(57)【要約】【課題】  基準となるマークに対する正確かつ迅速な描画パターンの位置決めを可能にする被描画体用の治具を提供とする。【解決手段】  治具１０は、上板１２と下板１４とを含み、パターンが描画される基板４０に取付けられる。下板上面１４Ｕの周辺部には、描画されるパターンの位置を定める際の基準となる第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4が設けられている。上板１２と下板１４とはいずれも透明であるため、治具１０が基板４０を保持した状態で、第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4は基板表面４０Ｕ側と基板裏面４０Ｄ側との両側から認識できる。このため、治具１０が基板４０に取付けられた状態で、第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4を位置決めの基準として、基板表面４０Ｕと基板裏面４０Ｄとに、互いに対応するパターンがそれぞれ正確な位置に描画される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画装置がパターンを描画する被描画体に取付けられ、前記パターンの位置を定めるための基準となる位置決めマークが設けられていることを特徴とする被描画体用治具。
【請求項２】
前記被描画体に取付けられた状態で、前記描画装置からの照射光が透過して前記パターンが前記被描画体に描画できることを特徴とする請求項１に記載の被描画体用治具。
【請求項３】
前記被描画体に取付けられた状態で、前記位置決めマークが外部から認識できるように、少なくとも一部分が透明であることを特徴とする請求項１に記載の被描画体用治具。
【請求項４】
前記被描画体が板状であって、前記被描画体に取付けられた状態で、同一の前記位置決めマークが前記被描画体の表側と裏側とから認識できることを特徴とする請求項３に記載の被描画体用治具。
【請求項５】
前記被描画体の上側から前記被描画体を保持する上板と、前記被描画体の下側から前記被描画体を保持する下板とを含むことを特徴とする請求項１に記載の被描画体用治具。
【請求項６】
前記上板と前記下板とを固定するための固定部材をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の被描画体用治具。
【請求項７】
前記固定部材が、前記上板と前記下板の側面を保持することを特徴とする請求項６に記載の被描画体用治具。
【請求項８】
前記固定部材が、柔軟性を有することを特徴とする請求項６に記載の被描画体用治具。
【請求項９】
前記上板と前記下板と前記固定部材とによって囲まれた空間を減圧して、前記被描画体を吸着可能であることを特徴とする請求項６に記載の被描画体用治具。
【請求項１０】
前記位置決めマークが、周辺部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の被描画体用治具。
【請求項１１】
前記被描画体における前記パターンが描画されない領域に取付けられることを特徴とする請求項１に記載の被描画体用治具。
【請求項１２】
前記被描画体が板状であって、前記被描画体用治具が、前記被描画体の側面に取付けられることを特徴とする請求項１１に記載の被描画体用治具。
【請求項１３】
位置決めマークが設けられた被描画体用治具が取付けられた被描画体にパターンを描画する描画装置であって、
前記描画装置に置かれた前記被描画体の前記位置決めマークの位置を検出するマーク位置検出手段と、
前記マーク位置検出手段が検出した前記位置決めマークの位置に基づいて、前記パターンの描画位置を定める描画位置決定手段と
を備えることを特徴とする描画装置。
【請求項１４】
前記マーク位置検出手段が、板状の前記被描画体に取付けられた前記被描画体用治具の同一の前記位置決めマークを前記被描画体の表側と裏側とから検出し、
前記描画位置決定手段が、前記被描画体の表裏の描画面において、同一の前記位置決めマークの位置に基づいて前記パターンの描画位置を定めることを特徴とする請求項１３に記載の描画装置。
【請求項１５】
描画装置がパターンを描画する被描画体に、位置決めマークが設けられた被描画体用治具を取付け、
前記被描画体用治具が取付けられた状態の前記被描画体を前記描画装置に置き、
前記位置決めマークを基準として前記描画装置が描画する前記パターンの描画位置を定めることを特徴とする描画パターンの位置決め方法。
【請求項１６】
板状の前記被描画体に、前記被描画体用治具を取付け、
前記被描画体用治具の同一の前記位置決めマークを前記被描画体の表側と裏側とから検出し、
前記被描画体の表裏の描画面において、同一の前記位置決めマークの位置に基づいて前記パターンの前記描画位置を定めることを特徴とする請求項１５に記載の描画パターンの位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定のパターンが描画される被描画体用の治具に関し、特に、描画パターンの位置を定めるための被描画体用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
描画の代表例として、フォトリゾグラフィの手法によるプリント回路基板への回路パターンの印刷が挙げられる。この場合、被描画体は、上面にフォトレジスト層を形成された基板であり、露光装置により、基板上のフォトレジスト層に所定の回路パターンが描画される。そして、回路パターンの描画の後に、必要な処理が施されることによりプリント回路基板が得られる。
【０００３】
回路パターンは、プリント基板上の予め定められた位置に描画される必要があるが、基板には、熱処理などにより微細な変形が生じる。よって、基板の微細な変形に対して求められる回路パターン位置の補正量を把握する必要がある。また、両面に互いに対応するパターンを形成するプリント基板の内層板、両面板等においては、基板の表裏において描画位置を正確に対応させる必要がある。
【０００４】
以上のことから、一般に、基板には位置決めのための基準となる穴が形成され、基準穴の実際の位置をカメラで測定し、基板における基準穴の本来の位置と実際の位置との差に基づいて、パターンの描画位置が調整される（例えば特許文献１参照）。この基準穴を基板に設ける場合、ドリル、パンチ等が使用され、あるいはエッチングの手法が利用されている。
【特許文献１】特開２００４−８５６６４号公報（段落［００２３］〜［００３０］、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ドリル、パンチ等による穴あけ加工によって基準穴を設けると、周辺部にバリ等が生じる場合があり、また、加工時の偏芯により形成された穴が真円ではない場合もある。このように形状が不適当な穴が設けられることにより、パターンの位置決めが正しく行なわれない可能性がある。また、エッチング加工においては、露光、現像などの複数の工程が必要となり、迅速な位置決め作業の妨げとなりうる。
【０００６】
そこで本発明は、基準となるマークに対する正確かつ迅速な描画パターンの位置決めを可能にする被描画体用の治具を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の治具は、描画装置がパターンを描画する被描画体に取付けられる被描画体用治具であり、パターンの位置を定めるための基準となる位置決めマークが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
被描画体用治具は、被描画体に取付けられた状態で、描画装置からの照射光が透過してパターンが被描画体に描画できることが好ましい。また、被描画体用治具は、被描画体に取付けられた状態で位置決めマークが外部から認識できるように、少なくとも一部分が透明であることが好ましい。
【０００９】
被描画体は例えば板状であって、この場合、被描画体に取付けられた状態で、同一の位置決めマークが被描画体の表側と裏側とから認識できることが好ましい。
【００１０】
被描画体用治具は、被描画体の所定の位置に取付けられたときの、位置決めマークの被描画体に対する本来の位置を示すマーク位置データと、位置決めマークの実際の位置との差に基づいて、被描装置がパターンの位置を修正するために、所定の位置に取付けられることが望ましい。
【００１１】
被描画体用治具は、例えば、被描画体の上側から被描画体を保持する上板と、被描画体の下側から被描画体を保持する下板とを含む。この場合、被描画体用治具は、上板と下板とを固定するための固定部材をさらに有することが好ましい。固定部材は、上板と下板との側面を保持することがより好ましい。また固定部材は、柔軟性を有することが好ましい。
【００１２】
被描画体用治具は、上板と下板と固定部材とによって囲まれた空間を減圧して、被描画体を吸着可能であることが望ましい。また位置決めマークは、被描画体用治具の周辺部に設けられていることが好ましい。
【００１３】
被描画体用治具は、被描画体におけるパターンが描画されない領域に取付けられることが望ましい。そして、被描画体が板状である場合、被描画体用治具は、例えば被描画体の側面に取付けられる。
【００１４】
本発明の描画装置は、位置決めマークが設けられた被描画体用治具が取付けられた被描画体にパターンを描画する。そして描画装置は、描画装置に置かれた被描画体の位置決めマークの位置を検出するマーク位置検出手段と、マーク位置検出手段が検出した位置決めマークの位置に基づいて、パターンの描画位置を定める描画位置決定手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
描画装置においては、マーク位置検出手段が、板状の被描画体に取付けられた被描画体用治具の同一の位置決めマークを被描画体の表側と裏側とから検出し、描画位置決定手段が、被描画体の表裏の描画面において、同一の位置決めマークの位置に基づいてパターンの描画位置を定めることが好ましい。
【００１６】
本発明の描画パターンの位置決め方法は、描画装置がパターンを描画する被描画体に、位置決めマークが設けられた被描画体用治具を取付け、被描画体用治具が取付けられた状態の被描画体を描画装置に置き、位置決めマークを基準として描画装置が描画するパターンの描画位置を定めることを特徴とする。
【００１７】
描画パターンの位置決め方法においては、例えば、板状の被描画体に被描画体用治具を取付け、被描画体用治具の同一の位置決めマークを被描画体の表側と裏側とから検出し、被描画体の表裏の描画面において、同一の位置決めマークの位置に基づいてパターンの描画位置を定める。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、正確かつ迅速な描画パターンの位置の修正を可能にする被描画体用治具を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、基板と、基板に取付けられていない状態の治具とを示す斜視図である。図２は、基板に取付けられた状態の治具を示す斜視図であり、図３は、基板に取付けられた治具を示す平面図である。
【００２０】
治具１０は、描画装置（図示せず）がパターンを描画する基板４０（被描画体）に取付けられて使用される。治具１０は、基板４０の上面を覆う上板１２と、基板４０が載置される下板１４とを含む。下板１４の上面１４Ｕの周辺部には、基板４０に描画されるパターンの位置を定める際の基準となる第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4（位置決めマーク）が設けられている。基板４０の表面４０Ｕと裏面４０Ｄとには、それぞれ所定のパターンが描画される。
【００２１】
上板１２と下板１４とは、基板４０を所定の位置に挟み、保持した状態で、螺子１６（固定部材）によって互いに固定される（図２参照）。そして、上板１２と下板１４とはいずれも透明な樹脂またはガラスであるため、第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4は、固定された上板１２と下板１４とに基板４０が保持された状態で、外部から認識できる。すなわち、基板４０を保持した治具１０を上側からみると、基板表面４０Ｕの周辺部に第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4があり（図３参照）、治具１０を下側から見ると、上側から見たときと同様に、基板裏面４０Ｄの周辺部に第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4が確認できる。
【００２２】
このように、第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4が基板表面４０Ｕ側と基板裏面４０Ｄ側との両側から認識でき、なおかつ描画のための光が透明な治具１０を透過できるため、治具１０が基板４０に取付けられたままで、基板表面４０Ｕと基板裏面４０Ｄとに、第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4を位置決めの基準としつつパターンが描画される。なお図１と図３においては、螺子１６は省略されている。
【００２３】
図４は、本実施形態における描画装置を概略的に示す図である。図５は、描画装置の外観を示す斜視図である。
【００２４】
描画装置２０は、感光性を有する基板４０に、レーザビーム（照射光）によって回路パターンを直接描画するレーザ描画装置２１を含む。レーザ描画装置２１は、光学ユニット２２と、治具１０が取付けられた基板４０が載置される描画テーブル２４とを有する。描画装置２０には、基板４０を描画テーブル２４上に搬入するための搬入用ベルト６２と、描画が終了した基板４０を次の処理装置（図示せず）に送り出すための送出用ベルト６４とを有する運搬装置６０が設けられている。
【００２５】
光学ユニット２２は、レーザ光源と光学系（図示せず）とを備え、描画テーブル２４上の基板４０に向かってレーザビームを主走査方向に沿って照射する。なお以下では、光学ユニット２２の主走査方向をＹ軸方向、副走査方向をＸ軸方向とし、描画テーブル２４上の所定の位置を原点とする２次元の描画座標系を規定する。
【００２６】
描画装置２０は、レーザ描画装置２１、描画テーブル２４等の動作全般を制御する制御装置５０を含む。制御装置５０は、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリを備えたマイクロコンピュータであり、ＣＡＤシステム５２に接続されている。ＣＡＤシステム５２により作成された回路パターンの位置、形状を示すデータである描画データは、制御装置５０に送られ、制御装置５０のメモリに格納された後に、所定の処理を施されて光学ユニット２２に送られる。
【００２７】
描画テーブル２４は、基板４０を置くときの位置である準備位置（実線で示す）と、光学ユニット２２による描画のための描画位置（破線で示す）との間で、制御装置５０に制御されたモータ（図示せず）によってＸ軸方向に移動可能である。基板４０が、準備位置にある描画テーブル２４上に、基板表面４０Ｕを上にして置かれると、描画テーブル２４は描画位置まで移動する。そして、基板４０は、描画テーブル２４上で描画位置から準備位置に向かってＸ軸の負の方向に微少量ずつ移動しながら、光学ユニット２２によって描画される。このとき基板４０に照射されるレーザビームは、Ｙ軸方向に走査されるように光学ユニット２２によって変調され、回路パターンが順次描画される。
【００２８】
描画装置２０には、光学ユニット２２を収容するハウジング１８が設けられている（図５参照）。ハウジング１８の側面１８ａには開口３０が形成され、この開口３０を通って描画テーブル２４がハウジング１８内を進退する。側面１８ａにはＹ軸に沿って延びる第１および第２レール３６、３８が設けられており、第１および第２レール３６、３８には、それぞれ第１および第２ＣＣＤカメラ３２、３４が取付けられている。第１および第２ＣＣＤカメラ３２、３４は、制御装置５０の指示に基づいて駆動するリニアモータ（図示せず）によって第１および第２レール３６、３８上を移動させられ、基板４０の第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4の位置を検出するために、描画に先立ってこれらを撮影する。
【００２９】
第１および第２ＣＣＤカメラ３２、３４の撮影動作により、第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4の描画座標系における位置データが得られ、この位置データは制御装置５０に送られる。また、制御装置５０のメモリに格納されていた描画データには、第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4の位置に対する回路パターンの描画位置を示すデータが含まれているため、制御装置５０は、送信された位置データと描画データとに基づいて、基板表面４０Ｕにおける回路パターンの描画位置を定める。そして、制御装置５０の制御に従い、光学ユニット２２は基板表面４０Ｕの所定の位置に回路パターンを描画する。
【００３０】
基板表面４０Ｕの描画が終了すると、公知の反転機構によって基板４０は反転させられる。そして、第１および第２ＣＣＤカメラ３２、３４が、再度、第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4を撮影する。こうして、基板裏面４０Ｄの描画のための第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4の位置データが生成されると、制御装置５０は、基板表面４０Ｕの描画のためのデータ処理と同様に、基板裏面４０Ｄにおける回路パターンの描画位置を定める。そして光学ユニット２２が、制御装置５０により定められた位置に、回路パターンを描画する。
【００３１】
ここで、基板４０は治具１０によって所定の位置に保持されていることから、反転による治具１０に対する基板４０の位置ずれは生じない。従って、回路パターンは、基板表面４０Ｕと基板裏面４０Ｄとにおいて、基板４０との位置関係が保持された同一の第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4を基準として描画位置が定められる。この結果、基板表面４０Ｕと基板裏面４０Ｄとにおける回路パターンの位置ずれが防止でき、基板４０の表裏で互いに正確に対応する回路パターンが描画できる。すなわち、基板４０の表裏で同じ位置に同じパターンを描画すべき箇所においては、基板表面４０Ｕと基板裏面４０Ｄとにおいて、基板４０の厚さ方向に平行移動すると互いに正確に一致する位置に描画される。
【００３２】
さらに、基板４０の反転後に再び、第１および第２ＣＣＤカメラ３２、３４が第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4の位置を検出し、制御回路５０が第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4の位置と描画データとに基づいて描画位置を定めることから、反転前後における基板４０の描画テーブル２４に対するわずかな位置ずれも補正される。
【００３３】
以上のように本実施形態によれば、基板４０に取付けたときに、基板４０の表裏の両側から認識できる第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4を設けた治具１０を用いることにより、基板４０に基準穴、マーク等を設けることなく、基板表面４０Ｕと基板裏面４０Ｄとで描画位置を正確に対応させることが可能である。
【００３４】
上板１２と下板１４とを互いに固定するための固定部材は、螺子１６に限定されず、例えばクリップであっても良い。また、螺子とナットによって固定しても良い。
【００３５】
図６は、第２の実施形態における、基板４０に取付けられた状態の治具１０を示す斜視図である。
【００３６】
本実施形態では、上板１２と下板１４とが直接固定されず、上板１２と下板１４との側面を保持する固定具２６が設けられている点が、第１の実施形態と異なる。そして、固定具２６に含まれる上側部材２７と下側部材２８とが、固定螺子２９によって固定されることにより、上板１２と下板１４とは互いに固定される。
【００３７】
このように、透明な樹脂またはガラス製の治具１０の周囲を固定具２６で取り囲むことにより、治具１０の周辺部が保護され、外部からの衝撃による損傷を防止できる。さらに、固定具２６は、治具１０の側面のみを保持するため、基板４０に照射されるレーザビームの光路を遮らず、描画に悪影響を及ぼすことはない。なお、固定螺子２９の代わりに、クリップ等を用いて固定具２６を固定しても良い。また、より強固に上板１２と下板１４とを固定するために、螺子１６を併用しても良い。
【００３８】
図７は、第３の実施形態における、基板４０と基板４０に取付けられていない状態の治具１０とを示す斜視図である。
【００３９】
本実施形態では、下板上面１４Ｕに、下板上面１４Ｕから垂直に延びる柔軟性部材１５が設けられており、上板１２には、上板１２を上下に貫通する空気穴１３が設けられている。そして、空気穴１３から空気を排出し、上板１２と下板１４と柔軟性部材１５とによって囲まれた空間内を減圧することにより、治具１０は基板４０を所定の位置に保持する。柔軟性部材１５は、例えばシリコンゴム、もしくは合成ゴム等であるために柔軟性を有している。そして柔軟性部材１５は、基板４０の互いに向かい合う２つの側面に接するように形成され、基板４０の位置を定めるとともに、上板１２と下板１４とをより密接に固定させる。また、上板１２および下板１４は透明であって、第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4は、基板４０の表裏の両側から認識可能である。
【００４０】
以上のように本実施形態によれば、基板４０が所定の位置にあるように、基板４０を強固に保持する治具１０を用いることにより、回路パターンの位置を正確に定めることができる。
【００４１】
図８は、第４の実施形態における、基板４０に取付けられた状態の治具１０を示す斜視図である。
【００４２】
本実施形態では、治具１０が、上板１２と下板１４とを有さない単一の部材であり、中心部がくり抜かれた枠状である点がこれまでの実施形態と異なる。すなわち、治具１０は、回路パターンが描画されない基板４０の側面に取付けられて、基板４０を保持する。そして治具１０が単一の部材であることから、螺子などの固定部材は不要である。また治具１０は、透過性を有しているため、第１〜第４アライメントマークＭ1〜Ｍ4は基板表面４０Ｕ側からのみならず、基板裏面４０Ｄ側からも認識される。
【００４３】
以上のように本実施形態によれば、簡易な構造を有する、単一の板状部材である治具１０を用いることにより、回路パターンの位置を正確に定めることができる。
【００４４】
治具１０に設けられたアライメントマークの数、およびＣＣＤカメラの台数等は、いずれの実施形態にも限定されない。例えば、アライメントマークは少なくとも２個あれば良く、またＣＣＤカメラをアライメントマークと同数設け、これらの移動時間をなくして迅速な測定作業を可能にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の実施形態における、基板と基板に取付けられていない状態の治具とを示す斜視図である。
【図２】基板に取付けられた治具を示す斜視図である。
【図３】基板に取付けられた治具を示す平面図である。
【図４】描画装置を概略的に示す図である。
【図５】描画装置の外観を示す斜視図である。
【図６】第２の実施形態における、基板に取付けられた状態の治具を示す斜視図である。
【図７】第３の実施形態における、基板と基板に取付けられていない状態の治具とを示す斜視図である。
【図８】第４の実施形態における、基板に取付けられた状態の治具を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  治具（被描画体用治具）
１２  上板
１４  下板
１６  螺子（固定部材）
２０  描画装置
２６  固定具（固定部材）
３２  第１ＣＣＤカメラ（マーク位置検出手段）
３４  第２ＣＣＤカメラ（マーク位置検出手段）
４０  基板（被描画体）
５０  制御装置（描画位置決定手段）
Ｍ1〜Ｍ4  第１〜第４アライメントマーク（位置決めマーク）
【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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【図６】
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【図７】
2006292864.tif 000009
【図８】
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