(57)【要約】【課題】安定した電気特性を有する金属配線を備える配線基材、かかる配線基材を製造可能な配線基材の製造方法、ならびに、前記配線基材を備えるヘッドマウントディスプレイおよびアンテナを提供すること。【解決手段】基材の面に、金属粒子とバインダー樹脂とを含む混合層を形成する混合層形成工程と、前記混合層の第１領域にエネルギー線を照射し、前記第１領域を溶媒に対して不溶である中間層に改質する不溶化工程と、前記混合層の前記第１領域とは異なる第２領域を前記溶媒を用いて除去する除去工程と、前記中間層に金属めっきを施すめっき工程と、を有することを特徴とする配線基材の製造方法。【選択図】図１
2020196916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の面に、金属粒子とバインダー樹脂とを含む混合層を形成する混合層形成工程と、
前記混合層の第１領域にエネルギー線を照射し、前記第１領域を溶媒に対して不溶である中間層に改質する不溶化工程と、
前記混合層の前記第１領域とは異なる第２領域を前記溶媒を用いて除去する除去工程と、
前記中間層に金属めっきを施すめっき工程と、
を有することを特徴とする配線基材の製造方法。
【請求項２】
前記エネルギー線は、レーザー光であり、
前記レーザー光の波長は、前記バインダー樹脂に吸収される波長である請求項１に記載の配線基材の製造方法。
【請求項３】
前記エネルギー線は、レーザー光であり、
前記レーザー光の波長は、前記金属粒子に吸収される波長である請求項１に記載の配線基材の製造方法。
【請求項４】
前記レーザー光の波長は、紫外波長である請求項２または３に記載の配線基材の製造方法。
【請求項５】
前記バインダー樹脂は、ポリビニルアルコールを含む請求項１ないし４のいずれか１項に記載の配線基材の製造方法。
【請求項６】
前記混合層は、前記エネルギー線を吸収する添加剤を含む請求項１ないし５のいずれか１項に記載の配線基材の製造方法。
【請求項７】
基材と、
金属配線と、
前記基材と前記金属配線との間に設けられ、金属粒子とバインダー樹脂とを含む中間層と、
を有することを特徴とする配線基材。
【請求項８】
請求項７に記載の配線基材を備え、
前記基材は、第１曲面、または、互いに連続する第１面および第２面を有し、
前記金属配線は、前記第１曲面に、または、前記第１面と前記第２面とに跨って、設けられていることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
【請求項９】
請求項７に記載の配線基材を備え、
前記基材は、第２曲面、または、互いに連続する第３面および第４面を有し、
前記金属配線は、前記第２曲面に、または、前記第３面と前記第４面とに跨って、設けられていることを特徴とするアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基材の製造方法、配線基材、ヘッドマウントディスプレイおよびアンテナに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、合成樹脂の基体にレーザービームを照射して、選択的に表面改質する工程と、この基体を金属イオンからなるイオン触媒に接触させる工程と、イオン触媒を金属に還元する工程と、還元して得られた金属を金属核として無電解めっき層を形成する工程と、を有する成形回路部品の製造方法が開示されている。この方法では、イオンビームが照射された部分で、基体の表面が改質され、官能基が生成される。そして、この官能基とイオン触媒とが反応し、イオン触媒が定着する。このため、イオン触媒が定着した部分に対し、選択的に無電解めっき層を形成することができ、回路を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３６７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、基体の表面を改質する必要がある。表面改質には、レーザービームが用いられるため、表面の粗化が伴う。粗化の程度を厳密に制御することは難しいことから、回路を構成する配線の表面形状や断面形状がばらつく。そうすると、配線の電気抵抗等の特性が安定しないという課題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の適用例に係る配線基材の製造方法は、
基材の面に、金属粒子とバインダー樹脂とを含む混合層を形成する混合層形成工程と、
前記混合層の第１領域にエネルギー線を照射し、前記第１領域を溶媒に対して不溶である中間層に改質する不溶化工程と、
前記混合層の前記第１領域とは異なる第２領域を前記溶媒を用いて除去する除去工程と、
前記中間層に金属めっきを施すめっき工程と、
を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係る配線基材の製造方法を説明するための工程図である。
【図２】図１に示す配線基材の製造方法を説明するための図である。
【図３】図１に示す配線基材の製造方法を説明するための図である。
【図４】図１に示す配線基材の製造方法を説明するための図である。
【図５】図１に示す配線基材の製造方法を説明するための図である。
【図６】図１に示す配線基材の製造方法を説明するための図である。
【図７】図１に示す配線基材の製造方法を説明するための図である。
【図８】図１に示す配線基材の製造方法を説明するための図である。
【図９】第１実施形態に係る配線基材を示す斜視図である。
【図１０】第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す斜視図である。
【図１１】第３実施形態に係るアンテナを備えるスマートフォンを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の配線基材の製造方法、配線基材、ヘッドマウントディスプレイおよびアンテナの好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
１．第１実施形態
まず、第１実施形態に係る配線基材およびその製造方法について説明する。
【０００８】
１．１  配線基板の製造方法
図１は、第１実施形態に係る配線基材の製造方法を説明するための工程図である。図２ないし図８は、それぞれ図１に示す配線基材の製造方法を説明するための図である。
【０００９】
図１に示す配線基材の製造方法は、基材形成工程Ｓ０１と、混合層形成工程Ｓ０２と、不溶化工程Ｓ０３と、除去工程Ｓ０４と、めっき工程Ｓ０５と、を有する。以下、各工程について順次説明する。
【００１０】
１．１．１  基材形成工程Ｓ０１
まず、図２に示すように、基材２を形成する。基材２は、本実施形態で製造しようとする配線基材１の骨格をなす部材であり、その表面２０に金属配線を形成するための下地となる。
【００１１】
基材２の構成材料としては、例えば、樹脂材料、セラミックス材料等の絶縁性材料が挙げられ、特に樹脂材料が好ましく用いられる。また、これらの絶縁性材料が少なくとも表面２０を構成していれば、内部に金属材料、炭素材料等の導電性材料が含まれていてもよい。さらに、これらを主材料とし、任意の添加物が添加されていてもよい。添加物としては、例えば、染料、顔料、フィラー、難燃剤等が挙げられる。
【００１２】
基材２の形成方法は、特に限定されないが、例えば射出成形法、プレス成形法、押出成形法、三次元造形法等が挙げられる。このうち、三次元造形法によれば、複雑な立体形状を有する基材２を、短時間で安価に作製することができる。このため、基材２に対する二次加工を減らすことができる。
【００１３】
基材２の形状は、特に限定されないが、例えば板状、シート状、ブロック状、球状、不定形状等、いかなる形状であってもよい。なお、本願の各図では、一例としてシート状をなす基材２を図示している。シート状をなす基材２は、剛性を有していてもよいし、可撓性を有していてもよい。
【００１４】
基材２の表面２０には、必要に応じて表面処理が施されていてもよい。表面処理の内容は、特に限定されないが、表面２０の平滑性を低下させにくい処理が好ましく用いられる。具体的には、オゾン処理、ラジカル処理、紫外線処理、プラズマ処理、コロナ処理、溶剤処理等が挙げられる。これらの表面処理を施すことにより、後述する工程において基材２の表面２０に混合層を形成する際、その密着性を高めることができる。
【００１５】
以上、基材２を形成する工程について説明したが、すでに形成された基材２を用いる場合、本工程を省略してもよい。
【００１６】
１．１．２  混合層形成工程Ｓ０２
次に、基材２の表面２０に、図３に示す混合層３０を形成する。混合層３０は、金属粒子３１とバインダー樹脂３２とを含む。このような混合層３０は、後述する不溶化工程Ｓ０３においてエネルギー線が照射されることにより、不溶化し得る層である。そして、この不溶化により、その後の除去工程Ｓ０４でも選択的に残存させることができ、さらにその後のめっき工程Ｓ０５において、めっきを析出させるシード層となる。
【００１７】
混合層３０は、いかなる方法で形成されてもよく、例えば転写法、印刷法等で形成されてもよいが、本実施形態では塗布法により形成する。塗布法では、図４に示すように、金属粒子３１とバインダー樹脂３２と分散媒３３とを含む液状の組成物３４を用いる。そして、組成物３４を基材２の表面２０に塗布する。塗布には、ディッピング、スプレーコート、バーコート、スピンコート等の方法が用いられる。このうち、図４に示すディッピング（浸漬）が好ましく用いられる。ディッピングでは、基材２を組成物３４中に浸漬するだけでよく、かつ、均一でムラなく塗布することが可能である。
【００１８】
このようにして組成物３４を塗布した後、自然乾燥または強制乾燥により、組成物３４に含まれる分散媒３３を除去する。これにより、組成物３４の分散質または溶質が固化し、図３に示す混合層３０が得られる。
【００１９】
バインダー樹脂３２としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、アクリル酸、メタクリル酸、セルロール誘導体、でんぷん、タンパク質、ポリアミド、ポリオレフィン等が挙げられる。このうち、セルロース誘導体としては、例えば、セルロースエーテル、ニトロセルロース、アセチルセルロース等が挙げられる。また、ポリアミドとしては、例えばナイロン、特に水溶性ナイロン等が挙げられる。また、ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
【００２０】
このうち、バインダー樹脂３２は、水溶性樹脂を含むことが好ましく、ポリビニルアルコールを含むことがより好ましい。水溶性樹脂、特にポリビニルアルコールは、水酸基を含むため、良好な水溶性を有する。このため、後述する除去工程Ｓ０４において、水に溶解し、効率よく除去される。一方、ポリビニルアルコールのような水溶性樹脂は、エネルギー線Ｅの照射に伴って、水酸基が切断され、脱水縮合等の反応を生じる。これにより、水に対して効率よく不溶化する。このため、エネルギー線Ｅの照射により、混合層３０の特定領域を精度よく不溶化させることができる。
【００２１】
なお、水溶性樹脂としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、ポリアミド、でんぷん、タンパク質、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。
【００２２】
また、ポリビニルアルコールのけん化度は、特に限定されないが、８０モル％以上９９モル％以下であるのが好ましく、９０モル％以上９９モル％以下であるのがより好ましい。ポリビニルアルコールのけん化度が前記範囲内であることにより、組成物３４の粘性を最適化するとともに、混合層３０が不溶化して得られる後述の中間層３の機械的強度を高めやすくなる。
【００２３】
さらに、ポリビニルアルコールの重合度は、特に限定されないが、３００以上３０００以下であるのが好ましく、５００以上２５００以下であるのがより好ましい。ポリビニルアルコールの重合度が前記範囲内であることにより、組成物３４の粘性を最適化するとともに、混合層３０が不溶化して得られる後述の中間層３の機械的強度を高めやすくなる。
【００２４】
分散媒３３としては、金属粒子３１を分散させるとともに、バインダー樹脂３２を分散または溶解する液体であれば、いかなるものでもよい。一例として、水、アルカリ水溶液、アルコール類、ケトン類、アルキルベンゼン類等が挙げられる。
【００２５】
金属粒子３１としては、例えば、後述する金属めっきの際に、めっきが析出するためのシードとなり得る金属材料の粒子であれば、特に限定されない。一例として、銅または銅合金、銀または銀合金、金または金合金、ニッケルまたはニッケル合金、パラジウムまたはパラジウム合金等の粒子が挙げられる。
【００２６】
金属粒子３１の平均粒径は、２０ｎｍ以上５．０μｍ以下であるのが好ましく、５０ｎｍ以上３．０μｍ以下であるのがより好ましく、７０ｎｍ以上１．０μｍ以下であるのがさらに好ましい。金属粒子３１の平均粒径を前記範囲内に設定することにより、組成物３４において金属粒子３１を十分に均一に分散させることができ、かつ、平均粒径が小さすぎることによる金属粒子３１の高コスト化を避けることができる。また、平均粒径が大きすぎることによる混合層３０の平滑性の低下を抑制することができる。
【００２７】
なお、上述した平均粒径とは、レーザー回折式粒度分布測定装置を用い、体積基準に基づく累積の体積が５０％のときの粒径Ｄ５０のことをいう。
【００２８】
その他、組成物３４には、任意の添加物が添加されていてもよい。添加物としては、例えば、顔料、染料、分散剤、滑剤、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、フィラー等が挙げられる。
【００２９】
このうち、組成物３４、すなわち混合層３０は、後述する不溶化工程Ｓ０３で用いるエネルギー線Ｅを吸収する添加剤を含むことが好ましい。このような添加剤を含むことにより、バインダー樹脂３２や金属粒子３１のエネルギー線Ｅの吸収率が低い場合でも、それを添加剤によって補うことができる。その結果、混合層３０を不溶化してなる後述の中間層３の機械的強度や金属粒子３１のシード層としての特性等を優先して、これらの構成材料を選択することができる。つまり、エネルギー線Ｅの吸収率をあまり考慮することなく、材料の選択が可能になる。このため、機械的特性や金属めっきの析出特性が良好な中間層３を形成可能な混合層３０を得ることができる。
【００３０】
なお、エネルギー線Ｅを吸収する添加剤の例としては、前述した顔料、染料、紫外線吸収剤等が挙げられる。
【００３１】
また、図３では、基材２の表面２０全体を覆うように混合層３０を形成しているが、混合層３０は、基材２の表面２０の一部、具体的には、少なくとも後述する金属配線４を形成しようとする領域に形成されていればよい。
【００３２】
なお、以下の説明では、説明の便宜上、図２ないし図８の上方を「上」、下方を「下」として説明する。本実施形態では、基材２の片面、すなわち図３中の上面に金属配線４を形成するので、混合層３０を少なくとも基材２の上面に形成すればよい。
【００３３】
１．１．３  不溶化工程Ｓ０３
次に、混合層３０の第１領域３０１にエネルギー線Ｅを照射する。エネルギー線Ｅを照射すると、混合層３０の第１領域３０１に含まれるバインダー樹脂３２に例えば脱水縮合等の反応が生じる。これにより、第１領域３０１では、バインダー樹脂３２が不溶化する。そして、第１領域３０１では、図５に示すように、金属粒子３１と不溶化されたバインダー樹脂３２ａとを含む中間層３が得られる。なお、第１領域３０１は、後述する金属配線４を形成しようとする領域である。
【００３４】
このようにして得られた中間層３の平均厚さは、０．５μｍ以上１０．０μｍ以下であるのが好ましく、１．０μｍ以上５．０μｍ以下であるのがより好ましい。中間層３の平均厚さを前記範囲内に設定することにより、十分な厚さを確保することができるため、中間層３が途切れにくくなり、中間層３をシード層として形成される金属配線４の電気特性が低下しにくくなる。また、中間層３が適度な弾性を有することになるため、最終的に得られる配線基材１において、金属配線４と他の端子等とを接触させたとき、中間層３の弾性を利用して接触状態が維持されやすくなる。これにより、配線基材１の接触抵抗の増大を抑制することができる。
【００３５】
また、中間層３において、不溶化されたバインダー樹脂３２ａに対する金属粒子３１の割合は、特に限定されないが、０．０５原子％以上であるのが好ましく、０．２０原子％以上１０．０原子％以下であるのがより好ましく、０．３０原子％以上５．００原子％以下であるのがさらに好ましい。金属粒子３１の割合を前記範囲内に設定することにより、シード層として十分な金属粒子３１の量を確保しつつ、混合層３０の機械的強度が低下するのを防止することができる。また、不溶化されたバインダー樹脂３２ａの割合が最適化されることで、中間層３が適度な弾性を有することになる。このため、最終的に得られる配線基板において、金属配線と他の端子等とを接触させたとき、中間層３の弾性を利用して接触状態が維持されやすくなり、接触抵抗の増大を抑制することができる。
【００３６】
なお、不溶化されたバインダー樹脂３２ａに対する金属粒子３１の割合は、Ｘ線光電子分光分析装置による組成分析によって求められる。具体的には、樹脂材料で構成された基材２の表面２０に混合層３０を形成し、金属粒子３１に含まれる金属元素、炭素原子および酸素原子の各含有率を測定する。そして、これらの全体に対する金属元素の割合として求められる。
【００３７】
また、中間層３の平均厚さに対する金属粒子３１の平均粒径の比率は、１．０％以上１００％以下であるのが好ましく、５．０％以上５０％以下であるのがより好ましい。このような比率であれば、中間層３の表面に金属粒子３１が露出する確率が高くなる。これにより、中間層３が金属めっきの核になる確率をより高めることができる。
【００３８】
エネルギー線Ｅとしては、例えば、レーザー光、電子線、イオン線、ランプ光等が挙げられるが、レーザー光が好ましく用いられる。レーザー光は、指向性が高い光であるため、照射領域を規制するマスク等を用いることなく、目的とする領域に効率よく照射することができる。なお、レーザー光は、指向性が高いため、走査手段によって第１領域３０１全体を走査しつつ照射する。一方、電子線、イオン線およびランプ光を用いる場合には、これらのエネルギー線Ｅの照射領域を規制するマスクを用いるようにすればよい。
【００３９】
混合層３０のうち、エネルギー線Ｅが照射された第１領域３０１では、エネルギーを吸収して温度が上昇する。この温度上昇により、バインダー樹脂３２に熱による反応が生じて不溶化する。例えば、バインダー樹脂３２がポリビニルアルコールを含む場合、前述したように、エネルギー線Ｅの照射に伴って、ポリビニルアルコールの水酸基が切断され、脱水縮合等の反応を生じる。これにより、水に対して効率よく不溶化する。
【００４０】
また、エネルギー線Ｅがレーザー光である場合、レーザー光の波長は、バインダー樹脂３２に吸収される波長であるのが好ましい。このような波長のレーザー光を用いることにより、混合層３０に含まれたバインダー樹脂３２を効率よく不溶化することができる。このため、レーザー光の走査速度を高めやすくなり、工程に要する時間を短縮することができる。また、短時間でも確実に不溶化することができるので、中間層３を形成する際の輪郭の精度を高めることができる。
【００４１】
なお、バインダー樹脂３２とともに、混合層３０に染料または顔料を添加することにより、バインダー樹脂３２に着色することができる。これにより、バインダー樹脂３２のレーザー光の吸収率を高めることができ、より効率よく不溶化することができる。
【００４２】
さらに、エネルギー線Ｅがレーザー光である場合、レーザー光の波長は、金属粒子３１に吸収される波長であるのが好ましい。このような波長のレーザー光を用いることにより、金属粒子３１を短時間で発熱させることができる。そして、この熱をバインダー樹脂３２に伝達することにより、バインダー樹脂３２を効率よく不溶化することができる。このため、レーザー光の走査速度を高めやすくなり、工程に要する時間を短縮することができる。また、短時間でも確実に不溶化することができるので、中間層３を形成する際の輪郭の精度を高めることができる。
【００４３】
また、レーザー光の波長は、特に、紫外波長であるのが好ましい。紫外波長とは、可視光よりも短い波長であり、例えば１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。このような紫外波長であれば、バインダー樹脂３２の吸収率が比較的高く、かつ、金属粒子３１にも吸収されやすい。このため、混合層３０の第１領域３０１に照射されたとき、短時間で温度を上昇させ、第１領域３０１の不溶化を図ることができる。さらに、紫外線は、可視光よりも短波長であるため、パターニング精度が高いという点でも有用である。
【００４４】
なお、レーザー光の波長は、好ましくは１００ｎｍ以上３８０ｎｍ以下とされ、より好ましくは１５０ｎｍ以上３６０ｎｍ以下とされる。
レーザー光源は、波長に応じて適宜選択されるが、例えば、半導体レーザー、エキシマーレーザー、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ４レーザー等が挙げられる。
【００４５】
一方、混合層３０のうち、第１領域３０１とは異なる第２領域３０２、換言すれば、混合層３０のうち、第１領域３０１以外の第２領域３０２には、エネルギー線Ｅが照射されない。このため、第２領域３０２に含まれるバインダー樹脂３２は、不溶化せず、可溶な状態で残ることになる。したがって、この時点では、基材２の表面２０に、溶媒に可溶な混合層３０と、溶媒に不要な中間層３と、が共存している。
【００４６】
１．１．４  除去工程Ｓ０４
次に、混合層３０および中間層３が形成されている基材２を、図６に示す溶媒３５に接触させる。この溶媒３５は、バインダー樹脂３２を溶解可能な液体であり、かつ、不溶化されたバインダー樹脂３２ａを溶解しにくい液体である。このような溶媒３５に接触すると、混合層３０の第２領域３０２が除去されるとともに、第１領域３０１が不溶化されてなる中間層３が残存する。具体的には、第２領域３０２中の不溶化されていないバインダー樹脂３２が溶媒３５に溶解し、それに伴って混合層３０が除去される。これにより、基材２の表面２０には中間層３のみが残ることになり、図７に示す、基材２と中間層３とを備える被めっき体３６が得られる。
【００４７】
混合層３０および中間層３が形成されている基材２と、溶媒３５と、の接触方法は、特に限定されないが、例えば、溶媒３５に基材２を浸漬する方法、基材２に溶媒３５を噴霧する方法、溶媒３５の流れに基材２を曝す方法等が挙げられる。なお、図６では、一例として、溶媒３５に基材２を浸漬する方法を図示している。
【００４８】
溶媒３５は、前述したように、不溶化されていないバインダー樹脂３２を溶解するとともに、不溶化されたバインダー樹脂３２ａを溶解しにくい液体である。したがって、溶媒３５は、バインダー樹脂３２の組成に応じて適宜設定される。
【００４９】
溶媒３５としては、特に限定されないが、例えば、前述した分散媒３３として挙げた各種物質の中からバインダー樹脂３２に応じて適宜選択される。例えば、バインダー樹脂３２がアクリル酸、メタクリル酸、ポリアミド等を含む場合には、溶媒３５として水、アルカリ性水溶液、アルコール類等が好ましく用いられる。また、バインダー樹脂３２がセルロース誘導体を含む場合には、アルカリ水溶液の他、ケトン類のような有機溶剤等が好ましく用いられる。さらに、バインダー樹脂３２がでんぷん、タンパク質、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等を含む場合には、水等が好ましく用いられる。また、バインダー樹脂３２がポリオレフィンを含む場合には、アルキルベンゼン類のような有機溶剤等が好ましく用いられる。
【００５０】
また、溶媒３５は、不溶化されていない、つまりエネルギー線Ｅが照射されていないバインダー樹脂３２の溶解度が、不溶化された、つまりエネルギー線Ｅが照射されて不溶化されたバインダー樹脂３２ａの溶解度よりも大きい液体であればよい。両者の溶解度の差は、特に限定されないが、溶液におけるバインダー樹脂３２の濃度と不溶化されたバインダー樹脂３２ａの濃度との差が１質量％以上であるのが好ましく、３質量％以上であるのがより好ましく、１０質量％以上であるのがさらに好ましい。
【００５１】
１．１．５  めっき工程Ｓ０５
次に、中間層３に金属めっきを施し、金属配線４を得る。金属配線４は、中間層３を核として金属めっき法により形成される。金属めっき法は、電解めっき法であってもよいが、無電解めっき法であるのが好ましい。無電解めっき法は、例えば、金属配線４を構成する金属イオンを含有する水溶液（無電解めっき液）に被めっき体３６を浸漬する方法である。具体的には、例えば、金属配線４を構成する金属が銅ニッケル合金である場合、無電解銅ニッケルめっき液に被めっき体３６を浸漬させる。
【００５２】
無電解めっき液に被めっき体３６を浸漬すると、無電解めっき液に含まれた金属イオンが、中間層３に含まれた金属粒子３１が核となって金属めっきが析出する。これにより、図８に示すように、中間層３を覆うように金属配線４が形成される。このようにして、中間層３の形成領域に応じたパターンの金属配線４を形成することができる。
【００５３】
ここで、中間層３は、混合層３０の一部を不溶化して残存させたものである。このため、中間層３の表面は、比較的平滑性が高い。また、中間層３は、混合層３０の第１領域３０１にエネルギー線Ｅを照射して形成されているが、バインダー樹脂３２を用いて形成されていることから、バインダー樹脂３２の軟化が功を奏することで表面の粗面化が生じにくい。このため、中間層３に含まれた金属粒子３１を核として析出する金属めっきは、均一な膜厚で析出することができる。その結果、金属配線４の表面形状や断面形状も、大きくばらつくことなく、比較的均一となる。そして、電気抵抗等の電気特性が安定した金属配線４を備えた配線基材１を得ることができる。
【００５４】
また、混合層３０の第２領域３０２では、バインダー樹脂３２が溶解することにより、金属粒子３１も溶媒３５に流出するため、金属めっきが析出するための核がほとんど存在しない。このため、金属めっきの析出が抑制され、意図しない導電物の生成が抑制される。その結果、金属配線４同士の短絡を防止することができる。
【００５５】
さらに、エネルギー線Ｅが指向性を有している場合には、マスク等を用いることなく、混合層３０の第１領域３０１を選択的に不溶化することができる。このため、低コストで効率よく配線基材１を製造することができる。
【００５６】
以上のように、本実施形態に係る配線基材の製造方法は、基材２の面である表面２０に、金属粒子３１とバインダー樹脂３２とを含む混合層３０を形成する混合層形成工程Ｓ０２と、混合層３０の第１領域３０１にエネルギー線Ｅを照射し、第１領域３０１を溶媒３５に対して不溶である中間層３に改質する不溶化工程Ｓ０３と、混合層３０の第１領域３０１とは異なる第２領域３０２を溶媒３５を用いて除去する除去工程Ｓ０４と、中間層３に金属めっきを施し、金属配線４を得るめっき工程Ｓ０５と、を有する。
【００５７】
このような方法によれば、基材２と金属配線４との間に位置する中間層３の表面の平滑性が高いため、それを核として金属配線４を析出させることで、表面形状や断面形状が比較的均一な金属配線４を得ることができる。そして、電気特性が安定した金属配線４を備えた配線基材１を得ることができる。
【００５８】
１．２  配線基板
図９は、第１実施形態に係る配線基材を示す斜視図である。
【００５９】
図９に示す配線基材１は、基材２と、基材２の表面２０に設けられている金属配線４と、基材２と金属配線４との間に設けられ、金属粒子３１とバインダー樹脂３２ａとを含む中間層３と、を有する。このような配線基材１は、基材２と金属配線４との間に位置する中間層３の表面の平滑性が高いため、表面形状や断面形状が比較的均一な金属配線４を得ることができる。そして、電気特性が安定した金属配線４を備えた配線基材１を得ることができる。
【００６０】
また、中間層３が不溶化されたバインダー樹脂３２ａを含んでいるため、中間層３に弾性を付与することができる。このため、金属配線４の表面を押圧した場合、中間層３が撓むことによって、金属配線４の表面も撓みやすくなる。そして、圧力を取り除くと、中間層３の弾性によって撓みが解消する。このような特性により、金属配線４は、他の端子と接触したとき、接触抵抗を抑制する、つまりコンタクト性を向上させることができる。また、中間層３の弾性によって、金属配線４が他の端子に付勢された状態が維持されやすくなるため、長期にわたって接触抵抗が小さい状態を維持することができる。
【００６１】
金属配線４の構成材料としては、例えば、銅、金、銀、ニッケル等の単体、またはこれらを含む合金等が挙げられる。このうち、銅または銅合金が好ましく用いられる。このような金属を含む金属配線４は、導電性が高いため、他の端子等との接触において、接触抵抗を特に抑制することができる。
【００６２】
金属配線４の平均厚さは、特に限定されないが、０．５μｍ以上２０．０μｍ以下であるのが好ましく、１．０μｍ以上１０．０μｍ以下であるのがより好ましく、２．０μｍ以上５．０μｍ以下であるのがさらに好ましい。金属配線４の平均厚さが前記範囲内であれば、金属配線４の電気抵抗が著しく増大するのを抑制することができる。
【００６３】
なお、金属配線４の平均厚さが前記下限値を下回ると、金属配線４の構成材料によっては、金属配線４の電気抵抗が増大するおそれがある。一方、金属配線４の平均厚さが前記上限値を上回ると、金属配線４の構成材料によっては、金属配線４の厚さが厚くなりすぎて、中間層３が弾性を有していても、金属配線４が十分に撓まないおそれがある。そうすると、金属配線４を他の端子等と接触させたときのコンタクト性を十分に向上させることができないおそれがある。
【００６４】
なお、金属配線４の平均厚さは、配線基材１を金属配線４の延在方向に沿って厚さ方向に切断し、断面を拡大観察したとき、観察像の１０点以上で測定した金属配線４の厚さを平均することで求められる。同様に、中間層３の平均厚さは、配線基材１を金属配線４の延在方向に沿って厚さ方向に切断し、断面を拡大観察したとき、観察像の１０点以上で測定した中間層３の厚さを平均することで求められる。
【００６５】
また、金属配線４の平均厚さは、中間層３の平均厚さの０．３倍以上１０倍以下であるのが好ましく、１倍以上５倍以下であるのがより好ましく、１倍超３倍以下であるのがさらに好ましい。金属配線４の平均厚さと中間層３の平均厚さとの関係が前記範囲内であることにより、中間層３の弾性と金属配線４の電気抵抗および撓みやすさとのバランスが良好になる。その結果、電気特性とコンタクト性との両立が図られた配線基材１が得られる。
【００６６】
一方、図９に示すように、複数の金属配線４が並列しているとき、１本の金属配線４の線幅を「ラインＬ」とし、隣り合う金属配線４同士の隙間の幅を「スペースＳ」としたとき、ラインＬおよびスペースＳは、それぞれできるだけ狭くすることにより、金属配線４の高密度化を図ることができ、配線基材１の小型化および軽量化を図りやすくなる。一方、狭すぎると、金属配線４同士の短絡が生じやすくなるため、金属配線４の形成精度が要求されることとなる。
【００６７】
本実施形態では、最小のラインＬとして１００μｍ以下を実現可能である。同様に最小のスペースＳとしても１００μｍ以下を実現可能である。これにより、金属配線４の十分な高密度化を図ることができる。
【００６８】
以上のような配線基材１は、例えば、基材２の表面２０に混合層３０を形成した後、エネルギー線Ｅの照射領域を適宜選択することにより、中間層３をパターニングし、それを核として金属配線４を形成することで作製される。このため、基材２の形状によらず、金属配線４の表面形状や断面形状が均一になりやすい。したがって、基材２が立体形状をなしている場合であっても、表面２０に金属配線４を形成することができ、かつ、その金属配線４の電気特性の安定化を図りやすい。なお、本願において、「基材２の表面に設けられている金属配線４」および「表面２０に金属配線４を形成する」とは、基材２の表面２０に金属配線４が直接的に位置している状態、または、基材２の表面２０に中間層３またはその他の任意の部材を介して間接的に位置している状態を指す。
【００６９】
２．第２実施形態
次に、第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイについて説明する。
図１０は、第２実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す斜視図である。なお、図１０では、一部を透視して図示している。
【００７０】
図１０に示すヘッドマウントディスプレイ５００は、ユーザーの頭部に装着可能な枠部５０２と、枠部５０２に設けられ、ユーザーの右眼に画像を認識させる第１表示装置５００Ａおよび左眼に画像を認識させる第２表示装置５００Ｂと、を有している。第１表示装置５００Ａは、右眼用の虚像を形成し、第２表示装置５００Ｂは、左眼用の虚像を形成する。なお、ヘッドマウントディスプレイ５００は、第１表示装置５００Ａまたは第２表示装置５００Ｂのいずれかを単独で有している構成であってもよい。
【００７１】
枠部５０２は、第１リム部５０７および第２リム部５０８と、第１リム部５０７の一端から延在する第１テンプル部５０４と、第１リム部５０７の他端から延在する第２テンプル部５０５と、を備えている。
【００７２】
第１リム部５０７および第２リム部５０８は、それぞれユーザーの正面において左右に延びる部材である。そして、第１リム部５０７と第２リム部５０８とで、第１表示装置５００Ａおよび第２表示装置５００Ｂを支持している。
【００７３】
ここで、第１表示装置５００Ａの構成について説明する。なお、第２表示装置５００Ｂの構成は、第１表示装置５００Ａと同様であるため、その説明を省略する。
【００７４】
第１表示装置５００Ａは、めがねレンズに相当する光透過部５０１Ａと、光透過部５０１Ａに投影する画像を投射する画像投射部５０２Ａと、を含んでいる。また、第１表示装置５００Ａは、画像投射部５０２Ａに電力を供給する電力線、および、図示しない制御部と画像投射部５０２Ａとの間で通信するための通信線を備える配線基板５０３Ａを含んでいる。
【００７５】
本実施形態では、一例として、第１テンプル部５０４の表面に金属配線５５１が設けられ、この金属配線５５１が前述した電力線または通信線として用いられている。つまり、第１テンプル部５０４の一部に配線基板５０３Ａが組み込まれている。そして、この配線基板５０３Ａは、前述した第１実施形態に係る配線基材１で構成されている。つまり、第１テンプル部５０４は、前述した第１実施形態に係る基材２に相当し、金属配線５５１は、第１実施形態に係る金属配線４に相当する。
【００７６】
すなわち、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ５００は、前述した配線基材１を備えている。
【００７７】
このような配線基材１を備えていることにより、配線基板５０３Ａでは、金属配線５５１の下地として、第１テンプル部５０４のような表面が複雑に湾曲していることが多い部材を用いた場合でも、電気特性が安定した金属配線５５１を形成することができる。つまり、第１テンプル部５０４の表面は、第１曲面、または、互いに連続する第１面および第２面、を有していてもよい。その場合でも、金属配線５５１は、第１曲面、または、第１面と第２面とに跨って、設けられている。このため、第１テンプル部５０４に対し、テンプル部としての機能だけでなく、金属配線５５１の下地としての機能も付与することができる。その結果、配線基板５０３Ａの省スペース化および軽量化を図ることができ、ヘッドマウントディスプレイ５００の小型化、軽量化および低コスト化を図ることができる。
【００７８】
なお、このような配線基板５０３Ａにおいても、第１実施形態に係る配線基材１が奏する効果と同様の効果が得られる。
【００７９】
３．第３実施形態
次に、第３実施形態に係るアンテナについて説明する。
図１１は、第３実施形態に係るアンテナを備えるスマートフォンを示す平面図である。なお、図１１では、一部を透視して図示している。
【００８０】
図１１に示すスマートフォン６００は、その内部に設けられた通信用アンテナ６１０と、画像表示装置６２０と、操作ボタン６３０と、を有している。スマートフォン６００は、通信用アンテナ６１０と基地局との間で無線通信を行うことにより、音声やデータを送受信し、必要な情報を画像表示装置６２０に表示する。また、操作ボタン６３０によりユーザーの操作を受け付け、操作に応じて作動するとともに、操作結果を画像表示装置６２０に表示する。
【００８１】
通信用アンテナ６１０は、スマートフォン６００と基地局との間で無線通信を行う際に、電波の送受信を担う。図１１に示す通信用アンテナ６１０は、アンテナ基体６０１と、アンテナ基体６０１の表面に設けられたアンテナエレメント６０２と、を備えている。アンテナエレメント６０２は、目的とする形状にパターニングされた金属膜である。図１１では一部しか図示されていないものの、通信用アンテナ６１０では、立体形状を有するアンテナ基体６０１の表面全体にわたってアンテナエレメント６０２が設けられている。これにより、例えば、複数の共振周波数を有する多共振（マルチバンド）の通信用アンテナ６１０を実現することができ、かつ、その小型化を図ることができる。
【００８２】
そして、この通信用アンテナ６１０は、前述した第１実施形態に係る配線基材１で構成されている。つまり、アンテナ基体６０１は、前述した第１実施形態に係る基材２に相当し、アンテナエレメント６０２は、前述した第１実施形態に係る金属配線４に相当する。
【００８３】
すなわち、本実施形態に係る通信用アンテナ６１０は、前述した配線基材１を備えている。
【００８４】
このような配線基材１を備えていることにより、通信用アンテナ６１０では、アンテナエレメント６０２の下地として、アンテナ基体６０１のような立体形状をなす部材を用いた場合でも、電気特性が安定したアンテナエレメント６０２を形成することができる。つまり、アンテナ基体６０１の表面は、第２曲面、または、互いに連続する第３面および第４面、を有していてもよい。その場合でも、金属配線４であるアンテナエレメント６０４は、第２曲面、または、第３面と第４面とに跨って、設けられている。これにより、アンテナエレメント６０２のパターニングの自由度に優れた通信用アンテナ６１０を効率よく製造することができる。その結果、小型化された通信用アンテナ６１０であっても、感度のよい無線通信が可能になるとともに、消費電力の低減を図ることができる。
【００８５】
なお、このような通信用アンテナ６１０においても、第１実施形態に係る配線基材１が奏する効果と同様の効果が得られる。
【００８６】
４．電子機器および移動体
前述した配線基材１は、上記電子機器以外の各種電子機器が備える配線基材にも適用可能である。かかる電子機器としては、例えば、パーソナルコンピューター、携帯電話機、デジタルスチールカメラ、スマートフォン、タブレット端末、スマートウォッチを含む時計、インクジェット式吐出装置、例えばインクジェットプリンター、ウェアラブル端末、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、通信機能を含む電子手帳、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡のような医療機器、魚群探知機、各種測定機器、車両、航空機、船舶のような計器類、携帯端末用の基地局、フライトシミュレーター等が挙げられる。以上のような電子機器は、配線基材１を備えることにより、配線基材１の安定した電気特性および省スペース性に基づき、小型で信頼性の高いものとなる。
【００８７】
また、前述した配線基板１は、各種移動体が備える各種機器にも適用可能である。かかる機器としては、例えば、キーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、ブレーキシステム、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター、車体姿勢制御システム等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）等が挙げられる。以上のような移動体が備える各種機器は、配線基材１を備えることにより、配線基材１の安定した電気特性および省スペース性に基づき、小型で信頼性の高いものとなる。
【００８８】
以上、本発明の配線基材の製造方法、配線基材、ヘッドマウントディスプレイおよびアンテナを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
【００８９】
例えば、本発明の配線基材の製造方法は、前記実施形態に任意の目的の工程が追加されたものであってもよい。
【００９０】
また、本発明の配線基材、ヘッドマウントディスプレイおよびアンテナは、前記実施形態の各部の構成が、同様の機能を有する任意の構成に置換されたものであってもよく、前記実施形態に任意の構成が追加されたものであってもよい。
【００９１】
さらに、本発明のアンテナは、前記実施形態のようなスマートフォン用の通信用アンテナに限定されず、いかなる用途のアンテナであってもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１…配線基材、２…基材、３…中間層、４…金属配線、２０…表面、３０…混合層、３１…金属粒子、３２…バインダー樹脂、３２ａ…不溶化されたバインダー樹脂、３３…分散媒、３４…組成物、３５…溶媒、３６…被めっき体、３０１…第１領域、３０２…第２領域、５００…ヘッドマウントディスプレイ、５００Ａ…第１表示装置、５００Ｂ…第２表示装置、５０１Ａ…光透過部、５０２…枠部、５０２Ａ…画像投射部、５０３Ａ…配線基板、５０４…第１テンプル部、５０５…第２テンプル部、５０７…第１リム部、５０８…第２リム部、５５１…金属配線、６００…スマートフォン、６０１…アンテナ基体、６０２…アンテナエレメント、６１０…通信用アンテナ、６２０…画像表示装置、６３０…操作ボタン、Ｅ…エネルギー線、Ｌ…ライン、Ｓ…スペース、Ｓ０１…基材形成工程、Ｓ０２…混合層形成工程、Ｓ０３…不溶化工程、Ｓ０４…除去工程、Ｓ０５…めっき工程
【図１】
2020196916.tif 000003
【図２】
2020196916.tif 000004
【図３】
2020196916.tif 000005
【図４】
2020196916.tif 000006
【図５】
2020196916.tif 000007
【図６】
2020196916.tif 000008
【図７】
2020196916.tif 000009
【図８】
2020196916.tif 000010
【図９】
2020196916.tif 000011
【図１０】
2020196916.tif 000012
【図１１】
2020196916.tif 000013