JPH11202503A - フォトマスク固定用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自動位置合わせなしでも立体成形体を露光で
き、多数個の立体成形体の一括露光も可能とする、フォ
トマスク固定用治具を提供する。 【解決手段】フォトマスクと立体成形体を嵌合する手段
を具備してなり、この嵌合手段にてフォトマスクと立体
成形体の位置合わせを行わせるようにした。嵌合の手段
は突起にして、治具本体面の縦横に多数整列して設けら
れ、多数の立体成形体を固定させることによって、多数
個の立体成形体への一括露光を可能にすることができ
る。立体成形体を上下より挟むように上側治具と下側治
具とでなり、上側治具には裏面用のフィルムマスクを、
下側治具には表面用のフィルムマスクを備えさせると実
施し易い。上側治具と下側治具とを相互に嵌合しあうよ
うにすると良い。さらに、治具本体がメタクリル酸メチ
ルエステルにより形成して、治具本体にフォトマスクを
備えさせることにより、多数個の立体成形体の一括露光
を同時に行い易くすると良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトマスク固定
用治具の提供に関し、特に露光法フォトマスクにおける
この種のフォトマスク固定用治具に関する。

【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
部品と呼ばれる製品が、電気機器の小型軽量化及び組み
立ての合理化をもたらすものとして期待されている。こ
れらは、例えば、特開昭６３−５０４８２号公報や特開
平１−２０７９８９号公報に記載されているように、立
体成形品の立体表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特徴があ
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。例えば、
プラスチックによる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、パターン状に露出された部分に金属層を形成する
方法（ＰＳＰ法）等がある。

【０００４】上記のアディティブ法、エッチング法、Ｐ
ＳＰ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。即ち、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】電気回路の立体化は難
しい問題を含んでおり、前述した従来技術のいずれの方
法を用いても、露光法による立体回路を工業的生産規模
で製造できていないのが実情である。また、平面フォト
マスクの場合には、立体成形体への位置合わせが非常に
難しく、而も立体成形体が非常に小さなものであるた
め、自動機によるオートアライメント（自動位置合わ
せ）が困難であり、事実上実施不可能である。そのた
め、多数個の一括露光を行うこともできなかった。

【０００６】そこで、本発明の解決すべき課題（目的）
は、自動位置合わせなしでも立体成形体を露光でき、多
数個の立体成形体の一括露光も可能とする、フォトマス
ク固定用治具を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明により提供するフ
ォトマスク固定用治具は、フォトマスクと立体成形体を
嵌合する手段を具備してなり、この嵌合手段にてフォト
マスクと立体成形体の位置合わせを行わせ、以て、射出
成形回路部品に対する回路形成のための露光をアライメ
ントなしで行えるようにしてなるものである。

【０００８】前記嵌合のための手段は突起にして、治具
本体面の縦横に多数整列して設けられ、多数の立体成形
体を固定させるようにすることによって、多数個の立体
成形体への一括露光を可能にすることができる。

【０００９】前記立体成形体上下より挟むように上側治
具と下側治具とでなり、上側治具には裏面用のフィルム
マスクを、下側治具には表面用のフィルムマスクを備え
させると実施し易い。また、前記上側治具と下側治具と
を相互に嵌合しあうようにすると良い。さらに、治具本
体がメタクリル酸メチルエステルにより形成して、治具
本体にフォトマスクを備えさせることにより、多数個の
立体成形体の一括露光を同時に行い易くすると良い。

【００１０】尚、フォトレジスト膜用のエッチングレジ
ストとしてでん着レジストを用いた場合には、金属メッ
キ層の表面に均一な厚さのレジスト膜が形成されるの
で、より微細なパターンを形成することができる。

【００１１】プラスチック成形品の電子部品を搭載すべ
き場所にその電子部品の形状、大きさに合わせた凹部を
形成した場合には、電子部品搭載時の位置合わせが確実
になり、はんだ付けの信頼性が向上する。電子部品搭載
後はプラスチック成形品の凹部がその電子部品で埋めら
れて平面状となるので、メカ部品等の他の不品が安定し
て収納され、部品の集積度が向上し、機器の小型化に大
きく寄与する。

【００１２】プラスチック成形品の材料としては、プラ
スチック成形品に要求される剛性、寸法安定性、耐熱
性、電気的特性を考慮して選ばれるが、通常のエンジニ
アリングプラスチックが適している。例えば、ポリカー
ボネート、ＡＢＳ樹脂、ポリエーテルイミド、ポリスル
ホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェリレンスルフィ
ド、液晶ポリマー等が好ましい。或いは、フォノール樹
脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の熱硬化
性樹脂を用いても良い。これらの樹脂にガラス繊維、チ
タン酸カリウム繊維、炭酸カルシウム等のフィラーを添
加しても良い。表面に金属層を形成させるため、特定の
溶剤や薬品等に侵され易く、粗面化され易いものが良
く、樹脂中に低分子量分を加えたり、ブタジエンゴム等
のゴム成分を加えても良い。また、無電解メッキを行う
ためにその触媒となるパラジウム、金、銀等の貴金属を
加えても良い。

【００１３】プラスチック成形品となる立体成形体の成
形は、材料に応じて射出成形、圧縮成形、押出し成形及
び切削等によって行うと良い。また、プラスチック成形
品の表面への粗面化は、金属層のプラスチック成形品へ
の十分な接着力を付与するため、プラスチック成形品表
面を粗面化する必要がある。この粗面化処理は、先ず、
アルカリクリーナ、界面活性剤、有機溶剤等によりプラ
スチック成形品に付着している離形剤や脂分等の汚れを
除去する。次に、クロム酸／硫酸、水酸化カリウム、フ
ッ化水素酸／硝酸、賛成フッ化アンモニウム／硝酸等の
エッチング液を用いて表面を粗面化する。

【００１４】プラスチック材料の中に予め触媒が添加さ
れている場合は、そのままめっき工程に入る。ここで、
触媒としては、周期律表第５列VIII族の金属の化合物、
例えばハロゲン化物が好ましい。具体的にはパラジウム
がある。

【００１５】予め触媒が付与されていない場合には、粗
面化の後に触媒付与の前処理工程を付加しても良い。触
媒付与の方法としては、キャタリスト−アクセラレータ
法、即ち、パラジウム、錫等の金属の混合触媒液に浸漬
した後、塩酸、しゅう酸等の酸で活性化して、成形材料
の粗面化された表面にパラジム等を析出させる方法と、
センシタイジング−アクティベーティング法、即ち、塩
化第一錫、塩化ヒドラジン、次亜燐酸等の強い還元剤を
粗面化された成形材料の金属パターン形成部分に吸着さ
せた後、パラジウム、金等の貴金属イオンを含む触媒液
に浸漬し、貴金属を析出させる。

【００１６】前処理の後、無電解（化学）めっきを施
し、その上から銅、ニッケル等のめっきを施す。金属層
を電気回路パターンの配線部として用いる場合には、一
般に銅層を形成する。

【００１７】尚、めっきは始めに無電解めっきで５μｍ
以下の溝付を行い、その後に電気めっきにて所定の厚さ
に形成しても良い。

【００１８】フォトマスクの材料としては、合成樹脂或
いは金属等を用いることができる。透明なプラスチック
フィルム、例えば、ポリエステルフィルムに銀塩感光材
その他の感光材を積層した感光性フィルムを用い、所要
の立体形状に折り曲げ成形の前または後に、必要なパタ
ーンの焼き付け（光透過部と非透過部のパターンの形
成）を行っても良い。折り曲げの際にフィルムの白化が
生じないように配慮が必要である。また、黒色等の遮光
性プラスチックフィルムを所要の形に折り曲げ、必要な
部分を接合し、開口部をレーザ（例えばＣＯ₂ レーザ）
で形成しても良い。それとは逆に、透明なプラスチック
等を射出成形、折り曲げと接合等によって必要な形に成
形し、非透過部をレーザ照射等により形成しても良い。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜図４は、本発明の実施例に
して、図１に立体成形体を、図２にフォトマスク固定用
治具の上側治具を、図３にフォトマスク固定用治具の下
側治具を示し、さらに、図４にフォトマスク固定用治具
の使用状況を示している。

【００２０】先ず、立体成形体は、図１に符号１で示し
たように、凹凸やスルホール付の形状となるように、液
晶ポリマー（ポリプラスチック社製ベクトラＣ−８１
Ｄ）で射出成形により形成し、得られた成形品の表面に
化学粗面化処理を施して粗面表面を形成し、この粗面表
面にめっき触媒を付与し、無電解銅めっきを施して銅層
を２０μｍの厚さで形成し、さらに、その銅層の上に１
０μｍの感光樹脂であるポジ型電着レジスト膜を積層す
る。

【００２１】一方、この実施例によるフォトマスク固定
用治具は、図２，３に符号２で示したように上下の組み
合わせ、即ち、図２に示すような上側治具４と、図３に
示すような下側治具３との組み合わせからなる。これら
上下治具４，３は、メタクリル酸メチルエステルの板材
（三菱レイヨン（株）製アクリライト（板厚１０mm））
を使用して、６００mm×６００mmの正方形に切断した。

【００２２】下側治具３には、板面を機械加工して突起
５を形成しており、この突起５は、縦に８列、横に８列
で計６４個を等間隔に形成し、立体成形体１と同じ高さ
で起立させた。

【００２３】また、下側治具３には、正方形板の四隅に
嵌合用の突起６を形成し、これに対応して、上側治具４
の正方形板の四隅に穴７を形成してある。

【００２４】そして、立体成形体１の表面及び裏面用の
パターンを下側治具の突起５のピッチに合うように計６
４個／１枚のポジ型のフィルムマスクを作成し、上側治
具４には裏面用、下側治具３には表面用のフィルムマス
クをそれぞれ貼り付けた。

【００２５】次に、上記のような各部構成を有したフォ
トマスク固定用治具と立体成形体との組み合わせ要領を
説明すると、先ず、図１のような立体成形体１を６４個
用意して、この実施例によるフォトマスク固定用治具の
下側治具３突起５に合わせて図４に示すように整列状態
に固定し、続いて、図４のように、上側治具４を下側治
具３の立体成形固定面側に重ね、上側治具の穴７に下側
治具の突起６を嵌合させ、以て、上下の治具４，３にて
立体成形体１を挟み密着固定する。

【００２６】そして、上記のように組み上がったフォト
マスク固定用治具２を光源下に置いて露光を行う。この
時の露光装置は平行露光機が望ましい。

【００２７】この実施例のように、フォトマスクと固定
用治具とを一体化することにより、６４個の立体成形体
を同時にアライメント無しでフォトマスクと立体成形体
との嵌合が可能であり、コンタクト露光により、０．１
５mm以下の微細パターンを有する立体成形体を得ること
が可能となる。

【００２８】上記のように、フォトマスクと固定用治具
とを一体化し、上側と下側との二つに分けることによ
り、下側に立体成形体を固定する突起を多数整列状態で
設けて立体成形体をセットすることで、同時に多数個の
露光が行え、立体成形体にパターンを形成することがで
き、作業効率の向上に大きく貢献することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したような本発明によれば、自
動位置合わせなしでも立体成形体を露光でき、多数個の
立体成形体の一括露光も可能とする、フォトマスク固定
用治具を提供するという所期の課題（目的）を達成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の対象となる立体成形体の斜視
図。

【図２】本発明に係るフォトマスク固定用治具の実施例
にして、上側治具の斜視図。

【図３】本発明に係るフォトマスク固定用治具の実施例
にして、下側治具の斜視図。

【図４】本発明の実施例にして、立体成形体を保持した
フォトマスク固定用治具の組み立て要領を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 立体成形体 ２ フォトマスク固定用治具 ３ 下側治具 ４ 上側治具 ５ 突起 ６ 突起 ７ 穴

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】立体成形体上に露光法によりパターンを形
   成する際にその立体成形体上にフォトマスクをセットす
   るための治具であって、フォトマスクと立体成形体を嵌
   合する手段を具備してなるフォトマスク固定用治具。
2. 【請求項２】前記嵌合のための手段は突起にして、治具
   本体面の縦横に多数整列して設けられ、多数の立体成形
   体を固定させるようにした、請求項１記載のフォトマス
   ク固定用治具。
3. 【請求項３】前記立体成形体上下より挟むように上側治
   具と下側治具とでなり、上側治具には裏面用のフィルム
   マスクを、下側治具には表面用のフィルムマスクを備え
   させた、請求項１記載のフォトマスク固定用治具。
4. 【請求項４】前記上側治具と下側治具とを相互に嵌合し
   あうようにした、請求項３記載のフォトマスク固定用治
   具。
5. 【請求項５】治具本体がメタクリル酸メチルエステルか
   らなる、請求項１〜４何れか１項記載のフォトマスク固
   定用治具。