JPH0462988A - 回路付プラスチック成形品の製造法 - Google Patents

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） 本発明は成形品の片面若しくは両面及び／又は内部に１
層若しくは２層以上の電気回路パターンを有するプラス
チック成形品に関し、特にライン。

スペースが精細で、かつ薄い導電体からなる電気回路を
粉状材料の溶射によって固定した後、成形型にインサー
トし成形する回路付プラスチック成形品の製造法に関す
る。

（従来の技術） ＡＶ機器９通信機器、家電機器、計測機器等の電気・電
子機器は小形化、軽量化、コンパクト化のため半導体デ
バイスの高集積化、配線板の高密度化・多層化、フレキ
シブル配線板の導入、パッケージ部品の表面実装化等が
進められている。さらにこれらの配線板を組み込んだ電
気・電子機器の筐体や部品にも電気回路を形成すること
も行われている。！気団路のうち信号用は、電気めっき
又は無電解めっきによる析出金属、金属箔の貼付。

導電性インクの印刷等によって所定の電気回路パターン
が形成される。これらの方法の一端は日経メカニカル誌
（’８９，１１．１３号）に掲載されているような方法
があり、これらのほかにも成形品の表面にスクリーン、
パッドにより導電性インクを所定の電気回路パターンで
印刷する方法、レーザ照射により電気回路を形成する方
法等が知られている。

一方信号回路に比べてより大きい電流を通す必要のある
電源用電気回路は１例えば０．４　ｍｍないしはそれ以
上の厚さの銅シートを用い、これを打抜き、切削、ドリ
ル、エツチング等の加工法により所定の電気回路パター
ンに成形したうえ、成形型にインサートシ、キャピテイ
に電気絶縁性のプラスチックを充満させ一体化すること
も行われている。この方法によって得られる成形品はリ
ジッド回路付成形品ともよばれる。

（発明が解決しようとする課題） リジット回路付成形品において、インサート成形する方
法には生産性に優れた特長をもつ射出成形法が汎用され
ている。また成形材料には該成形品の使用条件により各
種のものが用いられているがいずれの場合も高い成形圧
力を適用しなければなら々い。例えばプラスチック活用
ノート（工業調査金利）によれば熱可塑性樹脂の場合の
射出成形圧力＜ＭＰａ）は、ポリプロピレン６８．６〜
１３７．２．ポリエチレンテレフタレート６８，６〜１
３７．２．ガラス繊維入シポリカーポネー）６８．６〜
２０５．８．ガラス繊維入シボリプチレンテレフタレー
ト４９．θ〜６８．６　、　　ポリエーテルサルフオン
７５．５〜１３７．２等であり、成形時の初期粘度が小
さいといわれる熱硬化性樹脂の場合でも成形圧力（ＭＰ
ａ）は、不飽和ポリエステル樹脂ＢＭＣ（トランスファ
成形）１１．８〜４９．０．（射出成形）４９．０〜９
８．０．　　フェノール樹脂系（射出成形）１３．７〜
１３７．２．　　ジアリルフタレート樹脂系（トランス
ファ成形）１９．６〜４９．０（射出成形）４９．０〜
１４７．０．　　エポキシ樹脂系（トランスファ成形）
４．９〜９．８等である。このためリジッド回路付成形
品において、所定の電気回路パターンに成形された導電
体は、前記した高い成形圧力を受けた際、変形による電
気的な短絡や断線を生じることのないよう適正な電気的
特性とともに機械的強度と剛性を保有していなければガ
らず。

例えば厚さ０．４ｍｍの銅シートを導電材とし、ガラス
繊維強化ポリブチレンテレフタレートの射出成形によっ
てリジッド回路付成形品を得る場合には。

電気回路のライン（線幅）及びスペース（線間距離）は
それぞれ１ｍｍないしはそれ以上とする必要がある。し
たがってさらに薄い導電体を用い、より精細なライン及
びスペースの電気回路をもつリジッド回路付成形品を得
ることは、従来技術では極めて困難である。さらに前記
の薄い導電体によって得られる電気回路の複数層を層間
絶縁を保ちながら一体に成形することは不可能であった
。

本発明は上記のような問題の生じない回路付プラスチッ
ク成形品の製造法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手段） 本発明者滋は、このような現状に鑑み、ますます小形、
軽量、多機能化、コンパクト化が要求される電気・電子
機器の趨勢忙対応するため鋭意検討した結果、電気・電
子機器の筐体９部品等の表面及び／又は内部に薄い導電
体を精細なパターンで成形した電気回路の１層又は２層
以上を通常の成形方法及び成形装置によシ常用されてい
る熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いて一体化した回
路付プラスチック成形品が得られることを見い出し穴。

本発明は所定の電気回路のパターンに成形した導電体の
薄葉状物を平面状及び／又は所定の形状に賦形した後、
′ＦＩＬ気絶縁気絶有性る熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹
脂を主成分とする粉状材料を溶射して該電気回路のパタ
ーンを固定したプリフォームとし、ついで該プリフォー
ムを電気絶縁性成形材料を用いてインサート成形する回
路付プラスチック成形品の製造法に関する。

なお本発明において電気回路パターンの成形方法は、導
電体の薄葉状物の打抜き加工、エツチング加工等の加工
方法が適宜使用できる。

導電体の薄葉状物としては９回路付プラスチック成形品
の使用目的、使用条件等によシ銅、アルミニウム、４２
アロイ（Ｆｅ　５８重量％、Ｎｉ４２重量％）、５０７
０イ（Ｆｅ　５０重量％、Ｎｉ５０重量％）等の導電性
金属の１種又は２種以上若しくは導電性金属を部分めっ
き又は全面めっき処理したものが用いられる。これらの
導電体の薄葉状物の表面には溶射される粉状材料との接
着性、薄葉状物自体の防食性等を改善するためカップリ
ング剤、プライマ等の処理が施されることもある。

粉状材料としては、電気絶縁性を有する熱可塑性樹脂又
は熱硬化性樹脂を主成分とするものであって、該粉状材
料の熱変形温度は以下の成形工程における条件に適合し
たものであればよく、その粒度Ｆｉ５μｍ〜３００μｍ
の範囲のものが一般的に用いられ、５μｍ〜１００μｍ
の範囲のものを用いることが望ましい。

粉状材料の溶射装置としては汎用品を使用できるが、粉
状材料の供給用ガス圧力の低い機種の方が、溶射された
粉末材料の付着面における気孔率がよシ小さくなシ望ま
しい。

所定の電気回路のパターンに形成した導電体の薄葉状物
を平面状及び／又は所定の形状に賦形する方法は、一対
のオス及びメス成形型を用い、圧縮によシ塑性変形させ
る方法、薬研型によシ手加工によシ変形させる方法等適
宜の方法が採用できる。また必要によって該薄葉状物を
予熱して、同じく予熱した成形型を用いて変形させるこ
ともある。

前記の賦形した導電体の薄葉状物に粉状材料を溶射して
プリフォームを得る方法としては、プリフォームの形状
に応じて平面状又は所定のプリフォームの形状に応じた
溶射台に離型処理を施し。

ついで平面状又は賦型した電気回路を該溶射台に密接し
て載置し、溶射ガンを操作して、電気回路が形成する隙
間部分を埋め、必要によシミ気回路の上面に適正な淳さ
で均一な電気絶縁層を形成する。２層以上の電気回路を
設ける場合は、前記の電気絶縁層の上面に下層の電気回
路パターンとの位置合せを行ったうえ、同様の溶射操作
を繰り返す。前記の平面状又は賦形した溶射台は、自己
離型性の材料で構成することによシ、離型処理を不要に
することができることはいうまでもない。

電気絶縁性成形材料としては、熱可塑性樹脂。

熱硬化性樹脂等を主成分とした材料が用いられ。

このうち熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン。

ポリプロピレン、ＡＢＳ、　　ポリメチルペンテン。

熱可塑性ポリエステル、ポリサルフォン、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド類、ポリエ
ーテルサルフオン、ポリケトンケトン、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリアミド類。

ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、
液晶ポリマ類等が回路付プラスチック成形品の使用目的
、使用条件に応じて１種又は２種以上組み合わせて用い
られ、さらに必要に応じ変性剤、難燃剤、可撓化剤、充
填剤９着色剤、補強材等と混線、複合化して用いること
もできる。

例えば充填剤としては９回路付プラスチック成形品の所
期の性能を阻害しないで、耐熱性、耐難性１機械的強度
、電気的特性９寸法安定性、熱膨張率、コスト等を改善
するものであればよく、このような目的にそうものとし
て炭酸カルシウム。

カオリン、クレー、ドロマイト、シリカ、マイカ。

硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化アンチモン類、水
酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム。

赤リン、β−ユークリプタイト等が１種又は２種以上組
み合わせて用いられる。

補強材としては９回路付プラスチック成形品の所期の性
能を阻害しないで耐熱性９機械的強度。

寸法安定性、熱膨張率等を改善するものであればよく、
パルプ、ガラス繊維、ビニロン繊維、熱可塑性ポリエス
テル繊維、ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、
アラミド繊維、硫酸カルシウムホイスカ、チタン酸カリ
ホイスカ等が１種又は２種以上組み合わせて用いられる
。

さらに熱可塑性樹脂の成形材料には、充填剤。

補強材、難燃剤等の添加物とマドＩＪツクスレジンとの
ぬれ性、成形材料とし２ての流動性、前記溶射した粉状
材料固化物との接着性９回路付プラスチック成形品とし
ての耐湿性、耐電食性等を一層向上させるための添加剤
、軽量化、低誘電率化等を目的とする微小中空球（マイ
クロスフェア）、成形収縮を改善する発泡剤等を配合し
てもよい。

一方熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂。

エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステ
ル樹脂、ポリウレタン、シリコーン、ポリイミド等が回
路付プラスチック成形品の使用目的。

使用条件に応じて１種又は２種以上組み合わせて用いら
れ、さらに必要に応じ変性剤、難燃剤、可撓化剤、充填
剤９着色剤、補強材等と混線、複合化して用いることも
できる。

例えば充填剤としては９回路付プラスチック成形品の所
期の性能を阻害しないで、耐熱性、耐難性９機械的強度
、電気的特性９寸法安定性、熱膨張率、コスト等を改善
するものであればよく、このような目的にそうものとし
て炭酸カルシウム。

カオリン、クレー、ドロマイト、シリカ、マイカ。

硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化アンチモン類９水
酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム。

β−ユークリプタイト等が１種又は２種以上組み合わせ
て用いられる。

補強材としては１回路付プラスチック成形品の所期の性
能を阻害しないで耐熱性９機械的強度。

寸法安定性、熱膨張率等を改善するものであればよく、
パルプ、ガラス繊維、ビニロン繊維、熱可塑性ポリエス
テル繊維、ポリアミド繊維、芳香族ポリエステル繊維、
アラミド繊維、硫酸カルシウムホイスカ、チタン酸カリ
ホイスカ等が１種又は２種以上組み合わせて用いられる
。

さらに熱硬化性樹脂の成形材料には、充填剤。

補強材、難燃剤等の添加物とマトリックスレジンとのぬ
れ性、成形材料としての流動性、前記溶射した粉状材料
固化物との接着性９回路付プラスチック成形品としての
耐湿性、耐電食性等を一層向上させるための添加剤、軽
量化、低誘電率化等を目的とする微小中空球１発泡剤等
を配合してもよい。

前記プリフォームを一組の成形型で形成されるキャビテ
ィにセットし、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を主成分
とする成形材料でインサート成形する際、該プリフォー
ムと成形材料との接着性を向上させるため、該プリフォ
ームと成形材料との接触面に接着向上剤を塗布、乾燥処
理することが好ましい。なお該接着剤には回路付プラス
チック成形品に要求される耐熱温度、耐湿性、耐薬品性
等の使用条件によりゴム系、熱可塑性樹脂系、熱硬化性
樹脂系等から選定して用いる。

本発明では前記プリフォームを一組の成形型のキャビテ
ィの所定位置に配置するため、該プリンオームに適宜の
大きさ、形状及び数のガイドホールを設け、成形型の対
応する位置にガイドホールに適合する突起物を設けるこ
ともある。該突起物は一組の成形型によって形成される
キャビティ内に限らず、キャピテイ外に設けることもで
きる。

さらに必要に応じ該突起物に嵌合する凹部を設けること
もある。

（実施例） 以下本発明の詳細な説明する。

実施例１ 厚さが１０５μｍの銅箔に第１図に示すようなテスト用
電気回路パターン（最小線幅０．５　ａ＋最小線間距離
０．５ｍｍ）１及びガイドホール２を成形し、ついでこ
のものを折シ目線４に沿ってＲ（半径）０．２ｔ１ｍで
曲げ加工し、所定の形状に仕上げた薄葉状物を得た。

一方第２図に示すように厚さ１．０ｍｍのアルミニウム
板（ＪＩＳ記号、Ａ１０８０　ｐＨ１２）を前記の所定
の形状に仕上げた銅箔と同形状に加工してプリフォーム
用の溶射台６を作製し、ついで該溶封合６にシーラ（巴
工業扱い、商品名ＦＲＥＫＯＴＥＳＥＡＬＥＲＢ１５・
Ｆ２Ｏ）処理した後、離型剤（巴工業扱い、商品名ＦＲ
ＢＫＯＴＥ　４４）処理を行った。

次に溶射台６の上面に上記で得た薄葉状物を密接させ、
ついでその上面から厚紙で作製した溶射マスク５をカッ
トオフ線３に合わせて密接させた後、溶射台６に載置し
た溶射マスク５の露出部（溶射マスク５で覆われていな
い部分）に粉状材料を溶射した。なお粉状材料は、エポ
キシ樹脂系（日東電工製、商品名ニドパウダーＮα１）
を用い。

溶射機器は、パウダー溶射器（誠晃理研製、商品名供給
器Ｏ５Ｗ−５００，ガン０Ｖ−３−２）を用いた。また
溶射条件は、酸素４．９Ｘ１０’Ｐａ（５ｋｇ　ｆ　／
ｃｍ”　）　、流量（メータ指示値）９００及びプロビ
レｙ　４．９　ｘ　１０’　Ｐａ　（０，５ｋｇｆ／ｃ
ｍ２）、流量（メータ指示値３００）とした。溶射はま
ず電気回路パターン１の導体間隙部分７について行い、
該間隙部分を溶融付着した粉状材料で埋めた後、導体部
分８を含む溶射マスク５の露出部全面を厚さ０．５閣を
目標に溶射を行った。溶射終了後直ちに溶射マスクを除
き、溶射台６ごと１８０℃の恒温槽［１０分間保持し、
放冷抜脱型して電気回路パターンと溶射した粉状材料と
が一体化したプリフォームを取り出した。

この後プリフォームの溶射面にエポキシ樹脂系接着剤（
スリーボンド製、商品名スリーボンド１５７０）を１０
〜１５μｍの厚さに塗布し、１００℃の恒温槽内で１０
分間熱処理した。熱処理後肢プリフォームを一組の成形
型の下型に設けたガイドブツシュ（図示せず）と前記ガ
イドホール２とによシ所定位置にセットした（前記接着
剤の塗布面は上向きに載置される）。

次に上型を閉じ、上型に設けたピンゲートを通して溶融
したガラス繊維強化ポリブチレンテレフタレート（ガラ
ス繊維含有率３０重量％、東し製。

商品名ＰＢＴ　１１０１Ｇ３０　）を射出成形した。な
お成形は、東芝機械製のｌ５−７５８射出成形機を用い
た。また成形条件は、金型温度６５±５℃。

シリンダ温度２３５±１０°Ｃ９射出圧力（ゲージ圧力
）　７．８４　ＭＰａ　（８０ｋｏｆ　／ｃｍ２）　、
射出速度９９チ、射出時間３秒及び冷却時間９秒で行っ
た。

成形後１５０℃の恒温槽に３時間保持（熱処理）して回
路付プラスチック成形品を得た。

得られた回路付プラスチック成形品の外面に見られる電
気回路パターンは、当初の仕様（最小線幅０．５ｍｍ、
最小線間距離０．５　ｍｍ　）で固定されていた。なお
第２図において９Ｆｉ溶射台表面アルミニウム板及び１
０は溶射台裏打ち部である。

実施例２ 実施例１と同様の薄葉状物を２枚得、この中の１枚を実
施例１と同様のシーラ処理及び離型剤処理した溶射台の
上面に密接して載置し、実施例１と同様の方法及び条件
で導体間隙部分及び導体部分を含む溶射マスクの露出部
全面を厚さ０．５　ｍｍを目標に均一な厚さで粉状材料
を溶射した。

この後溶射マスクを一旦取り除き、他の１枚の薄葉状物
を上記の粉状材料を溶射した薄葉状物のガイドホールを
基準に重ね合わせ密接して載置し。

その上面に再び溶射マスクを密接して載置し、上記と同
様の条件で粉体材料を溶射した。

次に溶射マスクを取シ除き、溶射台ごと１８０℃の恒温
槽に１０分間保持し、放冷抜脱型して２層の電気回路パ
ターンを有するプリフォームを得た。以下実施例１と同
様の方法及び条件でプリフォームの溶射面にエポキシ樹
脂系接着剤を塗布し。

熱処理後−組の成形型の下型にセットし、ガラス繊維強
化ポリブチレンテレフタレートを射出成形し、熱処理し
て成形品の片側の面に２層の電気回路パターンを有する
回路付プラスチック成形品を得た。

得られた回路付プラスチック成形品の外面に見られる電
気回路パターンは、当初の仕様（最小線幅０．５１ｍ１
１．最小線間距離０．５　ｍｍ　）で固定されていた。

比較例１ 粉体材料の溶射を行わない以外は、実施例１と同様の条
件で、かつ実施例１と同様の工程を経て回路付プラスチ
ック成形品を得た。

得られた回路付プラスチック成形品の外面に見られる電
気回路パターンは、当初の仕様（最小線幅０．５　ｍｍ
、最小線間距離０．５　ｍｍ　）に著しい乱れ。

線のねじれ、線相互の接触が見られた。

実施例１．実施例２及び比較例１で得られた回路付プラ
スチック成形品の性能を調べた。その結果を第１表に示
す。

（発明の効果） 本発明の製造法によって得られる回路付プラスチック成
形品は、銅、アルミニウム、りん青銅等の軟質金属の薄
葉状物を精細な電気回路パターンに成形したものを所定
形状に賦形した後、電気絶有性を有する熱可塑性樹脂又
は熱硬化性樹脂を主成分とする粉体材料を溶射すること
によって前記の電気回路パターンを固定化し、必要に応
じて電気回路パターンを粉体材料を介して多層に配して
固定化したプリフォームを得、このものを−組の成形型
にセットしてインサート成形することによシ、成形品の
外側及び／又は内側の表面部分及び／又は内部にもそれ
ぞれ１層ないしは複数層の電気回路を設けることが可能
であシ、１１気・電子機器の小形化、高密度化、コンパ
クト化に大いに寄与することができる。

また前記のプリフォームが安価な溶射台により容易に見
られるので９回路付プラスチック成形品のコストダウン
、試作品の短期開発、多品種生産対応等にも有効である
。

【図面の簡単な説明】

第１図はテスト用電気回路パターンの平面図及び第２図
は溶射台の上面に密接して載置した電気回路パターンと
その上面に溶射マスクを密接して載置した状態を示す斜
視図である。 符号の説明 １・・・電気回路パターン　２・・・ガイドホール３・
・・カットオフａ　　　　４・・・折り目線５・・・溶
射マスク　　　　　６・・・溶射台７・・・導体間隔部
分　　　　８・・・導体部分９・・・溶射台表面アルミ
ニウム板 １０・・・溶射台裏打ち部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．所定の電気回路のパターンに成形した導電体の薄葉
   状物を平面状及び／又は所定の形状に賦形した後，電気
   絶縁性を有する熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を主成分
   とする粉状材料を溶射して該電気回路のパターンを固定
   したプリフオームとし，ついで該プリフオームを電気絶
   縁性成形材料を用いてインサート成形することを特徴と
   する回路付プラスチツク成形品の製造法。