JP7325532B2 - 3D object manufacturing method and 3D object manufacturing device by layered manufacturing method - Google Patents

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Description

本開示は、積層造形法を用いて樹脂層の上に金属配線を製造する技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to technology for manufacturing metal wiring on a resin layer using an additive manufacturing method.

従来、積層造形法を用いて樹脂層を形成するための技術が開発されている。例えば、下記特許文献1の製造方法では、インクジェットヘッドから造形プレートの上に紫外線硬化樹脂の液滴を吐出し、吐出した液滴に紫外線を照射して硬化し樹脂層を形成している。特許文献1の製造方法では、紫外線硬化樹脂を硬化する前に、液滴にレーザ光を照射して流動性を高め、樹脂層の表面を平坦化している。 Conventionally, techniques have been developed for forming a resin layer using an additive manufacturing method. For example, in the manufacturing method of Patent Document 1 below, droplets of an ultraviolet curable resin are ejected from an inkjet head onto a modeling plate, and the ejected droplets are irradiated with ultraviolet rays to be cured to form a resin layer. In the manufacturing method of Patent Literature 1, the liquid droplets are irradiated with a laser beam before the ultraviolet curable resin is cured to increase fluidity and flatten the surface of the resin layer.

特開2015-174284号公報JP 2015-174284 A

ところで、上記した樹脂層に対し、配線や電子部品を装着するバンプ等の金属配線を、積層造形法により形成する場合について考える。この場合、例えば、樹脂層の上に金属粒子を含む流体を吐出し、吐出した金属粒子を含む流体を赤外線ランプ等で焼成することで、樹脂層上に金属配線を形成する。 By the way, let us consider a case where metal wiring such as bumps for mounting wiring and electronic components are formed on the above-described resin layer by lamination molding. In this case, for example, a metal wiring is formed on the resin layer by discharging a fluid containing metal particles onto the resin layer and baking the discharged fluid containing metal particles with an infrared lamp or the like.

しかしながら、金属粒子を含む流体を焼成する際に、金属粒子を含む流体の下の樹脂層にも熱が加わる。樹脂層は、加熱されることで膨張する。樹脂層が膨張することで、樹脂層の上に形成される金属配線に熱応力が加わる。その結果、金属配線の一部が膨れる、あるいは割れる虞があることが問題となる。 However, when the fluid containing metal particles is fired, heat is also applied to the resin layer under the fluid containing metal particles. The resin layer expands when heated. The expansion of the resin layer applies thermal stress to the metal wiring formed on the resin layer. As a result, there arises a problem that a part of the metal wiring may swell or break.

本開示は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、積層造形法により樹脂層の上に金属配線を形成する場合に、金属配線の膨れや割れを抑制できる積層造形法による3次元造形物の製造方法及び3次元造形物製造装置を提供することを課題とする。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and when metal wiring is formed on a resin layer by a layered manufacturing method, three-dimensional modeling by a layered manufacturing method that can suppress swelling and cracking of the metal wiring. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an object and a three-dimensional structure manufacturing apparatus.

上記課題を解決するために、本開示は、ベース部材の上に樹脂材料を塗布する樹脂材料塗布工程と、前記ベース部材の上に塗布した前記樹脂材料を硬化する硬化工程と、前記樹脂材料塗布工程及び前記硬化工程を繰り返し実行し、前記ベース部材の上に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、前記樹脂層形成工程により形成した前記樹脂層の上に、金属粒子を含む流体を塗布する流体塗布工程と、前記ベース部材を冷却しつつ、前記樹脂層の上に塗布した前記金属粒子を含む流体を上方から加熱して硬化させ金属配線を形成する金属配線形成工程と、電子部品を装着する装着工程と、を含み、前記樹脂材料は、前記金属粒子を含む流体を加熱する温度よりもガラス転移点が高い紫外線硬化樹脂であり、前記金属粒子を含む流体は、金属の微粒子が溶剤中に分散された金属インクと、前記金属インク中の金属の微粒子よりも大きいサイズの金属粒子が分散された導電性樹脂ペーストとを含み、前記流体塗布工程は、前記金属インクを塗布することと、前記導電性樹脂ペーストを塗布することとを含み、前記金属配線形成工程は、前記ベース部材を冷却しつつ前記樹脂層の上に塗布した前記金属インクを上方から加熱して硬化させ配線を形成することと、前記ベース部材を冷却しつつ前記配線の上に塗布した前記導電性樹脂ペーストを上方から加熱して硬化させ接続端子を形成することとを含み、前記流体塗布工程において、前記樹脂層の上に前記金属インクを塗布し、前記金属配線形成工程において、前記金属インクを上方から加熱して硬化させ前記配線を形成した後、前記流体塗布工程において、前記配線の上に前記導電性樹脂ペーストを塗布し、前記装着工程において、前記電子部品の電極と前記配線とが前記導電性樹脂ペーストを介して接続されるように、前記電子部品を配置し、前記金属配線形成工程において、前記導電性樹脂ペーストを上方から加熱して硬化させ前記接続端子を形成する、積層造形法による3次元造形物の製造方法を開示する。 In order to solve the above problems, the present disclosure provides a resin material applying step of applying a resin material onto a base member, a curing step of curing the resin material applied onto the base member, and the resin material applying step. a resin layer forming step of forming a resin layer on the base member by repeatedly performing the step and the curing step; and applying a fluid containing metal particles onto the resin layer formed by the resin layer forming step. a fluid applying step; a metal wiring forming step of forming a metal wiring by heating the fluid containing the metal particles applied on the resin layer from above while cooling the base member to cure the fluid; and mounting an electronic component. and a mounting step, wherein the resin material is an ultraviolet curable resin having a higher glass transition point than the temperature at which the fluid containing the metal particles is heated, and the fluid containing the metal particles contains fine metal particles as a solvent. a metal ink dispersed therein; and a conductive resin paste in which metal particles having a size larger than that of the metal fine particles in the metal ink are dispersed, wherein the fluid applying step includes applying the metal ink. and applying the conductive resin paste, wherein the metal wiring forming step includes heating the metal ink applied on the resin layer from above while cooling the base member to form the wiring. and forming a connection terminal by heating the conductive resin paste applied on the wiring from above while cooling the base member to harden the paste, and forming the connection terminal in the fluid applying step. After the metal ink is heated from above to form the wiring in the metal wiring forming step, the conductive resin is applied onto the wiring in the fluid applying step. A paste is applied, and in the mounting step, the electronic component is arranged so that the electrodes of the electronic component and the wiring are connected via the conductive resin paste, and in the metal wiring forming step, the conductive Disclosed is a method for manufacturing a three-dimensional structure by lamination molding, in which a flexible resin paste is heated from above and hardened to form the connection terminals .

また、上記課題を解決するために、本開示は、ベース部材と、塗布装置と、硬化装置と、冷却装置と、加熱装置と、装着装置と、制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記塗布装置を制御して、前記ベース部材の上に樹脂材料を塗布する樹脂材料塗布部と、前記硬化装置を制御して、前記ベース部材の上に塗布した前記樹脂材料を硬化する硬化部と、前記樹脂材料塗布部及び前記硬化部を繰り返し制御し、前記ベース部材の上に樹脂層を形成する樹脂層形成部と、前記塗布装置を制御して、前記樹脂層形成部により形成した前記樹脂層の上に、金属粒子を含む流体を塗布する流体塗布部と、前記冷却装置を制御して前記ベース部材を冷却しつつ、前記加熱装置を制御して前記樹脂層の上に塗布した前記金属粒子を含む流体を上方から加熱して硬化させ金属配線を形成する金属配線形成部と、を備え、前記装着装置を制御して電子部品を装着し、前記樹脂材料は、前記金属粒子を含む流体を加熱する温度よりもガラス転移点が高い紫外線硬化樹脂であり、前記金属粒子を含む流体は、金属の微粒子が溶剤中に分散された金属インクと、前記金属インク中の金属の微粒子よりも大きいサイズの金属粒子が分散された導電性樹脂ペーストとを含み、前記流体塗布部は、前記金属インクを塗布することと、前記導電性樹脂ペーストを塗布することとを実行し、前記金属配線形成部は、前記ベース部材を冷却しつつ前記樹脂層の上に塗布した前記金属インクを上方から加熱して硬化させ配線を形成することと、前記ベース部材を冷却しつつ前記配線の上に塗布した前記導電性樹脂ペーストを上方から加熱して硬化させ接続端子を形成することとを実行し、前記流体塗布部において、前記樹脂層の上に前記金属インクを塗布し、前記金属配線形成部において、前記金属インクを上方から加熱して硬化させ前記配線を形成した後、前記流体塗布部において、前記配線の上に前記導電性樹脂ペーストを塗布し、前記装着装置により前記電子部品の電極と前記配線とが前記導電性樹脂ペーストを介して接続されるように、前記電子部品を配置し、前記金属配線形成部において、前記導電性樹脂ペーストを上方から加熱して硬化させ前記接続端子を形成する、、3次元造形物製造装置を開示する。尚、本開示における塗布とは、紫外線硬化樹脂や金属粒子を含む流体をピン等で塗ることだけを意味せず、ノズル等から紫外線硬化樹脂等を吹き出す吐出を含む概念である。 Further, in order to solve the above problems, the present disclosure includes a base member, a coating device, a curing device, a cooling device, a heating device, a mounting device, and a control device, the control device comprising: a resin material application unit that controls the application device to apply the resin material onto the base member; and a curing unit that controls the curing device to cure the resin material applied onto the base member. a resin layer forming unit that repeatedly controls the resin material applying unit and the curing unit to form a resin layer on the base member; a fluid coating unit for coating a fluid containing metal particles on the layer; and the metal coated on the resin layer by controlling the heating device while cooling the base member by controlling the cooling device. a metal wiring forming unit that heats and hardens a fluid containing particles from above to form a metal wiring , and controls the mounting device to mount an electronic component, and the resin material is the fluid containing the metal particles. is an ultraviolet curable resin having a higher glass transition point than the temperature at which the metal particles are heated, and the fluid containing the metal particles is a metal ink in which metal fine particles are dispersed in a solvent, and the metal fine particles in the metal ink. and a conductive resin paste in which large-sized metal particles are dispersed, and the fluid applying unit applies the metal ink and the conductive resin paste to form the metal wiring. While the base member is cooled, the metal ink applied on the resin layer is heated from above to form wiring by curing, and while the base member is cooled, the metal ink is applied onto the wiring. forming connection terminals by heating the conductive resin paste from above to harden it; in the fluid applying section, the metal ink is applied on the resin layer; and in the metal wiring forming section, After forming the wiring by heating the metal ink from above to harden it, the conductive resin paste is applied on the wiring in the fluid applying section, and the electrodes of the electronic component and the wiring are applied by the mounting device. The electronic component is arranged so that the is connected through the conductive resin paste, and the conductive resin paste is heated from above in the metal wiring forming portion to form the connection terminal. , discloses a three-dimensional structure manufacturing apparatus. Note that application in the present disclosure does not only mean applying a fluid containing an ultraviolet curable resin or metal particles with a pin or the like, but also includes the concept of ejecting an ultraviolet curable resin or the like from a nozzle or the like.

本開示の積層造形法による3次元造形物の製造方法及び3次元造形物製造装置によれば、樹脂材料によりベース部材の上に樹脂層を形成し、樹脂層の上に金属粒子を含む流体を塗布する。そして、ベース部材を冷却しつつ、金属粒子を含む流体を加熱して硬化させ金属配線を形成する。これにより、金属粒子を含む流体を加熱する熱が、金属粒子を含む流体の下の樹脂層に伝わっても、ベース部材を冷却することで樹脂層の温度上昇を抑制することができる。金属配線形成工程の加熱による樹脂層の膨張を抑えることができ、金属配線の膨れや割れを抑制することができる。 According to the method for manufacturing a three-dimensional modeled object and the apparatus for manufacturing a three-dimensional modeled object by the layered manufacturing method of the present disclosure, a resin layer is formed on a base member using a resin material, and a fluid containing metal particles is applied onto the resin layer. apply. Then, while cooling the base member, the fluid containing the metal particles is heated and hardened to form the metal wiring. As a result, even if the heat for heating the fluid containing the metal particles is transmitted to the resin layer under the fluid containing the metal particles, the temperature rise of the resin layer can be suppressed by cooling the base member. Expansion of the resin layer due to heating in the metal wiring formation process can be suppressed, and swelling and cracking of the metal wiring can be suppressed.

3次元造形物製造装置を示す図である。It is a figure which shows a three-dimensional molded article manufacturing apparatus. 制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a control apparatus. 配線基板を製造する製造処理の内容を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing details of a manufacturing process for manufacturing a wiring board; 製造工程の状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows the state of a manufacturing process typically. 製造工程の状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows the state of a manufacturing process typically. 製造工程の状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows the state of a manufacturing process typically. 製造工程の状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows the state of a manufacturing process typically. 製造工程の状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows the state of a manufacturing process typically. 製造工程の状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows the state of a manufacturing process typically. 製造工程の状態を模式的に示す図である。It is a figure which shows the state of a manufacturing process typically.

(1.3次元造形物製造装置の構成)
図1は、本開示の3次元造形物製造装置を具体化した一実施形態の3次元造形物製造装置(以下、「製造装置」と称する)10を示している。製造装置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、第3造形ユニット25と、装着ユニット27と、制御装置28(図2参照)とを備えている。それら搬送装置20、第1造形ユニット22、第2造形ユニット24、第3造形ユニット25、及び装着ユニット27は、製造装置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。
(1. Configuration of three-dimensional model manufacturing apparatus)
FIG. 1 shows a three-dimensional structure manufacturing apparatus (hereinafter referred to as "manufacturing apparatus") 10 of one embodiment embodying the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present disclosure. The manufacturing apparatus 10 includes a conveying device 20, a first shaping unit 22, a second shaping unit 24, a third shaping unit 25, a mounting unit 27, and a control device 28 (see FIG. 2). The conveying device 20 , the first shaping unit 22 , the second shaping unit 24 , the third shaping unit 25 and the mounting unit 27 are arranged on the base 29 of the manufacturing device 10 . The base 29 has a generally rectangular shape, and in the following description, the longitudinal direction of the base 29 is the X-axis direction, the lateral direction of the base 29 is the Y-axis direction, and both the X-axis direction and the Y-axis direction are perpendicular to each other. The direction will be referred to as the Z-axis direction for description.

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38(図2参照)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。 The transport device 20 includes an X-axis slide mechanism 30 and a Y-axis slide mechanism 32 . The X-axis slide mechanism 30 has an X-axis slide rail 34 and an X-axis slider 36 . The X-axis slide rail 34 is arranged on the base 29 so as to extend in the X-axis direction. The X-axis slider 36 is held by an X-axis slide rail 34 so as to be slidable in the X-axis direction. Further, the X-axis slide mechanism 30 has an electromagnetic motor 38 (see FIG. 2), and by driving the electromagnetic motor 38, the X-axis slider 36 moves to any position in the X-axis direction.

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の上に配設されている。Y軸方向における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。これにより、Y軸スライドレール50は、X軸スライダ36のスライド移動にともなって、X軸方向に移動可能とされている。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56(図2参照)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。 The Y-axis slide mechanism 32 also has a Y-axis slide rail 50 and a stage 52 . The Y-axis slide rail 50 is arranged on the base 29 so as to extend in the Y-axis direction. One end of the Y-axis slide rail 50 in the Y-axis direction is connected to the X-axis slider 36 . As a result, the Y-axis slide rail 50 can move in the X-axis direction as the X-axis slider 36 slides. A stage 52 is held on the Y-axis slide rail 50 so as to be slidable in the Y-axis direction. Furthermore, the Y-axis slide mechanism 32 has an electromagnetic motor 56 (see FIG. 2), and by driving the electromagnetic motor 56, the stage 52 moves to any position in the Y-axis direction. As a result, the stage 52 is moved to an arbitrary position on the base 29 by driving the X-axis slide mechanism 30 and the Y-axis slide mechanism 32 .

ステージ52は、ベース部材60と、昇降装置64と、加熱冷却装置66とを有している。ベース部材60は、平板状に形成され、上面に剥離フィルム130(図4参照)が貼り付けられる。ベース部材60は、例えば、鉄やステンレスなどの金属製の板である。製造装置10は、積層造形法により、剥離フィルム130の上に3次元造形物を造形する。 The stage 52 has a base member 60 , an elevating device 64 and a heating/cooling device 66 . The base member 60 is formed in a flat plate shape, and a release film 130 (see FIG. 4) is attached to the upper surface thereof. The base member 60 is, for example, a metal plate such as iron or stainless steel. The manufacturing apparatus 10 models a three-dimensional modeled object on the release film 130 by the layered manufacturing method.

昇降装置64は、ベース部材60の下方に配設されており、ベース部材60をZ軸方向へ昇降させる。また、加熱冷却装置66は、ベース部材60を加熱及び冷却する装置である。加熱冷却装置66は、本開示の冷却装置の一例である。加熱冷却装置66は、例えば、配線等を形成する際にベース部材60を冷却し樹脂層131(図7参照)の膨張を抑制する。また、加熱冷却装置66は、ベース部材60を加熱して剥離フィルム130を加熱し、剥離フィルム130をベース部材60から剥離する。加熱冷却装置66は、ベース部材60を加熱する装置として、例えば、ベース部材60内に設けられたヒータ(電熱線)を有する。加熱冷却装置66は、例えば、ヒータに電流を流してベース部材60を加熱する。加熱冷却装置66は、ヒータに供給する電流値、電圧値、電力のデューティ比等を変更して、ベース部材60を加熱する加熱温度を変更する。加熱温度は、例えば、100度以上の温度である。尚、ベース部材60を加熱する加熱装置は、ヒータ(電熱線)を用いた装置に限らない。例えば、加熱装置は、電磁誘導を利用して金属のベース部材60を加熱するIH(誘導加熱)式の加熱装置でも良く、赤外線を用いた加熱装置でも良く、温水を用いた加熱装置でも良い。あるいは、加熱装置は、雰囲気ガスを循環させる循環装置や炉内を加熱する発熱体などを備える加熱炉(雰囲気炉)でも良い。 The elevating device 64 is arranged below the base member 60 and elevates the base member 60 in the Z-axis direction. The heating/cooling device 66 is a device that heats and cools the base member 60 . The heating/cooling device 66 is an example of the cooling device of the present disclosure. The heating/cooling device 66 cools the base member 60 and suppresses expansion of the resin layer 131 (see FIG. 7), for example, when wiring or the like is formed. Further, the heating/cooling device 66 heats the base member 60 to heat the release film 130 and peel the release film 130 from the base member 60 . The heating/cooling device 66 has, for example, a heater (heating wire) provided inside the base member 60 as a device for heating the base member 60 . The heating/cooling device 66 heats the base member 60 by applying an electric current to a heater, for example. The heating/cooling device 66 changes the heating temperature for heating the base member 60 by changing the current value, voltage value, power duty ratio, etc. supplied to the heater. The heating temperature is, for example, 100 degrees or higher. The heating device for heating the base member 60 is not limited to a device using a heater (heating wire). For example, the heating device may be an IH (induction heating) type heating device that heats the metal base member 60 using electromagnetic induction, a heating device using infrared rays, or a heating device using hot water. Alternatively, the heating device may be a heating furnace (atmosphere furnace) including a circulation device for circulating atmosphere gas and a heating element for heating the inside of the furnace.

また、加熱冷却装置66は、ベース部材60を冷却する装置として、例えば、水を冷媒として用いる液体冷却装置を有する。加熱冷却装置66は、ベース部材60に設けられた水冷用の配管、水冷用の配管内に水を供給するポンプ装置、供給する水を貯留する恒温循環層等を備える。加熱冷却装置66は、例えば、一定温度の冷水を恒温循環槽内に貯留されており、ポンプ装置を駆動することで、恒温循環槽内の冷水を水冷用の配管内で循環させる。また、加熱冷却装置66は、冷水の循環速度や冷水の温度を変更することで、ベース部材60を冷却する冷却温度を変更することができる。尚、ベース部材60を冷却する冷却装置は、液体冷却装置に限らない。例えば、冷却装置は、ガスを冷媒として用いる気体冷却装置でも良い。また、冷却装置は、例えば、ペルチェ素子を用いてベース部材60を冷却する電気式の冷却装置でも良く、ベース部材60に冷風を当てて冷却する送風式の冷却装置でも良い。また、加熱冷却装置66は、上記した各加熱方式、及び冷却方式を組み合わせた構成でも良い。また、製造装置10は、加熱装置と、冷却装置とを別々に備えても良い。例えば、製造装置10は、ベース部材60内に設けられたヒータ(加熱装置)と、外側からベース部材60に冷風を当てる冷風装置(冷却装置)を別々に備えても良い。 The heating/cooling device 66 has a liquid cooling device using water as a coolant, for example, as a device for cooling the base member 60 . The heating/cooling device 66 includes a water-cooling pipe provided in the base member 60, a pump device for supplying water to the water-cooling pipe, a constant temperature circulation layer for storing the supplied water, and the like. The heating/cooling device 66 stores, for example, cold water at a constant temperature in a constant temperature circulation tank, and drives a pump device to circulate the cold water in the constant temperature circulation tank in a water cooling pipe. Further, the heating/cooling device 66 can change the cooling temperature for cooling the base member 60 by changing the circulation speed of the cold water and the temperature of the cold water. The cooling device that cools the base member 60 is not limited to the liquid cooling device. For example, the cooling device may be a gas cooling device using gas as a coolant. Further, the cooling device may be, for example, an electric cooling device that cools the base member 60 using a Peltier element, or a blowing cooling device that cools the base member 60 by blowing cold air thereon. Further, the heating/cooling device 66 may have a configuration in which the heating methods and cooling methods described above are combined. Moreover, the manufacturing apparatus 10 may include a heating device and a cooling device separately. For example, the manufacturing apparatus 10 may separately include a heater (heating device) provided inside the base member 60 and a cold air device (cooling device) for applying cold air to the base member 60 from the outside.

第1造形ユニット22は、ベース部材60(後述する剥離フィルム130)の上に配線を造形するユニットであり、インクジェットヘッド72と、赤外線ランプ装置74と、冷風装置75を有している。インクジェットヘッド72は、インクジェット方式により、金属インク(金属粒子を含む流体の一例)を吐出する装置である。この金属インクは、例えば、ナノメートルサイズの金属(銀など)の微粒子が溶剤中に分散されたものである。金属微粒子の表面は、例えば、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。インクジェットヘッド72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。尚、金属インクを吐出する装置は、複数のノズルを備えるインクジェットヘッド72に限らず、例えば、1つのノズルを備えたディスペンサーでも良い。また、金属インクを塗布する方法は、ノズルやディスペンサーなどから液滴を吐出(飛翔)させる方法に限らず、接触塗布する方法を採用できる。 The first shaping unit 22 is a unit that shapes wiring on the base member 60 (separation film 130 to be described later), and has an inkjet head 72 , an infrared lamp device 74 , and a cold air device 75 . The inkjet head 72 is a device that ejects metal ink (an example of fluid containing metal particles) by an inkjet method. This metal ink is, for example, fine particles of nanometer-sized metal (such as silver) dispersed in a solvent. The surface of the metal fine particles is coated with, for example, a dispersant to prevent aggregation in the solvent. The inkjet head 72 ejects metal ink from a plurality of nozzles by, for example, a piezoelectric method using piezoelectric elements. Note that the device for ejecting the metal ink is not limited to the inkjet head 72 having a plurality of nozzles, and may be, for example, a dispenser having one nozzle. Further, the method of applying the metal ink is not limited to the method of ejecting (flying) droplets from a nozzle, dispenser, or the like, but a method of contact application can be employed.

赤外線ランプ装置74は、インクジェットヘッド72から吐出した金属インクを加熱する装置であり、例えば、発熱体(フィラメント)に電力を供給して赤外線により金属インクを加熱する。赤外線ランプ装置74は、本開示の加熱装置の一例である。金属インクは、本開示の金属粒子を含む流体の一例である。赤外線ランプ装置74は、金属インクを加熱して焼成することで硬化させ配線を形成する。ここでいう金属インクの焼成とは、例えば、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、金属微粒子が接触又は融着することで、導電率が高くなる現象である。金属インクは焼成されることで、金属製の配線を形成する。尚、金属インクを加熱する装置は、赤外線ランプ装置74に限らない。例えば、製造装置10は、金属インクを加熱する装置としてレーザ光を金属インクに照射するレーザ照射装置や雰囲気炉などを備えても良い。 The infrared lamp device 74 is a device that heats the metal ink ejected from the inkjet head 72. For example, the infrared lamp device 74 supplies electric power to a heating element (filament) to heat the metal ink with infrared rays. The infrared lamp device 74 is an example of the heating device of the present disclosure. A metallic ink is one example of a fluid containing metallic particles of the present disclosure. The infrared lamp device 74 heats and bakes the metal ink to harden it and form wiring. The firing of the metal ink here means, for example, by applying energy to evaporate the solvent and decompose the protective film of the metal fine particles, that is, the dispersant, etc., and the metal fine particles contact or fuse. , which is a phenomenon in which the electrical conductivity increases. The metal ink is fired to form metal wiring. Note that the device for heating the metal ink is not limited to the infrared lamp device 74 . For example, the manufacturing apparatus 10 may include, as a device for heating the metal ink, a laser irradiation device for irradiating the metal ink with laser light, an atmosphere furnace, or the like.

冷風装置75は、後述する樹脂層131(図10参照)に冷風を送風して樹脂層131を冷却する装置である。冷風装置75は、例えば、ペルチェ素子を用いた熱交換器に風を当てて冷風を吹き出す装置である。冷風装置75は、例えば、加熱冷却装置66によって剥離フィルム130を加熱する際に、樹脂層131を冷却し樹脂層131の膨張を抑制する。尚、樹脂層131を冷却する装置の構成は、特に限定されない。例えば、冷却装置は、水によって熱交換を行なう熱交換器を備えても良い。また、冷却装置は、熱交換器を備えず、室内の空気(常温の空気)を送風して樹脂層131を冷却する構成でも良い。 The cold air device 75 is a device that cools the resin layer 131 (see FIG. 10) by blowing cold air to the resin layer 131 (see FIG. 10), which will be described later. The cooling air device 75 is, for example, a device that blows cold air by applying air to a heat exchanger using a Peltier element. The cold air device 75 cools the resin layer 131 to suppress expansion of the resin layer 131 when the release film 130 is heated by the heating/cooling device 66, for example. The configuration of the device for cooling the resin layer 131 is not particularly limited. For example, the cooling device may comprise a heat exchanger that exchanges heat with water. Alternatively, the cooling device may be configured to cool the resin layer 131 by blowing indoor air (room temperature air) without a heat exchanger.

また、第2造形ユニット24は、ベース部材60(後述する剥離フィルム130)の上に樹脂製の樹脂層131(図6参照)を造形するユニットであり、インクジェットヘッド84と、硬化部86とを有している。インクジェットヘッド84は、インクジェット方式により、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。尚、インクジェットヘッド84は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式で紫外線硬化樹脂を吐出してもよく、紫外線硬化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吐出しても良い。また、紫外線硬化樹脂を吐出する吐出装置は、インクジェット方式の装置に限らず、紫外線硬化樹脂を接触塗布する装置でも良い。また、樹脂層131を形成する樹脂としては、紫外線硬化樹脂に限らず、熱硬化樹脂などの他の種類の樹脂を採用できる。 The second modeling unit 24 is a unit that models a resin layer 131 (see FIG. 6) made of resin on a base member 60 (separation film 130 to be described later). have. The inkjet head 84 ejects an ultraviolet curable resin by an inkjet method. An ultraviolet curable resin is a resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays. The inkjet head 84 may eject the ultraviolet curable resin by, for example, a piezo method using a piezoelectric element, or may eject the ultraviolet curable resin by a thermal method in which air bubbles are generated by heating the ultraviolet curable resin and ejected from a plurality of nozzles. Also good. Further, the ejection device for ejecting the ultraviolet curable resin is not limited to the inkjet type device, and may be a device for contact coating of the ultraviolet curable resin. Further, the resin forming the resin layer 131 is not limited to ultraviolet curable resin, and other types of resin such as thermosetting resin can be used.

硬化部86は、平坦化装置90(図2参照)と照射装置92(図2参照)とを有している。平坦化装置90は、インクジェットヘッド84によって吐出した紫外線硬化樹脂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、ローラや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にする。また、照射装置92は、光源として水銀ランプや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、絶縁性を有する樹脂層131が形成される。尚、本開示における積層造形法としては、光造形法(SL:Stereo Lithography)に限らず、例えば、粉末焼結法(SLS:Selective Laser Sintering)、熱溶解積層法(FDM:Fused Deposition Molding)などの他の方法を採用できる。 The curing section 86 has a flattening device 90 (see FIG. 2) and an irradiation device 92 (see FIG. 2). The flattening device 90 flattens the ultraviolet curable resin ejected by the inkjet head 84. For example, the surface of the ultraviolet curable resin is leveled and the surplus resin is scraped off with a roller or a blade to remove the ultraviolet ray. Make the thickness of the cured resin uniform. Further, the irradiation device 92 has a mercury lamp or an LED as a light source, and irradiates the discharged ultraviolet curable resin with ultraviolet rays. As a result, the discharged ultraviolet curable resin is cured, and the resin layer 131 having insulating properties is formed. Note that the layered manufacturing method in the present disclosure is not limited to stereolithography (SL), but also includes selective laser sintering (SLS), fused deposition molding (FDM), and the like. other methods can be adopted.

第3造形ユニット25は、電子部品の電極と配線とを接続する接続端子(バンプ)などをベース部材60の上に造形するユニットであり、液滴塗布装置100を有している。液滴塗布装置100は、例えば、配線等の上に導電性樹脂ペースト(金属粒子を含む流体の一例)を塗布する。導電性樹脂ペーストは、例えば、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(銀など)が分散されたものである。金属粒子は、例えば、フレーク状とされている。尚、導電性樹脂ペーストを塗布する方法は、ディスペンサーなどのノズルから液滴を吐出(飛翔)させる方式や接触塗布する方法を採用できる。 The third molding unit 25 is a unit for molding, on the base member 60, connection terminals (bumps) for connecting electrodes and wires of electronic components, and has a liquid droplet applying device 100. FIG. The droplet applying device 100 applies, for example, a conductive resin paste (an example of a fluid containing metal particles) onto wiring or the like. The conductive resin paste is, for example, a resin in which micrometer-sized metal particles (such as silver) are dispersed in a resin that hardens when heated. The metal particles are, for example, flake-shaped. As a method of applying the conductive resin paste, a method of ejecting (flying) droplets from a nozzle of a dispenser or the like or a method of contact coating can be adopted.

導電性樹脂ペーストは、例えば、第1造形ユニット22の赤外線ランプ装置74によって加熱され硬化し、接続端子を形成する。この際、導電性樹脂ペーストは、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、導電性樹脂ペーストが導電性を発揮する。導電性樹脂ペーストで形成した接続端子は、例えば、上記した金属インクで形成した配線に比べて導電率が低い一方で、樹脂の硬化により接着力が強く、密着性に優れている。本実施形態の製造装置10は、導電率の高い金属インクと、密着性の高い導電性樹脂ペーストを使い分けることで、配線や接続端子などの用途に合った金属配線を造形できる。 The conductive resin paste is heated and cured by, for example, the infrared lamp device 74 of the first modeling unit 22 to form connection terminals. At this time, the hardened resin of the conductive resin paste shrinks, and the flake-like metal particles dispersed in the resin come into contact with each other. Thereby, the conductive resin paste exhibits conductivity. A connection terminal formed of a conductive resin paste has a lower conductivity than, for example, a wiring formed of a metal ink as described above, but has a strong adhesion and excellent adhesion due to curing of the resin. The manufacturing apparatus 10 of the present embodiment can form metal wirings suitable for applications such as wirings and connection terminals by selectively using high-conductivity metal inks and high-adhesion conductive resin pastes.

また、本実施形態の製造装置10では、3次元造形物(配線基板など)の製造において、ベース部材60の上に剥離フィルム130(図4参照)が貼り付けられる。第1造形ユニット22、第2造形ユニット24、第3造形ユニット25は、例えば、剥離フィルム130の上に、樹脂層131、配線135、接続端子139(図10参照)を形成し、配線基板を積層造形する。この剥離フィルムは、熱を加えられることで粘着力が低下し、ベース部材60から剥離し易くなるものである。 Further, in the manufacturing apparatus 10 of the present embodiment, a release film 130 (see FIG. 4) is attached onto the base member 60 in manufacturing a three-dimensional structure (such as a wiring board). The first shaping unit 22, the second shaping unit 24, and the third shaping unit 25 form, for example, a resin layer 131, wiring 135, and connection terminals 139 (see FIG. 10) on a peeling film 130 to form a wiring board. Additive manufacturing. The peeling film loses its adhesiveness when heated, and is easily peeled off from the base member 60 .

また、装着ユニット27は、電子部品を装着するユニットであり、供給部110と、装着部112とを有している。供給部110は、例えば、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を複数有しており、供給位置において、電子部品を供給する。尚、供給部110は、テープフィーダを備える構成に限らず、トレイから電子部品をピックアップして供給するトレイ型の供給装置でもよい。また、供給部110は、テープ型とトレイ型との両方、あるいはそれ以外の供給装置を備えた構成でもよい。 The mounting unit 27 is a unit for mounting electronic components, and has a supply section 110 and a mounting section 112 . The supply unit 110 has, for example, a plurality of tape feeders that feed taped electronic components one by one, and supplies the electronic components at the supply position. Note that the supply unit 110 is not limited to a configuration including a tape feeder, and may be a tray-type supply device that picks up and supplies electronic components from a tray. Moreover, the supply unit 110 may be configured to include both a tape type and a tray type, or other types of supply devices.

装着部112は、装着ヘッド116(図2参照)と、移動装置118(図2参照)とを有している。装着ヘッド116は、電子部品を吸着保持するための吸着ノズル(図示省略)を有する。吸着ノズルは、正負圧供給装置(図示省略)から負圧が供給されることで、エアの吸引により電子部品を吸着保持する。そして、正負圧供給装置から僅かな正圧が供給されることで、電子部品を離脱する。また、移動装置118は、供給部110の供給位置と、ベース部材60との間で、装着ヘッド116を移動させる。装着部112は、装着ヘッド116を移動させ、供給部110から供給された電子部品を装着ヘッド116の吸着ノズルにより吸着保持し、吸着保持した電子部品を3次元造形物に装着する。 The mounting section 112 has a mounting head 116 (see FIG. 2) and a moving device 118 (see FIG. 2). The mounting head 116 has a suction nozzle (not shown) for sucking and holding the electronic component. The suction nozzle is supplied with negative pressure from a positive/negative pressure supply device (not shown), and sucks and holds the electronic component by sucking air. Then, the electronic component is released by supplying a slight positive pressure from the positive/negative pressure supply device. Also, the moving device 118 moves the mounting head 116 between the supply position of the supply unit 110 and the base member 60 . The mounting unit 112 moves the mounting head 116, sucks and holds the electronic component supplied from the supply unit 110 by the suction nozzle of the mounting head 116, and mounts the sucked and held electronic component on the three-dimensional model.

また、装着部112は、ロボットアーム119(図2参照)を備えている。ロボットアーム119は、例えば、ベース部材60への剥離フィルム130の貼り付け、剥離フィルム130の剥離、3次元造形物と剥離フィルム130の分離、3次元造形物の組み立て等を行なう装置である。 The mounting unit 112 also includes a robot arm 119 (see FIG. 2). The robot arm 119 is a device that, for example, attaches the release film 130 to the base member 60, peels the release film 130, separates the release film 130 from the three-dimensional model, and assembles the three-dimensional model.

また、図2に示すように、制御装置28は、コントローラ120と、複数の駆動回路122と、記憶装置125を備えている。複数の駆動回路122は、上記した電磁モータ38,56、昇降装置64、加熱冷却装置66、インクジェットヘッド72、赤外線ランプ装置74、冷風装置75、インクジェットヘッド84、平坦化装置90、照射装置92、液滴塗布装置100、装着ユニット27に接続されている。コントローラ120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122に接続されている。記憶装置125は、RAM、ROM、ハードディスク等を備えており、製造装置10の制御を行う制御プログラム127が記憶されている。コントローラ120は、制御プログラム127をCPUで実行することで、X軸スライド機構30や第1造形ユニット22等の動作を制御することが可能となっている。 Also, as shown in FIG. 2 , the control device 28 includes a controller 120 , a plurality of drive circuits 122 and a storage device 125 . The plurality of drive circuits 122 includes the electromagnetic motors 38 and 56, the lifting device 64, the heating and cooling device 66, the inkjet head 72, the infrared lamp device 74, the cold air device 75, the inkjet head 84, the flattening device 90, the irradiation device 92, The droplet applying device 100 is connected to the mounting unit 27 . The controller 120 comprises a CPU, ROM, RAM, etc., is mainly a computer, and is connected to a plurality of drive circuits 122 . The storage device 125 includes RAM, ROM, hard disk, etc., and stores a control program 127 for controlling the manufacturing apparatus 10 . The controller 120 can control the operations of the X-axis slide mechanism 30, the first modeling unit 22, and the like by executing the control program 127 by the CPU.

本実施形態の製造装置10は、上述した構成によって、紫外線硬化樹脂、金属インク、導電性樹脂ペーストを硬化させることで、樹脂層、配線、接続端子を有する配線基板を、3次元造形物として積層造形する。製造装置10は、積層する樹脂層等の形状を変更することで、任意の形状の配線基板を造形することができる。また、製造装置10は、造形する過程で装着ユニット27によって電子部品を装着する。例えば、制御プログラム127には、完成時の配線基板(後述する配線基板141)をスライスした各層の三次元のデータが設定されている。コントローラ120は、制御プログラム127のデータに基づいて第1造形ユニット22等を制御し、紫外線硬化樹脂等を吐出、硬化等させて、電子部品が接続されていない配線基板を形成する。 The manufacturing apparatus 10 of the present embodiment has the configuration described above, and by curing the ultraviolet curing resin, the metal ink, and the conductive resin paste, a wiring board having a resin layer, wiring, and connection terminals is laminated as a three-dimensional model. shape. The manufacturing apparatus 10 can form a wiring board having an arbitrary shape by changing the shape of the laminated resin layers or the like. In addition, the manufacturing apparatus 10 mounts the electronic component using the mounting unit 27 during the modeling process. For example, in the control program 127, three-dimensional data of each layer obtained by slicing the completed wiring board (wiring board 141 described later) is set. The controller 120 controls the first modeling unit 22 and the like based on the data of the control program 127 to eject and cure ultraviolet curable resin or the like to form a wiring board to which electronic components are not connected.

また、コントローラ120は、制御プログラム127のデータに基づいて電子部品を配置する層や位置等の情報を検出する。コントローラ120は、検出した情報に基づいて装着ユニット27を制御し、電子部品を配置する。コントローラ120は、電子部品を配置した配線基板を赤外線ランプ装置74で加熱することで、導電性樹脂ペーストを硬化し電子部品を配線基板に固定して、所望の配線基板を製造する。その後、コントローラ120は、加熱冷却装置66により剥離フィルム130の加熱を行ない剥離フィルム130の剥離を実行する。コントローラ120は、装着部112のロボットアーム119を制御し、配線基板の取り外し等を行なう。 Also, the controller 120 detects information such as the layer and position where electronic components are arranged based on the data of the control program 127 . The controller 120 controls the mounting unit 27 based on the detected information to place the electronic component. The controller 120 heats the wiring board on which the electronic components are arranged by the infrared lamp device 74 to harden the conductive resin paste and fix the electronic components to the wiring board, thereby manufacturing the desired wiring board. After that, the controller 120 heats the release film 130 by the heating/cooling device 66 to separate the release film 130 . The controller 120 controls the robot arm 119 of the mounting section 112 to remove the wiring board and the like.

(2.製造装置10の動作)
次に、製造装置10の動作の一例を、図3~図10を参照しつつ、説明する。図3は、配線基板を製造する製造処理の内容を示すフローチャートである。制御装置28は、例えば、製造開始の指示を受け付けると、制御プログラム127内の所定のプログラムを実行し、図3に示す製造処理を開始する。また、以下の説明では、コントローラ120が、制御プログラム127を実行して各装置を制御することを、単に「装置が」と記載する場合がある。例えば、「コントローラ120がベース部材60を移動させる」とは、「コントローラ120が、制御プログラム127を実行し、駆動回路122を介して搬送装置20の動作を制御して、搬送装置20の動作によってベース部材60を移動させる」ことを意味している。また、図3に示す処理の内容、処理の順番等は、一例であり、製造する3次元造形物に応じて定義変更される。また、以下の説明では、3次元造形物の一例として、図10に示す配線基板141を製造する場合について説明する。
(2. Operation of Manufacturing Apparatus 10)
Next, an example of the operation of the manufacturing apparatus 10 will be described with reference to FIGS. 3 to 10. FIG. FIG. 3 is a flow chart showing details of the manufacturing process for manufacturing the wiring board. For example, when receiving an instruction to start manufacturing, the control device 28 executes a predetermined program in the control program 127 to start the manufacturing process shown in FIG. Also, in the following description, the controller 120 executing the control program 127 to control each device may be simply referred to as "the device". For example, "the controller 120 moves the base member 60" means "the controller 120 executes the control program 127, controls the operation of the transport device 20 via the drive circuit 122, and controls the operation of the transport device 20. "to move the base member 60". Also, the contents of the processing, the order of the processing, etc. shown in FIG. 3 are merely examples, and the definitions are changed according to the three-dimensional structure to be manufactured. Also, in the following description, as an example of a three-dimensional structure, a case of manufacturing a wiring board 141 shown in FIG. 10 will be described.

詳述すると、コントローラ120は、図3の製造処理を開始すると、ステップ(以下、単にSと記載する)11以降の処理を実行し、搬送装置20を制御してベース部材60(ステージ52)を第1造形ユニット22や第2造形ユニット24等へ移動させ、配線基板を造形する。 More specifically, when the manufacturing process of FIG. 3 is started, the controller 120 executes the process from step 11 (hereinafter simply referred to as S), controls the transport device 20, and moves the base member 60 (stage 52). It is moved to the first shaping unit 22, the second shaping unit 24, etc., and the wiring board is shaped.

図4に示すように、ベース部材60の上面には、剥離フィルム130が貼り付けられる。剥離フィルム130は、2つの面の一方に接着面を有し、接着面がベース部材60の上面に貼り付けられている。ベース部材60に剥離フィルム130を貼り付ける作業は、コントローラ120がロボットアーム119(図2参照)を制御して自動で実行しても良く、人が手作業で行っても良い。また、剥離フィルム130の上面(接着面とは反対側の面)は、例えば、接着性を有さない非接着面となっている。コントローラ120は、この非接着面に配線基板141を積層造形する。 As shown in FIG. 4 , a release film 130 is attached to the upper surface of the base member 60 . The release film 130 has an adhesive surface on one of two surfaces, and the adhesive surface is attached to the upper surface of the base member 60 . The operation of attaching the release film 130 to the base member 60 may be automatically performed by the controller 120 controlling the robot arm 119 (see FIG. 2), or may be manually performed by a person. Moreover, the upper surface (the surface opposite to the adhesive surface) of the release film 130 is, for example, a non-adhesive surface that does not have adhesive properties. The controller 120 lamination-models the wiring substrate 141 on this non-adhesive surface.

例えば、樹脂層131(図6参照)を造形する場合、コントローラ120は、S11とS13とを繰り返し実行する。コントローラ120は、S11において、ステージ52を第2造形ユニット24へ移動させ、インクジェットヘッド84を制御し、剥離フィルム130の上に紫外線硬化樹脂133を吐出する。 For example, when modeling the resin layer 131 (see FIG. 6), the controller 120 repeatedly executes S11 and S13. In S<b>11 , the controller 120 moves the stage 52 to the second modeling unit 24 , controls the inkjet head 84 , and ejects the ultraviolet curing resin 133 onto the release film 130 .

次に、コントローラ120は、硬化部86の平坦化装置90を制御して、吐出した紫外線硬化樹脂133の平坦化を適宜実行する(S12)。また、コントローラ120は、図5に示すように、照射装置92を制御して、吐出した紫外線硬化樹脂133に紫外線を照射し硬化する(S12)。コントローラ120は、S11とS12の処理を繰り返し実行し、所望の厚さの樹脂層131を形成する(図6参照)。 Next, the controller 120 controls the flattening device 90 of the curing section 86 to appropriately flatten the discharged ultraviolet curable resin 133 (S12). Further, as shown in FIG. 5, the controller 120 controls the irradiation device 92 to irradiate and cure the discharged ultraviolet curing resin 133 with ultraviolet rays (S12). The controller 120 repeatedly executes the processes of S11 and S12 to form the resin layer 131 with a desired thickness (see FIG. 6).

また、図8に示す配線135やスルーホール137、図10に示す接続端子139を造形する場合、コントローラ120は、S13とS15を実行する。配線135は、樹脂層131の上、中、下等の各位置に形成される金属配線である。スルーホール137は、各配線135を積層方向で接続する金属配線である。接続端子139は、電子部品143(図10参照)を配線135に接続するための金属配線(バンプ)や、配線基板141を外部機器と接続するための金属配線(外部端子)である。尚、コントローラ120は、接続端子139に電子部品143を装着する場合、S13、S15の間に、S14を実行する。電子部品143を装着する場合については、後述する。 Further, when forming the wiring 135 and the through hole 137 shown in FIG. 8 and the connection terminal 139 shown in FIG. 10, the controller 120 executes S13 and S15. The wiring 135 is a metal wiring formed at each position such as above, inside, and below the resin layer 131 . The through holes 137 are metal wirings that connect the wirings 135 in the stacking direction. The connection terminal 139 is a metal wiring (bump) for connecting the electronic component 143 (see FIG. 10) to the wiring 135, or a metal wiring (external terminal) for connecting the wiring board 141 to an external device. When the electronic component 143 is attached to the connection terminal 139, the controller 120 executes S14 between S13 and S15. A case of mounting the electronic component 143 will be described later.

例えば、配線135やスルーホール137を造形する場合、コントローラ120は、ステージ52を第1造形ユニット22へ移動させ、インクジェットヘッド72を制御して、金属インク145を、剥離フィルム130の上や樹脂層131の上に吐出する(S13、図6参照)。次に、コントローラ120は、赤外線ランプ装置74を制御して、吐出した金属インク145の焼成を実行する(S15、図7参照)。 For example, when forming the wiring 135 or the through hole 137, the controller 120 moves the stage 52 to the first forming unit 22 and controls the inkjet head 72 to deposit the metal ink 145 on the release film 130 or on the resin layer. 131 (S13, see FIG. 6). Next, the controller 120 controls the infrared lamp device 74 to bake the ejected metal ink 145 (S15, see FIG. 7).

ここで、図7に示すように、配線135やスルーホール137の焼成では、金属インク145を焼成する際に、金属インク145の下の樹脂層131にも熱が加わる。樹脂層131は、加熱されることで樹脂層131を構成する紫外線硬化樹脂133の線膨張係数に応じて膨張する。樹脂層131が膨張することで、樹脂層131の上に形成される配線135やスルーホール137の一部が膨れる、あるいは割れる虞がある。 Here, as shown in FIG. 7, when the wiring 135 and the through holes 137 are baked, heat is applied to the resin layer 131 under the metal ink 145 when the metal ink 145 is baked. The resin layer 131 expands according to the linear expansion coefficient of the ultraviolet curable resin 133 forming the resin layer 131 when heated. The expansion of the resin layer 131 may swell or crack a part of the wiring 135 and the through hole 137 formed on the resin layer 131 .

そこで、本実施形態のコントローラ120は、図7に示すように、赤外線ランプ装置74から赤外線を照射して金属インク145に熱を加える際に、加熱冷却装置66によってベース部材60の冷却を実行する。加熱冷却装置66は、コントローラ120の制御に基づいて、ベース部材60内で冷水を循環させ、ベース部材60の冷却を実行する。これにより、ベース部材60を介して樹脂層131を冷却し、樹脂層131の熱膨張を抑制することができる。その結果、配線135やスルーホール137の膨れや割れを抑制することができる。 Therefore, as shown in FIG. 7, the controller 120 of the present embodiment cools the base member 60 by the heating and cooling device 66 when applying heat to the metal ink 145 by irradiating the infrared rays from the infrared lamp device 74. . The heating/cooling device 66 circulates cold water within the base member 60 to cool the base member 60 under the control of the controller 120 . Thereby, the resin layer 131 can be cooled via the base member 60 and the thermal expansion of the resin layer 131 can be suppressed. As a result, swelling and cracking of the wiring 135 and the through-hole 137 can be suppressed.

コントローラ120は、S11~S15を適宜実行し、樹脂層131や配線135等を形成すると、配線基板141の造形が終了したか否かを判断する(S16)。コントローラ120は、例えば、制御プログラム127に記憶された配線基板141の情報に基づいて、全ての造形を終了した場合、S16で肯定判断する(S16:YES)。コントローラ120は、造形が終了していないと判断すると(S16:NO)、S11からの処理を繰り返し実行する。コントローラ120は、S11~S15の処理を、造形したい配線基板141の構造、即ち、制御プログラム127の設計データに基づいて適宜実行し、樹脂層131、配線135、スルーホール137等を造形する。 The controller 120 appropriately executes S11 to S15, forms the resin layer 131, the wiring 135, etc., and determines whether or not the molding of the wiring substrate 141 is completed (S16). For example, based on the information of the wiring board 141 stored in the control program 127, the controller 120 makes an affirmative determination in S16 (S16: YES) when all modeling is finished. When the controller 120 determines that modeling has not ended (S16: NO), it repeats the processing from S11. The controller 120 appropriately executes the processes of S11 to S15 based on the structure of the wiring board 141 to be shaped, that is, the design data of the control program 127, and shapes the resin layer 131, the wiring 135, the through holes 137, and the like.

また、コントローラ120は、上記したように、電子部品143を装着する必要がある場合、S13、S14、S15を実行する。例えば、図8及び図9に示すように、樹脂層131と配線135の層を複数段形成した後、上面に形成した配線135の上に接続端子139を造形し、電子部品143を装着する。接続端子139を造形する場合、コントローラ120は、図8に示すように、ステージ52を第3造形ユニット25へ移動させ、液滴塗布装置100を制御して、導電性樹脂ペースト147を配線135の上に吐出する(S13)。 Moreover, as described above, the controller 120 executes S13, S14, and S15 when the electronic component 143 needs to be mounted. For example, as shown in FIGS. 8 and 9, after forming a plurality of layers of the resin layer 131 and the wiring 135, the connection terminals 139 are formed on the wiring 135 formed on the upper surface, and the electronic component 143 is attached. When forming the connection terminal 139 , the controller 120 moves the stage 52 to the third forming unit 25 and controls the droplet applying device 100 to apply the conductive resin paste 147 to the wiring 135 as shown in FIG. 8 . It is discharged upward (S13).

次に、コントローラ120は、ステージ52を装着ユニット27へ移動させ、電子部品143を装着する(S14)。コントローラ120は、装着ユニット27の供給部110を制御して電子部品143を供給させる。コントローラ120は、装着部112の移動装置118を制御して装着ヘッド116を供給部110の供給位置まで移動させ、装着ヘッド116の吸着ノズルにより電子部品143を吸着保持する。装着ヘッド116は、コントローラ120の制御に基づいて、図9に示すように、電子部品143の電極149と配線135とが、導電性樹脂ペースト147(図8参照)を介して接続されるように、電子部品143を配置する。 Next, the controller 120 moves the stage 52 to the mounting unit 27 and mounts the electronic component 143 (S14). The controller 120 controls the supply section 110 of the mounting unit 27 to supply the electronic component 143 . The controller 120 controls the moving device 118 of the mounting section 112 to move the mounting head 116 to the supply position of the supply section 110 , and the suction nozzle of the mounting head 116 sucks and holds the electronic component 143 . The mounting head 116 is controlled by the controller 120 so that the electrodes 149 of the electronic component 143 and the wiring 135 are connected via the conductive resin paste 147 (see FIG. 8) as shown in FIG. , the electronic component 143 is arranged.

コントローラ120は、ステージ52を第1造形ユニット22へ移動させ、赤外線ランプ装置74を制御して、吐出した導電性樹脂ペースト147の焼成を実行する(S15)。上記した配線135やスルーホール137の焼成と同様に、コントローラ120は、赤外線ランプ装置74から赤外線を照射して導電性樹脂ペースト147に熱を加える際に、加熱冷却装置66によってベース部材60の冷却を実行する。これにより、ベース部材60を介して樹脂層131を冷却し、接続端子139(図9参照)の膨れや割れを抑制することができる。尚、詳細な説明を省略するが、コントローラ120は、外部機器と接続する外部端子(図示略)についても、電子部品143と接続する接続端子139と同様に製造することで、膨れ等を抑制しつつ製造できる。 The controller 120 moves the stage 52 to the first modeling unit 22, controls the infrared lamp device 74, and bakes the discharged conductive resin paste 147 (S15). As in the firing of the wiring 135 and the through holes 137 described above, the controller 120 cools the base member 60 by the heating and cooling device 66 when applying heat to the conductive resin paste 147 by irradiating the infrared rays from the infrared lamp device 74. to run. As a result, the resin layer 131 can be cooled via the base member 60, and swelling and cracking of the connection terminals 139 (see FIG. 9) can be suppressed. Although detailed description is omitted, the controller 120 also controls external terminals (not shown) that connect to external devices by manufacturing them in the same manner as the connection terminals 139 that connect to the electronic component 143, thereby suppressing swelling and the like. can be manufactured.

上記したように、本実施形態のコントローラ120は、配線135やスルーホール137の造形において金属インク145を用いる。これにより、より低抵抗な金属配線を形成することができる。また、コントローラ120は、接続端子139の造形において導電性樹脂ペースト147を用いる。これにより、電子部品143を配線135や樹脂層131に固定するため、引っ張り強度等を要求される部分に導電性樹脂ペースト147を用いることで、電子部品143の脱落や配線135の剥がれ等を抑制することができる。 As described above, the controller 120 of this embodiment uses the metal ink 145 in forming the wiring 135 and the through holes 137 . Thereby, a metal wiring with a lower resistance can be formed. Also, the controller 120 uses the conductive resin paste 147 in forming the connection terminals 139 . As a result, in order to fix the electronic component 143 to the wiring 135 and the resin layer 131, by using the conductive resin paste 147 in the portion where the tensile strength is required, it is possible to prevent the electronic component 143 from coming off and the wiring 135 from peeling off. can do.

また、紫外線硬化樹脂133などの樹脂材料は、軟化が開始されるガラス転移点の前後で、線膨張係数が大きく変化する。一般的には、ガラス転移点以上の線膨張係数は、ガラス転移点以下の線膨張係数に比べて急激に大きくなる。そこで、紫外線硬化樹脂133として、例えば、ガラス転移点が焼成における加熱温度、即ち、金属インク145や導電性樹脂ペースト147を加熱する温度よりガラス転移点が高い紫外線硬化樹脂133を採用することが好ましい。これにより、焼成の加熱によって樹脂層131の温度がガラス転移点を超えない状態となる。焼成の加熱による紫外線硬化樹脂の膨張を抑えることができ、配線135、スルーホール137、接続端子139等の金属配線の膨れや割れを抑制することができる。尚、紫外線硬化樹脂133のガラス転移点は、焼成の加熱温度以下でも良い。 Also, the linear expansion coefficient of the resin material such as the ultraviolet curable resin 133 changes greatly before and after the glass transition point at which softening starts. In general, the coefficient of linear expansion above the glass transition point rapidly increases compared to the coefficient of linear expansion below the glass transition point. Therefore, as the ultraviolet curable resin 133, for example, it is preferable to employ an ultraviolet curable resin 133 whose glass transition point is higher than the heating temperature for firing, that is, the temperature at which the metal ink 145 and the conductive resin paste 147 are heated. . As a result, the temperature of the resin layer 131 does not exceed the glass transition point due to heating for baking. Expansion of the ultraviolet curable resin due to heating for baking can be suppressed, and swelling and cracking of the metal wiring such as the wiring 135, the through hole 137, and the connection terminal 139 can be suppressed. Incidentally, the glass transition point of the ultraviolet curable resin 133 may be lower than the heating temperature for baking.

また、金属インク145や導電性樹脂ペースト147を加熱する加熱温度は、引っ張り強度や電気的抵抗値が所望の値となるまで、金属インク145や導電性樹脂ペースト147を加熱できる温度が好ましい。その一方で、ベース部材60の上に貼り付けられた剥離フィルム130は、加熱によって粘着力が低下する。このため、加熱温度は、剥離フィルム130の粘着力ができだけ下がらない温度で、且つ金属インク145や導電性樹脂ペースト147を所望の状態まで焼成できる最低限の加熱温度であることが好ましい。 Moreover, the heating temperature for heating the metal ink 145 and the conductive resin paste 147 is preferably a temperature that can heat the metal ink 145 and the conductive resin paste 147 until the tensile strength and the electrical resistance value reach desired values. On the other hand, the peeling film 130 attached on the base member 60 loses its adhesive strength due to heating. For this reason, it is preferable that the heating temperature is a temperature that does not reduce the adhesive strength of the release film 130 as much as possible and that is the minimum heating temperature that can bake the metal ink 145 and the conductive resin paste 147 to a desired state.

コントローラ120は、上記したS11~S15の各処理を制御プログラム127に基づいて適宜実行し、樹脂層131、配線135、スルーホール137、及び接続端子139の造形、電子部品143の装着を実行する。これにより、所望の配線基板141を製造できる。S16において、コントローラ120は、全ての造形を終了して肯定判断すると(S16:YES)、剥離フィルム130の加熱を実行する(S17)。 The controller 120 appropriately executes the processes of S11 to S15 described above based on the control program 127, and executes molding of the resin layer 131, the wiring 135, the through holes 137 and the connection terminals 139, and mounting of the electronic component 143. Thereby, a desired wiring board 141 can be manufactured. In S16, when the controller 120 finishes all modeling and makes an affirmative determination (S16: YES), it heats the release film 130 (S17).

S17において、コントローラ120は、ステージ52を第1造形ユニット22へ移動させる。図10に示すように、コントローラ120は、加熱冷却装置66を制御して、ベース部材60を加熱する。剥離フィルム130は、ベース部材60から熱を加えられ下面の粘着力が低下し、ベース部材60から剥がれ易くなる。剥離フィルム130は、例えば、ベース部材60の上面から、その一部又は全体が剥がれる。これにより、ベース部材60と剥離フィルム130の分離が容易となる。 In S<b>17 , the controller 120 moves the stage 52 to the first modeling unit 22 . As shown in FIG. 10 , controller 120 controls heating/cooling device 66 to heat base member 60 . When the release film 130 is heated from the base member 60 , the adhesive strength of the lower surface is reduced and the release film 130 is easily peeled off from the base member 60 . The peeling film 130 is partially or wholly peeled off from the upper surface of the base member 60, for example. This facilitates separation of the base member 60 and the release film 130 .

一方で、配線基板141の樹脂層131は、剥離フィルム130を介して加熱冷却装置66から熱を加えられる。樹脂層131は、熱を加えられることで、上記した焼成処理(S15)と同様に、膨張する可能性がある。そこで、コントローラ120は、冷風装置75を制御して、配線基板141の上方から配線基板141へ冷風を送風し、樹脂層131を冷却する。これにより、剥離フィルム130に熱を加え剥離する一方で、樹脂層131を冷却し配線135の割れ等を抑制することができる。 On the other hand, the resin layer 131 of the wiring board 141 is heated by the heating/cooling device 66 via the release film 130 . The resin layer 131 may expand when heat is applied, similarly to the baking process (S15) described above. Therefore, the controller 120 controls the cooling air device 75 to blow cold air from above the wiring board 141 to the wiring board 141 to cool the resin layer 131 . As a result, while heat is applied to the release film 130 to separate it, the resin layer 131 can be cooled to suppress cracking of the wiring 135 or the like.

尚、製造装置10は、S17の加熱によって配線基板141に反り等が発生する場合、配線基板141をプレスしつつ、加熱冷却装置66により剥離フィルム130を加熱しても良い。また、冷風装置75は、配線基板141の上方以外に、側方から冷風を送風しても良い。 If the wiring substrate 141 is warped or the like due to the heating in S17, the manufacturing apparatus 10 may heat the separation film 130 by the heating/cooling device 66 while pressing the wiring substrate 141 . Also, the cool air device 75 may blow cool air from the side of the wiring board 141 instead of from above.

上記したように、本実施形態のコントローラ120は、S11の処理において、ベース部材60の上に貼り付けた剥離フィルム130の上に、紫外線硬化樹脂133を吐出する。剥離フィルム130は、熱を加えられることで、ベース部材60との間の粘着力が低下する。そして、コントローラ120は、S17において、剥離フィルム130を加熱することで、剥離フィルム130をベース部材60から剥がれ易くする。これによれば、ベース部材60の上に剥離フィルム130を貼り付け、その剥離フィルム130の上に樹脂層131を形成する。そして、剥離フィルム130を加熱することで粘着力を低下させ、剥離フィルム130をベース部材60から剥がれ易くする。これにより、造形した配線基板141や剥離フィルム130をベース部材60から容易に分離することができる。 As described above, the controller 120 of the present embodiment ejects the UV curable resin 133 onto the release film 130 attached on the base member 60 in the process of S11. The peeling film 130 loses its adhesion to the base member 60 by being heated. Then, in S<b>17 , the controller 120 heats the release film 130 to make the release film 130 easier to peel off from the base member 60 . According to this, the release film 130 is attached onto the base member 60 and the resin layer 131 is formed on the release film 130 . By heating the release film 130 , the adhesive strength is reduced, and the release film 130 is easily peeled off from the base member 60 . As a result, the shaped wiring board 141 and release film 130 can be easily separated from the base member 60 .

また、コントローラ120は、S17において、ベース部材60を加熱しつつ、樹脂層131を上方から冷却する。剥離フィルム130を加熱する際にも、剥離フィルム130から樹脂層131へと熱が加わり、樹脂層131が膨張する可能性がある。そこで、剥離フィルム130に熱を加える際に、樹脂層131の冷却を実行する。これにより、樹脂層131の膨張を抑えることができ、配線135等の膨れや割れを抑制することができる。 In S17, the controller 120 cools the resin layer 131 from above while heating the base member 60 . Also when the peeling film 130 is heated, heat is applied from the peeling film 130 to the resin layer 131, and the resin layer 131 may expand. Therefore, when heat is applied to the release film 130, the resin layer 131 is cooled. As a result, expansion of the resin layer 131 can be suppressed, and swelling and cracking of the wiring 135 and the like can be suppressed.

次に、コントローラ120は、S18において、ステージ52を装着ユニット27へ移動させ、配線基板141を剥離フィルム130から取り外す。コントローラ120は、装着部112のロボットアーム119を制御して、配線基板141を剥離フィルム130及びベース部材60から取り外す。ロボットアーム119は、配線基板141を取り外す際に配線基板141が剥離フィルム130に張り付いている場合、剥離フィルム130をベース部材60に押さえつける等して配線基板141を剥離フィルム130から取り外す。 Next, the controller 120 moves the stage 52 to the mounting unit 27 and removes the wiring board 141 from the release film 130 in S18. The controller 120 controls the robot arm 119 of the mounting section 112 to remove the wiring board 141 from the release film 130 and the base member 60 . Robot arm 119 removes wiring board 141 from peeling film 130 by, for example, pressing peeling film 130 against base member 60 when wiring board 141 is stuck to peeling film 130 when wiring board 141 is removed.

ロボットアーム119は、取り外した配線基板141を所定の搬出位置に配置する。ユーザは、完成した配線基板141を取得することができる。コントローラ120は、S18を実行すると、図3に示す製造処理を終了する。尚、ロボットアーム119は、剥離フィルム130をベース部材60から剥がす作業や、複数の配線基板141の組み立てを実行しても良い。また、配線基板141や剥離フィルム130の取り外しを人が手作業で実行しても良い。 The robot arm 119 arranges the removed wiring board 141 at a predetermined unloading position. A user can obtain the completed wiring board 141 . After executing S18, the controller 120 ends the manufacturing process shown in FIG. Note that the robot arm 119 may also perform the work of peeling off the release film 130 from the base member 60 or the assembly of the plurality of wiring boards 141 . Alternatively, the wiring substrate 141 and the peeling film 130 may be removed manually.

(3.加熱の強さと冷却の強さ)
次に、上記した製造処理における加熱や冷却の強さを、樹脂層131の厚みに応じて変更する制御について説明する。例えば、コントローラ120は、S15の処理において、樹脂層131の厚みが厚い場合の加熱の強さを、樹脂層131の厚みが薄い場合に比べて弱くする。例えば、図9に示す接続端子139の焼成において、一定の効率で加熱冷却装置66による冷却を実行した場合、焼成する際の樹脂層131の厚み(例えば、図9に示す厚みW)が厚くなるに従って、樹脂層131の上部側(接続端子139側)、即ち、ベース部材60からより遠い位置での冷却効果が低下する。接続端子139(導電性樹脂ペースト147)の直下の樹脂層131の温度は、焼成する時点での樹脂層131の厚みWが厚くなるに従って冷却の効果が低下しより上昇する可能性がある。そこで、コントローラ120は、樹脂層131の厚みWが厚い場合の加熱の強さを、薄い場合に比べて弱くすることで、樹脂層131の厚みWに応じて加熱の強さを調整し、樹脂層131の膨張を抑制することができる。
(3. Strength of heating and strength of cooling)
Next, control for changing the intensity of heating and cooling in the manufacturing process described above according to the thickness of the resin layer 131 will be described. For example, in the process of S15, the controller 120 makes the strength of heating weaker when the thickness of the resin layer 131 is thicker than when the thickness of the resin layer 131 is thin. For example, in the firing of the connection terminal 139 shown in FIG. 9, if cooling is performed by the heating and cooling device 66 with a certain efficiency, the thickness of the resin layer 131 (for example, the thickness W shown in FIG. 9) increases during firing. Accordingly, the cooling effect on the upper side of the resin layer 131 (on the side of the connection terminal 139), that is, at a position farther from the base member 60 is lowered. The temperature of the resin layer 131 immediately below the connection terminal 139 (conductive resin paste 147) may rise further as the thickness W of the resin layer 131 increases at the time of firing, as the cooling effect decreases. Therefore, the controller 120 adjusts the strength of heating according to the thickness W of the resin layer 131 by making the strength of heating weaker when the thickness W of the resin layer 131 is thicker than when the thickness W of the resin layer 131 is thin. Expansion of the layer 131 can be suppressed.

例えば、コントローラ120は、樹脂層131の厚みWが薄い(配線基板141の下層を造形している)場合、赤外線ランプ装置74によって金属インク145や導電性樹脂ペースト147を加熱する加熱温度を強くする。これにより、接続端子139等を焼成する位置が加熱冷却装置66から近く十分な冷却効果を得られる場合に、加熱の強さを強くして配線135等の電気的抵抗が所望の値となるまで焼成を行なうことができる。また、コントローラ120は、樹脂層131の厚みWが厚くなるに従って、赤外線ランプ装置74による加熱温度を弱くする。これにより、配線135等を焼成する位置が加熱冷却装置66から離れ冷却効果が低下する場合に、加熱の強さを弱くすることで、樹脂層131の膨張を抑制することができる。 For example, when the thickness W of the resin layer 131 is thin (the lower layer of the wiring board 141 is formed), the controller 120 increases the heating temperature for heating the metal ink 145 and the conductive resin paste 147 by the infrared lamp device 74. . As a result, when the position where the connection terminals 139 and the like are to be baked is close to the heating/cooling device 66 and a sufficient cooling effect can be obtained, the heating strength is increased until the electrical resistance of the wiring 135 and the like reaches a desired value. Firing can be performed. Further, the controller 120 weakens the heating temperature of the infrared lamp device 74 as the thickness W of the resin layer 131 increases. As a result, when the position where the wiring 135 and the like are to be baked is away from the heating/cooling device 66 and the cooling effect is lowered, the strength of the heating is weakened, thereby suppressing the expansion of the resin layer 131 .

加熱の強さを変更する方法は、特に限定されない。例えば、コントローラ120は、赤外線ランプ装置74の発熱体に供給する電力を減らして、金属インク145や導電性樹脂ペースト147を加熱する加熱温度を下げても良い。あるいは、コントローラ120は、発熱体に供給する電力のデューティ比や周波数を変更して加熱温度を変更しても良い。 A method for changing the intensity of heating is not particularly limited. For example, the controller 120 may reduce the power supplied to the heating element of the infrared lamp device 74 to lower the heating temperature for heating the metal ink 145 and the conductive resin paste 147 . Alternatively, the controller 120 may change the heating temperature by changing the duty ratio or frequency of power supplied to the heating element.

また、コントローラ120は、樹脂層131の厚みWに応じて、加熱の強さを変更しなくとも良い。コントローラ120は、厚みWに係わらず、一定の強さで加熱を実行しても良い。また、コントローラ120は、厚みWが厚くなるに従って、加熱の強さを強くしても良い。例えば、樹脂層131に対して側方(図9における左右方向)から冷風を吹き付ける場合について考える。この場合に、例えば、厚みWが厚くなるに従って、吹き付ける冷風の量や範囲を広くすると、厚みWが厚くなるに従って冷却効果が高まる。このような冷却効果が高まり金属インク145等の焼成に必要な加熱温度を確保できないような場合、コントローラ120は、厚みWが厚くなるに従って、加熱の強さを強くしても良い。従って、厚みWが厚くなるに従って冷却により樹脂層131の温度が低下し焼成が不十分となる場合には加熱を強めても良い。これにより、厚みWの変化による冷却効果の影響を、加熱の強さを調整することで低減できる。 Also, the controller 120 does not have to change the heating intensity according to the thickness W of the resin layer 131 . The controller 120 may perform heating at a constant intensity regardless of the thickness W. Also, the controller 120 may increase the intensity of heating as the thickness W increases. For example, let us consider a case where cold air is blown from the side (horizontal direction in FIG. 9) to the resin layer 131 . In this case, for example, as the thickness W increases, the cooling effect increases as the thickness W increases, if the amount and range of the blowing cold air are increased. If such a cooling effect increases and the heating temperature necessary for baking the metal ink 145 cannot be ensured, the controller 120 may increase the strength of heating as the thickness W increases. Therefore, if the temperature of the resin layer 131 decreases due to cooling as the thickness W increases and baking becomes insufficient, the heating may be increased. Thereby, the influence of the cooling effect due to the change in the thickness W can be reduced by adjusting the strength of the heating.

また、コントローラ120は、S15におけるベース部材60を冷却する強さを、樹脂層131の厚みWに応じて変更しても良い。赤外線ランプ装置74の加熱と加熱冷却装置66の冷却によって生じる樹脂層131の温度勾配は、樹脂層131の厚みWに応じて変化する。そこで、ベース部材60を冷却する強さを樹脂層131の厚みWに応じて変更することで、樹脂層131の厚みWの増減による冷却効果への影響を無くし、より適切に樹脂層131を冷却することができる。 Further, the controller 120 may change the strength of cooling the base member 60 in S<b>15 according to the thickness W of the resin layer 131 . A temperature gradient of the resin layer 131 caused by heating by the infrared lamp device 74 and cooling by the heating/cooling device 66 changes according to the thickness W of the resin layer 131 . Therefore, by changing the strength for cooling the base member 60 according to the thickness W of the resin layer 131, the influence of the increase or decrease in the thickness W of the resin layer 131 on the cooling effect is eliminated, and the resin layer 131 is cooled more appropriately. can do.

例えば、コントローラ120は、樹脂層131の厚みWが薄い場合、加熱冷却装置66によってベース部材60を冷却する強さを弱くする。これにより、厚みWが薄いことで過剰に冷却され、金属インク145等の温度が下がり、焼成が不十分となる(電気的抵抗が充分に下がらない)事態の発生を抑制できる。また、コントローラ120は、樹脂層131の厚みWが厚くなるに従って、ベース部材60を冷却する強さを強くしても良い。これにより、厚みWが厚くなり、樹脂層131の上部側(接続端子139側)、即ち、ベース部材60からより遠い位置での冷却効果が低下することを抑制することができる。樹脂層131の膨張を抑制し、接続端子139の割れ等の発生を抑制できる。 For example, when the thickness W of the resin layer 131 is thin, the controller 120 weakens the strength with which the heating/cooling device 66 cools the base member 60 . As a result, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the metal ink 145 or the like is cooled excessively due to the thin thickness W, the temperature of the metal ink 145 or the like is lowered, and the baking is insufficient (the electrical resistance is not sufficiently lowered). Also, the controller 120 may increase the strength of cooling the base member 60 as the thickness W of the resin layer 131 increases. Accordingly, it is possible to prevent the thickness W from increasing and lowering the cooling effect on the upper side of the resin layer 131 (on the side of the connection terminal 139 ), that is, at a position farther from the base member 60 . Expansion of the resin layer 131 can be suppressed, and cracking or the like of the connection terminal 139 can be suppressed.

冷却の強さを変更する方法は、特に限定されない。例えば、コントローラ120は、加熱冷却装置66の冷媒として用いる冷水の温度を下げる、水冷用の配管内に供給する冷水の流速や量を増加させるなどして、冷却の強さをより強めても良い。あるいは、冷却装置としてペルチェ素子を用いる場合は、コントローラ120は、ペルチェ素子へ供給する電力を変更して、冷却の強さを変更しても良い。 A method for changing the cooling intensity is not particularly limited. For example, the controller 120 may lower the temperature of the cold water used as the coolant for the heating/cooling device 66, or increase the flow rate or amount of cold water supplied to the water-cooling pipes, thereby strengthening the cooling strength. . Alternatively, if a Peltier element is used as the cooling device, the controller 120 may change the power supplied to the Peltier element to change the cooling strength.

また、コントローラ120は、樹脂層131の厚みWに応じて、冷却の強さを変更しなくとも良い。コントローラ120は、厚みWに係わらず、一定の強さで冷却を実行しても良い。また、コントローラ120は、厚みWが厚くなるに従って、冷却の強さを弱くしても良い。例えば、樹脂層131の厚みWが増加することで、樹脂層131に加えられる熱が分散し、樹脂層131の温度上昇が抑制されるような場合、厚みWが厚くなるに従って、金属インク145や導電性樹脂ペースト147の直下の樹脂層131の温度が低下する可能性がある。この場合、コントローラ120は、厚みWが厚くなるに従って、冷却の強さを弱くしても良い。これにより、焼成時における金属インク145等の温度低下を抑制することができる。従って、厚みWの変動によって焼成する位置の下にある樹脂層131の温度が低下し過ぎる場合(焼成が不十分となる場合)には冷却を弱め、樹脂層131の温度が上昇し過ぎる場合(樹脂層131が膨張する場合)には冷却を強めることで、厚みWの変化による加熱効果の影響を、冷却の強さを調整することで低減することができる。 Also, the controller 120 does not have to change the cooling strength according to the thickness W of the resin layer 131 . Controller 120 may perform cooling at a constant intensity regardless of thickness W. FIG. Also, the controller 120 may decrease the strength of cooling as the thickness W increases. For example, when the thickness W of the resin layer 131 increases, the heat applied to the resin layer 131 is dispersed, and the temperature rise of the resin layer 131 is suppressed. The temperature of the resin layer 131 immediately below the conductive resin paste 147 may drop. In this case, the controller 120 may weaken the strength of cooling as the thickness W increases. As a result, it is possible to suppress the temperature drop of the metal ink 145 and the like during firing. Therefore, when the temperature of the resin layer 131 below the position to be fired is too low due to variations in the thickness W (when firing is insufficient), cooling is weakened, and when the temperature of the resin layer 131 is too high ( When the resin layer 131 expands, the cooling is strengthened, and the influence of the heating effect due to the change in the thickness W can be reduced by adjusting the strength of the cooling.

また、コントローラ120は、上記した加熱の強さの調整や、冷却の強さの調整を組み合わせて実行しても良く、どちらか一方のみを実行しても良い。また、コントローラ120は、S15における焼成と同様に、S17の剥離フィルム130の加熱においても、加熱の強さや冷却の強さを変更しても良い。例えば、コントローラ120は、厚みWが薄く図10に示す冷風装置75とベース部材60(加熱冷却装置66)の距離が短い場合、加熱冷却装置66によってベース部材60を加熱する加熱温度を高くしても良い。これにより、冷風装置75による剥離フィルム130の冷却効果が強くなる場合に、加熱冷却装置66による加熱を強めて剥離フィルム130を適切に剥離することができる。 Further, the controller 120 may execute the adjustment of the strength of heating and the adjustment of the strength of cooling in combination, or may execute only one of them. Further, the controller 120 may change the strength of heating and the strength of cooling in the heating of the release film 130 in S17 as well as the baking in S15. For example, when the thickness W is thin and the distance between the cool air device 75 and the base member 60 (heating/cooling device 66) shown in FIG. Also good. As a result, when the cooling effect of the release film 130 by the cooling air device 75 becomes strong, the heating by the heating/cooling device 66 can be strengthened to appropriately release the release film 130 .

また、コントローラ120は、図9に示すように、樹脂層131の厚みWとして、例えば、S15で加熱する金属インク145や導電性樹脂ペースト147の下に形成された樹脂層131の厚みWを基準とすることが好ましい。配線135や接続端子139などの金属配線の膨れや割れは、その金属配線の直下の樹脂層131の膨張による影響が大きい。例えば、接続端子139を形成する場合、その接続端子139の真下にある樹脂層131が膨張する程、接続端子139の膨れや割れが発生する可能性が高くなる。換言すれば、樹脂層131の上面の一部に接続端子139を形成する場合、接続端子139から離れた位置の樹脂層131の膨張が、接続端子139の膨れ等に与える影響は少ない。そこで、コントローラ120は、上記した加熱や冷却の強さを調整する際に、焼成を行なう対象の金属インク145や導電性樹脂ペースト147の下に形成された樹脂層131の厚みWを基準にする。即ち、コントローラ120は、S15で焼成を行なう際に、その焼成を行なう位置の樹脂層131の厚みWを基準として、加熱や冷却の強さを調整する。これにより、配線135や接続端子139の膨れや割れが発生しない膨張率まで樹脂層131の膨張を精度良く抑制できる。コントローラ120は、制御プログラム127に設定された配線基板141のデータに基づいて、加熱や冷却を行なう際の厚みWを検出することができる。 Further, as shown in FIG. 9, the controller 120 sets the thickness W of the resin layer 131 based on the thickness W of the resin layer 131 formed under the metal ink 145 or the conductive resin paste 147 heated in S15, for example. It is preferable to The swelling and cracking of the metal wiring such as the wiring 135 and the connection terminal 139 are greatly affected by the expansion of the resin layer 131 immediately below the metal wiring. For example, when forming the connection terminal 139 , the more the resin layer 131 directly under the connection terminal 139 expands, the more likely the connection terminal 139 will swell or crack. In other words, when the connection terminals 139 are formed on part of the upper surface of the resin layer 131 , the expansion of the resin layer 131 at positions away from the connection terminals 139 has little effect on the swelling of the connection terminals 139 . Therefore, the controller 120 uses the thickness W of the resin layer 131 formed under the metal ink 145 and the conductive resin paste 147 to be fired as a reference when adjusting the strength of the heating and cooling described above. . That is, the controller 120 adjusts the intensity of heating and cooling on the basis of the thickness W of the resin layer 131 at the position where the firing is performed in S15. As a result, the expansion of the resin layer 131 can be precisely suppressed to an expansion rate at which the wiring 135 and the connection terminals 139 do not swell or crack. The controller 120 can detect the thickness W during heating or cooling based on the data of the wiring board 141 set in the control program 127 .

尚、コントローラ120は、焼成する金属インク145や導電性樹脂ペースト147の下に形成された樹脂層131の厚みWを基準にしなくとも良い。例えば、コントローラ120は、S11やS12の実行回数に基づいて、加熱の強さや冷却の強さを変更しても良い。即ち、樹脂層131の形成工程の回数を基準としても良い。 Note that the controller 120 does not have to use the thickness W of the resin layer 131 formed under the metal ink 145 and the conductive resin paste 147 to be fired as a reference. For example, the controller 120 may change the strength of heating and the strength of cooling based on the number of times S11 and S12 are executed. That is, the number of steps of forming the resin layer 131 may be used as a reference.

上記した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
製造装置10のコントローラ120は、ベース部材60に貼り付けた剥離フィルム130の上に紫外線硬化樹脂133を吐出するS11の処理と、剥離フィルム130の上に吐出した紫外線硬化樹脂133を硬化するS12の処理と、を実行する。コントローラ120は、S11の処理及びS12の処理を、製造したい配線基板141の構造に合わせて繰り返し実行し、剥離フィルム130の上に樹脂層131を形成する(樹脂層形成工程の一例)。コントローラ120は、形成した樹脂層131の上に、金属インク145や導電性樹脂ペースト147(金属粒子を含む流体の一例)を塗布するS13の処理を実行する。そして、コントローラ120は、S15の処理において、ベース部材60を冷却しつつ、樹脂層131の上に塗布した金属インク145等を上方から加熱して硬化させ配線135等を形成する)(図9参照)。
According to the above-described embodiment, the following effects are obtained.
The controller 120 of the manufacturing apparatus 10 performs the processing of S11 for discharging the ultraviolet curable resin 133 onto the release film 130 attached to the base member 60, and the processing of S12 for curing the ultraviolet curable resin 133 discharged onto the release film 130. process and perform. The controller 120 repeatedly executes the processing of S11 and the processing of S12 according to the structure of the wiring board 141 to be manufactured to form the resin layer 131 on the release film 130 (an example of the resin layer forming process). The controller 120 executes the process of S13 to apply the metal ink 145 or the conductive resin paste 147 (an example of fluid containing metal particles) on the formed resin layer 131 . Then, in the process of S15, the controller 120 cools the base member 60 and heats the metal ink 145 or the like applied on the resin layer 131 from above to form the wiring 135 or the like (see FIG. 9). ).

これによれば、紫外線硬化樹脂133によりベース部材60の上に樹脂層131を形成し、樹脂層131の上に金属インク145等を吐出する。そして、ベース部材60を冷却しつつ、金属インク145等を上方から加熱して硬化させ配線135等を形成する。これにより、金属インク145等を加熱する熱が、金属インク145等の下の樹脂層131に伝わっても、ベース部材60を冷却することで樹脂層131の温度上昇を抑制することができる。S15の加熱処理による樹脂層131の膨張を抑えることができ、配線135等の膨れや割れを抑制することができる。 According to this, the resin layer 131 is formed on the base member 60 with the ultraviolet curable resin 133 , and the metal ink 145 or the like is discharged onto the resin layer 131 . Then, while the base member 60 is being cooled, the metal ink 145 and the like are heated from above and hardened to form the wiring 135 and the like. As a result, even if the heat that heats the metal ink 145 and the like is transferred to the resin layer 131 under the metal ink 145 and the like, the temperature rise of the resin layer 131 can be suppressed by cooling the base member 60 . Expansion of the resin layer 131 due to the heat treatment in S15 can be suppressed, and swelling and cracking of the wiring 135 and the like can be suppressed.

また、制御装置28のコントローラ120は、図2に示すように、樹脂材料塗布部161、硬化部162、樹脂層形成部163、流体塗布部164、金属配線形成部165を有している。樹脂材料塗布部161は、インクジェットヘッド84(塗布装置の一例)を制御して、ベース部材60の上に紫外線硬化樹脂133(樹脂材料の一例)を塗布する機能部である。硬化部162は、照射装置92(硬化装置の一例)を制御して、ベース部材60の上に塗布した紫外線硬化樹脂133を硬化する機能部である。樹脂層形成部163は、樹脂材料塗布部161及び硬化部162を繰り返し制御し、ベース部材60の上に樹脂層131を形成する機能部である。流体塗布部164は、インクジェットヘッド72や液滴塗布装置100(塗布装置の一例)を制御して、樹脂層形成部163により形成した樹脂層131の上に、金属インク145や導電性樹脂ペースト147(金属粒子を含む流体の一例)を塗布する機能部である。金属配線形成部165は、加熱冷却装置66(冷却装置の一例)を制御してベース部材60を冷却しつつ、赤外線ランプ装置74(加熱装置の一例)を制御して樹脂層131の上に塗布した金属粒子を含む流体を加熱して硬化させ配線135、スルーホール137、接続端子139を形成する機能部である。これらの各機能部は、例えば、コントローラ120が記憶装置125に記憶された制御プログラム127を実行することで実現される。 The controller 120 of the control device 28 has a resin material application section 161, a curing section 162, a resin layer formation section 163, a fluid application section 164, and a metal wiring formation section 165, as shown in FIG. The resin material application unit 161 is a functional unit that controls the inkjet head 84 (an example of a coating device) to apply an ultraviolet curable resin 133 (an example of a resin material) onto the base member 60 . The curing section 162 is a functional section that controls the irradiation device 92 (an example of a curing device) to cure the ultraviolet curable resin 133 applied on the base member 60 . The resin layer forming section 163 is a functional section that repeatedly controls the resin material applying section 161 and the curing section 162 to form the resin layer 131 on the base member 60 . The fluid applying unit 164 controls the inkjet head 72 and the droplet applying device 100 (an example of the applying device) to apply metal ink 145 and conductive resin paste 147 on the resin layer 131 formed by the resin layer forming unit 163 . (an example of a fluid containing metal particles) is applied. The metal wiring forming part 165 controls the heating/cooling device 66 (an example of a cooling device) to cool the base member 60 , and controls the infrared lamp device 74 (an example of a heating device) to apply the resin layer 131 with the resin layer 131 . It is a functional portion that forms wiring 135 , through holes 137 , and connection terminals 139 by heating and hardening fluid containing metal particles. Each of these functional units is realized, for example, by controller 120 executing control program 127 stored in storage device 125 .

尚、上記実施例において、加熱冷却装置66は、冷却装置の一例である。インクジェットヘッド72,84、及び液滴塗布装置100は、塗布装置の一例である。赤外線ランプ装置74は、加熱装置の一例である。照射装置92は、硬化装置の一例である。コントローラ120は、制御装置の一例である。剥離フィルム130は、剥離部材の一例である。紫外線硬化樹脂133は、樹脂材料の一例である。配線135、スルーホール137、接続端子139は、金属配線の一例である。配線基板141は、3次元造形物の一例である。金属インク145、導電性樹脂ペースト147は、金属粒子を含む流体の一例である。S11の処理は、樹脂材料塗布工程、樹脂層形成工程の一例である。S12の処理は、硬化工程、樹脂層形成工程の一例である。S13の処理は、流体塗布工程の一例である。S15の処理は、金属配線形成工程の一例である。S17は、剥離部材加熱工程の一例である。 In addition, in the said Example, the heating cooling device 66 is an example of a cooling device. The inkjet heads 72 and 84 and the droplet applying device 100 are examples of the applying device. The infrared lamp device 74 is an example of a heating device. The irradiation device 92 is an example of a curing device. Controller 120 is an example of a control device. The release film 130 is an example of a release member. The ultraviolet curable resin 133 is an example of a resin material. The wiring 135, through holes 137, and connection terminals 139 are examples of metal wiring. The wiring board 141 is an example of a three-dimensional modeled object. The metal ink 145 and the conductive resin paste 147 are examples of fluid containing metal particles. The process of S11 is an example of the resin material coating process and the resin layer forming process. The processing of S12 is an example of a curing step and a resin layer forming step. The process of S13 is an example of the fluid application process. The process of S15 is an example of the metal wiring forming process. S17 is an example of a peeling member heating step.

(4.その他)
尚、本願は、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、本開示における塗布とは、紫外線硬化樹脂133や金属粒子を含む流体をノズル等から吐出することだけを意味せず、プレート等を用いて接触塗布すること含む概念である。例えば、紫外線硬化樹脂133、金属インク145、導電性樹脂ペースト147の何れかを、スクリーン印刷により印刷して接触塗布してもよい。
また、製造装置10は、ベース部材60の上に、配線基板141を直接造形しても良い。即ち、剥離フィルム130を用いなくとも良い。
また、本開示の剥離部材は、フィルム状の部材に限らず、粘着性を有し、熱を加えることで粘着性が低下する様々な部材を採用できる。
(4. Others)
It should be noted that the present application is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various aspects with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
For example, coating in the present disclosure does not only mean discharging a fluid containing the ultraviolet curable resin 133 and metal particles from a nozzle or the like, but also includes contact coating using a plate or the like. For example, any one of the ultraviolet curing resin 133, the metal ink 145, and the conductive resin paste 147 may be printed by screen printing and applied in contact.
Moreover, the manufacturing apparatus 10 may directly form the wiring board 141 on the base member 60 . That is, the release film 130 may not be used.
In addition, the peeling member of the present disclosure is not limited to a film-like member, and various members that have adhesiveness and whose adhesiveness is reduced by applying heat can be employed.

また、冷風装置75は、第1造形ユニット22以外の装置が備えても良い。
また、S15において、加熱冷却装置66は、常時冷却を実行せずに、断続的又は離散的に(数回の加熱工程ごと1回など)冷却を実行しても良い。同様に、S17の加熱において、冷風装置75は、常時冷却を実行しなくとも良い。
Also, the cooling air device 75 may be provided in a device other than the first modeling unit 22 .
Further, in S15, the heating/cooling device 66 may perform cooling intermittently or discretely (once every several heating steps, etc.) instead of always performing cooling. Similarly, in the heating of S17, the cold air device 75 does not have to always perform cooling.

また、積層造形法に用いる材料を、適宜変更しても良い。例えば、樹脂層131を、紫外線硬化樹脂133を用いずに、熱硬化樹脂を用いて造形しても良い。また、配線135や接続端子139に用いる金属として、銀以外の金属(金、銅など)を用いても良い。
また、上記実施形態では、配線135を金属インク145で造形したが、導電性樹脂ペースト147で配線135を造形しても良い。
また、上記実施形態における図1及び図2に示す製造装置10の構成は、一例である。例えば、製造装置10は、配線基板141をプレスして反りを矯正するプレス装置を備えても良い。製造装置10は、例えば、熱を加えてプレスする場合、加熱冷却装置66による冷却を実行し、樹脂層131の膨張を抑制しても良い。
Also, the materials used in the layered manufacturing method may be changed as appropriate. For example, the resin layer 131 may be modeled using a thermosetting resin without using the ultraviolet curable resin 133 . As the metal used for the wiring 135 and the connection terminal 139, metals other than silver (gold, copper, etc.) may be used.
Also, in the above embodiment, the wiring 135 is formed with the metal ink 145 , but the wiring 135 may be formed with the conductive resin paste 147 .
Also, the configuration of the manufacturing apparatus 10 shown in FIGS. 1 and 2 in the above embodiment is an example. For example, the manufacturing apparatus 10 may include a press device that presses the wiring board 141 to correct warpage. For example, when applying heat to press, the manufacturing apparatus 10 may perform cooling by the heating/cooling device 66 to suppress expansion of the resin layer 131 .

10 3次元造形物製造装置、28 制御装置、60 ベース部材、66 加熱冷却装置(冷却装置)、72 インクジェットヘッド(塗布装置)、74 赤外線ランプ装置(加熱装置)、84 インクジェットヘッド(塗布装置)、92 照射装置(硬化装置)、100 液滴塗布装置(塗布装置)、131 樹脂層、133 紫外線硬化樹脂(樹脂材料)、135 配線(金属配線)、137 スルーホール(金属配線)、139 接続端子(金属配線)、141 配線基板(3次元造形物)、145 金属インク(金属粒子を含む流体)、147 導電性樹脂ペースト(金属粒子を含む流体)、161 樹脂材料塗布部、162 硬化部、163 樹脂層形成部、164 金属配線形成部、165 金属配線形成部。 10 three-dimensional model manufacturing device, 28 control device, 60 base member, 66 heating and cooling device (cooling device), 72 inkjet head (coating device), 74 infrared lamp device (heating device), 84 inkjet head (coating device), 92 irradiation device (curing device), 100 droplet coating device (coating device), 131 resin layer, 133 ultraviolet curing resin (resin material), 135 wiring (metal wiring), 137 through hole (metal wiring), 139 connection terminal ( metal wiring), 141 wiring board (three-dimensional model), 145 metal ink (fluid containing metal particles), 147 conductive resin paste (fluid containing metal particles), 161 resin material application part, 162 curing part, 163 resin Layer formation part 164 Metal wiring formation part 165 Metal wiring formation part.

Claims (7)

ベース部材の上に樹脂材料を塗布する樹脂材料塗布工程と、
前記ベース部材の上に塗布した前記樹脂材料を硬化する硬化工程と、
前記樹脂材料塗布工程及び前記硬化工程を繰り返し実行し、前記ベース部材の上に樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
前記樹脂層形成工程により形成した前記樹脂層の上に、金属粒子を含む流体を塗布する流体塗布工程と、
前記ベース部材を冷却しつつ、前記樹脂層の上に塗布した前記金属粒子を含む流体を上方から加熱して硬化させ金属配線を形成する金属配線形成工程と、
電子部品を装着する装着工程と、
を含み、
前記樹脂材料は、
前記金属粒子を含む流体を加熱する温度よりもガラス転移点が高い紫外線硬化樹脂であり、
前記金属粒子を含む流体は、
金属の微粒子が溶剤中に分散された金属インクと、前記金属インク中の金属の微粒子よりも大きいサイズの金属粒子が分散された導電性樹脂ペーストとを含み、
前記流体塗布工程は、
前記金属インクを塗布することと、前記導電性樹脂ペーストを塗布することとを含み、
前記金属配線形成工程は、
前記ベース部材を冷却しつつ前記樹脂層の上に塗布した前記金属インクを上方から加熱して硬化させ配線を形成することと、前記ベース部材を冷却しつつ前記配線の上に塗布した前記導電性樹脂ペーストを上方から加熱して硬化させ接続端子を形成することとを含み、
前記流体塗布工程において、前記樹脂層の上に前記金属インクを塗布し、前記金属配線形成工程において、前記金属インクを上方から加熱して硬化させ前記配線を形成した後、前記流体塗布工程において、前記配線の上に前記導電性樹脂ペーストを塗布し、前記装着工程において、前記電子部品の電極と前記配線とが前記導電性樹脂ペーストを介して接続されるように、前記電子部品を配置し、前記金属配線形成工程において、前記導電性樹脂ペーストを上方から加熱して硬化させ前記接続端子を形成する、積層造形法による3次元造形物の製造方法。
a resin material application step of applying a resin material onto the base member;
a curing step of curing the resin material applied onto the base member;
a resin layer forming step of repeatedly performing the resin material applying step and the curing step to form a resin layer on the base member;
a fluid applying step of applying a fluid containing metal particles onto the resin layer formed in the resin layer forming step;
a metal wiring forming step of forming a metal wiring by heating the fluid containing the metal particles applied on the resin layer from above while cooling the base member to harden the fluid;
a mounting process for mounting the electronic component;
including
The resin material is
An ultraviolet curable resin having a glass transition point higher than the temperature at which the fluid containing the metal particles is heated,
The fluid containing the metal particles is
A metal ink in which metal fine particles are dispersed in a solvent, and a conductive resin paste in which metal particles having a size larger than the metal fine particles in the metal ink are dispersed,
The fluid application step includes
Applying the metal ink and applying the conductive resin paste,
The metal wiring forming step includes:
forming a wiring by heating the metal ink applied on the resin layer while cooling the base member from above and curing the ink; heating the resin paste from above to harden it and form a connection terminal;
In the fluid applying step, the metal ink is applied on the resin layer, and in the metal wiring forming step, the metal ink is heated from above to harden to form the wiring, and then in the fluid applying step, applying the conductive resin paste on the wiring, and arranging the electronic component so that the electrodes of the electronic component and the wiring are connected through the conductive resin paste in the mounting step; A method for manufacturing a three-dimensional structure by lamination molding, wherein in the metal wiring forming step, the conductive resin paste is heated from above to be cured to form the connection terminals.
前記樹脂材料塗布工程において、
前記ベース部材の上に貼り付けた剥離部材の上に、前記樹脂材料を塗布し、
前記剥離部材は、
熱を加えられることで、前記ベース部材との間の粘着力が低下するものであり、
前記剥離部材を加熱することで、前記剥離部材を前記ベース部材から剥がれ易くする剥離部材加熱工程を含み、
前記金属粒子を含む流体を加熱する温度は、
前記剥離部材の粘着力ができるだけ下がらない温度で、且つ前記金属粒子を含む流体を所望の状態まで加熱できる最低限の加熱温度である、請求項1に記載の積層造形法による3次元造形物の製造方法。
In the resin material application step,
applying the resin material on the peeling member attached on the base member;
The peeling member is
By applying heat, the adhesive force between the base member is reduced,
a peeling member heating step of heating the peeling member so that the peeling member can be easily peeled off from the base member ;
The temperature for heating the fluid containing the metal particles is
2. The three-dimensional structure according to claim 1, which is a minimum heating temperature at which the adhesive force of the peeling member does not decrease as much as possible and at which the fluid containing the metal particles can be heated to a desired state. Production method.
前記剥離部材加熱工程において、
前記ベース部材を加熱しつつ、前記樹脂層を上方から冷却する、請求項2に記載の積層造形法による3次元造形物の製造方法。
In the peeling member heating step,
3. The method of manufacturing a three-dimensional structure according to claim 2, wherein the resin layer is cooled from above while the base member is heated.
前記金属配線形成工程において、
前記樹脂層の厚みが厚い場合の加熱の強さを、前記樹脂層の厚みが薄い場合に比べて弱くする、請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の積層造形法による3次元造形物の製造方法。
In the metal wiring forming step,
4. The three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the strength of heating when the thickness of the resin layer is thick is made weaker than when the thickness of the resin layer is thin. A method of manufacturing a modeled object.
前記金属配線形成工程において、
前記ベース部材を冷却する強さを、前記樹脂層の厚みに応じて変更する、請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の積層造形法による3次元造形物の製造方法。
In the metal wiring forming step,
5. The method of manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the strength of cooling the base member is changed according to the thickness of the resin layer.
前記樹脂層の厚みとは、
前記金属配線形成工程において加熱する前記金属粒子を含む流体の下に形成された前記樹脂層の厚みである、請求項4又は請求項5に記載の積層造形法による3次元造形物の製造方法。
The thickness of the resin layer is
6. The method of manufacturing a three-dimensional structure according to claim 4 or 5, wherein the thickness of the resin layer formed under the fluid containing the metal particles heated in the metal wiring forming step.
ベース部材と、
塗布装置と、
硬化装置と、
冷却装置と、
加熱装置と、
装着装置と、
制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記塗布装置を制御して、前記ベース部材の上に樹脂材料を塗布する樹脂材料塗布部と、
前記硬化装置を制御して、前記ベース部材の上に塗布した前記樹脂材料を硬化する硬化部と、
前記樹脂材料塗布部及び前記硬化部を繰り返し制御し、前記ベース部材の上に樹脂層を形成する樹脂層形成部と、
前記塗布装置を制御して、前記樹脂層形成部により形成した前記樹脂層の上に、金属粒子を含む流体を塗布する流体塗布部と、
前記冷却装置を制御して前記ベース部材を冷却しつつ、前記加熱装置を制御して前記樹脂層の上に塗布した前記金属粒子を含む流体を上方から加熱して硬化させ金属配線を形成する金属配線形成部と、
を備え、
前記装着装置を制御して電子部品を装着し、
前記樹脂材料は、
前記金属粒子を含む流体を加熱する温度よりもガラス転移点が高い紫外線硬化樹脂であり、
前記金属粒子を含む流体は、
金属の微粒子が溶剤中に分散された金属インクと、前記金属インク中の金属の微粒子よりも大きいサイズの金属粒子が分散された導電性樹脂ペーストとを含み、
前記流体塗布部は、
前記金属インクを塗布することと、前記導電性樹脂ペーストを塗布することとを実行し、
前記金属配線形成部は、
前記ベース部材を冷却しつつ前記樹脂層の上に塗布した前記金属インクを上方から加熱して硬化させ配線を形成することと、前記ベース部材を冷却しつつ前記配線の上に塗布した前記導電性樹脂ペーストを上方から加熱して硬化させ接続端子を形成することとを実行し、
前記流体塗布部において、前記樹脂層の上に前記金属インクを塗布し、前記金属配線形成部において、前記金属インクを上方から加熱して硬化させ前記配線を形成した後、前記流体塗布部において、前記配線の上に前記導電性樹脂ペーストを塗布し、前記装着装置により前記電子部品の電極と前記配線とが前記導電性樹脂ペーストを介して接続されるように、前記電子部品を配置し、前記金属配線形成部において、前記導電性樹脂ペーストを上方から加熱して硬化させ前記接続端子を形成する、3次元造形物製造装置。
a base member;
a coating device;
a curing device;
a cooling device;
a heating device;
a mounting device;
a controller;
with
The control device is
a resin material application unit that controls the application device to apply a resin material onto the base member;
a curing unit that controls the curing device to cure the resin material applied on the base member;
a resin layer forming unit that repeatedly controls the resin material applying unit and the curing unit to form a resin layer on the base member;
a fluid coating unit that controls the coating device to apply a fluid containing metal particles onto the resin layer formed by the resin layer forming unit;
While controlling the cooling device to cool the base member, the heating device is controlled to heat and harden the fluid containing the metal particles applied on the resin layer from above to form a metal wiring. a wiring forming unit;
with
Controlling the mounting device to mount the electronic component,
The resin material is
An ultraviolet curable resin having a glass transition point higher than the temperature at which the fluid containing the metal particles is heated,
The fluid containing the metal particles is
A metal ink in which metal fine particles are dispersed in a solvent, and a conductive resin paste in which metal particles having a size larger than the metal fine particles in the metal ink are dispersed,
The fluid applying section is
Applying the metal ink and applying the conductive resin paste,
The metal wiring forming part is
forming a wiring by heating the metal ink applied on the resin layer while cooling the base member from above and curing the ink; heating the resin paste from above to harden it and form a connection terminal;
In the fluid applying section, the metal ink is applied on the resin layer, and in the metal wiring forming section, the metal ink is heated from above to cure and form the wiring, and then, in the fluid applying section, applying the conductive resin paste on the wiring, arranging the electronic component so that the electrodes of the electronic component and the wiring are connected by the mounting device through the conductive resin paste; A three-dimensional structure manufacturing apparatus , wherein the conductive resin paste is heated from above to harden in a metal wiring forming section to form the connection terminals.
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