JP3711804B2

JP3711804B2 - 回路板の製造方法及びマスクフィルム用取付孔穿設装置

Info

Publication number: JP3711804B2
Application number: JP27234699A
Authority: JP
Inventors: 宏幸石黒
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2019-09-27
Also published as: JP2001094229A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路板の製造方法、及びこの回路板の製造方法において使用することができるマスクフィルム用取付穴穿設装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、多層プリント配線板の内層材等として使用される回路板をアディティブ法やサブトラクティブ法にて製造するにあたっては、基材にメッキレジストやエッチングレジスト等のレジスト層を形成するにあたり、銅張積層板等の基材の表面に熱硬化性樹脂を設け、露光マスクを介して露光した後、現像することによりレジスト層を形成していた。
【０００３】
このような回路板の製造に用いる露光マスクを作製するにあたっては、例えば図１１のように、ポリエチレン製等のマスクフィルム１′にマスクパターン２を描画し、このマスクパターンを基準にしてマスクフィルム１′に所望のフィルム形状の外周形状に相当するケガキ線２１をけがいて、このケガキ線２１に沿ってマスクフィルム１′をカッター等にて切断し、この切断端面を基準にしてマスクフィルム１′に取付孔４′を形成していた。そしてこのマスクフィルム１′を、取付ピンが形成されたフィルム取付枠に、取付孔４′に取付ピンを挿通させることにより取付けて、露光マスクを構成していた。そしてこのようにして構成された露光マスクを基材に対して位置合わせした状態で基材を露光していたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようにして露光マスクを構成すると、マスクフィルムにケガキ線をけがく工程、マスクフィルムを切断する工程及び取付孔を穿設する工程における精度誤差が累積して、取付孔の位置精度の誤差が大きくなるものであった。そのため、この取付孔にてマスクフィルムを取付枠に取付けることにより露光マスクを構成すると、露光マスクにおけるマスクパターンの配置位置の誤差も大きくなるものであり、このような露光マスクを基材に対して位置合わせして基材を露光すると基材に形成されるレジスト層の形成精度が悪化し、最終的に基材に形成される回路の形成精度が悪化するものであった。この回路の形成精度の悪化は、特に基材の両面に回路形成を行う場合に、基材の一面側に配置する露光マスクに基材の他面側に配置する露光マスクを位置合わせする必要があり、基材に対する回路の位置ずれの原因となって、問題となるものであった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、露光マスクにおけるマスクパターンの位置精度を向上して露光により形成されるレジスト層の形成精度を向上し、基材に形成される回路の形成精度を向上することができる回路板の製造方法、及びこの回路板の製造方法において用いることができるマスクフィルム用取付孔穿設装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る回路板の製造方法は、基材Ｂにアディティブ法又はサブトラクティブ法を施して回路形成を行うにあたり、感光性材料が設けられた基材Ｂを露光現像してレジスト形成を行う回路板の製造方法において、マスクフィルム１にマスクパターン２と基準マーク３を描画し、基準マーク３を基準にしてマスクフィルム１に取付孔４を穿設し、フィルム取付枠５に形成された取付ピン７に取付孔４を挿通させることによりマスクフィルム１をフィルム取付枠５に取付けて露光マスクＡを構成し、感光性材料が設けられた基材Ｂの回路形成面側に露光マスクＡを配置し、露光マスクＡを介して基材Ｂを露光することを特徴とするものである。
【０００７】
また請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、マスクフィルム１のマスクパターン２及び基準マーク３が描画されていない領域に遮光部６を形成することを特徴とするものである。
【０００８】
また本発明の請求項３に係るマスクフィルム１用取付孔穿設装置は、マスクフィルム１が載置される作業台９と、作業台９上に載置されたマスクフィルム１に形成された基準マーク３を検知する検知手段と、検知手段によって検知された基準マーク３の画像１４を表示する表示手段と、作業台９上に載置されたマスクフィルム１に取付孔４を穿設する穿設手段とを具備して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
マスクフィルム１は図４に示すように、ポリエチレンフィルム等のフィルムにマスクパターン２及び基準マーク３を描画することにより作製される。マスクパターン２及び基準マーク３の描画はレーザプロッタ等にて行うことができる。
【００１１】
ここで基準マーク３は、マスクパターン２と同時に描画されるものであり、また基準マーク３の描画位置は、マスクパターン２の描画位置を基準にして設定される。具体的には、例えばＣＡＤ等を用いて設計したマスクパターン２のデータと、このマスクパターン２の配置位置に対する基準マーク３のデータをＸＹ座標軸系で規定したデータを元にレーザプロッタを数値制御し、マスクパターン２及び基準マーク３を描画するものである。
【００１２】
基準マーク３はマスクフィルム１上のマスクパターン２が形成されていない領域に少なくとも二個形成される。例えば基準マーク３を平面視矩形状に形成されたマスクフィルム１の四個の隅部のうち、対向する一対の各隅部付近に形成することができ、このとき基準マーク３はマスクフィルム１の中心を通る直線上に形成されると共にこのマスクフィルム１の中心からそれぞれ等距離の位置に形成される。
【００１３】
このマスクフィルム１には、図５に示すように、基準マーク３の位置を基準にして、マスクパターン２が形成されていない領域に、複数個（図示の例では二個）の取付孔４が穿設される。
【００１４】
このようにして形成されたマスクフィルム１は、図１に概略的に示すように、画像検出器１０により検出され、画像検出装置１２にて構成された基準マーク３の画像を基準にして所定の配置位置に配置し、この状態で穿設用ツール１３によって取付孔４が穿設される。そしてこの取付孔４にフィルム取付枠５の取付ピン７を挿通させることによりマスクフィルム１をフィルム取付枠５に取付けて、露光マスクＡを構成するものである。以下、具体的に説明する。
【００１５】
マスクフィルム１に取付孔４を穿設するためのマスクフィルム用取付孔穿設装置（以下、「穿設装置」と略称することがある。）を図２に示す。この穿設装置にはマスクフィルム１が配置される作業台９が配設されている。またこの基準マーク３を検知する検知手段として、作業台９の上方に、各基準マーク３ごとにＣＣＤカメラ等のような、検出対象の画像１４を所定階調の濃淡度で認識する画像検出器１０が配設されており、図示の例では一対の画像検出器１０ａ，１０ｂが配設されている。また各画像検出器１０ａ，１０ｂにて所定階調の濃淡度で検出された検出結果を所定の閾値で二値化処理することにより画像１４を構成する画像認識装置１２が配設されている。また、画像認識装置１２にて構成された画像１４を表示するモニタ１１が配設されている。このモニタ１１は、各画像検出器１０ａ、１０ｂごとに配設され、本実施形態では二個のモニタ１１ａ，１１ｂが配設されている。また作業台９に配置されたマスクフィルム１に取付孔４を穿設するための一対の円柱形状のパンチ１３ａを具備する穿設用ツール１３が配設されている。ここでパンチ１３ａは、各画像検出器１０ａ，１０ｂの視野内に設定された各基準点１７を結ぶ線分１８の中点を通ると共に一対のパンチ１３ａを結ぶ直線２０と直交する基準線１９の両側に、基準線１９からそれぞれ等距離の位置に配設されている。このパンチ１３ａ，１３ａ間の間隔は例えば３５０ｍｍとし、各パンチ１３ａの直径は５ｍｍとする。またモニタ１１には、画像検出器１０の視野内に設定された基準点１７を示すための基準線が表示される。すなわち、モニタ１１に縦線２０ａと横線２０ｂとからなる十字状の基準線が表示され、この縦線２０ａと横線２０ｂの交点にて各画像検出器１０ａ，１０ｂの視野内に設定された各基準点１７が示される。この基準点１７は、作業台９上にマスクフィルム１が所定の配置位置に配置された状態における基準マーク３の中心の配置位置に設定される。
【００１６】
このようにして構成される穿設装置を用いてマスクフィルム１に取付孔４を穿設するにあたっては、まず作業者はモニタ１１を目視しながら各基準マーク３が対応する各画像検出器１０ａ，１０ｂの視野内に配置されるようにマスクフィルム１を作業台９上に配置する。そしてモニタ１１にて基準線と基準マーク３との位置関係を目視しながら作業台９上におけるマスクフィルム１の配置位置を手動にて調節し、各基準マーク３の中心が対応する各画像検出器１０ａ，１０ｂの視野内における各基準点１７に配置されるようにするものである。
【００１７】
また、マスクフィルム１が延びるなどして基準マーク３の配置位置に誤差が生じている場合は、基準マーク３の配置位置と基準点１７との間の配置関係を所定の規則に則って調整することにより、マスクフィルム１を所定の位置に配置する。すなわち、例えば各モニタ１１に表示された各基準マーク３の中心の配置位置が双方とも縦線２０ａに対して外側に配置されると共に横線２０ｂに対して外側に配置され、あるいは各基準マーク３の中心の配置位置が双方とも縦線２０ａに対して内側に配置されると共に横線２０ｂに対して内側に配置されるようにし、このときの基準マーク３の中心の配置位置が各縦線２０ａ及び横線２０ｂから等距離の位置に配置されるようにするものである。このようにすると、マスクフィルム１の基準マーク３同士を結ぶ線分と基準点１７同士を結ぶ線分とが一致すると共にその中点同士が一致するようにマスクフィルム１のマスクパターン２が所定の位置に配置されるものであり、作業台９上にマスクフィルム１のマスクパターン２の配置位置を、基準マーク３を基準にして常に所定の位置に配置することができる。
【００１８】
そして、上記のように作業台９上にマスクフィルム１を、マスクパターン２が所定の配置位置に配置されるように配置したら、穿設用ツール１３を操作してパンチ１３ａにてマスクフィルム１に取付孔４を穿設する。
【００１９】
このようにしてマスクフィルム１に取付孔４を形成すると取付孔４は、マスクパターン２に対して所定の位置関係になるように形成され、取付孔４の形成位置精度が高いものであり、後述するように露光工程における基材Ｂに対するマスクパターン２の露光器に対する配置位置の位置精度を向上することができ、基材Ｂに対する回路の形成精度を向上することができるものである。特に基材Ｂの表裏両面を露光するために表面用及び裏面用のマスクフィルム１をそれぞれ形成する場合に、各マスクフィルム１におけるマスクパターン２に対する取付孔４の配置関係を精度良く揃えることができ、後述するように基材Ｂの表裏両面を露光する場合、基材Ｂの表裏両面にマスクパターン２を配置する場合の表裏のマスクパターン２の位置合わせを正確に行うことができ、基材Ｂの表裏に形成される回路の基材に対する位置ずれを減ずることができるものである。
【００２０】
また、上記の穿設装置を、マスクフィルム１の配置位置の位置合わせを自動制御にて行うことができるように構成することもできる。この場合、作業台９は、水平面上の直交するＸＹ両軸方向に作業台９を移動させるアクチュエータ機構等を備えたＸＹテーブルとして形成される。また画像検出器１０にて検出された基準マーク３の画像１４から基準マーク３の位置ずれを検出し、その検出結果に基づいて数値制御によりアクチュエータ機構を制御して作業台９を移動させる制御部を設けるものである。具体的な制御方法を例示すると、まず作業者はモニタ１１を目視しながら基準マーク３が画像検出器１０の視野内に配置されるようにマスクフィルム１を作業台９上に配置する。画像認識装置１２にて構成された基準マーク３の画像１４は制御部に入力され、このとき制御部は、この基準マーク３の画像１４と、予め制御部に入力されているマスクフィルム１のパターン形状とを照会して、マスクパターン２の中心の配置位置を導出する。次に、制御部は、二つのマスクパターン２の配置位置を元にして作業台９をスライド移動させ、マスクフィルム１を所定の位置に配置する。このとき制御部は、例えば作業台９上にＸＹ直交座標軸を設定し、一方の基準マーク３を検知する画像検出器１０ａの視野内の基準点１７を原点とするこの基準マーク３の中心の座標（ｘ１、ｙ１）と、他方の基準マーク３を検知する画像検出器１０ｂの視野内の基準点１７を原点とするこの基準マーク３の中心の座標（ｘ２、ｙ２）を導出し、この座標から、作業台９のスライドをＸ軸方向に（ｘ１＋ｘ２）／２、Ｙ軸方向に（ｙ１＋ｙ２）／２移動させるものである。このようにすると、マスクフィルム１の基準マーク１０同士を結ぶ線分の中点が、基準点１７同士を結ぶ線分の中点に配置され、マスクフィルム１のマスクパターン２が所定の位置に配置される。
【００２１】
そして、上記のように作業台９上にマスクフィルム１を、マスクパターン２が所定の配置位置に配置されるように配置したら、穿設用ツール１３を操作してパンチ１３ａにてマスクフィルム１に取付孔４を穿設する。
【００２２】
このようにマスクフィルム１の配置位置の位置合わせを自動制御にて行うと、取付孔４は、自動制御にてマスクパターン２に対して所定の位置関係になるように形成され、取付孔４の形成位置精度が高いものであり、しかも取付孔４の穿設工程における作業効率が高いものである。
【００２３】
図７にフィルム取付枠５を示す。このフィルム取付枠５は、外枠５ａと内板５ｂにて構成されている。
【００２４】
外枠５ａはその内側に形成される開口を囲む矩形状の枠として形成されており、金属にて形成されている。内板５ｂは、露光工程において用いられる光線を透過させる材質にて形成されるものであり、アクリル板なガラス板等の透明の板材等にて構成することができる。この内板５ｂは外枠５ａの内側の開口を塞ぐように配設される。ここで内板５ｂは、マスクフィルム１と略同一の平面視形状を有する矩形状に形成されており、その一面にはマスクフィルム１の取付孔４に対応する一対の取付ピン７が一体に突設されると共に、この内板５ｂの一面側に開口する排気溝５ｃが凹設されている。この排気溝５ｃはマスクフィルム１を内板５ｂに配置した状態におけるマスクパターン２の配置位置を取囲むように形成されており、またこの排気溝５ｃと外枠５ａの外側方とを連通する導入溝５ｄが形成されている。
【００２５】
フィルム取付枠５にマスクフィルム１を取付けることにより露光マスクＡを形成するにあたっては、図８、９に示すように、まずマスクフィルム１の取付孔４にフィルム取付枠５の取付ピン７を挿通させて、マスクフィルム１をフィルム取付枠５の内板５ｂの一面に配置する。この状態で導入溝５ｄを通じて排気溝５ｃ内の空気を吸引することによりマスクフィルム１と内板５ｂとの間の空気を排気してマスクフィルム１と内板５ｂとを密着させる。更にマスクフィルム１と外枠５ａとが隣接する部分にテープ８を貼着することによりマスクフィルム１をフィルム取付枠５に固定する。
【００２６】
このようにして構成される露光マスクＡにおいては、マスクフィルム１におけるマスクパターン２の形成位置と取付孔４の形成位置が所定の位置関係で精度良く形成されているため、フィルム取付枠５の取付ピン７に対するマスクパターン２の配置位置も、所定の位置関係で精度良く配置される。すなわち、露光マスクＡの所定の位置にマスクパターン２が精度良く配置されるものである。
【００２７】
銅張積層板等のような絶縁層の外側に導体層を設けた基材Ｂにアディティブ法やサブトラクティブ法を施して回路形成を行い、多層プリント配線板製造用の内層板等の回路板を形成する場合は、上記のように構成される露光マスクＡを用いて感光性材料が設けられた基材Ｂを露光した後、現像することにより、基材Ｂにメッキレジストやエッチングレジストを形成することができる。
【００２８】
基材Ｂに設けた感光性材料を露光するにあたっては、例えば図３に示すようにして行うことができる。すなわち紫外線照射装置等の露光器を備えた露光装置１５に長尺の銅張積層板を繰出し、所定の配置状態に配置する。ここで基材Ｂの回路形成面には、紫外線硬化性樹脂からなるドライフィルムを貼着するなどして、感光性材料を設けておく。一方、露光マスクＡを基材Ｂの回路形成面側に配置し、露光装置１５に備えられているメカクランプ等のクランプ１６にて固定する。このとき露光マスクＡは、一対の取付ピン７を結ぶ直線と基材Ｂが繰出される方向とが平行となるように、基材Ｂに対して所定の位置に配置される。
【００２９】
ここで基材Ｂの両面に回路を形成する場合は、図１０に示すように、基材Ｂの両面にそれぞれ露光マスクＡを配置するものである。この場合は、各露光マスクＡは、一方の露光マスクＡにおける取付ピン７の形成位置と、他方の露光マスクＡにおける取付ピン７の形成位置とを位置合わせして配置するものである。このとき上述のように、両面に配置される各露光マスクＡでは、マスクフィルム１におけるマスクパターン２に対する取付孔４の形成位置が精度良く揃っているので、表裏のマスクフィルム１の各マスクパターン２が互いに位置ずれなく配置されることとなり、基材Ｂの表裏における露光を位置ずれなく行うことができ、基材Ｂの表裏に形成される回路同士の位置ずれ防止することができるものである。
【００３０】
そしてこの状態で露光器から露光マスクＡを介して基材Ｂの回路形成面に紫外線等を照射することにより、基材Ｂの感光性材料を露光する。露光が終了したら、基材Ｂを一定量繰出して基材Ｂの露光に供する領域を更新し、繰返し露光を行うものである。
【００３１】
ここで、マスクフィルム１の両端の、マスクパターン２が形成されていない領域に、図６に示すように、マスクパターン２及び基準マーク３を描画する際に同時に遮光部６をレーザプロッタにて描画しておくことにより、この遮光部６において露光器から照射される紫外線等が透過しないようにし、更に露光マスクＡを基材Ｂに対して配置する際に基材Ｂの繰出し方向、すなわち基材Ｂの長尺方向に沿った両端に、この遮光部６を配置するようにすると、感光性材料の露光の際に紫外線等がマスクパターン２よりも基材Ｂの繰出し方向の前方側及び後方側において基材Ｂに照射されることを防ぐことができる。露光の際に基材Ｂの繰出し方向の前方側及び後方側に紫外線が照射されると、その部分には回路を形成することができなくなるが、遮光部６を形成したマスクフィルム１を用いるとこの回路形成不能な領域が発生することを防ぐことができ、基材Ｂ上の領域を無駄なく使用して回路形成を行うことができるものであり、一定量の基材Ｂを使用して作製される回路板の量を増大させることができるものである。
【００３２】
この露光工程を経た基材Ｂは、炭酸ソーダ等からなる現像液にて処理するなどして現像し、レジストを形成する。
【００３３】
次に、回路をサブトラクティブ法にて形成する場合は、このレジストをエッチングレジストとして用い、レジストの非形成部分の導体層をエッチング処理にて除去した後、レジストを剥離する。そして更に基材Ｂを所望の寸法に切断することにより回路板が得られる。
【００３４】
また、回路をアディティブ法にて形成する場合はこのレジストをメッキレジストとして用い、レジストの非形成部分に電解メッキ法等により導体層を形成した後、レジストを剥離する。そして回路形成面にソフトエッチング処理を施して、回路を形成する。更に基材Ｂを所望の寸法に切断することにより回路板が得られる。
【００３５】
このように本発明における回路板の製造方法では、回路形成のためのエッチングレジストやめっきレジストを形成するにあたっての露光処理を行うにあたり、基材Ｂに対してマスクパターン２を精度良く配置することができ、回路形成精度を向上することができるものである。
【００３６】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る回路板の製造方法は、基材にアディティブ法又はサブトラクティブ法を施して回路形成を行うにあたり、感光性材料が設けられた基材を露光現像してレジスト形成を行う回路板の製造方法において、マスクフィルムにマスクパターンと基準マークを描画し、基準マークを基準にしてマスクフィルムに取付孔を穿設し、フィルム取付枠に形成された取付ピンに取付孔を挿通させることによりマスクフィルムをフィルム取付枠に取付けて露光マスクを構成し、感光性材料が設けられた基材の回路形成面側に露光マスクを配置し、露光マスクを介して基材を露光するものであり、露光マスクにおけるマスクフィルムの配置位置の位置精度を向上することができ、基材に回路形成用のエッチングレジストやめっきレジストを露光・現像工程によって形成するにあたり、このレジストの形成精度を向上することができるものである。従って、回路の形成精度を向上することができるものである。
【００３７】
また請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、マスクフィルムのマスクパターン及び基準マークが描画されていない領域に遮光部を形成するものであり、露光マスクを介して基材を露光するにあたって、基材上のレジストを形成しない領域が露光されることを遮光部によって防止することができ、特に長尺の基材にその長尺方向に沿って回路を形成する場合に、基材上の回路形成領域の長尺方向の両端に回路形成不能な領域が発生することを防ぐことができ、基材上の領域を無駄なく使用して回路形成を行うことができるものである。
【００３８】
また本発明の請求項３に係るマスクフィルム用取付孔穿設装置は、マスクフィルムが載置される作業台と、作業台上に載置されたマスクフィルムに形成された基準マークを検知する検知手段と、検知手段のによって検知された基準マークの画像を表示する表示手段と、作業台上に載置されたマスクフィルムに取付孔を穿設する穿設手段とを具備するものであり、表示手段に表示された基準マークを基準にして作業台上の所定の位置にマスクフィルムを配置し、この状態で穿設手段にてマスクフィルムに取付孔を穿設することができ、マスクフィルムに形成された基準マークに対して取付孔を所定の配置関係で位置精度良く形成することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回路板の製造方法の一例を示す概念図である。
【図２】本発明に係るマスクフィルム用取付孔穿設装置の概略を示すものであり、（ａ）は作業台、画像検出装置及び穿設用ツールを示す平面図、（ｂ）は一対の表示モニタを示す正面図である。
【図３】露光工程における基材と露光マスクの配置関係を示す概略の平面図である。
【図４】マスクフィルムの一例を示す平面図である。
【図５】同上のマスクフィルムの取付孔が形成された状態を示す平面図である。
【図６】マスクフィルムの他例を示す平面図である。
【図７】フィルム取付枠の一例を示す平面図である。
【図８】露光マスクの一例を示す平面図である。
【図９】同上の露光マスクを示す断面図である。
【図１０】基材の両面に露光マスクを配置した状態を示す断面図である。
【図１１】従来技術を示す平面図である。
【符号の説明】
Ａ露光マスク
Ｂ基材
１マスクフィルム
２マスクパターン
３基準マーク
４取付孔
５フィルム取付枠
６遮光部
７取付ピン

Claims

基材にアディティブ法又はサブトラクティブ法を施して回路形成を行うにあたり、感光性材料が設けられた基材を露光現像してレジスト形成を行う回路板の製造方法において、マスクフィルムにマスクパターンと基準マークを描画し、基準マークを基準にしてマスクフィルムに取付孔を穿設し、フィルム取付枠に形成された取付ピンに取付孔を挿通させることによりマスクフィルムをフィルム取付枠に取付けて露光マスクを構成し、感光性材料が設けられた基材の回路形成面側に露光マスクを配置し、露光マスクを介して基材を露光することを特徴とする回路板の製造方法。
マスクフィルムのマスクパターン及び基準マークが描画されていない領域に遮光部を形成することを特徴とする請求項１に記載の回路板の製造方法。
マスクフィルムが載置される作業台と、作業台上に載置されたマスクフィルムに形成された基準マークを検知する検知手段と、検知手段によって検知された基準マークの画像を表示する表示手段と、作業台上に載置されたマスクフィルムに取付孔を穿設する穿設手段とを具備して成ることを特徴とするマスクフィルム用取付孔穿設装置。