JP2005347298A - フレキシブルプリント基板の被膜形成方法とそのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】ロールに巻かれたフレキシブルプリント基板の表面に連続、高速、かつ高品質でレジスト膜を形成する。
【解決手段】巻き出しロール６に巻かれたフレキシブルプリント基板７は、一定の速度で巻き出しユニット３から送られ、張力ユニット５で一定張力とされる。これをレジスト液に塗布ユニット７で浸漬して塗布する。これに熱風を吹きかけてレジス液を予備乾燥ユニット１１で予備乾燥させた後、乾燥・冷却ユニット１３に送り熱風で本乾燥させる。本乾燥の後に、冷却ユニット１５で常温に冷やされる。乾燥され被膜が形成されたフレキシブルプリント基板７は、張力一定で巻き取りユニット１７のロール１２５で巻き取られる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フレキシブルプリント基板の被膜形成方法とそのシステムに関する。更に詳しくは、ロールに巻かれ帯状に長く連続するフレキシブルプリント基板にレジスト膜等の被膜を形成するための方法とそのシステムに関する。

プリント基板の製造工程には、その表面に電子回路用の配線をするとき、感光レジスト液等の液体を塗布して薄膜を形成する工程がある。このプリント基板の製造には、コストダウン等の要請により、歩留まり、生産効率の向上が求められている。同時にＩＣ等の電子部品の実装には、高密度化が要請されているので高品質でなければならない。このような要請下で、品質の安定のために薄膜の均一な厚みが要請される。本出願人は、１枚のプリント基板の素材をレジスト液に侵漬して引き上げて、このレジスト液を乾燥させて均一な皮膜を形成するものを提案した（例えば、特許文献１、２及び３）。

しかしながら、大量生産品の場合、プリント基板の更なるコスト削減のためには、連続処理が好ましい。特に、ロールに巻かれた帯状の長いフレキシブルプリント基板（素材）を連続処理し、使用するとき、連続処理した後にこれを裁断する方法がコスト削減上は最適である。しかしながら、ロールに巻かれた帯状の長いフレキシブルブルプリント基板の表面に高品質のレジスト膜を形成することは困難である。特に、高速で、かつレジスト液を連続して均一に塗布しレジスト膜を形成することは困難である。
染色分野ではロールに巻かれ帯状に長い織布を染料に浸漬して連続的に染色する等の技術は古くから知られているが、フレキシブルプリント基板のように厳密な被膜処理が要求される分野では出願人は知らない。
特開平０８−３２３２６０号 特開平０８−０５１２６８号 特開平１１−３０７９０８号

本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記目的を達成する。
本発明の目的は、ロールに巻かれたフレキシブルプリント基板の表面に連続的に皮膜を形成できるフレキシブルプリント基板の被膜形成方法とそのシステムを提供することにある。
本発明の他の目的は、ロールに巻かれたフレキシブルプリント基板の表面に高速で皮膜を形成できるフレキシブルプリント基板の被膜形成方法とそのシステムを提供することにある。

本発明の他の目的は、ロールに巻かれたフレキシブルプリント基板の表面に均一の皮膜厚さで皮膜を形成できるフレキシブルプリント基板の被膜形成方法とそのシステムを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、ロールに巻かれたフレキシブルプリント基板の表面に高品質の皮膜を形成できるフレキシブルプリント基板の被膜形成方法とそのシステムを提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
本発明１のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成方法は、
ロールに巻かれたフレキシブルプリント基板の表面に被膜を形成するためのフレキシブルプリント基板の被膜形成方法であって、
前記ロールに巻かれたフレキシブルプリント基板を一定の張力で巻き出して送り出すための送り工程と、巻き出された前記表面に前記被膜の成分を含有した被膜液に浸漬して塗布するための塗布工程と、前記被膜液が塗布された前記フレキシブルプリント基板に熱風を吹きかけて前記被膜液を乾燥して前記被膜を形成するための乾燥工程と、前記被膜が形成された前記フレキシブルプリント基板を一定の張力でロールで巻き取るための巻き取り工程とからなる。

本発明２のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成方法は、本発明１において、
前記塗布工程は、前記浸漬後に前記被膜液を予備乾燥させる予備乾燥工程を含むものであることを特徴とする。

本発明３のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成方法は、本発明１又は２において、
前記乾燥工程は、前記乾燥後に空気により常温に冷却する工程を含むものであることを特徴とする。

本発明４のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成方法は、本発明３において、
前記被膜は、レジスト膜であることを特徴とする。

本発明５のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システムは、
巻き出しロール（６）に巻かれたフレキシブルプリント基板（７）の表面に被膜を形成するためのフレキシブルプリント基板の被膜形成システムであって、
前記巻き出しロール（６）に巻かれた前記フレキシブルプリント基板（７）を一定の張力で送り出すための巻き出し手段（３）と、巻き出された前記フレキシブルプリント基板（７）を前記被膜の成分を含有した被膜液に浸漬して塗布するための塗布手段（９）と、前記被膜液が塗布された前記フレキシブルプリント基板（７）に熱風を吹きかけて前記被膜液を乾燥するための乾燥手段（１３）と、前記乾燥により被膜が形成された前記フレキシブルプリント基板（７）を張力一定で巻き取りロール（１２５）で巻き取るための巻き取り手段（１７）とからなる。

本発明６のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システムは、本発明５において、
前記塗布手段（９）は、前記浸漬後に前記被膜液を予備乾燥させる予備乾燥手段（１１）を含むものであることを特徴とする。

本発明７のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システムは、本発明５又は６において、
前記乾燥手段（１３）は、前記乾燥後に前記フレキシブルプリント基板（７）に空気を吹きかけて常温になるように冷却するための冷却ユニット（１５）を含むものであることを特徴とする。

本発明８のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システムは、本発明５において、
前記巻き出し手段（３）は、前記ロールに巻かれた前記フレキシブルプリント基板（７）を巻き出して送り出すための送りユニット（４）と、前記送りユニット（４）から送られた前記フレキシブルプリント基板（７）に一定の張力を与えるため第１張力調節ユニット（５）とからなることを特徴とする。
本発明９のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システムは、本発明８において、
前記第１張力調節ユニット（５）は、一定圧の流体が供給されている流体圧シリンダ（５６）のピストンロッド（５５）に回転自在に設けられた上下移動ローラ（５１）と、前記上下移動ローラ（５１）を挟んで配置された２個の固定ローラ（５０，５２）とからなり、
前記上下移動ローラ（５１）と前記固定ローラ（５０，５２）との間に前記フレキシブルプリント基板（７）が掛け渡されており、
前記送りユニット（４）は、前記フレキシブルプリント基板（７）の長さ方向の前後端を検知するための前後端センサー（４６）と、前記前後端センサー（４６）の出力により前記フレキシブルプリント基板（７）を固定するストッパ（４５）とからなることを特徴とする。

本発明１０のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システムは、本発明８において、
前記第１張力調節ユニット（５）に設けられ、前記フレキシブルプリント基板（７）の幅方向の縁の位置を検知するための縁位置検知センサー（５８）と、前記縁位置検知センサー（５８）の検出値により、前記送りユニット（４）を駆動して移動させるための駆動手段（２９）とからなることを特徴とする。

本発明１１のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システムは、本発明５において、
前記巻き取り手段（１９）は、前記乾燥手段（１３）から送られた前記フレキシブルプリント基板（７）に一定の張力を与えるため第２張力調節ユニット（１８）と、前記第２張力調節ユニット（１８）から送られた前記フレキシブルプリント基板（７）を巻き取るための巻き取りユニット（１９）とからなることを特徴とする。

本発明１２のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システムは、本発明８において、
前記巻き取りユニット（１９）に設けられ、前記フレキシブルプリント基板（７）の長さ方向の前後端の位置を検知するための前後端検知センサー（３９）と、前記前後端センサー（１２４）の出力により前記フレキシブルプリント基板（７）を固定するストッパ（１２６）とからなることを特徴とする。

本発明１３のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システムは、本発明１１において、
前記第２張力調節ユニット（１８）は、一定圧の流体が供給されている流体圧シリンダ（１２３）のピストンロッドに回転自在に設けられた上下移動ローラ（１２２）と、前記上下移動ローラ（１２２）を挟んで配置された２個の固定ローラ（１２７）とからなり、前記上下移動ローラ（１２２）と前記固定ローラ（１２７）との間に前記フレキシブルプリント基板（７）が掛け渡されている
ことを特徴とする。

本発明のフレキシブルプリント基板の被膜形成方法とそのシステムの効果は、ロールに巻かれたフレキシブルプリント基板の表面に連続、高速、かつ高品質で被膜処理ができる。

［フレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システム１の概要］
次に、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システム１の実施の形態を示す正面図である。機台２には、巻き出しユニット３が搭載されている。巻き出しユニット３は、ロール６に巻かれた帯状の長く薄くフィルム状のフレキシブルプリント基板７を、一定の張力及び速度で送るための機械ユニットである。巻き出しユニット３は、送りユニット４、及び張力調節ユニット５からなる。巻き出しユニット３は、フレキシブルプリント基板７が積層して巻かれたロール６からフレキシブルプリント基板７を一定速度で巻き出して送り出すためのユニット化された機械である。

本実施の形態で使用できるフレキシブルプリント基板７は、周知のエポキシ樹脂、ポリアミド系樹脂製のように柔軟性のあるフィルム状の人工高分子材料に限らず、紙等の天然素材、これらを混合した複合材料等のように、プリント基板として使用できて柔軟性のある素材であれば如何なる材質であっても良い。張力調節ユニット５は、ロール６から巻き出されたフレキシブルプリント基板７の張力を調節して一定にするためのユニットである。巻き出しユニット３の横には、次工程を担う塗布ユニット９が機台８上に配置され搭載されている。塗布ユニット９は、張力調節ユニット５から巻き出されたフレキシブルプリント基板７にレジスト液を浸漬して塗布するための機械ユニットである。塗布ユニット９は、浸漬ユニット１０、及び予備乾燥ユニット１１からなる。

浸漬ユニット１０は、張力調節ユニット５から送られてくるフレキシブルプリント基板７をレジスト液に連続的に浸漬して塗布するためのユニットである。浸漬ユニット１０でレジスト液が塗布されたフレキシブルプリント基板７は、予備乾燥ユニット１１に送られる。予備乾燥ユニット１１は、６０〜９０℃の熱風をフレキシブルプリント基板７の表面に塗布されたレジスト液に吹きかけて乾燥させるためのユニットである。この予備乾燥ユニット１１による乾燥は、次工程にフレキシブルプリント基板７を送るとき、この表面に塗布されたレジスト液が送りロールの摩擦力で剥離されない程度の予備的な乾燥であり、硬化のための本乾燥ではない。

予備乾燥されたフレキシブルプリント基板７は、機台１２上の乾燥・冷却ユニット１３に送られる。乾燥・冷却ユニット１３は、予備乾燥されたフレキシブルプリント基板７に塗布されたレジスト液に熱風かけて前記レジスト液を本乾燥するためのユニットである。乾燥・冷却ユニット１３は、乾燥ユニット１４、及び冷却ユニット１５からなる。乾燥ユニット１４は、予備乾燥されたフレキシブルプリント基板７に塗布され半硬化したレジスト液を、本形態では６０〜９０℃の熱風を約８分間吹きかけて硬化させるためのユニットである。

冷却ユニット１５は、フレキシブルプリント基板７に塗布・乾燥され硬化したレジスト膜を室温まで冷却するためのものである。この冷却は、後工程でフレキシブルプリント基板７を巻き取ってロール１２５に積層したとき、残存しているレジスト液の溶剤成分により、フレキシブルプリント基板７が互いに付着する現象を防ぐための工程である。レジスト膜が形成され冷却ユニット１５から出たフレキシブルプリント基板７は、機台１６上の巻き取りユニット１７に送られる。

巻き取りユニット１７は、フレキシブルプリント基板７を一定の張力で巻き取るための機械ユニットである。巻き取りユニット１７は、張力調節ユニット１８、及び回収ユニット１９からなる。張力調節ユニット１８は、冷却ユニット１５から送り出されたフレキシブルプリント基板７の張力を調節して一定にするためのユニットである。回収ユニット１９は、張力調節ユニット１８から送られ、表面にレジスト膜が形成されたフレキシブルプリント基板７をロール１２５に積層して巻き取るための機械ユニットである。

これらのユニットの横には、これらの各ユニットを制御するための制御装置が搭載された制御盤２０が配置されている。制御盤２０の背面側には、乾燥ヒーターボックスユニット２１が配置されている。乾燥ヒーターボックスユニット２１は、前述した予備乾燥ユニット１１、及び乾燥ユニット１４に乾燥のための熱風をパイプを介して送るためのユニットである。これらのユニット以外にも、浸漬ユニット１０で使用するレジスト液の濃度を一定にするための濃度管理装置（図示せず）、レジスト液の温度を一定にするための冷却機（図示せず）等が配置されている。

［巻き出しユニット３］
送りユニット４
図２は、巻き出しユニット３の詳細を示す正面図である。図３は、送りユニット４の左側面図である。図４は、張力調節ユニット５の右側面図である。図３及び図４に示すように、金属製の板金材で作られた送りユニット４の機体２５は、機台２上に移動自在に搭載されており、この方向はフレキシブルプリント基板７の送り方向とクロスする方向に移動自在である。このために機台２の上面には、２本のレール２６が平行に配置され固定されている。２本のレール２６には、それぞれ４個のリニアベアリング２７が移動自在に設けられ、このリニアベアリング２７の上に送りユニット４の機体２５が搭載されている。

巻き出しユニット３の機台２内には直線駆動するためのアクチュエータ２９が配置されている。一方、送りユニット４の機体２５の下面にはフランジ２８の上端が固定されている。フランジ２８の下端は、アクチュエータ２９のロッド３０の先端に揺動自在に連結されている。アクチュエータ２９は、ＤＣモータの回転運動をボールネジに伝えて、これにねじ込まれたボールナットで直線運動に変換する構造であり、これらの構造は公知の直線駆動手段である。アクチュエータ２９の本体は、機台２に揺動支持ブラケット３１により揺動自在に連結されている。結局、アクチュエータ２９を起動することにより、送りユニット４の機体２５は２本のレール２６上を移動することになる。

機体２５に設けられた軸受３６には、駆動軸３５の一端が片持ち支持により回転自在に支持されている。駆動軸３５の他端からは、フレキシブルプリント基板７が巻かれたロール６がマンドレル３４を介してチャッキングされる。マンドレル３４は、エアーチャック式のエアーシャフトである。エアーシャフトは、巻き芯の円周上に千鳥に爪を配置したものであり、爪はゴムチューブに高圧エアーを供給することにより半径方向に円周面上から突出してロール６を保持する構造のものである。駆動軸３５の他端には、ＤＣサーボモータ３８の出力軸がカップリング３７を介して連結されている。

フレキシブルプリント基板７の繰り出し方向の位置で、機体２５の軸受４０には、片持ち支持で補助ローラ３９が回転自在に支持されている。フレキシブルプリント基板７は、ロール６から巻き出された後にこの補助ローラ３９に円弧接触して巻かれた後に繰り出される。補助ローラ３９の上部には、ストッパ４５が配置されている。図３に示すように、ストッパ４５は補助ローラ３９の幅方向に配置されており、このストッパ４５には、２本の案内棒４４の下端が固定されている。２本の案内棒４４は、それぞれ直線軸受であるガイド４３に案内されている。ガイド４３は、補助ローラ３９に沿って配置されたストッパ本体４１に固定されている。ストッパ本体４１の一端は、機体２５にボルトにより固定されている。ストッパ本体４１には、アクチュエータ４２が設けてある。

アクチュエータ４２は、ソレノイドで駆動するタイプであり、この駆動ロッドは、ストッパ４５に固定されている。従って、アクチュエータ４２の駆動により、２本の案内棒４４は２個のガイド４３に案内されて上下動されるので、ストッパ４５は補助ローラ３９側に駆動される。ストッパ４５は、補助ローラ３９との間でフレキシブルプリント基板７の前後端を固定するためのものである。フレキシブルプリント基板７の先頭と終端は、本実施の形態ではポリエステル製の柔軟性がある透明のフィルム状のものを用いた。フレキシブルプリント基板７の終端がポリエステルフィルム部分になったとき、この部分を押さえて固定する。この固定しているとき、次の新しいフレキシブルプリント基板７の先端と連結作業を行う。ロール６と補助ローラ３９との間には、前後端センサー４６が配置されている。

前後端センサー４６は、フレキシブルプリント基板７の終端、又は取出し部の透明部分であるポリエステルフィルム部分を検知するものである。前後端センサー４６がフレキシブルプリント基板７の終端を検知すると、アクチュエータ４２が作動しストッパ４５がフレキシブルプリント基板７の終端を補助ローラ３９に押圧して固定する。そして、この状態で新しいロール６に交換して、新しいロール６の先端とフレキシブルプリント基板７の後端を接着テープで接続する。その後にストッパ４５を解除する操作をして運転を継続する。

張力調節ユニット５
図２及び図４に示すように、張力調節ユニット５は、フレキシブルプリント基板７に常時一定の張力を加えるためのものである。本実施の形態の浸漬による塗布方式の場合、重要な一つに、フレキシブルプリント基板７に常に一定の張力を加えておく必要がある。張力が変動すると塗布部において引き上げ速度が変動してレジスト膜厚に影響を与える。張力調節ユニット５の機体４９の下部には、互いに中心線が平行に配置された第１固定ローラ５０、及び第２固定ローラ５２が回転自在に支持されている。
図２に示すように、送りユニット４により送られたフレキシブルプリント基板７は、第１固定ローラ５０に巻かれた後、移動ローラ（上下移動ローラ）５１に巻かれた後、第２固定ローラ５２に巻かれている。更に、第２固定ローラ５２に巻かれたフレキシブルプリント基板７は、機体４９に回転自在に支持された第３固定ローラ５３に巻かれた後、次工程のための塗布ユニット９の浸漬ユニット１０に送られる。移動ローラ５１は、ローラ支持枠５４に回転自在に軸受で支持されている。

このローラ支持枠５４の一端は、機体４９に上下方向に移動できるようにガイド部材５７で支持されている。ローラ支持枠５４の中間部は、エアーシリンダ５６のロッド５５の下端に連結されている。エアーシリンダ５６は、機体４９の上端に固定されている。ローラ支持枠５４の上下の移動位置は、上限センサー５９等で検知される。エアーシリンダ５６は、精密エアー圧調節器（図示せず）を組合せて張力の調整を行なっている。即ち、精密エアー圧調節器は、エアーシリンダ５６に供給する圧力を一定にする調圧機器である。本実施の形態では、張力の目安としてフレキシブルプリント基板７の幅１ｃｍに対し１Ｎ（１００g重）とした場合は、３００ｍｍ幅は２９Ｎ（３Ｋｇ重）、５００ｍｍ幅は、４９Ｎ（５Ｋｇ重）となる。

エアーシリンダ５６で駆動される移動ローラ５１の上下位置は、４つのセンサーで検知される。最上部から上限センサー５９、制御上位置センサー６２、制御下位置センサー６３、及び最下部に配置された下限位置センサー６４からなる。上限センサー５９は、移動ローラ５１の上端位置の限度を検知するセンサーであり、下限位置センサー６４は下端位置を検知するためのセンサーである。制御上位置センサー６２と制御下位置センサー６３は、この間に移動ローラ５１の位置を制御するための区間を決めるセンサーである。
エアーシリンダ５６は、フレキシブルプリント基板７の張力を制御するために、通常運転の移動ローラ５１の位置を制御上位置センサー６２と制御下位置センサー６３により検知してこの間の位置範囲に納まるように制御する。正確には制御上位置センサー６２と制御下位置センサー６３で検知して、前述したＤＣサーボモータ３８の速度を低速と高速に切替える制御をしている。また、この張力調節ユニット５の他の機能としてバッファとしての動作をする。ロール６の交換のためにストッパ４５によりフレキシブルプリント基板７を固定すると、移動ローラ５１は上位置から下位置に移動する。この移動させている時間、前述したロール６の交換時において運転を停止しなくて作業をすることが可能であり、その時間は本実施の形態では設計上は約１分間でこの間にロール６の交換を行うことができる。

フレキシブルプリント基板７は、通常は３００ｍｍ幅と５００ｍｍ幅で５０ｍ巻きが使用されている。その厚みは９５μｍから５０μｍが使用されている。このために、簡単に折れ曲がったり皺の原因となり易い。特に本システムのようにローラを多用したときに蛇行により皺が発生する傾向が強い。この蛇行は可能な限り少ない方が良い。この蛇行を検知するために第３固定ローラ５３の出口には、フレキシブルプリント基板７の縁を検知する縁位置センサー５８が配置されている。
この縁位置センサー５８で検知されたフレキシブルプリント基板７の位置が予め設定された位置からズレたとき、前述した送りユニット４のアクチュエータ２９が駆動され、送りユニット４の機体２５は２本のレール２６上を移動する。この結果、所定時間後にフレキシブルプリント基板７が塗布ユニット９に送られる前に幅方向の位置が補正される。この補正により、フレキシブルプリント基板７の蛇行により皺等の発生するのを防ぐことができる。

［塗布ユニット９］
塗布ユニット９は、フレキシブルプリント基板７にレジスト液を塗布するためのユニットである。図５は、塗布ユニット９のカバー６０の外観であり、張力調節ユニット５から送られてくるフレキシブルプリント基板７を受け取る側の外観である。カバー６０には、フレキシブルプリント基板７が通るためのスリットが形成されている。このスリットには、フレキシブルプリント基板７の表裏面にその先端が接するように、徐電ブラシ６１が配置されている。徐電ブラシ６１は、フレキシブルプリント基板７の表裏面にその先端が接する線材の導電材からなるものである。

徐電ブラシ６１は、フレキシブルプリント基板７の静電気を除去するためのものである。レジスト液に含まれる溶剤が静電気による火花で引火して燃焼して火災や爆発などを防止するためである。このために、塗布ユニット９内の空気は十分な排気をすることも重要である。この安全対策として溶剤濃度を監視するガス検知器を使用している（図示せず）。このためにガス濃度が危険濃度レベルに達すると警報が出る。更に、静電気防止、及び腐食対策のためにレジスト液の配管系は、すべてステンレス製の管、若しくはステンレス製のフレキシブルホースを使用している。

浸漬ユニット１０
図６は、カバー６０を取り外したときの塗布ユニット９の正面図であり、図７は、図６の左側面図である。図８は浸漬ユニット１０の正面図であり、図９は図８の平面図である。機台８には、アーム支持コラム６５の下端が固定されて配置されている（図６、８参照）。アーム支持コラム６５の前面６６には、２本のレール６７が配置固定されている。レール６７の上に、４個のボール式のリニアベアリング６８が移動自在に設けられている。４個のリニアベアリング６８には、上下移動台６９の裏面に固定配置されている。
上下移動台６９には、２枚の連結板７０を介して先端が二股に開いたアーム７１が固定配置されている。アーム７１の先端には、ＤＩＰ用ローラ７２が回転自在に支持されている。一方、上下移動台６９の裏面には、フランジ７３の一端が固定されており、フランジ７３の他端にはエアシリンダ７５のピストンロッド７４の先端が連結されている。エアシリンダ７５は、アーム支持コラム６５の裏面に固定配置されている。結局、エアシリンダ７５を駆動すると、アーム７１は上下動して、その先端のＤＩＰ用ローラ７２が上下動されることになる。

フレキシブルプリント基板７に塗布を行う時は、このアーム７１がＤＩＰタンク７６中に下降して、ＤＩＰ用ローラ７２を液中に浸した状態で、フレキシブルプリント基板７を液中から巻き上げることにより塗布を行う。ＤＩＰ用ローラ７２の下方の機台８の上には、箱状で上開口されているＤＩＰタンク７６が載置されている。ＤＩＰタンク７６の底板から隙間を置いて噴出箱７７が配置されており、噴出箱７７は長方体状で内部が空洞の箱である。

この箱の上面には複数の貫通孔であるレジスト液噴出孔（直径１〜５ｍｍ）７８が形成されている。レジスト液噴出孔７８により、ポンプ８０から送られてきた液を拡散するためにレジスト液噴出孔７８は液面全体を持上げるような流れとなり、液面が波立つ事なく均一な塗布をするのに重要で有効な手段である。このレジスト液噴出孔７８からはポンプ８０で加圧されたレジスト液が常時循環しておりこのレジスト液が噴出される。ただし、液面に波立が発生しないようにポンプ８０の回転数を下げポンプ作用をおこなう。
即ち、フレキシブルプリント基板７の移動方向であるレジスト液噴出孔７８から供給され、その直角方向である長辺である３辺の縁７９から溢れる構造である。液面に波立が発生しないようにポンプの回転数を下げておこなう。３辺の縁７９から溢れる構造のオーバーフローの目的は、ＤＩＰタンク７６内に混入したゴミをすばやくＤＩＰタンク７６外に流すためである。そして、もう一つの重要な役目は液面を一定に保つ事である。このようにオーバーフローした液はオーバーフロータンク８６に集められて、ポンプ８０で後述する熱交換器を経由してフィルターに送り込まれゴミを除去する。ゴミを除去した液は後述する手段により再びタンク側に戻る。

図１０は、ＤＩＰタンク７６のＤＩＰタンクカバー７６ａの外観を示す正面図である。ＤＩＰタンク７６内のレジスト液には、溶媒等のように気化し易いものを含んでいるので使用していないときは、蓋をしておく必要がある。ＤＩＰタンクカバー７６ａの上には、スライド式で手動式の移動蓋８１がされている。移動蓋８１は、ＤＩＰタンクカバー７６ａ上に固定されたレール上をベアリングを介して移動自在に設けられている。移動蓋８１の上には、取っ手８２が開閉することができる。
移動蓋８１が開いていることを確認するために近接センサー８３で検知する。移動蓋８１が閉まっている場合には、ＤＩＰローラ７２が下降して移動蓋８１に衝突しないようにインターロックを取っている。

レジスト液の循環システム８５
図１１は、ＤＩＰタンク７６に供給するレジスト液の循環システム８５の配管を示すものである。レジスト液は、噴出箱７７のレジスト液噴出孔７８からレジスト液が噴出される。ＤＩＰタンク７６の２辺の縁７９から溢れたレジスト液は、オーバーフロータンク８６に集められ、循環ポンプ（以下ポンプという。）８０に送られる。また、オーバーフロータンク８６の液面は、液面センサー８８で常時検知されている。ポンプ８０により循環されるレジスト液は、ＤＩＰタンク７６から熱交換器８７に送られる。熱交換器８７に送られてきたレジスト液は、熱交換器８７に送られている冷却水８９と同一の温度となるように熱交換され冷却される。

所定温度に冷却されたレジスト液は、フィルター９０に送られる。フィルター９０は、レジスト液中の微細な異物を除去するためのものである。フィルター９０を通過したレジスト液は、噴出箱７７のレジスト液噴出孔７８からレジスト液が噴出される。フィルター９０を出た一部のレジスト液は、比重測定用の電子比重計９２でその比重が測定される。また、レジスト液は、温度センサー９１で常時その液温が測定されている。温度センサー９１の測定温度で、プレート式の熱交換器８７に送られる冷却水８９の温度がシーケンサーである制御装置（図示せず）によって、その冷凍機（図示せず）が制御され所定の温度とする。

また、電子比重計９２の測定値により、希釈液供給口９４から希釈液を供給し、又は薄ければレジスト液供給口９３から供給される。レジスト液の液温度の制御はポンプ８０の発熱や、その他の要因で上昇するのを抑えるためであり、このレジスト液の液温度が変化すると液粘度が変わり塗布する膜厚に影響を及ぼすからである。
電子比重計９２は、レジスト液は原液インクと溶剤を混合して使用するが、原液インクと溶剤はその比重値において差がある、このことを利用して液粘度を比重で管理している。具体的には別置きの濃度管理装置にレジスト液缶と溶剤缶をセットする。そして、これにエアーポンプがそれぞれ用意してあり、それぞれの液が送れる構造になっている。そして、ＤＩＰタンク７６のレジスト液の比重値を前述した方法で測定して、本体の制御をしているシーケンサーの指令でエアーポンプを駆動してインクまたは、溶剤を供給することにより濃度を一定にコントロールする。

予備乾燥ユニット１１
図６に示す予備乾燥ユニット１１は、フレキシブルプリント基板７の表面に塗布されたレジスト液を直ちに乾燥するものである。フレキシブルプリント基板７に塗布されたレジスト液は、次工程に送るためのローラー１０３に巻かれる前に乾燥する必要がある。浸漬処理され乾燥していない状態でこのローラー１０３の摩擦等により巻かれると、レジスト液が剥離されるからである。このために塗布後のフレキシブルプリント基板７をすばやく短い時間（約１分）で、予備乾燥させる必要があり、この予備乾燥ユニット１１はこのためのものである。
予備乾燥ユニット１１は、２個の箱状のヒーターボックス１００を備えている。このヒーターボックス１００は、対向して間隔を置いて配置されている。この隙間に浸漬処理されたフレキシブルプリント基板７が通過することになる。ヒーターボックス１００には、別置のヒーターボックス（図示せず）から６０〜９０℃の熱風が送り込まれている。対向するヒーターボックス１００の対向面には、上方向に傾斜を持った幅３ミリ程度のスリット型の熱風吹き出し板１０１が形成されている。

この熱風吹き出し板１０１から、熱風を吹き出すことにより効率よく乾燥することができる。そして、熱風を斜め上に吹き出すことでタンク側に熱風が行かないようにしている。吹き出した熱風を回収するために上下に吸気口１０２を配置して、別置のヒーターボックス内のブロワーにより吸気している。レジスト液が塗布され、これが予備乾燥されたフレキシブルプリント基板７は、予備乾燥ユニット１１の上部に配置されたローラー１０３で９０度方向変換されて、乾燥・冷却ユニット１３の乾燥ユニット１４に送られる。

［乾燥・冷却ユニット１３］
乾燥ユニット１４
図１２は、乾燥・冷却ユニット１３の正面図であり、図１３は左側面図である。乾燥・冷却ユニット１３は、乾燥ユニット１４、及び冷却ユニット１５からなる。乾燥ユニット１４の機体１０４の下部位置には、３個の下部ローラ１０５が互いに中心軸線が平行になるように回転自在に配置されている。同様に、機体１０４の上部位置には、この下部ローラ１０５と平行に３個の上部ローラ１０６が互いに中心軸線が平行になるように回転自在に配置されている。予備乾燥ユニット１１側のローラ１０３の軸には、ＤＣサーボモータ１０７が継手１０８を介して連結されている。
従って、この駆動ローラ１０３は、駆動ローラであり、フレキシブルプリント基板７を一定速度で送る機能がある。この回転速度は本体のコントローラにより搬送速度に置き換えて正確に制御される。すなわち、このＤＣサーボモータ１０７によってＤＩＰタンク７６からの引き上げ速度が決定される。そして、フレキシブルプリント基板７に形成されるレジスト液の膜厚はこの速度とレジスト液の粘度で決まる。

予備乾燥されたフレキシブルプリント基板７は、上部ローラ１０６から下部ローラ１０５に交互に掛け渡しが繰り返される。このようにして、乾燥ユニット１４内でのフレキシブルプリント基板７の露出面積を増加させている。露出面積を増加させて、レジスト液の乾燥を効率的に遂行するためである。フレキシブルプリント基板７の間には、６個の熱風ボックス１１０が挿入され配置されている。熱風ボックス１１０は、内部が空洞で平たい箱状のものである。熱風ボックス１１０の内部の空洞は、上下方向に３室に分離され区画されている。
この３室の中央が熱風吹出し口１１１であり、この上下の室が吸気部１１２が配置されている。熱風吹出し口１１１のフレキシブルプリント基板７側には、熱風を吹き出すための複数の熱風吹出し口１１１が開けられている。各熱風吹出し口１１１は、背面で熱風チャンバ１１３で同一管に連結まとめられて連結されているので、熱風は乾燥ヒーターボックスユニット（図示せず）から送風チャンバ１１３で分岐して熱風吹出し口１１１に供給されていることになる。

上下の吸気部１１２のフレキシブルプリント基板７側の面には、乾燥後の熱風を吸い込むための複数の熱風吸込口１１４が開けられている。各熱風吸込口１１４は、背面で吸気チャンバ１１５で同一管にまとめられているので、吸引された熱風は吸気チャンバ１１５で吸引されて乾燥ヒーターボックスユニットに送られて、新しい空気から熱風を作る空気との間で熱交換されることになる。本形態では、６０〜９０℃の熱風を送り込み合計時間で約８分をかけて乾燥することになる。

冷却ユニット１５
冷却ユニット１５は、熱風ユニット１４で乾燥されたフレキシブルプリント基板７を室温まで冷却するためのものである。フレキシブルプリント基板７を温度が高い状態のままで巻き取ると、塗布したレジスト膜に残存する溶剤成分によりタック（相互に付着すること。）が発生する事があるので、冷却ユニット１５はこれを防ぐためのものである。冷却ユニット１５の機体１２０の最上部には、半導体のクリーンルーム等で使用されているＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）フィルター１２１が配置されている。
冷風はクリンルーム内の空気をＨＥＰＡフィルター１２１を通じて、乾燥ヒータボックスユニット内のブロワーで吸引することにより行う。そして、この吸引された空気を乾燥ヒータボックスユニット内の電熱フィンヒータで加熱して前述した予備乾燥、及び本乾燥の熱風として利用し、全体の熱効率を向上させる。

［巻き取りユニット１７］
図１４は、巻き取りユニット１７の正面図である。前述したように巻き取りユニット１７は、フレキシブルプリント基板７を一定の張力で巻き取るための機械ユニットである。巻き取りユニット１７は、張力調節ユニット１８、及び回収ユニット１９からなる。張力調節ユニット１８は、前述した巻き出しユニット３の張力調節ユニット５と実質的に同一構造であるのでその詳細な構造については説明を省略する。
冷却ユニット１５で冷却されたフレキシブルプリント基板７は、次の回収ユニット１９で巻き取られる。巻き取りユニット１７は、巻き取りの直前に巻き取りテンションをかける機能と、レジスト膜が形成されたフレキシブルプリント基板７が巻かれたロール１２５を取り出して新しいロールを装着するときに運転を停止しないで交換できる機能も備えている。

エアーシリンダ１２３で駆動される移動ローラ（上下移動ローラ）１２２の上下位置は、４つのセンサーで検知される。最上部から上限センサー１３１、制御上位置センサー１３２、制御下位置センサー１３３、及び最下部に配置された下限位置センサー１３４からなる。上限センサー１３１は、移動ローラ１２２の上端位置の限度を検知するセンサーであり、下限位置センサー１３４は下端位置を検知するためのセンサーである。制御上位置センサー１３２と制御下位置センサー１３３は、この間に移動ローラ１２２の位置を制御するための区間を決めるセンサーである。
巻き出しユニット３との相違点は、通常運転時の移動ローラ１２２の位置が制御上位置センサー１３２と制御下位置センサー１３３の範囲に保持するように巻き取りモータ（図示せず）を制御する点である。また、後述するロール１２５の交換時に、本システムを停止せずに行う場合に、移動ローラ１２２が上位置に移動し上限に達するまで交換を完了すれば本システムの運転を停止することはない。移動ローラの両側には、２個の固定ローラ１２７が設けられており、移動ローラ１２２と固定ローラ１２７との間にフレキシブルプリント基板７が掛け渡されている。

同様に、回収ユニット１９は、送りユニット４と実質的に同一構造と機能を有するものであり、その詳細な説明は省略する。回収ユニット１９にも同様に、フレキシブルプリント基板７のリーダの接続部を検知するための前後端検知センサー１２４を備えている。この前後端検知センサー１２４がリーダを検知すると、ブザー等でオペレータに知らせる。
オペレータが確認して操作スイッチを押せば、ロール１２５の上方に配置された、逆転防止クラッチ内蔵のローラー１２６（以後、逆転防止ローラという。）が下降する。このローラー１２６は巻き取ったロール１２５がエアーシリンダ１２３に連結されている移動ローラー１２２に引っ張られて、送られてくるフレキシブルプリント基板７を吸収する。この状態で巻き取りモータ（図示せず）を停止させる。そして、巻き取ったロール１２５を空の巻き芯に交換して再び巻き取り動作を開始する。その後に逆転防止ローラー１２６を元の位置に戻して通常運転に戻る。

（実施の形態の作動）
以上詳記した、前述した実施の形態のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システム１の概略の作動を通して説明する。巻き出しユニット３の送りユニット４は、ロール６に巻かれたフレキシブルプリント基板７を一定の速度で送り出す。張力調節ユニット５は、これを一定の張力になるように、移動ローラ５１の位置を制御上位置センサー６２等で検知して、この位置を上下動させて張力が一定になる制御をする。また、この張力調節ユニット５は、ロール６を交換するときのに運転を停止することなく、運転を継続する機能もある。
即ち、前後端センサー４６は、フレキシブルプリント基板７の終端、又は取出し部の透明部分であるポリエステルフィルム部分を検知する。前後端センサー４６がフレキシブルプリント基板７の終端を検知すると、アクチュエータ４２が作動しストッパ４５がフレキシブルプリント基板７の終端を補助ローラ３９に押圧して固定する（図２参照）。この状態で新しいロール６に交換して、新しいロール６の先端とフレキシブルプリント基板７の後端を接着テープで接続する。その後にストッパ４５を解除する操作をして運転を継続する。

即ち、ロール６の交換のためにストッパ４５によりフレキシブルプリント基板７を固定すると、フレキシブルプリント基板７の張力が大きくなるので、移動ローラ５１は上限位置から下限位置に移動する。この移動ローラ５１を下方向に移動させている時間、システム全体は運転を停止しなくてロール６の交換作業を行う。
張力調節ユニット５の出口に配置された縁位置センサー５８でフレキシブルプリント基板７の幅方向の縁を検知し、この位置が予め設定された位置からズレたとき、送りユニット４のアクチュエータ２９が駆動され、送りユニット４の機体２５は２本のレール２６上を移動する（図３参照）。この結果、所定時間後にフレキシブルプリント基板７が塗布ユニット９に送られる前に幅方向の位置が補正される。この補正により、フレキシブルプリント基板７の蛇行により皺等の発生するのを防ぐことができる。

張力調節ユニット５を出たフレキシブルプリント基板７は、塗布ユニット９に送られる。浸漬ユニット１０は、張力調節ユニット５から送られてくるフレキシブルプリント基板７をＤＩＰ用ローラ７２をエアシリンダ７５の駆動により下動させて、レジスト液に浸漬して塗布する。レジスト液が塗布されたフレキシブルプリント基板７は、予備乾燥ユニット１１に送られる。予備乾燥ユニット１１は、６０〜９０℃の熱風をフレキシブルプリント基板７の表面に塗布されたレジスト液に吹きかけて予備乾燥させる。予備乾燥されたフレキシブルプリント基板７は、機台１２上の乾燥・冷却ユニット１３に送られる。乾燥・冷却ユニット１３の乾燥ユニット１４は、予備乾燥されたフレキシブルプリント基板７に塗布され半硬化したレジスト液を、本形態では６０〜９０℃の熱風を約８分間吹きかけて硬化させる。

乾燥・冷却ユニット１３の冷却ユニット１５は、フレキシブルプリント基板７に塗布・乾燥され硬化したレジスト膜を室温まで冷却する。レジスト膜が形成され冷却ユニット１５から出たフレキシブルプリント基板７は、機台１６上の巻き取りユニット１７の張力調節ユニット１８に送られる。張力調節ユニット１８は、フレキシブルプリント基板７を一定の張力に制御する。一定張力にされたフレキシブルプリント基板７は、張力調節ユニット１８から回収ユニット１９に送られロール１２５に巻き取られる。
張力調節ユニット１８の移動ローラー１２２の位置は、その下限位置より３〜８ｃｍ上の範囲に保持するように巻き取りモータ（図示せず）を制御する。ロール１２５の交換時に、上下移動ローラー１２２が上位置に移動し上限に達するまで交換を完了すれば本システムの運転を停止することはない。

図１は、本発明のフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システムの実施の形態を示す正面図である。 図２は、巻き出しユニットの詳細を示す正面図である。 図３は、送りユニットの左側面図である。 図４は、張力調節ユニットの右側面図である。 図５は、張力調節ユニット側の塗布ユニットのカバーの外観を示す側面図である。 図６は、カバーを取り外したときの塗布ユニットの正面図である。 図７は、図６の左側面図である。 図８は、浸漬ユニットの正面図である。 図９は、図８の平面図である。 図１０は、ＤＩＰタンクのＤＩＰタンクカバーの外観を示す正面図である。 図１１は、ＤＩＰタンクに供給するレジスト液の循環システムの配管を示すものである。 図１２は、乾燥・冷却ユニットの正面図である。 図１３は、図１２の左側面図である。 図１４は、巻き取りユニットの正面図である。

符号の説明

１…フレキシブルプリント基板のレジスト膜形成システム
２…機台
３…巻き出しユニット
４…送りユニット
５…張力調節ユニット
６…ロール
７…フレキシブルプリント基板
８…機台８
９…塗布ユニット
１０…浸漬ユニット
１１…予備乾燥ユニット
１２…機台
１３…乾燥・冷却ユニット
１４…乾燥ユニット
１５…冷却ユニット
１６…機台
１７…巻き取りユニット
１８…張力調節ユニット
１９…回収ユニット
２９…アクチュエータ
４６…前後端センサー
７６…ＤＩＰタンク

Claims (13)

1. ロールに巻かれたフレキシブルプリント基板の表面に被膜を形成するためのフレキシブルプリント基板の被膜形成方法であって、
   前記ロールに巻かれたフレキシブルプリント基板を一定の張力で巻き出して送り出すための送り工程と、
   巻き出された前記表面に前記被膜の成分を含有した被膜液に浸漬して塗布するための塗布工程と、
   前記被膜液が塗布された前記フレキシブルプリント基板に熱風を吹きかけて前記被膜液を乾燥して前記被膜を形成するための乾燥工程と、
   前記被膜が形成された前記フレキシブルプリント基板を一定の張力でロールで巻き取るための巻き取り工程と
   からなるフレキシブルプリント基板のレジスト膜形成方法。
2. 請求項１において、
   前記塗布工程は、前記浸漬後に前記被膜液を予備乾燥させる予備乾燥工程を含むものである
   ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の被膜形成方法。
3. 請求項１又は２において、
   前記乾燥工程は、前記乾燥後に空気により常温に冷却する工程を含むものである
   ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の被膜形成方法。
4. 請求項３において、
   前記被膜は、レジスト膜である
   ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の被膜形成方法。
5. 巻き出しロール（６）に巻かれたフレキシブルプリント基板（７）の表面に被膜を形成するためのフレキシブルプリント基板の被膜形成システムであって、
   前記巻き出しロール（６）に巻かれた前記フレキシブルプリント基板（７）を一定の張力で送り出すための巻き出し手段（３）と、
   巻き出された前記フレキシブルプリント基板（７）を前記被膜の成分を含有した被膜液に浸漬して塗布するための塗布手段（９）と、
   前記被膜液が塗布された前記フレキシブルプリント基板（７）に熱風を吹きかけて前記被膜液を乾燥するための乾燥手段（１３）と、
   前記乾燥により被膜が形成された前記フレキシブルプリント基板（７）を張力一定で巻き取りロール（１２５）で巻き取るための巻き取り手段（１７）と
   からなるフレキシブルプリント基板の被膜形成システム。
6. 請求項５において、
   前記塗布手段（９）は、前記浸漬後に前記被膜液を予備乾燥させる予備乾燥手段（１１）を含むものである
   ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の被膜形成システム。
7. 請求項５又は６において、
   前記乾燥手段（１３）は、前記乾燥後に前記フレキシブルプリント基板（７）に空気を吹きかけて常温になるように冷却するための冷却ユニット（１５）を含むものである
   ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の被膜形成システム。
8. 請求項５において、
   前記巻き出し手段（３）は、前記ロールに巻かれた前記フレキシブルプリント基板（７）を巻き出して送り出すための送りユニット（４）と、前記送りユニット（４）から送られた前記フレキシブルプリント基板（７）に一定の張力を与えるため第１張力調節ユニット（５）とからなる
   ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の被膜形成システム。
9. 請求項８において、
   前記第１張力調節ユニット（５）は、一定圧の流体が供給されている流体圧シリンダ（５６）のピストンロッド（５５）に回転自在に設けられた上下移動ローラ（５１）と、前記上下移動ローラ（５１）を挟んで配置された２個の固定ローラ（５０，５２）とからなり、
   前記上下移動ローラ（５１）と前記固定ローラ（５０，５２）との間に前記フレキシブルプリント基板（７）が掛け渡されており、
   前記送りユニット（４）は、前記フレキシブルプリント基板（７）の長さ方向の前後端を検知するための前後端センサー（４６）と、
   前記前後端センサー（４６）の出力により前記フレキシブルプリント基板（７）を固定するストッパ（４５）と
   からなることを特徴とするフレキシブルプリント基板の被膜形成システム。
10. 請求項８において、
    前記第１張力調節ユニット（５）に設けられ、前記フレキシブルプリント基板（７）の幅方向の縁の位置を検知するための縁位置検知センサー（５８）と、
    前記縁位置検知センサー（５８）の検出値により、前記送りユニット（４）を駆動して移動させるための駆動手段（２９）と
    からなることを特徴とするフレキシブルプリント基板の被膜形成システム。
11. 請求項５において、
    前記巻き取り手段（１９）は、前記乾燥手段（１３）から送られた前記フレキシブルプリント基板（７）に一定の張力を与えるため第２張力調節ユニット（１８）と、前記第２張力調節ユニット（１８）から送られた前記フレキシブルプリント基板（７）を巻き取るための巻き取りユニット（１９）とからなる
    ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の被膜形成システム。
12. 請求項８において、
    前記巻き取りユニット（１９）に設けられ、前記フレキシブルプリント基板（７）の長さ方向の前後端の位置を検知するための前後端検知センサー（３９）と、
    前記前後端センサー（１２４）の出力により前記フレキシブルプリント基板（７）を固定するストッパ（１２６）と
    からなることを特徴とするフレキシブルプリント基板の被膜形成システム。
13. 請求項１１において、
    前記第２張力調節ユニット（１８）は、一定圧の流体が供給されている流体圧シリンダ（１２３）のピストンロッドに回転自在に設けられた上下移動ローラ（１２２）と、
    前記上下移動ローラ（１２２）を挟んで配置された２個の固定ローラ（１２７）とからなり、
    前記上下移動ローラ（１２２）と前記固定ローラ（１２７）との間に前記フレキシブルプリント基板（７）が掛け渡されている
    ことを特徴とするフレキシブルプリント基板の被膜形成システム。
    

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