JPS58147121A - 画像形成系 - 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】 本発明は光画儂形成系、そして特にフレネルレンズを使
用する光ｌｉｊ儂形成糸に関する。

エレクトロニクス産業に使用される回路板は典型的には
その上に形成された電気伝導性鋼層を有する基質を包含
する。板の表面に導体、＜ターンを形成するためには第
一に板をホトレジストとして知られている。物質例えば
米国デュポン社によって「リストン（Ｈｔｓｔｏｎ）　
Ｊの商品名で発売されている光重合体レジストの光１合
性フーティングで被接することが一般的に実施されてい
る。このコーティングは通常は圧力および熱の使用によ
って板の表面に積層される。

コーティングをその上に積層させた回路板をフレーム上
に支持させそしてマスクまたは［ホトツール（Ｐｈｏｔ
ｏ−ｔｏｏｌ）　Ｊをその上に置く。板をその後でホト
ツール全通して活性線放射、一般には紫外線に算光すし
める。フレーム内を真空にすることによって回路板表面
にホトツールを密着させて位置せしめる。ホトツールの
前以って選はれた不逃明部分はこのホトツールを置かれ
たコーティングの相当部分へ・の放射の入射をシールド
すなわち阻止する。

ホトツールの開放部分を通って活性線放射が当るのを可
能ならしめられたコーティング部分は重合される。シー
ルドされすなわち露光されなかった部分は未重合状態に
ｗまり、そしてこれは既知の技術例えば既知の現儂化学
使用する未１合物質の現偉壕九は洗去によシ板から除去
されうる。その後で重合レジストによシ保護されていな
い銅表面部分を除去するかまたはこれに物質を付加して
板上に導体パターンを生成させるために穫々のエツチン
グｔたは重層技術を使用することができる。

前記方法に使用される活性線放射源は回路板表面の垂直
上方にそして実質的に中心的に存在する点源と考えるこ
とができる。この光源から発光された活性線放射はそれ
から輻射的に外方向にそして回路板の扁平な表面に向っ
てひろがる。光源からの放射は点光源の直接的に下方に
ある板の表面の一部に実質的に垂直に当る。その結果板
のこの部分のレジストの重合部分の縦方向端縁は板の表
面に関して実質的に垂直に傾斜している。この条件Ｆｓ
、第１Ａ図に説明されている。そこでは板Ｂの端縁方向
断面においては、重合されたレジスト物債の隣接ライン
Ｌ＃′ｉ、実質的に垂直の端縁Ｅを示している。その結
果ＩＩ接する対向する端縁Ｅの間の距離はかなシ均一で
ある。１！に板Ｂｏ衣表面１合しジストラインＬの向い
合った端縁Ｅによシ定義されるチャンネルＣは第１Ａ図
に示されている端縁方向の図では矩形である。

しかしながら、その中心線（ＶＣＬ）から中径方向に板
の表面に沿って離れていくにつれて、点光源からの活性
線放射は垂直に対しである角度で板に当る。その結果、
第１Ｂ図に示されているように、板のこれらの部分では
重合ラインＬ′の端縁ビは垂直に対して傾斜している。

そのようにして形成されるチャンネルＣ′はｇＩＢ図に
示されているように端縁方向でみた場合に台形状である
。

活性線放射源は揚物線反射フードによシかこまれている
。フードからの反射の結果として、板のある部分のｌ１
ｌｌＩＩラインＬ／／の基縁２”は第１Ｃ図に示される
ようにアンダーカットされる。これらの場合１ｉｉＩ接
ラインＬ”の間のチャンネルσ′は端縁からみた場合逆
台形の形状である。

第１Ｂ図および第１Ｃ図に示されているような状況をさ
ける丸めに活性線放射から発射される光を放射が実質的
にそれに垂直に板３表面に当るように平行させる試みが
なされてき九。一つのそのような従来技術は、部分的に
活性線放射源をかこむ反射物質でコーティングされたコ
ニカルヘッドを使用している。その結果フード方向に光
源から発射され九部分の放射はそれにより反射されそし
て実質的に平行な光線通路で板の方向に導かれる。しか
しながらこの系は不利であると信じられている。その理
由はそれに垂直に対しである角度で板に当る放射を完全
には除外しないからであり、そして従って第１Ｂ図に示
されたようなラインＬ′がなお形成されるからである。

他のそれに代るものとしては、「エラグフレ−）　（ｅ
ｇｇｃｒａｔθ）」反射器として知られている装置が点
光源とフレームとの中間に位置せしめられる。このエラ
グクレート反射器は反射器の各セルを通る放射をチャン
ネル化させ、そしてそれによって光線を部分的に平行化
させそして板の方向に導いてそれに実質的にｉｉｋ直に
板に当るようにする。この方法もまた、エラグクレート
反射器の平行化作用に関するエネルギー損失の故に不利
であると信じられる。

更に放射源から発射された光をそれに実質的に垂直方向
で板表面に当るように再導入せしめる種々の鋭配列もま
た考案されている。しかしながらこれら反射配列は不利
であると信じられている。その理由はそれらが板表面で
の比較的低い光強度の結果となり、すなわち光源に対す
るそれに釣り合ったよυ大なるエネルギー導入を必要と
するからである。

前記の観点から儂形成系および活性線放射源から発射さ
れた光をそれに実質的に＆ｉＦに回路板の全表面に当る
ようにした回路板の活性線放射篇光方法を提供すること
は有オＵでおると信じられる。また有効放射エネルギー
の最小損失をもって、板の露光時間およびエネルギー消
費要求を減少させることのできるような条件を達成する
ことも有利であると信じられる。

本発明はその上に光重合性コーティングを有する回路板
の光倫形成および無光装置およびその露光方法に関する
。この装置は光重合性物質のコーティングをその上に有
する回路板を活性線放射源の光通路に支持関係で載置す
るための支持表１１Ｔｌｔたけフレームを包含している
。この７レームは好壕しぐに活性線放射源の下に−直に
置かれている。活性線放射源とフレームとの中間に、光
通路中にフレネルレンズが置かれている。このフレネル
レンズは光源から発射される放射を平行化させ、そして
その全表面積にわ九って実質的に垂直の方向でこれに当
るように回路板表面方向に実質的に平行な光通路で放射
を導くように適応されている。このフレネルレンズはフ
レームの上方にそして垂直整合状態で置かれている。フ
レネルレンズの面はフレームの面に平行である。このレ
ンズ面積はフレームの面積よシ大であって、その結果こ
のフレームは完全にレンズによシ隠蔽されそしてその境
界内に入る。

本発明は添付図面に関してのＰ＃な記載からより完全に
理解されるであろう。ここに第１Ａ図、第１Ｂ図および
第１Ｃ図は板の光重合性コーティングが従来技術の露光
ユニットを使用して無光された場合の回路板表面の光１
合ライン区分の全体の＠Ｉ１図である。ｗＪ２図は本発
明による光−１形成糸の高度に様式化された＠面図であ
る。

第３図はライン５−３で切った第２図に示した光１ｌｋ
ｌ潰形成系の平面図である。

次の絆細な記載全体にわたって、同様の参照数字は図面
のすべての同様なエレメントｔ−意味している。

第２図および第３図に関しては、本発明による参照番号
１０により一般的に示されている写真Ｉｆｉｌ儂形成お
よび無光ユニットが示されている。

このユニット１０はそのある側壁に置かれたアクセスア
パーチャー１４を有する実貴的光遮断ハウジング１２を
包含している。支持表面またはフレーム１６はハウジン
グ１２内に便利なように位置せしめたローラーエレメン
ト１８およびガイドレール２０上でハウジング１２の内
側にかまたは内側から外に移動させるべく適応されてい
る。ある無光装置例えばデュポン社によりＰＣ−５０の
名称で発売されているものはハウジング１２中に交互に
移動可能な二重フレームをもって構成されている。しか
しながらそのような二重フレーム構造は説明の簡略化の
ために図面から除外されている。

フレーム１６はその扁平表面上に、光重合性層を与えた
扁平印刷回路板２２を受入れそしてこれを支持するため
の１６８部分（纂３図）を包含している。導゛体パター
ンに相当する不透明部分および西明部分をその上に有す
るホトツール２４を板２２の上に直く。

本明細書に論じられている目的のためにフレーム１６上
に透明シュラウド（ｓｈｒｏｕｄ）　２６を与える。フ
レーム１６中には真空ボート２８が与えられている。こ
のボート２８を適当な吸引ライン５０によって本明細書
に論じられている目的の九めに真空ポンプ３２に接続せ
しめる。

ハウジング１２の内側には実質的にその垂直センターラ
インＶＣＬに沿って活性線放射源５４がある。この光源
３４はハウジング１２の内側に固定されたハウジング３
６中に載置されている。光源３４として使用するに適当
なものは５０００ワツト紫外線光例えば［ウルトラルッ
ク、ｘ　、（Ｕｌｔｒａｌｕｘ）　Ｊの名称でヴイルヘ
ルム・シュタウプ社（Ｗｌｌｂθ１ｍ　８ｔａｕｂ　Ｇ
ｍｂＨ）により１１１ｉ造発売されているものである。

ハウジング３６はまた光源３４から発射され九放射をノ
）ウジング３６の外に孔４０を経て導くように配置され
喪抛物形反射器３８を包含している。この孔４０はシャ
ッター４２Ａおよび４２Ｂにより制御的に閉鎖可能であ
る。実際にはわずかに長形であるけれども、光線５４ｄ
一般に点光源の様式で活性線放射を発光するものとして
みなすことができる。

フレネルレンズ４４は過当なマウント用ブラケット４６
上で光線３４とフレーム１６との中間でハウジング１２
内に載置されている。このブラケット４６は任意の便利
な様式でハウジング１２中に配置されている。活性線放
射の波長に対して適当な焦点距離を示しそして露光ユニ
ット１０の構造エレメントの物理的配列に適合しうるす
べてのフレネルレンズを使用することができる。このフ
レネルレンズ４４ｔｌ’；Ｌ光１１５４の光通路内に、
レンズ４４の扁平表面を支持フレーム１６の表面に実質
的に平行にして載置される。所望によシハウジング内に
便利に配列され良熱バッフル４８を適当なマウント用ブ
ラケット５０上に支持させることができる。露光ユニッ
ト例えば以前に言及されている真先装置にはフレームの
下のハウジング中に置かれた第２の光源を設けうろこと
が認められる。勿論、１個以上の光源が設けられる場合
には、フレネルレンズを本明細書記載の本発明の教示に
より光源と板との中間のその光通路中に載置させること
ができる。

謝５図に示されているように、フレネルレンズ４４の面
積はフレーム１６上の支持部分１６Ｂの面積より大であ
る。すなわちフレネルレンズ４４０面積の境界４４Ｂ（
第３図においては点破線により示されている＞Ｆｉ回路
板２２ｆ：支持するフレーム１６の部分１６ｓにオーバ
ーシャドーを与えそしてこれと垂直に整合されている。

更にレンズ４４の境界はまたその支持領域１６８をかこ
むフレームの残余の部分１６Ｍを垂直にオーバーシャド
ーしている。

操作に当っては、ハウジング１２の外側に置かれたロー
ラー１８およびガイド２０上に支持されたフレーム１６
を使用してフレーム１６の支持部分１６Ｓ上に回路板２
２を載置する。７レームの支持部分１６Ｓ内に板２２を
ほぼ中心に置くために適当な指示＠５４（＠５図）が与
えられている。その後で板２２の表面上にそのパターン
を露光させるべきホトツール２４（第２図）をその上に
直接置く。板２２とホトツール２４の両方をおおうシュ
ラウド２６と共にこのフレーム１６ｔケーシング１２中
に挿入する。ケーシング１２内にある場合、その垂直？
ＩＭＶＣＬはフレーム１６の支持表面１６Ｓ１フレネル
レンズ４４および光＄３４に対して対称軸を定義するこ
とが認められる。

フレーム１６がケーシング１２中に挿入されるとポンプ
５２を作動させてそれによってシュラウド２６の下のそ
の部分を真空に引く。かくしてホトツール２４は印刷回
路板２２０表面に緊密に接触状態にされる。その後で光
源３４を作動させそして板２２をレンズ４４を通して活
性線放射して照射させる。

フレネルレンズ４４の作用によって参照数字５６により
示されている光源３４から放射される活性−放射はレン
ズ４４によｐ平行化されそしてフレーム１６上に支持さ
れた板２２の表面全体に向って実質的に平行な光路５８
で導かれる。その結果、活性線放射はその表面に実質的
に垂直にフレーム１６の表面に当る。放射は板２２０表
面に垂直に当るのであるから、重合ラインＬは板２２の
すべての部分で端縁方向からみた場合には、従来技術の
露光ユニット中の活性線放射源の直接下の領域において
のみ得られるもの（第１Ａ図）と同様の外観を有してい
る。

またフレネルレンズ４４を使用する結果として、回路板
表面に当る放射のエネルギー水準は上昇することが観察
される。

罰紀崖光装置および放射源を使用して、５Ｃ−１４０Ｂ
デテクターな付してＩＬ７００（インごターナショナル
ライト）ラジオメーターを使用して。

支持フレーム全表面当りの前以って定めた位置での板表
面エネルギー水準を測定した。下表の左欄に記載された
１ＣＭ２当シのミリジュール単位の入射エネルギー水準
が１録された。光源から１８インチに支持されたエドモ
ンド・サイエンテイフイク社製造の１８インチ焦点距離
フレネルレンズを使用した場合の同一点における入射エ
ネルギー水準は表の右欄に示されている。両者の場合無
光時間は１０秒であった。

衣 ４７：９　　　　　　　　　　　　１０８．８６４．１
　　　　　　　　　　　　１１２．４７０．６　　　　
　　　　１０７．１ ５五７　　　　　　　“　１２五〇 ５６．６　　　　　　　　　　　　　９７．５６９．４
　　　　　　　　　　　　　　　９４．５７４８　　　
　　　　　　　　　　　１００．７６２．８　　　　　
　　　　　　　　　１０１５５．０　　　　　　　　　
　　　　　　　９１４６５．５　　　　　　　　　　　
　　　　９６．５６９６　　　　　　　　　　　　　　
１０６．９６１７　　　　　　　　　　　　　　１００
．２この懺からフレネルレンズを光源からフレームへの
光路に入れた場合、回路！！面への入射エネルギーの上
昇が１！測されることが明らかである。

エネルギーの上昇はフレネルレンズ４４の収集および平
行化作用によυ生ぜしめられると信じられる。フレネル
レンズなしの点光源の場合には、放射は光源からすべて
の方向に輻射状に発散するものとみなすことができる。

その結果、ある光線は輻射状光通路でひろがって板、に
伴当−らない。更に、板に当る放射光線は一般に傾斜し
た角度でこれに尚る（第１Ｂ図）。しかしながら板と光
源との中間の光通路に、板の上方に挿入されたフレネル
レンズ４４を設けた場合には、さもなけれは板に邑らな
い放射が板め方向にその上に当るように方向づけされる
。これが板に当る有効エネルギーの増大を生ぜしめると
信じられる。板に衝突するエネルギーの増大の結果とし
て露光時間を減少させることができるしく同一光源濃度
を仮定して）、または逆に光源強度を比肩すべき露光時
間に対して減少させることができる。

前記の本発明の教示によればそれに多数の変形を実施す
ることができる。例えば前記のものは露光ユニット中で
のフレネルレンズの使用に関するものであるが、その他
の関一連する分野例えば１偉投影におけるその使用４本
発明の意図内にある。これらを形は本発明の範囲内にあ
るものとして考えられるべきである。

【図面の簡単な説明】

添付図面の第１Ａ図、第１Ｂ図および第１ｃ図は回路板
の光重合性コーティングが従来技術の露光ユニットを使
用して露光された場合の回路板表面の光重合ライン区分
の全体の＠面図であシ、第２図は本発明による光画像形
成系の高度に様式化させた＠面図であり、そして第３図
はライン６−３で切った第２図に示した光画像形成系の
平面図である。 １２．５６・・・ハウジング、１４・・・アクセスアパ
ーチャー、１６・・・フレーム、１８・・・ローラーエ
レメント、２０・・・ガイドレール、２２・１０回路板
、２４・・・ホトツール、２６・・・シュラウド、２８
・・・ボート、３０・・・吸引ライン、３２・・・真空
ポンプ、３４・・・光源、３８・−抛物影反射器、４０
・・・孔、４２Ａ、　４２Ｂ・・・シャッター、４４・
・・フレネルレンズ。 ４６、５０・・・ブラケット、１６Ｍ・・・フレーム残
余の部分、１６８・・・回路板支持領域、４４Ｂ・・・
レンズの境界、４８・・・熱バッフル アース・アンド・コンパニー Ｆｉｇ、ＩＡ　　　　（ｑ圧水技術） Ｆｉｇ、３ Ｆｉｇ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）部材を支持するための支持フレームおよび支持フレ
   ームの上に置かねた活性線放射源を有するタイプの光重
   合性コーティングをその上に有する基質を露光させるた
   めの装置であって、活性線放射源と支持フレームとの中
   間に置かれしかも前記放射源から発射された放射を平行
   化させそしてその放射を支持フレームの方向に導いて光
   源からの放射がその全表（３）積にわたってそれに実質
   的に垂直な方向でその部材に当るようにさ九たフレネル
   レンズを包含することを特徴とする、改善された霧光装
   置。 ２）フレネルレンズの面積がフレーム面積より大である
   、前記％Ｗ＋請求の範囲第１項記載の装置。 ３）光１合性コーティングを有する部材に関して支持関
   係で部材を受入れるようなサイズの支持フレーム、支持
   フレーム上に置ｐ−れた活性線放射源および活性線放射
   と支持フレームとの中間に置かれそして放射源から発射
   された放射を平行化させそしてその放射を支持フレーム
   の方向に導いて光源からの放射がその全表面積にわたっ
   て前記部材の表面にｉｊ！質的に垂直にフレーム上で運
   ばれている部材に当るようにされたフレネルレンズを包
   含する光１合性コーティングを有する部材を無光する装
   置。 ４）フレネルレンズの面積が支持フレームの面積より大
   である前記％ｗ＋訪求の範囲第６埴記載のｖｃ［。 ５）活性線放射源の光線通路のめる位置に基質を載置し
   、活性線放射源からの放射がレンズによって基質に実質
   的に垂直な方向に平行化されうるように、光通路中にフ
   レネルレンズを挿入し、放射源を活性化させてこのレン
   ズを通して基質を照射することの各段階を包含する光１
   合性コーテブングを有する基質を露光す・る方法。