(57)【要約】【課題】  対向面を有する立体形状の基材の内面に、レーザ等の電磁波を用いたパターニング方法で回路形成ができるようにする。【解決手段】  相互に対向する面を有する電磁波透過性の基材１のこの対向表面に導電層２を形成する。基材１の対向する面の間に電磁波を吸収する性質を有する電磁波吸収材３を配置した状態で、導電層２を形成した側と反対側から基材１を透過させて電磁波を照射する。導電層２のうち回路を形成する回路形成部４と非回路形成部５との少なくとも境界領域の導電層２を電磁波の照射で除去する。基材１の外側から電磁波透過性の基材１を透過させて、基材１の対向する内側の面に形成した導電層２に電磁波を照射することができる。また電磁波を照射する導電層２と対向する面の導電層２にまで電磁波が到達することを電磁波吸収材３で防ぐことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に対向する面を有する電磁波透過性の基材のこの対向表面に導電層を形成し、基材の対向する面の間に電磁波を吸収する性質を有する電磁波吸収材を配置した状態で、導電層を形成した側と反対側から基材を透過させて電磁波を導電層に照射すると共に、導電層のうち回路を形成する回路形成部と非回路形成部との少なくとも境界領域の導電層を電磁波の照射で除去することを特徴とする立体回路板の製造方法。
【請求項２】
無電解めっきによって導電層を形成することを特徴とする請求項１に記載の立体回路板の製造方法。
【請求項３】
電磁波吸収材として流動体を用い、基材の対向する面の間に流動体を流動させながら配置した状態で電磁波を照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の立体回路板の製造方法。
【請求項４】
流動体からなる電磁波吸収材として、電磁波を吸収する粉体を気体又は液体に混合したものを用いることを特徴とする請求項３に記載の立体回路板の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの方法で製造されたことを特徴とする立体回路板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒形など中空の立体形状を有する立体回路板及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
筒形や球形など立体形状の基材の内周に回路形成をして立体回路板を製造する方法が検討されている。例えば、錫やハンダなどの低融点金属で球状に成形される成形体の表面に導電回路を形成し、この成形体を成形型の内周に空間を保った状態で装填した後に、この空間内に熱硬化性樹脂を充填して硬化させ、そして成形体とその外周の熱硬化性樹脂製硬化体とからなる熱硬化性樹脂成形体を成形型から取り出し、低融点金属の成形体を溶融除去することによって、球形の熱硬化性樹脂硬化体の内周に導電回路が転写して形成された立体回路板を製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１において、球状の成形体の表面に導電回路を形成するにあたっては、成形体の表面にレジスト膜を設け、フォトマスクを用いて露光すると共に現像して回路パターンに対応する部分のレジスト膜を除去した後、レジスト膜の除去部分に導電材を付着させることによって行なわれている。しかしこのようなフォトマスクを用いたパターニングの工程を経て導電回路の形成を行なう場合、工数が多くなって生産性に問題があると共に、筒型や球形などの三次元立体形状の表面に精度高く露光してパターニングすることは困難であり、精度高く導電回路を形成することが難しいという問題があった。
【０００４】
一方、三次元立体形状の表面に精度高く導電回路を形成する方法として、レーザ等の電磁波を用いたパターニングの方法が従来から種々提供されている。例えば、基材の表面に導電層を形成し、導電層のうち回路を形成する回路形成部と非回路形成部との境界領域に沿ってレーザ等の電磁波を照射することによって、電磁波を照射した部分の導電層を除去し、回路形成部に残留する導電層で導電回路を形成する方法が提案されている（例えば特許文献２等参照）。
【特許文献１】特開平９−１４８７１２号公報
【特許文献２】特許第３１５３６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、レーザ等の電磁波を導電層の回路形成部の外周に沿って照射して導電回路を形成することによって、レジスト膜の形成やフォトマスクを用いた露光などの工数が不要になって生産性を向上させることができるものであり、また基材の三次元立体表面に沿って電磁波を走査させて照射することによって、三次元立体形状の表面に精度高く導電回路を形成することができるものである。
【０００６】
しかし、中空の筒形など対向面を有する基材の内面に導電回路を形成する場合、基材の内側に導電層を形成してこの導電層にレーザ等の電磁波を照射する必要があるが、基材の内側に電磁波を放射するヘッドを差し込んで電磁波を照射することは困難であり、特にマイクロ部品に用いるような微小な基材の内側に電磁波を照射することは殆ど不可能である。従って、対向面を有する立体形状の基材の内面に回路形成をするにあたって、レーザ等の電磁波を用いたパターニング方法を適用することはできないものであった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、対向面を有する立体形状の基材の内面に、レーザ等の電磁波を用いたパターニング方法で回路形成ができるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係る立体回路板の製造方法は、相互に対向する面を有する電磁波透過性の基材１のこの対向表面に導電層２を形成し、基材１の対向する面の間に電磁波を吸収する性質を有する電磁波吸収材３を配置した状態で、導電層２を形成した側と反対側から基材１を透過させて電磁波を導電層２に照射すると共に、導電層２のうち回路を形成する回路形成部４と非回路形成部５との少なくとも境界領域の導電層２を電磁波の照射で除去することを特徴とするものである。
【０００９】
この発明によれば、基材１の外側から電磁波透過性の基材１を透過させて、基材１の対向する内側の面に形成した導電層２に電磁波を照射することができ、しかも電磁波を照射する導電層２と対向する面の導電層２にまで電磁波が到達することを電磁波吸収材３で防ぐことができるものであり、対向面を有する立体形状の基材１の内側の導電層２に電磁波を用いたパターニング方法で回路形成を行なうことができるものである。
【００１０】
また請求項２の発明は、請求項１において、無電解めっきによって導電層２を形成することを特徴とするものである。
【００１１】
この発明によれば、基材１に無電解めっき液を塗布等することによって導電層２を形成することができるものであり、基材１の対向する面が円筒形など閉じられた面であっても容易に導電層２を形成することができるものである。
【００１２】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、電磁波吸収材３として流動体を用い、基材１の対向する面の間に電磁波吸収材３を流動させながら配置した状態で電磁波を照射することを特徴とするものである。
【００１３】
この発明によれば、電磁波の照射によって導電層２から除去されて飛散する導電材料を、電磁波吸収材３の流動によって取り去ることができるものであり、この飛散した導電材料が形成されて再付着し、絶縁不良等が発生することを防ぐことができるものである。
【００１４】
また請求項４の発明は、請求項３において、流動体からなる電磁波吸収材３として、電磁波を吸収する粉体３ａを気体又は液体に混合したものを用いることを特徴とするものである。
【００１５】
この発明によれば、電磁波吸収率の高い粉体３ａで効率良く電磁波の吸収を行なうことができ、電磁波を照射する導電層２と対向する面の導電層２にまで電磁波が到達することを確実に防ぐことができるものである。
【００１６】
本発明の請求項５に係る立体回路板は、上記の請求項１乃至４のいずれかに記載の方法で製造されたものであり、電磁波を用いたパターニングで精度の高い回路を対向する内面に形成した立体回路板を得ることができるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基材１の外側から電磁波透過性の基材１を透過させて、基材１の対向する内側の面に形成した導電層２に電磁波を照射することができ、しかも電磁波を照射する導電層２と対向する面の導電層２にまで電磁波が到達することを電磁波吸収材３で防ぐことができる。従って、基材１の外側からの電磁波の照射によるパターニングで、対向面を有する立体形状の基材１の内面に回路形成することができるものであり、電磁波を用いたパターニング方法で回路形成を容易に且つ精度高く行なうことができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１９】
図１及び図２は本発明の実施の形態の一例を示すものであり、基材１としては相互に対向する面を有する立体形状のものが用いられるものである。図１（ａ）及び図２（ａ）ではこの対向する面を有する基材１として円筒形など筒形のものを例示しているが、対向面を有する形状であればこのような筒形に限らず、例えばコ字形の基材１などにも適用することができる。
【００２０】
またこの基材１としては、電気絶縁性を有し且つレーザ等の電磁波を透過させる性質を有する材料で形成したものが用いられるものである、このような電気絶縁性と電磁波透過性を有する材料としては、無機材料ではガラスや水晶などを、有機材料ではアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリシクロオキサイド、エポキシ樹脂、ポリイミドなどを例示することができる。
【００２１】
そして先ず、基材１の対向する面の表面に、基材１が筒形の場合には基材１の内周表面に、導電層２を図１（ｂ）及び図２（ｂ）のように形成する。導電層２は金属などの導電材料で形成することができるものであり、導電層２の形成は無電解銅めっき等の無電解めっきや、スパッタリング等のＤＶＤ法など任意の方法で行なうことができる。ここで、基材１が筒形など対向する内面が閉じられた形状の場合、スパッタリング等のＤＶＤ法では基材１の対向面に導電層２を形成することが難しいが、無電解めっきであれば、無電解めっき液を塗布したり浸漬したりする方法で基材１の対向する内面に容易に導電層２を形成することができるものである。
【００２２】
上記のように基材１の対向面に導電層２を形成した後、基材１の対向する内面の間（基材１が筒形の場合には基材１の内周）に、図１（ｃ）のようにレーザ等の電磁波を吸収する性質を有する電磁波吸収材３を配置する。電磁波吸収材３としてはカーボンなど任意のものを用いることができるが、流動体であることが望ましい。例えば、気体や液体に電磁波を吸収する材料で形成した粉体３ａを混合し、この粉体３ａ入りの流動体で電磁波吸収材３を形成することができる。電磁波吸収粉体３ａとしては、顔料粉、酸化マグネシウム粉、カーボン粉などを用いることができる。あるいは、照射波長の電磁波を吸収する染料水で流動体の電磁波吸収材３を形成することもできる。筒状に形成される基材１にこのような流動体からなる電磁波吸収材３を用いる場合、図２（ｃ）に示すように、一対のパイプ１０ａ，１０ｂの各開口端を基材１の両側の開口端面にそれぞれ当接させ、パイプ１０ａ，１０ｂの外周端部に設けたパッキン１１で基材１にパイプ１０ａ，１０ｂを密着させる。そして一方のパイプ１０ａから電磁波吸収材３を吐出させ、基材１の内周にこの電磁波吸収材３を通過させた後、他方のパイプ１０ｂに電磁波吸収材３を吸引することによって、基材１の対向面の間に電磁波吸収材３を流動させることができるものである。
【００２３】
そして基材１の対向面の間に流動体からなる電磁波吸収材３を一方向に流動させた状態で、基材１の外側から電磁波Ｌを照射する。電磁波Ｌとしては、例えば波長５３２ｎｍのＹＡＧ−ＳＨＧや波長３５５ｎｍのＹＡＧ−ＴＨＧなどのレーザを用いることができるものである。このように電磁波Ｌを照射すると、電磁波Ｌは電磁波透過性の基材１を透過するので、基材１の内面に形成した導電層２にこの電磁波Ｌが照射され、図１（ｄ）及び図２（ｄ）に示すように、導電層２のうち電磁波Ｌが照射された部分が除去される。電磁波Ｌの照射は、導電層２のうち回路６を形成する部分である回路形成部４の外形に沿って走査することによって行なわれるものであり、回路６を形成しない非回路形成部５の導電層２を除去するものである。このとき、非回路形成部５の全面の導電層２を除去する必要はなく、回路形成部４と非回路形成部５の境界領域のみで導電層２が除去されればよいものであり、非回路形成部５に導電層２が残っていても、回路形成部４の導電層２と非回路形成部５の導電層２が分離されて電気絶縁性が確保されるようにすればよい。
【００２４】
このように電磁波Ｌを回路形成部４と非回路形成部５の境界領域に沿って走査させながら照射することによって、回路６を形成する回路形成部４をパターニングすることができるものであり、基材１の外側からの電磁波Ｌの照射によって、マスクなどを用いる必要なく、基材１の三次元立体表面に精度の高いパターニングを行なうことができるものである。
【００２５】
そして上記のように基材１を透過して電磁波Ｌを照射して基材１の内面の導電層２を部分的に除去するパターニングを行なう場合、基材１を透過した電磁波Ｌがさらに対向する側の導電層２に照射されるおそれがあるが、基材１の対向面の間には電磁波吸収材３が存在するので、基材１を透過して内面の導電層２を除去した電磁波Ｌは、図１（ｄ）及び図２（ｄ）に破線で示すように電磁波吸収材３に吸収され、この電磁波Ｌが対向する側の導電層２に照射されるようなことを防ぐことができるものである。
【００２６】
また電磁波Ｌを照射して導電層２を部分的に除去するにあたって、導電層２の除去で導電材料が基材１の内側に飛散することになるが、上記のように基材１の対向面の間に流動体からなる電磁波吸収材３を流動させた状態で電磁波Ｌの照射を行なうと、飛散した導電材料は流動する電磁波吸収材３の流れと共に基材１の内側から排出して取り出すことができるものであり、飛散した導電材料が回路形成部５の表面や回路形成部４と非回路形成部５の間に付着して、回路６に絶縁不良が発生したりすることを防止することができるものである。
【００２７】
上記のように電磁波Ｌによるパターニングによって、基材１の対向する内面に導電層２で回路形成部４を形成することができ、この回路形成部４を回路６として使用することも可能であるが、導電層２を薄膜で形成した場合には、この回路形成部４の導電層２に直流電流を通電して電気めっきを行ない、図１（ｅ）及び図２（ｅ）に示すように、回路形成部４の導電層２の表面に電気めっき層１２を形成することによって、所定の厚みを有する回路６として仕上ることができるものである。
【００２８】
図３及び図４は、本発明の他の実施の形態を示すものである。基材１としては図３（ａ）及び図４（ａ）のように、上記と同様なものを用いることができ、また図３（ｂ）及び図４（ｂ）のように上記と同様にして基材１の対向する内面に導電層２を形成することができる。そしてこの実施の形態では、電磁波吸収材３としては、カーボン等の電磁波吸収材料で円柱等の柱状に形成した固形のものを用いるものであり、図３（ｃ）及び図４（ｃ）に示すように、この固形の電磁波吸収材３を基材１の対向する内面の間（基材１が筒形の場合には基材１の内周）に差し込んで配置する。このとき、基材１の内面と電磁波吸収材３との間に隙間が形成されるようにするのが望ましい。
【００２９】
そしてこのように基材１の対向面の間に電磁波吸収材３を配置した状態で、図３（ｄ）及び図４（ｄ）のように基材１の外側から電磁波Ｌを照射し、基材１を透過した電磁波Ｌで基材１の内面の導電層２を部分的に除去することができるものであり、上記と同様にして回路形成部４と非回路形成部５の境界領域の導電層２を除去することによって、パターニングを行なうことができるものである。また基材１を透過して内面の導電層２を除去した電磁波Ｌは、図３（ｄ）及び図４（ｄ）に破線で示すように電磁波吸収材３に吸収され、この電磁波Ｌが対向する側の導電層２に照射されるようなことを防ぐことができるものである。さらに図３（ｅ）及び図４（ｅ）に示すように、上記と同様に回路形成部４の導電層２の表面に電気めっき層１２を形成することによって、所定の厚みを有する回路６として仕上げることができるものである。
【００３０】
上記の図１（ｅ）及び図２（ｅ）や、図３（ｅ）及び図４（ｅ）のように、円筒形状の基材１の内周面に回路６を設けて形成される立体回路板Ａは、マイクロアクチュエータ、マイクロ静電エンコーダ、マイクロ静電モータ、マイクロポンプなどの部品として使用することができるものである。図５（ａ）（ｂ）はその一例を示すものであり、円筒形状の基材１を固定子１５、基材１の内周の回路６を固定側電極１６とし、外周に可動側電極１７を設けた可動子１８を固定子１５の内側に回動軸１９で回動自在に配置することによって、マイクロアクチュエータを形成するようにしたものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｅ）は製造の各工程の側面断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｅ）は製造の各工程の正面断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｅ）は製造の各工程の側面断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の他の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｅ）は製造の各工程の正面断面図である。
【図５】立体回路板を用いたマイクロアクチュエータの一例を示すものであり、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は正面断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  基材
２  導電層
３  電磁波吸収材
４  回路形成部
５  非回路形成部
６  回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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