JP2010067697A - Method for manufacturing printed wiring board - Google Patents

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Kazuo Suzuki
鈴木和雄
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  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten manufacturing time of a substrate, to reduce the number of processes and to achieve high accuracy by forming a circuit pattern on a substrate by a simple process having no liquid layer process without using a photomask, a resist film, a silk print board, and so on. <P>SOLUTION: An etching mask resin film 4 having a peelable adhesive layer 6 is stuck to the surface of a substrate 1 obtained by sticking a conductive metallic thin film 2 to insulating resin 3. Ultraviolet laser light 7 is converged on the etching mask resin film 4 and convergence points of ultraviolet laser light 7 are scanned along the periphery 8 of a portion to be etched and removed on the metallic thin film 2 corresponding to a desired printed wiring pattern. The etching mask resin film 4 corresponding to the portion to be etched is cut and removed up until arrival at the metallic thin film 2 to peel and remove the etching mask resin film 4 of the portion to be etched and prepare an etching mask. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、プリント配線板の製造方法に関し、特に、プリント配線板における回路パタンを形成するためのエッチングマスクを形成する方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a printed wiring board, and more particularly to a method for forming an etching mask for forming a circuit pattern in a printed wiring board.

従来から用いられているプリント配線板の製作方法は樹脂基板の全面に銅の様な銅電線薄膜を接着し、不必要な部位をエッチング除去して回路パタンが作成されている。回路パタン用のエッチングマスクの製作方法としては、例えば写真法が知られている。回路パタンを形成する場合は、次のように行われる。 Conventionally, a printed wiring board is manufactured by adhering a copper wire thin film such as copper to the entire surface of a resin substrate and etching away unnecessary portions to create a circuit pattern. As a method for producing an etching mask for a circuit pattern, for example, a photographic method is known. The circuit pattern is formed as follows.

まず、必要な回路パタンを設計し、そのパタンを精密なプリンタを用いて透明樹脂フィルム上に印刷して露光用マスクを作成する。またカッターを用いてマスクを切り出す方法もある。つぎに、 銅等の導電金属材料でできた金属薄膜を樹脂基板に均一に付着させ、必要に応じて電子部品等を取り付けるための貫通穴や基板両面に導電性を持たせる為の貫通穴を開ける。つぎに、その金属薄膜上に感光性樹脂フィルムを均一に付着させ、その上に露光用マスクを密着させて可視光または紫外線して露光焼付け、現像によりエッチング部位の感光性樹脂フィルムを除去してエッチングマスクを作成する。最後にエッチング液に浸漬して樹脂基板上の不必要な金属薄膜をエッチングすることにより樹脂基板上に所望の回路パタンを形成する(特許文献1参照)。 First, a necessary circuit pattern is designed, and the pattern is printed on a transparent resin film using a precise printer to create an exposure mask. There is also a method of cutting out the mask using a cutter. Next, a metal thin film made of a conductive metal material such as copper is uniformly attached to the resin substrate, and through holes for attaching electronic components, etc. as necessary, and through holes for imparting conductivity to both sides of the substrate are provided. Open. Next, a photosensitive resin film is uniformly deposited on the metal thin film, and an exposure mask is adhered onto the metal thin film, and the exposure resin is exposed to visible light or ultraviolet rays, and the photosensitive resin film at the etching site is removed by development. Create an etching mask. Finally, a desired circuit pattern is formed on the resin substrate by immersing in an etching solution and etching an unnecessary metal thin film on the resin substrate (see Patent Document 1).

また低精度、低分解能の回路パタンでは、回路パタンに合せてシルクマスクを作成し、銅等の導電金属材料でできた金属薄膜を樹脂基板に均一に付着させ、必要に応じて電子部品等を取り付けるための貫通や基板両面の導電性を持たせる為の貫通穴を開ける。つぎに、その金属薄膜上にシルクマスクを用いてエッチングレジストインクを印刷してエッチングマスクを作成する。最後にエッチング液に侵漬して樹脂基板上の不必要な金属薄膜をエッチングすることにより樹脂基板上に所望の回路パタンを形成する(特許文献2参照)。 For low-precision and low-resolution circuit patterns, a silk mask is created according to the circuit pattern, and a metal thin film made of a conductive metal material such as copper is uniformly attached to the resin substrate. A through-hole is formed to provide a through-hole for attachment and conductivity on both sides of the substrate. Next, an etching resist ink is printed on the metal thin film using a silk mask to create an etching mask. Finally, a desired circuit pattern is formed on the resin substrate by immersing in an etching solution and etching an unnecessary metal thin film on the resin substrate (see Patent Document 2).

また露光用マスクを用いないで、感光性樹脂フィルムに直接レーザ光を用いて描画してエッチングマスクを作成する方法(特許文献3参照)、配線パターンデータを光造形用の配線データに変換し、表面に導電膜を有する基板を光硬化性樹脂液面内に沈め、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て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し、基板表面の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方法(特許文献4)、絶縁性基坂上に薄膜層を堆積し、この薄膜層の少なくとも1層を紫外線レーザビームで露光して絶縁性基坂上に堆積されたフォトレジスト膜に直接描画露光する方法(特許文献5)などが提案されている。
特開平05−10205号公報 特開平11−307923号公報 特開平9-52497号公報 特開2000−59005号公報 特開2000−114533号公報
In addition, a method of creating an etching mask by drawing directly on a photosensitive resin film using a laser beam without using an exposure mask (see Patent Document 3), converting wiring pattern data into wiring data for optical modeling, A substrate having a conductive film on the surface is submerged in the photocurable resin liquid surface, and the photocurable resin liquid is cured by irradiating laser light toward the photocurable resin liquid surface based on wiring data for optical modeling. In this method, an etching resist is formed on the surface of the substrate, and the etching resist is removed after etching the conductive film on the surface of the substrate (Patent Document 4). A thin film layer is deposited on the insulating base slope, and at least one of the thin film layers There has been proposed a method (Patent Document 5) in which a layer is exposed with an ultraviolet laser beam to directly draw and expose a photoresist film deposited on an insulating base slope.
Japanese Patent Laid-Open No. 05-10205 JP-A-11-307923 JP-A-9-52497 JP 2000-59005 A JP 2000-114533 A

特許文献1および特許文献2に提案されているこれらの製造方法で特に高精度のプリント配線板を作成する場合、いずれの方法も感光性樹脂フィルムやフォトマスクフィルムなどが必要不可欠な物であるが、これらの方法には次のような欠点があった。
(イ)一旦フォトマスクを作成する必要があり、工程が長くなる。
(ロ)感光性樹脂フィルムは高価であり、特に微細パタンではエッチング部位が微小なのに、基板全面に用いる必要がある。
(ハ)露光プロセスは外部光を遮断し光学フィルター用いた専用照明の専用室が必要である。
(ニ)マスクと基板の熱膨張率が異なる為、管理やプロセスで温度、湿度の管理を厳密に行わないと、精度が悪くなる。また露光プロセスは埃を嫌うため、クリンルームが必須である。
(ホ)露光の特性上、アスペクト比1以上のパターニングは困難である。感光性樹脂フィルムを薄くしないと、微細パタンの形成が困難であり、この場合、エッチングマスクの耐久性が低下し、パタンの微細化に限界がある。
In the case where a highly accurate printed wiring board is produced by these manufacturing methods proposed in Patent Document 1 and Patent Document 2, a photosensitive resin film or a photomask film is indispensable for any of these methods. These methods have the following drawbacks.
(A) It is necessary to once create a photomask, and the process becomes longer.
(B) The photosensitive resin film is expensive, and it is necessary to use it on the entire surface of the substrate even if the etching pattern is very small in the fine pattern.
(C) The exposure process requires a dedicated room for exclusive illumination that blocks external light and uses an optical filter.
(D) Since the thermal expansion coefficients of the mask and the substrate are different, accuracy is deteriorated unless temperature and humidity are strictly managed in the management and process. Moreover, since the exposure process dislikes dust, a clean room is essential.
(E) Patterning with an aspect ratio of 1 or more is difficult because of exposure characteristics. If the photosensitive resin film is not thinned, it is difficult to form a fine pattern. In this case, the durability of the etching mask is lowered, and there is a limit to the miniaturization of the pattern.

特許文献3によるフォトマスクを用いず、感光性樹脂フィルムに収束したレーザ光を照射する方法ではフォトマスクの製作不要であり、フォトマスクの管理が不必要になるが、高価な感光性樹脂フィルムの使用と、露光プロセスでの外乱光の管理や埃の除去の必要性、また現像プロセスの必要性など、感光性樹脂を使う上での問題点は解決していない。 In the method of irradiating a laser beam focused on a photosensitive resin film without using a photomask according to Patent Document 3, it is not necessary to manufacture a photomask and management of the photomask is unnecessary. Problems in using photosensitive resin, such as use, the necessity of managing ambient light in the exposure process, the need for dust removal, and the need for a development process, have not been solved.

特許文献4による方法は光硬化性樹脂液を使用する液層プロセスが必要であり、高価な光硬化性樹脂液を多量に使用し、マスクを作成する為に広い面積全体を走査して照射する必要があり、大きなパタンの構成には非常に不利である。 The method according to Patent Document 4 requires a liquid layer process using a photocurable resin liquid, uses a large amount of an expensive photocurable resin liquid, and scans and irradiates an entire large area to create a mask. It is necessary and it is very disadvantageous for the construction of large patterns.

特許文献5による方法はフォトレジストの現像工程が必要でやはり液層プロセスが必要となり、また、特許文献4と同様にマスクを作成する為に広い面積全体を走査して照射する必要があるので大きなパタンの構成には非常に不利である。 The method according to Patent Document 5 requires a photoresist development step, which necessitates a liquid layer process. Also, as in Patent Document 4, it is necessary to scan and irradiate the entire large area in order to create a mask. It is very disadvantageous for the pattern composition.

本発明はこれらの従来技術の有する課題を解決するもので、感光性樹脂、フォトマスク、フォトレジストなどを使用せず、液層プロセスを有さない簡単な工程でエッチングマスクを形成することによりプリント配線板を簡単な方法で製造することができるプリント配線板の製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention solves these problems of the prior art, and does not use a photosensitive resin, photomask, photoresist, etc., and prints by forming an etching mask by a simple process that does not have a liquid layer process. An object of the present invention is to provide a printed wiring board manufacturing method capable of manufacturing a wiring board by a simple method.

この目的を達成するために、本発明においては、プリント配線坂の製造方法において、絶縁樹脂上に導電性の金属薄膜を接着した基板上にエッチングマスクを形成する過程で、感光性樹脂を使わずエッチング液に耐性の高い樹脂フィルムを用いる。フィルムの厚さは特に考慮せず、取り扱いの容易さ、耐性の高さで選択する。 In order to achieve this object, in the present invention, in the printed wiring slope manufacturing method, a photosensitive resin is not used in the process of forming an etching mask on a substrate in which a conductive metal thin film is bonded on an insulating resin. A resin film highly resistant to the etching solution is used. The thickness of the film is not particularly considered, and is selected based on ease of handling and high resistance.

本発明の構成は、絶縁樹脂上に導電性の金属薄膜を接着した基板上に、剥離可能な接着層を有するエッチングマスク樹脂フィルムを接着し、前記エッチングマスク樹脂フィルム上に紫外線レーザ光を収束し、所望のプリント配線パタンに対応して前記金属薄膜をエッチング除去する部位の周辺に沿って前記紫外線レーザ光の収束点を走査して前記エッチングマスク樹脂フィルムを前記金属薄膜に到達するまで切断除去し、エッチングする部分のエッチングマスク樹脂フィルムを剥離除去してエッチングマスクを作成する。
この構成によれば、感光性樹脂、フォトマスク、フォトレジストなどを使用せずに、エッチングマスク樹脂フィルムに直接描画によりエッチングマスクを形成するので、高価な感光性樹脂、露光マスクが不要になり、高精度なパタン形成が容易に可能となる。またアスペクト比1以上のマスク形成が可能であり、微細パタンの作成が可能となる。
また、感光性樹脂、フォトマスク、フォトレジストなどを使用せず、現像処理も不要な液層プロセスを有さない簡単な工程のドライプロセスでエッチングマスクを作成することができる。
In the configuration of the present invention, an etching mask resin film having a peelable adhesive layer is bonded on a substrate having a conductive metal thin film bonded on an insulating resin, and ultraviolet laser light is focused on the etching mask resin film. The etching mask resin film is cut and removed until it reaches the metal thin film by scanning the convergence point of the ultraviolet laser light along the periphery of the portion where the metal thin film is etched away corresponding to a desired printed wiring pattern. Then, the etching mask resin film is peeled and removed from the portion to be etched to create an etching mask.
According to this configuration, an etching mask is formed by direct drawing on an etching mask resin film without using a photosensitive resin, a photomask, a photoresist, etc., so that an expensive photosensitive resin and an exposure mask are not required. A highly accurate pattern can be easily formed. In addition, a mask with an aspect ratio of 1 or more can be formed, and a fine pattern can be created.
Further, an etching mask can be formed by a simple dry process that does not use a liquid resin process that does not require a photosensitive resin, a photomask, a photoresist, or the like and does not require a development process.

また、絶縁樹脂上に導電性の金属薄膜を接着した基板上に、剥離可能な接着層を有するエッチングマスク樹脂フィルムを接着し、前記エッチングマスク樹脂フィルム上に紫外線レーザ光を収束し、所望のプリント配線パタンに対応して前記金属薄膜をエッチング除去する部位全体を前記紫外線レーザ光の収束点を収束スポット幅で走査して前記エッチングマスク樹脂フィルムを前記金属薄膜に到達するまで切断除去し、エッチングする部分のエッチングマスク樹脂フィルムを剥離除去してエッチングマスクを作成する。この場合、紫外線レーザ光の収束点をエッチング除去する部位全体において複数回走査することにより収束スポット幅で走査することができる。 In addition, an etching mask resin film having a peelable adhesive layer is adhered on a substrate having a conductive metal thin film adhered on an insulating resin, and ultraviolet laser light is converged on the etching mask resin film to obtain a desired print. The entire portion where the metal thin film is removed by etching corresponding to the wiring pattern is scanned by removing the etching mask resin film until reaching the metal thin film by scanning the convergence point of the ultraviolet laser beam with the convergence spot width. A part of the etching mask resin film is peeled and removed to form an etching mask. In this case, it is possible to scan with the convergence spot width by scanning a plurality of times over the entire portion where the convergence point of the ultraviolet laser beam is removed by etching.

エッチングマスク樹脂はポリエステル、ポリイミド、ポリプロピレン、塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレート(PET)、塩化ビニール、ベンゼン核またはナフタレン核を含む有機材料のいずれかから選択される。また、接着層はアクリル系、シリコン系、または合成ゴム系の粘着材料のいずれかから選択される。これらのエッチングマスク樹脂はエッチング液に耐性が高く、しかも、エッチングマスク樹脂フィルムの厚さは特に考慮する必要がない。したがって、エッチングマスク樹脂フィルムは、取り扱いの容易さ、耐性の高さで選択することができる。 The etching mask resin is selected from any one of polyester, polyimide, polypropylene, vinyl chloride, polyethylene terephthalate (PET), vinyl chloride, an organic material containing a benzene nucleus or a naphthalene nucleus. Further, the adhesive layer is selected from any one of acrylic, silicon, and synthetic rubber adhesive materials. These etching mask resins are highly resistant to the etching solution, and the thickness of the etching mask resin film does not need to be particularly considered. Therefore, the etching mask resin film can be selected with ease of handling and high durability.

紫外線レーザはQスイッチNd−YAGまたはNd−YVO赤外線レーザの4次高調波である266nmのパルスレーザであり、前記パルスレーザのパルスエネルギをエッチングマスク樹脂は加工可能で、かつ金属薄膜は加工不可能なレベルに設定される。 The ultraviolet laser is a 266 nm pulse laser that is the fourth harmonic of a Q-switched Nd-YAG or Nd-YVO 4 infrared laser, and the etching mask resin can process the pulse energy of the pulse laser, and the metal thin film cannot be processed. Set to a possible level.

本発明によれば、感光性樹脂、フォトマスク、フォトレジストなどを使用せずに、エッチングマスク樹脂フィルムに直接描画によりエッチングマスクを形成することによりプリント配線回路を形成する為、高価な感光性樹脂、露光マスクが不要になる上に、高精度なパタン形成が容易に可能となる。
またアスペクト比1以上のマスク形成が可能であり、微細パタンの作成が可能となる。また、エッチングマスク樹脂はエッチング液に耐性が高く、しかも、エッチングマスク樹脂フィルムの厚さは特に考慮する必要がない。したがって、エッチングマスク樹脂フィルムは、取り扱いの容易さ、耐性の高さで選択することができる。
さらに、感光性樹脂、フォトマスク、フォトレジストなどを使用せず、現像処理も不要な液層プロセスを有さない簡単な工程のドライプロセスでエッチングマスクを作成することができる。
According to the present invention, since a printed wiring circuit is formed by forming an etching mask directly on an etching mask resin film without using a photosensitive resin, a photomask, a photoresist, etc., an expensive photosensitive resin is used. In addition to eliminating the need for an exposure mask, it is possible to easily form a highly accurate pattern.
In addition, a mask with an aspect ratio of 1 or more can be formed, and a fine pattern can be created. Further, the etching mask resin is highly resistant to the etching solution, and the thickness of the etching mask resin film does not need to be considered in particular. Therefore, the etching mask resin film can be selected with ease of handling and high durability.
Further, an etching mask can be formed by a simple dry process that does not use a liquid resin process that does not require a photosensitive resin, a photomask, a photoresist, and the like, and that does not require development processing.

以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図2は本発明によるプリント配線板の製造方法に使用されるレーザ走査光学系の実施例である。レーザ11は紫外線レーザ光源で、たとえば、Nd−YVO赤外線レーザの4次高調波である266nmを使用するレーザで構成され、その出力ビーム12は折り返しミラー光学系13で導光され、Y軸ガルバノスキャナ光学系14およびX軸ガルバノスキャナ光学系15で走査されて、fθレンズ16によって基板17に照射される。Y軸ガルバノスキャナ光学系14およびX軸ガルバノスキャナ光学系15の走査範囲は広くないので、ステージ(図示を省略)で基板17を移動して走査範囲をつなげる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 2 shows an embodiment of a laser scanning optical system used in the method for producing a printed wiring board according to the present invention. The laser 11 is an ultraviolet laser light source, for example, a laser that uses 266 nm, which is the fourth harmonic of an Nd-YVO 4 infrared laser, and its output beam 12 is guided by a folding mirror optical system 13 and is Y-axis galvano Scanning is performed by the scanner optical system 14 and the X-axis galvano scanner optical system 15, and the substrate 17 is irradiated by the fθ lens 16. Since the scanning range of the Y-axis galvano scanner optical system 14 and the X-axis galvano scanner optical system 15 is not wide, the substrate 17 is moved by a stage (not shown) to connect the scanning range.

図3は本発明において、絶縁樹脂上の金属薄膜を所望のプリント配線パタンに対応してエッチング除去するために、所望の回路パタンをレーザ描画用に形成するための手順を示すブロック図である。先ず、所望の回路パタンはCADを用いて設計し、CADデータをDXF形式のファイル21としてCAD図面を作成する。このDXF形式のファイルデータから描画ベクトル符号22のみ抽出し、さらに描画に合せて補間計算を行なって補間データ23を作成する。このデータをD/Aコンバータ24を経由して、図2に示すY軸ガルバノスキャナ光学系14およびX軸ガルバノスキャナ光学系15のX、Y両ガルバノスキャナ軸の制御信号および描画用レーザ11のON/OFF制御信号25を作成する。図2における基板17はステージで移動させながら、X、Y両ガルバノスキャナ軸の制御信号および描画用レーザのON/OFF制御信号25にレーザ描画させることにより所望の回路パタンが描画される。 FIG. 3 is a block diagram showing a procedure for forming a desired circuit pattern for laser drawing in order to etch away the metal thin film on the insulating resin corresponding to the desired printed wiring pattern in the present invention. First, a desired circuit pattern is designed using CAD, and a CAD drawing is created using CAD data as a file 21 in the DXF format. Only the drawing vector code 22 is extracted from the file data in the DXF format, and interpolation calculation is performed in accordance with the drawing to create the interpolation data 23. This data is passed through the D / A converter 24 to control the X and Y galvano scanner axes of the Y-axis galvano scanner optical system 14 and the X-axis galvano scanner optical system 15 shown in FIG. / OFF control signal 25 is created. A desired circuit pattern is drawn by moving the substrate 17 in FIG. 2 by laser drawing on the X and Y galvano scanner axis control signals and the drawing laser ON / OFF control signal 25 while moving on the stage.

図1は、図2のレーザ走査光学系および図3の所望の回路パタンをレーザ描画用に形成するための手順を利用してレーザ直接描画によりエッチングマスクを形成する工程の一例を示す断面側面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional side view showing an example of a process of forming an etching mask by laser direct drawing using the laser scanning optical system of FIG. 2 and the procedure for forming the desired circuit pattern of FIG. 3 for laser drawing. It is.

図1(a)において、基板1は銅箔2をポリイミドベースフィルム3に貼り付けたものである。基板1上に図1(b)に示すように、エッチングマスク樹脂フィルム4としては、樹脂層としてのポリエステル樹脂5に接着層6としてシリコン接着剤を用いた既存のメッキ用マスクフィルム、たとえば、住友スリーエム社製851Aを接着する。エッチングマスク樹脂としては、ポリエステル以外に、ポリイミド、ポリプロピレン、塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレート(PET)、塩化ビニール、ベンゼン核またはナフタレン核を含む有機材料のいずれかを使用することができる。特にベンゼン核を含むエンジニアリングプラスチック類の大半が使用可能である。 In FIG. 1A, a substrate 1 is obtained by attaching a copper foil 2 to a polyimide base film 3. As shown in FIG. 1B on the substrate 1, as an etching mask resin film 4, an existing plating mask film using a silicone adhesive as an adhesive layer 6 and a polyester resin 5 as a resin layer, for example, Sumitomo Adhere 851A manufactured by 3M. As the etching mask resin, in addition to polyester, any of organic materials including polyimide, polypropylene, vinyl chloride, polyethylene terephthalate (PET), vinyl chloride, benzene nucleus, or naphthalene nucleus can be used. In particular, most engineering plastics containing benzene nuclei can be used.

つぎに、図1(c)のように、エッチングマスク樹脂フィルム4を接着した基板1のエッチングマスク樹脂フィルム4側にレーザ11から266nm紫外レーザ光7をエッチングマスク樹脂フィルム4に収束スポット径10μmで照射し、CADパタンに合せてY軸ガルバノスキャナ光学系14およびX軸ガルバノスキャナ光学系15へ加える制御信号を制御しながら所望のプリント配線パタンに対応した位置における銅箔2をエッチング除去すべき部位の周辺に沿って走査することにより、266nm紫外レーザ光7の照射部位8である銅箔2をエッチング除去すべき部位の周辺におけるエッチングマスク樹脂フィルム4が蒸散される。エッチング部位は必ず閉じた図形となるので、266nm紫外レーザ光7の走査はこのエッチング部位の周辺をなぞるように、Y軸ガルバノスキャナ光学系14およびX軸ガルバノスキャナ光学系15のXY軸の2次元のガルバノスキャナおよびfθレンズ16の組み合わせによる収束光学系によって走査する。この場合、エッチングマスク樹脂フィルム4の厚さや266nm紫外レーザ光7の出力に応じて走査を複数回繰り返しても良い。 Next, as shown in FIG. 1 (c), the laser light 11 to 266 nm ultraviolet laser light 7 is applied to the etching mask resin film 4 on the etching mask resin film 4 side of the substrate 1 to which the etching mask resin film 4 is bonded. The portion of the copper foil 2 to be etched away at the position corresponding to the desired printed wiring pattern while controlling the control signal applied to the Y-axis galvano scanner optical system 14 and the X-axis galvano scanner optical system 15 according to the CAD pattern By scanning along the periphery of the etching mask, the etching mask resin film 4 around the site where the copper foil 2 that is the irradiated site 8 of the 266 nm ultraviolet laser light 7 is to be removed by etching is evaporated. Since the etched portion is always a closed figure, the 266 nm ultraviolet laser light 7 is scanned in two dimensions along the XY axes of the Y-axis galvano scanner optical system 14 and the X-axis galvano scanner optical system 15 so as to trace the periphery of the etched portion. Scanning is performed by a converging optical system using a combination of the galvano scanner and the fθ lens 16. In this case, scanning may be repeated a plurality of times according to the thickness of the etching mask resin film 4 and the output of the 266 nm ultraviolet laser light 7.

なお、レーザ照射時には、そのパルスエネルギを制御して、エッチングマスク樹脂フィルム4の樹脂フィルムは加工されるが、基板1上の導電性金属薄膜2は加工されないレベルに設定する必要がある。本実施例おいては、基板1の銅箔2とポリイミドベースフィルム3に損傷が生じない様に、266nm紫外レーザ光7のパルスエネルギを15μJ以下に設定した。 At the time of laser irradiation, the pulse energy is controlled to process the resin film of the etching mask resin film 4, but it is necessary to set the conductive metal thin film 2 on the substrate 1 to a level that is not processed. In this example, the pulse energy of the 266 nm ultraviolet laser beam 7 was set to 15 μJ or less so that the copper foil 2 and the polyimide base film 3 of the substrate 1 were not damaged.

全ての走査が終了すると、図1(d)のように、基板1上のエッチング部位の周辺9が全て切り離される。その後、エッチング部位の切り離されたエッチングマスク樹脂フィルム4を剥離除去することにより、エッチングマスク10が作成された。こうしてエッチングマスク10が形成された基板1を周知のエッチング方法でエッチングすることにより基板上にプリント配線などが形成されたプリント配線板が製造される。 When all the scans are completed, as shown in FIG. 1D, the entire periphery 9 of the etching site on the substrate 1 is cut off. Then, the etching mask 10 was created by peeling and removing the etching mask resin film 4 from which the etching site was separated. By etching the substrate 1 on which the etching mask 10 is formed in this manner by a well-known etching method, a printed wiring board in which printed wiring or the like is formed on the substrate is manufactured.

XY軸の2次元のガルバノスキャナへの信号ゲインを微妙に変える事で、加工パタンサイズの微調整が可能である。特に先行して穴あけが行われている場合、ガイドパタンを認識して信号ゲインを定めれば、高精度なパタン適合が可能となる。 By finely changing the signal gain to the two-dimensional galvano scanner on the XY axes, the processing pattern size can be finely adjusted. In particular, when drilling has been performed in advance, if a signal gain is determined by recognizing a guide pattern, highly accurate pattern matching is possible.

微細パタンの場合は、エッチングマスク樹脂フィルム4のエッチング部位の周辺9ではなく、エッチング部位全体を紫外線レーザ光の収束スポット幅で走査して、フィルムを蒸散、除去してエッチングマスクを形成することもできる。また、複数回走査することにより所望の収束スポット幅の走査をすることもできる。フォトマスクは一切不要である。 In the case of a fine pattern, the etching mask may be formed by evaporating and removing the film by scanning the entire etching portion with the convergent spot width of the ultraviolet laser light, not the periphery 9 of the etching portion of the etching mask resin film 4. it can. In addition, scanning with a desired convergence spot width can be performed by scanning a plurality of times. No photomask is required.

パタン作成に用いる紫外線レーザは、エッチングマスク樹脂フィルム4として使用されるエンジニアリングプラスチックを蒸散除去することが必要で、波長300nm以下が必須である。波長300nm以上のレーザ光はエンジニアリングプラスチック一般に対して吸収率が低い。したがって、レーザ光を照射すると、材料の温度が上昇する熱加工となる。この結果、エッチングマスク樹脂フィルム4が熱影響により溶融し、細かいパタンの形成は困難である。
一方、波長300nm以下の波長では、エッチングマスク樹脂を構成する分子結合に直接吸収が生じ、光分解反応が生じる。したがって、熱の発生が極めて小さい為、溶融が小さく、微細パタンの形成が可能である。QスイッチNd−YAG、Nd−YV4レーザの第4高調波である266nmのレーザ光を用いることでこれが達成される。
The ultraviolet laser used for pattern formation needs to evaporate and remove the engineering plastic used as the etching mask resin film 4, and a wavelength of 300 nm or less is essential. Laser light having a wavelength of 300 nm or more has a low absorptance relative to engineering plastics in general. Therefore, when laser light is irradiated, thermal processing is performed in which the temperature of the material increases. As a result, the etching mask resin film 4 is melted by the heat effect, and it is difficult to form a fine pattern.
On the other hand, at a wavelength of 300 nm or less, absorption directly occurs in the molecular bond constituting the etching mask resin, and a photolysis reaction occurs. Therefore, since heat generation is extremely small, the melting is small and a fine pattern can be formed. This is achieved by using 266 nm laser light, which is the fourth harmonic of the Q-switched Nd-YAG, Nd-YV O 4 laser.

同様な波長を有する波長248nmのKrFエキシマレーザ光は本発明には使用できない。エキシマレーザは収束性が悪い為、パタン露光にはマスクを用いる事が必須であり、マスクを用いないという本発明の目的には合致しない。またパタンの周辺部のみ加工するようなパタンを作成する事は極めて難しい。
また、一般のレーザ加工に最もよく使われる炭酸ガスレーザは樹脂加工が可能であるが、温度上昇による熱加工であり、樹脂は燃焼して除去される。この場合は、熱影響が大きく、また収束スポットが100μm程度と大きいため微細パタンの作成に用いることはできない。
A KrF excimer laser beam having a similar wavelength and having a wavelength of 248 nm cannot be used in the present invention. Since the excimer laser has poor convergence, it is essential to use a mask for pattern exposure, which does not meet the object of the present invention in which no mask is used. Also, it is extremely difficult to create a pattern that only processes the periphery of the pattern.
Also, the carbon dioxide laser that is most often used for general laser processing can be processed by resin, but is heat processing due to temperature rise, and the resin is burned and removed. In this case, the influence of heat is large and the convergence spot is as large as about 100 μm, so that it cannot be used to create a fine pattern.

本発明によるプリント配線板の製造方法における、所望の回路パタンを形成するためのエッチングマスクを形成する方法をレーザ直接描画するための工程の一例を示す断面側面図Sectional side view which shows an example of the process for carrying out the laser direct drawing of the method of forming the etching mask for forming a desired circuit pattern in the manufacturing method of the printed wiring board by this invention 本発明によるプリント配線板の製造方法に使用されるレーザ走査光学系の実施例を示す概念図The conceptual diagram which shows the Example of the laser scanning optical system used for the manufacturing method of the printed wiring board by this invention 本発明によるプリント配線板の製造方法における、所望の回路パタンをレーザ描画用に形成するための手順を示すブロック図The block diagram which shows the procedure for forming the desired circuit pattern for laser drawing in the manufacturing method of the printed wiring board by this invention

符号の説明Explanation of symbols

1 基板
2 銅箔
3 ポリイミドベースフィルム
4 エッチングマスク樹脂フィルム
5 ポリエステル樹脂
6 接着層
7 266nm紫外レーザ光
8 照射部位
9 エッチング部位の周辺
10 エッチングマスク
11 レーザ
12 出力ビーム
13 折り返しミラー光学系
14 Y軸ガルバノスキャナ光学系
15 X軸ガルバノスキャナ光学系
16 fθレンズ
17 基板
21 DXF形式のファイル
22 描画ベクトル符号
23 補間データ
24 D/Aコンバータ
25 描画用レーザのON/OFF制御信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Copper foil 3 Polyimide base film 4 Etching mask resin film 5 Polyester resin 6 Adhesive layer 7 266 nm ultraviolet laser light 8 Irradiation site 9 Periphery of etching site 10 Etching mask 11 Laser 12 Output beam 13 Folding mirror optical system 14 Y-axis galvano Scanner optical system 15 X-axis galvano scanner optical system 16 fθ lens 17 Substrate 21 DXF format file 22 Drawing vector code 23 Interpolation data 24 D / A converter 25 ON / OFF control signal of drawing laser

Claims (6)

絶縁樹脂上に導電性の金属薄膜を接着した基板上に、剥離可能な接着層を有するエッチングマスク樹脂フィルムを接着し、前記エッチングマスク樹脂フィルム上に紫外線レーザ光を収束し、所望のプリント配線パタンに対応して前記金属薄膜をエッチング除去する部位の周辺に沿って前記紫外線レーザ光の収束点を走査して前記エッチングマスク樹脂フィルムを前記金属薄膜に到達するまで切断除去し、エッチングする部分のエッチングマスク樹脂フィルムを剥離除去してエッチングマスクを作成することを特徴とするプリント配線板の製造方法。 An etching mask resin film having a peelable adhesive layer is bonded on a substrate having a conductive metal thin film bonded on an insulating resin, and an ultraviolet laser beam is focused on the etching mask resin film to obtain a desired printed wiring pattern. The etching mask resin film is cut and removed until it reaches the metal thin film by scanning the convergence point of the ultraviolet laser beam along the periphery of the portion where the metal thin film is etched away corresponding to the etching of the portion to be etched A method for producing a printed wiring board, wherein an etching mask is prepared by peeling off a mask resin film. 絶縁樹脂上に導電性の金属薄膜を接着した基板上に、剥離可能な接着層を有するエッチングマスク樹脂フィルムを接着し、前記エッチングマスク樹脂フィルム上に紫外線レーザ光を収束し、所望のプリント配線パタンに対応して前記金属薄膜をエッチング除去する部位全体を前記紫外線レーザ光の収束点を収束スポット幅で走査して前記エッチングマスク樹脂フィルムを前記金属薄膜に到達するまで切断除去し、エッチングする部分のエッチングマスク樹脂フィルムを剥離除去してエッチングマスクを作成することを特徴とするプリント配線板の製造方法。 An etching mask resin film having a peelable adhesive layer is bonded on a substrate having a conductive metal thin film bonded on an insulating resin, and an ultraviolet laser beam is focused on the etching mask resin film to obtain a desired printed wiring pattern. The entire portion of the metal thin film to be etched away is scanned by removing the etching mask resin film until it reaches the metal thin film by scanning the convergence point of the ultraviolet laser beam with a convergence spot width, and etching the portion of the portion to be etched. A method for manufacturing a printed wiring board, comprising: removing an etching mask resin film to create an etching mask. 紫外線レーザ光の収束点をエッチング除去する部位全体において複数回走査することにより収束スポット幅で走査することを特徴とする請求項2に記載のプリント配線板の製造方法。 3. The method for manufacturing a printed wiring board according to claim 2, wherein scanning is performed with a convergent spot width by scanning a plurality of times over the entire portion where the convergence point of the ultraviolet laser beam is etched away. エッチングマスク樹脂がポリエステル、ポリイミド、ポリプロピレン、塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレート(PET)、塩化ビニール、ベンゼン核またはナフタレン核を含む有機材料のいずれかであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。 The etching mask resin is any one of organic materials containing polyester, polyimide, polypropylene, vinyl chloride, polyethylene terephthalate (PET), vinyl chloride, benzene nucleus or naphthalene nucleus. A method for producing a printed wiring board according to claim 1. 接着層がアクリル系、シリコン系または合成ゴム系の粘着材料のいずれかであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。 The method for manufacturing a printed wiring board according to any one of claims 1 to 3, wherein the adhesive layer is any one of an acrylic-based, silicon-based, or synthetic rubber-based adhesive material. 紫外線レーザがQスイッチNd−YAGまたはNd−YVO赤外線レーザの4次高調波である266nmのパルスレーザであり、前記パルスレーザのパルスエネルギをエッチングマスク樹脂は加工可能で、かつ、金属薄膜は加工不可能なレベルに設定することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のプリント配線板の製造方法。 The ultraviolet laser is a 266 nm pulse laser that is the fourth harmonic of a Q-switched Nd-YAG or Nd-YVO 4 infrared laser, and the etching mask resin can process the pulse energy of the pulse laser, and the metal thin film can be processed The method for manufacturing a printed wiring board according to any one of claims 1 to 3, wherein the level is set to an impossible level.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014004917A1 (en) * 2012-06-29 2014-01-03 Applied Materials, Inc. Laser and plasma etch wafer dicing with a double sided uv-curable adhesive film
JP2018101764A (en) * 2016-12-22 2018-06-28 株式会社Nsc Production method of power module board and production device
KR102639810B1 (en) * 2023-11-22 2024-02-21 이형진 Mold surface treatment method for hairline pattern forming

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