JPH0918116A - 回路基板作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電インク記録ペンをＸＹ方向に移動させて
配線パターンを作成する回路基板作成装置において、描
かれる導電パターンの太さ及び厚みを一定なものとする
装置を提供する。 【構成】 導電インク記録ペンを持つワークブロックに
距離センサを設け、この距離センサを用いてあらかじめ
導電パターンを記録すべき軌跡に関する凹凸状態を測定
し、この測定結果に基づき導電インク記録ペンを上下動
させて該ペンの高さを適正なものに維持するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、簡易な回路基板作成装
置に関するものである。導電性インクをペンにより描く
ことで配線パターンを作成するものである。

【０００２】

【従来の技術】回路基板としては、エポキシ基板上にプ
リント配線を施したプリント基板、ポリイミドシート上
にプリント配線を施した柔軟なフレキシブルプリント基
板等がある。これらの基板は、いずれも印刷工程やエッ
チング工程など多くの工程を経て製作される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、一般に、こ
のような回路基板は大量な生産を行なう場合に適してい
る。実験的に試作品等を製作する場合、ユニバーサル基
板等を用いて手作業で回路基板を作成しなければならな
かった。この発明は、この点に鑑みて成されたもので、
簡易な装置構成でプリント基板の作成を可能にするもの
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため、この発明で
は、回路基板を作成するためのワーク片と、信号に応じ
て上記ワーク片に対して相対的にＸ及びＹ方向に移動す
るワークブロックと、上記ワーク片に対する高さを測定
する変位センサと、上記ワーク片に対して導電性インク
を用いて所定の導電パターンを作成するパターン作成機
構とを有し、上記ワークブロックに信号に応じてＺ方向
に移動可能に取り付けられた上下移動部と、上記ワーク
片上に所定の導電パターンを作成する際、上記変位セン
サを用いて該ワーク片と上記パターン作成機構との間隔
を所定の値に維持するよう上記ワーク片と上記ワークブ
ロックとを信号に応じて相対的にＸ、Ｙ及びＺ方向に移
動するとともに該ワークブロックに取り付けられた上下
移動部を信号に応じて上下に移動する制御手段と、を設
けた。

【０００５】

【作用】基板となるべきワーク片上に導電性インクを用
いて配線パターンを描くようにしたので、少量の製作に
適合する。

【０００６】

【実施例】以下、本発明を図面の１実施例を図面を参照
して説明する。図１はこの発明の基板作成装置の要部の
構成を示す構成説明図、図２は図１のパターン作成機構
とワークとの間隔の変動を示す説明図、図３は図２のデ
ータに基づいてパターン作成機構の高さを上下動させる
データを示す説明図、図４は図１の装置のパターン作成
機構の基準高さ調整方法を示す説明図、図５は本発明の
第２実施例に関わる上下移動部の構成を示す説明図であ
る。図において、１０は回路基板作成装置、１１は基板
作成面、１２はＸ移動機構、１３はワークブロック、１
４はこのワークブロック１３の上下移動部、１５は距離
センサとしての変位センサ、１６はパターン作成機構、
１７は切断機構、１８は高さ調整ブロック、１９は制御
部である。

【０００７】まず、図１を参照して本発明に係る基板作
成装置を説明する。この基板作成装置１０は記録面１１
上に回路基板となるワーク片を載置する。このワーク片
としては、フレキシブル配線基板となりうるポリイミド
シートが好適である。この基板作成装置１０にはＸ移動
機構１２が備えられている。このＸ移動機構１２は制御
手段１９１からのＸモータ１９４への信号に応じてＸ軸
方向に移動するものである。そして、このＸ移動機構１
２には、制御手段１９１からのＹモータ１９６への信号
に応じてこのＸ移動機構１２に沿ってＹ軸方向に移動す
るワークブロック１３が備えられている。

【０００８】ワークブロック１３には、制御手段１９１
からの上下移動モータ１９８への信号に応じて上下動す
る上下移動部１４が備えられている。そして、この上下
移動部１４には、作成面１１上に載置されたワーク片と
の距離を測定するための変位センサ１５と導電性インク
を用いて配線パターンを描くパターン作成機構１６及び
ワーク片を切断するワーク切断機構１７とが設けられて
いる。なお、ここで、１９５、１９７はそれぞれＸモー
タ１９４、Ｙモータ１９６の回転数を検出するＸエンコ
ーダ、Ｙエンコーダであり、それぞれ公知のサーボ機構
を形成するものである。

【０００９】パターン作成機構１６は、図４に示されて
いるように導電インク供給管１６２を介して導電性イン
クが補充され所定のタイミングでこのインクを吐出して
配線パターンを描く導電インク噴射ペン１６１を有して
いる。この導電インク吐出ペン１６１はこの上下移動部
１４にホルダ１６３を介して取り付けられ、また上下調
整つまみ１６４により上下方向の位置調整が可能な構成
を有している。このような導電性インクを吐出して配線
パターンを作成する場合、作成すべき基板（ポリイミド
シート等）の表面とパターン作成部の先端吐出口との間
の距離を所定値に維持することが必要である。従って、
この装置では、まずパターン作成部の上下移動部１４の
保持高さの調整を行なう。この保持高さの調整は、図１
の高さ調整ブロック１８にワークブロック１３の上下移
動部１４を位置づけることにより行なわれる。

【００１０】図４は、制御手段１９１の指令に基づくＸ
モータ１９４及びＹモータ１９６の動作によりワークブ
ロック１３の上下移動部１４を高さ調整ブロック１８に
位置づけた状態を示したものである。高さ調整ブロック
１８は第１基準高さ１８１、第２基準高さ１８２及び第
３基準高さ１８３を有しており、段差ｈ１がパターン作
成機構１６の、段差ｈ２が切断機構１７のそれぞれ適正
保持高さに一致している。変位センサ１５により上下移
動部１４を所定の高さＨに維持する。

【００１１】変位センサ１５は、この実施例装置ではキ
ーエンス社ＬＴ８０００を用いており、そのセンサ中心
（ＳＣ）からレーザー光を発射し目標物からの反射光を
得、焦点距離に基づき目標物までの距離を測定するもの
である。そして、この変位センサ１５からの測定距離信
号Ｓｖが制御手段１９１（図１）に入力され、上下移動
部１４の上下動作を行なう上下移動モータ１９８の制御
に利用される。このようにして、この装置の上下移動部
１４は一定の高さＨに維持される。

【００１２】さて、このようにして上下移動部１４が一
定の高さＨに位置づけられると、オペレータはこの上下
移動部１４のパターン作成機構１６の位置調整を行な
う。この位置調整はパターン作成機構１６の上下調整つ
まみ１６４を操作することにより行なわれる。上下調整
つまみ１６４をゆるめることにより、ホルダ１６３をフ
リーな状態とすることができ、パターン作成機構１６の
導電インク吐出ペン１６１を上下に移動することが可能
な構成となっている。上下調整つまみ１６４をゆるめホ
ルダ１６３とともに導電インク吐出ペン１６１を下降さ
せてこのペン１６１の先端を第２基準高さ１８２に当接
させる。そして、上下調整つまみ１６４を逆に回しホル
ダ１６３を固定する。これにより、導電インク吐出ペン
１６１の先端は適正高さｈ１に調整される。変位センサ
１５を用い、上下移動部１４を一定の高さＨに位置づけ
ている限り、導電インク吐出ペン１６１を適正高さ距離
に維持することができる。

【００１３】切断機構１７もまた、この時点で位置調整
を行なう。切断ペン１７１は、上述した導電インク吐出
ペン１６１と同様に、そのホルダ１７２、上下調整つま
み１７３を介して上下移動部１４に取り付けられてい
る。したがって、この切断ペン１７１についも、その上
下調整つまみ１７３をゆるめることで、ホルダ１７２と
ともに切断ペン１７１を上下に移動できる。この実施例
では、第１基準高さ１８１と第２基準高さ１８２との間
の第３基準高さ１８３に当接する高さに調整される。

【００１４】以上の位置調整が完了したのち基板作成動
作が開始するが、この実施例装置では、この基板作成動
作に先立ち、導電インク吐出ペン１６１により導電パタ
ーンが記録されるべき基板部材の凹凸状態の測定を行な
う。この実施例では、基板部材としてフレキシブルプリ
ント基板となるポリイミドシートを用いている。今、図
１に示す点Ａから点Ｂまでの導電パターンを描く場合を
考える。この導電パターンデータは、一般には画像デー
タ出力装置１９４などから供給される。まず、このデー
タにしたがい、始点である点Ａの直上に上下移動部１４
の変位センサ１５のセンサ中心ＳＣを位置づける。この
時の変位センサ１５の高さは先に調整した高さＨのまま
である。そして、この変位センサ１５のセンサ中心ＳＣ
をこのデータにしたがって終点である点Ｂまでその高さ
（センサ中心ＳＣから直下のポリイミド基板までの距
離）を測定しながら移送する。

【００１５】図２は、この時の変位センサ１５の出力信
号Ｓｖをプロットしたものである。点Ａ、点Ｂ及びその
中間位置付近が凸に、それらの各中間部が凹となってい
る。このセンサ出力Ｓｖは、適当な時間間隔でサンプリ
ングされ図示しないＡＤ変換器によりデジタル値に変換
されて制御手段１９１のメモリに格納される。

【００１６】次いで、制御手段１９１は、パターン作成
機構１６の導電インク吐出ペン１６１の先端中心（Ｐ
Ｃ）をこの直線の始点Ａに位置づける。そして、そのメ
モリから変位センサ１５が読み取ったデータを読みだし
て、図３に示す信号を上下移動モータ１９８に付与しな
がらこの直線に沿って導電インク吐出ペン１６１を移動
させて記録を行なっていく。これにより、導電インク吐
出ペン１６１の先端と記録すべき導電パターンに対応す
る基板部材との距離（間隔）を適正距離ｈ１に維持しな
がら記録を行なうことができる。このことにより、描か
れる導電パターンの太さ及び厚みを一定とすることがで
き回路パターンとして十分な機能を達成する。

【００１７】以上のように、導電パターンデータに対応
する基板部材の凹凸測定及びこの測定データに対応した
導電インク吐出ペン１６１の上下運動をともなった吐出
記録移動とにより一つの回路基板の導電パターンを完成
する。切断機構１７は、このようにして作成された回路
基板をワークシート１１１から切り取るために使用され
る。図６に示すように、切断機構１７の切断ペン１７１
を切断線１１３上に位置づけ、（ｈ２＋ワークシート１
１１の厚み）だけ上下移動部１４を下降させて、該切断
線１１３に沿って移動させる。これにより、ワークシー
ト１１１から、配線パターン１１２が描かれた回路基板
を切り取ることができる。なお、図６の例は、先に説明
した実施例と異なり、長尺のワークシート１１１をＸ軸
方向に、ワークブロック１３をＹ軸方向に移動させる型
の回路基板作成装置に関するものである。このように、
この発明は、基板部材となるワークシート１１１を静置
し、ワークブロック１３をＸＹ方向に移動する形式以外
にも実施することができる。

【００１８】図５は、上下移動部１４の別の実施例を示
すものである。この例では、パターン作成機構１６の導
電インク吐出ペン１６１が所定のタイミングで順次導電
インクを吐出して作成した導電パターンを乾燥定着する
ための加熱機構２０を備えたものである。この加熱機構
２０は、図示してはいないが、送風ファンと電熱線を有
しており、描かれた導電パターンに向けて熱風を付与す
るものである。これにより、描かれた導電パターンの液
体成分を速やかに消失させることができ、短時間で導電
パターンを固化定着させることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上、この発明によれば、導電インク吐
出ペンの記録高さを常に一定の高さとすることができ太
さ、厚みの一定の導電パターンを有した回路基板を作成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例に係る回路基板作
成装置の構成説明図である。

【図２】図２は、記録すべき導電パターンに対する基板
部材の凹凸測定図である。

【図３】図３は、図２の測定結果に基づく制御図であ
る。

【図４】図４は、本発明のパターン作成機構等の高さ調
整方法の説明図である。

【図５】図５は、本発明の第２実施例に係る回路基板作
成装置の要部構成図である。

【図６】図６は、本発明の切断機構の作用を示す説明図
である。

【符号の説明】

１０：基板作成装置 １２：Ｘ移動機構 １３：ワーク
ブロック １４：上下移動部 １５：変位センサ １６：パターン
作成機構 １７：切断機構 １８：高さ調整ブロック

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回路基板を作成するためのワーク片と、 信号に応じて上記ワーク片に対して相対的にＸ及びＹ方
   向に移動するワークブロックと、 上記ワーク片に対する高さを測定する変位センサと、上
   記ワーク片に対して導電性インクを用いて所定の導電パ
   ターンを作成するパターン作成機構とを有し、上記ワー
   クブロックに信号に応じてＺ方向に移動可能に取り付け
   られた上下移動部と、 上記ワーク片上に所定の導電パターンを作成する際、上
   記変位センサを用いて該ワーク片と上記パターン作成機
   構との間隔を所定の値に維持するよう上記ワーク片と上
   記ワークブロックとを信号に応じて相対的にＸ、Ｙ及び
   Ｚ方向に移動するとともに該ワークブロックに取り付け
   られた上下移動部を信号に応じて上下に移動する制御手
   段と、 を有した回路基板作成装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の回路基板作成装置におい
   て、 上記上下移動部に、上記パターン作成機構により導電性
   インクを用いて作成された導電パターンを乾燥させる乾
   燥手段をさらに設けたことを特徴とする回路基板作成装
   置。