JP3839030B2 - 露光及び現像方法 - Google Patents
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Description
本発明は、表裏両面側に回路パターンを備える両面回路基板を枚葉基板から製造する際の露光及び現像方法に関する。
従来、両面回路基板を枚葉基板から製造する際、例えば図７に示す工程により行っていた。図７は両面回路基板の従来における製造工程８０を示す概要図である。図７に示すように、両面回路基板の製造工程８０は、孔あけ工程８２、ラミネート工程８３、露光工程８４、現像工程８５、エッチング工程８６、ソルダーレジスト印刷工程８７及びめっき工程８８を備え、供給される枚葉基板２０に各工程における加工処理を施し基板両面に所望する銅パターンを形成する。枚葉基板２０は絶縁層の両面に銅層を備えた銅張り積層板である。各工程間には枚葉基板２０の搬入のための基板スタッカＳＴが配設される。
製造工程８０において、複数の工程を経て両面回路基板を製造するにあたり、従来は各工程への枚葉基板２０の搬入を、基板スタッカＳＴを介して行っていた。特に露光工程８４では、枚葉基板２０一枚一枚についてオペレータが手作業で行っていたため製造効率が悪かった。また、搬入作業中にオペレータが枚葉基板２０を損傷してしまったり、持ち込んだゴミにより連続不良の要因を作ってしまったりすることがあった。
連続不良とは、例えば露光工程８４において、ゴミがフォトマスクに付着した場合に、ゴミが除去されるまで連続して不良なパターンが形成されてしまうような不具合である。このように、人手を介することにより、製造効率の低下や製品品質への影響が無視できないという問題があった。そこで、枚葉基板２０の搬入を、人手を介さずロボットに行わせるようにすることが考えられるが、その場合は基板製造装置が高価となる。
一方、特開２００２−１６４６３９号公報には、枚葉基板２０の端部同士をテープ材により接合して長尺シート状の連結基板を形成し、この連結基板に対して連続的に加工処理を施すことで回路基板製造の処理効率の向上を図る方法が開示されている。
しかし、上記公報による方法では、枚葉基板２０の端部同士をテープ材により接合しているため、例えばエッチング工程８６、ソルダーレジスト印刷工程８７、めっき工程８８など、枚葉基板２０が互いに連結していない状態で処理する必要のある工程では、長尺シート状の連結基板を切り離して一枚一枚の枚葉基板２０に戻す必要があり、そのための切断装置が別途必要となる。
また、接合部がテープ材や接着剤で厚くなり、接合部及びその近傍ではドライフィルムのラミネートや、露光時における各枚葉基板２０とフォトマスクとのギャップコントロールが困難であり、このため各枚葉基板２０の端の方は使えないことになる。
両面回路基板の製造に際し、低コスト化及び効率化が要望されているが、実状は上述したとおりである。本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、品質の良い両面回路基板が低コストな装置で効率良く製造できる露光及び現像方法を提供することを目的とする。
上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、表裏両面側に回路パターンを備える両面回路基板を枚葉基板２０から製造する際の露光及び現像方法であって、供給された複数の枚葉基板２０が互いに隣り合う枚葉基板２０同士で連結するように前記枚葉基板２０の表裏各面に長尺帯状のドライフィルムレジスト１０を貼り付けることにより、複数の枚葉基板２０の連結体である長尺帯状の枚葉基板連結体ＭＲを形成し、該枚葉基板連結体ＭＲに対して露光を行った後、上記連結部分におけるドライフィルムレジストを溶解して分断可能な現像液を用いて現像を行う。
請求項２の発明は、露光された前記枚葉基板連結体ＭＲに対し該枚葉基板連結体ＭＲの表裏両面に貼り付けられたドライフィルムレジスト１０におけるキャリアフィルム１３を剥離し、該キャリアフィルム１３を剥離した枚葉基板連結体ＭＲに現像を行う。
請求項３の発明は、前記現像の後段の処理が、互いに連結していない枚葉基板２０であることを要する処理である。請求項４の発明は、前記複数の枚葉基板２０の連結体である枚葉基板連結体ＭＲを形成する前段の処理が、互いに連結していない枚葉基板２０であることを要する処理である。
本発明によると、一枚一枚が互いに連結していない複数の枚葉基板２０を、各枚葉基板２０の表裏両面にドライフィルムレジスト１０を貼り付けることにより、隣り合う枚葉基板２０同士を連結し、長尺帯状の枚葉基板連結体ＭＲとする。ドライフィルムレジスト１０は、パターンを形成するために用いる材料であるが、本発明では、各枚葉基板２０を連結するための材料としてもこれを利用する。つまり、特別な接合材料を用いることなく複数の枚葉基板２０を接合して枚葉基板連結体ＭＲとする。
枚葉基板連結体ＭＲとすることで、従来と異なり枚葉基板２０の露光工程４への搬入を一枚一枚手作業で行う必要がない。そして、連続的に露光及び現像ができるため、製造効率が向上する。また、作業中にオペレータが枚葉基板２０を損傷してしまったり、持ち込んだゴミにより連続不良の要因を作ってしまったりすることが防止できるため、製造された両面回路基板の品質の向上が期待できる。
なお、枚葉基板連結体ＭＲにおいて、熱圧着されたドライフィルムレジスト１０は一面にわたって平坦であるため、露光時におけるフォトマスクとの隙間確保に支障をもたらさず、各枚葉基板２０の端の方まで有効に使うことができる。
更に、本発明では、露光された枚葉基板連結体ＭＲに対し、表裏両面に貼り付けられたキャリアフィルム１３を剥離し、該キャリアフィルム１３を剥離した枚葉基板連結体ＭＲに現像を行う。これにより、レジスト層１２のみに挟まれた枚葉基板２０に現像液が撒布され、枚葉基板２０の繋ぎ目となっているレジスト層１２は現像液によって溶け出し、互いに連結していた枚葉基板２０は、一枚一枚が互いに連結していない元の枚葉基板２０に戻る。従って、連結した枚葉基板２０を切り離す切断装置を別途設ける必要がない。
このため、現像の後段の処理が、例えばエッチング工程６、ソルダーレジスト印刷工程７、めっき工程８、外観検査工程またはオープンショート検査工程のような、一枚一枚が互いに連結していない枚葉基板２０としての処理を必要とする場合に好適である。また、枚葉基板連結体ＭＲとするまでは、一枚一枚が互いに連結していない枚葉基板２０であるので、枚葉基板連結体ＭＲを形成する前段の処理が、孔あけ工程２などの一枚一枚が互いに連結していない枚葉基板２０としての処理を必要とする場合に好適である。特に、枚葉基板２０で処理されていた既設のラインに、枚葉基板連結体ＭＲを生成するためのラミネート装置３０と、この枚葉基板連結体ＭＲに露光を施す露光装置４０とを導入し、更に、既設の現像装置５０に露光済基板体繰出機５１を導入することで製造効率及び製品品質を良くすることができる。
本発明によると、品質の良い両面回路基板が低コストな装置で効率良く製造できる。
図１は本発明に係る露光及び現像方法を含む両面回路基板の製造工程１を示す概要図である。図１に示すように、両面回路基板の製造工程１は、孔あけ工程２、ラミネート工程３、露光工程４、現像工程５、エッチング工程６、ソルダーレジスト印刷工程７及びめっき工程８を、また必要に応じて外観検査工程やオープンショート検査工程を備え、供給される枚葉基板２０に各工程における加工処理を施し基板両面に所望する銅パターンを形成する。枚葉基板２０はポリイミド樹脂層２１の両面に銅層２２を備えた銅張り積層板である。ラミネート工程３と露光工程４との間、露光工程４と現像工程５との間を除く各工程間には、枚葉基板２０の搬入のための基板スタッカＳＴが配設されている。
各工程の処理内容を以下に示す。孔あけ工程２では、枚葉基板２０にＮＣドリル加工によりスルーホールまたはビアホールとなる貫通孔を穿設する。ラミネート工程３では、貫通孔が穿設された枚葉基板２０の表裏両面にドライフィルムレジスト１０を加熱圧着してドライフィルムレジスト膜を形成する。ラミネート工程３において、複数の枚葉基板２０から枚葉基板連結体ＭＲが形成される。これは本発明の特徴であり詳細は後述する。
露光工程４では、所望のパターンを有するフォトマスク４２を介して上記ドライフィルムレジスト膜に紫外線を照射し、パターンに対応してレジスト層１２の一部を光硬化させ、残部のドライフィルムレジスト層を未硬化状態のままとする。
現像工程５では、有機溶剤、アルカリ水溶液などの現像液を用いて、未硬化部分のドライフィルムレジスト層を溶解除去するとともに、光硬化されたドライフィルムレジスト層の部分を残す。エッチング工程６では、銅層２２のエッチングを行い、その後ドライフィルムレジスト膜を剥離する。ソルダーレジスト印刷工程７では、めっきマスク及びパターン保護のためのレジストを塗布する。めっき工程８では、錫、ニッケル、金などのめっきを施す。
図２はドライフィルムレジスト１０と枚葉基板２０を示す図、図３は本発明の特徴である枚葉基板連結体ＭＲを示す図、図４はラミネート工程３で使用するラミネート装置３０を示す正面概略図、図５は露光工程４で使用する露光装置４０を示す正面概略図、図６は現像工程５で使用する現像装置５０を示す正面概略図である。
ドライフィルムレジスト１０は、図２（Ａ）に示すように、カバーフィルム１１の上面にレジスト層１２及びキャリアフィルム１３がこの順に積層されて構成され、キャリアフィルム１３とカバーフィルム１１との間にレジスト層１２が挟まれるように形成される。キャリアフィルム１３及びカバーフィルム１１はいずれも透明であり、それぞれレジスト層１２の表裏面に剥離可能に熱圧着されている。キャリアフィルム１３の厚さは１６〜２５μｍ、カバーフィルム１１の厚さは２５〜４０μｍ、レジスト層１２の厚さは６〜５０μｍ程度である。ドライフィルムレジスト１０は、長尺帯状であり、ロール状の巻取体３７とされている。
枚葉基板２０は短尺状のフィルム基板であり、図２（Ｂ）に示すように、ポリイミド樹脂層２１の表裏両面に銅層２２が形成され、必要に応じてポリイミド樹脂層２１及び銅層２２を貫く貫通孔が穿設されている。ポリイミド樹脂層２１の厚さは２５〜４０μｍ、銅層２２の厚さは４〜１８μｍ程度である。
図４に示すように、ラミネート装置３０は、基板スタッカＳＴ、コンベヤ３１、ドライフィルムレジスト繰出機３２、カバーフィルム巻取機３３、搬送ローラ３４、熱圧着機３５及び枚葉基板連結体巻取機３６を備える。ドライフィルムレジスト繰出機３２、カバーフィルム巻取機３３、搬送ローラ３４及び熱圧着機３５は、それぞれ枚葉基板２０の表面用と裏面用とに２つずつ設けられる。
図５に示すように、露光装置４０は、表裏両面の同時露光が可能に構成され、枚葉基板連結体繰出機４１、フォトマスク４２、露光用光源４３及び露光済基板体巻取機４４を備える。フォトマスク４２及び露光用光源４３は、それぞれ枚葉基板２０の表面用と裏面用とに２つずつ設けられる。なお、露光装置４０は、表裏両面の同時露光型でなく、片面ずつ逐次露光する型のものでもよい。
図６に示すように、現像装置５０は、露光済基板体繰出機５１、キャリアフィルム巻取機５２、搬送ローラ５３、コンベヤ５４、現像スプレー５５及び基板スタッカＳＴを備える。キャリアフィルム巻取機５２、搬送ローラ５３及び現像スプレー５５はそれぞれ枚葉基板２０の表面用と裏面用とに設けられる。
次に、本発明に係る露光及び現像方法について説明する。図４のラミネート装置３０において、基板スタッカＳＴから供給された枚葉基板２０は、複数のローラを備えたコンベヤ３１によりＸ方向に搬送される。ドライフィルムレジスト繰出機３２は、装着したドライフィルムレジスト１０の巻取体３７を、時計周り方向または反時計周り方向に回動させながら、ドライフィルムレジスト１０を繰り出す。カバーフィルム巻取機３３は、反時計周り方向または時計周り方向に回動しながら、巻取体３７から繰り出されるドライフィルムレジスト１０におけるカバーフィルム１１を剥離する。
繰り出された長尺帯状のドライフィルムレジスト１０は、それぞれ熱圧着機３５により、枚葉基板２０の表裏両面に熱圧着される。その結果、供給された複数の枚葉基板２０は、図３に示すように、互いに隣り合う枚葉基板２０同士で連結するように、長尺帯状の枚葉基板連結ＭＲとされ、コンベヤ３１によりＸ方向に搬送される。枚葉基板連結体巻取機３６は、搬送された長尺帯状の枚葉基板連結体ＭＲを巻き取り、ロール状の巻取体３８に巻き上げる。
供給された枚葉基板２０へのドライフィルムレジスト１０の熱圧着が全て完了した後、オペレータは、枚葉基板連結体ＭＲの巻取体３８を枚葉基板連結体巻取機３６から取り外し、図５に示すように、露光装置４０の上流側に設けられた枚葉基板連結体繰出機４１に装着する。巻取体３８の反時計周り方向への回動により繰り出された枚葉基板連結体ＭＲは、フォトマスク４２を介して露光用光源４３から照射されることにより、ドライフィルムレジスト１０上にパターン露光が施される。ここで、キャリアフィルム１３は、枚葉基板連結体ＭＲをＸ方向へ搬送する際にレジスト層１２が破断するのを防止する耐張力部材の役割を担うと同時に、レジスト層１２の表面を保護する保護フィルムの役割をも担う。
パターン露光を終えた枚葉基板連結体ＭＲは、露光済基板体巻取機４４にロール状の巻取体４５として巻き取られる。オペレータは、巻取体４５を露光済基板体巻取機４４から取り外し、図６に示すように、現像装置５０の上流側に設けられた露光済基板体繰出機５１に装着する。巻取体４５の時計周り方向への回動により、枚葉基板連結体ＭＲはＸ方向に繰り出される。キャリアフィルム巻取機５２は、反時計周り方向または時計周り方向に回動しながら、繰り出された枚葉基板連結体ＭＲの表裏両面に熱圧着したキャリアフィルム１３を、搬送ローラ５３を介して剥離する。
枚葉基板２０はレジスト層１２のみに挟まれた状態で現像工程５をＸ方向に進み、現像スプレー５５により現像液が撒布される。このとき、枚葉基板２０の繋ぎ目となっているレジスト層１２は現像液によって溶け出す。従って、互いに連結していた枚葉基板２０は、現像中に互いに連結していない元の枚葉基板２０に戻る。現像処理を終えた枚葉基板２０は一枚一枚分離し、コンベヤ５４によりＸ方向に搬送されスタッカＳＴに入る。
このように、製造工程１によると、一枚一枚が互いに連結していない複数の枚葉基板２０を、各枚葉基板２０の表裏両面にドライフィルムレジスト１０を熱圧着することにより、隣り合う枚葉基板２０同士を連結し、長尺帯状の枚葉基板連結体ＭＲとする。ドライフィルムレジスト１０は、パターンを形成するために用いる材料であるが、製造工程１では、各枚葉基板２０を連結するための材料としてもこれを利用する。つまり、特別な接合手段を用いることなく複数の枚葉基板２０を接合して枚葉基板連結体ＭＲとする。
枚葉基板連結体ＭＲとすることで、従来と異なり枚葉基板２０の露光工程４への搬入を、一枚一枚手作業で行う必要がない。そして、連続的に露光及び現像ができるため、製造効率が向上する。また、作業中にオペレータが枚葉基板２０を損傷してしまったり、持ち込んだゴミにより連続不良の要因を作ってしまったりすることが防止できるため、製造された両面回路基板の品質の向上が期待できる。
なお、枚葉基板連結体ＭＲにおいて、熱圧着されたドライフィルムレジスト１０は一面にわたって平坦であるため、露光時におけるフォトマスク４２との隙間確保に支障をもたらさず、各枚葉基板２０の端の方まで有効に使うことができる。
枚葉基板連結体ＭＲは、ロール状の巻取体３８に巻き取られて露光工程４に搬入される。露光工程４では、この巻取体３８から枚葉基板連結体ＭＲを繰り出して露光を行う。露光後の枚葉基板連結体ＭＲについても同様にロール状の巻取体４５に巻き取られて現像工程５に搬入される。つまり、オペレータは、ラミネート工程３から露光工程４への枚葉基板連結体ＭＲの搬入、及び露光工程４から現像工程５への枚葉基板連結体ＭＲの搬入に際し、各巻取体３８，４５の着脱作業だけで済む。
更に、製造工程１によると、露光された枚葉基板連結体ＭＲに対し、表裏両面に熱圧着されたキャリアフィルム１３を剥離し、該キャリアフィルム１３を剥離した枚葉基板連結体ＭＲに現像を行う。これにより、レジスト層１２のみに挟まれた枚葉基板２０に現像液が撒布され、枚葉基板２０の繋ぎ目となっているレジスト層１２は現像液によって溶け出し、互いに連結していた枚葉基板２０は、一枚一枚が互いに連結していない元の枚葉基板２０に戻る。従って、連結した枚葉基板２０を切り離す切断装置を別途設ける必要がない。
このため、現像の後段の処理が、例えばエッチング工程６、ソルダーレジスト印刷工程７、めっき工程８、外観検査工程またはオープンショート検査工程のような、一枚一枚が互いに連結していない枚葉基板２０としての処理を必要とする処理の場合に好適である。また、枚葉基板連結体ＭＲとするまでは、一枚一枚が互いに連結していない枚葉基板２０であるので、枚葉基板連結体ＭＲを形成する前段の処理が、孔あけ工程２などの一枚一枚が互いに連結していない枚葉基板２０としての処理を必要とする処理の場合に好適である。
両面回路基板を枚葉基板２０から製造するラインでは、帯状基板対応型の露光装置４０を導入して、既設の枚葉基板対応型のラミネータが下流部に切断装置及びスタッカＳＴを備えている場合は、その切断装置及びスタッカＳＴに代えて、図４のように枚葉基板連結体巻取機３６を導入し、また、既設の枚葉基板対応型の現像装置におけるスカッタＳＴに代えて、図６のように露光済基板体繰出機５１を導入するだけで、その他の装置はそのままで対応できる。従って、両面回路基板を枚葉基板２０から製造するに際し、高価なロボットを導入したり、システムを大掛かりに改造したりすることなく低コストで生産性の向上を図ることができる。
上の実施形態において、製造工程１における各工程の順序、処理内容、ドライフィルムレジスト１０及び枚葉基板２０の材質、厚さ、数量、各装置の構成などは、本発明の主旨に沿って適宜変更できる。
１０ ドライフィルムレジスト
１３ キャリアフィルム
２０ 枚葉基板
ＭＲ 枚葉基板連結体
１３ キャリアフィルム
２０ 枚葉基板
ＭＲ 枚葉基板連結体
Claims (4)
- 表裏両面側に回路パターンを備える両面回路基板を枚葉基板から製造する際の露光及び現像方法であって、供給された複数の枚葉基板が互いに隣り合う枚葉基板同士で連結するように前記枚葉基板の表裏各面に長尺帯状のドライフィルムレジストを貼り付けることにより、複数の枚葉基板の連結体である長尺帯状の枚葉基板連結体を形成し、該枚葉基板連結体に対して露光を行った後、上記連結部分におけるドライフィルムレジストを溶解して分断可能な現像液を用いて現像を行うことを特徴とする露光及び現像方法。
- 露光された前記枚葉基板連結体に対し該枚葉基板連結体の表裏両面に貼り付けられたドライフィルムレジストにおけるキャリアフィルムを剥離し、該キャリアフィルムを剥離した枚葉基板連結体に現像を行う請求項１記載の露光及び現像方法。
- 前記現像の後段の処理が、互いに連結していない枚葉基板であることを要する処理である請求項１または請求項２記載の露光及び現像方法。
- 前記複数の枚葉基板の連結体である枚葉基板連結体を形成する前段の処理が、互いに連結していない枚葉基板であることを要する処理である請求項１から請求項３のいずれかに記載の露光及び現像方法。
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