JP4942188B2 - Substrate clamping mechanism and drawing system - Google Patents
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Description
本発明は、ステージに自動または手動で載置された矩形の基板をステージに保持固定する基板クランプ機構、及びこの基板クランプ機構を用いた描画システムに関する。 The present invention relates to a substrate clamping mechanism for holding and fixing a rectangular substrate placed on a stage automatically or manually on a stage, and a drawing system using the substrate clamping mechanism.
基板(例えば、プリント配線基板用の材料基板)をステージに載置して保持固定し、このステージを移動させながら基板の露光面に光ビームを照射し、基板に配線パターンを形成する露光システム(描画システム)が知られている。 An exposure system (for example, a material substrate for a printed wiring board) is placed on a stage and is held and fixed, and an exposure surface of the board is irradiated with a light beam while moving the stage to form a wiring pattern on the board ( Drawing system) is known.
このような露光システムは、基板をエアで吸着保持するオートキャリアハンドを用いて自動で基板をステージに載置する自動モードと、手動で基板をステージに載置する手動モードとのいずれかで動作させることができる。手動モードでは、ステージに位置決めバーを取り付け、この位置決めバーに基板の周縁を突き当てて基板を位置決めしている。 Such an exposure system operates in either an automatic mode in which the substrate is automatically placed on the stage using an auto carrier hand that sucks and holds the substrate with air, or a manual mode in which the substrate is manually placed on the stage. Can be made. In the manual mode, a positioning bar is attached to the stage, and the substrate is positioned by abutting the peripheral edge of the substrate against the positioning bar.
載置された基板をステージに保持固定するときには、ステージ表面に形成された微小な多数の孔からエアを吸引して吸着保持している。また、基板に反りや歪みがある場合に対処するために、基板の各辺をクランプバーでクランプする技術(例えば、特許文献1、2参照)が知られており、この基板クランプ機構と吸着機構とを併用する技術も知られている。
しかしながら、基板クランプ機構を備えた露光システムにおいては、位置決めバーを取り付ける位置にクランプバーが位置して干渉することから、自動モードから手動モードに切り替える度にクランプバーを取り外して位置決めバーを取り付ける作業が必要になり、この作業に手間及び時間がかかるという問題があった。また、基板の種類に応じて異なる位置決めバーを使用する必要がありコストが上昇するという問題があった。 However, in an exposure system equipped with a substrate clamp mechanism, the clamp bar is located at the position where the positioning bar is attached and interferes. Therefore, every time switching from the automatic mode to the manual mode, the operation of removing the clamp bar and attaching the positioning bar is difficult. There is a problem that this work is necessary and takes time and labor. In addition, it is necessary to use different positioning bars depending on the type of the substrate, which increases the cost.
特許文献2記載の基板クランプ機構は、位置決めバーに相当する位置決めパッドと、軸回りに回転して基板をクランプするクランプ爪とを有し、これらが別々に配置される構成になっており、クランプ爪を取り外す作業は必要ないものの、クランプ爪のクランプ力が弱いという問題、ステージ上にクランプ爪の回転軸及び駆動源などを配置していることから塵埃が発生しやすいという問題、ステージサイズが大きくなるという問題、さらに、部品点数が増加して製造コストが上昇する問題などが生じる。 The substrate clamping mechanism described in Patent Document 2 has a positioning pad corresponding to a positioning bar and a clamping claw that rotates around an axis to clamp the substrate, and these are arranged separately. Although there is no need to remove the claw, there is a problem that the clamping force of the clamping claw is weak, a problem that dust is likely to be generated because the rotation axis and drive source of the clamping claw are arranged on the stage, and the stage size is large In addition, there are problems that the number of parts increases and the manufacturing cost increases.
本発明は、製造コストを抑えた使い勝手が良い基板クランプ機構、及びこの基板クランプ機構を用いた描画システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a substrate clamping mechanism that is easy to use with reduced manufacturing costs, and a drawing system using the substrate clamping mechanism.
本発明は、矩形の基板をステージに自動で載置する自動モードと手動で載置する手動モードとのいずれかの動作モードで動作し、載置された前記基板を前記ステージに保持固定する基板クランプ機構に関し、前記基板の周縁部を前記ステージに押えて前記ステージとの間で前記基板を挟持するクランプ部材と、前記クランプ部材を前記ステージに押し付けて前記基板を挟持する閉位置、及び前記ステージから離間して前記基板の挟持を解除する開位置の間で移動させるクランプ部材開閉部と、手動モード時に前記クランプ部材開閉部を制御して前記クランプ部材を前記閉位置に移動させる制御部と、前記クランプ部材の側部に設けられ、手動モード時に前記基板を前記ステージ上で位置決めするために前記基板の周縁が突き当てられる位置決め部と、を備えることを特徴とする。 The present invention operates in one of an operation mode of an automatic mode in which a rectangular substrate is automatically placed on a stage and a manual mode in which the substrate is manually placed, and the substrate that holds and fixes the placed substrate on the stage A clamping mechanism, a clamp member that presses a peripheral edge of the substrate against the stage and clamps the substrate between the stage, a closed position that presses the clamp member against the stage and clamps the substrate, and the stage A clamp member opening / closing part that moves between an open position that is spaced apart from the substrate and releases the substrate; and a control part that controls the clamp member opening / closing part to move the clamp member to the closed position in a manual mode; Positioning provided on the side of the clamp member, where a peripheral edge of the substrate is abutted to position the substrate on the stage in the manual mode. Characterized in that it comprises a part, a.
前記クランプ部材に、基板位置決め用の目盛りを設けることが好ましい。また、前記クランプ部材を前記ステージ表面に略平行にスライド移動させるクランプ部材移動部を備え、前記制御部は、手動モード時に、予め入力された基板サイズ情報に基づいて、前記クランプ部材移動部の駆動を制御して前記クランプ部材を前記ステージ上で位置決めすることが好ましい。例えば、基板の中心とステージの中心を一致させて基板を載置する場合には、基板サイズが分かればクランプ部材を位置決めする位置(言い換えると、クランプ部材の移動量)を算出することができる。 It is preferable to provide a scale for positioning the substrate on the clamp member. In addition, a clamp member moving unit that slides the clamp member substantially parallel to the surface of the stage is provided, and the control unit drives the clamp member moving unit based on substrate size information input in advance in the manual mode. It is preferable to position the clamp member on the stage by controlling. For example, when the substrate is placed with the center of the substrate being coincident with the center of the stage, if the substrate size is known, the position for positioning the clamp member (in other words, the amount of movement of the clamp member) can be calculated.
本発明の描画システムは、上記の基板クランプ機構によって前記基板が保持固定された前記ステージを所定経路で移動させるステージ移動部と、前記所定経路上に設けられ、移動する前記基板に対して、画像データに基づき順次に描画を行う描画部と、前記所定経路上に設けられ、前記基板に形成されたアライメントマークを撮像する撮像部と、前記撮像部による撮影領域の中央部を前記アライメントマークが通過するように、前記基板の前記ステージに対する適正載置位置を決定する適正載置位置決定部とを備え、前記制御部は、手動モード時に、予め入力された基板サイズ情報に加え、決定された適正載置位置情報に基づいて、前記クランプ部材を前記ステージ上で位置決めすることを特徴とする。前記撮像部は、決定された適正載置位置情報に基づいて撮影タイミングを調整することが好ましい。 The drawing system of the present invention includes a stage moving unit that moves the stage, on which the substrate is held and fixed by the substrate clamping mechanism, along a predetermined path, and an image with respect to the moving substrate that is provided on the predetermined path and moves. A drawing unit that sequentially draws data based on data, an imaging unit that is provided on the predetermined path and that images an alignment mark formed on the substrate, and the alignment mark passes through a central portion of an imaging region by the imaging unit And an appropriate placement position determination unit that determines an appropriate placement position of the substrate with respect to the stage, and the control unit is configured to determine the appropriateness in addition to the substrate size information input in advance in the manual mode. The clamp member is positioned on the stage based on mounting position information. The imaging unit preferably adjusts the imaging timing based on the determined proper placement position information.
本発明の基板クランプ機構によれば、自動モードから手動モードに切り替えるときにクランプ部材を取り外す作業が必要なくなり、手間を省いて作業時間を短縮することができる。また、クランプ部材の側部に位置決め部を設けるため、基板クランプ機構の部品点数を少なくすることができ、製造コストを抑えることができる。 According to the substrate clamp mechanism of the present invention, it is not necessary to remove the clamp member when switching from the automatic mode to the manual mode, and it is possible to save labor and shorten the work time. Further, since the positioning portion is provided on the side portion of the clamp member, the number of parts of the board clamp mechanism can be reduced, and the manufacturing cost can be suppressed.
本発明の描画システムによれば、基板のアライメントマークが撮像部の撮影領域の中心を通過するように基板をステージ上に載置することができる。アライメントマークを正確に読み取ることが可能になり、露光処理を高精度に行うことができる。 According to the drawing system of the present invention, the substrate can be placed on the stage so that the alignment mark of the substrate passes through the center of the imaging region of the imaging unit. The alignment mark can be read accurately, and the exposure process can be performed with high accuracy.
図1において、露光システム(描画システム)10は、デジタル露光装置11と、基板搬送装置12とから構成される。デジタル露光装置11は、基板13をステージ14に保持固定し、このステージ14を移動させながら基板13に光ビームを照射して基板13に配線パターンを形成するものである。基板搬送装置12は、図示しない前処理工程から搬入された基板13をステージ14に搬入(載置)し、また、ステージ14から基板13を搬出するものである。以下では、ステージ14が移動する方向をY方向と定め、このY方向に対して水平面で直交する方向をX方向と定め、Y方向に鉛直面で直交する方向をZ方向と定め、さらにZ軸を中心とする回転方向をθ方向と定める。
In FIG. 1, an exposure system (drawing system) 10 includes a
露光システム10は、基板13を基板搬送装置12によって自動でステージ14に載置する自動モードと、基板13を手動でステージ14に載置する手動モードとのいずれかの動作モードで動作させることができる。この動作モードの切り替えは、操作装置70(図5参照)を操作して行うことができる。
The
基板搬送装置12は、搬入部15と、排出部16と、オートキャリアハンド(以下、ACハンド)17とを有する。ACハンド17が基板搬送部を構成している。搬入部15には、前処理工程から搬入された基板13が位置決めして載置される。ACハンド17の下面には、エアを吸引することにより基板13を吸着保持する吸着部7を有する吸着機構(吸着手段)と、基板13を下方に向けて押し付ける上下移動自在な押付部材8を有する押付機構とが設けられており、ACハンド17はX方向及びZ方向に移動する。ACハンド17は、搬入部15に載置された未露光の基板13を吸着機構により吸着保持し、この吸着保持した基板13をステージ14に位置決め載置する。また、ACハンド17は、ステージ14上の露光済みの基板13を吸着機構により吸着保持し、この吸着保持した基板13を排出部16に位置決めして載置する。搬入部15及び排出部16には例えばコンベア機構を用いる。
The substrate transfer device 12 includes a carry-in
デジタル露光装置11は、基板13が固定される平板状のステージ14を備えている。基板13は、プリント基板やフラットパネルディスプレイ用ガラス基板であり、表面に感光材料が塗布または貼着されている。4本の脚部18に支持された平板状の基体19の上面には、その長手方向(Y方向)に沿って2本のガイドレール20が互いに平行となるように延設されている。
The
基台9は、ガイドレール20によってY方向に往復移動自在に支持されており、モータ等により構成されたステージ駆動部(ステージ移動部)21(図5参照)によって駆動される。ステージ14は、この基台9に支持されている。
The
基体19上のY方向に関する中央部には、ガイドレール20を跨ぐように門型のゲート22が立設されており、このゲート22には、露光部(描画部)23が取り付けられている。露光部23は、計16個の露光ヘッド24からなり、ステージ14の移動経路上に固定配置されている。
A gate-
露光部23には、光源ユニット25から引き出された光ファイバ26と、画像処理ユニット27から引き出された信号ケーブル28とがそれぞれ接続されている。各露光ヘッド24は、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を有し、画像処理ユニット27から入力される画像データに基づいてDMDを制御して光源ユニット25からの光ビームを変調し、この光ビームを基板13に照射して露光を行う。
An
基体19上にはさらに、ゲート22に対してY方向の奥側に、ガイドレール20を跨ぐようにしてゲート29が設けられている。ゲート29には4個のCCDカメラ(撮像部)30が取り付けられている。これらのCCDカメラ30は、ステージ14の移動経路上に固定配置されており、1回の発光時間が極めて短いストロボを内蔵している。これらのCCDカメラ30は基板13上に設けられた図示しないアライメントマーク(基板位置検出用マーク)を読み取るものであり、読み取ったアライメントマークの実際位置と、予め設定されているアライメントマークの適正位置とを比較してそのずれ量(X,Y,θ方向のずれ量)を検出するためのものである。アライメントマークの位置ずれ量を検出することはアライメントマーク計測と称されている。アライメントマークの位置ずれ量の情報は、露光画像データの補正に用いられる。なお、CCDカメラ30は、アライメントマークに応じた数を設けることが一般的である。
A
図2において、ステージ14には、基板13をクランプするための基板クランプ機構40が設けられている。基板クランプ機構40は、基板13のX方向における両端部を上方からクランプする一対のクランプバー41A,41Bと、基板13のY方向における両端部を上方からクランプする一対のクランプバー41C,41Dと、これらのクランプバー41A〜41Dをそれぞれスライド移動させる移動ユニット(クランプ部材開閉部及びクランプ部材移動部)42A〜42Dとを有している。クランプバー41A〜41Dはそれぞれステージ14の上方に配置されており、移動ユニット42A〜42Dはステージ14の下方に配置されている。
In FIG. 2, the
クランプバー41A,41Bは、Y方向に長尺であってX方向で対向しており、クランプバー41C,41Dは、X方向に長尺であってY方向で対向している。クランプバー41A,41Bは、クランプバー41C,41Dよりも長さが短くなっており、サイズの小さい基板をクランプするときであっても、互いに干渉しないように構成されている。 The clamp bars 41A and 41B are long in the Y direction and face in the X direction, and the clamp bars 41C and 41D are long in the X direction and face in the Y direction. The clamp bars 41A and 41B are shorter in length than the clamp bars 41C and 41D, and are configured not to interfere with each other even when clamping a small-sized substrate.
クランプバー41Aは、金属製(例えばアルミニウム)のクランプホルダ43と、クランプホルダ43の下面の内側領域(ステージ14の中心側領域)に固定され、基板13の表面に接触する樹脂製のクランプブレード44と、クランプホルダ43の下面の外側領域(ステージ14の外側領域)に設けられた2本の支持柱45とからなる。ステージ14には、上下に貫通し、端部から中央に向かうようにしてY方向またはX方向に延ばされた挿通孔47が各辺に所定間隔で2つずつ(計8つ)形成されており、クランプバー41Aの2本の支持柱45は、対応する2つの挿通孔47に挿通される。クランプブレード44の側面(内側の面)は、手動モードにおいて、基板13の端縁が突き当てられる位置決め面(位置決め部)44aとして使用される。この位置決め面44aは、ステージ14の表面に垂直な平坦な面である。クランプバー41B,41C,41Dは、クランプバー41Aと同様の構成である。ただし、クランプバー41Bの上面には、基板位置決め用の目盛り48が設けられており、この目盛り48は、ステージ14のX方向における中心を基準にして刻まれている。
The clamp bar 41 </ b> A is made of a metal (for example, aluminum)
移動ユニット42Aは、2本の支持柱45を支持する支持板50と、この支持板50をZ方向にスライド移動させるエアシリンダ51とを有する。エアシリンダ51のピストンロッド52の先端は、支持板50の下面に固定されている。エアシリンダ51は、システム制御部53(図5参照)によって駆動が制御されており、システム制御部53からの駆動信号に基づいてピストンロッド52を下降及び上昇させる。ピストンロッド52の可動範囲は制限されており、下降したときも上昇したときも所定位置で停止する。
The moving
ピストンロッド52が下降したときには、ピストンロッド52と共にクランプバー41Aが下降し、クランプバー41Aがステージ14に押し付けられる。ここで、ステージ14に基板13が載置されている場合には、基板13がクランプバー41Aによってクランプされる。一方、ピストンロッド52が上昇したときには、ピストンロッド52と共にクランプバー41Aが上昇し、クランプバーがステージ14からZ方向に離れる。クランプバー41Aがステージ14から離れる距離は基板13の厚みよりも大きくなっている。クランプバー41Aがステージ14に押し付けられるときのクランプバー41Aの状態を閉状態(閉位置)と称し、ステージ14から離れるときのクランプバー41Aの状態を開状態(開位置)と称する。
When the
移動ユニット42Aは、さらに、X方向に並べられた駆動プーリ54及び従動プーリ55と、これらのプーリ54,55に掛け渡されたタイミングベルト56と、駆動プーリ54を回転させるベルト駆動モータ57とを有する。ベルト駆動モータ57は正転及び逆転が可能であってシステム制御部53によって駆動が制御される。タイミングベルト56には取付部58を介してエアシリンダ51が取り付けられており、タイミングベルト56が駆動すると、エアシリンダ51及び支持板50がX方向に移動し、これによりクランプバー41AがX方向に移動する。クランプバー41Aは、支持柱45を挿通孔47に沿わせながらスライド移動し、支持柱45が挿通孔47の外側の端部に位置する退避位置と、支持柱45が挿通孔47の内側の端部に位置する中央位置との間で移動する。なお、クランプバー41Aが基板13の周縁部をクランプするときのクランプバー41Aの位置(退避位置と中央位置との間におけるいずれかの位置)をクランプ位置と称する。
The moving
移動ユニット42B,42C,42Dは、移動ユニット42Aと同様の構成である。ただし、移動ユニット42Bは、クランプバー41BをZ方向及びX方向で移動させ、移動ユニット42Cは、クランプバー41CをZ方向及びY方向で移動させ、移動ユニットD42は、クランプバー41DをZ方向及びY方向で移動させる。
The moving
図2及び図3において、移動ユニット42Aの支持板50には、基板13の有無を検出するための反射型のフォトセンサ(基板端縁センサ)59が設けられている。フォトセンサ59は、支持板50に取り付けられており、挿通孔47に対応する位置、すなわち、上から見てフォトセンサ59が挿通孔47から露呈する位置に設けられている。フォトセンサ59は、上に向けて検査光を発する投光部と、基板13の裏面に反射した検査光を受光する受光部とを有し、受光部が検査光を受光した場合には基板有り信号を出力し、受光部が検査光を受光しなかった場合には基板無し信号を出力する。
2 and 3, the
フォトセンサ59の上方にはクランプバー41Aのクランプブレード44が位置するが、フォトセンサ59からの検査光がクランプブレード44に反射してフォトセンサ59に向かって戻ることを防ぐために、クランプブレード44の挿通孔47に対応する部位には傾斜面60が形成されている。各移動ユニット42B,42C,42Dの支持板50にも、移動ユニット42Aと同様のフォトセンサ59が設けられている。
The
図4において、ステージ14の裏面には、ステージ14を補強するための金属製の補強部材61が設けられている。補強部材61は、ロ字形状の中央部62と、この中央部62の角部から放射状に延びる4本の腕部63とからなる。中央部62及び4本の腕部63は、挿通孔47を避けるようにして設けられており、ステージ14下に設けられた移動ユニット42A〜42Dが干渉することはない。この補強部材61によりステージ14の平面性が高く保たれ、基板13への露光処理を高精度に行うことができる。
In FIG. 4, a
露光システム10の電気的構成を示す図5において、露光システム10には、デジタル露光装置11及び基板搬送装置12の各部にそれぞれ電気的に接続されるシステム制御部53が設けられており、このシステム制御部53が各部を統括的に制御している。システム制御部53は、自動モード時には、ACハンド17を制御して基板13のステージ14への搬入動作及び排出動作を行わせる。また、システム制御部53は、ステージ駆動部21を制御してステージ14の移動を行わせながら、CCDカメラ30を駆動してアライメントマークの撮影を行うとともに、光源ユニット25及び画像処理ユニット27を制御して露光ヘッド24に露光処理を行わせる。操作装置70は、表示部と入力部とを有し、露光システム10の動作モードを切り替えるときや、露光処理する基板13の外形サイズを入力するときなどに操作される。
In FIG. 5 showing the electrical configuration of the
基板載置位置決定部71は、ステージ移動時に基板13のアライメントマークがCCDカメラ30の撮影領域の中央を通過するように、ステージ14に対する基板13の載置位置(この載置位置を適正載置位置と称する)を決定するものである。ステージ14上での基板13の適正載置位置を決定することは、言い換えると、ステージ14上でのアライメントマークの適正位置を決定することである。なお、Y方向においてはCCDカメラ30の撮影タイミングを調整することによりアライメントマークを撮影領域の中央に位置させることができるため、Y方向における適正載置位置はステージ14上のいずれの位置に設定してもよく、本実施形態ではY方向における適正載置位置は基板13の中心とステージ14の中心が一致する位置に設定している。
The substrate placement
基板載置位置決定部71では、基板13への露光動作を行う前に行われる準備動作によって得た情報に基づいて、X方向における基板の適正載置位置(アライメントマークの適正位置)を算出している。この準備動作では、X方向において基板13をステージ14の適当な位置に載置(なお、Y方向においては基板13の中心とステージ14の中心を一致させて載置)した上でCCDカメラ30によってアライメントマークを撮影して、X方向における撮影領域の中心位置とアライメントマークの位置とのずれ量を算出し、このずれ量に基づいてX方向における基板の適正載置位置を算出している。準備動作では、複数枚(例えば5枚)の基板に対してこの処理を行うことで、適正な載置位置をより正確に求めることができる。なお、この準備動作では、CCDカメラ30の撮影タイミングも決定している。算出された基板の適正載置位置情報、及び撮影タイミング情報は、システム制御部53に送られてシステム制御部53に記憶される。
The substrate placement
移動制御部(制御部)72は、システム制御部53の指示に基づいて、移動ユニット42A〜42Dの駆動をそれぞれ制御している。移動制御部72は露光システム10の動作モードに応じて異なる動作を行う。
The movement control unit (control unit) 72 controls driving of the movement units 42 </ b> A to 42 </ b> D based on instructions from the
まず、移動制御部72の自動モード時の動作について説明する。移動制御部72は、移動ユニット42A〜42Dのフォトセンサ59からの信号(基板有り信号または基板無し信号)を監視しており、この信号に基づいて移動ユニット42A〜42Dのエアシリンダ51及びベルト駆動モータ57の駆動を制御して、クランプバー41A〜41Dにクランプ動作を行わせる。
First, the operation of the
移動制御部72では、操作装置70から入力された基板サイズ情報、及び準備動作によって算出された基板の適正載置位置情報に基づいて、ステージ14上の領域のうち基板13が載置されている領域を推測し、この推測した領域に基づいてクランプバー41Aの移動速度を高速/低速の間で切り替えている。具体的には、ステージ14上において、基板13の周縁から距離L1(例えば40mm)離れた位置(図3参照)よりも外側では高速移動に設定し、その位置よりも内側では低速移動に設定している。これにより、低速移動時に基板13の検出が行われるため、基板13を確実に検出することができる。なお、基板13の周縁から距離L1離れた位置を減速位置(切替点)と称する。クランプバー41Aは、基板13を検出した位置から内側に所定距離(例えば5mm)入り込んだクランプ位置に停止し、このクランプ位置でクランプを行う。このクランプ位置は、クランプバー41Aの支持柱45が基板13の端縁に当接しない位置になっている。
In the
移動制御部72は、クランプバー41Aが高速移動しているときに基板13が検出された場合には、入力された基板サイズよりも実際の基板サイズが大きいと判断して、クランプバー41Aの移動を即停止するとともにシステム制御部53に異常信号を出力する。システム制御部53は異常信号を受けて、操作装置70の表示部に、基板サイズが大きい旨のエラーを表示する。なお、エラー表示の替わりに、警告音を発してもよい。
When the
また、移動制御部72は、クランプバー41Aが低速移動し、基板13が検出されずに低速移動が所定時間継続された場合には、入力された基板サイズよりも実際の基板サイズが小さい、または、基板が載置されていないと判断して、クランプバー41Aの移動を即停止するとともにシステム制御部53に異常信号を出力する。システム制御部53は異常信号を受けて、操作装置70の表示部に、基板サイズが小さい、または、基板が載置されていない旨のエラーを表示する。移動制御部72は、移動ユニット42B,42C,42Dについても、移動ユニット42Aと同様の制御を行う。
Further, the
次に、移動制御部72の手動モード時の動作について説明する。移動制御部72では、操作装置70から入力された基板サイズ情報、及び準備動作によって算出された基板の適正位置情報に基づいて、ステージ14上での基板の外形位置を割り出して、この外形位置にクランプバー41A,41Cの各位置決め面44aが位置するように移動ユニット42A,42Cの駆動を制御する。手動モードにおいては、クランプバー41B及びクランプバー41Dは移動させずに退避位置にある。また、移動制御部72は、クランプバー41A及びクランプバー41Cをステージ14上で位置決めした後に、これらを閉状態にする。
Next, the operation of the
以下、上記構成による作用について説明する。操作装置70が操作されて基板サイズが入力されると、この基板サイズ情報がシステム制御部53に記憶される。また、基板13への露光動作を行う前に準備動作が行われて、ステージ14に対する基板の適正載置位置が算出され、この基板の適正載置位置情報がシステム制御部53に記憶される。また、操作装置70を操作して、露光システム10の動作モードを、自動モードと手動モードとのいずれかに設定する。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described. When the
まず、露光システム10を自動モードに設定した場合について説明する。準備動作の終了後、ACハンド17が搬入部15に位置決め載置された未露光の基板13を吸着機構の吸着部7で保持し、この基板13を適正載置位置情報に基づいてステージ14上に位置決め載置してから、吸着部7による吸着を解除するとともに押付機構の押付部材8によって基板13をステージ14に押し付ける。基板13がステージ14に押し付けられた状態で載置されると、システム制御部53からクランプ開始信号が発され、移動制御部72が移動ユニット42A〜42Dの駆動を制御してクランプ動作が開始される。
First, the case where the
以下、図6のフローチャートの流れに沿ってクランプ動作について説明する。移動制御部72は、クランプ開始信号を受けて、移動ユニット42A〜42Dのエアシリンダ51を駆動しクランプバー41A〜41Dをそれぞれ開状態にする。また、移動制御部72では、クランプ開始信号を受けて、基板サイズ情報と基板の適正載置位置情報に基づいて、ステージ14上の高速移動領域と低速移動領域とを算出する。各移動ユニット42A〜42Dのフォトセンサ59は全て基板無し信号を出力している。
Hereinafter, the clamping operation will be described along the flow of the flowchart of FIG. In response to the clamp start signal, the
移動制御部72は、クランプ開始信号受信時にクランプバー41Aが高速移動領域内にある場合には、移動ユニット42Aのベルト駆動モータ57を高速回転させて、クランプバー41Aを中央位置に向かって高速移動させる。クランプバー41Aが移動途中で減速位置に到達したときには、ベルト駆動モータ57が低速回転に変更されクランプバー41Aが低速移動する。一方、クランプバー41Aが高速移動する途中で、フォトセンサ59が基板有り信号を出力したときには、操作装置70の表示部に基板サイズが大きい旨のエラー表示がなされる。
When the
移動制御部72は、クランプ開始信号受信時にクランプバー41Aが低速移動領域内にある場合には、ベルト駆動モータ57を低速回転させて、クランプバー41Aを中央位置に向かって低速移動させる。
When the
クランプバー41Aが低速移動する途中で、フォトセンサ59が基板有り信号を出力したときには、その検出位置から所定距離入り込んだクランプ位置でクランプバー41Aを停止する。図7のグラフは、時間とクランプバー41Aの移動速度との関係を示している。一方、クランプバー41Aが低速移動し、フォトセンサ59が所定時間継続して基板無し信号を出力し続けたときには、操作装置70の表示部に、基板サイズが小さい旨、または、基板が載置されていない旨のエラー表示がなされる。クランプバー41B,41C,41Dは、クランプバー41Aと同時に同様の動作を行う。
If the
クランプバー41A〜41Dの全てがクランプ位置で停止すると、移動ユニット42A〜42Dのエアシリンダ51が駆動し、クランプバー41A〜41Dが同時に閉状態になる。X方向においては基板13の中心とステージ14の中心とが一致していないため、クランプバー41Aとクランプバー41Bの移動量は互いに異なる。基板13の四辺はクランプバー41A〜41Dによってクランプされ、基板13に反りや歪みがある場合であってもこれが矯正される。基板13がクランプされると、ACハンド17の押付部材8による押付動作が解除されてACハンド17が基板13から離れる。
When all of the clamp bars 41A to 41D stop at the clamp position, the
基板クランプ機構40によるクランプ動作と同時に、ステージ14の表面に形成された孔からエアが吸引されて基板13がステージ14に吸着保持される。
Simultaneously with the clamping operation by the
この後、ステージ14が後方(Y方向)に移動し、このステージ14に固定された基板13のアライメントマークがCCDカメラ30によって撮影される。アライメントマークはCCDカメラ30の撮影領域の中央で確実に撮影される。CCDカメラ30の撮影画像データは画像処理ユニット27へと送られ、この撮影画像データからアライメントマークの実際位置が算出され、さらに、このアライメントマークの実際位置と基板の適正載置位置(すなわち、アライメントマークの適正位置)とが比較されてその位置ずれ量が算出され、この位置ずれ量情報が露光画像データの補正に用いられる。
Thereafter, the
CCDカメラ30による撮影後、ステージ14が前方(Y方向)に移動し、このステージ14の移動に合わせて、補正後の露光画像データに基づいて光源ユニット25及び画像処理ユニット27が制御されて基板13に露光処理が行われる。
After photographing by the
ステージ14が最も前方に移動すると、移動ユニット42A〜42Dのエアシリンダ51が駆動して、クランプバー41A〜41Dがそれぞれ閉状態から開状態になり、さらに、ステージ14の孔からのエア吸引が停止されて吸着保持が解除される。クランプバー41A〜41Dは、クランプ位置から退避位置まで移動させてもよいし、クランプ位置から少しだけ離れた位置まで移動させてもよい。露光済みの基板13はACハンド17によってステージ14上から排出部16へと搬送される。以降、上述した搬入動作、クランプ動作、露光動作、搬出動作が繰り返される。
When the
次に、露光システム10を手動モードに設定した場合について説明する。図8に示すように、露光システム10の起動時には、各クランプバー41A〜41Dは退避位置にある。準備動作の終了後、移動制御部72では、基板サイズ情報及び基板の適正載置位置情報に基づいて、ステージ14上での基板の外形位置を割り出す。なお、基板の外形位置は二点鎖線で示し、符号64は基板の中心位置を示し、符号65はステージの中心位置を示している。
Next, the case where the
移動ユニット42A,42Cが駆動され、クランプバー41A,41Cが開状態になり、さらに、クランプバー41A,41Cが、それぞれの位置決め面44aを外形位置に位置させるようにスライド移動する。クランプバー41A,41Cがそれぞれ位置決めされると、クランプバー41A,41Cは閉状態になる。クランプバー41A,41Cのクランプブレード44はそれぞれステージ14の表面に接触して押し付けられている。
The moving
図9及び図10に示すように、基板13の周縁をX及びY方向でクランプバー41A,41Cの位置決め面44aに突き当てることにより、基板13をステージ14上に位置決めすることができる。操作装置70を操作して基板13の載置が完了したことを入力すると、ステージ14の表面に形成された孔からエアが吸引されて基板13がステージ14に吸着保持される。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
この後、自動モードのときと同様に、ステージ14の移動動作、撮影動作、露光動作などが行われる。手動モードにおいても、基板13をステージ14上の適正載置位置に位置決めすることができるため、アライメントマークをCCDカメラ30の撮影領域の中央部で確実に撮影することができる。
Thereafter, as in the automatic mode, the moving operation, the photographing operation, the exposure operation, and the like of the
基板13への露光処理を終えると、ステージ14が最も前方に移動し、基板13のステージ14への吸着保持が解除される。手動モードを継続するときには、露光済みの基板13を取り外して、新たな未露光の基板を載置する。一方、自動モードに切り替えるときには、露光済みの基板13を取り外してから操作装置70を操作して動作モードを手動モードから自動モードに切り替える。
When the exposure processing on the
本発明によれば、自動モードと手動モードの切り替えが簡単であり、使い勝手が良くなる。また、クランプバー41A,41Cに位置決め面44aを設けたことから、従来必要とされていた位置決めバーが必要なくなり、製造コストを抑えることができる。クランプバー41A,41Cが移動することから、各種基板サイズに対応することができる。 According to the present invention, switching between the automatic mode and the manual mode is simple, and the usability is improved. In addition, since the positioning surfaces 44a are provided on the clamp bars 41A and 41C, a positioning bar that has been conventionally required is not necessary, and the manufacturing cost can be reduced. Since the clamp bars 41A and 41C move, it is possible to cope with various substrate sizes.
また、アライメントマークがCCDカメラ30の撮影領域の中央を通過するようにして基板13をステージ14に保持固定することができるため、アライメントマークを正確に読み取ることができ、これにより露光処理を高精度に行うことができる。
In addition, since the
なお、上記実施形態では、手動モードにおいて、アライメントマークがCCDカメラ30の撮影領域の中央を通過するように基板13をステージ14に位置決めした(すなわち、X方向で基板13の中心とステージ14の中心とが一致しない)が、X方向においても基板13の中心とステージ14の中心とが一致するように基板を位置決めしてもよい。この場合には、図11に示すように、クランプバー41Cは上記実施形態と同様に移動させ、一方、クランプバー41A,41B,41Dは常時退避位置に位置させる。そして、基板13を載置するときに、基板13をY方向に移動させてクランプバー41Cの位置決め面44aに突き当てるとともに、目盛り48を見ながら、基板13をX方向に移動させて基板13の中心(符号64)とステージ14の中心(符号65)とが一致するように位置決めする。
In the above embodiment, in the manual mode, the
上記実施形態では、手動モードにおいて、基板13を保持固定するときに吸着保持のみでありクランプ保持は行わなかったが、位置決めに用いないクランプバーによりクランプ保持を行ってもよい。
In the above embodiment, in the manual mode, when the
上記実施形態では、クランプブレード44は、基板13を位置決めするための役割と基板13をクランプする役割とのいずれか一方の役割を果たすように構成したが、クランプブレードに段部を形成して両方の役割を果たすように構成してもよい。図12に示すように、クランプブレード101に段部を設け、位置決め面101aとクランプ面101bとを形成する。クランプバー100が所定位置で位置決めされてから、基板13を位置決め面101aに突き当てて基板13を位置決めし、この後にクランプバー100を下降させてクランプ面101bで基板13をクランプする。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、クランプバー41C,41Dはそれぞれ独立して移動したが、Y方向において基板13の中心とステージ14の中心とを一致させる場合には、対称的に移動させることができれば独立でなくてもよく、タイミングベルト56及びベルト駆動モータ57を共通化してもよい。タイミングベルト及びベルト駆動モータが一組不要になることから製造コストを削減することができる。
In the above embodiment, the clamp bars 41C and 41D are independently moved. However, when the center of the
移動ユニットの構成は上記実施形態に限るものではなく、それぞれクランプバーをスライド移動させることができれば他の構成であってもよい。上記実施形態で説明したエアシリンダ機構やベルト機構以外にも、ボールネジ機構など他の機構を用いることもできる。 The configuration of the moving unit is not limited to the above embodiment, and may be other configurations as long as the clamp bar can be slid. In addition to the air cylinder mechanism and the belt mechanism described in the above embodiment, other mechanisms such as a ball screw mechanism can be used.
上記実施形態では、クランプバーを4本用いたが、3本以下であってもよい。上記実施形態では、クランプバーの形状はI字状であったが、例えばL字状やコ字状など他の形状にしてもよい。 In the above embodiment, four clamp bars are used, but three or less may be used. In the above embodiment, the shape of the clamp bar is I-shaped, but other shapes such as L-shape and U-shape may be used.
上記実施形態で説明した基板クランプ機構は、露光システム以外のシステム、例えば基板の外観を光学的に検査する基板検査システムなどにも適用することができる。また、上記実施形態では、画像データに基づいて変調した光ビームを照射して基板に露光を施す露光システムで説明したが、画像データに基づいてドット状のインクを射出して基板に描画を行うインクジェット式描画システムにも本発明を適用することができる。 The substrate clamping mechanism described in the above embodiment can be applied to systems other than the exposure system, for example, a substrate inspection system that optically inspects the appearance of the substrate. In the above embodiment, the exposure system that irradiates the substrate by irradiating the light beam modulated based on the image data has been described. However, dot-like ink is ejected based on the image data to draw on the substrate. The present invention can also be applied to an ink jet drawing system.
10 露光システム
11 デジタル露光装置
12 基板搬送装置
13 基板
14 ステージ
17 ACハンド
21 ステージ駆動部
23 露光部
30 CCDカメラ
40 基板クランプ機構
41A,41B,41C,41D クランプバー
42A,42B,42C,42D 移動ユニット
44a 位置決め面
48 目盛り
59 フォトセンサ
53 システム制御部
71 基板載置位置決定部
72 移動制御部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記基板の周縁部を前記ステージに押えて前記ステージとの間で前記基板を挟持するクランプ部材と、
前記クランプ部材を前記ステージに押し付けて前記基板を挟持する閉位置、及び前記ステージから離間して前記基板の挟持を解除する開位置の間で移動させるクランプ部材開閉部と、
手動モード時に前記クランプ部材開閉部を制御して前記クランプ部材を前記閉位置に移動させる制御部と、
前記クランプ部材の側部に設けられ、手動モード時に前記基板を前記ステージ上で位置決めするために前記基板の周縁が突き当てられる位置決め部と、
を備えることを特徴とする基板クランプ機構。 A substrate clamping mechanism that has an automatic mode for automatically placing a rectangular substrate on a stage and a manual mode for manually placing a rectangular substrate, and holds and fixes the placed substrate on the stage,
A clamp member for holding the substrate between the stage by pressing the peripheral edge of the substrate against the stage;
A clamp member opening / closing section that moves between a closed position that presses the clamp member against the stage and clamps the substrate, and an open position that moves away from the stage and releases the clamp of the substrate;
A control unit for controlling the clamp member opening and closing unit during manual mode to move the clamp member to the closed position;
A positioning portion provided on a side portion of the clamp member, and a peripheral portion of the substrate is abutted to position the substrate on the stage in a manual mode;
A substrate clamping mechanism comprising:
前記制御部は、手動モード時に、予め入力された基板サイズ情報に基づいて、前記クランプ部材移動部の駆動を制御して前記クランプ部材を前記ステージ上で位置決めすることを特徴とする請求項1または2記載の基板クランプ機構。 A clamp member moving part that slides the clamp member substantially parallel to the stage surface;
2. The control unit according to claim 1, wherein the control unit positions the clamp member on the stage by controlling driving of the clamp member moving unit based on substrate size information input in advance in the manual mode. 2. The substrate clamping mechanism according to 2.
前記所定経路上に設けられ、移動する前記基板に対して、画像データに基づき順次に描画を行う描画部と、
前記所定経路上に設けられ、前記基板に形成されたアライメントマークを撮像する撮像部と、
前記撮像部による撮影領域の中央部を前記アライメントマークが通過するように、前記基板の前記ステージに対する適正載置位置を決定する適正載置位置決定部とを備え、
前記制御部は、手動モード時に、予め入力された基板サイズ情報に加え、決定された適正載置位置情報に基づいて、前記クランプ部材を前記ステージ上で位置決めすることを特徴とする描画システム。 A stage moving unit that moves the stage on which the substrate is held and fixed by the substrate clamping mechanism according to any one of claims 1 to 3 along a predetermined path,
A drawing unit that is provided on the predetermined path and draws sequentially on the moving substrate based on image data;
An imaging unit that is provided on the predetermined path and images an alignment mark formed on the substrate;
An appropriate placement position determination unit that determines an appropriate placement position of the substrate with respect to the stage so that the alignment mark passes through the center of the imaging region of the imaging unit;
In the manual mode, the control unit positions the clamp member on the stage based on determined proper placement position information in addition to substrate size information input in advance.
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