(57)【要約】【課題】より少ない設備コストでより確実に位置合わせを行い得る位置合わせ装置および位置合わせ方法を提供する。【解決手段】板状被加工物の面の所定位置に第１のコイル１１を形成し、所定位置に第２のコイルを持つ非磁性体の薄膜３４を形成し、第１のコイル１１と所定距離を保って第２のコイル１３，１５を対向配置して、被加工物の第１のコイル１１および第２のコイル１３，１５間の面方向の相対的位置をずらし、測定手段４１により各位置で発生するインピーダンスを測定し、測定したインピーダンスの分布に基づき被加工物に対する薄膜３４の位置合わせを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状面の所定位置に第１のコイルを形成した被加工物と、
所定位置に第２のコイルを持つ非磁性体の薄膜と、
前記被加工物または前記薄膜の何れか一方を面方向に移動させる位置調整手段と、
前記第１のコイルと所定距離を保って或いは接触させて前記第２のコイルを対向配置して、前記位置調整手段により前記第１のコイルおよび第２のコイル間の面方向の相対的位置をずらした各位置で発生するインピーダンスを測定する測定手段と、を有し、
測定したインピーダンスの分布に基づき前記被加工物に対する前記薄膜の位置合わせを行うことを特徴とする位置合わせ装置。
【請求項２】
前記被加工物はプリント配線板であり、前記第１コイルは前記プリント配線板の配線層形成工程において同時に形成される平面コイルであることを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。
【請求項３】
板状被加工物の面の所定位置に第１のコイルを形成する第１コイル形成ステップと、
所定位置に第２のコイルを持つ非磁性体の薄膜を形成する第２コイル形成ステップと、
前記第１のコイルと所定距離を保って或いは接触させて前記第２のコイルを対向配置して、前記被加工物の前記第１のコイルおよび第２のコイル間の面方向の相対的位置をずらし、各位置で発生するインピーダンスを測定する測定ステップと、
測定したインピーダンスの分布に基づき前記被加工物に対する前記薄膜の位置合わせを行う位置合わせステップと、
を有することを特徴とする位置合わせ方法。
【請求項４】
前記被加工物はプリント配線板であり、前記第１コイルは前記プリント配線板の配線層形成工程において同時に形成される平面コイルであることを特徴とする請求項３に記載の位置合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置合わせ装置および位置合わせ方法に係り、特に、より少ない設備コストでより確実に位置合わせを行い得る位置合わせ装置および位置合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリント配線板等の製造におけるエッチング処理やシンボル等の重ね印刷では、通常、配線板基材とマスクやフィルム等との位置合わせを行ってそれぞれの工程が実施されている。近年の回路の微細化に伴って、このような位置合わせについてより精度の高い手法が求められている。
【０００３】
従来の位置合わせ手法としては、例えば特開２００１−２５１０５１号公報に開示の「プリント配線板及びプリント配線板の製造方法」がある。プリント配線板の層間絶縁層上に凹凸形状を持つ二重リングの位置決めマークを形成し、該位置決めマークとエッチングマスクに描画された位置決めマークとの位置合わせを画像処理により行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５１０５１号公報
【特許文献２】特開平１０−２０６１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術においては、画像処理系を構成する撮像カメラ並びに二値化してパターン認識を行うための画像処理装置が少なくとも必要であり、製造設備のコストが増大するという問題があった。
【０００６】
他方で、位置合わせ手法には位置検出の技術を用いる観点から、画像処理を伴わずに凹凸形状の位置検出を行うことが考えられる。例えば、特開平１０−２０６１０４号公報に開示の「位置検出装置」では、移動体を平面上で移動させる２次元ＬＰＭ（リニアパルスモータ）の位置検出を磁気回路で行う手法が開示されている。しかしながら、この手法は厚みを持つ磁性体を用いた手法であることから、微細加工の分野に適用できないという事情がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、より少ない設備コストでより確実に位置合わせを行い得る位置合わせ装置および位置合わせ方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、板状面の所定位置に第１のコイルを形成した被加工物と、所定位置に第２のコイルを持つ非磁性体の薄膜と、前記被加工物または前記薄膜の何れか一方を面方向に移動させる位置調整手段と、前記第１のコイルと所定距離を保って或いは接触させて前記第２のコイルを対向配置して、前記位置調整手段により前記第１のコイルおよび第２のコイル間の面方向の相対的位置をずらした各位置で発生するインピーダンスを測定する測定手段と、を有し、測定したインピーダンスの分布に基づき前記被加工物に対する前記薄膜の位置合わせを行うことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の位置合わせ装置において、前記被加工物はプリント配線板であり、前記第１コイルは前記プリント配線板の配線層形成工程において同時に形成される平面コイルであることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、板状被加工物の面の所定位置に第１のコイルを形成する第１コイル形成ステップと、所定位置に第２のコイルを持つ非磁性体の薄膜を形成する第２コイル形成ステップと、前記第１のコイルと所定距離を保って或いは接触させて前記第２のコイルを対向配置して、前記被加工物の前記第１のコイルおよび第２のコイル間の面方向の相対的位置をずらし、各位置で発生するインピーダンスを測定する測定ステップと、測定したインピーダンスの分布に基づき前記被加工物に対する前記薄膜の位置合わせを行う位置合わせステップと、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の位置合わせ方法において、前記被加工物はプリント配線板であり、前記第１コイルは前記プリント配線板の配線層形成工程において同時に形成される平面コイルであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の位置合わせ装置および位置合わせ方法では、第１のコイルおよび第２のコイル間を微少な距離間隔に保って、非接触で位置合わせを行うことができる。また、画像処理により位置合わせを行う従来手法と比べて、インピーダンス測定手段の追加構成で位置合わせを実現でき、製造設備コストを抑制することができる。また、平面コイルを用いた手法であるため、板状被加工物および非磁性体の薄膜に付加される容積も微少であり、微細加工の分野に適用可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、より少ない設備コストでより確実に位置合わせを行い得る位置合わせ装置および位置合わせ方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１の位置合わせ装置の構成図（断面構成）である。
【図２】実施例１の位置合わせ装置の構成図（平面構成）である。
【図３】実施例１のプリント配線板の製造工程を説明する説明図である。
【図４】模擬実験の（ａ）概略構成と（ｂ）実験結果を例示する説明図である。
【図５】実施例２のプリント配線板の製造工程を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の位置合わせ装置および位置合わせ方法の実施例について、実施例１、実施例２の順に図面を参照して詳細に説明する。以下の説明では、被加工物をプリント配線板として、本発明の位置合わせ装置および位置合わせ方法をプリント配線板の製造工程に適用した例を示すが、これに限定されることなく、他の位置合わせの態様にも応用可能である。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の実施例１に係る位置合わせ装置の構成図（断面構成）であり、図２は実施例１の位置合わせ装置の構成図（平面構成）である。
【００１７】
図１において、本実施例の位置合わせ装置は、板状面の所定位置に第１のコイル１１を形成した被加工物（２１）と、所定位置に第２のコイル１５を持つ非磁性体の薄膜３４と、薄膜を面方向に移動させる位置調整手段（位置調整手段の把持部４２）と、第１のコイル１１と所定距離を保って第２のコイル１５を対向配置して、位置調整手段により第１のコイル１１および第２のコイル１５間の面方向の相対的位置をずらした各位置で発生するインピーダンスを測定する測定手段（測定器４１）と、を備えた構成である。
【００１８】
ここで、被加工物はプリント配線板であり、図１においてプリント配線板は、第１のコイル１１の他に、絶縁層２１と、絶縁層２１の表面に形成された配線層２２と、を備え、配線層２２が回路保護層としてのソルダーレジスト２３で覆われた構成である。また、図１に示す態様は、後述のプリント配線板の製造工程における回路シンボルの重ね印刷工程を例示している。従って、薄膜３４は重ね印刷に用いるフィルムである。
【００１９】
また、図２の平面構成に示すように、矩形形状を平面形状として持つ薄膜フィルム３４において、第２のコイル１５は対角の２角に配置されている。なお、図２では示されないが、被加工物であるプリント配線板も矩形形状を平面形状として持ち、対角の２角に第１のコイル１１が配置されている。第１のコイル１１と第２のコイル１５はほぼ同一形状であり、円形状の平面コイルである。
【００２０】
また、薄膜フィルム３４は、位置調整手段の把持部４２により保持されている。図２の例では、矩形の４辺にそれぞれ位置調整手段の把持部４２ｘおよび４２ｙが配置されている。位置調整手段は薄膜フィルム３４の面方向（即ち、ｘｙ平面のｘ、ｙ方向）に移動可能な構成である。
【００２１】
薄膜フィルム３４に形成されている第２のコイル１５は、その一部に空隙を持ち、第２のコイル１５の２箇所の端部がそれぞれ測定器４１の端子と接続されている。測定器４１は、例えばＬＣＲメータであり、所定の電流を流して端子間のインピーダンスを測定する。
【００２２】
第１のコイル１１と第２のコイル１５の自己インダクタンスをそれぞれＬ１，Ｌ２とするとき、第１のコイル１１および第２のコイル１５間には相互インダクタンスＭが存在する。本発明の位置合わせ手法は、相互インダクタンスＭ＝ｋ・（Ｌ１・Ｌ２）１／２の結合係数ｋが第１のコイル１１と第２のコイル１５の相対的距離の変化に応じて変化する性質を利用したものである。
【００２３】
つまり、同一形状の第１のコイル１１と第２のコイル１５がｘｙ平面上で同じ位置にあるときに結合係数ｋが最小となり、測定器４１が測定する端子間のインピーダンスが極小となる。従って、位置調整手段により第１のコイル１１および第２のコイル１５間の面方向の相対的位置をずらした各位置で発生するインピーダンスを測定し、インピーダンスの極小となる第１のコイル１１と第２のコイル１５の相対的位置関係を定めることにより、薄膜フィルム３４の所望の位置を定めることができる。
【００２４】
次に、本実施例の位置合わせ装置における位置合わせ方法について、図３に示すプリント配線板の製造工程の説明図を参照して説明する。
【００２５】
まず、図３（ａ）および（ｂ）は、絶縁層２１および配線層２２を備えた銅貼り積層板
にフォトマスク３１を位置合わせして、エッチングにより回路形成する工程を示している。この回路形成工程で絶縁層２１上に第１のコイル１１が形成される。
【００２６】
次に、図３（ｃ）および（ｄ）は、ソルダーレジストの印刷工程を示している。ソルダーレジストは、配線層２２上に形成される被覆材であり、電極や配線の酸化を防止する役割を果たす。このソルダーレジストの印刷工程において、ソルダーレジスト部材３２の所定箇所に第２のコイル１３を貼り付け、位置調整手段により第１のコイル１１および第２のコイル１３間の面方向の相対的位置をずらした各位置で発生するインピーダンスを測定し、インピーダンスの極小となる第１のコイル１１と第２のコイル１３の相対的位置関係を定めて、ソルダーレジスト部材３２の位置合わせを行う。この工程で、配線層２２の電極や配線上にソルダーレジスト２３が形成される。
【００２７】
次に、図３（ｅ）および（ｆ）は、回路シンボルの重ね印刷工程を示している。回路シンボルの印刷は，部品実装位置や実装されている部品の種類を識別するためにソルダーレジスト２３上に図形や記号を印刷するものである。この回路シンボルの重ね印刷工程において、薄膜フィルム３４の所定箇所に第２のコイル１５を貼り付け、位置調整手段により第１のコイル１１および第２のコイル１５間の面方向の相対的位置をずらした各位置で発生するインピーダンスを測定し、インピーダンスの極小となる第１のコイル１１と第２のコイル１５の相対的位置関係を定めて、薄膜フィルム３４の位置合わせを行う。
【００２８】
次に、本実施例の位置合わせ手法の有効性について、模擬実験およびその実験結果を図４に例示して説明する。図４（ａ）は模擬実験の概略構成を、図４（ｂ）はその実験結果をそれぞれ例示する説明図である。
【００２９】
図４（ａ）に示すように、模擬実験は回路シンボルの重ね印刷工程を想定してものであり、第１のコイル１１上に第２のコイル１５を対向配置して、位置調整手段により第１のコイル１１および第２のコイル１３間の面方向の相対的位置をずらした各位置で発生するインピーダンス（インダクタンス）を測定した。ここで、第１のコイル１１および第２のコイル１３は、共に直径２［ｃｍ］の円形コイルとし、材料に導線を用いた。また測定器４１にＬＣＲメータ４１ｃを使用し、インダクタンスを測定した。
【００３０】
第１のコイル１１のｘｙ平面における中心Ｏに対する第２のコイル１３の中心位置のずれを、ｘ方向およびｙ方向のそれぞれについて１［ｍｍ］単位で測定した。図４（ｂ）に示す実験結果から、第１のコイル１１の中心Ｏに第２のコイル１３の中心位置が一致するところでインダクタンスが極小値を示しており、このインダクタンスが極小となる相対的位置関係を定めることにより、位置合わせが可能であることが確認できた。
【００３１】
以上説明したように、本実施例の位置合わせ装置および位置合わせ方法では、第１コイル形成ステップにより板状被加工物（２１）の面の所定位置に第１のコイル１１を形成し、第２コイル形成ステップにより所定位置に第２のコイルを持つ非磁性体の薄膜３４（または３２）を形成し、第１のコイル１１と所定距離を保って第２のコイル１５（または１３）を対向配置して、被加工物の第１のコイル１１および第２のコイル１５（または１３）間の面方向の相対的位置をずらし、測定手段（測定ステップ）により各位置で発生するインピーダンスを測定し、位置合わせステップでは、測定したインピーダンスの分布に基づき前記被加工物に対する前記薄膜の位置合わせを行う。
【００３２】
このように、本実施例の位置合わせ装置および位置合わせ方法は、第１のコイル１１および第２のコイル１５（または１３）間を微少な距離間隔に保って、非接触で位置合わせを行うことができる。また、画像処理により位置合わせを行う従来手法と比べて、ＬＣＲメータ等のインピーダンス測定手段の追加構成で位置合わせを実現でき、製造設備コストを抑制することができる。また、平面コイルを用いた手法であるため、板状被加工物および非磁性体の薄膜に付加される容積も微少であり、微細加工の分野に適用可能である。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明の実施例２に係る位置合わせ方法について、図５に示すプリント配線板の製造工程の説明図を参照して説明する。本実施例では、銅貼り積層板の角に予め第１のコイル１１１を貼り付け、回路形成工程の位置合わせにも本発明の位置合わせ手法を適用する点が実施例１とは異なる。
【００３４】
まず、図５（ａ）では、絶縁層１２１および配線層１２２を備えた銅貼り積層板の角に第１のコイル１１１を貼り付ける。次に、図５（ｂ）および（ｃ）は、銅貼り積層板にフォトマスク１３１を位置合わせして、エッチングにより回路形成する。フォトマスク１３１の所定箇所に第２のコイル１１２を貼り付け、位置調整手段により第１のコイル１１１および第２のコイル１１２間の面方向の相対的位置をずらした各位置で発生するインピーダンスを測定し、インピーダンスの極小となる第１のコイル１１１と第２のコイル１１２の相対的位置関係を定めて、フォトマスク１３１の位置合わせを行う。
【００３５】
次に、図５（ｄ）および（ｅ）は、ソルダーレジストの印刷工程である。ソルダーレジスト部材１３２の所定箇所に第２のコイル１１３を貼り付け、位置調整手段により第１のコイル１１１および第２のコイル１１３間の面方向の相対的位置をずらした各位置で発生するインピーダンスを測定し、インピーダンスの極小となる第１のコイル１１１と第２のコイル１１３の相対的位置関係を定めて、ソルダーレジスト部材１３２の位置合わせを行う。この工程で、配線層２２の電極や配線上にソルダーレジスト１２３が形成される。
【００３６】
次に、図５（ｆ）および（ｇ）は、回路シンボルの重ね印刷工程である。薄膜フィルム１３４の所定箇所に第２のコイル１１５を貼り付け、位置調整手段により第１のコイル１１１および第２のコイル１１５間の面方向の相対的位置をずらした各位置で発生するインピーダンスを測定し、インピーダンスの極小となる第１のコイル１１１と第２のコイル１１５の相対的位置関係を定めて、薄膜フィルム１３４の位置合わせを行う。
【００３７】
本実施例の位置合わせ装置および位置合わせ方法においても、実施例１と同様に、非接触での位置合わせが可能であること、製造設備コストを抑制することができること、微細加工の分野に適用可能であること等々、実施例１と同等の効果を奏する。
【００３８】
以上説明した実施例１および実施例２では、第２のコイル側を位置調整手段によりずらす構成としたが、位置の調整は第１のコイルまたは第２のコイルの何れで行っても良い。また、第１のコイルおよび第２のコイル間を微少な距離間隔に保って位置合わせを行ったが、第１のコイルに第２のコイルを接触させてインピーダンス測定（位置合わせ）を行っても良い。
【符号の説明】
【００３９】
１１，１１１  第１のコイル
１１２  第２のコイル
１３，１１３  第２のコイル
１５，１１５  第２のコイル
２１  絶縁層
２２  配線層
２３  ソルダーレジスト
３１，１３１  フォトマスク
３２，１３２  ソルダーレジスト部材
３４，１３４  薄膜フィルム
４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ  測定器
４２，４２ｘ，４２ｙ  位置調整手段の把持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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