專利名稱：在包括電路基板的物體表面上形成圖象方法
技術領域：
本發(fā)明是關于對基板之類物體表面上形成圖象圖形的方法，更詳細點說，是關于對混合著色材料和光刻膠形成的感光膠層，邊掃描邊照射激光束，形成由極其高精細的圖象圖形構成的繪圖區(qū)，使該感光膠層顯影，對物體表面形成高精細圖象圖形的圖象形成方法。
背景技術：
作為形成圖象圖形的物體，有電路基板、瓷瓶(magcup)、及工藝品等。電路基板是基板表面上形成電路圖形的物體，瓷瓶是陶瓷制作的筒體外周面上形成裝飾圖象的物體，并且工藝品大多是工藝物品表面上形成工藝裝飾圖象的物體。這些物體中，特別就電路基板而言， 因為要求使電路圖形(圖象圖形)高精細化或高密度化，所以以下舉例說明現(xiàn)有的電路基板。
近年來信息通信技術和電子裝置的進步，作家電路基板小型化和高密度化，出現(xiàn)將薄膜技術和厚膜技術與多層化技術融合的高密度多層電路基板。并且，在汽車等的行駛車輛、噴氣式飛機、火箭等領域，正在迅速推進耐由于引擎系統(tǒng)、路面摩擦和空氣摩擦等引發(fā)的高溫、高濕、振動、粉塵的電子裝置的開發(fā)。
除小型化和高密度化外，為了把耐熱、耐濕、抗振、防塵特性等導入電子裝置，對電路基板要求具有這些性質。電路基板是基板表面上形成電路圖形的坯料，但為了特別導入耐熱和耐高溫特性，采用陶瓷基板作為基板。
圖10是現(xiàn)有使用陶瓷基板的電路基板制造工序圖。在(A)，在規(guī)定位置配置由陶瓷材料形成的原料片2。該原料片2是用有機系列溶劑和有機粘合劑以及可塑劑混攪陶瓷粉末，形成糊劑，把該糊劑形成片狀的生料。
在(B)，在原料片2上邊涂布感光膠層4，形成未曝光基板3。首先，把作為感光劑的光刻膠與電路材料，例如作為導體材料的Ag粉末一樣混合形成感光膠，將該感光膠涂布到原料片2的表面上，形成感光膠層4。
在(C)，對感光膠層4照射紫外線，形成電路圖形的影像。從來為了形成該影像，利用光掩模60。在光掩模60上，形成以白地表示的透光部分60a和以斜線表示的不透光部分60b。
使該光掩模60與感光膠層4對置，給其整個面照射紫外光62。紫外光62被不透光部分60b遮斷，僅透過透光部分60a。于是，感光膠層4上就該形成受到紫外光照射的曝光部分4a和不受紫外光照射的未曝光部分4b。就是，與透光部分60a的對置區(qū)域變成曝光部分4a，而與不透光部分60b的對置區(qū)域變成未曝光部分4b。
在(D)，從顯影裝置12一邊將顯影液14噴霧，浸漬到顯影液里，使感光膠層4全面顯影。因為未曝光部分4b上沒有形成影像，感光膠被除去成為除去區(qū)16。另一方面，形成了影像的曝光部分4a，通過顯影使光刻膠聚合硬化，照樣留下來。從而，原料片2表面上形成未燒成的電路圖形17。
在(E)，在要求溫度，燒結具有未燒成電路圖形17的原料片2。通過該燒結，全部燃燒除去原料片2的有機物，燒結殘留的陶瓷材料形成陶瓷基板18。同時，未燒成電路圖形17的有機物也完全燃燒被除去，留下的Ag粉末變成了均勻的Ag膜，形成電路圖形20。
這樣以來，完成由陶瓷基板18和電路圖形20構成的電路基板22?？芍驮撾娐坊?2來說，因為用光掩模60形成電路圖形20，能夠提供高密度的電路圖形，而且因為使用陶瓷基板18，所以具有耐高溫特性。
本電路基板在使用薄膜技術、厚膜技術和陶瓷燒結技術方面，在具有高密度和耐高溫特性的兩者方面優(yōu)越。并且，因為在陶瓷內將導體電路一體化，就是耐振和防塵方面也優(yōu)越。但是，本電路基板的最大弱點就是使用光掩模進行曝光。
利用光掩模的第1個弱點是為形成光掩?；ㄙM很多時間和成本?？偠灾?，為了制造光掩模需要多個工序。
光掩模制造從按照電路設計圖制成圖形布局圖開始。以設計數(shù)據(jù)為基礎，借助于圖形發(fā)生器制作10倍大小的總掩模原版。然后，用光重復器縮小到1/10，復制作成母版。由該母版作成用于實際加工的工作版，于是，直到制成1枚工作版有時也需要幾天，必然要花費時間和成本了。
使用光掩模的第2個弱點就是圖形精度有限。光掩模的最小尺寸精度約為1μm，為了達到其以上的精度，對光掩模的作成技術不能不革新。
使用光掩模的第3個弱點是由于透過光掩模的紫外光衍射，如光掩模的尺寸精度一樣不可能形成影像。為了提高曝光精度，使光掩模緊靠光刻膠層是可取的，然而有時損傷光刻膠層表面的表面。即，若讓未干燥的光刻膠層接觸光掩模，光刻膠面就受破壞，所以絕對否定接觸光掩模。另一方面，使光刻膠干燥時，因為需要干燥時間，制作工序將復雜化，造成制造成本上升。
因而，如圖10的(C)所示，通常是把光掩模60配置在距感光膠層4盡可能微小的距離。這時，在不透光部分60b的兩端邊緣，透過光發(fā)生衍射，因為紫外光繪圖曲線，或未曝光部分4b的寬度要比不透光部分60b的寬度將縮小，或擴大。這意味著，感光膠層4的曝光精度比光掩模60的圖形精度降低一個等級。
以上，雖然敘述了需要電路基板制造方法的弱點，但是激射一般物體表面上形成圖象圖形的場合也有同樣的缺點。即，光刻膠與顏料混合形成感光膠，把該感光膠均勻涂布到物體表面上，對該表面介以光掩模照射紫外光，通過顯影可形成由顏料產(chǎn)生的圖象圖形?？墒牵褂霉庋谀５南拗?，在該圖象圖形方面也不可避免與電路基板同樣的弱點。
所以，本發(fā)明的向包括電路基板的物體表面形成圖象的方法，其目的在于采用使用不使用光掩模的新曝光方法的辦法，實現(xiàn)光掩模作成上花費的時間和成本的降低，而且實現(xiàn)縮短感光膠層的曝光時間和提高曝光精度，在物體表面形成高精細、高密度的圖象。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是為解決上述課題而做出發(fā)明的，第1發(fā)明是，混合光刻膠和電路材料，形成感光膠；在基板表面涂布該感光膠，形成感光膠層；用激光束繪圖該感光膠層，形成由曝光部分和未曝光部分構成的繪圖區(qū)域；通過使感光膠層顯影，除去曝光部分或未曝光部分的兩者之一，形成未燒成電路圖形；通過燒結該未燒成電路圖形，形成由電路材料構成的電路圖形的電路基板制造方法。
第2發(fā)明是，所述基板是由混攪陶瓷粉末和有機粘合劑形成片狀的原料片構成，所述未燒成電路圖形燒結時，原料片也燒結形成陶瓷基板的電路基板制造方法。
第3發(fā)明是，混合光刻膠和電路材料，形成感光膠；在基板表面涂布該感光膠，形成感光膠層；用激光束繪圖該感光膠層，形成由曝光部分和未曝光部分構成的繪圖區(qū)域；通過使感光膠層顯影，除去曝光部分或未曝光部分的兩者之一，形成未燒成電路圖形；多層層疊形成了該未燒成電路圖形的基板，形成未燒成多層電路基板；通過燒結該未燒成多層電路基板，燒結未燒成電路圖形，形成由電路材料構成的電路圖形的電路基板制造方法。
第4發(fā)明是，所述基板是由混攪陶瓷粉末和有機粘合劑形成片狀的原料片構成，所述未燒成多層電路基板燒結時，原料片也燒結形成陶瓷基板的電路基板制造方法。
第5發(fā)明是，在所述原料片上打出基準孔；對該基準孔以一定的位置關系，在感光膠層上形成繪圖區(qū)域；使該基準孔上下一致，層疊多層原料片，形成未燒成多層電路基板。
第6發(fā)明是，把電路圖形數(shù)據(jù)存入計算機，根據(jù)該電路圖形數(shù)據(jù)按照計算機信號，把激光束轉換為與電路圖形對應的通斷束，對感光膠層的表面一邊掃描一邊照射該通斷束，在感光膠層上形成由曝光部分和未曝光部分構成的繪圖區(qū)域的電路基板制造方法。
第7發(fā)明是，按照把所述電路圖形數(shù)據(jù)作為計算機信號輸入波形整形單元；另一方面，將從激光光源射出的激光束入射到波形整形單元，按照所述計算機信號，把激光束轉換為與電路圖形對應的通斷束的權利要求6所述的電路基板制造方法。
第8發(fā)明是，混合光刻膠和著色材料形成感光膠；在物體表面上涂布該感光膠形成感光膠層；用激光束繪圖該感光膠層形成由曝光部分和未曝光部分構成的區(qū)域；通過對感光膠層顯影除去曝光部分或未曝光部分的兩者之一，形成未燒成圖象圖形的給物體表面的圖象形成方法。
第9發(fā)明是，所述物體是平面體或多面體的場合，在要形成圖形的各個平面形成未燒成圖象圖形的對物體表面的圖象形成方法。
第10發(fā)明是，所述物體的表面是由1個以上曲面構成的曲面體的場合，給要形成圖形的各個曲面形成未燒成圖象圖形的對物體表面的圖象形成方法。
第11發(fā)明是，采用燒結所述未燒成電路圖形的辦法，在物體表面上形成圖象圖形的物體表面的圖象形成方法。
第12發(fā)明是，把圖象圖形數(shù)據(jù)存入計算機；根據(jù)該圖象圖形數(shù)據(jù)，按照計算機信號，把激光束轉換為與圖象圖形對應的通斷束；對感光膠層的表面一邊掃描一邊照射該通斷束，在感光膠層形成由曝光部分和未曝光部分構成的繪圖區(qū)域的對物體表面的電路基板制造方法。


圖1是作為本發(fā)明第1實施例的單層式電路基板制造工序圖。
圖2是圖1中所示曝光工序的詳細立體圖。
圖3是作為本發(fā)明第1實施例的單層式電路基板制造工序圖。
圖4是圖3中所示多層電路基板的詳細工序圖。
圖5是圖3中所示曝光工序的詳細立體圖。
圖6是本發(fā)明應用于電路基板以外廣泛物體，形成圖象場合的處理系統(tǒng)圖。
圖7是按照本發(fā)明在板上形成圖象場合的制造工序圖。
圖8是表示按照本發(fā)明在板上形成的未燒成電路圖形一例的圖象圖。
圖9是說明按照本發(fā)明向物體表面形成圖象方法的裝置配置圖。
圖10是使用陶瓷基板的現(xiàn)有電路基板制造工序圖。
具體實施例方式
以下，按照附圖詳細說明本發(fā)明電路基板制造方法的實施例。
圖1是作為本發(fā)明第1實施例的單層式電路基板制造工序圖。在工序(A)，在規(guī)定位置配置將變成電路基板的原料片2。首先，調整將變成原料片2制劑的陶瓷粉末。就陶瓷粉末而言，可使用各種材料。例如，按60∶40重量比混合CaO·Al2O3·B2O3·SiO2系的硼硅氧化物玻璃粉末和氧化鋁粉末混合的材料也行。
用有機系溶劑、有機粘合劑以及可塑劑，將該陶瓷粉末形成糊劑，例如用刮刀法，把該糊劑成形為1～300μm厚的片狀物，卷起制成生的原料帶。將該原料帶切斷成規(guī)定長度，形成原料片2。
在工序(B)，在該原料片2的表面上邊涂布感光膠，形成感光膠層4，制成未曝光基板3。該感光劑就是混合光刻膠與電路材料成為糊狀的。
對光刻膠而言，有負性型和正性型。負性型的光刻膠是感光后的區(qū)域通過顯影殘留材料的形式，正性型的光刻膠是感光后的區(qū)域通過顯影除去材料的形式。本發(fā)明中哪種類型也都能使用，但圖1中表示負性型的光刻膠。
就光刻膠來說，可使用光硬化樹脂和低黏度單體及光聚合引發(fā)劑的混合有機糊劑。不用說，也可以使用該組成以外的光刻膠。就更硬化樹脂來說，例如，有不飽和聚酯系、丙烯酸鹽系、甲基丙烯酸鹽系等。該樹脂在未硬化時是堿烯可溶性的，光聚合后的部分是不溶化的樹脂。此外，可利用公知感光性粘合劑樹脂。
就低黏度單體來說，有聚酯丙烯酸鹽、環(huán)氧丙烯酸鹽、氨基甲酸乙酯丙烯酸鹽等。就光聚合引發(fā)劑來說，有二苯甲酮系、苯偶姻系、苯乙酮系、噻噸(チオキサタントン)系等，并且此外，可利用公知的光聚合引發(fā)劑。
就混合到光刻膠里的電路材料來說，可選擇與作為目的的電路圖形相應的材料。例如，形成布線用電極圖形的金屬粉末、形成介質圖形的介質粉末、形成電阻圖形的電阻粉末等選作電路材料。
就金屬粉末來說，利用Au、Ag、Pt、Ni、Al、Pd、Ni等的電極材料粉末或其混合粉末。作為介質材料，可選擇鈦酸鋇或鈦酸鍶等高介電常數(shù)陶瓷材料粉末，或除次以外的公知介質材料。
介質材料里可添加公知的玻璃粉末。作為玻璃粉末，例如，B2O3·Bi2O3系、PbO·B2O3系、PbO·SiO2系、PbO·B2O3·SiO2系、CaO·B2O3系、CaO·PbO·SiO2系、MgO·Bi2O3系、MgO·B2O3·SiO2系、或其2種以上的混合物也無妨。
并且，作為電阻材料，適當混合高電阻率金屬材料粉體和低電阻率金屬材料粉體，形成具有任意電阻率的電阻材料。對低電阻率金屬材料而言，有Al、Ag、Cu等，對高電阻率金屬材料而言，有Cr、AgPd、W、Ni、NiCr、Pd、Mo、CuZn、CuMn、RuO2等。
也可以在上述感光體糊劑里添加需要量的光聚合引發(fā)劑和黏度調整用的有機溶劑。對光聚合引發(fā)劑而言，有二苯甲酮系、噻噸(チオキサントン)系、聯(lián)苯酰、苯縮酮、苯偶姻、苯乙酮、苯甲酮等。并且，對有機溶劑而言，可利用松油醇、二氫松油醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑，此外，可利用酮類、酯類、醇類、芳香族類的各種溶劑。
在工序(C)，在感光膠層4表面，用激光束繪圖電路圖形。該曝光工序的詳細內容以后敘述，但從激光光源6出射的激光束8入射到激光繪圖裝置10，用該激光繪圖裝置10繪圖激光束8對感光膠層4表面形成任意的電路圖形，形成繪圖區(qū)7。該繪圖區(qū)7由激光束8照射后的曝光部分4a和未照射的未曝光部分4b組成。
本附圖的裝置中，采用借助于激光繪圖裝置10，把連續(xù)發(fā)射的激光束8轉換為通斷束的形式。但是，用該圖未示出的控制電路從激光光源6直接地發(fā)射通斷束也行，激光光源6本身也可以是振動脈沖激光光源。
在工序(D)，對該感光膠層4，用顯影裝置12將顯影液14噴霧進行顯影處理。當然，浸漬到顯影液里也行。因為本實施例中所使用的光刻膠是負性型膠，就該除去未曝光部分4b。于是，除去未曝光部分4b變成除去區(qū)16，形成僅僅殘留曝光部分4a的未燒成電路圖形17。
在本階段，對曝光部分4a，射光刻膠聚合硬化，其中電路材料處于分散狀態(tài)。換句話說，電路材料處于有機成分編入的狀態(tài)。并且，原料片2構成為有機成分中分散有陶瓷粉末。
在工序(E)，對該原料片進行燒結，完全燃燒除去存在于曝光部分4a和原料片2之中的有機成分。燒結溫度自如地調整到能夠除去有機成分，但能燒結殘留成分的溫度范圍內。一般所用的溫度是250～1500℃，理想的是800～1500℃。其溫度可根據(jù)坯料適當變更。
所以，原料片2的陶瓷材料燒結后形成陶瓷基板18，采用該陶瓷基板18即使使用在高溫區(qū)，也能具有高度的耐熱性。并且，對曝光部分4a的電路材料進行燒結會形成致密的電路圖形20。
上述電路圖形20，根據(jù)電路材料，變?yōu)殡姌O圖形、介質圖形、或電阻圖形，并且也變?yōu)檫@些圖形組合后的復合圖形。按照電路材料的種類，電路圖形20的電路特性不同，可隨意形成作為目的的電路圖形20。
作為復合圖形的一例，形成第1層未燒成電路圖形17變?yōu)殡姌O圖形，其上形成第2層未燒成電路圖形17變?yōu)榻橘|圖形。通過燒結該原料片2，在第1層上完成變成布線的電極圖形，在第2層形成電極之間形成的介質圖形，即電容圖形。這樣，按照本發(fā)明，就可在陶瓷基板18上邊形成作為目的的任意電路圖形20。
圖2是圖1中所示曝光工序的詳細立體圖。未曝光基板3被安置在曝光臺42的規(guī)定位置，使其感光膠層4朝向上方。在該曝光臺42是上方位置，配置有激光繪圖裝置10。曝光臺42以等速沿著箭頭d方向移動。
從半導體之類的激光光源6發(fā)射的激光束8，通過準直儀透鏡30聚集，成為剖面直徑1μm以下的微細激光束。該剖面直徑?jīng)Q定曝光精度，可實現(xiàn)比使用光掩模曝光還要高精度的曝光處理。
然后，激光束8入射到波形成形單元32，按照計算機31來的計算機信號對激光束執(zhí)行通斷控制。把要在感光膠層4的繪圖區(qū)44形成的電路圖形數(shù)據(jù)，作為通、斷的二進制數(shù)據(jù)存入計算機31里。
該通、斷二進制數(shù)據(jù)的計算機信號送給波形成形單元32。當計算機信號接通時，激光束8照樣通過，斷開時被遮斷。接通是曝光信號，斷開是未曝光信號。不言而喻，該信號的狀態(tài)根據(jù)光刻膠的負性型和正性型而倒過來。
形成通斷的激光束8由反射鏡34反射到達多角鏡36的反射面36a。
多角鏡36的周面具有正多角形配置的多個反射面36a、36a…，用電機37沿箭頭a方向轉動。
反射后的激光束8隨著反射面36a的轉動偏轉到箭頭b方向，接著由反射面36a返回原來的位置，再次偏轉。通過1次偏轉，激光束8通過fθ透鏡38，移動曝光鏡40的全寬度。利用曝光鏡40向下方反射的激光束8，在繪圖區(qū)44全寬度范圍移動。
接通時對感光膠層入射激光束執(zhí)行曝光，在斷開時因激光束被遮斷變成未曝光。該曝光和未曝光形成點狀圖案，在繪圖區(qū)44上逐漸形成未燒成的電路圖形。激光束8的剖面直徑越小，點直徑也越小，一邊掃描激光束一邊逐漸形成高精度電路圖形。
本發(fā)明中，因為采用激光束8作為曝光手段，所以能夠高精度而且高速地對1枚原料片進行曝光處理。如電路圖形4改變，只要變更存入計算機31的電路圖形數(shù)據(jù)就行，可用計算機技術廉價地形成任意的電路圖形。
圖3是作為本發(fā)明第2實施例的多層電路基板制造工序圖。本實施例中，采用把形成未燒成電路圖形后的原料片2多枚重疊起來，將其燒結的辦法形成多層電路基板。同圖1重復的符號表示同一部件。
在工序(A)，在規(guī)定位置，配置形成通孔5后的原料片2。在工序(B)，混合光刻膠和電路材料制成感光膠，在原料片2表面涂布該感光膠形成感光膠層4。在通孔5之中也充填有感光膠。
在工序(C)從激光光源6射出激光束8，借助于激光繪圖裝置10，使該激光束8點狀化(通斷)并繪圖控制，在未曝光部分4b表面形成任意圖形。
在感光膠層4上，用激光束8繪圖后的區(qū)域變?yōu)槔L圖區(qū)，該繪圖區(qū)由曝光部分4a和未曝光部分4b構成。本實施例中，留下曝光部分4a成為電路圖形，但不言而喻，也可以采用選擇適當光刻膠的辦法形成留下未曝光部分4b的電路圖形。
在工序(D)，由顯影裝置12將顯影液14噴霧使感光膠層4顯影。其結果，除去沒有形成影像的未曝光部分4b，使曝光部分4a顯影并硬化留下來。該曝光部分4a圖形變成未燒成電路圖形17。因為通孔5之中也被曝光，所以編入未燒成電路圖形17中留作曝光部分4a。
這樣以來，形成多枚形成了未燒成電路圖形17的原料片2。在工序(E)，把這樣的多枚原料片2疊層，從上下方加熱加壓使其一體化(熱壓制)，消除不要的間隙，形成未燒成多層電路基板46。通過通孔5將上下的未燒成電路圖形17、17，照設計那樣重疊連接一起。
在工序(F)，用圖未示出的加熱爐對未燒成多層電路基板46進行燒結。燒結溫度設定為與圖1同樣。通過燒結，從原料片2、2…中除去有機物，陶瓷材料燒結后變成陶瓷基板18、18…。并且，也從曝光部分4a除去有機物，電路材料燒結后形成均勻薄層的電路圖形20。
電路材料是導電性金屬的場合，通孔5里面也形成金屬膜，使上下的電路圖形電連接。這樣以來，通過燒結，未燒成多層電路基板46變成多層電路基板48，完成小型高密度設計的電路基板。
該電路基板的特征就是，因為利用激光束形成電路圖形，能夠形成極其精細的電路圖形，在小面積上組裝高密度的電路?？墒?，通過多層化，比只疊層更加高密度化，能夠有助于最近電子電路的形象化和高密度化。
并且，本實施例中，因為使用原料片作基板，將其燒結作為陶瓷基板，通過在該陶瓷基板上形成電路圖形，能夠制成耐高溫的電路基板。并且，通過使電路和陶瓷一體化，成為具有耐濕、抗振、防塵特性的電路基板。例如，象汽車引擎和飛機發(fā)動機之類，既可以安裝于高溫的物體表面使用，也可以曝露在環(huán)境惡劣的氣氛(濕度、灰塵、振動)下使用。
本發(fā)明中，不僅使用原料片作為基板，而且也可以使用那耐熱性基板來替代原料片。這時，即使對未燒成電路圖形進行燒結制成電路圖形的場合，基板也不會變化。燒結溫度要是耐熱基板的耐熱溫度以下，耐熱性基板就不會受熱變形。
在原料片和未燒成電路圖形同時燒結的場合。根據(jù)材料，有時陶瓷材料和電路材料也相互擴散到對方材料中。這種場合，如利用耐熱性基板來替代原料片，阻止相互擴散，就能夠提供高質量的電路基板。
圖4是圖3中所示多層電路基板的詳細工序圖。首先，在n1，形成卷起原料帶的原料卷。在n2，用刀具把原料帶切斷成規(guī)定長度，形成一定長度的原料片。在n3，邊使該原料片的端緣前進，邊在適當位置打出基準孔。
在n4，用刮刀法、滾涂法、或絲網(wǎng)印制法，在該原料片的表面涂布感光膠。該感光膠不管是干燥還是照樣未干燥都行。在工序n5，確認基準位置，確定激光束的繪圖開始位置。在n6，用激光繪圖電路圖形。即使感光膠未干燥也能激光繪圖?，F(xiàn)有，使用光掩模的場合，因為光掩模接觸感光膠面，就需要使感光膠干燥，但對本發(fā)明來說因為非接觸狀態(tài)，即使未干燥也能直接激光繪圖，有省略干燥工序的優(yōu)點。但是，當然使之干燥也能激光繪圖。
在n7使曝光后的感光膠顯影；在n8用水沖洗以后；在n9使其干燥。在本階段，除去未曝光部分，在原料片上邊形成只有曝光部分構成的未燒成電路圖形。
在n10，層疊規(guī)定枚數(shù)的形成了這些未燒成電路圖形的原料片，形成未燒成多層電路基板；在n11，從上下方加熱加壓使原料片一體化，除去不需要的間隙。在n12燒結時，原料片轉變?yōu)樘沾苫?，未燒成電路圖形變?yōu)殡娐穲D形。這樣以來，在n13就完成多層電路基板。
圖5是圖3中所示曝光工序的詳細立體圖。傳送帶50借助于由電機M轉動驅動的驅動滾52，沿箭頭c方向勻速移動。該傳送帶50上邊以規(guī)定間隔安置多個未曝光基板3，借助于傳送帶50沿箭頭c方向逐漸移動。
因為圖2中已說明激光光源6和激光繪圖裝置10的構成和工作，質量予以省略。測定未曝光基板3的基準孔24，就由規(guī)定位置繪圖激光束8，按照點狀圖案將電路圖形寫入感光膠層4，形成繪圖區(qū)44。
寫入結束后，用顯影裝置12將顯影液向感光膠層4表面噴霧，使感光膠層4顯影。也可以浸漬到顯影液里而不用噴霧。通過該顯影，將未曝光部分4b除去，形成由曝光部分4a構成的電路圖形。
將繪圖區(qū)44上形成電路圖形的基板重疊規(guī)定枚數(shù)，形成未燒成多層電路基板46。重疊時，若使各基板的基準孔上下一致，自動地定位多層電路基板的疊層完了。對該未燒成多層電路基板46進行燒結，完成多層電路基板。
圖6是將本發(fā)明應用于電路基板以外的廣泛范圍的物體上形成圖象時的處理系統(tǒng)圖。本發(fā)明不是限定于電路基板的制造方法，而是提供在要形成圖象的廣泛范圍的物體表面高精細形成任意圖象的形成圖象方法。
該物體如是想要在表面上形成圖象的物體不管什么都行，例如有瓷瓶等的瓷器制品、塑料制品、陶瓷制品、金屬制品等，不僅平面制品而且也包括立體制品。并且，表面上形成圖象方面，包括照相和繪畫等所有的圖象。在這些圖象的讀出方法方面有制造的方法。
照相、印刷品和文書等圖象文書70，用繪圖儀72轉換為圖象圖形數(shù)據(jù)，將該圖象圖形數(shù)據(jù)保持在圖象存儲器82內。并且，將人物、背景、文書、圖畫等被攝影對象物74，用數(shù)字照相機76攝影并轉換為圖象圖形數(shù)據(jù)，并將該數(shù)字的圖象圖形數(shù)據(jù)存入圖象存儲器82內。
進而，上述被攝影對象物74也可以用數(shù)字攝像機78轉換為圖象圖形數(shù)據(jù)，將該圖象圖形數(shù)據(jù)存入圖象存儲器82內就行。并且，關于用其它數(shù)字裝置或軟件等形成的任意數(shù)字圖象數(shù)據(jù)，照樣存入圖象存儲器82內。也可以讀出該圖象儲存器2內保存的圖象圖形數(shù)據(jù)，由計算機作為計算機信號輸出給激光繪圖裝置10。
圖7是用本發(fā)明在平板上形成圖象時的制造工序圖。在(A)，表示平板84，該平板也可以是具有耐熱特性的陶瓷板，或不具有耐熱特性的塑料板也無妨。
感光膠是光刻膠里混合著色材料形成的。該著色材料包括色粉，即使未燒成也著色，通過燒結而生色的材料等情況。未燒成的場合，著色材料使光刻膠帶有顏色形成圖象，燒結的場合，燃燒除去光刻膠以后，僅殘留著色材料形成圖象。有時著色材料的顏色也隨燒結而變化，有時也不變化。
在(B)，把該感光膠涂布到平板84表面上形成感光膠層4，未曝光基板3完成。在(C)，把存入圖象儲存器82的圖象圖形數(shù)據(jù)輸出給激光繪圖裝置10，使激光光源6發(fā)射的激光束8形成通斷。該通斷束也可以叫做點光束，對感光膠層4的表面繪圖該通斷束，由點狀圖案形成圖象。即，在曝光部分4a和未曝光部分4b混合的狀態(tài)形成繪圖區(qū)7。
在(D)，從顯影裝置12向感光膠層4噴射顯影液14，使感光膠層4顯影。結果，除去未曝光部分4b變?yōu)槌^(qū)16，最終利用留下的曝光部分4a形成未燒成圖象圖形86。
在(E)，表示形成未燒成圖象圖形86后的平板84。由于光刻膠是透明的，借助于封入光刻膠內部的著色材料的顏色形成圖象。平板84象塑料板一樣，隨著燒結而變性的場合，可以不施行燒結處理，該未燒成圖象圖形就是制成圖象。
在(F)，對未燒成圖象圖形86進行燒結形成圖象圖形90。通過該燒結，燃燒除去光刻膠成分，最終只有著色材料粘附于平板84表面，成為圖象圖形。隨色材料的種類而不同，有時也因燒結變色，有時也保存燒結前的顏色不變。
平板84通過燒結變?yōu)闊Y平板88。平板84是上述原料片的場合，通過該燒結使原料片變性陶瓷化，燒結平板88成為陶瓷板。另外，平板84是陶瓷板或金屬板的場合，雖然也依賴于燒結溫度，但是平板84不會因燒結而變性。于是，這種場合下，燒結平板88變成與平板84材料性質上同樣。
圖8是表示按照本發(fā)明，在平板上形成未燒成圖象圖形一例的圖象圖。平板是感覺厚的塑料片，如燒結就變性，因而不可燒結而在未燒成圖象圖形的階段就作為完成圖象。該板為平板，可提供作為土產(chǎn)物、工藝品、或紀念品。
該未燒成圖象圖形是，用繪圖儀72讀出日本畫(圖象文書70)，利用該圖象圖形數(shù)據(jù)，用激光束(通斷束)曝光繪圖感光膠層使之顯影形成的。所以，殘留的光刻膠之中封入著色成分形成圖象。圖象由點狀圖形逐漸形成，1個點的大小大約等于激光束的剖面直徑，采用使器剖面直徑減少到極小的辦法，能夠提高圖象精細度。
圖9是說明對本發(fā)明的物體表面的圖象形成方法的裝置配置圖。物體92是多面體，該多面體的各表面92a、92b…上形成圖象。作為多面體的例子，例如有多面體型的工藝品等。為了把物體92的各表面92a、92b…對激光繪圖裝置10配置在最適當位置，配置有物體姿勢控制裝置94。
激光繪圖裝置10的構成因與圖2同樣，所以省略器說明。表面92a上已經(jīng)形成人物畫像。接著，說明表面92a上形成畫像的順序。通過驅動物體姿勢控制裝置94，將物體92的表面92b移動到繪圖位置。
將表面92b設定為繪圖位置時，就用激光繪圖裝置10對表面92b上成膜后的感光膠層曝光形成任意的畫像。采用讓物體姿勢控制裝置94與激光繪圖裝置10聯(lián)動的辦法，在物體92的各表面斷續(xù)地逐個形成畫像。
繪圖處理一結束，就對物體92的各表面施行顯影處理。顯影處理方面，有噴霧處理、浸漬處理等，然而因為物體92是多面體，如在顯影液中浸漬處理，各表面可同時顯影，因而是有效的。
并且，作為其它實施例，有時物體92的外表面由1個以上曲面構成。作為這種曲面體的例子，有壺形瓷器、工藝品等。為了對曲面形成畫像，有多種方法。第1種防法就是，將曝光鏡40的形狀形成同物體92曲面相似形狀，并把曝光鏡40與曲面的對置間隔設定為同樣。通過仿照相似形狀，可形成對曲面變形少的曝光影像。
第2種方法是，通過對曲面移動控制短軸長的曝光鏡40，使曝光鏡40與曲面的對置間隔恒定起來的方法。并且，第3種方法是，固定曝光鏡40，借助于物體姿勢控制裝置94，在曝光中移動物體92，使曝光鏡40與曲面的對置間隔恒定起來的方法。當然，不用說也可以利用除此以外的公知方法，形成對曲面變形少的曝光影像。
這樣，本發(fā)明不是限定于電路基板和多層電路基板上形成電路圖形的方法，而是提供在任意物體表面上復制照相、圖象文書、或被攝影對象物等廣泛范圍圖象的方法。
本發(fā)明不是限定于上述實施例，而是不用說，在不脫離本發(fā)明技術構思的范圍內的各種變形例、設計變更也應包括在本技術的范圍內。
按照第1發(fā)明，由于在基板表面上涂布混合光刻膠和電路材料的感光膠形成感光膠層，用激光束繪圖該感光膠層形成由曝光部分和未曝光部分構成的電路圖形，通過把激光束的剖面積縮小到極小的辦法，能夠高密度曝光形成極其高精細的電路圖形，有有益于電阻裝置的小型化和提高密度。進而，利用計算機可以直接用激光器繪圖任意的電路圖形，因此節(jié)省制作版面或正片的功夫，比利用現(xiàn)有光掩模的場合，會大幅度縮短電路制造的時間。并且，為了變更電路圖形，由于僅變更電路圖形數(shù)據(jù)就行，對近年來的多品種少量生產(chǎn)可提供最佳的電路基板制造方法。
按照第2發(fā)明，作為基板，由于使用混攪陶瓷粉末和有機粘合劑形成片狀的原料片，能夠同時進行未燒成電路圖形的燒結和原料片的燒結，而且燒結原料片可形成陶瓷基板，可廉價提供發(fā)動機等高溫高熱位置可使用有耐熱性的高溫用基板。并且，用陶瓷保護內部電路，所以即使在高濕、振動、粉塵等惡劣環(huán)境下也能提供長期耐使用的基板。
按照第3發(fā)明，通過對感光膠層的激光繪圖，可在基板上以高精細形成高密度的電路圖形，而且采用層疊所需枚數(shù)該基板構成立體的辦法，可提供超小型超高密度的多層電路基板，并提供近年來超高密度超微小電路的有效制造方法。
按照第4發(fā)明，由于用混攪陶瓷粉末和有機粘合劑形成的原料片構成基板，可對感光膠層和原料片同時進行燒結，而且由于燒結原料片形成陶瓷基板，給超小型超高密度的多層電路基板帶來耐熱性。并且，因為用陶瓷保護著內部電路，所以即使在高濕、振動、粉塵等惡劣環(huán)境下也能提供長期耐用的基板。
按照第5發(fā)明，因為在上述原料片上打出基準孔，就能夠按與該基準孔的位置關系正確進行激光束繪圖，而且即使層疊多枚原料片的場合，也只是重合基準孔高精度進行多層電路基板的重疊，容易進行立體電路的高精度構筑。
按第6發(fā)明，采用把電路圖形數(shù)據(jù)存入計算機，按照該電路圖形數(shù)據(jù)由計算機控制的辦法，就能夠控制激光束的通斷，可高速而且正確地進行對感光膠層繪圖電路圖形。而且，由于僅變更電路圖形數(shù)據(jù)就能夠形成任意圖象的電路圖形，對多品種少量生產(chǎn)可提供最佳的電路基板制造方法。不用說，當然也可以利用于少品種大量生產(chǎn)。
按照第7發(fā)明，由于可用波形整形單元電子電路式通斷控制連續(xù)發(fā)射的激光束，只要電路圖形數(shù)據(jù)輸入到波形整形單元，就可簡單地制造具有任意電路圖形的電路基板，會給電路基板帶來成本降低。
按照第8發(fā)明，混合光刻膠和著色材料形成感光膠，在物體表面上頭部該感光膠形成感光膠層，只用激光束繪圖該感光膠并顯影，就能夠形成任意的未燒成電路圖形。所以，能夠在任意物體表面上形成高精細的圖象圖形，而且，僅僅改變著色材料的顏色，也很容易形成任意彩色圖象。
按照第9發(fā)明，物體是平面體和多面體的場合，由于在想要形成圖形的各個平面上形成未燒成圖象圖形，能夠在物體的要求表面或整個面上自如地形成任意的圖象。例如，可在平板上形成人物照相圖象等，可提供新穎而且獨創(chuàng)的平面圖象形成方法。
按照第10發(fā)明，即使物體表面是由1個以上曲面構成的場合，也能在任意曲面上形成未燒成圖象圖形。例如，能夠提供可在壺之類工藝品表面上形成圖象等，新穎而且獨創(chuàng)的曲面圖象形成方法。
按照第11發(fā)明，因為采用對未燒成圖象圖形進行燒結燃燒除去光刻膠，只有著色材料能在物體表面形成圖象圖形。變更著色材料的顏色，就能夠任意的調色。并且，通過燒結使著色材料顏色變化的場合，可提供象陶藝作品那樣藝術性很高的圖象形成方法。
按照第12發(fā)明，由于把電路圖形數(shù)據(jù)存入計算機，根據(jù)該電路圖形數(shù)據(jù)用計算機信號，使激光束變成通斷，僅變更電路圖形數(shù)據(jù)就很容易形成圖象。所以，能夠提供適合多品種少量生產(chǎn)的圖象形成方法。
權利要求
1.一種電路基板的制造方法，其特征是混合光刻膠和電路材料，形成感光膠；在基板表面涂布該感光膠，形成感光膠層；用激光束繪圖該感光膠層，形成由曝光部分和未曝光部分構成的繪圖區(qū)域；通過使感光膠層顯影，除去曝光部分或未曝光部分的兩者之一，形成未燒成電路圖形；以及通過燒結該未燒成電路圖形，形成由電路材料構成的電路圖形。
2.按照權利要求1所述的電路基板的制造方法，其特征是所述基板是由混攪陶瓷粉末和有機粘合劑形成片狀的原料片構成，所述未燒成多層電路基板燒結時，原料片也燒結形成陶瓷基板
3.一種多層電路基板的制造方法，其特征是混合光刻膠和電路材料，形成感光膠；在基板表面涂布該感光膠，形成感光膠層；用激光束繪圖該感光膠層，形成由曝光部分和未曝光部分構成的繪圖區(qū)域；通過使感光膠層顯影，除去曝光部分或未曝光部分的兩者之一，形成未燒成電路圖形；層疊多層形成了該未燒成電路圖形的基板；以及通過燒結該未燒成多層電路基板，燒結未燒成電路圖形，形成由電路材料構成的電路圖形。
4.按照權利要求3所述的多層電路基板的制造方法，其特征是所述基板是由混攪陶瓷粉末和有機粘合劑形成片狀的原料片構成，所述未燒成多層電路基板燒結時，原料片也燒結形成陶瓷基板。
5.按照權利要求4所述的多層電路基板的制造方法，其特征是所述原料片上打出基準孔，對該基準孔以一定的位置關系，在感光膠層上形成繪圖區(qū)域，使該基準孔上下一致，層疊多層原料片，形成未燒成多層電路基板。
6.按照權利要求1、2、3、4或5所述的電路基板的制造方法，其特征是把電路圖形數(shù)據(jù)存入計算機，根據(jù)該電路圖形數(shù)據(jù)按照計算機信號，把激光束轉換為與電路圖形對應的通斷光束，對感光膠層的表面一邊掃描一邊照射該通斷光束，在感光膠層上形成由曝光部分和未曝光部分構成的繪圖區(qū)域。
7.按照權利要求6所述的電路基板的制造方法，其特征是把所述電路圖形數(shù)據(jù)作為計算機信號輸入波形整形單元，另一方面，將從激光光源射出的激光束入射到波形整形單元，按照所述計算機信號，把激光束轉換為與電路圖形對應的通斷光束。
8.一種對物體表面的圖象形成方法，其特征是混合光刻膠和著色材料形成感光膠；在物體表面上涂布該感光膠，形成感光膠層；用激光束繪圖該感光膠層，形成由曝光部分和未曝光部分構成的繪圖區(qū)域；以及通過使感光膠層顯影，除去曝光部分或未曝光部分的兩者之一，形成未燒成圖象圖形。
9.按照權利要求8所述的對物體表面的圖象形成方法，其特征是在所述物體是平面體或多面體的場合，在要形成圖形的各個平面上形成未燒成圖象圖形。
10.按照權利要求8所述的對物體表面的圖象形成方法，其特征是在所述物體的表面是由1個以上曲面構成的曲面體的場合，在要形成圖形的各個曲面上形成未燒成圖象圖形。
11.按照權利要求8所述的對物體表面的圖象形成方法，其特征是通過燒結所述未燒成圖象圖形，在物體表面形成圖象圖形。
12.按照權利要求8所述的對物體表面的圖象形成方法，其特征是把圖象圖形數(shù)據(jù)存入計算機；根據(jù)該圖象圖形數(shù)據(jù)，按照計算機信號，把激光束轉換為與圖象圖形對應的通斷光束；對感光膠層的表面一邊掃描一邊照射該通斷光束，在感光膠層形成由曝光部分和未曝光部分構成的繪圖區(qū)域。
全文摘要
用新穎的方法，縮短感光膠層曝光時間，提高曝光精度，開發(fā)以低成本高精度、高密度而且有耐熱性的電路基板等。本發(fā)明的電路基板制造方法，將混合光刻膠和電路材料的感光膠涂布到基板表面上形成感光膠層4；用激光束8繪圖該感光膠層4形成繪圖區(qū)域7；通過使感光膠層4顯影，除去曝光部分4a或未曝光部分4b的兩者之一，形成未燒成電路圖形17；通過燒結該未燒成電路圖形17，形成由電路材料構成的電路圖形20。利用激光束繪圖可以高精細形成高密度的電路圖形。并且，如使用原料片2作為基板，通過燒結就能夠形成有耐熱性的陶瓷基板18。進而，用本方法，可在任意物體表面上形成任意圖象。
文檔編號H05K3/46GK1520703SQ02812649
公開日2004年8月11日 申請日期2002年7月18日 優(yōu)先權日2001年9月11日
發(fā)明者加藤正利, 原田昭雄, 雄 申請人:大研化學工業(yè)株式會社