JPH0476984A - 表面に立体的導電回路を有する立体成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は立体的な成形品の表面に立体的導電回路を正確
に形成するための方法に関し、電機・電子機器等の分野
で回路部品として使用される、表面に立体的導電回路を
有する立体成形品を効率良く製造する方法に関するもの
である。

〔従来の技術及びその課題］ 従来、立体的な成形品の表面に３次元回路を形成する方
法としては、たとえば金属との接着性の異なる２種の材
料を用いたＳＫＷ法、またはＰＣＫ法などがあるが、こ
れらの方法は二回の成形工程が必要な為、煩雑、不経済
であるばかりでなく、２種の樹脂界面の密着性を良くす
る事が困難で、高度な気密性を要求される電子部品等の
パンケージの場合には問題となっている。また、２樹脂
間の密着不良からその界面にメツキ工程中に浸透したメ
ツキ液が残存し、後に回路部金属の腐食を起こし、重大
な支障を起こすこともあり、成形条件の厳密な管理を要
する。更にまた、この方法では形成できる回路の幅にも
限界があると同時に回路エツジの明瞭さに乏しく、回路
の精度や緻密さにも問題があった。

一方、１回の成形による立体成形品に平面状のマスクを
使用してその立体表面にアディティブ法又はサブトラク
ティブ法により立体回路を形成する方法もあるが、この
方法では成形品の凹部とマスクの間に間隙を有するため
凹部の内底面や側面にマスクに描いた回路パターンが正
確に投影されないため、回路エツジの精度も悪く、凹部
の内底面が深い場合や内側面が照射光と平行に近い場合
はマスクの回路パターンを正確に転写することは不可能
であった。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者らはこれらの問題を解決し、２段成形
を行わず、通常の１回の成形で成形した立体形状の成形
品の表面にアディティブ法又はサブトラクティブ法を用
いて、正確な立体的回路パターンを形成する方法につい
て鋭意検討した結果、本発明に到達し、精度の良い細密
回路の形成を可能ならしめたものである。

即ち本発明は、立体的な成形品表面にアディティブ法ま
たはサブトラクティブ法によって導電回路を形成するに
際し、その成形品と密接に嵌合する立体形状を有し、透
明又は少なくとも半透明で、成形品に付与する回路パタ
ーンと同形のパターンを有するフォトマスクをその成形
品に嵌合し、これを介して露光することにより、回路パ
ターンを立体成形品表面に転写することを特徴とする、
表面に立体的導電回路を有する立体成形品の製造方法で
ある。

本発明はメツキ等により金属の接着が可能な材料で、た
とえば射出成形によって作られた３次元形状の基板もし
くは部品表面に、その材料に適した方法によって予め金
属膜を形成し、これに電着塗装等によって光反応性エツ
チングレジストを塗布し、又一方その立体的成形品表面
に正確に嵌合する（例えばオス形の）３次元形状の回路
パターン露光用フォトマスクを介して、回路パターンを
露光し、従来のセミアデイティブ法またはサブトラクテ
ィブ法で立体成形品に回路を転写し形成する事を特徴と
する３次元立体成形回路を製造する方法である。この方
法によって成形品に転写した回路パターン部とパターン
以外の部分は露光の有無によりユノチングレジストの感
応が異なり、露光した反応部と区別されるので、後処理
によりパターン部分のみに金属膜を残すことが可能とな
り、成形品へ導電回路が形成される。

ここで用いる立体成形品の材質はメツキ、スパッタリン
グ、その他の手法で強固な金属膜を接着しうる材料であ
れば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の何れにてもよいが
、かかる成形部品が後にハンダ付加工等の苛酷な処理を
受けることを考慮すると耐熱性が高く、且つ機械的強度
の優れたものが好ましく、又多量生産の点では熱可り性
樹脂が好ましい。その例を挙げれば、芳香族ポリエステ
ル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリサルホン、ポリフェニレンオキサイド、
ポリイミド、ポリエーテルケトン、ボリアリレート等が
好ましいが、これらに限定されるものではない。

次に本発明で用いるフォトマスクの形状は目的の成形品
と少なくとも回路形成部分が密接に嵌合し、接合する形
状のものであり、たとえば射出成形品においてその成形
に使用される金型のキャビティと同じ立体的形状の型が
好ましい。

かかる形状は射出成形、真空成形、圧縮成形、注型その
他従来公知の熱硬化性樹脂や熱硬化性樹脂の成形法を用
いて成形すればよく、又切削加工により成形してもよい
。

次に本発明のフォトマスクを形成するための材料は照射
露光が透過することが必要であり、その点で透明の材料
が好ましく、少なくとも半透明の材料でなければならな
い。

かかる見地からフォトマスクに用いる基体としてはシリ
コーン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリ
カーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレ
ン系樹脂等があげられるが、透明性があればこれに限定
する必要はない。又、ガラスを使用することも出来る。

次に本発明のフォトマスクを形成する材料は照射光が立
体表面の各部へ均一に分散することが好ましく、この目
的のためにフォトマスク材料には光分散剤を適量配合す
るのが好ましい。

かかる目的でフォトマスク材料に配合する光分散材とし
ては、一般に無機質の微粒子が用いられ、例えばアルミ
ニウムの如き金属の微粒子、屈折率の大きいマイカ、ガ
ラス粉末、ガラスピーズ、ガラスフレーク、ガラス短繊
維等であり、これらの無機質微粒子はその表面に金属皮
膜を付与し光輝化したものであれば一層好ましい。

かかる光分散剤の添加は過大になると透明性を阻害する
ので、その物質にもよるがフォトマスク基体に対し多く
ともｌＯ重蓋％以下一般には５重量％以下である。かか
る光分散剤の配合は外部より照射された光を反射または
屈折して何れの方向へも分散する作用を有し、フォトマ
スクのあらゆる角度の面を均一に露光するのに有効であ
る。しかしフォトマスク材質によってはそれ自体が光分
散性を有するものもあり、かかる分散剤を配合する必要
のない場合もある。

次にフォトマスクはその表面に回路パターンを形成し、
これと嵌合する成形品への露光をその部分のみ正確に遮
断（又は透過）し、区別する必要がある。このためフォ
トマスクへ回路パターンを形成する方法としては、従来
のアディティブ法又はサブトラクティブ法に準じ例えば
次の如き方法により実施される。

■乳剤を使用する方法 この方法は、従来のポリエステルフィルムやガラスなど
のフォトマスクに使用されている写真用乳剤を用い、こ
れを立体形状のフォトマスクに塗布、噴霧、または蒸着
、静電塗装などによって表面を被覆し、乾燥した後、形
成しようとする回路パターンをレーザー光線、高圧水銀
ランプのｇ線、ｈ線、ｉ線などによって直接描画する。

その後に現像処理する事によって立体形状のフォトマス
ク表面に回路パターンを形成できる。

■ドライメツキによる方法 金属マスクを使って、従来の真空蒸着、スパッタリング
、イオンブレーティングなどにより立体形状のフォトマ
スク表面に回路パターンを形成する。この場合にはパタ
ーン部分が光を透過しない程度の薄膜で良い。密着力も
余り必要としない。

■注型、射出成形又は切削加工による方法フォトマスク
表面に回路パターンに対応する凹部を生じるように注型
、射出成形又は切削加工し、この凹部に着色または蛍光
物質を混合した樹脂またはガラスを流し込んだ後、整面
し、紫外線等の光を透過しない回路パターンを形成する
。なお、このとき使用する樹脂組成物は硬化前のエポキ
シ樹脂などでも良い。

以上の如くして作成したフォトマスクを立体成形品に嵌
合し、露光することにより、フォトマスク表面の回路パ
ターンは正確に立体成形品に転写され、その成形品の表
面を被覆している反応性エツチングレジストに感応して
成形品に回路パターンに対応する陰陽の識別が形成され
、これを常法により金属皮膜に転化すれば金属回路が形
成される。尚、回路パターンは陽画でも陰画でも、相応
の手法により回路部を金属化することは可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、どんな形状の立体成形品でもその表面
に３次元回路を正確に形成する事が出来、しかもこの方
法で製造された回路部品は２段成形で形作られたものと
違い、２樹脂の界面が存在しないためこれに起因する各
種の障害がなく、また、比較的コストのかかる成形の工
程が一回で済むのでかなりのコストダウンが期待出来る
。

更に回路幅の精度に関して言えば、フォトマスクが被露
光物に完全に密着しているので細線で緻密な回路でも、
精度良く明瞭にパターンニング出来、入射光と平行な側
面まで、均一に露光することが出来る利点を有する。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

実施例１ 常温硬化性エポキシ樹脂にアルミニウム微粉末を０．０
１重量％均一に混合し、図１に示す様な形に注型硬化さ
せた。次にこの凹んだ部分（回路パターン形成用溝）２
に蛍光物質を混合した常温硬化性エポキシ樹脂を流し込
み回路パターンを形成したフォトマスクを作成した（図
２）。

一方、図３に示す回路形成用立体成形品４を、液晶ポリ
マー（「ベクトラ」商品名、ポリプラスチックス■製）
を主体とする金属密着性（メツキ性）樹脂組成物を用い
て射出成形し、これに所定の方法にて全面銅メツキし、
電着型フォトエツチングレジスト（［ゾンネＥＤＵＶ６
０１　Ｊ商品名、関西ペイント株製）を塗装した。これ
に図２のフォトマスクを図４の様に密着嵌合させ、紫外
線を照射し、回路パターンを露光した。

次にフォトマスクをはずし、所定の方法にて回路パター
ンを現像処理し、回路以外のメツキ部分を露出させた。

これを過硫酸ナトリウムに浸漬して、回路以外の部分の
銅を溶解除去し、更に水洗して付着薬剤を完全に除去し
た。かくして、その立体的表面に金属性導電回路５を正
確に形成した成形品（図５）得た。

実施例２ アルミニウム微粉末０．０５重量％を均一に混合したポ
リカーボネート製の円筒形の物体（これは回路形成成形
品に密接に嵌合する）を作り（図６）、この側表面にイ
オンブレーティングによって金属クロムを蒸着した。次
いで、電着によフてネガ型エツチングレジスト（「ゾン
ネＥＤＵＶ３７６　Ｊ商品名、関西ペイント■製）を塗
装し、乾燥後、この円筒状フォトマスクを図７（ａ）に
示すように回転させな力ぐらレーザー光線をＡからＢま
で走査し、フォトマスク表面にらせん状の露光パターン
を形成した（図７（ハ））。次に、所定の方法にて現像
処理し、回路パターンになる部分のみエツチングレジス
トを残し、クロムを露出させた。これを１０％塩酸溶液
に浸漬して露出しているクロムを溶解した。最後に所定
のアルカリ処理によってエツチングレジストを剥離し、
これを導電回路形成用フォトマスクとした。

次に、液晶ポリマー（「ベクトラ」商品名、ポリプラス
チックス■製）を主体とする金属密着性（メツキ性）樹
脂組成物を用いて円筒状の成形品（図８）を射出成形に
よって作り、この内側面に所定の方法によって全面銅メ
ツキを施し、更にポジ型フォトエツチングレジスト（［
ゾンネＥＤＵＶ６０１　Ｊ商品名、関西ペイント■製）
を塗装した。これを乾燥後、前記のポリカーボネート製
型体筒フォトマスクと密着嵌合合させ、紫外線を照射し
た（図９）。この際、露光効率を上げるため、鏡６をフ
ォトマスクの下に置いて、下からの反射光も利用した。

次にフォトマスクをはずし、所定の方法にて現像処理し
、回路部以外のレジストを除去した後に、塩化第２鉄溶
液に浸漬して、露出した銅メツキを溶解した。最後に３
％水酸化ナトリウム溶液に浸漬して、回路部のエツチン
グレジストを除去した。こうして円筒状成形品の内面に
らせん状の導電回路を形成した成形品（図１０）を得た
。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明に使用するフォトマスク形状（回路パター
ン形成前）の−例（実施例１）を示す。 図２は図１のフォトマスクに回路パターンを形成した形
状を示す。 図３は金属回路を形成するための立体成形品の形状を示
す。 図４は図３の立体成形品に図２のフォトマスクを嵌合し
た露光処理の形態を示す。 図５は図３の立体成形品の表面に金属回路を形成した成
形品を示す。 図６は本発明に使用するフォトマスク形状（回路パター
ン形成前）の別の一例（実施例２）を示す。 図７（ａ）、（ｂ）は図６のフォトマスクにらせん状回
路パターンを形成する状態、及びらせん状回路パターン
が付与されたフォトマスクを示す。 図８は金属回路を形成するための円筒状の立体成形品の
形状を示す。 図９は図８の立体成形品に図７（ｂ）のフォトマスクを
嵌合した露光処理の形態を示す。 図１０は図８の立体成形品の表面に金属回路を形成した
成形品を示す。 フォトマスク用成形品 回路パターン形成用溝 回路パターン 回路形成用立体成形品 金属性導電回路 鏡

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　立体的な成形品表面にアディティブ法またはサブト
   ラクティブ法によって導電回路を形成するに際し、その
   成形品と密接に嵌合する立体形状を有し、透明又は少な
   くとも半透明で、成形品に付与する回路パターンと同形
   のパターンを有するフォトマスクをその成形品に嵌合し
   、これを介して露光することにより、回路パターンを立
   体成形品表面に転写することを特徴とする、表面に立体
   的導電回路を有する立体成形品の製造方法。 ２　フォトマスクを形成する材料が光分散剤を配合した
   組成物から成る請求項１記載の立体成形品の製造方法。 ３　光分散剤が無機質微粒子である請求項２記載の立体
   成形品の製造方法。 ４　光分散剤が金属粉末、マイカ粉末、ガラス粉、ガラ
   スビーズ、ガラス短繊維、ガラスフレークより選ばれる
   １又は２以上の無機物微粉末、又はこれらの表面に金属
   被覆を施した鏡面光沢を有する微粒子である請求項２又
   は３記載の立体成形品の製造方法。 ５　フォトマスクを形成する基体がシリコーン系樹脂、
   アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系
   樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂又はガ
   ラスである請求項１〜４の何れか１項記載の立体成形品
   の製造方法。 ６　立体成形品が金属膜形成可能な熱可塑性樹脂又は熱
   硬化性樹脂から成る請求項１〜５の何れか１項記載の立
   体成形品の製造方法。