JP2000250232A - パターン形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 整合部で高精度の位置決めを可能にする。 【解決手段】 基板Ｂを粗位置決めする粗位置決め部１
０と、原版Ｆのパターンに基づいて、基板Ｂに導線パタ
ーンを形成する露光部（露光ランプ２６，露光台２７）
と、粗位置決め部１０で粗位置決めされた基板Ｂを、露
光部（２６，２７）に搬送する搬送部３０と、粗位置決
め部１０にある基板ＢのマークＭ１を広視野で撮像する
ＣＣＤカメラ１６と、露光部２６，２７にある原版のマ
ークＭ２及び基板のマークＭ１を高倍率で撮像するＣＣ
Ｄカメラ２２と、ＣＣＤカメラ２２の出力に基づいて、
露光部２６，２７で原版Ｆと基板Ｂとを精密位置決めす
るＸＹθ３軸テーブル２５と、ＣＣＤカメラ１６の出力
に基づいて、カメラ移動部２３でＣＣＤカメラ２２を、
露光台２７で原版を移動して、ＣＣＤカメラ２２の撮像
エリアにマークＭ１及びマークＭ２が入るように位置調
整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント回路基板
などを製造する場合に、基板上にパターン等を形成する
パターン形成装置に関し、特に、パターン成形部で精密
位置決めを行うパターン形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のパターン形成装置では、
基板上に導体パターンを形成する方法として、全面にレ
ジストが塗布された基板と導体パターンが形成された原
版フィルムを密着露光して、現像・定着する方法と、基
板上にレジストを所定のパターンでスクリーン印刷する
方法とがある。

【０００３】また、パターンを位置合わせするために、
露光部又は印刷部等のパターン形成部に、基板を搬送し
て、パターン形成部で原版フィルム又はスクリーンと、
基板とを位置合わせする方法が知られている。この方法
は、基板の搬入、整合、パターン形成（露光，印刷）を
パターン形成部のみで行うので、精密に位置精度の確認
をしてパターン形成を行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した従来
のパターン成形装置は、高精度の位置決めを行おうとす
ると、整合部でカメラの倍率を上げなければらなず、そ
れだけ視野が狭くなる。一方、搬入側のプレアライメン
ト方法は、外形基準のプッシャ又はストッパ等による粗
位置決を行っていた。このために、ワーク（基板）に施
したマーク（孔、銅箔）がワークの外形に対してバラツ
キがある場合には、そのマークがカメラの撮像エリア
（視野）に入らないことがあり、整合ができないという
問題があった。

【０００５】本発明の目的は、前述の課題を解決し、整
合部で高精度の位置決めを行うことができるパターン成
形装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、基板（Ｂ）を粗位置決めする粗
位置決め部（１０）と、原版（Ｆ）のパターンに基づい
て、前記基板にパターンを形成するパターン形成部（２
６，２７）と、前記粗位置決め部で粗位置決めされた基
板を、前記パターン形成部に搬送する搬送部（３０）
と、前記粗位置決め部にある前記基板のマークを広視野
で撮像する第１の撮像手段（１６）と、前記パターン形
成部にある前記原版のマーク及び前記基板のマークを高
倍率で撮像する第２の撮像手段（２２）と、前記第２の
撮像手段の出力に基づいて、前記パターン形成部で前記
原版と前記基板とを精密位置決めする整合部（２５）
と、前記第１の撮像手段の出力に基づいて、前記第２の
撮像手段の撮像エリアに前記原版のマーク及び前記基板
のマークが入るように位置調整する位置調整手段（５
１，２３，２７，２５，３０）と、を備えるパターン形
成装置である。

【０００７】請求項２の発明は、請求項１に記載のパタ
ーン形成装置において、前記第２の撮像手段を移動する
移動部（２３）を備え、前記位置調整手段（５１）は、
前記移動部によって、前記第２の撮像手段を移動するこ
とを特徴とするパターン形成装置である。

【０００８】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２に記載のパターン形成装置において、前記位置調整手
段（５１）は、前記パターン成形部（２７）によって、
前記原版の位置を移動することを特徴とするパターン形
成装置である。

【０００９】請求項４の発明は、請求項１に記載のパタ
ーン形成装置において、前記位置調整手段（５１）は、
前記整合部（２５）によって、前記パターン成形部への
前記基板の搬入受け入れ位置を調整すること特徴とする
パターン形成装置である。

【００１０】請求項５の発明は、請求項１に記載のパタ
ーン形成装置において、前記位置調整手段（５１）は、
前記搬送部（３０）によって、前記パターン成形部への
前記基板の搬入停止位置を調整することを特徴とするパ
ターン形成装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面などを参照しながら、
本発明の実施の形態をあげて、さらに詳細に説明する。 ［第１実施形態］図１，図２は、本発明によるパターン
成形装置の第１実施形態である露光装置を示した図であ
って、図１は、平面図及び側面図、図２は、斜視図あ
る。図３は、第１実施形態による露光装置の粗位置決め
部を示す平面図である。図４は、第１実施形態による露
光装置の搬送部を示す斜視図である。この露光装置は、
粗位置決め部１０，整合・露光部２０，搬送部３０，搬
出部４０，制御部５０等を備えている。

【００１２】（粗位置決め部）粗位置決め部１０は、高
精度の位置決め（整合）に先立って、基板Ｂのおおよそ
の位置を決める部分であり、図３に示すように、それぞ
れ適宜の間隔を隔てて４つに分割された固定吸引盤１１
（１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ）と、粗位置決め用
のピン１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ），１３
（１３ａ，１３ｂ）と、ＣＣＤカメラ１６（１６ａ，１
６ｂ）等を備えている。

【００１３】ピン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、
図３に示すように、基板ＢをＸ方向に粗位置決めするた
めにプッシャ又はストッパの働きをするピンであり、固
定吸引盤１１ａ，１１ｃと固定吸引盤１１ｂ，１１ｄの
間に形成された搬送溝１４に配置されている。また、ピ
ン１３ａ，１３ｂは、基板ＢをＹ方向に粗位置決めする
ためにプッシャ又はストッパの働きをするピンであり、
固定吸引盤１１ｄに形成されたガイド溝１５に配置され
ている。

【００１４】ＣＣＤカメラ１６ａ，１６ｂは、図１又は
図２に示すように、固定吸引盤１１の側に配置された、
広視野・低倍率のカメラである。ＣＣＤカメラ１６ａ，
１６ｂは、基板Ｂに設けられた整合マークＭ１を読み取
り、制御部５内のコントローラ５１に入力する。

【００１５】（整合・露光部）整合・露光部２０は、基
板Ｂの精密位置決め及び露光を行う部分であり、固定吸
引盤２１（２１ａ，２１ｂ）と、ＣＣＤカメラ２２（２
２ａ，２２ｂ）と、カメラ移動部２３（２３ａ，２３
ｂ）と、光源２４（２４ａ，２４ｂ）と、ＸＹθ３軸テ
ーブル２５と、露光ランプ２６，露光台２７等を備えて
いる。

【００１６】固定吸引盤２１ａ，２１ｂは、粗位置決め
部１０の固定吸引盤１１の搬送溝１４と同様な間隔で、
かつ、同方向に配置されている。ＣＣＤカメラ２２ａ，
２２ｂは、固定吸引盤の上側に配置された狭視野・高倍
率のカメラである。ＣＣＤカメラ２２ａ，２２ｂは、図
５（Ａ）に示すような基板Ｂに設けられたマークＭ１、
原盤フィルムＦのマークＭ２を読み取り、コントローラ
５１に出力する。ここで、マークＭ１は、黒点が印刷さ
れてものであり、Ｍ２は、白抜きの孔状に印刷されたも
のである。

【００１７】カメラ移動部２３は、コントローラ５１か
らの制御信号に基づいて、ＣＣＤカメラ２２ａ，２２ｂ
をＸ方向，Ｙ方向に移動させる機構である。光源２４
は、ＣＣＤカメラ２２（及びＣＣＤカメラ１６）の撮像
エリアを照明する光源である。

【００１８】ＸＹθ３軸テーブル２５は、固定吸引盤２
１ａ，２１ｂの下側に配置されており、コントローラ５
１で生成された整合信号に基づいて、Ｘ方向（基板Ｂの
進行方向），Ｙ方向（水平面内でＸ方向と直交する方
向），θ方向（テーブル中心を軸とした回転方向）に基
板Ｂを独立して移動することにより、高速かつ高精度な
位置合わせを行う。

【００１９】露光ランプ２６は、露光台２７の昇降によ
って密着させた基板Ｂに、原版フィルムＦのパターンを
露光によって形成する部分である。この実施形態では、
露光台２７は、基板Ｂに原版フィルムＦを密着させるた
めに昇降（Ｚ方向の移動）する他に、原版フィルムＦの
位置調整を行うために、Ｘ方向及びＹ方向に移動するこ
とができる。露光ランプ２６は、図１（Ｂ）の二点鎖線
に示す露光ボックス２８で覆われており、この露光ボッ
クス２８内には下方から冷却空気が送られ、対流により
上方に向かう熱流を冷却ファンによって露光ボックス２
８の外に排出している。これにより、露光台２７のアク
リル板などからなる透明支持板２７ａや原版フィルムＦ
が熱膨張するのを防止している。

【００２０】（搬送部）搬送部３０は、固定吸引盤１１
の間と、固定吸引盤２１の間に設けられた幅の広い溝
（搬送溝）に挿入された、搬入用の移動吸引盤３１と搬
出用の移動吸引盤３２とを備えている。図４では、移動
吸引盤３１が粗位置決め部１０にあり、移動吸引盤３２
が整合・露光部２０にある状態を示している。移動吸引
盤３１（３２）は、図４（Ｂ）に示すように、その表面
にエアの吸引孔３１ａ（３２ａ）が多数配置されてい
る。また、整合・露光部２０の固定吸引盤２１ａ，２１
ｂと、搬送部３０の移動吸引盤３１（３２）との間隙
は、パッキン等によって、封止するようにしてある。

【００２１】（搬出部）搬出部４０は、整合・露光部２
０で露光された基板Ｂを次工程に搬出する部分であり、
製造ラインによって、ストック部としたり、基板Ｂの裏
面にも露光する場合に、反転部としたりすることができ
る。

【００２２】（制御部）コントローラ５１は、露光装置
全体の制御をする部分である。本実施形態では、特に、
後述するように、ＣＣＤカメラ２１，２２からの撮像信
号に基づいて、カメラ移動部２３，ＸＹθ３軸テーブル
２５，露光台２７等の移動制御を行っている。

【００２３】（動作）次に、本実施形態の露光装置の動
作を説明する。まず、露光・整合部２０において、固定
吸引盤２１で吸引した状態で、原版フィルムＦの位置決
めを行う。このとき、原版フィルムＦの上面に両面接着
テープを貼り付けておく。固定吸引盤２１で原版フィル
ムＦを吸引した状態で、露光台２７が下降してきて、両
面接着テープによって、原版フィルムＦが露光台２７の
透明支持板２７ａに貼り付けられる。この後に、露光台
２７を上昇させる固定テープで確実に固定する。この時
点で、原版フィルムＦのマークＭ２の中心を計測し、こ
のマークＭ２を通して、粗位置決めされ、搬送されたき
た未露光の基板Ｂ上のマークＭ１の中心を計測し、マー
クＭ１とマークＭ２の中心の位置のズレを検出する。以
上の原版フィルムＦの位置決めとその露光台２７への貼
り付けは、基板への露光に先立って行う準備段階の操作
であり、以降の基板に対する整合・露光工程とは独立に
１回だけ行われる。

【００２４】次に、移動吸引盤３１が粗位置決め部１０
に戻り、粗位置決めされている未露光の基板Ｂを吸引し
て、整合・露光部２０に搬送する。この後、露光台２７
が下降して、移動吸引盤３１で吸引された基板Ｂ上に、
原版フィルムＦを被せる。通常は、この位置では、露光
台２６に貼り付けられた原版フィルムＦと基板Ｂは、正
確に位置決めされている。しかし、なんらかの原因によ
って、原版フィルムＦと基板Ｂとの間にズレが発生して
いた場合には、ＣＣＤカメラ２２がそのズレ量を検出し
て、コントローラ５１に計測信号を送り、ＸＹθ３軸テ
ーブル２５で整合を行う。

【００２５】ここで、本実施形態では、コントローラ５
１は、粗位置決め部１０に設けられた視野の広いＣＣＤ
カメラ２１によって読み取られた基板ＢのマークＭ１の
位置情報に基づいて、それぞれ、カメラ移動部２３によ
ってＣＣＤカメラ２２の撮像エリア２２ｓを、露光台２
７によって原版フィルム（マスク）ＦのマークＭ２を、
次に整合・露光部２０に搬入される基板（ワーク）Ｂの
マークＭ１が移動してくる位置に移動する［図５（Ｂ）
→図５（Ｃ）］。

【００２６】そして、ＣＣＤカメラ２２は、露光前に、
露光台２７が基板Ｂ上に原版フィルムＦを密着させると
きに、原版フィルムＦの上から、その原版フィルムＦの
マークＭ２と基板ＢのマークＭ１の中心のズレ量δを計
測して、コントローラ５１に入力する。このとき、ＣＣ
Ｄカメラ２２は、高倍率で撮像するが、前述した位置合
わせを行っているので、撮像エリア２２ｓから外れるこ
とはない。

【００２７】コントローラ５１は、ＣＣＤカメラ２２が
読み取った整合マークＭ１，Ｍ２の画像に基づいて、画
像処理を行って整合信号を生成し、その信号は、ＸＹθ
３軸テーブル２５に出力される。従って、ＸＹθ３軸テ
ーブル２５は、高精度の整合信号に基づいて、精密に位
置決めを行うことができる。

【００２８】この後に、不図示のパッキンによって、固
定吸引盤２１と移動吸引盤３１の間隙を塞ぎ、露光台２
７との間に気密室を形成した状態で、固定吸引盤２１と
移動吸引盤３１で吸引することにより、原版フィルムＦ
と基板Ｂを密着させ、露光ランプ２６によって露光を行
う。

【００２９】露光後には、搬送部３０の移動吸引盤３１
が粗位置決め部１０に戻り、既に粗位置決めされている
基板Ｂを、整合・露光部２０に搬送すると同時に、搬送
部３０の移動吸引盤３２が整合・露光部２０で露光され
た基板Ｂを搬出部４０に搬出する。以後、この動作を繰
り返す。

【００３０】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、粗位置決め部１０に設けられた視野の広いＣＣＤカ
メラ２１によって読み取られた基板ＢのマークＭ１の位
置情報に基づいて、ＣＣＤカメラ２２の撮像エリア２２
ｓ及び原版フィルムＦのマークＭ２を、基板Ｂのマーク
Ｍ１が入るように、位置調整するので、ＣＣＤカメラ２
２は、高倍率で撮像しても、マークＭ１，Ｍ２が撮像エ
リア２２ｓから外れることはない。従って、高精度の位
置決めを行うことができる。

【００３１】［第２実施形態］図６は、本発明によるパ
ターン形成装置の第２実施形態の要部を抜き出して示し
た斜視図である。なお、前述した第１実施形態と同様な
機能を果たす部分には、同一の符合が付してある。

【００３２】第２の実施形態では、図６（Ｂ）に、下か
ら見た状態で示すように、基板ＢにマークＭ１として、
孔を形成し、原版フィルムＦにマークＭ２として、黒点
を印刷してある。

【００３３】図６（Ａ）に示すように、ＣＣＤカメラ２
２を固定吸引盤２１の下方に配置してあり、固定吸引盤
２１には孔２１ｃが形成されている。ＣＣＤカメラ２２
は、その孔３１ｃを通して、下側から原版フィルムＦの
マークＭ２と基板ＢのマークＭ１を撮影して、マークＭ
１，Ｍ２の中心のズレ量を測定する。第１実施形態の場
合には、ワークサイズが小さい場合に、ＣＣＤカメラ２
２がランプ２６の下まで移動する可能性がある。する
と、露光時に、ＣＣＤカメラ２２を移動してから、露光
することになり、処理の能力が低下する可能性がある。
第２実施形態では、この問題を解決している。

【００３４】（変形形態）以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。 （１） ＣＣＤカメラ２１の撮像信号に基づいて、ＣＣ
Ｄカメラ２２及び原版フィルムＦの位置を調整する例で
説明したが、基板（ワーク）Ｂの搬入位置を調整（補
正）するようにしてもよい。この場合に、コントローラ
５１は、ＸＹθ３軸テーブル２５に情報を送り、基板の
搬入時の受け入れ位置を調整をしてもよい。また、搬送
部３０の移動吸引盤（キャリア）３１，３２の搬入時の
停止位置を調整するようにしてもよい。なお、この場合
には、Ｘ方向の移動のみで、調整することとなる。

【００３５】（２） 露光装置の例で説明したが、スク
リーン印刷機に対しても同様に適用することができる。

【００３６】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明によ
れば、パターン形成部にある原版のマーク及び基板のマ
ークを、第２の撮像手段によって高倍率で撮像する場合
に、粗位置決め部にある基板のマークを、第１の撮像手
段によって広視野で撮像し、その第１の撮像手段の出力
に基づいて、第２の撮像手段の撮像エリアに原版のマー
ク及び基板のマークが入るように位置調整するので、高
精度に整合を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるパターン成形装置の第１実施形態
である露光装置を示した平面図及び側面図ある。

【図２】本発明によるパターン成形装置の第１実施形態
である露光装置を示した斜視図ある。

【図３】第１実施形態による露光装置の粗位置決め部を
示す平面図である。

【図４】第１実施形態による露光装置の搬送部を示す斜
視図である。

【図５】第１実施形態による露光装置の動作を説明する
ための図である。

【図６】本発明によるパターン成形装置の第２実施形態
を示す図ある。

【符号の説明】

１０ 粗位置決め部 １１ 固定吸引盤 １２，１３ ピン １６ ＣＣＤカメラ ２０ 整合・露光部 ２１ 固定吸引盤 ２２ ＣＣＤカメラ ２３ カメラ移動部 ２４ 光源 ２５ ＸＹθ３軸テーブル ２６ 露光ランプ ２７ 露光台 ２８ 露光ボックス ３０ 搬送部 ３１，３２ 移動吸引盤 ４０ 搬出部 ５０ 制御部 ５１ コントローラ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を粗位置決めする粗位置決め部と、 原版のパターンに基づいて、前記基板にパターンを形成
   するパターン形成部と、 前記粗位置決め部で粗位置決めされた基板を、前記パタ
   ーン形成部に搬送する搬送部と、 前記粗位置決め部にある前記基板のマークを広視野で撮
   像する第１の撮像手段と、 前記パターン形成部にある前記原版のマーク及び前記基
   板のマークを高倍率で撮像する第２の撮像手段と、 前記第２の撮像手段の出力に基づいて、前記パターン形
   成部で前記原版と前記基板とを精密位置決めする整合部
   と、 前記第１の撮像手段の出力に基づいて、前記第２の撮像
   手段の撮像エリアに前記原版のマーク及び前記基板のマ
   ークが入るように位置調整する位置調整手段と、を備え
   るパターン形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のパターン形成装置にお
   いて、 前記第２の撮像手段を移動する移動部を備え、 前記位置調整手段は、前記移動部によって、前記第２の
   撮像手段を移動することを特徴とするパターン形成装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のパター
   ン形成装置において、 前記位置調整手段は、前記パターン成形部によって、前
   記原版の位置を移動することを特徴とするパターン形成
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のパターン形成装置にお
   いて、 前記位置調整手段は、前記整合部によって、前記パター
   ン成形部への前記基板の搬入受け入れ位置を調整するこ
   と特徴とするパターン形成装置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のパターン形成装置にお
   いて、 前記位置調整手段は、前記搬送部によって、前記パター
   ン成形部への前記基板の搬入停止位置を調整することを
   特徴とするパターン形成装置。