JP2007079221A - Direct drawing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、直接描画装置に関し、特にプリント基板上に形成されたフォトレジスト膜に回路パターンを直接描画することができる直接描画装置に関する。 The present invention relates to a direct drawing apparatus, and more particularly to a direct drawing apparatus that can directly draw a circuit pattern on a photoresist film formed on a printed circuit board.
プリント基板上のフォトレジスト膜に回路パターンを描画する方法として、回路パターンが形成されたフォトマスクを用いた密着露光、縮小投影露光、近接露光等が知られている。プリント基板の少量多品種化が進むと、プリント基板の種類ごとにフォトマスクを作製しなければならない。このため、フォトマスクを用いない直接描画法が注目されている。 Known methods for drawing a circuit pattern on a photoresist film on a printed circuit board include contact exposure, reduced projection exposure, and proximity exposure using a photomask on which a circuit pattern is formed. As the number of printed circuit boards is increased, the photomasks must be manufactured for each type of printed circuit board. For this reason, a direct drawing method that does not use a photomask attracts attention.
下記の特許文献1に開示されているフォトレジストパターン直接描画装置について説明する。アレイ状に配置された端面発光型エレクトロルミネッセンス(EL)素子を有する露光光源が、基板の上方に配置されている。制御回路により、各EL素子の発光をオンオフ制御する。各EL素子から放射された光が、集光光学系により基板上に照射される。
A photoresist pattern direct drawing apparatus disclosed in
露光光源及び基板の一方を、EL素子が配列した方向と直交する方向に移動させながら、各EL素子の発光をオンオフ制御することにより、所望のパターンを描画することができる。 A desired pattern can be drawn by controlling on / off of light emission of each EL element while moving one of the exposure light source and the substrate in a direction orthogonal to the direction in which the EL elements are arranged.
下記の特許文献2に、発光ダイオード(LED)アレイチップを用いた電子写真プリンタ用のプリントヘッドが開示されている。発光部が2列で千鳥状に配置されている。2列で千鳥状に配置することにより、印刷ドット密度を高くすることができる。
本発明の目的は、描画すべきパターンのドット密度をより高めることが可能な直接描画装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a direct drawing apparatus capable of further increasing the dot density of a pattern to be drawn.
本発明の一観点によれば、感光膜が表面に形成された露光対象物を保持し、保持された露光対象物の表面に平行な面をXY面とするXY直交座標系を定義したとき、保持した露光対象物をX軸方向に移動させるステージと、XY面に平行で、かつY軸方向に対して斜めの第1の方向に沿って配列した複数の発光画素を含み、各発光画素から放射された光が前記ステージに保持された露光対象物上の感光膜を感光させる第1の発光画素アレイを含む露光光源とを有する直接描画装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, when an XY orthogonal coordinate system is defined in which a photosensitive film holds an exposure object formed on the surface and a plane parallel to the surface of the held exposure object is an XY plane, A stage for moving the held exposure object in the X-axis direction, and a plurality of light-emitting pixels arranged in a first direction parallel to the XY plane and oblique to the Y-axis direction. There is provided a direct drawing apparatus having an exposure light source including a first light emitting pixel array for exposing a photosensitive film on an exposure object held by the stage to which emitted light is exposed.
発光画素が配列する第1の方向をY軸に対して傾けているため、描画する画像のY軸方向に関するドット密度を高めることができる。 Since the first direction in which the light emitting pixels are arranged is inclined with respect to the Y axis, the dot density in the Y axis direction of the image to be drawn can be increased.
図1(A)に、第1の実施例による直接描画装置の正面図を示す。基台1の上に、Xステージ2が取り付けられている。Xステージ2の上に、露光対象物であるプリント基板10が保持されている。プリント基板10の表面には、紫外光により感光するドライフィルムレジスト(DFレジスト)やソルダーレジストからなる感光膜が設けられている。Xステージ2に保持されたプリント基板10の表面に平行な面をXY面とするXYZ直交座標系を定義する。Xステージ2は、制御装置4から制御を受けることにより、プリント基板10をX軸方向に移動させる。Xステージ2に保持されたプリント基板10の上方に、露光光源3が配置されている。
FIG. 1A shows a front view of a direct drawing apparatus according to the first embodiment. An
図1(B)に、図1(A)に示した直接描画装置の平面図を示す。露光光源3は、多数の発光画素30Aを含む。発光画素30Aの各々は、波長350nm〜410nmの範囲の紫外光を放射するLEDにより構成される。発光画素30Aは、XY面に平行で、かつY軸方向に対して斜めの中心線31Aに沿って配置されている。
FIG. 1B shows a plan view of the direct drawing apparatus shown in FIG. The
図2に、露光光源3の概略斜視図を示す。実装基板32に、複数のLEDアレイ33及びドライバ回路34が実装されている。LEDアレイ33は、中心線31Aに沿って配置されている。各LEDアレイ33には、中心線31Aに沿って配置された複数の発光画素30Aが形成されている。このように、複数のLEDアレイ33が、1本の長い発光画素アレイ3Aを構成する。
FIG. 2 shows a schematic perspective view of the
発光画素30Aから放射された光が入射する位置に、セルフォックレンズアレイ35が配置されている。セルフォックレンズアレイ35は、XY面に垂直な軸を持つ多数のセルフォックレンズが、XY面に平行な2次元方向に配置されて構成される。セルフォックレンズアレイ35は、図1(A)及び図1(B)に示したXステージ2に保持されたプリント基板10の表面10Sに、発光画素30Aの正立等倍像を形成する。すなわち、発光画素30Aの配置パターンと同一のパターンの像が、プリント基板10に表面に形成される。
The SELFOC
図1(A)に示した制御装置4が、Xステージ2の位置制御、及び露光光源3の各発光画素30Aの発光のタイミング制御を行う。
The
図3(A)に、露光光源3を構成する発光画素アレイ3Aの概略平面図を示す。発光画素30Aが、中心線31Aに沿ってピッチP(相互に隣り合う発光画素の中心間の距離)で配列している。発光画素30AのピッチPは、例えば42.4μmである。
FIG. 3A shows a schematic plan view of the light
中心線31AとY軸とのなす角度をθとする。相互に隣り合う発光画素30Aの中心間の、Y軸方向に関する距離Pyは、Pcosθになり、元のピッチPよりも狭い。以下、特に断らない限り、「発光画素の間隔」とは、発光画素の中心間の距離を意味するものとする。例えば角度θを45°にすると、Y軸方向の間隔Pyは約30μmになる。
An angle formed by the
Xステージ2を制御してプリント基板10をX軸方向に移動させながら、描画すべき画像データに基づいて発光画素30Aの発行のタイミング制御を行うことにより、プリント基板10の表面に設けられた感光膜に、直接描画することができる。複数の発光画素30Aの位置がX軸方向にずれているため、このずれの大きさに対応する時間だけ、発光画素30Aの発光のタイミングをずらすことにより、所望の画像を形成することができる。
While controlling the
描画される画像のY軸方向のドットのピッチが、発光画素30AのY軸方向の間隔Pyに等しくなる。このため、中心線31AをY軸に平行に配置する場合に比べて、Y軸方向に関するドット密度を高めることができる。
The pitch of dots in the Y-axis direction of the drawn image is equal to the interval Py in the Y-axis direction of the
図3(B)に、第2の実施例による直接描画装置の露光光源3の概略平面図を示す。第2の実施例の露光光源3は、第1の実施例による露光光源3を構成していた発光画素アレイ3Aの他に、第2の発光画素アレイ3Bを含んでいる。第2の発光画素アレイ3Bは、第1の発光画素アレイ3Aと同一の構造を有する。第2の発光画素アレイ3Bにも、図2に示した第1の発光画素アレイ3Aと同様に、ドライバ回路及びセルフォックレンズアレイが取り付けられている。
FIG. 3B shows a schematic plan view of the
第2の発光画素アレイの中心線31Bは、第1の発光画素アレイ3Aの中心線31Aと平行であり、共にY軸に対して傾いている。Y軸方向に関して、第2の発光画素アレイ3Bの一つの発光画素30Bの位置が、第1の発光画素アレイ3Aの相互に隣り合う2つの発光画素30Aの位置の中央になるように、第2の発光画素アレイ3Bが第1の発光画素アレイ3Aに対してY軸方向にずれている。X軸方向に関しては、両者が重ならない程度に間隔を隔てて配置されている。
The
第1の発光画素アレイ3A及び第2の発光画素アレイ3Bの中心線31A及び31BとY軸との成す角度が、第1の実施例の角度θと等しい場合、第2の実施例では、Y軸方向に関する発光画素の間隔が、第1の実施例の場合の間隔の1/2になる。このため、Y軸方向に関するドット密度を2倍に高めることができる。
When the angle formed between the
図4(A)に、第3の実施例による直接描画装置の露光光源を構成する発光画素アレイ3Cの概略平面図を示す。発光画素アレイ3Cにも、図2に示した第1の発光画素アレイ3Aと同様に、ドライバ回路及びセルフォックレンズアレイが取り付けられている。第3の実施例による発光画素アレイ3Cでは、発光画素30Aが、XY面に平行な面内において、中心線31Cの第1の側と、その反対の第2の側とに互い違いに配置されている。第1の側に配置された発光画素30Ca、及び第2の側に配置された発光画素30Cbは、共に、同一のピッチPで、中心線31Cに平行に配列している。中心線31Cに平行な方向に関して、第2の側の発光画素30Cbは、第1の側の発光画素30CaをピッチPの1/2だけずらした位置に配置されている。
FIG. 4A shows a schematic plan view of a light emitting
中心線31CはY軸に対して角度θだけ傾いている。第1の側に配置された発光画素30Caの中心を結ぶ直線と、第2の側に配置された発光画素30Cbの中心を結ぶ直線との間隔をWとする。
The
第1の側の相互に隣り合う第1の発光画素30Ca1及び第2の発光画素30Ca2と、その間に配置された第2の側の第3の発光画素30Cb1に着目する。第1の発光画素30Ca1と第3の発光画素30Cb1とのY軸方向に関する間隔Py2と、第2の発光画素30Ca2と第3の発光画素30Cb1とのY軸方向に関する間隔Py1とは異なる。間隔Py2が間隔Py1よりも広い場合を考える。 Attention is paid to the first light-emitting pixel 30Ca1 and the second light-emitting pixel 30Ca2 that are adjacent to each other on the first side, and the third light-emitting pixel 30Cb1 on the second side disposed therebetween. The distance Py2 between the first light emitting pixel 30Ca1 and the third light emitting pixel 30Cb1 in the Y axis direction is different from the distance Py1 between the second light emitting pixel 30Ca2 and the third light emitting pixel 30Cb1 in the Y axis direction. Consider a case where the interval Py2 is wider than the interval Py1.
間隔Py1及びPy2は、下記の式で与えられる。 The intervals Py1 and Py2 are given by the following equations.
Py1=(P/2)cosθ−Wsinθ
Py2=(P/2)cosθ+Wsinθ
間隔Py2が間隔Py1の3倍である場合を考える。プリント基板10をX軸方向に移動させながら1回の描画を行うと、Y軸方向に関するドットの間隔が不均一になる。プリント基板10または発光画素アレイ3CをY軸方向に間隔Py1の2倍の距離だけ変位させ、その状態でプリント基板10をX軸方向に移動させながら2回目の描画を行う。2回目の描画で、広い方の間隔Py2の内側に描画することができるため、全面に描画のためのドットを均一に分布させることができる。発光画素アレイ3Cの中心軸31CがY軸に平行に配置されている場合に比べて、描画のためのドットを高密度に分布させることができる。
Py1 = (P / 2) cos θ−W sin θ
Py2 = (P / 2) cos θ + Wsin θ
Consider a case where the interval Py2 is three times the interval Py1. If drawing is performed once while the printed
より一般的に、間隔Py1と間隔Py2との比が1:(2n+1)(nは自然数)になるようにしてもよい。この場合、n回の描画を行うことにより、描画される画像のドットを均一に分布させることができる。例えば、発光画素アレイ3CのピッチP及び間隔Wが予め固定されている場合には、角度θを調節することにより上記条件を満たすことができる。
More generally, the ratio between the interval Py1 and the interval Py2 may be 1: (2n + 1) (n is a natural number). In this case, by performing n times of drawing, the dots of the drawn image can be uniformly distributed. For example, when the pitch P and the interval W of the light emitting
図4(B)に、第4の実施例による直接描画装置の露光光源の概略平面図を示す。第4の実施例による露光光源は、図4(A)に示した第3の実施例の発光画素アレイ3Cの他に、もう一つの第2の発光画素アレイ3Dを含む。第2の発光画素アレイ3Dにも、図2に示した第1の発光画素アレイ3Aと同様に、ドライバ回路及びセルフォックレンズアレイが取り付けられている。第2の発光画素アレイ3Dは、第1の発光画素アレイ3Cと同じ構造を有する。すなわち、第2の発光画素アレイ3Dの発光画素30Dの配置パターンは、第1の発光画素アレイ3Cの発光画素30Cの配置パターンと合同である。また、第2の発光画素アレイ3Dの中心軸31Dは、第1の発光画素アレイ3Cの中心軸31Cと平行である。
FIG. 4B is a schematic plan view of the exposure light source of the direct drawing apparatus according to the fourth embodiment. The exposure light source according to the fourth embodiment includes another second light emitting
第2の発光画素アレイ3Dの発光画素30Dは、Y軸方向に関して、第1の発光画素アレイ3Cの発光画素30Cを、間隔Py1の2倍の距離だけY軸方向に平行移動させた位置に配置されている。X軸方向に関しては、第1及び第2の発光画素アレイ3C及び3Dが重ならないように、適当な間隔が確保されている。
The
第1の発光画素アレイ3Cの発光画素30C及び第2の発光画素アレイ3Dの発光画素30Dは、全体としてY軸方向に関してピッチPy1で均一に分布する。このため、プリント基板10をX軸方向に1回移動させることにより、描画される画像のドットを全面に均一に分布させることができる。
The
図5に、第5の実施例による直接描画装置の露光光源を構成する発光画素アレイ3Eの概略平面図を示す。発光画素アレイ3Eにも、図2に示した第1の発光画素アレイ3Aと同様に、ドライバ回路及びセルフォックレンズアレイが取り付けられている。第5の実施例による発光画素アレイ3Eにおいては、その中心線31Eの両側に発光画素30Eが配置されている。発光画素30Eの配置パターンは、中心線31Eに関して線対称である。一方の側に配置された発光画素30Eは、中心線31Eに平行に、ピッチPで配列している。
FIG. 5 shows a schematic plan view of a light emitting
中心線31Eは、Y軸に対して角度θだけ傾斜している。一方の側において、相互に隣り合う第1の発光画素30E1、第2の発光画素30E2、及び中心線31Eに関して第1の発光画素30E1の線対称の位置にある第3の発光画素30E3に着目する。Y軸方向に関して、第3の発光画素30E3が、第1の発光画素30E1と第2の発光画素30E2との間に位置するように中心線31Eが傾けられている。
The
第1の発光画素30E1と第3の発光画素30E3とのY軸方向に関する間隔をPy1とし、第3の発光画素30E3と第2の発光画素30E2とのY軸方向に関する間隔をPy2とする。第1の発光画素30E1と第3の発光画素30E3との間隔をWとする。このとき、
Py1=Wsinθ
Py2=Pcosθ−Wsinθ
と表される。間隔Py1及びPy2は、ピッチPよりも狭い。第5の実施例においても、描画される画像のドットをより高密度に配置することができる。
The interval between the first light emitting pixel 30E1 and the third light emitting pixel 30E3 in the Y-axis direction is Py1, and the interval between the third light emitting pixel 30E3 and the second light emitting pixel 30E2 in the Y axis direction is Py2. Let W be the interval between the first light emitting pixel 30E1 and the third light emitting pixel 30E3. At this time,
Py1 = Wsinθ
Py2 = Pcosθ−Wsinθ
It is expressed. The intervals Py1 and Py2 are narrower than the pitch P. Also in the fifth embodiment, the dots of the drawn image can be arranged with higher density.
間隔Py1と間隔Py2とが等しくなるように傾き角θを定めると、Y軸方向に関するドットの密度を均一にすることができる。傾き角θが、
θ=tan−1(P/2W)
を満たすとき、間隔Py1とPy2とが等しくなる。
If the inclination angle θ is determined so that the interval Py1 and the interval Py2 are equal, the dot density in the Y-axis direction can be made uniform. The inclination angle θ is
θ = tan −1 (P / 2W)
When satisfying, the intervals Py1 and Py2 are equal.
図6に、第6の実施例による直接描画装置の露光光源の概略平面図を示す。第6の実施例による露光光源3は、4つの発光画素アレイ3F〜3Iで構成されている。発光画素アレイ3F〜3Iの各々対して、図2に示した第1の発光画素アレイ3Aと同様に、ドライバ回路及びセルフォックレンズアレイが準備されている。発光画素アレイ3F〜3Iの各々は、図3(A)に示した第1の実施例による発光画素アレイ3Aの発光画素数を1/4にし、画素数の減少に応じて長さを約1/4にしたものと同一の構造を有する。第1の発光画素アレイ3Fの中心軸31Fは、Y軸方向に対して角度θだけ傾いている。
FIG. 6 shows a schematic plan view of an exposure light source of the direct drawing apparatus according to the sixth embodiment. The exposure
第1〜第4の発光画素アレイ3F〜3Iの発光画素30F〜30Iは、全体としてY軸方向に等間隔で分布するように、第1〜第4の発光画素アレイ3F〜3Iの位置及び姿勢が決められている。例えば、第1〜第4の発光画素アレイ3F〜3Iは、すべて同じ姿勢で、Y軸方向に等ピッチで配置されている。
The positions and postures of the first to fourth light-emitting
このように、4個の発光画素アレイ3F〜3IをY軸方向にずらして配置することにより、図3(A)に示した第1の実施例の場合に比べて、露光光源3を配置するために確保しなければならない空間の寸法を、X軸方向に関して小さくすることができる。
In this manner, by arranging the four light emitting
第6の実施例では、発光画素アレイの数を4個にしたが、2個または3個にしてもよいし、5個以上にしてもよい。さらに、第2〜第5のいずれかの実施例の露光光源を、Y軸方向に複数組配置してもよい。 In the sixth embodiment, the number of light emitting pixel arrays is four, but it may be two, three, or five or more. Furthermore, a plurality of exposure light sources according to any of the second to fifth embodiments may be arranged in the Y-axis direction.
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
1 基台
2 Xステージ
3 露光光源
3A〜3J 発光画素アレイ
4 制御装置
10 プリント基板(露光対象物)
30A〜30J 発光画素
31A〜31J 中心線
32 基板
33 LEDアレイ
34 ドライバ回路
35 セルフォックレンズアレイ
DESCRIPTION OF
30A to 30J
Claims (5)
XY面に平行で、かつY軸方向に対して斜めの第1の方向に沿って配列した複数の発光画素を含み、各発光画素から放射された光が前記ステージに保持された露光対象物上の感光膜を感光させる第1の発光画素アレイを含む露光光源と
を有する直接描画装置。 When an XY Cartesian coordinate system is defined in which a photosensitive film holds an exposure object formed on the surface and a plane parallel to the surface of the held exposure object is defined as an XY plane, the held exposure object is defined in the X-axis direction. And a stage to move to
An exposure object including a plurality of light emitting pixels arranged in a first direction that is parallel to the XY plane and oblique to the Y-axis direction, and light emitted from each light emitting pixel is held on the stage And an exposure light source including a first light-emitting pixel array that sensitizes the photosensitive film.
前記第1の発光画素アレイ及び前記第2の発光画素アレイの発光画素が、全体としてY軸方向に等間隔で分布するように、前記第1の発光画素アレイ及び前記第2の発光画素アレイが配置されている請求項2に記載の直接描画装置。 The exposure light source further includes at least one second light emitting pixel array in which an arrangement pattern of a plurality of light emitting pixels is congruent with a light emitting pixel arrangement pattern of the first light emitting pixel array,
The first light emitting pixel array and the second light emitting pixel array are distributed at equal intervals in the Y-axis direction as a whole so that the light emitting pixels of the first light emitting pixel array and the second light emitting pixel array are distributed as a whole. The direct drawing apparatus according to claim 2, which is arranged.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20081202 |