JP2002006515A - プリント基板用自動マスクフィルム合わせ装置 - Google Patents

プリント基板用自動マスクフィルム合わせ装置

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JP2002006515A
JP2002006515A JP2000187952A JP2000187952A JP2002006515A JP 2002006515 A JP2002006515 A JP 2002006515A JP 2000187952 A JP2000187952 A JP 2000187952A JP 2000187952 A JP2000187952 A JP 2000187952A JP 2002006515 A JP2002006515 A JP 2002006515A
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circuit board
mark
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Akinori Tanaka
昭典 田中
Keiichi Asakawa
慶一 浅川
Takatada Hakkaku
高督 八角
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 NC穴あけ用基準穴を基準穴とし、表面用と
裏面用のマスクフィルムの位置合わせができるプリント
基板用自動マスクフィルム合わせ装置を提供する 【解決手段】 この発明の装置100は、プリント基板
に穿設された位置合わせ用の基準穴と、表面用および裏
面用のマスクフィルムの位置合わせ用のマークとの位置
合わせをそれぞれ自動的に行うことにより、プリント基
板の表裏両面に対するマスクフィルムの位置合わせを行
う。この場合、表面用および裏面用のマスクフィルム
は、位置合わせが完了したとき、基準穴の内径の中に存
在し、かつ、互いに重なることのない形状をもつ表面用
マークMSおよび裏面用マークMBをそれぞれ有してい
る。制御部は、プリント基板に穿設されたNC穴あけ用
基準穴を表裏共通基準穴HHと看做し、その表裏共通基
準穴HHにマスクフィルムの表面用マークMSおよび裏
面用マークMBを位置合わせする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、プリント基板用
自動マスクフィルム合わせ装置に関し、特に、プリント
基板に穿設された位置合わせ用の基準穴と、表面用およ
び裏面用のマスクフィルムの位置合わせ用のマークとの
位置合わせをそれぞれ自動的に行うことにより、プリン
ト基板の表裏両面に対するマスクフィルムの位置合わせ
を行うプリント基板用自動マスクフィルム合わせ装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】図8は、従来のプリント基板用自動マス
クフィルム合わせ装置において用いられるマスクフィル
ムのマークと、位置合わせの対象であるプリント基板に
穿設された位置合わせ用基準穴との関係を説明するため
の図である。図8において、プリント基板の中心線上の
両端近くには、NC穴あけ用基準穴HCが明けられると
ともに、中心線に対して互いに対称になる、NC穴あけ
用基準穴HCから所定の距離だけ離れたところに表面用
および裏面用のマスクフィルムのマークとの位置合わせ
のための表面用基準穴HSと裏面用基準穴HBとがそれ
ぞれ2個ずつあけられている。したがって、表面が上に
なるようにプリント基板支持面の上に置かれたプリント
基板の表面用基準穴HSと、表面用のマスクフィルムの
表面用マークMTとの位置合わせを行い、表面用のマス
クフィルムをプリント基板の表面にテープ等で固定す
る。その後、プリント基板を反転して裏面が上になるよ
うにプリント基板支持面の上に置き、プリント基板の裏
面用基準穴HBと、裏面用のマスクフィルムの裏面用マ
ークMCとの位置合わせを行い、裏面用のマスクフィル
ムをプリント基板の裏面に固定する。
【0003】上述の場合、表面用基準穴HSと裏面用基
準穴HBとが別々に設けられている理由は、従来におい
ては、回路パターン焼き付け用のマスクフィルムのマー
クは、図8のマーク形状のところに示すように表面用お
よび裏面用とも同一形状のマークMT,MCが登録され
ていて、このマークでなければ装置側で認識できないよ
うに構成されているからである。仮に、基準穴HSのみ
が設けられているとすると、基準穴HSと、表面用のマ
スクフィルムのマークMTとの位置合わせを行うことに
は何の問題もないが、基準穴HSと、裏面用のマスクフ
ィルムのマークとの位置合わせを行う場合に、基準穴H
Sの中には、表面用マークMTが既に存在し、同一形状
の裏面用マークMCと重なり、裏面用マークMCを認識
することができず、位置合わせができない。そこで、表
面側の位置合わせと、裏面側の位置合わせとを別々の基
準穴で行うために、表面用基準穴HSと裏面用基準穴H
Bとを設けているのである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のプリン
ト基板用自動マスクフィルム合わせ装置において用いら
れるマスクフィルムのマークMT,MCは、表面用およ
び裏面用とも同一形状であるために、プリント基板側に
は、表面用基準穴HSと裏面用基準穴HBとを別々に設
けなければならず、そのための工数増加および表面用基
準穴HSと裏面用基準穴HBとの間の精度を保つための
管理がコストの上昇をもたらしている。また、表面側の
位置合わせと、裏面側の位置合わせとを表面用基準穴H
Sと表面用基準穴HSとにより別々に行うので、位置合
わせの精度が低下することに加え、従来の裏面側の位置
合わせの場合に、プリント基板の裏面の高さがプリント
基板の下にある表面用のマスクフィルムの厚みだけ高く
なっていることを考慮していないことが、精度の低下を
増加させている。
【0005】この発明は、上記の問題を解決すべくなさ
れてものであって、表面用および裏面用の基準穴を設け
ることを必要とせず、NC穴あけ用基準穴を表裏共通基
準穴として用いることを可能にさせ、コストを低減し、
精度を向上させるとともに、裏面の位置合わせの場合
に、表面用のマスクフィルムの厚み分に対応できるよう
にして、さらに精度を向上させることができるプリント
基板用自動マスクフィルム合わせ装置を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、この発明は、プリント基板に穿設された位置合
わせ用の基準穴と、表面用および裏面用のマスクフィル
ムの位置合わせ用のマークとの位置合わせをそれぞれ自
動的に行うことにより、プリント基板の表裏両面に対す
るマスクフィルムの位置合わせを行うプリント基板用自
動マスクフィルム合わせ装置において、位置合わせが完
了した場合に、基準穴の内径の中に存在し、かつ、互い
に重なることのない異なる形状をもつ表面用マークおよ
び裏面用マークがそれぞれ与えられている表面用および
裏面用のマスクフィルムと、プリント基板に穿設された
プリント基板表面用基準穴をプリント基板裏面用基準穴
にも使用する表裏共通基準穴と看做し、表裏共通基準穴
にマスクフィルムの前記表面用マークおよび裏面用マー
クを位置合わせする制御部とを有する。
【0007】このような構成によれば、プリント基板に
穿設する位置合わせ用の基準穴は、表裏共通基準穴の一
組で済み、表面用マークおよび裏面用マークを表裏共通
基準穴に対して位置合わせを行った場合、表面用マーク
および裏面用マークは、基準穴の内径の中に存在し、か
つ、互いに重なることのなく、全く同じ表裏共通基準穴
に対して位置合わせされるので、位置合わせは非常に精
度のよいものとなる。また、表面用マークと裏面用マー
クとの間の相互の位置合わせも可能であり、そのことに
より、より一層の精度の向上を図ることができる。
【0008】そして、この発明の実施の形態では、プリ
ント基板に穿設された位置合わせ用の基準穴と、表面用
および裏面用のマスクフィルムの位置合わせ用のマーク
との位置合わせをそれぞれ自動的に行うことにより、プ
リント基板の表裏両面に対するマスクフィルムの位置合
わせを行うプリント基板用自動マスクフィルム合わせ装
置100において、位置合わせが完了した場合に、基準
穴の内径の中に存在し、かつ、互いに重なることのない
異なる形状をもつ表面用マークMSおよび裏面用マーク
MBがそれぞれ与えられている表面用および裏面用のマ
スクフィルムと、プリント基板に穿設されたプリント基
板表面用基準穴として用いられるNC穴あけ用基準穴H
Cをプリント基板裏面用基準穴にも使用する表裏共通基
準穴HHと看做し、表裏共通基準穴HHにマスクフィル
ムの前記表面用マークMSおよび裏面用マークMBを位
置合わせする制御部とを有する。
【0009】また、この発明において、前記表裏共通基
準穴は、前記プリント基板の中心線上に設けられたNC
穴あけ用基準穴であり、位置合わせが完了した場合に、
前記裏面用マークは、NC穴あけ用基準穴の中に納まる
リング形状のマークであり、表面用マークは、前記裏面
用マークのリング形状の内径の中に納まる円形のマーク
である。したがって、マークの形状を単純化することが
でき、表面用マークと裏面用マークとの相互の位置合わ
せも容易に実行し、位置合わせの精度を向上させること
ができ、スルーホールの多い両面プリント基板において
は特に有利である。
【0010】さらに、この発明において、前記表裏共通
基準穴と、前記表面用マークおよび裏面用マークとの位
置合わせは、CCDカメラによりモニタされ、モニタの
結果は前記制御部により画像処理され、位置合わせにず
れが生じないように制御に用いられ、その状態がディス
プレイに表示される。したがって、自動制御は正確に行
われ、オペレータは、現状を容易に把握できる。この場
合に、裏面用のマスクフィルムの位置合わせするときに
は、プリント基板の表面側に取り付けられた表面用のマ
スクフィルムの厚み分の高さ調整を行って位置合わせを
するように制御部を設定しておけば、更に位置出しの精
度は向上する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面に基づいて説明する。図1(a)は、この
発明のプリント基板用自動マスクフィルム合わせ装置の
実施の形態の全体を示す上面図、図1(b)は、実施の
形態の全体を示す正面図、図1(c)は、実施の形態の
全体を示す側面図、図2(a)は、図1に配置されてい
る移動ベースに関連する機構部分を示す平面図、図2
(b)は、図1に配置されている移動ベースに関連する
機構部分を示す正面図、図3は、図1のプリント基板用
自動マスクフィルム合わせ装置において使用されるプリ
ント基板およびマスクフィルムの表面用マークおよび裏
面用マークを説明する図、図4ないし図7は、図1の操
作用ディスプレイに表示される表示例を説明する図であ
る。
【0012】図1で示されるプリント基板用自動マスク
フィルム合わせ装置100において、プリント基板10
は、マークの位置合わせを行う機構に支持された透明ア
クリル製のテーブル20(図2(b)参照)の上に真空
吸着されている。直動アクチュエータ30は、アーム3
1およびそれに取り付けられた吸着パッド32a,32
bを有し、これらを制御部(不図示)の指示に従って適
宜に昇降することができる。直動アクチュエータ30
は、マークの位置合わせ時において、吸着パッド32
a,32bによりマスクフィルム40を吸着し、マスク
フィルム40を制御部(不図示)から指示された位置に
移動する。この移動の場合、直動アクチュエータ30
は、マスクフィルム40をプリント基板10との間に極
僅かの隙間を保って保持するように指示される。
【0013】上述のような制御部からの指示があるため
に、テーブル20は、マークの位置合わせ時において、
プリント基板10をマスクフィルム40の下でマスクフ
ィルム40に触れることなく自由に移動することができ
る。また、直動アクチュエータ30の左右の上方には、
直動アクチュエータ30の吸着パッド32a,32bに
吸着されたマスクフィルム40のマークに関する位置合
わせをモニタするCCDカメラ51a,51bが配置さ
れている。CCDカメラ51a,51bがモニタするそ
れぞれの位置合わせ画面は、モニタ用ディスプレイ52
a,52bにそれぞれ表示される。また、その他の操作
用の画面は、図4ないし図7に示されるように操作用デ
ィスプレイ53に表示される。
【0014】次に、上述のプリント基板10を搭載した
透明アクリル製のテーブル20およびそれを移動してマ
スクフィルムのマークの位置合わせを行う機構について
図2を参照して説明する。この場合、図2(a)は、図
2(b)において示されているベースパネルより下の部
分を示している。テーブル20は、ベースパネル21に
設けられたポスト22により水平に保持されている。テ
ーブル20とベースパネル21との間には真空吸着用配
管(不図示)が設けられており、テーブル20の上に搭
載されるプリント基板10を必要に応じてテーブル20
の上面に吸着固定する。ベースパネル21は、水平に移
動する移動ベース60に取り付けられており、移動ベー
スの移動に従ってテーブル20を移動させる。
【0015】移動ベース60は、3個の電動シリンダ6
1a,61b,61cの駆動により、ローラベアリング
62の上をX方向またはY方向に移動し、あるいは回転
することができるように構成されている。例えば、制御
部が電動シリンダ61a,61cを固定として、電動シ
リンダ61bを押し引き駆動すると、移動ベース60
は、−X方向または+X方向に移動する。また、電動シ
リンダ61bを固定として、電動シリンダ61a,61
bを同量だけ押し引きを反対に駆動すると、移動ベース
60は、−Y方向または+Y方向に移動する。さらに、
電動シリンダ61a,61b,61cを同量だけ押し引
きの向きを同じにして駆動すると、移動ベース60は、
反時計方向あるいは時計方向に回転する。
【0016】このように動作するプリント基板用自動マ
スクフィルム合わせ装置100において処理されるプリ
ント基板の基準穴および位置合わせ対象のマスクフィル
について説明する。プリント基板に穿設される基準穴お
よびマスクフィルムのマークは図3に示されるように構
成されている。すなわち、この例においては、NC穴あ
け用基準穴として用いられる従来と同じ形状の2個の基
準穴が表裏共通基準穴HHとして用いられる。また、マ
スクフィルムの表面用マークMSは、従来の表面用マー
クMTと同じであるが、裏面用マークMBは、表面用マ
ークMSとは異なり、リング形状をしている。このリン
グ形状の内径は、表面用マークMSの外形よりも充分に
大きくされ、リング形状の外径は、表裏共通基準穴HH
の内径よりも充分に小さくされている。
【0017】このようなプリント基板用自動マスクフィ
ルム合わせ装置100において、テーブル20の上にプ
リント基板10がその表面を上にするように装着され、
表面用のマスクフィルムが吸着パッド32a,32bに
吸着され、プリント基板用自動マスクフィルム合わせ装
置100にマークの位置合わせをするように指示が与え
られると、制御部の制御により、直動アクチュエータ3
0は、表面用のマスクフィルムをテーブル20の上のプ
リント基板10の上に降下させ、プリント基板10との
間に所定の隙間を保って保持する。制御部は、CCDカ
メラ51a,51bからの映像により、マスクフィルム
の表面用マークMSがプリント基板10の表裏共通基準
穴HHの中央にくるように、電動シリンダ61a,61
b,61cを駆動する。
【0018】マスクフィルムの表面用マークMSがプリ
ント基板10の表裏共通基準穴HHの中央にくると、制
御部は、直動アクチュエータ30を若干下降させ、マス
クフィルムをプリント基板10の上に位置ずれしないよ
うに押圧した後に、吸着を停止し上昇する。他方、プリ
ント基板10の上に押圧された表面用のマスクフィルム
は、プリント基板10との間に位置ずれを発生させない
ように、プリント基板10に粘着テープ等で固定され
る。表面用のマスクフィルムがプリント基板10の上に
固定された後、プリント基板10は裏返され、その裏面
が上を向くようにテーブル20の上に載せられ、テーブ
ル20に真空吸着される。この場合、プリント基板10
とテーブル20との間には、表面用のマスクフィルムが
存在するので、前記の位置合わせの場合のプリント基板
10の表面の高さに比較して、プリント基板10の裏面
の高さは、表面用のマスクフィルムの厚さ分だけ高くな
っている。
【0019】制御部は、裏面用のマスクフィルムが吸着
パッド32a,32bに吸着され、裏面用マークの位置
合わせをするように指示が与えられると、直動アクチュ
エータ30は、裏面用のマスクフィルムをテーブル20
の上のプリント基板10の上に降下させ、プリント基板
10との間に所定の隙間を保って保持する。この場合、
裏面用のマスクフィルムが停止される位置は、表面用の
マスクフィルムの厚さ分だけ高くなっている。制御部
は、CCDカメラ51a,51bからの映像により、マ
スクフィルムの裏面用マークMBがプリント基板10の
表裏共通基準穴HHの中央にくるように、電動シリンダ
61a,61b,61cを駆動する。この場合、表面用
マークMSは裏面用マークMBの内径の中に見えてお
り、さらなる微調整の指示を受けている場合には、制御
部は裏面用マークMBの中央に表面用マークMSがくる
ように微調整を行う。この微調整を行った場合には、表
面用のマスクフィルムと、裏面用のマスクフィルムとの
ずれは、極めて少なくなり、プリント基板10にスルー
ホールが多い場合には非常に有利である。
【0020】上述の動作に関して、オペレータからの指
示あるいは設定は、既に説明したタッチパネル機能を持
つ操作用ディスプレイ53あるいはキーボード(不図
示)を介して行うことができる。操作用ディスプレイ5
3の構成例を図4ないし図7に示す。操作用ディスプレ
イ53に表示された画面切替スイッチ53aのモードが
タッチされると、図4のモード設定画面が現れ、モード
選択スイッチ53bへの選択タッチによって、合わせ作
業連続(上述した例)、合わせ作業表面、合わせ作業表
面の何れかを選択できる。さらに、自動で作業をさせた
い場合、手動で作業をさせたい場合には、“AUTO”
または“MANU”にそれぞれタッチすれば、図5また
は図6の画面が現れる。また、アラームが発生した場
合、“アラーム”にタッチすれば、図7の画面が現れ
る。
【0021】図5は、自動運転が設定された場合を示し
ており、モードは“合わせ作業連続”が選択されている
ので、表面用マークの位置合わせと裏面用マークの位置
合わせが交互に自動的に繰り返される。ただし、やり直
し等の場合には、“表”または“裏”のスイッチ53c
により、強制的に選択し直せる。換算値は、画像処理の
1画素当たりの距離(単位はμm)を設定しており、換
算値設定スイッチ53dにより変更可能にされている。
したがって、制御部は、CCDカメラ51a,51bを
介して入力した表裏共通基準穴HHと、マスクフィルム
のマークとがずれていれば、ずれている画素数×換算値
により、ずれ量を検出でき、ずれを無くすように電動シ
リンダ61a,61b,61cを自動制御することがで
きる。芯ずれ許容範囲は、芯ずれ許容範囲設定スイッチ
53eによって設定可能である。例えば、表裏共通基準
穴HHとマークとの芯ずれが許容範囲を超えると、動作
停止あるいはアラーム発生等を行う。合わせずれ量表示
レベルゲージ53fは、左右における表裏共通基準穴H
Hと、マスクフィルムのマークとのずれを数値およびグ
ラフで表示し、判定結果をアライメント判定表示として
示す。
【0022】図6は、手動運転が設定された場合を示し
ており、移動ベース60に搭載されたテーブル20(X
Yθテーブル)は、移動量の設定スイッチ53gおよび
矢印による移動方向の指定スイッチ53hにより、手動
で位置および向きを変更する。原点復帰スイッチ53i
がタッチされたときには原点に戻る。直動アクチュエー
タ30は、スイッチ53jの“UP”“MID”“BO
T”の選択タッチにより高さを変更する。図7は、アラ
ーム選択時の画面であって、アラームの内容を表示した
り、履歴を表示させたり、あるいは、そのアラームをリ
セットさせたりする。なお、これらの表示、選択、設
定、リセット等に関する動作は、制御部の制御プログラ
ムで設定されることはいうまでもない。
【0023】
【発明の効果】この発明は、以上詳述したように構成さ
れているので、表面用マークおよび裏面用マークの両方
がNC穴あけ用基準穴を表裏共通基準穴として位置合わ
せされることとなり、同じ穴を基準とするので位置ずれ
を発生させないと共に、マーク位置合わせ用の基準穴を
NC穴あけ用基準穴と別途に穿設する必要が無く、工数
を削減できる。また、表面用マークおよび裏面用マーク
は重ならないので、表裏共通基準穴と位置合わせできる
ばかりでなく、お互いの位置合わせも可能であるので、
位置合わせの精度をより一層向上させることができ、ス
ルーホールが多い両面基板においては非常に有効であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、この発明のプリント基板用自動マス
クフィルム合わせ装置の実施の形態の全体を示す上面図
である。(b)は、実施の形態の全体を示す正面図であ
る。(c)は、実施の形態の全体を示す側面図である。
【図2】(a)は、図1に配置されている移動ベースに
関連する機構部分を示す平面図である。(b)は、図1
に配置されている移動ベースに関連する機構部分を示す
正面図である。
【図3】図1のプリント基板用自動マスクフィルム合わ
せ装置において使用されるプリント基板およびマスクフ
ィルムの表面用マークおよび裏面用マークを説明する図
である。
【図4】図1のプリント基板用自動マスクフィルム合わ
せ装置の操作用ディスプレイにおけるモード設定画面を
説明する図である。
【図5】図1のプリント基板用自動マスクフィルム合わ
せ装置の自動運転時における操作用ディスプレイの表示
を説明する図である。
【図6】図1のプリント基板用自動マスクフィルム合わ
せ装置の手動操作時における操作用ディスプレイの表示
を説明する図である。
【図7】図1のプリント基板用自動マスクフィルム合わ
せ装置のアラーム発生時における操作用ディスプレイの
表示を説明する図である。
【図8】従来のプリント基板用自動マスクフィルム合わ
せ装置において使用されるプリント基板およびマスクフ
ィルムの表面用マークおよび裏面用マークを説明する図
である。
【符号の説明】
10 プリント基板 20 テーブル 21 ベースパネル 22 ポスト 30 直動アクチュエータ 31 アーム 32a,32b 吸着パッド 40 マスクフィルム 51a,51b CCDカメラ 52a,52b モニタ用ディスプレイ 53 操作用ディスプレイ 60 移動ベース 61a,61b,61c 電動シリンダ 62 ローラベアリング 100 プリント基板用自動マスクフィルム合わせ装
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八角 高督 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 Fターム(参考) 2H097 KA03 KA12 KA13 KA15 KA20 KA28 LA09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プリント基板に穿設された位置合わせ用
    の基準穴と、表面用および裏面用のマスクフィルムの位
    置合わせ用のマークとの位置合わせをそれぞれ自動的に
    行うことにより、プリント基板の表裏両面に対するマス
    クフィルムの位置合わせを行うプリント基板用自動マス
    クフィルム合わせ装置において、 位置合わせが完了した場合に、基準穴の内径の中に存在
    し、かつ、互いに重なることのない異なる形状をもつ表
    面用マークおよび裏面用マークがそれぞれ与えられてい
    る表面用および裏面用のマスクフィルムと、 プリント基板に穿設されたプリント基板表面用基準穴を
    プリント基板裏面用基準穴にも使用する表裏共通基準穴
    と看做し、表裏共通基準穴にマスクフィルムの前記表面
    用マークおよび裏面用マークを位置合わせする制御部と
    を有することを特徴とするプリント基板用自動マスクフ
    ィルム合わせ装置。
  2. 【請求項2】 前記表裏共通基準穴は、前記プリント基
    板の中心線上に設けられたNC穴あけ用基準穴であり、
    位置合わせが完了した場合に、前記裏面用マークは、N
    C穴あけ用基準穴の中に納まるリング形状のマークであ
    り、表面用マークは、前記裏面用マークのリング形状の
    内径の中に納まる円形のマークである請求項1記載のプ
    リント基板用自動マスクフィルム合わせ装置。
  3. 【請求項3】 前記表裏共通基準穴と、前記表面用マー
    クおよび裏面用マークとの位置合わせは、CCDカメラ
    によりモニタされ、モニタの結果は前記制御部により画
    像処理され、位置合わせにずれが生じないように制御に
    用いられ、その状態がディスプレイに表示される請求項
    1または2記載のプリント基板用自動マスクフィルム合
    わせ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007049640A1 (ja) * 2005-10-25 2007-05-03 San Ei Giken Inc. 露光方法及び露光装置

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WO2007049640A1 (ja) * 2005-10-25 2007-05-03 San Ei Giken Inc. 露光方法及び露光装置
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