特許 7213361 積層ユニットの接着方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-18

(45)【発行日】2023-01-26

(54)【発明の名称】積層ユニットの接着方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 3/46 20060101AFI20230119BHJP

【ＦＩ】

H05K3/46 G

H05K3/46 Q

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021541350

(86)(22)【出願日】2019-08-19

(86)【国際出願番号】 JP2019032219

(87)【国際公開番号】W WO2021033227

(87)【国際公開日】2021-02-25

【審査請求日】2021-10-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000237271

【氏名又は名称】株式会社ＦＵＪＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000992

【氏名又は名称】弁理士法人ネクスト

(74)【代理人】

【識別番号】100162237

【弁理士】

【氏名又は名称】深津 泰隆

(74)【代理人】

【識別番号】100191433

【弁理士】

【氏名又は名称】片岡 友希

(72)【発明者】

【氏名】榊原 亮

(72)【発明者】

【氏名】富永 亮二郎

【審査官】小林 大介

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２３５２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３０５５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００４２０３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２４３８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０１７８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５９９５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ ３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１積層ユニット及び第２積層ユニットを、３次元積層造形により形成する積層ユニット形成工程と、
前記第１積層ユニットの第１接着面と前記第２積層ユニットの第２接着面との間に隙間を設けて、前記第１積層ユニットと前記第２積層ユニットを組み合わせる組立工程と、
前記第１積層ユニットと前記第２積層ユニットを組み合わせた状態で、組み合わせた積層ユニットの外周面に形成される前記隙間の開口に接着剤を塗布し、前記開口から前記隙間内へ前記接着剤を浸透させ前記第１接着面と前記第２接着面に前記接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記第１接着面と前記第２接着面に塗布した前記接着剤に熱を加えることで前記接着剤を硬化させ、前記第１積層ユニットに対して前記第２積層ユニットを固定する硬化工程と、
を含み、
前記積層ユニット形成工程において、
前記第１接着面又は前記第２接着面を凹ませた溝部を形成し、電子部品を収容する収容部を前記第１積層ユニットに形成し、
前記収容部は、
前記隙間に比べて大きな空間を前記第２接着面との間に形成し、
前記組立工程において、
前記溝部により、前記第１接着面と前記第２接着面の間に前記隙間を形成し、
前記溝部は、
前記接着剤を塗布される前記隙間の開口と、前記収容部を連通する、積層ユニットの接着方法。

【請求項2】

前記積層ユニット形成工程において、
一方向に並ぶ複数の前記溝部を形成し、
複数の前記溝部の各々は、
前記接着剤を塗布される前記隙間の開口と、前記収容部を連通する、請求項１に記載の
積層ユニットの接着方法。

【請求項3】

前記積層ユニット形成工程において、
前記第１積層ユニットに貫通孔を形成し、
前記貫通孔は、
前記収容部における前記電子部品を配置する底部と、前記第１積層ユニットの外部を接続し、
前記組立工程において、
前記貫通孔を通じて前記隙間を前記第１積層ユニットの外部に接続し、
前記隙間は、
前記接着剤を塗布される前記隙間の開口と、前記貫通孔とを連通する、請求項１又は請求項２に記載の積層ユニットの接着方法。

【請求項4】

前記積層ユニット形成工程において、
前記第２接着面に近づく方向へ突出した突部を、前記第１接着面に形成し、
前記組立工程において、
前記突部を前記第２接着面に接触させることで、前記第１接着面と前記第２接着面の間に前記隙間を形成する、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の積層ユニットの接着方法。

【請求項5】

前記第１積層ユニットは、
前記第１接着面を有する絶縁層を有し、
前記積層ユニット形成工程は、
硬化性樹脂を吐出する吐出工程と、
前記吐出工程により吐出した前記硬化性樹脂を、平坦化装置により平坦化する平坦化工程と、
前記平坦化工程により平坦化した前記硬化性樹脂を硬化する硬化工程と、を含み、前記吐出工程、前記平坦化工程、前記硬化工程を繰り返し実行し、前記絶縁層を形成し、前記平坦化工程によって前記絶縁層の前記第１接着面に第１凹凸部を形成し、
前記組立工程において、
前記第１接着面に形成した前記第１凹凸部を前記第２接着面に接触させることで、前記第１接着面と前記第２接着面の間に前記隙間を形成する、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の積層ユニットの接着方法。

【請求項6】

前記積層ユニット形成工程において、
凹凸を有する粗面フィルムの上に前記第１積層ユニットを形成し、前記粗面フィルムに面した前記第１接着面に第２凹凸部を形成し、
前記組立工程において、
前記第１接着面に形成した前記第２凹凸部を前記第２接着面に接触させることで、前記第１接着面と前記第２接着面の間に前記隙間を形成する、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の積層ユニットの接着方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、複数の積層ユニットを接着する方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、３次元積層造形に関し、種々の技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、３次元積層造形により電子部品や電子回路を含んだ積層ユニットを形成する技術が開示されている。特許文献１に記載された製造方法では、任意の積層ユニットの上に、他の積層ユニットを搭載し、２つの積層ユニットを互いに固定することで、１つの３次元積層電子デバイスを製造している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第ＷＯ／２０１９／１０２５２２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記した２つの積層ユニットを接着剤で固定する場合、例えば、ノズルから積層ユニットの接着面へ接着剤を吐出する方法では、積層ユニットの電子回路などに接着剤が付着する可能性があり、導通不良などが発生する問題がある。そのため、電子回路などへの接着剤の付着を避けるため、積層ユニットの構造などに応じて、接着剤を吐出する位置や塗布する量を細かく調整する必要が生じる。

【0005】

本開示は、上述した点を鑑みてなされたものであり、接着剤が電子回路に付着することを抑制しつつ、積層ユニットの接着面に接着剤を塗布することができる積層ユニットの接着方法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】

【0006】

本明細書は、第１積層ユニット及び第２積層ユニットを、３次元積層造形により形成する積層ユニット形成工程と、前記第１積層ユニットの第１接着面と前記第２積層ユニット
の第２接着面との間に隙間を設けて、前記第１積層ユニットと前記第２積層ユニットを組み合わせる組立工程と、前記第１積層ユニットと前記第２積層ユニットを組み合わせた状態で、組み合わせた積層ユニットの外周面に形成される前記隙間の開口に接着剤を塗布し、前記開口から前記隙間内へ前記接着剤を浸透させ前記第１接着面と前記第２接着面に前記接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、前記第１接着面と前記第２接着面に塗布した前記接着剤に熱を加えることで前記接着剤を硬化させ、前記第１積層ユニットに対して前記第２積層ユニットを固定する硬化工程と、を含み、前記積層ユニット形成工程において、前記第１接着面又は前記第２接着面を凹ませた溝部を形成し、電子部品を収容する収容部を前記第１積層ユニットに形成し、前記収容部は、前記隙間に比べて大きな空間を前記第２接着面との間に形成し、前記組立工程において、前記溝部により、前記第１接着面と前記第２接着面の間に前記隙間を形成し、前記溝部は、前記接着剤を塗布される前記隙間の開口と、前記収容部を連通する、積層ユニットの接着方法を開示する。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、第１及び第２積層ユニットを組み合わせる際に、２つの積層ユニットの第１及び第２接着面の間に隙間を設けておく。その隙間の開口に接着剤を塗布することで、塗布した接着剤を毛管現象等により隙間内へ浸透させることができる。特に、３次元積層造形では、例えば、数十μｍの隙間など、毛管現象を発生させるのに必要な極めて狭い隙間を精度良く容易に形成できる。そして、第１及び第２接着面に接着剤を塗布しておき、その接着剤に熱を加えて硬化させることで、第１積層ユニットに対して第２積層ユニットを固定することができる。これにより、開口から隙間内へ接着剤を浸透させる一方、毛管現象等が作用する隙間内だけで接着剤の進行を止めることができ、第１積層ユニットや第２積層ユニットに設けられた電子回路に接着剤が付着することを抑制し、絶縁不良などの不具合の発生を抑制できる。また、隙間の開口に接着剤を塗布することで、隙間内へ接着剤を浸透させることができるため、接着面へ接着剤を直接塗布等する必要がなくなり、積層ユニットの構造などに応じて、接着剤を塗布する位置や量を細かく調整する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係わる積層ユニット形成装置を示す図である。

【図2】第１実施形態に係わる制御装置を示すブロック図である。

【図3】第１実施形態に係わる制御装置を示すブロック図である。

【図4】第１実施形態に係わる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】第１実施形態に係わる３次元積層電子デバイスの製造工程を示す断面図である。

【図6】第１実施形態に係わる３次元積層電子デバイスの製造工程を示す断面図である。

【図7】第１実施形態に係わる３次元積層電子デバイスを示す断面図である。

【図8】第１実施形態に係わる組み立て後の積層ユニットに接着剤を塗布する状態を示す図である。

【図9】第１実施形態に係わる第１積層ユニットの上面を模式的に示す図である。

【図10】第１実施形態に係わる接着剤が浸透する組み立て後の積層ユニットの断面を模式的に示す断面図である。

【図11】第１実施形態に係わる３次元積層電子デバイスの断面を模式的に示す断面図である。

【図12】別例の接着剤塗布ユニットの構成を示す模式図である。

【図13】別例の第１積層ユニットの上面を模式的に示す図である。

【図14】第２実施形態に係わる第１積層ユニットの上面を模式的に示す図である。

【図15】第２実施形態に係わる組み立て後の積層ユニットの断面を模式的に示す断面図である。

【図16】第３実施形態に係わる製造工程を示す図である。

【図17】第４実施形態に係わる製造工程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の好適な第１実施形態を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0010】

（１）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、第３造形ユニット２００と、接着剤塗布ユニット２０５と、制御装置２７（図２，図３参照）を備える。それら搬送装置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、第３造形ユニット２００、接着剤塗布ユニット２０５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、平面視において概して長方形状をなしている。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。

【0011】

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３８（図２参照）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をＸ軸方向の任意の位置に移動させる。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の一端部は、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。ステージ５２は、Ｙ軸スライドレール５０によって、Ｙ軸方向にスライド可能に保持されている。Ｙ軸スライド機構３２は、電磁モータ５６（図２参照）を有しており、電磁モータ５６の駆動により、ステージ５２をＹ軸方向の任意の位置に移動させる。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。

【0012】

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７０が載置される。保持装置６２は、Ｘ軸方向における基台６０の両側部に設けられている。保持装置６２は、基台６０に載置された基材７０のＸ軸方向の両縁部を挟むことで、基台６０に対して基材７０を固定的に保持する。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。

【0013】

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７６（図２参照）を有しており、基台６０に載置された基材７０の上に、導電性インクを線状に吐出する。導電性インクは、例えば、主成分としてナノメートルサイズの金属（銀など）の微粒子を溶媒中に分散させたものを含み、熱により焼成されることで硬化する。金属ナノ粒子の表面は、例えば、分散剤によりコーティングされており、溶媒中での凝集が抑制されている。

【0014】

尚、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導電性インクを吐出する。また、導電性インクを吐出する装置としては、複数のノズルを備えるインクジェットヘッドに限らず、例えば、１つのノズルを備えたディスペンサーでも良い。また、導電性インクに含まれる金属ナノ粒子の種類は、銀に限らず、銅、金等でも良い。また、導電性インクに含まれる金属ナノ粒子の種類数は、１種類に限らず、複数種類でも良い。

【0015】

焼成部７４は、照射装置７８（図２参照）を有している。照射装置７８は、例えば、基材７０の上に吐出された導電性インクを加熱する赤外線ヒータを備えている。導電性インクは、赤外線ヒータから熱を付与されることで焼成され、回路配線を形成する。ここでいう導電性インクの焼成とは、例えば、エネルギーを付与することによって、溶媒の気化や金属ナノ粒子の保護膜、つまり、分散剤の分解等が行われ、金属ナノ粒子が接触又は融着することで、導電率が高くなる現象である。そして、導電性インクを焼成することで、回路配線を形成することができる。尚、導電性インクを加熱する装置は、赤外線ヒータに限らない。例えば、積層ユニット形成装置１０は、導電性インクを加熱する装置として、赤外線ランプ、レーザ光を導電性インクに照射するレーザ照射装置、あるいは導電性インクを吐出された基材７０を炉内に入れて加熱する電気炉を備えても良い。

【0016】

また、第２造形ユニット２４は、基台６０に載置された基材７０の上に絶縁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８８（図２参照）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。尚、インクジェットヘッド８８が紫外線硬化樹脂を吐出する方式は、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良い。

【0017】

硬化部８６は、平坦化装置９０（図２参照）と、照射装置９２（図２参照）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る。平坦化装置９０は、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、絶縁層を形成することができる。

【0018】

また、装着ユニット２６は、基台６０に載置された基材７０の上に、電子部品やプローブピン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電子部品を１つずつ送り出すテープフィーダ１１０（図２参照）を複数有しており、各供給位置において、電子部品を供給する。さらに、供給部１００は、プローブピンが立った状態で並べられたトレイ２０１（図２参照）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を供給する。電子部品は、例えば、温度センサ等のセンサ素子である。また、プローブピンは、１つの積層ユニットの電子回路と、他の積層ユニットの電子回路とを電気的に接続する部材である。プローブピンとしては、軸方向へストローク可能なものが好ましい。ここでいう積層ユニットとは、後述するように、積層ユニット形成装置１０によって形成するユニットであって、電子回路を有する３次元積層電子デバイスを複数に分割したユニットである。

【0019】

尚、プローブピンは、軸方向にストロークしない（変位しない）構成でも良い。また、電子部品の供給は、テープフィーダ１１０による供給に限らず、トレイによる供給でも良い。また、プローブピンの供給は、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良い。また、電子部品とプローブピンの供給は、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良い。

【0020】

装着部１０２は、装着ヘッド１１２（図２参照）と、移動装置１１４（図２参照）とを有している。装着ヘッド１１２は、電子部品、又はプローブピンを吸着保持するための吸着ノズルを有している。吸着ノズルは、正負圧供給装置（図示省略）から負圧が供給されることで、エアの吸引により電子部品等を吸着保持する。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、電子部品等を離脱する。また、移動装置１１４は、テープフィーダ１１０の供給位置又はトレイ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は、吸着ノズルにより電子部品等を保持し、吸着ノズルによって保持した電子部品等を、基材７０の上に配置する。

【0021】

また、第３造形ユニット２００は、基台６０に載置された基材７０の上に、導電性ペーストを塗布するユニットである。導電性ペーストは、例えば、マイクロサイズの金属粒子（マイクロフィラなど）を、樹脂製の接着剤に含めた粘性流体である。マイクロサイズの金属マイクロ粒子は、例えば、フレーク状態の金属（銀など）である。金属マイクロ粒子は、銀に限らず、金、銅などや複数種類の金属でも良い。接着剤は、例えば、エポキシ系の樹脂を主成分として含んでいる。導電性ペーストは、加熱により硬化し、例えば、回路配線に接続される接続端子の形成に使用される。接続端子とは、後述するように、電子部品の部品端子に接続する接続端子（バンプ）、外部機器などに接続する電極パッド（露出パッドなど）、プローブピンの接触箇所に設けられるピン端子、積層方向に回路配線を導通させるスルーホールなどである。

【0022】

また、第３造形ユニット２００は、導電性ペーストを吐出（塗布）する装置としてディスペンサー２０２を有する。尚、導電性ペーストを塗布する装置は、ディスペンサーに限らず、スクリーン印刷装置やグラビア印刷装置でも良い。

【0023】

ディスペンサー２０２は、絶縁層の貫通孔内や絶縁層の表面等に導電性ペーストを吐出する。貫通孔に充填された導電性ペーストは、例えば、第１造形ユニット２２の焼成部７４によって加熱され硬化することで接続端子やスルーホールを形成する。また、絶縁層の表面に塗布された導電性ペーストは、例えば、焼成部７４によって加熱され硬化することで、接続端子等を形成する。

【0024】

導電性ペーストは、加熱されることで接着剤（樹脂など）が硬化し、フレーク状の金属同士が接触した状態で硬化する。導電性ペーストを硬化する方法は、加熱による方法に限らず、接着剤として紫外線硬化樹脂を用いて紫外線により硬化する方法でも良い。

【0025】

また、接着剤塗布ユニット２０５は、積層ユニットに接着剤を塗布するユニットである。接着剤は、例えば、エポキシ系の樹脂を主成分として有する熱硬化性の樹脂である。接着剤の硬化温度は、電子回路（電子部品や回路配線）を保護する観点では、例えば、８０℃以下の温度が好ましい。

【0026】

接着剤塗布ユニット２０５は、接着剤を貯留する浴槽２０６と、複数の積層ユニットを組み合わせたものを把持するロボットアーム２０７と、を備えている。接着剤塗布ユニット２０５は、ロボットアーム２０７によって把持した積層ユニットを、浴槽２０６に浸すことで積層ユニットに接着剤を塗布する。本実施形態の積層ユニット形成装置１０は、任意の積層ユニットの接着面と、他の積層ユニットの接着面との間に隙間を形成する。これにより、毛管現象により積層ユニットの間に接着剤を浸透させる。そして、積層ユニット形成装置１０は、浸透させた接着剤に熱を加えて硬化することで、複数の積層ユニットを互いに固定し、所望の構造を有する３次元積層電子デバイスを製造する。

【0027】

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、記憶装置１２４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、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、テープフィーダ１１０、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、第３造形ユニット２００、ロボットアーム２０７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。記憶装置１２４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等を備えており、積層ユニット形成装置１０の制御を行う制御プログラム１２６が記憶されている。コントローラ１２０は、制御プログラム１２６をＣＰＵで実行することで、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、第３造形ユニット２００、接着剤塗布ユニット２０５等の動作を制御可能となっている。以下の説明では、コントローラ１２０が、制御プログラム１２６を実行して各装置を制御することを、単に「装置が」と記載する場合がある。例えば、「コントローラ１２０がステージ５２を移動させる」とは、「コントローラ１２０が、制御プログラム１２６を実行し、駆動回路１２２を介して搬送装置２０の動作を制御して、搬送装置２０の動作によってステージ５２を移動させる」ことを意味している。

【0028】

（２）３次元積層電子デバイスの製造方法
本実施形態の積層ユニット形成装置１０は、上記した構成によって、回路配線、接続端子、電子部品、及びプローブピンなどを含んだ積層ユニットを複数造形し、複数の積層ユニットを組み立てることで３次元積層電子デバイスを製造する。詳述すると、図４は、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及び図６は、３次元積層電子デバイスの製造工程を示す断面図である。図７は、３次元積層電子デバイス１５０を示す断面図である。尚、図５及び図６に示す製造工程や３次元積層電子デバイス１５０（積層ユニットの数や構造）は、一例である。一例として、図７に示すように、第１積層ユニット２１８Ａ、第２積層ユニット２１８Ｂ、第３積層ユニット２１８Ｃの３つの積層ユニット２１８を積層した３次元積層電子デバイス１５０を製造する場合について説明する。第１～第３積層ユニット２１８Ａ～２１８Ｃは、例えば、円板形状をなしている。３次元積層電子デバイス１５０は、第１～第３積層ユニット２１８Ａ～２１８Ｃを積み上げた円柱形状をなしている。

【0029】

図４に示すように、３次元積層造形による３次元積層電子デバイス１５０の製造工程１３０は、積層ユニット形成工程Ｐ１０と、組立工程Ｐ１２と、接着剤塗布工程Ｐ１３と、硬化工程Ｐ１５とを含んでいる。積層ユニット形成工程Ｐ１０では、上記した積層ユニット形成装置１０によって、基材７０の上に、第１～第３積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃを形成する。これに対して、組立工程Ｐ１２、接着剤塗布工程Ｐ１３、硬化工程Ｐ１５では、第１～第３積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃを上下方向に積み上げた後、積み上げた第１～第３積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃを接着剤で固定することによって、３次元積層電子デバイス１５０（図７参照）を製造する。尚、以下の説明において、第１～第３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。

【0030】

コントローラ１２０は、制御プログラム１２６を実行し積層ユニット形成装置１０の各装置を制御することで、積層ユニット形成工程Ｐ１０を実行する。積層ユニット形成工程Ｐ１０は、絶縁層形成処理Ｓ１０と、回路配線形成処理Ｓ２０と、接続端子形成処理Ｓ３０と、実装処理Ｓ４０とを有している。尚、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１５０（つまり、第１～第３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。

【0031】

例えば、ユーザが、ステージ５２の基台６０に基材７０をセットし、積層ユニット形成装置１０に対して図４に示す製造工程１３０の開始を指示する。また、図５に示すように、基材７０の上には、例えば、熱を加えることによって剥離する剥離フィルム７１が貼り付けられている。コントローラ１２０は、剥離フィルム７１の上に各積層ユニット２１８を形成する。後述するように、この剥離フィルム７１を、造形後に加熱することで、各積層ユニット２１８を基材７０から剥離することができる。尚、基材７０のステージ５２へのセットや剥離フィルム７１の基材７０への貼り付けは、積層ユニット形成装置１０が自動で実行しても良い。例えば、積層ユニット形成装置１０は、接着剤塗布ユニット２０５のロボットアーム２０７により基材７０のセットや剥離フィルム７１の貼り付けを行なっても良い。また、基材７０のセットや剥離フィルム７１の貼り付けは、人が手作業で行なっても良い。

【0032】

コントローラ１２０は、図４に示す絶縁層形成処理Ｓ１０を実行する場合、基材７０がセットされたステージ５２を第２造形ユニット２４の下方に移動させる。図４に示すように、絶縁層形成処理Ｓ１０は、吐出処理Ｓ１１、平坦化処理Ｓ１３、及び硬化処理Ｓ１５を含んでいる。コントローラ１２０は、吐出処理Ｓ１１において、第２造形ユニット２４を制御し、インクジェットヘッド８８から紫外線硬化樹脂を基材７０の上に薄膜状に吐出する。続いて、コントローラ１２０は、平坦化処理Ｓ１３において、硬化部８６の平坦化装置９０を制御し、基材７０の上に吐出した紫外線硬化樹脂を、ローラなどにより膜厚が均一となるように平坦化する。続いて、コントローラ１２０は、硬化処理Ｓ１５において、硬化部８６の照射装置９２を制御し、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。コントローラ１２０は、紫外線硬化樹脂の吐出処理Ｓ１１、平坦化処理Ｓ１３、硬化処理Ｓ１５を繰り返して、各積層ユニット２１８の絶縁層２２０を基材７０上に形成する（図５参照）。

【0033】

また、コントローラ１２０は、絶縁層形成処理Ｓ１０において、電子部品９６（図５参照）を収容する収容部２２２、プローブピン９９（図５参照）を挿入するピン挿入孔２２３を形成する。収容部２２２は、例えば、下方に向かって絶縁層２２０を凹ませた凹部である。ピン挿入孔２２３は、例えば、上下方向に沿って形成された円筒形状の穴である。コントローラ１２０は、例えば、収容部２２２やピン挿入孔２２３の位置に合わせて、インクジェットヘッド８８から紫外線硬化樹脂を吐出するのを停止し、絶縁層２２０に対して凹部や穴を形成して収容部２２２やピン挿入孔２２３を形成する。

【0034】

また、コントローラ１２０は、回路配線形成処理Ｓ２０を実行する場合、ステージ５２を第１造形ユニット２２の下方に移動させる。コントローラ１２０は、第１造形ユニット２２を制御し、インクジェットヘッド７６から導電性インクを、剥離フィルム７１の上、絶縁層２２０の上面、接続端子の上などに吐出し、吐出した導電性インクを照射装置７８で加熱することで、回路配線２２５（図５参照）を形成する。

【0035】

また、コントローラ１２０は、接続端子形成処理Ｓ３０を実行する場合、ステージ５２を第３造形ユニット２００の下方に移動させる。コントローラ１２０は、第３造形ユニット２００を制御して、ディスペンサー２０２から導電性ペーストを、剥離フィルム７１の上、絶縁層２２０の上面、回路配線２２５の上、収容部２２２の底部、ピン挿入孔２２３の底部などに吐出する。コントローラ１２０は、吐出した導電性ペーストを、第１造形ユニット２２の照射装置７８で加熱することで、接続端子２２７（図５参照）を形成する。

【0036】

例えば、図５に示すように、コントローラ１２０は、接続端子２２７として、部品接続端子２２７Ａ、ピン端子２２７Ｂ、電極パッド２２７Ｃを形成する。部品接続端子２２７Ａは、例えば、電子部品９６の部品端子９６Ａと接続される接続端子２２７である。また、ピン端子２２７Ｂは、例えば、プローブピン９９の下端と接続される接続端子２２７である。電極パッド２２７Ｃは、例えば、各積層ユニット２１８の電子回路をプローブピン９９の上端に電気的に接続するためや、３次元積層電子デバイス１５０を外部機器と接続するための接続端子２２７である。コントローラ１２０は、プローブピン９９に接続する電極パッド２２７Ｃを絶縁層２２０の下面から露出するように形成する場合、例えば、先に貫通孔を有する絶縁層２２０を形成しておき、絶縁層２２０の貫通孔に導電性ペーストを吐出（充填）して下面から露出する電極パッド２２７Ｃを形成する。あるいは、コントローラ１２０は、先に電極パッド２２７Ｃを剥離フィルム７１上に形成してから、電極パッド２２７Ｃの周りを絶縁層２２０で埋めても良い。各接続端子２２７は、回路配線２２５によって電気的に接続され、電子回路を構成している。尚、本開示における電子回路とは、例えば、上記した電子部品９６、回路配線２２５、接続端子２２７、プローブピン９９等を接続した回路の一部又は全体を意味している。

【0037】

コントローラ１２０は、上記した絶縁層形成処理Ｓ１０で形成する絶縁層２２０、回路配線形成処理Ｓ２０で形成する回路配線２２５、接続端子形成処理Ｓ３０で形成する接続端子２２７のそれぞれの形状、位置、数等を適宜変更して第１～第３積層ユニット２１８Ａ～２１８Ｃを基材７０（剥離フィルム７１）上にまとめて造形する。尚、コントローラ１２０は、第１～第３積層ユニット２１８Ａ～２１８Ｃをまとめて基材７０上に形成しなくとも良い。また、コントローラ１２０は、４つ以上の積層ユニット２１８をまとめて基材７０上に形成しても良い。

【0038】

また、コントローラ１２０は、積層ユニット２１８を造形する過程で、実装処理Ｓ４０を適宜実行する。図５に示すように、コントローラ１２０は、装着ユニット２６を制御して、電子部品９６を収容部２２２に配置する。また、コントローラ１２０は、装着ユニット２６を制御して、プローブピン９９をピン挿入孔２２３内に配置する。制御プログラム１２６には、例えば、３次元積層電子デバイス１５０（各積層ユニット２１８）をスライスした各層の三次元のデータが設定されている。コントローラ１２０は、制御プログラム１２６のデータに基づいて、回路配線形成処理Ｓ２０等の各製造工程を実行し積層ユニット２１８を形成する。また、コントローラ１２０は、制御プログラム１２６のデータに基づいて、電子部品９６やプローブピン９９を配置する層や位置等の情報を検出し、検出した情報に基づいて電子部品９６やプローブピン９９を各積層ユニット２１８に配置する。

【0039】

コントローラ１２０は、例えば、第３造形ユニット２００を制御して導電性ペーストを吐出した後、装着ユニット２６を制御して電子部品９６の部品端子９６Ａが導電性ペーストに接触するように、電子部品９６を収容部２２２に配置する。コントローラ１２０は、電子部品９６を配置した後、導電性ペーストを硬化することで部品接続端子２２７Ａと部品端子９６Ａを接続し、絶縁層２２０に対して電子部品９６を固定する。尚、コントローラ１２０は、電子部品９６を配置した後に、電子部品９６の部品端子９６Ａの上に導電性ペーストを吐出して硬化して部品接続端子２２７Ａを形成しても良い。

【0040】

また、図５に示すように、コントローラ１２０は、例えば、第３造形ユニット２００を制御して、ピン挿入孔２２３の底部に導電性ペーストを吐出する。コントローラ１２０は、第１造形ユニット２２の照射装置７８により導電性ペーストを硬化することで、ピン挿入孔２２３の底部にピン端子２２７Ｂを形成する。コントローラ１２０は、装着ユニット２６を制御し、プローブピン９９の下端が硬化したピン端子２２７Ｂに接触するように、プローブピン９９をピン挿入孔２２３内に配置する。このようにして所望の構造の各積層ユニット２１８を３次元積層造形により造形する。

【0041】

次に、コントローラ１２０は、組立工程Ｐ１２において、上記した積層ユニット２１８の組み立てを行なう。コントローラ１２０は、基材７０上の剥離フィルム７１を加熱し、剥離フィルム７１（基材７０）と各積層ユニット２１８とを分離する。積層ユニット形成装置１０は、第１造形ユニット２２の焼成部７４により剥離フィルム７１を加熱して、各積層ユニット２１８を基材７０（剥離フィルム７１）から剥離する。尚、剥離フィルム７１を加熱する方法は、焼成部７４を用いる方法に限らない。例えば、積層ユニット形成装置１０は、電気炉を備え、基材７０を電気炉内に入れて剥離フィルム７１を加熱して各積層ユニット２１８を剥離フィルム７１から分離しても良い。あるいは、積層ユニット形成装置１０は、赤外線ランプ等で基材７０に直接熱を加えて基材７０を温めることで、剥離フィルム７１を剥離しても良い。また、基材７０と積層ユニット２１８の分離方法は、剥離フィルム７１を用いる方法に限らない。例えば、基材７０と積層ユニット２１８との間に、熱によって溶ける部材（サポート材など）を配置し、その部材を溶かして分離しても良い。また、基材７０の上に剥離フィルム７１を貼り付けずに、基材７０の上に積層ユニット２１８を直接造形しても良い。即ち、剥離フィルム７１を用いなくとも良い。

【0042】

そして、図６に示すように、組立工程Ｐ１２において、最下層の第１積層ユニット２１８Ａの上に、中間の第２積層ユニット２１８Ｂを搭載し、第２積層ユニット２１８Ｂの上に第３積層ユニット２１８Ｃを搭載する。複数の積層ユニット２１８を積み上げて組み立てる作業は、積層ユニット形成装置１０が自動で実行する。例えば、コントローラ１２０は、焼成部７４を制御して剥離フィルム７１を加熱した後、接着剤塗布ユニット２０５のロボットアーム２０７を制御して、剥離フィルム７１から各積層ユニット２１８を剥がす。コントローラ１２０は、ロボットアーム２０７を制御して、例えば、第１～第３積層ユニット２１８Ａ～２１８Ｃを順番に剥離フィルム７１から剥離し、作業台の上に積み上げて組み立てる。尚、基材７０と、各積層ユニット２１８の分離や、各積層ユニット２１８を組み立てる作業は、人が手作業で行なっても良い。

【0043】

コントローラ１２０は、ロボットアーム２０７により第１～第３積層ユニット２１８Ａ～２１８Ｃを組み立てると、接着剤塗布工程Ｐ１３を実行し、組み立てた第１～第３積層ユニット２１８Ａ～２１８Ｃに接着剤を塗布する。尚、以下の説明では、組み立てた第１～第３積層ユニット２１８Ａ～２１８Ｃを、組み立て後の積層ユニット２１８と称して説明する。図８は、組み立て後の積層ユニット２１８に接着剤を塗布する状態を示している。図８に示すように、接着剤塗布ユニット２０５のロボットアーム２０７は、例えば、組み立て後の積層ユニット２１８を、積層方向（図６における上下方向）の両側から挟んで固定する。

【0044】

接着剤塗布ユニット２０５の浴槽２０６内には、接着剤２３１が貯留されている。ここで、本実施形態の積層ユニット形成装置１０は、図６に示すように、各積層ユニット２１８の上面２３３と、下面２３４を接触させて１つの３次元積層電子デバイス１５０を組み立てる。この際に、上面２３３と下面２３４との間に隙間が形成されるように、積層ユニット形成装置１０は、各積層ユニット２１８の上面２３３に溝部２３５（図８参照）を、３次元積層造形により形成する。これにより、図８に示すように、組み立て後の積層ユニット２１８を接着剤２３１に浸した際に、毛管現象により、浴槽２０６に貯留された接着剤２３１を溝部２３５に浸透させることができる。

【0045】

詳述すると、図９は、第１積層ユニット２１８Ａの上面２３３を模式的に示している。図１０は、接着剤２３１が浸透する組み立て後の積層ユニット２１８の断面を模式的に示している。図９は、図１０に示す組み立て後の積層ユニット２１８を、一点鎖線で示すＡ－Ａ線において、矢印の向きで見た上面を示している。尚、図９及び図１０は、図面が繁雑となるのを避けるため、組み立て後の積層ユニット２１８を簡略化して図示している。また、図９は、溝部２３５の形状を分かり易く示すため、溝部２３５を実際の大きさよりも大きく図示している。

【0046】

また、以下の説明では、第１積層ユニット２１８Ａの上面２３３について主に説明するが、第２積層ユニット２１８Ｂの上面２３３についても同様に溝部２３５を形成することができる。また、溝部２３５を形成する面は、上面２３３に限らず、下面２３４でも良い。また、溝部２３５を上面２３３と下面２３４の両方に形成しても良い。従って、溝部２３５は、複数の積層ユニット２１８を組み立てる際に、任意の積層ユニット２１８と、他の積層ユニット２１８を接着する様々な接着面に設けることができる。

【0047】

図９に示すように、溝部２３５は、円形をなす上面２３３において、例えば、直径方向と平行な方向へ複数個形成されている。溝部２３５の深さは、例えば、２０μｍ～１５０μｍが好ましい。この溝部２３５の深さは、上面２３３と下面２３４とを接触させた際に、溝部２３５によって形成される隙間の幅と略同一である。溝部２３５の幅は、例えば、溝部２３５の深さと同程度となっている。溝部２３５は、ピン挿入孔２２３や収容部２２２と接続されている。溝部２３５は、第１積層ユニット２１８Ａの収容部２２２と、第２積層ユニット２１８Ｂの下面２３４で形成される空間（図１０参照）に接続されている。また、溝部２３５は、第１積層ユニット２１８Ａのピン挿入孔２２３と、第２積層ユニット２１８Ｂの下面２３４で形成される空間（図１０参照）に接続されている。図１０に示すように、組み立て後の積層ユニット２１８では、上面２３３と下面２３４の間に、溝部２３５によって隙間が形成される。組み立て後の積層ユニット２１８の側面２３７には、隙間の開口２３５Ａが開口している。

【0048】

図８に示すように、接着剤塗布ユニット２０５のロボットアーム２０７は、組み立て後の積層ユニット２１８の側面２３７を浴槽２０６に浸す。ロボットアーム２０７は、例えば、数ｍｍ～数ｃｍほどの深さまで第１～第３積層ユニット２１８Ａ～２１８Ｃを浸し、その状態を一定時間だけ維持する。接着剤２３１は、毛管現象により溝部２３５の開口２３５Ａから溝部２３５のより奥へと浸透していく。従って、側面２３７の開口２３５Ａを、浴槽２０６へ浸す時間は、接着剤２３１が、溝部２３５内へ浸透するのに必要な時間である。尚、各積層ユニット２１８に接着剤２３１を塗布する作業は、人が手作業で行なっても良い。

【0049】

図１１は、３次元積層電子デバイス１５０の断面図、即ち、接着剤２３１を硬化した後の断面図を示してる。図１１の拡大図で示すように、隙間内へ浸透した接着剤２３１は、収容部２２２やピン挿入孔２２３で形成される空間、即ち、溝部２３５で形成される隙間に比べて広い空間と接続される部分において進行を停止し、硬化している。これは、狭い溝部２３５内を進行していた接着剤２３１の進行が、広い空間に接続される部分で接着剤２３１の表面張力によって抑制されるためである。

【0050】

従って、本実施形態の製造工程１３０では、積層ユニット形成工程Ｐ１０において、電子部品９６を収容する収容部２２２を第１積層ユニット２１８Ａに形成する。この収容部２２２は、隙間に比べて大きな空間を下面２３４との間に形成する。これによれば、隙間（溝部２３５）内へ浸透してきた接着剤２３１が、隙間から収容部２２２内へ移動しようとしても、接着剤２３１の表面張力等により収容部２２２への進行が抑制される。従って、収容部２２２内の電子部品９６への接着剤２３１の付着を抑制できる。

【0051】

上記したように、接着剤２３１の進行は、収容部２２２やピン挿入孔２２３によって抑制される。このため、溝部２３５は、収容部２２２やピン挿入孔２２３と接続される位置であっても形成できる、即ち、３次元積層電子デバイス１５０のデザインに係わらず設けることができる。換言すれば、接着強度を向上できるより良い位置があれば、その位置に溝部２３５を設け、上面２３３を下面２３４に強固に固定できる。

【0052】

また、図９に示す例では、図９における右側の開口２３５Ａから接着剤２３１を浸透させても、収容部２２２によって進行を抑制され、図９における左側の溝部２３５内へは接着剤２３１が進行しない。そこで、ロボットアーム２０７は、図８に矢印で示すように、側面２３７の一部を接着剤２３１に浸して一定時間だけ経過した後、他の溝部２３５の開口２３５Ａを浴槽２０６に浸すために、組み立て後の積層ユニット２１８を回転させる。ロボットアーム２０７は、接着剤２３１に面する側面２３７（開口２３５Ａ）を変更して、別の開口２３５Ａ（例えば、図９の左側の溝部２３５の開口２３５Ａ）から接着剤２３１を浸透させる。

【0053】

また、図１０及び図１１に示す例では、溝部２３５内へ進行する接着剤２３１が、組み立て後の積層ユニット２１８の間を埋める。このような構成では、開口２３５Ａから内部へ進行する接着剤２３１によって、溝部２３５内や収容部２２２内等の空気の逃げ場がなくなり、接着剤２３１の進行が妨げられる可能性がある。そこで、図１０及び図１１に示すように、コントローラ１２０は、開口２３５Ａに対して溝部２３５の内側（奥側）となる位置に、空気の抜け穴として貫通孔２３９を形成する。貫通孔２３９は、例えば、収容部２２２、ピン挿入孔２２３の上部に相当する位置や底部に相当する位置に形成される。この場合、貫通孔２３９は、収容部２２２やピン挿入孔２２３の内部空間を、組み立て後の積層ユニット２１８の外部と接続する。コントローラ１２０は、例えば、図４に示す絶縁層形成処理Ｓ１０において、紫外線硬化樹脂の吐出を所定位置で停めるなどして、貫通孔２３９を積層ユニット２１８の所望の位置に形成することができる。

【0054】

従って、本開示の製造工程１３０では、積層ユニット形成工程Ｐ１０の絶縁層形成処理Ｓ１０において、第１積層ユニット２１８Ａに貫通孔２３９を形成する。組立工程Ｐ１２において、その貫通孔２３９を通じて隙間（溝部２３５）を第１積層ユニット２１８Ａの外部に接続する。これによれば、第１積層ユニット２１８Ａに貫通孔２３９を形成し、第１及び第２積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂを組み立てた際に、この貫通孔２３９を通じて隙間を外部に接続する。これにより、接着剤塗布工程Ｐ１３において隙間の開口２３５Ａに接着剤２３１を塗布し、開口２３５Ａを接着剤２３１で閉じたとしても、隙間内の空気が貫通孔２３９から外へ出て行くことで、接着剤２３１を隙間内へ円滑に浸透させることができる。このため、接着剤２３１を塗布する位置を細かく調整する必要がなくなり、接着剤塗布工程Ｐ１３におけるコントローラ１２０の処理内容を簡素化できる。

【0055】

また、積層ユニット形成工程Ｐ１０の絶縁層形成処理Ｓ１０において、下面２３４から離れる方向へ上面２３３を凹ませた溝部２３５を、第１積層ユニット２１８Ａに形成する。そして、組立工程Ｐ１２において、溝部２３５により、上面２３３と下面２３４の間に隙間を形成する。これによれば、積層ユニット形成工程Ｐ１０において、３次元積層造形により溝部２３５を形成し、その溝部２３５により上面２３３及び下面２３４を離して隙間を形成することができる。これにより、３次元積層造形により、所望の位置、幅、深さ等の溝部２３５をデザインすることができ、接着剤２３１を塗布する位置や塗布量を変更することができる。

【0056】

次に、図４に示すように、コントローラ１２０は、接着剤塗布工程Ｐ１３を実行して組み立て後の積層ユニット２１８に接着剤２３１を塗布すると、硬化工程Ｐ１５を実行して接着剤２３１を硬化させる。例えば、図８に示すように、ロボットアーム２０７は、積層ユニット２１８に面する部分に加熱装置としてヒータ２４１を備える。ロボットアーム２０７は、例えば、１つの側面２３７を接着剤２３１に浸して溝部２３５内に接着剤２３１を浸透させた後、組み立て後の積層ユニット２１８を浴槽２０６から引き上げる。ロボットアーム２０７は、組み立て後の積層ユニット２１８を回転させて接着剤２３１が充填された溝部２３５の開口２３５Ａを上方に向ける。これにより、接着剤２３１は、毛管現象に加え、重力によっても溝部２３５の奥へ浸透して行く。そして、ロボットアーム２０７は、ヒータ２４１により組み立て後の積層ユニット２１８を加熱する。これにより、溝部２３５内に充填された接着剤２３１が硬化し、上面２３３と下面２３４を接着される。

【0057】

ロボットアーム２０７は、加熱した後、一定時間だけ経過し、組み立て後の積層ユニット２１８が冷えた後、再度、別の開口２３５Ａ（接着剤２３１が浸透していない溝部２３５の開口２３５Ａ）を浴槽２０６に浸し、接着剤２３１を浸透させた後、引き上げた後にヒータ２４１で加熱する。これにより、第１～第３積層ユニット２１８Ａ～２１８Ｃが互いに接着され固定されることで、３次元積層電子デバイス１５０が形成される。ロボットアーム２０７は、例えば、組立工程Ｐ１２で加熱して浮かせた剥離フィルム７１を基材７０から取り除き、接着剤２３１を硬化した３次元積層電子デバイス１５０、即ち、完成後の接着剤２３１を基材７０に載置する。コントローラ１２０は、基材７０を外部に搬出することで、完成した３次元積層電子デバイス１５０をユーザに受け渡すことができる。

【0058】

尚、接着剤２３１を硬化する手段や手順は、上記したヒータ２４１を用いる方法に限らない。例えば、コントローラ１２０は、ロボットアーム２０７を制御して、接着剤２３１を溝部２３５に充填した後、組み立て後の積層ユニット２１８を第１造形ユニット２２まで運んで、焼成部７４により組み立て後の積層ユニット２１８を加熱しても良い。この場合、ロボットアーム２０７は、ヒータ２４１を備えなくとも良い。あるいは、接着剤２３１の加熱を、人がヒータなどを用いて手作業で実施しても良い。このようにして本実施形態の積層ユニット形成装置１０は、図４に示す製造工程１３０を実行することで、各積層ユニット２１８を接着剤２３１で固定し、３次元積層電子デバイス１５０を製造することができる。

【0059】

また、組み立て後の積層ユニット２１８に接着剤２３１を塗布する方法は、図８に示す浴槽２０６に浸す方法に限らない。図１２は、別例の接着剤塗布ユニット２０５の構成を示している。図１２に示すように、接着剤塗布ユニット２０５は、一対のアーム２４３と、接着剤２３１を吐出するノズル２４５とを備える構成でも良い。接着剤塗布ユニット２０５は、例えば、一対のアーム２４３によって組み立て後の積層ユニット２１８を積層方向の両側から挟み、接着剤２３１を導入したい溝部２３５の開口２３５Ａを上面に向ける。接着剤塗布ユニット２０５は、ノズル２４５から開口２３５Ａへ接着剤２３１を吐出することで、接着剤２３１を溝部２３５内へ浸透させる。この場合、接着剤２３１を、毛管現象に加え、重力によっても溝部２３５の奥へ浸透させることができる。

【0060】

また、図９に示す溝部２３５の数、形状等は、一例である。図１３は、別例の第１積層ユニット２１８Ａの上面２３３を模式的に示す図である。図１３に示すように、溝部２３５は、上面２３３の平面方向の幅を広げ、図９に示す複数の溝部２３５を１つにまとめた構成でも良い。この場合にも、溝部２３５の深さ（図１３の紙面直交方向の高さ）を、例えば、数μｍ～数百μｍにすることで、毛管現象により接着剤を溝部２３５内へ浸透させることができる。

【0061】

（３）第２実施形態
次に、本開示の第２実施形態について説明する。図１４は、第２実施形態に係わる第１積層ユニット２１８Ａの上面２３３を模式的に示す図である。図１５は、第２実施形態に係わる組み立て後の積層ユニット２１８の断面を模式的に示す断面図である。上記した第１実施形態では、３次元積層造形により溝部２３５を形成し、上面２３３を下面２３４から離間する方向へ凹ませた。これに対し、第２実施形態では、上面２３３に突部２４７を形成することで隙間を形成する。以下の説明では、上記した第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、その説明を適宜省略する。

【0062】

詳述すると、コントローラ１２０は、図４の絶縁層形成処理Ｓ１０において、例えば、紫外線硬化樹脂を吐出して積層し、突部２４７を上面２３３に形成する。例えば、第１積層ユニット２１８Ａの上面２３３に形成された突部２４７は、第２積層ユニット２１８Ｂの下面２３４と接触し、第１積層ユニット２１８Ａの上面２３３と第２積層ユニット２１８Ｂの下面２３４との間に隙間を形成する。同様に、第２積層ユニット２１８Ｂの上面２３３の突部２４７は、第３積層ユニット２１８Ｃの下面２３４との間に隙間を形成する。このため、突部２４７の高さ（突出量）は、例えば、２０μｍ～１５０μｍが好ましい。突部２４７の数は、特に限定されないが、離れた位置に複数個設けることで、より均等な幅の隙間を形成することができる。

【0063】

また、図１４に示すように、突部２４７を上面２３３の中央や外周部分に分散して設けることで、上面２３３と下面２３４との間に、１つの連続した隙間を形成することができる。これにより、側面２３７の一方側の開口２３５Ａから接着剤２３１を浸透させることで、隙間の全体、即ち、上面２３３及び下面２３４の全体へ接着剤２３１を塗布することができる。また、側面２３７の一方側の開口２３５Ａを接着剤２３１で塞いだとしても、他の側面の開口２３５Ａから隙間内の空気を吐き出すことができる。このため、図１１に示す貫通孔２３９を設けなくとも、隙間内の空気を抜き、毛管現象により接着剤２３１を隙間内へ円滑に進入させることができる。

【0064】

従って、第２実施形態の製造工程１３０では、積層ユニット形成工程Ｐ１０の絶縁層形成処理Ｓ１０において、下面２３４に近づく方向（図１５では上方）へ突出した突部２４７を、上面２３３に形成する。また、組立工程Ｐ１２において、突部２４７を下面２３４に接触させることで、上面２３３と下面２３４の間に隙間を形成する。これによれば、３次元積層造形により上面２３３に突部２４７を形成し、その突部２４７を下面２３４に接触させることで上面２３３及び下面２３４を離して隙間を形成することができる。これにより、３次元積層造形により、所望の位置、高さ、数等の突部２４７をデザインすることができ、接着剤２３１を塗布する位置や塗布量を変更することができる。

【0065】

尚、第２実施形態において、図１１に示す空気の抜け穴用の貫通孔２３９を、積層ユニット２１８に設けても良い。また、突部２４７を、下面２３４に設けても良い。また、突部２４７を、上面２３３と下面２３４の両方に設けても良い。また、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせて、溝部２３５と突部２４７の両方を、積層ユニット２１８に形成しても良い。

【0066】

（４）第３実施形態
次に、本開示の第３実施形態について説明する。図１６は、第３実施形態に係わる製造工程を示す図である。尚、図面が繁雑となるのを避けるため、図１６では、第３積層ユニット２１８Ｃの図示を省略している。第３実施形態では、図４に示す平坦化処理Ｓ１３により、隙間を形成する。詳述すると、図１６に示すように、製造工程１３０（図４参照）の吐出処理Ｓ１１では、第１積層ユニット２１８Ａの絶縁層２２０（図７参照）を形成する際に、第２造形ユニット２４のインクジェットヘッド８８から紫外線硬化樹脂の液滴２４９を吐出する。次に、平坦化処理Ｓ１３において、例えば、平坦化装置９０のローラによって、吐出した液滴２４９で形成された凹凸を均して平坦化する。

【0067】

この平坦化処理Ｓ１３では、平坦化装置９０によって平坦化する頻度、平坦化装置９０の構造、平坦化装置９０から液滴２４９へ付与する荷重、平坦化装置９０の移動速度など、様々な条件によって、平坦化処理Ｓ１３の精度（水平な平面を形成できる精度）が異なってくる。このため、吐出処理Ｓ１１、平坦化処理Ｓ１３、硬化処理Ｓ１５を繰り返して実行した第１積層ユニット２１８Ａの上面２３３には、平坦化処理Ｓ１３の精度に応じた凹凸（以下、第１凹凸部２５１という）が形成される。第１凹凸部２５１は、例えば、図１６に示すように、波を打ったような湾曲した上面２３３を形成する。第１凹凸部２５１の高低差は、例えば、１μｍ～１０μｍである。組立工程Ｐ１２において、任意の積層ユニット２１８の上面２３３は、他の積層ユニット２１８の下面２３４に第１凹凸部２５１を接触させることで、第１凹凸部２５１の高低差に応じた隙間を下面２３４との間に形成する。第３実施形態では、このような平坦化処理Ｓ１３で形成した第１凹凸部２５１を利用して隙間を形成し、毛管現象により隙間内へ接着剤２３１を浸透させ、接着を行なう。

【0068】

従って、第３実施形態では、第１積層ユニット２１８Ａは、上面２３３を有する絶縁層２２０を有する。積層ユニット形成工程Ｐ１０の絶縁層形成処理Ｓ１０は、紫外線硬化樹脂（硬化性樹脂の一例）を吐出する吐出処理Ｓ１１と、吐出処理Ｓ１１により吐出した紫外線硬化樹脂を、平坦化装置９０により平坦化する平坦化処理Ｓ１３と、平坦化処理Ｓ１３により平坦化した紫外線硬化樹脂を硬化する硬化処理Ｓ１５と、を含む。製造工程１３０は、吐出処理Ｓ１１、平坦化処理Ｓ１３、硬化処理Ｓ１５を繰り返し実行し、絶縁層２２０を形成し、平坦化処理Ｓ１３によって絶縁層２２０の上面２３３に第１凹凸部２５１を形成する。そして、組立工程Ｐ１２において、上面２３３に形成した第１凹凸部２５１を下面２３４に接触させることで隙間を形成する。

【0069】

３次元積層造形において吐出した紫外線硬化樹脂をローラやスキージにより平坦化すると、吐出された紫外線硬化樹脂の液滴２４９が一定量平坦化される一方、平坦化の精度に応じた凹凸が形成される。そこで、この平坦化によって形成される第１凹凸部２５１を意図的に形成しておき、その第１凹凸部２５１を利用して上面２３３及び下面２３４を離して隙間を形成することができる。これにより、平坦化によって形成される凹凸の大きさ、高低差等により、接着剤２３１を塗布する位置や塗布量を変更することができる。

【0070】

尚、図１６では、図示を省略しているが、第３実施形態において、図１１に示す空気の抜け穴用の貫通孔２３９を、各積層ユニット２１８に設けても良い。また、第１実施形態の溝部２３５、及び第２実施形態の突部２４７の少なくとも一方と、平坦化処理Ｓ１３による第１凹凸部２５１を組み合わせて隙間を形成しても良い。また、第１実施形態、第２実施形態、後述する第４実施形態において、平坦化処理Ｓ１３を実行しなくとも良い。

【0071】

（５）第４実施形態
次に、本開示の第４実施形態について説明する。図１７は、第４実施形態に係わる製造工程を示す図である。第４実施形態では、剥離フィルム７１として粗面フィルムを用いることで、隙間を形成する。詳述すると、図１７に示す粗面フィルム２５３の上面には、微細な凹凸２５５が形成されている。粗面フィルム２５３の表面粗さＲｚは、例えば、１．２μｍ～８．０μｍである。粗面フィルム２５３は、例えば、銅箔を主成分として含むフィルムであり、熱を加えることで基材７０から剥離する。尚、粗面フィルム２５３は、銅箔フィルムに限らず、樹脂性のフィルムにブラスト加工を施して、表面を粗くしたものでも良い。また、フィルム状の部材を用いずに、表面の粗い金属板等を用いても良い。

【0072】

詳述すると、図１７に示すように、製造工程１３０（図４参照）の吐出処理Ｓ１１では、第１積層ユニット２１８Ａの絶縁層２２０（図７参照）を形成する際に、第２造形ユニット２４のインクジェットヘッド８８から紫外線硬化樹脂の液滴２４９を、粗面フィルム２５３の上に吐出する。コントローラ１２０は、吐出処理Ｓ１１、平坦化処理Ｓ１３、硬化処理Ｓ１５（図４参照）を繰り返し実行し、粗面フィルム２５３上に第１積層ユニット２１８Ａの絶縁層２２０を形成する。これにより、第１積層ユニット２１８Ａの粗面フィルム２５３に面する面には、粗面フィルム２５３の凹凸２５５に応じた第２凹凸部２５７が形成される。

【0073】

第４実施形態では、例えば、組立工程Ｐ１２において、この粗面フィルム２５３に面する面を、第１積層ユニット２１８Ａの上面２３３として、第２積層ユニット２１８Ｂの下面２３４と接触させる。これにより、第２凹凸部２５７を下面２３４に接触させることで、上面２３３と下面２３４との間に、第２凹凸部２５７の高さ等に応じた隙間を形成することができる。尚、図面が繁雑となるのを避けるため、図１７は、第３積層ユニット２１８Ｃの図示を省略している。

【0074】

従って、第４実施形態では、絶縁層形成処理Ｓ１０において、凹凸２５５を有する粗面フィルム２５３の上に第１積層ユニット２１８Ａを形成し、粗面フィルム２５３に面した上面２３３に第２凹凸部２５７を形成する。組立工程Ｐ１２において、上面２３３に形成した第２凹凸部２５７を下面２３４に接触させることで、上面２３３と下面２３４の間に隙間を形成する。

【0075】

表面が粗い粗面フィルム２５３の上に、３次元積層造形によって第１積層ユニット２１８Ａを形成すると、粗面フィルム２５３に面した面に、粗面フィルム２５３の粗さに応じた第２凹凸部２５７を形成することができる。そこで、この粗面フィルム２５３によって形成される第２凹凸部２５７を意図的に形成しておき、その第２凹凸部２５７を利用して上面２３３及び下面２３４を離して隙間を形成することができる。これにより、粗面フィルム２５３によって形成される凹凸の大きさ、高低差等により、接着剤２３１を塗布する位置や塗布量を変更することができる。

【0076】

尚、図１７では、図示を省略しているが、第４実施形態において、図１１に示す空気の抜け穴用の貫通孔２３９を、各積層ユニット２１８に設けても良い。また、第１実施形態の溝部２３５、第２実施形態の突部２４７、第３実施形態の第１凹凸部２５１の少なくとも１つと、第４実施形態の第２凹凸部２５７を組み合わせて隙間を形成しても良い。例えば、中間の第２積層ユニット２１８Ｂを、粗面フィルム２５３の上に形成し、下面２３４に第２凹凸部２５７を形成し、第２積層ユニット２１８Ｂの上面を平坦化装置９０で均して第１凹凸部２５１を形成しても良い。これにより、第２積層ユニット２１８Ｂに対する加工のみで、第２積層ユニット２１８Ｂと第１積層ユニット２１８Ａの間の隙間、第２積層ユニット２１８Ｂと第３積層ユニット２１８Ｃの間の隙間を形成することができる。

【0077】

（６）まとめ
以上詳細に説明したように、上記各実施形態の積層ユニット２１８の製造工程１３０は、積層ユニット形成工程Ｐ１０、組立工程Ｐ１２、接着剤塗布工程Ｐ１３、硬化工程Ｐ１５を含む。積層ユニット形成工程Ｐ１０では、第１積層ユニット２１８Ａ及び第２積層ユニット２１８Ｂを、３次元積層造形により形成する。組立工程Ｐ１２では、第１積層ユニット２１８Ａの上面２３３と第２積層ユニット２１８Ｂの下面２３４との間に隙間を設けて、第１積層ユニット２１８Ａと第２積層ユニット２１８Ｂを組み合わせる。接着剤塗布工程Ｐ１３では、第１積層ユニット２１８Ａと第２積層ユニット２１８Ｂを組み合わせた状態で、隙間の開口２３５Ａに接着剤２３１を塗布し、開口２３５Ａから隙間内へ接着剤２３１を浸透させ上面２３３と下面２３４に接着剤２３１を塗布する。硬化工程Ｐ１５は、上面２３３と下面２３４に塗布した接着剤２３１に熱を加えることで接着剤２３１を硬化させ、第１積層ユニット２１８Ａに対して第２積層ユニット２１８Ｂを固定する。

【0078】

これによれば、第１及び第２積層ユニット２１８Ａ，２１８Ｂを組み合わせる際に、上面２３３及び下面２３４の間に隙間を設けておく。その隙間の開口２３５Ａに接着剤２３１を塗布することで、塗布した接着剤２３１を毛管現象等により隙間内へ浸透させることができる。特に、３次元積層造形では、例えば、数十μｍの隙間など、毛管現象を発生させるのに必要な極めて狭い隙間を精度良く容易に形成できる。そして、上面２３３及び下面２３４に接着剤２３１を塗布しておき、その接着剤２３１に熱を加えて硬化させることで、第１積層ユニット２１８Ａに対して第２積層ユニット２１８Ｂを固定することができる。これにより、開口２３５Ａから隙間内へ接着剤２３１を浸透させる一方、毛管現象等が作用する隙間内だけで接着剤２３１の進行を止めることができ、第１積層ユニット２１８Ａや第２積層ユニット２１８Ｂに設けられた電子回路（電子部品９６、プローブピン９９、回路配線２２５、接続端子２２７など）に接着剤２３１が付着することを抑制し、絶縁不良などの不具合の発生を抑制できる。また、隙間の開口２３５Ａに接着剤２３１を塗布することで、隙間内へ接着剤２３１を浸透させることができるため、接着面（上面２３３及び下面２３４）へ接着剤２３１を直接塗布等する必要がなくなり、積層ユニット２１８の構造などに応じて、接着剤２３１を塗布する位置や量を細かく調整する必要がなくなる。尚、本開示の電子回路とは、例えば、電子部品９６、電子部品９６等に接続される接続端子２２７、接続端子２２７を他の接続端子２２７等に接続する回路配線２２５、回路配線２２５を他の回路配線２２５に接続するスルーホール、積層ユニット２１８間を接続するプローブピン９９など、積層ユニット２１８内で電気的に接続された回路を構成する各部材を少なくとも１つ含む概念である。

【0079】

因みに、上記各実施形態において、上面２３３は、第１接触面の一例である。下面２３４は、第２接触面の一例である。吐出処理Ｓ１１は、吐出工程の一例である。平坦化処理Ｓ１３は、平坦化工程の一例である。硬化処理Ｓ１５は、硬化工程の一例である。

【0080】

（７）変更例
尚、本開示は上記各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、隙間を形成する方法は、上記した第１～第４実施形態に示す方法に限らない。例えば、上面２３３と下面２３４の間に、金属のスペーサを配置して隙間を形成しても良い。
また、本開示における第１及び第２接触面は、上面２３３や下面２３４など、方向によって規定されるものではなく、２つの積層ユニット２１８を接着する面である。従って、第１積層ユニット２１８Ａと第２積層ユニット２１８Ｂを左右方向で接着する場合、例えば、第１積層ユニット２１８Ａの右側面が第１接着面となり、第２積層ユニット２１８Ｂの左側面が第２接触面となる。
また、上記各実施形態では、上面２３３を、第１接触面として採用したが、下面２３４を第１接触面として採用しても良い。即ち、下面２３４に、溝部２３５、突部２４７、第１凹凸部２５１、第２凹凸部２５７の少なくとも１つを形成しても良い。
また、本開示の硬化性樹脂は、紫外線硬化樹脂に限らず、例えば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂でも良い。
また、積層ユニット２１８は、電子部品９６を収容する収容部２２２やプローブピン９９を収容するピン挿入孔２２３を備えなくとも良い。例えば、積層ユニット２１８は、隙間より薄い電子部品９６や短いプローブピン９９を上面２３３に表面実装しても良い。
上記した積層ユニット形成装置１０の構成は一例であり、適宜変更可能である。例えば、積層ユニット形成装置１０は、電子部品９６を装着するための装着ユニット２６を備えなくとも良い。
また、本開示の３次元積層造形法としては、インクジェット法以外に、例えば、熱溶解積層法などを採用できる。

【符号の説明】

【0081】

１０ 積層ユニット形成装置
９０ 平坦化装置
９６ 電子部品
１３０ 製造工程
２１８Ａ 第１積層ユニット
２１８Ｂ 第２積層ユニット
２２０ 絶縁層
２２２ 収容部
２３１ 接着剤
２３３ 上面（第１接触面）
２３４ 下面（第２接触面）
２３５ 溝部
２３５Ａ 開口
２３９ 貫通孔
２４７ 突部
２５１ 第１凹凸部
２５３ 粗面フィルム
２５７ 第２凹凸部
Ｐ１０ 積層ユニット形成工程
Ｐ１２ 組立工程
Ｐ１３ 接着剤塗布工程
Ｐ１５ 硬化工程
Ｓ１１ 吐出処理（吐出工程）
Ｓ１３ 平坦化処理（平坦化工程）
Ｓ１５ 硬化処理（硬化工程）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】