JPS63241986A

JPS63241986A - 印刷回路の製造および装置

Info

Publication number: JPS63241986A
Application number: JP7407087A
Authority: JP
Inventors: 隆吉田; 俊一大原; 広志山本; 秀和藤村; 黒田　重昭
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-03-30
Filing date: 1987-03-30
Publication date: 1988-10-07

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、被印刷体上に電気回路を形成する印刷回路の
製造方法および装置に関する。

〔従来技術〕

従来、プリント基板上に電気回路を形成する場合、一般
的には、プリント基板上に導体箔を貼り電気回路に相当
する部分にレジストを塗布し、レジストの塗布されてい
ない部分をエツチングにより除去することによってこれ
を行っている。

また、絶縁基体上に銅系ペーストをスクリーン印刷法に
より印刷し焼成して酸化銅層を形成し。

次に酸化鋼層にＹＡＧレーザ光を照射して配線導体層を
形成することにより、基体上に電気回路を形成すること
も知られている（例えば、特開昭６１−６５４９２号公
報参照）。

ところで、最近、ポリエステルフィルムに導電性インク
を塗布した熱転写フィルムを用い、形成すべき電気回路
に対応する金型やゴム型を用意し。

高温にしたことの金型等を基体上に置かれた熱転写フィ
ルム上に押圧することによって、熱転写フルムに塗付し
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、いわゆるホットスタンプ法と呼ばれる手
法が開発されている。

このホットスタンプ法は、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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記したホットスタンプ法では、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を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、微小な配線を基板上に形成すること
は困難である。更に、これら金型等の保管も必要となる
。

本発明の目的は、金型等の使用をなくして、極めて簡単
に、しかも任意の電気回路を自由に形成することのでき
る印刷回路の製造方法および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〕

本発明は、導電性材料層を有するキャリヤ部材（例えば
、フィルム）を転写媒体をかいして印刷回路を形成すべ
き基体上に配置させ、該キャリヤ部材に接触させまたは
近接して該キャリヤ部材に配置した発熱体又は電極に印
刷回路のパターンに対応した電気信号を供給し、該発熱
体又は電極と該キャリヤ部材および該転写媒体（例えば
ゴムベルト）との相対的移動により、該転写媒体上に該
導電性材料を印刷回路パターンに対応して転写したのち
、該転写媒体と該基体との間で、相対的移動を行なわせ
、加熱および圧接により該転写媒体上の印刷回路パター
ンを基体上に転写させて、該基体上に該導電性材料を印
刷回路パターンに対応して接着させることを特徴とする
。

〔作用〕

導電性材料層を有するキャリヤ部材を高平滑度の転写媒
体と接触させ、この接触状態において、発熱体又は電極
に回路パターンに対応した電気信号を供給し発熱させる
ので、キャリヤ部材の回路パターンに相当した部分が高
温となり、導電性材料層が溶融して転写媒体に均一に転
写される。その後、転写媒体を基体と接触させ、この接
触状態において、転写媒体の転写側とは反対側又は基体
側より加熱および加圧することで、転写媒体上の導電性
材料が溶融して基体上に熱転写される。この熱転写によ
って、低平滑度および曲面を有する基体上でも印刷回路
を形成することができる。

また、圧力を加えることによりバインダで結合した導電
性粒子は互いに接触し導通が得られる。

〔実施例〕

第１図に本発明による印刷回路製造装置の一実施例を示
す。

回路パターン作成部１は、ＣＡＤ、ＣＡＥ等のコンピュ
ータを用いた回路パターンの作成を行なう、ヘッド駆動
部５は、回路パターン信号に対応してサーマルヘッド１
０（通電ヘッドの場合もある）に信号を送り所定の抵抗
体３を発熱させる。

転写フィルム５は、ベースフィルム６（ポリエステル）
に導電インク７を塗布したもので、導電材には、Ａｇ、
Ａｕ、ＣｕにＡｇコート、ＡＱにＡｇコートが使用でき
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る。

記録部において、転写フィルム５は、転写ゴムベルト１
６と重なり、サーマルヘッド１０とゴムローラ１５で挟
持され、ヘッド側よりバネ９で加圧する。

抵抗体が発熱すると転写フィルム５のバインダが溶け、
転写ゴムベルト１６に付着する。この場合、溶融したバ
インダがゴムベルト１６に転写される一定時間後、剥離
ローラ１４により転写フィルム５をゴムベルト１６より
引離すことによって導電材が転写ベルト１６に付着でき
る。

なお、薄い転写フィルムにシワが生じないために１巻取
ローラ８．繰り出しローラ４にはそれぞれ、記録部との
間で張力が生じるように、トルクモータ（図示せず）等
で張力を与える。

また、剥離ローラ１４は、リンク１１２回転軸１３、バ
ネ１２によりローラ１５側へ加圧される。

転写ゴムベルト１６は、ゴムローラ１５．ローラ１８．
ヒートローラ２０．ローラ１７を一周するように構成さ
れる。また、固定ローラ、ツメ等でも可能である。

転写ゴムベルト１６に付着した導電材７は、ヒートロー
ラ２０．ゴムローラ２２．バネ２３．素材２１よりなる
転写部において、素材２１に接着される。

転写部は、ヒートローラ２ｏのヒータ１９により、導電
材７を溶かし、素材２１に転写させるとともに、バネ２
３により加圧し、素材に接着させる。

以上説明したように１回路パターン作成部で、作成した
回路パターンを、サーマルヘッドおよび通電ヘッド、導
電層を有する転写フィルムを用いて素材に印刷回路をす
ばやく印刷することができる。また、ボムベネト等のや
わらかい転写媒体を用いることにより、低平滑度の素材
および曲面部のある素材に印刷回路を作成することがで
きる。

第２図は、転写フィルムとサーマルヘッドによる印刷の
構成の一実施例を示す。

転写フィルムは、ベースフィルム４７（ポリエチルなど
）、剥離層４０．導電インク層４１からなり、サーマル
ヘッド４７が加熱する。

通電信号３０でスイッチ３１が導通し、ＤＣ電圧３２が
、抵抗体４５間に印加される。抵抗体４５は発熱し、導
電インク層４１は溶融し、転写ゴムベルト４３に導電イ
ンク４２を接着する。この場合サーマルヘッド４６をバ
ネ４４により転写フィルムに押当て、インクが転写ゴム
ベルトに沿っ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、転写ゴムベル
ト表面上のインクが固まり、剥雛層側のインクが溶融状
態の時に、転写フィルムを転写ゴムベルトより剥離する
ことによって、インク４２が転写される。

第３図は、サーマルヘッドのドライバー回路を示す、Ｄ
Ｃｆ！！源５０か源流０した電流は抵抗体５１．５２．
５３を通りドライバＩＣ５４に流入する。ドライバＩＣ
５４は、トランジスタ５５゜５６．５７．ＡＮＤ５８，
５９，６０．ラッチ６１、シフトレジスタ６２で構成さ
れる。入力データはＤＡＴＡ線から入りシフトレジスタ
６２にＣＩ、○ＣＫ（シフトクロック信号）により入力
される。

シフトレジスタ６２のデータは、Ｌ　Ａ　Ｔ　ＣＨ信号
により、ラッチ回路６１にラッチされる。ラッチの各デ
ータが１で、ＳＴＩ、Ｓｒ１．（ストローブ信号）が１
の時ＡＮＤ出力はトランジスタを導通にし、通電が行な
われ、抵抗体は発熱する。

第４図は、転写フィルムと通電ヘッドによる印刷の構成
の一実施例を示す。

転写フィルムは、抵抗層３８．導電層３９．剥離層４０
．導電インク層４１からなり、通電電極３３と帰路電極
３７により通電する。通電信号３０でスイッチが導通し
、ＤＣ電圧３２が電極３３．３７間に印加される。通電
電極３３より流入した電流は抵抗層３８の見かけ上の抵
抗３４゜導電層３５．抵抗３６および帰路電極３７を通
って流れる０通電電極３３の接触面積を小さくすること
で、抵抗３４での電流は集中して発熱する。

帰路電極３７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４１は溶融し、転
写ゴムベルト４３に導電インク４２を接着する。

第５図は、通電電極の一実施例を示す。電極８０、絶縁
体８１．ゴム８２．ベース８３で構成される。この場合
は、電極を多数並列に構成したものである。電極は、Ｗ
、Ｂｅ−Ｃｕ、Ｎｉ。

Ｎ　ｉ　−Ｐ　ＭＡ縁体はポリイミド等が使用できる。

ゴムは、ヘッドが転写媒体の凹凸に合わせて変化するよ
うに入れである。

第６図は、通電ヘッドのドライバー回路を示す。

共通電極６３（前述の帰路電極に相当）から流入した電
流は、抵抗層の抵抗６４，６５，６６、を通り通電ヘッ
ド７０に流入する。通電ヘッド７０は通電電極６７．６
８，６９．抵抗７１゜７２．７３．　トランジスタ５５
．５６，５７゜ＡＮＤ５８，５９，６０．ラッチ６１．
シフトレジスタ６２で構成される。入力データはＤＡＴ
Ａに接続され、シフトレジスタ６２にＣＬＯＣＫ　　　
　’（シフトクロック信号）により入力される。

シフトレジスタ６２のデータはＬＡＴＣＨ信号により、
ラッチ回路６１にラッチされる。ラッチの各データが１
でＳＴＩ、Ｓｒ１　（ストローブ信号）が１の時ＡＮＤ
出力はトランジスタを導通にし、通電が行なわれ、抵抗
層は発熱する。

第７図は、カラー印刷回路用カラー転写フィルムの一実
施例を示す。

カラー転写フィルムは、ベースフィルム又は。

抵抗層４７．剥離層４０．導電インク層８５１色素含有
インク層８６．で構成する。発熱により、導電インク層
８５と色素含有インク層８６が溶融し、転写ゴムベルト
８９に接着する。そして、転写ゴムベルト８９のインク
は、素材９２に転写された時には、色素含有インク９０
．導電インク９１の順の２層になり、カラー印刷回路が
作成できる。

第８図は、カラー印刷回路用カラー転写フィルムの一実
施例を示す。

カラー転写フィルムは、ベースフィルム又は、抵抗層４
７と剥離層４０と、導電インク層９３から構成される。

導電インク層９３は、色素粒子９６を透明導電材料９７
でコートし、バインダ９８で結合したものである。透明
導電材料にはＩｎなどが、色素粒子には、顔料、染料が
使用できる。

第１０図は、本発明の他の実施例を示す。第１０図は、
導電インクを再生し使用する構成を示す。

インク塗布部は、ヒートローラ２４．ヒータ２５、導電
インク２６．ブレード２７．２８で構成し、ベースフィ
ルム６に、ヒートローラ２４で導電インク２６を溶かし
て塗布する。ブレード２７は導電インクの表面を平坦に
するため、また。

ブレード２８は、塗布した導電インクの厚さを一定にす
る作用がある。このような構成にすることにより、導電
インクのみ消費させるようにしたので、ランニングコス
トの低減に効果がある。

第９図は、数種類の色の異なるインクを塗布したカラー
転写フィル１１の一実施例を示す。

これにより指定したカラー転写フィルムを選択し、素材
に転写することにより、多色カラー印刷回路が可能にな
る。また、印刷回路を多色化することにより回路配線経
路のチェック、１！気部品の実装等が容易になる。

第１１図と第１２図は、素材に回路パターンを印刷した
上にＴＣ等の電気部品を実装する一実施例を示す。

ＩＣ１００は、素材１０３に印刷した導電インク１０２
に、ＩＣリード線１０１が接するように配置し、接合部
１０５を加熱および圧接することにより、ＩＣリード線
１０１を配ａｉ　Ｏ３に接続できる。

第１３図は、電気部品の他の実装の一実施例を示す、導
電インク１０４でＩＣリード線の上から加圧し転写する
ことによりＩＣリード線１０１を配線１０３に接続でき
る。

更に、本発明の他の実施例を説明する。上記した第１図
の印刷回路製造装置において、回路パターン作成部１は
、ＸＹ直交座標で構成した回路パターンの内まず、転写
インクフィルム進行方向の配線に対応したＹ方向座標の
みの電気信号を供給し、素材にＹ方向パターンを転写さ
せたのち、素材を９０″回転させ、次に、回路パターン
作成部１でＸ軸をＹ軸に座標変換した回路パターンを作
成し、変換後のＹ方向座標のみの電気信号を供給し、素
材に転写し印刷回路を作成する。

これにより、Ｘ方向、Ｙ方向とも均一な線幅の回路パタ
ーンが得られ、信頼性が向上する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電気信号により直接印刷回路を作成す
ることができるので、金型が不用となる。

また、印刷回路を短時間で製造でき１回路パターンの変
更、チェック、電気部品の実装も容易となる。さらに、
印刷の品質の向上、ピッチ幅の細かい複雑な回路を有す
る印刷回路を製造できる。

また、転写ゴムベルトを用いることにより、低平滑度お
よび曲面を有する素材に対しても印刷が可能となった。

さらに１発熱部にサーマルヘッドおよび通電ヘッドの２
種類の使用が可能になった。

また、ＸＹ座標の変換を行ない一座標方向のみで印刷す
ることにより、３幅の均一なパターンが得られる断線の
ないパターンが得られる。

また、回路パターンのカラー化により配線チェック、部
品実装、外部回路接続が容易となる。

また、導電インクを溶融又は、付着させて電気部品を実
装することができ１作業効率の向上、省力化が可能とな
った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の全体構成図、第２図は転
写フィルムとサーマルヘッドによる印刷の基本構成を示
す図、第３図はサーマルヘッドドライバー回路を示す図
、第４図は転写フィルムと通電ヘッドによる印刷の基本
構成を示す図、第５図は通電ヘッドの通電電極を示す図
、第６図は通電ヘッドドライバー回路を示す図、第７図
および第８図はカラー転写フィルムの一例を示す図、第
９図は多色カラー転写フィルムの一例を示す図、第１０
図は本発明の他の実施例を示す図、第１１図および第１
２図は電気部品実装の一例を示す図。第１３図は電気部品実装の他の例を示す図である。１・・・回路パターン作成部、２・・・ヘッド駆動部、
５・・・熱転写フィルム、１０・・・サーマルヘッド、
１４・・・はく離ローラ、１５・・・ローラ、１６・・
・ベルト、２０・・・ヒートローラ、２１・・・素材、
２２−・・ローラ。

Claims

【特許請求の範囲】１、導電性材料層を有するキャリヤ部材を転写媒体をか
いして印刷回路を形成すべき基体上に配置させ、該キャ
リヤ部材の幅方向に多数配置した発熱体または電極を該
キャリヤ部材に接触または近接させ、該発熱体または電
極に印刷回路パターンに対応した電気信号を供給し、該
ヘッドと該キャリヤ部材および転写媒体との間で、該キ
ャリヤ部材長手方向への相対的移動を行なわせ、該転写
媒体上に該導電性材料を転写したのち、該転写媒体と該
基体との間で、相対的移動を行なわせ、加熱および圧接
により該転写媒体上の印刷回路パターンを基体上に転写
させて、該基体上に該導電性材料を印刷回路パターンに
対応して接着させることを特徴とする印刷回路の製造方
法。２、前記キャリヤ部材の転写層は少なくとも２層以上の
異なつた材料層で構成し、１つは、導電性材料層で、１
つは、色素を混入したインク層、その他、剥離層などを
有し、また、異なつた色素を混入してなるキャリヤ部材
を１つ以上配置し、該キャリヤ部材を印刷回路パターン
の内の指定された色に対応して該基体に転写させカラー
印刷回路を得ることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の印刷回路の製造方法。３、前記キャリヤ部材の材料層は色素粒子を透明導電性
材料で包んだ粒子と、これらを結合するバインダで構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の印刷
回路の製造方法。４、前記印刷回路の製造方法において、ＸＹ直交座標で
構成される回路パターンの内、まず、キャリヤ部材長手
方向の配線に対応したＹ方向電気信号を供給し、該基体
上にＹ方向パターンを転写させたのち、該基体を９０°
回転させ、さらに、回路パターンのＸ軸をＹ軸に座標変
換し、変換後の回路パターンに対応した電気信号を供給
して、該基体上に印刷回路を転写させることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の印刷回路の製造方法。５、前記印刷回路の製造方法において、該基体に該導電
性材料を転写したのち、回路パターンの指定された位置
に、ＩＣ、抵抗、コンデンサ等の電気部品を配置し、該
回路パターンと電気部品の接続を、該導電性材料を電気
部品接続部材の上に転写するとともに、回路パターンと
接続して電気的導通を得るようにしたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の印刷回路の製造方法。６、前記印刷回路の製造方法において、該電気部品の接
続部材が、該回路パターンに接触するように配置し、該
接続部材を加熱および加圧することにより、該回路パタ
ーンの一部を溶融し電気的導通を得るようにしたことを
特徴とする特許請求の範囲第５項記載の印刷回路の製造
方法。７、導電性材料を含有する導電性材料層を有するキャリ
ヤ部材と、該キャリヤ部材に接触または近接して配置さ
れる電極又は発熱体と、該キャリヤ部材の該電極又は発
熱体設置側とは反対側に転写媒体と接触させる手段と、
該転写媒体の印刷側に基体と接触させる手段と、この接
触部を加熱する手段と、前記発熱体又は電極に印刷回路
パターンに対応した電気信号を供給する手段とを有する
ことを特徴とする印刷回路の製造装置。８、基体に導電性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、導電性材料を含有する導電性材
料層をする転写フィルムと、該転写フィルムに接触また
は近接して配置させ、通電により該転写フィルムを発熱
させる電極又は発熱体と、一方を該電極又は発熱体とし
転写フイルムを転写媒体に圧接する機構と、通電機、転
写フィルムを転写媒体から剥離する手段とによつて、発
熱で溶融した導電性材料を前記転写媒体に接続したのち
、該転写媒体と基体を圧接する機構と、該圧接部を加熱
する手段とによつて、加熱で溶融した導電性材料を前記
基体に接着し電気回路を作成することを特徴とする印刷
回路の製造装置。