JPH0474878B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被印刷体である基体上に電気回路を
形成する印刷回路の製造装置に関する。

〔従来技術〕

印刷回路は、各種電子機器はもちろん、家電
品、おもちや等に至るまで各種の分野で多用され
ている。

印刷回路の製造法として極めて一般的に採用さ
れているものとしては、スクリーン印刷法があ
る。この印刷法は、絶縁基体上に金属ペーストや
抵抗ペースト等をスキージによつてマスクを介し
て塗布し、これを乾燥、焼成することによつて電
気回路パターンを形成するものである。また、プ
リント基体上に導体箔を貼り、その上にフオトレ
ジストを塗付した後、回路パターンに対応したマ
スクを介して露光し、露光後の基体にエツチング
を施して回路パターン部分のみを残すことによ
り、印刷回路を形成する方法もある。

ところで、最近、ポリエステルフイルムに導電
性インクを塗布した熱転写フイルムを用い、形成
すべき電気回路に対応する金型やゴム型を用意
し、高温にしたこの金型等を基体上に置かれた熱
転写フイルム上に押圧することによつて、熱転写
フイルムに塗付した導電性インクを基体上に熱と
圧力とで転写し、電気回路を形成する、いわゆる
ホツトスタンプ法と呼ばれる手法が開発されてい
る。このホツトスタンプ法は、加工時間が極めて
少なく、ドライプロセスなので作業が簡単である
等のすぐれた特長を有している。

しかし、上記したホツトスタンプ法では、同じ
種類の印刷回路を多量に生産する場合にはさほど
問題とならないが、多種類の印刷回路を生産する
場合には、その種類の数に対応して金型やゴム型
や用意しておくことが必要であり、更に多品種小
量生産では、それらの頻繁な取付、取はずし作業
も必要となる。また、この金型等を用いる場合、
複雑な回路、微小な配線を基体上に形成すること
は困難である。更に、これら金型等の保管も必要
となる。

したがつて、マスクや金型等を使用せずに、電
気回路パターンの変更にそのまま対応することが
できる印刷回路の製造方法が望まれている。

そこで、電気回路パターン形成用の微粒子とワ
ツクスとを混合してなるペーストを耐熱性ベース
トを耐熱性ペース紙の一方の面に層状に塗布して
なるフイルムを用意し、このフイルムのペースト
層を絶縁基板の表面に密接させ、このフイルムの
他方の面を、微小発熱体が直線状に並ぶサーマル
ヘツドによつて形成すべき電気回路パターンに応
じて選択的に加熱し、これによりペーストを選択
的に溶融せしめて絶縁基板を転写するようにした
技術が知られている（例えば、特開昭60−219790
号公報、特開昭57−193091号公報、特開昭60−
214973号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記したサーマルヘツドによる方法
は、次のような問題点を含んでいる。すなわち、
ペーストを選択的に基板上に堅固に転写するに
は、ペーストを溶融するに十分な熱エネルギを必
要とするが、基板上に電気回路パターンを堅固に
形成する上で解決すべき課題が残されており、特
に、基板表面の粗さが大の場合には融着が確実に
実行されず、断線等の不良品が生じる。従つて、
信頼性、歩留まり等の点で多くの問題が残されて
いる。

本発明の目的は、信頼性の高い印刷回路を製造
できる印刷回路の製造装置を提供することであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の１つは、基体に電気回路形成用材料を
印刷し電気回路を作成する印刷回路製造装置にお
いて、印刷回路を形成すべき基体上に、これに接
する弾性ローラ体を配置し、この弾性ローラ体上
に、電気回路形成用材料層を有するキヤリア部材
を配置し、このキヤリア部材を前記弾性ローラ体
に接触するように電極を設け、前記電極に印刷回
路パターンに対応した電気信号を付与する信号付
与手段を接続し、前記基板の弾性ローラ体に対応
する裏面に加熱ローラを設けたことを特徴とする
印刷回路の製造装置にある。

また、本者明のもう一つは、基体に電気回路形
成用材料を印刷し電気回路を形成する印刷回路製
造装置において、印刷回路を形成すべき基体上
に、これに接するように抵抗層フイルムを配置
し、この抵抗層フイルムの基板への接触部分に電
極を設け、この電極と対向する基板の裏面側に、
弾性ローラ体を配置し、前記電極に印刷回路パタ
ーンに対応した電気信号を付与する信号付与手段
を接続し、前記抵抗層フイルムに電気回路形成用
材料供給手段の配置したことを特徴とする印刷回
短の製造装置にある。

また、本発明のさらにもう１つは、基体に電気
回路形成用材料を印刷し電気回路を形成する印刷
回路製造装置において、印刷回路を形成すべき基
体上に、これに接するように抵抗層フイルムを配
置し、この抵抗層フイルムの基体への接触部分に
弾性ローラ体を配置し、この弾性ローラ体と対向
する基板の裏面側に、加熱ローラを設け、前記抵
抗層フイルムに電気回路形成用材料供給手段およ
び電極を設け、前記電極に印刷回路パターンに対
応した電気信号を付与する信号付与手段を接続し
たことを特徴とする印刷電気の製造装置にある。

〔作用〕

電気回路形成用材料層を有するキヤリア部材を
電極と弾性ローラ体との間に位置させ、この状態
において、電極に回路パターンに対応した電気信
号を通電させるので、キヤリア部材の回路パター
ンに相当した部分が高温となり、電気回路形成用
材料層が溶融して弾性ローラ体上に熱転写し、さ
らに弾性ローラ体の回転により、基板上に熱転写
されるが、この場合、平滑度の粗い表面を有する
基板に対しても、弾性ローラ体により材料層を基
板になじむように転写することができる。その結
果、印刷の品質が向上し、信頼性の高い印刷回路
を基板上に形成することができる。

〔実施例〕

以下図面に基づき本発明の実施例を説明する。

第１図において、本発明の一実施例に係る印刷
回路の全体システム構成を説明する。この第１図
において、計算制御部２００は、中央処理ユニツ
ト（CPU）２０１と、読出し用専用メモリ
（ROM）２０２と、読み書き可能なメモリ
（RAM）２０３と、表示装置２０４と、キーボ
ード２０６と、入出力部２０７と、補助メモリの
一種であるデイスクメモリ２０８と、それら各機
器間でのデータ等のやりとりをするためのバス２
０５とで構成されている。印刷制御部２２０は、
入出力部２０７から与えられるデータＤを記憶
し、このデータＤに基づき、モータ５２，５９お
よび６７の速度を制御すると共に、ヘツドドライ
バ２３０に印刷回路パターンに対応した複数の通
電信号１を出力する。モータ５２はゴムローラ９
０に連結し、モータ５９は転写フイルム供給ロー
ル５７に、またモータ６７は転写フイルム巻取ロ
ーラ６５に連結している。ヘツドドライバ２３０
は、複数のスイツチ２６のオン・オフをその通電
信号１によつて制御する。この結果、電源３８か
ら、スイツチ２、通電電極部（電極部）５３、転
写フイルム５６および帰路電極６０を経由する電
気回路が形成され、上記通電信号１によつて転写
フイルム５６の抵抗層が選択的に発熱する。この
発熱によつて、ゴムローラ９０上にはインク層の
部分が選択的に熱転写され、印刷回路パターンが
形成される。

基板５５はヒータ９３を有するヒートローラ９
１および加圧ばね９２によつてゴムローラ９０に
押付けられ搬送される。ゴムローラ９０に形成さ
れた印刷回路パターンは、ヒートローラ９１によ
り加熱され、基板５５に熱転写される。ヒータ９
３は印刷制御部２２０によつて加熱量を制御され
る。また、６４は剥離ローラであり、転写フイル
ム５６とゴムローラ９０との剥離を行なう。ま
た、モータ５９とモータ６７は、転写フイルム５
６がたるまないように、そのフイルムに張力を付
与するように運転され、ゴムローラ９０と転写フ
イルム５６との接触面が移送方向にずれないよう
にモータ５２と協調して速度制御される。

さて、第１図のシステムの動作、特に印刷手順
は、次のようである。まず、キーボード２０６、
スキヤナ（図示せず）、デイジタイザ（図示せず）
などの入力装置から、印刷回路の設計仕様に従つ
て、電気回路が入力され、配線データが作成され
る。この作成は、表示装置２０４を介して対話方
式で作成される。なお、このデータ作成のための
支援プログラムは、メモリ２０２に記憶されてお
り、CPU２０１がこのプログラム手順に従つて、
入力データに対応した配線データを作成し、メモ
リ２０３に記憶する。配線データの作業が完成す
ると、メモリ２０３の内容はデイスクメモリ２０
８に格納される。印刷回路を製造するに際して
は、デイスクメモリ２０８に記憶されているライ
ブラリから印刷すべき回路に対応するデータを読
取り、このデータＤを印刷制御部２２０に転送す
る。このデータＤには、回路パターンに対応する
データの他に、駆動部を制御するための上記した
如きデータが含まれている。制御用データは、デ
イスクメモリ内に記憶していても良いし、あるい
はキーボード等から入力するようにしても良い。
印刷制御部２２０は、このデータＤに基づき、駆
動部を制御すると共に、通電信号１をヘツドドラ
イバ２３０に出力する。これにより、ゴムローラ
９０上にインク層が選択的に転写され、モータ５
２によつてゴムローラ９０を回動させ、剥離ロー
ラ６４にて転写フイルム５６とゴムローラ９０と
の間の剥離を行なう。ゴムローラ９０に転写した
導電インク１４はヒータ９３よりなるヒートロー
ラ９１および加圧ばね９２により加熱加熱され基
板５５に接着される。これらの一連の動作は、印
刷回路の製造終了に対応するｎライン分につき行
なわれる。帰路電極６０は、この例ではローラ表
面に導電性金属の針を設けており、転写フイルム
の抵抗層を貫通する。なお、ゴムローラ９０の代
わりにベルトを使用してもよい。

このように、第１図の実施例においては、簡単
に、しかも自動的に印刷回路を製造することがで
きると共に平滑度が粗い表面を有する基板５５に
対しても、ゴムローラ９０によつて押圧されるの
で、導電インク１４を基板５５に高品質で転写す
ることができる。そして、使用する転写フイルム
の種類や、製造する印刷回路の種類の変更に対し
ても、印刷制御部２２０に与えるデータＤを修正
することで全く自由にかつ最適に制御できる。

次に、通電電極部５３の具体的な実施例を第２
図により説明する。第２図において、電極部５３
は、電極素子である導体２０、絶縁体２１、弾性
部材（この例ではゴム）２２およびベース２３の
積層構造となつている。この例の電極部５３は、
各電極が基板の移送方向に対して直角方向になる
ように配置され使用される。導体２０としてはＷ
等の導電材、絶縁材２１としてはポリイミド等が
使用できる。ゴム２２は、基板５５が平坦でなく
凹凸を有している場合においても、ヘツドがその
凹凸に合せて完全に転写フイルムに接触するため
に設けている。

次に、第３図により通電ヘツドの具体的な回路
構成について説明する。第３図において、共通電
極２５（前述の帰路電極に相当）から流入した電
流は、転写フイルムにおける抵抗層の抵抗２６，
２７，２８を通り通電ヘツド４４に流入する。通
電ヘツド４４は、大きく分けて通電電極部５３と
ヘツドドライバ２３０とで構成されており、通常
電極２９，３０，３１、抵抗３２，３３，３４、
スイツチング素子であるトランジスタ３５，３
６，３７、AND回路３９，４０，４１、ラツチ
４２、シフトレジスタ４３で構成される。入力デ
ータはDATA線で、シフトレジスタ４３に
CLOCK（シフトクロツク信号）により入力され
る。３８は共通電源であり、電圧調整可能なもの
を用いる。

シフトレジスタ４３のデータは、ラツチ
（LATCH）信号により、ラツチ回路４２にラツ
チされる。ラツチの各データが１で、ST１，ST
２（ストローブ信号）が１のAND出力の時トラ
ンジスタを導通し、通電が行なわれ、抵抗層は発
熱する。

次に、本発明における通電発熱転写動作を第４
図を用いて説明する。第４図に示す転写フイルム
は、フイルムベースを兼ねた抵抗層９、導電イン
ク層１２からなり、通電電極４と帰路電極８によ
り通電する。通電信号１でスイツチ２が導通し、
DC電源３が電極４，８間に印加される。通電電
極４より流入した電流は、抵抗層９の見かけ上の
抵抗５、導電インク層１２、抵抗７および帰路電
極８を通つて流れる。通電電極４の接触面積を小
さくすることで、抵抗５での電流は集中して発熱
する。帰路電極８では接触面積が大きいため電流
は分散し発熱しない。発熱により、導電インク層
１２は、溶融し、被転写体１６に、導電インク１
４を接着する。この場合、通電電極４をバネ１８
により転写フイルムに押当て、インクが素材形状
に沿つて接着するようにする。この時、発熱終了
後、溶融したインクは、固まり始めるが、素材表
面上のインクが固まり、抵抗層９側のインクが溶
融状態の時に、転写フイルムを被転写体より剥離
することによつて、導電性のインク１４が転写さ
れる。

第５図は、本発明に用いる転写フイルムの構造
を、抵抗層９、アルミニウム箔等の導電層１０、
導電インク層１２とした場合の一実施例を示す。
導電層１０を電流が通るため、通電電極下での発
熱が集中し、安定する。特に、インク層１２とし
て、抵抗性インクを使用することが出来るため、
被転写体１６上に、このインク１４により抵抗素
子を作成可能となる。

第６図は、本発明に用いる転写フイルムの構造
を、抵抗層９、導電層１０、剥離層１１、導電イ
ンク層１２とした場合の一実施例を示す。剥離層
１１を設けたことにより、導電インク層１２を基
体へ転写しやすくした。

なお、抵抗層は、ポリカーボネートフイルム、
導電インク層の導電材には、Ag，Au，CuにAg
コート、AlにAgコートを、また、抵抗材料には
Ｃ等が使用できる。これらの金属を混入するバイ
ンダにはポリエステル系の樹脂等が使用でき、基
体に接着するために200℃〜250℃と高温加熱を要
するため上記通電転写方式が有効な手段となる。

第７図は、本発明の他の実施例を示すもので、
この図において第１図を同符号のものは同一部分
である。この実施例は、転写フイルムへ導電イン
ク１４を塗布する再生機構を設けたものであり、
導電インク９５をヒートローラ９１により溶融し
抵抗層９に塗布する機構を設けた。この機構は帰
路電極９９、塗布量を調節するブレード９８、抵
抗層フイルム９を搬送するローラ９６，９７より
なる。

この実施例によれば、前述した実施例と同様に
基板へのインク転写の品質を向上させることがで
きるばかりでなく、インクの再生機能を有し、資
源の有効利用が可能である。

第８図は、本発明の他の実施例を示すもので、
この図において第１図および第７図と同符号のも
のは同一部分である。この実施例は導電ヘツド
で、抵抗層上に導電インクを印刷したのち、加
熱、圧接して基板にインクを接着させるもので、
具体的には、導電インク９５を通電電極部５３に
より抵抗層フイルム９上に印刷し、ヒートローラ
９１により基板５５に接着する。導電インク９５
の表面を平らにするヒートローラ１００、ブレー
ド９８、帰路電極９９よりなる。なお、第７図，
第８図に示す抵抗層フイルムを第１図のような構
成にしても可能である。

第７図，第８図に示す装置とも、ゴムローラ５
０の使用により基板への印刷の品質を向上させる
ことができると共にランニングコストの低減に効
果がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、印刷品
質が高く、信頼性の高い印刷回路を製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例を示す図、第
２図は本発明に用いられる通電ヘツドの通電電極
の一実施例を示す斜視図、第３図は本発明に用い
られるヘツドドライバーの一実施例を示す図、第
４図ないし第６図はそれぞれ本発明における通電
発熱転写動作を説明する図、第７図は本発明の他
の実施例を示す図、第８図は本発明のさらに他の
実施例を示す図である。 １…通電信号、２…スイツチ、３…DC電源、
４，２９〜３１…通電電極、８…帰路電極、９…
抵抗層、１０…導電層、１１…剥離層、１２…導
電インク層、１４…インク、２５…共通電極、２
６…抵抗層の抵抗、３２〜３４…抵抗、３５〜３
７…トランジスタ、３８…共通電源、３９〜４１
…AND回路、４２…ラツチ、４３…シフトレジ
スタ、４４…通電ヘツド、５０…ゴムローラ、５
２…モータ、５３…通電電極部、５４…ばね、５
５…基板、５６…転写フイルム、５７…転写フイ
ルム供給ローラ、６０…帰路電極ローラ、６５…
転写フイルム巻取ローラ、９１，１００…ヒート
ローラ、９５…導電インク、９８…ブレード、９
９…帰路電極、２００…計算制御部、２２０…印
刷制御部、２３０…ヘツドドライバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基体に電気回路形成用材料を印刷し電気回路
   を作成する印刷回路製造装置において、印刷回路
   を形成すべき基体上に、これに接する弾性ローラ
   体を配置し、この弾性ローラ体上に、電気回路形
   成用材料層を有するキヤリア部材を配置し、この
   キヤリア部材を前記弾性ローラ体に接触するよう
   に電極を設け、前記電極に印刷回路パターンに対
   応した電気信号を付与する信号付与手段を接続
   し、前記基体の弾性ローラ体に対応する裏面に加
   熱ローラを設けたことを特徴とする印刷回路の製
   造装置。 ２ 基体に電気回路形成用材料を印刷し電気回路
   を形成する印刷回路製造装置において、印刷回路
   を形成すべき基体上に、これに接するように抵抗
   層フイルムを配置し、この抵抗層フイルムの基体
   への接触部分に電極を設け、この電極と対向する
   基体の裏面側に、弾性ローラ体を配置し、前記電
   極に印刷回路パターンに対応した電気信号を付与
   する信号付与手段を接続し、前記抵抗層フイルム
   に電気回路形成用材料供給手段を配置したことを
   特徴とする印刷回路の製造装置。 ３ 基体に電気回路形成用材料を印刷し電気回路
   を形成する印刷回路製造装置において、印刷回路
   を形成すべき基体上に、これに接するように抵抗
   層フイルムを配置し、この抵抗層フイルムの基体
   への接触部分に弾性ローラ体を配置し、この弾性
   ローラ体と対向する基体の裏面側に、加熱ローラ
   を設け、前記抵抗層フイルムに電気回路形成用材
   料供給手段および電極を設け、前記電極に印刷回
   路パターンに対応した電気信号を付与する信号付
   与手段を接続したことを特徴とする印刷回路の製
   造装置。