JPH02148879A - 厚膜回路形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は厚膜回路形成装置、特にインクタンク内のイン
クペーストを加圧し、インクタンクと連通したノズルか
らインクペーストを吐出させ、基板上に厚膜形成を行な
う厚膜回路形成装置に関するものである。

［従来の技術］ 厚膜回路形成技術は、ハイブリッドＩＣの製造に用いら
れている。ハイブリッドＩＣでは厚膜回路を基板上に形
成し、ディスクリートな回路素子をスルーホールを介し
てハンダ付けなどによって実装して形成される。このよ
うなＩＣは比較的電流容量を必要とし、薄膜形成技術で
は回路構成が困難である用途に用いられている。

第３図に従来の直接描画装置の機成的構造を示す。

第３図において符号２はセラミックなどから成る回路基
板で、ＸおよびＹ方向に移動されるＸＹ子テーブル上の
所定位置に位置決めされる。この基板２に対して導体お
よび絶縁体を形成するペーストを吐出するノズルはＸＹ
子テーブルに対して垂直に配置され、ＸＹ平面に垂直な
Ｚ軸方向に駆動機構６を介して移動される。

不図示のノズルから吐出されるインクペーストは、タン
ク３内に収容されており、インクタンク３にはバイブ５
を介して空気圧が後述の電磁弁の制御を介して印加され
る。

ノズルからのペーストの吐出および吐出停止、ＸＹ子テ
ーブルのＸＹ平面における移動を、あらかじめ決定され
たプログラムに応じて数値制御することによって、基板
２上に各種の回路膜を形成することができる。第３図で
は基板２上にＸ方向に直線状の回路膜４を形成した状態
が示されている。

第４図に第３図の装置の制御系の構造を示す。

インクタンク３にバイブ５を介して供給される空気圧は
電空変換器２５、電磁弁２６により制御される。電空変
換器２５は操作者がキーボードなどの入力装置からなる
操作部２７を介して設定した所望の空気圧をインクタン
ク３に印加するよう動作する。また、電磁弁２６は空気
圧のオン／オフを制御するためのもので、これらの電空
変換器２５、電磁弁２６は入出力ボート２３を介してＣ
ＰＵ２１により制御される。

ＣＰＵ２１はマイクロプロセッサなどから構成されるも
ので、メモリ２２に記憶された後述のプログラムに従っ
て、電空変換器２５、電磁弁２６の動作を制御する。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のような従来構成ではインクペーストの吐出を圧縮
空気を用いて行なっているため、ペースト吐出量に影響
する吐出圧力を精度よく、また細かく制御することが不
可能である。これは、空気経路の配管内での圧力損失が
あるためである。

本発明の課題は、以上の問題を解決し、インクペースト
の吐出圧力を精度よく、また分解能よく制御することが
できるようにすることにある。

［課題を解決するための手段］ 以上の課題を解決するために、本発明においては、イン
クタンク内のインクペーストを加圧し、インクタンクと
連通したノズルからインクペーストを吐出させ、基板上
に厚膜形成を行なう厚膜回路形成装置において、前記イ
ンクタンク内のインクペーストを直接加圧または減圧す
るピストンと、このピストンを変移させる駆動手段と、
インクタンク内のペースト圧力を検出する圧力センサと
、この圧力センサの出力値に応じて前記駆動手段を介し
て前記ピストンの変移を制御する制御手段を設けた構成
を採用した。

［作　用］ 以上の構成によれば、空気を媒介としてインクペースト
に吐出圧力を与えるのではなく、ピストンにより直接イ
ンクペーストを加圧または減圧するため圧力損失が低減
される。また、圧力センサで検出したインクタンク内の
ペースト圧力の実際値に応じてペースト吐出圧を正確に
制御できる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。

第１図は本発明を採用した厚膜回路形成装置の吐出機構
およびその制御系の構造を示している。

図において符号１４で示されているものはインクタンク
で、先端にインク吐出のためのノズル１４ａを有し、ま
たインクタンク１４内部には厚膜回路を形成するインク
ペースト１２が収容されている。

本実施例ではインクタンク１４に空気圧を印加するので
はなく、シリンダ様のインクタンク１４内に設けたピス
トン１３によってインクタンク１４内のインクペースト
１２に直接圧力を与えることによってノズル１４ａから
のペースト吐出を行なう。

ピストン１３はスライダ３０ａに固定されている。スラ
イダ３０ａには所定のネジピッチを有するネジ穴が設け
られており、このネジ穴はモータ１９の回転軸に直結さ
れたボールネジ３０と噛み合っている。

従って、モータ１９を回転させることによってスライダ
３０ａを図の上下方向で移動し、ピストン１３によって
インクタンク１４内のインクペースト１２に与える圧力
を調節することができる。

ここではモータを時計回り（図中の符号ＣＷで示す）に
回転させることによってピストン１３を下降させ、また
反時計回り（符号ｃｃｗで示す）に回転させることによ
ってピストン１３を上昇させることができる。つまり、
モータ１９の回転位置に応じて、ピストン１３を上下さ
せ、インクタンク１４内のインクペースト１２を加圧な
いし減圧することができる。

装置全体の機械的構造は、第３図に示した従来構造とほ
ぼ同様で、第１図のモータ１９、インクタンク１４は第
３図のＺ軸方向の移動を行なう駆動機構６に固定される
。その場合、スライダ３０ａは軸回りに回転しないよう
に規制され、また上下方向に摺動自在に保持される。Ｘ
Ｙテーブルその他の構造は従来と同様であるものとする
。

本実施例では、実際にインクペースト１２に与えられて
いる圧力を検出するため、インクタンク１４内には圧力
センサ１１を取り付けである。圧力センサ１１はストレ
インゲージやダイヤフラムを用いた公知の各種の圧力セ
ンサから構成する。

圧力制御は図の右側に示した制御系によって行なう。

すなわち、モータ１９はドライバ１８を介して駆動され
るようになっている。ここでは、説明を簡単にするため
モータ１９はステップモータとし、ドライバ１８はモー
タ１９の駆動パルスを形成する。その場合、モータ１９
の回転方向はドライバ１８の２つの入力端子ｃｗおよび
ｃｃｗによって制御される。

これらの端子はそれぞれモータ１９を時計回りないし反
時計回りに回転させるためのもので、いずれかの端子に
ローレベル能動のモータ駆動パルスを与えた際にそれぞ
れの回転方向にモータ１９を回転させるものとする。

端子ＣＷおよびＣＣＷにはＮＡＮＤゲート１７．１６の
出力がそれぞれ入力される。これらのゲートにはモータ
駆動パルス３２が供給されており、またそれぞれのゲー
トの残り一方の入力には比較器１５の出力すおよびａが
入力されている。

比較器１５は圧力センサ１１の出力と不図示の描画制御
部（第４図ではＣＰＵ２１に対応）から与えられる圧力
指令３１を比較し、両者が等しい場合にはその出力ａ、
ｂを両方ともローレベルにする。また、圧力センサ１１
の出力が圧力指令３１よりも大きい場合には出力端子ａ
をハイレベルに、またｂをローレベルにする。逆に圧力
センサ１１の出力が圧力指令３１よりも小さい場合には
出力ａをローレベルに、またｂをハイレベルにする。

なお、比較器１５はデジタル比較器により構成され、圧
力指令３１は描画制御部からデジタル値として入力され
るとともに圧力センサ１１の出力も不図示のＡ／Ｄ変換
器を介してデジタル値として比較器１５に入力されるも
のとする。

以上の構成によって描画制御部から所定の圧力データを
人力すると、比較器１５において圧力センサ１１によっ
て検出した吐出圧の実際値が比較され、圧力が足りなけ
ればモータ１９を時計回りに回転させて加圧を行ない、
また圧力が大きければモータ１９を反時計回りに回転さ
せて減圧を行なうことができる。この様子を第２図に示
す。

描画装置が圧力を変化させる場合、例えばインクタンク
１４を減圧する場合には、圧力指令３１をそれ以前の値
よりも小さい圧力値に変更する。

圧力指令３１の値の減少により、圧力センサ１１で検出
した実際の圧力よりも圧力指令３１の方が小さくなると
、第２図の上段に示すように比較器１５の出力ａがハイ
レベルとなり、ＮＡＮＤゲート１６を介してモータ駆動
パルス３２がドライバ１８の端子ＣＣＷに印加される。

これにより、モータ１９が反時計回りに回転され、ボー
ルネジ３０を介してスライダ３０ａおよびピストン１３
が上昇してインクタンク１４内のインクペースト１２に
与えられる圧力が減圧される。

従って、圧力センサ１１の出力値が低下し、それが圧力
指令３１と一致すると比較器１５の出力ａ、ｂはいずれ
もローレベルになり（期間Ｔ２）、ＮＡＮＤゲート１６
．１７の出力がいずれもハイレベルとなってモータ１９
が停止し、インクタンク１４内の圧力が制御装置の圧力
指令３１によって設定される値と一致する。

もし上記の減圧によって圧力が低下しすぎた場合には、
逆に比較器１５の出力すがパイレベルとなるため、これ
によってＮＡＮＤゲート１７の出力にモータ駆動パルス
３２が現れてモータ１９が時計回りに回転され、ピスト
ン１３が下降して（期間Ｔ３）同様に圧力センサ１１の
出力が再度圧力指令と一致した時点でモータ１９の駆動
が停止される（期間Ｔ４）。

加圧の場合も同様の制御により、圧力指令３１の値の変
更により実施でき、圧力指令３１の値に圧力センサ１１
で検出した圧力値が等しくなるように制御が行なわれる
。

以上のように、本実施例によればインクタンク１４に取
り付けた圧力センサの出力値と描画制御装置の圧力指令
３１を比較し、その比較結果に応じてインクタンク１４
内のピストン１３を上下させるそ一夕１９を制御し、イ
ンクタンク１４内のインクペースト１２に印加される圧
力を所望に制御できる。

上記実施例によれば、従来のように空気圧制御ではなく
直接インクペースト１２をピストン１３によって加圧ま
たは減圧するため圧力損失が小さく、高分解能でしかも
高精度にペースト吐出圧を制御することができる。圧力
制御の分解能はボールネジ３０のネジのピッチを要求さ
れる圧力変化の最小量に応じて適宜選択することで設定
できるのは言うまでもない。

また、上記実施例によればインクタンク１４内の圧力を
直接検出する圧力センサを設け、この出力と圧力指令を
比較することで圧力制御を行なっている。つまり、直接
インクタンク内の圧力の実際値を検出しており、これに
よって信頼性の高い吐出圧制御が可能である。例えば、
インクタンク１４内にインクペースト１２を充填する場
合、ペーストの粘性が高いとペースト内に気泡が混入す
ることは避けられないが、このような場合には吐出圧変
化はピストン１３の移動による容積変化分と直線的に対
応しなくなる。

このような状況においては、例えばピストン１３の高さ
をフォトセンサなどによって検出したり、モータ！９の
回転量を検出したりすることによって圧力制御を行なう
方法では正確な圧力制御が行なえないが、上記のように
インクタンク１４内に圧力センサを設けることによって
精度よく実際の吐出圧を検出することができる。

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、インクタン
ク内のインクペーストを加圧し、インクタンクと連通し
たノズルからインクペーストを吐出させ、基板上に厚膜
形成を行なう厚膜回路形成装置において、前記インクタ
ンク内のインクペーストを直接加圧または減圧するピス
トンと、このピストンを変移させる駆動手段と、インク
タンク内のペースト圧力を検出する圧力センサと、この
圧力センサの出力値に応じて前記駆動手段を介して前記
ピストンの変移を制御する制御手段を設けた構成を採用
している。つまり、空気を媒介としてインクペーストに
吐出圧力を与えるのではなく、ピストンにより直接イン
クペーストを加圧または減圧するため圧力損失が低減さ
れ、また、圧力センサで検出したインクタンク内のペー
スト圧力の実際値に応じてペースト吐出圧を制御するこ
とにより、厚膜回路の形成工程においてインクペースト
の吐出状態を高精度に、またかつ高分解能で制御できる
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用した厚膜回路形成装置の吐出機構
および吐出圧制御系の構成を示した説明図、第２図は第
１図の制御系の動作を示したタイミングチャート図、第
３図は従来の厚膜回路形成装置の機械的構造を示した斜
視図、第４図は従来の厚膜回路形成装置の制御系の構成
を示したブロック図である。 １１・・・圧力センサ　　１２・・・インクペースト１
３・・・ピストン　　　１４・・・インクタンク１５・
・・比較器　　　　１６・・・ＮＡＮＤゲート１７・・
・ＮＡＮＤゲート １８・・・ドライバ　　　１９・・・モータ３０・・・
ボールネジ ・・・圧力指令 ２・・・モータ駆動パルス 従来６鯉１傳良沿のブｏ、７フ函 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）インクタンク内のインクペーストを加圧し、インク
   タンクと連通したノズルからインクペーストを吐出させ
   、基板上に厚膜形成を行なう厚膜回路形成装置において
   、前記インクタンク内のインクペーストを直接加圧また
   は減圧するピストンと、このピストンを変移させる駆動
   手段と、インクタンク内のペースト圧力を検出する圧力
   センサと、この圧力センサの出力値に応じて前記駆動手
   段を介して前記ピストンの変移を制御する制御手段を設
   けたことを特徴とする厚膜回路形成装置。