JPH0235457A - 露光方法及び露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スルーホール等の貫通孔を有したブ〔発明の
概要〕 本発明は、スルーホール等の貫通孔を有した基板に形成
する光硬化性の保護膜を硬化させるに際して、露光源か
ら基板に対して照射された露光光の垂直成分を除去もし
くは減少させることにより、基板表面とスルーホール等
の貫通孔内部に対する露光光の照度バランスを良好とし
、高密度なファインパターンを信頼性高く形成すること
が可能な露光方法を提供するものである。

また本発明は、スルーホール等の貫通孔を有した基板に
光硬化性の保護膜を形成する際に用いられる露光装置に
おいて、露光源とこの露光源から基板に対して照射され
た露光光の少なくとも垂直成分を除去もしくは減少させ
る手段とを備えてなることにより、基板表面とスルーホ
ール等の貫通孔内部に対する露光光の照度バランスを良
好とし、高密度なファインパターンを信銀性の高く形成
することが可能な露光装置を提供するものである。

〔従来の技術〕

プリント配線板のパターンやスルーホール等の貫通孔の
耐エツチング保護膜として光硬化性のレジスト膜が従来
より使用されている。

例えば、一般に上述のスルーホール等の貫通孔を保護す
る方法としては、ドライフィルムを該スルーホール上に
位置精度良くテンティングする方法と液状レジストを基
板表面及びスルーホール内部全体に亘って塗布する方法
とがある。これらはいずれも、その後、露光してドライ
フィルムもしくは液状レジストを硬化させている。

ところが、前記ドライフィルムによるテンティングによ
る保護膜の形成方法では、高密度なファインパターンや
小径化したスルーホールへの位置合わせが非常に難しく
、スルーホール内を良好に保護することができなくなる
。

これに対して、液状レジストでは上記ドライフィルムに
見られるような位置合わせの困難さ等の問題はなく、高
密度なファインパターンや小径化したスルーホールにも
充分対応することができるため非常に好ましい方法とい
える。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、液状のレジストを用いて保護膜を形成する場
合にも、例えば非常に小径化したスルーホールの内部ま
で露光光が充分に到達せず、スルーホール内壁が露光不
足となり液状レジストの硬化が充分に行われないことが
ある。そのためスルーホール内壁に充分露光光を到達さ
せる目的で露光量を増やした場合には、スルーホール内
壁は良好に硬化するものの基板表面の露光量が増加しす
ぎプリント配線板上に設けたパターン幅の精度の劣化を
招いてしまうという問題がある。

そこで、本発明は基板表面とスルーホール等の貫通孔内
部に対する露光光の照度バランスを良好とし、高密度な
ファインパターンを信頼性高く形成することが可能な露
光方法及び露光装置を提供することを目的とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上述の目的を達成するために提案されたもので
あって、スルーホール等の貫通孔を有した基板に光硬化
性の保護膜を形成する際の露光方法において、露光源か
ら基板に対して照射された露光光の垂直成分を除去もし
くは減少させることを特徴とするものである。

また本発明は、スルーホール等の貫通孔を有した基板に
光硬化性の保護膜を形成する際に用いられる露光装置に
おいて、露光源とこの露光源から基板に対して照射され
た露光光の少なくとも垂直成分を除去もしくは減少させ
る手段とを備えてなることを特徴とするものである。

なお、本発明にかかる露光方法を検討するにあたっては
、基板上を水平面として規定し、スルーホール内壁面を
垂直面として規定した。

ここで、任意のアスペクト比を有するスルーホールを設
けたプリント配線板における水平面が受ける照度と垂直
面が受ける照度を入射角をパラメータとして第１図に示
す、第１図より明らかなように、水平面の照度は入射角
が９０度付近でピークとなっているのに対して、垂直面
ではそれより低い入射角でピークとなっている。

したがって、両者の照度差を少なくするような入射角を
もってスルーホールを有したプリント配線板を露光する
ことにより照度バランスに優れた露光状態が得られるこ
とになる。

ところで、入射角θは第２図に示すように、プリント配
線板表面への入射角にあってはプリント配線板と入射光
のなす角をθとして規定し、スルーホール内の壁面への
入射角にあっては該壁面からの法線と入射光のなす角を
θとして規定する。

この場合、水平面及び垂直面における実照度を求めるに
は、その入射角を考慮する必要があり、例えば、第３図
ａ、第３図すに示すように、光軸に垂直な照度をＷ上と
すると水平面における照度はＷ上・ｓｉｎθとして表さ
れ、垂直面における照度はＷ土・ＣＯＳθとして表され
る。

ここで、スルーホール内に最も良好に露光光が入射する
場合とは、第２図中実線ｉｒで示すように、スルーホー
ルの一方の開口部端から他方の開口部端まで対角に露光
光が入射したときである。このときの露光光の入射角θ
はスルーホールのアスペクト比例えばスルーホールの径
をφ、スルーホールの深さをもとした場合、Ｌ／φによ
って決定される角度θＳに等しい。この角度θＳは、ア
スペクト比Ｌ／φ＝　ｔａｎ　θＳ　　・・・（１）な
る関係を有することから、 θｓ　＝ｔａｎ−’（ｔ　／φ） より容易に求めることができる。

ここで、露光光の入射角θがアスペクト比によって求め
られる角度θＳより大きい角度θ１の場合には、入射光
はスルーホールの他端の開口部を突き抜けて照射される
のでスルーホール内の照度が低下するとともに、プリン
ト配線板表面上の照度が高くなってしまう。また、露光
光の入射角θがアスペクト比によって求められる角度θ
Ｓより小さい角度θ２の場合には、入射光はスルーホー
ルの他端９開口部まで到達せず影を作ることとなりスル
ーホール内に未露光部ができてしまう。

したがって、垂直面照度と水平面照度との差が最も小さ
くなる入射角とは、プリント配線板に設けられたスルー
ホールのアスペクト比む／φにより決定される角度、す
なわちｊａｎ　θＳと等しいこととなるが、θＳ±０．
１０ｓの範囲の入射角であることがより好ましい、すな
わち、例えば、スルーホールのアスペクト比が１の場合
には入射角は４５度±４．５度であることが好ましく、
アスペクト比が２の場合には６３度±６．３度、アスペ
クト比が５の場合には７８度±７．８度であることが好
ましい。

このように、任意のアスペクト比を有するスルーホール
を設けたプリント配線板においては、そのアスペクト比
によって求められる角度より大きな入射角を有する露光
光を除去もしくは減少させるように露光すれば水平面照
度と垂直面照度との差を少なくすることができる。

なお、実際にはスルーホール内は円筒型の閉じられた系
であり、露光源はプリント配線板の表裏両面にあること
から、実際のスルーホール内部での光の照射は、スルー
ホールの開口部付近とスルーホール内中央部付近で異な
る。例えば、スルーホールが形成された基板の表面側開
口部付近では、表面側にある露光源からの露光光は０度
より大きく９０度より小さい入射角であればほぼ照射さ
れることになる。これに対して基板の表面側開口部付近
では基板裏面側にある露光源からの露光光はスルーホー
ル自体が障害となるためアスペクト比により決められる
角度（ｊａｎ−’（ｔ／φ）〕と等しい入射角より大き
な角度を有した入射光のみが到達する。一方、スルーホ
ール内中央部付近には、スルーホールのアスペクト比の
１／２から求められる角度（ｊａｎ−’　（ｔ　／２φ
）〕と等しい入射角より大きな角度を有した入射光が到
達する。実際のスルーホール内での照度を考える場合に
は、上述のことを考慮することが好ましい。

ここで、スルーホールのアスペクト比によって求められ
る角度より大きな入射角を有する露光光を除去もしくは
減少させるには、露光源から照射された露光光を反射も
しくは遮蔽するような障害物を設ける方法、露光源から
照射された露光光を偏向させるような光学系を設ける方
法、露光源から照射された露光光を反射物を介してプリ
ント配線板に入射させる方法等が挙げられる。

一方、上述のような露光方法を適用する露光装置として
は、直管状もしくは球形状の露光源を備え、該露光源が
プリント配線板上を左右、上下等に移動させることがで
きるようなタイプのものや、露光源が固定されプリント
配線板側が左右、上下等に移動させることができるよう
なタイプのもの、または露光源及びプリント配線板側の
両者が移動可能とされたタイプのもの等が挙げられる。

また、露光装置の露光源は、プリント配線板の一方の面
倒にのみ配置したタイプであってもよく、両面から露光
することができるようにプリント配線板の表裏両面に配
置したタイプのものであってもよい。

〔作用］ 少なくとも垂直成分の露光光を除去もしくは低減させる
こととしているため、プリント配線板表面とスルーホー
ル内部の照度の差を小さくすることが可能になる。

このようにプリント配線板表面とスルーホール内部の照
度比のバランスをとることにより、両者に形成した感光
性レジストを同程度に硬化させることが可能となる。

したがって、基板表面上のパターン幅の精度を劣化させ
ることなく、スルーホール内部の保護が良好に行える。

また、露光装置においては、露光源と基板の間に障害物
やフィルター等を用いる簡単な構成で効果的に光の垂直
成分が除去もしくは低減される。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した実施例について図面を参考にし
て説明するが、本発明はこの実施例に限定されるもので
はなく、要旨を逸脱しない限りにおいて各種の変更が可
能である。

露光源からプリント配線板へ照射された露光光の垂直成
分を除去もしくは減少させる方法としては、露光源から
照射された露光光を反射もしくは遮蔽するような障害物
を設ける方法と、露光源から照射された露光光を偏向さ
せるような光学系を設ける方法と、露光源から照射され
た露光光を反射物を介してプリント配線板に入射させる
方法等が挙げられる。

上記露光源から照射された露光光を反射もしくは遮蔽す
るような障害物を設ける方法とは、第４図に示すように
、露光源１の直下であってプリント配線板２との間に露
光光を反射もしくは遮蔽するような障害物３を設けるも
のである。

このように、障害物３を設けることによって、露光源１
からプリント配線Ｆｉ２へ到達する露光光のうち少なく
とも垂直成分は除去されることになる。

この方法の場合、使用される露光装置は、第５図に示す
ように、露光源２１と露光′ａ２１からの照射光を有効
にプリント配線板２２へ到達させるために設けらた反射
板２４と露光源２１からプリント配線板２２へ到達する
露光光のうち少なくとも垂直成分を除去するために設け
られた障害物２３とが一体として形成された照射部２５
と、プリント配線板２２を設置する部分とからなるもの
である。上記プリント配線板２２を設置する部分には、
液状の感光性樹脂２６を表面に塗布し、所定のパターン
が印刷されたネガマスク２７により表面が覆われ、スル
ーホール２８が形成されたプリント配線板２２が設置さ
れている。なお、上記照射部２５は上記プリント配線板
２２を挟んで上下の位置に対向して一対設けられている
。また、この照射部２５は、プリント配線板２２上を第
５図中矢印Ｘに示すように、左右に移動することができ
るようになっており、該照射部２５がプリント配線板２
２上を移動することによりプリント配線板２２全体に亘
って良好に露光がなされるようになっている。

このような構成の露光装置において、露光源２１から照
射された露光光は、第５図中の矢印ａで示されるように
任意の入射角θを有してプリント配線板２２の表面及び
プリント配線板２２のスルーホール２８内に入射する。

また、露光源２１の直下であってプリント配線板２２と
の間には障害物２３が設けられているため、露光源２１
からプリント配線板２２に対して入射する光の少なくと
も垂直成分は遮蔽されプリント配線板２２上には到達し
ない、なお、プリント配線板２２への露光光の入射角θ
は反射板２４の曲率や露光源２１と反射板２４の位置等
を変化させることによって所望する入射角度を有する露
光光とすることができる。また、この障害物２３を反射
率の高い材料として任意の曲率を有した形状とすること
により露光源２１から照射された露光光の垂直成分を露
光源２１を挟んで対面に設けられている反射板２４に反
射させプリント配線板２２上に照射させることができる
。

また、露光源２１から照射された露光光を遮蔽する部材
どしては、上述の障害物２３の他、例えば、第６図ａに
示すような遮蔽フィルター３１を用いてもよい、この遮
蔽フィルター３１は、板状部材の一部が開口されて全体
として基盤の目状に、開口部と閉口部とが交互にパター
ン形成されてなるものである。この遮蔽フィルター３１
を用いて露光光を遮蔽する場合には、同様のパターン形
状の遮蔽フィルター３１を２枚上下に所定の間隔Ｗをも
って重ね合わせればよい。なお、遮蔽フィルター３１を
重ね合わせる場合には、上方に位置する遮蔽フィルター
３１ａのパターンと下方に位置する遮蔽フィルター３１
ｂのパターンとが第６図すに示すように互い違いになる
ようにしなければならない。このように遮蔽フィルター
３１ａ、３１ｂを重ね合わせることにより、第６図す中
矢印すで示すように露光源２１から照射された露光光の
うち少なくとも垂直成分を除去することができる。なお
、この遮蔽フィルター３１を通過した露光光の入射角θ
は、遮蔽フィルター３１のパターンの大きさ等を変えた
り、２枚の遮蔽フィルター３１の間隔を変えたり、遮蔽
フィルター３１と露光源２１との距離を変えること等に
より調整することができる。また、この遮蔽フィルター
３１を使用する場合、露光装置としては、露光源２１が
プリント配線板２２と閉口に左右に移動するタイプの露
光装置であってもよく、また露光ａ２１が固定されてい
るタイプの露光装置であってもよい。

一方、露光源から照射された露光光を偏向させるような
光学系を設ける方法とは、第７図に示すように、露光源
４１の直下であってプリント配線板４２との間に露光光
を偏向させるような光学系障害物４３を設けるものであ
る。

このように、光学系障害物４３を設けることによって、
露光源４１からプリント配線板４２へ到達する露光光の
うち少なくとも垂直成分は除去もしくは低減されること
になる。

この方法の場合、使用される露光装置は、第８図に示す
ように、露光源５１と露光′Ｒ５１からの照射光を有効
にプリント配線板５２へ到達させるために設けらた反射
板５４と露光［５１からプリント配線板５２へ到達する
露光光のうち少なくとも垂直成分を除去するために設け
られた偏向材５３とが一体として形成された照射部５５
と、プリント配線板５２を設置する部分とからなるもの
である。上記プリント配線板５２を設置する部分には、
液状の感光性樹脂５６を表面に塗布し、所定のパターン
が印刷されたネガマスク５７により表面が覆われ、スル
ーホール５日が形成されたプリント配線板５２が設置さ
れている。なお、上記照射部５５は上記プリント配線板
５２を挟んで上下の位置に対向して一対設けられている
。また、この照射部５５は、プリント配線板５．２上を
第８図中矢印ｙに示すように、左右に移動することがで
きるようになっており、該照射部５５がプリント配線板
５２上を移動することによりプリント配線板５２全体に
亘って良好に露光がなされるようになっている。

このような構成の露光装置において、露光源５１から照
射された露光光は、第８図中の矢印Ｃで示されるように
反射板５４で反射されて任意の入射角θを有してプリン
ト配線板５２の表面及びプリント配線板５２のスルーホ
ール５８内に入射する。また、露光源５１の直下であっ
てプリント配線板５２との間には偏向材５３が設けられ
ているため、露光Ｒ５１からプリント配線板５２に対し
て入射する光の少なくとも垂直成分は偏向されプリント
配線板５２上には到達しないか、もしくは到達したとし
ても極僅かな照度となる。なお、プリント配線板５２へ
の露光光の入射角θは反射板５４の曲率や偏向材５３の
曲率や偏向材５３の材料自体を変化させることによって
所望する入射角度を有する露光光とすることができる。

ここで、上記偏向材５３としては、凹レンズやプリズム
等が使用可能である。

また、露光源５１から照射された露光光を偏向させる部
材としては、上述の偏向材５３の他、例えば、第９図に
示すような散乱フィルター６１を用いてもよい、この散
乱フィルター６１は、板状部材の一方の面６１ａを任意
の挟角δを有した面を連接したいわゆる波型形状とし、
他方の面６１ｂは平面として形成されてなるものである
。この散乱フィルター６１を用いて露光光を偏向する場
合には、プリント配線板５２上に積層されている所定の
パターンが印刷されたネガマスク５７上に直接重ね合わ
せることにより、第９図中矢印ｄで示すように露光源５
１から照射された露光光のうち少なくとも垂直成分は偏
向されて除去される。

なお、この散乱フィルター６１を通過した露光光の入射
角θは、散乱フィルター６１の一方の面６１ａに形成さ
れた波型形状を構成する面の挟角δを変えること、また
は散乱フィルター６１の材料自体を変えることにより調
整することができる。

また、この散乱フィルター６１を使用する場合、露光装
置としては、露光源５１がプリント配線板５２と平行に
左右に移動するタイプの露光装置であってもよく、また
露光源５１が固定されているタイプの露光装置であって
もよい。

さらに、露光源から照射された露光光を反射物を介して
プリント配線板に入射させる方法とは、第１０図に示す
ように、露光源７１を放物曲面を有する第１の反射物７
３の焦点に設置して露光源７１からの露光光を第１０図
中ｅで示す平行光に変換し、この光を第２の反射物７４
で反射させ第１０中ｆで示す散乱光としてプリント配線
板７２に照射するものである。

このように放物曲面を有する第１の反射物７３を介して
露光光を平行光に変換し、これを所定の曲率の第２の反
射物７４で反射させて作り出した散乱光ｒは、プリント
配線板７２に対する第１の反射物７４の角度を調整する
ことにより所望する入射角度を有する露光光とすること
ができる。なお、この第２の反射物７４は平板であって
もよく、また所定の曲率を有した曲面を有したものであ
ってもよい、この方法を用いた露光装置としては、露光
源７１、第１の反射物７３及び第２の反射物７４からな
る照射部をプリント配線板７２と平行に第１Ｏ図中矢印
２で示すように、左右に移動させるタイプのものとする
ことが好ましい。

〔発明の効果〕

以上の説明より明らかなように、本発明にかかる露光方
法によれば、露光源から照射される露光光のうち垂直成
分が良好に除去もしくは低減することができるため、基
板の水平面と基板に形成したスルーホール等の貫通孔内
部の垂直面との照度バランスを良好とすることができる
。

また、この露光方法を用いた露光装置は、露光源と基板
の間に垂直成分光を除去するための障害物やフィルター
等を用いる簡単な構成だけでよく、効果的に光の垂直成
分が除去もしくは低減することができ高密度なファイン
パターンを信頼性の高く形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は露光光の入射角による水平面照度と垂直面照度
を示す特性図である。 第２図は基板に入射する露光光の入射角θを示す概略模
式図である。 第３図ａ乃至第３図すは入射光の光軸上の照度に対する
水平面と垂直面の実照度を示す概略模式第４図は本発明
にかかる露光方法の一例を示す概略模式図である。 第５図は本発明にかかる露光装置の一例を示す概略模式
図である。 第６図ａ乃至第６図すは本発明にかかる露光方法におい
て使笥される遮蔽フィルターの一例を示す概略模式図で
ある。 第７図は本発明にかかる露光方法の他の例を示す概略模
式図である。 第８図は本発明にかかる露光装置の他の例を示す概略模
式図である。 第９図は本発明にかかる露光方法において使用される散
乱フィルターの一例を示す概略模式図である。 第１０図は本発明にかかる露光方法のさらに他の例を示
す概略模式図である。 １．２１，４１．５１・・・露光源 ２．２２，４２．５２・・・プリント配線板２６．５６
・・・感光性樹脂（保護膜）２８．５８・・・スルーホ
ール（貫通孔）（基板） 第３図ａ 第４図 第６図 第６図す 第３図ｂ 第５図 第９ 手続ネ市正書（自発） 平成１年８月２９日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殴 １、事件の表示 昭和６３年特許願第１８６２９８号 ２、発明の名称 露光方法及び露光装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　東京部品用区北品用６丁目７番３５号名称　（２
１８）ソニー株式会社 代表者　大賀典雄 ４、代理人

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）貫通孔を有した基板に光硬化性の保護膜を形成す
   る際の露光方法において、 露光源から基板に対して照射された露光光の少なくとも
   垂直成分を除去もしくは減少させることを特徴とする露
   光方法。
2. （２）貫通孔を有した基板に光硬化性の保護膜を形成す
   る際に用いられる露光装置において、 露光源とこの露光源から基板に対して照射された露光光
   の少なくとも垂直成分を除去もしくは減少させる手段と
   を備えてなることを特徴とする露光装置。