説明

多層回路基板製造におけるマーキング装置

【課題】 多層回路基板製造において、各層の位置合わせを精度良く行うためのアライメントマークを効率的に形成するマーキング装置を提供する。
【解決手段】 基板5のコア基板60に形成された基準マーク50、51をX線発生器11からのX線照射により蛍光板12上に像を結び、これを可視光CCDカメラ13で撮像して基準マーク50、51の位置を同時に検出する。該基準マーク50、51の検出位置を基準として、ミラー22、23から紫外線をドライフィルムレジスト層55上に照射し、フォトマスク24、25に描かれたマークをドライフィルムレジスト層55上に焼き付ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、多層回路基板製造におけるマーキング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、携帯電話に代表されるように製品の小型化と高機能化に伴い、プリント配線板はより高精細化の一途をたどっている。特に基板上に搭載される電子部品の数を増やす目的から、従来スルーホールと呼ばれる基板全面に形成された穴を無くした、ビルドアップと呼ばれる製法のプリント配線基板が普及しつつある。
これは、コア基板と呼ばれる内層板の表面側と裏面側の両方に、樹脂絶縁層と銅等の導電パターンを交互に順次形成して行く方法である。層間の導通はビアホールと呼ばれる穴を形成し銅メッキ等により導通させるようになっている。
ここで、コア基板表裏に形成されるビルドアップ層のパターンを形成する際に、コア基板上の形成済みパターンとビルドアップ層のパターンの相互の位置関係を確保するために、コア基板上の基準となるアライメントマーク(以下基準マークとする)とビルドアップ層用のフォトマスクに設けられたマスクマークとの位置合わせが必要である。また、ビアホールを形成する際にも表側から見えない下層の導電パターンとの正確な位置合わせが必要となる。
しかし、ビルドアップ層のパターン形成前には全面が銅箔の導電層に覆われており、通常コア基板上のアライメントマークは見えない状態にある。
そのため、多層プリント配線基板の内層の導電層に形成された1つの基準マークにX線を照射して該基準マークの位置を検出し、該基準マークの検出位置に基づいて、該多層プリント配線基板の外層に新規マークを形成するマーキング装置が本願出願人により特開2003―131401号にて提案されている。この装置によれば、銅箔の導電層を剥がしたり、或いはアライメント用の穴を形成したりする必要がない、等の利点がある。
【0003】
【特許文献1】特開2003―131401号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、該提案済みのマーキング装置では、表裏両面に形成される新規マークは、1つの基準マークに基づいて同一の平面方向位置(板厚方向に透視した位置)にしか形成できない問題があった。
多層回路基板において、基板の表裏に形成される層は製造工程において、種々の原因により誤差が生じ、その平面方向位置にずれが生ずることがある。
従来のマーキング装置では、1つの基準マークにより同一の平面位置に表裏の新規マークを形成するため、基板の表裏の層が該誤差などにより平面方向にずれている場合には、該表又は裏の新規マークの一方の位置が基板の下層に対しずれる問題が生じていた。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記目的を達成するために、本発明は、コア基板の表面側と裏面側の両面側に、複数の絶縁層と複数の導電層とを有する多層回路基板におけるマーキング装置であって、所定の範囲内に配置され、前記多層の中の少なくとも2つの層にそれぞれ形成された、少なくとも2つの基準マークと、前記多層回路基板の厚さ方向にX線を照射して、前記所定の範囲内にある少なくとも2つの基準マークを同時に撮像し、該基準マークの平面方向の位置を、同時に検出する位置検出手段と、該基準マークの中の1の基準マークの検出位置に基づいて、該多層回路基板の表層に1の新規のマークを形成するマーキング手段と、該基準マークの中の他の1の基準マークの検出位置に基づいて、該多層回路基板の表層に更に他の1の新規のマークを形成するマーキング手段と、を備える。
上記構成において、少なくとも2つの基準マークを同時に撮像して、該基準マークの位置を検出するため、短時間で少なくとも2つの基準マーク位置を検出できる。該基準マークはその形状と大きさの中の少なくとも1つが異なるように構成すれば、識別が容易である。
該基準マークを前記コア基板の表面側と裏面側の両面側とに設けておけば、表裏の新規のマーキングを簡単に且つ短時間に行うことが可能である。
好適な実施形態においては、前記少なくとも2つの基準マークは、前記所定の範囲内において平面方向に所定の間隔を空けて配置されている。この構成により、複数の基準マークの識別が更に容易になる。ここで平面方向とは、一般的にX線の照射による基準マークの投影面におけるXY方向を意味する。また、該所定の範囲は、たとえば位置検出手段において撮像するための視野範囲であり、これが最も狭い範囲である。
1の基準マークを穴あき形状とし、他の基準マークを平面方向該穴あき部分に入るように配置し、該基準マーク間に所定の間隔を設けるように構成しても良い。
前記所定の間隔を、前記基準マークが形成される層の平面方向位置の公差範囲以上としておけば、層形成の際に誤差が生じても、基準マーク同士の重なりが生じることがない利点がある。
但し、基準マークの重なりが生じても、条件によっては、基準マークを撮像した像の濃淡により識別可能であり、この場合位置検出を行うことも可能である。
なお、前記位置検出手段は、好適な実施形態においては、多層回路基板の一面側に配置され、該多層回路基板の厚さ方向にX線を照射するX線照射手段と、多層回路基板の他面側に配置され、該多層回路基板を透過したX線を受光して可視光に変換し、前記基準マークの像を映し出す蛍光体と、該蛍光体の該基準マークの像を撮像する撮像手段と、を有する。
【発明の効果】
【0006】
本発明の多層回路基板製造におけるマーキング装置、少なくとも2つの基準マークを同時に撮像して、該基準マークの位置を検出するため、短時間で少なくとも2つの基準マーク位置を検出でき、これに基づいて少なくとも2つの新規のマーキングを短時間で行うことができる効果がある。従って、該基準マークをコア基板の表面側と裏面側の両面側とに設けておけば、表裏の新規のマーキングを簡単に且つ短時間に行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に示す実施形態を説明する。この実施形態では、次に形成しようとするパターン形成用のドライフィルム上に紫外線で露光し、新規マークを焼き付けている。
前の工程から送られてきたプリント配線基板5は、コア基板60の上に既に回路パターン52が形成され、この上に更に絶縁層53を設け、更に次の回路パターンを形成する導電層54が設けられ、更にその上にドライフィルムレジスト層55が形成されている。これらの多層構造は基板5の表面側と裏面側とに形成されている。
またコア基板60の表面と裏面には回路パターン52、52を形成する際に同時に形成された銅箔の基準マーク50、51が端部に設けられている。
この状態で、前工程から送られ、基板ステージ3上に載置されるようになっている。基板ステージ3はXYZ及びθ方向に移動可能であり、基板5を任意方向に移動させることができるようになっている。
【0008】
このマーキング装置は基準マーク検出装置1とマーキング装置2及び前記基板ステージ3と制御装置9とから構成されている。
基準マーク検出装置1はX線電源10とX線発生器11及び蛍光板12と可視光CCDカメラ13を備えている。
X線発生器11は基板5方向にX線を照射するように設置されており、蛍光板12は基板5の裏側に配置され、基板5を透過してきたX線を受光するように構成されている。
蛍光板12はX線を可視光に変換し、X線により捉えられた像をその裏面側に映し出すように構成されている。可視光CCDカメラ13は蛍光板12の更に下方に配置されており、蛍光板12の裏側に表れる像を撮像し、制御装置9に画像信号を送りここで所定の画像処理が行われるようになっている。
蛍光板12の大きさは、通常可視光CCDカメラ13の視野範囲よりも大きく設定されるため、該光学系の視野範囲(基準マーク検出装置1の視野範囲)は、CCDカメラ13の視野範囲により規定される。
【0009】
図2乃至図5により、基準マーク50と基準マーク51の構成を説明する。
図2に示すように、基準マーク50と基準マーク51はコア基板60の表面側と裏面側に回路パターン52、52の一部として形成されており、夫々図3と図4に示す形状を有している。即ち、基準マーク50は円形となっており、基準マーク51は4角形状をなし、その中心部に円形穴59が形成されている。
該円形穴59は基準マーク50よりも径大であり、両者が重なった場合、図5に示すように基準マーク50と基準マーク51の両方を可視光CCDカメラ13により1回で撮像できる形状になっている。
基準マーク50と基準マーク51の位置が検出できたら、それぞれに対応する位置のドライフィルムレジスト層55上に新規マーク40と新規マーク41を形成する。
【0010】
マーク50と51は投影面において、所定の間隔Gを設けてある。また視野範囲15内に収まる大きさになっている。
該間隔Gは、マーク50と51を形成する際の、誤差範囲分になっている。図5の状態は理論的な位置であるが、マーク形成の誤差により例えば図6のように重なり部Dが生じることがある。このような重なり部Dの発生を避けるために間隔Gを誤差範囲(公差)分として設けてある。
また、同じ理由から、マーク51が視野範囲15外にはみ出ることがあり得るから、図5に示すようにマーク51と視野範囲15との間に間隔Gを設けてある。
【0011】
図7に他のマーク50、51の例を示す。この例では、単純な丸形状と四角形状になっている。
マーク50と51は、その形状又は大きさが相違するか、或いは形状と大きさが共に相違するように構成することが望ましい。これにより両者の識別が容易になる。
図7においても、マーク50、51間及びマーク50、51と視野範囲15との間に間隔Gを設けてある。
【0012】
図8により、視野範囲15の説明をしておく。基準マーク検出装置1の視野範囲15はその光学系により規定される。図8に示すようにX線の照射範囲、蛍光板12の大きさ、カメラ13の視野の中の最も狭いものにより限定される。X線の照射範囲は安全性の観点から蛍光板12の大きさとほぼ同じに規制されており、また蛍光板12はカメラ13の視野よりも通常は大きいから、一般的には視野範囲15はカメラ13の視野と等しくなる。
【0013】
前記マーク50、51の形状としては、上記実施形態において示したもの以外にも種々のものが採用可能であり、たとえば図9の(A)〜(E)に示す形状のマークなどが採用可能である。
【0014】
図10に他の実施形態を示す。上記実施形態では、マーク50、51の平面方向位置をずらして配置し、別々の像を得るように構成しているが、種々の条件によっては、マーク50、51の像が重なっても、その像の濃淡により2つのマークの識別が可能である。
図10においては、基準マーク70として四角形のマークを採用し、基準マーク71として、それより大きな円形のマークを使用している。図10の下側に、蛍光体12の平面図(12p)を図示する。この蛍光体12pには、マーク70pとマーク71pとが重なって投影される。しかし、マーク70pと71pの像はX線透過量の差により生じた濃淡があり、この濃淡により両マークの識別が可能であり、その位置検出が可能になる。
なお、マーク70pと71pの識別性能は、X線出力、レジストの厚み、基材の厚み、マーク自体の厚み、或いは蛍光板12の特性、カメラ13の特性などにより異なってくるので、適正な条件の選択が必要である。
【0015】
以上の構成において、ステージ3上に搭載された基板5の位置を調整し、基準マーク50、51の位置をX線発生器11から照射されるX線の領域に入る位置にセットし、蛍光板12の範囲内(可視光CCDカメラ13の視野内)に設定する。そしてX線発生器11からX線を照射し、基準マーク50、51の像を蛍光板12上に写し、可視光CCDカメラ13でその投影像を受光し、制御装置9において画像処理を行い、該基準マーク50、51の位置を検出するようになっている。図5に示すように、基準マーク50、51の両方を同時に1回で撮影可能である。
検出後蛍光板12は所定の位置に待避するように構成されている。なお、可視光CCDカメラ13に代えて通常使用されるIIカメラを用いることも可能である。
【0016】
マーキング装置2は、XYステージ29、29によりXY方向に移動可能に構成されており、制御装置9に制御されて基準マーク検出装置1で検出された基準マーク50、51の位置にそれぞれ移動できるように構成されている。
マーキング装置2は紫外線ランプ20と光ファイバー21及びミラー22、23及びフォトマスク24、25及びXYステージ29、29とから構成されており、ミラー22とミラー23が基板5の表裏に位置して、フォトマスク24、25に描かれた所定のアライメントマークをドライフィルムレジスト層55上に焼き付けるように構成されている。
この実施形態では、検出した基準マーク50、51と同じ位置にアライメントマークを焼き付けるようになっているが、基準マーク50、51を基準とした他の位置であっても良い。
【0017】
紫外線ランプ20より光ファイバー21、21で分岐された紫外線は、ミラー22、23で基板5に向かい、上下同時にドライフィルムレジスト層55、55上に照射される。この際、紫外線はフォトマスク24、25を介して照射され、ここに描かれたパターンがドライフィルムレジスト層55、55上に焼き付けられる。照射された紫外線により、ドライフィルムレジストは青色に変色する。これは、後に露光装置で露光をする際にCCDが読み取るのに十分なコントラストを有する。このパターンが、導電層54のパターニングのために行われる露光時に使用するフォトマスクのアライメントマークと位置合わせをするために用いられるアライメントマークとなる。
紫外線照射が終了するとマーキング装置2は元の位置に待避する。
【0018】
なお、ドライフィルムレジスト層55に代えて液状レジスト層とすることも可能である。
【0019】
また上記した紫外線によるパターンの焼き付けの他に、レーザーやインクジェットによるマーキングも可能であるし、あるいはスタンプ等で直接マークを描くマーキングであっても良い。
【0020】
なお、図1の実施形態では、基準マーク検出装置1とマーキング装置2は基板5に対して上下方向に配設されているが、これに限定されるものではなく、基準マーク検出装置1及びマーキング装置2と基板5を垂直に立てて配設する構造も可能である。
【0021】
また、基準マーク検出装置1、マーキング装置2を移動させるのではなく基板5を移動させることも可能であり、更に両者を移動させるように構成することも可能である。
【0022】
以上説明したように、本発明のマーキング装置によれば、基準マーク50、51を同時に1回の検出処理で検出できるため、処理時間が短い。
【0023】
また、基準マーク50、51に基づいて表面側と裏面側の表層にそれぞれ新規マーク40,41を別個に形成するため、内層と外層で位置ずれがない高精度なマーキングが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の一実施形態を示す概略図。
【図2】本発明の一実施形態における基準マーク50、51の構成を示す部分拡大図。
【図3】基準マーク50の形状を示す説明図。
【図4】基準マーク51の形状を示す説明図。
【図5】基準マーク50と51の投影状態を示す説明図。
【図6】基準マーク50と51の重なり状態を示す説明図。
【図7】他の基準マーク50と51の投影状態を示す説明図。
【図8】視野範囲の説明図。
【図9】基準マーク50、51の他の形状を示す説明図。
【図10】本発明の他の実施形態を示す部分概略図。
【符号の説明】
【0025】
1:基準マーク検出装置、2:マーキング装置、3:基板ステージ、5:基板、9:制御装置、10:X線電源、11:X線発生器、12:蛍光板、13:可視光CCDカメラ、15:視野範囲、20:紫外線ランプ、21:光ファイバー、22:ミラー、23:ミラー、24:フォトマスク、25:フォトマスク、26:インクジェットヘッド、27:インクジェットヘッド、29:XYステージ、40:新規マーク、41:新規マーク、50:基準マーク、51:基準マーク、52:回路パターン、53:絶縁層、54:導電層、55:ドライフィルムレジスト層、59:円形穴、60:コア基板、70:基準マーク、71:基準マーク。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コア基板の表面側と裏面側の両面側に、複数の絶縁層と複数の導電層とを有する多層回路基板におけるマーキング装置であって、
所定の範囲内に配置され、前記多層の中の少なくとも2つの層にそれぞれ形成された、少なくとも2つの基準マークと、
前記多層回路基板の厚さ方向にX線を照射して、前記所定の範囲内にある少なくとも2つの基準マークを同時に撮像し、該基準マークの平面方向の位置を、同時に検出する位置検出手段と、
該基準マークの中の1の基準マークの検出位置に基づいて、該多層回路基板の表層に1の新規のマークを形成するマーキング手段と、
該基準マークの中の他の1の基準マークの検出位置に基づいて、該多層回路基板の表層に更に他の1の新規のマークを形成するマーキング手段と、
を備えたことを特徴とする多層回路基板製造におけるマーキング装置。
【請求項2】
前記少なくとも2つの基準マークが、その形状と大きさの中の少なくとも1つが互いに異なる、
請求項1の多層回路基板製造におけるマーキング装置。
【請求項3】
前記少なくとも2つの基準マークが、前記所定の範囲内において平面方向に所定の間隔を空けて配置されている、
請求項1又は2の多層回路基板製造におけるマーキング装置。
【請求項4】
前記少なくとも2つの基準マークの中に1の基準マークが、穴あき形状であり、
他の基準マークが平面方向該穴あき部分に入るように配置され、該基準マーク間に所定の間隔を設けている、
請求項1の多層回路基板製造におけるマーキング装置。
【請求項5】
前記所定の間隔が、前記基準マークが形成される層の平面方向位置の公差範囲以上である、
請求項3又は4の多層回路基板製造におけるマーキング装置。
【請求項6】
前記少なくとも2つの基準マークの少なくとも一部が、前記所定の範囲内において平面方向に重なり、
前記位置検出手段は基準マークを撮像した像の濃淡により位置検出を行う、
請求項1の多層回路基板製造におけるマーキング装置。
【請求項7】
前記基準マークは、前記コア基板の表面側と裏面側の両面側に設けられている、
請求項1又は2又は3又は4又は5又は6の多層回路基板製造におけるマーキング装置。
【請求項8】
前記位置検出手段は;
多層回路基板の一面側に配置され、該多層回路基板の厚さ方向にX線を照射するX線照射手段と、
多層回路基板の他面側に配置され、該多層回路基板を透過したX線を受光して可視光に変換し、前記基準マークの像を映し出す蛍光体と、
該蛍光体の該基準マークの像を撮像する撮像手段と、を有する、
請求項1又は2又は3又は4又は5又は6又は7の多層回路基板製造におけるマーキング装置。

【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】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2008−16758(P2008−16758A)
【公開日】平成20年1月24日(2008.1.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−188972(P2006−188972)
【出願日】平成18年7月10日(2006.7.10)
【出願人】(300091670)株式会社アドテックエンジニアリング (23)
【Fターム(参考)】