JP5485196B2 - 高伝導化プリント基板、およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、高伝導化プリント基板およびその製造方法に関する。すなわち、例えば非接触給電装置のコイルとして使用される高伝導化プリント基板、およびその製造方法に関するものである。

《技術的背景》
例えば非接触給電装置では、定置された給電側のコイルから、電気自動車等に搭載された受電側のコイルに、電磁誘導の相互誘導作用に基づき、電力を給電する。そして、充電効率向上，大ギャップ化，コイルの小型軽量化等のニーズから、高周波交流方式が採用されると共に、その更なる高周波数化が顕著である。
勿論、非接触給電装置以外についても、例えばオーディオ機器，ゲーム器，パソコン，その他の各種の電気機器においても、高周波交流方式の採用そして高周波数化が顕著である。

《従来技術》
さて、このような高周波交流方式の非接触給電装置その他では、そのコイルや配線として、リッツ線が多用されている。例えば、リッツ線が螺線状に巻回されて、コイルとして使用されている。
公知のようにリッツ線は、エナメル等の絶縁皮膜で被われた微細素線（導体部）を、数百本以上束ねて撚った構成よりなり、表皮効果による電流の表面集中を分散，低減する。周波数が高くなるほど顕著化する表皮効果の影響を軽減して、高周波特性を向上し、高周波交流抵抗，ジュール熱損失，電力損失等を抑制する。
しかしながらリッツ線については、極めてコスト高である、という問題が指摘されていた。すなわち、多数の微細素線をそれぞれ絶縁皮膜で被うことを要すると共に、更に、このような微細素線を束ねて撚ることを要し、製造コストが高額化していた。
これらに鑑み、リッツ線に代えてプリント基板を使用する技術が、最近提案されている。すなわち、プリント基板のパターニングされた銅箔パターン（導体部）を、高周波交流方式の機器のコイルや配線等として使用する技術が、提案されている。例えば、平面螺線状をなす巻回形状にパターニングした銅箔パターンを、コイルとして使用する。
公知のようにプリント基板は、リッツ線に比し安価に製造可能であり、遥かにコスト面に優れている。

上述した非接触給電装置としては、例えば、次の特許文献１に示されたものが挙げられ、リッツ線としては、例えば、特許文献２に示したものが挙げられる。
特開２００８−０８７７３３号公報 特開平５−２６３３７７号公報

ところで、このような従来のプリント基板を使用する技術については、次の課題が指摘されていた。
《第１の問題点》
まず第１に、導体断面積を大きくとることができない、という問題が指摘されていた。すなわち、プリント基板の銅箔パターンは、その肉厚が一般的に薄かった（銅箔パターンの肉厚を厚くする工法や、多層基板も存したが、いずれも極めて高額となりコスト面に問題があった）。
そこで、このようなプリント基板の銅箔パターンを、コイルや配線等として使用した場合、銅箔パターン（導体部）が肉薄で縦方向寸法が小さい（回路高さが低い）ことに起因して、その縦断面積が規制され大きく設定できなかった。もって、導体断面積を大きくとることができず、大電流，大電力の供給ニーズに対応困難とされていた。

《第２の問題点》
第２に、表皮効果や近接効果による効率低下も、問題となっていた。すなわち、コイルや配線等として使用されるプリント基板の銅箔パターン（導体部）については、表皮効果による電流の表面集中や、近接効果（横方向相互間の近接や、多層基板の場合の縦方向相互間の近接）による電流の分布偏在が、指摘されていた。
もって、高周波交流抵抗，ジュール熱損失，電力損失等が顕著化し、高周波特性の低下そして効率低下が指摘されていた。

《第３の問題点》
第３に、上述した第１の導体断面積の点や、第２の表皮効果，近接効果の点に鑑み、小型化が困難視されており、実用化，普及化の大きな障害となっていた。
すなわち、この種のプリント基板の銅箔パターン（導体部）については、まず、薄い肉厚に起因した小さな導体断面積を補うために、幅広にして横断面積を大きく形成する（回路幅を広げる）ことを要する。又、表皮効果を軽減するために、多数に分岐する（回路本数を増やす）ことを要する。更に、近接効果を軽減するために、相互間隔（回路間隔）を広げることを要する。
これらに基づき、コイルや配線等として使用される銅箔パターンが、全体的に大型化してしまい、プリント基板の小型化が難しい状況にあった。

《本発明について》
本発明の高伝導化プリント基板、およびその製造方法は、このような実情に鑑み、上記従来技術の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、導体断面積を大きくとることができ、第２に、従って高周波特性に優れており、効率が向上し、第３に、もって小型化が可能となり、第４に、しかもこれらが簡単容易に、コスト面に優れて実現される、高伝導化プリント基板およびその製造方法を提案することを、目的とする。

《各請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、特許請求の範囲に記載したように、次のとおりである。
請求項１については、次のとおり。
請求項１の高伝導化プリント基板は、中空導体構造よりなり、絶縁基材の外表面にパターニングされた銅箔パターンと、該銅箔パターンを被覆する導体被膜と、該銅箔パターンと導体被膜間に形成された発泡中空層とを、少なくとも有している。そして、該銅箔パターンと導体被膜とで導体部が形成されていること、を特徴とする。
請求項２については、次のとおり。
請求項２の高伝導化プリント基板は、請求項１において、該発泡中空層は、発泡剤の発泡により形成され、該導体被膜は、半田被膜よりなること、を特徴とする。
請求項３については、次のとおり。
請求項３の高伝導化プリント基板は、請求項２において、該銅箔パターンと該半田被膜で形成される該導体部が、コイルとして使用されること、を特徴とする。

請求項４については、次のとおり。
請求項４の高伝導化プリント基板の製造方法では、まず、絶縁基材の外表面に貼り付けられた銅箔をパターニングして、銅箔パターンを形成し、次に、該銅箔パターンのセンターラインエリアに、発泡剤を塗布した後、該発泡剤を熱硬化性樹脂被膜にて被覆する。
それから、該発泡剤を加熱により発泡させて、発泡中空層を形成してから、該熱硬化性樹脂被膜の外表面に導電材粉をコーティングすると共に、該熱硬化性樹脂被膜を加熱により硬化させる。そして、該熱硬化性樹脂被膜、導電材粉、および外部露出している該銅箔パターンの残エリアを、導体被膜にて被覆する。
もって、該銅箔パターン、導電材粉、導体被膜にて、導体部が形成されると共に、該銅箔パターンと導体被膜間に、該熱硬化性樹脂被膜と共に該発泡中空層が形成された、中空導体構造の高伝導化プリント基板が製造されること、を特徴とする。

請求項５については、次のとおり。
請求項５の高伝導化プリント基板の製造方法では、まず、発泡剤が層状にサンドイッチ介装された銅箔を、絶縁基材の外表面に貼り付け、次に、外側の該銅箔をパターニングして、銅箔パターンを外側に形成する。
それから、外側に該銅箔パターンが形成されたエリア以外の該発泡剤を除去した後、内側の該銅箔をパターニングして、外側の該銅箔パターンに見合った銅箔パターンを、内側に形成する。そして、該発泡剤を加熱により発泡させて発泡中空層を形成しつつ、外側，内側の該銅箔パターンおよび該発泡中空層について、それぞれ外部露出している外表面を、導体被膜にて被覆する。
もって、外側，内側の該銅箔パターンと該導体被膜にて、導体部が形成されると共に、外側，内側の該銅箔パターン間に該発泡中空層が形成された、中空導体構造の高伝導化プリント基板が製造されること、を特徴とする。

請求項６については、次のとおり。
請求項６の高伝導化プリント基板の製造方法では、まず、発泡剤が層状にサンドイッチ介装された銅箔を、絶縁基材の外表面に貼り付け、次に、外側の該銅箔をパターニングして、銅箔パターンを外側に形成する。
それから、外側に該銅箔パターンが形成されたエリア以外の該発泡剤を除去した後、該発泡剤を加熱により発泡させて、発泡中空層を形成する。そして、外側の該銅箔パターン、該発泡中空層、および内側の該銅箔について、それぞれ外部露出している外表面を、無電解銅メッキにより被覆してから、該無電解銅メッキおよび内側の該銅箔を、パターニングする。
もって、外側，内側の該銅箔パターンと無電解銅メッキパターンにて、導体部が形成されると共に、外側，内側の該銅箔パターン間に該発泡中空層が形成された、中空導体構造の高伝導化プリント基板が製造されること、を特徴とする。

《作用等について》
本発明は、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）製造方法その１は、銅箔のパターニング、発泡剤の塗布，発泡、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂被膜の形成、銅粉等の導電材粉のコーティング、半田被膜等の導体被膜の形成、等の工程を辿る。
（２）製造方法その２は、発泡剤が介装された銅箔を用いると共に、内側，外側銅箔のパターニング、発泡剤の発泡、導体被膜の形成、等の工程を辿る。
（３）製造方法その３は、発泡剤が介装された銅箔を用いると共に、外側銅箔のパターニング、発泡剤の発泡、無電解銅メッキ、無電解銅メッキと内側銅箔のパターニング、等の工程を辿る。
（４）このように、この高伝導化プリント基板は、銅箔のパターニング工程を基本としつつ、発泡剤，熱硬化性樹脂，導電材粉，導体被膜，無電解銅メッキ等に関する工程を付加して、製造される。このように、簡単容易に製造される。
（５）製造された高伝導化プリント基板は、その導体部が、銅箔パターンと導体被膜や無電解銅メッキパターンとで形成されるので、導体部縦断面積そして導体断面積を大きくとることができる。
（６）更に、中空導体構造よりなり、導体部間に発泡中空層が形成されるので、表皮効果による電流の表面集中が低減される。又、導体部の縦断面積を大きくとることができるので、導体断面積を大きくとるために、導体部の横断面積を広げることを要しなくなり、もって、導体部相互間隔を適切に広く維持，確保可能となり、近接効果による電流の分布偏在も低減される。
（７）このように、この高伝導化プリント基板は、導体断面積を大きくとることができ、表皮効果や近接効果も軽減できるので、小型化への道が開ける。
（８）さてそこで、本発明の高伝導化プリント基板、およびその製造方法は、次の効果を発揮する。

《第１の効果》
第１に、導体断面積を大きくとることができる。
すなわち、本発明に係る高伝導化プリント基板、および本発明に係る製造方法で製造された高伝導化プリント基板は、銅箔パターンと、半田被膜等の導体被膜や無電解銅メッキとで、導体部が多重的，立体的，３次元的な層状に形成されている。
そこで、銅箔パターンのみにて導体部が形成されていた前述したこの種従来技術のプリント基板に比し、導体被膜や無電解銅メッキの分だけ、導体部の縦断面積そして導体断面積を、大きく取ることができる。
もって、非接触給電装置，その他の高周波交流方式の機器のコイル，配線，その他として使用した場合、大電流，大電力の供給ニーズに対応可能である。勿論、直流方式の配線，その他として使用した場合も、これに準じる。

《第２の効果》
第２に、しかも高周波特性に優れており、効率が向上する。
すなわち、本発明に係る高伝導化プリント基板、および本発明に係る製造方法で製造された高伝導化プリント基板は、導体部間に発泡中空層が形成された、中空導体構造よりなる。
そこで、銅箔パターンのみにて導体部が形成され中空部が存しなかった、前述したこの種従来技術のプリント基板に比し、表皮効果が軽減され、もって高周波交流抵抗，ジュール熱損失，電力損失等が抑制される。
本発明の高伝導化プリント基板は、このように高周波特性に優れており、高周波交流方式の非接触給電装置，高周波用配線基板，インバーター，コアレスモーター，その他の機器のコイル，配線，その他として使用した場合、効率が向上する。
他方、導体部の縦断面積を大きくとることができ、導体部の横断面積を広げることを要しないので、導体部の相互間隔を適切に広く維持可能である。もって近接効果が軽減され、この面からも高周波特性等に優れている。

《第３の効果》
第３に、もって小型化が可能となる。
すなわち、本発明に係る高伝導化プリント基板、および本発明に係る製造方法で製造された高伝導化プリント基板は、上述したように、導体断面積を大きくとることができ、表皮効果や近接効果も軽減される。
そこで、銅箔パターンのみにて導体部が形成され、中空部も存しなかった前述したこの種従来技術のプリント基板に比し、小型化が実現される。導体部を幅広化したり、より多数に分岐したり、相互間隔を広げたりすること等を要せず、もって大型化してしまうことは回避される。
もって、本発明の高伝導化プリント基板は、高周波交流方式の非接触給電装置，その他の機器のコイル，配線，その他として実用化への道が開け、急速な普及化が期待される。

《第４の効果》
第４に、しかもこれらは簡単容易に、コスト面に優れて実現される。
すなわち、本発明に係る高伝導化プリント基板、および本発明に係る製造方法で製造された高伝導化プリント基板は、従来より一般的なパターニング工程を基本としつつ、発泡剤，熱硬化性樹脂，導体被膜，無電解銅メッキ等に関する工程を付加するだけで、簡単容易に、コスト面に優れて製造される。
この種プリント基板の従来技術に関連して前述した、銅箔パターンの肉厚を厚くする工法や多層基板と比較しても、更にはリッツ線を用いる従来技術と比較しても、極めて安価となる。
又、パターニング技術を基本として製造されるので、形状設定や寸法設定等も自在である。勿論、リジッド基板についてもフレキシブル基板についても、変わりなく適用可能である。
これらの面からも、本発明の高伝導化プリント基板は、高周波交流方式の非接触給電装置，その他の機器のコイル，配線，その他として、実用化，普及化が期待される。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。

本発明に係る高伝導化プリント基板の製造方法について、発明を実施するための形態の説明に供し、製造方法その１の正断面説明図である。そして（１）図は、その第１工程の要部等、（２）図は、第２工程の要部、（３）図は、第３工程の要部、（４）図は、第４工程の要部、（５）図は、第５工程の要部、（６）図は、第６工程の要部を示す。 同発明を実施するための形態の説明に供し、製造方法その２の正断面説明図である。そして（１）図は、その第１工程の要部等、（２）図は、第２工程の要部、（３）図は、第３工程の要部、（４）図は、第４工程の要部、（５）図は、第５工程の要部、（６）図は、第６工程の要部を示す。 同発明を実施するための形態の説明に供し、製造方法その３の正断面説明図である。そして（１）図は、その第１工程の要部等、（２）図は、第２工程の要部、（３）図は、第３工程の要部、（４）図は、第４工程の要部、（５）図は、第５工程の要部、（６）図は、第６工程の要部を示す。 本発明に係る高伝導化プリント基板について、発明を実施するための形態の説明に供し、拡大した要部の正断面説明図である。そして、（１）図は第１例を、（２）図は第２例を、（３）図は第３例を示す。

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
《製造方法その１について》
まず、図１を参照して、本発明に係る高伝導化プリント基板１の製造方法その１について、説明する。
図１の（１）図に示したように、この製造方法の第１工程では、まず最初に、絶縁基材２の外表面に貼り付けられた銅箔３をパターニングして、銅箔パターン４が形成される。
このような第１工程について、更に詳述する。まず前提として、製造される高伝導化プリント基板１としては、硬質のリジッド基板と柔軟なフレキシブル基板とが考えられる。前者の絶縁基材２としては、例えばガラスエポキシ，ガラスクロス，セラミックス等が用いられ、後者の絶縁基材２としては、ポリイミドフィルム，アラミドフィルム等が用いられる。
このような絶縁基材２の外表面（図示例では表面が対象だが、表面と裏面の両面を対象とすることも可能。両面の場合は、上述および以下に述べる所が、表面のみならず裏面についても実施される）に対し、銅箔３が、圧延，電解，メッキ，その他により形成され、もって銅張り積層板として準備される。
そして、銅箔３が、パターニングされることにより、銅箔パターン４が絶縁基材２外表面に形成される。パターニング方式としては、公知のとおり各種方式が知られているが、例えばサブトラクティブ法が代表的である。
サブトラクティブ法では、絶縁基材２に銅箔３が貼り付けられた銅張り積層板に、感光性レジストを塗布した後、回路のネガフィルムをあてて露光し、回路形成部分以外のレジストを、現像により溶解除去する。そして、露出した回路形成部分以外の銅箔３を、エッチングにより溶解除去した後、回路形成部分のレジストを剥離する。
このようなパターニング工程を辿ることにより、絶縁基材２の外表面に残った銅箔３にて、例えば平面螺線状・コイル状をなす巻回形状にパターニングされた銅箔パターン４（プリント配線，導体回路）が、形成される。

次に、図１の（２）図に示したように、この製造方法の第２工程では、上述により形成された銅箔パターン４のセンターラインエリアに、発泡剤５が吹き付け等により塗布される。
発泡剤５としては、発泡インクが代表的に使用されるが、後述するように熱風等にて加熱することにより、発泡，膨張して気泡を発生する材料よりなる。そして発泡剤５は、銅箔パターン４の幅方向中央部に適当な幅で、つまりセンターラインをカバーしつつセンターラインよりも幅広のエリアに、塗布される。
それから、図１の（３）図に示したように、この製造方法の第３工程では、発泡剤５は、乾燥後に熱硬化性樹脂被膜６にて被覆される。
すなわち上述したように、絶縁基材２に設けられた銅箔パターン４に塗布された発泡剤５は、エポキシ樹脂，その他熱硬化性樹脂が塗布され、もって形成された熱硬化性樹脂被膜６にて、被覆される。この熱硬化性樹脂としては、その硬化温度が、次に述べる発泡剤５の加熱発泡温度より高いものが使用される。

しかる後、図１の（４）図に示したように、この製造方法の第４工程では、発泡剤５を加熱により発泡させることにより、発泡中空層７が形成される。
すなわち発泡剤５は、被覆するエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂被膜６が硬化しない温度で、加熱発泡される。発泡により形成される発泡中空層７は、勿論、完全中空である必要はなく、細かい気泡の集合体よりなると共に、各気泡を形成する発泡インク成分や、混入した熱硬化性樹脂等をも包含する概念として、把握される。
次に、図１の（５）図に示したように、この製造方法の第５工程では、熱硬化性樹脂被膜６の外表面に、導電材粉８をコーティングすると共に、熱硬化性樹脂被膜６を加熱により硬化させる。
すなわち、上述により形成された発泡中空層７を被覆しているエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂被膜６について、その外表面に導電材粉８がコーティングされる。導電材粉８としては、銅粉，スズ粉，その他の導体粉が使用される。そして、コーティングと共に又はコーティング後すぐに、熱硬化性樹脂被膜６が硬化温度にて加熱硬化される。

そして、図１の（６）図に示したように、この製造方法の第６工程では、熱硬化性樹脂被膜６、導電材粉８、および外部露出している銅箔パターン４の残エリアが、導体被膜９にて被覆される。
すなわち、銅箔パターン４のセンターラインエリア中心に形成されると共に導電材粉８がコーティングされた熱硬化性樹脂被膜６、および銅箔パターン４の露出エリア、つまりセンターラインエリア以外の残エリアについて、導体被膜９による被覆が実施される。熱硬化性樹脂被膜６が導電材粉８でコーティングされているので、導体被膜９による被覆は順調に実施される。
導体被膜９としては、半田槽に全体的に浸漬して形成される半田被膜が代表的であるが、その他の金属被膜も考えられる。
なお、この第１例の製造方法において、発泡剤５を使用しない変化例も考えられる。すなわち、塗布後に盛り上がったまま硬化する樹脂を使用し、もって発泡中空層７の代わりとすることも考えられる。

図１に示した第１例の製造方法では、上述したように、（１）図〜（６）図に示した第１〜第６工程を辿ることにより、図４の（１）図に示した高伝導化プリント基板１が製造される。
すなわち、絶縁基材２の外表面について、銅箔パターン４、導電材粉８、導体被膜９にて、導体部１０が形成されると共に、導体部１０の銅箔パターン４と導体被膜９間に、熱硬化性樹脂被膜６と共に発泡中空層７が形成された、中空導体構造の高伝導化プリント基板１が製造される。
製造方法その１については、以上のとおり。

《製造方法その２について》
次に、図２を参照して、本発明に係る高伝導化プリント基板１の製造方法その２について、説明する。
なお、製造方法その２について、製造方法その１において前述した所に準じる構成や機能等については、同符号を付し、その説明は省略する。
この製造方法その２では、まず、図２の（１）図に示したように、この製造方法の第１工程では、絶縁基材２の外表面に、発泡剤５が層状にサンドイッチ介装された銅箔３が、貼り付けられる。
すなわち、外側の銅箔３_１と内側の銅箔３_２との間に、発泡インク等の発泡剤５が、層状をなして挟まれサンドイッチ状に介装されると共に、内側の銅箔３_２が絶縁基材２の外表面に貼り付けられる。

次に、図２の（２）図に示したように、この製造方法の第２工程では、このように貼り付けられた銅箔３の外側の銅箔３_１がパターニングされ、もって外側の銅箔パターン４_１が形成される。
それから、図２の（３）図に示したように、この製造方法の第３工程では、外側の銅箔パターン４_１が形成されたエリア以外の発泡剤５が、その溶剤による溶解等により除去される。
すなわち、外側の銅箔パターン４_１で被われたエリアの発泡剤５を除き、その他エリアの発泡剤５が除去される。つまり、内側の銅箔３_２を被っている発泡剤５は、外側の銅箔パターン４_１直下のものを除き除去され、もって除去部分について、内側の銅箔３_２が露出される。
しかる後、図２の（４）図に示したように、この製造方法の第４工程では、このように露出した内側の銅箔３_２をパターニングすることにより、外側の銅箔パターン４_１に見合った内側の銅箔パターン４_２が、形成される。
すなわち、内側の銅箔３_１をパターニングして形成される内側の銅箔パターン４_２は、前述により形成されていた外側の銅箔パターン４_１に見合った、同一パターンよりなる。もって、内側の銅箔パターン４_２と、サンドイッチ介装された発泡剤５と、外側の銅箔パターン４_１とにより、３層構造が形成される。

それから、図２の（５）図，（６）図に示したように、この製造方法の第５，第６工程では、発泡剤５を加熱により発泡させて発泡中空層７を形成しつつ、外側，内側の銅箔パターン４_１，４_２および発泡中空層７について、それぞれ外部露出している外表面が、導体被膜９にて被覆される。
すなわち、この第５，第６工程では、半田被膜等の導体被膜９が形成されつつ、同時併行的に、発泡剤５が加熱により発泡されて、発泡中空層７が形成される。なお導体被膜９の形成は、外側の銅箔パターン４_１の頂面および側面と、発泡剤５そして発泡中空層７の側面と、内側の銅箔パターン４_２の側面と、について行われる。
ところで図示例では、図２の（５）図に示したように、発泡剤５を発泡させると共に、１回目の導体被膜９を形成する第５工程の後に、つまり発泡中空層７の形成後に、図２の（６）図の第６工程において、２回目の導体被膜９が形成される。このように、２度にわたり形成することにより、半田被膜等の導体被膜９は重ねられて、より厚くより確実に形成される。
この場合、１回目の導体被膜９例えば半田被膜形成用の半田の融点温度（高温タイプ例えば２００℃）より、２回目の導体被膜９例えば半田被膜形成用の半田は、融点温度が低いもの（低温タイプ例えば１６０℃）が使用される。これにより、２回目に際し１回目が融解する虞がなくなる。
なお、この第２例の製造方法において、発泡剤５の発泡は、図示例のように第５工程ではなく、準備段階の第１工程やそれ以前に、実施しておくようにしてもよい。

図２に示した第２例の製造方法では、上述したように、（１）図〜（６）図に示した第１〜第６工程を辿ることにより、図４の（２）図に示した高伝導化プリント基板１が製造される。
すなわち、絶縁基材２の外表面について、外側，内側の銅箔パターン４_１，４_２と導体被膜９にて、導体部１０が形成されると共に、このような導体部１０の銅箔パターン４_１，４_２間に、発泡中空層７が形成された、中空導体構造の高伝導化プリント基板１が製造される。
製造方法その２については、以上のとおり。

《製造方法その３について》
次に、図３を参照して、本発明に係る高伝導化プリント基板１の製造方法その３について、説明する。
なお、製造方法その３について、製造方法その１や製造方法その２において前述した所に準じる構成や機能等については、同符号を付し、その説明は省略する。
この製造方法その３では、まず、図３の（１）図，（２）図，（３）図に示したように、この製造方法の第１工程では、絶縁基材２の外表面に、発泡剤５が層状にサンドイッチ介装された銅箔３が、貼り付けられる。それから第２工程では、外側の銅箔３_１をパターニングして、外側の銅箔パターン４_１が形成され、第３工程では、外側の銅箔パターン４_１が形成されたエリア以外の発泡剤５が除去される。これらの各工程は、前述した製造方法その２と同一である。

それから、図３の（４）図に示したように、この製造方法の第４工程では、前述した製造方法その２とは異なり、発泡剤５を加熱により発泡させ、もって発泡中空層７が形成される。
しかる後、図３の（５）図に示したように、この製造方法の第５工程では、外側の銅箔パターン４_１、内側の銅箔３_２、および発泡中空層７について、それぞれ外部露出している外表面が、無電解銅メッキ１１により被覆される。
すなわち、外側の銅箔４_１の頂面および側面と、形成された発泡中空層７と、まだパターニングされていない内側の銅箔３_２とを対象に、無電解銅メッキ１１が実施され、もって、これらの外表面が無電解銅メッキ１１にて被覆される。発泡中空層７については、無電解銅メッキ１１が形成されやすいように、予め発泡剤５の段階で無電解メッキプライマー剤を混入しておくと良い。
なお無電解銅メッキ１１は、電流を流さない化学メッキよりなるが、公知技術につき、その説明は省略する。又、このように実施される無電解銅メッキ１１に際し、絶縁基材２に形成されていたスルーホール内についても、同時実施することが考えられる。
そして、図３の（６）図に示したように、この製造方法の第６工程では、無電解銅メッキ１１および内側の銅箔３_２が、パターニングされる。すなわち、公知のパターニング技術により、２層をなす外側の無電解銅メッキ１１と内側の銅箔３_２とが、一緒にパターニングされ、もって、無電解銅メッキパターン１２と内側の銅箔パターン４_２とが、同一パターンで同時形成される。
なお、この第３例の製造方法において、発泡剤５の発泡は、図示例のように第４工程ではなく、外側の銅箔パターン４_１に無電解銅メッキ１１を実施する第５工程において、同時実施するようにしてもよい。更には、第１工程やそれ以前に、実施しておくようにしてもよい。

図３に示した第３例の製造方法では、上述したように、（１）図〜（６）図に示した第１〜第６工程を辿ることにより、図４の（３）図に示した高伝導化プリント基板１が製造される。
すなわち、絶縁基材２の外表面について、外側，内側の銅箔パターン４_１，４_２と無電解銅メッキパターン１２にて、導体部１０が形成されると共に、このような導体部１０の銅箔パターン４_１，４_２間に発泡中空層７が形成された、中空導体構造の高伝導化プリント基板１が製造される。
製造方法その３については、以上のとおり。

《高伝導化プリント基板１について》
次に、図４を参照して、製造された高伝導化プリント基板１について、説明する。この高伝導化プリント基板１は、中空導体構造よりなり、絶縁基材２の外表面にパターニングされた銅箔パターン４と、銅箔パターン４を被覆する導体被膜９と、銅箔パターン４と導体被膜９間に形成された発泡中空層７とを、少なくとも有している。
そして、銅箔パターン４と導体被膜９とで、導体部１０が形成されており、代表例では、発泡中空層７は発泡剤５の発泡により形成され、導体被膜９は半田被膜よりなる。

そして、前述した図１の製造方法その１で製造された第１例の高伝導化プリント基板１は、図４の（１）図に示したように、導体被膜９側の導体部１０には、導電材粉８が付帯されており、サンドイッチ介装された発泡中空層７には、熱硬化性樹脂被膜６が付随している。
又、図２の製造方法その２で製造された第２例の高伝導化プリント基板１は、図４の（２）図に示したように、外側，内側の銅箔パターン４_１，４_２と導体被膜９とで、導体部１０が形成されると共に、このように形成された導体部１０の銅箔パターン４_１，４_２間に、発泡中空層７が形成されている。
つまり、絶縁基材２の外表面にパターニングされた内側導体部１０の銅箔パターン４_２と、外側導体部１０の導体被膜９側の銅箔パターン４_１との間に、発泡中空層７がサンドイッチ介装されている。
更に、図３の製造方法その３で製造された第３例の高伝導化プリント基板１は、図４の（３）図に示したように、外側，内側の銅箔パターン４_１，４_２と無電解銅メッキパターン１２とで導体部１０が形成されると共に、このように形成された導体部１０の銅箔パターン４_１，４_２間に、発泡中空層７が形成されている。
つまり、絶縁基材２の外表面にパターニングされた内側導体部１０の銅箔パターン４_２と、外側導体部１０の無電解銅メッキパターン１２側の銅箔パターン４_１との間に、発泡中空層７がサンドイッチ介装されている。

そして、このように製造される高伝導化プリント基板１は、銅箔パターン４等で形成される導体部１０が、例えば平面螺線状をなす巻回形状にパターニングされることにより、コイルとして使用される。又、例えば配線回路状にパターニングされることにより、配線材として使用される。
又、図示例は、絶縁基材２の表面（片面）にのみ、銅箔パターン４等の導体部１０が形成された、いわゆる片面基板よりなるが、本発明の高伝導化プリント基板１は、これに限定されるものではなく、絶縁基材２の表裏両面に導体部１０が形成された、いわゆる両面基板にも勿論適用可能である。両面基板の表裏の導体部１０は、スルーホール等を介して導通一体化されるが、表裏の導体部１０で形成されたコイル間が導通一体化されるケースや、表裏の導体部１０の導通一体化によりコイルが形成されるケースが、考えられる。
片面基板のコイルとして使用される場合、絶縁基材２について、例えば、コイル形成面の反対面にフェライトコア等の磁心コアが貼り付けられる。
高伝導化プリント基板１については、以上のとおり。

《作用等》
本発明の高伝導化プリント基板１、およびその製造方法は、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）図１に示した製造方法その１では、銅箔３のパターニング、発泡剤５の塗布，発泡、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂被膜６による被覆，硬化、銅粉等の導電材粉８のコーティング、半田被膜等の導体被膜９による被覆、等の各工程を組み合わせたことにより、中空導体構造の高伝導化プリント基板１が製造される。

（２）図２に示した製造方法その２では、発泡剤５がサンドイッチ介装された銅箔３_１，３_２を用いると共に、外側の銅箔３_１のパターニング、内側の銅箔３_２のパターニング、発泡剤５の発泡、導体被膜９による被覆、等の各工程を組み合わせたことにより、中空導体構造の高伝導化プリント基板１が製造される。

（３）図３に示した製造方法その３では、発泡剤５がサンドイッチ介装された銅箔３_１，３_２を用いると共に、外側の銅箔３_１のパターニング、発泡剤５の発泡、無電解銅メッキ１１、無電解銅メッキ１１と内側の銅箔３_２のパターニング、等の各工程を組み合わせたことにより、中空導体構造の高伝導化プリント基板１が製造される。

（４）このように、本発明の高伝導化プリント基板１は、銅箔３のパターニング工程を基本として、製造される。露光，現像，エッチング，剥離等の工程を辿る、従来より一般的なパターニング技術を基本として、製造される。
そしてこれに、発泡剤５の塗布，発泡、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂被膜６による被覆、導電材粉８によるコーティング、半田被膜等の導体被膜９による被覆や、無電解銅メッキ１１、等の工程を付加することにより、製造される。
このように、この高伝導化プリント基板１は、簡単な工程により、容易に製造可能である。

（５）さて、このように製造された高伝導化プリント基板１は、その導体部１０が、銅箔パターン４のみならず、半田被膜等の導体被膜９や無電解銅メッキパターン１２も加わって構成され、縦横に形成されている（図１の（６）図，図２の（６）図，図３の（６）図や、図４の（１）図，（２）図，（３）図等を参照）。
そこで、導体部１０の縦断面積と共に表面積をも、大きくとることが可能となる。この高伝導化プリント基板１は、付加された導体被膜９や無電解銅メッキパターン１２により、導体部１０は元の銅箔パターン４に比べて頂面及び２つの側面により、その表面積をより大きくすることができる。
つまり、導体部１０の横幅が同一の場合、発泡中空層７により導体部１０の高さを大きくとることが可能となり、もって、導体断面積と表面積を大きくとることができる。

（６）更に、この高伝導化プリント基板１では、絶縁基材２外表面に形成された銅箔パターン４（第２例や第３例では内側の銅箔パターン４_２）と、導体被膜９や無電解銅メッキパターン１２との間に、（第２例や第３例では外側の銅箔パターン４_１を介し、）発泡中空層７が形成されている（図１の（６）図，図２の（６）図，図３の（６）図や、図４の（１）図，（２）図，（３）図等を参照）。
このように中空導体構造よりなり、導体部１０間に、空気や樹脂よりなる発泡中空層７が、形成されている。導電率の低い絶縁層として、又、コイルとして使用された場合は、透磁率の低い磁束不通過層として、発泡中空層７が形成されている。

そこで、この高伝導化プリント基板１では、その導体部１０について、周波数が高くなるほど顕著化する表皮効果による電流の表面集中が、分散，低減される。もって、前述したように導体断面積が大きいにも拘らず、高周波交流抵抗が抑制，軽減される。
他方、この高伝導化プリント基板１は、前述したように、導体部１０の高さを高くとることができる。そこで、導体断面積を大きくとるために、導体部１０の横幅を広げることを要しなくなり、もって導体部１０間の相互間隔を、適切に広く維持，確保することが可能となる。
もって、周波数が高くなるほど顕著化する近接効果による電流の分布偏在を、分散，低減でき、この面からも、高周波交流抵抗が抑制，軽減される。

（７）このように、この高伝導化プリント基板１は、上述した（５）のように、導体断面積と表面積を大きくとることができると共に、上述した（６）のように、表皮効果や近接効果も軽減される。
そこで、導体断面積を大きく取るために、導体部１０の横幅を大きく幅広に設定したり（回路幅を広げたり）、表皮効果軽減策として、導体部１０をより多数に分岐したり（回路本数を増やしたり）、近接効果軽減策として、導体部１０の相互間隔を広げたり（回路間隔を広げたり）することを、要しなくなる。
そこで、この高伝導化プリント基板１は、大型化が回避され小型化が促進されるようになる。
作用等については、以上のとおり。

１高伝導化プリント基板
２ 絶縁基材
３ 銅箔
３_１ 外側の銅箔
３_２ 内側の銅箔
４ 銅箔パターン
４_１ 外側の銅箔パターン
４_２ 内側の銅箔パターン
５ 発泡剤
６ 熱硬化性樹脂被膜
７ 発泡中空層
８ 導電材粉
９ 導体被膜
１０ 導体部
１１ 無電解銅メッキ
１２ 無電解銅メッキパターン

Claims (6)

1. 中空導体構造よりなり、絶縁基材の外表面にパターニングされた銅箔パターンと、該銅箔パターンを被覆する導体被膜と、該銅箔パターンと導体被膜間に形成された発泡中空層とを、少なくとも有しており、
   該銅箔パターンと導体被膜とで導体部が形成されていること、を特徴とする高伝導化プリント基板。
2. 請求項１において、該発泡中空層は、発泡剤の発泡により形成され、該導体被膜は、半田被膜よりなること、を特徴とする高伝導化プリント基板。
3. 請求項２において、該銅箔パターンと該半田被膜で形成される該導体部が、コイルとして使用されること、を特徴とする高伝導化プリント基板。
4. まず、絶縁基材の外表面に貼り付けられた銅箔をパターニングして、銅箔パターンを形成し、次に、該銅箔パターンのセンターラインエリアに、発泡剤を塗布した後、該発泡剤を熱硬化性樹脂被膜にて被覆し、
   それから、該発泡剤を加熱により発泡させて、発泡中空層を形成してから、該熱硬化性樹脂被膜の外表面に導電材粉をコーティングすると共に、該熱硬化性樹脂被膜を加熱により硬化させてから、
   該熱硬化性樹脂被膜、導電材粉、および外部露出している該銅箔パターンの残エリアを、導体被膜にて被覆することにより、
   該銅箔パターン、導電材粉、導体被膜にて、導体部が形成されると共に、該銅箔パターンと導体被膜間に、該熱硬化性樹脂被膜と共に該発泡中空層が形成された、中空導体構造の高伝導化プリント基板が製造されること、を特徴とする高伝導化プリント基板の製造方法。
5. まず、発泡剤が層状にサンドイッチ介装された銅箔を、絶縁基材の外表面に貼り付け、次に、外側の該銅箔をパターニングして、銅箔パターンを外側に形成し、
   それから、外側に該銅箔パターンが形成されたエリア以外の該発泡剤を除去した後、内側の該銅箔をパターニングして、外側の該銅箔パターンに見合った銅箔パターンを、内側に形成してから、
   該発泡剤を加熱により発泡させて発泡中空層を形成しつつ、外側，内側の該銅箔パターンおよび該発泡中空層について、それぞれ外部露出している外表面を、導体被膜にて被覆することにより、
   外側，内側の該銅箔パターンと該導体被膜にて、導体部が形成されると共に、外側，内側の該銅箔パターン間に該発泡中空層が形成された、中空導体構造の高伝導化プリント基板が製造されること、を特徴とする高伝導化プリント基板の製造方法。
6. まず、発泡剤が層状にサンドイッチ介装された銅箔を、絶縁基材の外表面に貼り付け、次に、外側の該銅箔をパターニングして、銅箔パターンを外側に形成し、
   それから、外側に該銅箔パターンが形成されたエリア以外の該発泡剤を除去した後、該発泡剤を加熱により発泡させて、発泡中空層を形成してから、
   外側の該銅箔パターン、該発泡中空層、および内側の該銅箔について、それぞれ外部露出している外表面を、無電解銅メッキにより被覆してから、該無電解銅メッキおよび内側の該銅箔を、パターニングすることにより、
   外側，内側の該銅箔パターンと無電解銅メッキパターンにて、導体部が形成されると共に、外側，内側の該銅箔パターン間に該発泡中空層が形成された、中空導体構造の高伝導化プリント基板が製造されること、を特徴とする高伝導化プリント基板の製造方法。
   

Images