JP6100975B1 - 立体成型部品の製造方法及び立体成型部品 - Google Patents

Abstract

樹脂基材の表面に配線パターンが形成された立体成型物を準備する立体成型物準備工程と、５０％以上の破断伸びを備える樹脂フィルム及び接着剤からなる平坦な保護フィルムを準備する保護フィルム準備工程と、前記平坦な保護フィルムに対して、前記配線パターンの露出すべき領域に対応した開口を形成する開口形成工程と、前記平坦な保護フィルムを立体成型された前記立体成型物の前記配線パターンの形成面に対応させて立体成型する立体成型工程と、前記開口を前記配線パターンの露出すべき領域に対向させつつ、前記立体成型物の前記配線パターンの形成面に前記接着剤を貼り付け、前記立体成型物を前記保護フィルムによって被覆する被覆工程と、を有し、前記開口形成工程においては、前記配線パターンのパターニング時における前記樹脂基材の形状を考慮し、前記開口の位置、形状、及び寸法の設計を行う。

Description

本発明は、配線パターンが表面に形成された立体成型物に対して、当該配線パターンの形成面の少なくとも一部を保護フィルムによって被覆する立体成型部品の製造方法、その製造方法よって製造される立体成型部品に関する。

従来から知られている立体配線基板としては、三次元構造を備える構造体の表面上に電気回路を直接的かつ立体的に形成した部品であるＭＩＤ（Molded Interconnect Device）基板がある。ＭＩＤ基板に関する技術としては、２ショット法、ＭＩＰＴＥＣ（Microscopic Integrated Processing Technology）、及びＬＤＳ（Laser Direct Structuring）等の工法が知られている。いずれの工法においても、モールド樹脂に対して三次元構造を形成した後に、その表面に対して配線回路を形成することになる。例えば、特許文献１には、ＭＩＤ基板及びその製造に関する技術が開示されている。

２ショット法においては、一次成型されたモールド樹脂上の配線形成をしない部分に対して、新たな樹脂による二次成型を行い、当該二次成型に係る樹脂をレジストとして触媒塗布及びめっきを行うことにより、モールド樹脂上に配線回路を形成する。しかしながら、２次成型された樹脂によって配線パターン形状を規制するため、２次成型のための金型加工精度の限界から、導体幅と導体間隙とを示すＬ／Ｓ（line width and spacing）の最小値が１５０／１５０μｍ程度となり、より微細な配線パターンの形成が困難であった。

ＭＩＰＴＥＣにおいては、成型されたモールド樹脂の表面全体にメタライジングを施し、レーザ光によって配線回路の外縁部分の金属（メタライジング層）を除去する。その後、配線回路となる領域に通電して電解めっきを行い、その後に成型体の全面にフラッシュエッチングを施して配線回路以外の金属を除去することにより、モールド樹脂上に配線回路を形成する。しかしながら、レーザ光の使用にあたっては、成型されたモールド樹脂の三次元形状に対応した特殊なレーザ照射装置が必要となり、レーザ加工の手間及び設備投資による製造コストの増加が問題となる。また、電解めっきによって配線回路に必要となる金属を堆積するため、配線回路となる領域のみに通電する必要があることから、当該配線回路となる領域が成型体の外周部と電気的に接続しているか、或いは給電線を介して外周部と電気的に接続されている必要がある。すなわち、当該配線回路となる領域を成型体の外周部から電気的に離間すること（すなわち、独立した配線パターンの形成）が困難となる問題や、回路として最終的に不要な給電線の形成及び除去に伴うコスト増加の問題が生じる。

ＬＤＳにおいては、導電粒子を含んだ特殊な樹脂材料を使用して１次成型を行い、配線回路となる領域にレーザ光を照射して当該導電粒子を露出させ、当該導電粒子の露出部分にめっきを行うことにより、モールド樹脂上に配線回路を形成する。しかしながら、成型されたモールド樹脂内の導電粒子を露出させる精度の問題から、Ｌ／Ｓの最小値が１００／１５０μｍ程度となり、より微細な配線パターンの形成が困難であった。また、ＭＩＰＴＥＣと同様に特殊なレーザ照射装置が必要となり、レーザ加工の手間及び設備投資による製造コストの増加が問題となる。

そして、上記いずれの工法においても、三次元的な形状を備えるモールド樹脂に配線回路を形成するため、最終的に製造されるＭＩＤ基板は片面基板となる。このため、両面基板と比較して配線回路の自由度が小さくなり、基板自体の小型化も困難になる問題が生じる。当該問題及び上述した問題を解決する方法として、ポリイミド等の熱可塑性樹脂に配線回路を形成した後に、加熱及び加圧によって樹脂に折り曲げ加工を施し、立体配線基板を製造する方法がある。例えば、特許文献２にはポリイミドフィルム上に熱圧着により金属箔を貼り付けた後に立体成型することが開示され、特許文献３にはポリサルホン樹脂上に導電性ペーストを塗布した後に立体成型することが開示されている。

上述した立体配線基板においては、形成された配線パターンは露出しているため、部品実装、他の部品、又は他の基板との接続に半田付けをする際、半田付けのランド間のブリッジが起きやすくなり、又は温度若しくは水分にさらされることによる配線パターン金属材の酸化等の劣化、混入異物による短絡の問題等が発生しやすくなる。このため、部品実装に必要なランド部以外は、絶縁性樹脂によって被覆することが一般的に行われる。このような被覆方法としては、例えば、インク状の熱硬化樹脂若しくは紫外線硬化樹脂をスクリーン印刷、スプレーコート、又はインクジェット印刷によって絶縁性樹脂を塗布する。ここで、半田付けをする部分の配線パターンを露出する方法としては、半田付けをする部分を始めから露出するように絶縁性樹脂を塗布する方法や、或いは被覆面全体に対して紫外線硬化型の樹脂を塗布した後に、フォトリソグラフィ技術を利用して必要部分に開口を形成する方法等がある。

特開２０１２−９４６０５号公報 特開平０６−１８８５３７号公報 特開２０００−１７４３９９号公報

しかしながら、スクリーン印刷による塗布においては、立体成型物に段差が存在するため、立体成型物の表面に沿って絶縁性樹脂を塗布することが困難である。また、スプレーコートによる塗布においては、立体成型物の表面全体に対して絶縁樹脂を塗布することは可能であるが、立体成型物に段差が存在するため、フォトマスクを用いて所望の領域に紫外線を適切に照射することが困難である。更に、インクジェット印刷による塗布においても同様に、立体成型物の段差により、立体成型物の表面に沿った絶縁性樹脂の塗布、及び着弾した液滴の硬化前の濡れ広がりを防止する為、昨今よく使用される紫外線硬化樹脂を用いた仮硬化の為の紫外線照射が、インクジェットヘッドと基板の間隔を段差により広くとらなければならないことで、基板表面での紫外線の反射によるインクジェットヘッドノズル内の射出前の樹脂を硬化させてしまう問題等により、困難である。

ここで、一般的な平面基板に使用されているフィルム状の保護膜を、印刷用の絶縁性樹脂に替えて使用することが考えられるが、立体成型物の面積の増加及びその形状の複雑化により、薄い保護膜を立体成型物の表面全体に亘って均一に加圧することは困難となり、立体成型物と保護膜との間に気泡や隙間が生じることになる。また、加圧時における保護膜の伸縮により、露出すべき配線パターンの部分に対して、精細な精度による開口形成が困難である。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、配線パターンが表面に形成された立体成型物に対して保護フィルムを貼り付ける際に気泡及び隙間の発生の防止を図り、配線パターンの露出すべき領域に優れた精度で開口を配置させつつ当該保護フィルムによって当該立体成型物を被覆して容易且つ低コストで立体成型部品を製造することができる立体成型部品の製造方法を提供することである。また、本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、立体成型物と保護フィルムとの間に気泡及び隙間がなく、配線パターンの露出すべき領域が確実に露出された低コストの立体成型部品を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の立体成型部品の製造方法は、立体的な樹脂基材の表面に配線パターンが立体的に形成された立体成型物を準備する立体成型物準備工程と、５０％以上の破断伸びを備える熱可塑性の樹脂フィルム及び前記樹脂フィルムの表面に設けられた接着剤からなり、立体的な前記配線パターンを保護するための平坦な保護フィルムを準備する保護フィルム準備工程と、前記平坦な保護フィルムに対して、前記配線パターンの露出すべき領域に対応した開口を形成する開口形成工程と、前記平坦な保護フィルムを前記立体成型物の前記配線パターンの形成面に対応させて立体成型する立体成型工程と、前記開口を前記配線パターンの露出すべき領域に対向させつつ、前記立体成型物の前記配線パターンの形成面に前記接着剤を貼り付け、前記立体成型物を立体成型された前記保護フィルムによって被覆する被覆工程と、を有し、前記開口形成工程においては、前記配線パターンのパターニング時における前記樹脂基材の形状を考慮し、前記開口の位置、形状、及び寸法の設計を行うことである。

また、上記目的を達成するため、本発明の立体形成部品は、立体的な樹脂基材の表面に配線パターンが立体的に形成された立体成型物と、５０％以上の破断伸びを備える熱可塑性の樹脂フィルム及び前記樹脂フィルムの表面に設けられた接着剤からなり、前記接着剤によって前記立体成型物の表面に積層されて、立体的な前記配線パターンを保護する保護フィルムと、を有し、前記保護フィルムは、前記配線パターンの露出すべき領域に対応した開口を備えるとともに、前記立体成型物の立体形状に沿って前記立体成型物を被覆し、前記樹脂基材と前記樹脂フィルムとは、同一の材質を有することである。

本発明により、配線パターンが表面に形成された立体成型物に対して保護フィルムを貼り付ける際に気泡及び隙間の発生の防止を図り、配線パターンの露出すべき領域に優れた精度で開口を配置させつつ当該保護フィルムによって当該立体成型物を被覆して容易且つ低コストで立体成型部品を製造することができる。また、本発明により、立体成型物と保護フィルムとの間に気泡及び隙間がなく、配線パターンの露出すべき領域が確実に露出された低コストの立体成型部品を提供することができる。

本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 図４における破線領域Ｖの拡大概念図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 図９における破線領域Ｘ拡大概念図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。 本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。 本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。 本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 図１７の破線領域ＸＶＩＩＩの拡大概念図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 図１９における破線領域ＸＸの拡大概念図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板を構成する基材の斜視図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。 本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。 本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。 本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の製造工程における断面図である。 本発明の実施例に係る立体配線基板の断面図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施例の説明に用いる図面は、いずれも本発明による立体成型部品及びその構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、立体成型部品及びその構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、実施例で用いる様々な数値は、一例を示す場合もあり、必要に応じて様々に変更することが可能である。

＜実施例＞
以下において、図１乃至図３５を参照しつつ、本発明の実施例に係る立体配線基板の製造方法について詳細に説明する。ここで、図１、図２、図４、図９、図１２、図１７、図１９、図２３乃至図２５、及び図３０乃至図３４は、立体配線基板の製造工程における断面図である。また、図５は図４における破線領域Ｖの拡大概念図であり、図１０は図９における破線領域Ｘの拡大概念図であり、図１８は図１７の破線領域ＸＶＩＩＩの拡大概念図であり、図２０は図１９における破線領域ＸＸの拡大概念図である。更に、図１３乃至図１６、及び図２６乃至図２９は、本発明の実施例に係る立体成型に係る製造工程を示す概略図である。そして、図３、図６乃至図８、図１１、図２１は、本発明の実施例に係る立体配線基板についての金属膜形成における概略図である。図２２は、本発明の実施例に係る立体配線基板を構成する基材の斜視図であり、図３５は、本発明の実施例に係る立体配線基板の断面図である。

先ず、図１に示すように、樹脂基材である熱可塑性樹脂フィルム１を準備する（樹脂基材準備工程）。熱可塑性樹脂フィルム１としては、例えば、ポリイミド又はポリエチレンテレフタラート等の公知の樹脂フィルムを用いることができる。熱可塑性樹脂フィルム１の厚みには限定はなく、本発明の立体配線部品に該当する本実施例の立体配線基板の用途及び要求される特性に応じて適宜変更することができる。例えば、本実施例においては、熱可塑性樹脂フィルム１の厚みを約１２５μｍ程度（７５μｍ以上１５０μｍ以下）に調整したが、立体配線基板を他のモールド樹脂等の保持部材とともに使用する場合には、５０μｍ以下に調整してもよい。

なお、準備する樹脂フィルムは熱可塑性タイプに限定されることなく、比較的に大きな破断伸びを備える樹脂フィルムであれば、熱硬化性樹脂フィルム、或いは熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を積層した（すなわち、熱可塑性樹脂フィルムと熱硬化性樹脂フィルムとを貼り合わせた）構造を備える複合樹脂フィルムを用いてもよい。ここで、比較的に大きな破断伸びとは、少なくとも５０％以上の値であり、好ましくは１５０％以上である。破断伸びについては成型する立体形状により必要な特性が要求され、複雑で大きな段差形状を持つ場合には立体成型による材料が耐えられる様に、より大きな破断伸び強度を持つ樹脂フィルム材が必要となる。

次に、図２に示すように、熱可塑性樹脂フィルム１の表裏面（第１の面１ａ、及び第２の面１ｂ）における導通を確保するために、ＮＣ加工、レーザ加工、又はパンチング加工等の開口技術を用いて貫通孔２を形成する。本実施例においては、貫通孔２の開口径を約０．３ｍｍとした。なお、図２においては、１つの貫通孔２のみが示されているが、実際の立体配線基板においては複数の貫通孔２を有することになる。また、貫通孔２の数量は、立体配線基板の回路構成に応じて適宜変更することもできる。更に、後述する立体成型時の位置決めとして使用するための位置決め孔（例えば、開口径が３ｍｍ）を、熱可塑性樹脂フィルム１の外縁部分（すなわち、最終的に立体配線基板を構成することなく除去される部分）に形成してもよい。

次に、熱可塑性樹脂フィルム１の第１の面１ａ、第２の面１ｂ、及び貫通孔によって露出した熱可塑性樹脂フィルム１の側面１ｃを被覆するように、熱可塑性樹脂フィルム１の表面上に第１金属膜３を形成する（第１金属膜形成工程）。本実施例においては、熱可塑性樹脂フィルム１の表面上に、公知の分子接合技術を利用した無電解めっきによって金属をメタライジングする。

より具体的には、先ず、前処理として、熱可塑性樹脂フィルム１にＡｒプラズマ処理を施し、熱可塑性樹脂フィルム１の表面の脆弱層を除去し、後述する分子接合剤と相性のよい官能基を熱可塑性樹脂フィルム１の表面上に形成する。その後、Ａｒプラズマ処理後の熱可塑性樹脂フィルム１を分子接合剤４の溶液に浸ける（図３）。ここで、分子接合剤４は熱可塑性樹脂フィルム１と反応する官能基（第１官能基）を備えているため、熱可塑性樹脂フィルム１の官能基と分子接合剤４の官能基とか結びつき、図４及び図５に示すように、熱可塑性樹脂フィルム１の表面上に分子接合剤４が結合した状態が得られる。なお、図４においては分子接合剤４をわかり易く示す観点から層状に図示しているが、実際には図５に示すようなナノレベルの状態（分子接合剤４の厚みが数ｎｍ）で存在しており、他の材料と比較して非常に薄くなっている。よって、図９以降では分子接合剤４を省略することがある。また、図５における分子接合剤４の上下に伸びる直線は官能基を示し、より具体的には、熱可塑性樹脂フィルム１に向かって伸びた直線が熱可塑性樹脂フィルム１の官能基と結びついた状態の分子接合剤４の官能基を示し、熱可塑性樹脂フィルム１とは反対側に伸びた直線が第１金属膜３の金属と反応することになる分子接合剤４の官能基を示している。

次に、分子接合処理がなされた熱可塑性樹脂フィルム１をキャタリスト液（Ｓｎ−Ｐｄコロイド水溶液）に含浸する（図６）。ここで、Ｓｎ−Ｐｄコロイドは、熱可塑性樹脂フィルム１の表面に電気的に吸着される。その後、Ｓｎ−Ｐｄコロイドが表面に担持した状態の熱可塑性樹脂フィルム１をアクセラレータ液に含浸すると、Ｐｄの周囲を覆っていたＳｎが除去され、Ｐｄイオンが金属Ｐｄに変化する（図７）。すなわち、触媒処理を行って熱可塑性樹脂フィルム１に触媒（例えばＰｄ）を担持させることになる。なお、アクセラレータ液としては、シュウ酸（０．１％程度）を含む硫酸（濃度が１０％）を用いることができる。その後、触媒であるＰｄを担持した熱可塑性樹脂フィルム１を無電解めっき槽に例えば５分間浸漬する。当該浸漬により、Ｐｄを触媒として例えば銅が析出し、析出した銅が分子接合剤４と結合することになる（図８）。ここで、分子接合剤４は、第１金属膜３の金属と反応する官能基（第２官能基）も備えているため、分子接合剤４の熱可塑性樹脂フィルム１と結合している端部とは反対側に位置する端部（第２官能基）には、触媒を利用して金属が化学的に結合する。続いて、熱可塑性樹脂フィルム１に１５０℃、１０分の加熱処理を施して、分子接合剤４と当該金属との化学結合を終結させ、図９に示すように、熱可塑性樹脂フィルム１の表面を覆うように、第１金属膜３の形成（すなわち、熱可塑性樹脂フィルム１と第１金属膜３との分子接合）が完了する。

ここで、上述した分子接合剤４とは、樹脂と金属等を化学的に結合させるための化学物であり、樹脂と結合する官能基と金属と結合する官能基が一つの分子構造中に存在するものである。また、分子接合技術とは、このような構造を備える分子接合剤４を用いて、樹脂と金属等を化学的に結合させる技術である。そして、これらの分子接合剤、及び分子接合技術は、特許第０４９３６３４４号明細書、特許第０５７２９８５２号明細書、及び特許第０５０８３９２６号明細書において、より詳細に説明がなされている。

本実施例においては、第１金属膜３の金属として銅を用い、図１０に示すように、無電解めっきは粒子状に生成され、銅の粒子３ａによってポーラス状に第１金属膜３が形成される。ここで、ポーラス状とは、第１金属膜３が膜上に完全に形成される膜厚を備えることがないものの、粒子どうしが全部ではないものの少なくとも一部が接触することによって膜全体として導通している状態をいう（必ずしも電気的な導通が必要というわけではなく、立体成型で粒子間距離が離れても、後述する第２金属膜で導通されれば良い。）。これらのことを換言すると、本実施例においては、銅を粒子状に０．０２μｍ以上０．２０μｍ以下堆積し、光を透過することができる膜厚を備える第１金属膜３を形成している。このように第１金属膜３の状態（すなわち、膜厚）を調整する理由は、光を透過しない完全な膜状に第１金属膜３を形成してしまうと、後述する立体成型の際に第１金属膜３に亀裂が生じたとしても、後述する第２金属膜によっても当該亀裂の修復が困難になるからである。より具体的には、第１金属膜３が０．０２μｍより薄いと、樹脂と銅の接点が減少し密着が低下するとともに、伸ばされた後の粒子間距離がはなれすぎ後述する第２金属膜での導通修復が困難になる。また、光を透過する状態で伸ばされた場合、粒子間の距離が空くだけなので亀裂は小さいが、光が透過しない完全な膜状で伸ばされると限界をこえた金属膜（第１金属膜３）には亀裂が生じ幅の広いクラックとなる。なお、図１０においては、第１金属膜３の膜厚方向には１つの粒子３ａのみが存在するように示されているが、第１金属膜３がポーラス状であれば、複数の粒子３ａが膜厚方向に積層してもよい。

第１金属膜３がポーラス状に形成される工程を、以下においてより詳細に説明する。図８に示した銅が析出を開始した状態から更に銅の析出を続けると、新たに析出する銅は、分子接合剤４と、又は既に析出して分子接合剤４と反応している銅と金属結合をする。この際、銅の自己触媒作用によって触媒であるＰｄの方が活性度が高いため、銅の生成は面方向（すなわち、熱可塑性樹脂フィルム１の表面に広がる方向）に進むことになるものの、厚み方向（すなわち、第１金属膜３の膜厚方向）にも進み始めることになる。そして、銅の自己触媒作用が始まると、銅が順次析出して銅どうしの金属結合が進むことになり、銅の成長は厚み方向により進み、膜厚が増加することになる。この状態においては、図１１に示すように、銅の存在しない空隙部分が存在し、部分的には電気的導通が得られていない部分があるものの、形成された金属膜全体としては電気的な接続経路が存在するため電気的導通が得られている。上述したように、このような状態が、本実施例におけるポーラス状ということになる。そして、このようなポーラス状の第１金属膜３においては、銅の破断伸び率を超えても、大きなクラックが発生することなく、部分的に銅分子どうしの距離が若干広がるに留まることになる。

また、本実施例においては、分子接合剤４を介して、熱可塑性樹脂フィルム１と第１金属膜３とを化学結合しているため、熱可塑性樹脂フィルム１と第１金属膜３と界面を平滑にしつつも、両部材を強固に接合することができる。これにより、熱可塑性樹脂フィルム１の表面に凹凸を形成する必要がなくなり、製造工程の容易化及び製造コストの低減ならびに形成する配線回路の高精細化を図ることができる。なお、使用する分子接合剤は１種類に限定されることなく、例えば、分子接合剤４と当該分子接合剤４及び第１金属膜３と反応する官能基を備える他の分子接合剤とを混合して形成した化合物であってもよく、熱可塑性樹脂フィルム１及び第１金属膜３の材料に応じて、他のプロセス条件を含め適宜変更することができる。

また、第１金属膜３の材料は、銅に限定されることなく、例えば、銀、金、又はニッケル等の様々な金属、或いはこれらの金属及び銅のいずれかを少なくとも含む合金や各金属を積層したものを用いてもよいが、比較的にやわらかく破断伸び強度の高い金属を用いることが好ましい。ここで、使用する金属に応じて、光を透過し且つ導通している状態を実現するための膜厚が異なるため、他の金属を用いる場合には、第１金属膜３がポーラス状に形成されることを実現できるように、膜厚を適宜調整することになる。

更に、第１金属膜３の形成方法については、上述した分子接合技術を用いた方法に限定されることなく、第１金属膜３をポーラス状に形成することができれば、例えば、スパッタ、蒸着、又は分子接合を使用する方法以外の湿式めっき等の成膜技術を用いてもよい。そして、第１金属膜３の形成については、使用される金属材料に応じて、最適な成膜技術を選択してもよい。

なお、本実施例においては、熱可塑性樹脂フィルム１の第１の面１ａ、第２の面１ｂ、及び貫通孔によって露出した熱可塑性樹脂フィルム１の側面１ｃを被覆するように、第１金属膜３を形成していたが、要求される立体配線基板の構造及び特性に応じて、熱可塑性樹脂フィルム１の第１の面１ａ又は第２の面１ｂのいずれかのみに第１金属膜３を形成してもよい。すなわち、本発明の立体配線基板には、両面に配線パターンが形成されたもののみならず、片面のみに配線パターンが形成されているものが含まれることになる。

次に、図１２に示すように、フォトリソグラフィによって第１金属膜３にパターニング処理を施し、所望の配線パターンを形成する（パターン形成工程）。具体的には、第１金属膜３が形成された状態であって立体成型前の平坦な状態の熱可塑性樹脂フィルム１の表面にレジストフィルムを熱圧着し、所定のパターンが印刷されたマスクフィルムを用いて露光及び現像を行う。続いて、現像されたレジストフィルムをエッチングマスクとして第１金属膜３にエッチングを施して所望の配線パターンを形成する。その後に、当該レジストフィルムを剥離除去する。ここで、後述する立体成型による第１金属膜３の伸び及び変形を考慮して、配線パターンの形状（配線幅、配線長、配線間隔等）を調整しておくことが好ましい。

このように、フォトリソグラフィによって第１金属膜３にパターニングを施すため、インクジェット印刷技術又はグラビアオフセット印刷技術等を用いたパターニング形成よりも高精細なパターンを実現することができる。すなわち、第１金属膜３は、インクジェット印刷技術又はグラビアオフセット印刷技術等を用いてパターンニングされた配線パターンよりも、解像度が高く（すなわち、直線性が優れ高精細な配線形成が実現される。）なる。

次に、第１金属膜３が形成された状態の熱可塑性樹脂フィルム１に対して、加熱処理及び加圧処理を施して立体成型を行う（第１の立体成型工程）。具体的な第１の立体成型工程としては、先ず、上述した位置決め孔を用いて、成型用の金型１１に対して熱可塑性樹脂フィルム１の位置決めを行う。これは、成型位置と配線パターン位置を合わせるためのものである。すなわち、図１３に示すように、金型１１の上部金型１２と下部金型１３との間に熱可塑性樹脂フィルム１を配置することになる。続いて、図１４に示すように、上部金型１２を上部加熱装置１４で加熱するとともに、下部金型１３を下部加熱装置１５によって加熱を行う。ここで、本実施例においては、熱可塑性樹脂フィルム１にポリイミドフィルムを用いているため、加熱温度は材料のガラス転移点温度より高い２７０℃〜３５０℃の範囲内（例えば、３００℃）で調整することができるが、熱可塑性樹脂フィルム１の材料に応じて当該加熱温度は適宜調整されることになる。ここで、加熱温度は、当該ガラス転移温度以上であって、熱可塑性樹脂フィルム１の耐熱温度以下であることが必要となるが、当該範囲内においてできる限り低い温度に設定することが好ましい。これは、熱可塑性樹脂フィルム１上に形成される第１金属膜３と熱可塑性樹脂フィルム１の加熱による密着低下を低減するためである。

当該加熱処理を行いつつ、上部金型１２及び下部金型１３を近づけ、熱可塑性樹脂フィルム１に対して、上下から所望の圧力（例えば、１０ＭＰａ）によってプレス処理を行う（図１５）。なお、所望の圧力とは、熱可塑性樹脂フィルム１の材料、圧力が弱すぎると所望の立体成型が困難になる点を考慮して適宜調整することになる。そして、プレス処理の完了後に、熱可塑性樹脂フィルム１を金型１１から取り出し（図１６）、熱可塑性樹脂フィルム１の立体成型が完了する。換言すると、立体配線基板用の第１基材１６の形成が完了する。なお、図１３乃至図１６において、第１金属膜３の図示は省略している。また、要求される立体形状にもよるが、実際の立体配線基板の形状は複数の凹凸が形成されることになるため、金型１１も複数の凹凸を有しており、上部金型１２と下部金型１３との複数の凹凸が互いに嵌合するような構造が採用されてもよい。

図１７に示されているように、立体成型が完了した熱可塑性樹脂フィルム１（すなわち、立体配線基板用の第１基材１６）には、立体成型によって屈曲した屈曲部１ｄに亀裂１７が生じやすくなっている。ここで、図１８に示すように、亀裂１７とは、第１金属膜３を構成する銅の粒子３ａの粒子間距離の拡大によって生じる隙間のことであり、光が透過しない完全な金属膜状において当該金属膜が伸ばされることによって生じる亀裂と比較して、その構造が異なっている。なお、第１金属膜３の成膜状態、及び立体成型による三次元形状によっては、亀裂が発生しない場合もある。また、図１８に示すように、亀裂１７は、熱可塑性樹脂フィルム１が伸ばされたのに対し、第１金属膜３はそれに従って粒子間距離が広がることになるが、第１金属膜３がポーラス状に形成されているため、亀裂１７自体の深さは粒子３ａの寸法と同等であって非常に小さくなり、更には第１金属膜３が完全な膜状にて形成される場合と比較して亀裂１７の幅も小さくなる。すなわち、本実施例に係る立体配線基板用の第１基材１６は、第１金属膜３が完全な膜状にて形成される場合と比較して、亀裂１７の修復をより容易に可能とする状態になっている。換言すれば、光を透過する状態で伸ばされた場合、粒子間の距離が空くだけなので亀裂１７（粒子間の隙間）は小さいが、光が透過しない完全な膜状で伸ばされると限界をこえた金属膜には亀裂が生じ幅の広いクラックが生じることになる。

また、屈曲部１ｄにおける亀裂１７の発生を減少させる方法として、熱可塑性樹脂フィルム１を２枚の保護フィルムによって挟んだ状態において、上述した立体成型を行ってもよい。これにより、屈曲部１ｄにおける角部１ｅの形状を若干滑らかにすることができ、亀裂１７の発生を抑制することができる。ここで、当該保護フィルムは、熱可塑性樹脂フィルム１と同一の材料で形成することが好ましい。更に、屈曲部１ｄにおける亀裂１７の発生を減少させる方法として、屈曲部１ｄにおける角部１ｅの形状を湾曲させる、或いはその角度を９０度よりも小さく（例えば、７５度〜８５度）となるように、金型１１を設計してもよい。

なお、本実施例においては、熱可塑性樹脂フィルム１を上部金型１２及び下部金型１３を用いて上下からプレス処理を施しているが、ヒートプレス後における熱可塑性樹脂フィルム１の厚みの均一性を確保することができれば、真空プレス、又は圧空プレス等の他のプレス加工方法を用いてもよい。

次に、立体配線基板用の第１基材１６の第１金属膜３の表面を被覆するように、第２金属膜２１を形成する（第２金属膜形成工程：図１９）。本実施例においては、一般的な無電解めっきによって第１金属膜３の表面上に金属を追加的に堆積する。

具体的な第２金属膜形成工程としては、先ず、成型工程の加熱によって第１基材１６の表面上に形成された酸化層を除去するために、第１基材１６を所望の洗浄液（例えば、酸脱脂液、硫酸液）に浸す。続いて、触媒処理を行って第１基材１６の第１金属膜３に、第１金属膜３と置換するタイプの触媒（例えばＰｄ触媒）を反応させ、その後に第１基材１６を無電解めっき液に浸す。そして、表面に触媒が存在する第１金属膜３の周囲に対してのみ選択的に金属が堆積することになり、配線回路とならない領域（すなわち、熱可塑性樹脂フィルム１の露出領域）には金属が堆積されず、第２金属膜２１の追加のパターニングが不要となる。

本実施例においては、第２金属膜２１の金属として銅を用い、図２０及び図２１から分かるように、複数の銅の粒子２１ａが第１金属膜３の粒子３ａ上に堆積することになる。ここで、第２金属膜２１をポーラス状に形成することなく、完全な膜状に形成する。特に、本実施例においては、１時間の浸漬により、５μｍ以上の膜厚を備える第２金属膜２１を形成することができた。また、本実施例においては、第２金属膜２１を構成する粒子２１ａが、第１金属膜３を構成する粒子３ａの周囲に成長することになり、第２金属膜２１の厚み方向及び当該厚み方向に直交する方向（第２金属膜２１の平面方向）に対して同程度に成長することになる。これにより、立体成型によって生じた第１金属膜３の亀裂１７を修復するように、第２金属膜２１を形成することができる。すなわち、第２金属膜２１の形成により、亀裂１７による導通不良を回復させ、確実な導通を実現することができる配線回路（第１金属膜３及び第２金属膜２１からなる導体層）を形成することができる。ここで、第２金属膜２１による亀裂１７の修復は、第２金属膜２１の膜厚に対して２倍程度の亀裂１７の幅を修復できるため、第２金属膜２１の膜厚を想定される亀裂１７の最大幅の１／２倍以上に調整してもよく、より好ましくは亀裂１７の幅と同程度の膜厚に調整してもよい。また、この第２金属膜２１は貫通孔２の側面１ｃにも表層と同様に生成され、貫通孔２による表裏の導通不良が仮にあった場合でも導通を修復することが可能である。

更に、本実施例においては、配線回路（配線パターン）として必要となる導体層の層厚（配線パターン厚み）が第１金属膜３の膜厚では不足しているものの、第２金属膜２１を形成することによって当該導体層の必要な層厚を確保することができる。

なお、本実施例においては、無電解めっきによって第２金属膜２１を形成したが、最終的に第１金属膜３の表面上のみ第２金属膜２１を形成することができれば、他の成膜技術（例えば、電解めっき、導電性インクの塗布等）を用いてもよい。但し、本実施例の様に無電解メッキにより第２金属膜２１を形成する場合は、独立した配線すなわち当該配線回路が成型体の外周部から電気的に離間していても形成が可能であるが、電解めっきによって第２金属膜２１を形成する場合は、全ての配線が成型体の外周部と電気的に導通していることが必要であり、給電線の設置を含めて設計時に考慮することが必要となる。また、この場合、立体成型による非導通部分が発生していた場合、非導通部分から先は電気が流れないため第２金属膜２１が形成出来なくなる。

なお、第２金属膜２１の材料は、銅に限定されることなく、ニッケル若しくはニッケルクロム、ニッケル銅、金、又は銀等の他の金属またはこれらを含む合金を用いてよく、立体配線基板に要求される特性及び信頼性に応じてその材料を適宜調整することができる。

上述した製造工程を経た後に、第２金属膜２１の表面に防錆剤処理を施して、第１金属膜３及び第２金属膜２１が積層された積層構造を備える配線パターン２２が形成されるとともに、熱可塑性樹脂フィルム１及び配線パターン２２から構成される立体配線用の第２基材３０の製造が完了する。ここで、第１基材１６と第２基材３０との相違は、第２金属膜２１の有無だけであり、第２基材３０が立体配線基板を構成するための立体成型物に該当する。すなわち、上述した工程により、立体成型物準備工程が完了することになる。

図１９乃至図２１からわかるように、本実施例に係る第２基材３０においては、熱可塑性樹脂フィルム１の表面においてポーラス状に形成された第１金属膜３に生じる亀裂が、第１金属膜３よりも厚い膜厚で形成された第２金属膜２１によって確実に修復されており、配線パターン２２の断線が防止された優れた信頼性が備えられている。また、上述した製造方法より、ＭＩＤ基板と比較して、より容易に微細な配線パターン（例えば、Ｌ／Ｓ＝３０／３０μｍ）を実現することができ、小型化及び低コスト化も実現されている。

そして、最終的に形成される第２基材３０は、図２２に示すように、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれの位置において、Ｚ方向の寸法（すなわち、高さ）が異なっており、ＸＹ平面において凹凸が形成されている。なお、図２２は、第２基材３０の３次元形状を説明するための模式的な図面であり、配線パターン２２及び貫通孔は省略している。

次に、準備した第２基材３０の表裏面を被覆しつつ、配線パターン２２の露出すべき部分を高精度に露出するための平坦な保護フィルムを準備する（保護フィルム準備工程）。具体的には、先ず、図２３に示すように、第２基材３０に用いた熱可塑性樹脂フィルム１と同一の材質を有する平坦な熱可塑性樹脂フィルム３１を準備する。すなわち、本実施例における熱可塑性樹脂フィルム３１には、熱可塑性樹脂フィルム１と同様に、ポリイミド又はポリエチレンテレフタラート等の公知の樹脂フィルムを用いることができる。また、熱可塑性樹脂フィルム３１の破断伸びは、少なくとも５０％以上の値であり、好ましくは１５０％以上である。本実施例においては、熱可塑性樹脂フィルム３１の膜厚を約２５μｍに調整したが、本実施例の立体配線基板の用途及び要求される特性に応じて適宜変更することができる。なお、第２基材３０に用いられる樹脂フィルムが熱可塑性タイプ以外の熱硬化性樹脂フィルム、或いは熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を積層した複合樹脂フィルムである場合には、熱可塑性樹脂フィルム３１に替えて、熱硬化性樹脂フィルム又は当該複合樹脂フィルムが用いられることが好ましい。

熱可塑性樹脂フィルム３１の材質を第２基材３０に用いた熱可塑性樹脂フィルム１の材質と同一にする理由は、熱可塑性樹脂フィルム３１及び熱可塑性樹脂フィルム１の立体成型時における伸びを同一に調整するためである。当該伸びが同一となることにより、第２基材３０の表面を後述する保護フィルムによって被覆する際に、第２基材３０と当該保護フィルムとの位置ずれの発生が防止され、優れた精度で貼り合わせが可能になる。

続いて、図２４に示すように、熱可塑性樹脂フィルム３１の一方の表面上に、準備した接着剤シート３２を圧着し、熱可塑性樹脂フィルム３１の表面上に接着剤シート３２が積層された積層構造を備える保護フィルム（カバーレイ）３３を形成する。例えば、一般的なプリント配線基板用のラミネータ装置を用い、ローラ温度を約１００℃に調整し、熱可塑性樹脂フィルム３１と接着剤シート３２とを圧着する。本実施例においては、接着剤シート３２の膜厚を約５０μｍとした。接着剤シート３２の膜厚は、５０μｍに限定されないが、後述する第２基材３０への被覆の際における特に段差近傍の隙間及び気泡の発生を防止する観点から、埋め込み性が良くなるように約２５μｍ以上とすることが好ましい。上記熱可塑性樹脂フィルム３１の準備から接着剤シート３２の圧着までの工程を経ることにより、保護フィルム準備工程が完了することになる。

なお、本実施例においては、後述する被覆工程において保護フィルム３３を熱可塑性樹脂フィルム３１に対して貼り付け可能とするために、接着剤として接着剤シート３２を熱可塑性樹脂フィルム３１に圧着したが、熱可塑性樹脂フィルム３１に貼り付けられる接着剤はシート状のものに限定されることはない。例えば、熱可塑性樹脂フィルム３１の表面上に一般的な接着剤を塗布し、熱可塑性樹脂フィルム３１の表面全体に広げるようにしてもよい。

次に、図２５に示すように、保護フィルム３３に対して、第２基材３０の配線パターン２２の露出すべき領域に対応した開口３４を形成する（開口形成工程）。本実施例においては、第１金属膜３のパターニングに使用したエッチングマスクと同一の設計平面上において開口の位置、形状、及び寸法の設計を行ったピナクル型（腐食刃金型）を用いる。すなわち、当該ピナクル型とは、保護フィルム３３を立体成型する前の状態である平坦なフィルム状態を考慮し、開口３４の位置、形状、及び寸法の位置設計が行われている。特に、本実施例においては、熱可塑性樹脂フィルム１が平坦な状態にて第１金属膜３のパターニングを施すことから、当該ピナクル型の開口の位置、形状、及び寸法の設計は、第１金属膜３のパターニング時における熱可塑性樹脂フィルム１と同一平面を仮想して行われることになる。ここで、同一平面を仮想して開口の位置等の設計を行うとは、立体成型前の熱可塑性樹脂フィルム１の平面を想定し、当該想定された平面上に合致した状態にて（すなわち、同一平面上にて）開口設計が行われることを意味する。より具体的な開口方法としては、当該ピナクル型に形成されたピンを保護フィルム３３の位置決め孔（図示せず）に嵌装して位置合わせを行い、その後に保護フィルム３３をピナクル型で打ち抜き加工することにより開口３４を形成する。

上述したピナクル型を用いて開口３４を形成するため、本実施例における開口形成工程においては、保護フィルム３３の形状が配線パターン２２のパターニング時における熱可塑性樹脂フィルム１の形状を考慮して、開口３４の位置、形状、及び寸法の設計が行われるとともに当該開口３４が形成されることになる。換言すると、本開口形成工程においては、第１金属膜３のパターニング時における熱可塑性樹脂フィルム１と同一平面を仮想し、開口３４位置、形状、及び寸法の設計を行い、当該開口３４の形成を行うことになる。このような配線パターン２２のパターニング時における熱可塑性樹脂フィルム１の形状と、開口３４の形成時における保護フィルム３３の形状とをそろえることにより、第２基材３０に対して保護フィルム３３を被覆する際において、配線パターン２２の露出すべき領域と開口３４との位置合わせ精度をより向上させることができる。

次に、開口３４が形成された状態の保護フィルム３３に対して、第２基材３０の立体形状に対応するように、立体成型を施す。換言すると、第２基材３０の配線パターン２２の形成面に対応させ、保護フィルム３３を立体成型する（第２の立体成型工程）。具体的な本実施例における成型方法としては、上述した熱可塑性樹脂フィルム１の立体成型の際に使用した金型１１を使用する。ここで、熱可塑性樹脂フィルム１の表面に第１金属膜３が形成された状態の基材の膜厚と保護フィルム３３の膜厚とは異なるため、保護フィルム３３の専用の金型を用いることがより良いが、同一の金型１１を使用することによって製造コストの低減を図ることができる。

より具体的な成型方法としては、先ず、上述した位置決め孔を用いて、成型用の金型１１に対して保護フィルム３３の位置決めを行う。これは、成型位置と開口３４を合わせるためのものである。当該位置決めの際に、保護フィルム３３の上方（上部金型１２側）には、離型フィルム３５（膜厚約６５μｍ）を配置する。すなわち、図２６に示すように、金型１１の上部金型１２と下部金型１３との間に保護フィルム３３及び離型フィルム３５を配置することになる。なお、当該位置合わせの際には、保護フィルム３３を構成する熱可塑性樹脂フィルム３１が、下部金型１３に接触するように配置されることになる。続いて、上部金型１２及び下部金型１３を近づけ、保護フィルム３３及び離型フィルム３５に対して、上下から所望の圧力（例えば、５ＭＰａ）によってプレス処理を、常温または保護フィルム３３の接着剤シート３２が硬化しない範囲の温度にて約３０秒間行う（図２７）。なお、所望の圧力とは、保護フィルム３３の材料、圧力が弱すぎると所望の立体成型が困難になる点を考慮して適宜調整することになる。そして、プレス処理の完了後に、保護フィルム３３及び離型フィルム３５を金型１１から取り出し（図２９）、離型フィルム３５を保護フィルム３３から剥離することによって保護フィルム３３の立体成型が完了する。ここで、上記工程を経て立体成型された保護フィルム３３は、後述する被覆工程の際に、第２基材３０の下側（すなわち、熱可塑性樹脂フィルム１の第２の面１ｂ側）に配置されることになる。

次に、後述する被覆工程の際に、第２基材３０の上側（すなわち、熱可塑性樹脂フィルム１の第１の面１ａ側）に配置される保護フィルム３６を準備し、立体成型を行う（図２９）。当該保護フィルム３６に係る、保護フィルム準備工程、開口形成工程、第２の立体成型工程については、上述した保護フィルム３３に係る各工程とほぼ同一である。異なる点は、開口形成工程の際に使用されるピナクル型の開口パターン及び保護フィルム３６に形成される開口の位置、並びに金型１１によって立体成型する際における保護フィルム３６と離型フィルム３５の配置関係である。より具体的には、保護フィルム３６の立体成型の際には、離型フィルム３５が下方（下部金型１３側）に位置し、保護フィルム３６が上方（上部金型１２側）に配置される。また、当該配置の際には、保護フィルム３６を構成する熱可塑性樹脂フィルムが、上部金型１２に接触するように配置されることになる。その他の製造条件、及び製造装置は同一であるため、その説明を省略する。

次に、第２基材３０の配線パターン２２の露出すべき領域を開口３４、３７によって露出しつつ、第２基材３０の当該露出すべき領域以外を保護フィルム３３、３６によって被覆する（被覆工程）。本実施例においては、上述した熱可塑性樹脂フィルム１の立体成型の際に使用した金型１１を使用し、第２基材３０の両面（熱可塑性樹脂フィルム１の第１の面１ａ側、第２の面１ｂ側）を保護フィルム３３、３６によって挟むことになる。ここで、熱可塑性樹脂フィルム１の表面に第１金属膜３が形成された状態の基材の膜厚と、第２基材３０、保護フィルム３３、３６とが積層された状態の膜厚とは異なるため、当該被覆工程用の専用金型を用いることがより良いが、同一の金型１１を使用することによって製造コストの低減を図ることができる。

より具体的な被覆方法としては、先ず、保護フィルム３３を下部金型１３に配置し、配置された保護フィルム３３上に第２基材３０を配置し、更に第２基材３０上に保護フィルム３６を配置する（図３０）。ここで、各保護フィルムは、接着剤シートが第２基材３０（すなわち、配線パターン２２の形成面）と接触するように配置され、熱可塑性樹脂フィルムが各金型に接触することになる。また、各部材の配置は、各部材に設けられた位置決め孔を下部金型１３のピンに嵌装することによって行われる。そして、当該位置決め孔を用いた配置により、第２基材３０の配線パターン２２の露出すべき領域に各保護フィルムの開口が対向することになる。なお、位置決め孔及びピンを用いた位置決めの際に、配線パターン２２の露出すべき領域に各保護フィルムの開口が確実に対向するように、目視等による微調整を行ってもよい。

続いて、上部金型１２及び下部金型１３を近づけ、第２基材３０、及び保護フィルム３３、３６に対して、上下から所望の圧力（例えば、１５ＭＰａ）によってプレス処理を約５０℃（第１温度）にて約６０秒間行い（図３１）、第２基材３０、及び保護フィルム３３、３６を仮接着する。ここで、プレス処理における温度、圧力、時間等の各種の条件は、第２基材３０、及び保護フィルム３３、３６を仮接着することができる範囲内で適宜調整することができる。

プレス処理の完了後に、上部金型１２を取り外し、樹脂棒３８を使用して保護フィルム３６の表面を押圧し、保護フィルム３６と第２基材３０との間に生じた隙間及び気泡を除去する（図３２）。樹脂棒３８は、当該押圧によって保護フィルム３６が破損等しないように、その先端（押圧部分）が丸くなっている。また、当該樹脂棒３８による押圧の際には、下部金型１３を５０℃に維持し、保護フィルム３６の接着剤シートの粘着力を発現させることが好ましい。その後、樹脂棒３８を使用した押圧による隙間及び気泡除去作業を、保護フィルム３３に対しても行う。この場合には、上部金型１２を反転させ、保護フィルム３６が反転した上部金型１２に接触するように、仮接着された状態の第２基材３０、及び保護フィルム３３、３６を配置し、樹脂棒３８を使用して保護フィルム３３の表面を押圧することになる。なお、かかる押圧作業は、隙間及び気泡の発生状況に応じて、適宜省略してもよく、樹脂棒以外の他の材質の棒又は他の押圧装置を使用してもよい。

上記仮接着及び押圧作業後に、第２基材３０、及び保護フィルム３３、３６の本接着を行う。具体的には、クッション性（柔軟性・屈曲性）を備える離型フィルム３９を２枚準備し、仮接着された状態の第２基材３０、及び保護フィルム３３、３６を当該離型フィルム３９によって挟んだ状態で金型１１内に配置する（図３３）。続いて、上部金型１２及び下部金型１３を近づけ、離型フィルム３９、第２基材３０、及び保護フィルム３３、３６に対して、上下から所望の圧力（例えば、１５ＭＰａ）によってプレス処理を約１６０℃（第２温度）にて約４０分〜６０分間行い（図３４）、第２基材３０、及び保護フィルム３３、３６を本接着する。ここで、離型フィルム３９を配置する理由は、本接着の際の加熱によって開口３４、３７を充填するように離型フィルム３９を広がらせ、保護フィルム３３、３６の接着剤シートの開口３４、３７に向けた広がりを防止するためである。

なお、プレス処理における温度、圧力、時間等の各種の条件は、第２基材３０、及び保護フィルム３３、３６を完全に接着することができる範囲内で適宜調整することができる。ただし、基本的には熱硬化である接着材シートの硬化条件内となる。例えば、プレス処理時間を５〜１０分に短縮し、その後に所定の熱硬化処理（１６０℃、３０分以上）を行ってもよい。

上記本接着後に、離型フィルム３９を保護フィルム３３、３６から剥離することによって被覆工程が完了し、図３５に示すような立体成型部品の一種である立体配線基板４０が完成する。図３５に示すように、立体配線基板４０においては、配線パターン２２の露出するべき領域以外の部分が、保護フィルム３３、３６によって確実に被覆されるとともに、部品実装等の電気的接続に使用される配線パターン２２の一部の領域が、開口３４、３７によって確実且つ精度よく露出することになる。また、立体配線基板４０の製造工程においては、保護フィルム３３、３６を貼り付ける特殊な装置が不要となっており、立体配線基板４０の低コストが図られている。

上述した実施例においては、被覆工程における接着を仮接着及び本接着の２回実施していたが、配線パターン２２が表面に形成された第２基材３０に対して保護フィルム３３、３６を貼り付ける際に気泡及び隙間の発生を防止し、配線パターン２２の露出すべき領域に優れた精度で開口３４、３７を配置させつつ保護フィルム３３、３６によって第２基材３０を被覆して容易且つ低コストで立体配線基板４０を製造することが可能であれば、仮接着を行うことなく本接着のみを実施してもよい。

また、上述した実施例においては、第２基材３０の両面を保護フィルム３３、３６によって被覆していたが、第２基材３０の状態に応じて、保護フィルムによる被覆を片面のみにしてもよい。例えば、配線パターン２２が片面のみに形成されている場合には、当該配線パターン２２が形成されている形成面側のみを被覆するようにしてもよい。

更に、上述した実施例においては、フィルム状の樹脂を立体成型して形成された第２基材３０の表面に保護フィルム３３、３６を被覆したが、保護フィルムによって被覆される立体成型物は本実施例の第２基材３０のようなものに限定されない。例えば、立体成型物として種々のＭＩＤ部品（ＭＩＤ基板）を選択することができ、本実施例に係る保護フィルムを当該ＭＩＤ部品の回路形成面に被覆することもできる。立体成型物にＭＩＤ部品を用いる場合には、ＭＩＤ部品の配線パターンは樹脂成型が完了した後に行われるが、ＭＩＤ部品を被覆する保護フィルムの開口形成、及び当該開口形成に資料されるパターン設計は、当該ＭＩＤ部品の配線パターン形成時における立体形状を考慮して行われることになる。この場合、ＭＩＤ部品に保護フィルムを押し当てヒートプレスするための専用金型が必要となる。

＜本発明の実施態様＞
本発明の第１実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、樹脂基材の表面に配線パターンが形成された立体成型物を準備する立体成型物準備工程と、５０％以上の破断伸びを備える樹脂フィルム及び前記樹脂フィルムの表面に設けられた接着剤からなる平坦な保護フィルムを準備する保護フィルム準備工程と、前記平坦な保護フィルムに対して、前記配線パターンの露出すべき領域に対応した開口を形成する開口形成工程と、前記平坦な保護フィルムを前記立体成型物の前記配線パターンの形成面に対応させて立体成型する立体成型工程と、前記開口を前記配線パターンの露出すべき領域に対向させつつ、前記立体成型物の前記配線パターンの形成面に前記接着剤を貼り付け、前記立体成型物を立体成型された前記保護フィルムによって被覆する被覆工程と、を有し、前記開口形成工程においては、前記配線パターンのパターニング時における前記樹脂基材の形状を考慮し、前記開口の位置、形状、及び寸法の設計を行うことである。

第１実施態様においては、保護フィルムの形状が配線パターンのパターニング時における樹脂基材の形状を考慮し、配線パターンを露出すべき開口の位置、形状、及び寸法の設計を行い、且つ保護フィルムが平坦な状態において開口を形成するため、被覆工程の際における立体成型物の配線パターンの露出すべき領域と、保護フィルムの開口との位置合わせを高精細に行うことが可能になる。これにより、配線パターンが表面に形成された立体成型物に対して保護フィルムを貼り付ける際に、気泡及び隙間の発生の防止を図ることが可能になるとともに、配線パターンの露出すべき領域に優れた精度で開口を配置させることができる。また、第１実施形態においては、保護フィルムが平坦な状態において開口を形成するとともに、立体成型物を被覆する保護部材を立体成型した保護フィルムとしているため、立体成型物の表面形状に合わせた樹脂の塗布又は紫外線の照射を行うような特殊な装置が不要となり、低コストで立体配線部品を製造することが可能になる。

本発明の第２実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第１実施態様の前記立体成型物準備工程において、前記樹脂基材が平坦なフィルム状態において、前記配線パターンのパターニングを施し、前記配線パターンのパターニング時における前記樹脂基材と同一平面を仮想し、前記開口の位置、形状、及び寸法の設計を行うことである。これにより、立体成型物の配線パターンのパターニングする際における樹脂基材の形状と、開口を形成する際における保護フィルムの形状とを同一にして、開口設計を行うことができるため、被覆工程の際に、配線パターンの露出すべき領域と保護フィルムの開口との位置合わせ精度をより向上することができる。

本発明の第３実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第１又は第２実施態様の前記被覆工程において、第１温度にて前記立体成型物と前記保護フィルムとを仮接着し、前記仮接着後において前記第１温度よりも大なる第２温度にて前記立体成型物と前記保護フィルムとを本接着を行うことである。これにより、立体成型物と保護フィルムとの間における隙間や気泡の発生を防止することができ、保護フィルムの貼り付けをより高精細に実施することが可能になる。

本発明の第４実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第３実施態様において、前記仮接着後であって前記本接着前に、前記立体成型物と前記保護フィルムとの間の隙間及び気泡を除去することである。これにより、立体成型物と保護フィルムとの間における隙間や気泡の発生をより一層防止することができ、保護フィルムの貼り付けをより高精細且つ確実に実施することが可能になる。

本発明の第５実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第１乃至４実施態様のいずれかにおいて、同一の金型を用いて前記立体成型物及び前記保護フィルムの立体成型を施すことである。これにより、製造コストのより一層の削減を図ることができる。

本発明の第６実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第１乃至第５実施態様のいずれかにおいて、前記被覆工程で２枚の前記保護フィルムによって前記立体成型物を両面から被覆することである。これにより、両面に配線パターンを備える立体成型物に対しても、確実且つ高精細に配線パターンの保護が可能になる。

本発明の第７実施態様に係る立体配線部品の製造方法は、上述した第１乃至６実施態様のいずれかにおいて、前記樹脂基材と前記樹脂フィルムとは、同一の材質を有することである。これにより、立体成型物及び保護フィルムの伸びが概ね同一となり、立体成型物と立体成型された保護フィルムとの位置合わせをより高精度に行うことが可能になる。

本発明の第８実施態様に係る立体配線部品は、樹脂基材の表面に配線パターンが形成された立体成型物と、５０％以上の破断伸びを備える樹脂フィルム及び前記樹脂フィルムの表面に設けられた接着剤からなり、前記接着剤によって前記立体成型物の表面に積層された保護フィルムと、を有し、前記保護フィルムは、前記配線パターンの露出すべき領域に対応した開口を備えるとともに、前記立体成型物の立体形状に沿って前記立体成型物を被覆している。

第８実施態様においては、立体成型物を被覆する保護部材を立体成型した保護フィルムとしているため、立体成型物の表面形状に合わせた樹脂の塗布又は紫外線の照射を行うような特殊な装置が不要となり、立体配線部品の低コスト化を図ることができる。また、立体成型物の基材と、保護フィルムの材料が樹脂であるため、立体成型時における伸び特性が同様となり、立体成型物の配線パターンの露出すべき領域と、保護フィルムの開口との位置合わせが高精細に行われている。これにより、立体成型部品においては、立体成型物と保護フィルムとの間に気泡及び隙間がなく、配線パターンの露出すべき領域が確実に露出されていることになる。

本発明の第９実施態様に係る立体配線部品は、上述した第８実施態様において、前記樹脂基材と前記樹脂フィルムとが同一の材質を有することである。これにより、立体成型物及び保護フィルムの伸びが概ね同一となり、立体成型された保護フィルムによる立体成型物のより高精度な被覆が実現されることになる。すなわち、立体配線基板の配線パターンの露出すべき領域のみを、高精度且つ確実に露出することが可能になる。

本発明の第１０実施態様に係る立体配線部品は、上述した第９実施態様において、前記樹脂基材が５０％以上の破断伸びを備えるフィルム状の樹脂からなることである。これにより、樹脂フィルムを立体成型した部材についても、その表面に形成された配線パターンの露出すべき領域のみを、高精度且つ確実に露出することが可能になる。

本発明の第１１実施態様に係る立体配線部品は、上述した第８乃至第１０実施態様のいずれかにおいて、前記立体成型物が２枚の前記保護フィルムによってその両面が被覆された積層構造を有することである。これにより、両面に配線パターンを備える立体成型物に対しても、確実且つ高精細に配線パターンの保護が可能になる。

本発明の第１２実施態様に係る立体配線部品は、上述した第８乃至第１１実施態様のいずれかにおいて、前記配線パターンが金属を粒子状に堆積してなるポーラス状の構造を備える第１金属膜、及び前記第１金属膜上に積層された第２金属膜からなることである。これにより、第１金属膜に亀裂が生じても第２金属膜で修復されており、導通不良がなく且つ優れた信頼性を備える配線回路が実現されている。

１ 熱可塑性樹脂フィルム（樹脂基材）
１ａ 第１の面
１ｂ 第２の面
１ｃ 側面
１ｄ 屈曲部
１ｅ 角部
２ 貫通孔
３ 第１金属膜
３ａ 粒子
４ 分子接合剤
１１ 金型
１２ 上部金型
１３ 下部金型
１４ 上部加熱装置
１５ 下部加熱装置
１６ 第１基材
１７ 亀裂
２１ 第２金属膜
２１ａ 粒子
２２ 配線パターン
３０ 第２基材（立体成型物）
３１ 熱可塑性樹脂フィルム
３２ 接着剤シート
３３ 保護フィルム
３４ 開口
３５ 離型フィルム
３６ 保護フィルム
３７ 開口
３８ 樹脂棒
３９ 離型フィルム
４０ 立体配線基板（立体成型部品）

Claims (11)

1. 立体的な樹脂基材の表面に配線パターンが立体的に形成された立体成型物を準備する立体成型物準備工程と、
   ５０％以上の破断伸びを備える熱可塑性の樹脂フィルム及び前記樹脂フィルムの表面に設けられた接着剤からなり、立体的な前記配線パターンを保護するための平坦な保護フィルムを準備する保護フィルム準備工程と、
   前記平坦な保護フィルムに対して、前記配線パターンの露出すべき領域に対応した開口を形成する開口形成工程と、
   前記平坦な保護フィルムを前記立体成型物の前記配線パターンの形成面に対応させて立体成型する立体成型工程と、
   前記開口を前記配線パターンの露出すべき領域に対向させつつ、前記立体成型物の前記配線パターンの形成面に前記接着剤を貼り付け、前記立体成型物を立体成型された前記保護フィルムによって被覆する被覆工程と、を有し、
   前記開口形成工程においては、前記配線パターンのパターニング時における前記樹脂基材の形状を考慮し、前記開口の位置、形状、及び寸法の設計を行う立体成型部品の製造方法。
2. 前記立体成型物準備工程においては、前記樹脂基材が平坦なフィルム状態において、前記配線パターンのパターニングを施し、
   前記開口形成工程においては、前記配線パターンのパターニング時における前記樹脂基材と同一平面を仮想し、前記開口の位置、形状、及び寸法の設計を行う請求項１に記載の立体成型部品の製造方法。
3. 前記被覆工程においては、第１温度にて前記立体成型物と前記保護フィルムとを仮接着し、前記仮接着後において前記第１温度よりも大なる第２温度にて前記立体成型物と前記保護フィルムとを本接着を行う請求項１または２に記載の立体成型部品の製造方法。
4. 前記仮接着後であって前記本接着前において、前記立体成型物と前記保護フィルムとの間の隙間及び気泡を除去する請求項３に記載の立体成型部品の製造方法。
5. 同一の金型を用いて前記立体成型物及び前記保護フィルムの立体成型を施す請求項１乃至４のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
6. 前記被覆工程においては、２枚の前記保護フィルムによって前記立体成型物を両面から被覆する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
7. 前記樹脂基材と前記樹脂フィルムとは、同一の材質を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の立体成型部品の製造方法。
8. 立体的な樹脂基材の表面に配線パターンが立体的に形成された立体成型物と、
   ５０％以上の破断伸びを備える熱可塑性の樹脂フィルム及び前記樹脂フィルムの表面に設けられた接着剤からなり、前記接着剤によって前記立体成型物の表面に積層されて、立体的な前記配線パターンを保護する保護フィルムと、を有し、
   前記保護フィルムは、前記配線パターンの露出すべき領域に対応した開口を備えるとともに、前記立体成型物の立体形状に沿って前記立体成型物を被覆し、
   前記樹脂基材と前記樹脂フィルムとは、同一の材質を有する立体成型部品。
9. 前記樹脂基材は、５０％以上の破断伸びを備えるフィルム状の樹脂からなる請求項８に記載の立体成型部品。
10. 前記立体成型物は、２枚の前記保護フィルムによってその両面が被覆された積層構造を有する請求項８又は９に記載の立体成型部品。
11. 前記配線パターンは、金属を粒子状に堆積してなるポーラス状の構造を備える第１金属膜、及び前記第１金属膜上に積層された第２金属膜からなる請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の立体成型部品。
    

Images