JPS59112685A - 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残寸ってきている
。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Ｘある。例えば、導体回路の形成につ
いては、回路役割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％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、半田イ」処理によっ
て導体回路に固定接続する方式か採られている。さらに
アルミナ基板なと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
抗体を形成するなとの方法か採られている・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
表例として述へれは、メソシュスクリーンを用いて、銅
箔上にフォ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どする。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ことにある。

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）り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、前記切り出さ
れたクリーンノ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と、前記検査の結果に基
ついて前記回路パターンを所定のものに修正するために
、（１）前記回路要素の一部を削除するｉ・リミンク工
程を経るか、（２）前記回路要素の一部に前記塗料を再
度装着せしめる修正描画工程と、この修正描画工程で装
着された塗料を所定の回路要素に転化させる第２の処理
工程という二つの工程を経るか、のいずれかを経て前記
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。

更に、本発明の製造方法は、前記の工程に加えて、上記
の工程を経を形成された電子回路の特性値を所定の回路
設削値と比較する第２の検査工程をも含みうるものであ
る。従って本発明によれば、前記従来例の如くスクリー
ン」二のパターン形成などの前工程や、エツチングなど
の後工程を快ぜす、かつスクリーンを介するなどの間接
的方法によらす、基板上に所望の電子回路パターンを回
路役割情報に基づいて、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へる。

第１図は、本発明の一実施例における各工程を説明する
だ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はトリミング手
段、８は走行手段、９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だめの電気絶縁
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
の供給工程か第１の工程として含せれる。

上記供給工程に用いる供給手段１は、後述のヘルドコン
ベアなと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トラムや真空吸着板を用い
たアームなとより成る。

次に本発明の製造方法を構成する第２の工程について説
明する０この工程（ｄ、前記クリーンノドベルトから、
所定の回路パターンで規定される回路基板ザイズに対応
した形状のクリーンノートを切り出す工程である。具体
的には、ぜん断加工工程に代表される。

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だりＩＪ−ン／−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）　、　（ｂ
）に付随する電気炉なと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、電気炉なとの焼結炉の他に、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か
含寸れるものである。

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、回路設計情報により与えられる
位置に、後述の処理手段により回路要素となる塗料を直
接に線状に付着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、１３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１４か形成されている。１６，１６
．１７，１．８はそれぞれ圧電素子、吐出口、パイプお
よび圧力室であり、圧力室１８は、ベース容器１３とダ
イヤフラム１４で気密に構成され、パイプ１７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。

−」−記インク噴射記録ヘットの機能を説明すると、圧
電素子１６に電気的パルスが印加され、ダイヤフラム１
４が圧力室１８側に凸に変形すると、圧力室１８の内容
積か減じて圧力か一ヒ昇し、凸出口１４より塗不（か噴
出して基板上に直接的に塗料が何着され、回路パターン
の書き込みが行なわれる。

当然のことなから、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１６と上記基板の位置関係
を相対的に二次元平面内て移動させるだめの駆動系、あ
るいは回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と
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。たたし、描画手段４は、導体
線路を含めて各回路要素となるへき塗料を点状ではなく
、線状に基板上に何着させるように構成されていること
が望捷しく、その理由は以下の通りである。

例えば、細管状の吐出１コ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、回路要素に複数個の破断個所が生じ、そ
の結果、所定の回路要素となり声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か相
互に重畳して、線状に連なるように記録ヘットの移動と
塗料の噴射量を制御すれは良い。

描画手段４の他・の例を第３図および第３図に示す。こ
れらは描画ペ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３ｏに回路ルダ、２３は塗料導
通管、２４はパイプである。

第４図は、描画ペン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
。

上記描画ペ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か、塗＃Ｉ
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、塗料は描画ペン２０に送出
されるが、送出経路には送出に調整器３４かあって、回
路設計情報に従って描画ペン２０に送出する塗料の量を
制御する。描画ペン２０（で送出された塗料は、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図に示しだ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へき塗料は
線状に上記基板に付着されることが必要である。

次に、本発明の第６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
６のＡ−ｆＬ、置に走行手段８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、塗料か低温焼成用銀塗料
で釣る場合には、塗料を構成する主成分は、銀粉、樹脂
分および溶剤より成り、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’Ｃで空
気中に６〜３０分間保持する工程、なとか金種れるもの
である。上記−の如き処！［１工ＬＴを経ることによっ
て、基板に付着された塗料（ｄ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可欠のものであ
る。本工程を欠く一場合には、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１りが低下する。

次いで、本発明の第６の工程においては検査手段６か含
まれる。この検査手段６は前記第６の工程において形成
された回路要素の特性値を、所定の設訓値と比較認識す
る役割を受は持つ。ここて得られたデータは後述の制御
手段９に送られ、前記描画手段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は
、周波数特性や利得なとを＠査し、回路設訓の要求する
指令によって、種々の削♂りをし得る計測手段を含むも
のである。

次いて、本発明の第７の工程にはトリミング手段か含壕
れる６、この工程の具体的構成は、前記回路要素体の一
部を削除、切断する機能を有する手段、例えば、レーサ
ビーム、電子線ビーム２カッター、・・イトおよびこれ
らを、駆動制御する手段より成る。この工程の働きは、
前工程の検査の結果に基づいて、回路要素の特性値の補
正もしくは修正のために回路要素の一部を削除、切断す
るものである。当然のことながら、本発明の製造方法て
は、前工程の検査の結果は、前記描画手段４に常にフィ
ードバックされているだめに、本に１早での修正は些少
なものである。

本発明の製造方法には、」二記各手段の他に、次の二つ
の手段が含壕れる。

その第１は、上記各手能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８である。

この走行手段８は、回路の設計情報に基づいて後述の制
御手段９により作動されうるものであり、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なとに一ヒ記コンベアよりセツティング
するためのロボットアームなとかり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、基板位置捷で走行さぜう
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９である。制御工程の役割は
ずでにある程度述へたが、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８
の動作を制御することにある。この制御手段９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り、各製造工程中を流れる基板
に対し、回路設計情報に基つ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、前記第１図に示すトリミ
ング手段７に代えて修正描画手段とその後の工程に用い
ら、ｔＩる第２の処理手段の両手段か採用さねうる、第
５図は、第１（図に対応して前記両手段を採り入れた本
発明の他の実施例を説明するだめのブロックダイアクラ
ムである。同図において、記号１〜６，８〜９は第１図
と同じものを意味する。記号１０〜１１かそれぞれ回路
パターン修正工程での具体的な手段として採用された修
正描画手段と第２の処理手段である。この修正用の描画
手段１０の具体的な構成は描画手段４と同様である。こ
の手段の働きは前工程における検査手段６による検査の
結果に基づいて、回路要素の特性値の修正のだめに、回
路要素原料としての塗料を伺加的に回路要素上に付着さ
せるものである。

第２の処理手段１１の具体的構成と機能は前記第１の処
理手段に準しる。

回路要素もしくは回路・々ターンの修正工程に用いられ
る手段としては、前記トリミング手段と修正描画手段と
を示した。同一の回路を構成するに際し、両手段は共に
使われ得るが、それぞれの特徴を考慮してより適切な活
用が望捷れる。例えは、酸化ルテニウム塗料を用いて抵
抗体回路を構成する場合を考える３０寸ず、トリミング
手段７を利用するには、予め描画手段４において抵抗値
を低めに、即ち塗料を多く用いて基板に書き込み、後に
抵抗値が設計値に比べ低過ぎる抵抗体の部分を削り取る
方式を４彩る。次に、修正描画手段１０を利用するには
、予め描画手段４において抵抗値を高めに、即ち塗料を
少なく用いて基板に書き込み、後に抵抗値が設計値に比
べ高過ぎる抵抗体の、塗料の不足分を補う方式を採る。

なお、本発明においては上記修正工程の手段を単に一つ
の手段に限定するものでなく、所望の回路構成に応じて
、前記両手段を併用しても差し支えない。

本発明の製造方法においては、前記工程群に加えて、第
２の検査工程を付加することが出来る。

第６図及び第７図は、第２の検査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６図及び第７図において、記号１〜１１は第１図もし
くは第５図に同しである。そして１２は第２の検査手段
て、最後の工程として含寸れる。

第２の検査手段１２は回路設計情報に基づいて基板上に
形成された電子回路全体の特性か回路設計情報に合致し
た内容のものであることを認識判定する役割を受けもつ
ものである。特に、前記回路要素数が多い電子回路の場
合には、前述の第１の検査手段６において各回路要素の
特性値を回路設計情報の許容巾内に入れたとしても、回
路全体としては回路設計値内に納甘らない特性のものが
出現することかあり得るものである。このような状況を
把握し、そのテークを制御手段９にフィードバックし、
前記検査手段６の機能をより高めるなどの役割りもある
。

本発明の製造方法における基板の流ｉｔ［は、噴（′こ
前述のものに限定されるものてはなく、例えは、描画手
段４と処理手段らの間を複数回にわたって繰り返し流す
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（（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
と、多柱多様の回路構成か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〜第７図の破線で四重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、他の伺加的な工程が含まれる場合も本発明の範囲
内に含壕れるものである。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明にかかる電子回
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り、犬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だ
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ト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）ＸＩＸ（７）四部４：’ｉ成図、
第５図、第６図及び第７図は本賢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、５，１１処
理手段、６゜１２・・・検査手段、７・・・・・・トリ
ミング手段、８−・・・走行手段、９・・・・・制御手
段、１０・・・・・・修正描画手段、１３・・・・・・
ヘッド、１４・・・・・・ダイヤフラム、１６・・・圧
電素子、１６．・・・吐出口、１了・・・・・パイプ、
１８・・・圧力室、２０・・・・・ペン、２１・・・ペ
ン先、２２・・・ぺ／ホルダ、２３・−・・・導通管、
２４・・・・・パイプ、３１・・・・・・塗料溜め、３
２・・−・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　尾　敏　男　ほか１名第１
図 粥　　２ 図 第５図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）回路四素を形成する基台となる電気絶縁ｆ１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
   クのク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ソートを切断し
   て取り出す切断工程と、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へき累
   月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
   する検査工程と、前記検査工程の結果に基づいて、前記
   回路要素の一部を削除して前記回路パターンを所定のも
   のに修正するトリミンク］二程の各工程を営み、前ｄ己
   セラミック基板上に直接に電子回路を形成する電子回路
   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
   のク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ソートに切断する切断
   工程と、前記切り出されたグリーンソートを電気絶縁性
   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
   せる第１の処理工程と、前記第１の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
   る検査工程と、前記検査工程の結果に基づいて、前記回
   路要素の一部に前記塗料を、再度装着せしめて前記回路
   要素の特性値を前記設計値に合せる修正描画工程と、前
   記修正描画工程における塗料を所定の回路要素に転化さ
   ぜる第２の処理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電子回路板の製造方
   法、・
3. （３）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シートに切断する切断
   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索胴としての塗料
   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第１の検査
   工程と、前記第１の検査工程の結果に基づいて前記回路
   要素の一部を削除して前記回路パターンを所定のものに
   修正するトリミング工程と、前記の如く形成された電子
   回路の特性値を所定の回路設計値と比較する第２の検査
   工程の各工程を含み、前記セラミック基板上に直接に電
   子回路を形成する電子回路板の製造方法。
4. （４）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
   取り出す切断工程と、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
   要素に転化させる第１の処理工程と、前記第１の処理工
   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
   と比較認識する第１の検査工程と、前記第１の検査工程
   の結果に基づいて、前記回路要素の一部に前記塗料を再
   度装着せしめて前記回路要素の特性値を前記設計値に合
   せる修正描画工程と、前記修正描画工程における塗料を
   所定の回路要素に転化させる第２の処理工程と、前記の
   如く形成された電子回路の特性値を所定の回路設割値と
   比較する第２の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電子回路板の製造
   方法。