(57)【要約】本発明は、印刷回路板の露光装置に関する。この印刷回路板用露光装置は、パネル（２４）の支持部（２６）と、略矩形状のフレーム（１２）とアートワークを保持するための透明プレート（１４）とを有する移動式アートワーク支持部（１０）と、周辺のシーリングするシーリング手段（２２）と、空間内を吸引するための吸引手段と、印刷回路板の周囲の少なくとも一部で支持部と透明プレートとの間に配置される少なくとも一の変形可能な漏れ防止バルーン（３０，３２）と、空間が吸引されると透明プレートの周辺部がバルーンに押圧されるよう、吸引の圧力より大きい圧力で加圧されたバルーンへの供給用ガス源とを備える。
2005533284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷回路板の露光装置であって、
略矩形状のフレームと、アートワークを保持するための透明プレートとを備える第１アートワーク支持部であって、前記プレートはその周辺で前記フレームに固定されている第１アートワーク支持部と、
略矩形状のフレームと、その周辺で前記フレームに固定されかつアートワークを保持するための透明プレートとによって構成される第２アートワーク支持部であって、前記支持部の一方は他方の支持部に対して移動可能であり、前記印刷回路板が前記支持部同士の間に配置されるように構成されている第２アートワーク支持部と、
前記フレームの一方が他方に対して押圧される際に前記支持部の前記フレーム同士の間をシーリングするためのシーリング手段と、
前記フレームと前記シーリング手段と前記支持部とで形成される空間を吸引するための吸引手段と、
を備えており、前記印刷回路板の露光装置はさらに、
前記印刷回路板の周囲の少なくとも一部で前記透明プレートの間に配置される少なくとも一の変形可能な漏れ防止バルーンと、
前記吸引の圧力よりも大きい圧力に加圧されたガス源と、
前記空間において吸引が行われたとき、前記透明プレートの周辺部で前記バルーンを加圧させるように、前記バルーンを前記圧力ガス源と連通させるための少なくとも一のパイプと、
を備えることを特徴とする印刷回路板の露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の印刷回路板の露光装置であって、
前記印刷回路板を囲む複数の変形可能な漏れ防止バルーンを有しており、
各バルーンはパイプによって前記加圧されたガス源と接続されており、
前記バルーンは前記印刷回路板の周辺部とフレーム同士との間で形成される空間の主要部を占有することを特徴とする印刷回路板の露光装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の印刷回路板の露光装置であって、さらに、
前記フレームと前記支持部との間に挿入される複数の機械式スペーサを備えることを特徴とする印刷回路板の露光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の印刷回路板の露光装置であって、
前記スペーサは厚さを調節可能であることを特徴とする印刷回路板の露光装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の印刷回路板の露光装置であって、
前記変形可能な漏れ防止バルーンの水平方向におけるサイズは、その厚さよりも極めて大きいことを特徴とする印刷回路板の露光装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の印刷回路板の露光装置であって、
露光される印刷回路板の大きさに適合する大きさの、変形可能な漏れ防止バルーンを複数含むことを特徴とする印刷回路板の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷回路板の両面を露光するための装置に関し、より具体的には、このような装置におけるアートワーク支持部の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、アートワーク（図版）を製造される印刷回路板（パネル）の少なくとも１面に面して配置できるようにする装置である。上記パネルは、パネルの少なくとも１面上に予め配置された感光層上へ印刷するためにアートワークを介して光ビームに露光される。露光装置は、条件によって、両面印刷回路を製造するためにパネルの何れの側にも配置された２つのアートワーク支持部を配置する場合もあれば、片側の印刷回路を製造するために単一のアートワーク支持部のみ配置する場合もある。アートワークは、フルスケールの印刷回路画像で構成される。
【０００３】
露光装置の種々の構成が、例えば欧州特許第０  ６１８  ５０５号や欧州特許第０  ８０７  ８５５号に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以下、添付の図１Ａ、１Ｂ及び１Ｃを参照して、従来の露光装置の一例、及び上記装置の上部及び下部アートワーク支持部について詳述する。
【０００５】
上部アートワーク支持部１０は、略矩形状の金属フレーム１２を備える。この金属フレーム１２は、上部アートワークを保持するためにそれに固定された透明の窓１４を有する。同様に下部アートワーク支持部１６も、それに固定された透明の窓２２を有する略矩形状の金属フレーム１８を備える。フレーム１２の底面には、例えば上部アートワークを支持するためのガスケット２２が固定される。露光のための印刷回路板２４は、上部窓１４と下部窓２０との間に配置される。窓１４及び２０は、ガラス製又はガラス以外の他の材質による透明なプレートとすることができる。
【０００６】
図１Ｂに示す次のステップでは、上部アートワーク支持部１０が下部アートワーク支持部１６の方へ移動され（又はこの反対）、ガスケット２２は膨張されて、窓１４と下部窓２０とガスケット２２とで形成される空間Ｖを密封する。次ステップでは、空間Ｖの内部で真空ポンプ手段（図示せず）により吸引が行われる。空間Ｖが吸引され減圧されるため、窓１４及び２０は特にその中央領域で変形しやすくなり、印刷回路板２４の２つの面２４ａ及び２４ｂに圧力がかかることは明らかである。このように２つのアートワークは印刷回路板の両面へ可能な限り近づくよう移動され、これらが上記両面へ押しつけられる。試験によれば、印刷回路板の表面とアートワークとの間に何らかの隙間があれば、（たとえこのような隙間が局部的なもので、数十ミクロン（μｍ）といった極微小であっても）転写の品質は必ず損なわれることを示している。
【０００７】
図１Ｃに示すように、周辺領域２６及び２８では、即ちフレーム１２及び１８の内側でパネル（印刷回路板）２４を包囲する窓１４及び２０の領域では、両窓は、上記両窓の変形に起因して所定のポイントでかなり大きくなる可能性のある局所的な応力を受ける。経験上、窓の周辺領域２６及び２８では、印加される応力が窓の破損をもたらす場合のあることが判明している。
【０００８】
印刷回路板が、極めて広範な範囲のサイズをとり得ることは知られている。当然ながら、露光装置が異なるサイズのパネルの露光を行えるようにすることは非常に望ましい。このため、最大寸法のパネルを使用するような特別な場合を除いて、周辺領域２６及び２８が形成されることとなる。
【０００９】
窓の破損は、第１に、この種の窓は極めて高い純度を呈することが必要であることから高い窓交換コストに繋がり、第２に、かつ何より最も重要な点として露光装置を利用不可にすることは理解されるであろう。当然ながら、このような装置は、印刷回路の製造を採算性のあるものにするために高速のスループットで自動運転するように意図されていることも理解されるであろう。したがって、このような窓の破損リスクは、極めて多大なコスト面での問題となる。
【００１０】
さらに市場の要求は、回路を小型化するために印刷回路上のコンダクタ・トラックの幅を極めて大幅に縮小する傾向にある。こうした状況は、印刷回路上の単位面積当たりのトラック密度の増大をもたらす。このことは、コンダクタ・トラックの形成に要求される精度の向上に起因する画像転写上の問題に繋がる。このようなパフォーマンスレベルに適合し得るためには、上述のようにアートワークをパネルの両面を押圧するためにアートワークを載置した窓を印刷回路の両面へさらに近づけて移動させる必要がある。これを実現するためには、窓同士の間の空間を吸引するレベルを高める必要がある。しかしながら、窓同士の間の真空度を高めると、窓に対する応力を更に生成することとなり、真空度が一定の限界を超えると破損のおそれはさらに高まる。
【００１１】
このような欠点を解消するため、空間Ｖを吸引する際に窓のこれらの部分に印加される応力を低減させるよう、周辺領域２６及び２８に対応させて機械式スペーサ又はシムを配置する手法が提案されてきた。
【００１２】
しかしながら、上記の結果として第１に、このような機械式スペーサは必然的に極めて高度な位置決めが要求されるにも拘わらず、窓における局所的に集中する応力のレベル低減する課題に対して満足のいく解決を実現できず、窓が破損するおそれは極めて高く、いずれにせよ不十分であった。第２に、容量が吸引される間の窓同士の距離は当然印刷回路板の厚さに依存し、よって印刷回路の異なる厚さに合わせるために異なる厚さのスペーサを容易する必要がある。このことは、異なる厚さの一連の印刷回路板を光放射に曝す動作の自動化を困難にする。さらに、操作者が誤ったスペーサを選択するおそれもあった。
【００１３】
したがって、窓に印加される応力の効果的な低減をもたらす露光フレーム及びより具体的にはアートワーク支持部を保有し、これにより所定の真空レベルでの窓の破損の大幅な低減を達成すること、又は破損のリスクを増大させずに窓同士の空間の真空レベルの増大を可能とすることが真に必要とされている。
【００１４】
一方で、このような露光フレームは大量生産に使用されている露光装置に適合するものであることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的を達成するために、本発明に係る印刷回路板用の露光装置は、
略矩形状のフレームと、アートワークを保持するための透明プレートとを備える第１アートワーク支持部であって、前記プレートはその周辺で前記フレームに固定されている第１アートワーク支持部と、
略矩形状のフレームと、その周辺で前記フレームに固定されかつアートワークを保持するための透明プレートとによって構成される第２アートワーク支持部であって、前記支持部の一方は他方の支持部に対して移動可能であり、前記印刷回路板が前記支持部同士の間に配置されるように構成されている第２アートワーク支持部と、
前記フレームの一方が他方に対して押圧される際に前記支持部の前記フレーム同士の間をシーリングするためのシーリング手段と、
前記フレームと前記シーリング手段と前記支持部とで形成される空間を吸引するための吸引手段と、
を備えている。
この印刷回路板の露光装置はさらに、
前記印刷回路板の周囲の少なくとも一部で前記透明プレートの間に配置される少なくとも一の変形可能な漏れ防止バルーンと、
前記吸引の圧力よりも大きい圧力に加圧されたガス源と、
前記空間において吸引が行われたとき、前記透明プレートの周辺部で前記バルーンを加圧させるように、前記バルーンを前記圧力ガス源と連通させるための少なくとも一のパイプと、
を備えることを特徴とする。
【００１６】
なお「加圧されたガス源」とは、大気圧における装置の気体条件か、又は吸引の圧力よりも大きい圧力に規定されたガスを含む閉鎖環境の何れかを意味する。
【００１７】
印刷回路板の周囲では、アートワーク支持部の窓同士の間の空間に少なくとも一の変形可能な漏れ防止バルーンが配置される。このバルーンは、アートワーク支持部の窓同士の間の空間が吸引される間に、少なくとも大気圧に維持されるため、変形可能バルーン内の相対圧力は次第に増大していくと考えられる。したがって、吸引の効果によって窓が変形される間に、バルーンは両窓の内側の空間の形状をとる。このためバルーンは、上記周辺領域において窓に印加される応力が均一にされ、これにより窓の破壊をもたらすおそれのある局所的な大きな応力の発生を確実に回避するよう機能する。また、漏れ防止バルーンが充填されるこれらの対象領域では、窓の面に印加される圧力が等しくされるので、これにより応力や破損のおそれが大幅に低減されることも判る。
【００１８】
好適には、本装置は上記印刷回路板を包囲する複数の変形可能な漏れ防止バルーンを含む。各バルーンは、上記加圧されたガス源とパイプによって接続される。上記バルーンは、上記印刷回路板の周囲からフレーム同士の間に連なる空間の主要領域を占有する。
【００１９】
この構成は、印刷回路板がアートワーク支持部の窓の大きさよりもかなり小さい寸法であっても、窓の変形を最適化できる。
【００２０】
好適には、異なる大きさの、変形可能なバルーンを複数組み合わせて利用できる。これにより、印刷回路板の大きさに対応させて変形可能なバルーンを交換することが可能となる。
【００２１】
他の改良された実施形態においては本装置はさらに、フレームに固定される窓の変形を制御することに加えて、フレームの変形を正しく制御するために上記フレームと支持部との間に配置される少なくとも一の機械式スペーサを備える。窓の変形は、上述のように変形可能な漏れ防止バルーンを所定位置に配置することによって制御される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の他の特長及び優位点は、本発明を制限しない以下の種々の実施形態に関する説明よりさらに明らかとなるであろう。
【００２３】
まず図２Ａ〜２Ｃを参照して本発明に係る露光装置を簡単に説明し、かつその上部及び下部アートワーク支持部についてより具体的に説明する。
【００２４】
図２Ａは、フレーム１２とその窓１４とを備える上部アートワーク支持部１０、及びフレーム１８と窓２０とを備える下部アートワーク支持部１６を示す。またこの図は、例として上部フレーム１２へ固定された周辺のシーリングガスケット２２と、２つの窓１４及び２０の間に置かれる露出用の印刷回路板２４とを示す。最後に、この図における２６及び２８は各々、窓１４及び２０のこれらがフレーム１２及び１８へ固定された領域に近い周辺領域を示している。
【００２５】
典型的には、窓の厚さは約８ミリメートル（ｍｍ）である。
【００２６】
本発明の本質的な特徴によれば、１つ又は複数の変形可能な漏れ防止バルーン３０は、空間Ｖのパネル２４を囲む周辺部Ｖ’に置かれる。図２Ａでは、２つのバルーン３０及び３２を見ることができる。バルーン３０及び３２は、先に述べた意味合いで各々加圧されたガス源に連結された個々のパイプ３１、３３に接続される。説明する本特定例では、加圧されたガス源は大気圧における周囲空気である。バルーン３０及び３２は、パイプ３１及び３３を介して加圧されたガス源へ接続される状態で永続的に維持される。
【００２７】
図２Ｂに示すように、従来の手段により空間内で吸引が行われると、当然ながら周辺の空間Ｖ’でも吸引が達成され、よってバルーン３０、３２の内圧は空間Ｖにおける圧力と相対的に増大する。したがって、バルーン３０及び３２は相対的条件で膨張し、窓１４及び２０の内側の面１４ａ及び２０ａにその周辺領域２６及び２８で圧力をかける。２つの窓１４及び２０が互いの方向へ移動してパネル２４の両面を押圧するにつれて、圧縮ガス源に連結された状態を維持しているバルーン３２及び３０は圧力、及び少なくとも形状が適合するよう調整することが可能であり、変形する窓の内側の面１４ａ及び２０ａを効果的に押しつける。したがって、窓の周辺領域２６及び２８が曲がってくるにつれて窓の内側の面は、バルーン３０及び３２に当たるその領域のより広い部分で圧力をかけられた状態に維持される。したがって、吸引の効果の下で変形する窓に起因する応力は、窓のこれらの周辺領域２６及び２８に渡って均一に分布される。よってこれは、図１Ａ〜１Ｃを参照して述べたような先行システムを使用して達成されるものよりも局部応力の効果的な低減を達成する。これは、窓１４又は２０が破損するリスクをかなり大幅に低減させる働きをする。典型的には、両窓同士の空間で実現される吸引は、大気圧に対して約０．５バールである。
【００２８】
図２Ｃは、可膨張エレメントの一可能構成の平面図である。この図では、４つの可膨張エレメント３０、３２、３４及び３６が印刷回路板２４の各縁に沿って配置され、かつ２つの窓の周辺領域２６及び２８に面していることが分かる。各可膨張バルーンは、通常は大気圧である加圧されたガス源に連結された、全体の参照符号Ｃで指示されるパイプと連結される。
【００２９】
各バルーンの形状は略矩形状であり、バルーンの「水平方向」の大きさはその厚さの寸法、即ち真空引き開始前の両窓同士の距離より遙かに大きい。装置は、好適には、印刷回路板によって空のままにされる異なる大きさの周辺空間規模に対応するサイズのバルーンを複数有する。
【００３０】
次に、図３及び４を参照して、本発明の好ましい一の実施形態をより詳細に説明する。
【００３１】
図３は、フレーム１２と上部窓１４とで構成される上部アートワーク支持部１０、及び本質的にフレーム１８と下部窓２０とで構成される下部アートワーク支持部１６を示す。
【００３２】
より正確には、この好適な実施形態において上部窓１４は周辺部１４ａを有しており、周辺部１４ａは薄い金属シートで構成される中間フレーム４０に固定される。この固定は、好適には接着によって行われる。次にシート４０は、例えばねじ４２等によってフレーム１２へ固定される。最後にこの図では、上部アートワーク４４の存在が確認できる。
【００３３】
下部アートワーク支持部に関しては、窓２０は周辺部２０ａを有しており、周辺部２０ａは薄い金属シートで構成される中間フレーム４５に固定される。この固定も同様に、好適には接着で行われる。中間フレーム４５は、フレーム１８とバックプレート４６との間で型締めされ、それ自体はねじ４８等でフレーム１８へ適切に取り付けられる。膨張式ガスケット２２は、２つのアートワーク支持部がその作動位置にくるとバックプレート４６に接触した状態になる。またこの図は、下部アートワーク５０と、厚さが調整可能な機械的自動スペーサシステム５２とを示している。後者に関しては、後に詳述する。この時点では、機械式スペーサ５２は、窓１４及び２０間で行われる吸引に関わらず、フレーム１２及び１８、並びに上部／下部アートワーク支持部１０及び１６を相互に平行に維持する、即ちその変形を防止する、又は少なくとも制限する働きをすると述べるに止める。
【００３４】
最後に、この図は、パネル２４とフレームの縁４４との間に配置される膨張式漏れ防止バルーン３２を示す。このバルーン３２は、窓１４及び２０の問題となる領域２６及び２８に面して配置される。
【００３５】
図４により詳細に示すように、本実施形態においては実際に、露光フレームがフレーム１８の短い方の側面に沿って延長された２つの膨張式バルーン３０及び３２を含んでいる。これらの膨張式バルーン又はバッグは、パネル２４の何れかの側に配置される。本実施形態では、かつ一般的慣例に従って、パネル２４は下部アートワーク支持部のフレームの縁１８ａの近くに位置づけられ、上記縁は、下部及び上部アートワーク支持部間のパネルの参照縁を構成する。この縁は、オペレータに最も近い縁である。他の変形例では、５４の点線で示す領域内に他の変形可能バルーンを配置することも可能であり、上記他のバルーンは大気圧又はこの空間を満たすことが可能な適切な圧力に接続される。当然ながらこれは、印刷回路板２４のサイズに依存する。
【００３６】
膨張式バルーンは、好適には周辺の空間Ｖ’の大部分を占有する。
【００３７】
図５は、本発明に係る変形可能な膨張式バルーンがない場合に上部窓１４が変形した状態を示す図である。
【００３８】
この図から明らかなように、パネル２４を囲む空間Ｖ’において２つの窓の間で実現された真空の影響下で、図中Ｃで示す窓の中央部はパネル２４の天面及び底面を押圧するようになり、これによって各窓に僅かな変位ｅ１が生じる。この変位は、最大でも約１０分の数ミリメートル程度である。これに対して、両フレームの間からパネル２４の端縁までの窓の周辺領域２６、２８では、このような変形に対抗するものが存在しないため、窓のこの部分における窓同士の２面間に生じる圧力差の結果、窓は相当大きく変形することが判る。これにより、窓のこの部分は変位量ｅ１より遙かに大きい変位量ｅ２まで移動される。最大応力が形成されるのはこの領域においてであり、よって破損のおそれも最大となる。パネルの端縁２４ｄに対応する窓１４における領域２６’は、この領域が応力の集中する領域に対応するため、破損のおそれもこの領域で特に大きくなる。
【００３９】
図５から、変形可能な膨張式バルーン３０又は３２があることで、正確にはそれが領域２６に配置されることによって、窓の領域２６の何れの面においても等しい圧力が維持されることが判る。その結果、両フレームに固定された窓の端縁と、パネル２４の両面を押圧する窓の中央部Ｃとの間における窓の変形は一定で、抑制されることになる。この均一な変形は図５において点線で示される。均一な変形は変形可能な膨張式バルーン３０又は３２によって実現され、多大な局所的な応力が蓄積されることを回避し、これによって窓破損のおそれが回避される。
【００４０】
上記で簡単に述べたように、アートワーク支持部の上部及び下部フレーム１２及び１８の間には、厚さを制御可能な機械式スペーサ５２を設けることが好ましい。このスペーサは、シーリングガスケット２２で形成されるプロファイルの内側で、これらの２フレームの間に挿入される。機械式スペーサは、例えば下部アートワーク支持部の中間フレーム４６に固定でき、下部窓２０を支持する働きをする。
【００４１】
他の実施形態では、厚さを制御可能な４つの機械式スペーサ５２、５４、５６及び５８を、下部アートワーク支持部のフレーム１８の４側面に沿って延長するように配置できる。
【００４２】
先に述べたように、これらの機械式スペーサ５２〜５８は、金属製のアートワーク支持部・フレーム間に挿入される。よってスペーサは、フレーム自体が真空の影響で変形することを阻止するよう機能し、このためスペーサは比較的強固な部材として作用する。したがってこれらのスペーサは、従来技術で述べたスペーサの有する欠点を有しない。
【００４３】
さらに、後に詳述するように、スペーサ５２〜５８の厚さは自動的に調節することが可能である。したがって、露光装置の全体動作を制御するコントローラは、問題の露光装置を含む自動生産ラインの動作を妨害せずに機械式スペーサ５２〜５８を適正な厚さに調節することにより、印刷回路板の露光厚さに関する情報に応答することができる。
【００４４】
次に図６Ａ、６Ｂ及び６Ｃに基づき、厚さを調節可能な機械式スペーサの好適な実施形態を説明する。
【００４５】
自動調節が可能な機械式スペーサ５２は、下部アートワーク支持部の下部フレーム１８に固定されるベース６０と、その天面６２ａが上部フレーム１２と接触して２フレーム間のスペースを調節するスペーサの上部部分６２とを備える。スペーサ上部６２はベース６０に対して水平方向への移動を拘束されており、垂直方向へは移動可能である。スペーサ上部６２の底面は、水平面に対して約１０゜の角度で６４のような傾斜ランプを形成する。この角度は、スペーサの厚さを不可逆的に制御可能とするように、スペーサを構成する材質の摩擦係数の関数として決定される。
【００４６】
スペーサ上部６２の垂直方向への移動量は、ベース６０及びスペーサ上部６２に対する平行移動において水平方向に移動可能なスペーサ下部６６によって制御される。スペーサ下部６６の天面は、上述したランプ６４と相補的に対応しており、水平面に対して同じ傾斜角を有する６８のような傾斜ランプを有する。
【００４７】
スペーサ下部６６を水平に移動させると、ランプ６８のランプ６４上への作用により、スペーサ上部６２が水平方向への移動量に比例する高さで持ち揚げられる。
【００４８】
スペーサ下部６６の水平方向への移動量は、ケーブルシステム７０によって制御される。ケーブルシステム７０は、ベース６０に固定され、かつロッド７４が内部で移動可能な本体７２を備える。ロッド７４の端部７４ａは、スペーサ下部６６に固定される。ロッド自体は、容積式の剛性ケーブル８０によって制御される。ケーブルは、液圧式又は空圧式に駆動可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】図１Ａ〜１Ｃは、従来の露光装置における上部及び下部アートワーク支持部並びにその動作を示す図である。
【図２】図２Ａ及び２Ｂは、本発明に係る一実施形態を両面露光装置用途に適用した例の動作を示す垂直断面図であり、図２Ｃはアートワーク支持部の窓同士の空間に膨張式変形可能バルーンを設置した例の好適な構成を示す模式図である。
【図３】上部及び下部アートワーク支持部の詳細な要部縦断面図である。
【図４】膨張式バルーンの一形態を備えるアートワーク支持部を示す平面図である。
【図５】膨張式バルーンがない場合の窓の変形を示す略断面図である。
【図６】図６Ａ、６Ｂ及び６Ｃは、アートワーク支持部同士の間に挿入された調整可能な機械式スペーサの好適な形態を示す図である。
【図１】
2005533284.tif 000003
【図２】
2005533284.tif 000004
【図３】
2005533284.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005533284.tif 000007
【図６】
2005533284.tif 000008
【国際調査報告】
2005533284.tif 000009
2005533284.tif 000010
2005533284.tif 000011
2005533284.tif 000012
2005533284.tif 000013
2005533284.tif 000014