プリント配線基板の製造方法
【課題】基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０などの部材の相対位置を容易に設定することができるプリント配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】基板本体１００の主面に、基板本体１００の主面と略平行な第１面１１と、第１面１１に連なり、この第１面１１との間に所定の角度を有する第２面１２と有する第１アライメントマーク１０を形成する工程と、基板本体１００の主面とフォトマスクフィルム３０などの部材の主面を撮像するカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑに沿う方向であり、かつ基板本体１００の主面及びフォトマスクフィルム３０などの部材の主面に対して垂直方向の平行光を照射する工程と、第１アライメントマーク１０を少なくとも含む領域の反射光による明暗画像から抽出された暗部の位置に基づいて、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０などの部材の相対位置を設定する工程と、を有する。
【解決手段】基板本体１００の主面に、基板本体１００の主面と略平行な第１面１１と、第１面１１に連なり、この第１面１１との間に所定の角度を有する第２面１２と有する第１アライメントマーク１０を形成する工程と、基板本体１００の主面とフォトマスクフィルム３０などの部材の主面を撮像するカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑに沿う方向であり、かつ基板本体１００の主面及びフォトマスクフィルム３０などの部材の主面に対して垂直方向の平行光を照射する工程と、第１アライメントマーク１０を少なくとも含む領域の反射光による明暗画像から抽出された暗部の位置に基づいて、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０などの部材の相対位置を設定する工程と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板の基板本体と部材との相対的位置を設定する工程を含むプリント配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
層間絶縁層に無電解銅めっき層が形成されたリング状の凹部を位置決めマークとして形成し、照射した光が凹部の壁面に反射することを利用して、リング状に光る凹部の輪郭を位置決めマークとして認識する手法が知られている（特許文献１、段落００３５、段落００３８、図６、図７Ｂ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１０３１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術のように位置決めマークの輪郭を光らせると、位置決めマークの内部及び外部が相対的に暗くなるため、位置合わせをする対象のアライメントマークの明度が低い場合には、基板側の位置決めマークと対象側のアライメントマークとの位置を比較することが困難になるという問題がある。一般に、対象のアライメントマークは有色であるため、位置決めマークの輪郭以外の領域が暗いと、基板側の位置決めマークと対象側のアライメントマークとの位置を合せることが困難になる。特に、透明なフォトマスクのアライメントマークは黒色で形成されているので、従来の技術を用いて基板に対するフォトマスクの位置を設定する場合には、フォトマスクのアライメントマークが位置決めマークの暗部に隠れてしまい、両者の位置が比較しにくいという不都合がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、基板本体との相対位置が設定される対象のアライメントマークが有色であっても、基板本体のアライメントマークと対象のアライメントマークの位置が比較しやすく、基板本体に対する部材の相対位置の設定が容易なプリント配線基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、プリント配線基板の基板本体に対する部材の相対位置を設定する工程を含むプリント配線基板の製造方法であって、前記基板本体の主面に、前記基板本体の主面と略平行な第１面と、前記第１面に連なり、当該第１面との間に所定の角度を有する第２面と有する第１アライメントマークを形成する工程と、前記基板本体の主面と前記部材の主面とを撮像するカメラの光学系の光軸方向に沿う方向であり、かつ前記基板本体の主面と前記部材の主面に対して垂直方向の平行光を照射する工程と、前記第１アライメントマークを少なくとも含む領域の反射光による明暗画像から抽出された暗部の位置に基づいて、前記基板本体に対する前記部材の相対位置を設定する工程と、を有するプリント配線基板の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【０００７】
上記発明の工程に加えて、前記部材の主面に第２アライメントマークを形成する工程をさらに備え、前記相対位置を設定するステップは、前記抽出された暗部と前記第２アライメントマークとの位置関係に基づいて前記基板本体に対する前記部材の相対位置を設定することができる。
【０００８】
また、上記発明の工程に加えて、前記部材の主面に第２アライメントマークを形成する工程をさらに備え、前記相対位置を設定するステップは、前記抽出された暗部の形状から求められる基準点と前記第２アライメントマークとの位置関係に基づいて前記基板本体に対する前記部材の相対位置を設定することができる。
【０００９】
さらに、上記発明において、前記第１アライメントマークを形成する工程は、前記基板本体の主面を覆う第１導電層を所定の形状に除去する工程と、前記第１導電層が除去された領域及び前記第１導電層が残された領域の上に、さらに第２導電層を形成する工程と、を備えることができる。
【００１０】
上記発明において、前記第１導電層は、円形又は矩形の形状に除去されることを特徴とする。
【００１１】
上記発明において、前記第２アライメントマークは、前記平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、前記明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の明度よりも低い明度の第２暗部として抽出されるようにすることができる。
【００１２】
また、上記発明において、前記第２アライメントマークは、前記平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、前記明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の領域よりも小さい領域の第２暗部として抽出されるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、基板本体の主面に形成されたアライメントマークの輪郭を暗部として抽出し、抽出された暗部の位置に基づいて基板本体に対する部材の相対位置を設定するので、対象のアライメントマークが有色であっても両者の位置を比較しやすくすることができる。その結果、プリント配線基板の製造時において、基板本体に対する部材の相対位置の設定を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る、基板に対するフォトマスクの相対位置を設定する工程を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態において用いられる相対位置設定装置の概要図である。
【図６】Ａは、図５に示す工程で取得された明暗画像に基づいて相対位置を設定する前の明暗画像を示す図、Ｂは図５に示す工程で取得された明暗画像に基づいて相対位置を設定した後の明暗画像を示す図である。
【図７】Ａは図５に示す工程で取得された明暗画像に基づいて相対位置を設定する前の明暗画像を示す図、Ｂは図５に示す工程で取得された明暗画像に基づいて相対位置を設定した後の明暗画像を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図９】本発明の第２実施形態において用いられる相対位置設定装置の概要図である。
【図１０】Ａは図９に示す工程で取得された明暗画像に基づいて相対位置を設定する前の明暗画像を示す図、Ｂは図９に示す工程で取得された明暗画像に基づいて相対位置を設定した後の明暗画像を示す図である。
【図１１】本発明の第３実施形態において用いられる相対位置設定装置の概要図である。
【図１２】本発明の第４実施形態において用いられる相対位置設定装置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
以下、図面に基づいて本発明の第１実施形態に係るプリント配線基板の製造方法を説明する。本実施形態のプリント配線基板の製造方法は、プリント配線基板の基板本体に対する部材の相対位置を設定する工程を含むものである。
【００１６】
ここでは、めっきスルーホールを有するプリント配線基板の製造方法を例に説明するが、インタースティシャルビアホール、ブラインドビアホールなどを有するプリント配線基板の製造方法にも適用できる。
【００１７】
まず、本実施形態の基板本体１００を作製する。本実施形態では、図１（Ａ）に示すように、金属張基板（以下同じ、JIS5603に準拠）２０を準備する。金属張基板２０は、厚さが１０μm〜２５０μmの可撓性を有するポリイミド（ＰＩ）などの絶縁性基材２１の両主面に、銅などの金属箔２２が張り付けられた基板である。金属張基板２０の絶縁性基材２１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やポリエステル（ＰＥ）とすることができる。
【００１８】
次に、図１（Ｂ）に示すように、ドリルやレーザ穴加工機を用いて金属張基板２０に貫通孔２７を穿設する。
【００１９】
続いて、無電解めっき処理後に、電解銅めっきを行い、図１（Ｃ）に示すようにめっき層２５を形成する。これにより、金属張基板２０の両主面側の金属箔２２を接続するめっきスルーホール２８が形成される。
【００２０】
このめっきスルーホールの形成処理の前に又はこの処理と並行して、金属張基板２０の一方又は両方の主面に第１アライメントマーク１０を形成する。第１アライメントマーク１０は、金属張基板２０の端部領域に形成される。金属張基板２０の端部領域は、ハンドリングのための余白であり、導電性回路などが形成されない領域である。
【００２１】
本実施形態では、エッチング加工を利用して第１アライメントマーク１０を形成する。図示はしないが、第１アライメントマーク１０に対応する所定形状に応じたマスクを形成し、このマスクとレジストを介して光を照射し、エッチングにより所定形状の金属箔２２を除去する。図２（Ａ）は、所定形状の金属箔２２が除去されることにより形成された第1アライメントマーク１０の形成途中の状態を示す。なお、エッチング処理は、公知のエッチャントを用いて、公知の手法により行う。
【００２２】
その後、金属箔２２が除去された領域及び金属箔２２が残された領域の両方にめっき層２５を形成する。めっき層２５は、金属箔２２が除去された領域及び金属箔２２が残された領域の両方を覆う。図２（Ｂ）は、所定領域の金属箔２２が除去された部分にさらにめっき層２５が積層されることにより形成された第１アライメントマーク１０を示す。
【００２３】
形成された第１アライメントマーク１の断面図を図２（Ｃ）に示す。図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）のIIＣ−IIＣに沿う第１アライメントマーク１０の断面図である。第１アライメントマーク１０は、基板本体１００を構成する金属張基板２０の主面と略平行な第１面１１と、第１面１１に連なり、この第１面１１との間に所定の角度を有する第２面１２と有する。第１面１１に連なる第２面１２の角度は特に限定されないが、９０°〜１３５°であることが好ましい。
【００２４】
このように、本実施形態の第１アライメントマーク１０は、基板本体１００の主面の延在方向と所定の角度をなす第２面１２を有する。この第２面１２は、金属箔２２が除去された凹部領域を覆うようにめっき層２５が積層されることにより形成される。図２（Ｃ）に示す例では、第１面１１と第２面１２とが断面台形状の凹部領域を形成するが、これに限定されず、第１面１１と第２面１２とが断面台形状の凸部領域を形成するようにしてもよい。また、本実施形態における第１アライメントマーク１０の第１面１１の平面形状は円形であるが、これに特に限定されず、矩形であってもよい。これら第１アライメントマーク１０の形状は、先述した金属箔２２のエッチング処理において用いるマスクのパターンを変更することにより任意に設計することができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、第１アライメントマーク１０をめっきスルーホールの形成に並行して形成する例を説明するが、第１アライメントマーク１０の形成手法はこれに限定されない。たとえば、ＬＶＨ（Laser Via Hole）プロセスを用いたプリント基板の製造方法においては、ＬＶＨプロセスにおけるフォトリソグラフィー処理時に金属箔２２（第１導電層）を所定の形状に除去する工程を行い、ＬＶＨプロセスにおける銅めっき時にめっき層２５（第２導電層）を形成する工程を行うことができる。ちなみに、ＬＶＨプロセスは、銅張積層板からスタートし、フォトリソグラフィー処理により銅箔に窓穴を形成し、次いで、この窓穴を有する銅箔をマスクとしてレーザ加工によりポリイミド層の穴加工を行い、ＤＤＰ（ノボラック型エポキシ樹脂）処理、銅めっき処理を行うという処理によって層間の導通を確保する製法である。
【００２６】
次に、図３（Ａ）に示すように、感光性のドライフィルム２６でめっき層２５を覆う。この場合に、ドライフィルム２６が透明であれば、第１アライメントマーク１０も覆ってよいが、第１アライメントマーク１０の検出精度の観点からは覆わない方が望ましい。
【００２７】
さらに、図３（Ｂ）に示すように、所望の導電性回路パターンが描画されたフォトマスクフィルム３０などの部材を、基板本体１００の上下に載置する。本実施形態のフォトマスクフィルム２０は、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂製又はガラス製である。また、本実施形態のフォトマスクフィルム３０は透明である。
【００２８】
その後、上下から紫外線で露光し、アルカリ性水溶液で現像処理することによりめっきレジストを形成するが、この工程におけるフォトマスクフィルム３０の位置は、基板本体１００に対して正確に設定される必要がある。もしも、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の位置がずれると、フォトマスクフィルム３０の導電性回路パターンにより形成された導電性回路と、基板本体１００に既に形成されたスルーホール２７との位置がずれてしまい、製造されたプリント配線基板が回路として機能しないからである。
【００２９】
そこで、本実施形態では、基板本体１００に形成された第１アライメントマーク１０と、フォトマスクフィルム３０に形成された第２アライメントマーク３１とを用いて、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置を設定する。
図４は、基板本体１００の第１アライメントマーク１０と、フォトマスクフィルム３０の第２アライメントマーク３１との位置関係を示す図である。同図に示すように、第１アライメントマーク１０は、矩形の基板本体１００の４つの頂点近傍に形成されている。同様に、第２アライメントマーク３１は、矩形のフォトマスクフィルム３０の４つの頂点近傍に形成されている。
【００３０】
第１アライメントマーク１０は、先述したように、金属箔２２を所定形状に除去し、その後、所定形状を含む領域にめっき層２５が積層されることにより形成される。他方、第２アライメントマーク３１は、矩形のフォトマスクフィルム３０の頂点近傍に印刷などの手法により形成される。なお、第２アライメントマーク３１の形状は限定されず、円形、矩形、リング状であってもよいし、連続した線又は面で形成されてもよいし、離散した点線又はドットで形成されてもよい。
【００３１】
特に限定されないが、第２アライメントマーク３１は、後述する光源から平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の明度よりも低い明度の第２暗部として抽出されるように形成されていることが好ましい。このため、本実施形態の第２アライメントマーク３１の反射率は、第１アライメントマーク１０の暗部の内側の反射率よりも低く設定されている。なお、この作用は後述する。
【００３２】
加えて、特に限定されないが、第２アライメントマーク３１は、後述する光源から平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の領域よりも小さい領域の第２暗部として抽出されるように形成されていることが好ましい。このため、本実施形態の第２アライメントマーク３１の面積は、第１アライメントマーク１０を構成する第１面１１の面積よりも小さい。なお、この作用は後述する。
【００３３】
図４に示すように、第１アライメントマーク１０と第２アライメントマーク３１とはＸＹ平面上において同じ位置に形成されている。つまり、基板本体１００とフォトマスクフィルム３０とを重ねて、上面から見たときには、第１アライメントマーク１０と第２アライメントマーク３１とは互いに接近又は重畳した状態で観測することができる。
【００３４】
本実施形態では、以下の手法により、第１アライメントマーク１０と第２アライメントマーク３１とを少なくとも含む領域の画像を用いて、第１アライメントマーク１０と第２アライメントマーク３１の位置関係を求める。
【００３５】
図５は、本実施形態のプリント配線基板の製造方法に用いられる相対位置設定装置１０００を示す図である。同図に示すように、本実施形態の相対位置設定装置１０００は、光源５０と、カメラ６０と、明暗画像処理装置８０と、ずれ量算出装置９０と、アライメント機構９１とを有している。
【００３６】
本実施形態では、図５に示すように、光源５０及びカメラ６０が基板本体１００の主面に対して垂直方向の位置に設けられている。この光源５０は、基板本体１００の主面とフォトマスクフィルム３０の主面を撮像するカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑに沿う方向であり、かつ基板本体１００の主面及びフォトマスクフィルム３０の主面に対して垂直方向の平行光を照射する。同図に示す本実施形態では、基板本体１００の主面とフォトマスクフィルム３０などの部材の主面を撮像するカメラ６０のレンズの周囲の円周上に複数の光源５０を設けているので、この光源５０がカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑに沿う方向であり、かつ基板本体１００の主面及びフォトマスクフィルム３０などの部材の主面に対して垂直方向の平行光を、基板本体１００の主面に照射する。
【００３７】
光源５０は、平行光を照射できるものであれば、その態様は特に限定されない。例えば、点光源と凸レンズを組み合わせて、点光源をレンズの焦点位置に設置した光源５０や、点光源とフレネルレンズを組み合わせて、点光源をレンズの焦点位置に設置した光源５０や、光源とインテグレーターで高精度の点光源を形成し、この点光源を放物鏡の焦点位置に設置した光源５０や、複数の光源と拡散板とを組み合わせて面光源と、この面光源からの光を複数の筒（遮光用筒）を介して照射する光源５０でもよい。
【００３８】
また、カメラ６０は、ＣＣＤ素子を備え、少なくとも基板本体１００の第１アライメントマーク１０を含む領域からの反射光を受光し、その受光データを明暗画像処理装置８０へ送出する。
【００３９】
明暗画像処理装置８０は、２値化処理することにより受光データを明暗画像に変換し、この明暗画像から相対的に明度が低い暗部を抽出する。図６及び図７は受光データが２値化された明暗画像の例を示す図である。
【００４０】
図６及び図７に示すように、第１アライメントマーク１０の第２面１２に対応する暗部１０´は、円形の影として抽出される。暗部１０´に囲まれた領域の形状は、第１アライメントマーク１０の第１面１１の平面形状に応じて円形となっている。このように第１面１１の平面、又はこの第１面１１に連なる第２面１２の形状に応じた暗部１０´が抽出されるのは、以下の理由による。
【００４１】
本実施形態では、基板本体１００の主面とフォトマスクフィルム３０などの部材の主面を撮像するカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑに沿う方向であり、かつ基板本体２００の主面及びフォトマスクフィルム３０などの部材の主面に対して垂直方向の平行光を照射する。このため、光の照射方向に対して垂直方向に延在する第１面１１からの反射光はカメラ６０に受光される。他方、第２面１２は照射される光に対して垂直ではない所定の角度を有するため、第２面１２に当たった光が散乱する。このため、第２面１２からの反射光の一部のみがカメラ６０に入射する。
【００４２】
このように、カメラ６０が受光する第２面１２からの反射光の光量は、第１面１１からの反射光の光量よりも相対的に少ないので、第２面１２に対応する明暗画像の明度は、第１面１１に対応する明暗画像の明度よりも低くなる。これにより、第１アライメントマーク１０の輪郭を暗部とし、第１アライメントマーク１０の内側を明部として抽出することができる。第１アライメントマーク１０の暗部１０´に囲まれた内側領域を明部とすることにより、第１アライメントマーク１０の内側の明部を背景として第２アライメントマーク３１の位置を観察することができるので、位置合わせがしやすくなる。一般に、フォトマスクフィルム３０などの対象の第２アライメントマーク３１は白以外の有色であるため、第１アライメントマーク１０の輪郭以外の領域が暗いと、位置を合せることが困難になる。これに対し、本実施形態では背景が明るくなるので、第１アライメントマーク１０に対する第２アライメントマーク３１の位置合わせを容易に行うことができる。
【００４３】
特に、透明なフォトマスクフィルム３０の第２アライメントマーク３１は黒色で形成されているので、第１アライメントマーク１０の輪郭以外の内外領域が暗いと、第２アライメントマーク３１がその暗い領域に溶け込んでしまい両者の位置が比較しにくいという不都合がある。これに対し、本実施形態では背景が明るいので、第１アライメントマーク１０に対する第２アライメントマーク３１の位置合わせを容易に行うことができる。
【００４４】
ところで、従来技術のように平行光以外の照射光を基板の凹部に当てると、真上から照射された光だけでなく、斜めから入射した光も凹部の壁面で照射する。このため、これらの反射光が加算されてカメラに入射して、凹部の壁面に対応するマークの輪郭が相対的に光る。マークの輪郭が光ると、相対的にマークの内側及び外側が暗くなるので、背景が暗くなり、基板側のマークとマスク側のマークとの位置合わせが困難になる。
【００４５】
本実施形態の製造方法では、このような不都合を生じさせないため、基板側のマークとマスク側のマークとの位置合わせを容易にすることができる。
【００４６】
ここで図５に戻り、以上の手法によって暗部の抽出処理が終了したら、明暗画像処理装置８０は、抽出した暗部の位置情報、形状情報、中心などの基準位置情報を、ずれ量算出装置９０へ送出する。
【００４７】
ずれ量算出装置９０は、暗部の位置に基づいて基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の位置の「ずれ量」を算出する。「ずれ量」は方向と距離とで表現される。算出したずれ量は、アライメント機構９１へ送出される。
【００４８】
アライメント機構９１は、ＸＹ方向に沿ってフォトマスクフィルム３０を移動させる駆動機構を有し、ずれ量算出装置９０の算出したずれ量がゼロとなるように、フォトマスクフィルム３０を移動させる。
【００４９】
さらに、モニタＭを設け、ずれ量算出装置９０により算出された「ずれ量」を画像情報としてモニタＭに提示させてもよい。オペレータは、モニタＭで「ずれ量」を確認しながら、フォトマスクフィルム３０の位置を手動で調整することができる。図６Ａは、相対位置の設定前の「ずれ量」の画像情報例を示す図であり、図６Ｂは、相対位置の設定後の「ずれ量」の画像情報例を示す図である。
【００５０】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、抽出された第１アライメントマークに対応する暗部１０´と第２アライメントマーク３１の像３１´との位置関係に基づいて基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置を設定することができる。具体的に、オペレータは、図６Ａの画像、すなわち、暗部１０´と第２アライメントマーク３１の像３１´とがずれている画像を見て、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準からずれていることを認識でき、アライメント機構９１を駆動させて基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０を移動させることにより、基準からのずれを補正することができる。また、図６Ｂの画像、すなわち、暗部１０´と第２アライメントマーク３１´とが重畳している画像を見て、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準に合致していることを認識できる。
【００５１】
なお、相対位置のずれを判断する基準は適宜に定義することができる。例えば、第１アライメントマーク１０が第２アライメントマーク３１を内包している状態をずれの無い基準状態としてもよい。このように、基準状態を２つの図形の一方が他方を内包する関係とすることで、ずれ量の許容範囲の上限を設定することができる。
【００５２】
また、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、抽出された第１アライメントマーク１０に対応する暗部１０´の形状から求められる基準点Ｐと第２アライメントマーク３１の像３１´との位置関係に基づいて基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置を設定することができる。オペレータは、図７Ａの画像、すなわち、暗部１０´の基準点Ｐと第２アライメントマーク３１の像３１´とがずれている画像を見て、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準からずれていることを認識でき、アライメント機構９１を駆動させて基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０を移動させることにより、基準からのずれを補正することができる。また、図７Ｂの画像、すなわち、暗部１０´の基準点Ｐ（暗部１０´の中心）と第２アライメントマーク３１´の中心とが重畳している画像を見て、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準に合致していることを認識できる。
【００５３】
このように、第１アライメントマーク１０の暗部１０´の形状から求められる基準点Ｐを基準として（例えば円の中心を基準として）、基準からのずれを補正することができるので、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置をより高い精度で設定することができる。
【００５４】
また、先述したように、本実施形態では、光源から平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、第２アライメントマーク３１が、明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の明度よりも低い明度の第２暗部として抽出されるようにしている。これにより、位置設定時において、第１アライメントマーク１０の明部を背景とすることができるので、この明部よりも暗い第２アライメントマーク１０の位置が確認しやすくなる。
【００５５】
加えて、本実施形態では、光源から平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、第２アライメントマーク３１が、明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の領域よりも小さい領域の第２暗部として抽出されるようにしている。これにより、位置設定時において、第１アライメントマーク１０の明部を背景とすることができるので、この明部よりも暗い第２アライメントマーク１０の位置が確認しやすくなる。
【００５６】
なお、先に説明した明暗画像処理装置８０により抽出された暗部の画像情報をモニタＭに提示させて、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準からずれていることを認識し、そのずれ量を補正することも可能である。
【００５７】
基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が設定されたら、図３（Ｂ）に示すように、紫外線で露光し、アルカリ性水溶液で現像処理することによりめっきレジストを形成する。フォトマスクフィルム３０には導電性回路に対応するパターンが描画されている。
【００５８】
その後、図８（Ａ）に示すように、現像プロセスにおいて、レジストに焼き付けられたパターンを溶かし去り、導電性回路部分だけのレジストを残す。
【００５９】
続いて、図８（Ｂ）に示すように、エッチングによる導電性回路パターンを形成する。塩化鉄、塩化銅又は水酸化アンモニウムなどのエッチャントを用いてめっき層２５及び金属箔２２を除去する。
【００６０】
最後に、図８（Ｃ）に示すように、強アルカリ性溶液でレジストを溶かし去る。そして、所望の導電性回路を備えるプリント配線基板１００を得る。本実施形態に係る製造方法によれば、導電性回路やビアホールの位置が正確に設定されるので、精度の高いプリント配線基板１００を得ることができる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係るプリント配線基板の製造方法は、基板本体１００側の第１アライメントマーク１０の形状が異なる以外は、第１実施形態と共通する。ここでは共通する説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００６２】
図９に示す本実施形態の第１アライメントマーク１０は、第１面１１と第２面１２とにより形成された断面台形状の凹部領域の中に、断面台形状の凸部領域が形成された形状を有する。また、本実施形態における第１アライメントマーク１０の第１面１１の平面形状は二重円又はリング状の形状である。この形状は、先述した金属箔２２のエッチング処理において用いるマスクのパターンを変更することにより任意に設計することができる。
【００６３】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、第２実施形態の第１アライメントマーク１０の明暗画像から抽出された暗部１０´と、第２アライメントマーク３１の像を示す。第１実施形態と同様に、オペレータは、図１０Ａの画像、すなわち、暗部１０´と第２アライメントマーク３１の像３１´とがずれている画像を見て、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準からずれていることを認識でき、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置を調整することにより、基準からのずれを補正することができる。また、図１０Ｂの画像、すなわち、暗部１０´と第２アライメントマーク３１´とが重畳している画像を見て、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準からずれていないことを認識できる。本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する。
【００６４】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係るプリント配線基板の製造方法は、異なる態様の相対位置設定装置１０００を用いること以外は、第１実施形態と共通する。ここでは共通する説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００６５】
図１１は、本実施形態のプリント配線基板の製造方法に用いられる相対位置設定装置１０００を示す図である。同図に示すように、本実施形態の相対位置設定装置１０００は、光源５０と、カメラ６０と、ハーフミラー７０と、明暗画像処理装置８０と、ずれ量算出装置９０と、アライメント機構９１とを有している。
【００６６】
同図に示すように、本実施形態の相対位置設定装置１０００では、光源５０が基板本体１００の主面に対して垂直方向の位置に設けられるとともに、カメラ６０が基板本体１００の主面に対して平行方向の位置（カメラ６０の光学系の光軸が基板本体１００の主面に対して平行となる位置）に設けられている。本例では、光源５０を、その光の照射方向がカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑと垂直に交わる位置に設けるとともに、ハーフミラー７０をカメラ６０の光学系の光軸上に設けている。これにより、光源５０は、基板本体１００の主面とフォトマスクフィルム３０の主面を撮像するカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑに沿う方向であり、かつ基板本体１００の主面及びフォトマスクフィルム３０の主面に対して垂直方向の平行光を、基板本体１００の主面に照射することができ、カメラ６０はこのように照射された平行光の反射光を受光することができる。本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する。
【００６７】
＜第４実施形態＞
第４実施形態に係るプリント配線基板の製造方法は、異なる態様の相対位置設定装置１０００を用いること以外は、第１実施形態と共通する。ここでは共通する説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００６８】
図１２は、本実施形態のプリント配線基板の製造方法に用いられる相対位置設定装置１０００を示す図である。同図に示すように、本実施形態の相対位置設定装置１０００は、光源５０と、カメラ６０と、ハーフミラー７０と、明暗画像処理装置８０と、ずれ量算出装置９０と、アライメント機構９１とを有している。
【００６９】
同図に示すように、本実施形態の相対位置設定装置１０００では、光源５０が基板本体１００の主面に対して平行方向の位置（光源５０から照射される光の光路が基板本体１００の主面に対して平行となる位置）に設けられるとともに、カメラ６０が基板本体１００の主面に対して垂直方向の位置に設けられている。本例では、光源５０を、その光の照射方向がカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑと垂直に交わる位置に設けるとともに、ハーフミラー７０を光源５０の光の光路上に設けている。これにより、光源５０は、基板本体１００の主面とフォトマスクフィルム３０の主面を撮像するカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑに沿う方向であり、かつ基板本体１００の主面及びフォトマスクフィルム３０の主面に対して垂直方向の平行光を、基板本体１００の主面に照射することができ、カメラ６０はこのように照射された平行光の反射光を受光することができる。本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する。
【００７０】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００７１】
本明細書では、基板本体１００との相対位置が設定される部材としてフォトマスクフィルム３０を例にして説明するが、これに限定されず、本実施形態の部材には、プリント配線基板の製造工程において基板本体１００との相対位置が設定されるものすべてが含まれる。たとえば、基板本体１００を補強する補強板や、カバーレイ、ソルダレジストなどのレジストなどは部材に含まれる。
【００７２】
なお、本実施形態における金属箔２２は第１導電層の一例であり、めっき層２５は第２導電層の一例である。
【符号の説明】
【００７３】
１００…基板本体
１０００…相対位置設定装置
１０…第１アライメントマーク
１０´…暗部
１１…第１面
１２…第２面
２０…金属張基板
２１…絶縁性基材
２２…金属箔，第１導電層
２５…めっき層，第２導電層
２６…ドライレジスト
２７…スルーホール用貫通孔
２８…めっきスルーホール
３０…フォトマスクフィルム
３１…第２アライメントマーク
３１´…第２アライメントマークの像
５０…光源
６０…カメラ
７０…ハーフミラー
８０…明暗画像処理装置
９０…ずれ量算出装置
９１…アライメント機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板の基板本体と部材との相対的位置を設定する工程を含むプリント配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
層間絶縁層に無電解銅めっき層が形成されたリング状の凹部を位置決めマークとして形成し、照射した光が凹部の壁面に反射することを利用して、リング状に光る凹部の輪郭を位置決めマークとして認識する手法が知られている（特許文献１、段落００３５、段落００３８、図６、図７Ｂ）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１０３１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術のように位置決めマークの輪郭を光らせると、位置決めマークの内部及び外部が相対的に暗くなるため、位置合わせをする対象のアライメントマークの明度が低い場合には、基板側の位置決めマークと対象側のアライメントマークとの位置を比較することが困難になるという問題がある。一般に、対象のアライメントマークは有色であるため、位置決めマークの輪郭以外の領域が暗いと、基板側の位置決めマークと対象側のアライメントマークとの位置を合せることが困難になる。特に、透明なフォトマスクのアライメントマークは黒色で形成されているので、従来の技術を用いて基板に対するフォトマスクの位置を設定する場合には、フォトマスクのアライメントマークが位置決めマークの暗部に隠れてしまい、両者の位置が比較しにくいという不都合がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、基板本体との相対位置が設定される対象のアライメントマークが有色であっても、基板本体のアライメントマークと対象のアライメントマークの位置が比較しやすく、基板本体に対する部材の相対位置の設定が容易なプリント配線基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、プリント配線基板の基板本体に対する部材の相対位置を設定する工程を含むプリント配線基板の製造方法であって、前記基板本体の主面に、前記基板本体の主面と略平行な第１面と、前記第１面に連なり、当該第１面との間に所定の角度を有する第２面と有する第１アライメントマークを形成する工程と、前記基板本体の主面と前記部材の主面とを撮像するカメラの光学系の光軸方向に沿う方向であり、かつ前記基板本体の主面と前記部材の主面に対して垂直方向の平行光を照射する工程と、前記第１アライメントマークを少なくとも含む領域の反射光による明暗画像から抽出された暗部の位置に基づいて、前記基板本体に対する前記部材の相対位置を設定する工程と、を有するプリント配線基板の製造方法を提供することにより、上記課題を解決する。
【０００７】
上記発明の工程に加えて、前記部材の主面に第２アライメントマークを形成する工程をさらに備え、前記相対位置を設定するステップは、前記抽出された暗部と前記第２アライメントマークとの位置関係に基づいて前記基板本体に対する前記部材の相対位置を設定することができる。
【０００８】
また、上記発明の工程に加えて、前記部材の主面に第２アライメントマークを形成する工程をさらに備え、前記相対位置を設定するステップは、前記抽出された暗部の形状から求められる基準点と前記第２アライメントマークとの位置関係に基づいて前記基板本体に対する前記部材の相対位置を設定することができる。
【０００９】
さらに、上記発明において、前記第１アライメントマークを形成する工程は、前記基板本体の主面を覆う第１導電層を所定の形状に除去する工程と、前記第１導電層が除去された領域及び前記第１導電層が残された領域の上に、さらに第２導電層を形成する工程と、を備えることができる。
【００１０】
上記発明において、前記第１導電層は、円形又は矩形の形状に除去されることを特徴とする。
【００１１】
上記発明において、前記第２アライメントマークは、前記平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、前記明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の明度よりも低い明度の第２暗部として抽出されるようにすることができる。
【００１２】
また、上記発明において、前記第２アライメントマークは、前記平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、前記明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の領域よりも小さい領域の第２暗部として抽出されるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、基板本体の主面に形成されたアライメントマークの輪郭を暗部として抽出し、抽出された暗部の位置に基づいて基板本体に対する部材の相対位置を設定するので、対象のアライメントマークが有色であっても両者の位置を比較しやすくすることができる。その結果、プリント配線基板の製造時において、基板本体に対する部材の相対位置の設定を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る、基板に対するフォトマスクの相対位置を設定する工程を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態において用いられる相対位置設定装置の概要図である。
【図６】Ａは、図５に示す工程で取得された明暗画像に基づいて相対位置を設定する前の明暗画像を示す図、Ｂは図５に示す工程で取得された明暗画像に基づいて相対位置を設定した後の明暗画像を示す図である。
【図７】Ａは図５に示す工程で取得された明暗画像に基づいて相対位置を設定する前の明暗画像を示す図、Ｂは図５に示す工程で取得された明暗画像に基づいて相対位置を設定した後の明暗画像を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るプリント配線板の製造工程図である。
【図９】本発明の第２実施形態において用いられる相対位置設定装置の概要図である。
【図１０】Ａは図９に示す工程で取得された明暗画像に基づいて相対位置を設定する前の明暗画像を示す図、Ｂは図９に示す工程で取得された明暗画像に基づいて相対位置を設定した後の明暗画像を示す図である。
【図１１】本発明の第３実施形態において用いられる相対位置設定装置の概要図である。
【図１２】本発明の第４実施形態において用いられる相対位置設定装置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１実施形態＞
以下、図面に基づいて本発明の第１実施形態に係るプリント配線基板の製造方法を説明する。本実施形態のプリント配線基板の製造方法は、プリント配線基板の基板本体に対する部材の相対位置を設定する工程を含むものである。
【００１６】
ここでは、めっきスルーホールを有するプリント配線基板の製造方法を例に説明するが、インタースティシャルビアホール、ブラインドビアホールなどを有するプリント配線基板の製造方法にも適用できる。
【００１７】
まず、本実施形態の基板本体１００を作製する。本実施形態では、図１（Ａ）に示すように、金属張基板（以下同じ、JIS5603に準拠）２０を準備する。金属張基板２０は、厚さが１０μm〜２５０μmの可撓性を有するポリイミド（ＰＩ）などの絶縁性基材２１の両主面に、銅などの金属箔２２が張り付けられた基板である。金属張基板２０の絶縁性基材２１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やポリエステル（ＰＥ）とすることができる。
【００１８】
次に、図１（Ｂ）に示すように、ドリルやレーザ穴加工機を用いて金属張基板２０に貫通孔２７を穿設する。
【００１９】
続いて、無電解めっき処理後に、電解銅めっきを行い、図１（Ｃ）に示すようにめっき層２５を形成する。これにより、金属張基板２０の両主面側の金属箔２２を接続するめっきスルーホール２８が形成される。
【００２０】
このめっきスルーホールの形成処理の前に又はこの処理と並行して、金属張基板２０の一方又は両方の主面に第１アライメントマーク１０を形成する。第１アライメントマーク１０は、金属張基板２０の端部領域に形成される。金属張基板２０の端部領域は、ハンドリングのための余白であり、導電性回路などが形成されない領域である。
【００２１】
本実施形態では、エッチング加工を利用して第１アライメントマーク１０を形成する。図示はしないが、第１アライメントマーク１０に対応する所定形状に応じたマスクを形成し、このマスクとレジストを介して光を照射し、エッチングにより所定形状の金属箔２２を除去する。図２（Ａ）は、所定形状の金属箔２２が除去されることにより形成された第1アライメントマーク１０の形成途中の状態を示す。なお、エッチング処理は、公知のエッチャントを用いて、公知の手法により行う。
【００２２】
その後、金属箔２２が除去された領域及び金属箔２２が残された領域の両方にめっき層２５を形成する。めっき層２５は、金属箔２２が除去された領域及び金属箔２２が残された領域の両方を覆う。図２（Ｂ）は、所定領域の金属箔２２が除去された部分にさらにめっき層２５が積層されることにより形成された第１アライメントマーク１０を示す。
【００２３】
形成された第１アライメントマーク１の断面図を図２（Ｃ）に示す。図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）のIIＣ−IIＣに沿う第１アライメントマーク１０の断面図である。第１アライメントマーク１０は、基板本体１００を構成する金属張基板２０の主面と略平行な第１面１１と、第１面１１に連なり、この第１面１１との間に所定の角度を有する第２面１２と有する。第１面１１に連なる第２面１２の角度は特に限定されないが、９０°〜１３５°であることが好ましい。
【００２４】
このように、本実施形態の第１アライメントマーク１０は、基板本体１００の主面の延在方向と所定の角度をなす第２面１２を有する。この第２面１２は、金属箔２２が除去された凹部領域を覆うようにめっき層２５が積層されることにより形成される。図２（Ｃ）に示す例では、第１面１１と第２面１２とが断面台形状の凹部領域を形成するが、これに限定されず、第１面１１と第２面１２とが断面台形状の凸部領域を形成するようにしてもよい。また、本実施形態における第１アライメントマーク１０の第１面１１の平面形状は円形であるが、これに特に限定されず、矩形であってもよい。これら第１アライメントマーク１０の形状は、先述した金属箔２２のエッチング処理において用いるマスクのパターンを変更することにより任意に設計することができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、第１アライメントマーク１０をめっきスルーホールの形成に並行して形成する例を説明するが、第１アライメントマーク１０の形成手法はこれに限定されない。たとえば、ＬＶＨ（Laser Via Hole）プロセスを用いたプリント基板の製造方法においては、ＬＶＨプロセスにおけるフォトリソグラフィー処理時に金属箔２２（第１導電層）を所定の形状に除去する工程を行い、ＬＶＨプロセスにおける銅めっき時にめっき層２５（第２導電層）を形成する工程を行うことができる。ちなみに、ＬＶＨプロセスは、銅張積層板からスタートし、フォトリソグラフィー処理により銅箔に窓穴を形成し、次いで、この窓穴を有する銅箔をマスクとしてレーザ加工によりポリイミド層の穴加工を行い、ＤＤＰ（ノボラック型エポキシ樹脂）処理、銅めっき処理を行うという処理によって層間の導通を確保する製法である。
【００２６】
次に、図３（Ａ）に示すように、感光性のドライフィルム２６でめっき層２５を覆う。この場合に、ドライフィルム２６が透明であれば、第１アライメントマーク１０も覆ってよいが、第１アライメントマーク１０の検出精度の観点からは覆わない方が望ましい。
【００２７】
さらに、図３（Ｂ）に示すように、所望の導電性回路パターンが描画されたフォトマスクフィルム３０などの部材を、基板本体１００の上下に載置する。本実施形態のフォトマスクフィルム２０は、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂製又はガラス製である。また、本実施形態のフォトマスクフィルム３０は透明である。
【００２８】
その後、上下から紫外線で露光し、アルカリ性水溶液で現像処理することによりめっきレジストを形成するが、この工程におけるフォトマスクフィルム３０の位置は、基板本体１００に対して正確に設定される必要がある。もしも、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の位置がずれると、フォトマスクフィルム３０の導電性回路パターンにより形成された導電性回路と、基板本体１００に既に形成されたスルーホール２７との位置がずれてしまい、製造されたプリント配線基板が回路として機能しないからである。
【００２９】
そこで、本実施形態では、基板本体１００に形成された第１アライメントマーク１０と、フォトマスクフィルム３０に形成された第２アライメントマーク３１とを用いて、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置を設定する。
図４は、基板本体１００の第１アライメントマーク１０と、フォトマスクフィルム３０の第２アライメントマーク３１との位置関係を示す図である。同図に示すように、第１アライメントマーク１０は、矩形の基板本体１００の４つの頂点近傍に形成されている。同様に、第２アライメントマーク３１は、矩形のフォトマスクフィルム３０の４つの頂点近傍に形成されている。
【００３０】
第１アライメントマーク１０は、先述したように、金属箔２２を所定形状に除去し、その後、所定形状を含む領域にめっき層２５が積層されることにより形成される。他方、第２アライメントマーク３１は、矩形のフォトマスクフィルム３０の頂点近傍に印刷などの手法により形成される。なお、第２アライメントマーク３１の形状は限定されず、円形、矩形、リング状であってもよいし、連続した線又は面で形成されてもよいし、離散した点線又はドットで形成されてもよい。
【００３１】
特に限定されないが、第２アライメントマーク３１は、後述する光源から平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の明度よりも低い明度の第２暗部として抽出されるように形成されていることが好ましい。このため、本実施形態の第２アライメントマーク３１の反射率は、第１アライメントマーク１０の暗部の内側の反射率よりも低く設定されている。なお、この作用は後述する。
【００３２】
加えて、特に限定されないが、第２アライメントマーク３１は、後述する光源から平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の領域よりも小さい領域の第２暗部として抽出されるように形成されていることが好ましい。このため、本実施形態の第２アライメントマーク３１の面積は、第１アライメントマーク１０を構成する第１面１１の面積よりも小さい。なお、この作用は後述する。
【００３３】
図４に示すように、第１アライメントマーク１０と第２アライメントマーク３１とはＸＹ平面上において同じ位置に形成されている。つまり、基板本体１００とフォトマスクフィルム３０とを重ねて、上面から見たときには、第１アライメントマーク１０と第２アライメントマーク３１とは互いに接近又は重畳した状態で観測することができる。
【００３４】
本実施形態では、以下の手法により、第１アライメントマーク１０と第２アライメントマーク３１とを少なくとも含む領域の画像を用いて、第１アライメントマーク１０と第２アライメントマーク３１の位置関係を求める。
【００３５】
図５は、本実施形態のプリント配線基板の製造方法に用いられる相対位置設定装置１０００を示す図である。同図に示すように、本実施形態の相対位置設定装置１０００は、光源５０と、カメラ６０と、明暗画像処理装置８０と、ずれ量算出装置９０と、アライメント機構９１とを有している。
【００３６】
本実施形態では、図５に示すように、光源５０及びカメラ６０が基板本体１００の主面に対して垂直方向の位置に設けられている。この光源５０は、基板本体１００の主面とフォトマスクフィルム３０の主面を撮像するカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑに沿う方向であり、かつ基板本体１００の主面及びフォトマスクフィルム３０の主面に対して垂直方向の平行光を照射する。同図に示す本実施形態では、基板本体１００の主面とフォトマスクフィルム３０などの部材の主面を撮像するカメラ６０のレンズの周囲の円周上に複数の光源５０を設けているので、この光源５０がカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑに沿う方向であり、かつ基板本体１００の主面及びフォトマスクフィルム３０などの部材の主面に対して垂直方向の平行光を、基板本体１００の主面に照射する。
【００３７】
光源５０は、平行光を照射できるものであれば、その態様は特に限定されない。例えば、点光源と凸レンズを組み合わせて、点光源をレンズの焦点位置に設置した光源５０や、点光源とフレネルレンズを組み合わせて、点光源をレンズの焦点位置に設置した光源５０や、光源とインテグレーターで高精度の点光源を形成し、この点光源を放物鏡の焦点位置に設置した光源５０や、複数の光源と拡散板とを組み合わせて面光源と、この面光源からの光を複数の筒（遮光用筒）を介して照射する光源５０でもよい。
【００３８】
また、カメラ６０は、ＣＣＤ素子を備え、少なくとも基板本体１００の第１アライメントマーク１０を含む領域からの反射光を受光し、その受光データを明暗画像処理装置８０へ送出する。
【００３９】
明暗画像処理装置８０は、２値化処理することにより受光データを明暗画像に変換し、この明暗画像から相対的に明度が低い暗部を抽出する。図６及び図７は受光データが２値化された明暗画像の例を示す図である。
【００４０】
図６及び図７に示すように、第１アライメントマーク１０の第２面１２に対応する暗部１０´は、円形の影として抽出される。暗部１０´に囲まれた領域の形状は、第１アライメントマーク１０の第１面１１の平面形状に応じて円形となっている。このように第１面１１の平面、又はこの第１面１１に連なる第２面１２の形状に応じた暗部１０´が抽出されるのは、以下の理由による。
【００４１】
本実施形態では、基板本体１００の主面とフォトマスクフィルム３０などの部材の主面を撮像するカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑに沿う方向であり、かつ基板本体２００の主面及びフォトマスクフィルム３０などの部材の主面に対して垂直方向の平行光を照射する。このため、光の照射方向に対して垂直方向に延在する第１面１１からの反射光はカメラ６０に受光される。他方、第２面１２は照射される光に対して垂直ではない所定の角度を有するため、第２面１２に当たった光が散乱する。このため、第２面１２からの反射光の一部のみがカメラ６０に入射する。
【００４２】
このように、カメラ６０が受光する第２面１２からの反射光の光量は、第１面１１からの反射光の光量よりも相対的に少ないので、第２面１２に対応する明暗画像の明度は、第１面１１に対応する明暗画像の明度よりも低くなる。これにより、第１アライメントマーク１０の輪郭を暗部とし、第１アライメントマーク１０の内側を明部として抽出することができる。第１アライメントマーク１０の暗部１０´に囲まれた内側領域を明部とすることにより、第１アライメントマーク１０の内側の明部を背景として第２アライメントマーク３１の位置を観察することができるので、位置合わせがしやすくなる。一般に、フォトマスクフィルム３０などの対象の第２アライメントマーク３１は白以外の有色であるため、第１アライメントマーク１０の輪郭以外の領域が暗いと、位置を合せることが困難になる。これに対し、本実施形態では背景が明るくなるので、第１アライメントマーク１０に対する第２アライメントマーク３１の位置合わせを容易に行うことができる。
【００４３】
特に、透明なフォトマスクフィルム３０の第２アライメントマーク３１は黒色で形成されているので、第１アライメントマーク１０の輪郭以外の内外領域が暗いと、第２アライメントマーク３１がその暗い領域に溶け込んでしまい両者の位置が比較しにくいという不都合がある。これに対し、本実施形態では背景が明るいので、第１アライメントマーク１０に対する第２アライメントマーク３１の位置合わせを容易に行うことができる。
【００４４】
ところで、従来技術のように平行光以外の照射光を基板の凹部に当てると、真上から照射された光だけでなく、斜めから入射した光も凹部の壁面で照射する。このため、これらの反射光が加算されてカメラに入射して、凹部の壁面に対応するマークの輪郭が相対的に光る。マークの輪郭が光ると、相対的にマークの内側及び外側が暗くなるので、背景が暗くなり、基板側のマークとマスク側のマークとの位置合わせが困難になる。
【００４５】
本実施形態の製造方法では、このような不都合を生じさせないため、基板側のマークとマスク側のマークとの位置合わせを容易にすることができる。
【００４６】
ここで図５に戻り、以上の手法によって暗部の抽出処理が終了したら、明暗画像処理装置８０は、抽出した暗部の位置情報、形状情報、中心などの基準位置情報を、ずれ量算出装置９０へ送出する。
【００４７】
ずれ量算出装置９０は、暗部の位置に基づいて基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の位置の「ずれ量」を算出する。「ずれ量」は方向と距離とで表現される。算出したずれ量は、アライメント機構９１へ送出される。
【００４８】
アライメント機構９１は、ＸＹ方向に沿ってフォトマスクフィルム３０を移動させる駆動機構を有し、ずれ量算出装置９０の算出したずれ量がゼロとなるように、フォトマスクフィルム３０を移動させる。
【００４９】
さらに、モニタＭを設け、ずれ量算出装置９０により算出された「ずれ量」を画像情報としてモニタＭに提示させてもよい。オペレータは、モニタＭで「ずれ量」を確認しながら、フォトマスクフィルム３０の位置を手動で調整することができる。図６Ａは、相対位置の設定前の「ずれ量」の画像情報例を示す図であり、図６Ｂは、相対位置の設定後の「ずれ量」の画像情報例を示す図である。
【００５０】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、抽出された第１アライメントマークに対応する暗部１０´と第２アライメントマーク３１の像３１´との位置関係に基づいて基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置を設定することができる。具体的に、オペレータは、図６Ａの画像、すなわち、暗部１０´と第２アライメントマーク３１の像３１´とがずれている画像を見て、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準からずれていることを認識でき、アライメント機構９１を駆動させて基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０を移動させることにより、基準からのずれを補正することができる。また、図６Ｂの画像、すなわち、暗部１０´と第２アライメントマーク３１´とが重畳している画像を見て、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準に合致していることを認識できる。
【００５１】
なお、相対位置のずれを判断する基準は適宜に定義することができる。例えば、第１アライメントマーク１０が第２アライメントマーク３１を内包している状態をずれの無い基準状態としてもよい。このように、基準状態を２つの図形の一方が他方を内包する関係とすることで、ずれ量の許容範囲の上限を設定することができる。
【００５２】
また、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、抽出された第１アライメントマーク１０に対応する暗部１０´の形状から求められる基準点Ｐと第２アライメントマーク３１の像３１´との位置関係に基づいて基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置を設定することができる。オペレータは、図７Ａの画像、すなわち、暗部１０´の基準点Ｐと第２アライメントマーク３１の像３１´とがずれている画像を見て、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準からずれていることを認識でき、アライメント機構９１を駆動させて基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０を移動させることにより、基準からのずれを補正することができる。また、図７Ｂの画像、すなわち、暗部１０´の基準点Ｐ（暗部１０´の中心）と第２アライメントマーク３１´の中心とが重畳している画像を見て、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準に合致していることを認識できる。
【００５３】
このように、第１アライメントマーク１０の暗部１０´の形状から求められる基準点Ｐを基準として（例えば円の中心を基準として）、基準からのずれを補正することができるので、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置をより高い精度で設定することができる。
【００５４】
また、先述したように、本実施形態では、光源から平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、第２アライメントマーク３１が、明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の明度よりも低い明度の第２暗部として抽出されるようにしている。これにより、位置設定時において、第１アライメントマーク１０の明部を背景とすることができるので、この明部よりも暗い第２アライメントマーク１０の位置が確認しやすくなる。
【００５５】
加えて、本実施形態では、光源から平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、第２アライメントマーク３１が、明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の領域よりも小さい領域の第２暗部として抽出されるようにしている。これにより、位置設定時において、第１アライメントマーク１０の明部を背景とすることができるので、この明部よりも暗い第２アライメントマーク１０の位置が確認しやすくなる。
【００５６】
なお、先に説明した明暗画像処理装置８０により抽出された暗部の画像情報をモニタＭに提示させて、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準からずれていることを認識し、そのずれ量を補正することも可能である。
【００５７】
基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が設定されたら、図３（Ｂ）に示すように、紫外線で露光し、アルカリ性水溶液で現像処理することによりめっきレジストを形成する。フォトマスクフィルム３０には導電性回路に対応するパターンが描画されている。
【００５８】
その後、図８（Ａ）に示すように、現像プロセスにおいて、レジストに焼き付けられたパターンを溶かし去り、導電性回路部分だけのレジストを残す。
【００５９】
続いて、図８（Ｂ）に示すように、エッチングによる導電性回路パターンを形成する。塩化鉄、塩化銅又は水酸化アンモニウムなどのエッチャントを用いてめっき層２５及び金属箔２２を除去する。
【００６０】
最後に、図８（Ｃ）に示すように、強アルカリ性溶液でレジストを溶かし去る。そして、所望の導電性回路を備えるプリント配線基板１００を得る。本実施形態に係る製造方法によれば、導電性回路やビアホールの位置が正確に設定されるので、精度の高いプリント配線基板１００を得ることができる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態に係るプリント配線基板の製造方法は、基板本体１００側の第１アライメントマーク１０の形状が異なる以外は、第１実施形態と共通する。ここでは共通する説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００６２】
図９に示す本実施形態の第１アライメントマーク１０は、第１面１１と第２面１２とにより形成された断面台形状の凹部領域の中に、断面台形状の凸部領域が形成された形状を有する。また、本実施形態における第１アライメントマーク１０の第１面１１の平面形状は二重円又はリング状の形状である。この形状は、先述した金属箔２２のエッチング処理において用いるマスクのパターンを変更することにより任意に設計することができる。
【００６３】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、第２実施形態の第１アライメントマーク１０の明暗画像から抽出された暗部１０´と、第２アライメントマーク３１の像を示す。第１実施形態と同様に、オペレータは、図１０Ａの画像、すなわち、暗部１０´と第２アライメントマーク３１の像３１´とがずれている画像を見て、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準からずれていることを認識でき、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置を調整することにより、基準からのずれを補正することができる。また、図１０Ｂの画像、すなわち、暗部１０´と第２アライメントマーク３１´とが重畳している画像を見て、基板本体１００に対するフォトマスクフィルム３０の相対位置が基準からずれていないことを認識できる。本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する。
【００６４】
＜第３実施形態＞
第３実施形態に係るプリント配線基板の製造方法は、異なる態様の相対位置設定装置１０００を用いること以外は、第１実施形態と共通する。ここでは共通する説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００６５】
図１１は、本実施形態のプリント配線基板の製造方法に用いられる相対位置設定装置１０００を示す図である。同図に示すように、本実施形態の相対位置設定装置１０００は、光源５０と、カメラ６０と、ハーフミラー７０と、明暗画像処理装置８０と、ずれ量算出装置９０と、アライメント機構９１とを有している。
【００６６】
同図に示すように、本実施形態の相対位置設定装置１０００では、光源５０が基板本体１００の主面に対して垂直方向の位置に設けられるとともに、カメラ６０が基板本体１００の主面に対して平行方向の位置（カメラ６０の光学系の光軸が基板本体１００の主面に対して平行となる位置）に設けられている。本例では、光源５０を、その光の照射方向がカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑと垂直に交わる位置に設けるとともに、ハーフミラー７０をカメラ６０の光学系の光軸上に設けている。これにより、光源５０は、基板本体１００の主面とフォトマスクフィルム３０の主面を撮像するカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑに沿う方向であり、かつ基板本体１００の主面及びフォトマスクフィルム３０の主面に対して垂直方向の平行光を、基板本体１００の主面に照射することができ、カメラ６０はこのように照射された平行光の反射光を受光することができる。本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する。
【００６７】
＜第４実施形態＞
第４実施形態に係るプリント配線基板の製造方法は、異なる態様の相対位置設定装置１０００を用いること以外は、第１実施形態と共通する。ここでは共通する説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
【００６８】
図１２は、本実施形態のプリント配線基板の製造方法に用いられる相対位置設定装置１０００を示す図である。同図に示すように、本実施形態の相対位置設定装置１０００は、光源５０と、カメラ６０と、ハーフミラー７０と、明暗画像処理装置８０と、ずれ量算出装置９０と、アライメント機構９１とを有している。
【００６９】
同図に示すように、本実施形態の相対位置設定装置１０００では、光源５０が基板本体１００の主面に対して平行方向の位置（光源５０から照射される光の光路が基板本体１００の主面に対して平行となる位置）に設けられるとともに、カメラ６０が基板本体１００の主面に対して垂直方向の位置に設けられている。本例では、光源５０を、その光の照射方向がカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑと垂直に交わる位置に設けるとともに、ハーフミラー７０を光源５０の光の光路上に設けている。これにより、光源５０は、基板本体１００の主面とフォトマスクフィルム３０の主面を撮像するカメラ６０の光学系の光軸方向Ｑに沿う方向であり、かつ基板本体１００の主面及びフォトマスクフィルム３０の主面に対して垂直方向の平行光を、基板本体１００の主面に照射することができ、カメラ６０はこのように照射された平行光の反射光を受光することができる。本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用及び効果を奏する。
【００７０】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００７１】
本明細書では、基板本体１００との相対位置が設定される部材としてフォトマスクフィルム３０を例にして説明するが、これに限定されず、本実施形態の部材には、プリント配線基板の製造工程において基板本体１００との相対位置が設定されるものすべてが含まれる。たとえば、基板本体１００を補強する補強板や、カバーレイ、ソルダレジストなどのレジストなどは部材に含まれる。
【００７２】
なお、本実施形態における金属箔２２は第１導電層の一例であり、めっき層２５は第２導電層の一例である。
【符号の説明】
【００７３】
１００…基板本体
１０００…相対位置設定装置
１０…第１アライメントマーク
１０´…暗部
１１…第１面
１２…第２面
２０…金属張基板
２１…絶縁性基材
２２…金属箔，第１導電層
２５…めっき層，第２導電層
２６…ドライレジスト
２７…スルーホール用貫通孔
２８…めっきスルーホール
３０…フォトマスクフィルム
３１…第２アライメントマーク
３１´…第２アライメントマークの像
５０…光源
６０…カメラ
７０…ハーフミラー
８０…明暗画像処理装置
９０…ずれ量算出装置
９１…アライメント機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線基板の基板本体に対する部材の相対位置を設定する工程を含むプリント配線基板の製造方法であって、
前記基板本体の主面に、前記基板本体の主面と略平行な第１面と、前記第１面に連なり、当該第１面との間に所定の角度を有する第２面と有する第１アライメントマークを形成する工程と、
前記基板本体の主面と前記部材の主面とを撮像するカメラの光学系の光軸方向に沿う方向であり、かつ前記基板本体の主面と前記部材の主面に対して垂直方向の平行光を照射する工程と、
前記第１アライメントマークを少なくとも含む領域の反射光による明暗画像から抽出された暗部の位置に基づいて、前記基板本体に対する前記部材の相対位置を設定する工程と、を有するプリント配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記部材の主面に第２アライメントマークを形成する工程をさらに備え、
前記相対位置を設定するステップは、前記抽出された暗部と前記第２アライメントマークとの位置関係に基づいて前記基板本体に対する前記部材の相対位置を設定することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記部材の主面に第２アライメントマークを形成する工程をさらに備え、
前記相対位置を設定するステップは、前記抽出された暗部の形状から求められる基準点と前記第２アライメントマークとの位置関係に基づいて前記基板本体に対する前記部材の相対位置を設定することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記第１アライメントマークを形成する工程は、
前記基板本体の主面を覆う第１導電層を所定の形状に除去する工程と、
前記第１導電層が除去された領域及び前記第１導電層が残された領域の上に、さらに第２導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記第１導電層は、円形又は矩形の形状に除去されることを特徴とする請求項４に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項６】
前記第２アライメントマークは、前記平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、前記明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の明度よりも低い明度の第２暗部として抽出されることを特徴とする請求項２〜５の何れか一項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記第２アライメントマークは、前記平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、前記明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の領域よりも小さい領域の第２暗部として抽出されることを特徴とする請求項６に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１】
プリント配線基板の基板本体に対する部材の相対位置を設定する工程を含むプリント配線基板の製造方法であって、
前記基板本体の主面に、前記基板本体の主面と略平行な第１面と、前記第１面に連なり、当該第１面との間に所定の角度を有する第２面と有する第１アライメントマークを形成する工程と、
前記基板本体の主面と前記部材の主面とを撮像するカメラの光学系の光軸方向に沿う方向であり、かつ前記基板本体の主面と前記部材の主面に対して垂直方向の平行光を照射する工程と、
前記第１アライメントマークを少なくとも含む領域の反射光による明暗画像から抽出された暗部の位置に基づいて、前記基板本体に対する前記部材の相対位置を設定する工程と、を有するプリント配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記部材の主面に第２アライメントマークを形成する工程をさらに備え、
前記相対位置を設定するステップは、前記抽出された暗部と前記第２アライメントマークとの位置関係に基づいて前記基板本体に対する前記部材の相対位置を設定することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記部材の主面に第２アライメントマークを形成する工程をさらに備え、
前記相対位置を設定するステップは、前記抽出された暗部の形状から求められる基準点と前記第２アライメントマークとの位置関係に基づいて前記基板本体に対する前記部材の相対位置を設定することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記第１アライメントマークを形成する工程は、
前記基板本体の主面を覆う第１導電層を所定の形状に除去する工程と、
前記第１導電層が除去された領域及び前記第１導電層が残された領域の上に、さらに第２導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のプリント配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記第１導電層は、円形又は矩形の形状に除去されることを特徴とする請求項４に記載のプリント基板の製造方法。
【請求項６】
前記第２アライメントマークは、前記平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、前記明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の明度よりも低い明度の第２暗部として抽出されることを特徴とする請求項２〜５の何れか一項に記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記第２アライメントマークは、前記平行光を照射した際の反射光による明暗画像において、前記明暗画像から抽出された暗部に囲まれた明部の領域よりも小さい領域の第２暗部として抽出されることを特徴とする請求項６に記載の配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１２９８１９（Ｐ２０１１−１２９８１９Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８９１５１（Ｐ２００９−２８９１５１）
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２１日（２００９．１２．２１）
【出願人】（０００００５１８６）株式会社フジクラ (4,463)
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