JPS587706B2 - 段差つきエッチング方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一枚の金属板にエッチング法により目的に応じ
てエッチング深度を変え段差をつける方法に関し、工業
的な応用例としてダイスタンプ法により印刷配線板を製
造するのに用いられる回路パターン打抜き用金型の製造
があり、特に金属箔を回路パターン状に打抜くのに好適
な刃型を有する回路パターン打抜き用金型の製造での応
用に関する。

例えば回路パターン打抜き用金型の製造方法の１つとし
てエッチング法によるものが従来からよく知られている
。

この方法において金属箔から有機絶縁基板上に回路パタ
ーンを打抜くのに適した刃型を有する回路パターン打抜
き用金型の製造方法としては（例えば特公昭５０−３２
６５１号、特開昭４８−１８６４号、特開昭５１−３２
９５９号）、エッチングレジストの形成に用いられる回
路パターンホトマスクとして、所望の配線回路パターン
より僅かに広い回路パターンネガフイルムと僅かに狭い
回路パターンポジフイルムを作成シ、これらの回路パタ
ーンホトマスクを用いて２回エッチングを行ない、段差
をつけて刃型を有する金型を製造している。

従来の刃型を有する金型の製造工程の一部を第１図〜第
９図を用いて簡単に説明する。

所望の配線回路パターンより僅かに広い回路パターン１
を有するネガフイルムＡ（第１図、第２図）を用いて金
属原板３の上にエッチングレジスｌ−２（第３図）を形
成し、エッチング法により平型回路パターン４を有する
金属板５（第４図）を製造し、次に該金属板５の凹陥部
６に、例えばエポキシ樹脂よりなる耐酸性樹脂９を第７
図に示すように充填する。

次に所望の配線回路パターンより僅かに狭い回路パター
ン７を有するポジフイルムＢ（第５図、第６図）を用い
て、第７図のようにエッチングレジスト８を形成し、エ
ッチング法により第８図に示すように浅くエッチングし
、耐酸性樹脂９を加熱軟化除去する。

このようにして刃型１１を有する金型１０（第９図）が
製造される。

この従来例にみられる刃型を有する金型の製造工程で重
要な点は２つあり、１つは、エッチングレジストを形成
するための２枚のホトマスクを用いて２回エッチングす
ることにあり、第１のマスクでエッチングレジストを形
成した後深くエッチングを行ない、エッチングした箇所
に耐酸性樹脂を装着してそれ以上エッチングが進まない
ようにし、次に第２のマスクでエッチングレジストを形
成した後浅くエッチングすることである。

他の１つは、この製造工程中でのエッチングレジストを
形成するための写真マスクの作成法にあり、僅かに広い
回路パターンを有するネガフイルムＡと僅かに狭い回路
パターンを有するポジフイルムＢである。

そこで従来のエッチングレジストの形成に用いられる２
板の回路パターンフイルムＡ，Ｂの作成方法の第１例を
説明する。

ネガフイルムＡは、所望の回路パターンにエッチング代
を見込み、作用誤差を押えるため拡大原図（トレース図
）を書き、写真縮尺法を用いて原寸（エッチング代を含
んでいるので所望の回路パターンより僅かに広い）にす
ることにより作成される。

次にポジフイルムＢの作成手順を示す。

先づネガブイルムＡを用いて第３図のエッチングレジス
ト２を形成し、エッチング法により深くエッチングし、
第４図のような金型を作る。

この平型回路パターン４を有する金属板５の凹陥部６に
現像液を満し、その金属板５の平型回路パターン４の表
面に密着するように完全に感光させた写真フイルムを置
き、前記凹陥部６の部分のフイルムに現像液を接触させ
る。

この後このフイルムを定着、水洗することにより、平型
回路パターン４が正確に複写されたネガフイルムが得ら
れる。

このネガフイルムから普通の写真法によりポジフイルム
を作成する。

このポジフイルムを円形の振動運動をする特殊な焼付装
置に装着し、このポジフイルムを僅かにぶらせながら写
真フイルムに焼付けることにより、所望の回路パターン
幅よりも狭い回路幅のネガブイルムが作成される。

これを写真的に密着反転することにより僅かに狭い回路
パターンを有するポジフイルムＢが作成される。

また回路パターンフイルムＡ，Ｂの作成方法の第２例に
ついて説明すると次の通りである。

ネガフイルムＡは、所望の回路パターンにエッチング代
を見込み、作図誤差を押えるため１．５〜２倍に拡大し
た原図（トレース図）を書き、写真縮尺法を用いて原寸
（エッチング代を含んでいるので所望の回路パターンよ
り僅かに広い）にすることにより作成される。

次にポジフイルムＢは、所望の回路パターン幅よりも僅
かに狭い回路パターン幅の寸法で、作図誤差を押えるた
め１．５〜２倍に拡大した原図（トレース図）を書き、
写真縮尺法を用いて原寸にすることにより作成される。

このように従来は耐酸性樹脂を装着充填してエッチング
されていない部分と同じ高さの平らな表面になるように
なし、さらにエッチング後またこれを加熱軟化して除去
しなければならないという工程上の欠点がある。

さらにエッチングレジスト形成工程においては次のよう
な欠点を有している。

すなわちエッチングレジスト２，８を形成するのに必要
なネガフイルムＡ、ポジフイルムＢを作成する際、前述
第１の従来例では複雑なテクニックと工程（平型回路パ
ターン４を正確に複写する方法）および特殊な装置（円
形の振動運動をする装置）を必要とし、また前述第２の
従来例では所望のパターン幅よりも広めの原図（トレー
ス図）と狭めの原図（トレース図）を書き、普通の写真
法でネガ、ポジフイルムを作成しているが、複雑な回路
パターンを作る場合所望のパターンとまったく相似形の
所望のパターンよりも少し広めと少し狭めの２枚の原図
（トレース図）を書くことは現在のアートワーク作業で
は非常に困難であり、非常に精密な製図機や作業上の配
慮など高度な作図技法と多くの作業時間を必要とする。

さらにエッチング工程においては第１および第２の従来
例とも広い面積の印刷配線用の金型を製造するときなど
は、第７図のエッチングレジスト８の形成時に使用する
、所望の配線回路パターンより僅かに狭い回路パターン
を有するポジフイルムＢ（第５図）の位置あわせが非常
に困難であり、数１０μのずれで必要としている金型の
刃先（第９図の１１）が左右でアンバランスなものとな
り、片側は比較的太いが、片側の刃先は非常に細いとい
う結果になりやすいなどの欠点があった。

本発明は回路パターン打抜き用金型の製造方法において
以上のような欠点を考慮して改良したものであり、第１
の欠点である耐酸性樹脂を用いるため工程が複雑である
という点については、エッチングレジストとして有機溶
剤形と水溶性形の性質の異る２種類のフォトレジストを
用いることで工程の簡略化を計り、第２、第３の欠点で
あるマスクパターンの作成工程が複雑で特殊な装置ある
いは高度の作図技法が必要であること、またエッチング
時のパターンの位置決めの許容差が小さいことに関して
は、１枚の原図（トレース図）と、それから普通の写真
技術で作成した所望の回路パターンの縁取りからなる回
路パターンホトマスク（ネガフイルム）と所望の回路パ
ターンの回路幅よりも広い回路幅を有するパターンホト
マスク（ネガフイルム）とを用いて２回のエッチングを
行なうことで簡単に段差をつけることのできるエッチン
グ方法を提供するものである。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

説明に際しては（イ）カメラワーク工程と（ロ）エッチ
ングレジスト形成工程と（ハ）エッチング工程の３つに
分けて行なう。

（イ）カメラワーク工程 最初に作図誤差を押えるため作図精度、寸法許容値、エ
ッチング工程におけるサイドエッチ量を見込んだエッチ
ング代等を考慮した所望の回路パターンの拡大原図（ト
レース図、第１０図の１２）を作成する。

この拡大原図１２を普通の写真製版用カメラで原寸（エ
ッチング代を見込んだ所望の印刷配線用回路パターンの
大きさ、第１１図の１３）に縮小したネガフイルムＡ，
を作成する。

次に普通の写真製版用のガラスのついている真空焼枠あ
るいはスプリングで圧力をかける密着焼枠を用いて、第
１６図のように未露光フイルム１８を置き、その上に原
稿１９（前記の原寸に縮小した第１１図の如きネガフイ
ルムＡ１）を、そしてその上に密着用ガラス２０を重ね
て密着し、その上方から点光源（密着焼付用ランプ）２
１で露光する。

未露光フイルム１８にネガーネガ（ポジーポジ）タイプ
の写真フイルム、例えばコダックスーパースピードデュ
ープリケーテイングフイルムＮｏ．２５５１を用いると
、第１７図に示すように露光量（露光時間）を変えるこ
とにより光の拡散量が変り、原稿１９の線幅を所望の線
幅に太らすことができる。

このことは実験の結果から確認済みである。

そこで原稿１９として第１１図のネガフイルムＡ１を装
着し、露光時間を太り量が第１４図のａに相当する時間
でネガーネガタイプの未露光フイルム１８に露光し、現
像、定着、水洗すれば少し太った回路パターン（第１３
図の１５）を有するネガフイルムＡ２を得る。

一方第１１図のネガフイルムＡ１から適正露光を与えて
密着反転で該ネガブイルムＡ１の回路パターン１３と同
寸の回路パターン（第１２図の１４）を有するポジフイ
ルムＢ１を作成してお匂次に第１６図で未露光フイルム
１８としてネガーネガタイプの写真フイルム（例えばコ
ダツク製リスフイルムＮｏ．２５５１）を用い、原稿１
９として第１２図のポジフイルムＢ１と第１３図のネガ
フイルムＡ２とを重ねて用いて密着し、適性露光を与え
、現像、定着、水洗処理することにより、所望の回路パ
ターンの縁取りからなる回路パターン（第１４図の１６
）を有するネガフイルムＡ３が作成される。

次に真空焼枠などを用いて、第１６図のように未露光フ
イルム１８としてネガーネガタイプの写真フイルムを置
き、その上に原稿１９として前記原寸に縮小した第１１
図のネガフイルムＡ１を置き、露光時間は、回路パター
ンの線幅が金型の刃型をおおうだけの量、例えば露光時
間が第１１図のパターンと同じものかそれよりも太くな
るように第１７図を参照し、選んで決める。

露光後、現像、定着、水洗処理すると所望の回路パター
ンの回路幅よりも広い回路幅を有する回路パターン（第
１５図の１７）を有するネガフイルムＡ４が作成される
。

（ロ）エッチングレジスト形成工程 第１８図のように金属原板２２（炭素工具鋼ＳＫ−３な
どの低炭素鋼かこれに焼入れ処理したもの）に第１のエ
ッチングレジスト２３として有機溶剤性形のフォトレジ
スト（例えば東京応化工業製ＴＰＲ、コダック製ＫＰＲ
など）をホイラーで塗布焼付し、その上に浅くエッチン
グするためのパターンを有するホトマスクとして前記所
望の回路パターンの縁取りからなる回路パターンネガフ
イルムＡ３（第１４図）を置き、上から紫外線（メタル
ハライドランプなど）を照射した後、現像し、水洗し、
ポストベークする。

次にその上に第２のエッチングレジスト２４として水溶
性形フォトレジスト（例えば富士薬品工業製ＦＣＲ−７
、吉谷商会製アクアレジスト♯１００など）をホイラー
で塗布焼付し、その上に深くエッチングするためのパタ
ーンを有するホトマスクとして前記所望の回路パターン
の回路幅よりも広い回路パターンネガブイルムＡ４（第
１５図）を前記第１のエッチングレジスト２３のパター
ンに重なるようにして置き、上から紫外線（超高圧水銀
灯またはメタルハライドランプなど）を照射した後、現
像、水洗し、ポストベークする。

その結果金属原板２２の上に第１と第２の２層からなる
エッチングレジスト２３と２４が形成される。

（ハ）エッチング工程 上記の方法で作成した第１のエッチングレジスト２３（
溶剤性形フォトレジストＴＰＲ）と第２のエッチングレ
ジスト２４（水溶性形フオトレジス｝ＦＣＲ−７）が形
成された金属原板２２を第１回目のエッチングとして深
くエッチングすると第１９図のようになる。

この時エッチングされた部分は第２回目のエッチング時
にもエッチングされるので、その分浅くエッチングを行
なってお匂第１回目のエッチングが終った後、剥離液（
５〜１０％の水酸化ナトリウム水溶液）を用いて第２０
図に示されるように第２のエッチングレジスト２４を剥
離する。

次にこのようにして得られた金属板２５に第２回目のエ
ッチングを浅く行なうと第２１図のようになる。

その後第１のエッチングレジスト２３を剥離液（ＴＰＲ
専用剥離液）を用いて剥離する。

このようにして第２２図に示されるように刃型２７を有
する金型２６が製造される。

また浅くエッチングするためのパターンを有するホトマ
スク（第１４図の所望パターンの縁取りからなる回路パ
ターンネガフイルムＡ３）のａの幅を変えることにより
鈍い刃型のもの、鋭い刃型のもの、さらに尖鋭な刃型を
もった印刷配線用回路パターン打抜き金型が製造される
。

以上の説明から明らかなように、従来の製造方法に比べ
て、本発明の製造方法を用いると、１枚の原図から普通
の写真製版用カメラや光源などを用いるだけで、従来の
ような複雑なテクニックと手順さらには特殊な装置を用
いずに、また非常に高精度な作図技法や作図作業上の非
常に細かい配慮を必要とせずに、エッチングレジストを
形成するための縁取りからなる回路パターンネガフイル
ムと所望の回路パターンの回路幅よりも広い回路パター
ンを有するネガフイルムを簡単に作成することができる
。

また縁取りからなる回路パターンネガフイルムは金型の
刃先を形成するための縁取り線であるために、パターン
の位置決めの許容差が広いこと、またエッチングレジス
ト形成工程で性質の異る第１、第２のエッチングレジス
トが形成されているので、従来の製造方法のように、エ
ッチング段差をつけるために、１回目と２回目のエッチ
ングの間に耐酸性樹脂を付着し、再びエッチングレジス
トを形成して２回目のエッチングを行ない、最後に加熱
軟化して耐酸性樹脂を除去するなど複雑な工程がなくな
り、エッチング工程が非常に簡略化されることなどその
効果は大である。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第９図は従来の製造方法に、第１０図乃至第
２２図は本発明の製造方法に関し、第１図は所望の配線
回路パターンより僅かに広い回路パターンを有するネガ
フイルムの平面図、第２図は第１図の断面図、第３図お
よび第４図は金属原板上に第１図のネガフイルムの回路
パターンをエッチングにより得る手順を示す断面図、第
５図は所望の配線回路パターンより僅かに狭い回路パタ
ーンを有するポジフイルムの平面図、第６図は第５図の
断面図、第７図乃至第９図は第４図の金属板をエッチン
グ処理し、刃型回路パターンを有する金型を製造する手
順を示す断面図、第１０図乃至第１５図は所望の回路パ
ターンの縁取りからなるパターンホトマスク（ネガフイ
ルム）と所望の回路パターンの回路幅よりも広い回路幅
を有するパターンホトマスク（ネガフイルム）を作成す
る手順を示す平面図、第１６図は前記２種のホトマスク
を作成するときの装置の説明図、第１７図は前記装置に
おける露光時間と線幅の太り量との関係を示す特性図、
第１８図及至第２２図は金属原板をエッチング処理し、
刃型回路パターンを有する金型を製造する手順を示すた
めの断面図である。 １３・・・・・・エッチング代を見込んだ所望回路パタ
ーン、１５・・・・・・所望の回路パターン１３より少
し太った回路パターン、１６・・・・・・所望の回路パ
ターンの縁取りからなる回路パターン、１７・・・・・
・所望の回路パターンの回路幅よりも広い回路幅を有す
る回路パターン、２２・・・・・・金属原板、２３，２
４・・・・・・エッチングレジスト、２６・・・・・・
金型、２７・・・・・・刃型、Ａ３・・・・・・所望の
回路パターンの縁取りからなる回路パターンホトマスク
（ネガフイルム）、Ａ４・・・・・・所望の回路パター
ンの回路幅よりも広い回路幅を有するパターンホトマス
ク（ネガフイルム）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パターン形状の異る２種のホトマスクと性質の異る
   ２種のエッチングレジストとを用い、金属板上に互いの
   パターンが重なり合うように焼付け、第１のエッチング
   が終った後に、一方のエッチングレジストを剥離し、続
   いて第２のエッチングを行なうことにより段差を有する
   金属板を製造することを特徴とする段差つきエッチング
   方法。