(57)【要約】    樹脂基材の表面に配線パターンが形成された立体成型物を準備する立体成型物準備工程と、前記立体成型物に対して感光性材料をスプレー塗布し、少なくとも前記立体成型物の表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記立体成型物に対応させて立体成型された露光マスクフィルムを準備する露光マスクフィルム準備工程と、前記露光マスクフィルムによって前記保護膜を被覆するように配置する露光マスクフィルム配置工程と、前記露光マスクフィルムが配置された状態の前記立体成型物を真空脱気用袋に内挿し、真空脱気して前記露光マスクフィルムを前記保護膜に密着させる真空脱気工程と、前記立体成型物を前記真空脱気用袋に内挿した状態で光を照射して露光する露光工程と、前記立体成型物を前記真空脱気用袋が取り出して現像処理を施し、前記保護膜に所望の開口を形成する開口形成工程と、を有すること。
2016208651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基材の表面に配線パターンが形成された立体成型物を準備する立体成型物準備工程と、
前記立体成型物に対して感光性材料をスプレー塗布し、少なくとも前記立体成型物の表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記立体成型物に対応させて立体成型された露光マスクフィルムを準備する露光マスクフィルム準備工程と、
前記露光マスクフィルムによって前記保護膜を被覆するように配置する露光マスクフィルム配置工程と、
前記露光マスクフィルムが配置された状態の前記立体成型物を真空脱気用袋に内挿し、真空脱気して前記露光マスクフィルムを前記保護膜に密着させる真空脱気工程と、
前記立体成型物を前記真空脱気用袋に内挿した状態で光を照射して露光する露光工程と、
前記立体成型物を前記真空脱気用袋が取り出して現像処理を施し、前記保護膜に所望の開口を形成する開口形成工程と、を有する立体成型部品の製造方法。
【請求項２】
前記感光性材料は、ネガ型のフォトレジストを含み、
前記露光マスクフィルム準備工程において、前記露光マスクフィルムの表面上であって前記開口に対応する位置に遮光部を形成する請求項１に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項３】
前記露光マスクフィルム準備工程において、前記露光マスクフィルムの立体成型前に、インクジェット印刷またはスクリーン印刷によって前記遮光部を形成する請求項２に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項４】
前記露光マスクフィルム配置工程において、前記露光マスクフィルムの表面であって前記遮光部の形成面側を前記保護膜側に配置する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項５】
前記露光マスクフィルムに使用される樹脂フィルムの厚みは２５〜１００μｍである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項６】
前記真空脱気用袋の厚みは２５〜１００μｍである請求項１乃至５のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項７】
前記保護膜形成工程においては、前記感光性材料のスプレー塗布及び乾燥を角度や方向を変えながら複数回繰り返す請求項１乃至６のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項８】
前記保護膜形成工程においては、前記立体成型物の表裏面に前記保護膜を形成する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項９】
樹脂基材の表面に配線パターンが形成された立体成型物と、
感光性樹脂インクからなり、前記立体成型物の表面を保護する保護膜と、
前記保護膜は、前記配線パターンの露出すべき領域に対応した開口を備えるとともに、前記立体成型物の立体形状に沿って前記立体成型物を被覆する立体成型部品。
【請求項１０】
前記保護膜の前記開口は、フォトリソグラフィによって形成され、前記配線パターンの露出すべき領域に対して高精度で位置決めされている請求項９に記載の立体成型部品。
【請求項１１】
前記樹脂基材は、５０％以上の破断伸びを備えるフィルム状の樹脂からなる請求項９又は１０に記載の立体成型部品。
【請求項１２】
前記立体成型物は、２枚の前記保護膜によってその両面が被覆された積層構造を有する請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の立体成型部品。
【請求項１３】
前記配線パターンは、金属を粒子状に堆積してなるポーラス状の構造を備える第１金属膜、及び前記第１金属膜上に積層された第２金属膜からなる請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の立体成型部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線パターンが表面に形成された立体成型物に対して、当該配線パターンの形成面の少なくとも一部を保護膜によって被覆する立体成型部品の製造方法、及びその製造方法よって製造される立体成型部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から知られている立体配線基板としては、三次元構造を備える構造体の表面上に電気回路を直接的かつ立体的に形成した部品であるＭＩＤ（Molded Interconnect Device）基板がある。ＭＩＤ基板に関する技術としては、２ショット法、ＭＩＰＴＥＣ（Microscopic Integrated Processing Technology）、及びＬＤＳ（Laser Direct Structuring）等の工法が知られている。いずれの工法においても、モールド樹脂に対して三次元構造を形成した後に、その表面に対して配線回路を形成することになる。例えば、特許文献１には、ＭＩＤ基板及びその製造に関する技術が開示されている。【０００３】
２ショット法においては、一次成型されたモールド樹脂上の配線形成をしない部分に対して、新たな樹脂による二次成型を行い、当該二次成型に係る樹脂をレジストとして触媒塗布及びめっきを行うことにより、モールド樹脂上に配線回路を形成する。しかしながら、２次成型された樹脂によって配線パターン形状を規制するため、２次成型のための金型加工精度の限界から、導体幅と導体間隙とを示すＬ／Ｓ（line width and spacing）の最小値が１５０／１５０μｍ程度となり、より微細な配線パターンの形成が困難であった。【０００４】
ＭＩＰＴＥＣにおいては、成型されたモールド樹脂の表面全体にメタライジングを施し、レーザ光によって配線回路の外縁部分の金属（メタライジング層）を除去する。その後、配線回路となる領域に通電して電解めっきを行い、その後に成型体の全面にフラッシュエッチングを施して配線回路以外の金属を除去することにより、モールド樹脂上に配線回路を形成する。しかしながら、レーザ光の使用にあたっては、成型されたモールド樹脂の三次元形状に対応した特殊なレーザ照射装置が必要となり、レーザ加工の手間及び設備投資による製造コストの増加が問題となる。また、電解めっきによって配線回路に必要となる金属を堆積するため、配線回路となる領域のみに通電する必要があることから、当該配線回路となる領域が成型体の外周部と電気的に接続しているか、或いは給電線を介して外周部と電気的に接続されている必要がある。すなわち、当該配線回路となる領域を成型体の外周部から電気的に離間すること（すなわち、独立した配線パターンの形成）が困難となる問題や、回路として最終的に不要な給電線の形成及び除去に伴うコスト増加の問題が生じる。【０００５】
ＬＤＳにおいては、導電粒子を含んだ特殊な樹脂材料を使用して１次成型を行い、配線回路となる領域にレーザ光を照射して当該導電粒子を露出させ、当該導電粒子の露出部分にめっきを行うことにより、モールド樹脂上に配線回路を形成する。しかしながら、成型されたモールド樹脂内の導電粒子を露出させる精度の問題から、Ｌ／Ｓの最小値が１００／１５０μｍ程度となり、より微細な配線パターンの形成が困難であった。また、ＭＩＰＴＥＣと同様に特殊なレーザ照射装置が必要となり、レーザ加工の手間及び設備投資による製造コストの増加が問題となる。【０００６】
そして、上記いずれの工法においても、三次元的な形状を備えるモールド樹脂に配線回路を形成するため、最終的に製造されるＭＩＤ基板は片面基板となる。このため、両面基板と比較して配線回路の自由度が小さくなり、基板自体の小型化も困難になる問題が生じる。当該問題及び上述した問題を解決する方法として、ポリイミド等の熱可塑性樹脂に配線回路を形成した後に、加熱及び加圧によって樹脂に折り曲げ加工を施し、立体配線基板を製造する方法がある。例えば、特許文献２にはポリイミドフィルム上に熱圧着により金属箔を貼り付けた後に立体成型することが開示され、特許文献３にはポリサルホン樹脂上に導電性ペーストを塗布した後に立体成型することが開示されている。【０００７】
上述した立体配線基板においては、形成された配線パターンは露出しているため、部品実装、他の部品、又は他の基板との接続に半田付けをする際、半田付けのランド間のブリッジが起きやすくなり、又は温度若しくは水分にさらされることによる配線パターン金属材の酸化等の劣化、混入異物による短絡の問題等が発生しやすくなる。このため、部品実装に必要なランド部以外は、絶縁性樹脂によって被覆することが一般的に行われる。このような被覆方法としては、例えば、インク状の熱硬化樹脂若しくは紫外線硬化樹脂をスクリーン印刷、スプレーコート、又はインクジェット印刷によって絶縁性樹脂を塗布する。ここで、半田付けをする部分の配線パターンを露出する方法としては、半田付けをする部分を始めから露出するように絶縁性樹脂を塗布する方法や、或いは被覆面全体に対して紫外線硬化型の樹脂を塗布した後に、フォトリソグラフィ技術を利用して必要部分に開口を形成する方法等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−９４６０５号公報
【特許文献２】特開平０６−１８８５３７号公報
【特許文献３】特開２０００−１７４３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら立体成型された対象物へのスクリーン印刷による塗布においては、立体成型物に段差が存在するため、立体成型物の表面に沿って絶縁性樹脂を塗布することが困難である。また、インクジェット印刷による塗布においては、立体成型物の段差により、立体成型物の表面に沿った絶縁性樹脂の塗布、及び着弾した液滴の硬化前の濡れ広がりを防止する為、昨今よく使用される紫外線硬化樹脂を用いた仮硬化の為の紫外線照射が、インクジェットヘッドと基板の間隔を段差により広くとらなければならないことで、基板表面での紫外線の反射によるインクジェットヘッドノズル内の射出前の樹脂を硬化させてしまう問題等により、困難である。【００１０】
一方、一般的な平面基板に使用されているフィルム状の保護膜を、印刷用の絶縁性樹脂に替えて使用することが考えられるが、立体成型物の面積の増加及びその形状の複雑化により、薄い保護膜を立体成型物の表面全体に亘って均一に加圧することは困難となり、立体成型物と保護膜との間に気泡や隙間が生じたり、立体成型物上に形成された配線パターンに対して断線につながるような応力が加わる問題がある。また、当該保護膜と立体成型物とを密着させて加圧するような場合には、立体成型物のそれぞれに対して成型用金型が必要となり、１つの立体成型物による成型用金型の占有によって、生産規模の拡大及びタクトタイムの短縮が困難となり、製造コストが増加する問題が生じる。そして、加圧時における保護膜の伸縮及び保護膜への開口形成のための抜き金型使用の影響（抜き金型では精細な開口部の形成が困難）により、露出すべき配線パターンの部分に対して、精細な精度によるより微細な開口形成が困難となる。【００１１】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、高価な装置を使用することなく、配線パターンが表面に形成された立体成型物に対して、所望の微細な開口パターンを備える保護膜を容易且つ高精度に形成しつつ、立体成型部品を低コストで製造することができる立体成型部品の製造方法を提供することである。また、微細な開口パターンを備える保護膜が高精度に形成された低コストの立体成型部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の立体成型部品の製造方法は、樹脂基材の表面に配線パターンが形成された立体成型物を準備する立体成型物準備工程と、前記立体成型物に対して感光性材料をスプレー塗布し、少なくとも前記立体成型物の表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記立体成型物に対応させて立体成型された露光マスクフィルムを準備する露光マスクフィルム準備工程と、前記露光マスクフィルムによって前記保護膜を被覆するように配置する露光マスクフィルム配置工程と、前記露光マスクフィルムが配置された状態の前記立体成型物を真空脱気用袋に内挿し、真空脱気して前記露光マスクフィルムを前記保護膜に密着させる真空脱気工程と、前記立体成型物を前記真空脱気用袋に内挿した状態で光を照射して露光する露光工程と、前記立体成型物を前記真空脱気用袋が取り出して現像処理を施し、前記保護膜に所望の開口を形成する開口形成工程と、を有することである。【００１３】
また、上記目的を達成するため、本発明の立体形成部品は、樹脂基材の表面に配線パターンが形成された立体成型物と、感光性樹脂インクからなり、前記立体成型物の表面を保護する保護膜と、前記保護膜は、前記配線パターンの露出すべき領域に対応した開口部を備えるとともに、前記立体成型物の立体形状に沿って前記立体成型物を被覆することである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、高価な装置を使用することなく、配線パターンが表面に形成された立体成型物に対して、所望の微細な開口パターンを備える保護膜を容易且つ高精度に形成しつつ、立体成型部品を低コストで製造することができる。また、本発明により、微細な開口パターンを備える保護膜が高精度に形成された低コストの立体成型部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図３】本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。
【図４】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図５】図４における破線領域Ｖの拡大概念図である。
【図６】本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。
【図７】本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。
【図８】本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。
【図９】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図１０】図９における破線領域Ｘ拡大概念図である。
【図１１】本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。
【図１２】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図１３】本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。
【図１４】本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。
【図１５】本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。
【図１６】本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。
【図１７】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図１８】図１７の破線領域ＸＶＩＩＩの拡大概念図である。
【図１９】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図２０】図１９における破線領域ＸＸの拡大概念図である。
【図２１】本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。
【図２２】本発明の実施例に係る立体配線基板を構成する基材の斜視図である。
【図２３】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図２４】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図２５】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図２６】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図２７】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図２８】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図２９】本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。
【図３０】本発明の実施例に係る立体配線基板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施例の説明に用いる図面は、いずれも本発明による立体成型部品及びその構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、立体成型部品及びその構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、実施例で用いる様々な数値は、一例を示す場合もあり、必要に応じて様々に変更することが可能である。
【００１７】
＜実施例＞
以下において、図１乃至図３０を参照しつつ、本発明の実施例に係る立体配線基板の製造方法について詳細に説明する。ここで、図１、図２、図４、図９、図１２、図１７、図１９、及び図２３乃至図２９は、立体配線基板の製造工程における断面図である。特に、図２４乃至図２６は、立体配線基板の保護膜への開口形成に使用される露光マスクフィルム又は当該露光マスクフィルムに使用されるフィルムの断面図である。また、図５は図４における破線領域Ｖの拡大概念図であり、図１０は図９における破線領域Ｘの拡大概念図であり、図１８は図１７の破線領域ＸＶＩＩＩの拡大概念図であり、図２０は図１９における破線領域ＸＸの拡大概念図である。更に、図１３乃至図１６は、本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。そして、図３、図６乃至図８、図１１、図２１は、本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。図２２は、本発明の実施例に係る立体配線基板を構成する基材の斜視図であり、図３０は、本発明の実施例に係る立体配線基板の断面図である。
【００１８】
先ず、図１に示すように、樹脂基材である熱可塑性樹脂フィルム１を準備する（樹脂基材準備工程）。熱可塑性樹脂フィルム１としては、例えば、ポリイミド又はポリエチレンテレフタラート等の公知の樹脂フィルムを用いることができる。熱可塑性樹脂フィルム１の厚みには限定はなく、本発明の立体配線部品に該当する本実施例の立体配線基板の用途及び要求される特性に応じて適宜変更することができる。例えば、本実施例においては、熱可塑性樹脂フィルム１の厚みを約１２５μｍ程度（７５μｍ以上１５０μｍ以下）に調整したが、立体配線基板を他のモールド樹脂等の保持部材とともに使用する場合には、５０μｍ以下に調整してもよい。
【００１９】
なお、準備する樹脂フィルムは熱可塑性タイプに限定されることなく、比較的に大きな破断伸びを備える樹脂フィルムであれば、熱硬化性樹脂フィルム、或いは熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を積層した（すなわち、熱可塑性樹脂フィルムと熱硬化性樹脂フィルムとを貼り合わせた）構造を備える複合樹脂フィルムを用いてもよい。ここで、比較的に大きな破断伸びとは、少なくとも５０％以上の値であり、好ましくは１５０％以上である。破断伸びについては成型する立体形状により必要な特性が要求され、複雑で大きな段差形状を持つ場合には立体成型による材料が耐えられる様に、より大きな破断伸び強度を持つ樹脂フィルム材が必要となる。
【００２０】
次に、図２に示すように、熱可塑性樹脂フィルム１の表裏面（第１の面１ａ、及び第２の面１ｂ）における導通を確保するために、ＮＣ加工、レーザ加工、又はパンチング加工等の開口技術を用いて貫通孔２を形成する。本実施例においては、貫通孔２の開口径を約０．３ｍｍとした。なお、図２においては、１つの貫通孔２のみが示されているが、実際の立体配線基板においては複数の貫通孔２を有することになる。また、貫通孔２の数量は、立体配線基板の回路構成に応じて適宜変更することもできる。更に、後述する立体成型時の位置決めとして使用するための位置決め孔（例えば、開口径が３ｍｍ）を、熱可塑性樹脂フィルム１の外縁部分（すなわち、最終的に立体配線基板を構成することなく除去される部分）に形成してもよい。
【００２１】
次に、熱可塑性樹脂フィルム１の第１の面１ａ、第２の面１ｂ、及び貫通孔によって露出した熱可塑性樹脂フィルム１の側面１ｃを被覆するように、熱可塑性樹脂フィルム１の表面上に第１金属膜３を形成する（第１金属膜形成工程）。本実施例においては、熱可塑性樹脂フィルム１の表面上に、公知の分子接合技術を利用した無電解めっきによって金属をメタライジングする。
【００２２】
より具体的には、先ず、前処理として、熱可塑性樹脂フィルム１にＡｒプラズマ処理を施し、熱可塑性樹脂フィルム１の表面の脆弱層を除去し、後述する分子接合剤と相性のよい官能基を熱可塑性樹脂フィルム１の表面上に形成する。その後、Ａｒプラズマ処理後の熱可塑性樹脂フィルム１を分子接合剤４の溶液に浸ける（図３）。ここで、分子接合剤４は熱可塑性樹脂フィルム１と反応する官能基（第１官能基）を備えているため、熱可塑性樹脂フィルム１の官能基と分子接合剤４の官能基とか結びつき、図４及び図５に示すように、熱可塑性樹脂フィルム１の表面上に分子接合剤４が結合した状態が得られる。なお、図４においては分子接合剤４をわかり易く示す観点から層状に図示しているが、実際には図５に示すようなナノレベルの状態（分子接合剤４の厚みが数ｎｍ）で存在しており、他の材料と比較して非常に薄くなっている。よって、図９以降では分子接合剤４を省略することがある。また、図５における分子接合剤４の上下に伸びる直線は官能基を示し、より具体的には、熱可塑性樹脂フィルム１に向かって伸びた直線が熱可塑性樹脂フィルム１の官能基と結びついた状態の分子接合剤４の官能基を示し、熱可塑性樹脂フィルム１とは反対側に伸びた直線が第１金属膜３の金属と反応することになる分子接合剤４の官能基を示している。
【００２３】
次に、分子接合処理がなされた熱可塑性樹脂フィルム１をキャタリスト液（Ｓｎ−Ｐｄコロイド水溶液）に含浸する（図６）。ここで、Ｓｎ−Ｐｄコロイドは、熱可塑性樹脂フィルム１の表面に電気的に吸着される。その後、Ｓｎ−Ｐｄコロイドが表面に担持した状態の熱可塑性樹脂フィルム１をアクセラレータ液に含浸すると、Ｐｄの周囲を覆っていたＳｎが除去され、Ｐｄイオンが金属Ｐｄに変化する（図７）。すなわち、触媒処理を行って熱可塑性樹脂フィルム１に触媒（例えばＰｄ）を担持させることになる。なお、アクセラレータ液としては、シュウ酸（０．１％程度）を含む硫酸（濃度が１０％）を用いることができる。その後、触媒であるＰｄを担持した熱可塑性樹脂フィルム１を無電解めっき槽に例えば５分間浸漬する。当該浸漬により、Ｐｄを触媒として例えば銅が析出し、析出した銅が分子接合剤４と結合することになる（図８）。ここで、分子接合剤４は、第１金属膜３の金属と反応する官能基（第２官能基）も備えているため、分子接合剤４の熱可塑性樹脂フィルム１と結合している端部とは反対側に位置する端部（第２官能基）には、触媒を利用して金属が化学的に結合する。続いて、熱可塑性樹脂フィルム１に１５０℃、１０分の加熱処理を施して、分子接合剤４と当該金属との化学結合を終結させ、図９に示すように、熱可塑性樹脂フィルム１の表面を覆うように、第１金属膜３の形成（すなわち、熱可塑性樹脂フィルム１と第１金属膜３との分子接合）が完了する。
【００２４】
ここで、上述した分子接合剤４とは、樹脂と金属等を化学的に結合させるための化学物であり、樹脂と結合する官能基と金属と結合する官能基が一つの分子構造中に存在するものである。また、分子接合技術とは、このような構造を備える分子接合剤４を用いて、樹脂と金属等を化学的に結合させる技術である。そして、これらの分子接合剤、及び分子接合技術は、特許第０４９３６３４４号明細書、特許第０５７２９８５２号明細書、及び特許第０５０８３９２６号明細書において、より詳細に説明がなされている。
【００２５】
本実施例においては、第１金属膜３の金属として銅を用い、図１０に示すように、無電解めっきは粒子状に生成され、銅の粒子３ａによってポーラス状に第１金属膜３が形成される。ここで、ポーラス状とは、第１金属膜３が膜上に完全に形成される膜厚を備えることがないものの、粒子どうしが全部ではないものの少なくとも一部が接触することによって膜全体として導通している状態をいう（必ずしも電気的な導通が必要というわけではなく、立体成型で粒子間距離が離れても、後述する第２金属膜で導通されれば良い。）。これらのことを換言すると、本実施例においては、銅を粒子状に０．０２μｍ以上０．２０μｍ以下堆積し、光を透過することができる膜厚を備える第１金属膜３を形成している。このように第１金属膜３の状態（すなわち、膜厚）を調整する理由は、光を透過しない完全な膜状に第１金属膜３を形成してしまうと、後述する立体成型の際に第１金属膜３に亀裂が生じたとしても、後述する第２金属膜によっても当該亀裂の修復が困難になるからである。より具体的には、第１金属膜３が０．０２μｍより薄いと、樹脂と銅の接点が減少し密着が低下するとともに、伸ばされた後の粒子間距離がはなれすぎ後述する第２金属膜での導通修復が困難になる。また、光を透過する状態で伸ばされた場合、粒子間の距離が空くだけなので亀裂は小さいが、光が透過しない完全な膜状で伸ばされると限界をこえた金属膜（第１金属膜３）には亀裂が生じ幅の広いクラックとなる。なお、図１０においては、第１金属膜３の膜厚方向には１つの粒子３ａのみが存在するように示されているが、第１金属膜３がポーラス状であれば、複数の粒子３ａが膜厚方向に積層してもよい。
【００２６】
第１金属膜３がポーラス状に形成される工程を、以下においてより詳細に説明する。図８に示した銅が析出を開始した状態から更に銅の析出を続けると、新たに析出する銅は、分子接合剤４と、又は既に析出して分子接合剤４と反応している銅と金属結合をする。この際、銅の自己触媒作用によって触媒であるＰｄの方が活性度が高いため、銅の生成は面方向（すなわち、熱可塑性樹脂フィルム１の表面に広がる方向）に進むことになるものの、厚み方向（すなわち、第１金属膜３の膜厚方向）にも進み始めることになる。そして、銅の自己触媒作用が始まると、銅が順次析出して銅どうしの金属結合が進むことになり、銅の成長は厚み方向により進み、膜厚が増加することになる。この状態においては、図１１に示すように、銅の存在しない空隙部分が存在し、部分的には電気的導通が得られていない部分があるものの、形成された金属膜全体としては電気的な接続経路が存在するため電気的導通が得られている。上述したように、このような状態が、本実施例におけるポーラス状ということになる。そして、このようなポーラス状の第１金属膜３においては、銅の破断伸び率を超えても、大きなクラックが発生することなく、部分的に銅分子どうしの距離が若干広がるに留まることになる。
【００２７】
また、本実施例においては、分子接合剤４を介して、熱可塑性樹脂フィルム１と第１金属膜３とを化学結合しているため、熱可塑性樹脂フィルム１と第１金属膜３と界面を平滑にしつつも、両部材を強固に接合することができる。これにより、熱可塑性樹脂フィルム１の表面に凹凸を形成する必要がなくなり、製造工程の容易化及び製造コストの低減ならびに形成する配線回路の高精細化を図ることができる。なお、使用する分子接合剤は１種類に限定されることなく、例えば、分子接合剤４と当該分子接合剤４及び第１金属膜３と反応する官能基を備える他の分子接合剤とを混合して形成した化合物であってもよく、熱可塑性樹脂フィルム１及び第１金属膜３の材料に応じて、他のプロセス条件を含め適宜変更することができる。
【００２８】
また、第１金属膜３の材料は、銅に限定されることなく、例えば、銀、金、又はニッケル等の様々な金属、或いはこれらの金属及び銅のいずれかを少なくとも含む合金や各金属を積層したものを用いてもよいが、比較的にやわらかく破断伸び強度の高い金属を用いることが好ましい。ここで、使用する金属に応じて、光を透過し且つ導通している状態を実現するための膜厚が異なるため、他の金属を用いる場合には、第１金属膜３がポーラス状に形成されることを実現できるように、膜厚を適宜調整することになる。
【００２９】
更に、第１金属膜３の形成方法については、上述した分子接合技術を用いた方法に限定されることなく、第１金属膜３をポーラス状に形成することができれば、例えば、スパッタ、蒸着、又は分子接合を使用する方法以外の湿式めっき等の成膜技術を用いてもよい。そして、第１金属膜３の形成については、使用される金属材料に応じて、最適な成膜技術を選択してもよい。
【００３０】
なお、本実施例においては、熱可塑性樹脂フィルム１の第１の面１ａ、第２の面１ｂ、及び貫通孔によって露出した熱可塑性樹脂フィルム１の側面１ｃを被覆するように、第１金属膜３を形成していたが、要求される立体配線基板の構造及び特性に応じて、熱可塑性樹脂フィルム１の第１の面１ａ又は第２の面１ｂのいずれかのみに第１金属膜３を形成してもよい。すなわち、本発明の立体配線基板には、両面に配線パターンが形成されたもののみならず、片面のみに配線パターンが形成されているものが含まれることになる。
【００３１】
次に、図１２に示すように、フォトリソグラフィによって第１金属膜３にパターニング処理を施し、所望の配線パターンを形成する（パターン形成工程）。具体的には、第１金属膜３が形成された状態であって立体成型前の平坦な状態の熱可塑性樹脂フィルム１の表面にレジストフィルムを熱圧着し、所定のパターンが印刷されたマスクフィルムを用いて露光及び現像を行う。続いて、現像されたレジストフィルムをエッチングマスクとして第１金属膜３にエッチングを施して所望の配線パターンを形成する。その後に、当該レジストフィルムを剥離除去する。ここで、後述する立体成型による第１金属膜３の伸び及び変形を考慮して、配線パターンの形状（配線幅、配線長、配線間隔等）を調整しておくことが好ましい。
【００３２】
このように、フォトリソグラフィによって第１金属膜３にパターニングを施すため、インクジェット印刷技術又はグラビアオフセット印刷技術等を用いたパターニング形成よりも高精細なパターンを実現することができる。すなわち、第１金属膜３は、インクジェット印刷技術又はグラビアオフセット印刷技術等を用いてパターンニングされた配線パターンよりも、解像度が高く（すなわち、直線性が優れ高精細な配線形成が実現される。）なる。
【００３３】
次に、第１金属膜３が形成された状態の熱可塑性樹脂フィルム１に対して、加熱処理及び加圧処理を施して立体成型を行う（第１の立体成型工程）。具体的な第１の立体成型工程としては、先ず、上述した位置決め孔を用いて、成型用の金型１１に対して熱可塑性樹脂フィルム１の位置決めを行う。これは、成型位置と配線パターン位置を合わせるためのものである。すなわち、図１３に示すように、金型１１の上部金型１２と下部金型１３との間に熱可塑性樹脂フィルム１を配置することになる。続いて、図１４に示すように、上部金型１２を上部加熱装置１４で加熱するとともに、下部金型１３を下部加熱装置１５によって加熱を行う。ここで、本実施例においては、熱可塑性樹脂フィルム１にポリイミドフィルムを用いているため、加熱温度は材料のガラス転移点温度より高い２７０℃〜３５０℃の範囲内（例えば、３００℃）で調整することができるが、熱可塑性樹脂フィルム１の材料に応じて当該加熱温度は適宜調整されることになる。ここで、加熱温度は、当該ガラス転移温度以上であって、熱可塑性樹脂フィルム１の耐熱温度以下であることが必要となるが、当該範囲内においてできる限り低い温度に設定することが好ましい。これは、熱可塑性樹脂フィルム１上に形成される第１金属膜３と熱可塑性樹脂フィルム１の加熱による密着低下を低減するためである。
【００３４】
当該加熱処理を行いつつ、上部金型１２及び下部金型１３を近づけ、熱可塑性樹脂フィルム１に対して、上下から所望の圧力（例えば、１０ＭＰａ）によってプレス処理を行う（図１５）。なお、所望の圧力とは、熱可塑性樹脂フィルム１の材料、圧力が弱すぎると所望の立体成型が困難になる点を考慮して適宜調整することになる。そして、プレス処理の完了後に、熱可塑性樹脂フィルム１を金型１１から取り出し（図１６）、熱可塑性樹脂フィルム１の立体成型が完了する。換言すると、立体配線基板用の第１基材１６の形成が完了する。なお、図１３乃至図１６において、第１金属膜３の図示は省略している。また、要求される立体形状にもよるが、実際の立体配線基板の形状は複数の凹凸が形成されることになるため、金型１１も複数の凹凸を有しており、上部金型１２と下部金型１３との複数の凹凸が互いに嵌合するような構造が採用されてもよい。
【００３５】
図１７に示されているように、立体成型が完了した熱可塑性樹脂フィルム１（すなわち、立体配線基板用の第１基材１６）には、立体成型によって屈曲した屈曲部１ｄに亀裂１７が生じやすくなっている。ここで、図１８に示すように、亀裂１７とは、第１金属膜３を構成する銅の粒子３ａの粒子間距離の拡大によって生じる隙間のことであり、光が透過しない完全な金属膜状において当該金属膜が伸ばされることによって生じる亀裂と比較して、その構造が異なっている。なお、第１金属膜３の成膜状態、及び立体成型による三次元形状によっては、亀裂が発生しない場合もある。また、図１８に示すように、亀裂１７は、熱可塑性樹脂フィルム１が伸ばされたのに対し、第１金属膜３はそれに従って粒子間距離が広がることになるが、第１金属膜３がポーラス状に形成されているため、亀裂１７自体の深さは粒子３ａの寸法と同等であって非常に小さくなり、更には第１金属膜３が完全な膜状にて形成される場合と比較して亀裂１７の幅も小さくなる。すなわち、本実施例に係る立体配線基板用の第１基材１６は、第１金属膜３が完全な膜状にて形成される場合と比較して、亀裂１７の修復をより容易に可能とする状態になっている。換言すれば、光を透過する状態で伸ばされた場合、粒子間の距離が空くだけなので亀裂１７（粒子間の隙間）は小さいが、光が透過しない完全な膜状で伸ばされると限界をこえた金属膜には亀裂が生じ幅の広いクラックが生じることになる。
【００３６】
また、屈曲部１ｄにおける亀裂１７の発生を減少させる方法として、熱可塑性樹脂フィルム１を２枚の保護フィルムによって挟んだ状態において、上述した立体成型を行ってもよい。これにより、屈曲部１ｄにおける角部１ｅの形状を若干滑らかにすることができ、亀裂１７の発生を抑制することができる。ここで、当該保護フィルムは、熱可塑性樹脂フィルム１と同一の材料で形成することが好ましい。更に、屈曲部１ｄにおける亀裂１７の発生を減少させる方法として、屈曲部１ｄにおける角部１ｅの形状を湾曲させる、或いはその角度を９０度よりも小さく（例えば、７５度〜８５度）となるように、金型１１を設計してもよい。
【００３７】
なお、本実施例においては、熱可塑性樹脂フィルム１を上部金型１２及び下部金型１３を用いて上下からプレス処理を施しているが、ヒートプレス後における熱可塑性樹脂フィルム１の厚みの均一性を確保することができれば、真空プレス、又は圧空プレス等の他のプレス加工方法を用いてもよい。
【００３８】
次に、立体配線基板用の第１基材１６の第１金属膜３の表面を被覆するように、第２金属膜２１を形成する（第２金属膜形成工程：図１９）。本実施例においては、一般的な無電解めっきによって第１金属膜３の表面上に金属を追加的に堆積する。
【００３９】
具体的な第２金属膜形成工程としては、先ず、成型工程の加熱によって第１基材１６の表面上に形成された酸化層を除去するために、第１基材１６を所望の洗浄液（例えば、酸脱脂液、硫酸液）に浸す。続いて、触媒処理を行って第１基材１６の第１金属膜３に、第１金属膜３と置換するタイプの触媒（例えばＰｄ触媒）を反応させ、その後に第１基材１６を無電解めっき液に浸す。そして、表面に触媒が存在する第１金属膜３の周囲に対してのみ選択的に金属が堆積することになり、配線回路とならない領域（すなわち、熱可塑性樹脂フィルム１の露出領域）には金属が堆積されず、第２金属膜２１の追加のパターニングが不要となる。
【００４０】
本実施例においては、第２金属膜２１の金属として銅を用い、図２０及び図２１から分かるように、複数の銅の粒子２１ａが第１金属膜３の粒子３ａ上に堆積することになる。ここで、第２金属膜２１をポーラス状に形成することなく、完全な膜状に形成する。特に、本実施例においては、１時間の浸漬により、５μｍ以上の膜厚を備える第２金属膜２１を形成することができた。また、本実施例においては、第２金属膜２１を構成する粒子２１ａが、第１金属膜３を構成する粒子３ａの周囲に成長することになり、第２金属膜２１の厚み方向及び当該厚み方向に直交する方向（第２金属膜２１の平面方向）に対して同程度に成長することになる。これにより、立体成型によって生じた第１金属膜３の亀裂１７を修復するように、第２金属膜２１を形成することができる。すなわち、第２金属膜２１の形成により、亀裂１７による導通不良を回復させ、確実な導通を実現することができる配線回路（第１金属膜３及び第２金属膜２１からなる導体層）を形成することができる。ここで、第２金属膜２１による亀裂１７の修復は、第２金属膜２１の膜厚に対して２倍程度の亀裂１７の幅を修復できるため、第２金属膜２１の膜厚を想定される亀裂１７の最大幅の１／２倍以上に調整してもよく、より好ましくは亀裂１７の幅と同程度の膜厚に調整してもよい。また、この第２金属膜２１は貫通孔２の側面１ｃにも表層と同様に生成され、貫通孔２による表裏の導通不良が仮にあった場合でも導通を修復することが可能である。
【００４１】
更に、本実施例においては、配線回路（配線パターン）として必要となる導体層の層厚（配線パターン厚み）が第１金属膜３の膜厚では不足しているものの、第２金属膜２１を形成することによって当該導体層の必要な層厚を確保することができる。
【００４２】
なお、本実施例においては、無電解めっきによって第２金属膜２１を形成したが、最終的に第１金属膜３の表面上のみ第２金属膜２１を形成することができれば、他の成膜技術（例えば、電解めっき、導電性インクの塗布等）を用いてもよい。但し、本実施例の様に無電解メッキにより第２金属膜２１を形成する場合は、独立した配線すなわち当該配線回路が成型体の外周部から電気的に離間していても形成が可能であるが、電解めっきによって第２金属膜２１を形成する場合は、全ての配線が成型体の外周部と電気的に導通していることが必要であり、給電線の設置を含めて設計時に考慮することが必要となる。また、この場合、立体成型による非導通部分が発生していた場合、非導通部分から先は電気が流れないため第２金属膜２１が形成出来なくなる。
【００４３】
なお、第２金属膜２１の材料は、銅に限定されることなく、ニッケル若しくはニッケルクロム、ニッケル銅、金、又は銀等の他の金属またはこれらを含む合金を用いてよく、立体配線基板に要求される特性及び信頼性に応じてその材料を適宜調整することができる。
【００４４】
上述した製造工程を経た後に、第２金属膜２１の表面に防錆剤処理を施して、第１金属膜３及び第２金属膜２１が積層された積層構造を備える配線パターン２２が形成されるとともに、熱可塑性樹脂フィルム１及び配線パターン２２から構成される立体配線用の第２基材３０の製造が完了する。ここで、第１基材１６と第２基材３０との相違は、第２金属膜２１の有無だけであり、第２基材３０が立体配線基板を構成するための立体成型物に該当する。すなわち、上述した工程により、立体成型物準備工程が完了することになる。
【００４５】
図１９乃至図２１からわかるように、本実施例に係る第２基材３０においては、熱可塑性樹脂フィルム１の表面においてポーラス状に形成された第１金属膜３に生じる亀裂が、第１金属膜３よりも厚い膜厚で形成された第２金属膜２１によって確実に修復されており、配線パターン２２の断線が防止された優れた信頼性が備えられている。また、上述した製造方法より、ＭＩＤ基板と比較して、より容易に微細な配線パターン（例えば、Ｌ／Ｓ＝３０／３０μｍ）を実現することができ、小型化及び低コスト化も実現されている。
【００４６】
そして、最終的に形成される第２基材３０は、図２２に示すように、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれの位置において、Ｚ方向の寸法（すなわち、高さ）が異なっており、ＸＹ平面において凹凸が形成されている。なお、図２２は、第２基材３０の３次元形状を説明するための模式的な図面であり、配線パターン２２及び貫通孔は省略している。
【００４７】
次に、図２３に示すように、第２基材３０に対して感光性材料をスプレー塗布し、第２基材３０の表裏面（すなわち、熱可塑性樹脂フィルム１の第１の面１ａ側及び第２の面１ｂ側）に保護膜３１を形成する（保護膜形成工程）。具体的には、先ず、主材となる感光性樹脂インク（ネガ型のフォトレジスト）に硬化剤及び溶剤を所定の比率で混合し、３０分間の撹拌を実施する。この混合及び撹拌は、特定の波長の光がカットされたイエロールームで実施され、これにより感光性樹脂インクの硬化の進行が防止される。続いて、混合及び撹拌された後の感光性樹脂インク（すなわち、感光性材料）をエアブラシに充填する。当該エアブラシは、量産レベルで使用される比較的に大型の塗布装置であってもよく、一般的な模型製作用に用いられる小型のものであってもよい。その後、第２基材３０をスプレーする角度を調整しながら３６０度回転させつつ、第２基材３０の表裏面に対して均一に感光性材料をスプレー塗布する。このようなスプレーする角度を調整する理由としては、垂直方向からのスプレーでは、段差部の垂直に近い面に塗布されないか、もしくは薄くなってしまうためである。このようなスプレー塗布により、第２基材３０の凹凸部分及びその近傍に対しても確実に感光性材料を塗布することができ、立体成型された第２基材３０の全面に対して、均一に感光性材料を塗布することができる。
【００４８】
なお、上記した感光性材料の塗布については、１度に必要な厚みの感光性材料を塗布することなく、感光性材料の塗布を少量ずつ複数回に分け薄く塗り、各塗布後に感光性材料を乾燥させることが好ましい。換言すると、第２基材３０に対して、感光性材料のスプレー塗布及び乾燥を角度や方向を変えながら複数回繰り返し、所望の膜厚を有する保護膜を形成することが好ましい。これは、１度に大量の感光性材料を塗布すると、第２基材３０の凹部及び凸部において塗布ムラが生じ易くなり、保護膜３１の均一性が低下するためである。
【００４９】
次に、保護膜３１が形成された状態の第２基材３０に対して所定の加熱処理を施し、塗布された感光性材料の仮硬化を行う。当該加熱処理の条件は、使用される感光性材料によって異なるが、感光性材料の粘着性が概ねなくなる条件（例えば、８０℃で３０分間）で加熱処理が行われる。
【００５０】
次に、第２基材３０に対応させて立体成型された露光マスクフィルムを準備する（露光マスクフィルム準備工程）。具体的には、露光マスクフィルムの主材となるポリエチレンテレフタラート等の公知の樹脂フィルム３２、３３を準備する（図２４）。ここで用いられる樹脂フィルムの条件としては、露光用の紫外線波長を透過すること、および立体成型に対応できる破断伸びを有することが必要である。また、本実施例においては、露光マスクフィルムとして使用される樹脂フィルム３２、３３の膜厚を約５０μｍとしたが、約２５μｍ〜１００μｍの範囲内で調整することができる。このような膜厚に調整する理由としては、膜厚が厚すぎると樹脂フィルム３２、３３の立体成型が困難となり、第２基材３０の表層形状に沿わなくなることによる第２基材３０との密着性の低下による露光の解像度の低下をもたらすことがあるからである。なお、露光マスクフィルムの材料は、必要な破断伸び（少なくとも５０％以上、好ましくは１００％以上）を有する、熱可塑性樹脂フィルム、熱硬化性樹脂フィルム、或いは熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を積層した複合樹脂フィルムであってもよく、立体成型の容易性及び露光マスクフィルムを繰り返し使用する観点から適宜材料を選択することができる。
【００５１】
続いて、図２５に示すように、樹脂フィルム３２、３３のそれぞれの表面上に、インクジェット印刷、スクリーン印刷、これに類する印刷方法によって黒色のインクを塗布し、後述する露光の際に照射される光を遮光する遮光部３４を形成する。一般的なポリエチレンテレフタラートシート上の銀塩感光膜に光をあてて露光・現像したフォトマスクフィルムを用いても良いが、市販されている銀塩感光膜を表面塗布されたフォトマスクフィルムの厚みは１５０〜２００μｍ程度と厚く、後述する立体成型での形状が金型形状を反映しにくく第２基材３０の表面形状にあわせにくく、露光時の密着がうまくいかないため使用するのは困難である。本実施例においては、保護膜３１の開口形成位置に対応させて遮光部３４の形成位置が調整されている。この際、後述する立体成型時に使用される金型に設けられた位置決めピンに対応するアライメントマークも形成される。ここで、遮光部３４の材料である黒色のインクは、比較的に柔軟で伸びのあるものが好ましい。このような特性を備えるインクが好ましい理由は、遮光部３４の形成領域に対しても後述する立体成型がなされる場合に、当該立体成型に伴って遮光部３４にクラックが発生することを防止するためである。そして、遮光部３４の厚みは、後述する露光の際に照射される光を確実に遮光することができる範囲で調整することができるが、立体成型に伴うクラック発生を考慮して、できる限り薄くすることが好ましい。そもそも立体配線基板のランドやそれに合わせたレジスト開口部は段差部には存在せず、平坦部か平坦部に近い角度の斜面、曲面、これらの微小段差部を含む面への当該レジスト開口部の形成に限定されることを前提としており、そのような基板設計をすることが必要となる。これにより遮光部に塗布される黒色インクは基本的に平坦部か平坦部に近い角度の斜面、曲面、これらの微小段差部を含む面、に相当する部分に限定されて塗布されることになるため、伸びによる破断の起きやすい段差相当部分への塗布は基本的には行われない。なお、遮光部３４の材料は、後述する露光の際に照射される光を確実に遮光することができれば、他の色のインク等を用いてもよい。
【００５２】
遮光部３４の形成後に、樹脂フィルム３２、３３に対して、加熱処理及び加圧処理を施して第２の立体成型を行う。例えば、当該第２の立体成型は熱可塑性樹脂フィルム１に対する第１の立体成型工程（図１３乃至図１６に示す）と同様に行われ、金型１１が使用されるとともに、所望の圧力（例えば、１０ＭＰａ）によってプレス処理が行われる。加熱は必要に応じて行っても良いが、いずれにしろ樹脂フィルム３２、３３、遮光部３４に用いられる樹脂インクのガラス転移温度以下の温度とする。フィルム厚が薄い場合は常温で、加熱なしでもよい。本実施例においては、第２基材３０とほぼ同等の厚みを備える離型フィルムを準備し、当該離型フィルムを樹脂フィルム３２、３３によって挟持させつつ、上記加圧処理が施されることになる。この際、上述したアライメントマークに開口が形成され、当該開口に金型１１に設けられた位置決めピンが嵌挿され、正確な位置決めがなされることになる。このような加圧処理を経て、熱可塑性樹脂フィルム１の第１の面１ａ側の形状に対応して樹脂フィルム３３の立体成型がなされて露光マスクフィルム３５が完成し、熱可塑性樹脂フィルム１の第２の面１ｂ側の形状に対応して樹脂フィルム３２の立体成型がなされて露光マスクフィルム３６が完成することになる。
【００５３】
なお、樹脂フィルム３２、３３の立体成型については、樹脂フィルム３２、３３が第２基材３０に対応する形状に立体成型されればよく、熱可塑性樹脂フィルム１の立体成型に使用した金型１１とは別の金型を使用してもよい。また、樹脂フィルム３２、３３を同時に立体成型することなく、独立して立体成型してもよい。
【００５４】
次に、図２７に示すように、保護膜３１を被覆するように露光マスクフィルム３５、３６を配置する（露光マスクフィルム配置工程）。より具体的には、露光マスクフィルム３５を熱可塑性樹脂フィルム１（第２基材３０）の第２の面１ｂ側に配置し、露光マスクフィルム３６を熱可塑性樹脂フィルム１（第２基材３０）の第１の面１ａ側に配置し、第２基材３０を２つの露光マスクフィルム３５、３６を挟むようにする。なお、当該配置の時点において、露光マスクフィルム３５、３６は、第２基材３０と完全に密着していなくてもよい。当該露光マスクフィルム配置工程においては、露光マスクフィルム３５、３６の遮光部３４が保護膜３１に接触するように配置される。換言すると、露光マスクフィルム３５、３６の表面であって遮光部３４の形成面側が、保護膜３１側に位置するように配置されることになる。このような配置により、遮光部３４と保護膜３１が直接的に接触することになり、露光用の光の回り込みが低減され、より高精度な露光を行うことが可能になる。なお、樹脂フィルム３２、３３を非常に薄くすることにより、露光用の光の回り込みをある程度低減することができれば、遮光部３４の形成面側が保護膜３１側に位置しなくても良い。この際、第２基材３０上の配線パターンのランド部開口位置と、露光マスクフィルム３５、３６の遮光部の位置を合わせることが必要であるが、双方が立体形成されているため、重ねると必然的に位置合わせがなされる。
【００５５】
次に、図２８に示すように、露光マスクフィルム３５、３６が表裏面に配置された状態の第２基材３０を真空脱気に使用される真空脱気用袋（真空梱包用袋）３７に内挿する。当該真空脱気用袋３７は、後述する露光工程を行うために、露光用の光を少なくとも透過する特性を有する必要がある。本実施例の真空脱気用袋３７には、一般的な使い捨てのポリエチレン袋が使用されているが、露光用の光を透過することができ、且つ真空脱気によって露光マスクフィルム３５、３６を第２基材３０に確実に密着させることができれば、他の材質の袋を用いてもよい。また、本実施例において、真空脱気用袋３７の厚みは５０μｍとしたが、例えば、２５〜１００μｍの範囲内で調整することができる。特に、厚みの薄い真空脱気用袋３７を使用することで、真空脱気時に真空脱気用袋３７を第２基材３０の細かな凹凸に追従させることが可能となり、第２基材３０に対して露光マスクフィルム３５、３６をより確実且つ高精度に密着させることができる。
【００５６】
続いて、図２９に示すように、真空脱気用袋３７内の空気を排気して真空引きを施し、更に真空脱気用袋３７の真空脱気用袋開口端３７ａに加熱処理を施してシール部３８を形成する。このような真空脱気及びシール部形成を行う際には、一般的な真空脱気梱包装置を使用することになる。当該真空脱気梱包装置の種類としては、排気用ノズルを真空脱気用袋３７に差し込んで脱気を行う比較的に安価な装置と、真空チャンバーを備える比較的に高価な装置があるが、第２基材３０と露光マスクフィルム３５、３６と密着性を考慮すると、後者の装置を使用することが好ましい。
【００５７】
上述した真空脱気用袋３７への第２基材３０の内挿、及び真空脱気用袋３７の真空脱気を施すことによって真空脱気工程が完了し、第２基材３０に対して露光マスクフィルム３５、３６がランド部のインクレジスト開口部と露光マスクフィルム３５、３６の遮光部３４が位置合わせされた状態で、確実に密着することになる。
【００５８】
次に、真空脱気用袋３７に内挿されたままの状態の第２基材３０を露光装置に投入する。その後、図２９に示すように、真空脱気用袋３７及び露光マスクフィルム３５、３６を介して、表裏それぞれ所定の波長の光を保護膜３１に向けて照射して露光を行う（露光工程）。本実施例においては、露光用の光として波長が３６５ｎｍの紫外線を使用し、片側２５０ｍＪで照射を行っている。また、当該露光量は、保護膜３１の材料によって指定された露光量よりも若干多くすることが好ましい。これは、真空脱気用袋３７による露光量の減少が生じるためであり、露光量を測定し調整する。なお、露光用の光の波長および露光量は、保護膜３１の材料によって適宜変更することができる。露光に用いる光は散乱光ではなく平行光を用いることで露光の解像度を上げることが可能となる。露光は両面同時でも、片面毎でもかまわない。なお、段差部の垂直に近い部分に露光される場合、露光量が足らなくなる可能性があるが、そもそも立体配線基板のランドやそれに合わせたレジスト開口部は段差部には存在せず、平坦部か平坦部に近い角度の斜面、曲面、これらの微小段差部を含む面への当該レジスト開口部の形成に限定されることを前提としており、そのような基板設計をすることが必要となる。
【００５９】
次に、真空脱気用袋３７の真空状態を開放し、第２基材３０を真空脱気用袋３７から取り出すとともに、露光マスクフィルム３５、３６を第２基材３０から取り外す。この際、露光マスクフィルム３５、３６は、第２基材３０に対して接着部材等を用いて貼り付けられていないため、第２基材３０から容易に取り外すことができる。そして、当該露光マスクフィルム３５、３６は他の第２基材３０に対して繰り返し使用することができる。続いて、保護膜３１が形成された状態の第２基材３０に対して現像処理を施す。本実施例においては、１％の炭酸ナトリウム液を保護膜３１に対してスプレーする。このような現像処理により、図３０に示すように、ネガ型のフォトレジストを主材とする保護膜３１には、遮光部３４に接触していなかった部分が残存し、遮光部３４に接触していた部分にインクソルダーレジスト開口部３９が形成されることになる（開口形成工程）。すなわち、インクソルダーレジスト開口部３９は、フォトリソグラフィ（露光・現像）により形成され、配線パターン２２の露出すべき領域に対して高精度で位置決めされている。
【００６０】
上述した各工程を経ることにより、図３０に示すような立体成型部品の一種である立体配線基板４０が完成する。図３０に示すように、立体配線基板４０においては、配線パターン２２の露出するべき領域以外の部分が、保護膜３１によって確実に被覆されるとともに、部品実装等の電気的接続に使用される配線パターン２２の一部の領域（ランド部等）が、インクソルダーレジスト開口部３９によって確実且つ精度よく露出することになる。インクレジストを開口させる方法として、ＹＡＧレーザ等を照射してレジストインクを除去し開口させる方法もあるが、この場合レーザ光の照射される保護膜３１の下はレーザを照射しても問題のない銅パターンである必要がある。なぜなら下地の銅パターンのないインクレジストにレーザが照射されると、その下の基材樹脂にもレーザ光による除去がなされ穴が空いてしまうからであり、この方法の場合ランドの大きさより小さい内側部分の開口である必要がある（いわゆるオーバーレジスト）。しかしながら、本提案の方法であれば、ランドサイズより大きい開口でも、もしくはランド部ではないパターン部や銅の無い部分の開口も可能であり、設計自由度が増す。
【００６１】
以上のように、本実施例においては真空脱気用袋３７を用いた真空脱気によって露光マスクフィルム３５、３６を第２基材３０に確実に密着させることができるため、その後の露光精度が向上され、所望の開口パターンを備える保護膜３１を第２基材３０に対して容易且つ高精度に形成することが可能になる。特に、本実施例においては、第１金属膜３をポーラス状に形成して第２金属膜２１の破断を防止しているが、金型を使用することなく真空脱気用袋３７を用いた真空脱気を利用した露光により、第２金属膜２１に無用な応力が加わることがなくなり、第２基材３０の凹凸部分における第２金属膜２１の破断防止がより一層図られることになる。また、第２基材３０に対して露光マスクフィルム３５、３６を密着させるために使用されるものが一般的な真空脱気用袋３７であり、当該密着方法も簡易な真空脱気であるため、三次元で制御可能な高価な露光装置及び密着のための金型が不要となり、低コストで立体配線基板４０を製造することが可能になる。
【００６２】
また、本実施例においては、樹脂フィルムを用いることなく、感光性のインクレジストである感光性材料を塗布し、フォトリソグラフィを用いて保護膜３１にインクソルダーレジスト開口部３９を形成しているため、立体配線基板４０のランドに対するインクソルダーレジスト開口部３９の位置精度を向上することができる。換言すると、本実施例においては、感光性材料を使用することができることにより、解像度の優れたインクソルダーレジスト開口部３９を形成することができる。
【００６３】
なお、上述した実施例においては、第２基材３０の表裏面を保護膜３１によって被覆していたが、第２基材３０の状態に応じて、保護膜３１による被覆を片面のみにしてもよい。例えば、配線パターン２２が片面のみに形成されている場合には、当該配線パターン２２が形成されている形成面側のみを被覆するようにしてもよい。
【００６４】
また、上述した実施例においては、フィルム状の樹脂を立体成型して形成された第２基材３０の表面に保護膜３１を被覆したが、保護膜３１によって被覆される立体成型物は本実施例の第２基材３０のようなものに限定されない。例えば、立体成型物として種々のＭＩＤ部品（ＭＩＤ基板）を選択することができ、本実施例に係る保護膜３１を当該ＭＩＤ部品の回路形成面に被覆し、且つ優れた精度によって所望の開口を形成することが可能になる。
【００６５】
更に、上述した実施例においては、感光性樹脂インクにネガ型のフォトレジストを使用していたが、ポジ型のフォトレジストを使用してもよい。この場合には、露光マスクフィルムの遮光部の形成位置と非形成位置との関係が、上述した実施例の場合と比較して逆になることになる。
【００６６】
＜本発明の実施態様＞
本発明の第１実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、樹脂基材の表面に配線パターンが形成された立体成型物を準備する立体成型物準備工程と、前記立体成型物に対して感光性材料をスプレー塗布し、少なくとも前記立体成型物の表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、前記立体成型物に対応させて立体成型された露光マスクフィルムを準備する露光マスクフィルム準備工程と、前記露光マスクフィルムによって前記保護膜を被覆するように配置する露光マスクフィルム配置工程と、前記露光マスクフィルムが配置された状態の前記立体成型物を真空脱気用袋に内挿し、真空脱気して前記露光マスクフィルムを前記保護膜に密着させる真空脱気工程と、前記立体成型物を前記真空脱気用袋に内挿した状態で光を照射して露光する露光工程と、前記立体成型物を前記真空脱気用袋が取り出して現像処理を施し、前記保護膜に所望の開口を形成する開口形成工程と、を有することである。
【００６７】
第１実施態様においては、真空脱気用袋を用いた真空脱気によって露光マスクフィルムを立体成型物に確実に密着させることができるため、その後の露光精度が向上され、所望の開口パターンを備える保護膜を立体成型物に対して容易且つ高精度に形成することが可能になる。また、立体成型物に対して露光マスクフィルムを密着させるために使用されるものが一般的な真空脱気用袋であり、当該密着方法も簡易な真空脱気であるため、三次元で制御可能な高価な露光装置及び密着のための金型が不要となり、低コストで立体成型部品を製造することが可能になる。
【００６８】
本発明の第２実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第１実施態様において、前記感光性材料はネガ型のフォトレジストを含み、前記露光マスクフィルム準備工程において、前記露光マスクフィルムの表面上であって前記開口に対応する位置に遮光部を形成することである。これにより、入手が容易な材料によって簡易な構造の露光マスクフィルムを準備することができ、立体配線部品の製造コストを低減することができる。また、このような遮光部を形成することにより、保護膜の開口形成をより高精度且つ容易に行うことができる。
【００６９】
本発明の第３実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第２実施態様において、前記露光マスクフィルム準備工程では前記露光マスクフィルムの立体成型前に、インクジェット印刷またはスクリーン印刷によって前記遮光部を形成することである。これにより、露光マスクフィルムをより容易に準備することができ、立体配線部品の製造コストを低減することができる。また、遮光部の形成をより高精度に行うことができ、保護膜の開口形成をより高精度且つ容易に行うことができる。
【００７０】
本発明の第４実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第１乃至３実施態様のいずれかにおいて、前記露光マスクフィルム配置工程では前記露光マスクフィルムの表面であって前記遮光部の形成面側を前記保護膜側に配置することである。これにより、露光時における露光用の光の回り込みを低減することができ、保護膜の開口形成をより高精度に行うことができる。
【００７１】
本発明の第５実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第１乃至４実施態様のいずれかにおいて、前記露光マスクフィルムに使用される樹脂フィルムの厚みは概ね２５〜１００μｍであることである。これにより、立体成型物と露光マスクフィルムとの密着性が向上するとともに、露光の解像度の低下を抑制することが可能になる。
【００７２】
本発明の第６実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第１乃至５実施態様のいずれかにおいて、前記真空脱気用袋の厚みは概ね２５〜１００μｍであることである。これにより、真空脱気時に真空脱気用袋を立体成型物の細かな凹凸に追従させることが可能となり、立体成型物に対して露光マスクフィルムをより確実且つ高精度に密着させることができる。
【００７３】
本発明の第７実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第１乃至６実施態様のいずれかにおいて、前記保護膜形成工程では前記感光性材料のスプレー塗布及び乾燥を角度や方向を変えながら複数回繰り返すことである。これにより、立体成型物の凹部及び凸部における感光性材料の塗布ムラを防止することができ、保護膜の均一性を向上することが可能になる。
【００７４】
本発明の第８実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第１乃至７実施態様のいずれかにおいて、前記保護膜形成工程では前記立体成型物の表裏面に前記保護膜を形成することである。これにより、両面に配線パターンを備える立体成型物に対しても、確実且つ高精細に配線パターンの保護が可能になる。
【００７５】
本発明の第９実施態様に係る立体配線部品は、樹脂基材の表面に配線パターンが形成された立体成型物と、感光性樹脂インクからなり、前記立体成型物の表面を保護する保護膜と、前記保護膜は、前記配線パターンの露出すべき領域に対応した開口を備えるとともに、前記立体成型物の立体形状に沿って前記立体成型物を被覆している。
【００７６】
第９実施態様においては、立体成型物を被覆する保護部材を感光性樹脂インクからなる保護膜とし、当該保護膜に配線パターンの露出すべき領域に対応した開口を形成している。すなわち、第９実施形態においては、フォトリソグラフィによって開口を形成することができ、より微細な開口パターンの形成が可能になる。換言すると、微細な開口パターンを備える保護膜が高精度に形成された低コストの立体成型部品が実現できることになる。
また、本発明により、微細な開口パターンを備える保護膜が高精度に形成された低コストの立体成型部品を提供することができる。
【００７７】
本発明の第１０実施態様に係る立体配線部品は、上述した第９実施態様において、前記保護膜の前記開口は、フォトリソグラフィによって形成され、前記配線パターンの露出すべき領域に対して高精度で位置決めされていることである。これにより、微細な開口パターンの形成が可能になり、立体成型部品の保護膜を高精度に形成することができ、低コスト化を図ることができる。
【００７８】
本発明の第１１実施態様に係る立体配線部品は、上述した第９又は１０実施態様において、前記樹脂基材が５０％以上の破断伸びを備えるフィルム状の樹脂からなることである。これにより、樹脂フィルムを立体成型した部材についても、その表面に形成された配線パターンの露出すべき領域のみを、高精度且つ確実に露出することが可能になる。
【００７９】
本発明の第１２実施態様に係る立体配線部品は、上述した第９乃至第１１実施態様のいずれかにおいて、前記立体成型物が２枚の前記保護膜によってその両面が被覆された積層構造を有することである。これにより、両面に配線パターンを備える立体成型物に対しても、確実且つ高精細に配線パターンの保護が可能になる。
【００８０】
本発明の第１３実施態様に係る立体配線部品は、上述した第９乃至第１２実施態様のいずれかにおいて、前記配線パターンが金属を粒子状に堆積してなるポーラス状の構造を備える第１金属膜、及び前記第１金属膜上に積層された第２金属膜からなることである。これにより、第１金属膜に亀裂が生じても第２金属膜で修復されており、導通不良がなく且つ優れた信頼性を備える配線回路が実現されている。
【符号の説明】
【００８１】
１    熱可塑性樹脂フィルム（樹脂基材）
１ａ    第１の面
１ｂ    第２の面
１ｃ    側面
１ｄ    屈曲部
１ｅ    角部
２    貫通孔
３    第１金属膜
３ａ    粒子
４    分子接合剤
１１    金型
１２    上部金型
１３    下部金型
１４    上部加熱装置
１５    下部加熱装置
１６    第１基材
１７    亀裂
２１    第２金属膜
２１ａ    粒子
２２    配線パターン
３０    第２基材（立体成型物）
３１    保護膜
３２、３３    樹脂フィルム
３４    遮光部
３５、３６    露光マスクフィルム
３７    真空脱気用袋
３７ａ    真空脱気用袋開口端
３８    シール部
３９    インクソルダーレジスト開口部（開口）
４０    立体配線基板（立体成型部品）
【図１】
2016208651.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2016208651.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年10月14日(2016.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂基材の表面に配線パターンが形成された立体成型物を準備する立体成型物準備工程と、
前記立体成型物に対して感光性材料をスプレー塗布し、少なくとも前記立体成型物の表面に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記立体成型物に対応させて立体成型された露光マスクフィルムを準備する露光マスクフィルム準備工程と、
前記露光マスクフィルムによって前記保護膜を被覆するように配置する露光マスクフィルム配置工程と、
前記露光マスクフィルムが配置された状態の前記立体成型物を真空脱気用袋に内挿し、真空脱気して前記露光マスクフィルムを前記保護膜に密着させる真空脱気工程と、
前記立体成型物を前記真空脱気用袋に内挿した状態で光を照射して露光する露光工程と、
前記立体成型物を前記真空脱気用袋が取り出して現像処理を施し、前記保護膜に所望の開口を形成する開口形成工程と、を有する立体成型部品の製造方法。
【請求項２】
前記感光性材料は、ネガ型のフォトレジストを含み、
前記露光マスクフィルム準備工程において、前記露光マスクフィルムの表面上であって前記開口に対応する位置に遮光部を形成する請求項１に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項３】
前記露光マスクフィルム準備工程において、前記露光マスクフィルムの立体成型前に、インクジェット印刷またはスクリーン印刷によって前記遮光部を形成する請求項２に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項４】
前記露光マスクフィルム配置工程において、前記露光マスクフィルムの表面であって前記遮光部の形成面側を前記保護膜側に配置する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項５】
前記露光マスクフィルムに使用される樹脂フィルムの厚みは２５〜１００μｍである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項６】
前記真空脱気用袋の厚みは２５〜１００μｍである請求項１乃至５のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項７】
前記保護膜形成工程においては、前記感光性材料のスプレー塗布及び乾燥を角度や方向を変えながら複数回繰り返す請求項１乃至６のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項８】
前記保護膜形成工程においては、前記立体成型物の表裏面に前記保護膜を形成する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
【請求項９】
樹脂基材の表面に配線パターンが形成された立体成型物と、
感光性樹脂インクからなり、前記立体成型物の表面を保護する保護膜と、を有し、
前記保護膜は、前記配線パターンの露出すべき領域に対応した開口を備えるとともに、前記立体成型物の立体形状に沿って前記立体成型物を被覆し、
前記配線パターンは、金属を粒子状に堆積してなるポーラス状の構造を備える第１金属膜、及び前記第１金属膜上に積層された第２金属膜からなる立体成型部品。
【請求項１０】
前記保護膜の前記開口は、フォトリソグラフィによって形成され、前記配線パターンの露出すべき領域に対して高精度で位置決めされている請求項９に記載の立体成型部品。
【請求項１１】
前記樹脂基材は、５０％以上の破断伸びを備えるフィルム状の樹脂からなる請求項９又は１０に記載の立体成型部品。
【請求項１２】
前記立体成型物は、２枚の前記保護膜によってその両面が被覆された積層構造を有する請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の立体成型部品。
【国際調査報告】
2016208651.tif 000033
2016208651.tif 000034
2016208651.tif 000035
2016208651.tif 000036