JP2008028255A

JP2008028255A - 立体回路基板の製造方法

Info

Publication number: JP2008028255A
Application number: JP2006201128A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Hirayama; 健太郎平山; Junji Imai; 順二今井; Yasushi Masaki; 康史正木; Masahide Muto; 正英武藤
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】立体回路基板の放熱性を大幅に低下させることなく、３次元構造体と導体回路間の電気絶縁性を確保する。
【解決手段】電磁波が照射される領域に対応する絶縁膜３表面上に絶縁膜４を形成することにより、電磁波が照射される領域における絶縁膜の膜厚を電磁波が照射されない領域における絶縁膜の膜厚よりも大きくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型軽量化が要求されるオプトデバイス等に適用して好適な立体回路基板（Molded Interconnect Device : MID）の製造方法に関する。

従来より、樹脂材料により形成された３次元構造体の表面上に導体回路を有する立体回路基板が知られている（特許文献１参照）。
特開平８−１４８８０３号公報

上記立体回路基板の耐熱性や放熱性を向上させるために、上記３次元構造体を金属材料により形成する場合、３次元構造体と導体回路間の電気絶縁性を確保するために、３次元構造体の全面に絶縁膜を形成する必要がある。しかしながらこの場合、電磁波を照射することにより導体回路パターンを形成する際、下地の３次元構造体が露出することによって３次元構造体と導体回路間の電気絶縁性が確保できなくなることがある。なお、このような問題を解決するために、絶縁膜の膜厚を大きくする方法が考えられるが、この方法を用いた場合には、立体回路基板の放熱性が低下する可能性がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、放熱性を大幅に低下させることなく、３次元構造体と導体回路間の電気絶縁性を確保可能な立体回路基板の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る立体回路基板の製造方法は、金属材料により形成された３次元構造体の全面に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に導電性の下地膜を形成し、導体回路となる部分の少なくとも輪郭線上に電磁波を照射して下地膜を除去することによって、導体回路となる部分を非導体回路の部分から切り離し、導体回路となる部分の下地膜に電気めっき処理を施すことにより導体回路を形成する立体回路基板の製造方法であって、電磁波を照射する領域の絶縁膜の厚さを電磁波を照射しない領域の絶縁膜の厚さよりも厚く形成する。

本発明に係る立体回路基板の製造方法によれば、電磁波が照射される領域における絶縁膜の膜厚を電磁波が照射されない領域における絶縁膜の膜厚よりも大きくしているので、電磁波を照射することにより導体回路パターンを形成する際に下地の３次元構造体が露出することがなく、３次元構造体と導体回路間の電気絶縁性を確保することができる。また、電磁波が照射される領域における絶縁膜の膜厚のみを大きくしているので、立体回路基板の放熱性が大幅に低下することを防止できる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる立体回路基板の構成及びその製造方法について説明する。

〔立体回路基板の構成〕
本発明の実施形態となる立体回路基板１は、図１に示すように、全面に絶縁膜３が形成された３次元構造体と、３次元構造体の表面上に形成された絶縁膜４と、絶縁膜４の表面上に形成された導体回路５とを備える。３次元構造体はアルミニウム，銅，真鍮等の金属材料により形成されている。絶縁膜３は、耐摩耗性，耐薬品性に優れた、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂材料やテフロン（登録商標）等の熱可塑性樹脂材料により形成されている。絶縁膜４はアルミナやシリカ等の無機材料により形成されている。導体回路５は銅膜，Ｎｉめっき層，及びＡｕめっき層により形成されている。

なお、上記絶縁膜３は、アルミナやシリカ等の無機材料により形成してもよい。絶縁膜３を無機材料により形成した場合、絶縁膜３を樹脂材料により形成した場合と比較して耐熱性や機械的強度に優れた絶縁膜３を形成することができると共に、低誘電損失で高周波絶縁性が良好な絶縁膜３を形成することができる。

〔立体回路基板の製造方法〕
上記立体回路基板１を製造する際は、始めに、図２（ａ）に示すように鍛造，鋳造，切削，ＭＩＭ（Metal Injection Molding），プレス等の公知の加工技術を利用して３次元構造体２を形成した後に、図２（ｂ）に示すように３次元構造体２の全面に０．５〜２［μｍ］程度の膜厚の絶縁膜３を形成する。次に、図２（ｃ）に示すようにエアロゾルデポジション（ＡＤ）法，スパッタリング法，ＣＶＤ法，溶射法等の公知の成膜技術を利用して後述する工程において電磁波が照射される領域を少なくとも含む絶縁膜３表面上に５〜１０［μｍ］程度の膜厚の絶縁膜４を形成した後に、図２（ｄ）に示すようにスパッタリング法，真空蒸着法等の物理蒸着法や無電解めっき処理等の湿式法を利用して３次元構造体２の全面に銅膜６を形成する。

次に、図３（ｅ）に示すように電磁波を利用して回路部と非回路部の境界領域７に存在する銅膜６を除去した後に、図３（ｆ）に示すようにＮｉめっき処理及びＡｕめっき処理により回路部に対応する銅膜６の表面上に５〜５０［μｍ］程度の膜厚を有する導体回路５を形成する。なお、上記電磁波としては、ＴＨＧ−ＹＡＧレーザやＳＨＧ−ＹＡＧレーザ等の銅膜６の吸収率が高い波長を有するものを用いることが望ましい。そして最後に、図３（ｇ）に示すように表面に露出している銅膜６を除去することにより、立体回路基板１が製造される。

以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる立体回路基板１の製造方法では、電磁波が照射される領域を少なくとも含む絶縁膜３表面上に絶縁膜４を形成することにより、電磁波が照射される領域における絶縁膜の膜厚を電磁波が照射されない領域における絶縁膜の膜厚よりも大きくしているので、電磁波を照射することにより導体回路パターンを形成する際に下地の３次元構造体２が露出することがなく、３次元構造体２と導体回路５間の電気絶縁性を確保することができる。また、電磁波が照射される領域に対応する絶縁膜３表面上にのみ絶縁膜４を形成しているので、立体回路基板１の放熱性が大幅に低下することを防止できる。

また、本発明の実施形態となる立体回路基板１の製造方法では、絶縁膜４は常温で成膜可能なエアロゾルデポジション法により形成されるので、絶縁膜４を形成する際に加熱処理を必要とせず、立体回路基板１の製造プロセスを容易にすることができる。また、機械的強度に優れた絶縁膜４を部分的に精度よく形成することができる。

なお、上記絶縁膜３は、図４に示すように、電解めっき，無電解めっき，スパッタリング等の成膜技術を利用して３次元構造体２の表面上にアルミニウム膜８を形成し、希硫酸等を用いてアルミニウム膜８に対し陽極酸化処理を施すことによりアルミニウム膜８の表面にアルミニウム膜８の酸化皮膜であるアルマイト皮膜９を形成することにより、形成してもよい。このような製造方法によれば、３次元構造体２の表面上に絶縁膜３を均一に形成することができるので、３次元構造体２と導体回路５間の電気絶縁性をより確実に確保することができる。また、導体回路５が形成される領域では、絶縁膜４によりアルマイト皮膜９の微細孔が封孔されているので、導体回路５部分の耐食性，耐候性，耐汚染性を向上させることができる。

また、絶縁膜３をアルマイト皮膜９により形成した場合、図５に示すように、アルマイト皮膜９の表面上をシリカ等の無機材料１０によりコーティングした後に絶縁膜４を形成するようにしてもよい。このような製造方法によれば、アルマイト皮膜９の表面全体に存在する微細孔を無機材料１０によって封孔することができるので、立体回路基板１の耐食性，耐候性，耐汚染性を向上させることができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

本発明の実施形態となる立体回路基板の構成を示す斜視図である。図１に示す立体回路基板の製造方法を示す工程図である。図１に示す立体回路基板の製造方法を示す工程図である。本発明の実施形態となる立体回路基板の第１の応用例の構成を示す断面図である。本発明の実施形態となる立体回路基板の第２の応用例の構成を示す断面図である。

符号の説明

１：立体回路基板
２：３次元構造体
３，４：絶縁膜
５：導体回路
６：銅膜

Claims

金属材料により形成された３次元構造体の全面に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に導電性の下地膜を形成し、導体回路となる部分の少なくとも輪郭線上に電磁波を照射して下地膜を除去することによって、導体回路となる部分を非導体回路の部分から切り離し、導体回路となる部分の下地膜に電気めっき処理を施すことにより導体回路を形成する立体回路基板の製造方法であって、電磁波を照射する領域の絶縁膜の厚さを電磁波を照射しない領域の絶縁膜の厚さよりも厚く形成することを特徴とする立体回路基板の製造方法。
請求項１に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記絶縁膜を形成する工程は、第１の絶縁膜を形成する工程と、第１の絶縁膜上にさらに第２の絶縁膜を形成する工程とを有し、電磁波を照射する領域の絶縁膜の厚さは第２の絶縁膜によって電磁波を照射しない領域の絶縁膜の厚さよりも厚く形成されていることを特徴とする立体回路基板の製造方法。
請求項２に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記第２の絶縁膜を前記導体回路を形成する領域とその周辺領域に形成することを特徴とする立体回路基板の製造方法。
請求項２又は請求項３に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記第１絶縁膜は無機材料により形成されていることを特徴とする立体回路基板の製造方法。
請求項２乃至請求項４のうち、いずれか１項に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記第１絶縁膜を形成する工程は、前記３次元構造体の表面上にアルミニウム膜を形成する工程と、前記アルミニウム膜に対し陽極酸化処理を施すことによりアルミニウム膜表面にアルマイト皮膜を形成する工程とを有することを特徴とする立体回路基板の製造方法。
請求項５に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記第１絶縁膜を形成する工程はさらに、前記アルマイト皮膜表面を無機材料によりコーティングする処理を有することを特徴とする立体回路基板の製造方法。
請求項２乃至請求項６のうち、いずれか１項に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記第２絶縁膜を形成する工程はエアゾルデポジション法を用いて行われることを特徴とする立体回路基板の製造方法。