JP7026367B1 - 配線基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

変形可能な基材上に形成された回路パターンの３次元形状への賦形に伴う断線を抑制することができる配線基板及びその製造方法を提供する。基材の一面に導電性パターンが配置された配線基板であって、基材に３次元形状への賦形が施される領域の導電性パターンが配置された第１の領域に比べて導電性パターンが配置されていない第２の領域が賦形における基材の伸び率が大きく、基材は、第２の領域で、基材の厚み方向に切り込みが形成されている。

Description

本発明は、配線基板及びその製造方法に関する。

導電層を有する可撓性の導電基材が、導電層の通電方向に沿って直列及び／又は並列に並ぶ抜きスリット及び／又は抜き穴で貫通した複数の抜き周縁部位を通電可能に夫々架橋ネックで繋ぎつつ有し、ゴム弾性シート片で導電基材の少なくとも一部を露出せずに封止されて被覆されており、架橋ネックの複数からなる架橋ネック列の内、列中程の少なくとも一つの架橋ネックの横幅が、列端の架橋ネックの横幅よりも短くなっており、絶縁性のゴム弾性シート片が、抜き周縁部位に合わせて、抜き穴及び抜きスリットより小さな貫通スリット及び／又は貫通穴で貫通しており、導電基材が、複数の抜き周縁部位同士の間に夫々、抜き間隙を有し、ゴム弾性シート片が、抜き間隙に合わせて、その抜き間隙より小さな切込スリット及び／又は切込穴で貫通している伸縮性弾性体シートが知られている（特許文献１）。

ベース部に配線を設けたフレキシブル配線基板であって、ベース部に貫通して形成された孔部と、孔部の周囲を囲むベース部により形成され、引張力により伸張方向に湾曲して変形可能な変形可能部と、変形可能部に入力端から出力端に向かい孔部を避けて迂回して形成された配線部と、を備えるフレキシブル配線基板。も知られている（特許文献２）。

特開２０２０－７２１５５号公報 特開２００９－２５９９２９号公報

本発明は、変形可能な基材上に形成された回路パターンの３次元形状への賦形に伴う断線を抑制することができる配線基板及びその製造方法を提供する。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の配線基板は、
合成樹脂材料からなり実質的に伸縮性を有しない基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置された配線基板であって、
前記基材に３次元形状への賦形が施される領域において前記導電性パターンが配置された第１の領域に比べて前記導電性パターンが配置されていない第２の領域が賦形における前記基材の伸び率が大きくなるように厚み方向に切り込みが形成された前記基材と、
前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、を備えた、
ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の配線基板において、
前記切り込みは、前記導電性パターンが延在する方向と交差する方向に長手方向を有する、
ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の配線基板において、
前記切り込みは、前記基材の厚み方向に貫通する深さで形成されている、
ことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の配線基板において、
前記切り込みは、前記基材の厚み方向に貫通しない深さで形成されている、
ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記導電性パターンは、前記第１の領域で賦形による前記基材の伸び方向と交差する方向に延在して配置され、前記切り込みは、前記第２の領域で前記導電性パターンに近接して形成されている、
ことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記導電性パターンは、前記第１の領域で賦形による前記基材の伸び方向と交差する方向に屈曲してミアンダ形状に配置され、前記切り込みは、前記第２の領域で前記ミアンダ形状の屈曲した前記導電性パターンの間に少なくとも一つ形成されている、
ことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の配線基板において、
前記基材が実質的に平坦な２次元形状から実質的に立体的な３次元形状に変形可能なフィルムである、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項８に記載の配線基板の製造方法は、
合成樹脂材料からなり実質的に伸縮性を有しない基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置され前記基材に３次元形状への賦形が施される領域において前記導電性パターンが配置された第１の領域と前記導電性パターンが配置されていない第２の領域で賦形における前記基材の伸び率が異なる配線基板の製造方法であって、
前記基材を準備する工程と、
前記基材の前記一面に電解めっき又は無電解めっきにより前記導電性パターンを配置する工程と、
前記導電性パターンが配置された前記基材の前記第２の領域に前記基材の厚み方向に切り込みを形成する工程と、
前記切り込みが形成された前記基材を型に載置して前記基材に３次元形状への賦形を施す賦形工程と、を含む、
ことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の配線基板の製造方法において、
前記賦形工程の後に、前記賦形が施された前記基材を金型に載置して前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層を射出成形する工程を更に含む、
ことを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の配線基板の製造方法において、
前記切り込みは、レーザー、型抜き、又は、刃を用いて、前記基材に形成されている、
ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、変形可能な基材上に形成された回路パターンの３次元形状への賦形に伴う断線を抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、基材に賦形を施した場合に、切り込みが開きやすくなる。

請求項３に記載の発明によれば、基材に賦形を施した場合に、切り込みが開きやすくなる。

請求項４に記載の発明によれば、基材を真空吸引した場合に、空気の漏れを抑制することができる。

請求項５に記載の発明によれば、導電性パターンの３次元形状への賦形に伴う断線を抑制することができる。

請求項６に記載の発明によれば、導電性パターンの３次元形状への賦形に伴う断線を抑制することができる。

請求項７に記載の発明によれば、基材を３次元形状に賦形することができる。

請求項８に記載の発明によれば、変形可能な基材上に形成された導電性パターンの断線を抑制することができる。

請求項９に記載の発明によれば、配線基板を立体的な形状とすることができる。

請求項１０に記載の発明によれば、切り込みを精度よく形成することができる。

図１Ａは本実施形態に係る配線基板の一例を示す断面模式図、図１Ｂは配線基板の一例を示す平面模式図である。 図２Ａは基材２に形成される切り込みＳを導電性パターン３との関係で説明する平面模式図、図２Ｂは切り込みＳが形成された基材２を３次元形状に賦形した場合の切り込みＳの開きを説明する図である。 図３Ａは基材の厚み方向に貫通する深さで形成された切り込みを示す断面模式図、図３Ｂは基材の厚み方向に貫通しない深さで形成された切り込みを示す断面模式図である。 配線基板の製造方法の概略の手順の一例を示すフローチャート図である。 配線基板の製造過程を説明するための配線基板の部分断面模式図である。 基材を３次元形状に賦形するための熱プレス成形の各工程を説明するための説明図である。 賦形された基材に樹脂層を射出成形する樹脂充填工程を示す図ある。

次に図面を参照しながら、本発明の実施形態の具体例を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

（１）配線基板の全体構成
図１Ａは本実施形態に係る配線基板１の一例を示す断面模式図、図１Ｂは配線基板１の一例を示す平面模式図、図２Ａは基材２に形成される切り込みＳを導電性パターン３との関係で説明する平面模式図、図２Ｂは切り込みＳが形成された基材２を３次元形状に賦形した場合の切り込みＳの開きを説明する図、図３Ａは基材の厚み方向に貫通する深さで形成された切り込みを示す断面模式図、図３Ｂは基材の厚み方向に貫通しない深さで形成された切り込みを示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る配線基板１の構成について説明する。

配線基板１は、図１に示すように、基材２、基材２の一面２ａ上に配線として配置された導電性パターン３、導電性パターン３で電気的に接合された電子部品４、基材２の一面２ａとは反対側の他面２ｂを覆う樹脂層５と、を備えて構成されている。

（基材）
本実施形態における基材２は、合成樹脂材料からなり変形可能な絶縁性のフィルム状の基材である。ここで、「変形可能な基材」は、導電性パターン３を配置後に変形できる、すなわち、熱成形、真空成形または圧空成形によって実質的に平坦な２次元形状から実質的に立体的な３次元形状に変形することができる基材を意味する。

基材２の材質としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル、ナイロン６－１０、ナイロン４６などのポリアミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ＡＢＳ、ＰＭＭＡ、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。
特にポリエステルがより好ましく、さらにその中でもポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が経済性、電気絶縁性、耐薬品性等のバランスが良く最も好ましい。

基材２の一面２ａには、金属ナノ粒子等の触媒インクを均一に塗布するために、表面処理を施すことが好ましい。表面処理としては、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、溶剤処理、プライマー処理を用いることができる。

変形可能な基材２は、３次元形状への賦形が施される領域Ｗの導電性パターン３が配置された第１の領域Ｒ１（図２Ａにおいて一点鎖線で示す）と導電性パターン３が配置されていない第２の領域Ｒ２（図２Ａにおいて二点鎖線で示す）で賦形における基材２の伸び率が異なるようになっている。
具体的には、導電性パターン３が配置された第１の領域Ｒ１に比べて、導電性パターン３が配置されていない第２の領域Ｒ２が、賦形における基材２の伸び率が大きくなるように、第２の領域Ｒ２で、基材２の厚み方向に切り込みＳが形成されている。

図２Ａに示すように、基材２には、賦形を施され屈曲する領域Ｗにおいては、導電性パターン３Ａ（図２Ａにおいては破線で示す）が、賦形による基材２の伸び方向（図２においてＸで示す）と交差する方向（図２においてＹで示す）に屈曲してミアンダ形状に配置されている。導電性パターン３Ａをミアンダ形状とすることにより、基材２が屈曲する領域Ｗにおいて配線長を長くして、屈曲による導電性パターン３Ａへの負荷を小さくすることが可能となる。そして、ミアンダ形状に屈曲した導電性パターン３Ａの間となる第２の領域Ｒ２には、切り込みＳが、形成されている。

切り込みＳは、図２Ａに示すように、導電性パターン３が延在する方向（図２において矢印Ｘ方向）と交差する方向に長手方向（図２において矢印Ｙ方向）を有するように形成されている。また、切り込みＳは、図３に示すように、基材２の厚み方向（図３において矢印Ｚ方向）に所定の深さで形成されている。所定の深さとしては、基材２の厚みに応じて、例えば、基材２の厚みが薄い場合は、図３Ａに示すように、貫通する深さＬ１で形成し、基材２の厚みが厚い場合には、図３Ｂに示すように、貫通しない深さＬ２で形成してもよい。切り込みＳを、基材２の厚み方向に貫通しない深さで形成することで、後述するように、賦形された基材２を射出成形用金型Ｋに載置して、例えば真空吸引して射出成形用金型Ｋのキャビティ形状に沿わせる場合、切り込みＳからの空気の漏れを抑制することができる。
また、切り込みＳの切り込み深さ方向の形状としては、図３に示すように、ストレート、先細り形状、くさび形状等が挙げられるが、これらに限定されない。

また、基材２の賦形を施され屈曲する領域Ｗにおいては、導電性パターン３Ｂは、図２Ａに示すように、賦形による基材２の伸び方向（図２Ａにおいて矢印Ｘ方向）と交差する方向に延在して配置されてもよい。具体的には、導電性パターン３Ｂは、賦形による基材２の伸び方向（図２Ａにおいて矢印Ｘ方向）に対して斜めに配置することで配線長を長くして、屈曲による導電性パターン３Ｂへの負荷を小さくすることが可能となる。
この場合、切り込みＳは、図２Ａに示すように、導電性パターン３Ｂが延在する方向と交差する方向に長手方向を有するように形成される。
また、切り込みＳの切り込み深さは、図３に示すように、基材２の厚みに応じて、例えば、基材２の厚みが薄い場合は、貫通する深さで形成し、基材２の厚みが厚い場合には、貫通しない深さで形成してもよい。

切り込みＳは、基材２に施される賦形の曲率に応じて、形成する個数を調整してもよい。例えば、賦形の曲率が大きい場合には、曲率が小さい場合に比べて、個数を多くしてもよい。また、切り込みＳは、導電性パターン３に近接して形成するのが望ましい。導電性パターンＳに近接して形成された切り込みＳが開くことで、導電性パターン３が配置された部分（第１の領域Ｒ１）の基材２の伸びが小さくなり、導電性パターン３の断線が抑制される。

このように、ミアンダ形状の導電性パターン３Ａと、賦形による基材２の伸び方向に対して斜めに形成された導電性パターン３Ｂが配置され、導電性パターン３Ａ、３Ｂが配置されていない第２の領域Ｒ２で、厚み方向に切り込みＳが形成されている基材２に賦形を施すと、図２Ｂに模式的に示すように、切り込みＳは、賦形の曲率に応じて長手方向と交差する方向に開く。
これにより、導電性パターン３Ａ、３Ｂは、基材２の伸び方向に直線的に配置されている場合に比べて、伸びやすく、配線としての導電性パターン３Ａ、３Ｂの賦形に伴う断線を抑制することができる。また、基材２は、切り込みＳが開いて伸びることで、導電性パターン３Ａ、３Ｂが配置された第１の領域Ｒ１の伸びを少なくして、導電性パターン３Ａ、３Ｂの賦形に伴う断線を抑制することができる。

（導電性パターン）
導電性パターン３（以下、ミアンダ形状の導電性パターン３Ａと、基材の伸び方向に対して斜めに配置される導電性パターン３Ｂを区別する必要が無い場合は、導電性パターン３と記す）は、基材２に賦形が施されない領域に配置された直線形状の導電性パターン３と、基材２に賦形が施される領域Ｗに配置されたミアンダ形状の導電性パターン３Ａ、斜め形状の導電性パターン３Ｂからなる。

ミアンダ形状の導電性パターン３Ａは、直線形状の導電性パターン３の延びる方向と交差する方向に蛇行を繰り返すように形成され、配線長が長くなっている。
斜め形状の導電性パターン３Ｂは、直線形状の導電性パターン３の延びる方向と交差する方向に斜めに形成され、配線長が長くなっている。ミアンダ形状の導電性パターン３Ａ及び斜め形状の導電性パターン３Ｂは、直線形状に比べて配線長が長くなることで、基材２に賦形を施された場合に、導電性パターン３が伸びやすく導電性パターン３の断線を抑制している。

基材２の一面２ａに導電性パターン３を配置する場合、さきに、金属めっき成長のきっかけとなる金属ナノ粒子等の触媒からなる下地層（不図示）を所定のパターン状に形成する。ここで、所定のパターン状としては、ミアンダ形状を含んでいる。下地層は、基材２上に金属ナノ粒子等の触媒インクを塗布したあと、乾燥および焼成を行うことにより形成する。

下地層の厚み（μｍ）は、０．１～２０μｍが好ましく、０．２～５μｍがさらに好ましく、０．５～２μｍが最も好ましい。下地層が薄すぎると、下地層の強度が低下するおそれがある。また、下地層が厚すぎると、金属ナノ粒子は通常の金属よりも高価であるため、製造コストが増大する虞がある。

触媒の材料としては、金、銀、銅、パラジウム、ニッケルなどが用いられ、導電性の観点から金、銀、銅が好ましく、金、銀に比べて安価な銅が最も好ましい。

触媒の粒子径（ｎｍ）は１～５００ｎｍが好ましく、１０～１００ｎｍがより好ましい。粒子径が小さすぎる場合、粒子の反応性が高くなりインクの保存性・安定性に悪影響を与える虞がある。粒子径が大きすぎる場合、薄膜の均一形成が困難になるとともに、インクの粒子の沈殿が起こりやすくなる虞がある。

導電性パターン３は、下地層の上に電解めっきまたは無電解めっきにより形成される。めっき金属としては、銅、ニッケル、錫、銀、金などを用いることができるが、伸長性、導電性および価格の観点から銅を用いることが最も好ましい。本実施形態においては、基材２に賦形が施される領域Ｗにおいては、導電性パターン３はミアンダ形状及び斜め形状に形成される。

めっき層の厚さ（μｍ）は、０．０３～１００μｍが好ましく、１～３５μｍがより好ましく、３～１８μｍが最も好ましい。めっき層が薄すぎると、機械的強度が不足するとともに、導電性が実用上十分に得られない虞がある。めっき層が厚すぎると、めっきに必要な時間が長くなり、製造コストが増大する虞がある。

（電子部品）
導電性パターン３には、複数の電子部品４が取り付けられてもよい。電子部品４としては、制御回路、歪み、抵抗、静電容量、ＴＩＲなどの接触感知、および光検出部品、圧電アクチュエータまたは振動モータなどの触知部品または振動部品、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ，ＬＣＤなどの発光素子、マイクおよびスピーカーなどの発音または受音、メモリチップ、プログラマブルロジックチップおよびＣＰＵなどのデバイス操作部品、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＬＳデバイス、ＰＳデバイス、処理デバイス、ＭＥＭＳ等が挙げられる。

また、図１Ｂに示すように、導電性パターン３には、一端にコネクタ接点７が形成されてもよい。コネクタ接点７は導電性パターン３の一部として基材２の一端２ｃが樹脂層５の端部から外部に向かって突出するようになっている基材２上に形成されている。コネクタ接点７が形成された基材２の他面２ｂ側には板材（不図示）が配置され、配線基板１の外部に設けられた外部装置と電気的に接続するためのコネクタを形成している。これにより、配線基板１のコネクタ構造を簡素化して外部に設けられた外部装置と電気的に接続することができるようになっている。

（絶縁層）
基材２の導電性パターン３が配置された一面２ａには基材２と導電性パターン３とを一体的に覆う絶縁層６が設けられてもよい（図１Ａに図示）。ただし、絶縁層６は、導電性パターン３における電子部品４との接合部分上には設けられていない。このような絶縁層６としては、具体的には、ソルダーレジストが塗布されて導電性パターン３を保護している。特に、ソルダーレジストは、電子部品をはんだ付けで実装する際に、電気的接続をとる接合部以外にはんだが付着して回路ショートを起こすのを防止している。また、導電性パターン３間の絶縁性を維持するとともに、ほこり、熱、湿気などの外部環境から導電性パターン３を保護している。

（樹脂層）
樹脂層５は、接着層ＡＤを介して基材２の少なくとも一面を覆うように形成されている。接着層ＡＤは、導電性パターン３を外部から不可視に覆い隠すように調色されてもよい。また、樹脂層５は接着層ＡＤを透光性とした上で樹脂材料を透明樹脂材料とすることで、例えば配線基板１の内部に加飾が施された場合に、加飾を保護しながら視認可能とすることができる。本実施形態においては、樹脂層５は、導電性パターン３が配置された一面２ａとは反対側の他面２ｂを覆うように形成されているが、導電性パターン３が配置された一面２ａを覆うように形成したうえで、電子部品４は後実装してもよい。また、樹脂層５は、配線基板１の機能に応じて、基材２の両面を覆うように形成してもよい。

樹脂層５は、射出成形可能な熱可塑性樹脂材料からなる熱可塑性樹脂である。具体的には、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、アクリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ－ＰＰＥ）、変性ポリフェニレンオキサイト（ｍ－ＰＰＯ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、またはこれらの混合物を含む熱可塑性樹脂を用いることができる。

（２）配線基板の製造方法
図４は配線基板１の製造方法の概略の手順の一例を示すフローチャート図、図５は配線基板１の製造過程を説明するための配線基板１の部分断面模式図、図６は基材２を３次元形状に賦形するための熱プレス成形の各工程を説明するための説明図、図７は賦形された基材２に樹脂層５を射出成形する樹脂充填工程を示す図である。

配線基板１は、図４に示すように、基材２の準備工程Ｓ１１と、基材２上に導電性パターン３を形成する配線用めっき工程Ｓ１２と、基材２に３次元形状への賦形が施される領域Ｗの導電性パターン３が配置されていない第２の領域Ｒ２に切り込みＳを形成する切り込み形成工程Ｓ１３と、切り込みＳが形成された基材２を型に載置して基材２に賦形を施す賦形工程Ｓ１４と、賦形が施された基材２を射出成形用金型Kに載置して基材２の導電性パターン３が形成された一面２ａとは反対側の他面２ｂを覆う樹脂層５を射出成形する樹脂充填工程Ｓ１５と、を経て製造される。

（基材の準備工程Ｓ１１）
基材の準備工程Ｓ１１においては、まず、所定の形状及び大きさに形成された実質的に平坦なフィルム状の基材２に導電性パターン３を配置するために、基材２上に金属めっき成長のきっかけとなる金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる下地層をミアンダ形状を含む所定のパターン状に形成する。尚、基材２には、金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる触媒インクを均一に塗布するために、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、溶剤処理、プライマー処理等の表面処理を施すことが好ましい。

基材２上に金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる触媒インクを塗布する方法としては、インクジェット印刷方式、シルクスクリーン印刷方式、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式、ローラーコーター方式、刷毛塗り方式、スプレー方式、ナイフジェットコーター方式、パッド印刷方式、グラビアオフセット印刷方式、ダイコーター方式、バーコーター方式、スピンコーター方式、コンマコーター方式、含浸コーター方式、ディスペンサー方式、メタルマスク方式が挙げられるが、本実施形態においてはインクジェット印刷方式を用いている。

具体的には、１０００ｃｐｓ以下、例えば、２ｃｐｓから３０ｃｐｓの低粘度の触媒インクをインクジェット印刷方式で塗布した後、溶媒を揮発させ金属ナノ粒子のみを残す。その後、溶媒を除去し（乾燥）、金属ナノ粒子を焼結させる（焼成）。
焼成温度は、１００°Ｃ～３００°Ｃが好ましく、１５０°Ｃ～２００°Ｃがより好ましい。焼成温度が低すぎると、金属ナノ粒子同士の焼結が不十分となるとともに、金属ナノ粒子以外の成分が残ることで、密着性が得られない虞がある。また、焼成温度が高すぎると、基材２の劣化や歪みが発生する虞がある。

（配線用めっき工程Ｓ１２）
基材２上に形成された下地層に対し、電解めっきまたは無電解めっきを行うことにより、下地層の表面および内部にめっき金属を析出させ導電性パターン３を配置する（図５Ａ 参照）。めっき方法は公知のめっき液およびめっき処理と同様であり、具体的に無電解銅めっき、電解銅めっきが挙げられる。

（切り込み形成工程Ｓ１３）
導電性パターン３が配置された基材２の賦形が施される領域Ｗの導電性パターン３が配置されていない第２の領域Ｒ２で、基材２の厚み方向に切り込みＳを形成する（図５Ｂ 参照）。
基材２には、賦形を施され屈曲する領域Ｗにおいては、直線形状の導電性パターン３の延びる方向と交差する方向に蛇行を繰り返すように、ミアンダ形状の導電性パターン３Ａが形成され、ミアンダ形状に屈曲した導電性パターン３Ａの間となる第２の領域Ｒ２に、切り込みＳを形成する。
また、基材２には、賦形を施され屈曲する領域Ｗにおいては、賦形による基材２の伸び方向に対して斜めに導電性パターン３Ｂが形成され、導電性パターン３Ｂが延在する方向と交差する方向に長手方向を有するように切り込みＳを形成する。

切り込みＳは、レーザー光を照射するレーザー装置、型抜き、又は、カッター刃を用いて、基材２の厚みに応じて、例えば、基材２の厚みが薄い場合は、貫通する深さで形成し、基材２の厚みが厚い場合には、貫通しない深さで形成される。

（賦形工程Ｓ１４）
賦形工程Ｓ１４においては、導電性パターン３が配置され、切り込みＳが形成された基材２を、熱プレス成形、真空成形、圧空成形、真空圧空成形、等の成形手段により、３次元形状に賦形する。
賦形に用いられる型は、賦形が施された基材２の外表面が後述する樹脂充填工程Ｓ１５における射出成形（インモールド成形）に用いられる射出成形用金型ＫのキャビティＣＡの形状に沿うように形成されている。

はじめに、図６Ａに示すように、基材２を雌型１１と雄型１２との間に載置する。このとき、雌型１１と雄型１２とは基材２を軟化させることができる所定の温度に加熱されている。
そして、図６Ｂに示すように、雌型１１と雄型１２とを所定の圧力で型締めすると、基材２は雄型１２のコア部１２ａと雌型１１のキャビティ部１１ａとの間に挟まれて賦形される。

そして、雌型１１と雄型１２とを型開きし、冷却することにより、トリミング前の所定の３次元形状に賦形された基材２が得られる。そして、雌型１１及び雄型１２から基材２を取り出し、不要部分をトリミングすることにより、樹脂層５が形成される前の基材２が得られる。

このようにして賦形された基材２は、樹脂充填工程Ｓ１５における射出成形（インモールド成形）に用いられて、樹脂層５と一体化されて配線基板１とされる。

（樹脂充填工程Ｓ１５）
樹脂充填工程Ｓ１５では、まず、賦形工程Ｓ１４で３次元形状に賦形が施された基材２の導電性パターン３が配置された一面２ａとは反対側の他面２ｂに基材２と樹脂層５の樹脂素材の組み合わせに応じて接着層ＡＤを形成するバインダーインクを塗布する（図５Ｃ 参照）。バインダーインクは、接着性樹脂を含み、スクリーン印刷、インクジェット印刷、スプレーコート、筆塗り等で塗布され、基材２と射出成形される樹脂層５との接着性を向上させる。尚、樹脂層５を基材２の導電性パターン３が配置された一面２ａを覆うように形成する場合には、絶縁層６を設けることなく、基材２の一面２ａにバインダーインクを塗布する。

次に、３次元形状に賦形が施された基材２を射出成形用金型Ｋに位置決めしてセットする（図５Ｄ 参照）。基材２を射出成形用金型ＫのキャビティＣＡにセットする場合には、３次元形状に賦形が施された基材２をキャビティＣＡの表面に自己吸着させて配置しても位置ずれさせないように、キャビティＣＡの表面に両面テープで貼り付けたり、真空吸着させたり、キャビティＣＡに突起（不図示）を設け、突起に嵌め込むようにして固定してもよい。
尚、本実施形態に係る配線基板１においては、賦形が施された基材２には、切り込みＳ形成されているために、賦形工程Ｓ１４で３次元形状に賦形された基材２は型から取り出された後に基材２の剛性により発生するスプリングバック現象が抑制されている。そのために、射出成形用金型ＫのキャビティＣＡにセットした場合、キャビティＣＡの表面との間に発生しやすい隙間が少なくなるという効果も有している。

そして、図７に示すように、基材２を射出成形用金型Ｋに位置決めしてセットした状態で金型を閉じて樹脂をキャビティＣＡに充填する。キャビティＣＡに充填された樹脂により、基材２の他面２ｂを覆う樹脂層５が形成される。

このように、本実施形態に係る配線基板１の製造方法によれば、変形可能な基材２上に形成された回路パターンとしての導電性パターン３の３次元形状への賦形に伴う断線を抑制しながら、配線基板１を立体的な形状とすることができる。

１・・・配線基板
２・・・基材
２ａ・・・一面（導電性パターン３側）
２ｂ・・・他面（樹脂層５側） ３・・・導電性パターン
３Ａ・・・ミアンダ形状の導電性パターン
３Ｂ・・・斜め配置の導電性パターン
４・・・電子部品
５・・・樹脂層
６・・・絶縁層
１１・・・雌型
１２・・・雄型
Ｓ・・・切り込み
ＡＤ・・・接着層
Ｋ・・・射出成形用金型
ＣＡ・・・キャビティ

Claims (10)

1. 合成樹脂材料からなり実質的に伸縮性を有しない基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置された配線基板であって、
   前記基材に３次元形状への賦形が施される領域において前記導電性パターンが配置された第１の領域に比べて前記導電性パターンが配置されていない第２の領域が賦形における前記基材の伸び率が大きくなるように厚み方向に切り込みが形成された前記基材と、
   前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層と、を備えた、
   ことを特徴とする配線基板。
2. 前記切り込みは、前記導電性パターンが延在する方向と交差する方向に長手方向を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の配線基板。
3. 前記切り込みは、前記基材の厚み方向に貫通する深さで形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
4. 前記切り込みは、前記基材の厚み方向に貫通しない深さで形成されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の配線基板。
5. 前記導電性パターンは、前記第１の領域で賦形による前記基材の伸び方向と交差する方向に延在して配置され、前記切り込みは、前記第２の領域で前記導電性パターンに近接して形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の配線基板。
6. 前記導電性パターンは、前記第１の領域で賦形による前記基材の伸び方向と交差する方向に屈曲してミアンダ形状に配置され、前記切り込みは、前記第２の領域で前記ミアンダ形状の屈曲した前記導電性パターンの間に少なくとも一つ形成されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の配線基板。
7. 前記基材が実質的に平坦な２次元形状から実質的に立体的な３次元形状に変形可能なフィルムである、
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の配線基板。
8. 合成樹脂材料からなり実質的に伸縮性を有しない基材の一面に金属めっき層からなる導電性パターンが配置され前記基材に３次元形状への賦形が施される領域において前記導電性パターンが配置された第１の領域と前記導電性パターンが配置されていない第２の領域で賦形における前記基材の伸び率が異なる配線基板の製造方法であって、
   前記基材を準備する工程と、
   前記基材の前記一面に電解めっきまたは無電解めっきにより前記導電性パターンを配置する工程と、
   前記導電性パターンが配置された前記基材の前記第２の領域に前記基材の厚み方向に切り込みを形成する工程と、
   前記切り込みが形成された前記基材を型に載置して前記基材に３次元形状への賦形を施す賦形工程と、を含む、
   ことを特徴とする配線基板の製造方法。
9. 前記賦形工程の後に、前記賦形が施された前記基材を金型に載置して前記基材の少なくとも一面を覆う樹脂層を射出成形する工程を更に含む、
   ことを特徴とする請求項８に記載の配線基板の製造方法。
10. 前記切り込みは、レーザー、型抜き、又は、刃を用いて、前記基材に形成されている、
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の配線基板の製造方法。

Images