JPH04245693A - 印刷回路の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気回路の製造、特に回
路の平面から１つ以上の方向に延在する３次元構造を有
する回路に提供する加算的な電着プロセスによる電気回
路の製造に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在各方面で使用されている印刷回路板
はこれまでに普及している適応において発達し、連続的
に構造を変化している。フレキシブルおよび堅牢な印刷
回路板は種々のタイプの接続装置によって類似の回路お
よびその他の素子に接続されている。別の回路素子上の
類似の構造または結合金属接続パッドのいずれかに対し
て押付けられる複数の突出した金属相互接続構造を設け
ることによって類似した構造の接続装置の平坦でフレキ
シブルな印刷回路板と別の回路板との間で接続が行われ
るようにこのような回路板の接続ケーブルの正しい使用
が開発されている。フレキシブル回路端子またはこのタ
イプの接続ウェハはＰａｔｒｉｃｋ　　Ａ．Ｒｅａｒｄ
ｏｎＩＩ氏による米国特許第４，１２５，３１０　号明
細書、Ｓｅｌｖａｎｅ　氏他による米国特許第４，１１
６，５１７　号明細書、Ｍｏｕｌｉｎ氏他による米国特
許第４，４５３，７９５　号明細書に記載されている。 これらの特許明細書のコネクタは、回路導体の平面から
突出するように以降形成された複数の金属浮出し構造に
よりその上で化学的に加工されたトレースを有する基体
を内蔵する。 したがって、２つのこのようなコネクタが対面して位置
され、一方の浮出し構造が他方のものと一致して接触し
ている場合、エッチングされた電気回路の平面は構造の
突出のために互いに適切に間隔を隔てられている。２つ
の回路は互いに対して構造をプレスし、それによって２
つの回路間において確実で緊密な電気接触を形成するよ
うに物理的に把持されてもよい。

【０００３】これらの端子接続構造は動作において有効
であり、信頼性の高いものであるが、経済的および時間
消費の点で製造が困難である。このようなコネクタの製
造における主要な問題は突出した接触ボタンが回路板自
身の製造から（その前または後で）分離して製造されな
ければならないという事実のために生じる。これは困難
な整合問題を生じさせる。例えば、適切な相互接続を穿
孔し、銅クラッド誘電体コアまたは基体を通る孔をパン
チし、コアの２つの側面上で回路板を相互接続するため
に孔のいくつかを通してめっきした後、コアはコアの両
側面上に位置された回路板アートワーク（光マスク）の
間に配置され、アートワークまたはデータ点中の孔はコ
ア中の予め穿孔された孔と手動で整列される。１２’’
×１８’’の数十の部品が単一パネル上に形成された場
合、整列許容誤差は数ミクロン内であり、全部品におけ
る孔の全てまたは大部分の整合は非常に困難であり、時
間を消費し、処理のいくつかの間に生じるパネルの寸法
変化のために不可能であることが多い。アートワークの
整合の後、実質的に平坦な回路板は銅面上で化学的に加
工またはエッチングされる（パネルは二重側面パネルの
ために両側で銅の被覆でカバーされてもよい）。エッチ
ング処理はフォトレジストを被着させ、レジストをマス
クし、レジストを露出し、レジストを現像し、その後残
りのレジストを剥離したときに、銅性導体の回路パター
ンが残るようにレジストによって保護されない銅の部分
を通してエッチングする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】浮出しにされた相互接
続構造がフレキシブルな回路端子接続ウェハとして使用
された場合、予めエッチングされた回路中に形成された
パッド上で突出した接触構造をめっきする必要がある。 これらの構造は選択されたパッドおよびパネルのデータ
により正確に整合されなければならない。しかしながら
、パネルはこのような処理効果において生じる別の応力
が寸法を変化させる（通常、縮小であるが、常にそうで
はない）ように回路板トレースを形成するために前に処
理されている。変化した寸法は深刻な整合問題を生じさ
せる。突出した接触構造（“ドット”とも呼ばれる）を
製造するために、エッチングされた回路板はレジストで
被覆される。再度、ドット位置でレジスト中の所望の孔
を限定するための適切なアートワークが注意深く整合さ
れなければならず、これはさらに困難な作業である。

【０００５】いくつかの場合おいて、突出した相互接続
構造またはドットはエッチングされた回路板の残りが形
成される前に最初に形成されてもよい。しかし、いずれ
にせよ構造はエッチングされた回路板を形成する時間と
異なる時間に別個に形成されなければならず、したがっ
て整合に問題が生じ、または整合が悪化する。

【０００６】このような回路板において、接続がコアの
一方の側面上の回路からコアの他方の側面上の回路まで
形成されなければならない場合、孔が穿孔され、孔を通
じてめっきされ、さらに別のステップを必要とし、製造
の費用および時間を増大させる別の整合問題を生じさせ
る。

【０００７】通常のエッチングされた回路プロセスは一
般に多数の欠点を有する。ディメンション的な正確さは
実現し難い。種々のエッチング、剥離および洗浄液の使
用により有害な化学物質の特別な処理が要求される。結
果的な排水を処分する技術は複雑で高価であり、厳しい
規制下にある。エッチングされた回路処理は比較的低い
生産性を有し、処理の費用を大きく増大し、これは非常
に多数の経済的な処理ステップに本質的に関連する。

【０００８】したがって、本発明の目的は上記の問題を
解決または最少にする電気的な３次元回路を製造するた
めの方法および装置を提供することであり、３次元回路
の形成時に使用される連続的なエッチングおよびめっき
処理を不要にする。

【０００９】

【課題解決のための手段】本発明の好ましい実施例にし
たがってその原理を実行するときに、３次元電気回路は
回路マンドレルを使用する完全に加算的なプロセスによ
って形成される。マンドレルは導電素子を電着されるこ
とができる材料から形成された作用面を有する基体を含
み、マンドレルは３次元電気回路が単一の電着動作によ
って形成できるように作用面に垂直な方向に突出した第
１の構造を有する。マンドレルは非導電材料から形成さ
れたパターンを支持する。したがって、トレースの全体
的な３次元回路および浮出された相互接続構造はフォト
リソグラフまたはエッチングプロセスを全く使用せずに
単一ステップで電着されることができる。

【００１０】本発明の別の観点によると、マンドレルは
電気回路が全体的にマンドレルの作用面上に位置し、こ
のような表面から互いに反対方向に突出する異なる構造
を有するように形成されるように第１の方向と反対の第
２の方向に表面から突出した第２の構造を有する。

【００１１】

【実施例】ここに記載された方法および装置は、一般的
に平坦な面ではあるが、必ずしもその必要はなく、回路
はまた１つ以上の方向に表面から突出する３次元構造を
有する単一平面に存在する回路素子を有する３次元電気
回路の製造を可能にする。突出構造および回路は全て電
解めっき、無電気めっき、電気泳動または静電被覆のよ
うな加算的なプロセス、或は導電材料の電着その他の形
態によって形成されることが重要である。エッチングは
回路の製造で使用されず、プロセスを環境的に安全なも
のにする。

【００１２】簡単に説明すると、回路はその上らにに電
着された導電回路を有することができる材料から形成さ
れ、電着プロセスに耐える材料のパターンを有する作用
面を有するマンドレルを使用することによって製造され
る。マンドレルは作用面から突出する３次元構造を有し
、その構造は異なる方向に突出する。したがって、構造
は電着された突出導電素子を生成する表面に形成された
凹部を含んでもよい。マンドレルはまた凹部を形成され
た突出部方向と反対の方向に表面から延在する電着され
たポストを生成するために作用面の外側に突出したポス
トを有してもよい。

【００１３】図１の（ａ）の断面図に示されているよう
に、マンドレル１０は例えば１／１６’’程度の厚さを
有し、１つまたは複数の部品を形成するのに適切なディ
メンションを有するステンレス鋼のような金属のシート
から形成されてもよい。したがって、例えば１ダースの
部品が単一の１２’’×１８’’パネル上に一度に形成
される場合、マンドレルはパネルの全面積よりも適切に
大きい水平ディメンション（紙の面に垂直な平面におい
て）を有する。

【００１４】浮出し構造を持つマンドレルを製造するた
めの１つの方法において、ステンレス鋼マンドレル１０
は例えば溝１４のような溝の正のパターンを形成するた
めにレーザの使用等によって最初に図１の（ｂ）に示さ
れたように除去されるテフロン１２のような非導電材料
被覆を具備している。溝のパターンはステンレス鋼マン
ドレルの導電性の作用面を露出し、マンドレル作用面上
の非導電性のテフロン１６の負のパターンを残す。マン
ドレルおよびテフロンパターンは、図１の（ｃ）に示さ
れたように適切なレジスト１８により被覆され、これは
レジスト１８に孔２０を残すようにマスクされ、露出さ
れて現像される。レジスト被覆されたマンドレルは図１
の（ｄ）に示されたようにステンレス鋼マンドレル基体
の作用面１４中に凹部２４を形成するようにエッチング
バスに浸される。 凹部２４のテーパー状の構造は図中に正確に示されてい
ないが、しかしエッチングプロセスに固有の全体的に側
面または横方向の金属除去の結果を示す。図１の（ｄ）
はレジスト１８が除去された後のテフロンパターン１６
を持つエッチングされた凹部２４を示す。したがって、
図は単一の３次元構造すなわち凹部２４を有する完成さ
れたマンドレルを示す。

【００１５】図１の（ｄ）のマンドレルは、以下説明す
るようにエッチング処理なしで３次元電気回路をめっき
するために使用され、再使用される。その代わりとして
、テフロンパターンのないこのマンドレルが多数の作用
マンドレルを複製するためにマスターとして使用され、
以下説明するようにマスター上に電着されてもよい。

【００１６】マンドレルは、銅のような導電材料がテフ
ロンパターン素子１６間の間隔１４によって形成された
導電パターンにめっきされる適切な電解めっき浴中に配
置され、それによって全て同一面上に３０，３２および
３４として示されている導電素子を設け、実質的に滑ら
かでテフロンの表面と連続的な表面を形成する。回路の
露出された表面すなわち図１の（ｅ）における上向きの
面は、次に回路素子に積層される誘電体基体への接着を
高めるために任意の適切な方法で処理（活性化）されて
もよい。このような活性化または処理は接着力を高める
ために銅の表面を粗くする種々の電気化学または機械的
な既知の方法を含む。使用された電気化学方法によると
、表面はリン酸トリソジウムの溶液に部品を浸漬し、陽
極または陰極として接続されている部品に電流を供給す
ることによってリン酸化合物にされる。機械的な方法は
研磨スラリーの使用を含む。

【００１７】例えば、アクリル接着剤の１ミル層で被覆
されたカプトン等のポリアミドの１ミルの層のような適
当な材料から形成された誘電体回路基体またはコアは導
電回路３０，３２および３４、並びにテフロンパターン
の組合せられた露出面に積層される。後者のテフロンパ
ターンは例えば３５０　°Ｆの温度で１平方インチ当り
３００　ポンドのような適切な圧力および温度下のアク
リル接着剤バットに接着されず、めっきされた回路トレ
ース３０，３２および３４に接触するコア３６の側面上
にあるアクリルは導電回路中のマイクロ構造中に流入し
、導電回路素子に対するコアの最適な接着を保証する。 コア３６は以下説明する目的のために予め穿孔された貫
通孔３８を形成されている。

【００１８】回路と反対側の基体の側面上の加算的な導
電層に接続が与えられた場合、一方コアおよび回路が依
然としてマンドレル１０上にあるときに行われてもよい
。 このような導電層は図２の（ａ）において４４で示され
ており、コア３６のシールド側の表面４８上で適切なパ
ターンで銀エポキシまたは類似の材料をシルクスクリー
ンによって設けられてもよい。この導電層はまた無電気
めっきまたは電解めっきによって設けられ、または任意
の組合わせでスパッタされてもよい。導電トレース３０
，３２および３４の素子は単に説明のために示されたも
のであって、その他多数の導電素子のトレースが示され
た回路中に含まれることができることが理解されるであ
ろう。

【００１９】素子３２は導体またはシールド接続として
使用されるべきパッドを示し、コア３６において予め穿
孔された孔３８と整列されている。銀エポキシにスクリ
ーンされたシールドが供給された場合、これは予め穿孔
された孔３８へ流入させられ、コア３６を通してパッド
３２から外面または回路のシールドされた表面４８まで
電気接触させるように回路素子、すなわちパッド３２に
接触させられる。 さらに、はんだフィンガとして使用される支持されてい
ないトレースのような回路構造を露出する窓は積層前に
コアにおいて開口を空白にすることによって形成される
。予め空白にされた窓６０の一例は図２の（ｄ）に示さ
れている。

【００２０】付加的な導電層の適用の前または後のいず
れかにおいて、コアおよび導電素子３０，３２および３
４はマンドレルから剥がされる。コアはテフロンに接着
しないが、そのアクリル積層は導体（コアに対する結合
を促進するようにマンドレル上で処理されてもよい）に
良好に接着し、したがって導体は銅製の導電素子３０，
３２および３４がステンレス鋼作用面から容易に剥がさ
れるように本質的にパッシベイトされた（酸化被覆によ
りカバーされた）ステンレス鋼の面から除去される。回
路およびそのコアが薄くてフレキシブルである場合、回
路およびコアはナイフまたはかみそりのエッジによって
ステンレス鋼から分離されてもよく、マンドレルからフ
レキシブルに取除かれる。回路およびコアが厚く堅牢な
材料から形成された場合、マンドレルはコアまたは回路
からのマンドレルの剥取りはマンドレル自身のフレキシ
ビリティによって助けられるように、フレキシブルにな
るように十分に薄く形成されてもよい。分離後、マンド
レルは別の回路を製造するために自由に洗浄され再使用
される。図２の（ａ）は分離した回路装置の断面を示す
。

【００２１】コア３６、導電素子３０，３２および３４
、並びに接地またはシールド４４を含む回路装置は、シ
ールド側上の部分５０と、回路またはサブ装置の信号回
路側の部分５２を有するカバー層のような絶縁層により
カバーされる。 カバー層は、突出または接触構造３０を受ける孔の他に
シールド側の孔５４および信号または回路側の整合孔５
６のような予め穿孔されたまたはパンチされた孔を形成
される。この点で緊密な公差その他の整合はかなり除去
されているが、コアの予め穿孔された孔および突出構造
３０を持つ予め穿孔されたカバー層の整合が要求される
ことが認められる。しかしながら、コアおよび回路素子
３０，３２および３４の装置は何等エッチングプロセス
にされされておらず、ディメンションは比較的安定して
おり、この整合はほとんど問題がない。さらに、別の回
路素子に関するカバー層中の孔に対する許容可能な大き
い整合公差は、ここに記載されたプロセスによって取除
かれるフォトおよびエッチング動作期間中に典型的に要
求される整合よりもこの整合を容易にする。

【００２２】突出接触構造３０は図２の（ｃ）の被覆５
８によって示されるように金によりめっきされ、コア３
６は導体３４の接地平面またはシールド側を露出するよ
うにカバー層５０の予め穿孔された孔５４と一致して除
去された孔６０を有する（図２の（ｄ））。もちろん、
もし必要または所望ならば、コア３４は図２の（ｄ）に
示されたステップで除去される代わりに孔６０により空
白にされることができる。しかしながら、コア中の窓６
０のレーザ除去は、カバー層の孔５４が同時に除去でき
るために予め穿孔されなくても行われることができるが
、カバー層において予め穿孔された孔を通ってコア中に
この孔を形成することがより都合良く効果的であること
が認められている。

【００２３】導体３４は、回路に対する永久的なはんだ
接続を形成するためにはんだによりカバーされるはんだ
フィンガとして使用される。したがって、図２の（ｅ）
に示されているように導体３４ははんだ６４により少な
くとも１つの側面上で被覆され、回路は空白にされるか
、或は別の同一回路と共にこの回路が形成されているパ
ネルから切取り易くなる。図２の（ｅ）は突出した接触
ボタンを持つ完全な３次元回路の断面を示す。

【００２４】認められるように、３次元回路全体はフォ
トリソグラフィまたはエッチングを使用しない加算的な
プロセスによって形成されている。もっとも、マンドレ
ルのある構造はもちろんエッチングによって限定されて
いる。

【００２５】図１の（ｄ）に示されたマンドレルは電着
されたコアおよび回路を提供し、回路素子３２および３
４は突出構造３０に加えて全てコア３６の表面上に存在
し、回路素子の厚さだけそこから少し突出する。この構
造はもちろん図１の（ｄ）に示されたマンドレルの特別
な構造から得られる。

【００２６】図３の（ａ）乃至図３の（ｅ）において、
埋設された導体を具備した回路の形態が示されている。 この修正されたプロセスによって形成された回路は、種
々の素子のトレース３２および３４、並びに誘電体コア
の底面７２（図２の（ａ）参照）に埋設され、それと同
一平面である突出部３０のベース部分７０を有する。こ
の実施例において、マンドレル１０ａ（図３の（ａ））
は、テフロンパターン１６ａが配置されるその表面上の
溝のパターンを形成される。したがって、テフロンパタ
ーン１６ａは、ステンレス鋼マンドレル基体１０ａの導
電パターン１４ａによって作用面中に形成されそれと同
一平面である。この構造において、テフロンを受けるよ
うにマンドレル基体の表面に溝を形成し、テフロンで表
面全体を被覆した後、テフロン表面は表面１４上のテフ
ロン全てを除去するようにラップされ、図３の（ａ）に
示されたようにマンドレル中にテフロンを充填された溝
を残す。ステンレス鋼マンドレルの導電面と滑らかに連
続する非導電面を提供するテフロン充填溝を有するマン
ドレルを形成するこの方法の特有の詳細は本出願人の別
出願の米国特許明細書に記載されている。本発明を実現
するときに有効なマンドレルを形成する別の方法は本出
願人の別出願の米国特許明細書に記載されている。本出
願人によって所有されたこのような両明細書の内容は全
てここでは参照文献として含まれている。

【００２７】図３の（ａ）のマンドレルにおいて、ステ
ンレス鋼およびテフロンの滑らかな連続面を形成するた
めにテフロンをラップした後、図１の（ｃ）および図１
の（ｄ）に示されたステップがマンドレル面における突
出構造２４ａをエッチングするために続けられる。その
後、図３の（ａ）のマンドレルを使用した回路の製造お
よび図１および図２に関連して示されたステップは図１
の（ｄ）のマンドレルと同様に示されている。その代わ
りとして、上記の図１に示されたマンドレルは、導電ト
レースが表面（テフロン面と一致した）に形成されるこ
とができ、しかも容易に除去される適当な材料でテフロ
ン中の溝を充填することによって埋設された導体を具備
した回路を形成するマンドレルを形成するために使用さ
れてもよい。電気めっきされたニッケルは、銅が表面上
にめっきされ、それから除去されることを可能にするパ
ッシベイション層を形成するのに適切な材料である。

【００２８】接触ボタン３０の突出の方向と反対の方向
において回路３０，３２および３４の平面から突出する
第２の組の“浮出し構造”または突出部を提供するため
に、必要または所望ならばポスト７６（図３の（ａ））
はステンレス鋼マンドレル基体１０ａに付加されてもよ
い。ポスト７６はマンドレル１０ａ（図１のマンドレル
）の表面からめっきで形成されたポストであるか、或は
基体に穿孔された孔に挿入された短いワイヤである。ポ
スト７６は鋼、銅またはニッケルであってもよい適当な
導電材料から形成される。ポストは、信号側と接地また
はシールド側との間の電気接続（めっきされたコア貫通
孔と等価）により回路が形成されることを可能にする。 したがって、図３の（ａ）のマンドレルは、作用面１４
ａから一方向に突出する第１の構造２４ａ（完成した回
路上に浮出し相互接続構造を形成する）、および作用面
１４ａから反対方向に突出する第２の構造７６を有する
ステンレス鋼基体１０ａを含む。テフロンのような非導
電材料のパターン１６ａは作用面１４ａと同一面であり
、溝中に埋設されたテフロンが前に示されたようにマン
ドレル中に形成される。図１のマンドレルと同様に、こ
のマンドレルは所望の３次元回路を電着するために使用
および再使用されてもよい。したがって、図３の（ｂ）
に示されているように、導体３０ａ，３２ａおよび３４
ａは、マンドレルポスト７６が図３の（ｂ）において７
８で示された銅またはその他の材料でめっきされるよう
に適当な電着技術（前に示されたような）によってマン
ドレル上に形成される。ポスト７６は、その表面が本質
的にパッシベートにされ、めっきされたポスト部分７８
からもっと容易に除去されるようにニッケルまたは類似
の材料から形成される。

【００２９】マンドレル上に種々の導体を電着したとき
、特に図３の浮出し構造２４ａおよび図１および図２の
対応した浮出し構造２４を電着したとき、電着技術は図
１の（ｅ）の凹部２４ｂおよび図３の（ｂ）の凹部２４
ｃのような浮出し構造の反対側に小さい凹部を残す。そ
の後誘電体基体が導体に積層されると、図１の（ｆ）に
おける２４ｄで示されたような空洞が浮出し構造２４の
背部と誘電体３６との間に生じる。いくつかの構造にお
いて、この空洞は許容可能であり、空洞を除去するため
のステップは不要である。しかしながら、浮出し構造の
導体材料（銅であることが多い）の比較的貧弱な構造特
性およびアクリルの非常に薄い誘電体シートは空洞を充
填するには不十分であるために、浮出し構造はいくつか
の端子接続適用で必要とされる支持体としての作用を行
うために要求される構造強度を欠いている。したがって
、加算的な中間ステップが図３の実施例に示されている
。この中間ステップにおいて、図３の（ｂ）に示されて
いるように導体を有するマンドレルを準備した後に、浮
出し構造２４ａ中の凹部２４ｃはエポキシ２４ｅで充填
され、それによって変形を伴わずに８５℃で１０，００
０ｐｓｉ　の力に耐えることができる堅牢な浮出し構造
を生成するように浮出し構造を強化して固化させる。エ
ポキシ背部充填は一般に知られている自動分配機または
シルクスクリーン技術によって行われてもよい。もちろ
ん、この浮出し構造空洞の背部充填ステップはまた図１
および図２に示されたプロセスにおいて実行されてもよ
い。

【００３０】図３の（ｃ）に示されたように、また図１
の（ｆ）に関連して図示され説明されたのと類似の方法
でエポキシ２４ｅにより凹部２４ｃを背部充填した後、
誘電体基体３６ａは回路素子および浮出し構造を持つマ
ンドレル上に積層され、マンドレル上にある期間中か、
或はコア３６ａおよび回路素子がマンドレルから除去さ
れた後に、銀エポキシ接地またはシールド４４ａ（図３
の（ｄ））がコアの接地面４８ａ上にスクリーン印刷さ
れる。それはコアの接地側、またはポスト７８が設けら
れているコアの信号側でシールド４４ａへの良好な接続
を形成するためである。図３のに示された構造により、
銀エポキシ４４ａはポスト７８の上部に容易に接触し、
接地面の孔３８がコアに予め穿孔される従来例のように
孔３８の底部に手で操作される必要はない（図１の（ｆ
）および図２の（ａ）参照）。図１の（ｆ）および図２
の（ａ）の前に示された構造において、コアの一側から
反対側まで導電路を形成するためにコア中の孔を通して
供給された銀エポキシを手作業で形成することが必要で
ある。しかしながら、図３の構造ではポスト７８は回路
およびその浮出し構造の形成と一緒に、それと同時に電
着（めっき）されるため、コア貫通接続は回路が形成さ
れたとき、並びに導体が形成されたときに形成される。

【００３１】銀エポキシシールドまたは接地面４４ａを
形成した後、カバー層５０ａおよび５２ａは図３の（ｅ
）に示されたように形成され、はんだフィンガ窓５４ａ
は、コアおよび回路板の完成した回路、並びに図３の（
ｅ）に示された保護カバー層を提供するためにはんだフ
ィンガの位置３４ａでコア３６ａ中に形成される。

【００３２】説明された回路および製造方法は多数の異
なる回路素子の製造に適用され、薄くてフレキシブルな
、または堅牢な回路板のいずれかが種々のタイプの回路
および素子において使用されてもよい。ここに示された
プロセスは、Ｍｏｕｌｉｎ　氏他およびＲｅａｒｄｏｎ
氏による上記の特許明細書に記載されたタイプのフレキ
シブルなケーブル端子接続の製造にまず適用され、ここ
で１群の接触ボタン（浮出し構造）が回路間接続を形成
するために接続ウェハ上で導電線の端部に形成される。 したがって、図４に示され、特にＭｏｕｌｉｎ　氏他に
よる米国特許第４，４５３，７９５　号明細書に示され
ているように、端子接続ウェハ１００　は接触パッド１
２０　で終端する導電トレースまたは導体路１１８　の
パターンを有するポリアミド１１２　のような誘電体基
体材料の層またはシートを含む。さらに、金属ボタン（
浮出し構造）１２２　は１対のコネクタウェハの１つ（
図４にその１つだけが示されている）上に形成される。 導電路１１８　の他端部１２４　は、表面ラップはんだ
によってフレキシブルなケーブルまたは通常のワイヤケ
ーブルに結合するために共通のエッジ１２６　に延在す
る。中心孔１２８　および整列孔１３０　は、１対のウ
ェハ間を接続させるだけでなく、２つの各ウェハ上の各
接触パッド１２０　を互いに整列するように各ウェハを
通って配置する。導体路１１８　、接触パッド１２０　
および金属ボタン１２２　は上記の方法およびマンドレ
ルの使用により完全に加算的に電着されている。図４の
金属ボタン１２０　は図１および図２の突出構造３０ま
たはドットに対応し、図４のパッド１２０　は記載され
た方法および装置にしたがって形成された回路板のパッ
ド部分７０（図２の（ａ）参照）に対応する。 特に米国特許第４，４５３，７９５　号明細書に示され
ているように、ウェハおよびその接触ボタン１２０　は
２つの端子接続ウェハまたは回路の２つのパッドの容易
に接続および取外しが可能な電気的な相互接続を提供す
るために同じウェハおよび接触ボタンまたは別の電気回
路上に押付けられる。

【００３３】凹部２４および２４ａは、エッチング、電
子放電加工を含む種々の手段または機械的な変形、或は
それらのある組合せによってマンドレル中に形成される
ことが容易に理解されるであろう。したがって、例えば
マンドレル中の凹部はエッチングによって要求されるも
のよりも小さい寸法に形成され、凹部はマンドレルから
浮出し部分を容易に取外すことを可能にする滑らかで良
好な仕上りを提供するパンチ処理によって拡大されても
よい。

【００３４】以上、回路の製造にエッチングを必要とし
ない完全に加算的なプロセスによって電気回路板を製造
するための回路および装置が記載された。この構造は、
回路板の平面から１つ以上の方向の突出部分を有する３
次元回路板を提供し、各回路の形成後に再使用するため
に容易に洗浄される永久的に容易に再使用できるマンド
レルを使用する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の製造の各段階における
断面図。

【図２】本発明の第１の実施例の製造の各段階における
断面図。

【図３】本発明の第２の実施例の製造の各段階における
断面図。

【図４】典型的な接続ウェハの平面図。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回路エッチングプロセスを使用せずに
   ３次元電気回路を加算的に形成する方法において、電気
   回路の構造を限定する導電パターンを表面上に有し、前
   記表面から突出した少なくとも１つの導電性マンドレル
   構造を有するマンドレルを設け、前記パターンで構成さ
   れ、そこから突出する回路構造を有する３次元導電回路
   を限定するように前記パターンおよび構造上に回路素子
   を電着し、前記マンドレルおよび前記回路素子上に誘電
   体基体を積層し、突出した導電構造を具備している回路
   素子のパターンをその上に有する誘電体基体を得るため
   に前記マンドレルから前記基体および前記回路素子を分
   離するステップを含むことを特徴とする３次元電気回路
   の形成方法。
2. 【請求項２】　　導電素子および前記素子から突出する
   少くとも１つの突出構造を有する３次元電気回路を形成
   する方法において、作用面を有する導電性マンドレル基
   体を形成し、導電パターンに前記基体作用面を分割する
   非導電材料面を有する非導電材料のパターンを前記基体
   上に形成し、前記マンドレル上に前記作用面から突出す
   る導電マンドレル構造を形成し、前記作用面の導電パタ
   ーン上および前記マンドレル構造上に導体のパターンお
   よび回路構造を電着し、前記導体および回路構造上に前
   記誘電体材料が位置するように前記マンドレル、前記導
   体のパターンおよび回路構造上に誘電体材料を積層し、
   それによって前記導体が前記誘電体材料に結合され、そ
   れによって前記回路構造が前記導体から突出し、前記電
   着された導体および前記導体から突出する回路構造を有
   する前記誘電体材料を前記マンドレル基体およびその非
   導電材料から分離し、導体およびその導体から突出する
   回路構造を有する誘電体材料の積層体を形成することを
   特徴とする３次元電気回路の形成方法。
3. 【請求項３】　　前記第１のマンドレル構造は、前記マ
   ンドレルに形成された凹部を含み、マンドレルを形成す
   る前記ステップはマンドレル作用面の外側に突出した第
   ２のマンドレル構造を有するマンドレルの形成を含む請
   求項２記載の方法。
4. 【請求項４】　　電着する前記ステップは前記第２のマ
   ンドレル構造上に第２の回路構造を形成し、誘電体を積
   層する前記ステップは前記第２の回路構造を受ける開口
   を有する誘電基体を設け、前記第２の回路構造を受ける
   前記誘電体開口を具備して前記マンドレル面上に前記誘
   電体を積層し、前記導体は前記誘電体の第１の面にあり
   、前記第２の回路構造は前記第１の面と反対側の前記誘
   電体の表面に延在し、前記第２の回路構造と電気的に接
   触している前記誘電体の前記反対側の表面上の導体を形
   成している請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】　　再使用可能なマンドレル上への加算的
   な付着によって３次元電気回路の製造装置において、非
   導電面領域の第２のパターンによって分離された導電面
   領域の第１のパターンによって限定されたマンドレル表
   面を有するマンドレル本体と、１つの導電面領域から突
   出し、それによって電気回路が導電面領域の前記第１の
   パターンにわたって前記マンドレル本体上に電気付着さ
   れることができ、前記電気回路から突出した導電回路構
   造を含む前記導電面領域の１つにおける前記マンドレル
   中に形成された突出したマンドレル構造とを具備してい
   ることを特徴とする３次元電気回路の製造装置。
6. 【請求項６】　　誘電体基体と、前記基体の一方の側面
   の実質的に表面上に位置され、この表面内に集合的に存
   在し、トレース面を限定している導電トレースパターン
   とを具備し、前記導電トレースの少なくとも１つは、一
   体に形成され、前記トレース面から突出する３次元導電
   回路構造を具備していることを特徴とする電気回路。
7. 【請求項７】　　接触パッドで終端する導体のパターン
   を形成し、導体と接触パッドの前記パターンに誘電体基
   体を積層するステップを含み、前記導体のパターンを形
   成するステップにおいて前記パッドの表面から上方に延
   在する前記接触パッドのそれぞれと一体の相互接続構造
   を形成することを特徴とする電気コネクタ素子の形成方
   法。
8. 【請求項８】　　導電素子を電着させることのできる材
   料から形成された作用面を有する基体と、電着を阻止す
   る材料から形成された前記基体上のパターンとを具備し
   、前記表面から第１の方向に突出した第１の構造と、前
   記第１の方向と反対の第２の方向に前記表面から突出し
   た第２の構造とを有することを特徴とする電気回路の製
   造に使用されるマンドレル。
9. 【請求項９】　　第１および第２の側面を有する基体と
   、導体表面に存在し、それを限定する外面を有する前記
   第１の側面上の複数の導体であって、前記導体の少なく
   ともいくつかがそれと一体の接触構造を有して前記導体
   表面から突出している導体とを具備していることを特徴
   とする３次元電気回路。
10. 【請求項１０】　　前記基体は少なくとも１つの貫通孔
    を有し、前記導体の少なくとも１つはそれと一体に形成
    され、前記基体の貫通孔を通って突出するポスト構造を
    有する請求項９記載の回路。