【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サブトラクティブ法に於いて、ドライフィルムレジストを用いることでも微細な金属パターンを形成できる金属パターンの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板やリードフレームの製造方法には、基板上にエッチングレジスト層を形成し、そのエッチングレジスト層で被覆されていない金属層をエッチングにより取り除くサブトラクティブ法が挙げられる。この手法は他の手法に比べ、パターンと絶縁板の接着強度が強く、高信頼性でコスト安であり、さらに電気メッキ銅スルーホール形成可能である等の優位点があり、現在のプリント配線板およびリードフレーム製造の主流となっている。そして、サブトラクティブ法にてエッチングレジスト層を設ける方法としては、ドライフィルムレジストとよばれるシート状の感光材料および液状フォトレジストを用いた方法が挙げられ、これらの中でも取り扱い性が格段に優れることからドライフィルムレジストの方が一般的に好まれている。
【０００３】
さて、近年の電子機器の小型、多機能化に伴い、機器内部に使用されるプリント配線板も高密度化や金属パターンの微細化が進められており、サブトラクティブ法により、現在では導体幅が９０〜１３０μｍ、導体間隙が１５０〜１８０μｍのパターンを有するプリント配線板が製造されている。また、さらなる高密度化、微細配線化が進み、６０μｍ以下の超微細のパターンが求められるようになっている。それに伴い、パターン精度やインピーダンスの要求も高くなっている。このような微細な金属パターンを達成するために、従来から、セミアディティブ法、配線転写法等を応用した方法が提案されているが、何れも工程数が大幅に増加するという問題があった（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００４】
現在最も主流のサブトラクティブ法にて、このような微細な金属パターンを形成する場合、生産ラインすべての技術レベルや管理レベルを向上する必要があることはもちろんであるが、その中でもエッチングが大きなポイントとなる。これは、サブトラクティブ法の特徴である導体の側面方向から進行するサイドエッチングが問題となるからであり、サイドエッチングの量を抑えるために、液組成管理、基板への液吹き付け角度や強さ等最適なエッチング条件を調整する必要がある。また、エッチング条件の調整だけではなく、レジストの膜厚によってもサイドエッチングが影響する。つまり、レジスト膜厚が厚いほど微細なレジストパターン間に液が循環しにくくなり、その結果サイドエッチングが大きくなる。微細な金属パターンを形成するためには、できるだけレジスト膜を薄くする必要があり、そのために、近年では２５μｍ以下の厚みのドライフィルムレジストが開発され、商品化しはじめている。しかし、このような薄いドライフィルムレジストでは、レジストの密着性および凹凸追従性が不十分となり、レジスト剥がれや断線が発生する問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１７５６４０号公報（第１〜４頁）
【特許文献２】
特開平５−３２７１７９号公報（第１〜５頁）
【特許文献３】
特開平７−１０２３８８号公報（第１〜８頁）
【特許文献４】
特開２００２−６４１６０号公報（第１〜８頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、サブトラクティブ法でドライフィルムレジストを用いることにおいても、微細な金属パターンを形成可能な金属パターンの形成方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために鋭意検討した結果、サブトラクティブ法によって金属パターンを形成する方法において、基板上にドライフィルムレジストを貼り付けてからエッチングを行うまでの間に、ドライフィルムレジストの薄膜化処理を行うことを特徴とする金属パターンの形成方法において、微細な金属パターンが形成することができた。これは、レジスト膜厚が十分厚いときにドライフィルムレジストを貼り付けるため、従来と同等の基板とレジストの密着性および凹凸追従性が得られ、さらにエッチングを行うときにはレジスト膜厚が薄くなっているため、レジストパターン間に液が循環しやすくなり、その結果、微細な金属パターンが形成することができる。
【０００８】
また、基板上にドライフィルムレジストを貼り付け、次に回路パターンの露光を行い、次にドライフィルムレジスト全面を研磨することにより薄膜化処理を行い、次に現像を行いレジストパターンを形成し、次にレジストパターン部以外の金属層をエッチングすることをで微細な金属パターンを形成することができた。
【０００９】
また、基板上にドライフィルムレジストを貼り付け、次に処理液を用いてドライフィルムレジスト全面を厚み方向に一部溶解除去することでドライフィルムレジストの薄膜化処理を行い、次に回路パターンの露光を行い、次に現像を行いレジストパターンを形成し、次にレジストパターン部以外の金属層をエッチングすることで微細な金属パターンを形成することができた。
【００１０】
また、基板上にドライフィルムレジストを貼り付け、次にドライフィルムレジスト全面を研磨することでドライフィルムレジストの薄膜化処理を行い、次に回路パターンの露光を行い、次に現像を行いレジストパターンを形成し、次にレジストパターン部以外の金属層をエッチングすることで微細な金属パターンを形成することができた。
【００１１】
また、基板上にドライフィルムレジストを貼り付け、次に回路パターンの露光を行い、次に現像を行いレジストパターンを形成し、次にレジストパターン表面を研磨することにより薄膜化処理を行い、次にレジストパターン部以外の金属層をエッチングすることで微細な金属パターンを形成することができた。
【００１２】
また、基板上にドライフィルムレジストを貼り付け、次に回路パターンの露光を行い、次に現像処理を行いながらドライフィルムレジストの研磨を行うことによって、現像と薄膜化処理を同時に行い、次にレジストパターン部以外の金属層をエッチングすることで微細な金属パターンを形成することができた。
【００１３】
また、２５μｍ以上の膜厚のドライフィルムレジストを貼り付けてから、５μｍ以下の膜厚まで薄膜化処理を行うことで、３０μｍ以下のラインアンドスペースの超微細な金属パターンを形成することができた。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の金属パターンの形成方法について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の金属パターンの形成方法のフローチャートであり、図１の左側に示したフローチャートは、一般的なサブトラクティブ法のフローチャートである。まずは、サブトラクティブ法について説明する。ドライフィルムレジストを用いて金属パターンを形成する場合は、まずはじめに、適当な前処理を施した基板の少なくとも片面にドライフィルムレジストを貼り付ける（ａ）。貼り付ける方法は、レジスト層にムラを生じさせることなくに、レジストと基板間に空気やゴミを混入することなく、波打ち等なくレジスト層を設けることができれば、何れの方法であっても良い。例えば、約１００℃に加熱したゴムロールを押し当てて貼り付けるラミネーター装置を用いる。
【００１６】
次に、回路パターンの露光（ｂ）を行う。露光方法としては、キセノンランプ、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、ＵＶ蛍光灯を光源とした反射画像露光、フォトツールを用いた片面、両面密着露光や、プロキシミティ方式、プロジェクション方式やレーザー走査露光が挙げられる。走査露光を行う場合には、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、Ｈｅ−Ｃｄレーザー、アルゴンレーザー、クリプトンイオンレーザー、ルビーレーザー、ＹＡＧレーザー、窒素レーザー、色素レーザー、エキシマレーザー等のレーザー光源を発光波長に応じてＳＨＧ波長変換して走査露光する、あるいは液晶シャッター、マイクロミラーアレイシャッターを利用した走査露光によって露光することができる。
【００１７】
次に、現像を行う（ｃ）。現像では、使用するドライフィルムレジストに見合った現像液を用い、基板の上下方向から基板表面に向かってスプレーして、レジストパターンとして不要な部分を除去し、レジストの回路パターンを形成する。現像液は、アルカリ水溶液が有用に使用され、水溶性塩基性化合物を含有し、例えばケイ酸アルカリ金属塩、アルカリ金属水酸化物、リン酸および炭酸アルカリ金属塩、リン酸および炭酸アンモニウム塩等の無機塩基性化合物、有機塩基性化合物等を用いることができる。上記塩基性化合物は単独または混合物として使用できる。一般的には、炭酸ナトリウム水溶液等の弱アルカリ水溶液が使用される。
【００１８】
次に、エッチングを行う（ｄ）。現像で形成されたレジストパターン部以外の露出した金属層をエッチングにより除去する。エッチング工程では、「プリント回路技術便覧」（社団法人日本プリント回路工業会編、１９８７年刊行、日刊工業新聞社発行）記載の方法等を使用することができる。エッチンング液は金属層を溶解除去できるもので、また少なくともレジスト層が耐性を有しているものであれば良い。一般に金属層に銅を使用する場合には塩化第二鉄水溶液、塩化第二銅水溶液等を使用することができる。
【００１９】
本発明の金属パターンの形成方法は、上記に説明したサブトラクティブ法の工程の内のドライフィルムレジスト貼り付け工程（ａ）とエッチング工程（ｄ）の間に、図１で示したようにドライフィルムレジストの薄膜化処理（Ｔ１〜Ｔ４）を導入する。この方法によると、レジスト膜厚が十分に厚いときにドライフィルムレジストを貼り付けられるため、従来と同等の基板とレジストの密着性および凹凸追従性が得られ、さらにエッチングを行う際には、レジスト膜厚が薄いために、レジストパターン間に液が循環しやすくなり、その結果、微細な金属パターンが形成することができる。そのため、本発明に係わる薄膜化処理を導入するタイミングは、ドライフィルムレジスト貼り付け工程とエッチング工程の間であれば、Ｔ１〜Ｔ４以外のいかなる工程で処理しても良い。
【００２０】
例えば、図１の右に示したような工程で薄膜化処理を導入できる。例えば、ドライフィルムレジストの貼り付け（ａ）、次に薄膜化処理を行い（Ｔ１）、次に回路パターンの露光（ｂ）を行い、次に現像（ｃ）を行い、次にエッチング（ｄ）する方法が挙げられる。この場合は、ラミネート後、ドライフィルムのマイラーを剥離してもよく、また剥離しないでマイラーごと同時に研磨してもよい。また、研磨後に水洗処理や粘着ロール処理を行い、表面に付着した異物を除去してから露光（ｂ）工程に進む。この方法によっては、露光時に膜厚が薄いため、露光のラティチュードが向上し、より微細な金属パターンが形成できる。薄膜化処理を処理液で行う際に使用する処理液は、使用するドライフィルムレジストを溶解除去する性質を有する液であれば何れであってもよい。例えば、メチルエチルケトン、メタノール等の溶剤、炭酸ナトリウム水溶液等の弱アルカリ水溶液が使用される。
【００２１】
また、例えば、ドライフィルムレジストの貼り付け（ａ）、次に回路パターンの露光（ｂ）を行い、次に薄膜化処理を行い（Ｔ２）、次に現像（ｃ）を行い、次にエッチング（ｄ）する方法が挙げられる。この場合は、研磨して薄膜化処理を行って異物が付着したとしても、露光（ｂ）後であるため露光不良の原因にはならない。また、ドライフィルムレジストが全面にあることから研磨によるパターンの欠けが発生せず、薄膜化処理が容易に行うことができる。
【００２２】
また、例えば、ドライフィルムレジストの貼り付け（ａ）、次に回路パターンの露光（ｂ）を行い、次に現像（ｃ）を行いながらドライフィルムレジストの薄膜化処理（Ｔ３）を行い、次にエッチング（ｄ）する方法が挙げられる。この場合は、現像装置に研磨ロールを導入する方法等が挙げられ、時間の短縮になるほか、現像液によって研磨液および研磨粉を洗い流す効果が生じ効率的である。また、アルカリ性の研磨液を用いることで、現像と研磨を同時に達成できる。
【００２３】
また、例えば、ドライフィルムレジストの貼り付け（ａ）、次に回路パターンの露光（ｂ）を行い、次に現像（ｃ）を行い、次に薄膜化処理（Ｔ４）を行い、次にエッチング（ｄ）する方法が挙げられる。この場合は、レジストパターンは経時によって化学変化が起こらないため、保管やバッチ処理が実施しやすく作業性がよい。
【００２４】
本発明に係わる、薄膜化処理とは、ドライフィルムレジストの厚みを略均一に薄くする処理のことで、研磨や処理液を使用した方法が挙げられる。研磨としては、機械的研磨、化学的研磨、それらの併用が挙げられる。例えば、スラリー研磨、バフ研磨、スクラブ研磨、ベルトサンダー、紙ヤスリ、研磨布、金属ヤスリ、酸性水またはアルカリ性水または有機溶剤等の薬液を用いた化学研磨、ＣＭＰ、等が挙げられる。処理液を使用した方法は、ドライフィルムレジストおよびその硬化物を溶解する液を用い、厚み方向に一部溶解除去する。つまり、完全に全層を溶解除去することではなく、薄膜化処理を施す前の厚みの０．０５倍〜０．９倍の厚みにする。また、本発明の主旨によれば、使用するドライフィルムレジストを略均一に薄膜化処理を行うことが可能であれば、どのような手段であってもよい。
【００２５】
本発明に係わるドライフィルムレジストとは、一般的に使用されている回路形成用の感光性樹脂であり、光照射部が硬化して現像液に不溶化するネガ型、光照射部が分解して現像液に可溶化するポジ型のいずれのタイプであってもよい。ドライフィルムレジストは少なくとも感光性樹脂層とマイラーと呼ばれる透明支持体からなり、場合によってはポリエチレン等の保護フィルムを感光性樹脂層上に被覆した構成となっている。ネガ型の感光性樹脂層は、例えば、カルボン酸基を含むバインダーポリマー、光重合性の多官能モノマー、光重合開始剤、溶剤、その他添加剤からなる。それらの配合比率は、感度、解像度、硬度、テンティング性、研磨特性等の要求される性質をいかにバランスをとるかで決定される。また、ポジ型の感光性組成物であれば、ノボラック樹脂とｏ−ナフトキノンジアジドのスルホエステル化物の混合物、シロキサン系ポリマーと酸発生剤（およびクレゾールノボラック樹脂などの混合物）等があげられる。これら組成物の例は「フォトポリマーハンドブック」（フォトポリマー懇話会編、１９８９年刊行、（株）工業調査会刊）や「フォトポリマー・テクノロジー」（山本亜夫、永松元太郎編、１９８８年刊行、日刊工業新聞社刊）等に記載されており、所望の感光性樹脂組成物を使用することができる。
【００２６】
本発明に係わる基板とは、プリント配線板またはリードフレーム用基板が挙げられる。プリント配線板であれば、フレキシブル基板、リジッド基板に分類され、フレキシブル基板は通常がポリエステルやポリイミドが絶縁材料として用いられ、その他にもアラミド、ポリエステル−エポキシベースが用いられている。フレキシブル基板の絶縁層の厚さは１３μｍ〜１２５μｍ程度で、その両面もしくは片面に１２〜３５μｍ程度の銅箔が設けられており、非常に可撓性がある。また、リジッド基板であったら、紙基材またはガラス基材にエポキシ樹脂またはフェノール樹脂等を浸漬させた絶縁性基板を必要枚数重ね、その片面もしくは両面に金属箔を載せ、加熱、加圧して積層されたものが挙げられる。また、内層配線パターン加工後、プリプレグ、金属箔等を積層して作製する多層用のシールド板、また貫通孔や非貫通孔を有する多層板も挙げられる。厚さは６０μｍから３．２ｍｍ程度であり、プリント基板としての最終使用形態により、その材質と厚さが選定される。これらプリント基板は、例えば「プリント回路技術便覧−第二版−」（（社）プリント回路学会編、日刊工業新聞社発刊）や「多層プリント回路ハンドブック」（Ｊ．Ａ．スカーレット編、（株）近代化学社発刊）に記載されているものを使用することができる。リードフレーム用であれば鉄ニッケル合金、銅系合金等の基板が挙げられる。
【００２７】
【実施例】
以下本発明を実施例により詳説するが、本発明はその主旨を超えない限り、下記実施例に限定されるものではない。
【００２８】
実施例１
両面銅張積層板（面積１７０ｍｍ×２５５ｍｍ、銅箔厚１８μｍ、基材厚み０．２ｍｍ、三菱ガス化学製、ＣＣＬ−Ｅ１７０）に市販品ドライフィルムレジスト（旭化成（株）製、サンフォート、２５μｍ厚）を貼り付けた。次に、ラインアンドスペースが最小で２０μｍであり、ライン及びスペースが共に１０μｍ毎に大きくなるパターンをもつフォトツールを用いて、露光を実施した。次に、８００番の紙ヤスリを用いて、レジスト膜厚が略均一に２μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍになるように研磨することで、ドライフィルムレジストの薄膜化処理を実施した。次に、１質量％の炭酸ナトリウム水溶液（液温３５℃）にてそれぞれブレークポイントの１．５倍になるようにして現像を行うことにより、レジストパターンを形成した。さらに、レジストパターンを形成した基板を塩化第二鉄溶液（４０℃、スプレー圧：３．０ｋｇ／ｃｍ2）で処理し、レジストパターンで被覆されていない部分の銅層を除去することでエッチングを実施した。次いで、４０℃の３．０質量％水酸化ナトリウム溶液で処理し、残存レジスト除去を行い金属パターンを得た。
【００２９】
得られた金属パターンを顕微鏡で観察し、ショートおよび断線のない良好な金属パターンの最小のラインアンドスペースを「形成可能の最小Ｌ／Ｓ」として、薄膜化処理後のドライフィルムレジストの膜厚（薄膜処理後レジスト膜厚）との関係を表１に示した。なお、形成可能の最小Ｌ／Ｓの値は、フォトツールの設計上の値であり、実際のライン幅は細くなっていた。
【００３０】
【表１】
【００３１】
表１の結果のとおり、すべての場合において、６０μｍのラインアンドスペースが形成可能であった。また、薄膜処理後膜厚が５μｍ以下の場合では、３０μｍ以下のラインアンドスペースの超微細な金属パターンが形成可能であった。
【００３２】
実施例２
実施例１と同様な両面銅張積層板に市販品ドライフィルムレジスト（旭化成（株）製、サンフォート、４０μｍ厚）を貼り付けた。次に、マイラーフィルムを剥離した後、１質量％の炭酸ナトリウム水溶液（液温３５℃）を用いて、レジスト表面を略均一に１０μｍ厚になるようにハーフ溶出を行い、ドライフィルムレジストの薄膜化処理を実施した。次に、実施例１と同様にして露光、現像、エッチング、残存レジスト除去を実施して金属パターンを得た。
【００３３】
得られた金属パターンを顕微鏡で観察した結果、５０μｍのラインアンドスペースがショート及び断線のなく形成されており、微細な金属パターンが形成可能であった。
【００３４】
実施例３
実施例２と同様にして両面銅張積層板にドライフィルムレジスト（４０μｍ厚）を貼り付けた。次に、マイラーフィルムを剥離した後、バフロールを用いて、レジスト表面を略均一に１０μｍ厚になるように研磨することで、ドライフィルムレジストの薄膜化処理を実施した。次に、実施例１と同様にして露光、現像、エッチング、残存レジスト除去を実施して金属パターンを得た。
【００３５】
得られた金属パターンを顕微鏡で観察した結果、５０μｍのラインアンドスペースがショート及び断線のなく形成されており、微細な金属パターンが形成可能であった。
【００３６】
実施例４
実施例２と同様にして両面銅張積層板にドライフィルムレジスト（４０μｍ厚）を貼り付けた。次に、実施例１と同様にして露光、現像を行うことにより、レジストパターンを形成した。次に、２０００番の紙ヤスリを用いて、レジスト表面を略均一に１０μｍ厚になるように研磨することで、ドライフィルムレジストの薄膜化処理を実施した。次に、実施例１と同様にしてしてエッチング、残存レジスト除去を実施して金属パターンを得た。
【００３７】
得られた金属パターンを顕微鏡で観察した結果、５０μｍのラインアンドスペースがショート及び断線のなく形成されており、微細な金属パターンが形成可能であった。
【００３８】
実施例５
実施例２と同様にして両面銅張積層板にドライフィルムレジスト（４０μｍ厚）を貼り付け、露光を実施した。次いで、バフロールを内蔵したアルカリ現像装置を用いて、１質量％の炭酸ナトリウム水溶液（液温３５℃）にてブレークポイントの１．５倍になるようにして現像を行うことにより、レジストパターンを形成すると同時に、レジストパターンを１０μｍ厚になるように研磨することで、ドライフィルムレジストの薄膜化処理を実施した。次に、実施例１と同様にしてしてエッチング、残存レジスト除去を実施して金属パターンを得た。
【００３９】
得られた金属パターンを顕微鏡で観察した結果、５０μｍのラインアンドスペースがショート及び断線のなく形成されており、微細な金属パターンが形成可能であった。
【００４０】
比較例１
実施例１と同様にして、両面銅張積層板に市販品ドライフィルムレジスト（２５μｍ厚）を貼り付けた。次に、実施例１と同様に露光、現像、エッチング、残存レジスト除去を行い金属パターンを得た。この際、どの工程においても薄膜化処理はほどこしていない。
【００４１】
得られた金属パターンを顕微鏡で観察した結果、８０μｍ以上のラインアンドスペースは良好であったが、７０μｍ以下のラインアンドスペースはショート及び断線が発生しており微細な金属パターンの形成ができなかった。
【００４２】
比較例２
表２に基づきネガ型の感光性樹脂を調液し、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に塗布して、乾燥することで、感光性樹脂層が５μｍのドライフィルムフォトレジストを作製した。
【００４３】
【表２】
【００４４】
次に、実施例１と同様な両面銅張積層板に上記ドライフィルムレジスト（５μｍ厚）を貼り付けた。次に、実施例１と同様にして、露光、現像、エッチングを行い金属パターンを得た。
【００４５】
得られた金属パターンを顕微鏡で観察した結果、レジストと基板の密着性不良によって、レジストの剥がれが発生しており、６０μｍ以下のラインアンドスペースはショート及び断線が発生しており、微細な金属パターンの形成ができなかった。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明の金属パターンの形成方法においては、ドライフィルムレジストを用いることにおいても、微細な金属パターンの形成方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属パターンの形成方法のフローチャート。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for forming a metal pattern that can form a fine metal pattern by using a dry film resist in a subtractive method.
[0002]
[Prior art]
A method for manufacturing a printed wiring board or a lead frame includes a subtractive method in which an etching resist layer is formed on a substrate, and a metal layer that is not covered with the etching resist layer is removed by etching. Compared with other methods, this method has advantages such as strong adhesion between the pattern and the insulating plate, high reliability and low cost, and the ability to form electroplated copper through holes. And it has become the mainstream of lead frame manufacturing. And, as a method of providing an etching resist layer by a subtractive method, a method using a sheet-shaped photosensitive material and a liquid photoresist called a dry film resist can be mentioned, and among these, the handleability is extremely excellent. Dry film resists are generally preferred.
[0003]
By the way, with the recent miniaturization and multifunctionality of electronic devices, the density of printed wiring boards used inside the devices and the miniaturization of metal patterns are being promoted. Printed wiring boards having a pattern of 90 to 130 μm and a conductor gap of 150 to 180 μm have been manufactured. In addition, further densification and fine wiring have progressed, and an ultrafine pattern of 60 μm or less has been required. Accordingly, demands for pattern accuracy and impedance have been increasing. In order to achieve such a fine metal pattern, methods using a semi-additive method, a wiring transfer method, and the like have been conventionally proposed, but all of these methods have a problem that the number of steps is significantly increased ( For example, see Patent Documents 1 to 4.
[0004]
When forming such fine metal patterns with the most mainstream subtractive method at present, it is of course necessary to improve the technical level and management level of all production lines, but etching is a major point among them. It becomes. This is because side etching, which proceeds from the side surface of the conductor, which is a feature of the subtractive method, becomes a problem. In order to suppress the amount of side etching, liquid composition management, liquid spray angle and strength on the substrate, etc. It is necessary to adjust the optimum etching conditions. In addition, the side etching affects not only the adjustment of the etching conditions but also the thickness of the resist. In other words, the thicker the resist film, the more difficult it is for the liquid to circulate between the fine resist patterns, resulting in an increase in side etching. In order to form a fine metal pattern, it is necessary to make the resist film as thin as possible. Therefore, in recent years, a dry film resist having a thickness of 25 μm or less has been developed and commercialized. However, with such a thin dry film resist, there has been a problem that the adhesion of the resist and the followability of the unevenness become insufficient, and the resist is peeled off or disconnected.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-175640 (pages 1 to 4)
[Patent Document 2]
JP-A-5-327179 (pages 1 to 5)
[Patent Document 3]
JP-A-7-102388 (pages 1 to 8)
[Patent Document 4]
JP-A-2002-64160 (pages 1 to 8)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a method for forming a metal pattern capable of forming a fine metal pattern even when a dry film resist is used by a subtractive method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problem, in the method of forming a metal pattern by a subtractive method, the process of thinning the dry film resist between the time of attaching the dry film resist on the substrate and the time of performing the etching. In the method for forming a metal pattern, a fine metal pattern could be formed. This is because the dry film resist is attached when the resist film thickness is sufficiently large, so that the same adhesion and unevenness followability between the substrate and the resist as before can be obtained, and when the etching is further performed, the resist film thickness is reduced. Therefore, the liquid easily circulates between the resist patterns, and as a result, a fine metal pattern can be formed.
[0008]
Also, a dry film resist is stuck on the substrate, then the circuit pattern is exposed, and then the entire surface of the dry film resist is polished to perform a thinning process, and then developed to form a resist pattern. Then, the metal layer other than the resist pattern portion was etched to form a fine metal pattern.
[0009]
In addition, a dry film resist is attached to a substrate, and then the entire surface of the dry film resist is partially dissolved and removed in a thickness direction using a processing solution, thereby performing a thinning treatment of the dry film resist. Then, development was performed to form a resist pattern, and then a metal layer other than the resist pattern portion was etched to form a fine metal pattern.
[0010]
Also, a dry film resist is stuck on the substrate, and then the entire surface of the dry film resist is polished to make the dry film resist thinner, then the circuit pattern is exposed, and then developed to form a resist pattern. A fine metal pattern could be formed by forming and then etching the metal layer other than the resist pattern portion.
[0011]
Also, paste a dry film resist on the substrate, then perform exposure of the circuit pattern, then develop to form a resist pattern, and then perform a thinning process by polishing the resist pattern surface, then By etching the metal layer other than the resist pattern portion, a fine metal pattern could be formed.
[0012]
Also, by applying a dry film resist on the substrate, then exposing the circuit pattern, and then polishing the dry film resist while performing the development process, development and thinning are performed simultaneously, and then the resist A fine metal pattern could be formed by etching the metal layer other than the pattern portion.
[0013]
Further, by applying a dry film resist having a thickness of 25 μm or more and then performing a thinning treatment to a thickness of 5 μm or less, an ultrafine metal pattern having a line and space of 30 μm or less could be formed. .
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the method for forming a metal pattern according to the present invention will be described in detail.
[0015]
FIG. 1 is a flowchart of a method for forming a metal pattern according to the present invention, and the flowchart shown on the left side of FIG. 1 is a flowchart of a general subtractive method. First, the subtractive method will be described. When a metal pattern is formed using a dry film resist, first, a dry film resist is attached to at least one surface of a substrate that has been subjected to a suitable pretreatment (a). Any method may be employed as long as the resist layer can be provided without causing unevenness in the resist layer, without mixing air or dust between the resist and the substrate, and without waving or the like. For example, a laminator device is used in which a rubber roll heated to about 100 ° C. is pressed and attached.
[0016]
Next, exposure (b) of the circuit pattern is performed. Exposure methods include xenon lamps, high-pressure mercury lamps, low-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, reflection image exposure using a UV fluorescent lamp as a light source, single-sided and double-sided contact exposure using a photo tool, proximity method, projection method, and laser scanning. Exposure. When performing scanning exposure, a laser light source such as a He-Ne laser, a He-Cd laser, an argon laser, a krypton ion laser, a ruby laser, a YAG laser, a nitrogen laser, a dye laser, and an excimer laser is used according to the emission wavelength. Exposure can be performed by wavelength-converted scanning exposure, or by scanning exposure using a liquid crystal shutter or a micromirror array shutter.
[0017]
Next, development is performed (c). In the development, a developing solution suitable for the dry film resist to be used is used and sprayed from above and below the substrate toward the substrate surface to remove unnecessary portions as a resist pattern, thereby forming a resist circuit pattern. The developer is useful as an aqueous alkali solution, and contains a water-soluble basic compound, such as alkali metal silicate, alkali metal hydroxide, phosphoric acid and alkali metal carbonate, and phosphoric acid and ammonium carbonate. An inorganic basic compound, an organic basic compound, or the like can be used. The above basic compounds can be used alone or as a mixture. Generally, a weak alkaline aqueous solution such as an aqueous sodium carbonate solution is used.
[0018]
Next, etching is performed (d). The exposed metal layer other than the resist pattern portion formed by development is removed by etching. In the etching step, a method described in “Printed Circuit Technology Handbook” (edited by the Japan Printed Circuit Industry Association, published in 1987, published by Nikkan Kogyo Shimbun) can be used. The etching solution may be any solution that can dissolve and remove the metal layer, and at least the resist layer has a resistance. In general, when copper is used for the metal layer, an aqueous ferric chloride solution, an aqueous cupric chloride solution, or the like can be used.
[0019]
The method for forming a metal pattern according to the present invention includes a method for forming a dry film as shown in FIG. 1 between a dry film resist attaching step (a) and an etching step (d) in the above-described subtractive method. A resist thinning process (T1 to T4) is introduced. According to this method, the dry film resist can be stuck when the resist film thickness is sufficiently large, so that the same adhesion between the substrate and the resist as that of a conventional resist and the asperity followability can be obtained. Since the film thickness is small, the liquid easily circulates between the resist patterns, and as a result, a fine metal pattern can be formed. Therefore, the timing for introducing the thinning process according to the present invention may be any process other than T1 to T4 as long as it is between the dry film resist attaching process and the etching process.
[0020]
For example, a thinning process can be introduced in a process as shown on the right side of FIG. For example, a dry film resist is attached (a), a thinning process is performed (T1), a circuit pattern is exposed (b), a development (c) is performed, and then an etching (d) is performed. Method. In this case, after lamination, the Mylar of the dry film may be peeled off, or the Mylar may be polished simultaneously without peeling. After the polishing, a water washing treatment or an adhesive roll treatment is performed to remove foreign substances adhering to the surface, and then the process proceeds to the exposure (b) step. According to this method, since the film thickness is small at the time of exposure, the latitude of exposure is improved, and a finer metal pattern can be formed. The processing liquid used when the thinning treatment is performed with the processing liquid may be any liquid having a property of dissolving and removing the dry film resist to be used. For example, a solvent such as methyl ethyl ketone or methanol, or a weak alkaline aqueous solution such as an aqueous sodium carbonate solution is used.
[0021]
Also, for example, a dry film resist is pasted (a), then a circuit pattern is exposed (b), a thinning process is performed (T2), a development (c) is performed, and then an etching ( d). In this case, even if the foreign matter is attached by polishing and thinning, it does not cause exposure failure since it is after the exposure (b). Further, since the dry film resist is present on the entire surface, the pattern is not chipped due to the polishing, and the thinning process can be easily performed.
[0022]
Also, for example, a dry film resist is attached (a), then a circuit pattern is exposed (b), and then a dry film resist thinning process (T3) is performed while performing development (c). Etching (d) may be used. In this case, a method of introducing a polishing roll into the developing device may be used, so that the time is shortened, and the polishing liquid and the polishing powder are washed away by the developer, which is efficient. Further, by using an alkaline polishing liquid, development and polishing can be achieved simultaneously.
[0023]
Further, for example, a dry film resist is pasted (a), a circuit pattern is exposed (b), then a development (c) is performed, a thinning process (T4) is performed, and then an etching ( d). In this case, since the resist pattern does not undergo a chemical change with the passage of time, storage and batch processing can be easily performed and workability is good.
[0024]
The thinning treatment according to the present invention is a treatment for reducing the thickness of a dry film resist substantially uniformly, and includes a method using polishing or a treatment liquid. Polishing includes mechanical polishing, chemical polishing, and a combination thereof. For example, slurry polishing, buff polishing, scrub polishing, belt sander, paper file, polishing cloth, metal file, chemical polishing using a chemical such as acidic water or alkaline water or an organic solvent, CMP, and the like can be mentioned. In the method using a treatment liquid, a solution that dissolves a dry film resist and a cured product thereof is used and partially removed in the thickness direction. That is, the thickness is not completely dissolved and removed, but is 0.05 to 0.9 times the thickness before the thinning treatment is performed. Further, according to the gist of the present invention, any means may be used as long as the dry film resist to be used can be thinned almost uniformly.
[0025]
The dry film resist according to the present invention is a commonly used photosensitive resin for forming a circuit, a negative type in which a light-irradiated portion is cured and insolubilized in a developer, and a light-irradiated portion is decomposed and developed. Any positive type that is soluble in liquid may be used. The dry film resist includes at least a photosensitive resin layer and a transparent support called Mylar, and has a configuration in which a protective film such as polyethylene is coated on the photosensitive resin layer in some cases. The negative photosensitive resin layer includes, for example, a binder polymer containing a carboxylic acid group, a photopolymerizable polyfunctional monomer, a photopolymerization initiator, a solvent, and other additives. The mixing ratio is determined by how to balance required properties such as sensitivity, resolution, hardness, tenting properties, and polishing properties. In the case of a positive photosensitive composition, a mixture of a novolak resin and a sulfoesterified product of o-naphthoquinonediazide, a siloxane-based polymer and an acid generator (and a mixture of a cresol novolak resin and the like) are exemplified. Examples of these compositions are “Photopolymer Handbook” (edited by the Photopolymer Society, published in 1989, published by the Industrial Research Institute) and “Photopolymer Technology” (edited by Ao Yamamoto and Mototaro Nagamatsu, published in 1988, published daily) And the like, and a desired photosensitive resin composition can be used.
[0026]
The substrate according to the present invention includes a printed wiring board or a lead frame substrate. Printed wiring boards are classified into a flexible board and a rigid board. As the flexible board, usually, polyester or polyimide is used as an insulating material, and in addition, aramid or polyester-epoxy base is used. The thickness of the insulating layer of the flexible substrate is about 13 μm to 125 μm, and a copper foil of about 12 to 35 μm is provided on both surfaces or one surface thereof, which is very flexible. Also, if it is a rigid substrate, a required number of insulating substrates in which an epoxy resin or a phenol resin is immersed in a paper or glass substrate are stacked, and a metal foil is placed on one or both surfaces, and heated and pressed to laminate. That have been done. Further, a multi-layer shield plate produced by laminating a prepreg, a metal foil and the like after processing the inner layer wiring pattern, and a multi-layer plate having a through hole or a non-through hole are also exemplified. The thickness is about 60 μm to 3.2 mm, and the material and thickness are selected according to the final use form of the printed circuit board. These printed circuit boards are described in, for example, "Printed Circuit Technology Handbook-Second Edition-" (edited by The Printed Circuit Society of Japan, published by Nikkan Kogyo Shimbun) or "Multilayer Printed Circuit Handbook" (edited by JA Scarlet, Inc.) Those described in Modern Chemistry Co., Ltd.) can be used. For a lead frame, a substrate made of an iron-nickel alloy, a copper-based alloy, or the like may be used.
[0027]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless departing from the gist of the invention.
[0028]
Example 1
Commercially available dry film resist (Asahi Kasei Corp., Sunfort, 25 μm thickness) on a double-sided copper-clad laminate (area 170 mm × 255 mm, copper foil thickness 18 μm, base material thickness 0.2 mm, CCL-E170 manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) ) Was pasted. Next, exposure was performed using a phototool having a pattern in which the line and space was at least 20 μm and the lines and spaces both increased every 10 μm. Next, a dry film resist was thinned by using a # 800 paper file so that the resist film thickness became substantially uniform at 2 μm, 5 μm, 10 μm, and 15 μm. Next, a resist pattern was formed by performing development with a 1% by mass aqueous solution of sodium carbonate (solution temperature 35 ° C.) so as to be 1.5 times the break point. Further, the substrate on which the resist pattern is formed is treated with a ferric chloride solution (40 ° C., spray pressure: 3.0 kg / cm 2 ), and etching is performed by removing a copper layer in a portion not covered with the resist pattern. Carried out. Next, treatment with a 3.0% by mass sodium hydroxide solution at 40 ° C. was performed to remove the remaining resist, thereby obtaining a metal pattern.
[0029]
The obtained metal pattern is observed with a microscope, and the minimum line and space of a good metal pattern without short circuit and disconnection is defined as “minimum L / S that can be formed”, and the film thickness of the dry film resist after the thinning treatment ( Table 1 shows the relationship with the resist thickness after the thin film processing. Note that the minimum formable L / S value is a design value of the photo tool, and the actual line width was narrow.
[0030]
[Table 1]
[0031]
As shown in Table 1, in all cases, a 60 μm line and space could be formed. When the film thickness after the thin film processing was 5 μm or less, an ultrafine metal pattern having a line and space of 30 μm or less could be formed.
[0032]
Example 2
A commercially available dry film resist (Sanfort, 40 μm thick, manufactured by Asahi Kasei Corporation) was attached to the same double-sided copper-clad laminate as in Example 1. Next, after the Mylar film was peeled off, half-elution was performed using a 1% by mass aqueous solution of sodium carbonate (solution temperature: 35 ° C.) so that the resist surface was almost uniformly formed to a thickness of 10 μm. Processing was performed. Next, exposure, development, etching, and removal of the remaining resist were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a metal pattern.
[0033]
As a result of observing the obtained metal pattern with a microscope, it was found that a 50 μm line and space was formed without short-circuit and disconnection, and a fine metal pattern could be formed.
[0034]
Example 3
A dry film resist (40 μm thick) was attached to the double-sided copper-clad laminate in the same manner as in Example 2. Next, after the mylar film was peeled off, the surface of the resist was polished to a thickness of approximately 10 μm using a baffle, so that the dry film resist was thinned. Next, exposure, development, etching, and removal of the remaining resist were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a metal pattern.
[0035]
As a result of observing the obtained metal pattern with a microscope, it was found that a 50 μm line and space was formed without short-circuit and disconnection, and a fine metal pattern could be formed.
[0036]
Example 4
A dry film resist (40 μm thick) was attached to the double-sided copper-clad laminate in the same manner as in Example 2. Next, exposure and development were performed in the same manner as in Example 1 to form a resist pattern. Next, using a No. 2000 paper file, the resist surface was polished so as to have a uniform thickness of 10 μm, thereby performing a thinning treatment of the dry film resist. Next, a metal pattern was obtained by etching and removing the remaining resist in the same manner as in Example 1.
[0037]
As a result of observing the obtained metal pattern with a microscope, it was found that a 50 μm line and space was formed without short-circuit and disconnection, and a fine metal pattern could be formed.
[0038]
Example 5
A dry film resist (40 μm thick) was attached to the double-sided copper-clad laminate in the same manner as in Example 2, and exposure was performed. Next, a resist pattern is formed by performing development with an aqueous 1% by mass aqueous sodium carbonate solution (solution temperature: 35 ° C.) so as to be 1.5 times the break point using an alkaline developing device incorporating a baffle. At the same time, the thickness of the dry film resist was reduced by polishing the resist pattern so as to have a thickness of 10 μm. Next, a metal pattern was obtained by etching and removing the remaining resist in the same manner as in Example 1.
[0039]
As a result of observing the obtained metal pattern with a microscope, it was found that a 50 μm line and space was formed without short-circuit and disconnection, and a fine metal pattern could be formed.
[0040]
Comparative Example 1
In the same manner as in Example 1, a commercially available dry film resist (25 μm thick) was attached to the double-sided copper-clad laminate. Next, exposure, development, etching, and removal of the remaining resist were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a metal pattern. At this time, no thinning treatment is performed in any of the steps.
[0041]
As a result of observing the obtained metal pattern with a microscope, the line and space of 80 μm or more was good, but the line and space of 70 μm or less were short-circuited and disconnected, and a fine metal pattern could not be formed. .
[0042]
Comparative Example 2
Based on Table 2, a negative photosensitive resin was prepared, applied on a polyethylene terephthalate film, and dried to prepare a dry film photoresist having a photosensitive resin layer of 5 μm.
[0043]
[Table 2]
[0044]
Next, the dry film resist (5 μm thick) was attached to a double-sided copper-clad laminate similar to that in Example 1. Next, exposure, development, and etching were performed in the same manner as in Example 1 to obtain a metal pattern.
[0045]
Observation of the obtained metal pattern with a microscope revealed that the resist was peeled off due to poor adhesion between the resist and the substrate. Could not be formed.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, in the method for forming a metal pattern of the present invention, a method for forming a fine metal pattern can be provided even when a dry film resist is used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart of a method for forming a metal pattern according to the present invention.
