WO2019171531A1 - 情報処理装置 - Google Patents

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WO2019171531A1
WO2019171531A1 PCT/JP2018/008980 JP2018008980W WO2019171531A1 WO 2019171531 A1 WO2019171531 A1 WO 2019171531A1 JP 2018008980 W JP2018008980 W JP 2018008980W WO 2019171531 A1 WO2019171531 A1 WO 2019171531A1
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electronic component
layer
resin
wiring
ultraviolet curable
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PCT/JP2018/008980
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English (en)
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良崇 橋本
Original Assignee
株式会社Fuji
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern

Definitions

  • the present invention is formed by laser irradiation of a plurality of resin layers, a plurality of electronic components disposed in each of the plurality of resin layers, and a metal-containing liquid containing metal fine particles.
  • the present invention relates to an information processing apparatus for designing a circuit composed of a plurality of wirings that electrically connect the electronic components.
  • the present specification includes a plurality of resin layers, a plurality of electronic components disposed in each of the plurality of resin layers, and a metal containing metal fine particles.
  • An information processing apparatus for designing a circuit formed by irradiating a liquid with a laser and including a plurality of wirings for electrically connecting the plurality of electronic components, and disposed in an Nth resin layer An information processing apparatus is disclosed in which a position of an electronic component disposed in a resin layer below the Nth layer is displayed on a display device as a wiring formation prohibition area when a wiring to be designed is designed.
  • the wiring arranged in the Nth resin layer when the wiring arranged in the Nth resin layer is designed, the position of the electronic component arranged in the resin layer below the Nth layer is displayed as the wiring formation prohibition region. Displayed on the device. Thereby, it becomes possible to prevent the laser irradiated at the time of wiring formation from irradiating the electronic component disposed in the lower layer, and proper circuit formation is ensured.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a circuit in a state where a resin laminate is formed between a cavity and an electronic component in a first layer resin laminate. It is sectional drawing which shows the circuit of the state by which the wiring was formed in the 1st resin laminated body.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a circuit in a state where wiring and electronic components are connected by a conductive ultraviolet curable resin in the first layered resin laminate.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a circuit in a state where wiring and electronic components are connected by a conductive ultraviolet curable resin in a second layered resin laminate. It is sectional drawing which shows the circuit of the state by which the 3rd layer resin laminated body was laminated
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a circuit in a state where wiring and electronic components are connected by a conductive ultraviolet curable resin in a third layer resin laminate. It is a figure which shows roughly the wiring of the 3rd layer arranged and designed by the conventional method. It is a figure which shows the 1st layer design screen displayed on a display by the process of a design program. It is a figure which shows the 2nd layer design screen displayed on a display by the process of a design program. It is a figure which shows the 3rd layer design screen displayed on a display by the process of a design program.
  • FIG. 1 shows a circuit forming apparatus 10.
  • the circuit forming 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 circuit forming device 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 substrate is placed on the upper surface.
  • the holding device 62 is provided on both sides of the base 60 in the X-axis direction. The both edges in the X-axis direction of the substrate placed on the base 60 are sandwiched between the holding devices 62, so that the substrate 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 wiring on a substrate (see FIG. 3) 70 placed on the base 60 of the stage 52, and includes a first printing unit 72 and a firing unit 74. ing.
  • the first printing unit 72 has an inkjet head (see FIG. 2) 76, and ejects metal ink in a linear manner onto the substrate 70 placed on the base 60.
  • the metal ink is obtained by dispersing metal fine particles in a solvent.
  • the inkjet head 76 ejects metal ink 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 substrate 70 with a laser, and the metal ink irradiated with the laser is baked to form a wiring.
  • 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 is formed by baking metal ink.
  • the second modeling unit 24 is a unit that models a resin layer on the substrate 70 placed on the base 60 of the stage 52, and includes a second printing unit 84, a discharge unit 85, and a curing unit 86. have.
  • the second printing unit 84 has an inkjet head (see FIG. 2) 88 and discharges an ultraviolet curable resin onto the substrate 70 placed on the base 60.
  • the ultraviolet curable resin is a resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays.
  • the inkjet head 88 may be, for example, a piezo method using a piezoelectric element, or a thermal method in which bubbles are generated by heating a resin to be discharged from a plurality of nozzles.
  • the discharge unit 85 has a dispense head (see FIG. 2) 89 and discharges a conductive ultraviolet curable resin onto the substrate 70 placed on the base 60.
  • the conductive ultraviolet curable resin is obtained by dispersing metal fine particles in a resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays. Then, the resin is cured and contracted by the irradiation of ultraviolet rays, whereby the metal fine particles adhere to each other, and the conductive ultraviolet curable resin exhibits conductivity.
  • the dispense head 89 is configured to remove the conductive ultraviolet curable resin from one nozzle having a diameter larger than the diameter of the nozzle of the inkjet head 76. Discharge.
  • the dispense head 89 may be a transfer head that transfers paste with a stamp, for example, and the conductive ultraviolet curable resin may be, for example, a conductive thermosetting resin.
  • 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 substrate 70 by the inkjet head 88. By scraping with a blade, the thickness of the UV curable resin is made uniform.
  • the irradiation device 92 includes a mercury lamp or LED as a light source, and irradiates the ultraviolet curable resin discharged on the substrate 70 or the conductive ultraviolet curable resin with ultraviolet rays. As a result, the ultraviolet curable resin discharged onto the substrate 70 is cured to form a resin layer, and the conductive ultraviolet curable resin discharged onto the substrate 70 is cured to form a wiring.
  • the mounting unit 26 is a unit that mounts an electronic component (see FIG. 4) 96 on a substrate 70 placed on the base 60 of the stage 52, and includes a supply unit 100 and a mounting unit 102. ing.
  • the supply unit 100 includes a plurality of tape feeders 110 (see FIG. 2) that send out the taped electronic components 96 one by one, and supplies the electronic components 96 at the supply position.
  • the supply unit 100 is not limited to the tape feeder 110, and may be a tray-type supply device that picks up and supplies the electronic component 96 from the tray.
  • the supply unit 100 may be configured to include both a tape type and a tray type, or other supply devices.
  • the mounting unit 102 includes a mounting head (see FIG. 2) 112 and a moving device (see FIG. 2) 114.
  • the mounting head 112 has a suction nozzle (see FIG. 4) 118 for holding the electronic component 96 by suction.
  • the suction nozzle 118 sucks and holds the electronic component 96 by sucking air when negative pressure is supplied from a positive / negative pressure supply device (not shown). Then, the electronic component 96 is detached by supplying a slight positive pressure from the positive / negative pressure supply device.
  • the moving device 114 moves the mounting head 112 between the supply position of the electronic component 96 by the tape feeder 110 and the substrate 70 placed on the base 60. Thereby, in the mounting unit 102, the electronic component 96 supplied from the tape feeder 110 is held by the suction nozzle 118, and the electronic component 96 held by the suction nozzle 118 is mounted on the substrate 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 ink jet head 76, the laser irradiation device 78, the ink jet head 88, the dispense head 89, the flattening device 90, the irradiation device 92, and the tape feeder. 110, the mounting head 112, and the moving device 114.
  • 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.
  • the circuit is formed by mounting the electronic component 96 on the substrate 70 and forming a wiring with the above-described configuration. Specifically, the substrate 70 is set on the base 60 of the stage 52, and the stage 52 is moved below the second modeling unit 24. And in the 2nd modeling unit 24, as shown in FIG. 3, the resin laminated body 130 is formed on the board
  • the inkjet head 88 discharges an ultraviolet curable resin onto the upper surface of the substrate 70 in a thin film shape.
  • the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin so that a predetermined portion of the upper surface of the substrate 70 is exposed in a generally rectangular shape.
  • the ultraviolet curable resin is flattened by the flattening device 90 so that the film thickness of the ultraviolet curable resin becomes uniform in the curing unit 86.
  • the irradiation device 92 irradiates the thin film ultraviolet curable resin with ultraviolet rays. Thereby, a thin resin layer 133 is formed on the substrate 70.
  • the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin into a thin film only on the portion above the thin resin layer 133. That is, the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin in a thin film shape onto the thin resin layer 133 so that a predetermined portion of the upper surface of the substrate 70 is exposed in a generally rectangular 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 the thin film resin layer 133 is formed on the thin film resin layer 133. A thin resin layer 133 is laminated.
  • the discharge of the ultraviolet curable resin onto the thin resin layer 133 excluding the generally rectangular portion on the upper surface of the substrate 70 and the irradiation with the ultraviolet rays are repeated, and a plurality of resin layers 133 are laminated. Thereby, the resin laminate 130 having the cavity 132 is formed.
  • the stage 52 is moved below the mounting unit 26.
  • the electronic component 96 is supplied by the tape feeder 110, and the electronic component 96 is held by the suction nozzle 118 of the mounting head 112.
  • the mounting head 112 is moved by the moving device 114, and the electronic component 96 held by the suction nozzle 118 is mounted inside the cavity 132 of the resin laminate 130 as shown in FIG. Note that the height dimension of the resin laminate 130 and the height dimension of the electronic component 96 are substantially the same.
  • the stage 52 When the electronic component 96 is mounted inside the cavity 132, the stage 52 is moved below the second modeling unit 24, and as shown in FIG. 5, the gap between the cavities 132, that is, the inner wall surface defining the cavity 132 A resin laminate 150 is formed between the electronic component 96. Similar to the resin laminate 130, the resin laminate 150 is formed by repeating the discharge of the ultraviolet curable resin by the inkjet head 88 and the irradiation of the ultraviolet rays by the irradiation device 92. The height of the resin laminate 150 is substantially the same as the height of the resin laminate 130 and the electronic component 96. Thereby, the upper surface of the resin laminate 130, the upper surface of the resin laminate 150, and the upper surface of the electronic component 96 are flush with each other.
  • the stage 52 is moved below the first modeling unit 22.
  • the metal ink is ejected linearly on the resin laminates 130 and 150 by the inkjet head 76 according to the circuit pattern. Then, the metal ink is baked by laser irradiation to the metal ink, and wiring for electrically connecting the electronic component 96 is formed.
  • the metal ink is ejected linearly to the vicinity of the electronic component 96 so as not to be ejected onto the electronic component 96. This is to prevent the electronic component 96 from being damaged by the laser irradiation of the electronic component 96. Further, the laser irradiated to the electronic component 96 is absorbed by the electronic component 96, and the metal ink discharged onto the electronic component 96 may not be properly baked, which may result in poor connection.
  • the metal ink is ejected to the vicinity of the electronic component 96, the laser is irradiated on the metal ink by the laser irradiation device 78 in the firing unit 74. Thereby, the metal ink is baked, and wirings 166a and 166b extending to the vicinity of the electronic component 96 are formed as shown in FIG.
  • the stage 52 is moved below the second modeling unit 24 so that the dispensing head 89 connects the electrode 162 of the electronic component 96 and the wirings 166a and 166b as shown in FIG.
  • the conductive ultraviolet curable resin 170 is discharged.
  • the irradiation device 92 irradiates the conductive ultraviolet curable resin 170 with ultraviolet rays.
  • the conductive ultraviolet curable resin 170 exhibits electrical conductivity, and the electrode 162 of the electronic component 96 and the wirings 166a and 166b are electrically connected by the conductive ultraviolet curable resin 170.
  • a second resin laminate 180 is formed on the resin laminate 130. Similar to the resin laminate 130, the resin laminate 180 is formed by repeating the discharge of the ultraviolet curable resin from the inkjet head 88 and the irradiation of the ultraviolet rays by the irradiation device 92 to the discharged ultraviolet curable resin. . Note that a cavity 182 and a via hole 184 are formed in the resin laminate 180. The cavity 182 and the via hole 184 are formed by the same method as the cavity 132 of the resin laminate 130, but the inner dimension of the via hole 184 is smaller than the inner dimension of the cavity 182. A part of the wiring 166 b is exposed at the bottom of the via hole 184.
  • the electronic component 190 is mounted inside the cavity 182 of the second-layer resin laminate 180.
  • the gap between the cavities 182, that is, A resin laminate 192 is formed between the inner wall surface defining the cavity 182 and the electronic component 190.
  • the mounting method of the electronic component 190 and the forming method of the resin laminate 192 are the same as the mounting method of the electronic component 96 and the forming method of the resin laminate 150.
  • the metal ink is ejected into the via hole 184 of the second-layer resin laminate, and the metal ink is irradiated with a laser, as shown in FIG.
  • a wiring 196 is formed inside 184.
  • the wiring 196 is connected to the wiring 166b formed in the first resin laminate 130 at the lower end, and is exposed on the upper surface of the second resin laminate 180 at the upper end.
  • metal ink is discharged from the upper end of the wiring 196 to the vicinity of the electronic component 190, and the metal ink is irradiated with a laser, whereby the wiring 198a is formed.
  • the wiring 196 and the wiring 198a are connected.
  • metal ink is ejected linearly on the opposite side of the wiring 198a across the electronic component 190, and the metal ink is irradiated with a laser to form the wiring 198b.
  • the conductive ultraviolet curable resin 200 is discharged so as to connect the electrode 199 of the electronic component 190 and the wirings 198a and 198b. Then, by irradiating the conductive ultraviolet curable resin 200 with ultraviolet rays, the conductive ultraviolet curable resin 200 exhibits conductivity, and the electrodes 199 of the electronic component 190 and the wirings 198a and 198b are connected. As a result, the electronic component 96 disposed in the first layer resin laminate 130 and the electronic component 190 disposed in the second layer resin laminate 180 are connected to the wiring 166 and the like and the conductive ultraviolet curable resin 170. Etc. are electrically connected.
  • a third-layer resin laminate 210 is formed on the resin laminate 180.
  • a cavity 212 and a via hole 214 are formed in the resin laminate 210.
  • the resin laminate 210 is formed in the same manner as the resin laminate 180.
  • the electronic component 220 is mounted inside the cavity 212 of the third layer resin laminate 210, and the second modeling unit 24 defines the cavity 212.
  • a resin laminate 218 is formed between the wall surface and the electronic component 220.
  • the wiring 222 is formed inside the via hole 214, and the wirings 224a and 224b are formed on the upper surface of the third layered resin laminate 210. .
  • the conductive ultraviolet curable resin 228 is discharged so as to connect the electrode 226 of the electronic component 220 and the wirings 224a and 224b, and the conductive ultraviolet curable resin 228 is electrically conductive by irradiation of the conductive ultraviolet curable resin 228 with ultraviolet rays. Demonstrate sex.
  • the electronic component 190 disposed in the second-layer resin laminate 180 and the electronic component 220 disposed in the third-layer resin laminate 210 include the wiring 198 and the conductive ultraviolet curable resin 200. Etc. are electrically connected.
  • the circuit forming apparatus 10 can form a multilayer circuit on the substrate 70.
  • a multilayer circuit when an upper layer wiring is formed, there is a possibility that a laser is irradiated to an electronic component or the like disposed in a layer below the layer where the wiring is formed.
  • the multilayer circuit 300 formed by the above procedure will be described with reference to FIG.
  • the electronic components 220 arranged in the above are arranged on a straight line from the viewpoint from above.
  • the wiring 224a is formed in the third layer resin laminate 210 of the circuit 300
  • the wiring 222 formed inside the via hole 214 and the third layer resin laminate 210 are generally connected.
  • Metal ink is ejected onto the upper surface of the resin laminate 210 so as to connect the electronic component 220 disposed with the shortest distance.
  • the electronic component 96 and the conductive UV curable resin 170 of the first layer resin laminate 130, and the second layer resin laminate are provided below the metal ink discharged to the third layer resin laminate 210.
  • the electronic component 96 and the conductive UV curable resin 170 of the first layer resin laminate 130, and the second layer resin laminate are provided below the metal ink discharged to the third layer resin laminate 210. 180 electronic components 190 and conductive ultraviolet curable resin 200 are located.
  • the electronic component 190 of the second layer resin laminate 180 and the electronic component 190 of the second layer resin laminate 210 are passed through the third layer resin laminate 210.
  • the conductive ultraviolet curable resin 200 is also irradiated.
  • the electronic component 96 and the conductive ultraviolet curable resin 170 of the first resin laminate 130 are also irradiated with laser through the third resin laminate 210 and the second resin laminate 180. . Since the electronic component and the conductive ultraviolet curable resin have low laser resistance and the resin laminate is relatively thin, the electronic component and the conductive ultraviolet curable resin are considered in consideration of damage to the electronic component and the conductive ultraviolet curable resin. Laser irradiation is not preferred.
  • a circuit formed by the circuit forming apparatus 10 when wiring is formed in an upper layer, an electronic component or the like disposed in a layer below the layer in which the wiring is formed, Circuit design is performed so that the laser is not irradiated.
  • a circuit formed by the circuit forming apparatus 10 is created by an information processing apparatus (see FIG. 15) 352 in which a design program (see FIG. 15) 350 is installed.
  • the information processing device 352 is connected to a display (see FIG. 15) 354, and a screen for designing each layer of the circuit is displayed on the display 354 in accordance with the processing of the design program 350.
  • a first layer design screen 360 is displayed on the display 354 as shown in FIG.
  • the arrangement of the electronic component 96, the conductive ultraviolet curable resin 170, and the wirings 166a and b is designed by a user operation such as a cursor. Note that no electronic component or the like is disposed below the first resin laminate 130. For this reason, the user designs the arrangement of the electronic component 96, the conductive ultraviolet curable resin 170, and the wirings 166a, b at any position of the first layer resin laminate 130 on the first layer design screen 360. Can do.
  • a second layer design screen 370 is displayed on the display 354 as shown in FIG.
  • the arrangement of the electronic component 190, the conductive ultraviolet curable resin 200, the wirings 196, 198a, and b is designed by a user operation.
  • the first resin laminate 130 is positioned below the second resin laminate 180, and the arrangement design of the electronic component 96 and the conductive ultraviolet curable resin 170 on the resin laminate 130 is determined. This is performed on the first layer design screen 360 (see FIG. 15). For this reason, the wiring formation prohibition area 372 including the planned placement positions of the electronic component 96 and the conductive ultraviolet curable resin 170 designed on the first layer design screen 360 is displayed on the second layer design screen 370.
  • the wiring formation prohibition area 372 is an area in which wiring layout design is prohibited, and is configured so that wiring layout design cannot be performed in the wiring formation prohibition area 372 by a user operation.
  • the wiring formation prohibition area 372 includes the planned placement positions of the electronic component 96 and the conductive ultraviolet curable resin 170, and is displayed in a state where a predetermined width area is added to the outer edge of the planned placement position. This is in order to prevent the laser irradiation to the electronic component or the like with certainty in consideration of the spot diameter of the laser with which the metal ink is irradiated with the laser.
  • the laser irradiation range is generally circular, and the diameter of the circle is called the laser spot diameter. Therefore, even when the center of the laser and the outer edge of the electronic component are separated, the distance between the center of the laser and the outer edge of the electronic component is half the spot diameter, that is, less than the radius. In this case, the outer edge of the electronic component is irradiated with a laser. Therefore, the wiring formation prohibition region 372 is displayed on the outer edge of the planned placement position of the electronic component 96 and the conductive UV-curable resin 170, while the area of the width L 1 corresponding to half of the laser spot diameter is added .
  • the spot diameter of the laser can adopt D4 ⁇ width, D86 width, effective beam diameter, 10/90 knife edge width, and the like.
  • the D4 ⁇ width is an ISO international standard, and is calculated by using a predetermined formula. Since this formula is a known formula, description thereof is omitted.
  • the D86 width is defined as the diameter of a circle including 86% of the beam power with the center of gravity of the beam profile as the center. For this reason, the area is increased circularly from the center of gravity of the beam profile, and the diameter of the circle is calculated when the total beam power in the area reaches 86%. And this diameter becomes D86 width.
  • the effective beam diameter is defined as the diameter of a circle having an area equal to the area of all pixels having an intensity greater than a certain percentage with respect to the peak intensity of the measured beam.
  • 70% is selected as a specific percentage, the total number of all pixels that are greater than or equal to 70% of the peak intensity is used to calculate the effective beam diameter.
  • the 10/90 knife edge width is a kind of definition of the width of the orthogonal X axis / Y axis, and the integrated energy is 10% and 90% with respect to the total energy of the profile cross section of each axis 2. Defined by the distance between points.
  • the laser irradiation range is circular, it is preferable to adopt the D4 ⁇ width as the spot diameter, and when the laser irradiation range is asymmetric and complicated, the D86 width can be used as the spot diameter. preferable.
  • the laser irradiation range is rectangular, that is, when the laser is a line beam, it is preferable to adopt a 10/90 knife edge width as the spot diameter.
  • a width that decreases from the maximum intensity of the laser to 1 / e 2 of the maximum intensity may be simply adopted as the spot diameter.
  • is the wavelength of the laser.
  • the width L 1 of the outer edge region in the wiring formation prohibition region 372 is calculated, taking into account also the diffusion of the laser, it is possible to perform the layout design of the wiring. Thereby, at the time of laser irradiation to the wiring, it is possible to surely prevent the laser irradiation to the electronic component or the like disposed in a layer below the layer where the wiring is formed.
  • the user designs the layout of the wirings 196, 198 a, b avoiding the wiring formation prohibition area 372, so that when the second layer resin laminate 180 is created, 1 It becomes possible to reliably prevent laser irradiation of the electronic component 96 and the conductive ultraviolet curable resin 170 disposed in the resin laminate 130 of the layer.
  • the wiring formation prohibition area 372 is not located between the wiring 196 formed inside the via hole 184 and the electronic component 190. Therefore, the user connects the wiring 196 formed in the via hole 184 and the electronic component 190 in the shortest distance on the second layer design screen 370 regardless of the wiring formation prohibition region 372. 198a may be arranged and designed.
  • a third layer design screen 380 is displayed on the display 354 as shown in FIG.
  • the arrangement of the electronic component 220, the conductive ultraviolet curable resin 228, and the wirings 222, 224a, and b is designed by a user operation.
  • a first resin laminate 130 and a second resin laminate 180 are positioned below the third resin laminate 210.
  • the arrangement design of the electronic component 96 and the conductive ultraviolet curable resin 170 on the first layer resin laminate 130 is performed on the first layer design screen (see FIG. 15) 360.
  • the layout design of the electronic component 190 and the conductive ultraviolet curable resin 200 on the second layer resin laminate 180 is performed on the second layer design screen (see FIG. 16) 370.
  • the electronic component 96 designed on the first layer design screen 360 and the wiring formation prohibition region 382 including the planned placement position of the conductive UV curable resin 170, the electronic component 190 designed on the second layer design screen 370, and A wiring formation prohibition area 384 including the planned placement position of the conductive ultraviolet curable resin 200 is displayed on the third layer design screen 380.
  • the width L 2 of the outer edge region of the wiring formation prohibition region 382 and the width L 3 of the outer edge region of the wiring formation prohibition region 384 are calculated by the same method as the width L 1 of the outer edge region of the wiring formation prohibition region 372. .
  • the width L 2 of the outer edge region of the wiring formation prohibition region 382 is larger than the width L 3 of the outer edge region of the wiring formation prohibition region 384.
  • the electronic component 96 included in the wiring formation prohibition region 382 is disposed below the electronic component 190 included in the wiring formation prohibition region 382. That is, the laser irradiation range when forming the third layer wiring is wider in the first layer where the electronic component 96 is disposed than in the second layer where the electronic component 190 is disposed.
  • the electronic component etc. It is possible to prevent laser irradiation on the surface.
  • the wiring formation prohibition area 382 and the wiring formation prohibition area 384 are located between the wiring 222 formed inside the via hole 214 and the electronic component 220. For this reason, the user cannot place and design the wiring 224b on the third-layer design screen 380 so as to connect the wiring 222 formed inside the via hole 214 and the electronic component 220 with the shortest distance. Therefore, the user designs the arrangement of the wiring 224b on the third layer design screen 380, avoiding the wiring formation prohibition area 382 and the wiring formation prohibition area 384. Then, when the third layer resin laminate 210 is formed, the electronic component 96 and the conductive ultraviolet curable resin 170 disposed in the first layer resin laminate 130 and the second layer resin laminate 180 are disposed.
  • the metal ink is printed on the resin laminate 210 while avoiding the upper side of the electronic component 190 and the conductive ultraviolet curable resin 200. As a result, it is possible to reliably prevent laser irradiation of the first and second electronic components 96 and 190 and the conductive ultraviolet curable resins 170 and 200 when the third layer resin laminate 210 is formed. It becomes.
  • the electronic components 96, 190, and 220 are examples of electronic components.
  • the resin laminates 130, 180, and 210 are examples of resin layers.
  • the wirings 166, 196, 198, 222, and 224 are examples of wirings.
  • the conductive ultraviolet curable resin 170, 200, 228 is an example of a conductive portion.
  • the circuit 300 is an example of a circuit.
  • the information processing device 352 is an example of an information processing device.
  • the display 354 is an example of a display device.
  • the wiring formation prohibition regions 372, 382, and 384 are examples of the wiring formation prohibition region.
  • 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.
  • the wiring formation prohibition area 382 and the like are displayed on the display 354, and the user designs the wiring 224b and the like while avoiding the wiring formation prohibition area 382 and the like.
  • the wiring 224b and the like may be arranged and designed so as to avoid the formation prohibition region 382 and the like.
  • the electronic components and the like disposed in all the layers below the Nth layer are displayed, but the layers below the Nth layer are displayed. Only the electronic components and the like disposed on the selected layer may be displayed. That is, for example, when the wiring of the third layer is designed, only the electronic components and the like arranged in the selected layer of the first layer and the second layer may be displayed. At this time, normally, the second layer immediately below the third layer is selected, and electronic components and the like disposed on the second layer are displayed. As a result, it is possible to display only electronic components and the like that are greatly affected by laser irradiation as the wiring formation prohibited area 382 and the like, and the degree of freedom in wiring layout design is increased.
  • the member which comprises not only an electronic component and electroconductive ultraviolet curable resin but another circuit
  • an arrangement position of a support member for supporting an electronic component or the like may be included in the wiring formation prohibited area.
  • Circuit 352 Information processing device 354: Display 372: Wiring formation prohibition area 382: Wiring formation prohibition area 384: Wiring formation prohibition area

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Abstract

複数の樹脂層と、複数の樹脂層のうちの任意の層の各々に配設される複数の電子部品と、金属微粒子を含有する金属含有液へのレーザ照射により形成され、複数の電子部品を電気的に接続する複数の配線とにより構成される回路を設計するための情報処理装置であって、N層目の樹脂層に配設される配線が設計される際に、N層目より下層の樹脂層に配設される電子部品の位置を、配線形成禁止領域として表示装置に表示させる情報処理装置。

Description

情報処理装置
 本発明は、複数の樹脂層と、複数の樹脂層のうちの任意の層の各々に配設される複数の電子部品と、金属微粒子を含有する金属含有液へのレーザ照射により形成され、複数の電子部品を電気的に接続する複数の配線とにより構成される回路を設計するための情報処理装置に関する。
 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にレーザを照射することで、金属含有液を焼成して、配線を形成する技術が開発されている。
特開2006-59942号公報
 金属含有液へのレーザ照射により形成される配線を含む回路の適切な形成を担保する。
 上記課題を解決するために、本明細書は、複数の樹脂層と、前記複数の樹脂層のうちの任意の層の各々に配設される複数の電子部品と、金属微粒子を含有する金属含有液へのレーザ照射により形成され、前記複数の電子部品を電気的に接続する複数の配線とにより構成される回路を設計するための情報処理装置であって、N層目の樹脂層に配設される配線が設計される際に、前記N層目より下層の樹脂層に配設される電子部品の位置を、配線形成禁止領域として表示装置に表示させる情報処理装置を開示する。
 本開示によれば、N層目の樹脂層に配設される配線が設計される際に、N層目より下層の樹脂層に配設される電子部品の位置が、配線形成禁止領域として表示装置に表示される。これにより、配線形成時に照射されるレーザを、下層に配設されている電子部品に照射することを防止することが可能となり、適切な回路形成が担保される。
回路形成装置を示す図である。 制御装置を示すブロック図である。 1層目の樹脂積層体を示す断面図である。 1層目の樹脂積層体に電子部品が装着された状態の回路を示す断面図である。 1層目の樹脂積層体において、キャビティと電子部品との間に樹脂積層体が形成された状態の回路を示す断面図である。 1層目の樹脂積層体に配線が形成された状態の回路を示す断面図である。 1層目の樹脂積層体において、配線と電子部品とが導電性紫外線硬化樹脂により結線された状態の回路を示す断面図である。 1層目の樹脂積層体の上に2層目の樹脂積層体が積層された状態の回路を示す断面図である。 2層目の樹脂積層体に電子部品が装着された状態の回路を示す断面図である。 2層目の樹脂積層体において、配線と電子部品とが導電性紫外線硬化樹脂により結線された状態の回路を示す断面図である。 2層目の樹脂積層体の上に3層目の樹脂積層体が積層された状態の回路を示す断面図である。 3層目の樹脂積層体に電子部品が装着された状態の回路を示す断面図である。 3層目の樹脂積層体において、配線と電子部品とが導電性紫外線硬化樹脂により結線された状態の回路を示す断面図である。 従来の手法により配置設計された3層目の配線を概略的に示す図である。 設計プログラムの処理によりディスプレイに表示される1層目設計画面を示す図である。 設計プログラムの処理によりディスプレイに表示される2層目設計画面を示す図である。 設計プログラムの処理によりディスプレイに表示される3層目設計画面を示す図である。
 図1に回路形成装置10を示す。回路形成装置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、回路形成装置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、上面に基板が載置される。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に載置された基板の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、基板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に載置された基板(図3参照)70の上に配線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金属インクを吐出する。
 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、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に載置された基板70の上に樹脂層を造形するユニットであり、第2印刷部84と、吐出部85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に載置された基板70の上に紫外線硬化樹脂を吐出する。紫外線硬化樹脂は、紫外線の照射により硬化する樹脂である。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複数のノズルから吐出するサーマル方式でもよい。
 吐出部85は、ディスペンスヘッド(図2参照)89を有しており、基台60に載置された基板70の上に導電性紫外線硬化樹脂を吐出する。導電性紫外線硬化樹脂は、紫外線の照射により硬化する樹脂に、金属微粒子が分散されたものである。そして、紫外線の照射により樹脂が硬化し、収縮することで、金属微粒子が密着し、導電性紫外線硬化樹脂が導電性を発揮する。なお、導電性紫外線硬化樹脂の粘度は、金属インクと比較して、比較的高いため、ディスペンスヘッド89は、インクジェットヘッド76のノズルの径より大きな径の1個のノズルから導電性紫外線硬化樹脂を吐出する。なお、ディスペンスヘッド89は、例えば、スタンプにてペースト転写する転写ヘッドでもよく、導電性紫外線硬化樹脂は、例えば、導電性熱硬化性樹脂でもよい。
 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、基板70の上に吐出された紫外線硬化樹脂、若しくは、導電性紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、基板70の上に吐出された紫外線硬化樹脂が硬化し、樹脂層が形成され、基板70の上に吐出された導電性紫外線硬化樹脂が硬化し、配線が形成される。
 また、装着ユニット26は、ステージ52の基台60に載置された基板70の上に電子部品(図4参照)96を装着するユニットであり、供給部100と、装着部102とを有している。供給部100は、テーピング化された電子部品96を1つずつ送り出すテープフィーダ(図2参照)110を複数有しており、供給位置において、電子部品96を供給する。なお、供給部100は、テープフィーダ110に限らず、トレイから電子部品96をピックアップして供給するトレイ型の供給装置でもよい。また、供給部100は、テープ型とトレイ型との両方、あるいはそれ以外の供給装置を備えた構成でもよい。
 装着部102は、装着ヘッド(図2参照)112と、移動装置(図2参照)114とを有している。装着ヘッド112は、電子部品96を吸着保持するための吸着ノズル(図4参照)118を有する。吸着ノズル118は、正負圧供給装置(図示省略)から負圧が供給されることで、エアの吸引により電子部品96を吸着保持する。そして、正負圧供給装置から僅かな正圧が供給されることで、電子部品96を離脱する。また、移動装置114は、テープフィーダ110による電子部品96の供給位置と、基台60に載置された基板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102では、テープフィーダ110から供給された電子部品96が、吸着ノズル118により保持され、その吸着ノズル118によって保持された電子部品96が、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、ディスペンスヘッド89、平坦化装置90、照射装置92、テープフィーダ110、装着ヘッド112、移動装置114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。
 回路形成装置10では、上述した構成によって、基板70上に電子部品96が装着され、配線が形成されることで、回路が形成される。具体的には、ステージ52の基台60に基板70がセットされ、そのステージ52が、第2造形ユニット24の下方に移動される。そして、第2造形ユニット24において、図3に示すように、基板70の上に樹脂積層体130が形成される。樹脂積層体130は、電子部品96を装着するためのキャビティ132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、第2造形ユニット24の第2印刷部84において、インクジェットヘッド88が、基板70の上面に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。この際、インクジェットヘッド88は、基板70の上面の所定の部分が概して矩形に露出するように、紫外線硬化樹脂を吐出する。続いて、紫外線硬化樹脂が薄膜状に吐出されると、硬化部86において、紫外線硬化樹脂の膜厚が均一となるように、紫外線硬化樹脂が平坦化装置90によって平坦化される。そして、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、基板70の上に薄膜状の樹脂層133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133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、基板70の上面の所定の部分が概して矩形に露出するように、薄膜状の樹脂層133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133の上に薄膜状の樹脂層133が積層される。このように、基板70の上面の概して矩形の部分を除いた薄膜状の樹脂層133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、複数の樹脂層133が積層されることで、キャビティ132を有する樹脂積層体130が形成される。
 上述した手順により樹脂積層体130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、テープフィーダ110により電子部品96が供給され、その電子部品96が装着ヘッド112の吸着ノズル118によって、保持される。そして、装着ヘッド112が、移動装置114によって移動され、吸着ノズル118により保持された電子部品96が、図4に示すように、樹脂積層体130のキャビティ132の内部に装着される。なお、樹脂積層体130の高さ寸法と、電子部品96の高さ寸法とは略同じとされている。
 電子部品96がキャビティ132の内部に装着されると、ステージ52が第2造形ユニット24の下方に移動され、図5に示すように、キャビティ132の隙間、つまり、キャビティ132を区画する内壁面と電子部品96との間に、樹脂積層体150が形成される。なお、樹脂積層体150は、樹脂積層体130と同様に、インクジェットヘッド88による紫外線硬化樹脂の吐出と、照射装置92による紫外線の照射とが繰り返されることで、形成される。また、樹脂積層体150の高さ寸法は、樹脂積層体130および電子部品96の高さ寸法と略同じとされている。これにより、樹脂積層体130の上面と樹脂積層体150の上面と電子部品96の上面とは、面一とされる。
 次に、キャビティ132の隙間に樹脂積層体150が形成されると、ステージ52は第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、金属インクが樹脂積層体130,150の上に、回路パターンに応じて線状に吐出される。そして、金属インクへのレーザ照射によって金属インクを焼成させ、電子部品96を電気的に接続するための配線が形成される。
 ただし、電子部品96へのレーザ照射を防止するべく、金属インクは、電子部品96の上に吐出されないように、電子部品96の近傍まで線状に吐出される。これは、電子部品96へのレーザ照射による電子部品96の損傷を防止するためである。また、電子部品96に照射されたレーザが電子部品96に吸収され、電子部品96の上に吐出された金属インクが適切に焼成せずに、結線不良が生じる虞があるためである。そして、金属インクが電子部品96の近傍まで吐出されると、焼成部74において、レーザ照射装置78によって金属インクにレーザが照射される。これにより、金属インクが焼成し、図6に示すように、電子部品96の近傍まで延び出す配線166a,bが形成される。
 次に、ステージ52が第2造形ユニット24の下方に移動され、吐出部85において、ディスペンスヘッド89が、図7に示すように、電子部品96の電極162と、配線166a,bとを繋ぐように、導電性紫外線硬化樹脂170を吐出する。そして、硬化部86において、照射装置92が、導電性紫外線硬化樹脂170に紫外線を照射する。これにより、導電性紫外線硬化樹脂170が導電性を発揮し、導電性紫外線硬化樹脂170により、電子部品96の電極162と、配線166a,bとが電気的に結線される。
 続いて、図8に示すように、樹脂積層体130の上に、2層目の樹脂積層体180が形成される。樹脂積層体180は、樹脂積層体130と同様に、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。なお、樹脂積層体180には、キャビティ182とビア穴184とが形成される。キャビティ182とビア穴184とは、樹脂積層体130のキャビティ132と同様の手法により形成されるが、ビア穴184の内寸は、キャビティ182の内寸より小さくされている。また、ビア穴184の底部には、配線166bの一部が露出している。
 次に、装着ユニット26において、図9に示すように、2層目の樹脂積層体180のキャビティ182の内部に、電子部品190が装着され、第2造形ユニット24において、キャビティ182の隙間、つまり、キャビティ182を区画する内壁面と電子部品190との間に、樹脂積層体192が形成される。なお、電子部品190の装着手法、及び、樹脂積層体192の形成手法は、電子部品96の装着手法、及び、樹脂積層体150の形成手法と同じである。
 続いて、第1造形ユニット22において、2層目樹脂積層体のビア穴184の内部に金属インクが吐出され、その金属インクにレーザが照射されることで、図10に示すように、ビア穴184の内部に配線196が形成される。これにより、配線196は、下端において、1層目の樹脂積層体130に形成された配線166bと結線され、上端において、2層目の樹脂積層体180の上面に露出する。さらに、配線196の上端から電子部品190の近傍まで、金属インクが吐出され、その金属インクにレーザが照射されることで、配線198aが形成される。これにより、配線196と配線198aとが結線される。また、電子部品190を挟んで配線198aの反対側に、金属インクが線状に吐出され、その金属インクにレーザが照射されることで、配線198bが形成される。
 次に、第2造形ユニット24において、電子部品190の電極199と、配線198a,bとを繋ぐように、導電性紫外線硬化樹脂200が吐出される。そして、導電性紫外線硬化樹脂200に紫外線が照射されることで、導電性紫外線硬化樹脂200が導電性を発揮し、電子部品190の電極199と配線198a,bとが結線される。これにより、1層目の樹脂積層体130に配設された電子部品96と、2層目の樹脂積層体180に配設された電子部品190とが、配線166等及び導電性紫外線硬化樹脂170等により、電気的に接続される。
 続いて、第2造形ユニット24において、図11に示すように、樹脂積層体180の上に、3層目の樹脂積層体210が形成される。そして、樹脂積層体210には、キャビティ212とビア穴214とが形成されている。なお、樹脂積層体210は、樹脂積層体180と同様に形成される。
 次に、装着ユニット26において、図12に示すように、3層目の樹脂積層体210のキャビティ212の内部に、電子部品220が装着され、第2造形ユニット24において、キャビティ212を区画する内壁面と電子部品220との間に、樹脂積層体218が形成される。そして、金属インクの吐出とレーザ焼成とにより、図13に示すように、ビア穴214の内部に配線222が形成され、3層目の樹脂積層体210の上面に配線224a,bが形成される。また、電子部品220の電極226と、配線224a,bとを繋ぐように、導電性紫外線硬化樹脂228が吐出され、導電性紫外線硬化樹脂228への紫外線の照射により導電性紫外線硬化樹脂228が導電性を発揮する。これにより、2層目の樹脂積層体180に配設された電子部品190と、3層目の樹脂積層体210に配設された電子部品220とが、配線198等及び導電性紫外線硬化樹脂200等により、電気的に接続される。
 このように、回路形成装置10は、基板70の上に多層的な回路を形成することが可能とされている。しかしながら、多層的な回路では、上層での配線形成時において、その配線が形成される層より下方の層に配設された電子部品等に、レーザが照射される虞がある。具体的に、上記手順で形成された多層的な回路300を、上方からの視点において示す図14を用いて説明する。なお、回路300では、1層目の樹脂積層体130に配設された電子部品96と、2層目の樹脂積層体180に配設された電子部品190と、3層目の樹脂積層体210に配設された電子部品220とが、上方からの視点において、1直線上に配置されている。
 そして、回路300の3層目の樹脂積層体210に、配線224aが形成される際に、一般的に、ビア穴214の内部に形成された配線222と、3層目の樹脂積層体210に配設された電子部品220とを最短距離で接続するように、樹脂積層体210の上面に金属インクが吐出される。この際、3層目の樹脂積層体210に吐出された金属インクの下方には、1層目の樹脂積層体130の電子部品96及び導電性紫外線硬化樹脂170と、2層目の樹脂積層体180の電子部品190及び導電性紫外線硬化樹脂200とが位置する。
 このため、3層目の樹脂積層体210に吐出された金属インクにレーザが照射されると、3層目の樹脂積層体210を介して、2層目の樹脂積層体180の電子部品190及び導電性紫外線硬化樹脂200にも照射される。また、3層目の樹脂積層体210及び2層目の樹脂積層体180を介して、1層目の樹脂積層体130の電子部品96及び導電性紫外線硬化樹脂170にも、レーザが照射される。そして、電子部品及び導電性紫外線硬化樹脂は、レーザ耐性が低く、樹脂積層体は、比較的薄いため、電子部品及び導電性紫外線硬化樹脂へのダメージを考慮すると、電子部品及び導電性紫外線硬化樹脂へのレーザ照射は好ましくない。
 このようなことに鑑みて、回路形成装置10で形成される回路の設計時において、上層での配線形成時に、その配線が形成される層より下方の層に配設された電子部品等に、レーザが照射されないように、回路設計が行われる。具体的には、回路形成装置10で形成される回路は、設計プログラム(図15参照)350がインストールされた情報処理装置(図15参照)352によって作成される。情報処理装置352は、ディスプレイ(図15参照)354に接続されており、設計プログラム350の処理に従って、回路の各層を設計するための画面が、ディスプレイ354に表示される。
 例えば、回路300の1層目の樹脂積層体130が設計される場合は、図15に示すように、1層目設計画面360が、ディスプレイ354に表示される。この1層目設計画面360では、電子部品96,導電性紫外線硬化樹脂170,配線166a,bの配置が、カーソル等のユーザ操作により設計される。なお、1層目の樹脂積層体130の下方に、電子部品等は配置されない。このため、ユーザは、1層目設計画面360において、1層目の樹脂積層体130の何れの位置にでも、電子部品96,導電性紫外線硬化樹脂170,配線166a,bの配置を設計することができる。
 また、回路300の2層目の樹脂積層体180が設計される場合は、図16に示すように、2層目設計画面370が、ディスプレイ354に表示される。この2層目設計画面370では、電子部品190,導電性紫外線硬化樹脂200,配線196,198a,bの配置が、ユーザ操作により設計される。なお、2層目の樹脂積層体180の下方には、1層目の樹脂積層体130が位置しており、その樹脂積層体130への電子部品96及び導電性紫外線硬化樹脂170の配置設計が、1層目設計画面(図15参照)360において行われている。このため、1層目設計画面360において設計された電子部品96及び導電性紫外線硬化樹脂170の配置予定位置を含む配線形成禁止領域372が、2層目設計画面370に表示される。
 配線形成禁止領域372は、配線の配置設計を禁止する領域であり、ユーザ操作により、配線形成禁止領域372において、配線の配置設計を行うことができないように構成されている。なお、配線形成禁止領域372は、電子部品96及び導電性紫外線硬化樹脂170の配置予定位置を含み、その配置予定位置の外縁に所定の幅の領域が付加された状態で表示される。これは、金属インクにレーザが照射されるレーザのスポット径を考慮し、電子部品等へのレーザの照射を確実に防止するためである。
 詳しくは、レーザの照射範囲は、一般的に、円形とされており、その円の直径がレーザのスポット径と呼ばれる。このため、レーザの中心と電子部品の外縁とが離れている場合であっても、レーザの中心と電子部品の外縁との間の距離が、スポット径の半分、つまり、半径以下である場合には、電子部品の外縁にレーザが照射される。そこで、配線形成禁止領域372は、電子部品96及び導電性紫外線硬化樹脂170の配置予定位置の外縁に、レーザのスポット径の半分に相当する幅Lの領域が付加された状態で表示される。
 なお、レーザのスポット径は、D4σ幅,D86幅,有効ビーム径,10/90ナイフエッジ幅等を採用することが可能である。D4σ幅は、ISOの国際標準規格であり、所定の式を用いることで演算されるが、この式は、公知の式であるため、記載を省略する。また、D86幅は、ビームプロファイルの重心を中心として、ビームパワーの86%が含まれる円の直径として定義される。このため、ビームプロファイルの重心から円形に領域を増加させていき、領域内のトータルのビームパワーが86%になったところで、円の直径を算出する。そして、この直径がD86幅となる。
 また、有効ビーム径は、測定されたビームのピーク強度に対して特定のパーセンテージ以上の強度をもつすべてのピクセルの面積と等しい面積の円の直径として定義される。このため、例えば、特定のパーセンテージとして、70%が選択された場合に、ピーク強度の70%の強度以上の全てのピクセルの総数が、有効ビーム径の計算に用いられる。そして、ピクセルの総数が演算されると、センサーのピクセルピッチは既知であるため、このピクセル総数と同じ面積の円に置き換えられ、その円の直径が有効ビーム径となる。
 また、10/90ナイフエッジ幅は、直行するX軸/Y軸の幅の定義の一種であり、各々の軸のプロファイル断面の総エネルギーに対して、積算エネルギーが10%と90%となる2点の間の距離で定義される。ちなみに、レーザの照射範囲が円形である場合に、スポット径として、D4σ幅を採用することが好ましく、レーザの照射範囲が非対称で複雑である場合に、スポット径として、D86幅を採用することが好ましい。また、レーザの照射範囲が矩形である場合、つまり、レーザがラインビームである場合に、スポット径として、10/90ナイフエッジ幅を採用することが好ましい。なお、上記D4σ幅など以外に、簡易的に、レーザの最大強度から、最大強度の1/eまで下がる幅を、スポット径として採用してもよい。
 このように、レーザの照射範囲の形状に応じたスポット径に基づいて、配線形成禁止領域372における電子部品等の配置予定位置の外縁に付加される領域(以下、「外縁領域」と記載する)の幅Lが演算される。さらに言えば、レーザの拡散をも考慮して、外縁領域の幅Lが演算される。詳しくは、レーザは拡散するため、焦点の有った状態から、照射距離が長くなると、スポット径が大きくなる。このため、焦点の有った状態でのスポット径の1/2、つまり、半径を、Rとし、焦点から上下方向に距離Z、ズレた状態でのスポット径の1/2、つまり、半径を、Rとすると、RとRとは、下記式により示される。
 R=R[1+{(λz)/(πR )}1/2
ここで、λは、レーザの波長である。
 そこで、上記式に基づいて、配線形成禁止領域372における外縁領域の幅Lが演算されることで、レーザの拡散をも考慮して、配線の配置設計を行うことができる。これにより、配線へのレーザ照射時において、その配線が形成される層より下方の層に配設された電子部品等へのレーザ照射を確実に防止することが可能となる。つまり、2層目設計画面370において、ユーザが、配線形成禁止領域372を避けて、配線196,198a,bの配置を設計することで、2層目の樹脂積層体180の作成時において、1層目の樹脂積層体130に配置された電子部品96及び導電性紫外線硬化樹脂170へのレーザ照射を確実に防止することが可能となる。
 なお、2層目設計画面370では、ビア穴184の内部に形成された配線196と、電子部品190との間に、配線形成禁止領域372は位置していない。このため、ユーザは、2層目設計画面370において、配線形成禁止領域372に関わらず、ビア穴184の内部に形成された配線196と、電子部品190とを最短距離で接続するように、配線198aを配置設計すればよい。
 また、回路300の3層目の樹脂積層体210が設計される場合は、図17に示すように、3層目設計画面380が、ディスプレイ354に表示される。この3層目設計画面380では、電子部品220,導電性紫外線硬化樹脂228,配線222,224a,bの配置が、ユーザ操作により設計される。なお、3層目の樹脂積層体210の下方には、1層目の樹脂積層体130及び2層目の樹脂積層体180が位置している。そして、1層目の樹脂積層体130への電子部品96及び導電性紫外線硬化樹脂170の配置設計が、1層目設計画面(図15参照)360において行われている。また、2層目の樹脂積層体180への電子部品190及び導電性紫外線硬化樹脂200の配置設計が、2層目設計画面(図16参照)370において行われている。このため、1層目設計画面360において設計された電子部品96及び導電性紫外線硬化樹脂170の配置予定位置を含む配線形成禁止領域382と、2層目設計画面370において設計された電子部品190及び導電性紫外線硬化樹脂200の配置予定位置を含む配線形成禁止領域384とが、3層目設計画面380に表示される。
 なお、配線形成禁止領域382の外縁領域の幅L及び、配線形成禁止領域384の外縁領域の幅Lは、上記配線形成禁止領域372の外縁領域の幅Lと同じ手法により演算される。ちなみに、配線形成禁止領域382の外縁領域の幅Lは、配線形成禁止領域384の外縁領域の幅Lより大きくされている。これは、配線形成禁止領域382に含まれる電子部品96は、配線形成禁止領域382に含まれる電子部品190より下方に配置されているためである。つまり、3層目の配線形成時におけるレーザの照射範囲が、電子部品96が配置されている1層目において、電子部品190が配置されている2層目より広くなるためである。これにより、1層目に配設されている電子部品96と、2層目に配設されている電子部品190との各々の配設高さが異なる場合であっても、確実に電子部品等へのレーザ照射を防止することが可能となる。
 つまり、3層目設計画面380では、配線形成禁止領域382及び配線形成禁止領域384が、ビア穴214の内部に形成された配線222と、電子部品220との間に位置している。このため、ユーザは、3層目設計画面380において、ビア穴214の内部に形成された配線222と、電子部品220とを最短距離で接続するように、配線224bを配置設計することができない。そこで、ユーザは、3層目設計画面380において、配線形成禁止領域382及び配線形成禁止領域384を避けて、配線224bの配置を設計する。すると、3層目の樹脂積層体210の作成時において、1層目の樹脂積層体130に配置された電子部品96及び導電性紫外線硬化樹脂170と、2層目の樹脂積層体180に配置された電子部品190及び導電性紫外線硬化樹脂200との上方を避けて、金属インクが樹脂積層体210に印刷される。これにより、3層目の樹脂積層体210の作成時において、1層目及び2層目の電子部品96,190及び導電性紫外線硬化樹脂170,200へのレーザ照射を確実に防止することが可能となる。
 ちなみに、上記実施例において、電子部品96,190,220は、電子部品の一例である。樹脂積層体130,180,210は、樹脂層の一例である。配線166,196,198,222,224は、配線の一例である。導電性紫外線硬化樹脂170,200,228は、導電部の一例である。回路300は、回路の一例である。情報処理装置352は、情報処理装置の一例である。ディスプレイ354は、表示装置の一例である。配線形成禁止領域372,382,384は、配線形成禁止領域の一例である。
 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、ディスプレイ354に配線形成禁止領域382等が表示され、ユーザが配線形成禁止領域382等を避けて、配線224b等を配置設計するが、情報処理装置352が自動的に配線形成禁止領域382等を避けて、配線224b等を配置設計してもよい。
 また、上記実施例では、N層目の配線が設計される際に、N層目より下層の全ての層に配設される電子部品等が表示されるが、N層目より下層の層のうちの選択された層に配設される電子部品等のみが表示されてもよい。つまり、例えば、3層目の配線が設計される際に、1層目と2層目とのうちの選択された層に配設される電子部品等のみが表示されてもよい。この際、通常は、3層目の直下の2層目が選択され、2層目に配設される電子部品等が表示される。これにより、レーザ照射の影響の大きい電子部品等のみを、配線形成禁止領域382等として表示することが可能となり、配線の配置設計の自由度が高くなる。
 また、上記実施例では、電子部品及び導電性紫外線硬化樹脂の配設位置が、配線形成禁止領域382に含まれるが、電子部品及び導電性紫外線硬化樹脂だけでなく、他の回路を構成する部材、例えば、電子部品等を支持するためのサポート部材の配設位置が、配線形成禁止領域に含まれてもよい。
 300:回路  352:情報処理装置  354:ディスプレイ  372:配線形成禁止領域  382:配線形成禁止領域  384:配線形成禁止領域

Claims (4)

  1.  複数の樹脂層と、前記複数の樹脂層のうちの任意の層の各々に配設される複数の電子部品と、金属微粒子を含有する金属含有液へのレーザ照射により形成され、前記複数の電子部品を電気的に接続する複数の配線とにより構成される回路を設計するための情報処理装置であって、
     N層目の樹脂層に配設される配線が設計される際に、前記N層目より下層の樹脂層に配設される電子部品の位置を、配線形成禁止領域として表示装置に表示させる情報処理装置。
  2.  前記N層目より下層の樹脂層に配設される電子部品の外縁に、前記金属含有液に照射されるレーザのスポット径に応じた幅の領域を付加した状態で、前記配線形成禁止領域を前記表示装置に表示させる請求項1に記載の情報処理装置。
  3.  前記回路が、さらに、
     導電性ペーストの硬化により形成され、電子部品と配線とを電気的に接続する導電部を含み、
     前記N層目より下層の樹脂層に配設される電子部品及び導電部の位置を、前記配線形成禁止領域として前記表示装置に表示させる請求項1または請求項2に記載の情報処理装置。
  4.  前記N層目より下層の樹脂層のうちの任意に選択された樹脂層に配設される電子部品の位置を、前記配線形成禁止領域として前記表示装置に表示させる請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の情報処理装置。
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