WO2017009922A1 - 配線形成方法および配線形成装置 - Google Patents

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metal
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雅登 鈴木
政利 藤田
良崇 橋本
明宏 川尻
謙磁 塚田
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富士機械製造株式会社
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    • H01L2924/15153Shape the die mounting substrate comprising a recess for hosting the device

Definitions

  • the present invention relates to a wiring forming method and a wiring forming apparatus for forming a wiring with a metal-containing liquid containing metal fine particles.
  • a wiring forming method of the present invention includes a first wiring forming step of forming a first wiring with a metal-containing liquid containing metal fine particles on a base material, A resin layer forming step for forming a resin layer having an opening partly exposed on the first wiring, and a second wiring for forming a second wiring with the metal-containing liquid on the resin layer A step of forming and an electrical connection step of electrically connecting the first wiring and the second wiring by placing a conductive metal mass in the opening.
  • a wiring forming apparatus of the present invention includes a first discharge device that discharges a metal-containing liquid containing metal fine particles, a second discharge device that discharges a curable resin, and a conductive metal lump. And a control device that controls the operation of each of the first discharge device, the second discharge device, and the holding device, and the control device has the first discharge on a substrate.
  • a first wiring forming part for forming a first wiring By discharging the metal-containing liquid by an apparatus, a first wiring forming part for forming a first wiring, and by discharging a curable resin by the second discharging apparatus on the first wiring, A resin layer forming portion for forming a resin layer having an opening from which a part of the first wiring is exposed, and discharging the metal-containing liquid onto the resin layer by the first discharge device, thereby providing a second A second wiring forming portion for forming wiring, and the metal lump.
  • the resin layer having the opening in which the first wiring is formed on the base material by the metal-containing liquid and a part of the first wiring is exposed is formed on the base. Formed on the material.
  • a second wiring is formed on the resin layer with a metal-containing liquid.
  • the 1st wiring and the 2nd wiring are electrically connected by laminating the metal thin film by the metal content liquid inside the opening. For this reason, in the conventional wiring formation method and wiring formation apparatus, it is necessary to laminate
  • the metal-containing liquid is fired when the metal thin film is formed, but the resin layer may be deteriorated due to the firing of the metal-containing liquid when a plurality of layers of the metal thin film are formed.
  • the first wiring and the second wiring are electrically connected by placing the conductive metal block in the opening. This eliminates the need for laminating metal thin films, improving throughput and preventing deterioration of the resin layer.
  • FIG. 1 shows an electronic device manufacturing apparatus 10.
  • An electronic device manufacturing apparatus (hereinafter may be abbreviated as “manufacturing apparatus”) 10 includes a transport device 20, a first modeling unit 22, a second modeling unit 24, a mounting unit 26, and a control device (see FIG. 2). 27).
  • the conveying device 20, the first modeling unit 22, the second modeling unit 24, and the mounting unit 26 are disposed on the base 28 of the manufacturing apparatus 10.
  • the base 28 has a generally rectangular shape.
  • the longitudinal direction of the base 28 is orthogonal to the X-axis direction
  • the short direction of the base 28 is orthogonal to both the Y-axis direction, the X-axis direction, and the Y-axis direction.
  • the direction will be described as the Z-axis direction.
  • the transport device 20 includes an X-axis slide mechanism 30 and a Y-axis slide mechanism 32.
  • the X-axis slide mechanism 30 has an X-axis slide rail 34 and an X-axis slider 36.
  • the X-axis slide rail 34 is disposed on the base 28 so as to extend in the X-axis direction.
  • the X-axis slider 36 is held by an X-axis slide rail 34 so as to be slidable in the X-axis direction.
  • the X-axis slide mechanism 30 has an electromagnetic motor (see FIG. 2) 38, and the X-axis slider 36 moves to an arbitrary position in the X-axis direction by driving the electromagnetic motor 38.
  • the Y axis slide mechanism 32 includes a Y axis slide rail 50 and a stage 52.
  • the Y-axis slide rail 50 is disposed on the base 28 so as to extend in the Y-axis direction, and is movable in the X-axis direction.
  • One end of the Y-axis slide rail 50 is connected to the X-axis slider 36.
  • a stage 52 is held on the Y-axis slide rail 50 so as to be slidable in the Y-axis direction.
  • the Y-axis slide mechanism 32 has an electromagnetic motor (see FIG. 2) 56, and the stage 52 moves to an arbitrary position in the Y-axis direction by driving the electromagnetic motor 56.
  • the stage 52 moves to an arbitrary position on the base 28 by driving the X-axis slide mechanism 30 and the Y-axis slide mechanism 32.
  • the stage 52 has a base 60, a holding device 62, and a lifting device 64.
  • the base 60 is formed in a flat plate shape, and a circuit board or the like is placed on the upper surface.
  • the holding device 62 is provided on both sides of the base 60 in the X-axis direction. Then, both edge portions in the X-axis direction of the circuit board or the like placed on the base 60 are sandwiched by the holding device 62, whereby the circuit board or the like is fixedly held.
  • the lifting device 64 is disposed below the base 60 and lifts the base 60.
  • the first modeling unit 22 is a unit that models the wiring (see FIG. 3) 80 on the circuit board (see FIG. 3) 70 placed on the base 60 of the stage 52.
  • the first printing unit 72 includes an inkjet head (see FIG. 2) 76 and ejects metal ink in a linear manner onto the circuit board 70 placed on the base 60.
  • the metal ink is obtained by dispersing metal fine particles in a solvent.
  • the inkjet head 76 discharges a conductive material from a plurality of nozzles by, for example, a piezo method using a piezoelectric element.
  • the firing unit 74 has a laser irradiation device (see FIG. 2) 78.
  • the laser irradiation device 78 is a device that irradiates a metal ink discharged onto the circuit board 70 with a laser, and the metal ink irradiated with the laser is baked to form a wiring 80.
  • the firing of the metal ink is a phenomenon in which, by applying energy, the solvent is vaporized, the metal particulate protective film is decomposed, etc., and the metal particulates are brought into contact with or fused to increase the conductivity. is there.
  • metal wiring 80 is formed by baking metal ink.
  • the second modeling unit 24 is a unit that models a resin layer (see FIG. 4) 82 on the circuit board 70 placed on the base 60 of the stage 52, and includes a second printing unit 84 and a curing unit. 86.
  • the second printing unit 84 includes an inkjet head (see FIG. 2) 88 and discharges an ultraviolet curable resin onto the circuit board 70 placed on the base 60.
  • the ink jet head 88 may be, for example, a piezo method using a piezoelectric element, or a thermal method in which a resin is heated to generate bubbles and ejected from a nozzle.
  • the curing unit 86 includes a flattening device (see FIG. 2) 90 and an irradiation device (see FIG. 2) 92.
  • the flattening device 90 is for flattening the upper surface of the ultraviolet curable resin discharged onto the circuit board 70 by the ink jet head 88.
  • the surface of the ultraviolet curable resin is smoothed while the surface of the ultraviolet curable resin is leveled.
  • the thickness of the ultraviolet curable resin is made uniform by scraping with a blade.
  • the irradiation device 92 includes a mercury lamp or LED as a light source, and irradiates the ultraviolet curable resin discharged onto the circuit board 70 with ultraviolet rays. Thereby, the ultraviolet curable resin discharged onto the circuit board 70 is cured, and the resin layer 82 is formed.
  • the mounting unit 26 has a metal block (see FIG. 6) 95, (see FIG. 9) 96, (see FIG. 11) 97, (see FIG. 14) on the circuit board 70 placed on the base 60 of the stage 52.
  • Reference is a unit for mounting 98, and has a discharge unit 100, a supply unit 102, and a mounting unit 104.
  • the discharge unit 100 has an inkjet head (see FIG. 2) 110 and discharges a conductive adhesive onto the circuit board 70 placed on the base 60.
  • a conductive adhesive is an adhesive that cures at room temperature. For example, by bonding two members with a conductive adhesive and curing the conductive adhesive, the two members are electrically connected. To do.
  • the inkjet head 110 ejects a conductive material from a plurality of nozzles by, for example, a piezo method using a piezoelectric element. Moreover, the supply part 102 supplies the metal lump 95,96,97,98 in a supply position.
  • the metal masses 95, 96, 97, and 98 are conductive metals, specifically, silver masses, and various shapes such as a spherical shape, a cylindrical shape, and a rivet shape are arbitrarily supplied.
  • the mounting unit 104 has a mounting head (see FIG. 2) 112.
  • the mounting head 112 has a suction nozzle (see FIG. 9 and the like) 114 for holding the metal blocks 95, 96, 97, and 98, and is mounted on the supply position of the supply unit 102 and the base 60.
  • the mounting head 112 is moved between the circuit board 70 and the circuit board 70.
  • the metal blocks 95, 96, 97, 98 supplied by the supply unit 102 are held by the suction nozzle 114, and the metal blocks 95, 96, 97, 98 held by the suction nozzle 114. Is mounted on the circuit board 70.
  • the control device 27 includes a controller 120 and a plurality of drive circuits 122 as shown in FIG.
  • the plurality of drive circuits 122 include the electromagnetic motors 38 and 56, the holding device 62, the lifting device 64, the inkjet head 76, the laser irradiation device 78, the inkjet head 88, the flattening device 90, the irradiation device 92, the supply unit 102, and the inkjet head. 110, connected to the mounting head 112.
  • the controller 120 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, is mainly a computer, and is connected to a plurality of drive circuits 122. Thereby, the operation of the transport device 20, the first modeling unit 22, the second modeling unit 24, and the mounting unit 26 is controlled by the controller 120.
  • a multilayer circuit pattern is formed on the circuit board 70 with the above-described configuration.
  • the circuit board 70 is set on the base 60 of the stage 52, and the stage 52 is moved below the first modeling unit 22.
  • the metal ink is ejected linearly on the circuit board 70 by the inkjet head 76 according to the circuit pattern.
  • the firing unit 74 the laser is irradiated by the laser irradiation device 78 on the metal ink discharged onto the circuit board 70. Thereby, the metal ink is baked, and the wiring 80 is formed on the circuit board 70 as shown in FIG.
  • a resin layer 82 is formed on the circuit board 70 so as to cover the wiring 80 as shown in FIG.
  • the resin layer 82 has a via hole 130 for exposing a part of the wiring 80.
  • the resin layer 82 discharges ultraviolet curable resin from the inkjet head 88, and irradiates ultraviolet rays from the irradiation device 92 to the discharged ultraviolet curable resin. It is formed by repeating irradiation. Specifically, the stage 52 is moved below the second modeling unit 24, and in the second printing unit 84, an ultraviolet curable resin is formed into a thin film on the circuit board 70 so that the inkjet head 88 covers the wiring 80. Discharge.
  • the ultraviolet curable resin is discharged to a portion excluding a circular portion centering on a part of the wiring 80. That is, the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin in a thin film shape on the circuit board 70 so that a part of the wiring 80 is exposed in a circular shape and the wiring 80 other than the part is covered.
  • the ultraviolet curable resin is discharged in the form of a thin film
  • the ultraviolet curable resin is flattened by the flattening device 90 so that the film thickness becomes uniform.
  • the irradiation device 92 irradiates the thin film-shaped ultraviolet curable resin with ultraviolet rays. As a result, a thin resin layer is formed on the circuit board 70.
  • the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin into a thin film only on the upper part of the thin resin layer. That is, the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin in a thin film shape on the thin resin layer so that a part of the wiring 80 is exposed in a circular shape. Then, the thin film ultraviolet curable resin is flattened by the flattening device 90, and the irradiation device 92 irradiates the ultraviolet curable resin discharged in the thin film shape with ultraviolet rays, so that a thin film is formed on the thin film resin layer. -Like resin layers are laminated.
  • the discharge of the ultraviolet curable resin onto the thin resin layer excluding the portion where the part of the wiring 80 is exposed in a circular shape and the irradiation with the ultraviolet rays are repeated, whereby the via hole 130 is formed.
  • a resin layer 82 having the above is formed.
  • the wiring 80 formed on the circuit board 70 needs to be conducted to the upper surface side of the resin layer 82 in order to laminate the circuit pattern.
  • the discharge of the metal ink into the via hole 130 and the laser irradiation to the metal ink are repeated, so that the conductor 132 is placed inside the via hole 130 as shown in FIG. Is formed, and the wirings 80 formed on the circuit board 70 are electrically connected to the upper surface side of the resin layer 82 by the conductor 132.
  • the inkjet head 76 ejects metal ink into the via hole 130 in a thin film shape in the first printing unit 72 of the first modeling unit 22. .
  • the laser irradiation apparatus 78 irradiates a laser to the metal ink discharged by the thin film form.
  • a metal thin film is formed inside the via hole 130.
  • a metal thin film is laminated inside the via hole 130 to form the conductor 132. Is done.
  • the metal thin film is laminated inside the via hole 130, whereby the wiring 80 formed on the circuit board 70 is conducted to the upper surface side of the resin layer 82.
  • the resin layer 82 is deteriorated by the laser irradiation into the via hole 130 a plurality of times.
  • a plurality of metal masses 95 are placed inside the via holes 130, and the plurality of metal masses 95 are melted.
  • the metal mass 95 is deformed into a conductor (see FIG. 7) 136 having a shape corresponding to the via hole 130, and the wiring 80 formed on the circuit board 70 is conducted to the upper surface side of the resin layer 82.
  • the stage 52 is moved below the mounting unit 26.
  • the spherical metal mass 95 is supplied by the supply unit 102, and the metal mass 95 is held by the suction nozzle 114 of the mounting head 112.
  • the metal mass 95 held by the suction nozzle 114 is placed inside the via hole 130 of the resin layer 82.
  • the holding of the metal mass 95 by the suction nozzle 114 and the placement of the metal mass 95 inside the via hole 130 are repeated, so that a plurality of metal masses are placed inside the via hole 130 as shown in FIG. 95 is placed.
  • a number of metal blocks 95 corresponding to the internal capacity of the via hole 130 are placed inside the via hole 130.
  • the stage 52 is moved below the first modeling unit 22.
  • the laser irradiation device 78 irradiates the laser toward the plurality of metal blocks 95 placed inside the via hole 130.
  • the plurality of metal masses 95 are melted and transformed into a conductor (see FIG. 7) 136 having a shape corresponding to the via hole 130.
  • the metal mass 95 placed in the via hole 130 is melted to form the conductor 136 in the via hole 130, and the wiring 80 formed on the circuit board 70 is replaced with the wiring 80.
  • the resin layer 82 is electrically connected to the upper surface side. This eliminates the need to repeat the discharge of metal ink and laser irradiation a plurality of times as in the conventional method, thereby improving throughput and reducing damage to the resin layer 82 due to laser irradiation. Become.
  • a wiring 138 is formed on the resin layer 82, and the wiring 138 and the circuit board are formed.
  • Wiring 80 formed on 70 is electrically connected by a conductor 136.
  • the conductor 136 is formed by melting the metal lump 95, the metal ink is applied to the upper surface of the resin layer 82 so that the inkjet head 76 intersects the upper surface of the conductor 136 in the first printing unit 72. Discharge linearly.
  • the laser irradiation device 78 irradiates the metal ink ejected on the resin layer 82 with a laser, so that the metal ink is fired, and as shown in FIG.
  • a wiring 138 intersecting with the upper surface of the conductor 136 is formed.
  • the wiring 138 formed on the resin layer 82 and the wiring 80 formed on the circuit board 70 are electrically connected by the conductor 136, and a multilayer circuit pattern is formed on the circuit board 70. Is formed.
  • the manufacturing apparatus 10 it is possible to electrically connect the wiring formed on the resin layer and the wiring formed on the circuit board 70 without melting the metal block.
  • the wiring 150 is formed on the circuit board 70, and a part of the wiring 150 is exposed through the via hole 152.
  • a resin layer 156 is formed. Since the method for forming the wiring 150 and the resin layer 156 is the same as the method for forming the wiring 80 and the resin layer 82, description thereof is omitted.
  • the via hole 152 of the resin layer 156 has a cylindrical shape.
  • the stage 52 is moved to the mounting unit 26.
  • the inkjet head 110 ejects a conductive adhesive (see FIG. 9) 158 onto the wiring 150 exposed from the via hole 152.
  • the metal lump (refer FIG. 9) 96 is supplied in a supply position.
  • the metal mass 96 is generally cylindrical and has a shape corresponding to the shape of the via hole 152.
  • the metal block 96 has a cylindrical shape having a height substantially the same as the depth of the via hole 152, and the outer diameter of the metal block 96 is slightly smaller than the inner diameter of the via hole 152. Then, the metal mass 96 is held by the suction nozzle 114 of the mounting head 112 as shown in FIG.
  • the metal block 96 held by the suction nozzle 114 is placed inside the via hole 152 of the resin layer 156.
  • the bottom surface of the metal lump 96 is in close contact with the conductive adhesive 158 discharged onto the wiring 150, and the metal lump 96 is bonded to the wiring 150 by the conductive adhesive 158.
  • the metal block 96 is electrically connected to the wiring 150.
  • the laser irradiation device 78 irradiates the metal ink discharged onto the resin layer 156 with laser, whereby the metal ink is fired.
  • the wiring 160 intersecting with the upper surface of the metal lump 96 is formed on the resin layer 156.
  • the metal lump 96 is bonded to the wiring 150 with the conductive adhesive 158, thereby forming the wiring 160 formed on the resin layer 156 and the circuit board 70.
  • the wiring 150 is electrically connected, and a multilayer circuit pattern is formed on the circuit board 70.
  • a wiring 150 is formed on the circuit board 70, and a resin is formed on the circuit board 70 so that a part of the wiring 150 is exposed through the via hole 152.
  • Layer 156 is formed.
  • the stage 52 is moved to the mounting unit 26.
  • a metal lump (see FIG. 11) 97 is supplied at the supply position.
  • the metal block 97 is composed of a cylindrical portion 170 and a conical portion 172.
  • the cylindrical portion 170 has a columnar shape having a height substantially the same as the depth of the via hole 152, and the outer diameter of the cylindrical portion 170 is slightly smaller than the inner diameter of the via hole 152.
  • the conical portion 172 is formed on the bottom surface of the cylindrical portion 170 with the conical tip facing downward. Then, the metal mass 97 is held by the suction nozzle 114 of the mounting head 112 as shown in FIG.
  • the metal block 97 held by the suction nozzle 114 is placed inside the via hole 152 of the resin layer 156.
  • the metal block 97 is pressed inside the via hole 152.
  • the conical portion 172 of the metal mass 97 penetrates the wiring 150 in the via hole 152, and the metal mass 97 is electrically connected to the wiring 150.
  • the first printing unit 72 forms a line of metal ink on the upper surface of the resin layer 156 so that the inkjet head 76 intersects the upper surface of the metal block 97. To discharge.
  • the laser irradiation device 78 irradiates the metal ink discharged onto the resin layer 156 with laser, whereby the metal ink is fired.
  • the wiring 178 intersecting with the upper surface of the metal block 97 is formed on the resin layer 156.
  • the conical portion 172 of the metal lump 97 penetrates the wiring 150, so that the wiring 178 formed on the resin layer 156 and the wiring 150 formed on the circuit board 70 Are electrically connected, and a multilayer circuit pattern is formed on the circuit board 70.
  • a wiring 150 is formed on the circuit board 70, and a resin is formed on the circuit board 70 so that a part of the wiring 150 is exposed through the via hole 152.
  • Layer 156 is formed.
  • the ink jet head 76 lines the metal ink on the upper surface of the resin layer 156 so as to reach the edge of the via hole 152. To be discharged. Then, in the firing unit 74, the laser irradiation device 78 irradiates the metal ink discharged onto the resin layer 156 with laser, whereby the metal ink is fired. As a result, as shown in FIG. 13, the wiring 180 reaching the edge of the via hole 152 is formed on the resin layer 156. Next, the stage 52 is moved to the mounting unit 26. In the ejection unit 100, the inkjet head 110 ejects a conductive adhesive (see FIG. 14) 182 onto the wiring 150 exposed from the via hole 152. Further, the inkjet head 110 discharges a conductive adhesive (see FIG. 14) 184 on the end portion of the wiring 180 near the edge of the via hole 152.
  • a conductive adhesive see FIG. 14
  • the metal lump (refer FIG. 14) 98 is supplied in a supply position.
  • the metal lump 98 has a rivet shape and includes a cylindrical portion 186 and a flange portion 188.
  • the cylindrical portion 186 has a cylindrical shape having a height substantially the same as the depth of the via hole 152, and the outer diameter of the cylindrical portion 186 is slightly smaller than the inner diameter of the via hole 152.
  • the flange portion 188 protrudes in a disk shape in the radial direction at the upper end of the columnar portion 186. Then, the metal mass 98 is held by the suction nozzle 114 of the mounting head 112 as shown in FIG.
  • the metal lump 98 held by the suction nozzle 114 is placed inside the via hole 152 of the resin layer 156 as shown in FIG.
  • the bottom surface of the cylindrical portion 186 of the metal lump 98 is in close contact with the conductive adhesive 182 discharged onto the wiring 150, and the cylindrical portion 186 is bonded to the wiring 150 by the conductive adhesive 182.
  • the metal lump 96 and the wiring 150 are electrically connected.
  • the flange portion 188 of the metal lump 98 is in close contact with the conductive adhesive 184 discharged onto the wiring 180, and the flange portion 188 is bonded to the wiring 180 by the conductive adhesive 184.
  • the metal lump 98 and the wiring 180 are electrically connected.
  • the rivet-shaped metal lump 98 is placed in the via hole 152, whereby the wiring 180 formed on the resin layer 156 and the wiring formed on the circuit board 70. 150 is electrically connected, and a multilayer circuit pattern is formed on the circuit board 70.
  • the metal blocks 95, 96, 97, and 98 are placed in the via holes 130 and 152, and the wiring and the metal block are electrically connected by melting, penetration, adhesion, or the like. This eliminates the need to repeat the discharge of the metal ink and the laser irradiation a plurality of times as in the conventional method, thereby improving the throughput and reducing the damage to the resin layers 82 and 156 due to the laser irradiation. It becomes possible.
  • the controller 120 of the control device 27 includes a first wiring forming unit 200, a resin layer forming unit 202, a second wiring forming unit 204, and an electrical connection unit 206.
  • the first wiring forming unit 200 is a functional unit for forming the wiring 80 on the circuit board 70.
  • the resin layer forming unit 202 is a functional unit for forming the resin layers 82 and 156 on the circuit board 70.
  • the second wiring forming unit 204 is a functional unit for forming the wirings 138, 160, 178 and 180 on the resin layers 82 and 156.
  • the electrical connection portion 206 is formed on the wiring 80 and the resin layers 82 and 156 formed on the circuit board 70 by placing the metal blocks 95, 96, 97 and 98 in the via holes 130 and 152. This is a functional unit for electrically connecting the wirings 138, 160, 178, and 180.
  • the manufacturing apparatus 10 is an example of a wiring forming apparatus.
  • the control device 27 is an example of a control device.
  • the circuit board 70 is an example of a base material.
  • the inkjet head 76 is an example of a first discharge device.
  • the wiring 80 is an example of a first wiring.
  • the resin layers 82 and 156 are examples of resin layers.
  • the inkjet head 88 is an example of a second ejection device.
  • the metal blocks 95, 96, 97, and 98 are examples of metal blocks.
  • the mounting head 112 is an example of a holding device.
  • the via holes 130 and 152 are examples of openings.
  • the wirings 138, 160, 178, and 180 are examples of the second wiring.
  • the conductive adhesives 158, 182, and 184 are examples of conductive viscous fluids.
  • the cylindrical portions 170 and 186 are examples of the main body portion.
  • the conical part 172 is an example of a convex part.
  • the flange portion 188 is an example of a flange portion.
  • the metal ink is an example of a metal-containing liquid.
  • the ultraviolet curable resin is an example of a curable resin.
  • the first wiring formation unit 200 is an example of a first wiring formation unit.
  • the resin layer forming unit 202 is an example of a resin layer forming unit.
  • the second wiring formation unit 204 is an example of a second wiring formation unit.
  • the electrical connection unit 206 is an example of an electrical connection unit.
  • the process executed by the first wiring forming unit 200 is an example of a first wiring forming process.
  • the process executed by the resin layer forming unit 202 is an example of a resin layer forming process.
  • the process executed by the second wiring forming unit 204 is an example of a second wiring forming process.
  • the process executed by the electrical connection unit 206 is an example of an electrical connection process.
  • this invention is not limited to the said Example, It is possible to implement in the various aspect which gave various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art.
  • a plurality of metal chunks 95 are placed in the via hole 130 and the plurality of metal chunks 95 are melted.
  • one metal chunk is placed in the via hole 130 and the metal The mass may be melted.
  • the rivet-shaped metal block 98 is electrically connected to the wiring 150 by the conductive adhesive 182 on the bottom surface of the cylindrical portion 186, but a conical portion is formed on the lower surface of the cylindrical portion 186.
  • the metal lump 98 and the wiring 150 may be electrically connected by penetrating the conical portion into the wiring 150.
  • the metal lump and the wiring are electrically connected by the conductive adhesive, but the metal lump and the wiring are electrically connected by a conductive viscous fluid such as metal ink or conductive paste. It is possible to connect.

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Abstract

本発明の配線形成装置および方法では、回路基板70の上に金属含有液によって第1の配線150が形成され、その配線の一部が露出するビア穴152を有する樹脂層156が、回路基板の上に形成される。また、導電性の金属塊96がビア穴に載置される。そして、樹脂層の上に、金属含有液によって第2の配線160が形成される。このように、本発明の配線形成方法では、導電性の金属塊がビア穴に載置されることで、第1の配線と第2の配線とが電気的に接続される。一方、従来の配線形成方法では、金属含有液の焼成によって、ビア穴の内部に金属製の薄膜が積層されることで、第1の配線と第2の配線とが電気的に接続される。つまり、本発明の配線形成方法によれば、金属製の薄膜を積層する必要がなくなり、スループットの向上を図るとともに、樹脂層の劣化を防止することが可能となる。

Description

配線形成方法および配線形成装置
 本発明は、金属微粒子を含有する金属含有液によって配線を形成する配線形成方法および配線形成装置に関する。
 近年、下記特許文献に記載されているように、金属微粒子を含有する金属含有液を吐出し、その吐出された金属含有液を焼成することで、多層的な回路パターンを形成するための技術が開発されている。
特開2012-222143号公報
 上記特許文献に記載の技術によれば、ある程度、適切に多層的な回路パターンを形成することが可能となる。しかしながら、金属含有液を用いて多層的な回路パターンを形成する方法には、改良の余地が多分に残されており、種々の改良を施すことで、金属含有液を用いた回路パターンの形成方法の実用性は向上すると考えられる。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い回路パターンの形成方法および装置の提供を課題とする。
 上記課題を解決するために、本発明の配線形成方法は、基材の上に金属微粒子を含有する金属含有液によって第1の配線を形成する第1配線形成工程と、前記第1の配線の一部が露出する開口部を有する樹脂層を、前記第1の配線の上に形成する樹脂層形成工程と、前記樹脂層の上に前記金属含有液によって第2の配線を形成する第2配線形成工程と、導電性の金属塊を前記開口部に載置することにより、前記第1の配線と前記第2の配線とを電気的に接続する電気的接続工程とを含むことを特徴とする。
 上記課題を解決するために、本発明の配線形成装置は、金属微粒子を含有する金属含有液を吐出する第1吐出装置と、硬化性樹脂を吐出する第2吐出装置と、導電性の金属塊を保持する保持装置と、前記第1吐出装置と前記第2吐出装置と前記保持装置との各々の作動を制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、基材の上に前記第1吐出装置によって前記金属含有液を吐出することで、第1の配線を成形する第1配線形成部と、前記第1の配線の上に前記第2吐出装置によって硬化性樹脂を吐出することで、前記第1の配線の一部が露出する開口部を有する樹脂層を形成する樹脂層形成部と、前記樹脂層の上に前記第1吐出装置によって前記金属含有液を吐出することで、第2の配線を成形する第2配線形成部と、前記金属塊を前記保持装置によって前記開口部に載置することで、前記第1の配線と前記第2の配線とを電気的に接続する電気的接続部とを有することを特徴とする。
 従来の配線形成方法および配線形成装置では、例えば、金属含有液によって基材の上に第1の配線が形成され、その第1の配線の一部が露出する開口部を有する樹脂層が、基材の上に形成される。また、樹脂層の上に、金属含有液によって第2の配線が形成される。そして、開口部の内部に金属含有液による金属製の薄膜が積層されることで、第1の配線と第2の配線とが電気的に接続される。このため、従来の配線形成方法および配線形成装置では、金属製の薄膜をビア穴内に積層する必要があり、スループットが低下する。また、金属製の薄膜形成時に、金属含有液が焼成されるが、金属製の薄膜の複数層の形成時に、金属含有液の焼成により樹脂層が劣化する虞がある。一方、本発明の配線形成方法および配線形成装置では、導電性の金属塊が開口部に載置されることで、第1の配線と第2の配線とが電気的に接続される。これにより、金属製の薄膜を積層する必要がなくなり、スループットの向上を図るとともに、樹脂層の劣化を防止することが可能となる。
電子デバイス製造装置を示す図である。 制御装置を示すブロック図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。 回路パターンの形成工程を説明するための模式図である。
 図1に電子デバイス製造装置10を示す。電子デバイス製造装置(以下、「製造装置」と略す場合がある)10は、搬送装置20と、第1造形ユニット22と、第2造形ユニット24と、装着ユニット26と、制御装置(図2参照)27を備える。それら搬送装置20と第1造形ユニット22と第2造形ユニット24と装着ユニット26とは、製造装置10のベース28の上に配置されている。ベース28は、概して長方形状をなしており、以下の説明では、ベース28の長手方向をX軸方向、ベース28の短手方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向の両方に直交する方向をZ軸方向と称して説明する。
 搬送装置20は、X軸スライド機構30と、Y軸スライド機構32とを備えている。そのX軸スライド機構30は、X軸スライドレール34とX軸スライダ36とを有している。X軸スライドレール34は、X軸方向に延びるように、ベース28の上に配設されている。X軸スライダ36は、X軸スライドレール34によって、X軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、X軸スライド機構30は、電磁モータ(図2参照)38を有しており、電磁モータ38の駆動により、X軸スライダ36がX軸方向の任意の位置に移動する。また、Y軸スライド機構32は、Y軸スライドレール50とステージ52とを有している。Y軸スライドレール50は、Y軸方向に延びるように、ベース28の上に配設されており、X軸方向に移動可能とされている。そして、Y軸スライドレール50の一端部が、X軸スライダ36に連結されている。そのY軸スライドレール50には、ステージ52が、Y軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Y軸スライド機構32は、電磁モータ(図2参照)56を有しており、電磁モータ56の駆動により、ステージ52がY軸方向の任意の位置に移動する。これにより、ステージ52は、X軸スライド機構30及びY軸スライド機構32の駆動により、ベース28上の任意の位置に移動する。
 ステージ52は、基台60と、保持装置62と、昇降装置64とを有している。基台60は、平板状に形成され、上面に回路基板等が載置される。保持装置62は、基台60のX軸方向の両側部に設けられている。そして、基台60に載置された回路基板等のX軸方向の両縁部が、保持装置62によって挟まれることで、回路基板等が固定的に保持される。また、昇降装置64は、基台60の下方に配設されており、基台60を昇降させる。
 第1造形ユニット22は、ステージ52の基台60に載置された回路基板(図3参照)70の上に配線(図3参照)80を造形するユニットであり、第1印刷部72と、焼成部74とを有している。第1印刷部72は、インクジェットヘッド(図2参照)76を有しており、基台60に載置された回路基板70の上に、金属インクを線状に吐出する。金属インクは、金属の微粒子が溶剤中に分散されたものである。なお、インクジェットヘッド76は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから導電性材料を吐出する。
 焼成部74は、レーザ照射装置(図2参照)78を有している。レーザ照射装置78は、回路基板70の上に吐出された金属インクにレーザを照射する装置であり、レーザが照射された金属インクは焼成し、配線80が形成される。なお、金属インクの焼成とは、エネルギーを付与することによって、溶媒の気化や金属微粒子保護膜の分解等が行われ、金属微粒子が接触または融着をすることで、導電率が高くなる現象である。そして、金属インクが焼成することで、金属製の配線80が形成される。
 また、第2造形ユニット24は、ステージ52の基台60に載置された回路基板70の上に樹脂層(図4参照)82を造形するユニットであり、第2印刷部84と、硬化部86とを有している。第2印刷部84は、インクジェットヘッド(図2参照)88を有しており、基台60に載置された回路基板70の上に紫外線硬化樹脂を吐出する。なお、インクジェットヘッド88は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式でもよく、樹脂を加熱して気泡を発生させノズルから吐出するサーマル方式でもよい。
 硬化部86は、平坦化装置(図2参照)90と照射装置(図2参照)92とを有している。平坦化装置90は、インクジェットヘッド88によって回路基板70の上に吐出された紫外線硬化樹脂の上面を平坦化するものであり、例えば、紫外線硬化樹脂の表面を均しながら余剰分の樹脂を、ローラもしくはブレードによって掻き取ることで、紫外線硬化樹脂の厚みを均一させる。また、照射装置92は、光源として水銀ランプもしくはLEDを備えており、回路基板70の上に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、回路基板70の上に吐出された紫外線硬化樹脂が硬化し、樹脂層82が造形される。
 また、装着ユニット26は、ステージ52の基台60に載置された回路基板70の上に金属塊(図6参照)95,(図9参照)96,(図11参照)97,(図14参照)98を装着するユニットであり、吐出部100と、供給部102と、装着部104とを有している。吐出部100は、インクジェットヘッド(図2参照)110を有しており、基台60に載置された回路基板70の上に導電性接着剤を吐出する。導電性接着剤は、常温で硬化する接着剤であり、例えば、導電性接着剤によって2個の部材を接着させ、導電性接着剤を硬化させることで、それら2個の部材は電気的に接続する。なお、インクジェットヘッド110は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから導電性材料を吐出する。また、供給部102は、供給位置において金属塊95,96,97,98を供給する。金属塊95,96,97,98は、導電性金属、具体的には、銀の塊であり、球状,円柱状,リベット状等、種々の形状のものが任意に供給される。
 装着部104は、装着ヘッド(図2参照)112を有している。装着ヘッド112は、金属塊95,96,97,98を保持するための吸着ノズル(図9等参照)114を有しており、供給部102の供給位置と、基台60に載置された回路基板70との間で、装着ヘッド112を移動させる。これにより、装着部104では、供給部102により供給された金属塊95,96,97,98が、吸着ノズル114により保持され、その吸着ノズル114によって保持された金属塊95,96,97,98が、回路基板70に装着される。
 また、制御装置27は、図2に示すように、コントローラ120と、複数の駆動回路122とを備えている。複数の駆動回路122は、上記電磁モータ38,56、保持装置62、昇降装置64、インクジェットヘッド76、レーザ照射装置78、インクジェットヘッド88、平坦化装置90、照射装置92、供給部102、インクジェットヘッド110、装着ヘッド112に接続されている。コントローラ120は、CPU,ROM,RAM等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路122に接続されている。これにより、搬送装置20、第1造形ユニット22、第2造形ユニット24、装着ユニット26の作動が、コントローラ120によって制御される。
 <製造装置の作動>
 製造装置10では、上述した構成によって、回路基板70上に多層的な回路パターンが形成される。具体的には、ステージ52の基台60に回路基板70がセットされ、そのステージ52が、第1造形ユニット22の下方に移動される。そして、第1印刷部72において、インクジェットヘッド76によって回路基板70の上に金属インクが、回路パターンに応じて線状に吐出される。次に、焼成部74において、回路基板70に吐出された金属インクに、レーザ照射装置78によってレーザが照射される。これにより、金属インクが焼成し、図3に示すように、回路基板70の上に配線80が形成される。
 回路基板70の上に配線80が形成されると、図4に示すように、その配線80を覆うように、回路基板70の上に樹脂層82が形成される。樹脂層82は、配線80の一部を露出させるためのビア穴130を有しており、インクジェットヘッド88からの紫外線硬化樹脂の吐出と、吐出された紫外線硬化樹脂への照射装置92による紫外線の照射とが繰り返されることにより形成される。詳しくは、ステージ52が、第2造形ユニット24の下方に移動され、第2印刷部84において、インクジェットヘッド88が、配線80を覆うように、回路基板70の上に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。ただし、配線80の一部を中心とする円状の部分を除いた箇所に、紫外線硬化樹脂は吐出される。つまり、インクジェットヘッド88は、配線80の一部が円状に露出し、その一部以外の配線80を覆うように、回路基板70の上に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。紫外線硬化樹脂が薄膜状に吐出されると、平坦化装置90により膜厚が均一となるように紫外線硬化樹脂が平坦化される。そして、硬化部86において、照射装置92が、その薄膜状の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、回路基板70の上に薄膜状の樹脂層が形成される。
 続いて、インクジェットヘッド88が、その薄膜状の樹脂層の上の部分にのみ紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。つまり、インクジェットヘッド88は、配線80の一部が円状に露出するように、薄膜状の樹脂層の上に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。そして、平坦化装置90によって薄膜状の紫外線硬化樹脂が平坦化され、照射装置92が、その薄膜状に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、薄膜状の樹脂層の上に薄膜状の樹脂層が積層される。このように、配線80の一部が円状に露出している個所を除いた薄膜状の樹脂層の上への紫外線硬化樹脂の吐出と、紫外線の照射とが繰り返されることで、ビア穴130を有する樹脂層82が形成される。
 上述した手順により樹脂層82が形成されると、回路パターンを積層化させるべく、回路基板70の上に形成された配線80を、樹脂層82の上面側に導通させる必要がある。この際、従来の手法では、ビア穴130の内部への金属インクの吐出と、金属インクへのレーザ照射とが繰り返されることで、図5に示すように、ビア穴130の内部に導電体132が形成され、その導電体132によって、回路基板70の上に形成された配線80が、樹脂層82の上面側に導通される。詳しくは、回路基板70の上に樹脂層82が形成されると、第1造形ユニット22の第1印刷部72において、インクジェットヘッド76が、ビア穴130の内部に金属インクを薄膜状に吐出する。次に、焼成部74において、レーザ照射装置78が、その薄膜状に吐出された金属インクにレーザを照射する。これにより、ビア穴130の内部に金属製の薄膜が形成される。そして、ビア穴130内部への金属インクの吐出と、吐出された金属インクへのレーザ照射とが繰り返されることで、ビア穴130の内部に、金属製の薄膜が積層され、導電体132が形成される。
 このように、従来の手法では、ビア穴130の内部に金属製の薄膜が積層されることで、回路基板70の上に形成された配線80が、樹脂層82の上面側に導通される。しかしながら、この手法では、ビア穴130内部への金属インクの吐出と、吐出された金属インクへのレーザ照射とを複数回、繰り返す必要があるため、スループットが低下する。また、ビア穴130内部への複数回のレーザ照射によって、樹脂層82が劣化する虞がある。
 このようなことに鑑みて、製造装置10では、図6に示すように、ビア穴130の内部に複数の金属塊95が載置され、それら複数の金属塊95が溶融される。これにより、金属塊95がビア穴130に応じた形状の導電体(図7参照)136に変形し、回路基板70の上に形成された配線80が、樹脂層82の上面側に導通される。詳しくは、回路基板70に樹脂層82が形成されると、ステージ52が装着ユニット26の下方に移動される。装着ユニット26では、供給部102によって球状の金属塊95が供給され、その金属塊95が装着ヘッド112の吸着ノズル114によって、保持される。続いて、吸着ノズル114により保持された金属塊95が、樹脂層82のビア穴130の内部に載置される。そして、吸着ノズル114による金属塊95の保持と、ビア穴130の内部への金属塊95の載置とが繰り返されることで、図6に示すように、ビア穴130の内部に複数の金属塊95が載置される。なお、ビア穴130の内部には、ビア穴130の内部容量に応じた個数の金属塊95が載置される。
 ビア穴130の内部への金属塊95の載置が完了すると、ステージ52が第1造形ユニット22の下方に移動される。そして、第1造形ユニット22において、レーザ照射装置78が、ビア穴130の内部に載置されている複数の金属塊95に向かってレーザを照射する。これにより、複数の金属塊95が溶融し、ビア穴130に応じた形状の導電体(図7参照)136に変形する。このように、製造装置10では、ビア穴130に載置された金属塊95を溶融することで、ビア穴130に導電体136を形成し、回路基板70の上に形成された配線80を、樹脂層82の上面側に導通させている。これにより、従来の手法のように、金属インクの吐出とレーザ照射とを複数回、繰り返す必要が無くなり、スループットの向上を図るとともに、レーザ照射による樹脂層82へのダメージを低減することが可能となる。
 そして、金属塊95の溶融により導電体136が形成されると、第1造形ユニット22において、図7に示すように、樹脂層82の上に配線138が形成され、その配線138と、回路基板70の上に形成されている配線80とが、導電体136によって電気的に接続される。詳しくは、金属塊95の溶融により導電体136が形成されると、第1印刷部72において、インクジェットヘッド76が、導電体136の上面と交差するように、樹脂層82の上面に金属インクを線状に吐出する。そして、焼成部74において、レーザ照射装置78が、樹脂層82の上に吐出された金属インクにレーザを照射することで、金属インクが焼成し、図7に示すように、樹脂層82の上に、導電体136の上面と交差する配線138が形成される。これにより、樹脂層82の上に形成された配線138と、回路基板70の上に形成された配線80とが、導電体136によって電気的に接続され、回路基板70上に多層的な回路パターンが形成される。
 また、製造装置10では、金属塊を溶融させることなく、樹脂層の上に形成された配線と、回路基板70の上に形成された配線とを電気的に接続させることが可能である。具体的には、まず、図8に示すように、回路基板70の上に配線150を形成するとともに、その配線150の一部がビア穴152を介して露出するように、回路基板70の上に樹脂層156を形成する。配線150および、樹脂層156の形成方法は、配線80および、樹脂層82の形成方法と同じであるため、説明を省略する。なお、樹脂層156のビア穴152の形状は、円柱状とされている。
 回路基板70の上に配線150および樹脂層156が形成されると、ステージ52が装着ユニット26に移動される。そして、吐出部100において、インクジェットヘッド110が、ビア穴152から露出する配線150の上に、導電性接着剤(図9参照)158を吐出する。また、供給部102では、金属塊(図9参照)96が供給位置において供給される。金属塊96は、概して円柱状をなし、ビア穴152の形状に応じた形状とされている。詳しくは、金属塊96は、ビア穴152の深さ寸法と略同じ高さ寸法の円柱状をなし、金属塊96の外径は、ビア穴152の内径より僅かに小さい。そして、その金属塊96が、図9に示すように、装着ヘッド112の吸着ノズル114によって保持される。
 次に、吸着ノズル114によって保持された金属塊96が、樹脂層156のビア穴152の内部に載置される。この際、金属塊96の底面が、配線150の上に吐出された導電性接着剤158に密着し、導電性接着剤158によって、金属塊96が配線150に接着される。これにより、金属塊96が、配線150に電気的に接続される。金属塊96がビア穴152の内部に載置されると、第1印刷部72において、インクジェットヘッド76が、金属塊96の上面と交差するように、樹脂層156の上面に金属インクを線状に吐出する。そして、焼成部74において、レーザ照射装置78が、樹脂層156の上に吐出された金属インクにレーザを照射することで、金属インクが焼成する。これにより、図10に示すように、樹脂層156の上に、金属塊96の上面と交差する配線160が形成される。このように、製造装置10では、金属塊96が配線150に導電性接着剤158によって接着されることで、樹脂層156の上に形成された配線160と、回路基板70の上に形成された配線150とが電気的に接続され、回路基板70上に多層的な回路パターンが形成される。
 また、製造装置10では、導電性接着剤158を用いることなく、樹脂層の上に形成された配線と、回路基板の上に形成された配線とを電気的に接続させることが可能である。具体的には、図8に示すように、回路基板70の上に配線150を形成するとともに、その配線150の一部がビア穴152を介して露出するように、回路基板70の上に樹脂層156を形成する。
 回路基板70の上に配線150および樹脂層156が形成されると、ステージ52が装着ユニット26に移動される。その装着ユニット26の供給部102では、金属塊(図11参照)97が供給位置において供給される。金属塊97は、円柱部170と円錐部172とによって構成されている。円柱部170は、ビア穴152の深さ寸法と略同じ高さ寸法の円柱状をなし、円柱部170の外径は、ビア穴152の内径より僅かに小さい。また、円錐部172は、円錐状の先端が下方を向いた状態で、円柱部170の底面に形成されている。そして、その金属塊97が、図11に示すように、装着ヘッド112の吸着ノズル114によって保持される。
 次に、吸着ノズル114によって保持された金属塊97が、樹脂層156のビア穴152の内部に載置される。この際、金属塊97は、ビア穴152の内部において押圧される。これにより、金属塊97の円錐部172が、ビア穴152内の配線150を貫通し、金属塊97が配線150に電気的に接続される。金属塊97がビア穴152の内部に載置されると、第1印刷部72において、インクジェットヘッド76が、金属塊97の上面と交差するように、樹脂層156の上面に金属インクを線状に吐出する。そして、焼成部74において、レーザ照射装置78が、樹脂層156の上に吐出された金属インクにレーザを照射することで、金属インクが焼成する。これにより、図12に示すように、樹脂層156の上に、金属塊97の上面と交差する配線178が形成される。このように、製造装置10では、金属塊97の円錐部172が配線150を貫通することで、樹脂層156の上に形成された配線178と、回路基板70の上に形成された配線150とが電気的に接続され、回路基板70上に多層的な回路パターンが形成される。
 また、製造装置10では、リベット状の金属塊を用いて、樹脂層の上に形成された配線と、回路基板の上に形成された配線とを電気的に接続させることが可能である。具体的には、図8に示すように、回路基板70の上に配線150を形成するとともに、その配線150の一部がビア穴152を介して露出するように、回路基板70の上に樹脂層156を形成する。
 回路基板70の上に配線150および樹脂層156が形成されると、第1印刷部72において、インクジェットヘッド76が、ビア穴152の縁に至るように、樹脂層156の上面に金属インクを線状に吐出する。そして、焼成部74において、レーザ照射装置78が、樹脂層156の上に吐出された金属インクにレーザを照射することで、金属インクが焼成する。これにより、図13に示すように、樹脂層156の上に、ビア穴152の縁に至る配線180が形成される。次に、ステージ52が装着ユニット26に移動される。そして、吐出部100において、インクジェットヘッド110が、ビア穴152から露出する配線150の上に、導電性接着剤(図14参照)182を吐出する。さらに、インクジェットヘッド110は、配線180のビア穴152の縁に近い端部の上に、導電性接着剤(図14参照)184を吐出する。
 そして、供給部102では、金属塊(図14参照)98が供給位置において供給される。金属塊98は、リベット状をなし、円柱部186とフランジ部188とによって構成されている。円柱部186は、ビア穴152の深さ寸法と略同じ高さ寸法の円柱状をなし、円柱部186の外径は、ビア穴152の内径より僅かに小さい。また、フランジ部188は、円柱部186の上端において、径方向に円盤状に突出している。そして、その金属塊98が、図14に示すように、装着ヘッド112の吸着ノズル114によって保持される。
 次に、吸着ノズル114によって保持された金属塊98が、図15に示すように、樹脂層156のビア穴152の内部に載置される。この際、金属塊98の円柱部186の底面が、配線150の上に吐出された導電性接着剤182に密着し、導電性接着剤182によって、円柱部186が配線150に接着される。これにより、金属塊96と配線150とが電気的に接続される。また、金属塊98のフランジ部188が、配線180の上に吐出された導電性接着剤184に密着し、導電性接着剤184によって、フランジ部188が配線180に接着される。これにより、金属塊98と配線180とが電気的に接続される。このように、製造装置10では、リベット状の金属塊98がビア穴152に載置されることで、樹脂層156の上に形成された配線180と、回路基板70の上に形成された配線150とが電気的に接続され、回路基板70上に多層的な回路パターンが形成される。
 上述したように、製造装置10では、金属塊95,96,97,98がビア穴130,152に載置され、溶融,貫通,接着等により配線と金属塊とが電気的に接続される。これにより、従来の手法のように、金属インクの吐出とレーザ照射とを複数回、繰り返す必要が無くなり、スループットの向上を図るとともに、レーザ照射による樹脂層82,156へのダメージを低減することが可能となる。
 なお、制御装置27のコントローラ120は、図2に示すように、第1配線形成部200と、樹脂層形成部202と、第2配線形成部204と、電気的接続部206とを有している。第1配線形成部200は、回路基板70の上に配線80を形成するための機能部である。樹脂層形成部202は、回路基板70の上に樹脂層82,156を形成するための機能部である。第2配線形成部204は、樹脂層82,156の上に配線138,160,178,180を形成するための機能部である。電気的接続部206は、ビア穴130,152に金属塊95,96,97,98を載置することで、回路基板70の上に形成された配線80と樹脂層82,156の上に形成された配線138,160,178,180とを電気的に接続するための機能部である。
 ちなみに、上記実施例において、製造装置10は、配線形成装置の一例である。制御装置27は、制御装置の一例である。回路基板70は、基材の一例である。インクジェットヘッド76は、第1吐出装置の一例である。配線80は、第1の配線の一例である。樹脂層82,156は、樹脂層の一例である。インクジェットヘッド88は、第2吐出装置の一例である。金属塊95,96,97,98は、金属塊の一例である。装着ヘッド112は、保持装置の一例である。ビア穴130,152は、開口部の一例である。配線138,160,178,180は、第2の配線の一例である。導電性接着剤158,182,184は、導電性粘性流体の一例である。円柱部170,186は、本体部の一例である。円錐部172は、凸部の一例である。フランジ部188は、フランジ部の一例である。金属インクは、金属含有液の一例である。紫外線硬化性樹脂は、硬化性樹脂の一例である。第1配線形成部200は、第1配線形成部の一例である。樹脂層形成部202は、樹脂層形成部の一例である。第2配線形成部204は、第2配線形成部の一例である。電気的接続部206は、電気的接続部の一例である。第1配線形成部200により実行される工程は、第1配線形成工程の一例である。樹脂層形成部202により実行される工程は、樹脂層形成工程の一例である。第2配線形成部204により実行される工程は、第2配線形成工程の一例である。電気的接続部206により実行される工程は、電気的接続工程の一例である。
 なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。例えば、上記実施例では、ビア穴130に複数の金属塊95を載置し、それら複数の金属塊95を溶融させているが、ビア穴130に1個の金属塊を載置し、その金属塊を溶融させてもよい。ただし、このような場合には、ビア穴130に載置される金属塊として、ビア穴130の内部容量に応じた寸法の金属塊を採用する必要がある。
 また、上記実施例では、リベット状の金属塊98が、円柱部186の底面において導電性接着剤182によって配線150に電気的に接続されているが、円柱部186の下面に円錐部を形成し、その円錐部を配線150に貫通させることで、金属塊98と配線150とを電気的に接続させてもよい。
 また、上記実施例では、金属塊と配線とが導電性接着剤によって電気的に接続されているが、金属インク,導電性ペースト等の導電性粘性流体によって、金属塊と配線とを電気的に接続させることが可能である。
 10:製造装置(配線形成装置)  27:制御装置  70:回路基板(基材)  76:インクジェットヘッド(第1吐出装置)  80:配線(第1の配線)  82:樹脂層  88:インクジェットヘッド(第2吐出装置)  95:金属塊  96:金属塊  97:金属塊  98:金属塊  112:装着ヘッド(保持装置)  130:ビア穴(開口部)  138:配線(第2の配線)  152:ビア穴(開口部)  156:樹脂層  158:導電性接着剤(導電性粘性流体)  160:配線(第2の配線)  170:円柱部(本体部)  172:円錐部(凸部)  178:配線(第2の配線)  180:配線(第2の配線)  182:導電性接着剤(導電性粘性流体)  184:導電性接着剤(導電性粘性流体)  186:円柱部(本体部)  188:フランジ部  200:第1配線形成部(第1配線形成工程)  202:樹脂層形成部(樹脂層形成工程)  204:第2配線形成部(第2配線形成工程)  206:電気的接続部(電気的接続工程)

Claims (7)

  1.  基材の上に金属微粒子を含有する金属含有液によって第1の配線を形成する第1配線形成工程と、
     前記第1の配線の一部が露出する開口部を有する樹脂層を、前記第1の配線の上に形成する樹脂層形成工程と、
     前記樹脂層の上に前記金属含有液によって第2の配線を形成する第2配線形成工程と、
     導電性の金属塊を前記開口部に載置することにより、前記第1の配線と前記第2の配線とを電気的に接続する電気的接続工程と
     を含むことを特徴とする配線形成方法。
  2.  前記電気的接続工程が、
     前記金属塊を前記開口部に載置した後に、その金属塊を溶融する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の配線形成方法。
  3.  前記電気的接続工程が、
     前記開口部から露出する前記第1の配線の上に導電性粘性流体を吐出し、前記開口部の形状に応じた前記金属塊を、前記導電性粘性流体の上に載置する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の配線形成方法。
  4.  前記電気的接続工程が、
     前記樹脂層の厚さ寸法に応じた高さの前記金属塊を、前記導電性粘性流体の上に載置する工程を含むことを特徴とする請求項3に記載の配線形成方法。
  5.  前記金属塊が、
     前記開口部の形状に応じた本体部と、
     前記本体部の下面から下方に向かって突出する凸部とを有し、
     前記電気的接続工程が、
     前記金属塊を前記開口部に押圧することで、前記凸部を前記第1の配線に貫通させる工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の配線形成方法。
  6.  前記金属塊が、
     前記開口部の形状に応じた本体部と、
     前記本体部の上端部に形成されたフランジ部とを有し、
     前記電気的接続工程が、
     前記第2の配線の上に導電性粘性流体を吐出し、その導電性粘性流体と前記フランジ部とが密着するように、前記本体部を前記開口部に載置する工程を含むことを特徴とする請求項3ないし請求項5のいずれか1つに記載の配線形成方法。
  7.  金属微粒子を含有する金属含有液を吐出する第1吐出装置と、
     硬化性樹脂を吐出する第2吐出装置と、
     導電性の金属塊を保持する保持装置と、
     前記第1吐出装置と前記第2吐出装置と前記保持装置との各々の作動を制御する制御装置とを備え、
     前記制御装置が、
     基材の上に前記第1吐出装置によって前記金属含有液を吐出することで、第1の配線を成形する第1配線形成部と、
     前記第1の配線の上に前記第2吐出装置によって硬化性樹脂を吐出することで、前記第1の配線の一部が露出する開口部を有する樹脂層を形成する樹脂層形成部と、
     前記樹脂層の上に前記第1吐出装置によって前記金属含有液を吐出することで、第2の配線を成形する第2配線形成部と、
     前記金属塊を前記保持装置によって前記開口部に載置することで、前記第1の配線と前記第2の配線とを電気的に接続する電気的接続部と
     を有することを特徴とする配線形成装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018157014A (ja) * 2017-03-16 2018-10-04 株式会社Fuji 回路形成装置
CN112385322A (zh) * 2018-07-13 2021-02-19 株式会社富士 电路形成方法及电路形成装置
WO2021199421A1 (ja) * 2020-04-03 2021-10-07 株式会社Fuji 回路形成方法および回路形成装置
JP2023519706A (ja) * 2020-03-31 2023-05-12 レイセオン カンパニー プリント基板の空洞からボンドフィルムを除去する方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03112965U (ja) * 1990-03-05 1991-11-19
WO2005104303A1 (ja) * 2004-03-30 2005-11-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 配線分岐装置
JP2006032535A (ja) * 2004-07-14 2006-02-02 Seiko Epson Corp 層形成方法、配線基板、電気光学装置、および電子機器
JP2011091113A (ja) * 2009-10-20 2011-05-06 Freesia Makurosu Kk 電子部品搭載用基板の製造方法及び電子部品搭載用基板
JP2011091116A (ja) * 2009-10-20 2011-05-06 Freesia Makurosu Kk 電子部品搭載用基板の製造方法及び電子部品搭載用基板
JP2014146650A (ja) * 2013-01-28 2014-08-14 Murata Mfg Co Ltd 配線基板およびその製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0350888A (ja) * 1989-07-19 1991-03-05 Fujitsu Ltd 導体ビアの修復方法
JPH0410494A (ja) * 1990-04-26 1992-01-14 Victor Co Of Japan Ltd スルホールピンの半田付け方法
US5401911A (en) * 1992-04-03 1995-03-28 International Business Machines Corporation Via and pad structure for thermoplastic substrates and method and apparatus for forming the same
EP0878986A1 (fr) * 1997-05-16 1998-11-18 Mecanismos Auxiliares Industriales S.A. M.A.I.S.A. Un système et un pin d'interconnexion pour des circuits imprimés à double face par un double procédé, vague et refusion
JP2001156415A (ja) * 1999-11-29 2001-06-08 Mitsubishi Electric Corp プリント配線基板及びその製造方法並びに多層プリント配線基板の製造方法
US6440835B1 (en) * 2000-10-13 2002-08-27 Charles W. C. Lin Method of connecting a conductive trace to a semiconductor chip
JP2004303956A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Sekisui Chem Co Ltd プリント基板の製造方法
JP4308716B2 (ja) * 2004-06-09 2009-08-05 新光電気工業株式会社 半導体パッケージの製造方法
JP4609072B2 (ja) * 2005-01-12 2011-01-12 デジタルパウダー株式会社 基板両面の導通方法及び配線基板
JP2007088356A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 層間接続用導電体およびその製造方法
DE102009028744A1 (de) * 2009-08-20 2011-03-31 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Leiterplatten
WO2014025298A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) A printed circuit board arrangement and a method for forming electrical connection at a printed circuit board

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03112965U (ja) * 1990-03-05 1991-11-19
WO2005104303A1 (ja) * 2004-03-30 2005-11-03 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 配線分岐装置
JP2006032535A (ja) * 2004-07-14 2006-02-02 Seiko Epson Corp 層形成方法、配線基板、電気光学装置、および電子機器
JP2011091113A (ja) * 2009-10-20 2011-05-06 Freesia Makurosu Kk 電子部品搭載用基板の製造方法及び電子部品搭載用基板
JP2011091116A (ja) * 2009-10-20 2011-05-06 Freesia Makurosu Kk 電子部品搭載用基板の製造方法及び電子部品搭載用基板
JP2014146650A (ja) * 2013-01-28 2014-08-14 Murata Mfg Co Ltd 配線基板およびその製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018157014A (ja) * 2017-03-16 2018-10-04 株式会社Fuji 回路形成装置
CN112385322A (zh) * 2018-07-13 2021-02-19 株式会社富士 电路形成方法及电路形成装置
JP2023519706A (ja) * 2020-03-31 2023-05-12 レイセオン カンパニー プリント基板の空洞からボンドフィルムを除去する方法
WO2021199421A1 (ja) * 2020-04-03 2021-10-07 株式会社Fuji 回路形成方法および回路形成装置
JPWO2021199421A1 (ja) * 2020-04-03 2021-10-07
JP7230276B2 (ja) 2020-04-03 2023-02-28 株式会社Fuji 回路形成方法および回路形成装置

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