジン721は、3個のレーザダイオード201、702、703を有する。プリズムミラー204は、レーザダイオード201、702、703からの光線を1つの光束に纏めるためのミラーである。プリズムミラー204は、レーザダイオード201、702からの2つのレーザ光をレーザダイオード703側へそれぞれ反射させる。そして、その2つの反射光をレーザダイオード703の光軸と重なるように、筐体210の内部方向に向けて再度反射させる。
7A and 7B are perspective views of the internal configuration of the
なお、この3個のレーザダイオード201、702、703は、全てが同じレーザダイオードであってもよいし、異なるレーザダイオードであってもよい。例えば、3個全てが紫外線レーザダイオードであってもよいし、3個のうち2個が紫外線レーザダイオードであり、残りの1個が紫外線以外のレーザダイオードであってもよく、その組み合わせは任意に決定できる。
The three
次に、図7Cを用いて、光学エンジン721内の光路について説明する。図7Cでは、光路について説明するため、不要な配線や筐体等については省略または簡略化して表している。図7Cに示したとおり、レーザダイオード201、702、703からの3つの光線は、コリメータレンズ205を介して、プリズムミラー204に入射され、1つの光束に纏められる。
Next, the optical path in the
図8は、光学エンジン721を含むレーザプロジェクタ102の構成を示す図である。電力管理回路312は、レーザダイオード駆動部311を制御して、レーザダイオード201、702、703を適切な電圧とタイミングとで発光させる。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a
以上のように、光学エンジン721のレーザダイオードの取り付け個数を変えることにより、レーザダイオードのトータルパワーを上げることができる。例えば、1個で20mWのレーザダイオードを3個用いて60mWの出力を実現することができる。同じ波長の光源としてのレーザダイオードを複数取り付けることで、高出力光学エンジンを実現できる。
As described above, the total power of the laser diodes can be increased by changing the number of laser diodes attached to the
また、同じ波長のレーザ光を射出するレーザダイオードであって、ビーム径が異なるレーザダイオードを複数取り付けることで、任意の場所で、シャープやソフトなどの造形選択が可能となる。さらに、異なる波長のレーザ光を射出する複数のレーザダイオードを設けることで、光硬化樹脂に最適な波長選択が可能となる。 Further, by attaching a plurality of laser diodes that emit laser light of the same wavelength and have different beam diameters, it is possible to select a shape such as sharp or soft at an arbitrary place. Further, by providing a plurality of laser diodes that emit laser light having different wavelengths, it is possible to select the optimum wavelength for the photocurable resin.
レーザ光の波長を、例えば、赤外光と紫外光との2種類として、赤外光で位置を検出しながら紫外光にて所定の位置に回路パターンを自動的に形成することができる。この場合、赤外光は、ガイド光の役目を果たす。 The wavelength of the laser light can be set to, for example, infrared light and ultraviolet light, and a circuit pattern can be automatically formed at a predetermined position by ultraviolet light while detecting the position by infrared light. In this case, the infrared light serves as a guide light.
また、照射ドットごとにレーザ光の照射パワーを変えることが可能となる。これにより、断面形状のエッジ部分の照射パワーを強くしたり、傾斜造形等での突き抜け硬化を防止するために、照射パワーを弱くしたりすることもできる。形状に合わせたパワー制御が可能となる。さらに、スポット径を変えることにより造形表面の段差を変えることもできる。 Further, it is possible to change the irradiation power of the laser beam for each irradiation dot. As a result, the irradiation power of the edge portion of the cross-sectional shape can be increased, or the irradiation power can be weakened in order to prevent penetration hardening in inclined molding or the like. Power control according to the shape becomes possible. Further, the step on the modeling surface can be changed by changing the spot diameter.
本実施形態によれば、レーザダイオードの数を増やしたので、レーザ光の出力が向上し、これにより、レーザ光の走査速度を上げることができ、回路パターンの形成速度をさらに向上させることができる。 According to the present embodiment, since the number of laser diodes is increased, the output of the laser light is improved, whereby the scanning speed of the laser light can be increased, and the formation speed of the circuit pattern can be further improved. ..
[第3実施形態]
次に本発明の第3実施形態に係る回路パターン製造装置について、図9A乃至図9Cを用いて説明する。図9Aおよび図9Cは、本実施形態に係る回路パターン製造装置の有する光学エンジンを説明するための図である。本実施形態に係る回路パターン製造装置は、上記第1実施形態と比べると、光学エンジンの配置位置が異なり、さらに、プリズムミラーを有しない点で異なる。その他の構成および動作は、第1実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, the circuit pattern manufacturing apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9A to 9C. 9A and 9C are diagrams for explaining an optical engine included in the circuit pattern manufacturing apparatus according to the present embodiment. The circuit pattern manufacturing apparatus according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the arrangement position of the optical engine is different and that the circuit pattern manufacturing apparatus does not have a prism mirror. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the same configurations and operations are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
図9A乃至図9Cに示したように、光学エンジン921は、レーザダイオード901を有し、レーザダイオード901は、カバーガラス212側に設けられている。また、本実施形態では、レーザダイオード901がカバーガラス212側に設けられているので、レーザダイオード901からの光線を傾斜ミラー206等に誘導するためのプリズムミラーは、設けられていない。
As shown in FIGS. 9A to 9C, the
レーザダイオード901をカバーガラス212側に設ければ、プリズムミラーは不要となるので、光学エンジン121の筐体210をさらに小型化できるので、光学エンジン121を内蔵するレーザプロジェクタ102もさらに小型化することができる。
If the
本実施形態によれば、レーザダイオードをカバーガラス側に設けたので、光学エンジンやレーザプロジェクタを小型化することができ、回路パターン製造装置をさらに小型化することができる。 According to the present embodiment, since the laser diode is provided on the cover glass side, the optical engine and the laser projector can be miniaturized, and the circuit pattern manufacturing apparatus can be further miniaturized.
[他の実施形態]
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
[Other Embodiments]
Although the invention of the present application has been described above with reference to the embodiment, the invention of the present application is not limited to the above embodiment. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made within the scope of the present invention in terms of the structure and details of the present invention. Also included in the scope of the present invention are systems or devices in which the different features contained in each embodiment are combined in any way.
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるWWW(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)は本発明の範疇に含まれる。 Further, the present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices, or may be applied to a single device. Furthermore, the present invention is also applicable when the information processing program that realizes the functions of the embodiment is supplied directly or remotely to the system or device. Therefore, in order to realize the functions of the present invention on a computer, a program installed on the computer, a medium containing the program, and a WWW (World Wide Web) server for downloading the program are also included in the scope of the present invention. .. In particular, at least a non-transitory computer readable medium containing a program that causes a computer to execute the processing steps included in the above-described embodiment is included in the scope of the present invention.
Claims (3)
前記ステージに向けてレーザ光を照射する光学エンジンと、を有し、
前記光学エンジンが、
筐体と、
前記筐体内の一辺に配置されて、前記レーザ光を発射する少なくとも1つの第1レーザダイオードおよび第2レーザダイオードと、
前記レーザ光の焦点距離を無限遠に調整するコリメータレンズと、
前記第1レーザダイオードからのレーザ光を反射させ、前記第2レーザダイオードの光軸に合わせてさらに反射させるプリズムミラーと、
前記レーザ光を、垂直方向および水平方向に角度を変えつつ反射する駆動ミラーと、を有し、
前記レーザ光が、前記混合剤に照射して前記光硬化樹脂を硬化するものであり、
前記光学エンジンが、前記シートまたは前記基板に回路パターンが形成されるよう、第1レーザダイオードからのレーザ光および第2レーザダイオードからのレーザ光を重ねてスキャニング照射するものである
回路パターン製造装置。 A stage for holding a sheet having a mixture containing a conductive material and a photocurable resin or a substrate coated with the mixture, and a stage.
It has an optical engine that irradiates a laser beam toward the stage.
The optical engine
With the housing
At least one first laser diode and second laser diode arranged on one side in the housing and emitting the laser beam,
A collimator lens that adjusts the focal length of the laser beam to infinity,
A prism mirror that reflects the laser beam from the first laser diode and further reflects it along the optical axis of the second laser diode.
It has a drive mirror that reflects the laser beam while changing the angle in the vertical direction and the horizontal direction.
The laser beam irradiates the mixture to cure the photocurable resin.
A circuit pattern manufacturing apparatus in which the optical engine superimposes a laser beam from a first laser diode and a laser beam from a second laser diode for scanning irradiation so that a circuit pattern is formed on the sheet or the substrate.
前記混合剤を有する前記シートまたは前記混合剤を塗布した前記基板に光線を照射して回路パターンを形成する形成ステップを含む回路パターン製造方法。 A circuit pattern manufacturing method using the circuit pattern manufacturing apparatus according to claim 1.
A circuit pattern manufacturing method including a forming step of irradiating the sheet having the mixing agent or the substrate coated with the mixing agent with light to form a circuit pattern.
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