(57)【要約】【課題】高密度電気回路あるいは高密度三次元電気回路を有する部品およびその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の電気回路部品の製造方法は、（ａ）光造形法により、基板上の所望の位置で光硬化性樹脂を硬化させて、該基板上に非導電性の溝構造を形成する工程；（ｂ）該溝構造を有する基板の表面全体に、メッキ触媒含有溶液のコート膜を形成する工程；（ｃ）該溝の底面に存在している該コート膜の底部に光を照射することによって、該溝の底面に該メッキ触媒含有溶液中の金属触媒を析出させる工程；（ｄ）該コート膜を除去する工程；および（ｅ）メッキ法により、該金属触媒が析出した位置の該溝構造の開口部に導電性物質を析出させる工程を含む。【選択図】  図３
2005050968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路部品の製造方法であって、以下の工程：
（ａ）光造形法により、基板上の所望の位置で光硬化性樹脂を硬化させて、該基板上に非導電性の溝構造を形成する工程；
（ｂ）該溝構造を有する基板の表面全体に、メッキ触媒含有溶液のコート膜を形成する工程；
（ｃ）該溝の底面に存在している該コート膜の底部に光を照射することによって、該溝の底面に該メッキ触媒含有溶液中の金属触媒を析出させる工程；
（ｄ）該コート膜を除去する工程；および
（ｅ）メッキ法により、該金属触媒が析出した位置の該溝構造の開口部に導電性物質を析出させる工程；
を含む、方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）から前記工程（ｅ）までを所定回数繰り返す工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記工程（ｃ）において前記金属触媒を析出させる光が、フェムト秒レーザーである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記光造形法において、フェムト秒レーザーを用いる、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記メッキが、無電解メッキである、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の方法によって製造された、電気回路部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高密度電気回路あるいは高密度三次元電気回路を有する部品およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光硬化性樹脂溶液中で光の照射位置を所定のパターンに沿って移動させて三次元の構造物を製造する、光造形法が知られている（特許文献１参照）。この方法では、光の照射によって、光硬化性樹脂が硬化して固体となった硬化部分と未硬化の液状部分とを生じさせ、この未硬化の液状部分を除去することにより、３次元構造物を得ることができる。さらに、紫外線を用いる１光子吸収光造形法の代わりに、２光子吸収光造形法を行うことにより、光造形法の精度をより高くすることもできる（特許文献２参照）。
【０００３】
このような光造形法によって得られた三次元構造物に電気回路を設ける方法も知られている（特許文献３参照）。この特許文献３の方法では、光造形法によって得られた三次元構造物の表面をメッキし、レジストを塗布し、エッチングを行って、電気回路を形成している。しかし、この方法では、電気回路は、構造物の表面上に設けられるのみである。一般には、三次元電気回路を形成するためには、電気回路を厚さ方向で接続しなければならず、上下の電気回路間に存在する非導電性構造物への穿孔および金属ピンの埋め込みなどの工程が必要となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５６−１４４４７８号公報
【特許文献２】
特公昭６３−４０６５０号公報
【特許文献３】
特開平１０−１２９９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高密度電気回路あるいは高密度三次元電気回路を有する部品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光造形法の特徴を応用して基板上に溝構造を形成し、その溝内にメッキにより導電性物質を析出させて、電気回路を形成し得るという事実に基づく。
【０００７】
本発明は、電気回路部品の製造方法を提供し、この方法は、
（ａ）光造形法により、基板上の所望の位置で光硬化性樹脂を硬化させて、該基板上に非導電性の溝構造を形成する工程；
（ｂ）該溝構造を有する基板の表面全体に、メッキ触媒含有溶液のコート膜を形成する工程；
（ｃ）該溝の底面に存在している該コート膜の底部に光を照射することによって、該溝の底面に該メッキ触媒含有溶液中の金属触媒を析出させる工程；
（ｄ）該コート膜を除去する工程；および
（ｅ）メッキ法により、該金属触媒が析出した位置の該溝構造の開口部に導電性物質を析出させる工程；
を含む。
【０００８】
好適な実施態様では、上記工程（ａ）から上記工程（ｅ）までを所定回数繰り返す工程をさらに含む。
【０００９】
より好適な実施態様では、上記工程（ｃ）において上記金属触媒を析出させる光は、フェムト秒レーザーである。
【００１０】
さらに好適な実施態様では、上記光造形法において、フェムト秒レーザーを用いる。
【００１１】
より好適な実施態様では、上記メッキは、無電解メッキである。
【００１２】
本発明はまた、上記のいずれかの方法によって製造された、電気回路部品を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の電気回路部品の製造方法は、以下の工程：
（ａ）光造形法により、基板上の所望の位置で光硬化性樹脂を硬化させて、該基板上に非導電性の溝構造を形成する工程；
（ｂ）該溝構造を有する基板の表面全体に、メッキ触媒含有溶液のコート膜を形成する工程；
（ｃ）該溝の底面に存在している該コート膜の底部に光を照射することによって、該溝の底面に該メッキ触媒含有溶液中の金属触媒を析出させる工程；
（ｄ）該コート膜を除去する工程；および
（ｅ）メッキ法により、該金属触媒が析出した位置の該溝構造の開口部に導電性物質を析出させる工程；
を含む。
【００１４】
以下、本発明の電気回路部品の製造方法を、工程の順に説明する。
【００１５】
まず、工程（ａ）では、光造形法により、基板上の所望の位置で光硬化性樹脂を硬化させて、該基板上に非導電性の溝構造を形成する。
【００１６】
本発明において、基板とは、電気回路部品を構成する部材であって、その表面に電気回路を形成しようとする部材をいい、その形状は特に限定されない。導電性物質でも非導電性物質でもよく、それらが混在していてもよい。例えば、予めその表面に電極や電気回路が形成されていてもよい。
【００１７】
光造形法に用いられる光硬化性樹脂は、非導電性であれば特に限定されない。例えば、ＡＺ  ＣＴＰ−１００（クラリアントジャパン（株）製）およびＡＣＲ１０（東洋合成工業（株）製）が挙げられる。
【００１８】
光造形法において光硬化性樹脂に照射される光は、樹脂を硬化させるに必要な波長およびエネルギーレベルを有していればよく、その種類は特に限定されない。光硬化性樹脂は、一般に、紫外線波長に大きな吸収を有するため、例えば、紫外線を集光照射する。光造形の加工精度を高めるためには、レーザーを用いることが好ましい。例えば、１光子の吸収により光硬化性樹脂の硬化反応が誘起されるレーザーとしては、Ｈｅ−Ｃｄレーザー、Ａｒイオンレーザー、ＹＡＧレーザー、エキシマレーザーが挙げられる。また多光子吸収現象により光硬化性樹脂の硬化反応が誘起されるレーザーとしては、例えば、フェムト秒レーザー（例えば、ＴｉドープＡｌ２Ｏ３レーザー）が挙げられる。集光照射による多光子過程によりビームスポットよりも小さなポイントを硬化することができる点で、フェムト秒レーザーを使用することがより好ましい。
【００１９】
このような光造形法により、基板上で電気回路を形成しようとする位置が溝となるように、光硬化性樹脂で溝構造を形成する。溝構造を形成する工程において、基板上の所望の位置で光硬化性樹脂を硬化させることから、この位置は溝にはなり得ず、したがって「基板上の所望の位置」とは、後の工程で電気回路が形成されない部分を意図する。溝構造の形成の際、基板は、光硬化性樹脂溶液に浸した状態で光照射を行ってもよい。あるいは、スピンコートなどによって光硬化性樹脂を基板上に薄くコーティングすれば、溝の深さを浅くすることもできる。溝の深さおよび幅は、その目的に応じて適宜決定され、通常、それぞれ５〜１００μｍおよび０．０５〜５μｍである。
【００２０】
次いで、工程（ｂ）では、上記溝構造を有する基板の表面全体に、メッキ触媒含有溶液のコート膜を形成する。
【００２１】
ここで、メッキ触媒含有溶液は、メッキ用の触媒を付与するための溶液をいう。メッキ触媒含有溶液としては、例えば、金属イオン含有溶液、金属錯体溶液が挙げられ、触媒としてＰｄ、Ｐｔなどを含む溶液が使用され得る。好ましくは、無電解メッキの２液法で使用される活性化溶液が用いられる。より好ましくは、感光性の触媒含有溶液が使用され得る。
【００２２】
この工程（ｂ）においては、上記工程（ａ）で形成した基板上の溝構造の表面全体に上記メッキ触媒含有溶液を薄く塗布して、コート膜を形成させる。塗布する方法は、特に限定されない。通常、無電解メッキにおいては、触媒付与の前処理として基板表面をエッチングするが、本発明においては、必ずしもエッチングする必要はない。
【００２３】
次いで、工程（ｃ）では、上記溝の底面に存在しているコート膜の底部に光を照射することによって、溝の底面にメッキ触媒含有溶液中の金属触媒を析出させる。
【００２４】
この工程で使用される光は、金属を析出させ得るエネルギーを有し、かつ溝の底部を正確に照射できる光であればよく、上記工程（ａ）の光造形法で用いた光と同じでも異なっていてもよい。照射の精度の点で、フェムト秒レーザーを用いることが好ましい。
【００２５】
次に、工程（ｄ）では、コート膜を除去する。上記工程（ｃ）において、光照射によって金属触媒が溝の底部に析出し、一方、コート膜は液状のままで基板上に存在している。したがって、このコート膜を、例えば、水洗することによって除去する。
【００２６】
次いで、工程（ｅ）では、メッキ法により、金属触媒が析出した溝の開口部に導電性物質を析出させる。
【００２７】
この工程におけるメッキ法は、無電解メッキ法、または無電解メッキ法に続く電解メッキ法であり得る。工程が少ない点で、無電解メッキ法が好ましい。析出させる導電性物質は、金属であり、好ましくは、銅、銀、金、白金、ニッケルなどが挙げられる。メッキ法は、当業者が通常行う条件で行われる。代表的には、これらの金属を含むメッキ液に基板全体を浸漬して、溝内に底部から開口部まで金属を析出させる。
【００２８】
このようにして、基板上の溝構造の溝内に、導電性物質からなる電気回路が形成され、電気回路部品が得られる。本発明の電気回路部品はレーザーによって加工され得るため、高密度の電気回路を形成することができる。
【００２９】
さらに、上記工程（ａ）から（ｅ）までのサイクルを繰り返すことによって、三次元電気回路を製造することができる。すなわち、上記工程（ａ）から（ｅ）までの１回目のサイクルにより形成された電気回路部品を基板として、上記工程（ａ）から（ｅ）までのサイクルを行うと、最初のサイクルで形成された電気回路の上に、新たな電気回路が形成され得る。通常、電気回路は、先のサイクルで形成されたものとは異なるパターンで形成される。このサイクルを数回繰り返すことによって、三次元的に複雑な構造の電気回路を有する電気回路部品を製造することができる。
【００３０】
以下、図面を用いて、本発明の方法をより具体的に説明する。ただし、図面には例示にすぎず、本発明は、この図面によって限定されない。
【００３１】
図１の（ａ１）−１に示すように、この例においては、基板１０上に予め平面電極２０が設けられている。この平面電極２０が設けられた基板１０上に、図１の（ａ１）−２に示すように、光硬化性樹脂溶液３０をコーティングする。次いで、フェムト秒レーザー９０をレンズ９２を通して、例えば矢印の方向にスキャンさせながら集光照射し、基板上の所望の位置で光硬化性樹脂を硬化させて、光硬化性樹脂成形体４０を形成する（図１の（ａ１）−３）。次いで、未硬化の光硬化性樹脂溶液３０を除去して、光硬化性樹脂成形体４０からなる溝構造を有する基板を得る（図１の（ａ１）−４）。この図１に示す工程が、本発明の方法における光造形の工程（ａ）に相当する。
【００３２】
次に、図２の（ｂ１）に示すように、溝構造を有する基板の表面全体に、メッキ触媒含有溶液のコート膜５０を形成する。この溝の底面に存在しているコート膜５０の底部に、例えば、フェムト秒レーザー９０を照射することによって、溝の底面にメッキ触媒含有溶液中の金属触媒６０を析出させる（図２（ｃ１））。金属触媒６０の析出後、コート膜５０を除去し、触媒を溝の底面に有する基板を得る（図２（ｄ１））。次いで、この基板を、無電解メッキ液に浸漬し、溝内に導電性物質７０を析出させて、電気回路を形成する（図２（ｅ１））。このようにして、基板１０上の溝構造の溝内に、導電性物質７０からなる電気回路が形成された電気回路部品１００が得られる。
【００３３】
さらに、図３の（ａ２）に示すように、第１回目のサイクルで得られた電気回路部品１００（図２（ｅ１））を基板として用い、工程（ａ２）の光造形法によって、光硬化性樹脂成形体４０からなる溝構造を形成する。次いで、メッキ触媒含有溶液のコート膜５０を形成し、フェムト秒レーザー９０によって金属触媒６０を析出させる（図３（ｃ２））。コート膜５０を除去した後、無電解メッキ溶液に浸漬して導電性物質７０を析出させ、三次元的な電気回路を有する電気回路部品１００’が得られる（図３（ｅ２））。同様に、光造形の工程（ａ）から無電解メッキの工程（ｅ）までを繰り返すことにより、さらに複雑な電気回路を形成することができる（図３（ａ３）および（ｅ３））。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、穿孔などを行うことなく、三次元的複雑な電気回路を有する電気回路部品を製造することができる。また、レーザーなどを用いて形成すべき回路の幅や深さを精度よく調節できるため、非常に微細な三次元構造の電気回路を形成することができる。したがって、高密度の三次元電気回路を有する電気回路部品の製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気回路部品の製造方法の工程（ａ）である光造形法の手順を説明するための、電気回路部品の断面模式図である。
【図２】本発明の電気回路部品の製造方法の工程（ｂ）から（ｅ）までを説明するための、電気回路部品の断面模式図である。
【図３】本発明の工程（ａ）から（ｅ）までの繰り返しの電気回路部品の製造過程を表す、電気回路部品の断面模式図である。
【符号の説明】
１０      基板
２０      平面電極
３０      光硬化性樹脂溶液
４０      光硬化性樹脂成形体
５０      メッキ触媒含有溶液のコート膜
６０      金属触媒
７０      導電性物質
９０      フェムト秒レーザー
９２      レンズ
１００    電気回路が形成された電気回路部品
１００’  三次元的な電気回路を有する電気回路部品
【図１】
2005050968.tif 000003
【図２】
2005050968.tif 000004
【図３】
2005050968.tif 000005