【手続補正書】
【提出日】平成17年7月11日(2005.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  導電性パターンを形成するための方法及び装置、並びに、導電性パターン形成用転写板
【特許請求の範囲】
【請求項１】  物体表面に導電性パターンを形成するための方法であって、
レーザ光を殆ど透過させる性質を有する基板の片面に導電性被膜を被着させてなる転写板を、導電性パターンの形成対象となる物体表面に、前記導電性被膜が対面するようにして重ね合わせ、該重ね合わされた転写板にその背後から所望のパターンに対応させてレーザ光を照射することにより、前記転写板上の導電性被膜を前記物体表面に向けて所望パターンで飛散させて転写する、ことを特徴とする導電性パターンを形成する方法。
【請求項２】  レーザ光を殆ど透過させる性質を有する基板の材質がガラスであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】  レーザ光を殆ど透過させる性質を有する基板の一方の面に、該基板に対して他方の面からレーザ光を照射したときに瞬時に蒸発乃至昇華する性質を有する導電性被膜を被着させてなることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】  前記レーザ光の照射は、不活性若しくは還元性雰囲気中にて行なわれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】  前記導電性パターンの形成対象となる物体は、配線板の素材となる配線母材であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】  物体表面に導電性パターンを形成するための装置であって、
レーザ光を殆ど透過させる性質を有する基板の片面に導電性被膜を被着させてなる転写板と、
導電性パターンの形成対象となる物体表面に、前記導電性被膜が対面するようにして、前記転写板が重ねられた状態において、前記転写板に対してその背後から所望のパターンに対応させてレーザ光を照射するレーザ発振器と、
を具備することを特徴とする導電性パターンを形成する装置。
【請求項７】  レーザ光を殆ど透過させる性質を有する基板の材質がガラスであることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】  レーザ光を殆ど透過させる性質を有する基板の一方の面に、該基板に対して他方の面からレーザ光を照射したときに瞬時に蒸発乃至昇華する性質を有する導電性被膜を被着させてなることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】  前記レーザ光の照射は、不活性若しくは還元性雰囲気中にて行なわれることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１０】  前記導電性パターンの形成対象となる物体は、配線板の素材となる配線母材であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、回路設計段階における配線板の試作、あるいは、配線板の少量生産等に好適な導電性パターンを形成するための方法及び装置、並びに、導電性パターン形成用転写板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回路設計の段階では、設計途中の回路動作を確認するために、配線板の試作が何度か必要となる。この配線板の試作は、次のような手順で行われる。まず、設計者の側でＣＡＤによりシミュレーションを繰り返し、試作版を決定する。次いで、この試作版を作るために写真撮影が行われる。この写真はマスク業者へと送られてマスクが作成される。さらに、エッチング業者へ送られて、フォトリソ、あるいはリフトオン法等で配線母材上に露光が行われ、エッチング処理へと移行される。さらに、別の業者において、実装部品のボンディングが行われた後、試作品は設計者の元へと届けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の配線板試作方法にあっては、発注から納品に至るまで２週間程度の日数とかなりの費用がかかるため、限られた予算の中では、試作回数に制限を受け、結局十分な検討を行うことなく製品化する結果となるといった問題がある他、そもそも試作は外注業者への委託となるため、機密保持上も好ましくない等の問題点があった。
【０００４】
この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、この種の配線板の試作を、マスク作成、エッチング処理等を経ることなく、簡単かつ迅速に行わせることができるようにした、導電性パターンを形成するための方法及び装置、並びに、導電性パターン形成用転写板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の導電性パターンを形成するための方法は、物体表面に導電性パターンを形成するための方法であって、レーザ光を殆ど透過させる性質を有する基板の片面に導電性被膜を被着させてなる転写板を、導電性パターンの形成対象となる物体表面に、前記導電性被膜が対面するようにして重ね合わせ、該重ね合わされた転写板にその背後から所望のパターンに対応させてレーザ光を照射することにより、前記転写板上の導電性被膜を前記物体表面に向けて所望パターンでスパッタさせて転写する、ことを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の導電性パターンを形成するための装置は、物体表面に導電性パターンを形成するための装置であって、レーザ光を殆ど透過させる性質を有する基板の片面に導電性被膜を被着させてなる転写板と、導電性パターンの形成対象となる物体表面に、前記導電性被膜が対面するようにして、前記転写板が重ねられた状態において、前記転写板に対してその背後から所望のパターンに対応させてレーザ光を照射する走査型レーザマーカと、を具備することを特徴とするものである。
【０００７】
さらに、本発明の導電性パターン形成用転写板は、レーザ光を殆ど透過させる性質を有する基板の一方の面に、該基板に対して他方の面からレーザ光を照射したときに瞬時に蒸発乃至昇華する性質を有する導電性被膜を被着させてなることを特徴とするものである。
【０００８】
上述した３つの発明において、『レーザ光を殆ど透過させる性質を有する基板』とあるのは、レーザ光の性質と基板の材質との関係を規定するものである。例えば、レーザ光としてＹＡＧレーザ光を使用する場合、基板の材質としてはガラスを採用することができる。また、『導電性被膜』としては、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｃｒ等といった、いわゆる配線材料となる金属、あるいは抵抗素材を採用することができる。なお、それら金属の中で、Ａｕは酸化されにくいため、レーザ光の照射並びにそれに伴うスパッタを大気中で行うことができるが、Ｃｕ，Ａｌ等の酸化されやすい金属の場合には、スパッタされる金属が酸化されないように、不活性若しくは還元性雰囲気中にて行うことが好ましい。そのような雰囲気としては、窒素ガス雰囲気を挙げることができる。本発明方法で、配線板の試作を行おうとする場合、導電性パターンの形成対象となる物体は、プリント配線板の素材となる板材（例えば、ガラエポ、セラミック等）となるであろう。
【０００９】
そして、本発明の方法及び装置、並びに、転写板によれば、転写板の裏面に被着された導電性被膜を、レーザ照射により物体表面にスパッタさせて転写するという構成を採用しているため、設計段階のシミュレーションで得られたＣＡＤデータを走査型レーザマーカに教示してレーザビームの照射軌跡を制御することにより、従来方法のように、マスク作成やエッチング処理が全く不要となり、比較的安価かつ小規模の設備をもって、外部業者を利用することなく、配線板の試作を迅速に行うことができ、その結果試作回数を十分増加することにより、信頼性の高い回路設計が可能となる。加えて、外注業者に対する機密保持上も確かなものとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好適な一実施例を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
本発明方法を実施するための装置の一実施形態が図１に示されている。同図において１はＹＡＧレーザを殆ど透過させる性質を有するガラス板、２はプリント配線板の素材となる母材（例えば、ガラエポ、セラミック等）である。図に示されるように、それら２枚の板１，２は、ガラス板１を上にした状態１〜５μｍの隙間を介して重ね合わされ、図示しない走査型レーザマーカ３の試料台の上に位置決めされている。ガラス板１の配線母材２と対向する面には導電性被膜４が被着されている。導電性被膜４の材質としては、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｃｒ等を挙げることができる。もっとも、酸化されやすいことを考慮した場合、導電性被膜の材質としては金（Ａｕ）が最も好ましいと思われる。それら導電性被膜の被着方法としては、真空蒸着、スパッタリング等を挙げることができる。また、被膜の厚さは、目的とする配線パターンの厚さを考慮して決定される。
【００１２】
次に、走査型レーザマーカ３について説明する。図中、Ｌ１は図示しないＹＡＧレーザ発振器から到来するレーザ光、３１はこのレーザ光Ｌ１をＸ軸方向へと指向制御する反射ミラー、３２はレーザ光Ｌ１をＹ軸方向へ指向制御する反射ミラー、３３は反射ミラー３１の旋回を制御するＸ軸ガルバノメータスキャナ、３４は反射ミラー３２の旋回を制御するＹ軸ガルバノメータスキャナ、３５はそれら指向制御されたレーザ光を収束してガラス板１をその背後からスポット照射するレンズである。ガルバノメータスキャナ３３，３４は、当業者にはよく知られているように、回路パターン設計用のＣＡＤデータに基づいて回転制御され、これによりＣＡＤデータにて教示された座標位置に対して、所定スポット径のレーザ光照射が行われる。
【００１３】
ガラス板１と配線母材２との積層体に対し、レーザ光Ｌ２を照射した場合の作用が、図２に示されている。図において、１はガラス板、２は配線母材、４はガラス板１の下面に被着された導電性被膜、Ｌ２は照射開始位置にあるレーザ光、Ｌ２’は照射終了位置にあるレーザ光である。
【００１４】
同図（ａ）に示されるように、走査型レーザマーカ９から到来するレーザ光Ｌ２は、ガラス板１を透過してその下面に被着された導電性被膜４に照射される。すると、レーザ光照射位置にある導電性被膜４は、レーザ光Ｌ２の光圧を受けて対面する配線母材２側へ向けて飛散（スパッタ）する。こうして、レーザ光がＬ２からＬ２’へと移動すると、その移動経路に存在する導電性被膜４は、配線母材２側へと一定の態様で飛散する。
【００１５】
レーザ光がＬ２の位置からＬ２’の位置まで移動した後の、配線母材２の表面の状態が同図（ｂ）に示されている。同図に示されるように、ガラス板１の下面側に被着されていた導電性被膜４の一部は、転写パターン４ａとして配線母材２側へと転写されている。図３には、ガラス板１を部分的に切り欠くことにより、転写母材２の表面に形成された転写パターン４ａを示している。この例では、レーザ光Ｌ２はＹ方向へと走査されたものであり、その結果レーザ光Ｌ２の走査軌跡に沿って、一直線上に３個の線分状転写パターン４ａ，４ａ，４ａが形成されている。配線母材２の表面に形成される導電性パターンの形態は、レーザ光Ｌ２の走査軌跡に応じて任意に設定することができる。また、配線母材２上に形成された導電性パターン４ａの厚みは、導電性被膜４の膜厚を制御することにより任意に設定することができる。なお、膜厚の制御は、蒸着プロセス、スパッタリングプロセスにおいて適宜行うことができる。また、転写パターン４ａの線幅は、レーザ光のスポット径と描画方式により制御することができる。描画方式には、当業者によく知られているように、ワブリング方式、塗りつぶし方式、ラスタスキャン方式が存在する。なお、導電性被膜４として抵抗率の高いものを局部的に使用すれば、その部分に対応する転写パターン４ａは抵抗体として機能することができる。さらに、多層基板を製作したい場合には、導電性パターン４ａが被着された配線母材の表面を絶縁性被膜で覆い、この絶縁性被膜の上にさらに転写パターン４ａを重ねて形成するようにすればよい。尚、導電性被膜４としてＣｕ，Ａｌ等の酸化する材質を使用する場合には、レーザ光Ｌ２の照射部位を密閉空間内に置き、この空間内に窒素ガスを充填すればよいであろう。
【００１６】
最後に、本発明を実施して配線板を製作する場合における要点を列挙する。まず、回路基板の材質としては、特に限定されるものではなく、例えばガラエポ基板、セラミック基板等を任意に選択できる。レーザ光としてＹＡＧレーザ光を採用する場合、ガラス板１の下面側に被着される導電性被膜の材質としては、様々なものを利用できる。それらの中で特に実用性の高いものとしては、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｃｒ等を挙げることができる。また、導電性被膜の膜厚としては、標準的な回路基板の作成の場合、１〜５μｍ程度に設定される。また、その被着方法としては、蒸着方法、スパッタリング方法等を選択することができる。また、転写パターン４ａの酸化を防止するための不活性若しくは還元性雰囲気としては、窒素ガスの他に、アルゴンガス、キセノンガス等を挙げることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、レーザ光を殆ど透過させる性質を有する基板の片面に導電性被膜を被着させてなる転写板を、導電性パターンの形成対象となる物体表面に、前記導電性被膜が対面するようにして重ね合わせ、該重ね合わされた転写板にその背後から所望のパターンに対応させてレーザ光を照射することにより、前記転写板上の導電性被膜を前記物体表面に向けて所望パターンでスパッタさせて転写するものであるから、従来のフォトリソ法あるいはリフトオン法等を利用したものに比べ、簡単かつ迅速に製造を行うことができる。殊に、この発明では、通常外注業者へ依存せざるを得ないエッチング工程、マスク作成工程等を使用しないため、機密保持の点にも優れるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明方法を実施するための装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】
レーザ光の照射中と照射後との状態とを比較して示す断面図である。
【図３】
配線母材上に転写された転写パターンを、その上に重ねられたガラス板を切り欠いて示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ガラス板
２  配線母材
３  走査型レーザマーカ
４  導電性被膜
４ａ  転写パターン
Ｌ１，Ｌ２  レーザ光
３１  Ｘ方向反射ミラー
３２  Ｙ方向反射ミラー
３３  Ｘ方向ガルバノメータスキャナ
３４  Ｙ方向ガルバノメータスキャナ
３５  レンズ