JPH09232701A

JPH09232701A - 印字方法および基板並びにプリント配線板実装構造体

Info

Publication number: JPH09232701A
Application number: JP3777896A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matahira; 浩又平; Masato Sasada; 正人佐々田; Hirotaka Takimoto; 弘孝滝本; Hideo Hatanaka; 英男畑中; Toshiyuki Ogawara; 敏行大河原; Atsushi Ikegame; 厚池亀; Motomu Otani; 求大谷; Minoru Kawabata; 稔川端; Kazuo Takai; 和雄高井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-02-26
Filing date: 1996-02-26
Publication date: 1997-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】本課題は、はんだ付け作業および洗浄作業等が
施されても密着性を確保し、しかも所望の絶縁性が得ら
れるようにしてプリント配線板等への電子部品実装位置
を示す文字、記号、線等の回路記号や配置記号等の印刷
作業を可能とした印刷方法を提供することにある。【解決手段】本発明は、インクジェット方式により光硬
化剤と金属酸化物とを溶媒で液状にした顔料系白インク
を用いて基板面上に印字することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント配線板等
の基板の表面への顔料系白インクを用いて部品実装位置
を示す文字、記号、線等の回路記号および部品配置記号
等を印刷する印刷方法及び基板並びにプリント配線板実
装構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプリント配線板への文字印刷方法
として、半自動文字印刷装置にスクリーン版とプリント
配線板をセットし、プリント配線板の品種ごとに製作さ
れるスクリーン版上に従来インクを供給し、その後、ス
キージをスクリーン版の上で滑らすように動作させ印刷
を行なうスクリーン印刷方法が知られている。このよう
にスクリーン印刷方法の場合、スクリーン版をプリント
配線板の品種ごとに製作する必要があり、作業性が悪い
という課題を有していた。この課題を解決するために、
特開平５−３２７１７４号公報および特開平５−２６９
９８３号公報に記載されているようにＵＶインクを用い
てインクジェットプリンターによってプリント配線板に
ロット番号や品番等を印字する方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のインクジェ
ットプリンターによる印字方法において、一般に市販さ
れている顔料系ＵＶ硬化型白インクおよび熱硬化型白イ
ンクを用いて、例えばプリント配線板へのＩＣ、抵抗、
コンデンサ他の電子部品実装位置を示す文字、記号、線
等の回路記号及び配置記号等の印刷作業を行った場合に
は、プリント配線板製造工程においてはんだ付け作業お
よび洗浄作業等が施されるため、例えばＪＩＳＣ５０１
２（１９８７）に示すめっき密着特性に準拠してテープ
剥離試験を行なった結果上記描画文字等がプリント配線
板表面より剥がれてしまい、判読不可能となると共に、
上記白インクには帯電粒子が含有していることにより、
絶縁抵抗値が２ＭΩ〜２０ＭΩ程度に低下し、所望の絶
縁性が得られないという課題を有していた。

【０００４】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、
はんだ付け作業および洗浄作業等が施されても密着性を
確保し、しかも所望の絶縁性が得られるようにしてプリ
ント配線板等への電子部品実装位置を示す文字、記号、
線等の回路記号や配置記号等の印刷作業を可能とした印
刷方法を提供することにある。また本発明の他の目的
は、プリント配線板等への電子部品の高密度実装に対応
できるように電子部品実装位置を示す文字、記号、線等
の極微細な回路記号や極微細な配置記号等を印刷可能に
した印刷方法を提供することにある。また本発明の他の
目的は、プリント配線板等のそりの影響を受けることな
く、電子部品実装位置を示す文字、記号、線等の回路記
号や配置記号等を印刷可能にした印刷方法およびその装
置を提供することにある。また本発明の他の目的は、電
子部品実装位置を示す文字、記号、線等の回路記号や配
置記号等を印刷したプリント配線板等の基板およびプリ
ント配線板実装構造体を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、インクジェット方式により光硬化剤と金
属酸化物とを溶媒で液状にした顔料系白インクを用いて
基板面上に印字することを特徴とする印字方法である。
また本発明は、インクジェット方式により光硬化剤と金
属酸化物とを溶媒で液状にした顔料系白インクを用いて
基板面上に回路記号又は配置記号を印字し、光硬化する
ことを特徴とする印字方法である。また本発明は、イン
クジェット方式により光硬化剤と金属酸化物とを溶媒で
液状にした顔料系白インクを用いて基板面上の０．７５
ｍｍ×０．７５ｍｍの領域に１文字以上の回路記号又は
配置記号を印字することを特徴とする印字方法である。
また本発明は、インクジェット方式により光硬化剤と金
属酸化物とを溶媒で液状にした顔料系白インクを用いて
基板面上の０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの領域に１文字
以上の回路記号又は配置記号を印字し、光硬化すること
を特徴とする印字方法である。

【０００６】また本発明は、インクジェット方式により
光硬化剤と金属酸化物とを溶媒で液状にした顔料系白イ
ンクを用いて基板面上に印字し、光硬化して絶縁性とし
て１０³ＭΩ以上を得ることを特徴とする印字方法であ
る。また本発明は、ＣＡＤシステムから得られる印字情
報に基づいてインクジェットプリンターを制御し、この
制御されたインクジェットプリンターにより光硬化剤と
金属酸化物とを溶媒で液状にした顔料系白インクを用い
て基板面上に印字することを特徴とする印字方法であ
る。また本発明は、基板の反りを測定手段により測定
し、この測定された基板の反りのデータに基づいてイン
クジェットプリンターを制御し、この制御されたインク
ジェットプリンターにより光硬化剤と金属酸化物とを溶
媒で液状にした顔料系白インクを用いて基板面上に印字
することを特徴とする印字方法である。

【０００７】また本発明は、上記印字方法において、上
記インクジェットプリンターの制御は、インク噴射距離
であることを特徴とする。また本発明は、上記印字方法
において、上記顔料系白インクにおける金属酸化物が酸
化チタンまたは酸化アエンであることを特徴とする。ま
た本発明は、上記印字方法において、上記顔料系白イン
クにおける溶媒としてアルコール系であることを特徴と
する。また本発明は、上記印字方法において、上記顔料
系白インクにおける光硬化剤としてアクリル系樹脂であ
ることを特徴とする。また本発明は、上記印字方法にお
いて、上記顔料系白インクにおける光硬化剤としてアク
リル−ウレタン系およびアクリル−エポキシ系樹脂であ
ることを特徴とする。また本発明は、上記印字方法にお
いて、上記顔料系白インクとして微量のノニオン系安定
剤を含むことを特徴とする。また本発明は、上記印字方
法において、上記印字後ソルダーレジストを塗布してイ
ンクを保護することを特徴とする。

【０００８】また本発明は、プリント配線板において回
路形成後、その表面に発色剤を混合したソルダーレジス
トを塗布し、レーザ光を利用して印字することを特徴と
する印字方法である。また本発明は、プリント配線板に
おいて回路形成後、その表面にソルダーレジストを塗布
し、その後発色剤を塗布し、レーザ光を利用して印字す
ることを特徴とする印字方法である。また本発明は、金
属酸化物の成分と光硬化剤の成分とを有する顔料系白イ
ンクで印字されたことを特徴とするプリント配線板等の
基板である。また本発明は、上記基板において、金属酸
化物の成分と光硬化剤の成分との比率が約６：１〜１：
４（最も好ましくは約２：１〜１：１．５）であること
を特徴とする。

【０００９】また本発明は、金属酸化物の成分と光硬化
剤の成分とを有する顔料系白インクで印字され、この印
字が絶縁性として１０³ＭΩ以上（最も好ましくは１０⁴
ＭΩ以上）を有することを特徴とするプリント配線板等
の基板である。また本発明は、金属酸化物の成分と光硬
化剤の成分とを有する顔料系白インクで印字されたプリ
ント配線基板に対して電子部品を実装したことを特徴と
するプリント配線基板実装構造体である。また本発明
は、文字、記号、線等を用いた回路記号又は配置記号等
の印字情報（基板に対する印字位置情報も含む）をＣＡ
Ｄシステム等の上位システムから得て、この印字情報に
基づいて制御して顔料系白インクを複数のドットにより
噴射して印字するインクジェットプリンターを備えたこ
とを特徴とする印字装置である。

【００１０】また本発明は、顔料系白インクを、例えば
プリント配線板の表面にエポキシアクリルレート系の例
えばソルダーレジストが塗布されている場合に於て、密
着性を高めるために光硬化可能な一液性のアクリル系樹
脂（例えばアクリル−ウレタン系およびアクリル−エポ
キシ系樹脂）を用い、インク粒子径はインク噴射ノズル
穴径の数百分の１以下例えばノズル穴径６０〜６５μｍ
の場合、インク粒子径は０．２μｍ以下とし、インク自
身の分散性を向上させると共にインク粘度は３〜３０ｃ
ｐとし、帯電粒子の含有量を調整する。

【００１１】また本発明は、スクリーン印刷に用いられ
るスクリーン版の製造方法において、版の面に熱転写材
を保護する様に乳剤を厚さが例えば１００〜２００μｍ
になる様に固着させて熱転写方式により印刷情報を作成
したことを特徴とする。

【００１２】以上説明したように、本発明によれば、顔
料系白インクを基板表面に噴射して印字するため、スク
リーン版を用いる必要がなく、しかも顔料系白インクと
基板との密着性が高いことにより耐熱性および耐溶剤性
が向上して顔料系白インクの剥がれによる判読不可能と
いった事がなく、更に印字面にはんだや電極や配線等の
導体パターンが存在しても絶縁性が１０³ＭΩ以上保た
れることにより印字が回路上悪さを与えることを防止す
ることができる。

【００１３】また本発明によれば、プリント配線板等の
ようにはんだや電極や配線等の導体パターンを有するま
たは有するようになる基板に対して、はんだ付け作業や
洗浄作業等に耐えうる密着性を維持し、且つ１０³ＭΩ
以上の絶縁性を確保して回路記号や配置記号等をインク
ジェットプリンタ方式で印字することができる。特に複
数ドットによるインクジェットプリンタ方式で印字する
ようにしたので、高速で印字することが可能となる。ま
た本発明によれば、プリント配線板等のようにはんだや
電極や配線等の導体パターンを有するまたは有するよう
になる基板上の微小な領域（０．７５ｍｍ×０．７５ｍ
ｍ）に、はんだ付け作業や洗浄作業等に耐えうる密着性
を維持し、且つ１０³ＭΩ以上の絶縁性を確保して回路
記号や配置記号等を１文字以上インクジェットプリンタ
方式で印字することができ、高密度実装に対応させるこ
とができる。また本発明によれば、プリント配線板等の
ようにはんだや電極や配線等の導体パターンを有するま
たは有するようになる基板に反りが発生したとしても、
はんだ付け作業や洗浄作業等に耐えうる密着性を維持
し、且つ１０³ＭΩ以上の絶縁性を確保して回路記号や
配置記号等をインクジェットプリンタ方式で均一な印字
を実現することができる。特にこの効果は微小な領域に
印字をしようとすれば、益々顕著となる。

【００１４】また本発明によれば、インクジェットプリ
ンタ方式の印字ヘッド部を制御する制御装置を上位のＣ
ＡＤシステムと接続して直接印字するデータの送受信を
行うように構成したので、印字文字や記号等に限定され
ることなく、基板に対してはんだ付け作業や洗浄作業等
に耐えうる密着性を維持し、且つ１０³ＭΩ以上の絶縁
性を確保して印字することができる。また本発明によれ
ば、スクリーン印刷に用いられるスクリーン版を、多大
な製作費用を要するマスクを用いずに製作することがで
き、その結果安価なスクリーン版を得ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。図１には、本発明に係る電子部品を
はんだ付け等により実装した被印字物であるプリント配
線板等のようにはんだや電極や配線等の導体パターンを
有する基板１に電子部品の実装位置を示す文字、記号、
線等の回路記号や配置記号等からなる種類（例えばＩ
Ｃ、Ｒ）や番号（例えば１、２、３、４）や枠等とプリ
ント配線板番号（例えばＡ１２５８）等を本発明に係る
インクジェットプリンターにより顔料系白インク（溶媒
としてアルコール系を約６０〜９２重量％（最も好まし
くは約８０〜８８重量％）、酸化チタン、酸化アエン等
の金属酸化物（最も好ましくは酸化チタンである。）を
約５〜２０重量％（最も好ましくは約７〜１０重量
％）、光硬化剤としてアクリル−ウレタン系及びアクリ
ル−エポキシ系を約３〜２０重量％（最も好ましくは約
５〜１０重量％）、ノニオン系安定剤を約０．１〜０．
８重量％から構成される。）を直接噴射して印字（印
刷）した状態を示す。半導体（ＩＣ）や抵抗（Ｒ）等か
らなる電子部品（図示せず）がプリント配線板１上には
んだ付け等によって接合されて実装される。そして電子
部品（図示せず）が実装される情報を示す回路記号や配
置記号（電子部品の種類や番号や枠等で示される。）と
基板（プリント配線板）番号等とが対応する個所にイン
クジェットプリンターにより顔料系白インクを直接噴射
して印字（印刷）される。次に印字されたインクを硬化
することによって完成することになる。特にプリント配
線板１において導電性を有するはんだ付け上および配線
上にも印字されるため、上記顔料系白インクにおいて約
１０³ＭΩ以上（最も好ましくは約１０⁴ＭΩ以上）の絶
縁抵抗値からなる絶縁性が要求される。またプリント配
線板１上に電子部品を実装してプリント配線実装構造体
を製造する際、はんだ付け作業（例えばはんだ付け温度
が約２４０℃〜２７０℃で、約１〜３秒間）と洗浄作業
（例えばアルコール系溶剤等を硬化された顔料系白イン
クの表面に５ｋｇ／ｃｍ² 前後で約５秒間吹き付ける）
等が施されるため、これらの作業によって印字された文
字等の記号が剥がれないように密着性をも確保しなけれ
ばならない。

【００１６】図２には、本発明に係るプリント配線板等
のように導体パターンを有する基板に電子部品の種類や
番号や枠等と基板番号等とを顔料系白インクを直接噴射
して印字する印字システムの一実施の形態を示す概略構
成斜視図である。図３は、図２に示す印字システムの動
作を示す動作フローチャートである。まず本発明に係る
インクジェットプリンター（印字装置）を備えた印字シ
ステム（印刷システム）の構成について図２を用いて説
明する。印字システム（印刷システム）は、印字前のプ
リント配線板等の基板１を基板搬送コンベア１３に移載
するための供給部１０、プリント配線板等のようにはん
だ等の導体パターンを有する基板１に文字等の記号を印
字（印刷）する印字部６、印字された文字等の記号の良
否を判定する品質確認部７、印字文字等の印字記号の不
良品を排出する品質不良排出部８、印字された文字等の
記号のインクに対して光を照射することによって硬化さ
せる（光硬化剤によって金属酸化物を硬化する。）印字
硬化部９、印字硬化部９で硬化されて完成されたプリン
ト配線板等の基板１を基板搬送コンベアより排出する排
出部１１より構成される。

【００１７】次に動作について、図３を用いて説明す
る。まずステップＳ３１において、印字前のプリント配
線板等の導体パターンを有する基板（以後単に基板と称
する。）１を供給部１０により、基板搬送コンベア１３
に供給される。次にステップＳ３２において、基板搬送
コンベア１３上に供給された基板１は印字部６に搬送さ
れ、印字部６において供給された基板１の反り状態が測
定される。そしてステップＳ３３において、ステップＳ
３２における測定結果の反り状態に合わせて印字部６に
おける印字条件が設定され、印字部６において基板１に
対して文字等の記号が印字される。次に印字された基板
１は、品質確認部７に搬送され、ステップＳ３４におい
て印字された文字等の記号の良否が判定される。次に品
質不良排出部８に搬送された基板１の内、品質確認部７
において判定された不良品のみ、ステップＳ３６により
基板搬送コンベア１３から排出される。品質確認部７で
良品となった基板１’については、印字硬化部９に搬送
され、ステップＳ３５において印字硬化部９により印字
文字等の印字記号のインクに対して光を照射することに
よって硬化される（光硬化剤によって金属酸化物を硬化
する。）。インクが硬化された良品の基板１’は、ステ
ップＳ３７において排出部１１により基板搬送コンベア
１３より排出される。以上の一連の動作が繰り返され
て、各基板に対して電子部品が実装される情報を示す回
路記号や配置記号と基板（プリント配線板）番号等とが
印字されることになる。

【００１８】図４は、印字部６における一実施の形態の
概略構成を示す斜視図である。図５および図６には、印
字部６におけるプリント配線板からなる基板１の位置決
めから排出までの動作フローと連続的に反り測定結果に
応じて印字ヘッド部２を追従するための反り測定フロー
とを示す。また図７および図８には印字部６の印字動作
を示す。印字部６は、基板１を搬送、位置決めするため
の搬送コンベア１３と、基板１を当接して止め、その後
後退する上下に移動するストッパー６０と、基板の幅方
向に前後して基板１を位置決めする基板位置決め部１２
と、基板１へ文字印字等の記号印字を行なう印字ヘッド
部２と、基板１の反りを測定するための反り測定センサ
４と、印字ヘッド部２へインクを供給するためのインク
供給部（インクカートリッジ）５と、また印字ヘッド部
２及び反り測定センサ４を移動するためのＸ軸駆動部６
１、Ｙ軸駆動部６２、Ｚ軸駆動部６３と印字ヘッド部２
の角度を制御するθ軸駆動部６４と、電子部品を基板１
へ実装する設計データ（電子部品の実装位置を示す文
字、記号、線等の回路記号や配置記号等と基板番号等の
印字位置も含むＣＡＤデータ）を上位システム（ホスト
コンピュータ）６６から提供されて上記各部を制御する
制御装置６５とから構成される。印字部６の印字動作
は、先ずステップＳ５１において搬送コンベア１３によ
って搬送されてきた基板１をストッパー６０に当接させ
て止め、基板位置決め部１２を前進させることによって
基板１を対向するガイドに押し当てることによって位置
決めさせる。次にステップＳ５２において、基板１に形
成された基準マークまたは基準穴を例えば光学的に検出
し（図示せず）、この検出された座標を原点位置として
制御装置６５は原点出しを行う。次にステップＳ５３に
おいて、制御装置６５は、上位システム（ホストコンピ
ュータ）６６から提供された設計データによる印字情報
（印字データ）６７を読み込む。

【００１９】次にステップＳ５４において、制御装置６
５は印字動作のスタートに入る。次にステップＳ５５に
おいて、制御装置６５は上位システム６６から提供され
た設計データによる印字情報（印字データ）６７と原点
出しされた情報とに基づいてＸ軸駆動部６１およびＹ軸
駆動部６２を駆動制御して印字ヘッド部２および反り測
定センサ４を移動してまず図７（ａ）に示す如く反り測
定センサ４を印字位置に位置付ける。次にステップＳ５
６において、反り測定センサ４による基板の印字される
面のそりの測定が開始される。次に図６に示すステップ
Ｓ５７ａにおいて、反り測定センサ４による反り量セン
シングが行われて制御装置６５に送信される。次にステ
ップＳ５７ｂにおいて、制御装置６５に内蔵されたＣＰ
Ｕは、反り測定センサ４でセンシングされた反り測定量
から印字ヘッド部２の先端から基板１の表面までの距離
が所望の距離になるように印字ヘッド部２の上下移動量
を演算して求める。即ち、ステップＳ５７は、ステップ
Ｓ５７ａとステップＳ５７ｂとで構成され、制御装置６
５に内蔵されたＣＰＵには、反り測定センサ４でセンシ
ングされた反り測定量等がフィードバックされ、印字ヘ
ッド部２の上下移動量（上下制御量）が算出される。次
にステップＳ５８において、制御装置６５は、まず図７
（ｂ）に示す如くＸ軸駆動部６１およびＹ軸駆動部６２
を駆動制御して、印字ヘッド部２を印字位置へ移動して
位置決めし、その後算出された印字ヘッド部２の上下移
動量（上下制御量）に基づいてＺ軸駆動部６３を駆動制
御して図７（ｃ）に示す如く印字ヘッド部２の先端から
基板１の表面までの距離が所望の距離になるように印字
ヘッド２を位置付ける。即ち、反り測定が完了した印字
位置へ印字ヘッド部２がＸ軸駆動部６１により移動し、
反り量により変化する印字高さの補正値を演算し、Ｚ軸
駆動部６３により印字ヘッド部２の高さ補正を行なう。
次にステップＳ５９において、図７（ｄ）に示す如く本
発明に係る顔料系白インク（溶媒としてアルコール系を
約６０〜９２重量％（最も好ましくは約８０〜８８重量
％）、酸化チタン、酸化アエン等の金属酸化物を約５〜
２０重量％（最も好ましくは約７〜１０重量％）、光硬
化剤としてアクリル−ウレタン系及びアクリル−エポキ
シ系を約３〜２０重量％（最も好ましくは約５〜１０重
量％）、ノニオン系安定剤を約０．１〜０．８重量％か
ら構成され、帯電性を有し、且つ光硬化した際約１０³
ＭΩ以上（最も好ましくは約１０⁴ＭΩ以上）の絶縁抵
抗値からなる絶縁性が得られ、基板１上に電子部品を実
装してプリント配線実装構造体を製造する際、はんだ付
け作業（例えばはんだ付け温度が約２４０℃〜２７０℃
で、約１〜３秒間）と洗浄作業（例えばアルコール系溶
剤等を硬化された顔料系白インクの表面に５ｋｇ／ｃｍ
² 前後で約５秒間吹き付ける）等が施されるため、これ
らの作業によって印字された文字等の記号が剥がれない
ように密着性をも確保し得るものである。）を直接噴射
して（複数ドット飛翔（吐出）させて）文字、記号、線
等を用いた回路記号や配置記号等を印字する。そして、
印字硬化部９により印字文字等の印字記号のインクに対
して光を照射することによって硬化される（光硬化剤に
よって金属酸化物を硬化する。）。その結果、金属酸化
物（最も好ましくは酸化チタン）の成分と光硬化剤の成
分との比率が約６：１〜１：４（最も好ましくは約２：
１〜１：１．５）である硬化された顔料系白インクで印
字されたプリント配線板等の基板を得ることができる。
また金属酸化物の成分と光硬化剤の成分とを有する顔料
系白インクで印字され、この印字が絶縁性として１０³
ＭΩ以上（最も好ましくは１０⁴ＭΩ以上）を有するプ
リント配線板等の基板または該基板に対して電子部品を
実装したプリント配線基板実装構造体を得ることができ
る。

【００２０】以下、一連の動作を上位システム６６から
得られる印字情報に基づいて連続的に繰返し（図８
（ａ）〜（ｄ））、印字ヘッド部２は基板（プリント配
線板）１の反りに追従しながら印字を行なう。次に印字
時における基板１と印字ヘッド部２とのギャップを保つ
方法の他の実施の形態について説明する。図９はこの他
の実施の形態の概略構成を示し、図１０はその動作順序
を示す動作フローを示す。この実施の形態の構成は、搬
送され位置決めされた基板１の上方に、格子状に反り測
定センサ４を配し、基板（プリント配線板）１との高さ
を測定する。ステップＳ１０１においてスタートとな
り、ステップＳ１０２において搬送コンベア１３により
基板（プリント配線板）１が搬送される。ステップＳ１
０３において図５に示すステップＳ５１、５２と同様に
搬送されてきた基板１は位置決めされる。次にステップ
Ｓ１０４において格子状に配置された複数の反り測定セ
ンサ４によって基板１の格子状の複数点についての高さ
測定が行われ、ステップＳ１０５において制御装置６５
は測定された値から基板（プリント配線板）１の全体の
うねりを推定し、印字ヘッド部２の高さを制御するデー
タを生成する。そしてステップＳ１０６において制御装
置６５は、生成された制御データに基づいて印字ヘッド
部２のＺ軸駆動部６３を制御することにより、うねりや
反りのある基板１に対しても対応することができる。

【００２１】次に反り測定の他の実施の形態について説
明する。図１１は、反り測定の他の実施の形態を示す斜
視図である。図１２は、この動作順序を示す動作フロー
を示す図である。この即ち、図４に示す実施の形態と異
なるところは、前記の実施の形態の如く反り測定センサ
４を基板１の上面に具備して反りを測定するのではな
く、駆動系１１４によってＸ方向に移動する上下シリン
ダ１１２の出力に設置された反り測定センサＡ１１０と
駆動系１１５によってＸ方向に移動する上下シリンダ１
１３の出力に設置された反り測定センサＢ１０１を基板
１の横方向に具備し、基板１の端面の反りを測定するも
のである。基板１は、搬送コンベア１３と基板位置決め
部１２の間で挾むため、基板１の反りは、図１１の様に
Ｙ方向には発生せず、Ｘ方向に発生するので、Ｘ方向の
端面の反りを測定すれば基板１全体の反りを測定したこ
とになる。この方式では、Ｘ方向に移動する反り測定セ
ンサＡ１１０と反り測定センサＢ１１１との各々により
基板１の横方向で反りを測定するため、測定精度が良
い。そしてこれらの動作について図１２に従って説明す
る。ステップＳ１２１はスタートである。ステップＳ１
２２において、図５に示すステップＳ５１、５２と同様
に各基板１が搬送コンベア１３上でストッパ６０に当
り、基板位置決め部１２により位置決めし、まずストッ
パ６０が反り測定センサＡ１１０と反り測定センサＢ１
１１の邪魔にならない様に、ストッパ６０をストッパ上
下シリンダ（図示せず）により下降させる。次にステッ
プＳ１２３において、反り測定センサＡ１１０と反り測
定センサＢ１１１の各々が、基板１の反りを測定するた
めに、上下シリンダＡ１１２及び上下シリンダＢ１１３
により上昇する。次にステップＳ１２４において、Ｘ軸
駆動部６１とＹ軸駆動部６２を駆動して基板１の印字位
置まで移動させ、駆動系Ａ１１４と駆動系Ｂ１１５との
各々を駆動することにより反り測定センサＡ１１０と反
り測定センサＢ１１１とをＸ方向に移動させる。次にス
テップＳ１２５により反り測定が開始され、ステップＳ
１２６において反り測定センサＡ１１０と反り測定セン
サＢ１０１により、基板の両端の反り量をＸ座標（Ｘ方
向の位置）に対応させてセンシングし、測定する。次に
ステップＳ１２７において図６に示すステップＳ５７ｂ
と同様に制御装置６５内のＣＰＵは測定された反り測定
量により印字ヘッド部２の上下移動量を演算し、ステッ
プＳ１２８において図６に示すステップＳ５８と同様に
Ｚ軸駆動部６３を駆動制御して印字ヘッド部２を上下方
向に移動制御し、ステップＳ１２９において図６に示す
ステップＳ５９と同様に印字を行なう。ステップＳ１３
０においてこの動作を繰り返すことにより、電子部品が
実装された所定の位置に順次回路記号や配置記号等が印
字され、ステップＳ１３１において終了となる。印字終
了後、反り測定センサＡ１１０と反り測定センサＢ１１
１を、上下シリンダＡ１１２及び上下シリンダＢ１１３
により下降させ、基板位置決め部１２を開放して、基板
１を排出する。

【００２２】次に、本発明に係る両面同時文字印字方法
の実施の形態である構成と動作を図１３および図１４を
用いて説明する。図１４は、両面同時文字印字方法にお
ける動作フローチャートの一実施の形態を示したもので
ある。装置ベース１４５に設置した搬送コンベア１３よ
り水平状態で送られてくる基板１の端部を挿入ガイドで
きる位置に把持ガイド１４１が装置ベース１４５に回転
シリンダ１４４で９０°方向に回転できる構造で設置さ
れている、また、把持ガイド１４１には、把持シリンダ
１４３で基板１の端部を押しつける方向に移動できる構
造で把持ブロック１４２が取り付けられている。更に、
コンベア送り方向で把持ガイド１４１を挟んで前後に印
字ヘッド部（Ａ）１３０、印字ヘッド部（Ｂ）１３５が
Ｚ方向移動モータ（Ａ）１３２、Ｚ方向移動モータ
（Ｂ）１３７、Ｘ方向移動モータ（Ａ）１３３、Ｘ方向
移動モータ（Ｂ）１３８、Ｙ方向移動モータ（Ａ）１３
４Ｙ方向移動モータ（Ｂ）１３９によりその各々で垂直
平面方向で移動できる構造で装置ベース１４５に固定さ
れている。また、印字ヘッド部（Ａ）１３０には反り測
定センサ（Ａ）１３１が、印字ヘッド部（Ｂ）１３５に
は反り測定センサ（Ｂ）１３６が各々取り付けられてい
る。

【００２３】動作は、制御装置６５によって制御され
る。基板１はステップＳ１４１によって搬送コンベア１
３より水平状態で送られて供給され、ステップＳ１４２
において位置決めされる。位置決めされた基板１の端部
を把持ガイド１４１で挿入ガイドし把持シリンダ１４３
で把持ブロック１４２を押しつけ基板１を位置決め把持
する（ステップＳ１４２）。次に回転シリンダ１４４を
動作して把持ガイド１４１を９０°回転させて基板１を
垂直状態にする（ステップＳ１４４）。ステップＳ１４
５において反りの測定および印字がスタートする。この
状態で印字ヘッド部（Ａ）１３０を最初の印字位置まで
移動させる（ステップＳ１４６）。次に反り測定センサ
（Ａ）１３１により基板１までの距離を測定し（ステッ
プＳ１４７）、ステップＳ１４８による比較演算によっ
てＺ方向の移動量を算出し、その結果からＺ方向移動モ
ータ（Ａ）１３２を駆動して印字ヘッド部（Ａ）１３０
を最適位置に移動させ（ステップＳ１４９）、ステップ
Ｓ１５０において印刷開始か否かを判断し、ＹＥＳの場
合ステップＳ１５１において印字を実行する。ステップ
Ｓ１５２において印字終了か否かを判断し、ＮＯの場合
にはステップＳ１４６からステップ１５１まで繰り返さ
れて印字が行われる。この際、反り測定センサ（Ａ）１
３１により常に印字ヘッド部（Ａ）１３０を最適位置に
移動保たせながらＸ方向、Ｙ方向を移動し、印字するも
のである。また、印字ヘッド部（Ｂ）１３５についても
印字ヘッド部（Ａ）１３０と同様の動作を同時並行で独
立した内容で行わせることで基板１の両面同時文字印字
を実現することができる。

【００２４】ステップＳ１５２においてＹＥＳとなった
場合にはステップＳ１５３において印字ヘッドの原点戻
りが行われる。そしてステップＳ１５４において回転シ
リンダ１４４を動作して把持ガイド１４１を９０°回転
させて戻し、基板１を水平状態にする。ステップＳ１５
５において基板は把持ブロック１４２から開放され、ス
テップＳ１５６において印字された基板１’が排出され
る。ステップＳ１５７は終了を示す。

【００２５】次に本発明に係る顔料系白インク（溶媒と
してアルコール系を約６０〜９２重量％（最も好ましく
は約８０〜８８重量％）、酸化チタン、酸化アエン等の
金属酸化物（最も好ましくは酸化チタンである。）を約
５〜２０重量％（最も好ましくは約７〜１０重量％）、
光硬化剤としてアクリル−ウレタン系及びアクリル−エ
ポキシ系を約３〜２０重量％（最も好ましくは約５〜１
０重量％）、ノニオン系安定剤を約０．１〜０．８重量
％から構成される。）を用いてインクジェットプリンタ
ーを構成する印字ヘッド部２によって印字する具体的構
成について図１５を用いて説明する。即ち、印字ヘッド
部２には、複数のドットを用いて高速で印字できるよう
に図１５に示すような複数のインク吐出穴１７１があけ
られている。インクカートリッジ（インク供給部）５内
には、予め注入された顔料系白インクがはいっており、
顔料系白インクがインク供給パイプ１７２内を通り印字
ヘッド部２に送られる。印字ヘッド部２にある程度顔料
系白インクが溜った後、印字ヘッド部２が動作を開始
し、回路記号や配置記号のパターンに従って印字ヘッド
部２の走査にあわせて複数のインク吐出穴１７１からな
るインク吐出穴群から顔料系白インク３を噴射して（複
数ドット飛翔（吐出）させて）吐出させ、ＪＩＳＺ
１５２２以上の密着力を持つ、回路記号や配置記号等を
高速で印字する。基板に印字された顔料系白インクの密
着性については、例えばプリント配線板を製造する際に
行われるはんだ付け作業（例えば、はんだ付け温度２４
０℃〜２７０℃で約１〜３秒間）および洗浄作業（例え
ば、アルコール系溶剤等をインク表面に５ｋｇ／ｃｍ²
前後で約５秒間吹き付ける）に対して、例えばＪＩＳＣ
５０１２（１９８７）に示すめっき密着特性に準拠して
テープ剥離試験を行なった結果、印字された文字等が基
板の表面より剥がれることがないことが確認できた。

【００２６】また上記顔料系白インクを用いてインクジ
ェットプリンターを構成する印字ヘッド部２で印字した
ところ、０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍ内に図１に示すよ
うな文字を１文字から約３文字程度（約０．２５ｍｍ×
０．２５ｍｍ内に１文字）まで識別出来るように印字す
ることが可能となり、その結果高密度実装に対応させる
ことが可能となる。特に約３文字程度まで印字できるの
で、超高密度実装に適用することが可能と成る。また上
記の如く、インク吐出穴群から顔料系白インク３を噴射
して（複数ドット飛翔（吐出）させて）吐出させて回路
記号や配置記号等を印字するため、非常に高速で印字す
ることができる。

【００２７】図１６は、本発明に係る顔料系白インク
（溶媒としてアルコール系を約６０〜９２重量％（最も
好ましくは約８０〜８８重量％）、酸化チタン、酸化ア
エン等の金属酸化物（最も好ましくは酸化チタン）を約
５〜２０重量％（最も好ましくは約７〜１０重量％）、
光硬化剤としてアクリル−ウレタン系及びアクリル−エ
ポキシ系を約３〜２０重量％（最も好ましくは約５〜１
０重量％）、ノニオン系安定剤を約０．１〜０．８重量
％から構成される。）を絶縁特性を評価するための測定
装置の一例を示したものである。その構成は、絶縁抵抗
用測定テスタ本体１５０、上記テスタ１５０に接続され
たプローブａ１５１、同様に上記テスタ１５０に接続さ
れたプローブｂ１５２、上記白インクの特性を評価する
ための検査基板１５３、上記検査基板１５３の表面に形
成された櫛型パターン１５４より構成され、上記櫛型銅
パターン１５４は、図１７に示すように、パターン幅ａ
＝０．２〜０．４ｍｍ、パターン間隔ｂ＝０．１３〜
０．４ｍｍで構成されている。本測定装置を用いて、上
記銅パターン１５４上に、例えば帯電制御方式のインク
ジェットプリンターに用いる一般に市販されている顔料
系ＵＶ硬化型白インクおよび熱硬化型白インクを全面に
塗布し、上記測定テスタ１５０にＤＣ１００Ｖを印加し
て抵抗値を測定すると、絶縁抵抗値が２ＭΩ〜２０ＭΩ
程度に低下し、絶縁性に問題があったが、本発明に係る
上記顔料系白インクを上記銅パターン１５４上に全面塗
布し、同様に上記測定テスタ１５０で測定すると、絶縁
抵抗値は約１０³ＭΩ以上（最も好ましい成分の場合に
は約２０×１０⁴ＭΩ以上）となる。これより、本発明
に係る上記顔料系白インクは従来のスクリーン印字に用
いる熱硬化性白インク（上記と同様の測定をした場合の
絶縁抵抗値１０⁴ＭΩ以上）と同等もしくは、それ以上
の絶縁性を持ち、十分に実用可能である。

【００２８】また本発明は、プリント配線板において回
路形成後、その表面に発色剤を混合したソルダーレジス
トを塗布し、レーザ光を利用して印字することにある。
また本発明は、プリント配線板において回路形成後、そ
の表面にソルダーレジストを塗布し、その後発色剤を塗
布し、レーザ光を利用して印字することにある。

【００２９】次に本発明の一実施の形態である熱転写に
よるスクリーン版の製版方法について図１８から図２０
を用いて説明する。図１８は熱転写式スクリーン製版方
法の原理図である。図１９は従来のスクリーン版（１）
２０１の断面、図２０は本発明に係る一次試作における
スクリーン版（２）２０２の断面、図２１は本発明に係
る二次試作におけるスクリーン版（３）２０３の断面で
ある。まず図１８により、本発明に係る熱転写式スクリ
ーン製版方法の原理を説明する。図１８において、基板
１表面に印字される印字文字（図示せず）の形状が刻み
込まれるフィルム２４０が、スクリーン２４１（シルク
が紗張りされたもの）がスクリーン枠２４２に枠張りさ
れたスクリーン版（３）２０３の上に重ねられて固定さ
れている。スクリーン版（３）２０３の上に重ねられた
フィルム２４０上面を走査しながら、ガーバデータ等か
ら得られる画像情報をフィルム２４０に刻み込むサーマ
ルヘッド２４３により、基板１（図示せず）表面に印字
される印字文字の型が直接描画される。図１９により、
従来のスクリーン版（１）２０１の製版方法を説明す
る。紗（１）２４４及び紗（２）２４５を縦横に配し、
格子状となって形成されたスクリーン２４１に、Ｕ／Ｖ
硬化型の感光剤２４６を塗布し、基板１表面に印字され
る印字文字（図示せず）の形状を型取ったマスク（図示
せず）を重ね合わせ、焼付け露光により、基板１表面に
印字される印字文字部２４７のみの感光剤２４６が硬化
せず、洗浄することにより、硬化しなかった感光剤２４
６だけが洗い流されて、製版が完了する。本方法では、
基板１の種類に対応するマスク数が必要であり、多大な
製作費用を要する。

【００３０】次に図２０により、本発明に係る一次試作
したスクリーン版（２）２０１の製版方法を説明する。
図２０（ａ）は製版前のスクリーン版（２）２０１の断
面を、図２０（ｂ）は製版後のスクリーン版（２）２０
１の断面をそれぞれ表わしている。図２０（ａ）の如
く、紗（１）２４４及び紗（２）２４５を縦横に配し、
格子状となって形成されたスクリーン２４１と基板１表
面に印字される印字文字（図示せず）の形状が刻み込ま
れるフィルム２４０とを接着剤２４８にて接合し、ガー
バデータ等から得られる画像情報をフィルム２４０に刻
み込むサーマルヘッド２４３により、基板１表面に印字
される印字文字部２４７を形成する。しかし、本スクリ
ーン版（２）２０２は強度面において問題があり、強度
面の改善として、製版されたスクリーン版（３）２０３
に感光剤２４６を塗布、硬化させて補強した（図２
１）。本方法では、多大な製作費用を要するマスクを製
作する必要がないため、経済的に有利である。

【００３１】そして図２１に示すように製作されたスク
リーン版（３）２０３と基板１とを図２２（ａ）に示す
文字印刷装置２６１にセットし、図２２（ｂ）（ｃ）に
示すようにスクリーン版（３）２０３上に熱硬化性白イ
ンクを供給し、その後スキージ２６３をスクリーン版
（３）２０３の上で滑らすことによって動作させて印刷
を行う。即ち、スクリーン印刷に用いられるスクリーン
版の製造方法において、版の面に熱転写材を保護する様
に乳剤を厚さが例えば１００〜２００μｍになる様に固
着させて熱転写方式により印刷情報を作成したことにあ
る。以上説明したように熱転写方式により製作したスク
リーン版では、複数回のアルコール系洗浄剤による洗浄
作業（例えば上記洗浄剤に浸積１分、その後超音波約３
０ＫＨｚで１分を１サイクルとして２サイクル）に対し
て耐えることが可能と成った。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、プリント配線板等のよ
うにはんだや電極や配線等の導体パターンを有するまた
は有するようになる基板に対して、はんだ付け作業や洗
浄作業等に耐えうる密着性を維持し、且つ１０³ＭΩ以
上の絶縁性を確保して回路記号や配置記号等をインクジ
ェットプリンタ方式で印字することができる効果を奏す
る。また本発明によれば、プリント配線板等のようには
んだや電極や配線等の導体パターンを有するまたは有す
るようになる基板上の微小な領域（０．７５ｍｍ×０．
７５ｍｍ）に、はんだ付け作業や洗浄作業等に耐えうる
密着性を維持し、且つ１０³ＭΩ以上の絶縁性を確保し
て回路記号や配置記号等を１文字以上インクジェットプ
リンタ方式で印字することができ、高密度実装に対応さ
せることができる効果を奏する。また本発明によれば、
プリント配線板等のようにはんだや電極や配線等の導体
パターンを有するまたは有するようになる基板に反りが
発生したとしても、はんだ付け作業や洗浄作業等に耐え
うる密着性を維持し、且つ１０³ＭΩ以上の絶縁性を確
保して回路記号や配置記号等をインクジェットプリンタ
方式で均一な印字を実現することができる効果を奏す
る。特にこの効果は微小な領域に印字をしようとすれ
ば、益々顕著となる。

【００３３】また本発明によれば、インクジェットプリ
ンタ方式の印字ヘッド部を制御する制御装置を上位のＣ
ＡＤシステムと接続して直接印字するデータの送受信を
行うように構成したので、印字文字や記号等に限定され
ることなく、基板に対してはんだ付け作業や洗浄作業等
に耐えうる密着性を維持し、且つ１０³ＭΩ以上の絶縁
性を確保して印字することができる効果を奏する。また
本発明によれば、スクリーン印刷に用いられるスクリー
ン版を、多大な製作費用を要するマスクを用いずに製作
することができ、その結果安価なスクリーン版を得るこ
とができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る被印字物である電子部品等が実装
されるプリント配線板に対して回路記号や配置記号や基
板番号を印字した結果を誇張して示す斜視図である。

【図２】本発明に係るプリント配線板へ文字を直接印字
するインクジェット方式の印字装置（システム）の一実
施の形態を示す概要斜視図である。

【図３】図２に示す印字装置の動作順序を示す動作フロ
ーチャートである。

【図４】図２に示す印刷部の一実施の形態を示す概要斜
視図である。

【図５】図４に示す印刷部における動作順序を示す動作
フローチャートである。

【図６】図５に示す動作フローチャートにおける一部分
を具体的に示した動作フローチャートである。

【図７】印字ヘッド部による繰り返される印字動作の最
初の部分を示す正面図である。

【図８】印字ヘッド部による繰り返される印字動作の後
の部分を示す正面図である。

【図９】反り測定の他の実施の形態を説明するための図
である。

【図１０】図９に示す実施の形態に対応した印刷部にお
ける動作順序を示す動作フローチャートである。

【図１１】反り測定の更に他の実施の形態を示す斜視図
である。

【図１２】図１１に示す実施の形態に対応した印刷部に
おける動作順序を示す動作フローチャートである。

【図１３】基板の両面にインクジェット方式で印字する
場合における文字印刷部の一実施の形態を示す斜視図で
ある。

【図１４】図１３に示す実施の形態に対応した印刷部に
おける動作順序を示す動作フローチャートである。

【図１５】本発明に係るインクジェット方式で印字する
印字ヘッド部を拡大して示した斜視図である。

【図１６】本発明に係る印字された顔料白色インクの絶
縁特性を評価するための測定装置の一例を示した図であ
る。

【図１７】図１６に示す測定装置で絶縁特性を評価する
櫛型パターンを示す図である。

【図１８】本発明に係る熱転写方式によるスクリーン版
の製造方法を示す原理図である。

【図１９】従来のスクリーン版を示す図である。

【図２０】本発明に係る１次試作スクリーン版を示す図
である。

【図２１】本発明に係る２次試作スクリーン版を示す図
である。

【図２２】本発明に係るスクリーン版を用いてプリント
配線板に対してスクリーン印刷することを説明するため
の図である。

【符号の説明】

１、１’…基板（プリント配線板）、２…印字ヘッド
部、３…顔料白インク４…反り測定センサ、５…インク供給部（インクカート
リッジ）６…印刷部、７…品質確認部、８…品質不良排出部、９
…印字硬化部１０…供給部、１１…排出部、１２…基板位置決め部、
１３…搬送コンベア６０…ストッパー、６１…Ｘ軸駆動部、６２…Ｙ軸駆動
部、６３…Ｚ軸駆動部６４…θ軸駆動部、６５…制御装置、６６…上位システ
ム１１０…反り測定センサＡ、１１１…反り測定センサＢ１１２…上下シリンダＡ、１１３…上下シリンダＢ１３０…印字ヘッド部(Ａ)、１３１…反り測定センサ
(Ａ) １３５…印字ヘッド部(Ｂ)，１３６…反り測定センサ
(Ｂ) １４１…把持ガイド、１４２…把持ブロック、１４３…
把持シリンダ２０２…１次試作スクリーン版、２０３…２次試作スク
リーン版

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者畑中英男神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者大河原敏行神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者池亀厚神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者大谷求神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者川端稔神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内 (72)発明者高井和雄神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地株式会社日立製作所情報通信事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクジェット方式により光硬化剤と金属
酸化物とを溶媒で液状にした顔料系白インクを用いて基
板面上に印字することを特徴とする印字方法。
【請求項２】インクジェット方式により光硬化剤と金属
酸化物とを溶媒で液状にした顔料系白インクを用いて基
板面上に回路記号又は配置記号を印字し、光硬化するこ
とを特徴とする印字方法。
【請求項３】インクジェット方式により光硬化剤と金属
酸化物とを溶媒で液状にした顔料系白インクを用いて基
板面上の０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの領域に１文字以
上の回路記号又は配置記号を印字することを特徴とする
印字方法。
【請求項４】インクジェット方式により光硬化剤と金属
酸化物とを溶媒で液状にした顔料系白インクを用いて基
板面上の０．７５ｍｍ×０．７５ｍｍの領域に１文字以
上の回路記号又は配置記号を印字し、光硬化することを
特徴とする印字方法。
【請求項５】インクジェット方式により光硬化剤と金属
酸化物とを溶媒で液状にした顔料系白インクを用いて基
板面上に印字し、光硬化して絶縁性として１０³ＭΩ以
上を得ることを特徴とする印字方法。
【請求項６】ＣＡＤシステムから得られる印字情報に基
づいてインクジェットプリンターを制御し、この制御さ
れたインクジェットプリンターにより光硬化剤と金属酸
化物とを溶媒で液状にした顔料系白インクを用いて基板
面上に印字することを特徴とする印字方法。
【請求項７】基板の反りを測定手段により測定し、この
測定された基板の反りのデータに基づいてインクジェッ
トプリンターを制御し、この制御されたインクジェット
プリンターにより光硬化剤と金属酸化物とを溶媒で液状
にした顔料系白インクを用いて基板面上に印字すること
を特徴とする印字方法。
【請求項８】上記インクジェットプリンターの制御は、
インク噴射距離であることを特徴とする請求項７記載の
印字方法。
【請求項９】上記顔料系白インクにおける金属酸化物が
酸化チタンまたは酸化アエンであることを特徴とする請
求項１または２または３または４または５または６また
は７記載の印字方法。
【請求項１０】上記印字後ソルダーレジストを塗布する
ことを特徴とする請求項１または２または３または４ま
たは５または６または７記載の印字方法。
【請求項１１】プリント配線板において回路形成後、そ
の表面に発色剤を混合したソルダーレジストを塗布し、
レーザ光を利用して印字することを特徴とする印字方
法。
【請求項１２】プリント配線板において回路形成後、そ
の表面にソルダーレジストを塗布し、その後発色剤を塗
布し、レーザ光を利用して印字することを特徴とする印
字方法。
【請求項１３】金属酸化物の成分と光硬化剤の成分とを
有する顔料系白インクで印字されたことを特徴とする基
板。
【請求項１４】金属酸化物の成分と光硬化剤の成分とを
有する顔料系白インクで印字され、この印字が絶縁性と
して１０³ＭΩ以上を有することを特徴とする基板。
【請求項１５】金属酸化物の成分と光硬化剤の成分とを
有する顔料系白インクで印字されたプリント配線板に対
して電子部品を実装したことを特徴とするプリント配線
板実装構造体。