(57)【要約】【課題】１ショットレーザ法による回路板形成において好適に基板回路部を形成することができる方法を提供すること。【解決手段】回路板を製造する方法であって、（ｉ）回路板の絶縁基材となる基材成形品を金型を用いた成形によって得る工程；（ｉｉ）基材成形品に対してメタライジングを行って基材成形品の表面に金属膜を形成する工程；（ｉｉｉ）基材成形品の回路部と非回路部との境界に相当する回路輪郭部分にレーザを照射して金属膜を部分的に除去する工程；ならびに（ｉｖ）前記工程から得られた基板成形品に対して、電気めっき処理を施して回路部に相当する金属膜部分を厚くした後、ソフトエッチングを施して非回路部に相当する金属膜部分を除去する工程を含んで成り、工程（ｉ）に用いる金型として、回路部を形成する部分が高密度領域となっている一方、非回路部を形成する部分が低密度領域となっている金型を用いることを特徴とする方法。【選択図】図８
2013125849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路板を製造する方法であって、
（ｉ）前記回路板の絶縁基材となる基材成形品を金型を用いた成形によって得る工程；
（ｉｉ）前記基材成形品に対してメタライジングを行って該基材成形品の表面に金属膜を形成する工程；
（ｉｉｉ）前記基材成形品の回路部と非回路部との境界に相当する回路輪郭部分に対してレーザを照射し、前記金属膜を部分的に除去する工程；および
（ｉｖ）前記工程（ｉｉｉ）から得られた前記基板成形品に対して電気めっき処理を施して前記回路部に相当する金属膜部分を厚くした後、ソフトエッチングを施して前記非回路部に相当する金属膜部分を除去する工程
を含んで成り、
前記工程（ｉ）に用いる前記金型として、前記回路部を形成する部分が高密度領域を成している一方、前記非回路部を形成する部分が低密度領域を成している金型を用いることを特徴とする、回路板の製造方法。
【請求項２】
（ａ）粉末層の所定箇所に光ビームを照射して前記所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程；および
（ｂ）得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、前記新たな粉末層の所定箇所に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程
を繰り返して行うことを含んで成る金属光造形によって得られた三次元形状造形物を前記工程（ｉ）の前記金型として用いることを特徴とする、請求項１に記載の回路板の製造方法。
【請求項３】
前記金型では前記高密度領域と前記低密度領域とが相互に一体化された造形物を成しており、該造形物を前記金属光造形によって得ることを特徴とする、請求項２に記載の回路板の製造方法。
【請求項４】
前記金型の前記高密度領域と前記低密度領域とがそれぞれ別個のサブ金型として分けられており、
該高密度領域を成すサブ金型Ａおよび該低密度領域を成すサブ金型Ｂをそれぞれ前記金属光造形によって得ることを特徴とする、請求項１または２に記載の回路板の製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｉ）では前記低密度領域を通過するガスによって加圧操作を行い、それによって、前記基材成形品の離型処理を行うことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の回路板の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｉ）では前記低密度領域を介したガス吸引操作を行い、それによって、前記基材成形品の成形時のガス抜き処理を行うことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の回路板の製造方法。
【請求項７】
前記金型の前記低密度領域が固化密度５０〜９０％となっていることを特徴とする、請求項２〜６のいずれかに記載の回路板の製造方法。
【請求項８】
前記金型の前記高密度領域が固化密度９０％（９０％を含まず）〜１００％となっていることを特徴とする、請求項２〜７のいずれかに記載の回路板の製造方法。
【請求項９】
前記請求項１〜８のいずれかに記載の回路板の製造方法に用いる金型であって、
前記金型が、前記回路板の絶縁基材となる基材成形品を得るために用いられるものであり、該回路板の回路部を形成する部分が高密度領域を成している一方、該回路板の非回路部を形成する部分が低密度領域を成していることを特徴とする、金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路板を製造する方法およびそれに用いる金型に関する。より詳細には、成形品の表面に直接電気回路を形成することを通じて回路基板を製造する方法、および、その成形品の成形に用いられる金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯情報端末などの電子機器は、機能ごとにモジュール化が進み、高機能化が急速に進展している。また、省資源や携帯性の観点からは、電子機器の薄型化・軽量化が望まれている。
【０００３】
電子回路を形成するガラスエポキシ基板などのプリント配線基板は、平面的な構造をしている。それゆえ、電子部品の実装形態には制約があり、さらなる高機能化と小型・薄型化とを同時に達成することは困難となっている。このような背景のもと、射出成形品の表面に対して立体的に直接に電気回路を形成するMolded Interconnected Device技術（以下では「ＭＩＤ技術」とも称す）が脚光を浴びている。
【０００４】
ＭＩＤ技術では、“機構部品としての機械的機能”と“配線回路基板としての電気的機能”との融合によって、小型化に加え、機器の組立合理化と部品の高精度化とを図ることができる。それゆえ、ＭＩＤ技術は、様々な分野での応用が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平４−２６３４９０号公報
【特許文献２】特開昭６１−６８９２号公報
【特許文献３】特開平３−１２２２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＭＩＤ技術のプロセスは、図１に示すように、１ショット法（１回成形法）と２ショット法（２回成形法）とに大別される。本願発明者・本願出願人は、レーザで直接パターニングを行う１ショットレーザ法を開発している（例えば、特許第３１５３６８２号公報を参照のこと）。
【０００７】
かかる１ショットレーザ法によるＭＩＤプロセスの一例を図２および図３に示す。かかるプロセスではレーザにより直接銅薄膜を除去している。それゆえ、パターニング工程が簡略化され、回路変更を容易に行うことができる。特に、２ショット法やホットスタンプ法と比較するとファインパターン対応に優れており、また、フィルム転写法やフォトイメージング法と比較すると複雑形状対応性に優れている。つまり、１ショットレーザ法は、複雑な立体回路を形成するのに適しているといえる。
【０００８】
ここで、本願発明者らは、１ショットレーザ法に起因したある特有の現象を見出した。具体的には、図４に示すように、「回路板の絶縁基材を得るための成形用金型」の回路形成部位に離型用ピンが存在すると、レーザによる回路輪郭除去が不可能となり得ることを見出した。離型用ピンはその作用によって基材成型品に凹みを発生させ得る。凹みの立ち面には金属薄膜が形成されず、それゆえ、本来的に金属薄膜を必要とする箇所に金属薄膜が存在しなくなる。これは、電気めっきによる回路部の肉厚形成などが好適に実施できず、それゆえ、好適に回路部を形成できないことを意味している。回路部を形成する金属薄膜領域は通電して電気めっき処理を行うところ、その部分と非回路部分とは絶縁されていることが求められるからである。
【０００９】
また、本願発明者らは、金型の“型割り部分”が存在すると、レーザによる回路輪郭除去が不可能となり得ることも見出した。具体的には、図５に示すように、「回路板の絶縁基材を得るための成形用金型」が型割りして設けられると、成形バリが生じ得る。バリの立ち面には金属薄膜が形成されず、本来的に金属薄膜を必要とする箇所に金属薄膜が存在しなくなる。それゆえ、上記現象と同様、電気めっきによる回路部の肉厚形成などが好適に実施できなくなる。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものである。即ち、本発明の課題は、１ショットレーザ法による回路板形成において好適に基板回路部を形成することができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明では、
回路板を製造する方法であって、
（ｉ）「回路板の絶縁基材となる基材成形品」を金型成形によって得る工程、
（ｉｉ）基材成形品に対してメタライジングを行って基材成形品の表面に金属膜を形成する工程、
（ｉｉｉ）基材成形品の回路部と非回路部との境界に相当する回路輪郭部分にレーザを照射して金属膜を部分的に除去する工程、および
（ｉｖ） 上記工程（ｉｉｉ）から得られた基板成形品に対して電気めっき処理を施して回路部に相当する金属膜部分を厚くした後、ソフトエッチングを施して非回路部に相当する金属膜部分を除去する工程
を含んで成り、
工程（ｉ）に用いる金型として、回路部を形成する部分（回路部を形造る金型部分）が高密度領域を成している一方、非回路部を形成する部分（非回路部を形造る金型部分）が低密度領域を成している金型を用いることを特徴とする、回路板の製造方法が提供される。
【００１２】
ある好適な態様では、工程（ｉ）で用いる金型として、金属光造形によって得られた三次元形状造形物を用いる。具体的には、
（ａ）粉末層の所定箇所に光ビームを照射して当該所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程；および
（ｂ）得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、その新たな粉末層の所定箇所に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程
を繰り返して行うことを含んで成る金属光造形によって得られた三次元形状造形物を工程（ｉ）の金型として用いる。
【００１３】
工程（ｉ）に用いる金型では高密度領域と低密度領域とが相互に一体化された造形物を成していることが好ましく、その相互に一体化された造形物を金属光造形によって製造することが好ましい。
【００１４】
また、金型の高密度領域と低密度領域とをそれぞれ別個のサブ金型として分け、「高密度領域を成すサブ金型Ａ」および「低密度領域を成すサブ金型Ｂ」をそれぞれ金属光造形によって得てもよい。
【００１５】
ある好適な態様において、工程（ｉ）では低密度領域を通過するガスによって加圧操作を行い、それによって、基材成形品の離型処理を行う。
【００１６】
更に別のある好適な態様において、工程（ｉ）では低密度領域を介したガス吸引操作を行い、それによって、基材成形品の成形時のガス抜き処理を行う。
【００１７】
工程（ｉ）で使用する金型の低密度領域は、その固化密度が例えば５０〜９０％となっていてよい。一方、工程（ｉ）で使用する金型の高密度領域は、その固化密度が例えば９０％（９０％を含まず）〜１００％となっていてよい。
【００１８】
本発明では、上述の回路板製造方法に用いる金型も提供される。かかる本発明の金型は、回路板の絶縁基材となる基材成形品を得るために用いられるものであり、その回路板の回路部を形成する部分（回路部を形造る金型部分）が高密度領域を成している一方、回路板の非回路部を形成する部分（非回路部を形造る金型部分）が低密度領域を成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の回路方法では、基材成形品の成形に用いる金型として、回路部形成に寄与する部分以外（即ち、非回路部）を低密度領域とするので、その部分を介して外部から金型内にガス供給できる。それゆえ、供給するガスによって加圧できるので、ノックアウトピンなどの“ピン”を用いなくても離型処理を行うことができる（図６参照）。即ち、“ピンに起因した凹み”などを生じずに基材成形品の離型を行うことができる。これは、本発明に従えば「凹みの立ち面に金属薄膜が形成されないことに起因して、本来的に金属薄膜を必要とする箇所に金属薄膜が存在せず、よって、電気めっきによる回路部の肉厚形成などが好適に実施できない」といった不都合が回避されることを意味している。
【００２０】
また、回路部形成に寄与する部分以外（即ち、非回路部）を低密度領域とするので、その部分を介して基材成形品の成形時のガス抜き処理を行うことができる（図７参照）。つまり、金型の“型割れ部分”を介してガス抜きを行わずに、成形時のガス抜きを好適に実施できる。これは、本発明では「型割りに起因したバリの立ち面に金属薄膜が形成されないことに起因して、本来的に金属薄膜を必要とする箇所に金属薄膜が存在せず、よって、電気めっきによる回路部の肉厚形成などが好適に実施できない」といった不都合が回避されることを意味している。
【００２１】
本発明においては、非回路部を形成する金型部分を低密度領域とするものの、回路部を形成する金型部分は高密度領域とするので、基材の回路部分には悪影響を及ぼすことなく（例えば“その部分の表面が荒れたりせず”）、回路板製造を実施することができる。
【００２２】
更にいえば、本発明では低密度領域の固化密度や厚さなどを適宜調整することによって、ガス通過時の流体抵抗を変えることができるので、それによって、加圧時の圧力や、ガス抜き部の抵抗を好適に調整することができるといえる（例えばガス加圧についていえば、大きく加圧したい場合に固化密度を小さくする一方、あまり加圧したくない場合には固化密度を大きくすればよい）。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】各種のＭＩＤ技術を表した一覧
【図２】ＭＩＤ技術における製造プロセスのフロー
【図３】ＭＩＤ技術における製造プロセスを説明するための模式図
【図４】「回路板の絶縁基材を得るための成形用金型」の回路形成部位に離型用ピンが存在する場合の不都合点を説明するための模式図
【図５】「回路板の絶縁基材を得るための成形用金型」が型割りして設けられる場合の不都合点を説明するための模式図
【図６】低密度領域を通過するガスによって加圧操作を行い、それによって、基材成形品の離型処理を行う態様を説明するための模式図
【図７】低密度領域を介したガス吸引操作を行い、それによって、基材成形品の成形時のガス抜き処理を行う態様を説明するための模式図
【図８】本発明の態様を概念的に示した模式図
【図９】光造形装置の態様を模式的に表した斜視図（図９（ａ）：切削機構を備えた複合装置、図９（ｂ）：切削機構を備えていない装置）
【図１０】光造形複合加工機の動作を模式的に示した断面図
【図１１】粉末焼結積層法が行われる態様を模式的に示した斜視図
【図１２】粉末焼結積層法が実施される光造形複合加工機の構成を模式的に示した斜視図
【図１３】光造形複合加工機の動作のフローチャート
【図１４】光造形複合加工プロセスを経時的に表した模式図
【図１５】金型の高密度領域と低密度領域とをそれぞれ別個のサブ金型として分ける態様を模式的に表した斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下では、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。図面に示す各種の要素は、本発明の理解のために模式的に示したにすぎず、寸法比や外観などは実物と異なり得ることに留意されたい。
【００２５】
まず、本発明の回路板の製造方法に際しては、工程（ｉ）を実施する。即ち、「回路板の絶縁基材となる基材成形品」を金型を用いた成形によって得る。
【００２６】
基材成形品は、金型を用いた射出成形によって得られるものである。例えば、基材成形品は、ポリイミド、ＡＢＳ、ポリエーテルイミド、液晶ポリマーなどの電気絶縁材料によって成形されたものであってよい。基材成形品の形状は、平面状であってよく、あるいは、図８（ａ）に示すような所望の表面形状を備えた三次元立体状であってもよい。
【００２７】
この基材成形品に用いる金型としては、後述するように、金属光造形で造形されたもの、即ち、粉末焼結積層法で製造されたものを用いることが好ましい。
【００２８】
工程（ｉ）に引き続いて工程（ｉｉ）を実施する。即ち、基材成形品に対してメタライジングを行い、それによって、基材成形品の表面に金属膜を形成する。
【００２９】
金属膜の形成に先立っては、図８（ｂ）に示すように、基材成形品の表面に対して活性化処理を施してよい。例えば、金属膜形成の直前にて、基材成形品にプラズマ処理を施すことによって表面改質を行ってよい。このようなプラズマ処理によって、基材成形品の表面に微細な凹凸を付与することができ、回路密着力（基材成形品と金属膜との密着性）を好適に確保できる。
【００３０】
金属膜自体は、基材成形品に触媒を付与した後に無電解めっきを行ったり、ＣＶＤやスパッタリングなどを行ったりすることによって形成できる（図８（ｃ）参照）。形成される金属膜は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、ＣｒおよびＡｇから成る群から選択される少なくとも１種以上の材質から成るものであってよい。また、金属膜の厚さは、特に限定されるわけではないが、０．１〜１５μｍ程度、好ましくは０．１〜８μｍ程度、より好ましくは０．１〜２μｍ程度であってよい。
【００３１】
工程（ｉｉ）に引き続いて工程（ｉｉｉ）を実施する。即ち、図８（ｄ）に示すように、「基材成形品の回路部と非回路部との境界に相当する回路輪郭部分」に対してレーザを照射して金属膜を部分的に除去する。
【００３２】
用いるレーザは、特に制限されるわけではないが、ＱスイッチＹＡＧレーザを用いることができる。このようなレーザは、例えばガルバノミラー等で走査することができ、それゆえ、「金属膜が形成された基材成形品」の表面に対してレーザビーム光を走らせつつ照射できる。ガルバノミラーは、ガルバノメータを用いて角度可変に設けられたミラーである。また、ガルバノミラーは、高速でビーム移動が可能であると共に、レーザスポット径も数十μｍ程度を得ることが可能である。
【００３３】
レーザ照射は、「金属膜が形成された基材成形品」の表面のうち、回路形成領域以外の部分、例えば回路部間の絶縁スペースとなる非回路部に対して行われるものである。より具体的には、非回路部と回路部との境界領域における非回路部のパターンに沿ってレーザを走査させる。
【００３４】
このようなレーザ照射によって、非回路部と回路部との境界領域の金属膜が除去される。具体的には、非回路部の金属膜のうち、レーザ照射された回路部との境界領域の局所的な金属膜部分が除去される一方、非回路部の金属膜のうち、レーザ非照射部分は、そのまま除去されずに残されることになる。
【００３５】
レーザの照射エネルギーは、例えば１０〜３００μＪ／pulse程度であることが好ましい。金属膜と共に基材成形品の表面部を同時に部分的に除去するようにしてもよい。ここで、非回路部の幅が照射レーザのスポット径と同様の場合においては、非回路部に沿ってレーザを１回照射するようにしてよい。
【００３６】
工程（ｉｉｉ）に引き続いて工程（ｉｖ）を実施する。即ち、上記レーザ照射を施した基板成形品に対して電気めっき処理を施して回路部に相当する金属膜部分を厚くした後、ソフトエッチングを施して非回路部に相当する金属膜部分を除去する。
【００３７】
電気めっき処理に際しては、例えば、回路部の金属膜に給電電極の陰極を接続して通電しつつ、電気めっき浴に「工程（ｉｉｉ）から得られた基材成形品」を浸漬させる。これにより、図８（ｅ）に示すように、回路部の金属膜に対して銅などの電気めっき層を析出させる。例えば、金属膜の厚さが０．１〜２μｍ程度の場合、約８〜１１μｍ程度の厚みの電気めっき層を肉厚に形成する。
【００３８】
そして、電気めっき処理後に行うソフトエッチング（ライトエッチング）では、「電気めっき層が形成された基材成形品」に対して短時間浸漬させ、それによって、非回路部に残留する金属膜を除去する（図８（ｆ）参照）。この際、回路部においては、電気めっき層が厚く設けられているので、ソフトエッチングで回路部が消えてしまうことはない。
【００３９】
このように、回路部の金属膜に電気めっきをすると共に、ソフトエッチングして非回路部の金属膜を除去することにより、回路板において所望の回路が形成される。その後、必要に応じて、ソルダーレジスト、Ｎｉめっき、Ａｕめっきを施すことによって回路板として仕上げる（図８（ｇ）参照）。例えば、ソルダーレジストを塗布・パターニングしてＮｉめっき必要部やＡｕめっき必要部を露出させ、次いで、無電解めっきでＮｉめっきやあるいはＡｕめっきを行ってよい。
【００４０】
以上のような工程（ｉ）〜（ｉｖ）においては、レーザ照射は、基材成形品の表面の非回路部と回路部との境界線に沿って行っているだけなので、非回路部の全面にレーザを走査させて照射する必要はない。それゆえ、レーザ照射時間を短縮することができる。また、回路形成のためのめっきは、回路を作成するために必要な回路部においてのみ行われ、それゆえ、不要な非回路部にまでめっきは行われない。これは、めっき金属などのめっき材料の無駄が少なくて経済的に有利である。更には、非回路部に残留する金属膜はソフトエッチングで除去されるので、回路板の回路絶縁性を向上させることもできる。
【００４１】
本発明は、工程（ｉ）に用いる金型として、回路部を形成する金型部分が高密度領域を成している一方、非回路部を形成する金型部分が低密度領域を成している金型を用いることを特徴としている。
【００４２】
特に好ましくは、非回路部を形成する金型部分の“低密度領域”は、離型処理やガス抜き処理に用いる。具体的には、低密度領域を介してガスを金型内部へと供給することによって、ガス加圧により基材成形品の離型処理を行うことができる。また、逆に低密度領域を介してガスを金型内部から排出させることによって、成形時のガス抜きを行うこともできる。ここで、非回路部を形成する金型部分は低密度領域となっているものの、回路部を形成する金型部分は高密度領域となっているので、基材成形品の回路部分に対しては“低密度領域”を用いたことによる悪影響はない。具体的には、回路部を形成する金型部分が高密度領域であるので、回路部分に相当する基材成形品の表面領域では“荒れ（微小な凹凸）”は回避されている（“低密度領域”の金型表面と接する樹脂成型品の表面は、一般的には、低密度に起因した隙間形態が転写され、微小な凹凸が生じ得る）。
【００４３】
このような低密度領域と高密度領域とを備えた金型は、以下で説明する金属光造形、即ち、粉末焼結積層法でもって好適に得ることができる。つまり、下記で説明する粉末焼結積層法により得られる三次元形状造形物を、本発明の工程（ｉ）の金型として好適に用いることができる。
【００４４】
［粉末焼結積層法］
説明の便宜上、材料粉末タンクから材料粉末を供給し、均し板を用いて材料粉末を均して粉末層を形成する態様を前提として粉末焼結積層法を説明する。また、粉末焼結積層法に際しては造形物の切削加工をも併せて行う複合加工の態様を例に挙げて説明する（つまり、図９（ｂ）ではなく図９（ａ）に表す態様を前提として説明する。しかしながら、本発明は、切削機構を具備しない図９（ｂ）に示す態様であっても実現可能であることを付言しておく。）。図１０，１１および１２には、粉末焼結積層法と切削加工とを実施できる光造形複合加工機の機能および構成が示されている。光造形複合加工機１は、「金属粉末を所定の厚みで敷くことによって粉末層を形成する粉末層形成手段２」と「外周が壁２７で囲まれた造形タンク２９内において上下に昇降する造形テーブル２０」と「造形テーブル２０上に配され造形物の土台となる造形プレート２１」と「光ビームＬを任意の位置に照射する光ビーム照射手段３」と「造形物の周囲を削る切削手段４」とを主として備えている。粉末層形成手段２は、図１０に示すように、「外周が壁２６で囲まれた材料粉末タンク２８内において上下に昇降する粉末テーブル２５」と「造形プレート上に粉末層２２を形成するための均し板２３」とを主として有して成る。光ビーム照射手段３は、図１１および図１２に示すように、「光ビームＬを発する光ビーム発振器３０」と「光ビームＬを粉末層２２の上にスキャニング（走査）するガルバノミラー３１（スキャン光学系）」とを主として有して成る。必要に応じて、光ビーム照射手段３には、光ビームスポットの形状を補正するビーム形状補正手段（例えば一対のシリンドリカルレンズと、かかるレンズを光ビームの軸線回りに回転させる回転駆動機構とを有して成る手段）やｆθレンズなどが具備されている。切削手段４は、「造形物の周囲を削るミーリングヘッド４０」と「ミーリングヘッド４０を切削箇所へと移動させるＸＹ駆動機構４１（４１ａ，４１ｂ）」とを主として有して成る（図１１および図１２参照）。
【００４５】
光造形複合加工機１の動作を図１０、図１３および図１４を参照して詳述する。図１３は、光造形複合加工機の一般的な動作フローを示しており、図１４は、光造形複合加工プロセスを模式的に簡易に示している。
【００４６】
光造形複合加工機の動作は、粉末層２２を形成する粉末層形成ステップ（Ｓ１）と、粉末層２２に光ビームＬを照射して固化層２４を形成する固化層形成ステップ（Ｓ２）と、造形物の表面を切削する切削ステップ（Ｓ３）とから主に構成されている。粉末層形成ステップ（Ｓ１）では、最初に造形テーブル２０をΔｔ１下げる（Ｓ１１）。次いで、粉末テーブル２５をΔｔ１上げた後、図１０（ａ）に示すように、均し板２３を、矢印Ａ方向に移動させ、粉末テーブル２５に配されていた粉末（例えば「平均粒径５μｍ〜１００μｍ程度の鉄粉」）を造形プレート２１上へと移送させつつ（Ｓ１２）、所定厚みΔｔ１に均して粉末層２２を形成する（Ｓ１３）。次に、固化層形成ステップ（Ｓ２）に移行し、光ビーム発振器３０から光ビームＬ（例えば炭酸ガスレーザ（５００Ｗ程度）、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ（５００Ｗ程度）、ファイバレーザ（５００Ｗ程度）または紫外線など）を発し（Ｓ２１）、光ビームＬをガルバノミラー３１によって粉末層２２上の任意の位置にスキャニングし（Ｓ２２）、粉末を溶融させ、固化させて造形プレート２１と一体化した固化層２４を形成する（Ｓ２３）。光ビームは、空気中を伝達させることに限定されず、光ファイバーなどで伝送させてもよい。
【００４７】
固化層２４の厚みがミーリングヘッド４０の工具長さ等から求めた所定厚みになるまで粉末層形成ステップ（Ｓ１）と固化層形成ステップ（Ｓ２）とを繰り返し、固化層２４を積層する（図１０（ｂ）参照）。尚、新たに積層される固化層は、焼結又は溶融固化に際して、既に形成された下層を成す固化層と一体化することになる。
【００４８】
積層した固化層２４の厚みが所定の厚みになると、切削ステップ（Ｓ３）へと移行する。図１０および図１４に示すような態様ではミーリングヘッド４０を駆動させることによって切削ステップの実施を開始している（Ｓ３１）。例えば、ミーリングヘッド４０の工具（ボールエンドミル）が直径１ｍｍ、有効刃長さ３ｍｍである場合、深さ３ｍｍの切削加工ができるので、Δｔ１が０．０５ｍｍであれば、６０層の固化層を形成した時点でミーリングヘッド４０を駆動させる。ＸＹ駆動機構４１（４１ａ，４１ｂ）によってミーリングヘッド４０を矢印Ｘ及び矢印Ｙ方向に移動させ、積層した固化層２４から成る造形物の表面を切削加工する（Ｓ３２）。そして、三次元形状造形物の製造が依然終了していない場合では、粉末層形成ステップ（Ｓ１）へ戻ることになる。以後、Ｓ１乃至Ｓ３を繰り返して更なる固化層２４を積層することによって、三次元形状造形物の製造を行う（図１４参照）。
【００４９】
固化層形成ステップ（Ｓ２）における光ビームＬの照射経路と、切削ステップ（Ｓ３）における切削加工経路とは、予め三次元ＣＡＤデータから作成しておく。この時、等高線加工を適用して加工経路を決定する。例えば、固化層形成ステップ（Ｓ２）では、三次元ＣＡＤモデルから生成したＳＴＬデータを等ピッチ（例えばΔｔ１を０．０５ｍｍとした場合では０．０５ｍｍピッチ）でスライスした各断面の輪郭形状データを用いる。
【００５０】
［本発明の特徴］
このような粉末焼結積層法（金属光造形）では、高密度領域と低密度領域とが一体的に隣接するような形態で三次元形状造形物を得ることができ、かかる三次元形状造形物を本発明の工程（ｉ）の金型として用いることができる。
【００５１】
具体的には、図６（ａ）および図７（ａ）に示すように、造形物１００の一部にポーラス状の低密度領域２４ｂ（低密度固化領域）を形成する。特に本発明では低密度領域２４ｂを通過するガスによって加圧（即ち、ガス加圧による離型処理）が行えるように（図６（ｂ）参照）、低密度領域の固化密度が５０％〜９０％となっており、好ましくは６０％〜８５％となっている。より効率的なガス供給のために「ガスを低密度領域へと導くための流路」を造形物に適宜設けておいてもよい。例えば低密度領域２４ｂの上流側（ガス供給流れの上流）に中空領域（空洞部）を形成し、かかる中空領域を造形物外部と連通するように形成しておいてもよい。これにより、外部から中空領域に対してガス供給を行うことによって、低密度領域２４ｂへと効果的にガスを送ることができ、低密度領域２４ｂを介したガス加圧を容易に行うことができる。
【００５２】
同様に、本発明では低密度領域２４ｂを介したガス抜き又はガス吸引が行えるように（図７(ａ）参照）、低密度領域の固化密度が５０％〜９０％となっており、好ましくは６０％〜８５％となっている。より効率的なガス抜き又はガス吸引のために「吸引したガスを外部へと導くための流路」を造形物に適宜設けておいてもよい。例えば、低密度固化領域２４ｂの下流側（ガス吸引流れの下流）に中空領域（空洞部）を形成し、かかる中空領域を造形物外部と連通するように形成しておいてもよい。
【００５３】
本発明の態様を更に説明していく。金属光造形（粉末焼結積層法）で用いる金属粉末は、鉄系粉末を主成分とした粉末であって、場合によってはニッケル粉末、ニッケル系合金粉末、銅粉末、銅系合金粉末および黒鉛粉末などから成る群から選択される少なくとも１種類を更に含んで成る粉末であってよい（一例として、平均粒径２０μｍ程度の鉄系粉末の配合量が６０〜９０重量％、ニッケル粉末及びニッケル系合金粉末の両方又はいずれか一方の配合量が５〜３５重量％、銅粉末および／または銅系合金粉末の両方又はいずれか一方の配合量が５〜１５重量％、ならびに、黒鉛粉末の配合量が０．２〜０．８重量％となった金属粉末を挙げることができる）。尚、金属粉末としては、このような鉄系粉末に限定されるものでなく、銅系粉末やアルミニウム粉末も可能である。付言しておけば、本明細書において「粉末層」とは、例えば「金属粉末から成る金属粉末層」を指している。また本明細書および特許請求の範囲で用いる「粉末層の所定箇所」とは、製造される三次元形状造形物の領域を実質的に意味している。従って、かかる所定箇所に存在する粉末に対して光ビームを照射することによって、その粉末が焼結又は溶融固化して三次元形状造形物の形状を構成することになる。更に「固化層」とは、粉末層が金属粉末層である場合に「焼結層」を実質的に意味している。
【００５４】
本発明に使用する金型の三次元形状造形物を金属光造形（粉末焼結積層法）で形成する場合、その三次元形状造形物は、図９〜１４に示す態様でもって得ることができる。具体的には、所定の厚みの金属粉末層２２を造形プレート２１上に形成した後、光ビームを金属粉末層２２の所定箇所に照射して、その照射された金属粉末層の部分から焼結層を形成する（図１０（ａ）および（ｂ）参照）、といった操作を繰り返して行うが、その反復実施に際して、照射する光ビームのエネルギーなどを調整することによって高密度領域２４ａ（高密度固化領域）およびポーラス状の低密度領域２４ｂ（低密度固化領域）を形成する。
【００５５】
ポーラス状の低密度領域２４ｂの形成についていえば、金属粉末層２２において低密度焼結領域（即ち“低密度領域”）に相当する粉末領域に照射する光ビームの出力エネルギーを低くする。これにより焼結を不十分なものとして、焼結密度（即ち“固化密度”）が５０％〜９０％程度の低密度な領域を形成することができる。このように焼結密度が低いポーラス状の焼結領域を形成すると、上述したように、ガスを通過させることができ、得られる造形物においてガス通過を介した“加圧操作の離型処理”や“吸引操作のガス抜き処理”などを行うことが可能となる。（ａ）光ビームの出力エネルギーを低くすることの他に、（ｂ）光ビームの走査速度を上げる、（ｃ）光ビームの走査ピッチを拡げる、（ｄ）光ビームの集光径を大きくすることよっても、低密度焼結領域２４ｂを形成できる。上記（ａ）〜（ｄ）は、単独で行ってもよいものの、それを種々に組み合わせて行ってもよい。あくまでも１つの例示にすぎないが、焼結密度（固化密度）が５０％〜９０％の低密度領域２４ｂについては照射エネルギー密度Ｅが１〜４Ｊ／ｍｍ２程度の光ビームによって形成することができる。尚、エネルギー密度Ｅ＝レーザ出力（Ｗ)/（走査速度（ｍｍ／ｓ）×走査ピッチ（ｍｍ）である（製造条件は例えば、粉末の積層厚さ：０．０５ｍｍ、レーザの種類：ＣＯ２（炭酸ガス）レーザ、スポット径：０．５ｍｍである）。
【００５６】
高密度領域２４ａの固化密度（焼結密度）は９０％（９０％を含まず）〜１００％程度であるが、好ましくは９５％〜１００％、より好ましくは９８％〜１００％、更に好ましくは実質的に略１００％である。高密度領域は“回路部を形造る金型部分”となるので、高密度領域の固化密度が高いほど、回路部分への悪影響（例えば“表面荒れ”）を減じることができる。高密度領域２４ａの形成には、照射する光ビームの出力エネルギーを高くして粉末の完全溶融が生じるようにすればよい。このように、（ａ）光ビームの出力エネルギーを高くすることの他に、（ｂ）光ビームの走査速度を下げる、（ｃ）光ビームの走査ピッチを狭める、（ｄ）光ビームの集光径を小さくすることよっても、高密度領域２４ａを形成できる。上記（ａ）〜（ｄ）は、単独で行ってもよいものの、それを種々に組み合わせて行ってもよい。尚、上記（ａ）についていえば、例えば光ビームの照射エネルギー密度Ｅを４J／ｍｍ２〜１５J／ｍｍ２程度（例えば５J／ｍｍ２〜１５J／ｍｍ２）とすることによって、焼結密度（固化密度）が９５〜１００％の高密度領域を形成できる。
【００５７】
ここで、本明細書にいう「固化密度（％）」即ち「焼結密度（％）」とは、造形物の断面写真を画像処理することによって求めた焼結断面密度（金属材料の占有率）を実質的に意味している。使用する画像処理ソフトはScion Image ver. 4.0.2（フリーウェア）であって、断面画像を焼結部（白）と空孔部（黒）とに二値化した後、画像の全画素数Pxallおよび焼結部（白）の画素数Pxwhiteをカウントすることで、以下の式１により焼結断面密度ρＳを求めることができる。
【式１】
【００５８】
2013125849.tif 000003
【００５９】
尚、未焼結の粉末が造形物壁面などに付着している場合には、切削加工を施して未焼結の粉末を適宜除去してもよい。用いる切削加工手段は、表面切削を施せるものであればいずれのものであってもよい。例えば、上述した光造形複合加工機の切削加工手段を用いることができる（図９（ａ）参照）。あくまでも一例であるが、かかる切削加工手段は、汎用の数値制御（ＮＣ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）工作機械またはそれに準ずるものであり得る。エンドミルなどの切削工具を自動交換可能なマシニングセンタ（ＭＣ）であることが好ましい。エンドミルは、例えば超硬素材の二枚刃ボールエンドミルが主に用いられる。必要に応じて、スクエアエンドミル、ラジアスエンドミル、ドリルなどを用いてもよい。
【００６０】
“ガス通過による加圧や吸引”が好適なものとなるように、低密度焼結領域は比較的薄くしてもよい。つまり、必要な強度を保ちつつもガスが低密度焼結領域を通過する際の圧力損失ができるだけ小さくなるように、低密度焼結領域の厚さを小さくしてもよい。例えば、低密度焼結領域２４ｂの厚さは、好ましくは０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、より好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍ程度にしてよい。
【００６１】
本発明で用いる金型（三次元形状造形物）は、高密度領域と低密度領域とが相互に一体化された形態に限らず、それぞれが別個に分けられている形態であってもよい。つまり、図１５に示すように、金型の高密度領域と低密度領域とをそれぞれ別個のサブ金型として分け、「高密度領域を成すサブ金型Ａ」および「低密度領域を成すサブ金型Ｂ」をそれぞれ金属光造形によって製造してもよい。
【００６２】
［本発明の金型］
次に、本発明の金型について説明する。本発明に係る金型は、回路板の絶縁基材となる基材成形品を得るために用いられるものであり、「回路板の回路部を形成する部分」が高密度領域となっている一方、「回路板の非回路部を形成する部分」が低密度領域となっていることを特徴とする。
【００６３】
上記の製造方法で説明したことではあるが、本発明の金型の低密度領域は、その密度（固化密度）が例えば５０〜９０％となっていてよい。一方、本発明の金型の高密度領域は、その密度（固化密度）が例えば９０％（９０％を含まず）〜１００％となっていてよい。上述したように、本発明の金型は、金属光造形（粉末焼結積層法）で得ることができる。かかる効果およびその内容等については、上記で既に説明した事項と同様のことが当てはまるので、重複を避けるために説明は省略する。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、あくまでも典型例を例示したに過ぎない。従って、本発明はこれに限定されず、種々の態様が考えられることを当業者は容易に理解されよう。
【００６５】
例えば、本発明の方法の工程（ｉｉｉ）では、金属膜の部分的除去にレーザを用いる態様について説明したが、本発明は必ずしもそれに限定されるわけではない。Ｘ線や紫外線などの電磁波を用いてもよく、そのような電磁波を“回路輪郭部分”に照射して金属膜の部分的除去を行ってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１    光造形複合加工機
２    粉末層形成手段
３    光ビーム照射手段
４    切削手段
８    ヒューム
１９  粉末／粉末層（例えば金属粉末/金属粉末層）
２０  造形物支持部材
２１  造形プレート
２２  粉末層（例えば金属粉末層または樹脂粉末層）
２３  スキージング用ブレード
２４  固化層（例えば焼結層）
２４ａ  高密度固化領域（例えば高密度焼結部）
２４ｂ  低密度固化領域（例えば低密度焼結領域）
２５  粉末テーブル
２６  粉末材料タンクの壁部分
２７  造形タンクの壁部分
２８  粉末材料タンク
２９  造形タンク
３０  光ビーム発振器
３１  ガルバノミラー
４０  ミーリングヘッド
４１  ＸＹ駆動機構
５０  チャンバー
５２  光透過窓またはレンズ
Ｌ  光ビーム
１００  三次元形状造形物／金型
【図１】
2013125849.tif 000004
【図２】
2013125849.tif 000005
【図３】
2013125849.tif 000006
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2013125849.tif 000016
【図１５】
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【図１４】
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