JPH0888456A

JPH0888456A - 基板配線製造方法および製造装置

Info

Publication number: JPH0888456A
Application number: JP6244879A
Authority: JP
Inventors: Kajiro Ushio; 嘉次郎潮; Tatsuo Niwa; 達雄丹羽
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 1996-04-02
Also published as: US5641597A

Abstract

(57)【要約】【目的】マスクを必要としないで回路パターンに応じ
たレジストパターン層を、簡便で精度良く形成できる基
板配線製造方法および製造放置を得る。【構成】レジストパターン層形成工程において、予め
帯電された感光体表面上の予め定められた領域に、光を
照射することによって、回路パターンに応じた電界分布
潜像を形成し、該潜像と逆に帯電されたレジスト部材を
付着させて前記回路パターンに応じたレジスト像を形成
し、該レジスト像をレジストパターン層として基板上ま
たは金属箔層上に転写する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばプリント配線板
等の配線製造方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータや、ビデオなどの電子、画
像機器の進展に伴い、プリント配線基板の要求はますま
す高まり、現在は、全電子機器の市場の１０％にならん
とする大きな市場を形成している。当然基板配線装置へ
の要求も高い。

【０００３】通常、プリント配線基板は、絶縁性基板上
に銅等の良導電体金属による電気配線図形としての回路
パターンが形成されてなるものであり、その回路パター
ンの形成には、金属箔による回路パターンを直接基板上
に形成していくアディティブ法と、基板上に金属箔層を
コートしてその上にレジストパターンを形成し、金属箔
層からパターン以外の部分をエッチングで除くことによ
って回路パターンを形成するサブトラクティブ法が用い
られていた。

【０００４】このサブトラクティブ法におけるレジスト
パターン形成に際しては、基板上に塗布形成したフォト
レジスト層に、回路パターンに応じたマスクパターンを
介して露光して現像することによってレジストパターン
を形成する露光法と、回路パターンに応じたステンシル
スクリーンを通してレジストパターンを直接印刷するス
クリーン印刷法とが主なものである。最近の配線技術の
動向としては、多層基板の増加、微細なパターン要求、
薄くて柔軟性のあるフレキシブル基板の増加などが挙げ
られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、現在、
プリント配線基板など配線を形成するためのレジスト描
画については、スクリーン印刷や、一括露光のリソグラ
フィが主に用いられている。しかしながら、スクリーン
印刷は、工程が簡単ではあるが、形成できるパターン幅
（数１００μｍ程度）においてまだまだ限界があり、更
に安定な形成が困難であるという点で問題がある。従っ
て、より微細なパターン幅が必要な場合にはリソグラフ
ィが用いられているが、工程数が多い、フォトレジスト
が高価であるなどの問題点がある。

【０００６】そして、いずれの方法も、パターン形成に
際して上記の如くマスクパターンやステンシルスクリー
ン（以下、マスクとする）が必要されるものであり、こ
のマスク作成の手間がかかるだけでなく、マスクを使用
することによって、検査工程の増大や、マスク不良によ
る不良品率の増大など様々の問題を抱えている。更にこ
れらの工程は、少量品を作る場合には必ずしも経済的で
はない。

【０００７】また、これらの問題を鑑みて、マスクを用
いずに直接レジストパターンを描画する方法も考えられ
ており、フォトレジストをＡｒレーザなどでスキャン露
光する描画装置や微粒子金属を吹きつけて直接パターン
形成する装置などが考えられている。しかし、スループ
ットや価格の点でまだまだ課題が大きい。このようなレ
ーザスキャン描画装置においては、基板の凹凸に応じて
焦点深度の制御が困難であり、またフォトレジストの感
度が十分ではないため、描画に際して高出力のレーザを
要し、描画速度も遅くなるなどの問題点が指摘されてい
る。

【０００８】本発明は、上記問題点を鑑み、マスクを必
要としないで回路パターンに応じたレジストパターン層
を、簡便で精度良く形成できる基板配線製造方法を得る
ことを目的とする。また、マスクを必要としないで、連
続的に回路パターンに応じたレジストパターン層を、簡
便で精度良く、且つ高速に形成できる基板配線製造装置
を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明に係る基板配線製造方法で
は、絶縁性基板上に積層される配線用金属箔層をエッチ
ングまたはリフトオフによって予め定められた回路にパ
ターンニングするためのレジストパターン層を、前記基
板上または前記金属箔層上に形成する工程を備えた基板
配線製造方法において、前記レジストパターン層形成工
程は、予め帯電された感光体表面上の予め定められた領
域に、該感光体表面の電荷を消失せしめる光を照射する
ことによって、前記回路パターンに応じた電界分布潜像
を形成する工程ａと、前記電界分布潜像に、該潜像と逆
に帯電されたレジスト部材を付着させて前記回路パター
ンに応じたレジスト像を形成する工程ｂと、前記レジス
ト像をレジストパターン層として前記基板上または前記
金属箔層上に転写する工程ｃと、を有するものである。

【００１０】また、請求項２に記載の発明に係る基板配
線製造方法では、請求項１に記載の基板配線製造方法に
おいて、前記レジスト部材は、トナー粒子を液状媒体に
分散させた液体トナーであり、前記工程ｃにおいて転写
されるレジスト像を加熱乾燥する工程をさらに備えたも
のである。

【００１１】さらに、請求項３に記載の発明に係る基板
配線製造方法では、請求項１または請求項２に記載の基
板配線製造方法において、前記レジスト像を転写する前
に、前記金属箔層上にレジスト粘着層を形成する工程を
さらに備えたものである。

【００１２】また、請求項４に記載の発明に係る基板配
線製造装置では、絶縁性基板上に積層された配線用金属
箔層をエッチングまたはリフトオフによって予め定めら
れた回路にパターンニングするためのレジストパターン
層を、前記基板上または前記金属箔層上に形成する手段
を備えた基板配線製装置であって、前記レジストパター
ン層形成手段は、表面が帯電可能な感光体と、該表面上
に電荷を消失せしめる露光光を照射する露光光学系と、
前記回路パターンの形状データに基づいて、予め帯電さ
れた前記感光体表面に、前記露光光を照射させて前記回
路パターンに応じた電界分布潜像を形成するように前記
露光光学系を制御する制御部と、前記電界分布潜像に前
記感光体表面と逆に帯電されたレジスト部材を付着させ
るレジスト供給手段と、前記基板上または前記金属箔層
上に、前記電界分布潜像に付着形成されたレジスト像を
転写させる転写手段と、を備えたものである。

【００１３】さらに、請求項５に記載の発明に係る基板
配線製造装置では、請求項４に記載の基板配線製造装置
において、前記転写手段は、その弾性を有する表面が前
記感光体表面と接触可能に設置された中間転写部材と、
前記中間転写部材表面に前記前記基板表面または金属箔
層面を押圧する押圧手段と、を有するものである。

【００１４】またさらに、請求項６に記載の発明に係る
基板配線製造装置では、請求項４または請求項５に記載
の基板配線製造装置において、前記中間転写部材表面あ
るいは前記基板表面または前記金属箔層面を加熱乾燥す
る加熱手段を備えたものである。

【００１５】また、請求項７に記載の発明に係る基板配
線製造装置では、請求項４または請求項５、請求項６に
記載の基板配線製造装置において、少なくとも前記感光
体表面を帯電させる帯電手段を備えたものである。

【００１６】

【作用】請求項１に記載の本発明は、絶縁性基板上に積
層される配線用金属箔層をエッチングまたはリフトオフ
によって予め定められた回路にパターンニングするため
のレジストパターン層を基板上または金属箔層上に形成
する工程において、まず工程ａにて予め帯電された感光
体表面上の予め定められた領域に該感光体表面の電荷を
消失せしめる光を照射することによって前記回路パター
ンに応じた電界分布潜像を形成し、工程ｂにて電界分布
潜像に該潜像と逆に帯電されたレジスト部材を付着させ
て回路パターンに応じたレジスト像を形成し、工程ｃに
てそのレジスト像をレジストパターン層として基板上ま
たは金属箔層上に転写する基板配線製造方法である。

【００１７】即ち、例えば、光導電体からなる感光体表
面に正（負）の電荷を与えておき、この帯電された感光
体表面に露光光を照射すると、露光部分では光導電作用
によって電気伝導度が増加し、表面の電荷は消失する。
従って、帯電された感光体表面上の、回路パターンに応
じた領域以外の領域に露光光を照射するよう制御すれ
ば、回路パターンに相当する未感光の電荷の残った領域
が電界分布潜像として形成される。そこで、負（正）に
帯電されたレジスト部材を感光体表面に供給すれば、正
（負）に帯電された電界分布潜像上にレジスト部材が付
着し、潜像が可視化されたレジストによる像が形成され
る。このレジスト像は回路パターンを再現したものであ
るので、レジスト像を感光体表面から、パターニングさ
れるべき金属箔層上（エッチングのよる場合）、あるい
は基板上（リフトオフによるパターニングの場合、金属
箔層積層前）に転写すれば、所望のレジストパターン層
が形成されたことになる。

【００１８】このように、本発明によれば、レジストパ
ターン層は回路パターンに応じた電界分布潜像に従って
選択的に直接形成されるので、従来のようにマスクを必
要とせず、その分マスク製造の手間もなくなり、マスク
を使用することによって生じていた問題も回避される。
このように本発明の基板配線製造方法では、簡便で精度
良く、且つ高速にレジストパターン層を基板上または金
属箔層上に形成することができる。

【００１９】なお、本発明に使用されるレジスト部材
は、帯電可能なものであれば使用可能であり、例えば、
カーボンブラックなどの顔料を用いた所謂トナーが挙げ
られる。一般的な固体の粉体トナーは、通常、トナー粒
子はあまり小さくできず、その粒径は約７μｍ程度が限
界であるため、精密な回路パターンの場合、精度良く回
路パターンを再現できない。また、不必要な領域にトナ
ーが付着したり、パターン部に抜けができるなどの欠陥
が生じ易い。

【００２０】これに対して粒子を溶媒中に分散させた液
体トナーであれば、トナー粒径を例えば１μｍ以下と粉
体に比べ非常に小さくできるため、精密なパターンを解
像度良く再現できる。また、粉体に比べて鋭くきれいな
パターンエッジが得られる。また、このような液状トナ
ーが感光体表面に接したとき、溶媒中で帯電しているト
ナー粒子は、その表面電界によって電気泳動を起こし、
感光体表面の帯電領域（電界分布潜像）に付着する。

【００２１】このような液状トナーをレジストとして用
いる場合、請求項２に記載した如く、トナーレジスト層
を加熱し溶媒を乾燥することによって金属箔層上に転写
されたトナーレジスト層を金属箔層上に定着させること
ができる。なお、加熱は、トナーレジスト層自体の金属
箔層への付着力、密着性を向上させるのに有効であるの
で、単に溶媒を乾燥するのに必要な温度より高温で加熱
しても良い。また、加熱は、トナーレジスト層を金属箔
層上に転写してしまった後で行ってもよいが、転写と同
時、あるいは転写直前に基板側を加熱しておいてくこと
によって転写後のトナーレジスト層が加熱される方法を
用いても良い。

【００２２】トナーレジスト層の基板上または金属箔層
への転写については、基板表面または金属箔層表面のト
ナーレジスト層へのある程度押圧された状態での接触に
よって行なわれるが、この時トナー粒子が電荷を持った
状態、即ちある程度濡れた状態であれば、被転写側の基
板表面または金属箔層表面をトナー粒子と逆に帯電させ
ておけば、電界吸引によってトナーレジスト層の転写は
より速やかで確実となる。

【００２３】しかし、通常のトナーによる紙などへの印
画とは異なり、トナーレジスト層の金属箔層への転写
は、トナーのしみ込みが小さいため、場合によっては、
トナーレジスト層転写後の金属箔層エッチング工程にお
いて、トナーレジスト層がはがれたり、トナーレジスト
層と金属箔面間にエッチング溶液が入り込んだりする危
険性がないとは限らない。

【００２４】従って、これらの問題を防止するため、ト
ナーレジスト層の密着性、付着力を向上させるように、
請求項３に記載した如く、トナーレジスト層を転写する
前に金属箔層上にトナーレジストと密着性のよい粘着層
を形成しておけば良い。但し、この粘着層は、エッチン
グにあっては金属箔と同様にエッチングされ、現像時に
は残存しているトナーレジストと共に金属箔上から除去
され得るものである。また、エッチング時間を余分に長
くしないように、粘着層の厚さは必要以上に大き過ぎな
いことが望ましい。

【００２５】また、請求項４に記載の発明による基板配
線製造装置は、絶縁性基板上に積層された配線用金属箔
層をエッチングまたはリフトオフによって予め定められ
た回路にパターンニングするためのレジストパターン層
を基板上または金属箔層上に形成する手段を備えたもの
であり、このレジストパターン層形成手段において、回
路パターンの形状データに基づいた制御部による露光光
学系の制御によって、予め帯電された感光体表面に、電
荷を消失せしめる露光光を照射させて回路パターンに応
じた電界分布潜像を形成し、レジスト供給手段によって
この電界分布潜像に感光体表面と逆に帯電されたレジス
ト部材を付着させてレジスト像を形成し、転写手段によ
って基板上または金属箔層上にこのレジスト像を転写さ
せるものである。

【００２６】以上の如き構成の装置によれば、レジスト
パターン層の形成は、マスクを必要としないで回路パタ
ーンに応じた電界分布潜像に従って連続的に形成され、
その工程は、簡便で精度良く、且つ高速となる。また、
レジストパターン層の形成が自動化でき、基板配線製造
の工程全体の効率が向上する。

【００２７】なお、レジスト像、即ちレジストパターン
層の基板上または金属箔層上への転写は、感光体表面に
被転写面を接触させて直接転写してもよいが、ある程度
押圧された状態で接触した場合、感光体表面に傷が生じ
たり、転写が効率よく行なわれないという問題が生じる
場合がある。そこで、請求項６に記載した如く、少なく
とも表面に弾性のある中間転写体を介してレジストパタ
ーン層の転写を行なうことによって上記問題を解決する
ことができる。

【００２８】このような本発明の機構を、図５に示した
感光体ドラムおよびローラー状の中間転写体で構成した
場合を例に以下に説明する。この例示装置において、ま
ず、予めＣＡＤなどで作成された回路パターンの形状デ
ータが、電子情報として、制御部１００に送られる。こ
の電子情報は制御部１００にて光変調信号に変換され
る。

【００２９】この、制御部１００から出力された光変調
信号によって、露光光源１０１および集光光学系１０２
からなる露光光学系が制御され、露光光源１０１からの
光は集光光学系１０２を通して、感光体ドラム１０４表
面に照射される。感光体ドラム１０４表面は、あらかじ
め帯電されており、制御部１００からの出力に応じた露
光光照射のオンオフおよび集光スポット１０３の走査と
感光体ドラム１０４の回転（１１５）に伴って回路パタ
ーンに相当する領域以外の領域が、照明により電荷が消
失され、未感光領域の電荷が残った電界分布潜像が形成
される。

【００３０】さらに、この電界分布潜像が形成された感
光体ドラム１０４の回転（１１５）に伴い、レジスト供
給部１０５から該潜像と逆に帯電されたレジスト部材
（ここでは液体トナーとする）が供給され、トナー粒子
が電界分布潜像上に付着し、トナーレジスト像が形成さ
れる。

【００３１】ここで、表面に弾性を有するローラー状中
間転写体１０８は、その回転軸が感光体ドラム１０４の
回転軸と平行で、両表面が線接触するよう設置されてい
る。実際には、中間転写体１０８表面の感光体ドラム１
０４表面に対する接触は、表面の弾性に応じていくらか
押圧された状態であるので、両表面の接触はある程度の
幅がある。このような中間転写体１０８の回転（１１
６）は感光体ドラム１０４の回転（１１５）と連動して
おり、これらの回転に伴って、感光体ドラム１０４表面
上のトナーレジスト像は中間転写体１０８表面へ転写さ
れていく。

【００３２】この時、液状トナーを用いた場合のよう
に、トナーレジストが帯電した状態であれば、中間転写
体１０８表面をトナーレジストと逆に帯電しておけば、
感光体ドラム１０４表面からのトナーレジストの転写は
電界吸引により比較的容易で密着性良くできる。

【００３３】トナーレジスト像が中間転写体１０８表面
に転写されると、プリント基板１１０が、搬送ローラ１
１１による搬送ステージ１０９の進行（矢印１１９方
向）と中間転写体１０８の回転（１１６）に伴って中間
転写体１０８下に押圧されつつ搬送され、トナーレジス
ト像がレジストパターン層１１３としプリント基板１１
０上に転写される。エッチングによって配線用金属箔層
のパターニングを行なう場合には、転送されるプリント
基板１１０は、絶縁層基板上に金属箔層が積層された状
態とし、レジスト像は金属箔層上へ転写される。

【００３４】また、リフトオフによって配線用金属箔層
のパターニングを行なう場合には、転送されるプリント
基板１１０は、金属箔層が積層される前の状態であり、
レジスト像は絶縁性基板上へ転写され、その後レジスト
パターン層１１３上に金属箔層が積層され、レジストパ
ターン層１１３と共にレジストパターン層１１３上の金
属箔が除去されることによって回路パターンが形成され
る。従って、リフトオフによってパターニングを行なう
場合、レジスト像、即ち電界分布潜像は、回路パターン
の反転像である。

【００３５】このように、レジストパターン層が、表面
に弾性を有する中間転写体を介して感光体表面から基板
上または金属箔層上に押圧状態で転写される場合、中間
転写体表面の弾性によって、感光体表面および金属箔表
面に傷が生じる恐れがなくなると共に、各転写接触面の
接触が確実となり、転写効率も向上する。

【００３６】また、請求項６に記載した如く、図５に示
したヒーター１１４のような加熱手段を設けておけば、
液状トナーを用いた場合のトナーの基板上または金属箔
層上への乾燥定着工程が連続的に行なえるので、基板配
線製造工程がより自動化し、全工程の効率が向上する。
加熱は、図５のように、プリント基板側からの加熱に限
らず、感光体表面あるいは中間転写体表面と基板表面ま
たは金属箔層間への加熱、または金属箔層へ転写された
レジストパターン層上への加熱でもよい。加熱手段とし
ては、ヒータ−や熱風吹付け等の方法の他に、セラミッ
クヒーターを利用した基板への直接接触加熱も可能であ
る。

【００３７】さらに、請求項７に記載したように、例え
ば図５に示した例えばコロナ放電を生じる電圧印加手段
１０６などの帯電手段をさらに設ければ、感光体表面を
帯電させる操作も連続的工程として自動化でき、より工
程全体の高効率化が図れる。これは、図５中の転写印加
電圧１１２のように、中間転写体表面や基板表面または
金属箔層表面を帯電させる場合に帯電手段を設けるのも
同様に有効である。帯電手段としては、コロナ放電によ
る方法のほかに、被帯電体を帯電物に接触させる機構で
も可能である。

【００３８】また、レジスト像の転写が行なわれたあ
と、感光体あるいは中間転写体は、必要であれば拭いと
りのような方法で表面をクリーニングされる。感光体は
次工程の露光前に除電される。このような転写後の操作
も、クリーニング手段、除電手段（例えば図５に示す除
電電極１０７）を設けて連続的工程として自動化しても
良い。

【００３９】なお、潜像形成のための光源に関しては、
固体レーザである半導体レーザや、Ｈｅ−Ｎｅレーザー
などの気体レーザを用いることができる。気体レーザな
どの場合は、なんらかの光変調素子（ＥＯ、ＡＯ）を用
いて光の変調（オンオフ）を行なうことが一般的であ
る。また、レーザスキャン系の他に、ＬＥＤ、ＥＬや、
蛍光表示管などのライン光源も用いることができる。

【００４０】

【実施例】以下に、本発明を実施例をもって詳細に説明
する。（実施例１）本発明の第１の実施例として、露光光源の
半導体レーザ（波長６８０ｎｍ）を用いて感光体表面に
形成した電界分布潜像からレジストパターン層を形成す
るプリント基板配線製造装置を図１（ａ）に示す。

【００４１】本実施例は、コンピュータ１１に接続され
た制御部としてのコントローラ部１と、露光光学系２
と、感光体ドラム３と、レジスト供給手段としてのトナ
ー現像ケース４と、中間転写体としてのゴムローラ８
と、基材としてのプリント基板２５を載置した搬送ステ
ージ９を搬送方向へ送る搬送ローラ１０および加熱手段
としてのセラミックスヒーター１７を備えた装置であ
る。

【００４２】露光光学系２は、露光光源である半導体レ
ーザ１２と、コリメータレンズ１３と、レーザ光の走査
手段であるポリゴンミラー（８角形）１４と、集光光学
系としてのｆ・θレンズ１５からなるものであり、露光
の解像度は１２００ｄｐｉ（１インチあたり１２００ポ
イント）である。

【００４３】また、感光体ドラム３は、厚さ約３０μｍ
の amorphous−Ｓｉ（アモルファスシリコン：非結晶シ
リコン、以下ａ−Ｓｉと記す）製の感光体表面が形成さ
れた、直径約４０ｍｍの円筒上であり、帯電手段として
高電圧印加の帯電電極６が設けられている。トナー現像
ケース４は、外部のトナーだめからレジスト部材として
の液状トナーがポンプ（不図示）で循環供給（矢印Ｃ）
され、ケース上部に設けられた２つのローラ５を回転さ
せてローラ５表面に盛り上がった液状トナーを感光体ド
ラム３表面に接触させるものである。ここで、ローラ５
と感光体表面との距離は約１００μｍに設定している。
また、中間転写体としてのゴムローラ８は、直径約７０
ｍｍの円筒状で、その回転軸が感光体ドラム３の回転軸
に対して平行となるように設置されている。

【００４４】本実施例で用いる液状トナーは、有機溶媒
であるアイソパー（商品名：イソパラフィン系炭化水
素）中に、黒色顔料とそれを囲む形の樹脂材料、および
荷電制御材と呼ばれる粒子の電荷コントロールを行なう
添加物を分散したものである。トナー粒径分布中心は約
０．８μｍであり、溶媒中でプラスに帯電している。

【００４５】以上のような構成において、まず、コンピ
ュータ１１の描画ソフトで作成された回路パターンの形
状データが、シリアル信号として装置のコントローラ部
１へ送られ、コントローラ部１からの回路パターン情報
に応じた出力によって露光光学系が制御される。半導体
レーザ１２から射出されたレーザ光は、コリメータレン
ズ１３によって適当な光束径の平行光となり、ポリゴン
ミラー１４の反射鏡で反射され、ｆ・θレンズ１５を介
して感光体ドラム３表面上に集光される。

【００４６】レーザ光は、コントローラ部１からの信号
によって半導体レーザ１２のオンオフをコントロールさ
れつつ、ポリゴンミラー１４の回転によって感光体ドラ
ム３の回転軸方向に走査される。感光体表面は、感光体
ドラム３の回転（矢印Ａ方向）に伴い帯電電極６によっ
てマイナスに帯電されたのち、走査レーザ光によって露
光され、さらにドラムの回転が進むにつれ、露光によっ
て電荷が消失した領域と未露光の電荷が残った領域が形
成され、順次、回路パターンに応じた電界分布潜像が形
成されていく。

【００４７】電界分布潜像が形成された感光体表面は、
ドラムの回転が進んでトナー現像ケース４の現像ローラ
５上を通過する。この際に、現像ローラ上のプラスに帯
電された液状トナーが電界分布潜像に電気泳動の結果付
着し、トナーレジスト像が形成されていく。感光体ドラ
ム３とゴムローラ８との回転は連動しており、感光ドラ
ム３の回転がさらに進んでゴムローラ８表面との接触が
進に従って、感光ドラム３表面のトナーレジスト像はゴ
ムローラ８表面へ転写されていく。

【００４８】感光ドラム３の回転がさらに進んで、トナ
ーレジスト像のゴムローラ８表面への転写が済んだ領域
からスキージクリーナー１９によって感光体表面がクリ
ーニングされ、次いで除電用電極７によって除電され
る。

【００４９】ゴムローラ８の下方には、プリント基板２
５が載置される搬送テーブル９が、搬送ローラ１０の回
転（矢印Ｄ方向）によって矢印Ｅ方向へ進行する。ここ
で用いるプリント基板２５は、エポキシ樹脂板２１上に
銅箔２２をコートして成る厚さ約１ｍｍのものである。
ここでは、銅表面を帯電させるための電圧印加コントロ
ーラ１６が設けられており、マイナスに帯電させる電界
が、電圧印加コントロール１６によって銅面を通して印
加（約５００Ｖ）される構成に成っている。

【００５０】回転（矢印Ｂ方向）に伴い、感光体表面と
の接触部で表面にトナーレジスト像が転写されていくゴ
ムローラ８は、さらに回転を進め、トナーレジスト像の
領域が下方までくるのと同時に、電圧印加コントローラ
１６によって銅表面がマイナスに帯電されたプリント基
板２５が搬送テーブル９の進行ともにゴムローラ８の下
方に搬送されてくる。

【００５１】ゴムローラ８表面のトナーはまだ濡れてプ
ラスに帯電した状態であるので、マイナスに帯電された
銅表面に面した際、トナーは銅表面に付着する。従っ
て、ゴムローラ８の回転及びプリント基板２５の搬送が
進につれてトナーレジスト像がプリント基板２５上に転
写され、回路パターンに相当するレジストパターン層２
３が形成されていく。

【００５２】本実施例では、加熱手段として搬送ステー
ジ９下にセラミックスヒータ１７が設置されており、レ
ジストパターン層２３が転写されたプリント基板２５が
搬送されてくると、直ちにヒーターコントロール１８に
よって搬送ステージ９を通してプリント基板２５の加熱
を行なう。この加熱によって、プリント基板上のレジス
トパターン層２３を乾燥し銅表面上に定着させる。

【００５３】続いて、銅箔のエッチング液である塩化第
二鉄により、レジストパターン層２３が乗っていない部
分の銅箔２２がエッチングされた後、アセトンなどの有
機溶媒でレジスト層を除去した。金属箔のエッチング
は、ウエットエッチングに限らず、ドライエッチングで
も良く、エッチング方法は、用いる金属、レジスト部材
に応じて適宜選択すればよい。

【００５４】以上の工程によって、パターニングされた
プリント基板配線が得られた。本実施例の装置により、
最小で５０μｍ程度の幅線のパターン配線が可能であっ
た。また、レジストパターン形成の工程時間は、露光開
始から乾燥定着までで、５００ｍｍ×６００ｍｍのプリ
ント基板で約３０秒であった。

【００５５】このように本実施例の装置によれば、プリ
ント基板配線がマスクなしで容易に、かつ高速で連続的
に製造できる。従って、同一パターンのものを、連続的
に短時間で多量に製造できるので、スループットの高効
率化、コスト低下も図れる。また、異なるパターンのも
のを少量ずつ製造する場合も、その度毎にマスクを製造
する必要がなく、パターン形状データを変更するだけで
容易に切り換えることができ、一つの装置で様々な状況
に簡便に対応できる。

【００５６】なお、上記装置では、加熱手段として、搬
送ステージ９下にセラミックスヒーター１７を設け、ス
テージを通してプリント基板を加熱しトナーを乾燥した
が、本発明はこれに限らず、例えば図１（ｂ）の部分図
（ゴムローラ８、搬送ステージ９、搬送ローラ１０以外
は省略）に示すように、搬送ステージ９上に熱風吹付け
機構２０を設け、熱風を吹付けることによって加熱乾燥
を行なっても良い。また、ゴムローラ８からプリント基
板２５へのトナーレジスト像の転写の際には、図４に示
したように、押圧手段（ず４では搬送ローラを押圧ロー
ラとして兼用）を設けて銅箔２２面をゴムローラ８表面
に押し当てて転写を行なう構成としても良い。

【００５７】（実施例２）次に本発明の第２の実施例と
して、上記第１の実施例と同様の装置で、フレキシブル
なプリント基板へのレジストパターン層の形成を、感光
体からの直接転写によって行なう場合を図２に示す。

【００５８】本実施例は、コンピュータ４１に接続され
た制御部としてのコントローラ部３１と、露光光学系３
２と、感光体ドラム３３と、レジスト供給手段としての
トナー現像ケース３４と、第１の実施例では中間転写体
として用いたが本実施例ではプリント基板３９を搬送手
段の一つとしてのゴムローラ３８と、加熱手段として熱
風吹付け機構４７（熱源はセラミクスヒーター４５）を
備えた装置である。

【００５９】露光光学系３２は、第１の実施例と同様
に、露光光源である半導体レーザ４２と、コリメータレ
ンズ４３と、レーザ光の走査手段であるポリゴンミラー
（８角形）４４と、集光光学系としてのｆ・θレンズ４
５からなるものであり、露光の解像度は１２００ｄｐｉ
（１インチあたり１２００ポイント）である。

【００６０】また、感光体ドラム３３は、厚さ約３０μ
ｍのａ−Ｓｉ感光体表面が形成された、直径約４０ｍｍ
の円筒状であり、帯電手段として高電圧印加の帯電電極
３６が設けられている。トナー現像ケース３４は、第１
の実施例と同様に外部のトナーだめからレジスト部材と
しての液状トナーがポンプ（不図示）で循環供給され、
ケース上部に設けられた２つのローラ３５を回転させて
ローラ３５表面に盛り上がった液状トナーを感光体ドラ
ム３３表面に接触させるものである。

【００６１】また、ゴムローラ３８は、直径約７０ｍｍ
の円筒状で、その回転軸が感光体ドラム３３の回転軸に
対して平行となるように設置されている。また、ゴムロ
ーラ３８は吸引チャック（不図示）により表面にフレキ
シブルプリント基板３９が固定できる機構とした。

【００６２】本実施例で用いるフレキシブルプリント基
板３９は、ポリイミドフィルムに銅箔をコートした厚さ
約１５０μｍのものである。また、ここでは、第１の実
施例で用いたものと同じ液状トナーをレジスト部材とし
て用いる。

【００６３】以上のような構成において、まず、コンピ
ュータ４１の描画ソフトで作成された回路パターンの形
状データが、シリアル信号として装置のコントローラ部
３１へ送られ、コントローラ部３１からの回路パターン
情報に応じた出力によって露光光学系３２が制御され
る。半導体レーザ４２から射出されたレーザ光は、コリ
メータレンズ４３によって適当な光束径の平行光とな
り、ポリゴンミラー４４の反射鏡で反射され、ｆ・θレ
ンズ４５を介して感光体ドラム３３表面上に集光され
る。

【００６４】レーザ光は、コントローラ部３１からの信
号によって半導体レーザ４２のオンオフをコントロール
されつつ、ポリゴンミラー４４の回転によって感光体ド
ラム３３の回転軸方向に走査される。感光体表面は、感
光体ドラム３３の回転（矢印Ａ方向）に伴い帯電電極３
６によってマイナスに帯電されたのち、走査レーザ光に
よって露光され、さらに回転が進むにつれ、露光によっ
て電荷が消失した領域と未露光の電荷が残った領域が形
成され、順次、回路パターンに応じた電界分布潜像が形
成されていく。

【００６５】電界分布潜像が形成された感光体表面は、
感光体ドラム３３の回転が進んでトナー現像ケース３４
の現像ローラ３５上を通過する。この際に、現像ローラ
３５上のプラスに帯電された液状トナーが電界分布潜像
に電気泳動の結果付着し、トナーレジスト像が形成され
ていく。

【００６６】感光体ドラム３３とゴムローラ３８との回
転は連動しており、両回転が進むことによって、形成さ
れたトナーレジスト像が感光体ドラム３３表面とゴムロ
ーラ３８表面との接触部に来ると同時に、フレキシブル
プリント基板３９が、電圧印加コントローラ４０によっ
て銅表面をマイナスに帯電されると共に、ゴムローラ３
８表面に吸着固定されつつ、感光ドラム３３表面との接
触部に送られる。この接触部では、プラスに帯電した状
態のトナーが、面するフレキシブルプリント基板３９上
のマイナスに帯電した銅箔表面に付着し転写される。回
転がさらに進むに従って、フレキシブルプリント基板３
９上にトナーレジスト像の転写が進み、レジストパター
ン層が形成されていく。

【００６７】感光ドラム３３の回転がさらに進んで、ト
ナーレジスト像のフレキシブルプリント基板３９への転
写が済んだ領域からスキージクリーナー４８によって感
光体表面がクリーニングされ、次いで除電用電極３７に
よって除電される。

【００６８】一方、ゴムローラ３８の回転が更に進み、
トナーレジスト像が転写された領域から直ちに、ヒータ
コントローラ４６によって制御される熱風吹付け機構４
０（熱源はセラミックスヒータ４７）からの熱風で加熱
され、トナーは乾燥し、フレキシブルプリント基板３９
の銅表面にレジストパターン層として定着される。

【００６９】加熱定着を行った後、第１の実施例１と同
様のプロセスでエッチング、トナー除去を行い、フレキ
シブル基板配線を得た。本実施例による基板配線によっ
ても、第１の実施例とほぼ同程度の線幅のパターンが得
られた。本実施例に示したフレキシブルプリント基板へ
の感光体からのレジスト像の直接転写方式は、若干の搬
送経路の変更は必要であるが、基本的には、第１の実施
例（図１（ａ））の装置そのままで実現できる。

【００７０】なお、上記第１、第２の実施例において
は、プリント基板の金属箔層上に直接レジストパターン
層を形成する場合を示したが、金属箔層面とレジストと
の密着性をより高くする場合には、プリント基板側への
レジスト像の転写を行なう前に、予め、レジスト部材お
よび金属箔との粘着性を有する物質を金属箔層上に積層
しておけば良い。

【００７１】以下に、エポキシ樹脂板に銅箔をコートし
て成るプリント基板上に粘着層を設けてレジスト層形
成、及び銅箔エッチングを行なう工程を図３をもって説
明する。まず、エポキシ樹脂板２１上に銅箔２２をコー
トし（ａ）、さらに銅箔２２上に粘着層２４を積層して
おく（ｂ）。

【００７２】このように表面に粘着層２４を形成した状
態でプリント基板を基板配線製造装置へ搬送し、回路パ
ターンに相当する電界分布潜像によって形成されたレジ
ストパターン層２３を粘着層２３上に転写し（ｃ）定着
させる。その後、銅箔エッチング液でエッチングを行な
い（ｄ）、レジストパターン層２３を粘着層２４と共に
除去する（ｅ）。エッチング工程においては、粘着層２
４によってレジストパターン層２３は銅箔２２と密着し
ており、レジストパターン層２３の剥離や、両層間へエ
ッチング液が入り込むことなく、精度良くエッチングが
行なえる。

【００７３】なお、粘着層の形成工程も、装置の搬送経
路上に粘着層形成手段を設けて自動化しても良い。粘着
物質としては、例えば、金属箔層の表面の平滑性が悪く
トナーとの密着性が悪い場合は、表面が比較的平滑なＡ
ｌなどの金属や樹脂を用いることが考えられる。またあ
る程度液状トナーをしみ込ませて用いる粘着層も有効で
あり、その場合は多数の微小空孔を持つポーラスな膜を
用いるのが適当である。材料としては金属箔層に密着性
を有し、金属箔層と共にエッチングしやすいものであれ
ば、金属でも有機物でも広く使用可能である。

【００７４】また、以上の第１および第２の実施例で
は、金属箔層のパターニングはエッチングによる場合を
示したが、これら両実施例で示した装置は、もちろんリ
フトオフによるパターニング用のレジストパターン層も
同様に簡便で速やかに計畝することができる。エッチン
グの場合と異なるのは、感光体表面上に形成される電界
分布潜像が回路パターンの反転像である、即ち、レジス
ト像が回路パターン領域以外の領域に相当するものであ
り、搬送されるプリント基板が金属箔層を積層する前の
状態である点だけである。

【００７５】以下に、シフトオフ工程を図４をもって説
明する。これは第１の実施例に対応させたものである。
回転（矢印Ｂ方向）に伴い、感光体表面との接触部で、
感光体表面の電界分布潜像（回路パターンの反転像）に
付着形成されたトナーレジスト像がゴムローラ８の表面
へ転写されていき、さらに回転を進め、トナーレジスト
像の領域が下方までくるのと同時に、エポキシ樹脂板２
１が搬送テーブル９の進行ともにゴムローラ８の下方に
搬送されてくる。

【００７６】ゴムローラ８の回転及びエポキシ樹脂板２
１の搬送が進につれてトナーレジスト像がエポキシ樹脂
板２１上に転写され、乾燥定着され、回路パターンの反
転像に相当するレジストパターン層２３_x が形成される
（図４（ａ））。このレジストパターン層２３_x が形成
されたエポキシ樹脂板２１上全面に銅箔２２をコートし
た（ｂ）後、レジストパターン層２３_x をその上部にあ
る銅箔と共に除去する（ｃ）。このリフトオフ工程によ
って残った銅箔が配線回路パターンとなっている。

【００７７】また、以上の実施例では、感光体表面とし
てａ−Ｓｉを用いた場合を示したが、その他ＯＰＣ（Or
ganic photoconductor：有機感光体）、例えば、アゾフ
タロシアニンやビリリウムなどの電荷発生層とヒドラジ
ンやスチリルなどの電荷輸送層との２層構造をもつもの
や、セレン、酸化チタン、酸化亜鉛などの光導電性を有
するものが広く使用可能である。

【００７８】また、レジスト部材としては、トナーを用
いる場合を以上に示したが、基本的には一部に荷電制御
部を持った粒子、多くは樹脂粒子で、レジストとしての
働きをもつものであれば良い。エッチングによるパター
ニングを行なう場合、当然エッチング液に影響を受けな
いものでなくてはならず、またリフトオフの場合にはそ
れのみが基板から除去されるよう、用いる金属箔や絶縁
性基板に応じて選択されたエッチングあるいはリフトオ
フ方法毎にトナーの材質を考慮する必要がある。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の方法によ
れば、マスクや版を必要とせず、簡単な工程で、プリン
ト基板配線のためのレジストパターン層を形成すること
ができる。このことは、マスクなどを作るコスト、手間
を省け、工程的に非常に有利になる。特に、レジスト部
材として液状トナーを用いる場合、精密なパターンを鋭
くきれいなエッジで形成でき、所望の回路パターンをよ
り高い解像度で精度良く再現できる。

【００８０】また、本発明の装置によれば、プリント基
板配線のためのレジストパターン層の形成工程が、マス
クを必要とせず、簡便な構成で連続的にかつ高速で精度
良く行なえる。とくに、弾性を有する中間転写体を介し
て感光体からプリント基板表面へレジスト像を転写する
構成とした場合、感光体表面に傷がつかないだけでな
く、転写効率がより良くなるため、装置自体、精度を維
持しつつ長期の連続使用が可能である。

【００８１】また、回路パターンの変更がその形状デー
タの変更のみと容易であるため、特に、少量で多種類の
パターニングを行う場合に有効である。これは、マスク
不要の直接レーザ描画のシステムと比較しても、レジス
トの現像工程が不要なこと、描画の光源が低エネルギー
のもので済むこと、描画が高速にできること、装置が安
価になることなどの点で優れている。

【００８２】さらに、レジスト現像液を使用することも
なく、パターニングに際して、レジストを無駄にせず必
要なだけ消費されるため、経済的である。廃棄物も最小
限に抑えることができ、その回収、処理への配慮も小さ
くてよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例によるプリント
基板配線製造装置の概略構成図であり、（ｂ）は（ａ）
で示した加熱手段（１７，１８）に対して他の例を示し
た説明図である。

【図２】本発明の第２の実施例によるプリント基板配線
製造装置の概略構成図である。

【図３】プリント基板上に粘着層を設けた場合のレジス
トパターン層形成工程を示す説明図であり、（ａ）〜
（ｅ）は各工程におけるプリント基板の断面図である。

【図４】リフトオフ工程を示す説明図であり、（ａ）は
（ｃ）各工程におけるプリント基板の断面図である

【図５】本発明によるプリント配線基板製造装置の作用
を説明するための説明図である。

【符号の説明】

１，３１：コントローラ部２，３２：露光光学系１２，４２：半導体レーザ１３，４３：コリメータレンズ１４，４４：ポリゴンミラー１５，４５：ｆ・θレンズ３，３３：感光体ドラム４，３４：トナー現像ケース５，３５：現像ローラ６，３６：帯電電極７，３７：除電用電極８，３８：ゴムローラ９：搬送ステージ１０：搬送ローラ１１，４１：コンピュータ（回路パターンデータ処理
用）１６：電圧印加コントローラ１７，４５：セラミックスヒーター１８，４６：ヒーターコントローラ１９，４８：スキージクリーナー２０，４７：熱風吹付け機構２５：プリント基板２１：エポキシ樹脂板２２：銅箔２３，２３_x ：レジストパターン層２４：粘着層３９：フレキシブルプリント基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁性基板上に積層される配線用金属箔
層をエッチングまたはリフトオフによって予め定められ
た回路にパターンニングするためのレジストパターン層
を、前記基板上または前記金属箔層上に形成する工程を
備えた基板配線製造方法において、前記レジストパターン層形成工程は、予め帯電された感光体表面上の予め定められた領域に、
該感光体表面の電荷を消失せしめる光を照射することに
よって、前記回路パターンに応じた電界分布潜像を形成
する工程ａと、前記電界分布潜像に、該潜像と逆に帯電されたレジスト
部材を付着させて前記回路パターンに応じたレジスト像
を形成する工程ｂと、前記レジスト像をレジストパターン層として前記基板上
または前記金属箔層上に転写する工程ｃと、を有するこ
とを特徴とする基板配線製造方法。
【請求項２】前記レジスト部材は、トナー粒子を液状
媒体に分散させた液体トナーであり、前記工程ｃにおい
て転写されるレジスト像を加熱乾燥する工程をさらに備
えたことを特徴とする請求項１に記載の基板配線製造方
法。
【請求項３】前記レジスト像を転写する前に、前記金
属箔層上にレジスト粘着層を形成する工程をさらに備え
たことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基
板配線製造方法。
【請求項４】絶縁性基板上に積層される配線用金属箔
層をエッチングまたはリフトオフによって予め定められ
た回路にパターンニングするためのレジストパターン層
を、前記基板上または前記金属箔層上に形成する手段を
備えた基板配線製装置であって、前記レジストパターン層形成手段は、表面が帯電可能な感光体と、該表面上に電荷を消失せし
める露光光を照射する露光光学系と、前記回路パターンの形状データに基づいて、予め帯電さ
れた前記感光体表面に前記露光光を照射させて前記回路
パターンに応じた電界分布潜像を形成するように前記露
光光学系を制御する制御部と、前記電界分布潜像に前記感光体表面と逆に帯電されたレ
ジスト部材を付着させるレジスト供給手段と、前記基板上または前記金属箔層上に、前記電界分布潜像
に付着形成されたレジスト像を転写させる転写手段と、
を備えたことを特徴とする基板配線製造装置。
【請求項５】前記転写手段は、その弾性を有する表面
が前記感光体表面と接触可能に設置された中間転写部材
と、前記中間転写部材表面に前記基板表面または前記金属箔
層面を押圧する押圧手段と、を有することを特徴とする
請求項４に記載の基板配線製造装置。
【請求項６】前記中間転写部材表面あるいは前記基板
表面または前記金属箔層面を加熱乾燥する加熱手段を備
えたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の
基板配線製造装置。
【請求項７】少なくとも前記感光体表面を帯電させる
帯電手段を備えたことを特徴とする請求項４または請求
項５、請求項６に記載の基板配線製造装置。