JP7432911B1 - インモールド成形方法 - Google Patents

Abstract

インサート体を樹脂成形用の金型内に配置し、金型内に射出される樹脂とインサート体とを一体成形するインモールド成形方法であって、インサート体に第１開口部を形成するインサート体準備工程と、シート状体に平面視で第１開口部の一部または全部と重なって連通する第２開口部を形成するシート状体準備工程と、第１開口部と第２開口部を位置合わせして貼り合わせたシート状体とインサート体を金型内の所定位置に配置する位置決め工程と、シート状体とインサート体が配置された状態で金型を閉める型締め工程と、型締めした金型内に樹脂を射出し、第１開口部から第２開口部に樹脂を貫通させてインサート体と樹脂とを一体成形する成形工程と、金型を開いてシート状体をインサート体から剥離する剥離工程と、を含む。

Description

本発明は、インモールド成形方法に関する。

樹脂製のインサート体が、該インサート体の構成樹脂よりも融点の高い樹脂材料からなる板状の成形品本体に対して、インサート成形によって一体的に接合されてなるインサート成形品の製造方法であって、インサート体として、成形品本体に対する接合面に凹所が設けられてなるものを準備する工程と、インサート体が収容配置される収容部と、成形品本体を成形する、該成形品本体に対応した形状の成形部とからなる成形キャビティが内部に形成される成形用型であって、該成形キャビティの該収容部内への該インサート体の収容状態下で、該成形品本体の該インサート体との接合部を形成する、該成形部のうちの接合部形成部分が、該成形部のうちの該接合部形成部分以外の部分の流路幅よりも、少なくとも該インサート体の前記凹所の深さの分だけ大きくされた流路幅を有する部分を含んで構成されたインサート成形用型を準備する工程と、該インサート成形用型の内部に形成される成形キャビティの収容部内に、インサート体を収容した後、該成形キャビティの成形部内に、成形品本体の構成樹脂を溶融状態で導入して、インサート成形を行うことにより、該成形品本体を成形すると共に、該成形品本体に対して該インサート体を一体的に接合する工程と、を含むインサート成形品の製造方法が知られている（特許文献１）。

基体シートと、基体シート上に形成された回路パターンと、回路パターン以外の領域に形成された樹脂貫通穴とを含む下導電回路シートを準備する工程と、下導電回路シートを射出成型用金型のキャビティに配置する工程と、キャビティに溶融樹脂を射出し、下導電回路シートに形成された樹脂貫通穴に樹脂を貫通させ、下導電回路シートの端部を下面側金型に形成された係止部形成用凹部へ押し下げ、係止部形成用凹部に樹脂を充填し、下導電回路シートの端部を巻き込ませ、下導電回路シートを樹脂成形体の下面に係止させる工程とを備えた、導電回路一体化成形品の製造方法も知られている（特許文献２）。

特開２０１５－５８６６５号公報 特開２０２２－２８５４７号公報

本発明は、一方の金型の面にキャビティを形成することなくインサート体の一部を成形樹脂に一体化することができるインモールド成形方法を提供する。

前記課題を解決するために、請求項１に記載のインモールド成形方法は、
インサート体を樹脂成形用の金型内に配置し、前記金型内に射出される樹脂と前記インサート体とを一体成形するインモールド成形方法であって、
前記インサート体に厚み方向に貫通する第１開口部を形成するインサート体準備工程と、
シート状体に平面視で前記第１開口部の一部または全部と重なって前記第１開口部と連通する第２開口部を形成するシート状体準備工程と、
前記第１開口部と前記第２開口部を位置合わせして貼り合わせた前記シート状体と前記インサート体をキャビティが形成されていない一方の金型の平坦面で保持して前記金型内の所定位置に配置する位置決め工程と、
前記シート状体と前記インサート体が配置された状態で前記金型を閉める型締め工程と、
型締めした前記金型内に樹脂を射出し、前記第１開口部を貫通して前記第２開口部内に前記樹脂を充填させて前記インサート体の厚み方向と交差する水平方向に広がり前記インサート体を厚み方向で押さえる押さえ形状を形成して前記樹脂と一体成形する成形工程と、
前記金型を開いて前記シート状体を前記樹脂と一体成形された前記インサート体から剥離して除去する剥離工程と、を含む、
ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインモールド成形方法において、
前記シート状体は前記インサート体と貼り合わせる面に弱粘着強度を有する弱粘着層を有する、
ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインモールド成形方法において、
前記インサート体準備工程において、前記第１開口部が形成された領域の前記インサート体と前記樹脂の間で前記樹脂の侵入を規制する進入規制体を更に設ける、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のインモールド成形方法。

前記課題を解決するために、請求項４に記載のインモールド成形方法は、
インサート体を樹脂成形用の金型内に配置し、前記金型内に射出される樹脂と前記インサート体とを一体成形するインモールド成形方法であって、
前記インサート体に孔を形成するインサート体準備工程と、
軸部を有し前記樹脂の流路となる第１貫通孔及び前記第１貫通孔と交差する方向で前記第１貫通孔と連通して前記樹脂の流路となる第２貫通孔が形成されたボス状体を形成するボス状体準備工程と、
前記ボス状体の前記軸部を前記インサート体の前記孔にはめ込んで前記ボス状体と前記インサート体を前記金型内の所定位置に配置する位置決め工程と、
前記ボス状体と前記インサート体が配置された状態で前記金型を閉める型締め工程と、
型締めした前記金型内に前記樹脂を射出し、前記第１貫通孔から前記第２貫通孔に前記樹脂を貫通させて前記インサート体に前記ボス状体を埋没させた状態で前記インサート体と前記樹脂とを一体成形する成形工程と、を含む、
ことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のインモールド成形方法において、
前記ボス状体は、前記インサート体の前記孔よりも大きい鍔部を有し、前記軸部が前記インサート体の前記孔にはめ込まれた状態で前記鍔部が前記インサート体の一面と弱粘着強度を有する弱粘着層を介して密着する、
ことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、一方の金型の面にキャビティを形成することなくインサート体の一部を成形樹脂に一体化することができる。

請求項２に記載の発明によれば、シート状体とインサート体の位置ずれを抑制しながらインサート体からシート状体を剥離することができる。

請求項３に記載の発明によれば、インサート体の変形を抑制することができる。

請求項４に記載の発明によれば、一方の金型の面にキャビティを形成することなくインサート体の一部を成形樹脂に一体化することができる。

請求項５に記載の発明によれば、ボス状体の脱落を防止することができる。

図１Ａは第１実施形態に係るインモールド成形方法により製造される回路基板の一例を示す平面模式図、図１Ｂは断面模式図である。 第１開口部とシート状体に形成される第２開口部との重なりの一例を示す図である。 図３Ａは進入規制体が設けられた回路基板の一例を示す平面模式図、図３Ｂは断面模式図である。 図４Ａは第１開口部が形成されたインサート体の一例を示す平面模式図、図４Ｂはインサート体と樹脂層とを一体成形する射出成形用金型における樹脂の流動を説明する断面模式図である。 インサート体と樹脂層とを一体成形する第１実施形態に係るインモールド成形方法の概略の手順の一例を示すフローチャート図である。 回路基板の製造過程における回路基板の部分断面模式図である。 図７Ａは第２実施形態に係るインモールド成形方法により製造される回路基板の一例を示す平面模式図、図７Ｂは断面模式図である。 図８Ａはボス状体がはめ込まれたインサート体の一例を示す平面模式図、図８Ｂはインサート体と樹脂層とを一体成形する射出成形用金型における樹脂の流動を説明する断面模式図である。 インサート体と樹脂層とを一体成形する第２実施形態に係るインモールド成形方法の概略の手順の一例を示すフローチャート図である。 第２実施形態に係る回路基板の製造過程における回路基板の部分断面模式図である。 シート状体を一方の金型の分割面に配置して金型内に樹脂を射出する成形体の製造方法を示す断面模式図である。

次に図面を参照しながら、本発明の実施形態の具体例を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

「第１実施形態」
（１）回路基板の全体構成
図１Ａは本実施形態に係るインモールド成形方法により製造される回路基板１の一例を示す平面模式図、図１Ｂは断面模式図、図２は第１開口部２１とシート状体３０に形成される第２開口部３１との重なりの一例を示す図、図３Ａは進入規制体７が設けられた回路基板１の一例を示す平面模式図、図３Ｂは断面模式図、図４Ａは第１開口部２１が形成されたインサート体４の一例を示す平面模式図、図４Ｂはインサート体４と樹脂層５とを一体成形する射出成形用金型Ｋにおける樹脂の流動を説明する断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、回路基板１の構成について説明する。

回路基板１は、図１に示すように、基材２の第１面２ａに導電性パターン３が形成されたインサート体４と、基材２の第１面２ａとは反対側の第２面２ｂを覆う樹脂層５と、基材２の第１面２ａ側で基材２の第２面２ｂと樹脂層５とが当接するように固定する押さえ形状６と、を備えて構成されている。

（基材）
基材２は、合成樹脂材料からなり変形可能な絶縁性のフィルム状又は板状の基材である。ここで、「変形可能な基材」は、導電性パターン３を配置後に変形できる、すなわち、熱成形、真空成形及び圧空成形等によって実質的に平坦な２次元形状から実質的に立体的な３次元形状に変形することができる基材を意味する。

基材２としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル、ナイロン６－１０、ナイロン４６などのポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、アクリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）など熱可塑性樹脂材料からなる絶縁性フィルム、フェノール、エポキシ、ポリイミド（ＰＩ）、不飽和ポリエステル、ポリウレタン、シリコーン、オキセタンなど熱硬化性樹脂材料からなる絶縁性フィルム、またはガラスエポキシ（ＦＲ－４）、ガラスコンポジット（ＣＥＭ３）などの絶縁性の板が挙げられる。

また、本実施形態においては、後述するように、基材２の第１面２ａに導電性パターン３が形成されたインサート体４に対して、接着層を介することなく樹脂層５をインサート成形する。そのために、基材２と樹脂層５の接着性を考慮する必要がなく、基材２の材質としては、熱可塑性樹脂のみならず、熱硬化性樹脂を用いることができる。熱硬化性樹脂材料としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、オキセタン樹脂などが挙げられ、これらの中では、特にポリイミド樹脂（ＰＩ）が好適である。

基材２の厚みは、特に限定するものではないが、５μｍ～３ｍｍが好ましく、１２μｍ～１ｍｍがより好ましく、５０μｍ～２００μｍが最も好ましい。基材２の厚みが薄すぎる場合、強度が不十分になるとともに、導電性パターン３のめっき工程時に基材２の歪みが大きくなる虞がある。なお、この厚みは基材２がフィルム状の基材である場合の条件であり、本発明が適用される基材２はフィルム状の基材に限定されない。

基材２の表面には、金属ナノ粒子を含む導電性インクを均一に塗るために、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、溶剤処理、プライマー処理などの表面処理が施されている。

また、基材２には、第１開口部２１が形成されている。第１開口部２１は、厚み方向に貫通するように形成され、後述する樹脂層５を形成する樹脂が貫通して押さえ形状６を形成してインサート体４と樹脂層５とが一体化される。

図２には、第１開口部２１と後述するシート状体３０に形成される第２開口部３１との重なりの一例を示す。
基材２に形成された第１開口部２１に対して、シート状体３０には、平面視で第１開口部２１の一部または全部と重なって連通する第２開口部３１が形成される。図２Ａには、第１開口部２１の全部に対して第２開口部３１が重なって連通している例、図２Ｂには複数の第１開口部２１の全部に対して第２開口部３１が重なって連通している例を示している。図２Ｃには、第１開口部２１の一部に対して第２開口部３１が重なって連通している例、図２Ｄには複数の第１開口部２１の一部に対して第２開口部３１が重なって連通している例を示している。

（導電性パターン）
基材２の第１面２ａに導電性パターン３を配置する場合、さきに、金属めっき成長のきっかけとなる金属ナノ粒子等の触媒からなる下地層（不図示）を所定のパターン状に形成し、導電性パターン３は、下地層の上に電解めっきまたは無電解めっきにより形成される。めっき金属としては、銅、ニッケル、錫、銀、金などを用いることができるが、伸長性、導電性および価格の観点から銅を用いることが最も好ましい。

（電子部品）
導電性パターン３は、図１Ａにおいては、タッチセンサ３Ａとして配置されている例を示しているが、導電性パターン３には、複数の電子部品３Ｂ（不図示）が取り付けられてもよい。電子部品３Ｂとしては、制御回路、歪み、抵抗、静電容量、ＴＩＲなどの接触感知、および光検出部品、圧電アクチュエータまたは振動モータなどの触知部品または振動部品、ＬＥＤなどの発光部品、マイクおよびスピーカーなどの発音または受音、メモリチップ、プログラマブルロジックチップおよびＣＰＵなどのデバイス操作部品、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ＡＬＳデバイス、ＰＳデバイス、処理デバイス、ＭＥＭＳ等が挙げられる。

（樹脂層）
樹脂層５は、基材２の導電性パターン３が配置された第１面２ａとは反対側の第２面２ｂに対して接着層を介することなく基材２の第２面２ｂを覆うように形成されている。樹脂層５は、後述するように、導電性パターン３が配置されたインサート体４を射出成形用金型Ｋ（以下、単に金型Ｋと記す）に位置決めしてセットした状態で溶融樹脂を射出成形することで形成される。
このとき、通常は、樹脂層５と基材２の接着性を向上させるために、樹脂素材の組み合わせに応じて接着層を形成するバインダーインクを塗布することが行われるが、本実施形態においては、接着層を介することなく、樹脂層５をインサート成形する。基材２と樹脂層５は、後述する押さえ形状６によって基材２と樹脂層５が当接するように固定している。これにより、基材２と樹脂層５の分離を容易にしてリサイクル性を向上させている。

（押さえ形状）
押さえ形状６は、樹脂層５が基材２の厚み方向に貫通して形成された第１開口部２１を貫通して基材２の第１面２ａ側に突出するように形成され、インサート体４と樹脂層５とが一体化されている。押さえ形状６は、図４Ｂに矢印で示すように、後述するインモールド成形に使用されるシート状体３０に設けられた第２開口部３１に樹脂が充填されることで形成される。第２開口部３１は、基材２に形成された第１開口部２１の第１の大きさよりも大きい第２の大きさで形成されている。これにより、図４Ａに示すように、第１開口部２１を貫通して第２開口部３１に充填された樹脂は第１開口部２１よりも大きく広がりインサート体４を押さえる形状となり、インサート体４と樹脂層５とが一体化される。押さえ形状６は、インサート体４の導電性パターン３及び電子部品が配置されている領域を除いて複数形成してもよい。

（進入規制体）
第１開口部２１が形成された領域は、基材２の第２面２ｂと樹脂層５の間に樹脂層５の進入を規制する進入規制体７を設けることが好ましい。図３に示すように、進入規制体７は、基材２に形成された第１開口部２１の周囲に基材２の第２面２ｂに密着するように、接着により固定される。接着の方法としては、溶融樹脂の樹脂圧により進入規制体７がずれないように、接着剤で固定する、両面テープで張り合わせる等が挙げられる。
進入規制体７の材料は特に限定されないが、樹脂層５の材料と同じ熱可塑性樹脂材料で形成されているのが好ましい。

進入規制体７は、樹脂層５を射出成形で形成する際に、樹脂層５と一体として形成される押さえ形状６で覆われる基材２の第２面２ｂへの樹脂層５の進入を規制して樹脂層５を射出成形する際の樹脂圧による基材２の変形を抑制している。

（２）インモールド成形方法
図５はインサート体４と樹脂層５とを一体成形するインモールド成形方法の概略の手順の一例を示すフローチャート図、図６は回路基板１の製造過程における回路基板１の部分断面模式図である。

本実施形態に係るインモールド成形方法は、インサート体４に第１開口部２１を形成するインサート体準備工程Ｓ１１と、シート状体３０に平面視で第１開口部２１の一部または全部と重なって連通する第２開口部３１を形成するシート状体準備工程Ｓ１２と、第１開口部２１と第２開口部３１を位置合わせして貼り合わせたシート状体３０とインサート体４を金型Ｋ内の所定位置に配置する位置決め工程Ｓ１３と、シート状体３０とインサート体４が配置された状態で金型Ｋを閉める型締め工程Ｓ１４と、型締めした金型Ｋ内に樹脂を射出し、第１開口部２１から第２開口部３１に樹脂を貫通させてインサート体４と樹脂とを一体成形する成形工程Ｓ１５と、金型Ｋを開いてシート状体３０を樹脂と一体成形されたインサート体４から剥離して除去する剥離工程Ｓ１６と、を含み、インサート体４を樹脂成形用の金型Ｋ内に配置し、金型Ｋ内に射出される樹脂とインサート体４とを一体成形する。

（インサート体準備工程Ｓ１１）
インサート体準備工程Ｓ１１においては、まず、所定の形状及び大きさに形成された実質的に平坦な基材２に、基材２の厚み方向に貫通する第１開口部２１を形成する（図６Ａ 参照）。第１開口部２１は、樹脂層５を形成するキャビティＣＡ１と押さえ形状６を形成するキャビティＣＡ２とを連通する孔であり、押さえ形状６の大きさに合わせて、溶融樹脂が通過できる大きさで複数形成される。第１開口部２１の開口形状は、溶融樹脂が通過できる形状であれば、円形、多角形等特に限定されない。

そして、基材２上に導電性パターン３を配置するために、基材２上に金属めっき成長のきっかけとなる金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる下地層を所定のパターン状に形成する。尚、基材２には、金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる触媒インクを均一に塗布するために、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、溶剤処理、プライマー処理等の表面処理を施すことが好ましい。

基材２上に金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる触媒インクを塗布する方法としては、インクジェット印刷方式、シルクスクリーン印刷方式、グラビア印刷方式、オフセット印刷方式、フレキソ印刷方式、ローラーコーター方式、刷毛塗り方式、スプレー方式、ナイフジェットコーター方式、パッド印刷方式、グラビアオフセット印刷方式、ダイコーター方式、バーコーター方式、スピンコーター方式、コンマコーター方式、含浸コーター方式、ディスペンサー方式、メタルマスク方式が挙げられるが、本実施形態においてはインクジェット印刷方式を用いている。

基材２上に形成された下地層に対し、電解めっきまたは無電解めっきを行うことにより、下地層の表面および内部にめっき金属を析出させ導電性パターン３を配置する。

（シート状体準備工程Ｓ１２）
シート状体準備工程Ｓ１２においては、所定の形状及び大きさに形成された実質的に平坦なシート状体３０に第１開口部２１に合わせて第２開口部３１を形成する。第２開口部３１は、平面視で第１開口部２１の一部または全部と重なって連通するように形成される。具体的には、第１開口部２１よりも大きく第１開口部２１の全部と連通するように形成される（図２Ａ、図２Ｂ 参照）。また、第１開口部２１と同じ大きさで第１開口部２１の一部と連通するように形成してもよく（図２Ｃ 参照）、第１開口部２１よりも大きく複数形成された第１開口部２１の一部と連通と連通するように形成してもよい（図２Ｄ 参照）。

シート状体３０は、合成樹脂材料からなるフィルム状又は板状の樹脂シートであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル、ナイロン６－１０、ナイロン４６などのポリアミド（ＰＡ）、アクリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの熱可塑性樹脂が挙げられる。特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が経済性、一定の耐熱性、耐薬品性等のバランスが良く好ましい。

シート状体３０のインサート体４と貼り合わせる面には弱粘着強度を有する弱粘着層３２が形成されている。弱粘着層３２を構成する粘着剤は、インサート成形時に貼り合わせたシート状体３０とインサート体４がずれない程度の接着力を有し、インサート成形後シート状体３０をインサート体４から容易に剥離することができる程度の粘着性のあるものが好ましい。このような粘着剤としては、例えば、ポリアクリル酸エステル共重合体系粘着剤、ポリイソブチレン系粘着剤、スチレン－エチレン－ブチレン－スチレンブロック共重合体系粘着剤等が挙げられるが、耐熱性に優れインサート成形時にも弱粘着性を維持できるという観点から、シリコーンゴムが好適である。

また、基材２の押さえ形状６が形成される領域の基材２の第２面２ｂに進入規制体７を接着により取り付ける（図６Ｂ 参照）。基材２に形成された第１開口部２１の周囲に進入規制体７を基材２の第２面２ｂに密着するように接着により取り付ける。そして、シート状体３０を基材２の第１面２ａに第１開口部２１と第２開口部３１を位置合わせしてイン貼り合わせる（図６Ｂ 参照）。

シート状体３０は、第２開口部３１が形成された樹脂シートに開口部が形成されていない樹脂シート３０Ｂを重ね合わせて構成してもよい（図６Ｃ 参照）。第２開口部３１の一端が樹脂シート３０Ｂで塞がれることで、押さえ形状６を形成するキャビティの一端が平滑性の高い樹脂シート３０Ｂで形成されることになり、樹脂が第２開口部３１に充填されて形成される押さえ形状６が金型Ｋを開放する際に離型しやすくなる。

（位置決め工程Ｓ１３）
位置決め工程Ｓ１３においては、第１開口部２１と第２開口部３１を位置合わせしてシート状体３０を貼り合わせたインサート体４を金型Ｋの一方の金型（本実施形態においては固定側Ｋ１）の分割面に配置する（図６Ｄ 参照）。これにより、一方の金型の面に予めキャビティを形成することなく金型Ｋ内に射出される樹脂で押さえ形状６を形成し樹脂層５とインサート体４とを一体成形することができる。

（型締め工程Ｓ１４）
型締め工程Ｓ１４においては、第１開口部２１と第２開口部３１を位置合わせして貼り合わせたシート状体３０とインサート体４が一方の金型（固定側Ｋ１）の分割面に配置された状態で他方の金型（可動側Ｋ２）を一方の金型（固定側Ｋ１）に対して移動当接させて型締めする。これにより、貼り合わせたシート状体３０とインサート体４が金型Ｋの両分割面で挟持固定され金型Ｋ内に樹脂層５を形成するキャビティＣＡ１及び押さえ形状６を形成するキャビティＣＡ２を閉塞形成する。

（成形工程Ｓ１５）
成形工程Ｓ１５では、型締めした金型Ｋ内に樹脂を射出してキャビティＣＡ１に樹脂を充填する。キャビティＣＡ１に充填された樹脂により、基材２の第２面２ｂを覆う樹脂層５が形成される。そして、キャビティＣＡ１に充填される樹脂は、基材２に形成された第１開口部２１を貫通してからシート状体３０に形成された第２開口部３１（キャビティＣＡ２）に充填される。キャビティＣＡ２に充填された樹脂により押さえ形状６が形成されインサート体４と樹脂層５とが一体成形される。

（剥離工程Ｓ１６）
剥離工程Ｓ１６では、金型Ｋを開いてシート状体３０をインサート体４から剥離して（図６Ｅ中 矢印参照）インサート体４と樹脂層５とが一体成形された回路基板１を得る（図６Ｅ 参照）。シート状体３０は弱粘着層３２でインサート体４と張り合わされているために、インサート体４から容易に剥離することができる。シート状体３０が剥離された回路基板１は、押さえ形状６によってインサート体４と樹脂層５が当接するように固定されている。

このように、本実施形態のインモールド成形方法によれば、インサート体４に形成した第１開口部２１の一部または全部と重なって連通するように第２開口部３１を形成したシート状体３０をインサート体４に貼り合わせ、シート状体３０とインサート体４を金型Ｋ内の所定位置に配置して金型Ｋ内に樹脂を射出することで第１開口部２１から第２開口部３１に樹脂を貫通させてインサート体４と樹脂層５とを一体成形する。そして、シート状体３０をインサート体４から剥離してインサート体４と樹脂層５とが一体成形された回路基板１を得る。これにより、一方の金型の面にキャビティを形成することなくインサート体４の一部を樹脂層５に一体化することができる。

本実施形態においては、シート状体３０をインサート体４に貼り合わせて金型Ｋ内の所定位置に配置して金型Ｋ内に樹脂を射出することでインサート体４と樹脂層５とを一体成形するインモールド成形方法について説明したが、一面に所定の形状又は意匠を有するシート状体３０Ａのみを一方の金型（固定側Ｋ１）の分割面に配置して金型Ｋ内に樹脂を射出した後、シート状体３０を成形体Ｓから剥離除去することで一方の金型の面にキャビティを形成することなく成形体Ｓの一面に所定の形状や意匠を付与することもできる。

図１１はシート状体３０Ａを一方の金型（固定側Ｋ１）の分割面に配置して金型Ｋ内に樹脂を射出する成形体Ｓの製造方法を示す断面模式図である。
シート状体３０Ａは、図１１Ａに示すように、一面３０Ａａに凹凸からなる所定の形状、もしくは平滑面を含む意匠が形成されている。また、一面３０Ａａとは反対側の他面３０Ａｂには弱粘着強度を有する弱粘着層３２が形成されている。弱粘着層３２は、一方の金型（固定側Ｋ１）の分割面に貼り合わせたシート状体３０Ａがずれない程度の接着力を有し、インサート成形後シート状体３０Ａを成形体Ｓから容易に剥離することができる程度の粘着性を有することが好ましい。尚、一面３０Ａａにも意匠面を除いて弱粘着層３２を設けることが好ましい。

図１１Ｂに示すように、シート状体３０Ａを金型Ｋの一方の金型（固定側Ｋ１）の分割面に配置して他方の金型（可動側Ｋ２）を一方の金型（固定側Ｋ１）に対して移動当接させて型締めする。これにより、シート状体３０Ａが金型Ｋの両分割面で挟持固定され金型Ｋ内に樹脂層５を形成するキャビティＣＡを閉塞形成される。

型締めした金型Ｋ内に樹脂を射出してキャビティＣＡに樹脂を充填する。キャビティＣＡに充填された樹脂にシート状体３０Ａの一面３０Ａａに形成された所定の形状もしくは意匠が転写され、金型Ｋを開いてシート状体３０Ａを成形体Ｓから剥離する（図１１Ｃ 参照）。これにより、一方の金型（固定側Ｋ１）の面にキャビティを形成することなく成形体Ｓの一面に所定の形状や意匠を付与することができる。

「第２実施形態」
図７Ａは本実施形態に係るインモールド成形方法により製造される回路基板１Ａの一例を示す平面模式図、図７Ｂは断面模式図、図８Ａはボス状体６Ａがはめ込まれたインサート体４の一例を示す平面模式図、図８Ｂはインサート体４と樹脂層５とを一体成形する射出成形用金型Ｋにおける樹脂の流動を説明する断面模式図である。
本実施形態に係る回路基板１Ａは、基材２の第１面２ａ側でインサート体４に埋没して基材２の第２面２ｂと樹脂層５とが当接するように固定するボス状体６Ａを備えている点で、基材２の第１面２ａ側で基材２の第２面２ｂと樹脂層５とが当接するように固定する押さえ形状６を備えている第１実施形態に係る回路基板１とは異なっている。従って、第１実施形態に係る回路基板１と共通する構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

（１）回路基板の全体構成
回路基板１Ａは、基材２の第１面２ａに導電性パターン３が形成されたインサート体４と、基材２の第１面２ａとは反対側の第２面２ｂを覆う樹脂層５と、基材２の第１面２ａ側でインサート体４に埋没して基材２の第２面２ｂと樹脂層５とが当接するように固定するボス状体６Ａと、を備えて構成されている。

（基材）
基材２には、第１の大きさの孔部２１Ａ（図１０Ａ 参照）が形成されている。孔部２１Ａは、厚み方向に貫通するように形成され、後述するボス状体６Ａの軸部６１がはめ込まれる。

（ボス状体）
ボス状体６Ａは、軸部６１を有し樹脂の流路となる第１貫通孔６２及び第１貫通孔６２と交差する方向で第１貫通孔６２と連通して樹脂の流路となる第２貫通孔６３が形成されている。また、ボス状体６Ａには、軸部６１を中心として第１貫通孔６２における樹脂の流れ方向と交差する方向に広がる鍔部６４が形成されている。

ボス状体６Ａの軸部６１が基材２の孔部２１Ａにはめ込まれた際に鍔部６４が基材２の第１面２ａと接触する一面６４ａには弱粘着強度を有する弱粘着層６４ｂ（不図示）が形成されている。弱粘着層６４ｂを構成する粘着剤は、インサート成形時にはめ込んだボス状体６Ａとインサート体４がずれない程度の接着力を有していれば、特に限定されない。

ボス状体６Ａは、図８Ｂに矢印で示すように、樹脂層５を形成する樹脂が第１貫通孔６２及び第１貫通孔６２と連通する第２貫通孔６３を貫通してインサート体４に埋没した状態で基材２の第２面２ｂと樹脂層５とが当接するように固定する。

（２）インモールド成形方法
図９はインサート体４と樹脂層５とを一体成形するインモールド成形方法の概略の手順の一例を示すフローチャート図、図１０は回路基板１Ａの製造過程における回路基板１Ａの部分断面模式図である。

本実施形態に係るインモールド成形方法は、インサート体４に孔部２１Ａを形成するインサート体準備工程Ｓ２１と、軸部６１を有し樹脂の流路となる第１貫通孔６２及び第１貫通孔６２と交差する方向で第１貫通孔６２と連通して樹脂の流路となる第２貫通孔６３が形成されたボス状体６Ａを形成するボス状体準備工程Ｓ２２と、ボス状体６Ａの軸部６１をインサート体４の孔部２１Ａにはめ込んでボス状体６Ａとインサート体４を金型Ｋ内の所定位置に配置する位置決め工程Ｓ２３と、ボス状体６Ａとインサート体４が配置された状態で金型Ｋを閉める型締め工程Ｓ２４と、型締めした金型Ｋ内に樹脂を射出し、第１貫通孔６２から第２貫通孔６３に樹脂を貫通させてインサート体４にボス状体６Ａを埋没させた状態でインサート体４と樹脂とを一体成形する成形工程Ｓ２５と、を含み、ボス状体６Ａがはめ込まれたインサート体４を樹脂成形用の金型Ｋ内に配置し、金型Ｋ内に射出される樹脂とインサート体４とを一体成形する。

（インサート体準備工程Ｓ２１）
インサート体準備工程Ｓ２１においては、まず、所定の形状及び大きさに形成された実質的に平坦な基材２に、基材２の厚み方向に貫通する孔部２１Ａを形成する（図１０Ａ 参照）。孔部２１Ａは、樹脂の流路となるボス状体６Ａの軸部６１がはめ込まれる孔であり、ボス状体６Ａの軸部６１の大きさに合わせて複数形成される。

そして、基材２上に導電性パターン３を配置するために、基材２上に金属めっき成長のきっかけとなる金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる下地層を所定のパターン状に形成する。尚、基材２は、金属ナノ粒子等の触媒粒子からなる触媒インクを均一に塗布するために、例えば、コロナ処理、プラズマ処理、溶剤処理、プライマー処理等の表面処理を施すことが好ましい。

基材２上に形成された下地層に対し、電解めっきまたは無電解めっきを行うことにより、下地層の表面および内部にめっき金属を析出させ導電性パターン３を配置する。

（ボス状体準備工程Ｓ２２）
ボス状体準備工程Ｓ２２においては、軸部６１を有し樹脂の流路となる第１貫通孔６２及び第１貫通孔６２と交差する方向で第１貫通孔６２と連通して樹脂の流路となる第２貫通孔６３が形成されたボス状体６Ａを形成する。
ボス状体６Ａには、軸部６１を中心として第１貫通孔６２における樹脂の流れ方向と交差する方向に広がる鍔部６４が形成されている。鍔部６４が基材２の第１面２ａと接触する一面６４ａには弱粘着強度を有する弱粘着層６４ｂ（不図示）が形成され、ボス状体６Ａの軸部６１が基材２の孔部２１Ａにはめ込まれた際に基材２の第１面２ａに粘着する（図１０Ｂ 参照）。

ボス状体６Ａは、樹脂層５を形成する樹脂が第１貫通孔６２及び第１貫通孔６２と連通する第２貫通孔６３を貫通してインサート体４に埋没した状態で基材２の第２面２ｂと樹脂層５とが当接するように固定する。

（位置決め工程Ｓ２３）
位置決め工程Ｓ２３においては、ボス状体６Ａがはめ込まれたインサート体４を金型Ｋの一方の金型（本実施形態においては固定側Ｋ１）の分割面に配置する（図１０Ｃ 参照）。これにより、一方の金型の面に予めキャビティを形成することなく金型Ｋ内に射出される樹脂でインサート体４にボス状体６Ａを埋没させた状態でインサート体４と樹脂層５とを一体成形することができる。

（型締め工程Ｓ２４）
型締め工程Ｓ２４においては、ボス状体６Ａとインサート体４が配置された状態で金型Ｋを閉める。
型締め工程Ｓ２４においては、ボス状体６Ａの軸部６１をインサート体４の孔部２１Ａにはめ込んだインサート体４が金型Ｋの一方の金型（本実施形態においては固定側Ｋ１）の分割面に配置された状態で他方の金型（可動側Ｋ２）を一方の金型（固定側Ｋ１）に対して移動当接させて型締めする。これにより、ボス状体６Ａとインサート体４が金型Ｋの両分割面で挟持固定され金型Ｋ内に樹脂層５を形成するキャビティＣＡ１及びボス状体６Ａをインサート体４に埋没させるためのキャビティＣＡ２を閉塞形成する（図１０Ｃ 参照）。

（成形工程Ｓ２５）
成形工程Ｓ２５では、型締めした金型Ｋ内に樹脂を射出しキャビティＣＡ１に樹脂を充填する。キャビティＣＡ１に充填された樹脂により、基材２の第２面２ｂを覆う樹脂層５が形成される。そして、キャビティＣＡ１に充填される樹脂は、インサート体４にはめ込まれたボス状体６Ａの第１貫通孔６２から第２貫通孔６３を貫通してキャビティＣＡ２に充填される。キャビティＣＡ２に充填された樹脂によりインサート体４にボス状体６Ａを埋没させた状態でインサート体４と樹脂層５とが一体成形される。

金型Ｋを開いて成形品を取り出すと、局所的にボス状体６Ａがインサート体４埋没してインサート体４と樹脂層５とが一体成形された回路基板１Ａを得る（図１０Ｄ 参照）。

このように、本実施形態のインモールド成形方法によれば、軸部６１を有し樹脂の流路となる第１貫通孔６２及び第１貫通孔６２と交差する方向で第１貫通孔６２と連通して樹脂の流路となる第２貫通孔６３が形成されたボス状体６Ａをインサート体４の孔部２１Ａにはめ込んでボス状体６Ａとインサート体４を金型Ｋ内の所定位置に配置して型締めした金型Ｋ内に樹脂を射出し、第１貫通孔６２から第２貫通孔６３に樹脂を貫通させてインサート体４にボス状体６Ａを埋没させた状態でインサート体４と樹脂層５とを一体成形する。
これにより、一方の金型の面にキャビティを形成することなくインサート体４の一部を樹脂層５に一体化することができる。

１、１Ａ・・・回路基板
２・・・基材、２ａ・・・第１面（導電性パターン側）、２ｂ・・・第２面、２１・・・第１開口部、２１Ａ・・・孔部
３・・・導電性パターン
４・・・インサート体
５・・・樹脂層
６・・・押さえ形状
６Ａ・・・ボス状体
３０、３０Ａ・・・シート状体
３１・・・第２開口部、３２・・・弱粘着層
Ｋ・・・射出成形用金型
ＣＡ１、ＣＡ２・・・キャビティ

Claims (5)

1. インサート体を樹脂成形用の金型内に配置し、前記金型内に射出される樹脂と前記インサート体とを一体成形するインモールド成形方法であって、
   前記インサート体に厚み方向に貫通する第１開口部を形成するインサート体準備工程と、
   シート状体に平面視で前記第１開口部の一部または全部と重なって前記第１開口部と連通する第２開口部を形成するシート状体準備工程と、
   前記第１開口部と前記第２開口部を位置合わせして貼り合わせた前記シート状体と前記インサート体をキャビティが形成されていない一方の金型の平坦面で保持して前記金型内の所定位置に配置する位置決め工程と、
   前記シート状体と前記インサート体が配置された状態で前記金型を閉める型締め工程と、
   型締めした前記金型内に樹脂を射出し、前記第１開口部を貫通して前記第２開口部内に前記樹脂を充填させて前記インサート体の厚み方向と交差する水平方向に広がり前記インサート体を厚み方向で押さえる押さえ形状を形成して前記樹脂と一体成形する成形工程と、
   前記金型を開いて前記シート状体を前記樹脂と一体成形された前記インサート体から剥離して除去する剥離工程と、を含む、
   ことを特徴とするインモールド成形方法。
2. 前記シート状体は前記インサート体と貼り合わせる面に弱粘着強度を有する弱粘着層を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインモールド成形方法。
3. 前記インサート体準備工程において、前記第１開口部の周囲に前記インサート体の裏面と密着して前記樹脂の侵入を規制する進入規制体を更に設ける、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインモールド成形方法。
4. インサート体を樹脂成形用の金型内に配置し、前記金型内に射出される樹脂と前記インサート体とを一体成形するインモールド成形方法であって、
   前記インサート体に孔を形成するインサート体準備工程と、
   軸部を有し前記樹脂の流路となる第１貫通孔及び前記第１貫通孔と交差する方向で前記第１貫通孔と連通して前記樹脂の流路となる第２貫通孔が形成されたボス状体を形成するボス状体準備工程と、
   前記ボス状体の前記軸部を前記インサート体の前記孔にはめ込んで前記ボス状体と前記インサート体を前記金型内の所定位置に配置する位置決め工程と、
   前記ボス状体と前記インサート体が配置された状態で前記金型を閉める型締め工程と、
   型締めした前記金型内に前記樹脂を射出し、前記第１貫通孔から前記第２貫通孔に前記樹脂を貫通させて前記インサート体に前記ボス状体を埋没させた状態で前記インサート体と前記樹脂とを一体成形する成形工程と、を含む、
   ことを特徴とするインモールド成形方法。
5. 前記ボス状体は、前記インサート体の前記孔よりも大きい鍔部を有し、前記軸部が前記インサート体の前記孔にはめ込まれた状態で前記鍔部が前記インサート体の一面と弱粘着強度を有する弱粘着層を介して密着する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のインモールド成形方法。

Images