JP2009231393A

JP2009231393A - 配線基板作製方法及び配線基板

Info

Publication number: JP2009231393A
Application number: JP2008072565A
Authority: JP
Inventors: Hideki Suzuki; 秀樹鈴木
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Edge Inc
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2009-10-08

Abstract

【課題】本発明は、基板基材上に電子部品を実装させるための導電性の金属膜を形成する配線基板作製方法及び配線基板に関し、基板作製に際して工程削減と使用される導電金属材の無駄を省くことを目的とする。
【解決手段】導電性金属プレート１３上に接触又は微小間隔で位置された基板基材２１Ａの所定部分にレーザ１４Ａを照射し、レーザ照射時に、基板基材２１Ａのレーザ照射位置に穴部２２と、当該穴部２２の周辺に当該導電金属プレート１２へのレーザ照射で発生した金属イオン１３Ａを付着固化させた金属膜３１とを形成させる構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板基材上に電子部品を実装させるための導電性の金属膜を形成する配線基板作製方法及び配線基板に関する。

近年、配線基板はプリント基板として一般化しており、プリント基板には電子部品を実装することで回路が構成される配線部が形成された回路基板と、電子部品を実装してワイヤ等で配線を行わせるランド部のみが形成されたいわゆるベース基板とがある。これら配線基板の作製にあたっては、導電金属材で導電部分が形成されるものであるが、工程削減と使用される導電金属材の無駄をなくすことが望まれる。

従来、プリント基板を作製するにあたって、ランド部や配線部を形成する手法としてエッチング法を用いることが知られている。例えば、下記特許文献１のように、金属膜形成シート上に導電性金属膜を形成し、当該導電性金属膜上に回路受容基材を重ね合わせ、レーザ照射により照射位置の導電性金属を回路受容基材側に溶射させて回路形成させるものである。

また、下記特許文献２の図４のように、絶縁基板上に金属薄膜を形成し、回路として不要な部分にレーザを照射することにより照射部分の金属薄膜を金属粒子とさせて除去することも知られている。

特開２００４−２１４４２０号公報特開２００７−１８４５１０号公報

しかしながら、上記特許文献１では回路受容基材に導電性金属膜による回路形成させた場合の金属膜形成シート上に残存した導電性金属膜は廃棄されることになり、また、上記特許文献２では、回路として不要な部分の金属薄膜は除去されることによって回路が形成されるものであるから、廃棄や除去される金属は無駄であるという問題がある。なお、特許文献１においは、残存した導電性金属膜を溶融してリサイクルできると考えられるが、別工程で溶融させるに際してもコストがかかるという問題もある。また、上記特許文献１，２において、リード挿入型の電子部品の実装用とさせる場合には、金属膜形成の前段階又は後段階でリード挿入のための穴を形成させなければならず、別に加工工程が必要になるという問題もある。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、基板作製に際して工程削減と使用される導電金属材の無駄を省く配線基板作製方法及び配線基板を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明では、基板基材上に電子部品を実装させるための導電性の金属膜を形成する配線基板作製方法であって、導電性金属プレート上に接触又は微小間隔で前記基板基材を位置させ、上方より当該基板基材の所定部分にレーザを照射するステップと、前記レーザ照射時に、前記基板基材のレーザ照射位置に穴部と、当該穴部の周辺に前記導電金属プレートへの前記レーザ照射で発生した金属イオンを付着固化させた前記金属膜とを形成させるステップと、を含む構成とする。

請求項２の発明では、請求項１記載の配線基板作製方法であって、前記レーザ照射により形成される穴部及びその周辺の金属膜を、当該金属膜を一部重ねて連続に形成する構成である。

請求項３の発明では、基板基材上に電子部品を実装させるための導電性の金属膜を形成する配線基板であって、導電性金属プレート上に接触又は微小間隔で前記基板基材を位置させた状態で上方より当該基板基材の所定部分にレーザを照射し、当該レーザ照射時に形成される当該基板基材のレーザ照射位置の穴部、及び当該穴部の周辺に前記導電性金属プレートへの当該レーザ照射で発生した金属イオンを付着固化させた前記金属膜が連続又は不連続で設けられる構成とする。

本発明によれば、導電性金属プレート上に接触又は微小間隔で位置された基板基材の所定部分にレーザを照射し、レーザ照射時に、基板基材のレーザ照射位置に穴部と、当該穴部の周辺に当該導電金属プレートへのレーザ照射で発生した金属イオンを付着固化させた金属膜とを形成させる構成とすることにより、穴部と金属膜とがレーザ照射時に略同時に形成されることから、別工程で穴部を形成する必要がなく工程削減を図ることができ、また、基板基材に形成される金属膜は導電金属材から得られる金属イオンで形成されることから導電金属材の無駄をなくすことができるものである。

また、レーザ照射により形成される穴部及びその周辺の金属膜を、当該金属膜を一部重ねて連続に形成することにより、導電金属材の無駄をなくすことができると共に、従来のエンチング法によらず短時間で配線を形成させることができるものである。

以下、本発明の最良の実施形態を図により説明する。
図１に、本発明に係る配線基板作製装置の構成図を示す。図１（Ａ）は配線基板作製装置の構成図、図１（Ｂ）は主要部分の説明図である。図１（Ａ）、（Ｂ）において、配線基板作製装置１１は、基台１２上に導電性金属プレート１３が配置される。当該導電性金属プレート１３は、後述する基板基材上に金属膜を形成させる材料となるもので、電気抵抗が低い金属が好ましく、低コスト性から銅やアルミニウムが適している。

上記導電性金属プレート１３の上方には、ＸＹ駆動装置１４でＸＹ方向に移動自在なレーザ照射手段１５が配置される。レーザ照射手段１２より照射するレーザは、後述の形成する穴部と導電性金属プレート１３の材料により適宜選択するが（本実施形態では銅として説明する）、例えば銅の導電性金属プレート１３に適する波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＣＯ₂レーザ、エキシマレーザ、ディスクレーザ等が好ましい。

上記導電性金属プレート１３の両側には挾持ローラ１６，１６が配置され、基板基材２１Ａを当該導電性金属プレート１３上で固定させる役割をなす。基板基材２１Ａは、ここでは紙類や樹脂フィルムのものが使用され、図のようにロール状から順次供給することにより、当該導電性金属プレート１３上の領域部分を一として連続して複数形成させることができるものである。なお、基板基材２１Ａとして、従前より使用されているベークライト、エポキシ樹脂等の板状絶縁基板であっても適用することができる。

そこで、図２に、図１の配線基板作製の説明図を示す。図２（Ａ）において、まず、基台上１２の導電性金属プレート１３の上方に基板基材２１Ａが搬送される。例えば導電性金属プレート１３と基板基材２１Ａとを微小間隔の、例えば０．５ｍｍ程度としている。なお、基板基材２１Ａを導電性金属プレート１３に接触させてもよいことは確認されている。すなわち、導電性金属プレート１３と基板基材２１Ａとの間隔は０〜１ｍｍ程度である。

そこで、図２（Ｂ）に示すように、基板基材２１Ａの所定部分にレーザ照射手段１５より波長１０６４ｎｍ（導電性金属プレート１３を銅とした場合）のレーザ１５Ａを照射する。この場合、レーザ１５Ａの焦点は導電性金属プレート１３の表面に合致させるように調整される。

レーザ１５Ａの照射によって、基板基材（ここでは、紙類とする）２１Ａ上には穴部２２が形成されるが、形成される穴部２２の直径はΦ０．０５ｍｍ〜Φ３．０ｍｍに形成可能であり、Φ０．０８ｍｍ〜０．１ｍｍ程度が好ましい。したがって、導電性金属プレート１３と基板基材２１Ａとの間隔、形成させる穴部２２の直径に応じて、基板基材２１Ａとレーザ照射手段（レーザ照射口）１５との距離が設定される。

すなわち、図２（Ｃ）に示すように、レーザ１５Ａは、まず基板基材２１Ａ上に穴部２２を形成し、下方の導電性金属プレート１３をそのエネルギによって加熱することにより、導電性金属プレート１３の表面近傍がプラズマ状態となって金属イオンが飛翔する。このプラズマ金属イオン１３Ａが基板基材２１Ａの穴部２２の周辺に付着し、温度差によって固化されことによって銅の金属膜３１が形成される。この場合のレーザ１５Ａのエネルギ密度を５０〜４０００Ｊ／ｃｍ²とした場合として上記金属イオンの飛翔速度は０．５〜５Ｋｍ／ｓである。

なお、形成する金属膜３１の直径及び厚さは、レーザ照射時間や基板基材２１Ａと導電性金属プレート１３との距離に応じて適宜設定することができるものである。また、本実施形態では、レーザ照射を基板基材２１Ａに対して略垂直に照射させた形態としている。これによって、穴部２２の周辺に金属膜３１の径を均一に形成することができ、他の穴部２２における金属膜３１と同品質で形成することができるものである。

ところで、レーザ照射手段を照射するレーザが同軸上になるように複数配置して、複数のレーザ（例えば、ＣＯ₂レーザとエキシマレーザ）で照射することとしてもよい。例えば、ＣＯ₂レーザで基板基材２１Ａの穴部２２を形成し、エキシマレーザで導電性金属プレート１３を照射させるものである。

ここで、図３に、本発明に係る配線基板作製装置で作製された配線基板の説明図を示す。図３（Ａ）は、ＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）に使用される配線基板２１のアンテナ部としての配線部４１を形成させた場合を示している。すなわち、上記のように例えば紙類に穴部２２とその周辺の金属膜３１とを、当該金属膜３１の一部を重ねて多数連続させた配線部４１とし、また例えば４つを連続させて配線部４１とは不連続としたパッド４２を形成させたものである。

上記配線部４１は、ＲＦＩＤのアンテナ部としたものであり、連続した金属膜３１に対して穴部２２の影響が考えられるが、穴部２２の存在しないアンテナ部と比較しても通信距離等の性能が同等であることが確認されている。

また、図３（Ｂ）は、ベース基板５１の一部拡大図を示している。このベース基板５１とは、ランド部（導電部）のみが形成されたもので、電子部品が実装され、各電子部品間をワイヤ等で配線することで回路基板とさせるためのものである。すなわち、上記のように、レーザ照射によって、穴部２２とその周辺の金属膜３１とを不連続で、例えばマトリクス状に形成したものであり、従前の穴部の形成と金属膜の形成とが別工程でお行われたものが、本発明によって当該穴部２２と金属膜３１とを一度のレーザ照射によって形成させることができたものである。

このように、穴部２２と金属膜３１とがレーザ照射時に略同時に形成されることから、別工程で穴部２２を形成する必要がなく工程削減を図ることができ、また、基板基材２１Ａに形成される金属膜３１は導電性金属プレート１３の導電金属材より得られる金属イオンで形成されることから導電金属材の無駄をなくすことができるものである。

また、レーザ照射により形成される穴部２２及びその周辺の金属膜３１を、当該金属膜を一部重ねて連続に形成することにより、導電金属材の無駄をなくすことができると共に、従来のエンチング法によらず短時間で配線を形成させることができるものである。

本発明の配線基板作製方法は、配線基板及びベース基板を作製する産業に利用可能である。

本発明に係る配線基板作製装置の構成図である。図１の配線基板作製の説明図である。本発明に係る配線基板作製装置で作製された配線基板の説明図である。

符号の説明

１１配線基板作製装置
１２基台
１３導電性金属プレート
１４ＸＹ駆動手段
１５レーザ照射手段
１５Ａレーザ
１６挾持ローラ
２１配線基板
２１Ａ基板基材
２２孔
３１ランド部
４１配線部
５１ベース基板

Claims

基板基材上に電子部品を実装させるための導電性の金属膜を形成する配線基板作製方法であって、
導電性金属プレート上に接触又は微小間隔で前記基板基材を位置させ、上方より当該基板基材の所定部分にレーザを照射するステップと、
前記レーザ照射時に、前記基板基材のレーザ照射位置に穴部と、当該穴部の周辺に前記導電金属プレートへの前記レーザ照射で発生した金属イオンを付着固化させた前記金属膜とを形成させるステップと、
を含むことを特徴とする配線基板作製方法。
請求項１記載の配線基板作製方法であって、前記レーザ照射により形成される穴部及びその周辺の金属膜を、当該金属膜を一部重ねて連続に形成することを特徴とする配線基板作製方法。
基板基材上に電子部品を実装させるための導電性の金属膜を形成する配線基板であって、
導電性金属プレート上に接触又は微小間隔で前記基板基材を位置させた状態で上方より当該基板基材の所定部分にレーザを照射し、当該レーザ照射時に形成される当該基板基材のレーザ照射位置の穴部、及び当該穴部の周辺に前記導電性金属プレートへの当該レーザ照射で発生した金属イオンを付着固化させた前記金属膜が連続又は不連続で設けられることを特徴とする配線基板。