CN1385756A - 采用湿蚀刻的电子部件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制造方法,在通过湿蚀刻由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体的绝缘层来制造电子部件时,成本低,无须使用废弃处理中存在问题的有机溶剂,来制造电子部件。涉及一种电子部件的制造方法,通过湿蚀刻由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体来进行导电性无机物层的布图,之后通过湿蚀刻来进行绝缘层的布图。该叠层体中的绝缘层可进行湿蚀刻,为单层结构或两层以上的绝缘单元层的叠层结构,包括使用感光胶膜通过该湿蚀刻来进行绝缘层的布图。
Description
技术领域
本发明涉及一种蚀刻包含无机物层(以金属层为主)和绝缘层的叠层体中适于绝缘层蚀刻的叠层体的电子部件,具体而言,是涉及一种硬盘驱动器用悬臂。
背景技术
近年来,随着半导体技术的飞速发展,半导体组件的小型化、多管脚化、细节距化、电子部件的极小化等迅速发展,进入所谓高密度安装的时代。同时,在印刷布线基板中,也从单面布线发展为双面布线,并向多层化、薄型化发展(岩田、原园、电子材料,35(10),53(1996))。
在这种形成布线·电路时的图案形成方法中,存在用氯化二铁等酸性溶液蚀刻所谓金属层-绝缘层-金属层的层结构中的基板上的金属层,在形成布线后,为了导通夹层,在等离子体蚀刻、激光蚀刻等干状态或肼等湿状态下将绝缘层去除为期望形状(特开平6-164084号公报),通过电镀或导电胶等连布线的方法。另外,在其它图案形成方法中,存在使用感光性聚酰亚胺(特开平4-168441号公报)等将绝缘层形成期望的形状后,在其空隙中通过电镀形成布线的方法(电子安装学会第七次研究讨论会预稿集1999年发行)等。
通过近年来的电子部件的湿蚀刻的流行,发展了金属层-高分子绝缘体层各自的薄膜化,多分别用在100微米以下的膜厚。因此,在用薄膜制作布线时,由于金属层-高分子绝缘体层的热膨胀系数的差,在布线中产生翘曲。
当前,随着个人计算机的生产量急剧发展,组装在其中的硬盘驱动器的生产量也增大。硬盘驱动器中的所谓支撑读取磁盘的磁头的悬臂的部件在不锈钢的弹簧板中连接铜布线,因此向所谓的在小型化的对应不锈钢弹簧板中直接形成铜布线的无线悬臂的主产品移动。
使用第一金属层-粘着性绝缘层-芯线绝缘层-粘着性绝缘层-第二金属层构成的叠层体来制作该无线悬臂(wireless suspension)变为主流。例如,该叠层体例如以铜合金箔作为第一金属层,以不锈钢箔用为第二金属层,以在芯线绝缘层和该芯线绝缘层的两面上叠层的粘着性绝缘层作为绝缘层。因为使用该叠层体的无线悬臂是由于扫描高速旋转盘而产生细微振动的部件,所以布线的贴紧强度非常重要。因此,使用该叠层体的无线悬臂要求严格的规格。
因为硬盘驱动器是记录信息的装置,所以要求对数据读写的高度可靠性,因此,必须最大程度地减少无线悬臂产生的尘埃等尘土和去气。
被称为该无线悬臂的部件存在主要由电镀来形成布线的添加法和通过蚀刻铜箔来形成布线的减法这两种制造方法。在减法的情况下,使用对作为绝缘层的聚酰亚胺进行布图,专门干加工的等离子体蚀刻法。
另外,通常电子部件中使用的所述三层材料等的叠层体为了防止基板的翘曲,使导电性无机物层和绝缘层的热膨胀率相同,大多包含低膨胀性的绝缘层,特别是低膨胀性聚酰亚胺。在绝缘层中仅使用低膨胀性聚酰亚胺的叠层体使用东丽-杜邦株式会社制的カプトン(商品名)、宇部兴产株式会社制的ユ-ピレツクス(商品名)、钟渊化学工业株式会社制的アピカル(商品名)等聚酰亚胺薄膜来作为低膨胀性聚酰亚胺,在这些低膨胀性聚酰亚胺薄膜的表面上通过溅射或无电解电镀等,形成金属层(主要是铜),之后,通过电解电镀,增大导体层的厚度(所谓的种类I的叠层体)。另外,作为其它种类的叠层体,具有在低膨胀性聚酰亚胺的表面上形成聚酰亚胺以外的粘着剂(例如环氧树脂系列粘着剂)层的、使用由聚酰亚胺以外的粘着剂-低膨胀性聚酰亚胺-聚酰亚胺以外的粘着剂构成的三层结构的绝缘体并通过热压接使导体箔与该绝缘层粘着的叠层体(所谓的种类II的叠层体)。此外,作为其它种类的叠层体,具有在低膨胀性聚酰亚胺的表面上形成粘着性聚酰亚胺层的、使用粘着性聚酰亚胺-低膨胀性聚酰亚胺-粘着性聚酰亚胺构成的三层结构的绝缘体并通过热压接使导体箔与该绝缘层粘着的叠层体(所谓的种类III的叠层体)。
所述种类I的叠层体因为绝缘层由单一组成的聚酰亚胺构成,所以难产生翘曲,另外,因为金属层可变薄,所以有利于形成细的布线。所述种类II的叠层体和种类III的叠层体因为通过热压接导体层来形成,所以可选择各种导体层。例如,可以使用压延铜箔或不锈钢箔等来制作叠层体。种类II的叠层体的粘着性好,另外,种类III的叠层体的粘着层是耐热性好的聚酰亚胺,所以具有耐热性好的优点。另外,两者都具有可增大金属层厚度的优点。
无线悬臂必须具有弹性,所以多使用不锈钢箔作为金属层,作为叠层结构,例如铜箔-粘着性聚酰亚胺-低膨胀性聚酰亚胺-粘着性聚酰亚胺-不锈钢。以前,因为无线悬臂的绝缘层的蚀刻面积大,所以不通过激光、而主要是由作为相同干加工的干蚀刻来布图绝缘层。但是,等离子体蚀刻由于干蚀刻的蚀刻速度小,蚀刻所需时间长,并且由于是每片单位(单张)的生产,所以生产率差,另外由于装置的价格高,所以还存在生产成本非常高的缺点。
基于这些理由,期望通过蚀刻速度大、因此生产率高、且装置成本低廉的湿加工来进行绝缘层的布图。
另外,由激光打开多层基板的夹层导通用的孔并通过模具使其拔模为期望的形状的柔性印刷基板或多层基板等电子部件也通过使用湿蚀刻技术,来同时进行打孔和拔模的工序,另外,由于甚至于由模具不能切出的细微形状也可形成,所以在电子部件的各领域中期望通过湿加工来布图绝缘层。
对于所述种类II的叠层体而言,在使用环氧树脂系列粘着剂的情况下,存在所谓耐溶剂性高而不能全部湿蚀刻的不便。
对于所述种类III的叠层体而言,因为粘着性聚酰亚胺和低膨胀性聚酰亚胺层的蚀刻特性的差别大,所以蚀刻后的剖面形状不美观,事实上难以通过湿蚀刻来制作电子部件。
对于所述种类I的叠层体而言,部分进行湿蚀刻加工。但是,因为导电性无机物层的形成为溅射等处理,所以金属高速冲击聚酰亚胺表面,金属不仅侵蚀表层,而且侵蚀到聚酰亚胺层的内部,因此表层的聚酰亚胺多少有些变性。因为种类I的叠层体中的绝缘层和导电性无机物层的贴紧性主要来自导电性无机物层与绝缘层的化学键合或化学的相互作用,所以导电性无机物层和绝缘层的亲和性强。因此,在对种类I的叠层体进行湿蚀刻的情况下,在与导电性无机物层交界的绝缘层中,容易产生变性部分成为蚀刻残留的瑕疵的问题。
另一方面,通过加压使导电性无机物层和绝缘层一体化的叠层体比通过化学键合或化学的相互作用而由导电性无机物层的表面凹凸产生的簧片效果对贴紧力有利,所以难以引起蚀刻残留。另外,如上所述,在加压的叠层体制造中,因为选择导电性无机物层的自由度大,此前通过溅射来形成导电性无机物层,所以甚至于不能适用的制品也可进行制作。
虽然聚酰亚胺通常多缺乏溶媒溶解性,但因为可由肼或碱性溶液分解,所以此前已对药液的聚酰亚胺薄膜的湿蚀刻进行了各种研究。例如,在特开昭50-4577号公报中,公开了使用肼和氨的布线结构体的制造方法。另外,在特开昭58-103531号公报中,公开了无机碱性水溶液的聚酰亚胺薄膜的蚀刻方法。此外,在特开昭57-65727号公报中,公开了脂肪族二胺的聚酰亚胺的蚀刻方法。其它当前公开的聚酰亚胺的湿蚀刻方法有将肼、无机碱、有机碱、脂肪族二胺·脂肪族乙醇作为溶媒,使用将水或有机极性溶媒分别混合后的药液(例如,特开昭58-74041号公报、特开昭58-96632号公报、特开平3-101228号公报、特开平5-190610号公报、特开平5-202206号公报、特开平7-157560号公报)。
但是,因为作为分解聚酰亚胺的成分的肼的毒性高,不适用于生产过程,所以在近年公开的实例中,多使用向无机碱性水溶液中加入各种添加剂的系列蚀刻溶液。
在这些现有的聚酰亚胺膜通过湿蚀刻进行布图的方法中,有向图案掩模中使用金属的方法(特开平5-283486号公报)、使用溶剂显影、溶剂剥离的阴极型液体抗蚀剂的方法(特开平5-301981号公报)、使用溶剂显影、溶剂剥离的阳极型液体抗蚀剂的方法(特开昭51-27464号公报、特开昭53-49068号公报、特开昭57-65727号公报、特开昭58-74041号公报)。这些现有的聚酰亚胺通过湿蚀刻进行布图的方法可有效缩短绝缘层布图所需的时间。
将聚酰亚胺用作绝缘层的叠层体因为厚度薄、刚性低,所以与现有的刚直玻璃环氧基板等相比,存在所谓的操作性差的问题,因此,成为设计加工上的大的制约条件。
发明概述
第一发明
上述将金属层用作图案掩模来蚀刻聚酰亚胺的方法,将金属层蚀刻为最后的绝缘层的图案形状,在将蚀刻后的金属层作为图案掩模来蚀刻绝缘层之后,还必需通过蚀刻将该金属层蚀刻修正为作为目的的布线形状。即,有必要合计两次进行该方法的金属蚀刻处理,另外,因为聚酰亚胺蚀刻时蚀刻液与金属接触,而变为金属层恶化的原因。
另外,在使用溶剂显影·剥离型的液体抗蚀剂来制作抗蚀剂图案的情况下,因为显影液和剥离液中必须有有机溶媒,所以对环境的负荷大,也必需废液处理费用。此外,在使用溶剂显影·剥离型的液体抗蚀剂的情况下,由于下面的理由而难以稳定地制作均匀厚度的涂布膜。即,在硬盘驱动器用悬臂等电子部件中,通过在刚性低的基板上涂布、干燥液体抗蚀剂后来制造,难以制作均匀厚度的涂布膜。虽然硬盘驱动器用悬臂等电子部件中要求高精度的布图,但在通过涂布来制造抗蚀剂膜的情况下,为了高精度地使涂布膜具有一定厚度,有必要在涂布·干燥工序中进行非常严格的管理。
基本上可碱性水溶液显影·碱性水溶液剥离的抗蚀剂在使用含有无机碱性水溶液的聚酰亚胺蚀刻液时,为了确认通过蚀刻液的碱性成分而从作为基板的叠层体上剥离,使用这种抗蚀剂,认为难以实现进行叠层体蚀刻的电子部件的制造。
另外,当前公开的聚酰亚胺的湿蚀刻技术主要使用包含聚酰亚胺层由一层构成的绝缘层的叠层体,而仅有经湿蚀刻来加工聚酰亚胺层由多层叠层后的叠层体的实例的报告(特开平6-164084号公报)。这是因为当由多层叠层聚酰亚胺时,各层的蚀刻特性不同,存在所谓通过湿蚀刻不能得到好的剖面形状的问题。
因为硬盘用悬臂中弹簧材料的不锈钢是必需要素,所以使用将在两面上设置粘着性树脂层的低膨胀性聚酰亚胺薄膜夹在导体箔和不锈钢箔之间、通过压接来制作的叠层体或、在不锈钢箔上叠层多层聚酰亚胺层、并通过热压接来形成导体层的叠层体来制造。因此,除了上述的各问题外,通过湿蚀刻来布图聚酰亚胺层并制作悬臂是不能实现的。
这里,第一发明的目的在于提供一种制造方法,通过湿蚀刻由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体的绝缘层来制造电子部件,成本低,无须使用废弃处理中存在问题的有机溶剂,另外可消除上述现有技术的问题。
本发明的其它目的在于实现为了防止导电性无机物层的恶化而可进行一次导电性无机物层蚀刻的制造方法,并提供一种不使用抗蚀剂的显影·剥离中使用的药液中对环境负荷大的有机溶媒,在一层单层结构或两层以上的绝缘单元层的叠层结构的绝缘层中也可适用使用抗蚀剂的湿蚀刻的电子部件的制造方法。
本发明的其它目的在于提供一种湿蚀刻后的剖面形状好、蚀刻精度好的叠层体的电子部件的制造方法,并提供通过该制造方法得到的电子部件和硬盘用悬臂。
本发明的其它目的在于在使用干膜抗蚀刻剂的水溶液、特别是可通过碱性水溶液的显影、碱性水溶液的剥离的处理工序湿蚀刻所述叠层体。
本发明的其它目的在于在每片单位(单张)的加工中也可实现通过使用感光胶膜的碱性水溶液显影、碱性水溶液剥离的处理工序来湿蚀刻所述叠层体。
第二发明
上述将金属层用作图案掩模来蚀刻聚酰亚胺的方法,将金属层蚀刻为最后的绝缘层的图案形状,在将蚀刻后的金属层作为图案掩模来蚀刻绝缘层之后,还必需通过蚀刻将该金属层蚀刻修正为作为目的的布线形状。即,有必要合计两次进行该方法的金属蚀刻处理,另外,因为聚酰亚胺蚀刻时蚀刻液与金属接触,而变为金属层恶化的原因。
另外,在使用溶剂显影·剥离型的液体抗蚀剂来制作抗蚀剂图案的情况下,因为显影液和剥离液中必须有有机溶媒,所以对环境的负荷大,也必需废液处理费用。此外,在使用溶剂显影·剥离型的液体抗蚀剂的情况下,由于下面的理由而难以稳定地制作均匀厚度的涂布膜。即,在硬盘驱动器用悬臂等电子部件中,通过在刚性低的基板上涂布、干燥液体抗蚀剂后来制造,难以制作均匀厚度的涂布膜。虽然硬盘驱动器用悬臂等电子部件中要求高精度的布图,但在通过涂布来制造抗蚀剂膜的情况下,为了高精度地使涂布膜具有一定厚度,有必要在涂布·干燥工序中进行非常严格的管理。特别是在涂布面中存在凹凸的情况下,抗蚀剂涂布膜的表面难以变平坦,存在所谓不能高精度布图的问题。
根据这些情况,在生产上期望通过用碱性水溶液来进行显影·剥离的抗蚀剂可实现绝缘层的湿蚀刻。
基本上可碱性显影、碱性剥离的抗蚀剂使用包含无机碱的聚酰亚胺蚀刻液时,确认因为蚀刻液的碱成分而从作为羁绊叠层体剥离,因此认为使用这种抗蚀剂进行叠层体的蚀刻实现制造电子部件从来就是困难的。
虽然认为使用感光胶膜来进行碱性(碱性)药液的聚酰亚胺湿蚀刻在制造电子部件上是非常有利的,但当前还不知作为绝缘层的聚酰亚胺层的碱性(碱性)药液的湿蚀刻中可适用的感光胶膜。另外,现有叠层体湿蚀刻所需的时间长,并存在所谓不能蚀刻为好的形状的问题,所以难以选定、适用这种感光胶膜,另外,因为没有适用的意思,所以存在不用进行详细讨论的背景。
这里,第五发明的目的在于提供一种通过湿蚀刻由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体的绝缘层来制造电子部件,并可消除上述现有技术的问题的使用干膜抗蚀刻的电子部件的制造方法,由该制造方法得到的电子部件本身和硬盘用悬臂。
本发明的其它目的在于提供一种可通过碱性显影、碱性剥离的处理工序湿蚀刻所述叠层体的使用感光胶膜的电子部件制造方法、由该制造方法得到的电子部件本身和硬盘用悬臂。
本发明的其它目的在于实现为了防止导电性无机物层的恶化而可进行一次导电性无机物层蚀刻的制造方法,并提供一种不使用抗蚀剂的显影·剥离中使用的药液中对环境负荷大的有机溶媒,对单层结构或两层以上的绝缘单元层的叠层结构的绝缘层也可适用湿蚀刻的使用感光胶膜的电子部件的制造方法,由该制造方法得到的电子部件本身和硬盘用悬臂。
本发明的其它目的在于提供一种湿蚀刻后的剖面形状好、蚀刻精度好的叠层体的电子部件的制造方法,通过该制造方法得到的电子部件本身和硬盘用悬臂。
解决上述问题的本发明使用感光胶膜的电子部件制造方法在由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体上层压干膜后,通过湿蚀刻来制造电子部件,其特征在于:该叠层体的绝缘层可通过湿蚀刻形成图案,该绝缘层为一层以上,适用的干膜厚度为该叠层体的一层导电性无机物层的厚度的1.1倍以上,另外,当将被蚀刻物浸渍在保持为70℃的蚀刻液中时,感光胶膜图案的保持时间为1分钟以上。
最好是上述感光胶膜可通过碱性水溶液显影,并且可通过碱性水溶液剥离。通过这种碱性水溶液的显影和碱性水溶液下的剥离,具有不存在使用后有机溶剂的处理问题的优点。
本发明者等对各种感光胶膜的各种蚀刻液的耐性的调查结果显示,在碱性显影·碱性剥离型的感光胶膜中,若将蚀刻条件·感光胶膜进行如下适当化,则通过感光胶膜的材质可具有对蚀刻液的耐性。另外,即使对碱性显影·碱性剥离以外的乳酸显影·乳酸剥离型的感光胶膜,也同样具有耐性。
即,为了将干膜的湿蚀刻耐性赋予叠层体,期望对导电性无机物层进行布图的叠层体,通过真空压力在减压下层压感光胶膜,对得到的感光胶膜的层压体进行湿蚀刻。通过对感光胶膜在减压下对叠层体进行面施压,可解决层压后的翘曲问题。
通常如下引起与感光胶膜的叠层体的层压后的翘曲的产生。通常,使用电子部件制造中的叠层体、即由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体因为追求高度的平坦性而在减压下通过热压接来进行制作,所以未变为卷绕成辊状的长条物,而是变为每单张的片形。在形成该叠层体的绝缘层的图案时,通过辊子层压,当在结束金属布图的基板上层压感光胶膜时,因为叠层体本身缺乏刚性,所以叠层体翘曲。这种叠层体翘曲产生所谓和对抗蚀剂曝光时的掩模对齐(アライメント)的偏离变大的问题。
为了高精度地再现该叠层体的绝缘层图案,绝缘层的湿蚀刻与作为现行的干加工的等离子体蚀刻相比,特征在于图案的尺寸精度好,所以这种对齐的偏离是大问题,该问题的解决在确定湿蚀刻加工上非常重要。
因此,本发明通过在减压下对感光胶膜进行面施压,可解决层压后的翘曲问题。但是,在使用通常的感光胶膜时,在面施压的情况下,因为在绝缘层上形成导电性无机物层的布线,所以该导电性无机物层的布线变得凹凸,所以在该凹部或凸部的深处,存在所谓在感光胶膜之间内包气泡的问题。
在上述情况下,为了缓和气泡的内包,期望在感光胶膜的表面的至少单面上形成细微的凹凸。可通过压纹加工来形成该细微的凹凸。层压在表面上形成凹凸的感光胶膜,使该凹凸朝向导电性无机物层的凹凸侧(即布线侧),可抑制气泡的产生。即,通过凹凸,产生气泡解放部位,防止包入气泡。
另外,为了对叠层体赋予上述蚀刻耐性,在感光胶膜的层压体中进行曝光、显影并成图后,作为提高对绝缘层的蚀刻的感光胶膜的耐性,期望进行从紫外线照射处理、加热处理、紫外线照片处理和加热处理的组合中选择的处理。但是,对于不太要求对齐精度的制品而言,在常压下使用公知的层压方法来进行层压也可以。
另外,为了对叠层体赋予上述蚀刻耐性,期望感光胶膜的厚度为作为原料的叠层体的一层导电性无机物层的厚度的1.1-5倍,并期望是与湿蚀刻处理的绝缘层的厚度的相等以上。此时,所谓所述无机物层的厚度是指进行绝缘层的蚀刻时设置在绝缘层上的无机物层的厚度中的最大厚度。
另外,为了对叠层体赋予上述蚀刻耐性,期望绝缘层的湿蚀刻时的温度为10℃以上120℃以下。
另外,为了对叠层体赋予上述蚀刻耐性,期望湿蚀刻时使用的蚀刻液的pH比8大。
由碱性水溶液进行显影和剥离的感光胶膜因为是当前最广泛使用的,所以价廉,品种的选择范围也宽,另外,因为显影·剥离工序中用的装置也多在市场上销售,所以容易入手,价格也便宜。另外,在无机碱性水溶液的情况下,因为废液的处理也容易,所以与使用溶剂显影·溶剂剥离型的液体抗蚀剂的情况相比,加工整体中的成本大幅度下降。
适用本发明的干膜的叠层体由于是湿蚀刻后的叠层体的剖面形状好、蚀刻精度好的叠层体,特别用于硬盘驱动器用悬臂中。
第三发明
如上所述,将聚酰亚胺作为绝缘层的叠层体多数厚度薄,由于刚性低,所以与现有的刚直玻璃环氧基板等相比,存在所谓的操作性差的问题,因此,成为设计加工上的大的制约条件。所以,如果可能,不进行每片单位(单张)的加工,而期望连续片的连续供给下的连贯生产线。
但是,上述将金属层用作图案掩模来蚀刻聚酰亚胺的方法,将金属层蚀刻为最后的绝缘层的图案形状,在将蚀刻后的金属层作为图案掩模来蚀刻绝缘层之后,还必需通过蚀刻将该金属层蚀刻修正为作为目的的布线形状。即,有必要合计两次进行该方法的金属蚀刻处理,另外,因为聚酰亚胺蚀刻时蚀刻液与金属接触,而变为金属层恶化的原因。
另外,在使用溶剂显影·剥离型的液体抗蚀剂来制作抗蚀剂图案的情况下,因为显影液和剥离液中必须有有机溶媒,所以对环境的负荷大,也必需废液处理费用。此外,在使用溶剂显影·剥离型的液体抗蚀剂的情况下,由于下面的理由而难以稳定地制作均匀厚度的涂布膜。即,在硬盘驱动器用悬臂等电子部件中,通过在刚性低的基板上涂布、干燥液体抗蚀剂后来制造,难以制作均匀厚度的涂布膜。虽然硬盘驱动器用悬臂等电子部件中要求高精度的布图,但在通过涂布来制造抗蚀剂膜的情况下,为了高精度地使涂布膜具有一定厚度,有必要在涂布·干燥工序中进行非常严格的管理。
在连续蚀刻上述三层结构的长条状的叠层体时,在连续层压干膜时,因为面施压装置的层压非常不利,所以考虑通过辊子层压来对应于原料的叠层体片的连续供给。但是,在该连续供给下进行绝缘层的蚀刻的情况下,在金属布图结束的基板中对干膜抗蚀刻在常压下进行层压时,压接时产生所谓感光胶膜与叠层体的片之间、特别是布图后的金属深处中混入气泡的问题。该气泡导致蚀刻瑕疵,所以必须防止气泡的混入。
另外,基本上可碱性水溶液显影·碱性水溶液剥离的抗蚀剂在使用含有无机碱性水溶液的聚酰亚胺蚀刻液时,为了确认通过蚀刻液的碱性成分而从作为基板的叠层体上剥离,使用这种抗蚀剂,认为难以实现进行叠层体蚀刻的电子部件的制造。
另外,当前公开的聚酰亚胺的湿蚀刻技术主要使用包含聚酰亚胺层由一层构成的绝缘层的叠层体,而没有经湿蚀刻来加工聚酰亚胺层由多层叠层后的叠层体的实例的报告(特开平6-164084号公报)。这是因为当由多层叠层聚酰亚胺时,各层的蚀刻特性不同,存在所谓通过湿蚀刻不能得到好的剖面形状的问题。
因为硬盘用悬臂中弹簧材料的不锈钢是必需要素,所以使用将在两面上设置粘着性树脂层的低膨胀性聚酰亚胺薄膜夹在导体箔和不锈钢箔之间、通过压接来制作的叠层体或、在不锈钢箔上叠层多层聚酰亚胺层、并通过热压接来形成导体层的叠层体来制造。因此,除了上述的各问题外,通过湿蚀刻来布图聚酰亚胺层并制作悬臂是不能实现的。
这里,为了解决现有技术的问题,第三发明的目的在于提供一种制造方法,通过湿蚀刻由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体的绝缘层来制造电子部件,成本低,无须使用废弃处理中存在问题的有机溶剂,通过在长条物的状态下且连续供给的连贯生产线,湿蚀刻连续的片或类似的连续片,使电子部件的精度好,并可飞跃地提高生产率。
第三发明的其它目的在于实现为了防止导电性无机物层的恶化而可进行一次导电性无机物层蚀刻的制造方法,并提供一种不使用抗蚀剂的显影·剥离中使用的药液中对环境负荷大的有机溶媒,在一层单层结构或两层以上的绝缘单元层的叠层结构的绝缘层中也可适用使用抗蚀剂的湿蚀刻的电子部件的制造方法。
第三发明的其它目的在于提供一种湿蚀刻后的剖面形状好、蚀刻精度好的叠层体的电子部件的制造方法,并提供通过该制造方法得到的电子部件和硬盘用悬臂。
第三发明的其它目的在于在使用干膜抗蚀刻剂的水溶液、特别是可通过碱性水溶液的显影、碱性水溶液的剥离的处理工序湿蚀刻所述叠层体。
即,第三发明的电子部件制造方法通过湿蚀刻由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层绝缘层构成的叠层体来进行导电性无机物层的布图,接着通过湿蚀刻进行绝缘层的布图,其特征在于:在该制造方法中,该叠层体中的绝缘层可进行湿蚀刻,为单层结构或两层以上的绝缘单元层的叠层结构,该湿蚀刻的绝缘层布图对于进行了导电性无机物层布图的叠层体,使用感光胶膜,以长条物的状态并且在连续供给的连贯生产线中进行,在使用该干膜进行绝缘层的布图时,在80KPa下的减压下通过辊施压来叠层体上层压感光胶膜。
在本发明的电子部件的制造方法中,对感光胶膜在减压下对叠层体进行辊子施压时,因为工序连续进行,所以叠层体中时常存在张力,从而解决了层压后翘曲的问题。
本发明的电子部件的制造方法通过所述叠层体为长条物的状态且连续供给的连贯生产线,湿蚀刻连续的片,使电子部件的精度好,并可飞跃地提高生产率。
本发明的电子部件制造方法的最好状态是感光胶膜可通过水溶液、特别是碱性水溶液显影,可通过水溶液、特别是碱性水溶液剥离。通过进行这种碱性水溶液的显影和碱性水溶液下的剥离,具有不存在使用后有机溶剂的处理问题的优点。
对各种感光胶膜的各种蚀刻液的耐性的调查结果显示,在碱性水溶液显影·碱性水溶液剥离型的感光胶膜中,若将蚀刻条件·感光胶膜的膜厚等进行如下适当化,则通过干膜的材质可具有对蚀刻液的耐性。另外,即使对碱性水溶液显影·碱性水溶液剥离以外的乳酸水溶液显影·乳酸水溶液剥离型的感光胶膜,也同样具有耐性。
在使用每单张的片状态的所述结构的叠层体来形成绝缘层的图案中,通过辊子层压,当在结束金属布图的基板上层压感光胶膜时,因为叠层体本身薄、缺乏刚性,所以叠层体容易翘曲,产生所谓和对抗蚀剂曝光时的掩模的对齐的偏离变大的问题。为了高精度地再现该叠层体的绝缘层图案,绝缘层的湿蚀刻与作为现行的干加工的等离子体蚀刻相比,特征在于图案的尺寸精度好,所以这种对齐的偏离是大问题,该问题的解决在确定湿蚀刻加工上非常重要。本发明在上述结构中,因为叠层体为长条状的状态,且由连续供给的连贯生产线来处理,所以长条的叠层体中存在张力,在感光胶膜的层压中,在减压下通过辊子施压来进行层压,所以可防止翘曲的产生。
根据对本发明中感光胶膜向叠层体层压时的气泡的内包防止效果的说明,上述层结构的长条状的叠层体有必要多少牺牲平坦性后提供给连贯产生线,以提供连续处理的生产效率。因此,在长条状的叠层体中,对于无机物层的蚀刻结束后的叠层体,当使用感光胶膜来湿蚀刻绝缘层时,因为在绝缘层上形成导电性无机物层的布线,所以该导电性无机物层的布线变得凹凸,所以在该凹部或凸部的深处部位,存在所谓在感光胶膜之间内包气泡的问题。在本发明中,如上所述,在感光胶膜的层压中,在减压下通过辊子施压来进行层压,所以可防止包入气泡。
另外,在本发明中,期望在感光胶膜的表面形成细微的凹凸。通过层压在表面上形成凹凸的感光胶膜,使该凹凸朝向导电性无机物层的凹凸侧(即布线侧),可抑制气泡的产生。即,通过凹凸,产生气泡解放部位,防止包入气泡。
另外,为了对叠层体赋予上述干膜的蚀刻耐性,在感光胶膜的层压体中进行曝光、显影并成图后,作为提高对绝缘层的蚀刻的感光胶膜的耐性,期望进行从紫外线照射处理、加热处理、紫外线照片处理和加热处理的组合中选择的处理。
另外,上述条件为了发现效果,期望叠层体的绝缘层的厚度为3微米-500微米。当绝缘层比500微米厚时,蚀刻所需时间变长,将感光胶膜浸渍在蚀刻液中,不必保持感光胶膜的形状,另外,当小于3微米时,绝缘可靠性变低。
另外,为了对叠层体赋予上述蚀刻耐性,期望感光胶膜的厚度为作为原料的叠层体的一层导电性无机物层的厚度的1.1-5倍。
期望绝缘层的湿蚀刻所需时间为10秒以上30分钟以下,最好在10秒以上15分钟以下,更好是在10秒以上5分钟以下。当大于30分钟时,生产率变差。
另外,为了对叠层体赋予上述蚀刻耐性,期望绝缘层的湿蚀刻时的温度为10℃以上120℃以下。
由碱性水溶液进行显影和剥离的感光胶膜因为是当前最广泛使用的,所以价廉,品种的选择范围也宽,另外,因为显影·剥离工序中用的装置也多在市场上销售,所以容易入手,价格也便宜。另外,在无机碱性水溶液的情况下,因为废液的处理也容易,所以与使用溶剂显影·溶剂剥离型的液体抗蚀剂的情况相比,加工整体中的成本大幅度下降。
本发明的叠层体由于是湿蚀刻后的叠层体的剖面形状好、蚀刻精度好的叠层体,特别用于硬盘驱动器用悬臂中。
附图的简要说明
图1是表示将在聚酰亚胺绝缘层的单面上形成铜导电性无机物层、在另一单面上形成SUS导电性无机物层后的叠层体作为原材料的、通过湿蚀刻来制造电子部件的方法的工序图。
图2是蚀刻良好结束后的样品的电子显微镜相片。
图3是露出铜合金箔并产生蚀刻瑕疵的样品的电子显微镜相片。
实施发明的最佳形态
第一发明
下面使用加工图来概括说明第一发明的电子部件制造方法的最佳实施形态的具体实例。但是,本发明不限于此。图1是表示将在聚酰亚胺绝缘层1的单面上形成铜导电性无机物层3、在另一单面上形成SUS导电性无机物层2后的叠层体作为原材料的、通过湿蚀刻来制造电子部件的方法的工序图。
(a)中所示的层结构是原材料的叠层体。对于该叠层体表面和里面的各导电性无机物层2、3,通过辊压或面压来层压感光胶膜4,得到(b)中所示的叠层结构的层压体。对于该层压体,使导电性无机物层2、3覆盖期望图案的掩模后进行曝光,之后,用Na2CO3水溶液来进行显影,形成(c)中所示状态的抗蚀剂图案。接着,通过在FeCl3水溶液中进行导电性无机物层2、3的蚀刻,形成基于(d)中所示状态的抗蚀剂图案的导电性无机物层2、3的蚀刻图案。接着,用NaOH水溶液或KOH水溶液溶解剥离抗蚀剂,得到(e)中所示状态的导电性无机物层2、3的蚀刻图案。接着,对(e)状态的导电性无机物层2、3的叠层体的表面和里面通过辊压或面压来层夹感光胶膜5,得到(f)所示的叠层结构的层压体。对于该层压体,使绝缘层1覆盖期望图案的掩模后进行曝光,之后,用Na2CO3水溶液来进行显影,形成(g)中所示状态的抗蚀剂图案。接着,通过在碱性水溶液中进行绝缘层1的蚀刻,形成基于(h)中所示状态的抗蚀剂图案的绝缘层1的蚀刻图案。接着,用NaOH水溶液或KOH水溶液溶解剥离抗蚀剂,得到形成(i)中所示状态的蚀刻图案的本发明的电子部件。
下面具体说明本发明的各构成要件。
叠层体
用于本发明的叠层体是由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体。这里,称所谓使用的导电性无机物层不是有机物而是导电性物质层,例如铜或铁等纯金属层、不锈钢等合金层、在这些金属层的表面上施加处理后的物质层、单晶硅层、无机半导体层、金属氧化物层等,在绝缘层的两个面上形成导电性无机物层的情况下,各导电性无机物层既可相同,也可不同。特别是,在作用电子部件的情况下,最佳使用铜、铜合金、铁、镍、不锈钢等。这些导电性无机物层的厚度最好在0.1微米-1毫米的范围内,特别是在导电性无机物层为金属的情况下,最好是在0.1微米-200微米的范围内。
通过本发明的电子部件制造方法得到的电子部件在用于硬盘驱动器用悬臂的情况下,作为原材料的叠层体中的导电性无机物层的一方若为不锈钢,虽然未特别限定,但从悬臂必需的弹性或尺寸稳定性的方面来看,SUS304最好或更好在300度以上的温度下进行应力退火处理。不锈钢箔的最佳厚度范围为10-70微米,更好是15-30微米。
作为原材料的叠层体另一方的导电性无机物层例如为厚度为3-20微米的铜箔、铜合金箔等。所谓铜合金箔是由铜和镍、硅、锌、锡、铍等不同元素构成的合金箔,铜的含有率为80%以上。
以改善这些不锈钢箔和铜合金箔中的粘着力等为目的,实施化学的或机械的表面处理。
上述叠层体中的绝缘层若为具有绝缘性的物质,虽然不特别限定,但从薄膜的绝缘性和耐热性的观点看,最好包含至少一层以上的聚酰亚胺树脂。另外,根据提高与导电性无机物层的粘着性的目的,即使叠层构成绝缘层的多层绝缘单元层也不会有影响。例如,也可包含粘着性绝缘层。此时,从耐热性·绝缘性的观点来看,所有层都最好是聚酰亚胺。另外,这些层既可以是根据要求的特性而全部不同的组成,也可以是相同的组成用于多层。作为这种实例,例如由不锈钢-粘着性聚酰亚胺A-低膨胀性聚酰亚胺-粘着性聚酰亚胺B-铜构成的叠层体,所谓粘着性聚酰亚胺B因为作为各自覆盖体的导电性无机物层与不锈钢和铜不同,所以从调整为与各自覆盖体的良好粘着的组成的必要性而言,为不同的组成。
从防止基板的翘曲的观点来看,绝缘层中至少一层的与导电性无机物层的热膨胀率(线热膨胀系数)最好使用较相似的(参照特开昭60-157286号公报),其热膨胀率的差的允许范围为±15ppm。另外,由于通常导电性无机物为30ppm以下的热膨胀率,所以最好使用具有30ppm以下热膨胀率的绝缘层。另外,在希望较严格地抑制翘曲产生的情况下,30ppm以下的绝缘层的总厚度最好为所有绝缘层总厚度的1/2以上。
叠层体中的绝缘层、特别是具有多层聚酰亚胺的蚀刻特性是重要的。本发明的叠层体中的绝缘层由两层以上的绝缘单元层构成,期望湿蚀刻时的各层蚀刻速度大小之比为6∶1-1∶1,最好在4∶1-1∶1的范围内。若选择具有该范围内蚀刻速度的各绝缘单元层,则绝缘层为好的蚀刻形状。因此,即使是以前要求严格规格的无线悬臂用的叠层体,因为可高精度进行湿蚀刻,所以与干蚀刻相比,可在短时间内蚀刻,生产率好。
另外,绝缘层的总厚度最好为3微米-500微米的范围。另外,从生产率的观点来看,以及对感光胶膜的蚀刻液的耐性观点来看,湿蚀刻加工时间最好是10秒以上30分钟以下,更好是在15分钟以内进行加工。另一方面,超过30分钟时,生产率变差。在进行湿蚀刻加工条件下的蚀刻速度大,在30分钟可蚀刻500微米以上的绝缘层的情况下,绝缘层的厚度也可以是500微米,反之,蚀刻速度小,在30分钟内不能蚀刻500微米的情况下,30分钟为可蚀刻绝缘层的厚度的允许范围。当具体举例时,蚀刻速度为20微米/min的情况下,小于600微米都是绝缘层的厚度的允许范围,而在蚀刻速度为2微米/min的情况下,小于60微米都是绝缘层的厚度的允许范围。
所谓绝缘层的湿蚀刻是指当以碱性水溶液中的作为绝缘层的聚酰亚胺的蚀刻为例时,醯亚胺键与溶液中的氢氧化物离子起反应后开环,变为聚酰胺(ポリアミツク)酸。在该状态下,通过聚酰亚胺时容易溶解于碱性水溶液中,另外,通过降低似胺酸的酰胺基加水分解于氢氧化物离子中的等离子体的分子量来提高溶解性。另外,在分子链中具有易加水分解的基的情况下,也存在加水分解的时刻。通常在相同结构、相同制造条件下制作的绝缘层的情况下,其速度近似地与氢氧化物离子撞击聚酰亚胺的酰胺键的次数成正比,在热力学上与温度一起成指数函数地增大。
通过该原理,蚀刻速度为直链上的聚合物时,若为实用的分子量的范围,则认为基本不受分子量的影响,实际上,在本发明者进行的实验中也提出加强上述假设的数据。
本发明中使用的作为原材料的叠层体中,所谓构成绝缘层的粘着性绝缘层主要是聚酰亚胺或与其类似的树脂,但不特别限定,也可以是具有耐热性或绝缘性的树脂(无所谓有无酰胺键)。在本发明中,在粘着性聚酰亚胺与覆盖体的90度剥离试验中的贴紧力为100g/cm以上的聚酰亚胺中,主要使用热可塑性聚酰亚胺,但不特别限定。
用于本发明的作用原材料的叠层体通过在导电性无机物层上直接涂布·叠层一层以上的绝缘层溶液来形成绝缘层,此时,叠层另一方的导电性无机物层后,通过热压接来进行制作(浇铸法),在事先准备的作为绝缘层的芯线膜上形成粘着性绝缘层,在其上下叠层并热压接导电性无机物层来进行制作(薄膜法),或在绝缘膜上形成粘着性绝缘层后,通过蒸镀或溅射·电镀等来形成导电性无机物层等,如果最终的叠层体的层结构相同,无论其制作方法如何,只要满足作为目的的制品的要求性能,就可适当选择。
作为目的的电子部件最好使用在压延铜箔或不锈钢等通过电镀未形成导电性无机物层为必要成分的情况下通过热压接来形成导电性无机物层的方法来制作的叠层体,在布线宽度为1微米以下的非常细微的导电性无机物层的布图变为必要时,最好使用通过溅射或电镀来薄地形成导电性无机物层的叠层体。
包含导电性无机物层的叠层体的整体厚度因用途而多样化,但最好在5微米-2000微米的范围内。特别是在叠层体中的导电性无机物全部是金属的情况下,最好在5微米至1000微米的范围内,特别是在5-500微米的范围内。
感光胶膜
本发明中的感光胶膜中,使用通过照射红外线(电磁波)而对显影液的溶解性发生变化的物质。所谓感光胶膜是指通过期望图案的曝光掩模来照射红外线(电磁波),可在曝光部和未曝光部中布图的感光性树脂组成物为固体,形成膜状。存在曝光部溶出显影液的阳极型和未曝光部溶出显影液的阴极型,在本发明中,只要满足下述要求的物性,无论用哪种都可以。
在本发明的感光胶膜中,最好通过水溶液、特别是碱性水溶液来进行显影和剥离,但在湿蚀刻在蚀刻液中具有耐性的绝缘层期间,若可保持图案形状,则不特别限定。例如,通过碱性水溶液进行显影·剥离,可使用旭化成工业株式会社制サンフオ-トシリ-ズ(商品名)、ニチゴ-モ-トン社制ALPHO系列(商品名)、LAMINAR系列(商品名)等。另外,也可使用市场上出售的乳酸溶液显影·乳酸溶液剥离型的感光胶膜SEP-00GI-25AR(商品名:新日铁化学株式会社制)等。
本发明中的绝缘层的湿蚀刻多在绝缘层表面上形成导电性无机物层的布线等凹凸,此时,期望所用的感光胶膜的膜厚为导电性无机物层厚度的1.1-5倍。当不足1.1倍时,在层压感光胶膜后,基板的凸部可能会突出感光胶膜而露出,变为蚀刻形状不好的原因。另外,当以稳定图案形状为目的时,根据解析细微图案的目的,膜厚的上限最好为绝缘层上导电性无机物层厚度的5倍。当简单表述时,若感光胶膜的膜厚为通过感光胶膜形成图案侧的导电性无机物层厚度的1.1-5倍的范围内,则可得到好的图案形状。
通常,市售的感光胶膜的长宽比为2-1左右,在布图细线时,越薄越有利,但因为存在上述问题,所以需要比设置在叠层体中的导电性无机物层厚。
感光胶膜的层压方法通常使用辊压、面压等公知的层压方法,但本发明中用的叠层体的绝缘层的厚度最大为500微米,最好为300微米以下,所以在将导电性无机物层布图为规定形状的状态下,基板的刚性低。因此,当通过辊压来层压叠层体时,在对每片进行加工的情况下,基板翘曲。基板翘曲时,之后进行曝光时对齐中产生大偏离。该偏离由于导致导电性无机物层的图案与绝缘层的图案有偏离,所以必须尽可能小。因此,在片上的基板上层压感光胶膜时,使用面压来制作高精度设计的制品是必要条件。
另外,在蚀刻后的导电性无机物层上层压感光胶膜时,若混入气泡,则在例如因蚀刻而产生导电性无机物层的凹凸深处的部位中,若感光胶膜之间包含气泡,则该部分贴紧差,蚀刻形状中出现瑕疵。湿蚀刻的蚀刻速度比作为干加工的等离子体蚀刻大数十倍,所以当存在这种贴紧瑕疵时,容易蚀刻到通常未被蚀刻的部位,可知图案瑕疵在干加工中范围宽。因此,在本发明中,期望在减压状态乃至真空状态、最好80KPa(600mmHg)以下、更好是40KPa(300mmHg)以下、更好是6.7KPa(50mmHg)以下的蒸气压下进行该层压工序来去除气泡。
因此,在表面使用平滑的感光胶膜的情况下,即使进行减压的面压,基板表面的约20%也会变为气泡。在这种情况下,使用在表面上实施细微凹凸的感光胶膜来进行层压时,使凹凸朝向基板侧,细微的凹凸变为释放气泡的通道,不产生该现象,对去除气泡非常有效。
即,在每片的处理中层压感光胶膜的情况下,在制造尺寸精度好的制品时,最好使用在减压下实施面压和在表面上施加凹凸的感光胶膜的状态。
在感光胶膜表面上实施的凹凸的表面粗糙度Rz最好为0.5微米-50微米的范围,形成凹凸的方法通过涂布或成形感光性树脂组成物来形成感光胶膜后,通过实施压纹加工,或在事先凹凸的膜中涂布感光性树脂组成物溶液,使之干燥,得到形成凹凸的感光胶膜,但不特别限定该方法。
层压感光胶膜的条件最好在20-100℃的范围的温度、0.05-0.3MPa(0.5-3kgf/cm2)的范围的压力下实施。另外,期望此时的气氛为减压状态乃至真空状态、最好为80KPa(600mmHg)以下、更好是40KPa(300mmHg)以下、更好是6.7KPa(50mmHg)以下的蒸气压。通过加工的叠层体的片尺寸来调整真空吸引时间,设定时间,在压接时,在感光胶膜和叠层体的片之间不残留气泡。另外,层压条件因使用的感光胶膜的Tg而不同,在充分覆盖导电性无机物层图案间的温度下进行层压。此时,当提高温度时,由于曝光时的敏感度不稳定,所以应注意。
感光胶膜的显影和剥离使用对应于所用的感光胶膜的显影液或剥离液,虽然最好在推荐条件下进行,但不特别限定。如上所述,从废弃物处理的观点来看,期望用水溶液、最好是碱性水溶液、更好是无机碱性水溶液来显影。所谓本发明中的水溶液,可以是以水为主要成分的液体,也可包含符合显影或剥离条件的不足50%重量的脂肪族乙醇、芳香族乙醇、有机极性溶媒等有机溶媒。显影方法既可是浸渍法,也可是空气中喷射法,或者是液体中喷射法,不特别限定。
在将感光胶膜用于聚酰亚胺的湿蚀刻的情况下,因为蚀刻液的成分包含反应性非常高的成分,所以与其它情况相比,感光胶膜难以保持图案。在这种情况下,层压感光胶膜,在曝光显影后,在形成图案的状态下,进行加热,在阴极型感光胶膜的情况下,当照射电离放射线、最好是紫外线时,感光胶膜的图案变得强固,即使与蚀刻液接触,形状保持的时间也变长。
作为加热条件,为30-200℃,最好为70-150℃的范围,处理时间为10秒-20分钟之间适当。作为方法,例如静置于轻便电炉上的方法、投入烘箱中的方法、用热风处理的方法、使用红外线加热器的方法等,不特别限定。
另外,在形成抗蚀剂图案后,通过照射紫外线(电磁波),来提高图案保持性的情况下,也可用与图案曝光时同样的波长来进行5mJ以上的能量照射。
蚀刻液
本发明中使用的蚀刻液中,可使用现有技术项下所述的各种蚀刻液。但是,因为本发明的电子部件的制造方法以高生产率、低加工成本(装置成本·维修管理成本·废弃物处理成本)、低毒性为目的,所以期望蚀刻液低毒性且高寿命。虽然最好不包含毒性高的肼,但对于蚀刻液而言,若重量为10wt%以下,也可作为添加剂。当肼超过10%时,进行蚀刻时的形状容易变得不稳定,难以进行工序管理。如特开平5-301981号公报所述,肼在蚀刻中的动作不稳定,所以肼含量少的一方最好是在工序管理上·作业环境上。
本发明中所用的蚀刻液必须具有在所用的感光胶膜可保持形状的时间内可仅蚀刻聚酰亚胺的充分蚀刻速度。具体而言,最好具有特开平10-97081号公报和特开平10-195214号公报中所公开的以无机碱为主要成分的碱性水溶液。例如,本发明中使用的蚀刻液基本上在无机碱·脂肪族胺(二胺)、脂肪族乙醇·脂肪族氨基的单独或其混合水溶液中添加尿素或有机极性溶媒,期望pH比9大。
蚀刻的处理温度若为比所用的蚀刻液的凝固点或沉淀产生的温度高,比沸点低的温度范围,则从生产率或工序管理上的关系来说,为10-120℃,最好为30-95℃,更好为50-90℃。在包含在进行处理的温度下发挥的成分的蚀刻液的情况下,当继续长时间处理时,因为蚀刻液的组成变化,所以最好在处理温度尽可能使蚀刻液的内容成分不挥发的温度下进行,但不必在该温度下进行。
蚀刻浴内的温度分布小的话,越小越好,最好维持在±1度的范围内,更好是维持在±0.5度的范围内。
从上述可知,温度变高,则根据聚酰亚胺的湿蚀刻机构,确认蚀刻速度指数函数地变大。在蚀刻速度大的条件下进行处理,则蚀刻速度相对温度的差别变大,所以蚀刻浴内存在温度分布时,基板面内的图案精度参差不齐变大。在绝缘层的蚀刻速度大的情况下特别明显,在极力使温度分布变小的均匀加工上具有效果。
进行蚀刻的方法例如为浸渍法、空气中喷射法、溶液中喷射法、浸渍+超声波照射法等,在空气中喷射法的情况下,来自蚀刻液的内容成分挥发多,溶液的管理变得困难。最好是浸渍法或溶液中喷射法,为了进一步减小蚀刻形状的斜角,最好是溶液中喷射法。
在蚀刻液中照射超声波的情况下,通过超声波照射,感光胶膜部分剥离,有必要考虑超声波条件,以便不使蚀刻形状变为瑕疵。
在叠层体的蚀刻处理中,既可在叠层体垂直竖立的状态下也可进行处理,也可在处于水平的状态下进行处理。当垂直竖立地进行处理时,在蚀刻结束后从蚀刻浴中取出时,最好去除蚀刻液,使蚀刻液的损失减少。当水平处理时,可进行水平连续搬送,更适于批量生产,另外,存在蚀刻液的温度分布小的优点。
必要时,在蚀刻处理前,用界面活性剂来处理叠层体表面,实施提高与蚀刻液的亲和性的处理。在蚀刻液以无机碱性水溶液为主要成分的情况下,没有与绝缘层表面的亲和性,在这种情况下,为了均匀蚀刻叠层体整体,存在界面活性剂处理提高亲和性的效果。用于该目的的界面活性剂的种类不特别限定,在连续大量处理的情况下,变为蚀刻液中缓慢包含界面活性剂的状态。在这种情况下,当使用离子性的界面活性剂时,因为担心作为缓冲剂的作用而恶化蚀刻液,所以最好是ノニオン系列的界面活性剂。
另外,最好在蚀刻液的处理后根据需要来进行漂洗处理。若不进行漂洗处理,则蚀刻液的成分或蚀刻后的绝缘层的残留会残留在基板表面上,最好没有残留。在用于该漂洗处理中的漂洗液中,例如碱性水溶液、有机极性溶媒和水的混合溶液、有机极性溶媒和碱的混合溶液、水等,不特别限定。漂洗处理的温度最好在比所用的漂洗液的凝固点或沉淀产生的温度高、比沸点低的温度范围内。此时,将作为蚀刻后的工序的感光胶膜剥离工序的剥离液原样用作漂洗液,也可同时进行漂洗处理和感光胶膜剥离工序。
在用于漂洗液中的所述有机极性溶媒例如有n-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺等,不特别限定。另外,用于漂洗液中的所述碱除甲醇、乙醇、丙醇等脂肪族的乙醇外,可以是酚、甲酚等芳香族乙醇,也可是在ジオ-ル等一个分子中具有多个氢氧(羟)基的物质。
感光胶膜的剥离
感光胶膜的剥离使用所用感光胶膜剥离的推荐条件,但在作为使用的绝缘层的聚酰亚胺等缺乏耐碱性的情况下,最好使用乙醇胺等有机碱性水溶液。感光胶膜的剥离方法通常多为碱性水溶液的药液喷射剥离,但也可是浸渍法用超声波照射。
另外,虽然多为由热压制作的叠层体,但为了提高贴紧力,在形成叠层体的导电性无机物层表面上进行糙化处理,在将该糙化面转录到绝缘层上的情况下,在该糙化面内嵌入感光胶膜,所以必须比通常严格的条件。另外,在进行上述蚀刻液耐性提高处理的情况下也一样。
第二发明
下面使用加工图来概括说明第二发明的使用感光胶膜的电子部件制造方法、电子部件和硬盘用悬臂实施形态的具体实例。但是,本发明不限于此。图1是表示将在聚酰亚胺绝缘层1的单面上形成铜导电性无机物层3、在另一单面上形成SUS导电性无机物层2后的叠层体作为原材料的、通过湿蚀刻来制造电子部件的方法的工序图。
(a)中所示的层结构是电子部件的原材料的叠层体。对于该叠层体表面和里面的各导电性无机物层2、3,通过辊压或面压来层压感光胶膜4,得到(b)中所示的叠层结构的层压体。对于该层压体,使导电性无机物层2、3覆盖期望图案的掩模后进行曝光,之后,用Na2CO3水溶液来进行显影,形成(c)中所示状态的抗蚀剂图案。接着,通过在FeCl3水溶液中进行导电性无机物层2、3的蚀刻,形成基于(d)中所示状态的抗蚀剂图案的导电性无机物层2、3的蚀刻图案。接着,用NaOH水溶液或KOH水溶液溶解剥离抗蚀剂,得到(e)中所示状态的导电性无机物层2、3的蚀刻图案。接着,对(e)状态的导电性无机物层2、3的叠层体的表面和里面通过辊压或面压来层夹感光胶膜5,得到(f)所示的叠层结构的层压体。对于该层压体,使绝缘层1覆盖期望图案的掩模后进行曝光,之后,用Na2CO3水溶液来进行显影,形成(g)中所示状态的抗蚀剂图案。接着,通过在碱性水溶液中进行绝缘层1的蚀刻,形成基于(h)中所示状态的抗蚀剂图案的绝缘层1的蚀刻图案。接着,用NaOH水溶液或KOH水溶液溶解剥离抗蚀剂,得到形成(i)中所示状态的蚀刻图案的本发明的电子部件。
下面具体说明本发明的各构成要件。
叠层体
用于本发明的叠层体是由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体。这里,称所谓使用的导电性无机物层不是有机物而是导电性物质层,例如铜或铁等纯金属层、不锈钢等合金层、在这些金属层的表面上施加处理后的物质层、单晶硅层、无机半导体层、金属氧化物层等,在绝缘层的两个面上形成导电性无机物层的情况下,各导电性无机物层既可相同,也可不同。特别是,在作用电子部件的情况下,最佳使用铜、铜合金、铁、镍、不锈钢等。这些导电性无机物层的厚度最好在0.1微米-1毫米的范围内,特别是在导电性无机物层为金属的情况下,最好是在0.1微米-200微米的范围内。
通过本发明的电子部件制造方法得到的电子部件在用于硬盘驱动器用悬臂的情况下,作为原材料的叠层体中的导电性无机物层的一方若为不锈钢,虽然未特别限定,但从悬臂必需的弹性或尺寸稳定性的方面来看,SUS304最好或更好在300℃以上的温度下进行应力退火处理。不锈钢箔的最佳厚度范围为10-70微米,更好是15-30微米。
作为原材料的叠层体另一方的导电性无机物层例如为厚度为3-30微米的铜箔、铜合金箔等。所谓铜合金箔是由铜和镍、硅、锌、锡、铍等不同元素构成的合金箔,铜的含有率为70%以上。
为了提高这些不锈钢箔和铜合金箔中的粘着力等,可实施表面处理。
上述叠层体中的绝缘层若为具有绝缘性的物质,虽然不特别限定,但从薄膜的绝缘性和耐热性的观点看,最好包含至少一层以上的聚酰亚胺树脂。另外,根据提高与导电性无机物层的粘着性的目的,即使叠层构成绝缘层的多层绝缘单元层也不会有影响。例如,也可包含粘着性绝缘层。此时,从耐热性·绝缘性的观点来看,所有层都最好是聚酰亚胺。另外,这些层既可以是根据要求的特性而全部不同的组成,也可以是相同的组成用于多层。作为这种实例,例如由不锈钢-粘着性聚酰亚胺A-低膨胀性聚酰亚胺-粘着性聚酰亚胺B-铜构成的叠层体,所谓粘着性聚酰亚胺B因为作为各自覆盖体的导电性无机物层与不锈钢和铜不同,所以从调整为与各自覆盖体的良好粘着的组成的必要性而言,为不同的组成。
上述叠层体的绝缘层中构成绝缘层的至少一层是有机物和无机物的复合体。该复合体例如是将无机填料等无机物微粒子分散到基质树脂层中或将基质树脂浸渍在玻璃织布等纤维片中形成。
从防止基板的翘曲的观点来看,绝缘层中至少一层的与导电性无机物层的热膨胀率(线热膨胀系数)最好使用较相似的(参照特开昭60-157286号公报),其热膨胀率的差的允许范围为±15ppm。另外,由于通常导电性无机物为30ppm以下的热膨胀率,所以最好使用具有30ppm以下热膨胀率的绝缘层。另外,在希望较严格地抑制翘曲产生的情况下,30ppm以下的绝缘层的总厚度最好为所有绝缘层总厚度的1/2以上。
叠层体中的绝缘层、特别是具有多层聚酰亚胺的蚀刻特性是重要的。本发明中使用的叠层体中的绝缘层由两层以上的绝缘单元层构成,期望湿蚀刻时的各层蚀刻速度大小之比为6∶1-1∶1,最好在4∶1-1∶1的范围内。若选择具有该范围内蚀刻速度的各绝缘单元层,则绝缘层为好的蚀刻形状。因此,即使是以前要求严格规格的无线悬臂用的叠层体,因为可高精度进行湿蚀刻,所以与干蚀刻相比,可在短时间内蚀刻,生产率好。
另外,绝缘层的总厚度最好为3微米-500微米的范围。另外,从生产率的观点来看,以及对感光胶膜的蚀刻液的耐性观点来看,湿蚀刻加工时间最好是10秒以上30分钟以下,更好是在10秒以上15分钟以内、最佳是10秒以上10分钟以内、最好是在10秒以上5分钟以内。超过30分钟的蚀刻条件下,因为蚀刻液是强碱性液,所以在感光胶膜蚀刻时进行剥离,不能形成期望的蚀刻图案。在进行湿蚀刻加工条件下的蚀刻速度大,在30分钟可蚀刻500微米以上的绝缘层的情况下,绝缘层的厚度也可以是500微米,反之,蚀刻速度小,在30分钟内不能蚀刻500微米的情况下,30分钟为可蚀刻绝缘层的厚度的允许范围。当具体举例时,蚀刻速度为20微米/min的情况下,小于600微米都是绝缘层的厚度的允许范围,而在蚀刻速度为2微米/min的情况下,小于60微米都是绝缘层的厚度的允许范围。
所谓绝缘层的湿蚀刻是指当以碱性水溶液中的作为绝缘层的聚酰亚胺的蚀刻为例时,醯亚胺键与溶液中的氢氧化物离子起反应后开环,变为聚胺(ポリアミツク)酸。在该状态下,通过聚酰亚胺时容易溶解于碱性水溶液中,另外,似胺酸的酰胺基受到氢氧化物离子的冲击,加水分解后,通过降低等离子体的分子量来提高溶解性。另外,在分子链中具有易加水分解的基的情况下,也存在加水分解的时刻。通常在相同结构、相同制造条件下制作的绝缘层的情况下,其速度近似地与氢氧化物离子撞击聚酰亚胺的酰胺键的次数成正比,在热力学上与温度一起成指数函数地增大。
通过该机理,为直链上的聚合物的情况下,若为实用的分子量的范围,则认为蚀刻速度基本不受分子量的影响,实际上,在本发明者进行的实验中也提出加强上述假设的数据。
本发明中使用的作为原材料的叠层体中,所谓构成绝缘层的粘着性绝缘层主要是聚酰亚胺或与其类似的树脂,但不特别限定,也可以是具有耐热性或绝缘性的树脂(无所谓有无酰胺键)。在本发明中,在粘着性聚酰亚胺与覆盖体的贴紧力为100g/cm以上的聚酰亚胺中,主要使用热可塑性聚酰亚胺,但不特别限定。
用于本发明的作用原材料的叠层体通过在导电性无机物层上直接涂布·叠层一层以上的绝缘层溶液来形成绝缘层,此时,叠层另一方的导电性无机物层后,通过热压接来进行制作(浇铸法),在事先准备的作为绝缘层的芯线膜上形成粘着性绝缘层,在其上下叠层并热压接导电性无机物层来进行制作(薄膜法),或在绝缘膜上形成粘着性绝缘层后,通过蒸镀或溅射·电镀等来形成导电性无机物层等,如果最终的叠层体的层结构相同,无论其制作方法如何,只要满足作为目的的制品的要求性能,就可适当选择。
作为目的的电子部件最好使用在压延铜箔或不锈钢等通过电镀未形成导电性无机物层为必要成分的情况下通过热压接来形成导电性无机物层的方法来制作的叠层体,在布线宽度为1微米以下的非常细微的导电性无机物层的布图变为必要时,最好使用通过溅射或电镀来薄地形成导电性无机物层的叠层体。
包含导电性无机物层的叠层体的整体厚度因用途而多样化,但最好在5微米-2000微米的范围内。特别是在叠层体中的导电性无机物全部是金属的情况下,最好在5微米至1000微米的范围内,特别是在5-500微米的范围内。
感光胶膜
本发明中使用的感光胶膜中,例如通过照射红外线(电磁波)而对显影液的溶解性发生变化的物质。所谓感光胶膜是指通过期望图案的曝光掩模来照射红外线(电磁波),可在曝光部和未曝光部中布图的感光性树脂组成物形成膜状。存在曝光部溶出显影液的阳极型和未曝光部溶出显影液的阴极型,在本发明中,只要满足下述要求的物性,无论用哪种都可以。
具有而言,本发明中使用的感光胶膜通过高分子粘结剂、单官能和/或多官能单体、光聚合开始剂、其它添加剂的配合来获得,通常,可在薄膜等基料上涂布这些混合溶液来制造。
作为本发明中使用的感光胶膜的一个成分的所述高分子粘结剂是为了保持感光胶膜的形态或为了赋予显影性等而混入感光胶膜中,即相当于感光胶膜构架的成分。作为这种高分子粘结剂,主要可使用丙烯基系列树脂,也可使用其它如聚酯、聚酰胺、聚醚、聚烯丙胺等,但不特别限定。另外,因为作为感光胶膜必须保持形状,所以高分子粘结剂的重量平均分子量最好为6000以上,从现影性的观点来看重量平均分子量最好为100000以下,但不特别限定。
作为本发明中使用的感光胶膜的一个成分的高分子粘结剂中,为了赋予显影性,在碱性显影的情况下、酸性官能团、酸性显影的情况下多导入碱性的官能团。作为该官能团,多官能单体、和单官能单体通过照射红外线等,通过使光聚合开始剂产生的自由基,与高分子粘结剂或其它多官能单体反应,通过形成交联结构,使感光胶膜的溶解性减少。
在这种官能团的具体实例中,例如含有1,6-己烷二醇二(偏)丙烯酸脂、1,4-环己烷二醇二(偏)丙烯酸脂、聚丙烯乙二醇二(偏)丙烯酸脂、聚乙二醇二(偏)丙烯酸脂、聚氧化乙烯聚氧丙二醇二(偏)丙烯酸脂等聚氧烯化乙二醇(偏)丙烯酸脂、、2-二(p-羟基苯基)丙烷二(偏)丙烯酸脂、甘油三(偏)丙烯酸脂、三甲缩醛丙烷三(偏)丙烯酸脂、聚氧丙基三甲缩醛丙烷三(偏)丙烯酸脂、聚氧乙基三甲缩醛丙烷三丙烯酸脂、三季戍四醇五(偏)丙烯酸脂、三甲缩醛丙烷三甘油基乙醚三(偏)丙烯酸脂、双酚A二甘油基乙醚二(偏)丙烯酸脂、2,2双(4-甲基丙烯氧五元(メタクリロキシペンタエトキシ)酚)丙烷和尿烷基的多官能(偏)丙烯酸脂、结构中含有双酚A的多官能甲基丙烯酸酯或丙烯酸脂等,不特别限定。
作为本发明中使用的感光胶膜一个成分的光聚合开始剂吸收电磁波、特别是红外线,分解和/或进行从其它分子中拉拔氢,产生自由基,例如,2-乙基蒽醌、八乙基蒽醌、1,2-苯蒽醌、2,3-苯蒽醌、2-酚蒽醌、2,3-二酚蒽醌、1-氯蒽醌、2-氯蒽醌、2-甲基蒽醌、1,4-萘醌、9,10-菲醌、2-甲基1,4-萘醌、2,3-二甲基蒽醌、3-氯-2-甲基蒽醌等醌类;苯酮、ミヒラ-ズ酮[4,4’-二(二甲胺)苯酮]、4,4’-二(二乙胺)苯酮等芳香族酮类;苯偶姻、苯偶姻乙基乙醚、苯偶姻酚乙醚、甲基苯偶姻、乙基苯偶姻等苯偶姻类、苄基二甲基酮、苄基二乙基酮、2-(o-氯酚)-4,5-二酚咪唑啉二聚物等二咪唑化合物;硫代黄氧素类和烷基氨基安息香酸的组合、例如乙基硫代黄氧素和二甲基氨基安息香酸乙基、2-氯硫代黄氧素和二甲基氨基安息香酸乙基、异丙基硫代黄氧素和二甲基氨基安息香酸乙基的组合、另外,2-(o-氯酚)-4,5,二酚咪唑二聚物和ミヒラ-ズ酮的组合;9-酚吖啶等吖啶类、1-酚-1,2-丙烷二オン-2-o苯酰肟、1-酚-1,2-丙烷二オン-2-(o-二氧基羰基)肟等肟酯类等,不特别限定。
另外,作为本发明中使用的感光胶膜的添加剂有提高照射后的电磁波的吸收效率的色素或给予干膜自身柔软性的可塑剂等,不特别限定。
在本发明中使用的感光胶膜中,最好通过碱性溶液来进行显影和剥离,但在湿蚀刻在蚀刻液中具有耐性的绝缘层期间,若可保持图案形状,则不特别限定。例如,通过碱性水溶液进行显影·剥离,可使用旭化成工业株式会社制サンフオ-トシリ-ズ(商品名)、ニチゴ-モ-トン社制ALPHO系列(商品名)、LAMINAR系列(商品名)等。另外,也可使用市场上出售的乳酸显影·乳酸剥离型的感光胶膜SEP-00GI-25AR(商品名:新日铁化学株式会社制)等。
本发明中使用的叠层体中的绝缘层的湿蚀刻多在绝缘层表面上形成导电性无机物层的布线等凹凸,此时,期望所用的感光胶膜的膜厚为导电性无机物层厚度的1.1倍。当不足1.1倍时,在层压感光胶膜后,基板的凸部可能会突出感光胶膜而露出,变为蚀刻形状不好的原因。当简单表述时,若感光胶膜的膜厚为通过感光胶膜形成图案侧的导电性无机物层图案厚度的1.1倍以上的范围内,则可得到好的图案形状。
通常,市售的感光胶膜的长宽比为2-1左右,在布图细线时,越薄越有利,但因为存在上述问题,所以需要比设置在叠层体中的导电性无机物层厚。
感光胶膜的层压方法通常使用辊压、面压等公知的层压方法。
本发明中用的叠层体的绝缘层薄,在将无机物层成图为期望形状的状态下,叠层体的刚性低,当通过辊压在叠层体上层压感光胶膜时,在对每单张片进行加工的情况下,层压片的叠层体存在翘曲的问题。基板翘曲时,之后进行曝光时对齐中产生大偏离。该偏离由于导致导电性无机物层的图案与绝缘层的图案有偏离,所以必须尽可能小。因此,在片上的叠层体上层压感光胶膜时,使用面压来制作高精度设计的制品是必要条件。
另外,在蚀刻后的导电性无机物层上层压感光胶膜时,若混入气泡,则在例如因蚀刻而产生导电性无机物层的凹凸深处的部位中,若感光胶膜之间包含气泡,则该部分贴紧差,蚀刻形状中出现瑕疵。湿蚀刻的蚀刻速度比作为干加工的等离子体蚀刻大数十倍,所以当存在这种贴紧瑕疵时,容易蚀刻到通常未被蚀刻的部位,可知图案瑕疵在干加工中范围宽。因此,在要求高精度布图的制品的情况下,期望在减压状态乃至真空状态、最好80KPa(600mmHg)以下、更好是40KPa(300mmHg)以下、更好是6.7KPa(50mmHg)以下的蒸气压下进行该层压工序来去除气泡。
因此,在表面使用平滑的感光胶膜的情况下,即使进行减压的面压,基板表面的约20%也会变为气泡。在这种情况下,使用在表面上实施细微凹凸的感光胶膜来进行层压时,使凹凸朝向基板侧,细微的凹凸变为释放气泡的通道,不产生该现象,对去除气泡非常有效。
即,在每片的处理中层压感光胶膜的情况下,在制造尺寸精度好的制品时,最好使用在减压下实施面压和在表面上施加凹凸的感光胶膜的状态。
在感光胶膜表面上实施的凹凸的表面粗糙度Rz最好为0.5微米-50微米的范围,形成凹凸的方法通过涂布或成形感光性树脂组成物来形成感光胶膜后,通过实施压纹加工,或在事先凹凸的膜中涂布感光性树脂组成物溶液,使之干燥,得到形成凹凸的感光胶膜,但不特别限定该方法。
层压方法
在要求精密加工精度的情况下,层压感光胶膜的条件最好在20-100℃的范围的温度、0.05-0.3Mpa(0.5-3kgf/cm2)的范围的压力下实施。另外,期望此时的气氛为减压状态乃至真空状态、最好为80KPa(600mmHg)以下、更好是40KPa(300mmHg)以下、更好是6.7KPa(50mmHg)以下的蒸气压。通过加工的叠层体的片尺寸来调整真空吸引时间,设定时间,在压接时,在感光胶膜和叠层体的片之间不残留气泡。另外,层压条件因使用的感光胶膜的Tg而不同,在充分覆盖导电性无机物层图案间的温度下进行层压。此时,当提高温度时,由于曝光时的敏感度不稳定,所以应注意。
感光胶膜的显影和剥离使用对应于所用的感光胶膜的显影液或剥离液,虽然最好在推荐条件下进行,但不特别限定。如上所述,从废弃物处理的观点来看,期望用无机碱性水溶液来显影。显影方法既可是浸渍法,也可是喷射法,或者是液体中喷射法,不特别限定。
在将感光胶膜用于聚酰亚胺的湿蚀刻的情况下,因为蚀刻液的成分包含反应性非常高的成分,所以与其它情况相比,感光胶膜难以保持图案。在这种情况下,层压感光胶膜,在曝光显影后,在形成图案的状态下,进行加热,在阴极型感光胶膜的情况下,当照射电离放射线、最好是紫外线时,感光胶膜的图案变得强固,即使与蚀刻液接触,形状保持的时间也变长。
作为加热条件,为30-200℃,最好为70-150℃的范围,处理时间为10秒-20分钟之间适当。作为方法,例如静置于轻便电炉上的方法、投入烘箱中的方法、用热风处理的方法、使用红外线加热器的方法等,不特别限定。
另外,在形成抗蚀剂图案后,通过照射紫外线(电磁波),来提高图案保持性的情况下,也可用与图案曝光时同样的波长来进行5mJ以上的能量照射。
这里,当感光胶膜未与叠层体充分贴紧时,当进行湿蚀刻时,感光胶膜剥离。因此,最好将90度剥离强度保持在最低200g/cm以上。
另外,虽然多是通过热压来制作的叠层体,但为了提高形成叠层体的无机物表面上的贴紧力,进行糙化处理,在该糙化面转录到绝缘层的情况下,因为干膜嵌入该凹凸中,所以可容易得到贴紧力。
蚀刻液
可适用于本发明中使用的感光胶膜的蚀刻液中,可使用现有技术项下所述的各种蚀刻液。但是,因为本发明的电子部件的制造方法以高生产率、低加工成本(装置成本·维修管理成本·废弃物处理成本)、低毒性为目的,所以期望蚀刻液低毒性且高寿命。虽然最好不包含毒性高的肼,但对于蚀刻液而言,若重量为10wt%以下,也可作为添加剂。当肼超过10%时,进行蚀刻时的形状容易变得不稳定,难以进行工序管理。如特开平5-301981号公报所述,肼在蚀刻中的动作不稳定,所以肼含量少的一方最好是在工序管理上·作业环境上。
可适用于本发明中使用的感光胶膜的蚀刻液必须具有在该感光胶膜可保持形状的时间内可仅蚀刻聚酰亚胺的充分蚀刻速度。具体而言,最好具有特开平10-97081号公报和特开平10-195214号公报中所公开的以无机碱为主要成分的碱性水溶液。例如,本发明中使用的蚀刻液基本上在无机碱、脂肪族胺(二胺)、脂肪族乙醇·脂肪族氨基的单独或其混合水溶液中添加尿素或有机极性溶媒。
蚀刻的处理温度若为比所用的蚀刻液的凝固点或沉淀产生的温度高,比沸点低的温度范围,则从生产率或工序管理上的关系来说,为10-120℃,最好为30-95℃,更好为50-90℃。在包含在进行处理的温度下发挥的成分的蚀刻液的情况下,当继续长时间处理时,因为蚀刻液的组成变化,所以最好在处理温度尽可能使蚀刻液的内容成分不挥发的温度下进行,但不必在该温度下进行。
蚀刻浴内的温度分布越小越好,最好维持在±1℃的范围内,更好是维持在±0.5℃的范围内。
从上述可知,温度变高,则根据聚酰亚胺的湿蚀刻机构,确认蚀刻速度指数函数地变大。在蚀刻速度大的条件下进行处理,则蚀刻速度相对温度的差别变大,所以蚀刻浴内存在温度分布时,基板面内的图案精度参差不齐变大。在绝缘层的蚀刻速度大的情况下特别明显,在极力使温度分布变小的均匀加工上具有效果。
进行蚀刻的方法例如为浸渍法、空气中喷射法、溶液中喷射法、浸渍+超声波照射法等,在喷射法的情况下,来自蚀刻液的内容成分挥发多,溶液的管理变得困难。最好是浸渍法或溶液中喷射法,为了进一步减小蚀刻形状的斜角,最好是溶液中喷射法。
在蚀刻液中照射超声波的情况下,通过超声波照射,感光胶膜部分剥离,有必要考虑超声波条件,以便不使蚀刻形状变为瑕疵。
在叠层体的蚀刻处理中,既可在叠层体垂直竖立的状态下也可进行处理,也可在处于水平的状态下进行处理。当垂直竖立地进行处理时,在蚀刻结束后从蚀刻浴中取出时,最好去除蚀刻液,使蚀刻液的损失减少。当水平处理时,可进行水平连续搬送,更适于批量生产,另外,存在蚀刻液的温度分布小的优点。
感光胶膜的剥离
感光胶膜的剥离使用所用感光胶膜剥离的推荐条件,但在作为使用的绝缘层的聚酰亚胺等缺乏耐碱性的情况下,最好使用乙醇胺等有机碱性溶液。感光胶膜的剥离方法通常多为药液喷射剥离,但也可是浸渍法用超声波照射。
另外,虽然多为由热压制作的叠层体,但为了提高贴紧力,在形成叠层体的导电性无机物层表面上进行糙化处理,在将该糙化面转录到绝缘层上的情况下,在该糙化面内嵌入感光胶膜,所以必须比通常严格的条件。另外,在进行上述蚀刻液耐性提高处理的情况下也一样。
下面使用加工图来概括说明本发明的电子部件制造方法的最佳实施形态的具体实例。但是,本发明不限于此。图1是表示将在聚酰亚胺绝缘层1的单面上形成铜导电性无机物层3、在另一单面上形成SUS导电性无机物层2后的叠层体作为原材料的、通过湿蚀刻来制造电子部件的方法的工序图。
(a)中所示的层结构是原材料的长条状的叠层体。对于从卷成辊状的叠层体引出的叠层体表面和里面的各导电性无机物层2、3,通过辊压来层压感光胶膜4,得到(b)中所示的叠层结构的层压体。此时,对于该层压体,使导电性无机物层2、3覆盖期望图案的掩模后进行曝光,之后,用Na2CO3水溶液来进行显影,形成(c)中所示状态的抗蚀剂图案。接着,通过在FeCl3水溶液中进行导电性无机物层2、3的蚀刻,形成基于(d)中所示状态的抗蚀剂图案的导电性无机物层2、3的蚀刻图案。接着,用NaOH水溶液或KOH水溶液溶解剥离抗蚀剂,得到(e)中所示状态的导电性无机物层2、3的蚀刻图案。接着,对(e)状态的导电性无机物层2、3的叠层体的表面和里面通过辊压来层夹感光胶膜5,得到(f)所示的叠层结构的层压体。对于该层压体,使绝缘层1覆盖期望图案的掩模后进行曝光,之后,用Na2CO3水溶液来进行显影,形成(g)中所示状态的抗蚀剂图案。接着,通过在碱性水溶液中进行绝缘层1的蚀刻,形成基于(h)中所示状态的抗蚀剂图案的绝缘层1的蚀刻图案。接着,用NaOH水溶液或KOH水溶液溶解剥离抗蚀剂,得到形成(i)中所示状态的蚀刻图案的本发明的电子部件。在向叠层体施加0.01kgf/cm-10kgf/cm张力的状态下进行上述各工序。当张力不足0.01kgf/cm时,当叠层体在搬运途中,难以进行高精度蚀刻,另外,当大于10kgf/cm时,在进行绝缘层的湿蚀刻的同时,叠层体变形,当大于30kgf/cm时,叠层体自身变形,所以不好。
本发明中的所谓“长条物的状态且连续供给的连续生产线”是指对以长条状或类似长条状供给的叠层体连续进行至少从干膜的层压开始到曝光、显影、绝缘层的蚀刻的工序,此时,在每个工序中不切断叠层体,而是连续进行。该所谓的“类似长条状供给的叠层体”是指生产线供给部随时固定、接合短条状的叠层体,连续提供,作为长条状的叠层体。当接合短条状的叠层体时,例如,各叠层体的端部相互重合,也可用装订器、夹子、小螺钉、粘着剂涂布等连接方法来进行接合。因此,也不一定由卷曲成辊状的的状态来供给作为原料的叠层体,可在生产线中类似的接合短条状的叠层体的同时,进行从干膜的层压到曝光、显影、绝缘层的蚀刻的工序。
下面具体说明本发明的各构成要件。
叠层体
用于本发明的叠层体是由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体。这里,称所谓使用的导电性无机物层不是有机物而是导电性物质层,例如铜或铁等纯金属层、不锈钢等合金层、在这些金属层的表面上施加处理后的物质层、单晶硅层、无机半导体层、金属氧化物层等,在绝缘层的两个面上形成导电性无机物层的情况下,各导电性无机物层既可相同,也可不同。特别是,在作用电子部件的情况下,最佳使用铜、铜合金、铁、镍、不锈钢等。这些导电性无机物层的厚度最好在0.1微米-1毫米的范围内,特别是在导电性无机物层为金属的情况下,最好是在0.1微米-200微米的范围内。
通过本发明的电子部件制造方法得到的电子部件在用于硬盘驱动器用悬臂的情况下,作为原材料的叠层体中的导电性无机物层的一方若为不锈钢,虽然未特别限定,但从悬臂必需的弹性或尺寸稳定性的方面来看,SUS304最好或更好在300℃以上的温度下进行应力退火处理。不锈钢箔的最佳厚度范围为10-70微米,更好是15-30微米。
作为原材料的叠层体另一方的导电性无机物层例如为厚度为3-20微米的铜箔、铜合金箔等。所谓铜合金箔是由铜和镍、硅、锌、锡、铍等不同元素构成的合金箔,铜的含有率为80%以上。
以改善这些不锈钢箔和铜合金箔中的粘着力等为目的,实施化学的或机械的表面处理。
上述叠层体中的绝缘层若为具有绝缘性的物质,虽然不特别限定,但从薄膜的绝缘性和耐热性的观点看,最好包含至少一层以上的聚酰亚胺树脂。另外,根据提高与导电性无机物层的粘着性的目的,即使叠层构成绝缘层的多层绝缘单元层也不会有影响。例如,也可包含粘着性绝缘层。此时,从耐热性·绝缘性的观点来看,所有层都最好是聚酰亚胺。另外,这些层既可以是根据要求的特性而全部不同的组成,也可以是相同的组成用于多层。作为这种实例,例如由不锈钢-粘着性聚酰亚胺A-低膨胀性聚酰亚胺-粘着性聚酰亚胺B-铜构成的叠层体,所谓粘着性聚酰亚胺B因为作为各自覆盖体的导电性无机物层与不锈钢和铜不同,所以从调整为与各自覆盖体的良好粘着的组成的必要性而言,为不同的组成,本发明不对其进行限定。
从防止基板的翘曲的观点来看,绝缘层中至少一层的与导电性无机物层的热膨胀率(线热膨胀系数)最好使用较相似的(参照特开昭60-157286号公报),其热膨胀率的差的允许范围为±15ppm。另外,由于通常导电性无机物为30ppm以下的热膨胀率,所以最好使用具有30ppm以下热膨胀率的绝缘层。另外,在希望较严格地抑制翘曲产生的情况下,30ppm以下的绝缘层的总厚度最好为所有绝缘层总厚度的1/2以上。
叠层体中的绝缘层、特别是具有多层聚酰亚胺的蚀刻特性是重要的。本发明的叠层体中的绝缘层由两层以上的绝缘单元层构成,期望湿蚀刻时的各层蚀刻速度大小之比为6∶1-1∶1,最好在4∶1-1∶1的范围内。若选择具有该范围内蚀刻速度的各绝缘单元层,则绝缘层为好的蚀刻形状。因此,即使是以前要求严格规格的无线悬臂用的叠层体,因为可高精度进行湿蚀刻,所以与干蚀刻相比,可在短时间内蚀刻,生产率好。
另外,绝缘层的总厚度最好为3微米-500微米的范围。另外,从生产率的观点来看,或者从生产率的观点来看,湿蚀刻加工时间最好是10秒以上30分钟以下,更好是在15分钟以内进行加工。另一方面,超过30分钟时,因为蚀刻液是强碱性,所以在蚀刻时感光胶膜剥离,不能形成期望的蚀刻图案。在进行湿蚀刻加工条件下的蚀刻速度大,在30分钟可蚀刻500微米以上的绝缘层的情况下,绝缘层的厚度也可以是500微米,反之,蚀刻速度小,在30分钟内不能蚀刻500微米的情况下,30分钟为可蚀刻绝缘层的厚度的允许范围。当具体举例时,蚀刻速度为20微米/min的情况下,小于600微米都是绝缘层的厚度的允许范围,而在蚀刻速度为2微米/min的情况下,小于60微米都是绝缘层的厚度的允许范围。
所谓绝缘层的湿蚀刻是指当以碱性水溶液中的作为绝缘层的聚酰亚胺的蚀刻为例时,醯亚胺键与溶液中的氢氧化物离子起反应后开环,变为聚胺(ポリアミツク)酸。在该状态下,通过聚酰亚胺时容易溶解于碱性水溶液中,另外,通过降低似胺酸的酰胺基加水分解于氢氧化物离子中的等离子体的分子量来提高溶解性。另外,在分子链中具有易加水分解的基的情况下,也存在加水分解的时刻。通常在相同结构、相同制造条件下制作的绝缘层的情况下,其速度近似地与氢氧化物离子撞击聚酰亚胺的酰胺键的次数成正比,在热力学上与温度一起成指数函数地增大。
通过该机理,蚀刻速度为直链上的聚合物时,若为实用的分子量的范围,则认为基本不受分子量的影响,实际上,在本发明者进行的实验中也提出加强上述假设的数据。
本发明中使用的作为原材料的叠层体中,所谓构成绝缘层的粘着性绝缘层主要是聚酰亚胺或与其类似的树脂,但不特别限定,也可以是具有耐热性或绝缘性的树脂(无所谓有无酰胺键)。在本发明中,在粘着性聚酰亚胺与覆盖体的90度剥离试验中的贴紧力为100g/cm以上的聚酰亚胺中,主要使用热可塑性聚酰亚胺,但不特别限定。
用于本发明的作用原材料的叠层体通过在导电性无机物层上直接涂布·叠层一层以上的绝缘层溶液来形成绝缘层,此时,叠层另一方的导电性无机物层后,通过热压接来进行制作(浇铸法),在事先准备的作为绝缘层的芯线膜上形成粘着性绝缘层,在其上下叠层并热压接导电性无机物层来进行制作(薄膜法),或在绝缘膜上形成粘着性绝缘层后,通过蒸镀或溅射·电镀等来形成导电性无机物层等,如果最终的叠层体的层结构相同,无论其制作方法如何,只要满足作为目的的制品的要求性能,就可适当选择。
作为目的的电子部件最好使用在压延铜箔或不锈钢等通过电镀未形成导电性无机物层为必要成分的情况下通过热压接来形成导电性无机物层的方法来制作的叠层体,在布线宽度为1微米以下的非常细微的导电性无机物层的布图变为必要时,最好使用通过溅射或电镀来薄地形成导电性无机物层的叠层体。
包含导电性无机物层的层叠体整体厚度根据用途多样化,但最好在5~2000微米之间的范围内,尤其,层叠体的导电性无机物膜全部都是金属的情况下,较好在5~1000微米的范围内,更好在5~500微米的范围内。
为在生产线上连续供给长方形或类似长方形的层叠体,层叠体最低要10米以上长,从防翘曲的观点看,进行辊供给时卷芯直径在1英寸以上,片状层叠体连接为长方形等时,不需使用卷芯。
感光胶膜
本发明中的感光胶膜中,使用通过照射红外线(电磁波)而对显影液的溶解性发生变化的物质。所谓感光胶膜是指通过期望图案的曝光掩模来照射红外线(电磁波),可在曝光部和未曝光部中布图的感光性树脂组成物为固体,形成膜状。存在曝光部溶出显影液的阳极型和未曝光部溶出显影液的阴极型,在本发明中,只要满足下述要求的物性,无论用哪种都可以。
在本发明的感光胶膜中,最好通过水溶液、特别是碱性水溶液来进行显影和剥离,但在湿蚀刻在蚀刻液中具有耐性的绝缘层期间,若可保持图案形状,则不特别限定。例如,通过碱性水溶液进行显影·剥离,可使用旭化成工业株式会社制サンフオ-トシリ-ズ(商品名)、ニチゴ-モ-トン社制ALPHO系列(商品名)、LAMINAR系列(商品名)等。另外,也可使用市场上出售的乳酸溶液显影·乳酸溶液剥离型的感光胶膜SEP-00GI-25AR(商品名:新日铁化学株式会社制)等。
本发明中的绝缘层的湿蚀刻多在绝缘层表面上形成导电性无机物层的布线等凹凸,此时,期望所用的感光胶膜的膜厚为导电性无机物层厚度的1.1-5倍。当不足1.1倍时,在层压感光胶膜后,基板的凸部可能会突出感光胶膜而露出,变为蚀刻形状不好的原因。另外,当以稳定图案形状为目的时,根据解析细微图案的目的,膜厚的上限最好为绝缘层上导电性无机物层厚度的5倍。当简单表述时,若感光胶膜的膜厚为通过感光胶膜形成图案侧的导电性无机物层厚度的1.1-5倍的范围内,则可得到好的图案形状。
通常,市售的感光胶膜的长宽比为2-1左右,在布图细线时,越薄越有利,但因为存在上述问题,所以需要比设置在叠层体中的导电性无机物层厚。
感光胶膜的层压方法通过辊压来进行。本发明中用的叠层体在布图绝缘层之前布图无机物层,因为叠层体的表面上有凹凸,所以当在常压下由辊压进行层压时,在布图后的无机物层的凹凸深处的部位混入气泡。当因此而内含气泡时,该部分贴紧差,蚀刻形状中出现瑕疵。湿蚀刻的蚀刻速度比作为干加工的等离子体蚀刻大数十倍,所以当存在这种贴紧瑕疵时,容易蚀刻到通常未被蚀刻的部位,可知图案瑕疵在干加工中范围宽。因此,在本发明中,期望在减压状态乃至真空状态、最好80KPa(600mmHg)以下、更好是40KPa(300mmHg)以下、更好是6.7KPa(50mmHg)以下的蒸气压下进行该层压工序来去除气泡。
当对每单张的片加工时,由于辊压进行层压,叠层体产生翘曲,成为对齐精度降低的原因,但在长条状态下且连续供给的连续生产线的情况下,因为张力,叠层体不产生翘曲。但是,在层压感光胶膜后,当曝光时和显影、绝缘层蚀刻的工序下的张力大于30kgf/cm时,叠层体自身变形,变成在叠层体拉伸的状态下进行各工序,伴随着抗蚀剂的剥离,容易产生蚀刻瑕疵。当大于10kgf/cm时,在进行绝缘层的湿蚀刻的同时,叠层体变形,因此,各工序中叠层体的张力最好在10kgf/cm以下。
辊压层压时的辊子速度最好为0.1m/min-3.0m/min之间,当比该范围慢,则生产率变得非常差,当比该范围快,则即使在减压下,也可引起气泡混入或干膜的贴紧差等。
因此,使用在表面上实施细微凹凸的感光胶膜来进行层压时,使凹凸朝向基板侧,细微的凹凸变为释放气泡的通道,不产生该现象,有效去除气泡。
即,在长条状态且连续供给的处理中层压感光胶膜的情况下,在制造尺寸精度好的制品时,最好使用在减压下实施面压,此外,也可在感光胶膜的表面上施加凹凸。
在本发明中使用的感光胶膜表面上实施的凹凸的表面粗糙度Rz最好为0.5微米-50微米的范围,形成凹凸的方法通过涂布或成形感光性树脂组成物来形成感光胶膜后,通过实施压纹加工,或在事先凹凸的膜中涂布感光性树脂组成物溶液,使之干燥,得到形成凹凸的感光胶膜,但不特别限定该方法。
在本发明中,层压感光胶膜的条件最好在20-100℃的范围的温度、0.05-0.3MPa(0.5-3kgf/cm2)的范围的压力下实施。另外,期望此时的气氛为减压状态乃至真空状态、最好为80KPa(600mmHg)以下、更好是40KPa(300mmHg)以下、更好是6.7KPa(50mmHg)以下的蒸气压。通过加工的叠层体的片尺寸来调整真空吸引时间,设定时间,在压接时,在感光胶膜和叠层体的片之间不残留气泡。另外,层压条件因使用的感光胶膜的Tg而不同,在充分覆盖导电性无机物层图案间的温度下进行层压。此时,当提高温度时,由于曝光时的敏感度不稳定,所以应注意。
即,层压长条状态或类似长条状态的叠层体的连续供给的处理下的感光胶膜,来制造尺寸精度好的电子部件时,减压下的辊压和0.1m/min-3.0m/min之间的层压速度这两点是必须的条件。
在本发明中,感光胶膜的显影和剥离使用对应于所用的感光胶膜的显影液或剥离液,虽然最好在推荐条件下进行,但不特别限定。如上所述,从废弃物处理的观点来看,期望用水溶液、最好是碱性水溶液、更好是无机碱性水溶液来显影。所谓本发明中的水溶液,可以是以水为主要成分的液体,也可包含符合显影或剥离条件的不足50%重量的脂肪族乙醇、芳香族乙醇、有机极性溶媒等有机溶媒。显影方法既可是浸渍法,也可是空气中喷射法,或者是液体中喷射法,不特别限定。
在将感光胶膜用于聚酰亚胺的湿蚀刻的情况下,因为蚀刻液的成分包含反应性非常高的成分,所以与其它情况相比,感光胶膜难以保持图案。在这种情况下,层压感光胶膜,在曝光显影后,在形成图案的状态下,进行加热,在阴极型感光胶膜的情况下,当照射电离放射线、最好是紫外线时,感光胶膜的图案变得强固,即使与蚀刻液接触,形状保持的时间也变长。
作为加热条件,为30-200℃,最好为70-150℃的范围,处理时间为10秒-20分钟之间适当。作为方法,例如静置于轻便电炉上的方法、投入烘箱中的方法、用热风处理的方法、使用红外线加热器的方法等,不特别限定。
另外,在形成抗蚀剂图案后,通过照射紫外线(电磁波),来提高图案保持性的情况下,也可用与图案曝光时同样的波长来进行5mJ以上的能量照射。
蚀刻液
本发明中使用的蚀刻液中,可使用现有技术项下所述的各种蚀刻液。但是,因为本发明的电子部件的制造方法以高生产率、低加工成本(装置成本·维修管理成本·废弃物处理成本)、低毒性为目的,所以期望蚀刻液低毒性且高寿命。虽然最好不包含毒性高的肼,但对于蚀刻液而言,若重量为10wt%以下,也可作为添加剂。当肼超过10%时,进行蚀刻时的形状容易变得不稳定,难以进行工序管理。如特开平5-301981号公报所述,肼在蚀刻中的动作不稳定,所以肼含量少的一方最好是在工序管理上·作业环境上。
本发明中所用的蚀刻液必须具有在所用的感光胶膜可保持形状的时间内可仅蚀刻聚酰亚胺的充分蚀刻速度。具体而言,最好具有特开平10-97081号公报和特开平10-195214号公报中所公开的以无机碱为主要成分的碱性水溶液。例如,本发明中使用的蚀刻液基本上在无机碱、脂肪族胺(二胺)、脂肪族乙醇·脂肪族氨基的单独或其混合水溶液中添加尿素或有机极性溶媒,期望pH比9大。
蚀刻的处理温度若为比所用的蚀刻液的凝固点或沉淀产生的温度高,比沸点低的温度范围,则从生产率或工序管理上的关系来说,为30-95℃,最好为50-90℃。在包含在进行处理的温度下发挥的成分的蚀刻液的情况下,当继续长时间处理时,因为蚀刻液的组成变化,所以最好在处理温度尽可能使蚀刻液的内容成分不挥发的温度下进行,但不必在该温度下进行。
蚀刻浴内的温度分布越小越好,最好维持在±1℃的范围内,更好是维持在±0.5℃的范围内。
从上述可知,温度变高,则根据聚酰亚胺的湿蚀刻机构,确认蚀刻速度指数函数地变大。在蚀刻速度大的条件下进行处理,则蚀刻速度相对温度的差别变大,所以蚀刻浴内存在温度分布时,基板面内的图案精度参差不齐变大。在绝缘层的蚀刻速度大的情况下特别明显,在极力使温度分布变小的均匀加工上具有效果。
进行蚀刻的方法例如为浸渍法、空气中喷射法、溶液中喷射法、浸渍+超声波照射法等,在空气中喷射法的情况下,来自蚀刻液的内容成分挥发多,溶液的管理变得困难。最好是浸渍法或溶液中喷射法,为了进一步减小蚀刻形状的斜角,最好是溶液中喷射法。
在蚀刻液中照射超声波的情况下,通过超声波照射,感光胶膜部分剥离,有必要考虑超声波条件,以便不使蚀刻形状变为瑕疵。
在叠层体的蚀刻处理中,既可在叠层体垂直竖立的状态下也可进行处理,也可在处于水平的状态下进行处理。当垂直竖立地进行处理时,在蚀刻结束后从蚀刻浴中取出时,最好去除蚀刻液,使蚀刻液的损失减少。当水平处理时,可进行水平连续搬送,更适于批量生产,另外,存在蚀刻液的温度分布小的优点。
必要时,在蚀刻处理前,用界面活性剂来处理叠层体表面,实施提高与蚀刻液的亲和性的处理。在蚀刻液以无机碱性水溶液为主要成分的情况下,没有与绝缘层表面的亲和性,在这种情况下,为了均匀蚀刻叠层体整体,存在界面活性剂处理提高亲和性的效果。用于该目的的界面活性剂的种类不特别限定,在连续大量处理的情况下,变为蚀刻液中缓慢包含界面活性剂的状态。在这种情况下,当使用离子性的界面活性剂时,因为担心作为缓冲剂的作用而恶化蚀刻液,所以最好是ノニオン系列的界面活性剂。
另外,最好在蚀刻液的处理后根据需要来进行漂洗处理。若不进行漂洗处理,则蚀刻液的成分或蚀刻后的绝缘层的残留会残留在基板表面上,最好没有残留。在用于该漂洗处理中的漂洗液中,例如碱性水溶液、有机极性溶媒和水的混合溶液、有机极性溶媒和碱的混合溶液、水等,不特别限定。漂洗处理的温度最好在比所用的漂洗液的凝固点或沉淀产生的温度高、比沸点低的温度范围内。此时,将作为蚀刻后的工序的感光胶膜剥离工序的剥离液原样用作漂洗液,也可同时进行漂洗处理和感光胶膜剥离工序。
在用于漂洗液中的所述有机极性溶媒例如有n-甲基-2-吡咯烷酮或二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺等,不特别限定。另外,用于漂洗液中的所述碱除甲醇、乙醇、丙醇等脂肪族的乙醇外,可以是酚、甲酚等芳香族乙醇,也可是在ジオ-ル等一个分子中具有多个氢氧基的物质。
感光胶膜的剥离
感光胶膜的剥离使用所用感光胶膜剥离的推荐条件,但从废液处理等观点来看,最好是无机的碱性水溶液。另外,在作为使用的绝缘层的聚酰亚胺等缺乏耐碱性的情况下,也可使用乙醇胺等有机碱性水溶液。感光胶膜的剥离方法通常多为碱性水溶液的药液的空气中喷射剥离,但也可是浸渍法用超声波照射。
另外,虽然多为由热压制作的叠层体,但为了提高贴紧力,在形成叠层体的导电性无机物层表面上进行糙化处理,在将该糙化面转录到绝缘层上的情况下,在该糙化面内嵌入感光胶膜,所以必须比通常严格的条件。另外,在进行上述蚀刻液耐性提高处理的情况下也一样。
实施例A
可湿蚀刻的叠层体
[蚀刻性试验]
为了制造用于形成绝缘层的样品,准备三井化学株式会社制聚酰胺酸漆:PAA-A(商品名)、新日本理化株式会社制聚酰亚胺漆:EN-20(商品名),作为粘着性树脂。准备钟渊化学株式会社制聚酰亚胺膜APIKAL NPI(商品名,厚度为12.5微米),作为成为芯线的低膨胀性聚酰亚胺。准备东丽工程株式会社制碱性氨系列聚酰亚胺蚀刻液TPE-3000(商品名),作为蚀刻试验中用的蚀刻液。
在15cm×15cm大小的膜厚为100微米的SUS304板上通过旋转涂布来涂布所述粘着性树脂ワニスEN-20(商品名),形成膜厚为20微米-40微米,在180℃下用烤箱干燥30分钟。PAA-A(商品名)因为是アミツク酸ワニス,所以在120℃的15分钟的干燥工序中去除溶媒后,进行规定操作,进行热醯亚胺化后,形成聚酰亚胺。以长度约为1.5cm、宽度约为2cm切出各干燥物,在中心部用切刀形成切痕后,用触针式膜厚度Dektak16000(商品名,SloanTecnnology社制)测定膜厚,作为初始膜厚。之后,调节到70℃,浸渍在由电磁式搅拌器尽可能搅拌出涡旋的聚酰亚胺蚀刻液TPE-3000(商品名,东丽工程株式会社制)中,每隔一定时间用触针式膜厚度Dektak16000(商品名,SloanTecnnology社制)测定与测定初始膜厚的部位基本相同的部位的膜厚,将从初始膜厚中减去浸渍后膜厚的厚度作为膜减少量。将每一分钟的膜减少量作为蚀刻速度(单位:微米/min)。该值如下述表A1所示。
表A1
样品名 | 蚀刻速度(微米/min) |
EN-20 | 约11微米/min |
PAA-A | 约1微米/min |
APIKAL NPI | 约20微米/min |
[蚀刻性评价]
在厚度为12.5微米的聚酰亚胺膜的APIKAL NPI膜中(商品名,钟渊化学株式会社制),在两面上涂布EN-20(商品名,新日本理化株式会社制ポリイミドワニス),使干燥后的膜厚为1.5微米±0.3微米,在上述干燥条件下进行干燥。将得到的膜作为粘着层附着膜A。
同样,在厚度为12.5微米的APIKAL NPI膜(商品名,钟渊化学株式会社制)的两面上涂布PAA-A(商品名,三井化学株式会社制),将成膜后的膜作为粘着层附着膜B。下述表A2中表示粘着层附着膜A和B的蚀刻速度比。
表A2
蚀刻速度 | 低膨胀层的厚度∶粘着层的总厚度 | 蚀刻速度比 | ||
低膨胀层 | 粘着层 | |||
粘着层附着膜A | 约20微米/min | 约11微米/min | 5∶2 | 20∶11 |
粘着层附着膜B | 约20微米/min | 约1微米/min | 5∶2 | 20∶1 |
将粘着层附着膜A和B夹在厚度为20微米的SUS304HTA箔(商品名,新日本制铁制)和厚度为18微米(Rz=1.5微米)的オ-リン社制铜合金箔C7025(商品名)之间,在20Kg/cm2的压力、270℃下真空压接10分钟,制作两种由SUS:绝缘层:铜构成的三层材料。将得到的叠层体作为叠层体A、叠层体B。
[绝缘层的蚀刻评价]
掩模SUS侧,将上述工序中得到的各叠层体A和B浸渍在氯化亚铁溶液中,蚀刻铜箔。之后,进行干燥,裁断成适当大小,在70℃下浸渍在由电磁式搅拌器尽可能搅拌出涡旋的东丽工程株式会社制蚀刻液TPE-3000(商品名)中。完整地去除聚酰亚胺膜,在曝出SUS面后取出。用这种方法来湿蚀刻绝缘层。
另外,同样地在压力为25-30Pa,生产气体NF3/O2=10/90%、频率为40kHz下进行等离子体处理,等离子体蚀刻绝缘层。
进行蚀刻,直到SUS上无法目视到残留聚酰亚胺层为止,在蚀刻所需的时间内,切割绝缘层膜厚的值(蚀刻速度)如下述表A3所示。
表A3
蚀刻速度[微米/min] | ||
湿蚀刻 | 等离子体蚀刻 | |
叠层体A | 12 | 0.2 |
叠层体B | 2 | 0.2 |
根据表3,与等离子体蚀刻相比,湿蚀刻的蚀刻速度大,可在非常短的时间内确认可进行绝缘层的蚀刻。
制版性评价
[导电性无机物质的布图]
用加热的辊层压机以0.5m/min的速度、辊子表面温度为105℃、2-4Kg/cm的线压在300mm×300mm大小的通过所述蚀刻性评价试验调制的叠层体A的不锈钢层上和铜合金箔层上的两侧面上层压厚度为50微米的碱性水溶液现影型感光胶膜后,室温下放置15分钟。此时,因为叠层体的两面上具有有锈钢层和铜合金箔层,所以层压感光胶膜后,叠层体是平坦的,确认没有翘曲。之后,用规定的掩模由真空贴紧曝光机进行100mJ/cm2曝光。在室温下放置15分钟后,用Na2CO31重量%水溶液在30℃、压强2Kg/cm2下显影感光胶膜60秒,形成抗蚀剂图案。
之后,在氯化铁水溶液中同时蚀刻不锈钢层、铜箔层。之后,在压强1Kg/cm2下用50℃的3重量%NaOH水溶液剥离感光胶膜,布图叠层体A的导电性无机物质层。因此,布图不锈钢层和铜合金层,得到绝缘层部分露出的叠层体A。
[感光胶膜的选定]
使用上述工序中得到的绝缘层露出的叠层体A来进行以下作业。掩模SUS侧,将叠层体A浸渍在氯化铁溶液中,蚀刻铜箔。用加热的辊层压机以0.5m/min的速度、辊子表面温度为105℃、2-4Kg/cm的线压在这样露出的粘着层面上层压上述碱性水溶液显影型感光胶膜后,室温下放置15分钟。之后,用ORC制作所制平行光贴紧曝光机将线&空间为500微米/500微米和80微米/80微米的带状掩模贴紧在样品上,在干膜的推荐曝光量为30-200mJ的范围内进行侧面曝光后,倒置样品,粘着同样的掩模后曝光。在室温下放置15分钟后,用Na2CO31重量%水溶液在30℃、压强2Kg/cm2下显影感光胶膜60秒。之后,进行干燥,在70℃下浸渍在由电磁式搅拌器尽可能搅拌出涡旋的东丽工程株式会社制蚀刻液TPE-3000(商品名)中。各种变化浸渍时间的样品通过50℃的3重量%NaOH水溶液在压强1Kg/cm2下剥离感光胶膜。这样,将绝缘层湿蚀刻为期望的形状。在感光胶膜中使用旭化成工业社制サンフオ-トAQ-1558(商品名)、AQ-2058(商品名)、AQ-2538(商品名)、AQ-3038(商品名)、AQ-4038(商品名)、AQ-5038(商品名)和ニチゴ-モ-トン社制NPE538(商品名)、NPE342(商品名)、新日铁化学株式会社制SFP-00G1-25-AR(商品名)。另外,对于SFP-00G1-25-AR(商品名)的显影可使用指定的乳酸水溶液。
对各样品测量带状图案上部的尺寸,将变化急剧的点看作是可方便地剥离感光胶膜图案或溶解的时间,将该时间以前作为感光胶膜保持图案形状的时间。
各样品中图案保持时间如下述表A4所示。
表A4
样品 | 厚度(微米) | 图案保持时间 |
AQ-1558 | 15 | 1分钟 |
AQ-2058 | 20 | 2分钟 |
AQ-2538 | 25 | 5分钟 |
AQ-3038 | 30 | 6分钟 |
AQ-4038 | 40 | 8分钟 |
AQ-5038 | 50 | 10分钟 |
NPE538 | 38 | 6分钟 |
NPE342 | 42 | 8分钟 |
SFP00-GI-25AR | 25 | 4分钟 |
根据表A4,可知旭化成工业社制サンフオ-トAQ5038(商品名)和ニチゴ-モ-トン社制NPE342(商品名)的耐蚀刻液性比较好。另外,旭化成工业社制サンフオ-トAQ2538-AQ5038(商品名)在相同组成的感光胶膜中仅厚度不同,感光胶膜的厚度随着样品序号变大而增加。根据表A4,厚度增加,图案保持时间增加,由此可判断耐蚀刻液性也提高。
图案加强处理
在成图感光胶膜后,还赋予了感光胶膜对蚀刻液的耐性,所以进行如下的后处理。所用的样品使用上述工序中去除前面铜合金箔的叠层体A,将旭化成工业社制サンフオ-トAQ5038(商品名)成图在L/S=500微米/500微米和80微米/80微米的带上。评价方法用与上述感光胶膜选定时相同的方法来评价。
[热处理]
在120℃加热后的轻便电炉上放置铝制车轮胎环,在其上静置样品A,求出图案保持时间。此时,时间按下表的状态变化。图案相对处理时间的保持率的结果如下述表A5所示。
表A5
处理时间 | 图案保持率 |
10秒 | 10.5分钟 |
30秒 | 12分钟 |
60秒 | 14分钟 |
300秒 | 20分钟以上 |
[后曝光处理]
因为使用阴极型的感光胶膜,所以显影后,还必须强化抗蚀剂图案,所以在下述条件下进行后曝光,求出图案保持时间。图案相对曝光量的保持率的结果如下述表A6所示。
表A6
曝光量(i线换算) | 图案保持率 |
100mJ | 10.5分钟 |
300mJ | 12分钟 |
500mJ | 13分钟 |
根据表A5和表A6,虽然图案加强处理中加热的一方的效果大,但后曝光但没有热处理的一方也具有效果。可通过要求的电子部件或加工来进行适当选择。另外,对其组合确定效果,热处理的效果帮助大,曝光的效果更明显。
绝缘层布图用感光胶膜的制版
[感光胶膜]
作为碱性水溶液显影·碱性水溶液剥离型的阴极型感光胶膜,准备以下物品。旭化成工业社制サンフオ-トAQ-1558(商品名,厚度为15微米)、同AQ-2058(商品名,厚度为20微米)、同AQ-2538(商品名,厚度为25微米)、同AQ-3038(商品名,厚度为30微米)、同AQ-4038(商品名,厚度为40微米)、同AQ-5038(商品名,厚度为50微米)、和ニチゴ-モ-トン社制ALPHO NPE538(商品名,厚度为38微米,压纹处理)、同NPE342(厚度为42微米,商品名,压纹处理)。
通过以下方法对上述样品进行面压(减压下和常压下)和辊压(减压下和常压下),讨论感光胶膜层压后的叠层体A的外观。
[面压]
用感光胶膜夹持叠层体A,用名机制作所制真空层压机MVLP-500,在设定温度75℃的热板上按干膜-叠层体-干膜构成的顺序来进行叠层,固定后,将容器内气压降到30mmHg(4KPa:大气压的约1/25),在面压强10Pa下压80秒。同样,将压时的内部气压降为常压。
由此,进行层压后的叠层体在常压下,在所有样品中,在布图铜合金箔和不锈钢箔的端部的各个部位中混入气泡。另外,当在减压下施压时,通过压纹在表面上施加细微凹凸的感光胶膜虽然混入气泡,但未进行压纹加工的感光胶膜则在布图铜合金箔和不锈钢箔的端部的各个部位中混入气泡。但是,所有样品平坦,没发现翘曲。
[辊压]
用感光胶膜夹持叠层体A,用加热的辊层压机以0.5m/min的速度、辊子表面温度为105℃、2-4Kg/cm的线压来进行层压后,在室温下放置15分钟。由此,当将层压后的叠层体全部放置在平坦的金属板上时,两端约上浮1cm-2cm,在布图铜合金箔的一侧产生翘曲。另外,在减压下进行层压也会混入气泡。但是,在常压下进行时,在布图铜合金箔和不锈钢箔的端部的各个部位中混入气泡。
在各个样品中,确认布图后的不锈钢箔(厚度为20微米)或铜合金箔(厚度为18微米)未露出感光胶膜的表面,各金属层的厚度与感光胶膜的厚度相同,或小时部分金属突出感光胶膜而露出。评价结果如下述表A7所示。
表A7
样品 | 厚度(微米) | 压纹处理 | 施压方法 | 气压 | 翘曲 | 气泡混入 | 金属层的露出 | 总合 | |
SUS侧 | 铜侧 | ||||||||
AQ-1558 | 15 | 无 | 面压 | 常压 | ○ | × | × | × | × |
面压 | 减压 | ○ | × | × | × | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | × | × | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | × | × | × | |||
AQ-2058 | 20 | 无 | 面压 | 常压 | ○ | × | × | ○ | × |
面压 | 减压 | ○ | × | × | ○ | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | × | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | × | ○ | × | |||
AQ-2538 | 25 | 无 | 面压 | 常压 | ○ | × | ○ | ○ | × |
面压 | 减压 | ○ | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | ○ | ○ | × | |||
AQ-3038 | 30 | 无 | 面压 | 常压 | ○ | × | ○ | ○ | × |
面压 | 减压 | ○ | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | ○ | ○ | × | |||
AQ-4038 | 40 | 无 | 面压 | 常压 | ○ | × | ○ | ○ | × |
面压 | 减压 | ○ | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | ○ | ○ | × | |||
AQ-5038 | 50 | 无 | 面压 | 常压 | ○ | × | ○ | ○ | × |
面压 | 减压 | ○ | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | ○ | ○ | × | |||
NPE538 | 38 | 有 | 面压 | 常压 | ○ | × | ○ | ○ | × |
面压 | 减压 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
辊压 | 常压 | × | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | ○ | ○ | × | |||
NPE342 | 42 | 有 | 面压 | 常压 | ○ | × | ○ | ○ | × |
面压 | 减压 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
辊压 | 常压 | × | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | ○ | ○ | × |
翘曲=○:无翘曲。×:有翘曲;气泡=○:未混入,×:混入;金属露出=○:未露出,×:露出
[曝光·显影]
对于上述工序中得到的叠层感光胶膜的叠层体A,覆盖掩模图案,用i线以曝光量30-150mJ/cm2进行曝光,在30℃、1重量%Na2CO3下压显影。由此,形成绝缘层加工抗蚀剂图案,以在绝缘层上布图的不锈钢层和铜合金箔层上进行重叠。
当仅在剩余绝缘层的区域上形成绝缘层加工图案而不进行重叠时,通过湿蚀刻,也蚀刻抗蚀剂图案,在该图案和不锈钢层或铜合金层之间形成间隙,进行蚀刻,可不加工绝缘层而进行蚀刻加工。为了防止这种情况,形成绝缘层加工抗蚀剂图案,使布图的不锈钢层或铜合金层重叠在绝缘层上。特别是,当不锈钢层或铜合金层的线宽窄时,在线宽窄的导电层上形成绝缘层加工抗蚀剂图案,这样也可具有效果。
此时,具有翘曲的样品在曝光时与掩模不粘着,通过吸引而被强制粘着,其翘民程序使对齐精度恶化为其它样品的3-5倍左右。
[湿蚀刻]
在下述条件下对上述工序得到的样品进行湿蚀刻。不进行感光胶膜的蚀刻液耐性提高处理。作为湿蚀刻条件,作为前处理,在作为ノニオン系列界面活性剂的日信化学工业制サ-フイノ-ル104E(商品名)的0.5%水溶液中浸渍30秒后,投入液施压方式水平搬运型蚀刻装置中。蚀刻液使用东丽工程株式会社制蚀刻液TPE-3000,处理温度为80℃。虽然与聚酰亚胺对于蚀刻液的蚀刻速度或蚀刻温度有关,但在该情况下各样品的蚀刻所需时间为70-90秒左右。
此时,抗蚀剂图案中混入气泡的样品和露出不锈钢层及铜合金层的样品中发现多处蚀刻未达到目的形状的部位。这种不良原因在于湿蚀刻中蚀刻速度非常大,即使与蚀刻液完全接触来进行蚀刻,但在感光胶膜未完全覆盖的情况下,铜合金箔层的蚀刻图案也容易变差。
图2表示蚀刻良好结束后的样品的电子显微镜相片,图3表示产生蚀刻瑕疵的样品的电子显微镜相片。根据图3,可知铜合金箔的蚀刻图案基部中的周边聚酰亚胺绝缘层被侵蚀。在图1(g)中,这种瑕疵在感光胶膜的厚度不足导电性无机物层3或2的厚度的1.1倍时发生于导电性无机物层3或2的基部中的绝缘层1的周边。
[湿蚀刻后处理]
在上述叠层体A上层压旭化成工业社制サンフオ-トAQ-5038(商品名),在进行了绝缘层的湿蚀刻的样品中,从蚀刻浴中取出后,将样品在如下组成的漂洗浴的充满缸中浸渍30秒,用所谓摇动该缸的方法来进行漂洗处理。当未进行漂洗处理时,蚀刻后的聚酰亚胺残渣或蚀刻液等残留在表面上,损坏外观。此时,将感光胶膜剥离工序中的剥离液原样用作漂洗液,漂洗和干膜的剥离可同时进行。
下述表A8中所谓无漂洗是指从蚀刻液中取出后放置的情况。
表A8
漂洗液 | 液温度 | 评价结果 |
无漂洗 | - | × |
H2O | 25℃ | ○ |
H2O | 50℃ | ○ |
H2O | 75℃ | ○ |
3wt%KOH水溶液 | 25℃ | ○ |
3wt%KOH水溶液 | 50℃ | ○ |
3wt%KOH水溶液 | 75℃ | ○ |
H2O∶NMP=2∶1 | 25℃ | ○ |
H2O∶NMP=2∶1 | 50℃ | ○ |
H2O∶NMP=2∶1 | 75℃ | ○ |
IPA∶NMP=2∶1 | 25℃ | ○ |
IPA∶NMP=2∶1 | 50℃ | ○ |
IPA∶NMP=2∶1 | 75℃ | ○ |
*NMP=n-甲基-2-吡咯烷酮,IPA=异丙醇,○:(无残留),×:(有残留)
[剥离]
对于用于绝缘层的布图中的感光胶膜,通过对50℃、氢氧化钠3wt%的高温碱性水溶液施压,从叠层体剥离感光胶膜。在绝缘层缺乏聚酰亚胺等耐碱性的情况下,也可使用乙醇胺等有机碱性水溶液。
[酸洗·防锈处理·镀金·焊剂印刷]
在通过上述方法形成的HDD用无线悬臂的布图铜合金箔层上施加镀金,作为加工后处理。该镀金使用日本高纯度化学制氰镀金浴:テンペレジストEX(商品名),在65℃下以电流密度Dk=0.4A/dm2通电约4分钟,进行1微米的成膜。
评价上述制作的样品的各性能,在层压感光胶膜的状态下,发现翘曲的样品的对齐精度变差,有气泡混入,布图的不锈钢箔或铜合金箔从感光胶膜中露出等蚀刻形状瑕疵。结果如下述表A9所示。
表A9
样品 | 厚度(微米) | 压纹处理 | 施压方法 | 气压 | 对齐精度 | 湿蚀刻后的形状 | 总合 |
AQ-1558 | 15 | 无 | 面压 | 常压 | ○ | × | × |
面压 | 减压 | ○ | × | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | × | |||
辊压 | 减压 | × | × | × | |||
AQ-2058 | 20 | 无 | 面压 | 常压 | ○ | × | × |
面压 | 减压 | ○ | × | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | × | |||
AQ-2538 | 25 | 无 | 面压 | 常压 | ○ | × | × |
面压 | 减压 | ○ | × | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | × | |||
AQ-3038 | 30 | 无 | 面压 | 常压 | ○ | × | × |
面压 | 减压 | ○ | × | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | × | |||
AQ-4038 | 40 | 无 | 面压 | 常压 | ○ | × | × |
面压 | 减压 | ○ | × | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | × | |||
AQ-5038 | 50 | 无 | 面压 | 常压 | ○ | × | × |
面压 | 减压 | ○ | × | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | × | |||
NPE538 | 38 | 有 | 面压 | 常压 | ○ | × | × |
面压 | 减压 | ○ | ○ | ○ | |||
辊压 | 常压 | × | × | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | × | |||
NPF342 | 42 | 有 | 面压 | 常压 | ○ | × | × |
面压 | 减压 | ○ | ○ | ○ | |||
辊压 | 常压 | × | × | × | |||
辊压 | 减压 | × | ○ | × |
对齐精度=○:±15微米以内,×:±15微米以上
根据本发明,因为通过湿蚀刻进行导电性无机物层的布图,接着,通过湿蚀刻进行绝缘层的布图,所以与干蚀刻相比,蚀刻时间短,生产率好。特别是,对于硬盘驱动器用悬臂,通过蚀刻去除的绝缘层面积大、且需要细微图案的制品在湿蚀刻适用中的效果大,所以至此以上作业性好,为瑕疵少的制造方法。
因此,虽然要求硬盘驱动器用悬臂等电子部件有高精度布图,但是对于制作硬盘驱动器用悬臂等无刚性基板而言,难以涂布液体抗蚀剂后使精度好厚度均匀,涂布·干燥工序中必须有非常严密的管理,不适用于细微的蚀刻,但在本发明中,因为用感光胶膜来进行绝缘层的布图,所以使用基本一定膜厚的干膜一方在形成抗蚀剂时有工序管理容易的优点,和适用于细微蚀刻的优点。
使用在湿蚀刻时在表面形成细微凹凸的感光胶膜来制造本发明的电子部件的情况下,通过该细微凹凸来产生气泡的释放部位,在层压感光胶膜时可防止包入气泡,因此,可提高叠层体的耐蚀刻性。
在本发明的电子部件的制造方法中,因为可由碱性水溶液显影和由碱性水溶液剥离层压感光胶膜后的电子部件,所以制造设备廉价,还具有不使用废弃时存在问题的有机溶剂的优点。
在本发明的电子部件的制造方法中,对进行了导电性无机物层的布图的叠层体通过真空施压在减压下层压干膜的情况下,在每个片单位的层压中可防止层压后的翘曲,并且可防止包入气泡。
在本发明的电子部件的制造方法中,曝光、显影感光胶膜的层压体并布图后,在进行从紫外线照射处理、加热处理、和紫外线照射处理及加热处理的组合处理中选择的处理的情况下,可提高对绝缘层蚀刻的感光胶膜的耐性。
在绝缘层湿蚀刻所需时间是10秒以上30分钟以下,最好是在10秒以上15分钟以内、最好是在10秒以上5分钟以内的情况下,即使用强碱性水溶液的蚀刻液进行蚀刻,在蚀刻时也没有感光胶膜剥离,进行精度好的湿蚀刻。
在使用厚度为叠层体表面凹凸的1.1-5倍的厚度的感光胶膜的情况下,在层压感光胶膜后,叠层体的凸部不突出感光胶膜而露出,得到良好的蚀刻图案形状。
实施例B
[蚀刻性试验]
为了制造用于形成绝缘层的样品,准备三井化学株式会社制ポリアミツク酸ワニス:PAA-A(商品名)、新日本理化株式会社制ポリイミドワニス:EN-20(商品名),作为粘着性树脂。准备钟渊化学株式会社制聚酰亚胺膜APIKALNPI(商品名,厚度为12.5微米),作为成为芯线的低膨胀性聚酰亚胺。准备东丽工程株式会社制碱性氨系列聚酰亚胺蚀刻液TPE-3000(商品名),作为蚀刻试验中用的蚀刻液。
在15cm×15cm大小的膜厚为100微米的SUS304板上通过旋转涂布来涂布所述粘着性树脂ワニス,形成膜厚为20微米-40微米,在180℃下用烤箱干燥EN-20(商品名,新日本理化株式会社制)30分钟。PAA-A(商品名,三井化学株式会社制)因为是アミツク酸ワニス,所以在120℃的15分钟的干燥工序中去除溶媒后,进行规定操作,进行热醯亚胺化后,形成聚酰亚胺。对APIKALNPI(商品名,钟渊化学株式会社制),掩模单面并作为样品。以长度约为1.5cm、宽度约为2cm切出样品,在中心部用切刀形成切痕后,用触针式膜厚度(DektakTecnnology社制)测定膜厚,作为初始膜厚。之后,调节到70℃,浸渍在由电磁式搅拌器尽可能搅拌出涡旋的聚酰亚胺蚀刻液TPE-3000(商品名,东丽工程株式会社制)中,每隔一定时间用触针式膜厚度(Dektak Tecnnology社制)测定与测定初始膜厚的部位基本相同的部位的膜厚,将从初始膜厚中减去浸渍后膜厚的厚度作为膜减少量。将每一分钟的膜减少量作为蚀刻速度(单位:微米/min)。该值如下述表B1所示。
表B1
样品名 | 蚀刻速度(微米/min) |
EN-20 | 约11微米/min |
PAA-A | 约1微米/min |
APIKAL NPI | 约20微米/min |
[蚀刻性评价]
在厚度为12.5微米的聚酰亚胺膜的APIKAL NPI膜中(商品名,钟渊化学株式会社制),在两面上涂布EN-20(商品名,新日本理化株式会社制ポリイミドワニス),使干燥后的膜厚为1.5微米±0.3微米,在180℃下在烤箱中干燥30分钟后成膜。将其作为粘着层附着膜A。
同样,在厚度为12.5微米的APIKAL NPI膜(商品名,钟渊化学株式会社制)的两面上涂布PAA-A(商品名,三井化学株式会社制),将成膜后的膜作为粘着层附着膜B。PAA-A(商品名,新日本理化株式会社制ポリイミドワニス)为似胺酸ワニス,所以在120℃下15分钟的干燥工序中去除溶媒后,进行规定操作,热醯亚氨化后作为聚酰亚胺。下面表示芯线层和粘着层的蚀刻速度比。下述表B2表示粘着层附着膜A和B的蚀刻速度比。
表B2
蚀刻速度 | 低膨胀层的厚度∶粘着层的总厚度 | 蚀刻速度比 | ||
低膨胀层 | 粘着层 | |||
粘着层附着膜A | 约20微米/min | 约11微米/min | 5∶2 | 20∶11 |
粘着层附着膜B | 约20微米/min | 约1微米/min | 5∶2 | 20∶1 |
粘着层附着膜A和B夹在厚度为20微米的SUS304HTA箔(商品名,新日本制铁制)朝向厚度为18微米(Rz=1.5微米)的オ-リン社制铜合金箔C7025(商品名)的疏面侧夹持厚度为20微米的SUS304HTA箔(商品名,新日本制铁制),在20Kg/cm2的压力、270℃下真空压接10分钟,制作两种由SUS:绝缘层:铜构成的三层材料。将得到的叠层体作为叠层体A、叠层体B。
[绝缘层的蚀刻评价]
掩模SUS侧,将上述工序中得到的各叠层体A和B浸渍在氯化亚铁溶液中,蚀刻铜箔。之后,进行干燥,裁断成适当大小,在70℃下浸渍在由电磁式搅拌器尽可能搅拌出涡旋的东丽工程株式会社制蚀刻液TPE-3000(商品名)中。完美地去除聚酰亚胺膜,在曝出SUS面后取出,湿蚀刻绝缘层。
另外,同样地在压力为25-30Pa,生产气体NF3/O2=10/90%、频率为40kHz下进行等离子体处理,等离子体蚀刻绝缘层。
进行蚀刻,直到SUS上无法目视到残留聚酰亚胺层为止,在蚀刻所需的时间内,切割绝缘层膜厚的值(蚀刻速度)如下述表B3所示。
表B3
蚀刻速度[微米/min] | ||
湿蚀刻 | 等离子体蚀刻 | |
叠层体A | 12 | 0.2 |
叠层体B | 2 | 0.2 |
根据表B3,与等离子体蚀刻相比,湿蚀刻的蚀刻速度大,可在非常短的时间内确认可进行绝缘层的蚀刻。
[导电性无机物质的布图]
用加热的辊层压机以0.5m/min的速度、辊子表面温度为105℃、2-4Kg/cm的线压在300mm×300mm大小的通过所述蚀刻性评价试验调制的叠层体A的不锈钢层上和铜合金箔层上的两侧面上层压厚度为50微米的碱性水溶液现影型感光胶膜后,室温下放置15分钟。此时,因为叠层体的两面上具有有锈钢层和铜合金箔层,所以层压感光胶膜后,叠层体是平坦的,确认没有翘曲。之后,用规定的掩模由真空贴紧曝光机进行100mJ/cm2曝光。在室温下放置15分钟后,用Na2CO31重量%水溶液在30℃、压强2Kg/cm2下显影感光胶膜60秒,形成抗蚀剂图案。
之后,在氯化铁水溶液中同时蚀刻不锈钢层、铜箔层。之后,在压强1Kg/cm2下用50℃的3重量%NaOH水溶液剥离感光胶膜,布图叠层体A的导电性无机物质层。因此,布图不锈钢层和铜合金层,得到绝缘层部分露出的叠层体A。
[感光胶膜]
作为碱性显影·碱性剥离型的阴极型感光胶膜,准备:旭化成工业社制サンフオ-トAQ-1558(商品名,厚度为15微米)、同AQ-2058(商品名,厚度为20微米)、同AQ-2538(商品名,厚度为25微米)、同AQ-3038(商品名,厚度为30微米)、同AQ-4038(商品名,厚度为40微米)、同AQ-5038(商品名,厚度为50微米)、和ニチゴ-モ-トン社制ALPHO NPE538(商品名,厚度为38微米,压纹处理)、同NPE342(厚度为42微米,商品名,压纹处理)。另外,准备新日铁化学株式会社制SFP-00G1-25-AR(商品名),作为乳酸显影、乳酸剥离型的阴极型感光胶膜。
通过以下方法对上述样品进行面压(减压下和常压下)和辊压(减压下和常压下),讨论感光胶膜层压后的叠层体A的外观。
[面压]
用感光胶膜夹持叠层体A,用名机制作所制真空层压机MVLP-500,在设定温度75℃的热板上按干膜-叠层体-干膜构成的顺序来进行叠层,固定后,将容器内气压降到30mmHg(4KPa:大气压的约1/25),在面压强1Kgf/cm2下施压80秒。同样,将压时的内部气压降为常压。
由此,进行层压后的叠层体在常压下,在所有样品中,在布图铜合金箔和不锈钢箔的端部的各个部位中混入气泡。另外,当在减压下施压时,通过压纹在表面上施加细微凹凸的感光胶膜虽然混入气泡,但未进行压纹加工的感光胶膜则在布图铜合金箔和不锈钢箔的端部的各个部位中混入气泡。但是,所有样品平坦,没发现翘曲。
[辊压]
用感光胶膜夹持叠层体A,用加热的辊层压机以0.5m/min的速度、辊子表面温度为105℃、2-4Kg/cm的线压来进行层压后,在室温下放置15分钟。由此,当将层压后的叠层体全部放置在平坦的金属板上时,两端约上浮1.5mm-2mm,在布图铜合金箔的一侧产生翘曲。另外,在减压下进行层压也会混入气泡。但是,在常压下进行时,在布图铜合金箔和不锈钢箔的端部的各个部位中混入气泡。
在各个样品中,确认布图后的不锈钢箔(厚度为20微米)或铜合金箔(厚度为18微米)未露出感光胶膜的表面,各金属层的厚度与感光胶膜的厚度相同,或小时部分金属突出感光胶膜而露出。评价结果如下述表B4所示。
表B4
样品 | 厚度(微米) | 压纹处理 | 施压方法 | 气压 | 气泡混入 | 金属层的露出 | 总合 | |
SUS侧 | 铜侧 | |||||||
AQ-1558 | 15 | 无 | 面压 | 常压 | × | × | × | × |
面压 | 减压 | × | × | × | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | × | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | × | × | × | |||
AQ-2058 | 20 | 无 | 面压 | 常压 | × | × | ○ | × |
面压 | 减压 | × | × | ○ | × | |||
辊压 | 常压 | × | × | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | × | ○ | × | |||
AQ-2538 | 25 | 无 | 面压 | 常压 | × | ○ | ○ | × |
面压 | 减压 | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 常压 | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
AQ-3038 | 30 | 无 | 面压 | 常压 | × | ○ | ○ | × |
面压 | 减压 | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 常压 | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
AQ-4038 | 40 | 无 | 面压 | 常压 | × | ○ | ○ | × |
面压 | 减压 | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 常压 | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
AQ-5038 | 50 | 无 | 面压 | 常压 | × | ○ | ○ | × |
面压 | 减压 | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 常压 | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
NPE538 | 38 | 有 | 面压 | 常压 | × | ○ | ○ | × |
面压 | 减压 | × | ○ | ○ | ○ | |||
辊压 | 常压 | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
NPE342 | 42 | 有 | 面压 | 常压 | × | ○ | ○ | × |
面压 | 减压 | ○ | ○ | ○ | ○ | |||
辊压 | 常压 | × | ○ | ○ | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | ○ | ○ | ○ |
气泡=○:未混入,×:混入;金属露出=○:未露出,×:露出
通过该结果,在使用平板施压的情况下,可知干膜表面上存在凹凸,对气泡的混入有效。另外,在辊压的情况下,若减压,则即使使用表面平坦的干膜,也未发现混入气泡。另外,由于SUS的厚度为20微米,铜箔厚度为18微米,所以可不露出金属地层压,形成金属厚度1.1倍以上厚度的干膜。
[感光胶膜的选定]
使用上述工序中得到的绝缘层露出的叠层体A来进行以下作业。掩模SUS侧,将叠层体A浸渍在氯化亚铁溶液中,蚀刻铜箔。用加热的辊层压机以0.5m/min的速度、辊子表面温度为105℃、2-4Kg/cm的线压在这样露出的粘着层面上层压上述碱性水溶液显影型感光胶膜后,室温下放置15分钟。之后,用ORC制作所制平行光贴紧曝光机将线&空间为500微米/500微米和80微米/80微米的带状掩模贴紧在样品上,在干膜的推荐曝光量为30-200mJ的范围内进行侧面曝光后,倒置样品后曝光。在室温下放置15分钟后,用Na2CO31重量%水溶液在30℃、压强2Kg/cm2下显影感光胶膜60秒。之后,进行干燥,在70℃下浸渍在由电磁式搅拌器尽可能搅拌出涡旋的东丽工程株式会社制蚀刻液TPE-3000(商品名)中。各种变化浸渍时间的样品通过50℃的3重量%NaOH水溶液在压强1Kg/cm2下剥离感光胶膜。这样,将绝缘层湿蚀刻为期望的形状。在感光胶膜中使用旭化成工业社制サンフオ-トAQ-1558(商品名)、AQ-2058(商品名)、AQ-2538(商品名)、AQ-3038(商品名)、AQ-4038(商品名)、AQ-5038(商品名)和ニチゴ-モ-トン社制NPE538(商品名)、NPE342(商品名)、新日铁化学株式会社制SFP-00G1-25-AR(商品名)。另外,对于SFP-00G1-25-AR(商品名)的显影可使用指定的乳酸水溶液。
对各样品测量在蚀刻液中浸渍一定时间的样品的带状图案上部的尺寸,将尺寸变化在图案尺寸20%以上的点看作是可方便地剥离感光胶膜图案或溶解的时间,将该时间以前作为感光胶膜保持图案形状的时间。将该时间作为图案保持时间。
各样品中图案保持时间如下述表B5所示。
表B5
样品 | 图案保持时间 |
AQ-1558 | 1分钟 |
AQ-2058 | 2分钟 |
AQ-2538 | 5分钟 |
AQ-3038 | 6分钟 |
AQ-4038 | 8分钟 |
AQ-5038 | 10分钟 |
NPE538 | 6分钟 |
NPE342 | 8分钟 |
SFP00-GI-25AR | 4分钟 |
根据表B5,可知旭化成工业社制サンフオ-トAQ5038(商品名)和ニチゴ-モ-トン社制NPE342(商品名)的耐蚀刻液性比较好。另外,旭化成工业社制サンフオ-トAQ2538-AQ5038(商品名)在相同组成的感光胶膜中仅厚度不同,感光胶膜的厚度随着样品序号变大而增加。根据表B5,厚度增加,图案保持时间增加,由此可判断耐蚀刻液性也提高。
图案加强处理
在成图感光胶膜后,还赋予了感光胶膜对蚀刻液的耐性,所以进行如下的后处理。所用的样品使用上述工序中去除前面铜合金箔的叠层体A,将旭化成工业社制サンフオ-トAQ5038(商品名)成图在L/S=500微米/500微米和80微米/80微米的带上。评价方法用与上述感光胶膜选定时相同的方法来评价。
[热处理]
在120℃加热后的轻便电炉上放置铝制车轮胎环,在其上静置样品A,求出图案保持时间。此时,时间按下表的状态变化。图案相对处理时间的保持率的结果如下述表B6所示。
表B6
处理时间 | 图案保持率 |
10秒 | 10.5分钟 |
30秒 | 12分钟 |
60秒 | 14分钟 |
300秒 | 20分钟以上 |
[后曝光处理]
因为使用阴极型的感光胶膜,所以显影后,还必须强化抗蚀剂图案,所以在下述条件下进行后曝光,求出图案保持时间。图案相对曝光量的保持率的结果如下述表B7所示。
表B7
曝光量(i线换算) | 图案保持率 |
10mJ | 10.1分钟 |
300mJ | 10.3分钟 |
500mJ | 11分钟 |
根据表B6和表B7,虽然图案加强处理中加热的一方的效果大,但后曝光但没有热处理的一方也具有效果。可通过要求的电子部件或加工来进行适当选择。另外,对其组合确定效果,热处理的效果帮助大,曝光的效果更明显。
[曝光·显影]
对于上述工序中得到的叠层感光胶膜的叠层体A,覆盖掩模图案,用i线以曝光量30-150mJ/cm2进行曝光,在30℃、1重量%Na2CO3下压显影。由此,形成绝缘层加工抗蚀剂图案,以在绝缘层上布图的不锈钢层和铜合金箔层上进行重叠。
当仅在剩余绝缘层的区域上形成绝缘层加工图案而不进行重叠时,通过湿蚀刻,也蚀刻抗蚀剂图案,在该图案和不锈钢层或铜合金层之间形成间隙,进行蚀刻,可不加工绝缘层而进行蚀刻加工。为了防止这种情况,形成绝缘层加工抗蚀剂图案,使布图的不锈钢层或铜合金层重叠在绝缘层上。特别是,当不锈钢层或铜合金层的线宽窄时,在线宽窄的导电层上形成绝缘层加工抗蚀剂图案,这样也可具有效果。
此时,具有翘曲的样品在曝光时与掩模不粘着,通过吸引而被强制粘着,其翘民程序使对齐精度恶化为其它样品的3-5倍左右。
[湿蚀刻]
在下述条件下对上述工序得到的样品进行湿蚀刻。不进行感光胶膜的蚀刻液耐性提高处理。作为湿蚀刻条件,作为前处理,在作为ノニオン系列界面活性剂的日信化学工业制サ-フイノ-ル104E(商品名)的0.5%水溶液中浸渍30秒后,投入液施压方式水平搬运型蚀刻装置中。蚀刻液使用东丽工程株式会社制蚀刻液TPE-3000,处理温度为80℃。虽然与聚酰亚胺对于蚀刻液的蚀刻速度或蚀刻温度有关,但在该情况下各样品的蚀刻所需时间为70-90秒左右。
此时,抗蚀剂图案中混入气泡的样品和露出不锈钢层及铜合金层的样品中发现多处蚀刻未达到目的形状的部位。这种不良原因在于湿蚀刻中蚀刻速度非常大,即使与蚀刻液完全接触来进行蚀刻,但在感光胶膜未完全覆盖的情况下,铜合金箔层的蚀刻图案也容易变差。
图2表示蚀刻良好结束后的样品的电子显微镜相片,图3表示产生蚀刻瑕疵的样品的电子显微镜相片。根据图3,可知铜合金箔的蚀刻图案基部中的周边聚酰亚胺绝缘层被侵蚀。在图1(g)中,这种瑕疵在感光胶膜的厚度不足导电性无机物层3或2的厚度的1.1倍时发生于导电性无机物层3或2的基部中的绝缘层1的周边。
[剥离]
对于用于绝缘层的布图中的感光胶膜,通过对50℃、氢氧化钠3wt%的高温碱性水溶液施压,从叠层体剥离感光胶膜。在绝缘层缺乏聚酰亚胺等耐碱性的情况下,也可使用乙醇胺等有机碱性水溶液。
评价上述制作的样品的各性能,在层压感光胶膜的状态下,发现翘曲的样品的对齐精度变差,有气泡混入,布图的不锈钢箔或铜合金箔从感光胶膜中露出等蚀刻形状瑕疵。结果如下述表B8所示。
表B8
样品 | 厚度(微米) | 压纹处理 | 施压方法 | 气压 | 湿蚀刻后的形状 |
AQ-1558 | 15 | 无 | 面压 | 常压 | × |
面压 | 减压 | × | |||
辊压 | 常压 | × | |||
辊压 | 减压 | × | |||
AQ-2058 | 20 | 无 | 面压 | 常压 | × |
面压 | 减压 | × | |||
辊压 | 常压 | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | |||
AQ-2538 | 25 | 无 | 面压 | 常压 | × |
面压 | 减压 | × | |||
辊压 | 常压 | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | |||
AQ-3038 | 30 | 无 | 面压 | 常压 | × |
面压 | 减压 | × | |||
辊压 | 常压 | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | |||
AQ-4038 | 40 | 无 | 面压 | 常压 | × |
面压 | 减压 | × | |||
辊压 | 常压 | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | |||
AQ-5038 | 50 | 无 | 面压 | 常压 | × |
面压 | 减压 | × | |||
辊压 | 常压 | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | |||
NPE538 | 38 | 有 | 面压 | 常压 | × |
面压 | 减压 | ○ | |||
辊压 | 常压 | × | |||
辊压 | 减压 | ○ | |||
NPE342 | 42 | 有 | 面压 | 常压 | × |
面压 | 减压 | ○ | |||
辊压 | 常压 | × | |||
辊压 | 减压 | ○ |
根据本发明的使用感光胶膜的电子部件的制造方法,当浸渍在保持为70℃的蚀刻液中时,因为感光胶膜图案的保持时间为1分钟以上,所以绝缘湿蚀刻所需时间是10秒以上30分钟以下,最佳在10秒以上10分钟以内、最好是在10秒以上5分钟以内的情况下,虽然用强碱性的蚀刻液进行蚀刻,蚀刻时也没有感光胶膜的剥离,可进行高精度的湿蚀刻。
根据本发明的使用感光胶膜的电子部件的制造方法,因为是适用叠层体中一层无机物层厚度的1.1倍以上的厚度,所以在层压感光胶膜后,叠层体的凸部不突出感光胶膜而露出,得到绝缘层良好的蚀刻图案形状。
本发明使用的感光胶膜在表面形成细微的凹凸,所以在使用该感光胶膜来制造电子部件的情况下,通过该细微凹凸来产生气泡的释放部位,在层压感光胶膜时可防止包入气泡,因为防止蚀刻液的浸入,所以可提高叠层体的耐蚀刻性。
因为本发明中使用的感光胶膜可湿蚀刻叠层体的绝缘层,所以,根据本发明的使用感光胶膜的电子部件的制造方法,与以前的干蚀刻相比,蚀刻时间短,生产率好。特别是,对于硬盘驱动器用悬臂,通过蚀刻去除的绝缘层面积大、且需要细微图案的制品在湿蚀刻适用中的效果大,所以至此以上作业性好,瑕疵少。
因此,虽然要求硬盘驱动器用悬臂等电子部件有高精度布图,但是以前对于制作硬盘驱动器用悬臂等无刚性基板而言,难以涂布液体抗蚀剂后使精度好厚度均匀,涂布·干燥工序中必须有非常严密的管理,不适用于细微的蚀刻,但根据本发明的感光胶膜,可通过湿蚀刻来进行绝缘层的布图,使用基本一定膜厚的干膜一方在形成抗蚀剂时有工序管理容易的优点,和适用于细微蚀刻的优点。
根据本发明中使用的感光胶膜,因为可由碱性水溶液显影和由碱性水溶液剥离层在叠层体上进行叠层后的电子部件,所以具有不使用废弃时存在问题的有机溶剂的优点。
实施例C
可湿蚀刻的叠层体
[蚀刻性试验]
为了制造用于形成绝缘层的样品,准备三井化学株式会社制ポリアミツク酸ワニス:PAA-A(商品名)、新日本理化株式会社制ポリイミドワニス:EN-20(商品名),作为粘着性树脂。准备钟渊化学株式会社制聚酰亚胺膜APIKNPI(商品名,厚度为12.5微米),作为成为芯线的低膨胀性聚酰亚胺。准备东丽工程株式会社制碱性氨系列聚酰亚胺蚀刻液TPE-3000(商品名),作为蚀刻试验中用的蚀刻液。
在15cm×15cm大小的膜厚为100微米的SUS304板上通过旋转涂布来涂布所述粘着性树脂ワニスEN-20(商品名),形成膜厚为20微米-40微米,在180℃下用烤箱干燥30分钟。PAA-A(商品名)因为是アミツク酸ワニス,所以在120℃的15分钟的干燥工序中去除溶媒后,进行规定操作,进行热醯亚胺化后,形成聚酰亚胺。以长度约为1.5cm、宽度约为2cm切出各干燥物,在中心部用切刀形成切痕后,用触针式膜厚度Dektak16000(商品名,SloanTecnnology社制)测定膜厚,作为初始膜厚。之后,调节到70℃,浸渍在由电磁式搅拌器尽可能搅拌出涡旋的聚酰亚胺蚀刻液TPE-3000(商品名,东丽工程株式会社制)中,每隔一定时间用触针式膜厚度Dektak16000(商品名,SloanTecnnology社制)测定与测定初始膜厚的部位基本相同的部位的膜厚,将从初始膜厚中减去浸渍后膜厚的厚度作为膜减少量。将每一分钟的膜减少量作为蚀刻速度(单位:微米/min)。该值如下述表C1所示。
表C1
样品名 | 蚀刻速度(微米/min) |
EN-20 | 约11微米/min |
PAA-A | 约1微米/min |
APIKAL NPI | 约20微米/min |
[蚀刻性评价]
在厚度为12.5微米的聚酰亚胺膜的APIKAL NPI膜中(商品名,钟渊化学株式会社制),在两面上涂布EN-20(商品名,新日本理化株式会社制ポリイミドワニス),使干燥后的膜厚为1.5微米±0.3微米,在上述干燥条件下进行干燥。将得到的膜作为粘着层附着膜A。
同样,在厚度为12.5微米的APIKAL NPI膜(商品名,钟渊化学株式会社制)的两面上涂布PAA-A(商品名,三井化学株式会社制),将成膜后的膜作为粘着层附着膜B。下述表C2中表示粘着层附着膜A和B的蚀刻速度比。
表C2
蚀刻速度 | 低膨胀层的厚度∶粘着层的总厚度 | 蚀刻速度比 | ||
低膨胀层 | 粘着层 | |||
粘着层附着膜A | 约20微米/min | 约11微米/min | 5∶2 | 20∶11 |
粘着层附着膜B | 约20微米/min | 约1微米/min | 5∶2 | 20∶1 |
将粘着层附着膜A和B夹在厚度为20微米的SUS304HTA箔(商品名,新日本制铁制)和厚度为18微米(Rz=1.5微米)的オ-リン社制铜合金箔C7-25(商品名)之间,在20Kg/cm2的压力、270C下真空压接10分钟,制作两种由SUS:绝缘层:铜构成的三层材料。将得到的叠层体作为叠层体A、叠层体B。
[绝缘层的蚀刻评价]
掩模SUS侧,将上述工序中得到的各叠层体A和B浸渍在氯化亚铁溶液中,蚀刻铜箔。之后,进行干燥,裁断成适当大小,在70度下浸渍在由电磁式搅拌器尽可能搅拌出涡旋的东丽工程株式会社制蚀刻液TPE-3000(商品名)中。完整地去除聚酰亚胺膜,在曝出SUS面后取出。用这种方法来湿蚀刻绝缘层。
另外,同样地在压力为25-30Pa,生产气体NF3/O2=10/90%、频率为40kHz下进行等离子体处理,等离子体蚀刻绝缘层。
进行蚀刻,直到SUS上无法目视到残留聚酰亚胺层为止,在蚀刻所需的时间内,切割绝缘层膜厚的值(蚀刻速度)如下述表C3所示。
表C3
蚀刻速度[微米/min] | ||
湿蚀刻 | 等离子体蚀刻 | |
叠层体A | 12 | 0.2 |
叠层体B | 2 | 0.2 |
根据表C3,与等离子体蚀刻相比,湿蚀刻的蚀刻速度大,可在非常短的时间内确认可进行绝缘层的蚀刻。
[导电性无机物质的布图]
用加热的辊层压机以0.5m/min的速度、辊子表面温度为105℃、2-4Kg/cm的线压在300mm×300mm大小的通过所述蚀刻性评价试验调制的叠层体A的不锈钢层上和铜合金箔层上的两侧面上层压厚度为50微米的碱性水溶液现影型感光胶膜后,室温下放置15分钟。此时,因为叠层体的两面上具有有锈钢层和铜合金箔层,所以层压感光胶膜后,叠层体是平坦的,确认没有翘曲。之后,用规定的掩模由真空贴紧曝光机进行100mJ/cm2曝光。在室温下放置15分钟后,用Na2CO31重量%水溶液在30℃、压强2Kg/cm2下显影感光胶膜60秒,形成抗蚀剂图案。
之后,在氯化亚铁水溶液中同时蚀刻不锈钢层、铜箔层。之后,在压强1Kg/cm2下用50℃的3重量%NaOH水溶液剥离感光胶膜,布图叠层体A的导电性无机物质层。因此,布图不锈钢层和铜合金层,得到绝缘层部分露出的叠层体A。
[感光胶膜的选定]
使用上述工序中得到的绝缘层露出的叠层体A来进行以下作业。掩模SUS侧,将叠层体A浸渍在氯化亚铁溶液中,蚀刻铜箔。用加热的辊层压机以0.5m/min的速度、辊子表面温度为105℃、2-4Kg/cm的线压在这样露出的粘着层面上层压下述水溶液显影型感光胶膜后,室温下放置15分钟。之后,用ORC制作所制平行光贴紧曝光机将线&空间为500微米/500微米和80微米/80微米的带状掩模贴紧在样品上,在干膜的推荐曝光量为30-200mJ的范围内进行侧面曝光后,倒置样品,粘着同样的掩模后曝光。在室温下放置15分钟后,用Na2CO31重量%水溶液在30℃、压强2Kg/cm2下显影感光胶膜60秒。之后,进行干燥,在70℃下浸渍在由电磁式搅拌器尽可能搅拌出涡旋的东丽工程株式会社制蚀刻液TPE-3000(商品名)中。各种变化浸渍时间的样品通过50℃的3重量%NaOH水溶液在压强1Kg/cm2下剥离感光胶膜,将绝缘层湿蚀刻为期望的形状。在感光胶膜中使用旭化成工业社制サンフオ-トAQ-1558(商品名)、AQ-2058(商品名)、AQ-2538(商品名)、AQ-3038(商品名)、AQ-4038(商品名)、AQ-5038(商品名)和ニチゴ-モ-トン社制NPE538(商品名)、NPE342(商品名)、新日铁化学株式会社制SFP-00G1-25-AR(商品名)。另外,对于SFP-00G1-25-AR(商品名)的显影可使用指定的乳酸水溶液。
对各样品测量带状图案上部的尺寸,将变化急剧的点看作是可方便地剥离感光胶膜图案或溶解的时间,将该时间以前作为感光胶膜保持图案形状的时间。
各样品中图案保持时间如下述表C4所示。
表C4
样品 | 厚度(微米) | 图案保持时间 |
AQ-1558 | 15 | 1分钟 |
AQ-2058 | 20 | 2分钟 |
AQ-2538 | 25 | 5分钟 |
AQ-3038 | 30 | 6分钟 |
AQ-4038 | 40 | 8分钟 |
AQ-5038 | 50 | 10分钟 |
NPE538 | 38 | 6分钟 |
NPE342 | 42 | 8分钟 |
SFP00-GI-25AR | 25 | 4分钟 |
根据表C4,可知旭化成工业社制サンフオ-トAQ5038(商品名)和ニチゴ-モ-トン社制NPE342(商品名)的耐蚀刻液性比较好。另外,旭化成工业社制サンフオ-トAQ2538-AQ5038(商品名)在相同组成的感光胶膜中仅厚度不同,感光胶膜的厚度随着样品序号变大而增加。根据表C4,感光胶膜的厚度增加,图案保持时间增加,由此可判断耐蚀刻液性也提高。
图案加强处理
在成图感光胶膜后,还赋予了感光胶膜对蚀刻液的耐性,所以进行如下的后处理。所用的样品使用上述工序中去除前面铜合金箔的叠层体A,将旭化成工业社制サンフオ-トAQ5038(商品名)成图在L/S=500微米/500微米和80微米/80微米的带上。评价方法用与上述感光胶膜选定时相同的方法来评价。
[热处理]
在120℃加热后的轻便电炉上放置铝制车轮胎环,在其上静置样品A,求出图案保持时间。此时,时间按下表C5的状态变化。图案相对处理时间的保持率的结果如下述表C5所示。
表C5
处理时间 | 图案保持率 |
10秒 | 10.5分钟 |
30秒 | 12分钟 |
60秒 | 14分钟 |
300秒 | 20分钟以上 |
[后曝光处理]
因为使用阴极型的感光胶膜,所以显影后,还必须强化抗蚀剂图案,所以在下述条件下进行后曝光,求出图案保持时间。图案相对曝光量的保持率的结果如下述表C6所示。
表C6
曝光量(i线换算) | 图案保持率 |
100mJ | 10.5分钟 |
300mJ | 12分钟 |
500mJ | 13分钟 |
根据表C5和表C6,虽然图案加强处理中加热的一方的效果大,但后曝光但没有热处理的一方也具有效果。可通过要求的电子部件或加工来进行适当选择。另外,对其组合确定效果,热处理的效果帮助大,曝光的效果更明显。
[绝缘层布图用感光胶膜的制版]
以前,虽然应进行使用长条状的叠层体的连续供给工序中的实验,但作为模拟实验,使用300mm×300mm的叠层体来方便地进行。
[感光胶膜]
作为碱性水溶液显影·碱性水溶液剥离型的阴极型感光胶膜,准备以下物品。旭化成工业社制サンフオ-トAQ-1558(商品名,厚度为15微米)、同AQ-2058(商品名,厚度为20微米)、同AQ-2538(商品名,厚度为25微米)、同AQ-3038(商品名,厚度为30微米)、同AQ-4038(商品名,厚度为40微米)、同AQ-5038(商品名,厚度为50微米)、和ニチゴ-モ-トン社制ALPHO NPE538(商品名,厚度为38微米,压纹处理)、同NPE342(厚度为42微米,商品名,压纹处理)。
通过以下方法对上述样品进行辊压(减压下和常压下),讨论感光胶膜层压后的叠层体A的外观。
[辊压]
用感光胶膜夹持叠层体A,用加热的辊层压机以1.5m/min的速度、辊子表面温度为105℃、2-4Kg/cm的线压来进行层压后,在室温下放置15分钟。由此,因为进行层压的叠层体为片状,所以当全部放置在平坦的金属板上时,两端约上浮1cm-2cm,在布图铜合金箔的一侧产生翘曲。另外,在减压下进行层压也会混入气泡。但是,在常压下进行时,在布图铜合金箔和不锈钢箔的端部的各个部位中混入气泡。
在各个样品中,确认布图后的不锈钢箔(厚度为20微米)或铜合金箔(厚度为18微米)未露出感光胶膜的表面,各金属层的厚度与感光胶膜的厚度相同,或小时部分金属突出感光胶膜而露出。评价结果如下述表C7所示。
表C7
样品 | 厚度(微米) | 压纹处理 | 气压 | 翘曲 | 气泡混入 | 金属层的露出 | 总合 | |
SUS侧 | 铜侧 | |||||||
AQ-1558 | 15 | 无 | 常压 | × | × | × | × | × |
减压 | × | ○ | × | × | × | |||
AQ-2058 | 20 | 无 | 常压 | × | × | × | ○ | × |
减压 | × | ○ | × | ○ | × | |||
AQ-2538 | 25 | 无 | 常压 | × | × | ○ | ○ | × |
减压 | × | ○ | ○ | ○ | △ | |||
AQ-3038 | 30 | 无 | 常压 | × | × | ○ | ○ | × |
减压 | × | ○ | ○ | ○ | △ | |||
AQ-4038 | 40 | 无 | 常压 | × | × | ○ | ○ | × |
减压 | × | ○ | ○ | ○ | △ | |||
AQ-5038 | 50 | 无 | 常压 | × | × | ○ | ○ | × |
减压 | × | ○ | ○ | ○ | △ | |||
NPE538 | 38 | 无 | 常压 | × | × | ○ | ○ | × |
减压 | × | ○ | ○ | ○ | △ | |||
NPE342 | 42 | 无 | 常压 | × | × | ○ | ○ | × |
减压 | × | ○ | ○ | ○ | △ |
翘曲=○:无翘曲。×:有翘曲;气泡=○:未混入,×:混入;金属露出=○:未露出,×:露出
这里,虽然发现翘曲,但未混入气泡,未引起金属露出,关于上述表中总合栏中使用的△标记,准备两端上连接宽度为300mm、长度为20m的带状板的叠层体A,制作类似的长条样品。使用真空辊层压机来对该样品进行层压,原样曝光、显影,并蚀刻绝缘层。当加工片状的叠层体时,在连续加工长条件的情况下,未发现成为问题的层压后的片翘曲,可良好地蚀刻。另外,若此时张力为10kgf/cm以上,则在进行绝缘层的湿蚀刻的同时叠层体歪斜,若为30kgf/cm以上,则叠层体自身变形。
[曝光·显影]
对于上述工序中得到的叠层感光胶膜的叠层体A,覆盖掩模图案,用i线以曝光量30-150mJ/cm2进行曝光,在30℃、1重量%Na2CO3下压显影。由此,形成绝缘层加工抗蚀剂图案,以在绝缘层上布图的不锈钢层和铜合金箔层上进行重叠。
当仅在剩余绝缘层的区域上形成绝缘层加工图案而不进行重叠时,通过湿蚀刻,也蚀刻抗蚀剂图案,在该图案和不锈钢层或铜合金层之间形成间隙,进行蚀刻,可不加工绝缘层而进行蚀刻加工。为了防止这种情况,形成绝缘层加工抗蚀剂图案,使布图的不锈钢层或铜合金层重叠在绝缘层上。特别是,当不锈钢层或铜合金层的线宽窄时,在线宽窄的导电性无机物层上形成绝缘层加工抗蚀剂图案,这样也可具有效果。
此时,具有翘曲的样品在曝光时与掩模不粘着,通过吸引而被强制粘着,其翘民程序使对齐精度恶化为其它样品的3-5倍左右。
[湿蚀刻]
在下述条件下对上述工序得到的样品进行湿蚀刻。不进行感光胶膜的蚀刻液耐性提高处理。作为湿蚀刻条件,作为前处理,在作为ノニオン系列界面活性剂的日信化学工业制サ-フイノ-ル104E(商品名)的0.5%水溶液中浸渍30秒后,通过液施压方式水平搬运型蚀刻装置中。蚀刻液使用东レエンジニアリング株式会社制蚀刻液TPE-3000,处理温度为80℃。虽然与聚酰亚胺对于蚀刻液的蚀刻速度或蚀刻温度有关,但在该情况下各样品的蚀刻所需时间为70-90秒左右。
此时,抗蚀剂图案中混入气泡的样品和露出不锈钢层及铜合金层的样品中发现多处蚀刻未达到目的形状的部位。这种不良原因在于湿蚀刻中蚀刻速度非常大,即使与蚀刻液完全接触来进行蚀刻,但在感光胶膜未完全覆盖的情况下,铜合金箔层的蚀刻图案也容易变差。
图2表示蚀刻良好结束后的样品的电子显微镜相片,图3表示产生蚀刻瑕疵的样品的电子显微镜相片。根据图3,可知铜合金箔的蚀刻图案基部中的周边聚酰亚胺绝缘层被侵蚀。在图1(g)中,这种瑕疵在感光胶膜的厚度不足导电性无机物层3或2的厚度的1.1倍时发生于导电性无机物层3或2的基部中的绝缘层1的周边。
[湿蚀刻后处理]
在上述叠层体A上层压旭化成工业社制サンフオ-トAQ-5038(商品名),在进行了绝缘层的湿蚀刻的样品中,从蚀刻浴中取出后,将样品在如下组成的漂洗浴的充满缸中浸渍30秒,用所谓摇动该缸的方法来进行漂洗处理。当未进行漂洗处理时,蚀刻后的聚酰亚胺残渣或蚀刻液等残留在表面上,损坏外观。此时,将感光胶膜剥离工序中的剥离液原样用作漂洗液,漂洗和干膜的剥离可同时进行。
下述表C8中所谓无漂洗是指从蚀刻液中取出后放置的情况。
表C8
漂洗液 | 液温度 | 评价结果 |
无漂洗 | - | × |
H2O | 25℃ | ○ |
H2O | 50℃ | ○ |
H2O | 75℃ | ○ |
3wt%KOH水溶液 | 25℃ | ○ |
3wt%KOH水溶液 | 50℃ | ○ |
3wt%KOH水溶液 | 75℃ | ○ |
H2O∶NMP=2∶1 | 25℃ | ○ |
H2O∶NMP=2∶1 | 50℃ | ○ |
H2O∶NMP=2∶1 | 75℃ | ○ |
IPA∶NMP=2∶1 | 25℃ | ○ |
IPA∶NMP=2∶1 | 50℃ | ○ |
IPA∶NMP=2∶1 | 75℃ | ○ |
*NMP=n-甲基2-吡咯烷酮,IPA=异丙醇,○:(无残留),×:(有残留)
[剥离]
对于用于绝缘层的布图中的感光胶膜,通过对50℃、氢氧化钠3wt%的高温碱性水溶液施压,从叠层体剥离感光胶膜。在绝缘层缺乏聚酰亚胺等耐碱性的情况下,也可使用乙醇胺等有机碱性水溶液。
[酸洗·防锈处理·镀金·焊剂印刷]
在通过上述方法形成的HDD用无线悬臂的布图铜合金箔层上施加镀金,作为加工后处理。该镀金使用日本高纯度化学制氰镀金浴:テンペレジストEX(商品名),在65度下以电流密度Dk=0.4A/dm2通电约4分钟,进行1微米的成膜。
评价上述制作的样品的各性能,在层压感光胶膜的状态下,发现翘曲的样品的对齐精度变差,有气泡混入,布图的不锈钢箔或铜合金箔从感光胶膜中露出等蚀刻形状瑕疵。
根据本发明,因为通过湿蚀刻进行导电性无机物层的布图,接着,通过湿蚀刻进行绝缘层的布图,所以与干蚀刻相比,蚀刻时间短,生产率好。特别是,对于硬盘驱动器用悬臂,通过蚀刻去除的绝缘层面积大、且需要细微图案的制品在湿蚀刻适用中的效果大,所以至此以上作业性好,为瑕疵少的制造方法。
因此,虽然要求硬盘驱动器用悬臂等电子部件有高精度布图,但是以前对于制作硬盘驱动器用悬臂等无刚性基板而言,难以涂布液体抗蚀剂后使精度好厚度均匀,涂布·干燥工序中必须有非常严密的管理,不适用于细微的蚀刻,但在本发明中,因为用感光胶膜来进行绝缘层的布图,所以使用基本一定膜厚的干膜一方在形成抗蚀剂时有工序管理容易的优点,和适用于细微蚀刻的优点。
根据本发明的电子部件的制造方法,对于进行了导电性无机物层的布图的叠层体,在减压下通过辊压,层压干膜,对于长条状的叠层体而言,可防止层压感光胶膜后的翘曲,并且可防止包入气泡。
根据本发明的电子部件的制造方法,因为可由连续供给的连续生产线来进行长条状态或类似长条状态的叠层体的湿蚀刻工序,所以电子部件的精度高,并可使生产率飞跃提高。
使用在湿蚀刻时在表面形成细微凹凸的感光胶膜来制造本发明的电子部件的情况下,通过该细微凹凸来产生气泡的释放部位,在层压感光胶膜时可防止包入气泡,因此,可提高叠层体的耐蚀刻性。
在本发明的电子部件的制造方法中,因为可由碱性水溶液显影和由碱性水溶液剥离层压感光胶膜后的电子部件,所以不使用有毒性的肼等,还具有不使用废弃时存在问题的有机溶剂的优点。
在本发明的电子部件的制造方法中,曝光、显影感光胶膜的层压体并布图后,在进行从紫外线照射处理、加热处理、和紫外线照射处理及加热处理的组合处理中选择的处理的情况下,可提高对绝缘层蚀刻的感光胶膜的耐性。
根据本发明,绝缘层湿蚀刻所需时间是10秒以上30分钟以下,最好是在10秒以上15分钟以内、最好是在10秒以上5分钟以内,即使用强碱性水溶液的蚀刻液进行蚀刻,在蚀刻时也没有感光胶膜剥离,进行精度好的湿蚀刻。
在使用厚度为叠层体表面凹凸的1.1-5倍的厚度的感光胶膜的情况下,在层压感光胶膜后,叠层体的凸部不突出感光胶膜而露出,得到良好的蚀刻图案形状。
Claims (75)
1.一种电子部件的制造方法,通过湿蚀刻由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体来进行导电性无机物层的布图,之后通过湿蚀刻来进行绝缘层的布图,其中,
该叠层体中的绝缘层可进行湿蚀刻,为单层结构或两层以上的绝缘单元层的叠层结构,
包括使用感光胶膜通过该湿蚀刻来进行绝缘层的布图。
2.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,在所述感光胶膜的表面上形成细微的凹凸。
3.根据权利要求2所述的电子部件的制造方法,其中,通过压纹加工来设置所述细微凹凸。
4.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述感光胶膜可通过水溶液来显影,可由水溶液剥离。
5.根据权利要求4所述的电子部件的制造方法,其中,所述水溶液为碱性溶液。
6.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,通过湿蚀刻来进行绝缘层布图的方法包括在减压下对进行导电性无机物层布图的叠层体层压感光胶膜,对所得的感光胶膜的层压体进行湿蚀刻。
7.根据权利要求5所述的电子部件的制造方法,其中,在所述感光胶膜的层压体中进行湿蚀刻的方法包括曝光、显影感光胶膜的层压体并进行布图后,进行从紫外线照射处理、加热处理、和紫外线照射处理与加热处理的组合中选择的处理,作为提高对绝缘层的腐蚀剂的感光胶膜的耐性的处理。
8.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,作为原料的叠层体的绝缘层的厚度为3微米至500微米。
9.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述感光胶膜的厚度为作为原料的叠层体的一层导电性无机物层厚度的1.1-5倍。
10.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层的湿蚀刻所需的时间为10秒以上30分钟以内。
11.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层湿蚀刻时的温度为10℃以上120℃以下。
12.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层中的单层结构或两层以上的绝缘单元层全部为有机物。
13.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层中的单层结构或两层以上的绝缘单元层中至少一层为聚酰亚胺树脂。
14.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层中的单层结构或两层以上的绝缘单元层中至少一层为无机物。
15.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层中的单层结构或两层以上的绝缘单元层中至少一层为有机物和无机物的复合体。
16.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层中的单层结构或两层以上的绝缘单元层全部为聚酰亚胺树脂。
17.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层中的单层结构或两层以上的绝缘单元层中至少一层为线热膨胀率为30ppm以下的低膨胀性聚酰亚胺。
18.根据权利要求17所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层是由粘着性聚酰亚胺-低膨胀性聚酰亚胺-粘着性聚酰亚胺构成的层结构。
19.根据权利要求18所述的电子部件的制造方法,其中,在所述由粘着性聚酰亚胺-低膨胀性聚酰亚胺-粘着性聚酰亚胺构成的层结构的绝缘层中,两个粘着性聚酰亚胺是彼此不同组成的聚酰亚胺。
20.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层的蚀刻中使用的蚀刻液的pH比9大。
21.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的一层或两层导电性无机物层的所有层为铜或对铜施加表面处理的物质。
22.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的一层或两层导电性无机物层的所有层为铜合金或对铜合金施加表面处理的物质。
23.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的一层或两层导电性无机物层的所有层为不锈钢或对不锈钢施加表面处理的物质。
24.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的两层导电性无机物层中的一层为不锈钢或对不锈钢施加表面处理后的物质,另一层为铜合金或对铜合金施加表面处理的物质。
25.根据权利要求1所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的两层导电性无机物层中的一层为不锈钢或对不锈钢施加表面处理后的物质,另一层为铜或对铜施加表面处理的物质。
26.通过权利要求1至25之一所述的电子部件的制造方法制作的电子部件。
27.通过权利要求1至81之一所述的电子部件的制造方法制作的硬盘驱动器用悬臂。
28.一种电子部件的制造方法,在导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体上层压干膜后通过湿蚀刻来制造电子部件,其中,包括:
该叠层体的绝缘层可通过湿蚀刻来形成图案,
该绝缘层为一层以上,
适用的干膜的厚度为该叠层体中的一层导电性无机物层的厚度的1.1倍以上,且
当将被蚀刻物浸渍在保持为70℃的蚀刻液中时,感光胶膜图案的保持时间为1分钟以上。
29.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,在所述感光胶膜的表面的至少单面上形成细微的凹凸。
30.根据权利要求29所述的电子部件的制造方法,其中,通过压纹加工来设置所述细微凹凸。
31.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,所述感光胶膜可通过碱性水溶液来显影,且可由碱性水溶液剥离。
32.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,湿蚀刻所述叠层体的绝缘层时的温度为10℃以上120℃以下。
33.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,湿蚀刻所述叠层体的绝缘层时使用的蚀刻液的pH比8大。
34.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,在所述叠层体上层压干膜后进行湿蚀刻的方法包括曝光、显影感光胶膜的层压体并进行布图后,进行从紫外线照射处理、加热处理、和紫外线照射处理与加热处理的组合中选择的处理,作为提高对绝缘层的腐蚀剂的感光胶膜的耐性的处理。
35.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体的绝缘层中构成绝缘层的一层以上的所有层由有机物构成。
36.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体的绝缘层中构成绝缘层的至少一层为有机物和无机物的复合体。
37.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体的绝缘层中构成绝缘层的至少一层由聚酰亚胺树脂构成。
38.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体的绝缘层中构成绝缘层的一层以上的所有层都由聚酰亚胺树脂构成。
39.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体的绝缘层中构成绝缘层的至少一层为线膨胀率为30ppm以下的低膨胀性聚酰亚胺。
40.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体的绝缘层是由粘着性聚酰亚胺-低膨胀性聚酰亚胺-粘着性聚酰亚胺构成的层结构。
41.根据权利要求38所述的电子部件的制造方法,其中,所述由粘着性聚酰亚胺-低膨胀性聚酰亚胺-粘着性聚酰亚胺构成的层结构的绝缘层中,两个粘着性聚酰亚胺是彼此不同组成的聚酰亚胺。
42.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的一层或两层导电性无机物层的所有层为铜或对铜施加表面处理的物质。
43.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的一层或两层导电性无机物层的所有层为铜合金或对铜合金施加表面处理的物质。
44.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的一层或两层导电性无机物层的所有层为不锈钢或对不锈钢施加表面处理的物质。
45.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的两层导电性无机物层中的一层为不锈钢或对不锈钢施加表面处理的物质,另一层为铜合金或对铜合金施加表面处理的物质。
46.根据权利要求28所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的两层导电性无机物层中的一层为不锈钢或对不锈钢施加表面处理的物质,另一层为铜或对铜施加表面处理的物质。
47.通过权利要求28至46之一所述的电子部件的制造方法制作的电子部件。
48.通过权利要求28至46之一所述的电子部件的制造方法制作的硬盘驱动器用悬臂。
49.一种电子部件的制造方法,通过湿蚀刻由导电性无机物层-绝缘层-导电性无机物层构成的叠层体或导电性无机物层-绝缘层构成的叠层体来进行导电性无机物层的布图,之后通过湿蚀刻来进行绝缘层的布图,其中,包括
该叠层体中的绝缘层可进行湿蚀刻,为单层结构或两层以上的绝缘单元层的叠层结构,
对进行导电性无机物层布图的叠层体使用感光胶膜,在长条状态下由连续供给的连续生产线来进行该湿蚀刻的绝缘层布图,
在使用该感光胶膜进行绝缘层的布图时,在80KPa以下的减压下通过辊压在叠层体上层压感光胶膜。
50.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述辊压在层压时的辊子速度为0.1m/min-3.0m/min。
51.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,在所述感光胶膜的表面上形成细微的凹凸。
52.根据权利要求51所述的电子部件的制造方法,其中,通过压纹加工来设置所述细微凹凸。
53.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述感光胶膜可通过水溶液来显影,且可由水溶液剥离。
54.根据权利要求53所述的电子部件的制造方法,其中,所述水溶液是碱性水溶液。
55.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,对导电性无机物层进行了布图的叠层体进行湿蚀刻的方法包括对层压了感光胶膜的层压体进行曝光、显影并布图后,进行从紫外线照射处理、加热处理、和紫外线照射处理与加热处理的组合中选择的处理,作为提高对绝缘层的腐蚀剂的感光胶膜的耐性的处理。
56.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,施加在长条状态且在连续供给的连续生产线中的叠层体上的张力为30Kgf/cm以内。
57.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述感光胶膜的厚度为作为原料的叠层体的一层导电性无机物层厚度的1.1-5倍。
58.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层的湿蚀刻所需的时间为10秒以上30分钟以内。
59.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层湿蚀刻时的温度为10℃以上120℃以下。
60.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层中的单层结构或两层以上的绝缘单元层全部为有机物。
61.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层中的单层结构或两层以上的绝缘单元层中至少一层为聚酰亚胺树脂。
62.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层中的单层结构或两层以上的绝缘单元层中至少一层为无机物。
63.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层中的单层结构或两层以上的绝缘单元层中至少一层为有机物和无机物的复合体。
64.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层中的单层结构或两层以上的绝缘单元层全部为聚酰亚胺树脂。
65.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层中的单层结构或两层以上的绝缘单元层中至少一层为线热膨胀率为30ppm以下的低膨胀性聚酰亚胺。
66.根据权利要求65所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层是由粘着性聚酰亚胺-低膨胀性聚酰亚胺-粘着性聚酰亚胺构成的层结构。
67.根据权利要求66所述的电子部件的制造方法,其中,在所述由粘着性聚酰亚胺-低膨胀性聚酰亚胺-粘着性聚酰亚胺构成的层结构的绝缘层中,两个粘着性聚酰亚胺是彼此不同组成的聚酰亚胺。
68.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述绝缘层的蚀刻中使用的蚀刻液的pH比9大。
69.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的一层或两层导电性无机物层的所有层为铜或对铜施加表面处理的物质。
70.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的一层或两层导电性无机物层的所有层为铜合金或对铜合金施加表面处理的物质。
71.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的一层或两层导电性无机物层的所有层为不锈钢或对不锈钢施加表面处理的物质。
72.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的两层导电性无机物层中的一层为不锈钢或对不锈钢施加表面处理后的物质,另一层为铜合金或对铜合金施加表面处理的物质。
73.根据权利要求49所述的电子部件的制造方法,其中,所述叠层体中的两层导电性无机物层中的一层为不锈钢或对不锈钢施加表面处理后的物质,另一层为铜或对铜施加表面处理的物质。
74.通过权利要求49至73之一所述的电子部件的制造方法制作的电子部件。
75.通过权利要求49至73之一所述的电子部件的制造方法制作的硬盘驱动器用悬臂。
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