JPH0689032A - フィルムとプリント回路基板の相互位置を調整する方法、並びに前記方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルム（７）と、前記フィルムを介して露
光させるべき、感光層でカバーされたプリント回路基板
の相互位置を調整する。 【構成】 調整は、前記フィルムの位置及び前記プリン
ト回路基板の位置の両方を、それぞれ絶対座標系に基づ
いて調整することによって行われる。可動光学走査手段
（１２〜１７）が、絶対座標系を示すパターン（４）
と、調整すべきフィルム及び調整すべきプリント回路基
板を、それぞれ同時に走査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィルムと、前記フィ
ルムを介して露光させるべき、感光層でカバーされたプ
リント回路基板の相互位置を調整する方法並びに前記方
法を実施するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】それぞれの露光機にフィルムとプリント
回路基板を自動的に装填するための移送システム、フィ
ルムとプリント回路基板の相互アライメントをとるため
の測定及び整合システム、平行紫外線を発生するための
ミラー・システム、及び、フィルム・キャリヤを冷却す
るための装置を備えた、プリント回路基板の露光機が知
られるようになってきた。

【０００３】こうした機械の場合、フィルムとプリント
回路基板の相互アライメントは、１つまたはいくつかの
カメラによって、フィルムのマーキングとプリント回路
基板の穴との間の相対的オフセットを検出して、測定
し、一緒に制御される調整モータを用いて、マーキング
と穴の間における中心のアライメントをとることによっ
て実施される。しかし、この既知の方法には、いくつか
の欠点がある。例えば、正しいのが、フィルムのマーキ
ングの位置か、プリント回路基板の穴の位置かのいずれ
であるかを判定することができない。さらに、プリント
回路基板には、穴を設けなければならないが、穴のない
プリント回路基板を用いることが望ましい場合もある。
以上に加えて、フィルムは、その位置及び形状に関し
て、正確な中心アライメントを不可能にする不適当なマ
ークを備えることが極めて多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、フィルムと、前記フィルムを介して露光させられる
とともに感光層でカバーされたプリント回路基板の相互
位置を調整する方法、並びに、前記方法を実施するため
の装置を提供することである。その方法及び装置による
こうした調整は、前記フィルム及び前記プリント回路基
板の、それぞれ、任意の形状で任意の位置に配置するこ
とが可能なマーキングで実施することが可能である。さ
らに、プリント回路基板の場合には、穴の形状を示すよ
うにマーキングを設計する必要はない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、フィルムと前記プリント回路基板の両方が、絶対
座標系に基づいて調整されることによって解決される。
本発明による方法並びに前記方法を実施するための望ま
しい装置は、下記によって得られる。 （１）それぞれ、調整を受けた後の、フィルムとプリン
ト回路基板が、相互に調整された位置を保ったまま、露
光位置に送り込まれる。 （２）Ｘ−Ｙ座標系が利用される。 （３）最初に、前記Ｘ−Ｙ座標系におけるフィルム位置
をＺ平面において調整し、次に、Ｚ方向に変換して、引
き続き、プリント回路基板の位置を前記Ｘ−Ｙ座標系の
同じＺ平面において調整し、さらに、フィルムとプリン
ト回路基板を共にＺ方向に移動させる。 （４）前記絶対座標系を表すため、フィルムの位置とプ
リント回路基板の位置を、それぞれ調整するための走査
を受ける光学パターンが利用される。 （５）光学パターンが、一定の幾何学形状の網目模様
（ラスター）によって与えられる。 （６）相対移動によって走査装置とラスターの間の粗調
整が実施され、走査に必要とされる正確さが、前記ラス
ターによって得られる。 （７）前記絶対座標系による前記フィルム上の少なくと
も２つのマーキング間における距離の検出を通じて、前
記フィルムの温度が調整される。 （８）前記フィルムの温度を調整するため、ピンポイン
ト式の露光による加熱またはピンポイント式のエア・ジ
ェットによる冷却が実施される。 （９）前記フィルムの冷却のため、エア・ノズルがピン
ポイント式に開閉される。 （１０）フィルムの位置に対して、前記エア・ノズルの
位置を変化させることが可能である。 （１１）光学走査手段は、互いにしっかりと連係した２
つの電子カメラ（１４、１５）を備えており、その一方
がパターンを走査し、もう一方が、フィルム（７）とプ
リント回路基板を、それぞれ、走査するようになってい
る。 （１２）光学走査手段が、それぞれ、パターンとフィル
ム及びプリント回路基板の間に配置される。 （１３）光学走査手段が、前記パターンと前記フィルム
及び前記プリント回路基板に対し、それぞれ平行に移動
可能である。 （１４）パターンとフィルム（７）及びプリント回路基
板のそれぞれに対する走査ビームが１つの同じ軸上にあ
る。 （１５）一方におけるパターンと、もう一方におけるフ
ィルム及びプリント回路基板のそれぞれに対する走査ビ
ームが、プリズム（１７）によって分割され、それぞ
れ、関連するカメラに供給される。 （１６）パターンが、矩形の網目模様（ラスター）であ
る。 （１７）パターンが、２つのガラス板の間にしっかりと
固定されたフィルム（４）上に表示される。 （１８）ガラス板（２、３）が、真空によって平面テー
ブル（１）に引きつけられる。 （１９）光学走査手段は、平面テーブル（１）とは逆方
向に面したガラス板（３）上をスライドする。 （２０）それぞれ、調整すべきフィルム（７）及び調整
すべきプリント回路基板が、エア・ベアリングに載って
いる間、前記平面テーブル（１）と平行に保持される透
明な支持板（６）上に配置される。 （２１）フィルム（７）及びプリント回路基板の位置
が、前記支持板（６）と横方向に係合する３つの補正部
材（１３）を介して、調整可能である。 （２２）フィルム（７）が、前記フィルムを真空によっ
て押しつけることの可能な、透明なフィルム搬送板
（８）上に配置される。 （２３）フィルム搬送板（８）が、前記搬送板を真空に
よって押しつけることの可能な、フレーム（９）上に配
置される。 （２４）前記フィルム搬送板（８）を保持する真空領域
及び前記フィルム（７）を保持する真空領域が、互いに
対して密封されている。 （２５）前記フィルム（７）を保持する真空領域が、真
空源と接続されており、該真空源が、さらに、前記フィ
ルム搬送板（８）の通路（２５）を介して前記フレーム
（９）に接続される。 （２６）制御可能なエア・ノズル（２８）が、前記フィ
ルム（７）に対して変位可能な露光光学素子に取り付け
られる。 （２７）エア・ノズル（２８）が、変位方向に対して垂
直方向に延びる突出形状を示すように構成されている。

【０００６】絶対座標系に基づいて、フィルム位置とプ
リント回路基板の位置の両方を、それぞれ、調整するこ
とによって、前記フィルムと前記プリント回路基板は、
それぞれ、１つの、同じ平面において、互いに別個に測
定することが可能になり、その正確な位置を検出するこ
とができ、それによって、調整モータの制御値を得るこ
とが可能になり、そのモータによって、前記フィルム及
び前記プリント回路基板が、それぞれ、前記平面におい
てＸ方向及びＹ方向にシフトされ、また、回転させられ
る。フィルム及びプリント回路基板のこの独立した絶対
測定によって、任意の形状及び任意の位置のマーキング
を用いて、位置を判定し、前記制御値を計算することが
可能になる。この方法によって、前記フィルムと前記プ
リント回路基板に関して、それぞれ、いくつかのマーキ
ングを別個に含め、位置の判定と、理想の位置に対する
オフセットの検出を、それぞれ行うことも可能になる。

【０００７】それぞれ調整が済むと、フィルムとプリン
ト回路基板は、互いに調整された位置を維持したまま、
適切な方法で露光位置に送り込まれるが、この場合、便
宜上Ｘ−Ｙ座標系を利用すると、まず、Ｘ−Ｙ座標系に
おける前記フィルム位置を調整し、次に、Ｚ方向で変え
て、引き続き、前記プリント回路基板の位置をＸ−Ｙ座
標系の１つの同じＺ平面において調整し、さらに、フィ
ルムとプリント回路基板とを共にＺ方向に移動させるこ
とになる。

【０００８】絶対座標系を表すためには、それぞれ、前
記フィルムの位置と前記プリント回路基板の位置の調整
に関して走査を受ける光学パターンを利用するのが有利
である。このパターンは一定の幾何学形状のラスターに
よって示すのが便利である。この結果、走査装置とラス
ターの間に相対移動が生じるように、走査を行うことが
可能になるが、前記移動は粗調整にしか役立たない。こ
のため、前記走査装置の駆動メカニズムは、比較的単純
な構造にすることが可能である。必要とされる正確度
は、ラスター自体による走査、及び、走査されるマーキ
ングと走査されるラスターを互いに重ね合わせることに
よる走査に分与される。ラスターの分割は従って、機械
的な駆動装置の不正確度によって決まる。この不正確度
が例えば、±１ｍｍの範囲内である場合、約２．５ｍｍ
のラスター分割が適当である。

【０００９】

【実施例】花崗岩の精密な平面テーブル１は、調整装置
のベースの働きをし、平面性の基準を構成している。前
記平面テーブル１には、２つのガラス板２及び３が設け
られていて、その間に、フィルム４が固定されており、
前記フィルム２は、四角形のラスターを有している。

【００１０】前記フィルム４と共に、真空によって、ガ
ラス板２及び３が平面テーブル１に引きつけられ、この
結果、上方のガラス板３の上部表面においても、前記平
面テーブル１の精密な平面性基準が得られる。シーリン
グ・コード５は、前記真空の維持に役立つ。

【００１１】ガラス板６は、前記平面テーブル１の上方
に所定の距離をおき、それと平行をなす４つのエア・ベ
アリングに合わせて調整され、前記ベアリングは前記平
面テーブル１の自由エッジを対向面として利用する。こ
のガラス板６は、フィルム７またはプリント回路基板を
支持する平面としての働きをし、フィルム７は、さら
に、フィルム搬送板８上に配置され、この搬送板はさら
に、フレーム９（図２）によって保持されている。高分
解能の３つの調整部材１０が、前記ガラス板６の横方向
における適合する位置に配置されており、その平面にお
いて、互いに垂直な２つの方向にそれをシフトさせ、ま
た、前記平面において逆向きにシフトさせることが可能
である。

【００１２】ガラス板３及び６に挟まれた光学キャリッ
ジ・システムは、少なくとも３つのテフロン製の脚１１
によってガラス板３上に支持されており、その上をスラ
イドして移動することができるが、その間には、エア・
クッションが形成されることが望ましい。光学キャリッ
ジ１２は、ガイド１３に沿って移動させることが可能で
あり、ガイドも、また、その縦方向と垂直方向にシフト
させることが可能である。前記光学キャリッジ１２のシ
フトは、ステップ・モータと歯形ベルトを利用すること
によって、簡単に実施することができ、少なくとも±１
ｍｍの正確度の粗調整で十分である。

【００１３】光学キャリッジ１２は、それぞれ、適切な
照明と、偏向ミラー１６並びに共通プリズム１７によっ
て、ラスターを有するフィルム４の平面及びガラス板６
の支持平面において、互いに、正確にそろった写真をと
ることが可能なＣＣＤタイプの２つのカメラ１４及び１
５を搬送する。ラスターを撮るため、光学キャリッジ１
２には、対応する開口部が設けられている。従って、前
記フィルム４のラスターは、フィルム７及びプリント回
路基板のそれぞれの画面にコピーされる。ＣＣＤタイプ
の２つのカメラ１４及び１５に接続された評価回路を介
して、前記ラスター及び前記フィルム４の測定基準のそ
れぞれに関する前記フィルム７及び前記プリント回路基
板のそれぞれのマーキングの正確な位置を極めて精密に
測定することが可能である。これを行う際に、マーキン
グの理想位置に関して、偏差が検出される場合には、ガ
ラス板のシフトは、前記マーキングが、理想の位置に達
するまで、一緒に調整部材１０の調節を行うことによっ
て実施される。

【００１４】こうして、前記フィルム及び前記プリント
回路基板のそれぞれにおける個々のマーキングの測定を
実施することが可能になり、可能性のある位置の補正を
行うことができるが、この場合、光学キャリッジ１２を
しかるべくシフトさせ、それぞれのマーキングにおいて
粗調整が実施される。従って、前記マーキングの精密な
測定は、前記光学キャリッジ１２の粗調整を検出し、さ
らに、マーキングとラスターを互いに組み合わせるＣＣ
Ｄタイプの２つのカメラ１４及び１５の出力信号を評価
することによって実施される。この場合、例えば、±１
μｍの分解能が得られる。

【００１５】フィルム７は、ラスターに対して正確に配
置されると、フィルム搬送板８及びフレーム９と共にガ
ラス板６から垂直方向に移動させられ、前記ガラス板の
上方に保持される。引き続き、プリント回路基板が、適
合する装填手段によってガラス板上に配置されるが、フ
ィルムにおけるラスター分割のフレーム・ワークに、理
想の位置に対するオフセットが生じる可能性がある。プ
リント回路基板に見いだすことのできるマーキングの測
定及び前記プリント回路基板の位置の可能性のある補正
はフィルム７の場合、前とちょうど同じように実施する
ことができる。次に、プリント回路基板とフィルム７の
両方または一方の垂直方向の変位によって、これら２つ
の構成要素は、共に、互いに正確なアライメントのとれ
る露光位置に送られ、この位置において、適切な照射シ
ステムを用いて前記プリント回路基板上にある感光層の
露光がフィルム７を介して行われる。

【００１６】従って、請求項に記載の方法によるフィル
ム及びプリント回路基板の相互アライメントは、マーキ
ングを互いに直接比較することによって行われるのでは
なく、それらの位置を検出して、例えば、ラスターの形
態をとる測定基準に関して、独立に、互いに関係なく補
正される。従って、フィルム及びプリント回路基板は、
一定の基準座標系に関したそれぞれのアライメントによ
って、相互アライメントがとれることになる。

【００１７】また、本発明の方法によって、前記フィル
ム及び前記フィルム搬送板のそれぞれに対する温度調整
が可能になり、温度の変化によって生じる前記フィルム
の寸法変化を回避することができる。このため、少なく
とも２つのマーキング２６、２７（図４）が前記フィル
ムについて測定され、その計算した距離と所望の距離の
比較が行われる。この比較の結果、その距離が所望の距
離に一致するためには、フィルムとフィルム搬送板を冷
却または加熱しなければならないということになるかも
しれない。可能性のある加熱は、まず、前記プリント回
路基板なしでフィルム７を露光させることによって実施
することができる。冷却は、前記フィルムに空気を吹き
付けることによって実施することができる。このため、
露光装置に取り付けることが望ましい、それぞれ、単独
で、ソレノイド弁によって開閉可能なエア・ノズルが、
設けられている。図４によれば、特に、フィルムの幅に
わたって延び、いくつかのエア・ノズル２８を備えた突
出部を設けることが可能であり、この突出部は、露光光
学素子のキャリッジに、例えば、４５度の偏向ミラー２
９のキャリッジに取り付けられるので、突出部は、前記
光学素子と共に前記フィルムに沿って変位させることが
可能である。この結果、個々のエア・ノズル２８を開閉
することによって、ピンポイント式に、縦方向と横方向
の両方において、フィルム７を局所的に冷却させること
が可能である。例えば、これによって、好ましくないフ
ィルムの変形を局所的に補償することが可能になる。

【００１８】こうした温度調整によって、フィルムの少
なくとも２つのマーキング間における正確な所望の距離
が、いつでも設定されるので、フィルム等の測定の不正
確な点も補償することができる。

【００１９】前記フィルムを介したプリント回路基板の
正確な露光のためには、フィルムがフィルム搬送板にし
っかりと支持され、さらに、これら２つの構成要素の間
にダストの粒子等が存在しないことが必要になる。通
常、フィルムは、結合剤に助けられて、フィルム搬送板
に急速に接着されるが、これは、別様であれば、フィル
ムがプリント回路基板に急速に固着するという差し迫っ
た危険が、とりわけ、ソルダー・レジストを露光する場
合に生じるためである。ただし、とりわけ、平行光によ
る露光の場合、この方法は結合剤の層にダストがまとま
って付着し、露光に影響する可能性があるので不適当で
ある。さらに、フィルム搬送板の洗浄が困難である。結
合剤の層の塗布を避けるため、フィルム搬送板８は、図
２及び３に示すように構成される。

【００２０】フィルム搬送板８は、便宜上、アクリル・
ガラスで作られるが、広げた最大のフィルム７よりも両
方向において約５０ｍｍ大きくするのが望ましい。こう
して得られた少なくとも２５ｍｍの自由周縁部に、フレ
ーム９が配置されて、内側シール・コード１８と外側シ
ール・コード１９の間に、接続穴２０を介して真空を発
生し、この真空によって、フィルム搬送板８がフレーム
９に固定されるので、これら２つの構成要素の共同移送
が可能になる。

【００２１】まず、周囲接着テープ２１によって、フィ
ルム搬送板８にフィルム７が取り付けられる。こうする
と、フィルムは、フィルム搬送板８の中心に対する１つ
の方向においてアライメントがとれ、もう１つの方向に
おいて、破線で示されたより小さめのフィルム７´に関
連して図３から明示することの可能な、フィルム搬送板
８の１つの側に必ず載って（約２５ｍｍの自由周縁部を
考慮しながら）、前記周縁部に配置される。図２は、周
縁部のこの側に関する断面図である。

【００２２】周縁部のこの側には、真空領域が、シーリ
ング・コード１８及び１９によって形成される真空領域
内に、それとは別個に生じるが、前記最初に述べた真空
領域は、Ｏリング２２によって包囲されている。

【００２３】この真空領域は、フレーム９の接続穴２３
を介して、それ自体の真空源に接続されている。長さ約
３０ｍｍのプラグ２４によって外部から遮断された、表
面と平行な穴２５が、周縁部からフィルム搬送板８内に
延び、ここから、１つの穴が、垂直方向に分岐して、接
続穴２３に向かい、同様に、１つの穴が、垂直方向に分
岐して、前記フィルム７を搬送するフィルム搬送板８の
表面に向かうことになる。従って、不図示のソレノイド
弁に助けられて、フィルム搬送板８とフィルム７の間
に、真空を形成し、あるいは、中立化することによっ
て、ただ、接着テープ２１によって保持されただけのフ
ィルム７を、締め付けたり、あるいは、緩く支持したり
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィルム及びプリント回路基板の相互位置を調
整するための装置の一部を示す透視図である。

【図２】フレームに取り付けられるフィルム搬送板のエ
ッジに関する断面図である。

【図３】フィルムを載せたフィルム搬送板の平面図であ
る。

【図４】フィルム搬送板及び冷却装置の透視図である。

【符号の説明】

１ 平面テーブル ２ ガラス板 ３ ガラス板 ４ フィルム ５ シーリング・コード ６ ガラス板 ７ フィルム ８ フィルム搬送板 ９ フレーム １０ 調整部材 １１ 脚 １２ 光学キャリッジ １３ ガイド １４ カメラ １５ カメラ １６ 偏向ミラー １７ プリズム １８ 内側シーリング・コード １９ 外側シーリング・コード ２０ 接続穴 ２１ 接着テープ ２２ Ｏリング ２３ 接続穴 ２４ プラグ ２５ 穴 ２６ マーキング ２７ マーキング ２８ エア・ノズル ２９ 偏向ミラー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルムと、前記フィルムを介して露光
   させるべき、感光層でカバーされたプリント回路基板の
   相互位置を調整する方法において、前記フィルムと前記
   プリント回路基板の両方が、それぞれ、絶対座標系に基
   づいて調整されることを特徴とする調整方法。
2. 【請求項２】 フィルムと、前記フィルムを介して露光
   させるべき、感光層でカバーされたプリント回路基板の
   相互位置を調整する装置において、絶対座標系を示すパ
   ターンと調整すべきフィルム（７）及び調整すべきプリ
   ント回路基板を、それぞれ同時に走査する可動式光学走
   査手段（１２〜１７）が設けられていることを特徴とす
   る調整装置。