JP4207399B2

JP4207399B2 - 配線基板の製造方法

Info

Publication number: JP4207399B2
Application number: JP2001151382A
Authority: JP
Inventors: 俊之鈴木; 和也中川; 充小林; 英二塩浜; 勝杉本; 秀吉木村; 拓磨橋本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2021-05-21
Also published as: JP2002344119A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配線基板、殊に立体的に成形された基板上に回路パターンを形成した配線基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板上に金属薄膜を形成しておき、レーザによって該金属薄膜の不要部分（非回路部分の少なくとも輪郭部）を除去した後、金属薄膜の回路部分に電気めっきを施して回路パターンを形成する配線基板の製造方法がある。図１２はこの製造方法の一例を示しており、基材１０上に薄膜の金属層（銅薄膜）１４をたとえばスパッタリング法で形成し、次いでレーザを用いて非回路部分の輪郭部を除去した後、回路部分となるところに給電して電気銅めっきを行って銅層の厚みを増大させて回路パターン１２を形成し、ついでソフトエッチングによって非回路部分の薄膜金属層１４を除去し、さらに回路部分に電気ニッケルめっき１６や、金めっき１７を施すことで回路パターンＣ１とする。この製造方法では基材１０が平面でなくとも回路パターンＣ１を得ることができるために、成形品としての基材上に三次元的回路パターンを形成した立体成形配線基板（ＭＩＤ基板）において多用されている。
【０００３】
ところで、上記製造方法によれば、電気めっきの際の給電の都合上、全回路パターンが給電用電極につながっていなくてはならない。すなわち、図１３(a) に示すように、回路的につながって給電が可能な回路パターンＣ１のほかに、回路的につながっていない回路パターン（いわゆる浮島パターン）Ｃ２が目的の回路として存在している場合、電気めっきの際に浮島パターンには給電されないために、浮島パターンの部分の金属薄膜上にはめっきされず、従ってその後のソフトエッチング処理による非回路部分の金属薄膜の除去の際に浮島パターン部分の金属薄膜も除去されてしまい、結果的に図１３(b)に示すような浮島パターンが消失したものとなってしまう。
【０００４】
外周の給電パターンＣ３は外形加工の時の機械的切断で可能であり、また平板状の配線基板であれば、回路パターンＣ１と浮島パターンＣ２とをつないでいる接続パターンを形成しておいて、最終的に接続パターンをパンチング等による打ち抜きや孔明けで除去することが可能であるが、立体成形回路基板であるとこのような方法を取ることが困難であったり無理であったりする。また、接続パターンを設けておくとともに最終的に研削作業で除去することもなされているが、接続パターンが回路パターンと同一平面に存在することから、接続パターンのみを研削して除去することが困難であるとともに、除去作業が不完全となって浮島パターンＣ２と回路パターンＣ１との絶縁不良を招くこともある。従って、浮島パターンＣ２も外周の給電パターンＣ３に接続されたパターンとし、給電パターンＣ３の除去で浮島パターンＣ２を他の回路パターンＣ１から切り離すことがなされている。
【０００５】
また、特開平７−０６６５３３号公報には、レーザによる金属薄膜の部分の除去に際して、回路パターンＣ１と浮島パターンＣ２とを電気的につなぐ接続パターンを残しておき、この接続パターン上にレジストを塗布した後に電気めっきを行うことで、回路パターンＣ１及び浮島パターンＣ２上にめっき層を形成し、次いで上記レジストを剥離して接続パターンを露出させた後、ソフトエッチング処理による金属薄膜の不要部分の除去に際して上記接続パターンも除去してしまう製造方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者においては、給電パターンと浮島パターンとの接続を行う接続パターンの確保が回路の高密度化の妨げとなるとともに回路の設計自由度を著しく低下させてしまう。
【０００７】
また、後者においては、回路の高密度化や回路の設計自由度の確保の点で前者より優れているものの、接続パターンへのレジストの塗布、特に三次元の立体配線基板への塗布は煩雑な工程となる。また、接続パターンの除去が不完全となって絶縁不良を招く虞を多分に有している。
【０００８】
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接続パターンを除去して回路パターンを切断することを的確に且つ容易に行うことができる配線基板の製造方法を提供するにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、基材上に回路パターンを形成するにあたり、表面に段差部を有する上記基材の高さが異なる箇所から夫々突部を設けるとともにこれら突部をその上端面の高さを揃えたものとし、回路パターンにおける最終的に切断すべき部分を基材の表面上に成形した上記複数の突部上を通過させて形成し、その後、回路パターンの上記複数の突部上の通過部の除去を一括して行って回路パターンの切り離しを行うことことに特徴を有している。
【００１０】
回路パターンが存在する基材表面よりも高くなっている突部上に切断すべき接続パターンを形成することで、接続パターンの除去を容易に行うことができるようにしたものである。
【００１１】
しかも、基材がその表面に段差部を有するものにおいて、基材の高さが異なる箇所から夫々突部を設けるとともにこれら突部をその上端面の高さを揃えたものとし、回路パターンの突部上の通過部の除去を一括しているために、基板表面に段差があっても、回路パターンの切り離しを容易に行うことができる。
【００１２】
回路パターンの突部上の通過部の除去は突部の研削または切削で行えばよいが、このほか、エッチングで行ってもよい。
【００１３】
回路パターンの突部上の通過部の除去は複数の突部を順次研削または切削して行ってもよいのはもちろんである。
【００１４】
回路パターンの突部上の通過部はその両端の幅を細くしておくのが好ましい。
【００１５】
回路パターンの突部上の通過部を突部上で折り返すパターンで形成するとともに、突部の突部の研削または切削で回路パターンの突部上の通過部の除去を行うにあたり、研削用または切削用工具を回路パターンに沿ってその折り返し部分に向けて移動させて行うのも好ましい。
【００１６】
【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、突部１１を表面に備えた基材１０に常法によって薄膜の金属層からなる回路パターン１２を形成するにあたり、上記突部１１上を回路パターン１２が通過するように形成する。この時、突部１１上を通る部分は、たとえば浮島パターンへの給電用回路パターンとする。そして、上記回路パターン１２への給電で電気めっきによって薄膜金属層である回路パターン１２上に例えば銅層を形成して回路パターン１２を厚みのあるものとしたならば、突部１１の上端部をたとえば砥石による研削（切削）で除去して、突部１１上を通っている回路通過部（接続パターン）を切断し、目的とする回路パターン１２を備えた配線基板１とするのである。
【００１７】
浮島パターンを有していても、電気めっきの際には給電を行うことができるものであり、回路の高密度化が可能であるとともに回路の設計自由度も高いものであり、しかも回路パターン１２における最終的に切断する部分は突部１１上にあって、その切断は突部１１ごと研削あるいは切削することで行うことができるために、残しておくべき回路パターン１２まで切除してしまう虞がない上に、除去しきれずに絶縁の点で問題を残してしまうこともなく、さらに多数の突部１１を有していて、各突部１１上に切断すべき回路パターン１２を通している場合でも、一回の研削（切削）作業で切断すべき部分の切断を全て行うことができるものである。
【００１８】
そして、上記一回の切削作業で多数箇所の切断を行うという点からすれば、基材１０の表面そのものが図２に示すように立体的で段差を有している場合、高さの低い箇所に設ける突部１１は高さの高い箇所に設ける突部１１よりも背を高くして、基材１０底面からの突部１１の上端面の高さがほぼ同じとなるようにしておくと、高さの異なる面にある回路パターン１２の各突部１１上の部分での切断作業を一回の切削作業で一括して行うことができる。
【００１９】
突部１１は基材１０の回路パターンを設けた面側に設けなくてはならないということはなく、図３に示すように、基材１０の反対側の面に突部１１を設けてピン１３やスルーホールを利用して回路パターン１２を突部１１に回せば、配線基板１の突部１１を設ける箇所の上に障害物１５（たとえば実装部品）が位置する場合においても、突部１１が存在することが問題となってしまうことを無くすことができる。
【００２０】
また、突部１１上には図４に示すように、複数本の回路パターン１２が通るようにしておいてもよく、この場合、基材１０に設けるべき突部１１の数を少なくすることができて、基材１０の表面の回路パターン１２を形成するスペースを広くすることができるとともに、一つの突部１１に対する切削で複数本の回路パターン１２の切断を行うことができる。
【００２１】
また、突部１１上の回路パターン１２の切断を突部１１の上端部の切削で行うものを示したが、回路パターン１２における残すべき部分と切断すべき部分とが高さの異なるところに位置していることから、エッチングによって切断を行ってもよい。図５はこの場合の一例を示しており、一体成形によって突部１１が形成されている基材１０上に銅薄膜層１４を形成した後、前述のようにレーザ照射によって回路パターン１２と非回路部との境界の銅薄膜層を除去し、次いで後電気めっきによって回路パターン１２に銅層の厚付けを行う。この後、表裏を逆にしてエッチング液３に表面全面を短時間漬けることでめっきを施していない非回路部の銅薄膜層１４を除去し、さらに突部１１の先端だけをエッチング液３に長時間漬けて回路パターン１２における突部１１上の通過部を除去して回路切断を行うのである。
【００２２】
このようなエッチングによる回路切断を行う場合においても、図６に示すように表面が平坦面でない基材１０に上端の高さをほぼ揃えた複数の突部１１を設けることは、多数の突部１１における回路切断を一度に処理することができる点で有用である。
【００２３】
なお、各突部１１上の回路切断を個別に行う場合は、研削や切削、ドリリング等の機械的除去作業をＮＣ工作機を用いて行うとよい。特に図７に示すように突出方向の異なる突部１１を設けている立体配線基板１の場合や、高さ制限等のために最上面に突部１１を形成することができない配線基板１の場合には、各突部１１の先端部をＮＣ的に順次除去していくのが好ましい。図中２１はドリリング用のドリルビット、２２は研削用の砥石を示している。
【００２４】
配線基板１が立体配線基板（ＭＩＤ基板）である場合、基材１０の成形時に突部１１を同時に成形することができる。
【００２５】
ところで、突部１１の先端部を研削あるいは切削することで回路切断を行う場合、突部１１上を通っている回路パターン１２に沿った方向にたとえば研削用の砥石５と基材１０とを相対移動させると、図８(a)に示すように、回路パターン１２の端に剥がれＫが生じたり大きなバリができたりする。図８(b)に示すように、回路パターン１２に沿った方向と９０°をなす方向で上記相対移動を行わせれば、パターン剥がれまでは生じないものの、バリが出やすい。
【００２６】
このために突部１１上に形成する回路パターン１２を図９に示すように突部１１上で折り返すように形成するとともに、研削あるいは切削にあたって折り返し部分が最終的に研削あるいは切削されるように相対移動方向を定める。図９(a)は相対移動方向と回路パターン１２とが４５°の角度をなすものを、図９(b)は相対移動方向と回路パターン１２とが０°となっているものを示しているが、後者がより好ましいものとなっているのはもちろんである。なお、上記角度は０°〜８０°、好ましくは０°〜６０°の範囲とする。
【００２７】
また、回路パターン１２の都合上、上記角度範囲内に設定できない場合もあるが、回路パターン１２の剥がれやバリの出現は、図１０に示すように、回路パターン１２の研削や切削等の機械加工で切断する部分両端の幅を細くすることで避けることができる。回路パターン１２は確実に細い部分で切断されるとともにバリや剥離も殆ど生じない。なお、図１１は回路パターン１２の一部を細くする場合の形状例を示している。
【００２８】
【発明の効果】
基材上に回路パターンを形成するにあたり、回路パターンにおける最終的に切断すべき部分を基材の表面上に成形した突部上を通過させて形成し、その後、回路パターンの突部上の通過部を除去することで回路パターンの切り離しを行うものであり、回路パターンが存在する基材表面よりも高くなっている突部上に切断すべき接続パターンを形成することから、通過部（接続パターン）の除去に際して、残しておくべき回路パターンまで除去してしまう虞が非常に少ない上に、除去しきれずに絶縁の点で問題を残してしまうこともなく、接続パターンを除去して回路パターンを切断することを的確に且つ容易に行うことができるものである。そして、このように接続パターンの除去を的確に行うことができるということは、浮島パターンが存在しても全く問題がないことになり、回路形成の自由度も高くなるものである。
【００２９】
しかも、表面に段差部を有する上記基材の高さが異なる箇所から夫々突部を設けるとともにこれら突部をその上端面の高さを揃えたものとし、回路パターンの上記複数の突部上の通過部の除去を一括して行うことから、基板が段差を有するものにおいても、回路パターンの切り離しを一括して行うことができて製造が容易なものである。
【００３０】
回路パターンの突部上の通過部の除去は突部の研削または切削で行うことで、通過部の除去を確実に行うことができて、絶縁の点で問題を残してしまうことを無くすことができる。
【００３１】
また、回路パターンの突部上の通過部の除去をエッチングで行えば、複数の通過部の除去を一度に且つ簡便に行うことができるほか、切り粉やバリの発生もなく、基板に与える機械的ダメージを少なくすることができる。
【００３２】
回路パターンの突部上の通過部の除去は複数の突部を順次研削または切削して行ってもよく、この場合、突部が最上面に無かったり、立体配線基板であって突部が複数の面に存在しても回路パターンの切り離しをスムーズに行うことができる。
【００３３】
回路パターンの突部上の通過部はその両端の幅を細くしておくと、この幅の細い部分で通過部を切り離してしまうことで、バリの発生やパターン剥がれを抑えることができ、目的とする回路パターンを容易に且つ確実に得ることができる。
【００３４】
回路パターンの突部上の通過部を突部上で折り返すパターンで形成するとともに、突部の突部の研削または切削で回路パターンの突部上の通過部の除去を行うにあたり、研削用または切削用工具を回路パターンに沿ってその折り返し部分に向けて移動させて行うのも、バリの発生やパターン剥がれの防止の点で好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の説明図である。
【図２】(a)(b)は同上の他例を示す説明図である。
【図３】さらに他例を示す説明図である。
【図４】(a)(b)(c)は夫々突部上に複数の回路パターンを設けた場合の斜視図である。
【図５】別の例の説明図である。
【図６】同上の他例の説明図である。
【図７】(a)(b)は夫々さらに別の例の説明図である。
【図８】(a)(b)は回路パターンと研削方向についての説明図である。
【図９】(a)(b)は回路パターンと研削方向についての説明図である。
【図１０】別の例についての説明図である。
【図１１】回路パターン形状の説明図である。
【図１２】回路パターンの製造方法の説明図である。
【図１３】同上の浮島パターンについての問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１０基材
１１突部
１２回路パターン

Claims

基材上に回路パターンを形成するにあたり、表面に段差部を有する上記基材の高さが異なる箇所から夫々突部を設けるとともにこれら突部をその上端面の高さを揃えたものとし、回路パターンにおける最終的に切断すべき部分を基材の表面上に成形した上記複数の突部上を通過させて形成し、その後、回路パターンの上記複数の突部上の通過部の除去を一括して行って回路パターンの切り離しを行うことを特徴とする配線基板の製造方法。
上記回路パターンの突部上の通過部の除去を突部の研削または切削で行うことを特徴とする請求項１記載の配線基板の製造方法。
上記回路パターンの突部上の通過部の除去をエッチングで行うことを特徴とする請求項１または２に記載の配線基板の製造方法。
上記回路パターンの突部上の通過部の除去を複数の突部を順次研削または切削して行うことを特徴とする請求項２記載の配線基板の製造方法。
上記回路パターンの突部上の通過部の両端の幅を細くしておくことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の配線基板の製造方法。
上記回路パターンの突部上の通過部を突部上で折り返すパターンで形成するとともに、突部の研削または切削で回路パターンの突部上の通過部の除去を行うにあたり、研削用または切削用工具を回路パターンに沿ってその折り返し部分に向けて移動させて行うことを特徴とする請求項２または４記載の配線基板の製造方法。