(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂材料からなる所定形状の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体層が形成されている立体回路基板の製造方法において、
合成樹脂材料により前記所定形状の誘電体基体を形成する工程、
この誘電体基体の表面のうち、前記所定パターンの導体層が形成されるべき表面部分を露出させて、これ以外の表面部分を覆うようにこの誘電体基体に樹脂マスクを形成する工程、
上記樹脂マスク及びこの樹脂マスクから露出している上記誘電体基体の全表面を粗面化処理する工程、
この粗面化処理された前記全表面に無電解めっきに対する触媒を付与する工程、
上記誘電体基体の粗面化処理された面と上記樹脂マスクの全表面に導電層を無電解めっきにより形成する工程、
並びに上記誘電体基体から上記樹脂マスクを除去する工程を含み、さらに、
上記誘電体基体と上記樹脂マスクとの材料は相互に弱相溶性のものであって、
上記誘電体基体は熱可塑性の液晶ポリマーであり、上記樹脂マスクは常温で弾性を有する熱可塑性ポリエステル系エラストマーである
ことを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１の製造方法により製造された立体回路基板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話の移動通信装置やＧＰＳ（Global Positioning System）装置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この製造方法により製造された立体回路基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から誘電体アンテナなどのような立体回路基板の製造方法として、誘電体材料から所定形状の誘電体基体を成形し、この所定形状に成形された誘電体基体の表面のうち、この所定パターンの導電層が形成されるべき表面部分を露出させて、この部分以外の表面部分を覆うように、この誘電体基体に樹脂マスクを一体的に成形し、無電解メッキを施す表面に金属微粒子を付着させるための触媒を付与した後、樹脂マスクの表面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上に無電解めっきにより導体層を形成し、このめっきされた誘電体基板とこの樹脂マスクとの一体品から樹脂マスクを除去して、この誘電体基体の表面上に所定パターンの導体層を形成するものである（例えば、特開平１１-１７４４２号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、誘電体基体と樹脂マスクとの接着界面内にエッチング液や触媒液が浸透することを防止するに十分な接着強度を得るために、この誘電体基体と樹脂マスクの材料として相互に相溶性のあるものが選択適用されていた。さらに、無電解めっきにより導体層を形成した後、即ち、樹脂マスクの表面とこの樹脂マスクから露出している誘電体基体の全表面に導体層を形成した後で樹脂マスクを除去するものであるため、この樹脂マスクを除去するとき、一連に連続している樹脂マスク表面の導電層と誘電体基体の導体層とは、強制的な剥離作業により、この誘電体基体の導体層の周辺が凹凸形状、つまりジグザグの状態になったり、誘電体基体に使用上支障になる残査が残ったり、疵がついたりする。そのため、誘電体アンテナの面積が設計通りでなくなり、アンテナとしての機能が落ちる。
【０００４】
そこで、本発明の目的は導電体基体の導体層の周辺の輪郭が明確であり、誘電体基体から樹脂マスクを容易かつ敏速に除去することのできる立体回路基板の製造方法及びこの製法により製造される立体回路基板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明の特徴は、合成樹脂材料により前記所定形状の誘電体基体を形成する第一の工程と、この誘電体基体の表面のうち、前記所定パターンの導体層が形成されるべき表面部分を露出させて、これ以外の表面部分を覆うようにこの誘電体基体に樹脂マスクを形成する第２の工程と、この樹脂マスク及びこの樹脂マスクから露出している上記誘電体基体の全表面を粗面化処理する第３の工程と、この粗面化された前記全表面に無電解めっきに対する触媒を付与する第４の工程と、上記誘電体基体から上記樹脂マスクを除去する第５の工程と、上記誘電体基体の表面に所定パターンの導電層を無電解めっきにより形成する第５の工程とを含むものであって、上記誘電体基体と上記樹脂マスクの材料は相互に弱相溶性のものであるところにある。
【０００６】
したがって、この発明の特徴は、第１の工程において形成する導電体基体と第２の工程において形成する樹脂マスクの材料は、適正な接着強度を得るために、相互に弱相溶性のものであるところにある。この弱相溶性とは、相溶性と非相溶性との中間のもので、具体的には誘電体基体と樹脂マスクの界面を機械的に剥離する場合、この誘電体基体の表面に使用上支障になる残査、疵が残らず、かつ湿式工程でのエッチング液や触媒液、メッキ液が界面へ浸透することを防止できる範囲の温度で溶着している状態を言う。
【０００７】
さらに、他の特徴は第５の工程の樹脂マスクを除去した後で、第６の導電層を形成するところにある。
【０００８】
誘電体基体の材料の合成樹脂は耐熱性と強度において優れ、例えば金型を閉じた状態でキャビティ内にめっきグレードの熱可塑性の液晶ポリマーを射出して成形するものである。この熱可塑性の液晶ポリマーは熱可塑性芳香族系ポリエステル樹脂(LCP）であって、これは「ベクトラ」（ポリプラスチック株式会社製の商品名）のめっきグレードＣ８１０を用いる。
【０００９】
その他、この誘電体基体１の材料の合成樹脂としてポリフェニレンサルファイド（PPS）、ポリフェニンエーテル（PPE）、ポリエーテルイミド（PEI）、ポリブチレンテレフタレート（PBT）、シンジオタチックポリスチレン（SPS）などの熱可塑性樹脂が選択適用できる。このような合成樹脂を射出成形することにより所定形状の立方体の一次基体である誘電体基体を形成する。
【００１０】
次に、二次成形品の樹脂マスクの材料の合成樹脂は、容易に曲げることのできるエラストマーで、このエラストマーとしては、熱可塑性ポリエステル系エラストマーである「ハイトレル＃ＳＢ７０４  東レ・デュポン社製の商品名」を使用した。これは常温で弾性を有するものである。
【００１１】
その他、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−ブタジェン−スチレンコポリマー、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマーなどのスチレン系エラストマーがある。
【００１２】
これらのエラストマーは一種又は二種以上を混合してもよい。エラストマーの有する弾力性を損なわない限度で熱可塑性樹脂を混合して用いてもよい。
【００１３】
樹脂マスク２用の樹脂材料には、寸法精度や硬度を調整するためタルク、ベントナイト、マイカ、ワラストナイト、ガラスフィラーなどの無機フィラーなどを複合させるように添加してもよい。さらに、スチレン系エラストマーのような相溶性エラストマーに非相溶性エラストマーを適宜混入して弱相溶性に改良してもよい。
【００１４】
請求項２に記載した本発明の特徴は、合成樹脂材料により前記所定形状の誘電体基体を形成する第１の工程と、この誘電体基体の表面のうち、前記所定パターンの導体層が形成されるべき表面部分を露出させて、これ以外の表面部分を覆うようにこの誘電体基体に樹脂マスクを形成する第２の工程と、上記樹脂マスク及びこの樹脂マスクから露出している上記誘電体基体の全表面を粗面化処理する第３の工程と、この粗面化された前記全表面に無電解めっきに対する触媒を付与する第４の工程と、上記誘電体基体の粗面化処理された面と上記樹脂マスクの全表面に導電層を無電解めっきにより形成する第５の工程と、上記誘電体基体から上記樹脂マスクを除去する第６の工程とを含み、さらに、上記誘電体基体と上記樹脂マスクとの材料は相互に弱相溶性のものであるところにある。そして、誘電体基体と樹脂マスクの材料は、請求項１に記載した発明の材料が選択適用される。
【００１５】
この発明の特徴は誘電体基体と樹脂マスクの材料が相互に弱相溶性であるところにあり、この弱相溶性とは、前記したように相溶性と非相溶性との中間のもので、誘電体基体から樹脂マスクの界面を機械的に剥離する場合、この誘電体基体の表面に使用上支障になる残査、疵が残らず、かつ湿式工程でのエッチング液、触媒液及び化学めっき液が界面へ浸透することを防止できる範囲の温度で溶着している状態を言う。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明に係る立体回路基板の製造方法の実施の形態を説明すると、まず第１の形態は図１（Ａ）〜（Ｅ）に示すものである。第１の工程は図１（Ａ）に示すように、一次成形物である誘電体基板１を成形するもので、この誘電体基体の材料の合成樹脂は耐熱性と強度において優れ、例えば金型を閉じた状態でキャビティ内にめっきグレードの熱可塑性の液晶ポリマーを射出して成形するものである。この熱可塑性の液晶ポリマーは熱可塑性芳香族系ポリエステル樹脂であって、これは「ベクトラ」（ポリプラスチック株式会社製の商品名）のめっきグレードＣ８１０を用い、これは熱可塑性でありながら半田実装耐熱性があり成形回路部品としての性能を有している。そこで、合成樹脂材料を射出成形することにより所定形状の立方体の一次基体である誘電体基体１を形成する。
【００１７】
次に、第２の工程は図１（Ｂ）に示すように、第１の工程の後、誘電体基体１の表面のうち、所定パターンの導体層４（図１（Ｆ）参照）が形成されるべき表面部分を露出させて、これ以外の表面部分を覆うようにこの誘電体基体に樹脂マスク２を形成するものである。樹脂マスク２の材料としては、容易に曲げることのできるエラストマーで、このエラストマーとしては、常温で弾性を有するもので、熱可塑性ポリエステル系エラストマーである「ハイトレル＃ＳＢ７０４  東レ・デュポン社製の商品名」を使用した。
【００１８】
このように、誘電体基体１の材料を前記した「ベクトラ」を使用し、この樹脂マスク２の材料として「ハイトレル＃ＳＢ７０４」を使用するので、この誘電体基体１と樹脂マスク２とは弱相溶性の範囲の接着強度を有するようになり、そのため、後で説明する第５の工程である樹脂マスク２の除去作業が簡単になる。樹脂マスク２の成形条件としては、成形機（東洋機械金属（株）の型式：ＴＩ３０Ｇ２）において、シリンダ温度：２３０℃、射出圧力：７１７ｋｇ/ｃｍ２、成形サイクル：２５秒、金型温度：４０℃に設定したものである。
【００１９】
次に、第３の工程の化学エッチング工程を図１（Ｃ）を参照して説明すると、このエッチング処理面３は、樹脂マスク２及びこの樹脂マスクから露出している誘電体基体１の全表面を粗面化処理するものである。このエッチング処理の例として、苛性ソーダ又は苛性カリを所定濃度、例えば、４５ｗｔ％に溶解したアルカリ性水溶液を所定温度、例えば５０〜９０℃に加熱し、一次成形品の誘電体基体１、二次成形品の樹脂マスク２を所定時間、例えば３０分浸漬して行う。このエッチング処理により全表面が粗面化する。この工程において、誘電体基体１と樹脂マスク２の接触した界面は弱相溶性の接着強度により、この界面にエッチング液が浸透することは十分に防止される。
【００２０】
そこで、図１（Ｄ）により第４の工程を説明すると、この工程では粗面化した処理面３にパラジウム、金などによる触媒を付与（賦与）して触媒賦与面３１とするもので、例えば、錫、パラジウム系の混合触媒液に図１（Ｃ）に示す成形品を浸漬した後、塩酸、硫酸などの酸で活性化し、表面にパラジウムを析出させる。または、塩化第１錫などの比較的強い還元剤を表面に吸着させ、金などの貴金属イオンを含む触媒溶液に浸漬し、表面に金を析出させる。液の温度は１５〜２３℃で５分間浸漬すればよい。このようにして粗面化した処理面３は触媒が付与された面３１になる。この工程においても、誘電体基体１と樹脂マスク２の接触した界面は弱相溶性の接着強度により、この界面に触媒液が浸透することはない。
【００２１】
次に、図１（Ｅ）により第５の工程を説明すると、これはエッチングされ触媒が付与された誘電体基板１や樹脂マスク２を乾燥させた後、この誘電体基体１から樹脂マスク２を除去する工程であって、これは手作業で行うことができるが、この除去作業を容易にするため、樹脂マスク２除去用の機器を使用してもよい。なお、樹脂マスク２の材料と誘電体基体１の材料を弱相溶性の合成樹脂から選択されているため、相溶性の樹脂相互間の接着強度よりも弱い。そのため、この樹脂マスク２の除去作業が簡単になることは前述した通りである。
【００２２】
最後に、図１（Ｆ）により第６の工程を説明すると、誘電体基体１の表面に所定パターンのエッチング処理面３の上に導電層４を無電解めっきにより形成するものである。以上の工程により、立体回路基板が完成する。
【００２３】
次に、本発明の他の実施の形態を、図２（Ａ）〜（Ｅ）を参照して説明すると、第１の工程は図２（Ａ）に示すように、一次成形物である誘電体基板１を成形するもので、この誘電体基体の材料の合成樹脂は、第１の実施例と同じめっきグレードの熱可塑性の液晶ポリマーを射出して成形するもので、この熱可塑性の液晶ポリマーは熱可塑性芳香族系ポリエステル樹脂である「ベクトラ」（ポリプラスチック株式会社製の商品名）のめっきグレードＣ８１０を用いる。この液晶ポリマーは熱可塑性でありながら半田実装耐熱性があることは前述した。そこで、合成樹脂材料を射出成形することにより所定形状の立方体の誘電体基体１を形成する。
【００２４】
次に、第２の工程は図２（Ｂ）に示すように、第１の工程の後、誘電体基体１の表面のうち、所定パターンの導体層４（図２（Ｅ）参照）が形成されるべき表面部分を露出させて、これ以外の表面部分を覆うようにこの誘電体基体に樹脂マスク２を形成するものである。この樹脂マスク２の材料としては、容易に曲げることのできるエラストマーで、このエラストマーとしては、常温で弾性を有するもので、ポリエステル系エラストマーである「ハイトレル＃ＳＢ７０４  東レ・デュポン社製の商品名」を使用する。
【００２５】
樹脂マスク２は熱可塑性エラストマーで、誘電体基体１に対して弱相溶性であることが必要である。そのため、図２（Ｂ）の状態において誘電体基体１と樹脂マスク２との間の界面には、この後に行われる化学エッチング液、無電解（化学）めっき液が浸透することがなく、樹脂マスク２の除去、つまり機械的剥離もきわめて容易かつ敏速に行うことができる。
【００２６】
次に、第３の工程の化学エッチング工程を図２（Ｃ）を参照して説明すると、このエッチング処理面３は、樹脂マスク２及びこの樹脂マスクから露出している誘電体基体１の全表面を粗面化処理するものである。このエッチング処理の例として、前記した実施の態様と同様に、苛性ソーダ又は苛性カリを所定濃度、例えば、４５ｗｔ％に溶解したアルカリ性水溶液を所定温度、例えば５０〜９０℃に加熱し、一次成形品の誘電体基体１、二次成形品の樹脂マスク２を所定時間、例えば３０分浸漬して行う。このエッチング処理により全表面が粗面化する。この工程において、誘電体基体１と樹脂マスク２の接触した界面は弱相溶性の接着強度により、この界面にエッチング液が浸透することはない。
【００２７】
そこで、図２（Ｄ）により第４の工程を説明すると、この工程では粗面化した処理面３にパラジウム、金などによる触媒を付与（賦与）するもので、これは前記した実施の態様と同じである。即ち、錫、パラジウム系の混合触媒液に図２（Ｃ）に示す成形品を浸漬した後、塩酸、硫酸などの酸で活性化し、表面にパラジウムを析出させる。または、塩化第１錫などの比較的強い還元剤を表面に吸着させ、金などの貴金属イオンを含む触媒溶液に浸漬し、表面に金を析出させる。液の温度は１５〜２３℃で５分間浸漬すればよい。このようにして粗面化した処理面３は触媒が付与された面３１になる。この工程においても、誘電体基体１と樹脂マスク２の接触した界面は弱相溶性の接着強度により、この界面に触媒液が浸透することはない。
【００２８】
このように、この実施の形態における第１の工程から第４の工程までは、前記した実施の形態における第１の工程から第４の工程と実質的に同じで、同一図面に同一符号を付している。しかし、前記した実施例では、第３、第４の工程の樹脂マスク２及びこの樹脂マスクから露出している誘電体基体１の全表面を粗面化処理し、さらに触媒を付与した後、樹脂マスクの除去を行うが、この実施の態様では、第５の工程として、図２（Ｅ）に示すように、誘電体基体１のエッチングされた面３と樹脂マスク２の全表面に導電層４を無電解めっきで形成し、その後で樹脂マスクを除去するものである。
【００２９】
即ち、最後に、第５の工程は、図２（Ｆ）に示すよう誘電体基体１から樹脂マスク２をこのマスク表面の導電層４と共に除去するが、この除去作業において、前記したように、誘電体基体１と樹脂マスク２との材料は相互に弱相溶性のものであるため、この樹脂マスクを除去するためにこの樹脂マスクの界面を剥離させる場合、この剥離作業が容易かつ敏速に行うことができ、さらに、誘電体基体１の表面に使用上支障となる残査や疵が残らない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によると、無電解めっきによる導体層が設計通りの正確な輪郭を有するため、例えば、誘電体アンテナを製造した場合、アンテナとしての機能を十分に発揮するものであり、誘電体基体と樹脂マスクとの間に化学エッチング液や無電解めっき液が浸透することがなく、この樹脂マスクの界面を剥離させる場合、この剥離作業が容易かつ敏速に行うことができ、さらに、誘電体基体１の表面に使用上支障となる残査や疵が残らない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、それぞれ本発明の第１の実施の形態による製造の各工程を段階的に示す概略図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、それぞれ本発明の第２の実施の形態による製造の各工程を段階的に示す概略図である。
【符号の説明】
１          誘電体基体
２          樹脂マスク
３          エッチング処理面
３１        触媒が付与された面
４          導電層
【図１】
0004426690.tif 000002
【図２】
0004426690.tif 000003