(57)【要約】【課題】  ディスペンサーやインクジェットの装置を使用せずに、導電性インクが充填されたペン型容器を用いて、直接そのまま配線回路を描画形成することにある。【解決手段】【０００７】  プリント配線板の回路形成をする際、本発明に係る導電性インクが充填されたペン型容器を用い、鉛筆やボールペンなどのように回路を描画し形成するため、手からの熱によって導電性インクの特性変化が小さくなる等に断熱材使用または中空による断熱構造とすること、また回路描画中に過度に導電性インクが滴下しないように導電性インクが吐出するペン先にフェルト材による含浸または、ボールペンのような小球により導電性インクの滴下を防止する機構を設けたことを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスペンサーを使わず直接に絶縁基板上に配線回路を描画形成するために用いる導電性性インクを充填した容器であって、手の熱が伝導しない断熱材または中空等の断熱構造を有し、導電性インクが自然滴下防止構造を備え、充填された導電性インクが乾燥硬化しないようにキャップなどにより密閉構造をした電性インクが充填され、配線回路形成のためのペン型先端を有した容器。
【請求項２】
請求項１の容器を用いて、配線回路を形成するプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
請求項１の容器を用いて、配線回路を形成したプリント配線板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性性インクで回路形成する工法において、ディスペンサーを使用せず配線回路を直接描画形成するための導電性インクを充填した容器と、絶縁基板上にその導電性インクが充填されたペン型容器のペン先端より吐出した導電インクによって配線回路を形成する方法と、それによって回路形成されたプリント配線板に関する。
【背景技術】
【０００２】
試作または個人的な趣味で製造されるプリント配線板は、一般に、穴あけ、エッチングを経て格子状にランドだけ形成された基板（ユニバーサル基板）を用いて、図３に示すような錫めっき線８をはんだ９でユニバーサル基板のランド７にはんだ付けすることによってランドを繋げ配線回路を形成していた。
【０００３】
このような方法で作られたプリント配線板は、錫めっき線をはんだ付けする時のはんだが部品挿入穴に入り込み部品リード線の挿入を困難にする等の問題があった。
そこで、このようなユニバーサル基板を用いた錫めっき線による配線に代えて、導電性インクでランド間を繋ぐ工法が提案されている。ところが、この導電性インク供給方法は、高価なディスペンサーによるか、導電インク用インクジェット装置による方法が考案されているが、電子組み立て業者以外には導入されておらず、電子機器キット組み立ての趣味の世界である個人での導入は行われていなかった。
【０００４】
また、趣味で回路形成のための露光、エッチングを行い回路形成する小型な設備もあるが、配線板製作作業場の環境劣化と処理作業時に排出される排水や廃液処理の問題があり、なかなか一般的には行うことが出来なかった。
【特許文献１】特開２００２−１７７８４３
【特許文献２】特開平０５−３２９４３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ディスペンサーやインクジェットの装置を使用せずに、導電性インクが充填されたペン型容器を用いて、直接そのまま配線回路を描画形成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
プリント配線板の回路形成をする際、本発明に係る導電性インクが充填されたペン型容器を用い、鉛筆やボールペンなどのように回路を描画し形成するため、手からの熱によって導電性インクの特性変化が小さくなる等に断熱材使用または中空による断熱構造とすること、また回路描画中に過度に導電性インクが滴下しないように導電性インクが吐出するペン先にフェルト材による含浸または、ボールペンのような小球により導電性インクの滴下を防止する機構を設けたことを特徴としている。
【０００７】
導電性インクに関しては、いろいろ考えられる。溶剤を用いたものであれば、冷蔵冷凍保存で、使い捨てタイプのものが考えられる。常温安定であれば、乾燥防止のため、ペン先保護のキャップが必要となる。また描画した導電性インクを硬化させるためには、オーブンによる加熱硬化、または、より手軽にはハンディドライヤーによる加熱硬化、室温硬化であれば自然放置硬化が考えられる。それぞれに適した樹脂組成が選択される必要がある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ディスペンサーなどの装置を必要とせず、絶縁基板上に簡単に配線回路が形成できる。電子部品実装時には、部品穴がはんだで詰まることなく部品のリード線が容易に挿入でき、はんだ付けが可能であり、はんだ付け後の仕上がりが見栄え良くきれいに出来る点である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
プリント配線板の回路形成をする際、一般文房具である鉛筆やボールペンなどのように手軽に、本発明に係る導電性インクが充填されたペン型容器を用い回路を描画し形成することを実現した。
【実施例１】
【００１０】
本発明の導電性ペーストを充填したペン型容器は、図１に示すように導電性性インクが充填されたチューブ１と、先端ボール２とペンを握ったときの熱が伝導しないような断熱材または中空筒体３と、導電性インクの乾燥防止用のキャップ４からなる。ペンを握る部分には、手からの熱によって導電性インクの特性変化が大きく変化しないように中空による断熱構造とした。さらに断熱効果を向上させるためには、断熱材使用等が考えられる。
【００１１】
過度に導電性インクが滴下しないような過度吐出防止機構としては、図４でペン先先端拡大図に示すような文具用ボールペンで採用されている小球により導電性インクの滴下を防止する機構を採用した。その他の方法として、導電性インクが吐出するペン先にフェルト材による含浸が考えられる。フェルト材にするか先端ボールにするかは、導電性インクの粘度やチキソ性など導電性のインク特性や、導電性インクの硬化条件によって選択される。
【００１２】
ペン型容器に充填する導電性インクは、回路描画後の硬化条件、回路保存、ペン型容器の保存形態によって、いろいろな樹脂との混合形態がある。導電性ペーストのような溶剤タイプやMO（有機金属錯体）のような水溶性タイプまたはこれらの混合インクなどが考えられるが、特に規定しない。
【００１３】
配線回路形成する絶縁基板は、穴あけ−エッチングを経て格子状にランドだけ形成された基板であるユニバーサル基板を用いた。ユニバーサル基板には、片面板と両面板があるが両面板を用いた。部品の取り外しすることがあるならば、価格は高いが信頼性の高い両面板を推奨する。
【００１４】
また、ユニバーサル基板の表面処理には、金とはんだと銅が考えられるが、金は価格が高いこと以外実用上問題は少ない。はんだ処理は、はんだ付けが良好であるが、部品交換する場合には、はんだと導電性インクとの密着性なくなり剥離する可能性があるため、はんだ処理基板を避けることが好ましい。本発明では銅の表面処理を推奨する。さらに銅の表面には酸化防止処理として、はんだ付けの際の表面酸化防止として耐熱有機皮膜処理またはイミダゾール処理のような処理をしておくことが必要である。
【００１５】
配線回路の描画形成方法は、鉛筆やボールペンで図を描くように本発明のペン型容器のペン先でランド間を連結するようにすれば、図２に示すような回路配線が完了する。ランド７に本発明のペン型容器のペン部分でランド間を連結するように描画することにより、導電性インクが所望ランド間に塗布され配線回路が形成できる。この後、ハンディドライヤーにより、加熱硬化することで導電性インクを硬化させ配線回路が形成できた。
【００１６】
部品穴挿入型の抵抗コンデンサー、ICを取り付けてはんだ付けし、電子回路が組み立てられ電子機器は動作することを確認した。図３に示すような従来の錫めっき線による配線回路形成では、リードを挿入する穴が、リード配線時のはんだ付けで詰まることが多々あり、電子部品の実装を手間取らせる原因となっていた。本発明においては、部品穴が詰まることがなく容易に部品挿入できはんだ付けを可能にしている点が、部品実装の作業性を向上させた点である。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
特別な装置無しに導電ペーストペンとユニバーサル基板だけあれば配線回路が形成でき、学校教育の電子回路学習用の教材として安価で且つ安全、簡単に学習できる効果は、物づくりの教育実践の場においてその啓蒙効果は絶大である。
【００１８】
出張先に断線回路の補修用として、ディスペンサーなどの装置なくとも簡単に回路の補修ができる。また、試作回路で動作不良時の、回路の確認用として、擬似断線時の確認のため塗布することにより、回路の導通を確実に取り簡単に確認できるその効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態、ペン型容器の断面図
【図２】本発明の絶縁基板上への配線回路形成図
【図３】従来の錫めっき線配線回路形成図
【図４】本発明ペン型容器ペン先先端部拡大図
【符号の説明】
【００２０】
１…導電性インクを充填したチューブ
２…先端ボール
３…断熱材または中空断熱構造の筒体
４…キャップ
５…導電性インク
６…部品挿入穴
７…ランド
８…錫めっき線
９…はんだ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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