JP3238919B2 - High-precision microparts manufacturing method using energy beam - Google Patents
High-precision microparts manufacturing method using energy beamInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、一種のエネルギー
ビーム利用の高精度マイクロパーツ製造方法に係り、特
に、半導体工程中のリソグラフィーエッチングの技術を
利用し、複数個の型孔を製造し、この複数の型孔を積み
重ね、さらに電気メッキの方式を利用し、この型孔によ
り必要なリードフレームパンチヘッドを製造する方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a high-precision micropart utilizing an energy beam, and more particularly, to manufacturing a plurality of mold holes by utilizing a lithography etching technique in a semiconductor process. The present invention relates to a method of stacking a plurality of mold holes, further utilizing an electroplating method, and manufacturing a required lead frame punch head using the mold holes.
【0002】[0002]
【従来の技術】周知のマイクロパーツ製造方法には、光
学投影の技術を利用し、工作物に対して研磨の作業を行
い、及びマイクロ放電加工技術により製造する方法があ
るが、製造するマイクロパーツの寸法は極めて微細であ
るためこのような機械加工方式で製造すると、機械精度
の問題により必要なマイクロパーツを製造できないこと
が往々にしてあった。2. Description of the Related Art As a well-known method for manufacturing microparts, there is a method in which a workpiece is polished using an optical projection technique, and is manufactured by a micro-electric discharge machining technique. Since the dimensions are extremely fine, it is often impossible to manufacture the required microparts due to the problem of mechanical accuracy when manufactured by such a machining method.
【0003】周知の機械加工方式によると、まず単一或
いは比較的簡単な微細な部品を製造し、さらにそれを組
み合わせて複数の微細な部品からなるパンチヘッド、押
し出し板、型板などの金型を製造する。しかし、機械の
加工応力と残存応力の作用により、このような方式で製
造したマイクロパーツは、その寸法の精度が往々にして
要求される程度に達していなかった。According to a well-known machining method, first, a single or relatively simple fine part is manufactured, and then combined to form a plurality of fine parts, such as a punch head, an extruded plate, and a mold such as a mold plate. To manufacture. However, due to the effects of machine processing stress and residual stress, microparts manufactured by such a method often did not reach the required degree of dimensional accuracy.
【0004】且つ周知の機械加工の方式で製造した微細
なマイクロパーツは、上述の問題以外にも、さらに、機
械加工の機具の制限のため、製造する金型の各部寸法の
いずれにも一定の限度があり、半導体装置一般に要求さ
れるような精密さを達成できないという問題を有してい
た。機械加工の方式によると、まず単一或いは比較的簡
単な微細部品を製造し、さらにそれを組み合わせて複数
の微細部品からなるパンチヘッド、押し出し板、型板な
どの金型を製造するが、この製造の過程で、全ての製造
作業を完成して必要な金型を形成するためには比較的多
くの作業ステーション数が必要となった。製造した構造
は、単位面積あたりの分布ピン数に関して、機械構造の
原因のために、二つのピンのピッチが比較的大きくなっ
て数量不足となる問題があった。並びに高ピン数のマイ
クロパーツを製造する時には、加工が行いにくいという
問題が生じた。以上の各問題は生産コストと製造時間に
対しても不利な影響を及ぼした。このため結果的に製品
の競争力を大幅に低減させることになった。[0004] In addition to the above-mentioned problems, fine microparts manufactured by a well-known machining method have a certain size in each of the dimensions of a mold to be manufactured due to a limitation of a machining tool. There has been a problem that there is a limit and it is not possible to achieve the precision required for semiconductor devices in general. According to the machining method, first, a single or relatively simple micropart is manufactured, and then combined to produce a die, such as a punch head, an extruded plate, and a template, composed of a plurality of microparts. In the course of manufacturing, a relatively large number of work stations was required to complete all manufacturing operations and form the required molds. The manufactured structure has a problem in that the pitch of two pins is relatively large and the number of pins is insufficient due to the mechanical structure in terms of the number of distribution pins per unit area. In addition, when manufacturing a high-pin-count micropart, there is a problem that processing is difficult. Each of these issues also had a detrimental effect on production costs and production time. As a result, the competitiveness of the product was greatly reduced.
【0005】図1は周知の技術で製造した、パンチヘッ
ド製造用金型の構造表示図である。図中、Aに示される
型板1には複数のガイド孔10があり、このガイド孔1
0はBのようにマイクロ放電加工技術を透過して得る
か、或いはCのように、光学投影光学投影研磨成形加工
を利用して上型板12と下型板14の型を製造しさらに
それを組み合わせて得る。さらに図2を参照されたい。
図2は図1の金型を利用して製造されたパンチヘッドを
取り付けた型板を示す。それは一つの固定板上に複数の
ネジ孔28と複数の挿入孔29があり、挿入孔29にパ
ンチヘッド15が挿置され、パンチヘッド10の一端の
傾斜部分に沿ってガイド孔が形成され、固定板20との
接触位置に金属キー22が設けられ、このパンチヘッド
15はそのキー溝24により金属キー22と結合され、
この金属キー22に複数のネジ孔26が設けられて固定
板20のネジ孔28にネジ止めされている。FIG. 1 is a view showing the structure of a punch head manufacturing die manufactured by a known technique. In the figure, a template 1 shown at A has a plurality of guide holes 10.
0 is obtained through the micro electric discharge machining technique as shown in B, or as shown in C, the molds of the upper mold plate 12 and the lower mold plate 14 are manufactured by using optical projection optical projection polishing molding processing, and Are obtained in combination. See also FIG.
FIG. 2 shows a template attached with a punch head manufactured using the mold of FIG. It has a plurality of screw holes 28 and a plurality of insertion holes 29 on one fixing plate, the punch head 15 is inserted in the insertion hole 29, and a guide hole is formed along the inclined portion at one end of the punch head 10, A metal key 22 is provided at a contact position with the fixing plate 20, and the punch head 15 is coupled to the metal key 22 by the key groove 24,
A plurality of screw holes 26 are provided in the metal key 22 and screwed into screw holes 28 of the fixing plate 20.
【0006】上述の周知の機械加工方式でパンチヘッド
金型を製造する方式及びこの金型を用いて製造されたパ
ンチヘッドについての説明であった。次に図3乃至図6
を参照されたい。図3乃至図6は紫外光或いはX光の照
射を利用し、並びに半導体工程のリソグラフィーエッチ
ンングの方法により、微細なパンチヘッドパーツを製造
する周知の技術を示す。図3に示されるように、まず、
基板33上に一層のホトレジスト30を塗布し、さらに
ホトレジスト30の上にマスク31を設置する。紫外光
或いはX光32を照射してマスク33に設計されたパタ
ーンに紫外光或いはX光32を吸収させるか或いは励起
させ、ホトレジスト30上に必要なリードフレームパン
チヘッド34を得る(図4参照)。図3に示されるよう
に、その後、図5に示されるように、リードフレームパ
ンチヘッド34上に電気メッキ作業を進行し、リードフ
レームパンチヘッド34上にメッキ金属35層を形成
し、以上の動作が完成した後に、基板33とリードフレ
ームパンチヘッド34を除去し、リードフレーム金型3
51を有するメッキ金属35を獲得する。即ち図6に示
されるとおりである。A description has been given of a method of manufacturing a punch head mold by the above-described well-known machining method and a punch head manufactured by using the mold. Next, FIGS. 3 to 6
Please refer to. FIGS. 3 to 6 show a well-known technique for manufacturing a fine punch head part by using the irradiation of ultraviolet light or X light and by a lithography etching method in a semiconductor process. First, as shown in FIG.
One layer of photoresist 30 is applied on substrate 33, and mask 31 is placed on photoresist 30. Irradiation with ultraviolet light or X light 32 causes the pattern designed on the mask 33 to absorb or excite the ultraviolet light or X light 32 to obtain a necessary lead frame punch head 34 on the photoresist 30 (see FIG. 4). . As shown in FIG. 3, thereafter, as shown in FIG. 5, an electroplating operation is performed on the lead frame punch head 34 to form a plated metal 35 layer on the lead frame punch head 34, and the above operation is performed. Is completed, the substrate 33 and the lead frame punch head 34 are removed, and the lead frame mold 3 is removed.
A plated metal 35 having 51 is obtained. That is, it is as shown in FIG.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は一種のエネル
ギービーム利用の高精度マイクロパーツ製造方法を提供
することを課題とし、それは、半導体工程におけるリソ
グラフィーエッチング技術をマイクロパーツ製造に運用
し、並びにリソグラフィーのステップにおいて、共型マ
スクを設置することにより、リードフレーム製造用の高
密度、高精度のパンチヘッドモジュールを製造できるよ
うにした方法であるものとする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a kind of high-precision micropart manufacturing method using an energy beam, which uses a lithography etching technique in a semiconductor process for manufacturing microparts and a lithography. In this step, it is assumed that the method is such that a high-density, high-precision punch head module for manufacturing a lead frame can be manufactured by installing a common mask.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、基板
上に下ホトレジスト層を形成し、該下ホトレジスト層の
上に導電層を形成し、該導電層の上に上ホトレジスト層
を形成し、この基板、下ホトレジスト層、導電層、上ホ
トレジスト層で組成された構造の上に紫外光マスクを設
置して紫外光を照射し、パターンを上ホトレジスト層に
転写し、さらに上ホトレジスト層に対するエッチングと
その後の電気メッキを進行した後、残存上ホトレジスト
層を除去し、導電層の外部に露出した部分をエッチング
して必要な型孔を形成し、その後さらにX光を照射し、
下ホトレジスト層に対するリソグラフィー、エッチング
を進行した後、第2の電気メッキを行い形成した第2の
電気メッキ層でマイクロパーツを組成する、エネルギー
ビーム利用の高精度マイクロパーツ製造方法において、
該マイクロパーツがリードフレームパンチヘッドとさ
れ、上記上ホトレジスト層に対する紫外光を用いたリソ
グラフィーとエッチングにより必要なパターンを形成
し、その直後の電気メッキではスパッタの方法を運用し
て金或いはそれに代替可能な材料で組成した適宜パター
ンの電気メッキ層を形成し、残存上ホトレジスト層の除
去及び導電層の外部に露出した部分のエッチングには物
理的或いは化学的方法を用い、X線の照射により導電層
に被覆されず外部に露出した下ホトレジスト層に対する
露光、現像を行った後にエッチングを進行して下ホトレ
ジスト層のX光に露光していない部分を残し、さらに適
宜方法により電気メッキ層、残存する導電層、及び基板
を除去し、適宜パターンを現出する残存下ホトレジスト
層のみを保留し、この残存下ホトレジスト層を、複数、
アラインメントさせて積み重ね、必要な高さの深刻溝と
重畳下ホトレジスト層を形成してリードフレームパンチ
ヘッド製造用の鋳型となし、その後に、上記第2の電気
メッキを進行し、上記リードフレームパンチヘッド製造
用の鋳型に金属を重畳させた後に、この鋳型を除去して
リードフレームパンチヘッドを得る、エネルギービーム
利用の高精度マイクロパーツ製造方法としている。請求
項2の発明は、以下のa乃至oの各ステップ、即ち、 a.基板上に下ホトレジスト層を形成するステップ、 b.該下ホトレジスト層の上に導電層を形成するステッ
プ、 c.該導電層の上に上ホトレジスト層を形成するステッ
プ、 d.該基板、下ホトレジスト層、導電層及び上ホトレジ
スト層で組成された構造の上に紫外光マスクを設置する
ステップ、 e.紫外光を照射して上ホトレジスト層を露光させて紫
外光マスクのパターンを上ホトレジスト層に転写するス
テップ、 f.エッチングにより上ホトレジスト層に型孔を形成す
るステップ、 g.スパッタ技術を使用して該型孔中に電気メッキ材料
を充満させて電気メッキ層を形成するステップ、 h.残存上ホトレジスト層と導電層の電気メッキ層に被
覆されていない部分とをエッチング技術を運用して除去
するステップ、 i.X光を、該基板、下ホトレジスト層、導電層及び電
気メッキ層で組成された構造に照射し並びに下ホトレジ
スト層において露光現像を行わせるステップ、 j.エッチング技術を運用して下ホトレジスト層の露光
現像された部分を除去して残存下ホトレジスト層を残す
ステップ、 k.電気メッキ層、導電層及び基板を除去して僅かに適
宜パターンを有する残存下ホトレジスト層のみを保留す
るステップ、 l.上述のa乃至kのステップを重複して行い、保留し
た上記適宜パターンを有する残存下ホトレジスト層を複
数用意するステップ、 m.複数の保留された上記適宜パターンを有する下ホト
レジスト層を正確に整合するよう積み重ね、並びに底に
一つの型板を設置するステップ、 n.電気メッキの技術を運用し、積み重ねた残存下ホト
レジスト層中に形成された凹所中を電気メッキ構造で充
満するステップ、 o.積み重ねた残存下ホトレジスト層を除去するステッ
プ、 以上の各ステップを具備し、以上により得られる電気メ
ッキ構造を以て、パンチヘッド型板とリードフレームパ
ンチヘッドを具えたマイクロパーツ部品となすことを特
徴とする、エネルギービーム利用の高精度マイクロパー
ツ製造方法としている。According to a first aspect of the present invention, a lower photoresist layer is formed on a substrate, a conductive layer is formed on the lower photoresist layer, and an upper photoresist layer is formed on the conductive layer. Then, on this substrate, the lower photoresist layer, the conductive layer, an ultraviolet light mask is placed on the structure composed of the upper photoresist layer and irradiated with ultraviolet light, the pattern is transferred to the upper photoresist layer, and further the After the etching and the subsequent electroplating, the remaining upper photoresist layer is removed, the portion exposed to the outside of the conductive layer is etched to form a necessary mold hole, and then further irradiated with X light,
Lithography and etching of the lower photoresist layer are performed, and then the second electroplating is performed to form a micropart in the formed second electroplating layer.
The microparts are used as a lead frame punch head, and the required pattern is formed by lithography and etching using ultraviolet light on the upper photoresist layer, and the electroplating immediately thereafter can be operated by a sputtering method and replaced with gold or gold An electroplating layer of an appropriate pattern composed of various materials is formed, and the remaining photoresist layer is removed and the exposed portion of the conductive layer is etched using a physical or chemical method. Exposure and development are performed on the lower photoresist layer exposed to the outside without being coated, and etching is progressed to leave a portion of the lower photoresist layer that has not been exposed to X light. The layer and the substrate are removed and only the remaining lower photoresist layer, which reveals a pattern as appropriate, is retained. The presence under the photoresist layer, multiple,
Aligning and stacking, forming a serious groove of required height and a photoresist layer under the overlap to form a mold for manufacturing a lead frame punch head, and then proceeding with the second electroplating to form the lead frame punch head A method for manufacturing a high-precision micropart using an energy beam is to obtain a lead frame punch head by superposing a metal on a manufacturing mold and then removing the mold. The invention of claim 2 includes the following steps a to o: a. Forming a lower photoresist layer on the substrate; b. Forming a conductive layer on the lower photoresist layer; c. Forming an upper photoresist layer on the conductive layer; d. Placing an ultraviolet light mask over the structure composed of the substrate, lower photoresist layer, conductive layer and upper photoresist layer; e. Irradiating the upper photoresist layer with ultraviolet light to transfer the pattern of the ultraviolet light mask to the upper photoresist layer; f. Forming a mold cavity in the upper photoresist layer by etching; g. Filling an electroplating material in the mold cavity using a sputtering technique to form an electroplating layer; h. Removing the remaining upper photoresist layer and the portion of the conductive layer that is not covered by the electroplated layer by using an etching technique; i. Irradiating a structure composed of the substrate, the lower photoresist layer, the conductive layer, and the electroplated layer with X light and performing exposure and development on the lower photoresist layer; j. Removing the exposed and developed portions of the lower photoresist layer using an etching technique to leave a residual lower photoresist layer; k. Removing the electroplated layer, conductive layer and substrate to retain only the remaining lower photoresist layer having a slightly appropriate pattern, l. Performing the above-mentioned steps a to k in duplicate to prepare a plurality of remaining remaining photoresist layers having the reserved appropriate patterns, m. Stacking a plurality of reserved lower photoresist layers having the appropriate pattern in precise alignment, and placing one template at the bottom; n. Using electroplating technology to fill the recesses formed in the stacked remaining lower photoresist layer with an electroplated structure, o. Removing the remaining bottom photoresist layer which has been stacked, comprising the above steps, and forming an electroplated structure obtained as described above, thereby forming a micropart component having a punch head template and a lead frame punch head. And a high-precision micropart manufacturing method using an energy beam.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明によると、光の照射により
変化しない成分で組成された基板の上に下ホトレジスト
層、導電層及び上ホトレジスト層を形成し、この上ホト
レジスト層の上にさらに、パターンを有するガラス構造
とされる薄い紫外光マスクを設置し、紫外光照射、露
光、現像及びエッチングのステップにより上ホトレジス
ト層に一つの型孔を製造し、この型孔に対して電気メッ
キにより金属を充満させ、残存上ホトレジスト層を除去
し、並びに電気メッキにより充満した金属に被覆されず
露出した導電層を除去した後、X光照射、露光、エッチ
ングを行い必要とされる適宜パターンを具備する残存下
ホトレジスト層を得る。この残存下ホトレジスト層をア
ラインメント重畳し必要な高度とした後、電気メッキを
進行して電気メッキ構造を形成し、並びに重畳した残存
下ホトレジスト層を除去して電気メッキ構造、即ち必要
とするマイクロパーツを獲得する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the present invention, a lower photoresist layer, a conductive layer and an upper photoresist layer are formed on a substrate composed of components which are not changed by light irradiation, and further, on the upper photoresist layer, A thin ultraviolet light mask having a glass structure with a pattern is installed, and one mold hole is manufactured in the upper photoresist layer by the steps of ultraviolet light irradiation, exposure, development, and etching, and the mold hole is subjected to metal plating by electroplating. To remove the remaining upper photoresist layer, and to remove the exposed conductive layer that is not covered with the metal filled by electroplating, and then perform X light irradiation, exposure, and etching to provide an appropriate pattern as required. A remaining lower photoresist layer is obtained. After aligning and superimposing the remaining lower photoresist layer to a required height, electroplating is performed to form an electroplating structure, and the superposed lower photoresist layer is removed to form an electroplating structure, that is, required micro parts. To win.
【0010】[0010]
【実施例】エネルギービーム利用の高精度マイクロパー
ツ製造方法は、半導体製造技術を運用して得られる発明
である。半導体製造技術中には結晶の酸化、拡散、重畳
及びホトレジスト、マスクのレイアウト、及びリソグラ
フィーエッチング等のステップがあり、これらの半導体
製造ステップにあって、現在の技術はすでに、最小線幅
0.25μm以下の程度に到達しており、このような高
度密集及び細密な技術を運用し、高密度のマイクロパー
ツを製造することが本発明の主題である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method of manufacturing a high-precision micropart utilizing an energy beam is an invention obtained by operating semiconductor manufacturing technology. In the semiconductor manufacturing technology, there are steps such as crystal oxidation, diffusion, superimposition and photoresist, mask layout, and lithography etching. In these semiconductor manufacturing steps, the current technology already has a minimum line width of 0.25 μm. It is the subject of the present invention to operate such highly dense and fine technologies and to produce high-density microparts, to the following degree:
【0011】図7から図16を参照されたい。これらの
図は本発明の実施例のステップ表示図である。そのうち
図7のステップでは、基板410の上に下ホトレジスト
層412を設置する。この下ホトレジスト層412の成
分は高分子ポリマーとされ、本実施例ではアクリルを使
用した。この下ホトレジスト層412の上に薄く且つ導
電性を有する材料の導電層414を設置する。この導電
層414に使用する材料は一般にスパッタ方式でレイア
ウトした銅とする。この銅で組成した導電層414を下
ホトレジスト層412の上に形成した後、さらに導電層
414の上に上ホトレジスト層416を形成する。以上
のステップが完成した後に、この構造の上に紫外光マス
ク418を設置し、続いてX光エッチングに必要な構造
をまず製造する。Please refer to FIG. 7 to FIG. These drawings are step diagrams of the embodiment of the present invention. In the step of FIG. 7, a lower photoresist layer 412 is provided on the substrate 410. The component of the lower photoresist layer 412 is a high-molecular polymer, and acrylic is used in this embodiment. On the lower photoresist layer 412, a conductive layer 414 made of a thin and conductive material is provided. The material used for the conductive layer 414 is generally copper laid out by a sputtering method. After the conductive layer 414 composed of copper is formed on the lower photoresist layer 412, an upper photoresist layer 416 is further formed on the conductive layer 414. After the above steps are completed, an ultraviolet light mask 418 is placed on this structure, and then a structure required for X-light etching is first manufactured.
【0012】以上のようにして、基板410、下ホトレ
ジスト層412、導電層414、上ホトレジスト層41
6からなる構造を形成し、その上に紫外光マスク418
を設置する。さらに、図8に示されるように、紫外光マ
スク418の上方から紫外光425を照射する。この紫
外光マスク418は一般のマスクであり、即ちガラスを
主体とする構造に適宜パターンのクロム層がレイアウト
されている。紫外光425の照射後、紫外光マスク41
8を透過して上ホトレジスト層416が露光される。な
お、上ホトレジスト層416は高分子材料を主体とする
構造であり、その製造過程で十分に平坦且つ透明である
ことが要求される。また、同様に平坦化の要求は下ホト
レジスト層412、及び導電層414と基板410に対
してもあるが、このような要求は現在の科学技術で容易
に達成される。As described above, the substrate 410, the lower photoresist layer 412, the conductive layer 414, and the upper photoresist layer 41
6 is formed, and an ultraviolet light mask 418 is formed thereon.
Is installed. Further, as shown in FIG. 8, ultraviolet light 425 is irradiated from above the ultraviolet light mask 418. The ultraviolet light mask 418 is a general mask, that is, a chromium layer having an appropriate pattern is laid out in a structure mainly composed of glass. After irradiation with the ultraviolet light 425, the ultraviolet light mask 41
8, the upper photoresist layer 416 is exposed. The upper photoresist layer 416 has a structure mainly composed of a polymer material, and is required to be sufficiently flat and transparent during the manufacturing process. Similarly, planarization requirements exist for the lower photoresist layer 412, the conductive layer 414, and the substrate 410, but such requirements are easily met by current technology.
【0013】上述の上ホトレジスト層416中には感光
材料が含まれ、紫外光425照射により紫外光マスク4
18のパターンが上ホトレジスト層416に転写され
る。且つ上ホトレジスト層416に含まれる感光材料は
紫外光425に対して敏感であり、紫外光425を吸収
するか或いは紫外光425の照射により励起され、上ホ
トレジスト層416に現像の動作反応が発生する。この
上ホトレジスト層416における現像の動作は一般には
露光ステップと称される。The upper photoresist layer 416 contains a photosensitive material, and is irradiated with ultraviolet light 425 so that the ultraviolet light
The eighteen patterns are transferred to the upper photoresist layer 416. In addition, the photosensitive material contained in the upper photoresist layer 416 is sensitive to the ultraviolet light 425, and is absorbed by the ultraviolet light 425 or excited by irradiation of the ultraviolet light 425, so that a development operation reaction occurs in the upper photoresist layer 416. . The operation of development on the upper photoresist layer 416 is generally called an exposure step.
【0014】図8中の紫外光マスク418は適宜パター
ンを有するガラス構造とされ、適宜パターンの設置はコ
ンピュータによる製図プログラムにより精密に描かれ
る。コンピュータ製図プログラムを利用して必要なパタ
ーンを製造するため、精度上、必要な程度を達成でき、
これにリソグラフィーエッチングの技術が組み合わされ
ることで、必要なパンチヘッドを製造することができ
る。The ultraviolet light mask 418 in FIG. 8 has a glass structure having an appropriate pattern, and the setting of the appropriate pattern is precisely drawn by a computer drawing program. By using a computer drafting program to produce the required pattern, we can achieve the required degree of accuracy,
A required punch head can be manufactured by combining this with the lithography etching technique.
【0015】図9は、図8の露光リソグラフィーステッ
プの後にさらにエッチング処理を行い、エッチングされ
た部分に電気メッキを行うことにより電気メッキ層43
3を形成し、並びにこの電気メッキ層433を導電層4
14と構造上連結させ、その後、さらに上ホトレジスト
層416の残存ホトレジスト416’をエッチングして
除去して得られる構造を示す。そのうち、該導電層41
4は電気メッキ作業を進行する時に、電気メッキイオン
堆積の電極位置を提供する。即ち、図9の構造は、基板
410を底層とし、その上に下ホトレジスト層412が
あり、下ホトレジスト層412の上に薄い導電層414
があり、さらにその上に適宜パターンの電気メッキ層4
33が形成された構造とされる。FIG. 9 shows an electroplating layer 43 obtained by further performing an etching process after the exposure lithography step of FIG. 8 and performing electroplating on the etched portion.
3 and the electroplating layer 433 is
14 shows a structure obtained by being structurally connected to the substrate 14 and then removing the remaining photoresist 416 ′ of the upper photoresist layer 416 by etching. Among them, the conductive layer 41
4 provides an electrode position for electroplating ion deposition as the electroplating operation proceeds. That is, the structure of FIG. 9 has a substrate 410 as a bottom layer, a lower photoresist layer 412 thereon, and a thin conductive layer 414 on the lower photoresist layer 412.
And an electroplating layer 4 having an appropriate pattern thereon.
33 is formed.
【0016】以上の電気メッキステップを完成した後、
導電層414の、電気メッキ層433に被覆されずに外
部に露出している部分をエッチングして除去する。この
ステップでのエッチングは金属構造である導電層414
に対し、物理的或いは化学的方法であって且つ下ホトレ
ジスト層412に対していかなる作用も発生しない方法
により進行する。こうして導電層414に対するエッチ
ングを進行した後に得られる構造が図10に示されてい
る。即ち、基板410の上に下ホトレジスト層412が
あり、下ホトレジスト層412の上に適宜パターンの残
存導電層414’とその上の電気メッキ層433があ
る。この残存導電層414’と電気メッキ層433がX
光を阻止し、一方、下ホトレジスト層412はX光照射
により露光を発生する材料で組成されるため、図10に
示されるように、この構造に対してX光447を照射す
ると、この残存導電層414’と電気メッキ層433の
存在により、適宜パターンが直接下ホトレジスト層41
2に投射され、並びに下ホトレジスト層412に適宜パ
ターンが現出する。After completing the above electroplating steps,
A portion of the conductive layer 414 which is not covered with the electroplating layer 433 and is exposed to the outside is removed by etching. The etching in this step is performed by the conductive layer 414 having a metal structure.
However, the process proceeds by a physical or chemical method that does not cause any effect on the lower photoresist layer 412. FIG. 10 shows a structure obtained after etching the conductive layer 414 in this manner. That is, the lower photoresist layer 412 is provided on the substrate 410, and the remaining conductive layer 414 ′ having an appropriate pattern and the electroplating layer 433 thereover are provided on the lower photoresist layer 412. The remaining conductive layer 414 ′ and the electroplating layer 433 are X
Since the lower photoresist layer 412 is made of a material that generates exposure by X-ray irradiation, when the structure is irradiated with X-light 447 as shown in FIG. The presence of the layer 414 ′ and the electroplating layer 433 allows the appropriate pattern to be directly
2 and an appropriate pattern appears on the lower photoresist layer 412.
【0017】下ホトレジスト層412の露光作業の後、
下ホトレジスト層412に対するエッチングを進行し、
得られた構造が図11に示される。即ち、基板410の
上には、電気メッキ層433、残存導電層414’、残
存下ホトレジスト層412’の現出する適宜パターンが
形成され、エッチングされて除去された部分に深刻溝4
55が形成されている。図11に示される構造のうち、
我々が必要とするのはただ残存下ホトレジスト層41
2’の部分である。このため、図11の構造を完成した
後に、物理的或いは化学的方法を用いて、図11の構造
より基板410、電気メッキ層433、残存導電層41
4’を除去し、僅かに残存下ホトレジスト層412’の
みを残す。こうして得られた残存下ホトレジスト層41
2’は図12に示される。After the exposure operation of the lower photoresist layer 412,
The etching of the lower photoresist layer 412 proceeds,
The resulting structure is shown in FIG. That is, on the substrate 410, an appropriate pattern in which the electroplating layer 433, the remaining conductive layer 414 ', and the remaining lower photoresist layer 412' appear is formed, and the serious groove 4 is formed in the portion removed by etching.
55 are formed. Of the structure shown in FIG.
All we need is the remaining lower photoresist layer 41
This is the 2 'part. Therefore, after the structure of FIG. 11 is completed, the substrate 410, the electroplating layer 433, and the remaining conductive layer 41 are removed from the structure of FIG.
4 'is removed, leaving only the remaining lower photoresist layer 412'. The remaining lower photoresist layer 41 thus obtained
2 'is shown in FIG.
【0018】我々が必要とするリードフレームパンチヘ
ッドは構造上比較的大きいため、以上の製造方法により
得られる残存下ホトレジスト層412’を運用しても、
我々の必要とするリードフレーム形態を得ることはでき
るが、構造上、使用するのに十分な長さがないため、我
々はアラインメントの方法を運用する。即ち、図12に
示される適宜リードフレームパンチヘッドパターンを具
えた残存下ホトレジスト層412’を正確にアラインメ
ントして必要とする高さ、規格に応じて積み重ね、こう
して必要な規格態様を得る。重畳する残存下ホトレジス
ト層412’の下には一つの電極板470を設置し、該
電極板470にその上の構造を支持させると共に、パン
チ金型を製造する時の、電気メッキ時に必要な電極板と
なす。Since the lead frame punch head required by us is relatively large in structure, even if the remaining lower photoresist layer 412 'obtained by the above manufacturing method is operated,
Although we can get the leadframe configuration we need, we operate alignment methods because the structure is not long enough to use. That is, the remaining lower photoresist layer 412 'having the appropriate lead frame punch head pattern shown in FIG. 12 is accurately aligned and stacked in accordance with the required height and standard, thereby obtaining the required standard mode. One electrode plate 470 is provided under the remaining lower photoresist layer 412 ′ to be superimposed, the electrode plate 470 supports the structure thereon, and the electrodes necessary for electroplating when manufacturing a punch die. Make a plate.
【0019】図14を参照されたい。図13に示される
残存下ホトレジスト層412’のアラインメント重畳完
了後に、電気メッキ作業を進行し、必要なパンチ金型を
製造する。そのうち、図13中の電極板470は、この
電気メッキ作業において電解イオンを付着堆積させるの
に使用される。この電気メッキ作業においては、こうし
て製造されるパンチ金型が使用中に要求されるコストパ
フォーマンスを達成できるよう、金属、合金等の物理構
造を了解した上で、最も適合する電解溶液を選択使用
し、作業要求に合致する金属構造物、即ち金型480を
形成する。図15は図14における電気メッキのステッ
プの後に、重畳された残存下ホトレジスト層412’と
電極板470とを除去して金型480のみを得る。この
金型480は適宜パターンの構造を有し、且つこのパタ
ーンは凹所492により現出されている。Please refer to FIG. After the completion of the alignment of the remaining lower photoresist layer 412 ′ shown in FIG. 13, the electroplating operation is performed to manufacture a necessary punch die. Among them, the electrode plate 470 in FIG. 13 is used for depositing electrolytic ions in this electroplating operation. In this electroplating work, the most suitable electrolytic solution is selected and used after understanding the physical structure of the metal, alloy, etc., so that the punch mold thus manufactured can achieve the required cost performance during use. Then, a metal structure, that is, a mold 480, that meets the work requirements is formed. FIG. 15 shows that after the electroplating step in FIG. 14, the remaining lower photoresist layer 412 ′ and the electrode plate 470 that have been superimposed are removed to obtain only the mold 480. The mold 480 has an appropriate pattern structure, and the pattern is exposed by the recess 492.
【0020】本発明で使用する光は紫外光或いはX光と
され、実際の運用上、時代の進歩に伴い、より精密、微
細なパーツを製造するために、我々は将来の技術の成熟
と製造上の要求の下で、よりハイレベル或いはより精密
なエネルギービームを使用してマイクロパーツを製造す
ることが可能であり、現在考えられる使用可能なビーム
としては、電子ビーム(E−beam)或いはイオンビ
ーム等のエネルギービームがある。The light used in the present invention is ultraviolet light or X light. In order to produce more precise and fine parts with the progress of the era in practical operation, we will develop and manufacture future technologies. Under the above requirements, it is possible to manufacture microparts using higher level or more precise energy beams, and currently available usable beams include electron beam (E-beam) or ion beam. There is an energy beam such as a beam.
【0021】図16は本発明で製造したマイクロパーツ
の製品の実施例である。それは、複数のリードフレーム
パンチ金型52が一つのパンチヘッド型板50に取り付
けられている。図16に示されるように、本発明により
製造されたマイクロパーツは、高精度と高密度の要求を
達成し、周知の技術により製造される製品に較べて明ら
かに進歩性と新規性を有している。FIG. 16 shows an embodiment of a micropart product manufactured by the present invention. That is, a plurality of lead frame punch dies 52 are attached to one punch head template 50. As shown in FIG. 16, the microparts manufactured according to the present invention achieve the requirements of high precision and high density, and have a clear advancement and novelty as compared with products manufactured by known techniques. ing.
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明は一種のエネルギービーム利用の
高精度マイクロパーツ製造方法を提供し、それは、半導
体工程におけるリソグラフィーエッチング技術をマイク
ロパーツ製造に運用し、並びにリソグラフィーのステッ
プにおいて、共型マスクを設置することにより、リード
フレーム製造用の高密度、高精度のパンチヘッドモジュ
ールを製造できるようにした方法である。The present invention provides a kind of high-precision micropart manufacturing method using an energy beam, in which a lithography etching technique in a semiconductor process is applied to micropart manufacturing, and a uniform mask is formed in a lithography step. This method is capable of manufacturing a high-density, high-precision punch head module for manufacturing a lead frame by installing the module.
【図1】周知の機械加工技術で製造されたリードフレー
ムパンチヘッドの型板の構造表示図である。FIG. 1 is a view showing a structure of a template of a lead frame punch head manufactured by a known machining technique.
【図2】図1の技術を用いて製造されたリードフレーム
パンチヘッドの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a lead frame punch head manufactured using the technique of FIG.
【図3】周知の別の技術のステップ表示図である。FIG. 3 is a step display diagram of another known technique.
【図4】周知の別の技術のステップ表示図である。FIG. 4 is a step display diagram of another known technique.
【図5】周知の別の技術のステップ表示図である。FIG. 5 is a step display diagram of another known technique.
【図6】周知の別の技術のステップ表示図である。FIG. 6 is a step display diagram of another known technique.
【図7】本発明のステップ表示図である。FIG. 7 is a step display diagram of the present invention.
【図8】本発明のステップ表示図である。FIG. 8 is a step display diagram of the present invention.
【図9】本発明のステップ表示図である。FIG. 9 is a step display diagram of the present invention.
【図10】本発明のステップ表示図である。FIG. 10 is a step display diagram of the present invention.
【図11】本発明のステップ表示図である。FIG. 11 is a step display diagram of the present invention.
【図12】本発明のステップ表示図である。FIG. 12 is a step display diagram of the present invention.
【図13】本発明のステップ表示図である。FIG. 13 is a step display diagram of the present invention.
【図14】本発明のステップ表示図である。FIG. 14 is a step display diagram of the present invention.
【図15】本発明のステップ表示図である。FIG. 15 is a step display diagram of the present invention.
【図16】本発明の実施例の構造表示図である。FIG. 16 is a structural diagram of an embodiment of the present invention.
1 型板 10 ガイド孔 12 上型板 14 下型板 15 パンチヘッド 16 先端 18 傾斜部分 20 固定板 22 金属キー 24 キー溝 26 ネジ孔 28 ネジ孔 29 挿入孔 30 ホトレジスト 31 マスク 32 紫外線 33 基板 34 リードフレームパンチヘッド 35 メッキ金属 351 リードフレーム金型 410 基板 412 下ホトレジスト層 414 導電層 416 上ホトレジスト層 418 紫外光マスク 425 紫外光 433 電気メッキ層 435 型孔 416’ 残存ホトレジスト 414’ 残存導電層 447 X光 412’ 残存下ホトレジスト層 455 深刻溝 470 パンチ型板 480 金型 492 凹所 52 リードフレームパンチ金型 50 パンチヘッド型板 Reference Signs List 1 mold plate 10 guide hole 12 upper mold plate 14 lower mold plate 15 punch head 16 tip 18 inclined portion 20 fixing plate 22 metal key 24 key groove 26 screw hole 28 screw hole 29 insertion hole 30 photoresist 31 mask 32 ultraviolet ray 33 substrate 34 lead Frame punch head 35 Plating metal 351 Lead frame mold 410 Substrate 412 Lower photoresist layer 414 Conductive layer 416 Upper photoresist layer 418 Ultraviolet light mask 425 Ultraviolet light 433 Electroplate layer 435 Mold hole 416 ′ Residual photoresist 414 ′ Residual conductive layer 447 X light 412 ′ Residual lower photoresist layer 455 Serious groove 470 Punch template 480 Die 492 Recess 52 Lead frame punch die 50 Punch head template
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI // B21D 28/00 B21D 28/00 B (56)参考文献 特開 平6−207293(JP,A) 特開 平7−81069(JP,A) 特開 平7−263379(JP,A) 特開 平9−90609(JP,A) 特開 平6−89848(JP,A) 特開 平5−4232(JP,A) 特開 平6−212477(JP,A) 特開 平8−117885(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B81C 1/00 B21D 37/20 B23K 15/00 C23F 4/00 C25D 7/00 B21D 28/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI // B21D 28/00 B21D 28/00 B (56) References JP-A-6-207293 (JP, A) JP-A-7- 81069 (JP, A) JP-A-7-263379 (JP, A) JP-A-9-90609 (JP, A) JP-A-6-89848 (JP, A) JP-A-5-4232 (JP, A) JP-A-6-212477 (JP, A) JP-A-8-117885 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B81C 1/00 B21D 37/20 B23K 15/00 C23F 4/00 C25D 7/00 B21D 28/00
Claims (2)
下ホトレジスト層の上に導電層を形成し、該導電層の上
に上ホトレジスト層を形成し、この基板、下ホトレジス
ト層、導電層、上ホトレジスト層で組成された構造の上
に紫外光マスクを設置して紫外光を照射し、パターンを
上ホトレジスト層に転写し、さらに上ホトレジスト層に
対するエッチングとその後の電気メッキを進行した後、
残存上ホトレジスト層を除去し、導電層の外部に露出し
た部分をエッチングして必要な型孔を形成し、その後さ
らにX光を照射し、下ホトレジスト層に対するリソグラ
フィー、エッチングを進行した後、第2の電気メッキを
行い形成した第2の電気メッキ層でマイクロパーツを組
成する、エネルギービーム利用の高精度マイクロパーツ
製造方法において、 該マイクロパーツがリードフレームパンチヘッドとさ
れ、上記上ホトレジスト層に対する紫外光を用いたリソ
グラフィーとエッチングにより必要なパターンを形成
し、その直後の電気メッキではスパッタの方法を運用し
て金或いはそれに代替可能な材料で組成した適宜パター
ンの電気メッキ層を形成し、残存上ホトレジスト層の除
去及び導電層の外部に露出した部分のエッチングには物
理的或いは化学的方法を用い、X線の照射により導電層
に被覆されず外部に露出した下ホトレジスト層に対する
露光、現像を行った後にエッチングを進行して下ホトレ
ジスト層のX光に露光していない部分を残し、さらに適
宜方法により電気メッキ層、残存する導電層、及び基板
を除去し、適宜パターンを現出する残存下ホトレジスト
層のみを保留し、この残存下ホトレジスト層を、複数、
アラインメントさせて積み重ね、必要な高さの深刻溝と
重畳下ホトレジスト層を形成してリードフレームパンチ
ヘッド製造用の鋳型となし、その後に、上記第2の電気
メッキを進行し、上記リードフレームパンチヘッド製造
用の鋳型に金属を重畳させた後に、この鋳型を除去して
リードフレームパンチヘッドを得る、エネルギービーム
利用の高精度マイクロパーツ製造方法。1. A lower photoresist layer is formed on a substrate, a conductive layer is formed on the lower photoresist layer, an upper photoresist layer is formed on the conductive layer, and the substrate, the lower photoresist layer, and the conductive layer are formed. After placing an ultraviolet light mask on the structure composed of the upper photoresist layer and irradiating with ultraviolet light, transferring the pattern to the upper photoresist layer, and further proceeding with etching and subsequent electroplating on the upper photoresist layer,
The remaining upper photoresist layer is removed, and the portion exposed to the outside of the conductive layer is etched to form a required mold hole. Thereafter, X light is further irradiated, and lithography and etching of the lower photoresist layer are performed. A method for manufacturing a high-precision microparts using an energy beam, wherein the microparts are composed of a second electroplating layer formed by electroplating, wherein the microparts are used as a lead frame punch head, and the ultraviolet light is applied to the upper photoresist layer. The required pattern is formed by lithography and etching using, and in the immediately after electroplating, an appropriate pattern of electroplating layer composed of gold or a material that can be replaced by gold is formed by operating the sputtering method, and the remaining photoresist is formed. Physical removal and removal of exposed portions of conductive layers After exposure and development of the lower photoresist layer exposed to the outside without being covered with the conductive layer by X-ray irradiation using a target or a chemical method, the etching proceeds and the lower photoresist layer is not exposed to the X light of the lower photoresist layer. The portion is left, the electroplated layer, the remaining conductive layer, and the substrate are removed by an appropriate method, and only the remaining lower photoresist layer that appropriately exposes the pattern is retained.
Aligning and stacking, forming a serious groove of required height and a photoresist layer under the overlap to form a mold for manufacturing a lead frame punch head, and then proceeding with the second electroplating to form the lead frame punch head A method for manufacturing a high-precision micropart using an energy beam, in which a metal is superimposed on a mold for manufacturing, and the mold is removed to obtain a lead frame punch head.
プ、 c.該導電層の上に上ホトレジスト層を形成するステッ
プ、 d.該基板、下ホトレジスト層、導電層及び上ホトレジ
スト層で組成された構造の上に紫外光マスクを設置する
ステップ、 e.紫外光を照射して上ホトレジスト層を露光させて紫
外光マスクのパターンを上ホトレジスト層に転写するス
テップ、 f.エッチングにより上ホトレジスト層に型孔を形成す
るステップ、 g.スパッタ技術を使用して該型孔中に電気メッキ材料
を充満させて電気メッキ層を形成するステップ、 h.残存上ホトレジスト層と導電層の電気メッキ層に被
覆されていない部分とをエッチング技術を運用して除去
するステップ、 i.X光を、該基板、下ホトレジスト層、導電層及び電
気メッキ層で組成された構造に照射し並びに下ホトレジ
スト層において露光現像を行わせるステップ、 j.エッチング技術を運用して下ホトレジスト層の露光
現像された部分を除去して残存下ホトレジスト層を残す
ステップ、 k.電気メッキ層、導電層及び基板を除去して僅かに適
宜パターンを有する残存下ホトレジスト層のみを保留す
るステップ、 l.上述のa乃至kのステップを重複して行い、保留し
た上記適宜パターンを有する残存下ホトレジスト層を複
数用意するステップ、 m.複数の保留された上記適宜パターンを有する下ホト
レジスト層を正確に整合するよう積み重ね、並びに底に
一つの型板を設置するステップ、 n.電気メッキの技術を運用し、積み重ねた残存下ホト
レジスト層中に形成された凹所中を電気メッキ構造で充
満するステップ、 o.積み重ねた残存下ホトレジスト層を除去するステッ
プ、 以上の各ステップを具備し、以上により得られる電気メ
ッキ構造を以て、パンチヘッド型板とリードフレームパ
ンチヘッドを具えたマイクロパーツ部品となすことを特
徴とする、エネルギービーム利用の高精度マイクロパー
ツ製造方法。2. Each of the following steps a to o: a. Forming a lower photoresist layer on the substrate; b. Forming a conductive layer on the lower photoresist layer; c. Forming an upper photoresist layer on the conductive layer; d. Placing an ultraviolet light mask over the structure composed of the substrate, lower photoresist layer, conductive layer and upper photoresist layer; e. Irradiating the upper photoresist layer with ultraviolet light to transfer the pattern of the ultraviolet light mask to the upper photoresist layer; f. Forming a mold cavity in the upper photoresist layer by etching; g. Filling an electroplating material in the mold cavity using a sputtering technique to form an electroplating layer; h. Removing the remaining upper photoresist layer and the portion of the conductive layer that is not covered by the electroplated layer by using an etching technique; i. Irradiating a structure composed of the substrate, the lower photoresist layer, the conductive layer, and the electroplated layer with X light and performing exposure and development on the lower photoresist layer; j. Removing the exposed and developed portions of the lower photoresist layer using an etching technique to leave a residual lower photoresist layer; k. Removing the electroplated layer, conductive layer and substrate to retain only the remaining lower photoresist layer having a slightly appropriate pattern, l. Performing the above-mentioned steps a to k in duplicate to prepare a plurality of remaining remaining photoresist layers having the reserved appropriate patterns, m. Stacking a plurality of reserved lower photoresist layers having the appropriate pattern in precise alignment, and placing one template at the bottom; n. Using electroplating techniques to fill the recesses formed in the stacked remaining lower photoresist layer with an electroplated structure, o. Removing the remaining lower photoresist layer which has been stacked, comprising the above steps, and forming an electroplated structure obtained as described above, thereby forming a micropart component having a punch head template and a lead frame punch head. , High-precision micro parts manufacturing method using energy beam.
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