特開 2022-3331 ひずみゲージまたは可撓性ポリイミド系抵抗器の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2022-3331(P2022-3331A)

(43)【公開日】2022年1月11日

(54)【発明の名称】ひずみゲージまたは可撓性ポリイミド系抵抗器の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 7/16 20060101AFI20211217BHJP

   H05K 1/16 20060101ALI20211217BHJP

   H01C 17/065 20060101ALI20211217BHJP

   H01C 17/235 20060101ALI20211217BHJP

【ＦＩ】

   G01B7/16 R

   H05K1/16 C

   H01C17/065 500

   H01C17/065 800

   H01C17/065 200

   H01C17/235

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2021-99715(P2021-99715)

(22)【出願日】2021年6月15日

(31)【優先権主張番号】275618

(32)【優先日】2020年6月23日

(33)【優先権主張国】IL

(71)【出願人】

【識別番号】519231050

【氏名又は名称】ヴィシェイ アドヴァンスド テクノロジーズ、リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100080791

【弁理士】

【氏名又は名称】高島 一

(74)【代理人】

【識別番号】100136629

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 光宜

(74)【代理人】

【識別番号】100125070

【弁理士】

【氏名又は名称】土井 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100121212

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 弥栄子

(74)【代理人】

【識別番号】100174296

【弁理士】

【氏名又は名称】當麻 博文

(74)【代理人】

【識別番号】100137729

【弁理士】

【氏名又は名称】赤井 厚子

(74)【代理人】

【識別番号】100151301

【弁理士】

【氏名又は名称】戸崎 富哉

(74)【代理人】

【識別番号】100170184

【弁理士】

【氏名又は名称】北脇 大

(72)【発明者】

【氏名】ギラード ヤロン

(72)【発明者】

【氏名】アモス ヘルコウィッツ

(72)【発明者】

【氏名】シャーリー マナー

(72)【発明者】

【氏名】オフィル イスラエリ

(72)【発明者】

【氏名】オフィル サドリー

【テーマコード（参考）】

2F063

4E351

5E032

【Ｆターム（参考）】

2F063AA25

2F063EC03

2F063EC14

2F063EC15

2F063EC26

4E351AA04

4E351BB05

4E351BB37

4E351DD04

4E351GG20

5E032BA04

5E032BA25

5E032CC07

5E032CC09

5E032TC02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ひずみゲージまたは可撓性ポリイミド系抵抗器の製造方法を提供する。
【解決手段】可撓性ポリイミド基板を提供するステップ、可撓性ポリイミド基板に導体箔を結合させるステップ、導体箔にフォトレジストの層を塗布するステップ、および、その後でフォトレジストを用いたエッチングによって導体箔をパターニングすることを含み、それが以下のステップのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とし、ステップは：機械的表皮剥脱を用いた可撓性ポリイミド基板の表面調整、パターニング前の導体箔のスクラビング、パターニング後のスクラビングによるフォトレジストの除去、パターニング後の脱イオン水を用いた加圧クリーニング、自動アルゴリズム的抵抗較正およびシャントトリミング、ならびに、パターニング後に導体箔全体にエポキシの乳剤層を形成することである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ひずみゲージまたは可撓性ポリイミド系抵抗器の製造方法であって、当該方法は以下のステップを有し、該ステップは：
導体箔に結合された可撓性ポリイミド基板を提供するステップ；
前記導体箔にフォトレジストの層を塗布するステップ；および、
その後で前記フォトレジストを用いたエッチングによって前記導体箔をパターニングするステップであり、
前記方法は、それが以下のステップのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とし、該ステップは：
機械的表面剥脱を用いた前記可撓性ポリイミド基板の表面調整；
前記パターニング前の前記導体箔のスクラビング；
前記パターニング後のスクラビングによるフォトレジストの除去；
前記パターニング後の脱イオン水を用いた加圧クリーニング；
自動アルゴリズム的抵抗較正およびシャントトリミング；ならびに、
前記パターニング後に前記導体箔全体にエポキシの乳剤層を形成することである、
前記製造方法。

【請求項2】

前記の導体箔に結合された可撓性ポリイミド基板を提供することが、樹脂を用いることによって前記可撓性ポリイミド基板に前記導体箔を取り付けることを有する、請求項１に記載の製造方法。

【請求項3】

前記の導体箔に結合された可撓性ポリイミド基板を提供することが、前記導体箔上にポリイミド樹脂を流し込むことによって前記可撓性ポリイミド基板を形成することを有する、請求項１に記載の製造方法。

【請求項4】

前記の前記可撓性ポリイミド基板の表面調整が、その上に前記導体箔が結合された前記基板の表面とは反対側の前記基板の表面に適用される、先行する請求項のいずれかに記載の製造方法。

【請求項5】

前記の前記可撓性ポリイミド基板の表面調整が、前記導体箔の前記スクラビングの下流で実行される、先行する請求項のいずれかに記載の製造方法。

【請求項6】

前記の前記可撓性ポリイミド基板の表面調整が、前記導体箔の前記スクラビングの上流で実行される、先行する請求項のいずれかに記載の製造方法。

【請求項7】

前記の前記導体箔のスクラビングが、機械的表面剥脱を含み、かつ、前記導体箔上に堆積した材料をすり減らすことを採用する、先行する請求項のいずれかに記載の製造方法。

【請求項8】

前記の前記導体箔のパターニングが、概して導体箔のみを完全に覆うパターニングされたマスクを通してＵＶ照射を適用することを採用し、該箔は次に、前記のフォトレジストの層によって覆われる、先行する請求項のいずれかに記載の製造方法。

【請求項9】

前記の前記パターニング後のスクラビングによるフォトレジストの除去が、機械的スクラバーおよび溶剤を採用する、先行する請求項のいずれかに記載の製造方法。

【請求項10】

前記加圧クリーニングが、前記パターニングの下流で前記導体箔のトリミング後に行われる、先行する請求項のいずれかに記載の製造方法。

【請求項11】

前記自動抵抗較正およびシャントトリミングが、前記のパターニングされた導体箔の測定された抵抗にしたがってシャントトリミングを自動的に制御するアルゴリズムを採用する、先行する請求項のいずれかに記載の製造方法。

【請求項12】

前記のパターニングされた導体箔の測定された抵抗にしたがってシャントトリミングを自動的に制御する前記アルゴリズムが、以下のステップを含み、該ステップは：
初期抵抗測定を実行するステップであり；
標的抵抗が達成されていれば、いかなるシャントトリミングも実行されず；
前記標的抵抗が達成されていなければ、第１シャントのトリミング；
前記の第１シャントのトリミング後に前記標的抵抗が達成されれば、いかなるさらなるシャントトリミングも実行されず；
前記の前記第１シャントのトリミング後に前記標的抵抗が達成されていなければ、前記の第１シャントのトリミングから生じた抵抗変化が予想通りであったか否かを自動的に確認するステップであり；
前記の第１シャントのトリミングから生じた抵抗変化が予想通りでなかったことが確認されれば、前記ひずみゲージまたは可撓性ポリイミド系抵抗器をスクラップするステップであり；
前記の第１シャントのトリミングから生じた抵抗変化が予想通りであったことが確認されれば、第２シャントをトリミングするステップであり；
前記の第２シャントのトリミング後に前記標的抵抗が達成されれば、いかなるさらなるシャントトリミングも実行されず；
前記第２シャントのトリミング後に前記標的抵抗が達成されていなければ、前記の第２シャントのトリミングから生じた抵抗変化が予想通りであったか否かを自動的に確認するステップであり；
前記の前記第２シャントのトリミングから生じた抵抗変化が予想通りでなかったことが確認されれば、前記ひずみゲージまたは可撓性ポリイミド系抵抗器をスクラップするステップであり；かつ、
前記の前記第２シャントのトリミングから生じた抵抗変化が予想通りであったことが確認されれば、第３シャントをトリミングするステップである、
請求項１１に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

発明の分野
本発明は、可撓性でありパターニングされた伝導体、および、その製作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

発明の背景
本技術分野では、種々のタイプの可撓性でありパターニングされた伝導体が知られている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、可撓性でありパターニングされた伝導体の改善された製作方法を提供することを求める。

【課題を解決するための手段】

【0004】

したがって、本発明の好ましい実施形態によれば、ひずみゲージまたは可撓性ポリイミド系抵抗器の製造方法が提供され、当該方法は、導体箔に結合された可撓性ポリイミド基板を提供するステップ、導体箔にフォトレジストの層を塗布するステップ、および、その後でフォトレジストを用いたエッチングによって導体箔をパターニングするステップを含み、当該方法は、それが以下のステップのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とし、該ステップは：
機械的表皮剥脱を用いた可撓性ポリイミド基板の表面調整；
パターニング前の導体箔のスクラビング；
パターニング後のスクラビングによるフォトレジストの除去；
パターニング後の脱イオン水を用いた加圧クリーニング；
自動アルゴリズム的抵抗較正およびシャント（ｓｈｕｎｔ）トリミング；ならびに、
パターニング後に導体箔全体にエポキシの乳剤層を形成することである。

【0005】

本発明の１つの実施形態によれば、導体箔に結合された可撓性ポリイミド基板を提供することは、樹脂を用いることによって可撓性ポリイミド基板に導体箔を取り付けることを含む。

【0006】

本発明の別の実施形態によれば、導体箔に結合された可撓性ポリイミド基板を提供することは、導体箔上にポリイミド樹脂を流し込む（ｃａｓｔ）ことによってポリイミド基板を形成することを含む。

【0007】

好ましくは、可撓性ポリイミド基板の表面調整は、その上に導体箔が結合された基板の表面とは反対側の基板の表面に適用される。

【0008】

本発明の実施形態によれば、可撓性ポリイミド基板の表面調整は、導体箔のスクラビングの下流で実行される。

【0009】

本発明の別の実施形態によれば、可撓性ポリイミド基板の表面調整は、導体箔のスクラビングの上流で実行される。

【0010】

好ましくは、導体箔のスクラビングは、機械的表面剥脱（ａｂｒａｓｉоｎ）を含み、かつ、導体箔上に堆積した材料をする減らすことを採用する。

【0011】

好ましくは、導体箔をパターニングすることは、概して導体箔のみを完全に覆うパターニングされたマスクを通してＵＶ照射を適用することを採用する（該箔は次に、フォトレジストによって覆われる）。

【0012】

好ましくは、パターニング後のスクラビングによるフォトレジストの除去は、機械的スクラバーおよび溶剤を採用する。

【0013】

好ましくは、加圧クリーニングは、パターニングの下流で導体箔のトリミング後に行われる。

【0014】

本発明の好ましい実施形態によれば、自動抵抗較正およびシャントトリミングは、パターニングされた導体箔の測定された抵抗にしたがってシャントトリミングを自動的に制御するアルゴリズムを採用する。

【0015】

さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、パターニングされた導体箔の測定された抵抗にしたがってシャントトリミングを自動的に制御するアルゴリズムは、以下のステップを含み、該ステップは：
初期抵抗測定を実行するステップであり；
標的抵抗が達成されていれば、いかなるシャントトリミングも実行されず；
標的抵抗が達成されていなければ、第１シャントのトリミング；
第１シャントのトリミング後に標的抵抗が達成されれば、いかなるさらなるシャントトリミングも実行されず；
第１シャントのトリミング後に標的抵抗が達成されていなければ、第１シャントのトリミングから生じた抵抗変化が予想通りであったか否かを自動的に確認するステップであり；
第１シャントのトリミングから生じた抵抗変化が予想通りでなかったことが確認されれば、ひずみゲージまたは可撓性ポリイミド系抵抗器をスクラップ（ｓｃｒａｐ；廃棄・解体）するステップであり；
第１シャントのトリミングから生じた抵抗変化が予想通りであったことが確認されれば、第２シャントをトリミングするステップであり；
第２シャントのトリミング後に標的抵抗が達成されれば、いかなるさらなるシャントトリミングも実行されず；
第２シャントのトリミング後に標的抵抗が達成されていなければ、第２シャントのトリミングから生じた抵抗変化が予想通りであったか否かを自動的に確認するステップであり；
第２シャントのトリミングから生じた抵抗変化が予想通りでなかったことが確認されれば、ひずみゲージまたは可撓性ポリイミド系抵抗器をスクラップするステップであり；
第２シャントのトリミングから生じた抵抗変化が予想通りであったことが確認され
れば、第３シャントをトリミングするステップである。

【図面の簡単な説明】

【0016】

本発明は、図面とともに考慮される以下の詳細な説明からいっそう完全に理解および把握されるであろう。

【0017】

【図1】図１は、本発明の好ましい実施形態にしたがう、可撓性でありパターニングされた伝導体の製作における初期ステージの簡略図である。

【図2】図２は、本発明の別の好ましい実施形態にしたがう、可撓性でありパターニングされた伝導体の製作における初期ステージの簡略図である。

【図3】図３は、本発明の好ましい実施形態にしたがう、可撓性でありパターニングされた伝導体の製作におけるさらなるステージの簡略図である。

【図4】図４は、本発明の好ましい実施形態にしたがう、可撓性でありパターニングされた伝導体の製作におけるまださらなるステージの簡略図である。

【図5】図５は、図４に示されている抵抗較正ステップのオペレーションを示す簡略化されたフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

好ましい実施形態の詳細な説明
ここで図１を参照すると、該図は、本発明の好ましい実施形態にしたがう、可撓性でありパターニングされた伝導体の製作における初期ステージの簡略図である。

【0019】

図１に見られるように、典型的には厚さが２０ミクロンであるポリイミドの層１０２の第１表面１００が表面調整に供され、該表面調整は好ましくは高圧表面剥脱１０４を含み、該高圧表面剥脱１０４は好ましくは、表面１００の上にアルミナのような摩耗性材料を３０ｐｓｉのような高圧で噴霧することによって実行される。その後、ステップ１０６に示されているように、すり減った表面１００は好ましくは、脱イオン（ＤＩ）水ですすがれ、かつその後、ステップ１０８に示されているように乾かされる。

【0020】

好ましくは、前記表面調整の下流で、典型的には厚さが２．５〜５ミクロンであり、かつ、ポリイミドの層１０２のものと対応するその他の寸法を有する導体箔の層１１０が、ポリイミドの層１０２に、その第２表面１１２において、好ましくは接着性樹脂の使用によって結合される。

【0021】

ここで図２を参照すると、該図は、本発明の別の好ましい実施形態にしたがう、可撓性でありパターニングされた伝導体の製作における初期ステージの簡略図である。

【0022】

図２に見られるように、ステップ１２０として示されている初期ステップにおいて、典型的には厚さが２．５〜５ミクロンである導体箔の層１３０の上に、液体ポリイミド１２２が好ましくは流し込まれる。結果として生じたポリイミド層は、好ましくはステップ１３４に示されているように熱によって硬化して、導体箔１３０の上に好ましくは厚さが３０〜４０ミクロンである硬化ポリイミド層１４０が提供される。

【0023】

図２に見られるように、硬化ポリイミド層１４０の第１表面１５０が続いて表面調整に供され、該表面調整は好ましくは高圧表面剥脱１５４を含み、該高圧表面剥脱１５４は好ましくは、表面１５０の上にアルミナのような摩耗性材料を３０ｐｓｉのような高圧で噴霧することによって実行される。その後、ステップ１５６に示されているように、すり減った表面１５０は好ましくは、脱イオン水ですすがれ、かつその後、ステップ１５８に示されているように乾かされる。

【0024】

ここで図３を参照すると、該図は、本発明の好ましい実施形態にしたがう、可撓性でありパターニングされた伝導体の製作におけるさらなるステージの簡略図である。図３に示されているステージは、図１および２のいずれかを参照して上記された初期ステージの後に続く。

【0025】

図３に見られるように、上記のポリイミドの表面調整、すすぎ、および、乾燥の下流で、導体箔の表面２００が、好ましくは表面２００の上に堆積したアルミナスラリーのような摩耗性材料および好ましくはポリビニルアセテート（ＰＶＡ）で形成されたローラー２０４を用いて機械的にすり減らされることによって、ステップ２０２において好ましくはスクラビングされる。その後、すり減った表面２００は、ステップ２０８に示されているように、好ましくはすり減った表面２００の上に噴霧される水酸化ナトリウムのような表面クリーナーおよび好ましくはＰＶＡで形成されたローラー２０６を用いてクリーニングされる。その後、ステップ２１０に示されているように、クリーニング済みのすり減った表面２００は好ましくは、ステップ２１２において示されているように脱イオン水ですすがれ、かつ、ステップ２１４に示されているように乾かされる。

【0026】

図３にさらに示されているように、ステップ２５０において、フォトリソグラフィーによってフォトレジスト層２５２が形成され、かつ、パターニングされる。ステップ２５０は、導体箔（ここでは、参照数字２７０によって示されている）のクリーニングされ、すり減り、すすがれ、かつ、乾かされた表面２００（ここでは、参照数字２６０によって示されている）の上へのフォトレジスト層２５２の堆積、フォトレジスト層２５２の焼成およびフォトレジスト層２５２のパターニング曝露を含む。曝露が、概して導体箔２７０のみを完全に覆うマスク２７２を採用し、そのことによってフォトレジスト層２５２の曝露の最中の極度に正確なフォーカスを可能にし、したがってフォトレジスト層２５２の極度に正確なパターニングを可能にすることは、本発明の実施形態の独特の特徴である。曝露の後には好ましくは、ステップ２７４におけるパターニングされたフォトレジスト層２５２を発展させる（ｄｅｖｅｌоｐ；現像する・顕色させる）こと、および、ステップ２７６に示されているような発展済みのパターニングされたフォトレジスト層２５２の焼成が続く。

【0027】

図３に追加的に示されているように、フォトリソグラフィーパターニングステップ２５０に続いて、エッチングステップ２８０が実行される。ステップ２８０は、フォトレジスト層２５２が先行するフォトリソグラフィーパターニングステップ２５０において除去された領域の下にある導体箔２７０のそれらの部分のエッチング、ステップ２８４におけるエッチングされた導体箔の好ましくは脱イオン（ＤＩ）水でのすすぎ、および、ステップ２８６における乾燥を含む。

【0028】

図３にさらに示されているのは、好ましくは機械的スクラバー２９０および適切な溶剤を採用する、ステップ２８８として概して示されているスクラビングによるフォトレジスト除去である。ステップ２９２において示されているさらなるクリーニングは、洗浄剤およびローラー２９４を採用する。その後、ステップ２９６に示されているように、クリーニング済みのパターニングされた導体箔表面２９７は好ましくは、脱イオン水２９８ですすがれ、かつ、ステップ２９９に示されているように乾かされる。

【0029】

ここで図４を参照すると、該図は、本発明の好ましい実施形態にしたがう、可撓性でありパターニングされた伝導体の製作におけるまださらなるステージの簡略図である。

【0030】

図４に示されているように、図３を参照して上記された導体箔２７０のエッチングに続いて、パターニングされた導体箔（ここでは参照数字３００によって示されている）は、参照数字３０２によって示されているステップにおいて、正確な抵抗較正のためにトリミングされる。ステップ３０２は好ましくは、コンピューター化されたアルゴリズム（その好ましい実施形態は、図５を参照して以下に記載される）によって制御される。

【0031】

トリミングステップ３０２に続いて、参照数字３１０によって示されている結果として生じた生産物（ｐｒоｄｕｃｔ；製品）（パターニングされ、かつ、トリミングされた導体箔および曝露された下にあるポリイミド層を含む）は、参照数字３１２によって示されているステップにおける脱イオン水でのクリーニングに供され、該クリーニングは、ステップ３１４における脱イオン水の高圧噴霧でのクリーニング、ステップ３１６における脱イオン水でのすすぎ、および、ステップ３１８における乾燥を含む。

【0032】

その後、ステップ３２１に示されているように、クリーニングされた生産物３１０全体にエポキシ乳剤３２０が提供され、結果として生じた乳剤層３２２は、ステップ３２４に示されているように焼成され、かつ、ステップ３２６に示されているように曝露される。曝露が、概して導体箔のみを完全に覆うマスク３２８を採用し、そのことによって曝露の最中の極度に正確なフォーカスを可能にし、したがって乳剤層３２２の極度に正確なパターニングを可能にすることは、本発明の実施形態の独特の特徴である。その後、曝露された乳剤層３２２は、参照数字３３０によって示されているステップにおいて発展し、かつ、参照数字３３２によって示されているステップにおいて焼成される。

【0033】

最終的に、生産物のダイシングが行われ、好ましくは個別の抵抗器、または、ひずみゲージが提供される。

【0034】

ここで図５を参照すると、該図は、図４を参照して上記で言及された抵抗較正ステップ３０２のオペレーションを示す簡略化されたフローチャートである。

【0035】

図５に見られるように、初期抵抗測定が実行される。標的抵抗が達成されていれば、いかなるシャントトリミングも必要とされない。標的抵抗が達成されていなければ、第１シャントのトリミングが実行される。このトリミングステップ後に標的抵抗が達成されれば、いかなるさらなるシャントトリミングも必要とされない。トリミングステップ後に標的抵抗が達成されていなければ、トリミングから生じた抵抗変化が予想通りであったか否かについて分析が実行される。トリミングから生じた抵抗変化が予想通りでなければ、生産物はスクラップされる。トリミングから生じた抵抗変化が予想通りであれば、このことは、標的抵抗が追加のシャントのトリミングによって場合によって達成され得ることを示し、かつ、生産物の第２シャントがトリミングされる。この第２トリミングステップ後に標的抵抗が達成されれば、いかなるさらなるトリミングも必要とされない。第２トリミングステップ後に標的抵抗が達成されていなければ、第２トリミングステップから生じた抵抗変化が予想通りであったか否かについて分析が実行される。第２トリミングから生じた抵抗変化が予想通りでなければ、生産物はスクラップされる。第２トリミングから生じた抵抗変化が予想通りであれば、このことは、標的抵抗が追加のシャントのトリミングによって場合によって達成され得ることを示し、かつ、生産物の第３シャントがトリミングされる。標的抵抗が達成されるまで、または、標的抵抗は達成され得ないので生産物をスクラップする決定がなされるまで、プロセスは続き、かつ、さらなるシャントがトリミングされる。

【0036】

本発明は、具体的に示され、かつ、上記されたものに限定されないことが当業者によって把握されるであろう。むしろ、本発明の範囲は、本明細書に記載され、かつ、請求された種々の特徴の組み合わせ、および、部分的組み合わせの両方、ならびに、先行技術にはないそれらの修正および変形を含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【外国語明細書】

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2022003331000002.pdf

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