WO2024057474A1 - 樹脂積層体形成装置、回路基板、および回路基板形成方法 - Google Patents

樹脂積層体形成装置、回路基板、および回路基板形成方法 Download PDF

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WO2024057474A1
WO2024057474A1 PCT/JP2022/034541 JP2022034541W WO2024057474A1 WO 2024057474 A1 WO2024057474 A1 WO 2024057474A1 JP 2022034541 W JP2022034541 W JP 2022034541W WO 2024057474 A1 WO2024057474 A1 WO 2024057474A1
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WO
WIPO (PCT)
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component
resin
resin laminate
top surface
electronic component
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/034541
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
慎二 瀧川
亮二郎 富永
直比古 平松
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/JP2022/034541 priority Critical patent/WO2024057474A1/ja
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a resin laminate forming apparatus, a circuit board, and a circuit board forming method.
  • Patent Document 1 listed below describes a technology related to a circuit board that includes components mounted on a base.
  • the objective is to appropriately form a circuit board with components mounted on a base.
  • the present specification dispenses a curable resin so as to surround the side surfaces of a component mounted inside a cavity formed in a base and cover the top surface of the base.
  • a resin laminate forming apparatus is disclosed that forms a resin laminate that extends upward from the top surface of the component with the top surface exposed.
  • the present specification also provides a base having a cavity, a component installed inside the cavity, and a resin formed of a curable resin that is discharged so as to surround the side surfaces of the component and cover the top surface of the base.
  • a circuit board comprising: a laminate, wherein the resin laminate extends above the top surface of the component with the top surface of the component exposed.
  • the present specification also describes a mounting process of mounting a component inside a cavity formed in a base, and a step of discharging a curable resin so as to surround the sides of the component and cover the top surface of the base.
  • a method for forming a circuit board including a resin laminate forming step of forming a resin laminate that extends upward from the top surface of the component with the top surface exposed.
  • a resin laminate is formed by a component mounted inside a cavity and a curable resin discharged so as to surround the side surface of the component and cover the top surface of the base. Then, the resin laminate extends upward from the top surface of the component with the top surface of the component exposed. Thereby, for example, it becomes possible to protect the components with the resin laminate, and it is possible to appropriately form the circuit board.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a control device.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a circuit board with a resin laminate formed thereon.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a circuit board with wiring formed on a resin laminate.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a circuit board in which a resin laminate is further formed on the resin laminate.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a circuit board with conductive paste applied on wiring.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a circuit board with electronic components mounted thereon.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the circuit board with thermosetting resin discharged into the cavity.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a circuit board in which all electronic components are sealed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a circuit board in which general components and functional components are sealed. It is a sectional view showing a circuit board in a state where general parts are sealed and functional parts are exposed.
  • FIG. 2 is a plan view showing a resin laminate on which general components and functional components are mounted. 13 is a diagram showing image data of a resin laminate covering the resin laminate of FIG. 12.
  • FIG. FIG. 2 is an enlarged view showing a functional part of a functional component exposed through an opening in a resin laminate.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a circuit board in which general components are sealed and the upper surface of functional components is exposed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a circuit board in which general components are sealed and the upper surface of functional components is exposed.
  • FIG. 2 is an enlarged view showing a functional part of a functional component exposed through an opening in a resin laminate.
  • FIG. 2 is an enlarged view showing a functional part of a functional component exposed through an opening in a resin laminate.
  • FIG. 1 shows an example of a circuit forming apparatus 10.
  • the circuit forming apparatus 10 includes a transport device 20, a first modeling unit 22, a second modeling unit 23, a third modeling unit 24, a fourth modeling unit 25, a mounting unit 27, and a control device (see FIG. 2). )28.
  • the transport device 20 , the first modeling unit 22 , the second modeling unit 23 , the third modeling unit 24 , the fourth modeling unit 25 , and the mounting unit 27 are arranged on the base 29 of the circuit forming apparatus 10 .
  • the base 29 has a generally rectangular shape, and in the following description, the longitudinal direction of the base 29 is the X-axis direction, the short direction of the base 29 is the Y-axis direction, and it is perpendicular to both 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 includes an X-axis slide rail 34 and an X-axis slider 36.
  • the X-axis slide rail 34 is arranged on the base 29 so as to extend in the X-axis direction.
  • the X-axis slider 36 is held by the X-axis slide rail 34 so as to be slidable in the X-axis direction.
  • the X-axis slide mechanism 30 includes an electromagnetic motor (see FIG. 2) 38, and the X-axis slider 36 is moved to any 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 29 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 includes an electromagnetic motor (see FIG. 2) 56, and the stage 52 is moved to an arbitrary position in the Y-axis direction by driving the electromagnetic motor 56. Thereby, the stage 52 is moved to an arbitrary position on the base 29 by driving the X-axis slide mechanism 30 and the Y-axis slide mechanism 32.
  • the stage 52 includes a base 60, a holding device 62, a lifting device (see FIG. 2) 64, and a heater (see FIG. 2) 66.
  • the base 60 is formed into a flat plate shape, and a substrate is placed on the top surface.
  • the holding device 62 is provided on both sides of the base 60 in the X-axis direction. Then, both edges of the substrate placed on the base 60 in the X-axis direction are held between the holding devices 62, so that the substrate is fixedly held.
  • the lifting device 64 is disposed below the base 60 and raises and lowers the base 60.
  • the heater 66 is built into the base 60 and heats the substrate placed on the base 60 to an arbitrary temperature.
  • the first modeling unit 22 is a unit that shapes wiring on a circuit board, and includes a first printing section 72 and a firing section 74.
  • the first printing section 72 has an inkjet head (see FIG. 2) 76, and the inkjet head 76 discharges metal ink in a linear manner.
  • Metal ink is made by dispersing nanometer-sized metal particles, such as silver, in a solvent. Note that the surface of the metal fine particles is coated with a dispersant to prevent agglomeration in the solvent. Further, the inkjet head 76 ejects metal ink from a plurality of nozzles using a piezo system using piezoelectric elements, for example.
  • the baking section 74 has an infrared irradiation device (see FIG. 2) 78.
  • the infrared irradiation device 78 is a device that irradiates the ejected metal ink with infrared rays.
  • the metal ink irradiated with infrared rays is fired and wiring is formed.
  • firing metal ink means that energy is applied to vaporize the solvent and decompose the protective film of the metal particles, that is, the dispersant, etc., and the metal particles contact or fuse to form a conductive layer. This is a phenomenon where the rate increases.
  • metal wiring is formed by firing the metal ink.
  • the second modeling unit 23 is a unit that models the resin layer of the circuit board, and includes a second printing section 84 and a curing section 86.
  • the second printing section 84 has an inkjet head (see FIG. 2) 88, and the inkjet head 88 discharges ultraviolet curing resin.
  • Ultraviolet curable resin is a resin that is cured by irradiation with ultraviolet rays.
  • the inkjet head 88 may be of a piezo type using a piezoelectric element, for example, or may be a thermal type of heating resin to generate bubbles and ejecting the bubbles from a plurality of nozzles.
  • the curing section 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, and for example, scrapes off excess resin with a roller or blade while leveling the surface of the ultraviolet curable resin. to make the thickness of the ultraviolet curing resin uniform.
  • the irradiation device 92 includes a mercury lamp or an LED as a light source, and irradiates the discharged ultraviolet curing resin with ultraviolet rays. As a result, the discharged ultraviolet curing resin is cured and a resin layer is formed.
  • the third modeling unit 24 is a unit that models connection parts between electrodes and wiring of electronic components on a circuit board, and has a third printing unit 100.
  • the third printing unit 100 has a dispenser (see FIG. 2) 106, and the dispenser 106 discharges conductive paste.
  • the conductive paste is made by dispersing micrometer-sized metal particles in a resin that hardens by heating at a relatively low temperature.
  • the metal particles are in the form of flakes, and the viscosity of the conductive paste is relatively high compared to the metal ink.
  • the amount of conductive paste discharged by the dispenser 106 is controlled by the inner diameter of the needle, the pressure at the time of discharge, and the discharge time.
  • the conductive paste discharged by the dispenser 106 is heated by the heater 66 built into the base 60.
  • the heated conductive paste causes the resin to harden.
  • the resin hardens and contracts, and the flaky metal particles dispersed in the resin come into contact with each other. Thereby, the conductive paste exhibits conductivity.
  • the resin of the conductive paste is an organic adhesive, and exhibits adhesive strength by being cured by heating.
  • the fourth modeling unit 25 is a unit that models resin for fixing electronic components to a circuit board, and has a fourth printing section 110.
  • the fourth printing section 110 has a dispenser (see FIG. 2) 116, and the dispenser 116 dispenses thermosetting resin.
  • a thermosetting resin is a resin that hardens by heating.
  • the dispenser 116 is of a piezo type using a piezoelectric element, for example.
  • the thermosetting resin discharged by the dispenser 116 is heated by a heater 66 built into the base 60 and hardens.
  • the mounting unit 27 is a unit for mounting electronic components on a circuit board, and includes a supply section 130 and a mounting section 132.
  • the supply unit 130 has a plurality of tape feeders (see FIG. 2) 134 that feed out taped electronic components one by one, and supplies the electronic components at a supply position.
  • the supply unit 130 is not limited to the tape feeder 134, and may be a tray-type supply device that picks up and supplies electronic components from a tray. Further, the supply unit 130 may be configured to include both a tape type and a tray type, or other types of supply devices.
  • the mounting section 132 includes a mounting head (see FIG. 2) 136 and a moving device (see FIG. 2) 138.
  • the mounting head 136 has a suction nozzle (not shown) for suctioning and holding the electronic component.
  • the suction nozzle is supplied with negative pressure from a positive and negative pressure supply device (not shown), and suctions and holds the electronic component by suctioning air. Then, by supplying a slight positive pressure from the positive/negative pressure supply device, the electronic component is detached.
  • the moving device 138 moves the mounting head 136 between the position where the electronic components are supplied by the tape feeder 134 and the substrate placed on the base 60. As a result, in the mounting section 132, the electronic component supplied from the tape feeder 134 is held by the suction nozzle, and the electronic component held by the suction nozzle is mounted on the board.
  • control device 28 includes a controller 140 and a plurality of drive circuits 142, as shown in FIG.
  • the plurality of drive circuits 142 include the electromagnetic motors 38 and 56, a holding device 62, a lifting device 64, a heater 66, an inkjet head 76, an infrared irradiation device 78, an inkjet head 88, a flattening device 90, an irradiation device 92, a dispenser 106, It is connected to the dispenser 116, tape feeder 134, mounting head 136, and moving device 138.
  • the controller 140 is mainly a computer, including a CPU, ROM, RAM, etc., and is connected to a plurality of drive circuits 142. As a result, the operations of the transport device 20 , the first modeling unit 22 , the second modeling unit 23 , the third modeling unit 24 , the fourth modeling unit 25 , and the mounting unit 27 are controlled by the controller 140 .
  • a resin laminate is formed on the base 60, and wiring is formed on the upper surface of the resin laminate. Then, the electrodes of the electronic component are electrically connected to the wiring via the conductive paste, and the electronic component is fixed with the resin. Furthermore, a circuit board is formed by forming a second resin laminate to cover the resin laminate and the electronic component.
  • the stage 52 is moved below the second modeling unit 23. Then, in the second modeling unit 23, as shown in FIG. 3, a resin laminate 152 is formed on the base 60 of the stage 52.
  • the resin laminate 152 is formed by repeatedly ejecting the ultraviolet curable resin from the inkjet head 88 and irradiating the ejected ultraviolet curable resin with ultraviolet rays by the irradiation device 92.
  • the inkjet head 88 discharges a thin film of ultraviolet curing resin onto the upper surface of the base 60. Subsequently, when the ultraviolet curable resin is discharged in the form of a thin film, the ultraviolet curable resin is flattened by a flattening device 90 in the curing section 86 so that the thickness of the ultraviolet curable resin becomes uniform. Then, the irradiation device 92 irradiates the thin film of ultraviolet curing resin with ultraviolet rays. As a result, a thin film-like resin layer 153 is formed on the base 60.
  • the inkjet head 88 discharges a thin film of ultraviolet curing resin onto the thin film resin layer 153.
  • the thin film-like ultraviolet curable resin is flattened by the flattening device 90, and the irradiation device 92 irradiates the ultraviolet rays onto the thin film-like ultraviolet curable resin, thereby forming a layer on the thin film-like resin layer 153.
  • a thin film-like resin layer 153 is laminated.
  • the resin laminate 152 is formed by repeating the discharging of the ultraviolet curable resin onto the thin film-like resin layer 153 and the irradiation of ultraviolet rays, and by stacking a plurality of resin layers 153.
  • the stage 52 is moved below the first modeling unit 22.
  • the inkjet head 76 discharges the metal ink 160 linearly onto the upper surface of the resin laminate 152 according to the circuit pattern, as shown in FIG.
  • the infrared ray irradiation device 78 irradiates the metal ink 160 ejected according to the circuit pattern with infrared rays in the firing section 74 of the first modeling unit 22 .
  • the metal ink 160 is fired, and the wiring 162 is formed on the upper surface of the resin laminate 152.
  • wire 162a the left wire in FIG. 4
  • wire 162b the center wire
  • wiring 162c The wiring on the right side is described as wiring 162c.
  • the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curing resin in a thin film shape so that the ends of the three wirings 162 are exposed.
  • the ultraviolet curable resin is discharged in a thin film, the ultraviolet curable resin is flattened in the curing section 86 so that the thickness of the ultraviolet curable resin becomes uniform.
  • the irradiation device 92 irradiates the thin film of ultraviolet curing resin with ultraviolet rays. Thereby, as shown in FIG. 5, a resin layer 156 is formed on the resin laminate 152.
  • the inkjet head 88 discharges a thin film of ultraviolet curable resin only onto the portion above the resin layer 156. That is, the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curing resin in a thin film onto the resin layer 156 so that the ends of the three wirings 162 are exposed.
  • the thin film of ultraviolet curing resin is flattened by the flattening device 90, and the irradiation device 92 irradiates the ultraviolet curing resin discharged in the thin film form with ultraviolet rays, thereby forming a resin layer 156 on the resin layer 156. are stacked.
  • the stage 52 is moved below the third modeling unit 24. Then, in the third printing section 100 of the third modeling unit 24, the dispenser 106 prints on both ends of the wiring 162b, and on the wiring 162a and the wiring 162c facing both ends of the wiring 162b. Dispense conductive paste 166 onto the end.
  • the resin laminate 152 is heated by the heater 66 built into the base 60 according to the heating conditions for the conductive paste. Thereby, the conductive paste 166 is heated and hardened via the resin laminate 152, thereby exhibiting conductivity.
  • the stage 52 is moved below the mounting unit 27.
  • an electronic component (see FIG. 7) is supplied by a tape feeder 134, and the electronic component 172 is held by a suction nozzle of a mounting head 136.
  • the electronic component 172 includes a component body 176 and two electrodes 178.
  • the mounting head 136 is moved by the moving device 138, and the electronic component 172 held by the suction nozzle is mounted on the upper surface of the resin laminate 152, as shown in FIG. Note that, in FIG. 7, two electronic components 172 are mounted on the upper surface of the resin laminate 152.
  • two electrodes 178a are arranged on the lower surface of the component body 176a. Furthermore, in the other electronic component 172b of the two electronic components 172, two electrodes 178b extend laterally from a pair of opposing side surfaces of the component body 176b and then extend downward. . Then, the two electronic components 172a, b are connected so that the electronic component 172a is electrically connected to the two wirings 162a, b, and the electronic component 172b is electrically connected to the two wirings 162b, c. is mounted on the upper surface of the resin laminate 152.
  • the electronic component 172a is mounted so that the lower surface of the electrode 178a contacts the conductive paste 166 that is hardened on the wirings 162a, b. Further, the electronic component 172b is mounted so that the tips of the electrodes 178 are in contact with the conductive paste 166 that is hardened on the wirings 162b and 162c. In other words, the conductive paste 166 is discharged at the position where the electrode 178 is scheduled to be attached to the wiring 162, and when the electronic component 172 is attached to the resin laminate 152, the electrode 178 is cured on the wiring 162. Contact with conductive paste 166.
  • the electronic component 172a is electrically connected to the two wirings 162a, b, and the electronic component 172b is electrically connected to the two wirings 162b, c. connected.
  • the stage 52 is moved below the fourth modeling unit 25.
  • the dispenser 116 inserts thermosetting resin between the lower surface of the component body 176 of the electronic component 172 and the upper surface of the resin laminate 152, as shown in FIG. Discharge 180.
  • the thermosetting resin 180 is sealed between the upper surface of the resin laminate 152 and the lower surface of the component body 176 of the electronic component 172. That is, the thermosetting resin 180 is injected between the upper surface of the resin laminate 152 and the lower surface of the component body 176.
  • thermosetting resin 180 flows out around the electronic component 172 from between the upper surface of the resin laminate 152 and the lower surface of the component body 176, and fills the inside of the cavity 154.
  • the thermosetting resin 180 is discharged so that the upper surface of the thermosetting resin 180 is approximately at the same height as the lower surface of the component body 176 of the electronic component 172. That is, inside the cavity 154 in which the electronic component 172a is installed, the thermosetting resin 180 is discharged so that the upper surface of the thermosetting resin 180 is approximately at the same height as the lower surface of the component body 176a of the electronic component 172a.
  • thermosetting resin 180 is discharged so that the upper surface of the thermosetting resin 180 is approximately at the same height as the lower surface of the component body 176b of the electronic component 172b. Ru.
  • the height of the resin laminate 157 that partitions the cavity 154 is such that the thermosetting resin 180 injected into the cavity 154 does not overflow.
  • the height of the resin laminate 157 is higher than the lower surface of the component body 176 of the electronic component 172 mounted inside the cavity 154.
  • thermosetting resin 180 discharged into the cavity 154 hardens
  • the stage 52 is moved below the second modeling unit 23.
  • a resin laminate 188 is formed on the resin laminate 152 and the resin laminate 157.
  • the resin laminate 188 is formed by the same method as the resin laminate 152. That is, the resin laminate 188 is formed by repeatedly discharging the ultraviolet curable resin upwardly from the resin laminate 152 and the resin laminate 157, flattening the surface of the ultraviolet curable resin, and curing the ultraviolet curable resin. be done.
  • the ultraviolet curing resin is also discharged inside the cavity 154 and onto the electronic component 172, so that the resin laminate 188 extending upward from the top surface of the electronic component 172 is formed. That is, the ultraviolet curing resin is discharged so as to cover the inside of the cavity 154 and the entire electronic component 172, thereby forming the resin laminate 188 that encloses the entire electronic component 172.
  • the circuit board 190 is formed by forming the resin laminate 188 containing the entire electronic component 172 on the resin laminate 152 and the resin laminate 157.
  • the electronic component 172 is encapsulated in the resin laminate 188, so that the electronic component 172 is sealed inside the circuit board 190, and foreign matter can be prevented from entering the electronic component 172.
  • an infrared sensor includes a detection section for detecting infrared rays, and the infrared rays are detected in the detection section.
  • the electronic component 172b is an infrared sensor, as shown in FIG.
  • a detection section 196 is disposed on the upper surface of the electronic component 172b, that is, on the upper surface of the component body 176b.
  • the electronic component 172b cannot detect infrared rays on the circuit board 190. That is, in the circuit board 190, the electronic component 172b is sealed, and the entire upper surface of the electronic component 172b is covered with the resin laminate 188, so that infrared rays do not pass through the resin laminate 188 and are transmitted to the detection unit 196. cannot detect infrared light. Therefore, the electronic component 172b on the circuit board 190 cannot function as an infrared sensor.
  • the electronic component 172a is a general electronic component and does not have a functional part on the top surface that performs a predetermined function such as a detection function, so the electronic component 172a may be sealed in the circuit board 190.
  • a functional component an electronic component having a functional section
  • a component not having a functional section may be referred to as a general component.
  • a resin laminate 202 having an opening 200 for exposing the detection section 196 of the electronic component 172b is formed on the resin laminate 152 and the resin laminate 157. be done. Specifically, image data of a resin laminate 202 having an opening 200 for exposing the detection section 196 of the electronic component 172b is created. For example, as shown in FIG. 12, when six electronic components 172a to 172f are mounted on the resin laminates 152 and 157, the functional component among the six electronic components 172a to 172f is The location of the functional component is identified, and the location of the functional part of the functional component is identified.
  • the electronic component 172b among the six electronic components 172a to 172f is a functional component, and the electronic components 172a, c to f of the six electronic components 172a to f are general components. Therefore, the position of the detection section 196 of the electronic component 172b is specified. Then, as shown in FIG. 13, an opening 200 is formed at the position of the detection section 196, and image data of the resin laminate 202 that covers the entire resin laminates 152 and 157 is created. Furthermore, the inner dimension of the opening 200 is larger than the outer edge of the detection section 196 and smaller than the outer edge of the electronic component 172b.
  • the inkjet head 88 in the second modeling unit 23 discharges the ultraviolet curing resin, so that only the electronic component 172b, that is, the detection section 196 of the functional component, as shown in FIG.
  • a resin laminate 202 is formed in which the resin laminate 202 is exposed from the opening 200.
  • the inkjet head 88 is in close contact with the side surface of the electronic component 172b, and the ultraviolet curing resin is applied so as to surround the side surface and cover the upper surface of the resin laminates 152, 157 and the edge of the electronic component 172b excluding the detection section 196. Discharge.
  • a resin laminate 202 is formed that extends upward from the top surface of the electronic component 172b with the detection portion 196 of the electronic component 172b exposed.
  • the exposed detection portion 196 can detect infrared rays, and the electronic component 172b can function as an infrared sensor. Furthermore, in the circuit board 210, the resin laminate 202 extends upward from the top surface of the electronic component 172b. Thereby, the electronic component 172b can be appropriately protected by the resin laminate 202. Further, in the circuit board 210, as shown in FIG. 14, the edge of the electronic component 172b other than the detection section 196 is covered with the resin laminate 202. This makes it possible to prevent foreign matter from entering parts of the electronic component 172b other than the detection section 196.
  • the controller 140 of the control device 28 includes a mounting section 220, an image data creation section 222, and a resin laminate formation section 224.
  • the mounting section 220 is a functional section for mounting the electronic component 172 inside the cavity 154 of the resin laminates 152 and 157.
  • the image data creation unit 222 is a functional unit for creating image data of the resin laminate 202 having the opening 200.
  • the resin laminate forming section 224 is a functional section for forming the resin laminate 202 based on the image data created by the image data creation section 222.
  • the second modeling unit 23 is an example of a resin laminate forming apparatus.
  • the resin laminates 152 and 157 are examples of bases.
  • Cavity 154 is an example of a cavity.
  • the electronic component 172b is an example of a component.
  • the detection unit 196 is an example of a functional unit.
  • the resin laminate 202 is an example of a resin laminate.
  • Circuit board 210 is an example of a circuit board.
  • the process performed by the mounting unit 220 is an example of a mounting process.
  • the process executed by the image data creation unit 222 is an example of an image data creation process.
  • the process executed by the resin laminate forming section 224 is an example of a resin laminate forming process.
  • the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be implemented in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art.
  • the edge of the electronic component 172b other than the detection section 196 is covered with the resin laminate 202, but as shown in FIG. It doesn't have to be. That is, the entire upper surface of the component body 176b of the electronic component 172b including the detection section 196 may be exposed through the opening 200 of the resin laminate 202.
  • the side surface of the electronic component 172b is surrounded by the resin laminate 202 in close contact with the resin laminate 202, but as shown in FIG. You can.
  • the clearance between the resin laminate 202 and the side surface of the electronic component 172b is small.
  • the clearance between the resin laminate 202 and the side surface of the electronic component 172b is such that the electrode 178b of the electronic component 172b is covered by the resin laminate 202. It is desirable that the clearance is small.
  • the edges of the electronic component 172b other than the detection section 196 that is, the edges of the four sides of the top surface of the electronic component 172b are covered with the resin laminate 202.
  • the edge of one or more of the four sides of the upper surface of the electronic component 172b may be covered with the resin laminate.
  • the functional section 230 is disposed at a position including the edge of one side of the upper surface of the component body 176g.
  • the edges of three of the four sides of the upper surface of the component main body 176g, excluding the one side where the functional section 230 is disposed, are made of resin. It may be covered with a laminate 234. Further, for example, as shown in FIG. 18, in the electronic component 172h, functional sections 240 are arranged along the four sides of the upper surface of the component body 176h. In such an electronic component 172h, in order to expose the functional section 240 from the opening 242, all four edges of the upper surface of the component body 176h do not need to be covered with the resin laminate 244.
  • the resin laminate 244 covers a portion of the top surface of the electronic component 172h excluding the functional section 240, that is, a central portion of the top surface of the electronic component 172h. May be covered. In other words, the resin laminate 244 may cover at least a portion of the upper surface of the electronic component 172h except for the functional portion. In addition, in FIG. 18, the resin laminate 244 is shown with diagonal lines to make the position of the resin laminate 244 clear.
  • a resin laminate 202 is formed that exposes the top surface of a functional component through the opening 200, but a resin laminate that exposes the top surface of a general component through the opening may be formed.
  • the resin laminate only needs to surround the side surface of the general component and extend upward from the top surface of the general component.
  • the resin laminate may cover at least a portion of the top surface of the general component, or may not cover the top surface of the general component. In this way, by exposing the upper surface of the general component through the opening, it becomes possible to efficiently dissipate heat from the component, for example.
  • the electronic component 172a is mounted in the cavity 154 of the resin laminates 152, 157 that function as bases, and the electronic component 172a is exposed through the opening 200.
  • components other than electronic components such as components that are not electrically connected, may be mounted in the cavity of the base and exposed through the opening.
  • an ultraviolet curing resin is used as the resin for forming the resin laminates 152, 157, and 202
  • a thermosetting resin is used as the resin for fixing the electronic component 172 inside the cavity 154.
  • the resin forming the resin laminates 152, 157, 202 and the resin fixing the electronic component 172 are different curable resins, the resin forming the resin laminates 152, 157, 202 and the resin fixing the electronic component 172 are different.
  • the resin that fixes the component 172 may be the same curable resin.

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Abstract

ベースに形成されたキャビティの内部に装着された部品の側面を囲うとともにベースの上面を覆うように硬化性樹脂を吐出して、部品の上面を露出させた状態で部品の上面より上方に延び出す樹脂積層体を形成する樹脂積層体形成装置。

Description

樹脂積層体形成装置、回路基板、および回路基板形成方法
　本発明は、樹脂積層体形成装置、回路基板、および回路基板形成方法に関する。
　下記特許文献１には、ベースに装着された部品を備える回路基板に関する技術が記載されている。
特開２０１７－１３０５５３号公報
　ベースに装着された部品を備える回路基板を適切に形成することを課題とする。
　上記課題を解決するために、本明細書は、ベースに形成されたキャビティの内部に装着された部品の側面を囲うとともに前記ベースの上面を覆うように硬化性樹脂を吐出して、前記部品の上面を露出させた状態で前記部品の上面より上方に延び出す樹脂積層体を形成する樹脂積層体形成装置を開示する。
　また、本明細書は、キャビティを有するベースと、前記キャビティの内部に装着された部品と、前記部品の側面を囲うとともに前記ベースの上面を覆うように吐出された硬化性樹脂により形成された樹脂積層体と、を備え、前記樹脂積層体が、前記部品の上面を露出させた状態で前記部品の上面より上方に延び出す回路基板を開示する。
　また、本明細書は、ベースに形成されたキャビティの内部に部品を装着する装着工程と、前記部品の側面を囲うとともに前記ベースの上面を覆うように硬化性樹脂を吐出して、前記部品の上面を露出させた状態で前記部品の上面より上方に延び出す樹脂積層体を形成する樹脂積層体形成工程と、を含む回路基板形成方法を開示する。
　本開示では、キャビティの内部に装着された部品と、その部品の側面を囲うとともにベースの上面を覆うように吐出された硬化性樹脂により樹脂積層体が形成される。そして、樹脂積層体は、部品の上面を露出させた状態で部品の上面より上方に延び出す。これにより、例えば、部品を樹脂積層体により保護することが可能となり、回路基板を適切に形成することができる。
回路形成装置を示す図である。 制御装置を示すブロック図である。 樹脂積層体が形成された状態の回路基板を示す断面図である。 樹脂積層体の上に配線が形成された状態の回路基板を示す断面図である。 樹脂積層体の上に更に樹脂積層体が形成された状態の回路基板を示す断面図である。 配線の上に導電性ペーストが塗布された状態の回路基板を示す断面図である。 電子部品が装着された状態の回路基板を示す断面図である。 キャビティの内部に熱硬化性樹脂が吐出された状態の回路基板を示す断面図である。 全ての電子部品が密閉された状態の回路基板を示す断面図である。 一般部品及び機能性部品が密閉された状態の回路基板を示す断面図である。 一般部品は密閉され機能性部品は機能部を露出させた状態の回路基板を示す断面図である。 一般部品及び機能性部品が搭載された樹脂積層体を示す平面図である。 図１２の樹脂積層体を覆う樹脂積層体の画像データを示す図である。 樹脂積層体の開口から露出する機能性部品の機能部を示す拡大図である。 一般部品は密閉され機能性部品の上面を露出させた状態の回路基板を示す断面図である。 一般部品は密閉され機能性部品の上面を露出させた状態の回路基板を示す断面図である。 樹脂積層体の開口から露出する機能性部品の機能部を示す拡大図である。 樹脂積層体の開口から露出する機能性部品の機能部を示す拡大図である。
　図１に回路形成装置１０の一例を示す。回路形成装置１０は、搬送装置２０と、第１造形ユニット２２と、第２造形ユニット２３と、第３造形ユニット２４と、第４造形ユニット２５と、装着ユニット２７と、制御装置（図２参照）２８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２３と第３造形ユニット２４と第４造形ユニット２５と装着ユニット２７とは、回路形成装置１０のベース２９の上に配置されている。ベース２９は、概して長方形状をなしており、以下の説明では、ベース２９の長手方向をＸ軸方向、ベース２９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２９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２９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２９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（図２参照）６４と、ヒータ（図２参照）６６とを有している。基台６０は、平板状に形成され、上面に基板が載置される。保持装置６２は、基台６０のＸ軸方向の両側部に設けられている。そして、基台６０に載置された基板のＸ軸方向の両縁部が、保持装置６２によって挟まれることで、基板が固定的に保持される。また、昇降装置６４は、基台６０の下方に配設されており、基台６０を昇降させる。また、ヒータ６６は、基台６０に内蔵されており、基台６０に載置された基板を任意の温度に加熱する。
　第１造形ユニット２２は、回路基板の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、ナノメートルサイズの金属、例えば銀の微粒子が溶剤中に分散されたものである。なお、金属微粒子の表面は分散剤によりコーティングされており、溶剤中での凝集が防止されている。また、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、赤外線照射装置（図２参照）７８を有している。赤外線照射装置７８は、吐出された金属インクに赤外線を照射する装置である。赤外線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の保護膜、つまり、分散剤の分解等が行われ、金属微粒子が接触または融着をすることで、導電率が高くなる現象である。そして、金属インクが焼成することで、金属製の配線が形成される。
　また、第２造形ユニット２３は、回路基板の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（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。
　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、樹脂層が形成される。
　第３造形ユニット２４は、回路基板の上に電子部品の電極と配線との接続部を造形するユニットであり、第３印刷部１００を有している。第３印刷部１００は、ディスペンサ（図２参照）１０６を有しており、ディスペンサ１０６は導電性ペーストを吐出する。導電性ペーストは、比較的低温の加熱により硬化する樹脂に、マイクロメートルサイズの金属粒子が分散されたものである。ちなみに、金属粒子は、フレーク状とされており、導電性ペーストの粘度は、金属インクと比較して比較的高い。なお、ディスペンサ１０６による導電性ペーストの吐出量は、ニードルの内径や吐出時の圧力および吐出時間により制御される。
　そして、ディスペンサ１０６により吐出された導電性ペーストは、基台６０に内蔵されているヒータ６６により加熱される。加熱された導電性ペーストでは、樹脂が硬化する。この際、導電性ペーストでは、樹脂が硬化して収縮し、その樹脂に分散されたフレーク状の金属粒子が接触する。これにより、導電性ペーストが導電性を発揮する。また、導電性ペーストの樹脂は、有機系の接着剤であり、加熱により硬化することで接着力を発揮する。
　第４造形ユニット２５は、電子部品を回路基板に固定するための樹脂を造形するユニットであり、第４印刷部１１０を有している。第４印刷部１１０は、ディスペンサ（図２参照）１１６を有しており、ディスペンサ１１６は熱硬化性樹脂を吐出する。熱硬化性樹脂は、加熱により硬化する樹脂である。なお、ディスペンサ１１６は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式である。そして、ディスペンサ１１６により吐出された熱硬化性樹脂は、基台６０に内蔵されているヒータ６６により加熱され、硬化する。
　また、装着ユニット２７は、回路基板に電子部品を装着するユニットであり、供給部１３０と、装着部１３２とを有している。供給部１３０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）１３４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１３０は、テープフィーダ１３４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１３０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１３２は、装着ヘッド（図２参照）１３６と、移動装置（図２参照）１３８とを有している。装着ヘッド１３６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１３８は、テープフィーダ１３４による電子部品の供給位置と、基台６０に載置された基板との間で、装着ヘッド１３６を移動させる。これにより、装着部１３２では、テープフィーダ１３４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、基板に装着される。
　また、制御装置２８は、図２に示すように、コントローラ１４０と、複数の駆動回路１４２とを備えている。複数の駆動回路１４２は、上記電磁モータ３８，５６、保持装置６２、昇降装置６４、ヒータ６６、インクジェットヘッド７６、赤外線照射装置７８、インクジェットヘッド８８、平坦化装置９０、照射装置９２、ディスペンサ１０６、ディスペンサ１１６、テープフィーダ１３４、装着ヘッド１３６、移動装置１３８に接続されている。コントローラ１４０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１４２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２３、第３造形ユニット２４、第４造形ユニット２５、装着ユニット２７の作動が、コントローラ１４０によって制御される。
　回路形成装置１０では、上述した構成によって、基台６０の上に樹脂積層体が形成され、その樹脂積層体の上面に配線が形成される。そして、導電性ペーストを介して、電子部品の電極が配線に電気的に接続され、その電子部品が樹脂により固定される。さらに、樹脂積層体及び電子部品を覆うように第２の樹脂積層体が形成されることで、回路基板が形成される。
　具体的には、まず、ステージ５２が第２造形ユニット２３の下方に移動される。そして、第２造形ユニット２３において、図３に示すように、ステージ５２の基台６０の上に樹脂積層体１５２が形成される。樹脂積層体１５２は、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２３の第２印刷部８４において、インクジェットヘッド８８が、基台６０の上面に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。続いて、紫外線硬化樹脂が薄膜状に吐出されると、硬化部８６において、紫外線硬化樹脂の膜厚が均一となるように、紫外線硬化樹脂が平坦化装置９０によって平坦化される。そして、照射装置９２が、その薄膜状の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、基台６０の上に薄膜状の樹脂層１５３が形成される。
　続いて、インクジェットヘッド８８が、その薄膜状の樹脂層１５３の上に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。そして、平坦化装置９０によって薄膜状の紫外線硬化樹脂が平坦化され、照射装置９２が、その薄膜状に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、薄膜状の樹脂層１５３の上に薄膜状の樹脂層１５３が積層される。このように、薄膜状の樹脂層１５３の上への紫外線硬化樹脂の吐出と、紫外線の照射とが繰り返され、複数の樹脂層１５３が積層されることで、樹脂積層体１５２が形成される。
　次に、樹脂積層体１５２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造形ユニット２２の第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６が、図４に示すように、樹脂積層体１５２の上面に金属インク１６０を、回路パターンに応じて線状に吐出する。続いて、回路パターンに応じて吐出された金属インク１６０に、第１造形ユニット２２の焼成部７４において、赤外線照射装置７８が赤外線を照射する。これにより、金属インク１６０が焼成し、樹脂積層体１５２の上面に配線１６２が形成される。なお、図４では、３本の配線１６２が形成されるが、それら３本の配線１６２を区別する場合に、図４での左側の配線を配線１６２ａと記載し、中央の配線を配線１６２ｂと記載し、右側の配線を配線１６２ｃと記載する。
　続いて、樹脂積層体１５２の上に配線１６２が形成されると、第２造形ユニット２３の下方に移動される。そして、第２造形ユニット２３において、インクジェットヘッド８８は、３本の配線１６２の端部が露出するように、紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。続いて、紫外線硬化樹脂が薄膜状に吐出されると、硬化部８６において、紫外線硬化樹脂の膜厚が均一となるように、紫外線硬化樹脂が平坦化される。そして、照射装置９２が、その薄膜状の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、図５に示すように、樹脂積層体１５２の上に樹脂層１５６が形成される。
　続いて、インクジェットヘッド８８が、その樹脂層１５６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、３本の配線１６２の端部が露出するように、樹脂層１５６の上に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。そして、平坦化装置９０によって薄膜状の紫外線硬化樹脂が平坦化され、照射装置９２が、その薄膜状に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、樹脂層１５６の上に樹脂層１５６が積層される。このように、樹脂層１５６の上への紫外線硬化樹脂の吐出と、紫外線の照射とが繰り返され、複数の樹脂層１５６が積層されることで、樹脂積層体１５７が形成される。これにより、樹脂積層体１５２の上に樹脂積層体１５７が形成され、樹脂積層体１５２と樹脂積層体１５７との段差部がキャビティ１５４として機能する。
　このように、樹脂積層体１５２の上に樹脂積層体１５７が形成されると、ステージ５２が第３造形ユニット２４の下方に移動される。そして、第３造形ユニット２４の第３印刷部１００において、ディスペンサ１０６が、図６に示すように、配線１６２ｂの両端部の上と、その配線１６２ｂの両端部と対向する配線１６２ａ及び配線１６２ｃの端部の上に導電性ペースト１６６を吐出する。
　このように、導電性ペースト１６６が配線１６２の端部に吐出されると、基台６０に内蔵されているヒータ６６により樹脂積層体１５２が導電性ペーストの加熱条件に従って加熱される。これにより、樹脂積層体１５２を介して導電性ペースト１６６が加熱されて硬化することで、導電性を発揮する。
　このように、配線１６２の端部に吐出された導電性ペースト１６６が加熱により硬化すると、ステージ５２が装着ユニット２７の下方に移動される。装着ユニット２７では、テープフィーダ１３４により電子部品（図７参照）１７２が供給され、その電子部品１７２が装着ヘッド１３６の吸着ノズルによって、保持される。なお、電子部品１７２は、部品本体１７６と、２つの電極１７８とにより構成されている。そして、装着ヘッド１３６が、移動装置１３８によって移動され、吸着ノズルにより保持された電子部品１７２が、図７に示すように、樹脂積層体１５２の上面に装着される。なお、図７では、２個の電子部品１７２が樹脂積層体１５２の上面に装着されている。それら２個の電子部品１７２のうちの一方の電子部品１７２ａでは、２個の電極１７８ａが部品本体１７６ａの下面に配設されている。また、２個の電子部品１７２のうちの他方の電子部品１７２ｂでは、２本の電極１７８ｂが部品本体１７６ｂの対向する１対の側面から側方に向って延び出した後に下方に延び出している。そして、電子部品１７２ａが２本の配線１６２ａ，ｂと電気的に接続され、電子部品１７２ｂが２本の配線１６２ｂ，ｃと電気的に接続されるように、それら２個の電子部品１７２ａ，ｂが樹脂積層体１５２の上面に装着される。
　具体的には、電子部品１７２ａは、電極１７８ａの下面が配線１６２ａ，ｂの上で硬化した状態の導電性ペースト１６６に接触するように、装着される。また、電子部品１７２ｂは、電極１７８の先端が配線１６２ｂ，ｃの上で硬化した状態の導電性ペースト１６６に接触するように、装着される。つまり、導電性ペースト１６６は配線１６２への電極１７８の装着予定位置に吐出されており、電子部品１７２が樹脂積層体１５２に装着されることで、電極１７８が配線１６２の上で硬化した状態の導電性ペースト１６６に接触する。このように、２個の電子部品１７２ａ，ｂが装着されることで、電子部品１７２ａが２本の配線１６２ａ，ｂと電気的に接続され、電子部品１７２ｂが２本の配線１６２ｂ，ｃと電気的に接続される。
　続いて、ステージ５２は第４造形ユニット２５の下方に移動される。そして、第４造形ユニット２５の第４印刷部１１０において、ディスペンサ１１６が、図８に示すように、電子部品１７２の部品本体１７６の下面と樹脂積層体１５２の上面との間に熱硬化性樹脂１８０を吐出する。これにより、樹脂積層体１５２の上面と電子部品１７２の部品本体１７６の下面との間に、熱硬化性樹脂１８０が封じ込められる。つまり、樹脂積層体１５２の上面と部品本体１７６の下面との間に、熱硬化性樹脂１８０が注入される。この際、熱硬化性樹脂１８０は、樹脂積層体１５２の上面と部品本体１７６の下面との間から電子部品１７２の周囲に流れ出し、キャビティ１５４の内部を満たす。ただし、キャビティ１５４の内部において、熱硬化性樹脂１８０は、熱硬化性樹脂１８０の上面が電子部品１７２の部品本体１７６の下面と略同じ高さとなるように吐出される。つまり、電子部品１７２ａが装着されているキャビティ１５４の内部において、熱硬化性樹脂１８０は、熱硬化性樹脂１８０の上面が電子部品１７２ａの部品本体１７６ａの下面と略同じ高さとなるように吐出される。また、電子部品１７２ｂが装着されているキャビティ１５４の内部において、熱硬化性樹脂１８０は、熱硬化性樹脂１８０の上面が電子部品１７２ｂの部品本体１７６ｂの下面と略同じ高さとなるように吐出される。
　なお、キャビティ１５４を区画する樹脂積層体１５７の高さ寸法は、キャビティ１５４の内部に注入される熱硬化性樹脂１８０が溢れ出ない高さ寸法とされている。つまり、樹脂積層体１５７の高さ寸法は、キャビティ１５４の内部に装着される電子部品１７２の部品本体１７６の下面より高い寸法とされている。このように、キャビティ１５４の内部に熱硬化性樹脂１８０が吐出されると、基台６０に内蔵されているヒータ６６により熱硬化性樹脂１８０が熱硬化性樹脂の加熱条件に従って加熱される。これにより、樹脂積層体１５２を介して熱硬化性樹脂１８０が加熱されて硬化する。
　そして、キャビティ１５４の内部に吐出された熱硬化性樹脂１８０が硬化すると、ステージ５２は第２造形ユニット２３の下方に移動される。そして、第２造形ユニット２３において、図９に示すように、樹脂積層体１５２及び樹脂積層体１５７の上に樹脂積層体１８８が形成される。なお、樹脂積層体１８８は、樹脂積層体１５２と同様の手法により形成される。つまり、樹脂積層体１５２及び樹脂積層体１５７の上方への紫外線硬化樹脂の吐出と、紫外線硬化樹脂の表面の平坦化と、紫外線硬化樹脂の硬化とが繰り返されることで、樹脂積層体１８８が形成される。また、樹脂積層体１８８の形成時には、キャビティ１５４の内部及び電子部品１７２の上にも紫外線硬化樹脂が吐出されて、電子部品１７２の上面より上方に延び出す樹脂積層体１８８が形成される。つまり、キャビティ１５４の内部及び電子部品１７２の全体を覆うように紫外線硬化樹脂が吐出されて、電子部品１７２の全体を内包する樹脂積層体１８８が形成される。
　このように、電子部品１７２の全体を内包する樹脂積層体１８８が樹脂積層体１５２及び樹脂積層体１５７の上に形成されることで、回路基板１９０が形成される。このような回路基板１９０では、電子部品１７２が樹脂積層体１８８に内包されることで、回路基板１９０の内部に電子部品１７２が密閉され、電子部品１７２への異物の侵入を防止することができる。また、例えば、樹脂積層体１８８の上面に更に配線等を作成し、電子部品を装着することが可能となり、回路基板に多くの電子部品を搭載することが可能となる。
　しかしながら、電子部品１７２には、所定の機能を発揮するものがあり、その所定の機能を発揮するための機能部が電子部品１７２の上面に配設されているものがある。なお、機能部は、例えば、入力，出力等を行うものであり、機能部を有する電子部品は、光，信号，音等の入力，出力等により検出センサ，ＬＥＤ，コネクタ，スピーカー等として機能する。このため、例えば、赤外線センサは赤外線を検出するための検出部を備えており、その検出部において赤外線を検出する。具体的に、電子部品１７２ｂが赤外線センサである場合には、図１０に示すように、電子部品１７２ｂの上面、つまり、部品本体１７６ｂの上面に検出部１９６が配設されている。このように、電子部品１７２ｂの上面に検出部１９６が配設されている場合には、回路基板１９０において電子部品１７２ｂは赤外線を検出することができない。つまり、回路基板１９０では、電子部品１７２ｂが密閉されており、電子部品１７２ｂの上面の全体が樹脂積層体１８８により覆われているため、赤外線が樹脂積層体１８８を透過せずに、検出部１９６は赤外線を検出することができない。このため、回路基板１９０において電子部品１７２ｂは赤外線センサとしての機能を発揮することができない。なお、電子部品１７２ａは、一般的な電子部品であり、検出機能などの所定の機能を発揮する機能部を上面に有していないため、電子部品１７２ａは回路基板１９０において密閉されていてもよい。ちなみに、以下の説明において、機能部を有する電子部品を、機能性部品と記載し、機能部を有していない部品を一般部品と記載する場合がある。
　そこで、回路形成装置１０では、図１１に示すように、電子部品１７２ｂの検出部１９６を露出させるための開口２００を備える樹脂積層体２０２が、樹脂積層体１５２及び樹脂積層体１５７の上に形成される。具体的には、電子部品１７２ｂの検出部１９６を露出させるための開口２００を備える樹脂積層体２０２の画像データが作成される。例えば、図１２に示すように、樹脂積層体１５２，１５７の上に６個の電子部品１７２ａ～ｆが装着されている場合には、それら６個の電子部品１７２ａ～ｆのうちの機能性部品の位置が特定され、その機能性部品の機能部の位置が特定される。ここで、６個の電子部品１７２ａ～ｆのうちの電子部品１７２ｂが機能性部品であり、６個の電子部品１７２ａ～ｆのうちの電子部品１７２ａ，ｃ～ｆが一般部品である。このため、電子部品１７２ｂの検出部１９６の位置が特定される。そして、図１３に示すように、検出部１９６の位置に開口２００が形成されるとともに、樹脂積層体１５２，１５７の全体を覆う樹脂積層体２０２の画像データが作成される。また、開口２００の内寸は、検出部１９６の外縁より大きな寸法であり、電子部品１７２ｂの外縁より小さな寸法である。このため、電子部品１７２ｂの検出部１９６のみを露出させ、電子部品１７２ａ，ｃ～ｆ及び樹脂積層体１５２，１５７の全体を覆うとともに、電子部品１７２ｂの検出部１９６以外の縁部を覆う樹脂積層体２０２の画像データが作成される。
　そして、作成された画像データに従って、第２造形ユニット２３において、インクジェットヘッド８８が紫外線硬化樹脂を吐出することで、図１１に示すように、電子部品１７２ｂ、つまり、機能性部品の検出部１９６のみを開口２００から露出させる樹脂積層体２０２が形成される。この際、インクジェットヘッド８８は、電子部品１７２ｂの側面に密着した状態で当該側面を囲うとともに樹脂積層体１５２，１５７の上面及び電子部品１７２ｂの検出部１９６を除く縁部を覆うように紫外線硬化樹脂を吐出する。これにより、電子部品１７２ｂの検出部１９６を露出させた状態で電子部品１７２ｂの上面より上方に延び出す樹脂積層体２０２が形成される。
　このような樹脂積層体２０２が形成された回路基板２１０では、露出する検出部１９６により赤外線を検出することが可能となり、電子部品１７２ｂは赤外線センサとしての機能を発揮することができる。また、回路基板２１０では、樹脂積層体２０２が電子部品１７２ｂの上面より上方に延び出している。これにより、電子部品１７２ｂを樹脂積層体２０２により適切に保護することができる。また、回路基板２１０では、図１４に示すように、電子部品１７２ｂの検出部１９６以外の縁部が樹脂積層体２０２によって覆われている。これにより、電子部品１７２ｂの検出部１９６以外の部分への異物の侵入を防止することができる。なお、電子部品１７２ｂ以外の電子部品１７２ａ，ｃ～ｆ、つまり、一般部品は樹脂積層体２０２により全体的に覆われているため、一般部品への異物の侵入も防止される。さらに言えば、電子部品１７２ｂの検出部１９６以外の縁部が樹脂積層体２０２によって覆われることで、樹脂積層体２０２の上面の面積を大きくすることが可能となり、多くの部品を樹脂積層体２０２の上面に搭載することも可能となる。
　また、制御装置２８のコントローラ１４０は、図２に示すように、装着部２２０と画像データ作成部２２２と樹脂積層体形成部２２４とを有している。装着部２２０は、樹脂積層体１５２，１５７のキャビティ１５４の内部に電子部品１７２を装着するための機能部である。画像データ作成部２２２は、開口２００を有する樹脂積層体２０２の画像データを作成するための機能部である。樹脂積層体形成部２２４は、画像データ作成部２２２により作成された画像データに基づいて樹脂積層体２０２を形成するための機能部である。
　なお、上記実施例において、第２造形ユニット２３は、樹脂積層体形成装置の一例である。樹脂積層体１５２，１５７は、ベースの一例である。キャビティ１５４は、キャビティの一例である。電子部品１７２ｂは、部品の一例である。検出部１９６は、機能部の一例である。樹脂積層体２０２は、樹脂積層体の一例である。回路基板２１０は、回路基板の一例である。また、装着部２２０により実行される工程は、装着工程の一例である。画像データ作成部２２２により実行される工程は、画像データ作成工程の一例である。樹脂積層体形成部２２４により実行される工程は、樹脂積層体形成工程の一例である。
　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、電子部品１７２ｂの検出部１９６以外の縁部が樹脂積層体２０２によって覆われているが、図１５に示すように、電子部品１７２ｂの上面が樹脂積層体２０２によって覆われていなくてもよい。つまり、樹脂積層体２０２の開口２００から検出部１９６を含む電子部品１７２ｂの部品本体１７６ｂの上面全体が露出していてもよい。また、上記実施例では、電子部品１７２ｂの側面が樹脂積層体２０２に密着した状態で囲まれているが、図１６に示すように、電子部品１７２ｂの側面が樹脂積層体２０２に密着していなくてもよい。つまり、樹脂積層体２０２が電子部品１７２ｂの側面を囲んでいれば、樹脂積層体２０２と電子部品１７２ｂの側面との間にクリアランスがあってもよい。なお、樹脂積層体２０２と電子部品１７２ｂの側面とのクリアランスは小さいことが望ましく、例えば、電子部品１７２ｂの電極１７８ｂが樹脂積層体２０２により覆われる程度に樹脂積層体２０２と電子部品１７２ｂの側面とのクリアランスは小さいことが望ましい。
　また、上記実施例では、図１４に示すように、電子部品１７２ｂの検出部１９６以外の縁部、つまり、電子部品１７２ｂの上面の４辺の縁部が樹脂積層体２０２によって覆われているが、電子部品１７２ｂの上面の４辺うちの１辺以上の縁部が樹脂積層体によって覆われてもよい。具体的には、例えば、図１７に示すように、電子部品１７２ｇでは、部品本体１７６ｇの上面の１辺の縁部を含む位置に機能部２３０が配設されている。このような電子部品１７２ｇでは、機能部２３０を開口２３２から露出させるために、部品本体１７６ｇの上面の４辺うちの機能部２３０が配設されている１辺を除く３辺の縁部が樹脂積層体２３４によって覆われてもよい。また、例えば、図１８に示すように、電子部品１７２ｈでは、部品本体１７６ｈの上面の４辺に沿って機能部２４０が配設されている。このような電子部品１７２ｈでは、機能部２４０を開口２４２から露出させるために、部品本体１７６ｈの上面の４辺の縁部全てが樹脂積層体２４４によって覆われなくてもよい。ただし、樹脂積層体２４４は、異物の侵入防止，樹脂積層体２４４の上面の面積増大を目的として、電子部品１７２ｈの上面の機能部２４０を除く部分、つまり、電子部品１７２ｈの上面の中央部を覆っていてもよい。つまり、樹脂積層体２４４は、電子部品１７２ｈの上面の機能部を除く少なくとも一部を覆っていてもよい。なお、図１８では、樹脂積層体２４４の位置を明確にするべく、樹脂積層体２４４を斜線で示している。
　また、上記実施例では、機能性部品の上面を開口２００から露出させる樹脂積層体２０２が形成されているが、一般部品の上面を開口から露出させる樹脂積層体が形成されてもよい。この際、樹脂積層体は、一般部品の側面を囲うと共に、一般部品の上面より上方に延び出していればよい。また、樹脂積層体は、一般部品の上面の少なくとも一部を覆っていてもよく、一般部品の上面を覆っていなくてもよい。このように、一般部品の上面を開口から露出させることで、例えば、部品の放熱等を効率的に行うことが可能となる。
　また、上記実施例では、ベースとして機能する樹脂積層体１５２，１５７のキャビティ１５４に電子部品１７２ａが装着され、その電子部品１７２ａが開口２００から露出している。一方で、電子部品以外の部品、例えば、電気的に接続されない部品等がベースのキャビティに装着され、その部品が開口から露出していてもよい。
　また、上記実施例では、樹脂積層体１５２，１５７，２０２を形成する樹脂として紫外線硬化樹脂が採用され、キャビティ１５４の内部で電子部品１７２を固定する樹脂として熱硬化性樹脂が採用されている。つまり、樹脂積層体１５２，１５７，２０２を形成する樹脂と、電子部品１７２を固定する樹脂とが異なる硬化性樹脂とされているが、樹脂積層体１５２，１５７，２０２を形成する樹脂と、電子部品１７２を固定する樹脂とが同じ硬化性樹脂とされてもよい。
　２３：第２造形ユニット（樹脂積層体形成装置）　　１５２：樹脂積層体（ベース）　　１５７：樹脂積層体（ベース）　　１５４：キャビティ　　１７２ｂ：電子部品（部品）　　１９６：検出部（機能部）　　２０２：樹脂積層体　　２１０：回路基板（電気回路）　　２２０：装着部（装着工程）　　２２２：画像データ作成部（画像データ作成工程）　　２２４：樹脂積層体形成部（樹脂積層体形成工程）

Claims (7)

  1. 　ベースに形成されたキャビティの内部に装着された部品の側面を囲うとともに前記ベースの上面を覆うように硬化性樹脂を吐出して、前記部品の上面を露出させた状態で前記部品の上面より上方に延び出す樹脂積層体を形成する樹脂積層体形成装置。
  2. 　前記部品の側面に密着した状態で前記側面を囲うとともに前記ベースの上面を覆うように硬化性樹脂を吐出して、前記部品の上面を露出させた状態で前記部品の上面より上方に延び出す樹脂積層体を形成する請求項１に記載の樹脂積層体形成装置。
  3. 　前記部品の側面を囲うとともに前記ベースの上面及び前記部品の上面の一部を覆うように硬化性樹脂を吐出して、前記部品の上面の一部を露出させた状態で前記部品の上面より上方に延び出す樹脂積層体を形成する請求項１または請求項２に記載の樹脂積層体形成装置。
  4. 　前記部品は、当該部品の機能を発揮する機能部を上面に有しており、
    　前記部品の側面を囲うとともに前記ベースの上面及び前記部品の上面の前記機能部を除く部分の少なくとも一部を覆うように硬化性樹脂を吐出して、前記部品の上面の前記機能部を露出させた状態で前記部品の上面より上方に延び出す樹脂積層体を形成する請求項３に記載の樹脂積層体形成装置。
  5. 　キャビティを有するベースと、
    　前記キャビティの内部に装着された部品と、
    　前記部品の側面を囲うとともに前記ベースの上面を覆うように吐出された硬化性樹脂により形成された樹脂積層体と、
    　を備え、
    　前記樹脂積層体が、前記部品の上面を露出させた状態で前記部品の上面より上方に延び出す回路基板。
  6. 　ベースに形成されたキャビティの内部に部品を装着する装着工程と、
    　前記部品の側面を囲うとともに前記ベースの上面を覆うように硬化性樹脂を吐出して、前記部品の上面を露出させた状態で前記部品の上面より上方に延び出す樹脂積層体を形成する樹脂積層体形成工程と、
    　を含む回路基板形成方法。
  7. 　前記部品の上面を露出させる開口を有する前記樹脂積層体の画像データを作成する画像データ作成工程を更に備え、
    　前記樹脂積層体形成工程は、
    　前記画像データ作成工程において作成された画像データに基づいて前記樹脂積層体を形成する請求項６に記載の回路基板形成方法。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120217607A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 Ibiden Co., Ltd. Wiring board with built-in imaging device and method for manufacturing same
JP2015015311A (ja) * 2013-07-03 2015-01-22 太陽誘電株式会社 キャビティ付き基板の製造方法
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
US20210243889A1 (en) * 2020-02-03 2021-08-05 At&S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Component Carrier With Embedded Component Exposed by Blind Hole

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120217607A1 (en) * 2011-02-28 2012-08-30 Ibiden Co., Ltd. Wiring board with built-in imaging device and method for manufacturing same
JP2015015311A (ja) * 2013-07-03 2015-01-22 太陽誘電株式会社 キャビティ付き基板の製造方法
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
US20210243889A1 (en) * 2020-02-03 2021-08-05 At&S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Component Carrier With Embedded Component Exposed by Blind Hole

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