JP2011221267A - プリント配線板の製造方法及びプリント配線板の製造装置。 - Google Patents

Abstract

【課題】材料歩留まりの高いプリント配線板の製造装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】対となる所定位置にマスク側マーク２１が設けられたフォトマスク２０を保持するフォトマスク保持機構１２０と、主面に沿うＸＹ座標上の位置が一対の第１所定位置と共通する一対の第２所定位置に基材側マーク１１が予め形成された基材１０を保持する基材保持機構１１０と、露光処理を行うために、基材１０をフォトマスク２０に対向させたときのマスク側マーク２１と基材側マーク１１間のずれ量とマスク側マーク間２１の距離とに基づいて基材１０の伸縮指標である基材側マーク１１間の距離を算出し、この基材側マーク１１間の距離に応じたフォトマスク２０を選択するフォトマスク選択装置６０と、選択されたフォトマスク２０を用いて露光処理を行う照光装置１４０と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、露光工程を含むプリント配線板の製造方法及びプリント配線板の製造装置に関する。

いわゆるフォトリソグラフィー法を用いて基材に配線パターンを形成する場合には、位置ずれを防止するために、プリント配線板に設けられたアライメントマークとフォトマスクに設けられたマスクアライメントマークをＣＣＤカメラにより撮像し、撮像画像における両マークの位置を比較してフォトマスクとプリント配線板との相対位置の調整（位置合わせ）が行われている（特許文献１）。

特開２００２−３３３７２１号公報

ところで、露光処理の前に基材にめっき処理が行われると、めっき皮膜が結晶化する際に金属原子間の距離が縮まるので基材に伸縮が生じる場合がある。また、露光処理の前に基材表面の酸化物を除去するための洗浄処理及び乾燥処理が行われると、乾燥時において熱負荷がかかるので基材に伸縮が生じる場合がある。さらに、多層積層板を作製するために接着フィルムを介した熱真空プレス処理が露光処理前に行われると、熱真空プレス処理において熱負荷がかかるので基材に伸縮が生じる場合がある。

このように露光処理前の基材に伸縮が生じると、フォトマスクに描画された配線パターンと配線パターンが転写される基材の所望の位置とがずれるため、所望の位置にフォトマスクの配線パターンを転写することができないという問題がある。

この種の基材の伸縮による位置ずれを解消するために、上記従来技術を用いて位置合わせをしてから露光処理を行うことが考えられる。しかしながら、従来技術による位置合わせを行っても、フォトマスクと基材の中心領域においてはフォトマスクの配線パターンを基材の所望の位置に転写することができるものの、フォトマスクと基材の外縁領域における“ずれ量”を小さくすることはできないのでフォトマスクの配線パターンを基材の所望の位置に転写することができない。この結果、形成された配線パターンにおいて接点間の導通が確保されないという不都合や非接触であるべき接点と回路とが短絡するという不都合が生じ、材料歩留まりが低下するという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、基材に伸縮が生じてしまった場合でも、材料歩留まりの高いプリント配線板の製造方法とその製造装置を提供することである。

本発明は、プリント配線板の基材の主面にフォトマスクを用いて露光処理を行うプリント配線板の製造方法であって、対となる第１所定位置にマスク側マークが予め設けられたフォトマスクを準備する工程と、前記主面に沿うＸＹ座標上の位置が前記第１所定位置と共通する第２所定位置に基材側マークが予め形成された基材を準備する工程と、前記露光処理を行うために、前記基材を前記フォトマスクに対向させたときの前記マスク側マークと基材側マークのずれ量と前記マスク側マーク間の距離とに基づいて前記基材の伸縮指標である前記基材側マーク間の距離を算出し、当該算出された前記基材側マーク間の距離に応じたフォトマスクを選択する工程と、前記選択されたフォトマスクを用いて露光処理を行う工程と、を有するプリント配線板の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。

上記発明において、フォトマスクを選択する工程は、前記基材側マーク間の距離を前記マスク側マーク間の距離で除して算出された、前記基材の伸縮指標である伸縮率に応じてフォトマスクを選択することができる。

上記発明において、前記フォトマスクを選択する工程は、前記基材の伸縮指標と前記フォトマスクとを予め対応づけた対応情報を参照し、前記算出された前記基材の伸縮指標に応じたフォトマスクを選択することができる。

上記発明において、前記マスク側マークは、前記基材の搬送方向に沿う一対の第１所定位置と前記基材の搬送方向に対して垂直方向に沿う一対の第１所定位置に設けられ、前記基材側マークも、前記基材の搬送方向に沿う一対の第２所定位置と前記基材の搬送方向に対して垂直方向に沿う一対の第２所定位置に設けられ、前記フォトマスクを選択する工程は、前記マスク側マークと基材側マークの前記基材の搬送方向に沿うずれ量と前記マスク側マーク間の前記基材の搬送方向に沿う距離とに基づいて算出された前記基材の搬送方向に沿う伸縮指標又は前記マスク側マークと基材側マークの前記基材の搬送方向の垂直方向に沿うずれ量と前記マスク側マーク間の前記基材の搬送方向の垂直方向に沿う距離に基づいて算出された前記基材の搬送方向の垂直方向に沿う伸縮指標に応じたフォトマスクを選択することができる。

本発明は、プリント配線板の基材の主面にフォトマスクを用いて露光処理を行うプリント配線板の製造装置であって、対となる所定位置にマスク側マークが設けられたフォトマスクを保持するフォトマスク保持手段と、前記主面に沿うＸＹ座標上の位置が前記第１所定位置と共通する第２所定位置に基材側マークが予め形成された基材を保持する基材保持手段と、前記露光処理を行うために、前記基材を前記フォトマスクに対向させたときの前記マスク側マークと基材側マークのずれ量と前記マスク側マーク間の距離とに基づいて前記基材の伸縮指標である前記基材側マーク間の距離を算出し、当該基材側マーク間の距離に応じたフォトマスクを選択するフォトマスク選択手段と、前記選択されたフォトマスクを用いて露光処理を行う露光手段と、を有するプリント配線板の製造装置を提供することにより、上記課題を解決する。

上記発明において、フォトマスク選択手段は、前記基材側マーク間の距離を前記マスク側マーク間の距離で除して算出された、前記基材の伸縮指標である伸縮率に応じてフォトマスクを選択するように構成することができる。

上記発明において、前記フォトマスク選択手段は、前記基材の伸縮指標と前記フォトマスクとを予め対応づけた対応情報を参照し、前記算出された前記基材の伸縮指標に応じたフォトマスクを選択するように構成することができる。

上記発明において、前記マスク側マークが、前記基材の搬送方向に沿う一対の第１所定位置と前記基材の搬送方向に対して垂直方向に沿う一対の第１所定位置に設けられ、前記基材側マークも、前記基材の搬送方向に沿う一対の第２所定位置に設けられるとともに前記基材の搬送方向に対して垂直方向に沿う一対の第２所定位置に設けられ、前記フォトマスク選択手段は、前記マスク側マークと基材側マークの前記基材の搬送方向に沿うずれ量と前記マスク側マーク間の前記基材の搬送方向に沿う距離に基づいて算出された前記基材の搬送方向に沿う伸縮指標又は前記マスク側マークと基材側マークの前記基材の搬送方向の垂直方向に沿うずれ量と前記マスク側マーク間の前記基材の搬送方向の垂直方向に沿う距離に基づいて算出された前記基材の搬送方向の垂直方向に沿う伸縮指標に応じたフォトマスクを選択するように構成することができる。

上記発明において、前記選択手段により選択されたフォトマスクが前記基材に対向するようにセットされているフォトマスクと異なる場合には、前記セットされているフォトマスクを移動させ、前記選択されたフォトマスクを前記基材に対向するようにセットするフォトマスク交換手段を、さらに備えるように構成することができる。

本発明では、フォトマスクのマスク側マークに対する基材の基材側マークの変位に関する物理量、例えば、変位後の基材側マーク間の距離などの伸縮指標に基づいてフォトマスクを選択するので、基材が準備されてから露光処理が行われるまでの間に基材が伸縮しても基材の所望の位置にフォトマスクの配線パターンを転写できる。この結果、回路の断線や短絡の発生が防止されるので、プリント配線板を製造する際の材料歩留まりを向上させることができる。

本発明の実施形態に係る露光装置の概要を示す側面図である。 図１のカメラと基材とフォトマスクの斜視図である。 図１の矢印III方向から見た基材とフォトマスクの平面図である。 図１の矢印III方向から見た基材とフォトマスクの他の平面図である。 表示装置の表示例を示す図である。

本発明に係る実施形態のプリント配線板の製造方法は、マスク側マークが設けられたフォトマスクと基材側マークが設けられた基材を準備する工程と、伸縮指標などの変位に関する物理量に基づいてフォトマスクを選択する工程と、選択されたフォトマスクを用いて露光処理を行う工程を少なくとも含む。

また、本発明に係る実施形態のプリント配線板の製造方法は、露光処理工程の前にスルーホール形成のための穴開け工程、めっき前処理工程、無電解めっき工程、電気めっき工程などの露光前に行われる処理である前処理工程を有することができる。加えて、本実施形態のプリント配線板の製造方法により得られるプリント配線板が多層構造である場合には、他の配線パターンを形成するためのエッチング工程、エッチングレジストの剥離工程、端子めっきの形成工程、積層プレス工程や、スクリーン印刷及び印刷物（導電性ペーストやカバーレイ等）の焼付工程を前処理工程として備えることができる。

以下、図面に基づいて本発明に係る実施形態のプリント配線板の製造方法及びプリント配線板の製造装置を説明する。

本実施形態では、フォトマスクを用いて基材に露光処理を行う露光装置を含むプリント配線板の製造装置に本発明に係るプリント配線板の製造方法を適用した例を説明する。なお、本実施形態のプリント配線板の製造装置は、上述の前処理工程をそれぞれ行う、めっき装置、エッチング装置、熱真空プレス装置、印刷装置などを備えることができる。

図１は、本発明の実施形態のプリント配線板の製造装置１０００が備える露光装置１００の概要を示す側面図である。本実施形態の露光装置１００は、ベースプレート１０１と、このベースプレート１０１上に設置された筐体１０２とを備えている。筐体１０２内には暗室１０２ａが形成されており、その上面には露光処理のための照光装置１４０が設けられている。

本実施形態の露光装置１００は、帯状の基材１０を所定の搬送方向Ｔに沿って搬送する搬送装置１０３を備えている。この基材１０には後述する基材側マークが形成されている。搬送装置１０３は、帯状の基材１０を搬送方向Ｔに沿って送り出す送り出しローラ１０４と、送り出された帯状の基材１０を巻き取る巻き取りローラ１０５と、帯状の基材１０に搬送のための力を作用させる駆動ローラ１０７と、送り出しローラ１０４と巻き取りローラ１０５との間の搬送経路に沿って帯状の基材１０を支持するガイドローラ１０６ａ〜１０６ｌとを備えている。これらの送り出しローラ１０４、巻き取りローラ１０５、駆動ローラ１０７、及びガイドローラ１０６ａ〜１０６ｌは、帯状の基材１０を保持する基材用フレーム（基材保持機構）１１０を構成する。ガイドローラ１０６ｅと１０６ｆは、基材１０を所定の位置に保持する。なお、搬送装置１０３により搬送される基材１０の主面には感光材層が形成されている。

この基材１０の露光処理に用いられるフォトマスク２０は、搬送されてくる基材１０の主面と平行に保持されている。フォトマスク２０には後述するマスク側マークが形成されている。本実施形態の露光装置１００は、フォトマスク２０を保持するマスク用フレーム１２１と、このマスク用フレーム１２１を保持するマスク保持機構１２０と、このマスク保持機構１２０の位置を調節する位置調節装置１３０を備えている。本実施形態の位置調節装置１３０はマスク保持機構１２０を移動させる駆動機構を有している。位置調節装置１３０は、図示しない露光処理を実行させる制御装置の指令に基づいてマスク用フレーム１２１の位置を動かし、フォトマスク２０を所望の位置にセットする。

これにより、基材１０に対するフォトマスク２０の相対位置を調節することができ、位置合わせを行うことができる。また、本実施形態の露光装置１００は、マスク保持機構１２０の位置を上下させる上下位置調節装置１３１を備えている。この上下位置調節装置１３１は、後述するフォトマスク２０の交換時にマスク用フレーム１２１及びマスク保持機構１２０を上方に移動させ、フォトマスク２０の交換が完了したらマスク用フレーム１２１及びマスク保持機構１２０を元の位置に戻すことができる。

また、本実施形態の露光装置１００はマスク交換装置１５０を備えている。このマスク交換装置１５０は、複数のフォトマスク２０を収容するマスク収容体１５１とフォトマスク２０を搬送するマスク搬送機構１５２を備えている。

本実施形態では、同じ配線パターンが異なる縮尺率で描画された複数のフォトマスク２０が予め準備されており、これらはそれぞれの識別子が付されてマスク収容体１５１に収容されている。これらの縮尺率の異なるフォトマスク２０，２０ａ〜２０ｄの中から選択された一のフォトマスク２０が露光処理に用いられる。なお、準備されるフォトマスク２０の縮尺率や縮尺率の間隔は、製品に要求される公差に応じて任意に決定することができる。

マスク交換装置１５０のマスク搬送機構１５２は、回転及び上下動が可能なアーム１５３を備えており、アーム１５３の先端でフォトマスク２０ａ〜２０ｄを把持して搬送することができる。マスク搬送機構１５２は、フォトマスク２０の交換命令を受け付けると、アーム１５３はマスク用フレーム１２１にセットされたフォトマスク２０を取り外してマスク収容体の空の領域に収容するとともに、交換命令に含まれる選択されたフォトマスク２０を特定してマスク収容体１５１から取り出し、マスク用フレーム１２１にセットすることができる。

また、本実施形態の露光装置１００は、マスク保持機構１２０の上方に設けられたカメラ５０を備えている。具体的に、本実施形態のカメラ５０は、露光処理時において、後述するフォトマスク２０の基材側マーク２１に応じた位置に設けられている。上述した搬送装置１０３により基材１０が搬送され、基材１０の処理領域(本例では露光領域)がフォトマスク２０に対向する位置に来たら、カメラ５０はフォトマスク２０の基材側マーク２１を含む所定領域を撮像する。これにより、マスク側マーク２１の画像と透明なフォトマスク２０を介して見える基材側マーク１１の画像を同時に得ることができる。本例では、複数のカメラ５０を設けているが、一つのカメラ５０を移動させて基材側マーク２１をそれぞれ撮像することも可能である。カメラ５０の撮像した各マークの画像データに基づいて画像処理を行い、その結果に基づいてフォトマスク２０と基材１０との位置合わせや、後述するフォトマスク２０の選択をすることができる。

さらに、本実施形態の露光装置１００は、後述するフォトマスク２０のマスク側マーク２１に対する基材１０の基材側マーク１１の変位に関する物理量、例えば、変位後の基材側マーク１１間の距離や基材１０の伸縮率などの伸縮指標、選択されたフォトマスク２０の縮尺率や識別記号、フォトマスク２０と基材１０との位置ずれ量などを表示できるディスプレイ１６０を備えている。

以下に、上述したプリント配線板の製造装置１００に適用される、本発明に係る本実施形態のプリント配線板の製造方法を説明する。

まず、対となる第１所定位置にマスク側マーク２１が予め設けられたフォトマスク２０を準備する。本実施形態のフォトマスク２０は、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂製又はガラス製であり、透明である。マスク側マーク２１の形成手法は特に限定されず、電子線やレーザを用いて描画することにより形成することができる。

フォトマスク２０の準備の前後又は並行して、第２所定位置に基材側マーク１１が予め形成された基材１０を準備する。基材１０は、厚さが１０μm〜２５０μmの可撓性を有するポリイミドなどの絶縁性基材の主面に銅などの金属箔が張り付けられた導体張積層板である。絶縁性基材は、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレートやポリエステルとすることができる。なお、基材１０としては、銀などの金属を含有する導電性ペーストが絶縁性基材に印刷された多層基板であってもよい。本実施形態では、型を用いて基材側マーク１１に相当する領域を打ち抜き、貫通孔の基材側マーク１１を形成する。基材側マーク１１の形成手法は特に限定されず、印刷により基材側マーク１１を形成することもできる。また、導体張積層板を基材１０として用いる場合には、導体（銅など）の所定領域をエッチング処理により除去して基材側マーク１１を形成することも可能である。

図２は、フォトマスク２０と基材１０の斜視図である。図２に示すように、基材１０には４つの円形の基材側マーク１１Ａ〜１１Ｄ（以下、総称するときは基材側マーク１１と称する）が形成されている。また、同図に示すように、フォトマスク２０にも４つの円形のマスク側マーク２１Ａ〜２１Ｄ（以下、総称するときはマスク側マーク２１と称する）と配線パターン２２とが形成されている。なお、マスク側マーク２１及び基材側マーク１１の配置場所や配置数は特に限定されず、任意に決定することができる。

具体的に、本実施形態のフォトマスク２０には、基材１０の搬送方向Ｘに沿う一対の第１所定位置にマスク側マーク２１Ａと２１Ｂが設けられるとともに、他の一対の第１所定位置にマスク側マーク２１Ｃと２１Ｄとが設けられている。同様に、本実施形態の基材１０には、基材１０の搬送方向Ｘに沿う一対の第２所定位置に基材側マーク１１Ａと１１Ｂが設けられるとともに、他の一対の第２所定位置に基材側マーク１１Ｃと１１Ｄとが設けられている。

また、本実施形態のフォトマスク２０には、基材１０の搬送方向の垂直方向Ｙに沿う一対の第１所定位置にマスク側マーク２１Ａと２１Ｄが設けられるとともに、他の一対の第１所定位置にマスク側マーク２１Ｂと２１Ｃとが設けられている。同様に、本実施形態の基材１０には、基材１０の搬送方向の垂直方向Ｙに沿う一対の第２所定位置に基材側マーク１１Ａと１１Ｄが設けられるとともに、他の一対の第２所定位置に基材側マーク１１Ｂと１１Ｃとが設けられている。

なお、図２に示す例では、搬送方向Ｘに沿う一対の第１所定位置に設けられたマスク側マーク（２１Ａ及び２１Ｂ，２１Ｃ及び２１Ｄ）と搬送方向の垂直方向Ｙに沿う一対の第１所定位置に設けられたマスク側マーク（２１Ａ及び２１Ｄ，２１Ｂ及び２１Ｃ）とが共通のマーク２１Ａ〜２１Ｄにより構成されている。つまり、マスク側マーク２１Ｄは、搬送方向Ｘに沿う１対のマスク側マーク２１Ｃ及び２１Ｄを構成するとともに、垂直方向Ｙに沿う一対のマスク側マーク２１Ａ及び２１Ｄをも構成することができる。他のマスク側マーク２１Ａ〜２１Ｃについても同様に、搬送方向Ｘ及び垂直方向の両対を構成することができる。ちなみに、具体的な図は示さないが、図２のマスク側マーク２１Ａ、２１Ｄ，２１Ｃの３つのマークにより、搬送方向Ｘに沿う一対のマスク側マーク２１Ｃ及び２１Ｄと搬送方向の垂直方向Ｙに沿う一対のマスク側マーク２１Ａ及び２１Ｄを構成することもできる。個別の説明は省略するが、基材側マーク１１Ａ〜１１Ｄの配置についても同様である。

図２に示すように、プリント配線板の製造の開始時において、フォトマスク２０の主面に平行なＸＹ座標を基準とすると、マスク側マーク２１Ａ〜２１Ｄの中心座標（位置）は、基材側マーク１１Ａ〜１１Ｄの中心座標（位置）と共通している。つまり、露光処理前においてフォトマスク２０の重心と基材１０の重心とを重畳させると、マスク側マーク２１Ａ〜２１Ｄの中心と基材側マーク１１Ａ〜１１Ｄの中心も重畳する。

こうして準備されたフォトマスク２０は、上述のマスク用フレーム１２１にセットされる。他方、準備された基材１０にはめっき工程などの露光前に行われる前処理が施され、前処理が完了したら図１に示す露光装置１００の送り出しローラ１０４にセットされる。さらに、基材１０の一端側をガイドローラ１０６ａ〜１０６ｌに架け渡してから搬送装置１０３を稼働し、基材１０の露光領域がフォトマスク２０に対向する位置に来るように基材１０を搬送させる。基材１の露光領域がフォトマスク２０と対向したら、位置調節装置１３０を用いてフォトマスク２０の中心（重心）と基材１０の露光領域の中心（重心）を基準として両者の位置合わせを行う。

この状態で、基材１０とフォトマスク２０をカメラ５０で撮像する。取得した画像データはマスク選択装置６０に送出される。

マスク選択装置６０は、露光処理を行う前にマスク側マーク２１に対する基材側マーク１１の変位に関する物理量、例えば基材側マーク１１間の距離や伸縮率などの伸縮指標を求める処理及び求めた伸縮指標に基づいてフォトマスク２０を選択する処理を開始する。

まず、マスク選択装置６０は得られた画像から基材側マーク１１とマスク側マーク２１の輪郭を抽出し（エッジ検出処理）、各マークの線形式（本例では円の方程式）を導出するとともにその中心座標を求める。この処理をすべての基材側マーク１１とすべてのマスク側マーク２１について行う。

次に、図３及び４に基づいて本実施形態の伸縮指標の求め方を説明する。図３及び図４は、図１の矢印III方向から見た基材１０とフォトマスク２０の平面図である。具体的に、図３は露光前に行われた前処理の影響によって基材１０が収縮した場合の基材１０とフォトマスク２０の平面図であり、図４は前処理の影響で基材１０が伸長した場合の基材１０とフォトマスク２０の平面図である。

マスク選択装置６０は、露光処理前において基材１０をフォトマスク２０に対向させたときのマスク側マーク２１と基材側マーク１１間のずれ量Ｅとマスク側マーク２１間の距離とに基づいて算出された基材１０の伸縮指標である基材側マーク１１間の距離Ｃを求める。本実施形態では、基材１０の搬送方向Ｘに沿う伸縮指標を求めるとともに搬送方向に垂直方向Ｙに沿う伸縮指標を求めるが、いずれか一方の方向に沿う伸縮指標を求めて、後述するフォトマスク２０の選択処理や伸縮指標の出力処理を行うことも可能である。

図３を用いて、本実施形態における搬送方向Ｘに沿う基材１０の伸縮指標の求め方を説明する。マスク選択装置６０は、マスク側マーク２１Ａの中心座標と基材側マーク１１Ａの中心座標を比較して、両者間の基材１０の搬送方向（図３ではＸ方向）に沿うずれ量Ｅｘ１を求める。同様に、マスク選択装置６０は、マスク側マーク２１Ｂの中心座標と基材側マーク１１Ｂの中心座標を比較して、両者間の基材１０の搬送方向Ｘに沿うずれ量Ｅｘ２を求める。マスク選択装置６０は、予め記憶された、一対のマスク側マーク２１Ａ及び２１Ｂ間の距離（中心座標の距離）Ｌｘ１を読み出す。そして、マスク選択装置６０は式１：Ｃｘ１＝Ｌｘ１−（Ｅｘ１＋Ｅｘ２）を用いて、基材側マーク１１Ａと１１Ｂ間の距離Ｃｘ１を求める。距離Ｃｘ１は、基材１０の搬送方向Ｘに沿う基材１０の伸縮指標である。また、同様の手法により基材側マーク１１Ｃと１１Ｄ間の距離Ｃｘ２を求めることもできる。

続いて、図３を用いて、搬送方向Ｘの垂直方向Ｙに沿う基材１０の伸縮指標の求め方を説明する。マスク選択装置６０は、マスク側マーク２１Ｂの中心座標と基材側マーク１１Ｂの中心座標を比較して、両者間の基材１０の搬送方向と垂直方向Ｙに沿うずれ量Ｅｙ１を求める。同様に、マスク選択装置６０は、マスク側マーク２１Ｃの中心座標と基材側マーク１１Ｃの中心座標を比較して、両者間の基材１０の搬送方向と垂直方向Ｙに沿うずれ量Ｅｙ２を求める。マスク選択装置６０は、予め記憶された一対のマスク側マーク２１Ｂ及び２１Ｃ間の距離Ｌｙ１を読み出す。そして、マスク選択装置６０は式２：Ｃｙ１＝Ｌｙ１−（Ｅｙ１＋Ｅｙ２）を用いて基材側マーク１１Ｂと１１Ｃ間の距離Ｃｙ１を求める。距離Ｃｙ１は基材１０の搬送方向と垂直方向Ｙに沿う基材１０の伸縮指標である。同様の手法により基材側マーク１１Ａと１１Ｄ間の距離Ｃｙ２を求めることもできる。

本実施形態の露光装置１００は、基材１０の搬送方向Ｘに沿う伸縮指標、基材１０の搬送方向Ｘに対して垂直方向Ｙに沿う伸縮指標に加えて、基材１０の露光領域の中心Ｑ´を通る対角線方向Ｐに沿う伸縮指標を求めることもできる。マスク選択装置６０は、マスク側マーク２１Ａの中心座標と基材側マーク１１Ａの中心座標を比較して、両者間の基材１０の対角線方向Ｐに沿うずれ量Ｅｐ１を求める。同様に、マスク選択装置６０は、マスク側マーク２１Ｃの中心座標と基材側マーク１１Ｃの中心座標を比較して、両者間の基材１０の対角線方向Ｐに沿うずれ量Ｅｐ２を求める。マスク選択装置６０は、予め記憶された、一対のマスク側マーク２１Ａ及び２１Ｃ間の距離（中心座標の距離）Ｌｐ１を読み出す。そして、マスク選択装置６０は式３：Ｃｐ１＝Ｌｐ１−（Ｅｐ１＋Ｅｐ２）を用いて基材側マーク１１Ａと１１Ｃ間の距離Ｃｐ１を求める。距離Ｃｐ１は基材１０の露光領域の対角線方向Ｐに沿う基材１０の伸縮指標である。同様の手法により基材側マーク１１Ｂと１１Ｄ間の距離も求めることができる。

また、図４に示すように基材１０が伸長した場合には、マスク選択装置６０は式４：Ｃｘ１＝Ｌｘ１＋（Ｅｘ１＋Ｅｘ２）を用いて、基材１０の搬送方向Ｘに沿う基材１０の伸縮指標である基材側マーク１１間の距離Ｃｘ１を求めることができ、式５：Ｃｙ１＝Ｌｙ１＋（Ｅｙ１＋Ｅｙ２）を用いて、基材１０の搬送方向と垂直方向Ｙに沿う基材１０の伸縮指標である基材側マーク１１間の距離Ｃｙ１を求めることができる。さらに、式６：Ｃｐ１＝Ｌｐ１＋（Ｅｐ１＋Ｅｐ２）を用いて、基材１０の対角線方向Ｐに沿う基材１０の伸縮指標である基材側マーク１１間の距離Ｃｐ１を求めることができる。

ちなみに、基材１０が収縮しているのか又は基材１０が伸長しているのかの判断は、マスク側マーク２１の中心座標とフォトマスク２０の中心座標Ｑとの距離と、基材側マーク１１の中心座標と基材１０の中心座標Ｑ´との距離とを比較することにより判断することができる。マスク選択装置６０は、基材側マーク１１の中心座標と基材１０の中心座標Ｑ´との距離の方が短い場合には基材１０が収縮したと判断する。他方、基材側マーク１１の中心座標と基材１０の中心座標Ｑ´との距離の方が長い場合には基材１０が伸長したと判断する。この基材１０が収縮しているのか又は伸長しているのかの判断結果に応じて、上述の式１〜式６のいずれかを用いて伸縮指標である基材側マーク１１間の距離Ｃｘ，Ｃｙ、Ｃｐを求めることができる。

さらに、マスク選択装置６０は、上述の手法により求めた基材側マーク１１Ａ，１１Ｂ間の距離Ｃｘ１をマスク側マーク２１Ａ，２１Ｂ間の距離Ｌｘ１で除して算出された基材１０の搬送方向Ｘに沿う伸縮率Ｃｘ１／Ｌｘ１を伸縮指標として求めることができる。同様に、基材側マーク１１Ｂ、１１Ｃ間の距離Ｃｙ１をマスク側マーク２１Ｂ，２１Ｃ間の距離Ｌｙ１除して算出された基材１０の搬送方向と垂直方向Ｙに沿う伸縮率Ｃｙ１／Ｌｙ１を伸縮指標として求めることもできる。さらに、基材側マーク１１Ａ，１１Ｃ間の距離Ｃｐ１をマスク側マーク２１Ａ，２１Ｃ間の距離Ｌｐ１除して算出された基材１０の対角線方向Ｐに沿う伸縮率Ｃｙ１／Ｌｙ１を伸縮指標として求めることもできる。

このように、基材１０の搬送方向Ｘの伸縮指標のみならず、搬送方向に対して垂直方向Ｙの伸縮指標、さらには基材１０の露光領域の中心Ｑ´を通る対角線方向Ｐの伸縮指標を求めることにより、基材１０の性質や工程における負荷の内容に応じた伸縮指標を求めることができる。例えば、基材１０の伸縮が搬送方向Ｘに沿って発生する傾向がある場合には、基材１０の搬送方向Ｘの伸縮指標を求めることが望ましく、基材１０の縦横の両方（ＸＹ方向）に伸縮が発生する場合には、搬送方向Ｘと搬送方向の垂直方向Ｙの両方の伸縮指標を求めることが望ましい。また、基材１０の斜め方向に伸縮が発生する傾向がある場合には、基材１０の露光領域の対角線方向Ｐの伸縮指標を求めることが望ましい。伸縮率（Ｃ／Ｌ）についても同様である。

次に、マスク選択装置６０は、求められた伸縮指標に基づいて、適切な縮尺のフォトマスク２０を選択する。伸縮指標は前処理によって基材１０がどれくらい伸縮したかを示す物理量であるから、この伸縮の程度に応じてフォトマスク２０を選択すれば基材が伸縮したとしても、基材１０の所定領域に配線パターンが形成されることが期待できる。

具体的には、マスク選択装置６０が基材１０の伸縮指標とフォトマスク２０の識別子を予め対応づけた対応情報（対応マップなど）を記憶しており、この対応情報を参照して算出された基材１０の伸縮指標に応じたフォトマスク２０を選択する。縮尺率が異なるフォトマスク２０にはそれぞれの識別子が付されているため、マスク選択装置６０は伸縮指標に応じた縮尺率のフォトマスク２０を選択することができる。このように、予め対応情報を記憶しておくことにより、フォトマスク２０の選択処理の負荷を低減させ、処理速度を向上させることができる。

マスク選択装置６０は、選択したフォトマスク２０の識別子を含むマスク交換命令をマスク交換装置１５０へ送出する。マスク交換装置１５０は現在セットされているフォトマスク２０の識別子と指令に係る選択されたフォトマスク２０の識別子を比較し、両者の識別子が異なる場合はフォトマスク２０の交換を実行する。他方、両者の識別子が同一である場合にはフォトマスク２０の交換を中止する。

このように、本実施形態の露光装置１００は、基材１０の伸縮に応じた最適なフォトマスク２０の選択から交換までを自動的に行うことができる。

ところで、基材１０の伸縮を計測するためには専用の測定器を設けた場合には、基材１０を測定器のある場所まで移動し、測定後に露光装置に再びセットする作業が必要となる。リールトゥリール（Ｒ−Ｒ）方式による連続製造工程用の基材１０はボビンに巻回された状態であるので搬送には多大な労力を要する。このような基材１０の搬送作業は生産効率を低下させるおそれがあるとともに基材１０に機械的な負荷を与える不都合がある。

これに対し、本実施形態のプリント配線板の製造方法及び製造装置によれば、フォトマスク２０の選択および交換が露光工程のライン又は露光装置１００において自動的に実行できるので、搬送作業が不要になり生産効率を向上させることができ、基材１０に機械的な負荷を与えるおそれもない。

本実施形態では、マスク選択装置６０が算出した基材側マーク１１間の距離Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｐや、伸縮率Ｃｘ／Ｌｘ，Ｃｙ／Ｌｙ，Ｃｐ／Ｌｐその他の伸縮指標、基材１０とフォトマスク２０との位置ずれ量などの基材１０の変位に関する物理量または選択されたフォトマスク２０の縮尺率などの識別子を、表示装置１６０に表示させる。表示装置１６０はマスク選択装置６０から取得した情報を文字又は音声により表示する。図５は、文字による表示例を示す図である。このように、伸縮指標やフォトマスク２０の情報を外部に出力することにより、オペレータが基材１０の伸縮の程度や選択されたフォトマスク２０の縮尺率などを確認しながら作業をすることができる。

最後に露光処理を行う。上述のフォトマスク２０の交換処理が完了したら、マスク選択装置６０は、その旨を露光装置１００の制御装置（不図示）に送出する。制御装置は、再度位置合わせを行い、所定の製造条件に従って照光装置１４０に光を照射させて露光処理を実行する。露光処理が行われた基材１０には、さらにエッチング処理、レジスト剥離処理、乾燥処理、端子めっき処理、ソルダレジスト印刷などの仕上げ処理、積層処理などが行われる。

一般に、基材１０が準備されてから露光処理が行われるまでの間には、めっき処理や、露光処理前の洗浄処理及び乾燥処理や、多層積層を作製するための熱真空プレス処理などが行われる。このように基材１０に熱負荷や機械的負荷を与える処理がされると、基材１０に伸縮が生じてしまう。基材１０に伸縮が生じると、フォトマスク２０に描画された配線パターンを基材１０の所定領域に転写することができなくなる。このため、スルーホールの位置とスルーホールの端子用パターンの位置がずれる場合や端子用パターンが他の配線と接して断線や短絡が発生してしまう場合がある。特に、基材１０が薄いメンブレンはフレキシブル配線板である場合には、前処理工程における熱負荷や機械的負荷の影響による伸縮率が大きいため、基材１０の伸縮による配線パターンの転写位置のずれ量も大きくなり、断線や短絡などの不良率が高くなる傾向がある。

この問題に対し、従来から行われているアライメントマークを利用した位置合わせを行うことも考えられるが、この位置合わせを行っても基材１０の重心近傍における配線パターンの位置ずれ量を相対的に小さくすることができるものの、フォトマスクの配線パターンの転写位置のずれ量は重心近傍から外縁近傍に向かって徐々に増加するため、基材１０の外縁近傍に形成される製品の不良率を低減させることはできない。

しかしながら、本発明に係る本実施形態のプリント配線板の製造方法及びプリント配線板の製造装置によれば、フォトマスク２０のマスク側マーク２１に対する基材１０の基材側マーク１１の変位に関する物理量、例えば、変位後の基材側マーク１１間の距離（図３，４のＣｘ，Ｃｙ，Ｃｐ）や伸縮率（Ｃｘ／Ｌｘ，Ｃｙ／Ｌｙ，Ｃｐ／Ｌｐ）などの伸縮指標に基づいてフォトマスク２０を選択するので、基材１０が準備されてから露光処理が行われるまでに行われる前工程の影響によって基材１０に伸縮が生じた場合であっても、フォトマスク２０の配線パターンを基材１０の所望の位置に転写することができるため、製品の断線や短絡の発生を防止することができる。その結果、材料歩留まりを向上させることができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１０００…プリント配線板の製造装置
１００…露光装置
１０１…ベースプレート，１０２…筺体，１０２ａ…暗室
１０３…搬送装置，１０４…送り出しローラ，１０５…巻き取りローラ，
１０６ａ〜１０６ｌ…ガイドローラ，１０７…駆動ローラ
１１０…基材用フレーム，基材保持機構
１２０…マスク保持機構
１２１…マスク用フレーム
１３０…位置調節装置
１３１…上下位置調節装置
１４０…照光装置
１５０…マスク交換装置
１５１…マスク収容体
１５２…マスク搬送機構
１６０…表示装置
１０…基材
１１…基材側マーク
２０，２０ａ〜２０ｄ…フォトマスク
２１…マスク側マーク
２２…配線パターン
５０…カメラ

Claims (9)

1. プリント配線板の基材の主面にフォトマスクを用いて露光処理を行うプリント配線板の製造方法であって、
   対となる第１所定位置にマスク側マークが予め設けられたフォトマスクを準備する工程と、
   前記主面に沿うＸＹ座標上の位置が前記一対の第１所定位置と共通する一対の第２所定位置に基材側マークが予め形成された基材を準備する工程と、
   前記露光処理を行うために、前記基材を前記フォトマスクに対向させたときの前記マスク側マークと基材側マークのずれ量と前記マスク側マーク間の距離とに基づいて前記基材の伸縮指標である前記基材側マーク間の距離を算出し、当該算出された前記基材側マーク間の距離に応じたフォトマスクを選択する工程と、
   前記選択されたフォトマスクを用いて露光処理を行う工程と、を有するプリント配線板の製造方法。
2. 請求項１に記載のプリント配線板の製造方法であって、
   フォトマスクを選択する工程は、前記基材側マーク間の距離を前記マスク側マーク間の距離で除して算出された、記基材の伸縮指標である伸縮率に応じてフォトマスクを選択することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載のプリント配線板の製造方法であって、
   前記フォトマスクを選択する工程は、前記基材の伸縮指標と前記フォトマスクとを予め対応づけた対応情報を参照し、前記算出された前記基材の伸縮指標に応じたフォトマスクを選択することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
4. 請求項１〜３の何れか一項に記載のプリント配線板の製造方法であって、
   前記マスク側マークは、前記基材の搬送方向に沿う一対の第１所定位置と前記基材の搬送方向に対して垂直方向に沿う一対の第１所定位置に設けられ、
   前記基材側マークも、前記基材の搬送方向に沿う一対の第２所定位置と前記基材の搬送方向に対して垂直方向に沿う一対の第２所定位置に設けられ、
   前記フォトマスクを選択する工程は、前記マスク側マークと基材側マークの前記基材の搬送方向に沿うずれ量と前記マスク側マーク間の前記基材の搬送方向に沿う距離とに基づいて算出された前記基材の搬送方向に沿う伸縮指標又は前記マスク側マークと基材側マークの前記基材の搬送方向の垂直方向に沿うずれ量と前記マスク側マーク間の前記基材の搬送方向の垂直方向に沿う距離に基づいて算出された前記基材の搬送方向の垂直方向に沿う伸縮指標に応じたフォトマスクを選択することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
5. プリント配線板の基材の主面にフォトマスクを用いて露光処理を行うプリント配線板の製造装置であって、
   対となる所定位置にマスク側マークが設けられたフォトマスクを保持するフォトマスク保持手段と、
   前記主面に沿うＸＹ座標上の位置が前記一対の第１所定位置と共通する一対の第２所定位置に基材側マークが予め形成された基材を保持する基材保持手段と、
   前記露光処理を行うために、前記基材を前記フォトマスクに対向させたときの前記マスク側マークと基材側マークのずれ量と前記マスク側マーク間の距離とに基づいて前記基材の伸縮指標である前記基材側マーク間の距離を算出し、当該基材側マーク間の距離に応じたフォトマスクを選択するフォトマスク選択手段と、
   前記選択されたフォトマスクを用いて露光処理を行う露光手段と、を有するプリント配線板の製造装置。
6. 請求項５に記載のプリント配線板の製造装置であって、
   フォトマスク選択手段は、前記基材側マーク間の距離を前記マスク側マーク間の距離で除して算出された、前記基材の伸縮指標である伸縮率に応じてフォトマスクを選択することを特徴とするプリント配線板の製造装置。
7. 請求項５又は６に記載のプリント配線板の製造装置であって、
   前記フォトマスク選択手段は、前記基材の伸縮指標と前記フォトマスクとを予め対応づけた対応情報を参照し、前記算出された前記基材の伸縮指標に応じたフォトマスクを選択することを特徴とするプリント配線板の製造装置。
8. 請求項５〜７の何れか一項に記載のプリント配線板の製造装置であって、
   前記マスク側マークが、前記基材の搬送方向に沿う一対の第１所定位置と、前記基材の搬送方向に対して垂直方向に沿う一対の第１所定位置に設けられ、
   前記基材側マークも、前記基材の搬送方向に沿う一対の第２所定位置に設けられるとともに、前記基材の搬送方向に対して垂直方向に沿う一対の第２所定位置に設けられ、
   前記フォトマスク選択手段は、前記マスク側マークと基材側マークの前記基材の搬送方向に沿うずれ量と前記マスク側マーク間の前記基材の搬送方向に沿う距離に基づいて算出された前記基材の搬送方向に沿う伸縮指標又は前記マスク側マークと基材側マークの前記基材の搬送方向の垂直方向に沿うずれ量と前記マスク側マーク間の前記基材の搬送方向の垂直方向に沿う距離に基づいて算出された前記基材の搬送方向の垂直方向に沿う伸縮指標に応じたフォトマスクを選択することを特徴とするプリント配線板の製造装置。
9. 請求項５〜８の何れか一項に記載のプリント配線板の製造装置であって、
   前記選択手段により選択されたフォトマスクが前記基材に対向するようにセットされているフォトマスクと異なる場合には、前記セットされているフォトマスクを移動させ、前記選択されたフォトマスクを前記基材に対向するようにセットするフォトマスク交換手段を、さらに備えたプリント配線板の製造装置。

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