JP2002072491A - プリント基板製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 これらの問題を解決し、位置関係にズレを生
じる恐れがなく、治工具の作成及び管理のために要する
コストの上昇、並びに作業ロスの増大等の恐れがないプ
リント基板製造装置を提供することである。 【構成】 ランプ１からの光を凹面鏡２で収束させ、第
１レンズ３で平行光に変換させ、多数のマイクロミラー
に分割されたＤＬＰ４で反射させる。制御装置５から入
力されるデジタルイメージデータに基づいてマイクロミ
ラーの反射角度を制御するものである。ＤＬＰから反射
された光を第２レンズ６で適宜の寸法に縮小してプリン
ト基板材料７に当てて露光させ、望みのパターンを形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、プリント基板の製
造装置において用いられる露光装置であって、マスクフ
ィルムを使用せずに高い精度の露光を行うことのできる
プリント基板製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のプリント基板の製造の際に用いら
れるプリント基板露光システムを説明すると、図９に示
すように、光源Ａからの光を凹面鏡Ｂで集光して平面鏡
Ｃで反射させた後、フライアイレンズＤを通し、平面鏡
Ｅ，Ｆで順次反射させ、凹面鏡Ｇで平行光線Ｌとして下
方に照射させる。下方に、光硬化樹脂層を設けたプリン
ト基板材料Ｋを配置し、プリント基板材料Ｋの上面にマ
スクフィルムＪを置いて、上述の平行光線Ｌを照射し、
マスクフィルムＪに予め描いた回路等をプリント基板材
料Ｋに写し、溶剤又はアルカリ溶液で洗い流してプリン
ト基板材料Ｋ表面に回路等を形成して、プリント基板を
形成する。

【０００３】近来のプリント基板の製造においては、よ
り一層高い精度が要求されてきている。詳述すると、プ
リント基板の製造における精度は、開口された孔ａの孔
径（ビア径）ｒと、孔を穿設することを許容する範囲で
あるランドｂのランド径Ｒとの比ｒ／Ｒで表される（図
１０参照）ものであり、例えば、ｒ／Ｒ＝７５μｍ／１
５０μｍからｒ／Ｒ＝３０μｍ／７５μｍ、さらにｒ／
Ｒ＝３０μｍ／５０μｍと変化してきており、これに伴
い、マスクフィルムとプリント基板材料の位置合わせへ
に対する要求合わせ精度も例えば、０±３７．５μｍか
ら０±２２．５μｍ、さらに０±１０μｍと変化してき
ている、即ち高い精度が要求されてきている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のプリント基
板の製造方法においては、マスクフィルムとプリント基
板材料のそれぞれに予め設けられたマーク（シンボル）
を合致させてプリント基板材料上の光硬化樹脂を露光さ
せるものであるから、次のような問題を生じる場合があ
る。プリント基板材料の伸縮（例えば、±０．０２％）
及びマスクフィルムの伸縮（例えば、±０．０２％）に
より、位置関係にズレを生じるという問題がある。

【０００５】この問題を解決するために、スケールを変
えたマスクフィルムを数種用意し、プリント基板の寸法
に合ったマスクフィルムを使用するという手段が用いら
れている。ところが、この手段を採用すると、数種のマ
スクフィルムを製作するための治工具の作成及び管理の
ために要するコストの上昇、並びに作業ロスの増大等の
問題が生じる。さらに、マスクフィルムの製作に時間を
要することに起因する作業遅れ（納期遅れ）を生じる恐
れがあるという問題があり、治工具の作成に要求される
精度が高く、製作加工時に不具合を生じ易い等のプリン
ト基板の品質に影響を与える問題を生じる。

【０００６】これらの問題を解決するために、マスクに
伸縮の少ないガラスを用いたとしても、プリント基板の
伸縮がある為、プリント基板の露光させる１枚分の範囲
を小さい範囲に分割して実際に変化する寸法量である絶
対寸法変化量を小さくして、ズレ量が許容される大きさ
で一部分ずつ露光を行い、複数の露光部分を合わせて１
枚分のプリント基板の露光を行う分割露光方法が提案さ
れている。ところがこの分割露光方法では、ガラスマス
クを製作するための治工具の作成及び管理のために要す
るコストの上昇並びに作業ロスの増大等の問題が生じ
る。ガラスマスクの製作に時間を要することに起因する
作業遅れ（納期遅れ）を生じる場合があるという問題が
生じる。さらに、パターンとは別に設けられた図番やワ
ークガイドを形成することが困難であり、プリント基板
材料の伸縮に合わせて露光することができないという問
題があった。

【０００７】また、デジタルイメージデータを用い、レ
ーザ光でプリント基板材料（感光剤）に直接描画する方
法も提案されているが、レーザを当てながらスキャンし
ていくために、生産性が低下することがあり、レーザ光
の集光径の最小限界が小さくできないために細線化に不
利であるという問題があった。本発明の目的は、これら
の問題を解決し、位置関係にズレを生じることがなく、
治工具の作成及び管理のために要するコストの上昇、並
びに作業ロスの増大等がないとともに、パターンの細線
化を容易に行うことのできるプリント基板製造装置を提
供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のプリント基板製造装置は、プリント基板の製
造の際に用いられるプリント基板露光システムであっ
て、反射角度が個別に調整される多数のマイクロミラー
から成るＤＬＰにおいて、入力されるデジタルイメージ
データに基づいて個々のマイクロミラーの反射角度を変
化させてＤＬＰの反射面をイメージデータの影状に形成
し、平行光を反射させ、プリント基板材料に反射光を当
てて露光させることにより、イメージデータによりパタ
ーンが直接描くことで、治工具が不要となり、製造並び
に管理コストを低減できるとともに、設計完了と同時に
製造が可能となり、製品サイズやパターンの変更、配置
を自由に採用することができる。請求項２において、プ
リント基板材料をスキャン速度Ｖ１で水平方向に移動さ
せるとともに、ＤＬＰの映像を同じ方向にスクロール速
度Ｖ２で移動させるものであり、スキャン速度Ｖ１を、
分当たりＤＬＰを構成するマイクロミラーのピッチ長と
するとともに、スクロール速度Ｖ２をスキャン速度Ｖ１
に予め定めた所定速度ｓを加えた値以上、またはスキャ
ン速度Ｖ１から所定速度ｓを減じた値以下の値とするこ
とにより、プリント基板材料のスキャン方向に垂直な方
向の隣合った光を反射しているマイクロミラーの間の隙
間が映像（パターン）の一部として未露光部を形成する
ことを防止することができる。また、常にプリント基板
材料をスキャン（移動）させるとともにＤＬＰの映像を
スクロール（移動）させながら露光させることで、露光
とプリント基板材料の移動を同時に行うから、分割して
露光する方式に比べて１枚のプリント基板材料に対する
露光時間を短くすることができる。さらに、ＤＬＰの映
像をスクロール（移動）させることにより、プリント基
板材料の任意の一点については、ＤＬＰの分割数Ｎと同
じ回数の露光が行われ、１枚のマイクロミラーに破損等
の異常が起きてもＤＬＰの映像には必要露光量の１／Ｎ
だけの影響（減光）ですむことになり、映像の品質が常
に高く保たれる。請求項３において、ＤＬＰを構成する
マイクロミラーを予め定めた勾配で傾斜させて設置し、
イメージデータは正立状態で形成することにより、ＤＬ
Ｐの隣接するマイクロミラーに重なり部分を持たせるこ
とで、隣接するマイクロミラーの間隙（映像上は黒線と
なる）の影響を除去することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を、図を参照して
説明する。図１において、水銀灯、高圧水銀灯、キセノ
ンランプ等のランプ１からの光を凹面鏡２で収束させ、
第１レンズ３で平行光に変換させ、ＤＬＰ（Ｄｅｇｉｔ
ａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）４で反射さ
せる。ここで、ＤＬＰは、Ｎ枚（例えば、Ｎ＝１０２４
×７６８）のマイクロミラーに分割され、個々のマイク
ロミラーに駆動源が設けられて、個々のマイクロミラー
の反射角度がそれぞれ独立して制御される鏡であり、パ
ソコン等の制御装置５から入力されるデジタルイメージ
データに基づいて制御されるものである。 ＤＬＰから
反射された光を第２レンズ６で適宜の寸法に縮小してプ
リント基板材料７に当てて露光させ、望みのパターンを
写すものである。

【００１０】図２及び図３を参照してＤＬＰについて説
明すると、ＤＬＰは、矩形、正六角形、円形等に形成さ
れた多数のマイクロミラー４１に分割され、個々のマイ
クロミラー４１は駆動源４０をそれぞれ備え、制御装置
５から入力されるデジタルイメージデータ（パターンデ
ータで白黒信号）に応じて、マイクロミラー４１の設置
角度が個々に変更され、第１レンズ３からの平行光を第
２レンズ６の方向に正しく反射する第１反射角度と、第
２レンズ６の方向とは異なる方向に反射させる第２反射
角度とに調整されることにより、第２反射角度に調整さ
れて第２レンズ６の方向とは異なる方向に反射させるか
ら、マイクロミラー４１からの反射光と影との配列がデ
ジタルイメージ即ちパターン以外の部分を影としてプリ
ント基板材料７に写すことになる。

【００１１】この構成によると、イメージデータにより
パターンが直接描かれているから、治工具が不要とな
り、製造並びに管理コストを低減できるとともに、設計
完了と同時に製造が可能となり、製品サイズやパターン
の変更、配置を自由に採用することができる。また、縮
小用の第２レンズの変更のみで細線化が可能となる。

【００１２】さらに、上述のとおり従来１枚の大きな鏡
を用いていたものを、Ｎ（例えば、Ｎ＝１０２４×７６
８）枚のマイクロミラーで構成するＤＬＰに交換するこ
とにより、開発コストの低減を促進することができる。

【００１３】ここで、ＤＬＰ４に映し出されたデジタル
イメージ（パターン）は、斜線部が鋸歯状になり（図４
参照）、そのままパターンをプリント基板材料７に写す
と、回路が鋸歯状に形成される恐れがあるため、パター
ン投影装置全体または少なくともＤＬＰ４の映像をプリ
ント基板材料７と同じ方向に移動（スクロール）させ
る。なお、ＤＬＰ４の映像を移動させるには、マイクロ
ミラー４１の角度を順次変化させることにより、映し出
された映像であるデジタルイメージを移動させる。この
時のプリント基板材料７の水平移動速度（スキャン速
度）Ｖ１と、ＤＬＰ４の映像（デジタルイメージ）の水
平移動速度（スクロール速度）Ｖ２との大きさを変える
ことにより、プリント基板材料のスキャン方向に垂直な
方向の隣合った光を反射しているマイクロミラーの間の
隙間が映像（パターン）の一部として未露光部を形成す
ることを防止することができる。

【００１４】スキャン速度Ｖ１とスクロール速度）Ｖ２
とについて説明すると、スキャン速度Ｖ１とスクロール
速度Ｖ２との差が予め定めた所定値ｓμｍ／分（例え
ば、ｓ＝１μｍ／分）以上になるようにする。スキャン
速度Ｖ１は、マイクロミラー４１のピッチ長ｐ（例え
ば、ＤＬＰの外形寸法１３．２ｍｍ×１０．２ｍｍ、ピ
ッチ長ｐ＝１７μｍ）に合わせて、スキャン速度Ｖ１＝
ｐ（例えば、Ｖ１＝１７μｍ／分）とする。

【００１５】したがって、スクロール速度Ｖ２は、スキ
ャン速度Ｖ１より所定値ｓμｍ／分（ｓ＝１μｍ／分）
以上大きいか、小さい速度となる。即ちスクロール速度
Ｖ２は、Ｖ２−Ｖ１≧ｓからＶ２≧Ｖ１＋ｓ（Ｖ２≧１
８μｍ／分）またはＶ２−Ｖ１≦−ｓからＶ２≦Ｖ１−
ｓ（Ｖ２≦１６μｍ／分）となる。

【００１６】この構成によると、プリント基板材料のス
キャン方向に垂直な方向の隣合った光を反射しているマ
イクロミラーの間の隙間が映像（パターン）の一部とし
て未露光部を形成することを防止することができる。ま
た、常にプリント基板材料をスキャン（移動）させると
ともにＤＬＰの映像をスクロール（移動）させながら露
光させることで、露光とプリント基板材料の移動を同時
に行うから、１枚のプリント基板材料に対する露光時間
を短くすることができる。さらに、ＤＬＰの映像をスク
ロール（移動）させることにより、プリント基板材料の
任意の一点については、ＤＬＰの分割数Ｎ（例え、Ｎ＝
１０２４）と同じ回数の露光が行われ、１枚のマイクロ
ミラーに破損等の以上が起きてもＤＬＰの映像には必要
露光料の１／Ｎだけの影響（減光）ですむことになり、
映像の品質が常に高く保たれる。

【００１７】次に隣合ったマイクロミラー４１の間隙４
２（図５参照）が、映像として直接映し出されると不具
合を生じる恐れがあるから、ＤＬＰを傾斜させて配置し
（図６参照）、マイクロミラー４１の間隙４２を傾斜さ
せて配設し、映像は直立させて映す（図７参照）。

【００１８】マイクロミラー４１の傾斜角度について、
図８を参照して正方形のマイクロミラー４１を例示して
説明する。マイクロミラー４１の一辺の長さｍ（例え
ば、ｍ＝１１〜１６μｍ）、間隙４２の幅ｎ（例えば、
ｎ＝１μｍ）のＤＬＰにおいては、勾配をｎ／ｍ（１／
１１〜１６）とする。

【００１９】この構成により、ＤＬＰの隣接するマイク
ロミラーに重なり部分を持たせることで、隣接するマイ
クロミラーの間隙（映像上は黒線となる）の影響を除去
することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
から次に述べる効果を奏する。プリント基板の製造の際
に用いられるプリント基板露光システムであって、反射
角度が個別に調整される多数のマイクロミラーから成る
ＤＬＰにおいて、入力されるデジタルイメージデータに
基づいて個々のマイクロミラーの反射角度を変化させて
ＤＬＰの反射面にイメージデータを影状に形成し、平行
光を反射させ、プリント基板材料に反射光を当てて露光
させることにより、イメージデータによりパターンが直
接描くことで、治工具が不要となり、製造並びに管理コ
ストを低減できるとともに、設計完了と同時に製造が可
能となり、製品サイズやパターンの変更、配置を自由に
採用することができる。請求項２において、プリント基
板材料をスキャン速度Ｖ１で水平方向に移動させるとと
もに、ＤＬＰの映像を同じ方向にスクロール速度Ｖ２で
移動させるものであり、スキャン速度Ｖ１を、分当たり
ＤＬＰを構成するマイクロミラーのピッチ長とするとと
もに、スクロール速度Ｖ２をスキャン速度Ｖ１に予め定
めた所定速度ｓを加えた値以上、またはスキャン速度Ｖ
１から所定速度ｓを減じた値以下の値とすることによ
り、プリント基板材料のスキャン方向に垂直な方向の隣
合った光を反射しているマイクロミラーの間の隙間が映
像（パターン）の一部として未露光部を形成することを
防止することができる。また、常にプリント基板材料を
スキャン（移動）させるとともにＤＬＰの映像をスクロ
ール（移動）させながら露光させることで、露光とプリ
ント基板材料の移動を同時に行うから、分割して露光す
る方式に比べて１枚のプリント基板材料に対する露光時
間を短くすることができる。さらに、ＤＬＰの映像をス
クロール（移動）させることにより、プリント基板材料
の任意の一点については、ＤＬＰの分割数Ｎと同じ回数
の露光が行われ、１枚のマイクロミラーに破損等の以上
が起きてもＤＬＰの映像には必要露光料の１／Ｎだけの
影響（減光）ですむことになり、映像の品質が常に高く
保たれる。請求項３において、ＤＬＰを構成するマイク
ロミラーを予め定めた勾配で傾斜させて設置し、イメー
ジデータは正立状態で形成することにより、ＤＬＰの隣
接するマイクロミラーに重なり部分を持たせることで、
隣接するマイクロミラーの間隙（映像上は黒線となる）
の影響を除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリント基板製造装置の概略構成図で
ある。

【図２】本発明に係るＤＬＰの正面図である。

【図３】本発明に係るＤＬＰを構成するマイクロミラー
の斜視図である。

【図４】本発明に係るＤＬＰのパターン映像形成の説明
図である。

【図５】本発明に係るＤＬＰを構成するマイクロミラー
の正面図である。

【図６】本発明に係るＤＬＰを傾斜させて配置した正面
図である。

【図７】本発明のＤＬＰを傾斜させて配置したときのマ
イクロミラーの正面図である。

【図８】本発明のＤＬＰを傾斜配置したときのパターン
映像形成の説明図である。。

【図９】従来のプリント基板露光システムの概略構成図
である。

【図１０】プリント基板の加工精度の説明図である。

【符号の説明】 １ ランプ、２ 凹面鏡、３ 第１レンズ、４ ＤＬＰ ５ 制御装置、６ 第２レンズ、７ プリント基板材料 ４０ 駆動モータ、４１ マイクロミラー、４２ 間隙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板の製造の際に用いられるプ
   リント基板露光システムであって、反射角度が個別に調
   整される多数のマイクロミラーから成るＤＬＰにおい
   て、入力されるデジタルイメージデータに基づいて個々
   のマイクロミラーの反射角度を変化させてＤＬＰの反射
   面をイメージデータの影状に形成し、平行光を反射さ
   せ、プリント基板材料に反射光を当てて露光させること
   を特徴とするプリント基板製造装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたプリント基板製造
   装置において、プリント基板材料をスキャン速度Ｖ１で
   水平方向に移動させるとともに、ＤＬＰの映像を同じ方
   向にスクロール速度Ｖ２で移動させるものであり、スキ
   ャン速度Ｖ１を、分当たりＤＬＰを構成するマイクロミ
   ラーのピッチ長とするとともに、スクロール速度Ｖ２を
   スキャン速度Ｖ１に予め定めた所定速度ｓを加えた値以
   上、またはスキャン速度Ｖ１から所定速度ｓを減じた値
   以下の値とすることを特徴とするプリント基板製造装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載されたプリント
   基板製造装置において、ＤＬＰを構成するマイクロミラ
   ーを予め定めた勾配で傾斜させて設置し、イメージデー
   タは正立状態で形成することを特徴とするプリント基板
   製造装置。