JPH07282962A - フレキシブルシート状ヒータ、その製造方法およびフォトマスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】１種類のフォトマスクで２種類以上の発熱量を
もつヒータが選択できるようにして、マスク作成工程の
コスト低減、納期の短縮を可能とする。 【構成】フィルム１上に金属箔１１を形成する（ａ）。
金属箔１１の厚さと電気抵抗率を測定して設計値に対す
るズレを算出する（ｂ）。金属箔１２上にレジスト膜１
２を形成する（ｃ）。フォトマスク２０を用いて回路パ
ターン像２３をレジスト膜１２上に現像する（ｄ）。現
像工程終了後、算出結果のズレを判定し（ｅ）、抵抗値
が小さい方にシフトしていればスリット像２６は埋めず
にそのままエッチングする（ｆ）。大きい方にシフトし
ていればスリット像２６を埋めてエッチングする（ｈ，
ｉ）。このようにしてエッチング前にスリット像を埋め
るか否かの選択による粗調整を行ない、エッチングによ
り微調整を行なうことにより、２種類の抵抗値をもつヒ
ータを選択的に製造する（ｇ，ｊ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高分子フィルム間に金
属箔回路が密封されているフレキシブルシート状ヒータ
に係り、特にエッチング段階で電気抵抗値を選択できる
ようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に示す従来のフレキシブルシート状
ヒータは、２枚の高分子フィルム１、２と、その間に密
封された金属箔回路３と、その端子部４、４に溶接され
た導線５、５とから構成されている。

【０００３】このヒータを製造するには、高分子フィル
ム１上に金属箔をラミネートし、このラミネートされた
金属箔をフォトエッチングにより回路状に加工する。そ
の後、この加工した金属箔回路３の端子部４、４に導線
５、５を溶接した上、全体を高分子フィルム２でラミネ
ートする。

【０００４】ヒータの発熱量（抵抗値）を決定する金属
箔回路の設計では、金属箔の厚さと電気抵抗率等のバラ
ツキにより、設計値に対し抵抗値に１０％程度のズレが
発生するのが普通である。このズレを補正するため、金
属箔回路のエッチング工程において、エッチング時間を
変更し金属箔回路幅を変えてやることで電気抵抗値を微
調整している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の方法では回路幅で±０．１mm程度の調整が限界であ
り、エッチング時間の変更では調整しきれない電気抵抗
のズレが生じた場合は、再び金属箔回路の設計からやり
直さなければならなかった。

【０００６】また、電気抵抗のズレとは関係なく、僅か
に発熱量を変えたい場合であっても、別な金属箔回路を
設計しなければならない。

【０００７】このため製品が高価になり、納期も延びて
しまうという問題があった。

【０００８】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消して、エッチング段階で抵抗値を選択できるよう
にし、安価で納期を短縮することを可能にしたフレキシ
ブルシート状ヒータを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のフレキシブルシ
ート状ヒータは、絶縁性でかつ耐熱性を有する高分子フ
ィルム間に金属箔回路が密封されているフレキシブルシ
ート状ヒータにおいて、上記金属箔回路中に回路長にわ
たってスリットが１本または２本以上設けられているも
のである。

【００１０】また、本発明にフレキシブルシート状ヒー
タの製造方法は、絶縁性でかつ耐熱性を有する高分子フ
ィルム上に金属箔を形成し、パターン長像にわたって１
本または２本以上のスリット像を回路パターン像中に有
するフォトマスクの、該回路パターン像を露光・現像し
た後のフォトレジストにしたがって、上記金属箔をエッ
チングして金属箔回路を形成し、該金属箔回路上に上記
高分子フィルムと同一のフィルムを積層することによっ
て密封するようにしたフレキシブルシート状ヒータの製
造方法であって、上記金属箔を高分子フィルム上に形成
した段階で、該金属箔の厚さ、電気抵抗率を測定し、こ
れらの測定値の設計値に対するズレが抵抗値の小さい方
にシフトしているときは、露光・現像後のフォトレジス
トのスリット部を塗り潰さないで抵抗値の大きい方にシ
フトさせる粗調整を行ない、逆に上記ズレが抵抗値の大
きい方にシフトしているときは、露光・現像後のスリッ
ト部を塗り潰し該スリット部に対応する金属箔部分がエ
ッチングされないように抵抗値の小さい方にシフトさせ
る粗調整を行ない、その後、エッチング時間の変更で回
路幅を変えることにより抵抗値の微調整を行なうように
したものである。

【００１１】また、本発明のフォトマスクは、フレキシ
ブルシート状ヒータを構成する金属箔回路の回路パター
ン像を形成したフォトマスクにおいて、上記回路パター
ン像中にパターン像長にわたってスリットが１本または
２本以上設けられているものである。

【００１２】

【作用】高分子フィルム上に金属箔を形成するが、この
とき金属箔の厚さ等にバラツキが生じて、抵抗設計値に
対してズレが発生することがある。このズレは金属箔を
形成した段階で、その金属箔の厚さ等を測定することに
よって予測することができる。

【００１３】したがって、これらの測定値により予想さ
れる金属箔回路の抵抗値が、抵抗設計値に対して小さい
方にズレている場合は、抵抗を大きくした状態でエッチ
ングしてやる必要がある。すなわち、スリットを塗り潰
さず有効回路幅を狭くした状態でエッチングしてやる。
その上で、エッチングによる回路幅の微調整を行なっ
て、金属箔回路の抵抗値を許容範囲内に納める。

【００１４】逆に予想される抵抗値が、抵抗設計値に対
して大きい方にズレている場合は、抵抗を小さくした状
態でエッチングしてやる必要がある。すなわち、スリッ
トを塗り潰して有効回路幅を広くした状態でエッチング
してやる。その上で、エッチングによる回路幅の微調整
を行なって、金属箔回路の抵抗値を強範囲内に納める。

【００１５】このように抵抗調整のために、まずスリッ
トを塗り潰すか否かの２通りの選択を行なうことによっ
て粗調整を行ない、その後にエッチングによって微調整
を行なう２段階方式をとっている。したがって、エッチ
ング時間の変更だけでは調整しきれなかった電気抵抗の
ズレが生じても、上記選択工程を追加するだけで大幅な
調整ができるようになり、再び金属箔回路の設計からや
り直す必要がなくなる。その結果、安価で納期を短縮す
ることができるようになる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００１７】（本発明の原理）金属箔回路を作るための
回路パターン像を形成したフォトマスクの、その回路パ
ターン像中に、予めパターン像長の全長にわたって連続
したスリット像を設けておく。高分子フィルム上に金属
箔を形成し、その上にフォトレジストを塗布する。スリ
ット像付きフォトマスクを使ってフォトレジストのパタ
ーン露光・現像を行なう。

【００１８】パターン現像後、そのままエッチングする
と、回路パターン像に基づいて有効回路幅の狭いスリッ
ト付金属箔回路が形成される。

【００１９】しかし、エッチングする前の工程、すなわ
ちフォトマスクを使ったフォトレジストのパターン現像
工程が終了後に、現像されたレジストのスリット部がエ
ッチングされないように塗り潰してからエッチングする
と、スリットの埋められた有効回路幅の広い金属箔回路
が形成される。したがって、このスリットなし金属箔回
路の抵抗値は、スリット付き金属箔回路よりも小さくな
る。

【００２０】具体的には、金属箔の材質は銅とニッケル
の合金で、厚さ０．０５mmとし、回路幅１．９mm、スリ
ット幅０．３mmとしたとき、スリットを埋めないときの
電気抵抗は９．５Ωであった。これに対して、スリット
を埋めたときの金属箔回路の回路幅は２．２mmと広く、
電気抵抗は８．０Ωと小さかった。

【００２１】すなわち、エッチング段階で、レジストの
スリット部を塗り潰すか否かの違いによって、２種類の
電気抵抗を作ることができ、その結果、１種類のフォト
マスクを使用して、２種類の金属箔回路を得ることがで
きるがわかる。

【００２２】本発明はこの原理を利用したものであり、
金属箔回路をエッチングする時点で、スリットを埋める
か否かを選択して抵抗値をシフトさせることにより、再
びマスク作成工程からやり直すことなく、所望の発熱量
を有する金属箔回路を得ることができるようにしたもの
である。

【００２３】（実施例）図２は、本実施例のフレキシブ
ルシート状ヒータをフォトリソグラフィ法で作るための
フォトマスク２０の平面図を示す。フォトマスク２０は
ガラス基板２１上に、金属箔回路を形成するための回路
パターン像２３が形成されている。回路パターン像２３
は、蛇行状で一端側に金属箔回路の端子部を形成する端
子部パターン像２４、２４を有する。特に、回路パター
ン像２３中には１本のスリット像２６がパターン長全長
に亘って連続して設けられている。

【００２４】図１に、このスリット付のフォトマスク２
０を使ったフレキシブルシート状ヒータの製造工程を示
す。

【００２５】まず、絶縁性で、かつ耐熱性を有する高分
子フィルム１上に金属箔１１を全面に形成し、形成後、
金属箔１１の厚さと電気抵抗率とを測定して、これらの
測定値の設計値に対するズレを予め算出しておく（図１
（ａ）、図１（ｂ））。 金属箔の形成は蒸着によって
も貼付によってもよい。

【００２６】つぎに、高分子フィルム１上に形成した金
属箔１１上にフォトレジスト１２を塗布し、塗布後、フ
ォトマスク２０をフォトレジスト１２の上に密着させ、
紫外線を当ててフォトマスク２０の回路パターン像２３
をレジスト膜１２上に露光し、その後現像する（図１
（ｃ）、（ｄ））。

【００２７】そして、このフォトレジストのパターン現
像工程が終了後、上記算出結果のズレにより予測抵抗値
が小さい方にずれているか、大きい方にずれているかの
判定をする（図１（ｅ））。

【００２８】測定値が小さい方にずれていれば、フォト
レジストのスリット部を塗り潰さないで、現像後のレジ
スト状態のままとし、抵抗を大きい方にシフトする粗調
整をする。その後、エッチングにおいて、エッチング時
間の変更で回路幅を変えることにより抵抗値を微調整す
る。すると、電気抵抗が許容誤差範囲内の値をもつスリ
ット付き金属箔回路３が得られる（図１（ｆ））。

【００２９】この金属箔回路３の端子部に銅線を溶接
し、その後全体を高分子フィルム２でラミネートすると
（図１（ｇ））、図３に示すフレキシブルシート状ヒー
タが得られる。このヒータは、２枚の高分子フィルム
１、２と、その間に密封された蛇行状の金属箔回路３
と、その端子部４、４に溶接された導線５、５とから構
成されている。そして、金属箔回路中に１本のスリット
６が回路全長にわたって連続して設けられる。

【００３０】一方、図１（ｅ）の判定で、測定値が大き
い方にずれていれば、エッチング前に現像したレジスト
１２のスリット部１４を塗り潰し（図１（ｈ））、抵抗
を小さい方にシフトする粗調整を行なう。スリット部１
４の塗り潰しは、例えば油性インクで行なうが、エッチ
ングを阻止するものであれば材料を問わない。

【００３１】このようにスリット部１４に対応する金属
箔部分がエッチングされないようにした上で、エッチン
グにより微調整する。すると、電気抵抗が許容誤差内の
値をもつスリットなし金属箔回路３が得られる（図１
（ｉ））。

【００３２】この金属箔回路３の端子部に銅線を溶接
し、その後全体を高分子フィルム２でラミネートすると
（図１（ｊ））、図５に示すフレキシブルシート状ヒー
タが得られる。このヒータの金属箔回路３は、スリット
部を塗り潰してからエッチングするので、スリットがな
い。

【００３３】上述したように予め金属箔の厚さと電気抵
抗率とを測定しておき、最終的に得られる金属箔回路の
電気抵抗が、小さい方にシフトしているため、エッチン
グ時間の調整だけで許容誤差範囲内に納めることができ
ない場合には、スリットは埋めずに抵抗が大きい方にシ
フトするようにする。そしてエッチング幅で最終的に調
整する。一方、最終的に得られる金属箔回路の電気抵抗
が、大きい方にシフトしているため、エッチング時間の
調整だけでは許容誤差範囲内に納めることができない場
合には、スリットを埋めて抵抗が小さい方にシフトする
ようにする。そして、エッチング幅で最終的に調整す
る。

【００３４】したがって、スリットを埋めるか否かの選
択により、抵抗値の調整幅を拡張することができ、その
結果、目標値からのズレが大きい場合でも、再びマスク
作成工程からやり直すことなく、所望の発熱量を有する
金属箔回路を得ることができる。

【００３５】つぎに具体例で説明する。なお、ここで
は、エッチング時間の変更で調整できる回路幅は±０．
１mmとした。電気抵抗８Ωの金属箔回路が最終的に必要
な場合（目標値が８Ωである）、スリット幅を含めた回
路幅２．０mm、スリット幅０．２mmで、７．６Ωの電気
抵抗を有する金属箔回路となるように、フォトマスクを
設計する。抵抗はエッチングによって増やすことはでき
ても減らすことはできないので、設計値の抵抗は８Ωに
対して低めに設定する。

【００３６】このフォトマスクによるフォトレジストの
パターン現像後、金属箔をエッチング時間を変えてエッ
チングすることで、有効回路幅１．７〜１．９mm（＝
（２．０−０．２）±０．１mm）の回路が得られ、電気
抵抗は８．９〜８．０Ωとなった。また、０．２mmのス
リットをエッチング前に塗り潰し、エッチング時間を調
整することで、回路幅１．９mm〜２．１mm（＝２．０±
０．１mm）、電気抵抗８．０〜７．２Ωの金属箔回路が
得られた。

【００３７】これに対して、スリットのない従来の方法
では、目標値８Ωの場合、スリット幅を含めた回路幅
１．９mmで、７．６Ωの電気抵抗を有する金属箔回路と
なるようにフォトマスクを設計するが、そのとき、回路
幅で１．８〜２．０mm（１．９±０．１mm）、電気抵抗
７．６〜８．４Ωの範囲での調整しかできない。

【００３８】すなわち、従来例では７．６〜８．４とい
う狭い範囲でしか調整することができなかったため、回
路設計からやり直すことが多かったが、本実施例による
方法では７．２〜８．９Ωと広い範囲での調整がエッチ
ング工程で可能となり、設計段階からのやり直しをする
ことが少なくて済むようになった。

【００３９】なお、上記実施例ではスリットを１本設け
た場合について説明したが、図４に示すようにスリット
６を金属箔回路３中に２本以上設けるようにしてもよ
い。この場合、スリットの塗り潰し本数は全数に限定さ
れない。目標とする抵抗に応じた本数を塗り潰せばよ
い。そうすると、ヒータの抵抗を変えるために、別な金
属箔回路を設計し直す必要がなくなる。

【００４０】なお、本発明で使用可能な高分子フィルム
の材質としては、ポリイミド、フッ化エチレン、プロピ
レン、アクリル、エポキシ等がある。フィルム厚は電流
の絶縁性の問題から０．０１mm以上が望ましく、ラミネ
ート後の剛性に問題がない範囲で使用可能とするために
は０．１mm以下がよい。

【００４１】また、金属箔の材質は高抵抗率を有するも
のが望ましいが、鉄または銅とニッケルの合金等、自由
に材質を選ぶことができる。金属箔の厚さは剛性の問題
から０．０５mm以下がよい。金属箔回路の幅は、スリッ
トを設けて、塗り潰すことが可能であれば良く、スリッ
トを含めて０．３mm以上が望ましい。

【００４２】

【発明の効果】本発明のフレキシブルシート状ヒータに
よれば、金属箔回路に１本または２本以上のスリットが
設けられているため、エッチングの段階でスリットを埋
めるか否かの選択をすることにより、抵抗値を大幅に変
え得ることができる。

【００４３】また、本発明のフレキシブルシート状ヒー
タの製造方法によれば、エッチング前にマスクパターン
のスリットを塗り潰すか否かの選択により、１種類のマ
スクパターンで２種類以上のフレキシブルシート状ヒー
タが得られるため、マスク作成工程のコスト低減が図
れ、納期の短縮が可能となる。また、スリットを塗り潰
すか否かの選択により調整できる電気抵抗を大きく変え
ることができるため、電気抵抗が許容誤差範囲内に入ら
ない場合の作業のやり直しが減り、コスト低減、納期の
安定、短縮が可能となる。

【００４４】また、本発明のフォトマスクによれば、回
路パターン像中にスリット像が設けられているので、エ
ッチング前に現像後のレジストのスリット部を埋めるか
否かの選択で金属箔回路の抵抗値の大幅な調整を可能に
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフレキシブルシート状ヒータの製造方
法を説明するための工程図である。

【図２】本実施例のフォトマスクの実施例を説明するた
めのガラスマスクの平面図である。

【図３】本実施例のスリットを埋めなかった場合のヒー
タを示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面
図である。

【図４】他の実施例による複数本のスリットを有するフ
レキシブルシート状ヒータの平面図である。

【図５】本実施例のスリットを埋めた場合と従来例とに
共通するフレキシブルシート状ヒータを示すものであ
り、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。

【符号の説明】

１ 高分子フィルム ２ 高分子フィルム ３ 金属箔回路 ４ 端子部 ５ 導線 ６ 金属箔回路中のスリット ２０ フォトマスク ２１ ガラス基板 ２３ 回路パターン像 ２４ 端子部パターン ２６ スリット像

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性でかつ耐熱性を有する高分子フィル
   ム間に金属箔回路が密封されているフレキシブルシート
   状ヒータにおいて、上記金属箔回路中に回路長にわたっ
   てスリットが１本または２本以上設けられていることを
   特徴とするフレキシブルシート状ヒータ。
2. 【請求項２】上記金属箔回路の幅を、スリットを含めて
   ０．３mm以上としたことを特徴とする請求項１に記載の
   フレキシブルシート状ヒータ。
3. 【請求項３】絶縁性でかつ耐熱性を有する高分子フィル
   ム上に金属箔を形成し、パターン長像にわたって１本ま
   たは２本以上のスリット像を回路パターン像中に有する
   フォトマスクの、該回路パターン像を露光・現像した後
   のフォトレジストにしたがって、上記金属箔をエッチン
   グして金属箔回路を形成し、該金属箔回路上に上記高分
   子フィルムと同一のフィルムを積層することによって密
   封するようにしたフレキシブルシート状ヒータの製造方
   法であって、上記金属箔を高分子フィルム上に形成した
   段階で、該金属箔の厚さ、電気抵抗率を測定し、これら
   の測定値の設計値に対するズレが抵抗値の小さい方にシ
   フトしているときは、露光・現像後のフォトレジストの
   スリット部を塗り潰さないで抵抗値の大きい方にシフト
   させる粗調整を行ない、逆に上記ズレが抵抗値の大きい
   方にシフトしているときは、露光・現像後のスリット部
   を塗り潰し該スリット部に対応する金属箔部分がエッチ
   ングされないように抵抗値の小さい方にシフトさせる粗
   調整を行ない、その後、エッチング時間の変更で回路幅
   を変えることにより抵抗値の微調整を行なうようにした
   ことを特徴とするフレキシブルシート状ヒータの製造方
   法。
4. 【請求項４】フレキシブルシート状ヒータを構成する金
   属箔回路の回路パターン像を形成したフォトマスクにお
   いて、上記回路パターン像中にパターン像長にわたって
   スリットが１本または２本以上設けられていることを特
   徴とするフォトマスク。