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JPS5810990B2 - 回路パタ−ン打抜き金型の製造方法 - Google Patents
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JPS5810990B2 - 回路パタ−ン打抜き金型の製造方法 - Google Patents

回路パタ−ン打抜き金型の製造方法

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JPS5810990B2
JPS5810990B2 JP13278578A JP13278578A JPS5810990B2 JP S5810990 B2 JPS5810990 B2 JP S5810990B2 JP 13278578 A JP13278578 A JP 13278578A JP 13278578 A JP13278578 A JP 13278578A JP S5810990 B2 JPS5810990 B2 JP S5810990B2
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etching
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etching resist
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はダイスタンプ法により印刷配線板を製造するの
に用いられる回路パターン打抜き用金型の製造方法、特
に金属箔を回路パターン状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製造方法に関する。
例えば、回路パターン打抜き金型の製造方法の1つとし
てエツチング法によるものが従来からよく知られている
この方法に基すき、金属箔から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
抜き金型の製造方法としては、例えば、特公昭50−3
2651号特開昭48−1864号、特開昭51−32
959号にそれぞれ記載されるように、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パター
ンの形成されたネガフィルムと僅かに狭い回路パターン
の形成されたポジフィルムを作成し、これらの回路パタ
ーンフォトマスクを用いて、2回エツチングを行ない、
段差をつけて刃型を有する金型を製造している。
刃型を有する金型の従来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A(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、次に金属板5の凹陥部6
に、例えはエポキシ樹脂よりなる耐酸性樹脂9を第7図
のように充填する。
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B(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を加熱軟化除去する。
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。
この従来例にみられる刃型を有する金型の製造工程で重
要な点は2つあり、1つは、金型製造工程中でのエツチ
ングレジストを形成するためのフォトマスクの作成法に
あり、そのフォトマスクとは前述のように僅かに広い回
路パターンを有するネガフィルムAと僅かに狭い回路パ
ターンを有するポジフィルムBである。
他の1つは、エツチングレジストを形成するための上記
A、82枚のフォトマスクをそれぞれ用いて2回エツチ
ングすることにあり、第1のマスクでエラチンレジスト
を形成した後、深くエツチングを行ない、エツチングし
た箇所に耐酸性樹脂を充填してそれ以上エツチングが進
まないようにし、次に第2のマスクでエツチングレジス
トを形成した後、浅くエツチングすることである。
ここでエツチングレジストの形成に用いられる上記2枚
のフィルムA、Bの作成方法を説明する。
まずネガフィルムAは、所望の回路パターンにエツチン
グ化を見込み、作図誤差を押えるため拡大原図(トレー
ス図)を書き、写真縮尺法を用いて原寸(エツチング化
を含んでいるので所望の回路パターンより僅かに広い)
にすることにより作成される。
次にポジフィルムBの作成手順を示す。
先づネガフィルムAを用いて、第3図のようにエツチン
グレジスト2を形成し、エツチング法により深くエツチ
ングし、第4図のような金型を作る。
この平型回路パターン4を有する金属板5の凹陥部6に
現像液を満し、その金属板5の平型回路パターン4の表
面に密着するように、完全に感光させた写真フィルムを
置き、前記の凹陥部6の部分のフィルムに現像液を接触
させる。
どの後、このフィルムを定着、水洗することにより、平
型回路パターン4が正確に複写されたネガフィルムが得
られる。
このネガフィルムから普通の写真法によりポジフィルム
を作成する。
このポジフィルムを円形の振動運動をする特殊な焼付装
置に装着し、このポジフィルムを僅かにぶらせながら、
写真フィルム焼付けることにより、所望の回路パターン
幅よりも狭い回路幅のネガフィルムが作成される。
これを写真的に密着反転することにより僅かに狭い回路
パターンを有するポジフィルムBが作成される。
次に回路パターンフィルムA、Bの作成方法の第2例に
ついて説明すると次の通りである。
ネガフィルムAは、所望の回路パターンにエツチング化
を見込み、作図誤差を押えるため1.5〜2倍拡大した
原因(トレース図)を書き、写真縮尺法を用いて原寸(
エツチング化を含んでいるので所望の回路パターンより
僅かに広い)にすることにより作成される。
次に、ポジフィルムBは、所望の回路パターン幅よりも
僅かに狭い回路パターン幅の寸法で、作図誤差を押える
ため15〜2倍拡大した原図(トレース図)を書き、写
真縮尺法を用いて原寸にすることにより作成される。
このように従来の金型製造方法においては、次のような
欠点を有している。
まずカメラワーク工程でのフォトマスクの作成法である
が、エツチングレジスト2,8を形成するのに必要なネ
ガフィルムA、ポジフィルムBを作成する際、前記第1
の例では、複雑な操作をともなった工程(特に平型回路
パターン4を正確に複写する工程)および特殊な装置(
円形の振動運動をする装置)を必要とし、また前記第2
の例では、所望のパターン幅よりも広めの原図(トレー
ス図)と狭めの原図(トレース図)を書き、普通の写真
法でネガ、ポジフィルムを作成している。
ところで、複雑な回路パターンを作る場合、所望のパタ
ーンとまったく相似していて所望のパターンよりも少し
広めと少し狭めの2枚の原図(トレース図)を書くこと
は、現在のアートワーク作業では非常に困難であり、非
常に精密な製図機や作業上の配慮、例えば高度な作図技
法と多くの作業時間などを必要とする。
次にエツチングレジスト形成工程においては、第1およ
び第2の例のいずれにおいても、広い面積の印刷配線用
の金型を製造するときなどは、第7図のエツチングレジ
スト8の形成時に使用する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B(第5
図)の位置あわせが非常に困難であり、エツチングレジ
ストのパターンが数10μのずれで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、片側は比較的太いが、別な片側の刃先は非常に細
いという結果になりやすい。
さらに、エツチング工程では、第1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耐
酸性樹脂を装着充填し、さらにエツチング後またこれを
加熱軟化して除去しなければならないなど工程が複雑に
なっていた。
以上のように従来の製造方法においては少なくとも三つ
の大きな欠点があった。
本発明は従来の回路パターン打抜き金型の製造方法にお
ける以上のような欠点を除去すべく改良したものであり
、より簡単な方法により、常に安定した高品質の金型を
容易に作製することの可能な回路パターン打抜き金型の
製造方法を提供するものである。
具体的には、従来において、第1、第2の欠点であるマ
スクパターンの作成工程が複雑で特殊な装置、あるいは
、高度の作図技法が必要であること、またエツチング時
のパターンの位置決めの許容差が小さいということに関
しては、1枚の原図(トレース図)、それから普通の写
真技術により作成し、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)ト所望
の回路パターンの回路幅よりも広い回路幅を有するパタ
ーンフォトマスク(ネガフィルム)とを用いることによ
り大幅な改善がなされたものである。
第3の欠点である耐酸性樹脂を用いるため工程が複雑で
あるという点については、従来のエツチング技術を詳細
に検討し、印刷工業界では、ドライオフセット版の特に
精度の良い版を必要とするときに用いられている製版法
として、感光膜に溶剤による溶解性の異なるものを数種
類用い、各々に対する画線の焼付は幅を変えることによ
ってエツチング時のサイドエッチを防ぐ方法(佐藤敏−
:金属表面工業全書(18)金属エツチング技術、槙書
店、昭和50年6月発行、P、 191〜P、194)
が知られているが、この方法を応用、改良し、前述した
所望の回路パターンの縁俄りからなる回路パターンフォ
トマスクと所望の回路パターンの回晒幅よりも広い回路
幅を有するパターンフォトマスクとを用いる一連の工程
により回路パターン打抜き用金型を作製するのに適した
新しいエツチング方法を見つけ、複雑な作業工程を経づ
に常に一定した金型を得ることができた。
これは印刷工業界で行なわれているドライオフセット版
の製版法がただ単に第1のレジストと第2のレジストと
を形成してサイドエッチを防ぎパターン幅の減少を少な
くすることのために用いられているのをさらに発展させ
、前述の第1、第2の欠点の改良で述べたような2枚の
マスクパターンノ形状に工夫をし、段差のあるエツチン
グを耐酸性樹脂の埋込み除去などの工程を必要とせずに
行なえるようにしたものである。
エツチングレジストの形成に用いられるフォトレジスト
について次に説明する。
フォトレジストの実用上の分類としては、次の2つの方
法がある。
分類1としては、ネガ−ポジタイプ(光のあたった所が
光重合によって硬化し、現像液に不溶性となるもの)と
ポジーポジタイプ(光のあたった所が光分解によって、
現像液に可溶性となるもの)とであり、分類2としては
、水溶性形と有機溶剤性形とに分類される。
この分類法に従って本発明に最適なフォトレジストの組
合せを説明する。
分類1では、ポジーポジタイプ(例えば商品名で、シプ
レー社AZ−111、富士薬品工業膜のFPPR,イー
ストマンコダック社KAR−3など)は、樹脂の分子鎖
が短いため、柔軟性に欠け、プリント基板のような35
μの銅箔のエツチングでは問題ないが、本発明で得よう
とする金型は深いエツチング(300〜600μ)が必
要なためこのタイプのレジストでは、エツチング中にサ
イドエッチで浮いたレジストが、吹きつけられるエツチ
ング液で折れてサイドエッチがさらに進むという欠点が
あった。
しかし、ネガ−ポジタイプ(例えば商品名で東京応化工
業製のTPR、ノンクロン、G−90、富士薬品工業膜
FPER、FR−14、l 5 、 FCR−7、イー
ストマンコダック社製KPR,KTFR1吉谷商会製ア
クアレジスト+100など)は、光重合により分子鎖が
長いためポジーポジタイプに比べ、柔軟性がありエツチ
ングが進み、サイドエッチがおこっても浮いたレジスト
は吹きつけられるエツチング液で折れることなくサイド
エッチをどちらかといえば防ぐようにたれさがる。
このため深いエツチングにはポジーポジタイプよりも適
している。
分類2では有機溶剤性形(例えは、商品名で、東京応化
工業製TPR1富士薬品工業製FPER,イーストマン
コダック社製KPR,KTFR、シプレー社製AZ−1
11など)と水溶性形(例えば東京応化工業膜G−90
、ノンクロン、富士薬品工業製FR−14、15,FC
R−7、吉谷商会製アクアレジスト≠100など)があ
る。
この場合、下層のレジストとして有機溶剤性形のフォト
レジストでパターンを形成し、上層のレジストにも有機
溶剤性形のフォトレジストを用いると下層のレジストは
耐有機溶剤性があまりないため、上層レジストのコーテ
ィング時あるいは現像時あるいはエツチング後の剥離時
に下層のレジストが溶けたりピンホールが発生したりす
る。
たとえば、下層にネガ−ポジタイプの有機溶剤性形フォ
トレジストとしてイーストマンコダック社製の商品名K
TFRを用いてレジストパターンを形成し、上層に、ポ
ジーポジタイプの有機溶剤性フォトレジストとしてシプ
レー社製の商品名AZ−Illを用いてレジストパター
ンを形成し、第1回のエツチング後有機溶剤であるメチ
ルエチルケトンで剥離して、第2回のエツチングを行な
う方法はKTFRのレジスト層に完全に損傷(ピンホー
ルなど)を与えずに操作することは困難であり、またA
Z−IIIがポジーポジタイプであるために、深いエツ
チング(300〜600μ)はできないことがわかった
また下層のレジストにネガ−ポジタイプの有機溶剤性形
のフォトレジストを用い、上層のレジストに、ポジーポ
ジタイプの有機溶剤性のフォトレジストを用い、下層の
レジストが上層のレジストの剥離液に耐性がなければ第
1回のエツチングが終った後で上層のポジーポジタイプ
のレジスト膜に全面露光し、アルカリ可溶にして上層の
レジストをアルカリで剥離する方法も考えられるが、工
程数がふえるのとポジーポジタイプで深いエツチングに
適さないのとやはりもともと有機溶剤タイプなので下層
のレジストに完全に損傷を与えずに操作することは困難
である。
そこで、下層のレジストとしては、ネガ−ポジタイプの
有機溶剤性形フォトレジスト(特にポリ桂皮酸系…KP
R,TPRなど、環化ゴム系…KTFRなと)を、上層
のレジストとしてはネガ−ポジタイプの水溶性形フォト
レジスト0特にアジド系(FCR−7など)がよい。
重クロム酸塩−天然コロイド系、重クロム酸塩−合成コ
ロイド系(G−90、FR−14、FR−15など)も
使用できるが、公害の面で難点がある。
)を用い性質の完全に異なる2種類のフォトレジストを
組合せることで上記の欠点をなくすことができた。
このように本発明は工程の簡略化を計るとともに品質が
一定し段差のある刃型を有する金型を容易に製造する方
法を提供するものである。
以下に本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
説明に際しては(イ)カメラワーク工程と(ロ)エツチ
ングレジスト形成工程と(ハ)エツチング工程の3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、エ
ツチング工程におけるサイドエッチ量を見込んだエツチ
ング化等を考慮し、所望の回路パターンの拡大原図(ト
レース図:第10図の12)を作成する。
この拡大原図12を普通の写真製版用カメラで第11図
のように原寸(エツチング化を見込んだ所望の印判配線
用回路パターン13の大きさ)に縮小したネガフィルム
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16図の様に未露光フィルム18を置きその上に原稿
19(第11図の如く原寸に縮小したネガフィルムAI
)を、そしてその上に密着用ガラス20を重ねて密着し
、その上方から点光源(密着焼付用ランプ)21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、例えばコダックスーパースピードデュ
ープリケーテイングフイルムNo2551を用いると、
第17図に示すように露光量(露光時間)を変えること
により光の拡散量が変り、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、実際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図の幅aに相当するよ
うになる時間にしてネガ−ネガタイプの未露光フィルム
18に露光し、現像、定着、水洗すれは、少し太った回
路パターン(第13図の15)を有するネガフィルムA
2を得る。
−力筒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12図の14)を有するポジフィル
ムB1を作成しておく。
次に第16図における未露光フィルム18としてネガ−
ネガタイプの写真フィルム(例えはコダック製リスフィ
ルムA2551)を用い、原稿19として第12図のポ
ジフィルムB1と第13図のネガフィルムA2とを重ね
て密着し、適性露光を与え、現1象定着、水洗処理する
ことにより、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16図の様に未露光フィ
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、前記の原寸に縮小した第1
1図のネガフィルムA+を置き、露光時間は、回路パタ
ーンの線巾が金型の刃型をおおうたけの量例えば露光時
間が第11図のパターンと同じものがそれよりも太くな
るように第17図を参照し、選んで決める。
露光後、現1紙定着、水洗処理すると所望の回路パター
ンの回路幅よりも広い回路パターンを有するネガフィル
ム(第15図の17)が作成される。
(0)エツチングレジスト形成工程 第18図のように金属原板22(炭素工具鋼、機械構造
用炭素鋼、合金工具鋼、などの低炭素鋼材かこれに焼入
れ処理したもの)に下層のエツチングレジスト23とし
てネガ−ポジタイプの有機溶剤性形フォトレジスト(例
えば東京応化工業製TPR、イーストマン・コダック製
KPR,KTFR富士薬品工業製EPERなと)をボイ
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ネガフィルムA
3(第14図)を置き、上から紫外線(例えば、高圧水
銀灯、メタルハライドランプなどを照射源とする)を照
射した後、現像し、水洗し、ポストベークする。
つぎに、その上に上層のエツチングレジスト24として
、ネガ−ポジタイプの水溶性フォトレジスト(例えば、
富士薬品工業FCR−7゜FR−14、FR−15、東
京応化工業製ノンクロンG−90など)をボイラーで塗
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所望の回路パターンの
回路幅よりも広い回路パターンネガフィルムA4(第1
5図)を前記下層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の上に下層と上層の2層からな
るエツチングレジスト23と24が形成される。
(3)エツチング工程 上記の方法で作成した下層のエツチングレジスト23(
ネガ−ポジタイプの有機溶剤性形フォトレジストTPR
,KPR,KTFR,EPERなど)と上層のエツチン
グレジスト24(ネガ−ポジタイプの水溶性形フォトレ
ジストFCR−7、FR−14、FR,−15、ノンク
ロン、G−90などが形成された金属原板22を第1回
目の工゛ンチングとして35°Be′〜42°Be’の
塩化第2鉄液で深くエツチングすると第19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(5〜20%
の水酸化ナトリウム水溶液など)を用いて第20図に示
されるように上層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35〜42°Beの塩化第2鉄液で行なうと
第21図のようになる。
その後下層のエツチングレジスト23を剥離液(それぞ
れのフォトレジストの専用剥離液)を用いて剥離する。
このようにして、第22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。
なお、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(第14図に示すように所望の回路パターンの
縁取りからなる回路パターンネガフィルムA3)の幅a
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、従来の製造方法に比べ
て、本発明の製造方法を用いると、1枚の原図から普通
の写真製版用カメラや光源などを用いるだけで、従来の
様な複雑なテクニックと手順さらには特殊な装置を用い
ずに、また非常に高精度な作図技法や作図作業上の非常
に細かい配慮を必要とせずに、エツチングレジストを形
成するための縁取りからなる回路パターンネガフィルム
と所望の回路パターンの回路幅よりも広い回路パターン
を有するネガフィルムとを簡単に作成することができる
また、縁俄りからなる回路パターンネガフィルムは、金
型の刃先を形成するための縁取り線であるためにパター
ンの位置決めの許容差が大きく、またエツチングレジス
ト形成工程で、性質の異る下層、上層のエツチングレジ
ストが形成されているので、従来の製造方法のように、
エツチング段差をつけるために、1回目と2回目のエツ
チングの間に耐酸性樹脂を付着し、再びエツチングレジ
ストを形成し、2回目のエツチングを行ない最後に加熱
軟化して耐酸性樹脂を除去するなど複雑な工程がなくな
り、エツチング工程が非常に簡略化されるなどその効果
は犬である。
【図面の簡単な説明】
第1図から第9図までは従来の製造方法について説明す
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図の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、第8図、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である。 また第10図から第22図は本発明による製造方法を説
明するための図で、このうち第10図から第15図まで
は所望の回路パターンの縁取りからなるパターンフォト
マスク(ネガフィルム)と所望の回路パターンの回路幅
よりも広い回路幅を有するパターンフォトマスク(ネガ
フィルム)を作成する手順を示す平面図、第16図は前
記2種のフォトマスクを作成するときの装置について説
明するための図、第17図は前記装置における露光時間
と線幅の太り量との関係を示す曲線図、第18図から第
22図は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……工ツチング代を見込んだ所望回路パターン、1
5……所望の回路パターン13より少し太った回路パタ
ーン、16……所望の回路パターンの縁取りからなる回
路パターン、17……所望の回路パターンの回路幅より
も広い回路幅を有する回路パターン、22……金属原板
、23,24……エツチングレジスト、26……金型、
A3……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)、A4……所望の回
路パターンの回路幅よりも広い回路幅を有するパターン
フォトマスク(ネガフィルム)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 金属箔を回路パターンに打抜くのに適した刃型を有
    し、上記刃型の内側は浅く陥没し、またその外側は深く
    陥没した回路パターン打抜き金型を製造する方法におい
    て、上記刃のパターン対応した回路パターン形状を有し
    、所望の回路パターンのエツチング化を見こんだ縁取り
    からなる第1のフォトマスクと第1のフォトマスクの縁
    取りパターンを覆うようにつくられた所望の回路パター
    ンの回路幅よりも広い回路幅を有する第2のフォトマス
    クを作成する第1工程と、第1のフォトマスクで金属板
    上に上記刃のパターンに対応するようにしてネガ−ポジ
    タイプの有機溶剤性形のフォトレジストで下層のエツチ
    ングレジストを形成する第2工程と、第2のフォトマス
    クを用いて、上記下層のエツチングレジストのパターン
    に対応するようにしてネガ−ポジタイプの水溶性形のフ
    ォトレジストで上記金型の深く陥没した部分を形成する
    ための上層のエツチングレジストを形成する第3工程と
    、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第4工程と、こうして得
    られた金属板表面の上記第2工程で形成された上層のエ
    ツチングレジストを剥離する第5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6エ程と、こうして得られた金属表
    面の上記第1工程で形成された下層のエツチングレジス
    トを剥離する第7エ程からなることを特徴とする回路パ
    ターン打抜き金型の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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