KR20050048466A - 기판의 신축(伸縮)에 대응하는 프린트 배선 기판용 노광장치 - Google Patents

Abstract

기판의 늘어남과 줄어듬에 의한 패턴의 위치 어긋남을 억제하고, 효율적이며 정밀도가 높은 고밀도의 프린트 배선기판을 제조하는 프린트 배선기판용 노광장치를 제공함을 그 목적으로 하는 것으로, 포토마스크 필름(1)은 연속된 필름형태로 이루어지고, 포토마스크 롤러(10),(10)에 감겨져 있으며, 로울러(11),(11)에 의해 스테이지(4) 위에 있는 기판(50)에 위치하도록 구성되어 있다.

포토마스크 필름(1)에는 설계치 치수로 작성된 노광 패턴을 갖는 표준 포토마스크(15)와 이 표준 패턴에 대해서 미소한 치수로 서로 다른 크기의 패턴이 그려진 포토마스크(15')등이 여러개 그려져 있다.

제어장치(3)는 CCD카메라(2)로 부터의 기판마크(51)의 화상(畵像)신호에 의해서 신축량을 계산하게 되고, 이 계산의 결과로부터 포토마스크 필름(1) 중 가장 적합한 치수의 노광 패턴을 갖는 포토마스크(15)를 기판(50) 위에 위치하도록 포토마스크 롤러(10)를 구동제어하여 회전, 정지등의 제어를 하게 한다.

Description

기판의 신축(伸縮)에 대응하는 프린트 배선 기판용 노광장치{Exposure device for printed circuit board corresponding to the constructing of the circuit board}

본 발명은 기판의 늘어남과 줄어듬에 대응하는 프린트 배선 기판용 노광장치에 관한 것이다.

최근에 전자제품의 경량화, 박엽화 및 단소화(短小化)와 고(高)기능화에 따라 프린트 배선기판은 더욱 더 고(高)정밀도, 고(高)밀도화 되어지고 있으며, 이 때문에 포토레지스트 등의 감광재료를 코팅한 기판의 표면에 소정의 패턴을 노광장치에 의해 감광, 인화(印畵)한 후, 에칭공정에 의해서 기판 위에 패턴을 형성케 하는 포토리소그래피법이 프린트 배선기판 제조에 이용되고 있다.

그러나, 프린트 배선기판은 그 재료가 플라스틱이기 때문에 제조공정을 통과할 때 화학약품이나 열에 의한 충격을 받아 기판이 늘어나거나 줄어드는 신축현상이 발생한다.

프린트 배선 기판에 배선이나 솔더레지스트 등의 패턴을 포토리소그래피 방식에 의해 무늬를 그려넣는 경우, 통상 여러번의 포토리소그래피에 의해 제조된다.

일반적으로 사용되고 있는 포토마스크와 프린트 배선 기판을 밀착시켜 노광을 하게되는 밀착방식으로는 고정밀도, 고밀도의 프린트 배선 기판을 제조하는 경우, 상기 기판의 신축은 나쁜 영향을 주게 되고, 패턴이 적정한 위치에 배치되어 있지 않기 때문에 다층판의 경우,각 층간의 결합을 유지하기 위해 슬르홀의 위치가 어긋나거나, 솔더레지스트의 개구부가 어긋나게 되는 문제가 발생하게 된다.

따라서 이를 방지하기 위해서 패턴에 여유를 갖는 설계를 하여야만 하고, 결과적으로 고정밀도, 고밀도화에 나쁜 영향을 미치게 된다.

이와같은 문제점을 해결하게 위해서 종래에는 다음과 같은 해결방법을 채용하여 왔다.

<종래기술 1>

프린트 배선기판이 늘어나거나 줄어드는 신축량을 별도의 공정에서 측정하여 그룹별로 구분하여 둔다. 사전에 치수가 서로 다른 여러종류의 포토마스크 중 매 그룹마다 최적의 포토마스크를 노광장치에 고정시키고, 프린트 배선기판을 그룹별로 노광장치에 투입하는 방법.

<종래기술 2>

노광장치에 분할셧터 기능을 설치하고, 전체 면적에 걸쳐 일괄적인 노광을 하지 않고, 여러개의 에러어(area)로 분할하여 노광함으로써 패턴의 위치 어긋남을 될 수 있는대로 적게 하는 방법.

<종래기술 3>

투영 노광장치를 사용하는 방법으로, 렌즈를 상하로 이동시킴으로 마스크의 배율보정이 가능하기 때문에 프린트 배선 기판의 신축량에 따라 마스크의 배율 보정을 한 후 노광시키는 방법.

상기한 종래의 해결방법은 일본공개특허 특개 제2000-250227호에서 설명되고 있다.

그러나, 상기한 종래의 기술은 각각 다음과 같은 문제점이 있다.

종래기술 1은 노광장치에 프린트 배선 기판을 투입하기 전에 먼저 신축량을 측정하고, 그룹별로 구분하여야 하는 작업상의 문제가 있다.

종래기술 2는 노광할 때 전체 면적을 일괄적으로 하지 않고, 여러번에 걸처 분할하여 노광시키기 때문에 노광에 소요되는 시간이 길어져 처리시간이 길어지는 결점이 있다.

종래기술 3으로는 장치 단가도 고가이고, 밀착방식도 동등한 처리시간을 얻기 위해서는 여러대의 노광장치가 필요하게 되므로 장치도입 비용이 밀착방식의 약 10 배정도 더 들게 되는 결점이 있다.

본 발명은 이와같은 상기의 종래기술의 문제점을 해결함을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 프린트 배선 기판용 노광장치로서, 프린트 배선 기판의 신축에 대응하여 그려지는 서로 다른 크기의 피노광 패턴을 갖는 복수개의 포토마스크와, 노광 전의 프린트 배선 기판의 신축상태를 검지하는 검지수단과, 상기 검지수단에 의한 노광전 프린트 배선 기판의 신축상태로부터 여러개의 포토마스크중 가장 적합한 포토마스크를 선택하는 수단과, 이 노광부에 설치된 포토마스크를 사용하여 프린트 배선기판에 노광을 하게 되는 노광수단등을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

상기한 구성에 있어서는 프린트 배선기판의 신축상태가 노광전에 검지되고, 이 신축상태에 적합한 포토마스크가 선택되어져 노광부에 설치되기 때문에 효율적이며 또 고정밀도와 고밀도의 노광을 할 수 있게 된다.

상기한 복수개의 포토마스크를 연속된 필름상의 포토마스크로 하고, 이 필름형태의 포토마스크를 이동시켜 선택된 포토마스크를 노광부에 설치할 수 있도록 하는 구성이 가능하여, 이 구성에 의해 더욱 더 효율적인 노광을 할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1에 있어서, 프린트 배선기판용 노광장치는 투입부(A)와 노광부(B)를 가지고 있다. 앞 공정에서 포토레지스트를 실시한 기판(50)은 투입부(A)를 거쳐 노광부(B)의 스테이지(4) 위에 올려놓여지고 여기서 노광을 받을 수 있게 된다. 스테이지(4)는 XYZ 및 θ 방향으로 이동이 가능하고, 올려 놓아둔 기판마크(51)와 포토마스크 필름(1)과의 위치 맞춤을 할 수 있도록 구성되어 있다.

투입부(A)에는 반송로울러(20)가 있고, 그 위를 이동하는 기판(50)은 2대 또는 4대의 CCD 카메라(2)에 의해 기판마크(51), (51)를 읽을수 있게 되어 있다.

기판마크(51)는 미리 기판(50) 위의 정해진 위치에 설치되어 있고, 이 기판마크(51), (51)의 위치관계를 검출하여 기판(50)의 신축량을 산출할 수 있도록 되어 있다.

CCD 카메라(2)로 부터의 기판마크(51)의 화상(畵像)은 제어장치(3)에 보내어지고, 여기서 신축량을 계산할 수 있도록 구성되어 있다. 또한 기판마크(51)는 포토마스크의 위치맞춤용 마크를 사용할 수 도 있다.

포토마스크 필름(1)은 연속된 필름형태로 구성되어 있고, 포토마스크 로울러(10), (10)에 감겨져 있다. 그리하여 로울러(11), (11)에 의해서 스테이지(4) 위에 있는 기판(50) 위에 위치하도록 구성되어 있다.

포토마스크 필름(1)에는 여러개의 포토마스크(15)가 설치되어 있다. 즉 설계치 치수로 작성된 노광 패턴을 갖는 표준적인 포토마스크(15)와 이 표준 패턴에 대해서 미소한 치수가 서로 다른 크기의 패턴을 그린 포토마스크(15')등 여러개가 그려져 있다. 미소 치수법은 예를들면, 노광사이즈 500㎜에 대해 XY 방향 모두 10 미크론 정도의 일정한 비율로 패턴을 축소 및 확대한 것을 소정의 수 만큼 준비하여 두는 것이 바람직하다. 또 기판재료의 신축경향이나 그려진 패턴에 의해 XY 방향의 신축율이 일정하지 않는것을 미리 예견할 수 있는 경우에는 XY의 각각의 신축에 합친 사이즈의 포토마스크를 준비하는 것이 더 바람직하다.

제어장치(3)는 포토마스크 로울러(10)를 구동제어하여 회전, 정지등의 제어를 하고, 소정 치수의 마스크 패턴을 갖는 포토마스크(15)를 기판(50) 위에 위치시킬 수 있도록 한다.

제어장치(3)는 위에 설명한 바와 같이 CCD 카메라(2)에서 기판마크(51)의 화상신호에 근거하여 신축량을 계산하고 이 계산 결과에 의해 포토마스크 필름(1) 가운데서 가장 적합한 치수의 노광패턴을 갖는 포토마스크(15)를 기판(50) 위에 위치시킬 수 있게 되어 있다.

기판(50)은 스테이지(4)에 놓여져 있고, 이 기판(50)에 가장 적합한 포토마스크(15)가 기판(50) 위에 위치하게 되면 기판마크(51) 및 포토마스크(15)에 미리 설치된 위치결정마크(도시 생략)는 각각 CCD 카메라(43)에 의해서 읽게 되고, 스테이지(4)를 XY 및 θ방향으로 이동시켜 기판(50)을 포토마스크(15)와의 위치결정을 할 수 있게 된다.

그리하여 스테이지(4)를 Z 방향으로 상승시켜 도 2에서와 같이 유리판(40)과 유리판(40)의 주위를 둘러싸일수 있도록 네변에 있는 패킹(41)을 포토마스크 필름(1)과 함께 스테이지(4)에 밀착시킨다. 동시에 흡인공(42)으로부터 바큠화시킴으로서 포토마스크(15)와 기판(50)이 밀착되도록 하고, CCD 카메라(43)가 노광지역으로부터 물러난 후 광원(5)에서 자외선을 발광시켜 노광을 하게 한다.

노광 종료 후에는 기판(50)을 배출시킨다. 통상적으로 반전기에 의해서 기판을 반전시켜 뒷면의 노광을 하게 된다. 또 유리판(40) 대신에 아크릴 등의 자외선을 투과할 수 있는 플라스틱 제품도 사용할 수 있다.

이상 설명한 실시형태로는 투입부(A)에 있어서, 기판(50)의 신축량이 산출되고, 이 신축량에 따라 포토마스크(15)가 노광에 쓰여지므로 효율적이며 고정밀도를 갖는 노광을 할 수 있게 된다.

본 발명의 프린트 배선 기판용 노광장치에 따르면, 사전에 신축량을 측정하고, 그룹별로 구분하여 여분의 수고와 시간을 소요케 하지 않고, 덕트타임은 종래의 밀착식 노광장치와 거의 같게 하고, 장치도입 비용면에 있어서도 거의 같은 가격으로 기판의 신축에 따르는 패턴의 미끄럼 방지를 최소로 억제하여 고(高)효율의 생산을 가능케 하고 고정밀도, 고밀도의 프린트 배선기판을 효율적으로 제조할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 1 실시형태를 나타내는 개략도.

도 2는 본 발명의 1 실시형태의 동작을 나타내는 설명도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 포토마스크 필름 2 : CCD 카메라

3 : 제어장치 4 : 스테이지

5 : 광원 10 : 포토마스크 로울러

15 : 포토마스크 20 : 반송 로울러

40 : 유리판 41 : 패킹

42 : 흡인공(흡(吸引孔) 43 : CCD 카메라

50 : 기판 51 : 기판마크

Claims (6)

1. 프린트 배선기판의 신축에 대응하여 그려진 크기가 서로 다른 피노광 패턴을 가지는 복수개의 포토마스크와,

   노광전의 프린트 배선기판의 신축상태를 검지하는 검지수단과,

   상기 검지수단에 의한 노광전의 프린트 배선기판의 신축상태에서 상기 복수개의 포토마스크중 가장 최적의 포토마스크를 선택하는 수단과,

   상기 선택된 포토마스크를 노광부에 설치하는 수단과,

   이 노광부에 설치된 포토마스크를 사용하여 프린트 배선기판에 노광을 하도록 하는 노광수단을 함께 구비함을 특징으로 하는 프린트 배선기판용 노광장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 복수개의 포토마스크가 연속된 필름형태의 포토마스크이고, 상기 설치수단이 이 필름형태의 포토마스크를 이동시켜 선택된 포토마스크를 설치하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판용 노광장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 복수개의 포토마스크가 연속된 필름형태의 포토마스크이고, 상기 설치수단이 이 필름형태의 포토마스크를 감아주거나 감긴것을 다시 풀어주는 1쌍의 포토마스크 로울러로 구성되고, 이 포토마스크 로울러의 구동을 억제하여 필름형태의 포토마스크를 이동시키고, 상기 선택수단에 의해서 선택된 포토마스크를 상기 노광부에 설치함을 특징으로 하는 프린트 배선 기판용 노광장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 복수개의 포토마스크는 설계치 치수에 의해 작성된 표준 패턴을 갖는 표준 포토마스크와 이 표준패턴과 다른 치수로 그려진 패턴을 갖는 타의 포토마스크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판용 노광장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 프린트 배선기판의 신축상태를 검지하는 검지수단은 프린트 배선기판의 신축량을 검출함을 특징으로 하는 프린트 배선 기판용 노광장치.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 프린트 배선기판의 신축상태를 검지하는 검지수단은 노광부의 앞쪽에 있는 투입부에 설치되고, 노광부에 투입되는 프린트 배선기판의 신축상태를 검지하는 것을 특징으로 하는 프린트 배선 기판용 노광장치.