(57)【要約】【課題】  金属のマスキングによって多段のエッチングを施し、高アスペクト比を持つ金属パターンを形成することのできる、金属板パターンの形成方法を提供することを課題とする。【解決手段】  銅板（１０）の両面又は片面に銀めっき層（１２）を形成し、更にその上に銅めっき層（１４）を銀めっき層より厚く形成し、その上にＤＦＲを塗布してパターニングし、このレジストパターンをマスキングとして銅めっき層をエッチングし、このめっき銅パターン（１４ａ）をマスキングとして銀めっき層をエッチングして銀めっきパターン（１４ａ）を形成し、更にこれをマスキングとして、銅板のハーフエッチング、ポジ型レジストの塗布、露光・現像後、銀めっきパターンの下部のポジ型レジストを保護し、再度ハーフエッチングを施す。最終的に、マスキングとして使用したレジストや銀めっきパターンを除去して金属パターン（２０）を得る。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板の両面又は片面に該金属板と異種の金属からなる第１金属層を形成する工程と、
該第１金属層上に前記金属板と同種の金属からなる第２金属層を前記第１金属層より厚く形成する工程と、
該第２金属層上にレジストを塗布し、該レジストをパターニングしてレジストパターンを形成する工程と、
該レジストパターンをマスキングとして前記第２金属層をエッチングし、第２金属層パターンを形成する工程と、
該第２金属層パターンをマスキングとして、前記第１金属層をエッチングし、第１金属層及び第２金属層のパターンを形成する工程と、
該第１金属層及び第２金属層のパターンを第１マスキングとして、前記金属板にハーフエッチングを施す工程と、
前記第１マスキング上からハーフエッチングを施した面にポジ型レジストを塗布し、前記第１マスキングの上部から露光し且つ現像して、該第１マスキング下部のポジ型レジストを保護する工程と、
前記第１マスキング及び保護した前記ポジ型レジストよりなる第２マスキングを介して前記金属板に再度ハーフエッチングを施す工程と、
前記第１マスキング及び第２マスキングを除去する工程と、
からなることを特徴とする、金属板パターン形成方法。
【請求項２】
前記ポジ型レジストの塗布、露光、現像し、該第１マスキング下部のポジ型レジストを保護する工程と、前記第２マスキングを介して前記金属板に再度ハーフエッチングを施す工程と、を繰り替えし行うことを特徴とする請求項１に記載の金属板パターン形成方法。
【請求項３】
金属板及び第１金属層は銅、鉄、又は鉄−ニッケル合金であり、第２金属層は銀めっき層、金めっき層、又はすずめっき層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属板パターン形成方法。
【請求項４】
第２金属層上に塗布するレジストは、ドライ・フィルム・レジストであり、前記ポジ型レジストは、液状ポジ型レジスト又は電着ポジ型レジストであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属板パターン形成方法。
【請求項５】
該第１金属層及び第２金属層のパターンを第１マスキングとして前記金属板にハーフエッチングを施す工程において、前記第２金属層も同時にエッチングされるが該第２金属層が完全には除去されない程度に、該第２金属層の厚さ及び該ハーフエッチングの条件を規定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属板パターン形成方法。
【請求項６】
絶縁基材の両面又は片面に形成した金属箔上に、該金属箔と異種の金属からなる第１金属層を形成する工程と、
該第１金属層上に前記金属箔と同種の金属からなる第２金属層を前記第１金属層より厚く形成する工程と、
該第２金属層上にレジストを塗布し、該レジストをパターニングしてレジストパターンを形成する工程と、
該レジストパターンをマスキングとして前記第２金属層をエッチングし、第２金属層パターンを形成する工程と、
該第２金属層パターンをマスキングとして、前記第１金属層をエッチングし、第１金属層及び第２金属層のパターンを形成する工程と、
該第１金属層及び第２金属層のパターンを第１マスキングとして、前記金属板にハーフエッチングを施す工程と、
前記第１マスキング上からハーフエッチングを施した面にポジ型レジストを塗布し、前記第１マスキングの上部から露光し且つ現像して、該第１マスキング下部のポジ型レジストを保護する工程と、
前記第１マスキング及び保護した前記ポジ型レジストよりなる第２マスキングを介して前記金属板に再度ハーフエッチングを施す工程と、
前記第１マスキング及び第２マスキングを除去する工程と、
からなることを特徴とする、回路基板の形成方法。
【請求項７】
前記ポジ型レジストの塗布、露光、現像し、該第１マスキング下部のポジ型レジストを保護する工程と、前記第２マスキングを介して前記金属板に再度ハーフエッチングを施す工程と、を繰り替えし行うことを特徴とする請求項６に記載の回路基板の形成方法。
【請求項８】
金属板及び第１金属層は銅、鉄、又は鉄−ニッケル合金であり、第２金属層は銀、金、又はすすであることを特徴とする請求項６又は７に記載の回路基板の形成方法。
【請求項９】
第２金属層上に塗布するレジストは、ドライ・フィルム・レジストであり、前記ポジ型レジストは、液状ポジ型レジスト又は電着ポジ型レジストであることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の回路基板の形成方法。
【請求項１０】
該第１金属層及び第２金属層のパターンを第１マスキングとして、前記金属板にハーフエッチングを施す工程において、前記第２金属層も同時にエッチングされるが、該第２金属層が完全には除去されない程度に、該第２金属層の厚さを規定し、且つ該ハーフエッチングの条件を規定することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の回路基板の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリードフレーム、メタルマスク等の金属板パターンや、或いはプリント回路基板上の配線パターンを形成する方法に関し、更に詳しくは、サブトラクティブ法によるパターン技術を利用して金属板からリードフレーム、メタルマスク等の金属板パターンを形成する方法、或いはプリント回路基板を製造するにあたり、絶縁基板上に微細な導体パターンを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路基板を製造する場合において、サブトラクティブ法は安価で簡便な方法であり、従来から最も広く使用されている。その半面、近年における半導体装置や各種の電子機器の高密度化、微細化に伴って、回路基板におけるより微細な導体パターンを得るという点では、不利な面もある。
【０００３】
高アスペクト比を得るための金属エッチング法としての従来技術には、
（１）マスキングとしてドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ）と遮光性のインク層とを用いる多段エッチング法がある。この方法は、ＤＦＲによりパターニングされた金属上に液状ポジ型レジストを塗布して現像液を用い現像するものである。この方法によると、パターニングされたＤＦＲが溶出又は剥離してしまう可能性があるため、現像時間を短くするか、露光時間を長くして液状ポジ型レジストを溶解し易くしなければならない。
（２）また、金属をエッチングする別の方法として、めっきにより金属マスクを形成する方法がある。具体的な例としては、銀めっきによる「先銀めっき法」がある。この方法は、金属上に部分銀めっきを行い、この銀めっきにより被覆されていない部分の金属を、その金属を選択的に溶解させるエッチング液を用いてエッチングを行う方法である。しかし、金属がエッチングされる結果、マスキングとして働く銀めっきの下でいわゆるサイドエッチング層が形成され、サイドエッチング上の銀めっきが単独で浮いた状態になる。この状況では、エッチング液のスプレー圧力等により銀めっきに欠けや割れが生ずる可能性があった。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１１５８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明では、前記従来技術の（１）の多段エッチング法におけるドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ）の剥離の問題を解消すると共に、上記（２）の方法において、マスキングとして用いる銀めっきマスクの強度を改善するために、金属マスクの補強を兼ねると共に、金属マスクの形成方法自体に工夫をこらすことで、多段エッチングによる高アスペクト比を持った、リードフレーム、メタルマスク等の金属板パターン及び回路基板上の導体パターンを形成する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を達成するために、本発明によれば、金属板の両面又は片面に該金属板と異種の金属からなる第１金属層を形成する工程と、該第１金属層上に前記金属板と同種の金属からなる第２金属層を前記第１金属層より厚く形成する工程と、該第２金属層上にレジストを塗布し、該レジストをパターニングしてレジストパターンを形成する工程と、該レジストパターンをマスキングとして前記第２金属層をエッチングし、第２金属層パターンを形成する工程と、該第２金属層パターンをマスキングとして、前記第１金属層をエッチングし、第１金属層及び第２金属層のパターンを形成する工程と、該第１金属層及び第２金属層のパターンを第１マスキングとして、前記金属板にハーフエッチングを施す工程と、前記第１マスキング上からハーフエッチングを施した面にポジ型レジストを塗布し、前記第１マスキングの上部から露光し且つ現像して、該第１マスキング下部のポジ型レジストを保護する工程と、前記第１マスキング及び保護した前記ポジ型レジストよりなる第２マスキングを介して前記金属板に再度ハーフエッチングを施す工程と、前記第１マスキング及び第２マスキングを除去する工程と、からなることを特徴とする、金属板パターン形成方法が提供される。
【０００７】
また、本発明によると、絶縁基材の両面又は片面に形成した金属箔上に、該金属箔と異種の金属からなる第１金属層を形成する工程と、該第１金属層上に前記金属箔と同種の金属からなる第２金属層を前記第１金属層より厚く形成する工程と、該第２金属層上にレジストを塗布し、該レジストをパターニングしてレジストパターンを形成する工程と、該レジストパターンをマスキングとして前記第２金属層をエッチングし、第２金属層パターンを形成する工程と、該第２金属層パターンをマスキングとして、前記第１金属層をエッチングし、第１金属層及び第２金属層のパターンを形成する工程と、該第１金属層及び第２金属層のパターンを第１マスキングとして、前記金属板にハーフエッチングを施す工程と、前記第１マスキング上からハーフエッチングを施した面にポジ型レジストを塗布し、前記第１マスキングの上部から露光し且つ現像して、該第１マスキング下部のポジ型レジストを保護する工程と、前記第１マスキング及び保護した前記ポジ型レジストよりなる第２マスキングを介して前記金属板に再度ハーフエッチングを施す工程と、前記第１マスキング及び第２マスキングを除去する工程と、からなることを特徴とする、回路基板の形成方法が提供される。
【０００８】
なお、これらの場合において、遮光層としての第１金属層は、基材である金属板又は金属箔に対してハーフエッチングないし選択的なエッチングを施す際に、当該エッチング液に溶解しないような、金属とする必要がある。
【０００９】
前記ポジ型レジストの塗布、露光、現像し、該第１マスキング下部のポジ型レジストを保護する工程と、前記第２マスキングを介して前記金属板に再度ハーフエッチングを施す工程と、を繰り替えし行うことを特徴とする。
【００１０】
金属板及び第１金属層は銅、鉄、又は鉄−ニッケル合金であり、第２金属層は銀又は金であることを特徴とする。
【００１１】
第２金属層上に塗布するレジストは、ドライ・フィルム・レジストであり、前記ポジ型レジストは、液状ポジ型レジスト又は電着ポジ型レジストであることを特徴とする。
【００１２】
該第１金属層及び第２金属層のパターンを第１マスキングとして、前記金属板にハーフエッチングを施す工程において、前記第２金属層も同時にエッチングされるが、該第２金属層が完全には除去されない程度に、該第２金属層の厚さを規定し、且つ該ハーフエッチングの条件を規定することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１及び図２はサブトラクティブ法を用いた本発明の第１実施形態に係る金属板パターン、例えばリードフレームを形成する方法を各工程毎に示すものである。
【００１５】
先ず第１工程では、銅からなる金属板１０の全表面に銀めっきを施すことにより、銀めっき層（第１金属めっき層）１２を形成する。この第１金属めっき層１２は後の工程で基材である銅板１０に選択的なエッチングないしハーフエッチングを施す際に、当該エッチング液により溶解されない、銅板１０とは異種の金属材であることが必要である。このような条件を満たすものであれば、銀めっきに限らず他の金属材、例えば金又はすずのめっきを第１金属めっき層として形成しても良い。
【００１６】
次に、第２工程では、銀めっき層１２上の全面に、金属板１０と同種の金属材、即ち銅のめっきを施し、銅めっき層（第２金属めっき層）１４を形成する。この銅めっき層１４の厚さは、前記銀めっき層１２の厚さよりも厚いものとする。
【００１７】
次に、第３工程では、銅めっき層（第２金属めっき層）１４の全面に、ドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ）１６を塗布し、所定のマスクパターンにて露光し且つ現像することによりレジストのパターニングを行う。
【００１８】
第４工程では、パターニングされたＤＦＲ１６をマスキングとして、ＤＦＲ１６の開口部を通して、銅めっき層（第２金属めっき層）１４のエッチングを施す。これにより、銅めっき層は銅めっきパターン層１４ａとなる。
【００１９】
次に、第５工程では、周知の方法によりＤＦＲ１６を剥離する。
【００２０】
第６工程では、エッチングによりパターニングされた銅めっきパターン層１４ａをマスキングとして銀めっき層１２のエッチングを施す。これにより、銀めっき層１２は銀めっきパターン層１２ａとなる。なお、銀めっき層１２をエッチングするためのエッチング液の組成は、銅めっき層１４をエッチングするのに使用したエッチング液とは異なるもの、即ち銀を溶解し銅を溶解しないエッチング液を使用する。
【００２１】
次に、第７工程では、銅めっきパターン層１４ａ及び銀めっきパターン層１２ａの両者が重なって形成された第１マスキング１５に向けてエッチング液を吹き付けることにより、ハーフエッチングないし選択的なエッチングを施すのであるが、このハーフエッチングでは、第１マスキング１５のエッチング液通過部分の下側の銅板１０の周辺領域が溶解させる。そして、銅板１０の溶解領域は、銅板１０の下面には達することなく、第１マスキング下部の側部もエッチングされ、いわゆるサイドエッチングが行われる。したがって、銅板１０の溶解する領域が所定範囲内となるように、ハーフエッチングの条件（エッチング時間等）を調整する。
【００２２】
これにより、図示のように、銅板１０の第１マスキングパターン１５に近接する上部においては、銅板１０の溶解した部分が第１マスキングパターン１５のエッチング液通過部分の幅（ｄ）より銅板１０の内側へ若干食い込んでいて、溶解された部分の幅（ｅ）が第１マスキングパターン幅（ｄ）より大きく、サイドエッチング部１０ｂが形成される。半面、銅板１０のエッチングにより溶解された溝の部分は断面形状が全体として丸みを帯びていて略Ｕ字形状の溝１０ａとなる。
【００２３】
なお、このハーフエッチングの工程では、銅板１０のエッチングを行うためのエッチング液により同時に銅めっきパターン層１４ａの上部が溶解されてしまうが、銅めっきパターン層１４ａの厚さの全部分が溶解されるのではなく、銅めっきパターン層１４ａの厚さの一部を残るように、銅めっき層１４の厚さやエッチングの条件が予め設定されている。
【００２４】
次に、第８工程では、前工程でハーフエッチングを施した部分の全面にポジ型液状レジスト１８を塗布する。この場合に、ポジ型液状レジスト１８は最上面の銅めっきパターン層１４ａ上、銀めっきパターン層１２ａの側面上、エッチングにより溶解した銅板１０の略Ｕ字形状の溝１０ａの底部及びサイドエッチング部１０ｂ上に渡って塗布される。
【００２５】
次に、第９工程では、ポジ型液状レジスト１８の上面から平行な紫外線１９を照射して露光した後、現像する。
【００２６】
ここで、露光に使用する紫外線１９は、この銅板１０上のマスキングの面に対して直交する方向に照射する平行光であることが望ましいが、ポジ型液状レジスト１８内への光線の届く範囲が深い場合は、必ずしも平行光である必要はない。
【００２７】
この露光工程により、ポジ型液状レジスト１８の光に露光された部分、即ち、ポジ型液状レジスト１８の銅めっきパターン層１４ａ上、銀めっきパターン層１２ａの側面上、略Ｕ字形状の溝１０ａの底部上にある領域部分１８ａが露光される。換言すると、銀めっきパターン層１２ａの下側の領域であって、前工程であるハーフエッチングの際に、レジストパターンの幅（ｄ）より銅箔２の内側へ若干食い込んで溶解されたサイドエッチング部１０ｂ上の領域１８ｂは、露光されないまま残ることとなる。
【００２８】
なお、レジスト１８の形成方法としては、液状レジスト１８を塗布することに代えて、金属の存在している部分のみにレジストを付着させるポジ型電着（Electro Deposition)によってもよい。
【００２９】
次に、第１０工程では、未硬化液状レジスト１８ａを除去し、硬化されたサイドエッチング部１０ｂ上のレジスト１８ｂのみをそのまま残す。
【００３０】
第１１工程では、残存している銅めっきパターン層１４ａ、銀めっきパターン層１２ａ及び保護されているレジスト１８ｂの部分よりなる第２マスキング１７に向けてエッチング液を吹き付けることにより、第２次のハーフエッチングないし選択的なエッチングを施す。この第２次ハーフエッチングでは、残存している銅めっきパターン層１４ａも同時に溶解されて、殆ど無くなるか、又は極めて薄い層のみを残すこととなるが、第２マスキング１７としては、このエッチング工程では溶解されない銀めっきパターン１２ａ及び残存しているレジスト１８ｂにより、導体パターン間の溝２１が形成される。
【００３１】
次に、第１２工程において、残存しているポジ型液状レジスト１８ｂを剥離する。
【００３２】
ここで必要に応じ、前述の第８工程から第１２工程まで工程を所要回数繰り返す。
【００３３】
最終的には、第１３工程において、銅を溶解せずに銀を溶解するエッチング液を使用して、銀めっきパターン１２ａを除去する。これにより、最終的に、導体パターンであるリードフレームのリード２０の断面形状において上面と下面との幅寸法の差が小さな、即ち高アスペクト比のリードないし金属パターン２０を得ることができる。これにより、リードフレーレのリードの微細化を達成することができる。
【００３４】
図３及び図４はサブトラクティブ法を用いた本発明の第２実施形態に係る回路基板の形成方法を各工程毎に示すものである。この回路基板の形成方法としては、絶縁樹脂基板３０の上面に銅箔１０が形成されている点を除き、基本的には、本発明の第１実施形態によるリードフレームの形成方法と同様の第１工程〜第１３工程を適用して形成することができるので、詳細の説明は省略する。
【００３５】
もっとも、リードフレームを形成する場合、或いは、絶縁基板上に導体パターンを形成する場合の各々において、金属パターンの、材質、厚み、ピッチ、パターン間距離、その他種々の条件下におけるエッチング液の種類、エッチング時間等の各パラメーターを調整する必要があることはいうまでもない。
【００３６】
なお、上記の第１実施形態においては、金属板１０の片面から、エッチングを施してリードフレームを形成する場合について、また、第２実施形態において、片面に銅箔が貼り付けられている絶縁基板３０の銅箔から導体パターンを形成する場合について示したが、第１及び第２実施形態の両者において、金属板１０の両面から、或いは、両面銅貼絶縁基板３０の両面からエッチングを施すことによって金属パターンや回路基板の導体パターンを形成するこのも可能である。
【００３７】
また、エッチングを施す基材として、銅を用いた場合について説明したが、基材として鉄、鉄−ニッケル合金等を適用することができる。
【００３８】
以上添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、回路基板において導体パターンのピッチを狭くすることができる。また、導体パターンの上部の幅を確保することができ、上部付近のパターン幅と下部付近のパターン幅との差を小さくすることができる。更にまた、厚い導体パターンの回路基板に対してサブトラクティブ法を適用することが可能となる。
【００４０】
ポジ型レジストの遮光層として金属マスクに使用しているため、遮光層の成分である溶剤に溶出することが無い。また、従来例においては、金属（銅）上にドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ）をパターニングさせていたために、ポジ型レジストの現像を行なう際に、現像液に浸かされて金属（銅）上のＤＦＲ自体も溶解又は剥離される問題が発生していたが、本発明では、ＤＦＲに代えて金属（銀）でマスキングパターンを形成することで、マスキングパターン自体が、極端に減少し或いは除去されてしまうことがなくなった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るリードフレームの形成方法の各工程を示す。
【図２】図１に続くリードフレームの形成方法の各工程を示す。
【図３】本発明の第２実施形態に係る回路基板の導体パターンの形成方法の各工程を示す。
【図４】図３に続く回路基板の導体パターンの形成方法の各工程を示す。
【符号の説明】
【００４２】
１０    金属（銅）板
１２    銀めっき層（第１金属層）
１４    銅めっき層（第２金属層）
１５    第１マスキング
１６    ドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ）
１８    ポジ型液状レジスト
２０    リードフレーム（金属パターン）
３０    絶縁樹脂基板
【図１】
2006060054.tif 000003
【図２】
2006060054.tif 000004
【図３】
2006060054.tif 000005
【図４】
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