立体回路基板の製造方法
【課題】放熱性を大幅に低下させることなく導体回路の密着力を向上させる。
【解決手段】アルマイト皮膜３の表面領域における導体回路５に対応する領域及びその周辺領域に絶縁性の接着層４を形成する。これにより、導体回路５の密着力を向上させることができる。また、接着層４の膜厚は薄く、且つ、部分的に形成されているのみであるので、高い放熱性を保つことができる。
【解決手段】アルマイト皮膜３の表面領域における導体回路５に対応する領域及びその周辺領域に絶縁性の接着層４を形成する。これにより、導体回路５の密着力を向上させることができる。また、接着層４の膜厚は薄く、且つ、部分的に形成されているのみであるので、高い放熱性を保つことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型軽量化が要求されるオプトデバイス等に適用して好適な立体回路基板（Molded Interconnect Device : MID）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、樹脂材料により形成された３次元構造体の表面上に導体回路を有する立体回路基板が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１４８８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記立体回路基板の耐熱性や放熱性を向上させるために、上記３次元構造体を金属材料により形成する場合、３次元構造体と導体回路間の電気絶縁性を確保するために３次元構造体の全面にアルマイト皮膜を形成する必要がある。しかしながらこの場合、アルマイト皮膜と導体回路の密着力が得られない。なお、このような問題を解決するために、アルマイト皮膜の全面に接着層を形成する方法を用いることが考えられるが、この方法を用いた場合には、接着層により立体回路基板の放熱性が低下する。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、放熱性を大幅に低下させることなく導体回路の密着力を向上可能な可能な立体回路基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る立体回路基板の製造方法は、アルミニウムにより形成された３次元構造体の全面にアルマイト皮膜を形成する工程と、アルマイト皮膜の表面領域における導体回路領域に対応する領域及びその周辺領域に絶縁性の接着層を形成する工程と、接着層が形成された３次元構造体の全面に導電性の下地膜を形成する工程と、導体回路となる部分の少なくとも輪郭線上に電磁波を照射して下地膜を除去することによって、導体回路となる部分を非導体回路の部分から切り離す工程と、導体回路となる部分の下地膜に電気めっき処理を施すことにより導体回路を形成する工程と、導体回路領域以外の下地膜を除去する工程とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る立体回路基板の製造方法によれば、アルマイト皮膜の表面領域における導体回路領域に対応する領域及びその周辺領域に絶縁性の接着層を形成するので、導体回路の密着力を向上させることができる。また、接着層の膜厚は薄く、且つ、部分的に形成されているのみであるので、高い放熱性を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる立体回路基板の構成及びその製造方法について説明する。
【０００８】
〔立体回路基板の構成〕
本発明の実施形態となる立体回路基板１は、図１に示すように、アルミニウム膜の酸化皮膜であるアルマイト皮膜３が全面に形成された３次元構造体と、３次元構造体の表面上に形成された絶縁性の接着層４と、接着層４の表面上に形成された導体回路５とを備える。３次元構造体はアルミニウムにより形成されている。接着層４は、耐摩耗性，耐薬品性に優れた、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂材料やテフロン（登録商標）等の熱可塑性樹脂材料により形成されている。導体回路５は銅膜，Ｎｉめっき層，及びＡｕめっき層により形成されている。なお、上記接着層４は、アルミナやシリカ等の無機材料により形成してもよい。接着層４を無機材料により形成した場合、接着層４を樹脂材料により形成した場合と比較して耐熱性や機械的強度に優れた接着層４を形成することができると共に、低誘電損失で高周波絶縁性が良好な接着層４を形成することができる。
【０００９】
〔立体回路基板の製造方法〕
上記立体回路基板１を製造する際は、始めに、図２（ａ）に示すように鍛造，鋳造，切削，ＭＩＭ（Metal Injection Molding），プレス等の公知の加工技術を利用して３次元構造体２を形成した後に、硫酸や硝酸等の電解液を用いた陽極酸化処理により図２（ｂ）に示すように３次元構造体２の全面に１０〜１５［μｍ］程度の膜厚のアルマイト皮膜３を形成する。次に、エアロゾルデポジション（ＡＤ）法，スパッタリング法，ＣＶＤ法，溶射法等の公知の成膜技術を利用して導体回路が形成されるアルマイト皮膜３の表面領域及びその周辺領域に１〜３［μｍ」程度の膜厚の接着層４を形成した後に、図２（ｄ）に示すようにスパッタリング法，真空蒸着法等の物理蒸着法や無電解めっき処理等の湿式法を利用して３次元構造体２の全面に銅膜６を形成する。
【００１０】
次に、図３（ｅ）に示すように電磁波を利用して回路部と非回路部の境界領域７に存在する銅膜６を除去した後に、図３（ｆ）に示すようにＮｉめっき処理及びＡｕめっき処理により導体回路５を形成する。なお、上記電磁波としては、ＴＨＧ−ＹＡＧレーザやＳＨＧ−ＹＡＧレーザ等の銅膜６の吸収率が高い波長を有するものを用いることが望ましい。そして最後に、図３（ｇ）に示すように表面に露出している銅膜６を除去することにより、立体回路基板１が製造される。
【００１１】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる立体回路基板１の製造方法では、アルマイト皮膜３の表面領域における導体回路５に対応する領域及びその周辺領域に絶縁性の接着層４を形成するので、導体回路５の密着力を向上させることができる。また、接着層４の膜厚は薄く、且つ、部分的に形成されているのみであるので、高い放熱性を保つことができる。
【００１２】
また、本発明の実施形態となる立体回路基板１の製造方法では、接着層４は常温で成膜可能なエアロゾルデポジション法により形成されるので、絶縁膜４を形成する際に加熱処理を必要とせず、立体回路基板１の製造プロセスを容易にすることができる。また、機械的強度に優れた接着層４をマスク処理等を行わずに部分的に精度よく形成することができる。
【００１３】
なお、ＭＳＲ（マイクロサフィールラップ）処理により上記アルマイト皮膜３の代わりにプラズマ電解酸化膜（アルミナ膜）を３次元構造体の全面に形成してもよい。アルマイト皮膜３の代わりにプラズマ電解酸化膜を３次元構造体の全面に形成することにより、より高硬度及びより高絶縁性の絶縁膜を形成することができると共に、耐熱性，耐摩耗性，及び耐食性を向上させることができる。また３次元構造体と絶縁膜の密着性を向上させることができる。
【００１４】
また、アルマイト皮膜３の表面上に存在する微細孔を酢酸ニッケルや酢酸コバルト等の金属塩水溶液中に浸漬させることにより図４に示すように封孔材料１０によって微細孔を封孔した後に接着層４を形成してもよい。このような処理によれば、回路基板の耐食性，耐候性，及び耐汚染性を向上させると共に、アルマイト皮膜３の絶縁性を向上させることができる。
【００１５】
また、耐圧高圧容器内でアルマイト皮膜３の表面上に存在する微細孔に２〜３気圧の水蒸気を供給することにより図５に示すように微細孔を封孔した後に接着層４を形成してもよい。このような処理によれば、金属塩水溶液を用いずに微細孔を封孔することができるので廃液処理が不要になると共に、金属塩水溶液を用いる場合よりも回路基板の耐食性を向上させることができる。
【００１６】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態となる立体回路基板の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す立体回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図３】図１に示す立体回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明の実施形態となる立体回路基板の第１の応用例の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態となる立体回路基板の第２の応用例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１：立体回路基板
２：３次元構造体
３：アルマイト皮膜
４：接着層
５：導体回路
６：銅膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型軽量化が要求されるオプトデバイス等に適用して好適な立体回路基板（Molded Interconnect Device : MID）の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、樹脂材料により形成された３次元構造体の表面上に導体回路を有する立体回路基板が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１４８８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記立体回路基板の耐熱性や放熱性を向上させるために、上記３次元構造体を金属材料により形成する場合、３次元構造体と導体回路間の電気絶縁性を確保するために３次元構造体の全面にアルマイト皮膜を形成する必要がある。しかしながらこの場合、アルマイト皮膜と導体回路の密着力が得られない。なお、このような問題を解決するために、アルマイト皮膜の全面に接着層を形成する方法を用いることが考えられるが、この方法を用いた場合には、接着層により立体回路基板の放熱性が低下する。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、放熱性を大幅に低下させることなく導体回路の密着力を向上可能な可能な立体回路基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る立体回路基板の製造方法は、アルミニウムにより形成された３次元構造体の全面にアルマイト皮膜を形成する工程と、アルマイト皮膜の表面領域における導体回路領域に対応する領域及びその周辺領域に絶縁性の接着層を形成する工程と、接着層が形成された３次元構造体の全面に導電性の下地膜を形成する工程と、導体回路となる部分の少なくとも輪郭線上に電磁波を照射して下地膜を除去することによって、導体回路となる部分を非導体回路の部分から切り離す工程と、導体回路となる部分の下地膜に電気めっき処理を施すことにより導体回路を形成する工程と、導体回路領域以外の下地膜を除去する工程とを有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る立体回路基板の製造方法によれば、アルマイト皮膜の表面領域における導体回路領域に対応する領域及びその周辺領域に絶縁性の接着層を形成するので、導体回路の密着力を向上させることができる。また、接着層の膜厚は薄く、且つ、部分的に形成されているのみであるので、高い放熱性を保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となる立体回路基板の構成及びその製造方法について説明する。
【０００８】
〔立体回路基板の構成〕
本発明の実施形態となる立体回路基板１は、図１に示すように、アルミニウム膜の酸化皮膜であるアルマイト皮膜３が全面に形成された３次元構造体と、３次元構造体の表面上に形成された絶縁性の接着層４と、接着層４の表面上に形成された導体回路５とを備える。３次元構造体はアルミニウムにより形成されている。接着層４は、耐摩耗性，耐薬品性に優れた、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂材料やテフロン（登録商標）等の熱可塑性樹脂材料により形成されている。導体回路５は銅膜，Ｎｉめっき層，及びＡｕめっき層により形成されている。なお、上記接着層４は、アルミナやシリカ等の無機材料により形成してもよい。接着層４を無機材料により形成した場合、接着層４を樹脂材料により形成した場合と比較して耐熱性や機械的強度に優れた接着層４を形成することができると共に、低誘電損失で高周波絶縁性が良好な接着層４を形成することができる。
【０００９】
〔立体回路基板の製造方法〕
上記立体回路基板１を製造する際は、始めに、図２（ａ）に示すように鍛造，鋳造，切削，ＭＩＭ（Metal Injection Molding），プレス等の公知の加工技術を利用して３次元構造体２を形成した後に、硫酸や硝酸等の電解液を用いた陽極酸化処理により図２（ｂ）に示すように３次元構造体２の全面に１０〜１５［μｍ］程度の膜厚のアルマイト皮膜３を形成する。次に、エアロゾルデポジション（ＡＤ）法，スパッタリング法，ＣＶＤ法，溶射法等の公知の成膜技術を利用して導体回路が形成されるアルマイト皮膜３の表面領域及びその周辺領域に１〜３［μｍ」程度の膜厚の接着層４を形成した後に、図２（ｄ）に示すようにスパッタリング法，真空蒸着法等の物理蒸着法や無電解めっき処理等の湿式法を利用して３次元構造体２の全面に銅膜６を形成する。
【００１０】
次に、図３（ｅ）に示すように電磁波を利用して回路部と非回路部の境界領域７に存在する銅膜６を除去した後に、図３（ｆ）に示すようにＮｉめっき処理及びＡｕめっき処理により導体回路５を形成する。なお、上記電磁波としては、ＴＨＧ−ＹＡＧレーザやＳＨＧ−ＹＡＧレーザ等の銅膜６の吸収率が高い波長を有するものを用いることが望ましい。そして最後に、図３（ｇ）に示すように表面に露出している銅膜６を除去することにより、立体回路基板１が製造される。
【００１１】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となる立体回路基板１の製造方法では、アルマイト皮膜３の表面領域における導体回路５に対応する領域及びその周辺領域に絶縁性の接着層４を形成するので、導体回路５の密着力を向上させることができる。また、接着層４の膜厚は薄く、且つ、部分的に形成されているのみであるので、高い放熱性を保つことができる。
【００１２】
また、本発明の実施形態となる立体回路基板１の製造方法では、接着層４は常温で成膜可能なエアロゾルデポジション法により形成されるので、絶縁膜４を形成する際に加熱処理を必要とせず、立体回路基板１の製造プロセスを容易にすることができる。また、機械的強度に優れた接着層４をマスク処理等を行わずに部分的に精度よく形成することができる。
【００１３】
なお、ＭＳＲ（マイクロサフィールラップ）処理により上記アルマイト皮膜３の代わりにプラズマ電解酸化膜（アルミナ膜）を３次元構造体の全面に形成してもよい。アルマイト皮膜３の代わりにプラズマ電解酸化膜を３次元構造体の全面に形成することにより、より高硬度及びより高絶縁性の絶縁膜を形成することができると共に、耐熱性，耐摩耗性，及び耐食性を向上させることができる。また３次元構造体と絶縁膜の密着性を向上させることができる。
【００１４】
また、アルマイト皮膜３の表面上に存在する微細孔を酢酸ニッケルや酢酸コバルト等の金属塩水溶液中に浸漬させることにより図４に示すように封孔材料１０によって微細孔を封孔した後に接着層４を形成してもよい。このような処理によれば、回路基板の耐食性，耐候性，及び耐汚染性を向上させると共に、アルマイト皮膜３の絶縁性を向上させることができる。
【００１５】
また、耐圧高圧容器内でアルマイト皮膜３の表面上に存在する微細孔に２〜３気圧の水蒸気を供給することにより図５に示すように微細孔を封孔した後に接着層４を形成してもよい。このような処理によれば、金属塩水溶液を用いずに微細孔を封孔することができるので廃液処理が不要になると共に、金属塩水溶液を用いる場合よりも回路基板の耐食性を向上させることができる。
【００１６】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態となる立体回路基板の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す立体回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図３】図１に示す立体回路基板の製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明の実施形態となる立体回路基板の第１の応用例の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態となる立体回路基板の第２の応用例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１：立体回路基板
２：３次元構造体
３：アルマイト皮膜
４：接着層
５：導体回路
６：銅膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムにより形成された３次元構造体の全面にアルマイト皮膜を形成する工程と、
アルマイト皮膜の表面領域における導体回路領域に対応する領域及びその周辺領域に絶縁性の接着層を形成する工程と、
接着層が形成された３次元構造体の全面に導電性の下地膜を形成する工程と、
導体回路となる部分の少なくとも輪郭線上に電磁波を照射して下地膜を除去することによって、導体回路となる部分を非導体回路の部分から切り離す工程と、 導体回路となる部分の下地膜に電気めっき処理を施すことにより導体回路を形成する工程と、
導体回路領域以外の下地膜を除去する工程と
を有することを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記接着層は無機材料により形成されていることを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記接着層を形成する工程はエアゾルデポジション法を用いて行われることを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記アルマイト皮膜の代わりにアルミナ膜を３次元構造体の全面に形成することを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記接着層を形成する前にアルマイト皮膜の金属塩水溶液中に浸漬することによりアルマイト皮膜表面上に形成された微細孔を封孔する工程を有することを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記接着層を形成する前にアルマイト皮膜表面に加圧水蒸気を供給することによりアルマイト皮膜表面上に形成された微細孔を封孔する工程を有することを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項１】
アルミニウムにより形成された３次元構造体の全面にアルマイト皮膜を形成する工程と、
アルマイト皮膜の表面領域における導体回路領域に対応する領域及びその周辺領域に絶縁性の接着層を形成する工程と、
接着層が形成された３次元構造体の全面に導電性の下地膜を形成する工程と、
導体回路となる部分の少なくとも輪郭線上に電磁波を照射して下地膜を除去することによって、導体回路となる部分を非導体回路の部分から切り離す工程と、 導体回路となる部分の下地膜に電気めっき処理を施すことにより導体回路を形成する工程と、
導体回路領域以外の下地膜を除去する工程と
を有することを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記接着層は無機材料により形成されていることを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記接着層を形成する工程はエアゾルデポジション法を用いて行われることを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記アルマイト皮膜の代わりにアルミナ膜を３次元構造体の全面に形成することを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記接着層を形成する前にアルマイト皮膜の金属塩水溶液中に浸漬することによりアルマイト皮膜表面上に形成された微細孔を封孔する工程を有することを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１項に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記接着層を形成する前にアルマイト皮膜表面に加圧水蒸気を供給することによりアルマイト皮膜表面上に形成された微細孔を封孔する工程を有することを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１５９９２９（Ｐ２００８−１５９９２９Ａ）
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４８３２８（Ｐ２００６−３４８３２８）
【出願日】平成１８年１２月２５日（２００６．１２．２５）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１０日（２００８．７．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２５日（２００６．１２．２５）
【出願人】（０００００５８３２）松下電工株式会社 (17,916)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]