JPH04503718A - 三次元のメッキまたはエッチング法およびそのためのマスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 三次元のメッキまたはエツチング法およびそのためのマスク 関連出願の相互参照 本出願は、同時に出願された次の米国特許出願（援用する）、すなわち、ビクタ ー・ザブレジ（Ｖｉｃｔｏｒ　２ｘｄｅｒｅｊ）らの［メッキされた電気コネク タ（ＰＩＮｃｄ　ＥｌｅＣｌｒｉｃｘｌ　Ｃｏｎｎｅｃｌｏ＋ｔ）Ｊ　（帳簿番 号ＪＭ−８９１１）、ビクター・ザブレジ（Ｖｉｃｔｏｒ　ｂｄｅ＋ｅｊ）らの ［メッキされたＤ−シェルコネクタ（Ｐｌａｔｅｄ　Ｄ−５ｈｅｌｌ　Ｃｏｎｎ ｅｃｊｏｒｔ）　Ｊ　（帳簿番号ＪＭ−８９１７）、ビクター・ザブレジ（Ｖｌ ｅｊｏｒ　２ｔｄｅｒｅｊ）らの「オーディオジャックコネクタ（＾ａｄｉｏ　 Ｊｓｅｋ　Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）Ｊ　（帳簿番号ＪＭ−８９１８）、およびビク ター・ザブレジ（Ｖｉｅｊ。

ＨＸｘｄｅ＋ｅｉ）らの「回路板エツジコネクタ（Ｃ＋ｒｃｕＮ　Ｂｏｌｒｄ　 Ｅｄｇｅ　Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）Ｊ　（帳簿番号ＪＭ−８９１９）に関連してい る。

一般に本発明は、プリント配線板や電気コネクタのような三次元成形部品のメッ キまたはエツチングの分野に係る。

さらに特定的にいうと、本発明は、レーザエツチングされた弾性のあるマスクを 使用して、成形プラスチック部品上に導電パターンをメッキまたはエツチングし て三次元回路板、電気コネクタなどを製造するのに使用することができる方法に 係る。

２、発明の背景 三次元のメッキまたはエツチングされた部品を製造することは従来から可能では あったが、これらのメッキおよびエツチング法で用いられるマスクは常に剛性で あり、普通は機械加工した金属から作成されていた。通常、このようなマスクは 機械加工したアルミニウムで作成され、マスク表面にはメッキパターンが機械加 工されていた。このような機械加工したマスクにはいくつかの問題がある。たと えば、マスクを機械加工する際の精度によって決定される線屑像度がかなり悪い 。このため、得られる線は線幅が約０゜０２０インチ、線間隔が０．０３０イン チまでに制限されるのが一般的である。プリント配線板（ＰＷＢ）用途に使用さ れるようなより高い回路密度を得るためには、ずっと狭い幅と間隔が必要とされ る。

また、機械加工したマスクを使用するとある種のパターンを作成することができ ない。これは、機械加工したマスクは孤立した領域のマスク材料を支持すること ができないためである。すなわち、マスクのすべての部分に対して機械的支持体 を用意しなければならない。

そのような機械加工したマスクは一般に、部品上で金属パターンを除去しようと する（または付着させない）位置にのみ物質が存在するというネガ像型マスクで ある。したがって、ポジ像型マスクを製造することは一般的に可能なわけではな い。このため、製造法はネガ像型のマスクを使用するものに限られている。

さらに、製造上の寸法公差の許容し得る極端なすべての条件下で、メッキされる 部品の表面と密に接触する機械加工した剛性マスクを製造することは極めて困難 である。これはさらに、線の鮮鋭度に影響を与え得、かつ解像度と線密度が損わ れる可能性がある。

成形プラスチック回路板を製造するその他の方法は、グレゴリ（Ｇｒｅｇｏｒｙ ）の米国特許第４．５８４，７６７号および第４，７１０．４１９号ならびにイ ンピー（１ｍｐｅｙ）の米国特許第４．５９１．２２０号に開示されている。こ れらの特許はいずれも、本明細書中に開示されている方法または装置を使用して いない。

従来の方法でみられた上記の欠点は、不透明な領域と透明な領域を有する可撓性 のマスクをメッキしようとする部品に真空を使用して密に接触させるという本発 明の方法によって改善される。

発明の概要 本発明のひとつの目的は、二次元または三次元の表面に金属パターンをメッキす るかまたはそのような表面上の金属パターンをエツチングするための改良された 方法を提供することである。

本発明のもうひとつの目的は、二次元または三次元のメッキまたはエツチングを 実施するための改良されたマスクを提供することである。

別の目的は、三次元マスクの製造方法を提供することである。

本発明のひとつの利点は、パターンデザインの解像度と自由度を従来の機械加工 した剛性のマスクより高めることができるという点である。本発明の方法と装置 を使用することによって、０．０１０インチおよびそれ以下の線幅と間隔を確実 に実現することができる。

本発明のこれらの目的と利点およびその他の目的と利点は、以下の発明の説明を 考察すると当業者には明らかとなるであろう。

本発明のひとつの態様による三次元基体（基板）の表面に金属被覆パターンをメ ッキまたはエツチングする方法では、まず薄いプラスチックシートの表面に真空 成形可能なインクを塗布することによって可撓性のプラスチックマスクを製造す る。次にこのマスクを真空成形し、かつアニーリングして、形成しようとするパ ターンの表面形状にする。

低出力のＹＡＧレーザを使用して、光を透過させようとするインクの領域を除去 する。このマスクはその後、マスクと工作物との間を真空にしてマスクを工作物 に密に接触させることによって、プリント・メッキ法またはプリント・エツチン グ法に使用できる。次に、その工作物をマスクの透明領域を通して露光すること ができる。

本発明のひとつの態様によるマスクの製造方法は、透明で真空成形可能な材料の シートの一つの表面に真空成形可能なインクを塗布し、このシートを真空成形し 、インクの一部を除去してマスクの透明な領域を出現させるという工程を含む。

好ましい態様においては、インクの一部にＹＡＧレーザを照射することによって 除去工程を実施する。

本発明によるマスクの製造方法は、０．００５〜０．０５０インチの厚みを有す る透明で真空成形可能な材料のシートの一つの表面に真空成形可能なインクを塗 布し、このシートを真空成形し、コンピュータに制御されたＹＡＧレーザでイン クの一部を照射することによってその部分を除去してマスクの透明な領域を出現 させる工程を含み得る。

インクを表面から除去するには、透明な物質を通して、またはシートのインクを 付着した表面から、その表面を照射すればよい。

工作物上で実施されるメッキまたはエツチング法で使用するマスクは、ひとつの 態様の場合、工作物表面の概略形状を有する可撓性で透明なプラスチック製の真 空成形されたシートを含む。不透明な材料のコーティングでシートの一部を覆う 。シートの少なくともひとつの領域から不透明な材料を除去して透明なプラスチ ックを露出させる。重ね合わせポイントによりマスクと工作物の位置を合せる。

シートは、厚さが約０．００５〜０．０５０インチの材料から作成されたものが 好ましく、マスクと工作物との間を真空にするための真空口を備えている。真空 シールがマスクの周辺を囲んでいるのが好ましい。

本発明のひとつの態様による、メッキまたはエツチング法で使われるマスクを工 作物に付ける方法は、工作物の表面と合致する表面をもった可撓性のマスクを準 備し、この工作物の表面を覆うようにマスクの位置を正確に合わせ、マスクと工 作物との間を真空にすることによってマスクと工作物を密に接触させる工程を含 む。この工作物は平行化してない光源からの非平行光にマスクを通して選択的に 露出することができる。

本発明の別の態様において、基体上にメッキされた金属パターンを製造する方法 は、メッキされた基体をフォトレジストで被覆し、被覆された基体を覆って可撓 性のマスクを取付け、基体とマスクの間を真空にすることによって基体とマスク を密に接触させ、被覆された基体をマスクを通して露光するという工程を含む。

このマスクは透明な領域と不透明な（黒い）領域とを含んでいる。この透明な領 域は工作物上で金属があるべき領域または工作物上で金属があるべきでない領域 に対応させることができる。

本発明の別の態様における基体にプリントおよびメッキする方法は、絶縁基体を 所定形状に成形し、その絶縁基体をアニーリングし、基体に銅を無電解メッキし 、基体にフォトレジスト材料を電気メッキし、そのフォトレジスト材料を乾燥・ ベーキングし、基体を覆って可撓性マスクを取付け、マスクと基体の間を真空に することによって可撓性のマスクを引き付けて基体と正確な位置関係になるよう にし、この基体をマスクを通して非平行光に露光させ、マスクを基体から除去し 、フォトレジスト材料を現像してメッキされた基体の他の領域は被覆したままで メッキされた基体のある領域を露出させ、メッキされた基体の露出された領域に 導電材料を電気メッキした後Ｓ　ｎ　／　Ｐ　ｂのような材料をメッキしてエッ チレジストとして機能させ、フォトレジストを剥ぎ取ってメッキされた基体の他 の領域を露出させ、メッキされた基体の他の領域をエツチングしてこの他の領域 上のメッキを除去するという順の工程からなる。

本発明の別の態様における基体にプリントおよびエツチングする方法は、絶縁基 体を所定形状に成形し、その絶縁基体をアニーリングし、基体に銅を無電解メッ キし、基体に導電材料を電気メッキし、光感受性のフォトレジスト材料を基体に 電気メッキし、そのフォトレジスト材料を乾燥・ベーキングし、基体を覆って可 撓性マスクを取付け、マスクと基体の間を真空にすることによって可撓性のマス クを引き付けて基体と正確な位置関係になるようにし、この基体をマスクを通し て非平行光に露光させ、マスクを基体から除去し、フォトレジスト材料を現像し てメッキされた基体の他の領域は被覆したままでメッキされた基体のある領域を 露出させ、メッキされた基体の残りの金属被覆をもつ領域を被覆しているフォト レジストを剥ぎ取り、メッキされた基体の領域をエツチングしてメッキを除去す るという順の工程からなる。

マスクを製造する別の方法によると、その方法は、適切な強度のレーザ光に露光 されると不透明になる透明な材料のシートを準備し、その材料のシートを所定の 形状に成形し、成形したシートを適切な強度のレーザ光に露光させて成形シート の選択された領域を不透明にするという工程を含む。

本発明の新規と考えられる特徴は添付の請求の範囲に明記されている。しかしな がら構成と実施法の双方に関して本発明自体は、そのさらに別の目的や利点と共 に、添付の図面と組合せた以下の説明を参照することによって最も良く理解でき る。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の方法で使用するマスクの製造法のフローチャートである。

第２図は本発明を使用したプリント・メッキ法のフローチャートである。

第３図は本発明を使用するプリント・エツチング法のフローチャートである。

第４図は本発明の三次元可撓性マスクの簡単な一例を示す。

第５図は第４図のマスクから作成した簡単な三次元のメッキまたはエツチングさ れた回路板を示す。

発明の詳細な説明 ここで図面（いくつかの図を通じて類似の参照番号は対応する部分を意味してい る）、特に第１図を参照すると、本発明の方法で使用するマスクの製造法が示さ れている。

このマスクは、薄いプラスチック材料（好ましい態様においては紫外光に対して 透明である）のシートから作成される。もちろん、別の態様では別の種類の光を 使用してもよく、この材料は、フォトレジストを露光するために後に使用する光 がどんな種類の光であってもその光には透明でなければならないことが当業者に は分かるであろう。

プラスチックシートは、たとえば０．００５〜０．０５０インチの厚さのポリカ ーボネート（ＰＣ）、ポリビニルクロライド（ｐｖｃ）　、ポリスチレン（ｐ　 ｓ）またはポリエチレンテレフタレー）　（ＰＥＴ）から作成したものでよい。

このシートは、マスクに成形する前に、ポジ法を使用するかまたはネガ法を使用 するかによって真空成形可能なインクが塗布してあってもよいしまたは塗布して なくてもよい。マスクの大部分が透明であるのであれば、インクを塗布してない 透明な材料でマスクを作成するのが好ましい。

暗いパターンは、その後なんらかの適した技術でマスクの上に付けることができ る。そのような技術のひとつでは、マスクをアクリルから作成し、パターンはマ スクをレーザで焼いて作ればよい。アクリル以外の他の材料も使用でき机 マスクにネガ像をもたせるのであれば、工程２０で、真空成形可能なインクをシ ートに塗布する。この真空成形可能なインクは色が黒のものが好ましいが、唯一 の条件は、後にマスクを通してフォトレジストを露出させるために使用する光に 対して不透明であることと、その後透明になるようにマスクに線・図（トレース ）を焼付けるために使用するレーザによって除去できることだけである。好まし い黒インクは、コロニアル・プリンティング・インク社（Ｃｏｔｏｎｉａｌ　Ｐ ｒ篩ｔｉｎｇ　Ｉｎｋ　Ｃｏｔｐ、）からヴイー’フイ’ピーーグロス・インク （Ｖ、　Ｉ、　Ｐ、Ｇｌｏｓｓ　Ｉｎｋ）という商品名で市販されている。

この塗布したシートは、次に工程２２で、金属被覆パターンをもつ完成品の表面 に対応する形状に真空成形する。

このためには、完成成形部品と同じ形状を有する金型上でシートを成形する。マ スクは、後に成形品との位置合わせができて正確なエツチングまたはメッキが行 なわれるように適切な情報を含んでいるべきである。このために好ましい態様で は、位置合わせに使用する２つの基準点を定めておくかまたは設けておく。

マスクを所望の形状に成形した後、低電力のＹＡＧレーザ（約５０ワツト以下が 良好であることが判明している）を使用してマスクの表面から乾燥したインクの 薄い層を除去する。このために、自由度５（すなわち、ｘ、ｙ、ｚ。

ピッチ、偏揺れ）でレーザをコンピュータ制御する。たとえば、オートデスク社 （ＡｎｌｏＤｅｓｋ　Ｃｏ＋ｐｕａｌｉｏｎ）から市販されているオートキャド （ＡＵＴＯＣＡＤ”）のようなコンピュータ支援製図（ＣＡＤ）プログラムを使 用して作成したデータによって、そのようなデータを使用してプロッタまたはコ ンピュータに制御されたフライス盤を駆動する場合とほとんど同じようにしてレ ーザを制御することができる。マスクの表面のレーザイメージングの開始位置は 、公差が積重なるという問題を最小限に抑えるためにマスクの位置を合わせるの に使用する位置合わせポイントと同じにするのが好ましい。

マスクは、インクコーティングが三次元成形部品の表面に最も近く位置するよう に作成するのが好ましい。これは、後述するように部品に付着したレジストを露 出させるために光がプラスチックマスク材料を通過する際の光の散乱を防止する ためである。他の場合には、この散乱によって解像度が損われる結果［ファジィ な（ぼけた）」線と（洗い流されて）侵食された像が生じる。

同様に、マスクのインク側からレーザ光をマスクに照射することによって、マス ク上のインクにレーザでパターンを刻むのが有利である。しかし、マスクはレー ザ光に対して透明な材料から作成するのが好ましい。こうすると、マスクの一方 の面または他方の面からアクセスするのが困難なことがある領域でマスクからイ ンクを除去するためのメカニズムが得られる。マスク材料を通してレーザビーム を向かわせることによってインクを除去すると解像度が最適より落ちるかもしれ ないが、場合によっては、マスクに形成された特別な形状のためにこれがインク を除去する最良または唯一の方法であることがある。このように、インクはマス ク材料を介して、または必要によりそうしないでマスクから除去することができ る。

本発明の別の形態では、本発明から逸脱することなく塗装、写真法などのような 適切な方法のいずれかによって透明な基板上に不透明なポジ像を作成することが できる。

完成したマスクはまた、マスクが引きつけられてエッチングまたはメッキするべ き部品とぴったり合うようにするためにその周辺の回りに真空シールも含んでい るのが好ましい。また、マスクの適当な位置には、真空に引くための真空ライン に接続できるように真空口も備わっている。これらの特徴は後に詳細に説明する 。

剛性のマスクまたは可撓性のマスクのどちらでもすべての領域でぴったり一致で きないような三次元形状がたくさんあることは当業者には明らかである。たとえ ば、平面状の回路基板から「生えている」キノコの形のような形状を考えてみる 。明らかに、前述のようなマスクは、キノコのかさを覆って取付けたり除去した りすることができると同時にキノコの茎に一致することはできない。しかし、そ のようなマスクは、キノコのかさに一致し、しかも茎を取囲むがぴったりとは合 わない円筒状に真直ぐ下がって伸びるように作成することができる。このタイプ のマスクは茎にぴったりと一致するように引きつけられないが、この茎の部分で はトレースの高分解度が必要とされない場合が多い。−次に、たとえば、すでに 援用したビクター・ザブレジ（■１ｃｔｏｒ　２ａｄｅｒｅｊ）の「回路板エツ ジコネクタ（ＣｉＩｃｕｉｔ　ＢｏａＩｄＥｄｇｅ　Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）　Ｊ と題する特許出願に記載されている回路カードエツジコネクタを考える。この場 合、片持ち（カンチレバー）ばねフィンガは導電性金属で全体を被覆することが できる。マスクは、カンチレバーのベース（基部）においてだけは、各カンチレ バーに通じる導線の独立を確保しなければならない。したがって、このコネクタ を製造する際に使用するマスクは、すべてのカンチレバーが入る単〜の凹み（ま たは各列のカンナｌ／バーがひと一つず、ツ入ル２つの凹み）をもっているだけ である必要がある。このためマスクの取付けが容易になる。次に、少な（ともカ ンナＬ／／＜−のベース付近において各カンチレバーの間にマスクを伸ばすこと によって、カンチレバーのベースにおいてカンチレバーの各々を電気的に孤立さ せる必要がある。実際、これは、外側の３つの面で各カンチレバーをマスク材料 で取巻き、内側の面はマスクと接触させないでおくことによって行なうことがで きる。

三次元の表面上にトレースを生成せしめるのに使用することができる基本的な方 法が２つある。これらは、本明細書中で、それぞれプリント・メッキ法およびプ リント◆エツチング法と称しているものである。このプリント・メッキ法を第２ 図に関連して説明し、一方プリント・エツチング法は第３図に関連して説明する 。一般に、以下の説明ではこれらの方法を、プラスチックから成形された三次元 の回路板上にトレースまたはその他の金属パターンを形成することに関して説明 する。しかし、方法の一部は他の方法でもまたは他の材料でも使用することがで きる。さらに、本発明のマスクは他のプリント・メッキ法やプリント・エツチン グ法でも使用することができ、したがって本発明の好ましい方法と共に使用する ことに限定されない。

ここで第２図を参照する。示されている好ましい態様のプリント・メッキ法は、 工程３０でたくさんある通常の成形法のいずれかによって三次元プラスチック基 体を成形することから始まる。この基体はたくさんある公知の材料（たとえば、 ポリエーテルイミド、ＡＢＳまたはポリカーボネート）のいずれかから作成する ことができる。材料が後のハンダ過程の熱に耐えなければならないのであれば、 それは耐熱性のプラスチックでもあるべきである。そうでない場合、基本的な条 件はメッキが可能であるということである。ゼネラル・エレクトリック社（Ｇｅ ｎｅｒａｌ　ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｍｐａ＋＋ｙ）からウルテム（Ｕｌｌｅｍ） 　２３１２という商標の下で製造され市販されているプラスチックが特に適して いることが判明している。

工程３２では、プラスチック成形部品を、たとえば１７０℃で約２時間アニーリ ングして応力を除くと共に部品を最終寸法にする。成形されアニーリングされた プラスチック部品は、次に工程３４で、機械的接着または化学的接合による無電 解メッキ法を用いて部品の表面全体に銅を無電解メッキする。ウルテム（Ｕｌｌ ｅｍ）プラスチックの無電解メッキに使用する方法と化学は、その製造会社の製 品について記載している入手容易な文献で製造業者［ゼネラル・エレクトリック 社（Ｇｅｎｅｕｌ　Ｈｅｃｔ＋ｉｃ　Ｃｏｍｐｔｎ７）コが推奨している化学的 接合法である。他の方法も使用でき、良好な結果が得られる。この化学的接合法 ではパラジウム触媒の残渣がプラスチック表面に残留し、これはゼネラル・エレ クトリック社［Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔ「ｉｃ　Ｃｏｍｐｘｎｙ）によって 指示されているように後に除去しなければならないということに注意すべきであ る。無電解メッキのその他の方法も同様に良好に機能し得る。

次に工程３６では部品全体をレジストで被覆する。これは、たとえば電気泳動フ ォトレジストのような紫外線感受性フォトレジストを電気メッキすることによっ て達成することができる。これを達成するためには、ビイデュセク（Ｄ、Ａ、　 Ｖｉｄｕｓｔｋ）により［電気泳動）埼トレジスト技術−未来〜今日の像（ＥＩ ｅｅｔ＋ｏｐｈｏ＋ｅｆｉｃ　Ｐｈｏｊｏｒｅｓｉｔｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ：＾ｎ　Ｉｍａｇｅ　ｏｆ　ｊｂｅ　Ｆｕｔｕｒｅ　−Ｔｏｄａｙ）Ｊ　、Ｅ　 Ｉ　ＰＣ冬期会議（ＥＩＰＣＷｔｎｌｅｒ　Ｃｏ＋１ｆｅｒｅｎｃｅ）、１．９ ８８年１２月（援用する）に記載されている方法を使用することができる。いく つかの態様においては、レジストのスプレー噴霧または浸漬が良好であることが あろう。次に工程３８で、使用するレジストに応じて、たとえば乾燥およびベー キングによって必要に応じて１ノジストを硬化させる。その後工程４２で、第１ 図に関連して説明した可撓性の三次元マスクを成形部品全体を覆って取付ける。

このマスクは、金属が完成部品中に残る領域に対応してマスクの不透明な（黒い ）領域をもっている。次に工程４４で、真空にしてマスクと部品を引きつけるこ とによって、マスクを成形部品にぴったり合うように引きよせる。

マスクの不透明な領域によって覆われていないレジストを次に工程４６で露光さ せる。これは、真空源により成形部品とマスクをぴったりと合わせて保ちながら 非平行紫外光源を用いて行なうことができる。次に、工程４８で真空を取り除き 、成形部品からマスクを除去する。このレジストを次に工程５２で現像した後、 露出した銅に工程５４で電解銅およびスズまたはスズ／鉛合金（ハンダ）のよう な導電性金属を電気メッキする。他の電気メツキ導電性材料も適切であろう。そ の後工程５６で、電気メッキされてない領域に対応する領域のレジストを、ハバ ード・ホール・レジスト−７、トリッパ（Ｈｕｂｂａｒｄ　Ｈｌｌｌ　Ｒｅ５ｉ ｓｔ　５ｔｒｉｐｐｅ＋）　１７という市販さりているレジストストリッパのよ うな適当なストリッパまたは等価物で洗い流す。

この時点で部品は、無電解メッキされた銅の領域と、無電解メッキされた銅の上 に電解メッキされた領域とを含有している。金属被覆パターンの形成を完了させ るには、露出している無電解メッキされた銅を、工程５８で、たとえばアンモニ ア性、塩化第二鉄、過酸化物−硫酸、または塩化第二銅エツチング液の溶液を用 いてエツチングして除去する。

最後に工程６２で、無電解メッキ操作中に使用したパラジウム触媒を、ゼネラル ・エレクトリック（Ｇｅａｅ目ｌ　Ｈｅｃｆ＋ｉｃ　Ｃｏｍｐｘｎ７）が推薦し ておりそこから入手できる適当な方法と材料を使用して部品表面から除去してき れいにする。

この時点で部品は、工程６４で必要に応じて金やニッケルのメッキ、ピンの付加 、ハンダ被覆などのような最終処理ができるようになっている。

ここで第３図を参照すると、好ましい態様のプリント・エツチング法が記載され ている。第２図の方法と同様な過程では上記の過程および材料と同じものを使用 する。まず工程１３０で、三次元プラスチック基体をたくさんある通常の成形法 のいずれかによって成形する。この基体はたくさんある公知の材料（たとえば、 ポリエーテルイミド、ＡＢＳまたはポリカーボネート）のいずれからでも作成す ることができる。もしこの材料が後にハンダ過程の熱に耐えなければならないの であればそれは耐熱性プラスチックでもあるべきである。その他の場合基本的な 条件はメッキできるということである。工程１３２では、プラスチック成形部品 をアニーリングして応力を除くと共に部品を最終寸法にする。こうして成形しア ニーリングしたプラスチック部品は、次に工程１３４で、機械的接着または化学 的接合の無電解メッキ法のどちらかを使用して部品の表面全体に銅を無電解メッ キする。その後工程１３５で部品全体に銅を電気メッキする。

次に工程１３６では部品全体をレジストで被覆する。これは、たとえば電気泳動 フォトレジストのような紫外線感受性のフォトレジストをスプレー噴霧、浸漬ま たは電気メッキすることによって達成することができる。次に工程１３８でこの レジストを、たとえば乾燥およびベーキングによって硬化させる。その後工程１ ４２で、第１図に関連して記載したような可撓性の三次元マスクを、成形部品を 覆って取付ける。このマスクは、金属が最終部品中では除去されることになる領 域に対応してマスクの不透明な領域をもっている。次に工程１４４で、マスクと 部品を互いに真空に引くことによってマスクを成形部品とぴったり合うように引 寄せる。

次に工程１４６で、マスクの不透明な領域によって覆われていないレジストを、 たとえば非平行紫外光源によって露光させる。この際、真空源により成形部品と マスクをぴったりと合わせて保つ。次に、工程１４８で真空を取り除き、成形部 品からマスクを除去する。このレジストを次に工程１５２で適当な現像液を使用 して現像した後、露出した銅を工程１５４ですでに記載したようにしてエツチン グして銅を除去する。その後工程１５６で、メッキされている領域に対応する領 域のレジストを適当なストリッパで洗い流す。最後に工程１６２で、無電解メッ キ操作中に使用したパラジウム触媒を、すでに記載したようにして部品表面から 除去してきれいにする。

この時点で部品は、工程１６４で必要に応じて金やニッケルのメッキ、ピンの付 加、ハンダ被覆などのような最終処理または二次操作ができるようになっている 。

ここで第４図を参照すると、すでに説明した方法によって製造されるマスク２０ ０の簡単な一例が示されている。

このマスクを使用して得られるメッキされた部品２０４を第５図に示す。この簡 単な例では、平らな表面２０６は盛上がったブロック形状の突起２０８を含んで いる。この突起は、平らな表面からブロック形状の突起の側面を昇ってその上面 に達するめっきされた導体２１２を担持している。

さらに、メッキを使用してｒＭＰＴＪというしるし２１６を形成しである。平ら な表面２０６の両端に近いところには、この平らな表面を貫通してマスク２００ ０合わせポイントとして機能する一対の穴２１８と２２０がある。

これらの合わせポイントは、この簡単な例の場合、マスク２００から下に突出て おりそれぞれ穴２１８と２２０に係合する凹み２２２と２２４に対応し、正確に 位置決めされたマスクを保持する助けになる。マスク内の矩形の三次元バブル２ ３０は成形基体中のブロック２０８に対応する。

メッキされた導体２１２は、インクがマスク２００からレーザによって切取られ た対応するトレース２３４から得られたものである。同様に、ｒＭＰＴＪのしる し２１６はマスク２００の領域２３８内で除去されたインクの結果として形成さ れる。

一般に、上記のマスクで長方形の角は達成するのがいくらか困難であり、したが ってマスクが成形部品とぴったり合うことができるように長方形の角すべてに適 切な半径をもたせるのが好ましい。この簡単な例では、得られる金属領域２１２ および２１６に相当する透明領域２３０と２３８を有するものが記載されている が、これはもちろん、完成部品ではマスクの透明領域に対応する領域に金属が残 ることになるような方法を仮定している。金属がそのマスクの不透明な部分に対 応する領域に残るような方法によって、類似の金属パターンを製造できることが 当業者には分かるであろう。

マスク２００の周辺の回りには、真空効率を高めるための真空シールを形成する ほぼ半円状のチャンネル２４４がある。真空に引くための真空口２５０がシール を通って突出ており、マスクを通して工作物を露光する間真空に引くのが容易に なる。

当業者には、上記本発明に多くの変形があり、たとえば本発明から逸脱すること なく方法工程のいくつかを入替えたりできることが分かるであろう。本発明のマ スクは適切ないかなるシャドーマスク関連法でも使用できる。さらに、この方法 は、通常は金属で作成したり別個の部品として作成したりするような各種製品の 製造に使用できる。たとえば、前記の相互参照した特許出願には、通常は各種の 金属部品とプラスチック部品の集合体として製造される複数の電気コネクタが開 示されている。本発明方法を使用すると、そのような部品が、別個の集合体を必 要とする代わりに電子ＰＷＨの一部としてまたはプラスチックパネルの一部とし て製造できる。本発明の方法およびマスクのその他のたくさんの用途が当業者に は明らかであろう。

このように、本発明に従って前記目標、目的および利点を充分に満たす改良され た装置と方法が以上に説明されていることが明らかである。特定の具体例に関し て本発明を説明して来たが、明らかに、以上の説明に照らして当業者には多くの 代替、変形、修正および置換が明らかとなろう。

したがって、本発明はそのような代替、変形、修正および置換のすべてを添付の 請求の範囲の思想と広い範囲の中に入るものとして包含することを意図している 。

新規であるとして主張し、特許権による保護をめていることは次の通りである。

要　約 三次元基体の表面に金属被覆パターンをメッキまたはエツチングする方法におい て、まず薄いプラスチックシートの表面に真空成形可能なインクを塗布すること によって可撓性のプラスチックマスクを製造する。次にこのマスクを成形してパ ターンを形成すべき表面の形状にする。低出力ＹＡＧレーザを使用して、光が通 過できるようにしたい領域のインクを除去する。次に、このマスクと工作物との 間を真空にすることによってマスクを引いて工作物と密に接触させることによっ て、プリント・メッキ法かプリント・エツチング法のいずれかでこのマスクを使 用することができる。次にこの工作物をマスクの透明な領域を通して光に露光さ せることができる。

９．、−１６．−１．、−１−−−〜−　ρＣＴ／ＵＳ　９１１０１２０９

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明で真空成形可能な材料のシートの一つの表面に真空成形可能なインク を塗布する工程と、前記シートを真空成形する工程と、 前記インクの一部を除去して前記マスクの透明な領域を出現させる工程と を組合せて含んでなる、マスクの製造方法。
2. （２）前記除去工程を、前記インクの前記一部に低出力レーザを照射することに よって実施する、請求の範囲１に記載の方法。
3. （３）前記レーザがＹＡＧレーザである、請求の範囲２に記載の方法。
4. （４）前記シートが約０．００５〜０．０５０インチの厚さである、請求の範囲 １に記載の方法。
5. （５）前記透明材料を通して前記表面に照射することによって前記表面から前記 インクを除去する、請求の範囲２に記載の方法。
6. （６）前記シートのインクを付けた表面から前記表面に照射することによって前 記表面から前記インクを除去する、請求の範囲２に記載の方法。
7. （７）前記レーザがコンピュータに制御されたレーザからなる、請求の範囲２に 記載の方法。
8. （８）前記レーザが自由度５で制御することができる、請求の範囲７に記載の方 法。
9. （９）前記レーザが約５０ワット未満の出力を有する、請求の範囲２に記載の方 法。
10. （１０）０．００５〜０．０５０インチの厚さを有する透明で真空成形可能な材 料のシートの一つの表面に真空成形可能なインクを塗布する工程と、 前記シートを真空成形する工程と、 前記インクの一部にコンピュータに制御された低出力ＹＡＧレーザを照射するこ とによって前記インクの前記一部を除去して前記マスクの透明な領域を出現させ る工程とを組合せて含んでなる、マスクの製造方法。
11. （１１）前記透明材料を通して前記表面に照射することによって前記表面から前 記インクを除去する、請求の範囲１０に記載の方法。
12. （１２）前記シートのインクを付けた表面から前記表面に照射することによって 前記表面から前記インクを除去する、請求の範囲１０に記載の方法。
13. （１３）工作物上で実施されるメッキまたはエッチング法で使用するマスクであ って、 前記工作物の表面に近似した形状をもっている可撓性で透明なプラチックの真空 成形されたシートと、前記シートの一部を覆う不透明な物質のコーディングと、 前記不透明物質がなくて透明なプラスチックが露出している前記シートの少なく とも一つの領域と、前記マスクと前記工作物との位置を合わせるための重ね合わ せ手段と を組合せて含むマスク。
14. （１４）前記シートが約０．００５〜０．０５０インチの厚さの材料から作成さ れている、請求の範囲１３に記載の装置。
15. （１５）さらに、前記マスクと前記工作物との間を真空に引くための真空口を含 んでいる、請求の範囲１３に記載の装置。
16. （１６）さらに、前記マスクの周辺を取囲む真空シールを含んでいる、請求の範 囲１３に記載の装置。
17. （１７）前記重ね合わせ手段が、前記工作物中の開口内におさまるようになって いる少なくとも一つの凹みからなる、請求の範囲１３に記載の装置。
18. （１８）前記プラスチックが紫外線に対して透明である、請求の範囲１３に記載 の装置。
19. （１９）メッキまたはエッチング法に使用するためにマスクを工作物に当接する 方法であって、前記工作物の表面に合致する表面を有する可撓性のマスクを準備 する工程と、 前記マスクを前記工作物の前記表面上で位置を合わせる工程と、 前記マスクと前記工作物との間を真空にすることによって前記マスクを引きつけ て前記工作物と密に接触させる工程と を組合せて含んでなる方法。
20. （２０）さらに、前記工作物を前記マスクを通して選択的に露光する工程を含ん でいる、請求の範囲１９に記載の方法。
21. （２１）前記光が非平行光源によって発せられる、請求の範囲２０に記載の方法 。
22. （２２）メッキされた基体をフォトレジストで被覆する工程と、 前記被覆された基体を覆って可撓性のマスクを取付ける工程と、 前記基体と前記マスクとの間を真空にすることによって前記基体と前記マスクを 密に接触せしめる工程と、前記被覆された基体を前記マスクを通して露光する工 程と を組合せて含んでなる、基体上にメッキされた金属パターンを作成する方法。
23. （２３）前記マスクが透明な領域と不透明な領域とを含んでおり、前記透明領域 が前記工作物上で金属を付けておきたい領域に対応している、請求の範囲２２に 記載の方法。
24. （２４）前記マスクが透明な領域と不透明な領域とを含んでおり、前記透明領域 が前記工作物から金属を除去したい領域に対応している、請求の範囲２２に記載 の方法。
25. （２５）さらに、前記露光したレジスト被覆基体を現像して導電性の領域を露出 させる工程を含んでいる、請求の範囲２２に記載の方法。
26. （２６）前記光が非平行光である、請求の範囲２２に記載の方法。
27. （２７）さらに、前記被覆工程に先立って絶縁性の基体に無電解メッキして、前 記メッキされた基体を作成する工程を含んでいる、請求の範囲２２に記載の方法 。
28. （２８）さらに、前記被覆工程に先立って前記無電解メッキされた基体に導電性 金属を電気メッキして、前記メッキされた基体を作成する工程を含んでいる、請 求の範囲２７に記載の方法。
29. （２９）さらに、前記露出された導電性領域に導電性物質を電気メッキする工程 を含んでいる、請求の範囲２５に記載の方法。
30. （３０）さらに、前記露出された導電性領域をエッチングして除去する工程を含 んでいる、請求の範囲２５に記載の方法。
31. （３１）さらに、前記現像されたレジストを除去する工程を含んでいる、請求の 範囲２５に記載の方法。
32. （３２）さらに、前記現像されたレジストを除去する工程によって露出された導 電性物質をエッチングして除去する工程を含んでいる、請求の範囲３１に記載の 方法。
33. （３３）さらに、前記基体を洗ってそこから触媒を除去する上程を含んでいる、 請求の範囲３１に記載の方法。
34. （３４）絶縁性の基体を所定形状に成形し、前記絶縁性基体をアニーリングし、 前記基体に銅を無電解メッキし、 前記基体にフォトレジスト物質を電気メッキし、前記フォトレジスト物質を乾燥 およびべーキングし、前記基体を覆って可撓性のマスクを取付け、前記マスクと 前記基体との間を真空にすることによって前記可撓性マスクを引きよせて前記基 体とぴったり重なり合わせ、 前記基体を前記マスクを通して非平行光に露光し、前記マスクを前記基体から取 外し、 前記フォトレジスト物質を現像して、メッキされた基体の他の領域は覆ったまま でメッキされた基体のある領域を露出させ、 メッキされた基体の前記露出された領域に導電性物質を電気メッキし、 前記フォトレジスト物質を除去してメッキされた基体の前記他の領域を露出させ 、 メッキされた基体の前記他の領域をエッチングして前記他の領域上の前記メッキ を除去する という工程をこの順に含んでなる、基体にプリントしメッキする方法。
35. （３５）十分な強度のレーザ光に暴露されると不透明になる透明な材料のシート を準備する工程と、前記材料のシートを所定形状に成形する工程と、前記成形し たシートを十分な強度のレーザ光に露光して前記成形シートの選択された領域を 不透明にする工程とを組合せて含んでなる、マスクの製造方法。
36. （３６）前記材料のシートがアクリル製であり、前記レーザが前記選択された領 域に不透明なパターンを焼付ける、請求の範囲３５に記載の方法。
37. （３７）絶縁性の基体を所定形状に成形し、前記絶縁性基体をアニーリングし、 前記基体に導電性物質を無電解メッキし、前記基体に導電性物質を電気メッキし 、前記基体にフォトレジスト物質を電気メッキし、前記フォトレジスト物質を乾 燥およびべ−キングし、前記基体を覆って可撓性のマスクを取付け、前記マスク と前記基体との間を真空にすることによって前記可撓性マスクを引きよせて前記 基体とぴったり重ね合わせ、 前記基体を前記マスクを通して非平行光に露光し、前記マスクを前記基体から取 外し、 前記フォトレジスト物質を現像して、メッキされた基体の他の領域は覆ったまま でメッキされた基体のある領域を露出させ、 メッキされた基体の前記露出された領域をエッチングして除き、 前記フォトレジストを除いてメッキされた基体の前記他の領域を露出させる という工程をこの順に含んでなる、基体にプリントしこれをエッチングする方法 。