JPH1174634A

JPH1174634A - 立体構造を有する回路部品の製造方法

Info

Publication number: JPH1174634A
Application number: JP23196797A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ando; 好幸安藤; Akira Sato; 亮佐藤; Hideki Asano; 秀樹浅野; Tomoaki Takahashi; 知顕高橋; Haruo Akaboshi; 晴夫赤星
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1997-08-28
Publication date: 1999-03-16

Abstract

(57)【要約】【課題】コストアップを抑え、少量多品種で短納期の
生産に好適な立体構造を有する回路部品の製造方法を提
供する。【解決手段】選択的レーザー焼結装置１０のデータメ
モリ１９は、立体構造品の３次元ＣＡＤデータを記憶し
ている。制御部２０は、３次元ＣＡＤデータに基づい
て、立体構造品のスライス断面毎に散布された平面状の
粒状体１４をレーザ源１７からのレーザ光の露光によっ
て焼結して立体構造品１４Ａを製作する。立体構造品１
４Ａの表面を粗化し、粗化した立体構造品１４Ａの表面
に金属メッキを形成し、金属メッキの表面にリソグラフ
ィ技術とエッチング技術を用いて電気回路パターンを形
成して立体構造を有する回路部品を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メッキ等により部
分的に表面を金属被覆した筐体、回路部品、コネクタ、
電磁シールド部品等のパターン状の金属層を備えた立体
構造を有する回路部品の製造方法に関し、特に、選択的
レーザー焼結法、あるいは紙等のシート状部材の積層法
を用いて金型を不要にした立体構造を有する回路部品の
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
回路のパターンを形成した射出成形回路基板（以下「Ｍ
ＣＢ」という。）および射出成形回路部品（以下「ＭＩ
Ｄ」という。）と称せられているものがある。これらの
ＭＣＢおよびＭＩＤは、プラスチック射出成形品の立体
面に金属パターンを形成して作られ、従来のプリント基
板のように平板に限定されず、種々の形状に対応できる
という特長を有している。このため、ＭＣＢおよびＭＩ
Ｄは、今後、回路部品の小型軽量化および製造工程の減
少をもたらすものと期待されている。

【０００３】図１４は、従来の立体構造を有する回路部
品の製造方法を示す工程図であり、サブトラクティブ法
に準拠した内容になっている。まず、専用の金型を用い
て射出成形機により射出成形を行って、立体形状を有す
る射出成形品を製作する（工程１２０１）。次に、表面
を粗化し（工程１２０２）、更にメッキ触媒（パラジウ
ム塩等）を塗布する（工程１２０３）。この後、無電解
銅メッキを薄付けし（工程１２０４）、更に電解銅メッ
キを厚付けする（工程１２０５）。次に、エッチングレ
ジストの塗布（工程１２０６）、紫外線の露光処理（工
程１２０７）、レジスト現像処理（工程１２０８）、銅
エッチング処理（工程１２０９）を順次行い、最後にレ
ジスト剥離処理を行う（工程１２１０）。以上の一連の
処理を行うことにより、表面に電気回路パターンに応じ
た金属層が形成された射出成形回路部品を得ることがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の立体構
造を有する回路部品の製造方法によると、射出成形機自
体は部品の種類が異なっても共通に使用できるが、金型
は部品の種類毎に異なるものを必要とし、金型の償却に
は大量生産が要求される。つまり、金型は高価であるた
め、少量多品種の生産では経済的に不利になる。また、
最近では、製造メーカは顧客から極めて短期間の製品納
期を要求される場合が多くなり、金型製作に日数をかけ
ることが難しくなっており、納期に間に合わない場合が
生じている。更に、製品形状を変更する場合、金型修正
が必要になり、これに対しても相当の日数と費用を要す
ることになる。以上のように、射出成形法を用いる限
り、少量多品種あるいは短納期の生産には不向きであ
る。

【０００５】従って、本発明は、コストアップを抑え、
少量多品種で短納期の生産に好適な立体構造を有する回
路部品の製造方法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、立体構造品の立体データを準備し、前記
立体構造品のスライス断面毎に平面状に散布された粒状
体を前記立体データに基づくレーザ光の露光によって焼
結し、前記粒状体の非焼結部を除去してその焼結部によ
り前記立体構造品を製作し、前記立体構造品の表面を粗
化し、粗化した前記立体構造品の表面に金属メッキを形
成し、前記金属メッキの表面にリソグラフィ技術とエッ
チング技術を用いて電気回路パターンを形成することを
特徴とする立体構造を有する回路部品の製造方法を提供
する。

【０００７】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、立体構造品の立体データを準備し、前記立体構造品
のスライス断面毎に平面状に散布された粒状体を前記立
体データに基づくレーザ光の露光によって焼結し、前記
粒状体の非焼結部を除去してその焼結部により前記立体
構造品を製作し、前記立体構造品の表面に接着促進層を
形成し、前記接着促進層の表面を粗化し、粗化した前記
接着促進層の表面に金属メッキを形成し、前記金属メッ
キの表面にリソグラフィ技術とエッチング技術を用いて
電気回路パターンを形成することを特徴とする立体構造
を有する回路部品の製造方法を提供する。

【０００８】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、立体構造品の立体データを準備し、前記立体構造品
のスライス断面毎に用意された紙等のシート状部材に前
記立体データに基づいて接着剤を塗布して前記シート状
部材を接着した積層体を形成し、前記積層体から接着さ
れていない前記シート状部材の部分を除去して前記立体
構造品を製作し、前記立体構造品の表面を粗化し、粗化
した前記立体構造品の表面に金属メッキを形成し、前記
金属メッキの表面にリソグラフィ技術とエッチング技術
を用いて電気回路パターンを形成することを特徴とする
立体構造を有する回路部品の製造方法を提供する。

【０００９】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、立体構造品の立体データを準備し、前記立体構造品
のスライス断面毎に用意された紙等のシート状部材に前
記立体データに基づいて接着剤を塗布して前記シート状
部材を接着した積層体を形成し、前記積層体から接着さ
れていない前記シート状部材の部分を除去して前記立体
構造品を製作し、前記立体構造品の表面に接着促進層を
形成し、前記接着促進層の表面を粗化し、粗化した前記
接着促進層の表面に金属メッキを形成し、前記金属メッ
キの表面にリソグラフィ技術とエッチング技術を用いて
電気回路パターンを形成することを特徴とする立体構造
を有する回路部品の製造方法を提供する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１(a) は、本発明の実施の形態
に係る選択的レーザ焼結装置を示す。なお、同図におい
て、紙面の横方向をＸ方向、紙面に直交する方向をＹ方
向、紙面の縦方向をＺ方向とする（後述する図１２にお
いて同じ。）。この選択的レーザ焼結装置１０は、Ｘ方
向に移動可能に支持されたタンク１１と、タンク１１内
にＺ方向に昇降可能に配置されたプレート１２と、プレ
ート１２を昇降させるエレベータ１３と、Ｘ方向および
Ｙ方向に移動してプレート１２上に粉末１４を散布する
粉末散布部１５と、プレート１２、エレベータ１３およ
び粉末散布部１５とともにタンク１１をＸ方向に移動さ
せるタンク駆動部１６と、レンズ１７を介してレーザ光
を出射し、プレート１２上の粉末１４の表面をＹ方向に
走査する例えばＣＯ₂レーザの如きレーザ源１８と、レ
ーザ源１８を駆動するレーザ駆動部１９と、目的の立体
構造品に対応した３次元ＣＡＤデータを記憶するデータ
メモリ２０と、データメモリ２０が記憶する３次元ＣＡ
Ｄデータに基づいて、エレベータ１３、粉末散布部１
５、タンク駆動部１６およびレーザ駆動部１９を制御す
る制御部２１とを備え、選択的レーザ焼結法によって立
体構造品を製作するものである。

【００１１】粉末１４の材料としては、樹脂（有機材
料），セラミック（無機材料）のいずれも用いることが
できる。樹脂，セラミックのいずれも各種の粉末材料を
用いることができ、例えば、粉末樹脂材料としてポリス
チレン，ポリアミド等を用いることができ、粉末無機材
料として砂等を用いることができる。

【００１２】データメモリ２０には、３次元ＣＡＤデー
タが幾層もの薄い断面体にスライスされた等高線データ
として記憶されている。

【００１３】この選択的レーザ焼結装置１０の動作を説
明する。図１(b) は、選択的レーザ焼結装置１０によっ
て得られた立体構造品を示す。図１(a) に示すように、
まず、粉末散布部１５は、制御部２１の制御により、Ｘ
方向およびＹ方向に移動してプレート１２上に第１層の
粉末１４を散布する。制御部２１は、データメモリ２０
から第１層に対応する等高線データを読み出し、この等
高線データに基づいてタンク駆動部１６およびレーザ駆
動部１９を制御する。タンク駆動部１６は、プレート１
２、エレベータ１３および粉末散布部１５とともにタン
ク１１をＸ方向に移動させる。これと同時に、レーザ駆
動部１９は、レーザ源１８を駆動してプレート１２上の
第１層の粉末１４にレンズ１７を介してレーザ光を出射
し、第１層の粉末１４の表面をＹ方向に走査する。この
結果、第１層の粉末１４の表面は、レーザ源１８からの
レーザ光によってＸ方向およびＹ方向に走査される。第
１層の粉末１４のうちレーザ光が照射された部分のみが
焼結する。第１層の粉末１４に対し、レーザ走査が終わ
ると、制御部２１は、エレベータ１３によってプレート
１２を１層分降下させる。粉末散布部１５は、制御部２
１の制御により、前述したようにプレート１２上に第２
層の粉末１４を散布する。制御部２１は、データメモリ
２０から第２層に対応する等高線データを読み出し、こ
の等高線データに基づいてタンク駆動部１６およびレー
ザ駆動部１９を制御して前述したように第２層の粉末１
４の表面をＸ方向およびＹ方向にレーザ走査する。第２
層の粉末１４のうちレーザ光が照射された部分のみが焼
結する。以上の動作を第ｎ層まで繰り返して、図１(b)
に示すように、粉末１４を層状に散布，焼結，積層す
る。そして、焼結していない周囲の不要な粉末１４を除
去して所定の形状（同図では球状）の立体構造品１４Ａ
を製作する。

【００１４】図２は、本発明の第１の実施の形態に係る
立体構造を有する回路部品の製造方法を示す工程図であ
り、サブトラクティブ法に準拠した内容になっている。

【００１５】図３は、本発明に係る立体構造の造形品を
示す。まず、図３に示す立体構造の造形品２を図１に示
す選択的レーザ焼結装置１０を用いて製作する（工程１
０１）。この造形品２は、図３に示すものの場合、一部
に開口２ａと切欠き２ｂを有している。

【００１６】造形品２を製作した後、その表面を粗化し
（工程１０２）、更に触媒（パラジウム塩）を塗布する
（工程１０３）。この後、無電解銅メッキ（化学メッ
キ）を薄付けし（工程１０４）、更に電解銅メッキを厚
付けするか、あるいは一括して無電解銅メッキを厚付け
する（工程１０５）。次に、エッチングレジストの塗布
（工程１０６）、紫外線の露光処理（工程１０７）、レ
ジスト現像処理（工程１０８）、銅エッチング処理（工
程１０９）を順次行い、最後にレジスト剥離処理を行う
（工程１１０）。

【００１７】図４は、本発明に係る製造方法によって製
造された立体構造を有する回路部品の完成状態を示す。
以上の一連の処理を行うことにより、図４に示すよう
に、立体構造の造形品２の表面の開口２ａおよび切欠き
２ｂの周囲を含む領域に銅メッキの電気導体からなる電
気導体回路３が形成された立体構造を有する回路部品１
を得ることができる。

【００１８】上記第１の実施の形態によれば、以下の効
果が得られる。 (イ) 従来のような射出成形を用いないため、金型を用い
る必要が無くなり、コストアップを抑えることができ、
また、形状データをＣＡＤ（Computer Aided Design)装
置である選択的レーザ焼結装置１０のデータメモリ２０
に入力するのみで、簡単に少量多品種の立体構造を有す
る回路部品の製造を行うことができる。 (ロ) ＣＡＤ装置に入力する形状データを変更するだけ
で、回路部品の形状変更を容易に行うことができる。 (ハ) 銅メッキは、無電解メッキ法と電解メッキ法の組み
合わせにより形成しているので、立体構造の造形品を容
易に浸漬することが容易でき、また、造形品がプラスチ
ックあるいは無機材料等の絶縁体であっても表面に銅メ
ッキを施すことができる。

【００１９】図５は、本発明の第２の実施の形態に係る
立体構造を有する回路部品の製造方法を示す工程図であ
る。図５に示すように、図２の方法に対し、工程１０１
で造形品２を製作した後、造形品２の表面に接着促進層
を塗布する工程（工程１１１）を設け、この接着促進層
に対して表面粗化処理（工程１０２）を施し、以降は図
２に示した処理を行う。

【００２０】接着促進層は、例えば、エポキシ樹脂と合
成ゴム、架橋剤、硬化剤、フィラーを組み合わせたもの
等を用いることができる。エポキシ樹脂には、ノボラッ
ク型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂等
がある。合成ゴムには、アクリロニトリルブタジエンゴ
ム、カルボキシル基を含むアクリロニトリルブタジエン
ゴム等がある。また、硬化剤には、ジアミノジフェニル
メタン、イミダゾール類等がある。更に、架橋剤には、
アルキル変性レゾール型フェノール樹脂等がある。フィ
ラーには、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム等があ
る。接着促進層の組成の具体例を示せば、以下の如くで
ある。エポキシ樹脂：２０〜５０ｇ／ｌ合成ゴム：３０〜５０ｇ／ｌ架橋剤：３０〜５０ｇ／ｌ硬化剤：３〜１０重量部／エポキシ樹脂１００重量部フィラー：３０〜１００ｇ／ｌ

【００２１】接着促進層の溶解に用いる溶媒には、メチ
ルエチルケトンやセルソルブ等の溶剤を用いる。接着促
進層を造形品２に形成する方法としては、上記の接着促
進層の溶液に造形品２を浸漬する方法、スプレーから吐
出して塗布する方法等がある。このようにして接着促進
層が形成された造形品２は、所定の条件（乾燥時間、乾
燥温度、硬化温度、硬化時間等）で接着促進層の乾燥お
よび硬化が行われる。

【００２２】上記第２の実施の形態によれば、以下の効
果が得られる。 (イ) 接着促進層を設けることにより、銅メッキの電気導
体の表面粗さを非常に小さくすることができ、導体面を
平滑にすることができる。従って、造形品の材質を変更
した場合でも、表面粗化条件を変更する必要がない。ま
た、造形品の材質の選択の自由度が大きくなる。 (ロ) 電気導体の引き剥し強さ（ピール強度）を非常に大
きな値にすることができる。 (ハ) 接着促進層の形成にディップ法を用いることによ
り、接着促進層のための溶液中に造形品を浸漬するのみ
で造形品の表面に接着促進層を形成できる。また、スプ
レー法を用いれば、接着促進層のための溶液を造形品に
噴霧するのみで表面に接着促進層を形成することができ
る。従って、接着促進層の形成工程を簡単な手段によっ
て設けることができる。

【００２３】図６は、本発明の第３の実施の形態に係る
立体構造を有する回路部品の製造方法を示す工程図であ
り、セミアディティブ法に準拠した内容になっている。
まず、図２の方法と同様に、図３に示す造形品２を図１
に示す選択的レーザ焼結装置１０を用いて製作する（工
程５０１）。次に、造形品２の表面を粗化し（工程５０
２）、更に触媒を塗布する（工程５０３）。この後、無
電解銅メッキを薄付けする（工程５０４）。次に、エッ
チングレジストの塗布（工程５０５）、紫外線（ＵＶ）
の露光処理（工程５０６）、レジスト現像処理（工程５
０７）、電解銅メッキ又は無電解銅メッキの厚付け処理
（工程５０８）、レジスト剥離処理（工程５０９）、お
よび薄付銅のエッチング処理（工程５１０）を順次行
う。以上の一連の処理を行うことにより、図４に示す回
路部品１を得ることができる。

【００２４】上記第３の実施の形態によれば、従来のよ
うに射出成形を用いないので、金型を用いる必要が無く
なり、形状データをＣＡＤ装置に入力するのみで、簡単
に少量多品種の立体構造を有する回路部品１の製造を行
うことが可能になる。また、形状変更も容易に行うこと
ができる。

【００２５】図７は、本発明の第４の実施の形態に係る
立体構造を有する回路部品の製造方法を示す工程図であ
る。図６の方法に対し、図７に示すように、工程５０１
で造形品２を製作した後、造形品２の表面に接着促進層
をディップ法あるいはスプレー法により形成する工程
（工程５１１）を設け、この接着促進層に対して表面粗
化処理（工程５０２）を施し、以降は図６に示した処理
を行う。

【００２６】上記第４の実施の形態によれば、接着促進
層を設けることにより、銅メッキの電気導体の表面粗さ
を非常に小さくすることができる。また、電気導体のピ
ール強度を極めて大きくすることができる。

【００２７】図８は、本発明の第５の実施の形態に係る
立体構造を有する回路部品の製造方法を示す工程図であ
り、フルアディティブ法に準拠した内容になっている。
まず、図３に示す造形品２を図１に示す選択的レーザ焼
結装置１０を用いて製作する（工程７０１）。次に、造
形品２の表面を粗化し（工程７０２）、更に触媒を塗布
する（工程７０３）。この後、エッチングレジストの塗
布（工程７０４）、紫外線の露光処理（工程７０５）、
レジスト現像処理（工程７０６）、無電解銅メッキの厚
付け処理（工程７０７）、レジスト剥離処理（工程７０
８）を順次行う。以上の一連の処理を実行することによ
り、図４に示す回路部品１を得ることができる。

【００２８】上記第５の実施の形態によれば、上記第１
〜第４の実施の形態に比べ工程数を少なくでき、且つ、
従来のような射出成形を用いないため、金型を用いる必
要が無くなり、形状データをＣＡＤ装置に入力するのみ
で、簡単に少量多品種の造形回路部品の製造を行うこと
が可能になる。また、形状変更も容易に行うことができ
る。

【００２９】図９は、本発明の第６の実施の形態に係る
立体構造を有する回路部品の製造方法を示す工程図であ
る。図８の方法に対し、図９に示すように、工程７０１
で造形品２を製作した後、接着促進層をディップ法ある
いはスプレー法により形成する工程（工程７０８）を設
け、この接着促進層に対して表面粗化処理（工程７０
２）を施し、以降は図８に示した処理を行う。

【００３０】上記第６の実施の形態によれば、接着促進
層を設けることにより、第２の実施の形態と同様に、電
気導体である金属層の表面粗さを非常に小さくすること
ができる。また、金属層のピール強度を極めて大きくす
ることができる。

【００３１】図１０は、本発明の第７の実施の形態に係
る立体構造を有する回路部品の製造方法を示す工程図で
あり、フォトアディティブ法に準拠した内容になってい
る。まず、図３に示す造形品２を選択的レーザ焼結装置
１０を用いて製作する（工程９０１）。次に、表面を粗
化し（工程９０２）、更に、粗化面に感光性の触媒を塗
布する（工程９０３）。この後、触媒塗布面に紫外線を
露光し（工程９０４）、更に、感光性触媒の現像処理し
（工程９０５）、この後、無電解銅メッキを厚付け処理
し（工程９０６）、感光性触媒を剥離する（工程９０
７）。以上の一連の処理を実行することにより、図４に
示す回路部品１を得ることができる。

【００３２】上記第７の実施の形態によれば、図８の第
５の実施の形態に比べて更に工程数を少なくでき、且
つ、従来のような射出成形を用いないため、金型を用い
る必要が無くなり、形状データをＣＡＤ装置に入力する
のみで、簡単に少量多品種の立体構造を有する回路部品
の製造を行うことが可能になる。また、形状変更も容易
に行うことができる。

【００３３】図１１は、本発明の第８の実施の形態に係
る立体構造を有する回路部品の製造方法を示す工程図で
ある。図１０の方法に対し、図１１に示すように、工程
９０１で造形品２を製作した後、造形品２の表面に接着
促進層をディップ法あるいはスプレー法により形成する
工程（工程９０７）を設け、この接着促進層に対して表
面粗化処理（工程９０２）を施し、以降は図１０に示し
た処理を行う。

【００３４】上記第８の実施の形態によれば、接着促進
層を設けることにより、電気導体の表面粗さを非常に小
さくすることができる。また、電気導体のピール強度を
極めて大きくすることができる。

【００３５】図１２(a) は、本発明の実施の形態に係る
紙積層装置を示す。この紙積層装置３０は、同図におい
て右方向に回転可能に支持され、図示しないドラム駆動
部によって右方向に回転する感光体ドラム３１と、感光
体ドラム３１の表面に電荷を均一に付与する露光用帯電
器３２と、電荷が付与された感光体ドラム３１上をＹ方
向に光走査して静電潜像を形成する露光部３３と、感光
体ドラム３１上に形成された静電潜像をパウダ状の接着
剤によって現像して接着剤の像を形成する接着剤部３４
と、感光体ドラム３１上に現像された接着剤の像を、搬
送ローラ３５によって搬送された紙３６に転写する転写
用帯電器３７と、感光体ドラム３１を除電する除電器３
８と、接着剤の溶融温度まで加熱されたホットプレート
３９と、ホットプレート３９の下面に設けられたベース
部材４０と、接着剤が塗布された紙３６をベース部材４
０に押圧するテーブル４１と、目的の立体構造品に対応
した３次元ＣＡＤデータを記憶するデータメモリ４２
と、データメモリ４２が記憶する３次元ＣＡＤデータに
基づいて、露光部３３、搬送ローラ３５およびテーブル
４１を制御する制御部４３とを備え、紙の積層法によっ
て立体構造品を製作するものである。

【００３６】データメモリ１９には、３次元ＣＡＤデー
タが幾層もの薄い断面体にスライスされた等高線データ
として記憶されている。

【００３７】この紙積層装置３０の動作を説明する。図
１２(b) は、紙積層装置３０によって得られた立体構造
品を示す。まず、図１２(a) に示すように、制御部４３
は、データメモリ４２から第１層に対応する等高線デー
タを読み出し、この等高線データに基づいて露光部３３
を制御する。露光部３３は、露光用帯電器３２によって
電荷が均一に付与され、図示しないドラム駆動部によっ
て右方向に回転する感光体ドラム３１上をＹ方向に光走
査して第１層の等高線データに対応する静電潜像を形成
する。次に、接着剤部３４は、接着剤によって静電潜像
を現像して接着剤の像を得る。転写用帯電器３７は、感
光体ドラム３１上に現像された接着剤の像を搬送ローラ
３５によって搬送される紙３６に転写する。接着剤の像
が転写された紙３６は、搬送ローラ３５によってホット
プレート３９の真下に搬送される。制御部４３は、テー
ブル４１を上昇させ、接着剤の像が転写された紙３６を
ベース部材４０に押圧し、この紙３６をベース部材４０
に接着させる。第１層に対応する紙３６の接着が終わる
と、制御部４３は、データメモリ４２から第２層に対応
する等高線データを読み出し、この等高線データに基づ
いて露光部３３およびテーブル４１を制御する。露光部
３３は、感光体ドラム３１上に第２層の等高線データに
対応する静電潜像を形成し、接着剤部３４は、接着剤に
よって静電潜像を現像し、転写用帯電器３７は、感光体
ドラム３１上に現像された接着剤の像を搬送ローラ３５
によって搬送される紙３６に転写し、テーブル４１は、
接着剤の像が転写された紙３６を第１層の紙３６に接着
させる。以上の動作を第ｎ層まで繰り返して、図１２
(b) に示すように、紙３６を層状に積層させ、積層体３
６Ａを形成する。そして、積層体３６Ａのうち接着剤が
塗布されていない不要な紙３６の部分を除去し、所定の
形状（同図では球状）の立体構造品３６Ｂを製作する。

【００３８】この紙積層装置３０を用いて図２、図５〜
図１１における造形工程（工程１０１，５０１，７０
１，９０１）で図３に示す立体構造の造形品２を製作し
てもよい。これにより、第１〜第８の実施の形態と同
様、金型を用いなくても造形品を製作でき、少量多品種
の立体構造を有する回路部品を短納期に製造することが
できる。

【００３９】

【実施例】

（第１の実施例）本発明者らは、第１の実施の形態に係
る図２に示した方法に従い、選択的レーザ焼結装置とし
てドイツ社のＥＯＳ社のＥＯＳＩＮＴＰ３５０を用
い、また、粉体材料として黒に着色させたポリエーテル
サルフォンを用いて図４に示す回路部品１の製造を試み
た。まず、図３に示す造形品２を製作した（工程１０
１）。

【００４０】焼結条件は、以下の条件とした。ＣＯ₂レーザー出力：５０Ｗレーザー走査速度：１ｍ／ｓ積層ピッチ：０．１ｍｍ粉体材料の予熱温度：２２０℃

【００４１】次に、クロム酸／硫酸混合溶液（クロム酸
４００ｇ／ｌと硫酸４００ｍｌ／ｌの混合物）を６０℃
にし、この溶液に造形品２を浸漬して表面を粗化した
（工程１０２）。

【００４２】図１３は、造形品２の表面に触媒を塗布す
る工程の詳細を示す工程図である。図１３に示す手順に
より、造形品２の表面に触媒（パラジウム塩）を塗布し
た（工程１０３）。すなわち、１５０ｍｌ／ｌの塩酸で
３分間酸洗いし（工程１０３１）、５分間の水洗を２回
行い（工程１０３２）、５００ｍｌ／ｌの塩酸で１分間
酸洗いし（工程１０３３）、液温２５℃のＨＳ−１０１
Ｂ（日立化成工業（株）製）の触媒に５分間浸漬し（工
程１０３４）、５分間の水洗を１回行い（工程１０３
５）、０．２ｇ／ｌのシュウ酸と１５ｍｌ／ｌの塩酸か
らなる溶液に３分間浸漬し（工程１０３６）、最後に５
分間の水洗を１回行う（工程１０３７）。

【００４３】この後、次に示す無電解銅メッキ液に７時
間浸漬し、約３５μｍの銅の膜厚を析出した（工程１０
５）。硫酸銅・五水和物：１０ｇ／ｌエチレンジアミン四酢酸：３０ｇ／ｌポリエチレングリコール（Ｍｗ６００）：０．８ｇ／ｌ２．２−ジビリジル：３０ｍｇ／ｌ３７％ホルムアルデヒド：３ｍｌ／ｌｐＨ（水酸化ナトリウムで調整）：１２．５液温：７０℃

【００４４】次に、エッチングレジストとして電着レジ
スト（例えば、日本ペイント株式会社製の「フォトＥＤ
Ｐ−１０００」）を用い、２５℃で５０ｍＡ／ｄｍ²
で３分間電着させ、約８μｍの厚さに塗布した（工程１
０６）。この後、遮光マスクを装着し、紫外線（散乱
光）を約４００ｍｊ／ｃｍ²で露光した（工程１０
７）。更に、３２℃の１％メタ珪酸ナトリウムを不図示
のスプレー装置を用いて１２０秒間スプレーしてレジス
トを現像した（工程１０８）。次に、４０℃の塩化第二
鉄の３６％溶液に２〜３分間浸漬して銅をエッチングし
た（工程１０９）。更に、５０℃の５％メタ珪酸ナトリ
ウムを１２０秒間スプレーしてレジストを剥離した（工
程１１０）。以上の一連の処理を実行することにより、
射出成形を行うことなく、図４に示す回路部品１を得る
ことができる。

【００４５】（第２の実施例）次に、第２の実施の形態
に係る図５に示した方法により図４に示す回路部品１の
製造を試みた。この場合も、積層ピッチおよび焼結条件
は、上記第１の実施例と同一とした。

【００４６】そして、造形品２に塗布する接着促進層は
上記第２の実施の形態で示したような組成であってもよ
いが、ここでは、以下に示す組成の接着促進層の溶液を
ディップ法を用いて膜厚が約１０μｍになるように造形
品２の全面に塗布した（工程１１１）。ノボラック型エポキシ樹脂：４０ｇ／ｌアクリロニトリルブタジエンゴム：３０ｇ／ｌアルキル変性型フェノール樹脂：３５ｇ／ｌジアミノジフェニルメタン：２重量部炭酸カルシウム：４５ｇ／ｌ溶剤：メチルエチルケトン

【００４７】そして、以下に示す乾燥、硬化条件で接着
促進層を形成した。乾燥温度：７５℃（５０〜８０℃）乾燥時間：１０分（１０〜１５分）硬化温度：１６５℃（１５０〜２００℃）硬化時間：７０分（６０〜９０分）

【００４８】これらの乾燥および硬化の条件は、使用し
た溶剤、樹脂等に応じて造形品２に変質や変形を生じな
い範囲で任意に選択することができる。

【００４９】次に、以下に示す粗化液にクロム酸／硫酸
混合溶液（５０ｇ／ｌと硫酸２５０ｍｌ／ｌを混合した
溶液）を用い、この溶液を５０℃に加熱した中に造形品
２を５分間浸漬させ、接着促進層に対する粗化処理を行
った（工程１０２）。粗化液には、過マンガン酸カリウ
ム溶液、クロム酸と硫酸の混合溶液、水酸化ナトリウム
や水酸化カルシウム等の強アルカリ溶液等があるが、こ
こでは以下の組成の粗化液の１つを用いた（ここでは、
３例について示す）。そして、粗化液の温度を４０〜８
０℃、粗化時間を５〜４０分にして粗化処理を行った。（１）過マンガン酸カリウム溶液：過マンガン酸カリウム：２０〜１００ｇ／ｌＰＨ：１１〜１４（水酸化ナトリウムで調整）（２）クロム酸／硫酸の混合溶液：クロム酸：２０〜３００ｇ／ｌ硫酸：５０〜３００ｍｌ／ｌ（３）水酸化ナトリウム：６０〜６００ｇ／ｌ

【００５０】更に、粗化した造形品２に対し、図１３に
示した手順によりメッキ触媒（パラジウム−錫コロイ
ド、金属銅コロイド等）を塗布した（工程１０３）。メ
ッキ触媒は、塩化錫および塩化パラジウムの溶液に逐次
浸漬することにより行うことができる。なお、市販のパ
ラジウム−錫コロイド触媒溶液やアルカリイオン性触媒
溶液を通常の条件で使用してもメッキ触媒が達成され
る。

【００５１】この後、以下に示す無電解銅メッキ溶液に
７時間浸漬し、約３５μｍ厚の銅の膜厚を析出した（工
程１０５）。硫酸銅・五水和物：１０ｇ／ｌエチレンジアミン四酢酸：３０ｇ／ｌポリエチレングリコール（Ｍｗ６００）：０．８ｇ／ｌ２．２−ジビリジル：３０ｍｇ／ｌ３７％ホルムアルデヒド：３ｍｌ／ｌｐＨ（水酸化ナトリウムで調整）：１２．５液温：７０℃ 以降の工程（工程１０６，１０７，１０８，１０９，１
１０）における各処理は、上記第２の実施の形態で説明
したのと同じであるので、ここでは説明は省略する。

【００５２】以上のようにして回路部品１の表面に形成
された金属皮膜の粗さを観察したところ、４μｍの小さ
さであった。

【００５３】

【発明の効果】以上より説明したように、本発明によれ
ば、射出成形を用いずに立体構造品を製作できるので、
金型を不要にすることができる。また、ＣＡＤ装置に入
力する形状データを変更するだけで、回路部品の立体形
状を容易に変更することができる。従って、コストアッ
プを抑え、少量多品種の立体構造を有する回路部品を短
納期に製造することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る選択的レーザ焼結装
置の概略構成図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る立体構造を有
する回路部品の製造方法を示す工程図である。

【図３】本発明に係る製造方法により製作された立体構
造の造形品を示す斜視図である。

【図４】本発明に係る製造方法により製造された立体構
造を有する回路部品の完成状態を示す斜視図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る立体構造を有
する回路部品の製造方法を示す工程図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係る立体構造を有
する回路部品の製造方法を示す工程図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態に係る立体構造を有
する回路部品の製造方法を示す工程図である。

【図８】本発明の第５の実施の形態に係る立体構造を有
する回路部品の製造方法を示す工程図である。

【図９】本発明の第６の実施の形態に係る立体構造を有
する回路部品の製造方法を示す工程図である。

【図１０】本発明の第７の実施の形態に係る立体構造を
有する回路部品の製造方法を示す工程図である。

【図１１】本発明の第８の実施の形態に係る立体構造を
有する回路部品の製造方法を示す工程図である。

【図１２】本発明の実施の形態に係る紙積層装置の概略
構成図である。

【図１３】本発明に係る触媒工程の詳細を示す工程図で
ある。

【図１４】従来の立体構造を有する回路部品の製造方法
を示す工程図である。

【符号の説明】

１回路部品２造形品２ａ開口２ｂ切欠き３電気導体回路１０選択的レーザ焼結装置１１タンク１２プレート１３エレベータ１４粉末１４Ａ立体構造品１５粉末散布部１６タンク駆動部１７レンズ１８レーザ源１９レーザ駆動部２０データメモリ２１制御部３０紙積層装置３１感光体ドラム３２露光用帯電器３３露光部３４接着剤部３５搬送ローラ３６紙３６Ａ積層体３６Ｂ立体構造品３７転写用帯電器３８除電器３９ホットプレート４０ベース部材４１テーブル４２データメモリ４３制御部

フロントページの続き (72)発明者浅野秀樹茨城県日立市日高町５丁目１番１号日立電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者高橋知顕茨城県日立市大みか町７丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者赤星晴夫茨城県日立市大みか町７丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】立体構造品の立体データを準備し、前記立体構造品のスライス断面毎に平面状に散布された
粒状体を前記立体データに基づくレーザ光の露光によっ
て焼結し、前記粒状体の非焼結部を除去してその焼結部により前記
立体構造品を製作し、前記立体構造品の表面を粗化し、粗化した前記立体構造品の表面に金属メッキを形成し、前記金属メッキの表面にリソグラフィ技術とエッチング
技術を用いて電気回路パターンを形成することを特徴と
する立体構造を有する回路部品の製造方法。
【請求項２】前記金属メッキの形成は、無電解メッキ
法、あるいは電解メッキ法と無電解メッキ法との組み合
わせにより行う構成の請求項１記載の立体構造を有する
回路部品の製造方法。
【請求項３】立体構造品の立体データを準備し、前記立体構造品のスライス断面毎に平面状に散布された
粒状体を前記立体データに基づくレーザ光の露光によっ
て焼結し、前記粒状体の非焼結部を除去してその焼結部により前記
立体構造品を製作し、前記立体構造品の表面に接着促進
層を形成し、前記接着促進層の表面を粗化し、粗化した前記接着促進層の表面に金属メッキを形成し、前記金属メッキの表面にリソグラフィ技術とエッチング
技術を用いて電気回路パターンを形成することを特徴と
する立体構造を有する回路部品の製造方法。
【請求項４】前記金属メッキの形成は、無電解メッキ
法、あるいは電解メッキ法と無電解メッキ法との組み合
わせにより行う構成の請求項３記載の立体構造を有する
回路部品の製造方法。
【請求項５】前記接着促進層の形成は、ディップ法ある
いはスプレー法により行う構成の請求項３記載の立体構
造を有する回路部品の製造方法。
【請求項６】立体構造品の立体データを準備し、前記立体構造品のスライス断面毎に用意された紙等のシ
ート状部材に前記立体データに基づいて接着剤を塗布し
て前記シート状部材を接着した積層体を形成し、前記積層体から接着されていない前記シート状部材の部
分を除去して前記立体構造品を製作し、前記立体構造品の表面を粗化し、粗化した前記立体構造品の表面に金属メッキを形成し、前記金属メッキの表面にリソグラフィ技術とエッチング
技術を用いて電気回路パターンを形成することを特徴と
する立体構造を有する回路部品の製造方法。
【請求項７】前記金属メッキの形成は、無電解メッキ
法、あるいは電解メッキ法と無電解メッキ法との組み合
わせにより行う構成の請求項６記載の立体構造を有する
回路部品の製造方法。
【請求項８】立体構造品の立体データを準備し、前記立体構造品のスライス断面毎に用意された紙等のシ
ート状部材に前記立体データに基づいて接着剤を塗布し
て前記シート状部材を接着した積層体を形成し、前記積層体から接着されていない前記シート状部材の部
分を除去して前記立体構造品を製作し、前記立体構造品の表面に接着促進層を形成し、前記接着促進層の表面を粗化し、粗化した前記接着促進層の表面に金属メッキを形成し、前記金属メッキの表面にリソグラフィ技術とエッチング
技術を用いて電気回路パターンを形成することを特徴と
する立体構造を有する回路部品の製造方法。
【請求項９】前記金属メッキの形成は、無電解メッキ
法、あるいは電解メッキ法と無電解メッキ法との組み合
わせにより行う構成の請求項８記載の立体構造を有する
回路部品の製造方法。
【請求項１０】前記接着促進層の形成は、ディップ法あ
るいはスプレー法により行う構成の請求項８記載の立体
構造を有する回路部品の製造方法。