JP6509026B2 - 配線構造体の製造方法および当該製造方法により製造された配線構造体 - Google Patents

Description

本発明は、絶縁性基材の上に無電解めっき層を備える導体パターンが設けられた配線構造体の製造方法および当該製造方法により製造された配線構造体に関する。

近年、電子部品の小型化および高機能化に伴い、樹脂成形品に回路配線を設けた配線構造体のニーズが高まっている。特に、立体的な樹脂成形品に立体的な導体パターンを形成した立体配線構造体は、回路配線のレイアウトの制約を緩和することができ、電子部品の小型化を図る上で重要な構成要素となる。

特許文献１には、基板の導体層に対してエッチングを施すことにより導体回路を形成した後、導体回路を構成する導体部間の隙間にレーザ光を照射して導体部間に残存する導体を除去する技術が開示されている。

また、特許文献２には、絶縁性基材の表面にめっき用触媒を付与して下地層を形成しておき、下地層をレーザトリミングしてパターンの輪郭を除去した後、下地層にめっきを施して配線を形成する技術が開示されている。

特許第４７９２６６０号公報 特開２００１−１７７２１９号公報

しかしながら、特許文献２に開示される技術では、非回路部にも無電解めっき処理により形成された導体層が形成されてしまう。このような非回路部に導体層が存在することが、立体配線構造体の機能上問題となる場合もある。

本発明は、無電解めっき層を備える導体パターンを絶縁性基材の上の所望の領域に高精度に設けることが可能な配線構造体の製造方法および当該製造方法により製造された配線構造体を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、一態様として、絶縁性基材の上に形成された導体パターンを有する配線構造体の製造方法であって、絶縁性基体の上に形成された互いに独立した複数の導体層のうち、導体パターンを形成する位置に対応した第１導体層とは異なる第２導体層上に通電することを含む電着塗装処理を行って、第２導体層の上に絶縁性保護膜を形成する電着塗装工程と、絶縁性保護膜を第２導体層のマスク材として無電解めっき処理を行って、第１導体層の上に無電解めっき層を形成する無電解めっき工程と、絶縁性保護膜を除去して、第２導体層を露出させる保護膜除去工程と、露出した第２導体層を除去して、絶縁性基材の上に形成された導体パターンを得る第２導体層除去工程と、を備えたことを特徴とする配線構造体の製造方法を提供する。

このような構成によれば、電着塗装工程によって、導体パターンを形成する位置に対応していない導体層（第２導体層）上に選択的に絶縁性保護膜を形成することが可能である。そして、この絶縁性保護膜をマスク材とする無電解めっき処理によって、導体パターンを形成する位置に対応した導体層（第１導体層）上に選択的に無電解めっき層を形成することができる。このため、特許文献１に開示された技術における非回路部に相当する導体層を有することなく高精度に形成された導体パターンを有する配線構造体を製造することができる。

第１導体層および第２導体層は無電解めっき層からなるものであってもよい。無電解めっき処理を用いて無電解めっき層を形成することにより、絶縁性基材上に効率的に導体層を形成することが可能である。

互いに独立した第１導体層および第２導体層を形成する方法は任意である。絶縁性基体の上に形成された一つの導体層を分離して第１導体層および第２導体層を得る導体層分離工程をさらに備えていてもよい。

上記の本発明に係る配線構造体の製造方法において、絶縁性基材は立体的な部材であってもよい。この場合には、本発明の一実施形態に係る製造方法により製造された配線構造体は、立体配線構造体となる。

上記の本発明に係る配線構造体の製造方法は、無電解めっき処理により第１導体層上に導体層を形成する工程を備えることから、第１導体層が島状パターンを含んでいてもよい。

本発明は、別の一態様として、上記の本発明に係る製造方法により製造された配線構造体であって、配線パターンが無電解めっき層からなる配線構造体を提供する。

本発明によれば、無電解めっき層を備える導体パターンを絶縁性基材の上の所望の領域に高精度に設けることが可能な配線構造体の製造方法および当該製造方法により製造された配線構造体が提供される。

本発明の一実施形態に係る立体配線構造体を例示する模式斜視図である。 本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法を例示するフローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法を例示する模式斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法を例示する模式斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る配線構造体の製造方法を例示する模式斜視図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、同一の部材には同一の符号を付し、一度説明した部材については適宜その説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る立体配線構造体を例示する模式斜視図である。
図１に表したように、本実施形態に係る立体配線構造体１は、絶縁性基材１０と導体パターン２０とを備える。

絶縁性基材１０としては、電気的な絶縁性を有する材料が用いられる。そのような材料として、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン、液晶ポリマー、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイルド樹脂、フェノール樹脂等の樹脂系材料、ガラス、アルミナ、ジルコニア等の無機系材料、ガラス−エポキシ樹脂等の複合材料が例示される。

図１に表される絶縁性基材１０は、段差部１１を有する立体的な部材である。段差部１１は、位置（高さ）に差のある部分を繋ぐ箇所である。本実施形態では、異なる高さの第１面１０ａと第２面１０ｂとを繋ぐ面が段差部１１の面となる。

導体パターン２０は無電解めっき層を備え、好ましくは無電解めっき層からなる。すなわち、導体パターン２０は、好ましい一例において、無電解めっき処理によって形成されたパターンである。図１に表される絶縁性基材１０は立体的な部材であるため、導体パターン２０は、絶縁性基材１０の上に立体的に設けられている。

無電解めっき層を形成するための処理液としては、例えばホルムアルデヒドなどの還元剤を含有する無電解銅めっき液や、次亜リン酸塩などの還元剤を含有する無電解ニッケルめっき液が用いられる。これにより、銅やニッケルを含有する導体パターン２０が形成される。

次に、本発明の一実施形態に係る立体配線構造体の製造方法を説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る立体配線構造体の製造方法を例示するフローチャートである。
図３（ａ）〜図５（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る立体配線構造体の製造方法を例示する模式斜視図である。

図２に表したように、本実施形態に係る配線構造体の製造方法は、触媒層の形成（ステップＳ１０１）、めっき処理（ステップＳ１０２）、めっき層の分離（ステップＳ１０３）、電着塗装処理（ステップＳ１０４）、無電解めっき処理（ステップＳ１０５）、絶縁層の除去（ステップＳ１０６）および第２導体層の除去（ステップＳ１０７）を備える。

以下、各ステップについて図３（ａ）〜図５（ｂ）に沿って説明する。
先ず、ステップＳ１０１に示す触媒層３０の形成を行う。すなわち、図３（ａ）に表したように、絶縁性基材１０を用意し、図３（ｂ）に表したように、絶縁性基材１０の表面に触媒層３０を形成する処理を行う。本実施形態では、段差部１１を有する絶縁性基材１０が用いられる。触媒層３０を構成する材料は限定されない。触媒層３０を構成する材料として公知の材料を用いてもよい。具体例として、パラジウムや銀が挙げられる。触媒層３０を形成する方法は限定されない。触媒層３０を形成する方法として公知の方法により形成してもよい。触媒層３０を形成する方法の一例として、パラジウムや銀等の触媒核を含む処理液に絶縁性基材１０を浸漬する方法が挙げられる。こうして形成された触媒層３０は、絶縁性基材１１の表面にパラジウムや銀を含有する粒子が密に配置された構成を有する。触媒層３０の厚さは限定されない。触媒層３０が形成された領域に、次のステップで適切に無電解めっき層が形成されればよい。

次に、ステップＳ１０２に示すめっき処理として無電解めっき処理を行う。無電解めっき処理では、例えば無電解銅めっき液や無電解ニッケルめっき液に触媒層３０が形成された絶縁性基材１０を浸漬することで、絶縁性基材１０の全面に銅やニッケルを含有する導体層（無電解めっき層）４０を形成する（図３（ｃ））。

次に、ステップＳ１０３に示す導体層４０の分離を行う（導体層分離工程）。導体層４０の分離を行うには、例えば、図４（ａ）に表したように、導体層４０を分離したい箇所にレーザ光ＬＳＲを照射して、導体層４０を部分的に除去する処理を行う。レーザ光ＬＳＲは、導体パターン２０を形成する領域の縁に沿って照射される。レーザ光ＬＳＲは、照射領域に位置する導体層４０を消失させる条件で照射される。こうして、導体層４０は、導体パターンを形成する位置に対応した第１導体層４１と、第１導体層４１とは異なる第２導体層４２とに分離される。

次に、ステップＳ１０４に示す電着塗装処理を行う（電着塗装工程）。ここでは、図４（ａ）に表した第２導体層４２に通電を行い、第２導体層４２の上に電着塗膜を形成することを含む。具体的には、第１導体層４１および第２導体層４２が形成された絶縁性基材１０を電着塗装用液状組成物に浸漬させ、第２導体層４２に直流電流を流す。これにより、通電された第２導体層４２の上のみに電着塗膜が形成される。得られた電着塗膜から絶縁性保護膜５０を形成する（図４（ｂ））。電着塗膜から絶縁性保護膜５０を形成する方法は、電着塗膜の材質に応じて適宜設定される。その方法の具体例として、紫外線を照射すること、加熱することなどが挙げられる。

本実施形態では、第１導体層４１と第２導体層４２とが明確に分離されているため、第２導体層４２のみの通電によって第２導体層４２上に絶縁性保護膜５０を形成することができる。電着塗装処理によれば、通電部分のみに電着塗膜が形成されるため、図４（ｂ）に表したように、複雑な立体形状であっても必要な部分に確実に絶縁性保護膜５０を形成することができる。

次に、ステップＳ１０５に示す無電解めっき処理を行う（無電解めっき工程）。図４（ｃ）に表したように、無電解めっき処理では、第２導体層４２の上に絶縁性保護膜５０が形成された状態で、絶縁性保護膜５０をマスク材としてめっき処理を行う。これにより、絶縁性保護膜５０が形成されていない第１導体層４１の上に無電解めっき層６０が形成される。無電解めっき処理を行うことより、絶縁性基材１０が立体的な形状を有している場合であっても、第１導体層４１上に導体層を効率的に形成することができる。また、第１導体層４１が、第２導体層４２によって全周を囲まれた島状パターンであっても、無電解めっき処理を行うことにより第１導体層４１上に所望の厚さの導体層を効率的に形成することができる。

次に、ステップＳ１０６に示す絶縁性保護膜５０の除去を行う（保護膜除去工程）。絶縁性保護膜５０の材質に応じて適切な剥離液を選択し、その剥離液の条件（温度、時間）に従って剥離を行うことにより、絶縁性保護膜５０を除去して第２導体層４２を露出させることができる（図５（ａ））。

次に、ステップＳ１０７に示す第２導体層４２の除去を行う（第２導体層除去工程）。第２導体層４２の種類に応じて、塩化鉄、硝酸、スルファミン酸など適切なエッチング液を選択し、第２導体層４２を除去して、第２導体層４２の下に位置していた絶縁性基材１０の面を露出させる。その結果、第１導体層４１および無電解めっき層６０とからなる導体パターン２０が絶縁性基材１０上に形成された立体配線構造体１が得られる。

以上説明したように、本発明の一実施形態に係る製造方法によれば、導体パターンが無電解めっき層を備え、好ましくは無電解めっき層からなり、特許文献２の非回路部に相当する不要な導体パターンを有しない立体配線構造体１を得ることができる。

なお、上記に本実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、各実施形態に示した例の特徴を適宜組み合わせたものなども、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に包含される。

例えば、絶縁性基材が平板形状を有し、平坦な面に上記の製造方法により導体パターンを形成してもよい。また、絶縁性基材が平板形状を有する場合であっても、平板の一方の主面から他方の主面へと、平板の側面を介して導体パターンが敷設される場合には、絶縁性基材に立体配線が形成されたことになるため、かかる絶縁性基材と導体パターンとを備える部材は立体配線構造体となる。

上記の実施形態では、第１導体層４１および第２導体層４２を与える導体層４０は無電解めっき処理により形成されたが、他の成膜方法により形成されてもよい。そのような方法として、蒸着やスパッタなどのドライプロセスによる成膜方法が例示される。この場合には、触媒層３０は必要とされない。また、上記の実施形態では導体層４０を分離して第１導体層および第２導体層を得たが、触媒層３０を分離してもよい。この場合には、分離した複数の触媒層に応じて複数の導体層が形成され、それらが第１導体層および第２導体層に相当することになる。

１…立体配線構造体
１０…絶縁性基材
１１…段差部
２０…導体パターン
３０…触媒層
４０…導体層
４１…第１導体層
４２…第２導体層
５０…絶縁性保護膜
６０…無電解めっき層
ＬＳＲ…レーザ光

Claims (6)

1. 絶縁性基材の上に形成された導体パターンを有する配線構造体の製造方法であって、
   前記絶縁性基材の上に形成された互いに独立した複数の導体層のうち、一つの導体層を分離して、前記導体パターンを形成する位置に対応した第１導体層と前記第１導体層とは異なる第２導体層とを得る導体層分離工程と、
   前記第２導体層上に通電することを含む電着塗装処理を行って、前記第２導体層の上に絶縁性保護膜を形成する電着塗装工程と、
   前記絶縁性保護膜を前記第２導体層のマスク材として無電解めっき処理を行って、前記第１導体層の上に無電解めっき層を形成する無電解めっき工程と、
   前記絶縁性保護膜を除去して、前記第２導体層を露出させる保護膜除去工程と、
   前記露出した第２導体層を除去して、前記絶縁性基材の上に形成された導体パターンを得る第２導体層除去工程と、
   を備えたことを特徴とする配線構造体の製造方法。
2. 前記第１導体層および前記第２導体層は無電解めっき層からなる、請求項１に記載の配線構造体の製造方法。
3. 前記導体層分離工程は、前記絶縁性基材の上に形成された一つの導体層にレーザー光を照射して、前記導体層における照射領域に位置する部分を消失させることにより前記導体層を分離して、前記第１導体層および前記第２導体層を得ることを含む、請求項１または請求項２に記載の配線構造体の製造方法。
4. 前記絶縁性基材は立体的な部材である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の配線構造体の製造方法。
5. 前記第１導体層は、島状パターンを含む請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の配線構造体の製造方法。
6. 請求項１から５のいずれかに記載される製造方法により製造された配線構造体であって、配線パターンが無電解めっき層からなる配線構造体。

Images