JPS6062186A - 絶縁物と導電物等の溶射により電気回路等を構成する方法 - 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】 本発明の詳細な説明は下記の項目の順に記載する。

ｌ・・本発明の要旨及び、従来技術に対する特徴■・・
・本発明（実施について）の詳細な説明ｉ・・・電気回
路等及び積層電気回路等を構成する方法 １１・・・電気回路基板及び積層電気回路基板を構成す
る方法 １）１・・・ＬＣＲを構成する方法 １ｖ・・・平面コイル及び積層平面コイルを構成する方
法 ■・・メカ部品面、メカシャーシ面及びギヤビネット面
等に電気回路基板（７くは積層電気回路等を構成する方
法 ■１・・・平面ヒーター若しくは積層平面ヒーターを構
成する方法 ■・・本発明において用いる溶射装置の概略Ｉ）、本発
明の要旨及び、従来技術に対する特徴本発明は、セラミ
ック（例、アルミナ）等の適宜の絶縁物の微粒子粉末を
、適宜の溶射装置によって溶射して、対象物面に絶縁層
を形成し、該絶縁層上に、適宜パターンの溶射レジスト
形成またはマスク当接をして、その上から導電物等（例
、金属、カーボン等の導電体、または、抵抗体、誘電体
など）を溶射したのち、溶射レジストまたはマスクを除
去して、絶縁層上に適宜パターンの電気回路等（電気回
路、電気回路基板、ＬＣＲ１平面コイル、メカシャーシ
面上の電気回路等、平面ヒーター等）を構成するように
したものであり、また、上記絶縁層の溶射形成と、電気
回路等の溶射形成をくり返して行うことによって、複数
積層構成の積層電気回路等を構成するようにしたもので
ある。

而して、本発明は、最も一般的な電気回路基板だけを取
シ上げてみても、従来のプリント基板に代る電気回路基
板を、プリント基板の製造に比し遥かに簡単な工程によ
って大量生産的に安価に製造しうるものであり、特に、
プリント基板の場合にはスルーホールメッキプリント基
板の場合でも、基板の表裏２面にしか回路形成ができず
、また多層プリント基板の場合は単に複数枚のプリント
基板を熱圧着工程によって積層一体化しているにすぎな
いものであることから、基板間の導通のだめのスルーホ
ール加工が難しく、また当然に積層厚がかなりの厚さく
複数のプリント基板＋ボンデングシート厚）になる欠点
があるが、 本発明方法によって構成出来る積層電気回路は、溶射に
よる絶縁層及び導電物等の層厚は、薄く形成せんとすれ
ば数ミクロン−数１０ミクロン程度に形成可能であるの
で、極めて薄いミクロン単位の積層電気胆略の構成も極
めて容易になし得る特徴があシ、また積層の場合でも基
板は一枚で足りる利点もある。そして捷だ、積層構成過
程において、従来のスルーホールメッキ加工に相当する
電気回路相互の導通接続も導通部の形成により簡単自在
になし得て、何らの問題点もない優れた特徴を発揮し得
るものである。

そして、上記特徴は電気回路基板及び積層電気回路（基
板）の他、本発明方法により実施される上記ＬＣＲ１平
面コイル、メカシャーシ面上の電気回路等及び、平面ヒ
ーター等の構成においても共通し、何れの場合でも、目
的に応じてミクロン単位まで極めて薄く構成可能であり
、逆に溶射ｉ節によって各層数ミリメートル以上に厚く
構成することも全く自在になしうる特徴がある。

■）、本発明（実施について）の詳細な説明１）・・・
電気回路等及び積層電気回路等を構成する方法 本発明は、捷ず、適宜の対象物面ｌ（例、後記基板／ａ
など）に、セラミック（例、アルミナ）等の適宜の絶縁
物ユの微粒子粉末を、プラズマ溶射装置等の適宜の溶射
装置３によって溶射して、対象物面ｌに゛絶縁層２ａｌ
を形成し、（舘１図の（イ）） 次に、該絶縁層、２ａの上に、適宜の配線回路等パター
ンの溶射レジストを形成またはマスク当接をし、（第１
図の（Ｏ）） 該溶射レジストｑ、またはマスクの上から、適宜の導電
物等Ｓ（例、金属、カーボン等の導電体、または、抵抗
体、誘電体など）の微粒子粉末を溶射し、溶射後、溶射
レジストψまたはマスクを除去して、電気回路等５ａｌ
を構成するものである。

（第１図の（・・）、（ニ）） 次に本発明は、上記のように形成した電気回路等５ａｌ
上に、必要な導通部６（上層に形成される電気回路等、
その他に対して導通接続する）を除いて、即ち、その部
分に溶射レジスレ形成またはマスク当接をして、絶縁物
ユの微粒子粉末を溶射して絶縁層２ａ２を形成し、（第
２図の（イ））該絶縁層２ａ２上に、適宜パターンの溶
射レジス）＋形成まだはマスク当接をし、（第２図の（
ロ）） 該溶射レジスト＜ｔｔたけマスクの上から、適宜の導電
物等Ｓの微粒子粉末を溶射し、溶射後、溶射レジストｌ
／−またはマスクを除去して、第２層目の電気回路等５
ａ２を構成し、（第２図の（・・）、（ニ）） 上記絶縁層２ａの溶射形成と、電気回路等３ａの溶射形
成をく）返し行うことによって、複数積層構成の積層−
電気回路等Ａｔ−構成するものである。

（第２図の（ホ）） 同、上記において、 （１）、本発明において用いる溶射装置については後記
する。

また、絶縁層及び電気回路等の溶射形成は、層厚が数ミ
クロン−数ｌθミクロン単位に均等層厚形成が可能であ
シ、その場合でも絶縁性、通電性その後の電気的特性は
何ら損色がなく有効に作用することが実証されている。

特に、抵抗体や誘電体を溶射するときにその層厚を調節
することにょシ、トリミング等を不要となし得る利点も
ある。また逆に層厚数ミリメートル以上にも自在に形成
可能である。

（２）、対象物面に対する第１層目の絶縁層の溶射形成
は、その上に溶射形成する電気回路等のだめの絶縁性基
盤を形成するためのものであるから、例えば対象物面が
、絶縁性のプラスチックであったシ、金属であっても前
処理として金属風孔処理（例、アルミニウムの場合−ア
ルマイト加工）等によって絶縁層として使用し得るもの
である場合には、第１層絶縁層の溶射形成を省略し、そ
れらの面に直接に電気回路等を溶射形成するも可である
。但し、第２層目以後の積層構成する場合は、前記の通
り絶縁層と電気回路等の溶射形成を交互に行うことは当
然である。

（３）、また、第１層目の絶縁層または電気回路等を溶
射に先だって、溶射装置により溶融乃至半溶融状態の微
粒子粉末が対象物面に噴射衝突したとき、該面に良好に
付着するように、対象物面を前処理（粗面形成処理）し
ておくことが望ましい。

該処理としては、例えば、サンドブラスト、化学薬剤に
よる腐蝕処理、金属微粒子粉末の溶射による被膜形成等
が考えられる。

（４）、溶射は微粒子粉末を溶融乃至半溶融状態として
、対象物面に噴射衝突付着せしめるものであるから、対
象物面は平面のみならず、曲面、凹凸面、球面、コーナ
ー面など、あらゆる形状の面に自在に溶射被膜層の形成
が可能であシ、よって、それら任意形状の面に対し本発
明方法の実施が可能である。

（５）、対象物としては、最も一般的な通常のプリント
基板と同様な基板をはじめとして、アルミニウム等の金
属板、ガラス板、プラスチック板その他全く任意である
。

（６）、溶射レジストとしては、溶射する物質によって
溶射温度等が変るので一概に言えないが、例えば、プリ
ント基板製造の際のメツキレシスト等と同様なもの、ま
たはより簡易な通常の塗料などでも可であり、最も簡単
な実施例では市販のマジックインキ（商標）の塗着が本
発明で使用する絶縁物（例、アルミナ）及び導電物等（
主に銅等の金！、チタン酸バリウム等のセラミック）の
溶射に対して極めて有効なレジストとなることが判明し
た。

なお、溶射レジスト形成は、従来のプリント基板の場合
と同様に、主に印刷法によって行う。また、マスクは適
宜の金属薄板をプレス加工するなどして設ける。

（７Ｌ　ドリリングホールパターン、シンボルマーク及
び・・ンダレジスト等（裏従来のプリント基板製造と同
様に、印刷捷たは塗着等により、上記本発明工程と適宜
組合せて行う。

また、リード綜接続、電子部品の実装等のだめの必要構
成も上記本発明工程と適宜組合せて行えば可である。

１１）・・・電気回路基板及び積層電気回路基板を構成
する方法 電気回路基板は、上記（ｉ）に記載の本発明方法におい
て、対象物ｌとして基板／ａを用い、該基板／ａ上に絶
縁層を溶射形成し、該絶縁層上に適宜パターンの電気回
路を溶射形成して構成するものである。

基板／ａとしては、例えば、従来のプリント基板と同様
なプラスチック系の基板、またはアルミニウム板等の金
属板など任意であり、まだ、該基板／ａ面が有効な絶縁
性である場合には、絶縁層の溶射形成を省略し、直接に
電気回路を溶射形成するも可であることは上述の通りで
ある。

積層電気回路基板は、上記のように構成した電気回路基
板上に、絶縁層の溶射形成と電気回路の溶射形成を交互
にくり返し行って、複数積層の積層電気回路基板を構成
するものである。而してその際、導通部６を形成して電
気回路相互を導通接続することは上述の通シである。

１１１）・・・Ｌ’ＣＲを構成する法 本発明は、上記（１）に記載の本発明方法において、電
気回路中若しくは積層電気回路中、或はそれら電気回路
と連係して、または全く別個独立に、ＬＣＲ（インダク
タ、コンデンサ、レジスタ）を、Ｌ（インダクタ）の場
合は適宜導電物の適宜パターン溶射形成と適宜磁性物（
例、フェライトチップ）の組合せ等によって、Ｃ（コン
デンサ）の場合は適宜誘電体の適宜パターン溶射形成に
よって、Ｒ（レジスタ）の場合は適宜抵抗体の適宜パタ
ーン溶射形成によって、これらＬＣＲを個々にまたは適
宜組合せて構成するようにしたものである。

これによって、本発明は従来のＣ，Ｒ複合部品、Ｃ，Ｌ
複合部品に相当するものを溶射形成によって単層または
積層の薄めて薄く構成し得たものを、単独部品としてま
たは電気回路等との複合構成として提供し得る。

１■）・・・平面コイル及び積層平面コイルを構成する
方法 本角明は、上記（１）に記載の本発明方法において、電
気回路中若しくは積層電気回路中、或はそれら電気回路
と連係して、または全く別個独立に、絶縁層上に渦巻き
、＜ターンに導゛電物を溶射形成若しくは積層溶射形成
して、平面コイル若しくは積層平面コイルを構成するよ
うにしたものであシ、そして、積層平面コイルを構成す
るときに、各平面コイルの中心端と中心端、または外周
端と外周端に導通部６を形成して各平面コイルを導通接
続すると共に、各平面コイルに流れる電流方向を一定と
なるように構成したものである。

この平面コイル及び積層平面コイルは極めて薄く構成し
得ることから、例えば、スピーカのボイスコイル、モー
ター用平面コイルとして極めて有効な用途が考えられる
ものである。

■）・・・メカ部品面、メカシャーシ面及びキャビネッ
ト面等に電気回路等若しくは積層電気回路等を構成する
方法 本発明は、上記（１）記載の本発明方法において、各種
電気機器のメカ構成部品面、メカシャーシ面及び、キャ
ビネット面等に、それらの面を対象面として、絶縁層の
溶射形成及び電気回路等の溶射形成、それらの積層溶射
形成を行い、該メカ構成部品面上、メカシャーシ面上及
びキャビネット面上等に、直接に、電気回路等若しくは
積層電気回路等を構成するようにしたものである。

従来、各種電気機器において、それに必要なプリント基
板は、プリント基板として独立したものを設けて、これ
をメカシャーシ等の適宜位置に取付け、またリード線を
引き回わして配線構成しているが、 上記本発明によれば、例えば、金属板を使用したメカシ
ャーシ面やメカ構成部品面（例、カムプレート、ギヤ、
プーリ、レバー等の面）に、直接に、本発明方法によっ
て電気回路等若しくは積層電気回路等を溶射形成により
極めて薄くしかも剥落の恐れなく強固に構成し得るので
、メカシャーシやメカ構成部品そのものを同時に電気回
路基板として利用できる謂わば電気回路等を含んだメカ
シャーシやメカ構成部品を構成できて、プリント基板の
省略、配線の省略等により各種電気機器、部品の超小型
化を可能ならしめつる。

また、メカシャーシ面等がプラスチック等の絶縁性であ
る場合には、第１層目の絶縁層の溶射形成を省略しうる
のは上述の通りである。

■１）・・・平面ヒーター若しくは積層平面ヒーターを
構成する方法 本発明は、上記（１）に記載の本発明方法において、耐
熱性の絶縁物を溶射形成した絶縁層上に、電気抵抗発熱
する導電物を、面積をもった平面状、並列線状、ジグザ
グ線状、渦巻き線状等の適宜パターンに溶射形成若しく
は積層溶射形成して、平面ヒーター若しくは積層平面ヒ
ーターを構成する耐熱性の絶縁物としては、例えばセラ
ミック、ガラス等を用い、抵抗発熱導電物としては例え
ばニクロームの微粒子粉末を用いて溶射形成する。

これによって、極めて薄いヒーターを、平面状はもとよ
り自在な対象物面上に形成し得るとと＼なシ、工業用、
家庭用として極めて広い応用範囲が見込まれるものであ
る。まだ逆に、各溶射層を厚く形成して熱量の極めて大
きいヒーターを構成することも当然に可能である。

■）、本発明に艇いて用いる溶射装置の概略本発明に於
て用いる溶射装置３は、高熱（例、１０００〜２０００
℃）雰囲気中に目的材料微粒子粉末を噴射通過せしめて
、瞬間的に該微粒子粉末を加熱溶融乃至半溶融状態とし
て、該状態のま＼対象物面に溶射結着せしめる装置であ
り、例えハフラスマ溶射機を用いる。

該プラズマ溶射機は電気によってプラズマ発生装せるプ
ラズマ発生装置７と材料微粒子粉末の噴射装置ｔから成
シ、噴射した微粒子材料粉末をプラズマ雰囲気ｑ中を通
過させて溶融状態となった粉末を対象物面に高速度で強
力に衝突させて溶射結着し、該面に同材料の被膜乃至層
を形成するものである。

而して、本発明方法では、上記微粒子粉末として、上述
のような適宜の絶縁物と適宜の導電物等の微粒子粉末を
用い、噴射した該微粒子粉末をプラズマ雰囲気９中を通
過させて溶融乃至半溶融状態となった微粒子粉末を対象
物面に高速度で強力に衝突結着し、該対象物面の目的位
置に絶縁層と電気回路等を溶射形成するようにしたもの
である。

この溶射方法によれば、微粒子粉末が溶融乃至半溶融状
態のま＼対象物面に高速衝突して結着するものであるこ
とから、その結着力は極めて強く、金属メッキに勝り、
鍛接に類した強度を示すものであり、また、そのように
強力に結着した先着粒子に後続溶融粒子が次々と高速衝
突し結着するものであるから、これによって形成された
層はその材料の鋳造品に近似した一体的組成と各種強度
、断面密度及び比重等を具有したものが得られるもので
あり、電気的特性においても素材本来の特性が殆んど変
化しないものが得られる。

而して、従来このプラズマ溶射機による溶剤実施例とし
ては、航空機のジェットエンジンの内面に金属チタン等
の耐高熱性、耐磨耗性に勝れた金属粉末を溶射結着して
、該金属の厚手強力な被膜を形成して、もって、ジェッ
トエンジンの耐久性を抜群に向上していることが挙げら
れる。

本発明に用いる溶射装置は、上記プラズマ溶射機に限定
するものではなく、要するに絶縁物及び導電物等の微粒
子粉末を噴射してこれを適宜形成した高熱雰囲気中を通
して瞬間的に溶融乃至半溶融して対象物面の所定箇所に
溶射結着する装置であれば、その具体構成は適宜である
。更に、高熱雰囲気の具体的温度は絶縁物及び導電物等
の材質及び層厚等によシ当然に高低調節する。

【図面の簡単な説明】

第１図の（イ）、（ロ）、（）・）、（ニ）は本発明方
法により、電気回路等を構成する順序を示す説明図、第
２図の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）、（ホ）は第１
図示の本発明方法に引続いて、本発明方法により、積層
電気回路等を構成する順序を示す説明図である。 付号、Ａ・・・積層電気回路等、ｌ・・・対象物面、／
ａ・・・基板、ユ・・・絶縁物、Ｊａ・・・絶縁層、２
ａ−・・第１層目の絶縁層１．２ａ２・・・第２層目の
絶縁層、３・・・溶射装置、仝・・・溶射レジスト、Ｓ
・・導電物等、ｊａ・・電気回路等、３ａム・・・第１
層目の電気回路等、３ａ２・・・第２層目の電気回路等
、６・・導通部、７・・・プラズマ発生装置、に・・噴
射装置、９・・・プラズマ雰囲気。 第１図 第之図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）、適宜の絶縁物の微粒子粉末を、適宜の溶射装置に
   よって溶射して、対象物面に絶縁層を形成し、該絶縁層
   上に適宜パターンの溶射レジスト形成またはマスク当接
   をし、その上から導電物等の微粒子粉末を溶射したのち
   、溶射レジスト捷たはマスクを除去して、絶縁層上に適
   宜パターンの電気回路等を構成するようにした、絶縁物
   と導電物等の溶射により電気回路等を構成する方法。 ２）、適宜の絶縁物の微粒子粉末を、適宜の溶射装置に
   よって溶射して、対象物面に絶縁層を形成し、該絶縁層
   上に適宜パターンの溶射レジスト形成またはマスク当接
   をし、その」二から４４ｇ、物等の微粒子粉末を溶射し
   たのち、溶射レジストまたはマスクを除去して、絶縁層
   上に適宜パターンの電気回路等を構成し、 上記絶縁層の溶射形成と、電気回路等の溶射形成をくり
   返し行うことによって、複数積層構成の積層電気回路等
   を構成するようにした、絶縁物と導電物等の溶射によシ
   ミ見回路等を構成する方法。 ３）、特許請求の範囲第１項及び第２項記載の絶縁物と
   導電物等の溶射により電気回路等を構成する方法におい
   て、 絶縁物を溶射して対象物面に第１層絶縁層を形成する、
   その対象物面が有効な絶縁体である場合には、第１層絶
   縁層の形成を省略するようにした、絶縁物と導電物等の
   溶射によシミ見回路等を構成する方法。 ４）、特許請求の範囲第１項記載の絶縁物と導電物等の
   溶射により電気回路等を構成する方法において、適宜の
   基板面上にセラミック等の適宜の絶縁物の微粒子粉末を
   、適宜の溶射装置によって溶射して、該基板面に絶縁層
   を形成し、該絶縁層上に適宜の回路パターンの溶射レジ
   スト形成またはマスク当接をし、その上から金属等の適
   宜の導電物の微粒子粉末を溶射したのち、溶射レジスト
   またはマスクを除去して、基板上の絶縁層上に適宜回路
   パターンの電気回路を形成して、電気回路基板を構成す
   るようにした、絶縁物と導電物等の溶射により電気回路
   等を構成する方法。 ５）、特許請求の範囲第２項記載の絶縁物と導電物等の
   溶射により電気回路等を々１ｖ成する方法において、 適宜の基板面上にセラミック等の適宜の絶縁物の微粒子
   粉末を、適宜の溶射装置によって溶射して、該基板面に
   絶縁層を形成し、該絶縁層上に適宜の回路パターンの溶
   射レジスト形成捷たはマスク当接をし、その上から金属
   等の導電物の微粒子粉末を溶射したのち、溶射レジスト
   またはマスクを除去して、基板上の絶縁層上に適宜回路
   パターンの電気回路を形成し、 上記絶縁層の溶射形成と、電気回路の溶射をくり返し行
   うことによって、複数積層構成の積層電気回路基板を構
   成するようにした、絶縁物と導電物等の溶射により電気
   回路等を構成する方法。 ６）、特許請求の範囲第２項記載の絶縁物と導電物等の
   溶射により電気回路等を構成する方法において、 絶縁層の溶射形成と、電気回路等の溶射形成をくり返し
   行うことによって複数積層構成の積層電気回路等を構成
   するとき、電気回路等上に絶縁層を溶射形成する前に該
   電気回路等の一部に溶射レジスト形成またはマスク当接
   をして無絶縁層部を形成し、続く導電体等の溶射て核部
   を導通部として形成して、積層電気回路等相互を該導通
   部で導通するようにした、絶縁物と導電物等の溶射によ
   り電気回路等を構成する方法。 ７）、特許請求の範囲第１項及び第２項記載の絶縁物と
   導電物等の溶射により電気回路等を構成する方法におい
   て、 電気回路中若しくは積層電気回路中、或はそれら電気回
   路と連係して、捷たは別個に、ＬＣＲ（インダクタ、コ
   ンデンサ、レジスタ）を適宜導電物の適宜パターン溶射
   形成と適宜磁性物の組合せ、適宜誘電体の適宜パターン
   溶射形成、及び、適宜抵抗体の適宜パターン溶射形成に
   よ層構成するようにした、絶縁物と導電物等の溶射によ
   り電気回路等を構成する方法。 ８）、特許請求の範囲第１項及び−第２項記載の絶縁物
   と導電物等の溶射により電気回路等を構成する方法にお
   いて、 電気回路中若しくは積層電気回路中、或はそれら電気回
   路と連係して、捷たは別個に、渦巻き・くターンに導電
   物を溶射形成若しくは積層溶射形成して、平面コイル若
   しくは積層平面コイルを構成するようにした、絶縁物と
   導電物等の溶射により電気回路等を構成する方法。 ９）、特許請求の範囲第１項及び第２項記載の絶縁物と
   導電物等の溶射により電気回路等を構成する方法におい
   て、 電気回路中若しくは積層電気回路中、或はそれら電気回
   路と連係して、捷たは別個に、渦巻きパターンに導電物
   を積層溶射して積層平面コイルを構成するとき、各平コ
   イルの中心端と中心端、または外周端と外周端に導通部
   を形成して各平面コイルを導通接続すると共に、各平面
   コイルに流れる電流方向を一定とした、絶縁物と導電物
   等の溶射によシミ気回路等を構成する方法。 ｌＯ）、特許請求の範囲ＩＥＩ項及び第２項記載の絶る
   方法において、 各種電気機器のメカ構成部品面、メカシャーシ面及び、
   キャビネット面等に、絶縁層の溶射形成及び電気回路等
   の溶射形成、それらの積層形成を行い、該メカ構成部品
   面上、メカシャーシ面上及びキャビネット面上等に電気
   回路等若しくは積層電気回路等を構成するようにした、
   絶縁物と導電体等の溶射により電気回路等を構成する方
   法。 １１）、特許請求の範囲第１項及び第２項記載の絶縁物
   と導電物等の溶射により電気回路等を構成する方法にお
   いて、 耐熱性の絶縁物を溶射形成した絶縁層上に、電気抵抗発
   熱する導電物を面積をもった平面状、並列線状、ジグザ
   ク線状、渦巻き線状等の適宜パターンに溶射形成若しく
   は積層溶射形成して、平面ヒーター若しくは積層平面ヒ
   ーターを構成するようにした、絶縁物と導電物等の溶射
   により電気回路等を構成する方法。