JP7230276B2

JP7230276B2 - 回路形成方法および回路形成装置

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Inventors: 佑竹内
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Description

本発明は、硬化性樹脂を用いて回路を形成する回路形成方法および回路形成装置に関する。

下記特許文献に記載されているように、硬化性樹脂を用いて回路を形成する技術が開発されている。

国際公開第２０１４／００６６９９号

硬化性樹脂だけでなく、導電性流体をも用いて回路を適切に形成することを課題とする。

上記課題を解決するために、本明細書は、ホールを有する樹脂層を硬化性樹脂により基材の上に形成する樹脂層形成工程と、加熱することで導電性を発現する導電性流体を、前記ホールの内部に塗布する塗布工程と、前記樹脂層の上に、前記ホールの内部に塗布された導電性流体と通電するように配線を形成する配線形成工程と、前記基材の上に形成された前記樹脂層と、前記基材とを剥離する剥離工程と、を含み、前記塗布工程は、ナノメートルサイズの金属微粒子を含有する金属含有液を前記導電性流体として、前記ホールの内部において前記基材の上面に塗布し、マイクロメートルサイズの金属粒子を含有する樹脂ペーストを前記導電性流体として、前記ホールの内部を充填するように前記金属含有液の上面に塗布し、前記樹脂層形成工程は、前記樹脂層の下面側への前記ホールの開口の面積が、前記樹脂層の上面側への前記ホールの開口の面積より小さくなるように、前記樹脂層を形成する回路形成方法を開示する。

上記課題を解決するために、本明細書は、ホールを有する樹脂層を硬化性樹脂により形成する樹脂層形成装置と、加熱することで導電性を発現する導電性流体を、前記ホールの内部に塗布する塗布装置と、前記樹脂層の上に、前記ホールの内部に塗布された導電性流体と通電するように配線を形成する配線形成装置と、前記樹脂層形成装置と前記塗布装置と前記配線形成装置との作動を制御することで回路を形成する制御装置と、を備え、前記塗布装置は、ナノメートルサイズの金属微粒子を含有する金属含有液を前記導電性流体として、前記ホールの内部において基材の上面に塗布し、マイクロメートルサイズの金属粒子を含有する樹脂ペーストを前記導電性流体として、前記ホールの内部を充填するように前記金属含有液の上面に塗布し、前記樹脂層形成装置が、回路が形成された後に剥離される基材の上に前記樹脂層を、前記樹脂層の下面側への前記ホールの開口の面積が、前記樹脂層の上面側への前記ホールの開口の面積より小さくなるように形成する回路形成装置を開示する。

本開示では、回路が形成された後に剥離される基材の上に、ホールを有する樹脂層が硬化性樹脂により形成される。そして、その樹脂層の下面側へのホールの開口の面積は、樹脂層の上面側へのホールの開口の面積より小さくされており、そのホールの内部に導電性流体が塗布される。これにより、硬化性樹脂だけでなく、導電性流体をも用いて回路を適切に形成することが可能となる。

回路形成装置を示す図である。制御装置を示すブロック図である。複数の回路プレートが積層された回路を示す断面図である。感熱剥離フィルムが敷かれた基台を示す断面図である。樹脂積層体が形成された状態の回路を示す断面図である。樹脂積層体のホールに底面電極が形成された状態の回路を示す断面図である。樹脂積層体の上に配線が形成された状態の回路を示す断面図である。配線を覆うように樹脂積層体が積層された状態の回路を示す断面図である。樹脂積層体の上に配線が形成された状態の回路を示す断面図である。配線を覆うように樹脂積層体が積層された状態の回路を示す断面図である。電子部品及びプローブピンが装着された状態の回路を示す断面図である。底面電極が形成された状態の回路を示す断面図である。回路プレートと、その回路プレートから剥離された感熱剥離フィルムとを示す断面図である。従来の底面電極を示す断面図である。従来の底面電極を示す断面図である。本発明の底面電極を示す断面図である。変形例の底面電極を示す断面図である。変形例の底面電極を示す断面図である。変形例の底面電極を示す断面図である。変形例の底面電極を示す断面図である。

図１に回路形成装置１０を示す。回路形成装置１０は、搬送装置２０と、第１造形ユニット２２と、第２造形ユニット２４と、装着ユニット２６と、制御装置（図２参照）２８とを備える。それら搬送装置２０と第１造形ユニット２２と第２造形ユニット２４と装着ユニット２６とは、回路形成装置１０のベース２９の上に配置されている。ベース２９は、概して長方形状をなしており、以下の説明では、ベース２９の長手方向をＸ軸方向、ベース２９の短手方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に直交する方向をＺ軸方向と称して説明する。

搬送装置２０は、Ｘ軸スライド機構３０と、Ｙ軸スライド機構３２とを備えている。そのＸ軸スライド機構３０は、Ｘ軸スライドレール３４とＸ軸スライダ３６とを有している。Ｘ軸スライドレール３４は、Ｘ軸方向に延びるように、ベース２９の上に配設されている。Ｘ軸スライダ３６は、Ｘ軸スライドレール３４によって、Ｘ軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Ｘ軸スライド機構３０は、電磁モータ（図２参照）３８を有しており、電磁モータ３８の駆動により、Ｘ軸スライダ３６がＸ軸方向の任意の位置に移動する。また、Ｙ軸スライド機構３２は、Ｙ軸スライドレール５０とステージ５２とを有している。Ｙ軸スライドレール５０は、Ｙ軸方向に延びるように、ベース２９の上に配設されており、Ｘ軸方向に移動可能とされている。そして、Ｙ軸スライドレール５０の一端部が、Ｘ軸スライダ３６に連結されている。そのＹ軸スライドレール５０には、ステージ５２が、Ｙ軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Ｙ軸スライド機構３２は、電磁モータ（図２参照）５６を有しており、電磁モータ５６の駆動により、ステージ５２がＹ軸方向の任意の位置に移動する。これにより、ステージ５２は、Ｘ軸スライド機構３０及びＹ軸スライド機構３２の駆動により、ベース２９上の任意の位置に移動する。

ステージ５２は、基台６０と、保持装置６２と、昇降装置６４とを有している。基台６０は、平板状に形成され、上面に基板が載置される。保持装置６２は、基台６０のＸ軸方向の両側部に設けられている。そして、基台６０に載置された基板のＸ軸方向の両縁部が、保持装置６２によって挟まれることで、基板が固定的に保持される。また、昇降装置６４は、基台６０の下方に配設されており、基台６０を昇降させる。

第１造形ユニット２２は、回路基板の配線を造形するユニットであり、第１印刷部７２と、加熱部７４とを有している。第１印刷部７２は、インクジェットヘッド（図２参照）７６とディスペンスヘッド（図２参照）７７とを有している。インクジェットヘッド７６が金属インクを線状に吐出する。金属インクは、ナノメートルサイズの金属の微粒子が溶剤中に分散されたものである。また、金属微粒子の表面は分散剤によりコーティングされており、溶剤中での凝集が防止されている。なお、インクジェットヘッド７６は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから金属インクを吐出する。

また、ディスペンスヘッド７７は金属ペーストを吐出する。金属ペーストは、加熱により硬化する樹脂に、マイクロメートルサイズの金属粒子が分散されたものである。ちなみに、金属粒子は、フレーク状とされている。なお、金属ペーストの粘度は、金属インクと比較して、比較的高いため、ディスペンスヘッド７７は、インクジェットヘッド７６のノズルの径より大きな径の１個のノズルから金属ペーストを吐出する。

加熱部７４は、ヒータ（図２参照）７８を有している。ヒータ７８は、インクジェットヘッド７６により吐出された金属インクを加熱する装置である。金属インクは、ヒータ７８により加熱されることで焼成し、配線が形成される。なお、金属インクの焼成とは、エネルギーを付与することによって、溶媒の気化や金属微粒子の保護膜、つまり、分散剤の分解等が行われ、金属微粒子が接触または融着をすることで、導電率が高くなる現象である。そして、金属インクを焼成することで、金属製の配線が形成される。

また、ヒータ７８は、ディスペンスヘッド７７により吐出された金属ペーストをも加熱する装置である。金属ペーストは、ヒータ７８により加熱されることで、樹脂が硬化する。この際、金属ペーストでは、硬化した樹脂が収縮し、その樹脂に分散されたフレーク状の金属粒子が互いに接触する。これにより、金属ペーストが導電性を発現する。

また、第２造形ユニット２４は、回路基板の樹脂層を造形するユニットであり、第２印刷部８４と、硬化部８６とを有している。第２印刷部８４は、インクジェットヘッド（図２参照）８８を有しており、インクジェットヘッド８８は紫外線硬化樹脂を吐出する。紫外線硬化樹脂は、紫外線の照射により硬化する樹脂である。なお、インクジェットヘッド８８は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式でもよく、樹脂を加熱して気泡を発生させ複数のノズルから吐出するサーマル方式でもよい。

硬化部８６は、平坦化装置（図２参照）９０と照射装置（図２参照）９２とを有している。平坦化装置９０は、インクジェットヘッド８８によって吐出された紫外線硬化樹脂の上面を平坦化するものであり、例えば、紫外線硬化樹脂の表面を均しながら余剰分の樹脂を、ローラもしくはブレードによって掻き取ることで、紫外線硬化樹脂の厚みを均一させる。また、照射装置９２は、光源として水銀ランプもしくはＬＥＤを備えており、吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、吐出された紫外線硬化樹脂が硬化し、樹脂層が形成される。

また、装着ユニット２６は、回路基板に電子部品を装着するユニットであり、供給部１００と、装着部１０２とを有している。供給部１００は、テーピング化された電子部品を１つずつ送り出すテープフィーダ（図２参照）１０４を複数有しており、供給位置において部品を供給する。また、供給部１００は、トレイから部品を供給するトレイ型供給装置（図２参照）１０５も有している。

装着部１０２は、装着ヘッド（図２参照）１０６と、移動装置（図２参照）１０８とを有している。装着ヘッド１０６は、テープフィーダ１０４若しくはトレイ型供給装置１０５から供給される部品を保持するためのチャック（図示省略）を有する。チャックは、１対の把持爪（図示省略）を有しており、１対の把持爪を接近させることで、部品を把持し、１対の把持爪を離間させることで、把持した部品を離脱する。また、移動装置１０８は、テープフィーダ１０４若しくはトレイ型供給装置１０５による電子部品の供給位置と、基台６０との間で、装着ヘッド１０６を移動させる。これにより、装着部１０２では、テープフィーダ１０４若しくはトレイ型供給装置１０５から供給された部品が、チャックにより保持され、そのチャックによって保持された部品が回路に装着される。

また、制御装置２８は、図２に示すように、コントローラ１１０と、複数の駆動回路１１２とを備えている。複数の駆動回路１１２は、上記電磁モータ３８，５６、保持装置６２、昇降装置６４、インクジェットヘッド７６、ディスペンスヘッド７７、ヒータ７８、インクジェットヘッド８８、平坦化装置９０、照射装置９２、テープフィーダ１０４、トレイ型供給装置１０５、装着ヘッド１０６、移動装置１０８に接続されている。コントローラ１１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１１２に接続されている。これにより、搬送装置２０、第１造形ユニット２２、第２造形ユニット２４、装着ユニット２６の作動が、コントローラ１１０によって制御される。

回路形成装置１０では、上述した構成によって、図３に示すように、複数の回路プレート１２０が形成され、それら複数の回路プレート１２０が積層された状態でビス止めされることで回路１２２が形成される。複数の回路プレート１２０の各々は、紫外線硬化樹脂による樹脂積層体，金属インクによる配線，供給部１００により供給される部品等により形成される。それら複数の回路プレート１２０の各々の形成方法は概ね同じであるため、複数の回路プレート１２０のうちの回路プレート１２０ｃの形成方法について、以下に説明する。

具体的には、ステージ５２の基台６０の上面に、まず、図４に示すように、感熱剥離フィルム７０が敷かれる。感熱剥離フィルム７０は、粘着性を有するため、基台６０の上面に適切に密着する。そして、感熱剥離フィルム７０の上に回路プレート１２０が形成されるが、感熱剥離フィルム７０の基台６０への密着により、回路形成時における回路プレート１２０のズレ等が防止される。なお、感熱剥離フィルム７０は、加熱により粘着性が低下するため、感熱剥離フィルム７０の上に回路プレート１２０が形成された後に、感熱剥離フィルム７０が加熱されることで、感熱剥離フィルム７０の上に形成された回路プレート１２０とともに感熱剥離フィルム７０を、基台６０から容易に剥離することができる。

そして、基台６０の上に、感熱剥離フィルム７０が敷かれると、ステージ５２が、第２造形ユニット２４の下方に移動される。この際、第２造形ユニット２４において、図５に示すように、感熱剥離フィルム７０の上に樹脂積層体１３０が形成される。樹脂積層体１３０は、複数のホール１３２を有しており、インクジェットヘッド８８からの紫外線硬化樹脂の吐出と、吐出された紫外線硬化樹脂への照射装置９２による紫外線の照射とが繰り返されることにより形成される。

詳しくは、第２造形ユニット２４の第２印刷部８４において、インクジェットヘッド８８が、感熱剥離フィルム７０の上面に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。この際、インクジェットヘッド８８は、感熱剥離フィルム７０の上面の所定の部分が露出するように、紫外線硬化樹脂を吐出する。続いて、紫外線硬化樹脂が薄膜状に吐出されると、硬化部８６において、紫外線硬化樹脂の膜厚が均一となるように、紫外線硬化樹脂が平坦化装置９０によって平坦化される。そして、照射装置９２が、その薄膜状の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、感熱剥離フィルム７０の上に樹脂の薄膜層１３６が形成される。

続いて、インクジェットヘッド８８が、その薄膜層１３６の上の部分にのみ紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。つまり、インクジェットヘッド８８は、感熱剥離フィルム７０の上面の所定の部分が露出するように、薄膜層１３６の上に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。そして、平坦化装置９０によって薄膜状の紫外線硬化樹脂が平坦化され、照射装置９２が、その薄膜状に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、薄膜層１３６の上に薄膜層１３６が積層される。このように、薄膜層１３６の上への紫外線硬化樹脂の吐出と、紫外線の照射とが繰り返され、複数の薄膜層１３６が積層されることで、ホール１３２を有する樹脂積層体１３０が形成される。なお、ホール１３２は、樹脂積層体１３０を上下方向に貫通している。

上述した手順により樹脂積層体１３０が形成されると、ステージ５２が第１造形ユニット２２の下方に移動される。そして、第１造形ユニット２２の第１印刷部７２において、ディスペンスヘッド７７が、図６に示すように、樹脂積層体１３０のホール１３２の内部に金属ペースト１３８を吐出する。この際、ディスペンスヘッド７７は、樹脂積層体１３０の上面と、ホール１３２の内部に吐出された金属ペースト１３８の上面とが平らになるように、つまり、面一となるように、金属ペースト１３８を吐出する。そして、第１造形ユニット２２の加熱部７４において、金属ペースト１３８が、ヒータ７８により加熱される。これにより、金属ペースト１３８が硬化し、金属ペースト１３８が導電化する。なお、導電化した金属ペースト１３８は、回路プレート１２０ｃの下面側に露出する電極として機能するため、導電化した金属ペースト１３８を底面電極１４０と記載する。

次に、第１造形ユニット２２の第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６が、図７に示すように、樹脂積層体１３０の上面に金属インク１５０を２本の線状に吐出する。この際、インクジェットヘッド７６は、複数のホール１３２の内部に形成された底面電極１４０と接触するように、金属インク１５０を吐出する。つまり、複数のホール１３２の内部に形成された底面電極１４０を繋ぐように、金属インク１５０が吐出される。そして、第１造形ユニット２２の加熱部７４において、金属インク１５０が、ヒータ７８により加熱されることで、金属インク１５０が焼成し、配線１５２が形成される。これにより、樹脂積層体１３０の複数のホール１３２の内部に形成された底面電極１４０と導通するように、樹脂積層体１３０の上面に２本の配線１５２が形成される。なお、２本の配線１５２は、互いの端部を対向させた状態で１直線状に配置されている。

次に、ステージ５２が、第２造形ユニット２４の下方に移動される。そして、第２造形ユニット２４において、図８に示すように、樹脂積層体１３０の上に樹脂積層体１６０が形成される。樹脂積層体１６０は、樹脂積層体１３０の上面に形成された２本の配線１５２を覆うように形成される。ただし、樹脂積層体１６０には、２本の配線１５２の互いに対向する端部が露出するキャビティ１６２と、各配線１５２の一部が露出する複数のホール１６４とが形成されている。なお、樹脂積層体１６０は、樹脂積層体１３０と同様に、インクジェットヘッド８８による紫外線硬化樹脂の吐出と、照射装置９２による紫外線の照射とが繰り返されることで、形成される。

続いて、ステージ５２が第１造形ユニット２２の下方に移動され、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６が、図９に示すように、樹脂積層体１６０のホール１６４の内部に金属インク１７０を吐出する。この際、インクジェットヘッド７６は、樹脂積層体１６０の上面と、ホール１６４の内部に吐出された金属インク１７０の上面とが面一となるように、金属インク１７０を吐出する。そして、第１造形ユニット２２の加熱部７４において、金属インク１７０が、ヒータ７８により加熱されることで、金属インク１７０が焼成する。これにより、金属インク１７０が金属化し、ビア１７２が形成される

続いて、第１造形ユニット２２の第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６が、図９に示すように、樹脂積層体１６０の上面に金属インク１８０を線状に吐出する。この際、インクジェットヘッド７６は、複数のホール１６４の内部に形成されたビア１７２と接触するように、金属インク１８０を吐出する。つまり、複数のホール１６４の内部に形成されたビア１７２を繋ぐように、金属インク１８０が吐出される。そして、第１造形ユニット２２の加熱部７４において、金属インク１８０が、ヒータ７８により加熱されることで、金属インク１８０が焼成し、配線１８２が形成される。これにより、樹脂積層体１６０の複数のホール１６４の内部に形成されたビア１７２と導通するように、樹脂積層体１６０の上面に配線１８２が形成される。

次に、ステージ５２が、第２造形ユニット２４の下方に移動される。そして、第２造形ユニット２４において、図１０に示すように、樹脂積層体１６０の上に樹脂積層体１９０が形成される。樹脂積層体１９０は、樹脂積層体１６０の上面に形成された配線１８２を覆うように形成される。ただし、樹脂積層体１９０には、樹脂積層体１６０のキャビティ１６２と連通するキャビティ１９２と、配線１８２の一部が露出する複数のホール１９４とが形成されている。なお、樹脂積層体１９０は、樹脂積層体１３０，１６０と同様に、インクジェットヘッド８８による紫外線硬化樹脂の吐出と、照射装置９２による紫外線の照射とが繰り返されることで、形成される。

そして、樹脂積層体１９０が形成されると、ステージ５２が第１造形ユニット２２の下方に移動され、第１印刷部７２において、ディスペンスヘッド７７が、樹脂積層体１６０，１９０のキャビティ１６２，１９２の内部に金属ペースト２００を吐出する。この際、ディスペンスヘッド７７は、キャビティ１６２，１９２の内部で露出している配線１５２の端部の上に、金属ペースト２００を吐出する。さらに、ディスペンスヘッド７７は、樹脂積層体１９０のホール１９４の内部に金属ペースト２０２を吐出する。この際、ディスペンスヘッド７７は、ホール１９４の内部で露出している配線１８２の上に、金属ペースト２０２を吐出する。

このように、配線１５２，１８２の上に金属ペースト２００，２０２が吐出されると、ステージ５２が装着ユニット２６の下方に移動される。そして、装着ユニット２６では、テープフィーダ１０４により電子部品（図１１参照）２１０が供給され、その電子部品２１０が装着ヘッド１０６のチャックによって、保持される。なお、図１０に示すように、電子部品２１０は、部品本体２１２と、部品本体２１２の下面に配設された２個の電極２１４とにより構成されている。そして、装着ヘッド１０６が、移動装置１０８によって移動され、チャックにより保持された電子部品２１０が、キャビティ１６２，１９２の内部に装着される。この際、電子部品２１０の電極２１４が、配線１５２の上に吐出された金属ペースト２００に接触するように、電子部品２１０はキャビティ１６２，１９２の内部に装着される。

また、装着ユニット２６では、トレイ型供給装置１０５によりプローブピン２１６が供給され、そのプローブピン２１６が装着ヘッド１０６のチャックによって、保持される。そして、装着ヘッド１０６が、移動装置１０８によって移動され、チャックにより保持されたプローブピン２１６が、ホール１９４に挿入される。この際、プローブピン２１６の下端が、ホール１９４の内部に吐出された金属ペースト２０２に接触するように、プローブピン２１６はホール１９４に挿入される。なお、ホール１９４の深さ寸法は、プローブピン２１６の長さ寸法より短くされているため、ホール１９４に挿入されたプローブピン２１６の上端は、樹脂積層体１９０の上面から突出している。

続いて、ステージ５２が第１造形ユニット２２の下方に移動される。そして、第１造形ユニット２２の加熱部７４において、金属ペースト２００，２０２が、ヒータ７８により加熱されることで、金属ペースト２００，２０２が硬化し、金属ペースト２００，２０２が導電化する。これにより、回路プレート１２０ｃが形成される。つまり、回路プレート１２０ｃでは、複数の樹脂積層体１３０，１６０，１９０が積層されており、積層された複数の樹脂積層体１３０，１６０，１９０の間に配線１５２，１８２が形成されている。そして、配線１５２，１８２がビア１７２により上下方向において導通するとともに、配線１５２が底面電極１４０により回路プレート１２０ｃの下面側に導通し、配線１８２がプローブピン２１６により回路プレート１２０ｃの上面側に導通している。また、樹脂積層体１６０，１９０のキャビティ１６２，１９２に、電子部品２１０が配線１５２に導通した状態で装着されている。このように、回路形成装置１０では、上述した方法に従って、パッケージ化された回路プレート１２０ｃが感熱剥離フィルム７０の上に形成される。

また、回路形成装置１０では、上述した方法（以下、「第１回路形成方法」と記載する）と異なる方法（以下、「第２回路形成方法」と記載する）により、回路プレート１２０ｃを形成することも可能である。具体的には、ステージ５２が第１造形ユニット２２の下方に移動され、第１造形ユニット２２の第１印刷部７２において、ディスペンスヘッド７７が、図１２に示すように、感熱剥離フィルム７０の上に金属ペースト１３８を吐出する。なお、金属ペースト１３８の吐出箇所は、第１回路形成方法において樹脂積層体１３０が形成される際のホール１９４の形成箇所である。そして、金属ペースト１３８が吐出されると、第１造形ユニット２２の加熱部７４において、金属ペースト１３８が、ヒータ７８により加熱されることで、金属ペースト１３８が導電化する。これにより、底面電極１４０が形成される。

続いて、ステージ５２が第２造形ユニット２４の下方に移動され、第２造形ユニット２４の第２印刷部８４において、図６に示すように、感熱剥離フィルム７０の上面に、樹脂積層体１３０が形成される。この際、感熱剥離フィルム７０の上に先に形成されている底面電極１４０の位置に、ホール１９４が位置するように、樹脂積層体１３０が形成される。つまり、第１回路形成方法では、感熱剥離フィルム７０の上に、まず、ホール１３２を有する樹脂積層体１３０が形成され、その樹脂積層体１３０のホール１３２の内部に、底面電極１４０が形成される。一方、第２回路形成方法では、感熱剥離フィルム７０の上に、まず、底面電極１４０が形成され、その底面電極１４０を取り囲むように、樹脂積層体１３０が形成されることで、底面電極１４０の形成箇所がホール１３２として機能する。なお、第２回路形成方法における樹脂積層体１３０も、第１回路形成方法における樹脂積層体１３０と同様に、インクジェットヘッド８８による紫外線硬化樹脂の吐出と、照射装置９２による紫外線の照射とが繰り返されることで、形成される。そして、第２回路形成方法において、金属ペースト１３８と樹脂積層体１６０とが形成された後に、第１回路形成方法と同様に、樹脂積層体１６０，１９０、配線１５２，１８２、ビア１７２等が形成され、電子部品２１０等が装着されることで、回路プレート１２０ｃが感熱剥離フィルム７０の上に形成される。

このように、回路形成装置１０では、第１回路形成方法と第２回路形成方法との何れに手法によっても、回路プレート１２０ｃを感熱剥離フィルム７０の上に形成することが可能である。そして、回路プレート１２０ｃが形成されると、ステージ５２が第１造形ユニット２２の下に移動され、第１造形ユニット２２の加熱部７４において、感熱剥離フィルム７０がヒータ７８により加熱される。これにより、感熱剥離フィルム７０の粘着性が低下し、回路プレート１２０ｃを感熱剥離フィルム７０とともに、基台６０から容易に剥がすことができる。そして、回路プレート１２０ｃと感熱剥離フィルム７０とが剥離されることで、回路プレート１２０ｃの作成が完了する。また、回路プレート１２０ｃ以外の回路プレート１２０ａ，ｂ，ｄ～ｆも、回路プレート１２０ｃと略同様の方法により作成される。そして、複数の回路プレート１２０ａ～ｆが作成されると、図３に示すように、複数の回路プレート１２０ａ～ｆが積層される。この際、例えば、回路プレート１２０ｃの上面から突出しているプローブピン２１６が、その回路プレート１２０ｃの上に積層される回路プレート１２０ｂの底面電極２２０と接触するように、回路プレート１２０が積層される。なお、プローブピン２１６には、コイルスプリング（図示省略）が内蔵されており、伸縮可能とされている。このため、回路プレート１２０ｃのプローブピン２１６が回路プレート１２０ｂの底面電極２２０と接触するように、回路プレート１２０が積層された際に、プローブピン２１６が収縮することで、コイルスプリングの弾性力によりプローブピン２１６と底面電極２２０との導通が担保される。そして、それら複数の回路プレート１２０が積層された状態でビス止めされることで回路１２２が形成される。

ただし、回路プレート１２０が感熱剥離フィルム７０の上に形成された後に、回路プレート１２０と感熱剥離フィルム７０とが剥離される際に、図１３に示すように、底面電極１４０が感熱剥離フィルム７０に密着し、回路プレート１２０から離脱する場合がある。つまり、底面電極１４０が、感熱剥離フィルム７０の剥離に伴って、回路プレート１２０の樹脂積層体１３０のホール１３２から抜け落ちる場合がある。

これは、底面電極１４０と配線１５２との密着力が、底面電極１４０と感熱剥離フィルム７０との密着力より低いためである。また、樹脂積層体１３０のホール１３２は、理想的に、図１４に示すように、概して円柱形状とされる。つまり、ホール１３２の内径は、理想的に、全域に渡って同じとされ、樹脂積層体１３０の下面側へのホール１３２の開口の面積（以下、「下面側開口面積」と記載する）と、樹脂積層体１３０の上面側へのホール１３２の開口の面積（以下、「上面側開口面積」と記載する）とが同じとされている。このように、下面側開口面積と上面側開口面積とが同じとされている場合に、樹脂積層体１３０の上面での底面電極１４０と配線１５２との密着力が、樹脂積層体１３０の下面での底面電極１４０と感熱剥離フィルム７０との密着力より低いと、底面電極１４０がホール１３２から離脱し易くなる。

さらに言えば、第２回路形成方法で回路プレート１２０が形成される場合には、感熱剥離フィルム７０の上に、まず、金属ペースト１３８が吐出される。この際、金属ペースト１３８の表面張力により、図１５に示すように、金属ペースト１３８の上端部が湾曲し、半球形状となる場合がある。そして、その金属ペースト１３８がヒータ７８の加熱により硬化し、底面電極１４０とされた後に、その底面電極１４０を取り囲むように樹脂積層体１３０が形成される際に、紫外線硬化樹脂が底面電極１４０の上端部に向って濡れ上がる場合がある。このような場合には、ホール１３２の下面側開口面積は上面側開口面積より小さくなり、底面電極１４０がホール１３２から、更に離脱し易くなる。

このようなことに鑑みて、回路形成装置１０では、第２回路形成方法により回路プレート１２０は形成されず、第１回路形成方向により回路プレート１２０が形成される。そして、底面電極１４０の離脱を防止するべく、第１回路形成方法において、図１６に示すように、ホール２３０の下面側開口面積が上面側開口面積より小さくなるように、樹脂積層体１３０が形成される。つまり、ホール２３０を区画する樹脂積層体１３０の内壁面が、下方に向うほどホール２３０の内部に向うとともに、上方に向うほどホール２３０の外部に向うテーパ面となるように、樹脂積層体１３０が形成される。そして、樹脂積層体１３０のホール２３０の内部に、金属ペースト１３８が吐出され、その金属ペースト１３８がヒータ７８により加熱されることで、金属ペースト１３８が硬化し、底面電極１４０が形成される。このように、下面側開口面積が上面側開口面積より小さいホール２３０の内部に、底面電極１４０が形成されることで、回路プレート１２０が形成された後に、回路プレート１２０から感熱剥離フィルム７０が剥離される際に、底面電極１４０の離脱を防止することができる。特に、感熱剥離フィルム７０が剥離される際に、底面電極１４０が感熱剥離フィルム７０とともに引っ張られる力を、ホール２３０を区画する樹脂積層体１３０の内壁のテーパ面により押さえることができるため、効果的に底面電極１４０の離脱を防止することができる。

なお、制御装置２８のコントローラ１１０は、図２に示すように、樹脂層形成部２５０と、塗布部２５２と、配線形成部２５４とを有している。樹脂層形成部２５０は、ホール２３０を有する樹脂積層体１３０を形成するための機能部である。塗布部２５２は、ホール２３０の内部に金属ペースト１３８を吐出するための機能部である。配線形成部２５４は、ホール２３０の内部に形成された底面電極１４０と導通するように、樹脂積層体１３０の上面に配線１５２を形成するための機能部である。

ちなみに、上記実施例において、回路形成装置１０は、回路形成装置の一例である。第２造形ユニット２４は、樹脂層形成装置の一例である。制御装置２８は、制御装置の一例である。感熱剥離フィルム７０は、基材の一例である。インクジェットヘッド７６及びヒータ７８は、配線形成装置の一例である。ディスペンスヘッド７７は、塗布装置の一例である。樹脂積層体１３０は、樹脂層の一例である。金属ペースト１３８は、導電性流体の一例である。配線１５２は、配線の一例である。ホール２３０は、ホールの一例である。樹脂層形成部２５０により実行される工程は、樹脂層形成工程の一例である。塗布部２５２により実行される工程は、塗布工程の一例である。配線形成部２５４により実行される工程は、配線形成工程の一例である。

また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。例えば、上記実施例では、ホール２３０を区画する樹脂積層体１３０の内壁面をテーパ面とすることで、ホール２３０の下面側開口面積が上面側開口面積より小さくされているが、ホール２３０を区画する樹脂積層体１３０の内壁面の形状として、種々の形状を採用することが可能である。具体的には、例えば、図１７に示すように、ホール２３０を区画する樹脂積層体１３０の内壁面の下端部を、ホール２３０の内部に向って湾曲する形状とすることで、ホール２３０の下面側開口面積を上面側開口面積より小さくしてもよい。また、例えば、図１８に示すように、ホール２３０を区画する樹脂積層体１３０の内壁面を段差面形状とすることで、ホール２３０の下面側開口面積を上面側開口面積より小さくしてもよい。

また、上記実施例では、樹脂積層体１３０のホール２３０の内部の全てを占有するように金属ペースト１３８が吐出されているが、ホール２３０の一部にのみ金属ペースト１３８が吐出されてもよい。具体的には、図１９に示すように、樹脂積層体１３０の下面側のホール２３０の開口と、樹脂積層体１３０の上面側のホール２３０の開口とを繋ぐように、金属ペースト２６０をホール２３０の一部に吐出する。そして、その金属ペースト２６０を加熱することで、樹脂積層体１３０の上面側のホール２３０の開口と、樹脂積層体１３０の下面側のホール２３０の開口とを繋ぐ底面電極２６２を形成する。次に、ホール２３０の内部の底面電極２６２以外の箇所に紫外線硬化樹脂２６４を吐出し、紫外線を照射することで、その紫外線硬化樹脂２６４を硬化させる。このように、ホール２３０の一部に金属ペースト２６０を吐出し、ホール２３０の残りの部分に紫外線硬化樹脂２６４を吐出することでも、上記実施形態と同様に、底面電極２６２の離脱を防止することができる。また、金属ペーストは比較的、高価であるため、金属ペーストの使用量を抑制することで、コストダウンを図ることも可能となる。さらに言えば、金属ペーストは粘性が高いため、ホールの内部を金属ペーストのみで充填させることが困難であるが、粘性の低い紫外線硬化樹脂を併用することで、比較的、容易にホール内部を金属ペーストと紫外線硬化樹脂とにより充填することができる。

また、上記実施例では、導電性流体として、金属ペーストが採用されているが、金属インクが導電性流体として採用されてもよい。この際、金属インクと金属ペーストとを導電性流体として採用することで、底面電極の離脱を効果的に抑制することが可能となる。具体的には、図２０に示すように、下面側開口面積が上面側開口面積より小さいホール２３０に、まず、金属インク２７０を薄膜状に吐出し、その金属インク２７０を加熱することで導電化させて、金属薄膜２７２を形成する。つまり、ホール２３０の内部において、感熱剥離フィルム７０の上面に金属インク２７０を薄膜状に吐出し、その金属インク２７０を加熱することで、感熱剥離フィルム７０と密着した状態の金属薄膜２７２を形成する。次に、ホール２３０の内部において、金属薄膜２７２の上に金属ペースト２７６を吐出する。そして、金属ペースト２７６を加熱することで導電化させて、金属塊２７８を形成する。これにより、ホール２３０の内部に、金属薄膜２７２と金属塊２７８とにより構成される底面電極が形成される。このような底面電極では、金属薄膜２７２と感熱剥離フィルム７０とが密着するが、金属製の金属薄膜２７２と、樹脂製の感熱剥離フィルム７０との密着力は、比較的弱い。このため、回路プレート１２０と感熱剥離フィルム７０とが剥離される際に、感熱剥離フィルム７０に密着している金属薄膜２７２は、感熱剥離フィルム７０から容易に剥がれる。これにより、底面電極の下面側を金属薄膜２７２により構成し、底面電極の上面側を金属塊２７８により構成することで、回路プレート１２０と感熱剥離フィルム７０とが剥離される際の底面電極の離脱を効果的に抑制することが可能となる。

また、上記実施例では、ヒータ７８により、金属インク及び金属ペーストが加熱されているが、レーザ光等の照射により、金属インク及び金属ペーストが加熱されてもよい。

また、上記実施例では、金属ペーストが、ディスペンスヘッド７７により吐出されているが、スタンプ等により金属ペーストが転写されてもよい。また、スクリーン印刷により、金属インク若しくは金属ペーストが印刷されてもよい。

１０：回路形成装置２４：第２造形ユニット（樹脂形成装置）２８：制御装置７０：感熱剥離フィルム（基材）７６：インクジェットヘッド（配線形成装置）７７：ディスペンスヘッド（塗布装置）７８：ヒータ（配線形成装置）１３０：樹脂積層体（樹脂層）１３８：金属ペースト（導電性流体）１５２：配線２３０：ホール２５０：樹脂層形成部（樹脂層形成工程）２５２：塗布部（塗布工程）２５４：配線形成部（配線形成工程）２７０：金属インク（金属含有液）２７６：金属ペースト（樹脂ペースト）

Claims

ホールを有する樹脂層を硬化性樹脂により基材の上に形成する樹脂層形成工程と、
加熱することで導電性を発現する導電性流体を、前記ホールの内部に塗布する塗布工程と、
前記樹脂層の上に、前記ホールの内部に塗布された導電性流体と通電するように配線を形成する配線形成工程と、
前記基材の上に形成された前記樹脂層と、前記基材とを剥離する剥離工程と、
を含み、
前記塗布工程は、
ナノメートルサイズの金属微粒子を含有する金属含有液を前記導電性流体として、前記ホールの内部において前記基材の上面に塗布し、マイクロメートルサイズの金属粒子を含有する樹脂ペーストを前記導電性流体として、前記ホールの内部を充填するように前記金属含有液の上面に塗布し、
前記樹脂層形成工程は、
前記樹脂層の下面側への前記ホールの開口の面積が、前記樹脂層の上面側への前記ホールの開口の面積より小さくなるように、前記樹脂層を形成する回路形成方法。
前記樹脂層形成工程は、
前記ホールを区画する前記樹脂層の内壁面を段差面形状とすることで、前記樹脂層の下面側への前記ホールの開口の面積が、前記樹脂層の上面側への前記ホールの開口の面積より小さくなるように、前記樹脂層を形成する請求項１に記載の回路形成方法。
ホールを有する樹脂層を硬化性樹脂により形成する樹脂層形成装置と、
加熱することで導電性を発現する導電性流体を、前記ホールの内部に塗布する塗布装置と、
前記樹脂層の上に、前記ホールの内部に塗布された導電性流体と通電するように配線を形成する配線形成装置と、
前記樹脂層形成装置と前記塗布装置と前記配線形成装置との作動を制御することで回路を形成する制御装置と、
を備え、
前記塗布装置は、
ナノメートルサイズの金属微粒子を含有する金属含有液を前記導電性流体として、前記ホールの内部において基材の上面に塗布し、マイクロメートルサイズの金属粒子を含有する樹脂ペーストを前記導電性流体として、前記ホールの内部を充填するように前記金属含有液の上面に塗布し、
前記樹脂層形成装置が、
回路が形成された後に剥離される基材の上に前記樹脂層を、前記樹脂層の下面側への前記ホールの開口の面積が、前記樹脂層の上面側への前記ホールの開口の面積より小さくなるように形成する回路形成装置。