(57)【要約】【課題】光照射によって導電パターンを成形物に形成するときに、導電パターンの設計の自由度を向上する。【解決手段】構造体１０は、貫通孔１を有する成形物２と、光照射によって成形物２上に設けられ、貫通孔１を通る導電パターン３と、を備えており、貫通孔１の内壁上の導電パターン３が設けられているパターン形成領域４において、傾斜を有しており、当該傾斜は、開口部５から開口部６に向かって段階的または連続的に急峻になっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する成形物と、
光照射によって該成形物上に設けられ、該貫通孔を通る導電パターンと、を備えており、
該貫通孔の内壁上の該導電パターンが設けられているパターン形成領域において、傾斜を有しており、
当該傾斜は、該貫通孔の最狭部から少なくとも一方の開口部に向かって段階的または連続的に急峻になっていることを特徴とする構造体。
【請求項２】
上記貫通孔の内壁のパターン形成領域において、上記貫通孔の何れかの開口部を介したときの最低入射角が上記光照射の有効入射角以下となるように、上記傾斜が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の構造体。
【請求項３】
貫通孔を有する成形物と、
光照射によって該成形物上に設けられ、該貫通孔を通る導電パターンと、を備えており、
該貫通孔の内壁上の該導電パターンが設けられているパターン形成領域には、該貫通孔の最狭部から少なくとも一方の開口部に向かって、第一傾斜部、平坦部および第二傾斜部がこの順に設けられており、
第二傾斜部の傾斜の方が、第一傾斜部の傾斜よりも急峻になっていることを特徴とする構造体。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の構造体の製造方法であって、
上記成形物に光照射を行う光照射工程を包含することを特徴とする構造体の製造方法。
【請求項５】
上記光照射工程では、上記貫通孔の開口部に対する入射角が異なる光を照射することを特徴とする請求項４に記載の構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電パターンが設けられた構造体および当該構造体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
貫通孔を有する成形物上に、該貫通孔を通るような導電パターンを形成する技術として、例えば、光（レーザ）照射を利用するＬＤＳ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ）法がある（非特許文献１）。
【０００３】
ＬＤＳ法では、樹脂表面にレーザを照射することにより、樹脂を部分的に活性化して、活性化した部分をメッキして導電パターンを形成する。ここで、樹脂に対するレーザの有効な入射角には限界があり、有効入射角以下でレーザを照射する必要がある（有効入射角は樹脂材料やレーザ出力にも起因するが、一般に７０°程度、量産品質を考慮すれば６０°程度）。そのため、貫通孔内にレーザを首尾よく照射するためには、貫通孔の内壁が、少なくとも一方の開口部に向けて広がるように傾斜している必要がある。例えば、非特許文献１には、図８（ａ）に示すような錐形（コーン型）の貫通孔、および図８（ｂ）に示すような二つの錐体の頂部同士が結合された形状（ダブルコーン型）の貫通孔が記載されている。
【０００４】
また、特許文献１には、ＬＤＳ法ではなく、露光により貫通孔内に導電パターンを形成する技術が記載されている。特許文献１に記載の技術でも、貫通孔の内壁は、内部の最狭部から開口部に向けて広がるように傾斜している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−９７８０９号公報（１９９９年４月９日公開）
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】ＬＰＫＦ、"Designing three-dimensional circuitry bodies(MIDs)"、http://www.lpkfusa.com/mid/lasersystems.htmより２０１２年６月７日に取得
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
導電パターンを形成した成形物の厚さは、位置規制等のために他の構造物に当接させることや、回路基板等に配線を接続することを目的として、厚くする必要が生じる場合がある。ここで、導電パターンを光照射により形成する場合、貫通孔の奥部まで光を照射するためには、貫通孔の内壁が傾斜を有する必要があるため、成形物が厚くなるとそれに伴って開口部の孔径も大きくなってしまう（図８（ｃ）および（ｄ））。開口部の孔径が大きくなると、導電パターンを形成するための領域が狭められるため、パターン設計の自由度が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、光照射によって導電パターンを成形物に形成するときに、導電パターンの設計の自由度を向上するための技術を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る構造体は、上記課題を解決するために、貫通孔を有する成形物と、光照射によって該成形物上に設けられ、該貫通孔を通る導電パターンと、を備えており、該貫通孔の内壁上の該導電パターンが設けられているパターン形成領域において、傾斜を有しており、当該傾斜は、該貫通孔の最狭部から少なくとも一方の開口部に向かって段階的または連続的に急峻になっていることを特徴としている。
【００１０】
上記の構成によれば、貫通孔の奥部（最狭部付近）における傾斜角を緩やかにすることで、貫通孔の奥部についても有効に光照射を行うことができると共に、上記一方の開口部付近における傾斜角を奥部よりも急峻にすることにより、当該一方の開口部の孔径を小さくして、導電パターンの設計の自由度を向上させることができる。また、上記一方の開口部の孔径が小さくなることにより、導電パターンのパターン長を短くすることも可能となる。
【００１１】
本発明に係る構造体は、上記貫通孔内壁のパターン形成領域全域において、上記貫通孔の何れかの開口部を介したときの最低入射角が上記光照射の有効入射角以下となるように、上記傾斜が設定されていることが好ましい。
【００１２】
上記の構成によれば、貫通孔内壁のパターン形成領域４全域に対し、首尾よく有効入射角以下で光照射することができるため、光照射によって導電パターン３を好適に形成することができる。
【００１３】
本発明に係る構造体は、貫通孔を有する成形物と、光照射によって該成形物上に設けられ、該貫通孔を通る導電パターンと、を備えており、該貫通孔の内壁上の該導電パターンが設けられているパターン形成領域には、該貫通孔の最狭部から少なくとも一方の開口部に向かって、第一傾斜部、平坦部および第二傾斜部がこの順に設けられており、第二傾斜部の傾斜の方が、第一傾斜部の傾斜よりも急峻になっているものであってもよい。
【００１４】
上記の構成によれば、貫通孔の奥部（最狭部付近）における第一傾斜部の傾斜角を緩やかにすることで、貫通孔の奥部についても有効に光照射を行うことができると共に、上記一方の開口部付近における第二傾斜部の傾斜角を奥部よりも急峻にすることにより、第一傾斜部と第二傾斜部との間に平坦部が設けられていたとしても、当該一方の開口部の孔径を小さくして、導電パターンの設計の自由度を向上させることができる。
【００１５】
本発明に係る構造体の製造方法は、本発明に係る構造体の製造方法であって、上記成形物に光照射を行う光照射工程を包含することを特徴としている。
【００１６】
上記の方法によれば、光照射を行うことによって、導電パターンを好適に形成することができるため、本発明に係る構造体を製造することができる。
【００１７】
本発明に係る構造体の製造方法は、上記光照射工程では、上記貫通孔の開口部に対する入射角が異なる光を照射することが好ましい。
【００１８】
上記の方法によれば、貫通孔の各部の傾斜に合わせた光照射を行うことにより、パターン形成領域４全域に対し、首尾よく有効入射角以下で光照射することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、開口部の孔径を小さくして、導電パターンの設計の自由度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態（実施形態１）に係る構造体の例を示す側方断面図である。
【図２】成形物における貫通孔の範囲および各開口部の孔径の例を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るパターン形成領域のバリエーションを示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るパターン形成領域の傾斜の一例を説明する模式図である。
【図５】本発明の一実施形態（実施形態２）に係る構造体の例を示す側方断面図である。
【図６】成形物における貫通孔の範囲および各開口部の孔径の他の例を示す模式図である。
【図７】本発明の一実施形態（実施形態３）に係る構造体の例を示す側方断面図である。
【図８】従来技術に係る構造体の例を示す側方断面図である。
【図９】光照射における有効入射角を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の一実施形態（実施形態１）に係る構造体の例を示す側方断面図である。本実施形態に係る構造体１０は、図１に示すように、貫通孔１を有する成形物２と、光照射によって成形物２上に設けられ、貫通孔１を通る導電パターン３と、を備えており、貫通孔１の内壁上において導電パターン３が設けられているパターン形成領域４が、傾斜を有しており、当該傾斜は、貫通孔１の開口部（最狭部）５から開口部６に向かって段階的（図１（ａ））または連続的（図１（ｂ））に急峻になっている（傾斜がより垂直に近づいている）。
【００２２】
（成形物）
本明細書において、成形物とは、金型等を用いて任意の形状に成形された絶縁性の樹脂構造物を意味する。成形物２の形状は特に限定されないが、加工上、成形物２の片方側の表面の形状をオフセットすることで厚さが略一定となる平板状または曲板状の形状を有し得る。但し、成形物２は、他の構造物の位置規制のために厚さが他の部分よりも大きい（厚い）部分を有していてもよく、その場合、当該部分において成形物２の厚みを周囲と略一定にするために部分的に成形物形状が凹んでいてもよい（金型用語ではこの手法を肉盗みと呼称する）。
【００２３】
成形物２には成形物２を厚さ方向に貫通する貫通孔１が設けられている。説明の便宜上、成形物２における貫通孔１が開口する面を、表面７および裏面８と称する。
【００２４】
（導電パターン）
本明細書において、導電パターンとは、任意の形状に形成された膜状または板状の導電体を意味する。導電パターン３は、後述する光照射を伴う加工法によって成形物２上に設けられており、貫通孔１を通って、成形物２の表面７から裏面８まで延伸している。導電パターン３を構成する物質は特に限定されず、導電性を有する物質（例えば、金属）を用いればよい。
【００２５】
一つの局面において、導電パターン３は、非特許文献１に記載されているようなＬＤＳ法を用いて形成することができる。すなわち、成形物２を構成する樹脂に有機金属を混合しておき、成形物２上の導電パターン３を形成する領域にレーザ照射することによって、レーザ照射部にメッキを析出させたり、レーザ照射部が微細に荒れることによって、メッキがそのレーザ照射部に結合し、導電パターン３を形成することができる。
【００２６】
また、他の局面において、導電パターン３は、特許文献１に記載されているような露光法を用いて形成することができる。すなわち、成形物２上に公知の手法により導電膜を形成した後、光硬化型のレジストを積層し、マスクを用いて露光（光照射）し、現像およびエッチングを行うことにより、導電パターン３を形成することができる。
【００２７】
以上のように、成形物２に対して光照射（レーザ照射を含む）を行うことによって所望の形状に導電パターン３を形成することができる。
【００２８】
なお、光照射（レーザ照射を含む）は、有効入射角以下で行う照射する必要がある。図９は、有効入射角を説明する模式図である。
【００２９】
図９（ａ）は、平坦面に対して光照射する場合を示す。図９（ａ）に示すように、平坦面に対しては、反射が少ない垂直方向から光照射するのが最も効果的であり、または、斜め方向であっても、垂直線から被照射体である成形物により異なる有効入射角までの方向からであれば、有効な光照射を行うことができる。
【００３０】
また、図９（ｂ）は、傾斜面に対して光照射する場合を示す。前記のように傾斜面に垂直方向からの光照射が最も効果的だが、図９（ｂ）に示すように、傾斜面に対しては、傾斜角度が有効入射角以下であれば、図の上方からでも有効な光照射を行うことができる。但し、傾斜角度が有効入射角以上であったとしても、照射銃自体の角度を変えて斜めから光照射したり、傾斜面部のみ別の照射銃にて光照射することにより、有効な光照射を行うことができる。
【００３１】
（貫通孔）
本明細書において、貫通孔とは、成形物を厚さ方向に貫通する孔を意味する。図２は、成形物２における貫通孔１の範囲および各開口部の孔径の例を示す模式図である。図中、斜線部が貫通孔１を示し、孔径Ｘは、表面７側の開口部５の孔径を示し、孔径Ｙは、裏面８側の開口部６の孔径を示す。また、角ＡおよびＢは、孔径Ｙを規定する両端を示す。
【００３２】
図２（ａ）および（ｂ）は、成形物２の平板状の部分に貫通孔１が設けられている場合を示す。なお、図２（ｂ）は、開口部６側において貫通孔１の一方の角Ｂが丸められている場合を示す。この場合、図２（ｂ）に示すように、貫通孔１の内壁から延長された仮想点Ｂ’と角Ａとの間を孔径Ｙとする。なお、便宜上角Ｂ側を丸めているが、角Ａ側も丸められていても同様に孔径Ｙを定義する。図２（ｃ）は、成形物２の曲板（円弧）状の部分に貫通孔１が設けられている場合を示す。図２（ｃ）に示すように、貫通孔１の範囲は、成形物２の厚さが略一定になるように片方側の表面の形状をオフセットした面と、そのオフセット元の面が挟む領域と規定される。
【００３３】
貫通孔１の各開口部の形状は限定されず、円形の他、例えば、楕円形、多角形（三角形および四角形を含む）、円または楕円と多角形とが複合した形状等が挙げられる。
【００３４】
また、前述したように、貫通孔１の内壁上において導電パターン３が設けられているパターン形成領域４は、傾斜を有しており、当該傾斜は、貫通孔１の開口部（最狭部）５から開口部６に向かって段階的（図１（ａ））または連続的（図１（ｂ））に急峻になっている。
【００３５】
なお、貫通孔１の内壁上におけるパターン形成領域４以外の部分の傾斜は、特に限定されないが、パターン形成領域４と同様の傾斜を有していれば貫通孔全周に渡ってパターン配置できるため好ましい。
【００３６】
貫通孔１の内壁上においてパターン形成領域４が設けられる領域は、開口部５から開口部６まで連続するように設けられていれば特に限定されず、図１および図３（ａ）に示すように、貫通孔１の片側だけに設けられているものでもよいし、図３（ｂ）に示すように、貫通孔１の全体に設けられるものであってもよい。また、図３（ｃ）に示すように、最狭部（開口部５）の近傍のみ、全周にパターン形成領域４が設けられていてもよい。
【００３７】
ここで、パターン形成領域４の傾斜が、上記のように設定されていることにより、以下の効果を得ることができる。なお、以下の説明に用いる各数値は、単なる説明のための例示であり、本発明の範囲を限定する意図ではないことを本明細書に接した当業者は容易に理解する。
【００３８】
図４は、パターン形成領域４の傾斜の一例を説明する模式図である。ここでは、一例として、光照射における有効入射角を６０°（ＬＤＳ法における量産品質を考慮した有効入射角）、成形物２の厚さを２ｍｍ、孔径Ｘを０．３ｍｍとして説明を行うが、本発明はこれに限定されない。
【００３９】
まず、図４（ａ）に示すように、パターン形成領域４の傾斜を７５°とすれば、貫通孔１の奥部（開口部５付近）に対しても有効な光照射を行うことができる。なぜなら、貫通孔１の奥部の角Ｃに対する最低入射角は、角Ｂ方向から光を照射したときの５９°となるため、有効入射角以下で光Ｉを照射することができるからである。なお、最低入射角とは、開口部６を介し、様々な方向から光照射を行ったときに、最も入射角が低くなる場合の入射角を指す。
【００４０】
これに対し、図４（ｂ）に示すように、パターン形成領域４の傾斜を８０°とした場合、図４（ａ）の場合よりも開口部６の孔径Ｙを小さくすることができるが、貫通孔１の奥部（開口部５付近）に対して有効な光照射を行うことができない。なぜなら、貫通孔１の奥部の角Ｃに対する最低入射角は、角Ｂ方向から光を照射したときの６１°となるため、有効入射角以下で光Ｉを照射することができないからである。
【００４１】
ここで、図４（ｃ）に示すように、貫通孔の奥部（最狭部、開口部５）付近の傾斜を７５°とし、分岐点Ｄにおいて傾斜をより急峻に８０°とした場合、図４（ａ）の場合よりも開口部６の孔径Ｙを小さくすることができるとともに、貫通孔１の奥部（開口部５付近）に対して有効な光照射を行うことができる。なぜなら、なぜなら、貫通孔１の奥部の角Ｃに対する最低入射角は、角Ｂ方向から光を照射したときの５９°となるため、有効入射角以下で光Ｉ０を照射することができ、また、貫通孔１の角Ｄより上部に対しては、より角度を寝かせて光照射することにより、有効入射角以下で光Ｉ１を照射することができるからである。
【００４２】
また、図１（ｂ）に示すように、傾斜角を連続的に変化させた場合も、同様の効果を得ることができる。
【００４３】
このように、パターン形成領域４全域において、開口部６を介したときの最低入射角が有効入射角以下となるように、パターン形成領域４における傾斜を設定することにより、パターン形成領域４全域に対し、首尾よく有効入射角以下で光照射することができる。これにより、導電パターン３を好適に形成することができる。特に、貫通孔１の途中で傾斜を変化させたときに、当該傾斜の変化に適合するように、貫通孔１の開口部６に対する入射角が異なる光を照射することにより、貫通孔１の各部の傾斜に合わせた光照射を行い、パターン形成領域４全域に対し、首尾よく有効入射角以下で光照射することができる。
【００４４】
なお、開口部６に対する入射角が異なる光を照射する手法は特に限定されず、例えば、光照射の角度を途中で機械的または光学的に変更するように設定された照射銃を用いて光照射を行ってもよいし、被照射物である成形物２を回転させることにより上記入射角を変更して光照射を行ってもよいし、光照射の角度が互いに異なる複数の照射銃を配備した装置を用いて光照射を行ってもよい。
【００４５】
そして、パターン形成領域４の傾斜を途中で変化させ、貫通孔の奥部（最狭部、開口部５）から開口部６に向かって傾斜が急峻となるようにすることにより、貫通孔１の奥部（開口部５付近）における傾斜角を緩やかにして、貫通孔１の奥部についても有効に光照射を行うことができると共に、開口部６付近における傾斜角を奥部よりも急峻にして、開口部６の孔径Ｙを小さくして、導電パターン３の設計の自由度を向上させることができる。
【００４６】
また、孔径Ｙが小さくなることにより、導電パターン３のパターン長を短くすることも可能となる。特に、導電パターン３が表面抵抗値を有している場合、導電パターン３のパターン長を短くすることにより、導電パターン３における電気損失を軽減することができる。
【００４７】
（導電パターンの用途）
本実施形態において導電パターン３は、様々な用途に用いることができる。
【００４８】
例えば、一つの局面において、導電パターン３は、アンテナとして使用することができる。すなわち、表面７側または裏面８側において、導電パターン３に給電部を設けることにより、導電パターン３をアンテナとして使用することができる。
【００４９】
また、他の局面において、導電パターン３は、成形物２の表面７と裏面８とを導電接続するために使用することができる。例えば、表面７側に板金等のグランドを配置し、裏面８側に回路基板を配置して、両者を導電パターン３を介して接続することができる。
【００５０】
また、さらに他の局面において、導電パターン３を静電気対策のために使用してもよい。
【００５１】
〔実施形態２〕
図５は、本発明の他の実施形態（実施形態２）に係る構造体の例を示す側方断面図である。実施形態１に係る構造体１０では、貫通孔１は、一方の開口部から他方の開口部に向けて先細となる形状であったが、本実施形態に係る構造体２０では、貫通孔１は、両方の開口部から貫通孔１の内部にある最狭部に向けて先細となる形状である。本実施形態は、この点のみが実施形態１と異なっているため、以下では相違点についてのみ説明を行い、同様の部材については同じ部材番号を付して説明を省略する。
【００５２】
図５に示すように、本実施形態では、貫通孔１は、貫通孔１の内部に最狭部９を有している。なお、本明細書において、最狭部とは、貫通孔を成形物の厚さ方向に垂直な平面で切断したときに最も断面積が狭くなる位置を意味する。貫通孔１がこのような形状を有している場合であっても、実施形態１のように裏面８側から光照射を行うだけでなく、表面７側からも光照射を行うことにより、首尾よくパターン形成領域４の全域に光照射を行うことができる。
【００５３】
図６は、貫通孔１が、両方の開口部から貫通孔１の内部にある最狭部９に向けて先細となる形状である場合の成形物２における貫通孔１の範囲および各開口部の孔径の例を示す模式図である。図２と同じく、図中、斜線部が貫通孔１を示し、孔径Ｘは、表面７側の開口部５の孔径を示し、孔径Ｙは、裏面８側の開口部６の孔径を示す。また、角ＡおよびＢは、孔径Ｙを規定する両端を示す。図６（ａ）は、成形物２の平板状の部分に貫通孔１が設けられている場合を示し、図６（ｂ）は、成形物２の曲板（円弧）状の部分に貫通孔１が設けられている場合を示す。
【００５４】
なお、図５では、貫通孔１の裏面８側のパターン形成領域４の傾斜のみが変化しており、表面７側のパターン形成領域４の傾斜は変化していないが、表面７側のパターン形成領域４の傾斜も、裏面８側と同様に変化させてもよい。これにより、表面７側の開口部５の孔径Ｘについても小さくすることができる。
【００５５】
〔実施形態３〕
図７は、本発明のさらに他の実施形態（実施形態３）に係る構造体の例を示す側方断面図である。本実施形態に係る構造体３０では、パターン形成領域４の途中に、表面７および裏面８に対して傾斜を有さない平坦部４ｂが設けられており、傾斜を有する傾斜部（第一傾斜部）４ａおよび傾斜部（第二傾斜部）４ｃがこれを挟んでいる。本実施形態は、この点のみが実施形態１と異なっているため、以下では相違点についてのみ説明を行い、同様の部材については同じ部材番号を付して説明を省略する。
【００５６】
ここで、開口部（最狭部）５に近い傾斜部４ａの傾斜角θ１よりも、開口部６に近い傾斜部４ｃの傾斜角θ２の方が急峻となっている。そのため、このように、パターン形成領域４の途中に平坦部４ｂが設けられていたとしても、傾斜部４ｃの傾斜角θ２を急峻なものとすることにより、開口部６の孔径Ｙを小さくすることができる。これにより、実施形態１と同様の効果を得ることができる。但し、平坦部４ｂが存在しない実施形態１の方が、孔径Ｙをより小さくすることができるため好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、電子機器の製造分野において利用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１    貫通孔
２    成形物
３    導電パターン
４    パターン形成領域
４ａ  傾斜部（第一傾斜部）
４ｂ  平坦部
４ｃ  傾斜部（第二傾斜部）
５    開口部（最狭部）
６    開口部
７    表面
８    裏面
９    最狭部
１０、２０、３０    構造体
【図１】
2014017339.tif 000003
【図２】
2014017339.tif 000004
【図３】
2014017339.tif 000005
【図４】
2014017339.tif 000006
【図５】
2014017339.tif 000007
【図６】
2014017339.tif 000008
【図７】
2014017339.tif 000009
【図８】
2014017339.tif 000010
【図９】
2014017339.tif 000011