(57)【要約】【課題】  円筒体外周面に金属配線層を形成して立体的回路基板を製造する際に、金属配線層の両端部で重なりや間隙が発生する問題を解消すると共に、金属配線層にシワなどが発生することなく、また接着剤などの付着による導通不良を防ぐことができる立体的回路基板の製造方法を提供する。【解決手段】  円筒体１２の外周面に形成した絶縁性接着層３に、絶縁性フィルム１の表面に金属配線層２を直接形成したフィルム状回路基板１０の配線パターン端部を押し当て、この状態からフィルム状回路基板１０の表面に沿って円筒体１２を一回転させることにより、絶縁性フィルム１から金属配線層２を円筒体１２の外周面の絶縁性接着層３に転写する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒体外周面に形成した絶縁性接着層に対し、絶縁性フィルム表面に金属配線層を直接形成したフィルム状回路基板の配線パターン端部を押し当て、この状態からフィルム状回路基板の表面に沿って円筒体を一回転させることにより、絶縁性フィルム表面の金属配線層を円筒体外周面の絶縁性接着層上に転写することを特徴とする立体的回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記フィルム状回路基板は、蒸着法あるいはスパッタリング法により絶縁性フィルム表面に金属薄膜を直接形成し、その上に電気めっきにより金属層を形成した後、エッチング処理して所定の配線パターンの金属配線層を形成することにより得られることを特徴とする、請求項１に記載の立体的回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記フィルム状回路基板において、金属配線層の配線パターンのピッチが５０〜５００μｍのとき、該金属配線層にパターン化する前の金属層のピール強度が９８〜３２１Ｎ／ｍであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の立体的回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁性フィルム表面に直接形成した金属配線層の配線パターンの両端部間の長さが、前記円筒体外周面に形成した絶縁性接着層の外周長さに等しいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の立体的回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体的回路基板の製造方法に関し、更に詳しくは円筒体外周面に金属配線層を転写して立体的回路基板を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの電子機器の小型化、多機能化、及び低コスト化に伴い、電子機器の円筒体部品の内面や外面に回路基板をコンパクトに実装することが要求されている。そのための回路基板として、平面的なものではなく、立体的な回路基板が必要とされる場合が出てきている。
【０００３】
また、複写機の分野においても、例えば特開２００３−０８４５６０号公報（特許文献１）に立体的回路基板を用いることが提案されているように、金属製又は樹脂製等の円筒体の外周面全体にわたって配線回路を形成した現像剤担持体（現像用ローラ）を用いることが検討されている。
【０００４】
このような円筒体の外周面に回路基板を形成する手段として、ポリイミドなどの絶縁性フィルム表面に電極配線を設けたフィルム状回路基板を円筒体の外周面に貼り付ける方法が考えられる。この方法は立体的回路基板を多量に且つ安価に製造することができるため、円筒体外周面に電極配線を直接形成する方法よりも簡単且つ容易な方法であるといえる。
【０００５】
しかし、フィルム状回路基板を円筒体の外周面に貼り付ける場合には、貼り付けたフィルム状回路基板の両端部に重なりや大きな間隙が生じやすいという欠点があった。フィルム状回路基板の両端部に重なりや大きな間隙があると、回路を構成する配線に短絡や導通不良が発生し、複写機の場合には間隙にトナーが入り込むなどの問題を抱えていた。
【０００６】
そのため、円筒体の外周面にフィルム状回路基板を貼り付ける際には、フィルム状回路基板の両端部が重なることがなく、且つ端部間の間隙を許容される程度に小さくすることが必要となる。しかしながら、フィルム状回路基板を精度よく切断して正確に貼り付けた場合でも、フィルム状回路基板の切断による寸法のバラツキは存在し、円筒体自体にも仕上がり径のバラツキが残るため、フィルム状回路基板の両端部に許容範囲を超えた重なりや間隙の発生を防止することは極めて困難であった。
【０００７】
一方、特開平１０−０５１１０８号公報（特許文献２）には、樹脂フィルムの表面に接着層を介して金属層を貼りあわせた後、エッチングにより配線パターンを形成した転写シートを用い、通常の平面的な絶縁基板に金属配線を転写する技術が記載されている。この方法によれば平面的な絶縁基板の正確な位置に金属配線を転写することはできるが、円筒体外周面への転写による立体的回路基板の形成については記載されていない。
【０００８】
また、樹脂フィルム表面に接着層を介して金属層を貼り付ける場合、金属層の厚さが１０μｍ以下になると張力をかけることができないため、貼り付けた薄い金属層にシワが発生するという問題があった。また、金属配線を絶縁基板に転写する際に樹脂フィルムを剥離すると、接着層が金属配線と共に剥離して転写され、得られる回路基板の接点部に接着層（接着剤）が存在して導通不良が起こりやすかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−０８４５６０号公報
【特許文献２】特開平１０−０５１１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑み、円筒体外周面に金属配線層を形成して立体的回路基板を製造する場合に、金属配線層の両端部で重なりや間隙が発生する問題を解消すると同時に、金属配線層にシワなどが発生することなく、また接着剤などの付着による導通不良を防ぐことができる立体的回路基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明が提供する立体的回路基板の製造方法は、円筒体外周面に形成した絶縁性接着層に対し、絶縁性フィルム表面に金属配線層を直接形成したフィルム状回路基板の配線パターン端部を押し当て、この状態からフィルム状回路基板の表面に沿って円筒体を一回転させることにより、絶縁性フィルム表面の金属配線層を円筒体外周面の絶縁性接着層上に転写することを特徴とする。
【００１２】
また、上記本発明による立体的回路基板の製造方法において、前記フィルム状回路基板は、蒸着法あるいはスパッタリング法により絶縁性フィルム表面に金属薄膜を直接形成し、その上に電気めっき法により金属層を形成した後、エッチング処理して所定の配線パターンの金属配線層を形成することにより得られるものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、従来のフィルム状回路基板を円筒体外周面に貼り付ける方法では避けられなかったフィルム状回路基板の両端部での重なりや間隙の発生をなくすことができる。更に、円筒体外周面に形成する金属配線層にシワなどが発生せず、しかも接着剤などの付着による導通不良が生じることもないので、高精度で且つ高性能な立体的回路基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による立体的回路基板の製造方法を示す図面であり、（ａ）は貼付装置のプレートに保持したフィルム状回路基板の配線パターン端部を円筒体の絶縁性接着層に押し当てた状態を示す概略の断面図、（ｂ）はフィルム状回路基板の表面に沿って円筒体を一回転させながら金属配線層を絶縁性接着層へ転写している状態を示す概略の断面図である。
【００１５】
【図２】立体的回路基板を説明するための図面であり、（ａ）は本発明により得られる立体的回路基板を示す概略の断面図、（ｂ）は従来のフィルム状回路基板を円筒体外周面に貼り付ける方法により得られる立体的回路基板を示す概略の断面図である。
【００１６】
【図３】実施例１で使用した絶縁性フィルム表面に金属配線層を直接形成したフィルム状回路基板を示す概略の平面図である。
【００１７】
【図４】図３のフィルム状回路基板の金属配線層を円筒体外周面に転写して得られた立体的回路基板を示す概略の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の立体的回路基板の製造方法では、絶縁性フィルム表面に接着剤などを用いることなく金属配線層を直接形成したフィルム状回路基板を使用して、そのフィルム状回路基板の金属配線層を円筒体外周面に形成した絶縁性接着層上に転写する。従って、金属配線層を絶縁性フィルムの表面に直接形成しているので、その形成の際や転写の際に金属配線層にシワなどが発生せず、導通不良の原因となる接着剤の付着も生じることがないうえ、転写を用いることで金属配線層の両端部での重なりや間隙の発生をなくすことができる。
【００１９】
上記フィルム状回路基板の製造は、蒸着法又はスパッタリング法により、絶縁性フィルムの表面に銅やニッケルなどの金属薄膜を直接形成し、その金属薄膜上に電気めっき法により所定厚さの金属層を形成する。その後、この金属層と下地の金属薄膜をエッチング処理し、所定の配線パターンを有する金属配線層を形成することによって、フィルム状回路基板を得ることができる。
【００２０】
好ましい具体例により更に詳しく説明すると、まず、厚さが２５μｍ以上の絶縁性フィルムの片面に、スパッタリング法又は真空蒸着法によって、金属薄膜として厚さ０.０１〜１.０μｍのＣｕ薄膜を直接形成する。尚、絶縁性フィルムの厚さは、極端に薄いと剛性が不足するため、５０μｍ程度が使い勝手がよい。また、Ｃｕ薄膜の膜厚は、厚く形成するためには加工時間が必要であることから、０.０５〜０.１μｍ程度が望ましい。
【００２１】
次に、電気めっき法によりＣｕめっきを施し、上記Ｃｕ薄膜の上に所定の厚さ、例えば厚さ１〜１０μｍ程度のＣｕ層を形成する。このＣｕ層の上にレジスト層を形成し、配線パターン用のマスクを用いて露光、現像することによりＣｕ層上にレジストマスクを形成する。その後、エッチング処理を行い、レジストマスクを剥離することによって、Ｃｕ金属層（＝Ｃｕ薄膜＋Ｃｕ層）による所定の配線パターンが形成されたＣｕ配線層を有するフィルム状回路基板を得ることができる。
【００２２】
一方、フィルム状回路基板から金属配線層を転写するための円筒体としては、用途に応じて金属製あるいは樹脂製のものを用いることができる。また、円筒体の外周面には、金属配線層を接着保持するための絶縁性接着層を予め形成する。絶縁性接着層の形成には、液状の接着剤を塗布してもよいが、一定の厚さが容易に得られる点でテープ状の絶縁性両面接着材を用いることが好ましい。
【００２３】
具体的には、テープ状の絶縁性両面接着材を、円筒体の外周に合わせた長さで且つフィルム状回路基板の配線パターンよりも少し広い幅に切断し、円筒体の外周面に巻きつけることによって、絶縁性接着層を形成することができる。また、テープ状の絶縁性両面接着材は、常温で接着性を発揮するタイプでもよいし、加熱することで接着性を発揮するタイプでもよい。尚、絶縁性接着層の厚さは、転写すべき金属配線層の厚さよりも厚いことが好ましい。
【００２４】
次に、図１を参照して、フィルム状回路基板の金属配線層を円筒体外周面に形成した絶縁性接着層上に転写する方法を具体的に説明する。まず、絶縁性フィルム１の表面に金属配線層２を直接形成したフィルム状回路基板１０を、貼付装置のプレート１１に保持する。プレート１１への保持手段としては、フィルム状回路基板１０の裏面を吸着する方法、又は裏面を接着する方法などがある。一方、円筒体１２の外周面には、テープ状の絶縁性両面接着材を貼り付けて絶縁性接着層３を形成する。
【００２５】
この円筒体１２の絶縁性接着層３を、図１（ａ）に示すように、プレート１１に保持したフィルム状回路基板１０の金属配線層の配線パターン端部に押し当てる。引き続き、図１（ｂ）に示すように、円筒体１２を回転させながらプレート１１を水平方向に移動させ、フィルム状回路基板１１の表面に沿って円筒体１２を一回転させることによって、金属配線層２が下地の金属薄膜の部分で絶縁性フィルム１から剥離して円筒体１２の絶縁性接着層３に転写される。尚、上記の転写工程において、金属配線層２を絶縁性接着層３に押し当てる際の圧力は０.１〜１.０ＭＰａの範囲が好ましい。
【００２６】
上記した本発明方法により得られる立体的回路基板は、図２（ａ）に示すように、円筒体１２の外周面上の絶縁性接着層３に、所定の配線パターンを有する金属配線層２が接着保持された構造を有している。特に、絶縁性フィルム表面の金属配線層を円筒体外周面の絶縁性接着層上に転写する方法の採用によって、金属配線層の配線パターン両端部間の長さを円筒体外周面に形成した接着層の外周長さと等しくするだけで、転写された配線パターン両端部での重なりや間隙の発生を簡単になくすことができる。
【００２７】
これに対し、上述し且つ図２（ｂ）に示すように、フィルム状回路基板１０を円筒体１２の外周面に貼り付ける従来の方法で作製した立体的回路基板では、フィルム状回路基板１０の切断による寸法のバラツキや、円筒体１２の仕上がり径のバラツキが存在するために、フィルム状回路基板１０の両端部に重なりや大きな間隙４が発生する頻度が極めて高いものである。
【００２８】
絶縁性フィルムから円筒体の絶縁性接着層に金属配線層を転写する場合、絶縁性フィルムからの金属配線層の剥離しやすさ、即ち金属配線層と絶縁性フィルムの密着性が影響する。転写可能な密着性の下限は、配線パターンを形成するまでの工程で、例えばエッチング液のシャワーによる金属層（下地の金属薄膜を含む、以下同じ）の剥がれや、レジストマスクを剥離する際に金属層の剥がれが起きない程度である。また、密着性の上限は、金属配線層のみが残渣を残さずに剥離する程度である。
【００２９】
上記絶縁性フィルムと金属配線層の密着性は、具体的には、金属配線層の配線パターンのピッチが一般的な５０〜５００μｍの範囲の場合、パターン化前の金属層のピール強度で９８〜３２１Ｎ／ｍの範囲が好ましい。尚、金属配線層の密着性の評価に用いたピール強度は、金属層をエッチングにより線幅１０ｍｍに形成し、その端部を把持して絶縁性フィルムに対し９０°の方向に引き剥がすときに必要な力（単位Ｎ／ｍ）を言う。
【００３０】
良好な転写を行うためには、絶縁性フィルムと金属配線層の密着性をコントロールすることが望ましい。密着性をコントロールする方法としては、例えば、絶縁性フィルムに金属薄膜あるいは金属層を形成した後、加熱して樹脂と金属との界面の接着力を低下させる方法、あるいは成膜前の絶縁性フィルムに樹脂を塗布して接着力を高くし又は低くする方法などがある。尚、蒸着法又はスパッタリング法と電気めっき法により絶縁性フィルム上に形成した金属層は、一般的な条件の下では、転写ための好ましい密着性を備えている。
【００３１】
また、円筒体の外周面に設ける絶縁性接着層は、上記密着力を備えた金属配線層を接着して絶縁性フィルムから剥離し得る接着力を備えていることが必要である。絶縁性を備えた接着材として一般的に使用されているテープ状の両面接着材は、このような接着力を備えたものであり、金属配線層を接着して絶縁性フィルムから剥離することができる。
【実施例】
【００３２】
［実施例１］
厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東レ製：Ｔ６０）の表面に、スパッタリング法により厚さ０.１μｍのＣｕ薄膜を形成した後、密着性をコントロールするために１２０℃で１時間加熱した。次に、硫酸銅めっき（荏原ユージライト製：キューブライト２１）によって、Ｃｕ薄膜上に厚さ８μｍのＣｕ層を形成した。
【００３３】
得られた複合材料について、Ｃｕ金属層（＝Ｃｕ薄膜＋Ｃｕ層）とＰＥＴフィルムの密着性を評価した。即ち、この複合材料をエッチングしてＣｕ金属層の線幅を１０ｍｍに形成し、そのＣｕ金属層の端部を把持してＰＥＴフィルムに対し９０°の方向に引き剥がすことにより、引き剥がし時のピール強度を測定したところ９８Ｎ／ｍであった。
【００３４】
次に、上記複合材料のＣｕ金属層上にドライフィルムレジスト（旭化成製：ＡＱ−１１５８）を貼り、所定のマスクを用いて露光、現像を行ってレジストマスクを形成した。引き続き、エッチング処理を施して配線パターンを形成した後、残存するレジストマスクを剥離して、図３に示す櫛歯状の配線パターンのＣｕ配線層を有するフィルム状回路基板を得た。
【００３５】
このとき、ピール強度９８Ｎ／ｍの上記複合材料を用いて、Ｃｕ配線層の配線パターンのピッチが異なる３種類のフィルム状回路基板を作製した。即ち、ピッチ５００μｍ（線幅２５０μｍ、間隔２５０μｍ）、ピッチ１００μｍ（線幅５０μｍ、間隔５０μｍ）、及びピッチ５０μｍ（線幅２５μｍ、間隔２５μｍ）の３種類とした。
【００３６】
しかし、ピッチ１００μｍとピッチ５０μｍのＣｕ配線層は、エッチング処理時かあるいはレジストマスク剥離時かは不明であるが、Ｃｕ配線層の一部に剥がれが生じていた。そのため、剥がれのないピッチ５００μｍの配線パターンのＣｕ配線層を有するフィルム状回路基板についてのみ、転写による立体的回路基板の製造と評価を進めた。
【００３７】
即ち、アルミパイプ（直径１６ｍｍ、長さ３００ｍｍ）の外周面に、テープ状の絶縁性両面接着材（テサテープ製：熱硬化タイプ８４０５）を用いて絶縁性接着層を形成した。このアルミパイプ外周面の絶縁性接着層に、図１の貼付装置を使用して、上記フィルム状回路基板のＣｕ配線層を転写した。
【００３８】
具体的には、接着層が形成されたアルミパイプを赤外線ヒーターで９０℃に加熱し、貼付装置のプレートにＰＥＴフィルム側を吸引固定したフィルム状回路基板のＣｕ配線層の配線パターン端部を０.２ＭＰaの圧力で押し当てた。引き続き、フィルム状回路基板の表面に沿って円筒体を一回転させることにより、Ｃｕ配線層をＰＥＴフィルムから剥離してアルミパイプの絶縁性接着層に転写させることができた。
【００３９】
アルミパイプが常温に戻った後、アルミパイプの絶縁性接着層上に転写されたＣｕ配線層を観察したところ、Ｃｕ配線層の両端部に重なりや間隙の発生はなかった。また、顕微鏡検査（２０倍）での外観確認により、配線パターンにシワや断線などは存在せず、Ｃｕ配線層の全てを完全に転写できたことが確認された。更に、円筒体外周面のＣｕ配線層に接着剤などの付着は認められず、良好な導通性が得られた。
【００４０】
［実施例２］
上記実施例１と同じ厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（東レ製：Ｔ６０）の表面に真空蒸着法により厚さ０.１μｍのＣｕ薄膜を形成した。次に、上記実施例１と同様に、硫酸銅めっきによりＣｕ薄膜上に厚さ８μｍのＣｕ層を形成した。得られた複合材料について、Ｃｕ金属層とＰＥＴフィルムの密着性を上記実施例１と同様に評価したところ、ピール強度は２１１Ｎ／ｍであった。
【００４１】
この複合材料のＣｕ金属層を上記実施例１と同様にパターン化して、配線パターンのピッチが５００μｍ、１００μｍ及び５０μｍの異なるピッチの３種類のフィルム状回路基板を作製した。しかし、ピッチが５０μｍのＣｕ配線層は一部に剥がれが生じていた。そこで、剥がれのないピッチが５００μｍと１００μｍの配線パターンのＣｕ配線層を有するフィルム状回路基板について、上記実施例１と同様にして、転写による立体的回路基板の製造と評価を行った。
【００４２】
アルミパイプの絶縁性接着層上に転写されたＣｕ配線層を観察したところ、ピッチ５００μｍ及び１００μｍの２種類とも、Ｃｕ配線層の両端部に重なりや間隙の発生はなかった。また、顕微鏡検査（２０倍）での外観確認により、配線パターンにシワや断線などは存在せず、Ｃｕ配線層の全てを完全に転写できたことが確認された。更に、円筒体外周面のＣｕ配線層に接着剤などの付着は認められず、良好な導通性が得られた。
【００４３】
［実施例３］
上記実施例１と同じ厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム（東レ製：Ｔ６０）の表面に、密着性をコントロールするために樹脂（十条ケミカル製：ＧＡ４１００）を塗布して乾燥した後、スパッタリング法により厚さ０.１μｍのＣｕ薄膜を形成した。次に、上記実施例１と同様に、硫酸銅めっきによりＣｕ薄膜上に厚さ８μｍのＣｕ層を形成した。得られた複合材料について、Ｃｕ金属層とＰＥＴフィルムの密着性を上記実施例１と同様に評価したところ、ピール強度は３２１Ｎ／ｍであった。
【００４４】
この複合材料のＣｕ金属層を上記実施例１と同様にパターン化して、配線パターンのピッチが５００μｍ、１００μｍ及び５０μｍの異なるピッチの３種類のフィルム状回路基板を作製した。その結果、３種類の全てのピッチでＣｕ配線層に剥がれは発生しなかった。そこで、それぞれの配線パターンのＣｕ配線層を有する３種類のフィルム状回路基板について、上記実施例１と同様にして、転写による立体的回路基板の製造と評価を行った。
【００４５】
アルミパイプの絶縁性接着層上に転写されたＣｕ配線層を観察したところ、ピッチ５００μｍ、２００μｍ及び１００μｍの３種類とも、Ｃｕ配線層の両端部に重なりや間隙の発生はなかった。また、顕微鏡検査（２０倍）での外観確認により、配線パターンにシワや断線などは存在せず、Ｃｕ配線層の全てを完全に転写できたことが確認された。更に、円筒体外周面のＣｕ配線層に接着剤などの付着は認められず、良好な導通性が得られた。
【符号の説明】
【００４６】
１      絶縁性フィルム
２      金属層
３      絶縁性接着層
４      間隙
１０      フィルム状回路基板
１１      プレート
１２      円筒体
【図１】
2011091304.tif 000003
【図２】
2011091304.tif 000004
【図３】
2011091304.tif 000005
【図４】
2011091304.tif 000006