JP2005150619A - 微細配線部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 渦巻状平面コイル素子のスルーホール９１を高精度で大量生産すること。
【解決手段】 同一の金型部材用金型１１５を用いて成形された第１および第２成形体６１，６５を、レーザ光６２の照射によって加工し、基部４３の一表面４４から立上ったピン４５を有する第１金型部材２２と、渦巻状電気配線に対応した凸部５２，６３が形成された一表面５１を有し、ピン４５が挿通する取付孔５６が形成された第２金型部材２３とを組合せて金型２１を構成し、トランスファ成形によって部品本体３１を得る。この部品本体３１に、金属メッキを施して、前記凸部５２，６３によって形成された部品本体３１の凹部３６，３７、およびピン４５によって形成された透孔３５に、メッキ金属Ｃｕを埋込んで充填して配線導体３８〜４１を設ける。スルーホールのための透孔３５は、第１金型部材２２の基部４３に立設されたピン４５によって形成されるので、このピン４５の軸線８９と第２金型部材２３の前記一表面５１との成す角度θ２を、９０°に正確に設定することが容易である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえば平面コイル素子およびその他の電子部品などの微細配線部品を製造するための方法に関する。

先行技術の線幅３０μｍ程度の微細配線を有する電子部品の製造にあたっては、電気絶縁性配線基板の一表面上に電気回路、部品デザインを描いた後、その基板に、厚み方向に貫通する透孔を形成し、その透孔に、銅メッキを施して、銅を充填してスルーホールを形成し、基板の他表面に電気的接続のためのバンプなどの接点を形成する。他の先行技術では、電気的機能が異なる複数枚の基板を、上下に重ねて電気的に接続し、積層基板または積層部品と呼ばれる構成を実現する。さらに他の先行技術では、単一枚の基板の他表面に、前記一表面とは異なる配線パターンを描いて、スルーホールによって前記一表面の配線パターンと前記他表面の配線パターンとを電気的につないで希望する機能を達成する。スルーホールのためのたとえば直径５０μｍ以下の透孔を形成するには、レーザ光を用いる。従来のレーザ光としては直径２０μｍまでは、ＵＶ−ＹＡＧレーザが用いられ、直径１０μｍくらいでエキシマレーザが用いられる。

これらの先行技術では、レーザ光はその照射方向の下流になるにつれて外径が小さくなるという焦点角度の特性に起因して、スルーホールのための中空直円柱状の透孔を形成することは困難であり、したがって基板の厚みをできるだけ薄くすることが望まれる。たとえば基板の厚み１００μｍにスルーホールのための透孔を形成するにあたり、先行技術では、入側の内径２０μｍφであっても、出側では内径１４μｍφとなり、入側から出側になるにつれて透孔の内径が小さくなってしまう。基板が厚くなるほど、レーザ光の出側における透孔の内径が小さくなり、さらに基板が厚くなると、厚み方向に貫通する透孔を形成することさえ、困難になる。先行技術では、実務上、内径２０μｍφであって、透孔の内径に対する透孔の軸線方向の長さのアスペクト比を１以上にすることは困難である。またこのような微細なスルーホールのための透孔を多数個形成するためのレーザ加工設備は多額の投資を必要とし、コストアップは避けられない。

この問題を解決するために本件発明者は図１６に示される金型１を、先に提案した。金型１は基本的に、細長い棒状のピン２と、基材とを有し、トランスファ成形によって合成樹脂成形材料を用いてピン２に対応したスルーホールのためのアスペクト比が大きい透孔を有する部品本体を製造し、電気メッキによってその部品本体に配線導体を形成して渦巻状平面コイル素子を製造する。

図１７は、図１６に示される先行技術の金型１を構成するピン２の斜視図である。ピン２の成形のための棒状部４の長さＬ１は、たとえば１１０μｍであり、この棒状部４の軸直角断面は正方形などの矩形であり、各辺の長さＬ２は、たとえば１０μｍである。棒状部４には、それよりも大きい形状を有する取付けのための基部５が連なる。ピン２は、ＮｉまたはＷなどの金属材料を、レーザ光の照射によって加工し、製造される。

図１８は、図１６に示される先行技術の金型１を構成する基材３を示す断面図である。この基材３は、フォトリソグラフィ法によってフォトレジスト層をコイル素子の配線パターンに対応した部分で選択的に除去し、次に電気メッキを施して、たとえば金属メッキ層から成るスタンパを得、このスタンパの一表面６には、コイル素子の電気配線のパターンに対応した凸部７が得られる。このスタンパの他表面８にはレーザ光９を照射して段階的に前記一表面６に近づくにつれて断面形状が小さくなる凹所１１を厚み方向に連ね、これ
によって前記一表面６には、取付孔１２が臨み、取付孔１２には、厚み方向内方（図１８の下方）に取付孔１２よりも大きい拡大孔１３が連なる。

取付孔１２の軸直角断面は、ピン２に対応し、たとえば円形であって、その直径は、１０μｍ、またはそれ以上の値である。取付孔１２に連なる拡大孔１３は、軸直角断面が正方形であって、各辺は３０μｍであり、そのほかの３つの凹所も軸線に直角な断面が正方形であり、図１８に示されているように、各辺が６０μｍ、１２０μｍ、２００μｍである。こうして図１８に示される基材３が製造される。

図１９は、図１６に示される金型１の組立順序を示す断面図である。図１９（１）に示されるようにピン２を基材３の他表面７側から挿入し、ピン４を取付孔１２に貫通し、これによってピン２の基部５は拡大孔１３内に配置される。

次に図１９（２）に示されるように基材３の上下の表面６，７にたとえばレジスト樹脂１４，１５を形成し、凹所１１を選択的に露出した状態とし、表面６，７を金属メッキ層に対して保護する。

その後、図１９（３）に示されるように電解メッキによって基材３の凹所１１にメッキ金属１６を充填して埋め込む。このメッキ金属は、Ｎｉである。メッキ金属１６によってピン２の基部５が基材３に固定される。最後に不要なメッキ金属を除去し、レジスト樹脂１４，１５を溶解除去し、金型１が完成する。

図１６〜図１９に示される先行技術では、ピン２を用いてスルーホールのための透孔を成形するので、高アスペクト比のスルーホールを実現することができる。この反面、図１６〜図１９に示される先行技術の新たな問題は、ピン２の棒状部４の軸線と基材３の平面状の一表面６との成す角度θ１を正確に９０°に設定することが困難である。角度θ１を金属メッキ作業前に９０°に設定し、この角度θ１を９０°に保持したままで金属メッキを施さなければならない。したがって図１６〜図１９に示される先行技術では、ピン２の軸線と基材３の一表面６とを、垂直に設定することが困難であり、低精度である。

本発明の目的は、高アスペクト比であって、しかも正確な寸法形状を有するスルーホールを有する微細配線部品の製造方法、そのスルーホールのための透孔を形成する成形用金型、金型の製造方法、さらに微細配線部品、電子機器を提供することである。

本発明は、（ａ）第１および第２金型部材を含む金型を準備し、
第１金型部材は、基部と、この基部の一表面から立上って設けられるピンとを有し、
第２金型部材は、
板状であり、
一表面には、電気配線に対応した凸部が形成され、
他表面が、第１金型部材の前記一表面に重ねて配置され、
ピンが挿通する取付孔が形成され、
取付孔を挿通する前記ピンは、第２金型部材の前記一表面から突出し、
（ｂ）この金型を用いて電気絶縁性成形材料によって部品本体を成形して、部品本体に、前記凸部によって凹部を形成し、前記ピンによって厚み方向に貫通した透孔または溝を形成し、
（ｃ）部品本体に金属メッキを施して、前記凹部および透孔または溝に、メッキ金属から成る配線導体を設けることを特徴とする微細配線部品の製造方法である。

また本発明は、第１および第２金型部材は、
同一の金型部材用金型を用いて成形材料によって成形された第１および第２成形体を、
レーザ光の照射によって加工して製造されることを特徴とする。

また本発明は、（ａ）板状基部と、この基部の一表面から立上って設けられるピンとを有する第１金型部材と、
（ｂ）板状であり、
一表面には、電気配線に対応した凸部が形成され、
他表面が、第１金型部材の前記一表面に重ねて配置され、
ピンが挿通する取付孔が形成される第２金型部材とを含み、
（ｃ）取付孔を挿通する前記ピンは、第２金型部材の前記一表面から突出することを特徴とする微細配線部品の成形用金型である。

また本発明は、第１および第２金型部材の厚みｄ１，ｄ２は、３０〜３００μｍであり、
ピンの径または一辺が５〜３０μｍ、ピンの径に対する長さのアスペクト比５〜１０であることを特徴とする。

また本発明は、同一の金型部材用金型を用いて成形材料によって第１および第２成形体を成形し、
第１および第２成形体に、レーザ光を照射して加工し、第１および第２金型部材を製造し、
第１金型部材は、板状基部と、この基部の一表面から立上って設けられるピンとを有し、
第２金型部材は、
板状であり、
一表面には、電気配線に対応した凸部が形成され、
他表面が、第１金型部材の前記一表面に重ねて配置され、
ピンが挿通する取付孔が形成され、
取付孔を挿通する前記ピンは、第２金型部材の前記一表面から突出することを特徴とする金型の製造方法である。

また本発明は、第２金型部材の取付孔が形成される部分の厚みｄ５は、２０〜５０μｍであることを特徴とする。

本発明に従えば、たとえば渦巻状導体配線を有する平面コイル素子などの電子部品を含む微細配線部品を製造するために用いられる金型は、第１および第２金型部材を含む。第１金型部材の基部の一表面に立設されたピンは、板状第２金型部材の他表面から、その第２金型部材の取付孔に挿通して第２金型部材の一表面から突出する。こうして構成された金型を用いて電気絶縁性成形材料、たとえば合成樹脂などによって部品本体をトランスファ成形、射出成形などによって成形して得、この部品本体に電気メッキを施して、透孔内にメッキ金属、たとえば銅Ｃｕなどから成る配線導体を充填して埋込む。

第１金型部材の前記ピンは、透孔を形成する代わりに、部品本体の外側壁または凹所などの内側壁などに臨む細長い溝を形成するために用いることもできる。

第２金型部材の前記一表面には、スルーホールに電気的に接続される電気配線のパターンに対応した凸部が形成される。この凸部によって成形される部品本体の凹部にもまた、電気メッキによるメッキ金属、たとえば銅から成る配線導体が充填される。こうして本発
明では、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ストラクチャなどの微細配線部
品を実現することができる。

ピンの径５〜３０μｍ、たとえば径２０μｍであって、径に対する長さのアスペクト比３〜８、たとえばアスペクト比５を得ることができる。ピンの断面は、円形であってもよいが、たとえば後述の実施の形態のようにピンの一辺が５〜３０μｍである正方形などの矩形であってもよく、さらに六角形、およびそのほかの多角形などの形状であってもよい。前記径と言うのは、ピンの軸線８９に垂直な平面内における外形の最大長さであってもよく、あるいはまた軸直角断面が正方形のピンの各辺の長さを言う。第１金型部材の基部は板状であってもよいが、そのほかの形状を有してもよく、板状である場合、厚みｄ１，ｄ２は、３０〜３００μｍであってもよく、たとえば１５０〜１５５μｍであってもよく、このことは第２金型部材に関しても同様である。

第１金型部材のピンの切り出しのために、および第２金型部材の取付孔５６の形成のために、パルス状の高エネルギを有するいわゆるＦＳ（Femto Second）レーザ光が、好ましく用いられる。ＦＳレーザ光は、フェムト秒（１０^−１５ｓｅｃ）のオーダだけ持続するパルス状のレーザ光である。これによってばりが生じることなしに、細長いピンを、正確に切り出すことができる。

第１および第２金型部材が組合されて構成される金型におけるピンの軸線８９（図１２（２）参照）と第２金型部材の一表面５１との成す角度θ２（後述の図２参照）を正確に９０°に設定するために、第１金型部材のピンの軸線８９と、そのピンが立設される基部の一表面４４との成す角度θ３（図１２（２）参照）を９０°に設定し、第２金型部材の一表面５１と他表面５３とを平行に形成することによって達成される。ピンの外面が第２金型部材の取付孔の内面にほぼぴったりと嵌まり込んで挿通する構成では、取付孔の軸線８８（図１４（３）参照）と第２金型部材の一表面５１との成す角度θ４（図１４（３）参照）が９０°となるように取付孔が形成される。ピンの外面と取付孔の内面とに隙間が存在する構成では、取付孔の軸線８８と第２金型部材の一表面５１とは、垂直でなくてもよく、ピンの軸線８９と第２金型部材の一表面５１とを垂直に設定することができる。

透孔３５に金属メッキによって導電材料を堆積、充填してスルーホール９１を形成する際、スルーホール用めっき液を用いれば透孔内で導電材料が堆積しやすく、透孔の長尺方向両端部に連なる表面では、導電材料のメッキ層の堆積厚さが、薄いという特性がある。またこのメッキ層は、微細な溝内では、厚く堆積して形成され、その溝に連なる外表面上では、メッキ層が薄いという特性がある。本発明では、これらの透孔および溝以外の表面では、金属メッキの際に生じるメッキ層が薄いという特性を利用し、エッチングによって、このような不要な金属メッキ層を、容易に除去することができ、微細配線部品の製造を容易にすることができる。

本発明に従えば、部品本体３１の電気配線となるスルーホールのための透孔、溝、バンプなどを、１回の成形で、行うことができ、製造が容易であり、大量生産が容易に可能になる。

本発明に従えば、第１および第２金型部材をたとえばレーザ光の照射によって加工するべき第１および第２成形体は、同一の金型部材用金型を用いて、トランスファ成形または射出成形などの手法で、合成樹脂などの成形材料によって成形される。こうして第１および第２成形体は、同一の寸法形状を有し、かつ同一材料から成る第１および第２成形体を、前述のようにレーザ光の照射によって加工して前述のピンおよび取付孔を形成して第１および第２金型部材を製造するので、第１および第２成形体に形成されている第２金型部材の前記一表面の電気配線に対応した凸部５２，６３などを基準として、ピンおよび取付
孔が形成されるべき位置を高精度に設定することができる。これによって第１および第２金型部材のレーザ光などによるピンおよび取付孔の加工精度を高くすることができる。

第２金型部材の取付孔が形成される部分の厚みｄ５（図１３（５）参照）を、２０〜５０μｍ、好ましくは２０〜２５μｍとし、これによってたとえば前述のＦＳレーザ光などのレーザ光を用い、取付孔の軸直角断面の形状を、その取付孔の軸線８８に沿って一様にし、取付孔の内面を第２金型部材の一表面および他表面にたとえば垂直に形成することができる。こうしてレーザ光の光軸に垂直な断面が照射方向下流になるにつれて先細状である焦点角度Ａを有していても、厚みｄ５が前述のように薄いので、誤差を抑制することができる。

また本発明は、電気絶縁性成形材料から成り、厚み方向に貫通した透孔を有する部品本体と、
透孔内に充填され、径５〜３０μｍ、径に対する長さのアスペクト比５〜１０であるスルーホールを形成する配線導体とを含むことを特徴とする微細配線部品である。

また本発明は、部品本体の一表面には、透孔の一端部に連なる渦巻状凹部が形成され、この凹部には、前記スルーホールを形成する配線導体に連なる配線導体が形成されることを特徴とする。

また本発明は、前述の微細配線部品を搭載したことを特徴とする電子機器である。

本発明に従えば、たとえば平面状コイル素子、電気ヒータおよびそのほかの電子部品などの微細配線部品を高精度に大量生産することが容易に可能になる。このような微細配線部品を含む電子機器、たとえば携帯電話装置、半導体装置、センサなどを実現することができる。

本発明によれば、微細電子部品などの高密度微細配線回路の市場において、今まで望むべくも無かった高アスペクト比のスルーホールが、径２０μｍ以下または２０μｍ角以下で、アスペクト比５以上のピンを持つ金型を用いて、成形によってスルーホールを容易に形成可能である。成形することで、スルーホールが透孔という精密転写形状で保証され、金型のピンが破損しない限り、高アスペクト比のスルーホールを持つ高密度微細回路や微細電子部品が大量に成形の手法で生産することができる。

また、本発明は、同じパターンデザインを持つ金型またはスタンパを２枚用意し、１枚はピンと呼ばれる突起状に加工して第１金型部材を得、もう１枚のスタンパは突起を通すための透孔のみの加工を施して第２金型部材を得、これを重ね合わせて、１枚のピン付きスタンパと称することができる金型とするので、前述の図１６〜図１９のような、微細高アスペクト比のスルーホール用ピンをスタンパに取り付ける際の、ピン単体を加工してスタンパに埋め込み、埋め込み部にニッケルなどのメッキを施して埋めるような工程が必要なく、工程が容易となる。金型、金型部材を、スタンパと称することがある。

また、加工するスタンパの厚みをコントロールすれば、金型のスタンパ取り付けキャビティ内のクリアランスを損なうことなく、設置できるので、新規に取り付け金型を製作する必要がない。

また、本発明にはＦＳレーザを用いて加工している。このＦＳレーザは、熱履歴が発生しないので、ばりや形状変形がなく、微細な金属加工を容易にしてくれるので、コストが高いいわゆるＬＩＧＡ（Lithographie Galvanoformung Abformung）技術のようにシンク
ロトロンを用いて高アスペクト比のピンを作らなくてもよく、非常に低コストで微細加工
用金型が製作できる。

また、本発明は、掘削したスタンパのピンを通す部分に、ＦＳレーザまたはＵＶ−ＹＡＧレーザにて径５０μｍ以下の透孔だけあけるが、このとき、透孔をあける部分の肉厚を５０μｍ以下、アスペクト比で１以下とすることで、レーザ光の照射角の影響を小さくし、孔の側壁を垂直にすることを可能とする。

こうすることで、透孔をあけたスタンパである第２金型部材に上記加工掘削したピンスタンパ、すなわち第１金型部材を下から挿入しても、レーザ光の入射角を気にせず、２枚１つでピンの付いたスタンパ（金型）が完成し、下から挿入した垂直なピン付きのスタンパが容易に製作できる。

本発明は、このような多数のスルーホール形成用のピンが必要な場合は、使用している第２金型部材にあたるスタンパの一表面に、回路や部品などのデザインが施され、その同一のデザインが何個も複製で取得することが得意という第１および第２成形体であるスタンパを用いている。スルーホールが必要な個所は、スタンパ上で予め定められているので、複製を取ったスタンパの中の１枚をＦＳレーザを用いてピンとなる加工を施して第１金型部材を得、スタンパの中の第２金型部材をピンが通る透孔を貫通してあけて第２金型部材を得、第１および第２金型部材を重ねれば、図１６〜図１９のように１つ１つピンを建てる必要がなく、ピンを立設した後の孔埋めメッキは必要ないので、多数のピンが必要でも工程が煩雑にならない。

また、ピン付きと称する薄膜金型もしくはスタンパである第１金型部材だけをスルーホールが必要な個所のピンを一括加工して、各々のピン単体を検査しておけば、後は同じパターンを持った透孔あり薄膜金型もしくはスタンパである第２金型部材に、第１金型部材を重ねればよいだけなので、完成したピンを持つ金型は、スルーホール用ピンの位置が同じ位置であり、ピンの軸線８９の不所望な傾きを気にしなくてよくなる。よって、ピン付きと称する薄膜金型もしくはスタンパである第１金型部材だけを管理して、交換するだけで、容易に大量の高アスペクト比のスルーホールを持つ高密度微細回路や微細電子部品が大量に成形の手法で生産することができる。

図１は、本発明の実施の一形態の金型２１の斜視図であり、図２は、図１に示される金型２１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。図３は、金型２１の図１における仮想線２５で示される一部分の拡大平面図である。金型２１は基本的に、第１金型部材２２と第２金型部材２３とを含む。

図４は、図１〜図３に示される金型２１を含む金型装置２６の拡大断面図である。金型２１と、もう１つの金型２７とともに、トランスファ成形のための金型キャビティ２８を形成する。この金型キャビティ２８に、電気絶縁性成形材料、たとえば熱可塑性または熱硬化性合成樹脂が供給され、トランスファ成形作業が行われる。金型キャビティ２８に充填される成形材料は、たとえば三井化学製商品名エポックスＲであり、１５０℃、成形時間４分で成形処理することができる。

図５は、金型装置２６によって成形された部品本体３１を用いて製造された渦巻状平面コイル素子３２の拡大断面図である。部品本体３１には、一表面３３と他表面３４とにわたって厚み方向（図５の上下方向）に貫通した透孔３５が形成される。一表面３３にはまた、透孔３５を中心とする渦巻状凹部３６が形成される。さらに一表面３３に臨んで透孔３５に連なる凹部３７が形成される。透孔３５、凹部３６，３７にはメッキ金属、たとえば銅から成る配線導体３８〜４１が埋め込まれて充填され、さらに部品本体３１の他表面
３４にも同様に配線導体４１が形成される。透孔３５に配線用導体３８が充填されて、スルーホール９１が構成される。これらの配線導体３８〜４１は、連なって電気的に接続され、こうしてインダクタンスを有する平面コイル素子３２が製造される。

再び図１〜図４を参照して、第１金型部材２２は、平板状の基部４３と、この基部４３の一表面４４から図１、図２および図４の上方に立上って設けられるピン４５とを有する。ピン４５は基部４３の一表面４４から図４の上方になるにつれて軸直角断面が矩形（たとえばこの実施の形態では正方形）である第１段部４６、第２段部４７および棒状部４８がこの順序で図４の上方になるにつれて細くなるように順次的に形成される。基部４３は、板状以外の形状であってもよく、他表面４９は、一表面４４と平行であってもよいが、平行でなくてもよい。

第２金型部材２３は全体の形状が板状であり、その一表面５１には、電気配線のパターンに対応した前述の凹部３６，３７を形成する凸部５２，６３が形成される。第２金型部材２３の他表面５３には、第１金型部材２２の一表面４４が当接されて重ねて配置される。第２金型部材２３の各表面５１，５３は平行である。

第２金型部材２３には、その他表面５３に臨む拡大孔５５と、この拡大孔５５に連なり一表面５１に臨む取付孔５６とが同軸に連なって形成される。これらの拡大孔５５と取付孔５６とは、ピン４５の第１および第２段部４６，４７に対応した寸法形状を有し、これらの第１および第２段部４６，４７の外面が、拡大孔５５および取付孔５６の内面に対応して嵌合する。ピン４５の第２段部４７の一部分と、それに連なる棒状部４８とは、図５の凹部３７および透孔３５に対応して第２金型部材２３の一表面５１から図４の上方に突出する。

図１には、第１金型部材２２に複数、たとえば４つのピン４５が形成されている金型２１が示される。第１および第２金型部材２２，２３の位置決めのために、第１金型部材２２の一表面４４に連なる側壁の一部である第１位置決め部５８が形成され、第２金型部材２３の周縁部には、第１位置決め部５８が嵌合する第２位置決め部５９が形成される。これらの第１および第２位置決め部５８，５９は、ピン４５と取付孔５６とによる位置決めが達成されるので、省略されてもよい。

図６は、第１金型部材２２の製造方法を簡略化して示す斜視図である。第１金型部材２２のために、第１成形体６１が準備される。第１成形体６１の一表面には、凸部５２が形成され、また前述の取付孔５６および配線導体４０に対応した位置には、凸部６３が形成される。図６（１）に示される第１成形体６１には、図６（２）に示されるレーザ光６２が照射されて、一表面４４およびピン４５が形成される。ピン４５は凸部５２とその付近のレーザ光６２の照射によって加工して得られるレーザ光６２は、たとえばＦＳレーザ光であって、その照射によって第１成形体６１は蒸散されて除去される。こうして図６（３）に示される第１金型部材２２が製造される。図６に示される第１金型部材２２のさらに詳細な製造方法は、図８〜図１２を参照して後述される。

図７は、第２金型部材２３の製造方法を簡略化して示す斜視図である。図７（１）に示される第２成形体６５が準備される。この第２成形体６５は、前述の第１成形体６１と同一構成を有し、トランスファ成形または射出成形によって得られる。第１および第２成形体６１，６５の厚みｄ３は、たとえば２８０〜２８５μｍであってもよい。第１および第２成形体６１，６５は、部品本体３１と同様な前述の成形材料から成ってもよい。図７（１）に示される第２成形体６５に、ＦＳレーザ光６２が照射されて加工される。これによって図７（１）に示されるように凸部６３の位置に、取付孔５６および拡大孔５５が形成され、第２金型部材２３が製造される。第２金型部材２３のさらに詳細な製造方法は、図
１３および図１４を参照して後述される。

ＦＳレーザ光６２は、パワー０．２Ｗであり、用いられる焦点レンズの焦点距離ｆ＝６０ｍｍであり、そのレンズのアパチャーは、５ｍｍφである。レーザ光６２の光軸７３は、Ｚ軸方向に延びる。本発明の実施の他の形態では、ＦＳレーザ光に代えて、ＵＶ−ＹＡＧレーザ光を用いてもよく、そのほかのレーザ光を用いてもよい。

図８〜図１２を参照して前述の図６に示される第１金型部材２２の製造方法をさらに詳しく述べる。図８〜図１４では、図面の簡略化のために、凸部５２，６３は、図６および図７の構成とは異なって示されることがある。図８は、第１成形体６１にレーザ光６２を照射して加工する第１金型部材２２の製造方法の一部を示す断面図である。図８（１）に示されるように第１成形体６１を、前述の図６（１）と同様に先ず、準備し、レーザ光６２を照射する。レーザ光６２は、前述のようにＦＳレーザ光であり、そのパルス数を計数することによって、第１成形体６１のレーザ光照射による掘削量を設定することができる。この第１成形体６１は、移動装置６９の定盤ステージ７１に固定し、直交座標系における水平面内のＸ軸およびＹ軸に変位するとともに、水平軸線、たとえばＸ軸まわりに角変位することができ、鉛直なＺ軸まわりに角変位することができる。

第１成形体６１にレーザ光６２を照射することによって、図８（２）に示されるように光軸７３に対して円錐状のくぼみ７４が形成され、その光軸７３に対するくぼみ７４の焦点角度Ａは、たとえば４１°である。第１成形体６１に加工が施されたとき、参照符６１にアルファベットの添え字ａ〜ｏを付して示す。図８（２）に示されるように第１成形体６１にレーザ光６２を照射することによって、その焦点角度Ａを調べることができ、これによってレーザ光６２による第１成形体６１の切削加工を点検することができる。そこで次に、図８（３）に示されるようにステージ７１、したがって第１成形体６１ａを、前記角度Ａだけ傾斜させ、くぼみ７４の加工された一部の内面に、再度レーザ光６２を照射する。こうして図８（４）に示されるようにピン４５の棒状部４８の外面を形成する相互に垂直な加工面７５，７６を形成する。

図９は、図８の第１成形体６１ｃをさらにレーザ光６２によって加工する製造方法の一部を示す断面図である。図９（１）に示されるようにレーザ光６２をもう１つのくぼみ７４の内面の一部に、ステージ７１を、前述の図８（４）とは逆方向に、同一の前記角度Ａだけ角変位して、加工する。これによって図９（２）に示されるように、棒状部４８に対応する相互に垂直な面７７，７８を形成して第１成形体６１ｅを得る。さらにステージ７１を鉛直なＺ軸まわりに９０°角変位して図８（３）〜図９（２）に示されるレーザ光６２による加工を繰返し、こうして図９（３）に示される棒状部４８を得る。この棒状部４８が形成された第１成形体６１ｆに、レーザ光６２を照射し、棒状部４８の軸線に垂直な面７６，７８が延びて広がるように、加工する。こうして図９（４）に示されるように棒状部４８が第１成形体６１ｇに形成される。このような加工は、第１成形体６１に形成された４つの各凸部６３に関連して行われる。棒状部４８は、その軸線に垂直な断面が前述のように正方形であり、各辺の長さ２０μｍ、アスペクト比６であり、高さＬ３＝１２０μｍである。

図１０は、第１金型部材２２の図９に後続する製造方法の一部を示す断面図である。図１０（１）は、前述の図９（４）の第１成形体６１ｇを示し、この図１０（１）では、複数の棒状部４８が示される。第１成形体６１ｇ，６１ｈの厚みｄ４は、たとえば３１０〜３１５μｍであり、ｄ３＝Ｌ３＋ｄ４である。バンプの配線導体４０を形成するために、図１０（１）に示されるように第１成形体６１ｈにはレーザ光６２がさらに照射される。第１成形体６１ｈは、ステージ７１によって前記角度Ａだけ傾斜される。

こうして図１０（２）に示されるように棒状部４８の基端部に連なる第２段部４７の外面８１，８２を、棒状部４８の軸線に平行に、レーザ光６２の照射によって形成する。レーザ光６２が照射されて加工される棒状部４８の基端部付近に隣接する他の棒状部４８に、レーザ光６２が不所望に照射されないように、ステージ７１がＸＹ平面内で変位される。第２段部４７の加工のために、レーザ光６２のパワーは、棒状部４８の加工時と同一値とし、ステージ７１の送り速度を、棒状部４８の加工値の送り速度の１／３またはそれ以下に加工する。こうして各棒状部４８に連なる第２段部４７を図１０（３）に示されるようにそれぞれ形成し、図１０（４）に示される第１成形体６１ｋを得る。図１０（４）に示される第２段部４７は、棒状部４８と同軸であって、その軸線に垂直な断面は正方形であり、一辺が５０〜５５μｍ、たとえば５０μｍとし、高さＬ４（図４参照）は、３０μｍである。

図１１は、第１金型部材２２を図１０に後続して製造する方法を部分的に示す断面図である。図１０（４）に示される第１成形体６１ｋにさらに図１１（１）に示されるようにレーザ光６２を、第１段部４６のために照射する。

図１１（２）に示されるように第１段部４６を形成するための外面８３，８４を、図１１（３）に示される相互に垂直な面８３，８４を形成する。こうして各棒状部４８毎に、第１段部４６を形成して第１成形体６１ｎを得る。

図１２は、第１金型部材２２の図１１に後続する製造方法の一部を示す断面図である。第１段部４６の図１２（１）に示される外面８４の基端部にレーザ光６２を照射して第１成形体６１ｏを部分的に除去し、これによって図１２（２）に示される第１金型部材２２の一表面４４を得る。こうして第１段部４６の高さＬ５（図４参照）は、第２段部４７と同様な高さＬ４＝Ｌ５であってもよい。

第２段部４７は、凸部６３よりもさらに図４の上方に突出する長さに選ばれ、これによってバンプの配線導体４０のための凹部３７を形成することができる。第１金型部材２２のピン４５の形成のために、ステージ７１は、ＸＹ平面内で変位可能であり、前述のように水平なたとえばＸ軸まわりに角変位して角度Ａを有する傾斜が可能であり、こうしてレーザ光６２は、その光軸７３がＺ軸に一致するように定められ、ピン４５のレーザ光６２による加工が可能である。

第１金型部材２２の厚みを調整するために、他表面４９をレーザ光６２によってさらに除去して加工してもよい。

前述の図７に示される第２金型部材２３の製造方法は、図１３および図１４にさらに詳しく示される。図１３は、第２金型部材２３の製造方法の一部を示す断面図である。前述の第１成形体６１と同一構造を有する第２成形体６５が、図１３（１）に示されるように準備される。図１３（２）に示されるようにレーザ光６２を、凸部５２，６３が形成された一表面とは反対側の他表面５３に照射して加工し、その厚みを、図１３（３）の第２成形体６５ａとして示されるように、厚み１５０〜１５５μｍとする。第２成形体６５ａの厚みｄ２は、前述のように１５０〜１５５μｍとする。

次に図１３（４）に示されるようにレーザ光６２の照射によって、拡大孔５５を形成する。この拡大孔５５は、図１３（５）に示されるように各凸部６３毎に形成され、こうして第２成形体６５ｃを得る。

こうして図１３（５）では、拡大孔５５の底面８６と第２成形体６５ｃの一表面５１との厚みｄ５は、２０〜５０μｍ、好ましくは２０〜２５μｍである。

図１４は、第２金型部材２３の製造方法の図１３に後続する一部を示す断面図である。前述の図１３（５）で得られた第２成形体６５ｃを、図１４（１）の参照符６５ｄで示されるように、その一表面５１側からレーザ光６２を照射して、取付孔５６を図１４（２）に示されるように、拡大孔５５と同軸に連通するように形成する。この取付孔５６が形成される部分の厚みｄ５は、前述のように薄いので、レーザ光の照射角度Ａが比較的大きくても、その取付孔５６の内面は、第２成形体６５ｅの一表面５１に垂直に形成することができ、取付孔５６の一表面５１と他表面５３との寸法誤差をほとんどなくすことができる。取付孔５６の軸線８８と一表面５１との成す角度θ４は、図１４（３）に示されるように、９０°とする。

図１５は、第１および第２成形体６１，６５を製造するための金型部材用金型の製造方法を示す断面図である。まず図１５（１）において、フォトマスク１１２を準備し、図１５（２）において平面度および平行度のよいガラス基板１１０の上にフォトレジスト１１１を塗布した後、微細な凸部５２，６３のパターンが描写されたフォトマスク１１２をガラス基板１１０の上方に配置して、ＵＶ（紫外線）ランプ１１３を用いて露光する。そうすると、フォトレジスト１１１の紫外線照射部分１１１ａが硬化して、パターンが焼き付けられる。

次にフォトレジスト１１１を現像すると、図１５（３）に示すように、紫外線照射部分１１１ａが除去され、パターンに対応した部分が残る。次に図１５（４）において、現像された表面にスパッタまたは無電解メッキ等によってＮｉメッキ膜１１４を形成し、図１５（５）のように厚くし、その後、次に図１５（６）に示すように、Ｎｉメッキ膜１１４をガラス基板１１０から剥離し、残存したフォトレジスト１１１を除去することで、パターンに応じた凸凹形状を有するＮｉメッキ膜１１４が得られ、このＮｉメッキ膜１１４を金型取付用に外観加工を施すと、金型部材用金型１１５であるスタンパが得られる。

金型部材用金型１１５の凹部１５１によって第１および第２成形体６１，６５の各凸部５２，６３を、トランスファ成形または射出成形によって、形成することができ、図１５（６）の凸部１５０は、第１および第２成形体６１，６５の凹所に対応して形成される。前述の図４に示される金型装置２６の金型キャビティ２８に成形材料を供給してトランスファ成形または射出成形を行い、部品本体３１を得る。部品本体３１は、前述のように第１および第２金型部材２２，２３と同様な成形材料から成ってもよい。

部品本体３１の凹部３６は、溝幅がたとえば１０〜３０μｍであり、深さ１０μｍであってもよい。この部品本体３１を電解メッキして銅であるメッキ金属によって配線導体３８〜４１を形成する。部品本体３１の一表面３３上の不要なメッキ層は薄いので、たとえば塩化第２鉄などを用いたエッチングによって容易に除去することができる。またメッキ金属の余分なメッキ金属は、たとえば研磨などによって除去することができる。こうして微細配線部品である平面コイル素子３２が完成する。

本発明の実施の一形態の金型２１の斜視図である。 図１に示される金型２１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面図である。 金型２１の図１における仮想線２５で示される一部分の拡大平面図である。 図１〜図３に示される金型２１を含む金型装置２６の拡大断面図である。 金型装置２６によって成形された部品本体３１を用いて製造された渦巻状平面コイル素子３２の拡大断面図である。 第１金型部材２２の製造工程を簡略化して示す斜視図である。 第２金型部材２３の製造方法を簡略化して示す斜視図である。 第１成形体６１にレーザ光６２を照射して加工する第１金型部材２２の製造方法の一部を示す断面図である。 図８の第１成形体６１ｃをさらにレーザ光６２によって加工する製造方法の一部を示す断面図である。 第１金型部材２２の図９に後続する製造方法の一部を示す断面図である。 第１金型部材２２を図１０に後続して製造する方法を部分的に示す断面図である。 第１金型部材２２の図１１に後続する製造方法の一部を示す断面図である。 第２金型部材２３の製造方法の一部を示す断面図である。 第２金型部材２３の製造方法の図１３に後続する一部を示す断面図である。 第１および第２成形体６１，６５を製造するための金型部材用金型の製造方法を示す断面図である。 本件発明者によって先に提案された先行技術の金型１の斜視図である。 図１６に示される先行技術の金型１を構成するピン２の斜視図である。 図１６に示される先行技術の金型１を構成する基材３を示す断面図である。 図１６に示される金型１の組立順序を示す断面図である。

符号の説明

２１ 金型
２２ 第１金型部材
２３ 第２金型部材
３１ 部品本体
３２ 渦巻状平面コイル素子
３３ 一表面
３４ 他表面
３５ 透孔
３６，３７ 凹部
３８〜４１ 配線導体
４３ 基部
４４ 一表面
４５ ピン
４６ 第１段部
４７ 第２段部
４８ 棒状部
４９ 他表面
５１ 一表面
５２，６３ 凸部
５３ 他表面
５５ 拡大孔
５６ 取付孔
６１ 第１成形体
６２ ＦＳレーザ光
６５ 第２成形体
８８，８９ 軸線
９１ スルーホール
１１５ 金型部材用金型

Claims (9)

1. （ａ）第１および第２金型部材を含む金型を準備し、
   第１金型部材は、基部と、この基部の一表面から立上って設けられるピンとを有し、
   第２金型部材は、
   板状であり、
   一表面には、電気配線に対応した凸部が形成され、
   他表面が、第１金型部材の前記一表面に重ねて配置され、
   ピンが挿通する取付孔が形成され、
   取付孔を挿通する前記ピンは、第２金型部材の前記一表面から突出し、
   （ｂ）この金型を用いて電気絶縁性成形材料によって部品本体を成形して、部品本体に、前記凸部によって凹部を形成し、前記ピンによって厚み方向に貫通した透孔または溝を形成し、
   （ｃ）部品本体に金属メッキを施して、前記凹部および透孔または溝に、メッキ金属から成る配線導体を設けることを特徴とする微細配線部品の製造方法。
2. 第１および第２金型部材は、
   同一の金型部材用金型を用いて成形材料によって成形された第１および第２成形体を、
   レーザ光の照射によって加工して製造されることを特徴とする請求項１記載の微細配線部品の製造方法。
3. （ａ）板状基部と、この基部の一表面から立上って設けられるピンとを有する第１金型部材と、
   （ｂ）板状であり、
   一表面には、電気配線に対応した凸部が形成され、
   他表面が、第１金型部材の前記一表面に重ねて配置され、
   ピンが挿通する取付孔が形成される第２金型部材とを含み、
   （ｃ）取付孔を挿通する前記ピンは、第２金型部材の前記一表面から突出することを特徴とする微細配線部品の成形用金型。
4. 第１および第２金型部材の厚みｄ１，ｄ２は、３０〜３００μｍであり、
   ピンの径または一辺が５〜３０μｍ、ピンの径に対する長さのアスペクト比５〜１０であることを特徴とする請求項３記載の微細配線部品の成形用金型。
5. 同一の金型部材用金型を用いて成形材料によって第１および第２成形体を成形し、
   第１および第２成形体に、レーザ光を照射して加工し、第１および第２金型部材を製造し、
   第１金型部材は、板状基部と、この基部の一表面から立上って設けられるピンとを有し、
   第２金型部材は、
   板状であり、
   一表面には、電気配線に対応した凸部が形成され、
   他表面が、第１金型部材の前記一表面に重ねて配置され、
   ピンが挿通する取付孔が形成され、
   取付孔を挿通する前記ピンは、第２金型部材の前記一表面から突出することを特徴とする金型の製造方法。
6. 第２金型部材の取付孔が形成される部分の厚みｄ５は、２０〜５０μｍであることを特徴とする請求項５記載の金型の製造方法。
7. 電気絶縁性成形材料から成り、厚み方向に貫通した透孔を有する部品本体と、
   透孔内に充填され、径５〜３０μｍ、径に対する長さのアスペクト比５〜１０であるスルーホールを形成する配線導体とを含むことを特徴とする微細配線部品。
8. 部品本体の一表面には、透孔の一端部に連なる渦巻状凹部が形成され、この凹部には、前記スルーホールを形成する配線導体に連なる配線導体が形成されることを特徴とする請求項７記載の微細配線部品。
9. 請求項７または８の微細配線部品を搭載したことを特徴とする電子機器。

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