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采用濕蝕刻的電子部件的制造方法

文檔序號:2808187閱讀:591來源:國知局
專利名稱:采用濕蝕刻的電子部件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種蝕刻包含無機物層(以金屬層為主)和絕緣層的疊層體中適于絕緣層蝕刻的疊層體的電子部件,具體而言,是涉及一種硬盤驅(qū)動器用懸臂。
背景技術(shù)
近年來,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展,半導(dǎo)體組件的小型化、多管腳化、細(xì)節(jié)距化、電子部件的極小化等迅速發(fā)展,進(jìn)入所謂高密度安裝的時代。同時,在印刷布線基板中,也從單面布線發(fā)展為雙面布線,并向多層化、薄型化發(fā)展(巖田、原園、電子材料,35(10),53(1996))。
在這種形成布線·電路時的圖案形成方法中,存在用氯化二鐵等酸性溶液蝕刻所謂金屬層-絕緣層-金屬層的層結(jié)構(gòu)中的基板上的金屬層,在形成布線后,為了導(dǎo)通夾層,在等離子體蝕刻、激光蝕刻等干狀態(tài)或肼等濕狀態(tài)下將絕緣層去除為期望形狀(特開平6-164084號公報),通過電鍍或?qū)щ娔z等連布線的方法。另外,在其它圖案形成方法中,存在使用感光性聚酰亞胺(特開平4-168441號公報)等將絕緣層形成期望的形狀后,在其空隙中通過電鍍形成布線的方法(電子安裝學(xué)會第七次研究討論會預(yù)稿集1999年發(fā)行)等。
通過近年來的電子部件的濕蝕刻的流行,發(fā)展了金屬層-高分子絕緣體層各自的薄膜化,多分別用在100微米以下的膜厚。因此,在用薄膜制作布線時,由于金屬層-高分子絕緣體層的熱膨脹系數(shù)的差,在布線中產(chǎn)生翹曲。
當(dāng)前,隨著個人計算機的生產(chǎn)量急劇發(fā)展,組裝在其中的硬盤驅(qū)動器的生產(chǎn)量也增大。硬盤驅(qū)動器中的所謂支撐讀取磁盤的磁頭的懸臂的部件在不銹鋼的彈簧板中連接銅布線,因此向所謂的在小型化的對應(yīng)不銹鋼彈簧板中直接形成銅布線的無線懸臂的主產(chǎn)品移動。
使用第一金屬層-粘著性絕緣層-芯線絕緣層-粘著性絕緣層-第二金屬層構(gòu)成的疊層體來制作該無線懸臂(wireless suspension)變?yōu)橹髁?。例如,該疊層體例如以銅合金箔作為第一金屬層,以不銹鋼箔用為第二金屬層,以在芯線絕緣層和該芯線絕緣層的兩面上疊層的粘著性絕緣層作為絕緣層。因為使用該疊層體的無線懸臂是由于掃描高速旋轉(zhuǎn)盤而產(chǎn)生細(xì)微振動的部件,所以布線的貼緊強度非常重要。因此,使用該疊層體的無線懸臂要求嚴(yán)格的規(guī)格。
因為硬盤驅(qū)動器是記錄信息的裝置,所以要求對數(shù)據(jù)讀寫的高度可靠性,因此,必須最大程度地減少無線懸臂產(chǎn)生的塵埃等塵土和去氣。
被稱為該無線懸臂的部件存在主要由電鍍來形成布線的添加法和通過蝕刻銅箔來形成布線的減法這兩種制造方法。在減法的情況下,使用對作為絕緣層的聚酰亞胺進(jìn)行布圖,專門干加工的等離子體蝕刻法。
另外,通常電子部件中使用的所述三層材料等的疊層體為了防止基板的翹曲,使導(dǎo)電性無機物層和絕緣層的熱膨脹率相同,大多包含低膨脹性的絕緣層,特別是低膨脹性聚酰亞胺。在絕緣層中僅使用低膨脹性聚酰亞胺的疊層體使用東麗-杜邦株式會社制的カプトン(商品名)、宇部興產(chǎn)株式會社制的ユ-ピレツクス(商品名)、鐘淵化學(xué)工業(yè)株式會社制的アピカル(商品名)等聚酰亞胺薄膜來作為低膨脹性聚酰亞胺,在這些低膨脹性聚酰亞胺薄膜的表面上通過濺射或無電解電鍍等,形成金屬層(主要是銅),之后,通過電解電鍍,增大導(dǎo)體層的厚度(所謂的種類I的疊層體)。另外,作為其它種類的疊層體,具有在低膨脹性聚酰亞胺的表面上形成聚酰亞胺以外的粘著劑(例如環(huán)氧樹脂系列粘著劑)層的、使用由聚酰亞胺以外的粘著劑-低膨脹性聚酰亞胺-聚酰亞胺以外的粘著劑構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)的絕緣體并通過熱壓接使導(dǎo)體箔與該絕緣層粘著的疊層體(所謂的種類II的疊層體)。此外,作為其它種類的疊層體,具有在低膨脹性聚酰亞胺的表面上形成粘著性聚酰亞胺層的、使用粘著性聚酰亞胺-低膨脹性聚酰亞胺-粘著性聚酰亞胺構(gòu)成的三層結(jié)構(gòu)的絕緣體并通過熱壓接使導(dǎo)體箔與該絕緣層粘著的疊層體(所謂的種類III的疊層體)。
所述種類I的疊層體因為絕緣層由單一組成的聚酰亞胺構(gòu)成,所以難產(chǎn)生翹曲,另外,因為金屬層可變薄,所以有利于形成細(xì)的布線。所述種類II的疊層體和種類III的疊層體因為通過熱壓接導(dǎo)體層來形成,所以可選擇各種導(dǎo)體層。例如,可以使用壓延銅箔或不銹鋼箔等來制作疊層體。種類II的疊層體的粘著性好,另外,種類III的疊層體的粘著層是耐熱性好的聚酰亞胺,所以具有耐熱性好的優(yōu)點。另外,兩者都具有可增大金屬層厚度的優(yōu)點。
無線懸臂必須具有彈性,所以多使用不銹鋼箔作為金屬層,作為疊層結(jié)構(gòu),例如銅箔-粘著性聚酰亞胺-低膨脹性聚酰亞胺-粘著性聚酰亞胺-不銹鋼。以前,因為無線懸臂的絕緣層的蝕刻面積大,所以不通過激光、而主要是由作為相同干加工的干蝕刻來布圖絕緣層。但是,等離子體蝕刻由于干蝕刻的蝕刻速度小,蝕刻所需時間長,并且由于是每片單位(單張)的生產(chǎn),所以生產(chǎn)率差,另外由于裝置的價格高,所以還存在生產(chǎn)成本非常高的缺點。
基于這些理由,期望通過蝕刻速度大、因此生產(chǎn)率高、且裝置成本低廉的濕加工來進(jìn)行絕緣層的布圖。
另外,由激光打開多層基板的夾層導(dǎo)通用的孔并通過模具使其拔模為期望的形狀的柔性印刷基板或多層基板等電子部件也通過使用濕蝕刻技術(shù),來同時進(jìn)行打孔和拔模的工序,另外,由于甚至于由模具不能切出的細(xì)微形狀也可形成,所以在電子部件的各領(lǐng)域中期望通過濕加工來布圖絕緣層。
對于所述種類II的疊層體而言,在使用環(huán)氧樹脂系列粘著劑的情況下,存在所謂耐溶劑性高而不能全部濕蝕刻的不便。
對于所述種類III的疊層體而言,因為粘著性聚酰亞胺和低膨脹性聚酰亞胺層的蝕刻特性的差別大,所以蝕刻后的剖面形狀不美觀,事實上難以通過濕蝕刻來制作電子部件。
對于所述種類I的疊層體而言,部分進(jìn)行濕蝕刻加工。但是,因為導(dǎo)電性無機物層的形成為濺射等處理,所以金屬高速沖擊聚酰亞胺表面,金屬不僅侵蝕表層,而且侵蝕到聚酰亞胺層的內(nèi)部,因此表層的聚酰亞胺多少有些變性。因為種類I的疊層體中的絕緣層和導(dǎo)電性無機物層的貼緊性主要來自導(dǎo)電性無機物層與絕緣層的化學(xué)鍵合或化學(xué)的相互作用,所以導(dǎo)電性無機物層和絕緣層的親和性強。因此,在對種類I的疊層體進(jìn)行濕蝕刻的情況下,在與導(dǎo)電性無機物層交界的絕緣層中,容易產(chǎn)生變性部分成為蝕刻殘留的瑕疵的問題。
另一方面,通過加壓使導(dǎo)電性無機物層和絕緣層一體化的疊層體比通過化學(xué)鍵合或化學(xué)的相互作用而由導(dǎo)電性無機物層的表面凹凸產(chǎn)生的簧片效果對貼緊力有利,所以難以引起蝕刻殘留。另外,如上所述,在加壓的疊層體制造中,因為選擇導(dǎo)電性無機物層的自由度大,此前通過濺射來形成導(dǎo)電性無機物層,所以甚至于不能適用的制品也可進(jìn)行制作。
雖然聚酰亞胺通常多缺乏溶媒溶解性,但因為可由肼或堿性溶液分解,所以此前已對藥液的聚酰亞胺薄膜的濕蝕刻進(jìn)行了各種研究。例如,在特開昭50-4577號公報中,公開了使用肼和氨的布線結(jié)構(gòu)體的制造方法。另外,在特開昭58-103531號公報中,公開了無機堿性水溶液的聚酰亞胺薄膜的蝕刻方法。此外,在特開昭57-65727號公報中,公開了脂肪族二胺的聚酰亞胺的蝕刻方法。其它當(dāng)前公開的聚酰亞胺的濕蝕刻方法有將肼、無機堿、有機堿、脂肪族二胺·脂肪族乙醇作為溶媒,使用將水或有機極性溶媒分別混合后的藥液(例如,特開昭58-74041號公報、特開昭58-96632號公報、特開平3-101228號公報、特開平5-190610號公報、特開平5-202206號公報、特開平7-157560號公報)。
但是,因為作為分解聚酰亞胺的成分的肼的毒性高,不適用于生產(chǎn)過程,所以在近年公開的實例中,多使用向無機堿性水溶液中加入各種添加劑的系列蝕刻溶液。
在這些現(xiàn)有的聚酰亞胺膜通過濕蝕刻進(jìn)行布圖的方法中,有向圖案掩模中使用金屬的方法(特開平5-283486號公報)、使用溶劑顯影、溶劑剝離的陰極型液體抗蝕劑的方法(特開平5-301981號公報)、使用溶劑顯影、溶劑剝離的陽極型液體抗蝕劑的方法(特開昭51-27464號公報、特開昭53-49068號公報、特開昭57-65727號公報、特開昭58-74041號公報)。這些現(xiàn)有的聚酰亞胺通過濕蝕刻進(jìn)行布圖的方法可有效縮短絕緣層布圖所需的時間。
將聚酰亞胺用作絕緣層的疊層體因為厚度薄、剛性低,所以與現(xiàn)有的剛直玻璃環(huán)氧基板等相比,存在所謂的操作性差的問題,因此,成為設(shè)計加工上的大的制約條件。
發(fā)明概述第一發(fā)明上述將金屬層用作圖案掩模來蝕刻聚酰亞胺的方法,將金屬層蝕刻為最后的絕緣層的圖案形狀,在將蝕刻后的金屬層作為圖案掩模來蝕刻絕緣層之后,還必需通過蝕刻將該金屬層蝕刻修正為作為目的的布線形狀。即,有必要合計兩次進(jìn)行該方法的金屬蝕刻處理,另外,因為聚酰亞胺蝕刻時蝕刻液與金屬接觸,而變?yōu)榻饘賹訍夯脑颉?br> 另外,在使用溶劑顯影·剝離型的液體抗蝕劑來制作抗蝕劑圖案的情況下,因為顯影液和剝離液中必須有有機溶媒,所以對環(huán)境的負(fù)荷大,也必需廢液處理費用。此外,在使用溶劑顯影·剝離型的液體抗蝕劑的情況下,由于下面的理由而難以穩(wěn)定地制作均勻厚度的涂布膜。即,在硬盤驅(qū)動器用懸臂等電子部件中,通過在剛性低的基板上涂布、干燥液體抗蝕劑后來制造,難以制作均勻厚度的涂布膜。雖然硬盤驅(qū)動器用懸臂等電子部件中要求高精度的布圖,但在通過涂布來制造抗蝕劑膜的情況下,為了高精度地使涂布膜具有一定厚度,有必要在涂布·干燥工序中進(jìn)行非常嚴(yán)格的管理。
基本上可堿性水溶液顯影·堿性水溶液剝離的抗蝕劑在使用含有無機堿性水溶液的聚酰亞胺蝕刻液時,為了確認(rèn)通過蝕刻液的堿性成分而從作為基板的疊層體上剝離,使用這種抗蝕劑,認(rèn)為難以實現(xiàn)進(jìn)行疊層體蝕刻的電子部件的制造。
另外,當(dāng)前公開的聚酰亞胺的濕蝕刻技術(shù)主要使用包含聚酰亞胺層由一層構(gòu)成的絕緣層的疊層體,而僅有經(jīng)濕蝕刻來加工聚酰亞胺層由多層疊層后的疊層體的實例的報告(特開平6-164084號公報)。這是因為當(dāng)由多層疊層聚酰亞胺時,各層的蝕刻特性不同,存在所謂通過濕蝕刻不能得到好的剖面形狀的問題。
因為硬盤用懸臂中彈簧材料的不銹鋼是必需要素,所以使用將在兩面上設(shè)置粘著性樹脂層的低膨脹性聚酰亞胺薄膜夾在導(dǎo)體箔和不銹鋼箔之間、通過壓接來制作的疊層體或、在不銹鋼箔上疊層多層聚酰亞胺層、并通過熱壓接來形成導(dǎo)體層的疊層體來制造。因此,除了上述的各問題外,通過濕蝕刻來布圖聚酰亞胺層并制作懸臂是不能實現(xiàn)的。
這里,第一發(fā)明的目的在于提供一種制造方法,通過濕蝕刻由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體的絕緣層來制造電子部件,成本低,無須使用廢棄處理中存在問題的有機溶劑,另外可消除上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。
本發(fā)明的其它目的在于實現(xiàn)為了防止導(dǎo)電性無機物層的惡化而可進(jìn)行一次導(dǎo)電性無機物層蝕刻的制造方法,并提供一種不使用抗蝕劑的顯影·剝離中使用的藥液中對環(huán)境負(fù)荷大的有機溶媒,在一層單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層的疊層結(jié)構(gòu)的絕緣層中也可適用使用抗蝕劑的濕蝕刻的電子部件的制造方法。
本發(fā)明的其它目的在于提供一種濕蝕刻后的剖面形狀好、蝕刻精度好的疊層體的電子部件的制造方法,并提供通過該制造方法得到的電子部件和硬盤用懸臂。
本發(fā)明的其它目的在于在使用干膜抗蝕刻劑的水溶液、特別是可通過堿性水溶液的顯影、堿性水溶液的剝離的處理工序濕蝕刻所述疊層體。
本發(fā)明的其它目的在于在每片單位(單張)的加工中也可實現(xiàn)通過使用感光膠膜的堿性水溶液顯影、堿性水溶液剝離的處理工序來濕蝕刻所述疊層體。
第二發(fā)明上述將金屬層用作圖案掩模來蝕刻聚酰亞胺的方法,將金屬層蝕刻為最后的絕緣層的圖案形狀,在將蝕刻后的金屬層作為圖案掩模來蝕刻絕緣層之后,還必需通過蝕刻將該金屬層蝕刻修正為作為目的的布線形狀。即,有必要合計兩次進(jìn)行該方法的金屬蝕刻處理,另外,因為聚酰亞胺蝕刻時蝕刻液與金屬接觸,而變?yōu)榻饘賹訍夯脑颉?br> 另外,在使用溶劑顯影·剝離型的液體抗蝕劑來制作抗蝕劑圖案的情況下,因為顯影液和剝離液中必須有有機溶媒,所以對環(huán)境的負(fù)荷大,也必需廢液處理費用。此外,在使用溶劑顯影·剝離型的液體抗蝕劑的情況下,由于下面的理由而難以穩(wěn)定地制作均勻厚度的涂布膜。即,在硬盤驅(qū)動器用懸臂等電子部件中,通過在剛性低的基板上涂布、干燥液體抗蝕劑后來制造,難以制作均勻厚度的涂布膜。雖然硬盤驅(qū)動器用懸臂等電子部件中要求高精度的布圖,但在通過涂布來制造抗蝕劑膜的情況下,為了高精度地使涂布膜具有一定厚度,有必要在涂布·干燥工序中進(jìn)行非常嚴(yán)格的管理。特別是在涂布面中存在凹凸的情況下,抗蝕劑涂布膜的表面難以變平坦,存在所謂不能高精度布圖的問題。
根據(jù)這些情況,在生產(chǎn)上期望通過用堿性水溶液來進(jìn)行顯影·剝離的抗蝕劑可實現(xiàn)絕緣層的濕蝕刻。
基本上可堿性顯影、堿性剝離的抗蝕劑使用包含無機堿的聚酰亞胺蝕刻液時,確認(rèn)因為蝕刻液的堿成分而從作為羈絆疊層體剝離,因此認(rèn)為使用這種抗蝕劑進(jìn)行疊層體的蝕刻實現(xiàn)制造電子部件從來就是困難的。
雖然認(rèn)為使用感光膠膜來進(jìn)行堿性(堿性)藥液的聚酰亞胺濕蝕刻在制造電子部件上是非常有利的,但當(dāng)前還不知作為絕緣層的聚酰亞胺層的堿性(堿性)藥液的濕蝕刻中可適用的感光膠膜。另外,現(xiàn)有疊層體濕蝕刻所需的時間長,并存在所謂不能蝕刻為好的形狀的問題,所以難以選定、適用這種感光膠膜,另外,因為沒有適用的意思,所以存在不用進(jìn)行詳細(xì)討論的背景。
這里,第五發(fā)明的目的在于提供一種通過濕蝕刻由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體的絕緣層來制造電子部件,并可消除上述現(xiàn)有技術(shù)的問題的使用干膜抗蝕刻的電子部件的制造方法,由該制造方法得到的電子部件本身和硬盤用懸臂。
本發(fā)明的其它目的在于提供一種可通過堿性顯影、堿性剝離的處理工序濕蝕刻所述疊層體的使用感光膠膜的電子部件制造方法、由該制造方法得到的電子部件本身和硬盤用懸臂。
本發(fā)明的其它目的在于實現(xiàn)為了防止導(dǎo)電性無機物層的惡化而可進(jìn)行一次導(dǎo)電性無機物層蝕刻的制造方法,并提供一種不使用抗蝕劑的顯影·剝離中使用的藥液中對環(huán)境負(fù)荷大的有機溶媒,對單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層的疊層結(jié)構(gòu)的絕緣層也可適用濕蝕刻的使用感光膠膜的電子部件的制造方法,由該制造方法得到的電子部件本身和硬盤用懸臂。
本發(fā)明的其它目的在于提供一種濕蝕刻后的剖面形狀好、蝕刻精度好的疊層體的電子部件的制造方法,通過該制造方法得到的電子部件本身和硬盤用懸臂。
解決上述問題的本發(fā)明使用感光膠膜的電子部件制造方法在由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體上層壓干膜后,通過濕蝕刻來制造電子部件,其特征在于該疊層體的絕緣層可通過濕蝕刻形成圖案,該絕緣層為一層以上,適用的干膜厚度為該疊層體的一層導(dǎo)電性無機物層的厚度的1.1倍以上,另外,當(dāng)將被蝕刻物浸漬在保持為70℃的蝕刻液中時,感光膠膜圖案的保持時間為1分鐘以上。
最好是上述感光膠膜可通過堿性水溶液顯影,并且可通過堿性水溶液剝離。通過這種堿性水溶液的顯影和堿性水溶液下的剝離,具有不存在使用后有機溶劑的處理問題的優(yōu)點。
本發(fā)明者等對各種感光膠膜的各種蝕刻液的耐性的調(diào)查結(jié)果顯示,在堿性顯影·堿性剝離型的感光膠膜中,若將蝕刻條件·感光膠膜進(jìn)行如下適當(dāng)化,則通過感光膠膜的材質(zhì)可具有對蝕刻液的耐性。另外,即使對堿性顯影·堿性剝離以外的乳酸顯影·乳酸剝離型的感光膠膜,也同樣具有耐性。
即,為了將干膜的濕蝕刻耐性賦予疊層體,期望對導(dǎo)電性無機物層進(jìn)行布圖的疊層體,通過真空壓力在減壓下層壓感光膠膜,對得到的感光膠膜的層壓體進(jìn)行濕蝕刻。通過對感光膠膜在減壓下對疊層體進(jìn)行面施壓,可解決層壓后的翹曲問題。
通常如下引起與感光膠膜的疊層體的層壓后的翹曲的產(chǎn)生。通常,使用電子部件制造中的疊層體、即由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體因為追求高度的平坦性而在減壓下通過熱壓接來進(jìn)行制作,所以未變?yōu)榫砝@成輥狀的長條物,而是變?yōu)槊繂螐埖钠?。在形成該疊層體的絕緣層的圖案時,通過輥子層壓,當(dāng)在結(jié)束金屬布圖的基板上層壓感光膠膜時,因為疊層體本身缺乏剛性,所以疊層體翹曲。這種疊層體翹曲產(chǎn)生所謂和對抗蝕劑曝光時的掩模對齊(アライメント)的偏離變大的問題。
為了高精度地再現(xiàn)該疊層體的絕緣層圖案,絕緣層的濕蝕刻與作為現(xiàn)行的干加工的等離子體蝕刻相比,特征在于圖案的尺寸精度好,所以這種對齊的偏離是大問題,該問題的解決在確定濕蝕刻加工上非常重要。
因此,本發(fā)明通過在減壓下對感光膠膜進(jìn)行面施壓,可解決層壓后的翹曲問題。但是,在使用通常的感光膠膜時,在面施壓的情況下,因為在絕緣層上形成導(dǎo)電性無機物層的布線,所以該導(dǎo)電性無機物層的布線變得凹凸,所以在該凹部或凸部的深處,存在所謂在感光膠膜之間內(nèi)包氣泡的問題。
在上述情況下,為了緩和氣泡的內(nèi)包,期望在感光膠膜的表面的至少單面上形成細(xì)微的凹凸??赏ㄟ^壓紋加工來形成該細(xì)微的凹凸。層壓在表面上形成凹凸的感光膠膜,使該凹凸朝向?qū)щ娦詿o機物層的凹凸側(cè)(即布線側(cè)),可抑制氣泡的產(chǎn)生。即,通過凹凸,產(chǎn)生氣泡解放部位,防止包入氣泡。
另外,為了對疊層體賦予上述蝕刻耐性,在感光膠膜的層壓體中進(jìn)行曝光、顯影并成圖后,作為提高對絕緣層的蝕刻的感光膠膜的耐性,期望進(jìn)行從紫外線照射處理、加熱處理、紫外線照片處理和加熱處理的組合中選擇的處理。但是,對于不太要求對齊精度的制品而言,在常壓下使用公知的層壓方法來進(jìn)行層壓也可以。
另外,為了對疊層體賦予上述蝕刻耐性,期望感光膠膜的厚度為作為原料的疊層體的一層導(dǎo)電性無機物層的厚度的1.1-5倍,并期望是與濕蝕刻處理的絕緣層的厚度的相等以上。此時,所謂所述無機物層的厚度是指進(jìn)行絕緣層的蝕刻時設(shè)置在絕緣層上的無機物層的厚度中的最大厚度。
另外,為了對疊層體賦予上述蝕刻耐性,期望絕緣層的濕蝕刻時的溫度為10℃以上120℃以下。
另外,為了對疊層體賦予上述蝕刻耐性,期望濕蝕刻時使用的蝕刻液的pH比8大。
由堿性水溶液進(jìn)行顯影和剝離的感光膠膜因為是當(dāng)前最廣泛使用的,所以價廉,品種的選擇范圍也寬,另外,因為顯影·剝離工序中用的裝置也多在市場上銷售,所以容易入手,價格也便宜。另外,在無機堿性水溶液的情況下,因為廢液的處理也容易,所以與使用溶劑顯影·溶劑剝離型的液體抗蝕劑的情況相比,加工整體中的成本大幅度下降。
適用本發(fā)明的干膜的疊層體由于是濕蝕刻后的疊層體的剖面形狀好、蝕刻精度好的疊層體,特別用于硬盤驅(qū)動器用懸臂中。
第三發(fā)明如上所述,將聚酰亞胺作為絕緣層的疊層體多數(shù)厚度薄,由于剛性低,所以與現(xiàn)有的剛直玻璃環(huán)氧基板等相比,存在所謂的操作性差的問題,因此,成為設(shè)計加工上的大的制約條件。所以,如果可能,不進(jìn)行每片單位(單張)的加工,而期望連續(xù)片的連續(xù)供給下的連貫生產(chǎn)線。
但是,上述將金屬層用作圖案掩模來蝕刻聚酰亞胺的方法,將金屬層蝕刻為最后的絕緣層的圖案形狀,在將蝕刻后的金屬層作為圖案掩模來蝕刻絕緣層之后,還必需通過蝕刻將該金屬層蝕刻修正為作為目的的布線形狀。即,有必要合計兩次進(jìn)行該方法的金屬蝕刻處理,另外,因為聚酰亞胺蝕刻時蝕刻液與金屬接觸,而變?yōu)榻饘賹訍夯脑颉?br> 另外,在使用溶劑顯影·剝離型的液體抗蝕劑來制作抗蝕劑圖案的情況下,因為顯影液和剝離液中必須有有機溶媒,所以對環(huán)境的負(fù)荷大,也必需廢液處理費用。此外,在使用溶劑顯影·剝離型的液體抗蝕劑的情況下,由于下面的理由而難以穩(wěn)定地制作均勻厚度的涂布膜。即,在硬盤驅(qū)動器用懸臂等電子部件中,通過在剛性低的基板上涂布、干燥液體抗蝕劑后來制造,難以制作均勻厚度的涂布膜。雖然硬盤驅(qū)動器用懸臂等電子部件中要求高精度的布圖,但在通過涂布來制造抗蝕劑膜的情況下,為了高精度地使涂布膜具有一定厚度,有必要在涂布·干燥工序中進(jìn)行非常嚴(yán)格的管理。
在連續(xù)蝕刻上述三層結(jié)構(gòu)的長條狀的疊層體時,在連續(xù)層壓干膜時,因為面施壓裝置的層壓非常不利,所以考慮通過輥子層壓來對應(yīng)于原料的疊層體片的連續(xù)供給。但是,在該連續(xù)供給下進(jìn)行絕緣層的蝕刻的情況下,在金屬布圖結(jié)束的基板中對干膜抗蝕刻在常壓下進(jìn)行層壓時,壓接時產(chǎn)生所謂感光膠膜與疊層體的片之間、特別是布圖后的金屬深處中混入氣泡的問題。該氣泡導(dǎo)致蝕刻瑕疵,所以必須防止氣泡的混入。
另外,基本上可堿性水溶液顯影·堿性水溶液剝離的抗蝕劑在使用含有無機堿性水溶液的聚酰亞胺蝕刻液時,為了確認(rèn)通過蝕刻液的堿性成分而從作為基板的疊層體上剝離,使用這種抗蝕劑,認(rèn)為難以實現(xiàn)進(jìn)行疊層體蝕刻的電子部件的制造。
另外,當(dāng)前公開的聚酰亞胺的濕蝕刻技術(shù)主要使用包含聚酰亞胺層由一層構(gòu)成的絕緣層的疊層體,而沒有經(jīng)濕蝕刻來加工聚酰亞胺層由多層疊層后的疊層體的實例的報告(特開平6-164084號公報)。這是因為當(dāng)由多層疊層聚酰亞胺時,各層的蝕刻特性不同,存在所謂通過濕蝕刻不能得到好的剖面形狀的問題。
因為硬盤用懸臂中彈簧材料的不銹鋼是必需要素,所以使用將在兩面上設(shè)置粘著性樹脂層的低膨脹性聚酰亞胺薄膜夾在導(dǎo)體箔和不銹鋼箔之間、通過壓接來制作的疊層體或、在不銹鋼箔上疊層多層聚酰亞胺層、并通過熱壓接來形成導(dǎo)體層的疊層體來制造。因此,除了上述的各問題外,通過濕蝕刻來布圖聚酰亞胺層并制作懸臂是不能實現(xiàn)的。
這里,為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題,第三發(fā)明的目的在于提供一種制造方法,通過濕蝕刻由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體的絕緣層來制造電子部件,成本低,無須使用廢棄處理中存在問題的有機溶劑,通過在長條物的狀態(tài)下且連續(xù)供給的連貫生產(chǎn)線,濕蝕刻連續(xù)的片或類似的連續(xù)片,使電子部件的精度好,并可飛躍地提高生產(chǎn)率。
第三發(fā)明的其它目的在于實現(xiàn)為了防止導(dǎo)電性無機物層的惡化而可進(jìn)行一次導(dǎo)電性無機物層蝕刻的制造方法,并提供一種不使用抗蝕劑的顯影·剝離中使用的藥液中對環(huán)境負(fù)荷大的有機溶媒,在一層單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層的疊層結(jié)構(gòu)的絕緣層中也可適用使用抗蝕劑的濕蝕刻的電子部件的制造方法。
第三發(fā)明的其它目的在于提供一種濕蝕刻后的剖面形狀好、蝕刻精度好的疊層體的電子部件的制造方法,并提供通過該制造方法得到的電子部件和硬盤用懸臂。
第三發(fā)明的其它目的在于在使用干膜抗蝕刻劑的水溶液、特別是可通過堿性水溶液的顯影、堿性水溶液的剝離的處理工序濕蝕刻所述疊層體。
即,第三發(fā)明的電子部件制造方法通過濕蝕刻由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層絕緣層構(gòu)成的疊層體來進(jìn)行導(dǎo)電性無機物層的布圖,接著通過濕蝕刻進(jìn)行絕緣層的布圖,其特征在于在該制造方法中,該疊層體中的絕緣層可進(jìn)行濕蝕刻,為單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層的疊層結(jié)構(gòu),該濕蝕刻的絕緣層布圖對于進(jìn)行了導(dǎo)電性無機物層布圖的疊層體,使用感光膠膜,以長條物的狀態(tài)并且在連續(xù)供給的連貫生產(chǎn)線中進(jìn)行,在使用該干膜進(jìn)行絕緣層的布圖時,在80KPa下的減壓下通過輥施壓來疊層體上層壓感光膠膜。
在本發(fā)明的電子部件的制造方法中,對感光膠膜在減壓下對疊層體進(jìn)行輥子施壓時,因為工序連續(xù)進(jìn)行,所以疊層體中時常存在張力,從而解決了層壓后翹曲的問題。
本發(fā)明的電子部件的制造方法通過所述疊層體為長條物的狀態(tài)且連續(xù)供給的連貫生產(chǎn)線,濕蝕刻連續(xù)的片,使電子部件的精度好,并可飛躍地提高生產(chǎn)率。
本發(fā)明的電子部件制造方法的最好狀態(tài)是感光膠膜可通過水溶液、特別是堿性水溶液顯影,可通過水溶液、特別是堿性水溶液剝離。通過進(jìn)行這種堿性水溶液的顯影和堿性水溶液下的剝離,具有不存在使用后有機溶劑的處理問題的優(yōu)點。
對各種感光膠膜的各種蝕刻液的耐性的調(diào)查結(jié)果顯示,在堿性水溶液顯影·堿性水溶液剝離型的感光膠膜中,若將蝕刻條件·感光膠膜的膜厚等進(jìn)行如下適當(dāng)化,則通過干膜的材質(zhì)可具有對蝕刻液的耐性。另外,即使對堿性水溶液顯影·堿性水溶液剝離以外的乳酸水溶液顯影·乳酸水溶液剝離型的感光膠膜,也同樣具有耐性。
在使用每單張的片狀態(tài)的所述結(jié)構(gòu)的疊層體來形成絕緣層的圖案中,通過輥子層壓,當(dāng)在結(jié)束金屬布圖的基板上層壓感光膠膜時,因為疊層體本身薄、缺乏剛性,所以疊層體容易翹曲,產(chǎn)生所謂和對抗蝕劑曝光時的掩模的對齊的偏離變大的問題。為了高精度地再現(xiàn)該疊層體的絕緣層圖案,絕緣層的濕蝕刻與作為現(xiàn)行的干加工的等離子體蝕刻相比,特征在于圖案的尺寸精度好,所以這種對齊的偏離是大問題,該問題的解決在確定濕蝕刻加工上非常重要。本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)中,因為疊層體為長條狀的狀態(tài),且由連續(xù)供給的連貫生產(chǎn)線來處理,所以長條的疊層體中存在張力,在感光膠膜的層壓中,在減壓下通過輥子施壓來進(jìn)行層壓,所以可防止翹曲的產(chǎn)生。
根據(jù)對本發(fā)明中感光膠膜向疊層體層壓時的氣泡的內(nèi)包防止效果的說明,上述層結(jié)構(gòu)的長條狀的疊層體有必要多少犧牲平坦性后提供給連貫產(chǎn)生線,以提供連續(xù)處理的生產(chǎn)效率。因此,在長條狀的疊層體中,對于無機物層的蝕刻結(jié)束后的疊層體,當(dāng)使用感光膠膜來濕蝕刻絕緣層時,因為在絕緣層上形成導(dǎo)電性無機物層的布線,所以該導(dǎo)電性無機物層的布線變得凹凸,所以在該凹部或凸部的深處部位,存在所謂在感光膠膜之間內(nèi)包氣泡的問題。在本發(fā)明中,如上所述,在感光膠膜的層壓中,在減壓下通過輥子施壓來進(jìn)行層壓,所以可防止包入氣泡。
另外,在本發(fā)明中,期望在感光膠膜的表面形成細(xì)微的凹凸。通過層壓在表面上形成凹凸的感光膠膜,使該凹凸朝向?qū)щ娦詿o機物層的凹凸側(cè)(即布線側(cè)),可抑制氣泡的產(chǎn)生。即,通過凹凸,產(chǎn)生氣泡解放部位,防止包入氣泡。
另外,為了對疊層體賦予上述干膜的蝕刻耐性,在感光膠膜的層壓體中進(jìn)行曝光、顯影并成圖后,作為提高對絕緣層的蝕刻的感光膠膜的耐性,期望進(jìn)行從紫外線照射處理、加熱處理、紫外線照片處理和加熱處理的組合中選擇的處理。
另外,上述條件為了發(fā)現(xiàn)效果,期望疊層體的絕緣層的厚度為3微米-500微米。當(dāng)絕緣層比500微米厚時,蝕刻所需時間變長,將感光膠膜浸漬在蝕刻液中,不必保持感光膠膜的形狀,另外,當(dāng)小于3微米時,絕緣可靠性變低。
另外,為了對疊層體賦予上述蝕刻耐性,期望感光膠膜的厚度為作為原料的疊層體的一層導(dǎo)電性無機物層的厚度的1.1-5倍。
期望絕緣層的濕蝕刻所需時間為10秒以上30分鐘以下,最好在10秒以上15分鐘以下,更好是在10秒以上5分鐘以下。當(dāng)大于30分鐘時,生產(chǎn)率變差。
另外,為了對疊層體賦予上述蝕刻耐性,期望絕緣層的濕蝕刻時的溫度為10℃以上120℃以下。
由堿性水溶液進(jìn)行顯影和剝離的感光膠膜因為是當(dāng)前最廣泛使用的,所以價廉,品種的選擇范圍也寬,另外,因為顯影·剝離工序中用的裝置也多在市場上銷售,所以容易入手,價格也便宜。另外,在無機堿性水溶液的情況下,因為廢液的處理也容易,所以與使用溶劑顯影·溶劑剝離型的液體抗蝕劑的情況相比,加工整體中的成本大幅度下降。
本發(fā)明的疊層體由于是濕蝕刻后的疊層體的剖面形狀好、蝕刻精度好的疊層體,特別用于硬盤驅(qū)動器用懸臂中。
附圖的簡要說明

圖1是表示將在聚酰亞胺絕緣層的單面上形成銅導(dǎo)電性無機物層、在另一單面上形成SUS導(dǎo)電性無機物層后的疊層體作為原材料的、通過濕蝕刻來制造電子部件的方法的工序圖。
圖2是蝕刻良好結(jié)束后的樣品的電子顯微鏡相片。
圖3是露出銅合金箔并產(chǎn)生蝕刻瑕疵的樣品的電子顯微鏡相片。
實施發(fā)明的最佳形態(tài)第一發(fā)明下面使用加工圖來概括說明第一發(fā)明的電子部件制造方法的最佳實施形態(tài)的具體實例。但是,本發(fā)明不限于此。圖1是表示將在聚酰亞胺絕緣層1的單面上形成銅導(dǎo)電性無機物層3、在另一單面上形成SUS導(dǎo)電性無機物層2后的疊層體作為原材料的、通過濕蝕刻來制造電子部件的方法的工序圖。
(a)中所示的層結(jié)構(gòu)是原材料的疊層體。對于該疊層體表面和里面的各導(dǎo)電性無機物層2、3,通過輥壓或面壓來層壓感光膠膜4,得到(b)中所示的疊層結(jié)構(gòu)的層壓體。對于該層壓體,使導(dǎo)電性無機物層2、3覆蓋期望圖案的掩模后進(jìn)行曝光,之后,用Na2CO3水溶液來進(jìn)行顯影,形成(c)中所示狀態(tài)的抗蝕劑圖案。接著,通過在FeCl3水溶液中進(jìn)行導(dǎo)電性無機物層2、3的蝕刻,形成基于(d)中所示狀態(tài)的抗蝕劑圖案的導(dǎo)電性無機物層2、3的蝕刻圖案。接著,用NaOH水溶液或KOH水溶液溶解剝離抗蝕劑,得到(e)中所示狀態(tài)的導(dǎo)電性無機物層2、3的蝕刻圖案。接著,對(e)狀態(tài)的導(dǎo)電性無機物層2、3的疊層體的表面和里面通過輥壓或面壓來層夾感光膠膜5,得到(f)所示的疊層結(jié)構(gòu)的層壓體。對于該層壓體,使絕緣層1覆蓋期望圖案的掩模后進(jìn)行曝光,之后,用Na2CO3水溶液來進(jìn)行顯影,形成(g)中所示狀態(tài)的抗蝕劑圖案。接著,通過在堿性水溶液中進(jìn)行絕緣層1的蝕刻,形成基于(h)中所示狀態(tài)的抗蝕劑圖案的絕緣層1的蝕刻圖案。接著,用NaOH水溶液或KOH水溶液溶解剝離抗蝕劑,得到形成(i)中所示狀態(tài)的蝕刻圖案的本發(fā)明的電子部件。
下面具體說明本發(fā)明的各構(gòu)成要件。
疊層體用于本發(fā)明的疊層體是由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體。這里,稱所謂使用的導(dǎo)電性無機物層不是有機物而是導(dǎo)電性物質(zhì)層,例如銅或鐵等純金屬層、不銹鋼等合金層、在這些金屬層的表面上施加處理后的物質(zhì)層、單晶硅層、無機半導(dǎo)體層、金屬氧化物層等,在絕緣層的兩個面上形成導(dǎo)電性無機物層的情況下,各導(dǎo)電性無機物層既可相同,也可不同。特別是,在作用電子部件的情況下,最佳使用銅、銅合金、鐵、鎳、不銹鋼等。這些導(dǎo)電性無機物層的厚度最好在0.1微米-1毫米的范圍內(nèi),特別是在導(dǎo)電性無機物層為金屬的情況下,最好是在0.1微米-200微米的范圍內(nèi)。
通過本發(fā)明的電子部件制造方法得到的電子部件在用于硬盤驅(qū)動器用懸臂的情況下,作為原材料的疊層體中的導(dǎo)電性無機物層的一方若為不銹鋼,雖然未特別限定,但從懸臂必需的彈性或尺寸穩(wěn)定性的方面來看,SUS304最好或更好在300度以上的溫度下進(jìn)行應(yīng)力退火處理。不銹鋼箔的最佳厚度范圍為10-70微米,更好是15-30微米。
作為原材料的疊層體另一方的導(dǎo)電性無機物層例如為厚度為3-20微米的銅箔、銅合金箔等。所謂銅合金箔是由銅和鎳、硅、鋅、錫、鈹?shù)炔煌貥?gòu)成的合金箔,銅的含有率為80%以上。
以改善這些不銹鋼箔和銅合金箔中的粘著力等為目的,實施化學(xué)的或機械的表面處理。
上述疊層體中的絕緣層若為具有絕緣性的物質(zhì),雖然不特別限定,但從薄膜的絕緣性和耐熱性的觀點看,最好包含至少一層以上的聚酰亞胺樹脂。另外,根據(jù)提高與導(dǎo)電性無機物層的粘著性的目的,即使疊層構(gòu)成絕緣層的多層絕緣單元層也不會有影響。例如,也可包含粘著性絕緣層。此時,從耐熱性·絕緣性的觀點來看,所有層都最好是聚酰亞胺。另外,這些層既可以是根據(jù)要求的特性而全部不同的組成,也可以是相同的組成用于多層。作為這種實例,例如由不銹鋼-粘著性聚酰亞胺A-低膨脹性聚酰亞胺-粘著性聚酰亞胺B-銅構(gòu)成的疊層體,所謂粘著性聚酰亞胺B因為作為各自覆蓋體的導(dǎo)電性無機物層與不銹鋼和銅不同,所以從調(diào)整為與各自覆蓋體的良好粘著的組成的必要性而言,為不同的組成。
從防止基板的翹曲的觀點來看,絕緣層中至少一層的與導(dǎo)電性無機物層的熱膨脹率(線熱膨脹系數(shù))最好使用較相似的(參照特開昭60-157286號公報),其熱膨脹率的差的允許范圍為±15ppm。另外,由于通常導(dǎo)電性無機物為30ppm以下的熱膨脹率,所以最好使用具有30ppm以下熱膨脹率的絕緣層。另外,在希望較嚴(yán)格地抑制翹曲產(chǎn)生的情況下,30ppm以下的絕緣層的總厚度最好為所有絕緣層總厚度的1/2以上。
疊層體中的絕緣層、特別是具有多層聚酰亞胺的蝕刻特性是重要的。本發(fā)明的疊層體中的絕緣層由兩層以上的絕緣單元層構(gòu)成,期望濕蝕刻時的各層蝕刻速度大小之比為6∶1-1∶1,最好在4∶1-1∶1的范圍內(nèi)。若選擇具有該范圍內(nèi)蝕刻速度的各絕緣單元層,則絕緣層為好的蝕刻形狀。因此,即使是以前要求嚴(yán)格規(guī)格的無線懸臂用的疊層體,因為可高精度進(jìn)行濕蝕刻,所以與干蝕刻相比,可在短時間內(nèi)蝕刻,生產(chǎn)率好。
另外,絕緣層的總厚度最好為3微米-500微米的范圍。另外,從生產(chǎn)率的觀點來看,以及對感光膠膜的蝕刻液的耐性觀點來看,濕蝕刻加工時間最好是10秒以上30分鐘以下,更好是在15分鐘以內(nèi)進(jìn)行加工。另一方面,超過30分鐘時,生產(chǎn)率變差。在進(jìn)行濕蝕刻加工條件下的蝕刻速度大,在30分鐘可蝕刻500微米以上的絕緣層的情況下,絕緣層的厚度也可以是500微米,反之,蝕刻速度小,在30分鐘內(nèi)不能蝕刻500微米的情況下,30分鐘為可蝕刻絕緣層的厚度的允許范圍。當(dāng)具體舉例時,蝕刻速度為20微米/min的情況下,小于600微米都是絕緣層的厚度的允許范圍,而在蝕刻速度為2微米/min的情況下,小于60微米都是絕緣層的厚度的允許范圍。
所謂絕緣層的濕蝕刻是指當(dāng)以堿性水溶液中的作為絕緣層的聚酰亞胺的蝕刻為例時,醯亞胺鍵與溶液中的氫氧化物離子起反應(yīng)后開環(huán),變?yōu)榫埘0?ポリアミツク)酸。在該狀態(tài)下,通過聚酰亞胺時容易溶解于堿性水溶液中,另外,通過降低似胺酸的酰胺基加水分解于氫氧化物離子中的等離子體的分子量來提高溶解性。另外,在分子鏈中具有易加水分解的基的情況下,也存在加水分解的時刻。通常在相同結(jié)構(gòu)、相同制造條件下制作的絕緣層的情況下,其速度近似地與氫氧化物離子撞擊聚酰亞胺的酰胺鍵的次數(shù)成正比,在熱力學(xué)上與溫度一起成指數(shù)函數(shù)地增大。
通過該原理,蝕刻速度為直鏈上的聚合物時,若為實用的分子量的范圍,則認(rèn)為基本不受分子量的影響,實際上,在本發(fā)明者進(jìn)行的實驗中也提出加強上述假設(shè)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明中使用的作為原材料的疊層體中,所謂構(gòu)成絕緣層的粘著性絕緣層主要是聚酰亞胺或與其類似的樹脂,但不特別限定,也可以是具有耐熱性或絕緣性的樹脂(無所謂有無酰胺鍵)。在本發(fā)明中,在粘著性聚酰亞胺與覆蓋體的90度剝離試驗中的貼緊力為100g/cm以上的聚酰亞胺中,主要使用熱可塑性聚酰亞胺,但不特別限定。
用于本發(fā)明的作用原材料的疊層體通過在導(dǎo)電性無機物層上直接涂布·疊層一層以上的絕緣層溶液來形成絕緣層,此時,疊層另一方的導(dǎo)電性無機物層后,通過熱壓接來進(jìn)行制作(澆鑄法),在事先準(zhǔn)備的作為絕緣層的芯線膜上形成粘著性絕緣層,在其上下疊層并熱壓接導(dǎo)電性無機物層來進(jìn)行制作(薄膜法),或在絕緣膜上形成粘著性絕緣層后,通過蒸鍍或濺射·電鍍等來形成導(dǎo)電性無機物層等,如果最終的疊層體的層結(jié)構(gòu)相同,無論其制作方法如何,只要滿足作為目的的制品的要求性能,就可適當(dāng)選擇。
作為目的的電子部件最好使用在壓延銅箔或不銹鋼等通過電鍍未形成導(dǎo)電性無機物層為必要成分的情況下通過熱壓接來形成導(dǎo)電性無機物層的方法來制作的疊層體,在布線寬度為1微米以下的非常細(xì)微的導(dǎo)電性無機物層的布圖變?yōu)楸匾獣r,最好使用通過濺射或電鍍來薄地形成導(dǎo)電性無機物層的疊層體。
包含導(dǎo)電性無機物層的疊層體的整體厚度因用途而多樣化,但最好在5微米-2000微米的范圍內(nèi)。特別是在疊層體中的導(dǎo)電性無機物全部是金屬的情況下,最好在5微米至1000微米的范圍內(nèi),特別是在5-500微米的范圍內(nèi)。
感光膠膜本發(fā)明中的感光膠膜中,使用通過照射紅外線(電磁波)而對顯影液的溶解性發(fā)生變化的物質(zhì)。所謂感光膠膜是指通過期望圖案的曝光掩模來照射紅外線(電磁波),可在曝光部和未曝光部中布圖的感光性樹脂組成物為固體,形成膜狀。存在曝光部溶出顯影液的陽極型和未曝光部溶出顯影液的陰極型,在本發(fā)明中,只要滿足下述要求的物性,無論用哪種都可以。
在本發(fā)明的感光膠膜中,最好通過水溶液、特別是堿性水溶液來進(jìn)行顯影和剝離,但在濕蝕刻在蝕刻液中具有耐性的絕緣層期間,若可保持圖案形狀,則不特別限定。例如,通過堿性水溶液進(jìn)行顯影·剝離,可使用旭化成工業(yè)株式會社制サンフオ-トシリ-ズ(商品名)、ニチゴ-モ-トン社制ALPHO系列(商品名)、LAMINAR系列(商品名)等。另外,也可使用市場上出售的乳酸溶液顯影·乳酸溶液剝離型的感光膠膜SEP-00GI-25AR(商品名新日鐵化學(xué)株式會社制)等。
本發(fā)明中的絕緣層的濕蝕刻多在絕緣層表面上形成導(dǎo)電性無機物層的布線等凹凸,此時,期望所用的感光膠膜的膜厚為導(dǎo)電性無機物層厚度的1.1-5倍。當(dāng)不足1.1倍時,在層壓感光膠膜后,基板的凸部可能會突出感光膠膜而露出,變?yōu)槲g刻形狀不好的原因。另外,當(dāng)以穩(wěn)定圖案形狀為目的時,根據(jù)解析細(xì)微圖案的目的,膜厚的上限最好為絕緣層上導(dǎo)電性無機物層厚度的5倍。當(dāng)簡單表述時,若感光膠膜的膜厚為通過感光膠膜形成圖案側(cè)的導(dǎo)電性無機物層厚度的1.1-5倍的范圍內(nèi),則可得到好的圖案形狀。
通常,市售的感光膠膜的長寬比為2-1左右,在布圖細(xì)線時,越薄越有利,但因為存在上述問題,所以需要比設(shè)置在疊層體中的導(dǎo)電性無機物層厚。
感光膠膜的層壓方法通常使用輥壓、面壓等公知的層壓方法,但本發(fā)明中用的疊層體的絕緣層的厚度最大為500微米,最好為300微米以下,所以在將導(dǎo)電性無機物層布圖為規(guī)定形狀的狀態(tài)下,基板的剛性低。因此,當(dāng)通過輥壓來層壓疊層體時,在對每片進(jìn)行加工的情況下,基板翹曲?;迓N曲時,之后進(jìn)行曝光時對齊中產(chǎn)生大偏離。該偏離由于導(dǎo)致導(dǎo)電性無機物層的圖案與絕緣層的圖案有偏離,所以必須盡可能小。因此,在片上的基板上層壓感光膠膜時,使用面壓來制作高精度設(shè)計的制品是必要條件。
另外,在蝕刻后的導(dǎo)電性無機物層上層壓感光膠膜時,若混入氣泡,則在例如因蝕刻而產(chǎn)生導(dǎo)電性無機物層的凹凸深處的部位中,若感光膠膜之間包含氣泡,則該部分貼緊差,蝕刻形狀中出現(xiàn)瑕疵。濕蝕刻的蝕刻速度比作為干加工的等離子體蝕刻大數(shù)十倍,所以當(dāng)存在這種貼緊瑕疵時,容易蝕刻到通常未被蝕刻的部位,可知圖案瑕疵在干加工中范圍寬。因此,在本發(fā)明中,期望在減壓狀態(tài)乃至真空狀態(tài)、最好80KPa(600mmHg)以下、更好是40KPa(300mmHg)以下、更好是6.7KPa(50mmHg)以下的蒸氣壓下進(jìn)行該層壓工序來去除氣泡。
因此,在表面使用平滑的感光膠膜的情況下,即使進(jìn)行減壓的面壓,基板表面的約20%也會變?yōu)闅馀?。在這種情況下,使用在表面上實施細(xì)微凹凸的感光膠膜來進(jìn)行層壓時,使凹凸朝向基板側(cè),細(xì)微的凹凸變?yōu)獒尫艢馀莸耐ǖ溃划a(chǎn)生該現(xiàn)象,對去除氣泡非常有效。
即,在每片的處理中層壓感光膠膜的情況下,在制造尺寸精度好的制品時,最好使用在減壓下實施面壓和在表面上施加凹凸的感光膠膜的狀態(tài)。
在感光膠膜表面上實施的凹凸的表面粗糙度Rz最好為0.5微米-50微米的范圍,形成凹凸的方法通過涂布或成形感光性樹脂組成物來形成感光膠膜后,通過實施壓紋加工,或在事先凹凸的膜中涂布感光性樹脂組成物溶液,使之干燥,得到形成凹凸的感光膠膜,但不特別限定該方法。
層壓感光膠膜的條件最好在20-100℃的范圍的溫度、0.05-0.3MPa(0.5-3kgf/cm2)的范圍的壓力下實施。另外,期望此時的氣氛為減壓狀態(tài)乃至真空狀態(tài)、最好為80KPa(600mmHg)以下、更好是40KPa(300mmHg)以下、更好是6.7KPa(50mmHg)以下的蒸氣壓。通過加工的疊層體的片尺寸來調(diào)整真空吸引時間,設(shè)定時間,在壓接時,在感光膠膜和疊層體的片之間不殘留氣泡。另外,層壓條件因使用的感光膠膜的Tg而不同,在充分覆蓋導(dǎo)電性無機物層圖案間的溫度下進(jìn)行層壓。此時,當(dāng)提高溫度時,由于曝光時的敏感度不穩(wěn)定,所以應(yīng)注意。
感光膠膜的顯影和剝離使用對應(yīng)于所用的感光膠膜的顯影液或剝離液,雖然最好在推薦條件下進(jìn)行,但不特別限定。如上所述,從廢棄物處理的觀點來看,期望用水溶液、最好是堿性水溶液、更好是無機堿性水溶液來顯影。所謂本發(fā)明中的水溶液,可以是以水為主要成分的液體,也可包含符合顯影或剝離條件的不足50%重量的脂肪族乙醇、芳香族乙醇、有機極性溶媒等有機溶媒。顯影方法既可是浸漬法,也可是空氣中噴射法,或者是液體中噴射法,不特別限定。
在將感光膠膜用于聚酰亞胺的濕蝕刻的情況下,因為蝕刻液的成分包含反應(yīng)性非常高的成分,所以與其它情況相比,感光膠膜難以保持圖案。在這種情況下,層壓感光膠膜,在曝光顯影后,在形成圖案的狀態(tài)下,進(jìn)行加熱,在陰極型感光膠膜的情況下,當(dāng)照射電離放射線、最好是紫外線時,感光膠膜的圖案變得強固,即使與蝕刻液接觸,形狀保持的時間也變長。
作為加熱條件,為30-200℃,最好為70-150℃的范圍,處理時間為10秒-20分鐘之間適當(dāng)。作為方法,例如靜置于輕便電爐上的方法、投入烘箱中的方法、用熱風(fēng)處理的方法、使用紅外線加熱器的方法等,不特別限定。
另外,在形成抗蝕劑圖案后,通過照射紫外線(電磁波),來提高圖案保持性的情況下,也可用與圖案曝光時同樣的波長來進(jìn)行5mJ以上的能量照射。
蝕刻液本發(fā)明中使用的蝕刻液中,可使用現(xiàn)有技術(shù)項下所述的各種蝕刻液。但是,因為本發(fā)明的電子部件的制造方法以高生產(chǎn)率、低加工成本(裝置成本·維修管理成本·廢棄物處理成本)、低毒性為目的,所以期望蝕刻液低毒性且高壽命。雖然最好不包含毒性高的肼,但對于蝕刻液而言,若重量為10wt%以下,也可作為添加劑。當(dāng)肼超過10%時,進(jìn)行蝕刻時的形狀容易變得不穩(wěn)定,難以進(jìn)行工序管理。如特開平5-301981號公報所述,肼在蝕刻中的動作不穩(wěn)定,所以肼含量少的一方最好是在工序管理上·作業(yè)環(huán)境上。
本發(fā)明中所用的蝕刻液必須具有在所用的感光膠膜可保持形狀的時間內(nèi)可僅蝕刻聚酰亞胺的充分蝕刻速度。具體而言,最好具有特開平10-97081號公報和特開平10-195214號公報中所公開的以無機堿為主要成分的堿性水溶液。例如,本發(fā)明中使用的蝕刻液基本上在無機堿·脂肪族胺(二胺)、脂肪族乙醇·脂肪族氨基的單獨或其混合水溶液中添加尿素或有機極性溶媒,期望pH比9大。
蝕刻的處理溫度若為比所用的蝕刻液的凝固點或沉淀產(chǎn)生的溫度高,比沸點低的溫度范圍,則從生產(chǎn)率或工序管理上的關(guān)系來說,為10-120℃,最好為30-95℃,更好為50-90℃。在包含在進(jìn)行處理的溫度下發(fā)揮的成分的蝕刻液的情況下,當(dāng)繼續(xù)長時間處理時,因為蝕刻液的組成變化,所以最好在處理溫度盡可能使蝕刻液的內(nèi)容成分不揮發(fā)的溫度下進(jìn)行,但不必在該溫度下進(jìn)行。
蝕刻浴內(nèi)的溫度分布小的話,越小越好,最好維持在±1度的范圍內(nèi),更好是維持在±0.5度的范圍內(nèi)。
從上述可知,溫度變高,則根據(jù)聚酰亞胺的濕蝕刻機構(gòu),確認(rèn)蝕刻速度指數(shù)函數(shù)地變大。在蝕刻速度大的條件下進(jìn)行處理,則蝕刻速度相對溫度的差別變大,所以蝕刻浴內(nèi)存在溫度分布時,基板面內(nèi)的圖案精度參差不齊變大。在絕緣層的蝕刻速度大的情況下特別明顯,在極力使溫度分布變小的均勻加工上具有效果。
進(jìn)行蝕刻的方法例如為浸漬法、空氣中噴射法、溶液中噴射法、浸漬+超聲波照射法等,在空氣中噴射法的情況下,來自蝕刻液的內(nèi)容成分揮發(fā)多,溶液的管理變得困難。最好是浸漬法或溶液中噴射法,為了進(jìn)一步減小蝕刻形狀的斜角,最好是溶液中噴射法。
在蝕刻液中照射超聲波的情況下,通過超聲波照射,感光膠膜部分剝離,有必要考慮超聲波條件,以便不使蝕刻形狀變?yōu)殍Υ谩?br> 在疊層體的蝕刻處理中,既可在疊層體垂直豎立的狀態(tài)下也可進(jìn)行處理,也可在處于水平的狀態(tài)下進(jìn)行處理。當(dāng)垂直豎立地進(jìn)行處理時,在蝕刻結(jié)束后從蝕刻浴中取出時,最好去除蝕刻液,使蝕刻液的損失減少。當(dāng)水平處理時,可進(jìn)行水平連續(xù)搬送,更適于批量生產(chǎn),另外,存在蝕刻液的溫度分布小的優(yōu)點。
必要時,在蝕刻處理前,用界面活性劑來處理疊層體表面,實施提高與蝕刻液的親和性的處理。在蝕刻液以無機堿性水溶液為主要成分的情況下,沒有與絕緣層表面的親和性,在這種情況下,為了均勻蝕刻疊層體整體,存在界面活性劑處理提高親和性的效果。用于該目的的界面活性劑的種類不特別限定,在連續(xù)大量處理的情況下,變?yōu)槲g刻液中緩慢包含界面活性劑的狀態(tài)。在這種情況下,當(dāng)使用離子性的界面活性劑時,因為擔(dān)心作為緩沖劑的作用而惡化蝕刻液,所以最好是ノニオン系列的界面活性劑。
另外,最好在蝕刻液的處理后根據(jù)需要來進(jìn)行漂洗處理。若不進(jìn)行漂洗處理,則蝕刻液的成分或蝕刻后的絕緣層的殘留會殘留在基板表面上,最好沒有殘留。在用于該漂洗處理中的漂洗液中,例如堿性水溶液、有機極性溶媒和水的混合溶液、有機極性溶媒和堿的混合溶液、水等,不特別限定。漂洗處理的溫度最好在比所用的漂洗液的凝固點或沉淀產(chǎn)生的溫度高、比沸點低的溫度范圍內(nèi)。此時,將作為蝕刻后的工序的感光膠膜剝離工序的剝離液原樣用作漂洗液,也可同時進(jìn)行漂洗處理和感光膠膜剝離工序。
在用于漂洗液中的所述有機極性溶媒例如有n-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺等,不特別限定。另外,用于漂洗液中的所述堿除甲醇、乙醇、丙醇等脂肪族的乙醇外,可以是酚、甲酚等芳香族乙醇,也可是在ジオ-ル等一個分子中具有多個氫氧(羥)基的物質(zhì)。
感光膠膜的剝離感光膠膜的剝離使用所用感光膠膜剝離的推薦條件,但在作為使用的絕緣層的聚酰亞胺等缺乏耐堿性的情況下,最好使用乙醇胺等有機堿性水溶液。感光膠膜的剝離方法通常多為堿性水溶液的藥液噴射剝離,但也可是浸漬法用超聲波照射。
另外,雖然多為由熱壓制作的疊層體,但為了提高貼緊力,在形成疊層體的導(dǎo)電性無機物層表面上進(jìn)行糙化處理,在將該糙化面轉(zhuǎn)錄到絕緣層上的情況下,在該糙化面內(nèi)嵌入感光膠膜,所以必須比通常嚴(yán)格的條件。另外,在進(jìn)行上述蝕刻液耐性提高處理的情況下也一樣。
第二發(fā)明下面使用加工圖來概括說明第二發(fā)明的使用感光膠膜的電子部件制造方法、電子部件和硬盤用懸臂實施形態(tài)的具體實例。但是,本發(fā)明不限于此。圖1是表示將在聚酰亞胺絕緣層1的單面上形成銅導(dǎo)電性無機物層3、在另一單面上形成SUS導(dǎo)電性無機物層2后的疊層體作為原材料的、通過濕蝕刻來制造電子部件的方法的工序圖。
(a)中所示的層結(jié)構(gòu)是電子部件的原材料的疊層體。對于該疊層體表面和里面的各導(dǎo)電性無機物層2、3,通過輥壓或面壓來層壓感光膠膜4,得到(b)中所示的疊層結(jié)構(gòu)的層壓體。對于該層壓體,使導(dǎo)電性無機物層2、3覆蓋期望圖案的掩模后進(jìn)行曝光,之后,用Na2CO3水溶液來進(jìn)行顯影,形成(c)中所示狀態(tài)的抗蝕劑圖案。接著,通過在FeCl3水溶液中進(jìn)行導(dǎo)電性無機物層2、3的蝕刻,形成基于(d)中所示狀態(tài)的抗蝕劑圖案的導(dǎo)電性無機物層2、3的蝕刻圖案。接著,用NaOH水溶液或KOH水溶液溶解剝離抗蝕劑,得到(e)中所示狀態(tài)的導(dǎo)電性無機物層2、3的蝕刻圖案。接著,對(e)狀態(tài)的導(dǎo)電性無機物層2、3的疊層體的表面和里面通過輥壓或面壓來層夾感光膠膜5,得到(f)所示的疊層結(jié)構(gòu)的層壓體。對于該層壓體,使絕緣層1覆蓋期望圖案的掩模后進(jìn)行曝光,之后,用Na2CO3水溶液來進(jìn)行顯影,形成(g)中所示狀態(tài)的抗蝕劑圖案。接著,通過在堿性水溶液中進(jìn)行絕緣層1的蝕刻,形成基于(h)中所示狀態(tài)的抗蝕劑圖案的絕緣層1的蝕刻圖案。接著,用NaOH水溶液或KOH水溶液溶解剝離抗蝕劑,得到形成(i)中所示狀態(tài)的蝕刻圖案的本發(fā)明的電子部件。
下面具體說明本發(fā)明的各構(gòu)成要件。
疊層體用于本發(fā)明的疊層體是由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體。這里,稱所謂使用的導(dǎo)電性無機物層不是有機物而是導(dǎo)電性物質(zhì)層,例如銅或鐵等純金屬層、不銹鋼等合金層、在這些金屬層的表面上施加處理后的物質(zhì)層、單晶硅層、無機半導(dǎo)體層、金屬氧化物層等,在絕緣層的兩個面上形成導(dǎo)電性無機物層的情況下,各導(dǎo)電性無機物層既可相同,也可不同。特別是,在作用電子部件的情況下,最佳使用銅、銅合金、鐵、鎳、不銹鋼等。這些導(dǎo)電性無機物層的厚度最好在0.1微米-1毫米的范圍內(nèi),特別是在導(dǎo)電性無機物層為金屬的情況下,最好是在0.1微米-200微米的范圍內(nèi)。
通過本發(fā)明的電子部件制造方法得到的電子部件在用于硬盤驅(qū)動器用懸臂的情況下,作為原材料的疊層體中的導(dǎo)電性無機物層的一方若為不銹鋼,雖然未特別限定,但從懸臂必需的彈性或尺寸穩(wěn)定性的方面來看,SUS304最好或更好在300℃以上的溫度下進(jìn)行應(yīng)力退火處理。不銹鋼箔的最佳厚度范圍為10-70微米,更好是15-30微米。
作為原材料的疊層體另一方的導(dǎo)電性無機物層例如為厚度為3-30微米的銅箔、銅合金箔等。所謂銅合金箔是由銅和鎳、硅、鋅、錫、鈹?shù)炔煌貥?gòu)成的合金箔,銅的含有率為70%以上。
為了提高這些不銹鋼箔和銅合金箔中的粘著力等,可實施表面處理。
上述疊層體中的絕緣層若為具有絕緣性的物質(zhì),雖然不特別限定,但從薄膜的絕緣性和耐熱性的觀點看,最好包含至少一層以上的聚酰亞胺樹脂。另外,根據(jù)提高與導(dǎo)電性無機物層的粘著性的目的,即使疊層構(gòu)成絕緣層的多層絕緣單元層也不會有影響。例如,也可包含粘著性絕緣層。此時,從耐熱性·絕緣性的觀點來看,所有層都最好是聚酰亞胺。另外,這些層既可以是根據(jù)要求的特性而全部不同的組成,也可以是相同的組成用于多層。作為這種實例,例如由不銹鋼-粘著性聚酰亞胺A-低膨脹性聚酰亞胺-粘著性聚酰亞胺B-銅構(gòu)成的疊層體,所謂粘著性聚酰亞胺B因為作為各自覆蓋體的導(dǎo)電性無機物層與不銹鋼和銅不同,所以從調(diào)整為與各自覆蓋體的良好粘著的組成的必要性而言,為不同的組成。
上述疊層體的絕緣層中構(gòu)成絕緣層的至少一層是有機物和無機物的復(fù)合體。該復(fù)合體例如是將無機填料等無機物微粒子分散到基質(zhì)樹脂層中或?qū)⒒|(zhì)樹脂浸漬在玻璃織布等纖維片中形成。
從防止基板的翹曲的觀點來看,絕緣層中至少一層的與導(dǎo)電性無機物層的熱膨脹率(線熱膨脹系數(shù))最好使用較相似的(參照特開昭60-157286號公報),其熱膨脹率的差的允許范圍為±15ppm。另外,由于通常導(dǎo)電性無機物為30ppm以下的熱膨脹率,所以最好使用具有30ppm以下熱膨脹率的絕緣層。另外,在希望較嚴(yán)格地抑制翹曲產(chǎn)生的情況下,30ppm以下的絕緣層的總厚度最好為所有絕緣層總厚度的1/2以上。
疊層體中的絕緣層、特別是具有多層聚酰亞胺的蝕刻特性是重要的。本發(fā)明中使用的疊層體中的絕緣層由兩層以上的絕緣單元層構(gòu)成,期望濕蝕刻時的各層蝕刻速度大小之比為6∶1-1∶1,最好在4∶1-1∶1的范圍內(nèi)。若選擇具有該范圍內(nèi)蝕刻速度的各絕緣單元層,則絕緣層為好的蝕刻形狀。因此,即使是以前要求嚴(yán)格規(guī)格的無線懸臂用的疊層體,因為可高精度進(jìn)行濕蝕刻,所以與干蝕刻相比,可在短時間內(nèi)蝕刻,生產(chǎn)率好。
另外,絕緣層的總厚度最好為3微米-500微米的范圍。另外,從生產(chǎn)率的觀點來看,以及對感光膠膜的蝕刻液的耐性觀點來看,濕蝕刻加工時間最好是10秒以上30分鐘以下,更好是在10秒以上15分鐘以內(nèi)、最佳是10秒以上10分鐘以內(nèi)、最好是在10秒以上5分鐘以內(nèi)。超過30分鐘的蝕刻條件下,因為蝕刻液是強堿性液,所以在感光膠膜蝕刻時進(jìn)行剝離,不能形成期望的蝕刻圖案。在進(jìn)行濕蝕刻加工條件下的蝕刻速度大,在30分鐘可蝕刻500微米以上的絕緣層的情況下,絕緣層的厚度也可以是500微米,反之,蝕刻速度小,在30分鐘內(nèi)不能蝕刻500微米的情況下,30分鐘為可蝕刻絕緣層的厚度的允許范圍。當(dāng)具體舉例時,蝕刻速度為20微米/min的情況下,小于600微米都是絕緣層的厚度的允許范圍,而在蝕刻速度為2微米/min的情況下,小于60微米都是絕緣層的厚度的允許范圍。
所謂絕緣層的濕蝕刻是指當(dāng)以堿性水溶液中的作為絕緣層的聚酰亞胺的蝕刻為例時,醯亞胺鍵與溶液中的氫氧化物離子起反應(yīng)后開環(huán),變?yōu)榫郯?ポリアミツク)酸。在該狀態(tài)下,通過聚酰亞胺時容易溶解于堿性水溶液中,另外,似胺酸的酰胺基受到氫氧化物離子的沖擊,加水分解后,通過降低等離子體的分子量來提高溶解性。另外,在分子鏈中具有易加水分解的基的情況下,也存在加水分解的時刻。通常在相同結(jié)構(gòu)、相同制造條件下制作的絕緣層的情況下,其速度近似地與氫氧化物離子撞擊聚酰亞胺的酰胺鍵的次數(shù)成正比,在熱力學(xué)上與溫度一起成指數(shù)函數(shù)地增大。
通過該機理,為直鏈上的聚合物的情況下,若為實用的分子量的范圍,則認(rèn)為蝕刻速度基本不受分子量的影響,實際上,在本發(fā)明者進(jìn)行的實驗中也提出加強上述假設(shè)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明中使用的作為原材料的疊層體中,所謂構(gòu)成絕緣層的粘著性絕緣層主要是聚酰亞胺或與其類似的樹脂,但不特別限定,也可以是具有耐熱性或絕緣性的樹脂(無所謂有無酰胺鍵)。在本發(fā)明中,在粘著性聚酰亞胺與覆蓋體的貼緊力為100g/cm以上的聚酰亞胺中,主要使用熱可塑性聚酰亞胺,但不特別限定。
用于本發(fā)明的作用原材料的疊層體通過在導(dǎo)電性無機物層上直接涂布·疊層一層以上的絕緣層溶液來形成絕緣層,此時,疊層另一方的導(dǎo)電性無機物層后,通過熱壓接來進(jìn)行制作(澆鑄法),在事先準(zhǔn)備的作為絕緣層的芯線膜上形成粘著性絕緣層,在其上下疊層并熱壓接導(dǎo)電性無機物層來進(jìn)行制作(薄膜法),或在絕緣膜上形成粘著性絕緣層后,通過蒸鍍或濺射·電鍍等來形成導(dǎo)電性無機物層等,如果最終的疊層體的層結(jié)構(gòu)相同,無論其制作方法如何,只要滿足作為目的的制品的要求性能,就可適當(dāng)選擇。
作為目的的電子部件最好使用在壓延銅箔或不銹鋼等通過電鍍未形成導(dǎo)電性無機物層為必要成分的情況下通過熱壓接來形成導(dǎo)電性無機物層的方法來制作的疊層體,在布線寬度為1微米以下的非常細(xì)微的導(dǎo)電性無機物層的布圖變?yōu)楸匾獣r,最好使用通過濺射或電鍍來薄地形成導(dǎo)電性無機物層的疊層體。
包含導(dǎo)電性無機物層的疊層體的整體厚度因用途而多樣化,但最好在5微米-2000微米的范圍內(nèi)。特別是在疊層體中的導(dǎo)電性無機物全部是金屬的情況下,最好在5微米至1000微米的范圍內(nèi),特別是在5-500微米的范圍內(nèi)。
感光膠膜本發(fā)明中使用的感光膠膜中,例如通過照射紅外線(電磁波)而對顯影液的溶解性發(fā)生變化的物質(zhì)。所謂感光膠膜是指通過期望圖案的曝光掩模來照射紅外線(電磁波),可在曝光部和未曝光部中布圖的感光性樹脂組成物形成膜狀。存在曝光部溶出顯影液的陽極型和未曝光部溶出顯影液的陰極型,在本發(fā)明中,只要滿足下述要求的物性,無論用哪種都可以。
具有而言,本發(fā)明中使用的感光膠膜通過高分子粘結(jié)劑、單官能和/或多官能單體、光聚合開始劑、其它添加劑的配合來獲得,通常,可在薄膜等基料上涂布這些混合溶液來制造。
作為本發(fā)明中使用的感光膠膜的一個成分的所述高分子粘結(jié)劑是為了保持感光膠膜的形態(tài)或為了賦予顯影性等而混入感光膠膜中,即相當(dāng)于感光膠膜構(gòu)架的成分。作為這種高分子粘結(jié)劑,主要可使用丙烯基系列樹脂,也可使用其它如聚酯、聚酰胺、聚醚、聚烯丙胺等,但不特別限定。另外,因為作為感光膠膜必須保持形狀,所以高分子粘結(jié)劑的重量平均分子量最好為6000以上,從現(xiàn)影性的觀點來看重量平均分子量最好為100000以下,但不特別限定。
作為本發(fā)明中使用的感光膠膜的一個成分的高分子粘結(jié)劑中,為了賦予顯影性,在堿性顯影的情況下、酸性官能團(tuán)、酸性顯影的情況下多導(dǎo)入堿性的官能團(tuán)。作為該官能團(tuán),多官能單體、和單官能單體通過照射紅外線等,通過使光聚合開始劑產(chǎn)生的自由基,與高分子粘結(jié)劑或其它多官能單體反應(yīng),通過形成交聯(lián)結(jié)構(gòu),使感光膠膜的溶解性減少。
在這種官能團(tuán)的具體實例中,例如含有1,6-己烷二醇二(偏)丙烯酸脂、1,4-環(huán)己烷二醇二(偏)丙烯酸脂、聚丙烯乙二醇二(偏)丙烯酸脂、聚乙二醇二(偏)丙烯酸脂、聚氧化乙烯聚氧丙二醇二(偏)丙烯酸脂等聚氧烯化乙二醇(偏)丙烯酸脂、、2-二(p-羥基苯基)丙烷二(偏)丙烯酸脂、甘油三(偏)丙烯酸脂、三甲縮醛丙烷三(偏)丙烯酸脂、聚氧丙基三甲縮醛丙烷三(偏)丙烯酸脂、聚氧乙基三甲縮醛丙烷三丙烯酸脂、三季戍四醇五(偏)丙烯酸脂、三甲縮醛丙烷三甘油基乙醚三(偏)丙烯酸脂、雙酚A二甘油基乙醚二(偏)丙烯酸脂、2,2雙(4-甲基丙烯氧五元(メタクリロキシペンタエトキシ)酚)丙烷和尿烷基的多官能(偏)丙烯酸脂、結(jié)構(gòu)中含有雙酚A的多官能甲基丙烯酸酯或丙烯酸脂等,不特別限定。
作為本發(fā)明中使用的感光膠膜一個成分的光聚合開始劑吸收電磁波、特別是紅外線,分解和/或進(jìn)行從其它分子中拉拔氫,產(chǎn)生自由基,例如,2-乙基蒽醌、八乙基蒽醌、1,2-苯蒽醌、2,3-苯蒽醌、2-酚蒽醌、2,3-二酚蒽醌、1-氯蒽醌、2-氯蒽醌、2-甲基蒽醌、1,4-萘醌、9,10-菲醌、2-甲基1,4-萘醌、2,3-二甲基蒽醌、3-氯-2-甲基蒽醌等醌類;苯酮、ミヒラ-ズ酮[4,4’-二(二甲胺)苯酮]、4,4’-二(二乙胺)苯酮等芳香族酮類;苯偶姻、苯偶姻乙基乙醚、苯偶姻酚乙醚、甲基苯偶姻、乙基苯偶姻等苯偶姻類、芐基二甲基酮、芐基二乙基酮、2-(o-氯酚)-4,5-二酚咪唑啉二聚物等二咪唑化合物;硫代黃氧素類和烷基氨基安息香酸的組合、例如乙基硫代黃氧素和二甲基氨基安息香酸乙基、2-氯硫代黃氧素和二甲基氨基安息香酸乙基、異丙基硫代黃氧素和二甲基氨基安息香酸乙基的組合、另外,2-(o-氯酚)-4,5,二酚咪唑二聚物和ミヒラ-ズ酮的組合;9-酚吖啶等吖啶類、1-酚-1,2-丙烷二オン-2-o苯酰肟、1-酚-1,2-丙烷二オン-2-(o-二氧基羰基)肟等肟酯類等,不特別限定。
另外,作為本發(fā)明中使用的感光膠膜的添加劑有提高照射后的電磁波的吸收效率的色素或給予干膜自身柔軟性的可塑劑等,不特別限定。
在本發(fā)明中使用的感光膠膜中,最好通過堿性溶液來進(jìn)行顯影和剝離,但在濕蝕刻在蝕刻液中具有耐性的絕緣層期間,若可保持圖案形狀,則不特別限定。例如,通過堿性水溶液進(jìn)行顯影·剝離,可使用旭化成工業(yè)株式會社制サンフオ-トシリ-ズ(商品名)、ニチゴ-モ-トン社制ALPHO系列(商品名)、LAMINAR系列(商品名)等。另外,也可使用市場上出售的乳酸顯影·乳酸剝離型的感光膠膜SEP-00GI-25AR(商品名新日鐵化學(xué)株式會社制)等。
本發(fā)明中使用的疊層體中的絕緣層的濕蝕刻多在絕緣層表面上形成導(dǎo)電性無機物層的布線等凹凸,此時,期望所用的感光膠膜的膜厚為導(dǎo)電性無機物層厚度的1.1倍。當(dāng)不足1.1倍時,在層壓感光膠膜后,基板的凸部可能會突出感光膠膜而露出,變?yōu)槲g刻形狀不好的原因。當(dāng)簡單表述時,若感光膠膜的膜厚為通過感光膠膜形成圖案側(cè)的導(dǎo)電性無機物層圖案厚度的1.1倍以上的范圍內(nèi),則可得到好的圖案形狀。
通常,市售的感光膠膜的長寬比為2-1左右,在布圖細(xì)線時,越薄越有利,但因為存在上述問題,所以需要比設(shè)置在疊層體中的導(dǎo)電性無機物層厚。
感光膠膜的層壓方法通常使用輥壓、面壓等公知的層壓方法。
本發(fā)明中用的疊層體的絕緣層薄,在將無機物層成圖為期望形狀的狀態(tài)下,疊層體的剛性低,當(dāng)通過輥壓在疊層體上層壓感光膠膜時,在對每單張片進(jìn)行加工的情況下,層壓片的疊層體存在翹曲的問題?;迓N曲時,之后進(jìn)行曝光時對齊中產(chǎn)生大偏離。該偏離由于導(dǎo)致導(dǎo)電性無機物層的圖案與絕緣層的圖案有偏離,所以必須盡可能小。因此,在片上的疊層體上層壓感光膠膜時,使用面壓來制作高精度設(shè)計的制品是必要條件。
另外,在蝕刻后的導(dǎo)電性無機物層上層壓感光膠膜時,若混入氣泡,則在例如因蝕刻而產(chǎn)生導(dǎo)電性無機物層的凹凸深處的部位中,若感光膠膜之間包含氣泡,則該部分貼緊差,蝕刻形狀中出現(xiàn)瑕疵。濕蝕刻的蝕刻速度比作為干加工的等離子體蝕刻大數(shù)十倍,所以當(dāng)存在這種貼緊瑕疵時,容易蝕刻到通常未被蝕刻的部位,可知圖案瑕疵在干加工中范圍寬。因此,在要求高精度布圖的制品的情況下,期望在減壓狀態(tài)乃至真空狀態(tài)、最好80KPa(600mmHg)以下、更好是40KPa(300mmHg)以下、更好是6.7KPa(50mmHg)以下的蒸氣壓下進(jìn)行該層壓工序來去除氣泡。
因此,在表面使用平滑的感光膠膜的情況下,即使進(jìn)行減壓的面壓,基板表面的約20%也會變?yōu)闅馀?。在這種情況下,使用在表面上實施細(xì)微凹凸的感光膠膜來進(jìn)行層壓時,使凹凸朝向基板側(cè),細(xì)微的凹凸變?yōu)獒尫艢馀莸耐ǖ?,不產(chǎn)生該現(xiàn)象,對去除氣泡非常有效。
即,在每片的處理中層壓感光膠膜的情況下,在制造尺寸精度好的制品時,最好使用在減壓下實施面壓和在表面上施加凹凸的感光膠膜的狀態(tài)。
在感光膠膜表面上實施的凹凸的表面粗糙度Rz最好為0.5微米-50微米的范圍,形成凹凸的方法通過涂布或成形感光性樹脂組成物來形成感光膠膜后,通過實施壓紋加工,或在事先凹凸的膜中涂布感光性樹脂組成物溶液,使之干燥,得到形成凹凸的感光膠膜,但不特別限定該方法。
層壓方法在要求精密加工精度的情況下,層壓感光膠膜的條件最好在20-100℃的范圍的溫度、0.05-0.3Mpa(0.5-3kgf/cm2)的范圍的壓力下實施。另外,期望此時的氣氛為減壓狀態(tài)乃至真空狀態(tài)、最好為80KPa(600mmHg)以下、更好是40KPa(300mmHg)以下、更好是6.7KPa(50mmHg)以下的蒸氣壓。通過加工的疊層體的片尺寸來調(diào)整真空吸引時間,設(shè)定時間,在壓接時,在感光膠膜和疊層體的片之間不殘留氣泡。另外,層壓條件因使用的感光膠膜的Tg而不同,在充分覆蓋導(dǎo)電性無機物層圖案間的溫度下進(jìn)行層壓。此時,當(dāng)提高溫度時,由于曝光時的敏感度不穩(wěn)定,所以應(yīng)注意。
感光膠膜的顯影和剝離使用對應(yīng)于所用的感光膠膜的顯影液或剝離液,雖然最好在推薦條件下進(jìn)行,但不特別限定。如上所述,從廢棄物處理的觀點來看,期望用無機堿性水溶液來顯影。顯影方法既可是浸漬法,也可是噴射法,或者是液體中噴射法,不特別限定。
在將感光膠膜用于聚酰亞胺的濕蝕刻的情況下,因為蝕刻液的成分包含反應(yīng)性非常高的成分,所以與其它情況相比,感光膠膜難以保持圖案。在這種情況下,層壓感光膠膜,在曝光顯影后,在形成圖案的狀態(tài)下,進(jìn)行加熱,在陰極型感光膠膜的情況下,當(dāng)照射電離放射線、最好是紫外線時,感光膠膜的圖案變得強固,即使與蝕刻液接觸,形狀保持的時間也變長。
作為加熱條件,為30-200℃,最好為70-150℃的范圍,處理時間為10秒-20分鐘之間適當(dāng)。作為方法,例如靜置于輕便電爐上的方法、投入烘箱中的方法、用熱風(fēng)處理的方法、使用紅外線加熱器的方法等,不特別限定。
另外,在形成抗蝕劑圖案后,通過照射紫外線(電磁波),來提高圖案保持性的情況下,也可用與圖案曝光時同樣的波長來進(jìn)行5mJ以上的能量照射。
這里,當(dāng)感光膠膜未與疊層體充分貼緊時,當(dāng)進(jìn)行濕蝕刻時,感光膠膜剝離。因此,最好將90度剝離強度保持在最低200g/cm以上。
另外,雖然多是通過熱壓來制作的疊層體,但為了提高形成疊層體的無機物表面上的貼緊力,進(jìn)行糙化處理,在該糙化面轉(zhuǎn)錄到絕緣層的情況下,因為干膜嵌入該凹凸中,所以可容易得到貼緊力。
蝕刻液可適用于本發(fā)明中使用的感光膠膜的蝕刻液中,可使用現(xiàn)有技術(shù)項下所述的各種蝕刻液。但是,因為本發(fā)明的電子部件的制造方法以高生產(chǎn)率、低加工成本(裝置成本·維修管理成本·廢棄物處理成本)、低毒性為目的,所以期望蝕刻液低毒性且高壽命。雖然最好不包含毒性高的肼,但對于蝕刻液而言,若重量為10wt%以下,也可作為添加劑。當(dāng)肼超過10%時,進(jìn)行蝕刻時的形狀容易變得不穩(wěn)定,難以進(jìn)行工序管理。如特開平5-301981號公報所述,肼在蝕刻中的動作不穩(wěn)定,所以肼含量少的一方最好是在工序管理上·作業(yè)環(huán)境上。
可適用于本發(fā)明中使用的感光膠膜的蝕刻液必須具有在該感光膠膜可保持形狀的時間內(nèi)可僅蝕刻聚酰亞胺的充分蝕刻速度。具體而言,最好具有特開平10-97081號公報和特開平10-195214號公報中所公開的以無機堿為主要成分的堿性水溶液。例如,本發(fā)明中使用的蝕刻液基本上在無機堿、脂肪族胺(二胺)、脂肪族乙醇·脂肪族氨基的單獨或其混合水溶液中添加尿素或有機極性溶媒。
蝕刻的處理溫度若為比所用的蝕刻液的凝固點或沉淀產(chǎn)生的溫度高,比沸點低的溫度范圍,則從生產(chǎn)率或工序管理上的關(guān)系來說,為10-120℃,最好為30-95℃,更好為50-90℃。在包含在進(jìn)行處理的溫度下發(fā)揮的成分的蝕刻液的情況下,當(dāng)繼續(xù)長時間處理時,因為蝕刻液的組成變化,所以最好在處理溫度盡可能使蝕刻液的內(nèi)容成分不揮發(fā)的溫度下進(jìn)行,但不必在該溫度下進(jìn)行。
蝕刻浴內(nèi)的溫度分布越小越好,最好維持在±1℃的范圍內(nèi),更好是維持在±0.5℃的范圍內(nèi)。
從上述可知,溫度變高,則根據(jù)聚酰亞胺的濕蝕刻機構(gòu),確認(rèn)蝕刻速度指數(shù)函數(shù)地變大。在蝕刻速度大的條件下進(jìn)行處理,則蝕刻速度相對溫度的差別變大,所以蝕刻浴內(nèi)存在溫度分布時,基板面內(nèi)的圖案精度參差不齊變大。在絕緣層的蝕刻速度大的情況下特別明顯,在極力使溫度分布變小的均勻加工上具有效果。
進(jìn)行蝕刻的方法例如為浸漬法、空氣中噴射法、溶液中噴射法、浸漬+超聲波照射法等,在噴射法的情況下,來自蝕刻液的內(nèi)容成分揮發(fā)多,溶液的管理變得困難。最好是浸漬法或溶液中噴射法,為了進(jìn)一步減小蝕刻形狀的斜角,最好是溶液中噴射法。
在蝕刻液中照射超聲波的情況下,通過超聲波照射,感光膠膜部分剝離,有必要考慮超聲波條件,以便不使蝕刻形狀變?yōu)殍Υ谩?br> 在疊層體的蝕刻處理中,既可在疊層體垂直豎立的狀態(tài)下也可進(jìn)行處理,也可在處于水平的狀態(tài)下進(jìn)行處理。當(dāng)垂直豎立地進(jìn)行處理時,在蝕刻結(jié)束后從蝕刻浴中取出時,最好去除蝕刻液,使蝕刻液的損失減少。當(dāng)水平處理時,可進(jìn)行水平連續(xù)搬送,更適于批量生產(chǎn),另外,存在蝕刻液的溫度分布小的優(yōu)點。
感光膠膜的剝離感光膠膜的剝離使用所用感光膠膜剝離的推薦條件,但在作為使用的絕緣層的聚酰亞胺等缺乏耐堿性的情況下,最好使用乙醇胺等有機堿性溶液。感光膠膜的剝離方法通常多為藥液噴射剝離,但也可是浸漬法用超聲波照射。
另外,雖然多為由熱壓制作的疊層體,但為了提高貼緊力,在形成疊層體的導(dǎo)電性無機物層表面上進(jìn)行糙化處理,在將該糙化面轉(zhuǎn)錄到絕緣層上的情況下,在該糙化面內(nèi)嵌入感光膠膜,所以必須比通常嚴(yán)格的條件。另外,在進(jìn)行上述蝕刻液耐性提高處理的情況下也一樣。
下面使用加工圖來概括說明本發(fā)明的電子部件制造方法的最佳實施形態(tài)的具體實例。但是,本發(fā)明不限于此。圖1是表示將在聚酰亞胺絕緣層1的單面上形成銅導(dǎo)電性無機物層3、在另一單面上形成SUS導(dǎo)電性無機物層2后的疊層體作為原材料的、通過濕蝕刻來制造電子部件的方法的工序圖。
(a)中所示的層結(jié)構(gòu)是原材料的長條狀的疊層體。對于從卷成輥狀的疊層體引出的疊層體表面和里面的各導(dǎo)電性無機物層2、3,通過輥壓來層壓感光膠膜4,得到(b)中所示的疊層結(jié)構(gòu)的層壓體。此時,對于該層壓體,使導(dǎo)電性無機物層2、3覆蓋期望圖案的掩模后進(jìn)行曝光,之后,用Na2CO3水溶液來進(jìn)行顯影,形成(c)中所示狀態(tài)的抗蝕劑圖案。接著,通過在FeCl3水溶液中進(jìn)行導(dǎo)電性無機物層2、3的蝕刻,形成基于(d)中所示狀態(tài)的抗蝕劑圖案的導(dǎo)電性無機物層2、3的蝕刻圖案。接著,用NaOH水溶液或KOH水溶液溶解剝離抗蝕劑,得到(e)中所示狀態(tài)的導(dǎo)電性無機物層2、3的蝕刻圖案。接著,對(e)狀態(tài)的導(dǎo)電性無機物層2、3的疊層體的表面和里面通過輥壓來層夾感光膠膜5,得到(f)所示的疊層結(jié)構(gòu)的層壓體。對于該層壓體,使絕緣層1覆蓋期望圖案的掩模后進(jìn)行曝光,之后,用Na2CO3水溶液來進(jìn)行顯影,形成(g)中所示狀態(tài)的抗蝕劑圖案。接著,通過在堿性水溶液中進(jìn)行絕緣層1的蝕刻,形成基于(h)中所示狀態(tài)的抗蝕劑圖案的絕緣層1的蝕刻圖案。接著,用NaOH水溶液或KOH水溶液溶解剝離抗蝕劑,得到形成(i)中所示狀態(tài)的蝕刻圖案的本發(fā)明的電子部件。在向疊層體施加0.01kgf/cm-10kgf/cm張力的狀態(tài)下進(jìn)行上述各工序。當(dāng)張力不足0.01kgf/cm時,當(dāng)疊層體在搬運途中,難以進(jìn)行高精度蝕刻,另外,當(dāng)大于10kgf/cm時,在進(jìn)行絕緣層的濕蝕刻的同時,疊層體變形,當(dāng)大于30kgf/cm時,疊層體自身變形,所以不好。
本發(fā)明中的所謂“長條物的狀態(tài)且連續(xù)供給的連續(xù)生產(chǎn)線”是指對以長條狀或類似長條狀供給的疊層體連續(xù)進(jìn)行至少從干膜的層壓開始到曝光、顯影、絕緣層的蝕刻的工序,此時,在每個工序中不切斷疊層體,而是連續(xù)進(jìn)行。該所謂的“類似長條狀供給的疊層體”是指生產(chǎn)線供給部隨時固定、接合短條狀的疊層體,連續(xù)提供,作為長條狀的疊層體。當(dāng)接合短條狀的疊層體時,例如,各疊層體的端部相互重合,也可用裝訂器、夾子、小螺釘、粘著劑涂布等連接方法來進(jìn)行接合。因此,也不一定由卷曲成輥狀的的狀態(tài)來供給作為原料的疊層體,可在生產(chǎn)線中類似的接合短條狀的疊層體的同時,進(jìn)行從干膜的層壓到曝光、顯影、絕緣層的蝕刻的工序。
下面具體說明本發(fā)明的各構(gòu)成要件。
疊層體用于本發(fā)明的疊層體是由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體。這里,稱所謂使用的導(dǎo)電性無機物層不是有機物而是導(dǎo)電性物質(zhì)層,例如銅或鐵等純金屬層、不銹鋼等合金層、在這些金屬層的表面上施加處理后的物質(zhì)層、單晶硅層、無機半導(dǎo)體層、金屬氧化物層等,在絕緣層的兩個面上形成導(dǎo)電性無機物層的情況下,各導(dǎo)電性無機物層既可相同,也可不同。特別是,在作用電子部件的情況下,最佳使用銅、銅合金、鐵、鎳、不銹鋼等。這些導(dǎo)電性無機物層的厚度最好在0.1微米-1毫米的范圍內(nèi),特別是在導(dǎo)電性無機物層為金屬的情況下,最好是在0.1微米-200微米的范圍內(nèi)。
通過本發(fā)明的電子部件制造方法得到的電子部件在用于硬盤驅(qū)動器用懸臂的情況下,作為原材料的疊層體中的導(dǎo)電性無機物層的一方若為不銹鋼,雖然未特別限定,但從懸臂必需的彈性或尺寸穩(wěn)定性的方面來看,SUS304最好或更好在300℃以上的溫度下進(jìn)行應(yīng)力退火處理。不銹鋼箔的最佳厚度范圍為10-70微米,更好是15-30微米。
作為原材料的疊層體另一方的導(dǎo)電性無機物層例如為厚度為3-20微米的銅箔、銅合金箔等。所謂銅合金箔是由銅和鎳、硅、鋅、錫、鈹?shù)炔煌貥?gòu)成的合金箔,銅的含有率為80%以上。
以改善這些不銹鋼箔和銅合金箔中的粘著力等為目的,實施化學(xué)的或機械的表面處理。
上述疊層體中的絕緣層若為具有絕緣性的物質(zhì),雖然不特別限定,但從薄膜的絕緣性和耐熱性的觀點看,最好包含至少一層以上的聚酰亞胺樹脂。另外,根據(jù)提高與導(dǎo)電性無機物層的粘著性的目的,即使疊層構(gòu)成絕緣層的多層絕緣單元層也不會有影響。例如,也可包含粘著性絕緣層。此時,從耐熱性·絕緣性的觀點來看,所有層都最好是聚酰亞胺。另外,這些層既可以是根據(jù)要求的特性而全部不同的組成,也可以是相同的組成用于多層。作為這種實例,例如由不銹鋼-粘著性聚酰亞胺A-低膨脹性聚酰亞胺-粘著性聚酰亞胺B-銅構(gòu)成的疊層體,所謂粘著性聚酰亞胺B因為作為各自覆蓋體的導(dǎo)電性無機物層與不銹鋼和銅不同,所以從調(diào)整為與各自覆蓋體的良好粘著的組成的必要性而言,為不同的組成,本發(fā)明不對其進(jìn)行限定。
從防止基板的翹曲的觀點來看,絕緣層中至少一層的與導(dǎo)電性無機物層的熱膨脹率(線熱膨脹系數(shù))最好使用較相似的(參照特開昭60-157286號公報),其熱膨脹率的差的允許范圍為±15ppm。另外,由于通常導(dǎo)電性無機物為30ppm以下的熱膨脹率,所以最好使用具有30ppm以下熱膨脹率的絕緣層。另外,在希望較嚴(yán)格地抑制翹曲產(chǎn)生的情況下,30ppm以下的絕緣層的總厚度最好為所有絕緣層總厚度的1/2以上。
疊層體中的絕緣層、特別是具有多層聚酰亞胺的蝕刻特性是重要的。本發(fā)明的疊層體中的絕緣層由兩層以上的絕緣單元層構(gòu)成,期望濕蝕刻時的各層蝕刻速度大小之比為6∶1-1∶1,最好在4∶1-1∶1的范圍內(nèi)。若選擇具有該范圍內(nèi)蝕刻速度的各絕緣單元層,則絕緣層為好的蝕刻形狀。因此,即使是以前要求嚴(yán)格規(guī)格的無線懸臂用的疊層體,因為可高精度進(jìn)行濕蝕刻,所以與干蝕刻相比,可在短時間內(nèi)蝕刻,生產(chǎn)率好。
另外,絕緣層的總厚度最好為3微米-500微米的范圍。另外,從生產(chǎn)率的觀點來看,或者從生產(chǎn)率的觀點來看,濕蝕刻加工時間最好是10秒以上30分鐘以下,更好是在15分鐘以內(nèi)進(jìn)行加工。另一方面,超過30分鐘時,因為蝕刻液是強堿性,所以在蝕刻時感光膠膜剝離,不能形成期望的蝕刻圖案。在進(jìn)行濕蝕刻加工條件下的蝕刻速度大,在30分鐘可蝕刻500微米以上的絕緣層的情況下,絕緣層的厚度也可以是500微米,反之,蝕刻速度小,在30分鐘內(nèi)不能蝕刻500微米的情況下,30分鐘為可蝕刻絕緣層的厚度的允許范圍。當(dāng)具體舉例時,蝕刻速度為20微米/min的情況下,小于600微米都是絕緣層的厚度的允許范圍,而在蝕刻速度為2微米/min的情況下,小于60微米都是絕緣層的厚度的允許范圍。
所謂絕緣層的濕蝕刻是指當(dāng)以堿性水溶液中的作為絕緣層的聚酰亞胺的蝕刻為例時,醯亞胺鍵與溶液中的氫氧化物離子起反應(yīng)后開環(huán),變?yōu)榫郯?ポリアミツク)酸。在該狀態(tài)下,通過聚酰亞胺時容易溶解于堿性水溶液中,另外,通過降低似胺酸的酰胺基加水分解于氫氧化物離子中的等離子體的分子量來提高溶解性。另外,在分子鏈中具有易加水分解的基的情況下,也存在加水分解的時刻。通常在相同結(jié)構(gòu)、相同制造條件下制作的絕緣層的情況下,其速度近似地與氫氧化物離子撞擊聚酰亞胺的酰胺鍵的次數(shù)成正比,在熱力學(xué)上與溫度一起成指數(shù)函數(shù)地增大。
通過該機理,蝕刻速度為直鏈上的聚合物時,若為實用的分子量的范圍,則認(rèn)為基本不受分子量的影響,實際上,在本發(fā)明者進(jìn)行的實驗中也提出加強上述假設(shè)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明中使用的作為原材料的疊層體中,所謂構(gòu)成絕緣層的粘著性絕緣層主要是聚酰亞胺或與其類似的樹脂,但不特別限定,也可以是具有耐熱性或絕緣性的樹脂(無所謂有無酰胺鍵)。在本發(fā)明中,在粘著性聚酰亞胺與覆蓋體的90度剝離試驗中的貼緊力為100g/cm以上的聚酰亞胺中,主要使用熱可塑性聚酰亞胺,但不特別限定。
用于本發(fā)明的作用原材料的疊層體通過在導(dǎo)電性無機物層上直接涂布·疊層一層以上的絕緣層溶液來形成絕緣層,此時,疊層另一方的導(dǎo)電性無機物層后,通過熱壓接來進(jìn)行制作(澆鑄法),在事先準(zhǔn)備的作為絕緣層的芯線膜上形成粘著性絕緣層,在其上下疊層并熱壓接導(dǎo)電性無機物層來進(jìn)行制作(薄膜法),或在絕緣膜上形成粘著性絕緣層后,通過蒸鍍或濺射·電鍍等來形成導(dǎo)電性無機物層等,如果最終的疊層體的層結(jié)構(gòu)相同,無論其制作方法如何,只要滿足作為目的的制品的要求性能,就可適當(dāng)選擇。
作為目的的電子部件最好使用在壓延銅箔或不銹鋼等通過電鍍未形成導(dǎo)電性無機物層為必要成分的情況下通過熱壓接來形成導(dǎo)電性無機物層的方法來制作的疊層體,在布線寬度為1微米以下的非常細(xì)微的導(dǎo)電性無機物層的布圖變?yōu)楸匾獣r,最好使用通過濺射或電鍍來薄地形成導(dǎo)電性無機物層的疊層體。
包含導(dǎo)電性無機物層的層疊體整體厚度根據(jù)用途多樣化,但最好在5~2000微米之間的范圍內(nèi),尤其,層疊體的導(dǎo)電性無機物膜全部都是金屬的情況下,較好在5~1000微米的范圍內(nèi),更好在5~500微米的范圍內(nèi)。
為在生產(chǎn)線上連續(xù)供給長方形或類似長方形的層疊體,層疊體最低要10米以上長,從防翹曲的觀點看,進(jìn)行輥供給時卷芯直徑在1英寸以上,片狀層疊體連接為長方形等時,不需使用卷芯。
感光膠膜本發(fā)明中的感光膠膜中,使用通過照射紅外線(電磁波)而對顯影液的溶解性發(fā)生變化的物質(zhì)。所謂感光膠膜是指通過期望圖案的曝光掩模來照射紅外線(電磁波),可在曝光部和未曝光部中布圖的感光性樹脂組成物為固體,形成膜狀。存在曝光部溶出顯影液的陽極型和未曝光部溶出顯影液的陰極型,在本發(fā)明中,只要滿足下述要求的物性,無論用哪種都可以。
在本發(fā)明的感光膠膜中,最好通過水溶液、特別是堿性水溶液來進(jìn)行顯影和剝離,但在濕蝕刻在蝕刻液中具有耐性的絕緣層期間,若可保持圖案形狀,則不特別限定。例如,通過堿性水溶液進(jìn)行顯影·剝離,可使用旭化成工業(yè)株式會社制サンフオ-トシリ-ズ(商品名)、ニチゴ-モ-トン社制ALPHO系列(商品名)、LAMINAR系列(商品名)等。另外,也可使用市場上出售的乳酸溶液顯影·乳酸溶液剝離型的感光膠膜SEP-00GI-25AR(商品名新日鐵化學(xué)株式會社制)等。
本發(fā)明中的絕緣層的濕蝕刻多在絕緣層表面上形成導(dǎo)電性無機物層的布線等凹凸,此時,期望所用的感光膠膜的膜厚為導(dǎo)電性無機物層厚度的1.1-5倍。當(dāng)不足1.1倍時,在層壓感光膠膜后,基板的凸部可能會突出感光膠膜而露出,變?yōu)槲g刻形狀不好的原因。另外,當(dāng)以穩(wěn)定圖案形狀為目的時,根據(jù)解析細(xì)微圖案的目的,膜厚的上限最好為絕緣層上導(dǎo)電性無機物層厚度的5倍。當(dāng)簡單表述時,若感光膠膜的膜厚為通過感光膠膜形成圖案側(cè)的導(dǎo)電性無機物層厚度的1.1-5倍的范圍內(nèi),則可得到好的圖案形狀。
通常,市售的感光膠膜的長寬比為2-1左右,在布圖細(xì)線時,越薄越有利,但因為存在上述問題,所以需要比設(shè)置在疊層體中的導(dǎo)電性無機物層厚。
感光膠膜的層壓方法通過輥壓來進(jìn)行。本發(fā)明中用的疊層體在布圖絕緣層之前布圖無機物層,因為疊層體的表面上有凹凸,所以當(dāng)在常壓下由輥壓進(jìn)行層壓時,在布圖后的無機物層的凹凸深處的部位混入氣泡。當(dāng)因此而內(nèi)含氣泡時,該部分貼緊差,蝕刻形狀中出現(xiàn)瑕疵。濕蝕刻的蝕刻速度比作為干加工的等離子體蝕刻大數(shù)十倍,所以當(dāng)存在這種貼緊瑕疵時,容易蝕刻到通常未被蝕刻的部位,可知圖案瑕疵在干加工中范圍寬。因此,在本發(fā)明中,期望在減壓狀態(tài)乃至真空狀態(tài)、最好80KPa(600mmHg)以下、更好是40KPa(300mmHg)以下、更好是6.7KPa(50mmHg)以下的蒸氣壓下進(jìn)行該層壓工序來去除氣泡。
當(dāng)對每單張的片加工時,由于輥壓進(jìn)行層壓,疊層體產(chǎn)生翹曲,成為對齊精度降低的原因,但在長條狀態(tài)下且連續(xù)供給的連續(xù)生產(chǎn)線的情況下,因為張力,疊層體不產(chǎn)生翹曲。但是,在層壓感光膠膜后,當(dāng)曝光時和顯影、絕緣層蝕刻的工序下的張力大于30kgf/cm時,疊層體自身變形,變成在疊層體拉伸的狀態(tài)下進(jìn)行各工序,伴隨著抗蝕劑的剝離,容易產(chǎn)生蝕刻瑕疵。當(dāng)大于10kgf/cm時,在進(jìn)行絕緣層的濕蝕刻的同時,疊層體變形,因此,各工序中疊層體的張力最好在10kgf/cm以下。
輥壓層壓時的輥子速度最好為0.1m/min-3.0m/min之間,當(dāng)比該范圍慢,則生產(chǎn)率變得非常差,當(dāng)比該范圍快,則即使在減壓下,也可引起氣泡混入或干膜的貼緊差等。
因此,使用在表面上實施細(xì)微凹凸的感光膠膜來進(jìn)行層壓時,使凹凸朝向基板側(cè),細(xì)微的凹凸變?yōu)獒尫艢馀莸耐ǖ?,不產(chǎn)生該現(xiàn)象,有效去除氣泡。
即,在長條狀態(tài)且連續(xù)供給的處理中層壓感光膠膜的情況下,在制造尺寸精度好的制品時,最好使用在減壓下實施面壓,此外,也可在感光膠膜的表面上施加凹凸。
在本發(fā)明中使用的感光膠膜表面上實施的凹凸的表面粗糙度Rz最好為0.5微米-50微米的范圍,形成凹凸的方法通過涂布或成形感光性樹脂組成物來形成感光膠膜后,通過實施壓紋加工,或在事先凹凸的膜中涂布感光性樹脂組成物溶液,使之干燥,得到形成凹凸的感光膠膜,但不特別限定該方法。
在本發(fā)明中,層壓感光膠膜的條件最好在20-100℃的范圍的溫度、0.05-0.3MPa(0.5-3kgf/cm2)的范圍的壓力下實施。另外,期望此時的氣氛為減壓狀態(tài)乃至真空狀態(tài)、最好為80KPa(600mmHg)以下、更好是40KPa(300mmHg)以下、更好是6.7KPa(50mmHg)以下的蒸氣壓。通過加工的疊層體的片尺寸來調(diào)整真空吸引時間,設(shè)定時間,在壓接時,在感光膠膜和疊層體的片之間不殘留氣泡。另外,層壓條件因使用的感光膠膜的Tg而不同,在充分覆蓋導(dǎo)電性無機物層圖案間的溫度下進(jìn)行層壓。此時,當(dāng)提高溫度時,由于曝光時的敏感度不穩(wěn)定,所以應(yīng)注意。
即,層壓長條狀態(tài)或類似長條狀態(tài)的疊層體的連續(xù)供給的處理下的感光膠膜,來制造尺寸精度好的電子部件時,減壓下的輥壓和0.1m/min-3.0m/min之間的層壓速度這兩點是必須的條件。
在本發(fā)明中,感光膠膜的顯影和剝離使用對應(yīng)于所用的感光膠膜的顯影液或剝離液,雖然最好在推薦條件下進(jìn)行,但不特別限定。如上所述,從廢棄物處理的觀點來看,期望用水溶液、最好是堿性水溶液、更好是無機堿性水溶液來顯影。所謂本發(fā)明中的水溶液,可以是以水為主要成分的液體,也可包含符合顯影或剝離條件的不足50%重量的脂肪族乙醇、芳香族乙醇、有機極性溶媒等有機溶媒。顯影方法既可是浸漬法,也可是空氣中噴射法,或者是液體中噴射法,不特別限定。
在將感光膠膜用于聚酰亞胺的濕蝕刻的情況下,因為蝕刻液的成分包含反應(yīng)性非常高的成分,所以與其它情況相比,感光膠膜難以保持圖案。在這種情況下,層壓感光膠膜,在曝光顯影后,在形成圖案的狀態(tài)下,進(jìn)行加熱,在陰極型感光膠膜的情況下,當(dāng)照射電離放射線、最好是紫外線時,感光膠膜的圖案變得強固,即使與蝕刻液接觸,形狀保持的時間也變長。
作為加熱條件,為30-200℃,最好為70-150℃的范圍,處理時間為10秒-20分鐘之間適當(dāng)。作為方法,例如靜置于輕便電爐上的方法、投入烘箱中的方法、用熱風(fēng)處理的方法、使用紅外線加熱器的方法等,不特別限定。
另外,在形成抗蝕劑圖案后,通過照射紫外線(電磁波),來提高圖案保持性的情況下,也可用與圖案曝光時同樣的波長來進(jìn)行5mJ以上的能量照射。
蝕刻液本發(fā)明中使用的蝕刻液中,可使用現(xiàn)有技術(shù)項下所述的各種蝕刻液。但是,因為本發(fā)明的電子部件的制造方法以高生產(chǎn)率、低加工成本(裝置成本·維修管理成本·廢棄物處理成本)、低毒性為目的,所以期望蝕刻液低毒性且高壽命。雖然最好不包含毒性高的肼,但對于蝕刻液而言,若重量為10wt%以下,也可作為添加劑。當(dāng)肼超過10%時,進(jìn)行蝕刻時的形狀容易變得不穩(wěn)定,難以進(jìn)行工序管理。如特開平5-301981號公報所述,肼在蝕刻中的動作不穩(wěn)定,所以肼含量少的一方最好是在工序管理上·作業(yè)環(huán)境上。
本發(fā)明中所用的蝕刻液必須具有在所用的感光膠膜可保持形狀的時間內(nèi)可僅蝕刻聚酰亞胺的充分蝕刻速度。具體而言,最好具有特開平10-97081號公報和特開平10-195214號公報中所公開的以無機堿為主要成分的堿性水溶液。例如,本發(fā)明中使用的蝕刻液基本上在無機堿、脂肪族胺(二胺)、脂肪族乙醇·脂肪族氨基的單獨或其混合水溶液中添加尿素或有機極性溶媒,期望pH比9大。
蝕刻的處理溫度若為比所用的蝕刻液的凝固點或沉淀產(chǎn)生的溫度高,比沸點低的溫度范圍,則從生產(chǎn)率或工序管理上的關(guān)系來說,為30-95℃,最好為50-90℃。在包含在進(jìn)行處理的溫度下發(fā)揮的成分的蝕刻液的情況下,當(dāng)繼續(xù)長時間處理時,因為蝕刻液的組成變化,所以最好在處理溫度盡可能使蝕刻液的內(nèi)容成分不揮發(fā)的溫度下進(jìn)行,但不必在該溫度下進(jìn)行。
蝕刻浴內(nèi)的溫度分布越小越好,最好維持在±1℃的范圍內(nèi),更好是維持在±0.5℃的范圍內(nèi)。
從上述可知,溫度變高,則根據(jù)聚酰亞胺的濕蝕刻機構(gòu),確認(rèn)蝕刻速度指數(shù)函數(shù)地變大。在蝕刻速度大的條件下進(jìn)行處理,則蝕刻速度相對溫度的差別變大,所以蝕刻浴內(nèi)存在溫度分布時,基板面內(nèi)的圖案精度參差不齊變大。在絕緣層的蝕刻速度大的情況下特別明顯,在極力使溫度分布變小的均勻加工上具有效果。
進(jìn)行蝕刻的方法例如為浸漬法、空氣中噴射法、溶液中噴射法、浸漬+超聲波照射法等,在空氣中噴射法的情況下,來自蝕刻液的內(nèi)容成分揮發(fā)多,溶液的管理變得困難。最好是浸漬法或溶液中噴射法,為了進(jìn)一步減小蝕刻形狀的斜角,最好是溶液中噴射法。
在蝕刻液中照射超聲波的情況下,通過超聲波照射,感光膠膜部分剝離,有必要考慮超聲波條件,以便不使蝕刻形狀變?yōu)殍Υ谩?br> 在疊層體的蝕刻處理中,既可在疊層體垂直豎立的狀態(tài)下也可進(jìn)行處理,也可在處于水平的狀態(tài)下進(jìn)行處理。當(dāng)垂直豎立地進(jìn)行處理時,在蝕刻結(jié)束后從蝕刻浴中取出時,最好去除蝕刻液,使蝕刻液的損失減少。當(dāng)水平處理時,可進(jìn)行水平連續(xù)搬送,更適于批量生產(chǎn),另外,存在蝕刻液的溫度分布小的優(yōu)點。
必要時,在蝕刻處理前,用界面活性劑來處理疊層體表面,實施提高與蝕刻液的親和性的處理。在蝕刻液以無機堿性水溶液為主要成分的情況下,沒有與絕緣層表面的親和性,在這種情況下,為了均勻蝕刻疊層體整體,存在界面活性劑處理提高親和性的效果。用于該目的的界面活性劑的種類不特別限定,在連續(xù)大量處理的情況下,變?yōu)槲g刻液中緩慢包含界面活性劑的狀態(tài)。在這種情況下,當(dāng)使用離子性的界面活性劑時,因為擔(dān)心作為緩沖劑的作用而惡化蝕刻液,所以最好是ノニオン系列的界面活性劑。
另外,最好在蝕刻液的處理后根據(jù)需要來進(jìn)行漂洗處理。若不進(jìn)行漂洗處理,則蝕刻液的成分或蝕刻后的絕緣層的殘留會殘留在基板表面上,最好沒有殘留。在用于該漂洗處理中的漂洗液中,例如堿性水溶液、有機極性溶媒和水的混合溶液、有機極性溶媒和堿的混合溶液、水等,不特別限定。漂洗處理的溫度最好在比所用的漂洗液的凝固點或沉淀產(chǎn)生的溫度高、比沸點低的溫度范圍內(nèi)。此時,將作為蝕刻后的工序的感光膠膜剝離工序的剝離液原樣用作漂洗液,也可同時進(jìn)行漂洗處理和感光膠膜剝離工序。
在用于漂洗液中的所述有機極性溶媒例如有n-甲基-2-吡咯烷酮或二甲基甲酰胺,二甲基乙酰胺等,不特別限定。另外,用于漂洗液中的所述堿除甲醇、乙醇、丙醇等脂肪族的乙醇外,可以是酚、甲酚等芳香族乙醇,也可是在ジオ-ル等一個分子中具有多個氫氧基的物質(zhì)。
感光膠膜的剝離感光膠膜的剝離使用所用感光膠膜剝離的推薦條件,但從廢液處理等觀點來看,最好是無機的堿性水溶液。另外,在作為使用的絕緣層的聚酰亞胺等缺乏耐堿性的情況下,也可使用乙醇胺等有機堿性水溶液。感光膠膜的剝離方法通常多為堿性水溶液的藥液的空氣中噴射剝離,但也可是浸漬法用超聲波照射。
另外,雖然多為由熱壓制作的疊層體,但為了提高貼緊力,在形成疊層體的導(dǎo)電性無機物層表面上進(jìn)行糙化處理,在將該糙化面轉(zhuǎn)錄到絕緣層上的情況下,在該糙化面內(nèi)嵌入感光膠膜,所以必須比通常嚴(yán)格的條件。另外,在進(jìn)行上述蝕刻液耐性提高處理的情況下也一樣。
實施例A可濕蝕刻的疊層體[蝕刻性試驗]為了制造用于形成絕緣層的樣品,準(zhǔn)備三井化學(xué)株式會社制聚酰胺酸漆PAA-A(商品名)、新日本理化株式會社制聚酰亞胺漆EN-20(商品名),作為粘著性樹脂。準(zhǔn)備鐘淵化學(xué)株式會社制聚酰亞胺膜APIKAL NPI(商品名,厚度為12.5微米),作為成為芯線的低膨脹性聚酰亞胺。準(zhǔn)備東麗工程株式會社制堿性氨系列聚酰亞胺蝕刻液TPE-3000(商品名),作為蝕刻試驗中用的蝕刻液。
在15cm×15cm大小的膜厚為100微米的SUS304板上通過旋轉(zhuǎn)涂布來涂布所述粘著性樹脂ワニスEN-20(商品名),形成膜厚為20微米-40微米,在180℃下用烤箱干燥30分鐘。PAA-A(商品名)因為是アミツク酸ワニス,所以在120℃的15分鐘的干燥工序中去除溶媒后,進(jìn)行規(guī)定操作,進(jìn)行熱醯亞胺化后,形成聚酰亞胺。以長度約為1.5cm、寬度約為2cm切出各干燥物,在中心部用切刀形成切痕后,用觸針式膜厚度Dektak16000(商品名,SloanTecnnology社制)測定膜厚,作為初始膜厚。之后,調(diào)節(jié)到70℃,浸漬在由電磁式攪拌器盡可能攪拌出渦旋的聚酰亞胺蝕刻液TPE-3000(商品名,東麗工程株式會社制)中,每隔一定時間用觸針式膜厚度Dektak16000(商品名,SloanTecnnology社制)測定與測定初始膜厚的部位基本相同的部位的膜厚,將從初始膜厚中減去浸漬后膜厚的厚度作為膜減少量。將每一分鐘的膜減少量作為蝕刻速度(單位微米/min)。該值如下述表A1所示。
表A1
在厚度為12.5微米的聚酰亞胺膜的APIKAL NPI膜中(商品名,鐘淵化學(xué)株式會社制),在兩面上涂布EN-20(商品名,新日本理化株式會社制ポリイミドワニス),使干燥后的膜厚為1.5微米±0.3微米,在上述干燥條件下進(jìn)行干燥。將得到的膜作為粘著層附著膜A。
同樣,在厚度為12.5微米的APIKAL NPI膜(商品名,鐘淵化學(xué)株式會社制)的兩面上涂布PAA-A(商品名,三井化學(xué)株式會社制),將成膜后的膜作為粘著層附著膜B。下述表A2中表示粘著層附著膜A和B的蝕刻速度比。
表A2

將粘著層附著膜A和B夾在厚度為20微米的SUS304HTA箔(商品名,新日本制鐵制)和厚度為18微米(Rz=1.5微米)的オ-リン社制銅合金箔C7025(商品名)之間,在20Kg/cm2的壓力、270℃下真空壓接10分鐘,制作兩種由SUS絕緣層銅構(gòu)成的三層材料。將得到的疊層體作為疊層體A、疊層體B。
掩模SUS側(cè),將上述工序中得到的各疊層體A和B浸漬在氯化亞鐵溶液中,蝕刻銅箔。之后,進(jìn)行干燥,裁斷成適當(dāng)大小,在70℃下浸漬在由電磁式攪拌器盡可能攪拌出渦旋的東麗工程株式會社制蝕刻液TPE-3000(商品名)中。完整地去除聚酰亞胺膜,在曝出SUS面后取出。用這種方法來濕蝕刻絕緣層。
另外,同樣地在壓力為25-30Pa,生產(chǎn)氣體NF3/O2=10/90%、頻率為40kHz下進(jìn)行等離子體處理,等離子體蝕刻絕緣層。
進(jìn)行蝕刻,直到SUS上無法目視到殘留聚酰亞胺層為止,在蝕刻所需的時間內(nèi),切割絕緣層膜厚的值(蝕刻速度)如下述表A3所示。
表A3

根據(jù)表3,與等離子體蝕刻相比,濕蝕刻的蝕刻速度大,可在非常短的時間內(nèi)確認(rèn)可進(jìn)行絕緣層的蝕刻。
制版性評價[導(dǎo)電性無機物質(zhì)的布圖]用加熱的輥層壓機以0.5m/min的速度、輥子表面溫度為105℃、2-4Kg/cm的線壓在300mm×300mm大小的通過所述蝕刻性評價試驗調(diào)制的疊層體A的不銹鋼層上和銅合金箔層上的兩側(cè)面上層壓厚度為50微米的堿性水溶液現(xiàn)影型感光膠膜后,室溫下放置15分鐘。此時,因為疊層體的兩面上具有有銹鋼層和銅合金箔層,所以層壓感光膠膜后,疊層體是平坦的,確認(rèn)沒有翹曲。之后,用規(guī)定的掩模由真空貼緊曝光機進(jìn)行100mJ/cm2曝光。在室溫下放置15分鐘后,用Na2CO31重量%水溶液在30℃、壓強2Kg/cm2下顯影感光膠膜60秒,形成抗蝕劑圖案。
之后,在氯化鐵水溶液中同時蝕刻不銹鋼層、銅箔層。之后,在壓強1Kg/cm2下用50℃的3重量%NaOH水溶液剝離感光膠膜,布圖疊層體A的導(dǎo)電性無機物質(zhì)層。因此,布圖不銹鋼層和銅合金層,得到絕緣層部分露出的疊層體A。
使用上述工序中得到的絕緣層露出的疊層體A來進(jìn)行以下作業(yè)。掩模SUS側(cè),將疊層體A浸漬在氯化鐵溶液中,蝕刻銅箔。用加熱的輥層壓機以0.5m/min的速度、輥子表面溫度為105℃、2-4Kg/cm的線壓在這樣露出的粘著層面上層壓上述堿性水溶液顯影型感光膠膜后,室溫下放置15分鐘。之后,用ORC制作所制平行光貼緊曝光機將線&空間為500微米/500微米和80微米/80微米的帶狀掩模貼緊在樣品上,在干膜的推薦曝光量為30-200mJ的范圍內(nèi)進(jìn)行側(cè)面曝光后,倒置樣品,粘著同樣的掩模后曝光。在室溫下放置15分鐘后,用Na2CO31重量%水溶液在30℃、壓強2Kg/cm2下顯影感光膠膜60秒。之后,進(jìn)行干燥,在70℃下浸漬在由電磁式攪拌器盡可能攪拌出渦旋的東麗工程株式會社制蝕刻液TPE-3000(商品名)中。各種變化浸漬時間的樣品通過50℃的3重量%NaOH水溶液在壓強1Kg/cm2下剝離感光膠膜。這樣,將絕緣層濕蝕刻為期望的形狀。在感光膠膜中使用旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ-1558(商品名)、AQ-2058(商品名)、AQ-2538(商品名)、AQ-3038(商品名)、AQ-4038(商品名)、AQ-5038(商品名)和ニチゴ-モ-トン社制NPE538(商品名)、NPE342(商品名)、新日鐵化學(xué)株式會社制SFP-00G1-25-AR(商品名)。另外,對于SFP-00G1-25-AR(商品名)的顯影可使用指定的乳酸水溶液。
對各樣品測量帶狀圖案上部的尺寸,將變化急劇的點看作是可方便地剝離感光膠膜圖案或溶解的時間,將該時間以前作為感光膠膜保持圖案形狀的時間。
各樣品中圖案保持時間如下述表A4所示。
表A4

根據(jù)表A4,可知旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ5038(商品名)和ニチゴ-モ-トン社制NPE342(商品名)的耐蝕刻液性比較好。另外,旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ2538-AQ5038(商品名)在相同組成的感光膠膜中僅厚度不同,感光膠膜的厚度隨著樣品序號變大而增加。根據(jù)表A4,厚度增加,圖案保持時間增加,由此可判斷耐蝕刻液性也提高。
圖案加強處理在成圖感光膠膜后,還賦予了感光膠膜對蝕刻液的耐性,所以進(jìn)行如下的后處理。所用的樣品使用上述工序中去除前面銅合金箔的疊層體A,將旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ5038(商品名)成圖在L/S=500微米/500微米和80微米/80微米的帶上。評價方法用與上述感光膠膜選定時相同的方法來評價。
在120℃加熱后的輕便電爐上放置鋁制車輪胎環(huán),在其上靜置樣品A,求出圖案保持時間。此時,時間按下表的狀態(tài)變化。圖案相對處理時間的保持率的結(jié)果如下述表A5所示。
表A5
因為使用陰極型的感光膠膜,所以顯影后,還必須強化抗蝕劑圖案,所以在下述條件下進(jìn)行后曝光,求出圖案保持時間。圖案相對曝光量的保持率的結(jié)果如下述表A6所示。
表A6

根據(jù)表A5和表A6,雖然圖案加強處理中加熱的一方的效果大,但后曝光但沒有熱處理的一方也具有效果。可通過要求的電子部件或加工來進(jìn)行適當(dāng)選擇。另外,對其組合確定效果,熱處理的效果幫助大,曝光的效果更明顯。
絕緣層布圖用感光膠膜的制版[感光膠膜]作為堿性水溶液顯影·堿性水溶液剝離型的陰極型感光膠膜,準(zhǔn)備以下物品。旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ-1558(商品名,厚度為15微米)、同AQ-2058(商品名,厚度為20微米)、同AQ-2538(商品名,厚度為25微米)、同AQ-3038(商品名,厚度為30微米)、同AQ-4038(商品名,厚度為40微米)、同AQ-5038(商品名,厚度為50微米)、和ニチゴ-モ-トン社制ALPHO NPE538(商品名,厚度為38微米,壓紋處理)、同NPE342(厚度為42微米,商品名,壓紋處理)。
通過以下方法對上述樣品進(jìn)行面壓(減壓下和常壓下)和輥壓(減壓下和常壓下),討論感光膠膜層壓后的疊層體A的外觀。

用感光膠膜夾持疊層體A,用名機制作所制真空層壓機MVLP-500,在設(shè)定溫度75℃的熱板上按干膜-疊層體-干膜構(gòu)成的順序來進(jìn)行疊層,固定后,將容器內(nèi)氣壓降到30mmHg(4KPa大氣壓的約1/25),在面壓強10Pa下壓80秒。同樣,將壓時的內(nèi)部氣壓降為常壓。
由此,進(jìn)行層壓后的疊層體在常壓下,在所有樣品中,在布圖銅合金箔和不銹鋼箔的端部的各個部位中混入氣泡。另外,當(dāng)在減壓下施壓時,通過壓紋在表面上施加細(xì)微凹凸的感光膠膜雖然混入氣泡,但未進(jìn)行壓紋加工的感光膠膜則在布圖銅合金箔和不銹鋼箔的端部的各個部位中混入氣泡。但是,所有樣品平坦,沒發(fā)現(xiàn)翹曲。
用感光膠膜夾持疊層體A,用加熱的輥層壓機以0.5m/min的速度、輥子表面溫度為105℃、2-4Kg/cm的線壓來進(jìn)行層壓后,在室溫下放置15分鐘。由此,當(dāng)將層壓后的疊層體全部放置在平坦的金屬板上時,兩端約上浮1cm-2cm,在布圖銅合金箔的一側(cè)產(chǎn)生翹曲。另外,在減壓下進(jìn)行層壓也會混入氣泡。但是,在常壓下進(jìn)行時,在布圖銅合金箔和不銹鋼箔的端部的各個部位中混入氣泡。
在各個樣品中,確認(rèn)布圖后的不銹鋼箔(厚度為20微米)或銅合金箔(厚度為18微米)未露出感光膠膜的表面,各金屬層的厚度與感光膠膜的厚度相同,或小時部分金屬突出感光膠膜而露出。評價結(jié)果如下述表A7所示。
表A7

翹曲=○無翹曲?!劣新N曲;氣泡=○未混入,×混入;金屬露出=○未露出,×露出[曝光·顯影]
對于上述工序中得到的疊層感光膠膜的疊層體A,覆蓋掩模圖案,用i線以曝光量30-150mJ/cm2進(jìn)行曝光,在30℃、1重量%Na2CO3下壓顯影。由此,形成絕緣層加工抗蝕劑圖案,以在絕緣層上布圖的不銹鋼層和銅合金箔層上進(jìn)行重疊。
當(dāng)僅在剩余絕緣層的區(qū)域上形成絕緣層加工圖案而不進(jìn)行重疊時,通過濕蝕刻,也蝕刻抗蝕劑圖案,在該圖案和不銹鋼層或銅合金層之間形成間隙,進(jìn)行蝕刻,可不加工絕緣層而進(jìn)行蝕刻加工。為了防止這種情況,形成絕緣層加工抗蝕劑圖案,使布圖的不銹鋼層或銅合金層重疊在絕緣層上。特別是,當(dāng)不銹鋼層或銅合金層的線寬窄時,在線寬窄的導(dǎo)電層上形成絕緣層加工抗蝕劑圖案,這樣也可具有效果。
此時,具有翹曲的樣品在曝光時與掩模不粘著,通過吸引而被強制粘著,其翹民程序使對齊精度惡化為其它樣品的3-5倍左右。
在下述條件下對上述工序得到的樣品進(jìn)行濕蝕刻。不進(jìn)行感光膠膜的蝕刻液耐性提高處理。作為濕蝕刻條件,作為前處理,在作為ノニオン系列界面活性劑的日信化學(xué)工業(yè)制サ-フイノ-ル104E(商品名)的0.5%水溶液中浸漬30秒后,投入液施壓方式水平搬運型蝕刻裝置中。蝕刻液使用東麗工程株式會社制蝕刻液TPE-3000,處理溫度為80℃。雖然與聚酰亞胺對于蝕刻液的蝕刻速度或蝕刻溫度有關(guān),但在該情況下各樣品的蝕刻所需時間為70-90秒左右。
此時,抗蝕劑圖案中混入氣泡的樣品和露出不銹鋼層及銅合金層的樣品中發(fā)現(xiàn)多處蝕刻未達(dá)到目的形狀的部位。這種不良原因在于濕蝕刻中蝕刻速度非常大,即使與蝕刻液完全接觸來進(jìn)行蝕刻,但在感光膠膜未完全覆蓋的情況下,銅合金箔層的蝕刻圖案也容易變差。
圖2表示蝕刻良好結(jié)束后的樣品的電子顯微鏡相片,圖3表示產(chǎn)生蝕刻瑕疵的樣品的電子顯微鏡相片。根據(jù)圖3,可知銅合金箔的蝕刻圖案基部中的周邊聚酰亞胺絕緣層被侵蝕。在圖1(g)中,這種瑕疵在感光膠膜的厚度不足導(dǎo)電性無機物層3或2的厚度的1.1倍時發(fā)生于導(dǎo)電性無機物層3或2的基部中的絕緣層1的周邊。
在上述疊層體A上層壓旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ-5038(商品名),在進(jìn)行了絕緣層的濕蝕刻的樣品中,從蝕刻浴中取出后,將樣品在如下組成的漂洗浴的充滿缸中浸漬30秒,用所謂搖動該缸的方法來進(jìn)行漂洗處理。當(dāng)未進(jìn)行漂洗處理時,蝕刻后的聚酰亞胺殘渣或蝕刻液等殘留在表面上,損壞外觀。此時,將感光膠膜剝離工序中的剝離液原樣用作漂洗液,漂洗和干膜的剝離可同時進(jìn)行。
下述表A8中所謂無漂洗是指從蝕刻液中取出后放置的情況。
表A8

*NMP=n-甲基-2-吡咯烷酮,IPA=異丙醇,○(無殘留),×(有殘留)[剝離]對于用于絕緣層的布圖中的感光膠膜,通過對50℃、氫氧化鈉3wt%的高溫堿性水溶液施壓,從疊層體剝離感光膠膜。在絕緣層缺乏聚酰亞胺等耐堿性的情況下,也可使用乙醇胺等有機堿性水溶液。
在通過上述方法形成的HDD用無線懸臂的布圖銅合金箔層上施加鍍金,作為加工后處理。該鍍金使用日本高純度化學(xué)制氰鍍金浴テンペレジストEX(商品名),在65℃下以電流密度Dk=0.4A/dm2通電約4分鐘,進(jìn)行1微米的成膜。
評價上述制作的樣品的各性能,在層壓感光膠膜的狀態(tài)下,發(fā)現(xiàn)翹曲的樣品的對齊精度變差,有氣泡混入,布圖的不銹鋼箔或銅合金箔從感光膠膜中露出等蝕刻形狀瑕疵。結(jié)果如下述表A9所示。
表A9

對齊精度=○±15微米以內(nèi),×±15微米以上根據(jù)本發(fā)明,因為通過濕蝕刻進(jìn)行導(dǎo)電性無機物層的布圖,接著,通過濕蝕刻進(jìn)行絕緣層的布圖,所以與干蝕刻相比,蝕刻時間短,生產(chǎn)率好。特別是,對于硬盤驅(qū)動器用懸臂,通過蝕刻去除的絕緣層面積大、且需要細(xì)微圖案的制品在濕蝕刻適用中的效果大,所以至此以上作業(yè)性好,為瑕疵少的制造方法。
因此,雖然要求硬盤驅(qū)動器用懸臂等電子部件有高精度布圖,但是對于制作硬盤驅(qū)動器用懸臂等無剛性基板而言,難以涂布液體抗蝕劑后使精度好厚度均勻,涂布·干燥工序中必須有非常嚴(yán)密的管理,不適用于細(xì)微的蝕刻,但在本發(fā)明中,因為用感光膠膜來進(jìn)行絕緣層的布圖,所以使用基本一定膜厚的干膜一方在形成抗蝕劑時有工序管理容易的優(yōu)點,和適用于細(xì)微蝕刻的優(yōu)點。
使用在濕蝕刻時在表面形成細(xì)微凹凸的感光膠膜來制造本發(fā)明的電子部件的情況下,通過該細(xì)微凹凸來產(chǎn)生氣泡的釋放部位,在層壓感光膠膜時可防止包入氣泡,因此,可提高疊層體的耐蝕刻性。
在本發(fā)明的電子部件的制造方法中,因為可由堿性水溶液顯影和由堿性水溶液剝離層壓感光膠膜后的電子部件,所以制造設(shè)備廉價,還具有不使用廢棄時存在問題的有機溶劑的優(yōu)點。
在本發(fā)明的電子部件的制造方法中,對進(jìn)行了導(dǎo)電性無機物層的布圖的疊層體通過真空施壓在減壓下層壓干膜的情況下,在每個片單位的層壓中可防止層壓后的翹曲,并且可防止包入氣泡。
在本發(fā)明的電子部件的制造方法中,曝光、顯影感光膠膜的層壓體并布圖后,在進(jìn)行從紫外線照射處理、加熱處理、和紫外線照射處理及加熱處理的組合處理中選擇的處理的情況下,可提高對絕緣層蝕刻的感光膠膜的耐性。
在絕緣層濕蝕刻所需時間是10秒以上30分鐘以下,最好是在10秒以上15分鐘以內(nèi)、最好是在10秒以上5分鐘以內(nèi)的情況下,即使用強堿性水溶液的蝕刻液進(jìn)行蝕刻,在蝕刻時也沒有感光膠膜剝離,進(jìn)行精度好的濕蝕刻。
在使用厚度為疊層體表面凹凸的1.1-5倍的厚度的感光膠膜的情況下,在層壓感光膠膜后,疊層體的凸部不突出感光膠膜而露出,得到良好的蝕刻圖案形狀。
實施例B[蝕刻性試驗]為了制造用于形成絕緣層的樣品,準(zhǔn)備三井化學(xué)株式會社制ポリアミツク酸ワニスPAA-A(商品名)、新日本理化株式會社制ポリイミドワニスEN-20(商品名),作為粘著性樹脂。準(zhǔn)備鐘淵化學(xué)株式會社制聚酰亞胺膜APIKALNPI(商品名,厚度為12.5微米),作為成為芯線的低膨脹性聚酰亞胺。準(zhǔn)備東麗工程株式會社制堿性氨系列聚酰亞胺蝕刻液TPE-3000(商品名),作為蝕刻試驗中用的蝕刻液。
在15cm×15cm大小的膜厚為100微米的SUS304板上通過旋轉(zhuǎn)涂布來涂布所述粘著性樹脂ワニス,形成膜厚為20微米-40微米,在180℃下用烤箱干燥EN-20(商品名,新日本理化株式會社制)30分鐘。PAA-A(商品名,三井化學(xué)株式會社制)因為是アミツク酸ワニス,所以在120℃的15分鐘的干燥工序中去除溶媒后,進(jìn)行規(guī)定操作,進(jìn)行熱醯亞胺化后,形成聚酰亞胺。對APIKALNPI(商品名,鐘淵化學(xué)株式會社制),掩模單面并作為樣品。以長度約為1.5cm、寬度約為2cm切出樣品,在中心部用切刀形成切痕后,用觸針式膜厚度(DektakTecnnology社制)測定膜厚,作為初始膜厚。之后,調(diào)節(jié)到70℃,浸漬在由電磁式攪拌器盡可能攪拌出渦旋的聚酰亞胺蝕刻液TPE-3000(商品名,東麗工程株式會社制)中,每隔一定時間用觸針式膜厚度(Dektak Tecnnology社制)測定與測定初始膜厚的部位基本相同的部位的膜厚,將從初始膜厚中減去浸漬后膜厚的厚度作為膜減少量。將每一分鐘的膜減少量作為蝕刻速度(單位微米/min)。該值如下述表B1所示。
表B1
在厚度為12.5微米的聚酰亞胺膜的APIKAL NPI膜中(商品名,鐘淵化學(xué)株式會社制),在兩面上涂布EN-20(商品名,新日本理化株式會社制ポリイミドワニス),使干燥后的膜厚為1.5微米±0.3微米,在180℃下在烤箱中干燥30分鐘后成膜。將其作為粘著層附著膜A。
同樣,在厚度為12.5微米的APIKAL NPI膜(商品名,鐘淵化學(xué)株式會社制)的兩面上涂布PAA-A(商品名,三井化學(xué)株式會社制),將成膜后的膜作為粘著層附著膜B。PAA-A(商品名,新日本理化株式會社制ポリイミドワニス)為似胺酸ワニス,所以在120℃下15分鐘的干燥工序中去除溶媒后,進(jìn)行規(guī)定操作,熱醯亞氨化后作為聚酰亞胺。下面表示芯線層和粘著層的蝕刻速度比。下述表B2表示粘著層附著膜A和B的蝕刻速度比。
表B2

粘著層附著膜A和B夾在厚度為20微米的SUS304HTA箔(商品名,新日本制鐵制)朝向厚度為18微米(Rz=1.5微米)的オ-リン社制銅合金箔C7025(商品名)的疏面?zhèn)葕A持厚度為20微米的SUS304HTA箔(商品名,新日本制鐵制),在20Kg/cm2的壓力、270℃下真空壓接10分鐘,制作兩種由SUS絕緣層銅構(gòu)成的三層材料。將得到的疊層體作為疊層體A、疊層體B。
掩模SUS側(cè),將上述工序中得到的各疊層體A和B浸漬在氯化亞鐵溶液中,蝕刻銅箔。之后,進(jìn)行干燥,裁斷成適當(dāng)大小,在70℃下浸漬在由電磁式攪拌器盡可能攪拌出渦旋的東麗工程株式會社制蝕刻液TPE-3000(商品名)中。完美地去除聚酰亞胺膜,在曝出SUS面后取出,濕蝕刻絕緣層。
另外,同樣地在壓力為25-30Pa,生產(chǎn)氣體NF3/O2=10/90%、頻率為40kHz下進(jìn)行等離子體處理,等離子體蝕刻絕緣層。
進(jìn)行蝕刻,直到SUS上無法目視到殘留聚酰亞胺層為止,在蝕刻所需的時間內(nèi),切割絕緣層膜厚的值(蝕刻速度)如下述表B3所示。
表B3

根據(jù)表B3,與等離子體蝕刻相比,濕蝕刻的蝕刻速度大,可在非常短的時間內(nèi)確認(rèn)可進(jìn)行絕緣層的蝕刻。
用加熱的輥層壓機以0.5m/min的速度、輥子表面溫度為105℃、2-4Kg/cm的線壓在300mm×300mm大小的通過所述蝕刻性評價試驗調(diào)制的疊層體A的不銹鋼層上和銅合金箔層上的兩側(cè)面上層壓厚度為50微米的堿性水溶液現(xiàn)影型感光膠膜后,室溫下放置15分鐘。此時,因為疊層體的兩面上具有有銹鋼層和銅合金箔層,所以層壓感光膠膜后,疊層體是平坦的,確認(rèn)沒有翹曲。之后,用規(guī)定的掩模由真空貼緊曝光機進(jìn)行100mJ/cm2曝光。在室溫下放置15分鐘后,用Na2CO31重量%水溶液在30℃、壓強2Kg/cm2下顯影感光膠膜60秒,形成抗蝕劑圖案。
之后,在氯化鐵水溶液中同時蝕刻不銹鋼層、銅箔層。之后,在壓強1Kg/cm2下用50℃的3重量%NaOH水溶液剝離感光膠膜,布圖疊層體A的導(dǎo)電性無機物質(zhì)層。因此,布圖不銹鋼層和銅合金層,得到絕緣層部分露出的疊層體A。
作為堿性顯影·堿性剝離型的陰極型感光膠膜,準(zhǔn)備旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ-1558(商品名,厚度為15微米)、同AQ-2058(商品名,厚度為20微米)、同AQ-2538(商品名,厚度為25微米)、同AQ-3038(商品名,厚度為30微米)、同AQ-4038(商品名,厚度為40微米)、同AQ-5038(商品名,厚度為50微米)、和ニチゴ-モ-トン社制ALPHO NPE538(商品名,厚度為38微米,壓紋處理)、同NPE342(厚度為42微米,商品名,壓紋處理)。另外,準(zhǔn)備新日鐵化學(xué)株式會社制SFP-00G1-25-AR(商品名),作為乳酸顯影、乳酸剝離型的陰極型感光膠膜。
通過以下方法對上述樣品進(jìn)行面壓(減壓下和常壓下)和輥壓(減壓下和常壓下),討論感光膠膜層壓后的疊層體A的外觀。
用感光膠膜夾持疊層體A,用名機制作所制真空層壓機MVLP-500,在設(shè)定溫度75℃的熱板上按干膜-疊層體-干膜構(gòu)成的順序來進(jìn)行疊層,固定后,將容器內(nèi)氣壓降到30mmHg(4KPa大氣壓的約1/25),在面壓強1Kgf/cm2下施壓80秒。同樣,將壓時的內(nèi)部氣壓降為常壓。
由此,進(jìn)行層壓后的疊層體在常壓下,在所有樣品中,在布圖銅合金箔和不銹鋼箔的端部的各個部位中混入氣泡。另外,當(dāng)在減壓下施壓時,通過壓紋在表面上施加細(xì)微凹凸的感光膠膜雖然混入氣泡,但未進(jìn)行壓紋加工的感光膠膜則在布圖銅合金箔和不銹鋼箔的端部的各個部位中混入氣泡。但是,所有樣品平坦,沒發(fā)現(xiàn)翹曲。
用感光膠膜夾持疊層體A,用加熱的輥層壓機以0.5m/min的速度、輥子表面溫度為105℃、2-4Kg/cm的線壓來進(jìn)行層壓后,在室溫下放置15分鐘。由此,當(dāng)將層壓后的疊層體全部放置在平坦的金屬板上時,兩端約上浮1.5mm-2mm,在布圖銅合金箔的一側(cè)產(chǎn)生翹曲。另外,在減壓下進(jìn)行層壓也會混入氣泡。但是,在常壓下進(jìn)行時,在布圖銅合金箔和不銹鋼箔的端部的各個部位中混入氣泡。
在各個樣品中,確認(rèn)布圖后的不銹鋼箔(厚度為20微米)或銅合金箔(厚度為18微米)未露出感光膠膜的表面,各金屬層的厚度與感光膠膜的厚度相同,或小時部分金屬突出感光膠膜而露出。評價結(jié)果如下述表B4所示。
表B4

氣泡=○未混入,×混入;金屬露出=○未露出,×露出通過該結(jié)果,在使用平板施壓的情況下,可知干膜表面上存在凹凸,對氣泡的混入有效。另外,在輥壓的情況下,若減壓,則即使使用表面平坦的干膜,也未發(fā)現(xiàn)混入氣泡。另外,由于SUS的厚度為20微米,銅箔厚度為18微米,所以可不露出金屬地層壓,形成金屬厚度1.1倍以上厚度的干膜。
使用上述工序中得到的絕緣層露出的疊層體A來進(jìn)行以下作業(yè)。掩模SUS側(cè),將疊層體A浸漬在氯化亞鐵溶液中,蝕刻銅箔。用加熱的輥層壓機以0.5m/min的速度、輥子表面溫度為105℃、2-4Kg/cm的線壓在這樣露出的粘著層面上層壓上述堿性水溶液顯影型感光膠膜后,室溫下放置15分鐘。之后,用ORC制作所制平行光貼緊曝光機將線&空間為500微米/500微米和80微米/80微米的帶狀掩模貼緊在樣品上,在干膜的推薦曝光量為30-200mJ的范圍內(nèi)進(jìn)行側(cè)面曝光后,倒置樣品后曝光。在室溫下放置15分鐘后,用Na2CO31重量%水溶液在30℃、壓強2Kg/cm2下顯影感光膠膜60秒。之后,進(jìn)行干燥,在70℃下浸漬在由電磁式攪拌器盡可能攪拌出渦旋的東麗工程株式會社制蝕刻液TPE-3000(商品名)中。各種變化浸漬時間的樣品通過50℃的3重量%NaOH水溶液在壓強1Kg/cm2下剝離感光膠膜。這樣,將絕緣層濕蝕刻為期望的形狀。在感光膠膜中使用旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ-1558(商品名)、AQ-2058(商品名)、AQ-2538(商品名)、AQ-3038(商品名)、AQ-4038(商品名)、AQ-5038(商品名)和ニチゴ-モ-トン社制NPE538(商品名)、NPE342(商品名)、新日鐵化學(xué)株式會社制SFP-00G1-25-AR(商品名)。另外,對于SFP-00G1-25-AR(商品名)的顯影可使用指定的乳酸水溶液。
對各樣品測量在蝕刻液中浸漬一定時間的樣品的帶狀圖案上部的尺寸,將尺寸變化在圖案尺寸20%以上的點看作是可方便地剝離感光膠膜圖案或溶解的時間,將該時間以前作為感光膠膜保持圖案形狀的時間。將該時間作為圖案保持時間。
各樣品中圖案保持時間如下述表B5所示。
表B5

根據(jù)表B5,可知旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ5038(商品名)和ニチゴ-モ-トン社制NPE342(商品名)的耐蝕刻液性比較好。另外,旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ2538-AQ5038(商品名)在相同組成的感光膠膜中僅厚度不同,感光膠膜的厚度隨著樣品序號變大而增加。根據(jù)表B5,厚度增加,圖案保持時間增加,由此可判斷耐蝕刻液性也提高。
圖案加強處理在成圖感光膠膜后,還賦予了感光膠膜對蝕刻液的耐性,所以進(jìn)行如下的后處理。所用的樣品使用上述工序中去除前面銅合金箔的疊層體A,將旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ5038(商品名)成圖在L/S=500微米/500微米和80微米/80微米的帶上。評價方法用與上述感光膠膜選定時相同的方法來評價。
在120℃加熱后的輕便電爐上放置鋁制車輪胎環(huán),在其上靜置樣品A,求出圖案保持時間。此時,時間按下表的狀態(tài)變化。圖案相對處理時間的保持率的結(jié)果如下述表B6所示。
表B6
因為使用陰極型的感光膠膜,所以顯影后,還必須強化抗蝕劑圖案,所以在下述條件下進(jìn)行后曝光,求出圖案保持時間。圖案相對曝光量的保持率的結(jié)果如下述表B7所示。
表B7

根據(jù)表B6和表B7,雖然圖案加強處理中加熱的一方的效果大,但后曝光但沒有熱處理的一方也具有效果??赏ㄟ^要求的電子部件或加工來進(jìn)行適當(dāng)選擇。另外,對其組合確定效果,熱處理的效果幫助大,曝光的效果更明顯。
對于上述工序中得到的疊層感光膠膜的疊層體A,覆蓋掩模圖案,用i線以曝光量30-150mJ/cm2進(jìn)行曝光,在30℃、1重量%Na2CO3下壓顯影。由此,形成絕緣層加工抗蝕劑圖案,以在絕緣層上布圖的不銹鋼層和銅合金箔層上進(jìn)行重疊。
當(dāng)僅在剩余絕緣層的區(qū)域上形成絕緣層加工圖案而不進(jìn)行重疊時,通過濕蝕刻,也蝕刻抗蝕劑圖案,在該圖案和不銹鋼層或銅合金層之間形成間隙,進(jìn)行蝕刻,可不加工絕緣層而進(jìn)行蝕刻加工。為了防止這種情況,形成絕緣層加工抗蝕劑圖案,使布圖的不銹鋼層或銅合金層重疊在絕緣層上。特別是,當(dāng)不銹鋼層或銅合金層的線寬窄時,在線寬窄的導(dǎo)電層上形成絕緣層加工抗蝕劑圖案,這樣也可具有效果。
此時,具有翹曲的樣品在曝光時與掩模不粘著,通過吸引而被強制粘著,其翹民程序使對齊精度惡化為其它樣品的3-5倍左右。
在下述條件下對上述工序得到的樣品進(jìn)行濕蝕刻。不進(jìn)行感光膠膜的蝕刻液耐性提高處理。作為濕蝕刻條件,作為前處理,在作為ノニオン系列界面活性劑的日信化學(xué)工業(yè)制サ-フイノ-ル104E(商品名)的0.5%水溶液中浸漬30秒后,投入液施壓方式水平搬運型蝕刻裝置中。蝕刻液使用東麗工程株式會社制蝕刻液TPE-3000,處理溫度為80℃。雖然與聚酰亞胺對于蝕刻液的蝕刻速度或蝕刻溫度有關(guān),但在該情況下各樣品的蝕刻所需時間為70-90秒左右。
此時,抗蝕劑圖案中混入氣泡的樣品和露出不銹鋼層及銅合金層的樣品中發(fā)現(xiàn)多處蝕刻未達(dá)到目的形狀的部位。這種不良原因在于濕蝕刻中蝕刻速度非常大,即使與蝕刻液完全接觸來進(jìn)行蝕刻,但在感光膠膜未完全覆蓋的情況下,銅合金箔層的蝕刻圖案也容易變差。
圖2表示蝕刻良好結(jié)束后的樣品的電子顯微鏡相片,圖3表示產(chǎn)生蝕刻瑕疵的樣品的電子顯微鏡相片。根據(jù)圖3,可知銅合金箔的蝕刻圖案基部中的周邊聚酰亞胺絕緣層被侵蝕。在圖1(g)中,這種瑕疵在感光膠膜的厚度不足導(dǎo)電性無機物層3或2的厚度的1.1倍時發(fā)生于導(dǎo)電性無機物層3或2的基部中的絕緣層1的周邊。
對于用于絕緣層的布圖中的感光膠膜,通過對50℃、氫氧化鈉3wt%的高溫堿性水溶液施壓,從疊層體剝離感光膠膜。在絕緣層缺乏聚酰亞胺等耐堿性的情況下,也可使用乙醇胺等有機堿性水溶液。
評價上述制作的樣品的各性能,在層壓感光膠膜的狀態(tài)下,發(fā)現(xiàn)翹曲的樣品的對齊精度變差,有氣泡混入,布圖的不銹鋼箔或銅合金箔從感光膠膜中露出等蝕刻形狀瑕疵。結(jié)果如下述表B8所示。
表B8

根據(jù)本發(fā)明的使用感光膠膜的電子部件的制造方法,當(dāng)浸漬在保持為70℃的蝕刻液中時,因為感光膠膜圖案的保持時間為1分鐘以上,所以絕緣濕蝕刻所需時間是10秒以上30分鐘以下,最佳在10秒以上10分鐘以內(nèi)、最好是在10秒以上5分鐘以內(nèi)的情況下,雖然用強堿性的蝕刻液進(jìn)行蝕刻,蝕刻時也沒有感光膠膜的剝離,可進(jìn)行高精度的濕蝕刻。
根據(jù)本發(fā)明的使用感光膠膜的電子部件的制造方法,因為是適用疊層體中一層無機物層厚度的1.1倍以上的厚度,所以在層壓感光膠膜后,疊層體的凸部不突出感光膠膜而露出,得到絕緣層良好的蝕刻圖案形狀。
本發(fā)明使用的感光膠膜在表面形成細(xì)微的凹凸,所以在使用該感光膠膜來制造電子部件的情況下,通過該細(xì)微凹凸來產(chǎn)生氣泡的釋放部位,在層壓感光膠膜時可防止包入氣泡,因為防止蝕刻液的浸入,所以可提高疊層體的耐蝕刻性。
因為本發(fā)明中使用的感光膠膜可濕蝕刻疊層體的絕緣層,所以,根據(jù)本發(fā)明的使用感光膠膜的電子部件的制造方法,與以前的干蝕刻相比,蝕刻時間短,生產(chǎn)率好。特別是,對于硬盤驅(qū)動器用懸臂,通過蝕刻去除的絕緣層面積大、且需要細(xì)微圖案的制品在濕蝕刻適用中的效果大,所以至此以上作業(yè)性好,瑕疵少。
因此,雖然要求硬盤驅(qū)動器用懸臂等電子部件有高精度布圖,但是以前對于制作硬盤驅(qū)動器用懸臂等無剛性基板而言,難以涂布液體抗蝕劑后使精度好厚度均勻,涂布·干燥工序中必須有非常嚴(yán)密的管理,不適用于細(xì)微的蝕刻,但根據(jù)本發(fā)明的感光膠膜,可通過濕蝕刻來進(jìn)行絕緣層的布圖,使用基本一定膜厚的干膜一方在形成抗蝕劑時有工序管理容易的優(yōu)點,和適用于細(xì)微蝕刻的優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明中使用的感光膠膜,因為可由堿性水溶液顯影和由堿性水溶液剝離層在疊層體上進(jìn)行疊層后的電子部件,所以具有不使用廢棄時存在問題的有機溶劑的優(yōu)點。
實施例C可濕蝕刻的疊層體[蝕刻性試驗]為了制造用于形成絕緣層的樣品,準(zhǔn)備三井化學(xué)株式會社制ポリアミツク酸ワニスPAA-A(商品名)、新日本理化株式會社制ポリイミドワニスEN-20(商品名),作為粘著性樹脂。準(zhǔn)備鐘淵化學(xué)株式會社制聚酰亞胺膜APIKNPI(商品名,厚度為12.5微米),作為成為芯線的低膨脹性聚酰亞胺。準(zhǔn)備東麗工程株式會社制堿性氨系列聚酰亞胺蝕刻液TPE-3000(商品名),作為蝕刻試驗中用的蝕刻液。
在15cm×15cm大小的膜厚為100微米的SUS304板上通過旋轉(zhuǎn)涂布來涂布所述粘著性樹脂ワニスEN-20(商品名),形成膜厚為20微米-40微米,在180℃下用烤箱干燥30分鐘。PAA-A(商品名)因為是アミツク酸ワニス,所以在120℃的15分鐘的干燥工序中去除溶媒后,進(jìn)行規(guī)定操作,進(jìn)行熱醯亞胺化后,形成聚酰亞胺。以長度約為1.5cm、寬度約為2cm切出各干燥物,在中心部用切刀形成切痕后,用觸針式膜厚度Dektak16000(商品名,SloanTecnnology社制)測定膜厚,作為初始膜厚。之后,調(diào)節(jié)到70℃,浸漬在由電磁式攪拌器盡可能攪拌出渦旋的聚酰亞胺蝕刻液TPE-3000(商品名,東麗工程株式會社制)中,每隔一定時間用觸針式膜厚度Dektak16000(商品名,SloanTecnnology社制)測定與測定初始膜厚的部位基本相同的部位的膜厚,將從初始膜厚中減去浸漬后膜厚的厚度作為膜減少量。將每一分鐘的膜減少量作為蝕刻速度(單位微米/min)。該值如下述表C1所示。
表C1
在厚度為12.5微米的聚酰亞胺膜的APIKAL NPI膜中(商品名,鐘淵化學(xué)株式會社制),在兩面上涂布EN-20(商品名,新日本理化株式會社制ポリイミドワニス),使干燥后的膜厚為1.5微米±0.3微米,在上述干燥條件下進(jìn)行干燥。將得到的膜作為粘著層附著膜A。
同樣,在厚度為12.5微米的APIKAL NPI膜(商品名,鐘淵化學(xué)株式會社制)的兩面上涂布PAA-A(商品名,三井化學(xué)株式會社制),將成膜后的膜作為粘著層附著膜B。下述表C2中表示粘著層附著膜A和B的蝕刻速度比。
表C2

將粘著層附著膜A和B夾在厚度為20微米的SUS304HTA箔(商品名,新日本制鐵制)和厚度為18微米(Rz=1.5微米)的オ-リン社制銅合金箔C7-25(商品名)之間,在20Kg/cm2的壓力、270C下真空壓接10分鐘,制作兩種由SUS絕緣層銅構(gòu)成的三層材料。將得到的疊層體作為疊層體A、疊層體B。
掩模SUS側(cè),將上述工序中得到的各疊層體A和B浸漬在氯化亞鐵溶液中,蝕刻銅箔。之后,進(jìn)行干燥,裁斷成適當(dāng)大小,在70度下浸漬在由電磁式攪拌器盡可能攪拌出渦旋的東麗工程株式會社制蝕刻液TPE-3000(商品名)中。完整地去除聚酰亞胺膜,在曝出SUS面后取出。用這種方法來濕蝕刻絕緣層。
另外,同樣地在壓力為25-30Pa,生產(chǎn)氣體NF3/O2=10/90%、頻率為40kHz下進(jìn)行等離子體處理,等離子體蝕刻絕緣層。
進(jìn)行蝕刻,直到SUS上無法目視到殘留聚酰亞胺層為止,在蝕刻所需的時間內(nèi),切割絕緣層膜厚的值(蝕刻速度)如下述表C3所示。
表C3

根據(jù)表C3,與等離子體蝕刻相比,濕蝕刻的蝕刻速度大,可在非常短的時間內(nèi)確認(rèn)可進(jìn)行絕緣層的蝕刻。
用加熱的輥層壓機以0.5m/min的速度、輥子表面溫度為105℃、2-4Kg/cm的線壓在300mm×300mm大小的通過所述蝕刻性評價試驗調(diào)制的疊層體A的不銹鋼層上和銅合金箔層上的兩側(cè)面上層壓厚度為50微米的堿性水溶液現(xiàn)影型感光膠膜后,室溫下放置15分鐘。此時,因為疊層體的兩面上具有有銹鋼層和銅合金箔層,所以層壓感光膠膜后,疊層體是平坦的,確認(rèn)沒有翹曲。之后,用規(guī)定的掩模由真空貼緊曝光機進(jìn)行100mJ/cm2曝光。在室溫下放置15分鐘后,用Na2CO31重量%水溶液在30℃、壓強2Kg/cm2下顯影感光膠膜60秒,形成抗蝕劑圖案。
之后,在氯化亞鐵水溶液中同時蝕刻不銹鋼層、銅箔層。之后,在壓強1Kg/cm2下用50℃的3重量%NaOH水溶液剝離感光膠膜,布圖疊層體A的導(dǎo)電性無機物質(zhì)層。因此,布圖不銹鋼層和銅合金層,得到絕緣層部分露出的疊層體A。
使用上述工序中得到的絕緣層露出的疊層體A來進(jìn)行以下作業(yè)。掩模SUS側(cè),將疊層體A浸漬在氯化亞鐵溶液中,蝕刻銅箔。用加熱的輥層壓機以0.5m/min的速度、輥子表面溫度為105℃、2-4Kg/cm的線壓在這樣露出的粘著層面上層壓下述水溶液顯影型感光膠膜后,室溫下放置15分鐘。之后,用ORC制作所制平行光貼緊曝光機將線&空間為500微米/500微米和80微米/80微米的帶狀掩模貼緊在樣品上,在干膜的推薦曝光量為30-200mJ的范圍內(nèi)進(jìn)行側(cè)面曝光后,倒置樣品,粘著同樣的掩模后曝光。在室溫下放置15分鐘后,用Na2CO31重量%水溶液在30℃、壓強2Kg/cm2下顯影感光膠膜60秒。之后,進(jìn)行干燥,在70℃下浸漬在由電磁式攪拌器盡可能攪拌出渦旋的東麗工程株式會社制蝕刻液TPE-3000(商品名)中。各種變化浸漬時間的樣品通過50℃的3重量%NaOH水溶液在壓強1Kg/cm2下剝離感光膠膜,將絕緣層濕蝕刻為期望的形狀。在感光膠膜中使用旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ-1558(商品名)、AQ-2058(商品名)、AQ-2538(商品名)、AQ-3038(商品名)、AQ-4038(商品名)、AQ-5038(商品名)和ニチゴ-モ-トン社制NPE538(商品名)、NPE342(商品名)、新日鐵化學(xué)株式會社制SFP-00G1-25-AR(商品名)。另外,對于SFP-00G1-25-AR(商品名)的顯影可使用指定的乳酸水溶液。
對各樣品測量帶狀圖案上部的尺寸,將變化急劇的點看作是可方便地剝離感光膠膜圖案或溶解的時間,將該時間以前作為感光膠膜保持圖案形狀的時間。
各樣品中圖案保持時間如下述表C4所示。
表C4

根據(jù)表C4,可知旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ5038(商品名)和ニチゴ-モ-トン社制NPE342(商品名)的耐蝕刻液性比較好。另外,旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ2538-AQ5038(商品名)在相同組成的感光膠膜中僅厚度不同,感光膠膜的厚度隨著樣品序號變大而增加。根據(jù)表C4,感光膠膜的厚度增加,圖案保持時間增加,由此可判斷耐蝕刻液性也提高。
圖案加強處理在成圖感光膠膜后,還賦予了感光膠膜對蝕刻液的耐性,所以進(jìn)行如下的后處理。所用的樣品使用上述工序中去除前面銅合金箔的疊層體A,將旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ5038(商品名)成圖在L/S=500微米/500微米和80微米/80微米的帶上。評價方法用與上述感光膠膜選定時相同的方法來評價。
在120℃加熱后的輕便電爐上放置鋁制車輪胎環(huán),在其上靜置樣品A,求出圖案保持時間。此時,時間按下表C5的狀態(tài)變化。圖案相對處理時間的保持率的結(jié)果如下述表C5所示。
表C5
因為使用陰極型的感光膠膜,所以顯影后,還必須強化抗蝕劑圖案,所以在下述條件下進(jìn)行后曝光,求出圖案保持時間。圖案相對曝光量的保持率的結(jié)果如下述表C6所示。
表C6

根據(jù)表C5和表C6,雖然圖案加強處理中加熱的一方的效果大,但后曝光但沒有熱處理的一方也具有效果??赏ㄟ^要求的電子部件或加工來進(jìn)行適當(dāng)選擇。另外,對其組合確定效果,熱處理的效果幫助大,曝光的效果更明顯。
以前,雖然應(yīng)進(jìn)行使用長條狀的疊層體的連續(xù)供給工序中的實驗,但作為模擬實驗,使用300mm×300mm的疊層體來方便地進(jìn)行。
作為堿性水溶液顯影·堿性水溶液剝離型的陰極型感光膠膜,準(zhǔn)備以下物品。旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ-1558(商品名,厚度為15微米)、同AQ-2058(商品名,厚度為20微米)、同AQ-2538(商品名,厚度為25微米)、同AQ-3038(商品名,厚度為30微米)、同AQ-4038(商品名,厚度為40微米)、同AQ-5038(商品名,厚度為50微米)、和ニチゴ-モ-トン社制ALPHO NPE538(商品名,厚度為38微米,壓紋處理)、同NPE342(厚度為42微米,商品名,壓紋處理)。
通過以下方法對上述樣品進(jìn)行輥壓(減壓下和常壓下),討論感光膠膜層壓后的疊層體A的外觀。
用感光膠膜夾持疊層體A,用加熱的輥層壓機以1.5m/min的速度、輥子表面溫度為105℃、2-4Kg/cm的線壓來進(jìn)行層壓后,在室溫下放置15分鐘。由此,因為進(jìn)行層壓的疊層體為片狀,所以當(dāng)全部放置在平坦的金屬板上時,兩端約上浮1cm-2cm,在布圖銅合金箔的一側(cè)產(chǎn)生翹曲。另外,在減壓下進(jìn)行層壓也會混入氣泡。但是,在常壓下進(jìn)行時,在布圖銅合金箔和不銹鋼箔的端部的各個部位中混入氣泡。
在各個樣品中,確認(rèn)布圖后的不銹鋼箔(厚度為20微米)或銅合金箔(厚度為18微米)未露出感光膠膜的表面,各金屬層的厚度與感光膠膜的厚度相同,或小時部分金屬突出感光膠膜而露出。評價結(jié)果如下述表C7所示。
表C7

翹曲=○無翹曲?!劣新N曲;氣泡=○未混入,×混入;金屬露出=○未露出,×露出這里,雖然發(fā)現(xiàn)翹曲,但未混入氣泡,未引起金屬露出,關(guān)于上述表中總合欄中使用的△標(biāo)記,準(zhǔn)備兩端上連接寬度為300mm、長度為20m的帶狀板的疊層體A,制作類似的長條樣品。使用真空輥層壓機來對該樣品進(jìn)行層壓,原樣曝光、顯影,并蝕刻絕緣層。當(dāng)加工片狀的疊層體時,在連續(xù)加工長條件的情況下,未發(fā)現(xiàn)成為問題的層壓后的片翹曲,可良好地蝕刻。另外,若此時張力為10kgf/cm以上,則在進(jìn)行絕緣層的濕蝕刻的同時疊層體歪斜,若為30kgf/cm以上,則疊層體自身變形。
對于上述工序中得到的疊層感光膠膜的疊層體A,覆蓋掩模圖案,用i線以曝光量30-150mJ/cm2進(jìn)行曝光,在30℃、1重量%Na2CO3下壓顯影。由此,形成絕緣層加工抗蝕劑圖案,以在絕緣層上布圖的不銹鋼層和銅合金箔層上進(jìn)行重疊。
當(dāng)僅在剩余絕緣層的區(qū)域上形成絕緣層加工圖案而不進(jìn)行重疊時,通過濕蝕刻,也蝕刻抗蝕劑圖案,在該圖案和不銹鋼層或銅合金層之間形成間隙,進(jìn)行蝕刻,可不加工絕緣層而進(jìn)行蝕刻加工。為了防止這種情況,形成絕緣層加工抗蝕劑圖案,使布圖的不銹鋼層或銅合金層重疊在絕緣層上。特別是,當(dāng)不銹鋼層或銅合金層的線寬窄時,在線寬窄的導(dǎo)電性無機物層上形成絕緣層加工抗蝕劑圖案,這樣也可具有效果。
此時,具有翹曲的樣品在曝光時與掩模不粘著,通過吸引而被強制粘著,其翹民程序使對齊精度惡化為其它樣品的3-5倍左右。
在下述條件下對上述工序得到的樣品進(jìn)行濕蝕刻。不進(jìn)行感光膠膜的蝕刻液耐性提高處理。作為濕蝕刻條件,作為前處理,在作為ノニオン系列界面活性劑的日信化學(xué)工業(yè)制サ-フイノ-ル104E(商品名)的0.5%水溶液中浸漬30秒后,通過液施壓方式水平搬運型蝕刻裝置中。蝕刻液使用東レエンジニアリング株式會社制蝕刻液TPE-3000,處理溫度為80℃。雖然與聚酰亞胺對于蝕刻液的蝕刻速度或蝕刻溫度有關(guān),但在該情況下各樣品的蝕刻所需時間為70-90秒左右。
此時,抗蝕劑圖案中混入氣泡的樣品和露出不銹鋼層及銅合金層的樣品中發(fā)現(xiàn)多處蝕刻未達(dá)到目的形狀的部位。這種不良原因在于濕蝕刻中蝕刻速度非常大,即使與蝕刻液完全接觸來進(jìn)行蝕刻,但在感光膠膜未完全覆蓋的情況下,銅合金箔層的蝕刻圖案也容易變差。
圖2表示蝕刻良好結(jié)束后的樣品的電子顯微鏡相片,圖3表示產(chǎn)生蝕刻瑕疵的樣品的電子顯微鏡相片。根據(jù)圖3,可知銅合金箔的蝕刻圖案基部中的周邊聚酰亞胺絕緣層被侵蝕。在圖1(g)中,這種瑕疵在感光膠膜的厚度不足導(dǎo)電性無機物層3或2的厚度的1.1倍時發(fā)生于導(dǎo)電性無機物層3或2的基部中的絕緣層1的周邊。
在上述疊層體A上層壓旭化成工業(yè)社制サンフオ-トAQ-5038(商品名),在進(jìn)行了絕緣層的濕蝕刻的樣品中,從蝕刻浴中取出后,將樣品在如下組成的漂洗浴的充滿缸中浸漬30秒,用所謂搖動該缸的方法來進(jìn)行漂洗處理。當(dāng)未進(jìn)行漂洗處理時,蝕刻后的聚酰亞胺殘渣或蝕刻液等殘留在表面上,損壞外觀。此時,將感光膠膜剝離工序中的剝離液原樣用作漂洗液,漂洗和干膜的剝離可同時進(jìn)行。
下述表C8中所謂無漂洗是指從蝕刻液中取出后放置的情況。
表C8

*NMP=n-甲基2-吡咯烷酮,IPA=異丙醇,○(無殘留),×(有殘留)[剝離]對于用于絕緣層的布圖中的感光膠膜,通過對50℃、氫氧化鈉3wt%的高溫堿性水溶液施壓,從疊層體剝離感光膠膜。在絕緣層缺乏聚酰亞胺等耐堿性的情況下,也可使用乙醇胺等有機堿性水溶液。
在通過上述方法形成的HDD用無線懸臂的布圖銅合金箔層上施加鍍金,作為加工后處理。該鍍金使用日本高純度化學(xué)制氰鍍金浴テンペレジストEX(商品名),在65度下以電流密度Dk=0.4A/dm2通電約4分鐘,進(jìn)行1微米的成膜。
評價上述制作的樣品的各性能,在層壓感光膠膜的狀態(tài)下,發(fā)現(xiàn)翹曲的樣品的對齊精度變差,有氣泡混入,布圖的不銹鋼箔或銅合金箔從感光膠膜中露出等蝕刻形狀瑕疵。
根據(jù)本發(fā)明,因為通過濕蝕刻進(jìn)行導(dǎo)電性無機物層的布圖,接著,通過濕蝕刻進(jìn)行絕緣層的布圖,所以與干蝕刻相比,蝕刻時間短,生產(chǎn)率好。特別是,對于硬盤驅(qū)動器用懸臂,通過蝕刻去除的絕緣層面積大、且需要細(xì)微圖案的制品在濕蝕刻適用中的效果大,所以至此以上作業(yè)性好,為瑕疵少的制造方法。
因此,雖然要求硬盤驅(qū)動器用懸臂等電子部件有高精度布圖,但是以前對于制作硬盤驅(qū)動器用懸臂等無剛性基板而言,難以涂布液體抗蝕劑后使精度好厚度均勻,涂布·干燥工序中必須有非常嚴(yán)密的管理,不適用于細(xì)微的蝕刻,但在本發(fā)明中,因為用感光膠膜來進(jìn)行絕緣層的布圖,所以使用基本一定膜厚的干膜一方在形成抗蝕劑時有工序管理容易的優(yōu)點,和適用于細(xì)微蝕刻的優(yōu)點。
根據(jù)本發(fā)明的電子部件的制造方法,對于進(jìn)行了導(dǎo)電性無機物層的布圖的疊層體,在減壓下通過輥壓,層壓干膜,對于長條狀的疊層體而言,可防止層壓感光膠膜后的翹曲,并且可防止包入氣泡。
根據(jù)本發(fā)明的電子部件的制造方法,因為可由連續(xù)供給的連續(xù)生產(chǎn)線來進(jìn)行長條狀態(tài)或類似長條狀態(tài)的疊層體的濕蝕刻工序,所以電子部件的精度高,并可使生產(chǎn)率飛躍提高。
使用在濕蝕刻時在表面形成細(xì)微凹凸的感光膠膜來制造本發(fā)明的電子部件的情況下,通過該細(xì)微凹凸來產(chǎn)生氣泡的釋放部位,在層壓感光膠膜時可防止包入氣泡,因此,可提高疊層體的耐蝕刻性。
在本發(fā)明的電子部件的制造方法中,因為可由堿性水溶液顯影和由堿性水溶液剝離層壓感光膠膜后的電子部件,所以不使用有毒性的肼等,還具有不使用廢棄時存在問題的有機溶劑的優(yōu)點。
在本發(fā)明的電子部件的制造方法中,曝光、顯影感光膠膜的層壓體并布圖后,在進(jìn)行從紫外線照射處理、加熱處理、和紫外線照射處理及加熱處理的組合處理中選擇的處理的情況下,可提高對絕緣層蝕刻的感光膠膜的耐性。
根據(jù)本發(fā)明,絕緣層濕蝕刻所需時間是10秒以上30分鐘以下,最好是在10秒以上15分鐘以內(nèi)、最好是在10秒以上5分鐘以內(nèi),即使用強堿性水溶液的蝕刻液進(jìn)行蝕刻,在蝕刻時也沒有感光膠膜剝離,進(jìn)行精度好的濕蝕刻。
在使用厚度為疊層體表面凹凸的1.1-5倍的厚度的感光膠膜的情況下,在層壓感光膠膜后,疊層體的凸部不突出感光膠膜而露出,得到良好的蝕刻圖案形狀。
權(quán)利要求
1.一種電子部件的制造方法,通過濕蝕刻由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體來進(jìn)行導(dǎo)電性無機物層的布圖,之后通過濕蝕刻來進(jìn)行絕緣層的布圖,其中,該疊層體中的絕緣層可進(jìn)行濕蝕刻,為單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層的疊層結(jié)構(gòu),包括使用感光膠膜通過該濕蝕刻來進(jìn)行絕緣層的布圖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,在所述感光膠膜的表面上形成細(xì)微的凹凸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子部件的制造方法,其中,通過壓紋加工來設(shè)置所述細(xì)微凹凸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述感光膠膜可通過水溶液來顯影,可由水溶液剝離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子部件的制造方法,其中,所述水溶液為堿性溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,通過濕蝕刻來進(jìn)行絕緣層布圖的方法包括在減壓下對進(jìn)行導(dǎo)電性無機物層布圖的疊層體層壓感光膠膜,對所得的感光膠膜的層壓體進(jìn)行濕蝕刻。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子部件的制造方法,其中,在所述感光膠膜的層壓體中進(jìn)行濕蝕刻的方法包括曝光、顯影感光膠膜的層壓體并進(jìn)行布圖后,進(jìn)行從紫外線照射處理、加熱處理、和紫外線照射處理與加熱處理的組合中選擇的處理,作為提高對絕緣層的腐蝕劑的感光膠膜的耐性的處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,作為原料的疊層體的絕緣層的厚度為3微米至500微米。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述感光膠膜的厚度為作為原料的疊層體的一層導(dǎo)電性無機物層厚度的1.1-5倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層的濕蝕刻所需的時間為10秒以上30分鐘以內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層濕蝕刻時的溫度為10℃以上120℃以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層中的單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層全部為有機物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層中的單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層中至少一層為聚酰亞胺樹脂。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層中的單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層中至少一層為無機物。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層中的單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層中至少一層為有機物和無機物的復(fù)合體。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層中的單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層全部為聚酰亞胺樹脂。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層中的單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層中至少一層為線熱膨脹率為30ppm以下的低膨脹性聚酰亞胺。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層是由粘著性聚酰亞胺-低膨脹性聚酰亞胺-粘著性聚酰亞胺構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電子部件的制造方法,其中,在所述由粘著性聚酰亞胺-低膨脹性聚酰亞胺-粘著性聚酰亞胺構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)的絕緣層中,兩個粘著性聚酰亞胺是彼此不同組成的聚酰亞胺。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層的蝕刻中使用的蝕刻液的pH比9大。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的一層或兩層導(dǎo)電性無機物層的所有層為銅或?qū)︺~施加表面處理的物質(zhì)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的一層或兩層導(dǎo)電性無機物層的所有層為銅合金或?qū)︺~合金施加表面處理的物質(zhì)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的一層或兩層導(dǎo)電性無機物層的所有層為不銹鋼或?qū)Σ讳P鋼施加表面處理的物質(zhì)。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的兩層導(dǎo)電性無機物層中的一層為不銹鋼或?qū)Σ讳P鋼施加表面處理后的物質(zhì),另一層為銅合金或?qū)︺~合金施加表面處理的物質(zhì)。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的兩層導(dǎo)電性無機物層中的一層為不銹鋼或?qū)Σ讳P鋼施加表面處理后的物質(zhì),另一層為銅或?qū)︺~施加表面處理的物質(zhì)。
26.通過權(quán)利要求1至25之一所述的電子部件的制造方法制作的電子部件。
27.通過權(quán)利要求1至81之一所述的電子部件的制造方法制作的硬盤驅(qū)動器用懸臂。
28.一種電子部件的制造方法,在導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體上層壓干膜后通過濕蝕刻來制造電子部件,其中,包括該疊層體的絕緣層可通過濕蝕刻來形成圖案,該絕緣層為一層以上,適用的干膜的厚度為該疊層體中的一層導(dǎo)電性無機物層的厚度的1.1倍以上,且當(dāng)將被蝕刻物浸漬在保持為70℃的蝕刻液中時,感光膠膜圖案的保持時間為1分鐘以上。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,在所述感光膠膜的表面的至少單面上形成細(xì)微的凹凸。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的電子部件的制造方法,其中,通過壓紋加工來設(shè)置所述細(xì)微凹凸。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,所述感光膠膜可通過堿性水溶液來顯影,且可由堿性水溶液剝離。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,濕蝕刻所述疊層體的絕緣層時的溫度為10℃以上120℃以下。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,濕蝕刻所述疊層體的絕緣層時使用的蝕刻液的pH比8大。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,在所述疊層體上層壓干膜后進(jìn)行濕蝕刻的方法包括曝光、顯影感光膠膜的層壓體并進(jìn)行布圖后,進(jìn)行從紫外線照射處理、加熱處理、和紫外線照射處理與加熱處理的組合中選擇的處理,作為提高對絕緣層的腐蝕劑的感光膠膜的耐性的處理。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體的絕緣層中構(gòu)成絕緣層的一層以上的所有層由有機物構(gòu)成。
36.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體的絕緣層中構(gòu)成絕緣層的至少一層為有機物和無機物的復(fù)合體。
37.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體的絕緣層中構(gòu)成絕緣層的至少一層由聚酰亞胺樹脂構(gòu)成。
38.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體的絕緣層中構(gòu)成絕緣層的一層以上的所有層都由聚酰亞胺樹脂構(gòu)成。
39.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體的絕緣層中構(gòu)成絕緣層的至少一層為線膨脹率為30ppm以下的低膨脹性聚酰亞胺。
40.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體的絕緣層是由粘著性聚酰亞胺-低膨脹性聚酰亞胺-粘著性聚酰亞胺構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的電子部件的制造方法,其中,所述由粘著性聚酰亞胺-低膨脹性聚酰亞胺-粘著性聚酰亞胺構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)的絕緣層中,兩個粘著性聚酰亞胺是彼此不同組成的聚酰亞胺。
42.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的一層或兩層導(dǎo)電性無機物層的所有層為銅或?qū)︺~施加表面處理的物質(zhì)。
43.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的一層或兩層導(dǎo)電性無機物層的所有層為銅合金或?qū)︺~合金施加表面處理的物質(zhì)。
44.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的一層或兩層導(dǎo)電性無機物層的所有層為不銹鋼或?qū)Σ讳P鋼施加表面處理的物質(zhì)。
45.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的兩層導(dǎo)電性無機物層中的一層為不銹鋼或?qū)Σ讳P鋼施加表面處理的物質(zhì),另一層為銅合金或?qū)︺~合金施加表面處理的物質(zhì)。
46.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的兩層導(dǎo)電性無機物層中的一層為不銹鋼或?qū)Σ讳P鋼施加表面處理的物質(zhì),另一層為銅或?qū)︺~施加表面處理的物質(zhì)。
47.通過權(quán)利要求28至46之一所述的電子部件的制造方法制作的電子部件。
48.通過權(quán)利要求28至46之一所述的電子部件的制造方法制作的硬盤驅(qū)動器用懸臂。
49.一種電子部件的制造方法,通過濕蝕刻由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體來進(jìn)行導(dǎo)電性無機物層的布圖,之后通過濕蝕刻來進(jìn)行絕緣層的布圖,其中,包括該疊層體中的絕緣層可進(jìn)行濕蝕刻,為單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層的疊層結(jié)構(gòu),對進(jìn)行導(dǎo)電性無機物層布圖的疊層體使用感光膠膜,在長條狀態(tài)下由連續(xù)供給的連續(xù)生產(chǎn)線來進(jìn)行該濕蝕刻的絕緣層布圖,在使用該感光膠膜進(jìn)行絕緣層的布圖時,在80KPa以下的減壓下通過輥壓在疊層體上層壓感光膠膜。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述輥壓在層壓時的輥子速度為0.1m/min-3.0m/min。
51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,在所述感光膠膜的表面上形成細(xì)微的凹凸。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的電子部件的制造方法,其中,通過壓紋加工來設(shè)置所述細(xì)微凹凸。
53.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述感光膠膜可通過水溶液來顯影,且可由水溶液剝離。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的電子部件的制造方法,其中,所述水溶液是堿性水溶液。
55.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,對導(dǎo)電性無機物層進(jìn)行了布圖的疊層體進(jìn)行濕蝕刻的方法包括對層壓了感光膠膜的層壓體進(jìn)行曝光、顯影并布圖后,進(jìn)行從紫外線照射處理、加熱處理、和紫外線照射處理與加熱處理的組合中選擇的處理,作為提高對絕緣層的腐蝕劑的感光膠膜的耐性的處理。
56.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,施加在長條狀態(tài)且在連續(xù)供給的連續(xù)生產(chǎn)線中的疊層體上的張力為30Kgf/cm以內(nèi)。
57.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述感光膠膜的厚度為作為原料的疊層體的一層導(dǎo)電性無機物層厚度的1.1-5倍。
58.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層的濕蝕刻所需的時間為10秒以上30分鐘以內(nèi)。
59.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層濕蝕刻時的溫度為10℃以上120℃以下。
60.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層中的單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層全部為有機物。
61.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層中的單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層中至少一層為聚酰亞胺樹脂。
62.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層中的單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層中至少一層為無機物。
63.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層中的單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層中至少一層為有機物和無機物的復(fù)合體。
64.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層中的單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層全部為聚酰亞胺樹脂。
65.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層中的單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層中至少一層為線熱膨脹率為30ppm以下的低膨脹性聚酰亞胺。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層是由粘著性聚酰亞胺-低膨脹性聚酰亞胺-粘著性聚酰亞胺構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)。
67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的電子部件的制造方法,其中,在所述由粘著性聚酰亞胺-低膨脹性聚酰亞胺-粘著性聚酰亞胺構(gòu)成的層結(jié)構(gòu)的絕緣層中,兩個粘著性聚酰亞胺是彼此不同組成的聚酰亞胺。
68.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述絕緣層的蝕刻中使用的蝕刻液的pH比9大。
69.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的一層或兩層導(dǎo)電性無機物層的所有層為銅或?qū)︺~施加表面處理的物質(zhì)。
70.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的一層或兩層導(dǎo)電性無機物層的所有層為銅合金或?qū)︺~合金施加表面處理的物質(zhì)。
71.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的一層或兩層導(dǎo)電性無機物層的所有層為不銹鋼或?qū)Σ讳P鋼施加表面處理的物質(zhì)。
72.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的兩層導(dǎo)電性無機物層中的一層為不銹鋼或?qū)Σ讳P鋼施加表面處理后的物質(zhì),另一層為銅合金或?qū)︺~合金施加表面處理的物質(zhì)。
73.根據(jù)權(quán)利要求49所述的電子部件的制造方法,其中,所述疊層體中的兩層導(dǎo)電性無機物層中的一層為不銹鋼或?qū)Σ讳P鋼施加表面處理后的物質(zhì),另一層為銅或?qū)︺~施加表面處理的物質(zhì)。
74.通過權(quán)利要求49至73之一所述的電子部件的制造方法制作的電子部件。
75.通過權(quán)利要求49至73之一所述的電子部件的制造方法制作的硬盤驅(qū)動器用懸臂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造方法,在通過濕蝕刻由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體的絕緣層來制造電子部件時,成本低,無須使用廢棄處理中存在問題的有機溶劑,來制造電子部件。涉及一種電子部件的制造方法,通過濕蝕刻由導(dǎo)電性無機物層-絕緣層-導(dǎo)電性無機物層構(gòu)成的疊層體或?qū)щ娦詿o機物層-絕緣層構(gòu)成的疊層體來進(jìn)行導(dǎo)電性無機物層的布圖,之后通過濕蝕刻來進(jìn)行絕緣層的布圖。該疊層體中的絕緣層可進(jìn)行濕蝕刻,為單層結(jié)構(gòu)或兩層以上的絕緣單元層的疊層結(jié)構(gòu),包括使用感光膠膜通過該濕蝕刻來進(jìn)行絕緣層的布圖。
文檔編號G03F7/00GK1385756SQ0211927
公開日2002年12月18日 申請日期2002年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月29日
發(fā)明者坂寄勝哉, 百瀨輝壽, 富樫智子, 河野茂樹, 甘崎裕子, 內(nèi)山倫明, 八木裕 申請人:大日本印刷株式會社
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