JP2843390B2 - 回路形成樹脂成形品 - Google Patents

回路形成樹脂成形品

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    • H05K3/182Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、2段階の成形によって製造された回路形成
樹脂成形品に関するものであって、より詳細には、1段
目の回路形成用の成形をメッキ可能な射出成形可能なエ
ポキシ樹脂の射出成形あるいはトランスファー成形によ
って行ない、2段目の回路面以外の射出成形をメッキで
きない熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂によって行なう
ことによって得られたファインパターン化可能な回路形
成樹脂成形品に関する。
[従来の技術およびその問題点] 近年、半導体産業やコンピューター産業の技術の進歩
は著しいものがあり、そこで使用されるプリント配線板
の技術の進歩もその一因をなしている。実際、個別半導
体からIC、超LSIへの動きに見られるうに、機器の高密
度化、多品種化、小型軽量化の方向を明確にし、それに
伴ってプリント配線板の材料、基本構造、製造技術の改
善が要望されている。
このような技術革新の要望のもとに開発された技術の
ひとつとして、MID(Molded Interconnection Device)
と呼ばれる、射出成形または押出し成形等によって得ら
れた成形品に、化学メッキなどの方法によってプリント
回路を形成した回路部品がある。この方法によってえら
れる回路部品は、射出成形によって成形されるために、
スルーホール、部品取付用のサポート、突起、組み立て
用のスナップなどが一体成形できることや、立体的な三
次元回路の形成も可能であることから、ハウジング、シ
ャーシに、回路、スルーホール、コネクターなどの機能
を一体化した多機能でコンパクトな回路形成部品となし
うることができ、製造プロセスの面でも、回路形成や組
み立て工程の点で合理化され、大巾なコストダウンが期
待できるというメリットがある。
このMIDのうち、Mold−n−Plate法と呼ばれる2段階
による射出成形によって回路形成部品を成形する方法が
ある。この方法は、1段目の射出成形によって回路部分
の成形を行い、回路部分を一定の高さの凸部として形成
させ、ついで、この1段目の射出成形によって得られる
成形品を2段目の金型中に固定させ、回路部分だけを露
出させるように、2段目の射出成形を行って最終成形品
とするものである。1段目の射出成形に使用する樹脂に
は、銅メッキの核となる触媒を均一分散させておき、2
段目の射出成形に使用する樹脂には、前記触媒を含ま
ず、これによって、無電解銅メッキをした場合に、1段
目の射出成形によって凸部として形成させた回路形成部
分の樹脂だけに銅メッキが行なわれ回路が形成されるこ
とになる。
ところで、このMold−n−Plate法において、1段目
の射出成形には、耐熱性の熱可塑性樹脂が使用されてい
るが、このような樹脂は流れが悪く、そのために、金型
温度を120ないし170℃程度にまで高めなけれがならない
ことや、凸部として形成される回路形成部の巾が細い
と、2段目の射出成形時の熱や圧力に耐えられなくな
り、予め形成された凸部の形状を保てずに変形したり、
ひどい場合には凸部が倒れてしまうために、回路の線巾
は精々0.5mm程度迄しか形成することができず、最近の
ように情報量の増加に伴なう、高密度化に要求される数
μmの線巾を形成することは不可能な状態にあった。
[発明の目的] そこで、本発明の目的は、Mold−n−Plate法によっ
て、数μmという細い線巾の回路を形成することを可能
にした回路形成樹脂成形品を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、前記目的を達成するために提案されたもの
であって、1段目の成形品をメッキ可能な射出成形可能
なエポキシ樹脂の射出成形あるいはトランスファー成形
によって形成することを特徴とする。
すなわち本発明によれば、 2段階の成形によって回路が形成される樹脂成形品に
おいて、1段目の成形品は射出成形可能なエポキシ樹脂
を射出成形あるいはトランスファー成形することによっ
て得られる回路形成部を有するものであり、2段目の成
形は、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂の射出成形に
よって行なわれるものであることを特徴とする回路形成
樹脂成形品が提供される。
本発明によれば、前記熱硬化性樹脂が、射出成形ある
いはトランスファー成形可能なエポキシ樹脂で成形する
ことによって、数μm巾の回路を形成する、いわゆるフ
ァインパターン化した回路を、極めて高い精密度で形成
せしめた回路形成樹脂成形品を得ることができるように
なる。
[発明の好適な態様の説明] Mold−n−Plate法によって、回路形成樹脂成形品を
成形する工程の一例を示す第1図において、(I)工程
で得られる1段目の熱硬化性樹脂の射出成形あるいはト
ランスファー成形によって成形された基板1には、回路
形成用の凸部2が一定の高さで形成されている。この際
射出成形可能なエポキシ樹脂には、銅メッキの核となる
触媒、例えば粉末ケイ酸アルミニウム粘土上に分散され
たパラジウム触媒が、該熱硬化性樹脂に対して3ないし
15重量%程度の割合で均一分散状態で配合されている。
ついで、成形された基板を金型中にセットして、2段目
の熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂による射出成形で、
凸部2の高さに凹部3を充填する形4で(II)工程で得
られる回路形成用の樹脂成形品を成形する。2段目の射
出成形に使用される熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂
には、前記1段目の熱硬化性樹脂に配合される触媒は配
合されない。したがって、(III)の接着促進工程を経
て、(IV)の無電解銅メッキ工程では、1段目の熱硬化
性樹脂の成形によって形成された凸状部2のみに銅メッ
キ層5が形成されることになる。
(II)の射出成形工程で成形された物品は、通常、オ
ーブン等で約130ないし200℃程度の温度に、3ないし6
時間程度保たれ、ついで冷却されることによって応力を
除去する。その後(III)の接着促進工程によって、物
品の表面を微孔性かつ親水性となし、回路パターンが形
成される表面部分の触媒を露出させる。
接着促進は、具体的には、例えば、次のような手順に
よって行なわれる。
ジメチルホルムアミド(DMF)および1,1,1−トリクロ
ルエタン混合液中に、浸漬膨潤させ、ついで、クロム酸
/硫酸/フッ化ナトリウム混合液に浸漬させ、表面をエ
ッチングする。
このうよにして、成形物品の外観がつや消しの状態と
なり、活性化されて(IV)の無電解メッキ工程に送られ
る。
無電解メッキは、例えば、硫酸銅、エチレンジアミン
四酢酸四ナトリウム塩、ホルマリン、水酸化ナトリウ
ム、シアン化ナトリウムおよび水を含む無電解銅メッキ
液に浸漬することによって金属皮膜を形成する方法等の
ような、それ自体公知の方法によって行なわれる。
この際、回路形成用の凸部2は、第2図に示されるよ
うに、2段目の成形によって、同一高さの平面となる場
合(I)、凸部2が平面より突出して形成される場合
(II)、あるいは凸部2が平面より低く形成される場合
(III)、(IV)の4通りの態様が可能であり、それぞ
れの凸部2の上面にメッキ層5が形成されることにな
る。
同一高さの平面となる(I)の場合は最も一般的なケ
ースであるが、コネクターなどのように回路面を何かと
接触させたいような場合には、凸部を突出させた(II)
のケースが適用され、組立時あるいはその後に他の物体
と絶えず接触し、回路に傷がつくのをきらうような場合
には、(III)または(IV)のケースが適用されるが、
(II)、(III)および(IV)のケースは従来法によっ
て成形することはできず、本発明に特有の形状構成であ
る。
以上のような回路形成樹脂成形品を成形するに際し
て、1段目の基板成形を熱硬化性樹脂の射出成形によっ
て行うのが本発明の重要な技術的特徴である。
Mold−n−Plate法によって回路形成樹脂成形品を成
形する方法は、特開昭61−239694号公報(コルモーゲン
テクノロジー社)に開示されている。この方法のよれ
ば、1段目および2段目の成形が、射出、圧縮、押出
し、鋳型その他の成形方法によって行われ、使用される
材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、セラミッ
ク、ガラスなどを例示し、とくに、ポリエステル、ポリ
エーテル、エーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリ
エーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイドおよび
ポリスルホンなどの熱可塑性樹脂を使用することが好ま
しいことが開示されている。
この発明においては、使用される材料として、熱硬化
性樹脂も例示しているが、特にエポキシ系の熱硬化性樹
脂は射出成形できる材料として認識されていないから、
1段目の成形品として熱硬化性樹脂を使用する場合は、
熱硬化性樹脂の成形方法として自明の圧縮成形や鋳型成
形によって成形されているのであろうと推定される。
ところが、このような成形方法では、熱硬化性樹脂の
精密成形は極めて困難であって、まして、本発明が目的
とするような数μm幅の回路形成部の成形は不可能であ
る。
いいかえれば、本発明は、射出成形可能な熱硬化性樹
脂を見い出したことによって、はじめて可能となったも
のである。
本発明において使用する射出成形可能な熱硬化性樹脂
としては、下記一般式 式中R1乃至R3は、水素原子または炭素原子数6以下のア
ルキル基、 R4乃至R11は水素原子、炭素原子数6以下のアルキル
基又はハロゲン原子であり、 これらR1乃至R11の各基は互いに同一の基であっても
よい、 で表わされるフェノール誘導体と、エピクロルヒドリン
との縮合反応により得られる三官能性エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、尿素樹脂等が例示されるが、精密成形性等
の点で三官能性エポキシ樹脂が好ましく使用される。該
三官能性エポキシ樹脂は、前記トリスフェノール類と、
エピクロルヒドリンとを適当なエーテル化触媒の存在下
にエーテル化し、次いで脱ハロゲン化水素することによ
って製造される。
該三官能性エポキシ樹脂において、グリシド基、すな
わち、前記式におけるフェノール性水酸基は、それぞれ
にフェニル基のパラ位に結合していることが望ましく、
R1乃至R3の各々は、炭酸数4以下のアルキル基、特にメ
チル基であり、R4乃至R9の各々は、水素原子、メチル基
或いは第三級ブチル基であることが望ましい。
また前記三官能性エポキシ樹脂には、例えばo−クレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂のような他のエポキシ
樹脂を配合することができる。
前記三官能性エポキシ樹脂の硬化剤としては、ノボラ
ック型フェノール樹脂が使用される。
このフェノール樹脂は、フェノール或いはo−クレゾ
ール、p−クレゾール、t−ブチルフェノール、クミル
フェノール、ドニルフェノール等のアルキル置換フェノ
ール類と、ホルムアルデヒドとを酸性触媒下に縮合して
得られるものであって、特に水酸基当量が100乃至150、
及び軟化点が60乃至110℃の範囲にあるものが好適に使
用される。
かかるフェノール樹脂は、前記三官能性エポキシ樹脂
100重量部当たり20乃至120重量部、特に40乃至100重量
部の割合で配合される。
硬化促進剤としては、2−メチル−4−メチルイミダ
ゾール、2−フェニルイミダゾール、2−エチル−4−
メチルイミダゾールアジン等のイミダゾール類、二塩基
酸ヒドラジド等のヒドラジド化合物、三フッ化ホウ素−
アミン錯化合物等を挙げることができ、これらは三官能
性エポキシ樹脂100重量部当たり0.1乃至20重量部の割合
で使用される。
2段目の射出成形には、前記熱硬化性樹脂の他に、ポ
リエステル、ポリエーテル、エーテルケトン、ポリエー
テルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサ
ルファイド、ポリスルホン、液晶ポリマーおよび芳香族
ポリアミドなどの熱可塑性樹脂を使用することができ
る。
1段目の熱硬化性樹脂の成形法 通常の熱可塑性樹脂用射出成形機を用いて、シリンダ
ー温度を80ないし120℃に加熱して、熱硬化性樹脂を160
ないし200℃に加熱された金型内に射出充填し、15ない
し50秒間硬化させて金型を開き製品を取り出す。
2段目の熱可塑性樹脂の射出成形法としては、前記1
段目の成形品を金型内にセットして、通常の射出成形法
によって成形品を得ることができる。
[実施例] 下表サンプルA(実施例)は、1段目にエポキシ系熱
硬化性樹脂を用い、2段目に熱可塑性樹脂ポリフェニレ
ンサルファイドを用いて0.5mm巾で50mm長さの回路を試
験的に成形したものであり、成形品は良好であり、無電
解銅メッキも良好であった。
サンプルBは(比較例)1段目に熱可塑性樹脂ポリエ
ーテルスルホンを用い、2段目に熱可塑性樹脂ポリフェ
ニレンサルファイドを用いサンプルAと同様に成形した
ものである。その結果サンプルBは回路面が変形し、し
かも回路表面に2段目の樹脂が覆いメッキも不可能であ
った。
[発明の効果] 本発明によれば、1段目の射出成形用の材料として射
出成形可能なエポキシ樹脂を使用したことにより、きわ
めて高密度の回路の形成、すなわち、ファインパターン
化が可能になり、2段目のショットで回路形成部が変形
したり、倒れたりすることなく、安定的に精密な回路形
成部分を提供することができる。さらに、本発明によれ
ば、熱硬化性樹脂の流れがよいために、成形品の薄肉化
が達成できるとおもに、耐熱性がすぐれており、ハンダ
付けが成形品の変形を伴うことなく実施できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の回路形成樹脂成形品の成形工程を示
す斜視図であり、第2図は、凹部充填時の形状例を示す
断面図である。 1:基板、2:回路形成用凸部 3:凹部、4:熱可塑性樹脂による成形部 5:メッキされた回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−239694(JP,A) 特開 昭64−86590(JP,A) 特開 昭57−38511(JP,A) 特開 昭55−118640(JP,A) 特開 昭63−193592(JP,A) 特開 平1−91492(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/00 - 45/17

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2段階の成形によって回路が形成される樹
    脂成形品において、1段目の成形品は射出成形可能なエ
    ポキシ樹脂を射出成形あるいはトランスファー成形する
    ことによつて得られる回路形成部を有するものであり、
    2段目の成形は、熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性樹脂の
    射出成形によって行われるものであることを特徴とする
    回路形成樹脂成形品。
  2. 【請求項2】1段目の成形品が、基板に回路形成部分を
    一定の高さの凸状部として形成した、三官能エポキシ樹
    脂からなるメッキ可能な成形品である請求項(1)記載
    の回路形成樹脂成形品。
  3. 【請求項3】2段目の射出成形が、1段目の成形品を金
    型中に固定し、該成形品の凹部の全体または一部を覆う
    ように、メッキできない熱硬化性樹脂あるいは熱可塑性
    樹脂によって行われる請求項(1)または(2)記載の
    回路形成樹脂成形品。
  4. 【請求項4】熱硬化性樹脂は射出成形可能なエポキシ樹
    脂である請求項(1),(2)または(3)記載の回路
    形成樹脂成形品。
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US6058013A (en) * 1998-07-02 2000-05-02 Motorola Inc. Molded housing with integral heatsink
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