JP6277342B1 - 電子回路用の金属箔基板とパターンの形成方法およびこれを用いた装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な作業と安価な方法と電気的特性を優先した方法とによって、パターンを形成できる金属箔基板および効率的なパターン形成方法並びに前記方法を用いて製作される基板完成品または装置を提供する。【解決手段】基材１に格子状の凹部２を設け、その面に金属箔３を備え、金属箔の凹部との対向部分に粘着層９を備える。または、凹部に可塑性部材を備える。または、基材と金属箔との間に可塑性層を備える。これにより、一般的な工具によって容易に金属箔３を切断でき、その切断端を固定できるため、切断後のパターン間隔を保てる。こうして簡単にパターンを形成できる。前記パターンは金属箔の面積を有効活用した電気的特性に優れたパターンである。また、金属箔の切断とともに、その切断箇所を塞いで固定するパターンの形成方法と、その方法によって製作する基板完成品または装置とは、パターン形成の工数を削減できる。【選択図】図１

Description

本発明は、外面に金属箔を有する電子回路用の金属箔基板と、当該金属箔基板にパターンを形成する方法、および、当該方法によって製作された装置に関する。

近年の電子機器の小型化に伴い、電子回路基板においてもパターンの高密度化が進み、専用設備がなければ高密度の回路基板を製作することは難しい。しかし、実験、試作、治具、電子工作などの用途において、小型化、高密度化がさほど要求されない製作物では、電子回路基板の自主製作はよく用いられる手段である。
電子回路基板を製作する過程において、金属箔基板に回路パターンを形成する方法は、主に以下の（１）〜（４）の方法が用いられる。

（１）は、エッチングによって不要な金属箔を溶かして回路パターンを形成する方法である。この場合は、印刷や感光などによって金属箔に回路パターンを転写する工程、金属箔のエッチング工程、洗浄工程、乾燥工程、などの工程を経て形成される。前記エッチング工程では、その温度と時間とを厳密に管理する必要がある。そして、エッチング廃液は、無害化して廃棄しなければならない。

（２）は、切削加工機またはレーザ加工機によって不要な金属箔部分を切削して回路パターンを形成する方法である。この場合は、回路パターンの加工データを作成し、前記加工データに基づいて、切削加工機またはレーザ加工機によって不要な金属箔部分を切削してパターンを形成する。なお、前記加工データを作成するためには、専用のソフトウェアとその操作が必要である。

（３）は、手作業によって不要な金属箔部分を切削して回路パターンを形成する方法である。この場合に用いる工具は、カッターや彫刻刀やハンドグラインダーなどである。しかし、基板の基材は切削加工に適さない硬い材質のため、時間と労力とが必要な作業である。

（４）は、網目を設けた導体によって構成された接続網の不要な接続部分を取り除いて、必要な回路パターンを形成する方法である（特許文献１参照）。その他、格子状の接続網（パターン）をもつユニバーサル基板の不要な接続部分を切削除去する方法が知られている。これらの場合、導体に網目を設けるなどして接続網を構成する必要があるため、回路パターンとして活用できる導体の有効面積が減少してしまい、電気的特性が犠牲になるという問題があった。なお、特許文献１では、基材に網状導体を切断するための溝を設けることが開示されている。前記溝は網状導体の網目間に設けられており、パターンを形成するためには前記網状導体の網目間を２箇所（溝２つ分）において切断し、前記網状導体の不要部分を切り離した後、プレス棒によって切り離した前記不要部分を押し出して取り除く必要があった。

特開昭５４−１１３８６３号公報

上記のとおり、手順の少ない簡単な作業と、専用の設備や用品などを使用しない安価な方法と、電気的特性を犠牲にしない方法と、によって、回路パターンを形成することができないという問題がある。実験、試作、治具、電子工作などの用途において、単品あるいは少量生産の場合は、製作物全体の製作工数やコストに対して、回路パターンの形成にかかる工数やコストの比率が高くなる傾向がある。

そこで、本発明は、手順の少ない簡単な作業と、専用の設備や用品などを使用しない安価な方法と、電気的特性を優先した方法と、によって、回路パターンを形成できる金属箔基板を提供することを第１の目的とし、さらに、前記金属箔基板にパターンを効率的に形成する方法を提供することによって、パターン形成に係る工数を削減することを第２の目的とする。

本発明に係る金属箔基板は、基材と金属箔とを有し、前記基材に格子状に構成された凹部を設け、当該凹部を設けた面側に前記金属箔を備え、前記金属箔の前記凹部と対向する部分に粘着層を備え、前記凹部は、その外側における前記金属箔を切断してパターンを形成するために、パターン間隔より広い幅をもつ。

本発明に係る金属箔基板の別の形態では、基材と金属箔と薄膜層とを有し、前記基材に格子状に構成された凹部を設け、当該凹部を設けた面側に前記薄膜層を備え、前記薄膜層の前記凹部と対向する部分に粘着層を備え、前記薄膜層の外側に前記金属箔を備え、前記凹部は、その外側における前記金属箔を切断してパターンを形成するために、パターン間隔より広い幅をもち、前記薄膜層は、前記凹部の外側における前記金属箔を不可抗力的な外力から保護するために、前記金属箔を補強する作用をもつ。

本発明に係る金属箔基板の別の形態では、基材と金属箔と可塑性部材とを有し、前記基材に格子状に構成された凹部を設け、当該凹部内に前記可塑性部材を備え、前記凹部を設けた面側に前記金属箔を備え、前記凹部は、その外側における前記金属箔を切断してパターンを形成するために、パターン間隔より広い幅をもち、前記可塑性部材は、前記基材に比べて良好な加工性と可塑性とをもつ絶縁性の部材である。

本発明に係る金属箔基板の別の形態では、基材と金属箔と可塑性層とを有し、前記基材と前記金属箔との間に前記可塑性層を備え、前記可塑性層は、前記基材に比べて良好な加工性と可塑性とをもつ、０．４ｍｍ以上の絶縁層である。

本発明に係る金属箔基板の別の形態では、さらに、前記金属箔にソルダーレジストと当該ソルダーレジストによって形成されたランドとを備える。

本発明に係るパターン形成に、前記金属箔を切断するとともに、その切断箇所を塞いで固定する方法を用いる。

本発明に係る基板完成品または装置の製作に、前記のパターン形成方法を用いる。

本発明に係る金属箔基板を用いれば、外面の金属箔を、例えばカッターなどの一般的な工具によって容易に切断することができ、その切断端を固定することによって、簡単にパターンを形成できる。また、金属箔の面積を有効に活用できるため、太いパターンやベタパターンも簡単に形成できる。このように、手順の少ない簡単な作業と、専用の設備や用品などを必要としない安価な方法と、電気的特性を優先した方法と、によって、パターンを形成することができる。

また、本発明に係るパターン形成に、金属箔の切断とともに切断箇所を塞いで固定する方法を用いれば、パターン形成作業を効率的に行える。さらに、前記のパターン形成方法によって製作された基板完成品または装置は、パターン形成のための実質的な工数を削減することができる。

実施形態１の完成状態を示す断面図である。 凹部２の形状例を拡大して示す傾斜図である。 凹部２の第１変形例を拡大して示す傾斜図である。 凹部２の第２変形例を拡大して示す傾斜図である。 凹部２の第３変形例とパターンの形成例とを示す上面図である。 実施形態１においてパターンを形成する方法を拡大して示す参考図である。 実施形態１において試作回路のパターンを形成した例を示す参考図である。 図４Ａの試作回路の回路を示す参考図である。 実施形態２の完成状態を示す断面図である。 実施形態３の完成状態とパターンの形成状態とを示す断面図である。 実施形態４の完成状態とパターンの形成状態とを示す断面図である。 実施形態５の完成状態を示す傾斜図である。 実施形態６のパターンの形成方法と形成例とを示す傾斜図である。 実施形態７のパターンの形成方法と形成例とを示す傾斜図である。 先端形状の第１変形例を示す断面図である。 先端形状の第２変形例を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一または実質的に同一の機能および構成要素については、同一符号を付し、必要に応じて説明する。また、「厚さ」を表す場合に、「厚」と省略する場合がある。

実施形態１．（実施形態１は請求項１に対応する。）
実施形態１の目的は、金属箔を容易に切断できるようにすること、および、その切断端を物理的に安定させることによって、簡単にパターンを形成することである。

図１は、実施形態１の完成状態を示す断面図である。図２Ａは凹部２の形状例を拡大して示す傾斜図である。図１に示すように、実施形態１の金属箔基板は、基材１と金属箔３とを有し、前記基材１に、図２Ａに示すような格子状に構成された凹部２を設け、前記基材１の前記凹部２を設けた面側に前記金属箔３を備え、前記金属箔３の前記凹部２と対向する部分に粘着層９を備える。

前記基材１の材料は、例えば、紙エポキシ積層材、ガラスコンポジット積層材、ガラスエポキシ積層材、などの絶縁性の積層材を用いる。前記基材１における板厚ｔは、一般的な金属箔基板における標準値の１．６ｍｍでよいが、違う値にする場合は前記１．６ｍｍより厚くするのが好ましい。

前記凹部２は、図２Ａに示すように、縦の凹部と横の凹部とによって格子状に構成された凹部である。前記積層材の場合に、前記凹部２を設ける方法は、ルータ加工による切削、レーザ加工による切削、などの方法がある。

前記基材１には、前記積層材と同等程度の機械的強度、もしくは、ユーザーが所望する機械的強度をもち、かつ、前記積層材に比べて切削加工性や成形加工性に優れた絶縁性の材料（例えば耐熱性樹脂材やその複合材）を用いてもよい。その場合は、前記積層材に比べて、前記凹部２の形成にかかる工数やコストを低減することができる。

本金属箔基板は、前記基材１と前記金属箔３とが貼り付いてなる。前記貼り付けには、接着剤や粘着剤などを用いる。このとき、前記粘着剤は、前記粘着層９を兼ねてもよい。その場合は、前記金属箔３の、前記基材１と対向する面の全面に粘着剤（粘着層９）を備える。なお、前記金属箔３の前記凹部２と対向する部分に備えられた前記粘着層９は、本金属箔基板の完成後も粘着性を保つものである。

そして、前記基材１と前記金属箔３とが貼り付いたことによって、空間５が形成される。当該空間５は、前記基材１と前記金属箔３との間に、前記凹部２によって形成された格子状の空間である。

図１では、金属箔３は基材１の片面に備えられているが、前記金属箔３は前記基材１の両面に備えてもよい。前記金属箔３を両面に備える場合は、凹部２および粘着層９も両面に備える。

次に、凹部２の詳細について説明する。凹部２は、図２Ａのように、Ｖ形状に形成されている。当該形状は、広く用いられているＶ溝と同等の加工方法を用いて形成できる。このため、低コストに形成できる利点がある。この他、前記Ｖ形状の先端を平らにした逆台形状にしてもよい。前記逆台形状の場合は、金属箔を切断後、その切断端を凹部２の側面に貼り付けやすく、さらに、深さＤを前記Ｖ形状より浅くできるため、基材１の強度低下を抑えることができる。

図２Ｂは、凹部２の第１変形例を拡大して示す傾斜図である。本第１変形例は、図２Ｂのように、半円またはＵ字形状に形成されている。当該形状は、底部が滑らかなため亀裂が入りにくく、前記Ｖ形状に比べて曲げやたわみに強い。

図２Ｃは、凹部２の第２変形例を拡大して示す傾斜図である。本第２変形例は、図２Ｃのように、四角形状に形成されている。当該形状は、（後述の）パターンを形成したときのパターン間隔を、他の形状に比べて広くすることができる。

図２Ｄは、凹部２の第３変形例とパターンの形成例とを示す上面図である。なお、図２Ｄ右側の形成例は凹部２を透視によって示している。本第３変形例は、図２Ｄのように、格子状の凹部２が直交する箇所に、菱形（◇）状の凹部２を追加した構成である。本第３変形例の場合は、図２Ｄの形成例に示したパターン３ｅのような、斜めのパターンを形成することができる。

図２Ａ〜図２Ｃにおける、凸部４の間隔Ｐ、凹部２の幅Ｗ、凹部２の深さＤは、基材１の材質、その板厚ｔ、金属箔３厚や粘着層９厚、使用する電圧、実装する部品の種類、などの条件によって適する値が異なる。そのため、ユーザーの用途に合わせた値にするのがよい。例えば、前記金属箔３を片面に備え、前記基材１はガラスエポキシ積層材、その板厚ｔは１．６ｍｍ、金属箔３厚は３５μｍ、粘着層９厚は１５μｍ、使用電圧は２０Ｖ以下、実装する部品はリード部品、前記凹部２は四角形状、であれば、前記間隔Ｐは２．５４ｍｍ、前記幅Ｗは０．３５ｍｍ〜０．６ｍｍ程度（このときのパターン間隔は０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍ）、前記深さＤは０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ程度が適している。前記間隔Ｐおよび前記幅Ｗおよび前記深さＤの値を変えることによって、様々な条件に対応できる。

次に、本実施形態１の金属箔基板を用いて、パターンを形成する方法について説明する。図３は、実施形態１においてパターンを形成する方法を拡大して示す参考図である。図３に示すように、ユーザーがカッター２０を用いて、凹部２の外側における金属箔３を、前記凹部２の中央において切断し、その切断端を前記凹部２の側面に押し付ける。このとき、前記金属箔３の前記凹部２と対向する部分に備えた粘着層９によって、前記切断端は前記凹部２の側面に貼り付いて固定される。このようにして、パターン３ａと３ｂとが形成される。なお、前記金属箔３の厚さは数十μｍ（例えば、一般の電子回路用途に用いる銅箔であれば、その主流は、１８μｍ、３５μｍ、７０μｍ）である。そのため、前記凹部２の外側における前記金属箔３は、前記カッター２０によって容易に切断できる。

このとき形成されるパターン間隔ＰＷｓは、凹部２の形状によって異なる。前記凹部２の幅をＷとしたときのＰＷｓは、図２Ａに示したＶ形状（Ｖ部の角度が９０°）の場合は、０．２９３Ｗ−（金属箔３厚＋粘着層９厚）×√２である。図２Ｂに示した半円形状の場合は、０．５４Ｗ−（金属箔３厚＋粘着層９厚）×１．０８である。図２Ｃに示した四角形状の場合は、Ｗ−（金属箔３厚＋粘着層９厚）×２である。

したがって、例えば、金属箔３厚が３５μｍ、粘着層９厚が１０μｍのとき、パターン間隔ＰＷｓを、０．２ｍｍにするために必要な前記凹部２の幅Ｗは、前記凹部２が、Ｖ形状（Ｖ角度９０°）の場合は、０．９ｍｍ、半円形状の場合は、０．４６ｍｍ、四角形状の場合は、０．２９ｍｍである。

また、前記凹部２の深さＤは、前記幅Ｗに対して、前記凹部２がＶ形状（Ｖ部の角度が９０°）および半円形状の場合は０．５Ｗであるが、四角形状の場合は、０．５Ｗ以上とし、好ましくは、前記金属箔３を切断した場合の、前記凹部２の中央に対する切断位置の誤差分を加算した値（０．５Ｗ＋０．１ｍｍ以上）とするのがよい。

なお、本願では、最小パターン間隔を０．２ｍｍに設定している。本来、前記最小パターン間隔は、使用条件、要求性能、要求品質などによって設定値が異なるものであるが、本願では、ショート不良などの物理的な不具合を起こさないために最低限必要な値とした。そのため、ユーザーの使用条件などにより、前記最小パターン間隔の０．２ｍｍよりもパターン間隔が必要な場合は、前記凹部２の形状および幅Ｗおよび深さＤを、ユーザーが必要とするパターン間隔に対応したものにすればよい。

パターンを形成するときは、前記凹部２の外側において前記金属箔３を切断する必要があるが、前記凹部２は前記金属箔３の内側に設けられているため、直観的に前記凹部２の位置を認識しにくい。そのため、前記基材１の側面（断面）を見たり、寸法を確認したりする必要がある。この改善のため、前記金属箔３に、前記凹部２が設けられた位置を示す表示を備えるのがよい。それにより、ユーザーは前記表示を目安にして、前記金属箔３の切断作業を簡単確実に行うことができる。前記表示は前記凹部２の中央を実線や破線などによって表わし、その線種や太さや濃さや色などは様々な表現方法を用いることができる。前記表示を備える方法には、シルク印刷やインクジェット印刷や熱転写などの方法がある。

次に、本実施形態１の金属箔基板を用いた試作回路例について説明する。図４Ａは、実施形態１において試作回路のパターンを形成した例を示す参考図である。図４Ａは、パターン（前記金属箔３）側から見た図であって、凹部２や裏側に実装した部品を透視している図である。図４Ｂは、図４Ａの試作回路の回路を示す参考図である。

図４Ａに示す試作回路は、オペアンプ１３と抵抗器１４ａ〜１４ｄとによって構成された反転増幅回路（図４Ｂの回路図に示す回路）である。電源電圧は＋１５Ｖ（Ｖ＋）、および、−１５Ｖ（Ｖ−）である。破線１１は、凹部２と凸部４との境界を示す線、部品穴１２は部品を挿入するための貫通穴である。

図４Ａの試作回路は、以下の条件によって製作される。
金属箔３を片面に備える。前記金属箔３は銅箔である。その厚さは３５μｍである。粘着層９の厚さは５μｍである。基材１はガラスエポキシ積層材である。その板厚ｔは１．６ｍｍである。凸部４の間隔Ｐは２．５４ｍｍである。凹部２の形状は図２Ｃに示した四角形状である。凹部２の幅Ｗは０．６ｍｍ、深さＤは０．４ｍｍである。金属箔を切断するための工具は、カッターを用いる。

そして、パターンを形成するために、太実線１０に示した箇所の前記金属箔３を切断し、その切断端を前記凹部２の側面に押し付けて固定する。このときに形成されるパターン間隔は０．５２ｍｍである。なお、前記切断端は前記粘着層９によって前記凹部２の側面に固定されるが、耐久性能を重視する場合は、切断後の隙間に絶縁性の材料を充填するなどして強固に固定してもよい。

以上のように、本実施形態１の金属箔基板を用いれば、カッターなどの一般的な工具によって金属箔３を容易に切断でき、その切断端を基材１（凹部２）に固定することができる。そのため、簡単にパターンを形成できる。また、太いパターンやベタパターンも形成できるため、電気的特性の良好なパターンを得ることができる。さらに、パターンを形成する際に専用の設備や用品などを必要としないため、パターンの形成にかかる費用を低減することができる。

実施形態２．（実施形態２は請求項２に対応する。）
実施形態２の目的は、実施形態１の目的に加えて、凹部２の外側における金属箔３を補強することである。

図５は、実施形態２の完成状態を示す断面図である。図５に示すように、実施形態２の金属箔基板は、基材１と金属箔３と薄膜層７とを有し、前記基材１に格子状に構成された凹部２を設ける。前記基材１の材料および前記凹部２を設ける方法は、前記実施形態１と同様である。前記基材１の前記凹部２を設けた面側に前記薄膜層７を備え、前記薄膜層７の前記凹部２と対向する部分に粘着層９を備え、前記薄膜層７の外側に前記金属箔３を備える。

前記薄膜層７の材料は、良好な被切断性と、耐熱性と、前記金属箔３に比べて高い引張強度と、可塑性と、をもつ。前記薄膜層７の「良好な被切断性」は、前記金属箔３とともに、カッターなどの一般的な工具によって容易に切断できる性質である。「耐熱性」は、はんだ付け作業時に、発火、発煙、有毒ガスの発生、炭化、溶化、著しい変形、を起こさない性質である。このときの想定条件は、はんだコテのコテ先温度を３５０℃にし、前記金属箔３を５秒間加熱した場合である。「前記金属箔３に比べて高い引張強度」は、前記凹部２の外側における前記金属箔３を補強するために必要な性質である。「可塑性」は、前記凹部２の側面側に折り曲げたときに、その形状を保つことができる性質である。例えば、前記薄膜層７には、耐熱ポリイミドフィルムなどの耐熱性樹脂フィルムを用いることができるが、その厚さは薄いほうがよく、１０μｍ以下とするのが望ましい。薄くすることによって前記凹部２の側面側に折り曲げやすく、厚い場合に比べて復元力が弱くなり可塑性も良好になる。

本金属箔基板は、前記基材１と前記薄膜層７と前記金属箔３とが貼り付いてなる。前記貼り付けには、接着剤や粘着剤などを用いる。このとき、前記粘着剤は、前記粘着層９を兼ねてもよい。その場合は、前記薄膜層７の、前記基材１と対向する面の全面に粘着剤（粘着層９）を備える。なお、前記薄膜層７の前記凹部２と対向する部分に備えられた前記粘着層９は、本金属箔基板の完成後も粘着性を保つものである。

図５では、金属箔３は基材１の片面に備えられているが、前記金属箔３は前記基材１の両面に備えてもよい。前記金属箔３を両面に備える場合は、凹部２および薄膜層７および粘着層９も両面に備える。図５では、前記凹部２の形状は図２Ｃに示した四角形状であるが、他の形状でもよい。

本実施形態２の金属箔基板においてパターンを形成する方法は、前記実施形態１と同様に、前記金属箔３を切断し、その切断端を前記凹部２に貼り付ける方法である。その場合、本実施形態２では、前記基材１と前記金属箔３との間に前記薄膜層７を備えるため、前記薄膜層７を前記金属箔３とともに切断し、前記凹部２に貼り付ける必要があるが、前記薄膜層７は良好な被切断性をもち、前記凹部２と対向する部分に前記粘着層９を備えるため、前記実施形態１と同様に、カッターなどの一般的な工具によって前記金属箔３と前記薄膜層７とを容易に切断でき、その切断端を前記凹部２に貼り付けることができる。貼り付け後は前記粘着層９の粘着力および前記薄膜層７の可塑性によってその状態を保つことができるが、耐久性能を重視する場合は、切断後の隙間に絶縁性の材料を充填するなどして強固に固定してもよい。

本実施形態２の場合に形成される前記パターン間隔ＰＷｓは、前記凹部２の幅をＷとしたとき、前記凹部２がＶ形状（Ｖ部の角度が９０°）の場合は、０．２９３Ｗ−（金属箔３厚＋薄膜層７厚＋粘着層９厚）×√２である。半円形状の場合は、０．５４Ｗ−（金属箔３厚＋薄膜層７厚＋粘着層９厚）×１．０８である。四角形状の場合は、Ｗ−（金属箔３厚＋薄膜層７厚＋粘着層９厚）×２である。なお、前記凹部２が四角形状の場合の深さＤは、前述の［段落００３７］と同様に設定する。

以上のように、本実施形態２の金属箔基板を用いれば、前記実施形態１と同様に簡単にパターンを形成できる。さらに、前記薄膜層７によって前記凹部２の外側における前記金属箔３を補強できる。このことにより、前記金属箔３に対して不可抗力的な外力が加わった場合の、前記金属箔３の変形や破損を防止できる。そのため取り扱いが容易になる。

実施形態３．（実施形態３は請求項３に対応する。）
実施形態３の目的は、実施形態２の目的に加えて、パターン形成の作業効率を向上させることである。

図６は、実施形態３の完成状態とパターンの形成状態とを示す断面図である。図６に示すように、実施形態３の金属箔基板は、基材１と金属箔３と可塑性部材８とを有し、前記基材１に格子状に構成された凹部２を設ける。前記基材１の材料および前記凹部２を設ける方法は、前記実施形態１と同様である。前記凹部２を塞ぐように前記可塑性部材８を備え、前記基材１の前記凹部２を設けた面側に前記金属箔３を備える。前記基材１と前記可塑性部材８と前記金属箔３とのそれぞれを、接着剤や粘着剤などによって貼り付ける。

前記可塑性部材８の材料は、絶縁性と、耐熱性と、前記基材１に比べて柔らかくて良好な加工性と、可塑性と、をもつ。前記可塑性部材８の「絶縁性」は、その外側の前記金属箔３を切断したときに、前記金属箔３間を電気的に絶縁する性質である。「耐熱性」は、前述の［段落００４７］と同じ性質である。「前記基材１に比べて柔らかくて良好な加工性」は、人がカッターなどの一般的な工具を用いて、その刃先を通常の力において材料内に入り込ませて切れ目を入れることができる性質である。「可塑性」は、前記切れ目の形状を保つ性質である。例えば、前記可塑性部材８には、材料を低密度化するなどして可塑性を高めた耐熱性樹脂材やその複合材などを用いればよい。ただし、本金属箔基板の取り扱い上想定される不可抗力的な外力（圧力）によって変形することのない強度を最低限有する必要がある。

図６では、金属箔３は基材１の片面に備えられているが、前記金属箔３は前記基材１の両面に備えてもよい。前記金属箔３を両面に備える場合は、凹部２および可塑性部材８も両面に備える。前記凹部２の形状は図２Ｃに示した四角形状が適しているが、他の形状でもよい。

本実施形態３の金属箔基板においてパターンを形成する方法は、前記実施形態１と同様に前記金属箔３を切断する方法である。その場合、本実施形態３では、前記凹部２に前記可塑性部材８が備えられているため、前記可塑性部材８内に工具の刃先を入り込ませて切れ目を入れる必要があるが、前記可塑性部材８は前記基材１より柔らかく良好な加工性をもつため、それが容易である。前記切れ目の幅は、切断工具２１の刃先を入り込ませる深さや切断工具２１の刃幅や刃の角度によって調整することができ、切断後に「へら」などを用いて広げることも可能である。前記切れ目の幅を変えることによってパターン間隔を変えることができる。また、前記切れ目の形状は、前記の可塑性によって保つことができる。

以上のように、本実施形態３の金属箔基板を用いれば、前記可塑性部材８を備えることによって、前記凹部２の外側における前記金属箔３を切断し、必要によって切断後の間隔を広げる簡単な作業によってパターンを形成することができる。また、前記凹部２の外側における前記金属箔３に対して不可抗力による外力が加わった場合の、前記金属箔３の変形や破損を防止できる。さらに、前記金属箔３は前記可塑性部材８に貼り付いているため、実施形態１および２のように、前記金属箔３を切断したあと、その切断端を凹部２の側面に貼り付ける作業は不要である。このため、作業の効率を向上させることができる。

実施形態４．
実施形態４の目的は、実施形態１の目的に加えて、自由な形状のパターンを簡単に形成することである。

図７は、実施形態４の完成状態とパターンの形成状態とを示す断面図である。図７に示すように、実施形態４の金属箔基板は、基材１と金属箔３と可塑性層１７とを有し、前記基材１と前記金属箔３との間に前記可塑性層１７を備える。前記基材１の材料は実施形態１と同様である。前記基材１と前記可塑性層１７と前記金属箔３とのそれぞれを接着剤または粘着剤などによって貼り付ける。

前記可塑性層１７は、絶縁性と、耐熱性と、前記基材１に比べて柔らかくて良好な加工性と、可塑性と、をもつ。前記可塑性層１７がもつ前述の性質および材料は、前述の［段落００５５］と同じである。

また、前記可塑性層１７は、前述[段落００３８]の最小パターン間隔０．２ｍｍを形成するために、０．４ｍｍ以上の厚さ（ｔ２）をもつ。前記０．４ｍｍは、切断工具２１（もしくは「へら」等）の刃角度を４５°に想定し、前記金属箔３および前記可塑性層１７に、前記基材１に達するまで切れ目を入れたときのパターン間隔ＰＷｓを、０．２ｍｍにするために必要な厚さである。前記０．２ｍｍは最低限確保すべきパターン間隔として設定したものであるため、ユーザーが前記０．２ｍｍよりもパターン間隔を必要とする場合は、前記可塑性層１７厚ｔ２を０．４ｍｍよりも厚くすればよい。ただし、前記ｔ２を厚くする場合は、基材１厚ｔ１が相対的に薄くなるため、基板強度（前記基材１の材質や板厚ｔ）を考慮して設定する必要がある。

図７では、金属箔３は基材１の片面に備えられているが、前記金属箔３は前記基材１の両面に備えてもよい。前記金属箔３を両面に備える場合は、可塑性層１７も両面に備える。

本実施形態４の金属箔基板においてパターンを形成する方法は、前記実施形態１と同様に、前記金属箔３を切断する方法である。その場合、本実施形態４では、前記金属箔３と前記可塑性層１７とが貼り付いているため、前記可塑性層１７内に切断工具２１の刃先を入り込ませて切れ目を入れる必要があるが、前記可塑性層１７は、前記基材１より柔らかく良好な加工性をもつため、それが容易である。前記切れ目の幅は、切断工具２１の刃先を入り込ませる深さや切断工具２１の刃幅や刃の角度によって調整することができ、切断後に「へら」などを用いて広げることも可能である。前記切れ目の幅を変えることによってパターン間隔を変えることができる。また、前記切れ目の形状は、前記の可塑性によって保つことができる。

以上のように、本実施形態４の金属箔基板を用いれば、前記可塑性層１７を備えることによって、前記可塑性層１７の外側における前記金属箔３を切断し、必要によって切断後の間隔を広げる簡単な作業によってパターンを形成できる。そして、そのパターン形状には制限がない。例えば、任意角度や曲線などの自由な形状のパターンを形成することが可能である。また、実施形態３と同様に、前記金属箔３の切断端を凹部２の側面に貼り付ける作業が不要となるため、パターン形成作業の効率を向上させることができる。

実施形態５．
実施形態５の目的は、はんだ付けの作業性および品質向上のためにランドを備えること、および、金属箔３の酸化を防止することである。

図８は、実施形態５の完成状態を示す傾斜図である。図８に示すように、実施形態５の金属箔基板は、金属箔３の表面にランド１５を備える。当該ランド１５は、前記金属箔３にソルダーレジスト１６を備えて形成したものである。（前記金属箔３において、前記ソルダーレジスト１６を備えない部分が前記ランド１５である。）

前記ランド１５を備えることによって、前記ランド１５に部品等をはんだ付けする際、はんだが前記ランド１５以外の前記金属箔３に広がらないため、はんだフィレットを形成しやすくなる。適切な形状のはんだフィレットを形成すれば、経年変化によって生じる「はんだクラック」などのはんだ付けに起因する不具合を低減できるため、はんだ付け品質を向上させることができる。また、前記ソルダーレジスト１６によって、前記金属箔３の酸化を防止できる。さらに、前記ランド１５に対してプリフラックスやはんだメッキを施せば、前記ランド１５の酸化も防止することができる。なお、図８に示した前記ランド１５の形状は円形状であるが、角型部品に適した四角形状にしてもよい。

実施形態６．
本実施形態６のパターンの形成方法は、前記金属箔３を切断するとともに、当該切断箇所を塞いで固定する方法である。本実施形態６の目的は、効率的にパターン形成を行うこと、および、前記金属箔３の切断箇所の耐久性を高めることである。

図９は、実施形態６のパターンの形成方法と形成例とを示す傾斜図である。図１１Ａは、先端形状の第１変形例を示す断面図である。図９の中央に示す金属箔基板は、実施形態１に係る金属箔基板である。図９の下部は、前記金属箔基板のパターン完成状態を示すものである。図９のパターンは、前述の図４Ａで示した試作回路のパターンである。

本実施形態６のパターン形成は、図９上部に示す、切断兼固定用部材２２を用いて行う。当該切断兼固定用部材２２は、形成しようとするパターンの形に構成したものである。当該切断兼固定用部材２２は、金属箔基板に設けた凹部２の外側における金属箔３を切断するために、前記金属箔基板と対向する側の先端を尖らせ、かつ、前記凹部２（Ｖ形状）と嵌合する形状である。

前記切断兼固定用部材２２には、絶縁性と耐熱性とをもつ樹脂材料などを用いる。なお、前記切断兼固定用部材２２だけでは強度が不足する場合は、補強枠２３を周囲に設けてもよい。前記補強枠２３を設ける場合は、前記金属箔基板の外形に合わせてパターン形成時の位置合わせに用いてもよい。また、位置合わせ用突起３０ａを前記補強枠２３に２箇所以上設けてもよく、その場合は前記位置合わせ用突起３０ａを嵌め合わせるための、位置合わせ用穴３０ｂを前記金属箔基板にも設けておく。パターン形成時に位置合わせを行えば、作業性と精度とを向上させることができる。

次に、本実施形態６の、パターンの形成方法について説明する。
前記切断兼固定用部材２２を用いてパターンを形成するには、まず、前記切断兼固定用部材２２の金属箔基板と対向する側に接着剤を塗布し、前記切断兼固定用部材２２の先端を前記凹部２の中央に合わせて前記金属箔基板に押し付ける。それによって、前記凹部２の外側における前記金属箔３が切断されてパターンが形成されるとともに、前記切断兼固定用部材２２は前記凹部２に入り込み、前記接着剤によって前記凹部２に接着（固定）される。なお、前記補強枠２３を設けた場合は、不要であれば接着後に前記補強枠２３を切り離せばよい。

上記のパターン形成方法は、実施形態１の場合であるが、実施形態２の場合は、前記薄膜層７を前記金属箔３とともに切断する必要があるため、前記切断兼固定用部材２２の先端（および前記凹部２のＶ部の角度）を鋭利にしたり、のこぎり状にしたりするなど、切りやすい形状にするのがよい。もしくは、実施形態２における前記薄膜層７に予め切れ目を断続的に入れておくなどすればよい。ただし、前記薄膜層７に切れ目を入れる場合は、前記金属箔３を補強するための作用（引張強度）が極端に低下しないようにする必要がある。

実施形態３および４の場合、前記切断兼固定用部材２２の形状はＶ形状が適している。実施形態３の場合は、前記切断兼固定用部材２２を、前記可塑性部材８内に入り込ませて接着することによってパターンを形成することができるが、前記切断兼固定用部材２２は、前記可塑性部材８より硬い材料を用いる必要がある。同様に、前記実施形態４の場合は、前記切断兼固定用部材２２を、前記可塑性層１７内に入り込ませて接着することによってパターンを形成できるが、前記切断兼固定用部材２２は、前記可塑性層１７より硬い材料を用いる必要がある。

本パターンの形成方法に用いる前記凹部２の形状は、実施形態１および２においてはＶ形状が適しているが、四角形状を用いることもできる。その場合は、前記切断兼固定用部材２２の先端形状を、図１１Ａに示すような、下部中央を突起させて前記金属箔３を切断しやすくした形状などにすればよい。または、前記凹部２に嵌め合わせて、前記金属箔３の切断およびその切断部分を前記凹部２に固定することができれば他の形状であってもよく、前記切断兼固定用部材２２の形状は、前記凹部２と同一形状にする必要はない。実施形態３においては、前記凹部２の形状を四角形状とし、前記切断兼固定用部材２２の先端をＶ形状とする組み合わせが適している。

以上のように、本実施形態６のパターンの形成方法によれば、前記切断兼固定用部材２２に前記接着剤を塗布し、前記金属箔基板に押込むことによって、パターンの形成と切断箇所を塞いで固定することとを同時に行うことができる。これにより、パターン形成作業の効率と切断箇所の耐久性とを高めることができる。なお、前記接着剤を用いなくても、前記切断兼固定用部材２２に固定用突起を複数箇所設け、前記金属箔基板に前記固定用突起に対応した固定用貫通穴を設け、前記固定用突起を前記固定用貫通穴に指し込んで固定するような構成にしてもよい。

実施形態７．
本実施形態７の基板完成品または装置は、前記実施形態６のパターン形成方法と同じ作用をもたせた取付板または装置筺体に、本発明に係る金属箔基板を取り付けることによってパターンを形成した、基板完成品または装置である。本実施形態７の目的は、前記実施形態６の目的に加えて、さらに、前記基板完成品または前記装置におけるパターンの形成工数を削減することである。

図１０は、実施形態７のパターンの形成方法と形成例とを示す傾斜図である。図１１Ｂは、先端形状の第２変形例を示す断面図である。図１０中央に示す金属箔基板は、実施形態１に係る金属箔基板に取付穴２６ｂを備え、裏面に部品を実装し、その部品足を金属箔３にはんだ付けした状態のものである。図１０の下部は、前記金属箔基板に部品が実装されてパターンが形成された完成状態（基板完成品）を示したものである。

図１０上部に示すように、前記金属箔基板の取り付けに用いる取付板２４は、金属箔基板と対向する側に、形成しようとするパターンの形に構成された突起２５をもつ。当該突起２５は、前記金属箔基板に設けた凹部２の外側における金属箔３を切断するために、先端を尖らせ、かつ、前記凹部２（Ｖ形状）と嵌合する形状である。また、前記金属箔基板との取り付けに用いる取付穴２６ａと、はんだ付け部２７を避けるための穴２８と、を備える。（前記穴２８は、前記取付板２４を前記金属箔基板に取り付けたあとに、回路パターンの電気的な検査のために用いることもできる。）

前記取付板２４には、パターン形成時に位置合わせを行うための、位置合わせ兼取付用突起３０ｃのような突起を２箇所以上設けてもよい。例に示した前記位置合わせ兼取付用突起３０ｃは、前記金属箔基板との取り付けを兼ねたものである。パターン形成時に位置合わせを行えば、作業性と精度とを向上させることができる。

前記取付板２４および突起２５の材料は絶縁性の材料である。前記取付板２４と前記突起２５とは一体に加工（成形）されてなるものでもよいし、前記取付板２４に前記突起２５を組み合わせて（貼り付けて）なる構成でもよい。組み合わせる場合は、それぞれが別の材料であってもよい。

前記取付板２４を、実施形態２に用いる場合は、前述の［段落００７４］のように、前記突起２５の先端を切りやすい形状にするのがよく、実施形態３または４に用いる場合は、前述の［段落００７５］のように、前記突起２５を、前記可塑性部材８または前記可塑性層１７よりも硬い材料にする必要がある。実施形態４に用いる場合の前記突起２５の先端形状は、Ｖ形状以外に、図１１Ｂに示すような、パターン幅の両端２箇所を尖らせて、前記金属箔３をパターンの幅において切断するような逆Ｍ形状（またはＷ形状）にしてもよい。前記凹部２の形状についても、前述の［段落００７６］のように、実施形態に適した形状を用いるのがよい。

次に、本実施形態７の、基板完成品を製作する方法について説明する。
前記取付板２４を用いて基板完成品を製作するには、図１０中央に示すように、まず前記金属箔基板に部品を実装し、その部品足を金属箔３にはんだ付けした状態（はんだ付部２７を備えた状態）にする。そして、前記突起２５の先端を前記凹部２の中央に合わせて前記金属箔基板に押し付けたあと、取付ネジ２９を用いて前記取付板２４を前記金属箔基板に取り付ける。このことにより、前記凹部２の外側における前記金属箔３が前記突起２５によって切断されてパターンが形成されるとともに、前記突起２５は前記凹部２に入り込み、前記切断箇所は前記突起２５（前記取付板２４）によって固定される。このようにして基板完成品を製作することができる。なお、前記取付板２４および前記突起２５に透明な材料を用いれば、前記金属箔３の切断状態を目視によって確認することができ、取り付け後の検査に役立つ。

図１０では、前記取付板２４は前記金属箔基板と密着しているが、前記突起２５の突出量を増やして、前記金属箔基板と前記取付板２４との間に隙間をもたせてもよい。前記取付板２４と前記はんだ付部２７とが接触しなければ、前記取付板２４に設けた前記穴２８はなくてもよい。また、前記取付板２４に絶縁性をもたせる必要がなくなり、材料の選択肢を増やすことができる。（ただし、前記突起２５は絶縁性の必要がある。）

以上のように、前記取付板２４を前記金属箔基板に取り付けることによって、パターンが形成された基板完成品を製作することができる。装置の場合は、装置筺体の一部を前記取付板２４のような構成にすれば、装置筺体に前記金属箔基板を取り付けることによって装置を製作することができる。このように、取り付け作業によってパターンを形成することができるため、本実施形態７において製作された基板完成品または装置は、実質的にパターンの形成工程を省くことができる。

その他の形態．
１、実施形態１〜４の前記金属箔３に、プリフラックスやはんだメッキを施してもよい。
２、前記凸部４もしくは前記ランドの中央部に、貫通穴を設けてもよい。当該貫通穴は片面スルーホルであってもよい。
３、前記金属箔３を両面に備え、かつ、前記貫通穴を設ける場合は、前記貫通穴にスルーホールメッキまたは導電性材料を備えて、両面の前記金属箔３を電気的に接続してもよい。
４、実施形態１における前記凹部２を示す表示を、前記凹部２を有する他の実施形態に備えてもよい。
５、実施形態４の前記金属箔３に、パターンの寸法取りを効率的に行うための寸法表示を備えてもよい。
６、前記基材１と他の構成品（前記金属箔３、前記薄膜層７、前記可塑性層１７）とを分けて、ユーザーが組み立てることを目的としたキットの形態にしてもよい。
７、パターンを形成する際に、型（金型や強化プラスチック型）を用いて前記金属箔３を切断してもよい。
８、図示する形態に限らず、本発明の範囲内において、他の形態であってもよい。

１ 基材
２ 凹部
３ 金属箔
３ａ，３ｂ，３ｄ，３ｅ，３ｆ パターン
４ 凸部
５ 空間
７ 薄膜層
８ 可塑性部材
９ 粘着層
１０ 太実線
１１ 破線
１２ 部品穴
１３ オペアンプ
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 抵抗器
１５ ランド
１６ ソルダーレジスト
１７ 可塑性層
２０ カッター
２１ 切断工具
２２ 切断兼固定用部材
２３ 補強枠
２４ 取付板
２５ 突起
２６ａ、２６ｂ 取付穴
２７ はんだ付部
２８ 穴
２９ 取付ネジ
３０ａ 位置合わせ用突起
３０ｂ 位置合わせ用穴
３０ｃ 位置合わせ兼取付用突起
Ｗ 幅
Ｐ 間隔
ＰＷｓ パターン間隔
Ｄ 深さ
ｔ 板厚
ｔ１、ｔ２ 厚さ

Claims (6)

1. 基材を有し、その片面もしくは両面に金属箔を有する金属箔基板において、前記基材に格子状に構成された凹部を設け、前記基材の前記凹部を設けた面側に前記金属箔を備え、前記金属箔の前記凹部と対向する部分に粘着層を備え、前記凹部は、その外側における前記金属箔を切断してパターンを形成するために、パターン間隔より広い幅をもつことを特徴とする、金属箔基板。
2. 基材を有し、その片面もしくは両面に金属箔を有する金属箔基板において、薄膜層を有し、前記基材に格子状に構成された凹部を設け、前記基材の前記凹部を設けた面側に前記薄膜層を備え、前記薄膜層の前記凹部と対向する部分に粘着層を備え、前記薄膜層の外側に前記金属箔を備え、前記凹部は、その外側における前記金属箔を切断してパターンを形成するために、パターン間隔より広い幅をもち、前記薄膜層は、前記凹部の外側における前記金属箔を不可抗力的な外力から保護するために、前記金属箔を補強する作用をもつことを特徴とする、金属箔基板。
3. 基材を有し、その片面もしくは両面に金属箔を有する金属箔基板において、可塑性部材を有し、前記基材に格子状に構成された凹部を設け、当該凹部内に前記可塑性部材を備え、前記基材の前記凹部を設けた面側に前記金属箔を備え、前記凹部は、その外側における前記金属箔を切断してパターンを形成するために、パターン間隔より広い幅をもち、前記可塑性部材は、前記基材に比べて良好な加工性と可塑性とをもつ絶縁性の部材であることを特徴とする、金属箔基板。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の金属箔基板において、さらに、前記金属箔に、ソルダーレジストと当該ソルダーレジストによって形成されたランドとを備えることを特徴とする、金属箔基板。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の金属箔基板にパターンを形成する方法であって、前記金属箔を切断するとともに、当該切断箇所を塞いで固定することを特徴とするパターンの形成方法。
6. 請求項５の方法によって製作された装置。

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