(57)【要約】【課題】視認性の高い配線板、及びその製造を簡便、安価にする。【解決手段】  熱転写プリンタ１０を用いてフレキシブル基板１２に着色パターン４４を印刷する。導電性着色インクリボン２８は、導電性粉末が混入されたシアン、マゼンタ、イエローのインクリボンからなる。導電性着色インクリボン２８を用いて形成された着色パターン４４は導電性を有する。着色パターン４４は、同一回路信号が通電するパターン毎に着色パターン４４ａ〜４４ｆのように色分けされる。色分けされた着色パターン４４は、他の回路信号を通電するパターンと識別することができる。色分けされた着色パターン４４を有するＦＰＣ４８は、パターンの視認性が高く、誤接続などの発生を抑えることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上に形成され、回路信号を通電するための配線パターンを有する配線板において、
前記配線パターンを前記回路信号の種類に応じて異なる色に形成することを特徴とする配線板。
【請求項２】
異なる色に着色される複数の導電性塗布材を用いて、プリンタにより前記基板に前記配線パターンを印刷することを特徴とする請求項１記載の配線板。
【請求項３】
前記プリンタが、インクジェットプリンタまたは、熱転写プリンタであることを特徴とする請求項２記載の配線板。
【請求項４】
基材上に回路信号を通電するための配線パターンを形成する配線板の製造方法において、
前記回路信号毎に異なる色の導電性着色塗布材を用いて前記基材に前記配線パターンを印刷することを特徴とする配線板の製造方法。
【請求項５】
前記印刷をインクジェットプリンタまたは熱転写プリンタにより行うことを特徴とする請求項４記載の配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカラープリンタにより製造される着色パターンを有する配線板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板上には、電子回路を形成するための導電体が形成されており、その導電
体は、ＩＣ等の半導体デバイスパッケージ、抵抗器、コンデンサ等の電子部品その他の部品類を固定するためのパッド、基板の両面における配線（両面配線）や多層基板の各層における配線（多層配線）を行うための接続部となるランドや、部品類のリード線、パッド或いはランドを接続するための配線パターンから構成される。
【０００３】
導電体を有する配線板（Printed Circuit Board：以下ＰＣＢという。）としては、電気絶縁性、耐熱性、耐湿性、寸法安定性、スルーホールの打ち抜き加工性、さらには低価格でなければならない等の条件を満たすものが要求され、これに適するものとしてガラス布あるいはガラス基材にエポキシ樹脂を含浸させたもの、クラフト紙にフェノール樹脂を含浸させたもの等が多く利用されている。また、微小空間に収容できるものとして使用されるフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：以下ＦＰＣという。）の基板としては、一般的にポリイミドフィルムが用いられており、その高耐熱性や、熱膨張率を用途に合わせて調整できることから、多層配線化、部品の高密度実装化、高発熱における対応、あるいは熱寸法安定性への対応等に対して優れた対策が取れることのメリットが活かされている。
【０００４】
一方、上記の基板への電子回路の形成方法としてサブトラクティブ法とアディテブ法に大別することができる。サブトラクティブ法とは、レジストパターンを形成し、その露出した銅箔部分を薬品で溶解除去し、最後に硬化膜を除去してその導電体の回路部分を露出するものである。他方、アディテブ法とは、メッキレジストパターンを形成し、その導電体の回路部分にのみ主として銅メッキを行なう方法である。最近では、アディテブ法の一つとして、フォトリソグラフィーにより作成した金属製のメッシュスクリーンを基板上に載置し、その上から導電性ペーストをスキージーによって塗布するスクリーン印刷法が多用されている。
【０００５】
前述したような配線板の製造過程において、銅箔パターンの作成や、ベース及びカバーレイとの貼り付け作業等に手間とコストがかかる。また、新規の配線板の設計途中で発生する配線板の仕様変更による開発工程の遅延は、他社よりも早く製品を市場へ提供しなくてはならない配線板の供給者にとって大きな負担となる。そのため、従来の製造期間よりも短く、製造コストが低く、更に仕様変更への対応が容易であるような配線板の製造方法が提案されており、例えば導電性ペーストを用いて、インクジェットプリンタにより基材上に電子回路を形成させる方法（特許文献１）や、パターン形成用シートから構成されるインクリボンを用いて熱転写プリンタにより基材上にパターンを形成させる方法などがある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−１８６６３０号公報
【特許文献２】特開平８−３３７０４２号公報
【０００６】
ところで、試作の配線板などのデバック作業においては、試作配線板と周辺機器との誤接続の発生や、その誤接続を防ぐために接続前の信号線の確認を逐一行うなどの行為が、開発工程の遅延の一つの要因となっている。また、市場からの製品の省スペース化の要望に伴う配線板の小型化、配線板上の配線密度の増加により、配線板の視認性が低下しており、前述した要因が開発工程に与える影響は大きくなってきている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び特許文献２では、製造期間が短く、製造コストが低い配線板の製造方法を提案しているが、前述したような配線板の配線密度の増加などに伴う配線板の視認性の低下について考慮されていない。本発明は、製造期間が短く、製造コストが低く、更に視認性の高い配線板、及び、この製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明では、基材と、前記基材上に形成され、回路信号を通電するための配線パターンを有する配線板において、前記配線パターンを前記回路信号の種類に応じて異なる色に形成することを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明では、基材上に回路信号を通電するための配線パターンを形成する配線板の製造方法において、前記回路信号毎に異なる色の導電性着色塗布材を用いて前記基材に前記配線パターンを印刷することを特徴とする。
【００１０】
このような着色パターンを有する視認性の高い配線板の作成方法は、スクリーン印刷等、従来の配線板製造方法でも実現可能であるが、更に製造の簡易性を兼ね備えた手段であるプリンタによる印刷が好ましい。この配線板の製造に使用するプリンタの印刷方式に特に制限はないが、汎用的で入手性の高いインクジェットプリンタや熱転写プリンタを用いることが好ましい。このようなインクジェットプリンタや熱転写プリンタに、導電性着色塗布材からなる導電性インクや導電性インクリボンを装着することによって、視認性の高い配線板を簡易に作成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、基材と、前記基材上に形成され、回路信号を通電するための配線パターンを有する配線板において、前記配線パターンを前記回路信号の種類に応じて異なる色に形成することを特徴とする。そのため、配線パターンの色からその配線パターン上に通電する信号の種類の把握が可能になると同時に、他の信号が通電する配線パターンとの識別が容易になる。このような視認性の高い配線板は、試作配線板のデバック作業における信号の誤認識や、試作及び製品の配線板の組立作業及び接続作業などにおける誤接続を少なくすることができるため、これらの作業時間の短縮が可能になる。
【００１２】
また、前述した視認性の高い配線板は、導電性インクを有するインクジェットヘッドや導電性インクリボンを有するカセットなどを使用することで、汎用のインクジェットプリンタまたは熱転写プリンタを用いて印刷することにより作成可能である。配線板の製造に本発明を適用することにより、簡便に、安価に配線板を製造することが可能となり、開発途中における配線板の形状及び電子回路の仕様変更にも容易に対応することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の第１の実施形態について説明する。図１の熱転写プリンタ１０の給紙口にフレキシブル基材１２が給紙口にセットされ、フレキシブル基材１２は、給紙ローラ対１４で給紙部から引き出され、搬送ローラ対１６を通される。この搬送ローラ対１６の下流に先端検出センサが配置されており、フレキシブル基材１２の先端を検知すると、熱転写プリンタ１０に内蔵されたシステムコントローラへ検知信号が送られる。このシステムコントローラは、先端検知信号を受け取ると、搬送ローラ対１６のピンチローラをシフトして、フレキシブル基材１２をニップする。
【００１４】
給紙ローラ対１４と搬送ローラ対１６は、搬送モータにより駆動される。プリント中は、搬送ローラ対１６が正転して、フレキシブル基材１２を副走査方向に所定幅ずつ間欠送りする。この間欠送りの間にヘッド部２２が主走査方向に往復動して順次記録をする。
【００１５】
ヘッド部２２は、キャリッジ２４と、このキャリッジ２４に保持されたサーマルヘッド２６とから構成されている。また、キャリッジ２４には、導電性着色インクリボン２８を収納したカセット３０が交換可能に装着される。キャリッジ２４は、主走査方向に延びたガイド軸３２に挿通され、また、一対のプーリ３４、３５に掛けられたベルト３６に一部が連結されている。
【００１６】
導電性着色インクリボン２８は、通常のカラープリンタ用インクリボンのように、シアン、マゼンタ、イエローの３色から構成される導電性着色塗布材が塗布されたものである。また、導電性着色塗布材は、従来のカラープリンタ用インクと、金属粉末や金属酸化物粉末などの導電性粉末から構成されている。
【００１７】
次に、配線板の製造方法について説明する。まず、フレキシブル基材１２を熱転写プリンタ１０の給紙口にセットする。次に、熱転写プリンタ１０がプリント命令を受け取ると、パターンのレイアウト設計機能を有するコンピュータであるパターン定義データ作成装置４０から得られるパターン定義データ４２を熱転写プリンタ１０が読み込み、パターン定義データ４２に基づく着色パターン４４をフレキシブル基材１２に形成させる。最後に、この着色パターン４４の周囲を囲む切り取り線４６に沿って切り取ることで、ＦＰＣ４８を作ることができる。なお、ＦＰＣ４８の両端は、補強材の実装、硬化剤の塗布、及び重ね印刷などが施され、コネクタへ嵌合可能な強度に加工されている。
【００１８】
パターン定義データ４２は、着色パターン４４を形成するために必要なパターン配置データと、パターン色がそのパターン上を通電する回路信号の種類に応じて異なる色に定義付けられたパターン色データから構成される。パターン配置データは、パターン形成に必要なパターンの形状、寸法及び配置位置などの定義情報から構成されており、これらは従来のレイアウト設計機能を有するコンピュータなどで使用されるものと同等のものである。一方、パターン色データには各回路信号の種類とパターン色が対になっている定義データが含まれており、そのパターン色は、パターン上を通電する回路信号の種類に応じてそれぞれ異なった色に定義されている。
【００１９】
図２は、ＦＰＣ４８をＰＣＢ５２上のコネクタ５４に接続する場合の接続部分を拡大した図であり、図３は図２のIII−III線断面図である。ＰＣＢ５２上の着色パターン５６は、前述したＦＰＣ４８と同一のパターン色データに基づき、自身を通電する電気信号の種類に応じて異なる色に着色されている。本実施形態の着色パターン４４，５６は、パターン色データに基づいて形成されており、グランドパターンを黒色で表した黒色配線パターン４４ａ、５６ａ、リセット信号パターンを青色で表した青色配線パターン４４ｂ、５６ｂ、クロック信号パターンを黄色で表した黄色配線パターン４４ｃ、５６ｃ、データ１信号用パターンを緑色で表した緑色配線パターン４４ｄ、５６ｄ、データ２信号用パターンを茶色で表した茶色配線パターン４４ｅ、５６ｅ、及びＶｃｃ５Ｖ用パターンを赤色で表した赤色配線パターン４４ｆ、５６ｆから構成される。本実施形態ではデータ線が２種類しか存在しないが、データ線がそれ以上ある場合は他のパターンと異なる色に着色形成すればよい。また、パターンを通電する信号線の名称或いはその略称を、そのパターン上またはその近傍に表記している。本実施形態では、黒色配線パターン４４ａ，５６ａ上にグランドパターンを意味する「ＧＮＤ」を表記している。なお、この表示に使用される文字が、対応するパターンと同じ色に着色されることが好ましい。
【００２０】
次に本発明の実施形態の作用について説明する。図２及び図３のように、ＦＰＣ４８上の着色パターン４４がＰＣＢ５２上の同じ色のパターンに接続するように、ＦＰＣ４８をＰＣＢ５２上のコネクタ５４に挿入する。この挿入作業により、ＦＰＣ４８上の黒色配線パターン４４ａが、コネクタ５４内の接触ブラシ５７を介して、ＰＣＢ５２上の黒色配線パターン５６ａと接続しているリード部５８と接続する。ＦＰＣ４８及びＰＣＢ５２の同じ回路信号が通電するパターンがそれぞれ同じ色に着色されているため、同色パターン同士を繋げるように嵌合させることでＦＰＣ４８とＰＣＢ５２を正しく接続することができる。従来の他配線板との接続作業時に行っていた嵌合面の形状確認作業やコネクタ上の微小な１ピンマークの確認作業が不要になり、接続作業時間が短縮化される。また、接続後の目視確認も容易であり、配線板の誤接続状態での動作を防止することが可能になるので、配線板及び周辺機器の損傷を回避することができる。
【００２１】
更に、ＦＰＣ４８とＰＣＢ５２のパターン上またはその近傍にパターンと同じ色に着色される信号名を表記することにより、試作配線板の検討、ＥＭＩ対策検討などにおいて、配線板上から各パターンの配置を容易に把握できるため、仕様変更などによる追加部品や変更部品についての配置検討時間や、ＥＭＩ対策検討時間が短縮される。
【００２２】
前述したような視認性の高い配線板の製造方法は、従来のプリンタの印刷と同様、版下の作成、銅箔の貼り合わせなどを行う必要がないため、配線板の製造設備が小規模になり、且つ、短時間で安価に配線板を製造することが可能である。そのため仕様変更にも容易に対応可能になり、開発途中での仕様変更による開発工程の遅延を最小限に抑えることができる。更に、配線板となる基材は、プリンタが印刷可能なものであればその種別を問わないため、様々な配線板を作成することも可能になる。
【００２３】
以上のことから、導電性着色インクリボンと熱転写プリンタを用いて作成されるパターンから構成される配線板は、安価で短時間に作成可能であると同時に、配線板上のパターン配置や信号の種類を配線板上で把握可能な視認性の高い配線板であるため、開発途中の仕様変更にも容易に対応可能であり、検討作業やデバック作業の作業効率を向上させることができる。
【００２４】
上記実施形態では、導電性着色インクリボン２８を実装した熱転写プリンタ１０を用いてフレキシブル基材１２上に着色パターン４４を形成させることにより、視認性の高い配線板を作成したが、これに限らず、図４に示す導電性着色塗布材が混入された導電性着色インク７０を用いたインクジェットプリンタ７２でも同等の効果を得ることができる。このインクジェットプリンタ７２は、印刷により着色パターンが設けられるフレキシブル基材７４を副走査方向に搬送させるための給紙ローラ対７６及び搬送ローラ対７８、ヘッド部８０を構成するインクタンク８４及びインク噴射装置、ヘッド部８０を主走査方向に往復動して順次記録をするためのキャリッジ８６、ガイド軸８８、プーリ９０、９１及びベルト９２から構成されている。また、インクタンク８４には、導電性着色塗布材であるシアン、マゼンタ、イエローの３色の導電性着色インク７０ａ〜ｃが個別に収納されている。
【００２５】
上記実施形態では、シリアルプリンタを用いたが、これに限らず、ラインプリンタを用いても同等の効果を得ることができる。
【００２６】
上記実施形態では、プリンタを用いて着色パターン４４，５６を形成させたが、これに限らず、複数の色からなる導電性インクのペンなど他の塗布手段により着色パターンを形成してもよい。
【００２７】
上記実施形態では、導電性着色インクリボン２８を実装した熱転写プリンタ１０を用いて印刷することによりフレキシブル基材１２上に着色パターン４４を形成させたが、これに限らず、予め基材上に形成されたパターンを着色することで同等の効果を得ることができる。
【００２８】
上記実施形態では、パターン毎に異なる色の導電性塗布材を用いたが、これに代えて、単色の導電性塗布材を用いて各パターンを形成した後に、これら各パターンを所望の色に塗り分けるようにしても良い。例えば、白色や銀色などの単色の導電性塗布材により配線パターンを印刷した後に、これら配線パターン上に同一回路信号を識別するための色分けパターンを印刷する。プリントを２回行う必要があるものの、同じ効果を得ることができる。
【００２９】
上記実施形態では、熱転写プリンタに導電性着色インクリボンを実装し、基材上に印刷することでパターンを形成させたが、これに加えて、絶縁性インクリボンを併用して基材上に絶縁性をもたせる部分を形成させることも可能である。
【００３０】
上記実施形態では熱転写プリンタについて記載したが、これに限らず、加熱により導電性を持つ或いは導電性が無くなる基体材料を使用し、サーマルヘッドにより基材の所望の部位を加熱し、パターン及び絶縁部を作り分けることでＦＰＣを作成することができる。
【００３１】
上記実施形態では、パターン配置データは、パターン形成に必要なパターンの形状、寸法及び配置位置の定義情報から構成され、パターン色データは各回路信号の種類とパターン色が対になって定義されていると記載したが、これに限らず、例えば描画ソフトを用いて簡易的なパターン図を描画し、パターンごとに異なる色を指定することで同等の効果を得ることができる。
【００３２】
上記実施形態では、シアン、マゼンタ、イエローの３色を用いた導電性着色インクリボンについて記載したが、これに限らず、黒や白など他の色との組み合わせで着色表示することで同等の効果を得ることができる。
【００３３】
上記実施形態では、各パターンを単色に着色させたが、これに限らず、複数の色を用いて縞状などの模様をパターンに着色し、他のパターンと区別することも可能である。また、着色パターンと未着色パターンによる識別も可能である。
【００３４】
上記実施形態では、基材上の片面に印刷することで片面ＦＰＣを製造したが、これに限らず、基材の両面に印刷を行うことで両面ＦＰＣを製造することも可能である。また、導電性着色インクリボン及び絶縁性着色インクリボンを用いた重ね印刷を使い分けることで、複数の電極層及び絶縁層を形成することが可能になり、多層ＦＰＣの作成やＦＰＣのシールド効果を向上させることも可能である。
【００３５】
上記実施形態において、パターン上を重ね印刷することで、各パターンのパターン厚さを所望の厚さにすることが可能になる。
【００３６】
本発明は、プリンタで印刷可能なものあれば基材に種別を問わない。例えば、紙などの可燃材に電子回路用パターンを設けることも可能であり、廃材の発生を抑えることができる。
【００３７】
補強材、硬化剤、重ね印刷を用いて、ＦＰＣに強度を持たせることで、コネクタへ挿入することが可能になる。また、コンパクトディスク等に使用される高硬度な合成樹脂からなる基材を使用することにより、配線板の耐久性を向上させることができる。
【００３８】
ポリイミドなど耐熱材の基材に本発明を使用し配線板を製造した場合、直接半田付けを行うことが可能な配線板を製造することができる。
【００３９】
シール紙、粘着テープなどの粘着材上に、本発明を用いることで、シールドテープなどのＥＭＩ対策部材を簡単に作成することができる。また、基材全体に印刷し、所望の形状に切り取ることで、自由な形状のシールド部材を簡便に作成することが可能になる。
【００４０】
配線板上の着色パターンと、パターンの色彩を判別できるセンサなどを有した装置を用いることで、配線板の完成品検査や配線板同士の接続を行う際の基板位置合わせ、基板向き合わせなどにも利用することができるため、配線板の完成品検査の質が向上し、組立の作業効率が向上する。
【００４１】
同一のパターン色データで製造された配線板同士の接続において、その接続作業時間は短縮化され、誤接続を防止することが可能であるため、パターン色データが他配線板の製造ツールとして共通化されることが好ましい。また、各配線パターンの色を接続するワイヤケーブルの被覆色に合わせても良い。これにより、接続されるワイヤケーブルと配線パターンとの色が一致しない場合に、接続誤りと簡単に知ることができるため、誤接続を防止することができる。
【００４２】
上記実施形態では、パターンを通電する信号線の名称を、そのパターン上またはその近傍パターンの色と同じ文字で表記するとしたが、これに限らず、対応するパターンと同じ色で着色された文字や記号を用いて配線板の余白に表記することで同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】熱転写プリンタにより、着色パターンを有するＦＰＣが製造される過程を示した図である。
【図２】ＦＰＣとＰＣＢの接続部分を拡大した平面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】印刷により着色パターンを有するＦＰＣの製造が可能なインクジェットプリンタの概要を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０    熱転写プリンタ
１２    フレキシブル基材
２２    ヘッド部
２４    キャリッジ
２６    サーマルヘッド
２８    導電性着色インクリボン
３０    カセット
３２    ガイド軸
４０    定義データ作成装置
４２    パターン定義データ
４４、５６  着色パターン
４４ａ、５６ａ  黒色配線パターン
４４ｂ、５６ｂ  青色配線パターン
４４ｃ、５６ｃ  黄色配線パターン
４４ｄ、５６ｄ  緑色配線パターン
４４ｅ、５６ｅ  茶色配線パターン
４４ｆ、５６ｆ  赤色配線パターン
４６    切り取り線
４８    ＦＰＣ
５２    ＰＣＢ
５４    コネクタ
７０、７０ａ〜ｃ  導電性着色インク
７２    インクジェットプリンタ
７４    フレキシブル基材
８０    ヘッド部
８４    インクタンク
８６    キャリッジ
【図１】
2006319280.tif 000003
【図２】
2006319280.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006319280.tif 000006