JP2010080495A - 配線パターンが形成されたプラスチック成形体の製造方法および配線パターンが形成されたプラスチック成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチック成形体に対して、プラスチック成形体に密着し且つプラスチック成形体との接触面が平滑な配線パターンを形成する製造方法およびプラスチック成形体を得る。
【解決手段】本発明の製造方法は、表面部２に金属元素含有微粒子３を分散させたプラスチック成形体１を用意することと（図１（Ａ））、プラスチック成形体１についての配線パターン４の輪郭の領域に対してレーザ光１０などの電磁波を照射して、電磁波が照射された表面部２または表面部２に分散した金属元素含有微粒子３を選択的に除去することと（図１（Ｂ））、除去処理後のプラスチック成形体１を、アルコールを含む無電解めっき液に常圧下で浸漬して、配線パターン４の形状に無電解めっき膜を形成することとを含む（図１（Ｃ））。
【選択図】 図１

Description

本発明は、配線パターンが形成されたプラスチック成形体の製造方法および配線パターンが形成されたプラスチック成形体に関する。

ＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ）、すなわちプラスチック成形体に配線パターンを形成した成形回路部品の作製において、導体である配線パターンはスパッタリングや無電解めっきなどの方法により形成される。

現在知られている成形回路部品の製造方法としては、特許文献１のように、松下電工（株）の回路形成技術であるＭＩＰＴＥＣ（Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）が知られている。この第一公知の製造方法は、まず、成形品を目的の形状に形成した後、成形品の表面を活性化し、さらに銅をスパッタして、成形品の全面に銅の下地膜を形成する。次いで、銅の下地膜にレーザ光を照射して配線パターンの輪郭部分となる銅の下地膜を除去し、銅の下地膜を導電部（必要な配線パターンとなる部分）と非導電部とに分ける。その後、導電部のみに電解銅めっきを行って、配線パターンとなる部分の銅の膜厚を非回路部での銅の膜厚よりも厚くし、さらにソフトエッチングをかける。これにより、成形品の表面に、配線パターンの部分の銅膜を残すことができる。また、特許文献１では、この銅の下地膜の上に、電気Ｎｉめっき膜、電気Ａｕめっき膜を重ねたものを配線パターンとして形成している。

この他にも、プラスチック成形体に配線パターンを形成する公知の製造方法としては、ＢＡＳＦ（バーディシェ・アニリン・ウント・ソーダ・ファブリク社）が採用している射出成形回路部品の製造方法がある。この第二公知の製造方法では、まず、樹脂材料（ＰＡ６）に銅と芳香族系の添加剤とを配合して分子結合させたメタロオーガニック材料を使用して成形品を射出成形する。次いで、成形品に対して所望の配線パターンの形状で赤外線レーザ光を照射する。このレーザ光と化合物とが反応することにより、レーザ光が照射された部位の銅が分離される。また、分離した銅は、レーザ光が照射された部位の表面に堆積して、導体を構成する。

特許第３１５３６８２号

しかしながら、特許文献１（第一公知）の製造方法では、銅をスパッタすることでプラスチック成形体に下地膜としての金属膜を形成しているので、金属膜の密着力が基本的に低い。そのため、特許文献１の製造方法では、無電解めっき膜の密着性を上げるためにプラスチック成形体の表面を粗化して活性化している。しかしながら、この活性化処理を実施することにより、プラスチック成形体の表面が荒れ、しかも、その荒れた表面の上に下地膜を形成することになるので、配線パターンの表面（プラスチック成形体との接触面）が荒れてしまう。また、配線パターンの表面が荒れると、配線パターンの表面を伝搬する性質を有する高周波信号が減衰し易くなる。

また、第二公知の製造方法では、プラスチック成形体から銅を分離する際にプラスチック成形体の表面が荒れてしまい、しかも、その荒れた表面の上に分離した銅が堆積することにより、配線パターンが形成される。したがって、堆積した銅による配線パターンの表面（プラスチック成形体との接触面）も荒れて、配線パターンの表面を伝搬する性質を有する高周波信号が減衰し易くなる。

そのため、たとえば車両ヘッドランプユニットなどの大型のプラスチック成形体に対して配線パターンを形成し、この配線パターンを用いてたとえば車両側のコントローラＩＣとヘッドランプ制御ＩＣとを接続し、さらにこれらの制御ＩＣ間でデジタルの制御信号を授受させた場合、デジタルの制御信号の高周波成分が減衰して、適切な波形で制御信号を授受できなくなる。

本発明の目的は、プラスチック成形体に対して、プラスチック成形体に密着し且つプラスチック成形体との接触面が平滑な配線パターンを形成する製造方法およびプラスチック成形体を提供することにある。

本発明の第一の態様によれば、配線パターンが形成されたプラスチック成形体の製造方法であって、プラスチック成形体として、その表面部に金属元素含有微粒子を分散させたプラスチック成形体を用意することと、プラスチック成形体についての配線パターンの輪郭の領域に対してレーザなどの電磁波を照射して、電磁波が照射された表面部または表面部に分散した金属元素含有微粒子を選択的に除去することと、除去処理後のプラスチック成形体を、アルコールを含む無電解めっき液に常圧下で浸漬して、配線パターンの形状に無電解めっき膜を形成することとを含む製造方法が提供される。

第一の態様では、プラスチック成形体の表面部に金属元素含有微粒子を分散させ、この表面部または金属元素含有微粒子を配線パターンの輪郭形状に選択的に除去し、さらに、配線パターンの形状に無電解めっき膜を成長させる。したがって、プラスチック成形体に配線パターンを形成できる。たとえばヘッドランプユニットなどのように高温度環境で使用するために高耐熱樹脂で形成されたプラスチック成形体に配線パターンを形成できる。なお、配線パターンは、無電解めっき膜を下地膜として利用して、下地膜の上に金属層を形成したものであってもよい。

また、第一の態様では、金属元素含有微粒子が配線パターンの形状に分散したプラスチック成形体を、常圧下でアルコールを含む無電解めっき液に浸漬することにより、プラスチック成形体に無電解めっき膜を形成している。常圧下の無電解めっき液にアルコールを混ぜるとめっき膜の成長が遅れる（進まなくなる）ので、一般的には常圧下の無電解めっき液にアルコールを混ぜることはしないが、この第一の態様では敢えてアルコールを混ぜている。アルコールを混ぜることにより、プラスチック成形体の表面でのめっき膜の成長が遅れて（進まなくなって）、無電解めっき液をプラスチック成形体の内部へ深く浸透させることができる。その結果、プラスチック成形体内の金属元素含有微粒子から無電解めっき膜を成長させることができ、無電解めっき膜をプラスチック成形体に密着させることができる。また、常圧下で無電解めっきを実施するので、無電解めっきのウェットプロセスのコストメリットを生かして、安価に無電解めっき膜を形成できる。

さらに、第一の態様では、プラスチック成形体についての配線パターン（無電解めっき膜）が形成される部位にはレーザ光などが照射されない。また、プラスチック成形体に対する配線パターン（無電解めっき膜）の密着性を得るために、無電解めっき液に浸漬する前にプラスチック成形体の表面を粗化する必要が無い。したがって、無電解めっき液に浸漬する時点での、プラスチック成形体についての配線パターン（無電解めっき膜）が形成される表面は、成形時の滑らかさを保持している。その結果、配線パターン（無電解めっき膜）とプラスチック成形体との接触面が平滑になり、且つ、配線パターンの表面を伝搬する性質を有する高周波信号が減衰し難くなる。また、たとえば車両ヘッドランプユニットなどの大型のプラスチック成形体に対して配線パターンを形成した場合に、その配線パターンを用いてデジタルの制御信号などをその高周波成分を大きく減衰させることなく伝搬できる。

なお、上述した一連の工程に加えて、さらに、アルコールを含む無電解めっき液にプラスチック成形体を浸漬する前に、除去処理後のプラスチック成形体を、還元剤を含む水溶液に浸漬させてもよい。これにより金属元素含有微粒子が触媒として活性化し、且つ、プラスチック成形体の表面が膨潤して無電解めっき液がプラスチック成形体の内部へ浸透し易くなる。

本発明に用いることのできる還元剤の種類は任意であるが、たとえばジメチルアミンボラン、水素化ホウ素ナトリウム、次亜燐酸ナトリウム等の還元剤を用いることができる。こうした固体の還元剤の場合、水やアルコール等の溶媒に溶解させた溶液を調合し、プラスチック成形体を該溶液に浸漬させることで、還元剤をプラスチック成形体に浸透させることができる。

また、プラスチック成形体への浸透性を高めるため、還元剤を含む水溶液に超音波を印加したり、還元剤を含む水溶液を加温したり、還元剤の種類によって還元剤を含む水溶液のｐＨを調整してもよい。例えば、水素化ホウ素ナトリウムの場合、還元剤を含む水溶液をアルカリ性に調整することが望ましい。また、次亜燐酸ナトリウムの場合、溶液を中性から酸性に調整することが望ましい。また、水溶液を用いた場合において水溶液の表面張力を低減してプラスチック成形体への浸透力を高めるために、エタノールなどの表面張力が低い溶媒を水溶液に混合したり、ラウリル硫酸ナトリウムなどの添加剤を水溶液に溶解させてもよい。

また、還元剤を含む水溶液では、還元作用のあるヒドロキシル基を有するアルコールやポリアルキルグリコール、フェノール等を用いることができる。特にアルコールエタノールは表面張力が低く樹脂内部に浸透しやすいので好適である。アルコールの種類は任意であるが、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール等を用いることができる。エチレングリコールやポリエチレングリコール等、高分子量のポリアルキルグリコールを用いることにより樹脂内部から還元剤が抜けて効果が消失するのを抑制することができる。これら還元剤は２種類以上組み合わせて用いても良い。

ところで、第一の態様において、表面部に金属元素含有微粒子を分散させたプラスチック成形体は如何なる方法で用意してもよいが、たとえば、プラスチック成形体をアルコールまたは還元剤に浸透し、さらに、アルコールまたは還元剤に浸透したプラスチック成形体に対して、金属錯体を含む高圧二酸化炭素を接触させることで用意してもよい。この場合、プラスチック成形体の表面部には、金属錯体または金属錯体の変性物などが金属元素含有微粒子として分散する。なお、アルコールまたは還元剤に浸透したプラスチック成形体に対して、金属錯体を含む高圧二酸化炭素を接触させることは、たとえば高圧容器にプラスチック成形体を収容した後、この高圧容器内へ金属錯体を含む高圧二酸化炭素を導入すればよい。

この他にもたとえば、プラスチック成形体を射出成形するための可塑化シリンダ内の溶融樹脂に、金属錯体を含む高圧二酸化炭素を溶解させ、さらに、溶解後の溶融樹脂を金型へ射出してプラスチック成形体を成形することで、表面部に金属元素含有微粒子を分散させたプラスチック成形体は如何なる方法で用意してもよい。この場合、プラスチック成形体の表面部には、金属錯体または金属錯体の変性物などが金属元素含有微粒子として分散する。また、プラスチック成形体の射出成形と同時にプラスチック成形体に金属元素含有微粒子を分散させることができるので、生産性が向上する。

なお、金属錯体の変性物には、たとえば金属錯体の酸化物、金属錯体が変性した金属分子などがある。たとえば、表面部に金属錯体などが分散したプラスチック成形体に対して熱還元処理を実施したり、または、成形樹脂に金属錯体の還元剤を混ぜた成形樹脂を用いてプラスチック成形体を成形した後、プラスチック成形体に金属錯体を浸透させたりすることで、プラスチック成形体に金属分子を分散させることができる。

また、本発明に用いることのできるプラスチックの種類は成形可能な材料であれば任意である。樹脂材料は熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂とに大別されるが、熱可塑性樹脂の場合、非晶質または結晶性を問わず、その種類は任意である。具体的には、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリルニトリルなどのポリビニル、ポリエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフタルアミド、ポリエチルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリ乳酸、ポリ４フッ化エチレン等のフッ素系高分子等の樹脂材料およびそれらの複合樹脂材料を用い得る。

また、熱硬化性樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ＢＭＣ、ポリウレタン、シリコーン樹脂等を用いることができる。これらの樹脂材料に、ガラス繊維、炭素繊維、無機化合物、セラミック等のフィラーを含有させてもよい。

特に、本発明においては、２００℃以上の耐熱性を有する樹脂が望ましい。例えば、ＢＭＣ、ポリフェニレンサルファイド、ガラス繊維強化ポリアミド、ポリフタルアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエチルエーテルケトン等がある。このような樹脂でプラスチック成形品を形成することで、自動車用ヘッドライトリフレクターの他、フォグランプリフレクター、プロジェクター光源用リフレクター等、高い耐熱性が要求されるミラーやリフレクター用途に適用することができる。

そして、金属元素含有微粒子として金属錯体を含む場合、金属錯体は加熱により表面部から除去できるので、金属元素含有微粒子を選択的に除去するためには、たとえば高出力のレーザ光によりプラスチック成形体の表面部を溶融させて表面部を選択的に除去しても、あるいは、レーザ光によりプラスチック成形体の表面部を加熱することで、表面部に分散した金属錯体を選択的に昇華させて除去してもよい。これに対して、金属元素含有微粒子として金属分子を含む場合、金属元素含有微粒子を選択的に除去するためには、高出力のレーザ光によりプラスチック成形体の表面部を溶融させて表面部を選択的に除去すればよい。

なお、表面部から金属錯体などの金属元素含有微粒子を除去する場合、その表面部に含まれるすべての金属錯体を除去する必要はなく、表面部中の金属錯体の濃度が所定の濃度以下になる程度に除去すればよい。なぜなら、表面部中の金属錯体の濃度が所定の濃度以下になると、その表面部において無電解めっき膜が成長し難くなるからである。ただし、表面部中の金属錯体の濃度を確実に所定の濃度（めっき反応が生じる濃度）以下にし得ないと、無電解めっき膜が成長してしまうので、たとえば互いに離れて形成される予定の２つの無電解めっき膜が短絡してしまう可能性がある。これに対して、表面部自体を選択的に除去した場合には、金属錯体を確実に無くすことができるので、このような短絡が確実に発生しないようにできる。なお、表面部を除去するとは、金属元素含有微粒子とともにプラスチック成形体の成形樹脂を同時に除去することを意味する。

また、プラスチック成形体の表面部を選択的に除去する場合であっても、あるいは、表面部に分散した金属錯体を選択的に除去する場合であっても、その除去する範囲には、少なくともプラスチック成形体についての配線パターンの輪郭の領域が含まれていればよい。すなわち、プラスチック成形体についての配線パターンの輪郭の領域のみへレーザ光を照射して除去しても、プラスチック成形体についての配線パターン以外のすべての領域（配線パターンと相補的な領域）へレーザ光を照射して除去してもよい。

また、レーザ光の替わりに、紫外線、Ｘ線などの電磁波を用いてもよい。ただし、レーザ光がより望ましい。また、レーザ光であれば、ＣＯ_２レーザ光でも、あるいはＹＡＧレーザ光でもよい。ただし、成形体の表面に微細なパターンを形成するためには、ＹＡＧパルスレーザーが最適である。

本発明の第二の態様によれば、配線パターンが形成されたプラスチック成形体であって、配線パターンを構成し、プラスチック成形体の表面に形成された下地膜と、下地膜が重なったプラスチック成形体の表面部分であって、金属元素含有微粒子、下地膜の材料およびプラスチック成形体の材料とが混在した層とを含み、この混在した層の厚さが５０〜１０００ｎｍであるプラスチック成形体が提供される。

上述した第一の態様の製造方法では、プラスチック成形体に配線パターンを形成できる。この配線パターンが形成されたプラスチック成形体では、表面部に浸透させた金属元素含有微粒子が無電解めっきの触媒核として機能するので、プラスチック成形体の内部から無電解めっき膜が成長する。その結果、下地膜が重なったプラスチック成形体の表面部分には、金属元素含有微粒子、下地膜の材料およびプラスチック成形体の材料とが混在した層が形成される。そして、アルコールを含有する無電解めっき液に常圧下でプラスチック成形体を浸漬した場合には、この混在層を５０〜１０００ｎｍの厚さとすることができ、しかも、この厚さの混在層によりプラスチック成形体の表面に対する無電解めっき膜の高い密着性が得られる。また、この方法でプラスチック成形体に無電解めっき膜を形成することで、プラスチック成形体の表面を粗化する必要が無くなり、無電解めっき膜の表面（プラスチック成形体との接触面）の平滑性が得られ、配線パターンを伝搬する信号の高周波成分を減衰し難くできる。なお、プラスチック成形体の表面を粗化して無電解めっき膜の密着性を得るためには、プラスチック成形体の表面を数μｍ以上のオーダで荒す必要があり、その場合の無電解めっき膜の表面粗さ（プラスチック成形体との接触面の粗さ）も数μｍ以上のオーダになる。

なお、金属元素含有微粒子は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔからなる群から選択された１種類の金属錯体であればよい。また、配線パターンを形成するためにプラスチック成形体の表面部を除去した場合には、プラスチック成形体についての配線パターンの輪郭部分は、配線パターンが形成された部分より窪むことになる。

以上のように、本発明では、プラスチック成形体に密着し且つプラスチック成形体との接触面が平滑な配線パターンを形成できる。

以下、本発明の配線パターンが形成されたプラスチック成形体の製造方法および配線パターンが形成されたプラスチック成形体の実施例を、図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施例は本発明の好適な具体例であり、本発明はこれに限定されない。

実施例１では、図１に示すように、車両ヘッドランプユニットなどのプラスチック成形体１を射出成形して、その表面にバッチ処理により金属錯体触媒粒子３を浸透させて、表面部２に金属錯体触媒粒子３を分散させた成形体１を用意した後（図１（Ａ））、成形体１の表面にレーザ光１０を照射して表面部２を選択的に除去し（図１（Ｂ））、さらにアルコールを含有した常圧の無電解めっき液に浸漬して、配線パターン４が形成された成形体１を製造した（図１（Ｃ））。なお、図１（Ａ）〜（Ｃ）は、各工程における成形体１の部分断面図である。

［成形体への金属錯体触媒粒子の浸透方法］
本実施例では、まず、一板的な射出成形装置を用いて成形体１を形成した。一板的な射出成形装置は、特に図示をしないが、成形体１の成形樹脂を可塑化溶融する可塑化シリンダや、溶融した成形樹脂を成形する金型などを有する。この実施例では、成形体１の成形樹脂として、Ｓｏｌｖａｙ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｌ．Ｌ．Ｃ．社製のポリフタルアミド（ＰＰＡ）である「Ａｍｏｄｅｌ ＡＳ−１５６６」を用いた。そして、可塑化シリンダで成形樹脂を可塑化溶融した後、その可塑化溶融した成形樹脂を金型へ射出した。金型は、たとえば車両ヘッドランプユニットなどの所望の成形体１の外形形状を形成するためのキャビティを有し、成形樹脂はこのキャビティに充填される。したがって、金型へ射出された成形樹脂は、所望の成形体１の外形形状に固化する。これにより、たとえば車両ヘッドランプユニットなどの所望の形状の成形体１を得た。成形体１は十分に洗浄した後、乾燥した。

次に、成形体１の内部に還元剤を浸透させた。具体的には、水と次亜燐酸とを体積比１９：１で混合して７０℃に調温した溶液を作成し、この溶液に成形体１を２時間浸漬した。この浸透処理により、成形体１内に浸透した金属錯体粒子が成形体１内で還元されるようになる。

次に、図２に示すバッチ処理装置を用いて、還元剤を浸透させた成形体１に、金属錯体粒子を浸透させた。まず、所定の温度（たとえば５０℃）に温調した高圧容器２９の中に、ＰＰＡの成形体１を収容した。次いで、液化二酸化炭素ボンベ２１からシリンジポンプ２２へ液化二酸化炭素を供給し、シリンジポンプ２２において液化二酸化炭素を１５ＭＰａに昇圧し、高圧二酸化炭素を生成した。次いで、手動ニードルバルブ２５を開いて溶解槽２６の中に高圧二酸化炭素を導入した。溶解槽２６には、金属錯体触媒粒子３が収容されており、高圧二酸化炭素に金属錯体触媒粒子３が溶解する。ここで、金属錯体触媒粒子３には、高圧二酸化炭素に可溶であるパラジウム（ＩＩ）ヘキサフルオロアセチルアセトナート（Ｐｄ（ｈｆａ）_２）（Ａｌｄｒｉｃｈ製）を用いた。

次いで、手動ニードルバルブ２７を開き、金属錯体触媒粒子３が溶解した高圧二酸化炭素を高圧容器２９へ導入し、高圧容器２９内が１５ＭＰａまで昇圧したら、手動ニードルバルブ２７を閉じた。高圧容器２９の内部を図示外のスタラーなどで攪拌しながら、１時間静置した。これにより、高圧容器２９から取り出されたＰＰＡの成形体１の表面部２には、図１（Ａ）に示すように、金属錯体触媒粒子３が浸透し且つ還元剤により還元されて定着した。

［非配線パターンの部分へのレーザー描画方法］
次いで、図１（Ｂ）に示すように、金属錯体触媒粒子３を浸透且つ定着させたＰＰＡの成形体１に対して、レーザ光１０を照射した。また、レーザ光１０は、成形体１の表面に所望の配線パターン４を形成できるように、成形体１についての配線パターン４の輪郭部分に対して照射した。これにより、レーザ光１０が照射された表面部２、すなわち配線パターン４の輪郭部分における表面部２が部分的に除去された。これにより、レーザ光１０が照射された部分は、照射されていない部分より窪むことになる。なお、このレーザー描画には、株式会社キーエンス製のＭＤＶ−９９００を用いた。

［配線パターンのめっき方法］
次いで、配線パターン４の輪郭部分における表面部２を部分的に除去した成形体１に対して常圧下のめっき処理を実施して、成形体１に配線パターン４を形成した。具体的には、まず、ニコロンＤＫ１、ニコロンＤＫＭ（共に奥野製薬工業（株）製）、エタノールおよび水を体積比１：２：７：１０で混合した無電解めっき液を調整し、常圧且つ７０℃の環境下でその無電解めっき液に成形体１を浸漬した。これにより、成形体１の非レーザ描画部分に、つまり配線パターン４を形成する部分に、Ｎｉ−Ｐめっき膜（下地膜）が５μｍの厚さで形成された。

次に、ニコロンＤＫ１、ニコロンＤＫＭ（共に奥野製薬工業（株）製）および水を体積比１：２：１７で混合した無電解めっき液を調整し、８０℃且つ常圧の環境下でその無電解めっき液に、下地膜が形成された成形体１を浸漬した。これにより、下地膜としてのＮｉ−Ｐめっき膜の上に、更にＮｉ−Ｐめっき膜が３５μｍの厚さで形成された。

次に、ムデンノーブルＡｕ（奥野製薬工業（株）製）を用いて、２層のＮｉ−Ｐめっき膜が形成された成形体１を浸漬した。これにより、２層目のＮｉ−Ｐめっき膜の上に、Ａｕめっき膜が１００ｎｍの厚さで形成された。以上の一連の常圧環境下でのめっき処理により、成形体１に対して、図１（Ｃ）の断面形状および図３の外形形状を有する配線パターン４を形成した。

以上のように、本実施例では、図１（Ｃ）に示すように、配線パターン４が形成されたプラスチック成形体１を製造できた。また、レーザ光１０の照射により成形体１の表面部２を除去しているので、配線パターン４において隣り合う別々の配線は完全に分離絶縁されており、それらの配線間で短絡等の問題が生じなかった。

また、本実施例では、プラスチック成形体１に配線パターン４の下地膜を形成するために、プラスチック成形体１に金属錯体触媒粒子３を浸透させるとともに、無電解めっき液にアルコールを含有させて、常圧下で無電解めっき処理を実施している。これにより、無電解めっき膜を成形体１の内部から成長させることができ、成形体１に対して強く密着しためっき膜を形成できた。

実際に、配線パターン４と同じ工程により成形体１の全面にめっき膜を形成したものについて密着強度を測定したところ、０．９Ｎ／ｍｍという値が得られ、密着強度が十分である事が確認された。また、高温多湿環境試験（８５℃、８０％ＲＨ）やヒートッショック試験（−４０℃と＋１５０℃との間で温度を１０回切り替えた試験）などの耐候試験を行ったところ、めっき膜の剥がれや膨れ等も無かった。なお、測定に使用した成形体１において、金属材料と樹脂材料とが混在する混在層５は、図４に示すように約１００ｎｍの厚さであった。

実施例２では、図５に示すように、射出成形した成形体１の表面にバッチ処理により金属錯体触媒粒子３を浸透させて、表面部２に金属元素含有微粒子を分散させた成形体１を用意した後（図５（Ａ））、成形体１の表面にレーザ光１０を照射して表面部２を選択的に除去し（図５（Ｂ））、金属錯体触媒粒子３を還元し（図５（Ｃ））、さらにアルコールを含有した常圧の無電解めっき液に浸漬して、配線パターン４が形成された成形体１を製造した（図５（Ｄ））。なお、図５（Ａ）〜（Ｄ）は、各工程における成形体１の部分断面図である。

［成形体への金属錯体触媒粒子の浸透方法］
本実施例では、実施例１と同様に、まず、一般的な射出成形装置を用いて成形体１を形成した。また、実施例１と同様に、成形樹脂として、Ｓｏｌｖａｙ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｌ．Ｌ．Ｃ．のポリフタルアミド（ＰＰＡ）であるＡｍｏｄｅｌ ＡＳ−１５６６を用いた。所望の形状に形成した成形体１は十分に洗浄した後、乾燥した。また、実施例１と同様に、成形体１の内部に還元剤を浸透させた後、成形体１に金属錯体触媒粒子３を浸透させた。これにより、ＰＰＡの成形体１の表面部２には、図５（Ａ）に示すように、金属錯体触媒粒子３が浸透して定着した。

［非配線パターンの部分へのレーザー描画方法］
次に、図５（Ｂ）に示すように、実施例１と同様に、金属錯体触媒粒子３を分散させた成形体１にレーザ光１０を照射して、配線パターン４の輪郭部分における表面部２を部分的に除去した。これにより、レーザ光１０が照射された表面部２が部分的に除去された。

［配線パターンの部分の金属錯体触媒粒子の還元処理］
次に、図５（Ｃ）に示すように、配線パターン４の部分の金属錯体触媒粒子３を還元液で還元する。具体的には、水と次亜燐酸を体積比で９：１で混合して且つ７０℃に温調した溶液に、レーザ描画後の成形体１を１時間浸漬し、還元処理を行った。また、還元処理を行った後、成形体１を洗浄した。この還元処理により、成形体１の表層の触媒が活性化され、且つ、無電解めっき液が浸透し易くなる。そして、この還元処理を、アルコールを含有した無電解めっきのめっき前処理として実施することで、めっき膜の密着強度がより向上する。これは、還元処理により、成形体１が膨潤し、成形体１の内部に還元剤を含む水分子が残存するためであると考えられる。また、表面の還元剤を水洗等により除去することにより、成形体１の表面よりも内部での還元反応（めっき反応）がより生じ易くなるためであると考えられる。そして、レーザ光１０が照射されなかった表面部２において金属錯体触媒粒子３が還元されて定着した。

［配線パターンのめっき方法］
次いで、実施例１と同様に、配線パターン４の輪郭部分における表面部２を部分的に除去した成形体１に対して常圧下のめっき処理を実施して、成形体１に配線パターン４を形成した。これにより、成形体１に対して、図５（Ｄ）の断面形状を有する配線パターン４を形成した。

以上のように、本実施例では、配線パターン４が形成された成形体１を製造できた。また、成形体１の表面部２を除去したので、配線パターン４において隣り合う別々の配線の間で短絡等の問題が生じなかった。また、無電解めっき膜が成形体１の内部から成長するので、成形体１に対して強く密着した。

実際に、配線パターン４と同じ工程で成形体１の全面にめっき膜を形成したものについて密着強度を測定したところ、１．８Ｎ／ｍｍという値が得られ、密着強度が十分である事が確認された。また、高温多湿環境試験（８５℃、８０％ＲＨ）やヒートッショック試験（−４０℃と＋１５０℃との間で温度を１０回切り替えた試験）などの耐候試験を行ったところ、めっき膜の剥がれや膨れ等も無かった。なお、測定に使用した成形体１において、金属材料と樹脂材料との混在層５は、図６に示すように約５００ｎｍであった。

実施例３では、実施例２と同様に、表面部２に金属錯体触媒粒子３を分散させた成形体１を用意した後（図５（Ａ））、成形体１の表面にレーザ光１０を照射して表面部２を選択的に除去し（図５（Ｂ））、金属元素含有微粒子を還元し（図５（Ｃ））、さらにアルコールを含有した常圧の無電解めっき液に浸漬して、配線パターン４が形成された成形体１を製造した（図５（Ｄ））。ただし、表面部２に金属錯体触媒粒子３を分散させた成形体１を用意するにあたり、図７に示す射出成形装置を用いた。

［金属錯体触媒粒子が浸透した成形体の製造方法］
図７の射出成形装置は、金型４３や可塑化シリンダ４４などを有する成形機部４１と、金属錯体触媒粒子３が溶解した高圧二酸化炭素を可塑化シリンダ４４へ供給する高圧二酸化炭素供給装置部４２とを含む。また、高圧二酸化炭素供給装置部４２は、２本の二酸化炭素ボンベ４５，４５’、２台の公知のシリンジポンプ４６，４６’、金属錯体触媒粒子３が仕込まれた溶解槽４７、成形機部４１と連動し自動で開閉する４台のエアーオペレートバルブ４８，４９，５０，５１などを有する。

そして、本実施例では、成形体１を成形するための成形樹脂として実施例１、２と同様に、Ｓｏｌｖａｙ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｌ．Ｌ．Ｃ．のポリフタルアミド（ＰＰＡ）であるＡｍｏｄｅｌ ＡＳ−１５６６を用いた。また、溶解槽２６には、金属錯体触媒粒子３として、高圧二酸化炭素に可溶である、パラジウム（ＩＩ）ヘキサフルオロアセチルアセトナート（Ｐｄ（ｈｆａ）_２）（Ａｌｄｒｉｃｈ製）と、助剤であるフッソ化合物Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｔｒｉｐｅｎｔｙｌａｍｉｎｅ（分子式：Ｃ_１８Ｆ_３６Ｏ_６ （シンクエスト・ラボラトリー製、分子量８２１．１、沸点：２２０℃）とを過飽和状態となる量で仕込んだ。したがって、溶解槽４７から送出される高圧二酸化炭素には、金属錯体触媒粒子３および助剤が飽和濃度で溶解する。また、液体であるフッソ化合物は、液体担持体である図示外のウェットサポート（ＩＳＣＯ社製）に分散させて、高圧二酸化炭素の流動によって溶解槽４７から流出しないようにした。

成形機部４１への高圧二酸化炭素の供給は、吸引側エアーオペレートバルブ４８，４９が閉鎖され、供給側エアーオペレートバルブ５０，５１が開放された状態にて行われる。成形機部４１からの可塑化計量中における任意のトリガー信号を得ると、２台のシリンジポンプ４６，４６’は、任意の遅延時間の後に、独立した制御により一定流量にて一定時間駆動する。それにより、溶解槽４７において仕込まれた材料が飽和された状態にある高圧二酸化炭素は、シリンジポンプ４６の駆動により送りだされ、材料を含まない高圧二酸化炭素はシリンジポンプ４６’の駆動により送り出される。この２種類の高圧二酸化炭素は混合されて、混合した流体では、金属錯体微粒子および助剤は未飽和になるように希釈される。

金属錯体微粒子および助剤が未飽和に溶解した混合流体は、背圧弁および圧力計を経て、インジェクタバルブ５２から可塑化シリンダ４４へ導入される。可塑化シリンダ４４内には可塑化溶融された成形樹脂が存在しており、混合流体は成形樹脂に導入されて混練される。この際、高圧二酸化炭素供給装置部４２と成形機部４１間の圧力変動は圧力計５３でモニターでき、二酸化炭素が安定に供給される場合にはインジェクタバルブ５２の開閉時の圧力変化も安定する。

可塑化シリンダ４４内で溶融樹脂と金属錯体触媒粒子３および助剤とを均一に混合した後、可塑化シリンダ４４から金型４３へ溶融樹脂を射出する。溶融樹脂は金型４３において成形される。これにより、図５（Ａ）に示すように、表面部２に金属錯体触媒粒子３が偏析した成形体１を得た。

なお、金属錯体触媒粒子３は成形体１の表面部２に存在すればよいため、図７の射出成形装置の替わりに、サンドイッチ射出成形装置を用いてもよい。すなわち、金属錯体触媒粒子３を溶解した成形樹脂を金型へ射出した後、金属錯体触媒粒子３を溶解しない成形樹脂を金型へ射出することでも、表面部（スキン層）２に金属錯体触媒粒子３が偏析した成形体１を得られる。この場合、表面部（スキン層）２よりも内側であるコア層には金属錯体触媒粒子３が分散しなくなる。その分、金属錯体触媒粒子３の使用量を減らすことができる。

［非配線パターンの部分へのレーザー描画方法］
次に、図５（Ｂ）に示すように、実施例１、２と同様に、金属錯体触媒粒子３を分散させた成形体１にレーザ光１０を照射して、配線パターン４の輪郭部分における表面部２を部分的に除去した。これにより、レーザ光１０が照射された表面部２が部分的に除去された。

［配線パターンの部分の金属錯体触媒粒子の還元処理］
次に、図５（Ｃ）に示すように、実施例２と同様に、配線パターン４上の金属錯体触媒粒子３を還元液で還元した。これにより、レーザ光１０が照射されなかった表面部２では、金属錯体触媒粒子３が還元されて定着する。

［配線パターン４のめっき方法］
次いで、実施例１、２と同様に、配線パターン４の輪郭部分における表面部２を部分的に除去した成形体１に対して常圧下のめっき処理を実施して、成形体１に配線パターン４を形成した。これにより、成形体１に対して、図５（Ｄ）の断面形状を有する配線パターン４を形成した。

以上のように、本実施例では、配線パターン４が形成された成形体１を製造できた。また、成形体１の表面部２を除去したので、配線パターン４において隣り合う別々の配線の間で短絡等の問題が生じなかった。また、無電解めっき膜は、成形体１の内部から成長して、成形体１に対して高い密着性を確保できた。

実際に、配線パターン４と同じ工程で成形体１の全面にめっき膜を形成したものについて密着強度を測定したところ、２．４Ｎ／ｍｍという値が得られ、密着強度が十分である事が確認された。また、高温多湿環境試験（８５℃、８０％ＲＨ）やヒートッショック試験（−４０℃と＋１５０℃との間で温度を１０回切り替えた試験）などの耐候試験を行ったところ、めっき膜の剥がれや膨れ等も無かった。なお、測定に使用した成形体１において、金属材料と樹脂材料との混在層５は、図６の実施例２の成形体１と同様に約５００ｎｍであった。

実施例４では、図８に示すように、射出成形した成形体１の表面にバッチ処理により金属錯体触媒粒子３を浸透させて、表面部２に金属錯体触媒粒子３を分散させた成形体１を用意した後（図８（Ａ））、成形体１の表面にレーザ光１０を照射して金属錯体触媒粒子３を選択的に除去し（図８（Ｂ））、さらにアルコールを含有した常圧の無電解めっき液に浸漬して、配線パターン４が形成された成形体１を製造した（図８（Ｃ））。なお、図８（Ａ）〜（Ｃ）は、各工程における成形体１の部分断面図である。

［成形体への金属錯体触媒粒子の浸透方法］
本実施例では、実施例１と同様に、まず、一般的な射出成形装置を用いて成形体１を形成した。また、実施例１と同様に、成形樹脂として、Ｓｏｌｖａｙ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｌ．Ｌ．Ｃ．のポリフタルアミド（ＰＰＡ）であるＡｍｏｄｅｌ ＡＳ−１５６６を用いた。所望の形状に形成した成形体１は十分に洗浄した後、乾燥した。

次いで、実施例１と同様に、成形体１に金属錯体触媒粒子３を浸透させた。これにより、成形体１の表面部２には、図８（Ａ）に示すように、金属錯体触媒粒子３が浸透した。金属錯体触媒粒子３には、高圧二酸化炭素に可溶であるパラジウム（ＩＩ）ヘキサフルオロアセチルアセトナート（Ｐｄ（ｈｆａ）_２）（Ａｌｄｒｉｃｈ製）を用いた。

このように本実施例においては、成形体１に金属錯体触媒粒子３を浸透させる前に、成形体１を還元液に浸漬しない（還元処理を行わない）。また、高圧二酸化炭素を用いて成形体１に金属錯体触媒粒子３を導入する際には、金属錯体触媒粒子３の熱分解温度（７０℃以上）よりも低い温度で行った。そのため、成形体１の表面部２に浸透した金属錯体触媒粒子３の多くは、熱還元も化学還元もされずに、有機化合物の状態で存在する。

［非配線パターンの部分へのレーザー描画方法］
次に、図８（Ｂ）に示すように、金属錯体触媒粒子３を分散させたＰＰＡの成形体１にレーザ光１０を照射して、配線パターン４の輪郭部分から金属錯体触媒粒子３を部分的に除去した。この際、成形体１の表面部（樹脂）２を削らない程度のエネルギーになるようにレーザー装置の設定を調整することで、金属錯体触媒粒子３のみを昇華させた。これにより、レーザ光１０が照射された表面部２から、金属錯体触媒粒子３が部分的に除去された。

本実施例の金属錯体は１５０℃以上で昇華する。そのため、低エネルギーのレーザを照射して、表面部２を１５０℃以上且つ成形樹脂の溶解温度より低い温度に加熱することで、表面部２自体を除去することなく、表面部２内に浸透していた金属錯体触媒粒子３のみを昇華させて除去できる。このように金属錯体触媒粒子３を除去することで、レーザが照射された表面部２における金属錯体の濃度を低下できる。

［配線パターンの部分の金属錯体触媒粒子の還元処理］
次に、配線パターン４上の金属錯体触媒粒子３を還元液で還元した。具体的には、水と次亜燐酸を体積比で９：１で混合し且つ７０℃に温調した溶液に、レーザ照射後の成形体１を１時間浸漬した。この還元処理により、成形体１の表層の触媒が活性化される。そして、この還元処理を、アルコールを含有した無電解めっきのめっき前処理として実施することで、めっき膜の密着強度がより向上する。

［配線パターンのめっき方法］
次いで、配線パターン４の輪郭部分における金属錯体触媒粒子３を部分的に除去した成形体１に対して、実施例１と同様の常圧下のめっき処理を実施して、成形体１に配線パターン４を形成した。これにより、成形体１に対して、図８（Ｃ）の断面形状を有する配線パターン４を形成した。

なお、表面部２の非配線パターンの部分に微量の金属錯体触媒粒子３が残存していても、金属錯体触媒粒子３の濃度が低い場合には無電解めっき時の反応性が低くなる。そのため、レーザ光が照射された配線パターン４の輪郭部分には、無電解めっき膜は形成されない。

以上のように、本実施例では、配線パターン４が形成された成形体１を製造できた。また、表面部２から金属錯体触媒粒子３を除去したので、配線パターン４において隣り合う別々の配線の間で短絡等の問題が生じなかった。また、無電解めっき膜は、成形体１の内部から成長して成形体１に対して強く密着した。

実際に、配線パターン４と同じ工程で成形体１の全面にめっき膜を形成したものについて密着強度を測定したところ、１．２Ｎ／ｍｍという値が得られ、密着強度が十分である事が確認された。また、高温多湿環境試験（８５℃、８０％ＲＨ）やヒートッショック試験（−４０℃と＋１５０℃との間で温度を１０回切り替えた試験）などの耐候試験を行ったところ、めっき膜の剥がれや膨れ等も無かった。なお、測定に使用した成形体１において、金属材料と樹脂材料との混在層５は、図６の実施例２の成形体１と同様に約５００ｎｍであった。

本発明の配線パターンが形成された成形体の製造方法では、成形体に密着し且つ成形体との接触面が平滑な配線パターンを形成できる。また、本発明では、配線パターンが形成された成形体が得られる。したがって、本発明は、耐熱性および耐久性が要求される自動車のヘッドランプユニットやそのリフレクターを成形する場合、基板付のカメラモジュールなどの基板付のパッケージ製品を成形する場合、樹脂成形品の表面に電気回路を形成するＭＩＤや電磁シールド成形体を成形する場合などに利用できる。

図１（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１での成形体の製造工程の説明図である。 図２は、実施例１において使用されて、成形体に金属錯体粒子を浸透させるバッチ処理装置の概略構成図である。 図３は、実施例１において成形体に形成した配線パターンの拡大図である。 図４は、実施例１での成形体および配線パターンの部分拡大断面図である。 図５（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例２での成形体の製造工程の説明図である。 図６は、実施例２での成形体および配線パターンの部分拡大断面図である。 図７は、実施例３において使用されて、金属錯体粒子を浸透させた成形体を成形する射出成形装置の概略構成図である。 図８（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４での成形体の製造工程の説明図である。

符号の説明

１ プラスチック成形体
２ 表面部
３ 金属錯体触媒粒子（金属元素含有微粒子）
４ 配線パターン
５ 混在層
１０ レーザ光

Claims (10)

1. 配線パターンが形成されたプラスチック成形体の製造方法であって、
   上記プラスチック成形体として、その表面部に金属元素含有微粒子を分散させたプラスチック成形体を用意することと、
   上記プラスチック成形体についての上記配線パターンの輪郭の領域に対してレーザ光などの電磁波を照射して、上記電磁波が照射された上記表面部または上記表面部に分散した上記金属元素含有微粒子を選択的に除去することと、
   上記除去処理後の上記プラスチック成形体を、アルコールを含む無電解めっき液に常圧下で浸漬して、上記プラスチック成形体内の上記金属元素含有微粒子から成長した無電解めっき膜を形成することとを含む製造方法。
2. さらに、上記アルコールを含む無電解めっき液に上記プラスチック成形体を浸漬する前に、上記除去処理後の上記プラスチック成形体を、還元剤を含む水溶液に浸漬させることを含む請求項１記載の製造方法。
3. 上記表面部に上記金属元素含有微粒子を分散させた上記プラスチック成形体を用意することは、上記表面部において上記金属元素含有微粒子として金属分子を含んだ上記プラスチック成形体を用意することを含み、且つ、
   上記電磁波が照射された上記表面部または上記表面部に分散した上記金属元素含有微粒子を選択的に除去することは、上記電磁波により上記表面部の樹脂を溶融させて上記表面部を選択的に除去することを含む請求項１または２記載の製造方法。
4. 上記表面部に上記金属元素含有微粒子を分散させた上記プラスチック成形体を用意することは、上記表面部において上記金属元素含有微粒子として金属錯体を含んだ上記プラスチック成形体を用意することを含み、且つ、
   上記電磁波が照射された上記表面部または上記表面部に分散した上記金属元素含有微粒子を選択的に除去することは、上記レーザ光により上記表面部を加熱して上記表面部に分散した上記金属錯体を選択的に昇華させて除去することを含む請求項１または２記載の製造方法。
5. 上記表面部に上記金属元素含有微粒子を分散させた上記プラスチック成形体を用意することは、
   上記プラスチック成形体をアルコールなどの還元剤に浸透することと、
   上記還元剤に浸透した後の上記プラスチック成形体に対して、金属錯体を含む高圧二酸化炭素を接触させることとを含み、
   上記金属錯体または上記金属錯体の変性物などが上記金属元素含有微粒子として上記表面部に分散した上記プラスチック成形体を用意する請求項１から４のいずれか一項記載の製造方法。
6. 上記表面部に上記金属元素含有微粒子を分散させた上記プラスチック成形体を用意することは、
   上記プラスチック成形体を射出成形するための可塑化シリンダ内の溶融樹脂に、金属錯体を含む高圧二酸化炭素を溶解させることと、
   上記溶解後の上記溶融樹脂を金型へ射出して上記プラスチック成形体を成形することとを含み、
   上記金属錯体または上記金属錯体の変性物などが上記金属元素含有微粒子として上記表面部に分散した上記プラスチック成形体を用意する請求項１から４のいずれか一項記載の製造方法。
7. さらに、上記無電解めっき膜を下地膜として利用して、上記下地膜の上に金属層を形成することで上記配線パターンを形成することを含む請求項１から６のいずれか一項記載の製造方法。
8. 配線パターンが形成されたプラスチック成形体であって、
   上記配線パターンを構成し、上記プラスチック成形体の表面に形成された下地膜と、
   上記下地膜が重なった上記プラスチック成形体の表面部分であって、金属元素含有微粒子、下地膜の材料および上記プラスチック成形体の材料とが混在した層とを含み、
   上記混在した層の厚さが５０〜１０００ｎｍであるプラスチック成形体。
9. 上記金属元素含有微粒子は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｒｈ、ＰｄおよびＰｔからなる群から選択された１種類の金属錯体である請求項８記載のプラスチック成形体。
10. 上記プラスチック成形体についての上記配線パターンの輪郭部分は、上記配線パターンが形成された部分より窪んでいる請求項８または９記載のプラスチック成形体。

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