WO2018138755A1 - 回路形成方法、および回路形成装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a circuit forming method for forming a resin laminate having a cavity for housing a component by laminating a plurality of resin layers obtained by curing a curable resin discharged in a thin film shape, and circuit formation Relates to the device.
- the goal is to form a cavity that can properly accommodate parts.
- the present specification provides a resin laminate having a cavity for housing a component by laminating a plurality of resin layers obtained by curing a curable resin discharged in a thin film shape.
- the resin laminate is formed by discharging the curable resin so that the wall surface of the cavity facing the corner of the component is recessed in a direction away from the corner of the component.
- a circuit forming method is disclosed.
- the present specification laminates a discharge device that discharges a curable resin and a plurality of resin layers obtained by curing the curable resin discharged in a thin film by the discharge device.
- a discharge device that discharges a curable resin and a plurality of resin layers obtained by curing the curable resin discharged in a thin film by the discharge device.
- FIG. 1 It is a figure which shows a circuit formation apparatus. It is a block diagram which shows a control apparatus. It is sectional drawing which shows an ideal resin laminated body. It is sectional drawing which shows the circuit of the state by which the electronic component was mounted
- FIG. 1 shows a circuit forming device 10.
- the circuit forming apparatus 10 includes a transport device 20, a first modeling unit 22, a second modeling unit 24, a mounting unit 26, and a control device (see FIG. 2) 27.
- the conveying device 20, the first modeling unit 22, the second modeling unit 24, and the mounting unit 26 are disposed on the base 28 of the circuit forming device 10.
- the base 28 has a generally rectangular shape.
- the longitudinal direction of the base 28 is orthogonal to the X-axis direction
- the short direction of the base 28 is orthogonal to both the Y-axis direction, the X-axis direction, and the Y-axis direction.
- the direction will be described as the Z-axis direction.
- the transport device 20 includes an X-axis slide mechanism 30 and a Y-axis slide mechanism 32.
- the X-axis slide mechanism 30 has an X-axis slide rail 34 and an X-axis slider 36.
- the X-axis slide rail 34 is disposed on the base 28 so as to extend in the X-axis direction.
- the X-axis slider 36 is held by an X-axis slide rail 34 so as to be slidable in the X-axis direction.
- the X-axis slide mechanism 30 has an electromagnetic motor (see FIG. 2) 38, and the X-axis slider 36 moves to an arbitrary position in the X-axis direction by driving the electromagnetic motor 38.
- the Y axis slide mechanism 32 includes a Y axis slide rail 50 and a stage 52.
- the Y-axis slide rail 50 is disposed on the base 28 so as to extend in the Y-axis direction, and is movable in the X-axis direction.
- One end of the Y-axis slide rail 50 is connected to the X-axis slider 36.
- a stage 52 is held on the Y-axis slide rail 50 so as to be slidable in the Y-axis direction.
- the Y-axis slide mechanism 32 has an electromagnetic motor (see FIG. 2) 56, and the stage 52 moves to an arbitrary position in the Y-axis direction by driving the electromagnetic motor 56.
- the stage 52 moves to an arbitrary position on the base 28 by driving the X-axis slide mechanism 30 and the Y-axis slide mechanism 32.
- the stage 52 has a base 60, a holding device 62, and a lifting device 64.
- the base 60 is formed in a flat plate shape, and a substrate is placed on the upper surface.
- the holding device 62 is provided on both sides of the base 60 in the X-axis direction. The both edges in the X-axis direction of the substrate placed on the base 60 are sandwiched between the holding devices 62, so that the substrate is fixedly held.
- the lifting device 64 is disposed below the base 60 and lifts the base 60.
- the first modeling unit 22 is a unit that models wiring on a substrate (see FIG. 3) 70 placed on the base 60 of the stage 52, and includes a first printing unit 72 and a firing unit 74. ing.
- the first printing unit 72 has an inkjet head (see FIG. 2) 76, and ejects metal ink in a linear manner onto the substrate 70 placed on the base 60.
- the metal ink is obtained by dispersing metal fine particles in a solvent.
- the inkjet head 76 discharges a conductive material from a plurality of nozzles by, for example, a piezo method using a piezoelectric element.
- the firing unit 74 has a laser irradiation device (see FIG. 2) 78.
- the laser irradiation device 78 is a device that irradiates a metal ink discharged onto the substrate 70 with a laser, and the metal ink irradiated with the laser is baked to form a wiring.
- the firing of the metal ink is a phenomenon in which, by applying energy, the solvent is vaporized, the metal particulate protective film is decomposed, etc., and the metal particulates are brought into contact with or fused to increase the conductivity. is there.
- metal wiring is formed by baking metal ink.
- the second modeling unit 24 is a unit that models a resin layer on the substrate 70 placed on the base 60 of the stage 52, and includes a second printing unit 84 and a curing unit 86. .
- the second printing unit 84 has an inkjet head (see FIG. 2) 88 and discharges an ultraviolet curable resin onto the substrate 70 placed on the base 60.
- the ink jet head 88 may be, for example, a piezo method using a piezoelectric element, or a thermal method in which a resin is heated to generate bubbles and ejected from a nozzle.
- the curing unit 86 includes a flattening device (see FIG. 2) 90 and an irradiation device (see FIG. 2) 92.
- the flattening device 90 is for flattening the upper surface of the ultraviolet curable resin discharged onto the substrate 70 by the inkjet head 88. By scraping with a blade, the thickness of the UV curable resin is made uniform.
- the irradiation device 92 includes a mercury lamp or LED as a light source, and irradiates the ultraviolet curable resin discharged onto the substrate 70 with ultraviolet rays. Thereby, the ultraviolet curable resin discharged on the board
- the mounting unit 26 is a unit that mounts an electronic component (see FIG. 4) 96 on a substrate 70 placed on the base 60 of the stage 52, and includes a supply unit 100 and a mounting unit 102. ing.
- the supply unit 100 includes a plurality of tape feeders 110 (see FIG. 2) that send out the taped electronic components 96 one by one, and supplies the electronic components 96 at the supply position.
- the supply unit 100 is not limited to the tape feeder 110, and may be a tray-type supply device that picks up and supplies the electronic component 96 from the tray.
- the supply unit 100 may be configured to include both a tape type and a tray type, or other supply devices.
- the mounting unit 102 includes a mounting head (see FIG. 2) 112 and a moving device (see FIG. 2) 114.
- the mounting head 112 has a suction nozzle (see FIG. 4) 118 for holding the electronic component 96 by suction.
- the suction nozzle 118 sucks and holds the electronic component 96 by sucking air when negative pressure is supplied from a positive / negative pressure supply device (not shown). Then, the electronic component 96 is detached by supplying a slight positive pressure from the positive / negative pressure supply device.
- the moving device 114 moves the mounting head 112 between the supply position of the electronic component 96 by the tape feeder 110 and the substrate 70 placed on the base 60. Thereby, in the mounting unit 102, the electronic component 96 supplied from the tape feeder 110 is held by the suction nozzle 118, and the electronic component 96 held by the suction nozzle 118 is mounted on the substrate 70.
- the control device 27 includes a controller 120 and a plurality of drive circuits 122 as shown in FIG.
- the plurality of drive circuits 122 include the electromagnetic motors 38 and 56, the holding device 62, the lifting device 64, the inkjet head 76, the laser irradiation device 78, the inkjet head 88, the flattening device 90, the irradiation device 92, the tape feeder 110, and the mounting head. 112, connected to the moving device 114.
- the controller 120 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, is mainly a computer, and is connected to a plurality of drive circuits 122. Thereby, the operation of the transport device 20, the first modeling unit 22, the second modeling unit 24, and the mounting unit 26 is controlled by the controller 120.
- a circuit is formed by mounting the electronic component 96 on the substrate 70 with the above-described configuration. Specifically, the substrate 70 is set on the base 60 of the stage 52, and the stage 52 is moved below the second modeling unit 24. And in the 2nd modeling unit 24, as shown in FIG. 3, the resin laminated body 130 is formed on the board
- the inkjet head 88 discharges an ultraviolet curable resin onto the upper surface of the substrate 70 in a thin film shape.
- the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin so that a predetermined portion of the upper surface of the substrate 70 is exposed in a generally rectangular shape.
- the ultraviolet curable resin is flattened by the flattening device 90 so that the film thickness of the ultraviolet curable resin becomes uniform in the curing unit 86.
- the irradiation device 92 irradiates the thin film ultraviolet curable resin with ultraviolet rays. Thereby, a thin resin layer 133 is formed on the substrate 70.
- the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin into a thin film only on the portion above the thin resin layer 133. That is, the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin in a thin film shape onto the thin resin layer 133 so that a predetermined portion of the upper surface of the substrate 70 is exposed in a generally rectangular shape. Then, the thin film ultraviolet curable resin is flattened by the flattening device 90, and the irradiation device 92 irradiates the ultraviolet curable resin discharged in the thin film shape with ultraviolet rays, so that the thin film resin layer 133 is formed on the thin film resin layer 133. A thin resin layer 133 is laminated.
- the discharge of the ultraviolet curable resin onto the thin resin layer 133 excluding the generally rectangular portion on the upper surface of the substrate 70 and the irradiation with the ultraviolet rays are repeated, and a plurality of resin layers 133 are laminated. Thereby, the resin laminate 130 having the cavity 132 is formed.
- the stage 52 is moved below the mounting unit 26.
- the electronic component 96 is supplied by the tape feeder 110, and the electronic component 96 is held by the suction nozzle 118 of the mounting head 112.
- the mounting head 112 is moved by the moving device 114, and the electronic component 96 held by the suction nozzle 118 is placed inside the cavity 132 of the resin laminate 130 as shown in FIGS. .
- the height dimension of the resin laminate 130 and the height dimension of the electronic component 96 are substantially the same.
- the electronic component 96 is mounted inside the cavity 132 of the resin laminate 130.
- the cavity 132 of the resin laminate 130 shown in FIGS. 3 to 5 has an ideal shape, and the cavity 132 of the actual resin laminate 130 is generally shaped like a bowl as shown in FIGS. 6 and 7. Become. That is, the wall surface 136 of the ideally shaped cavity 132 is perpendicular to the substrate 70 as shown in FIG.
- the wall surface 136 of the cavity 132 of the actual resin laminate 130 becomes a tapered surface that inclines toward the inside of the cavity 132 as it goes downward, as shown in FIG.
- the ultraviolet curable resin when the ultraviolet curable resin is discharged onto the resin layer 133 during the formation of the resin laminate 130, the discharged ultraviolet curable resin flows into the cavity 132.
- the ultraviolet curable resin is cured while flowing into the cavity 132, so that the actual wall surface 136 of the cavity 132 becomes a tapered surface that inclines toward the inside of the cavity 132 as it goes downward.
- the wall surface of the cavity 132 that faces the corner portion of the side surface of the electronic component 96 is generally at a right angle, like the corner portion of the electronic component 96.
- the wall surface of the cavity 132 (hereinafter referred to as a corner-corresponding wall surface) facing the corner portion of the cavity is arcuate. The corner-corresponding side faces enter the cavity 132.
- the electronic component 96 can be mounted on the substrate 70 inside the cavity 132 without interfering with the wall surface 136 of the cavity 132.
- the formation area of the cavity becomes large, and a compact circuit cannot be formed. Therefore, in the circuit forming apparatus 10, the flow of the ultraviolet curable resin into the cavity 132 during the formation of the resin laminate 130 is suppressed, and the entry of the corner-corresponding wall surface into the cavity 132 is suppressed.
- the inkjet head 88 discharges an ultraviolet curable resin onto the upper surface of the substrate 70 in a thin film shape.
- the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin 150 with a predetermined width, for example, a width of 50 to 100 ⁇ m so as to surround a generally rectangular portion of the upper surface of the substrate 70. That is, the ultraviolet curable resin 150 is generally discharged in a frame shape. The ultraviolet curable resin 150 is discharged so that the corners of the frame shape protrude in an arc shape toward the outside.
- the ultraviolet curable resin 150 is discharged in a generally frame shape, the ultraviolet curable resin 150 is flattened by the flattening device 90 so that the film thickness of the ultraviolet curable resin 150 becomes uniform in the curing unit 86. .
- the irradiation device 92 irradiates the frame-shaped ultraviolet curable resin 150 with ultraviolet rays. As a result, a frame-shaped resin layer 133 is formed on the substrate 70.
- the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin 150 in a thin film shape only on the portion above the frame-shaped resin layer 133.
- the ultraviolet curable resin 150 is flattened by the flattening device 90, and the irradiation device 92 irradiates the ultraviolet curable resin 150 discharged into the frame shape with ultraviolet rays, so that the frame is formed on the frame-shaped resin layer 133.
- a resin layer 133 having a shape is laminated.
- the discharge of the ultraviolet curable resin 150 onto the frame-shaped resin layer 133 surrounding the generally rectangular portion of the upper surface of the substrate 70 and the irradiation with ultraviolet rays are repeated, so that a plurality of frame-shaped resin layers 133 are formed.
- a first wall 160 surrounding the cavity 132 is formed. Note that the height dimension of the first wall portion 160 is about half of the height dimension of the electronic component 96 to be mounted inside the cavity 132.
- the wall surface 162 of the cavity 132 is a tapered surface that inclines toward the inside of the cavity 132 as it goes downward due to the flow of the ultraviolet curable resin 150 into the cavity 132 when the first wall 160 is formed. .
- the ultraviolet curable resin 150 is discharged in a frame shape, so that the ultraviolet curable resin 150 is discharged over the entire surface other than the cavity 132 as shown in FIG. Therefore, the discharge amount of the ultraviolet curable resin 150 is very small.
- the inclination angle of the wall surface 162 of the cavity 132 is large.
- the inclination angle of the wall surface 136 of the cavity 132 formed by the conventional method is about 40 degrees, but the cavity formed by this method is shown in FIG.
- the inclination angle of the wall surface 162 of 132 is about 80 degrees.
- the ultraviolet curable resin 150 is discharged so that the corners of the frame shape protrude in an arc shape toward the outside. For this reason, even if the ultraviolet curable resin 150 discharged so as to protrude outward in an arc shape flows into the cavity 132, the protrusion amount into the cavity 132 is suppressed. As a result, as shown in FIG. 7, the corner-corresponding wall surface of the cavity 132 formed by the conventional method has entered greatly toward the inside of the cavity 132, but is formed by this method as shown in FIG. 10. The corner-corresponding wall surface of the cavity 132 hardly enters the cavity 132.
- the first main body 170 is formed on the upper surface of the substrate 70 so as to surround the first wall 160 as shown in FIG.
- the inkjet head 88 discharges an ultraviolet curable resin to the upper surface of the board
- the inkjet head 88 discharges an ultraviolet curable resin onto the upper surface of the substrate 70 excluding the first wall 160 and the cavity 132.
- the resin layer 133 is formed on the upper surface of the substrate 70 so as to surround the first wall portion 160 by flattening the ultraviolet curable resin and irradiating the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays.
- the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin into a thin film only on the portion of the resin layer 133 surrounding the first wall portion 160.
- the resin layer 133 is laminated on the resin layer 133 surrounding the first wall portion 160 by flattening the ultraviolet curable resin and irradiating the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays.
- the discharge of the ultraviolet curable resin 150 onto the resin layer 133 surrounding the first wall 160 and the irradiation with the ultraviolet rays are repeated, and the plurality of resin layers 133 are stacked, whereby the first A first main body portion 170 is formed so as to surround the wall portion 160.
- the ultraviolet curable resin is discharged so as to surround the first wall portion 160, so that the first wall portion 160 cures the ultraviolet rays to the inside of the cavity 132. Inflow of resin is prevented.
- the height of the first main body 170 is the same as the height of the first wall 160.
- the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin onto the upper surface of the first wall portion 160 in the same frame shape as when the first wall portion 160 is formed. That is, the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin 150 having the shape shown in FIG. 8 on the upper surface of the first wall portion 160.
- the discharge position of the ultraviolet curable resin at the time of forming the second wall portion 172 is a position away from the cavity 132 by a predetermined distance ⁇ from the discharge position of the ultraviolet curable resin at the time of forming the first wall portion 160. Yes.
- the inkjet head 88 has a frame shape of the ultraviolet curable resin not only on the upper surface of the first wall portion 160 but also on the upper surface of the edge portion of the first main body portion 170 continuous with the first wall portion 160. Discharge. Then, the upper surface of the first wall portion 160 and the upper surface of the edge portion of the first main body portion 170 continuous with the first wall portion 160 are obtained by flattening the ultraviolet curable resin and irradiating the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays. In addition, a frame-shaped resin layer 133 is formed.
- the predetermined distance ⁇ is set so that the inner edge of the upper surface of the first wall portion 160 and the inner edge of the resin layer 133 formed on the wall portion 160 coincide with each other in the vertical direction.
- the resin layer 133 that defines the cavity 132 is formed on the first wall 160 that defines the cavity 132, and is continuous from the wall 160.
- the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin in a thin film shape only on the upper portion of the frame-shaped resin layer 133 formed on the first wall portion 160.
- the frame-shaped resin layer 133 is laminated on the frame-shaped resin layer 133 by flattening the ultraviolet-curable resin and irradiating the ultraviolet-curable resin with ultraviolet rays. In this manner, the discharge of the ultraviolet curable resin 150 and the irradiation of the ultraviolet rays are repeated, and the plurality of resin layers 133 are stacked, so that the second wall portion 172 is formed on the first wall portion 160.
- the discharge position of the ultraviolet curable resin when the second wall portion 172 is formed is a predetermined distance ⁇ from the cavity 132 from the discharge position of the ultraviolet curable resin when the first wall portion 160 is formed. It is considered as a remote location. For this reason, the second wall portion 172 is formed at a position shifted from the cavity 132 by a predetermined distance ⁇ from the first wall portion 160.
- the inclination angle of the wall surface of the second wall portion 172 is substantially the same as the inclination angle of the wall surface of the first wall portion 160 that defines the cavity 132.
- the height dimension of the second wall portion 172 includes the height dimension from the upper surface of the substrate 70 to the upper surface of the second wall portion 172, and the height dimension of the electronic component 96 to be mounted inside the cavity 132. Are set to match. That is, the total dimension of the height dimension of the second wall part 172 and the height dimension of the first wall part 160 is the same as the height dimension of the electronic component 96 to be mounted inside the cavity 132. ing.
- a second main body portion 176 is formed on the upper surface of the first main body portion 170 so as to surround the second wall portion 172, as shown in FIG. Is done.
- the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin onto the upper surface of the first main body 170 in a thin film shape.
- the inkjet head 88 discharges an ultraviolet curable resin onto the upper surface of the first main body 170 excluding the second wall 172 and the cavity 132.
- the resin layer 133 is formed on the upper surface of the first main body 170 so as to surround the second wall 172 by flattening the ultraviolet curable resin and irradiating the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays.
- the inkjet head 88 discharges the ultraviolet curable resin in a thin film shape only on the portion above the resin layer 133 surrounding the second wall portion 172. Then, the resin layer 133 is laminated on the resin layer 133 surrounding the second wall portion 172 by flattening the ultraviolet curable resin and irradiating the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays. As described above, the discharge of the ultraviolet curable resin 150 onto the resin layer 133 surrounding the second wall portion 172 and the irradiation with the ultraviolet rays are repeated, and the plurality of resin layers 133 are stacked, whereby the second A second main body 176 is formed so as to surround the wall 172.
- the second wall portion. 172 prevents the UV curable resin from flowing into the cavity 132.
- the height dimension of the second main body 176 is the same as the height dimension of the second wall 172.
- the first wall 160 is formed on the substrate 70, and the first main body 170 surrounding the first wall 160 is formed.
- a second wall portion 172 is formed on the first wall portion 160, and a second main body portion 176 surrounding the second wall portion 172 is formed.
- the resin laminate 180 having the cavity 132 is formed on the substrate 70. That is, the resin laminate 180 is formed by the first wall portion 160, the first main body portion 170, the second wall portion 172, and the second main body portion 176.
- the stage 52 is moved below the mounting unit 26. Then, the electronic component 96 is held by the mounting head 112, and the electronic component 96 is placed inside the cavity 132 of the resin laminate 180. Subsequently, when the electronic component 96 is placed inside the cavity 132, as shown in FIG. 14, a resin laminate 190 is formed in a gap other than where the electronic component 96 is placed in the cavity 132.
- the formation method of the resin laminated body 190 is the same as the 1st wall part 160, the 1st main-body part 170 grade
- the height dimension of the resin laminate 190 is substantially the same as the height dimension of the resin laminate 180.
- the stage 52 is moved below the first modeling unit 22. And in the 1st printing part 72, the inkjet head 76 discharges a metal ink linearly according to a circuit pattern. At this time, the metal ink is ejected linearly so as to connect the electrode 200 of the electronic component 96 and the other electrode (not shown). Subsequently, in the firing unit 74, the ejected metal ink is irradiated with a laser by the laser irradiation device 78, so that the metal ink is fired, and as shown in FIG. A wiring 202 connecting the electrodes is formed. Thereby, a circuit in which the electronic component 96 is mounted on the substrate 70 is formed.
- the flow of the ultraviolet curable resin into the cavity 132 is suppressed when the resin laminate 180 is formed. Further, the ultraviolet curable resin 150 is discharged so that the wall surface of the cavity 132 facing the corner portion of the side surface of the electronic component 96 to be placed, that is, the corner corresponding wall surface protrudes in an arc shape toward the outside. For this reason, in the resin laminate 180, the inclination angle of the wall surface of the cavity 132 is increased, and in particular, the corner-corresponding wall surface of the cavity 132 hardly enters the inside of the cavity 132. As a result, the electronic component 96 can be appropriately placed in the cavity 132 without causing interference between the wall surface of the cavity 132 and the electronic component 96.
- the second wall 172 and the second main body 176 are formed after the first wall 160 and the first main body 170 are formed. This is to prevent interference between the inkjet head 88 that discharges the ultraviolet curable resin and the discharged ultraviolet curable resin.
- the distance between the tip of the discharge nozzle and the planned discharge position is 1 mm or less in order to appropriately discharge the ultraviolet curable resin to the planned discharge location.
- the ink jet head 88 approaches the expected discharge position. For this reason, for example, when the height dimension of the electronic component 96 scheduled to be placed in the cavity 132 exceeds 1 mm, the height dimension of the wall portion defining the cavity 132 exceeds 1 mm.
- the inkjet head 88 and the wall portion interfere with each other when the main body portion is formed. Therefore, as described above, the first wall portion 160 and the first main body portion 170 of 1 mm or less are formed, and the first wall portion 160 and the first main body portion 170 are formed on the first wall portion 160 and the first main body portion 170. Two wall portions 172 and a second body portion 176 are formed. Accordingly, it is possible to form a wall portion having a height dimension exceeding 1 mm without causing the inkjet head 88 and the wall portion to interfere with each other.
- the resin laminate 180 having the cavity 132 is shaped according to the dimensions of the electronic component 96 mounted in the cavity 132. That is, when the dimension of the electronic component 96 at the time of mounting is large, a large cavity 132 is formed in the left-right direction, and when the dimension of the electronic component 96 at the time of mounting is small, it is small in the left-right direction. A cavity 132 is formed. In addition, the cavity 132 having a depth corresponding to the vertical dimension, that is, the height dimension of the electronic component 96 at the time of mounting is formed.
- the horizontal dimension of the cavity 132 is set according to the horizontal dimension of the electronic component 96, and the vertical dimension of the cavity 132 is set to the height dimension of the electronic component 96.
- the wall surface of the cavity 132 is a tapered surface. The larger the vertical dimension of the cavity 132, the smaller the bottom surface of the cavity 132. The smaller the vertical dimension of the cavity 132, the larger the bottom surface of the cavity 132. Become. That is, when the horizontal dimension of the cavity 132 is set considering only the horizontal dimension of the electronic component 96, the electronic component 96 may not be mounted in the cavity 132. Therefore, in the circuit forming apparatus 10, the horizontal dimension of the cavity 132 is set in consideration of not only the horizontal dimension of the electronic component 96 but also the vertical dimension of the electronic component 96.
- the horizontal dimension of the cavity 132 is determined according to the shape of the ultraviolet curable resin discharged when the resin layer 133 of the resin laminate 180 is formed, that is, the discharge pattern of the ultraviolet curable resin. For this reason, the discharge pattern of the ultraviolet curable resin is set so that the location of the cavity 132 is larger than the dimensions of the left and right methods of the electronic component 96. At this time, the discharge pattern of the ultraviolet curable resin is set so that the portion that becomes the cavity 132 becomes larger as the height dimension of the electronic component 96 is larger.
- FIG. 16 includes an ultraviolet curable resin discharge pattern of each of the electronic component 96a, the electronic component 96b, and the electronic component 96c, and a cavity 132 in which each of the electronic component 96a, the electronic component 96b, and the electronic component 96c is mounted.
- a plan view and a cross-sectional view of the resin laminate 180 are shown.
- the electronic components 96a, 96b, and 96c have the same horizontal dimension, but the height of the electronic component 96b is larger than the height of the electronic component 96a, and the height of the electronic component 96c is equal to the electronic component 96c. It is larger than the height dimension of 96b.
- the black coating portion 210 indicates a portion where the ultraviolet curable resin is discharged
- the white portion 212 indicates a portion where the ultraviolet curable resin is not discharged, that is, the cavity 132.
- the part which becomes is shown.
- the reason why the white portion 212 has a shape that is recessed in an arc shape toward the black coating portion 210 has been described above, and is omitted.
- the first wall 160, the first main body 170, the second wall 172, and the second main body 176 are distinguished from each other. .
- the first wall portion 160, the first main body portion 170, the second wall portion 172, and the second main body portion 176 are integrally formed with the resin laminate 180. Will be described.
- the white portion 212 is made larger than the discharge pattern of the ultraviolet curable resin corresponding to the electronic component 96a.
- the white portion 212 is made larger than the discharge pattern of the ultraviolet curable resin corresponding to the electronic component 96b. That is, the discharge pattern of the ultraviolet curable resin is set so that the portion that becomes the cavity 132 becomes larger as the height dimension of the electronic component 96 is larger.
- the wall surface of the cavity 132 is a tapered surface that is inclined toward the inside of the cavity 132 as it goes downward, the size of the bottom surface of the cavity 132 for mounting each of the electronic components 96a, 96b, and 96c. It is almost the same.
- each of the electronic components 96a, 96b, and 96c having different height dimensions is appropriately disposed inside the cavity 132. It becomes possible to attach to.
- the controller 120 of the control device 27 includes a first wall portion forming portion 220, a first body portion forming portion 222, a second wall portion forming portion 224, and a second body portion forming portion. 226.
- the first wall part forming part 220 is a functional part for forming the first wall part 160.
- the first main body forming part 222 is a functional part for forming the first main body 170.
- the second wall part forming part 224 is a functional part for forming the second wall part 172.
- the second main body forming unit 226 is a functional unit for forming the second main body 176.
- the circuit forming apparatus 10 is an example of a circuit forming apparatus.
- the control device 27 is an example of a control device.
- the inkjet head 88 is an example of a discharge device.
- the electronic component 96 is an example of a component.
- the cavity 132 is an example of a cavity.
- the resin layer 133 is an example of a resin layer.
- the resin laminate 180 is an example of a resin laminate.
- the first wall portion 160 is an example of a first wall portion.
- the first main body 170 is an example of a first main body.
- the second wall portion 172 is an example of a second wall portion.
- the second main body 176 is an example of a second main body.
- the process performed by the 1st wall part formation part 220 is an example of a 1st wall part formation process.
- the process executed by the first body part forming unit 222 is an example of a first body part forming process.
- the process executed by the second wall part forming part 224 is an example of a second wall part forming process.
- the process executed by the second body part forming unit 226 is an example of a second body part forming process.
- the whitened portion 212 in the discharge pattern of the ultraviolet curable resin, has a concave shape in an arc shape toward the blackened portion 210, but is shown in FIG. 17.
- the white portion 232 may be recessed in a triangular shape toward the black coating portion 230. That is, when the ultraviolet curable resin is discharged so that the side surface corresponding to the corner is recessed in the direction away from the cavity 132 when the resin laminate 180 is formed, the recessed shape is an arc shape or a triangular shape.
- various shapes can be used.
- the resin laminated body 180 is the 1st laminated part comprised by the 1st wall part 160 and the 1st main body part 170, the 2nd wall part 172, and the 2nd main body. And a second layered portion formed by the portion 176.
- the third wall portion and the third main body portion may be formed on the second wall portion 172 and the second main body portion 176, and the resin laminate may be formed of three or more laminated portions. Good.
- Circuit forming device 27 Control device 88: Inkjet head (discharge device) 96: Electronic component (component) 132: Cavity 133: Resin layer 180: Resin laminate 160: First wall 170: First main body 172: Second wall portion 176: Second body portion 220: First wall portion forming portion (first wall portion forming step) 222: First body portion forming portion (first body portion forming step) 224: Second Wall part forming part (second wall part forming process) 226: Second body part forming part (second body part forming process)
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Abstract
薄膜状に吐出された硬化性樹脂を硬化させた樹脂層を、複数、積層することで、部品を収容するためのキャビティを有する樹脂積層体を形成する際に、前記部品の角部と対向する前記キャビティの壁面が、前記部品の角部から離れる方向に凹んだ状態となるように硬化性樹脂を吐出することで、前記樹脂積層体を形成する。
Description
本発明は、薄膜状に吐出された硬化性樹脂を硬化させた樹脂層を、複数、積層することで、部品を収容するためのキャビティを有する樹脂積層体を形成する回路形成方法、および回路形成装置に関する。
近年、下記特許文献に記載されているように、薄膜状に吐出された硬化性樹脂を硬化させた樹脂層を、複数、積層することで、部品を収容するためのキャビティを有する樹脂積層体を形成し、回路を形成する技術が開発されている。
部品を適切に収容することが可能なキャビティの形成を課題とする。
上記課題を解決するために、本明細書は、薄膜状に吐出された硬化性樹脂を硬化させた樹脂層を、複数、積層することで、部品を収容するためのキャビティを有する樹脂積層体を形成する際に、前記部品の角部と対向する前記キャビティの壁面が、前記部品の角部から離れる方向に凹んだ状態となるように硬化性樹脂を吐出することで、前記樹脂積層体を形成する回路形成方法を開示する。
また、上記課題を解決するために、本明細書は、硬化性樹脂を吐出する吐出装置と、前記吐出装置により薄膜状に吐出された硬化性樹脂を硬化させた樹脂層を、複数、積層することで、部品を収容するためのキャビティを有する樹脂積層体を形成する際に、前記部品の角部と対向する前記キャビティの壁面が、前記部品の角部から離れる方向に凹んだ状態となるように硬化性樹脂を吐出するように、前記吐出装置の作動を制御する制御装置とを備えた回路形成装置を開示する。
本開示によれば、部品の角部と対向するキャビティの壁面の形状を適切化することで、部品を適切に収容することが可能なキャビティを形成することが可能となる。
(A)回路形成装置の構成
図1に回路形成装置10を示す。回路形成装置10は、搬送装置20と、第1造形ユニット22と、第2造形ユニット24と、装着ユニット26と、制御装置(図2参照)27を備える。それら搬送装置20と第1造形ユニット22と第2造形ユニット24と装着ユニット26とは、回路形成装置10のベース28の上に配置されている。ベース28は、概して長方形状をなしており、以下の説明では、ベース28の長手方向をX軸方向、ベース28の短手方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向の両方に直交する方向をZ軸方向と称して説明する。
図1に回路形成装置10を示す。回路形成装置10は、搬送装置20と、第1造形ユニット22と、第2造形ユニット24と、装着ユニット26と、制御装置(図2参照)27を備える。それら搬送装置20と第1造形ユニット22と第2造形ユニット24と装着ユニット26とは、回路形成装置10のベース28の上に配置されている。ベース28は、概して長方形状をなしており、以下の説明では、ベース28の長手方向をX軸方向、ベース28の短手方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向の両方に直交する方向をZ軸方向と称して説明する。
搬送装置20は、X軸スライド機構30と、Y軸スライド機構32とを備えている。そのX軸スライド機構30は、X軸スライドレール34とX軸スライダ36とを有している。X軸スライドレール34は、X軸方向に延びるように、ベース28の上に配設されている。X軸スライダ36は、X軸スライドレール34によって、X軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、X軸スライド機構30は、電磁モータ(図2参照)38を有しており、電磁モータ38の駆動により、X軸スライダ36がX軸方向の任意の位置に移動する。また、Y軸スライド機構32は、Y軸スライドレール50とステージ52とを有している。Y軸スライドレール50は、Y軸方向に延びるように、ベース28の上に配設されており、X軸方向に移動可能とされている。そして、Y軸スライドレール50の一端部が、X軸スライダ36に連結されている。そのY軸スライドレール50には、ステージ52が、Y軸方向にスライド可能に保持されている。さらに、Y軸スライド機構32は、電磁モータ(図2参照)56を有しており、電磁モータ56の駆動により、ステージ52がY軸方向の任意の位置に移動する。これにより、ステージ52は、X軸スライド機構30及びY軸スライド機構32の駆動により、ベース28上の任意の位置に移動する。
ステージ52は、基台60と、保持装置62と、昇降装置64とを有している。基台60は、平板状に形成され、上面に基板が載置される。保持装置62は、基台60のX軸方向の両側部に設けられている。そして、基台60に載置された基板のX軸方向の両縁部が、保持装置62によって挟まれることで、基板が固定的に保持される。また、昇降装置64は、基台60の下方に配設されており、基台60を昇降させる。
第1造形ユニット22は、ステージ52の基台60に載置された基板(図3参照)70の上に配線を造形するユニットであり、第1印刷部72と、焼成部74とを有している。第1印刷部72は、インクジェットヘッド(図2参照)76を有しており、基台60に載置された基板70の上に、金属インクを線状に吐出する。金属インクは、金属の微粒子が溶剤中に分散されたものである。なお、インクジェットヘッド76は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから導電性材料を吐出する。
焼成部74は、レーザ照射装置(図2参照)78を有している。レーザ照射装置78は、基板70の上に吐出された金属インクにレーザを照射する装置であり、レーザが照射された金属インクは焼成し、配線が形成される。なお、金属インクの焼成とは、エネルギーを付与することによって、溶媒の気化や金属微粒子保護膜の分解等が行われ、金属微粒子が接触または融着をすることで、導電率が高くなる現象である。そして、金属インクが焼成することで、金属製の配線が形成される。
また、第2造形ユニット24は、ステージ52の基台60に載置された基板70の上に樹脂層を造形するユニットであり、第2印刷部84と、硬化部86とを有している。第2印刷部84は、インクジェットヘッド(図2参照)88を有しており、基台60に載置された基板70の上に紫外線硬化樹脂を吐出する。なお、インクジェットヘッド88は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式でもよく、樹脂を加熱して気泡を発生させノズルから吐出するサーマル方式でもよい。
硬化部86は、平坦化装置(図2参照)90と照射装置(図2参照)92とを有している。平坦化装置90は、インクジェットヘッド88によって基板70の上に吐出された紫外線硬化樹脂の上面を平坦化するものであり、例えば、紫外線硬化樹脂の表面を均しながら余剰分の樹脂を、ローラもしくはブレードによって掻き取ることで、紫外線硬化樹脂の厚みを均一させる。また、照射装置92は、光源として水銀ランプもしくはLEDを備えており、基板70の上に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、基板70の上に吐出された紫外線硬化樹脂が硬化し、樹脂層が造形される。
また、装着ユニット26は、ステージ52の基台60に載置された基板70の上に電子部品(図4参照)96を装着するユニットであり、供給部100と、装着部102とを有している。供給部100は、テーピング化された電子部品96を1つずつ送り出すテープフィーダ(図2参照)110を複数有しており、供給位置において、電子部品96を供給する。なお、供給部100は、テープフィーダ110に限らず、トレイから電子部品96をピックアップして供給するトレイ型の供給装置でもよい。また、供給部100は、テープ型とトレイ型との両方、あるいはそれ以外の供給装置を備えた構成でもよい。
装着部102は、装着ヘッド(図2参照)112と、移動装置(図2参照)114とを有している。装着ヘッド112は、電子部品96を吸着保持するための吸着ノズル(図4参照)118を有する。吸着ノズル118は、正負圧供給装置(図示省略)から負圧が供給されることで、エアの吸引により電子部品96を吸着保持する。そして、正負圧供給装置から僅かな正圧が供給されることで、電子部品96を離脱する。また、移動装置114は、テープフィーダ110による電子部品96の供給位置と、基台60に載置された基板70との間で、装着ヘッド112を移動させる。これにより、装着部102では、テープフィーダ110から供給された電子部品96が、吸着ノズル118により保持され、その吸着ノズル118によって保持された電子部品96が、基板70に装着される。
また、制御装置27は、図2に示すように、コントローラ120と、複数の駆動回路122とを備えている。複数の駆動回路122は、上記電磁モータ38,56、保持装置62、昇降装置64、インクジェットヘッド76、レーザ照射装置78、インクジェットヘッド88、平坦化装置90、照射装置92、テープフィーダ110、装着ヘッド112、移動装置114に接続されている。コントローラ120は、CPU,ROM,RAM等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路122に接続されている。これにより、搬送装置20、第1造形ユニット22、第2造形ユニット24、装着ユニット26の作動が、コントローラ120によって制御される。
(B)回路形成装置の作動
回路形成装置10では、上述した構成によって、基板70上に電子部品96が装着されることで、回路が形成される。具体的には、ステージ52の基台60に基板70がセットされ、そのステージ52が、第2造形ユニット24の下方に移動される。そして、第2造形ユニット24において、図3に示すように、基板70の上に樹脂積層体130が形成される。樹脂積層体130は、電子部品96を装着するためのキャビティ132を有しており、インクジェットヘッド88からの紫外線硬化樹脂の吐出と、吐出された紫外線硬化樹脂への照射装置92による紫外線の照射とが繰り返されることにより形成される。
回路形成装置10では、上述した構成によって、基板70上に電子部品96が装着されることで、回路が形成される。具体的には、ステージ52の基台60に基板70がセットされ、そのステージ52が、第2造形ユニット24の下方に移動される。そして、第2造形ユニット24において、図3に示すように、基板70の上に樹脂積層体130が形成される。樹脂積層体130は、電子部品96を装着するためのキャビティ132を有しており、インクジェットヘッド88からの紫外線硬化樹脂の吐出と、吐出された紫外線硬化樹脂への照射装置92による紫外線の照射とが繰り返されることにより形成される。
詳しくは、第2造形ユニット24の第2印刷部84において、インクジェットヘッド88が、基板70の上面に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。この際、インクジェットヘッド88は、基板70の上面の所定の部分が概して矩形に露出するように、紫外線硬化樹脂を吐出する。続いて、紫外線硬化樹脂が薄膜状に吐出されると、硬化部86において、紫外線硬化樹脂の膜厚が均一となるように、紫外線硬化樹脂が平坦化装置90によって平坦化される。そして、照射装置92が、その薄膜状の紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、基板70の上に薄膜状の樹脂層133が形成される。
続いて、インクジェットヘッド88が、その薄膜状の樹脂層133の上の部分にのみ紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。つまり、インクジェットヘッド88は、基板70の上面の所定の部分が概して矩形に露出するように、薄膜状の樹脂層133の上に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。そして、平坦化装置90によって薄膜状の紫外線硬化樹脂が平坦化され、照射装置92が、その薄膜状に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射することで、薄膜状の樹脂層133の上に薄膜状の樹脂層133が積層される。このように、基板70の上面の概して矩形の部分を除いた薄膜状の樹脂層133の上への紫外線硬化樹脂の吐出と、紫外線の照射とが繰り返され、複数の樹脂層133が積層されることで、キャビティ132を有する樹脂積層体130が形成される。
上述した手順により樹脂積層体130が形成されると、ステージ52が装着ユニット26の下方に移動される。装着ユニット26では、テープフィーダ110により電子部品96が供給され、その電子部品96が装着ヘッド112の吸着ノズル118によって、保持される。そして、装着ヘッド112が、移動装置114によって移動され、吸着ノズル118により保持された電子部品96が、図4及び図5に示すように、樹脂積層体130のキャビティ132の内部に載置される。なお、樹脂積層体130の高さ寸法と、電子部品96の高さ寸法とは略同じとされている。
このように、回路形成装置10では、電子部品96が樹脂積層体130のキャビティ132の内部に装着される。しかしながら、図3乃至図5に示した樹脂積層体130のキャビティ132は、理想の形状であり、実際の樹脂積層体130のキャビティ132は、図6及び図7に示すように、概してお椀形状となる。つまり、理想形状のキャビティ132の壁面136は、図4に示すように、基板70に対して直角となる。一方、実際の樹脂積層体130のキャビティ132の壁面136は、図6に示すように、下に向かうほどキャビティ132の内部に向かって傾斜するテーパ面となる。
詳しくは、樹脂積層体130の形成時に、樹脂層133の上に紫外線硬化樹脂が吐出された際に、吐出された紫外線硬化樹脂がキャビティ132の内部に流れ込む。そして、キャビティ132に流れ込んだ状態で紫外線硬化樹脂が硬化することで、実際のキャビティ132の壁面136は、下に向かうほどキャビティ132の内部に向かって傾斜するテーパ面となる。
また、理想形状の樹脂積層体130では、図5に示すように、電子部品96の側面の角部に向かい合うキャビティ132の壁面は、電子部品96の角部と同様に、概して直角とされている。しかしながら、樹脂積層体130の形成時の紫外線硬化樹脂のキャビティ132への流れ込みと、紫外線硬化樹脂の表面張力等によって、実際の樹脂積層体130では、図7に示すように、電子部品96の側面の角部に向かい合うキャビティ132の壁面(以下、角部対応壁面)が、円弧状になっている。そして、角部対応側面が、キャビティ132の内部に向かって入り込んでいる。
このように、キャビティ132の壁面136が、下に向かうほどキャビティ132の内部に向かって傾斜するテーパ面となり、角部対応壁面がキャビティ132の内部に向かって入り込んでいると、図6及び図7に示すように、電子部品96とキャビティ132の壁面とが干渉する虞がある。このため、電子部品96を適切に基板70に装着することができない虞がある。
そこで、大きなキャビティ132を形成すれば、キャビティ132の内部において、電子部品96をキャビティ132の壁面136と干渉させることなく、基板70に装着することが可能となる。しかしながら、大きなキャビティ132を形成した場合には、キャビティの形成領域が大きくなり、コンパクトな回路を形成することができない。そこで、回路形成装置10では、樹脂積層体130の形成時の紫外線硬化樹脂のキャビティ132への流れ込みが抑制され、角部対応壁面のキャビティ132の内部への入り込みが抑制されている。
詳しくは、第2造形ユニット24の第2印刷部84において、インクジェットヘッド88が、基板70の上面に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。この際、インクジェットヘッド88は、図8に示すように、基板70の上面の概して矩形の部分を囲むように、所定の幅、例えば、50~100μmの幅で紫外線硬化樹脂150を吐出する。つまり、紫外線硬化樹脂150が概して枠形状に吐出される。なお、枠形状の角部が外側に向かって円弧状に突出するように、紫外線硬化樹脂150は吐出される。続いて、紫外線硬化樹脂150が概して枠形状に吐出されると、硬化部86において、紫外線硬化樹脂150の膜厚が均一となるように、紫外線硬化樹脂150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、その枠形状の紫外線硬化樹脂150に紫外線を照射する。これにより、基板70の上に枠形状の樹脂層133が形成される。
続いて、インクジェットヘッド88が、その枠形状の樹脂層133の上の部分にのみ紫外線硬化樹脂150を薄膜状に吐出する。そして、平坦化装置90によって紫外線硬化樹脂150が平坦化され、照射装置92が、その枠形状に吐出された紫外線硬化樹脂150に紫外線を照射することで、枠形状の樹脂層133の上に枠形状の樹脂層133が積層される。このように、基板70の上面の概して矩形の部分を囲む枠形状の樹脂層133の上への紫外線硬化樹脂150の吐出と、紫外線の照射とが繰り返され、複数の枠形状の樹脂層133が積層されることで、図9及び図10に示すように、キャビティ132を囲む第1の壁部160が形成される。なお、第1の壁部160の高さ寸法は、キャビティ132の内部に装着予定の電子部品96の高さ寸法の半分程度とされている。
なお、キャビティ132の壁面162は、第1の壁部160の形成時の紫外線硬化樹脂150のキャビティ132への流れ込みによって、下に向かうほどキャビティ132の内部に向かって傾斜するテーパ面となっている。しかしながら、第1の壁部160の形成時には、紫外線硬化樹脂150は枠形状に吐出されるため、図6に示すように、キャビティ132以外の全面に紫外線硬化樹脂150が吐出される場合と比較して、紫外線硬化樹脂150の吐出量は非常に少ない。このため、第1の壁部160の形成時に、キャビティ132の内部に流れ込む紫外線硬化樹脂150の量は非常に少なくなり、キャビティ132の壁面162の傾斜角度は大きくなる。具体的には、図6に示すように、従来の手法により形成されたキャビティ132の壁面136の傾斜角度は、40度程度となるが、図9に示すように、本手法により形成されたキャビティ132の壁面162の傾斜角度は、80度程度となる。
また、第1の壁部160の形成時には、枠形状の角部が外側に向かって円弧状に突出するように、紫外線硬化樹脂150が吐出される。このため、外側に向かって円弧状に突出するように吐出された紫外線硬化樹脂150が、キャビティ132の内部に流れ込んでも、キャビティ132の内部への突出量は抑制される。これにより、図7に示すように、従来の手法により形成されたキャビティ132の角部対応壁面は、キャビティ132の内部に向かって大きく入り込んでいるが、図10に示すように、本手法により形成されたキャビティ132の角部対応壁面は、キャビティ132の内部に向かって殆ど入り込んでいない。
このようにして第1の壁部160が形成されると、図11に示すように、第1の壁部160を囲むように、基板70の上面に第1の本体部170が形成される。詳しくは、第2造形ユニット24の第2印刷部84において、インクジェットヘッド88が、基板70の上面に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。この際、インクジェットヘッド88は、第1の壁部160及びキャビティ132を除く、基板70の上面に紫外線硬化樹脂を吐出する。そして、紫外線硬化樹脂の平坦化及び、紫外線硬化樹脂への紫外線の照射により、第1の壁部160を囲むように、基板70の上面に樹脂層133が形成される。
続いて、インクジェットヘッド88が、第1の壁部160を囲む樹脂層133の上の部分にのみ紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。そして、紫外線硬化樹脂の平坦化及び、紫外線硬化樹脂への紫外線の照射により、第1の壁部160を囲む樹脂層133の上に樹脂層133が積層される。このように、第1の壁部160を囲む樹脂層133の上への紫外線硬化樹脂150の吐出と、紫外線の照射とが繰り返され、複数の樹脂層133が積層されることで、第1の壁部160を囲むように、第1の本体部170が形成される。
このように、第1の本体部170の形成時には、第1の壁部160を囲むように、紫外線硬化樹脂が吐出されるため、第1の壁部160によって、キャビティ132の内部への紫外線硬化樹脂の流れ込みが防止される。なお、第1の本体部170の高さ寸法は、第1の壁部160の高さ寸法と同じとされている。
続いて、第1の本体部170が形成されると、図12に示すように、第1の壁部160の上に第2の壁部172が形成される。詳しくは、インクジェットヘッド88が、第1の壁部160の上面に、第1の壁部160の形成時と同様の枠形状に、紫外線硬化樹脂を吐出する。つまり、インクジェットヘッド88が、第1の壁部160の上面に、図8に示す形状の紫外線硬化樹脂150を吐出する。
ただし、第2の壁部172の形成時における紫外線硬化樹脂の吐出位置は、第1の壁部160の形成時における紫外線硬化樹脂の吐出位置よりキャビティ132から所定の距離α離れた位置とされている。このため、インクジェットヘッド88は、第1の壁部160の上面だけでなく、第1の壁部160に連続する第1の本体部170の縁部の上面にも、紫外線硬化樹脂を枠形状に吐出する。そして、紫外線硬化樹脂の平坦化及び、紫外線硬化樹脂への紫外線の照射により、第1の壁部160の上面及び、第1の壁部160に連続する第1の本体部170の縁部の上面に、枠形状の樹脂層133が形成される。
なお、所定の距離αは、第1の壁部160の上面の内縁と、その壁部160の上に形成される樹脂層133の内縁とが、上下方向において一致するように設定されている。これにより、キャビティ132を区画する第1の壁部160の上に、その壁部160から連続し、キャビティ132を区画する樹脂層133が形成される。
続いて、インクジェットヘッド88が、第1の壁部160の上に形成された枠形状の樹脂層133の上の部分にのみ紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。そして、紫外線硬化樹脂の平坦化及び、紫外線硬化樹脂への紫外線の照射により、枠形状の樹脂層133の上に枠形状の樹脂層133が積層される。このように、紫外線硬化樹脂150の吐出と、紫外線の照射とが繰り返され、複数の樹脂層133が積層されることで、第1の壁部160の上に第2の壁部172が形成される。
なお、第2の壁部172の形成時の紫外線硬化樹脂の吐出位置は、上述したように、第1の壁部160の形成時の紫外線硬化樹脂の吐出位置よりキャビティ132から所定の距離α、離れた位置とされている。このため、第2の壁部172は、第1の壁部160よりキャビティ132から所定の距離α、ズレた箇所に形成される。
また、第2の壁部172の形成時においても、第1の壁部160の形成時と同様に、キャビティ132の内部への紫外線硬化樹脂の流れ込みが抑制されるため、キャビティ132を区画する第2の壁部172の壁面の傾斜角度は、キャビティ132を区画する第1の壁部160の壁面の傾斜角度と略同じとなる。なお、第2の壁部172の高さ寸法は、基板70の上面から第2の壁部172の上面までの高さ寸法と、キャビティ132の内部に装着予定の電子部品96の高さ寸法とが一致するように設定されている。つまり、第2の壁部172の高さ寸法と第1の壁部160の高さ寸法とを合計した寸法と、キャビティ132の内部に装着予定の電子部品96の高さ寸法とは同じとされている。
次に、第2の壁部172が形成されると、図13に示すように、第2の壁部172を囲むように、第1の本体部170の上面に第2の本体部176が形成される。詳しくは、第2造形ユニット24の第2印刷部84において、インクジェットヘッド88が、第1の本体部170の上面に紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。この際、インクジェットヘッド88は、第2の壁部172及びキャビティ132を除く、第1の本体部170の上面に紫外線硬化樹脂を吐出する。そして、紫外線硬化樹脂の平坦化及び、紫外線硬化樹脂への紫外線の照射により、第2の壁部172を囲むように、第1の本体部170の上面に樹脂層133が形成される。
続いて、インクジェットヘッド88が、第2の壁部172を囲む樹脂層133の上の部分にのみ紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。そして、紫外線硬化樹脂の平坦化及び、紫外線硬化樹脂への紫外線の照射により、第2の壁部172を囲む樹脂層133の上に樹脂層133が積層される。このように、第2の壁部172を囲む樹脂層133の上への紫外線硬化樹脂150の吐出と、紫外線の照射とが繰り返され、複数の樹脂層133が積層されることで、第2の壁部172を囲むように、第2の本体部176が形成される。
第2の本体部176の形成時においても、第1の本体部170の形成時と同様に、第2の壁部172を囲むように、紫外線硬化樹脂が吐出されるため、第2の壁部172によって、キャビティ132の内部への紫外線硬化樹脂の流れ込みが防止される。なお、第2の本体部176の高さ寸法は、第2の壁部172の高さ寸法と同じとされている。
このように、回路形成装置10では、基板70の上に、第1の壁部160が形成され、その第1の壁部160を囲む第1の本体部170が形成される。そして、第1の壁部160の上に、第2の壁部172が形成され、その第2の壁部172を囲む第2の本体部176が形成される。これにより、基板70の上に、キャビティ132を有する樹脂積層体180が形成される。つまり、第1の壁部160と、第1の本体部170と、第2の壁部172と、第2の本体部176とによって、樹脂積層体180が形成される。
次に、樹脂積層体180が形成されると、ステージ52が装着ユニット26の下方に移動される。そして、装着ヘッド112によって電子部品96が保持され、その電子部品96が、樹脂積層体180のキャビティ132の内部に載置される。続いて、電子部品96がキャビティ132の内部に載置されると、図14に示すように、キャビティ132の電子部品96が載置されている個所以外の隙間に、樹脂積層体190が形成される。なお、樹脂積層体190の形成方法は、第1の壁部160,第1の本体部170等と同じであるため説明を省略する。また、樹脂積層体190の高さ寸法は、樹脂積層体180の高さ寸法と略同じとされている。
続いて、樹脂積層体190が形成されると、第1造形ユニット22の下方にステージ52が移動される。そして、第1印刷部72において、インクジェットヘッド76が、金属インクを回路パターンに応じて線状に吐出する。この際、金属インクは、電子部品96の電極200と、他の電極(図示省略)とを繋ぐように、線状に吐出される。続いて、焼成部74において、吐出された金属インクに、レーザ照射装置78によってレーザが照射されることで、金属インクが焼成し、図15に示すように、電子部品96の電極200と、他の電極とを繋ぐ配線202が形成される。これにより、基板70に電子部品96が装着された回路が形成される。
このように、回路形成装置10では、樹脂積層体180の形成時において、キャビティ132の内部への紫外線硬化樹脂の流れ込みが抑制される。さらに、載置される電子部品96の側面の角部に向かい合うキャビティ132の壁面、つまり、角部対応壁面が外側に向かって円弧状に突出するように、紫外線硬化樹脂150が吐出される。このため、樹脂積層体180では、キャビティ132の壁面の傾斜角度は大きくされており、特に、キャビティ132の角部対応壁面は、キャビティ132の内部に向かって殆ど入り込んでいない。これにより、キャビティ132の壁面と電子部品96とを干渉させることなく、電子部品96を適切にキャビティ132に載置することが可能となる。
また、樹脂積層体180の形成時には、第1の壁部160及び第1の本体部170が形成された後に、第2の壁部172及び第2の本体部176が形成されている。これは、紫外線硬化樹脂を吐出するインクジェットヘッド88と、吐出された紫外線硬化樹脂との干渉を防止するためである。詳しくは、インクジェットヘッド88が紫外線硬化樹脂を吐出する際には、吐出予定箇所に適切に紫外線硬化樹脂を吐出するべく、吐出ノズルの先端と吐出予定位置との間の距離が1mm以下となるまで、インクジェットヘッド88が吐出予定位置に接近する。このため、例えば、キャビティ132への載置予定の電子部品96の高さ寸法が、1mmを超えている場合には、キャビティ132を区画する壁部の高さ寸法は、1mmを超える。このような場合に、1mmを超える高さの壁部を形成すると、本体部の形成時に、インクジェットヘッド88と壁部とが干渉する。そこで、先に説明したように、1mm以下の第1の壁部160及び第1の本体部170を形成し、第1の壁部160及び第1の本体部170の上に、1mm以下の第2の壁部172及び第2の本体部176を形成する。これにより、インクジェットヘッド88と壁部とを干渉させることなく、高さ寸法が1mmを超える壁部を形成することが可能となる。
なお、キャビティ132を有する樹脂積層体180は、キャビティ132に装着される電子部品96の寸法に応じた形状とされる。つまり、装着時の電子部品96の左右方向の寸法が大きい場合には、左右方向に大きいキャビティ132が形成され、装着時の電子部品96の左右方向の寸法が小さい場合には、左右方向に小さいキャビティ132が形成される。また、装着時の電子部品96の上下方向の寸法、つまり、高さ寸法に応じた深さのキャビティ132が形成される。
このため、従来の手法では、キャビティ132の左右方向の寸法は、電子部品96の左右方向の寸法に応じて設定され、キャビティ132の上下方向の寸法は、電子部品96の高さ方向の寸法に応じて設定されていた。しかしながら、キャビティ132の壁面はテーパ面とされており、キャビティ132の上下方向の寸法が大きいほど、キャビティ132の底面は小さくなり、キャビティ132の上下方向の寸法が小さいほど、キャビティ132の底面は大きくなる。つまり、キャビティ132の左右方向の寸法を、電子部品96の左右方向の寸法のみを考慮して設定した場合には、電子部品96をキャビティ132に装着することができない場合がある。そこで、回路形成装置10では、キャビティ132の左右方向の寸法が、電子部品96の左右方向の寸法だけでなく、電子部品96の上下方向の寸法も考慮して設定されている。
詳しくは、キャビティ132の左右方向の寸法は、樹脂積層体180の樹脂層133の形成時に吐出される紫外線硬化樹脂の形状、つまり、紫外線硬化樹脂の吐出パターンに応じて決まる。このため、紫外線硬化樹脂の吐出パターンは、キャビティ132となる箇所が電子部品96の左右方法の寸法より大きくなるように、設定される。この際、電子部品96の高さ寸法が大きいほど、キャビティ132となる箇所が大きくなるように、紫外線硬化樹脂の吐出パターンが設定される。
具体的に、電子部品96の左右方向の寸法が同じであるが、高さ寸法が異なっている場合について、図16を用いて説明する。図16には、電子部品96aと電子部品96bと電子部品96cとの各々の紫外線硬化樹脂の吐出パターンと、電子部品96aと電子部品96bと電子部品96cとの各々が装着されたキャビティ132を有する樹脂積層体180の平面図及び断面図が記されている。なお、電子部品96a,96b、96cの左右方向の寸法は同じであるが、電子部品96bの高さ寸法は、電子部品96aの高さ寸法より大きく、電子部品96cの高さ寸法は、電子部品96bの高さ寸法より大きい。
また、紫外線硬化樹脂の吐出パターンを示す図では、黒塗部210が、紫外線硬化樹脂が吐出される部分を示しており、白抜部212が、紫外線硬化樹脂が吐出されない部分、つまり、キャビティ132となる部分を示している。なお、白抜部212が黒塗部210に向かって円弧状に凹んだ形状とされている理由は、先に説明しているため、省略する。また、上記説明では、樹脂積層体180の形成手法において、第1の壁部160と第1の本体部170と第2の壁部172と第2の本体部176とが区別して説明されている。ただし、以下の説明では、説明を簡略化するべく、第1の壁部160と第1の本体部170と第2の壁部172と第2の本体部176とを一体的に樹脂積層体180として説明する。
図16から解るように、電子部品96bに対応する紫外線硬化樹脂の吐出パターンでは、電子部品96aに対応する紫外線硬化樹脂の吐出パターンと比較して、白抜部212が大きくされている。また、電子部品96cに対応する紫外線硬化樹脂の吐出パターンでは、電子部品96bに対応する紫外線硬化樹脂の吐出パターンと比較して、白抜部212が大きくされている。つまり、電子部品96の高さ寸法が大きいほど、キャビティ132となる箇所が大きくなるように、紫外線硬化樹脂の吐出パターンが設定されている。
このように、紫外線硬化樹脂の吐出パターンを設定することで、電子部品96の高さ寸法が大きくなるほど、キャビティ132の開口が大きくなり、電子部品96の上面の縁とキャビティ132の開口とのクリアランスは大きくなる。一方で、キャビティ132の壁面が、下方に向かうほどキャビティ132の内部に向かって傾斜するテーパ面とされているため、電子部品96a,96b、96cの各々を装着するためのキャビティ132の底面の大きさは、略同じとされている。これにより、キャビティ132の壁面が、下方に向かうほどキャビティ132の内部に向かって傾斜するテーパ面であっても、高さ寸法の異なる電子部品96a,96b、96cの各々を適切にキャビティ132の内部に装着することが可能となる。
また、制御装置27のコントローラ120は、図2に示すように、第1壁部形成部220と、第1本体部形成部222と、第2壁部形成部224と、第2本体部形成部226とを有している。第1壁部形成部220は、第1の壁部160を形成するための機能部である。第1本体部形成部222は、第1の本体部170を形成するための機能部である。第2壁部形成部224は、第2の壁部172を形成するための機能部である。第2本体部形成部226は、第2の本体部176を形成するための機能部である。
ちなみに、上記実施例において、回路形成装置10は、回路形成装置の一例である。制御装置27は、制御装置の一例である。インクジェットヘッド88は、吐出装置の一例である。電子部品96は、部品の一例である。キャビティ132は、キャビティの一例である。樹脂層133は、樹脂層の一例である。樹脂積層体180は、樹脂積層体の一例である。第1の壁部160は、第1の壁部の一例である。第1の本体部170は、第1の本体部の一例である。第2の壁部172は、第2の壁部の一例である。第2の本体部176は、第2の本体部の一例である。また、第1壁部形成部220により実行される工程は、第1壁部形成工程の一例である。第1本体部形成部222により実行される工程は、第1本体部形成工程の一例である。第2壁部形成部224により実行される工程は、第2壁部形成工程の一例である。第2本体部形成部226により実行される工程は、第2本体部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、図16に示すように、紫外線硬化樹脂の吐出パターンにおいて、白抜部212が黒塗部210に向かって円弧形状に凹んだ形状とされているが、図17に示すように、白抜部232が黒塗部230に向かって三角形状に凹んだ形状とされてもよい。つまり、樹脂積層体180の形成時に、角部対応側面がキャビティ132から離れる方向に凹んだ形状とされるように、紫外線硬化樹脂が吐出されれば、その凹んだ形状は、円弧形状,三角形状など、種々の形状とすることが可能である。
また、上記実施例では、樹脂積層体180が、第1の壁部160と第1の本体部170とにより構成される1層目の積層部と、第2の壁部172と第2の本体部176とにより構成される2層目の積層部とにより形成されている。ただし、第2の壁部172及び第2の本体部176の上に、第3の壁部及び第3の本体部を形成し、樹脂積層体を、3層以上の積層部により形成してもよい。
10:回路形成装置 27:制御装置 88:インクジェットヘッド(吐出装置) 96:電子部品(部品) 132:キャビティ 133:樹脂層 180:樹脂積層体 160:第1の壁部 170:第1の本体部 172:第2の壁部 176:第2の本体部 220:第1壁部形成部(第1壁部形成工程) 222:第1本体部形成部(第1本体部形成工程) 224:第2壁部形成部(第2壁部形成工程) 226:第2本体部形成部(第2本体部形成工程)
Claims (7)
- 薄膜状に吐出された硬化性樹脂を硬化させた樹脂層を、複数、積層することで、部品を収容するためのキャビティを有する樹脂積層体を形成する際に、前記部品の角部と対向する前記キャビティの壁面が、前記部品の角部から離れる方向に凹んだ状態となるように硬化性樹脂を吐出することで、前記樹脂積層体を形成する回路形成方法。
- 前記部品の高さ寸法が大きいほど、前記キャビティの開口を大きく形成する請求項1に記載の回路形成方法。
- 前記部品の高さ寸法が大きいほど、前記部品の上面の縁と前記キャビティの開口とのクリアランスが大きくなるように、前記樹脂積層体を形成する請求項1に記載の回路形成方法。
- 前記キャビティを区画する第1の壁部を形成する第1壁部形成工程と、
前記第1壁部形成工程において形成された前記第1の壁部を囲むように、前記樹脂積層体の第1の本体部を形成する第1本体部形成工程と
を含む請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の回路形成方法。 - 前記第1の壁部の上に、前記キャビティを区画する第2の壁部を形成する第2壁部形成工程と、
前記第2壁部形成工程において形成された前記第2の壁部を囲むように、前記第1の本体部の上に、前記樹脂積層体の第2の本体部を形成する第2本体部形成工程と
を含む請求項4に記載の回路形成方法。 - 前記第2の壁部が、前記第1の壁部の形成位置より前記キャビティから離れる方向にズレた箇所に形成された請求項5に記載の回路形成方法。
- 硬化性樹脂を吐出する吐出装置と、
前記吐出装置により薄膜状に吐出された硬化性樹脂を硬化させた樹脂層を、複数、積層することで、部品を収容するためのキャビティを有する樹脂積層体を形成する際に、前記部品の角部と対向する前記キャビティの壁面が、前記部品の角部から離れる方向に凹んだ状態となるように硬化性樹脂を吐出するように、前記吐出装置の作動を制御する制御装置と
を備えた回路形成装置。
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