JP6360695B2 - 樹脂成形品への金属メッキ方法 - Google Patents
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Description
前記パターンを描画するようにレーザー光線を前記樹脂成形品の表面に照射して、当該樹脂成形品における前記レーザー光線の照射部位を多孔質化させる発泡粗化ステップと、
前記発泡粗化ステップにて描画した前記パターンを縁取るように、当該発泡粗化ステップにて用いたレーザー光線の強度よりも強いレーザー光線を照射することで、当該パターンの輪郭を明瞭化するトリミング工程と、
前記発泡粗化ステップにより多孔質化された部位にメッキ塗料を選択的に塗布するメッキ塗料塗布ステップと、
無電解メッキ法により、前記多孔質化された部位で、かつ前記メッキ塗料が塗布された部位に1層以上の金属メッキ層を形成するメッキステップと
を含むことを特徴とする樹脂成形品への金属メッキ方法としている。
本発明の一実施例として樹脂成形品の表面にアンテナとして機能する導体パターン(以下、アンテナパターン)を形成する事例を挙げる。
本実施例では、スマートフォンの筐体を構成する背面カバー(裏蓋)にアンテナを形成することを想定し、その裏蓋を模した樹脂成形品の表面にアンテナパターンを形成した。図1にアンテナパターン10が形成された状態の成形品1の概略図を示した。成形品1は矩形皿状で、その成形品1の内側の面(以下、表面とも言う)2にアンテナパターン10が形成されている。図2は本実施例の方法によって試作したアンテナパターン10の平面図である。この図に示したアンテナパターン10は、800MHz帯の電波を送信(あるいは受信)するアンテナとして機能し、葛折れ状の配線パターン11の一端および他端にL字状および矩形状の端子パッド(12,13)を備えた導体により構成されている。アンテナパターン10を構成する導体は成形品1の表面に無電解メッキされた金属であり、成形品の表面を下地として、その下地から上方に向かってCu、Ni、Auの各メッキ層が順に積層されたものである。
図3に本実施例に係る金属メッキ方法の流れ図を示した。また図4に上記アンテナパターン10の形成過程における成形品1の表面2の状態の遷移を(A)〜(F)の順に示した。まず樹脂材料からなる成形品を用意する(図3,成形品準備:s1)。ここでは図1に示した矩形皿状の成形品1を用意する。つぎに、図4(A)に示したように、アンテナパターン10の平面形状を描画するように成形品1の表面2の所定位置にレーザー光線を照射する。本実施例では、レーザー光源として波長1064nmのYVO4レーザーを用いている。そしてこのレーザー光線の照射に際し、成形品1の表面の樹脂成分を蒸散させたり焼失させたりせず、成形品1の表面2が多孔質となるように改質している。所謂「発泡粗化」している(発泡粗化工程:s2)。
つぎに、図4(B)に示したように、レーザー光線を照射して多孔質化された領域10aにメッキ塗料20を選択的に塗布するとともに(メッキ塗料塗布工程:s3)、そのメッキ塗料20が塗布された成形体を60℃の温度下で20分おいてメッキ塗料20の溶媒を揮発させる(乾燥工程:s4)。それによって、メッキ塗料20がその多孔質化した領域10aに選択的に吸収されるとともに、この領域10aにメッキ塗料20が定着する。なお、メッキ塗料20としては、例えば上記特許文献4などにも記載されているパラジウムを含むメッキ塗料20を用いることができる。またメッキ塗料20の塗布方法については、本実施例では手筆を用いて塗布しているが、工業生産時にはロボットアームにディスペンサーを取り付けるなどしてメッキ塗料塗布工程を自動化すればよい。
乾燥工程s4を終えたならば、最終的に微細な線幅の導体からなるアンテナパターンが短絡しないように、発泡粗化工程s2においてレーザー光線によって描画したパターン10aの周囲をトリミングする(トリミング工程:s5)。具体的には、発泡粗化工程s2において照射したレーザー光線よりも強いレーザー光線を、図4(C)に示したように、多孔質化されているアンテナ状のパターン10aの輪郭を縁取るように照射し、当該輪郭部分10bを蒸散あるいは焼失させる。
上述したように、本実施例に係る金属メッキ方法によって成形品1の表面2に微細なアンテナパターン10を実際に形成することができた。しかし、そのアンテナパターン10が実際にアンテナとして機能することはもちろん、性能がリン青銅の板金などからなる従来のアンテナに対して大きく劣っていては実用上問題がある。また、成形品1を構成する樹脂材料によってアンテナの特性がばらついては成形品1を構成する樹脂の種類が限定され、汎用性に欠ける。そこで形状が同じで樹脂材料が異なる成形品1に上記実施例の方法でアンテナパターン10を形成するとともに、そのアンテナパターン10のアンテナ特性を評価した。具体的には図1に示したスマートフォンの裏蓋を模した成形品1をアクリル樹脂によって成形し、その成形品1に上記アンテナパターン10を形成したサンプル(以下、サンプル1)と、同じ形状で樹脂材料をポリカーボネイト(PC)樹脂とした成形品1に同様のアンテナパターン10を形成したサンプル(サンプル2)を作製するとともに、本発明の実施例に対する比較例として、リン青銅の板金からなる従来のアンテナをサンプル(サンプル3)として用意した。なおアンテナパターンが金属自体で構成されるサンプル3については、アンテナパターン10の形状に打ち抜いたリン青銅の板材をABS樹脂の表面に貼着したものとした。そして周知のネットワークアナライザを用い、各サンプル1〜3におけるアンテナの放射効率を求めた。
上述した本発明の実施例では、スマートフォンの裏蓋内面に800MHz帯域の電波に対応するアンテナを形成する方法を挙げた。しかしスマートフォンは、様々な帯域の電波を送受信したり、TV放送波を受信したりする機能を備えている。したがって、実際のスマートフォンに本発明を適用する際には、筐体の裏側などに複数のアンテナを形成することになる。また、使用する帯域に加え、筐体の形状やスマートフォンに実装されている電子回路が発する電磁波との干渉なども考慮すれば、アンテナの形状やサイズも上記実施例とは異なるものとなる。
10a 多孔質化されている領域、10b トリミング領域、10c Cuメッキ層、
10d Niメッキ層、10e Auメッキ層、20 メッキ塗料
Claims (3)
- 樹脂成形品の表面に金属メッキによるパターンを形成する方法であって、
前記パターンを描画するようにレーザー光線を前記樹脂成形品の表面に照射して、当該樹脂成形品における前記レーザー光線の照射部位を多孔質化させる発泡粗化ステップと、
前記発泡粗化ステップにて描画した前記パターンを縁取るように、当該発泡粗化ステップにて用いたレーザー光線の強度よりも強いレーザー光線を照射することで、当該パターンの輪郭を明瞭化するトリミング工程と、
前記発泡粗化ステップにより多孔質化された部位にメッキ塗料を選択的に塗布するメッキ塗料塗布ステップと、
無電解メッキ法により、前記多孔質化された部位で、かつ前記メッキ塗料が塗布された部位に1層以上の金属メッキ層を形成するメッキステップと
を含むことを特徴とする樹脂成形品への金属メッキ方法。 - 前記パターンは電気回路を構成する導体パターンであることを特徴とする請求項1に記載の樹脂成形品への金属メッキ方法。
- 前記導体パターンはアンテナのパターンであることを特徴とする請求項2に記載の樹脂成形品への金属メッキ方法。
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