JP2008028153A - パタン作製装置及びパタン作製方法 - Google Patents

パタン作製装置及びパタン作製方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 複数のインクジェットプリンタでレジストパタンを描画し、各インクジェットプリンタによる描画の状態の、重力に起因するばらつきを抑制することが容易なパタン作製装置を提供する。
【解決手段】 パタン作製装置は、第1の基板の第1の表面及び第2の基板の第2の表面が、鉛直方向と平行にかつ相互に反対方向を向くように、両基板を保持するとともに、両基板を第1及び第2の表面に平行な方向に搬送するステージと、第1の表面上及び第2の表面上に、それぞれ、光で硬化する液状レジストを吐出して、第1及び第2のレジストパタンを描画する第1及び第2のインクジェットプリンタと、ステージによる搬送方向に関して、第1及び第2のレジストパタンが描画される位置よりも下流側において、それぞれ、第1及び第2のレジストパタンを露光する第1及び第2の露光装置とを有する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、パタン作製装置及びパタン作製方法に関し、特に、インクジェットプリンタを用いるパタン作製装置及びパタン作製方法に関する。
プリント基板の導電膜上に、インクジェットプリンタを用い、光で硬化する液状レジストを吐出してレジストパタンを描画し、紫外光等を照射してこのレジストパタンを硬化させ、硬化したレジストパタンをエッチングマスクとし導電膜をエッチングして、レジストパタンに対応する配線パタンを形成する技術が、例えば、特許文献1及び2に開示されている。
プリント基板の導電膜上に形成したアルカリ可溶性層の上に、インクジェットプリンタによりインクを吐出してインク画像を描画し、インク画像をエッチングマスクとしてアルカリ可溶性層をエッチングし、さらに導電膜をエッチングして、インク画像に対応する配線パタンを形成する技術が、特許文献3に開示されている。特許文献3はまた、プリント基板の両面にインク画像を描画する場合、プリント基板の両面側にインクジェットプリンタのヘッドを配置して、両面同時に描画を行う技術を開示する。
特開2005−51181号公報 特開2005−33049号公報 特開2002−16343号公報
水平に配置されたプリント基板の表側及び裏側の導電膜上に、レジストパタンを同時に描画する場合について考える。この場合、表側の導電膜の上方に配置したインクジェットプリンタと、裏側の導電膜の下方に配置したインクジェットプリンタとで、描画を行うことになる。上方のインクジェットプリンタは下向きに、下方のインクジェットプリンタは上向きに、液状レジストを吐出する。両インクジェットプリンタによる描画の状態が、重力に起因してばらつくことが懸念される。
本発明の一目的は、複数のインクジェットプリンタでレジストパタンを描画するパタン作製装置及びパタン作製方法であって、各インクジェットプリンタによる描画の状態の、重力に起因するばらつきを抑制することが容易なパタン作製装置及びパタン作製方法を提供することである。
本発明の第1の観点によれば、第1の基板の第1の表面、及び、第2の基板の第2の表面が、鉛直方向と平行に、かつ相互に反対方向を向くように、該第1及び第2の基板を保持するとともに、該第1及び第2の基板を、該第1及び第2の表面に平行な方向に搬送するステージと、前記ステージに保持された第1の基板の第1の表面上に、光で硬化する液状レジストを吐出して第1のレジストパタンを描画する第1のインクジェットプリンタと、前記ステージに保持された第2の基板の第2の表面上に、光で硬化する液状レジストを吐出して第2のレジストパタンを描画する第2のインクジェットプリンタと、前記ステージによる搬送方向に関して、前記第1のレジストパタンが描画される位置よりも下流側において、前記第1のレジストパタンを露光する第1の露光装置と、前記ステージによる搬送方向に関して、前記第2のレジストパタンが描画される位置よりも下流側において、前記第2のレジストパタンを露光する第2の露光装置とを有するパタン作製装置が提供される。
本発明の第2の観点によれば、(a)第1の基板の第1の表面、及び、第2の基板の第2の表面が、鉛直方向と平行に、かつ相互に反対方向を向くように、該第1及び第2の基板を保持した状態で、該第1の表面及び該第2の表面に、それぞれ、インクジェットプリンタにより、光で硬化する液状レジストを吐出して、第1及び第2のレジストパタンを描画する工程と、(b)前記第1及び第2のレジストパタンを露光する工程と、(c)前記工程(b)で露光された前記第1及び第2のレジストパタンをマスクとして、前記第1及び第2の表面を加工する工程とを有し、前記工程(a)及び(b)は、前記基板を、前記第1及び第2の表面に平行な方向に搬送しながら行われ、該工程(a)が行われる位置は、該工程(b)が行われる位置よりも搬送方向に関して上流側であり、前記第1及び第2の表面のそれぞれの所定領域内に該工程(a)で第1及び第2のレジストパタンが描画された後、この領域が下流に搬送され、該工程(b)で該第1及び第2のレジストパタンが露光されるパタン作製方法が提供される。
各インクジェットプリンタでレジストパタンを描画すべき基板の表面を、鉛直方向と平行にする。これにより、例えば、すべてのインクジェットプリンタのヘッドの吐出口から、水平方向に液状レジストを吐出させて描画を行うことができる。各インクジェットプリンタによる描画の状態の、重力に起因するばらつきを抑制することが容易である。
図1に、本発明の第1の実施例によるパタン作製装置の概略正面図を示す。基台1に、支持部材21を介して、ステージ2が取り付けられている。ステージ2は、水平面に対して垂直な姿勢で支持部材21に保持されており、支持部材21が、ステージ2を鉛直上方向(図1において上方向)に移動させる。
ステージ2は、その表側及び裏側に、それぞれ、プリント基板50及び60を保持する。プリント基板50の表面50S及びプリント基板60の表面60Sが、鉛直方向と平行であり、相互に反対側を向く。ステージ2は、プリント基板50及び60を、例えば吸着することにより保持する。ステージ2により、プリント基板50及び60が、同時に上方に搬送される。
ステージ2の表側の空間に(図中、ステージ2の右方に)、カメラ3、インクジェットプリンタ4、及び露光装置5が配置されている。ステージ2による搬送方向に関して上流側からカメラ3、インクジェットプリンタ4、及び露光装置5が配置されている。
インクジェットプリンタ4のヘッドから、紫外光により硬化する液状レジストが吐出され、プリント基板50の表面50Sに、未硬化のレジストパタン7が描画される。インクジェットプリンタ4のヘッドとして、圧電素子の発生する圧力でインクを吐出させるピエゾ方式インクジェットプリントヘッドや、熱によりインクを吐出させるサーマルインクジェットプリントヘッドを用いることができる。
露光装置5が、紫外光6をプリント基板50の表面50Sに照射する。露光装置5は、例えばガス放電型紫外線ランプや、紫外域の高調波を出力する固体レーザ発振器で構成される。ガス放電型紫外線ランプとしては、例えば高圧水銀ランプや、パルス発光のキセノンランプを用いることができる。固体レーザ発振器としては、例えば、第3高調波の出力ユニットを含むYAGレーザ発振器を用いることができる。紫外光6の波長は、例えば365nmである。
プリント基板50の表面50Sの、未硬化のレジストパタン7が描画された領域を、露光装置5の脇まで搬送することにより、その領域を紫外光6で露光することができる。これにより、硬化したレジストパタン8が形成される。
カメラ3は、ステージ2に保持されているプリント基板50の表面50Sに形成されたパタンを観察し、画像データを生成する。プリント基板50に、スルーホール等のパタンが形成されている場合には、カメラ3がこのパタンを観察し、画像データを生成する。この画像データに基づいて、インクジェットプリンタ4で描画されるレジストパタン7の位置決めを行うことができる。
ステージ2の裏側の空間に(図中、ステージ2の左方に)、カメラ3A、インクジェットプリンタ4A、及び露光装置5Aが配置されている。ステージ2による搬送方向に関して上流側からカメラ3A、インクジェットプリンタ4A、及び露光装置5Aが配置されている。ステージの左方に配置されたカメラ3A、インクジェットプリンタ4A、及び露光装置5Aは、それぞれ、ステージ2の右方に配置されたカメラ3、インクジェットプリンタ4、及び露光装置5と同様な構成を有する。
インクジェットプリンタ4Aにより、プリント基板60の表面60Sに、未硬化のレジストパタン7Aが描画される。未硬化のレジストパタン7Aに、露光装置5Aで紫外光を照射することにより、硬化したレジストパタン8Aが形成される。また、カメラ3Aにより得られた画像データに基づいて、インクジェットプリンタ4Aで描画されるレジストパタン7Aの位置決めを行うことができる。
インクジェットプリンタ4のヘッドの吐出口41、及びインクジェットプリンタ4Aのヘッドの吐出口41Aから、それぞれ、水平方向に液状レジストが吐出される。また、インクジェットプリンタ4の吐出口41から、プリント基板50の表面50Sまでの距離と、インクジェットプリンタ4Aの吐出口41Aから、プリント基板60の表面60Sまでの距離とが等しくなるように、インクジェットプリンタ4及び4Aが配置されている。
次に、図2(A)〜図2(E)を参照して、第2の実施例によるパタン作製方法について説明する。第1の実施例のパタン作製装置が用いられる。
図2(A)に示すように、プリント基板50は、コア基板51に導電膜52が積層された構造を有する。コア基板51は、例えばエポキシ樹脂等で形成され、導電膜52は、例えば銅で形成される。プリント基板60も、プリント基板50と同様な構成を有する。
図2(B)に示すように、プリント基板50の導電膜52の上に、所望の配線パタンに対応した未硬化のレジストパタン7を描画する。次に、図2(C)に示すように、未硬化のレジストパタン7に紫外光を照射して、硬化したレジストパタン8を形成する。
図2(B)及び図2(C)に示した工程は、図1に示したステージ2により、プリント基板50を鉛直上方向に一定速度で搬送しながら行われる。導電膜52の表面の所定領域がインクジェットプリンタ4の下を通過するときに、この領域内に描画が行われる。この領域が、下流に搬送されて露光装置5の下を通過するときに露光される。プリント基板50を搬送することにより、インクジェットプリンタ4で描画可能な範囲、及び露光装置5で露光可能な範囲が、導電膜52の全面で走査される。
次に、図2(D)に示すように、レジストパタン8をエッチングマスクとして、導電膜52をエッチング除去する。レジストパタン8の下に配線パタン52aが残り、その他の領域においてはコア基板51が露出する。さらに、図2(E)に示すように、レジストパタン8を除去する。このようにして、インクジェットプリンタ4で描画したレジストパタン7に対応した配線パタン52aが形成される。
ステージ2の表側に保持されたプリント基板50に配線パタンを作製する方法について説明したが、同様にして、ステージ2の裏側に保持されたプリント基板60にも配線パタンを作製することができる。
プリント基板60の配線パタン作製において、インクジェットプリンタ4Aによりレジストパタン7Aを描画する工程、及び、露光装置5Aによりレジストパタン7Aを露光する工程が、ステージ2により、プリント基板60を鉛直上方向に一定速度で搬送しながら行われる。プリント基板50及び60のレジストパタンの描画及び露光工程は、両プリント基板を搬送しながら、並列して行われる。
以上説明したように、実施例のパタン作製装置及びパタン作製方法を用いれば、2枚のプリント基板に対して並列にレジストパタンの描画及び露光を行うことができる。ステージに1枚だけプリント基板を保持してレジストパタンの描画及び露光を行う場合に比べて、時間効率良くパタンを作製することができる。
比較例として、ステージが水平に配置され、ステージの表側(ステージの上側)と裏側(ステージの下側)にそれぞれプリント基板を保持し、ステージの表側の空間に(ステージの上方に)配置されたインクジェットプリンタで、上側のプリント基板にレジストパタンを描画し、ステージの裏側の空間に(ステージの下方に)配置されたインクジェットプリンタで、下側のプリント基板にレジストパタンを描画するパタン作製装置について考える。
比較例のパタン作製装置では、ステージが水平に配置されているので、ステージの表側の空間に配置された(ステージの上方に配置された)インクジェットプリンタは、下向きに液状レジストを吐出し、ステージの裏側の空間に配置された(ステージの下方に配置された)インクジェットプリンタは、上向きに液状レジストを吐出する。
実施例のパタン作製装置では、ステージが水平面に対して垂直に配置されているので、ステージの表側の空間に配置された(図1のステージ2の右方に配置された)インクジェットプリンタ、及び、ステージの裏側の空間に配置された(図1のステージ2の左方に配置された)インクジェットプリンタは、例えば、双方とも水平方向に液状レジストを吐出すればよい。
このため、実施例のパタン作製装置の方が、比較例のパタン作製装置に比べて、ステージの表側及び裏側の空間に配置された2つのプリンタによる描画の状態の、重力に起因するばらつきを低減することができる。
さらに、実施例のパタン作製装置は、インクジェットプリンタ4の吐出口41からプリント基板50の表面50Sまでの距離と、インクジェットプリンタ4Aの吐出口41Aからプリント基板60の表面60Sまでの距離とが等しいので、プリント基板50及び60の描画の状態の均一化が図られる。
なお、実施例のパタン作製方法におけるレジストパタンの描画のスループットは、インクジェットプリンタの性能に律速される。例えば、A4サイズの紙を1分間当たり12枚印刷できるプリンタを用いれば、A4サイズの基板を仮定すると、1時間当たり720枚(12枚×60分)の基板にレジストパタンを描画できる。
なお、レジストパタンの解像度は以下のように見積もることができる。例えば、解像度が2400dpi(横)×1200dpi(縦)のインクジェットプリンタを用いるとする。ドット径とピッチの比を1:2と仮定した場合、ドット径は(25.4mm(1インチ)/2400dpi)/2=5.3μmと見積もられる。仮に、にじみ率を2とすれば、プリント基板の導電膜上の最終ドット径は5.3μm×2=10.6μmとなる。この最終ドット径をレジストパタンの解像度と定義すれば、レジストパタンの解像度は10.6μmと見積もられる。なお、にじみ率については、例えば「インクジェット最新技術」,株式会社情報機構,2004年,p.79に記載されており、
にじみ率b=着弾拡がり率s×浸透拡がり率p ・・・(1)
と表され、
着弾拡がり率s=着弾時のドット径D/インク滴径d ・・・(2)
浸透拡がり率p=最終ドット径D/着弾時のドット径D ・・・(3)
と表される。
次に、図3を参照して、第3の実施例によるパタン作製装置について説明する。第1の実施例のパタン作製装置では、インクジェットプリンタと露光装置からなる組を、ステージ2の右方及び左方に1組ずつ配置した。第3の実施例のパタン作製装置では、インクジェットプリンタと露光装置からなる組を、ステージ2の右方及び左方に、それぞれ2組ずつ配置する。他の構成は、第1の実施例のパタン作製装置と同様である。
図3に示すように、ステージ2の右方に、搬送方向の上流側から、インクジェットプリンタ14、露光装置15、インクジェットプリンタ24、露光装置25が配置されている。プリント基板50の表面の、インクジェットプリンタ14及び24で描画された領域が、それぞれ、上方に搬送されて、露光装置15及び25で露光される。
ステージ2の左方に、搬送方向の上流側から、インクジェットプリンタ14A、露光装置15A、インクジェットプリンタ24A、露光装置25Aが配置されている。プリント基板60の表面の、インクジェットプリンタ14A及び24Aで描画された領域が、それぞれ、上方に搬送されて、露光装置15A及び25Aで露光される。
このように、第3の実施例のパタン作製装置では、ステージ2の右方及び左方の双方に、インクジェットプリンタと露光装置からなる組を、搬送方向に複数組並べて配置している。これにより、一つのインクジェットプリンタで描画すべき基板表面の領域を、搬送方向に関して狭くできるので、第1の実施例の装置よりも、時間効率よくパタンを作製することができる。
次に、図4(A)及び図4(B)を参照して、第4の実施例によるパタン作製装置について説明する。第4の実施例で、プリント基板70は、その両面に導電膜が形成されている構造を有する。
図4(A)は、正面方向から見た第4の実施例のパタン作製装置を概略的に示す。ステージ12の構造が明確になるよう断面を示す。第4の実施例の装置では、ステージ12が、額縁状の形状になっており、プリント基板70をその縁部で保持する。これにより、プリント基板70の両面双方の導電膜が露出する。
図4(B)は、図4(A)のA−A線に沿ったパタン作製装置の断面(水平な断面)を示す。支持部材121が、ステージ12を支持し、ステージ12を鉛直方向に移動させる。
図4(A)に戻って説明を続ける。プリント基板70の右方に配置されたカメラ3、インクジェットプリンタ4、露光装置5、及び、プリント基板70の左方に配置されたカメラ3A、インクジェットプリンタ4A、及び露光装置5Aの構成は、第1の実施例のパタン作製装置と同様である。なお、インクジェットプリンタ4及び4Aの液状レジストの吐出口から、描画すべき基板表面までの距離が、相互に等しくされている。
第4の実施例のパタン作製装置を用いれば、プリント基板の両面に対して同時にレジストパタンの描画及び露光を行うことができる。プリント基板の片面ずつレジストパタンの描画及び露光を行う場合に比べて、時間効率良くパタンを作製することができる。
第4の実施例では、プリント基板の縁部がステージに保持される。このような保持方法で、プリント基板を水平に保持しようとすると、プリント基板がたわみやすい。第4の実施例のパタン作製装置は、プリント基板が水平面に対して垂直な姿勢で保持されるので、プリント基板のたわみが抑制される。
次に、図5を参照して、第5の実施例によるパタン作製装置について説明する。第5の実施例のパタン作製装置は、プリント基板70の両面に対し同時にレジストパタンの描画及び露光を行う第4の実施例のパタン作製装置において、第3の実施例のパタン作製装置と同様に、インクジェットプリンタと露光装置からなる組を、搬送方向に複数組並べた構成を有する。
第5の実施例のパタン作製装置は、第3の実施例と同様に、1つのインクジェットプリンタで描画すべき領域を、搬送方向に関して狭くできるので、第4の実施例の装置よりも時間効率よくパタンを作製することができる。また、第4の実施例と同様に、プリント基板のたわみが抑制される。
なお、上記実施例では、ステージによりプリント基板を鉛直上方向に搬送しながら、レジストパタンの描画と露光とを行ったが、搬送方向はこれに限らない。プリント基板のレジストパタンを描画すべき表面が鉛直方向と平行な状態を保ったまま、レジストパタンを描画すべき表面と平行な方向に、プリント基板を搬送すればよい。
なお、上記実施例では、一例として、プリント基板の配線パタンを作製したが、上記実施例によるパタン作製方法は、レジストパタンをマスクとして基板表面を加工するその他の技術に適用することが可能である。
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。
第1の実施例によるパタン作製装置の概略正面図である。 第2の実施例によるパタン作製方法を説明するための加工対象物の断面図(その1)である。 第2の実施例によるパタン作製方法を説明するための加工対象物の断面図(その2)である。 第2の実施例によるパタン作製方法を説明するための加工対象物の断面図(その3)である。 第2の実施例によるパタン作製方法を説明するための加工対象物の断面図(その4)である。 第2の実施例によるパタン作製方法を説明するための加工対象物の断面図(その5)である。 第3の実施例によるパタン作製装置の概略正面図である。 第4の実施例によるパタン作製装置の正面方向から見た概略図である。 第4の実施例によるパタン作製装置の、図4(A)のA−A線に沿った概略断面図である。 第5の実施例によるパタン作製装置の正面方向から見た概略図である。
符号の説明
1 基台
2 ステージ
3、3A カメラ
4、4A インクジェットプリンタ
5、5A 露光装置
6 紫外光
7、7A 未硬化のレジストパタン
8、8A 硬化したレジストパタン
50、60 プリント基板
51 コア基板
52 導電膜
52a 配線パタン

Claims (4)

  1. 第1の基板の第1の表面、及び、第2の基板の第2の表面が、鉛直方向と平行に、かつ相互に反対方向を向くように、該第1及び第2の基板を保持するとともに、該第1及び第2の基板を、該第1及び第2の表面に平行な方向に搬送するステージと、
    前記ステージに保持された第1の基板の第1の表面上に、光で硬化する液状レジストを吐出して第1のレジストパタンを描画する第1のインクジェットプリンタと、
    前記ステージに保持された第2の基板の第2の表面上に、光で硬化する液状レジストを吐出して第2のレジストパタンを描画する第2のインクジェットプリンタと、
    前記ステージによる搬送方向に関して、前記第1のレジストパタンが描画される位置よりも下流側において、前記第1のレジストパタンを露光する第1の露光装置と、
    前記ステージによる搬送方向に関して、前記第2のレジストパタンが描画される位置よりも下流側において、前記第2のレジストパタンを露光する第2の露光装置と
    を有するパタン作製装置。
  2. 基板の第1の表面、及び該基板の該第1の表面の反対側の第2の表面の双方が露出し、該第1及び第2の表面がともに鉛直方向と平行になるように、該基板を保持するとともに、該基板を該第1及び第2の表面に平行な方向に搬送するステージと、
    前記ステージに保持された基板の第1の表面上に、光で硬化する液状レジストを吐出して第1のレジストパタンを描画する第1のインクジェットプリンタと、
    前記ステージに保持された基板の第2の表面上に、光で硬化する液状レジストを吐出して第2のレジストパタンを描画する第2のインクジェットプリンタと、
    前記ステージによる搬送方向に関して、前記第1のレジストパタンが描画される位置よりも下流側において、前記第1のレジストパタンを露光する第1の露光装置と、
    前記ステージによる搬送方向に関して、前記第2のレジストパタンが描画される位置よりも下流側において、前記第2のレジストパタンを露光する第2の露光装置と
    を有するパタン作製装置。
  3. (a)第1の基板の第1の表面、及び、第2の基板の第2の表面が、鉛直方向と平行に、かつ相互に反対方向を向くように、該第1及び第2の基板を保持した状態で、該第1の表面及び該第2の表面に、それぞれ、インクジェットプリンタにより、光で硬化する液状レジストを吐出して、第1及び第2のレジストパタンを描画する工程と、
    (b)前記第1及び第2のレジストパタンを露光する工程と、
    (c)前記工程(b)で露光された前記第1及び第2のレジストパタンをマスクとして、前記第1及び第2の表面を加工する工程と
    を有し、
    前記工程(a)及び(b)は、前記基板を、前記第1及び第2の表面に平行な方向に搬送しながら行われ、該工程(a)が行われる位置は、該工程(b)が行われる位置よりも搬送方向に関して上流側であり、前記第1及び第2の表面のそれぞれの所定領域内に該工程(a)で第1及び第2のレジストパタンが描画された後、この領域が下流に搬送され、該工程(b)で該第1及び第2のレジストパタンが露光されるパタン作製方法。
  4. (a)基板の第1の表面、及び該基板の該第1の表面の反対側の第2の表面の双方が露出し、該第1及び第2の表面がともに鉛直方向と平行になるように、該基板を保持した状態で、該第1の表面及び該第2の表面に、それぞれ、インクジェットプリンタにより、光で硬化する液状レジストを吐出して、第1及び第2のレジストパタンを描画する工程と、
    (b)前記第1及び第2のレジストパタンを露光する工程と、
    (c)前記工程(b)で露光された前記第1及び第2のレジストパタンをマスクとして、前記第1及び第2の表面を加工する工程と
    を有し、
    前記工程(a)及び(b)は、前記基板を、前記第1及び第2の表面に平行な方向に搬送しながら行われ、該工程(a)が行われる位置は、該工程(b)が行われる位置よりも搬送方向に関して上流側であり、前記第1及び第2の表面のそれぞれの所定領域内に該工程(a)で第1及び第2のレジストパタンが描画された後、この領域が下流に搬送され、該工程(b)で該第1及び第2のレジストパタンが露光されるパタン作製方法。
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JP2012033882A (ja) * 2010-07-29 2012-02-16 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 印刷回路基板及び印刷回路基板の製造方法
JP2012049541A (ja) * 2010-08-26 2012-03-08 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 印刷回路基板製造用のレジスト塗布装置
JP2012129283A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Sumitomo Heavy Ind Ltd 描画装置及び描画方法
CN108337808A (zh) * 2018-02-05 2018-07-27 江西景旺精密电路有限公司 一种pcb自动防焊生产线

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