JPH02307290A - 直接描画装置及び方法 - 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Ｊ 本発明は、直接描画装置及び方法、さらに詳細には、ノ
ズルに対して所定速度で相対的に移動するテーブル上に
配置された回路基板にノズルから［従来の技術］ 従来、このような直接描画装置を用いて、例えば第１Ｏ
図に図示されたようなハイブリッドＩＣのパターン４５
を描（場合には、第１１図に図示されたように、半田付
けする部分や部品搭載部分、抵抗パターンが後で描画さ
れるパッド部分等のように閉ループ状に形成されたボッ
クス状部分４６と、これらのボックスを結ぶライン４７
から構成される場合が多い。

このようなパターン４６．４７を直接描画装置で描画す
る場合に、ライン状の部分４７とボックス状の部分４６
は異なる方法で描画される。即ちライン状の部分４７は
、ユーザが１描画ラインの線幅と必要なライン幅を入力
することで描画装置に組み込まれたソフトウェアにより
、そのラインに沿って複数回往復することによりライン
状のパターンが形成される。この往復時は、徐々にユー
ザの要求する線幅に近ずくように入力データに対し左右
に一定値づつオフセットされていく。このオフセット量
は描画装置のソフトにより自動計算で又はユーザが手動
により設定する。

一方ポツク又状の部分４６は、異なる方法が用いられ、
これらが第１２図と第１３図に図示されている。通常、
描画すべきパターンのデータは、そのパターンの輪郭の
各節点の座１５群として外部コントローラより通信で送
られてくる。例えば形成すべきパターンを第１２図（Ａ
）に図示したような矩形状のパターン５０とすると、描
画装置は、第１２図（Ｂ）に図示したようにパターン５
０の節点５０ａ〜５０ｄを結ぶようにパターン５０の外
形線に沿って周囲を描画し、ペーストを塗布してライン
５１を描画する。続いてその内側５２を、第１２図（Ｃ
）に図示したようにユーザにより指定された方向とピッ
チで順次塗りつぶしくハツチングし）、矩形状のパター
ン５０を形成する。この内側５２をノズル５３よりペー
スト５４を吐出し塗りつぶす状態が第１３図に図示され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ 通常描画ライン５１は、その線幅りが１００〜１５０Ｌ
Ｌｍぐらいあるので、外形ライン５０に沿って描画する
と、描画ライン５１の一番外側５１ａは、外形ライン５
０より線幅の約１／２である５０〜７５μｍぐらいはみ
出してしまい、隣接するラインとショートしてしまう恐
れがある。

これを防止するために送信される描画データを縮小する
と、操作が複雑となり、時間が必要となるとともに、描
画データの管理が煩雑になるという問題がある。

又描画すべきパターンが、第１４図に図示されたような
複雑なパターン５５になると、５５ａの部分では多数の
ラインを折り返して引く必要があり、折り返すごとにノ
ズル５３から吐出されるペースト５４の１を制御しなけ
ればならない。

従って、その制御並びにノズルからペーストを吐出させ
る空気圧のオンオフの時間が必要となるために、描画時
間がかかるとともに、良好なパターンを描くことができ
ないという問題がある。

従って、本発明は、このような聞届点を解決するために
なされたもので隣接するパターンとの接触がなく、又描
画時間を短縮でき、良好な描画パターンを描くことが可
能な直接描画装置及び方法を提供することを課題とする
。

［課題を解決するための手段］ 本発明においては上述した課題を解決するために、ノズ
ルに対して所定速度で相対的に移動するテーブル上に配
置された回路基板にノズルがらペーストを吐出させ、回
路基板上にパターンを描画する直接描画装置において、
描画すべきパターンの閉ループ輪郭線の内側を識別する
手段と、前記輪郭線の内側に所定量オフセットした描画
ラインを演算する手段とを設け、前記描画ラインに沿っ
てパターンを描画する構成を採用した。

又、本発明では、ノズルに対して所定速度で相対的に移
動するテーブル上に配置された回路基板にノズルからペ
ーストを吐出させ、回路基板上にパターンを描画する直
接描画方法において、描画すべきパターンの閉ループ輪
郭線の内側を識別し、輪郭線より内側に向い所定１オフ
セツトして輪郭線に沿って周囲を描画し、更に内側に所
定量オフセットさせて輪郭線に沿って周囲を描画し、こ
れを繰返すことによりパターンを描画する構成も採用し
ている。

［作　用］ このような構成では、描画すべきパターンの輪郭線をそ
の中心線としてパターンを描画するのではなく、輪郭線
の内側に所定量オフセットして、パターンを描画するこ
とになるので、描かれたパターンは、外形線よりはみ出
すことがなく、隣接する描画パターンとの接触も少なく
なる。パターンの輪郭線の内側へオフセットすべき量は
、ペーストの吐出線幅の約半分に相当する量に設定され
る。又矩形状のパターンを描く場合、従来のように折り
返すのではなく、パターンの輪郭線より内側に向い一定
間隔づつパターンを縮小描画させ、回路パターンを形成
するようにすると、制御が容易になり、描画時間を顕著
に減少させることが可能になる。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。

第１図には、本発明方法に係わる直接描画装置が、また
第２図には第１図の装置の制御系の構造が図示されてい
る。

第１図において、符号１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テーブル２上
の所定位置に位置決めされる。

この基板１に対して導体および絶縁体を形成するペース
ト３ａを吐出するインクペン４のノズル３はＸＹテーブ
ル２に対して垂直に配置され、ＸＹ平面に垂直なＺ軸方
向にモータ５を介して移動される。

ノズル３からのペースト３ａの吐出および吐出停止、Ｘ
Ｙテーブル２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、
回路基板１上に各種の回路膜を形成することができる。

その際、回路基板ｌの凹凸は光学距離センサに対応する
高さセンサ６によって検出され、ノズル３の高さはＺ軸
方向に沿ってモータ５を介して自動的に制御される。

第２図は、この直接描画装置の制御部を含む構成を示す
ブロック図であり、２０はＣＰＵ、ＲＯＭ、　　ＲＡＭ
等からなるマイクロコンピュータであり、入出力ｐ　ｉ
在２１を介してＣＡＤシステム３０から後述するような
描画パターンを含む描画データを入力して必要なデータ
をメモリ２２に一時格納し、また予めメモリ２２に格納
されているプログラムや各種データも使用して、この直
接描画装置の各部を統括制御することによって、ＸＹテ
ーブル２上に位置決め載置されたセラミック等からなる
基板１上に厚膜回路を形成する。

すなわち、このマイコン２０はモータコントローラ２３
に描画データに応じたＸＹテーブル制御信号を出力して
、このモータコントローラ２３によってモータ２４（実
際にはＸ方向駆動用とＹ方向駆動用２個のモータがある
）を駆動制御させ、シリンダに保持されたノズル３に対
して、基＋Ｎ　１が所要の軌跡を描いて相対移動するよ
うに、ＸＹテーブル２を移動させる。

また、描画を開始する前に、高さセンサ６によって基板
ｌの描画面全体の高さ変動を測定して、その測定結果を
座標値と対応させてメモリ２２に記憶させる。

描画時には、そのデータを読み出してモータコントロー
ラ２５にノズル位置制御信号を出力し、そのモータコン
１〜ローラ２５にモータ５を駆動制御させて、セラミッ
ク基板ｌの描画面の高さ変動を補正するようにノズル３
を上下動させ、それにメ反 よってノズル３とセラミック基ｆｒ１の描画面との間隔
を常に適正に保つようにする。

さらに、マイクロコンピュータ２０は設定された空気圧
に応じた信号を電空変換器２６に出力して空気源２７か
らの高圧の空気圧を設定圧力に変換し、電磁弁２８を開
くように制御してその空気圧をインクペンに供給し、ノ
ズル３からインクペン４内のペーストを所定流量で吐出
させて、設定された基本線幅で厚膜回路を描画させる。

ＣＡＤシステム３０は、パーソナルコンピュータを使用
して、デジタイザ４０によってデジクイズした回路パタ
ーンの輪郭線（一般に外形線）のデータを人力して描画
データを作成するシステムであり、この実施例では主と
してこのＣＡＤシステムによって描画データを作成処理
するようにしている。

次にこのように構成された装置の動作を、第３図に図示
されたフローチャートに従って説明する。

描画装置によって描画すべきパターンが、第４図に図示
されたようなパターン６０である場合について説明する
。このパターン６０は、複数の節点Ｐ１〜Ｐ９を有し、
その各節点のＸ座標、Ｘ座標が１つのパターンデータと
して連続してメモリ２２に格納されている。この格納状
態が第５図にテーブルの形で図示されている。

まず第３図のステップＳｌにおいて、描画すべき一連の
閉ループの描画データのうち最もＸ座標の小さい点、即
ち最左点を求める。第４図のパターン６０ではＰ２、Ｐ
３、Ｐ７、Ｐ８の各点がこれに該当する。ステップＳ２
において最左点データが複数あると判断された場合に、
ステップＳ３において、複数点のうちＸ座標の最も小さ
い点を出発点とし、又最左点データが−っである場合に
は、ステップＳ４に移ってステップＳ１で求めた点を出
発点とする。

このように出発点が定まった場合には、ステップＳ５に
おいて出発点の前後のデータのＸ座標の大小を比較し、
データ処理をメモリに格納されたデータ格納類に行なう
か、あるいは逆順に行なうかを決定する。即ら第６図に
図示したように、Ｐ　ｎを出発点とし、１〕１１＋ｌの
Ｘ座標がＰ　ｎ−１のＸ座標より大きい場合（即ち第６
図（Ａ））、データの処理なＰ　ｎ、　　Ｐｎ＋１　、
　Ｐｎ÷２．−Ｐｍ、Ｐｉ　、Ｐ２　、Ｐｎ−１と行な
い（Ｐｍは最終データ）、−力筒６図（Ｂ）のように逆
の場合にはデータ処理をＰｎ　、　Ｐｎ−１、Ｐｎ−２
、−Ｐ２、Ｐｌ、Ｐｍ、・・・Ｐ　ｎ＋１　と処理して
いく。

このように、ｘ、Ｘ座標点のうち最も小さい点を求め、
処理方向を決めることは、閉ループの外形線の内側を認
識していることになる。

次に、現状の処理点と次の処理点（第７図において現状
点がＰｌ、次の点がＰｉ＋１．以下この図にもとづいて
説明する。）で結ばれる線分と平行で、描画線幅の半分
幅処理の進行方向右側にオフセットした直線℃１の方程
式を計算する（ステップＳ６）。同様に、Ｐ　ｉ＋１点
とＰ　ｉ＋２で結ばれる線分と平行で、描画線幅の半分
幅処理の進行方向右側にオフセットした直線ｆ２２の方
程式を計算する（ステップＳ７）。

次に直線ｆ２１と２２の交点を求めメモリに格納しくス
テップＳ８）、処理をひとつ進める（ステップＳ９）。

処理が一巡したら（ステップ５ＩＯ）、内側にオフセッ
トしたデータをもとにその線に沿って外周を描画しくス
テップ５ｌ１）、その内側を所定方向所定ピッチで描画
し塗りつぶしていく　（ステップ５Ｌ２）。

このように、ある特定点の決定とデータ処理方向を決定
することで、閉ループパターンの内側を認識し、第８図
に示すように、パターンの形状によらず、常に内側へ一
定値オフセットしたデータを作成し、それに沿って所定
の描画を行なうことができる。従って、このオフセット
惜をユーザが指定することにより、本装値本体で自由に
縮小することができ、設計したパターン自体を変更また
は新たに作成する必要がな（なるため、時間短縮、及び
データ処理のわずられしさから解放されることになる。

更に、オフセット量を描画線幅の半分幅だけでな（、任
意に設定することで、パターンを縮小したり拡大したり
することが可能となる。

また、第１４図に示すようなパターンを従来方式で行な
うと、前述したように５５ａの部分で短い線の集合とな
り、描画ラインの初めと終りでは、空気圧のオン、オフ
の時間遅れがあり、それをＸＹテーブル駆動と同期させ
ているため、描画時間が長くなるという欠点がある。こ
れに対して、本実施例では、従来のように折り返すので
はなく、第９図に図示したように、上述した方法で順次
オフセットしたデータを求め、パターンの輪郭線より内
側に向い一定間隔づつパターンを縮小描画させ、回路パ
ターンを形成するようにすると、長い線を描画すること
になり、空気圧のオン、オフを減らすことができ、描画
時間を顕著に減少させることが可能になる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では、描画すべきパターン
の閉ループ輪郭線の内側を識別し、輪郭線の内側に所定
量オフセットした描画ラインに沿ってパターンを描画す
るようにしているので、描かれたパターンは、外形線よ
りはみ出すことがなく、隣接する描画パターンとの接触
が顕著に減少し、良好な描画が可能になる。

また、輪郭線より内側に向い所定量オフセットして輪郭
線に沿って周囲を描画し、更に内側に所定量オフセット
させて輪郭線に沿って周囲を描画し、これを繰返すこと
によりパターンを描画するようにしているので、描画時
間を顕著に減少させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わる直接描画装置の構成を示した
斜視図、第２図は第１図の制御系の構造を示したブロッ
ク図、第３図は制御の流れを説明するフローチャート図
、第４図は描画すべきパターンの形状を示した説明図、
第５図は、第４図のパターンの節点の座標をメモリに格
納した状態を示す説明図、第６図（Ａ）、（Ｂ　）は出
発点がら描く順序を示した説明図、第７図は、輪郭線よ
り所定量内側にオフセットした点を求める工程を示した
説明図、第８図は、オフセラ１〜されたラインの全体を
示す説明図、第９図は、オフセットされたラインに沿っ
てパターンを描く状態を示した説明図、第１０図はハイ
ブリッドＩＣのパターンを示す説明図、第１１図は、第
１０図のパターンの基本的な構成部分を示した説明図、
第１２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は従来のパターン描画
方描画方法を示す説明図である。 ■・・・基鈑　　　　　　２・−Ｘ、Ｙテーブル３−ノ
ズル　　　　　４−・−インク弁６・・・高さセンサ ２０・・−マイクロコンピュータ ２２・・・メモリ 市・ｌｆＪ七−矛島ね１ε７〒・すフ０・フ２ろ第２図 第４図　　　　　　　　宮５図 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）偽蟲・ｉ
］自ｆｌ説ｅ月記 に′７１：′、、、ト’ｙイレの一η　　　　　　　　
　　　　　　　　　　羽６ａ刀シへ乞ホ１力昭第８図　
　　　　　　　　第９図 ハイフリｒｋ”ｔマク−Ｖ詔チ躬 第１０図 バフーシの、参オＡ詐戒司ａ 第１１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ノズルに対して所定速度で相対的に移動するテーブ
   ル上に配置された回路基板にノズルからペーストを吐出
   させ、回路基板上にパターンを描画する直接描画装置に
   おいて、 描画すべきパターンの閉ループ輪郭線の内側を識別する
   手段と、 前記輪郭線の内側に所定量オフセットした描画ラインを
   演算する手段とを設け、 前記描画ラインに沿ってパターンを描画することを特徴
   とする直接描画装置。 ２）前記オフセット量をペーストの吐出線幅の約半分に
   相当する量としたことを特徴とする請求項第１項に記載
   の直接描画装置。 ３）ノズルに対して所定速度で相対的に移動するテーブ
   ル上に配置された回路基板にノズルからペーストを吐出
   させ、回路基板上にパターンを描画する直接描画方法に
   おいて、 描画すべきパターンの閉ループ輪郭線の内側を識別し、 輪郭線より内側に向い所定量オフセットして輪郭線に沿
   って周囲を描画し、 更に内側に所定量オフセットさせて輪郭線に沿って周囲
   を描画し、 これを繰返すことによりパターンを描画することを特徴
   とする直接描画方法。