JP4121584B2 - 両面印刷配線板露光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は図版を通して両面印刷配線板を露光する露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
公知のように、印刷配線板の露光に必要な操作は特に条導体のフォトエッチング解像のための露光段階を含む。フィルムまたは感光性レジストで被覆された印刷配線板を図版を通して所定時間、紫外線に露出し、図版によって画成されたレジストまたは感光性フィルムの対応部分を露光するための露光装置が使用される。
【０００３】
もちろんこの操作の基本点は、露光される印刷配線板に対する図版の正確な配置を得るにある事は理解されよう。
【０００４】
この型の大部分の装置は印刷配線板の一方の側面の紫外線露出を可能とするにすぎない。しかしますます使用されるようになった両側面型の印刷配線板の場合、このような露光装置はその中に印刷配線板を２回通す必要があり、支持体上の図版を印刷配線板に対して２回配置する操作が必要なので、必ずしも適当でない。
【０００５】
このような問題点を解決するため、印刷配線板の両側面を図版を通して同時的に露光する事のできる露光装置がすでに提案されている。このような装置は特に米国特許第５、３３７、１５１号および欧州特願ＥＰ第６１８，５０５号に記載されている。
【０００６】
前記の米国特許に記載の装置は、機械的定心手段によって図版の下方支持体と上方支持体とを配置し、図版の上支持体と下支持体とから成るユニットに対して前記図版を相互に連接された一対の指部によって移動させる原理に基づいている。
【０００７】
この装置は多くの問題点があるが、特に上図版が下方図版に対して正確に配置されず、また印刷配線板を移動させる際に指部の曲がる危険の故に印刷配線板を一対の連結指部によって所望のように正確に移動させる事ができない。
【０００８】
さらにこの装置は、印刷配線板の上側面に対する上方図版の配置と印刷配線板の下側面に対する下方図版の配置とを別々に実施する事ができない。しかしこのような可能性は二、三の場合に有効である。
【０００９】
前記の欧州特願に記載の装置は、印刷配線板が下方図版と上方図版とに対して２つの別個の指部によって移動させられて印刷配線板を正確に配置できるので有効な装置である。またこの特願に記載の装置においては、下方図版に対して上方図版を配置する事ができる。しかしこの装置は、上方図版を印刷配線板の上側面に対して、また下方図版を印刷配線板の下側面に対して別々に配置する事ができない。さらにこの装置は印刷配線板の配置のために使用される指部が曲がって配置誤差を生じる危険がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
これらの問題点を解決するため、本発明の目的は前記の問題点を解決する事ができ、特に必要に応じて図版の上方支持体と下方支持体を印刷配線板に対して別々に配置する事のできる両面印刷配線板の露光装置を提供するにある。
【００１１】
この目的を達成するため、本発明は、位置づけマークを備え、第１および第２図版を通して両面印刷配線板を露光する装置において、
水平面に配置された第１および第２固定支持構造と、
それぞれ前記第１および第２支持構造と協働する第１および第２図版の第１および第２支持体と、
位置づけマークを備えた前記印刷配線板を前記第１および第２図版支持体の間に配置する手段と、
前記印刷配線板と前記第１および第２支持体との間の配置誤差を検出する光学手段と、
一方の前記支持体を他方の支持体に対して、その面に対して垂直に移動させる手段と、
光源と、
前記光源から放出された光ビームを各図版支持体に向かって同時的に指向する光学手段と、
前記支持体と前記印刷配線板とから成るユニットの外部に配置されて、その面に固定された前記印刷配線板を前記支持構造に対して保持する手段と、
検出された配置誤差に対応して、前記第１支持体と前記第２支持体とを前記印刷配線板に対して独立に移動させる手段とを含む露光装置を提供する。
【００１２】
この露光装置の特殊構造の故に、印刷配線板が装置の支持構造に対して固定的に保持され、従って印刷配線板の移動手段、特に指部が固定されていてその曲げによる不正確な配置のリスクを避け、また第１支持体と第２支持体を印刷配線板に対して別個に移動させる手段が備えられているので、印刷配線板に対して上方図版と下方図版を別々に配置する事ができる事が理解されよう。
【００１３】
本発明の第１実施態様によれば、前記印刷配線板を固定状態に保持する手段は、
水平面において下方支持構造と一体を成し、前記下方支持構造を通して自由に挿通され、それぞれの末端が前記印刷配線板中の相互に整列されない対応の配置オリフィスの中に入る事のできる定心指部を形成する第１、第２および第３手段を含む。
【００１４】
この実施態様により、下方支持構造と一体を成す固定定心指部が印刷配線板を装置の支持構造に対して、従って上方図版と下方図版とに対して非常に正確に安定に配置できる事が理解されよう。
【００１５】
本発明の第２実施態様によれば、前記印刷配線板を固定状態に保持する手段が、
第１および第２締付ユニットを含み、各締付ユニットは、第１支持構造と一体を成し第１支持体を自由に通過する第１締付部材と、第２支持構造と一体を成し第２支持体を自由に通過する第２締付部材と、前記第１および第２締付部材が垂直方向に相互に対向しこれらの締付部材を相互の方向に相対的に移動させて印刷配線板を締付ける手段とを含む。
【００１６】
この実施態様において、それぞれ上方および下方支持構造と一体を成す２つの締付部材の間に印刷配線板が締付られる事が理解されよう。このようにして、露光装置の支持構造に対する印刷配線板の非常に正確で安定した配置が得られる。従って印刷配線板のこのような配置により、上方図版支持体と下方図版支持体を別々に移動手段によって配置する事ができる。
【００１７】
以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明するが本発明はこれに限定されない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この型の露光装置においては、第１段階として図版支持体に対する印刷配線板の予備的配置が伸縮自在の配置用指部によって実施される事は公知である。上方および下方の図版支持体に対するこのような印刷配線板の予備的配置が終了すると、これらの３部品の配置誤差が光学手段によって測定される。これらの位置誤差測定値から、１０ミクロン以下の配置誤差に対応しなければならない最終的配置を成すように移動モータが制御される。本発明は予備的配置に対応する誤差測定から最終的配置を生じる設定部分に関するものである。
【００１９】
配置誤差の光学検出は欧州特願第６１８，５０５号に詳細に記載されている。この設定部分に関しては、本発明の一部を成すとみなされるこの特願の説明を参照されたい。予備的誤差の光学検出システムの種々の実施態様およびその使用法については単に補充的に説明する。
【００２０】
まず図１と図２について述べれば、この露光装置の各部、特に下方図版および印刷配線板を支持するための装置の下部を示す。
【００２１】
図１は装置の固定下方支持構造１０および図版の下方支持体１２を示す。この下方支持体１２は長方形金属フレーム１４から成り、このフレーム１４上にガラス１６が固着され、このガラスの上に下方図版が載置される。
【００２２】
好ましくは、この露光装置においては下方図版支持体１２が支持構造１０の上側面に直接に載置される。図版支持体１２を移動させるため、この支持体は支持構造１０上にボールシステム１８によって載置される。この実施例において、支持はフレーム１４の４辺上に配置された４ボールによって実施される。下記においてさらに詳細に説明されるこのボールシステムは、支持構造が非常に低い摩擦で下方図版支持体全体を機械的に支持する事を可能にする。この構造の故に、下方支持体１４を移動させるために加えられる力が非常に低減され、これは移動のためのモータの出力とサイズとを低減させる事は理解されよう。
【００２３】
またこの図は下方支持体１２をそれぞれＸ方向およびＸＹ方向に移動させる装置２０と２２を概略図示している。すでに説明したように、支持構造１０と一体を成す移動テーブルは支持機能をまったく有せず、支持体を支持構造に対して移動させるためにのみ使用される。これらの２部品間の摩擦が非常に低く、またボールの存在の故に必要エネルギーが低いからである。また図１は電磁ブレーキまたはその他任意の類似の制動システム２４を図示している。これらの制動システム２４はフレーム１４全体の上に規則的に分布されて、正確な配置が実施された時にフレーム１４、従って下方図版支持体全体１２を支持構造１０に対して固定させる。支持構造と下方支持体との間の無摩擦連接の故に、また移動テーブル２０、２２を移動させるのに使用されるモータの非常に低い出力の故に、このような制動装置２４が必要とされる。
【００２４】
図１は印刷配線板を下方支持構造１０に対して固定する２つの部品を示す。これらの部品を２６と２８で表示する。
【００２５】
下方支持構造１０が水平面と垂直面とにおいて静止している事以外、装置の上部は下方支持構造１０とまったく同様の構造を有する。もちろん上方構造は水平面において静止しするが、上方図版を印刷配線板と下方図版との上に当接させるために垂直面において可動である。
【００２６】
図２は露光装置全体の断面を概略図示する。下方図版１２ａを支持するための下方支持体１２を載置される固定下方支持構造１０が図示されている。またこの図は上方支持構造３０を示し、この上方支持構造はその全体を上下させるピニオン・ラックシステムなどの機構３２によって支持されている。しかしもちろんこの支持構造３０は水平面において固定されている。上方支持体３２は下方支持体１２と類似であって上方図版３２ａを受けるためのものであって、上方図版がこの上方支持体３２上に載置される。図２はそれぞれＸ方向およびＸＹ方向移動モータ３４、３６を概略図示し、これらの移動モータは上方支持構造３０に対して移動する図版支持体３２を制御する。
【００２７】
本発明による露光装置の全体的動作を下記に説明する。
【００２８】
第１段階において、上方支持構造３０は無視され図版１２ａと３２ａが配置された状態で、露光される印刷配線板が支持体１２と３２との間に配置される。露光される印刷配線板が固定装置（図示されていない）によって保持され、印刷配線板を上方および下方の支持構造に対して水平面に固定させる。光学装置（図示されていない）によって、印刷配線板に対する下方支持体１２と上方支持体３２の予備配置誤差が測定される。印刷配線板の静止状態において、この印刷配線板と上支持体３２と下支持体１２との３部品を整列させまたは場合によっては上方支持体３２を印刷配線板の上側面と整列させまた下方支持体１２を印刷配線板の下側面と整列させるために、モータ２０、２２および３４、３６によって上方支持体３２と下方支持体１２の適当な移動を制御する。
【００２９】
図３について、固定装置、例えば装置２６の第１実施態様を説明する。この第１実施態様において、印刷配線板４０の縁４０ａを選択的に締付ける事によって固定が実施される。締付装置は本質的に、下方支持構造１０と一体を成す第１部品４２と、上方支持構造３０と一体を成す第２部品４４とから成る。これらの締付部品４２と４４はそれぞれの支持構造１０と３０に対して垂直方向に可動である。締付部品４２、４４は印刷配線板４０の両側面に当接される平坦な締付側面４６、４７を末端に備える。下方締付部品４２はロッド４９を備え、このロッドは垂直方向に並進可能であって尖端４８に終わる。休止位置において尖端４８は側面４６に対して引き込まれているが、移動システム５０によって側面４６から突出する事ができる。
【００３０】
露光装置の上方支持体と下方支持体の配置段階において、尖端４８は部品４２から突出する。印刷配線板４０を所定の位置に配置した後に、締付部品４４が下降させられると、印刷配線板４０の縁４０ａが上方締付部品４４の側面４７と尖端４８との間に配置される。このようにして印刷配線板はこの時点で尖端４８に対応する非常に限定された表面において固定される。さらに尖端４８はガラス１６の上側面と同一水準を成す面４６から突出しているので、印刷配線板は少なくともその外周部分において持ち上げられ、従ってガラスを印刷配線板に対して移動させる事ができる。もちろん印刷配線板４０を確実に締付るために、部品４２と４４の末端がそれぞれ下ガラス１６と上ガラス１６’の中に備えられたオリフィス５２と５４の中を通る。これらのオリフィス５２、５４は、支持体１４、１４’を整列のために移動させる事のできる程度に大きな直径を有する。２つの固定装置２６と２８が協働して印刷配線板４０を装置の支持構造に対して厳密に保持する事ができる。
【００３１】
図４と図５には、固定装置の第２実施態様２６’を示す。この固定装置は印刷配線板４０のオリフィス６０の中に固定指部６２を導入するにある。指部６２は、下方支持構造１０と一体を成す部品６４に対して垂直方向に可動となるように取付けられている。従って固定指部６２は垂直方向には可動であるが、水平面においては静止している。オリフィス６０の中に指部６２の末端を導入する事により、下方支持構造に対する印刷配線板４０の対応部分の固定が成される。印刷配線板全体の固定を実施するためには、印刷配線板の縁４０ａにそって、相互に整列していない３固定装置２６’を備える必要がある。
【００３２】
図５は固定指部６２の好ましい実施態様を示す。指部６２の本体から弾性ゆがみを示す膨張性部分６４が延在し、この膨張性部分６４全体が固定指部の尖端を成す。下方支持体を移動させるように印刷配線板の縁を一時的に持ち上げるためにショルダ６２ａが使用される。指部６２の内部において、ヘッド６８を備えた膨張性ロッド６６が移動できる。ヘッド６８が高い位置にある時、指部の末端部分６４が膨張させられ、従って固定オリフィス６０が完全に口径を調整されていなくても、印刷配線板のこの部分の厳密な固定が実施される。
【００３３】
図３と図４の固定手段の実施態様は同一の結果を生じる事は理解されよう。しかし図３の場合、印刷配線板の縁の近くにオリフィスを備える必要がないので、印刷配線板の使用されない区域が約８ｍｍのオーダまで縮小される。これに対して図４の実施態様においては、オリフィスの存在により、この使用されない側面区域が当然に少し大きくなる。
【００３４】
さらに付け加えれば、このような印刷配線板の固定システムの故に、下方支持体１２の移動中に印刷配線板の位置が厳密に保持される。実際に、固定指部６２と締付部品４２、４４はいずれも静止状態にあるので、曲げ力が加えられない。
【００３５】
図６について述べれば、下方支持構造１０と下方支持体１２のフレーム１４との締結装置２４の実施態様を示す。上方支持体３２を上方支持構造３０に固着するために同様の装置を使用する事ができよう。この固定システムは本質的に電磁ヘッド７０から成り、この電磁ヘッドが生かされた時に、下方支持体１２のフレーム１４の下側面と一体を成す強磁性板７２と協働する。電磁ヘッド７０を生かすと、下方支持構造１０が下方支持体１２と一体を成す。電磁ヘッド７０は弾性システム７４とボールシステム７６とを介して取付けられている。これらの締結装置は、上方支持体を下降させて２つの図版と印刷配線板４０の側面とを接触させる際に、上方支持体と下方支持体の厳密な配置を保持する事ができる。
【００３６】
前述の電磁装置は望ましい締結手段であるが、支持体を支持構造に固着するために加圧システムまたは吸引システムを使用する事もできる。
【００３７】
図７について述べれば、支持体をそれぞれ下方および上方支持構造に対して支持しまたは持ち上げる支持ボールシステム１８の実施態様を説明する。図７は上方支持体１２’のフレーム１４’を上方支持構造３０に連接するための持ち上げ装置１８を示す。このボールシステムは、トグル継手を成すようにケージ８２の中に取付けられた金属ボール８０から成る。ケージ８２はクランプ８４によって上方支持体のフレーム１４’に対して連接される。そのため、クランプの軸８６、８８が上方支持構造３０の孔９０に挿通される。走行を改良し従って摩擦を低減するために、ボール８０が支持構造３０の上側面と一体を成す走行面９２と協働する。
【００３８】
下方支持体のフレーム１４’が支持構造３０によって支持される場合、同一のボールシステムを使用するが、その軸線が逆転されて、ボール８０のケージ８２が下方支持構造１０と一体を成し、ボール８０が下方支持体１２のフレーム１４の下側面と協働する。また図版支持体のフレームの支持はエアクッション装置によって実施する事もできる。
【００３９】
図８について述べれば、各支持体を対応の支持構造に対して最終的に配置する事のできる移動装置２０、２２または３４、３６について説明する。図８は一例として、下方支持体１２をＸ方向およびＹ方向に移動させる移動装置２２を示す。上方支持構造３０についても同様の移動システムを使用する事ができる。移動システム２２は支持構造１０と一体を成すハウジング１００を有する。Ｘ移動とＹ移動についてそれぞれ支持構造１００と一体を成すモータ１０２が使用される。このモータの軸１０４はその末端にカム１０６を備え、このカムが第１テーブル１０８をＸ方向に移動させる事ができる。第２テーブル１１０が第１テーブル１０８と協働し、またこの第２テーブル１１０は、第１テーブル１０８と一体を成す第２モータ（図示されていない）と組合わされて、Ｙ方向移動を制御する。機械的伝動装置１１２、１１４によって、Ｘ方向とＹ方向の結合移動が部品１１８に対して加えられ、この部品１１８は校正された垂直孔１１８ａを画成する。フレーム１４と一体を成す垂直ピン１１６が孔１１８ａの中に自由に入るが、水平面においてはこれらの部品の間隙は非常に小さく、しかし締付は生じない。またピン１１６を第２テーブルと一体化し、垂直孔１１８ａを支持体のフレーム１４の中に設ける事もできよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】露光装置の主要部材を示す図。
【図２】印刷配線板を固定する締付装置を示す装置の部分図。
【図３】印刷配線板を指部によって固定する手段を示す詳細図。
【図４】図３の固定指部の端部を示す詳細図。
【図５】図版支持体を支持構造に対して固着するための締付装置の立面図。
【図６】図版支持体を支持構造に対して支持する支持手段の詳細図。
【図７】下方図版支持体または上方図版支持体を固定支持構造に対して移動させるモータの実施態様を示す詳細図。
【符号の説明】
１０ 下方支持構造
１２ 下方支持体
１２ａ 下方図版
３０ 上方支持構造
３２ 上方支持体
３２ａ 上方図版
１８ ボールシステム
８０ ボール
２０、２２ 移動システム
２４ 制動（締結）システム
２８ 印刷配線板固定システム
３４ Ｘ方向移動モータ
３６ ＸＹ方向移動モータ
４０ 印刷配線板
４２、４６ 締付部品
４９ ロッド
６０ オリフィス
６２ 固定指部
６４ 膨張性部分
６６ ロッド
７０ 電磁ヘッド
７２ 強磁性板
８４ 締付システム
１００ 支持構造ハウジング
１０２ モータ
１０４ モータ軸
１０６ カム
１０８ 第１テーブル
１１０ 第２テーブル
１１２、１１４ 伝動システム
１１６ ピン
１１８ａ 孔

Claims (11)

1. 位置づけマークを備え、第１図版および第２図版を通して両面印刷配線板を露光する装置において、
   水平面に配置された第１固定支持構造および第２固定支持構造と、
   それぞれ前記第１支持構造および前記第２支持構造と協働する第１図版および第２図版の第１支持体および第２支持体と、
   位置づけマークを備えた前記印刷配線板を前記第１図版支持体および前記第２図版支持体の間に配置する手段と、
   前記印刷配線板と前記第１支持体との間の配置誤差、および前記印刷配線板と前記第２支持体との間の配置誤差を各々検出する光学手段と、
   前記第１支持体および前記第２支持体のうちの一方の支持体を他方の支持体に対して、その面に対して垂直に移動させる垂直移動手段と、
   光源と、
   前記光源から放出された光ビームを各図版支持体に向かって同時的に指向する光学手段と、
   前記第１支持体および前記第２支持体と前記印刷配線板とから成るユニットの外部に配置されて、前記印刷配線板を前記第１支持構造および前記第２支持構造に対して固定して保持する手段と、
   検出された前記印刷配線板と前記第１支持体との間の配置誤差に対応して、前記第１支持体を前記印刷配線板に対して移動させるとともに、検出された前記印刷配線板と前記第２支持体との間の配置誤差に対応して、前記第２支持体を前記印刷配線板に対して前記第１支持体と独立して移動させる水平移動手段とを含む事を特徴とする露光装置。
2. 前記印刷配線板を固定して保持する手段は、
   水平面において、積層された前記第１支持構造および前記第２支持構造のうち下方の下方支持構造と一体を成し、積層された前記第１支持体および前記第２支持体のうち下方の下方支持体を通して自由に挿通され、それぞれの末端が前記印刷配線板中の相互に整列されない対応の配置オリフィスの中に入る事のできる定心指部を形成する第１手段、第２手段および第３手段を含む事を特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 各指部形成手段の末端が膨張自在である事を特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記印刷配線板を固定して保持する手段が、
   第１締付ユニットおよび第２締付ユニットを含み、各締付ユニットは、
   第１支持構造と一体を成し第１支持体を自由に通過する第１締付部材と、
   第２支持構造と一体を成し第２支持体を自由に通過するとともに前記第１締付部材と垂直方向に相互に対向する第２締付部材と、これらの締付部材を相互の方向に相対的に移動させて印刷配線板を締付ける手段とを含む事を特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 各締付部材が平坦な締付面を画成する端部を有し、締付ユニットの積層された前記第１締付部材および前記第２締付部材のうちの下方の下方締付部材は、この部材中において垂直に滑動し前記締付面に突出する尖端を有するロッドと、前記締付部材に対する前記尖端の移動を制御する手段とを含む事を特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記第１支持体と前記第２支持体を移動させる水平移動手段は、前記第１支持体を前記第１支持構造に対して移動させるように前記第１支持構造と一体を成す２つの駆動手段と、前記第２支持体を前記第２支持構造に対して移動させるように前記第２支持構造と一体を成す２つの駆動手段とを含む事を特徴とする請求項１、４および５のいずれかに記載の装置。
7. 前記第１支持体と前記第２支持体を移動させる水平移動手段はさらに、積層された前記第１支持体および前記第２支持体のうち下方の下方支持体を、積層された前記第１支持構造および前記第２支持構造のうち下方の下方支持構造に対して無摩擦的に支持する支持手段と、積層された前記第１支持体および前記第２支持体のうち上方の上方支持体を積層された前記第１支持構造および前記第２支持構造のうち上方の上方支持構造に対して無摩擦的に持ち上げる持ち上げ手段とを含む事を特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記第１支持体と前記第２支持体を移動させる水平移動手段はさらに、水平面において下方支持体を下方支持構造に対して、また上方支持体を上方支持構造に対して独立に固着する制御可能手段を含む事を特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記第１図版支持体および前記第２図版支持体はガラスおよび金属フレームを含み、また前記支持手段は下方支持構造と前記フレームとの間に介在させられた複数のボールを含み、また前記持ち上げ手段は上方支持構造と上方支持体のフレームと一体を成すクランプとの間に介在させられた複数のボールを含む事を特徴とする請求項８に記載の装置。
10. 前記制御可能手段が前記フレームと一体を成す強磁性素子と協働するように第１支持構造または第２支持構造と一体を成す電磁制動手段を含む事を特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 各前記水平移動手段は、モータ軸を有するモータと、
    モータ軸の末端に連結されたカムと、
    前記第１支持体または前記第２支持体のオリフィスの内部に摺動自在であって、前記カムと確実に協動するピンと、を含むことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載の装置。

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