JP2006292864A - Fixture for body to be drawn - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所定のパターンが描画される被描画体用の治具に関し、特に、描画パターンの位置を定めるための被描画体用治具に関する。 The present invention relates to a jig for a drawing object on which a predetermined pattern is drawn, and more particularly to a jig for a drawing object for determining the position of a drawing pattern.
描画の代表例として、フォトリゾグラフィの手法によるプリント回路基板への回路パターンの印刷が挙げられる。この場合、被描画体は、上面にフォトレジスト層を形成された基板であり、露光装置により、基板上のフォトレジスト層に所定の回路パターンが描画される。そして、回路パターンの描画の後に、必要な処理が施されることによりプリント回路基板が得られる。 A typical example of drawing is printing of a circuit pattern on a printed circuit board by a photolithographic technique. In this case, the object to be drawn is a substrate having a photoresist layer formed on the upper surface, and a predetermined circuit pattern is drawn on the photoresist layer on the substrate by the exposure apparatus. After the circuit pattern is drawn, a necessary process is performed to obtain a printed circuit board.
回路パターンは、プリント基板上の予め定められた位置に描画される必要があるが、基板には、熱処理などにより微細な変形が生じる。よって、基板の微細な変形に対して求められる回路パターン位置の補正量を把握する必要がある。また、両面に互いに対応するパターンを形成するプリント基板の内層板、両面板等においては、基板の表裏において描画位置を正確に対応させる必要がある。 The circuit pattern needs to be drawn at a predetermined position on the printed circuit board, but the substrate undergoes minute deformation due to heat treatment or the like. Therefore, it is necessary to grasp the correction amount of the circuit pattern position required for minute deformation of the substrate. Further, in an inner layer board, a double-sided board or the like of a printed board that forms patterns corresponding to each other on both sides, it is necessary to accurately correspond the drawing positions on the front and back of the board.
以上のことから、一般に、基板には位置決めのための基準となる穴が形成され、基準穴の実際の位置をカメラで測定し、基板における基準穴の本来の位置と実際の位置との差に基づいて、パターンの描画位置が調整される(例えば特許文献1参照)。この基準穴を基板に設ける場合、ドリル、パンチ等が使用され、あるいはエッチングの手法が利用されている。
ドリル、パンチ等による穴あけ加工によって基準穴を設けると、周辺部にバリ等が生じる場合があり、また、加工時の偏芯により形成された穴が真円ではない場合もある。このように形状が不適当な穴が設けられることにより、パターンの位置決めが正しく行なわれない可能性がある。また、エッチング加工においては、露光、現像などの複数の工程が必要となり、迅速な位置決め作業の妨げとなりうる。 When a reference hole is provided by drilling with a drill, punch or the like, burrs or the like may occur in the peripheral portion, and a hole formed by eccentricity during processing may not be a perfect circle. By providing a hole having an inappropriate shape in this way, there is a possibility that the pattern is not correctly positioned. In the etching process, a plurality of steps such as exposure and development are required, which can hinder a quick positioning operation.
そこで本発明は、基準となるマークに対する正確かつ迅速な描画パターンの位置決めを可能にする被描画体用の治具を実現することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to realize a jig for an object to be drawn that enables accurate and quick positioning of a drawing pattern with respect to a reference mark.
本発明の治具は、描画装置がパターンを描画する被描画体に取付けられる被描画体用治具であり、パターンの位置を定めるための基準となる位置決めマークが設けられていることを特徴とする。 A jig according to the present invention is a jig for a drawing object that is attached to a drawing object on which a drawing apparatus draws a pattern, and is provided with a positioning mark serving as a reference for determining the position of the pattern. To do.
被描画体用治具は、被描画体に取付けられた状態で、描画装置からの照射光が透過してパターンが被描画体に描画できることが好ましい。また、被描画体用治具は、被描画体に取付けられた状態で位置決めマークが外部から認識できるように、少なくとも一部分が透明であることが好ましい。 The drawing object jig is preferably attached to the drawing object so that the irradiation light from the drawing apparatus is transmitted and the pattern can be drawn on the drawing object. Further, it is preferable that at least a part of the jig for the drawing object is transparent so that the positioning mark can be recognized from the outside in a state where it is attached to the drawing object.
被描画体は例えば板状であって、この場合、被描画体に取付けられた状態で、同一の位置決めマークが被描画体の表側と裏側とから認識できることが好ましい。 The drawing object is, for example, a plate shape. In this case, it is preferable that the same positioning mark can be recognized from the front side and the back side of the drawing object in a state where the drawing object is attached to the drawing object.
被描画体用治具は、被描画体の所定の位置に取付けられたときの、位置決めマークの被描画体に対する本来の位置を示すマーク位置データと、位置決めマークの実際の位置との差に基づいて、被描装置がパターンの位置を修正するために、所定の位置に取付けられることが望ましい。 The drawing object jig is based on the difference between the mark position data indicating the original position of the positioning mark with respect to the drawing object and the actual position of the positioning mark when the jig is attached to a predetermined position of the drawing object. Thus, it is desirable that the drawing apparatus is attached at a predetermined position in order to correct the position of the pattern.
被描画体用治具は、例えば、被描画体の上側から被描画体を保持する上板と、被描画体の下側から被描画体を保持する下板とを含む。この場合、被描画体用治具は、上板と下板とを固定するための固定部材をさらに有することが好ましい。固定部材は、上板と下板との側面を保持することがより好ましい。また固定部材は、柔軟性を有することが好ましい。 The drawing object jig includes, for example, an upper plate that holds the drawing object from above the drawing object and a lower plate that holds the drawing object from below the drawing object. In this case, it is preferable that the drawing object jig further includes a fixing member for fixing the upper plate and the lower plate. More preferably, the fixing member holds the side surfaces of the upper plate and the lower plate. The fixing member preferably has flexibility.
被描画体用治具は、上板と下板と固定部材とによって囲まれた空間を減圧して、被描画体を吸着可能であることが望ましい。また位置決めマークは、被描画体用治具の周辺部に設けられていることが好ましい。 It is desirable that the drawing object jig is capable of adsorbing the drawing object by decompressing a space surrounded by the upper plate, the lower plate, and the fixing member. The positioning mark is preferably provided on the periphery of the drawing object jig.
被描画体用治具は、被描画体におけるパターンが描画されない領域に取付けられることが望ましい。そして、被描画体が板状である場合、被描画体用治具は、例えば被描画体の側面に取付けられる。 It is desirable that the drawing object jig is attached to an area where a pattern on the drawing object is not drawn. And when a to-be-drawn body is plate shape, the jig for to-be-drawn bodies is attached to the side of a to-be-drawn body, for example.
本発明の描画装置は、位置決めマークが設けられた被描画体用治具が取付けられた被描画体にパターンを描画する。そして描画装置は、描画装置に置かれた被描画体の位置決めマークの位置を検出するマーク位置検出手段と、マーク位置検出手段が検出した位置決めマークの位置に基づいて、パターンの描画位置を定める描画位置決定手段とを備えることを特徴とする。 The drawing apparatus of the present invention draws a pattern on a drawing object to which a drawing object jig provided with positioning marks is attached. The drawing apparatus detects a position of a positioning mark on the drawing object placed on the drawing apparatus, and a drawing for determining a pattern drawing position based on the position of the positioning mark detected by the mark position detecting means. And a position determining means.
描画装置においては、マーク位置検出手段が、板状の被描画体に取付けられた被描画体用治具の同一の位置決めマークを被描画体の表側と裏側とから検出し、描画位置決定手段が、被描画体の表裏の描画面において、同一の位置決めマークの位置に基づいてパターンの描画位置を定めることが好ましい。 In the drawing apparatus, the mark position detection means detects the same positioning mark of the drawing object jig attached to the plate-like drawing object from the front side and the back side of the drawing object, and the drawing position determination means The drawing position of the pattern is preferably determined based on the position of the same positioning mark on the drawing surfaces on the front and back sides of the drawing object.
本発明の描画パターンの位置決め方法は、描画装置がパターンを描画する被描画体に、位置決めマークが設けられた被描画体用治具を取付け、被描画体用治具が取付けられた状態の被描画体を描画装置に置き、位置決めマークを基準として描画装置が描画するパターンの描画位置を定めることを特徴とする。 According to the drawing pattern positioning method of the present invention, a drawing object jig provided with positioning marks is attached to a drawing object on which a drawing apparatus draws a pattern, and the drawing object jig is attached. A drawing body is placed on a drawing apparatus, and a drawing position of a pattern drawn by the drawing apparatus is determined with reference to a positioning mark.
描画パターンの位置決め方法においては、例えば、板状の被描画体に被描画体用治具を取付け、被描画体用治具の同一の位置決めマークを被描画体の表側と裏側とから検出し、被描画体の表裏の描画面において、同一の位置決めマークの位置に基づいてパターンの描画位置を定める。 In the drawing pattern positioning method, for example, a drawing object jig is attached to a plate-like drawing object, and the same positioning mark of the drawing object jig is detected from the front side and the back side of the drawing object, A pattern drawing position is determined based on the position of the same positioning mark on the front and back drawing surfaces of the drawing object.
本発明によれば、正確かつ迅速な描画パターンの位置の修正を可能にする被描画体用治具を実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the to-be-drawn object jig | tool which makes it possible to correct the position of a drawing pattern correctly and rapidly is realizable.
以下、本発明の第1の実施形態を、図面を参照して説明する。図1は、基板と、基板に取付けられていない状態の治具とを示す斜視図である。図2は、基板に取付けられた状態の治具を示す斜視図であり、図3は、基板に取付けられた治具を示す平面図である。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a substrate and a jig not attached to the substrate. FIG. 2 is a perspective view showing the jig attached to the substrate, and FIG. 3 is a plan view showing the jig attached to the substrate.
治具10は、描画装置(図示せず)がパターンを描画する基板40(被描画体)に取付けられて使用される。治具10は、基板40の上面を覆う上板12と、基板40が載置される下板14とを含む。下板14の上面14Uの周辺部には、基板40に描画されるパターンの位置を定める際の基準となる第1〜第4アライメントマークM1〜M4(位置決めマーク)が設けられている。基板40の表面40Uと裏面40Dとには、それぞれ所定のパターンが描画される。
The
上板12と下板14とは、基板40を所定の位置に挟み、保持した状態で、螺子16(固定部材)によって互いに固定される(図2参照)。そして、上板12と下板14とはいずれも透明な樹脂またはガラスであるため、第1〜第4アライメントマークM1〜M4は、固定された上板12と下板14とに基板40が保持された状態で、外部から認識できる。すなわち、基板40を保持した治具10を上側からみると、基板表面40Uの周辺部に第1〜第4アライメントマークM1〜M4があり(図3参照)、治具10を下側から見ると、上側から見たときと同様に、基板裏面40Dの周辺部に第1〜第4アライメントマークM1〜M4が確認できる。
The
このように、第1〜第4アライメントマークM1〜M4が基板表面40U側と基板裏面40D側との両側から認識でき、なおかつ描画のための光が透明な治具10を透過できるため、治具10が基板40に取付けられたままで、基板表面40Uと基板裏面40Dとに、第1〜第4アライメントマークM1〜M4を位置決めの基準としつつパターンが描画される。なお図1と図3においては、螺子16は省略されている。
In this way, the first to fourth alignment marks M 1 to M 4 can be recognized from both sides of the
図4は、本実施形態における描画装置を概略的に示す図である。図5は、描画装置の外観を示す斜視図である。 FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a drawing apparatus according to the present embodiment. FIG. 5 is a perspective view showing an appearance of the drawing apparatus.
描画装置20は、感光性を有する基板40に、レーザビーム(照射光)によって回路パターンを直接描画するレーザ描画装置21を含む。レーザ描画装置21は、光学ユニット22と、治具10が取付けられた基板40が載置される描画テーブル24とを有する。描画装置20には、基板40を描画テーブル24上に搬入するための搬入用ベルト62と、描画が終了した基板40を次の処理装置(図示せず)に送り出すための送出用ベルト64とを有する運搬装置60が設けられている。
The
光学ユニット22は、レーザ光源と光学系(図示せず)とを備え、描画テーブル24上の基板40に向かってレーザビームを主走査方向に沿って照射する。なお以下では、光学ユニット22の主走査方向をY軸方向、副走査方向をX軸方向とし、描画テーブル24上の所定の位置を原点とする2次元の描画座標系を規定する。
The
描画装置20は、レーザ描画装置21、描画テーブル24等の動作全般を制御する制御装置50を含む。制御装置50は、ROMやRAM等のメモリを備えたマイクロコンピュータであり、CADシステム52に接続されている。CADシステム52により作成された回路パターンの位置、形状を示すデータである描画データは、制御装置50に送られ、制御装置50のメモリに格納された後に、所定の処理を施されて光学ユニット22に送られる。
The
描画テーブル24は、基板40を置くときの位置である準備位置(実線で示す)と、光学ユニット22による描画のための描画位置(破線で示す)との間で、制御装置50に制御されたモータ(図示せず)によってX軸方向に移動可能である。基板40が、準備位置にある描画テーブル24上に、基板表面40Uを上にして置かれると、描画テーブル24は描画位置まで移動する。そして、基板40は、描画テーブル24上で描画位置から準備位置に向かってX軸の負の方向に微少量ずつ移動しながら、光学ユニット22によって描画される。このとき基板40に照射されるレーザビームは、Y軸方向に走査されるように光学ユニット22によって変調され、回路パターンが順次描画される。
The drawing table 24 is controlled by the
描画装置20には、光学ユニット22を収容するハウジング18が設けられている(図5参照)。ハウジング18の側面18aには開口30が形成され、この開口30を通って描画テーブル24がハウジング18内を進退する。側面18aにはY軸に沿って延びる第1および第2レール36、38が設けられており、第1および第2レール36、38には、それぞれ第1および第2CCDカメラ32、34が取付けられている。第1および第2CCDカメラ32、34は、制御装置50の指示に基づいて駆動するリニアモータ(図示せず)によって第1および第2レール36、38上を移動させられ、基板40の第1〜第4アライメントマークM1〜M4の位置を検出するために、描画に先立ってこれらを撮影する。
The
第1および第2CCDカメラ32、34の撮影動作により、第1〜第4アライメントマークM1〜M4の描画座標系における位置データが得られ、この位置データは制御装置50に送られる。また、制御装置50のメモリに格納されていた描画データには、第1〜第4アライメントマークM1〜M4の位置に対する回路パターンの描画位置を示すデータが含まれているため、制御装置50は、送信された位置データと描画データとに基づいて、基板表面40Uにおける回路パターンの描画位置を定める。そして、制御装置50の制御に従い、光学ユニット22は基板表面40Uの所定の位置に回路パターンを描画する。
The position data of the first to fourth alignment marks M 1 to M 4 in the drawing coordinate system is obtained by the photographing operation of the first and
基板表面40Uの描画が終了すると、公知の反転機構によって基板40は反転させられる。そして、第1および第2CCDカメラ32、34が、再度、第1〜第4アライメントマークM1〜M4を撮影する。こうして、基板裏面40Dの描画のための第1〜第4アライメントマークM1〜M4の位置データが生成されると、制御装置50は、基板表面40Uの描画のためのデータ処理と同様に、基板裏面40Dにおける回路パターンの描画位置を定める。そして光学ユニット22が、制御装置50により定められた位置に、回路パターンを描画する。
When the drawing of the
ここで、基板40は治具10によって所定の位置に保持されていることから、反転による治具10に対する基板40の位置ずれは生じない。従って、回路パターンは、基板表面40Uと基板裏面40Dとにおいて、基板40との位置関係が保持された同一の第1〜第4アライメントマークM1〜M4を基準として描画位置が定められる。この結果、基板表面40Uと基板裏面40Dとにおける回路パターンの位置ずれが防止でき、基板40の表裏で互いに正確に対応する回路パターンが描画できる。すなわち、基板40の表裏で同じ位置に同じパターンを描画すべき箇所においては、基板表面40Uと基板裏面40Dとにおいて、基板40の厚さ方向に平行移動すると互いに正確に一致する位置に描画される。
Here, since the
さらに、基板40の反転後に再び、第1および第2CCDカメラ32、34が第1〜第4アライメントマークM1〜M4の位置を検出し、制御回路50が第1〜第4アライメントマークM1〜M4の位置と描画データとに基づいて描画位置を定めることから、反転前後における基板40の描画テーブル24に対するわずかな位置ずれも補正される。
Further, after the
以上のように本実施形態によれば、基板40に取付けたときに、基板40の表裏の両側から認識できる第1〜第4アライメントマークM1〜M4を設けた治具10を用いることにより、基板40に基準穴、マーク等を設けることなく、基板表面40Uと基板裏面40Dとで描画位置を正確に対応させることが可能である。
As described above, according to the present embodiment, by using the
上板12と下板14とを互いに固定するための固定部材は、螺子16に限定されず、例えばクリップであっても良い。また、螺子とナットによって固定しても良い。
The fixing member for fixing the
図6は、第2の実施形態における、基板40に取付けられた状態の治具10を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing the
本実施形態では、上板12と下板14とが直接固定されず、上板12と下板14との側面を保持する固定具26が設けられている点が、第1の実施形態と異なる。そして、固定具26に含まれる上側部材27と下側部材28とが、固定螺子29によって固定されることにより、上板12と下板14とは互いに固定される。
The present embodiment is different from the first embodiment in that the
このように、透明な樹脂またはガラス製の治具10の周囲を固定具26で取り囲むことにより、治具10の周辺部が保護され、外部からの衝撃による損傷を防止できる。さらに、固定具26は、治具10の側面のみを保持するため、基板40に照射されるレーザビームの光路を遮らず、描画に悪影響を及ぼすことはない。なお、固定螺子29の代わりに、クリップ等を用いて固定具26を固定しても良い。また、より強固に上板12と下板14とを固定するために、螺子16を併用しても良い。
Thus, by surrounding the periphery of the
図7は、第3の実施形態における、基板40と基板40に取付けられていない状態の治具10とを示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing the
本実施形態では、下板上面14Uに、下板上面14Uから垂直に延びる柔軟性部材15が設けられており、上板12には、上板12を上下に貫通する空気穴13が設けられている。そして、空気穴13から空気を排出し、上板12と下板14と柔軟性部材15とによって囲まれた空間内を減圧することにより、治具10は基板40を所定の位置に保持する。柔軟性部材15は、例えばシリコンゴム、もしくは合成ゴム等であるために柔軟性を有している。そして柔軟性部材15は、基板40の互いに向かい合う2つの側面に接するように形成され、基板40の位置を定めるとともに、上板12と下板14とをより密接に固定させる。また、上板12および下板14は透明であって、第1〜第4アライメントマークM1〜M4は、基板40の表裏の両側から認識可能である。
In this embodiment, the lower plate
以上のように本実施形態によれば、基板40が所定の位置にあるように、基板40を強固に保持する治具10を用いることにより、回路パターンの位置を正確に定めることができる。
As described above, according to the present embodiment, the position of the circuit pattern can be accurately determined by using the
図8は、第4の実施形態における、基板40に取付けられた状態の治具10を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing the
本実施形態では、治具10が、上板12と下板14とを有さない単一の部材であり、中心部がくり抜かれた枠状である点がこれまでの実施形態と異なる。すなわち、治具10は、回路パターンが描画されない基板40の側面に取付けられて、基板40を保持する。そして治具10が単一の部材であることから、螺子などの固定部材は不要である。また治具10は、透過性を有しているため、第1〜第4アライメントマークM1〜M4は基板表面40U側からのみならず、基板裏面40D側からも認識される。
In this embodiment, the jig |
以上のように本実施形態によれば、簡易な構造を有する、単一の板状部材である治具10を用いることにより、回路パターンの位置を正確に定めることができる。
As described above, according to the present embodiment, the position of the circuit pattern can be accurately determined by using the
治具10に設けられたアライメントマークの数、およびCCDカメラの台数等は、いずれの実施形態にも限定されない。例えば、アライメントマークは少なくとも2個あれば良く、またCCDカメラをアライメントマークと同数設け、これらの移動時間をなくして迅速な測定作業を可能にしても良い。
The number of alignment marks provided on the
10 治具(被描画体用治具)
12 上板
14 下板
16 螺子(固定部材)
20 描画装置
26 固定具(固定部材)
32 第1CCDカメラ(マーク位置検出手段)
34 第2CCDカメラ(マーク位置検出手段)
40 基板(被描画体)
50 制御装置(描画位置決定手段)
M1〜M4 第1〜第4アライメントマーク(位置決めマーク)
10 Jig (Jig for drawing object)
12
20
32 1st CCD camera (mark position detection means)
34 Second CCD camera (mark position detection means)
40 Substrate (object to be drawn)
50 Control device (drawing position determining means)
M 1 to M 4 first to fourth alignment marks (positioning marks)
Claims (16)
前記描画装置に置かれた前記被描画体の前記位置決めマークの位置を検出するマーク位置検出手段と、
前記マーク位置検出手段が検出した前記位置決めマークの位置に基づいて、前記パターンの描画位置を定める描画位置決定手段と
を備えることを特徴とする描画装置。 A drawing apparatus for drawing a pattern on a drawing object to which a drawing object jig provided with a positioning mark is attached,
Mark position detecting means for detecting the position of the positioning mark of the drawing object placed on the drawing apparatus;
A drawing apparatus comprising: a drawing position determining means for determining a drawing position of the pattern based on the position of the positioning mark detected by the mark position detecting means.
前記描画位置決定手段が、前記被描画体の表裏の描画面において、同一の前記位置決めマークの位置に基づいて前記パターンの描画位置を定めることを特徴とする請求項13に記載の描画装置。 The mark position detection means detects the same positioning mark of the drawing object jig attached to the plate-like drawing object from the front side and the back side of the drawing object,
The drawing apparatus according to claim 13, wherein the drawing position determining unit determines the drawing position of the pattern based on the position of the same positioning mark on the drawing surfaces on the front and back of the drawing object.
前記被描画体用治具が取付けられた状態の前記被描画体を前記描画装置に置き、
前記位置決めマークを基準として前記描画装置が描画する前記パターンの描画位置を定めることを特徴とする描画パターンの位置決め方法。 Attach a tool for drawing with a positioning mark to the drawing object on which the drawing device draws the pattern,
Place the drawing object with the drawing object jig attached thereto on the drawing apparatus;
A drawing pattern positioning method, wherein a drawing position of the pattern drawn by the drawing apparatus is determined with reference to the positioning mark.
前記被描画体用治具の同一の前記位置決めマークを前記被描画体の表側と裏側とから検出し、
前記被描画体の表裏の描画面において、同一の前記位置決めマークの位置に基づいて前記パターンの前記描画位置を定めることを特徴とする請求項15に記載の描画パターンの位置決め方法。
Attaching the drawing object jig to the plate-like drawing object,
Detecting the same positioning mark of the drawing object jig from the front side and the back side of the drawing object,
The drawing pattern positioning method according to claim 15, wherein the drawing position of the pattern is determined based on the same position of the positioning mark on the front and back drawing surfaces of the drawing object.
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