JP2015018007A - フィルムマスク修正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィルムマスクを部分的に修正できるフィルムマスク修正装置を提供する。【解決手段】フィルムマスク修正装置Ａは箱本体１を備え、該箱本体１は箱形状をなし、一面が開放された開口１０になっており、該開口１０側をフィルムマスク５に被せてフィルムマスク５との間で密閉空間１５を形成し、吸引装置２により密閉空間１５を吸引して負圧にする。シャフト３１を上下動、回転、傾動させ、擦り球３０にフィルムマスク５に対して擦り動作を行わせ、フィルムマスク５の修正を行う。【選択図】 図１

Description

この発明は、プリント配線基板などの露光処理を行う露光装置に用いられるフィルムマスクの歪みを修正するフィルムマスク修正装置に関する。

フォトレジストなどの感光材料を塗布した基板表面に所定のパターンを露光装置により感光焼き付けし、その後エッチング工程により基板上にパターンを形成するフォトリソグラフィ法が種々の分野で広く応用されており、プリント配線基板も近年露光装置を用いて製造されている。このプリント配線基板の露光装置においては、パターン原画が描かれた原版として樹脂フィルムマスクが多く用いられている。
一方、スマートフォンに代表されるデジタル端末等は、小型軽量化と高機能高性能化の要求が高まっており、これに伴い電子部品を実装するプリント配線板も多層化、薄板化が進み、配線の高密度高精度化が進んでいる。
そのため、フィルムマスクを使用した密着式露光装置においても、従来以上の位置合わせ精度が要求されるようになった。
しかしながら、フィルムマスク作成時の描画ズレ、フィルムマスク自体の伸縮、フィルムマスク装着時の歪み、密着露光繰り返しによる伸縮及び歪み、あるいは基板自体の伸縮及び歪み等が複合的に重なりあい、回路パターンの一部分が、基板の下層回路パターンと合わない問題が多く発生しており、高い位置合わせ精度の要求に応えられなくなってきている。
このような問題を解決するために、特許文献１，２に示すようにフィルムマスク外周部を引っ張ることでフィルムマスク全体を弾性変形させて位置合わせを行い、この状態で露光を行うプリント配線基板用の露光装置が既に提案され、使用されている。しかし、このようなプリント配線基板用の露光装置は、新規な露光装置とするか或いは既存の露光装置を大幅に改良する必要がある。またフィルムマスク全体を変形させる構成のため、フィルムマスクの一部分の歪みには完全には対応できない問題がある。
従来のフィルムマスクを用いた密着式露光装置の要求も依然として高く、また既存の露光装置を継続して使用したいという要求も高いのが現状である。

特許第3345178号 特許第3402681号

既存の露光装置を用いて、高精度の位置合わせを実現するためには、実際の生産現場においては、作業者がカメラのモニタ画像により基板とフィルムマスクの位置合わせ状態を記憶し、一旦フィルムマスクホルダを引き出し、ずれている部分をある程度弾力と摩擦力のある物質（樹脂等）で擦るなどを行い、フィルムマスクの一部分の歪みを修正し、補正しているのが現状である。
しかし、フィルムマスクはフィルムマスクホルダとの真空密着により大気圧が掛かかった状態でフィルムマスクとフィルムマスクホルダが強固に密着している。露光装置からフィルムマスクホルダを引き出した状態でもフィルムマスクはフィルムマスクホルダに真空密着させているため、この状態からフィルムマスクを弾性変形させて動かすためには、作業者は力を加えて繰り返し擦る作業を行わなければならず、大きな負担となっている。
本発明は、このような従来の問題点を解決することを目的とし、フィルムマスクの回路パターンと基板の回路パターンとの部分的なズレを、容易に修正、補正できるフィルムマスク修正装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のフィルムマスク修正装置は、フィルムマスクホルダに装着されたフィルムマスク上に装着され、フィルムマスクとの間に密閉空間を形成する空間形成体と、該空間形成体の密閉空間を負圧状態にする吸引装置と、前記空間形成体内において、前記フィルムマスクを変形させる加圧装置と、を有することを特徴とする。
前記吸引装置は、前記密閉空間の負圧状態を保持及び解除可能である、ように構成することが望ましい。また前記加圧装置は、フィルムマスクを任意方向に押圧しつつ擦る機構を備える、ことが望ましい。更に前記加圧装置は、前記空間形成体の外部から内部に貫通するシャフトと、該シャフトを上下動可能且つ３６０゜方向に傾動可能に保持する軸受と、前記シャフトの空間形成体の内部の先端に設けられ、フィルムマスクを擦るための擦り部と、を備えることが可能である。

上記構成のフィルムマスク修正装置によれば、空間形成体の内部の密閉空間を吸引装置により負圧状態にすることができるため、フィルムマスクを浮かせるか或いはマスクホルダとの吸着力を弱めることが出来る。そしてこの状態で加圧装置によりフィルムマスクを変形させるため、容易にフィルムマスクの一部分の歪みを修正、補正することが可能となる。その結果、擦る回数が減少し、作業者の負担が軽減され、フィルムマスクの損傷が抑えられ、更に摩擦による発塵等が低減される効果がある。

本発明の一実施形態を示す概略図。 本発明の一実施形態の動作を示す説明図。 本発明の一実施形態の動作を示す説明図。 本発明の一実施形態の動作を示す説明図。 本発明の一実施形態を用いた露光工程の説明図。 本発明の一実施形態を用いた露光工程の説明図。 本発明の一実施形態を用いた露光工程の説明図。 本発明の一実施形態を用いた露光工程の説明図。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１にフィルムマスク修正装置Ａの概略を示す。フィルムマスク修正装置Ａは箱本体１を備え、該箱本体１は箱形状をなし、一面が開放された開口１０になっており、該開口１０側をフィルムマスク５の上面に被せてフィルムマスク５との間で密閉空間１５を形成するように構成されている。開口１０の周囲の端部１１は平面度を高く加工されており、密閉空間１５の減圧によりフィルムマスク５が周囲端部１１に密着して真空漏れを防ぐ構成になっている。端部１１に何らかのシール性を持たせることも可能である。
なお、箱本体１は修正部を確認できるような透明体が良く、少なくとも一部を透明に構成するのが望ましい。

箱本体１には吸引装置２が設けられており、吸引装置２の吸引ポンプ２０により密閉空間１５を吸引して負圧にするように構成されている。吸引ポンプ２０と密閉空間１５の間にはハンドバルブ２１が設けられており、作業者がハンドバルブ２１を操作して、吸引ポンプ２０のオンオフ、密閉空間１５の負圧状態の保持、密閉空間１５の負圧状態の解除を行うことができるようになっている。

箱本体１の開口１０に対向する上面１２には加圧装置３が設けられている。加圧装置３は樹脂製の擦り球３０と、該擦り球３０を支持するシャフト３１を備えている。擦り球３０は密閉空間１５内部に位置し、シャフト３１は上面１２において箱本体１外部から密閉空間１５内部に貫通している。シャフト３１は球面軸受３２を介して貫通しており、シャフト３１は上下動可能、回転可能、且つ上面１２側から見て３６０度方向に傾動可能になっている。この構成により擦り球３０はフィルムマスク５に対して任意の圧力で接触可能で、且つ任意の方向に移動可能であり、その結果任意の方向にフィルムマスク５を擦ることが可能になっている。
シャフト３１の上端部には取手３３が設けられており、操作者は取手３３により、シャフト３１を上下動、回転、傾動させ、擦り球３０にフィルムマスク５に対して擦り動作を行わせるように構成されている。
シャフト３１には圧縮コイルばね３４が設けられており、シャフト３１は上方向に付勢されている。
擦り球３０はある程度の弾力と摩擦力のある物質で、ズレを修正する方向にフィルムマスクを擦り、位置ズレを修正することが可能な材質とする。フィルムマスク５の材質は主にポリエステル製であり、擦り球３０が金属等の硬いものだとフィルムマスクを傷つけてしまう。逆に擦り球３０が軟らか過ぎると擦る物質のみが大きく弾性変形するだけでフィルムマスク５に対して十分な押し付け力を加えることが出来ないため、フィルムマスクを擦って弾性変形させるための摩擦力が得られにくい。そのためフィルムマスクを擦る材質はウレタン等の樹脂が好ましい。
シャフト３１の箱本体１から外部に突出している部分及び球面軸受３２はシールカバー３５により覆われており、密閉空間１５の密閉性を維持するように構成されている。

次に上記実施形態のフィルムマスク修正装置Ａの使用方法を説明する。
図５に露光装置の一般的な構成を示す。
プリント配線基板などの基板８はプラテン９上に真空吸着されており、該プラテン９はＸＹθステージ９０によりＸＹθ方向に移動可能で、Ｚ軸９１により上下方向移動可能に構成されている。

プラテン９の上方に設けられたフィルムマスクホルダ６はホルダフレーム６１のガラス板６０に吸着装置６２により吸着されたフィルムマスク５が装着されており、該フィルムマスク５はホルダフレーム６１の下側に基板８に対向して設置されている。
ガラス押さえ６３はガラス板６０の押さえである。

露光に際しては、図５（Ｂ）に示すように最初にカメラ７によりマスクマーク５０と基板マーク８０の位置合わせを行い、次に図６に示すようにＺ軸９１によりプラテン９を上昇させ、フィルムマスク５と基板８を密着させ、吸引装置（図示せず）により真空密着させる。そして、図７に示すようにカメラ７によりフィルムマスク５のマスク回路パターン５１と基板回路パターン８１の合わせ状態を確認する。図７の（Ｂ）に示すようにマスク回路パターン５１と基板回路パターン８１がずれている場合には、フィルムマスク５の修正が必要と判断する。

そして、図８に示すように、フィルムマスクホルダ６を露光装置から引き出し、反転させて、フィルムマスク５を上側に位置させ、この状態でフィルムマスク修正装置Ａをフィルムマスク５上に装着する。

即ち図２に示すように、フィルムマスク５の位置ズレを修正したい箇所の上にフィルムマスク修正装置Ａを装着し、フィルムマスク５の上面との間に密閉空間１５を形成する。そしてハンドバルブ２１を開いて箱本体１内の密閉空間１５の減圧を行う。密閉空間１５を負圧状態にすることでフィルムマスク５をわずかに浮き上がらせることができる。またはガラス板６０との真空密着による吸着力を弱めることでフィルムマスクを動かしやすい状態にすることが可能である。

この状態で、図３に示すように、操作者は取手３３を押して、擦り球３０をフィルムマスク５に押し付け、取手３３によりシャフト３１を傾動させ、フィルムマスク５を任意の方向へ擦り、フィルムマスク５を弾性変形させる。この際、操作者は図３（Ｂ）に示すように、事前に確認したマスク回路パターン５１と基板回路パターン８１のズレを解消するように、フィルムマスク５を擦って弾性変形させる。
そして擦り球３０でフィルムマスク５を擦った状態(取手３３を手で押し込んだ状態)でハンドバルブ２１を閉じて、ハンドバルブ２１から圧力を抜いて、箱本体１の負圧状態を解除(大気開放)させれば、フィルムマスク５はガラス板６０に再び真空密着し、フィルムマスク５は弾性変形して修正された位置でガラス板６０に密着される。即ち位置ズレ修正によるフィルムマスクの弾性変形の状態が保持される。
次いで図４に示すように操作者が取手３３を放すと圧縮コイルばね３４のばね力により擦り球３０とシャフト３１は上方に戻る。

次いで、フィルムマスク修正装置Ａをフィルムマス５から離し、フィルムマスクホルダ６を再び露光装置に挿入し、図７に示すようにフィルムマスク５と基板８を密着させ、カメラ７によりフィルムマスク５のマスク回路パターン５１と基板回路パターン８１の合わせ状態を再確認し、フィルムマスク５に描画された回路パターン５１が意図した位置に移動し、修正が完了しているか確認する。
修正が完了していれば、露光工程に移行する。完了していなければ、再度フィルムマスクホルダ６を取り外して、フィルムマスク修正装置Ａによる再修正作業を行う。

１：箱本体、２：吸引装置、３：加圧装置、５：フィルムマスク、６：フィルムマスクホルダ、７：カメラ、８：基板、９：プラテン、１０：開口、１１：端部、１２：上面、１５：密閉空間、２０：吸引ポンプ、２１：ハンドバルブ、３０：擦り球、３１：シャフト、３２：球面軸受、３３：取手、３４：圧縮コイルばね、３５：シールカバー、５０：マスクマーク、５１：マスク回路パターン、６０：ガラス板、６１：ホルダフレーム、６２：吸着装置、６３：ガラス押さえ、８０：基板マーク、８１：基板回路パターン、９０：ＸＹθステージ、９１：Ｚ軸。

Claims (4)

1. フィルムマスクホルダに装着されたフィルムマスク上に装着され、フィルムマスクとの間に密閉空間を形成する空間形成体と、
   該空間形成体の密閉空間を負圧状態にする吸引装置と、
   前記空間形成体内において、前記フィルムマスクを変形させる加圧装置と、
   を有することを特徴とするフィルムマスク修正装置。
2. 前記吸引装置は、前記密閉空間の負圧状態を保持及び解除可能である、
   請求項１のフィルムマスク修正装置。
3. 前記加圧装置は、フィルムマスクを任意方向に押圧しつつ擦る機構を備える、
   請求項１のフィルムマスク修正装置。
4. 前記加圧装置は、
   前記空間形成体の外部から内部に貫通するシャフトと、
   該シャフトを上下動可能且つ傾動可能に保持する軸受と、
   前記シャフトの空間形成体の内部の先端に設けられ、フィルムマスクを擦るための擦り部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１のフィルムマスク修正装置。

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