JP4432221B2

JP4432221B2 - 電子機器用筐体の製造方法及び電子機器の製造方法

Info

Publication number: JP4432221B2
Application number: JP2000193014A
Authority: JP
Inventors: 順一小笠原; 俊香山; 浩和中吉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2000-06-27
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2020-06-27
Also published as: JP2002001209A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器用筐体の製造方法及び電子機器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、電子部品の筐体、とくにメモリースティック筐体には薄肉化が要求され、剛性や機械的強度を向上させるとともに薄肉成形性を確保するために、筐体の材料として液晶ポリエステルが用いられるようになった。
【０００３】
この液晶ポリエステルは、耐熱性、機械的特性、電気的特性など、物性面で種々の優れた性質を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、その反面において、この液晶ポリエステルは不活性で且つ耐溶剤性が良好であるので、そのペレットに着色剤を添加させたり、その成形品の表面に塗装を施すことが困難である。とくに、後者の場合は塗装はできても塗膜の付着力が弱く、剥離し易い問題があった。
【０００５】
その結果、塗装した成形体は、およそ外装品として不向きな、商品価値の低いものが多かった。このように、液晶ポリエステルに対しては、上塗り塗料の１コートのみでは塗装不可能とされるため、表面にエッチング処理を施したり、プライマーと上塗り塗装とを組合わせる等、工程を増やす必要があった。例えば、プライマーとして塩素化ポリオレフィン／アクリル系を用い、上塗り塗料としてアクリル／ウレタン系を塗装することにより、塗料の密着性は上るものの、プライマーはハロゲン化合物のため、環境面から使用には適さない。
【０００６】
本発明は上記事情を改善するためになされたもので、その目的は、工程数を少なくして付着力の強い塗膜を得ることができ、そして特に電子製品の用途向きに外装と機能をともに満足し、かつ作業効率が高くて環境にも悪影響のない樹脂製の電子機器用筐体の製造方法、及び電子機器の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、特に液晶ポリエステルなどの液晶ポリマーからなる成形体に金属膜（特に金属めっき膜）を形成し、この金属膜の表面に塗装を施す方法であって、電子機器用筐体の本体部を液晶ポリマーで成形する工程と、前記本体部の外面を露出させた状態で前記本体部の内面にマスクを所定パターンに付着させる工程と、前記マスクの開口部に露出した前記本体部の内面及び前記本体部の露出した外面を触媒処理する工程と、前記マスクを除去する工程と、前記本体部の内面の所定パターンの触媒処理部及び前記本体部の外面の触媒処理部を無電解めっきして、前記本体部の内面に前記触媒処理部と同一パターンの配線を形成すると共に、前記本体部の外面に金属膜を形成する工程と、前記金属膜の表面に塗装を施す工程とを有する、電子機器用筐体の製造方法に係るものである。
【０００８】
また、本発明は、特に液晶ポリエステルなどの液晶ポリマーからなる成形体表面に金属膜（特に金属めっき膜）を形成し、更にこの金属膜上に塗装を施す方法であって、電子部品を内面の配線に接続固定した第１の筐体と、前記電子部品を内部空間に収容するように前記第１の筐体に接合された第２の筐体とによって構成された電子機器を製造するに際し、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造方法によって、前記第１の筐体を作製し、
前記第２の筐体の本体部を液晶ポリマーで成形する工程と、この本体部の外面を触媒
処理する工程と、この触媒処理部を無電解めっきして金属膜を形成する工程と、この金
属膜の表面に塗装を施す工程とによって、前記第２の筐体を作製し、
前記第１の筐体の前記内面の前記配線上にはんだを形成し、このはんだによって電子
部品を接続固定した後に、前記第１の筐体に対し前記第２の筐体を接合する、
電子機器の製造方法も提供するものである。
【０００９】
本発明によれば、筐体となる液晶ポリマー成形体に金属膜を無電解めっきで形成して、筐体内面に配線パターンを形成すると共に筐体外面に金属膜を形成し、この金属膜の表面に塗装を施すので、耐溶剤性に優れてはいるが塗料付着性が劣る液晶ポリマー成形体に対して、塗料との密着性の良好な金属膜を介し、エッチング処理やプライマー及び上塗り塗装を要さずして１コートのみで、即ち、少ない工数で、付着力が大きくて、剥離し難い塗膜を形成でき、かつこの塗膜を有する塗装品を効率的に得ることができる。
【００１０】
そして、特に電子・電気製品向けには、液晶ポリマー成形体外面の塗装時にその内面に配線回路用の非塗装部分を残しておくことによって、塗装部は外観向上用に、非塗装部は機能用と、外観と機能の一体化した商品価値の高い樹脂成形体を、高い効率（工数、組立部品の削減）で提供することが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明においては、前記液晶ポリマーが成形時の流動性に優れる液晶ポリエステルであることが望ましい。なお、液晶ポリマー（ＬＣＰ）の特性（連続使用温度、熱膨張係数、吸水率）を他のポリマーと比較すると、図４に示すようになるが、いずれも優れた物性を示している。これによって、高流動性、高剛性等を生かして平均肉厚０．３ｍｍ以下の超薄型筐体の成形が可能となりデバイスの小型化、薄型化が実現できる。
【００１２】
また、前記成形体が電子機器の筐体であり、この筐体の体裁面に前記塗装を施すことが望ましい。
【００１３】
前記筐体は形状にとらわれないが、通常はメモリースティック筐体又は携帯電話用筐体であるのがよい。
【００１４】
本発明においては、前記液晶ポリマーからなる筐体の内面及び外面に金属めっき膜をそれぞれ形成し、これらのうち、前記内面の金属めっき膜を配線回路に用い、前記外面の金属めっき膜に前記塗装を施すのが好ましい。こうして、配線回路（更にはコネクタ）と筐体（外装を含む）を一体化でき、部品点数の削減、組立工数の削減を図れ、コストダウンにもなる。
【００１５】
更に、本発明の塗装方法を実施するときは、前記筐体の内面に前記配線回路をＭＩＤ（Mold interconnect device）形成法により直接形成する工程と、前記筐体の外面に前記金属めっき膜を形成する工程とを、同時に行なうことが好ましい。即ち、液晶ポリマー製の筐体内面に、ＭＩＤ形成法で電子回路を金属めっきにより形成すると同時に、外装面側の前面にも金属めっきを施し、この上に、例えばアクリル／シリコン系の塗料を１コートでコーティングするのがよい。
【００１６】
そして、電子や電気製品向けには、前記筐体の前記内面の前記配線回路上に電子部品をマウントすることが好ましい。
【００１７】
次に、本発明を好ましい実施の形態に基づいて適宜、図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１８】
図１、図２及び図３は本発明の好ましい塗装方法のフローを示すもので、このフローは、（Ａ）から（Ｊ）に至る工程からなる。
【００１９】
（Ａ）工程：
１はメモリスティック用の筐体を示し（図６も参照）、この筐体１は液晶ポリエステル等の液晶ポリマーより構成され、主に射出成形によって製造される。図５はこの射出成形に用いられる射出成形機２０を示すもので、その動作は次のとおりである。
【００２０】
▲１▼型閉じ：異物のないことを確め、金型である固定型２１と可動型２２を低圧で閉じる。
▲２▼型締め：固定型２１、可動型２２を高圧で締め、射出圧力で開かないようにする。
▲３▼射出：スクリュー１９を内装した射出シリンダー２３内にホッパー２５を介して投入した液晶ポリマーのペレット２４をヒーター２６で溶かし、この溶融物を、スクリュー１９を介してキャビティ１８に注入する。
▲４▼保圧：射出シリンダー２３内の圧力を高圧に保持する。
▲５▼冷却硬化（可塑化）：射出シリンダー２３内の圧力を下げ、可動型２２内の液晶ポリマーの加熱可塑化を行なう。
▲６▼型開き：固定型２１、可動型２２を開く
▲７▼離型、成形。
【００２１】
液晶ポリマーとしてはとくに限定されないが、たとえば液晶ポリエステルが好ましい。この液晶ポリエステルは、公知の種々のものから選択できるが、これは２種以上のモノマーの共重合体であり、そのほぼ全てに
【化１】

（以下、ＯＢＡ成分と略す）が含まれ、しかもそれが全体の５０モル％以上を占めている（例外として、このＯＢＡ成分を含んでいないものもある）。
【００２２】
このように共重合体でかつ５０モル％以上が前記ＯＢＡ成分であることが、本発明にとって好都合な有用な性質を示すことになる。
【００２３】
液晶ポリエステルの結合様式は一般にはエステル結合のみ（ポリエステル）であるが、さらに、アミド結合やイミド結合、カーボネート結合、ウレタン結合等が導入される場合もある。
【００２４】
液晶ポリマーは、エポキシ樹脂に比べてハロゲン等の環境を害する物質を用いないので、環境を損なわず、使用上の問題は生じない。
【００２５】
また、この液晶ポリマーは、成形時に分子鎖が流動方向に配向して補強効果が生じ、高い強度と弾性率が得られる。そして弾性率が高いにもかかわらず、優れた振動吸収特性を示し、特に流動方向の線膨張率は通常のプラスチックよりずっと小さく、金属に匹敵するものとなり、厚みの薄い成形品ほど表層の配向層の占める割合が大きく、薄肉になるほど、大きな強度と弾性率が得られる。その他、緻密な結晶構造をもっているので、融点が比較的低いにもかかわらず、高い荷重たわみ温度、連続使用温度、耐熱性や低い吸水率も示す（図４参照）。
【００２６】
（Ｂ）工程：
化学アルカリエッチング工程であり、液晶ポリマー筐体の表面を適度に粗らし、投錨効果により、後述の金属めっき膜の密着性を高めるのが目的である。この処理に用いるアルカリとしては、たとえば水酸化カリウムなど好ましい。なお、このエッチング処理は、筐体１の内外両面１ａ、１ｂに施されるが、このエッチングは本発明では必ずしも必要ではない。
【００２７】
（Ｃ）工程：
これは二次側成形工程であって、筐体１の内面１ａにたとえばポリビニルアルコール２を所定のマスクを用いて所望の箇所に付着させる。この材料は水や湯に溶け易い材料で、これにより被覆された部分は、後述するように触媒が付かず、従って金属めっきが付かない部分となる。
【００２８】
（Ｄ）工程：
パターンを用いて触媒処理をする工程である。これにはたとえば触媒として塩化パラジウムが用いられ、この触媒は前記ポリビニルアルコールで被われない箇所（一次材料のむき出し部分）１ｂ、１ｃに浸透する。
【００２９】
（Ｅ）工程（図２参照）：
二次側溶解の工程である。前述したように水や湯を用いてポリビニルアルコール２を溶解する。
【００３０】
（Ｆ）工程：
金属めっきを行う工程である。その方法はとくに制約を受けないが、実用上、無電解めっき法が好ましい。めっき層の構成も単層でも複数層でもよい。また、めっきする金属も当分野で公知のものでよい。たとえば３層の構成としてＡｕ／Ｎｉ／Ｃｕ／母材面とするのがよい。
【００３１】
この金属めっきを施すことによって、筐体１の内面１ａには触媒層１ｃのパターン上に回路パターン３が形成されるとともに、外面１ｂ、いわゆる体裁面が金属めっき膜４で覆われることになる。なお、上記回路パターン３の形成と上記外面１ｂのめっき膜形成工程とは個々に行なうことも可能であるが、効率面からすれば、同時に行なうことが好ましい。
【００３２】
（Ｇ）工程：
筐体内面１ａに対してレジスト処理とはんだ処理を行ない、はんだ５は前記回路パターン３上に、またレジスト６はめっき膜の被われていない部分に形成される。
【００３３】
（Ｈ）工程：
ここでは、外面１ｂ側には、金属めっき膜４上にたとえばスプレー塗装法やローラコートを行なって、塗膜７を形成する。この外面１ｂには前記（Ｆ）工程においてめっき膜４が既に形成されており、これに塗膜７が強く付着する。
【００３４】
（Ｉ）工程：
前記はんだ５の部分に電子部品、たとえば抵抗チップ８を固着させる。この際、熱を加えてはんだ５をリフローさせることが必要である。
【００３５】
（Ｊ）工程：
こうして製作した下ケース９と、上記したと同様の別の工程で体裁面に金属めっき及び塗装を施した上ケース１０とを接合する。この接合には、たとえば超音波振動ホーン（振動部）１１をあてがって、超音波溶着法を実施するのがよい。
【００３６】
以上は本発明の好ましい一実施形態を示したのにすぎず、本発明はその要旨を外れない限りにおいて、種々の実施形態とり得るものである。
【００３７】
【実施例】
次に、実施例について更に具体的に本発明を説明するが、本発明がそれに限定されることは言うまでもないことである。
【００３８】
実施例１
（１）樹脂成形体の製造
粉末状液晶ポリエステル（ポリプラスチック（株）製、ベクトラ）を押出機により温度３００〜３６０℃で溶融混練し、６ｍｍφのペレットを得た。その際、押出機のスクリュー回転数は樹脂の発熱、分解を防ぐため、５００ｒｐｍ以下とした。
【００３９】
次に、図５に示したような射出成形機（東芝社製（１Ｓ７５Ｅ）を用いて、そのホッパーに上記ペレットを投入し、射出シリンダーの温度を２５０〜３３０℃（ホッパー側から金型側にかけて段階的に昇温させた）、金型温度を１５０℃、射出圧を１４０ｋｇ／ｃｍ²に保持して、図６に示すような筐体を成形した。そして前記液晶ポリエステルの種類を変えるか、又は添加物を加えるか、更には成形品を表面処理（アルカリエッチング、本発明に基づくめっき処理等）することによって下記の７種の筐体試料を用意した。
【００４０】
（１）Ｃ８２０（表面性向上メッキグレード）
（２）Ａ４１０（低異方性グレード）
（３）Ａ９５０（無充填グレード）
（４）Ｂ１３０（ガラス繊維強化超高剛性グレード）
（５）ＬＣＸ３６４（流動性改善グレード）
（６）Ｃ８１０（標準めっき（Ｃｕ／Ｎｉ／Ａｕ）グレード）
：本発明品に相当
（７）Ｃ８１０（表面アルカリエッチング＋めっき処理品）
：本発明品に相当
【００４１】
塗装条件：
前記試料を、下記２種類の塗料を別々に用いて塗装した。なお、この塗装に先立って、その表面をイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で丹念に拭いた。
（イ）アクリル／シリコン系塗料（アルティパワールド、武蔵塗料社製）
配合比：主剤（アンチパワールド・ブラック７８７）：硬化剤（７８７−１０Ｂ）：シンナー（アンチパワールドシンナ−２７８８５）＝１０：１：８（重量比）
（ロ）無電解めっき用プライマー（ＭＰＣスーパープライマー）
配合比：主剤（スーパープライマークリヤー）：硬化剤（８９５４ＮＹ）：シンナー（スーパープライマーシンナー２８６８）＝１０：１：４（重量比）
注）ただし、括弧内の数値は品番を指す。
【００４２】
（３）試験項目及び条件：
下表の条件で塗膜の剥離及び付着性の試験を行った。
【表１】

【００４３】
（４）試験結果
上記試験の結果のうち、塗料としてアクリル／シリコン系塗料を用いた場合を、下表に示す。
【表２】

○…合格 ×…剥離
注）３ケの試料のうち、全てが良品の場合に「○」、１ケでも不良な場合は「×」
とした。
【００４４】
上記に明らかなように、筐体の非めっき面では塗膜が一様に剥離したが、めっき面では塗膜の付着力が強く、外装品として良好な結果を示した。なお、塗料として無電解めっき用プライマーを用いた場合も、上記と同様の結果が得られた。
【００４５】
【発明の作用効果】
本発明は上述した如く、筐体となる液晶ポリマー成形体に金属膜を無電解めっきで形成して、筐体内面に配線パターンを形成すると共に筐体外面に金属膜を形成し、この金属膜の表面に塗装を施すので、従来技術では得られなかった付着力の大きな、剥離し難い塗膜を工数少なくして得ることができる。
【００４６】
そして、特に電子、電気製品向けには、液晶ポリマー成形体の外面塗装時にその内面に配線回路用の非塗装部分を残しておくことによって、塗装部は外観向上用に、非塗装部は電子回路等の機能用と、外観と機能の一体化した商品価値の高い樹脂成形体を高い効率で提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく筐体作製工程を順次示す縦断面図である。
【図２】同、工程の続きを示す縦断面図である。
【図３】同、工程の更に続きを示す縦断面図である。
【図４】液晶ポリマーの物性を他高分子化合物と比較して示す表である。
【図５】本発明に基づいて筐体を成形するための射出成形機とその動作を示す概略断面図である。
【図６】同、成形された筐体の斜視図である。
【符号の説明】
１…筐体、１ａ…内面、１ｂ…外面、１ｃ…触媒浸透部、
２…ポリビニルアルコール、３…回路パターン、４…金属めっき膜、
５…はんだ、６…レジスト、７…塗膜、８…チップ、９…下ケース、
１０…上ケース、１１…ホーン、１８…キャビティ、１９…スクリュー、
２０…射出成形機、２１…固定型、２２…可動型、２３…射出シリンダー、
２４…ペレット、２５…ホッパー、２６…ヒーター

Claims

電子機器用筐体の本体部を液晶ポリマーで成形する工程と、前記本体部の外面を露出させた状態で前記本体部の内面にマスクを所定パターンに付着させる工程と、前記マスクの開口部に露出した前記本体部の内面及び前記本体部の露出した外面を触媒処理する工程と、前記マスクを除去する工程と、前記本体部の内面の所定パターンの触媒処理部及び前記本体部の外面の触媒処理部を無電解めっきして、前記本体部の内面に前記触媒処理部と同一パターンの配線を形成すると共に、前記本体部の外面に金属膜を形成する工程と、前記金属膜の表面に塗装を施す工程とを有する、電子機器用筐体の製造方法。
前記本体部を成形した後に前記本体部の内面及び外面をエッチングによって粗面化し、更に前記本体部の内面に前記マスクを付着させる、請求項１に記載の製造方法。
前記本体部の内面及び外面をマスクなしで露呈させたまま、前記無電解めっきを行う、請求項１又は２に記載の製造方法。
前記無電解めっきによって、前記配線の形成と前記金属膜の形成とを同時に行う、請求項３に記載の製造方法。
前記配線上に、電子部品を接続固定するためのはんだを形成する、請求項４に記載の製造方法。
メモリースティック用筐体又は携帯電話用筐体を製造する、請求項１に記載の製造方法。
電子部品を内面の配線に接続固定した第１の筐体と、前記電子部品を内部空間に収容するように前記第１の筐体に接合された第２の筐体とによって構成された電子機器を製造する方法であって、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造方法によって、前記第１の筐体を作製し、
前記第２の筐体の本体部を液晶ポリマーで成形する工程と、この本体部の外面を触媒処理する工程と、この触媒処理部を無電解めっきして金属膜を形成する工程と、この金属膜の表面に塗装を施す工程とによって、前記第２の筐体を作製し、
前記第１の筐体の前記内面の前記配線上にはんだを形成し、このはんだによって電子部品を接続固定した後に、前記第１の筐体に対し前記第２の筐体を接合する、
電子機器の製造方法。
前記第２の筐体の本体部を成形した後にこの本体部の外面をエッチングによって粗面化し、更にこの本体部の外面に前記触媒処理を施す、請求項７に記載の製造方法。
前記本体部の外面を露呈させたまま、前記無電解めっきを行う、請求項７又は８に記載の製造方法。
メモリースティック又は携帯電話の製造に適用する、請求項７に記載の製造方法。