JPH096010A - 光硬化型樹脂の露光方法及びその露光装置 - Google Patents

光硬化型樹脂の露光方法及びその露光装置

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JPH096010A
JPH096010A JP7179446A JP17944695A JPH096010A JP H096010 A JPH096010 A JP H096010A JP 7179446 A JP7179446 A JP 7179446A JP 17944695 A JP17944695 A JP 17944695A JP H096010 A JPH096010 A JP H096010A
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Masanori Noda
正紀 野田
Hiroyoshi Ogawa
裕誉 小川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光照射時における光硬化型樹脂の温度等を所
望にコントロールして温度上昇に起因するボイドの発生
等を防止する。 【構成】 露光槽1の内部には水が貯留され、その水温
は循環ポンプ7と熱交換器8とにより低温度に制御され
ている。露光槽1の側壁2には透明板4を備えた露光窓
3が形成され、ここに露光光源5が配置されている。紫
外線硬化型の永久レジストインクが付着されたプリント
回路基板6が搬送装置によって搬送され、露光槽1の水
中に浸漬されて露光窓3の前方を通過する。このとき露
光光源5からの紫外線を受けて永久レジストインクが露
光されて硬化する。永久レジストインクは水中で露光さ
れるから、水のヒートシンク作用によってそのインク層
の温度上昇は抑制され、設定された水温である10℃〜
20℃の一定範囲内に留まる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光硬化性の樹脂を露光す
るための露光方法およびその露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、プリント回路基板の表面に紫外
線硬化型のインクを塗布して硬化させるには、従来、同
インクを塗布したプリント回路基板を例えばコンベアに
載せて搬送し、その搬送途中でプリント回路基板に紫外
線ランプから紫外線を照射するようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来方法では、次のような問題があった。 (1)紫外線ランプから放射される輻射熱によりインク
の温度が急上昇するため、樹脂内部に気泡が発生し、こ
れが硬化した樹脂層内部にボイドとして残留することが
ある。 (2)紫外線が照射されたインクは、温度上昇によって
硬化反応が促進されるため、必要以上の架橋密度となっ
て過剰な硬度となることがある。このようにして硬化し
たインクの硬度が過剰に高くなると、硬化したインクの
研磨工程において研磨が困難になる等の不具合が生ず
る。 (3)例えばインクをプリント回路基板上にスクリーン
印刷した場合、印刷後のインクには大気圧が作用するに
過ぎないから、スクリーン印刷時にインクに含まれてし
まう微細な気泡を十分に排除できず、そのまま硬化させ
てしまうことになる。
【0004】本発明は上記問題を一挙に解決すべくなさ
れたもので、光照射時における光硬化型樹脂の温度等を
所望にコントロールできて温度上昇に起因するボイドや
架橋密度の過剰化等を防止することができる光硬化型樹
脂の露光方法及びその露光装置を提供するにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る光硬化型
樹脂の露光方法は、光硬化型樹脂が付着された基材を液
中に浸漬した状態で、光硬化型樹脂に露光用の光を照射
するところに特徴を有する。
【0006】また、請求項2に係る光硬化型樹脂の露光
装置は、光硬化型樹脂を溶解しない性質の液を内部に貯
留した露光槽と、その露光槽内の液中に浸漬された光硬
化型樹脂に対して光を照射する露光光源とを備えた構成
に特徴を有する。
【0007】さらに、請求項3に係る露光装置では、前
記露光槽の側壁部の少なくとも一部が透明板にて構成さ
れ、その露光槽の外に配置した露光光源から露光槽の液
中に浸漬された光硬化型樹脂に対して光を照射する構成
としている。この場合、露光槽の対向する両側壁部に透
明板にて閉じられた露光窓をそれぞれ形成し、各露光窓
に対応してそれぞれ露光光源を配置してもよい(請求項
4の発明)。
【0008】さらにまた、上記請求項2ないし4記載の
光硬化型樹脂の露光装置において、露光槽内の液を循環
させる液循環路と、この液循環路の途中部に設けられて
液と熱交換することによりその液温度を所定の範囲内に
維持する熱交換装置とをさらに設けてもよい(請求項5
の発明)。
【0009】
【作用】液体は気体に比べて熱容量・比熱が相当に大き
く、これに接する物体の温度変化を抑えるヒートシンク
作用が気体に比べて大きい。従って、本発明によれば、
光硬化型樹脂は液中に浸漬された状態で光が照射される
から、光硬化型樹脂に接する液のヒートシンク作用によ
って樹脂温度の変動が抑えられる。また、光硬化型樹脂
は露光槽内の液中で周囲から圧力を受けるため、例えば
スクリーン印刷によって微細な気泡が樹脂層中に含まれ
たとしても、これらは液から作用する圧力によって樹脂
層中から排除される。
【0010】また、特に請求項3の露光装置では、露光
光源は露光槽の外部にあって液に触れないから、露光光
源の絶縁構造が簡単になりメンテナンスも簡単になる。
さらに、請求項4の露光装置では光硬化型樹脂に対して
両側から光が照射され、請求項5の露光装置では熱交換
装置によって露光槽内の液温度が所定の範囲内に維持さ
れるから、樹脂の架橋密度等を所望の値にコントロール
することができる。
【0011】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の露光方法及
び露光装置によれば、露光時における樹脂温度の変動が
抑えられるから、樹脂内の気泡の発生を防止できるとと
もに、架橋密度を適切な範囲内に納めることができ、ま
た、樹脂層中に含まれた気泡も効果的に排除できるか
ら、高品質の硬化樹脂層が得られるという優れた効果を
奏する。しかも、露光槽内に貯留する液体の性質(紫外
線等の露光用光線の透過率、屈折率、比重、比熱等)を
必要に応じて選択することにより、空気中での露光に比
べて格段に多様な露光条件を得ることができるから、硬
化反応の条件選択の自由度が高く、所望な性質の硬化樹
脂層が得られる。また、特に請求項3の露光装置では、
露光光源の絶縁構造やそのメンテナンスも簡単になり、
さらに、請求項4の露光装置では光硬化型樹脂に対して
両側から光が照射されるので、むらが少ない架橋硬化状
態が得られる。さらにまた、請求項5の露光装置では、
温度制御によって樹脂の架橋密度等の物性を所望の値に
コントロールすることができるという効果が併せて得ら
れる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例について
図面を参照して説明する。
【0013】図中、1は上面を開放した露光槽であり、
内部に水が貯留されている。この露光槽1の対向する一
対の側壁2にはそれぞれ露光窓3が形成され、ここに透
明板4が嵌め込まれている。その透明板4の外側には紫
外線ランプからなる露光光源5が配置され、両露光窓3
を通して露光槽1内に紫外線を照射できるようになって
いる。なお、図2に示すように露光槽1は露光窓3の形
成部分で薄型に構成され、例えば対向する2枚の透明板
4間の間隔が20cm程度となるようにされている。ま
た、この露光槽1の上方には図示しない搬送装置が設け
られ、これよりプリント回路基板6を露光槽1の右側で
水中に浸漬し、ここから露光窓3の間を通って左方に搬
送し、露光槽1の左側で水中から引き上げることができ
るようになっている。
【0014】一方、露光槽1には循環ポンプ7および熱
交換器8を有する循環管路9が連通され、循環ポンプ7
を運転することにより露光槽1内の水を熱交換器8を通
して循環させることができる。そして、熱交換器8で
は、図示しない冷却装置によって冷却された冷媒と、露
光槽1内の水とが熱交換するようになっており、これに
て露光槽1内の水温を例えば10℃〜20℃の一定温度
範囲内に維持するようになっている。
【0015】次に、上記構成の露光装置における露光方
法について説明する。ここでは、例えばプリント回路基
板6に紫外線硬化型の永久レジストインクを印刷し、こ
れを硬化させる手順を述べる。この実施例の永久レジス
トインクは、一般的なエポキシ系の無溶剤型であって通
常のスクリーン印刷法によって印刷される。プリント回
路基板6にスルーホールが形成されている場合には、こ
れを埋めるように付着される。
【0016】永久レジストインクが付着されたプリント
回路基板6は搬送装置によって露光槽1の上方に搬送さ
れ、まず露光槽1の右側において水中に浸漬される。永
久レジストインクは水に対して溶解性はないから、水中
に浸漬されても特に化学的な変化はないが、インクの温
度が水温とほぼ等しくなる。また、プリント回路基板6
が水中に浸漬されると、インクに対しては水圧が均等に
作用するため、永久レジストインクのスクリーン印刷時
に不可避的に混入してしまった微小な気泡は押し出され
る傾向となる。
【0017】そして、プリント回路基板6は露光槽1内
の水中を搬送されて露光槽1の露光窓3の間を移動し、
その際に露光光源5からの紫外線がレジスト層に照射さ
れてその硬化反応が開始される。この紫外線の照射時間
は、レジストインクの硬化に必要な紫外線の光量が確保
される時間となるが、一般的には1分ないし1分30秒
程度の短時間である。しかし、その照射中において、露
光光源5からの大きな輻射エネルギーによってレジスト
層の温度は上昇傾向を呈するが、本実施例ではレジスト
層は低温度の水中に浸漬されており、しかも水と広い面
積で接触しているから、水のヒートシンク作用によって
そのレジストインク層の温度上昇は確実に抑制され、設
定された水温である10℃〜20℃の一定範囲内に留ま
る。
【0018】従って、温度の急上昇のためにインク層の
内部に気泡を生成させてしまうことがなくなり、硬化し
た樹脂層内部にボイドが残留することを確実に防止でき
る。このようにボイドの残留を防止できることは、プリ
ント回路基板上の永久レジストの耐熱性、耐湿性或いは
絶縁性等の種々の特性を十分に高めることができること
を意味し、高品質のレジスト層が得られることになる。
また、インクの硬化反応は一定温度下で行われるから、
その架橋密度は計画値に納めることができる。従って、
必要以上の架橋密度となって永久レジスト層が過剰な硬
度となることがなく、硬化後の研磨工程等における困難
が生ずることを防止できる。さらに、特に本実施例の露
光装置では、露光光源5は露光槽1の外部にあって水か
ら隔離されているから、露光光源5の絶縁構造が簡単で
あり、メンテナンスも簡単になる。また、露光光源5か
らの熱が露光槽1内に侵入することが少なくなり、水温
のコントロールが容易になり、ひいては永久レジスト層
の硬化時の温度制御の精度を高めることができる。
【0019】なお、露光が終了したプリント回路基板6
は搬送装置により露光槽1から引き上げられ、図示しな
い乾燥装置に送られて乾燥される。
【0020】<他の実施例>本発明は上記記述及び図面
によって説明した実施例に限定されるものではなく、例
えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含ま
れ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種
々変更して実施することができる。
【0021】(1)上記実施例では露光槽1内に水を貯
留したが、これに限らず、露光される光硬化型樹脂を溶
解しない性質であれば所望な液体が採用できる。例え
ば、極低温度での光照射が好ましい場合には、液体窒素
を利用してもよく、また、光硬化型樹脂の種類によって
は、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール
等のアルコール系液体でもよい。その他、ヘプタン、ミ
ネラルスピリット、流動パラフィン、キシレン等の炭化
水素系液体、メチレンクロライド、トリクロロエタン、
パークロロエチレン、臭化メチル、臭化プロピル、フロ
ン113、HCFC225、キシレンヘキサクロライド
等のハロゲン系液体、エチレングリコール、エチレング
リコールジメチルエーテル等の多価アルコール誘導体、
テレピン油、灯油、シリコンオイル等のオイル類等であ
ってもよい。勿論、これらの混合物やこれらに防腐剤等
の各種の添加剤を加えた液体であってもよい。
【0022】(2)また、上記実施例ではエポキシ系無
溶剤型の永久レジストインクを露光する場合を例示した
が、フェノール系の紫外線硬化型インクであっても同様
に適用でき、光を照射して硬化させる樹脂であれば各種
の樹脂に対して広く適用することができる。
【0023】(3)さらに、上記実施例では、露光槽1
内の水を10℃〜20℃に冷却する場合について例示し
たが、これに限らず、光硬化反応の必要に応じて水温を
高くすることもでき、その温度は所望に設定することが
できる。さらにまた、特に比重が高い液体を選択して、
液中の光硬化型樹脂への加圧力を高め、これにより気泡
排除性能をいっそう高めることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す露光槽の断面図
【図2】同じく、露光層のII−II線に沿う断面図
【符号の説明】
1…露光槽 3…露光窓 4…透明板 5…露光光源 6…プリント回路基板(基材) 8…熱交換器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光が照射されることで硬化する光硬化型
    樹脂を露光する方法であって、前記光硬化型樹脂が付着
    された基材を液中に浸漬した状態で、前記光硬化型樹脂
    に露光用の光を照射することを特徴とする光硬化型樹脂
    の露光方法。
  2. 【請求項2】 光が照射されることで硬化する光硬化型
    樹脂を露光するための露光装置であって、前記光硬化型
    樹脂を溶解しない性質の液を内部に貯留した露光槽と、
    その露光槽内の液中に浸漬された光硬化型樹脂に対して
    光を照射する露光光源とを備えてなる光硬化型樹脂の露
    光装置。
  3. 【請求項3】 光が照射されることで硬化する光硬化型
    樹脂を露光するための露光装置であって、側壁部の少な
    くとも一部が透明板にて構成され前記光硬化型樹脂を溶
    解しない性質の液を内部に貯留する露光槽と、この露光
    槽の液中に浸漬された光硬化型樹脂に対して前記透明板
    を介して露光槽の外側から光を照射する露光光源とを備
    えてなる光硬化型樹脂の露光装置。
  4. 【請求項4】 露光槽の対向する両側壁部には透明板に
    て閉じられた露光窓が形成されるとともに、各露光窓に
    対応してそれぞれ露光光源が配置されていることを特徴
    とする請求項3記載の光硬化型樹脂の露光装置。
  5. 【請求項5】 請求項2ないし4記載の光硬化型樹脂の
    露光装置において、前記露光槽内の液を循環させる液循
    環路と、この液循環路の途中部に設けられて前記液と熱
    交換することによりその液温度を所定の範囲内に維持す
    る熱交換装置とがさらに設けられていることを特徴とす
    る光硬化型樹脂の露光装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010036203A1 (en) * 2008-09-23 2010-04-01 Siemens Medical Instruments Pte Ltd Curing system
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