(57)【要約】【課題】  生産性を向上することが可能であり、かつ、回路形成の精度を向上することが可能な立体回路基板の製造方法を得る。【解決手段】  位置合わせ用パイロット穴２を形成した金属フープ材１を用い、そのフープ材１の長さ方向に適宜間隔をもって立体構造体３を形成したので、フープ材１を巻回したリール１Ａ単位で立体回路基板を形成するための一連の工程を処理できるようになり、各工程間のハンドリングが容易になるとともに、トラブルやコスト増大を抑えることができる。また、フープ材１に形成したパイロット穴２で位置決めできるので、メッキやレーザー処理を精度良く連続して行うことができるとともに、位置合わせのためのタクト時間を短縮できる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の金属フープ材に対し、当該金属フープ材の長さ方向に適宜間隔をもって立体構造体を形成する構造体形成工程と、
前記立体構造体を形成した金属フープ材の両面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜を形成した立体構造体に回路を形成する回路形成工程と、
前記回路が形成された立体構造体を個々に切断分離する基板分離工程と、
を備えることを特徴とする立体回路基板の製造方法。
【請求項２】
前記金属フープ材には、相互に隣接する二つの立体構造体同士の間となる位置に、切り込みが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の立体回路基板の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁膜形成工程では、スプレーコートで絶縁膜を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の立体回路基板の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁膜形成工程では、絶縁体微粒子のエアロゾルプロセスにより絶縁膜を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の立体回路基板の製造方法。
【請求項５】
前記回路形成工程には、前記絶縁膜形成工程で形成された絶縁膜の表面に金属膜を形成する金属膜形成工程が含まれ、
当該金属膜形成工程では、金属ターゲットを設けた真空チャンバー内に金属フープ材を通過させるとともに、金属ターゲットと金属フープ材との間に電圧をかけて被膜形成する乾式成膜手段を用いることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の立体回路基板の製造方法。
【請求項６】
前記乾式成膜手段は、金属フープ材の周囲に複数配置された金属ターゲットを備えることを特徴とする請求項５に記載の立体回路基板の製造方法。
【請求項７】
前記基板分離工程には、回路形成された立体構造体を打抜きにより分離するプレス工程が含まれ、
当該プレス工程では、金属フープ材の裏面に捨て板を密着させて打ち抜くようにしたことを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の立体回路基板の製造方法。
【請求項８】
前記プレス工程で打ち抜いた立体回路基板の打抜き面に不動態皮膜を形成することを特徴とする請求項７に記載の立体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、立体回路基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の立体回路部品（ＭＩＤ；Molded Interconnect Device）の製造では、樹脂等の絶縁体成形体上に導電膜を形成して、レーザーを用いて回路を選択的に形成する方法が一般的に用いられている。
【０００３】
そして、かかる立体回路部品の製造方法では、複数個の立体（成形）回路基板を一体形成した成形体を設け、上記方法を用いて個々の立体回路基板上に回路を形成し、その後にそれら複数の立体回路基板を切断して分離することで、量産性の向上を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４５５３３号公報（第４頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の立体回路基板の製造方法では、複数個の立体回路基板を一体形成した成形体としては、樹脂等（セラミックでもよい）の絶縁体が用いられるが、当該成形体を自動化ラインに載せるにあたって、それら成形体を並べるためのハンドリング機構が必要となり、当該ハンドリング機構を設けた分、装置構成が大がかりになって、設備の設置領域（占有領域）が拡大しやすい上、製造コスト増大の一因となっていた。
【０００５】
また、回路形成時のレーザーパターニング時に成形体の外形合わせで位置決めすることになるため、精度が低下しやすい上、位置合わせに時間がかかる分、タクト時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、帯状の金属フープ材に、立体回路基板となる立体構造体を連続して多数形成することで、生産性を向上することが可能であり、かつ、回路形成の精度を向上することが可能な立体回路基板の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明にかかる立体回路基板の製造方法にあっては、帯状の金属フープ材に対し、当該金属フープ材の長さ方向に適宜間隔をもって立体構造体を形成する構造体形成工程と、上記立体構造体を形成した金属フープ材の両面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、上記絶縁膜を形成した立体構造体に回路を形成する回路形成工程と、上記回路が形成された立体構造体を個々に切断分離する基板分離工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明にあっては、上記金属フープ材には、相互に隣接する二つの立体構造体同士の間となる位置に、切り込みが形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明にあっては、上記絶縁膜形成工程では、スプレーコートで絶縁膜を形成することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明にあっては、絶縁膜形成工程は、絶縁体微粒子のエアロゾルプロセスにより絶縁膜を形成することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明にあっては、上記回路形成工程には、上記絶縁膜形成工程で形成された絶縁膜の表面に金属膜を形成する金属膜形成工程が含まれ、当該金属膜形成工程では、金属ターゲットを設けた真空チャンバー内に金属フープ材を通過させるとともに、金属ターゲットと金属フープ材との間に電圧をかけて被膜形成する乾式成膜手段を用いることを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明にあっては、上記乾式成膜手段は、金属フープ材の周囲に複数配置された金属ターゲットを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明にあっては、上記基板分離工程には、回路形成された立体構造体を打抜きにより分離するプレス工程が含まれ、当該プレス工程では、金属フープ材の裏面に捨て板を密着させて打ち抜くようにしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項８の発明にあっては、上記プレス工程で打ち抜いた立体回路基板の打抜き面に不動態皮膜を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、構造体形成工程で形成した立体構造体に絶縁膜形成工程で絶縁膜を形成し、次いで回路形成工程および基板分離工程を経て立体構造体に回路を形成した後にその立体構造体を個々に分離して立体回路基板を得ることができるのであるが、かかる一連の工程において、基板素材として帯状の金属フープ材を用いることで、立体構造体を各工程間でより容易にかつよりスムーズに移動させることができる上、金属フープ材を巻回したリール単位で一連の上記工程を処理することができる分、各工程間のハンドリングをさらに容易に行うことができ、設備の大型化を抑制することができるとともに、製造コストの増大を抑えることができるという利点がある。
【００１６】
また、金属フープ材に位置合わせ用のパイロット穴を形成すれば、当該パイロット穴を用いて位置決めすることができ、特に、回路形成工程で、メッキやレーザー処理を精度良く連続して行うことができるとともに、位置合わせのためのタクト時間も短縮することができるという利点がある。
【００１７】
さらに、金属フープ材を用いたことで、金属ベースの立体回路基板となる分、耐熱性および放熱性を高めることができ、製造工程におけるメリットに加えて、製品としてのメリットも得られる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、金属フープ材に形成した上記切り込みによって、金属フープ材が撓みやすくなるため、巻回時のリール半径が小さくなって製造装置の小型化を達成できる上、金属フープ材が捻れ易くなる分、各工程におけるスプレー等の処理装置のレイアウトの自由度が増大して、この点でも製造装置を小型化することができるようになる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、絶縁膜をスプレーコートすることができるので、ディップコートで問題となる液溜まりを減らし、絶縁膜の膜厚を均一化することができる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、絶縁膜を絶縁体微粒子のエアロゾルプロセスによって形成することができるので、塗布後の乾燥工程が不要になるとともに、廃液処理を不要とすることができる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、金属ターゲットと金属フープ材との間にかけた電圧でターゲットからスパッタを飛ばして絶縁膜の表面に金属膜を形成することができるので、その金属膜の形成面の粗面化処理が不要になるとともに、廃液処理も不要となり、また、略真空環境中で連続的に成膜できるため、密着性に優れた金属膜を形成することができる。
【００２２】
請求項６の発明によれば、上記金属ターゲットを金属フープ材の周囲に複数配置したので、立体構造体に対してあらゆる方向からスパッタを飛ばすことができ、立体構造体のレイアウトや傾斜角度等によらず、立体構造体のあらゆる面に略均等な厚さに成膜することができる。
【００２３】
請求項７の発明によれば、金属フープ材の裏面に捨て板を密着させて打ち抜くことで、打抜き時に密着させた捨て板側にバリを発生させ、打ち抜いた立体回路基板にバリが生じるのを抑制することができる。
【００２４】
請求項８の発明によれば、打ち抜いた立体回路基板の打抜き面を不動態皮膜によって保護することができるため、打抜き面の露出した金属面から腐食するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２６】
（第１実施形態）図１は、本実施形態にかかる立体回路基板の一連の製造工程を概略的に示すブロック図であり、図２は、構造体形成工程で立体構造体を形成した金属フープ材の斜視図、図３は、絶縁膜形成工程の説明図、図４は、回路形成工程を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す説明図である。
【００２７】
また、図５は、金属膜形成工程で用いるスパッタ装置の概略構成図、図６は、基板分離工程を示す説明図、図７は、基板分離工程で打ち抜かれた立体回路基板および捨て板の断面図であり、図８は、打ち抜かれた立体回路基板の打抜き面の不動態化処理を示す説明図である。
【００２８】
本発明にかかる立体回路基板の製造方法は、例えばＭＩＤ（Molded Interconnect Device）等の立体回路部品に適用され、特に、本実施形態では、基板素材として帯状となった金属フープ材（以下、単にフープ材と称する）が用いられる。
【００２９】
すなわち、本実施形態にかかる立体回路基板の製造方法は、図１に示すように、位置合わせ用パイロット穴２（図２参照）を形成した帯状のフープ材１を用い、そのフープ材１の長さ方向（延伸方向）に適宜間隔をもって立体構造体３（図２参照）を形成する構造体形成工程Ａと、立体構造体３を形成したフープ材１の両面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程Ｂと、絶縁膜を形成した立体構造体３に回路４（図４参照）を形成する回路形成工程Ｃと、回路形成された立体構造体３を個々に切断分離する基板分離工程Ｄと、を備えている。フープ材１は、巻回してリール１Ａ状態にして各工程Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにそれぞれ送られる。
【００３０】
構造体形成工程Ａでは、図２に示すように、フープ材１の長さ方向に所定間隔をもって立体構造体３が形成される。この立体構造体３は、鍛造等により中央部に凹部３ａを設けることにより形成され、その周縁部には、機械加工により部分的に開口３ｂを形成して縁取りしてある。また、このフープ材１には、立体構造体３の両側に、位置合わせ用パイロット穴２が例えば円形穴として形成されている。
【００３１】
絶縁膜形成工程Ｂでは、図３に示すように、フープ材１の両面に配置したスプレーＳからセラミックまたは樹脂のゾルゲル液を吹き付けて、フープ材１の両面に絶縁膜がスプレーコートされる。
【００３２】
また、回路形成工程Ｃには、図４（ａ）に示すように、絶縁膜が形成された立体構造体３の表面に、スパッタによる金属膜としての銅成膜５が形成される（メタライズ）工程が含まれている。この銅成膜形成工程の後、図４（ｂ）に示すように、レーザーにより回路輪郭６ａが除去（パターニング）され、次いで、図４（ｃ）に示すように、Ｎｉおよび金メッキが施されて導体回路６部が厚付け（回路厚付け）され、そして、図４（ｄ）に示すように、全体的にエッチングされて導体回路６部以外のスパッタ成膜が除去され、最終的に回路４が形成される。
【００３３】
なお、図４に示す立体構造体３は、便宜上、図２に示したものとは具体的構造が異なっているが、基本的には同様の工程をもって回路形成される。
【００３４】
このとき、金属膜形成工程では、図５に示す乾式成膜手段としてのスパッタ装置７が用いられる。このスパッタ装置７は、金属（銅）ターゲット８を設けた真空チャンバー７ａ内にフープ材１を通過させるとともに、金属ターゲット８とフープ材１との間に電圧をかけて被膜（銅成膜）形成するようになっている。
【００３５】
すなわち、スパッタ装置７では、フープ材１の両面に配置した金属ターゲット８とフープ材１との間にかけた電圧により真空中で放電を起こし、残留気体をイオン化して金属ターゲット８に衝突させることでその金属分子をはじき飛ばし（スパッタ）、はじき飛ばされたターゲット８の粒子をフープ材１に付着させて成膜される。
【００３６】
このスパッタ装置７には、フープ材１の巻き出し側のリール１Ａａおよび巻き取り側のリール１Ａｂを真空中に収納するための収納室７ｂ，７ｃが設けられるとともに、真空チャンバー７ａには、金属ターゲット８に送られるフープ材１をクリーニングするイオンガン９（プラズマ処理装置でもよい）が設けられる。なお、金属ターゲット８に関しては、一層に限らず、多層の成膜ができるよう、複数種類のターゲットを設置することも可能である。
【００３７】
また、基板分離工程Ｄには、図６に示すように、回路形成された立体構造体３をプレス機１０で打ち抜いて分離するプレス工程が含まれている。このプレス工程では、フープ材１の裏面１ａに捨て板１１を密着させて打ち抜かれるようになっている。
【００３８】
したがって、プレス機１０によりフープ材１の立体構造体３を打ち抜くことで、立体回路基板１２が形成されるが、図７に示すように、その立体回路基板１２とともに捨て板１１も同じ形状をもって打ち抜かれることになる。
【００３９】
そして、図８に示すように、プレス工程で打ち抜いた立体回路基板１２の打抜き面１２ａを加熱手段１３を用いて熱酸化させることで、その打抜き面１２ａの露出した金属面に不動態皮膜を形成させるようになっている。なお、不動態皮膜の形成は、加熱手段１３に限らず、例えば、酸素プラズマ処理を施すことによっても不動態皮膜を形成することができる。
【００４０】
したがって、本実施形態にかかる立体回路基板の製造方法によれば、立体回路基板１２の基板素材として帯状のフープ材１を用いたことにより、上記一連の工程、つまり構造体形成工程Ａ、絶縁膜形成工程Ｂ、回路形成工程Ｃ、および基板分離工程Ｄの各工程間で、立体構造体３をより容易にかつよりスムーズに移動させることができる上、フープ材１を巻回したリール１Ａ単位で一連の上記工程を処理することができる分、各工程間のハンドリングをさらに容易に行うことができ、設備の大型化を抑制することができるとともに、製造コストの増大を抑えることができるという利点がある。
【００４１】
また、パイロット穴２を用いて位置決めすることができ、特に、回路形成工程Ｃで、メッキやレーザー処理を精度良く連続して行うことができるとともに、位置合わせのためのタクト時間を短縮することができるという利点がある。
【００４２】
さらに、フープ材１を用いたことで、金属ベースの立体回路基板１２となる分、耐熱性および放熱性を高めることができ、製造工程におけるメリットに加えて、製品としてのメリットも得られる。
【００４３】
また、本実施形態では、フープ材１の両面に配置したスプレーＳからセラミックまたは樹脂のゾルゲル液を吹き付けて、フープ材１の両面に絶縁膜をスプレーコートするようにしたので、ディップコートで問題となる液溜まりを無くして、絶縁膜の膜厚を均一化することができる。
【００４４】
さらに、絶縁膜が絶縁体微粒子のエアロゾルプロセスにより形成されるので、塗布後の乾燥工程が不要になるとともに、廃液処理を不要とすることができる。
【００４５】
さらにまた、スパッタ装置７を用いて、金属ターゲット８とフープ材１との間にかけた電圧でターゲット８からスパッタを飛ばして絶縁膜の表面に金属膜を形成することができるので、その金属膜の形成面の粗面化処理が不要になるとともに、廃液処理も不要となり、また、真空中で連続成膜できるため、密着性に優れた金属膜を形成することができる。
【００４６】
また、本実施形態では、立体構造体３をプレス機１０で打ち抜いて分離する際に、フープ材１の裏面１ａに捨て板１１を密着させて打ち抜くようにしたので、図６に示すように、打抜き時に密着させた捨て板１１側にバリＫを発生させて、打ち抜いた立体回路基板１２にバリが生じるのを抑制することができる。
【００４７】
さらに、打ち抜いた立体回路基板１２の打抜き面１２ａに不動態皮膜を形成するようにしたので、その打抜き面１２ａの露出した金属面を不動態皮膜で保護することができるため、その露出した金属面から腐食するのを防止できる。
【００４８】
（第２実施形態）図９は、本実施形態にかかる立体回路基板の製造方法において、立体構造体を形成したフープ材の斜視図である。なお、以下の説明では、第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４９】
本実施形態の立体回路基板の製造方法は、基本的に第１実施形態と同様に基板素材として位置合わせ用パイロット穴２を形成したフープ材１を用い、そのフープ材１の長さ方向に適宜間隔をもって立体構造体３を形成してあり、特に、本実施形態では、フープ材１に、立体構造体３の形成部位を外した位置、すなわち、本実施形態では隣り合う立体構造体３の中間部の幅方向両側に切り込み１４を形成してある。
【００５０】
幅方向両側に形成された切り込み１４は、フープ材１の幅方向中央部に向かって対向して形成されており、当該幅方向中央部には、所定幅ｗの連結部１４ａを残してある。よって、この連結部１４ａを介して、長さ方向に相互に隣接する立体構造体３の形成部分同士が連結されることになる。
【００５１】
したがって、本実施形態によれば、フープ材１に形成した切り込み１４によって、フープ材１が撓みやすくなるため、巻回時のリール１Ａの半径が小さくなって、製造装置、例えば図５に示すスパッタ装置７の小型化を達成できる上、フープ材１が捻れ易くなる分、各工程におけるスプレー等の処理装置のレイアウトの自由度が増大して、この点でも製造装置を小型化することができるようになる。
【００５２】
（第３実施形態）図１０は、絶縁膜形成工程の説明図である。なお、以下の説明では、第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５３】
本実施形態にかかる立体回路基板の製造方法は、基本的に第１実施形態と同様に絶縁膜形成工程Ｂを備えており、当該絶縁膜形成工程Ｂでは、立体構造体３を形成したフープ材１に絶縁膜が形成される。ただし、本実施形態では、当該絶縁膜形成工程Ｂでは、絶縁体微粒子のエアロゾルプロセスによって絶縁膜を形成するようになっている。
【００５４】
すなわち、本実施形態では、絶縁体微粒子としてセラミックを用い、当該セラミック微粒子を揮発性のエアロゾルに混入して、図１０に示すように、フープ材１の周囲に複数配置したエアロゾル噴出孔１５からセラミック微粒子をフープ材１の周囲に吹き付けて、セラミック絶縁膜を形成するようにしてある。
【００５５】
このように、フープ材１の周囲からセラミック微粒子を吹き付けるので、立体構造体３の立ち面部を含めたあらゆる面に略均等な厚さのセラミック絶縁膜を形成することができる。
【００５６】
したがって、本実施形態によれば、絶縁体微粒子のエアロゾルプロセスによって絶縁膜が形成されるので、塗布後の乾燥工程が不要になるとともに、廃液処理を不要とすることができる。
【００５７】
（第４実施形態）図１１は、金属膜形成工程で用いるスパッタ装置の金属ターゲット配置状態を示す概略構成図である。なお、以下の説明では、第１実施形態と同一構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００５８】
本実施形態にかかる立体回路基板の製造方法は、基本的に第１実施形態と同様に金属膜形成工程を備えており、図５に示したスパッタ装置７を用いて金属膜を形成するようになっている。ただし、本実施形態では、図１１に示すように、金属ターゲット８をフープ材１の周囲に複数（本実施形態では６個）配置して、スパッタをフープ材１の周囲から略均等に飛ばすようにしてある。
【００５９】
したがって、本実施形態によれば、スパッタ装置７の金属ターゲット８をフープ材１の周囲に複数配置したので、立体構造体３に対してあらゆる方向からスパッタを飛ばすことができるため、立体構造体３の立ち面部を含めたあらゆる面に略均等な厚さに成膜できる。
【００６０】
ところで、本発明は、上記第１〜第４実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１実施形態における立体回路基板の一連の製造工程を概略的に示すブロック図。
【図２】本発明の第１実施形態における構造体形成工程で立体構造体を形成した金属フープ材の斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態における絶縁膜形成工程の説明図。
【図４】本発明の第１実施形態における回路形成工程を（ａ）〜（ｄ）に順を追って示す説明図。
【図５】本発明の第１実施形態における金属膜形成工程で用いるスパッタ装置の概略構成図。
【図６】本発明の第１実施形態における基板分離工程を示す説明図。
【図７】本発明の第１実施形態における基板分離工程で打ち抜かれた立体回路基板および捨て板の断面図。
【図８】本発明の第１実施形態における打ち抜かれた立体回路基板の打抜き面の不動態化処理を示す説明図。
【図９】本発明の第２実施形態における立体構造体を形成したフープ材の斜視図。
【図１０】本発明の第３実施形態における絶縁膜形成工程の説明図。
【図１１】本発明の第４実施形態における金属膜形成工程で用いるスパッタ装置の金属ターゲット配置状態を示す概略構成図。
【符号の説明】
【００６２】
１  金属フープ材
１Ａ  リール
２  位置合わせ用パイロット穴
３  立体構造体
４  回路
７  スパッタ装置（乾式成膜手段）
７ａ  真空チャンバー
８  金属ターゲット
１０  プレス機
１１  捨て板
１２  立体回路基板
１４  切り込み
Ａ  構造体形成工程
Ｂ  絶縁膜形成工程
Ｃ  回路形成工程
Ｄ  基板分離工程
【図１】
2007134436.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】
2007134436.tif 000011
【図１０】
2007134436.tif 000012
【図１１】
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