(57)【要約】アルカリ金属塩及びグリシンを含む水溶液を含む、ポリマー材料をエッチングするための組成物を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属塩及びグリシンを含み、ポリマー材料をエッチングするための水溶液、を含む組成物。
【請求項２】
約５重量％〜約５５重量％のアルカリ金属塩及び約５重量％〜約３０重量％のグリシンを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
約３０重量％〜約４５重量％の前記アルカリ金属塩を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
約１０重量％〜約２０重量％の前記グリシンを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
約４２重量％の前記アルカリ金属塩及び約１８重量％の前記グリシンを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
約３５重量％の前記アルカリ金属塩及び約１２重量％の前記グリシンを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記アルカリ金属塩が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化セシウムからなる群より選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
エチレンジアミンを更に含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
約５重量％〜約５５重量％のアルカリ金属塩及び約５重量％〜約３０重量％のグリシン、並びに約２重量％〜約８重量％のエチレンジアミンを含む、請求項８に記載の組成物。
【請求項１０】
ポリマーフィルムを準備する工程と、
前記ポリマーフィルムを、
約５重量％〜約５５重量％のアルカリ金属塩と、
約５重量％〜約３０重量％のグリシンと、を含む水溶液と接触させる工程と、を含むプロセス。
【請求項１１】
前記水溶液が約３０重量％〜約４５重量％の前記アルカリ金属塩を含む、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１２】
前記水溶液が約１０重量％〜約２０重量％の前記グリシンを含む、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記水溶液が約４２重量％の前記アルカリ金属塩及び約１８重量％の前記グリシンを含む、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１４】
前記水溶液が約３５重量％の前記アルカリ金属塩及び約１２重量％の前記グリシンを含む、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記アルカリ金属塩が、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、及び水酸化セシウムからなる群より選択される、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記水溶液がエチレンジアミンを更に含む、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記水溶液が、約５重量％〜約５５重量％のアルカリ金属塩及び約５重量％〜約３０重量％のグリシン、並びに約２重量％〜約８重量％のエチレンジアミンを含む、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記ポリマーフィルムが、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、及び液晶ポリマーからなる群より選択される、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記ポリマーフィルムが、芳香族二無水物及び芳香族ジアミンからなる群より選択されるモノマーを含むポリイミドフィルムである、請求項１０に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記ポリマーフィルムが、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＢＤＡ）及びフェニルジアミン（ＰＤＡ）からなる群より選択されるモノマーを含む、請求項１０に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野］
本発明は、ポリマーの化学的エッチングに関する。
【０００２】
［背景］
ポリマーフィルム基材上にエッチングされた銅又は印刷された導電回路パターンは、フレキシブル回路又はフレキシブルプリント配線基板と呼ばれる場合がある。その名が示すとおり、フレキシブル回路は導体を破損することなく動かし、折り曲げ、捻ることができることにより、異なる形状及び固有のパッケージサイズに合わせることができる。フレキシブル回路は、元々、嵩張る配線ハーネスに代わるものとして設計されたものであり、しばしば、現在の最先端の電子アセンブリにおいて必要とされる小型化及び可動性に対する唯一の解決策となっている。薄くて軽量で複雑なデバイスに理想的なフレキシブル回路設計による解決策は、片面の導電経路から複雑な多層３次元パッケージまでの範囲にわたる。ポリマー層に金属メッキされた開口部を形成することにより、ポリマーフィルムを貫通して導電経路を形成することができる。これらの開口部は、レーザーアブレーション、プラズマエッチング及び化学エッチングなどの様々な方法によって形成することができる。しかしながら、ポリマーフィルムを完全には貫通しない凹部、凹みなどが望ましい場合には、これらの特徴部を形成するうえで一般的に化学エッチング法が好ましい。したがって、ポリマーフィルムを制御可能にエッチングするのに適した化学エッチング剤が依然求められている。
【０００３】
［概要］
本発明の一態様は、アルカリ金属塩及びグリシンを含む、ポリマー材料をエッチングするための水溶液を含む組成物を提供する。
【０００４】
本発明の別の態様は、ポリマーフィルムを準備する工程と、該ポリマーフィルムを、約５重量％〜約５５重量％のアルカリ金属塩及び約５重量％〜約３０重量％のグリシンを含む水溶液と接触させる工程とを含むプロセスを提供する。
【０００５】
本発明の少なくとも１つの実施形態の利点は、緩慢速度でかつ制御されたエッチングが可能となることである。
【０００６】
本発明の少なくとも１つの実施形態の別の利点は、グリシンが環境に優しく、したがって取り扱いが容易なことである。
【０００７】
本発明の少なくとも１つの実施形態の別の利点は、グリシンが容易には蒸発せず、そのため、成分の量を調べて調整する必要なくして長時間にわたって所望のエッチング剤濃度が維持されることである。
【０００８】
本発明の少なくとも１つの実施形態の別の利点は、他の公知のエッチング剤よりも水性フォトレジストに対する本エッチング剤の悪影響が低いことである。これにより、フォトレジストは、膨潤してエッチングされつつあるポリマーフィルムから分離することなくエッチングプロセスにおいて残存することが可能となる。
【０００９】
本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲より明らかとなるであろう。
【００１０】
本明細書において使用される、百分率として含まれるすべての量は、指定される成分の重量比率を示す。
【００１１】
［詳細な説明］
要請に応じて本発明の詳細をここに開示するが、開示される実施形態はあくまで例示的なものに過ぎないことは理解されなければならない。したがって、本明細書に開示される具体的な構造的及び機能的詳細は限定的なものとして解釈されるべきではなく、あくまで特許請求の範囲の根拠として、また、本発明の様々な方法による使用を当業者に教示するための代表的な根拠として解釈されるべきである。
【００１２】
本発明は、フレキシブル回路基板、マイクロ流体デバイス、及びポケットを有するキャリアフィルムなどの用途において使用されるポリマーフィルムでの使用に適したエッチング剤を提供するものである。フレキシブル回路基板は、一般的にフレキシブルポリマー基材フィルム及び銅導電配線を有している。（導電配線は金、ニッケル、又は銀であってもよい）具体的なフレキシブル回路の用途としては、ラップトップコンピュータ、インクジェットプリンター、携帯情報端末、携帯電話、計算機、カメラ、プラズマテレビ、及び折れ曲がる又は折り畳まれるインターフェースを有する任意の装置が挙げられる。マイクロ流体デバイスの基板は、凹み又は制御された深さを有する領域及び場合により銅導電配線を有するフレキシブルポリマー基材フィルムを有している（devices that include）。本明細書において凹部、キャビティ、溝、トレンチ、ウェル、リザーバ、反応チャンバなどとも呼ばれる凹みの形成によって、ポリマーフィルムの各領域に厚さの変化が生じる。電子部品のキャリアポケットテープ用の基板では、厚いフィルム、一般的にはポリカーボネートフィルムに複雑な３次元形状をエッチングすることが求められる場合がある。
【００１３】
本発明のエッチング剤は、アルカリ塩、グリシン、及び場合によりエチレンジアミンを含む。本発明の強アルカリ性エッチング剤での使用に適した水溶性塩としては例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化セシウム（ＣｅＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウムなどの置換水酸化アンモニウム、及び水酸化アンモニウム又はこれらの混合物が挙げられる。エッチング剤溶液の有用な濃度は、エッチングされるポリマーフィルムの厚さ、並びに使用される場合にはフォトレジストの種類（例えばメタルマスク又はフォトレジスト）及び厚さに応じて変わる。本発明では、適切な塩の一般的な濃度は、約５重量％〜約３０重量％の下限値及び約４５重量％〜約５５重量％の上限値を有する。グリシンの一般的な濃度は、約５重量％〜約１０重量％の下限値及び約２０重量％〜３０重量％の上限値を有する。本発明のＫＯＨ／グリシンのエッチング剤は、エッチング深さの正確な制御を可能とする緩慢速度でかつ制御されたエッチング性を与え、例えば垂直方向から約５°〜約６０°の低角度の傾斜を有する側壁を与える。より速いエッチング速度が望ましい場合には、例えばエチレンジアミンなどのアミン化合物のような可溶化剤をエッチング剤に加えることができる。エチレンジアミンなどのアミン化合物の一般的な濃度は約２重量％〜約８重量％であるが、この範囲を外れてもよい。エッチング剤は、エッチングの間、約５０℃（１２２°Ｆ）〜約１２０℃（２４８°Ｆ）、好ましくは約７０℃（１６０°Ｆ）〜約９５℃（２００°Ｆ）の温度に一般的に保たれる。
【００１４】
エッチング剤溶液中に使用される場合、一般的な可溶化剤はアルカノールアミンなどのアミン化合物である。エッチング剤溶液の可溶化剤は例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、エチルアミン、メチルエチルアミン、並びにエタノールアミン、ジエタノールアミン、プロパノールアミンなどのようなアルカノールアミンなどのアミン類からなる群から選択することができる。
【００１５】
エッチング剤中にグリシンが存在することによって幾つかの利点が得られる。例えば、公知のアルカリ金属塩と比較して、フォトレジストのストリッピングの低減効果が得られる。「ストリッピング」は、フォトレジストが膨潤してその下のポリマーフィルムから分離することである。エッチングに要する時間は、エッチングされるポリマーフィルムの種類及び厚さ、エッチング剤の組成、エッチング温度、スプレー圧、及びエッチングされる領域の所望の深さによって決まる。
【００１６】
本発明のポリマーフィルムは、ポリカーボネート、液晶ポリマー、ポリイミド、ポリエステル、ポリアミド−イミド、及び他の適切なポリマー材料であってよい。好ましくは、エッチングされるフィルムはほぼ完全に硬化されたものである。
【００１７】
ポリイミドフィルムは、複雑な最新の電子アセンブリの要求条件を満たす、フレキシブル回路で一般的に使用されている基材である。そのフィルムは熱安定性及び低い誘電率といった優れた特性を有している。
【００１８】
本発明における使用に適した市販のポリイミドフィルムとしては、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、オキシジアニリン（ＯＤＡ）、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）を含むビフェニル二無水物（ＢＰＤＡ）、フェニレンジアミン（ＰＤＡ）、又はｐ−フェニレンビス（トリメリット酸モノエステル無水物）のモノマーを含むか又はこれらから作られたものが挙げられる。これらのモノマーの１つ以上を含むポリイミドポリマーを用いて、Ｈ、Ｋ、及びＥフィルムなどのＫＡＰＴＯＮフィルム（イー・アイ・デュポン・ド・ネムール社（E. I. du Pont de Nemours and Company）オハイオ州、サークルビル、より販売）、ＡＶ、ＮＰ、及びＨＰＮＦフィルムなどのＡＰＩＣＡＬフィルム（株式会社カネカ、日本国、大津市、より販売）、Ｓ、ＳＮ及びＶＴなどのＵＰＩＬＥＸフィルム（宇部興産株式会社、日本国、より販売）、並びにＩＦ、ＩＮ、ＬＮ、ＬＶ、ＬＳ、ＧＰ及びＧＬなどのフィルム（エス・ケー・シー・コロンＰＩ社（SKCKolon PI）、韓国、より販売）の商品名で指定されるフィルム製品を製造することができる。
【００１９】
ＡＰＩＣＡＬ  ＨＰＮＦポリイミドフィルムは、ｐ−フェニレンビス（トリメリット酸モノエステル無水物）を含むモノマーの重合からそのエステル単位含有構造が誘導されるコポリマーであると考えられる。他のエステル単位含有ポリイミドポリマーは商業的には知られていない。しかしながら、ＡＰＩＣＡＬ  ＨＰＮＦに用いられているものと同様のモノマーの選択に応じて、他のエステル単位含有ポリイミドポリマーを合成することは当業者にとっては妥当であろう。このような合成は、ＡＰＩＣＡＬ  ＨＰＮＦのようなフィルム用のポリイミドポリマーの範囲を拡げうるものであり、これらのフィルムは制御可能にエッチングすることができる。エステル含有ポリイミドポリマーの数を増やすために選択しうる材料としては、１，３−ジフェノールビス（無水トリメテート）、１，４−ジフェノールビス（無水トリメテート）、エチレングリコールビス（無水トリメテート）、ビフェノールビス（無水トリメテート）、オキシ−ジフェノールビス（無水トリメテート）、ビス（４−ヒドロキシフェニルスルフィド）ビス（無水トリメテート）、ビス（４−ヒドロキシベンゾフェノン）ビス（無水トリメテート）、ビス（４−ヒドロキシフェニルスルホン）ビス（無水トリメテート）、ビス（ヒドロキシフェノキシベンゼン）、ビス（無水トリメテート）、１，３−ジフェノールビス（アミノベンゾエート）、１，４−ジフェノールビス（アミノベンゾエート），エチレングリコールビス（アミノベンゾエート）、ビフェノールビス（アミノベンゾエート）、オキシ−ジフェノールビス（アミノベンゾエート）、ビス（４アミノベンゾエート）ビス（アミノベンゾエート）などが挙げられる。
【００２０】
ＬＣＰフィルムは、ポリイミドフィルムよりも向上した高周波数性能、より低い誘電損失、より低い水分吸収率を有する、マイクロ流体デバイス及びフレキシブル回路を含む多くの用途における基板として適切な材料を代表するものである。ＬＣＰフィルムの特性としては、電気絶縁性、飽和状態で０．５％よりも低い水分吸収率、スルーホールメッキに使用される銅に近い熱膨張係数、及び、１ＫＨｚ〜４５ＧＨｚの機能周波数範囲での３．５以下の誘電率が挙げられる。
【００２１】
液晶ポリマーに適したフィルムには、ＢＩＡＣフィルム（ジャパンゴアテックス株式会社、日本国、岡山県）のようなｐ−フェニレンテレフタルアミドを含むコポリマー、及びＬＣＰ  ＣＴフィルム（株式会社クラレ、日本国、岡山県）のようなｐ−ヒドロキシ安息香酸を含むコポリマーを含む芳香族ポリエステルが含まれる。
【００２２】
他の適切なフィルムとしては、押出し及びテンターにより（２軸延伸した）液晶ポリマーフィルムがある。米国特許第４，９７５，３１２号に述べられるプロセス開発により、ＶＥＣＴＲＡ（ヘキスト・セラニーズ社（Hoechst Celanese Corp.）より販売されるナフタレン系）及びＸＹＤＡＲ（アモコ・パフォーマンス・プロダクツ社（Amoco Performance Products）より販売されるビフェノール系）の商品名によって識別される市販の液晶ポリマー（ＬＣＰ）の多軸（例えば２軸）配向されたサーモトロピックポリマーフィルムが提供されている。この種の多軸配向ＬＣＰフィルムは、マイクロ流体デバイスなどのデバイスアセンブリの製造に好適なフレキシブルプリント基板及び回路相互接続に適した基板を代表するものである。
【００２３】
ポリカーボネートフィルムの特性としては、電気絶縁性、飽和状態で０．５％よりも低い水分吸収率、１ＫＨｚ〜４５ＧＨｚの機能周波数範囲での３．５以下の誘電率、ポリイミドと比較した場合に、良好な耐化学薬品性が挙げられ、低い弾性率により可撓性がより大の回路が可能となり、かつポリカーボネートフィルムの光学透明度により紫外及び可視光領域において各種の分光技術と組み合わせて使用されるマイクロ流体装置の形成が可能となる。ポリカーボネートはまた、ポリイミドよりも低い水吸収率及び低い誘電正接を有している。ポリカーボネートは、例えば可溶化剤をアルカリ金属の水溶性の塩及びアンモニアを含む、強アルカリ性水性エッチング剤溶液と組み合わせることで容易にエッチングすることができる。
【００２４】
好適なポリカーボネート材料の例としては、置換及び非置換のポリカーボネートの、ジー・イー・プラスチックス社（GE Plastics）（マサチューセッツ州ピッツフィールド）よりＸＹＬＥＸの商品名で販売されるブレンドを含むポリカーボネート／脂肪族ポリエステルブレンド、ポリカーボネート／ポリエチレンテレフタレート（ＰＣ／ＰＥＴ）ブレンド、ポリカーボネート／ポリブチレンテレフタレート（ＰＣ／ＰＢＴ）ブレンド、及びポリカーボネート／ポリ（エチレン２，６−ナフタレート）（ＰＰＣ／ＰＢＴ、ＰＣ／ＰＥＮ）ブレンド、並びにポリカーボネートと熱可塑性樹脂とのその他の任意のブレンドなどのポリカーボネートブレンド、並びに、ポリカーボネート／ポリエチレンテレフタレート（ＰＣ／ＰＥＴ）、ポリカーボネート／ポリエーテルイミド（ＰＣ／ＰＥＩ）などのポリカーボネートコポリマーが挙げられる。
【００２５】
本発明における使用に適した別の種類の材料として、ポリカーボネート積層体がある。このような積層板は、互いに隣接した少なくとも２つの異なるポリカーボネート層を有してもよく、又は熱可塑性材料層に隣接した少なくとも１つのポリカーボネート層を有してもよい（例えば、ジー・イー・プラスチックス社（GE Plastics）より販売されるポリカーボネート／ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）積層体であるＬＥＸＡＮ  ＧＳ１２５ＤＬ）。ポリカーボネート材料は、カーボンブラック、シリカ、アルミナなどで充填されてもよく、又は難燃剤、紫外線安定剤、顔料などの添加剤を含んでもよい。
【００２６】
本発明のエッチング剤の各実施形態は、エッチング剤が所望のエッチ速度及び所望の結果を与える任意のポリマー材料とともに使用することができる。他の適切なポリマーの例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、非晶質ＰＥＴ、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリエステル、及びポリアミド−イミドなどが挙げられる。
【００２７】
本発明のエッチング剤の各実施形態は、連続ウェブ式フレキシブル回路プロセスにおいて使用される製造技術での使用に適している。これにより、基板の大量かつ低コストの製造が可能となる。フレキシブル回路は、最新の電子アセンブリに求められる小型化及び可動性に対する解決策の１つである。薄くて軽量で複雑なデバイスに理想的なフレキシブル回路設計による解決策は、片面の導電経路から複雑な多層３次元パッケージまでの範囲にわたる。
【００２８】
凹んだ又は厚さの小さい領域、溝、リザーバ、支持されていないリード、スルーホール及びフィルム内の他の回路特徴部を形成するには、光架橋されたネガ型の水溶液プロセス可能なフォトレジストのマスク、又はメタルマスクを用いてポリマーフィルムの各部分を保護する必要が一般的にある。エッチングプロセスにおいてこうしたフォトレジストはほとんど膨潤せず、ポリマーフィルムから剥離しない。
【００２９】
ポリマーパターン又は特徴部を形成するための基板エッチングに対するマスクとしてはフォトレジストが一般的に使用されているが、金属を使用することもできる。例えば、薄い銅の層をスパッタリングした後で更に銅でメッキして厚さ１〜５μｍの層を形成することによって金属層を形成することができる。次いでフォトレジストを金属層に塗布し、所定のパターンの光放射に露光して現像することによって金属層の各領域を露出させる。次に金属層の露出した領域をエッチングして所定のパターンを形成する。次いで残ったフォトレジストを除去すると、金属マスクが残る。銅以外の金属をマスクとして使用することもできる。こうした金属層は、電解メッキ及び無電解メッキ法を用いて形成することができる。フォトレジストマスクの代わりにメタルマスクを使用することで一般的に側壁のエッチング角度が大きくなり、エッチング特徴部のサイズが大きくなる。
【００３０】
本発明に基づくポリマーフィルムに使用するのに好適なネガ型フォトレジストとしては、米国特許第３，４６９，９８２号、同第３，４４８，０９８号、同第３，８６７，１５３号、及び同第３，５２６，５０４号に開示されるもののような、ネガ型の水溶液で現像可能なフォトポリマー組成物が挙げられる。このようなフォトレジストには、架橋性モノマー及び光開始剤を含むポリマーマトリックスが少なくとも含まれる。フォトレジストに一般的に用いられるポリマーとしては、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、及びアクリル酸のコポリマー、スチレンと無水マレイン酸イソブチルエステルとのコポリマーなどが挙げられる。架橋性モノマーは、トリメチロールプロパントリアクリレートなどの多官能アクリレートであってもよい。
【００３１】
本発明に基づいて使用される、市販の水性塩基（例えば炭酸ナトリウムで現像可能な）ネガ型フォトレジストには、イー・アイ・デュポン・ド・ネムール社（E. I. du Pont de Nemours and Co.,）より、ＲＩＳＴＯＮの商品名で販売される、例えばＲＩＳＴＯＮ  ４７２０などのポリメチルメタクリレートフォトレジスト材料が挙げられる。他の有用な例としては、リーロナール社（LeaRonal）（ニューヨーク州フリーポート）より販売されるＡＰ８５０、及び日立化成株式会社より販売されるＰＨＯＴＥＣ  ＨＵ３５０が挙げられる。商品名ＡＱＵＡ  ＭＥＲのドライフィルムフォトレジスト組成物がマクダーミド社（MacDermid）（コネティカット州、ウォーターベリー）より販売されている。ＡＱＵＡ  ＭＥＲフォトレジストには「ＳＦ」及び「ＣＦ」シリーズを含む幾つかのシリーズがあり、これらの材料を代表するものとしてはＳＦ１２０、ＳＦ１２５、及びＣＦ２．０がある。
【００３２】
例示的なフレキシブル回路の製造プロセスの１つでは、ポリマー／金属積層体のポリマーフィルムを幾つかの段階で化学的にエッチングすることができる。製造過程の初期にエッチング工程を導入使用することによって、バルクフィルムを薄肉化するか、又はフィルムの大部分は最初の厚さのままにしながらフィルムの選択された領域のみをを薄肉化することができる。また、フレキシブル回路の製造プロセスの後の方でフィルムの選択された領域を薄肉化すると、フィルムの厚さを変更する前に他の回路特徴部が導入されるという利点が得られる。選択的な基板の薄肉化がプロセスのどの時点で行われるかに関わらず、フィルムの取り扱い性は、従来のフレキシブル回路の製造に付随するものと同様である。
【００３３】
同様のプロセスとして、各種の公知のエッチング前操作又はエッチング後操作と組み合わせて使用されるエッチング工程を含むフレキシブル回路の製造がある。こうした操作の順序は、特定の用途に対して必要に応じて変えられる。典型的なアディティブ型の工程手順は以下のように述べることができる。
【００３４】
水溶液プロセス可能なフォトレジストを、一方の面に薄い銅を有するポリマーフィルムからなる基板の両面に重ねて標準的な貼合技術を用いて積層する。一般的には、基板は約２５μｍ〜約７５μｍのポリマーフィルム層を有し、銅層の厚さは約１μｍ〜約５μｍである。フォトレジストの厚さは一般的に約１０μｍ〜約５０μｍである。フォトレジストの両面をマスクを介して紫外線などに像様露光（imagewise exposure）すると、フォトレジストの露光した部分は架橋により不溶性となる。次いで、積層体の両面に所望のパターンが得られるまで例えば０．５〜１．５％の炭酸ナトリウム溶液などの希釈水溶液を用いて未露光のポリマーを除去することによってレジストを現像する。次いで積層体の銅箔面を更に所望の厚さにメッキする。次いでこの積層体を上記に述べたように約５０℃〜約１２０℃の温度のエッチング剤溶液の浴に入れてポリマーフィルムの化学エッチングを進行させることにより、架橋したレジストによって覆われていないポリマーの部分をエッチング除去する。これにより、最初の薄い銅層の所定の領域が露出する。次いで、約２５℃〜約８０℃、好ましくは約２５℃〜約６０℃のアルカリ金属水酸化物の２〜５％溶液中で積層体の両面からレジストを除去する。次に、最初の薄い銅層の露出した部分を、例えばエレクトロケミカルズ社（Electrochemicals, Inc.）より販売されるＰＥＲＭＡ  ＥＴＣＨなどのポリマーフィルムを傷つけないエッチング剤を使用してエッチングする。
【００３５】
別法のサブトラクティブプロセスでは、水溶液プロセス可能なフォトレジストを、ポリマーフィルムからなる面と銅からなる面とを有する基板の両面に標準的な貼合技術を用いて積層する。一般的に基板は厚さ約２５μｍ〜約７５μｍのポリマーフィルム層からなり、銅層の厚さは約５μｍ〜約４０μｍである。次いで両面のフォトレジストを適切なマスクを介して紫外線などに露光してレジストの露光部分を架橋させる。次いで積層体の両面に所望のパターンが得られるまで希釈水溶液によって像を現像する。次いで銅層をエッチングすると回路が得られ、ポリマー層の所定部分が露出する。次いで水性フォトレジストの更なる層を、銅を有する面の最初のレジストの上に積層し、放射源に全面露光して架橋することによって、露出したポリマーフィルム表面（銅を有する面上の）を更なるエッチングから保護する。次いで架橋したレジストによって覆われていないポリマーの領域（フィルムを有する面上の）を約７０℃〜約１２０℃の温度のエッチング剤溶液でエッチングし、次いで上記に述べたように希釈塩基性溶液によってフォトレジストを両面から剥ぎ取る。
【００３６】
回路フィルムを貫通する導電経路を導入するために必要に応じてポリマー材料を完全に除去する目的で、スルーホール及び関連するボイドのエッチングの前又はエッチングの後に、制御された化学エッチングを用いて、制御された厚さの部分をフレキシブル回路のポリマーフィルムの中に導入することが可能である。プリント回路に標準的なボイドを導入する工程は、一般的に回路の製造プロセスのほぼ中間の時点で行われる。基板を完全に貫通してエッチングするための第１の工程と、制御された深さの凹んだ領域をエッチングするための第２の工程とを入れたほぼ同じ時間枠内でフィルムのエッチングを完了すると便宜がよい。これは、紫外線放射への曝露により選択されたパターンに架橋されるフォトレジストの適切な使用によって実現可能である。現像の際にフォトレジストを除去すると凹んだ領域を導入するためにエッチングされる予定のポリマーフィルムの領域が露出する。
【００３７】
別法として、凹んだ領域は、フレキシブル回路の他の特徴部が完成した後に更なる工程としてポリマーフィルムの中に導入することもできる。更なる工程では、フレキシブル回路の両面にフォトレジストを積層した後の露光によって、選択されたパターンに基づいてフォトレジストを架橋することが求められる。上記に述べたアルカリ金属炭酸塩の希釈溶液を使用してフォトレジストを現像することにより、フィルムの陥凹部及びこれに付随する薄肉化された部分を形成するための、制御された深さにエッチングされる予定のポリマーフィルムの領域が露出する。フレキシブル回路のポリマー基板に所望の深さの凹みがエッチングされるだけの充分な時間の後、保護用の架橋したフォトレジストを上記のように除去し、選択的に薄肉化された領域が入っている、得られた回路をきれいにリンスする。
【００３８】
上記に述べたプロセス工程は、個々の工程を用いたバッチプロセスとして行うか、又は、供給ロールから巻き取りロールへとプロセスの順序を通じてウェブ材料を輸送するように設計された装置を使用して自動的に行うことが可能であり、巻き取りロールには、ポリマーフィルム中に選択的に薄肉化された領域及び制御された深さの陥凹部を有する大量生産された回路が収集される。自動化されたプロセスでは、フォトレジストのコーティングを塗布し、露光し及び現像し、更に金属部品をエッチング及びメッキし、開始材料である金属とポリマーとの積層体のポリマーフィルムをエッチングするための各種のプロセスステーションを有するウェブ操作装置が使用される。各エッチングステーションは、移動するウェブにエッチング剤を噴射して架橋したフォトレジストによって保護されていないウェブの部分をエッチングするジェットノズルを備えた多数のスプレーバーを有している。
【００３９】
同様のエッチングプロセスを使用して、マイクロ流体デバイス、並びに、例えばプリント回路基板の製造に使用される集積回路及び他のデバイスの輸送用のポケットキャリアテープを製造することが可能である。
【実施例】
【００４０】
本発明を以下の実施例によって更に説明するが、これらの実施例に記載される特定の材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本発明を不当に限定するものとして解釈されるべきではない。
【００４１】
表１に示されるような異なる濃度の水性エッチング剤を調製した。エッチング剤を調製するための一般的な手順には、水酸化カリウム（ＫＯＨ）を水（Ｈ２Ｏ）に溶解することにより水酸化カリウムの表１に提供した異なる濃度をストック溶液として調製することを含めた。約８０ｍｌの異なる濃度のＫＯＨの試料をビーカーに移し、異なる量の結晶性固体グリシン（シグマ・アルドリッチ社（Sigma-Aldrich）（米国、ミズーリ州セントルイス）より販売されるもの）及びエチレンジアミン（ＥＤ）（シグマ・アルドリッチ社（米国、ミズーリ州セントルイス）より販売されるもの）を原液としてＫＯＨ溶液に加えることによって異なるエッチング剤溶液を調製した。グリシンは直接加えたところ、ＫＯＨ溶液に直ちに溶解した。ＥＤは原液として直接加えた。
【００４２】
ＫＯＨとグリシンの混合液でエッチングしたポリマー試料の一部のものを約３重量％のアルカリ性過マンガン酸カリウム（ＰＰＭ）溶液で更に処理した。アルカリ性ＰＰＭ溶液を調製するための一般的な手順には、１ｇのＫＯＨを９６ｇのＨ２Ｏに溶解した後、３ｇの過マンガン酸カリウム（ＫＭｎＯ４）を加えることが含まれる。ＫＭｎＯ４は、数分間の攪拌後にＫＯＨに容易に溶解した。
【００４３】
宇部興産株式会社（日本、東京）よりＵｐｉｌｅｘ  ＳＮ及びＵｐｉｌｅｘ  Ｓの商品名でそれぞれ販売される厚さ０．５ミル及び１ミル（０．０１３ｍｍ及び０．０２５ｍｍ）の試料をエッチング実験において使用した。コロン・インダストリーズ社（Kolon Industries, Inc.）（韓国、京畿道、果川市）よりＫＰ−２１５０の商品名で販売される水性フォトレジストをエッチングマスクとして使用して一方の面からエッチングを行った。ポリイミドフィルムのエッチングに使用した異なるエッチング剤の組成を表１に示す。
【００４４】
【表１】
2014503607.tif 000002
【００４５】
（実施例１〜８）
宇部興産株式会社（日本、東京）よりＵｐｉｌｅｘ  Ｓの商品名で販売される厚さ１ミル（０．０２５ｍｍ）のポリイミドフィルムの試料を、コロン・インダストリーズ社（Kolon Industries, Inc.）（韓国、京畿道、果川市）よりＫＰ−２１５０の商品名で販売される水性フォトレジストをエッチングマスクとして使用して一方の面からエッチングした。エッチングは、９４℃の水浴中に入れたビーカー中のＫＯＨ／グリシンエッチング剤にポリイミドフィルムを浸漬し、ビーカー中のエッチング剤を一定の攪拌状態で行った。エッチングされた試料からフォトレジストを除去した後、試料の一部のものを上記に述べたアルカリ性ＰＰＭ溶液に５０℃で２分間、更に曝露した。溶液を恒温水浴中に維持し、試料をエッチング剤溶液に浸漬した。その試料について、エッチング剤組成、エッチング条件、及び側壁のエッチング品質を表２に示す。
【００４６】
【表２】
2014503607.tif 000003
【００４７】
（実施例９〜１１）
宇部興産株式会社（日本、東京）よりＵｐｉｌｅｘ  Ｓの商品名で販売される厚さ１ミル（０．０２５ｍｍ）のポリイミドフィルムの試料を、コロン・インダストリーズ社（Kolon Industries, Inc.）（韓国、京畿道、果川市）よりＫＰ−２１５０の商品名で販売される水性フォトレジストをエッチングマスクとして使用して一方の面からエッチングした。エッチングは、異なる温度の水浴中に入れたビーカー中のエッチング剤により、エッチング剤溶液の一定の攪拌状態で行った。エッチングの終了後、フォトレジストを除去し、一定の攪拌状態にあるＰＰＭ溶液中に試料を浸漬することにより、５０℃で２分間、ＰＰＭ溶液によって更なるエッチングを行った。エッチング温度及び時間並びに側壁のエッチング品質を、エッチング剤の有害作用にフォトレジストがどの程度耐えたか（残ったか）の表示とともに、表３に示す。
【００４８】
【表３】
2014503607.tif 000004
【００４９】
（実施例１２〜２９）
宇部興産株式会社（日本、東京）よりＵｐｉｌｅｘ  Ｓの商品名で販売される厚さ１ミル（０．０２５ｍｍ）のポリイミドフィルムの試料を、コロン・インダストリーズ社（Kolon Industries, Inc.）（韓国、京畿道、果川市）よりＫＰ−２１５０の商品名で販売される水性フォトレジストをエッチングマスクとして使用して一方の面からエッチングした。エッチングは、９４℃の水浴中に入れたビーカー中のエッチング剤により、エッチング剤溶液の一定の攪拌状態で行った。エッチングの終了後、フォトレジストを除去し、一定の攪拌状態であるＰＰＭ溶液中に試料を浸漬することにより、５０℃で２分間、ＰＰＭ溶液によって更なるエッチングを行った。エッチング時間、側壁のエッチング品質、側壁の傾き（すなわちポリイミド層の上面から下面までの側壁の長さ。側壁の傾きの角度は約９°〜約１３°の範囲で変化）を、エッチング剤の有害作用にフォトレジストがどの程度耐えたか（残ったか）の表示とともに、表４に示す。
【００５０】
【表４】
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【００５１】
（実施例３０〜３２）
宇部興産株式会社（日本、東京）よりＵｐｉｌｅｘ  ＳＮの商品名で販売される厚さ０．５ミル（０．０１３ｍｍ）のポリイミドフィルムの試料を、コロン・インダストリーズ社（Kolon Industries, Inc.）（韓国、京畿道、果川市）よりＫＰ−２１５０の商品名で販売される水性フォトレジストをエッチングマスクとして使用して一方の面からエッチングした。エッチングは、９４℃の水浴中に入れたビーカー中のエッチング剤により、エッチング剤溶液の一定の攪拌状態で行った。これらの試料はＰＰＭで更に処理を行わなかった。各試料について、エッチング時間、側壁のエッチング品質を、エッチング剤の有害作用にフォトレジストがどの程度耐えたか（残ったか）の評価とともに、表５に示す。「ストリッピング」は、フォトレジストの一部又は破片が基板から分離することを意味する。
【００５２】
【表５】
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【００５３】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく本発明に様々な改変及び変更を行いうることが当業者には明らかであろう。また、本発明は、本明細書に記載された例示的な実施形態に不当に限定されるものではないことは理解されるべきである。
【国際調査報告】
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