JP2015105401A - 基板製造用治具及び基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルパターンが設けられた基板を効率よく、また低コストで製造できる基板製造用治具及び基板の製造方法を提供する。
【解決手段】ベースフィルム５１の表面に配線６０Ａ，６０Ｂをめっき形成する際に用いる基板製造用治具であって、配線６０Ａ，６０Ｂに対応した配線パターン３０が形成されためっき処時にベースフィルム５１に当接されるめっきマスク２１Ａ，２１Ｂと、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂを支持すると共に配線パターン３０にめっき液を供給するめっき液流路１１Ａ，１１Ｂが形成された治具本体５Ａ，５Ｂとを有する。また前記配線パターン３０は、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂを貫通して形成された貫通パターン３１と、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂのベースフィルム５１と当接する当接面２９と反対側に設けられており貫通パターン３１に橋を掛け渡すように設けられたブリッジ部３２とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板に配線をめっき形成するのに用いる基板製造用治具、及びこの基板製造用治具を使用して基板を製造する基板の製造方法に関する。

近年、多機能携帯端末装置等に代表される電子機器の高性能化は著しく、多機能化したことによりバッテリの消費も早く、充電の頻度が以前の電子機器よりも頻繁になってきている。この充電においては利便性の面及び防水性の観点から、ワイヤレス給電が導入されるようになってきている。このワイヤレス給電は、ＷＰＣ(Wireless Power Consortium)によりQi規格が策定され、携帯電話を始めとして採用されつつある。

電磁誘導方式のワイヤレス給電装置では、送受信部に金属コイルが用いられている。この金属コイルは、絶縁材で被覆したコイル線材を渦巻き状に巻回することによりコイルを構成している。

しかしながら、このコイル線材の直径はφ0.2mm前後であり、また電磁誘導方式では配線を狭ピッチ化することが困難である。このため、金属コイルを用いた電磁誘導方式のワイヤレス給電装置では、金属コイルの配設スペースが大きくなるため、小型化を図ることができない。

そこで、受送信用コイルをフレキシブル基板に形成した構成のワイヤレス給電装置も提供されている（特許文献１、２参照）。フレキシブル基板を利用した場合、受送信用コイルの配線断面形状を矩形とした銅パターンで形成できるため、受送信用コイルの薄型化を図ることができる。

特開２００９−０８８１７８号公報 特開２０１１−１８７５５９号公報

ところで、高効率で電力電装するためには、コイル抵抗を低くすることが望ましい。このため、ワイヤレス給電に使用されるフレキシブル基板は、絶縁体よりなるベースフィルムの両面に、１mm以上の厚さを有する銅膜を形成する必要がある。

このようなフレキシブル基板を製造するには、ベースフィルムにパンチャー等で表裏を導通するための貫通穴を形成し、その表裏全面に銅めっきを行うことにより銅膜を形成し、この銅膜が形成されたベースフィルムに対してコイルパターンを形成していた。

このコイルパターンの形成方法としては、従来ではフォトファブリケーション法のサブトラクティブ法が用いられていた。具体的には、先ずベースフィルム（絶縁基板）に表裏面を導通するための貫通孔を形成し、その後にめっき法を用いてベースフィルムの表裏面の全面に銅膜を形成する。次に、ベースフィルムに感光体のレジストを塗布し、このレジストが塗布されたベースフィルム上にコイルパターンが描かれたマスク（レチクル）を配置する。

そして、マスクを介してレジストにコイルパターンを露光し、続いて現像を行うことによりコイルパターン以外のレジストを剥離する。次に、パターン形成されたレジストをマスクとして銅膜のエッチングを行い、その後にレジスト剥離を行うことによりベースフィルム上にコイルパターンを形成していた。

このように、従来のフレキシブル基板の製造方法では製造工程が長く、また副資材となるレジスト（感光体）やその溶解液、エッチング液、剥離液等と多くの資材が必要となる。このため、製造コストが高くなり、また製造効率も低下するという問題があった。

本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、コイルパターンが設けられた基板を効率よく、また低コストで製造できる基板製造用治具及び基板の製造方法を提供することにある。

本発明のある態様によると、
基板の表面に配線をめっき形成する際に用いる基板製造用治具であって、
前記配線に対応した配線パターンが形成され、めっき処時に前記基板に当接されるめっきマスクと、
前記めっきマスクを支持すると共に、前記配線パターンにめっき液を供給するめっき液流路が形成された治具本体とを有し、
前記配線パターンは、
前記めっきマスクを貫通して形成された貫通パターン部と、
前記めっきマスクの前記基板と当接する当接面と反対側に設けられており、前記貫通パターン部に橋を掛け渡すように設けられたブリッジ部とを備える。

また、本発明の他の態様によると、
絶縁性の基板本体の表裏面の少なくとも一方の面にシード層を形成する工程と、
前記基板本体の前記シード層が形成された面に前記めっきマスクが密着するよう、前記基板本体に請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板製造用治具を装着する工程と、
前記基板製造用治具にめっき液を供給し、前記基板本体に前記配線パターンに対応した配線をめっき形成する工程と、
前記配線のめっき形成後に、前記基板製造用治具を前記基板本体から取り外すと共に、前記シード層を除去する工程とを備える。

本発明のある態様によると、工程の短縮化かつ福資材を減少させかつめっき漏れの無いめっきコイル基板の製造が可能になる。

図１は、ある実施形態である基板製造用治具のクランプ解除状態を示す断面図である。 図２は、ある実施形態である基板製造用治具のクランプ状態を示す断面図である。 図３は、めっきマスクの正面図である。 図４は、配線パターンを拡大して示す図である。 図５は、めっきマスクの構成を概略的に示す概略構成図である。 図６は、図５に矢印Ａ−Ａで示す線に沿う断面図である。 図７はエリアプレートを示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 図８はめっき液噴出ノズルを示しており、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 図９は、基板固定枠を示す正面図である。 図１０は表面コイルが形成された基板を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図である。 図１１は、ある実施形態である基板の製造方法を説明するための図である。 図１２は、めっきマスクのブリッジ幅とブリッジ間隔を変化させた時のめっきの仕上がりを調べた実験結果を示す図である。 図１３は、ブリッジ幅とブリッジ間隔を説明するための図である。

次に、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。

なお、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、特に指定しない限り、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。従って、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。

また、以下説明する実施形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施形態に記述される全ての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

図１及び図２は、本発明のある実施形態である基板製造めっき治具１を示している。

この基板製造めっき治具１は、例えば電磁誘導式のワイヤレス給電に使用される基板を製造するのに用いられる。本実施形態では、ワイヤレス給電に使用される基板として、図１０に示される基板５０を製造する例について説明する。まず、基板製造めっき治具１の説明に先立ち、基板５０について説明する。

基板５０は、基板本体となるベースフィルム５１に表面コイル６０Ａ及び裏面コイル６０Ｂが形成された構成とされている。ベースフィルム５１は絶縁性を有する樹脂フィルムであり、例えばポリイミドフィルムを用いることができる。

表面コイル６０Ａ及び裏面コイル６０Ｂは、電磁誘導式のワイヤレス給電の受信コイルとなるものである。表面コイル６０Ａはベースフィルム５１の表面５１Ａに形成されている。また、裏面コイル６０Ｂはベースフィルム５１の裏面５１Ｂに形成されている。

このベースフィルム５１の表裏面５１Ａ，５１Ｂにそれぞれ形成されたコイル６０Ａ，６０Ｂの各端部６１Ａ，６１Ｂは、ベースフィルム５１を貫通して形成されたスルーホール６２により接続されている。よって、表面コイル６０Ａと裏面コイル６０Ｂは、スルーホール６２により電気的に接続されている。

この表面コイル６０Ａ及びと裏面コイル６０Ｂの材質は、本実施形態では銅を用いている。また表面コイル６０Ａ及びと裏面コイル６０Ｂは電磁誘導式のワイヤレス給電の受信コイルとして使用されるため、その厚さを１mm以上の大なる厚さとする必要がある。本実施形態では、基板製造めっき治具１を用いて、この大なる厚さを有する表面コイル６０Ａ及びと裏面コイル６０Ｂをベースフィルム５１上に効率的に製造する。

図１及び図２に戻り、基板製造めっき治具１について説明する。

基板製造めっき治具１は、表面用めっき治具２Ａと裏面用めっき治具２Ｂとを有している。この基板製造めっき治具１は、後述する基板５０の製造工程において、ベースフィルム５１に配設され、ベースフィルム５１に表面コイル６０Ａ及び裏面コイル６０Ｂを形成する際に用いられるものである。

なお、表面用めっき治具２Ａと裏面用めっき治具２Ｂは、裏面用めっき治具２Ｂにクッションゴム１５及びコイルバネ１６等が設けられている点を除き、同一或いは近似した構成とされている。このため、以下の説明においては表面用めっき治具２Ａと裏面用めっき治具２Ｂで対応する構成には同一符号を付し、表面用めっき治具２Ａの構成部品には符号に“Ａ”を添記し、裏面用めっき治具２Ｂの構成部品には符号に“Ｂ”を添記し、その説明は適宜まとめて説明するものとする。

めっき治具２Ａ，２Ｂは、固定プレート４Ａ，４Ｂ、治具本体５Ａ，５Ｂ、接続ユニオン１０Ａ，１０Ｂ、整流板１２Ａ，１２Ｂ、及びマスクユニット２０Ａ，２０Ｂ等を有している。

固定プレート４Ａ，４Ｂは、治具固定用ベース３Ａ，３Ｂに治具固定ネジ７Ａ，７Ｂを用いて固定される。治具固定用ベース３Ａ，３Ｂは、めっき装置に設けられている。よって、固定プレート４Ａ，４Ｂが治具固定用ベース３Ａ，３Ｂに固定されることにより、基板製造めっき治具１はめっき装置に固定される。

めっき装置（治具固定用ベース３Ａ，３Ｂ以外の図示は省略）は、めっき液を基板製造めっき治具１に供給するめっき液供給ポンプと、表面用めっき治具２Ａと裏面用めっき治具２Ｂをクランプ（圧接）させるクランプ機構等を有している。

治具固定用ベース３Ａ，３Ｂは、クランプ機の一部を構成している。この治具固定用ベース３Ａ，３Ｂは、クランプ機構により図１及び図２に矢印Ｘ１，Ｘ２で示す方向に移動する構成とされている。

また、治具固定用ベース３Ａ，３Ｂが矢印Ｘ１，Ｘ２で示す方向に移動することにより、表面用めっき治具２Ａ，２Ｂも矢印Ｘ１，Ｘ２で示す方向に移動する。よって、図１に示すように表面用めっき治具２Ａと裏面用めっき治具２Ｂとの間にベースフィルム５１を配置し、各めっき治具２Ａ，２Ｂを互いに近接するよう移動させてクランプすることにより、図２に示すようにベースフィルム５１は各めっき治具２Ａ，２Ｂに挟み込まれた状態となる。

治具本体５Ａ，５Ｂは、後述するめっきマスク２１Ａ，２１Ｂを支持する機能を有している。また治具本体５Ａ，５Ｂは、内部にめっき液が流れるめっき液流路１１Ａ，１１Ｂが形成されている。

治具本体５Ａは、固定プレート４Ａに直接固定されている。これに対して治具本体５Ｂは、クッションゴム１５及びコイルバネ１６を介して固定プレート４Ａに対して移動可能に取り付けられている。なお、クッションゴム１５は、固定プレート４Ａに固定されている。

図１に示す表面用めっき治具２Ａと裏面用めっき治具２Ｂのクランプが解除された状態（以下、この状態をクランプ解除状態という）では、治具本体５Ａはコイルバネ１６のバネ力により、治具本体５Ａとクッションゴム１５（固定プレート４Ａ）は離間した状態となっている。

これに対して、表面用めっき治具２Ａと裏面用めっき治具２Ｂがクランプされた状態（以下、この状態をクランプ状態という）では、クッションゴム１５は治具本体５Ａに圧接される。このクランプ状態では、クッションゴム１５は圧縮変形されるため、ベースフィルム５１に過剰な圧接力が印加されることを防止している。

治具本体５Ａ，５Ｂは、可動板８Ａ，８Ｂとマスク固定板９Ａ，９Ｂとにより構成されている。可動板８Ａ，８Ｂの下端部には、接続ユニオン１０Ａ，１０Ｂが設けられている。この接続ユニオン１０Ａ，１０Ｂは、図示しないめっき液供給ポンプに接続されている。

また、接続ユニオン１０Ａ，１０Ｂは、治具本体５Ａ，５Ｂ内に形成されためっき液流路１１Ａ，１１Ｂに接続されている。よって、めっき液は、めっき液供給ポンプから接続ユニオン１０Ａ，１０Ｂを介してめっき液流路１１Ａ，１１Ｂに供給される。

マスク固定板９Ａ，９Ｂは、可動板８Ａ，８Ａに対してベースフィルム５１の配置位置に近い側に一体的に配設されている。このマスク固定板９Ａ，９Ｂの内部には、後述するめっき液噴出ノズル２３Ａ，２３Ｂが配設されるマスク装着部１３Ａ，１３Ｂが形成されている。

マスク装着部１３Ａ，１３Ｂは、めっき液流路１１Ｂの一部としても機能するものである。このマスク装着部１３Ａ，１３Ｂの下部には、排出口１４Ａ，１４Ｂが接続されている。めっき処理が行われためっき液は、排出口１４Ａ，１４Ｂからめっき液供給ポンプに還流する。

また、可動板８Ａと可動板８Ａとが対向する位置で、めっき液流路１１Ａ，１１Ｂの流路途中位置には整流板１２Ａ，１２Ｂが配設されている。後述するように基板５０の各コイル６０Ａ，６０Ｂは、電解めっき法を用いて形成される。整流板１２Ａ，１２Ｂは、この電解めっきを行う際にカソード電極として機能するものである。この整流板１２Ａ，１２Ｂは、めっき液が通過可能な構成とされている。

マスクユニット２０Ａ，２０Ｂは、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂ、エリアプレート２２Ａ，２２Ｂ、及びめっき液噴出ノズル２３Ａ，２３Ｂ等を有している。

図３〜図６は、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂを説明するための図である。

なお、図３はめっきマスク２１Ａ，２１Ｂの正面図、図４は配線パターン３０の拡大図、
図５はめっきマスク２１Ａ，２１Ｂの概略構成図、図６は図５に矢印Ａ−Ａで示す線に沿う断面図である。

めっきマスク２１Ａ，２１Ｂは、マスク本体２７の中央に配線パターン３０が形成された構成とされている。この配線パターン３０は、基板５０に形成される表面コイル６０Ａ，６０Ｂの形状に対応した形状とされている。

なお、図３及び図４では裏面コイル６０Ｂに対応した配線パターン３０を有しためっきマスク２１Ｂを示し、図５では表面コイル６０Ａに対応した配線パターン３０を有しためっきマスク２１Ａを示している。しかしながら、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂに形成された各配線パターン３０は上下で鏡面対称である点を除いて同一構成である。よって、めっきマスク２１Ａとめっきマスク２１Ｂの説明は、一括的に行うものとする。また図５では、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂの構成をより明確に示すため、図３及び図４に示した配線パターン３０を概略化して示している。

マスク本体２７は、内部に強化芯２８が内設されている。このマスク本体２７はシリコン樹脂により形成されており、また強化芯２８はガラス−エポキシ樹脂により形成されている。

このマスク本体２７を製造するには、配線パターン３０に対応したパターンが形成された金型半体と、配線パターン３０に対応したパターンが形成された強化芯２８を作製しておく。そして、金型半体に形成されたパターンと強化芯２８のパターンが一致するよう位置決めし、強化芯２８を金型内に装着する。

そして、強化芯２８を金型半体に装着した状態で、シリコン樹脂（例えば東芝シリコン（型番TSE3403））を金型半体内に流し込み、アズワン製デシケーター（VE-ALL）で１０分脱泡し、その上に平面状の金型半体を重ねてネジ止めし、１５０℃で約４０分乾燥し、以上の工程を実施することによりめっきマスク２１Ａ，２１Ｂを作製する。

上記のように作製されるめっきマスク２１Ａ，２１Ｂは、後述するようにベースフィルム５１に各コイル６０Ａ，６０Ｂを形成する際にベースフィルム５１に密着される。しかしながら、配線パターン３０が形成されたマスク本体２７は、密着性の高いシリコン樹脂により形成されている。また、マスク本体２７の内部に強化芯２８が埋め込まれることにより、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂはクランプ時に変形しない所定の強度を有している。よって、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂを用いることにより、ベースフィルム５１に対して各コイル６０Ａ，６０Ｂを確実に形成することができる。

なお、図６において矢印Ｗで示す寸法はコイル６０Ａ，６０Ｂの配線幅となり、矢印Ｓで示す寸法はコイル６０Ａ，６０Ｂの配線間隔となる。

次に、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂに形成される配線パターン３０について説明する。

なお、上記のようにめっきマスク２１Ａ，２１Ｂに形成された各配線パターン３０は上下で鏡面対称である点を除いて同一構成であるため、配線パターン３０の説明についても一括的に行うものとする。

配線パターン３０は、貫通パターン３１とブリッジ部３２とにより構成されている。

貫通パターン３１は、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂを貫通して形成されている。具体的には、貫通パターン３１はマスク本体２７及び強化芯２８を貫通して形成されている。よって、めっき液はめっきマスク２１Ａの表面と背面との間で流通可能な構成とになっている。

ブリッジ部３２は、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂの基板５０（ベースフィルム５１）と当接（密着）する当接面２９と反対側に設けられている（図６参照）。このブリッジ部３２は、貫通パターン３１に橋を掛け渡したような形状とされている。従って、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂをめっき液が通過する際、めっき液はブリッジ部３２の下部空間部３２ａ（図６に矢印で示す）内も流れる。

めっきマスク２１Ａ，２１Ｂは、貫通孔である貫通パターン３１を形成することにより強度が低下することが考えられる。しかしながら、ブリッジ部３２を設けることにより、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂの強度を高めることができる。また、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂは弾性を有するシリコン樹脂よりなるマスク本体２７と、所定の剛性を有する強化芯２８とにより構成されているが、ブリッジ部３２はマスク本体２７が強化芯２８から浮き上がるのを防止する機能も奏する。

更に、貫通パターン３１及びブリッジ部３２の下端部の角部には、換言すると、貫通パターン３１及びブリッジ部３２の下端部と当接面２９との境界部には、段部３３が形成されている。

次に、エリアプレート２２Ａ，２２Ｂについて説明する。

図７は、エリアプレート２２Ａ，２２Ｂを示している。エリアプレート２２Ａ，２２Ｂは、プレート本体３５、ノズル装着用凹部３６、及びプレート側配線パターン３７等を有している。このエリアプレート２２Ａ，２２Ｂはめっきマスク２１Ａ，２１Ｂを支持すると共に補強する機能を奏するものである。めっきマスク２１Ａ，２１Ｂは、プレート本体３５の図７に符号３９で示すマスク装着領域に取り付けられる。

プレート本体３５はエリアプレート２２Ａ，２２Ｂの基部となるものであり、矩形の樹脂基板により構成されている。このプレート本体３５は、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂを補強するに足る所定の強度を有している。

プレート本体３５のマスク装着領域３９の形成面には、プレート側配線パターン３７が形成されている。このプレート側配線パターン３７の形状は、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂに形成された配線パターン３０と対応した形状とされている。

めっきマスク２１Ａ，２１Ｂがエリアプレート２２Ａ，２２Ｂに配設される際、配線パターン３０とプレート側配線パターン３７は一致するよう位置決めが行われる。よって、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂがエリアプレート２２Ａ，２２Ｂに取り付けられた状態においても、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂ及びエリアプレート２２Ａ，２２Ｂの表裏でめっき液は配線パターン３０及びプレート側配線パターン３７を介して流通できる構成となっている。

また、プレート本体３５のマスク装着領域３９と反対側の面には、ノズル装着用凹部３６が形成されている。このノズル装着用凹部３６には、後述するめっき液噴出ノズル２３Ａ，２３Ｂが装着される。

次に、めっき液噴出ノズル２３Ａ，２３Ｂについて説明する。

めっき液噴出ノズル２３Ａ，２３Ｂは、基部４０、突出部４１、凹部４２、及び噴出孔４３等を有している。

基部４０及び突出部４１は、金属により形成されている。基部４０と突出部４１はプレス加工により一体的に形成してもよく、また基部４０と突出部４１を溶接により一体化した構成としてもよい。

突出部４１の形状は、エリアプレート２２Ａ，２２Ｂに形成されたノズル装着用凹部３６と対応した形状とされている。即ち、突出部４１は、ノズル装着用凹部３６内に挿入可能な構成とされている（図１参照）。

また突出部４１には、多数の噴出孔４３が形成されている。本実施形態では、図８（Ａ）に示すように、中心位置に対して放射状に形成されている。めっき液は、後述するように、この噴出孔４３からめっきマスク２１Ａ，２１Ｂに向けて噴射される。

上記の構成とされた各マスクユニット２０Ａ，２０Ｂ（めっきマスク２１Ａ，２１Ｂ、エリアプレート２２Ａ．２２Ｂ、めっき液噴出ノズル２３Ａ，２３Ｂ）は、治具本体５Ａ，５Ｂに固定される。具体的には、マスクユニット２０Ａ，２０Ｂを治具本体５Ａ，５Ｂに固定するには、先ずめっき液噴出ノズル２３Ａ，２３Ｂを可動板８Ａ，８Ｂに固定する。この固定は、固定ボルト（図示せず）を固定用孔４４に挿通した上でマスク固定板９Ｂのネジ孔（図示せず）に螺着することにより行うことができる。

この固定状態において、液噴出ノズル２３Ａ，２３Ｂの突出部４１は整流板１２Ａ，１２Ｂと対向し、まためっき液流路１１Ａ，１１Ｂの流路内に位置した状態となる。

めっき液噴出ノズル２３Ａ，２３Ｂを可動板８Ａに固定すると、エリアプレート２２Ａ，２２Ｂをマスク固定板９Ｂに固定する。この固定は、固定ボルト（図示せず）を固定用孔３８に挿通した上でマスク固定板９Ａ，９Ｂのネジ孔（図示せず）に螺着することにより行うことができる。

この際、予めめっきマスク２１Ａ，２１Ｂをエリアプレート２２Ａ，２２Ｂのマスク装着領域３９に固定しておく。よって、エリアプレート２２Ａ，２２Ｂをマスク固定板９Ａ，９Ｂに固定することにより、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂはエリアプレート２２Ａ，２２Ｂを介してマスク固定板９Ａ，９Ｂに固定される。

このように、マスクユニット２０Ａ，２０Ｂが治具本体５Ａ，５Ｂに固定された状態において、配線パターン３０及びプレート側配線パターン３７は、めっき液噴出ノズル２３Ａの噴出孔４３と対向した状態となっている。

なおエリアプレート２２Ａ，２２Ｂの互いに対向する面には、位置決めピン２４と位置決め孔２５が形成されている。表面用めっき治具２Ａと裏面用めっき治具２Ｂがクランプする際、位置決めピン２４が位置決め孔２５に挿入することにより各めっき治具２Ａ，２Ｂの位置決めが行われる。

上記構成とされた基板製造めっき治具１では、めっき液供給ポンプから供給されるめっき液は、接続ユニオン１０Ａ，１０Ｂからめっき治具２Ａ，２Ｂ内に流入する。図１及び図２に示す矢印は、基板製造めっき治具１内におけるめっき液の流れを示している。

めっき治具２Ａ，２Ｂ内に流入しためっき液は、めっき液流路１１Ａ，１１Ｂを通り整流板１２Ａ，１２Ｂ（カソード電極）を通過した後に、めっき液噴出ノズル２３Ａ，２３Ｂの凹部４２に流入する。

続いてめっき液は、めっき液噴出ノズル２３Ａ，２３Ｂに形成された噴出孔４３から、配線パターン３０，３７に向けて噴射される。この際、噴出孔４３は前記のように放射状に形成されているため、複雑なコイル形状とされていても配線パターン３０，３７にめっき液を確実に供給することができる。

表面用めっき治具２Ａと裏面用めっき治具２Ｂがクランプされた状態では、めっきマスク２１Ａはベースフィルム５１の表面５１Ａに密着し、めっきマスク２１Ｂはベースフィルム５１の裏面５１Ｂに密着している。よって、エリアプレート２２Ａ，２２Ｂの噴出孔４３から噴射されためっき液は、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂの配線パターン３０（貫通パターン３１及びブリッジ部３２）内に流入する。

なお、余剰となっためっき液は、排出口１４Ａ，１４Ｂからめっき液供給ポンプに還流される。

次に、上記の基板製造めっき治具１を用いて基板５０を製造する方法について説明する。

図１１は、基板５０の製造方法を概略的に示す図である。基板５０を製造するには、ベースフィルム５１を用意する。このベースフィルム５１は、例えば厚さが２５μｍ以上の絶縁性フィルムである。絶縁性フィルムとしては、ポリイミドフィルムを用いることができる。

まず、このベースフィルム５１には、位置決め孔やスルーホールとなる貫通孔６３が形成される。この貫通孔６３は、パンチャー等を用いて形成される。図１１（Ａ）は、貫通孔６３が形成されたベースフィルム５１を示している。なお、図１１（Ａ）に示す貫通孔６３は、スルーホールとなる孔を例示している。

次に、ベースフィルム５１の表面にシード層６５を形成する。図１１（Ｂ）は、ベースフィルム５１にシード層６５が形成された状態を示している。

本実施形態では、スパッタリング法を用いて、ベースフィルム５１の表面５１Ａ，裏面５１Ｂ，及び貫通孔６３の内壁に０．３〜１．０μｍの厚さの銅膜を形成している。なお、シード層６５を形成する他の方法としては、スパッタリング法を用いて銅の薄膜を形成した後、この薄膜上に薄厚銅めっき施すことにより同等のシード層６５を形成することとしてもよい。

シード層６５が形成されたベースフィルム５１は、図９に示す基板固定枠５２に装着される。基板固定枠５２は、枠部５３、把持部５４、及び取り付け板５５等を有している。枠部５３は導電性を有した金属により形成されており、略コ字状の形状を有している。この枠部５３は、後述する電解めっきを行う際、アノード電極として機能するものである。

枠部５３の中央位置には、作業者が把持する把持部５４が設けられている。また、枠部５３の両端部には、取り付け板５５が取り付け可能な構成とされている。

基板５０は、その両端部が手締めネジ５６を用いて一対の取り付け板５５の間に挟まれるように固定される。よって、基板５０は取り付け板５５を介して枠部５３に取り付けられる。この際、取り付け板５５は導電性金属により形成されているため、アノード電極として機能する枠部５３は基板５０と電気的に接続される。

基板固定枠５２に装着された基板５０は、図１に示すクランプ解除状態にある基板製造めっき治具１に装着される。

基板５０が基板製造めっき治具１に装着されると、めっき装置のクランプ機構（図示せず）が駆動し、図１に示す治具固定用ベース３Ａ，３Ｂは内側に向けて移動する。これにより、表面用めっき治具２Ａと裏面用めっき治具２Ｂはクランプされ、図２に示すクランプ状態となる。この際、表面用めっき治具２Ａと裏面用めっき治具２Ｂは、例えば約０．４ＭＰＡの圧力で押し当てられる。

クランプ状態では、マスクユニット２０Ａ，２０Ｂを構成するめっきマスク２１Ａ，２１Ｂは、ベースフィルム５１の表面に液密に密着する。図１１（Ｃ）は、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂがベースフィルム５１に圧接された状態を示している。

マスク２１Ａ，２１Ｂがベースフィルム５１の両面に密着されると、めっき液供給ポンプからめっき液がめっき治具２Ａ，２Ｂのめっき液流路１１Ａ，１１Ｂに供給される。液流路１１Ａ，１１Ｂに供給されためっき液は、整流板１２Ａ，１２Ｂ、めっき液噴出ノズル２３Ａ，２３Ｂの噴出孔４３、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂ及びエリアプレート２２Ａ，２２Ｂの各配線パターン３０，３７等を介して貫通パターン３１及びブリッジ部３２に供給される。

めっき液の流路の途中にはカソード電極として機能しめっき電流密度を得る整流板１２Ａ，１２Ｂが配設されており、ベースフィルム５１の表面に形成されたシード層６５は、取り付け板５５を介してカード電極として機能する枠部５３に接続されている。また、めっき液は整流板１２Ａ，１２Ｂ及びシード層６５にそれぞれ接している。

よって、シード層６５上でめっきマスク２１Ａ，２１Ｂから露出した部分、即ち貫通パターン３１及びブリッジ部３２が設けられた位置には電解めっきが行われ、銅パターン６７Ａ，６７Ｂが形成される。

この際、銅パターン６７Ａ，６７Ｂは、その厚さが１mm以上となるよう設定されている。この銅パターン６７Ａ，６７Ｂの厚さの制御は、めっき時間，めっき温度等のめっき条件を適宜設定することにより行うことができる。

また、銅パターン６７Ａ，６７Ｂが形成される際、貫通孔６３の内部にも銅めっきが行われ、スルーホール６２が形成される。よって、銅パターン６７Ａと銅パターン６７Ｂは、スルーホール６２により電気的に接続された状態となる。

図１１（Ｄ）は、シード層６５上に銅パターン６７Ａ，６７Ｂ及びスルーホール６２が形成された状態を示している。同図に示されるように、銅パターン６７Ａ，６７Ｂは、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂのベースフィルム５１と密着する側に設けられた段部３３（図６参照）の間に形成される。

銅パターン６７Ａ，６７Ｂが形成されると、ベースフィルム５１は基板製造めっき治具１から取り外される。図１１（Ｅ）は、ベースフィルム５１が基板製造めっき治具１から取り外された状態を示している。

続いて、シード層６５を除去するフラッシュエッチングが実施される。本実施形態ではシード層６５として銅を用いているため、シード層６５の除去は塩化第二銅液を用いたフラッシュエッチングにより実施することができる。

このフラッシュエッチングを実施することにより、隣接する銅パターン６７Ａ，６７Ｂは電気的に分離され、表面コイル６０Ａ，６０Ｂが形成される。その後、洗浄等の仕上げ処理を行うことにより、図１１（Ｆ）に示す基板５０が製造される。

上記のように基板製造めっき治具１を用いた基板５０の製造方法では、フォトファブリケーション法のセミアディティブ法と同様にベースフィルム５１の全面にシード層６５を形成し、このシード層６５を給電電極として表面コイル６０Ａ，６０Ｂを形成する。

この際、本実施形態に係る製造方法ではレジストを用いることなく、マスク２１Ａ，２１Ｂを用いて表面コイル６０Ａ，６０Ｂを電解めっきにより形成する。めっきマスク２１Ａ，２１Ｂは金型を用いたモールド法を用いて形成されるため、表面コイル６０Ａ，６０Ｂの形成位置に対応する部位の高さを、電磁誘導式のワイヤレス給電の受信コイルとして使用可能となる１mm以上の高さに容易に設定することができる。

また、基板製造めっき治具１は繰り返し使用することが可能であるため、一般に実施されているセミアディティブめっき工法と異なり、副資材となるレジスト（感光体）やその溶解液、エッチング液、剥離液等と多くの資材が不要となる。更に、レジストの配設工程、露光工程、現像工程等が不要となるため、製造工程の短縮を図ることができる。

よって、本実施形態に係る製造方法を用いて基板５０を製造することにより、製造コストの低下及び製造効率の向上を図ることができる。

ところで、本実施形態に係る基板製造めっき治具１は、めっきマスク２１Ａ，２１Ｂに所定の強度を持たせる等の必要性から、各配線パターン３０，３７にブリッジ部３２を設けた構成としている。

しかしながら、ブリッジ部３２を設けることによりめっき液の流れは変化するため、ブリッジ部３２が多数形成されためっきマスク２１Ａ，２１Ｂを用いた場合、めっき形成されたコイル６０Ａ，６０Ｂの表面に凹凸（以下、めっき表面段差という）が形成される懸念がある。また、めっき表面段差を良好にするためブリッジ部３２の配設数が少ないめっきマスク２１Ａ，２１Ｂを用いた場合、強度不足からめっき液の圧力にマスク２１Ａ，２１Ｂが耐えられず、めっき液が漏れる可能性がある。

そこで本発明者は、ブリッジ部３２を適正に配置するためブリッジ部３２の幅寸法（以下、ブリッジ幅という）を変化させると共に、ブリッジ幅とブリッジ間隔との比を変化させる実験を行った。図１２はその実験結果を示す図であり、図１３はその実験方法を説明するための図である。

本実験においてブリッジ幅とは、図１３に示すように、貫通パターン３１の列設された方向（図１３（Ａ）〜（Ｃ）に矢印Ｄで示す）に対するブリッジ部３２の長さをいうものとする。この貫通パターン３１の列設方向は、配線パターン３０の延在方向と同一方向となる。

なお、コイル６０Ａ，６０Ｂはコイル形状であるため、この列設方向Ｄは図５に矢印Ｘで示す方向である場合、また図５に矢印Ｙで示す方向である場合がある。

また本実験において、ブリッジ間隔幅とは、一対のブリッジ部３２に挟まれた貫通パターン３１の長さをいうものとする。

図１３（Ａ）に示す例は、ブリッジ部３２のブリッジ幅Ｂと貫通パターン３１のブリッジ間隔Ｍ１が等しい場合を示している（Ｍ１=Ｂ）。この場合、ブリッジ幅（Ｂ）とブリッジ間隔（Ｍ１）との比は、Ｂ：Ｍ１=１：１である。

図１３（Ｂ）に示す例は、ブリッジ部３２のブリッジ幅Ｂに対し、貫通パターン３１のブリッジ間隔Ｍ２が２倍の長さである場合を示している（Ｍ２=２×Ｂ）。この場合、ブリッジ幅（Ｂ）とブリッジ間隔（Ｍ２）との比は、Ｂ：Ｍ２=１：２である。

図１３（Ｃ）に示す例は、ブリッジ部３２のブリッジ幅Ｂに対し、貫通パターン３１のブリッジ間隔Ｍ３が３倍の長さである場合を示している（Ｍ３=３×Ｂ）。この場合、ブリッジ幅（Ｂ）とブリッジ間隔（Ｍ３）との比は、Ｂ：Ｍ３=１：３である。

図１３（Ｄ）に示す例は、ブリッジ部３２のブリッジ幅Ｂに対し、貫通パターン３１のブリッジ間隔Ｍ４が４倍の長さである場合を示している（Ｍ４=４×Ｂ）。この場合、ブリッジ幅（Ｂ）とブリッジ間隔（Ｍ４）との比は、Ｂ：Ｍ４=１：４である。

更に、図１３（Ｅ）に示す例は、ブリッジ部３２のブリッジ幅Ｂに対し、貫通パターン３１のブリッジ間隔Ｍ５が５倍の長さである場合を示している（Ｍ５=５×Ｂ）。この場合、ブリッジ幅（Ｂ）とブリッジ間隔（Ｍ５）との比は、Ｂ：Ｍ５=１：５である。

また本実験に用いた基板５０のサンプルは、コイル６０Ａ，６０Ｂの配線幅を１．６mm、隙間を０．８ｍｍとした。このコイル６０Ａ，６０Ｂは、厚さ２５μｍのポリイミドフィルム（カプトン ＥＮ−Ｃ）よりなるベースフィルム５１を用いて、スパッタリング法によりフィルム両面に銅よりなるシード層６５を０．２μｍの厚さで形成し、ヤマハ製のフィルムパンチャー(YFP2)にて位置合わせ穴とスルーホールの孔を形成した。

また、硫酸めっき浴条件は銅濃度40〜60g/L、硫濃度150〜200g/L、温度50〜70℃とし、電流密度20〜30A/dｍ^２でめっき流速20〜３0L/minで、表面用めっき治具２Ａ，２Ｂのクランプ力は0.4MPａとした。

以上の条件下で、ブリッジ幅が０．８mm，１．６mm，２．０mmと隙間を振った試験を実施した。また図１２において、めっき漏れの×は配線幅の１０％以上漏れている場合を示し、めっき表面段差は段差寸法が１０μｍ以上あった場合×して示している。

上記事項に基づき図１２の実験結果を考察すると、めっき漏れはブリッジ幅が１．６mm以上２．０mm以下である場合が良好であることが分かる。まためっき表面段差は、ブリッジ幅とブリッジ間隔の比が１：３以上である場合が良好であることが分かる。更に、めっき漏れ及びめっき表面段差が共に良好なのは、ブリッジ幅が１．６mmで、ブリッジ幅とブリッジ間隔の比が１：３以上１：４以下であることが分かった。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

例えば、上記した実施形態においては、表面５０Ａに表面コイル６０Ａを形成し、裏面５０Ｂに裏面コイル６０Ｂを形成し、これをスルーホール６２で接続した構成とした基板５０を製造する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、基板の片面にみにコイルを形成する場合にも適用が可能なものである。

また、基板５０に形成する配線はコイルに限定されるものではなく、直線状、円形状等の種々の形状の配線を形成するのに適用が可能なものである。

１ 基板製造めっき治具
２Ａ 表面用めっき治具
２Ｂ 裏面用めっき治具
３Ａ，３Ｂ 治具固定用ベース
４Ａ，４Ｂ 固定プレート
５Ａ，５Ｂ 治具本体
８Ａ，８Ｂ 可動板
９Ａ，９Ｂ マスク固定板
１０Ａ，１０Ｂ 接続ユニオン
１１Ａ，１１Ｂ めっき液流路
１２Ａ，１２Ｂ 整流板
１３Ａ，１３Ｂ マスク装着部
１４Ａ，１４Ｂ 排出口
２０Ａ，２０Ｂ マスクユニット
２１Ａ，２１Ｂ めっきマスク
２２Ａ，２２Ｂ エリアプレート
２３Ａ，２３Ｂ めっき液噴出ノズル
２７ マスク本体
２８ 強化芯
３０ 配線パターン
３１ 貫通パターン
３２ ブリッジ部
３５ プレート本体
３６ ノズル装着用凹部
３７ プレート側配線パターン
３８ 固定用孔
３９ マスク装着領域
４０ 基部
４１ 突出部
４２ 凹部
４３ 噴出孔
４４ 固定用孔
５０ 基板
５１ ベースフィルム
５２ 基板固定枠
６０Ａ、６０Ｂ 表面コイル
６２ スルーホール
６３ 貫通孔
６５ シード層
６７Ａ，６７Ｂ 銅パターン
Ｂ ブリッジ幅
Ｍ ブリッジ間隔
Ｈ 配線厚さ
Ｓ 配線間隔
Ｗ 配線幅

Claims (8)

1. 基板の表面に配線をめっき形成する際に用いる基板製造用治具であって、
   前記配線に対応した配線パターンが形成され、めっき処時に前記基板に当接されるめっきマスクと、
   前記めっきマスクを支持すると共に、前記配線パターンにめっき液を供給するめっき液流路が形成された治具本体とを有し、
   前記配線パターンは、
   前記めっきマスクを貫通して形成された貫通パターン部と、
   前記めっきマスクの前記基板と当接する当接面と反対側に設けられており、前記貫通パターン部に橋を掛け渡すように設けられたブリッジ部と
   を有することを特徴とする基板製造用治具。
2. 前記ブリッジ部は、
   前記配線パターンの延在方向に対する寸法であるブリッジ幅の寸法を１．６mm以上２mm以下に設定し、
   前記配線パターンの延在方向に直交する方向の寸法を前記ブリッジ幅の３倍以上４倍以下に設定したことを特徴とする請求項１記載の基板製造用治具。
3. 前記めっきマスクは、前記配線パターンに対応したパターンを有した補強芯が内設されていることを特徴とする請求項１又は２記載の基板製造用治具。
4. 前記配線パターンは、コイル形状とされていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板製造用治具。
5. 絶縁性の基板本体の表裏面の少なくとも一方の面にシード層を形成する工程と、
   前記基板本体の前記シード層が形成された面に前記めっきマスクが密着するよう、前記基板本体に請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板製造用治具を装着する工程と、
   前記基板製造用治具にめっき液を供給し、前記基板本体に前記配線パターンに対応した配線をめっき形成する工程と、
   前記配線のめっき形成後に、前記基板製造用治具を前記基板本体から取り外すと共に、前記シード層を除去する工程と、
   を有することを特徴とする基板の製造方法。
6. 前記配線をめっき形成する際、前記シード層を給電配線とした電解めっき法を用いて形成することを特徴とする請求項５記載の基板の製造方法。
7. 前記配線の厚さが１mm以上となるようめっきすることを特徴とする請求項５又は６記載の基板の製造方法。
8. 前記基板本体の所定位置に貫通孔を形成すると共に、前記貫通孔内にも前記シード層を形成し、
   前記配線をめっきする際、前記貫通孔内にもめっきを行うことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
   

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