JP2002538020A - プリント基板製造方法およびプリント基板 - Google Patents

プリント基板製造方法およびプリント基板

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JP2002538020A
JP2002538020A JP2000602466A JP2000602466A JP2002538020A JP 2002538020 A JP2002538020 A JP 2002538020A JP 2000602466 A JP2000602466 A JP 2000602466A JP 2000602466 A JP2000602466 A JP 2000602466A JP 2002538020 A JP2002538020 A JP 2002538020A
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ユハ ハグベルグ、
セッポ レッパヴオリ、
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ユハ ハグベルグ、
セッポ レッパヴオリ、
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K3/0002Apparatus or processes for manufacturing printed circuits for manufacturing artworks for printed circuits
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    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
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Abstract

(57)【要約】 本発明は高精度プリント基板の製造方法およびプリント基板に関するものである。本プリント基板は、パターンの施されたレジスト層(12)でコートされたベース板(11)上に実層(13)を積層することにより製造する。レジスト層(12)はレーザによりさらに加工してもよい。実層(13)を形成した後にベース板(11)およびレジスト(12)を除去することにより、実層(13)がプリント基板を形成することとなり、レジスト(12)により実層に残されたパターンが基板のプリントパターンを形成することとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の属する技術分野 本発明は、特に高精度プリント基板の製造方式に関するものである。本プリン
ト基板は、例えば電子回路、テキストおよび図形をプリントするオフセット法に
使用する。
【0002】 発明の背景 オフセット印刷基板は、最も一般的には、次の3つの方法により製造される。
すなわちエッチング、感光性ポリマ法およびレーザ加工法である。
【0003】 エッチングが使用される場合は、エッチングしない領域は、例えば公知のフォ
トリソグラフィ法を用いてレジスト層で被覆される。プリント基板はその後、通
常、プリントを目的として構成された装置によってエッチングされ、この装置は
エッチング剤の動きを誘導する循環/ノズルシステムを往々にして含んでいる。
エッチング後、レジスト層はプリント基板から除去して、パターンが施されたプ
リント基板が得られることとなる。エッチングが使用されるのは、金属プリント
基板の製造がほとんどである。スチール基板は最も耐久性が高いが、板がアンダ
ーエッチングされるためにスチール基板上のエッチング精度は低い。このためエ
ッチングパターンは幅広になり、エッチングされた溝の角は丸味をおびてしまう
。銅または黄銅製基板は、使用上の強度についてはスチール基板に及ばないが、
スチール基板より高い精度でエッチング可能である。パターンの幅またはアンダ
ーカットの程度は、パターンが必要とするエッチングの深さによって定まるもの
であり、換言すればエッチング時間によって定まるものである。この方法でエッ
チングされた条線は、一般に浅いものになる。
【0004】 感光性ポリマ法では感光性ポリマ層が固体ベース板上に積層される。無地のプ
リント基板はフィルムを通してまたはレーザによって露光される。露光されると
ポリマ層は硬化し、これにより現像液中で不溶性となる。この方法の利点は利便
性およびコスト効率の良さであり、加工技術としてもエッチングに比較して高精
度である。一方、プラスチックの耐久性は比較的低い。この方法で作られた条線
は一般に浅いものになる。
【0005】 レーザ加工法ではコートされた金属基板が使用され、基板をコートしているフ
ィルムから所望のパターンを除去するため、レーザが局所的に照射される。この
方法は感光性ポリマ法と同様の利点を有する。パターンの深さは積層の厚さを変
えることにより調整される。この方法の欠点としては、パルス処理技術のせいで
網目版となってしまうことや、設備コストが比較的高いことがあげられる。
【0006】 レーザ加工法は他の材料を加工する場合にも使用可能である。短時間に高エネ
ルギーレーザパルスが使用されれば、パターンを比較的高精度で加工可能である
。しかし、必要とされるレーザ装置の設備および保守にかかるコストは高くなっ
てしまう。
【0007】 現行のプリント基板製造方法でも、相当に高精度の図形プリント基板を提供す
ることは可能である。しかしながら、従来のプリント基板製造プロセスは、エレ
クトロニクス産業に必要とされる導電性、抵抗性、誘電性または半導電性の材料
のプリントについて十分に高精度とは言えず、例えば所望のパターン深さ、ある
いは線の精度および/または線幅の仕上がりが得られていない。
【0008】 発明の概要 そこで本発明は、前述の諸問題を回避可能なプリント基板製造方法およびプリ
ント基板を提供することを目的とする。本発明はプリントパターンとして使用さ
れるプリント基板の製造方法に関するものであり、本方法では、レジストを使用
し、ベース板上に所望のエンボス加工パターンを形成することにより、プリント
基板を製造する。本方法ではレジストによるエンボス加工の施されたベース板上
に実層を積層し、これによりレジストによる所望パターンに合致する溝状パター
ンを実層に形成し、レジストによるパターンが施されたベース板から実層を分離
することにより、実層でプリント基板を形成する。
【0009】 また本発明は、プリントパターン用溝状パターンを含むプリント基板に関する
ものである。プリント基板はレジストによるエンボス加工の施されたベース板上
に形成される。これに続いて、製造工程の最終段階で、レジストによるエンボス
加工の施されたベース板からプリント基板は分離され、プリント基板は、レジス
トによるエンボス加工による所望パターンに合致する溝状パターンを有する実層
で構成される。
【0010】 本発明によるプリント基板製造方法およびプリント基板はいくつかの利点を有
する。すなわち、現在より一層高精度の許容誤差を有するプリント基板の製造が
可能となる。本発明ではさらに、パターン深さが精密に制御可能であり、複数の
パターン深さを同時に用いることも可能である。これは例えば溝状パターンの深
さがレジストの厚さによって定まるからである。もう1つの注目すべき利点は、
パターン深さがその幅には依存しないことである。
【0011】 以下、添付図面を参照し、好適な実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【0012】 本発明によるプリント基板はオフセット技術を応用した電子回路のプリントに
使用可能であり、特に、グラビア印刷を応用したテキストおよび図形のプリント
にも使用可能であるが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0013】 先ずベース板を用意する方法を検討する。図1はフォトレジスト2が塗布され
たベース板1を示す。ベース板1は通常ガラス、金属またはプラスチック製であ
る。ネガフォトレジストは露光により硬化する材料、換言すれば現像液中で不溶
性となる材料から成る。一方、ポジフォトレジストは露光されると現像液中で溶
解性となる。フォトレジスト2は、例えばスピニング、スプレーまたはディッピ
ングなどの公知の方法によりベース板1上に塗布する。現存のフォトレジストに
は、例えばジアゾキノン化合物、エポキシ、ポリイミドまたはノボラク型レジス
トあるいはこれらの任意の組み合わせが含まれる。
【0014】 図2ではフォトレジスト2はマスク3を通して照射光4により露光させている
。ベース板1のすぐ傍に置かれたマスク3は、ポジまたはネガのいずれのフォト
レジスト2が使用されるかによって、ポジまたはネガのいずれかの所望のパター
ンで構成される。マスク3の領域31および32は照射光4を通過させない。照射光
4はX線から赤外線までの範囲内で変更可能な帯域の電磁波としてよい。これに
加えて、電子線またはイオン線などの粒子放射を使用してもよい。照射はマスク
3を介すか否かに拘わらず、直接照射により実施可能であるが、その場合には前
記照射方法に加えてレーザを使用してよい。図2から明らかなように、マスク自
体は、ベース板1から遠く離れた照射源の光学系装置に配置してもよい。
【0015】 図3は照射され現像によりパターンが施されたフォトレジスト5でコートされ
ているベース板を示す。レジスト層5はマスクと合致する所望のパターン形状で
ベース板1上に積層されている。図1ないし図3ではポジフォトレジストが使用
されているが、本方法ではネガフォトレジストを使用してもよい。
【0016】 フォトレジストに代えて、あらかじめパターンが施されたレジストを使用して
もよく、その場合、パターンは直接プリントするか、またはベース板上へ転写す
る。この場合は図3に示す状態が直ちに完成する。
【0017】 上述の方法に代えて、図4に示すように、照射光を通過させるベース板6の裏
側を通して照射光9を当てることにより、フォトレジストに照射してもよい。こ
の場合は、レジスト7の塗布またはコーティングを行う前に、照射光を通過させ
ないパターン層8をベース板6上に積層しておくことが必要である。照射光を通
過させないパターン層8は、例えば金属製とすればよい。
【0018】 図5は照射され現像されたフォトレジスト10によりコートされたベース板を示
す。これによれば、レジストパターン10はベース板6上に積層されることとなる
。フォトレジストはベース板の裏側から照射される。図4および図5ではポジフ
ォトレジストが使用されている。本方法ではネガフォトレジストを使用してもよ
く、その場合のマスクは、ポジフォトレジストに対して使用されるマスクに対し
てネガになる。
【0019】 図6Aおよび図6Bはパターンが施されたレジスト12によりコートされたベース板
11を示す。図6Aでは、ベース板11およびレジスト12は、さらにプリント基板を形
成する実層13によりコートされている。実層13は例えば金属、硬化エポキシまた
はシリコーンとしてよい。金属製実層13が使用される場合は、レジストおよびベ
ース板は公知の方法、例えば電着法により実層13でコートされることとなる。
【0020】 図6Bはベース板が導電性でない場合を示す。ここで行っているように電着法を
使用する場合は、一般的に知られているように、レジストによるパターンが施さ
れたベース板11上に、最初に薄い導電材料層14を積層する必要がある。金属層13
はその後に電解性の導電材料層14上に積層することができる。
【0021】 またプリント基板は、例えばカスティングまたはディッピングによりレジスト
12およびベース板11上に積層されたシリコーンまたは硬化エポキシで作ってもよ
い。ベース板は例えばガラス、プラスチックもしくは金属製の板、または2つ折
り金属板としてよい。板は可撓性にしてもよい。プリント基板を形成する実層は
、例えば、レジストによるパターンが施されたベース板上に鋳込んだ後に硬化可
能なシリコーンまたはエポキシとしてよい。また実層は、例えば電解メッキまた
は化学メッキ(無電解メッキ)用の溶媒を用いて積層してもよい。電解メッキで
は、金属イオンを含有する溶媒中にコートすべき表面が浸漬され、電流を流すこ
とにより、コートすべき表面をカソードとして金属イオンが還元される。化学メ
ッキでは、溶媒からの金属イオンの還元は外部電源を必要とせず、電子の交換も
しくは触媒または還元剤の増加あるいはこれらの組み合わせによって達成される
。プリント基板は好ましくはグラビアプリント基板であり、例えばグラビアオフ
セットプリント基板とするとよい。
【0022】 図7Aおよび図7Bでは、積層された実層13からベース板11およびレジスト12が分
離され、プリント基板は支持構造16に取り付けられている。実層13は取付け剤15
Aによって、または取付け具15Bを用いて支持板16に取り付ければよい。取付け剤
15Aは例えばエポキシ接着剤などの接着剤としてよい。一方、取付け具15Bは、取
付けレールまたはネジなどの機構部品としてよい。これらに代えて、取付けを磁
力または真空圧によって行ってもよい。また支持構造16は、プリント基板の支持
体としてカスティングして作ってもよい。しかしながら、支持板16は常に必要な
わけではない。本発明によるプリント基板は、このように形成された実層13によ
って提供される。
【0023】 図8はレジストで2度にわたってコートされたベース板17を示す。コーティン
グは最初にレジスト18を、次にレジスト19をコートすることにより行なわれる。
図9は図8に示したベース板17上に積層された実層を示していて、実層20はベー
ス板17から分離されて接着剤21により支持板22に取り付けられている。支持板は
必ずしも必要ではない。このようにして形成された実層20は、パターン溝の深さ
を、その位置およびパターンに応じてレジストの厚さを変えることにより調整可
能な、パターンが施されたプリント基板を提供する。
【0024】 以上の各図面ではマスクはシャープな線を有している。一方、図10は、少なく
ともいくつかの部分の透過率が連続的に一様に変化するフォトレジストマスクを
用いて、プリント基板20を製造した状態を示している。したがってプリント基板
20は、なだらかに変化するエッジを有する溝形状を備えている。またこの構造は
、ベース板をあらかじめ、少なくともいくつかの部分でパターンの線がシャープ
でないレジストパターンでコートしておくことにより、製造可能である。
【0025】 図11は、一例として、形状Aの単一パターンを有するプリント基板を示す。プ
リント基板20のパターン深さは好ましくは10ないし40マイクロメートルであるが
、1マイクロメートル以下から数百マイクロメートルまでの範囲で変更可能であ
る。
【0026】 図12は本発明による方式の利点の1つを示すもので、プリント基板20の形状は
円筒形にすることができる。プリント基板20は支持体なしに円筒形にすることが
でき、あるいは円筒形支持部品23の表面に取り付けることができる。円筒形プリ
ント基板20のプリント速度は、平板を用いる場合より高くすることができる。
【0027】 本発明によるプリント基板は、基層上に活性層をプリントすることを可能とす
る。この場合、所望の形状パターン(例えば導電性パターン)に合致する活性層
を基層上にプリントする。この後所望のパターンを活性層上に、例えば溶媒によ
って積層する。積層の初期において活性層は触媒として働く。適当な活性剤はパ
ラジウムであり、パターンを形成する材料(導電材)はニッケルまたは銅として
よい。あるいは、基層全体を例えばディッピングにより活性層で被覆してもよい
。この後、パターン形成材(導電層)を必要としない領域に、本発明によるプリ
ント基板製造法によってレジストをプリントする。
【0028】 さらに、本発明による方式によれば、ベース板上に積層されたプリント基板ま
たはレジスト層を、公知の方法であるレーザまたは電子ビーム(レーザおよび電
子ビームは多様な材料を極めて精度良く切断することができる)によって加工可
能である。これにより、プリント基板上のパターンエッジをより急峻に、または
より平坦にしたり、パターンをより深く作ったりすることができ、あるいはパタ
ーン全体をプリント基板上に追加することもできる。
【0029】 以上、本発明を添付図面に示す実施例を参照して説明したが、本発明がこれら
実施例に限定されるものでないことは明らかであり、添付の特許請求の範囲に開
示の発明思想の範囲内で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 フォトレジストが塗布されたベース板を示す図である。
【図2】 ベース板上に積層されたフォトレジストにフォトマスクを通して照射が行われ
ている状態を示す図である。
【図3】 照射を受けたフォトレジストでコートされているベース板を現像された状態に
おいて示す図である。
【図4】 照射光が通過可能なベース板を示す図であり、板上に積層されたフォトレジス
トはベース板の裏側から照射を受けている。
【図5】 照射光が通過可能なベース板を示す図であり、板上に積層されたフォトレジス
トはベース板の裏側から照射を受けた後現像されている。
【図6A】 プリント基板が上に形成されているベース板を示す図である。
【図6B】 導電材層およびプリント基板が上に形成されているベース板を示す図である。
【図7A】 ベース板から分離されたプリント基板、およびプリント基板の背部に取り付け
られた支持板を示す図である。
【図7B】 ベース板から分離されたプリント基板、およびプリント基板の背部に取り付け
られた支持板を示す図である。
【図8】 レジストで2度にわたってコートされたベース板を示す図であり、レジストは
あらかじめパターンが施されたものもしくはフォトリソグラフィによりパターン
が施されたものであり、またはその両者の組み合わせである。
【図9】 プリント基板およびプリント基板の背部に取り付けられた支持板を示す図であ
る。
【図10】 パターンのエッジが急傾斜となってはいないプリント基板を示す図である。
【図11】 プリント基板を示す図である。
【図12】 円筒形プリント基板を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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) // G03F 7/40 521 G03F 7/40 521 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 レッパヴオリ、 セッポ フィンランド共和国 エフアイエヌ− 90650 オウル、 サンギンティエ 166 Fターム(参考) 2H084 AA30 BB02 BB04 BB13 BB16 CC03 2H096 AA26 BA01 BA09 EA02 EA06 EA07 GA02 HA27 HA30 JA04 2H113 AA01 AA06 BA03 BB07 BB09 BB10 BB22 CA17 DA54 DA56 DA64 FA10 FA40 FA44 FA45 5E343 BB24 BB44 CC73 DD33 ER04 ER13 FF02 GG08

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レジスト(2、7)を使用してベース板(1、6、11)上に
    所望のエンボス加工パターンを施す工程を含み、グラビアプリント基板であるプ
    リントパターン用プリント基板を製造するプリント基板製造方法において、レジ
    スト(2、7)によるエンボス加工の施された前記ベース板(1、6、11)上に
    実層(13、20)を積層し、該積層によって前記実層(13、20)にレジスト(2、
    7)による所望パターンに合致する溝状パターンを形成し、該溝状パターンの深
    さをレジストの厚さによって定め、レジストによるパターンが施されたベース板
    (1、6、11)から前記実層(13、20)を分離することにより前記実層(13、20
    )でプリント基板を形成することを特徴とするプリント基板製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のプリント基板製造方法において、前記実層
    (13、20)は、レジストによるパターンが施されたベース板(1、6、11)上に
    溶媒を用いて積層された金属層であることを特徴とするプリント基板製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のプリント基板製造方法において、前記実層
    (13、20)はシリコーン層であり、プリント基板はシリコーンプリント基板であ
    ることを特徴とするプリント基板製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のプリント基板製造方法において、前記実層
    (13、20)はエポキシ層であり、プリント基板はエポキシプリント基板であるこ
    とを特徴とするプリント基板製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載のプリント基板製造方法において、プリント
    基板を、補強支持体となる支持構造(16)に取付け剤(15A)によって取り付け
    ることを特徴とするプリント基板製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載のプリント基板製造方法において、プリント
    基板を、補強支持体となる支持構造(16)に取付け具(15B)によって取り付け
    ることを特徴とするプリント基板製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項5または6に記載のプリント基板製造方法において、
    プリント基板を円筒形支持構造(23)に取り付けることを特徴とするプリント基
    板製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項1に記載のプリント基板製造方法において、前記ベー
    ス板(1、6、11)上に積層したレジスト層(2、7)は、ポジまたはネガレジ
    ストを塗布し該レジスト(2、7)をフォトマスク(3)を通して照射光で露光
    してフォトリソグラフィ的にパターンを施したフォトレジストであることを特徴
    とするプリント基板製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項1に記載のプリント基板製造方法において、前記ベー
    ス板(1、6、11)上に積層したレジスト層(2、7)に対して、直接照射によ
    りパターンを施すことを特徴とするプリント基板製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載のプリント基板製造方法において、前記直
    接照射はレーザ、電子ジェットおよび/またはX線を用いて実施することを特徴
    とするプリント基板製造方法。
  11. 【請求項11】 請求項1に記載のプリント基板製造方法において、前記ベ
    ース板(1、6、11)上に積層したレジスト層(2、5、7、10、12)はさらに
    、レーザビーム利用または電子ビーム利用技術を適用して加工することを特徴と
    するプリント基板製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項1に記載の製造方法において、前記レジスト(2、
    7)は、少なくとも2つの異なる厚さの層として前記ベース板(1、6、11、17
    )上に積層し、該レジスト(2、7、18、19)を使用してパターンを施したベー
    ス板(1、6、11、17)を形成し、プリント基板の溝状パターンの深さは、その
    位置またはパターンに応じて調整可能であることを特徴とする製造方法。
  13. 【請求項13】 レジスト(2、7)によるエンボス加工の施されたベース
    板(1、6、11)上に形成される、プリントパターン用溝状パターンを含むグラ
    ビアプリント基板であるプリント基板において、該プリント基板は、製造工程の
    最終段階で、レジスト(2、5、7、10、12)によるエンボス加工の施されたベ
    ース板(1、6、11)から分離され、該プリント基板はレジストによる所望のエ
    ンボス加工パターンに合致する溝状パターンを備えた実層(13、20)を含み、前
    記溝状パターンの深さは、レジストの厚さによって定まっていることを特徴とす
    るプリント基板。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載のプリント基板において、該プリント基板
    は、レジスト(2、7)によるパターンが施されたベース板(1、6、11)上に
    溶媒を用いて積層された金属層(13、20)であることを特徴とするプリント基板
  15. 【請求項15】 請求項13に記載のプリント基板において、該プリント基板
    は、レジスト(2、7)によるパターンが施されたベース板(1、6、11)上に
    積層されたシリコーン層(13、20)であることを特徴とするプリント基板。
  16. 【請求項16】 請求項13に記載のプリント基板において、該プリント基板
    は、補強支持体となる別個の支持構造(16、22)に取付け剤により取り付けられ
    ていることを特徴とするプリント基板。
  17. 【請求項17】 請求項13に記載のプリント基板において、該プリント基板
    は、補強支持体となる別個の支持構造(16、22)に取付け具により取り付けられ
    ていることを特徴とするプリント基板。
  18. 【請求項18】 請求項13に記載のプリント基板において、該プリント基板
    は円筒形であることを特徴とするプリント基板。
  19. 【請求項19】 請求項16ないし18のいずれかに記載のプリント基板におい
    て、該プリント基板は円筒形支持構造(23)に取り付けられていることを特徴と
    するプリント基板。
  20. 【請求項20】 請求項13に記載のプリント基板において、該プリント基板
    上の溝状パターンの深さは、そのパターンおよび/または位置に応じて変化し、
    前記溝状パターンの深さは、プリント基板の様々な製造工程によって調整可能で
    あることを特徴とするプリント基板。
  21. 【請求項21】 請求項13に記載のプリント基板において、該プリント基板
    は電子回路のプリントに使用されることを特徴とするプリント基板。
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