JP2677227B2 - 印刷配線板の製造方法 - Google Patents

印刷配線板の製造方法

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JP2677227B2 JP7032168A JP3216895A JP2677227B2 JP 2677227 B2 JP2677227 B2 JP 2677227B2 JP 7032168 A JP7032168 A JP 7032168A JP 3216895 A JP3216895 A JP 3216895A JP 2677227 B2 JP2677227 B2 JP 2677227B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は印刷配線板の製造方法に
関し、特に導体パターン及び絶縁樹脂の印刷を高精度に
位置合せする印刷配線板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】位置合わせの第1の従来技術は図12に
示す様なピン合わせ技術がある。この技術は、印刷配線
板1と露光フィルム2にガイド孔13を設け、印刷配線
板1と露光フィルム2に位置合せピン23を貫通させ両
者を位置合わせし露光フィルム2を印刷配線板1に接着
させていた。即ち、印刷配線板1のガイド孔13を基準
にし各印刷パターンを位置合せしていた。
【0003】第2の従来技術として、図13に示すピン
合わせ技術(特開平4−350991号公報)があり、
これは印刷配線板1と露光フィルム2に位置合わせのガ
イド孔13を設け、露光フィルム2にスペーサ24を接
着し2枚を一組にする。位置合わせピン23を設置した
位置合わせ台25を用意する。フォトレジストを塗布し
た印刷配線板1を2枚の露光フィルム2の間に挟み、位
置合わせ台25の上に位置合わせピン23を貫通設置し
て接着する。こうして、導体パターンや絶縁樹脂パター
ンを位置合せして印刷していた。
【0004】第3の従来技術として、図14に示すよう
な凹凸はめ合わせによる位置合わせ技術(特開昭60−
103695号公報)がある。これは2枚の印刷配線板
1それぞれの対向する位置ではめ合わせる凹凸パターン
の組み合わせの銅箔パターン16−1を形成する。そし
て、一方の配線板1の銅箔パターン16−1の凹部に他
方の印刷配線板1の銅箔パターン16−1の凸部を嵌合
させて位置合わせし、2枚の印刷配線板1を接合してい
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、印刷配線板1へ
の実装部品の端子のピッチが高密度化し0.4mmピッ
チのQFP(Qaud Flat Package)が
採用される様になり、更に0.25mmピッチのTCP
(Tape Carriered Package)も
ある。今後、端子のピッチが0.2mm以下,端子間隔
が0.1mm以下の部品を印刷配線板1へ実装する必要
がある。この場合に、印刷配線板1に0.1mm以下の
幅の導体回路と0.1mm以下の導体間隔の印刷パター
ンを高精度に位置合せする技術が必要である。
【0006】しかし、第1,第2の従来技術のピン合わ
せ技術は、導体パターン露光フィルム2のパターンとガ
イド孔13の位置ずれと、ソルダレジスト露光フィルム
2のパターンとガイド孔13の位置ずれが重なり、結局
形成した導体回路とソルダレジストのパターンの位置ず
れが約0.1mm程になり、この公差では0.1mm程
度の幅の導体間隔にソルダレジストを印刷するのは困難
であった。また、第3の従来技術の凹凸はめ合わせ技術
の場合、露光フィルム2はめ合い構造を形成する場合、
露光フィルム2の露光パターンと独立に形成するため、
両方の位置ずれが0.05mm程あり、この公差では
0.1mm程度の幅の導体間隔にソルダレジストを印刷
するのは困難であった。
【0007】本発明の目的は、印刷配線板に0.1mm
以下の幅の導体回路と0.1mm以下の導体間隔の印刷
パターンを高精度に位置合わせできる印刷配線板の製造
方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明の印刷配線板
の製造方法は、露光フィルムに黒色円あるいは黒色長方
形の中に白抜き円を有する形状,黒色円あるいは黒色長
方形の中に白抜き円を設けこの円の四方に黒色線を有す
る形状または、黒色線2本を十字形に交差させた形状の
位置合わせマークを形成する工程と、この位置合わせマ
ークの中心の前記露光フィルムにガイド孔をあけはめ合
い構造を形成する工程と、このガイド孔と対応する印刷
配線板の位置に前記ガイド孔に嵌合する金属パターンを
形成する工程と、この金属パターンを残した印刷配線板
の領域に感光性樹脂を印刷する工程と、前記金属パター
ンを前記はめ合い構造に嵌合させ位置合わせして前記露
光フィルムを前記印刷配線板に接着する工程と、前記感
光性樹脂を露光,現像し樹脂パターンを形成する工程と
を含む事を特徴とする。
【0009】第2の発明の印刷配線板の製造方法は、露
光フィルムに位置合わせマークを形成する工程と、この
位置合わせマークの中心の前記露光フィルムに円形孔を
有する金属箔板を位置合わせして接着しはめ合い構造を
形成する工程と、前記円形孔と対応する印刷配線板の位
置に前記円形孔と嵌合する金属パターンを形成する工程
と、この金属パターンを残した印刷配線板の領域に感光
性樹脂を印刷する工程と、前記金属パターンを前記はめ
合い構造に嵌合させ位置合わせして前記露光フィルムを
前記印刷配線板に接着する工程と、前記感光性樹脂を露
光,現像し樹脂パターンを形成する工程とを含む事を特
徴とする。
【0010】第3の発明の印刷配線板の製造方法は、露
光フィルムに位置合わせマークを形成する工程と、この
位置合わせマークの近傍の前記露光フィルムにつき当て
板を接着する工程と、エッチングレジストを塗布した金
属薄板をつき当て板につき当て前記位置合わせマークを
前記エッチングレジストに露光転写する工程と、前記金
属箔板を前記露光フィルムから取り外しエッチングして
円形または長方形の孔を形成する工程と、この孔を有す
る金属箔板を前記つき当て板につき当て前記露光フィル
ムに接着してはめ合い構造を形成する工程と、前記孔と
対応する印刷配線板の位置に前記孔と嵌合する円形の金
属パターンを形成する工程と、この金属パターンを残し
た印刷配線板の領域に感光性樹脂を印刷する工程と、前
記金属パターンを前記はめ合い構造に嵌合させ位置合わ
せして前記露光フィルムを前記印刷配線板に接着する工
程と、前記感光性樹脂を露光,現像し樹脂パターンを形
成する工程とを含む事を特徴とする。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0012】図1は本発明の第1の実施例で用いる精密
穴あけ装置の概略の構成図、図2(a)〜(c)は図1
の露光フィルムの位置合わせマークの形状の例を示す平
面図である。本発明の第1の実施例は、図1に示す様
に、まず、露光フィルム2に位置合わせマーク3を作画
し、透過照明を有するガラス等のフィルム保持台4の上
に設置した乳半色アクリル板等の孔あけ用下板5の上に
設置する。次に、図2(a)〜(c)に示す様に位置合
わせマーク3は1mmから10mm程度の寸法の黒色円
あるいは長方形の中に直径0.1mmから0.2mm程
度の寸法の白抜き円を持つ形状にする。次に、露光フィ
ルム2を2次元カメラ6のレンズで画像を10倍に拡大
し1μmを約10μmの1画素に対応させる様に光学系
を調整する。このようにして2次元カメラ6で黒色背景
の白抜き円を1μmの精度で100から200画素の大
きさの画像として読み取る。次に、画像処理手段7が、
白抜き円の画像が2次元カメラ6の視野の中心から縦
(Y)に偏る画素数と横(X)に偏る画素数を検出す
る。このX画素数とY画素数を位置補正データとし、そ
れぞれをX位置制御手段9a,Y位置制御手段9bに送
る。両位置制御手段はパルスモータを制御し、パルスモ
ータは1パルスで1μmを送る構成のギア機構に接続
し、ギア機構はボールスクリューに接続し、ボールスク
リューでドリルヘッド10あるいはそれを保持する台を
押す。ドリルヘッド10はスライド機構11にそって移
動させ1μm精度の位置制御を行なう。ドリルヘッド1
0は、鏡12を定位置から脇に移動させた後に、露光フ
ィルム2の位置合わせマーク3の中心にドリル10−1
で直径0.4mmから1mm程度のガイド孔13をあけ
る。これがはめ合い構造である。
【0013】図3(a),(b)は本発明の第1の実施
例のガイド孔をあけた露光フィルムを印刷配線板に重ね
た状態を示す斜視図および断面図である。図3(a),
(b)に示す様に、まず、露光フィルム2のガイド孔1
3に対応する印刷配線板1の位置に、エッチング技術あ
るいはアディティブ技術によりガイド孔13の直径より
も10μmから40μm程小さい直径の円形の銅箔等の
金属箔島16を形成し、この印刷配線板1の金属箔島1
6の位置以外の部分にスクリーン印刷で感光性ソルダレ
ジスト17を塗布する。次に、印刷配線板1の金属箔島
16の金属パターンに露光フィルム2のはめ合い構造で
あるガイド孔13をかぶせ位置合わせし露光フィルム2
を印刷配線板1に接着する。この位置合わせ精度は、金
属箔島16とガイド孔13の半径の差で、5μmから2
0μmの位置合わせのくるいが出る。露光フィルム2の
伸縮も20μm程度あるので、露光フィルム2のパター
ンを感光性ソルダレジスト17に露光・現像すると40
μm程度のくるいを生じ、結局50μm以内の精度で感
光性ソルダレジスト17のパターンを印刷形成する事が
出来る。また、この技術はソルダレジストのパターンと
導体パターンとの位置合せだけでなく、一般の絶縁樹脂
を導体パターンに位置合わせして印刷する場合、導体パ
ターンの形成のための感光性樹脂、即ち、エッチングレ
ジスト,めっきレジストを金属パターンに位置合わせし
て印刷する場合にも適用出来る。
【0014】図4は本発明の第2の実施例で用いる露光
フィルムの位置合わせマークの平面図である。図4に示
す様に本発明の第2の実施例で用いる位置合わせマーク
3は、0.4mmから1mm程度の直径の黒色円あるい
は長方形の中に直径0.1mmから0.4mm程度の寸
法の白抜き円を設け、この円の四方に幅が0.1mmか
ら0.3mmで長さが0.5mmから1mm程度の黒色
線を有する形状にする。まず、この露光フィルム2に第
1の実施例で用いた精密穴あけ装置で0.4mmから1
mmのガイド孔13を形成し、その後に、ガイド孔13
から線の端までの長さを測定する。次に、X方向の両端
の線の長さの差をX位置補正データとしてX位置制御手
段9aに設定し、Y方向の両端の線の長さの差をY位置
制御手段9bに設定し両位置制御手段9a,9bがパル
スモータを駆動する位置補正データとしドリルヘッド1
0の位置を補正する。第2の実施例は、露光フィルム2
の位置合わせマーク3の中心とガイド孔13の中心のず
れを容易に確認でき、位置の補正データが容易に得られ
る利点がある。
【0015】図5は本発明の第3の実施例で用いる精密
穴あけ装置の概略の構成図、図6は図5の露光フィルム
の位置合わせマークの平面図である。まず、露光フィル
ム2に図6に示す様に幅が0.1mmから0.3mmで
長さが約10mm程度のX方向の黒色線とY方向の黒色
線2本を十字形に交差させた位置合わせマーク3を形成
する。カメラ6は露光フィルム2の位置合わせマーク3
の約1μmを約10μmの画素1つに対応させる約10
倍の光学系統とする。次に、カメラ6は図5に示す様に
カメラ6の光軸を中心とする正方形の四辺に4個の一次
元CCD素子18を配置した構造にし各一次元CCD素
子18が合わせマーク3の十字形線に直角に交わるよう
に配置する。この様にして、画像処理手段7は合わせマ
ーク3の十字形線の像が各一次元CCD素子18の画素
列を横切る位置を画素数で検出する。X方向の一次元C
CD素子18が検出した画素数と一次元CCD素子18
の中心位置の画素数との差をX位置補正データとしX補
正制御手段9aに送る。同様にY方向の一次元CCD素
子18が検出した画素数と一次元CCD素子18の中心
位置の画素数との差をY位置補正データとしY位置制御
手段9bに送る。次に、両位置制御手段9a,9bが第
1の実施例と同様の駆動機構でドリルヘッド10を移動
し位置を合わせ露光フィルム2にガイド孔13をあけ、
第1の実施例と同様に感光性ソルダレジスト17のパタ
ーンを印刷形成する。第3の実施例は、一次元CCD素
子18で露光フィルムの一部分のみを観察するため、露
光フィルム2上のピンホールやよごれの影響が少なく、
正確に位置合わせマーク3の中心位置を読み取る事が出
来、位置合わせの誤りが少ない利点がある。
【0016】図7は本発明の第4の実施例で用いる金属
箔精密位置合わせ装置の概略の構成図、図8(a)
(b)は図7の金属箔板と露光フィルムの平面図であ
る。本発明の第4の実施例は、図7に示す様に、まず、
位置合わせマーク3を作画した露光フィルム2を下から
の透過光照明を有するガラス製のフィルム保持台4の上
に設置し、その上からカメラ6で露光フィルム2を観察
する。露光フィルム2の上には銅等の金属箔板19を滑
らせる金属箔移動機構20が設置されている。次に、印
刷配線板1に直径0.3mmから0.5mmの円形の金
属箔島16を形成し、この印刷配線板1にスクリーン印
刷で感光性ソルダレジスト17をこの金属箔島16の位
置を除いた部分に塗布する。次に、図8(a),(b)
に示す様に印刷配線板1の金属箔島16の直径より10
μmから40μm程大きい内径の円形孔13−1を有し
厚さが0.04mmから0.2mm程度で外径が10m
m程度の寸法の金属箔板19を金属箔移動機構20に固
定し、金属箔移動機構20で金属箔板19を移動し露光
フィルム2の位置合わせマーク3の位置に重ねる。この
露光フィルム2の位置合わせマーク3は金属箔板19の
円の直径より10μmから100μm小さい直径の黒塗
り円形にする。次に、この位置合わせマーク3と金属箔
板19を重ね透過光で位置合わせマーク3の黒塗り円形
と金属箔板19の間の10μmから50μmの幅の円環
を観察する。このとき、カメラを図7に示す様に光軸を
中心とする放射状に4個の一次元CCD素子18を配置
し、各一次元CCD素子18の線形受光部が円環の像に
垂直に交差する様に配置する。画像処理手段7は、円環
の4方の幅を各一次元CCD素子18を横切る画素数で
検出する。X方向の2つの一次元CCD素子18が検出
した画素数の差、即ち円環の幅の差をX位置補正データ
としX位置制御手段9aに送る。同様にY方向の2つの
一次元CCD素子18が検出した円環の幅の差をY位置
補正データとしY位置制御手段9bに送る。次に、両位
置制御手段9a,9bが金属箔移動機構20を駆動し、
金属箔板19を円環の全方向の幅が均等になる位置に移
動させ、露光フィルム2に接着する。
【0017】図9は本発明の第4の実施例の金属箔島が
形成された印刷配線板と金属箔板が接着された露光フィ
ルムの位置合わせ方法を説明する断面図である。次に、
図9に示す様に、印刷配線板1に形成された金属箔島1
6の金属パターンに露光フィルム2に接着された金属箔
板19の円形孔13−1のはめ合い構造を嵌合させて印
刷配線板1と露光フィルム2を重ね接着する。その後、
露光フィルム2のパターンを感光性ソルダレジスト17
に露光して現像しソルダレジストのパターンを印刷形成
する。第4の実施例は、露光フィルムのはめ合い構造が
金属であるため、多数回の嵌合の使用に耐えられ長寿命
であることが特徴である。
【0018】図10(a)〜(f)は本発明の第5の実
施例を説明する工程順に示した断面図および平面図、図
11は本発明の第5の実施例の他の例を説明する平面図
および断面図である。本発明の第5の実施例の一例は、
まず、図1(a),(d)に示す様に、露光フィルム2
の位置合わせマーク3の近くにつき当て板21を接着す
る。エッチングレジスト22を塗布した金属箔板19を
つき当て板21につき当て、位置合わせマーク3を露光
転写する。次に、図10(b),(e)に示す様に、こ
の金属箔板19を一旦取り外しエッチングし円形孔13
−1を形成し、図10(c),(f)に示す様に、再度
付き当て板21に付き当て露光フィルム2に接着しはめ
合い構造を形成し、対応する印刷配線板1の位置の金属
箔島16と嵌合する。この後は第4の実施例と同様であ
る。
【0019】本発明の第5の実施例の他の例は図11に
示す様に、図10に示す円形孔13−1の代わりに長孔
13−2にする事も可能である。長孔13−2は露光フ
ィルム2の3箇所に設置し、対応する印刷配線板1の位
置の円形の金属箔島16を嵌合させる。また、金属箔板
19のかわりに透明基材を露光フィルム2のつき当て板
21につき当て、透明基材の露光フィルム2から遠い側
の面にめっきレジストを塗布し、露光フィルム2の位置
合わせマーク3をめっきレジストに露光転写し、透明基
材にアディティブめっきで金属箔パターン16−2を形
成しはめ合い構造にする事も出来る。あるいは、露光フ
ィルム2に直にめっきレジストを塗布し、露光フィルム
2にアディティブめっきで金属箔パターン16−2を形
成しはめ合い構造にする事も出来る。第5の実施例はカ
メラ6を用いずに金属の凹凸パターンを露光フィルム2
の位置合わせマーク3に高精度に位置合わせした露光フ
ィルム2を形成出来る利点がある。
【0020】
【発明の効果】以上説明した様に本発明は、露光フィル
ムにガイド孔をあけはめ合い構造を形成し、このガイド
孔と対応する印刷配線板の位置にガイド孔に嵌合する金
属パターンを形成してガイド孔に金属パターンを嵌合し
印刷配線板と露光フィルムを位置合わせすることによ
り、従来ソルダレジストを印刷するために75μmから
100μmの誤差が発生していたのを改善し、TCP等
の端子間に50μm以内の高精度に位置合わせを行いソ
ルダレジストを印刷することが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例で用いる精密穴あけ装置
の概略の構成図である。
【図2】(a)〜(c)は図1の露光フィルムの位置合
わせマークの形状の例を示す平面図である。
【図3】(a),(b)は本発明の第1の実施例のガイ
ド孔をあけた露光フィルムを印刷配線板に重ねた状態を
示す斜視および断面図である。
【図4】本発明の第2の実施例で用いる露光フィルムの
位置合わせマークの平面図である。
【図5】本発明の第3の実施例で用いる精密穴あけ装置
の概略の構成図である。
【図6】図5の露光フィルムの位置合わせマークの平面
図である。
【図7】本発明の第4の実施例で用いる金属箔精密位置
合わせ装置の概略の構成図である。
【図8】(a),(b)は図7の金属箔板と露光フィル
ムの平面図である。
【図9】本発明の第4の実施例の金属箔島が形成された
印刷配線板と金属箔板が接着された露光フィルムの位置
合わせ方法を説明する断面図である。
【図10】(a)〜(f)は本発明の第5の実施例の一
例を説明する工程順に示した断面図および平面図であ
る。
【図11】本発明の第5の実施例の他の例を説明する平
面図および断面図である。
【図12】第1の従来技術のピン合わせによる位置合わ
せを説明する断面図である。
【図13】第2の従来技術のピン合わせによる位置合わ
せを説明する一部断面斜視図である。
【図14】第3の従来技術の凹凸パターンの組み合わせ
による位置合わせを説明する断面図である。
【符号の説明】
1 印刷配線板 2 露光フィルム 3 位置合わせマーク 4 フィルム保持台 5 孔あけ用下板 6 カメラ 7 画像処理手段 9a X位置制御手段 9b Y位置制御手段 10 ドリルヘッド 10−1 ドリル 11 スライド機構 12 鏡 13 ガイド孔 13−1 円形孔 13−2 長孔 16 金属箔島 16−1 銅箔パターン 17 感光性ソルダレジスト 18 一次元CCD素子 19 金属箔板 20 金属箔移動機構 21 つき当て板 22 エッチングレジスト 23 位置合せピン

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 露光フィルムに位置合わせマークを形成
    する工程と、この位置合わせマークの中心の前記露光フ
    ィルムにガイド孔をあけはめ合い構造を形成する工程
    と、このガイド孔と対応する印刷配線板の位置に前記ガ
    イド孔に嵌合する金属パターンを形成する工程と、この
    金属パターンを残した印刷配線板の領域に感光性樹脂を
    印刷する工程と、前記金属パターンを前記はめ合い構造
    に嵌合させ位置合わせして前記露光フィルムを前記印刷
    配線板に接着する工程と、前記感光性樹脂を露光,現像
    し樹脂パターンを形成する工程とを含む事を特徴とする
    印刷配線板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記位置合わせマークが黒色円あるいは
    黒色長方形の中に白抜き円を有する形状である事を特徴
    とする請求項1記載の印刷配線板の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記位置合わせマークが黒色円あるいは
    黒色長方形の中に白抜き円を設け、この円の四方に黒色
    線を有する形状である事を特徴とする請求項1記載の印
    刷配線板の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記位置合わせマークが黒色線2本を十
    字形に交差させた形状である事を特徴とする請求項1記
    載の印刷配線板の製造方法。
  5. 【請求項5】 露光フィルムに位置合わせマークを形成
    する工程と、この位置合わせマークの中心の前記露光フ
    ィルムに円形孔を有する金属箔板を位置合わせして接着
    しはめ合い構造を形成する工程と、前記円形孔と対応す
    る印刷配線板の位置に前記円形孔と嵌合する金属パター
    ンを形成する工程と、この金属パターンを残した印刷配
    線板の領域に感光性樹脂を印刷する工程と、前記金属パ
    ターンを前記はめ合い構造に嵌合させ位置合わせして前
    記露光フィルムを前記印刷配線板に接着する工程と、前
    記感光性樹脂を露光,現像し樹脂パターンを形成する工
    程とを含む事を特徴とする印刷配線板の製造方法。
  6. 【請求項6】 露光フィルムに位置合わせマークを形成
    する工程と、この位置合わせマークの近傍の前記露光フ
    ィルムにつき当て板を接着する工程と、エッチングレジ
    ストを塗布した金属薄板をつき当て板につき当て前記位
    置合わせマークを前記エッチングレジストに露光転写す
    る工程と、前記金属箔板を前記露光フィルムから取り外
    しエッチングして孔を形成する工程と、この孔を有する
    金属箔板を前記つき当て板につき当て前記露光フィルム
    に接着してはめ合い構造を形成する工程と、前記孔と対
    応する印刷配線板の位置に前記孔と嵌合する金属パター
    ンを形成する工程と、この金属パターンを残した印刷配
    線板の領域に感光性樹脂を印刷する工程と、前記金属パ
    ターンを前記はめ合い構造に嵌合させ位置合わせして前
    記露光フィルムを前記印刷配線板に接着する工程と、前
    記感光性樹脂を露光,現像し樹脂パターンを形成する工
    程とを含む事を特徴とする印刷配線板の製造方法。
  7. 【請求項7】 金属箔板に形成する前記孔が円形である
    事を特徴とする請求項6記載の印刷配線板の製造方法。
  8. 【請求項8】 金属箔板に形成する前記孔が長方形で、
    この孔と嵌合する印刷配線板側の前記金属パターンが円
    形である事を特徴とする請求項6記載の印刷配線板の製
    造方法。
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