JPH027592A

JPH027592A - 成形同時一体化プリント基板成形品

Info

Publication number: JPH027592A
Application number: JP15873088A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Minami; 智幸南; Yoshihisa Kanesashi; 慶久金刺; Mitsuo Kominami; 小南　充男
Original assignee: Toyo Metallizing Co Ltd
Current assignee: Toyo Metallizing Co Ltd
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-01-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、金属蒸着層／金属メッキ層積層フィルムのパ
ターン回路品を成形同時一体化させたプリント基板成形
品に関するものである。

［従来の技術］近年、オーディオ、ビデオ、コンピュータ、カメラ、プ
リンター、時計などの電機電子製品は、小型化、軽量化
、高性能化が著しく進んでいる。

電機電子製品のうち、プリント配線板は、導体幅および
導体間の狭小化、多層化、基板の薄膜化、多層化などに
より高密度化が急速に進んでいる。

一方では、自動車用電機電子製品に要求されるように、
平面型から曲面型、立体型、凹凸面へのパターン回路の
作成要望が強いが、未だ必ずしも成功していない。特に
成形同時−休演によるパターン回路形成法は、生産面で
は二次加工が不要となるだめの省エルルギー、省工程、
短゛す゛イクル化等の合理化が可能であり、しかも複雑
な形状の回路基板の形成が可能になるという特徴がある
。

従来、回路基板としては、紙／フェノール樹脂含浸系／
銅箔うミネート品、紙／エポキシ樹脂含浸系／銅箔うミ
ネート品、ガラス布／エポキシ樹脂含浸系／銅箔うミネ
ート品などが知られているが、いずれも平面状であり、
立体型の回路基板は得られていない。

プラスチックフィルム／銅箔うミネート品はフレキシブ
ル回路基材として使用されているが、多くは平面であり
、曲面にできたとしても平面に近いか、あるいは展開す
ると平面になるような極めて単純な、あるいはゆるやか
な曲面に限られている。また、ポリマーの成形品を成形
したのらに、その表面に銀ペーストなどの導体層をシル
クスクリーン印刷、タンポ印刷などの手段で直接印刷す
ることが行なわれる。しかし、印刷パターンの耐摩耗性
が低い欠点があり、回路としての信頼性が劣り、さらに
成形品の曲面内側にパターン回路を印刷することは、多
くの場合、困難であった。

［発明が解決しようとしている課題］従来から使用されているプラスデックフィルムに銅箔、
アルミニウム箔を貼り合わせたものは立体成形性に乏し
く、電気抵抗、密着力（特に高温後、高温高湿後の密着
力）などの面でいずれも問題がある。銅箔やアルミニウ
ム箔を貼り合わせたフレキシブル回路基材では、可撓性
の接着剤が選ばれ、ＮＢＲ系接着接着剤クリルゴム系接
着剤、ポリアミド系接着剤が使用されることが多いが、
立体成形に供しても銅箔、アルミニウム箔が成形に追従
できず、成形が困難である。

また、エツチングでより微細なパターン回路を形成した
のち一体成形に供した場合、接着力が不足し銅が剥離す
る欠点が顕署に発現し、特にライン幅、ライン開隔が０
．１５ｍ以下のライン化では多くの欠点が発現する。

また、銀ペースト、銅ペースト、カーボンペーストをコ
ートしたものは電気伝導性が低く、信頼顕性が不十分で
あるという基本的な欠点があった。

プラスチックフィルム上に真空蒸着やスパッタリング法
で銅薄層を設けたものは、該銅薄層の膜厚が極めて薄い
ため高電流で回路が断線し、特殊な小電流回路以外には
適用できず、ざらに銅蒸着層が酸化や湿気により腐蝕し
て密着性、耐熱性、耐湿性が劣るなどの問題が多い。

特公昭６１−１６６２０号で開示されたように、蒸着に
よって銅層を比較的厚く設けたり、特開昭６１−１２８
５９３号、特開昭６２−４７９０８号で開示されたよう
に、銅蒸着層の上に銅よりも耐蝕性のよい金属を積層蒸
着させる方法が提案されているが、いずれも銅層の密着
性が劣り、小電流回路以外には適用できないなど用途面
で限られている。

また、従来からプラスチックフィルムの上に真空蒸着法
やスパッタリング法によって薄い銅層を形成し、しかる
後に電解処理法によって銅層の厚さを増すことは知られ
ているが、これを立体成形に供することは知られていな
い。

本発明は、これら従来技術の問題点を解決せんとするも
のでおり、特に形状が立体的な成形同時一体化プリント
回路基板成形品を提供することを目的とするものである
。

［課題を解決するための技術的手段］本発明者らは、前記した従来技術の欠点を考慮した上、
プラスチックフィルムと金属層の界面、各層の構成と厚
さとを１２意検関し、まず平面上で特定構成のパターン
回路基板を形成し、次いで立体一体成形したのちも、断
線のない立体型の回路基板の提供を可能にしたものであ
る。

すなわら本発明の第１発明は、所定形状の樹脂成形体上
に、プラスチックフィルム表面に金属前ン１層および０
．５〜３５μの金属メッキ層を設けると共に所定のパタ
ーン回路を形成したプリント回路基板を、成形同時一体
化したことを特徴とする成形同時一体化プリント基板成
形品である。

また本発明の第２発明は、所定形状の樹脂成形体上に、
接Ｍｒを介してプラスデックフィルム表面に金属蒸着層
および０．５〜３５μの金属メッキ層を設けると共に所
定のパターン回路を形成したプリント回路基板を、成形
同時一体化したことを特徴とする成形同時一体化プリン
ト基板成形品である。

ざらに本発明の第３発明は、所定形状の樹脂成形体上に
、接着層を介してプラスデックフィルム表面にグロー放
電プラズマ処理層および／または樹脂層を設け、その上
に金属蒸着層および０．５〜３５μの金属メッキ層を設
けると共に所定のパターン回路を形成したプリント回路
基板を、成形同時一体化したことを特徴とする成形同時
一体化プリント基板成形品である。

このような本発明になる成形同時一体化プリント基板成
形品は、必要により裏面に接着図を設けたプラスチック
フィルム表面に、直接または樹脂層を介して金属蒸着層
を設【プ、その上に０．５〜３５μの金属メッキ層を設
けたのち、所定のパターン回路を形成してプリント回路
基板を成形し、次いでこのプリント回路基板を射出成形
金型あるいは真空成形金型内に配置し、成形同時一体化
して製造することができる。

本発明で用いる基材のプラスチックフィルムを例示する
と、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，
６−ナフタレート、ポリエチレン−α、β−ビス（２−
クロルフェノキシエタン−４，４′−ジカルボキシレー
ト）などのポリエステル、ポリフェニレンサルファイド
、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン
、芳香族ポリアミド、ボリアリレート、ポリイミド、ポ
リアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリパラジン酸
、ポリオキサジアゾールおよびこれらのハロゲン基ある
いはメチル基置換体が挙げられる。

また、これらの共重合体や、他の有機重合体を含有する
ものであってもよい。これらのプラスチックに公知の添
加剤、例えば、滑剤、可塑剤などが添加されていてもよ
い。

上記プラスチックの中、下式の繰り返し単位を８５モル
％以上含むポリマを溶融押出しして得られる未延伸フィ
ルムを、二軸方向に延伸配向して機械特性を向上せしめ
たフィルムが特に好ましく使用される。

（但し、ＸはＨ，ＣＨ３、Ｆ、ＣＩ基を示す。）また、
下式の繰り返し単位を５０モル％以上含むポリマからな
り、湿式あるいは乾湿式製膜したフィルム、あるいは該
フィルムを二軸延伸および／または熱処理せしめたフィ
ルムも好ましく使用される。

（ここで、ＸはＨ，ＣＨ３，Ｆ、Ｃｌｌ、ｍ。

ｎはＯ〜３の整数を示す。）これらのプラスチックフィルムの厚さは６〜１２５μｍ
程度のものが多用される。

前記プラスチックフィルムは、グロー放電プラズマ処理
によってその表面張力を５４　ｄｙｎｅ／　ｃｍ以上と
するのが好適で、５８　ｄｙｎｅ／　ｃｍ以上とするの
がより好適である。すなわち、単純な形状のプリント回
路基板では基材であるプラスチックフィルムへのグロー
放電プラズマ処理は必要としないが、本発明のような複
雑な形状では、グロー放電プラズマ処理を行なってその
表面張力を高くしておくのが好適である。

種々のフィルム表面にプラズマ状態のガスを作用させ、
表面特性を改質する技術は公知である。

例えば、化学同人社刊行「高分子表面の基礎と応用（上
）４１７７〜２０２頁（１９８６年）などで知られてい
る。本発明にお【プるグロー放電プラズマ処理とは、低
圧下のガスの雰囲気下に、電極間に０．１〜１ＱＫＶ前
後の直流あるいは交流を印加して開始、持続する放電、
いわゆるグロー放電に該フィルムをざらし、グロー放電
により生成した電子、イオン、励起電子、励起分子、ラ
ジカル、紫外線などの活性粒子でフィルムの表面を連続
的に処理するものである。

グロー放電プラズマ処理装置内のガス圧力は００ＯＯ１
〜５０■０ｒｒ１好適には０．０１〜１１Ｏｒｒニ保持
する。ガス圧力が０．００１Ｔｏｒｒ未満になるとフィ
ルム表面が着色するし、耐アルカリ特性に劣る傾向に必
る。また５０ＴＯｒｒを越える場合は処理効果があまり
認められず、立体一体成形時に金属層のわれ、断線が生
じるため好ましくない。ガス圧力が０．０１〜’ｌ　Ｔ
ＯＩ’ｌ”の範囲では処理効果が顕著であり、好適な圧
力範囲である。

印加電圧は特に限定はされないが、直流、低周波、高周
波、マイクロ波などが使用できるが、５ＱＫＨ２から５
００ＫＩｌｚの高周波を用いて処理するのが好適である
。

グロー放電プラズマ処理する装置は、長尺で広幅のフィ
ルムを連続的に処理できるものが好適であるが、特に限
定されるものではない。また電極の材質、形状、本数、
回転ドラムとの距離などは慎重に選ぶのがよいが、特に
限定はない。

グロー放電プラズマ処理で用いられるガスは、無機ガス
、有機化合物蒸気あるいはこれらの混合物のいずれでも
用いることができる。無機ガスとしては、例えば、Ｈｅ
、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｎ２、Ｎｏ５Ｎ２０、Ｃｏ
、ＣＯ２、ＮＨ３，５０２、ＣＩ２、ＣＦ４などのフレ
オンガス、あるいはこれらの混合ガス、およびこれらの
ガスへ０２あるいは０３を３０モル％以下含有する混合
ガス等が挙げられる。なかでも、Ａｒは安定したフィル
ム表面特性を得ることができるので、より好ましいガス
である。また右は化合物蒸気は特に限定されるものでは
ないが、例えば、該Ａｒガス中に、適当な蒸気圧になる
ように適量の有機化合物蒸気を混合することも好ましく
用いられる。有機化合物蒸気としては、有機けい素化合
物、アクリル酸等の不飽和化合物、有機窒素化合物、有
機フッ素化合物、−Ｅ有機溶媒などが挙げられるが、本
発明に用いられる有機化合物はこれらのものに限定され
るものでない。

基材であるプラスチックフィルム上には、真空蒸着また
はスパッタ法によって金属蒸着の薄膜層を形成するが、
プラスチックフィルムと金属蒸着層との間に樹脂層を介
在させることができる。このような樹脂層を構成する樹
脂としては、プラスチックフィルムにも金属層にも密着
性がよく、かつエツチングなどの後加工に耐える必要が
あるために、好ましくは熱硬化性樹脂またはポリイミド
樹脂系の中から選択される。熱硬化性樹脂としては、接
着性のよい飽和ポリエステル樹脂に、エポキシおよび／
またはメラミン樹脂を加えたものが好ましい。また、ポ
リエステルポリオールやアクリルポリオールにイソシア
ネートを添加したものも適している。また、変性アクリ
ル系樹脂に硬化剤を添加したもの、エポキン樹脂に硬化
剤を添加したものも適している。また、芳香族ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、付加重合型ポリイミドなども適
している。

なお、プラスチックフィルムの種類と樹脂の種類につい
ては前記の例に必ずしも限定されるものではなく、例え
ば接着ハンドブックや工業材料臨時増刊号（ｖｏｌ、３
３．　Ｎｏ、１３．１９８５）に記載された組み合わゼ
の中から適宜選択することができる。

プラスチックフィルム上に金属蒸着層を形成するには、
’ｌ　Ｘ　１０−ＩＴｏｒｒ以上の真空中で行なうのが
好適である。これは金属層の純度が高く、しかも密度が
高く、ボイドが少ない薄膜層を形成するためで、これに
より、立体一体成形により形状が複雑になっても、金属
パターン層の剥離や断線のないプリント回路基板を形成
することができる。

このような金属蒸着層の形成方法としては、真空蒸着法
、スパッタリング法、イオンプレーディング法等がある
。蒸着される金属層の厚さとしては、続く金属メッキを
可能にすると共に、立体一体成形時に延展性に冨む好ま
しい厚さ範囲を選択する。

すなわち、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンブレ
ーティング法等によって形成する金属蒸着層の厚さは３
００−３０００人で、５００−２ＯＯＯ大が好適である
。金屈蒸谷層厚が３００人未満では金属メッキ工程で金
属蒸着層が溶出し易く、３０００人よりも厚い場合は後
での立体成形時に金属蒸着層の剥離や割れが発生し易く
なるので好ましくない。なお、金属蒸着層および金属メ
ッキ層は両面のいずれにも施すことができる。

金属蒸着層は金属の純度が高くなるほど延展性が大きく
なり、フィルムの表面に真空下で金属薄膜を形成する方
が、絞り比が大きく複雑な形状の成形が良好になる。こ
のような蒸着等の金属薄膜を形成しないで、プラスデッ
クフィルムに直接金属メッキ層を説けたり、金属箔を貼
り合わせた場合には、金属薄膜を形成する本発明に比較
して成形性が劣る問題が生じる。これはフィルム表面に
薄い金属蒸着層を形成することにより、金属原子がコン
パクトに配列し、成形時の大変形に対応し、金属の結晶
面での滑りが良好になるためと考えられるためである。

前述の蒸着またはスパッタ法でプラスデックフィルム上
に形成した金属薄層上に、電解あるいは無電解金属メッ
キによって０．５〜３５μの金属メッキ層を形成する。

電解金属メッキエ稈は、密着性を向上させるための脱脂
および酸活性処理、金属スｉ・ライク、金属メツ：Ｖの
各工程からなる。

なお、金屈蒸着薄層上に電解メッキを施す場合には脱脂
および酸活性処理、金属ストライクは省略してもよい。

電解メッキ時に金属薄層に給電する電流密度は０．２〜
１０Ａ／ｄ−ｒＩｌが好適で、０．５〜５Ａ／ｄ′ｒｄ
がより好適である。また、該電解金属メッキのかわりに
、無電解金属メッキを施すこともできる。

金属メッキ層の厚さは０．５〜３５μとする必要があり
、１．０〜２０μがより好適で市る。金属メッキ層の厚
さが０．５μ未満では金属メッキ層の信頼性が不十分で
、一方３５μを越えるとメッキ層形成に時間がかかり経
済性が劣るほか、■ッヂング加工時に回路パターンの端
部エツチングが進行し易く、また、折り曲げによる断線
の発生など品質面でも本発明の目的は達成できない。

前記金属蒸着層および金属メッキ層を構成する金属とし
ては、銅、ニッケル、−スズ、チタン、マンカン、イン
ジュウムなどの金属単体のほか、しんちゅう、ニクロム
等の合金が使用でき、銅、ニッケル、スズおよびこれら
の合金が好適である。

これによって、良電導性で、かつエツチング性の良好な
層を形成することができる。

金属メッキの条件は、メッキ浴の組成、電流密度、浴温
、攪拌条イ！１などにより異なるが、特にその制限はな
い。メッキ浴は、硫酸銅浴、ピロリン酸銅浴、シアン化
銅浴、スルファミン酸ニッケル浴、スズ−ニッケル合金
メッキ浴、銅−スズー亜鉛合金メッキ浴、スズ−ニッケ
ルー銅合金メッキ浴などが好適である。

なお、その後の工程であるエツチングのあと、端子部に
シアン化金メッキ、シアン化銀メッキ、ロジウムメッキ
、パラジウムメッキなどの白金属メッキを補設してもよ
い。

金属蒸着層および金属メッキ層を形成したプラスデック
フィルムの他面に接着層を説けることができる。これは
立体成形時の接着性を向上させるためであり、接着剤の
種類は立体一体成形される樹脂の種類に応じて選定する
ことができる。この場合の接着剤の塗布は、立体一体成
形される以前の工程であればどこの工程でもよい。

このようにして形成したプラスチックフィルム上に、設
けた金属蒸着層および金属メッキ層上に回路板として必
要なエツチング、スルホール加工、レジスト被覆加工等
を行なう。エツチング加工により、金属層の不要部分を
化学反応で溶解除去し、所定のパターンつまり電気回路
図形を形成させてプリント回路基板が１ｑられる。前記
エツチング液としては、塩化第二銅、塩化第二鉄、過硫
酸塩類、過酸化水素／硫酸、アルカリエンヂャントなど
の水溶液が使用できる。

本発明の大ぎな特徴は、前記で得られたプリント回路基
板と樹脂成形体とを同時に一体成形して、立体的な成形
同時一体化プリント基板成形品とすることである。この
立体成形手段は射出成形が代表的であるが、真空成形ヤ
押出成形などの任意の技法を利用できる。射出成形技法
は、いわゆる「給付成形」として知られている技術であ
り、本発明のプリント回路基板を射出成形金型内に置い
て射出成形することにより形成される。具体的には、第
２図に示すようにプリント回路基板１を射出成形金型３
内に位置決めして載置し、加熱、予備成形を行なう。次
いで、金型３を閉じて射出成形孔４から溶融樹脂を導入
し、射出成形を行なってプリント回路基板１と樹脂成形
体２が一体化した本発明の成形同時一体化プリント基板
成形品が１ｑられる。

本発明の成形同時一体化プリント基板成形品の成形用４
Δ）脂としては、ポリスチレン、アクリルニトリル−ス
チレン樹脂、アクリルニトリルーブタジエンースヂレン
樹脂、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリ１チーレンテレフタレ
ート、ポリカーボネート、ポリフェニレンオキサイド、
ポリフェニレンオキサイド、ポリプロピレンなどが使用
できる。

［発明の効果］本発明のプリン１〜塁板成形品は前記した構成を有して
いるため、曲面形状のプラスチック成形品の表面あるい
は裏面に、同じ形状のパターン形成プリント基板が一体
成形されたものが得られ、しかも直角に近い角度を有す
る複雑な形状の一体成形プリント基板成形品が得られる
。

しかも本発明のプリント基板成形品は、厳しい環境試験
を経ても密着性が良好で、はがれ、剥離がなく、よりフ
ァインパターンでも断線が生じない利点がある。

また、本発明ではプリント回路基板を射出成形と同時に
表面に形成するが、樹脂成形体の表面に成形によって、
三次元曲面のプリン１〜回路基板を一体に形成すること
ができる。特に樹脂成形体の内側にプリント回路基板が
強固に密着した一体成形プリンＩ−基板成形品が形成で
きる。しかも、常温使用時、高温多湿時にも密着性が良
好で、よりファインパターンを形成しても断線を生じな
い利点がある。

なお、本発明の一体成形プリント基板成形品は、電子計
算機、端末機器、電話機、通信機器、計測制御機器、カ
メラ、時計、自動車、事務機器、家電製品、航空機計器
、医療機器などのあらゆるエレクトロニクスの分野に活
用される。

［実　施　例］以下、本発明を実施例を挙げて説明する。

実施例１厚さ２５μのポリイミドフィルム１１（デュポン社　登
録商標゛カプトン″）の片面に、内部電極方式のグロー
放電プラズマ装置を使用し、アルゴンガス圧力Ｑ、Ｑ２
ＴＯｒｒ、−次側出力電圧１゜８ＫＶ、シート速度３Ｔ
ｒＬ／分で表面処理を行なって、フィルムコ１上にグロ
ー放電プラズマ処理層１２を形成した。次いで、エポキ
シ基含有アクリルポリオール樹脂とイソシアネートの２
液淀合型ウレタン樹脂を乾燥状態で３μの厚さに塗イＩ
し、樹脂層１３を形成した。ざらに、樹脂層１３の表面
に真空蒸着機で純度９９．９９％銅を厚さ１０００人に
なるように真空恭着して金属蒸着層１４を形成したのち
、硫酸銅メッキ液に入れ電流密度を０゜５Ａ／ｄ７ｄか
ら３Ａ／ｄ尻になるように徐々に上昇させ、メッキによ
る銅の厚さが１０μになるように銅メッキを実施し、金
属メッキ層１５を形成した。得られた銅＠着／銅メッキ
複合フィルムを、真空下、１８０℃、３時間の条件でエ
ージングしたのち、所望のプリント基板パターン（線間
距離０．２＃のファインパターン）を焼付け、次いで塩
化第２鉄水溶液でエツチングを行なった。さらに、フィ
ルム１１の細面にシルクスクリーン印刷法で接着層１６
を設けて、第１図で模式的な断面図で示すプリント回路
基板１を１９だ。

次に、プリント回路基板１を射出成形金型３内に配置し
て、樹脂温度２４０’Ｃの溶融したＡＢＳ樹脂を割出成
形孔４から導入して射出成形した。

これを金型３から取り出したところ、Ａ　Ｂ　Ｓ　Ｐ’
Ｊ脂成形成形体２上リント回路基板１が一体化されたプ
リント基板成形品が得られた。この成形品は、金型の形
状の絞り比０．５、Ｒ１０ｒｒｖｎφの直角部も継線の
ないもので、２９０℃のハンダゴテでハンダテストをし
た結果、結線することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の成形同時一体化プリント基板成形品を
形成するためのプリント回路基板の断面図を示し、第２
図は金型内で一体化プリント基板成形品を成形した状態
を示す断面図を示す。１・・・・・・プリント回路基板２・・・・・・樹脂成形体３・・・・・・射出成形金型４・・・・・・割出成形孔１１・・・・・・プラスデックフィルム１２・・・・・
・グロー放電プラズマ処理層１３・・−・・・樹　　脂
　　層１４・・・・・・金属蒸着層１５・・・・・・金属メッキ層１６・・・・・・接　盾　層

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定形状の樹脂成形体上に、プラスチックフィル
ム表面に金属蒸着層および０．５〜３５μの金属メッキ
層を設けると共に所定のパターン回路を形成したプリン
ト回路基板を、成形同時一体化したことを特徴とする成
形同時一体化プリント基板成形品。
（２）所定形状の樹脂成形体上に、接着層を介してプラ
スチックフィルム表面に金属蒸着層および０．５〜３５
μの金属メッキ層を設けると共に所定のパターン回路を
形成したプリント回路基板を、成形同時一体化したこと
を特徴とする成形同時一体化プリント基板成形品。
（３）所定形状の樹脂成形体上に、接着層を介してプラ
スチックフィルム表面にグロー放電プラズマ処理層およ
び／または樹脂層を設け、その上に金属蒸着層および０
．５〜３５μの金属メッキ層を設けると共に所定のパタ
ーン回路を形成したプリント回路基板を、成形同時一体
化したことを特徴とする成形同時一体化プリント基板成
形品。