JP3695789B2 - 立体基板及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、IC、LSI、LED等を高密度に実装するための凹凸やそれらを接続するための回路パターンが形成された立体基板及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より使用されている立体基板は、図13に示すようなモールド成形によるものであった。この立体基板は、プラスチックの成形品からなる基板体2と、その表面に形成された回路パターン部4とから構成されていた。例えば、この基板体2は、チップ型LED等に用いられている基板と同様に、直方体をなし、その上面には断面が逆向きの台形をなすような凹部2aが形成されている。このような立体形状を有する基板体2は、金属メッキが可能な熱可塑性プラスチック材をインジェクション成形することにより形成されていた。また、回路パターン部4は、基板体2の表面に無電解メッキ又は電気メッキを施すことにより形成されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の立体基板の回路パターン部4の形成には、エッチング工程等において基板体2の表面に紫外線を照射する露光工程が必要であった。このため、回路パターン部4をほぼ直角な角部や複雑な形状の面上に形成する場合に、十分露光させることができないことがあり、歩留りが低下するという課題があった。
【0004】
また、超精密な0.1mm〜0.2mm程度のピッチ間隔でパターンを形成するファインパターンを基板体2の形状に沿って形成することも極めて困難であった。
【0005】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、回路パターンをほぼ直角又は複雑な形状を有する部分に形成することを可能にして、品質の優れた、より高精度で高密度な回路パターンを有する立体基板を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の立体基板は、上面の中央に直方体の凹部が設けられた直方体をなす基板体と、表面にファインパターンからなる回路パターンが形成され、前記凹部に適合する幅を有し、前記凹部と前記基板体の形状に沿って、前記基板体の上面から下面までを抱え込むような形状に変形されて前記基板体に一体化された帯状のフィルムと、からなるものである。
【0007】
上記基板体とフィルムは、フィルムを熱変形させた後基板体に嵌合し熱カシメすることにより一体化するか、又はフィルムを熱変形させた後基板体に嵌合し超音波融着することにより一体化するか、又はフィルムを熱変形させた後基板体に接着することにより一体化している。
【0008】
【作用】
本発明における立体基板は、必要な立体形状に形成された基板体と、予め回路パターンが形成されたフィルムとから構成されている。このフィルムは熱可塑性を有するものであり、回路パターンを形成した後基板体の形状に合わせて変形される。このため、高精度かつ高密度に回路パターンをフィルム上に形成することができ、更にそのフィルムを基板体に合わせて変形させることにより複雑な形状に沿って回路パターンを確実に形成することができる。
【0009】
【実施例】
図1は本発明の一実施例に係る立体基板の斜視図、図2はその断面図である。図中の6はプラスチックからなる基板体であり、本実施例においては直方体をなし、その上面6aの中央には凹部6bが設けられている。この凹部6bは、上面6a等と同様に水平な底面6cとこの底面6cからほぼ垂直に立ち上がる内側面6dで囲まれて形成されている。
【0010】
8は熱可塑性ポリイミドフィルムからなるフィルムである。このフィルム8は、図3に示すように、平坦な帯状をなすものであり、加熱しながら塑性変形させることにより所望の形状に変形することができるものである。このフィルム8の表面には、超精密なファインパターンからなる回路パターン10が変形前に形成されている。
【0011】
上記フィルム8は、図1及び図2に示すように、基板体6の表面の形状に合致するように変形されて一体化されている。即ち、基板体6の上面6aだけでなく、凹部6b内の内側面6dや底面6c、更には外側面6fや下面6eにまで回り込むようにフィルム8は熱変形され、基板体8に密着するように一体化されている。
【0012】
上記のようにフィルム8と基板体6とを一体化して立体基板を完成するには以下に示すような第1乃至第5の製造方法がある。即ち、第1の製造方法においては、はじめに、図3に示すような回路パターン10が形成されたフィルム8を加熱し塑性加工を施して図4に示すような形状に熱変形させる。この形状は図1に示す基板体6の外形に合致するものであり、インジェクション成形機等を用いてフィルム8をインサート成形加工することにより基板体6を成形する。この結果、フィルム8が表面に一体にインサートされた基板体6が成形され、立体基板が完成する。
【0013】
また、第2の製造方法においては、図5に示すような複数の熱カシメ用穴12を設けたフィルム8とその熱カシメ用穴12に適合する位置に熱カシメ用突起14を設けた基板体6を使用する。はじめに、図5に示すフィルム8を前述した第1の製造方法と同様に図6に示すように熱変形させて、基板体6の外形に合致する形状に変形させる。次に、予めプラスチックにて成形された図7に示す基板体6に変形されたフィルム8を図8に示すように嵌合させる。フィルム8は弾性を有するものであるため、図6中の下方端部8a、8bを広げるようにして基板体6に被せることにより嵌合させることができる。このときに、図8に示すように、熱カシメ用穴12に熱カシメ用突起14が嵌入し、熱カシメ用穴12から熱カシメ用突起14の先端が突出する。ここで図9に示すように、この熱カシメ用突起14の先端を熱カシメしてつぶすことにより基板体6とフィルム8とを密着させて一体化する。
【0014】
第3の製造方法においては、図3及び図4に示す第1の製造方法におけるフィルム8と同様に、はじめにフィルム8を熱変形させて基板体6の外形に合致する形状に変形させる。次に、この変形させたフィルム8を予めプラスチックにて成形した図10に示す基板体6に嵌合させる。このときに、第2の製造方法と同様にフィルム8の下方端部を広げるようにして基板体6に被せて嵌合させる。その後、図11及び図12に示すように、複数個所を超音波融着することにより融着部16を形成し、フィルム8を基板体6に密着させて一体化する。
【0015】
更に、第4の製造方法においては、図3に示すような平坦な帯状のフィルム8をそのまま金型にセットし、そこでフィルム8に塑性加工を施すと同時に金型内にプラスチック材を射出することにより基板体6を成形し、この基板体6の表面にフィルム8をインサート成形して一体化する。
【0016】
この他、フィルム8と基板体6とを接着剤等を用いて接着する第5の製造方法がある。この製造方法においては、第3の製造方法等と同様に、はじめにフィルム8を熱変形させて基板体6の外形に合致する形状に変形させる。次に、フィルム8と基板体6の接着する面の一方又は両方に接着剤、粘着性薄膜、接着層等を塗布又は付着させることにより接着部を形成する。その後、フィルム8を基板体6の表面に嵌合させて接着し、一体化する。尚、接着部は、フィルム8と基板体6の接着する面の全体に形成しても良いし、また、一部分に形成しても良いものである。
【0017】
尚、本実施例においては、帯状のフィルム8を用いて基板体6の一部を被覆するように一体化しているが、基板体6の全表面を被覆するように構成しても良い。また、2以上のフィルム8を用いてそれらを組み合わせたり、重ね合わせるように一体化して、より複雑な回路パターンを形成可能にしても良い。更に、基板体6も複数の凹部や凹凸を有するものであっても良い。
【0018】
【発明の効果】
本発明によれば、基板体に回路パターンを有するフィルムを一体化することにより、ほぼ直角に折曲する部分や複雑な表面形状を有する基板体に、その形状に沿って回路パターンを確実に形成することができ、品質の優れた、高精度で高密度な回路パターンを有する立体基板を提供することができる。
【0019】
特に、熱変形させる前にフィルム上に回路パターンを形成しているので、超精密なファインパターンからなる回路パターンや極めて複雑な回路パターンも容易に形成することができる。
【0020】
また、種々の回路パターンを有するフィルムと各種形状を有する基板体とを組み合わせることにより、各種機器に対応する立体基板をまとめて大量に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る立体基板の斜視図である。
【図2】図1に示す立体基板の断面図である。
【図3】第1の製造方法における変形前のフィルムを示す斜視図である。
【図4】図3に示すフィルムの熱変形後の状態を示す斜視図である。
【図5】第2の製造方法における変形前のフィルムを示す斜視図である。
【図6】図5に示すフィルムの熱変形後の状態を示す斜視図である。
【図7】第2の製造方法における基板体を示す斜視図である。
【図8】図6に示すフィルムを図7に示す基板体に嵌合した状態を示す斜視図である。
【図9】図8に示すフィルムを基板体に熱カシメにより一体化した状態を示す断面図である。
【図10】第3の製造方法における基板体を示す斜視図である。
【図11】図10に示す基板体に図4に示すフィルムと同じ構成のフィルムを一体化した状態を示す斜視図である。
【図12】図11に示す立体基板の断面図である。
【図13】従来の立体基板を示す斜視図である。
【符号の説明】
6 基板体
6b 凹部
8 フィルム
10 回路パターン
12 熱カシメ用穴
14 熱カシメ用突起
16 融着部
Claims (7)
- 上面の中央に直方体の凹部が設けられた直方体をなす基板体と、
表面にファインパターンからなる回路パターンが形成され、前記凹部に適合する幅を有し、前記凹部と前記基板体の形状に沿って、前記基板体の上面から下面までを抱え込むような形状に変形されて前記基板体に一体化された帯状のフィルムと、
からなることを特徴とする立体基板。 - 複数の熱カシメ用突起を有し且つ上面の中央に直方体の凹部が設けられた直方体をなす基板体を形成する工程と、
表面に形成されたファインパターンからなる回路パターンと複数の熱カシメ用穴を有する熱可塑性フィルムからなり、前記凹部に適合する幅を有する帯状のフィルムを、前記凹部と前記基板体の形状に沿って、前記基板体の上面から下面までを抱え込むような形状に熱変形させて前記熱カシメ用突起と熱カシメ用穴の位置を対応させると共に前記基板体に適合する形状に変形させる工程と、
前記基板体の表面に変形された前記フィルムを嵌合する工程と、
からなることを特徴とする立体基板の製造方法。 - 上面の中央に直方体の凹部が設けられた直方体をなす基板体を形成する工程と、
表面に形成されたファインパターンからなる回路パターンを有する熱可塑性フィルムからなり、前記凹部に適合する幅を有する帯状のフィルムを、前記凹部と前記基板体の形状に沿って、前記基板体の上面から下面までを抱え込むような形状に熱変形させて前記基板体に適合する形状に変形させる工程と、
前記基板体の表面に変形された前記フィルムを嵌合する工程と、
からなることを特徴とする立体基板の製造方法。 - 上面の中央に直方体の凹部が設けられた直方体をなす基板体を形成する工程と、
表面に形成されたファインパターンからなる回路パターンを有する熱可塑性フィルムからなり、前記凹部に適合する幅を有する帯状のフィルムを、前記凹部と前記基板体の形状に沿って、前記基板体の上面から下面までを抱え込むような形状に熱変形させて前記基板体に適合する形状に変形させる工程と、
前記基板体の表面に変形された前記フィルムを接着する工程と、
からなることを特徴とする立体基板の製造方法。 - 前記フィルムの熱カシメ用穴から突出する熱カシメ用突起を熱カシメすることにより前記フィルムを前記基板体に一体化する工程を含むことを特徴とする請求項2記載の立体基板の製造方法。
- 前記フィルムと前記基板体を超音波融着により一体化する工程を含むことを特徴とする請求項3記載の立体基板の製造方法。
- 前記フィルム及び前記基板体の接着する面の一方又は両方に接着部を形成する工程を含むことを特徴とする請求項4記載の立体基板の製造方法。
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