JPS59111388A - 電子回路板の製造方法 - 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 本発明は、産業用電子機器、一般民生用電子機器に用い
られる電子回路板の製造方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 近年、電子機器の小型化及び軽量化への要望が益々増え
つ＼あり、更に多種少量生産の傾向も強まってきている
。従って、これらの機器を機能させる電子回路について
も、上記の要望に応えるため、構成回路要素の高密度実
装が行なわれつ＼ある。例えば、導体回路の形成につい
ては、回路設計情報の指示するパターンに従って、銅箔
張り積層板の銅箔をエツチングして所望の回路を形成し
ている。他方、抵抗、コンデンサなどについては大きさ
が数ｍ／ｍ角程度のいわゆるチップ抵抗やチップコンデ
ンサをチップマウンタにて供給し、半田付処理によって
導体回路に固定接続する方式が採られている。さらにア
ルミナ基板などの高耐熱性セラミック基板上に上記と同
様の電子回路を形成する場合には、高温焼成用導電ペー
ストをスクリーン印刷し、これを高温にて焼成すること
により導体回路とし、導体回路間にグレーズ抵抗ペース
トをスクリーン印刷し、同じくこれを高温焼成して抵抗
体を形成するなどの方法が採られている。

これら従来の製造方法は、基板表面に導体回路を形成す
る場合を代表例として述べれば、メツシュスクリーンを
用いて、銅箔上に７オトレジストインキを印刷するか、
もしくは導体ペーストをスクリーン印刷するなど所定の
パターンを有するスクリーン即ちネガパターンを通して
間接的に所望の導体回路を形成している。しかしながら
このような方法は、予めスクリーン上にネガパターンを
形成するという一種の前工程を必要とする。加えて、上
記の方法は同一パターンの導体回路を大量に生産するに
は適しているが、パターンを変更するためにはスクリー
ン上のネガパターンを変える必要があり、更にパターン
の変更が基板サイズの変更を伴うことも多く、前述の電
子機器の傾向と同様に、電子回路の多種少量生産という
傾向に迅速に対応できない。

発明の目的 本発明の目的は、上記の問題点を解決し、電子回路を形
成するための基板上に前記従来例の如くネガパターンを
利用することなく、所定の回路パターンを回路の設計情
報に基づいて直接に描画する方法を提供するごとにある
。

発明の構成 本発明の電子回路板の製造方法は、回路要素を形成する
基台となる電気絶縁性のセラミック基板となるべく帯状
に連続成形されたセラミックのグリーンシートベルトを
供給する供給工程と、そのシートベルトから所定の形状
のシートを切断して取り出す切断工程と、前記切→出さ
れたグリーンシートをセラミック基板とするために、（
１）そのま＼何らの加工を施かさないが、（２）　　前
記グリーンシートの所定の位置に透孔を付設する加工々
程を経るかのいずれかを経て、前記グリーンシートを電
気絶縁性のセラミック基板に転化させる焼結工程と、前
記セラミック基板の表面に回路要素と成るべき素材とし
ての塗料を所定の厚さで線状に装着して所定の回路パタ
ーンを前記セラミック基板上に書き込む描画工程と、前
記セラミック基板上に線状に装着された塗料を回路要素
に転化させる処理工程と、前記処理工程によって形成さ
れた回路要素の特性値を所定の設計値と比較認識する検
査工程の各工程を含み、前記セラミック基板上に直接に
電子回路を形成しうるものである。従って本発明によれ
ば、前記従来例の如くスクリーン上のパターン形成など
の前工程や、エツチングなどの後工程を要せず、かつス
クリーンを介するなどの間接的方法によらず、基板上に
所望の電子回路パターンを回路設計情報に基づいて、直
接に描画した後、前記パターン形成体を電子回路に転化
させることができる。

実施例の説明 以下、本発明にかかる電子回路板の製造方法の実施例を
図面に基づいて具体的に述べる。

第１図は、本発明の一実施例における各工程を説明する
ためのブロックダイアグラムである。第１図において、
１は供給手段、２は切断手段、３は焼結手段、４は描画
手段、５は処理手段、６は検査手段、７は走行手段、８
は制御手段、をそれぞれ示している。

本発明においては、電子回路を形成するための電気絶縁
性の基板として、アルミナなどのセラミック材料を利用
するので、以下の説明におけるグリーンシートベルトと
は、予め帯状に連続して成形されたセラミックのグリー
ンシートベルトを意味する。

本発明の製造方法では、ます上記グリーンシートベルト
の供給工程が第１の工程として含まれる。

上記供給工程に用いる供給手段１は、後述のベルトコン
ベアなどより成る走行系にグリーンシートベルトを塔載
する機構系例えば回転可能なドラムや真空吸着板を用い
たアームなどより成る。

次に製造方法を構成する第２の工程について説明する。

この工程は、前記グリーンシートベルトから、所定の回
路パターンで規定される回路基板サイズに対応した形状
のグリーンシートを切り出す工程である。具体的には、
せん断加工々程に代表される。

次に本発明の第３の工程について説明する。この工程は
、前記第２の工程で切り出されたグリーンシートを焼結
してセラミック基板に転化させる焼結工程である。具体
的には、（ａ）グリーンシートの脱バインダを目的とす
る仮焼工程、（ｂ）グリーンシートに固相反応を行なわ
せる本焼工程、（Ｃ）上記（ａ）　ｊ　（ｂ）に付随す
る電気炉などの焼結炉への搬入及び前記焼結炉からの搬
出、（ｄ）　　焼結板の冷却工程、などから成るもので
ある。従って、上記焼結工程に用いられる焼結手段３に
は、電気炉などの焼結炉の他に、搬入出用及び冷却用な
どの付随手段としてのベルトコンベアなどが含まれるも
のである。

次に、本発明の製造方法を構成する第４の工程について
説明する。この第４の工程においては、描画手段４を用
いて、前記焼結工程を経てセラミック基板に転化した電
子回路基板表面のうち、回路設計情報によシ与えられる
位置に、後述の処理手段によシ回路要素となる塗料を直
接に線状に付着させることにより、所定の回路パターン
を基板上に書き込んでいる。

この描画手段４としては、例えば前記塗料を流滴状に基
板の所望の位置に噴射する手段がある。

具体的には、第２図にその断面を示すような、いわゆる
インク噴射記録ヘッドなどを使用することができる。同
図において、１１は記録ヘッドのベース容器で、その上
面にはダイヤフラム１２が形成されている。１３．１４
，１５．１６はそれぞれ圧電素子、吐出口、パイプおよ
び圧力室であシ、圧力室１６は、ベース容器１１とダイ
ヤフラム１２で気密に構成され、パイプ１６を通して、
回路パターン書き込み用塗料が満たされている。

上記インク噴射記録ヘッドの機能を説明すると、圧電素
子１３に電気的パルスが印加され、ダイヤフラム１２が
圧力室１６側に凸に変形すると、圧力室１６の内容積が
減じて圧力が上昇し、吐出口１４より塗料が噴出して基
板上に直接的に塗料が付着され、開路パターンの書き込
みが行なわれる。

当然のことながら、描画手段４には回路のパターン情報
に従って記録ヘッドの吐出口１４と上記基板の位置関係
を相対的に二次元平面内で移動させるための駆動系、あ
るいは（ロ）路要素付着用塗料としての導体線路用銀塗
料、抵抗体用カーボン塗料および絶縁膜形成用樹脂塗料
などの供給系、さらには各塗料の選択系、噴射・量の制
御系などが含まれるものである。ただし、描画手段４は
、導体線路を含めて各回路要素となるべき塗料を点状で
はなく、線状に基板上に付着させるように構成されてい
ることが望ましく、その理由は以下の通シである。

例えば、細管状の吐出口を有する描画素子を複数個−列
に配した描画ヘッドなどを用いて塗料を点状に付着させ
た場合には、回路要素にＩＪｆｆ個の破断個所が生じ、
その結果、所定の回路要素となり得ないことがしばしば
発生するからである。第２図に例示した記録ヘッドにお
いては、基板の所定の位置に噴射された塗料の各液滴が
相互に１畳して、謝状に連なるように記録ヘッドの移動
と塗料の噴射量を制御すれば良い。

特に、上記各液滴を重畳させることは、各回路要素体の
特性値を、回路の設計情報により求められる範囲内に抑
えるばかりではなく、後述するように、基板の表裏を負
通して設けられた透孔内に導体線路を構成する場合には
、重要な構成技術となる。基板の表裏に設けられた回路
パターンを透孔を通して接続するためには、透孔内に多
数回にわたって、導体線路用塗料の液滴を重畳させて噴
射させることが望まれるからである。

描画手段４の他の例を第３図および第４図に示す。これ
らは描画ベンを利用するものであって、第３図は描画ペ
ン２０を用いて、基板３０に回路要素となるべき塗料を
装着する様子を示している。

２１はサファイアより成るペン先、２２はペンホルダ、
２３は塗料導通管、２４はパイプである。

第４図は、描画ベン２０に対して塗料の送出を行う部分
を示し、３１は塗料溜め、３２は塗料送出ポンプ、３３
は塗料送出圧力調整器、３４は塗料送出量調整器である
。

上記描画ベンの機能を説明すると、塗料の送出ポンプ３
２を通して塗料溜め３１に塗料が送出されるが、塗料溜
め３１の塗料面には圧縮空気が作用し、その圧力は調整
器３３にて制御され、塗料の送出圧力は所定値に維持さ
れている。この圧力にて、塗料は描画ベン２ｏに送出さ
れるが、送出経路には送出量調整器３４があって、回路
設計情報に従って描画ベン２０に送出する塗料の量を制
御する。描画ベン２ｏに送出された塗料は、塗料導通管
２３を通ってペン先２１により基板３０に対し直接に装
着され、回路パターンの書き込みが行なわれる。なお、
第３図および第４図に示した描画手段の他の例において
も、導体線路を含めて各回路要素となるべき塗料は線状
に上記基板に付着されることか必要である。

次に、本発明の第５の工程について説明する。

回路要素が付着された上記セラミック基板は、処理手段
５の位置に走行手段６により相対的に移動する。この処
理手段５は、塗料を回路要素に転化させるための手段で
ある。具体例として、塗料が低温焼成用銀塗料である場
合には、塗料を構成する主成分は銀粉、樹脂分および浴
剤より成り、処理工程としては、 （１）　　レベリングのために常温空気中に５〜１５分
間放置する工程、 （２）樹脂分を硬化させるために８０〜２００℃で空気
中に５〜３０分間保持する工程、などが含まれるもので
ある。上記の如き処理工程を経ることによって、基板に
付着された塗料は回路要素としての導電線路に転化する
。

本発明において、上記処理工程は必要不ｂ」欠のもので
ある。本工程を欠く場合には、上記回路要素体の特性値
が所定の値から大きく偏移することかしばしば発生し、
著しく歩留まシが低下する。

次いで、本発明の第６の工程においては検査手段６が含
まれる。この検査手段６は前記ＷｔＳの工程において形
成された回路要素の特性値を、所定の設計値と比較認識
する役割を受は持つ。ここで得られたデータは後述の制
御手段８に送られ、前記描画手段４の制御に利用される
。

検査手段６には、抵抗やコンデンサの単体の電気的特性
を計測する手段のみならず、導体線間の絶縁特性あるい
は形成された回路がフィルタ作用を有するものであれば
、周波数特性や利得などを検査し、回路設計の要求する
指令によって、棟々の計測をし得る計測手段を含むもの
である。

本発明の製造方法には、上記各手段の他に、次の二つの
手段が含まれる。

その第１は、上記各手段の間を上記処理順序に従って、
基板を移動させうる走行手段７である。

この走行手段７は、回路の設計情報に基づいて後述の制
御手段８により作動されうるものであシ、具体的には、
基板の主移動用としてのベルトコンベアおよび描画手段
４、処理手段５などに上記コンベアよりセツティングす
るだめのロボットアームなどから成り立つものである。

もちろん、前述の走行は相対的なものであり、基板を固
定して、上記各工程を順次、基板位置まで走行させうる
ように構成してもよい。

その第２の手段は、本発明の製造方法において用いる各
手段の制御を行う制御手段８である。制御工程の役割は
すでにある程度述べたが、回路の設計情報に基づいて、
前記描画手段４を主体に、処理手段５および走行手段７
の動作を制御することｌ（ある。この制御手段８の具体
的な構成は、マイクロコンピュータを中心とした制御手
段本体および制御される各手段とを結ぶインターフェー
スおよびパスラインより成シ、各製造工程中を流れる基
板に対し、回路設計情報に基づいた回路パターンを、回
路要素原料としての塗料を直接的に付着することにより
構成させるという大きな役割を担うものである。

本発明の製造方法においては、前記工程群に加えて前記
グリーンシートの加工工程を付加することができる。第
５図は、加工工程を加えた本発明の他の実施例を説明す
るだめのブロックダイアグラムである。

第５図における記号１〜８は、第１図と同じものを意味
する。記号９がグリーンシートの加工々程における具体
的な手段として採用される加工手段である。本加工々程
は、走行手段７によシ相対的に加工手段９に移動したグ
リーンシートに、基板転化後に利用される透孔を、前記
焼結工程における収縮率を考慮して予め形成しておくた
めの工程である。具体的には、プレスマシン、ドリルマ
シン、レーザーマシンなどから構成され、回路設計情報
に基づいて、セラミック基板に転化後の所定の位置に所
定形状の透孔と成るように、透孔加工を上記グリーンシ
ートに施すものである。前記セラミック基板上の透孔が
、基板の表裏面の回路パターンを電気的に接続するため
の導電線路として利用される場合には、前記描画工程に
於て、上記透孔に対し、導電線路の塗料が付着せられる
ことになる。

なお、本発明の製造方法における転化セラミック基板の
流れは、単に前述のものに限定されるものでなく、例え
ば描画手段４と処理手段５．の間を複数回にわたって繰
シ返し流すことも可能である。

このようにすることにより、基板の表面だけでなく、裏
面に対する回路形成、あるいは導体、誘電体を多層に積
み重ねて形成されるコンデンサの形成、さらには基板主
面の一部を多層配線化することなど、多種多様の回路構
成が可能となるものである。

結局、本発明の製造方法の必須の要件は、第１図あるい
は第５図の破線で囲まれた部分で行なわれる工程に要約
される。従って、上述の各工程を含む範囲において、他
の付加的な工程が含まれる場合も本発明の範囲内に含ま
れるものである。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明にかがる電子回
路板の製造方法は、回路設計情報が多種にわたる場合に
も容易に所定形状の基板を形成し、かつその基板上の回
路形成を制御し得るものであシ、大なる工業的価値を有
するものである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例における各工程を説明するた
めのブロックダイアグラム、第２図は本発明の描画工程
で用いるインク噴射記録ヘッドの一例を示す要部断面図
、第３図は同描画ペンの要部断面図、第４図は第３図の
描画ペンの塗料送出部の要部構成図、第６図は本発明の
他の実施例における各工程を説明するだめのブロックダ
イアグラムである。 １・・・・・・供給手段、２・・・・・・切断手段、３
・・・・・・焼結手段、４・・・・・・描画手段、５・
・・・・・処理手段、６・・・・・・検査手段、７・・
・・・・走行手段、８・・・・・・制御手段、９・°°
・・・加工手段、１１・・・・・・ヘッド、１２・・・
・・ダイヤフラム、１３・・・・・・圧電素子、１４・
・・−・・吐出口、１５・・・・・・パイプ、１６・・
・・・・圧力室、２０・・・・・・ペン、２１・・・・
・・ペン先、２２・・・・・・ペンホルダ、２３・・・
・・・導通管、２４・・・・・・パイプ、３１・・・・
・・塗料溜め、３２・・・・・・送出ポンプ、３３・・
・・・・圧力調整器、３４・・・・・・送出量調整器。 代理人の氏名　弁理士　中足　敏男　ほか１名第１図 第２図 ＩＩ　　　／に 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回路要素を形成する基台となる電気絶縁性のセラ
   ミック基板となるべく帯状に連続成形されたセラミック
   のグリーンシートベルトを供給する供給工程と、前記グ
   リーンシートベルトから所定の形状のシートを切断して
   取シ出す切断工程と、前記切り出されたグリーンシート
   を電気絶縁性のセラミック基板に転化させる焼結工程と
   、前記セラミック基板の表面に回路要素と成るべき素材
   としての塗料を所定の厚さで線状に装着して所定の回路
   パターンを前記セラミック基板上に書き込む描画工程と
   、前記セラミック基板上に線状に装着された塗料を回路
   要素に転化させる処理工程と、前記処理工程によって形
   成された回路要素の特性値を所定の設計値と比較認識す
   る検査工程の各工程を含み、前記セラミック基板上に直
   接に電子回路を形成することを特徴とする電子回路板の
   製造方法。
2. （２）回路要素を形成する基台となる電気絶縁性のセラ
   ミック基板となるべく帯状に連続成形されたセラミック
   のグリーンシートベルトを供給する供給工程と、前記グ
   リーンシートベルトを所定の形状のシートに切断する切
   断工程と、前記切断されたグリーンシートの所定の位置
   に透孔を付設する加工々程と、前記透孔が付設されたグ
   リーンシートを電気絶縁性のセラミック基板に転化させ
   る焼結工程と、前記セラミック基板の表面に回路要素と
   成るべき素材としての塗料を所定の厚さで線状に装着し
   て所定の回路バター／を前記セラミック基板上に書き込
   む描画工程と、前記セラミック基板上に線状に装着され
   た塗料を回路要素に転化させる処理工程と、前記処理工
   程によって形成された回路要素の特性値を所定の設削値
   と比較認識する検査工程の各工程を含み、前記セラミッ
   ク基板上に直接に電子回路を形成することを特徴とする
   電子回路板の製造方法。