(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記金属配線の長手方向に垂直な断面形状は、側面が前記角部から外側に広がるように連続する傾斜面を有する形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の立体的回路基板。
前記微量エッチングは、前記フォトエッチングよりも、エッチング液噴射圧力を低下させて行うエッチングであることを特徴とする請求項6に記載のフィルム状回路基板の製造方法。
前記微量エッチングは、前記フォトエッチングよりも、エッチング液の温度を低下させて行うエッチングであることを特徴とする請求項6又は7に記載のフィルム状回路基板の製造方法。
請求項6乃至8のいずれか一項に記載のフィルム状回路基板の製造方法により製造されたフィルム状回路基板を、円筒形状又は円柱形状を有する基体の周面に貼り付け、フィルム状回路基板実装体を形成する工程と、
該フィルム状回路基板実装体の表面に絶縁性樹脂を塗布し、表面保護膜を形成する工程と、を有することを特徴とする立体的回路基板の製造方法。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、このローラーに貼り付けられた回路基板の表面の銅配線には、防錆や配線間の短絡防止のために絶縁樹脂で保護膜を形成する必要がある。この絶縁樹脂の塗工には、スプレー工法や浸漬工法、印刷工法があるが、フォトエッチングで形成された銅配線は、その加工性からエッジがシャープであり、塗工時に気泡が残ってしまうことがあるという問題があった。
【0007】
そこで、本発明は、ローラーなど円筒形状又は円柱形状の基体の表面に、フィルム状回路基板を貼り付けした後、絶縁樹脂で表面保護膜を形成する場合に、絶縁樹脂塗工での気泡残りを抑制できる立体的回路基板、フィルム状回路基板の製造方法及びこれを用いた立体的回路基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る立体的回路基板は、フィルムの表面上に金属配線を形成したフィルム状回路基板を、円筒形状又は円柱形状を有する基体の周面に貼り付けて形成した立体的回路基板であって、
前記金属配線の長手方向に垂直な断面形状は、表面側の角部が丸みを帯びた形状を有する
とともに、なだらかに外側に広がる形状を有する傾斜面からなる側面が前記角部から連続し、全体として丸みを帯びたなだらかな形状を有することを特徴とする。
【0009】
ここで、前記角部の曲率半径は、前記金属配線の厚さに対して、2倍以上の長さを有することが好ましい。
【0010】
また、前記金属配線の長手方向に垂直な断面形状は、側面が前記角部から外側に広がるように連続する傾斜面を有する形状であることを特徴とする。
【0011】
更に、前記傾斜面は、曲面形状を含む構成であってもよい。
【0012】
また、前記フィルム状回路基板の表面上には、絶縁性樹脂からなる表面保護層が形成されてもよい。
【0013】
本発明の他の態様に係るフィルム状回路基板の製造方法は、フィルムの表面上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記金属膜をフォトエッチングによりパターニングして金属配線を形成する金属配線形成工程と、
前記金属配線を全面的に微量エッチングし、前記金属配線の角部を丸みを帯びた形状に形成するとともに、
該角部と連続する側面に外側に広がる傾斜を形成
し、前記金属配線を全体として丸みを帯びたなだらかな断面形状に形成する微量エッチング工程と、を有することを特徴とする。
【0014】
ここで、前記微量エッチングは、前記フォトエッチングよりも、エッチング液噴射圧力を低下させて行うエッチングであることとしてもよい。
【0015】
また、前記微量エッチングは、前記フォトエッチングよりも、エッチング液の温度を低下させて行うエッチングであることとしてもよい。
【0016】
本発明の他の態様に係る立体的回路基板の製造方法は、前記フィルム状回路基板の製造方法により製造されたフィルム状回路基板を、円筒形状又は円柱形状を有する基体の周面に貼り付け、フィルム状回路基板実装体を形成する工程と、
該フィルム状回路基板実装体の表面に絶縁性樹脂を塗布し、表面保護膜を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、ローラーなど円筒形状又は円柱形状の基体の表面にフィルム状回路基板を貼り付けた後、塗工で絶縁樹脂の表面保護膜を形成する場合、塗工での気泡発生を抑制することできる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【0020】
図1は、本発明の実施形態に係る立体的回路基板の一例を示した正面図である。
図1において、本実施形態に係る立体的回路基板は、基体10と、フィルム状回路基板50と、表面保護層70とを備える。また、基体10は、回転軸11を有し、フィルム状回路基板50は、フィルム30と、金属配線40とを有する。
【0021】
実施形態1に係る立体的回路基板は、回転軸11の部分を除けば、全体として、円筒形状又は円柱形状を有する。立体的回路基板は、例えば、現像用ローラー、帯電ローラー、転写ローラー等に用いられることができ、ローラー状の形状を有する。よって、基体10は、円筒形状又は円柱形状を有し、必要に応じて、回転軸11等を更に備えた形状を有する。基体10は、種々の材料で構成され得るが、典型的には、金属材料又は樹脂材料で構成されてよく、例えば、アルミパイプ等で構成されてもよい。また、芯金の周囲に樹脂や弾性材を形成したものも採用できる。
【0022】
フィルム状回路基板50は、基体10の周面上に貼り付けられて設けられる。フィルム状回路基板50は、フィルム30の表面上に形成された金属配線40を備える。フィルム30は、絶縁材料からなる絶縁性フィルムが用いられ、例えば、ポリイミド、PET(ポリエチレンテレフタレート)などの樹脂材料からなるフィルム材料が用いられる。
【0023】
金属配線40は、立体的回路基板の用途に応じて、種々の配線パターンとされて形成されてよいが、例えば、
図1に示すように、櫛歯状又はストライプ状の配線パターンとして形成されてもよい。例えば、立体的回路基板が現像ローラーとして用いられる場合には、トナーを浮遊させるために櫛歯状の配線パターンに正電圧と負電圧を交互に印加するような動作が行われるので、
図1に示すような櫛歯状の配線パターンが採用される場合が多い。
【0024】
金属配線40は、めっき、スパッタリング、蒸着、CVD(Chemical Vapor Deposit)等の成膜方法により、絶縁性のフィルム30の表面上に金属膜が形成され、フォトエッチング等により所定の配線パターンが形成されることにより構成されてよい。
【0025】
表面保護層70は、フィルム状回路基板50の表面を覆い、フィルム状回路基板50を保護するための保護膜である。表面保護層70は、絶縁樹脂から構成される。表面保護層70は、種々の絶縁性樹脂から構成されてよいが、例えば、ポリイミド樹脂から構成されてもよい。
【0026】
図2は、本発明の実施形態に係る立体的回路基板の一例を示した断面構成図である。
図2において、実施形態1に係る立体的回路基板は、
図1において説明したように、基体10と、フィルム状回路基板50と、表面保護層70とを有する他、接着剤層20を更に有する。
【0027】
図2において、フィルム状回路基板50は、接着剤層20を介して、円筒形状又は円柱形状を有する基体10の周囲に巻回されて貼着されている。フィルム状回路基板50は、フィルム30の表面上に形成された金属配線40を備え、
図2においては、金属配線40は、長手方向に垂直な方向の断面、つまり配線幅方向の断面の構成が示されている。金属配線40は、各々が、長方形の断面形状ではなく、裾に向かって幅が広くなる末広がりの台形形状に近似した形状を有している。
【0028】
図3は、本実施形態に係る立体的回路基板の一例のフィルム状回路基板50の配線幅方向における拡大断面図である。
図3において、本実施形態に係る立体的回路基板のフィルム状回路基板50は、表面に金属配線40を有するが、金属配線40の断面形状は、丸みを帯びた丸め形状を有する角部(エッジ)41と、なだらかに外側に広がる形状を有する傾斜面からなる側面42が連続した形状を有する。このように、全体として丸みを帯びたなだらかな形状を有することにより、フィルム状回路基板50の表面上に表面保護層70が形成されたときに、表面保護層70を金属配線40との界面にボイドが発生するのを防止することができる。
【0029】
なお、
図3に示すように、金属配線40の厚さをT、角部41の曲率半径を左側がR1、右側がR2とすると、R1及びR2の双方とも、厚さTの2倍以上の長さを有することが好ましい。つまり、本実施形態に係る立体的回路基板のフィルム状回路基板50の金属配線40の配線幅方向の断面形状は、角部41の曲率半径R1、R2が、ともに金属配線40の厚さTの2倍以上の幅を有することが好ましい。これは、金属配線40の角部41が厚さTの2倍以上の曲率半径を有するなだらかな面を有すれば、表面保護層70と金属配線40との界面にボイドが発生することを十分に回避することができるからである。
【0030】
なお、
図3においては、側面42が傾斜面に形成された例が示されているが、側面42は必ずしも傾斜面に形成される必要は無く、角部41が丸みを帯びた形状に形成されていれば、表面保護層70と金属配線40との界面のボイドが発生を回避することができる。よって、角部41が丸みを帯びた丸め形状に形成されていれば、側面42は垂直面に形成されていてもよい。
【0031】
但し、金属配線40の表面がなだらかであればある程、表面保護層70と金属配線40との界面のボイド発生を抑制する効果は高いので、側面42を垂直面に形成するよりは、末広がりの傾斜面に形成する方が好ましい。
【0032】
図2に戻る。
図2に示すように、フィルム状回路基板50の表面上には表面保護層70が形成されるが、
図3で説明したように、金属配線40の表面はなだらかな形状を有するので、金属配線40と表面保護層70との界面に気泡を発生させることなくフィルム状回路基板50の表面を保護することができる。
【0033】
このように、本実施形態に係る立体的回路基板によれば、気泡を含むことなく表面保護層で適切に表面を覆って保護することができる。
【0034】
次に、本発明の実施形態に係るフィルム状回路基板及びこれを用いた立体的回路基板の製造方法について説明する。
【0035】
図4は、本発明の実施形態に係るフィルム状回路基板の製造方法の一例を示した図である。
【0036】
図4(A)は、本発明の実施形態に係るフィルム状回路基板の製造方法のフィルム状基板準備工程の一例を示した図である。フィルム状基板準備工程においては、フィルム30の表面上全体に金属膜43が形成されたフィルム状基板51が準備される。このフィルム状基板51に使用するフィルム30は、絶縁性が良好で金属膜43との密着性が良好なものであれば特に良く、例えば、ポリイミド、PET等が用いられてよい。金属膜43は、配線用金属であれば、種々の金属材料を用いることができるが、例えば、銅を用いてもよい。フィルム30上に金属膜43を形成するには、フィルム30上に蒸着やスパッタ法、又は無電解めっき法などの方法で金属層を形成する方法が適当である。また、フィルム30に接着剤で金属箔を貼り付ける方法で形成しても良い。
【0037】
図4(B)は、本発明の実施形態に係るフィルム状回路基板の製造方法の金属配線形成工程の一例を示した図である。金属配線形成工程においては、フィルム状基板51の金属膜43に露光及びフォトエッチングが施され、金属配線パターン44が形成される。フォトエッチング工法で形成されたフィルム状回路基板52の金属配線パターン44の断面形状は、
図4(B)に示すように、フィルム30の接着面にやや裾をもった台形状になる。また、金属配線パターン44は、表面側に角45が形成されており、このまま表面上に表面保護層70を形成しても、表面保護層70と金属配線パターン44との界面に、気泡が発生し易い状態にある。このように、フィルム状基板51の金属膜43にフォトエッチング工法を施し、金属配線パターン44を単に形成しただけでは、角45が残り、表面保護層70との界面にボイドが発生し易い形状となる。
【0038】
図4(C)は、本発明の実施形態に係るフィルム状回路基板の製造方法の微量エッチング工程の一例を示した図である。微量エッチング工程においては、金属配線パターン44の全面に微量エッチングが施される。微量エッチングは、微量のエッチングを金属配線パターン44の全体に施すものであり、これにより、金属配線パターン44の角45が丸く削られ、
図4(C)に示すような角47が丸くなった金属配線46が形成される。
【0039】
ここで、全面微量エッチングとしては、基材の粗化処理などの溶液や方法もあるが、フォトエッチング工法で用いたエッチング装置の液噴射圧力や液温度を下げても行っても微量エッチングは可能である。つまり、上述の金属配線形成工程におけるフォトエッチング工法よりも弱いエッチングを金属配線パターン44の全体に施すことにより、全面微量エッチングを行うことができる。具体的には、上述のようにエッチング装置の液噴射圧力を低下させたり、エッチング液温度を低下させたりすることにより、エッチング量を低下させた状態で全体をエッチングし、金属配線パターン44をなだらかな金属配線46にすることができる。微量エッチングを行うことで、
図2(C)に示すように、フィルム状回路基板53の金属配線46の断面形状は丸みを帯び、配線表面のエッジは無くなる。
【0040】
図4(D)は、本発明の実施形態に係るフィルム状回路基板の製造方法の微量エッチング工程の終了状態の一例を示した図である。
図4(C)の状態から、更にエッチングを行うと
図4(D)に示すように、金属配線48はなだらかな断面形状になり、フィルム30の平坦面から金属配線48への傾斜はスムーズになる。この全面微量エッチングは、金属膜厚及び配線幅も減少するので、
図4(C)、(D)のように、仕上げを分けるが適当である。作製した配線断面形状に丸み帯びたフィルム状回路基板54の裏側にセパレータ付き接着剤を貼り付け、金型によって所定の大きさに切断する。これにより、
図3において説明したように、所定の大きさを有するフィルム状回路基板50が形成される。
【0041】
このように、本実施形態に係るフィルム状回路基板の製造方法によれば、金属配線パターン44を形成した後、金属配線パターン44に全面微量エッチングを施すことにより、角の無い丸みのあるなだらかな形状の金属配線48を形成することができる。
【0042】
図5は、本発明の実施形態に係る立体的回路基板の製造方法のフィルム状回路基板貼り付け工程の一例を示した図である。フィルム状回路基板貼り付け工程においては、基体10の周面に接着剤層20が形成された状態で、接着剤層20の上にフィルム状回路基板50が貼着される。
【0043】
この場合、接着剤層20は、熱硬化性の接着剤層20が用いられ、基体10の周面上に固体の状態で形成されている。この状態で、フィルム状回路基板50を接着剤層20の周囲を覆うように配置し、基体10を加熱することにより、接着剤層20に粘着性が生じ、フィルム状回路基板50を基体10の周面に接着することができる。
【0044】
なお、接着剤層20は、溶剤に接着剤を溶かし、スプレーで基体10の周囲に塗布することにより形成してもよいし、両面テープのように、剥離フィルムを剥がして基体10の周囲に貼り付けることにより形成してもよい。
【0045】
フィルム状回路基板貼り付け工程により、基体10の周囲に接着剤層20を介してフィルム状回路基板が貼り付けられたフィルム状回路基板実装体60が形成される。
【0046】
図6は、本発明の実施形態に係る立体的回路基板の製造方法の表面保護層形成工程の一例を示した図である。表面保護層形成工程においては、表面保護層70となる絶縁性樹脂71が、フィルム状回路基板50の表面上に保護膜として塗工される。絶縁性樹脂71の塗工は、種々の方法により行われてよく、
図6に示すように、平板状のスキージ80を用いて、絶縁性樹脂71をフィルム状回路基板50の表面上に供給するとともに、平滑化を行うようにしてもよい。
【0047】
また、O−リング等からなる円形スキージを用いて、平滑化を行うようにしてもよい。表面保護層70の形成は、種々の方法を用いて行われてよいが、いずれの場合においても、フィルム状回路基板50の表面の金属配線40は、
図3において説明したように、角がない丸め形状の角部41を有するため、気泡を発生させることなく塗工を行うことができ、ボイドを含まない表面保護層70を形成することができる。
【実施例】
【0048】
次に、本発明の実施形態に係る立体的回路基板、フィルム状回路基板の製造方法及びこれを用いた立体的回路基板の製造方法の実施例について説明する。なお、今まで説明した構成要素に対応する構成要素には、理解の容易のため、同一の参照符号を付す。
【0049】
回路形成するフィルム状基板51は、ポリイミドに銅箔を形成した2層基板(住友金属鉱山株式会社製S‘perFlex)を用いた。銅厚8μm、ポリイミド38μmの基材を使用した。
【0050】
銅層表面にドライフィルムレジスト(旭化成株式会社製 商品名 AQ−1158)を貼り、配線形状を有するガラスマスクを用いて露光、現像、露出した銅層をエッチングした。次いで、銅層表面に残存するドライフィルムレジストを剥離してフィルム状回路基板52を作製した。
【0051】
配線の表面エッジ溶解のため、塩化第二銅液の液温を常温にし、かつ噴射圧力0.05MPaと低圧にし、搬送速度を変化させ、銅厚で2μmと4μmの2種の溶解量で各5枚のフィルム状回路基板50を作製した。
【0052】
表1は、各5枚のフィルム状回路基板の平均を示す。
【0053】
【表1】
表1において、微細エッチングを行ったフィルム状回路基板と、銅厚で2μm分微細エッチングを行ったフィルム状回路基板と、銅厚で4μm分微細エッチングを行ったフィルム状回路基板の実施例が示されている。
【0054】
表1の実施例が示すように、微細エッチングを大きくすることにより表層配線幅と接着面配線幅差は開き、配線断面はなだらになり、表層エッジ(表面側の角部)は丸みを帯び、曲率半径Rの項目に示される曲率半径の値になった。なお、銅厚はユニオン社製ハイソメット、配線幅はニコン社製ネクシブで測定。配線断面Rはストルアス社製エポフィックス樹脂で回路基板を固めて断面研磨を行い、JEOL社JSM−6360のSEMで撮影し配線断面Rを円定規で合致するものを求めた。また回路基板の裏面に接着剤(デイアイシー製8616BW)をラミネートして仮接着し、金型を用いて所定形状に切断した。直径16mm、長さ300mmのアルミパイプを基体とし、この表面に所定形状に切断したフィルム状回路基板の接着剤のセパレータを剥がしてアルミパイプに巻き付けた。塗工は基板が貼り付けられたアルミパイプを回転させながら、エポキシ系樹脂を落としアルミパイプにスキージを押し当て塗布していった。この塗工での気泡発生を倍率が4倍の照明拡大鏡を用いて目視検査した結果では、銅厚を2μm溶解品、同4μm溶解品で気泡発生頻度が異なり、曲率半径Rの値が残り銅厚に対して2倍以上の回路基板の配線間には、気泡が観察されなかった。よって配線形成後に、微細エッチングで残り銅厚の2倍以上の曲率半径Rを有する角部を形成することで、塗工での気泡抑制が可能である。
【0055】
このように、本実施例に係る立体的回路基板、フィルム状回路基板の製造方法及びこれを用いた立体的回路基板の製造方法によれば、気泡を発生させることなくフィルム状回路基板の表面上に表面保護層を形成することができる。
【0056】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。