JP2019194761A - 補正データ作成方法および回路基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より精度よく補正データを作成することが可能な補正データ作成方法を提供する。【解決手段】補正データ作成方法は、設計データから複数の予測データを作成するステップＳ１と、設計データに基づいて作成された回路の形状を撮影して実画像を得るステップＳ３と、予測データに基づいて作成された画像と実画像との重ね合わせ画像を作成するステップＳ４と、重ね合わせ画像を用いて、複数の予測データの中から最適な予測データを選択するステップＳ６と、最適な予測データを用いて補正データを作成するステップＳ７と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、補正データ作成方法および回路基板の製造方法に関する。

ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの回路基板を製造する際には、一般的に、目標とする回路のレイアウトに対応する設計データを作成し、この設計データを補正データによって補正したうえで、実際の製造を行う。
この種の補正データの作成方法として、下記特許文献１は、以下に示す方法を開示している。まず、ＣＡＤシステムを用いて、設計データを作成する。次に、設計データを用いて、基板上に回路を作成する。次に、作成された回路を撮像して得られた画像（以下、実画像という）を、ＣＡＤシステムに取り込む。そして、実画像と設計データとをＣＡＤシステム上で比較して、両者の寸法の差分をもとに補正データを作成する。

特開２０１０−１５６８７５号公報

図５（ａ）は、実画像の一例を示す写真である。実画像には、導通領域１０１および非導通領域１０２の形状が表されている。上記した従来の補正データ作成方法では、実画像に基づいて、図５（ｂ）に示すような導通領域１０１’と非導通領域１０２’との境界線１０３のＣＡＤデータを生成する。境界線１０３のＣＡＤデータを生成する際には、実画像における隣り合う画素同士の輝度の差などが閾値を上回っているか否かによって二値化処理を行うことが一般的である。

ここで、例えば撮像した回路の表面に汚れが付着していた場合には、図５（ｂ）の〇印部に示すように、導通領域１０１’として検出されるべき部分が、非導通領域１０２’であると誤検出（Miss-detection）され、境界線１０３が不適切な箇所に描画されてしまう場合がある。特に、近年では回路の微細化が進んでいるため、ごくわずかな汚れが導通領域１０１に付着することで誤検出が生じる可能性が大きくなっている。また、エッチング処理によって形成される、導通領域１０１のいわゆる「裾引き部」が、境界線１０３の誤検出を生じさせる可能性も、回路の微細化により高まっている。
そして、誤検出が生じた補正データを用いて設計データを補正した場合には、所望の形状の回路が得られなくなってしまう。

本発明はこのような事情を考慮してなされ、より精度よく補正データを作成することが可能な補正データ作成方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る補正データ作成方法は、設計データから複数の予測データを作成するステップと、前記設計データに基づいて作成された回路の形状を撮影して実画像を得るステップと、前記予測データに基づいて作成された画像と前記実画像との重ね合わせ画像を作成するステップと、前記重ね合わせ画像を用いて、前記複数の予測データの中から最適な予測データを選択するステップと、前記最適な予測データを用いて補正データを作成するステップと、を有する。

上記態様によれば、従来技術と異なり、実画像を二値化して導通領域と非導通領域との境界線を検出していない。したがって、境界線が誤検出されることで不適切な補正データが作成されることを防ぎ、より精度よく補正データを作成することができる。

ここで、上記態様の補正データ作成方法において、カラー画像である前記実画像を用いて前記重ね合わせ画像を作成してもよい。

この場合、重ね合わせ画像における導通領域と非導通領域との境界を、目視で判別しやすくなる。したがって、より精度よく効率的に最適な予測データを選択することができる。

また、前記重ね合わせ画像を用いて、目視による判別によって、前記複数の予測データの中から最適な予測データを選択してもよい。

また、上記態様の補正データ作成方法を用いて作成された補正データを用いて、基板上に回路を形成することで、回路基板を製造してもよい。

本発明の上記態様によれば、より精度よく補正データを作成することが可能な補正データ作成方法を提供することができる。

本実施形態に係る補正データ作成方法を実行するための装置の概略図である。 エッチングによって回路を形成する方法を説明する図である。 本実施形態に係る補正データ作成方法のフローを示す図である。 （ａ）は、目標とする回路のレイアウトの例を示した図である。（ｂ）は、（ａ）の回路と同じ形状のマスク層を用いてエッチング処理を行った場合に得られる回路形状の例を示した図である。 （ａ）は、実際に作成された回路を撮像して得られた実画像である。（ｂ）は、（ａ）の実画像をもとに、従来技術を用いて導通領域と非導通領域の境界線を検出した結果である。

以下、本実施形態の補正データ作成方法について図面に基づいて説明する。
本実施形態の補正データ作成方法は、図１に示すような装置を用いて実行することができる。この装置は、回路を撮像するための撮像装置１と、ＰＣなどの情報処理装置２と、ディスプレイ３と、を備えている。

撮像装置１は、基板４上に形成された回路５を撮像し、得られた実画像を情報処理装置２に出力するように構成されている。撮像装置１としては、一般的なカメラのほか、光学顕微鏡、電子顕微鏡などを用いることができる。

情報処理装置２は、設計データ、補正データ、および後述する予測データや重ね合わせ画像の生成を行うように構成されている。情報処理装置２としては、ＣＡＤシステムがインストールされたＰＣなどを用いることができる。
ディスプレイ３は、情報処理装置２に接続されている。ディスプレイ３は、撮像装置１が撮像した実画像や、後述する重ね合わせ画像などを表示するように構成されている。

基板４および回路５を有する回路基板は、例えばＦＰＣなどである。基板４上の回路５は、種々の方法により形成することができるが、以下ではエッチング処理を用いたサブトラクティブ法について、図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、金属（例えば銅）等の導電性材料を材質とする導体膜５を、基板４の主面上に形成する。そして、導体膜５の上に、レジスト材料によるマスク層６を形成する。マスク層６には、目標とする回路のレイアウトに合わせて、開口部６ａが設けられている。

次に、図２（ｂ）に示すように、エッチング液を用いたウェットエッチングを行う。このとき、マスク層６の開口部６ａを通してエッチング液が導体膜５に接触する。このため、導体膜５のうち開口部６ａの下方に位置する部分がエッチング液によって溶解する。一方、導体膜５のうち、マスク層６によって覆われて、エッチング液が接触しない部分は溶解しない。

ここで、導体膜５の溶解は、開口部６ａを通して露出した表面から等方的に進行する。このため、図２（ｃ）に示すように、導体膜５のうちマスク層６の下方に位置する部分も部分的に溶解され、いわゆるアンダーカット形状が形成される。
次に、図２（ｄ）に示すように、マスク層６を除去することで、基板４の上に導体膜による回路５が形成される。なお、上述のアンダーカット形状により、回路５の外縁には、裾引き部５ａが形成される。

次に、本実施形態における補正データの作成方法について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップＳ１において、設計データに基づいて、複数の予測データを作成する。ここで本実施形態における「予測データ」について説明する。ＣＡＤシステムによって生成される設計データには、一般的に、基板４上に形成しようとする回路５に合わせたマスク層６（図２（ａ）参照）の形状に関する情報が含まれている。

例えば図４（ａ）に示すようなレイアウトの回路５を形成しようとする場合には、マスク層６の形状も回路５の形状と略同じになる。ここでエッチング液による導体膜の溶解度合いは、マスク層６の開口部６ａの形状によって影響を受ける。例えば開口部６ａの幅が狭い部分は、エッチング液が入り込みにくいため、溶解の進行が比較的遅い。一方、開口部６ａの幅が広い部分は、エッチング液が入り込みやすいため、溶解の進行が速い。

このため、例えば開口部６ａの幅が狭い部分を目標通り溶解させようとした場合には、開口部６ａの幅が広い部分が目標よりも大きく溶解する。この結果、実際に形成される回路５の輪郭は、図４（ｂ）に実線で示すように、目標の形状（破線）からずれてしまう。また、図４（ｂ）の矢印で示すように、開口部６ａの隅部にはエッチング液の流れが集中しやすいため、目標よりも大きく溶解しやすい。この結果、回路５に、局所的に窪んだ凹部５ｂが形成されてしまう場合がある。
したがって、所望の形状の回路５を得るためには、目標とする回路５の形状を基準として、マスク層６の形状を補正する必要がある。

回路５における導通領域の幅や間隔などに基づいて、各部位における導体膜の溶解度合いをシミュレーションすることで、マスク層６の形状をどのように補正すれば所望の回路形状が得られるかを予測することができる。しかしながら、本願発明者らが鋭意検討したところ、シミュレーションによって必ずしも適切な補正データが得られるわけではなく、シミュレーションにより得られた補正データをさらに補正する必要があるなど、補正データの作成効率について改善の余地があった。

そこで本実施形態では、複数のシミュレーション結果に基づく複数の予測データを生成し、その中から最適なものを選択して補正データとして用いる。すなわち、本実施形態における「予測データ」とは、回路５における導通領域の幅や間隔などの形状に基づいて、各部位における溶解度合いをシミュレーションすることで生成された、マスク層６の形状を補正するための補正データの候補群である。

図３のステップＳ１では、上記した複数の予測データを、設計データに基づいて作成する。
ステップＳ２では、補正前の設計データに基づいて、基板４上に回路５を形成する。ステップＳ３では、形成された回路５を、撮像装置１を用いて撮影し、実画像を得る。実画像は、白黒など２階調で表現される単色画像（単色２値画像）ではなく、グレースケール（２５６階調）、セピアなど明るさの異なる単色で表現される画像（多階調単色画像）、または、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色で表したカラー画像（２４ビット画像）であることが好ましい。実画像は、カラー画像であることがさらに好ましい。

ステップＳ４では、ステップＳ３で撮影された実画像と、ステップＳ１で作成された予測データに基づいて作成した画像と、を重ね合わせた画像（重ね合わせ画像）を作成する。重ね合わせ画像は、複数の予測データごとに作成される。

ステップＳ５では、ステップＳ４で得られた重ね合わせ画像を、ディスプレイ３に表示する。例えば予測データがｎ個ある場合、ｎ個の重ね合わせ画像を用意して、これを１つずつあるいは一覧にて表示するようにしてもよい。あるいは、ユーザが選択した任意の予測データに対応する重ね合わせ画像を、順次表示するようにしてもよい。

ステップＳ６では、複数の予測データの中から最適な予測データをユーザが選択する。より詳しくは、重ね合わせ画像を目視したときに、予測データに基づいて作成された画像と実画像とが一致しているか否かを判別する。この判別は、複数の重ね合わせ画像を見比べて、最も一致している重ね合わせ画像を選択することで行ってもよい。この場合、選択された重ね合わせ画像に対応する予測データが、最も精度よくシミュレーションを行った結果であるため、当該シミュレーション結果を用いることで精度の高い補正データを得ることができる。

ステップＳ７では、選択された最適な予測データに基づいて、補正データを作成する。この補正データに基づいて設計データを補正し、マスク層６を形成することで、所望の回路５を得ることができる。

以上説明したように、本実施形態の補正データ作成方法は、設計データから複数の予測データを作成するステップＳ１と、設計データに基づいて作成された回路５の形状を撮影して実画像を得るステップＳ３と、予測データに基づいて作成された画像と実画像との重ね合わせ画像を作成するステップＳ４と、重ね合わせ画像を用いて、複数の予測データの中から最適な予測データを選択するステップＳ６と、最適な予測データを用いて補正データを作成するステップＳ７と、を有する。

また、重ね合わせ画像を用いて、目視による判別によって、複数の予測データの中から最適な予測データを選択している。
この補正データ作成方法では、従来技術と異なり、実画像を二値化して導通領域１０１と非導通領域１０２との境界線１０３を検出していない。したがって、境界線１０３を誤検出することで不適切な補正データが作成されることを防ぎ、より精度よく補正データを作成することができる。

また、カラー画像である実画像を用いて重ね合わせ画像を作成した場合には、重ね合わせ画像における導通領域１０１と非導通領域１０２との境界を目視で判別しやすくなる。したがって、より精度よく効率的に最適な予測データを選択することができる。

また、上記の方法により得られた補正データを用いて基板４の上に回路５を形成し、回路基板を製造することで、品質の高い回路基板を得ることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
また本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えてもよい。

１…撮像装置 ４…基板 ５…回路 １０１…導通領域 １０２…非導通領域 １０３…境界線

Claims (4)

1. 設計データから複数の予測データを作成するステップと、
   前記設計データに基づいて作成された回路の形状を撮影して実画像を得るステップと、
   前記予測データに基づいて作成された画像と前記実画像との重ね合わせ画像を作成するステップと、
   前記重ね合わせ画像を用いて、前記複数の予測データの中から最適な予測データを選択するステップと、
   前記最適な予測データを用いて補正データを作成するステップと、を有する、補正データ作成方法。
2. カラー画像である前記実画像を用いて前記重ね合わせ画像を作成する、請求項１に記載の補正データ作成方法。
3. 前記重ね合わせ画像を用いて、目視による判別によって、前記複数の予測データの中から最適な予測データを選択する請求項１または２に記載の補正データ作成方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の補正データ作成方法を用いて作成された補正データを用いて、基板上に回路を形成する、回路基板の製造方法。