WO2021181561A1 - ３次元積層造形による実装基板の製造方法 - Google Patents

３次元積層造形による実装基板の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021181561A1
WO2021181561A1 PCT/JP2020/010522 JP2020010522W WO2021181561A1 WO 2021181561 A1 WO2021181561 A1 WO 2021181561A1 JP 2020010522 W JP2020010522 W JP 2020010522W WO 2021181561 A1 WO2021181561 A1 WO 2021181561A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wiring
reinforcing member
electronic component
substrate
manufacturing
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/010522
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
謙磁 塚田
亮二郎 富永
Original Assignee
株式会社Ｆｕｊｉ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ｆｕｊｉ filed Critical 株式会社Ｆｕｊｉ
Priority to PCT/JP2020/010522 priority Critical patent/WO2021181561A1/ja
Priority to JP2022507077A priority patent/JP7316742B2/ja
Publication of WO2021181561A1 publication Critical patent/WO2021181561A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus 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
    • H05K3/12—Apparatus 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 using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits

Definitions

  • the present disclosure relates to a technique for manufacturing a mounting board in which electronic components are mounted on a board by using three-dimensional laminated modeling.
  • Patent Document 1 a plurality of mounting boards on which electronic components are mounted are manufactured on one worksheet (aggregate board), and the worksheets are diced to obtain individual mounting boards, so-called a large number of pieces. I am doing.
  • a plate-shaped frame member surrounding each mounting substrate is used in order to suppress the warp of the worksheet due to the stress generated when the insulating layer is formed.
  • a technique for forming a mounting substrate on which electronic components are mounted by using three-dimensional laminated modeling has been developed. For example, a resin or metal curable viscous fluid is applied onto a base material from an inkjet head, and the applied curable viscous fluid is cured to form a resin layer or wiring having a desired shape.
  • stress due to heating during curing may accumulate on the substrate in the process of repeating coating and curing, and the substrate may warp.
  • the board warps in the portion where the electronic component is mounted during or after mounting the electronic component a part of the connection portion connected to the component terminal of the electronic component such as a bump may swell or crack. ..
  • a plate-shaped frame member surrounding the mounting board on which electronic components are mounted is prepared as a member separate from the mounting board.
  • the plate-shaped frame member is arranged on a mounting substrate, that is, a non-product area (area in which electronic components are not mounted) surrounding the final product. Then, the plate-shaped frame member is separated from the mounting substrate by dicing. Therefore, depending on the mounting position of the electronic component and the size of the mounting board, the distance between the placement position where the component terminals of the electronic component are placed and the plate-shaped frame member becomes long, and the warp of the board generated at the placement position is sufficient. There is a risk that it cannot be suppressed.
  • the present disclosure has been made in view of such circumstances, and describes a method for manufacturing a mounting substrate by three-dimensional laminated molding, which can effectively suppress the warpage of the substrate generated at the arrangement position where the component terminals of electronic components are arranged.
  • the challenge is to provide.
  • the present disclosure is a method of manufacturing a mounting substrate in which wiring and component terminals of electronic components are connected by a connection portion by three-dimensional laminated molding, and the substrate contains metal particles.
  • a member forming step, a second metal fluid coating step of applying a second metal fluid containing metal particles on the wiring corresponding to the placement position, and the component terminal of the electronic component are placed at the placement position.
  • the electronic component arranging step of connecting the electronic component and the wiring via the second metal fluid, and the second metal fluid applied on the wiring are cured to form the connection portion, and the electronic component is formed.
  • a reinforcing member is formed of a resin material at a position surrounding a component terminal (arrangement position) of an electronic component and on a wiring.
  • the rigidity of the substrate at the arrangement position can be increased by filling at least a part of the wiring, forming a reinforcing member surrounding the electronic component, and increasing the thickness of the substrate.
  • the reinforcing member and the component terminal can be brought close to each other, and the warp of the substrate generated at the arrangement position can be effectively suppressed.
  • the swelling and cracking of the connection part can be suppressed, and the yield of connection of electronic components can be improved.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the mounting board manufacturing apparatus. It is a block diagram which shows the control device. It is a block diagram which shows the control device. It is a block diagram which shows the control device. It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing process of a mounting board. It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing process of a mounting board. It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing process of a mounting board. It is a top view for demonstrating the manufacturing process of a mounting board. It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing process of a mounting board. It is a top view for demonstrating the manufacturing process of a mounting board. It is sectional drawing which shows the cross section cut by the line I (I) shown in FIG. It is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing process of a mounting board.
  • FIG. 1 shows the mounting board manufacturing apparatus 10.
  • the mounting board manufacturing apparatus 10 includes a transport device 20, a first modeling unit 22, a second modeling unit 24, a mounting unit 26, a third modeling unit 29, and a control device 27 (see FIGS. 2 and 3). Be prepared.
  • the transfer device 20, the first modeling unit 22, the second modeling unit 24, the mounting unit 26, and the third modeling unit 29 are arranged on the base 28 of the mounting board manufacturing apparatus 10.
  • the base 28 is generally rectangular in plan view.
  • the longitudinal direction of the base 28 will be referred to as the X-axis direction
  • the lateral direction of the base 28 will be referred to as the Y-axis direction
  • the direction orthogonal to both the X-axis direction and the Y-axis direction will be referred to 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 arranged on the base 28 so as to extend in the X-axis direction.
  • the X-axis slider 36 is slidably held in the X-axis direction by the X-axis slide rail 34.
  • the X-axis slide mechanism 30 has an electromagnetic motor 38 (see FIG. 2), and the X-axis slider 36 is moved to an arbitrary position in the X-axis direction by driving the electromagnetic motor 38.
  • the Y-axis slide mechanism 32 has a Y-axis slide rail 50 and a stage 52.
  • the Y-axis slide rail 50 is arranged on the base 28 so as to extend in the Y-axis direction.
  • One end of the Y-axis slide rail 50 is connected to the X-axis slider 36. Therefore, the Y-axis slide rail 50 is movable in the X-axis direction.
  • the stage 52 is slidably held in the Y-axis direction by the Y-axis slide rail 50.
  • the Y-axis slide mechanism 32 has an electromagnetic motor 56 (see FIG. 2), and the stage 52 is moved to an arbitrary position in the Y-axis direction by driving the electromagnetic motor 56. As a result, 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 an elevating device 64.
  • the base 60 is formed in a flat plate shape, and the base material 70 is placed on the upper surface.
  • the holding devices 62 are provided on both sides of the base 60 in the X-axis direction.
  • the holding device 62 holds the base material 70 fixedly to the base 60 by sandwiching both edges of the base material 70 placed on the base 60 in the X-axis direction.
  • the elevating device 64 is arranged below the base 60, and raises and lowers the base 60 in the Z-axis direction.
  • the first modeling unit 22 is a unit for modeling wiring on a base material 70 placed on a base 60 of a stage 52, and has a first printing unit 72 and a firing unit 74.
  • the first printing unit 72 has an inkjet head 76 (see FIG. 2), and linearly ejects conductive ink onto the base material 70 placed on the base 60.
  • the conductive ink is an example of a fluid containing the metal particles of the present disclosure.
  • the conductive ink contains, for example, nanometer-sized metal (silver or the like) fine particles dispersed in a solvent as a main component, and is cured by being fired by heat.
  • the conductive ink contains, for example, metal nanoparticles having a size of several hundred nanometers or less.
  • the surface of the metal nanoparticles is, for example, coated with a dispersant to suppress agglutination in the solvent.
  • the inkjet head 76 ejects conductive ink from a plurality of nozzles by, for example, a piezo method using a piezoelectric element.
  • the device for ejecting the conductive ink is not limited to the inkjet head provided with a plurality of nozzles, and for example, a dispenser provided with one nozzle may be used.
  • the type of metal nanoparticles contained in the conductive ink is not limited to silver, and may be copper, gold, or the like.
  • the number of types of metal nanoparticles contained in the conductive ink is not limited to one, and may be a plurality of types.
  • the firing unit 74 has an irradiation device 78 (see FIG. 2).
  • the irradiation device 78 includes, for example, an infrared heater that heats the conductive ink ejected onto the base material 70.
  • the conductive ink is fired by applying heat from an infrared heater to form wiring.
  • the solvent is vaporized and the protective film of the metal nanoparticles, that is, the dispersant is decomposed, and the metal nanoparticles are brought into contact with or fused together. This is a phenomenon in which the conductivity is increased.
  • the wiring can be formed by firing the conductive ink.
  • the device for heating the conductive ink is not limited to the infrared heater.
  • a device for heating the conductive ink an infrared lamp, a laser irradiation device that irradiates the conductive ink with laser light, or a base material 70 to which the conductive ink is discharged is placed in the furnace. It may be provided with an electric furnace for heating.
  • the second modeling unit 24 is a unit that forms a resin layer on the base material 70 placed on the base 60, and has a second printing unit 84 and a curing unit 86.
  • the second printing unit 84 has an inkjet head 88 (see FIG. 2), and discharges the ultraviolet curable resin onto the base material 70 placed on the base 60.
  • the ultraviolet curable resin is a resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays.
  • the method in which the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin may be, for example, a piezo method using a piezoelectric element, or a thermal method in which the resin is heated to generate bubbles and discharged from a plurality of nozzles.
  • the cured portion 86 has a flattening device 90 (see FIG. 2) and an irradiation device 92 (see FIG. 2).
  • the flattening device 90 flattens the upper surface of the ultraviolet curable resin discharged onto the base material 70 by the inkjet head 88.
  • the flattening device 90 makes the thickness of the UV curable resin uniform by, for example, scraping the excess resin with a roller or a blade while leveling the surface of the UV curable resin.
  • the irradiation device 92 includes a mercury lamp or an LED as a light source, and irradiates the ultraviolet curable resin discharged on the base material 70 with ultraviolet rays. As a result, the ultraviolet curable resin discharged onto the base material 70 is cured, and a resin layer can be formed.
  • the mounting unit 26 is a unit for arranging electronic components on the base material 70 mounted on the base 60, and has 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 taped electronic components one by one, and supplies the electronic components at each supply position.
  • the electronic component is, for example, a sensor element such as a temperature sensor.
  • the electronic components are not limited to the tape feeder 110 and may be supplied by the tray.
  • the mounting unit 102 has a mounting head 112 (see FIG. 2) and a moving device 114 (see FIG. 2).
  • the mounting head 112 has a suction nozzle for sucking and holding electronic components.
  • the suction nozzle sucks and holds electronic components by sucking air by supplying negative pressure from a positive / negative pressure supply device (not shown). Then, when a slight positive pressure is supplied from the positive / negative pressure supply device, the electronic component is separated. Further, the moving device 114 moves the mounting head 112 between the supply position of the tape feeder 110 and the base material 70 mounted on the base 60. As a result, the mounting portion 102 holds the electronic component by the suction nozzle, and arranges the electronic component held by the suction nozzle on the base material 70.
  • the third modeling unit 29 is a unit for applying a conductive paste or an underfill resin on the base material 70 placed on the base 60.
  • the conductive paste is, for example, a viscous fluid containing micro-sized metal particles (such as microfilament) in a resin adhesive.
  • Micro-sized metal microparticles are, for example, flake-state metals (such as silver).
  • the metal microparticles are not limited to silver, but may be gold, copper, or a plurality of types of metals.
  • the adhesive contains, for example, an epoxy resin as a main component.
  • the conductive paste is cured by heating and is used, for example, to form connection terminals connected to wiring.
  • the connection terminal is, for example, a bump connected to a component terminal of an electronic component, an external electrode connected to an external device, or the like.
  • the underfill resin is a resin used for encapsulating electronic parts, and is, for example, an epoxy resin as a main material.
  • the underfill resin is, for example, a thermosetting resin that is cured by heat.
  • an ultraviolet curable resin that is cured by ultraviolet rays may be used.
  • the third modeling unit 29 has a dispenser 130 as a device for discharging (applying) the conductive paste or the underfill resin.
  • the device for applying the conductive paste or the underfill resin is not limited to the dispenser, but may be a screen printing device or a gravure printing device.
  • the mounting substrate manufacturing apparatus 10 may separately include a dispenser 130 for discharging the conductive paste and the underfill resin, or the same dispenser 130 may be switched and used.
  • the "coating" in the present disclosure is a concept including an operation of discharging a fluid from a nozzle or the like, an operation of adhering a fluid on an object by screen printing or gravure printing, an operation of applying the fluid with a pin or the like, and the like. be.
  • the dispenser 130 discharges the conductive paste or the underfill resin onto the base material 70 or the resin layer.
  • the discharged conductive paste is heated and cured by the fired portion 74 of the first modeling unit 22, for example, to form a connection terminal (external electrode or the like). Further, the discharged underfill resin is heated and cured by, for example, the firing unit 74 to seal the electronic component.
  • the conductive paste contains, for example, metal microparticles having a size of several tens of micrometers or less.
  • the adhesive resin or the like
  • the flaky metals are cured in contact with each other.
  • the conductive ink becomes an integrated metal by fusing the metal nanoparticles to each other by heating, and the conductivity is higher than that in the state where the metal nanoparticles are only in contact with each other.
  • the conductive paste is cured by bringing micro-sized metal microparticles into contact with each other by curing the adhesive.
  • the resistance (electric resistivity) of the wiring formed by curing the conductive ink is extremely small, for example, several to several tens of micro ⁇ ⁇ cm, and the resistance of the wiring formed by curing the conductive paste (several tens to several tens to severals). It is smaller than 1000 micro ⁇ ⁇ cm). Therefore, the conductive ink is suitable for modeling a modeled object that requires a low resistance value, such as a circuit wiring having a low resistance.
  • the conductive paste can improve the adhesiveness with other members by curing the adhesive at the time of curing, and is superior in adhesion to other members as compared with the conductive ink.
  • the other member referred to here is a member to which the conductive paste is discharged and adhered, and is, for example, a resin layer, wiring, a component terminal of an electronic component, and the like. Therefore, the conductive paste is suitable for modeling a modeled object that requires mechanical strength (tensile strength, etc.), such as a connection terminal for fixing an electronic component to a resin layer.
  • mechanical strength tensile strength, etc.
  • the control device 27 includes a controller 120, a plurality of drive circuits 122, and a storage device 124.
  • the plurality of drive circuits 122 include the electromagnetic motors 38 and 56, a holding device 62, an elevating device 64, an inkjet head 76, an irradiation device 78, an inkjet head 88, a flattening device 90, an irradiation device 92, a tape feeder 110, and a mounting head 112. , Connected to the mobile device 114 (see FIG. 2). Further, the drive circuit 122 is connected to the third modeling unit 29 (see FIG. 3).
  • the controller 120 includes a CPU, ROM, RAM, etc., and is mainly a computer, and is connected to a plurality of drive circuits 122.
  • the storage device 124 includes a RAM, a ROM, a hard disk, and the like, and stores a control program 126 that controls the mounting board manufacturing device 10.
  • the controller 120 can control the operations of the transfer device 20, the first modeling unit 22, the second modeling unit 24, the mounting unit 26, the third modeling unit 29, and the like by executing the control program 126 on the CPU. ..
  • the fact that the controller 120 executes the control program 126 to control each device may be simply described as "device". For example, "the controller 120 moves the stage 52" means that "the controller 120 executes the control program 126, controls the operation of the transfer device 20 via the drive circuit 122, and causes the stage by the operation of the transfer device 20.” It means "move 52".
  • the mounting board manufacturing apparatus 10 of the present embodiment manufactures a mounting board 171 (see FIGS. 15 and 16) including wiring, connection terminals, and electronic components as a modeled object by the above-described configuration.
  • the structure, manufacturing procedure, etc. of the modeled object described below are examples.
  • the control program 126 of the storage device 124 three-dimensional data of each layer obtained by slicing the mounting board 171 at the time of completion is set.
  • the controller 120 controls the first modeling unit 22 and the like based on the data of the control program 126, and discharges and cures the ultraviolet curable resin and the like to form the mounting substrate 171.
  • the controller 120 forms the mounting board 171 on the base material 70 while moving the stage 52.
  • a release film 133 that can be peeled off by heat is attached to the upper surface of the base material 70, and a mounting substrate 171 (modeled object) is formed on the release film 133. ..
  • the release film 133 is separated from the base material 70 together with the mounting substrate 171 by being heated.
  • the method of separating the base material 70 and the mounting substrate 171 is not limited to the method of using the release film 133.
  • a member (support material or the like) that is melted by heat may be arranged between the base material 70 and the mounting board 171 to be melted and separated.
  • the mounting substrate 171 may be formed directly on the base material 70 without using a separating member such as the release film 133.
  • the controller 120 forms the circuit board 141 on the release film 133 as shown in FIG.
  • the controller 120 forms a resin layer 143 having wiring 145 and through holes 147.
  • the wiring pattern and the like of the wiring 145 are set in the data of the control program 126 stored in the storage device 124, for example.
  • FIG. 5 schematically shows a cross section of the circuit board 141.
  • the controller 120 when the controller 120 forms the resin layer 143, the controller 120 discharges the ultraviolet curable resin from the inkjet head 88 of the second modeling unit 24 onto the release film 133, and the discharged ultraviolet curable resin.
  • the resin layer 143 is formed by repeatedly executing the process of irradiating ultraviolet rays from the irradiation device 92 of the cured portion 86.
  • the controller 120 moves the stage 52 below the second modeling unit 24 and controls the second printing unit 84 to control the second printing unit 84 from the inkjet head 88 to the ultraviolet curable resin 135.
  • the droplets are ejected into a thin film on the release film 133.
  • the controller 120 controls the inkjet head 88 to discharge the ultraviolet curable resin 135 at a position corresponding to the resin layer 143.
  • the curing unit 86 irradiates the thin film ultraviolet curable resin 135 with ultraviolet rays by the irradiation device 92. As a result, a thin-film resin layer is formed on the release film 133.
  • the controller 120 may appropriately perform a process of flattening the ultraviolet curable resin discharged in the form of a thin film by the flattening device 90.
  • the controller 120 adjusts the ejection position of the ultraviolet curable resin 135, and repeatedly executes the ejection of the ultraviolet curable resin 135, the flattening of the ultraviolet curable resin 135, and the irradiation of ultraviolet rays to form the resin layer 143.
  • the controller 120 appropriately executes the formation of the wiring 145 and the through hole 147 in the process of forming the resin layer 143.
  • the controller 120 moves the stage 52 below the first modeling unit 22.
  • the controller 120 controls the first printing unit 72 and ejects the conductive ink onto the release film 133, the resin layer 143, and the like by the inkjet head 76.
  • the inkjet head 76 ejects conductive ink linearly according to the wiring pattern.
  • This wiring pattern is set in the control program 126, for example, according to the modeled object to be manufactured.
  • the controller 120 controls the firing unit 74 to heat the conductive ink discharged onto the release film 133, the resin layer 143, or the like by the infrared heater of the irradiation device 78.
  • the wiring 145 can be formed on the resin layer 143 by firing the conductive ink.
  • the controller 120 moves the stage 52 below the third modeling unit 29.
  • the controller 120 controls the third modeling unit 29 and discharges the conductive paste onto the release film 133, the resin layer 143, the wiring 145, and the like by the dispenser 130.
  • the controller 120 controls the firing unit 74 of the first modeling unit 22 to heat the discharged conductive paste by the infrared heater of the irradiation device 78.
  • through holes 147 can be formed in the resin layer 143 by firing the conductive paste, as shown in FIG.
  • the controller 120 appropriately executes the above-mentioned formation of the resin layer 143, the formation of the wiring 145, and the formation of the through hole 147 to form the circuit board 141.
  • the above-mentioned circuit board 141 forming process is an example.
  • the upper layer wiring 145 and the lower layer wiring 145 may be directly connected without forming the through hole 147.
  • a metal rod-shaped pin or the like may be used to ensure the continuity between the lower layer wiring 145 and the upper layer wiring 145.
  • the circuit board 141 does not have to be formed by three-dimensional laminated modeling.
  • a circuit board 141 manufactured in advance by using a photolithography method, an electrolytic plating method, or the like may be used.
  • the controller 120 forms a wiring connected to an electronic component on the circuit board 141.
  • the controller 120 moves the stage 52 below the first modeling unit 22, and ejects the conductive ink 137 onto the circuit board 141 by the inkjet head 76 of the first printing unit 72, as shown in FIG.
  • the inkjet head 76 linearly ejects the conductive ink 137 according to the wiring pattern connected to the electronic component 161 shown in FIG.
  • the controller 120 heats the conductive ink 137 discharged onto the circuit board 141 by the infrared heater of the irradiation device 78 and fires it to form the wiring 149 shown in FIGS. 6 and 7 on the circuit board 141. ..
  • FIG. 7 shows a state in which the circuit board 141 is viewed in a plan view from above.
  • a square circuit board 141 is formed in a plan view, and an electronic component 161 is mounted in the center of an upper surface 141A thereof.
  • the wiring 149 is formed at a position where, for example, the component terminal 163 of the electronic component 161 and the wiring 145 (see FIG. 6) of the circuit board 141 are connected.
  • the wiring 149 is formed so as to surround the electronic component 161.
  • the controller 120 forms the reinforcing member 153 shown in FIGS. 8 and 9 after forming the wiring 149.
  • the mounting board 171 (see FIGS. 15 and 16) on which the electronic component 161 is mounted is formed by three-dimensional laminated molding
  • heat is applied to the circuit board 141 in the forming step.
  • the conductive ink or the conductive paste is fired in order to form the wiring 149 and the bump 155 (see FIG. 13) described later
  • heat is applied to the circuit board 141.
  • thermal stress is generated and warpage occurs. This thermal stress can accumulate each time heat is applied during the manufacturing process.
  • the reinforcing member 153 that reinforces the position where the electronic component 161 is mounted is formed by three-dimensional laminated molding to increase the rigidity of the circuit board 141 and reduce the warp.
  • the controller 120 forms a reinforcing member 153 that surrounds the arrangement position 151 where the component terminals 163 (see FIG. 14) of the electronic component 161 are to be arranged.
  • the controller 120 ejects the ultraviolet curable resin 135 from the inkjet head 88 (see FIG. 4) of the second modeling unit 24 onto the circuit board 141 and the wiring 149 in the form of a thin film.
  • the controller 120 controls the inkjet head 88 to discharge the ultraviolet curable resin 135 at a position corresponding to the reinforcing member 153.
  • the controller 120 appropriately executes a process of flattening the discharged ultraviolet curable resin 135 by the flattening device 90. Further, the controller 120 irradiates the discharged ultraviolet curable resin 135 with ultraviolet rays from the irradiation device 92 of the cured portion 86. The controller 120 repeatedly executes the ejection of the ultraviolet curable resin 135, the flattening of the ultraviolet curable resin 135, and the irradiation of ultraviolet rays to form the reinforcing member 153.
  • the reinforcing member 153 has, for example, a square frame shape surrounding the arrangement position 151 and the electronic component 161.
  • the reinforcing member 153 has a square frame shape in which the two walls along the vertical direction and the ends of the two walls along the horizontal direction are connected to each other when the circuit board 141 is viewed in a plan view.
  • FIG. 10 shows a cross section cut along the line II shown in FIG.
  • a plurality of wirings 149 arranged at a predetermined pitch are partially filled with the reinforcing member 153.
  • the gap between each wiring 149 is filled with the ultraviolet curable resin of the reinforcing member 153.
  • the controller 120 forms the bump 155 that connects to the component terminal 163 of the electronic component 161 after forming the reinforcing member 153. Specifically, the controller 120 moves the stage 52 below the third modeling unit 29 after forming the reinforcing member 153. As shown in FIG. 11, the controller 120 controls the third modeling unit 29 and discharges the conductive paste 157 onto the wiring 149 by the dispenser 130. The controller 120 discharges the conductive paste 157 in accordance with the position where the bump 155 is formed.
  • the controller 120 discharges the conductive paste 157, then moves the stage 52 below the mounting unit 26, and mounts the electronic components by the mounting unit 102.
  • the mounting head 112 of the mounting unit 102 sucks and holds the electronic component 161 by the suction nozzle 159, and conveys it above the circuit board 141.
  • the mounting portion 102 arranges the electronic component 161 sucked by the suction nozzle 159 so that the component terminal 163 of the electronic component 161 is at the position of the conductive paste 157.
  • the controller 120 forms bumps by heating and curing the conductive paste 157 by the firing portion 74 of the first modeling unit 22.
  • the component terminal 163 of the electronic component 161 is electrically connected to the wiring 149 via the bump 155. That is, the electronic component 161 is mounted on the circuit board 141.
  • the bump 155 is formed on the wiring 149 arranged inside the reinforcing member 153. In other words, the reinforcing member 153 is formed on the wiring 149 so as to penetrate a part of the wiring 149 inward.
  • the position where the electronic component 161 and the component terminal 163 are mounted is surrounded by the reinforcing member 153.
  • the partial thickness of the circuit board 141 can be intentionally increased, and the rigidity of the portion surrounded by the reinforcing member 153 can be increased.
  • the reinforcing member 153 can increase the rigidity to suppress the occurrence of warpage. As a result, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the bumps 155 and the wiring 149.
  • the reinforcing member 153 can be formed at an arbitrary position, and after the circuit board 141 is formed, the necessary portion of the circuit board 141 can be reinforced.
  • the controller 120 may remove excess resin on the wiring 149 before discharging the conductive paste 157 forming the bump 155.
  • the excess ultraviolet curable resin 135 may adhere to the wiring 149 exposed inside the reinforcing member 153. Therefore, for example, the controller 120 may irradiate the wiring 149 exposed inside the reinforcing member 153 with a laser or the like to remove excess resin residue on the wiring 149. As a result, the resistance at the connection portion between the wiring 149 and the bump 155 can be reduced.
  • the controller 120 fills the inside of the reinforcing member 153 with an underfill resin.
  • the controller 120 moves the stage 52 below the third modeling unit 29 after mounting the electronic component 161.
  • the controller 120 controls the third modeling unit 29 and discharges the underfill resin inside the reinforcing member 153 by the dispenser 130.
  • the controller 120 heats and cures the underfill resin, for example, by the firing portion 74 of the first modeling unit 22.
  • the electronic component 161 is filled and sealed with the underfill resin 165 filled in the portion surrounded by the reinforcing member 153.
  • the mounting board manufacturing apparatus 10 of the present embodiment can manufacture the mounting board 171 on which the electronic component 161 is mounted.
  • the step of forming the bump 155 is executed after the reinforcing member 153 is formed (see FIGS. 11 to 13).
  • the conductive paste 157 is applied onto the wiring 149 inside the reinforcing member 153 in the wiring 149 (see FIG. 11).
  • the conductive paste 157 applied on the wiring 149 is heated and cured by the fired portion 74 of the first modeling unit 22 (see FIG. 13).
  • the reinforcing member 153 surrounding the electronic component 161 is formed, and then the bump 155 is formed on the wiring 149 exposed inside the reinforcing member 153.
  • the reinforcing member 153 can prevent the conductive paste 157 from flowing out to an unnecessary place. Further, it is possible to suppress the occurrence of a situation in which the conductive paste 157 that has flowed out to an unnecessary place is cured and causes a connection failure of the bump 155 and the wiring 149.
  • the reinforcing member 153 of the present embodiment is a frame-shaped member formed by connecting walls surrounding the arrangement position 151 (see FIG. 9) of the electronic component 161 when the circuit board 141 is viewed in a plan view. According to this, a wall surrounding the component terminal 163 (arrangement position 151) is formed, and the walls are connected to each other to form a frame-shaped wall as a reinforcing member 153. By connecting the walls to each other, the strength of the reinforcing member 153 can be increased, and the rigidity of the circuit board 141 at the arrangement position 151 can be further increased.
  • the underfill resin 165 is filled inside the reinforcing member 153 to seal the electronic component 161.
  • the thickness of the resin at the position where the electronic component 161 is mounted is increased, and the reinforcing member 153 is supported from the inside by the underfill resin 165.
  • the rigidity of the circuit board 141 can be further increased. It is possible to suppress the warp of the circuit board 141 and more reliably suppress the occurrence of connection failure due to cracking of the bump 155 or the like.
  • the underfill resin 165 that seals the electronic component 161 tries to flow out from the position where the electronic component 161 is mounted, the underfill resin 165 that flows out can be blocked by the reinforcing member 153. It is possible to suppress the underfill resin 165 from flowing out to an unnecessary portion, and it is possible to suppress the occurrence of poor connection and the like. Further, when the underfill resin 165 is filled, the flow of the underfill resin 165 can be easily controlled.
  • the reinforcing member 153 from the upper surface 141A is compared with the first distance L1 from the upper surface 141A of the circuit board 141 to the upper end of the electronic component 161.
  • the second distance L2 to the upper end is long.
  • the reinforcing member 153 of the present embodiment is formed up to a position higher than the electronic component 161 mounted on the circuit board 141. According to this, by forming the reinforcing member 153 to a position higher than the electronic component 161, the underfill resin 165 is filled in the reinforcing member 153, and the reinforcing plate described later is fixed on the reinforcing member 153. , It becomes possible to carry out further reinforcement.
  • the reinforcing plate 173 may be mounted on the reinforcing member 153.
  • the reinforcing plate 173 is made of a material such as metal, glass, or ceramic that is less likely to change in heat than the resin circuit board 141.
  • the reinforcing plate 173 has, for example, a square plate shape that covers the upper surfaces of the underfill resin 165 and the reinforcing member 153.
  • the method of attaching the reinforcing plate 173 to the mounting board 171 is not particularly limited. For example, it may be fixed to the reinforcing member 153 or the underfill resin 165 using an adhesive or screws.
  • the controller 120 may form a screw hole for fixing the reinforcing plate 173 in the reinforcing member 153.
  • the reinforcing plate 173 may be fixed manually or by the mounting board manufacturing apparatus 10.
  • the mounting board manufacturing apparatus 10 may include a robot arm, grip the reinforcing plate 173 with the robot arm, and fix the reinforcing plate 173 on the reinforcing member 153 and the underfill resin 165.
  • a step of fixing the reinforcing plate 173 covering the upper surface of the electronic component 161 to the reinforcing member 153 may be provided. According to this, by using a material that is less likely to change in heat than the circuit board 141 mainly made of resin as the reinforcing plate 173, the rigidity of the circuit board 141 is further increased by the reinforcing plate 173 via the reinforcing member 153. be able to. The warp of the circuit board 141 can be reduced more effectively.
  • the reinforcing plate 173 may be made of resin as well as the circuit board 141.
  • the reinforcing plate 173 may be a member in which glass or the like is inserted inside the resin.
  • the reinforcing plate 173 may be attached to the underfill resin 165, or may be attached to both the reinforcing member 153 and the underfill resin 165.
  • the member for reinforcing the reinforcing member 153 is not limited to the plate-shaped member, and may be a rod-shaped member.
  • the reinforcing member 153 may be reinforced with a rod-shaped member connecting the two opposing walls.
  • the shape, structure, number of members, etc. of the mounting board 171 described above are examples.
  • the component terminals 163 are arranged below the electronic component 161 and the electronic component 161 is mounted on the circuit board 141 and the upper surface 141A of the wiring 149, but the present invention is not limited to this.
  • the component terminal 163 and the wiring 149 may be connected by a bump 155 above the electronic component 161.
  • a reinforcing member 153 or a reinforcing plate 173 may be formed on the wiring 149.
  • the electronic component 161 may be embedded in the circuit board 141, the component terminal 163 may be exposed on the upper surface 141A (see FIG.
  • the warp of the circuit board 141 can be suppressed by forming the reinforcing member 153 so as to surround the electronic component 161 and the component terminal 163. Further, as shown in FIG. 18, it is not necessary to fill the inside of the reinforcing member 153 with the underfill resin 165 (see FIG. 17). Therefore, the orientation, arrangement, and the like of the electronic components 161 and component terminals 163 described above are appropriately changed according to the structure and the like of the mounting board 171.
  • a recess may be formed as a reinforcing member.
  • the reinforcing member 153 shown in FIGS. 15 and 16 was formed by a wall surrounding the mounting position of the electronic component 161.
  • the reinforcing member 253 shown in FIGS. 19 and 20 has a shape in which the outside of the portion surrounding the electronic component 161 is filled with the ultraviolet curable resin 135.
  • the wiring 149 arranged outside the portion surrounding the arrangement position 151 (see FIG. 9) in which the component terminal 163 is arranged is filled with the ultraviolet curable resin 135.
  • the reinforcing member 253 is formed on the upper surface 141A, for example, in the plan view of the circuit board 141, except for the square region surrounding the electronic component 161 and the component terminal 163.
  • the reinforcing member 253 has a square plate shape with a square hole formed in the center. In other words, in the wiring 149, the outside of the portion (square hole) in which the electronic component 161 is surrounded by the reinforcing member 253 is filled with the reinforcing member 253.
  • the reinforcing member 253 forms a recess in which the upper surface 141A of the circuit board 141 of the portion surrounding the component terminal 163 is exposed and the upper surface 141A of the circuit board 141 is the bottom surface.
  • the recess is filled with, for example, an underfill resin 165.
  • a member that fills the wiring 149 outside the arrangement position 151 (see FIG. 9) of the component terminal 163 is formed as the reinforcing member 253.
  • the thickness of the circuit board 141 outside the arrangement position 151 can be increased as a whole.
  • the rigidity of the circuit board 141 at the arrangement position 151 can be further increased. It is not necessary to fill the recess of the reinforcing member 253 with the underfill resin 165. Further, a reinforcing plate 173 (see FIG. 17) may be attached to the reinforcing member 253 in addition to the underfill resin 165 or in place of the underfill resin 165.
  • the ultraviolet curable resin 135 is an example of a resin material.
  • the conductive ink 137 is an example of the first metal fluid.
  • the circuit board 141 is an example of a substrate.
  • the bump 155 is an example of a connecting portion.
  • the conductive paste 157 is an example of a second metal fluid.
  • the process of FIG. 5 is an example of the first metal fluid coating process.
  • the steps of FIGS. 6 and 7 are examples of wiring forming steps.
  • the steps of FIGS. 8 and 9 are examples of a resin material coating step and a reinforcing member forming step.
  • the process of FIG. 11 is an example of the second metal fluid coating process.
  • FIG. 17 is an example of the reinforcing plate fixing process.
  • the manufacturing process of the mounting substrate 171 of the present embodiment includes the step of FIG. 5 in which the conductive ink 137 is applied onto the circuit board 141 and the wiring 149 by curing the conductive ink 137 coated on the circuit board 141. It has the steps of FIGS. 6 and 7 for forming the above. Further, in the manufacturing process, the step of applying the ultraviolet curable resin 135 to the position above the wiring 149 and surrounding the arrangement position 151 where the component terminal 163 of the electronic component 161 is arranged, and the step of curing the applied ultraviolet curable resin 135. It has the steps of FIGS. 8 and 9 for forming the reinforcing member 153 surrounding the arrangement position 151.
  • the process of applying the conductive paste 157 on the wiring 149 corresponding to the arrangement position 151 and the component terminal 163 of the electronic component 161 are arranged at the arrangement position 151, and the conductive paste 157 is arranged.
  • the manufacturing process includes the steps of FIGS. 13 and 14 in which the conductive paste 157 applied on the wiring 149 is cured to form bumps 155, and the electronic component 161 is mounted.
  • the reinforcing member 153 is formed of the ultraviolet curable resin 135 at the position surrounding the component terminal 163 (arrangement position 151) of the electronic component 161 and on the wiring 149.
  • the rigidity of the circuit board 141 at the arrangement position 151 can be increased by filling at least a part of the wiring 149, forming the reinforcing member 153 surrounding the electronic component 161 and increasing the thickness of the circuit board 141.
  • the reinforcing member 153 and the component terminal 163 can be brought close to each other, and the warp of the circuit board 141 generated at the arrangement position 151 can be effectively suppressed. be able to.
  • the swelling and cracking of the bump 155 can be suppressed, and the connection yield of the electronic component 161 can be improved.
  • the present disclosure is not limited to the above embodiment, and can be carried out in various modes with various changes and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
  • the circuit board 141 provided with the wiring 145 and the through hole 147 is adopted as the substrate of the present disclosure, but the present invention is not limited to this.
  • the substrate of the present disclosure may be a resin layer 143 not provided with wiring 145 or through holes 147.
  • the bump 155 is formed after the reinforcing member 153 is formed in FIG. However, the bump 155 may be formed first, and then the reinforcing member 153 may be formed (after mounting the electronic component 161). In this case, the bump 155 may be filled with the ultraviolet curable resin 135 forming the reinforcing member 153, and the bump 155 may be filled with the reinforcing member 153.
  • the second distance L2 may be the same as the first distance L1 or a distance equal to or less than the first distance L1.
  • the reinforcing member 153 may be a wall lower than the upper end of the electronic component 161.
  • an ultraviolet curable resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays is adopted, but various curable resins such as a thermosetting resin that is cured by heat can be adopted.
  • the method of three-dimensional lamination modeling in the present disclosure is not limited to the inkjet method and the stereolithography method (SL: Stereolithography), and for example, other methods such as Fused Deposition Modeling (FDM) are adopted. can.
  • UV curable resin resin material
  • 137 conductive ink first metal fluid
  • 141 circuit board board
  • 141A top surface 149 wiring
  • 151 placement position 153
  • 253 reinforcement member 253 reinforcement member
  • 155 bump connection part
  • Conductive paste second metal fluid
  • 161 electronic parts 163 parts terminals
  • 165 underfill resin 171 mounting board, 173 reinforcing plate, L1 first distance, L2 second distance.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

電子部品の部品端子を配置する配置位置に発生する基板の反りを効果的に抑制できる３次元積層造形による実装基板の製造方法を提供すること。　実装基板の製造方法は、基板の上に塗布した第１金属流体を硬化させて配線を形成する配線形成工程と、電子部品の部品端子を配置する配置位置を取り囲み、且つ配線の上となる位置に樹脂材料を塗布する樹脂材料塗布工程と、塗布した樹脂材料を硬化し、配置位置を取り囲む補強部材を形成する補強部材形成工程と、を含む。また、製造方法は、配置位置に対応する配線の上に、金属粒子を含む第２金属流体を塗布する第２金属流体塗布工程と、電子部品の部品端子を配置位置に配置し、第２金属流体を介して電子部品と配線を接続する電子部品配置工程と、配線の上に塗布した第２金属流体を硬化させ接続部を形成し、電子部品を実装する実装工程と、を含む。

Description

３次元積層造形による実装基板の製造方法
　本開示は、３次元積層造形を用いて、基板に電子部品を実装した実装基板を製造する技術に関する。
　従来、配線と絶縁層とを積層しプリント配線基板を製造する技術が種々提案されている。下記特許文献１の製造方法では、電子部品を実装した実装基板を、１つのワークシート（集合基板）の上に複数製造し、ワークシートをダイシングして個々の実装基板を得る、所謂多数個取りをしている。この製造方法では、絶縁層の形成時に発生する応力によるワークシートの反りを抑制するために、各実装基板を囲む板状枠部材を用いている。
特開２００９－３２８２３号公報（段落００３７、００３８、図８、図１５）
　ところで、近年、電子部品を実装する実装基板を、３次元積層造形を用いて形成する技術が開発されている。例えば、インクジェットヘッドから樹脂や金属の硬化性粘性流体を基材の上に塗布し、塗布した硬化性粘性流体を硬化させることで所望の形状の樹脂層や配線を形成する。
　３次元積層造形による実装基板の製造では、塗布と硬化を繰り返す過程で、硬化時の加熱による応力が基板に蓄積し、基板の反りが発生する虞がある。特に、電子部品の実装時や実装後に、電子部品を実装した部分に基板の反りが発生すると、バンプなどの電子部品の部品端子と接続される接続部の一部が膨れる、あるいは割れる虞がある。
　上記した特許文献１の製造方法では、電子部品を実装した実装基板を取り囲む板状枠部材を、実装基板とは別の部材として準備している。板状枠部材は、実装基板、即ち、最終的な製品を取り囲む非製品エリア（電子部品を実装しないエリア）に配置される。そして、板状枠部材は、ダイシングによって実装基板と分離される。このため、電子部品の実装位置や実装基板の大きさによっては、電子部品の部品端子を配置する配置位置と板状枠部材の間の距離が長くなり、配置位置に発生する基板の反りを十分に抑制できない虞がある。
　本開示は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、電子部品の部品端子を配置する配置位置に発生する基板の反りを効果的に抑制できる３次元積層造形による実装基板の製造方法を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、本開示は、配線と電子部品の部品端子を接続部で接続した実装基板を３次元積層造形により製造する方法であって、基板の上に、金属粒子を含む第１金属流体を塗布する第１金属流体塗布工程と、前記基板の上に塗布した前記第１金属流体を硬化させて前記配線を形成する配線形成工程と、前記電子部品の前記部品端子を配置する配置位置を取り囲み、且つ前記配線の上となる位置に樹脂材料を塗布する樹脂材料塗布工程と、前記配線の上に塗布した前記樹脂材料を硬化し、前記配置位置を取り囲む補強部材を形成する補強部材形成工程と、前記配置位置に対応する前記配線の上に、金属粒子を含む第２金属流体を塗布する第２金属流体塗布工程と、前記電子部品の前記部品端子を前記配置位置に配置し、前記第２金属流体を介して前記電子部品と前記配線を接続する電子部品配置工程と、前記配線の上に塗布した前記第２金属流体を硬化させ前記接続部を形成し、前記電子部品を実装する実装工程と、を含む、３次元積層造形による実装基板の製造方法を開示する。
　本開示の３次元積層造形による実装基板の製造方法によれば、電子部品の部品端子（配置位置）を取り囲む位置で、且つ配線上に、樹脂材料で補強部材を形成する。これにより、配線の少なくとも一部を埋め、電子部品を取り囲む補強部材を形成し基板の厚みを増やすことで、配置位置の基板の剛性を高めることができる。また、配線の一部を埋める位置に補強部材を形成することで、補強部材と部品端子を近づけることができ、配置位置に発生する基板の反りを効果的に抑制することができる。接続部の膨れや割れを抑制でき、電子部品の接続の歩留まりを向上できる。
実装基板製造装置を示す図である。 制御装置を示すブロック図である。 制御装置を示すブロック図である。 実装基板の製造工程を説明するための模式図である。 実装基板の製造工程を説明するための模式図である。 実装基板の製造工程を説明するための模式図である。 実装基板の製造工程を説明するための平面図である。 実装基板の製造工程を説明するための模式図である。 実装基板の製造工程を説明するための平面図である。 図９に示すＩ－Ｉ線で切断した断面を示す断面図である。 実装基板の製造工程を説明するための模式図である。 実装基板の製造工程を説明するための模式図である。 実装基板の製造工程を説明するための模式図である。 実装基板の製造工程を説明するための平面図である。 実装基板の製造工程を説明するための模式図である。 実装基板の製造工程を説明するための平面図である。 実装基板の製造工程を説明するための模式図である。 別例の補強部材を用いた実装基板を説明するための模式図である。 別例の補強部材を用いた実装基板を説明するための模式図である。 別例の補強部材を用いた実装基板を説明するための平面図である。
（実装基板製造装置の構成）
　以下、本開示の好適な実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１に実装基板製造装置１０を示す。実装基板製造装置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、第３造形ユニット２９と、制御装置２７（図２、図３参照）を備える。それら搬送装置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、第３造形ユニット２９は、実装基板製造装置１０のベース２８の上に配置されている。ベース２８は、平面視において概して長方形状をなしている。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３８（図２参照）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をＸ軸方向の任意の位置に移動させる。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の上に配設されている。Ｙ軸スライドレール５０の一端部は、Ｘ軸スライダ３６に連結されている。そのため、Ｙ軸スライドレール５０は、Ｘ軸方向に移動可能とされている。ステージ５２は、Ｙ軸スライドレール５０によって、Ｙ軸方向にスライド可能に保持されている。Ｙ軸スライド機構３２は、電磁モータ５６（図２参照）を有しており、電磁モータ５６の駆動により、ステージ５２をＹ軸方向の任意の位置に移動させる。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、上面に基材７０が載置される。保持装置６２は、Ｘ軸方向における基台６０の両側部に設けられている。保持装置６２は、基台６０に載置された基材７０のＸ軸方向の両縁部を挟むことで、基台６０に対して基材７０を固定的に保持する。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Ｚ軸方向で昇降させる。
　第１造形ユニット２２は、ステージ５２の基台６０に載置された基材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７６（図２参照）を有しており、基台６０に載置された基材７０の上に、導電性インクを線状に吐出する。導電性インクは、本開示の金属粒子を含む流体の一例である。導電性インクは、例えば、主成分としてナノメートルサイズの金属（銀など）の微粒子を溶媒中に分散させたものを含み、熱により焼成されることで硬化する。導電性インクは、例えば、数百ナノメートル以下のサイズの金属ナノ粒子を含んでいる。金属ナノ粒子の表面は、例えば、分散剤によりコーティングされており、溶媒中での凝集が抑制されている。
　尚、インクジェットヘッド７６は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから導電性インクを吐出する。また、導電性インク（金属ナノ粒子を含む流体）を吐出する装置としては、複数のノズルを備えるインクジェットヘッドに限らず、例えば、１つのノズルを備えたディスペンサーでも良い。また、導電性インクに含まれる金属ナノ粒子の種類は、銀に限らず、銅、金等でも良い。また、導電性インクに含まれる金属ナノ粒子の種類数は、１種類に限らず、複数種類でも良い。
　焼成部７４は、照射装置７８（図２参照）を有している。照射装置７８は、例えば、基材７０の上に吐出された導電性インクを加熱する赤外線ヒータを備えている。導電性インクは、赤外線ヒータから熱を付与されることで焼成され、配線を形成する。ここでいう導電性インクの焼成とは、例えば、エネルギーを付与することによって、溶媒の気化や金属ナノ粒子の保護膜、つまり、分散剤の分解等が行われ、金属ナノ粒子が接触又は融着することで、導電率が高くなる現象である。そして、導電性インクを焼成することで、配線を形成することができる。尚、導電性インクを加熱する装置は、赤外線ヒータに限らない。例えば、実装基板製造装置１０は、導電性インクを加熱する装置として、赤外線ランプ、レーザ光を導電性インクに照射するレーザ照射装置、あるいは導電性インクを吐出された基材７０を炉内に入れて加熱する電気炉を備えても良い。
　また、第２造形ユニット２４は、基台６０に載置された基材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、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８８（図２参照）を有しており、基台６０に載置された基材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。尚、インクジェットヘッド８８が紫外線硬化樹脂を吐出する方式は、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良い。
　硬化部８６は、平坦化装置９０（図２参照）と、照射装置９２（図２参照）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によって基材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る。平坦化装置９０は、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にさせる。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、基材７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、基材７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂が硬化し、樹脂層を形成することができる。
　また、装着ユニット２６は、基台６０に載置された基材７０の上に、電子部品を配置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１１０（図２参照）を複数有しており、各供給位置において、電子部品を供給する。電子部品は、例えば、温度センサ等のセンサ素子である。尚、電子部品の供給は、テープフィーダ１１０による供給に限らず、トレイによる供給でも良い。
　装着部１０２は、装着ヘッド１１２（図２参照）と、移動装置１１４（図２参照）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を有している。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の供給位置と、基台６０に載置された基材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は、吸着ノズルにより電子部品を保持し、吸着ノズルによって保持した電子部品を、基材７０の上に配置する。
　また、第３造形ユニット２９は、基台６０に載置された基材７０の上に、導電性ペーストやアンダーフィル樹脂を塗布するユニットである。導電性ペーストは、例えば、マイクロサイズの金属粒子（マイクロフィラなど）を、樹脂製の接着剤に含めた粘性流体である。マイクロサイズの金属マイクロ粒子は、例えば、フレーク状態の金属（銀など）である。金属マイクロ粒子は、銀に限らず、金、銅などや複数種類の金属でも良い。接着剤は、例えば、エポキシ系の樹脂を主成分として含んでいる。導電性ペーストは、加熱により硬化し、例えば、配線に接続される接続端子の形成に使用される。接続端子とは、例えば、電子部品の部品端子に接続するバンプ、外部機器などに接続する外部電極などである。
　アンダーフィル樹脂は、電子部品の封止に用いる樹脂であり、例えば、エポキシ樹脂を主材とするものである。また、アンダーフィル樹脂は、例えば、熱によって硬化する熱硬化性の樹脂である。尚、アンダーフィル樹脂として、紫外線で硬化する紫外線硬化樹脂などを用いても良い。
　また、第３造形ユニット２９は、導電性ペーストやアンダーフィル樹脂を吐出（塗布）する装置としてディスペンサー１３０を有する。尚、導電性ペーストやアンダーフィル樹脂を塗布する装置は、ディスペンサーに限らず、スクリーン印刷装置やグラビア印刷装置でも良い。また、実装基板製造装置１０は、導電性ペーストとアンダーフィル樹脂を吐出するディスペンサー１３０を別々に備えても良く、同じディスペンサー１３０を切り替えて使用しても良い。また、本開示における「塗布」とは、流体をノズルなどから吐出する動作や、スクリーン印刷やグラビア印刷によって対象物の上に流体を付着させる動作、ピン等で流体を塗る動作などを含む概念である。ディスペンサー１３０は、基材７０や樹脂層の上に導電性ペーストやアンダーフィル樹脂を吐出する。吐出された導電性ペーストは、例えば、第１造形ユニット２２の焼成部７４によって加熱され硬化することで接続端子（外部電極など）を形成する。また、吐出されたアンダーフィル樹脂は、例えば、焼成部７４によって加熱され硬化することで電子部品を封止する。
　ここで、導電性ペーストは、例えば、数十マイクロメートル以下のサイズの金属マイクロ粒子を含んでいる。導電性ペーストは、加熱されることで接着剤（樹脂など）が硬化し、フレーク状の金属同士が接触した状態で硬化する。上記したように導電性インクは、例えば、加熱によって金属ナノ粒子同士が融着することで一体化した金属となり、金属ナノ粒子同士が接触しているだけの状態に比べて導電率が高くなる。一方、導電性ペーストは、接着剤の硬化によってマイクロサイズの金属マイクロ粒子を互いに接触させて硬化する。このため、導電性インクを硬化して形成した配線の抵抗（電気抵抗率）は、例えば、数～数十マイクロΩ・ｃｍと極めて小さく、導電性ペーストを硬化した配線の抵抗（数十～数千マイクロΩ・ｃｍ）に比べて小さい。従って、導電性インクは、低抵抗の回路配線など、低い抵抗値を要求される造形物の造形に適している。
　一方で、導電性ペーストは、硬化時に接着剤を硬化させることで、他の部材との接着性を高めることができ、導電性インクに比べて他の部材との密着性に優れている。ここでいう他の部材とは、導電性ペーストを吐出等して付着させる部材であり、例えば、樹脂層、配線、電子部品の部品端子などである。従って、導電性ペーストは、電子部品を樹脂層に固定する接続端子など、機械的強度（引っ張り強度など）が要求される造形物の造形に適している。本実施形態の実装基板製造装置１０では、このような導電性インクと導電性ペーストを使い分けて、特性を活かすことで、電気的性質及び機械的性質を向上した実装基板を製造できる。
　次に、実装基板製造装置１０の制御装置２７の構成について説明する。図２及び図３に示すように、制御装置２７は、コントローラ１２０、複数の駆動回路１２２、記憶装置１２４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、照射装置７８、インクジェットヘッド８８、平坦化装置９０、照射装置９２、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（図２参照）。さらに、駆動回路１２２は、第３造形ユニット２９に接続されている（図３参照）。
　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。記憶装置１２４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えており、実装基板製造装置１０の制御を行う制御プログラム１２６が記憶されている。コントローラ１２０は、制御プログラム１２６をＣＰＵで実行することで、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、第３造形ユニット２９等の動作を制御可能となっている。以下の説明では、コントローラ１２０が、制御プログラム１２６を実行して各装置を制御することを、単に「装置が」と記載する場合がある。例えば、「コントローラ１２０がステージ５２を移動させる」とは、「コントローラ１２０が、制御プログラム１２６を実行し、駆動回路１２２を介して搬送装置２０の動作を制御して、搬送装置２０の動作によってステージ５２を移動させる」ことを意味している。
（実装基板製造装置の動作）
　本実施形態の実装基板製造装置１０は、上記した構成によって、配線、接続端子及び電子部品を含んだ実装基板１７１（図１５、図１６参照）を造形物として製造する。以下に説明する造形物の構造、製造手順等は、一例である。また、例えば、記憶装置１２４の制御プログラム１２６には、完成時の実装基板１７１をスライスした各層の三次元のデータが設定されている。コントローラ１２０は、制御プログラム１２６のデータに基づいて第１造形ユニット２２等を制御し、紫外線硬化樹脂等を吐出、硬化等させて、実装基板１７１を形成する。
　まず、コントローラ１２０は、ステージ５２の基台６０に基材７０がセットされると、ステージ５２を移動させつつ、基材７０の上に実装基板１７１の造形を行なう。図４に示すように、基材７０の上面には、例えば、熱によって剥離可能な剥離フィルム１３３が貼り付けられており、その剥離フィルム１３３の上に実装基板１７１（造形物）が形成される。剥離フィルム１３３は、加熱されることで、実装基板１７１とともに基材７０から剥離される。尚、基材７０と実装基板１７１を分離する方法は、剥離フィルム１３３を用いる方法に限らない。例えば、基材７０と実装基板１７１の間に、熱によって溶ける部材（サポート材など）を配置し、溶かして分離しても良い。また、剥離フィルム１３３などの分離する部材を用いずに、基材７０の上に直接、実装基板１７１を造形しても良い。
　コントローラ１２０は、基材７０をセットされると、図５に示すように、剥離フィルム１３３の上に回路基板１４１を形成する。コントローラ１２０は、配線１４５やスルーホール１４７を有する樹脂層１４３を形成する。この配線１４５の配線パターン等は、例えば、記憶装置１２４に記憶された制御プログラム１２６のデータに設定されている。尚、図５は、回路基板１４１の断面を模式的に示している。
　具体的には、コントローラ１２０は、例えば、樹脂層１４３を形成する場合、第２造形ユニット２４のインクジェットヘッド８８から紫外線硬化樹脂を剥離フィルム１３３の上に吐出する処理と、吐出した紫外線硬化樹脂へ硬化部８６の照射装置９２から紫外線を照射する処理を繰り返し実行することで樹脂層１４３を形成する。
　具体的には、コントローラ１２０は、図４に示すように、ステージ５２を、第２造形ユニット２４の下方に移動させ、第２印刷部８４を制御して、インクジェットヘッド８８から紫外線硬化樹脂１３５の液滴を剥離フィルム１３３の上に薄膜状に吐出する。コントローラ１２０は、インクジェットヘッド８８を制御して、樹脂層１４３に対応する位置に、紫外線硬化樹脂１３５を吐出させる。硬化部８６は、照射装置９２により、薄膜状の紫外線硬化樹脂１３５に紫外線を照射する。これにより、剥離フィルム１３３の上に、薄膜状の樹脂層が形成される。尚、コントローラ１２０は、薄膜状に吐出した紫外線硬化樹脂を、平坦化装置９０により平坦化する処理を適宜実行しても良い。コントローラ１２０は、紫外線硬化樹脂１３５の吐出位置を調整し、紫外線硬化樹脂１３５の吐出、紫外線硬化樹脂１３５の平坦化、紫外線の照射を、繰り返し実行することで、樹脂層１４３を形成する。
　また、コントローラ１２０は、樹脂層１４３を形成する過程で、配線１４５やスルーホール１４７の形成を適宜実行する。コントローラ１２０は、配線１４５を形成する場合、第１造形ユニット２２の下方に、ステージ５２を移動させる。コントローラ１２０は、第１印刷部７２を制御してインクジェットヘッド７６によって剥離フィルム１３３の上や、樹脂層１４３などの上に導電性インクを吐出する。インクジェットヘッド７６は、配線パターンに応じて線状に導電性インクを吐出する。この配線パターンは、例えば、製造したい造形物に応じて制御プログラム１２６に設定されている。
　次に、コントローラ１２０は、焼成部７４を制御して、剥離フィルム１３３や樹脂層１４３などの上に吐出した導電性インクを、照射装置７８の赤外線ヒータによって加熱する。これにより、導電性インクを焼成することで、図５に示すように、樹脂層１４３に配線１４５を形成することができる。
　また、コントローラ１２０は、スルーホール１４７を形成する場合、第３造形ユニット２９の下方に、ステージ５２を移動させる。コントローラ１２０は、第３造形ユニット２９を制御してディスペンサー１３０によって剥離フィルム１３３、樹脂層１４３、配線１４５の上などに導電性ペーストを吐出する。
　次に、コントローラ１２０は、第１造形ユニット２２の焼成部７４を制御して、吐出した導電性ペーストを、照射装置７８の赤外線ヒータによって加熱する。これにより、導電性ペーストを焼成することで、図５に示すように、樹脂層１４３にスルーホール１４７を形成することができる。コントローラ１２０は、上記した樹脂層１４３の形成、配線１４５の形成、スルーホール１４７の形成を適宜実行し回路基板１４１を形成する。
　尚、上記した回路基板１４１の形成工程は、一例である。例えば、スルーホール１４７を形成せずに、上層の配線１４５と下層の配線１４５を直接接続しても良い。また、スルーホール１４７の代わりに、金属製の棒状のピンなどを用いて下層の配線１４５と上層の配線１４５の導通を確保しても良い。また、回路基板１４１を、３次元積層造形により形成しなくとも良い。例えば、フォトリソグラフィ法や、電解めっき法などを用いて予め製造した回路基板１４１を用いても良い。
　次に、コントローラ１２０は、回路基板１４１の上に電子部品に接続される配線を形成する。コントローラ１２０は、第１造形ユニット２２の下方に、ステージ５２を移動させ、図５に示すように、第１印刷部７２のインクジェットヘッド７６によって回路基板１４１の上に導電性インク１３７を吐出する。インクジェットヘッド７６は、図１４に示す電子部品１６１に接続される配線パターンに応じて線状に導電性インク１３７を吐出する。コントローラ１２０は、回路基板１４１の上に吐出した導電性インク１３７を、照射装置７８の赤外線ヒータによって加熱し焼成することで、図６及び図７に示す配線１４９を回路基板１４１の上に形成する。
　図７は、回路基板１４１を上方から平面視した状態を示している。本実施形態では、図１４に示すように、一例として、平面視において正方形の回路基板１４１を形成し、その上面１４１Ａの中央に電子部品１６１を実装する。配線１４９は、例えば、電子部品１６１の部品端子１６３と、回路基板１４１の配線１４５（図６参照）とを接続する位置に形成される。配線１４９は、電子部品１６１を取り囲むように形成される。
　次に、コントローラ１２０は、配線１４９を形成した後、図８及び図９に示す補強部材１５３を形成する。ここで、電子部品１６１を実装する実装基板１７１（図１５、図１６参照）を三次元積層造形で形成する場合、その形成工程において回路基板１４１に熱が加えられる。例えば、配線１４９や後述するバンプ１５５（図１３参照）を形成するために、導電性インクや導電性ペーストを焼成すると、回路基板１４１に熱が加えられる。回路基板１４１は、熱を加えられることで熱応力が発生し、反りが発生する。この熱応力は、製造工程で熱を加えられるごとに蓄積する可能性がある。特に、電子部品１６１を実装する際や、実装してから回路基板１４１の反りが発生すると、バンプ１５５の一部が膨れる、割れる、あるいは切断される。本実施形態の実装基板製造装置１０は、電子部品１６１を実装する位置を補強する補強部材１５３を三次元積層造形で形成し、回路基板１４１の剛性を高め、反りを低減する。
　詳述すると、図８及び図９に示すように、コントローラ１２０は、電子部品１６１の部品端子１６３（図１４参照）が配置される予定の配置位置１５１を取り囲む補強部材１５３を形成する。具体的には、コントローラ１２０は、第２造形ユニット２４のインクジェットヘッド８８（図４参照）から紫外線硬化樹脂１３５を回路基板１４１や配線１４９の上に、薄膜状に吐出する。コントローラ１２０は、インクジェットヘッド８８を制御して、補強部材１５３に対応する位置に、紫外線硬化樹脂１３５を吐出させる。
　コントローラ１２０は、吐出した紫外線硬化樹脂１３５を、平坦化装置９０により平坦化する処理を適宜実行する。また、コントローラ１２０は、吐出した紫外線硬化樹脂１３５へ硬化部８６の照射装置９２から紫外線を照射する。コントローラ１２０は、紫外線硬化樹脂１３５の吐出、紫外線硬化樹脂１３５の平坦化、紫外線の照射を、繰り返し実行し補強部材１５３を形成する。
　図８及び図９に示すように、補強部材１５３は、例えば、配置位置１５１や電子部品１６１を取り囲む正方形の枠形状をなしている。補強部材１５３は、回路基板１４１を平面視した場合に、上下方向に沿った２つの壁と、左右方向に沿った２つの壁の端部を互いに接続した正方形の枠状をなしている。図１０は、図９に示すＩ－Ｉ線で切断した断面を示している。図１０に示すように、所定のピッチで並ぶ複数の配線１４９は、その一部を補強部材１５３によって埋められる。各配線１４９の間の隙間は、補強部材１５３の紫外線硬化樹脂によって埋められる。
　次に、コントローラ１２０は、補強部材１５３を形成した後、電子部品１６１の部品端子１６３と接続するバンプ１５５を形成する。具体的には、コントローラ１２０は、補強部材１５３を形成した後、第３造形ユニット２９の下方にステージ５２を移動させる。図１１に示すように、コントローラ１２０は、第３造形ユニット２９を制御してディスペンサー１３０によって配線１４９の上に導電性ペースト１５７を吐出する。コントローラ１２０は、バンプ１５５を形成する位置に合せて導電性ペースト１５７を吐出する。
　次に、コントローラ１２０は、導電性ペースト１５７を吐出した後、装着ユニット２６の下方へステージ５２を移動させ、装着部１０２により電子部品の装着を行なう。図１２に示すように、装着部１０２の装着ヘッド１１２は、吸着ノズル１５９によって電子部品１６１を吸着して保持し、回路基板１４１の上方へ搬送する。装着部１０２は、吸着ノズル１５９で吸着した電子部品１６１を、電子部品１６１の部品端子１６３が導電性ペースト１５７の位置となるように配置する。
　そして、コントローラ１２０は、第１造形ユニット２２の焼成部７４によって導電性ペースト１５７を加熱して硬化することでバンプを形成する。図１３及び図１４に示すように、電子部品１６１の部品端子１６３は、バンプ１５５を介して配線１４９に電気的に接続される。即ち、電子部品１６１が、回路基板１４１に実装される。バンプ１５５は、補強部材１５３の内側に配置された配線１４９の上に形成される。換言すれば、補強部材１５３は、配線１４９の一部を内側に貫通させるように、配線１４９の上に形成される。
　ここで、電子部品１６１や部品端子１６３を実装した位置は、補強部材１５３によって取り囲まれている。正方形の枠状の補強部材１５３を予め形成することで、回路基板１４１の部分的な厚みを意図的に増やし、補強部材１５３に取り囲まれた部分の剛性を高めることができる。バンプ１５５を焼成する際に熱が加えられ、補強部材１５３の内側の回路基板１４１に熱応力が加えられても、補強部材１５３で剛性を高めることで反りの発生を抑制することができる。その結果、バンプ１５５や配線１４９の割れ等の発生を抑制することができる。また、３次元積層造形を用いることで、補強部材１５３を任意の位置に形成でき、回路基板１４１を形成した後から、回路基板１４１の必要な箇所を補強することができる。
　尚、コントローラ１２０は、バンプ１５５を形成する導電性ペースト１５７を吐出する前に、配線１４９の上の余分な樹脂を除去しても良い。補強部材１５３の造形において、余分な紫外線硬化樹脂１３５が補強部材１５３の内側に露出した配線１４９の上に付着する虞がある。このため、コントローラ１２０は、例えば、補強部材１５３の内側で露出する配線１４９に向かってレーザなどを照射し配線１４９の上の余分な樹脂の残滓を除去しても良い。これにより、配線１４９とバンプ１５５との接続部分における抵抗を減らすことができる。
　次に、コントローラ１２０は、補強部材１５３の内側にアンダーフィル樹脂を充填する。コントローラ１２０は、電子部品１６１を実装した後、第３造形ユニット２９の下方にステージ５２を移動させる。コントローラ１２０は、第３造形ユニット２９を制御してディスペンサー１３０によって補強部材１５３の内側にアンダーフィル樹脂を吐出する。コントローラ１２０は、アンダーフィル樹脂を吐出した後、例えば、第１造形ユニット２２の焼成部７４によってアンダーフィル樹脂を加熱し硬化させる。図１５及び図１６に示すように、電子部品１６１は、補強部材１５３に取り囲まれた部分に充填されたアンダーフィル樹脂１６５によって埋められ、封止される。このようにして、本実施形態の実装基板製造装置１０は、電子部品１６１を実装した実装基板１７１を製造することができる。
　従って、上記したように、本実施形態の実装基板１７１の製造方法は、補強部材１５３を形成した後に、バンプ１５５を形成する工程を実行する（図１１～図１３参照）。そのバンプ１５５を形成する工程において、配線１４９のうち、補強部材１５３の内側となる配線１４９の上に、導電性ペースト１５７を塗布する（図１１参照）。そして、配線１４９の上に塗布した導電性ペースト１５７を、第１造形ユニット２２の焼成部７４によって加熱して硬化する（図１３参照）。これによれば、電子部品１６１を取り囲む補強部材１５３を形成し、その後に、補強部材１５３の内側で露出された配線１４９の上に、バンプ１５５を形成する。バンプ１５５の形成時に、導電性ペースト１５７が不要な場所に流れ出るのを補強部材１５３によって防ぐことができる。また、不要な場所に流れ出た導電性ペースト１５７が硬化してバンプ１５５や配線１４９の接続不良を発生させるような事態の発生を、抑制できる。
　また、本実施形態の補強部材１５３は、回路基板１４１を平面視した場合に、電子部品１６１の配置位置１５１（図９参照）を取り囲む壁を互いに接続して形成した枠状の部材である。これによれば、部品端子１６３（配置位置１５１）を取り囲む壁を形成し、その壁を互いに接続して枠状の壁を補強部材１５３として形成する。壁を互いに接続させることで補強部材１５３の強度を高め、配置位置１５１の回路基板１４１の剛性をより高めることができる。
　また、本実施形態の実装基板１７１の製造工程は、補強部材１５３の内側にアンダーフィル樹脂１６５を充填して電子部品１６１を封止する。これによれば、補強部材１５３の内側にアンダーフィル樹脂１６５を充填することで、電子部品１６１を実装する位置の樹脂の厚みを増加させ、補強部材１５３を内側からアンダーフィル樹脂１６５で支えることで、回路基板１４１の剛性を更に高めることができる。回路基板１４１の反りを抑え、バンプ１５５の割れ等による接続不良の発生をより確実に抑制できる。また、電子部品１６１を封止するアンダーフィル樹脂１６５が、電子部品１６１を実装する位置から外側へ流れ出ようとした場合、流れ出すアンダーフィル樹脂１６５を補強部材１５３によって堰き止めることができる。アンダーフィル樹脂１６５が不要な部分まで流れ出すことを抑制でき、接続不良などの発生を抑制できる。また、アンダーフィル樹脂１６５を充填する際の、アンダーフィル樹脂１６５の流れの管理が容易となる。
　図１５に示すように、回路基板１４１の上面１４１Ａに直交する高さ方向において、回路基板１４１の上面１４１Ａから電子部品１６１の上端までの第１距離Ｌ１に比べて、上面１４１Ａから補強部材１５３の上端までの第２距離Ｌ２が長くなっている。換言すれば、本実施形態の補強部材１５３は、回路基板１４１に実装された電子部品１６１よりも高い位置まで形成されている。これによれば、補強部材１５３を、電子部品１６１よりも高い位置まで形成することで、補強部材１５３内へのアンダーフィル樹脂１６５の充填や補強部材１５３の上に後述する補強板を固定するなど、さらなる補強を実行することが可能となる。
　例えば、図１７に示すように、補強部材１５３の上に補強板１７３を取り付けても良い。補強板１７３は、例えば、金属、ガラス、セラミックなど、樹脂製の回路基板１４１よりも熱変化し難い材料で形成されている。補強板１７３は、例えば、アンダーフィル樹脂１６５及び補強部材１５３の上面を覆う正方形の板状をなしている。補強板１７３を実装基板１７１に取り付ける方法は、特に限定されない。例えば、接着剤やネジなどを用いて補強部材１５３やアンダーフィル樹脂１６５に固定しても良い。コントローラ１２０は、例えば、補強部材１５３の形成工程において、補強板１７３を固定するネジ穴を補強部材１５３に形成しても良い。また、補強板１７３の固定は、人が手作業で行なっても良く、実装基板製造装置１０が実行しても良い。例えば、実装基板製造装置１０は、ロボットアームを備え、ロボットアームで補強板１７３を把持して補強部材１５３及びアンダーフィル樹脂１６５の上に補強板１７３を固定しても良い。
　従って、本実施形態の実装基板１７１の製造工程では、電子部品１６１の上面を覆う補強板１７３を補強部材１５３に固定する工程を備えても良い。これによれば、主に樹脂で形成された回路基板１４１に比べて熱変化しにくい材料を補強板１７３として用いることで、補強部材１５３を介して補強板１７３により回路基板１４１の剛性をさらに高めることができる。回路基板１４１の反りをより効果的に低減できる。
　尚、補強板１７３は、回路基板１４１と同様に、樹脂性でも良い。例えば、補強板１７３は、樹脂の内部にガラスなどを挿入した部材でも良い。また、補強板１７３を、アンダーフィル樹脂１６５に取り付けても良く、補強部材１５３とアンダーフィル樹脂１６５の両方に取り付けても良い。また、補強板１７３を補強部材１５３に取り付ける場合、補強部材１５３の内側にアンダーフィル樹脂１６５を充填しなくとも良い。また、補強部材１５３を補強する部材は、板状の部材に限らず、棒状の部材でも良い。例えば、補強部材１５３の四つの壁のうち、対向する２つの壁を繋ぐ棒状の部材で補強部材１５３を補強しても良い。
　また、上記した実装基板１７１の形状、構造、部材の数等は、一例である。例えば、上記した実装基板１７１では、電子部品１６１の下方に部品端子１６３を配置し、回路基板１４１や配線１４９の上面１４１Ａに電子部品１６１を実装したが、これに限らない。例えば、図１８に示すように、電子部品１６１の上方で、部品端子１６３と配線１４９とをバンプ１５５で接続しても良い。そして、配線１４９の上に、補強部材１５３や補強板１７３を形成しても良い。例えば、電子部品１６１を回路基板１４１内に埋めて、部品端子１６３を上面１４１Ａ（図７参照）に露出させ、その上にバンプ１５５や配線１４９を形成しても良い。この場合にも、電子部品１６１や部品端子１６３を囲むように、補強部材１５３を形成することで、回路基板１４１の反り等を抑制することができる。また、図１８に示すように、補強部材１５３内をアンダーフィル樹脂１６５（図１７参照）で埋めなくとも良い。従って、上記した電子部品１６１、部品端子１６３の向き、配置等は、実装基板１７１の構造等に応じて適宜変更される。
　また、例えば、図１９及び図２０に示すように、補強部材として、凹部を形成しても良い。図１５や図１６に示す補強部材１５３は、電子部品１６１の実装位置を囲む壁で形成されていた。これに対し、図１９及び図２０に示す補強部材２５３は、電子部品１６１を取り囲む部分の外側を紫外線硬化樹脂１３５で埋めた形状をなしている。
　具体的には、補強部材２５３は、部品端子１６３を配置する配置位置１５１（図９参照）を取り囲んだ部分の外側に配置される配線１４９を紫外線硬化樹脂１３５で埋めている。補強部材２５３は、例えば、回路基板１４１の平面視において、電子部品１６１、部品端子１６３等を囲む正方形の領域を除いて、上面１４１Ａの上に形成されている。補強部材２５３は、中央に正方形の穴を形成した正方形の板状をなしている。換言すれば、配線１４９は、電子部品１６１を補強部材２５３で囲んだ部分（正方形の穴）の外側を補強部材２５３で埋められている。
　また、補強部材２５３は、部品端子１６３を取り囲んだ部分の回路基板１４１の上面１４１Ａを露出させ回路基板１４１の上面１４１Ａを底面とする凹部を形成している。この凹部には、例えば、アンダーフィル樹脂１６５が充填される。これによれば、部品端子１６３の配置位置１５１（図９参照）よりも外側の配線１４９を埋める部材を補強部材２５３として形成する。配置位置１５１の外側における回路基板１４１の厚みを全体的に増加させることができる。電子部品１６１を配置する回路基板１４１の上面１４１Ａを底面とする凹部を補強部材２５３で形成することで、配置位置１５１の回路基板１４１の剛性をより高めることができる。尚、補強部材２５３の凹部に、アンダーフィル樹脂１６５を充填しなくとも良い。また、アンダーフィル樹脂１６５に加えて、又はアンダーフィル樹脂１６５に替えて補強板１７３（図１７参照）を、補強部材２５３に取り付けても良い。
　因みに、上記実施例において、紫外線硬化樹脂１３５は、樹脂材料の一例である。導電性インク１３７は、第１金属流体の一例である。回路基板１４１は、基板の一例である。バンプ１５５は、接続部の一例である。導電性ペースト１５７は、第２金属流体の一例である。図５の工程は、第１金属流体塗布工程の一例である。図６、図７の工程は、配線形成工程の一例である。図８、図９の工程は、樹脂材料塗布工程、補強部材形成工程の一例である。図１１の工程は、第２金属流体塗布工程の一例である。図１２の工程は、電子部品配置工程の一例である。図１３、図１４は、実装工程の一例である。図１５、図１６は、封止工程の一例である。図１７は、補強板固定工程の一例である。
　以上、上記した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
　本実施形態の実装基板１７１の製造工程は、回路基板１４１の上に、導電性インク１３７を塗布する図５の工程と、回路基板１４１の上に塗布した導電性インク１３７を硬化させて配線１４９を形成する図６、図７の工程と、を有する。また、製造工程は、電子部品１６１の部品端子１６３を配置する配置位置１５１を取り囲み、且つ配線１４９の上となる位置に紫外線硬化樹脂１３５を塗布する工程と、塗布した紫外線硬化樹脂１３５を硬化し、配置位置１５１を取り囲む補強部材１５３を形成する図８、図９の工程と、有する。また、製造工程は、配置位置１５１に対応する配線１４９の上に、導電性ペースト１５７を塗布する図１１の工程と、電子部品１６１の部品端子１６３を配置位置１５１に配置し、導電性ペースト１５７を介して電子部品１６１と配線１４９を接続する図１２の工程と、を有する。そして、製造工程は、配線１４９の上に塗布した導電性ペースト１５７を硬化させバンプ１５５を形成し、電子部品１６１を実装する図１３、図１４の工程を有する。
　これによれば、電子部品１６１の部品端子１６３（配置位置１５１）を取り囲む位置で、且つ配線１４９上に、紫外線硬化樹脂１３５で補強部材１５３を形成する。これにより、配線１４９の少なくとも一部を埋め、電子部品１６１を取り囲む補強部材１５３を形成し回路基板１４１の厚みを増やすことで、配置位置１５１の回路基板１４１の剛性を高めることができる。また、配線１４９の一部を埋める位置に補強部材１５３を形成することで、補強部材１５３と部品端子１６３を近づけることができ、配置位置１５１に発生する回路基板１４１の反りを効果的に抑制することができる。バンプ１５５の膨れや割れを抑制でき、電子部品１６１の接続の歩留まりを向上できる。
　尚、本開示は、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、本開示の基板として、配線１４５やスルーホール１４７を備える回路基板１４１を採用したが、これに限らない。本開示の基板は、配線１４５やスルーホール１４７を備えない樹脂層１４３でも良い。
　また、上記実施形態では、図８で補強部材１５３を形成した後に、バンプ１５５を形成した。しかしながら、先にバンプ１５５を形成してから（電子部品１６１を実装してから）補強部材１５３を形成しても良い。この場合、補強部材１５３を形成する紫外線硬化樹脂１３５でバンプ１５５を埋め、補強部材１５３でバンプ１５５を埋めても良い。
　また、第２距離Ｌ２は、第１距離Ｌ１と同一又は第１距離Ｌ１以下の距離でも良い。例えば、補強部材１５３は、電子部品１６１の上端よりも低い壁でも良い。
　また、上記実施例では、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化樹脂が採用されているが、熱により硬化する熱硬化樹脂等の種々の硬化性樹脂を採用することが可能である。
　また、本開示における３次元積層造形の方法としては、インクジェット方式や光造形法（ＳＬ：Ｓｔｅｒｅｏ　Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）に限らず、例えば、熱溶解積層法（ＦＤＭ：Ｆｕｓｅｄ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｍｏｌｄｉｎｇ）などの他の方法を採用できる。
　１３５　紫外線硬化樹脂（樹脂材料）、１３７　導電性インク（第１金属流体）、１４１　回路基板（基板）、１４１Ａ　上面、１４９　配線、１５１　配置位置、１５３、２５３　補強部材、１５５　バンプ（接続部）、１５７　導電性ペースト（第２金属流体）、１６１　電子部品、１６３　部品端子、１６５　アンダーフィル樹脂、１７１　実装基板、１７３　補強板、Ｌ１　第１距離、Ｌ２　第２距離。

Claims (7)

  1. 　配線と電子部品の部品端子を接続部で接続した実装基板を３次元積層造形により製造する方法であって、
    　基板の上に、金属粒子を含む第１金属流体を塗布する第１金属流体塗布工程と、
    　前記基板の上に塗布した前記第１金属流体を硬化させて前記配線を形成する配線形成工程と、
    　前記電子部品の前記部品端子を配置する配置位置を取り囲み、且つ前記配線の上となる位置に樹脂材料を塗布する樹脂材料塗布工程と、
    　前記配線の上に塗布した前記樹脂材料を硬化し、前記配置位置を取り囲む補強部材を形成する補強部材形成工程と、
    　前記配置位置に対応する前記配線の上に、金属粒子を含む第２金属流体を塗布する第２金属流体塗布工程と、
    　前記電子部品の前記部品端子を前記配置位置に配置し、前記第２金属流体を介して前記電子部品と前記配線を接続する電子部品配置工程と、
    　前記配線の上に塗布した前記第２金属流体を硬化させ前記接続部を形成し、前記電子部品を実装する実装工程と、
    　を含む、３次元積層造形による実装基板の製造方法。
  2. 　前記補強部材形成工程により前記補強部材を形成した後に、前記第２金属流体塗布工程を実行し、
    　前記第２金属流体塗布工程において、
    　前記配線のうち、前記補強部材の内側となる前記配線の上に、前記第２金属流体を塗布する、請求項１に記載の３次元積層造形による実装基板の製造方法。
  3. 　前記補強部材は、
    　前記基板を平面視した場合に、前記部品端子の前記配置位置を取り囲む壁を互いに接続して形成した枠状の部材である、請求項１又は請求項２に記載の３次元積層造形による実装基板の製造方法。
  4. 　前記補強部材は、
    　前記配置位置を取り囲んだ部分の外側に配置される前記配線を前記樹脂材料で埋め、前記配置位置を取り囲んだ部分の前記基板の上面を露出させ前記基板の上面を底面とする凹部を形成する部材である、請求項１又は請求項２に記載の３次元積層造形による実装基板の製造方法。
  5. 　前記基板の上面に直交する高さ方向において、前記基板の上面から前記電子部品の上端までの第１距離に比べて、前記基板の上面から前記補強部材の上端までの第２距離が長い、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の３次元積層造形による実装基板の製造方法。
  6. 　前記補強部材の内側にアンダーフィル樹脂を充填して前記電子部品を封止する封止工程を、さらに備える請求項５に記載の３次元積層造形による実装基板の製造方法。
  7. 　前記電子部品の上面を覆う補強板を前記補強部材に固定する補強板固定工程を、さらに備える請求項５又は請求項６に記載の３次元積層造形による実装基板の製造方法。
     
PCT/JP2020/010522 2020-03-11 2020-03-11 ３次元積層造形による実装基板の製造方法 WO2021181561A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/010522 WO2021181561A1 (ja) 2020-03-11 2020-03-11 ３次元積層造形による実装基板の製造方法
JP2022507077A JP7316742B2 (ja) 2020-03-11 2020-03-11 ３次元積層造形による実装基板の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/010522 WO2021181561A1 (ja) 2020-03-11 2020-03-11 ３次元積層造形による実装基板の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021181561A1 true WO2021181561A1 (ja) 2021-09-16

Family

ID=77671320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/010522 WO2021181561A1 (ja) 2020-03-11 2020-03-11 ３次元積層造形による実装基板の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7316742B2 (ja)
WO (1) WO2021181561A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023210021A1 (ja) * 2022-04-29 2023-11-02 株式会社Fuji 塗布情報生成方法、情報処理装置及び３次元造形装置
WO2024101211A1 (ja) * 2022-11-09 2024-05-16 株式会社村田製作所 セラミック電子部品の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016147284A1 (ja) * 2015-03-16 2016-09-22 富士機械製造株式会社 形成方法及び形成装置
WO2018138755A1 (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 株式会社Ｆｕｊｉ 回路形成方法、および回路形成装置
WO2019193644A1 (ja) * 2018-04-03 2019-10-10 株式会社Ｆｕｊｉ ３次元構造物形成方法、および３次元構造物形成装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100735411B1 (ko) 2005-12-07 2007-07-04 삼성전기주식회사 배선기판의 제조방법 및 배선기판
AU2014302635B8 (en) 2013-06-24 2018-12-06 President And Fellows Of Harvard College Printed three-dimensional (3D) functional part and method of making
GB2538522B (en) 2015-05-19 2019-03-06 Dst Innovations Ltd Electronic circuit and component construction

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016147284A1 (ja) * 2015-03-16 2016-09-22 富士機械製造株式会社 形成方法及び形成装置
WO2018138755A1 (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 株式会社Ｆｕｊｉ 回路形成方法、および回路形成装置
WO2019193644A1 (ja) * 2018-04-03 2019-10-10 株式会社Ｆｕｊｉ ３次元構造物形成方法、および３次元構造物形成装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023210021A1 (ja) * 2022-04-29 2023-11-02 株式会社Fuji 塗布情報生成方法、情報処理装置及び３次元造形装置
WO2024101211A1 (ja) * 2022-11-09 2024-05-16 株式会社村田製作所 セラミック電子部品の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7316742B2 (ja) 2023-07-28
JPWO2021181561A1 (ja) 2021-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021181561A1 (ja) ３次元積層造形による実装基板の製造方法
JP6554541B2 (ja) 配線形成方法および配線形成装置
WO2020012626A1 (ja) 回路形成方法、および回路形成装置
JP6714109B2 (ja) 回路形成方法、および回路形成装置
WO2017212567A1 (ja) 回路形成方法
WO2021075051A1 (ja) 部品装着方法、および部品装着装置
JP7325532B2 (ja) 積層造形法による３次元造形物の製造方法及び３次元造形物製造装置
WO2022113186A1 (ja) 電気回路形成方法
WO2021214813A1 (ja) 回路形成方法、および回路形成装置
WO2021176498A1 (ja) 配線形成方法
WO2021176499A1 (ja) 配線形成方法
US12048102B2 (en) Electronic circuit production method using 3D layer shaping
WO2020095340A1 (ja) 回路形成方法
WO2022101965A1 (ja) 回路形成方法
WO2023079607A1 (ja) 回路形成方法、および回路形成装置
WO2023157111A1 (ja) 電気回路形成方法、および電気回路形成装置
JPWO2019123629A1 (ja) ３次元積層電子デバイスの製造方法及び製造装置
WO2021166139A1 (ja) 回路形成方法
JP7142781B2 (ja) 配線基板の製造方法及び配線基板製造装置
JP7238206B2 (ja) 造形方法
WO2023148888A1 (ja) 電気回路形成方法、および電気回路形成装置
JP7284275B2 (ja) ３次元積層造形による３次元積層電子デバイスの製造方法
JP7549006B2 (ja) 回路形成方法、および回路形成装置
JP7344297B2 (ja) ３次元積層造形による回路配線の製造方法
WO2023223562A1 (ja) 製造方法及び製造装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20924528

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022507077

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20924528

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1