JP3159840B2 - 回路形成方法及び導電回路形成部品 - Google Patents

回路形成方法及び導電回路形成部品

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂成形品の表面
に導電回路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、
合成樹脂製成形品の表面に回路を形成する方法として
は、例えばメッキ性の異なる2種の材料を用いて二重成
形して、回路形成部と他の部分とのメッキ性の差を利用
して回路部を選択的にメッキ加工し、金属回路を形成す
る方法があるが、これらの方法は2回の成形工程が必要
なため、煩雑、不経済であるばかりでなく、2種の樹脂
界面の密着性を良くすることが困難で、例えばメッキ液
の浸入、残留等による問題を生じる場合がある。一方、
従来のフォトレジストを用いる回路形成法では、回路パ
ターン露光、パターン現像と暗室内での煩雑な工程があ
り、さらに立体形状の成形品の表面に立体的な導電回路
を形成しようとする場合には、平行光による投影露光に
よりある程度の回路は形成できるが、精度上問題があ
り、又基板の立体形状によっては限界がある。また、近
年、レーザー光線を用いた回路形成法が開発されつつあ
り、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64−83391号公報)が考えられ、
この方法によれば二重成形やレジスト使用の必要がな
く、極めて簡単であるが、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
10μm 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。また、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、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
ず絶縁性の問題は無いが、この方法では広面積の絶縁部
を形成する場合、レーザー光を絶縁部とする場所全てに
照射する必要があるため、レーザー照射時間が長くな
り、生産性が悪くなり且つ不経済でもある。
【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、簡便な方法で複雑な形状の成形品
にも精度良く回路を形成する方法、特にレーザー光を利
用して導電回路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に予め
付与する金属層を特定の厚さ以下とした薄膜層としてレ
ーザー光を絶縁部の輪郭線上に照射することにより、レ
ーザー光の出力を下げて不要金属層を除去し、下地樹脂
に損傷を与えることなく且つ短時間で回路パターンが形
成でき、その導電回路パターン上に電着レジストを塗布
した後、絶縁部分の金属薄膜をエッチング液により除去
し電着レジストを剥離後、電気メッキにより所望の厚さ
の金属層を付与することにより外観、形状、絶縁性等を
損なうことなく比較的簡単に所望の導電回路及び広面積
の絶縁部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、合成樹脂成形品の表面に導電性回路
を形成するにあたり、金属被覆可能な合成樹脂成形品の
表面に予め化学メッキ、スッパタリング、真空蒸着、イ
オンプレーティング、転写法又は導電剤塗装の何れかの
方法により金属被覆加工を行って厚さが 0.2〜2μm の
金属薄膜を形成し、次いで該薄膜表面の絶縁回路となる
部分の輪郭線上にレーザー光を照射して金属薄膜を除去
し、絶縁回路となる部分を絶縁閉回路で囲んだ後、導電
回路となる部分に電着法により塗料またはレジストを塗
布しエッチング液により絶縁回路となる部分の金属薄膜
を除去後、塗料またはレジストを除去し電気メッキを行
って所望の厚さの回路形成を行うことを特徴とする回路
形成方法、及び上記方法により製造された導電回路形成
部品である。
【0004】以下、図を参照し、順を追って本発明の方
法を説明する。本発明で用いる基体成形品の材質は、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。基体成
形品(図1)は、射出成形等により成形され、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(図2)。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成形品(図
2)について、絶縁回路となる部分を絶縁閉回路で囲む
ために、絶縁回路となる部分の輪郭線部分に出力を適宜
調節したレーザー光を照射して、この部分の金属薄膜を
選択的に飛散除去し、絶縁回路となる部分が絶縁閉回路
で囲まれた金属薄膜の回路パターンを形成する(図
3)。照射するレーザー光はYAGレーザー、炭酸ガス
レーザー等、赤外領域の波長を有し、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。
【0007】次に絶縁回路となる部分が絶縁閉回路で囲
まれた金属薄膜の回路パターンを形成した成形品は、そ
の導電回路となる部分に電着法により塗料またはエッチ
ングレジストが塗布される(図4)。電着法により塗布
される塗料およびエッチングレジストは次工程で金属薄
膜の除去時に耐え、レジスト剥離時に容易に剥離できる
ものであれば如何なる材質のものでも良い。次に導電回
路となる部分に電着法によりレジストを塗布した成形品
は、塩化鉄(III)水溶液等のエッチング液に浸漬し、絶
縁部分となる部分の金属薄膜を溶解除去し(図5)、そ
の後レジストを剥離し金属薄膜による導電回路パターン
を形成する(図6)。
【0008】このようにして金属薄膜による導電回路パ
ターンを形成した成形品は、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2μm 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、この導電回路パターンに更に
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(図7)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】
【発明の効果】本発明によれば、煩雑な複合成形の必要
がなく、またフォトレジストを用いる場合のように回路
パターン露光や現像といった暗室内での煩雑な工程の必
要もなく、またレーザー光を使用する際の基体成形品の
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、また絶縁部分全てにレーザー光を
照射する必要がなくなり、簡便な方法で所望の正確な導
電回路を有する成形品を得ることができ、経済的にも有
利である。
【0010】
【実施例】以下、図を参照して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。 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1を
作成した(図1)。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、HC
l水溶液にて中和し、洗浄後、触媒(商品名「キャタリ
ストA−30」、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0.6 μm の化学銅メッキ2を施し、よく洗
浄後、乾燥した(図2)。次に、この表面を化学銅メッ
キした成形品(図2)に、レーザーパワーが0.5WのY
AGレーザー3を照射して、絶縁部分の輪郭線上の化学
銅メッキを除去することにより導電回路パターン4およ
び絶縁部分5を形成した(図3)。次に、この導電回路
パターン4を形成した成形品(図3)に、電着レジスト
6を塗布し(図4)、塩化鉄(III)水溶液に浸漬し、絶
縁部分5の化学銅メッキを溶解除去(図5)した後、電
着レジスト6を剥離し化学銅メッキによる導電回路パタ
ーン4の化学銅メッキのみが残った成形品を得た(図
6)。次にこの導電回路パターン4の化学銅メッキが残
った成形品に、電気銅メッキを行い、導電回路パターン
4の銅膜の厚さが30μm の正確で立体的な導電回路部分
7を有する回路形成品(図7)を得た。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一例として立体回路成形部品
となる基体成形品の斜視図である。
【図2】図2は、図1に示す基体成形品の表面に化学銅
メッキを施し、銅薄膜を付与した状態を示す斜視図であ
る。
【図3】図3は、図2に示す化学銅メッキを施した成形
品の絶縁部分となる部分の輪郭線上の化学銅薄膜をYA
Gレーザーにより除去し、回路パターンを形成した状態
を示す斜視図である。
【図4】図4は、図3に示す回路パターンを形成した成
形品の導電回路となる部分に電着レジストを塗布した状
態を示す斜視図である。
【図5】図5は、図4に示す導電回路となる部分に電着
レジストを塗布した成形品にエッチングを行い、絶縁部
分となる部分の化学銅メッキを除去した状態を示す斜視
図である。
【図6】図6は、図5に示す絶縁部分となる部分の化学
銅メッキを除去した成形品の導電回路部分の電着レジス
トを剥離した状態を示す斜視図である。
【図7】図7は、図6に示す導電回路部分の電着レジス
トを剥離した成形品に電気銅メッキを施し、所望の厚さ
の金属層よりなる回路を形成した状態を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
1…基体成形品 2…化学銅メッキによる銅薄膜 3…レーザー光 4…レーザー光により形成された導電回路パターン 5…レーザー光により形成された絶縁部分 6…電着レジスト 7…電気銅メッキにより形成された導電回路

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成樹脂成形品の表面に導電性回路を形
    成するにあたり、金属被覆可能な合成樹脂成形品の表面
    に予め化学メッキ、スッパタリング、真空蒸着、イオン
    プレーティング、転写法又は導電剤塗装の何れかの方法
    により金属被覆加工を行って厚さが 0.2〜2μm の金属
    薄膜を形成し、次いで該薄膜表面の絶縁回路となる部分
    の輪郭線上にレーザー光を照射して金属薄膜を除去し、
    絶縁回路となる部分を絶縁閉回路で囲んだ後、導電回路
    となる部分に電着法により塗料またはレジストを塗布し
    エッチング液により絶縁回路となる部分の金属薄膜を除
    去後、塗料またはレジストを除去し電気メッキを行って
    所望の厚さの回路形成を行うことを特徴とする回路形成
    方法。
  2. 【請求項2】 成形品が立体的な表面形状である請求項
    1記載の回路形成方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の方法により製造さ
    れた導電回路形成部品。
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