JPH0779191B2 - 立体配線板の製造方法 - Google Patents

立体配線板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、立体構造を有する配線
板の製造方法に関する。
【０００３】
【従来の技術】従来から、空間的な利用率向上のため
に、また機械的保護を本来の役割とする機構部品と回路
配線とを兼用するために、絶縁性樹脂の成形品（モール
ド品）表面に、所要の導体回路を設けて成る立体構造を
有する配線板が使用されている。 このような立体配線
板においては、その機能性向上（配線密度の向上など）
のために、基板の両面にそれぞれ導体回路が形成され、
かつこれらの導体回路間がが電気的に接続されている必
要がある。しかして、このような立体配線板は、一般に
次のようにして製造されている。すなわち、穴開き立体
基板構造の成形体表面に、化学めっき（無電解めっき）
および電気めっき（電解めっき）を順に施して導体金属
層を形成した後、この導体金属層面上にエッチングレジ
ストを印刷し、露光、現像の各処理を施してから、導体
回路形成領域以外の不要部をエッチング除去し、次いで
エッチングレジストを剥離除去する方法が採られてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、従来
の立体配線板の製造においては、成形体表面に導体回路
を形成するため、めっきにより導体金属層を着膜（被
着）する工程が必要であった。そして、このめっきのた
めのプロセスとして、成形体表面の粗化工程、アクチベ
ート処理工程、センシタイジング処理工程、化学めっき
工程、電気めっき工程からなる多くの繁雑な処理工程を
必要とするという問題があった。
【０００５】また、基体（成形体）面が立体的であるた
め、エッチングレジストの均一な塗布が難しいばかりで
なく、露光の際に立体面を効率よくマスキングするマス
クの製作も難しかった。そのため、成形体表面の比較的
平坦な部分にしか導体回路を設けることができなかっ
た。さらに、化学めっきプロセスの前段階で、めっき膜
を樹脂面に密着させるために行う化学的粗化処理は、使
用樹脂ごとに異なる手段が必要であり、また粗化できる
樹脂材料も、ＡＢＳ樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリア
セタール樹脂など極めて限定されるという問題があっ
た。
【０００６】またさらに、立体配線板のような多層配線
板における導体回路上には、電子部品が実装され、３次
元配線の電子回路モジュールが構成される場合が多い。
しかも、このような電子回路モジュールにおいては、比
誘電率が最も小さい空気を絶縁層とし、信号処理の高速
化を図ることが望まれることもしばしばある。すなわ
ち、一般に立体配線板においては、導体回路間の絶縁材
料として有機系または無機系の高分子材料が使用されて
いが、この種の立体配線板を用いて構成される電子回路
モジュールにおける信号処理の高速性は、絶縁層の比誘
電率の平方分の１に比例するため、比誘電率の最も小さ
い空気を絶縁層とし、導体回路を空中に立体的に配置す
る方法が望まれることになる。
【０００７】本発明は、前記事情に対処してなされたも
ので、立体構造の絶縁性基体の表面に立体的な任意の導
体回路が形成されており、かつ表裏の導体回路が所定の
箇所で電気的に接続されている立体配線板を製造し、さ
らに要すれば比誘電率が最も小さい空気などを絶縁層と
し、信号伝搬速度の極めて高い立体配線板を効率的に製
造し得る方法の提供を目的とする。
【０００８】［発明の構成］
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る立体配線板
の製造方法は、上型および下型から成る成形用金型の少
なくとも一方の型の所定位置に微小な凸状の突起が設け
られた成形面に選択的に導体金属の電気めっきを施し凸
状の突起を含む所要の導体回路を形成する工程と、 前
記一方の型の成形面の対応する他方の型の成形面位置に
導体金属の電気めっきを施し所要の導体回路を形成する
工程と、前記両方の型の成形面を対向圧接して導体回路
の突起部を他方の型の対応する導体回路に電気的に接合
する工程と、前記所定の位置で突起部によって両導体回
路が接合された両型の成型面間に所要の樹脂を注入して
成形する一方、両導体回路を成形体面に転着させる工程
と、さらに、要すれば前記導体回路を転着した成形体を
金型から取り外し所望の電子部品を実装した後に注入成
形されていた樹脂を溶解除去する工程とを具備すること
を特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明に係る製造方法によれば、上下両方の型
の成形面を圧接することにより、少なくとも一方の型の
成形面に形成された微小な凸状突起を有する導体回路
と、他方の型の成形面に形成された対応する導体回路部
位との間には、高い圧力が働き、これにより突起状に形
成された導体金属端面が他方の型の対応する導体回路面
に塑性変形を起こして強固に接合する。そして、このよ
うに圧接接合された両導体回路を有する両型の間に所要
の樹脂を注入して成形することにより、前記導体回路が
樹脂成形体面に転着または埋め込まれ、表裏両面に導体
回路が形成され、かつこれらの導体回路が所定の箇所で
電気的に接続された多層構造の立体配線板が容易に得ら
れる。
【００１１】また、前記で得られた立体配線板の導体回
路上に所要の電子部品を実装した後、成形工程で両型内
に注入された絶縁性樹脂を溶解除去することにより、空
気を絶縁層とし信号伝搬速度が極めて大きい電子回路モ
ジュールが得られる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
【００１３】図１〜図５は、本発明に係わる立体配線板
の製造方法における各工程の態様を模式的に示す断面図
である。
【００１４】本実施例においては、先ず図１に断面的に
示すように、立体形状の成形面を有する（立体形状の成
形体が得られるような）上型１とそれに対応する下型２
とからなる成形用金型を用意する。ここで、上型１の成
形面の所定の箇所には、予め微小な凸状の突起３がそれ
ぞれ設けられている。次いで、図２に断面的に示すよう
に、上型１および下型２の成形面に、それぞれ所要のめ
っきレジスト層４を形成する。すなわち、絶縁性無機被
膜、たとえばアルミナ、シリカ、アモルファスカーボン
などの膜を、化学的蒸着法（ＣＶＤ法）あるいは物理的
蒸着法（ＰＶＤ法）などにより被着形成した後、この膜
を選択的にたとえばダイヤモンド針で掻き取り、あるい
は集光したレーザー光を照射して除去し、所要の導体回
路状に上型１および下型２の成形面を選択的に露出させ
る。こうして残存形成された逆パターンの絶縁性無機被
膜がめっきレジスト層４となる。
【００１５】次いで、これらの上型１および下型２をそ
れぞれ一方の電極（陰極）とし、銅を対極として硫酸銅
めっき浴中で電気銅めっきを行い、図３に断面的に示す
ように、両型１，２の成形面の露出した領域に、導体回
路としての銅めっき層５を選択的に被着形成する。
【００１６】次に、図４に断面的に示すように、上型１
と下型２の成形面を圧接する。このとき、上型１の成型
面の凸状突起３を含み形成されている導体回路を成す銅
めっき層５と、下型２成形面の対応して形成された導体
回路を成す銅めっき層５とが、それぞれ塑性変形を起こ
す条件で圧接し、上型１成型面の凸状突起３部の銅めっ
き層５を選択的に下型２成形面の導体回路を成す銅めっ
き層５の所定位置に接合・一体化する。具体的には、凸
状突起３が直径200 μm高さ400 μm の円柱状で、この
周面上に20μm 厚の銅めっき層５が設けられ、かつ下型
２成形面にも20μm 厚の導体回路を成す銅めっき層５が
設けられている場合、突起３の先端と下型２対向面との
間隔（銅めっき層５を除いた型状態での間隔）が、20μ
m 程度となるように圧接する。このような条件で圧接す
ると、上型１の突起３および下型２の対応する位置に
は、それぞれ２ｔ／ｃｍ2 の応力が作用し、両方の型
１，２の銅めっき層５間は、選択的な位置で強固な接合
が形成される。
【００１７】次いで、前記型１、２の間の空間部（キャ
ビティ）内、つまり型１、２の成型面にそれぞれ形成さ
れている導体回路５が成す空間部に、熱可塑性樹脂など
の絶縁性樹脂を注入し、固化冷却後型を抜脱すると、型
の成形面に形成された導体回路５を成す銅めっき層のみ
が、成形体表面に転着ないし埋め込また構成の成型体が
得られ。すなわち、図５に断面的に示すように、絶縁性
樹脂６からなる成形体の表裏面にそれぞれ導体回路７が
一体的に設けられ、かつこれらの導体回路７が所定の位
置（上型１の突起３の位置）で電気的に接続された立体
配線板が得られる。
【００１８】前記実施例の製造方法においては、絶縁性
無機被膜を逆パターン形状に残存形成して成るめっきレ
ジスト層４を、電気銅めっきに対するマスクとして半永
久的に使用することができるので、高速電気めっき−樹
脂の注入成形という簡単なプロセスを繰り返すことによ
り、導体回路７が精度良く形成され立体配線板を、再現
性よく、かつ経済的に生産することができる。しかも、
従来の両面配線板の場合、表裏の導体回路間を接続する
孔（スルーホール）の周囲にランドを設ける必要があっ
たのに対して、本発明の場合は上型１と下型２がいずれ
も金属製で高精度に製作でき、かつ上下のパターン間の
位置的誤差を可及的に小さくすることができるので、ラ
ンドを設けなくても両面の導体回路７間を確実に接続を
することができ、配線の高密度化、部品の高密度実装化
を実現することがかのうとなる。なお、上記では上型１
にのみ複数の凸状突起３を設けたが、このような突起３
を下型２の成形面に設けても良く、また両方の型の成形
面にそれぞれ設けてもよい。また、こうして得られた立
体配線板は、そのままで表裏両面の導体回路に所要の電
子部品を半田付けなどの公知の方法で実装し、電子回路
モジュールとして使用することができるが、これを別に
設計し、前記と同様な方法で電気めっきを施した型１、
２にインサートし、ダブルモールドすることにより、た
とえば３〜４層の導体回路層７を有する多層構造の立体
配線板を得ることができる。さらにこの工程を繰り返す
ことによって、より多層構造の立体配線板を製造するこ
ともできる。
【００１９】また、前記した構造の立体配線板に、所要
の電子部品を実装した後、前記絶縁層を構成する樹脂を
溶解することにより、図６に断面的に示すような構造の
信号伝搬の高速化が図られた電子回路モジュールを得る
ことができる。すなわち、注入成形用樹脂がたとえばポ
リスルフォン樹脂の場合、この樹脂を1,1.2,2 テトラク
ロルエタンなどの溶剤で完全に溶解除去することによ
り、空気を絶縁層として立体配線がなされ、かつ電子部
品８が実装された電子回路モジュールが得られる。 前
記空気を絶縁層とした立体配線の電子回路モジュール
は、このままでも機能的になんら問題なく使用すること
ができるが、機械的な補強を要する場合は、発泡剤を含
むポリエチレン樹脂などを導体回路７間に注入し、加熱
処理により約20倍程度に発泡させることにより、ほぼ中
空に近い誘電率の低い材料で絶縁することもできる。こ
のように中空または中空に近い低誘電率の材料で絶縁さ
れた電子回路モジュールは、従来のガラス−エポキシ積
層材料等を絶縁層とする多層配線板に比較して、約２倍
と極めて大きな信号伝搬および処理速度を有している。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る製造
方法によれば、上型と下型の成形面にそれぞれ電気めっ
きにより形成された導体回路同士が、層間接続部におい
て圧接接合されているので、これらの型内に所要の樹脂
を注入成形することにより、前記導体回路が樹脂成形体
の表裏両面に転着ないし埋め込まれ、立体構造の樹脂成
形体の表面に立体的な任意の導体回路が形成され、かつ
表裏の導体回路が所定の箇所で電気的に接続さた立体配
線板を、容易に得ることができる。また、こうして得ら
れた立体配線板に、電子部品を実装した後成形された絶
縁性樹脂を溶解除去することにより、比誘電率が最も小
さい空気を絶縁層とし、信号伝搬速度が極めて高い立体
配線板を効率的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる立体配線板の製造方法において
使用する金型の構造例を示す断面図。
【図２】図１に図示した金型の成型面にめっきレジスト
層を被着形成した状態を模式的に示す断面図。
【図３】図２に図示した金型の成型面に銅めっき層（導
体回路）選択的に被着形成した状態を模式的に示す断面
図。
【図４】図３に図示した金型（上型と下型）成型面の圧
接による銅めっき層の部分的な接合状態を模式的に示す
断面図。
【図５】本発明に係わる立体配線板の製造方法で得られ
た立体配線板の要部構造例を示す断面図。
【図６】本発明に係わる立体配線板の製造方法で得られ
た電子回路モジューの要部構造例を示す断面図。
【符号の説明】
１…上型（金型） ２…下型（金型） ３…凸状突
起 ４…めっきレジスト層 ５…銅めっき層 ６
…絶縁性樹脂 ７…導体回路 ８…電子部品
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/40 Ｚ 7511−4Ｅ 3/46 Ｂ 6921−4Ｅ // Ｂ２９Ｌ 31:34

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上型および下型から成る成形用金型の少
    なくとも一方の型の所定位置に微小な凸状の突起が設け
    られた成形面に選択的に導体金属の電気めっきを施し凸
    状の突起を含む所要の導体回路を形成する工程と、前記
    一方の型の成形面の対応する他方の型の成形面位置に導
    体金属の電気めっきを施し所要の導体回路を形成する工
    程と、前記両方の型の成形面を対向圧接して導体回路の
    突起部を他方の型の対応する導体回路に電気的に接合す
    る工程と、前記所定の位置で突起部によって両導体回路
    が接合された両型の成型面間に所要の樹脂を注入して成
    形する一方、両導体回路を成形体面に転着させる工程と
    を具備することを特徴とする立体配線板の製造方法。
  2. 【請求項２】 上型および下型から成る成形用金型の少
    なくとも一方の型の所定位置に微小な凸状の突起が設け
    られた成形面に選択的に導体金属の電気めっきを施し凸
    状の突起を含む所要の導体回路を形成する工程と、前記
    一方の型の成形面の対応する他方の型の成形面位置に導
    体金属の電気めっきを施し所要の導体回路を形成する工
    程と、前記両方の型の成形面を対向圧接して導体回路の
    突起部を他方の型の対応する導体回路に電気的に接合す
    る工程と、前記所定の位置で突起部によって両導体回路
    が接合された両型の成型面間に所要の樹脂を注入して成
    形する一方、両導体回路を成形体面に転着させる工程
    と、前記導体回路を転着した成形体を金型から取り外し
    所望の電子部品を実装した後に注入成形されていた樹脂
    を溶解除去する工程とを具備することを特徴とする立体
    配線板の製造方法。
JP7484891A 1991-04-08 1991-04-08 立体配線板の製造方法 Expired - Lifetime JPH0779191B2 (ja)

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