JP2008094088A - インプリンティング用スタンパーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スタンパーが絶縁層から容易に分離されるインプリンティング用スタンパーの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明によるスタンパー製造方法は、絶縁層１１に複数の凹状パターン１３を形成する段階と、凹状パターンに銅２７を充填してスタンパー３０を完成する段階と、スタンパー３０を絶縁層１１から分離する段階と、スタンパー３０の表面に粗度４３を付与する段階とを含み、スタンパー３０が絶縁層１１から容易に分離されるので、これらを分離するための別途の工程を行う必要がなく、スタンパーの変形を防止することができ、絶縁層を反復的に使用して複数のスタンパーを製造することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、インプリンティング用スタンパーの製造方法に関する。

回路基板製造方法におけるインプリンティング（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）方法は、回路パターンに対応する凸状のパターンが表面に突出形成されたスタンパー（ｓｔａｍｐｅｒ）を絶縁基板に圧着（ｉｍｐｒｉｎｔ）することにより、絶縁基板上に回路パターンに対応する凹状のパターンを陥入させた後、凹状のパターン内に導電性物質を充填することにより回路パターンが形成された基板を製造する方法である。

従来のインプリンティング用スタンパーは、シリコンマスタ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｍａｓｔｅｒ）に形成された複数の溝にニッケル（Ｎｉ）メッキしてニッケルスタンパーを製作した後、これをシリコンマスタから分離する方法により製造される。そして、絶縁材とニッケルスタンパーとの分離を容易にするために、ダイヤモンドライクカーボン（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ；ＤＬＣ）コーティング、Ｃ_４Ｆ_８コーティング、自己組織化単分子膜（Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ；ＳＡＭ）コーティングなどの工程を行う。

このように、従来のインプリンティング用スタンパーの製造工程は、スタンパーをマスタから容易に分離するために前記のようなコーティング工程を行わなくてはならない。これによりその製造工程においてかなりの長時間がかかるだけではなく製造費用も上昇するという問題点がある。そして、コーティング工程を行ってもスタンパーとシリコンマスタとの分離が容易ではなかったので、分離時にスタンパーの不良が発生し、反復的に分離する場合には、このような不良が一層ひどくなるという問題点があった。

本発明は、工程を単純化できるインプリンティング用スタンパーの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、スタンパーの分離時に発生するスタンパーの不良を減らすことができるインプリンティング用スタンパーの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、一つの絶縁層を用いて反復的にスタンパーを製造できるインプリンティング用スタンパーの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、インプリンティング用スタンパーの製造方法は、絶縁層に複数の凹状パターンを形成する（ａ）段階と、凹状パターンに銅を充填してスタンパーを完成する（ｂ）段階と、スタンパーを絶縁層から分離する（ｃ）段階と、スタンパーの表面に粗度を付与する（ｄ）段階とを含む。

本発明によるインプリンティング用スタンパーの製造方法の実施例は、次のような特徴を一つまたはそれ以上含むことができる。例えば、凹状パターンは、第１凹部と、及び第１凹部と連通され第１凹部に比して小さい直径を有する第２凹部からなることができる。そして、第１凹部及び第２凹部は、絶縁層を貫通する程度の長さ或いは深さを有することができる。よって、絶縁層の裏面に基材が積層されている場合、第２凹部により基材の一部が外部に露出されることができる。

スタンパーは、凹状パターンに対応する形状を有する突出部、及び突出部と一体で形成される本体部を含むことができる。突出部は、回路パターンを形成できるようにする第１突出部、及び回路パターンの間を電気的に接続するビアホールを形成できるようにする第２突出部を備えることができる。（ｂ）段階で、銅メッキまたは電気メッキを用いて凹状パターンを銅で充填することができ、（ｄ）段階で、黒化処理によりスタンパーの表面に粗度を付与することもできる。

本発明は、工程を単純化できるインプリンティング用スタンパーの製造方法を提供することができる。

本発明は、スタンパーの分離時に発生するスタンパーの不良を減らすことができるインプリンティング用スタンパー製造方法を提供することができる。

本発明は、一つの絶縁層を用いて反復的にスタンパーを製造できるインプリンティング用スタンパーの製造方法を提供することができる。

以下、本発明によるインプリンティング用スタンパーの製造方法の実施例を添付図面を参照して詳しく説明するが、添付図面を参照して説明することにおいて、同一であるか対応する構成要素は同一の図面番号（引用符号）を付与し、これに対する重複される説明は略する。

図１は、本発明の一実施例によるインプリンティング用スタンパーの製造方法を示すフローチャートである。

図１を参照すると、本発明の一実施例によるインプリンティング用スタンパーの製造方法は、段階Ｓ１０で、従来のインプリンティング用スタンパーを用いて絶縁層に複数の凹状パターンを形成し、段階Ｓ２０で、凹状パターンに銅を充填してスタンパーの形状を完成し、段階Ｓ３０で、スタンパーを絶縁層から分離し、段階Ｓ４０で、スタンパーの表面に粗度或いは粗さを付与する。

スタンパー製作用のマスタに相当する絶縁層に形成された凹状パターンに充填された銅は、絶縁層から容易に分離されるので、スタンパーを絶縁層から分離するための別途の分離工程を要しないという点に本発明の特徴がある。よって、本発明はスタンパーとマスタである絶縁層との分離のために、別途の格別なコーティング工程を行う必要がないので、作業時間及び費用を節減することができ、分離過程でスタンパー形状が変形されることなどの問題を防止することができ、マスタである絶縁層を反復的に使用することができる。

以下では、図２ないし図７を参照して、本発明の一実施例によるインプリンティング用スタンパーの製造方法に対して説明する。

図２は、本発明の一実施例によるインプリンティング用スタンパーの製造方法において、絶縁層１１及び従来のスタンパー２１を示す断面図である。

図２を参照すると、インプリンティング用スタンパーを製造するために従来のスタンパー２１及び絶縁層１１を備える。スタンパー２１としては、一般的なニッケルスタンパー２１が用いられる。そして、スタンパー２１の一面には、第１突出部２３及び第２突出部２５が複数形成されている。第２突出部２５は、第１突出部に比して小さい直径を有する。図２に示されているスタンパー２１は、第１突出部２３及び第２突出部２５を備えるが、必要に応じて第１突出部２３のみを備えてもよく、第１突出部２３及び第２突出部２５を共に備えた突起が形成されることもできる。なお、前記スタンパー２１は型材ということもできる。

絶縁層１１としては、一般的なプリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）が用いられる。プリプレグは、ガラス纎維に熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、またはＢＴレジン）を浸透させて半硬化状態に作ったものである。そして、絶縁層１１の裏面には基材１９が積層されている。基材１９は、スタンパー２１により絶縁層１１がインプリンティングされる場合、スタンパー２１の第２突出部２５と接してスタンパー２１が圧入される深さを決定する。基材１９としては、銅箔積層板（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ）を用いることができる。銅箔積層板は、絶縁層である樹脂の両面或いは片面に薄い銅箔が積層されているものである。

図３は、本発明の一実施例によるインプリンティング用スタンパーの製造方法において、絶縁層１１に複数の凹状パターン１３を形成した状態を示す断面図である。

先ず、図２でスタンパー２１及び絶縁層１１を位置合わせした後、基材１９の裏面にＳＵＳ（ステンレス）プレート（図示せず）及びクラフトペーパ（Ｋｒａｆｔ ｐａｐｅｒ、図示せず）を位置させ、スタンパー２１の上面にテフロン(登録商標)フィルム（Ｔｅｆｌｏｎ ｆｉｌｍ、図示せず）、ＳＵＳプレート、及びクラフトペーパを順次に位置した後、加熱及び加圧することによりインプリンティング工程を行う。インプリンティング工程で加えられる温度及び圧力は、絶縁層１１の種類及び硬化度に応じて変わることができる。テフロン(登録商標)フィルムは、絶縁層１１が汚染されることを防止し、クラフトペーパは均一な圧力を印加させかつボイド（ｖｏｉｄ）の生成を防止する役目をする。

インプリンティング工程を行った結果、図３に示されているように、絶縁層１１に複数の凹状パターン１３が形成される。凹状パターン１３は、スタンパー２１の第１突出部２３に対応する第１凹部１５及び第２突出部２５に対応する第２凹部１７からなる。第１凹部１５及び第２凹部１７は連通されている。勿論、前述した説明のようにスタンパー２１の形状に応じて凹状パターン１３の形状が決定される。

図４は、図３の凹状パターン１３に銅２７を充填して本発明における最終的に得ようとするスタンパーの形状を完成した状態を示す断面図であり、図５は図４の絶縁層１１から前記スタンパーを分離して取り出す状態を示す断面図である。

凹状パターン１３を形成し、絶縁層１１が硬化された後、凹状パターン１３に、本発明における最終的に得ようとするスタンパーの素材としての銅２７を充填する。充填される銅２７は凹状のパターン１３を充填した後に一定した厚さを形成するが、この部分が以後のスタンパーの本体部（図５の３５参照）となる。銅２７を充填する方法としては、同メッキまたは電気メッキを用いることができるが、これに限られない。

絶縁層１１に形成された凹状のパターン１３に充填される銅２７は、絶縁層１１から容易に分離できる。この分離容易性は、凹状パターン１３の内部面にデスミア工程のような表面処理工程を行わないで直接に銅２７を充填したことにより得られる。このようにして、図５に示したように、本発明に係るスタンパー３０が絶縁層１１から容易に分離される。そして、スタンパー３０が絶縁層１１から容易に分離されるので、スタンパー３０の分離過程におけるその形状が変形されることなどを防止できる。

前記スタンパー３０は、本体部３５、及び本体部３５の一面から突出された第１突出部３１及び第２突出部３３を有する。第１突出部３１は絶縁層１１の第１凹部１５に対応し、第２突出部３３は絶縁層１１の第２凹部１７に対応する。勿論、製造しようとする基板の仕様に応じてスタンパー３０は第１突出部３１のみを備えてもよく、２段の突出部だけではなく３段以上の突出部を備えることもできる。第１突出部３１は、以後インプリンティングされて回路パターンが形成される溝を形成し、第２突出部３３は、前記回路パターンの相互間を電気的に接続するビアホールを形成できるようにする。

図６は、図５より分離された前記スタンパー３０を示す断面図である。

絶縁層１１から分離された前記スタンパー３０の表面には粗度或いは粗さ（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が付与される。換言すればその表面が粗面化される。このようにスタンパー３０の表面に粗度を付与することは、以後、スタンパー３０がインプリンティング工程で絶縁層にインプリンティングを施す時、絶縁層とスタンパーとの密着力をさらに強くするためである。スタンパー３０の表面に粗度を付与する方法としては、黒化工程（ｂｌａｃｋ ｏｘｉｄｅ）、ソフトエッチング（ｓｏｆｔ ｅｔｃｈｉｎｇ）、化学洗浄方式及び酸処理方式などのような化学的表面処理、ブラシ方式、研磨粒子方式またはジェットスクラブ方式などのような機械的表面処理、及び、これらを混合した混用方式などがある。

黒化工程とは、スタンパー３０がインプリンティングされる時絶縁層との接着力を強化する目的で行う表面処理方式であって、化学的な方法を用いてスタンパー３０の表面を酸化させて粗度を強化する工程を意味する。すなわち、図７ａのように表面が滑らかな銅箔層４１に黒化工程を行うと、図７ｂのように銅箔層４１の表面に粗さ（粗面）４３が形成される。このような粗さ４３は、以後のインプリンティング工程時に絶縁層１１と接触する面積を増やしてスタンパー３０と絶縁層１１との結合力を強化させる役目をする。

ソフトエッチング方式とは、過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）と硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）からなるソフトエッチング溶液を用いて表面に粗度を付与する方式であって、洗浄効果が優れるという長所がある。そして、過硫酸ナトリウム（Ｎａ_２Ｓ_３Ｏ_８）と硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）からなったソフトエッチング液を用いると、均一な表面処理が可能になる。

化学洗浄方式とは、酸脱脂処理（Ａｃｉｄ Ｃｌｅａｎｅｒ）した後、ソフトエッチング（ｓｏｆｔ ｅｔｃｈｉｎｇ）する順序で表面処理を行う方式であり、酸処理方式とは、５〜１０％の硫酸を用いて表面処理を行う方式である。

機械的な表面処理方式とは、薬品処理なしで研磨用ブラシ（ｂｒｕｓｈ）などを用いて表面処理を行う方式である。前記ブラシ方式とは、多様な形態のブラシを用いてスタンパー３０の表面を洗浄して粗さを付与する方式であり、研磨粒子（Ｐｕｍｉｃｅ）方式とは、研磨粒子をスタンパーの表面に噴射（ｓｐｒａｙ）しながらナイロン材質のブラシにより研磨する方式である。そして、ジェットスクラブ方式とは、ブラシを使用しなく、アルミニウムオキシド（Ａｌ_２Ｏ_３）のような研磨粒子を高圧で噴射して表面を処理する方式である。

混用方式の表面処理工程中の一つであるブラシ及びソフトエッチング方式は、ブラシによるスクラビング処理（ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ）を行った後、薬品による処理をさらに行うことにより粗さの均一度を高め、粗さをより滑らかにする効果を得られる工程である。そして、ソフトエッチング及びブラシ方式とは、先ず、薬品による正面処理で銅箔に粗さを作った後、薬品処理による汚染などをブラシで除去する方式である。また、酸処理及びブラシ方式とは、最も多用されている方式であって、酸処理を行って酸化物と指紋、油脂分などを除去した後、ブラシで表面に粗さを付与する方式である。

以上のような化学的、機械的及びこれらを混合した方式による粗度形成工程によりスタンパー３０の表面に粗さが付与される。そして、スタンパー３０がきれいに分離された絶縁層１１に、再び銅を充填してスタンパー３０を反復的に製造することができる。よって、マスタ１１の追加製作による費用及び時間を減らすことができる。そして、図２に示す段階において、従来の種々のスタンパー２１を多数枚用いて絶縁層１１にインプリントすると、多様な大きさを有する銅スタンパー３０を種々製作することができる。

以上で本発明の実施例を説明したが、本発明の多様な変更例と修正例が本発明の技術的思想を具現する限り本発明の範囲に属するものとして解釈されるべきである。

本発明の一実施例によるインプリンティング用スタンパーの製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施例によるインプリンティング用スタンパーの製造方法において、絶縁層及び従来のスタンパーを示す断面図である。 本発明の一実施例によるインプリンティング用スタンパーの製造方法において、絶縁層に複数の凹状のパターンを形成した状態を示す断面図である。 図３の凹状パターンに銅を充填した状態を示す断面図である。 図４より形成されたスタンパーを絶縁層から分離する状態を示す断面図である。 本発明の一実施例によるインプリンティング用スタンパーの製造方法により完成されたスタンパーの断面図である。 スタンパーの表面に粗度を付与する一例である黒化工程を説明するための断面図である。 スタンパーの表面に粗度を付与する一例である黒化工程後の状態を示す断面図である。

符号の説明

１１ 絶縁層
１３ 凹状パターン
１５ 第１凹部
１７ 第２凹部
１９ 基材
２１ 従来のスタンパー
２３ 第１突出部
２５ 第２突出部
２７ 銅
３０ スタンパー
３１ 第１突出部
３３ 第２突出部
３５ 本体部

Claims (7)

1. 絶縁層に複数の凹状パターンを形成する（ａ）段階と、
   前記凹状パターンに銅を充填してスタンパーを完成する（ｂ）段階と、
   前記スタンパーを前記絶縁層から分離する（ｃ）段階と、
   前記スタンパーの表面に粗度を付与する（ｄ）段階とを含むインプリンティング用スタンパーの製造方法。
2. 前記凹状パターンが、第１凹部、及び前記第１凹部と連通され前記第１凹部に比して小さい直径を有する第２凹部からなることを特徴とする請求項１に記載のインプリンティング用スタンパーの製造方法。
3. 前記第１凹部及び前記第２凹部が、前記絶縁層を貫通することを特徴とする請求項２に記載のインプリンティング用スタンパーの製造方法。
4. 前記絶縁層の裏面には、基材が積層されていることを特徴とする請求項３に記載のインプリンティング用スタンパーの製造方法。
5. 前記スタンパーが、前記凹状パターンに対応する形状を有する突出部及び前記突出部と一体で形成される本体部を備えることを特徴とする請求項１に記載のインプリンティング用スタンパーの製造方法。
6. 前記（ｂ）段階が、銅メッキまたは電気メッキにより前記凹状パターンを銅で充填することを特徴とする請求項１に記載のインプリンティング用スタンパーの製造方法。
7. 前記（ｄ）段階が、黒化処理を用いて前記スタンパーの表面に粗度を付与することを特徴とする請求項１に記載のインプリンティング用スタンパーの製造方法。

Images