JPH09319068A - フォトマスク及びこれを用いた立体回路成形体の製造方法 - Google Patents

フォトマスク及びこれを用いた立体回路成形体の製造方法

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JPH09319068A
JPH09319068A JP4177397A JP4177397A JPH09319068A JP H09319068 A JPH09319068 A JP H09319068A JP 4177397 A JP4177397 A JP 4177397A JP 4177397 A JP4177397 A JP 4177397A JP H09319068 A JPH09319068 A JP H09319068A
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JP
Japan
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dimensional
photomask
mask
pattern
electric circuit
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JP4177397A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Ando
好幸 安藤
Akira Sato
亮 佐藤
Hideki Asano
秀樹 浅野
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】主として立体的でしかも微細な電気回路パター
ンを形成することができるフォトマスクを提供すること
であり、また、1個或いは露光面の数より少数のフォト
マスクで立体回路成形体を製造できる製造方法を提供す
る。 【解決手段】光造形法により作製した造形物を用いてそ
の造形物表面に不透明性塗膜を施すことにより立体マス
ク3が得られる。立体マスク3を平面フィルムマスク2
に接合することによって所望のパターンの開口部を有
し、密着されるべき面の立体的形状に加工されたフォト
マスク1が得られる。このフォトマスク1を、予めメッ
キ処理及びレジスト処理を施した立体成形品14に密着
配置し、露光及び現像することにより立体的でしかも微
細な電気回路パターン11が形成された立体回路成形体
10が得られる。このため、フォトマスク1の数は1個
或いは露光面の数より少数でよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、立体構造を有する
プラスチック等からなる立体成形品の複数の面にパター
ン状の露光を行うためのフォトマスク及びこれを用いた
立体回路成形体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、プラスチック成形品の表面に電気
回路パターンを設けた射出成形回路基板や射出成形回路
部品と呼ばれるものが電気機器の小型軽量化及び組み立
て合理化をもたらすものと期待されている。これらは、
例えば特開昭63−50482号公報及び特開平1−2
07989号公報に記載されるように、立体面に金属層
からなる電気回路パターンを形成するものであり、従来
のプリント配線基板のように平面に限定されず、種々の
形状に対応できるのが特長である。
【0003】立体的な電気回路を形成する方法の一つと
して、フォトレジストを露光する方法がある。すなわ
ち、プラスチック成形品上にメッキレジストをパターン
状に形成し、露出部分に金属層を無電解メッキにより形
成する方法(アディティブ法)や、成形品上に一様に形
成された金属層の上にエッチングレジストをパターン状
に形成し、露出部分をエッチングにより除去する方法
(エッチング法)や、成形品上に感光性触媒を一様に塗
布し、パターン状に露光された部分に金属層を形成する
方法(PSP法)等が知られている。
【0004】アディテシブ法、エッチング法、PSP法
のいずれの方法を用いるにしても、フォトレジスト或い
は感光性触媒にパターン状の露光を与える必要があるの
で、写真的方法が利用されている。すなわち、フォトレ
ジスト等に密着させたマスク(フォトマスク)を通して
露光を行うか、或いはマスク像を投影して露光を行って
感光させ、現像処理によりレジストを形成したり金属を
析出させるのである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気回
路の立体化に際し、実際にはやや難しい問題があるの
で、露光法による立体回路形成は進展していないのが実
情である。特に、立体度が大きい程実用化が難しい。そ
の大きな原因として電気回路パターンが微細でしかも立
体的な形状のフォトマスクの製作が現実的には難しいこ
とがあげられる。例えば、マスク材質が金属の場合、立
体的でしかも微細な回路を加工することが非常に難し
い。さらに電気回路が閉じた系の場合、その電気回路パ
ターンを保持することが根本的に困難である。また、材
質がポリエステルの場合、平面状であれば写真蝕刻法等
により電気回路パターンの微細化は容易であるが立体化
は難しい。
【0006】一方、立体マスクを製造する場合におい
て、その立体マスクが平面パターン部を有すると、コン
タクト法を用いて平面パターン部の露光を行うときに密
着性が低いという問題があり、むしろ、平面パターン部
はフィルムマスクの方が密着性がよいことが分かった。
【0007】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、主として立体的でしかも微細な電気回路パターンを
形成することができるフォトマスクを提供することであ
り、また本発明は、1個或いは露光面の数より少数のフ
ォトマスクで立体回路成形体を製造できる製造方法を提
供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のフォトマスクは、パターン状の金属層からな
る電気回路パターンが平面部及び立体部を有する立体成
形品の表面に形成された立体回路成形体を製造するため
のフォトマスクにおいて、平面部を形成するための平面
パターン部に平面フィルムマスクを用いると共に、立体
部を形成するための立体パターン部に立体マスクを用い
てなるものである。
【0009】上記構成に加え本発明のフォトマスクは、
平面フィルムマスクを合成樹脂からなるフィルム状部材
で形成し、そのフィルム状部材に写真蝕刻或いはスクリ
ーン印刷を施して電気回路パターンを形成し、立体マス
クを選択的レーザー焼結法、あるいは紙の積層法により
形成し、所望のパターン開口部を有し、密着される面が
立体形状に形成されてもよい。
【0010】上記構成に加え本発明のフォトマスクは、
平面フィルムマスクと上記立体マスクとを一体化しても
よい。
【0011】また、上記目的を達成するため本発明の立
体回路成形体の製造方法は、平面部及び立体部を有する
プラスチック成型品の表面に順次メッキ処理及びレジス
ト処理を施し、フォトマスクをプラスチック成型品の表
面に密着配置して露光及び現像を行い、次いで不要部の
メッキを除去してパターン状の金属層からなる電気回路
パターンを平面部及び立体部に形成する立体回路成形体
の製造方法において、上記フォトマスクが、平面部を形
成するための平面パターン部に平面フィルムマスクを用
いると共に、立体部を形成するための立体パターン部に
立体マスクを用いてなるものである。
【0012】上記構成に加え本発明の立体回路成形体の
製造方法は、平面フィルムマスクと立体マスクとを一体
化したフォトマスクを用いてもよい。
【0013】立体マスクを平面フィルムマスクに接合す
ることによって所望のパターンの開口部を有し、密着さ
れるべき面の立体的形状に加工されたフォトマスクが得
られる。
【0014】本発明において、選択的レーザー焼結法と
は、レーザーを走査することで、粉末材料を層状に焼
結、積層して立体モデルを作成する加工法であり、3次
元CADデータがあれば比較的容易に立体モデルを作成
することができる。
【0015】粉末材料としては、樹脂(有機材料)金属
材料、セラミック(無期材料)のいずれも適用できる。
粉末樹脂材料の例としては、ポリスチレン、ポリアミド
等が経験上利用し易いがこれに限定しない。粉末金属材
料の例としては、青銅・ニッケル等の混合物があるがこ
れに限定しない。なお、必要に応じて、焼結にスズや銅
等を湿潤させる場合がある。粉末無期材料の例として
は、経験上砂が利用し易いがこれに限定しない。樹脂、
金属、セラミックのいずれにおいても、多くの粉末材料
を使用することができる。
【0016】レーザーとしては、経験上CO2 レーザー
を使用するのが良いが、これに限定しない。
【0017】CAD上にデザインされたモデルは、幾層
もの薄い断面体にスライスされ、等高線データが作成さ
れる。このデータモデルに基づいて、レーザーがタンク
内の粉体の表面を走査して断面形状を描いて行く。この
時、レーザーが当たった部分は焼結し、エレベータ上に
最初の一層分の断面体が形成される。次いで、エレベー
タは一層分ずつ下降し、連続的に幾層もの薄い断面体を
積層して行き、3次元モデルを形成する。この繰り返し
によりモデルを完成する。
【0018】本発明において、紙の積層法とは、紙に接
着剤をデータで定めて位置に塗布し、ホットプレスによ
り接着し、接着させた紙を輪郭及び分割線に沿って切断
し、これらを繰り返して積層させ、不要な部分を剥離さ
せて立体モデルを作成する加工法である。
【0019】3次元CADデータ、専用装置(材料とし
て紙、及び接着剤)があれば、比較的容易に立体モデル
を作成することができる。
【0020】さらにまた、平面フィルムマスクと、立体
マスクとを一体化したフォトマスクを用いることによ
り、立体構造を有するプラスチック等の成形品への装着
が容易かつ短時間に行うことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【0022】図1は本発明のフォトマスクの一実施の形
態を示す外観斜視図である。
【0023】同図に示すフォトマスク1は、平面パター
ン部としての平面フィルムマスク2と、平面フィルムマ
スク2の両側に接合され、立体パターン部としての立体
マスク3とで一体的に形成されており、両マスク2、3
の表面にはネガパターン4がそれぞれ形成されている。
フォトマスク1は、平面フィルムマスク2及び立体マス
ク3により所望のパターン開口部が形成され、密着され
る面が立体的に形成されている。
【0024】このようなフォトマスクの製造方法につい
て説明する。
【0025】まず、立体マスク3を製造する。図2は図
1に示したフォトマスクに用いられる立体マスクの外観
斜視図である。
【0026】立体マスク3は、選択的レーザー焼結装置
として、ドイツのEOS社の、EOSINT P350 を使用し、
粉体材料として、黒に着色された一般用ポリスチレンを
使用して、図1に示すようなフォトマスクを作成した。
なお、焼結条件としては、CO2 レーザー出力:50
W,レーザー走査速度:1m/s、積層ピッチ:0.1
mm、粉体材料の予熱温度:80℃とした。
【0027】次に平面フィルムマスク2を製造する。図
3は図1に示したフォトマスクに用いられる平面フィル
ムマスクの平面図である。
【0028】平面フィルムマスク2は、合成樹脂(例え
ばポリエステルフィルム)からなるフィルム状部材6
に、写真蝕刻或いはスクリーン印刷を施して電気回路の
ネガパターン4を形成することにより得られる。
【0029】平面フィルムマスク2の両側(破線部)
に、立体マスク3をエポキシ系の接着剤でそれぞれ接合
し、一体化することによりフォトマスク1が得られる。
【0030】図4(a)は図1に示したフォトマスクを
用いて得られる立体回路成形体の平面図であり、図4
(b)は図4(a)の側面図である。
【0031】図4(a)、(b)に示す立体回路成形体
10は、パターン状の金属層からなる電気回路パターン
11が平面部12及び立体部13を有する立体成形品1
4の表面に形成されている。
【0032】このような立体回路成形体10の製造方法
について説明する。
【0033】図5(a)は電気回路パターンが形成され
る立体成形品の平面図であり、図5(b)は図5(a)
の側面図である。
【0034】まず図5(a)、(b)に示すプラスチッ
クからなる立体成形品14を射出成形により形成する。
材料としてポリプラスチック社製ベクトラC−810を
用いた。これはガラス繊維と無機充填材とを合計50重
量%含むメッキグレードの液晶ポリマである。
【0035】立体成形品14の表面を、常法により脱脂
処理し、温度約60℃の水酸化カリウム溶液に約30分
浸漬して表面粗化し、触媒を付与した上でキャタリスト
アクセラレータ法で全面に無電解メッキを施し、銅を約
30μmの厚さに析出させる。
【0036】次にこの銅表面を電着塗装によりフォトレ
ジストで被覆する。フォトレジストとしてはネガ型電着
レジストである日本ペイント社製フォトEDN−500
0を用いた。
【0037】図5(a)に示すように立体成形品の平面
部には真空引きを行うための穴15が形成されている。
尚、この穴15は電気回路パターン11が形成される部
分から離れていると共にフォトマスク1(図1参照)が
密着する部分に形成されるのはいうまでもない。
【0038】図6(a)、(b)に示すように立体成形
品14の上に、図1に示したフォトマスク1を載せた
後、立体成形品14の下から穴15(図5(a)参照)
を介して真空引きを行い、密着させながら光16の光量
が約500mJ/cm2 となるように複数(図では4個で
あるが限定されない)の光源17を用い露光する。光源
17は散乱光源であり、無電極型の超高電圧水銀灯を用
いた。尚、図6(a)は図1に示した立体成形品上のフ
ォトマスクへの露光状態を示す平面図であり、図6
(b)は図6(a)の側面図である。
【0039】露光後、立体成形品14の表面のフォトレ
ジストを1%、炭酸ソーダで1分30秒程現像し、露光
された部分のみにエッチングレジストを形成し、塩化第
二鉄溶液でエッチングを行うと図4(a)、(b)に示
すような電気回路パターン11が形成された立体回路成
形体10が得られる。エッチングレジストはエッチング
終了後除去する。
【0040】以上において、本発明のフォトマスクによ
れば、立体的でしかも微細な電気回路パターンを形成す
ることができる。また、立体回路成形体を製造するため
フォトレジスト等への露光をコンタクト法で行う際、露
光を要する面毎にフォトマスクを準備する必要がなく、
1個或いは露光面の数より少数のフォトマスクで目的を
達成することができる。したがって、露光の作業が簡略
化され、立体回路成形体の製造効率が向上する。
【0041】さらに、本発明のフォトマスクを用いた立
体回路成形体の製造方法によれば、立体回路成形体を製
造するためコンタクト法でフォトレジスト等への露光を
行う際、露光面で良好なコンタクト状態が得られ、立体
的でしかも微細な電気回路パターンを形成することがで
きる。
【0042】尚、本実施の形態ではポリエステルフィル
ムにネガパターンを形成した場合で説明したが、これに
限定されるものではなくポジパターンを形成してもよ
い。
【0043】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0044】(1) 立体的でしかも微細な電気回路パター
ンを形成することができるフォトマスクを実現すること
ができる。
【0045】(2) 1個或いは露光面の数より少数のフォ
トマスクで立体回路成形体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフォトマスクの一実施の形態を示す外
観斜視図である。
【図2】図1に示したフォトマスクに用いられる立体マ
スクの外観斜視図である。
【図3】図1に示したフォトマスクに用いられる平面フ
ィルムマスクの平面図である。
【図4】(a)は図1に示したフォトマスクを用いて得
られる立体回路成形体の平面図であり、(b)は(a)
の側面図である。
【図5】(a)は電気回路パターンが形成される立体成
形品の平面図であり、(b)は(a)の側面図である。
【図6】図1に示した立体成形品上のフォトマスクへの
露光状態を示す平面図であり、(b)は(a)の側面図
である。
【符号の説明】
1 フォトマスク 2 平面フィルムマスク 3 立体マスク 10 立体回路成形体 11 電気回路パターン 14 立体成形品

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】パターン状の金属層からなる電気回路パタ
    ーンが平面部及び立体部を有する立体成形品の表面に形
    成された立体回路成形体を製造するためのフォトマスク
    において、上記平面部を形成するための平面パターン部
    に平面フィルムマスクを用いると共に、上記立体部を形
    成するための立体パターン部に立体マスクを用いてなる
    ことを特徴とするフォトマスク。
  2. 【請求項2】上記平面フィルムマスクを合成樹脂からな
    るフィルム状部材で形成し、そのフィルム状部材に写真
    蝕刻或いはスクリーン印刷を施して電気回路パターンを
    形成し、上記立体マスクを選択的レーザー焼結法、ある
    いは紙の積層法により形成し、所望のパターン開口部を
    有し、密着される面が立体形状に形成された請求項1に
    記載のフォトマスク。
  3. 【請求項3】上記平面フィルムマスクと上記立体マスク
    とを一体化した請求項2に記載のフォトマスク。
  4. 【請求項4】平面部及び立体部を有する立体成型品の表
    面に順次メッキ処理及びレジスト処理を施し、フォトマ
    スクを上記立体成型品の表面に密着配置して露光及び現
    像を行い、次いで不要部のメッキを除去してパターン状
    の金属層からなる電気回路パターンを平面部及び立体部
    に形成する立体回路成形体の製造方法において、上記フ
    ォトマスクが、上記平面部を形成するための平面パター
    ン部に平面フィルムマスクを用いると共に、上記立体部
    を形成するための立体パターン部に立体マスクを用いて
    なることを特徴とする立体回路成形体の製造方法。
  5. 【請求項5】上記平面フィルムマスクと上記立体マスク
    とを一体化したフォトマスクを用いた請求項4に記載の
    立体回路成形体の製造方法。
JP4177397A 1996-03-25 1997-02-26 フォトマスク及びこれを用いた立体回路成形体の製造方法 Pending JPH09319068A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1531654A1 (en) 2003-11-12 2005-05-18 Polymatech Co., Ltd. Three-dimensionally formed circuit sheet, component and method for manufacturing the same
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KR20180128449A (ko) 2016-03-29 2018-12-03 도요보 가부시키가이샤 전연성 도전 페이스트 및 곡면 프린트 배선판의 제조 방법

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