(57)【要約】  ３次元積層造形により電子部品と回路配線を含んだ積層ユニットを形成するユニット形成工程と、積層ユニットを上下方向に積層して一体化することによって３次元積層電子デバイスを製造するユニット積層工程とを備える３次元積層電子デバイスの製造方法。
2019102522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元積層造形により電子部品と回路配線を含んだ積層ユニットを形成するユニット形成工程と、
前記積層ユニットを上下方向に積層して一体化することによって３次元積層電子デバイスを製造するユニット積層工程とを備える３次元積層電子デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記ユニット形成工程は、
前記電子部品の実装予定位置に該電子部品を収容可能な空間部を形成する空間形成処理と、
前記空間部に前記電子部品を実装する実装処理とを含み、
前記ユニット積層工程は、
前記空間部を上層の前記積層ユニットの底面で閉塞して空洞部を形成する空洞形成処理を含む請求項１に記載の３次元積層電子デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記ユニット形成工程は、
前記積層ユニットを上下方向に積層した際に、下層の前記積層ユニットに対して電気的な接続をする導電端子を形成する導電端子形成処理を含み、
前記電子部品は、
前記積層ユニットを上下方向に積層した際に、上層の前記積層ユニットの前記導電端子に対して電気的な接続をする接続ピンを含む請求項１又は請求項２に記載の３次元積層電子デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記ユニット積層工程は、
上下方向に積層して一体化する前記積層ユニットの少なくとも一つを共通化し、該共通化した積層ユニット以外の積層ユニットを、前記電子部品とは異なる電子部品又は前記回路配線のパターンとは異なる回路配線を含んだ積層ユニットに交換することによって、前記３次元積層電子デバイスとは異なる３次元積層電子デバイスを製造する請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の３次元積層電子デバイスの製造方法。
【請求項５】
電子部品が収容された空洞部を備える３次元積層電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、３次元積層造形を用いた３次元積層電子デバイスの製造方法及び３次元積層電子デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、３次元積層造形に関し、種々の技術が提案されている。【０００３】
例えば、下記特許文献１に記載の技術は、高速原型作成法であって、ａ．物体を比較的厚い複数の層に電気的に分解する工程と、ｂ．該複数の層を組立材シートの厚さに相当する複数の断面に電気的に切り分ける工程と、ｃ．前記断面に対応する前記組立材料の物理的切片をシート上で作図する工程とを備えている。さらに、高速原型作成法は、ｄ．前記組立材シートから前記物理的切片を切り取る工程と、ｅ．前記物理的切片を積み重ねて前記層を組み立てる工程と、ｆ．前記層を積み重ねて前記物体の物理モデルを再形成する工程とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平１１−５１４３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の技術は、例えば、一時に一つというように層を順次作成しなければならないことを回避できるが、原型モデル化技術に関するものであるため、３次元積層電子デバイスの製造に適用することが困難であった。また、フルアディティブの工法で部品がキャビティに内蔵される場合には、内蔵される部品の寸法バラツキに対する考慮が複雑であった。なぜなら、部品バラツキに従ってキャビティ寸法を逐一調整したり、さらに、キャビティに埋め込まれる樹脂の量を調整する必要があるからである。【０００６】
そこで、本開示は、上述した点を鑑みてなされたものであり、タクトタイムやサイクルタイムを短縮することが可能な３次元積層電子デバイスの製造方法及び３次元積層電子デバイスを提供することを課題とする。また、内蔵される電子部品の寸法バラツキに対して高い許容度を有することが可能な３次元積層電子デバイスの製造方法及び３次元積層電子デバイスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書は、３次元積層造形により電子部品と回路配線を含んだ積層ユニットを形成するユニット形成工程と、積層ユニットを上下方向に積層して一体化することによって３次元積層電子デバイスを製造するユニット積層工程とを備える３次元積層電子デバイスの製造方法を開示する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、３次元積層電子デバイスの製造方法は、タクトタイムやサイクルタイムを短縮することが可能である。また、本開示によれば、内蔵される電子部品の寸法バラツキに対して高い許容度を有することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】積層ユニット形成装置を示す図である。
【図２】制御装置を示すブロック図である。
【図３】制御装置を示すブロック図である。
【図４】３次元積層電子デバイスの製造工程の流れを示すフローチャートである。
【図５】基材上に形成された複数の積層ユニットを示す断面図である。
【図６】基材上に形成された各積層ユニットを示す断面図である。
【図７】基材上に形成された各積層ユニットを示す断面図である。
【図８】上下方向に積層される際の各積層ユニットを示す断面図である。
【図９】３次元積層電子デバイスを示す断面図である。
【図１０】変更例において、上下方向に積層される際の各積層ユニットを示す断面図である。
【図１１】変更例の３次元積層電子デバイスを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の好適な実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
（Ａ）積層ユニット形成装置の構成
図１に積層ユニット形成装置１０を示す。積層ユニット形成装置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，図３参照）２７を備える。さらに、積層ユニット形成装置１０は、転写ユニット２００と、加熱部２１４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と転写ユニット２００と加熱部２１４とは、積層ユニット形成装置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。
【００１２】
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の上に配設されている。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。そのため、Ｙ軸スライドレール５０は、Ｘ軸方向に移動可能とされている。そして、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。
【００１３】
ステージ５２は、基台６０と、保持装置６２と、昇降装置６４とを有している。基台６０は、平板状に形成され、上面に基材（図５参照）７０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に載置された基材７０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、基材７０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Ｚ軸方向で昇降させる。
【００１４】
なお、基材７０には、熱または溶剤で溶けるワックス系の材料（例えば、ろう材）で作られたものが使用される。しかしながら、基材７０は、これに限られるものでなく、例えば、剥離性のある下地の素材（例えば、接着力の弱い両面テープ、フィルム材等）で作られたものであってもよい。但し、そのような両面テープが基材７０として使用される場合には、基材７０は、その接着力によって基台６０に固定的に保持されるため、保持装置６２は不要となる。
【００１５】
第１造形ユニット２２は、ステージ５２の基台６０に載置された基材７０の上に回路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に載置された基材７０の上に、金属インクを線状に吐出する。金属インクは、金属の微粒子が溶剤中に分散されたものである。なお、インクジェットヘッド７６は、例えば、圧電素子を用いたピエゾ方式によって複数のノズルから金属インクを吐出する。
【００１６】
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、基材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、回路配線が形成される。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、金属製の回路配線が形成される。
【００１７】
また、第２造形ユニット２４は、ステージ５２の基台６０に載置された基材７０の上に樹脂層を造形するユニットであり、第２印刷部８４と、硬化部８６とを有している。第２印刷部８４は、インクジェットヘッド（図２参照）８８を有しており、基台６０に載置された基材７０の上に紫外線硬化樹脂を吐出する。紫外線硬化樹脂は、紫外線の照射により硬化する樹脂である。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。
【００１８】
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によって基材７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂の上面を平坦化するものであり、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にさせる。また、照射装置９２は、光源として水銀ランプもしくはＬＥＤを備えており、基材７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、基材７０の上に吐出された紫外線硬化樹脂が硬化し、樹脂層が形成される。
【００１９】
また、装着ユニット２６は、ステージ５２の基台６０に載置された基材７０の上に、第１電子部品（図７参照）９６と、第２電子部品（図７参照）９８と、プローブピン（図７参照）９９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第１電子部品９６を１つずつ送り出す第１テープフィーダ（図２参照）１１０と、テーピング化された第２電子部品９８を１つずつ送り出す第２テープフィーダ（図２参照）１１１を複数有しており、各供給位置において、第１電子部品９６と第２電子部品９８を供給する。さらに、供給部１００は、プローブピン９９が立った状態で並べられたトレイ（図２参照）２０１を有しており、トレイ２０１からピックアップされることが可能な状態でプローブピン９９を供給する。なお、第１電子部品９６と第２電子部品９８の供給は、第１テープフィーダ１１０と第２テープフィーダ１１１による供給に限らず、トレイによる供給でもよい。これに対して、プローブピン９９の供給は、トレイ２０１による供給に限らず、テープフィーダによる供給でもよい。また、第１電子部品９６と第２電子部品９８とプローブピン９９の供給は、テープフィーダによる供給とトレイによる供給との両方、あるいはそれ以外の供給でもよい。
【００２０】
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、第１電子部品９６、第２電子部品９８、またはプローブピン９９（以下、第１電子部品９６等という。）を吸着保持するための吸着ノズル（図７参照）１１８を有している。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、エアの吸引により第１電子部品９６等を吸着保持する。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、第１電子部品９６等を離脱する。また、移動装置１１４は、第１テープフィーダ１１０と第２テープフィーダ１１１の各供給位置またはトレイ２０１と、基台６０に載置された基材７０との間で、装着ヘッド１１２を移動させる。これにより、装着部１０２では、第１電子部品９６等が、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第１電子部品９６等が、基材７０の上に装着される。なお、第１電子部品９６または第２電子部品９８には、例えば、ジャイロセンサー等のセンサー素子が使用される。また、プローブピン９９には、その先端がストローク可能なものが使用されるが、そのようなストロークが不可能なものであってもよい。
【００２１】
転写ユニット２００は、ステージ５２の基台６０に載置された基材７０の上に、第１導電性接着剤２２４（図５参照）と、第２導電性接着剤２３４（図５参照）を転写するユニットである。第１導電性接着剤２２４と第２導電性接着剤２３４は、加熱により硬化する導電性ペーストである。但し、第１導電性接着剤２２４は、その加熱に先立って、紫外線で硬化される。その紫外線の照射は、上記照射装置９２で行われる。
【００２２】
さらに、転写ユニット２００は、供給部２０２と、転写部２０４とを有している。供給部２０２は、第１接着剤供給装置２０６（図３参照）と、第２接着剤供給装置２０８（図３参照）とを有している。第１接着剤供給装置２０６は、第１導電性接着剤２２４が吐出されたディップ皿（図示省略）を有し、そのディップ皿において、スキージ（図示省略）で押し広げられることによって厚みが均一にされた状態の第１導電性接着剤２２４を供給する。同様にして、第２接着剤供給装置２０８は、第２導電性接着剤２３４が吐出されたディップ皿（図示省略）を有し、そのディップ皿において、スキージ（図示省略）で押し広げられることによって厚みが均一にされた状態の第２導電性接着剤２３４を供給する。
【００２３】
転写部２０４は、転写ヘッド２１０（図３参照）と、移動装置（図３参照）２１２とを有している。転写ヘッド２１０は、第１導電性接着剤２２４または第２導電性接着剤２３４を転写するためのディップ針（図５参照）１１９を複数有している。ディップ針１１９は、第１接着剤供給装置２０６または第２接着剤供給装置２０８の各ディップ皿において、第１導電性接着剤２２４または第２導電性接着剤２３４にディップされる。これにより、ディップ針１１９の先端には、第１導電性接着剤２２４または第２導電性接着剤２３４が付着する。なお、転写ヘッド２１０は、複数のディップ針１１９を、第１導電性接着剤２２４を付着させるものと、第２導電性接着剤２３４を付着させるものとに分けて使用する。また、移動装置２１２は、第１接着剤供給装置２０６または第２接着剤供給装置２０８の各ディップ皿と、基台６０に載置された基材７０との間で、転写ヘッド２１０を移動させる。これにより、転写部２０４では、ディップ針１１９の先端に付着された第１導電性接着剤２２４または第２導電性接着剤２３４が、基材７０の上に転写される。
【００２４】
加熱部２１４は、照射装置（図３参照）２１６を有している。照射装置２１６は、赤外線ランプまたは赤外線ヒータを備えており、基材７０の上に赤外線を照射する。これにより、基材７０の上に転写された第１導電性接着剤２２４または第２導電性接着剤２３４が、加熱により硬化する。なお、加熱部２１４は、照射装置２１６に代えて、電気炉を備えてもよい。
【００２５】
また、制御装置２７は、図２及び図３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、図２に示すように、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、第１テープフィーダ１１０、第２テープフィーダ１１１、装着ヘッド１１２、移動装置１１４に接続されている。さらに、複数の駆動回路１２２は、図３に示すように、上記第１接着剤供給装置２０６、第２接着剤供給装置２０８、転写ヘッド２１０、移動装置２１２、照射装置２１６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、転写ユニット２００、加熱部２１４の作動が、コントローラ１２０によって制御される。
【００２６】
（Ｂ）３次元積層電子デバイスの製造方法
次に、３次元積層電子デバイスの製造方法について説明する。図４に示すように、３次元積層電子デバイスの製造方法１３０は、ユニット形成工程Ｐ１０と、ユニット積層工程Ｐ１２とを備えている。ユニット形成工程Ｐ１０では、上記積層ユニット形成装置１０によって、基材７０の上に、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃ（図７参照）が形成される。これに対して、ユニット積層工程Ｐ１２では、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃが上下方向に積層されることによって、３次元積層電子デバイス２４６（図９参照）が作られる。なお、以下の説明において、各積層ユニット２１８Ａ〜２１８Ｃを区別せずに総称する場合は、積層ユニット２１８と表記する。
【００２７】
（Ｂ−１）ユニット形成工程
ユニット形成工程Ｐ１０は、コントローラ１２０によって実行され、樹脂積層体形成処理Ｓ１０と、導電端子形成処理Ｓ２０と、回路配線形成処理Ｓ３０と、実装処理Ｓ４０とを有している。なお、上記の各処理Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ４０の実行順序は、３次元積層電子デバイス２４６（つまり、各積層ユニット２１８Ａ〜２１８Ｃ）の積層構造等によって決定される。そのため、上記の各処理Ｓ１０，Ｓ２０，Ｓ３０，Ｓ４０は、それらの表記順で繰り返されるものでない。以下の説明では、図５乃至図７に示された各積層ユニット２１８Ａ〜２１８Ｃが形成される際の、ユニット積層工程Ｐ１２について説明する。
【００２８】
まず、樹脂積層体形成処理Ｓ１０では、図５に示すように、基材７０の上に、積層ユニット２１８の１層目の樹脂層２２０が形成される。そのためには、基材７０が基台６０に対してセットされる。そして、ステージ５２が第２造形ユニット２４の下方に移動される。その後、第２印刷部８４において、インクジェットヘッド８８が、基材７０の上面に対して紫外線硬化樹脂を薄膜状に吐出する。続いて、硬化部８６において、平坦化装置９０が、その吐出された紫外線硬化樹脂を、その膜厚が均一となるように平坦化する。さらに、照射装置９２が、その平坦化された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射する。これにより、紫外線硬化樹脂が硬化する。以後、紫外線硬化樹脂の吐出と平坦化と硬化が繰り返されることによって、基材７０の上には、積層ユニット２１８において、１層目の樹脂層２２０が形成される。
【００２９】
樹脂積層体形成処理Ｓ１０は、空間形成処理Ｓ１２（図４参照）を含んでいる。空間形成処理Ｓ１２では、紫外線硬化樹脂の吐出と平坦化と硬化が繰り返される際において、インクジェットヘッド８８が、基材７０の上面に対して、所定の部分が概して円形に露出するように、紫外線硬化樹脂を吐出する。これにより、各積層ユニット２１８Ｂ，２１８Ｃの樹脂層２２０では、複数の貫通孔２２２が形成される。
【００３０】
導電端子形成処理Ｓ２０では、ステージ５２が転写ユニット２００の下方に移動される。転写ユニット２００では、第１接着剤供給装置２０６において供給された第１導電性接着剤２２４が、転写ヘッド２１０のディップ針１１９の先端に付着される。その付着された第１導電性接着剤２２４は、転写ヘッド２１０が移動装置２１２で移動するに伴って、樹脂層２２０の各貫通孔２２２に充填される。これにより、各積層ユニット２１８Ｂ，２１８Ｃの樹脂層２２０では、第１導電性接着剤２２４が各貫通孔２２２に転写される。その後、ステージ５２が第２造形ユニット２４の硬化部８６に移動される。硬化部８６では、照射装置９２が、その転写された第１導電性接着剤２２４に紫外線を照射する。これにより、各積層ユニット２１８Ｂ，２１８Ｃの樹脂層２２０では、各貫通孔２２２内の第１導電性接着剤２２４が硬化することによって、各導電端子２２６が形成される。
【００３１】
回路配線形成処理Ｓ３０では、ステージ５２が第１造形ユニット２２の下方に移動される。その後、第１印刷部７２において、インクジェットヘッド７６が、積層ユニット２１８の樹脂層２２０の上面に対して、金属インクを配線回路パターンに応じて線状に吐出する。その際、インクジェットヘッド７６は、その配線回路パターンに応じて、各積層ユニット２１８Ｂ，２１８Ｃの導電端子２２６の上面に対しても、金属インクを吐出する。続いて、焼成部７４において、レーザ照射装置７８が、その吐出された金属インクにレーザを照射する。これにより、積層ユニット２１８の樹脂層２２０の上面では、金属インクが焼成することによって、１層目の回路配線２２８が形成される。なお、その回路配線２２８は、各積層ユニット２１８Ｂ，２１８Ｃの導電端子２２６の上面にも形成される。
【００３２】
その後、本実施形態では、上記の樹脂積層体形成処理Ｓ１０及び回路配線形成処理Ｓ３０が繰り返される。これにより、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂでは、２層目の樹脂層２３０と、２層目の回路配線２３２が形成される。これに対して、積層ユニット２１８Ｃでは、２層目の樹脂層２３０が形成される。
【００３３】
実装処理Ｓ４０は、転写処理Ｓ４２（図４参照）と、装着処理Ｓ４４（図４参照）と、加熱処理Ｓ４６（図４参照）とを含んでいる。転写処理Ｓ４２では、ステージ５２が転写ユニット２００の下方に移動される。転写ユニット２００では、第２接着剤供給装置２０８において供給された第２導電性接着剤２３４が、転写ヘッド２１０のディップ針１１９の先端に付着される。その付着された第２導電性接着剤２３４は、転写ヘッド２１０が移動装置２１２で移動するに伴って、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂにおいて、複数の所定箇所に転写される。なお、その転写された第２導電性接着剤２３４のいずれかは、２層目の回路配線２３２の隙間において、２層目の樹脂層２３０の貫通孔にまで充填されることよって、２層目の回路配線２３２と１層目の回路配線２２８を電気的に接続された構造にする。
【００３４】
その後、上記の樹脂積層体形成処理Ｓ１０が繰り返される。これにより、積層ユニット２１８では、図６に示すように、３層目の樹脂層２３６が形成される。具体的には、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂでは、２層目の樹脂層２３０の上面または２層目の回路配線２３２の上面において、３層目の樹脂層２３６が形成される。その際、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂの実装予定位置２３８には、上記の空間形成処理Ｓ１２によって、空間部２４０が形成される。これに対して、積層ユニット２１８Ｃでは、２層目の樹脂層２３０の上面において、３層目の樹脂層２３６が形成される。但し、３層目の樹脂層２３６の上面は、平坦化されず、ドーム状に形成される。
【００３５】
装着処理Ｓ４４では、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、第１テープフィーダ１１０により供給された第１電子部品９６が、装着ヘッド１１２の吸着ノズル１１８に保持される。その保持された第１電子部品９６は、装着ヘッド１１２が移動装置１１４で移動するに伴って、図７に示すように、積層ユニット２１８Ｂの空間部２４０に装着される。その際、第１電子部品９６の各電極９７は、下方を向き、１層目の回路配線２２８の隙間を跨ぐようにして配置され、その隙間を形成する各回路配線２２８の上面に第２導電性接着剤２３４を介して接続される。このようにして、第２導電性接着剤２３４は、その隙間を形成する各回路配線２２８を、第１電子部品９６を介して電気的に接続された構造にする。なお、第１電子部品９６は、空間部２４０の壁面を形成する３層目の樹脂層２３６から離間した状態にある。また、第１電子部品９６の上面は、３層目の樹脂層２３６の上面より下方に位置する。
【００３６】
装着ユニット２６では、第２テープフィーダ１１１により供給された第２電子部品９８が、装着ヘッド１１２の吸着ノズル１１８に保持される。その保持された第２電子部品９８は、装着ヘッド１１２が移動装置１１４で移動するに伴って、積層ユニット２１８Ａの空間部２４０に装着される。その際、第２電子部品９８の各電極（図示省略）は、下方を向き、１層目の回路配線２２８の上面に第２導電性接着剤２３４を介して接続される。なお、積層ユニット２１８Ａの空間部２４０では、複数の第２電子部品９８が装着される。各第２電子部品９８は、空間部２４０の壁面を形成する３層目の樹脂層２３６から離間した状態にある。また、各第２電子部品９８の上面は、３層目の樹脂層２３６の上面より下方に位置する。
【００３７】
装着ユニット２６では、トレイ２０１により供給されたプローブピン９９が、装着ヘッド１１２の吸着ノズル１１８に保持される。その保持されたプローブピン９９は、装着ヘッド１１２が移動装置１１４で移動するに伴って、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂの空間部２４０に装着される。これにより、複数のプローブピン９９が、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂに装着される。なお、プローブピン９９の下端は、２層目の回路配線２３２の上面に第２導電性接着剤２３４を介して接続される。また、プローブピン９９の上端は、３層目の樹脂層２３６の上面より上方に位置する。
【００３８】
その後、装着処理Ｓ４４では、ステージ５２が加熱部２１４の下方に移動される。加熱部２１４では、照射装置２１６が、基材７０の上に赤外線を照射する。これにより、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃでは、第１導電性接着剤２２４及び第２導電性接着剤２３４が硬化し、第１電子部品９６、各第２電子部品９８、及び各プローブピン９９が固定される。
【００３９】
（Ｂ−２）ユニット積層工程
ユニット積層工程Ｐ１２は、ユニット剥離処理Ｓ５０と、ユニット積層処理Ｓ６０とを有している。ユニット剥離処理Ｓ５０では、基材７０が熱または溶剤で溶かされる。これにより、基材７０から各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃが分離される。
【００４０】
ユニット積層処理Ｓ６０では、図８に示すように、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃが上下方向に積層される。これにより、図９に示すように、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃは、一体化されて、３次元積層電子デバイス２４６となる。
【００４１】
具体的には、下側の積層ユニット２１８Ａには、中間の積層ユニット２１８Ｂが積み重ねられる。その際、下側の積層ユニット２１８Ａの各プローブピン９９の上端部が、中間の積層ユニット２１８Ｂの各導電端子２２６に突き当てられた状態となり、さらに、それらの各導電端子２２６に差し入れられる。これにより、下側の積層ユニット２１８Ａは、中間の積層ユニット２１８Ｂと電気的に接続される。また、下側の積層ユニット２１８Ａの中央の空間部２４０が、中間の積層ユニット２１８Ｂの底面２４２で閉塞される。これにより、下側の積層ユニット２１８Ａには、複数の第２電子部品９８が内蔵された空洞部２４４が形成される。
【００４２】
中間の積層ユニット２１８Ｂには、上側の積層ユニット２１８Ｃが積み重ねられる。その際、中間の積層ユニット２１８Ｂの各プローブピン９９の上端部が、上側の積層ユニット２１８Ｃの各導電端子２２６に突き当てられた状態となり、さらに、それらの導電端子２２６に差し入れられる。これにより、中間の積層ユニット２１８Ｂは、上側の積層ユニット２１８Ｃと電気的に接続される。また、中間の積層ユニット２１８Ａの中央の空間部２４０が、上側の積層ユニット２１８Ｃの底面２４２で閉塞される。これにより、中間の積層ユニット２１８Ｂには、第１電子部品９６が内蔵された空洞部２４４が形成される。
【００４３】
なお、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃの一体化は、（接着剤または光硬化性樹脂等を使用した）接着、圧着、またはネジ締め等の一般的な方法で行われる。
【００４４】
（Ｃ）まとめ
以上詳細に説明したようにして、３次元積層電子デバイスの製造方法１３０は、３次元積層電子デバイス２４６を製造することから、その製造のタクトタイムやサイクルタイムを短縮することが可能である。
【００４５】
ちなみに、本実施形態において、第１電子部品９６、第２電子部品９８、及びプローブピン９９は、電子部品の一例である。プローブピン９９は、接続ピンの一例である。ユニット積層処理Ｓ６０は、空洞形成処理の一例である。積層ユニット２１８Ｂが積層ユニット２１８Ａに積み重ねられる際は、積層ユニット２１８Ｂが上層の積層ユニットの一例であり、積層ユニット２１８Ａが下層の積層ユニットの一例である。積層ユニット２１８Ｃが積層ユニット２１８Ｂに積み重ねられる際は、積層ユニット２１８Ｃが上層の積層ユニットの一例であり、積層ユニット２１８Ｂが下層の積層ユニットの一例である。
【００４６】
（Ｄ）変更例
なお、本開示は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、ユニット形成工程Ｐ１０では、基材７０の上に、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃが一括して形成されているが、各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃは、別個の積層ユニット形成装置１０（の基材７０上）で形成されてもよい。
【００４７】
また、３次元積層電子デバイス２４６は、３個の積層ユニット２１８で構成されているが、２個または４個以上の積層ユニットで構成されてもよい。なお、３次元積層電子デバイス２４６を構成する積層ユニットの個数は、回路配線の層数、電子部品の接続層数、またはタクトタイム等の観点から決められる。
【００４８】
また、中間の積層ユニット２１８Ｂでは、第１電子部品９６の上面が、３層目の樹脂層２３６の上面より下方に位置するが、３層目の樹脂層２３６の上面より上方に位置してもよい。但し、そのような場合には、上側の積層ユニット２１８Ｃの底面２４２において、上側の積層ユニット２１８Ｃが中間の積層ユニット２１８Ｂに積み重ねられた際に、第１電子部品９６が装着された空間部２４０に対向する空間部が形成され、その空間部に第１電子部品９６の上部が収容される。
【００４９】
また、回路配線２２８，２３２の形成では、レーザ照射によって金属インクの焼成が行われているが、金属インクの種類や、ワークサイズに応じて、電気炉、赤外線ヒータ、又はホットプレート等を用いた加熱方式によって、金属インクの焼成が一括して行われてもよい。
【００５０】
また、第１導電性接着剤２２４は、紫外線と加熱により硬化され、第２導電性接着剤２３４は、加熱により硬化されているが、第１導電性接着剤２２４及び第２導電性接着剤２３４は、レーザ又はフラッシュランプ等で硬化されてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態は、積層ユニット２１８Ｂを、第１電子部品９６とは異なる電子部品が内蔵された積層ユニットに交換したり、回路配線２２８，２３２とは異なる配線回路パターンの回路配線が形成された積層ユニットに交換することが可能である。
【００５２】
具体的には、例えば、ユニット積層処理Ｓ６０において、上記の積層ユニット２１８Ｂに代えて、図１０に示された積層ユニット２１８Ｄが、上記の各積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｃと一体化されてもよい。積層ユニット２１８Ｄは、上記の積層ユニット２１８Ｂと比較すると、少なくとも、中央の空間部２４０に収容された第３電子部品２５０と、その第３電子部品２５０が装着された１層目の回路配線２５２の配線回路パターンが異なる。これにより、３次元積層電子デバイスの製造方法１３０では、上記の３次元積層電子デバイス２４６とは異なる、図１１に示された３次元積層電子デバイス２５４が作られる。積層ユニット２１８Ｄの詳細な説明は、図１０及び図１１において、上記の積層ユニット２１８Ｂと実質的に共通する部分に同一の符号を付すことによって、省略する。なお、第３電子部品２５０は、電子部品の一例である。
【００５３】
この点は、積層ユニット２１８Ａでも、同様である。さらに、上記実施形態は、積層ユニット２１８Ｃを、回路配線２２８とは異なる配線回路パターンの回路配線が形成された積層ユニットと交換することが可能である。
【符号の説明】
【００５４】
９６    第１電子部品
９８    第２電子部品
９９    プローブピン
１３０    ３次元積層電子デバイスの製造方法
２１８    積層ユニット
２２６    導電端子
２２８    回路配線
２３２    回路配線
２３８    実装予定位置
２４０    空間部
２４２    積層ユニットの底面
２４４    空洞部
２４６    ３次元積層電子デバイス
２５０    第３電子部品
２５２    回路配線
２５４    ３次元積層電子デバイス
Ｐ１０    ユニット形成工程
Ｐ１２    ユニット積層工程
Ｓ１２    空間形成処理
Ｓ２０    導電端子形成処理
Ｓ４０    実装処理
Ｓ６０    ユニット積層処理
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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