JP3051252B2 - フォトレジストフイルムのラミネート方法 - Google Patents

フォトレジストフイルムのラミネート方法

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JP3051252B2
JP3051252B2 JP4079109A JP7910992A JP3051252B2 JP 3051252 B2 JP3051252 B2 JP 3051252B2 JP 4079109 A JP4079109 A JP 4079109A JP 7910992 A JP7910992 A JP 7910992A JP 3051252 B2 JP3051252 B2 JP 3051252B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフォトレジストフイルム
のラミネート方法に関する。更に詳しくは小径スルーホ
ールを有するプリント配線板の製造に適したフォトレジ
ストフイルムのラミネート方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の小形化、軽量化、薄層
化、多機能化にともない、プリント配線板も配線パター
ンの微細化、高密度化、高集積化が進んでいる。プリン
ト配線板の高密度化において、特に基板のサイズの縮小
化はめざましく、導体の線間、線幅を狭くし配線密度を
上げるために、スルーホールにおける導通穴を微小化し
配線のためのスペースを広げる方法が行われている。
ライフイルムフォトレジストを用いた場合、導通穴はテ
ンティング法、パターンメッキ法、フルアディティブ
法、セミアディティブ法、パートリアディティブ法等種
々の方法で作成されるのだが、やはり作業性及び短納期
化の点からテンティング法が有利であり、実際に広く行
われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導通穴
を微小化したスルーホール(小径スルーホール)を有す
る配線板を従来のテンティング法により製造することは
次第に困難となった。即ち、従来のスルーホールに比べ
著しく微小化された(具体的には直径0.3〜0.5mm以
下、ランド幅100μm以下、好ましくは50μm以
下)小径スルーホールを有する配線板のパターンを作成
するにおいて、ドリルの位置精度、基板の寸法変化、フ
ォトツールの寸法変化等の種々の原因により、マスク上
のランドと基板のスルーホール部の相対的な位置ずれが
生じ、そのずれ幅がランド幅より大きくなってしまうた
めにスルーホールの周囲の一部にランドの無い部分が生
じその部分で従来のテンティング法ではレジストパター
ンが欠落してしまう結果、小径スルーホール内へのエッ
チング液の滲み込みによる不良が多発し著しく歩留まり
を低下させてしまうのである。
【0004】そこでかかる欠点を補うべく、フォトレジ
ストフイルムのラミネーション前にインクをスルーホー
ルに充填する穴埋めインク法が開発された。しかしかか
る穴埋めインク法はインク充填作業の管理が困難であ
り、特に小径スルーホールへインクが入りにくいため工
程が煩雑になる欠点を有している。従って、小径スルー
ホールを有するプリント配線板を製造するにあたり、ラ
ンドレススルーホールの存在する基板であってもエッチ
ング工程で小径スルーホール内へのエッチング液の滲み
込みを防ぎスルーホールエッジ部の高い信頼性を得ると
ともに生産性及び経済性が向上する新たな製造方法が当
業者間で強く望まれている。
【0005】
【課題を解決するための手段】しかるに本発明者はかか
る課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、支持体フイ
ルム、中間層、フォトレジスト層及び保護フイルムを順
次積層してなるフォトレジストフォトレジストをプリン
ト基板へラミネートするに際し、保護フイルムを剥離後
フォトレジスト層をプリント基板へ積層し、続いて支持
体フイルムを剥離した後中間層の上から熱加圧するとい
う2段ラミネートを用いる場合にかかる目的に合致する
ことを見出し本発明を完成するに至った。
【0006】本発明においてはプリント基板とフォトレ
ジストフイルムとの追従性が著しく改善され、基板に多
少の凹凸があっても良好な接着状態が発揮されるのでプ
リント基板の線間、線幅の微細化に効果を示す。又、小
径スルーホールの存在する基板においては、内周縁の内
側にフォトレジスト樹脂成分が埋め込まれスルーホール
エッジ部が厚くカバーされることによりスルーホールエ
ッジ部保護性が著しく向上され、例え位置ずれによりラ
ンドが形成されなかった部分においてもエッチング液の
滲み込みを完全に防ぐことが可能となり、小径スルーホ
ール型プリント配線板が極めて高い生産性で製造できる
のである。以下、本発明について詳述する。
【0007】本発明において使用され得るフォトレジス
トフイルムは、支持体フイルム、中間層、フォトレジス
ト層及び保護フイルムを順次積層したものである。本発
明に用いられる支持体フイルムは、フォトレジスト層を
形成する際の耐熱性及び耐溶剤性を有するものである。
前記支持体フイルムの具体例としては、例えばポリエス
テルフイルム、ポリイミドフイルム、アルミニウム箔な
どが挙げられるが、本発明はかかる例示のみに限定され
るものではない。なお、前記支持体フイルムの厚さは、
該フイルムの材質によって異なるので一概には決定する
ことができず、通常該フイルムの機械的強度などに応じ
て適宜調整されるが通常は3〜50μm程度である。
【0008】本発明に用いられる中間層としては合成も
しくは天然の親水性高分子からなるフイルムが適当であ
る。かかる中間層の具体例としては、ポリビニルアルコ
ール及びエチレンオキシド変性ポリビニルアルコール、
カルボキシ変性ポリビニルアルコール、オキシプロピレ
ン変性ポリビニルアルコール等からなる変性ポリビニル
アルコール、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシ
プロピルセルロース等のセルロース類、ポリビニルピロ
リドン、ポリアクリルアミド、(メタ)アクリル酸共重
合体またはそれのアルカリ金属塩、無水マレイン酸半エ
ステル共重合体またはそれのアルカリ金属塩、ゼラチ
ン、デキストリン、アラビヤゴム、カゼイン等が挙げら
れる。前記中間層の厚さは、あまりにも大きい場合に
は、解像度の低下の原因となり、またあまりにも小さい
場合には、レジスト層とのマイグレーションによりタッ
クが発生し、パターンマスクを汚染するので0.3〜1
0μm、なかんづく1〜5μmであることが好ましい。
【0009】本発明に用いられるフォトレジスト層は特
に制限はなく光重合性モノマー、バインダー樹脂、光重
合開始剤及びその他の助剤を含んでなる、通常用いられ
る光硬化性の組成物を用いる。以下具体例を挙げる。光
重合性モノマーとして例えば、エチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メ
タ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)ア
クリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アク
リレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレ
ート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレー
ト、2,2−ビス[4−(メタ)アクリロキシプロピロ
キシフェニル]プロパン、トリメチロールプロパントリ
(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールペンタ
(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリロキシエチ
ルホスフェート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソ
シアヌレートトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリス
リトールペンタ(メタ)アクリレート、エチレングリコ
ールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、グ
リセリントリグリシジルエーテルトリ(メタ)アクリレ
ートなどが挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を
混合して用いられる。
【0010】バインダー樹脂としては、例えばビニル系
共重合体、ポリエステル、エポキシ樹脂などが挙げら
れ、これらは通常単独でまたは2種以上を混合して用い
られる。前記ビニル系共重合体に用いられるモノマー成
分としては、例えば(メタ)アクリル酸、(メタ)アク
リル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)ア
クリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、2−ヒ
ドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキ
シル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸メトキ
シエチル、スチレン、(メタ)アクリルアミド、(メ
タ)アクリロニトリル、酢酸ビニルなどが挙げられ、こ
れらのモノマーは通常単独でまたは2種以上を混合して
用いられる。
【0011】前記ポリエステルは、(無水)フタル酸、
イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ無水フタル
酸、(無水)マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、無水
トリメリット酸、無水ピロメリト酸などの2価以上のカ
ルボン酸とエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,3−ブタンジオール、ジエチレングリコール、
ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ネ
オペンチルグリコール、水素化ビスフェノールA、グリ
セリン、トリメチロールプロパンなどの2価以上のアル
コールとのエステル化反応によりえられる。また、前記
エポキシ樹脂としては、たとえばビスフェノールエポキ
シ樹脂、ノボラックエポキシ樹脂などが挙げられ、これ
らに酢酸、シュウ酸、(メタ)アクリル酸などの1価の
カルボン酸を付加したものであってもよい。
【0012】光重合性モノマーと、バインダー樹脂との
配合割合(重量比)は10/90〜70/30、なかん
づく30/70〜50/50となるように調整されるの
が好ましい。かかる配合割合は、前記範囲よりも小さい
場合には、硬化が不充分で満足しうる解像力が得られな
くなり、また前記範囲を越える場合には、フォトレジス
トフイルムをロール状にする混合ロール端部よりブリー
ディング現象が現れる傾向がある。光重合開始剤として
は、たとえばベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、4,
4′−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、t−ブ
チルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、チオ
キサトン類、ベンゾインアルキルエーテル類、ベンジル
ケタール類などが挙げられ、これらは単独でまたは混合
して用いられる。該光重合開始剤は、通常感光剤の全固
形分中に0.01〜30重量%含有するように配合され
る。
【0013】なお、前記フォトレジスト層には、必要に
より、例えば光発色剤、染料、密着性付与剤などの各種
添加剤を適宜添加することができる。前記フォトレジス
ト層の厚さには、あまりにも小さい場合には中間層上に
塗工、乾燥する際に、被膜が不均一になったり、ピンホ
ールが生じやすくなり、またあまりにも大きい場合に
は、露光感度が低下し、現像速度が遅くなるため、通常
5〜300μm、なかんづく10〜50μmであること
が好ましい。
【0014】本発明に用いられる保護フイルムは、フォ
トレジストフイルムをロール状にして用いる場合に、粘
着性を有するフォトレジスト層が支持体フイルムに転着
したり、フォトレジスト層に壁などが付着するのを防止
する目的でフォトレジスト層に積層して用いられる。か
かる保護フイルムとしては、例えばポリエステルフイル
ム、ポリエチレンフイルム、ポリプロピレンフイルム、
テフロンフイルムなどが挙げられるが、本発明はかかる
例示のみに限定されるものではない。なお、該保護フイ
ルムの厚さについてはとくに限定はなく、通常10〜5
0μm、なかんづく30〜40μmであればよい。
【0015】本発明のフォトレジストフイルムの製造法
としては、例えば(イ)支持体フイルムに中間層、フォ
トレジスト層を順次設け、さらにその上に保護フイルム
を積層する方法、(ロ)支持体フイルムに中間層を設け
た2層フイルムと、これとは別に保護フイルムにフォト
レジスト層を設けた2層フイルムとを中間層とフォトレ
ジスト層とが接着するようにラミネートする方法などが
あげられるが、本発明はかかる例示のみに限定されるも
のではない。本発明のフォトレジストフイルムにおける
層間の接着強度はラミネート時の操作に重大な影響を及
ぼすので厳密にコントロールされなければならず、接着
強度は中間層とフォトレジスト層間の強度>支持体フイ
ルムと中間層間の強度>フォトレジスト層と保護フイル
ム間の強度であることが好ましい。
【0016】かかるフォトレジストフイルムをプリント
基板の両面にラミネートし、ついで露光、現像、エッチ
ングの工程にかけることによってプリント配線板を製造
する。本発明のフォトレジストフイルムのラミネート方
法としては、まず保護フイルムを剥離後ホットロールラ
ミネーターを用いてフォトレジスト層をプリント基板へ
ラミネートする。使用されるホットロールラミネーター
は、一般的に、上下一対の加熱ロールが、上段加熱ロー
ルの両端に1個ずつ設けたエアーシリンダーにより加圧
されるようになっており、加熱ロールを所定の速度で回
転させることにより、基板の両面に光硬化性樹脂積層対
体を積層することができる。ラミネートの圧力はエアシ
リンダーのエア圧力により調整される。
【0017】かかるラミネート条件としては、圧力0.
3〜50kg/cm2、好ましくは1〜10kg/cm2、ラミネ
ート速度0.1〜10m/min、好ましくは0.5〜5m
/min、ロール温度が70〜200℃が適当である。続
いて支持体フイルムを剥離した後中間層の上からホット
ロールラミネーターを用いて再び熱加圧を行う。この場
合のラミネート条件は圧力1〜10kg/cm2、好ましく
は3〜5kg/cm2、ラミネート速度0.1〜10m/mi
n、好ましくは0.2〜2m/min、ロール温度が30〜
150℃が良く、かかる温度がフォトレジスト層で用い
られるバインダー樹脂のガラス転移温度以上かつ一段目
ラミネート温度以下であることが必要である。ロール温
度が低すぎるとスルーホール内へのフォトレジストの埋
め込みが不十分となり、又ロール温度が高すぎるとスル
ーホールの孔を覆うフォトレジスト層の厚みが不均一と
なり、一部に厚みの薄い部分が生じ、充分な膜強度を有
しないためスルーホール内へのエッチング液の滲み込み
を完全に防ぐことができなくなる。
【0018】かかるスルーホール内へのフォトレジスト
の埋め込み深さは、スルーホール内への埋め込み指数
(L)=スルーホールエッジからの埋め込み深さ(μ
m)/金属被覆絶縁板の金属導体層厚(μm)で示され
るLが0.3〜1.5、好ましくは0.5〜1.2が適当で
あり、0.3未満の場合はスルーホール内へのエッチン
グ液滲み込みによる不良が多発し、1.5を越える場合
はレジストの剥離時間が長くなり生産性が低下する。前
記レジスト基板としては、例えば銅板、鉄板、アルミニ
ウム板、ステンレス鋼板などをはじめ、電気絶縁性を有
する無機または有機基板の表面に銅箔やアルミニウム箔
などを積層したものなどが挙げられる。かかる方法によ
りラミネートが終了した後中間層上にパターンマスクを
密着させ、パターンマスクを通して紫外線などの活性光
で露光する。
【0019】露光された基板上のフォトレジストフイル
ムに現像液を噴霧または浸漬してフォトレジスト層を現
像することにより画像が形成される。現像液としては、
例えば炭酸ソーダ、苛性ソーダなどのアルカリ水溶液や
1,1,1−トリクロロエタンなどがあげられ、更にトリ
エタノールアミン、ブチルセロソルブなどの有機溶剤を
添加することができる。
【0020】現像されたフォトレジストフイルムをメッ
キ用として用いる場合には、まず必要な前処理を行った
後、硫酸銅メッキ、ピロリン酸銅メッキ、ハンダメッ
キ、スズメッキ、ニッケルメッキなどのメッキを施し、
ついで苛性ソーダ、苛性カリなどのアルカリ水溶液や塩
化メチレンなどでフォトレジストを除去し、さらに露呈
した金属板や金属箔部分を過酸化水素/硫酸、アルカリ
性アンモニアなどの溶液でエッチングして除去する。現
像されたフォトレジストフイルムをテンティング用やエ
ッチング用として用いる場合には、塩化第二鉄、塩化第
二銅、過酸化水素−硫酸、アルカリ状アンモニアなどの
エッチング液で露呈した金属板や金属箔部分を除去し、
ついで苛性ソーダ、苛性カリなどのアルカリ水溶液や塩
化メチレンなどでレジストを除去する。
【0021】
【作 用】本発明はプリント基板へフォトレジストフ
イルムをラミネートするに際し、保護フイルムを剥離後
フォトレジスト層を基板へ積層し、続いて支持体フイル
ムを剥離した後中間層の上から熱加圧するという二段ラ
ミネートを実施することにより、プリント基板とフォト
レジストとの追従性を著しく改善するとともに、スルー
ホール部が存在する場合においては、該スルーホール内
周縁の内側にフォトレジスト樹脂が埋め込まれてスルー
ホールエッジ部保護性を著しく向上させ非常に高い信頼
性でパターンを作成できる。
【0022】
【実 施 例】以下、実例を挙げて本発明を更に詳述す
る。尚、ことわりのない限り「%」及び「部」は重量基
準である。 実施例1 次の組成を有するアルカリ現像可能な感光性樹脂溶液を
調整した。 メタクリル酸/アクリル酸n−ブチル/メタアクリル酸(重量比が57/20/ 23)の組成を有し重量平均分子量が68,000の共重合体の40%メチルエ チルケトン/イソプロピルアルコール(重量比が90/10)溶液 220部 トリメチロールプロパンエチレンオキサイド付加トリアクリレート 15部 (エチレンオキサイド3モル付加) テトラエチレングリコールジメタクリレート 30部 ベンゾフェノン 10部 ミヒラー氏ケトン 0.2部 トリブロモメチルフェニルスルホン 1.5部 ロイコクリスタルバイオレット 1.0部 P−メトキシフェノール 0.1部 マラカイトグリーン 0.1部
【0023】厚み23μmの離型処理ポリエチレンテレ
フタレートフイルム上に10%ポリビニルアルコール水
溶液(KH−17、日本合成化学工業(株)社製)を乾
燥後の厚みが3μmとなるように塗工し、105℃の乾
燥機中で5分間乾燥した。かかるフイルムのポリビニル
アルコール面に上記組成よりなる溶液を乾燥後の厚みが
50μmとなるように塗工し、90℃の乾燥機中に3分
間で溶剤を揮散させた。ついで得られたフォトレジスト
層の上に30μmのポリエチレンフイルムを重ね合わせ
てフォトレジストフイルムを得た。
【0024】かかるフォトレジストフイルムからポリエ
チレンフイルムを剥離し、フォトレジスト層を銅張り積
層板にホットロールラミネータ(VAII−700、大成
ラミネーター(株)社製)により100℃でラミネート
した。この時の処理条件は内径が40mmのエアシリンダ
ーを用い加圧し、エアシリンダーにかけたエア圧力は3
kg/cm2−ゲージとし、ラミネート速度は2.0m/min
とした。また、ここで用いた銅張り積層板は厚さ1.6m
mでありガラス繊維エポキシ基材の両面に18μmの銅
箔を張り合わせ、巾400mm、長さ500mmの基板中に
直径0.5mmのスルーホールの孔を1000個作り、ス
ルーホールメッキにより更に20μmの電気銅メッキを
行った銅張積層板(FR−4,R1705SX,松下電
工(株)社製)であり、下地のガラス布の織目の影響に
より3μmの凹凸を有するものであった。
【0025】続いてポリエチレンテレフタレートフイル
ムを剥離した後再びホットロールラミネータに温度60
℃、エア圧力5kg/cm3−ゲージ、ラミネート速度1.0
m/minで通過させて熱加圧を行った。つぎに中間層面
に直径0.6mmの円状の透過部をスルーホールの位置に
合わせてパターンマスク(21段ステップタブレットネ
ガ)を密着させ、ステップ感度が8段になるように3k
wの超高圧水銀灯を用いて真空下で露光した。この時一
方の面はマスクのずれ巾が50μm(上記したパターン
フイルムの円状透過部とスルーホール開口部(断面円
形)との各円周間のずれ巾を、マスクの非透過部と膜ス
ルーホール開口部が重なる側において、円状透過部及び
スルーホール開口部の各々の中心を通る直線上において
測定した値)となるようにずらして露光し、もう一方の
面はずれないように露光した。
【0026】次いで露光された基板に30℃の炭酸ナト
リウム1%水溶液をスプレー圧1.5kg/cm2で60秒噴
霧し、未露光部分を溶解除去して硬化樹脂画像を得た。
この基板を塩化第二銅エッチング液によりエッチングし
た。この時の最小必要エッチング時間は70秒でエッチ
ング時間はこの1.2倍とした。次に50℃の3%水酸
化ナトリウム水溶液で100秒噴霧してレジストとして
用いた硬化樹脂膜を剥離してレリーフ像を形成した。得
られたレリーフ像を以下の評価方法に基づいて評価し
た。結果はまとめて表2に示す。
【0027】(解像力) L/Sの比が1/1(ライン数各10本)のライン3
0,40,50,60,70,80μmのネガマスクを
用いてstouffer21段step table
で現像後8段(Solid)になるように露光した。1
%炭酸ナトリウム水溶液を用い30℃、スプレー圧1.
5kgf/cm2で60秒間現像し、現像後のラインがパタ
ーンマスクに忠実に再現されている限界のところを解像
力とした。 (密着性) ラインを30,40,50,60,70,80μmに対
してスペース400μmとしたテストパターンネガマス
ク(ライン本数各10本)を上記と同様の条件で処理
し、パターンマスクに忠実に再現されている限界のとこ
ろを密着性とした。
【0028】(スルーホール信頼性)エッチング後、光
学顕微鏡によりスルーホールを観察して破れの有無を確
認し、(破れのないスルーホール数/観察スルーホール
数)×100(%)によりスルーホール信頼性を評価し
た。 実施例2〜7 実施例1において表1で示すラミネート条件とした以外
は同例に従って実験を行った。結果はまとめて表2に示
す。
【0029】
【表1】
【0030】*1:オキシプロピレン基含有ポリビニル
アルコール(オキシプロピレン基含有量10%、ケン化
度72モル%、平均重合度1000) 2 :ヒドロキシエチルセルロース(SU−25F,フ
ジケミカル(株)社製)
【0031】比較例1 実施例1において中間層を用いないフォトレジストフイ
ルムを使用しポリエチレンテレフタレートフイルムを積
層したままラミネートを行い(1段のラミネート処理の
み)フォトレジスト層を現像した。スルーホール内への
埋め込み指数(L)は0.13であった。結果はまとめ
て表2に示す。
【0032】比較例2 実施例1において中間層を用いないフォトレジストフイ
ルムを使用し、ポリエチレンテレフタレートフイルムを
積層したまま一段目のラミネートを行い、続いて温度6
0℃、圧力5kg/cm2、速度1m/minのラミネート条件
下で再度加圧を行い、フォトレジスト層を現像した。ス
ルーホール内への埋め込み指数(L)は0.26であっ
た。結果はまとめて表2に示す。 比較例3 実施例1においてポリエチレンテレフタレートフイルム
を存在させたままラミネートを行いフォトレジスト層を
現像した。スルーホール内への埋め込み指数(L)は
0.21であった。結果はまとめて表2に示す。
【0033】
【表2】
【0034】
【発明の効果】本発明は、プリント基板へフォトレジス
トフイルムをラミネートするに際し、保護フイルムを剥
離後フォトレジスト層を基板へ積層し、続いて支持体フ
イルムを剥離した後中間層の上から熱加圧するという二
段ラミネートを用いることにより、プリント基板とフォ
トレジストとの追従性を著しく改善するとともに、小径
スルーホール部が存在する場合においては、該スルーホ
ール内周縁の内側にフォトレジスト樹脂が埋め込まれス
ルーホールエッジ部保護性を著しく向上させ、例え位置
ずれによりランドの無い部分が生じても小径スルーホー
ル内へのエッチング液の滲み込みを完全に防ぐことが可
能となり小径スルーホール型プリント配線板が極めて高
い生産性で製造できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03F 7/004 B32B 7/02 B32B 7/06 G03F 7/16 H05K 3/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 支持体フイルム、中間層、フォトレジス
    ト層及び保護フイルムを順次積層してなるフォトレジス
    トフイルムをプリント基板へラミネートするに際し、保
    護フイルムを剥離後フォトレジスト層をプリント基板へ
    積層し、続いて支持体フイルムを剥離した後、中間層の
    上から熱加圧することを特徴とするフォトレジストフイ
    ルムのラミネート方法
  2. 【請求項2】 中間層が親水性フイルムであるフォトレ
    ジストフイルムを使用することを特徴とする請求項1記
    載のラミネート方法
JP4079109A 1992-02-28 1992-02-28 フォトレジストフイルムのラミネート方法 Expired - Fee Related JP3051252B2 (ja)

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