(57)【要約】【課題】転写時に配線パターンの断面形状が欠落し安定しない。そこで本発明は、配線パターンの断面形状を一定にして安定した高周波の伝導性特性を有する配線パターンが形成される回路転写装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】基板２７とフィルム２１を加熱するとともに、フィルム２１の上面を基板２７に向かって空気６２で加圧するものである。これにより、安定した断面形状を有する配線パターンを形成することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に導電体を転写して配線パターンを形成する回路転写装置であって、接着剤が塗布された基板上に載置されるとともに導電性のペーストが充填される凹部が下面に形成されたフィルムと、このフィルムの上面を加圧する加圧部とを備え、前記加圧部は、前記基板と前記フィルムを加熱するとともに、前記フィルムの上面を前記基板に向かって流体で加圧する回路転写装置。
【請求項２】
加圧部は、基板を上面から加圧する上面加圧室と、基板を下面から加圧する下面加圧室とから成る請求項１に記載の回路転写装置。
【請求項３】
上面加圧室と下面加圧室とは、流体を導く通路で連結された請求項２に記載の回路転写装置。
【請求項４】
基板の外周にスペーサを設け、このスペーサに上面加圧室と下面加圧室の端が当接した請求項２に記載の回路転写装置。
【請求項５】
スペーサの側面には複数個の貫通孔が設けられた請求項４に記載の回路転写装置。
【請求項６】
スペーサの厚みは、基板の厚みより若干薄くした請求項４に記載の回路転写装置。
【請求項７】
加圧室の奥部には、フィルムを押圧する流体の流入口を設けるとともに、この流入口と前記フィルムとの間には整流板が設けられた請求項４に記載の回路転写装置。
【請求項８】
スペーサとフィルムとの間には、弾性体で形成された角リングを介在させて加圧室を形成した請求項４に記載の回路転写装置。
【請求項９】
転写時における加圧室内の環境はおよそ、温度１４０度、圧力１０気圧から２５気圧、加圧時間は５分から１５分とした請求項１に記載の回路転写装置。
【請求項１０】
加圧室内にフィルムが装着された基板が複数個収納される棚を設けるとともに、この棚ごと前記加圧室に挿入される請求項１に記載の回路転写装置。
【請求項１１】
加圧室は円筒形状とした請求項１０に記載の回路転写装置。
【請求項１２】
加圧室内にはヒータを設けるとともに、この加圧室内の流体を攪拌するファンが設けられた請求項１０に記載の回路転写装置。
【請求項１３】
加圧部の温度環境は、接着剤のガラス転移点以上であって、重合度は零となる温度より低くした請求項１に記載の回路転写装置。
【請求項１４】
加圧部の温度環境を８０度以上１４０度以下とした請求項１に記載の回路転写装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に高周波用として用いられる回路基板を製造する回路転写装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の回路転写装置について説明する。従来の回路転写装置は、図１０に示すような構成となっていた。図１０において、１はフィルムであり、このフィルム１の下面には図１１に示すように凹部２が形成されていた。この凹部２には導電性のペースト３が充填されていた。そして、ペースト３が充填されたフィルム１は接着剤４が塗布された基板５上に載置される。
【０００３】
ここで、再び図１０に戻って説明する。基板５の外周にはスペーサ６が設けられている。また、上下面にはゴム７を設け、基板入れ具８に入れられる。そして、この基板入れ具８を上下からヒータ９で加熱しながら押圧１０する。次に図１２に示すように、基板５からフィルム１を剥離することにより、ペースト３を基板５に転写するものであった。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−１８６５８９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような従来の回路転写装置では、図１３に示すように基板５に表面側への反り凸部５ａや裏面側への反り凹部５ｂがあったとすると、ゴム７による押圧力に斑が生ずることになる。このように押圧力に斑が生ずると図１４に示すように、基板５からフィルム１を剥離したとき、凹部２内にペースト３ａが残ることがある。
【０００７】
即ち、基板５上にペースト３による配線パターン１０を形成する訳であるが、転写されたペースト３ｂにはペースト３の欠落部３ｃが生ずることになる。この欠落部３ｃは、基板５の凸部５ａや凹部５ｂ等の外的条件で一定にならない。即ち、配線パターン１０の断面形状が一定しないことになる。このように、配線パターン１０の断面形状が一定しないと、高周波の伝導特性が不安定になる。
【０００８】
そこで本発明は、この問題を解決したもので、配線パターンの断面形状を一定にして安定した高周波の伝導特性を有する配線パターンが形成される回路転写装置を提供することを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の回路転写装置の加圧部は、基板とフィルムを加熱するとともに、前記フィルムの上面を前記基板に向かって流体で加圧するものである。これにより、安定した断面形状を有する配線パターンを形成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、基板に導電体を転写して配線パターンを形成する回路転写装置であって、接着剤が塗布された基板上に載置されるとともに導電性のペーストが充填される凹部が下面に形成されたフィルムと、このフィルムの上面を加圧する加圧部とを備え、前記加圧部は、前記基板と前記フィルムを加熱するとともに、前記フィルムの上面を前記基板に向かって流体で加圧する回路転写装置であり、流体でフィルムを基板に加圧するので、基板の各部に均一した押圧力が加わる。従って、ペーストの全てが基板側に転写されるので、凹部内にペーストが残留することは無く、断面形状の安定した配線パターンを得ることができる。すなわち、高周波に対して安定した性能を有する回路基板が作成できる。特に、高周波用のインダクタンスを形成するとき、その効果は大きい。
【００１１】
また、均一した押圧力で押圧するので、たとえ、反りのある硬質の基板を用いたとしても基板が割れるようなことは無い。
【００１２】
請求項２に記載の発明の加圧部は、基板を上面から加圧する上面加圧室と、基板を下面から加圧する下面加圧室とから成る請求項１に記載の回路転写装置であり、基板の上面と下面を同時に加圧することができるので、両面配線パターンを同時に形成することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、上面加圧室と下面加圧室とは、流体を導く通路で連結された請求項２に記載の回路転写装置であり、上面加圧室と下面加圧室とは通路で連結されているので、容易に圧力を等しくすることができる。また、通路で連結されているので、どちらか一方の加圧室のみに流体を流入させて加圧することもできる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、基板の外周にスペーサを設け、このスペーサに上面加圧室と下面加圧室の端が当接した請求項２に記載の回路転写装置であり、スペーサを設けているので、密閉した加圧室が容易に実現できるとともに、基板に機械的な押圧力が加わることは無く、この押圧力により基板が割れるようなことは無い。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、スペーサの側面には複数個の貫通孔が設けられた請求項４に記載の回路転写装置であり、たとえフィルム内に空気等が含まれていても、基板内の空気はこの貫通孔から排出される。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、スペーサの厚みは、基板の厚みより若干薄くした請求項４に記載の回路転写装置であり、フィルムを隙間無く基板に密着させることができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、加圧室の奥部には、フィルムを押圧する流体の流入口を設けるとともに、この流入口と前記フィルムとの間には整流板が設けられた請求項４に記載の回路転写装置であり、流入口から流入した流体は整流板で均一な流れに整流されるので、フィルム全体に対して均一な押圧力を得ることができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、スペーサとフィルムとの間には、弾性体で形成された角リングを介在させて加圧室を形成した請求項４に記載の回路転写装置であり、角リングを用いることにより、リングの平面で押圧されるので、押圧力が一点に集中することはなく、リングが破壊されるようなことはない。また、加圧室の密閉度を増すこともできる。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、転写時における加圧室内の環境はおよそ、温度１４０度、圧力１０気圧から２５気圧、加圧時間は５分から１５分とした請求項１に記載の回路転写装置であり、このような条件で転写することにより、配線パターンの断面形状が安定し、高周波に対して安定した性能を有する回路基板が作成できる。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、加圧室内にフィルムが装着された基板が複数個収納される棚を設けるとともに、この棚ごと前記加圧室に挿入される請求項１に記載の回路転写装置であり、一度に複数個の転写をすることができ、作業効率が向上する。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、加圧室は円筒形状とした請求項１０に記載の回路転写装置であり、円筒形にしているので、流体の圧力に対して強度が増す。このことは、薄い材料を使うことができるので、装置の軽量化を図ることができる。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、加圧室内にはヒータを設けるとともに、この加圧室内の流体を攪拌するファンが設けられた請求項１０に記載の回路転写装置であり、加圧室内を迅速に均一の温度にすることができる。
【００２３】
請求項１３に記載の発明は、加圧部の温度環境は、接着剤のガラス転移点以上であって、重合度は零となる温度より低くした請求項１に記載の回路転写装置であり、精度の良い転写を行うことができる。
【００２４】
請求項１４に記載の発明は、加圧部の温度環境を８０度以上１４０度以下とした請求項１に記載の回路転写装置であり、精度の良い転写を行うことができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
先ず、基板に導電ペーストを転写する工程全体について説明する。図６において、１１は、レーザ加工の工程である。２１はポリイミドのフィルム（厚み１２５ミクロン）である。２２はクロムマスクであり、２３はこのクロムマスク２２とフィルム２１との間に設けられたレンズである。２０はエキシマレーザである。このエキシマレーザ２０は、クロムマスク２２に形成された孔２２ａを通過する。そしてレンズ２３を通過することにより、孔２２ａに対応した像をフィルム２１上に結ぶ。このようにして、フィルム２１に溝を彫り、凹部２４を形成する。
【００２７】
次に、ペースト充填工程１２を説明する。ペースト充填工程１２では、フィルム２１に形成された凹部２４にスキージ２５で導電性のペースト２６を充填する。
【００２８】
そして、次の転写工程１３では、ペースト２６が充填されたフィルム２１を接着剤２９が塗布されたアルミナ基板２７上に載置する。そして、このフィルム２１を上方から加熱するとともに圧力３０を加える。
【００２９】
次に、フィルム剥離工程１４において、フィルム２１を基板２７から剥すと、基板２７上に凹部２４に充填したペースト２６が基板２７側に残留する。即ち、クロムマスク２２の孔２２ａに対応した配線パターン２８が転写されることになる。
【００３０】
次に、焼成工程１５において、略８５０度の温度で焼成するとペースト２６は接着剤２９によりアンカー効果で固定されて、配線パターン２８が形成された基板２７ａが完成する。
【００３１】
本発明の回路転写装置は、転写工程１３を実現するための装置であり、図１を用いてこれを説明する。
【００３２】
図１において、２７は両面にフィルム２１が載置された基板であり、その材質はアルミナ基板を用いている。この基板２７の誘電率は大きいので、高周波回路に良く用いられる。しかし、材料の抗析強度が小さいので、不均一な力が加わると割れ易いという性質を有するものである。
【００３３】
また、図２において、基板２７の両面（図２では片面のみ示した）には接着剤２９が塗布されている。そして、この基板２７の両面には接着剤２９を介してフィルム２１が載置されている。このフィルム２１には凹部２４が形成されており、この凹部２４には導電性のペースト２６が充填されている。
【００３４】
また、３９は離型剤であり、フィルム２１をペースト２６と基板２７から剥離し易くするために凹部２４を含むフィルム２１の下面に塗布されたものである。
【００３５】
図３に示すように３１はスペーサであり、基板２７の外周近傍に設けられている。このスペーサ３１の厚さ３１ｂは、基板２７の厚さ２７ｂより若干（０．１ｍｍ）薄くなっている。これは基板２７にフィルム２１を隙間無く密着させるためである。また、このスペーサ３１の側面には基板２７側から外方に向かって貫通した貫通孔３１ａが複数個設けられている。これは、基板２７とフィルム２１との間に閉じ込められた空気を外部に放出するためのものである。
【００３６】
再び図１に戻って説明する。３２は、アルミニュームで形成された加圧室形成部材であり、この加圧室形成部材３２には凹部３３が形成されている。なお、加圧室形成部材３２は、アルミニュームに限ることは無く、熱伝導性が良く剛性の高い部材であれば良い。また、３４はゴム（弾性体の一例として用いた）で形成された角リングである。この角リング３４は、凹部３３を形成する端の凸部天面３２ａに装着されている。
【００３７】
このような構成、即ち、基板２７と、この基板２７の両面に載置されたフィルム２１と、スペーサ３１と、角リング３４と凹部３３とで加圧室３５を形成している。３５ａは基板２７の上面側に形成された上面加圧室であり、３５ｂは基板２７の下面側に形成された下面加圧室である。この上面加圧室３５ａと下面加圧室３５ｂとは対称にできている。
【００３８】
３６は、加圧室形成部材３２の外側に設けられたヒータであり、加圧室３５を加熱するとともに機械的な力でフィルム２１をスペーサ３１側に加圧するものである。
【００３９】
３７は、圧縮された空気（流体の一例として用いた）６２の流入口であり、加圧室３５の凹部３３の底面である奥部３３ａに連結している。また、他方は図７で説明する配管に接続されており、空気６２が流入・排出される。なお、流体にはゲル状物質やゼリー状物質も含まれるものとする。
【００４０】
３８は整流板であり、奥部３３ａとフィルム２１との間に設けられている。この整流板３８には複数個の孔３８ａが等間隔に形成されている。この孔３８ａにより、空気６２の流れは一定となり、フィルム２１全体に渡り一定の圧力３０が同時に加わるようにしている。３９は硬質ウレタンで形成された通路であり、上面加圧室３５ａと下面加圧室３５ｂとを連結している。この通路３９を有しているので、上面加圧室３５ａと下面加圧室３５ｂとの圧力は常に等しくなっている。
【００４１】
本実施の形態において、加圧室３５内の温度は、１４０度とし、気圧は１０気圧とし、転写のための時間は５分として良好な転写を実現している。なお、気圧は１０気圧から２５気圧、加圧時間は５分から１５分程度であれば良い。
【００４２】
また、角リング３４を用いることにより、面でフィルム２１と凹部３３の端の天面３２ａに接するので、密着度が増すとともに、均等な力が角リング３４に加わり、オーリングに比べて丈夫である。
【００４３】
以上のように構成されているので、フィルム２１には基板２７側に向かって均等な空気圧３０が加わることになる。従って、たとえ図４に示すように基板２７ｃに反りが生じていたとしてもフィルム２１には斑なく均等な圧力３０が加わることになる。従って、凹部２４内に充填されたペースト２６にも基板２７ｃ方向に均等な圧力３０で転写される。
【００４４】
即ち、図５に示すように、反りを有した基板２７ｃであっても、ペースト２６は欠落や変形をすることなく基板２７ｃ側に転写される。このように、均等な圧力３０が加えられるので、凹部２４内にペースト２６が残留することは無く、ペースト２６の全てが基板２７ｃ側に転写され、欠落部の無い安定した断面形状を有する配線パターン２８を得ることができる。従って、配線パターン２８の形状が安定し、高周波に対して安定した性能を有する回路基板が作成できる。特に、高周波回路におけるパターンが安定し、設計通りの均一した性能を有するインダクタンスを得ることができる。なお、この技術を用いてパターン幅が２０ミクロン、パターンとパターンとの間隔が２０ミクロン、パターンの高さが１５ミクロンのものを実現している。
【００４５】
また、全面にわたって均一した圧力３０で押圧するので、たとえ、反りを有するアルミナ基板等の硬質の基板を用いたとしても基板２７ｃが割れるようなことは無い。
【００４６】
図７は、回路転写装置の圧縮空気の配管図である。図７において、３５ａは回路転写装置の上面加圧室であり、３５ｂは下面加圧室である。また、３９は、上面加圧室３５ａと下面加圧室３５ｂの圧力を等しくするため両加圧室を結ぶ通路である。
【００４７】
４１は、５気圧の圧縮空気が流入する配管であり、４倍圧にするブースタ４２に連結されている。このブースタ４２で５気圧の圧縮空気は増圧されて２０気圧になる。そして、この増圧された圧縮空気はサージタンク４３に蓄えられる。この２０気圧に増圧された空気はレギュレータ４４で一定の気圧（１５気圧）に制御される。４５は加圧用の電磁弁であり、４６は排気用の電磁弁である。
【００４８】
排気用の電磁弁４６を閉じて、加圧用の電磁弁４５をあけると、レギュレータ４４で一定の圧力に制御されて圧縮された空気６２は流入口３７を介して、上面加圧室３５ａと下面加圧室３５ｂに流入する。この状態で５分間経過した後、今度は電磁弁４５を閉じて電磁弁４６を開く。そうすると、上面加圧室３５ａと下面加圧室３５ｂ内の圧縮された空気６２は電磁弁４６から排気絞り弁４７とサイレンサ４８とを介して大気中４９へ放出される。サイレンサ４８は、圧縮された空気６２を急激に排気することにより大きな音が発生するのを防ぐために挿入したものである。
【００４９】
（実施の形態２）
図８は、実施の形態２における回路転写装置の断面図であり、同時に複数個の基板に回路転写ができるものである。
【００５０】
図８において、５１は加圧室６１を形成する本体部であり円筒形状をしている。５２はこの加圧室６１の一方の端に設けられた扉であり、開閉自在に設けられている。５３は本体部５１に設けられた圧縮された空気６２の流入口であり、空気６２の流入・排出を行うものである。なお、この空気６２の配管については実施の形態１と同様である。
【００５１】
５４は整流板であり、加圧室６１内の上方と下方に設けられている。５５は整流板５４に複数個設けられた孔であり、等間隔に設けられている。
【００５２】
また、この上下に設けられた整流板５４との間に棚５６が挿入されるようになっている。この棚５６は２０段あり、夫々の段にはフィルム２１が装着された基板２７が挿入される。そして、棚５６ごとに扉５２から出し入れできるようになっている。
【００５３】
５７はヒータであり、加圧室６１の他方の端に設けられている。５８はファンであり、加圧室６１の他方の中央に設けられている。このファン５８は本体部５１の外部に設けられたモータ５９で駆動される。このモータ５９が回転することにより、ファン５８が回転し、加圧室６１内の空気６２を攪拌する。即ち先ず、基板２７が挿入された棚５６内の空気６２を吸引する。そしてこの空気をヒータ５７で暖める。
【００５４】
そして、この暖められた空気６２は整流板５４と本体部５１の壁面とで形成される通路６０を通る。そしてこの通路６０の空気は整流板５４の孔５５を通って加圧室６１に流入するのである。このようにして加圧室６１は均一に加熱される。また、流入口５３から圧縮された空気６２が流入して加圧室６１内の圧力を制御する。
【００５５】
精度の良い転写を行うためには、加圧室６１内の温度を接着剤２９のガラス転移点以上にすることが必要である。しかし、加圧室６１内の温度を接着剤２９の重合度が零となる温度より低く制御する必要がある。本実施の形態では８０度から１４０度まで徐々に温度を上昇させている。このことにより、ガラス転移点から徐々に接着剤２９が軟化してペースト２６内に入り、ペースト２６が基板２７側に接着する。なお、温度を重合度が零となる温度に近づけると徐々に分子間結合が破壊し少量のガスが発生するようになる。本実施の形態では、１４０度までとしているので、ガスが発生することは無く、精度の良い転写ができる。また、１４０度のときの圧力は１０気圧から２５気圧になるように制御している。
【００５６】
図９は、加圧室６１内の温度制御の様子を示した図である。図９において、横軸６５は時間（分）であり、縦軸６６は加圧室６１内の温度である。６７は温度特性であり、略９分かけて等速度で滑らかに上昇させている。略１４０度になった時点６９で、今度は逆に温度特性６８に沿って５分間で冷ましている。５分程度かけて均等に減圧することにより、減圧の際の排気音が小さくなる。
【００５７】
以上のように、本実施の形態においては、本体部５１は円筒形状をしているので頑丈である。また、加圧室６１内には複数個の基板２７が挿入された棚５６をそのまま入れることができるので、作業効率が格段に向上する。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、加圧部は、基板とフィルムを加熱するとともに、前記フィルムの上面を前記基板に向かって流体で加圧するので、流体でフィルムを基板に加圧するので、基板の各部に均一した押圧力が加わる。従って、ペーストの全てが基板側に転写されるので、凹部内にペーストが残留することは無く、断面形状の安定した配線パターンを得ることができる。すなわち、高周波に対して安定した性能を有する回路基板が作成できる。特に、高周波用のインダクタンスを形成するとき、その効果は大きい。
【００５９】
また、均一した押圧力で押圧するので、たとえ、反りのある硬質の基板を用いたとしても基板が割れるようなことは無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における回路転写装置の断面図
【図２】同、基板とフィルムの要部断面図
【図３】同、基板とスペーサの要部断面図
【図４】同、反り基板を用いたときの転写時の要部断面図
【図５】同、反り基板を用いたときの転写後の要部断面図
【図６】同、回路基板への転写の工程図
【図７】同、回路転写装置への圧力配管の系統図
【図８】本発明の実施の形態２における回路転写装置の断面図
【図９】同、温度力制御の特性図
【図１０】従来の回路転写装置の断面図
【図１１】同、基板とフィルムの要部断面図
【図１２】同、フィルムを基板から剥離したときの要部断面図
【図１３】同、反りを有する基板の要部断面図
【図１４】同、反り基板を用いたときのフィルム剥離時の要部断面図
【符号の説明】
２１  フィルム
２４  凹部
２６  ペースト
２７  基板
２８  配線パターン
２９  接着剤
３０  圧力
３５  加圧室
３６  ヒータ
６２  空気
【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】
2004342648.tif 000011
【図１０】
2004342648.tif 000012
【図１１】
2004342648.tif 000013
【図１２】
2004342648.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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