JP5499554B2 - プリント基板パターンのリペア方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板パターンのリペア方法に係り、特に、大面積でかつ全面に渡って正確なパターン形成を要するプリント基板に好適な、プリント基板パターンのリペア方法に関する。

プリント基板一般では、近年、導電層パターン形成の高密度化が進んでおり、ライン／スペースのルールを例えば数十μｍ／数十μｍまで微細化させたものが利用可能である。このような微細ルールのプリント基板のひとつの応用先として、放射線検出パネルがある。放射線検出パネルとは、放射線検出装置が備える放射線検出のデバイス本体であり、例えば、プリント基板にアノード電極およびカソード電極のセルをパターン形成技術により２次元配置で複数設けた構成を有する（例えば下記特許文献１参照）。セルを高密度に配することで高解像な放射線入射位置の特定ができる。

放射線検出装置では、高解像であることとともに、検出面の大面積化（例えば３０ｃｍ角）に対応することも求められている。よって、放射線検出パネルとしては、大面積でかつその全面に渡って正確なパターン形成がなされたプリント基板である必要がある。これは、大面積の中に１箇所でも正確性の保たれていないパターンによるセルが存在する場合、そのアノード、カソード両電極間に不要な放電が生じ易くなるからである。このような放電は、本来目的とする放射線検出パネルとしての機能を失わせることになる。

よって、放射線検出パネルのような用途では、一般の配線基板の場合よりパターン形成の正確性の要求水準は高い。しかも比較的大面積に渡って正確である必要があり、一般の配線基板と同様な仕様による製造では、要求品質に及ばない可能性が生じる。

そこで、このような場合、通常のフォトリソグラフィ工程によるパターン形成に続いて、位置（特にエッジ位置）の正確性が劣化して形成されたパターンをレイアウト設計位置通りに修正（リペア）する工程が必要になってくる。パターンのリペア装置に関しては、例えば、下記特許文献２に開示がある。この修正工程においては、パターンをレイアウト設計位置通りに正確に修正することに加えて、その細かな剥離片を確実に回収し基板に付着残りや再付着のないようにすることも重要である。このような事項については同文献には言及がない。

特開２００２−９０４６５号公報 実開平４−４０５６６号公報

本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、リペア位置正確性が高くかつ剥離片の回収性能を高めることが可能な、プリント基板パターンのリペア方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様である、プリント基板パターンのリペア方法は、パターン形成された導電箔を表面に有するプリント基板の面をカメラで撮像し、撮像で得られた画像をあらかじめ蓄えられたレイアウト設計パターン情報と比較することにより、修正すべきパターンエッジを特定する工程と、前記特定されたパターンエッジを前記レイアウト設計パターン情報によるパターンに近づけるように、前記プリント基板の前記導電箔に刃先を押し付けかつ寝かせを利かせることにより、該導電箔から分離して剥離片を得る工程と、前記剥離片が生じるごとに、前記プリント基板上の前記刃先を押し付けた領域にエアー吹き付けを行うことなく超音波を照射して前記剥離片を前記プリント基板から遊離させ、加えて該領域付近を陰圧で吸入することにより前記剥離片を回収する工程とを具備する。

すなわち、まず、パターン形成された導電箔を表面に有するプリント基板の面をカメラで撮像し、撮像で得られた画像をあらかじめ蓄えられたレイアウト設計パターン情報と比較することにより、修正すべきパターンエッジを特定する。これにより、修正すべきパターンエッジを漏れなく正確に把握できる。

次に、特定されたパターンエッジをレイアウト設計パターン情報によるパターンに近づけるように、プリント基板の導電箔に刃先を押し付けかつ寝かせを利かせることにより、該導電箔から分離して剥離片を得る。このような刃先を用いる修正によれば、導電箔下が例えば樹脂である場合にも、その樹脂に与えるダメージ（副作用）を最小限に抑えることができる。

そして、プリント基板上の刃先を押し付けた領域に超音波を照射して剥離片をプリント基板から遊離させ、加えて該領域付近を陰圧で吸入することにより剥離片を回収する。このような剥離片の回収によれば、基板に付着残りや再付着のない確実な剥離片の回収ができる。また、装置をプリント基板に対して非接触とすることも容易であり、やはりプリント基板に対する副作用がほとんどない。以上により、リペア位置正確性が高くかつ剥離片の回収性能を高めることが可能な方法を提供できる。

本発明によれば、リペア位置正確性が高くかつ剥離片の回収性能を高めることが可能な、プリント基板パターンのリペア方法を提供することができる。

本発明の実施形態である、プリント基板パターンのリペア方法が適用され得るプリント基板の一例としての放射線検出パネル用プリント基板の構成を示す上面図。 本発明の実施形態である、プリント基板パターンのリペア方法のうちの、修正すべきパターンエッジを特定する工程を示す態様図。 修正すべきパターンエッジの判定についての説明図。 図３に示したものとは異なる、修正すべきパターンエッジ（ブリッジしている場合）の判定についての説明図。 本発明の実施形態である、プリント基板パターンのリペア方法のうちの、導電箔から分離して剥離片を得る工程を示す態様図。 修正針に寝かせを利かせる効果の説明図。 本発明の実施形態である、プリント基板パターンのリペア方法のうちの、剥離片を回収する工程を示す態様図。

以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。まず、本発明の実施形態である、プリント基板パターンのリペア方法が適用され得るプリント基板について図１を参照して説明する。図１は、このような方法が適用され得る対象の一例である放射線検出パネル用プリント基板の構成を示す上面図である。図１に示すように、この放射線検出パネル用プリント基板１は、絶縁板１０、表面導電箔パターン（カソード電極）１１、表面導電体パターン（アノード電極）１２、裏面導電箔パターン（アノード配線パターン）１３を有する。

表面導電体パターン（アノード電極）１２は、絶縁板１０の片面に表出してグリッド状に配されたそれぞれがほぼ円形のパターンである。そのそれぞれの直径は例えば６０μｍであり、縦横に例えば各４００μｍのピッチで配されている。全体で例えば３０ｃｍ×３０ｃｍの領域に例えば約６０万個弱ある。

表面導電箔パターン（カソード電極）１１は、絶縁板１０の片面に表出して、各表面導電体パターン１２からほぼ等間隔で離間して各表面導電体パターン１２を取り囲むパターンに形成された層である。その取り囲む直径は例えば２５０μｍであり、図１の図示で各列の縦方向に連続したパターンになっている。

絶縁板１０は、その表面に、表面導電箔パターン（カソード電極）１１を有し、かつ表面導電体パターン（アノード電極）１２を表出し、その裏面に、裏面導電箔パターン（アノード配線パターン）１３を有する板となっており、厚さは例えば０．０７ｍｍ〜０．１ｍｍである。またその材質は例えばポリイミドである。

各表面導電体パターン（アノード電極）１２は、絶縁板１０を貫通して形成された導電性のビアとなっており、絶縁板１０の裏面側の導電箔パターン（アノード配線パターン）１３に電気的接続している。このビア（アノード電極１２）は、例えば、金属（銅）のめっきにより形成されたものである。各ビアは、図１の図示で横方向のものが同一の電気的ノードとなるように裏面導電箔パターン（アノード配線パターン）１３で電気的導通されている。各裏面導電箔パターン（アノード配線パターン）１３の幅は例えば各３００μｍである。

以上構成を述べたプリント基板（放射線検出パネル用）１の使用態様を若干述べると、以下である。アノード電極１２とカソード電極１１との間に電圧を印加しておき、この状態で、その雰囲気に放射線を入射させる。これによりガス粒子励起が生じると、アノード電極１２とカソード電極１１との間に漏れ電流が流れる。この漏れ電流が生じたアノード電極１１およびカソード電極１１の位置により、放射線入射位置が検知され得る。

印加電圧は、例えば６００Ｖであるが、高電圧にするほど漏れ電流が大きくなり検知し易いので放射線の検出感度を向上することができる。ただし、印加電圧を上げ過ぎると、アノード電極１２、カソード電極１１間が放電してしまい、放射線検出パネルとして用をなさなくなる。放射線検出パネルとしては、どのアノード電極１２とカソード電極１１との組についても正確なパターン形成がなされていることを要する。１箇所でも正確性の保たれていないパターンが存在する場合、そのアノード電極１２、カソード電極１１の両電極間に不要な放電が生じる。

次に、本発明の実施形態である、プリント基板パターンのリペア方法について以下説明する。まず、図２を参照して、修正すべきパターンエッジを特定する工程について説明する。図１を参照して説明したように、プリント基板として放射線検出パネルのような用途では、一般の配線基板の場合よりパターン形成の正確性の要求水準が高くなる。しかも比較的大面積に渡って正確である必要があり、一般の配線基板と同様な仕様による製造では、要求品質に及ばない状態が生じ易い。以下、プリント基板として上記の放射線検出パネル用のものを例として説明する。ただし、プリント基板パターンのリペア方法という意味では、この方法を一般の配線基板の場合に適用できないわけではない。

図２に示すように、プリント基板１は、カメラ（例えばＣＣＤカメラ）２１によりその上面が撮像される。撮像で得られた画像情報は、情報処理部２２に在る比較部２２ｂに送られる。情報処理部２２には、レイアウト設計パターン情報記憶部２２ａがあり、ここにプリント基板１のレイアウト設計パターン情報が蓄えられている。比較部２２ｂでは、カメラ２１から送られた画像情報が、レイアウト設計パターン情報記憶部２２ａに蓄えられた情報と比較され、この比較によりプリント基板１上において必要な修正すべきパターンエッジが特定される。この特定で得られた位置の情報は、修正位置情報記憶部２２ｃに記憶される。以上のような構成により、修正すべきパターンエッジを漏れなく正確に把握できる。

図３は、修正すべきパターンエッジの判定についての説明図である。図３においては図１で使用した符号が同一のものを示すため使われている。図３に示すように、アノード電極１２周りのカソード電極１１を撮像している場合には、カソード電極１１の、設計によるエッジと実際のエッジとの位置の違いを、すべてのアノード電極１２周りについて撮像位置を変えながら刻々と検出する。エッジ位置の違い（図で矢印で表示）が所定のスレッショルド以上である場合には、そのエッジの位置を修正すべきパターンエッジとして判定し、その位置を記憶する。例えば、図３で左側矢印のようなエッジの違いがある場合は、これを修正すべきエッジと判定し、右側矢印程度のエッジの違いの場合は修正すべきエッジとは判定しない。

なお、実際のパターンがそのレイアウト設計パターンと異なって形成される大きな要因は、パターン形成に使用するフォトリソグラフィ工程において、露光時にその光学マスク上や光学マスクとレジストとの間にほこりなどの異物が付着し、この異物により陰影が生じてレジストに露光がされてしまうためと考えられる。プリント基板１としてパターンの微細度は数十μｍのライン／スペースであるため、この寸法レベルのごく小さな異物でも形成されるパターンの正確性に影響を与える。過度の場合は、パターン同士がブリッジして形成されている場合もあり得る。

図４は、図３に示したものとは異なる、修正すべきパターンエッジの判定についての説明図である。図４においても図１で使用した符号が同一のものを示すため使われている。図４に示すように、カソード電極１１と隣のカソード電極１１との間を撮像している場合には、特に、それらがブリッジしている場合を検出、判定し、これを修正する。カソード電極１１と隣のカソード電極１１との間には高い電圧が印加されないため、エッジ位置が設計位置とずれていてもブリッジに至らない程度であれば、許容できるためである。

より具体的には、カソード電極１１間における、設計によるエッジと実際のエッジとの位置の違いを、撮像位置を変えながら刻々と検出する。そして、カソード電極１１間がブリッジしている場合には、そのエッジの位置を修正すべきパターンエッジとして判定し、その位置を記憶する。

次に図５は、本発明の実施形態である、プリント基板パターンのリペア方法のうちの、導電箔から分離して剥離片を得る工程を示す態様図である。図５（ａ）は、図３に対応する上面からの図示、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ−Ａａ位置における矢視方向の断面を示す図である。図５に示すように、特定された修正すべきパターンエッジについては、レイアウト設計パターン情報によるパターンに修正されるように、修正針３１の刃先が押し付けられる。場合によっては刃先位置を少しずつずらせて複数回修正針３１の刃先を押し付けることにより、パターン１１のうちの余分な部分は、剥離片として残りの正常なパターン１１から切り離される。

修正針３１は、その先端断面形状が例えば矩形状になっており、そのサイズは例えば５μｍ×３０μｍである。根元に行くに従い徐々に太くなり断面が円となるような形状になっており、剛性確保のため例えばステンレス鋼（他にはチタン鋼を使える）でできている。修正針３１をパターン１１に押し付ける力は、パターン１１を切断するのに適当な力、例えば、３ｇｆ〜２０ｇｆの範囲で加減して決定する。このような修正針３１によるパターン１１の修正は、パターン１１下の絶縁板１０が例えばポリイミドのような樹脂である場合にも、その樹脂に与えるダメージを最小限に抑えることができる。このような利点は、高温を生じるレーザ加工では得られない。

図６は、修正針３１に寝かせを利かせる効果の説明図である。修正針３１は、剥離片１１ａが絶縁板１０から剥離しやすいように、図示するように、修正針３１の刃先をパターン１１上に押し付けるときに、その根元の側を、あるべきパターン１１の側に少し寝かせると好ましい。このようにすれば、剥離片１１ａを絶縁板１０から確実に離脱できる。寝かせの程度は、絶縁板１０からの剥離片１１ａの離脱を促すように、２０度以内程度の範囲で加減して決定する。

図５、図６に示した工程は、修正位置情報記憶部２２ｃに記憶された情報を例えばモニタ上に映出して、これを見ながら修正針３１を人の手で直接操って行うことができるが、機械化も可能である。すなわち、第１に修正針３１を押し付ける位置の設定を行い（修正位置情報記憶部２２ｃに記憶された情報を利用する）、第２に所定の力で修正針３１をパターン１１上に押し付けさらに修正針３１に所定角度の寝かせを利かせる。なお、図５、図６の説明は、図４に示した箇所でのパターン１１の修正の場合も同様である。

次に図７は、本発明の実施形態である、プリント基板パターンのリペア方法のうちの、剥離片を回収する工程を示す態様図である。図７において、すでに説明した図に登場のものと同一のものには同一符号を付してある。

プリント基板パターンのリペアにおいては、剥離片１１ａをいかに漏れなくプリント基板１上から除去するかが非常に重要である。このためよく知られた方法として、エアーをプリント基板１上に吹き付ける方法があるが、この場合、ごく小さな剥離片１１ａは空気中に舞い、その雰囲気を汚染する。このような汚染された空気に曝されているプリント基板１上には剥離片１１ａが再び付着する可能性も大きい。また、エアーの吹き付けの角度等によっては剥離片１１ａがプリント基板１上に付着したままになることもあり得る。

図７に示した方法によればこのような欠点はなくなる。すなわち、まず、超音波発生器４１により剥離片１１ａ付近に超音波４１０を照射する。超音波４１０のエネルギーにより剥離片１１ａは非常に確実に絶縁板１０上から遊離する。そして、吸引部４２により陰圧を発生し、吸引口４２ａから吸引部４２内に空気流４２０を発生させ、これにより剥離片１１ａを吸入、回収する。このような回収を、剥離片１１ａが生じるごとに行えば雰囲気が汚染源となることはなくなる。よって、剥離片１１ａの付着残りや再付着のない確実な剥離片の回収が実現する。また、回収装置としても、これをプリント基板１から非接触とすることが容易であり、やはりプリント基板１に対する副作用がほとんどない。

図７に示した工程のみを行うには、既成の装置として、「超音波クリーナーＵＶＵ−Ｆ型（（株）伸興製）」を利用することが可能である。好ましくは、図５、図６に示した工程を行う装置に組み込むようにこれと同じ機能部を設ければ、リペア効率が向上する。

１…プリント基板（放射線検出パネル向け）、１０…絶縁板、１１…表面導電箔パターン（カソード電極）、１１ａ…剥離片、１２…表面導電体パターン（アノード電極）、１３…裏面導電箔パターン（アノード配線パターン）、２１…カメラ、２２…情報処理部、２２ａ…レイアウト設計パターン記憶部、２２ｂ…比較部、２２ｃ…修正位置情報記憶部、３１…修正針、４１…超音波発生部、４２…吸引部、４２ａ…吸引口、４１０…超音波、４２０…空気流。

Claims (1)

1. パターン形成された導電箔を表面に有するプリント基板の面をカメラで撮像し、撮像で得られた画像をあらかじめ蓄えられたレイアウト設計パターン情報と比較することにより、修正すべきパターンエッジを特定する工程と、
   前記特定されたパターンエッジを前記レイアウト設計パターン情報によるパターンに近づけるように、前記プリント基板の前記導電箔に刃先を押し付けかつ寝かせを利かせることにより、該導電箔から分離して剥離片を得る工程と、
   前記剥離片が生じるごとに、前記プリント基板上の前記刃先を押し付けた領域にエアー吹き付けを行うことなく超音波を照射して前記剥離片を前記プリント基板から遊離させ、加えて該領域付近を陰圧で吸入することにより前記剥離片を回収する工程と
   を具備することを特徴とする、プリント基板パターンのリペア方法。

Images