JPS5810466B2 - 回路パタ−ン打抜き金型の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は例えばダイススタンプ法により印刷配線板を製
造するのに用いられ金属箔を回路パターンに打抜くのに
好適な刃型を有する回路パターン打抜き金型のように、
金属箔を所望のパターンに打抜くのに適した刃型を備え
、その刃型で囲んだその内側は金属箔を押圧するのに適
するように浅く陥没し、またその外側は打抜いたあとの
不用な金属箔が逃げられるように深く陥没して段差を有
する回路パターン打抜き金型の製造方法に関し、簡単な
方法にして精度が高く高品質になった打抜き金型を容易
に製造できるようにすることを目的とする。

従来上述のように刃型の内側と外側との間に段差が生ず
るようにするエツチング技術は、金属箔から印刷配線板
のベースとなる有機絶縁基板上に回路パターンを打抜く
のに適した刃型を有する回路パターン打抜き用金型の製
造方法（例えは、特公昭５０−３２６５１号、特開昭４
８−１８６４号、特開昭５１−３２９５号）に含まれる
１つの工程に応用されており、エツチングレジストの形
成に用いられる回路パターンフォトマスクとして所望の
配線回路パターンより僅かに広い回路幅を有する回路パ
ターンネガフィルムＮと僅かに狭い回路幅を有する回路
パターンポジフィルムＰとの２種のフォトマスクを用い
て、段差エツチングを行なっている。

ここで従来の上記２種のフォトマスクＮ、Ｐを用いて、
前述のような刃型を有する金型の製造工程の一部を第１
図〜第９図を用いて簡単に説明する。

所望の配線回路パターンより僅かに広い回路パターン１
を有するネガフィルムＮ（第１図、第２図）を用いて金
属原板３の上にエツチングレジスト２（第３図）を形成
し、エツチング法により平型回路パターン４を有する金
属板５（第４図）を製造し、次に該金属板５の凹陥部６
に、例えばエポキシ樹脂よりなる耐酸性樹脂９を第７図
に示すように充填する。

次に所望の配線回路パターンより僅かに狭い回路パター
ン７を有するポジフィルムＰ（第５図、第６図）を用い
て、第７図のようにエツチングレジスト８を形成し、エ
ツチング法により第８図に示すように浅くエツチングし
、耐酸性樹脂９の加熱軟化除去する。

このようにして刃型１１を有する金型１０（第９図）が
製造される。

ここで、刃型を有する金型の製造工程での重要な点は、
エツチングレジストを形成するための２種のフォトマス
クにあり、この従来例において示したように所望の配線
回路パターンより僅かに広い回路幅を有する回路パター
ンＮと僅かに狭い回路幅を有する回路パターンＰとの２
種のフォトマスクでは、前記金型製造工程中の樹脂埋込
み後のフォトレンスト形成工程に際し、広い面積の印刷
配線用金型を製造するときなどは特にそうであるが、第
１回目のエツチングで形成した平面金型上にエツチング
レジスト（第７図の８）を形成するための所望の配線回
路パターンより僅かに狭い回路幅を有する回路パターン
Ｐ（第５図）が正確に位置決めされ、かつ中心があうよ
うに、注意深く位置決めしなければならず、金属板上で
は、相当の熟練を必要とし、この２種のフォトマスクＮ
、Ｐの位置の合せ方で刃先の形状が左右され数１０μの
ずれでも必要としている金型の刃先（第９図の１１）が
、左右でアンバランスなものとなり、片側の刃先は比較
的太いが片側の刃先は非常に細いという結果になりやす
いなど所望品質の金型を得ることは、頗る困難であった
。

本発明は、金属板の表面に所望の回路パターンを形成す
る為に必要なエツチングレジストパターンを簡単に形成
することができ、しかも回路パターンフォトマスクの位
置合せ等も迅速に行なえるような新規なパターン形状の
フォトマスクを用いることにより、従来の回路パターン
打抜き金型の製造方法における上述のような欠点を改良
し、常に一定した高品質の金型が容易に得られるように
するもので、以下に図面を用いその実施例を説明する。

まず本発明において用いられる新規なパターン形状のフ
ォトマスクは、１枚の原図（トレース図）から普通の写
真技術で作成した所望の回路パターンの縁に金型の刃を
形成するための縁取り線を有した縁取りパターンフォト
マスクＡ３（第１４図。

第１５図）とこの縁取りパターンを覆うようにつくられ
たカバー用パターンフォトマスクＡ４（第１６図、第１
７図）との２種のフォトマスクの組合せよりなり、以下
本発明によるフォトマスクの形状について詳細に説明す
る。

たとえは、第２４図に示すように、所望の回路幅がａ（
刃の外側で金属箔が切れることは、実験的に確認してい
る。

）、刃２７の幅がＶ、金属箔を押圧するための浅い溝２
８の深さがｄ、金属箔を逃がすための深い溝２９がＤで
ある金属箔を所望のパターン伏に打抜くのに適した刃型
を有する金型２６を製造する場合について説明する。

２種のフォトマスクの組合せで、第１の実施例における
組合せとしては、一方のフォトマスクが、刃部２７と金
属箔を押圧するための浅い溝２８を形成するための縁取
りパターンフォトマスクＡ３（１４図、第１５図）であ
る。

このフォトマスクＡ３は、所望のパターンに対応する縁
取り線を有し、この場合の寸法関係についていうと、縁
取り線の内側の＝ａ１は所望の回路幅ａから金型の刃型
の幅■に２を乗じたものと金属箔を押圧するのに適する
ように浅くエツチング（深さｄ）したときのサイドエッ
チ量（２ｄ／Ｅ、Ｆ、、但しＥ、Ｆ、は金属板をエツチ
ングするときのエッチファクターであり、深さｄのエツ
チングしたときレジスト画線部よりｂだけサイドエッチ
が行なわれたとすると、Ｅ、Ｆ、＝２ｄ／ｂで表わされ
ん。

とに２を乗じたものを減じたものに等しくしてあり、縁
取り線の外側の幅ａ２は、所望の回路幅ａに打抜いた金
属箔が逃げられるように深くエツチングしたときのサイ
ドエッチ量（２Ｄ／Ｅ、Ｆ、）を加えたものに等しくし
である。

これらの関係を第１５図、第２４図にそって式で表わす
と、ａ、＝ａ−２（ｖ＋ｄ／Ｅ、Ｆ、） ａ２＝ａ＋２Ｄ／Ｅ、Ｆ−（但しＤ＞ｄ）となる。

他のもう一方のフォトマスクは、金属箔を逃がすための
深い溝２９を形成するためのカバー用パターンフォトマ
スクＡ４（第１６図、第１７図）である。

このフォトマスクＡ４は、金属箔を押圧するのに適する
ように浅くエツチングする部分を覆うためのパターン幅
ａ３を有し、そのパターン巾ａ３のフォトマスクＡ３の
縁取り線の外側の幅ａ２より小さくか又は等しくし、か
つ内側の幅３１より大きくか又は等しくしである。

この関係を第１７図、第２４図にそって式で表わすと、
ａ１≦ａ３≦ａ２つまり ａ−２（ｖ＋ｄ／Ｅ−Ｆ−）≦ａ３≦ａ＋２Ｄ／Ｅ、Ｆ
、となる 第２の実施例での組合せとしては、一方のフォトマスク
が、縁取りパターンフォトマスクＡ３（第１４．第１５
図）であり、所望のパターンに対応する縁取り線を有す
る。

この場合の寸法関係についていうと、縁取り線の内側の
幅ａ１は所望の回路幅ａから、金型の刃部の幅■に２を
乗じたものと金属箔を押圧するのに適するように浅くエ
ツチング（深さｄ）したときのサイドエッチ量（２ｄ／
Ｅ、Ｆ、）とを閉じたものに等しくしてあり、また縁取
り線の外側の幅ａ２は、所望の回路幅ａに前記のサイド
エッチ量（２ａ／Ｅ、Ｆ、）を加えたものに等しくしで
ある。

これらの関係を第１５図、第２４図にそって式で表わす
と、ａｌ−ａ２（ｖ＋ｄ／Ｅ−Ｆ−） ａ２＝ａ＋２ｄ／Ｅ、Ｆ、となる。

他のもう一方のフォトマスクは、金属箔を逃がすための
深い溝２９を形成するためのカバー用パターンフォトマ
スクＡ４（第１６図、第１７図）である。

これは、縁取りパターンフォトマスクＡ３で形成される
レジストパターンを覆うことができる。

この場合のパターン幅ａ３は所望の回路幅ａに打抜いた
金属箔が逃げられるように深くエツチングしたときのサ
イドエッチ量（２Ｄ／Ｅ、Ｆ、）を回路幅ａに加えたも
のと等しくしている。

この関係を第１７図と第２４図にそって式％式％８ 次に以上のような２種の組合せからなるフォトマスクを
用いて金型を製造する方法についてやはり図面を用いて
説明する。

なお説明を、（イ）カメラワーク工程と（ロ）エツチン
グ工程の２つに分けて行なう。

（イ）カメラワーク工程 最初に作図誤差を押えるため作図精度、寸法許容値等を
考慮し、拡大率を決め、所望のパターンに対応する縁取
り線の内側にあたるところを拡大して第１０図のように
パターン１２の画かれた拡大原図Ｂ１を作成する。

次にこの拡大原図Ｂ１を普通の写真製版用カメラで原寸
に縮少して第１１図のように幅が前記内側の幅ａ１（ａ
１＝ａ−２（ｖ＋ｄ／Ｅ、Ｆ−））になった回路パター
ン１３を有するネガフィルムＡ１を作成する。

次に普通の写真製版用のガラスのついている真空焼枠あ
るいはスプリングで圧力をかける密着焼枠を用いて、第
１８図のように未露光フィルム１８を置き、その上に原
稿１９（前記の原寸に縮小した第１１図の如きネガフィ
ルムＡ１）を、そしてその上に密着用ガラス２０を重ね
て密着し、その上方から点元源（密着焼付用ランプ）２
１で露光する。

未露光フィルム１８にネガ−ネガ（ポジーポジ）タイプ
の写真フィルム、例えはコダックスーパースピードデュ
プリケーテイングフイルムＮｏ、２５５１を用いると、
第１９図に示すように露光量（露光時間）を変えること
により元の拡散量が変り、原稿１９の線幅を所望の線幅
に太らすことができる。

このことは実験の結果から確認済みである。

そこで原稿１９として第１１図のネガフィルムＡ１を装
着し、露光時間を太り量が第１４図、第１５図のａ２−
ａｌに相当する時間でネガ−ネガタイプの未露光フィル
ム１８に露光し、現像、定着、水洗すれば少し太った回
路パターン（第１２図の１４）を有するネガフィルムＡ
２を得る。

一方策１１図のネガフィルムＡ１から適正露光を与えて
密着反転で該ネガフィルムＡ１の回路パターン１３と同
寸の回路パターン（第１３図の１５）を有するポジフィ
ルムＢ２を作成しておく。

次に第１８図で未露光フィルム１８としてネガ−ネガタ
イプの写真フィルム（例えばコダック製すスフィルム別 ２５５１）を用い、公知のレジスターパンチを用いたピ
ン合せ装置により原稿１９として第１３図のポジフィル
ムＢ２と第１２図のネガフィルムＡ２とを重ねて用いて
密着し、適性露光を与え、現像、定着、水洗処理するこ
とにより本発明で重要な所望の回路パターンの縁取りか
らなる回路パターン（第１４図の１６）を有するネガフ
ィルムＡ３が作成される。

次に真空焼枠などを用いて、第１８図のように未露光フ
ィルム１８としてネガ−ネガタイプの写真フィルムを置
き、その上に原稿１９として原寸に縮小した第１１図の
ネガフィルムＡ１を置き、露光時間は、金属箔を押圧す
るのに適するように浅くエツチングするための部分（ａ
ｌの幅を有する部分）を覆う量（ａ３−ａｌ）を、第１
８図を参照し、選んで決める。

露光後、現像、定着、水洗処理すると所望の回路パター
ン形状であるカバー用パターン（第１６図の１７）を有
するネガフィルムＡ４が作成される。

（ロ）エツチング工程 従来は、第一のマスクでエツチングレジストを形成し、
深くエツチングした後、耐酸性樹脂を装着充填してエツ
チングされていない部分と同じ高さの平らな表面になる
ようにし、さらに第２のマスクによるエツチングを行な
った後またこの耐酸性樹脂を加熱軟化して除去しなけれ
はならず、工程が複雑になるという欠点かあった。

前記のようなフォトマスクを用いると、上記のような耐
酸性樹脂をもちいることもむろん可能であるが、エツチ
ングレジストに、有機溶剤性形と水溶性形との性質の異
なる２種類のフォトレジストを用いた方が工程の簡略化
が計れる。

したがってこの実施例では後者のように２種類のフォト
レジストを用いた場合について説明する。

第２０図のように金属原板２２（炭素工具鋼５に−３な
どの低炭素鋼かこれに焼入れ処理したもの）に第１のエ
ツチングレジスト２３として有機溶剤性形のフォトレジ
スト（例えは東京応化工業製ＴＰＲ、コダック製ＫＰＲ
なと）をホイラーで塗布焼付し、その上に浅くエツチン
グするためのパターンを有するフォトマスクとして前記
所望の回路パターンの縁取りからなる回路パターンフォ
トマスク（ネガフィルム）Ａ３（第１４図）を置き、上
から紫外線（メタルハライドランプなど）を照射した後
、現像し、水洗し、ポストベークする。

次にその上に第２のエツチングレジスト２４として水溶
性形フォトレジスト（例えは富士薬品工業製ＦＣＲ−７
などをホイラーで塗布焼付し、その上に深くエツチング
するためのパターンを有するフォトマスクとして前記カ
バー用パターンフォトマスクＡ４（ネガフィルム）Ａ４
（第１６図）を前記第１のエツチングレジスト２３のパ
ターンに重なるようにして置き、上から紫外線（メタル
ハライドランプなど）を照射した後、現像、水洗し、ポ
ストベークする。

その結果金属原板２２の上に第１と第２の２層からなる
エツチングレジスト２３と２４が形成される。

上記の方法で作成した第１のエツチングレジスト２３（
有機溶剤性形フォトレジストＴＰＲ）と第２のエツチン
グレジスト２４（フォトレジストＦＣＲ−７）が形成さ
れた金属原板２２を第１回目のエツチングとして３５〜
４２°Ｂｅ’の塩化第２鉄液で深くエツチングすると第
２１図のようになる。

この時エツチングされた部分は第２回目のエツチング時
にもエツチングされるので、その分浅くエツチングを行
なっておく。

第１回目のエツチングが終った後、剥離液（５〜１０％
の水酸化ナトリウム水溶液）を用いて第２２図に示され
るように第２のエツチングレジスト２４を剥離する。

次にこのようにして得られた金属板２５に第２回目のエ
ツチングを浅く行くようと第２３図のようになる。

その後第１のエツチングレジスト２３を剥離液（ＴＰＲ
専用剥離液）を用いて剥離する。

このようにして第２４図に示されるように刃型２７を有
する金型２６が製造される。

また縁取りパターンフォトマスク（第１４図。

第１５図のネガフィルムＡ３）の（ａ２−ａｌ）の幅を
変えることにより鈍い刃型のもの、鋭い刃型のもの、さ
らに尖鋭な刃型をもった印刷配線用回路パターン打抜き
金型が製造される。

以上の説明から明らかなように、本発明において重要な
役割をはたす２種のフォトマスクのうちの一方である縁
取りパターンフォトマスクＡ３は金型の刃先を形成する
ための縁取り線（ａ２−ａｌが写真的にレジスターパン
チによるピン合せ方式で精度よく形成されているために
、パターンの位置決めの許容差が広くなり、またより簡
単にかつ正確にエツチングレジストの形成が可能なため
、常に一定した高品質の金型を得ることができ、その効
果は極めて犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は従来のフォトマスクを用いて金型を
製造する従来の製造方法を説明するための図で、このう
ち第１図、第２図はそれぞれ所望の配線回路パターンよ
り僅かに広い回路パターンを有するネガフィルムの平面
図および断面図、第３図および第４図は金属原板上に第
１図、第２図に示したネガフィルムの回路パターンをエ
ツチングにより得る手順を示す断面図、第５図、第６図
はそれぞれ所望の配線回路パターンより僅かに狭い回路
パターンを有するポジフィルムの平面図および断面図、
第７図乃至第９図は第４図に示した金属板をエツチング
処理し、刃型回路パターンを有する金型を製造する手順
を示す断面図、第１０図乃至第２４図は本発明の実施例
である回路パターン打抜き金型の製造方法を説明するた
めの図で、このうち第１０図、第１１図、第１２図、第
１３図は本発明の実施例において用いられる金型制作用
フォトマスクの作成手順を説明するための平面図、第１
４図、第１５図はそれぞれ同フォトマスクの一方の側の
平面図および断面図、第１６図。 第１７図はそれぞれ同フォトマスクの他方の側の平面図
および断面図、第１８図は同フォトマスクを作成すると
きに用いる装置を説明するための図、第１９図は上記装
置における露光時間と線幅の太り量の関係を示す曲線図
、第２０図乃至第２４図は同フォトマスクを用いて金属
原板をエツチング処理し、刃型回路パターンを有する金
型を製造する手順を示すための断面図である。 １３．１５・・・拡大トレース図から原寸大に終小した
パターン、１４・・・原寸大回路パターンより少し太っ
た回路パターン、２２・・・金属原板、２３゜２４・・
・エツチングレジスト、２６・・・金型、２７・・・刃
型、２８・・・金属箔を押圧するための浅い溝、２９・
・・金属箔を逃がすための深い溝、Ａ３・・・縁取りパ
ターンフォトマスク（ネガフィルム）、Ａ４・・・カバ
ー用パターンフォトマスク（ネガフィルム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 打抜くべき回路パターンの周縁形状に対応したルー
   プ状の刃を有し、上記刃の内側は浅く陥没しかつその外
   側は深く陥没した回路パターン打抜き金型の製造方法に
   おいて、上記金型の刃を形成するための縁取り線を有す
   る第１のフォトマスクを用い金属板上に上記刃のパター
   ンに対応するようにしてエツチングレジストを設ける第
   １工程と上記第１のフォトマスクの縁取りパターンを覆
   うようなパターンを有する第２のフォトマスクを上記エ
   ツチングレジスト上に重ね上記金型の深く陥没した部分
   を形成するためのエツチングレジストを設ける第２工程
   と、上記第２工程においてエツチングレジストが設けら
   れた上記金属板を深くエツチングすることにより上記金
   型の深く陥没した部分を形成する第３工程と、こうして
   得られた金属板表面の上記第２工程において形成された
   エツチングレジストを剥離する第４工程と、上記第１工
   程においてエツチングレジストが設けられた上記金属板
   を浅くエツチングすることにより、上記金型の浅く陥没
   した部分を形成する第５工程と、こうして得られた金属
   板表面の上記第１工程において形成されたエツチングレ
   ジストを剥離する第６エ程とを有し、第１工程で用いら
   れるエツチングレジストと第２工程で用いられるエツチ
   ングレジストとして、有機溶剤性と水溶性の性質の異な
   る２種類のものを用い、第１フオトマスクと第２フオト
   マスクのそれぞれのパターンに対向する刃に対応する部
   分についていえば、第１フオトマスクのパターンの内側
   を形取り、対向する刃のそれぞれの内側の縁に対応する
   内側縁取線相互間の幅が、所望の回路幅から刃の幅に２
   を乗じたものと第５工程において浅くエツチングしたと
   きのサイドエッチ量とを減じたものに等しく、また同じ
   く第１フオトマスクのパターンの外側を形取り対向する
   刃のそれぞれの外側の縁に対応する外側縁取線相互間の
   輻が所望の回路幅に第３工程において深くエツチングし
   たときのサイドエッチ量を加えたものより広くなく、か
   つ所望の回路幅に第５工程において浅くエツチングした
   ときのサイドエッチ量を加えたものより狭くなく、また
   第２フオトマスクのパターンを形取りする線の対向する
   部分での両者間の縣が第１フオトマスクのパターンの対
   応する部分における内側縁取線相互間の幅より狭くなく
   、かつ所望のパターン幅に第３工程において深くエツチ
   ングしたときのサイドエッチ量を加えたものより広くな
   いことを特徴とする回路パターン打抜き金型の製造方法
   。