JPH06228774A

JPH06228774A - レジストパターン形成方法及び装置

Info

Publication number: JPH06228774A
Application number: JP1376493A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Nishikawa; 正治西川
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1994-08-16
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: JP3353928B2

Abstract

(57)【要約】【目的】レジストパターンの形成が容易で、資材も安価
で、環境を汚染することなく設備や生産コストの点でも
経済的なレジストパターン形成方法及び装置を提供する
ことを目的とする。【構成】パターン設計工程１により設計したパターンを
レジスト液を液滴状に噴射する噴射ヘッドの構成に整合
させる配列に信号変換工程２によって変換し、変換され
た信号をヘッドドライブ信号形成工程３で噴射ヘッドの
ドライブ信号に変換する。そして、前記ドライブ信号に
従って、噴射ヘッドを駆動して被加工基材５上にレジス
ト液４を液滴状に噴射する液滴噴射工程６を実施する。
更に、その基材に噴射された液滴を固化させる固化工程
７、被加工基材をエッチングするエッチング工程８、及
びレジストパターンを除去するレジスト除去工程９を実
施し、レジストパターン形成の工程を終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レジスト被膜によるパ
ターンを使用して、被加工基材面を加工する技術に係
り、特に、そのレジスト被膜パターンを形成するための
方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】被加工基材の面上にレジスト被膜による
パターンを形成し、面上のパターンの有無に基づいて、
パターンの無い部分に加工変化を生ぜしめ、パターン部
分を加工作用から防護しながら加工を進めるようにした
加工法がある。

【０００３】このような加工法の応用分野としては、パ
ターン状のエッチング、パターン状のメッキ、パターン
状の蒸着、パターン状の電解酸化等が公知であり、広く
実用に供されている。とりわけエッチング加工は、プリ
ント配線基板の加工や薄板の穴加工に用いられ、その重
用度はきわめて大きい。

【０００４】図９は公知のエッチング加工法の工程を示
す図である。図に基づいてエッチング加工法を説明する
と、各種金属、ポリイミド等のエッチング液によって溶
解可能な基材が用意され、この基材に対し、先ず、脱脂
等のための洗浄処理工程１０１を行い、吸着水分を除去
するためのベーク工程１０２を行う。次にレジスト付け
１０３を行うが、このレジスト付けの工程では液状のレ
ジスト液を塗布するか、または予め膜状に加工されたレ
ジスト膜を圧着する。そして、プレベーク工程１０４で
はレジストの溶媒を蒸発させて除去する。

【０００５】他方、エッチングするためのパターンはＣ
ＡＤ（計算機支援設計）等を用いてパターン設計工程１
０５にて生成され、この設計されたパターンは、カッテ
ィング・プロッタやフォト・プロッタによってプロティ
ング１０６を行った後パターンチェックされる。この段
階では通常加工されるパターンよりも大きな拡大率でプ
ロットアウトされている。プロットアウトされたパター
ンは、次にカメラでフィルム撮影１０７を行い、この撮
影したフィルムを現像してフィルム化する。このように
して得られたフィルムが露光用の原版である。

【０００６】次に露光工程１０８によって、プレベーク
した基材の表面に上記露光用原版を重ね合わせて、原版
の上から紫外線露光を行う。上記露光用原版におけるパ
ターンは、エッチングで残したい部分が透明で、除去し
たい部分が黒くなるようにしておく。このような露光用
原版を介して紫外線露光を行うと、基材上のレジスト
は、パターンの透明部分に位置する部分が紫外線で重
合、硬化することになる。従って、レジストが紫外線で
重合、硬化すると露光終了である。露光後は、未硬化の
レジスト材を除去するための現像工程１０９の処理を行
い、ポストベーク工程１１０によって現像液やリンス液
を蒸発させると共に、硬化部分の接着力を熱で高めてレ
ジストパターン形成の工程を終了する。

【０００７】このよにしてレジストのパターニングを終
えるとエッチング工程１１１に移る。基材のエッチング
工程１１１においては、塩化第２鉄、塩化第２銅等の金
属を化学的に溶解する液をパターニングした面に作用さ
せて、基材のレジストパターンの無い部分の金属を除去
する。そして、最終のレジスト除去工程１１２で不要と
なったレジスト膜を剥離または酸化して除去し、全行程
を終了する。

【０００８】なお、上記レジストパターン形成工程にお
いて使用される装置は洗浄槽、ベーク炉、レジスト塗布
機または圧着機、紫外線露光装置、レジスト現像機、Ｃ
ＡＤ、カッティングプロッタまたはフォトプロッタ、大
型カメラ、フィルム現像機一式、排水処理装置である。
また、資材としては洗浄液、レジスト材、カッティング
フィルム、写真フィルム、写真現像液一式、排水処理剤
等が用いられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来のエッチング加工方法及び装置には、以下のような
問題点が存在する。

【００１０】先ず、従来の方法では、作業には専門的な
知識や技能を持った人材を必要とする他、加工工程で
は、パターン形成のために高価な資材が消耗されるだけ
でなく、環境を汚染する恐れのある廃液や廃棄物が発生
したり、その加工のために不要なエネルギーや水を消費
するなどの解決しなければならない多くの問題を抱えて
いる。

【００１１】次に、従来のレジストパターン形成工程に
おいて使用される装置は、加工のために高価な設備が多
種必要となるばかりでなく、その設備の占有面積が大き
いので設備投資が莫大なものとなり、設備の維持管理に
多大な費用がかかる。

【００１２】また、プリント配線基板を作成する場合に
は、導電線パターンの作成の他に部品を実装したり、後
々の修理作業の指標となる部品名や部品の実装位置、姿
勢等を示すパターンを印刷する事が行われ、このために
はシルクスクリーン印刷の手法が適用されていた。公知
の如くシルクスクリーン印刷においてもレジストパター
ンの形成と同様にフィルム原版の作成が必要であり、ま
た版材の作成や版材への紫外光の焼き付け、現像といっ
た複雑な工程があり、しかもその様にして作成された印
刷版を用いて印刷を行う工程によってようやくプリント
配線基板の文字印刷が終了する。従ってこの印刷工程
は、従来のレジストパターン作成方法に伴って生ずる上
述したような種々の問題に加え、それ以上の複雑さと問
題が存在する。

【００１３】更に、プリント基板の作成等においては、
エッチングの為のフィルム作成に時間が掛り、更にその
仕上がりを確認して誤りが発見されれば作り直さなけれ
ばならず、そのロスは大きい。

【００１４】また、大量のフレキシブルなプリント配線
基板の作成を行う場合は、ロール状に巻かれた状態から
引き出した基板材料にシルクスクリーン印刷でレジスト
パターンを印刷して、これをエッチングするという方法
で作られる。この方法は、大量生産には向いているが試
作品や小ロットの製作には時間が掛りすぎコスト高にな
ってしまう。

【００１５】従って本発明は、レジストパターンの形成
が容易で、資材も安価で、環境を汚染することなく設備
や生産コストの点でも経済的なレジストパターン形成方
法または装置を提供することを目的とする。

【００１６】また本発明は、上記目的が達成されると共
に、パターンエッチングが簡易に行えるレジストパター
ン形成装置を提供することを目的とする。

【００１７】また本発明は、レジストパターンの形成と
共に、文字，図形のプリントが同一装置で簡易に行える
レジストパターン形成装置を提供することを目的とす
る。

【００１８】また本発明は、少量のフレキシブルプリン
ト配線基板の作成の為のレジスト形成を簡易に効率良く
行うことができるレジストパターン形成装置を提供する
ことを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、本発明のレジストパターン形成方法は、レジ
スト液を液滴として噴射することにより、被加工基材の
表面に所望のパターンのレジスト被膜を形成し、レジス
ト被膜の有無による表面の性質の差に基づいて、基材の
加工を行う加工法における上記レジスト被膜のパターン
形成方法において、同一のレジストパターン信号に基
づき、上記基材へのレジスト液の噴射を基材面上の同一
パターン部分に対して複数回繰り返して行う液滴噴射工
程を有するものである。

【００２０】このような方法により、画信号の形で受信
したレジストパターン信号に基づいて噴射ヘッドにより
レジスト液が直接基材面へ付着され、レジストパターン
が形成される。又、同一のレジストパターン信号によ
り、同一基材面上に液滴噴射を複数回繰り返すので、十
分な厚さのレジスト膜が形成される。

【００２１】また、本発明のレジストパターン形成方法
は、望ましくは、液滴噴射工程が、一連の主走査及び副
走査のより、被加工基材面上の全レジストパターンを形
成した後、再び同一走査により前記基材面上に同一パタ
ーンを重ねて形成するものである。

【００２２】このような方法により、先行の噴射と後続
の噴射との間に液滴溶剤が十分に気化する時間が確保さ
れる。

【００２３】また、本発明のレジストパターン形成方法
は、望ましくは、液滴噴射工程が、副走査方向に複数ド
ット分の幅を有する噴射ヘッドの主走査により形成され
る帯状の走査領域を、副走査方向に互いに重なり合うよ
うに前記噴射ヘッドの副走査方向に位相をずらしつつ、
レジスト信号に基づき液滴を噴射するものである。

【００２４】このような方法により、被加工基材面上に
隣り合う走査領域間のムラ等を無くしたレジスト膜が形
成される。

【００２５】また、上記目的を達成するため、本発明の
レジストパターン作成装置は、レジスト液を被加工基材
面上に液滴状に噴射する第１の噴射ヘッドと、前記第１
の噴射ヘッドとは別に設けられ、液滴を噴射する第２の
噴射ヘッドと、前記第１及び第２の噴射ヘッドと被加工
基材とを相対的に走査させる走査手段と、パターン画信
号を受信する受信回路と、前記受信回路により受信した
パターン画信号を前記噴射ヘッドの構成に合わせて変換
する信号配列変換回路と、前記各噴射ヘッドの一つを選
択する選択手段と、前記噴射ヘッド及び走査手段の動作
を制御する制御手段とを有するものである。

【００２６】このような構成により、同一の装置で各噴
射ヘッド毎にそれぞれの用途に応じた作業が行われる。

【００２７】また、本発明のレジストパターン形成装置
は、望ましくは、前記走査手段は、前記被加工基材と共
に記録紙を支持可能な支持台を備えており、前記第２の
噴射ヘッドは、記録紙面に付着して着色画像を形成する
インクを噴射するものである。

【００２８】このような構成により、レジスト液による
レジストパターンを形成するに先立って、記録紙面上に
レジストパターン確認のためのチェックパターンが形成
される。

【００２９】また、本発明のレジストパターン形成装置
は、望ましくは、前記被加工基材は、プリント配線基板
材であり、前記第２の噴射ヘッドは、白色顔料画像を形
成する白色顔料インクを噴射するものであり、前記受信
回路は、プリント配線基板材上にプリントすべき配線パ
ターン信号及び文字・図形信号を受信するものである。

【００３０】このような構成により、レジスト液の噴射
によるレジストパターン形成と共に、白色顔料インクの
噴射を行い、プリント基板配線基板材上に文字・図形等
が形成される。

【００３１】また、本発明のレジストパターン作成装置
は、シート状の被加工基材を巻回したロールと、ロール
から送り出された前記基材を搬送する搬送手段と、搬送
される基材を所定の走行位置に維持する維持手段と、前
記所定位置に対向して配置され、レジスト液を液滴とし
て噴射する噴射ヘッドとを有するものである。

【００３２】このような構成により、ロールに巻かれた
シート状の被加工基材を繰り出しつつ基材上にレジスト
パターンが形成される。

【００３３】また、本発明のレジストパターン作成装置
は、望ましくは、上記ロールから繰り出された基材に対
して配置された上記噴射ヘッドとは反対の面に配置され
た別の噴射ヘッドを有するものである。

【００３４】このような構成により、表裏同時進行で基
材の両面上にレジストパターンが形成される。

【００３５】

【実施例】最初に本発明のレジストパターン形成方法の
実施例について説明する。図１は、本発明によるレジス
トパターン形成方法の第１実施例を示す図である。先
ず、同図に示すように、本実施例のレジストパターン形
成方法においては、必要とするレジストパターンの設計
を行うパターン設計工程１、その設計したパターンを液
滴状のレジスト液で印刷するための液滴噴射ヘッドの構
成に整合させる配列に変換する信号変換工程２、そし
て、信号変換工程２で変換された信号を液滴噴射ヘッド
のドライブ信号に変換するヘッドドライブ信号形成工程
３が実施される。

【００３６】そして、このヘッドドライブ信号形成工程
３において形成されたヘッドドライブ信号に従って、液
滴噴射ヘッドを駆動してレジスト液４で被加工基材５に
液滴噴射６ａ，６ｂを行う液滴噴射工程６が実施され
る。この液滴噴射工程６は液滴噴射６ａ，６ｂが完全に
独立した工程となっている。

【００３７】更に、その基材に噴射された液滴を固化さ
せる固化工程７が実施され、液滴が固化された後に、被
加工基材をエッチングするエッチング工程８、及びその
被加工基材上の用済みとなったレジストパターンを除去
するレジスト除去工程９が実施され、レジストパターン
形成の工程を終了する。

【００３８】このように本実施例では、上述した各工程
を実施することによりレジストパターンの形成が行われ
るが、以下にその各工程について詳述する。先ず、パタ
ーン設計工程１についてであるが、上述したレジストパ
ターン形成では、パターンの画像情報が電気信号に変換
されて供給されるのが本実施例の工程のスタートとな
る。従って、パターン設計工程１においてのパターン設
計は、レジストパターンの画像情報が信号（データ）と
して得られる。この場合、省力化と能率とを考えるとＣ
ＡＤシステムを用いて行われることが好ましいが、ハン
ドワークで作成した原図をイメージスキャナで読取り、
画信号に変換してこれを画像情報として得られるように
しても良い。

【００３９】信号変換工程２においては、上記パターン
設計工程１で受信された信号が、液滴噴射ヘッドを制御
するのに適した組み合わせと順序に並べ変えられ、原信
号がベクタ信号である場合には、先ずベクタ・ラスタ変
換が行なわれラスタ画信号が得られる。即ち、この画信
号の並べ換えは、液滴噴射ヘッドのノズル配列や主走査
及び副走査機構に関連して決まる信号列へ変換される。
例えば、液滴噴射ヘッドがマルチノズル機構であって、
各ノズルが同時に動作して液滴を噴射する構成の場合に
は、ノズル配列位置に対応して複数の画信号が同時進行
的に次々に取り出され、次のヘッドドライブ信号形成工
程３へ送り込まれる。

【００４０】そしてそのヘッドドライブ信号形成工程３
は、液滴噴射ヘッドを直接駆動するための電圧、パルス
幅の信号が形成される工程である。

【００４１】次に、液滴噴射工程６では、前記ヘッドド
ライブ信号形成工程３によって形成された信号により液
滴噴射ヘッドが駆動され、被加工基材５上にレジスト液
４が液滴状に噴射される。この場合、液滴噴射６ａ，６
ｂを完全に独立した工程として２回の液滴噴射が行われ
る。即ち、液滴噴射６ａにおいては、レジストパターン
信号に従って液滴噴射を行いながら主走査および副走査
により全面のパターン走査が終了されると、次に液滴噴
射ヘッドは、再び液滴噴射６ａのラスタ走査のスタート
位置に戻って、同一のレジストパターン信号に従い同一
基材面上に重ねて次のレジスト液の噴射６ｂを行う。

【００４２】ここで、液滴噴射工程６を上述したように
実行することにより、次のような効果が得られる。先
ず、先行の全面のラスタ走査を終了してから後続の全面
のラスタ走査を行うまでの間に、溶剤気化のためのイン
ターバルを最大とすることができ、先行して噴射された
液滴の溶剤が完全に気化した後に、基材上の同一部分に
次の液滴が付着するので、小径のドットによって厚い膜
を形成することができ、高精細パターンのものを作るこ
とができる。また、液滴サイズの不均一や噴射位置の変
動が平均化されて、より高性能な膜質のレジストパター
ンを得ることができる。また、１回の噴射で液滴量を十
分に多くすると、液滴の寸法が大きくなって細かい形状
のレジスト膜が作れなくなり、また付着した液滴が流れ
出す等の不具合が発生するが、複数回時間差を設けて噴
射することによりこれを防止することができる。さら
に、上述したように先行の全面の主副走査を終了させて
から後続の全面の主副走査を行う場合には同一部分の走
査の間に最大の時間差を設けることができるから、気化
速度の遅い溶剤をレジスト液に適用することができ、レ
ジスト液の粘度変化をおさえノズルの目づまりが防止さ
れる。

【００４３】次に、液滴噴射工程６を実行した後の固化
工程７では、噴射された液滴パターンの固化が行われ
る。この固化工程７では、噴射用レジスト液が油性樹脂
液の場合には、溶剤の気化によって固化が行われるので
放置固化を行ってもよいが、加熱工程を加えることによ
って固化を促進し確実なものとしたほうがより良い。ま
た紫外線硬化樹脂液のように硬化のメカニズムが溶剤の
気化に依存しないものでも、液滴噴射を行う場合には粘
度調整を行うために有機溶剤を加えるので、紫外線硬化
樹脂液を使用する場合にも、溶剤を気化させ、その後に
紫外線照射工程を加えて重合硬化させるものとしたほう
がより良い。

【００４４】そして本実施例では、後工程としてエッチ
ング及びレジスト膜除去の工程をエッチング工程８、レ
ジスト除去工程９として図示した。ここで、エッチング
工程８において被加工基材５に金属板、またはプリント
配線基板のような絶縁板上に金属箔を張り付けたものが
適用される場合には、塩化第２鉄、塩化第２銅等のエッ
チング液の中にレジストパターンを形成した基材を浸し
たり、腐食液をシャワー状に注ぎかけることによりエッ
チングが進められる。これによりレジストパターンの無
い部分の金属は溶解除去され、レジストパターン下の金
属はそのまま残り、その結果レジストパターンの形状通
りの加工が実施される。

【００４５】更にエッチング工程８が実施された後のレ
ジスト除去工程９では、レジストパターンはエッチング
されずに残るので、レジストを除去するための除去が行
われる。このレジストパターンの除去は、アルカリ性の
液等でレジスト膜を軟化させておき、そこへジェット水
流やブラッシング等の外力を加えることにより行われ
る。なお、このレジスト除去工程９は、プリント配線基
板等のようにハンダ付けのために金属の露出が必要な場
合にはレジストパターンを除去が必要となるが、レジス
トが残っていても支障のない加工の場合は省略すること
ができる。

【００４６】以上、上述した本実施例では、レジストパ
ターンを被加工基材５上に形成するにあたり、レジスト
パターンを液滴噴射ヘッドにより形成するため、従来必
要であった原版の作成、露光及び現像といった工程を無
くすことができた。そのため、作業に要する専門的な知
識や技能を必要としないことにより、レジストパターン
の形成が容易となり、また、その工程において使用され
ていた薬品や水の使用が排除されたことにより、廃液や
廃棄物の発生による環境汚染をなくし、更に、その工程
に要する資材や設備の排除により経済的なものとなる等
の効果が得られる。

【００４７】ところで、上述した実施例においてレジス
ト液を液滴状に噴射を行う液滴噴射ヘッドは、インクジ
ェットプリントヘッドとして用いられるものと同じ構成
のものが適用可能であり、以下に示す２つのタイプに大
別される。

【００４８】まずオンデイマント型と呼ばれ、複数の独
立したノズルおよび圧力発生部を有していて、同時進行
的に液滴を噴射してヘッドを主走査方向に移動させて複
数の走査ラインを形成する。即ち、主走査方向に長い帯
状の走査領域を形成するのがその一つのタイプである。
別のタイプのヘッドは荷電制御型と呼ばれ、導電性の液
をノズルから加圧して噴出させると共に振動を与えて粒
子化する。このノズルから液が分離する時に信号電極に
加える電圧の有無で粒子の帯電を制御し、偏向電極によ
って帯電粒子と非帯電粒子の飛行方向を分別し、一方の
粒子でパターンを形成する。この方式のヘッドの場合、
偏向電極の電圧を周期変化させて電気力線方向に液滴の
流れを制御すると共に、これを直交する方向にヘッドを
移動させることによって帯状の走査領域が形成される。

【００４９】しかし、上記各方式のヘッドによって作ら
れる帯状走査領域の帯の幅はあまり広いものではないの
で、副走査方向にこの帯をつなぎ合わせて一つの被走査
平面が走査されるようになる。このような帯状走査にお
いては帯のつなぎ目部分はどうしても隙間が発生した
り、過剰な重なりが出来てしまう。また、帯内の副走査
方向各位置の液滴噴射の粒子の大きさやピッチのムラを
無くする事も困難である。これに対し上記のようなヘッ
ドを文字やパターンを表示する事を目的とする場合は、
上記のようなムラがあったとしても、やや見た目が悪い
という事で判別、判読には支障はない。ところがレジス
トパターンにそのようなムラがあると、例えばプリント
配線基板で言えば電極ラインの切断や分離電極のショー
ト等のエッチング不良が生じて、作成されたものは使用
できないものになってしまう。

【００５０】そこで、次に上述した点を考慮した他のレ
ジストパターン形成方法について説明する。図２は、レ
ジストパターン形成方法の第２実施例を示す図である。
本実施例では、液滴噴射工程６のみ変更を加え他の工程
及び要素は、上述した第１実施例と同じ内容であるの
で、同一の工程及び要素には同符号を付し、詳細な説明
は省略する。この図２においては、被加工基材５上の被
走査面全面への２回の液滴噴射工程６ａ，６ｂを同時に
進行させ、全面のパターンを終了させる。このような方
法として例えば、液滴噴射工程６がＮ回行われる場合
に、１回の主走査にて得られる帯状走査領域の１／Ｎ
（Ｎ≧２）だけの副走査方向に帯の位置をずらせながら
順次走査領域を重ねてゆくなど、結果として基材上の同
一部分がＮ回の液滴噴射を受けるものが考えられる。以
下にその具体例を示す。

【００５１】図３は、２回の液滴噴射工程６被加工基材
５上の被走査面全面への２回の液滴噴射工程６ａ，６ｂ
を同時に進行させる場合に、各帯状走査領域の副走査方
向の位置の位相をずらせるパターン形成方法を示す図で
ある。図３において、矢印Ｘは主走査、Ｙは副走査の方
向を示し、Ｌ−１、Ｌ−２、Ｌ−３は各帯状の走査領域
を示している。つまり、各々の帯状走査領域は副走査方
向の幅の１／２だけ位相をずらせながら次々に走査領域
が重ねられて行く。

【００５２】このようにすると、被走査面は時間差を設
けて、２回の液滴噴射を受ける事となり、かつ、隣接す
る走査領域は半分ずつオーバラップされる為に、つなぎ
目のピッチムラや、帯の幅の中のピッチムラ等は分散配
置されて平均化され、ムラとしての悪影響が出ないよう
にすることができる。

【００５３】位相のずらせ幅は、一般的には帯状走査領
域の副走査方向の幅の１／Ｎ（Ｎ≧２）とし、この場合
の基材上の同一部分に対する液滴噴射回数はＮ回とな
る。帯状走査は、Ｌ−１、Ｌ−２、Ｌ−３の順に行い、
Ｙ方向の一方から他方への副走査送りで全走査を終了す
る。

【００５４】次に、図４は、副走査方向の帯の位置の位
相をずらせるパターン形成方法において、第１実施例と
同様に液滴噴射６ａ，６ｂを完全に独立とした方法を示
す図である。図４の（Ａ）は先行の主副走査を示し、Ｍ
−１、Ｍ−２、Ｍ−３は各帯状の走査領域を示し、各帯
は隣接している。この主走査及び副走査が終了した後に
後続の主副走査を図４の（Ｂ）で示す様に行う。この走
査においては、各帯状走査域Ｏ−１、Ｏ−２、Ｏ−３は
Ｍ−１、Ｍ−２、Ｍ−３に対して副走査方向の帯の幅の
１／２だけ位相がずらせてあり、結果として基材上に２
度の噴射が行われることになり、図３の方法と同様の効
果が得られる。

【００５５】しかも図４の走査の場合には、同一部分が
前回走査されてから次回の走査を受けるまでの間に長い
インターバルがあるので、気化速度の遅い溶剤を用いた
レジスト液が適用できる利点がある。

【００５６】以上、本発明のレジストパターン形成方法
を第１，第２実施例において説明したが、ここで使用さ
れるレジスト液４、被加工基材５には以下のようなもの
が適用可能である。被加工基材５は、液滴噴射工程６に
おいて、液滴受け面として供給される。この被加工基材
５は、例えばエッチング加工の場合には、エッチング液
によって溶解可能な表面を有するものであって、銅、ニ
ッケル、ステンレススチール等の各種の金属、あるいは
ポリイミド、ガラスエポキシ等の樹脂板上に金属箔を張
り付けた基材等が適用される。

【００５７】次に、レジスト液についてであるが、レジ
ストを用いる加工例としては、エッチング、エレクトロ
フォーミング、電解酸化等があるり、エッチングを例に
とってみると、レジスト膜は塩化第２鉄、塩化第２銅あ
るいはその他の酸やアルカリ等を含む水溶液から成る電
解液に対して耐性がなければならない。従って、噴射用
レジスト液として適用可能なものとしては、油性溶媒中
に溶解分散させた樹脂液、加熱溶解したワックスあるい
は以下に示すような紫外線硬化タイプの樹脂液等であ
る。

【００５８】また、本実施例の特徴は、液滴噴射ヘッド
によてレジストパターンを直接被加工基材５上に複数回
噴射することで、レジストパターンを形成することにあ
るが、使用するレジスト液４には紫外線硬化樹脂液を用
いるのが極めて好適である。これは形成されたレジスト
パターンは紫外線の照射で堅固な膜になると共に基材と
の接着力も増し、後工程で使用するエッチング液や電解
液等の処理液に対する耐性が高まり、レジストパターン
としての性能の優れたものを提供することができる。

【００５９】ここで紫外線硬化レジスト液の処方例を下
記に示す。顔料または染料：適当量（なくとも可）増感材（アミノ化合物、ケント類等）：２〜１５（重量比）オリゴマープレポリマー（Ｅ．Ａ、アクリルウレタン等）：２０〜５０（重量比）反応性モノマー（ＰＥＴＡ、ＴＭＰＴＡ）：１０〜２０（重量比）添加剤（安定剤、滑剤等）：０．１〜５（重量比）有機溶剤：適当量（粘度調整用）着色剤については、本来レジストパターンは目視のため
のものではないから必要としないが、パターニングが正
常に行われたか否かを目視判定するような場合に役に立
つので、適当量加えておいた方が良い。

【００６０】また、装飾用のエッチング加工において、
レジストパターンは残したままとする用途もあるが、こ
の場合にはレジストパターンに着色剤を意図的に加え
て、目視効果を高める場合もある。この場合のレジスト
液は、紫外線硬化タイプでなくとも可能であるが、紫外
線硬化タイプの方が膜の強度や接着性に勝っているので
好ましい。

【００６１】なお、紫外線照射による固化工程７におい
ては、高圧水銀灯、メタルハライドランプ等の光源から
波長２５０mm〜３５０mmの紫外線を照射する。また、紫
外線硬化樹脂液のように硬化のメカニズムが溶剤の気化
に依存しない場合でも、液滴噴射を行う場合には粘度調
整のために有機溶剤を加える。このようにレジスト液に
溶剤を加える時、溶剤の気化速度が速ければ、複数回の
液滴噴射の間に設ける時間差も短くすることができる。
ところが、気化しやすい溶剤を用いるとレジストの粘度
が変化しやすく、また、液滴噴射ヘッドの噴射口部が液
の粘度が高くなって詰まりを起しやすくなる。そこで、
気化速度の遅い溶剤を用いてパターン形成する必要が生
じる。このような時には、作業効率をあまり低下させな
いためには、上述した第１実施例の方法が好適である。
以上各種の被加工基材及びレジスト液の適用が可能であ
るが、必ずしもこれらのものに限定されるわけではな
い。

【００６２】次に本発明のレジストパターン形成方法を
適用したレジストパターン形成装置の実施例について説
明する。レジストパターンを形成するためには、基材を
支持する手段と、液滴噴射ヘッドとその移動走査手段や
レジストパターン信号受信処理回路と全体の動作を制御
する制御回路等によって装置を構成する。ところがこの
様なレジストパターン形成に関連する作業として、上述
のような液滴噴射ヘッドとその走査機構を流用すること
ができる作業があり、その為に複数種の異なった作業が
できるように装置構成しておくと便利である。

【００６３】図５は本発明のレジストパターン形成装置
の第１実施例である。レジスト液を液滴状に噴射する液
滴噴射ヘッド１１，１２は移動走査台１３にホルダー１
４によって一体的に取り付けられている。そして移動装
置台１３がスライドして主走査が行われるようガイドレ
ール１５、１６にスライド可能に取り付けられ、主走査
モーター１７がワイヤプーリー１８を軸上に支持してい
る。このワイヤープーリー１８はワイヤ１９を巻回し、
ワイヤ１９は不図示の他のプーリーへと掛け渡されて、
ワイヤグリップ２０によって移動装置１３がワイヤに固
定されている。またボトル２１、２２は液滴噴射ヘッド
１１、１２へそれぞれレジスト液等を供給するためのボ
トルである。レジストパターンを形成する基材は移動支
持台２３上に保持され、その移動支持台２３は固定台２
４上にスライド可能に支持され、更にその移動支持台２
３を副走査方向に送り出すように不図示のリードスクリ
ューに副走査モーター２５が固定されている。

【００６４】信号形成を行うための構成として、パター
ン信号受信回路２６が信号配列変換回路２７に接続さ
れ、更に信号配列変換回路２７が、液滴噴射ヘッド１
１，１２にそれぞれ接続されたヘッドドライバー２８，
２９のそれぞれに接続されている。また、ヘッド選択指
定手段３３が制御回路３２に接続され、その制御回路３
２が主走査モーター１７及び副走査モーター２５にそれ
ぞれ接続された主走査モータードライバー３０及び副走
査モータードライバー３１に接続され、更に制御回路３
２はヘッドドライバー２８，２９のそれぞれにも接続さ
れている。なお、上記移動走査台１３、ホルダー１４、
主走査モーター１７、移動支持台２３、固定台２４及び
副走査モーター２５等によって、基材とヘッド相対的に
走査させる走査手段が形成されている。

【００６５】次に図５の装置の動作について説明する。
先ず初めに、パターン信号受信回路２６で受信したレジ
ストパターンを形成するための信号は信号配列変換回路
２７で液滴噴射ヘッドの構成や走査モードに整合させた
変換を行い、この変換された信号に対応してヘッドドラ
イバー２８，２９が応動して液滴噴射ヘッド１１，１２
がドライブされる。また、制御回路３２はヘッド選択指
定手段３３の指定を受けてヘッドドライバー２８，２９
のいずれか一方が動作するように制御すると共に、主走
査モータードライバー３０、副走査モータードライバー
３１等の動作を制御する。

【００６６】ヘッドドライバー２８，２９によってドラ
イブされる液滴噴射ヘッド１１，１２は移動支持台２３
に固定された基材にレジストパターンを形成していく。
その際、主走査モータードライバーによってドライブさ
れた主走査モーター１７がワイヤプーリー１８を駆動し
ワイヤ１９が巻回されて他の不図示のワイヤプーリーへ
と掛け渡される。そしてワイヤグリップ２０によって移
動走査台１３がワイヤに固定され、ワイヤの移動と共に
移動走査台１３に一体的に取り付けられたホルダーは、
移動走査台１３がガイドレール１５，１６をスライドす
るのに伴って移動する。また、基材が固定された移動支
持台２３は副走査モーター２５の回転により不図示のリ
ードスクリューを回転させて固定台２４上をスライドし
て副走査方向に送られる。

【００６７】以上述べたように、本実施例の装置によれ
ば、従来の作業に専門的な知識や技能を必要とし、加工
工程では、パターン形成のために高価な資材が消耗され
るだけでなく、環境を汚染する恐れのある廃液や廃棄物
を発生させるものに比べ、レジストパターンの形成が容
易で、資材も安価で、環境を汚染することなく設備や生
産コストの点でも経済的なレジストパターン形成装置を
提供することができる。

【００６８】更に、以上説明したレジストパターン形成
装置は、パターン形成のための液滴噴射ヘッド１１，１
２に適用する液と、この液滴を噴射する対象及び噴射の
パターンは、以下の実施例に示すように種々のバリエー
ションがある。

【００６９】第２実施例として、着色インクによって紙
の上にパターンをプリントし、レジストパターン噴射前
のチェック用のプリントを行う用途に用いるものを以下
に説明する。その構成は第１実施例のレジストパターン
形成装置の構成と基本的に同じである。

【００７０】液滴噴射ヘッド１１，１２はオンデイマン
ド型あるいは荷電制御型のいずれのタイプのヘッドでも
適用可能であり、そのヘッド１１に適用するレジスト液
は、例えば紫外線硬化樹脂液、ヘッド１２は着色インク
液、すなわちインクジェットプリンターに適用されてい
る水性のインク液が適用される。なお、ヘッド１１は荷
電制御型の方がヘッドと液滴受け面のギャップを広くと
ることができるので、プリント基板等の被加工基材の厚
さのバリエーションが大きいものを対象とするために適
用性が高い。また、ヘッド１２はヘッド１１と同じ移動
台に装着し、同じ走査機構を利用することから同じタイ
プのヘッドを用いるのが好適である。

【００７１】移動支持台２３は、被加工基材と記録紙の
両者の支持が可能なように、移動走査中に基材や記録紙
が移動しないような固定手段を設ける。また基材や記録
紙の厚さが大幅に変化すると、荷電制御型ヘッドでは偏
向された液滴の到着位置が予定位置からずれたり、オン
デマント型のヘッドではインクの飛行方向がばらばらに
なったりする場合がある。そのため、これを防止するの
に移動支持台２３またはホルダー１４部分に上下動調整
機構を設けたり、あるいは基材や記録紙の下に厚さ調整
板を重ねるようにする。あるいは、荷電制御型ヘッドで
はヘッドの偏向電圧値の調整手段を設けておく。

【００７２】このような構成で、被加工基材にレジスト
液を噴射する前に、その被加工基材に替えて置かれた記
録紙上に着色インクにより同じパターンをプリントす
る。この場合、切り替えスイッチ、キーボード等による
ヘッド選択指定手段３３でヘッド１２を選択すると、制
御回路３２はヘッドドライバー２９を動作状態となり、
ヘッドドライバー２８は休止状態となる。また、ＣＡＤ
の出力信号あるいはスキャナーからの読取り信号等をパ
ターン信号受信回路２６で受信し、一旦メモリーにスト
レージする。そして、信号配列変換手段２７は前記メモ
リーからの読出しのアドレスとタイミングを書き込み時
とは変更させて信号配列変換を行う。この信号配列変換
は帯状走査の場合は帯の単位で行われ、先ずヘッドドラ
イバー２９へ送り込まれる。

【００７３】ヘッドドライバー２９によって液滴噴射ヘ
ッド１２が駆動されると同時に、主走査モーター１７が
回転し、移動走査台１３がガイドレール１５，１６をス
ライドしながら移動し、記録紙上の主走査方向に長い帯
状の領域に着色インクが噴射される。

【００７４】一回の主走査が終了すると、副走査モータ
ー２５が回転して副走査方向に所定量だけ移動支持台２
３が移動し次の主走査が行われる。このように主走査を
繰り返して行い記録紙上にレジストパターンと同じパタ
ーンの画像が着色インク画像としてプリントされる。そ
して、プリントされたパターンを確認して間違いがなけ
れば、次に被加工基材を移動支持台２３上にセットし、
ヘッド選択指定手段３３によってヘッド１１を指定する
と、ヘッドドライバー２８が動作状態となり、ヘッドド
ライバー２９は休止状態となる。以下の動作はヘッド１
２の場合と同様、基材上にレジスト液がパターン状に噴
射される。

【００７５】なお、レジスト液が紫外線硬化樹脂液の場
合、紫外線照射による硬化工程が必要となるが、レジス
ト液の噴射を終了させた後に硬化装置に送り込むように
しても良いが、図５の装置に紫外線照射手段を一体に設
けるようにして、走査中または走査終了後に同装置にセ
ット硬化させるように構成することもできる。

【００７６】このような装置によれば、レジストパター
ンの形成、エッチング等の工程を実施する前に記録紙上
にパターンをプリントして事前にチェックすることがで
きるので、パターンミスによる作業時間や資材のロスの
発生を未然に防止することができる。

【００７７】次に、図６は、第３実施例としてレジスト
液の噴射と共に白色顔料インクの噴射を行えるように構
成したものである。ここで、図５と同一のものには同付
号を付し、その詳細な説明は省略する。この実施例にお
いては、白色顔料インクを適用する液滴噴射ヘッド１
２′がレジスト液滴噴射ヘッド１１と共にホルダー１４
に固定され、液滴噴射ヘッド１２′に白色顔料インクを
供給する供給ボトル２１′が設けられている。この白色
顔料インクは既に公知であるテープカセットやＩＣパッ
ケージ等へ文字、記号をプリントするインクジェットプ
リント用のインクを用いることができる。また、本装置
にはパターン信号受信回路にレジストパターン信号源３
４と文字・図形信号源３５が接続されている。なお、こ
のレジストパターン信号源３４と文字・図形信号源３５
は別体として図示したが、両者の信号を同一のホスト装
置から出力するようにしても良い。

【００７８】このような構成により、プリント配線基板
のエッチングのためのレジストパターン形成に加えて、
プリント配線基板上に部品を実装する場面で指標となる
部品名、部品位置等を白色顔料によって印刷される。ま
ず、レジストパターンを形成する場合はレジストパター
ン信号源３４からの信号がパターン信号受信回路２６に
入力されると、既に第２実施例で説明したように装置を
動作させる。そして白色顔料によるプリントを行う場合
には、ヘッド選択指定手段３３によってヘッド１２′を
指定し、文字・図形信号源３５からの信号がパターン信
号受信回路２６に入力されると、ヘッドドライバー２９
によってヘッド１２′が駆動され白色顔料インクの噴射
が行われる。

【００７９】この場合、原信号に対応させ指定手段３３
によってヘッドドライバーの動作を制御するが、例えば
プリント基板の一方の面上に電気回路パターンを形成
し、他方の面上に文字や図形パターンを白色顔料インク
でプリントしたり、電気回路パターンを形成した基板の
パターン上に白色顔料インクで書き込む場合には、パタ
ーンと文字や図形の位置合わせが重要になる。

【００８０】従って、パターンと文字や図形の位置合わ
せのために移動支持台２３上への基材の取り付けを正確
に行う必要がある。但し、装置側の両ヘッドの取付位置
誤差や表裏のパターン図の座標原点を整合させる等のた
めに、信号配列変換の条件を制御回路３２の指令に基づ
いて変更する場合もある。あるいは、主走査モータード
ライバー３０、副走査モータードライバー３１の動作を
制御し、ヘッドの走査領域を変更して位置を整合させる
ことも可能である。

【００８１】以上のような構成によれば、レジストパタ
ーンを用いての加工頻度の高いプリント配線基板の加工
において必要となる白色顔料による文字や図形の印刷を
同一装置を用いて簡易に実行することができる。また同
一装置によりパターン形成するために、パターンと文字
の位置合わせの精度を高めることを容易に実行できる。

【００８２】更に、他のバリエーションとしては、上記
両ヘッドを共にレジスト液の噴射に使用するようにすれ
ば、一方を予備のヘッドとして設け、実際に使用してい
る他方のヘッドが故障したような場合でも、作業を中断
することなく予備のヘッドにより継続され作業を続行す
ることができる。

【００８３】図７は、フレキシブルなシート基材に応用
したレジストパターン形成装置の第４実施例であり、図
５と同一のものには同付号を付し、その詳細な説明は省
略する。ロール４０に巻かれたフレキシブルなシート基
材４１が、走行位置を所定位置に維持するためのプラテ
ンローラー４２を経由して搬送ローラー４４へ掛け渡さ
れている。各ローラーにはシート基材がスリップするの
を防止するためピンチローラー４３，４５が圧接されて
いる。また、プラテンローラー４２にはステップ的に回
動してシート基材４１を副走査送りするよう副走査モー
ター４６が連結されている。そして、レジスト液カート
リッジ４７を有するレジスト液を液滴状に噴射する液滴
噴射ヘッド４８がガイドレール４９，５０を自在にスラ
イドするように設けられた移動走査台５１に取り付けら
れている。プラテンローラー４２と搬送ローラー４４と
の間にはレジストパターンを硬化させる紫外線光源５２
が設けられている。

【００８４】ここでフレキシブルな基材としては、例え
ばフレキシブルプリント配線基板材があり、通常ポリイ
ミド等の耐熱性樹脂フィルム上に銅箔層を接着したもの
がある。これを使用した場合、銅張り面を液滴噴射ヘッ
ド４８側に向けて引き出し、プランテンローラー４２で
位置決めする。この時、位置決め部分ではシート基材４
１に作用する外力はないため背面の支持手段であるピン
チローラー４３が必ず必要な訳ではない。また、液滴噴
射位置の上下にローラーを設けて、張力で平面を維持す
るような構成であっても良い。

【００８５】プランテンローラー４２で位置決めされる
と、液滴噴射ヘッド４８が動作して移動走査台５１がガ
イドレール４９，５０をスライドして帯状の領域に液滴
を噴射してレジストパターンを形成する。主走査方向の
帯状のレジストパターンが形成されると、副走査モータ
ー４６の回転でプランテンローラー４２を所定量回転し
てシート基材４１を移送することによって副走査を行
う。そして、シート基材に吹き付けられたレジスト液
は、紫外線光源５２によって硬化させられる。

【００８６】以上のような構成ではシート状の基材に対
してロール状に基材が巻回して順次送り出され、副走査
をシート基材をロールの送りによって行う構成にしたた
め、副走査手段を簡略化することができる。また、シー
ト基材を次々に送りながら連続してレジストパターンを
形成することで、自動運転によって多数のレジストパタ
ーンを形成することが可能となる。これは、小規模生産
用の装置として活用することもできる。

【００８７】上記のようなフレキシブルなシート基材の
エッチング加工において、例えば両面のプリント配線基
板作成のように、シート基材の両面の加工を行う事がし
ばしば必要となる。

【００８８】そこで図８はフレキシブルなシート基材の
両面に加工を行うレジストパターン形成装置の第５実施
例であり、図７と同一のものには同付号を付し、その詳
細な説明は省略する。なお、制御回路等の回路系は図面
には省略してある。

【００８９】上記した第４実施例と同様、シート基板の
片面にレジストパターンを形成する装置に加えて、シー
ト基材４１′がさらに進み、そのシート基材４１′を反
転させる第２のプラテンローラー５３と、反転した面に
レジストパターンを形成するように、同様な構成によっ
て、ピンチローラー５４、レジスト液カートリッジ５
５、レジスト液滴噴射ヘッド５６、ガイドレール５７，
５８、移動走査台５９、及び紫外線光源６０そして巻取
ロール６１によって構成されている。

【００９０】従ってこの様な構成により、シート基材４
１′は供給ロール４０から巻取ロール６１へ掛け渡さ
れ、途中で２つのプラテンローラー４２，５３でそれぞ
れ各面の位置決めを行い各位置においてレジストパター
ンを形成し、レジスト液を紫外線光源５２，６０によっ
てそれぞれ硬化させ、レジストパターンの形成されたシ
ート基材が巻取ロール６１に巻き取られる。

【００９１】以上説明したように、第４，第５実施例で
示した装置ではフレキシブルなシート基材をロールから
取り出して、基材の送りによって副操作を行うと共に基
材の両面に同時進行的にレジストパターンを形成するこ
とができるので、きわめて簡易な構成で効率良くレジス
トパターンを形成することができる。また、これにより
試作的な少量のレジストパターン形成はもとより、少量
の生産場面での簡易な生産装置として利用することがで
きる。

【００９２】

【発明の効果】本発明のレジストパターン形成方法によ
れば、レジストパターンの形成が容易で、資材も安価
で、環境を汚染することなく設備や生産コストの点でも
経済的なレジストパターンを形成することができる。

【００９３】また本発明の別のレジストパターン形成方
法によれば、パターンエッチングが簡易に行える。

【００９４】また本発明のレジストパターン形成装置に
よれば、レジストパターンの形成が容易で、資材も安価
で、環境を汚染することなく設備や生産コストの点でも
経済的にレジストパターンを形成することができる。

【００９５】また本発明の別のレジストパターン形成装
置によれば、レジストパターンの形成と共に文字、図形
のプリントが同一装置で簡易に行える。

【００９６】更に本発明の別のレジストパターン形成装
置によれば、によれば、少量のフレキシブルプリント配
線基板の作成へのレジスト形成を簡易に効率良く行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明のレジストパターン形成方法の一実施
例を示す図である。

【図２】本願発明のレジストパターン形成方法の他の実
施例を示す図である。

【図３】噴射ヘッドの走査方法を示す図である。

【図４】噴射ヘッドの走査方法を示す図である。

【図５】本願発明のレジストパターン形成装置の一実施
例を示す図である。

【図６】本願発明のレジストパターン形成装置の他の実
施例を示す図である。

【図７】本願発明のフレキシブルなシート基材に応用し
たレジストパターン形成装置の一実施例を示す図であ
る。

【図８】本願発明のフレキシブルなシート基材に応用し
たレジストパターン形成装置の他の実施例を示す図であ
る。

【図９】従来のレジストパターン形成方法を示す図であ
る。

【符号の説明】

１１，１２レジスト液滴噴射ヘッド１３移動走査台１４ホルダー１５，１６ガイドレール１７主走査モーター１８ワイヤプーリー１９ワイヤ２０ワイヤグリップ２１，２２ボトル２３移動支持台２４固定台２５副走査モーター２６パターン信号受信回路２７信号配列変換回路２８，２９ヘッドドライバー３０主走査モータードライバー３１副走査モータードライバー３２制御回路３３ヘッド選択指定回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レジスト液を液滴として噴射することによ
り、被加工基材の表面に所望のパターンのレジスト被膜
を形成し、レジスト被膜の有無による表面の性質の差に
基づいて、被加工基材の加工を行う加工法における上記
レジスト被膜のパターン形成方法において、同一のレジストパターン信号に基づき、上記被加工基材
へのレジスト液の噴射を基材面上の同一パターン部分に
対して複数回繰り返して行う液滴噴射工程を有すること
を特徴とするレジストパターン形成方法。
【請求項２】上記液滴噴射工程は、一連の主走査及び副
走査により、被加工基材面上の全レジストパターンを形
成した後、再び同一走査により前記被加工基材面上に同
一パターンを重ねて形成する工程である請求項１に記載
のレジストパターン形成方法。
【請求項３】上記液滴噴射工程は、副走査方向に複数ド
ット分の幅を有する噴射ヘッドの主走査により形成され
る帯状の走査領域が、副走査方向に互いに重なり合うよ
うに前記噴射ヘッドの副走査方向の位相をずらして該噴
射ヘッドを走査しつつ、レジスト信号に基づき液滴を噴
射する工程である請求項１に記載のレジストパターン形
成方法。
【請求項４】レジスト液を被加工基材面上に液滴状に噴
射する第１の噴射ヘッドと、前記第１の噴射ヘッドとは
別に設けられ、液滴を噴射する第２の噴射ヘッドと、前
記第１及び第２の噴射ヘッドと被加工基材とを相対的に
走査させる走査手段と、パターン画信号を受信する受信
回路と、前記受信回路により受信したパターン画信号を
前記噴射ヘッドの構成に合わせて変換する信号配列変換
回路と、前記各噴射ヘッドの一つを選択する選択手段
と、前記噴射ヘッド及び走査手段の動作を制御する制御
手段とを有することを特徴とするレジストパターン形成
装置。
【請求項５】前記走査手段は、前記被加工基材と共に記
録紙を支持可能な支持台を備えており、前記第２の噴射
ヘッドは、記録紙面に付着して着色画像を形成するイン
クを噴射するものである請求項４に記載のレジストパタ
ーン形成装置。
【請求項６】前記被加工基材はプリント配線基板材であ
り、前記第２の噴射ヘッドは白色顔料画像を形成する白
色顔料インクを噴射するものであり、前記受信回路はプ
リント配線基板材上にプリントすべき配線パターン信号
及び文字・図形信号を受信するものである請求項４に記
載のレジストパターン形成装置。
【請求項７】シート状の被加工基材を巻回したロール
と、ロールから送り出された前記基材を搬送する搬送手
段と、搬送される基材を所定の走行位置に維持する維持
手段と、前記所定位置に対向して配置され、レジスト液
を液滴として噴射する噴射ヘッドとを有することを特徴
とするレジストパターン形成装置。
【請求項８】上記ロールから繰り出された基材に対して
配置された上記噴射ヘッドとは反対の面に配置された別
の噴射ヘッドを有することを特徴とする請求項７に記載
のレジストパターン形成装置。