JPH07193356A

JPH07193356A - レーザーによる回路パターン形成方法及び回路基板

Info

Publication number: JPH07193356A
Application number: JP5331257A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Miyashita; 貴之宮下
Original assignee: Polyplastics Co Ltd
Current assignee: Polyplastics Co Ltd
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】電気・電子機器等の分野で回路部品として使
用される、表面に正確な導電回路を有する成形品を、効
率よく製造する方法を提供する。【構成】合成樹脂成形品表面に形成された金属薄膜に
レーザー光を照射し金属薄膜を除去して回路パターン形
成を行い電気メッキにより回路を形成する方法におい
て、金属薄膜の厚さが 0.2〜2.0 μｍであり、レーザー
スポット径が50〜500 μｍであるレーザー光を照射して
金属薄膜を 100〜500 μｍの幅で除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂成形品表面に
形成された金属薄膜に回路パターンを形成する方法に関
し、電気・電子機器等の分野で回路部品として使用され
る、表面に正確な導電回路を有する成形品を、効率よく
製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
合成樹脂成形品の表面にレーザー光線を用い回路パター
ンを形成する方法としては、例えば成形品の表面に予め
導電回路として充分な厚さの金属膜を形成し、導電回路
以外の部分の金属膜をレーザー光線により飛散除去し
て、そのまま導電回路とする方法（特開昭６４−８３３
９１号公報）があるが、この方法では導体金属層の厚さ
を回路としての導電性が充分な比較的厚い層（例えば10
μｍ以上）とする必要があり、レーザー光にて金属層の
不要部を除去する場合にレーザー光の出力を高くする必
要があるため、下地の合成樹脂成形品まで損傷してその
外観形状を著しく阻害し、又、合成樹脂を炭化させて絶
縁性に支障を生じる等の問題がある。そのため、成形品
の表面に金属薄膜を形成し、導電回路部以外の部分の金
属薄膜を除去し回路パターンを形成し、電気メッキを行
い導電回路とする方法が考えられた。この方法によれば
レーザー光の出力を下げて照射するため、合成樹脂が炭
化されず絶縁性の問題はないが、従来、この方法ではレ
ーザー光による金属薄膜の除去幅が 100μｍ未満と狭い
ため、その後の電気メッキ工程により導電回路を所望の
厚さに形成する際、金属薄膜を除去した部分にメッキが
成長し導電回路が短絡するという問題が生じる場合があ
る。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、これら従
来法の問題を解決し、レーザー光を利用した簡便な方法
で複雑な形状の成形品にも精度良く回路パターンを形成
する方法に関し、上記問題を解決すべく詳細に検討した
結果、合成樹脂成形品表面の金属薄膜をレーザー光を照
射して特定の幅で除去することにより、その後の電気メ
ッキ工程により導電回路が短絡することなく導電回路を
形成し得ることを見出し、本発明に到達した。即ち本発
明は、合成樹脂成形品表面に形成された金属薄膜にレー
ザー光を照射し金属薄膜を除去して回路パターン形成を
行い電気メッキにより回路を形成する方法において、金
属薄膜の厚さが 0.2〜2.0 μｍであり、レーザースポッ
ト径が50〜500 μｍであるレーザー光を照射して金属薄
膜を 100〜500 μｍの幅で除去することを特徴とする回
路パターン形成方法である。

【０００４】以下、順を追って本発明の方法を説明す
る。本発明で用いる合成樹脂成形品の材質は、金属薄膜
を強固に付着することのできる合成樹脂であれば、熱可
塑性樹脂、熱硬化性樹脂材料の何れでも良いが、かかる
成形品が後にハンダ付加工等の苛酷な処理を受けること
を考慮すると、耐熱性が高く、かつ機械的強度の優れた
ものが望ましく、また多量産性の点では射出成形可能な
熱可塑性樹脂が好ましい。その例を挙げれば、芳香族ポ
リエステル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリアリー
レンサルファイド、ポリサルホン、ポリフェニレンオキ
サイド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリアリレ
ート及びこれらの組成物が挙げられ、特に高融点、高強
度、高剛性、成形加工性等の観点から液晶性ポリマー
（例えば液晶性ポリエステル、ポリエステルアミド）、
ポリアリーレンサルファイドは特に好適であるがこれら
に限定されるものではない。また、金属薄膜の密着性を
高めるため、必要に応じその材料に易エッチング性物質
等の適当な物質を配合しても良い。合成樹脂成形品は、
射出成形等により成形されるが、その表面の金属薄膜の
密着性を良くするため、更に酸、アルカリその他による
化学的エッチング、或いはコロナ放電、プラズマ処理等
の物理的表面処理を行っても良い。

【０００５】次にこの成形品の表面に金属被覆加工を行
い、金属薄膜を形成する。ここで付与する金属薄膜の厚
さは特に重要であり、厚すぎると次工程におけるレーザ
ー光線による回路パターン形成に強い出力のレーザー光
を要し、先に述べたように基体成形品に損傷を生じさせ
るため好ましくない。また、逆に薄すぎると電気メッキ
により導電回路として充分な厚さの金属層を形成する工
程において、電気メッキの加工性に支障を生じ好ましく
ない。かかる見地から基体成形品の表面に付与される金
属薄膜の厚さは 0.2〜２μｍであり、好ましくは 0.3〜
１μｍである。かかる範囲の厚さであればレーザー光線
による回路パターン形成が比較的弱い出力で基体成形品
に損傷を生じることなく正確に行うことができ、また最
終的な回路形成のため電気メッキ加工に必要な程度の導
電性は保たれるので好適である。かかる金属膜を形成す
る方法としては、化学メッキ、スパッタリング、真空蒸
着、イオンプレーティング、転写法、導電剤塗装等、従
来公知の何れの方法でも良いが、均一な金属薄膜を形成
するためには化学メッキ（無電解メッキ）、スパッタリ
ング、真空蒸着、イオンプレーティングが適当である。

【０００６】次に表面に金属薄膜を形成した合成樹脂成
形品について、絶縁回路となる部分又は絶縁回路となる
部分の輪郭線部分に出力及びレーザースポット径を適宜
調節したレーザー光を照射し、この部分の金属薄膜を選
択的に除去する。ここで用いるレーザーのスポット径及
び除去する金属薄膜の幅は特に重要であり、除去する金
属薄膜の幅が狭すぎると次工程における電気メッキによ
り導電回路部分が短絡する問題を生じさせるため好まし
くない。そのため除去する金属薄膜の幅は回路形成に支
障のない範囲で広いほうが好ましいが、レーザースポッ
ト径が50μｍより小さなレーザー光を用いた場合、エネ
ルギー密度が高いためスポット径よりも広い幅で金属薄
膜が除去されるが、一回の照射で充分な幅の金属薄膜を
除去することは不可能であり、そのため照射する回数が
多くなり過ぎレーザー照射時間が長くなるため、生産性
が悪くなり且つ不経済でもある。また、レーザーのエネ
ルギーにより樹脂が劣化するおそれがある。逆にレーザ
ースポット径が500 μｍより大きなレーザー光を用いて
照射する場合、エネルギー密度が低いため金属薄膜を除
去するのに必要なエネルギーが確保できず、金属薄膜が
残存する問題が生じる。かかる見地より、金属薄膜を除
去するために用いるレーザー光のスポット径は50〜500
μｍ、好ましくは150 〜250 μｍである。また、除去す
る金属薄膜の幅が500 μｍよりも広い場合は、スポット
径が500 μｍのレーザー光を複数回照射するより、それ
よりも小さなスポット径のレーザー光を用いて絶縁部分
の輪郭に照射する方法を用いるほうが回路の制度が高く
なるため、金属薄膜を除去する幅は 500μ以下が良い。
かかる見地から除去する金属薄膜の幅は 100〜500 μｍ
であり、好ましくは 150〜250 μｍである。かかる範囲
の幅であれば電気メッキにより導電回路が短絡すること
なく、また、レーザー照射時間が短くなり生産性が良く
なるため好適である。以上のように、本発明は、金属薄
膜の厚さおよびレーザースポット径を特定することによ
り、基体となる合成樹脂成形品を損傷せず、 150〜250
μｍという幅の回路パターンを形成し、電気メッキによ
り導電回路が短絡することなくレーザー照射時間を短く
し、生産性を向上したものである。

【０００７】かかる金属薄膜に照射するレーザー光はＹ
ＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー等、予め設定された回
路パターンを、コンピュータによって制御されたＸＹ方
向のスキャン機構を有するレーザーマーカーにより選択
的に照射する。また、複雑な立体成形品に回路を形成す
る必要のある場合には、レーザー光を光ファイバ、プリ
ズム等により立体的な方向に導き、コンピュータ制御に
より立体的に所定の領域を正確に照射することができ
る。またはＸＹ方向のスキャン機構を有するレーザーマ
ーカーとコンピュータにより同調して動くＸＹＺ方向、
回転、傾斜の５軸のテーブルを組み合わせることによっ
ても立体的に照射することができる。また、この方法に
よれば、パターンの作成及び修正等はレーザー照射域の
描画プログラムの変更だけで簡単に行える利点を有す
る。また、同一処理内でのスポット径の変更およびスポ
ット径を可変させながらレーザー光を照射することは難
しいため、金属薄膜の除去幅を数種類混在させたい場
合、Ｚ軸を動かしてレーザーの焦点位置をずらしてレー
ザースポット径を大きくして照射する方法、またはレー
ザーを一部重なる位置に複数回照射する方法により行う
ことができる。

【０００８】次に金属薄膜による回路パターンを形成し
た合成樹脂成形品は、使用目的により可能であればその
まま回路部品として使用しても良いが、一般に回路部品
として使用する場合は、その導電性の点で、あるいは使
用中の摩擦等による損傷断線等の点で、上記の如き２μ
ｍ未満の薄膜の回路では、不都合な場合が多く、一般に
は少なくとも10μｍ以上の厚さが必要とされる。従って
本発明においては、この回路パターンの導電回路となる
部分に更に電気メッキを施し、所望の厚さ（例えば、10
〜100 μｍ）に金属層を付加して目的とする導電回路を
形成する。かかる金属層の付加は既に形成された回路パ
ターンが電気メッキに可能な程度の導電性を有するため
一般的な電気メッキ法を適用することができる。

【０００９】次いで、導電回路に金属層が付加され、絶
縁回路が形成、又は絶縁部分に化学メッキの残った合成
樹脂成形品は、そのまま、もしくは必要であれば化学メ
ッキのエッチング液により、絶縁部分に残った化学メッ
キを溶解除去し回路基板を形成する。かかるエッチング
液は一般的な金属エッチング液（例えば、塩化鉄等）を
用いれば良い。次に導電回路が形成された回路基板に電
子素子を収容しハンダ、ワイヤーボンディング等により
電気的に接続を行い封止し電子部品、又は電子部品の集
合体とした後、必要により基板を切り分けて最終的な電
子部品を形成する。

【００１０】

【発明の効果】本発明によれば、レーザー光を使用する
際の合成樹脂成形品の損傷による外観、形状、さらには
絶縁性等に対する支障を避けることができ、また、電気
メッキ工程の際の導電回路の短絡を避けることができ、
簡便な方法で所望の正確な導電回路を有する回路基板及
び電子部品を良品率高く得ることができ、経済的にも有
利である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。

【００１２】実施例１液晶性ポリエステル（商品名「ベクトラ」、ポリプラス
チックス（株）製）を主体とする金属密着性（メッキ
性）樹脂組成物を用いて射出成形し立体的な成形品を作
成した。次いでこれを脱脂し、ＫＯＨ水溶液にてその表
面のほぼ全面をエッチング処理した後、ＨＣｌ水溶液に
て中和し、洗浄後、触媒（商品名「キャタリストＡ−３
０」、奥野製薬工業（株）製）を付与して表面を活性化
した後、化学銅メッキ液（商品名「ＯＰＣ−７５０」、
奥野製薬工業（株）製）に浸漬して成形品の表面に、厚
さ 0.6μｍの化学銅メッキを施し、よく洗浄後、乾燥し
た。次に、この表面を化学銅メッキした成形品に、レー
ザーパワーが 0.5ＷのＹＡＧレーザー光をレーザースポ
ット径が 150μｍとなるように照射して、絶縁回路部分
及び絶縁部分の輪郭線上の化学銅メッキを幅 150μｍで
除去することにより回路パターンを形成した。次いで、
この回路パターンを形成した成形品に、電気銅メッキを
行い、導電回路部分の銅膜の厚さが30μｍで、絶縁部分
に化学銅メッキが残った成形品を得た。次にこの絶縁部
分に化学銅メッキが残った成形品を、塩化鉄(III) 水溶
液に浸漬し、化学銅メッキを溶解除去し、正確で立体的
な導電回路部分を有する回路基板を得た。次にこの回路
基板にフィルムコンデンサ素子を収容し、このフィルム
コンデンサ素子の電極と回路基板の回路を電気的に接続
し、封止樹脂により封止した後、このフィルムコンデン
サ素子を収容した回路基板を切断しフィルムコンデンサ
を得た。

【００１３】比較例１液晶性ポリエステル（商品名「ベクトラ」、ポリプラス
チックス（株）製）を主体とする金属密着性（メッキ
性）樹脂組成物を用いて射出成形し立体的な成形品を作
成し、実施例１と同様にして化学銅メッキを施した成形
品を得た。次に、この表面を化学銅メッキした成形品
に、レーザーパワーが 0.5ＷのＹＡＧレーザー光をレー
ザースポット径が40μｍとなるように照射して、絶縁回
路部分及び絶縁部分の輪郭線上の化学銅メッキを幅60μ
ｍで除去することにより回路パターンを形成した。次い
で、この回路パターンを形成した成形品に、電気銅メッ
キを行い、導電回路部分の銅膜の厚さを30μｍとしたと
ころ、導電回路の短絡した成形品しか得られなかった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂成形品表面に形成された金属薄
膜にレーザー光を照射し金属薄膜を除去して回路パター
ン形成を行い電気メッキにより回路を形成する方法にお
いて、金属薄膜の厚さが 0.2〜2.0 μｍであり、レーザ
ースポット径が50〜500 μｍであるレーザー光を照射し
て金属薄膜を 100〜500 μｍの幅で除去することを特徴
とする回路パターン形成方法。
【請求項２】レーザーの焦点位置をずらしてレーザー
スポット径を50〜500 μｍとしてレーザー光照射を行う
請求項１記載の回路パターン形成方法。
【請求項３】レーザーを一部重なる位置に複数回照射
し金属薄膜を除去する請求項１又は２記載の回路パター
ン形成方法。
【請求項４】合成樹脂成形品が立体形状を有するもの
である請求項１〜３の何れか１項記載の回路パターン形
成方法。
【請求項５】請求項１〜４の何れか１項記載の方法に
より回路パターンを形成した合成樹脂成形品を電気メッ
キした後、必要によりフラッシュエッチングし回路形成
した回路基板。
【請求項６】請求項５記載の回路基板に電子素子を収
容し、電子素子の電極と回路基板の回路とを電気的に接
続を行い封止した後、必要により基板を切り分けて製造
した電子部品。