JP2002134877A - 薄膜物質の取付および加工方法 - Google Patents

薄膜物質の取付および加工方法

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  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄膜物質の取付および加工方法を提供する。 【解決手段】 その後に、加工用化学薬品に曝すため
に、強固なキャリアに薄膜を固定するために、該薄膜
は、まず、該薄膜が接着剤から後に剥ぎ取られることが
できるような軽度の接着性を有するように、強固なキャ
リアに接着される。次いで、フォトレジストが該薄膜の
辺縁に沿って、キャリアの辺縁領域上に延びるように、
薄膜上にアプライされる。フォトレジストがその後に現
像されるときに、フォトレジストの辺縁領域がキャリア
の上に残り、さらにコンベアを有する化学的加工の間に
薄膜を固定するのに充分となるように、薄膜の辺縁上で
内側方向に延びるようなパターンの化学線で、フォトレ
ジストが露光される。最終的に、該レジストはストリッ
プされて薄膜を開放し、接着剤パターンから薄膜が剥ぎ
取られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、多層プリント回路ボードの埋め
込み電気構成要素(embedded electri
cal components)を形成するのに使用さ
れる様な薄膜物質の固定および加工方法に関する。
【0002】プリント回路の小型化については、継続し
て興味が持たれている。使用されている多くのプリント
回路ボードにおいては、特にフォトレジスト技術のよう
な、公知の方法によって回路トレースがプリントされ
る。コンデンサーおよび抵抗器のような付属構成要素
は、しばしば、分離した構成要素として提供され、手動
でまたは機械的にプリント回路上にはんだ付けされる。
これらの構成要素は、プリント回路ボード上で「リアル
エステート(real estate)」を占有し、ボ
ード上にアプライするのが困難であるか、または費用が
かかるであろう。よって、構造物中のコンデンサおよび
/または抵抗器のような構成要素が回路形成法によっ
て、回路トレースと共に提供されるような構造物が提案
されている。そのような構造物の例としては、米国特許
第5079069号、第5155655号、第5161
086号、第5261153号、第5347258号、
および第5466892号に認められ、そのような構造
物に関するそれぞれの教示は本明細書の一部として参照
される。典型的には、複数のそのような構造物が誘電体
物質と一緒にラミネートされ、多層プリント回路ボード
を形成する。
【0003】導電トレース、抵抗器、コンデンサ、およ
びインダクタを含む埋め込み回路構成要素、並びに上述
の全てを含む構成要素は、薄膜を化学的に加工すること
により製造されることができる。本明細書において、用
語「薄膜物質」とは、金属ホイルのような単一層の膜、
および特定の電気的特性を有する2以上の層のラミネー
ト、またはサポート膜と特定の電気的特性を有する物質
の一以上の層のラミネートのような薄膜ラミネートをそ
の範囲に含む。そのような薄膜物質は機械的な安定性が
非常に低く、それ自体では、コンベアによる化学的加工
に耐えられないであろうから、薄膜物質は強固なキャリ
ア上に支持されなければならない。薄膜物質はその端部
に沿った強固なフレームによってまたはテープでキャリ
アに保持されることができる。機械的なフレームはアプ
ライし、除去するのには労働集約的である。テープは加
工の間にはがれ、加工されるべき薄膜物質に損傷を与え
ることが知られている。
【0004】本発明は、コンベアによる加工のための、
薄膜物質を固定する方法を提供する。薄膜物質の表面寸
法よりも大きな表面寸法を有する強固なキャリアが提供
されるので、薄膜は露出される辺縁領域を残してキャリ
アの表面上に配置されることができる。少なくとも薄膜
の辺縁部分で接着するようにデザインされたパターン
で、接着剤がキャリアの表面上にアプライされる。この
パターンは、薄膜の辺縁を固定する一部分だけ、または
キャリア全体にわたるものであることができる。接着剤
は、薄膜よりもキャリアの表面により強い接着性を有
し、引き続いて、薄膜に損傷を与えることなく接着パタ
ーンから剥がすことができるように充分に低い、薄膜に
対する接着性を有するように選択される。薄膜は接着剤
パターンに接着される。フォトレジスト層は、キャリア
が露出した辺縁領域上に広がるように、薄膜上にアプラ
イされる。フォトレジスト層はパターン付けされた化学
線で露光され、該化学線のパターンは、その後のフォト
レジスト層の現像において、フォトレジストの辺縁領域
がキャリア表面の辺縁領域上に残り、該フォトレジスト
の辺縁領域がその後の加工の間に薄膜を充分に固定する
ように、薄膜の境界部分の上で内側方向に向かって伸び
る。次いで、薄膜は化学的に加工され、典型的にはコン
ベア上を運ばれる。加工後は、膜上に残っているレジス
トがストリップされ、それにより残ったレジストの辺縁
部分から薄膜を開放する。次いで、薄膜は接着剤パター
ンから剥がされる。
【0005】図1は、強固なキャリアに付着した薄膜ラ
ミネートの平面図である。図2は、上方にフォトレジス
ト層がアプライされた、強固なキャリアに付着した薄膜
ラミネートの断面図である。図3は、パターン付けされ
た化学線で露光され、現像された後の図2の構造物の断
面図である。図4は、図3の構造物の平面図である。図
5は、薄膜ラミネートの上層がエッチングされた、図4
の構造物の断面図である。図6は、残留しているレジス
トがストリップされた後の、図5の構造物の断面図であ
り、回路形成されたラミネートが接着剤から剥ぎ取られ
る様子を示す。
【0006】本発明は、損傷を与えることなく、最小の
ハンドリングである、アグレッシブ(aggressi
ve)ケミカルハンドリング装置で薄い物質を加工する
方法を提供する。本明細書においては、「薄膜」および
「薄膜物質」とは、薄い金属ホイルのような単層薄膜物
質または多層ラミネートの両方を意図する。銅ホイルの
ような単層のホイルが薄膜物質として提供されることが
できる。しかし、プリント回路を形成するために使用さ
れる場合には、銅ホイルの機械的強度は回路形成プロセ
スによって弱められるであろう。よって、概して、その
ようなホイルは加工のためのサポート膜にラミネートさ
れる。サポート膜の存在下であっても、ラミネートは強
固なキャリアに支持されなければならない。
【0007】米国特許出願第09/283100号は、
コンデンサを形成するための薄膜ラミネート構造を教示
し、該文献の該薄膜ラミネート構造に関する記載は本明
細書の一部として参照される。これらは、金属ホイル上
に堆積された誘電体物質(例えばシリカ)の2層構造、
および金属ホイル層と堆積された金属層の間にシリカが
挟まれたような3層構造を含む。米国特許出願第09/
198954号は、埋め込まれた抵抗器を形成するため
の薄膜物質を開示し、該文献の該薄膜物質に関する記載
は、本明細書の一部として参照される。これらは、ポリ
イミド膜上に堆積された、シリカ−ドープト白金のよう
な抵抗性物質、および金属ホイルの上に堆積された抵抗
性物質を含む。上述の物質の全ておよび他に考えられる
様々な薄膜構造物が本発明の方法によって加工されるこ
とができる。
【0008】図1に示されるのは、接着剤12のパター
ンを有する強固なサポート11に付着した薄膜10であ
る。例示のために、薄膜物質はポリイミドサポートシー
ト13上の銅層14であることが考慮されるが(図
2)、これに限定されるものではない。キャリア11
は、薄膜10の化学的加工の間における化学反応に耐え
るように選択された構造的に強固な物質である。キャリ
ア11として好適な物質としては、ガラス繊維、フェノ
ール樹脂構造物、ガラス、および金属プレートが挙げら
れるがこれらに限定されるものではない。
【0009】接着剤12としては、薄膜10が加工後に
除去可能であるような、軽度な接着性のものが選択され
る。接着剤12は、薄膜10の表面よりもキャリア11
により接着性であって、該接着剤は最終製品に張り付か
ないように薄膜に接着するような接着性であるべきであ
る。好ましくは、接着剤は加工用化学薬品に耐性であ
り、新たな薄膜10が加工のために適用される時ごと
に、接着剤がキャリア11に再適用される必要はない。
接着剤の好適なタイプは3M Post−It(商標)
において使用されるものであり、そのような接着剤は米
国特許第3691140号、第4166152号および
第4786696号に開示され、該文献における接着剤
に関する記載は本明細書の一部として参照される。接着
剤は、スプレー、ロールコーティング、ディッピングな
どをはじめとする公知の適用方法によって適用されるこ
とができ、またはテープから移されることができる。図
1に示されるように、キャリア11の表面は薄膜10よ
りも広い面積であり、キャリア11の表面の辺縁部分1
5は薄膜10を縁取りする。接着剤パターン12は、端
部を保持するように、少なくとも薄膜の辺縁に沿って延
びるが、薄膜10がその上に配置される領域の全体にわ
たってアプライされることができる。
【0010】薄膜10が接着剤にアプライされた後、フ
ォトレジスト層17が薄膜上に、図2に示されるよう
な、キャリア11の表面の辺縁領域15の上に広がるよ
うにアプライされる。フォトレジストは、公知の方法に
よって、液体としてまたはドライフィルムからアプライ
されることができる。フォトレジストはネガ型またはポ
ジ型の何れかであることができるが、ここでは、ネガ型
フォトレジストについて記載される。フォトレジスト層
17は、アートワーク(図示せず)を通ってパターン付
けされた化学線で露光され、レジストの露光された部分
は現像液に不溶性となる。アートワークは、現像された
フォトレジストに残っている回路形成されたパターン1
7aに加えて、辺縁部分17bはキャリア11の表面の
辺縁部分15の上、および図3と4に見られるようなサ
ポート「フレーム」として残るための薄膜10の端部の
内側に延びて残るものである。
【0011】現像後、塩化鉄(III)のようなエッチ
ング剤が使用され、露光された部分の銅を除去し、回路
トレース14aを残す。次いで、残っているレジストが
ストリップされ、プリント回路18の端部を開放する
(図6)。次いで、プリント回路14は、その後に続
く、多層プリント回路ボードにおける埋め込みのような
加工のために、図6に示されるように、接着剤12から
引き剥がされる。上述の回路形成プロセスは単に本発明
を例示するものであり、本発明が適用可能なプロセスと
しては、様々なプロセスが存在する。上述の米国特許出
願第09/283100号には、誘電体物質であるシリ
カがフッ化水素またはフルオロホウ酸溶液でエッチング
され得ることが開示されている。上述の米国特許出願第
09/198954号には、シリカ−ドープト白金抵抗
器の層がアブラティブ(ablative)エッチング
法によって、導電金属層からエッチングされることがで
きるような、アブラティブエッチング法を開示してい
る。アブラティブエッチング法は、シリカ−ドープト白
金の多孔性の性質に依拠し、下方の金属層のためのエッ
チング剤がシリカ−ドープト白金層を通ってしみ出る。
金属とシリカ−ドープト白金の間の界面が崩壊した後で
あって、下方の金属層の顕著なエッチングが起こる前
に、シリカ−ドープト白金が、前記界面が崩壊した領域
から除去される。よって、本発明は、薄膜コンデンサお
よび抵抗器、並びに導電回路の形成に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、強固なキャリアに付着した薄膜ラミ
ネートの平面図である。
【図2】 図2は、上方にフォトレジスト層がアプライ
された、強固なキャリアに付着した薄膜ラミネートの断
面図である。
【図3】 図3は、パターン付けされた化学線で露光さ
れ、現像された後の図2の構造物の断面図である。
【図4】 図4は、図3の構造物の平面図である。
【図5】 図5は、薄膜ラミネートの上層がエッチング
された、図4の構造物の断面図である。
【図6】 図6は、残留しているレジストがストリップ
された後の、図5の構造物の断面図であり、回路形成さ
れたラミネートが接着剤から剥ぎ取られる様子を示す。
【符号の説明】
10 薄膜 11 強固なサポート 12 接着剤 13 ポリイミドサポートシート 14 銅層 14a 回路トレース 15 辺縁部分 17 フォトレジスト層 17a パターン 17b 辺縁部分 18 プリント回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 3/46 H05K 3/46 Q Fターム(参考) 4E351 AA04 AA16 BB01 BB03 BB05 BB24 BB29 DD04 DD31 DD41 DD54 GG01 5E339 AA02 AB02 AD01 BC01 BD03 BD06 BE11 CC01 CD01 CE12 CE15 CF16 CF17 CG01 DD02 DD10 EE01 EE02 EE04 5E346 AA12 AA13 AA14 AA15 BB01 BB20 CC02 CC08 CC21 CC25 CC32 DD01 DD12 DD31 DD33 EE31 GG28 HH33

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄膜がキャリアの表面上に、露出した辺
    縁領域を残すように配置されることができるような、薄
    膜の表面寸法よりも大きい表面寸法を有する強固なキャ
    リアを提供し、 該キャリアの該表面上に、少なくとも該薄膜の辺縁部分
    で接着するようにデザインされたパターンで接着剤をア
    プライし、該接着剤が、該薄膜よりも該キャリアの表面
    に対してより大きな接着性を有し、後に、該薄膜に損傷
    を与えずに該薄膜が該接着剤パターンから剥ぎ取られる
    ことができるように充分低い接着性を有するものから選
    択されるものであり、 該薄膜を該接着剤パターンに接着し、 フォトレジスト層が該キャリアの露出した辺縁領域の上
    に広がるように、該フォトレジスト層を該薄膜の上に適
    用し、 該フォトレジスト層をパターン付けされた化学線で露光
    し、該化学線のパターンが、その後の現像において、該
    フォトレジストの辺縁領域が該キャリアの表面の辺縁領
    域の上に残り、さらに該フォトレジストの辺縁領域が該
    薄膜をその後の加工の間固定するのに充分な該薄膜の辺
    縁部分の上で内側方向に延びるものである、ことを含む
    コンベアを使った加工のための薄膜物質の固定方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法によって薄膜をキャ
    リアに固定し、該キャリアに固定された薄膜を加工用化
    学薬品に曝露し、該キャリアに固定された薄膜からレジ
    ストをストリップし、該薄膜を該フォトレジストの辺縁
    領域から開放し、接着剤から該薄膜を剥ぎ取ることを含
    む、薄膜を加工する方法。
  3. 【請求項3】 フォトレジストがネガ型である請求項1
    記載の方法。
  4. 【請求項4】 フォトレジストがポジ型である請求項1
    記載の方法。
  5. 【請求項5】 薄膜が電気伝導物質である請求項1記載
    の方法。
  6. 【請求項6】 薄膜が抵抗性物質である請求項1記載の
    方法。
  7. 【請求項7】 薄膜が誘電体物質である請求項1記載の
    方法。
  8. 【請求項8】 薄膜が、サポート膜層および所望の電気
    的特性を有する少なくとも1つの層を含むラミネートで
    ある請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】 薄膜が、所望の電気的特性を有する少な
    くとも2つの層を含むラミネートである請求項1記載の
    方法。
  10. 【請求項10】 キャリアが加工用化学薬品に耐性であ
    る請求項2記載の方法。
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