JPH06282075A - 回路基板形成用露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 紫外線透過層の傷や塵埃等の発生要因を少な
くし、実効露光エネルギーを向上させ、かつフォトマス
クと基板とを確実に密着させることのできる回路基板形
成用露光装置を提供する。 【構成】 基板の表裏面に、それぞれフォトマスク、透
明板がこの順に配されて回路基板形成ユニットが構成さ
れている。また、下部透明板には、基板を囲む溝および
開口溝が形成されている。回路基板形成用露光装置の焼
枠部Ｂは露光用開口部２１を有した一対のフレーム２２
ａ、２２ｂで構成されており、前記回路基板形成ユニッ
トはこれらフレーム２２ａ、２２ｂに挟まれて装着され
る。また、上部フレーム２２ａには、内側パッキン２
３、外側パッキン２４が、下部フレーム２３ｂには、下
側パッキン２５、突出壁２６および排気孔２７が設けら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板を製造する際
に用いられる露光装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品の一つである回路基板は、近
年、多様化が進むとともに、多くの分野で利用されてい
る。この回路基板は種々の工程を経て製造されるが、そ
れらの工程の一つである露光工程は、配線パターンを描
画した高分子フィルム製、またはガラス製のフォトマス
クを介して基板上に塗布したフォトレジスト（感光層）
に紫外線を照射する工程である。したがって、露光工程
はフォトマスクの配線パターンを忠実に回路基板に転写
させるための重要な工程である。

【０００３】一般に、露光方式には、フォトマスクを基
板と離して光源側に配置してパターンを基板上に投影さ
せるプロジェクション方式と、フォトマスクとフォトレ
ジスト、すなわち基板とを密着させてパターンを基板上
に転写させるコンタクト方式の２種類の方式があるが、
回路基板の露光に際しては広範囲の紫外線照射が可能な
コンタクト方式を用いるのが普通である。そして、この
コンタクト露光方式の場合、フォトマスクのパターンを
基板に鮮明に転写するためには、フォトマスクと基板と
の密着の度合いが重要なポイントとなる。

【０００４】ここで、回路基板の一つの品種である両面
パターンを有するフレキシブルプリント配線板の露光工
程の場合を例にとって、その手順について説明する。ま
ず、基板、およびフォトマスクを露光装置に装着する前
の準備として、回路基板形成ユニットを作成する。この
回路基板形成ユニット１は、図４に示したように、基板
２の両面に、高分子フィルム製のフォトマスク３ａ、３
ｂ、およびフォトツールと称されるアクリル板製の透明
板４ａ、４ｂがこの順に重ね合せられたものであり、下
部透明板４ｂに設置された位置合わせピン５が前記基板
２、２枚のフォトマスク３ａ、３ｂ、上部透明板４ａに
形成された基準孔６、６…に挿通されて相互の位置合わ
せがなされている。

【０００５】つぎに、回路基板形成用露光装置について
図５および図６を用いて説明する。図５および図６は、
前記回路基板形成ユニット１を装着する部分、いわゆる
焼枠部Ａの構造を示したものである。この焼枠部Ａは、
フォトマスクと基板とを密着させるとともにこれらを支
持し、紫外線Ｓを照射させるための部分である。図５に
示したように、中央に露光用開口部７を有する２枚の額
縁状の金属製フレーム８ａ、８ｂの１辺がヒンジ（図示
せず）によって回動自在に連結されており、上部フレー
ム８ａには可撓性を有する高分子フィルム９が、下部フ
レーム８ｂにはガラス板１０が各フレーム８ａ、８ｂの
露光用開口部７、７を封止するように設置されている。
また、ガラス板１０の上面には、その外周縁に沿ってゴ
ムチューブ製のパッキン１１が配設されている。このパ
ッキン１１の厚さは、回路基板形成ユニット１の厚さよ
りごくわずかだけ厚くなっている。さらに、前記露光用
開口部７にあたるガラス板１０の角部の２箇所には排気
孔１２、１２が形成されており、これら排気孔１２、１
２には真空排気ポンプ１３が接続されている。

【０００６】回路基板形成ユニット１を前記焼枠部Ａに
設置するには、まず、回路基板形成ユニット１を前記ガ
ラス板１０上に載置し、一対のフレーム８ａ、８ｂで挟
み込むようにする。図６は、回路基板形成ユニット１を
フレーム８ａ、８ｂの間に挟み込んだ状態を示すもので
あるが、このようにすると、上下を高分子フィルム９お
よびガラス板１０に、周囲をパッキン１１に囲まれて気
密状態になった空間部１４が形成されるとともに、パッ
キン１１の厚さは回路基板形成ユニット１の厚さよりご
くわずかに厚いだけなので、上部フレーム８ａに設置さ
れた高分子フィルム９は回路基板形成ユニット１の上面
に非常に接近した状態になる。そして、前記空間部１４
を真空排気ポンプ１３によって排気する。空間部１４が
負圧状態になると、空間部１４の容積が小さくなる方向
に力が作用するので、可撓性を有する高分子フィルム９
が撓んで回路基板形成ユニット１に密着し、さらに真空
排気が進むと、高分子フィルム９が回路基板形成ユニッ
ト１を押圧するようになる。このようにして、回路基板
形成ユニット１内部のフォトマスク３ａ、３ｂと基板２
とが堅固に密着するのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
回路基板形成用露光装置においては、基板とフォトマス
クとを支持する部分が前記の構成になっているので、基
板に紫外線を照射する際には、紫外線Ｓは、露光装置上
部フレーム８ａの高分子フィルム９、回路基板形成ユニ
ット１の透明板４ａ、そしてフォトマスク３ａと３層を
透過して基板に到達することになる。露光工程において
は、紫外線が透過する層に傷が付いたり、塵埃が付着す
ると、これらによって紫外線が乱反射したり、遮蔽され
たりして基板に不良パターンが形成されてしまうことに
なるので、なるべくこれらの欠陥が発生する要因を除い
ておくことが大切なことである。その意味で、紫外線の
透過層が３層もある従来の構成では、傷の発生や塵埃の
付着の要因が多いため、配線パターンの不良率が高くな
るという問題があった。特に、前記高分子フィルム９は
露光装置に固定されたものであるので、一度高分子フィ
ルム９に傷が付くとこれを交換しない限り、この露光装
置で製造される全ての回路基板にこの傷の影響が及んで
しまうという問題が懸念されていた。

【０００８】そのうえ、紫外線Ｓが高分子フィルム９や
透明板４ａ等を透過するときには、紫外線Ｓのエネルギ
ーの一部がこれら透過層によって吸収されてしまうの
で、３層を透過するうちに、露光に寄与する実効的な紫
外線のエネルギーが減衰してしまうという問題もあっ
た。

【０００９】また、フォトマスクと基板とを堅固に密着
させるためには、基板２の位置にあたる高分子フィルム
９が広範囲にわたって回路基板形成ユニット１を所定の
圧力で押圧しなければならないので、そのためには真空
度をある程度以上に高める必要がある。したがって、何
らかの原因で真空度が低下した場合には、高分子フィル
ム９が回路基板形成ユニット１を広範囲にわたって均一
に押圧することができないため、フォトマスク３ａと基
板２との密着性が悪くフォトマスクの配線パターンが基
板に鮮明に転写されない箇所ができる恐れがあった。

【００１０】本発明は、前記の課題を解決するためにな
されたものであって、紫外線透過層における傷や塵埃等
の不良パターンを発生させる要因を少なくすることがで
きるとともに、露光に寄与する実効的な紫外線のエネル
ギーを高めることができ、かつフォトマスクと基板とを
広範囲にわたって均一に密着させることのできる回路基
板形成用露光装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の回路基板形成用露光装置は、基板
の表裏面に塗布した感光層に、フォトマスク、透明板を
この順に重ね合わせた回路基板形成ユニットを一対のフ
レームの間に挟んだ状態として前記感光層を露光する回
路基板形成用露光装置において、前記フレームには、前
記回路基板形成ユニットのフォトマスクの配された部分
に対応する位置に露光用開口部が形成されるとともに、
前記回路基板形成ユニットの周縁部両面に気密に当接す
る第１、第２の基板用シール突条と、前記回路基板形成
ユニットの周縁部から外方に離間した位置で両フレーム
間を気密にシールするフレーム用シール突条とが設けら
れ、かつこれらフレームの少なくとも一方には、前記各
シール突条の間に形成される空間部内を負圧排気する排
気孔が形成されていることを特徴とするものである。

【００１２】また、請求項２記載の回路基板形成用露光
装置は、請求項１記載の回路基板形成用露光装置であっ
て、前記各透明板は、前記基板の外形より大型に形成さ
れ、これら透明板の少なくとも一方には、基板の外周縁
に沿ってこの基板を囲む溝と、この溝を前記空間部内に
開口させる連通部とが形成されていることを特徴とする
ものである。

【００１３】

【作用】請求項１記載の回路基板形成用露光装置による
と、回路基板形成ユニットを中に挟む一対のフレーム
に、回路基板形成ユニットの周縁部に当接する第１、第
２の基板用シール突条と、フレーム間を密封するフレー
ム用シール突条によって密閉状態の空間部が形成され、
この空間部内に前記回路基板形成ユニットの周縁部が突
出することになる。そして、その空間部内を負圧排気す
ると、回路基板形成ユニットの周縁部端面を通じて、回
路基板形成ユニットを構成する基板、フォトマスク、透
明板の各接合面間も負圧状態となる。一方、両フレーム
には露光用開口部が形成されているので、回路基板形成
ユニットの両方の外面は大気に開放され、両方の外面共
に大気圧を受けることになる。すなわち、回路基板形成
ユニットを構成する基板、フォトマスク、透明板の各接
合面間は負圧状態に、回路基板形成ユニットの両方の外
面は大気圧状態になるので、回路基板形成ユニットの両
方の外面が互いに内部方向に押圧し合うことによって、
回路基板形成ユニットの内部に挟まれた基板とフォトマ
スクとが密着することになる。

【００１４】また、請求項２記載の回路基板形成用露光
装置は、透明板によりフォトマスクの周縁部が覆われた
状態となるが、透明板に形成した溝、および連通部によ
り前記周縁部が各シール突条に囲まれた空間部に連通状
態になるので、フォトマスクの周縁部を確実に負圧状態
とすることができる。

【００１５】

【実施例】つぎに、本発明の一実施例を図１〜図３を参
照して説明する。まず、露光を行なう際には、以下説明
する回路基板形成ユニットを最初に作成しておき、この
回路基板形成ユニットを露光装置に装着するようにす
る。図３は、回路基板形成ユニットの構成を示したもの
であり、この回路基板形成ユニット１５は、基板１６の
両面に、高分子フィルム製のフォトマスク１７ａ、１７
ｂ、およびフォトツールと称されるアクリル板製の透明
板１８ａ、１８ｂがこの順に重ね合せられたものであ
る。なお、各透明板１８ａ、１８ｂは基板１６およびフ
ォトマスク１７ａ、１７ｂの外形よりも大型に作成され
ており、各透明板１８ａ、１８ｂの板厚に比べて、フォ
トマスク１７ａ、１７ｂおよび基板１６の板厚はかなり
薄いので、これらを重ね合わせた際には透明板１８ａ、
１８ｂが適度に撓んで透明板１８ａ、１８ｂの周縁部で
は上下の透明板１８ａ、１８ｂが当接した状態になって
いる。

【００１６】上部透明板１８ａはその上面および下面が
平面状の板材である。一方、下部透明板１８ｂは、図３
に示したように、上面に基板１６およびフォトマスク１
７ａ、１７ｂを載置した状態でこれら基板１６およびフ
ォトマスク１７ａ、１７ｂの外周縁に沿ってこれらを囲
むように溝１９が形成されているとともに、一辺の中央
部に前記溝１９から下部透明板１８ｂの端面に向けて溝
より外方の壁部を貫通するように開口溝（連通部）２０
が形成されている。

【００１７】図１および図２は、前記回路基板形成ユニ
ットを装着する露光装置の焼枠部の構造を示したもので
ある。この焼枠部Ｂは、フォトマスクと基板とを密着さ
せるとともにこれらを支持し、紫外線Ｓを照射させるた
めの部分である。図１に示したように、焼枠部Ｂは、中
央に露光用開口部２１を有する２枚の額縁状のアルミニ
ウム製フレーム２２ａ、２２ｂの１辺がヒンジ（図示せ
ず）によって回動自在に連結されたものである。

【００１８】上部フレーム２２ａの下面側には、露光用
開口部２１側の周縁と、外周側の周縁に沿ってそれぞれ
気密性に優れた天然ゴム製の内側パッキン２３（第１の
基板用シール突条）、および外側パッキン２４（フレー
ム用シール突条）が設置されている。また、下部フレー
ム２２ｂの上面側には、前記上部フレーム２２ａの内側
パッキン２３と回路基板形成ユニット１５を挟んで対向
する位置に下側パッキン２５（第２の基板用シール突
条）が配設されており、最外周部には突出壁２６（フレ
ーム用シール突条）が形成されている。これらパッキン
２３、２４、２５および突出壁２６の設置位置は、回路
基板形成ユニット１５を装着した状態において、内側パ
ッキン２３と下側パッキン２５は回路基板形成ユニット
１５の周縁部に互いに対向して当接するように、外側パ
ッキン２４と突出壁２６は回路基板形成ユニット１５の
外方で互いに当接するように配置されている。さらに、
下部フレーム２２ｂの一辺の中央部にあたる下側パッキ
ン２５と突出壁２６の間には、フレームの厚さ方向に貫
通する１個の排気孔２７が形成され、この排気孔２７は
真空排気ポンプ２８と接続されている。

【００１９】前記回路基板形成ユニット１５を露光装置
に装着するには、回路基板形成ユニット１５を、下部透
明板１８ｂの開口溝２０のある辺が下部フレーム２２ｂ
の排気孔２７のある辺に位置するように下部フレーム２
２ｂの下側パッキン２５上に載置し、上下のフレーム２
２ａ、２２ｂで挟み込むようにする。図２は、回路基板
形成ユニット１５をフレーム２２ａ、２２ｂの間に挟み
込んだ状態を示すものであるが、この状態において、上
下のフレーム２２ａ、２２ｂおよび各パッキン２３、２
４、２５、突出壁２６によって密閉された空間部２９が
形成されることになる。そして、この空間部２９に開口
した排気孔２７から真空排気を行なうと、この空間部２
９が１０Ｔｏｒｒ以下の負圧状態になるとともに、回路
基板形成ユニット１５の下部透明板１８ｂに設けられた
開口溝２０を通じて、フォトマスク１７ａ、１７ｂと基
板１６とを囲む溝１９、さらには上下の透明板１８ａ、
１８ｂの対向面間が負圧状態になるのである。

【００２０】一方、上下のフレーム２２ａ、２２ｂは露
光用開口部２１、２１を有しているので、上下の透明板
１８ａ、１８ｂの各外面は大気に開放され、両方の外面
共に大気圧を受けている。すなわち、上下の透明板１８
ａ、１８ｂの対向面間が負圧状態に、上下の透明板１８
ａ、１８ｂの各外面が大気圧状態になるので、上下の透
明板１８ａ、１８ｂが互いに内部方向に押圧し合うよう
に作用して、上下の透明板１８ａ、１８ｂに挟まれた基
板１６と各フォトマスク１７ａ、１７ｂとが密着するこ
とになるのである。

【００２１】本実施例の露光装置によれば、回路基板形
成ユニット１５の周縁部のみで上下の透明板１８ａ、１
８ｂの対向面間を負圧状態にするための密閉された空間
部２９が形成されるので、透明板１８ａ、１８ｂの中央
部は密閉される必要がなくなり、大気に開放されてもよ
いことになる。逆にいえば、対向面間が負圧状態となっ
た透明板１８ａ、１８ｂ同士が密着するためには、上下
の透明板１８ａ、１８ｂの各外面を大気圧状態にしてお
く必要がある。したがって、上下のフレーム２２ａ、２
２ｂの露光用開口部２１、２１に、従来の露光装置の場
合における高分子フィルムのような固定透過層を配する
必要はなくなり、紫外線Ｓの透過層を１層減らして透明
板１８ａとフォトマスク１７ａの２層にすることができ
る。

【００２２】この結果、紫外線の透過層における傷や塵
埃の発生要因が減るので、これらの要因による配線パタ
ーンの不良率を低減することができる。特に、露光装置
に設置したままとなる固定透過層を省略でき、紫外線の
透過層が各基板を露光する毎に随時交換できる透明板と
フォトマスクのみになるので、前記不良率低減の効果は
さらに大きくなる。

【００２３】また、紫外線のエネルギーのうち、透過層
によって吸収される部分が１層分減るので、露光に寄与
する実効的なエネルギーを上げることができ、これによ
って、露光時間を短縮することができる。

【００２４】また、本実施例の露光装置においては、回
路基板形成ユニット１５の周縁部に沿って形成される空
間部２９のみを真空排気する構成であり、従来の露光装
置のような上下のフレームとパッキンに囲まれた透明板
が配置される全空間を真空排気する場合に比べて、真空
排気すべき空間部が狭くなる。さらに、下部透明板１８
ｂの開口溝２０の位置と下部フレーム２２ｂの排気孔２
７の位置が近いので、排気力が上下の透明板１８ａ、１
８ｂの対向面間に容易に到達する。したがって、上下の
透明板１８ａ、１８ｂの対向面間を短い真空排気時間で
高い負圧状態とすることができる。すなわち、短い真空
排気時間で基板１６とフォトマスク１７ａ、１７ｂとの
高い密着度を得ることができる。

【００２５】また、下部透明板１８ｂが、基板１６およ
びフォトマスク１７ａ、１７ｂを置いた状態でこれらの
外周縁に沿ってこれらを囲む溝１９、および開口溝２０
が形成された構成となっているので、前記空間部２９を
真空排気した時に、開口溝２０、および溝１９を通じて
上下の透明板１８ａ、１８ｂの対向面間が基板１６およ
びフォトマスク１７ａ、１７ｂの全ての外周縁部から中
央部に向けて確実に負圧状態になっていく。したがっ
て、基板１６とフォトマスク１７ａ、１７ｂを全面にわ
たって均一に密着することができる。

【００２６】なお、本実施例においては、回路基板形成
ユニット１５の周縁部で密閉された空間部２９を形成す
る各シール突条を３個のゴム製パッキン２３、２４、２
５と１個の突出壁２６で構成したが、気密状態で互いに
当接することができるものであれば、これ以外のものを
用いて種々の組合せによって構成してもよい。また、前
記空間部２９を真空排気するために、下部フレーム２２
ｂの一辺の中央部に１個の排気孔２７を設けたが、排気
孔の数や位置はこれ以外であってもよい。さらに、上下
の透明板１８ａ、１８ｂの対向面間を真空排気するため
に、下部透明板１８ｂに、基板１６およびフォトマスク
１７ａ、１７ｂの外周縁に沿ってこれらを囲む溝１９
と、開口溝２０とを形成したが、前記空間部２９に開口
して透明板１８ａ、１８ｂの対向面間を確実に真空排気
できるものであれば、これら溝の数や形状、位置につい
ては別の構成であってもよいし、もちろん上部透明板側
を利用してもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明の回路基板形成用露光装置は、各
シール突条によって密閉された空間部内に回路基板形成
ユニットの周縁部が突出するとともに、露光用開口部に
より回路基板形成ユニットの両方の外面には大気圧が作
用するので、回路基板形成ユニットの両方の外面が互い
に内部方向に押圧し合うことによって、回路基板形成ユ
ニットの内部に挟まれた基板とフォトマスクとを密着さ
せることができる。したがって、従来の露光装置の場合
における高分子フィルムのような層を配する必要はな
く、紫外線の透過層を１層減らすことができ、この結
果、紫外線の透過層における傷や塵埃の発生要因が減る
ので、これらの要因による配線パターンの不良率を低減
させることができる。

【００２８】また、紫外線のエネルギーのうち、透過層
によって吸収される分が１層分減るので、露光に寄与す
る実効的なエネルギーを上げることができ、これによっ
て、露光時間を短縮することができる。

【００２９】また、シール突条によって回路基板形成ユ
ニットの周縁部のみを囲むように密閉するので、真空排
気すべき空間部が狭くなるとともに、回路基板形成ユニ
ットに露光用開口部を介して直接大気圧を作用させてい
るので、従来のように密着力が高分子フィルムの特性に
係わるというようなことがなく、回路基板形成ユニッ
ト、すなわち基板とフォトマスクとを常時安定して密着
させることができる。

【００３０】さらに、透明板の基板を囲む溝、およびこ
の溝を前記空間部に開口させる連通部によって、基板の
外周縁部が確実に負圧状態となる。したがって、上下の
透明板の対向面間が基板の全ての外周縁部から中央部に
向けて確実に負圧状態になっていくので、この回路基板
形成用露光装置は、基板とフォトマスクを全面にわたっ
て均一に密着させて、フォトマスクの配線パターンを基
板に鮮明に転写させるという効果を奏することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の回路基板形成用露光装置の一実施例
を示す斜視図である。

【図２】 同実施例の装置に回路基板形成ユニットを装
着した状態における図１のＣ−Ｃ線に沿う断面図であ
る。

【図３】 本発明の回路基板形成ユニットの一実施例を
示す斜視図である。

【図４】 回路基板形成ユニットの構成を示す側面図で
ある。

【図５】 従来の回路基板形成用露光装置の一例を示す
斜視図である。

【図６】 同例の装置に回路基板形成ユニットを装着し
た状態における図５のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１５…回路基板形成ユニット、１６…基板、１７ａ、１
７ｂ…フォトマスク、１８ａ…上部透明板、１８ｂ…下
部透明板、１９…溝、２０…開口溝（連通部）、２１…
露光用開口部、２２ａ…上部フレーム、２２ｂ…下部フ
レーム、２３…内側パッキン（第１の基板用シール突
条）、２４…外側パッキン（フレーム用シール突条）、
２５…下側パッキン（第２の基板用シール突条）、２６
…突出壁（フレーム用シール突条）、２７…排気孔、２
９…空間部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板（１６）の表裏面に形成した感光層
   に、フォトマスク（１７ａ、１７ｂ）、透明板（１８
   ａ、１８ｂ）をこの順に重ね合わせた回路基板形成ユニ
   ット（１５）を一対のフレーム（２２ａ、２２ｂ）の間
   に挟んだ状態として前記感光層を露光する回路基板形成
   用露光装置において、前記フレームには、前記回路基板
   形成ユニットのフォトマスクの配された部分に対応する
   位置に露光用開口部（２１）が形成されるとともに、前
   記回路基板形成ユニットの周縁部両面に気密に当接する
   第１、第２の基板用シール突条（２３、２５）と、前記
   回路基板形成ユニットの周縁部から外方に離間した位置
   で両フレーム間を気密に密封するフレーム用シール突条
   （２４、２６）とが設けられ、かつこれらフレームの少
   なくとも一方には、前記各シール突条の間に形成される
   空間部（２９）内を負圧排気する排気孔（２７）が形成
   されていることを特徴とする回路基板形成用露光装置。
2. 【請求項２】 前記各透明板は（１８ａ、１８ｂ）、前
   記基板（１６）の外形より大型に形成され、これら透明
   板の少なくとも一方には、基板の外周縁に沿ってこの基
   板を囲む溝（１９）と、この溝を前記空間部（２９）内
   に開口させる連通部（２０）とが形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の回路基板形成用露光装置。