JP2000059005A - 配線パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手間と費用のかかるフォトマスクの製作工程
を無くすことによって配線パターン形成のための製作時
間を短縮して生産性向上を図り、さらに、フォトマスク
の使用に伴う種々の問題点を根本的に除去すること。 【解決手段】 ＣＡＤの配線パターンデータを光造形用
の配線パターンデータに変換する工程と、表面に導電膜
１２を有する基板１０を光硬化性樹脂液２の液面から深
さαだけ沈めた位置に配置する工程と、光造形用の配線
パターンデータに基づいて、紫外線レーザを光硬化性樹
脂液面に向けて照射し、光硬化性樹脂液２を硬化させる
ことによって基板表面の導電膜１２上に配線パターンに
対応するエッチングレジスト１３を形成する工程と、基
板表面の不要な導電膜をエッチングした後にエッチング
レジストを剥離して導電膜表面を露出させる工程とを行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプリント配
線板の製造方法の一部である、配線パターン形成方法に
関し、特に、光造形法を応用することによってフォトマ
スクの制作工程を不要にし、生産性の向上を図るための
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリント配線板の配線パターン
を形成する場合、以下の工程で行われている（図９参
照）。

【０００３】（１） ＣＡＤで配線パターンを作成す
る。 （２） この配線パターンＣＡＤデータをフォトマスク
作成のための電子ビーム描画用データに変換する。 （３） アートワーク工程においてフォトマスクを製作
する。 （４） プリント配線板パターン形成工程において、銅
張基板にドライフイルムをラミネートする。 （５） ドライフィルムがラミネートされた銅張基板と
フォトマスクを重ね合わせる。 （６） 露光・現像しエッチングレジストを形成する。 （７） エッチングによって不要な部分の銅を取り除
く。 （８） エッチングレジストを剥離する。 以上の工程を経てプリント配線板の配線パターンが形成
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の配線パターン形
成方法は、アートワーク工程においてフォトマスクを製
作しているため、プリント配線板の配線パターンを形成
する時間がかかる。特に試作用プリント配線板は製作枚
数が少ないため、フォトマスクを製作する費用もかさ
む。さらに、フォトマスク製作における欠陥や銅張基板
との重ね合わせ時のゴミの付着による断線、温湿度の影
響によるフォトマスクの伸縮による寸法変化、製作した
フォトマスクの保管に対する問題等がる。また、平面で
あるフォトマスクを使用しているため、三次局面へのパ
ターン形成が行えないという大きな欠点もある。

【０００５】そこで、本出願の発明者等は、この配線パ
ターン形成工程におけるフォトマスクの代替技術につい
て、フォトマスクを用いないですむ可能性等も含めて種
々検討した結果、光造形法による技術をエッチング技術
に応用することで解決できることを見出した。

【０００６】よって、本発明は、手間と費用のかかるフ
ォトマスクの製作工程を無くすことによって配線パター
ン形成のための製作時間を短縮して生産性向上を図り、
さらに、フォトマスクの使用に伴う種々の問題点を根本
的に除去することができる技術を提供することを課題と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、光造形法を用いてプリント配線板の配
線パターンを形成する方法であって、ＣＡＤの配線パタ
ーンデータを光造形用の配線パターンデータに変換する
工程と、表面に導電膜を有する基板を光硬化性樹脂液面
から深さαだけ沈めた位置に配置する工程と、光造形用
の配線パターンデータに基づいて、紫外線レーザを光硬
化性樹脂液面に向けて照射し、光硬化性樹脂液を硬化さ
せることによって基板表面の導電膜上に配線パターンに
対応するエッチングレジストを形成する工程と、基板表
面の不要な導電膜をエッチングした後にエッチングレジ
ストを剥離して導電膜表面を露出させる工程とを含む方
法を採用した。

【０００８】これにより、手間と費用のかかるフォトマ
スクの製作工程を無くし、配線パターン形成のための製
作時間を短縮して生産性向上を図ることができる。

【０００９】ここで、光硬化性樹脂液面からの深さαに
ついては、エッチングレジストの膜厚に相当する深さと
するのが大変好適である。なぜなら、配線パターンが平
面的な場合には一回の紫外線レーザの照射によってエッ
チングレジストを形成することができるからである。

【００１０】また、基板としては、その両面に導電膜を
有し、片面への配線パターン形成後に残りの片面への配
線パターンを形成する方法を採用することもできる。こ
れにより、両面に配線パターンを形成するために必要で
あった２枚（両面）のフォトマスクの製作が不要にな
る。

【００１１】また、基板には、その導電膜が銅箔からな
る銅張基板を用いるのが大変好適である。それは、既存
のエッチング技術を利用することができるからである。

【００１２】さらに、本発明では、ＣＡＤから得られた
３次元モデルを水平にスライスし、そのスライス像に沿
って紫外線レーザを光硬化性樹脂液に照射し、一層ずつ
固める工程を繰り返して積層することによって立体モデ
ルを作成する光造形法を用いた配線パターン形成方法で
あって、３次元モデルが立体配線パターンをエッチング
技術により形成するためのエッチングレジストパターン
であり、そのエッチングレジストパターンに対応するデ
ータを光造形用のデータに変換する工程と、表面に導電
膜を有する立体基板を前記光硬化性樹脂液面からスライ
ス像一層に対応する深さだけ順次降下させつつ、レーザ
光を光硬化性樹脂液面に向けて照射し、光硬化性樹脂液
を一層ずつ固める工程とを繰り返すことによって立体基
板の表面に立体エッチングレジストを形成する工程と、
立体基板表面の不要な導電膜をエッチングした後にエッ
チングレジストを剥離する工程とを含む方法を採用し
た。これにより立体配線パターンをフォトマスクを用い
ることなく形成することができる。

【００１３】ここで、立体基板は、その表面と裏面に導
電膜を有し、表面及び裏面の両方に配線パターンを形成
する方法を採用することもできる。

【００１４】また、立体基板には、その導電膜が銅箔か
らなる銅張立体基板を用いるのが大変好適である。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、本発明の第１の実
施形態に係る配線パターン形成方法を示すもので、図１
及び図２はその工程図、図３はフロー図である。図１０
は既存の光造形法を示す断面説明図である。

【００１６】本発明の実施の形態について説明する前
に、まず、図１０を参照して既存の光造形法について説
明する。光造形法は、ＣＡＤから得られた３次元モデル
を水平にスライスし、その輪切り像に沿って紫外線レー
ザを液状の光硬化性樹脂に照射し、一層ずつ固める。こ
れを順次エレベータを降下させ繰り返し積層することに
よって、目的とする立体モデルを作成する技術である。

【００１７】具体的には、図１０に示すように、上面が
開口したタンク１内の光硬化性樹脂液２の中に、作成す
べき３次元モデル（図では鼓形の筒状体）３のためのテ
ーブル４をセットする。テーブル４はエレベータ５によ
り上下移動可能である。このテーブル４は、最初の段階
では光硬化性樹脂液面から僅かに降下させた（沈めた）
位置にセットしておく。その降下量（深さ）はモデル３
のスライス像の一層に対応する深さである。

【００１８】この状態で、レーザ６により紫外線レーザ
を照射する。照射に際しては、モデル３のＣＡＤデータ
を光造形用のデータに変換した、いわゆるスライス像に
対応する断面データに基づいて、レーザ６をＸ方向及び
Ｙ方向に自動走査しながら照射する。一層分に対応する
光硬化性樹脂液２がテーブル４上で硬化したら、テーブ
ル４を次の層に対応する深さまで降下させた後、紫外線
レーザを照射して硬化させる。このテーブル４の降下と
紫外線レーザの照射とを繰り返すことで、図１０に示す
ような３次元モデル３を作成することができる。なお、
この光造形法に係る技術は、特開平１０１００２６２号
公報等にも記載されている。

【００１９】本発明では、こうした光造形法の技術を配
線パターン形成技術に応用することによって、フォトマ
スク製作のためのアートワーク工程を不要にし、フォト
マスクを使用することなく、配線パターンを効率的に形
成できるように工夫したものである。

【００２０】（第１の実施形態）以下、本発明の第１の
実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。な
お、これらの図において、図１０と基本的に同一構成要
素については同一符号を付してある。

【００２１】本実施の形態に係る配線パターン形成方法
では、まず、ＣＡＤから得られる配線パターンデータ、
例えばプリント配線基板の配線パターンデータを光造形
用の配線パターンデータに変換する第１の工程の後に、
次の第２〜第４の工程を順次行う。

【００２２】第２の工程では、基板１１の表面に導電膜
である銅箔１２を有する銅張基板１０をテーブル４上に
載せ、エレベータ５を作動させて光硬化性樹脂液２の液
面から深さαだけ沈めた位置に配置する工程を行う。こ
の深さαはここでは数μｍ程度である。銅張基板１０は
平面基板である。したがって、形成すべき配線パターン
も二次元的な平面パターンとなる。また、光硬化性樹脂
液２には紫外線硬化型樹脂液を用いている。

【００２３】後述のように、この光硬化性樹脂液２をエ
ッチングレジストとして利用する。その関係から、紫外
線硬化型樹脂材料が好適に用いられる。

【００２４】第３の工程では、光造形用の配線パターン
データに基づいて、レーザ６からの紫外線レーザを光硬
化性樹脂２の液面に向けて照射し、光硬化性樹脂液を硬
化させることによって、銅張基板１０表面の銅箔１２上
に配線パターンに対応するエッチングレジストパターン
１３を形成する。紫外線レーザの照射に際しては、レー
ザ６をＸ方向及びＹ方向に自動走査しながら照射する。
ここでは特に図示していないが、これらの制御は、予め
プログラムされたレーザ６の走査制御系やエレベータ５
の動作制御系等により行う。

【００２５】第４の工程では、図２（ａ）に示すよう
に、銅張基板１０表面の不要な銅箔１２をエッチングし
た後にエッチングレジストを剥離し、図２（ｂ）のよう
に銅箔１２の表面を露出させる。これにより、基板１０
上に目的とする配線パターンＰが形成される。

【００２６】図３のフロー図中に、図１０で示した従来
工程と同一工程部分に（１）〜（８）の同一符号を付し
てある。このフロー図からも明確なように、工程
（３）、（４）、（５）を省略することができる。

【００２７】このように、本実施の形態では、フォトマ
スクを製作するためのアートワーク工程は存在せず、光
造形法によって直接エッチングレジスト（レジストパタ
ーン）１３を形成するようにしているので、手間と費用
のかかるフォトマスクの製作工程を無くし、配線パター
ン形成のための製作時間を短縮して生産性向上を図るこ
とができる。

【００２８】なお、第２の工程において、光硬化性樹脂
液面からの深さαについては、エッチングレジスト１３
に必要な膜厚に相当する深さとするのが好ましい。そう
することで、配線パターンが平面的な場合には一回の紫
外線レーザの照射によってエッチングレジストを形成す
ることができるからである。

【００２９】（第２の実施形態）第１の実施形態では、
プリント配線板の片面への配線パターンを形成する方法
について説明したが、例えば図４の側面図に示すよう
に、銅張基板１０としてその両面に銅箔を有し、片面へ
の配線パターンＰの形成後に残りの片面への配線パター
ンＰを形成する方法を採用することもできる。

【００３０】これにより、両面に配線パターンを形成す
るために必要であった２枚（両面）のフォトマスクの製
作を不要にすることができる。その結果、従来より短い
時間で配線パターンを形成することができる。

【００３１】（第３の実施形態）図５〜図９は、本発明
の第３の実施形態に係る立体配線パターンの形成方法を
示すもので、図５、図６、図７、図８はその工程図であ
る。

【００３２】この第３の実施形態では、例えば装置内配
線等、立体的な配線パターンの形成に光造形法を応用し
た実施形態を示している。その際、光造形用のデータに
変換すべき３次元モデルとして、エッチング技術により
立体配線パターンを形成するためのエッチングレジスト
パターンを対象としている。その理由は、平面的な配線
パターンの場合には、その配線パターン自体のＣＡＤデ
ータを、光造形用のデータに変換すべきモデルのデータ
として採用しても、平面データであるために実際上問題
ないが、立体配線パターンの場合には、その立体配線パ
ターン自体と、その直上に形成すべきエッチングレジス
トパターンとの間に３次元的なズレが生じる不具合があ
るからである。

【００３３】そこで、本実施の形態では、光造形用のデ
ータに変換する際に、まず、ＣＡＤから得られる立体配
線パターンデータに加え、立体配線パターンの領域上に
形成すべきエッチングレジストパターンデータを求め、
そのエッチングレジストパターンデータを光造形用のデ
ータに変換する第１の工程を行う。

【００３４】次に、第２の工程では、基板２１の表面に
導電膜である銅箔２２を有する銅張立体基板２０をテー
ブル４上に載せ、エレベータ５を作動させて光硬化性樹
脂液２の液面から深さαだけ沈めた位置に配置する工程
を行う。この深さαはここでは数μｍ程度である。ま
た、光硬化性樹脂液２には紫外線硬化型樹脂液を用いて
いる。

【００３５】次に、第３の工程では、光造形用のエッチ
ングレジストパターンデータに基づいて、レーザ６から
の紫外線レーザを光硬化性樹脂２の液面に向けて照射
し、光硬化性樹脂液を硬化させることによって、立体基
板２０表面の銅箔２２上に第１層目のエッチングレジス
ト２３を形成する。紫外線レーザの照射に際しては、レ
ーザ６をＸ方向及びＹ方向に自動走査しながら照射す
る。

【００３６】その後、立体基板２０を深さαだけさらに
降下させる操作と紫外線レーザを照射する工程とを繰り
返すことによって、形成すべき配線パターンの領域上に
エッチングレジスト２４、２５を順次形成する第４の工
程を行うことによって、図７（ａ）に示すエッチングレ
ジストパターンＥＰを形成する。

【００３７】第５の工程では、図７（ｂ）のように、立
体基板２０表面の不要な銅箔２２をエッチングした後に
エッチングレジストを剥離し、銅箔２２の表面を露出さ
せる。これにより、図７（ｃ）及び図８のように、立体
基板２０上に目的とする立体配線パターンＰ１が形成さ
れる。

【００３８】ここで、立体基板２０としては、その表面
と裏面に銅箔２２を有し、表面及び裏面の両方に立体配
線パターンＰ１を形成する方法を採用することもでき
る。その場合、裏面側を上にして上記と同様の工程を採
用すればよい。ただ、裏面側が凹面となっていて、その
凹面部分に光硬化性樹脂液が滞留する場合には、これを
なくすための排出流路や進入流路等を予め形成しておく
方が好ましい場合もある。

【００３９】このように、立体配線パターンを形成する
第３の実施形態においても、フォトマスクを製作するた
めのアートワーク工程は存在せず、光造形法によって直
接エッチングレジストパターンを形成するようにしてい
るので、手間と費用のかかるフォトマスクの製作工程を
無くし、立体配線パターン形成のための製作時間を短縮
して生産性向上を図ることができる。

【００４０】なお、以上の実施形態では、一般的なプリ
ント配線板の平面的な配線パターンや立体的な配線パタ
ーンの形成方法について述べたが、エッチング技術を必
要とする他の配線パターン形成技術にも適用することが
できる。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明の配線パターン形
成方法によれば、ＣＡＤの配線パターンデータを光造形
用の配線パターンデータに変換する工程と、表面に導電
膜を有する基板を光硬化性樹脂液面から深さαだけ沈め
た位置に配置する工程と、光造形用の配線パターンデー
タに基づいて、紫外線レーザを光硬化性樹脂液面に向け
て照射し、光硬化性樹脂液を硬化させることによって基
板表面の導電膜上に配線パターンに対応するエッチング
レジストを形成する工程と、基板表面の不要な導電膜を
エッチングした後にエッチングレジストを剥離して導電
膜表面を露出させる工程とを含む方法を採用したので、
手間と費用のかかるフォトマスクの製作工程を無くすこ
とによって配線パターン形成のための製作時間を短縮し
て生産性向上を図り、さらに、フォトマスクの使用に伴
う種々の問題点を根本的に除去することができる。

【００４２】また、本発明によれば、光造形法を応用す
ることによって、立体基板に対し立体配線パターンも容
易にかつ効率的に形成することができる。その場合、光
造形用のデータに変換すべき３次元モデルとして、エッ
チング技術により立体配線パターンを形成するためのエ
ッチングレジストパターンを対象とすることによって、
立体配線パターンを高精度に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る配線パターン形
成方法の工程図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係る配線パターン形
成方法の工程図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係る配線パターン形
成方法のフロー図である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る配線パターン形
成方法の側面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係る配線パターン形
成方法の工程図である。

【図６】本発明の第３の実施形態に係る配線パターン形
成方法の工程図である。

【図７】本発明の第３の実施形態に係る配線パターン形
成方法の工程図である。

【図８】本発明の第３の実施形態に係る配線パターン形
成方法の工程図である。

【図９】従来例に係る配線パターン形成方法を示す説明
図である。

【図１０】光造形法を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１ タンク ２ 光硬化性樹脂液 ３ モデル ４ テーブル ５ エレベータ ６ レーザ １０ 銅張基板 １１ 基板（基板本体） １２ 銅箔（導電膜） １３ エッチングレジスト ２０ 立体基板 ２１ 基板 ２２ 銅箔 ２３、２４、２５ エッチングレジスト ＥＰ エッチングレジストパターン Ｐ 配線パターン Ｐ１ 立体配線パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 和弘 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H096 AA26 BA05 BA06 CA20 EA04 EA05 EA30 HA13 HA28 4E068 DA11 DB00 5C094 AA43 AA48 BA01 DA13 DB07 FA01 FB01 FB12 FB15 GB10 5E339 BC02 BD06 BE11 CC01 CD01 CE12 CE15 CG01 DD02 EE10 FF02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光造形法を用いてプリント配線板の配線
   パターンを形成する方法であって、ＣＡＤの配線パター
   ンデータを光造形用の配線データに変換する工程と、表
   面に導電膜を有する基板を光硬化性樹脂液面から深さα
   だけ沈めた位置に配置する工程と、前記光造形用の配線
   データに基づいて、レーザ光を光硬化性樹脂液面に向け
   て照射し、光硬化性樹脂液を硬化させることによって基
   板の表面にエッチングレジストを形成する工程と、前記
   基板表面の導電膜をエッチングした後に前記エッチング
   レジストを剥離する工程とを含む、配線パターン形成方
   法。
2. 【請求項２】 前記光硬化性樹脂液面からの深さαは、
   前記エッチングレジストの膜厚に相当していることを特
   徴とする、請求項１記載の配線パターン形成方法。
3. 【請求項３】 前記基板は、その両面に導電膜を有し、
   片面への配線パターン形成後に残りの片面への配線パタ
   ーンを形成することを特徴とする、請求項１又は２記載
   の配線パターン形成方法。
4. 【請求項４】 前記基板は、その導電膜が銅箔からなる
   銅張基板であることを特徴とする、請求項１〜３の何れ
   かに記載の配線パターン形成方法。
5. 【請求項５】 ＣＡＤから得られた３次元モデルを水平
   にスライスし、そのスライス像に沿って紫外線レーザを
   光硬化性樹脂液に照射し、一層ずつ固める工程を繰り返
   して積層することによって立体モデルを作成する光造形
   法を用いた配線パターン形成方法であって、３次元モデ
   ルが立体配線パターンをエッチング技術により形成する
   ためのエッチングレジストパターンであり、そのエッチ
   ングレジストパターンに対応するデータを光造形用のデ
   ータに変換する工程と、表面に導電膜を有する立体基板
   を前記光硬化性樹脂液面からスライス像一層に対応する
   深さだけ順次降下させつつ、レーザ光を光硬化性樹脂液
   面に向けて照射し、光硬化性樹脂液を一層ずつ固める工
   程とを繰り返すことによって立体基板の表面に立体エッ
   チングレジストを形成する工程と、立体基板表面の不要
   な導電膜をエッチングした後にエッチングレジストを剥
   離する工程とを含む、配線パターン形成方法。
6. 【請求項６】 前記光硬化性樹脂液面からの深さαは、
   前記エッチングレジストのスライス像に対応する一層の
   厚さに相当していることを特徴とする、請求項５記載の
   配線パターン形成方法。
7. 【請求項７】 前記立体基板は、その表面と裏面に導電
   膜を有し、表面及び裏面の両方に配線パターンを形成す
   ることを特徴とする、請求項５又は６記載の配線パター
   ン形成方法。
8. 【請求項８】 前記立体基板は、その導電膜が銅箔から
   なる銅張立体基板であることを特徴とする、請求項５〜
   ７の何れかに記載の配線パターン形成方法。