WO2019198190A1 - プリント基板形成方法、およびプリント基板形成装置 - Google Patents

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forming
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resin
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亮二郎 富永
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株式会社Ｆｕｊｉ
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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for forming a printed circuit board including a base constituted by an insulating layer and a conductor layer.
  • a solder resist is formed on the upper surface of a base constituted by an insulating layer and a conductor layer.
  • the solder resist is formed on the upper surface of the base such as the inner circuit board using a mask, for example, but it is necessary to newly manufacture a mask even when only a part of the circuit pattern is to be changed. Low practicality. Accordingly, it is an object to provide a method for forming a printed circuit board having high practicality.
  • the present specification describes a specification in which a solder resist is formed in a predetermined region of a base constituted by an insulating layer and a conductor layer, and the region is a region other than the predetermined region of the base.
  • a resin layer forming step of forming a resin layer with a curable resin in a region, and a wiring for forming a wiring by discharging a metal-containing liquid containing metal fine particles to the surface of the resin layer and firing the metal-containing liquid A printed circuit board forming method including a forming step is disclosed.
  • a solder resist is formed in a predetermined region of an inner layer circuit board constituted by an insulating layer and a conductor layer, and the predetermined region of the inner layer circuit board is A resin layer forming apparatus for forming a resin layer with a curable resin in a specific region other than the region, and discharging a metal-containing liquid containing metal fine particles onto the surface of the resin layer, and firing the metal-containing liquid
  • a printed circuit board forming apparatus including a wiring forming apparatus for forming wirings is disclosed.
  • a part of the printed board is formed of, for example, a curable resin discharged by an inkjet head or the like. This makes it possible to easily change a part of the printed circuit board and improve the practicality.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an inner layer plate in which nickel-gold plating is formed on the surface of a solder resist. It is sectional drawing which shows the inner-layer board on which the solder paste was printed. It is sectional drawing which shows the inner-layer board in which the resin layer was formed in the custom area
  • the circuit forming system 10 includes a custom part forming apparatus 12 shown in FIG. 1 and a general-purpose part forming apparatus 14 shown in FIG.
  • the custom part forming device 12 is a so-called 3D printer, and 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 custom part forming device 12.
  • 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 printed board 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 printed circuit board is fixedly held by sandwiching the both edges in the X-axis direction of the printed circuit board placed on the base 60 by the holding device 62.
  • 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 printed circuit board placed on the base 60 of the stage 52, and includes a first printing unit 72 and a firing unit 74.
  • the first printing unit 72 has an inkjet head (see FIG. 2) 76, and the inkjet head 76 ejects metal ink in a linear shape.
  • 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 the discharged metal ink 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. Further, the ink may be baked by a batch heating method at a temperature at which necessary energy can be applied without using a laser.
  • the second modeling unit 24 is a unit that models a resin layer on a printed circuit board placed on the base 60 of the stage 52, and includes a second printing unit 84, a discharge unit 85, a curing unit 86, and the like. have.
  • the second printing unit 84 has an inkjet head (see FIG. 2) 88, and the inkjet head 88 discharges an ultraviolet curable resin.
  • 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 the dispense head 89 discharges a conductive ultraviolet curable resin.
  • 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 flattens the upper surface of the ultraviolet curable resin discharged by the inkjet head 88. For example, the surface of the ultraviolet curable resin is leveled and the excess resin is scraped off by a roller or a blade. Thus, 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 discharged ultraviolet curable resin or conductive ultraviolet curable resin with ultraviolet rays. Thereby, the discharged ultraviolet curable resin is cured, a resin layer is formed, the conductive ultraviolet curable resin is cured, and a wiring is formed.
  • the mounting unit 26 is a unit that mounts electronic components on a print placed on the base 60 of the stage 52, and includes a supply unit 100 and a mounting unit 102.
  • the supply unit 100 has a plurality of tape feeders 110 (see FIG. 2) that send out the taped electronic components one by one, and supplies the electronic components 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 electronic components 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 (not shown) for sucking and holding electronic components.
  • the suction nozzle is supplied with negative pressure from a positive / negative pressure supply device (not shown), and sucks and holds the electronic component by suction of air. And a slight positive pressure is supplied from a positive / negative pressure supply apparatus, and an electronic component is removed.
  • the moving device 114 moves the mounting head 112 between the electronic component supply position by the tape feeder 110 and the printed circuit board placed on the base 60.
  • the mounting unit 102 the electronic component supplied from the tape feeder 110 is held by the suction nozzle, and the electronic component held by the suction nozzle is mounted on the printed board.
  • 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 general-purpose part forming apparatus 14 is a general printed board manufacturing apparatus, and as shown in FIG. 3, an inner layer board forming unit 130, a solder resist forming unit 132, a rust prevention unit 133, and a solder printing unit. 134, a mounting unit 136, a heating unit 138, and a conveyor device 140.
  • the inner layer plate forming unit 130 is a unit that forms an inner layer plate (see FIG. 4) 150.
  • the inner layer plate 150 is formed by a pressure bonding device (not shown), a photosensitive device (not shown), a surface treatment device (not shown), or the like.
  • a copper foil is pressure-bonded to an insulating layer (see FIG. 4) 152 such as an interlayer material or a prepreg by a pressure bonding device.
  • an insulating layer see FIG. 4) 152 such as an interlayer material or a prepreg by a pressure bonding device.
  • the photosensitive mask resist on the copper foil is exposed and developed according to the wiring pattern by the photosensitive device. Subsequently, unnecessary copper foil is etched. Thereby, the inner layer board 150 comprised by the insulating layer 152 and the copper pattern (refer FIG. 4) 154 is formed.
  • irregularities are formed on the surface of the insulating layer 152 by a surface treatment apparatus.
  • a method for forming irregularities on the surface of the insulating layer 152 the surface of the insulating layer 152 is physically roughened by a method such as roughening the surface of the insulating layer 152 by chemical roughening with potassium permanganate or the like, blasting, or the like. There is a method of roughening and forming irregularities. And a copper thin film is formed in the surface in which the unevenness
  • a plating resist is formed on the surface of the copper thin film according to the wiring pattern, and an electrolytic plating process is performed. Thereby, copper plating deposits in the location where the plating resist is not formed. Then, the inner layer plate 150 including the insulating layer 152 and the copper pattern 154 is formed by peeling the plating resist and etching the copper thin film.
  • the solder resist forming unit 132 is a unit for forming a solder resist (see FIG. 5) 160 on the surface of the inner layer plate 150.
  • the solder resist 160 is formed by a printing device (not shown), an irradiation device (not shown), or the like. Form. Specifically, an exposure mask (not shown) is in close contact with the surface of the inner layer plate 150, and an ultraviolet curable resin is printed on the exposure mask by a printing apparatus.
  • the exposure mask is formed with a through hole so that a portion excluding the pad (see FIG. 5) 162 of the copper pattern 154 is exposed, and the ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays from the irradiation device through the exposure mask.
  • the ultraviolet curable resin is cured, and the solder resist on the unexposed pad 162 is dissolved by the subsequent development process, so that the solder resist 160 is exposed on the surface of the inner layer plate 150 with the pad 162 exposed. It is formed.
  • the mask design of the exposed part and the unexposed part is negative-positive reversed.
  • the rust prevention unit 133 is a unit that rusts the pad 162 of the copper pattern 154, and rusts the pad 162 by a palladium removing device (not shown), a plating device (not shown), or the like. Specifically, first, a palladium removal process is performed on the surface of the inner layer plate 150 on which the solder resist 160 is formed. This is because the metal catalyst used in the pretreatment remains on the surface of the inner layer plate 150. After the palladium removal process, the inner layer plate 150 on which the solder resist 160 is formed is subjected to an electroless nickel-gold plating process in a plating apparatus. As a result, the pad 162 is covered with the nickel-gold plating (see FIG. 6) 166.
  • the solder printing unit 134 is a unit that prints solder on the opening of the solder resist 160, that is, the pad 162 exposed from the solder resist 160.
  • the solder printing unit 134 prints solder on the pad 162 by a printing device (not shown). To do. Specifically, a solder mask (not shown) is brought into close contact with the surface of the solder resist 160, and a solder paste is printed on the solder mask by a printing apparatus. A through hole is formed in the solder mask so that the pad 162 of the copper pattern 154 is exposed. A solder paste (see FIG. 7) 168 is formed on the upper surface of the pad 162 covered with the nickel-gold plating 166. Printed.
  • the mounting unit 136 is a unit for mounting an electronic component (see FIG. 13) 170 on the upper surface of the solder resist 160.
  • the mounting unit 136 is provided with a tape feeder (not shown), a mounting head (not shown), a moving device (not shown), or the like.
  • the electronic component 170 is mounted.
  • the tape feeder, mounting head, and moving device of the mounting unit 136 are the same as the tape feeder 110, mounting head 112, and moving device 114 of the mounting unit 26 of the custom part forming device 12.
  • the electronic component 170 supplied from the tape feeder is held by the suction nozzle, and the electronic component 170 held by the suction nozzle is mounted on the upper surface of the solder resist 160.
  • the electronic component 170 is mounted on the upper surface of the solder resist 160 so that the electrode 172 of the electronic component 170 is in contact with the solder paste 168 discharged on the upper surface of the pad 162.
  • the heating unit 138 is a unit for heating the solder paste 168, and the solder paste 168 is heated by a reflow furnace or the like. Thereby, the electronic component 170 is fixedly mounted on the upper surface of the solder resist 160 in a state where the electronic component 170 is electrically connected to the copper pattern 154 of the inner layer plate 150.
  • the conveyor device 140 is a device that conveys the printed circuit board in the order of the inner layer board forming unit 130, the solder resist forming unit 132, the rust prevention unit 133, the solder printing unit 134, the mounting unit 136, and the heating unit 138. Thereby, a printed circuit board is manufactured by the operation
  • the printed circuit board formation process by the general-purpose part forming apparatus 14 is executed in a predetermined region (hereinafter, referred to as “general-purpose region”) with the above-described configuration. Further, the printed circuit board forming process by the custom part forming apparatus 12 is executed in an area different from the general-purpose area (hereinafter referred to as “custom area”).
  • an inner layer plate 150 shown in FIG. 4 is formed in the inner layer plate forming unit 130 of the general-purpose part forming apparatus 14.
  • the formed inner layer plate 150 is carried into the solder resist forming unit 132 by the conveyor device 140.
  • the solder resist forming unit 132 as shown in FIG. 5, the solder resist 160 is formed only in the general-purpose region 180 of the inner layer plate 150.
  • through holes are not formed at locations covering the custom region 182, so that the resin for solder resist is not exposed to the custom region 182.
  • the mask design of the exposed part and the unexposed part is negative-positive reversed.
  • the inner layer plate 150 is carried into the rust prevention unit 133 by the conveyor device 140. Then, in the rust prevention unit 133, after the palladium removal process is executed, the nickel-gold plating process is executed. As a result, as shown in FIG. 6, the pad 162 exposed from the solder resist 160 is covered with the nickel-gold plating 166 in the general-purpose region 180. Also in the custom region 182, the pad 162 exposed from the insulating layer 152 is covered with the nickel-gold plating 166.
  • the inner layer plate 150 is carried into the solder printing unit 134 by the conveyor device 140. Then, in the solder printing unit 134, as shown in FIG. 7, the solder paste 168 is printed on the opening of the solder resist 160 formed in the general-purpose region 180, that is, on the upper surface of the pad 162 exposed from the solder resist 160. . Note that the solder mask used at the time of solder paste printing does not have a through hole formed at a location covering the custom area 182 so that the solder paste 168 is not printed on the custom area 182.
  • the inner layer board 150 on which the solder paste 168 is printed is taken out from the general-purpose part forming apparatus 14.
  • the inner layer plate 150 is set on the base 60 of the stage 52, and the stage 52 is moved below the second modeling unit 24.
  • the resin layer 200 is formed on the upper surface of the inner layer plate 150 in the custom region 182.
  • the resin layer 200 has an opening 202 for exposing the pad 162 of the inner layer plate 150.
  • the resin layer 200 discharges the ultraviolet curable resin from the inkjet head 88, and irradiates the discharged ultraviolet curable resin with an irradiation device 92. It is formed by repeating irradiation.
  • the inkjet head 88 discharges an ultraviolet curable resin in a thin film shape on the upper surface of the inner layer plate 150 in the custom region 182. At this time, the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin so that the upper surface of the pad 162 of the inner layer plate 150 is exposed. Subsequently, when the ultraviolet curable resin is discharged in a thin film shape, the irradiation device 92 irradiates the thin film ultraviolet curable resin with ultraviolet rays in the curing unit 86. Thereby, the thin film 206 is formed on the upper surface of the inner layer plate 150.
  • the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin into a thin film only on the upper portion of the thin film 206. That is, the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin onto the thin film 206 in a thin film shape so that the pad 162 of the inner layer plate 150 is exposed. Then, the irradiation device 92 irradiates the ultraviolet curable resin discharged into the thin film with ultraviolet rays, whereby the thin film 206 is laminated on the thin film 206.
  • the discharge of the ultraviolet curable resin onto the thin film 206 excluding the pad 162 and the irradiation of the ultraviolet light are repeated, and the plurality of thin films 206 are laminated, whereby the resin layer 200 having the opening 202 is formed. Is done. Note that the ultraviolet curable resin discharged onto the thin film 206 slightly flows into the opening 202 when the thin film is laminated. For this reason, the inner wall surface which partitions the opening 202 becomes an inclined surface.
  • the thin film 206 on the upper end surface of the resin layer 200 is formed, the thin film 206 is flattened by the flattening device 90.
  • the ultraviolet curable resin is made uniform so that the film thickness of the discharged ultraviolet curable resin becomes uniform. Is flattened by the flattening device 90.
  • the flattened ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays by the irradiation device 92. Thereby, the upper end surface of the resin layer 200 is made flat.
  • the ultraviolet curable resin is flattened by a roller or the like.
  • the flattened ultraviolet curable resin is positioned below the maximum height in the general purpose region 180, the general purpose region 180 is provided.
  • the upper end of the roller interferes with the roller.
  • the resin layer 200 is formed so that the upper end surface of the resin layer 200 is higher than the maximum height in the general-purpose region 180 when the resin layer 200 is formed. That is, the resin layer 200 is formed so that the upper end surface of the resin layer 200 is higher than the upper end surface of the solder paste 168 in the general-purpose region 180.
  • the stage 52 is moved below the first modeling unit 22.
  • the inkjet head 76 extends from the inside of the opening 202 of the resin layer 200, that is, from the pad 162 exposed to the opening 202 to the upper surface of the opening 202 through the inner wall surface of the opening 202.
  • Metal ink is ejected linearly.
  • the laser irradiation apparatus 78 irradiates a metal ink with a laser beam. At this time, the energy of the laser beam is absorbed by the metal ink, so that the metal ink generates heat and is baked. As a result, as shown in FIG.
  • a wiring 210 extending from the pad 162 exposed in the opening 202 to the upper surface of the opening 202 through the inner wall surface of the opening 202 is formed.
  • the ink may be baked by a batch heating method at a temperature at which necessary energy can be applied without using a laser.
  • the stage 52 is moved below the second modeling unit 24.
  • the resin layer 220 is formed so that the inside of the opening 202 and the resin layer 200 may be covered.
  • An opening 222 is formed in the resin layer 220 so that a part of the wiring 210 formed on the upper surface of the resin layer 200 is exposed.
  • the resin layer 220 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 dispensing head 89 discharges the conductive ultraviolet curable resin 228 onto the upper surface of the substrate.
  • the dispense head 89 discharges the conductive ultraviolet curable resin 228 so that the conductive ultraviolet curable resin 228 fills the inside of the opening 222 and protrudes upward from the opening at the upper end of the opening 222.
  • the conductive ultraviolet curable resin 228 exhibits conductivity by irradiating the conductive ultraviolet curable resin 228 with ultraviolet rays by the irradiation device 92.
  • a conductive thermosetting resin may be used instead of the conductive ultraviolet curable resin.
  • Other printing methods such as a stamp may be used instead of the dispenser.
  • the stage 52 is moved to the mounting unit 26.
  • an electronic component (see FIG. 12) 230 is supplied from the tape feeder 110, and the electronic component 230 is held by the mounting head 112.
  • the electronic component 230 held by the mounting head 112 is mounted on the upper surface of the resin layer 220 as shown in FIG.
  • the electronic component 230 is mounted on the upper surface of the resin layer 220 so that the electrode 232 of the electronic component 230 is in contact with the conductive ultraviolet curable resin 228 discharged into the opening 222 of the resin layer 220.
  • the electronic component 230 is electrically connected to the pad 162 of the inner layer plate 150, that is, the copper pattern 154 through the nickel-gold plating 166, the wiring 210, and the conductive ultraviolet curable resin 228. It is fixedly attached to the upper surface of the resin layer 220.
  • the inner layer plate 150 on which the electronic component 230 is mounted is taken out from the custom part forming apparatus 12. Then, in the general-purpose part forming apparatus 14, the inner layer plate 150 on which the electronic component 230 is mounted is carried into the mounting unit 136 by the transport device 20.
  • the electronic component 170 supplied from the tape feeder is held by the suction nozzle, and the electronic component 170 held by the suction nozzle is mounted on the upper surface of the solder resist 160 as shown in FIG. .
  • the electronic component 170 is mounted on the upper surface of the solder resist 160 so that the electrode 172 of the electronic component 170 is in contact with the solder paste 168 discharged on the upper surface of the pad 162.
  • the inner layer plate 150 having the electronic component 170 mounted on the upper surface of the solder resist 160 is carried into the heating unit 138 by the conveyor device 140. And in the heating unit 138, it heats with a reflow furnace. As a result, the electronic component 170 is fixedly mounted on the upper surface of the solder resist 160 in a state of being electrically connected to the copper pattern 154 of the inner layer plate 150 via the nickel-gold plating 166 and the solder paste 168.
  • the resin layers 200 and 220, the wiring 210, and the like are formed by the custom part forming apparatus 12 in the custom region 182, and the electronic component 230 is mounted on the upper surface of the resin layer 220.
  • the solder resist 160 and the like are formed by the general-purpose part forming apparatus 14, and the electronic component 170 is mounted on the upper surface of the solder resist 160. That is, in the general-purpose area 180, a board is formed according to a general printer board manufacturing method, and in the custom area 182, a board is formed according to a printer board manufacturing method using a 3D printer. This makes it possible to manufacture a printed circuit board by taking advantage of the merits of a general printer substrate manufacturing method and a printer substrate manufacturing method using a 3D printer.
  • a printed circuit board is manufactured using an exposure mask or the like, a large number of printed circuit boards having a circuit pattern corresponding to the exposure mask or the like can be manufactured. High and advantageous in terms of cost.
  • it is desired to change the manufacturing conditions of only a part of one inner layer plate 150 it is necessary to newly create an exposure mask and the like, considering the mask creation cost, the mask creation period, etc. Custom and on-demand are low.
  • the circuit pattern can be changed only by changing the program for controlling the operation of the inkjet head 88 or the like, and a part of one inner layer board 150 can be changed. Only the manufacturing conditions can be easily changed. For this reason, in the method of manufacturing a printed board using a 3D printer, customizability and on-demand characteristics are very high.
  • the resin layers 200 and 220 formed of the ultraviolet curable resin are immature as a printed circuit board material from the viewpoint of expansion coefficient and hardness, and the resistivity and thickness of the wiring 210 formed of the metal-containing liquid. Etc. are inferior to the resistivity, thickness, etc. of the wiring by copper plating.
  • the printed circuit board manufacturing method using a 3D printer is less productive than the general printed circuit board manufacturing method, which is disadvantageous in terms of cost due to the cost required for the ultraviolet curable resin, the metal-containing liquid, and the like. is there.
  • the general-purpose portion of the printed board is manufactured by a general printed-circuit board manufacturing method, that is, the general-purpose part forming apparatus 14, and the printed board has high customizability.
  • the part is manufactured by a method for manufacturing a printed circuit board using a 3D printer, that is, the custom part forming apparatus 12.
  • the power supply unit, the control unit, the output unit, and the like are general-purpose parts, and thus are manufactured by the general-purpose part forming apparatus 14.
  • the sensing unit for detecting a predetermined detection value varies depending on the purpose of the wearable device and is highly customizable, and thus is manufactured by the custom part forming apparatus 12.
  • the manufacturing process for the general-purpose area 180 described above is executed in the general-purpose parts such as the power supply unit and the control part, and the manufacturing process for the custom area 182 is performed in the highly customizable parts such as the antenna pattern and the sensing part. Executed.
  • a printed circuit board can be manufactured by taking advantage of the respective merits of a general method for manufacturing a printer board and a method for manufacturing a printer board using a 3D printer. Appropriate for manufacturing.
  • the circuit forming system 10 when the inner layer plate 150 is formed in the inner layer plate forming unit 130 of the general-purpose part forming apparatus 14, irregularities are formed on the upper surface of the insulating layer 152. And in the 2nd modeling unit 24 of the custom part formation apparatus 12, the resin layer 200 is formed in the upper surface of the insulating layer 152 in which the unevenness
  • the nickel-gold plating process is performed, and the pads 162 of the copper pattern 154 are covered with the nickel-gold plating 166. Therefore, the nickel-gold plating 166 is formed only on the pad 162 of the inner layer plate 150, and the formation of the nickel-gold plating 166 on the insulating layer 152 can be prevented. Thereby, the pad 162 can be appropriately rust-prevented by the nickel-gold plating 166, and the continuity of the conductive portion is ensured.
  • solder paste 168 is printed on the upper surface of the pad 162 using the solder mask in the solder printing unit 134 of the general-purpose part forming apparatus 14. Solder paste 168 may be discharged. In such a case, the solder paste 168 may be discharged onto the upper surface of the pad 162 after the resin layer 200 is formed, not before the resin layer 200 is formed in the custom region 182.
  • the maximum height in the general-purpose region 180 when the resin layer 200 is formed is the upper surface of the solder resist 160. . For this reason, the resin layer 200 is formed so that the upper end surface of the resin layer 200 is higher than the upper end surface of the solder resist 160 in the general-purpose region 180.
  • the nickel-gold plating process is performed before the resin layer 200 is formed.
  • the nickel-gold plating process may be performed after the resin layer 200 is formed.
  • nickel-gold plating 166 is formed only on the upper surface of the pad 162 exposed from the opening 202 of the resin layer 200, as shown in FIG.
  • the nickel-gold plating process is performed after the resin layer 200 is formed, so that the palladium removal process in the rust prevention unit 133 can be omitted. This is because the surface of the insulating layer 152 to be subjected to the palladium removal process is covered with the resin layer 200.
  • the solder resist 160 is formed only in the general-purpose region 180 and not in the custom region 182, but the solder resist 160 may be formed in both the general-purpose region 180 and the custom region 182.
  • a resin layer 250 is formed on the upper surface of the solder resist 160 in the custom region 182 as shown in FIG.
  • an opening 252 is formed in the resin layer 250 so that the upper surface of the nickel-gold plating 166 covering the pad 162 is exposed.
  • the resin layer 250 is formed by the same method as the resin layer 200.
  • unevenness is formed on the surface of the solder resist 160 on which the resin layer 250 is formed.
  • the adhesiveness of the resin layer 250 and the soldering resist 160 can be improved.
  • the solder resist 160 is physically roughened by a method such as roughening the surface of the solder resist 160 by using potassium permanganate or the like, and forming irregularities.
  • the adhesion between the resin layer 250 and the solder resist 160 can also be improved by increasing the wettability of the surface of the solder resist 160.
  • a technique for improving the wettability of the surface of the solder resist 160 there is a technique of performing a plasma treatment on the surface of the solder resist 160.
  • the pad 162 is subjected to the rust prevention treatment by executing the nickel-gold plating treatment, but it is possible to use a rust prevention treatment other than the nickel-gold plating treatment.
  • nickel-palladium-gold plating treatment, OSP (Onganic Solderability Preservative) treatment, etc. can be employed.
  • the custom part forming apparatus 12 is an example of a printed circuit board forming apparatus.
  • the first modeling unit 22 is an example of a wiring forming apparatus.
  • the second modeling unit 24 is an example of a resin layer forming apparatus.
  • the inner layer plate 150 is an example of a base.
  • the insulating layer 152 is an example of an insulating layer.
  • the copper pattern 154 is an example of a conductor layer.
  • the solder resist 160 is an example of a solder resist.
  • the pad 162 is an example of a conductive part.
  • the resin layer 200 is an example of a resin layer.
  • the opening 202 is an example of an opening.
  • the wiring 210 is an example of wiring.
  • the process executed by the first modeling unit 22 is an example of a wiring formation process.
  • the process executed by the second modeling unit 24 is an example of a resin layer forming process.
  • the process performed by the rust prevention unit 133 is an example of a rust prevention process and an unevenness formation process.
  • the step of forming irregularities on the surface of the solder resist 160 and the step of improving the wettability of the surface of the solder resist 160 are examples of a surface treatment step.
  • the circuit forming system 10 is configured by two devices, the custom part forming device 12 and the general-purpose part forming device 14, but the function of the custom part forming device 12 and the general-purpose part forming device 14 are included. It may be configured by a single device having both functions.
  • Custom part forming device printed circuit board forming device
  • First modeling unit wiring forming device
  • Second modeling unit resist
  • Inner layer board base
  • Insulating layer 154
  • Copper pattern Conductor layer
  • Solder resist 162: Pad (conductive part)

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Abstract

絶縁層と導体層とにより構成されたベースの所定の領域にソルダーレジストが形成されており、ベースの所定の領域以外の領域である特定領域に、硬化性樹脂により樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、金属微粒子を含有する金属含有液を樹脂層の表面に吐出し、金属含有液を焼成することで配線を形成する配線形成工程とを含むプリント基板形成方法。

Description

プリント基板形成方法、およびプリント基板形成装置
　本発明は、絶縁層と導体層とにより構成されたベースを含むプリント基板の形成方法、および形成装置に関する。
　下記特許文献に記載されているように、一般的なプリント基板では、絶縁層と導体層とにより構成されたベースの上面に、ソルダーレジストが形成される。
特開２００６－５９９４２号公報
　ソルダーレジストは、例えば、マスクなどを用いて、内層回路基板等のベースの上面に形成されるが、回路パターンの一部のみを変更したい場合であっても、マスクを新たに製造する必要があり、実用性が低い。そこで、実用性の高いプリント基板形成方法等の提供を課題とする。
　上記課題を解決するために、本明細書は、絶縁層と導体層とにより構成されたベースの所定の領域にソルダーレジストが形成されており、前記ベースの前記所定の領域以外の領域である特定領域に、硬化性樹脂により樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、金属微粒子を含有する金属含有液を前記樹脂層の表面に吐出し、前記金属含有液を焼成することで配線を形成する配線形成工程とを含むプリント基板形成方法を開示する。
　また、上記課題を解決するために、本明細書は、絶縁層と導体層とにより構成された内層回路基板の所定の領域にソルダーレジストが形成されており、前記内層回路基板の前記所定の領域以外の領域である特定領域に、硬化性樹脂により樹脂層を形成する樹脂層形成装置と、金属微粒子を含有する金属含有液を前記樹脂層の表面に吐出し、前記金属含有液を焼成することで配線を形成する配線形成装置とを備えるプリント基板形成装置を開示する。
　本開示によれば、プリント基板の一部が、例えば、インクジェットヘッド等により吐出される硬化性樹脂により形成される。これにより、プリント基板の一部の変更を容易に行うことが可能となり、実用性が向上する。
カスタム部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。 汎用部形成装置を示す図である。 内層板を示す断面図である。 汎用領域にソルダーレジストが形成された内層板を示す断面図である。 ソルダーレジストの表面にニッケル－金めっきが形成された内層板を示す断面図である。 半田ペーストが印刷された内層板を示す断面図である。 カスタム領域に樹脂層が形成された内層板を示す断面図である。 樹脂層の表面に配線が形成された内層板を示す断面図である。 配線を覆う樹脂層が形成された内層板を示す断面図である。 導電性紫外線硬化樹脂が吐出された内層板を示す断面図である。 樹脂層に電子部品が装着された内層板を示す断面図である。 ソルダーレジストに電子部品が装着された内層板を示す断面図である。 第１の変形例のカスタム領域におけるプリント基板の一部を示す断面図である。 第２の変形例のカスタム領域におけるプリント基板の一部を示す断面図である。
　図１及び図２に回路形成システム１０を示す。回路形成システム１０は、図１に示すカスタム部形成装置１２と、図３に示す汎用部形成装置１４とにより構成されている。
　カスタム部形成装置１２は、所謂、３Ｄプリンタであり、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とを備える。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、カスタム部形成装置１２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、上面にプリント基板が載置される。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に載置されたプリント基板の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、プリント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に載置されたプリント基板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、インクジェットヘッド７６が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、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。またレーザでなくとも必要なエネルギーを付与しうる温度での一括加熱工法でのインク焼成でも良い。
　また、第２造形ユニット２４は、ステージ５２の基台６０に載置されたプリント基板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、インクジェットヘッド８８は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、ディスペンスヘッド８９は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、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、吐出された紫外線硬化樹脂が硬化し、樹脂層が形成され、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に載置されたプリントの上に電子部品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、電子部品を吸着保持するための吸着ノズル（図示省略）を有する。吸着ノズルは、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による電子部品の供給位置と、基台６０に載置されたプリント基板との間で、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が、吸着ノズルにより保持され、その吸着ノズルによって保持された電子部品が、プリント基板に装着される。
　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。
　また、汎用部形成装置１４は、一般的なプリント基板の製造装置であり、図３に示すように、内層板形成ユニット１３０と、ソルダーレジスト形成ユニット１３２と、防錆ユニット１３３と、半田印刷ユニット１３４と、装着ユニット１３６と、加熱ユニット１３８と、コンベア装置１４０とを備える。
　内層板形成ユニット１３０は、内層板（図４参照）１５０を形成するユニットであり、圧着装置（図示省略），感光装置（図示省略），表面処理装置（図示省略）などにより、内層板１５０を形成する。具体的には、例えば、サブトラクト法の内層パターン形成工法では層間材，プリプレグ等の絶縁層（図４参照）１５２に、銅箔が圧着装置により圧着される。この際、銅箔の圧着面に凹凸が形成されているため、絶縁層１５２の圧着面に凹凸が形成される。そして、感光装置により、銅箔上の感光性マスクレジストが配線パターンに従って露光され、現像される。続いて、不要な銅箔がエッチングされる。これにより、絶縁層１５２と銅パターン（図４参照）１５４とにより構成される内層板１５０が形成される。
　また、例えば、セミアディティブでの内層パターン形成工法では絶縁層１５２の表面に、表面処理装置により凹凸を形成する。絶縁層１５２の表面に凹凸を形成する手法としては、過マンガン酸カリウム等により化学的に絶縁層１５２の面を粗化させ、凹凸を形成する手法，ブラスト等により物理的に絶縁層１５２の面を粗化させ、凹凸を形成する手法等がある。そして、無電解めっき処理により、絶縁層１５２の凹凸が形成された面に銅薄膜が形成される。さらに、銅薄膜の表面に、配線パターンに従ってめっきレジストが形成され、電解めっき処理が行われる。これにより、めっきレジストが形成されていない箇所に銅めっきが析出する。そして、めっきレジストの剥離、及び銅薄膜がエッチングされることで、絶縁層１５２と銅パターン１５４とにより構成される内層板１５０が形成される。
　また、ソルダーレジスト形成ユニット１３２は、内層板１５０の表面にソルダーレジスト（図５参照）１６０を形成するユニットであり、印刷装置（図示省略），照射装置（図示省略）などにより、ソルダーレジスト１６０を形成する。具体的には、内層板１５０の表面に露光マスク（図示省略）が密着され、露光マスクに紫外線硬化樹脂が、印刷装置により印刷される。露光マスクには、銅パターン１５４のパッド（図５参照）１６２を除く箇所が露出するように、貫通穴が形成されており、紫外線硬化樹脂が、露光マスクを介して、照射装置により紫外線が照射されることで、紫外線硬化樹脂が硬化し、その後の現像工程によって未露光のパッド１６２上のソルダーレジストが溶解することで、パッド１６２が露出した状態で、ソルダーレジスト１６０が内層板１５０の表面に形成される。またポジ型のソルダーレジストを使用する場合は露光部と未露光部のマスクデザインはネガポジ反転する。
　また、防錆ユニット１３３は、銅パターン１５４のパッド１６２を防錆するユニットであり、パラジウム除去装置（図示省略），めっき装置（図示省略）などにより、パッド１６２を防錆する。具体的には、まず、ソルダーレジスト１６０が形成された内層板１５０の表面に対して、パラジウム除去処理が実行される。これは、前処理で用いられた金属触媒が、内層板１５０の表面に残存しているためである。そして、パラジウム除去処理後に、ソルダーレジスト１６０が形成された内層板１５０が、めっき装置において、無電解ニッケル－金めっき処理が実行される。これにより、パッド１６２がニッケル－金めっき（図６参照）１６６により被覆される。
　また、半田印刷ユニット１３４は、ソルダーレジスト１６０の開口、つまり、ソルダーレジスト１６０から露出しているパッド１６２に半田を印刷するユニットであり、印刷装置（図示省略）などにより、パッド１６２に半田を印刷する。具体的には、ソルダーレジスト１６０の表面に半田用マスク（図示省略）が密着され、半田用マスクに半田ペーストが、印刷装置により印刷される。半田用マスクには、銅パターン１５４のパッド１６２が露出するように、貫通穴が形成されており、ニッケル－金めっき１６６に被覆されたパッド１６２の上面に、半田ペースト（図７参照）１６８が印刷される。
　また、装着ユニット１３６は、ソルダーレジスト１６０の上面に電子部品（図１３参照）１７０を装着するユニットであり、テープフィーダ（図示省略），装着ヘッド（図示省略），移動装置（図示省略）などにより、電子部品１７０を装着する。具体的には、装着ユニット１３６の有するテープフィーダ，装着ヘッド，移動装置は、カスタム部形成装置１２の装着ユニット２６が有するテープフィーダ１１０，装着ヘッド１１２，移動装置１１４と同じである。このため、装着ユニット１３６では、テープフィーダから供給された電子部品１７０が、吸着ノズルにより保持され、その吸着ノズルによって保持された電子部品１７０が、ソルダーレジスト１６０の上面に装着される。この際、電子部品１７０の電極１７２が、パッド１６２の上面に吐出された半田ペースト１６８と接触するように、電子部品１７０はソルダーレジスト１６０の上面に装着される。
　また、加熱ユニット１３８は、半田ペースト１６８を加熱するためのユニットであり、リフロー炉などにより、半田ペースト１６８が加熱される。これにより、電子部品１７０が内層板１５０の銅パターン１５４に電気的に接続された状態で、ソルダーレジスト１６０の上面に固定的に装着される。
　また、コンベア装置１４０は、プリント基板を、内層板形成ユニット１３０，ソルダーレジスト形成ユニット１３２，防錆ユニット１３３，半田印刷ユニット１３４，装着ユニット１３６，加熱ユニット１３８の順に搬送する装置である。これにより、各ユニットでの作業によりプリント基板が製造される。
　回路形成システム１０では、上述した構成によって、所定の領域（以下、「汎用領域」と記載する）において汎用部形成装置１４によるプリント基板の形成工程が実行される。また、汎用領域と異なる領域（以下、「カスタム領域」と記載する）においてカスタム部形成装置１２によるプリント基板の形成工程が実行される。
　具体的には、まず、汎用部形成装置１４の内層板形成ユニット１３０において、図４に示す内層板１５０が形成される。次に、形成された内層板１５０が、コンベア装置１４０によりソルダーレジスト形成ユニット１３２に搬入される。そして、ソルダーレジスト形成ユニット１３２において、図５に示すように、内層板１５０の汎用領域１８０のみにソルダーレジスト１６０が形成される。なお、ソルダーレジスト形成時に用いられる露光マスクには、カスタム領域１８２を覆う箇所に貫通穴が形成されておらず、ソルダーレジスト用の樹脂がカスタム領域１８２に露光されないようになっている。またポジ型のソルダーレジストを使用する場合は露光部と未露光部のマスクデザインはネガポジ反転する。
　続いて、ソルダーレジスト１６０が形成されると、内層板１５０が、コンベア装置１４０により防錆ユニット１３３に搬入される。そして、防錆ユニット１３３において、パラジウム除去処理が実行された後に、ニッケル－金めっき処理が実行される。これにより、図６に示すように、汎用領域１８０において、ソルダーレジスト１６０から露出しているパッド１６２がニッケル－金めっき１６６により被覆される。また、カスタム領域１８２においても、絶縁層１５２から露出しているパッド１６２がニッケル－金めっき１６６により被覆される。
　次に、パッド１６２がニッケル－金めっき１６６により被覆されると、内層板１５０がコンベア装置１４０により半田印刷ユニット１３４に搬入される。そして、半田印刷ユニット１３４において、図７に示すように、汎用領域１８０に形成されたソルダーレジスト１６０の開口、つまり、ソルダーレジスト１６０から露出しているパッド１６２の上面に半田ペースト１６８が印刷される。なお、半田ペースト印刷時に用いられる半田用マスクには、カスタム領域１８２を覆う箇所に貫通穴が形成されておらず、半田ペースト１６８がカスタム領域１８２に印刷されないようになっている。
　続いて、半田ペースト１６８の印刷が完了すると、半田ペースト１６８の印刷された内層板１５０が、汎用部形成装置１４から取り出される。そして、カスタム部形成装置１２において、ステージ５２の基台６０に内層板１５０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。第２造形ユニット２４では、図８に示すように、カスタム領域１８２において、内層板１５０の上面に、樹脂層２００が形成される。樹脂層２００は、内層板１５０のパッド１６２を露出するための開口２０２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、カスタム領域１８２において、内層板１５０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、内層板１５０のパッド１６２の上面が露出するように、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、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、内層板１５０の上面に薄膜２０６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２０６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、内層板１５０のパッド１６２が露出するように、薄膜２０６の上に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。そして、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２０６の上に薄膜２０６が積層される。このように、パッド１６２を除いた薄膜２０６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、複数の薄膜２０６が積層されることで、開口２０２を有する樹脂層２００が形成される。なお、薄膜積層時に、薄膜２０６の上に吐出された紫外線硬化樹脂が僅かに開口２０２に流れ込む。このため、開口２０２を区画する内壁面は傾斜面となる。
　ちなみに、樹脂層２００の上端面の薄膜２０６が形成される際に、その薄膜２０６は、平坦化装置９０により平坦面とされる。詳しくは、樹脂層２００の上端面の薄膜２０６の形成時において、インクジェットヘッド８８が紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出すると、吐出された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、平坦化された紫外線硬化樹脂に、照射装置９２により紫外線が照射される。これにより、樹脂層２００の上端面が平坦面とされる。
　なお、平坦化装置９０では、ローラ等により紫外線硬化樹脂が平坦化されるが、その平坦化される紫外線硬化樹脂が、汎用領域１８０での最大高さより下方に位置していると、汎用領域１８０の上端部とローラ等が干渉する。このため、樹脂層２００の形成時における汎用領域１８０での最大高さよりも、樹脂層２００の上端面が高くなるように、樹脂層２００が形成される。つまり、樹脂層２００の上端面が、汎用領域１８０の半田ペースト１６８の上端面より高くなるように、樹脂層２００が形成される。これにより、適切なローラの作動を担保することができる。
　次に、樹脂層２００が形成されると、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印刷部７２において、インクジェットヘッド７６が、樹脂層２００の開口２０２の内部、つまり、開口２０２に露出するパッド１６２から、開口２０２の内壁面を経て、開口２０２の上面に至るまで、金属インクを線状に吐出する。次に、焼成部７４において、レーザ照射装置７８が、金属インクにレーザ光を照射する。この際、レーザ光のエネルギーが金属インクに吸収されることによって、金属インクが発熱し、焼成する。これにより、図９に示すように、開口２０２に露出するパッド１６２から、開口２０２の内壁面を経て、開口２０２の上面に至る配線２１０が形成される。また、レーザでなくとも必要なエネルギーを付与しうる温度での一括加熱工法でのインク焼成でも良い。
　続いて、配線２１０が形成されると、ステージ５２が、第２造形ユニット２４の下方に移動される。第２造形ユニット２４では、図１０に示すように、開口２０２の内部および樹脂層２００を覆うように、樹脂層２２０が形成される。この樹脂層２２０には、樹脂層２００の上面に形成された配線２１０の一部が露出するように、開口２２２が形成されている。なお、樹脂層２２０は、樹脂層２００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。
　次に、樹脂層２２０が形成されると、第２造形ユニット２４の吐出部８５において、図１１に示すように、樹脂層２２０の開口２２２の内部、つまり、開口２２２を介して露出する配線２１０の上面に、ディスペンスヘッド８９が導電性紫外線硬化樹脂２２８を吐出する。この際、導電性紫外線硬化樹脂２２８が、開口２２２の内部を満たし、開口２２２の上端の開口から上方に向かって突出するように、ディスペンスヘッド８９は導電性紫外線硬化樹脂２２８を吐出する。そして、照射装置９２によって、導電性紫外線硬化樹脂２２８に紫外線が照射されることで、導電性紫外線硬化樹脂２２８が導電性を発揮する。ここでは、導電性紫外線硬化樹脂の代わりに導電性熱硬化樹脂を用いても良い。ディスペンサーの代わりにスタンプなど他の印刷工法も用いても良い。
　続いて、ステージ５２が装着ユニット２６に移動される。装着ユニット２６では、テープフィーダ１１０から電子部品（図１２参照）２３０が供給され、装着ヘッド１１２により電子部品２３０が保持される。そして、移動装置１１４の作動により、装着ヘッド１１２により保持された電子部品２３０が、図１２に示すように、樹脂層２２０の上面に装着される。この際、電子部品２３０の電極２３２が、樹脂層２２０の開口２２２に吐出された導電性紫外線硬化樹脂２２８と接触するように、電子部品２３０は樹脂層２２０の上面に装着される。これにより、電子部品２３０が、ニッケル－金めっき１６６と配線２１０と導電性紫外線硬化樹脂２２８とを介して、内層板１５０のパッド１６２、つまり、銅パターン１５４と電気的に接続された状態で、樹脂層２２０の上面に固定的に装着される。
　また、樹脂層２２０の上面に電子部品２３０が装着されると、電子部品２３０が装着された内層板１５０が、カスタム部形成装置１２から取り出される。そして、汎用部形成装置１４において、電子部品２３０が装着された内層板１５０が、搬送装置２０によって、装着ユニット１３６に搬入される。
　装着ユニット１３６では、テープフィーダから供給された電子部品１７０が、吸着ノズルにより保持され、その吸着ノズルによって保持された電子部品１７０が、図１３に示すように、ソルダーレジスト１６０の上面に装着される。この際、電子部品１７０の電極１７２が、パッド１６２の上面に吐出された半田ペースト１６８と接触するように、電子部品１７０はソルダーレジスト１６０の上面に装着される。
　続いて、電子部品１７０がソルダーレジスト１６０の上面に装着された内層板１５０が、コンベア装置１４０により加熱ユニット１３８に搬入される。そして、加熱ユニット１３８において、リフロー炉により加熱される。これにより、電子部品１７０が、ニッケル－金めっき１６６と半田ペースト１６８とを介して、内層板１５０の銅パターン１５４に電気的に接続された状態で、ソルダーレジスト１６０の上面に固定的に装着される。
　このように、回路形成システム１０では、カスタム領域１８２において、樹脂層２００，２２０、配線２１０等が、カスタム部形成装置１２によって形成され、樹脂層２２０の上面に、電子部品２３０が装着される。また、汎用領域１８０において、ソルダーレジスト１６０等が、汎用部形成装置１４によって形成され、ソルダーレジスト１６０の上面に、電子部品１７０が装着される。つまり、汎用領域１８０では、一般的なプリンタ基板の製造方法に従って、基板が形成され、カスタム領域１８２では、３Ｄプリンタを用いたプリンタ基板の製造方法に従って、基板が形成される。これにより、一般的なプリンタ基板の製造方法と、３Ｄプリンタを用いたプリンタ基板の製造方法との各々のメリットを活かして、プリント基板を製造することが可能となる。
　詳しくは、一般的なプリント基板の製造方法では、露光マスク等を用いてプリント基板が製造されるため、露光マスク等に応じた回路パターンのプリント基板を大量に製造することができ、生産性が高く、コスト的にも有利である。一方で、１枚の内層板１５０のうちの一部のみの製造条件を変更したい場合に、露光マスク等を新たに作成する必要があり、マスクの作成費用，マスクの作成期間等を考慮すると、カスタム性，オンデマンド性が低い。
　また、３Ｄプリンタを用いたプリント基板の製造方法では、インクジェットヘッド８８などの作動を制御するプログラムを変更するだけで、回路パターンを変更することができ、１枚の内層板１５０のうちの一部のみの製造条件を容易に変更することができる。このため、３Ｄプリンタを用いたプリント基板の製造方法では、カスタム性，オンデマンド性が非常に高い。しかしながら、紫外線硬化樹脂により形成される樹脂層２００，２２０は、膨張率，硬度などの観点からすれば、プリント基板の材料として未熟であり、金属含有液により形成される配線２１０の抵抗率，厚み等は、銅めっきによる配線の抵抗率，厚み等に劣る。また、３Ｄプリンタを用いたプリント基板の製造方法では、一般的なプリント基板の製造方法と比較して、生産性が低く、紫外線硬化樹脂，金属含有液等に要する費用により、コスト的に不利である。
　このようなことに鑑みて、回路形成システム１０では、プリント基板の汎用的な部分が、一般的なプリント基板の製造方法、つまり、汎用部形成装置１４により製造され、プリント基板のカスタム性の高い部分が、３Ｄプリンタを用いたプリント基板の製造方法、つまり、カスタム部形成装置１２により製造される。
　具体的に、例えば、ウェアラブルデバイスに用いられるプリンタ基板では、電源部，制御部，出力部などは、汎用的な部分であるため、汎用部形成装置１４により製造される。一方、所定の検出値を検出するためのセンシング部は、ウェアラブルデバイスの目的に応じて異なり、カスタム性が高いため、カスタム部形成装置１２により製造される。
　つまり、電源部，制御部などの汎用的な部分において、上記説明での汎用領域１８０に対する製造工程が実行され、アンテナパターン，センシング部などのカスタム性の高い部分において、カスタム領域１８２に対する製造工程が実行される。これにより、一般的なプリンタ基板の製造方法と、３Ｄプリンタを用いたプリンタ基板の製造方法との各々のメリットを活かして、プリント基板を製造することができ、例えば、少量多品種のプリント基板の製造に適切に対応することができる。
　また、回路形成システム１０では、汎用部形成装置１４の内層板形成ユニット１３０において、内層板１５０が形成される際に、絶縁層１５２の上面に、凹凸が形成される。そして、カスタム部形成装置１２の第２造形ユニット２４において、凹凸が形成された絶縁層１５２の上面に、樹脂層２００が形成される。これにより、絶縁層１５２と樹脂層２００との密着性が高くなり、プリント基板の強度，信頼性などが担保される。
　また、汎用部形成装置１４の防錆ユニット１３３において、パラジウム除去処理が実行された後に、ニッケル－金めっき処理が実行され、銅パターン１５４のパッド１６２がニッケル－金めっき１６６により被覆されている。このため、内層板１５０のパッド１６２にのみニッケル－金めっき１６６が形成され、絶縁層１５２へのニッケル－金めっき１６６の形成を防止することができる。これにより、パッド１６２を適切にニッケル－金めっき１６６により防錆することができ、導通部の導通性が担保される。
　なお、上記実施例では、汎用部形成装置１４の半田印刷ユニット１３４において、半田用マスクを用いて、パッド１６２の上面に半田ペースト１６８が印刷されているが、ディスペンサヘッド等によりパッド１６２の上面に半田ペースト１６８が吐出されてもよい。このような場合には、カスタム領域１８２に樹脂層２００が形成される前でなく、樹脂層２００が形成された後に、パッド１６２の上面に半田ペースト１６８が吐出されてもよい。また、樹脂層２００が形成された後に、パッド１６２の上面に半田ペースト１６８が吐出される場合は、樹脂層２００の形成時における汎用領域１８０での最大高さは、ソルダーレジスト１６０の上面となる。このため、樹脂層２００の上端面が、汎用領域１８０のソルダーレジスト１６０の上端面より高くなるように、樹脂層２００が形成される。
　また、上記実施例では、樹脂層２００が形成される前に、ニッケル－金めっき処理が実行されているが、樹脂層２００が形成された後に、ニッケル－金めっき処理が実行されてもよい。このような場合には、図１４に示すように、樹脂層２００の開口２０２から露出するパッド１６２の上面のみに、ニッケル－金めっき１６６が形成される。このように、樹脂層２００が形成された後に、ニッケル－金めっき処理が実行されることで、防錆ユニット１３３におけるパラジウム除去処理の実行を省くことが可能となる。これは、パラジウム除去処理の対象となる絶縁層１５２の表面が樹脂層２００により覆われるためである。
　また、上記実施例では、ソルダーレジスト１６０は、汎用領域１８０にのみ形成され、カスタム領域１８２に形成されないが、汎用領域１８０とカスタム領域１８２との両方に、ソルダーレジスト１６０が形成されてもよい。このような場合には、カスタム領域１８２において、図１５に示すように、ソルダーレジスト１６０の上面に、樹脂層２５０が形成される。この際、樹脂層２５０には、パッド１６２を被覆するニッケル－金めっき１６６の上面が露出するように、開口２５２が形成される。なお、樹脂層２５０は、樹脂層２００と同様の手法により形成される。このように、カスタム領域１８２において、ソルダーレジスト１６０を形成し、そのソルダーレジスト１６０の上面に樹脂層２５０を形成することで、樹脂層２５０を薄くすることが可能となる。これにより、樹脂層２５０の形成時間を短縮することが可能となる。
　ちなみに、樹脂層２５０が形成されるソルダーレジスト１６０の表面には、凹凸が形成されている。これにより、樹脂層２５０とソルダーレジスト１６０との密着性を高めることができる。なお、ソルダーレジスト１６０の表面に凹凸を形成する手法としては、過マンガン酸カリウム等により化学的にソルダーレジスト１６０の面を粗化させ、凹凸を形成する手法，ブラスト等により物理的にソルダーレジスト１６０の面を粗化させ、凹凸を形成する手法等がある。また、ソルダーレジスト１６０の表面の濡れ性を高めることでも、樹脂層２５０とソルダーレジスト１６０との密着性を高めることができる。ソルダーレジスト１６０の表面の濡れ性を高める手法としては、ソルダーレジスト１６０の表面にプラズマ処理を施す手法が有る。
　また、上記実施例では、ニッケル－金めっき処理が実行されることで、パッド１６２に防錆処理が施されているが、ニッケル－金めっき処理以外の防錆処理を用いることが可能である。具体的には、例えば、ニッケル－パラジウム－金めっき処理，ＯＳＰ（Onganic Solderability Preservativeの略）処理などを採用することが可能である。
　ちなみに、上記実施例において、カスタム部形成装置１２は、プリント基板形成装置の一例である。第１造形ユニット２２は、配線形成装置の一例である。第２造形ユニット２４は、樹脂層形成装置の一例である。内層板１５０は、ベースの一例である。絶縁層１５２は、絶縁層の一例である。銅パターン１５４は、導体層の一例である。ソルダーレジスト１６０は、ソルダーレジストの一例である。パッド１６２は、導電部の一例である。樹脂層２００は、樹脂層の一例である。開口２０２は、開口部の一例である。配線２１０は、配線の一例である。第１造形ユニット２２により実行される工程は、配線形成工程の一例である。第２造形ユニット２４により実行される工程は、樹脂層形成工程の一例である。防錆ユニット１３３により実行される工程は、防錆工程および凹凸形成工程の一例である。ソルダーレジスト１６０の表面に凹凸を形成する工程、及び、ソルダーレジスト１６０の表面の濡れ性を高める工程は、表面処理工程の一例である。
　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、回路形成システム１０が、カスタム部形成装置１２と汎用部形成装置１４との２台の装置により構成されているが、カスタム部形成装置１２の機能と汎用部形成装置１４の機能とを併せ持つ１台の装置により構成されてもよい。
　１２：カスタム部形成装置（プリント基板形成装置）　　２２：第１造形ユニット（配線形成装置）　　２４：第２造形ユニット（樹脂層形成装置）　　１５０：内層板（ベース）　　１５２：絶縁層　　１５４：銅パターン（導体層）　　１６０：ソルダーレジスト　　１６２：パッド（導電部）　　２００：樹脂層　　２０２：開口（開口部）　　２１０：配線

Claims (7)

  1. 　絶縁層と導体層とにより構成されたベースの所定の領域にソルダーレジストが形成されており、前記ベースの前記所定の領域以外の領域である特定領域に、硬化性樹脂により樹脂層を形成する樹脂層形成工程と、
    　金属微粒子を含有する金属含有液を前記樹脂層の表面に吐出し、前記金属含有液を焼成することで配線を形成する配線形成工程と
    　を含むプリント基板形成方法。
  2. 　前記樹脂層形成工程は、
    　開口部を有し、前記開口部を介して前記導体層の導電部が露出する前記樹脂層を形成する工程であり、
    　露出した前記導電部を、ニッケル－金めっき処理とニッケル－パラジウム－金めっき処理とＯＳＰ処理との何れかの処理によって、防錆する防錆工程を含む請求項１に記載のプリント基板形成方法。
  3. 　前記樹脂層が形成される前に、前記特定領域の前記ベースの表面に凹凸を形成する凹凸形成工程を含み、
    　前記樹脂層形成工程は、
    　前記凹凸形成工程において凹凸が形成された前記ベースの表面に、前記樹脂層を形成する請求項１または請求項２に記載のプリント基板形成方法。
  4. 　前記樹脂層形成工程は、
    　前記ベースの前記特定領域にも前記ソルダーレジストが形成されており、その特定領域に形成されている前記ソルダーレジストの表面に前記樹脂層を形成する工程である請求項１または請求項２に記載のプリント基板形成方法。
  5. 　前記樹脂層が形成される前に、前記特定領域に形成されている前記ソルダーレジストの表面に凹凸を形成する処理と、前記特定領域に形成されている前記ソルダーレジストの表面の濡れ性を高める処理との少なくとも一方を実行する表面処理工程を含み、
    　前記樹脂層形成工程は、
    　前記表面処理工程において処理が実行された前記ソルダーレジストの表面に、前記樹脂層を形成する請求項４に記載のプリント基板形成方法。
  6. 　前記樹脂層形成工程は、
    　前記樹脂層の形成時における前記所定の領域での最大高さよりも、前記樹脂層の上端面が高くなるように、前記樹脂層を形成する請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のプリント基板形成方法。
  7. 　絶縁層と導体層とにより構成されたベースの所定の領域にソルダーレジストが形成されており、前記ベースの前記所定の領域以外の領域である特定領域に、硬化性樹脂により樹脂層を形成する樹脂層形成装置と、
    　金属微粒子を含有する金属含有液を前記樹脂層の表面に吐出し、前記金属含有液を焼成することで配線を形成する配線形成装置と
    　を備えるプリント基板形成装置。
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