(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形品であるとともに一面に立ち上がり面を備えている立体回路基板と、該立体回路基板の少なくとも一面上に成膜型の絶縁層を介して積層形成された多層回路パターンと、上記立ち上がり面に形成された接続用回路パターンとからなり、上記多層回路パターンは絶縁層を介している複数の回路パターンが上記立ち上がり面の高さ内で設けられており、上記多層回路パターンにおける中間層に位置する回路パターンは、その上記立ち上がり面側の端部が上記接続用回路パターンに接続されてこの接続用回路パターンを介して他の回路パターンに電気的に接続されていることを特徴とする多層立体回路基板。
【請求項２】
立ち上がり面は立体回路基板の一面とのなす角度が鈍角となっている傾斜面であることを特徴とする請求項１記載の多層立体回路基板。
【請求項３】
一つの立ち上がり面に異なる回路パターン間の接続のための複数の接続用回路パターンが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の多層立体回路基板。
【請求項４】
複数の接続用回路パターンが絶縁層を介して積層されて立体交差していることを特徴とする請求項３記載の多層立体回路基板。
【請求項５】
回路パターン間の絶縁を担う絶縁層はその端部が立ち上がり面に添って立ち上がっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の多層立体回路基板。
【請求項６】
成形品であるとともに一面に立ち上がり面を備えている立体回路基板の上記一面上に回路パターンを形成し、次いで上記一面上に絶縁層を成膜し、その後、絶縁層上に他の回路パターンを形成するとともに上記立ち上がり面に接続用回路パターンを形成し、次いで上記一面上に絶縁層を成膜し、その後、絶縁層上に一端が上記接続用回路パターンにつながる他の回路パターンを形成することを特徴とする多層立体回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回路パターンが多層に形成されている多層立体回路基板及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
立体回路基板（ＭＩＤ基板）においても高密度実装や回路設計の自由度の向上のために多層化の要望があり、このために特開平７−１７００７７号公報には突部を有する立体回路基板と孔を有する立体回路基板とを組み合わせて、孔に嵌め込んだ突部に設けている導体で両立体回路基板の回路パターン間の接続を行うようにしたものが開示され、特開平７−２４９８７３号公報には突部を有する立体回路基板に対して２色成形で他の立体回路基板を形成し、他の立体回路基板の表面に位置させた上記突部の端面で両立体回路基板の回路パターン間の接続を行うようにしたものが開示されている。この場合、スルーホールやヴィアホールを用いる場合の問題点を回避することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記両公報に示されたものでは、射出成形品である複数枚の立体回路基板を積み重ねることから、どうしても厚みが大きくなってしまうものであり、３層、４層といった多層のものを小型に形成することは困難で、立体回路基板が有する小型化についての特質を損なうものとなってしまう。
【０００４】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは多層でありながらコンパクトである多層立体回路基板及びその製造方法を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明に係る多層立体回路基板は、成形品であるとともに一面に立ち上がり面を備えている立体回路基板と、該立体回路基板の少なくとも一面上に成膜型の絶縁層を介して積層形成された多層回路パターンと、上記立ち上がり面に形成された接続用回路パターンとからなり、上記多層回路パターンは絶縁層を介している複数の回路パターンが上記立ち上がり面の高さ内で設けられており、上記多層回路パターンにおける中間層に位置する回路パターンは、その上記立ち上がり面側の端部が上記接続用回路パターンに接続されてこの接続用回路パターンを介して他の回路パターンに電気的に接続されていることに特徴を有している。単一の立体回路基板上に絶縁層を介して多層の回路パターンを形成するとともに、これら回路パターン間の接続は立体回路基板が備える立ち上がり面に設けた接続用回路パターンで行うことができるようにしたものである。
【０００６】
立ち上がり面は立体回路基板の一面とのなす角度が鈍角である傾斜面であることが好ましい。
【０００７】
接続用回路パターンを一つの立ち上がり面に複数設けてもよいのはもちろんであり、また、接続用回路パターンは立体交差部を備えたパターンとして形成しておくと、複雑な接続も行うことができる。
【０００８】
回路パターン間に位置する絶縁層はその端部が立ち上がり面に添って立ち上がっていると、絶縁をより確実に図ることができる。
【０００９】
そして本発明に係る多層立体回路基板の製造方法は、成形品であるとともに一面に立ち上がり面を備えている立体回路基板の上記一面上に回路パターンを形成し、次いで上記一面上に絶縁層を成膜し、その後、絶縁層上に他の回路パターンを形成するとともに上記立ち上がり面に接続用回路パターンを形成し、次いで上記一面上に絶縁層を成膜し、その後、絶縁層上に一端が上記接続用回路パターンにつながる他の回路パターンを形成することに特徴を有している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図１において、１は射出成形による成形品としての基板であり、その表面には常法、たとえば表面全面に銅スパッタリング法によって銅薄膜を形成した後、該銅薄膜に対してレーザー加工等を行うことで回路として必要な部分と不必要な部分とを分離し、その後、回路として必要な部分にのみ電気めっきによってめっきを施すことで回路パターン２１が形成されている。また、上記回路パターン２１上には成膜型（後述するように、絶縁材料の塗布や絶縁性フィルムの貼着によるものを含む）の絶縁層４を形成するとともに該絶縁層４上に常法によって他の回路パターン２２を形成し、さらに回路パターン２２上には絶縁層４を形成するとともに該絶縁層４上に常法によってさらに他の回路パターン２３を形成し、また、回路パターン２３上には絶縁層４を介して常法によって回路パターン２４を形成することで、都合４層の多層回路部を基板１上に形成してある。
【００１１】
また、基板１の表面にはその成形時に複数個の突部１０を一体に形成しており、これら突部１０の側面には回路パターン２１，２３，２４間を接続している接続用回路パターン３０や回路パターン２２，２４間を接続している接続用回路パターン３１を形成してある。なお、接続用回路パターン３０は回路パターン２１と同時に形成したものであり、接続用回路パターン３１は回路パターン２２と同時に形成したものであって、これら接続用回路パターン３０，３１への回路パターン２３，２４の接続は、回路パターン２３，２４が接続用回路パターン３０，３１につながるように形成することで行う。
【００１２】
製造法の一例についてさらに詳しく説明すれば、突部１０を備えた基板１の表面の突部１０表面を含む全面に銅スパッタリングやＣＶＤ法によって銅薄膜層２０を形成（図２(a)参照）した後、レーザによって銅薄膜層２０における回路として必要な部分と不必要な部分とを分離（図２(b)参照）し、その後、回路として必要な部分にのみ電気めっきによってめっきを行うとともに不要部分をエッチングで除去することで回路パターン２１及び接続用回路パターン３０を形成する。
【００１３】
この後、図３(a)に示すように、基板１の表面全面に絶縁層４を形成し、図３(b)に示すように突部１０表面の絶縁層４を除去する。予め突部１０の表面を除く部分に絶縁層４を形成するようにしてもよいのはもちろんである。
【００１４】
そして、図３(c)  (d)(e)に示すように、銅薄膜層２０の形成、銅薄膜層２０における回路として必要な部分と不必要な部分との分離、めっきによる回路パターン２２及び接続用回路パターン３１の形成とエッチングを行う。その後、絶縁層４の形成と回路パターンの形成とを繰り返すことで、回路パターン２３，２４を形成する。この時、回路パターン２３，２４は接続用回路パターン３０，３１に端部がつながるように形成することで、回路パターン２１との電気的接続を行う。
【００１５】
絶縁層４は蒸着重合膜として形成したり、プラズマ重合膜として形成すると、突部１０表面から絶縁層４を除去することをレーザビームＬの照射や収束イオンビームの照射によって簡便に行うことができるものとなる。また、図４に示すように突部１０を錐状として、側面である立ち上がり面が基板１の表面に対して鈍角をなす傾斜面をなすものとしておけば、レーザビームＬや収束イオンビームのの照射角の設定が容易となる。
【００１６】
突部１０を錐状としている場合には、プラズマ（特に酸素プラズマ）によって突部１０部分の絶縁層４の除去を行うようにしてもよい。尖鋭部分に電界集中が生じてプラズマ中の酸素イオンが突部１０に集中的に引き寄せられるために、他の平面部と比較してエッチングレートが早くなるものであり、このために基板１の表面全面をプラズマに曝すだけで突部１０表面の絶縁層４のみを選択的に除去することが可能である。
【００１７】
また、絶縁層４を形成するに先立って、露出している突部１０に対して撥水性や撥油性を発揮させるような改質処理、たとえばＣＦ4イオンによるフッ化処理を行うことで、突部１０から絶縁層４を容易に剥がすことができるようにしておいてもよい。
【００１８】
前述のように、突部１０表面を含む基板１の表面全面に絶縁層４を形成した後、突部１０表面から絶縁層４を除去するのではなく、突部１０表面を除く部分に絶縁層４を形成するようにしてもよいのはもちろんであり、この場合、図５に示すように、絶縁層４を形成すべき部分のみに材料としての絶縁性樹脂を塗布（スプレーを含む）するのが適当であるが、突部１０の形状などの点から、上記塗布が困難である場合には、基板１の表面全面に光硬化性樹脂を塗布した後に絶縁層４とすべき部分だけレーザビームを照射して硬化させて絶縁層４とし、その後、未硬化の光硬化性樹脂を洗浄にて取り除くようにしてもよく、さらには絶縁層４を被せるべき回路パターン２１に通電して電着によって絶縁性樹脂膜を回路パターン２１上に形成することで絶縁層４を形成してもよい。
【００１９】
さらに絶縁層４は、図６に示すように絶縁性樹脂フィルム４０を基板１上に被せて熱圧着することで形成してもよい。この場合、突部１０上の絶縁層４は、前述のようにして除去するが、図７に示すように、絶縁性樹脂フィルム４０として突部１０に対応する位置に予め孔４１を空けたものを用いれば、上記除去作業が不要となる。
【００２０】
ところで、上記の例では、異なる回路パターン間の接続用回路パターン３０，３１を個別の突部１０に設ける場合、たとえば回路パターン２１，２２間の接続と、回路パターン２２，２３間の接続と、回路パターン２３，２４間の接続を行うにあたり、図８(a)に示すように、複数個の突部１０を必要とするが、図８(b)に示すように、単一の突部１０の異なる側面に夫々異なる接続用パターン３０，３１，…を形成するようにしてもよく、さらには突部１０の一側面の面積が大きい場合には、図９に示すように、一つの立ち上がり面に複数の接続用回路パターン３０，３１を形成してもよい。
【００２１】
図１０は図９に示すものを製造する場合の一例を示しており、突部１０を含む基板１の表面に銅薄膜層２０を形成した後、レーザ加工と電気めっき及びエッチングで回路パターン２１及び接続用回路パターン３０を形成する。その後、突部１０側面である立ち上がり面を除く面に絶縁層４を形成し、さらに立ち上がり面を含む基板１表面に銅薄膜層２０を形成して該銅薄膜層２０をもとに回路パターン２２と接続用回路パターン３１を形成するということを繰り返すことで、積層した複数層の回路パターン２１，２２，…を形成するとともに、相互に接続したい回路パターン２１，２２，…に夫々一端がつながっている接続用回路パターン３０または接続用回路パターン３１同士を、先に形成した方の上に後で形成する方を重ねることで接続したり、あるいは最終の接続用回路パターンの形成時に相互に接続すべき部分同士を接続するのである。
【００２２】
なお、回路パターン２１及び接続用回路パターン３０を形成した後においては、銅スパッタリング等の手段による銅薄膜層２０の形成に際して、接続用回路パターン３０が設けられている立ち上がり面に対して、接続用回路パターン３１を形成すべき部分を除いた部分を隠蔽するマスクを用いると、立ち上がり面上の不要な銅薄膜層２０の除去を別途必要としなくなるために、製造がより簡単となる。絶縁層４の形成に際してマスクを用いて必要な部分にのみ絶縁層４を形成することも有効である。
【００２３】
単一の立ち上がり面に複数の接続用回路パターン３０，３１を形成する場合においても、図１１(a)に示すように立ち上がり面が傾斜面となるようにすると、レーザパターニングが容易となるほか、図１１(b)  に示すように、接続用回路パターン３０，３１を突部１０側面である立ち上がり面からさらに突部１０上面にまで連続させれば、立ち上がり面に対して水平方向のレーザースキャニングを行わなくとも接続用回路パターン３０，３１を完成させることができるために、やはりレーザパターニングが容易となる。接続用回路パターン３０，３１が突部１０上面や他の立ち上がり面を跨いで別の立ち上がり面にまで連続するものであってもよい。
【００２４】
図１２は絶縁層４をその一部が立ち上がり面に添って立ち上がるように形成したものを示している。絶縁層４の形成時に立ち上がり面側の端部精度が出ていないと、上下の回路パターン２１，２２…が同じ位置にある時に接触して絶縁がとれなくなる虞があるが、図示例のように立ち上がり面に添って絶縁層４を少し立ち上げておくことで、端部精度にかかわらず確実に絶縁を図ることができる。
【００２５】
なお、広い立ち上がり面を有するものの、例えば図１３に示すように回路パターン２１と回路パターン２３のみを接続すれば足りる場合など、接続用回路パターン３０として立ち上がり面全体に広がる面積を有するものを回路パターン２１の形成時に同時に形成し、回路パターン２３はその端部が接続用回路パターン３０につながるように形成すればよい。この場合、回路パターン２３の形成に際してのめっきを接続用回路パターン３０に対して行わなくともよい。
【００２６】
逆に、回路パターン２１，２２…間の導通を多数箇所で行う必要がある場合には、図１４に示すように、突部１０側面の立ち上がり面（やこれに連続する突部１０の上面）に形成する複数の接続用回路パターン３０，３１…に絶縁層４を介して立体交差する部分を設けるようにしてもよい。なお、接続用回路パターン３０，３１…間に位置する絶縁層４は、回路パターン２１，２２…間に介在させる絶縁層４の形成時に同時に行えばよい。
【００２７】
以上の説明では、回路パターン２１，２２…や接続用回路パターン３０，３１…の形成に際して、銅薄膜層２０を銅スパッタリング（等のＰＶＤ法）やＣＶＤ法によって全面に形成する例を示したが、エアロゾル状の銅微粒子を吹き付けたり、レーザＣＶＤ法を用いることで回路パターン２１，２２…や接続用回路パターン３０，３１…を形成すべき部分のみに銅薄膜層２０を形成するようにしてもよいのはもちろんである。この場合、レーザ等による回路パターンへのエッチング工程を無くすことができる。
【００２８】
また、ここでは接続用回路パターン３０，３１…が回路パターン２１，２２…間を接続するためのものとなっている例を示したが、同一層の離れた位置にある回路パターン同士を接続するためのものであってもよいのはもちろんであり、さらには立ち上がり面に実装するＩＣと回路パターン２１，２２…とを接続するためのものであってもよい。つまり、回路パターン２１，２２…に一端がつながっている接続用回路パターン３０，３１の他端が立ち上がり面においてＩＣ実装用端子部となっているものであってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る多層立体成形回路基板は、複数枚の立体回路基板を積層する場合に比して、小型を保ちつつ多層化を図ることができるものであり、しかも回路パターン間の接続などは立体回路基板が備える立ち上がり面に設けた接続用回路パターンで行っているために、スルーホールやヴィアホールを用いる場合の問題点を招くことなく各層の回路パターン間の接続を確実に行うことができる。
【００３０】
立ち上がり面は立体回路基板の一面とのなす角度が鈍角である傾斜面であることがパターニングの容易さの点で好ましい。
【００３１】
接続用回路パターンは一つの立ち上がり面に複数設けることで、多様な接続を行うことができ、さらに接続用回路パターンは立体交差部を備えたパターンとして形成しておくと、立ち上がり面が単一の場合においても複雑な接続を行うことができる。
【００３２】
回路パターン間に位置する絶縁層はその端部が立ち上がり面に添って立ち上がっていると、絶縁をより確実に図ることができる。
【００３３】
そして本発明に係る多層立体回路基板の製造方法においては、上記多層立体回路基板を容易に製造することができるものであり、殊に回路パターンの形成時に同時に接続用回路パターンを形成することから、層間接続のための工程を別途必要とせずに多層立体回路基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の断面図である。
【図２】(a)(b)(c)は同上の一層目の回路パターンの製造手順を示す断面図である。
【図３】(a)〜(e)は同上の２層目の回路パターンの製造手順を示す断面図である。
【図４】他例の断面図である。
【図５】絶縁層の形成方法の一例を示す断面図である。
【図６】(a)(b)(c)は絶縁層の形成方法の他例を示す断面図である。
【図７】(a)(b)は絶縁層の形成方法のさらに他例を示す断面図である。
【図８】(a)(b)は夫々基板の一例を示す斜視図である。
【図９】別の例の斜視図である。
【図１０】同上の基板の製造手順を示す斜視図である。
【図１１】(a)(b)は夫々他の例を示す斜視図である。
【図１２】別の例の斜視図である。
【図１３】さらに別の例の断面図である。
【図１４】(a)(b)は異なる例の斜視図と正面図である。
【符号の説明】
１  立体回路基板
４  絶縁層
１０  突部
２１  回路パターン
２２  回路パターン
２３  回路パターン
２４  回路パターン
３０  接続用回路パターン
３１  接続用回路パターン
【図１】
0003888052.tif 000002
【図２】
0003888052.tif 000003
【図３】
0003888052.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003888052.tif 000008
【図８】
0003888052.tif 000009
【図９】
0003888052.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0003888052.tif 000012
【図１２】
0003888052.tif 000013
【図１３】
0003888052.tif 000014
【図１４】
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