(57)【要約】【課題】立体回路基板の製造工程の簡略化、低コスト化を図りながら、所望の回路パターンを確実に得る。さらに、高周波数電気信号の伝送損失の低減を図る。【解決手段】主表面１Ａ上の所定表面部分１ａの両側に沿って溝５を有する誘電体基体１を合成樹脂材料により金型を用いて射出形成し、所定表面部分１ａと、この所定表面部分１ａに続く溝側壁５ａと溝底縁５ｂとを露出させ、それ以外の表面を覆うように加水分解性高分子材料の樹脂マスク２を形成する。続いて導電層３を被覆し、最後に樹脂マスク２をその表面に被覆した導電層３とともに除去する。これにより、配線３ａの形成と樹脂マスク２の除去を同一工程で実施でき、製造工程の簡略化、低コスト化が図られる。さらに、高周波数電気信号を伝送する際に、溝５により隣接する２つの配線３ａ相互間の絶縁が確実となり、電界の干渉による伝送損失を低減できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主表面上の所定表面部分の少なくとも一側に沿って溝部を有する誘電体基体を、合成樹脂材料により金型を用いて射出形成する第１の工程、前記所定表面部分と、この所定表面部分に続く前記溝部の溝側壁とこの溝側壁に続く溝底縁とを露出させ、それ以外の前記溝部と主表面を覆うように加水分解性高分子材料の樹脂マスクを被着する第２の工程、前記所定表面部分と前記溝側壁と溝底縁および前記樹脂マスクの表面に導電層を被覆する第３の工程、および前記樹脂マスクをその表面に被覆した前記導電層とともに除去する第４の工程とを含むことを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記誘電体基体は、熱可塑性材料から選択されたものであることを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の立体回路基板の製造方法であって、前記樹脂マスクとして、ポリビニルアルコール樹脂を用いたことを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項４】
合成樹脂材料からなる誘電体基体の主表面上に、導電性材料からなる所定パターンの導電層が形成された立体回路基板において、前記主表面には、その所定表面部分の少なくとも一側に溝部が形成され、前記導電層が前記所定表面部分と、この所定表面部分に続く前記溝部の溝側壁と、この溝側壁に続く溝底縁とを覆うように形成された導電条を含んでいることを特徴とする立体回路基板。
【請求項５】
請求項４に記載の立体回路基板であって、前記所定パターンの導電層が少なくとも２つの隣接する導電条を含み、前記溝部が少なくとも前記２つの導電条の相互間に設けられていることを特徴とする立体回路基板。
【請求項６】
請求項４に記載の立体回路基板であって、前記溝部が、幅０．０１〜１．０ｍｍ、深さ０．０１〜３．０ｍｍを有することを特徴とする立体回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話等の移動通信装置、ＧＰＳ装置、ＩＴＳ装置、無線ＬＡＮに使用される誘電体アンテナ等のような立体回路基板の製造方法及び立体回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から合成樹脂の立体成形品である誘電体基体の表面上に、導電性材料からなる所定パターンの導電層（配線）を形成する種々の方法が提案されている。例えば特許文献１の図２では、誘電体基体材料に無電解めっきに対する触媒をあらかじめ混入しておき、誘電体基体を成形した後、導電層が形成されるべき表面部分を露出させ、これ以外の表面部分を覆うように加水分解性高分子材料の樹脂マスクを形成し、この樹脂マスク及びこの樹脂マスクから露出している誘電体基体の全表面を粗面化処理し、粗面化した表面に導電層を無電解めっきにより形成した後、樹脂マスクを除去する方法が提示されている。この方法では、触媒処理を不要にして製造工程を簡略化し、環境問題の発生を予防している。また、特許文献２では、合成樹脂を射出成形して得られた（一次モールド工程）立体成形品の表面に導電膜を被覆した後、所定のパターン配線が形成されるべき箇所にエッチングレジストとなるアルカリ可溶の合成樹脂を金型を用いて射出成形し（二次モールド工程）、この合成樹脂をマスクとして導電層の不要な部分をエッチングにより除去し、その後、レジストをアルカリ溶解液で溶解除去することで、立体成形品にパターン配線を形成する方法が提示されている。この方法では、立体回路の低コスト化と配線密度の向上を図っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３０８４９７号公報（図２）
【特許文献２】
特開平１１−３０７９０９号公報（図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に示す立体回路基板の製造方法では、導電層の形成が無電解めっきに限定され、誘電体基体の材料に無電解めっきに対する触媒を混入する必要があるため、基板の高周波数領域における誘電特性などの電気特性が低下したり、パラジウム等の高価な触媒を使うため材料コストが高くなるという課題があった。また、導電層と誘電体基体との密着力にばらつきがあり、樹脂マスクを除去する際にパターン配線の一部が剥がれてしまい、所定のパターンが得られなくなるという課題があった。一方、特許文献２に示す立体回路基板の製造方法では、一次モールド工程にて成形された誘電体基体表面に導電膜を被覆した後二次モールド工程を行うため、二次モールド工程において十分な位置決め精度が得られなかったり、導電膜が損傷したり、工程が複雑になるという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、立体回路基板の製造工程の簡略化、低コスト化を図りながら、所望の回路パターンを確実に得ることを目的とする。
【０００６】
また、誘電体基体と回路パターンの密着力が強く、さらに高周波数の電気信号を伝送する際の伝送損失の低減が可能な立体回路基板を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる立体回路基板の製造方法は、主表面上の所定表面部分の少なくとも一側に沿って溝部を有する誘電体基体を、合成樹脂材料により金型を用いて射出形成する第１の工程と、所定表面部分と、この所定表面部分に続く溝部の溝側壁とこの溝側壁に続く溝底縁とを露出させ、それ以外の前記溝部と主表面を覆うように加水分解性高分子材料の樹脂マスクを被着する第２の工程と、所定表面部分と溝側壁と溝底縁および樹脂マスクの表面に導電層を被覆する第３の工程と、樹脂マスクをその表面に被覆した導電層とともに除去する第４の工程とを含んだ立体回路基板の製造方法である。
この発明の立体回路基板の製造方法によれば、所定パターンの導電層の形成と樹脂マスクの除去を同一工程（第４の工程）で実施することができ、製造工程の簡略化及び低コスト化が図られる。また、所定表面部分と溝側壁、溝底縁にまたがる導電層は誘電体基体と強く密着しているので、第４の工程において樹脂マスクをその表面に被覆した導電層とともに除去する際に所定表面部分の導電層が剥離するのを防ぐことができ、所望の回路パターンを確実に得ることができる。
【０００８】
また、本発明に係わる立体回路基板は、合成樹脂材料からなる誘電体基体の主表面上に、導電性材料からなる所定パターンの導電層が形成された立体回路基板において、主表面には、その所定表面部分の少なくとも一側に溝部が形成され、導電層が所定表面部分と、この所定表面部分に続く溝部の溝側壁と、この溝側壁に続く溝底縁とを覆うように形成された導電条を含んだものである。
この発明の立体回路基板では、この所定表面部分と溝側壁、溝底縁にまたがる導電条は誘電体基体との密着力が強く、信頼性の高いものである。また、隣接する導電条の相互間に溝部がある場合、各導電条の絶縁が確実となり、高周波数の電気信号を伝送する際に電界の干渉による伝送損失を低減することが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１による立体回路基板をその製造工程に従って示す断面図である。まず、第１の工程として、図１（ａ）に示すように、上側の主表面１Ａ上の所定表面部分１ａの両側に沿って溝部５を有する誘電体基体１を合成樹脂材料により金型を用いて射出成形する（一次モールド工程）。この誘電体基体１の材料である合成樹脂は熱可塑性材料から選択され、例えば、低誘電損失、低誘電率特性に優れるシクロオレフィン系ポリマー（商品名：ゼオネックス、日本ゼオン株式会社製）が用いられる。本実施の形態では、溝部５は、誘電体基体１の主表面１Ａのうち、後に所定パターンの導電条（配線）３ａ（図１（ｄ）参照）が形成されるべき所定表面部分１ａの両側に沿って設けられ、その寸法は幅ｗ０．０１〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜３．０ｍｍとする。
【００１０】
次に、第２の工程として、図１（ｂ）に示すように、誘電体基体１の表面のうち、所定表面部分１ａと、この所定表面部分１ａに続く溝部５の溝側壁５ａとこの溝側壁５ａに続く溝底縁５ｂとを露出させ、それ以外の溝部５と主表面１Ａを含む誘電体基体１の全表面部分を覆うように樹脂マスク２を形成する（二次モールド工程）。この樹脂マスク２の材料としては、例えば水溶性高分子材料であるポリビニルアルコール樹脂（商品名：クラレポバールＣＰ、株式会社クラレ製）が用いられ、金型を用いた射出成形により所定の形状に成形される。
続いて、第３の工程として、図１（ｃ）に示すように、イオンプレーティングによって所定表面部分１ａと溝側壁５ａと溝底縁５ｂ、および樹脂マスク２の表面に、例えば銅からなる導電層３を被覆する（導電層被覆工程）。なお、イオンプレーティングを行う前に、誘電体基体１及び樹脂マスク２の表面にアルゴン等の不活性ガス雰囲気下でプラズマ処理を行うことによって、導電層３と誘電体基体１の密着力を向上することができる。
【００１１】
最後に、第４の工程として、図１（ｄ）に示すように、樹脂マスク２および導電層３に覆われた誘電体基体１を２０℃〜９５℃の水に１〜２４０分間浸漬することにより、誘電体基体１から水溶性の樹脂マスク２をその表面に被覆した導電層３とともに除去する（回路パターン形成工程）。この際、超音波を当てることによって誘電体基体１から樹脂マスク２を速やかに除去することができる。これにより、樹脂マスク２を覆う導電層３は、樹脂マスク２の溶解とともに誘電体基体１から除去され、誘電体基体１の主表面１Ａ上に所定パターンを持った導電層３が形成される。この導電層３は、図１の例では、２つの隣接する導電条３ａを含み、この各導電条３ａは所定表面部分１ａと、それに続く溝部５の溝側壁５ａと、この溝側壁５ａに続く溝底縁５ｂを直接被覆している。すなわち、導電条３ａは、誘電体基体１の所定表面部分１ａとその両側の溝側壁５ａおよび溝底縁５ｂにまたがって形成されており、言い換えれば溝部５の底部より突出した凸部を完全に覆うように設けられている。この導電条３ａは、立体回路の配線を構成する。
【００１２】
以上のように、実施の形態１では、主表面１Ａ上の所定表面部分１ａの両側に沿って溝部５を有する誘電体基体１を、合成樹脂材料により金型を用いて射出形成する第１の工程と、所定表面部分１ａとこの所定表面部分１ａに続く溝部５の溝側壁５ａとこの溝側壁５ａに続く溝底縁５ｂとを露出させ、それ以外の溝部５と少なくとも主表面１Ａを覆うように加水分解性高分子材料の樹脂マスク２を被着する第２の工程と、所定表面部分１ａと溝側壁５ａと溝底縁５ｂおよび樹脂マスク２の表面に導電層３を被覆する第３の工程と、樹脂マスク２をその表面に被覆した導電層３とともに除去する第４の工程とを含むことを特徴とする。
この実施の形態１の製造方法において、所定パターンの導電層３の形成と樹脂マスク２の除去を同じ第４の工程で実施することができ、高価な触媒を混入する必要もないため、従来方式よりも製造工程の簡略化及び低コスト化が図られる。また、導電条（配線）３ａは、誘電体基体１の所定表面部分１ａとその両側の溝側壁５ａおよび底縁５ｂにまたがって形成されているため、誘電体基体１との密着力が強く、第４の工程において樹脂マスク２とともに不要な導電層３を除去する際にも配線３ａ部分が剥離するのを防ぐことができ、所望の回路パターンを確実に得ることができる。また、誘電体基体１は、熱可塑性材料から選択されたものであるため、金型を用いた射出形成により所望の形状の誘電体基体１を容易に作成することができる。さらに、樹脂マスク２として、ポリビニルアルコール樹脂を用いることにより、第４の工程において誘電体基体１を２０℃〜９５℃の水に１〜２４０分間浸漬するという簡単な作業で誘電体基体１から樹脂マスク２をその表面に被覆した導電層３とともに容易に除去することができる。
【００１３】
さらに、実施の形態１の製造方法によって得られる立体回路基板は、合成樹脂材料からなる誘電体基体１の主表面１Ａ上に導電性材料からなる所定パターンの導電層が形成された立体回路基板において、主表面１Ａには、その所定表面部分１ａの両側に溝部５が形成され、所定パターンの導電層が所定表面部分１ａと、この所定表面部分１ａに続く溝部５の溝側壁５ａと、この溝側壁５ａに続く溝底縁５ｂとを覆うように形成された導電条３ａを含んでいるので、誘電体基体１と導電条３ａの密着力が強く信頼性の高い立体回路基板が得られる。また、所定パターンの配線３ａが少なくとも２つの隣接する配線３ａを含み、幅０．０１〜１．０ｍｍ、深さ０．０１〜３．０ｍｍを有する溝部５が少なくともこの２つの配線３ａの相互間に設けられているので、例えば０．１〜１００ＧＨｚの高周波数の電気信号を伝送する際に、２つの隣接する配線３ａ間の比誘電率＝１と小さくすることができ、絶縁が確実となり、電界の干渉による伝送損失を低減できる。
【００１４】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２による立体回路基板をその製造工程に従って示す断面図である。まず、第１の工程として、図２（ａ）に示すように、主表面１Ａ上の所定表面部分１ａの両側に沿って溝部５を有する誘電体基体１を合成樹脂材料により金型を用いて射出成形する（一次モールド工程）。この誘電体基体１の材料である合成樹脂としては例えば、耐熱性、強度に優れる熱可塑性の液晶ポリマー（商品名：ベクトラ、ポリプラスチックス株式会社製）が用いられる。溝部５は、誘電体基体１の主表面１Ａのうち、後に所定パターンの導電条（配線）３ａ（図２（ｅ）参照）が形成されるべき所定表面部分１ａの両側に沿って設けられ、その寸法は幅ｗ０．０１〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜３．０ｍｍとする。
次に、第２の工程として、図２（ｂ）に示すように、誘電体基体１の表面のうち、所定表面部分１ａと、この所定表面部分１ａに続く溝部５の溝側壁５ａとこの溝側壁５ａに続く溝底縁５ｂとを露出させ、それ以外の溝部５と、主表面１Ａを含む誘電体基体１の全表面を覆うように樹脂マスク２を形成する（二次モールド工程）。この樹脂マスク２の材料としては、例えば水溶性高分子材料であるポリビニルアルコール樹脂（商品名：クラレポバールＣＰ、株式会社クラレ製）が用いられ、金型を用いた射出成形により所定の形状に成形される。
【００１５】
続いて、第３の工程として、図２（ｃ）に示すように、後の第４の工程で形成される導電層３の成膜前処理を行う。樹脂マスク２から露出した誘電体基体１の表面部分及び樹脂マスク２の表面にシラン系カップリング剤よりなるプライマー４を１〜１０μｍの厚さで塗布する。なお、プライマー４としてはシラン系カップリング剤の他に、ウレタンポリマー、イソシアネート、ニトロフェノール、塩素化ポリマー等を使用できる。次に、第４の工程として、図２（ｄ）に示すように、イオンプレーティングによってプライマー４の表面に例えば銅からなる導電層３を被覆する（導電層被覆工程）。
最後に、第５の工程として、図２（ｅ）に示すように、樹脂マスク２、プライマー４および導電層３に覆われた誘電体基体１を２０℃〜９５℃の水に１〜２４０分間浸漬することにより、誘電体基体１から水溶性の樹脂マスク２をその表面に被覆した導電層３とともに除去する（回路パターン形成工程）。この際、超音波を当てることによって誘電体基体１から樹脂マスク２を速やかに除去することができる。これにより、樹脂マスク２を覆う導電層３は樹脂マスク２の溶解とともに誘電体基体１から除去され、誘電体基体１の所定表面部分１ａと溝側壁５ａと溝底縁５ｂを直接被覆しているプライマー４の部分４ａおよび導電層３により形成された所定パターンの導電条（配線）３ａが誘電体基体１表面に残る。
以上のように、実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同様の効果に加え、プライマー４を塗布することにより誘電体基体１の導電条（配線）３ａの密着力をさらに向上することができる。
【００１６】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３による立体回路基板をその製造工程に従って示す断面図である。まず、第１の工程として、図３（ａ）に示すように、主表面１Ａ上の所定表面部分１ａの両側に沿って溝部５を有する誘電体基体１を合成樹脂材料により金型を用いて射出成形する（一次モールド工程）。この誘電体基体１の材料である合成樹脂としては、例えばシクロオレフィン系ポリマー（商品名：ゼオネックス、日本ゼオン株式会社製）のめっきグレードが用いられる。溝部５は、誘電体基体１の主表面１Ａのうち、後に所定パターンの導電条（配線）３ａ（図３（ｅ）参照）が形成されるべき所定表面部分１ａの両側に沿って設けられ、その寸法は幅ｗ０．０１〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜３．０ｍｍとする。
次に、第２の工程として、図３（ｂ）に示すように、誘電体基体１の表面のうち、所定表面部分１ａと、この所定表面部分１ａに続く溝部５の溝側壁５ａとこの溝側壁５ａに続く溝底縁５ｂとを露出させ、それ以外の溝部５と、主表面１Ａを含む誘電体基体１の全表面を覆うように樹脂マスク２を形成する（二次モールド工程）。この樹脂マスク２の材料としては、例えば水溶性高分子材料であるポリビニルアルコール樹脂（商品名：クラレポバールＣＰ、株式会社クラレ製）が用いられ、金型を用いた射出成形により所定の形状に成形される。
【００１７】
続いて、第３の工程として、図３（ｃ）に示すように、樹脂マスク２より露出している誘電体基体１および樹脂マスク２の表面に粗面化処理層６を形成する（化学エッチング工程）。この粗面化処理層６は、例えばエッチング液として、クロム酸／硫酸混合溶液（混合比１：５）を用い、このエッチング液に、樹脂マスク２が形成された誘電体基体１を浸漬することにより形成される。次に、第４の工程として、図３（ｄ）に示すように、粗面化処理層６を形成した所定表面部分１ａと溝側壁５ａと溝底縁５ｂおよび樹脂マスク２の表面にめっき触媒（パラジウム塩）を塗布し、無電解めっきによって銅からなる導電層３を被覆する（導電層被覆工程）。最後に、第５の工程として、図３（ｅ）に示すように、樹脂マスク２および導電層３に覆われた誘電体基体１を２０℃〜９５℃の水に１〜２４０分間浸漬することにより、誘電体基体１から水溶性の樹脂マスク２をその表面に被覆した導電層３とともに除去する（回路パターン形成工程）。この際、超音波を当てることによって誘電体基体１から樹脂マスク２を速やかに除去することができる。これにより、樹脂マスク２を覆う導電層３は樹脂マスク２の溶解とともに誘電体基体１から除去され、粗面化処理層６の部分６ａ上に形成した所定表面部分１ａと溝側壁５ａと溝底縁５ｂを直接被覆している導電条（配線）３ａが誘電体基体１表面に残る。
【００１８】
以上のように、実施の形態３においても、所定の回路パターンの形成と樹脂マスク２の除去を同一工程で実施することができ、また、上記実施の形態１および実施の形態２と同様に溝部５が設けられているため、誘電体基体１と配線３ａの密着力が強く信頼性の高い立体回路基板が得られ、高周波数の電気信号を伝送する際の伝送損失を低減できる。また、本発明によれば、上記実施の形態１〜実施の形態３に示すように、導電層３の形成方法としてイオンプレーティングや無電解めっきを選択することができ、いずれの場合も溝部５の効果により不要な導電層３を樹脂マスク２とともに除去する際に、導電層（配線）３ａが剥離するのを防ぐことができるので、所望の回路パターンが確実に得られる。
【００１９】
なお、上記実施の形態１〜実施の形態３では、誘電体基体１の主表面１Ａにおいて、その所定表面部分１ａの両側に溝部５を形成したが、溝部５を所定表面部分１ａの両側に設けることが困難な場合は、所定表面部分１ａの一側に形成しても良い。この場合でも誘電体基体１と導電条（配線）３ａの密着力向上の効果は得られる。ただし、高周波数の電気信号を伝送する際の伝送損失の低減を図るためには、２つの隣接する導電条（配線）３ａの相互間に溝部５を設ける必要がある。また、誘電体基体１の材料としては、シクロオレフィン系ポリマーや液晶ポリマーの他に、シンジオタクティックポリスチレン、ポリフェニルサルファイド樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂等を用いてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の立体回路基板の製造方法によれば、所定パターンの導電層の形成と樹脂マスクの除去を同一工程で実施することができ、製造工程の簡略化及び低コスト化を図ることができる。また、所定表面部分の導電層は溝側壁と溝底縁によって誘電体基体と強く密着しているので、樹脂マスクをその表面に被覆した導電層とともに除去する際に所定表面部分の導電層が剥離するのを防ぐことができ、所望の回路パターンを確実に得ることができる。
【００２１】
また、本発明の立体回路基板によれば、誘電体基体と所定表面部分の導電層との密着力が溝側壁と溝底縁により強化され、信頼性の高い立体回路基板が得られる。さらに、溝部により隣接する導電条相互間の絶縁が確実となり、高周波数の電気信号を伝送する際に電界の干渉による伝送損失を低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１である立体回路基板をその製造工程に従って示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２である立体回路基板をその製造工程に従って示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３である立体回路基板をその製造工程に従って示す断面図である。
【符号の説明】
１  誘電体基体、１Ａ  主面、１ａ  所定表面部分、２  樹脂マスク、３  導電層、３ａ  所定パターンの導電条（配線）、４  プライマー、５  溝部、
５ａ  溝側壁、５ｂ  溝底縁、６  粗面化処理層。
【図１】
2004281427.tif 000003
【図２】
2004281427.tif 000004
【図３】
2004281427.tif 000005