(57)【要約】回路領域（１２４）と犠牲領域（１２６）とを有する基板（１０２）を含む電気部品（１００）。犠牲領域における基板上にリフトオフ層（１３０）が付着される。回路領域における基板上及び犠牲領域におけるリフトオフ層上にはシード層が付着される。シード層上にはめっき層（１３４）が電着される。めっき層は、回路領域に回路（１０４）を形成する。めっき層は、犠牲領域にめっき電極（１２０）を形成する。リフトオフ層は、基板から除去可能である。リフトオフ層上のシード層及びめっき層は、リフトオフ層が基板上に回路を残しながら基板から除去される時に、リフトオフ層と共に除去される。
2016500133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路領域（１２４）と犠牲領域（１２６）とを有する基板（１０２）と、
前記犠牲領域における前記基板上に付着されたリフトオフ層（１３０）と、
前記回路領域における前記基板上に付着され、前記犠牲領域における前記リフトオフ層上に付着されたシード層（１３２）と、
前記シード層上に電着されためっき層（１３４）であって、前記回路領域に回路（１０４）を形成し、前記犠牲領域における前記リフトオフ層上にめっき電極（１２０）を形成するめっき層（１３４）を備える電気部品（１００）であって、
前記リフトオフ層は前記基板から除去可能であり、
前記リフトオフ層上の前記シード層及び前記めっき層は、前記リフトオフ層が前記基板上に前記回路を残しながら前記基板から除去される時に、前記リフトオフ層とともに除去される電気部品（１００）。
【請求項２】
前記リフトオフ層（１３０）は、アルカリ浴において除去されるように構成されたエッチング停止材料である請求項１の電気部品（１００）。
【請求項３】
前記めっき層（１３４）は、前記回路領域（１２４）と前記犠牲領域（１２６）との間の境界面に沿ってレーザ切断される請求項１の電気部品（１００）。
【請求項４】
前記リフトオフ層（１３０）は、前記基板上に印刷される請求項１の電気部品（１００）。
【請求項５】
前記シード層（１３２）は、前記リフトオフ層上及び前記基板上に印刷される請求項１の電気部品（１００）。
【請求項６】
前記めっき層（１３４）は、電解浴において前記シード層（１３２）上にめっきされる請求項１の電気部品（１００）。
【請求項７】
前記回路（１０４）は、前記基板（１０２）上にアンテナを形成する請求項１の電気部品（１００）。
【請求項８】
前記シード層（１３２）は、ループ（１１０）の形状に付着され、
前記シード層は、前記ループ間に短絡路を有し、
前記めっき層（１３４）は、電気めっき時に短絡バー（１４２）を形成するために前記短絡路上に付着され、
前記短絡バーは、前記めっき層が前記シード層上に付着された後に除去される請求項１の電気部品（１００）。
【請求項９】
前記リフトオフ層（１３０）は、前記めっき層（１３４）が形成された後に溶解され、
前記リフトオフ層上に付着された前記めっき層は、前記リフトオフ層が溶解される際に除去される請求項１の電気部品（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書の主題は、一般に、電気部品及び電気部品を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板及びアンテナ等の電気部品は、典型的にはサブトラクティブ法によって作製され、サブトラクティブ法では、基板に銅板が貼り付けられ、銅板の一部が、必要な回路トレースを作成するためにエッチングで除去される。かかる方法は、回路トレース形状を実現するために、基板に貼り付けられた銅板からエッチング又は機械加工によって銅が除去されるため、サブトラクティブ法と呼ばれる。典型的には、トレースの上部には半田マスクが載置される。サブトラクティブ法によって製造された回路基板には欠点がない訳ではない。例えば、新たな形状又は回路が必要とされる度に、フォトレジストエッチングプレートを作成する必要がある。これは、回路形状を作成するまでに時間と投資金を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
アディティブ法を用いる幾つかの回路基板製造処理が開発されており、アディティブ法では、導電性インクのシード層が基板に付着され、シード層がめっきされる。めっきは、無電解めっき処理又は電気めっき処理のいずれかによって行われることができる。両方法は欠点があり、問題を生じる。
【０００４】
無電解銅めっきは、付着速度が緩やかである。無電解銅めっきの他の問題は、かかるめっきが、典型的には、ｐＨが高い浴において行われ、シード層の導電性インクにおけるバインダを劣化させ、基板に対するシードインクの接着性ひいては基板に対する回路の接着性の低下を招くことである。回路基板を長時間浴に浸漬させる必要がある緩やかな付着速度によって、劣化は更にひどくなる。
【０００５】
電解めっきは、酸系の処理であり、インクを劣化させず且つ無電解めっきよりも速いが、電解めっきは、独自の問題を生じる。例えば、電解めっきは、めっきに必要な電流のための経路を提供するためにシード層との電気コンタクトを必要とする。コンタクトは、回路パターンから回路基板の縁に電流を流す補助導体とすることができる。かかる補助導体は、部品の動作に対して問題を生じる可能性がある。例えば、アンテナに関して、補助導体は、設計されたアンテナパターンのアンテナ特性に影響を及ぼす。このような場合、補助導体は除去される必要があるが、それが困難である。加えて、電気めっきを用いると、末端効果により、めっき付着物は補助導体に最も近い領域においてより厚く且つより素早く蓄積することになる。この蓄積は、厚みだけでなくパターンの縁にも影響し、回路の導体の意図する間隔を変化させる可能性があり、アンテナ性能に影響を及ぼす可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題の解決方法は、本明細書に記述される電気部品によって提供される。本電気部品は、回路領域と犠牲領域とを有する基板を含む。前記犠牲領域における前記基板上にリフトオフ層が付着される。シード層は、前記回路領域における前記基板上に付着され且つ前記犠牲領域における前記リフトオフ層上に付着される。前記シード層上にめっき層が電着される。前記めっき層は、前記回路領域に回路を形成する。前記めっき層は、前記犠牲領域における前記リフトオフ層上にめっき電極を形成する。前記リフトオフ層は、前記基板から除去可能である。前記リフトオフ層上の前記シード層及び前記めっき層は、前記リフトオフ層が前記基板上に前記回路を残しながら前記基板から除去される時に、前記リフトオフ層と共に除去される。前記リフトオフ層は、前記めっき層が形成された後に溶解されることができ、前記リフトオフ層上に付着された前記めっき層は、前記リフトオフ層が溶解される際に除去される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明は、ここで、添付の図面を参照して一例として記述される。
【０００８】
【図１】例示的実施形態に従って形成された電気部品である。
【０００９】
【図２】製造中の電気部品を示す。
【００１０】
【図３】電気部品の一部の断面図である。
【００１１】
【図４】製造中の電気部品の一部の断面図である。
【００１２】
【図５】製造中の電気部品の断面図である。
【００１３】
【図６】電気部品を製造する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、例示的実施形態に従って形成された電気部品１００を示す。電気部品１００は、基板１０２と、基板１０２上に形成された回路１０４とを含む。回路１０４は、１つ以上の導電性トレース１０６と、対応する導電性トレース１０６に電気的に接続された１つ以上の導電性パッド１０８とを含む。導電性パッド１０８には、電子装置やワイヤ等の部品を接続することができる。ワイヤ又は電子部品は、導電性パッド１０８に半田付けすることができる。
【００１５】
一例示的実施形態では、電気部品１００は、アンテナパターンに配置された導電性トレース１０６を有するアンテナとすることができる。例えば、導電性トレース１０６は、ループ１１０を形成することができる。例えば、導電性トレース１０６は、同心ループとすることができ、又は導電性トレース１０６は、スパイラルインダクタの平らな渦巻きを形成することができる。或いは、導電性トレースは、他のパターンを形成してもよく、それはアンテナパターンとすることができる。他の実施形態では、電気部品１００は、回路基板等の別の種類の部品でもよい。
【００１６】
一例示的実施形態では、回路１０４は、サブトラクティブ法ではなくアディティブ法すなわちビルドアップ法によって形成される。例えば、化学エッチング法等のサブトラクティブ法と比べると、回路１０４は、基板１０２上にシード層を印刷し、次に、導電性トレース１０６を形成するためにシード層をめっきすることによって形成することができる。一例示的実施形態では、導電性トレース１０６は、電気めっき法によって形成され、電気めっき法は、無電解めっき法よりもはるかに早い。
【００１７】
図２は、製造中の電気部品１００を示す。電気部品１００は、導電性トレース１０６に接続されためっき電極１２０を含む。めっき電極１２０は、電極めっき処理中に使用される。めっき電極１２０は、電気めっき処理中に導電性トレース１０６をめっきするのに必要な電流の経路を提供する。めっき電極１２０は、犠牲的であり、めっき電極１２０が電気部品１００の電気的性能に影響しないように、後で基板１０２から除去される。例えば、電気部品１００がアンテナである場合、めっき電極１２０は、電気的干渉を生じる可能性があり、又は電気部品１００のアンテナ特性に影響を及ぼす可能性がある。従って、めっき電極１２０は除去される。
【００１８】
図示の実施形態では、回路１０４の対応するループ１１０に接続された２つのめっき電極１２０が設けられている。めっき電極１２０は、概ね基板１０２の縁１２２まで延在し、縁１２２では、めっき電極１２０に電極が接続される。
【００１９】
一例示的実施形態では、基板１０２は、回路領域１２４と犠牲領域１２６とに分けられる。回路１０４は、回路領域１２４に形成される。めっき電極１２０は、犠牲領域１２６に形成される。任意ではあるが、犠牲領域１２６は、回路領域１２４を包囲してもよい。任意ではあるが、回路領域１２４は、犠牲領域１２６の一部を包囲してもよい。例えば、回路領域１２４内に犠牲領域の孤立部分が画定されてもよい。
【００２０】
回路領域１２４に形成された導電性トレース１０６は、回路１０４を形成するために基板１０２上に残る。犠牲領域１２６に形成された導電性トレース１０６は、後で基板１０２から除去される。例えば、めっき電極１２０は、犠牲領域１２６に形成され、回路１０４が形成された後で除去されるように構成される。
【００２１】
図３は、電気部品１００の一部の断面図である。製造中、犠牲領域１２６（図１に示す）における基板１０２上にリフトオフ層１３０が付着される。リフトオフ層１３０は、例えばめっき電極１２０が位置することができる領域等の所定の領域において、基板１０２上に選択的に付着される。リフトオフ層１３０は、後の製造処理中に、基板１０２から除去されるように構成された犠牲層である。一例示的実施形態では、リフトオフ層１３０は、電解銅めっき浴において使用される酸等の酸に耐性を有するように調合された材料から製造される。リフトオフ層１３０は、例えばアルカリ浴において特定の化学物質に曝露した場合又はアルカリスプレーを吹付けた場合、容易に溶解するように調合された材料から作られる。一例示的実施形態では、リフトオフ層１３０は、エッチング停止材料とすることができる。リフトオフ層は、基板１０２上に印刷されることができる。
【００２２】
電気部品１００は、導電性のシード層１３２を含む。一例示的実施形態では、シード層１３２の一部は、リフトオフ層１３０上に付着され、シード層１３２の一部は、例えば、回路領域１２４（図２に示す）における基板１０２上に直接付着される。シード層１３２は、リフトオフ層１３０及び基板１０２上に所定のパターンに付着された導電性のシードインクとすることができる。一例示的実施形態では、シード層１３２は、リフトオフ層１３０及び基板１０２上に印刷される。シード層１３２は、印刷以外のその他の塗布処理によって付着される。
【００２３】
電気めっき処理中に、シード層１３２上にめっき層１３４が電着される。めっき層１３４は、シード層１３２よりも導電性が高い。めっき層１３４は、銅めっき層とすることができる。めっき層１３４は、他の一実施形態では他の金属でもよい。一例示的実施形態では、後処理操作中時に、リフトオフ層１３０上のシード層１３２及びめっき層１３４は、後で基板１０２から除去される。
【００２４】
再び図２を参照すると、製造中、リフトオフ層１３０は、めっき電極１２０に望ましい経路に沿って犠牲領域１２６の基板１０２に塗布される。任意ではあるが、リフトオフ層１３０は、他の箇所に、例えば、位置決めマーク１４０を形成するために使用される島に付着されてもよい。リフトオフ層１３０は、印刷処理によって基板１０２上に付着される。或いは、リフトオフ層１３０は、噴霧処理等の他の処理によって付着されてもよい。任意ではあるが、リフトオフ層１３０は、リフトオフ層１３０上にシード層１３２（図３に示す）を付着する前に硬化させてもよい。リフトオフ層１３０は、基板１０２に塗布されたペースト又はエポキシとすることができる。
【００２５】
リフトオフ層１３０が基板１０２に塗布された後、シード層１３２が基板１０２に塗布される。シード層１３２は、回路１０４及びめっき電極１２０を画定する所定のパターンに塗布される。シード層１３２は、パッド印刷処理、インクジェット印刷処理、スクリーン印刷処理等によって塗布されることができる。次に、シード層１３２には電極が接続され、基板１０２が電解めっき浴に浸漬される。めっき層１３４は、電気めっき処理中にシード層１３２上に形成される。シード層１３２は、電気めっき処理のための導電路を画定する。めっき層１３４は、回路１０４の導電性トレース１０６を形成する。
【００２６】
一例示的実施形態では、シード層１３２は、ループ同士１１０間の短絡路を形成するために基板１０２上に付着される。シード層１３２上にめっき層１３４が蓄積する際に、ループ１１０を形成する導電性トレース１０６間には短絡バー１４２が形成される。短絡路は、めっき層１３４が各ループ１１０上により素早く且つより均一に形成できるように各ループ１１０に電流を流す。短絡バー１４２は、短絡バー１４２の領域においてループ１１０を電気的に分離するために後で除去されるように構成される。シード層１３２及びめっき層１３４は、めっき処理中に位置決めマーク１４０を形成することができる。
【００２７】
短絡バー１４２は、電気めっき処理中に引き起こされる末端効果を減少する。例えば、めっき層１３４はめっき電極１２０に最も近い領域においてシード層１３２上により早く且つより厚く付着することから、短絡バー１４２は各ループ１１０が同時に蓄積することができるように概ね同時に各ループ１１０に電流を流す。より早い蓄積により、導電性トレース１０６は、各導電性トレース１０６が概ね均一な厚み及び幅を有するように、より均一に形成され、それによって、隣接し合う導電性トレース１０６間の間隔の減少に起因して、それらの隣接し合う導電性トレース１０６間の意図された間隔を変化することから末端効果を低減する。
【００２８】
電気めっき処理中に導電性トレース１０６が一旦形成されると、めっき電極１２０は、回路１０４を形成する導電性トレース１０６から分離される。例えば、導電性トレース１０６は、回路領域１２４と犠牲領域１２６の間の境界面に沿って切断される。任意ではあるが、導電性トレース１０６はレーザ切断されてもよいが、導電性トレース１０６は、回路領域１２４の導電性トレース１０６を犠牲領域１２６の導電性トレース１０６から物理的に分離するために、ナイフ又はスクライバ等の他の器具によって切断される。一例示的実施形態では、短絡バー１４２は、例えば短絡バーをレーザ切断することによって又はその他の処理で短絡バー１４２を除去することによっても除去される。
【００２９】
導電性トレースが一旦分離されると、導電性トレース１０６及び犠牲領域１２６は、基板１０２から除去される。例えば、基板１０２には、リフトオフ層１３０を溶解するために、弱アルカリ溶液に浸漬する又は弱アルカリ溶液を吹付けることができる。リフトオフ層１３０が溶解する際、リフトオフ層１３０上に形成された導電性トレース１０６も洗い流され、基板１０２から除去される。回路１０４は、損なわれずに基板１０２上に残る。酸系めっき処理は、シード層１３２に使用される多くのインクのバインダを劣化し易い高ｐＨ浴に基板が浸漬される無電解めっきにおいて典型的であるように、シード層１３２を劣化しないため、完成した回路パターンは、基板１０２に良好に接着される。無電解めっきによって形成された導電性トレースの接着には問題があり、導電性トレース１０６が基板１０２から剥がれ落ちることにつながることがある。電気めっき処理によって形成された導電性トレース１０６には接着問題はない。
【００３０】
図４は、電気部品１００の一部の断面図であり、回路領域１２４におけるシード層１３２及びめっき層１３４が犠牲領域１２６におけるシード層１３２及びめっき層１３４から分離された様子を示す。
【００３１】
図５は、リフトオフ層１３０と、対応するシード層１３２及びめっき層１３４（全て図４に示す）が基板１０２から除去された後の電気部品１００の断面図である。回路１０４を形成する導電トレース１０６は、基板１０２に接着したままであり、図５に示されている。
【００３２】
図６は、電気部品を製造する方法を示す。本方法は、回路領域及び犠牲領域を有する基板を提供する工程２００を含む。基板は、回路すなわち導電性トレースが付着される任意の構造体とすることができる。例えば、基板は、電話、タブレット、コンピュータ、ＧＰＳ装置等の電子装置等の部品のリジッド基板、フレキシブルフィルム、ケーシング又はハウジング等とすることができる。基板は、メタルクラッド回路基板を製造するために使用されるヒートシンク又は他の構造体等の金属構造体とすることができる。回路領域及び犠牲領域は、基板の通常の領域とすることができ、異なる特性を必ずしも有しない。
【００３３】
本方法は、犠牲領域における基板上にリフトオフ層を付着する工程２０２を含む。リフトオフ層は、後で容易に除去することができる層である。例えば、リフトオフ層は、例えば化学浴にて溶解される材料とすることができる。その他の実施形態では、リフトオフ層は、例えば、融点まで加熱された時など温度変化を受けた時に容易に取り除かれる材料としてもよい。任意ではあるが、リフトオフ層は、エッチング停止材料としてもよい。リフトオフ層は、基板上にリフトオフ層を印刷することによって付着される。
【００３４】
本方法は、犠牲領域におけるリフトオフ層上にシード層を付着する工程２０４を含む。シード層は導電性シード層とすることができる。シード層は導電性インクとすることができる。シード層は、シード層を所定のパターンに印刷することによって付着することができる。シード層は、例えば、電気めっき処理を受けると容易にめっきされる材料とすることができる。
【００３５】
本方法は、回路領域における基板上にシード層を付着する工程２０６を含む。回路領域におけるシード層は、犠牲領域から回路領域へシード層全体に沿って電流を流すために、犠牲領域におけるシード層から連続していることができる。任意ではあるが、回路領域にシード層を付着することは、ループ間に短絡路を有するようにループ内にシード層を付着することを含む。任意ではあるが、シード層は、ループ間に短絡路を含んでもよい。シード層は、導電性シード層とすることができる。シード層は導電性インクとすることができる。シード層は、シード層を所定のパターンに印刷することによって付着される。シード層は、例えば、電気めっき処理を受けると容易にめっきされる材料とすることができる。
【００３６】
本方法は、犠牲領域及び回路領域におけるシード層上にめっき層をめっきする工程２０８を含む。めっきは、電解浴において電気めっきすることによって塗布される。めっき層は、犠牲領域及び回路領域の両方におけるシード層を被覆する。めっき層は導電性トレースを形成する。回路領域におけるめっき層は、アンテナ回路又は回路基板の回路等の回路を形成する。めっき層は、例えば末端効果を低減するため等、各ループの同時めっきを可能にするために、短絡路上に短絡バーを形成することができる。
【００３７】
本方法は、回路領域と犠牲領域との間の境界面におけるめっき層を切断する工程２１０を含む。めっき層を切断することは、めっき層をレーザ切断することを含むことができる。短絡バーは、同様に、最終製品に必要ないが回路をより均一にめっきするためには有用なループ又はその他の導電路を分離するために、切断又は分離される。犠牲領域におけるめっき層の導電トレースを、回路層におけるめっき層の導電性トレースから分離することにより、回路領域におけるめっき層を損傷することなく、犠牲領域におけるリフトオフ層及び対応するめっき層のより容易な除去が可能になる。
【００３８】
本方法は、回路領域におけるめっき層を除去することなく、リフトオフ層及びリフトオフ層上のめっき層を除去する工程２１２を含む。例えば、リフトオフ層を溶解するためにリフトオフ層にアルカリ溶液が塗布されることができる。電気部品は、アルカリ浴に浸すことができ、アルカリ浴は、リフトオフ層上のめっき層を除去するためにリフトオフ層を溶解する。リフトオフ層は、他の実施形態では他の処理によって除去されてもよい。
【００３９】
当然のことながら、上記の記述は一例であり、制限的なものではない。例えば、上述の実施形態（やその態様）は、互いに組み合わせて使用することができる。また、本発明の範囲から逸脱することなく、その教示に特定の状況又は材料を適応させるために多くの変形をなすことができる。本明細書に記述された寸法、材料の種類、様々な構成要素の向き、及び様々な構成要素の数及び位置は、特定の実施形態の限定要素を定義するものであり、決して限定的なものではなく、例示的実施形態に過ぎない。請求項の真髄及び範囲内の多くのその他の実施形態及び変形は、上記の記述を再検討することで当業者には明らかである。本発明の範囲は、従って、添付の請求項を参照し、当該請求項が権利を有する均等物の全範囲と併せて決定されるべきである。
【図１】
2016500133.tif 000003
【図２】
2016500133.tif 000004
【図３】
2016500133.tif 000005
【図４】
2016500133.tif 000006
【図５】
2016500133.tif 000007
【図６】
2016500133.tif 000008
【国際調査報告】
2016500133.tif 000009
2016500133.tif 000010