導体パターン形成方法およびその導体パターンを形成する成形型、導体パターン
【課題】導体パターンを作成するにあたり、少ない工程で容易かつ安価に微細導体パターンを作成することを目的とし、また、製造工程での精度低下を無くし精度良い微細導電パターンを作成することを目的とする。
【解決手段】所定のパターンに対応した凹部３１ａを有する樹脂層３１からなる成形型３０を用いて、凹部３１ａに金属ガラス５０を対向させ、金属ガラス５０をそのガラス遷移温度Ｔｇより高い温度でかつ樹脂層３１の耐熱温度より低い温度に加熱する。加熱された金属ガラスを成形型３０に圧着して凹部３１ａに金属ガラス５０を充填させ（５１）、金属ガラスを冷却する。金属ガラスのうち凹部に充填された部分（５１）を残して金属ガラスを取り除き導体パターンを形成する。
【解決手段】所定のパターンに対応した凹部３１ａを有する樹脂層３１からなる成形型３０を用いて、凹部３１ａに金属ガラス５０を対向させ、金属ガラス５０をそのガラス遷移温度Ｔｇより高い温度でかつ樹脂層３１の耐熱温度より低い温度に加熱する。加熱された金属ガラスを成形型３０に圧着して凹部３１ａに金属ガラス５０を充填させ（５１）、金属ガラスを冷却する。金属ガラスのうち凹部に充填された部分（５１）を残して金属ガラスを取り除き導体パターンを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は電子部品の導体パターン形成方法およびその導体パターンを形成するための成形型に関し、特に微細導体パターンを形成するのに適した方法および成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子部品の小型化に伴い部品内部の導体パターンの高密度化が進んできている。このような部品では線幅および線間スペースが微細な導体パターンを形成する必要がある。また、導体の抵抗を下げるために導体パターンの膜厚を厚くすることが要求される。
電子部品の導体パターンを形成する方法としてはスクリーン印刷、凹版印刷、フォトリソグラフィー技術などによる方法がある。
しかしながら、これらの方法には種々問題がある。例えば印刷を用いたパターンの形成方法では、パターンの線幅やパターン間隔が微細な導体パターンを形成することが困難であったり、凹版印刷を用いたパターンの形成方法では凹版が磨耗したり損傷しやすいために、頻繁に新しいものに取り替えて使う必要がある。また、フォトリソグラフィー技術を利用した方法では、サイドエッチング等の問題があり厚膜を形成するには問題がある。
【０００３】
そのため、導体パターンに対応した凹凸を有する樹脂凹版に導電性ペーストを充填し導電パターンを形成する方法が開発されている。
例えば特開平０９−３３０８４３号公報では、可撓性樹脂層の表面にレーザ加工で導体パターンに対応する凹部を形成し、その凹部に導電ペーストを充填し、さらに導電ペーストを絶縁基板へ転写して導体パターンを形成する方法が記載されている。（特許文献１）
その方法は、可撓性樹脂層の表面にレーザ加工によって導電パターンを形成し、その表面に剥離層を形成して凹版とする。この凹版に導電ペーストを充填して乾燥させる。水溶性樹脂を表面に設けた絶縁基板上にプレス加圧を利用して凹版を重ね合わせ、冷凍した後に凹版と絶縁基板とを剥離し導電パターンを転写して焼成によって導体パターンを形成するものである。
【０００４】
また、特開２００３−６８５５５号公報にも同様に、導体パターンに対応した凹凸を有する樹脂凹版を作製する工程と、前記樹脂凹版に導電性ペーストを充填し、前記樹脂凹版に充填された導電性ペーストのパターンをセラミック基板に転写する導体パターンの形成工程が記載されている。（特許文献２）
【特許文献１】特開平０９−３３０８４３号公報
【特許文献２】特開２００３−６８５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これら公報に記載された方法では、微細パターンを作成できるが、その工程数が多く非常に手間のかかるものである。特に導電ペーストを絶縁基板に転写するため、転写のための工程や凹版を分離させる為の工程が非常に煩雑である。転写するため導電パターンを固化する工程が必要であり、凹版を分離させるのに剥離層を形成する工程などが必要となってくる。
さらには導電ペーストを導体として完成させるための工程や設備が必要となりコストが高くなる。
また、転写時や凹版の分離時に導電パターンが変形して精度が低下する可能性がある。
本願発明はこれら課題を解決したもので、導体パターンを作成するにあたり、少ない工程で容易かつコストをかけずに微細導体パターンを作成することを目的とし、また、製造工程での精度低下を無くし精度良い微細導電パターンを作成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１記載の導体パターン形成方法は、所定のパターンに対応した凹部を有する樹脂層からなる成形型を作成する工程と、その成形型の凹部に金属ガラスを対向させる工程と、対向させた金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂の耐熱温度より低い温度に加熱する工程と、加熱された金属ガラスを成形型に圧着して凹部に金属ガラスを充填させる工程と、金属ガラスを冷却する工程と、金属ガラスのうち凹部に充填された部分を残して金属ガラスを取り除く工程を有することを特徴とする導体パターン形成方法とする。
この方法は、微細成形が可能な樹脂成形型を用い、金属ガラスをガラス遷移温度以上に加熱し粘性を低下させ、その転写性を生かして金属ガラスを凹部へ充填させるものである。さらにこの方法では凹部以外の金属ガラスを取り除くことにより所定のパターンを有する導体を形成する。
ここでいう樹脂は、いわゆるポリイミド樹脂等の耐熱性のある樹脂が用いられ、その耐熱温度は金属ガラスのガラス遷移温度より高いものである。
【０００７】
請求項１記載の導体パターン形成方法をさらに具体的にした導体パターン形成方法を請求項２および請求項３に示す。
請求項２に示す導体パターン形成方法は、樹脂層と金属層からなるシートの樹脂層に、樹脂層側からレーザ光により金属層に達する凹部を形成して成形型を作成する工程と、その成形型の凹部に金属ガラスを対向させる工程と、対向させた金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂の耐熱温度より低い温度に加熱する工程と、加熱された金属ガラスを成形型の凹部に充填させる工程と、金属ガラスを冷却する工程と、金属ガラスのうち樹脂層表面部の金属ガラスを取り除く工程とを有することを特徴とする。
ここで樹脂層の樹脂は上記のようにポリイミド樹脂あるいは同等の耐熱性のある樹脂が好適である。また、金属層は銅箔、銀箔、アルミ箔等が考えられる。このうち銅は樹脂層への付着性や放熱性等が良好である。金属層を樹脂層へ付着させる方法としては、メッキ、接着等が用いられる。
この方法には、成形型の凹部に充填させた金属ガラスを導体パターンとして分離させるため、樹脂層の表面部分の金属ガラスを研削や切削等で樹脂層が現れるまで除去する工程が含まれる。
【０００８】
この方法により作成された導電パターンは成形型の樹脂層をパターンの絶縁材として用いることができるので、部品の作成工程や部材の点数を削減することができる。
請求項３に示す導体パターン形成方法は、樹脂層と金属層からなるシートの樹脂層に、樹脂層側からレーザ光により金属層に達する凹部を形成して成形型を作成する工程と、その成形型の凹部に金属ガラスを対向させる工程と、対向させた金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂の耐熱温度より低い温度に加熱する工程と、加熱された金属ガラスを成形型の凹部に充填させる工程と、金属ガラスを冷却する工程と、成形型と金属ガラスを分離させる工程と、金属ガラスの導体パターンが形成された側に樹脂層を形成する工程と、凹部の金属ガラスを残して樹脂を露出させるよう金属ガラスを除去する工程を有することを特徴とする。
この方法によると、導体パターンを形成する絶縁層（樹脂層）の厚みを比較的自由に設定できる。
【０００９】
本願発明の導電パターンを形成するのに好適な成形型を請求項４に示す。この成形型は樹脂層とその樹脂層に付着された金属層からなるシートに、樹脂層表面側からレーザ光加工による凹部が形成されていることを特徴とする。
この成形型はポリイミド樹脂などの樹脂層に銅箔等の金属層がメッキ等で直接あるいは接着剤により付着されているものである。接着剤も樹脂層の一部とする。
このような成形型によれば、その基部が金属層で補強されているので、凹部として幅１０μｍ（マイクロメートル）で深さ３５μｍといった深さの方が大きい溝を近接して形成しても、溝と溝との間の薄い壁の変形がほとんどみられない。そのため高アスペクト比の導体パターンを形成できる。
また、凹部を金属層に達するまで形成すると、レーザ光による金属の除去がないため、導体パターンの高さ寸法を精度良くできる。
【００１０】
請求項１乃至５記載の方法および成形型で形成された導体パターンは請求項６記載のように、所定のパターンに対応した凹部を有する樹脂製成形型に、金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂の耐熱温度より低い温度で加熱し、加熱された金属ガラスを成形型に圧着して凹部に金属ガラスを充填させ、冷却した金属ガラスのうち凹部に充填された部分を残して金属ガラスを取り除き形成された導体パターンとなる。
【発明の効果】
【００１１】
上述の本願発明によれば、金属ガラスを用いて微細パターンを効率よく、また精度良く形成することができる。
すなわち、樹脂層に形成した凹部を有する成形型は微細加工二夜凹部形成が可能なため、微細導電パターンを形成する成形型に用いて好適であり、微細な導電パターンを形成するのに金属ガラスを用いると、その優れた転写性から微細加工された成形型による導電パターンの形成ができる。
その工程は導電ペーストを用いる導電パターン形成と比較し、効率的でその形成装置も簡素なものとでき部品のコストを下げることが可能となる。
また、成形型は強度が強く構成され、耐熱温度以下で使用されるため導電パターンの形状が充填される金属ガラスに精度良く転写される。そして、充填された金属ガラスも冷却されることで固化されるため、その後の加工工程で形状が変わることがない。よって非常に精度良く微細な導体パターンが形成できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本願発明の導体パターン成形型、その成形型を用いた導体パターン形成方法 およびその導体パターンを用いた電子部品について説明する。
この電子部品は次の工程により造られる。
工程１．エキシマレーザによる成形型加工のためのマスクを作成する工程。
工程２．マスクを用いてエキシマレーザにより成形型を作成する工程。
工程３．成形型に金属ガラスを加熱圧着し導体パターンを形成する工程。
工程４−１．成形型と金属ガラスが一体となったものから不要部を取り除く工程。
工程４−２．成形型と金属ガラスを分離して金属ガラスのパターン面に樹脂層を形成し、不要部を取り除く工程。
上記工程で、工程１から３は共通の工程で、工程４において電子部品を形成する工程が工程４−１と工程４−２に分かれる。
【００１３】
図１により、工程１．エキシマレーザを用いたアブレーション加工による成形型加工のためのマスク１０を作成する工程を説明する。
所定の矩形に切り出した石英ガラス製の透明基材１１の表面にスパッタリングによりクロムを付着させ、クロムによる遮光層１２を形成する。（図１（イ）〜（ロ））
次に遮光層１２表面にポジ型フォトレジストを塗布し感光層１３を形成する。（図１（ハ））
所定の導体パターン形状のレーザ光を透過させるため、遮光層１２のうち導体パターン部１２ａを除去する。そのため、導体パターン部の形状でフォトマスク１４により感光層１３を露光し現像を行う。その後リンス液にて現像液を洗い流し、パターン形状部分の遮光層１２を露出させる。（図１（ニ）〜（ホ））
遮光層１２のエッチングを行い、レーザ光を透過させる部分の導体パターン部１２ａを除去する。そして、最後に残ったレジストを除去し所定導体パターンの形状の透過部１１ａを有するマスク１０ができる。（図１（ヘ）〜（ト））
【００１４】
このようなマスク１０を作成する技術は半導体等の薄膜形成に用いられる技術としてよく知られており、上記以外の方法で作成してもよい。このようなマスクは、例えば膜作製技術でエッチング法あるいはリフトオフ法として知られている技術で作成される。
このマスク１０は作成しようとする所定の導体パターン形状の１０倍の大きさで作成する。それは、後述の照射装置において１／１０縮小プロジェクションレンズを用いるためである。この倍率については作成しようとする導体パターンやその精度に応じて適宜決定する。また、透明基材１１や遮光層１２についても上記材料に限定されることはない。
【００１５】
図２および図３により、工程２．マスクを使用してエキシマレーザにより成形型を作成する工程を説明する。
図２は成形型を作成する装置を示し、図３に成形型作成工程を示す。
成形型作成装置２０は、いわゆるエキシマレーザといわれるレーザ光発生装置２１と、レーザ光発生装置２１から発射されるレーザ光Ｌを、マスク１０を透過させて被加工物である型シート３３に照射させる照射装置２２および型シート３３を精度よく固定する取り付け台２３で構成されている。
エキシマレーザは気体レーザの一種で紫外線領域の非常に短い波長の光で、光子のエネルギが高いのが特徴で、いわゆるアブレーション加工によく用いられている。本実施の形態では波長２４８ｎｍ（ナノメートル）のレーザ光を用いている。
【００１６】
レーザ光発生装置２１から照射されたレーザ光Ｌは照射装置２２に設けられた出力調整装置２２１を経由してマスク１０を透過する。マスク１０を透過して照射装置２２から発射されるレーザ光Ｌ１はデリバリミラー２２２を介して所定の導体パターンで型シート３３に照射されることになる。
この照射装置２２には１／１０縮小プロジェクションレンズ２２３が取り付けられている。所定の導体パターンの１０倍の大きさで作成されたマスクの透過部１１ａを透過したレーザ光Ｌ１は、１／１０縮小プロジェクションレンズ２２３により１／１０に縮小されたレーザ光Ｌ２となり実際の大きさで型シート３３に照射されることになる。
【００１７】
型シート３３は加工されて成形型３０となるもので、図３（イ）に示すように、ポリイミドの樹脂層３１の一面に銅を無電解メッキで付着させた金属層３２で形成され、２層構造となっている。このポリイミドと銅が２層となった材料は、いわゆるフレキシブル基板（ＦＰＣ）の材料として知られており、ポリイミドと銅を層状にするには接着や圧延で密着したものもある。本実施の形態の説明では接着層を用いない構成の型シート３３について説明するが、金属層が接着剤などで樹脂層に付着される場合は接着層と樹脂層をあわせて樹脂層とする。
それぞれの層の厚みは、樹脂層３１が２５〜５０μｍ（マイクロメートル）程度、金属層３２も同様に２５〜５０μｍ程度のものが入手容易である。本実施の形態では一例として厚みがそれぞれ３５μｍ程度のものを用いる。
また、フレキシブル基板では樹脂層はポリイミドに限らないが、この実施の形態ではその耐熱温度の関係からポリイミドを用いることとする。ポリイミドの耐熱温度は３００℃のものが知られており、２５０℃前後でもその特性がほとんど変化しない。ポリイミド以外の樹脂層を用いる場合でも、後述する温度条件を備えていれば用いることができる。
【００１８】
また、金属層３２を銅以外の金属（例えば銀やアルミ、ニッケル等）で形成することもできる。この中で銅は放熱性に優れ比較的融点が高く、汎用性があり比較的安価で入手容易といった利点がある。
取り付け台２３に固定された型シート３３に、マスク１０により所定の導体パターン形状とされ、１／１０縮小プロジェクションレンズ２２３により縮小されたレーザ光Ｌ２が照射されると、アブレーションによりレーザ光Ｌ２が照射された部分のポリイミドが昇華除去される。エキシマレーザ光による昇華除去のためポリイミドは加熱溶融することがない。
このときレーザ光Ｌのエネルギ量が大きいと、余分なところまでポリイミドが昇華除去され、形状精度が悪くなる。そのためエネルギ量を適度にして複数回に分けてレーザ光Ｌを照射するが、本例ではエネルギ量が１８０ｍＪ（マイクロジュール）で１５０回程度の照射により金属層３２まで達する溝状の凹部３１ａを形成している。（図３（ロ）〜（ハ））このレーザ光Ｌ２では金属層３２を除去することがないため、深さが一定の凹部３１ａを形成することができる。
【００１９】
ここで、型シート３３を樹脂層３１に対して無電解メッキで直接付着させたものを用いると、金属層３２との密着性が良いため樹脂層３１の強度を強くでき、また接着層がないため凹部３１ａの深さのばらつきも少なくできる。
さらに、凹部３１ａを形成する際加熱されることがないので熱による変形がなく、エネルギ量を適切にすれば非常に加工精度がよくなる。そのため複数の凹部を並べて形成するときでもより近接させて形成することができる。
このように形成された溝は幅が１０μｍ程度に加工することが可能で、その深さはポリイミドの厚さであり、本例の場合は３５μｍである。すなわち、このように加工された成形型３０では、後述の工程と合わせて幅が１０μｍで厚みが３５μｍの断面を有する導体パターンを形成することが可能となる。
【００２０】
図４（イ）は電子部品として微細形状のインダクタ素子を作成する場合の成形型３０の斜視図を示す。この成形型３０には所定の導体パターンとしてコイル４０のパターンが形成されている。コイルパターン４０の一端側は第一電極部４１と連続し、他端側は接続端子部４２を形成している。そして、コイルを挟んで第一電極部４１と反対側には第二電極部４３が独立して形成されている。
成形型３０の材料として耐熱性のある樹脂と金属の２層の型シートを用い、上記の工程により加工すれば、高いアスペクト比のパターンを非常に近接して形成可能な成形型３０が得られることになる。
また、この成形型３０は部品作成の効率化から、同一形状のものが複数同一平面上に並べられて形成される。本実施の形態では、その一例として２．４ｍｍ（ミリメートル）の矩形状エリアに縦３列、横５列の成形型３０を並べている。その状態を図４（ロ）に示す。
【００２１】
図５により、工程３．成形型に金属ガラスを加熱圧着し導体パターンを形成する工程を説明する。これは、上述の工程により形成された成形型を用いて、金属ガラスにより所定の導体パターンを形成する工程である。図では金属ガラス部分をハッチングで示す。
まず、成形型３０と金属ガラス板５０をプレス装置Ｐに装着する。このとき金属ガラス５０は凹部３１ａに対向する。（図５（イ））
金属ガラス板５０は大きさが成形型３０に対応させた厚み１００μｍの金属ガラス製平板である。金属ガラスはアモルファス合金の一種で特定の温度領域（過冷却液体温度域）において超塑性的な挙動を示すもので、Ｚｒ基（ジルコニア系）アモルファス合金、Ｌａ基（ランタン系）アモルファス合金、Ｐｄ基（パラジウム系）アモルファス合金などがある。
これらアモルファス合金はガラス遷移温度（Ｔｇ点）が結晶化点（Ｔｘ点）より低温側で、明確な過冷却液体温度域ΔＴｘ（Ｔｘ−Ｔｇ）が存在する。そして過冷却液体温度域では粘性が低くなり優れた微細成形特性を有することが知られている。本実施の形態で用いられる金属ガラスはその一例としてガラス遷移温度Ｔｇが２２８．８４℃、結晶化点Ｔｘが３１４．５４℃のものを用いる。
【００２２】
金属ガラス５０をそのガラス遷移温度Ｔｇ以上で結晶化点Ｔｘ以下に加熱する（本実施の形態では２７４．８４℃）。また、加熱しながら金属ガラス板５０と成形型３０をプレス装置で加圧する。金属ガラス板５０がガラス遷移温度Ｔｇ以上になると金属ガラスが成形型３０の凹部３１ａに入り込み（図５（ロ））成形時間約３００秒で成形が完了する（図５（ハ））。このときの加圧応力は１０ＭＰａ（メガパスカル）である。
加熱および加圧が終了した後冷却すると、成形型３０と金属ガラス板５０は一体化され、金属層３２，一層になった樹脂層３１と導体パターン部５１、導体パターン部５１と同体の金属ガラス板基部層５２からなる３層構造の中間部品６０が形成される。
前述のように、成形型３０の凹部３１ａはその幅が１０μｍで深さは樹脂層３１の厚みである３５μｍとなっている。このように深い溝でも金属ガラスではガラス遷移温度以上では粘性が非常に低く転写性が良好で、気泡等が発生せず金属ガラスと樹脂層３１および凹部３１ａが密着した状態となる。
【００２３】
また、本実施の形態における加熱温度（２７４℃）では樹脂層３１の耐熱温度範囲以内であり、加熱および圧着による変形がないため、金属ガラスで形成される所定の導体パターンが確実に形成できる。さらに、金属層３２が無電解メッキの銅などで形成されている場合、凹部３１ａが近接して凹部３１ａ間の絶縁壁３１ｂが薄いものでも、樹脂層３１と金属層３２の密着度が高くその基となる部分の強度が高いことから、加圧時の絶縁壁３１ｂの変形を極めて少なくできる。
【００２４】
図６により、工程４−１．成形型と金属ガラスが一体となったものから不要部を取り除く工程を説明する。
まず、成形型３０に金属ガラス板５０が一体となった板状の中間部品６０を、基部層５２が上となるよう台に取り付ける。このとき台に対しては磁力で吸着させたり真空ポンプで吸引する等の方法がある。
つぎに工具Ｔにより基部層５２を研削あるいは切削で中間部品６０から取り除く。このとき、それぞれの導体パターン部５１が電気的に分離されるよう樹脂層３１が現れるまで基部層５２を取り除く。（図５（イ）〜（ロ））
【００２５】
基部層５２を取り除いたあとには代わりに新たに基部層３５を形成する。この基部層３５は最初に形成されている樹脂層３１と同様のポリイミドのシートを接着すればよい。また、そのほかにも絶縁セラミック基板等を用いることもできる。
基部層３５を形成した後、金属層３２をエッチング処理で全て取り除く。このときも基部層５２の除去と同じように樹脂層３１が現れるよう取り除き、導電パターン部５１が電気的に分離されるようにする。このようにして第二中間部品６１が形成される。第二中間部品６１の下面側には導電パターン部５１が露出される。露出された導電パターン部５１には必要に応じて薄膜形成により絶縁膜や追加のパターンを形成する。
以上のようにすれば、導体パターン部５１を成形型３０から分離させることなく中間部品６１を作成できるので、精度の良い微細パターンが容易にできることになる。
【００２６】
図４および図７により工程１から４−１により形成された中間部品を用いて作成されたインダクタンス素子を説明する。図７は図４における接断線Ａ−Ａの位置での側面図である。図７（イ）には第二中間部品６１を用いたインダクタ素子７０を示し、図７（ロ）に他の実施の形態である第二中間部品６２を用いたインダクタンス素子７１を示す。
インダクタンス素子７０を形成するには次のようにする。
まず中間部品６０の金属ガラスの導体部５１が露出した面に絶縁層３４をコートし、第一電極部４１、第二電極部４３および接続端子部４２の部分が露出するよう絶縁層３４を除去する。そして、さらに全面に金属膜をスパッタリング等で製膜し接続端子部５ｃを除いてエッチング等で金属膜を除去する。このようにしてインダクタンス素子７０ができることになる。
他の実施の形態としてインダクタンス素子７１を形成するには次のようにする。
このインダクタンス素子７１に用いる中間部品６２は、樹脂層３１に設ける凹部のうち第一電極部４１、接続端子部４２、第二電極部４３のみ金属層３２に達する凹部３１ａとし、コイル４０については凹部３１ａより浅く金属層３２に達しない凹部３１ｃを形成する。これは、第一電極部４１、接続端子部４２、第二電極部４３のみレーザ光透過部を形成したマスクをさらに用いることで可能である。
第一電極部４１、接続端子部４２および第二電極部４３は金属層３２まで達している凹部３１ａに金属ガラスが充填されていることから、樹脂層３１から露出している。一方コイル４０の部分は樹脂層３１と基部層３５で覆われているため外部から絶縁されている。
接続端子部４２と第二電極部４３を電気的に接続するリードパターン５を樹脂層３１の表面にスパッタリング等で形成する。
【００２７】
図７からわかるように、このインダクタ素子７０、７１を形成するには樹脂層３１がすでに部品の一部となっているため（イ）に示すインダクタンス素子７０では絶縁層、金属層を形成すれば良く、インダクタ素子７１では表面にリードパターンを形成するだけで、コイル４０部分の絶縁等の工程が必要でなく、簡単な工程によりインダクタンス素子を作成できる。
上述の工程を経た型シート３３には複数の電子部品が構成されているので、それぞれを切り離すことで電子部品、例えばインダクタンス素子７０が完成する。
【００２８】
図８により、工程４−２．成形型と金属ガラスを分離して金属ガラスのパターン面に樹脂層を形成し、不要部を取り除く工程を説明する。
まず工程１〜３により形成された中間部品６０から金属ガラス部分を分離する。金属ガラス部分は導体パターン部５１と基部層５２が一体となって形成されており、樹脂層３１から機械的に剥がすよう分離させることができる。また、金属ガラスは展性が非常に高く復元性が良いため、剥がす際変形させてもまた元の形状に戻ることができる。（図８（イ）〜（ハ））
また、成形型も可撓性があるため導体パターン部５１と樹脂層３１を剥がすのが容易である。成形型は金属層３２で連続しているため強度も高く、剥がす際に破損してしまうことも無いため分離作業が破損のため中断てしまうことがない。
【００２９】
次に成形された金属ガラス板５０の導体パターン５１側に絶縁層６３を形成する。（図８（ニ））
この絶縁層６３は例えば光硬化性のエポキシ樹脂を塗布して硬化させたり、樹脂シートを熱圧着させて形成できるる。熱圧着の場合はガラス遷移温度以下の温度で軟化する樹脂を用いる。
このようにしてできた中間部品６６を台に固定し、図６（イ）の工程と同様工具Ｔで研削あるいは切削で基部層５２を除去する。この場合も樹脂である絶縁層６３が露出するまで基部層５２を除去する。
露出された導電パターン部５１には必要に応じて薄膜形成により絶縁膜や追加のパターンを形成する（図示せず）。
そのようにして完成した中間部品６６には複数の電子部品が構成されているので、それぞれを切り離すことで微細な導電パターンを有する電子部品が完成する。
【００３０】
図８による電子部品においても図７で説明したように導体パターンの一部を他の部分に比べてその高さを高くし、その他格下部分を厚み方向の接続部として積層することが可能である。
【００３１】
上記実施の形態では金属ガラスの遷移温度Ｔｇが２２８．８４℃のものを例示したが、例えば遷移温度Ｔｇを２８０℃程度のものを用いると、電子部品としてリフロー半田付けに対応することができる。この際圧着時の加熱温度を２８０℃〜２９０℃程度に設定すればポリイミド樹脂が変形することもなく良好な加工性を保つことができる。
成形型の材料として一例に挙げたフレキシブル基板の素材はリフロー半田付けに対応したものが多く、導体の材料である金属ガラスの遷移温度Ｔｇがリフロー半田付け温度より若干高いものを用いることで、作成された電子部品としてもリフロー対応とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】エキシマレーザを用いたアブレーション加工用マスクを作成する工程を説明すいた図である。
【図２】マスクを使用してエキシマレーザにより成形型を作成する工程で、成形型を作成する装置を示す。
【図３】マスクを使用してエキシマレーザにより成形型を作成する工程で、成形型を作成する工程を示す。
【図４】図４（イ）は電子部品として微細形状のインダクタ素子を作成する場合の成形型の斜視図を示し、図４（ロ）はその成形型が集合して形成された状態を示す。
【図５】成形型に金属ガラスを加熱圧着し導体パターンを形成する工程を示す。
【図６】成形型と金属ガラスが一体となったものから不要部を取り除く工程を示す。
【図７】図６で形成された中間部品から作成されたインダクタンス素子を示しす。
【図８】成形型と金属ガラスを剥離して金属ガラスのパターン面に樹脂層を形成し、不要部を取り除く工程を示す。
【符号の説明】
【００３３】
３０ 成形型
３１ 樹脂層
３１ａ 凹部
３２ 金属層
５０ 金属ガラス
５１ 導体パターン部
【技術分野】
【０００１】
本願発明は電子部品の導体パターン形成方法およびその導体パターンを形成するための成形型に関し、特に微細導体パターンを形成するのに適した方法および成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子部品の小型化に伴い部品内部の導体パターンの高密度化が進んできている。このような部品では線幅および線間スペースが微細な導体パターンを形成する必要がある。また、導体の抵抗を下げるために導体パターンの膜厚を厚くすることが要求される。
電子部品の導体パターンを形成する方法としてはスクリーン印刷、凹版印刷、フォトリソグラフィー技術などによる方法がある。
しかしながら、これらの方法には種々問題がある。例えば印刷を用いたパターンの形成方法では、パターンの線幅やパターン間隔が微細な導体パターンを形成することが困難であったり、凹版印刷を用いたパターンの形成方法では凹版が磨耗したり損傷しやすいために、頻繁に新しいものに取り替えて使う必要がある。また、フォトリソグラフィー技術を利用した方法では、サイドエッチング等の問題があり厚膜を形成するには問題がある。
【０００３】
そのため、導体パターンに対応した凹凸を有する樹脂凹版に導電性ペーストを充填し導電パターンを形成する方法が開発されている。
例えば特開平０９−３３０８４３号公報では、可撓性樹脂層の表面にレーザ加工で導体パターンに対応する凹部を形成し、その凹部に導電ペーストを充填し、さらに導電ペーストを絶縁基板へ転写して導体パターンを形成する方法が記載されている。（特許文献１）
その方法は、可撓性樹脂層の表面にレーザ加工によって導電パターンを形成し、その表面に剥離層を形成して凹版とする。この凹版に導電ペーストを充填して乾燥させる。水溶性樹脂を表面に設けた絶縁基板上にプレス加圧を利用して凹版を重ね合わせ、冷凍した後に凹版と絶縁基板とを剥離し導電パターンを転写して焼成によって導体パターンを形成するものである。
【０００４】
また、特開２００３−６８５５５号公報にも同様に、導体パターンに対応した凹凸を有する樹脂凹版を作製する工程と、前記樹脂凹版に導電性ペーストを充填し、前記樹脂凹版に充填された導電性ペーストのパターンをセラミック基板に転写する導体パターンの形成工程が記載されている。（特許文献２）
【特許文献１】特開平０９−３３０８４３号公報
【特許文献２】特開２００３−６８５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これら公報に記載された方法では、微細パターンを作成できるが、その工程数が多く非常に手間のかかるものである。特に導電ペーストを絶縁基板に転写するため、転写のための工程や凹版を分離させる為の工程が非常に煩雑である。転写するため導電パターンを固化する工程が必要であり、凹版を分離させるのに剥離層を形成する工程などが必要となってくる。
さらには導電ペーストを導体として完成させるための工程や設備が必要となりコストが高くなる。
また、転写時や凹版の分離時に導電パターンが変形して精度が低下する可能性がある。
本願発明はこれら課題を解決したもので、導体パターンを作成するにあたり、少ない工程で容易かつコストをかけずに微細導体パターンを作成することを目的とし、また、製造工程での精度低下を無くし精度良い微細導電パターンを作成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１記載の導体パターン形成方法は、所定のパターンに対応した凹部を有する樹脂層からなる成形型を作成する工程と、その成形型の凹部に金属ガラスを対向させる工程と、対向させた金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂の耐熱温度より低い温度に加熱する工程と、加熱された金属ガラスを成形型に圧着して凹部に金属ガラスを充填させる工程と、金属ガラスを冷却する工程と、金属ガラスのうち凹部に充填された部分を残して金属ガラスを取り除く工程を有することを特徴とする導体パターン形成方法とする。
この方法は、微細成形が可能な樹脂成形型を用い、金属ガラスをガラス遷移温度以上に加熱し粘性を低下させ、その転写性を生かして金属ガラスを凹部へ充填させるものである。さらにこの方法では凹部以外の金属ガラスを取り除くことにより所定のパターンを有する導体を形成する。
ここでいう樹脂は、いわゆるポリイミド樹脂等の耐熱性のある樹脂が用いられ、その耐熱温度は金属ガラスのガラス遷移温度より高いものである。
【０００７】
請求項１記載の導体パターン形成方法をさらに具体的にした導体パターン形成方法を請求項２および請求項３に示す。
請求項２に示す導体パターン形成方法は、樹脂層と金属層からなるシートの樹脂層に、樹脂層側からレーザ光により金属層に達する凹部を形成して成形型を作成する工程と、その成形型の凹部に金属ガラスを対向させる工程と、対向させた金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂の耐熱温度より低い温度に加熱する工程と、加熱された金属ガラスを成形型の凹部に充填させる工程と、金属ガラスを冷却する工程と、金属ガラスのうち樹脂層表面部の金属ガラスを取り除く工程とを有することを特徴とする。
ここで樹脂層の樹脂は上記のようにポリイミド樹脂あるいは同等の耐熱性のある樹脂が好適である。また、金属層は銅箔、銀箔、アルミ箔等が考えられる。このうち銅は樹脂層への付着性や放熱性等が良好である。金属層を樹脂層へ付着させる方法としては、メッキ、接着等が用いられる。
この方法には、成形型の凹部に充填させた金属ガラスを導体パターンとして分離させるため、樹脂層の表面部分の金属ガラスを研削や切削等で樹脂層が現れるまで除去する工程が含まれる。
【０００８】
この方法により作成された導電パターンは成形型の樹脂層をパターンの絶縁材として用いることができるので、部品の作成工程や部材の点数を削減することができる。
請求項３に示す導体パターン形成方法は、樹脂層と金属層からなるシートの樹脂層に、樹脂層側からレーザ光により金属層に達する凹部を形成して成形型を作成する工程と、その成形型の凹部に金属ガラスを対向させる工程と、対向させた金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂の耐熱温度より低い温度に加熱する工程と、加熱された金属ガラスを成形型の凹部に充填させる工程と、金属ガラスを冷却する工程と、成形型と金属ガラスを分離させる工程と、金属ガラスの導体パターンが形成された側に樹脂層を形成する工程と、凹部の金属ガラスを残して樹脂を露出させるよう金属ガラスを除去する工程を有することを特徴とする。
この方法によると、導体パターンを形成する絶縁層（樹脂層）の厚みを比較的自由に設定できる。
【０００９】
本願発明の導電パターンを形成するのに好適な成形型を請求項４に示す。この成形型は樹脂層とその樹脂層に付着された金属層からなるシートに、樹脂層表面側からレーザ光加工による凹部が形成されていることを特徴とする。
この成形型はポリイミド樹脂などの樹脂層に銅箔等の金属層がメッキ等で直接あるいは接着剤により付着されているものである。接着剤も樹脂層の一部とする。
このような成形型によれば、その基部が金属層で補強されているので、凹部として幅１０μｍ（マイクロメートル）で深さ３５μｍといった深さの方が大きい溝を近接して形成しても、溝と溝との間の薄い壁の変形がほとんどみられない。そのため高アスペクト比の導体パターンを形成できる。
また、凹部を金属層に達するまで形成すると、レーザ光による金属の除去がないため、導体パターンの高さ寸法を精度良くできる。
【００１０】
請求項１乃至５記載の方法および成形型で形成された導体パターンは請求項６記載のように、所定のパターンに対応した凹部を有する樹脂製成形型に、金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂の耐熱温度より低い温度で加熱し、加熱された金属ガラスを成形型に圧着して凹部に金属ガラスを充填させ、冷却した金属ガラスのうち凹部に充填された部分を残して金属ガラスを取り除き形成された導体パターンとなる。
【発明の効果】
【００１１】
上述の本願発明によれば、金属ガラスを用いて微細パターンを効率よく、また精度良く形成することができる。
すなわち、樹脂層に形成した凹部を有する成形型は微細加工二夜凹部形成が可能なため、微細導電パターンを形成する成形型に用いて好適であり、微細な導電パターンを形成するのに金属ガラスを用いると、その優れた転写性から微細加工された成形型による導電パターンの形成ができる。
その工程は導電ペーストを用いる導電パターン形成と比較し、効率的でその形成装置も簡素なものとでき部品のコストを下げることが可能となる。
また、成形型は強度が強く構成され、耐熱温度以下で使用されるため導電パターンの形状が充填される金属ガラスに精度良く転写される。そして、充填された金属ガラスも冷却されることで固化されるため、その後の加工工程で形状が変わることがない。よって非常に精度良く微細な導体パターンが形成できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本願発明の導体パターン成形型、その成形型を用いた導体パターン形成方法 およびその導体パターンを用いた電子部品について説明する。
この電子部品は次の工程により造られる。
工程１．エキシマレーザによる成形型加工のためのマスクを作成する工程。
工程２．マスクを用いてエキシマレーザにより成形型を作成する工程。
工程３．成形型に金属ガラスを加熱圧着し導体パターンを形成する工程。
工程４−１．成形型と金属ガラスが一体となったものから不要部を取り除く工程。
工程４−２．成形型と金属ガラスを分離して金属ガラスのパターン面に樹脂層を形成し、不要部を取り除く工程。
上記工程で、工程１から３は共通の工程で、工程４において電子部品を形成する工程が工程４−１と工程４−２に分かれる。
【００１３】
図１により、工程１．エキシマレーザを用いたアブレーション加工による成形型加工のためのマスク１０を作成する工程を説明する。
所定の矩形に切り出した石英ガラス製の透明基材１１の表面にスパッタリングによりクロムを付着させ、クロムによる遮光層１２を形成する。（図１（イ）〜（ロ））
次に遮光層１２表面にポジ型フォトレジストを塗布し感光層１３を形成する。（図１（ハ））
所定の導体パターン形状のレーザ光を透過させるため、遮光層１２のうち導体パターン部１２ａを除去する。そのため、導体パターン部の形状でフォトマスク１４により感光層１３を露光し現像を行う。その後リンス液にて現像液を洗い流し、パターン形状部分の遮光層１２を露出させる。（図１（ニ）〜（ホ））
遮光層１２のエッチングを行い、レーザ光を透過させる部分の導体パターン部１２ａを除去する。そして、最後に残ったレジストを除去し所定導体パターンの形状の透過部１１ａを有するマスク１０ができる。（図１（ヘ）〜（ト））
【００１４】
このようなマスク１０を作成する技術は半導体等の薄膜形成に用いられる技術としてよく知られており、上記以外の方法で作成してもよい。このようなマスクは、例えば膜作製技術でエッチング法あるいはリフトオフ法として知られている技術で作成される。
このマスク１０は作成しようとする所定の導体パターン形状の１０倍の大きさで作成する。それは、後述の照射装置において１／１０縮小プロジェクションレンズを用いるためである。この倍率については作成しようとする導体パターンやその精度に応じて適宜決定する。また、透明基材１１や遮光層１２についても上記材料に限定されることはない。
【００１５】
図２および図３により、工程２．マスクを使用してエキシマレーザにより成形型を作成する工程を説明する。
図２は成形型を作成する装置を示し、図３に成形型作成工程を示す。
成形型作成装置２０は、いわゆるエキシマレーザといわれるレーザ光発生装置２１と、レーザ光発生装置２１から発射されるレーザ光Ｌを、マスク１０を透過させて被加工物である型シート３３に照射させる照射装置２２および型シート３３を精度よく固定する取り付け台２３で構成されている。
エキシマレーザは気体レーザの一種で紫外線領域の非常に短い波長の光で、光子のエネルギが高いのが特徴で、いわゆるアブレーション加工によく用いられている。本実施の形態では波長２４８ｎｍ（ナノメートル）のレーザ光を用いている。
【００１６】
レーザ光発生装置２１から照射されたレーザ光Ｌは照射装置２２に設けられた出力調整装置２２１を経由してマスク１０を透過する。マスク１０を透過して照射装置２２から発射されるレーザ光Ｌ１はデリバリミラー２２２を介して所定の導体パターンで型シート３３に照射されることになる。
この照射装置２２には１／１０縮小プロジェクションレンズ２２３が取り付けられている。所定の導体パターンの１０倍の大きさで作成されたマスクの透過部１１ａを透過したレーザ光Ｌ１は、１／１０縮小プロジェクションレンズ２２３により１／１０に縮小されたレーザ光Ｌ２となり実際の大きさで型シート３３に照射されることになる。
【００１７】
型シート３３は加工されて成形型３０となるもので、図３（イ）に示すように、ポリイミドの樹脂層３１の一面に銅を無電解メッキで付着させた金属層３２で形成され、２層構造となっている。このポリイミドと銅が２層となった材料は、いわゆるフレキシブル基板（ＦＰＣ）の材料として知られており、ポリイミドと銅を層状にするには接着や圧延で密着したものもある。本実施の形態の説明では接着層を用いない構成の型シート３３について説明するが、金属層が接着剤などで樹脂層に付着される場合は接着層と樹脂層をあわせて樹脂層とする。
それぞれの層の厚みは、樹脂層３１が２５〜５０μｍ（マイクロメートル）程度、金属層３２も同様に２５〜５０μｍ程度のものが入手容易である。本実施の形態では一例として厚みがそれぞれ３５μｍ程度のものを用いる。
また、フレキシブル基板では樹脂層はポリイミドに限らないが、この実施の形態ではその耐熱温度の関係からポリイミドを用いることとする。ポリイミドの耐熱温度は３００℃のものが知られており、２５０℃前後でもその特性がほとんど変化しない。ポリイミド以外の樹脂層を用いる場合でも、後述する温度条件を備えていれば用いることができる。
【００１８】
また、金属層３２を銅以外の金属（例えば銀やアルミ、ニッケル等）で形成することもできる。この中で銅は放熱性に優れ比較的融点が高く、汎用性があり比較的安価で入手容易といった利点がある。
取り付け台２３に固定された型シート３３に、マスク１０により所定の導体パターン形状とされ、１／１０縮小プロジェクションレンズ２２３により縮小されたレーザ光Ｌ２が照射されると、アブレーションによりレーザ光Ｌ２が照射された部分のポリイミドが昇華除去される。エキシマレーザ光による昇華除去のためポリイミドは加熱溶融することがない。
このときレーザ光Ｌのエネルギ量が大きいと、余分なところまでポリイミドが昇華除去され、形状精度が悪くなる。そのためエネルギ量を適度にして複数回に分けてレーザ光Ｌを照射するが、本例ではエネルギ量が１８０ｍＪ（マイクロジュール）で１５０回程度の照射により金属層３２まで達する溝状の凹部３１ａを形成している。（図３（ロ）〜（ハ））このレーザ光Ｌ２では金属層３２を除去することがないため、深さが一定の凹部３１ａを形成することができる。
【００１９】
ここで、型シート３３を樹脂層３１に対して無電解メッキで直接付着させたものを用いると、金属層３２との密着性が良いため樹脂層３１の強度を強くでき、また接着層がないため凹部３１ａの深さのばらつきも少なくできる。
さらに、凹部３１ａを形成する際加熱されることがないので熱による変形がなく、エネルギ量を適切にすれば非常に加工精度がよくなる。そのため複数の凹部を並べて形成するときでもより近接させて形成することができる。
このように形成された溝は幅が１０μｍ程度に加工することが可能で、その深さはポリイミドの厚さであり、本例の場合は３５μｍである。すなわち、このように加工された成形型３０では、後述の工程と合わせて幅が１０μｍで厚みが３５μｍの断面を有する導体パターンを形成することが可能となる。
【００２０】
図４（イ）は電子部品として微細形状のインダクタ素子を作成する場合の成形型３０の斜視図を示す。この成形型３０には所定の導体パターンとしてコイル４０のパターンが形成されている。コイルパターン４０の一端側は第一電極部４１と連続し、他端側は接続端子部４２を形成している。そして、コイルを挟んで第一電極部４１と反対側には第二電極部４３が独立して形成されている。
成形型３０の材料として耐熱性のある樹脂と金属の２層の型シートを用い、上記の工程により加工すれば、高いアスペクト比のパターンを非常に近接して形成可能な成形型３０が得られることになる。
また、この成形型３０は部品作成の効率化から、同一形状のものが複数同一平面上に並べられて形成される。本実施の形態では、その一例として２．４ｍｍ（ミリメートル）の矩形状エリアに縦３列、横５列の成形型３０を並べている。その状態を図４（ロ）に示す。
【００２１】
図５により、工程３．成形型に金属ガラスを加熱圧着し導体パターンを形成する工程を説明する。これは、上述の工程により形成された成形型を用いて、金属ガラスにより所定の導体パターンを形成する工程である。図では金属ガラス部分をハッチングで示す。
まず、成形型３０と金属ガラス板５０をプレス装置Ｐに装着する。このとき金属ガラス５０は凹部３１ａに対向する。（図５（イ））
金属ガラス板５０は大きさが成形型３０に対応させた厚み１００μｍの金属ガラス製平板である。金属ガラスはアモルファス合金の一種で特定の温度領域（過冷却液体温度域）において超塑性的な挙動を示すもので、Ｚｒ基（ジルコニア系）アモルファス合金、Ｌａ基（ランタン系）アモルファス合金、Ｐｄ基（パラジウム系）アモルファス合金などがある。
これらアモルファス合金はガラス遷移温度（Ｔｇ点）が結晶化点（Ｔｘ点）より低温側で、明確な過冷却液体温度域ΔＴｘ（Ｔｘ−Ｔｇ）が存在する。そして過冷却液体温度域では粘性が低くなり優れた微細成形特性を有することが知られている。本実施の形態で用いられる金属ガラスはその一例としてガラス遷移温度Ｔｇが２２８．８４℃、結晶化点Ｔｘが３１４．５４℃のものを用いる。
【００２２】
金属ガラス５０をそのガラス遷移温度Ｔｇ以上で結晶化点Ｔｘ以下に加熱する（本実施の形態では２７４．８４℃）。また、加熱しながら金属ガラス板５０と成形型３０をプレス装置で加圧する。金属ガラス板５０がガラス遷移温度Ｔｇ以上になると金属ガラスが成形型３０の凹部３１ａに入り込み（図５（ロ））成形時間約３００秒で成形が完了する（図５（ハ））。このときの加圧応力は１０ＭＰａ（メガパスカル）である。
加熱および加圧が終了した後冷却すると、成形型３０と金属ガラス板５０は一体化され、金属層３２，一層になった樹脂層３１と導体パターン部５１、導体パターン部５１と同体の金属ガラス板基部層５２からなる３層構造の中間部品６０が形成される。
前述のように、成形型３０の凹部３１ａはその幅が１０μｍで深さは樹脂層３１の厚みである３５μｍとなっている。このように深い溝でも金属ガラスではガラス遷移温度以上では粘性が非常に低く転写性が良好で、気泡等が発生せず金属ガラスと樹脂層３１および凹部３１ａが密着した状態となる。
【００２３】
また、本実施の形態における加熱温度（２７４℃）では樹脂層３１の耐熱温度範囲以内であり、加熱および圧着による変形がないため、金属ガラスで形成される所定の導体パターンが確実に形成できる。さらに、金属層３２が無電解メッキの銅などで形成されている場合、凹部３１ａが近接して凹部３１ａ間の絶縁壁３１ｂが薄いものでも、樹脂層３１と金属層３２の密着度が高くその基となる部分の強度が高いことから、加圧時の絶縁壁３１ｂの変形を極めて少なくできる。
【００２４】
図６により、工程４−１．成形型と金属ガラスが一体となったものから不要部を取り除く工程を説明する。
まず、成形型３０に金属ガラス板５０が一体となった板状の中間部品６０を、基部層５２が上となるよう台に取り付ける。このとき台に対しては磁力で吸着させたり真空ポンプで吸引する等の方法がある。
つぎに工具Ｔにより基部層５２を研削あるいは切削で中間部品６０から取り除く。このとき、それぞれの導体パターン部５１が電気的に分離されるよう樹脂層３１が現れるまで基部層５２を取り除く。（図５（イ）〜（ロ））
【００２５】
基部層５２を取り除いたあとには代わりに新たに基部層３５を形成する。この基部層３５は最初に形成されている樹脂層３１と同様のポリイミドのシートを接着すればよい。また、そのほかにも絶縁セラミック基板等を用いることもできる。
基部層３５を形成した後、金属層３２をエッチング処理で全て取り除く。このときも基部層５２の除去と同じように樹脂層３１が現れるよう取り除き、導電パターン部５１が電気的に分離されるようにする。このようにして第二中間部品６１が形成される。第二中間部品６１の下面側には導電パターン部５１が露出される。露出された導電パターン部５１には必要に応じて薄膜形成により絶縁膜や追加のパターンを形成する。
以上のようにすれば、導体パターン部５１を成形型３０から分離させることなく中間部品６１を作成できるので、精度の良い微細パターンが容易にできることになる。
【００２６】
図４および図７により工程１から４−１により形成された中間部品を用いて作成されたインダクタンス素子を説明する。図７は図４における接断線Ａ−Ａの位置での側面図である。図７（イ）には第二中間部品６１を用いたインダクタ素子７０を示し、図７（ロ）に他の実施の形態である第二中間部品６２を用いたインダクタンス素子７１を示す。
インダクタンス素子７０を形成するには次のようにする。
まず中間部品６０の金属ガラスの導体部５１が露出した面に絶縁層３４をコートし、第一電極部４１、第二電極部４３および接続端子部４２の部分が露出するよう絶縁層３４を除去する。そして、さらに全面に金属膜をスパッタリング等で製膜し接続端子部５ｃを除いてエッチング等で金属膜を除去する。このようにしてインダクタンス素子７０ができることになる。
他の実施の形態としてインダクタンス素子７１を形成するには次のようにする。
このインダクタンス素子７１に用いる中間部品６２は、樹脂層３１に設ける凹部のうち第一電極部４１、接続端子部４２、第二電極部４３のみ金属層３２に達する凹部３１ａとし、コイル４０については凹部３１ａより浅く金属層３２に達しない凹部３１ｃを形成する。これは、第一電極部４１、接続端子部４２、第二電極部４３のみレーザ光透過部を形成したマスクをさらに用いることで可能である。
第一電極部４１、接続端子部４２および第二電極部４３は金属層３２まで達している凹部３１ａに金属ガラスが充填されていることから、樹脂層３１から露出している。一方コイル４０の部分は樹脂層３１と基部層３５で覆われているため外部から絶縁されている。
接続端子部４２と第二電極部４３を電気的に接続するリードパターン５を樹脂層３１の表面にスパッタリング等で形成する。
【００２７】
図７からわかるように、このインダクタ素子７０、７１を形成するには樹脂層３１がすでに部品の一部となっているため（イ）に示すインダクタンス素子７０では絶縁層、金属層を形成すれば良く、インダクタ素子７１では表面にリードパターンを形成するだけで、コイル４０部分の絶縁等の工程が必要でなく、簡単な工程によりインダクタンス素子を作成できる。
上述の工程を経た型シート３３には複数の電子部品が構成されているので、それぞれを切り離すことで電子部品、例えばインダクタンス素子７０が完成する。
【００２８】
図８により、工程４−２．成形型と金属ガラスを分離して金属ガラスのパターン面に樹脂層を形成し、不要部を取り除く工程を説明する。
まず工程１〜３により形成された中間部品６０から金属ガラス部分を分離する。金属ガラス部分は導体パターン部５１と基部層５２が一体となって形成されており、樹脂層３１から機械的に剥がすよう分離させることができる。また、金属ガラスは展性が非常に高く復元性が良いため、剥がす際変形させてもまた元の形状に戻ることができる。（図８（イ）〜（ハ））
また、成形型も可撓性があるため導体パターン部５１と樹脂層３１を剥がすのが容易である。成形型は金属層３２で連続しているため強度も高く、剥がす際に破損してしまうことも無いため分離作業が破損のため中断てしまうことがない。
【００２９】
次に成形された金属ガラス板５０の導体パターン５１側に絶縁層６３を形成する。（図８（ニ））
この絶縁層６３は例えば光硬化性のエポキシ樹脂を塗布して硬化させたり、樹脂シートを熱圧着させて形成できるる。熱圧着の場合はガラス遷移温度以下の温度で軟化する樹脂を用いる。
このようにしてできた中間部品６６を台に固定し、図６（イ）の工程と同様工具Ｔで研削あるいは切削で基部層５２を除去する。この場合も樹脂である絶縁層６３が露出するまで基部層５２を除去する。
露出された導電パターン部５１には必要に応じて薄膜形成により絶縁膜や追加のパターンを形成する（図示せず）。
そのようにして完成した中間部品６６には複数の電子部品が構成されているので、それぞれを切り離すことで微細な導電パターンを有する電子部品が完成する。
【００３０】
図８による電子部品においても図７で説明したように導体パターンの一部を他の部分に比べてその高さを高くし、その他格下部分を厚み方向の接続部として積層することが可能である。
【００３１】
上記実施の形態では金属ガラスの遷移温度Ｔｇが２２８．８４℃のものを例示したが、例えば遷移温度Ｔｇを２８０℃程度のものを用いると、電子部品としてリフロー半田付けに対応することができる。この際圧着時の加熱温度を２８０℃〜２９０℃程度に設定すればポリイミド樹脂が変形することもなく良好な加工性を保つことができる。
成形型の材料として一例に挙げたフレキシブル基板の素材はリフロー半田付けに対応したものが多く、導体の材料である金属ガラスの遷移温度Ｔｇがリフロー半田付け温度より若干高いものを用いることで、作成された電子部品としてもリフロー対応とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】エキシマレーザを用いたアブレーション加工用マスクを作成する工程を説明すいた図である。
【図２】マスクを使用してエキシマレーザにより成形型を作成する工程で、成形型を作成する装置を示す。
【図３】マスクを使用してエキシマレーザにより成形型を作成する工程で、成形型を作成する工程を示す。
【図４】図４（イ）は電子部品として微細形状のインダクタ素子を作成する場合の成形型の斜視図を示し、図４（ロ）はその成形型が集合して形成された状態を示す。
【図５】成形型に金属ガラスを加熱圧着し導体パターンを形成する工程を示す。
【図６】成形型と金属ガラスが一体となったものから不要部を取り除く工程を示す。
【図７】図６で形成された中間部品から作成されたインダクタンス素子を示しす。
【図８】成形型と金属ガラスを剥離して金属ガラスのパターン面に樹脂層を形成し、不要部を取り除く工程を示す。
【符号の説明】
【００３３】
３０ 成形型
３１ 樹脂層
３１ａ 凹部
３２ 金属層
５０ 金属ガラス
５１ 導体パターン部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンに対応した凹部を有する樹脂からなる成形型を作成する工程と、その成形型の凹部に金属ガラスを対向させる工程と、対向させた金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂の耐熱温度より低い温度に加熱する工程と、加熱された金属ガラスを成形型に圧着して凹部に金属ガラスを充填させる工程と、金属ガラスを冷却する工程と、金属ガラスのうち凹部に充填された部分を残して金属ガラスを取り除く工程を有することを特徴とする導体パターン形成方法。
【請求項２】
樹脂層と金属層からなるシートの樹脂層に、樹脂層側からレーザ光により金属層に達する凹部を形成して成形型を作成する工程と、その成形型の凹部に金属ガラスを対向させる工程と、対向させた金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂層の耐熱温度より低い温度で加熱する工程と、加熱された金属ガラスを成形型の凹部に充填する工程と、金属ガラスを冷却する工程と、金属ガラスのうち樹脂層表面部の金属ガラスを取り除く工程を有することを特徴とする導体パターン形成方法。
【請求項３】
樹脂層と金属層からなるシートの樹脂層に、樹脂層側からレーザ光により金属層に達する凹部を形成して成形型を作成する工程と、その成形型の凹部に金属ガラスを対向させる工程と、対向させた金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂層の耐熱温度より低い温度で加熱する工程と、加熱された金属ガラスを成形型の凹部に充填する工程と、金属ガラスを冷却する工程と、成形型と金属ガラスを分離させる工程と、金属ガラスの導体パターンが形成された側に樹脂層を形成する工程と、凹部の金属ガラスを残して樹脂を露出させるよう金属ガラスを除去する工程を有することを特徴とする導体パターン形成方法。
【請求項４】
樹脂層とその樹脂層に付着された金属層からなるシートに、樹脂層表面側からレーザ光加工による凹部が形成されていることを特徴とする成形型。
【請求項５】
前記凹部が金属層まで達することを特徴とする請求項４記載の成形型。
【請求項６】
所定のパターンに対応した凹部を有する樹脂製成形型に、金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂の耐熱温度より低い温度に加熱し、加熱された金属ガラスを成形型に圧着して凹部に金属ガラスを充填させ、冷却した金属ガラスのうち凹部に充填された部分を残して金属ガラスを取り除き形成された導体パターン。
【請求項１】
所定のパターンに対応した凹部を有する樹脂からなる成形型を作成する工程と、その成形型の凹部に金属ガラスを対向させる工程と、対向させた金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂の耐熱温度より低い温度に加熱する工程と、加熱された金属ガラスを成形型に圧着して凹部に金属ガラスを充填させる工程と、金属ガラスを冷却する工程と、金属ガラスのうち凹部に充填された部分を残して金属ガラスを取り除く工程を有することを特徴とする導体パターン形成方法。
【請求項２】
樹脂層と金属層からなるシートの樹脂層に、樹脂層側からレーザ光により金属層に達する凹部を形成して成形型を作成する工程と、その成形型の凹部に金属ガラスを対向させる工程と、対向させた金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂層の耐熱温度より低い温度で加熱する工程と、加熱された金属ガラスを成形型の凹部に充填する工程と、金属ガラスを冷却する工程と、金属ガラスのうち樹脂層表面部の金属ガラスを取り除く工程を有することを特徴とする導体パターン形成方法。
【請求項３】
樹脂層と金属層からなるシートの樹脂層に、樹脂層側からレーザ光により金属層に達する凹部を形成して成形型を作成する工程と、その成形型の凹部に金属ガラスを対向させる工程と、対向させた金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂層の耐熱温度より低い温度で加熱する工程と、加熱された金属ガラスを成形型の凹部に充填する工程と、金属ガラスを冷却する工程と、成形型と金属ガラスを分離させる工程と、金属ガラスの導体パターンが形成された側に樹脂層を形成する工程と、凹部の金属ガラスを残して樹脂を露出させるよう金属ガラスを除去する工程を有することを特徴とする導体パターン形成方法。
【請求項４】
樹脂層とその樹脂層に付着された金属層からなるシートに、樹脂層表面側からレーザ光加工による凹部が形成されていることを特徴とする成形型。
【請求項５】
前記凹部が金属層まで達することを特徴とする請求項４記載の成形型。
【請求項６】
所定のパターンに対応した凹部を有する樹脂製成形型に、金属ガラスをそのガラス遷移温度より高い温度でかつ樹脂の耐熱温度より低い温度に加熱し、加熱された金属ガラスを成形型に圧着して凹部に金属ガラスを充填させ、冷却した金属ガラスのうち凹部に充填された部分を残して金属ガラスを取り除き形成された導体パターン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２３７３４７（Ｐ２００６−２３７３４７Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５０８９６（Ｐ２００５−５０８９６）
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（５０４１４５３６４）国立大学法人群馬大学 (352)
【出願人】（０００２２０１２５）東京パーツ工業株式会社 (122)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（５０４１４５３６４）国立大学法人群馬大学 (352)
【出願人】（０００２２０１２５）東京パーツ工業株式会社 (122)
【Ｆターム（参考）】
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