JPH05190993A

JPH05190993A - 一体型プリント基板成形体

Info

Publication number: JPH05190993A
Application number: JP2574192A
Authority: JP
Inventors: Yukihisa Taguchi; 幸央田口; Hideto Endo; 秀人遠藤
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1992-01-16
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 1993-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】回路基板が立体的な面にぴったりと追従して
おり、回路の多機能化の容易な一体型プリント基板成形
体を提供する。【構成】プリント回路基板フィルムを射出成形により
プラスチックとともに一体成形し、プリント回路基板フ
ィルムの回路の一部を反対側（成形体の外側）の面に露
出させ、その成形体の外側の露出部分を端子等の種々の
目的に使用することを可能とした一体型プリント基板成
形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一体型プリント基板成
形体に関し、特に回路基材が立体的な面にぴったりと追
従しており、回路の多機能化の容易な一体型プリント基
板成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
オーディオ、コンピュータ、８ミリビデオ、携帯用電話
等の電気製品は、高性能化が進んでおり、それとともに
小型化、軽量化、薄型化に対するニーズが高まってい
る。これと同時に、他の電子機器から発生する電磁波ノ
イズによって、回路が誤動作を起こすおそれがあるの
で、プリント基板及び回路部品全体を覆う電磁波シール
ドを設ける必要がある。この電磁波シールドとして、一
般に電子機器のケーシングの内側にアルミニウム板等の
金属板を設けたり、あるいはケーシングそのものに電磁
波シールド性を付与するために、導電性粒子を練り込ん
だ樹脂を用いたりすることが行われている。しかしなが
ら、このような電磁波シールド方式だと、電子機器の薄
型化には限界があった。

【０００３】そこで、電子機器のケーシングの内壁面に
回路基板を密着させることによりいわゆる一体型とした
プリント基板成形体が提案されている。

【０００４】特開平2-7592号は、プラスチック製フィル
ム表面に金属蒸着層および0.5 〜35μｍの金属メッキ層
を設けるとともに所定のパターンの回路を形成した回路
基板を、所定形状の樹脂上に同時に成形一体化したこと
を特徴とする成形同時一体化プリント基板成形品を開示
している。

【０００５】しかしながら、上述したような一体型プリ
ント基板成形体では、いまだ多様化する最近のニーズに
十分に対応しているとはいえず、同様のスケールでより
多くの機能を付与する方法が望まれている。

【０００６】したがって本発明の目的は、回路基板が立
体的な面にぴったりと追従しており、回路の多機能化の
容易な一体型プリント基板成形体を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、プリント回路基板フィルムを射
出成形によりプラスチックとともに一体成形し、プリン
ト回路基板フィルムの回路の一部を反対側（成形体の外
側）の面に露出させれば、露出部分を端子等の種々の目
的に使用することができることを見出し、本発明に想到
した。

【０００８】すなわち一方の面に電磁波シールド層を、
他方の面に所定のパターンの回路を形成したプラスチッ
ク製フィルムからなる回路基板を、接着層を介して所定
形状の樹脂成形体と、一体的に成形してなる本発明の一
体型プリント基板成形体は、前記回路の少なくとも一部
が樹脂成形体の表面に露出するように成形されているこ
とを特徴とする。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を添付図面を参考にして、詳細
に説明する。図１は、本発明の一体型プリント基板成形
体の一例を概略的に示す縦断面図であり、図２は平面図
である。

【００１０】一体型プリント基板成形体は、ケーシング
部１と、プリント基板２とからなり、プリント基板２
は、フランジ部３において、部分的に反対側の面に露出
している。なお、プリント基板２は、図２中に実線で示
すようにケーシング部１の内面をほぼ完全に被覆する本
体部2aと、フランジ部３内に部分的に延在する突出部2b
とからなる、突出部2bは、フランジ部３全体を被覆しな
い大きさであるのが好ましい。これはフランジ部３は後
述するように２色成形法によりそれぞれ図中のＡ部及び
Ｂ部が形成されるので、このようにプリント基板２をフ
ランジ部３の大きさよりも小さくしておくと、Ａ部とＢ
部とが両端部において接着し、成形体の一体化が強固な
ものとなるためである。

【００１１】このようなプリント基板２の層構成の一例
を図３に概略的に示す。プリント基板２の本体部2aは、
プラスチック製フィルム21と、その一方の面に回路パタ
ーン22と、さらにその外側に絶縁樹脂層23が形成されて
おり、回路22のうち部品を装着する位置には開口部23a
が設けられている。開口部23a にははんだ23b が充填さ
れている。また他方の面には、電磁波シールド層24と、
樹脂接着層25とが設けられている。また図３(b) に示す
ように、プリント基板２の突出部2bにおいては、その一
方の面に回路パターン22と、その外側に絶縁樹脂層23が
形成されており、また他方の面には、電磁波シールド層
24 (24a 及び24b)と、樹脂接着層25とが設けられてい
る。さらに両方の面を貫通するスルーホール26が設けら
れており、このスルーホール26により、回路パターン22
と、電磁波シールド層24a とは接続されており、末端部
(図示せず) において端子となっている。なお、電磁波
シールド層24bは、スルーホール26により切断されてお
り、回路パターン22とは接続していない。また、突出部
においては絶縁樹脂層23上にさらに樹脂接着層27を設け
るのが好ましい。これはフランジ部においては、この面
上にプラスチックが存することになるためである。

【００１２】本発明においてプラスチック製フィルム21
としては、特に制限はないが、電子部品をはんだ等で溶
接することから、耐熱性を有し、さらに柔軟性、可撓性
に優れたものが好ましく、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレン−２，６−ナフタレート等のポリエス
テル、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテル
ケトン、芳香族ポリアミド、ポリアリレート、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェ
ニレンレンサルファイド（ＰＰＳ）及びこれらのハロゲ
ン基あるいはメチル基置換体等のフィルムを使用するこ
とができる。これらの内では特に、ポリイミドフィルム
が好ましい。

【００１３】上述したようなプラスチック製フィルムの
厚さは通常５〜100 μｍ程度、好ましくは12〜50μｍ程
度である。

【００１４】本発明において回路パターン22は、金属蒸
着層と金属メッキ層とからなる金属層をフォトレジスト
法でエッチングすることにより得られる。上記金属蒸着
層は、銅、アルミニウム等の金属を真空蒸着法、スパッ
タ法、イオンプレーティング法等によってプラスチック
製フィルム上に薄膜層として形成したものである。

【００１５】金属蒸着層の形成は例えば以下のような方
法により行うことができる。まず上述したプラスチック
製フィルムに、グロー放電プラズマ処理を施すことによ
り、その表面張力を40dyn 以上、好ましくは45dyn 以上
とする。上記グロー放電プラズマ処理は、低圧のガスの
雰囲気下において、電極間に0.1 〜10KV前後の直流ある
いは交流を印加して、持続する放電 (グロー放電) に前
記フィルムをさらし、グロー放電により生成した電子、
イオン等の種々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。

【００１６】上記グロー放電プラズマ処理装置内のガス
圧力は0.001 〜50Torr、好ましくは0.01〜１Torrであ
る。また印加電圧は特に制限されず、直流、低周波、高
周波、マイクロ波等が使用できるが、50〜500KHzの高周
波により処理するのが好ましい。

【００１７】さらにグロー放電プラズマ処理装置内の雰
囲気としては、Ar等の無機ガス及びこれらのガスに O₂
を30モル％以下程度含有させた混合ガス等が挙げられ
る。

【００１８】上記金属蒸着層を構成する金属としては、
銅、ニッケル、スズ、チタン、マンガン、インジウム等
の金属単体、あるいはしんちゅう、ニクロム等の合金を
使用することができる。特に、伸び率の点で銅、ニッケ
ル、スズ及びこれらの合金が好適である。

【００１９】上述したような方法により形成される金属
蒸着層の厚さは300 〜3000オングストローム、好ましく
は500 〜2000オングストロームである。

【００２０】本発明においてはこのようにして形成した
金属蒸着層上にさらに金属メッキ層を形成する。金属メ
ッキ層は電解金属メッキ、無電解金属メッキのいずれの
方法により形成してもよいが、特に電解金属メッキが好
ましい。

【００２１】電解金属めっきは、メッキの密着性を向上
させるための脱脂及び酸活性処理、金属ストライク、金
属メッキの各工程により行えばよい。なお、本発明の場
合のように金属蒸着層上に金属めっき層を設ける場合に
は、脱脂及び酸活性処理、金属ストライクの工程は省略
することができる。

【００２２】電解メッキ時に金属蒸着層に給電する電流
密度は0.2 〜10Ａ／dm²が好ましく、特に0.5 〜５Ａ／
dm²が好ましい。

【００２３】上記金属メッキ層を構成する金属としては
上述した金属蒸着層と同様のものを使用する。

【００２４】このような金属メッキ層の厚さは0.5 〜35
μｍ程度、好ましくは３〜10μｍ程度である。金属メッ
キ層の厚さが0.5 μｍ未満では耐摩耗性や電気抵抗値が
劣悪であり、35μｍを超えると柔軟性、靱性が低下し、
立体的面に追従しきれず、金属層の割れ、破断等を生じ
やすくなる。

【００２５】このようにしてプラスチック製フィルム上
に、金属層 (金属蒸着層＋金属メッキ層）を形成した
後、回路パターンを形成する。回路パターンはフォトレ
ジスト法により形成することができる。

【００２６】なお、裏面の金属層は全体を電磁波シール
ド層とすることができるが、それとともにアース電極と
して用いることもできる。この場合は、基板にあらかじ
めスルーホールを設けておき、両面の金属層が連通する
ようにしておく、その状態で、一方の側に回路パターン
を形成すれば、所定の位置におけるスルーホールを通し
て、アースと接続されるようになる。またスルーホール
を通して両面の金属層が連通するようにしておくことに
より、多層回路化することも可能である。

【００２７】回路パターン上にＩＣ等の電子部品を実装
する場合、まず回路パターン全体にポリエステル、アク
リル、ポリウレタン等の樹脂の絶縁層23をシルクスクリ
ーン印刷法等により形成し、次に絶縁層23の所定の位置
にフォトレジスト法により開口部23a をあけ、回路パタ
ーンを露出させ、あらかじめあるいは部品をマウントす
る前に開口部23a にはんだ23b を付着させ、その部分に
電子部品をはんだづけする。

【００２８】また、本発明において電磁波シールド層24
は、金属蒸着層＋金属メッキ層からなるものが好まし
い。上記金属蒸着層及び金属メッキ層は、上述したもの
と同様のものでよい。

【００２９】なお、本発明においてはプリント回路基板
には、回路パターン形成用マーク、金型セット用マーク
及びマウント用マーク等を適宜設けることができる。上
記種々のマークは、それぞれ別々のものとしても、一種
類で複数種のマークを兼ねてもいずれでもよいが、その
形成はそれぞれ回路パターンの形成前、同時あるいは回
路パターン（又は絶縁性樹脂層）を形成した後、印刷す
ることにより設ければよい。このようなマークを設けれ
ば、画像識別装置を用いることにより、回路パターンの
印刷、金型の上へのフィルムのセット、電子部品の実装
等を誤りなく行うことができる。これはハウジング成形
体の内面に付着したプリント基板は平坦ではないので、
部品実装の位置決めを正確に行うなうために有効であ
る。特に金型セット用マークは、使用する樹脂や射出圧
等に応じて、樹脂の射出による回路基板のズレ等を補正
するようにプリント回路基板を金型にセットすることが
でき好ましい。

【００３０】また上述した回路とプラスチッチ製フィル
ムの反対側の面に設ける接着層35とは、射出成形の際に
ケーシング基材となる樹脂にプラスチック製フィルムを
追従性よくピッタリと接着させるための層であり、ケー
シング基材 (又は電磁波シールド層用金属) とプラスチ
ック製フィルムとに応じて適宜設定する。例えばケーシ
ング基材用の樹脂としてポリアミドを、フィルムとして
ポリイミド製のものを使用した場合には、エポキシ系接
着剤を用いればよく、またケーシング基材用の樹脂とし
てアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体
（ＡＢＳ樹脂）を、フィルムとしてポリエステル製のも
のを使用した場合には、ポリエステル系接着剤を用いれ
ばよい。

【００３１】なお、接着層27をプリント基板フィルムの
露出箇所の裏面に設ける場合、上記接着層25と同様のも
のを用いればよい。

【００３２】上述したような接着層の厚さは１〜10μｍ
程度、好ましくは３〜５μｍ程度である。

【００３３】このような各層からなるプリント回路基板
の伸び率（テンシロンにより測定）は５％以上が好まし
く、特に好ましくは５〜30％である。上記伸び率が５％
未満では後述する射出成形の際に、立体的な形に完全に
追従しきれずに、金属層の断裂を生じやすく、また30％
を超えると寸法安定性が著しく低下し、電子部品を自動
実装をする際に誤作動が出やすくなるため好ましくな
い。

【００３４】次にこのプリント基板を樹脂と一体成形し
てなる一体型プリント基板成形体の製造方法について説
明する。本発明において、プリント基板と成形用の樹脂
との一体成形は、いわゆる２色成形法により行うのが好
ましい。上記２色成形法は、例えば第一の射出成形によ
り図１中におけるＡの部分を成形し、次いで第二の射出
成形によりＢの部分を成形することにより行う。

【００３５】上記射出成形用の樹脂としては、射出成形
の可能なものであれば特に制限はないが、電子部品をは
んだ止めすることからある程度の耐熱性を有するものが
好ましく、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリカー
ボネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共
重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳ）、フッ素系樹脂等各種のポリマーアロイを使
用することができる。これらの内では特に、アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹
脂）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、４−６
ナイロン等のポリアミド等が好ましい。

【００３６】このような樹脂を用いて２色成形法により
本発明の一体型プリント基板成形体を製造する工程を図
４乃至図７に示す。まず第一の射出成形を行う。図４
は、第一の射出成形装置を示す概略図である。図４にお
いて、射出成形用金型40は、雄型41及び雌型42からな
り、雄型41と雌型42を閉鎖すると、キャビティ43が形成
されるようになっている。雄型41は、表面に滑りのよい
加工 (テフロックス加工等) が施されており、一体型プ
リント基板成形体の内壁面に応じて種々の立体的な面が
形成されており、フランジ部のプリント基板の露出する
箇所では、金型がピッタリと合わさるようになってい
る。このため、第一の射出成形完了時には、この箇所で
はプリント基板が孤立している。なお、図中には示して
いないがフランジ部の両端部周辺に相当する箇所にはキ
ャビティが存在している。

【００３７】また雄型の先端部にはリング状の貫通孔44
が開口している。一方、雌型42の中心部にはゲート45が
設けられている。なお、雄型41は雌型42に対して図中に
おける左右方向に可動となっている。

【００３８】このような射出成形金型において、フラン
ジ部のプリント基板２の露出する箇所では金型40がピッ
タリと合わさるので、プリント基板２が押し切られるこ
とがある。このため金型40は、その箇所においては本実
施例のように雄型41と雌型42の少なくとも一方の側 (本
実施例においては雌型42側) に弾性パッキン46が埋め込
まれている構造であるのが好ましい。この場合金型の開
放時にはパーティングラインよりも弾性パッキン46は突
出しており、型締めとともにパーティングラインまで収
縮する。射出成形金型をこのような構造とすることによ
り、プリント基板２の端部での切断を防止するととも
に、バリが発生するのを防止することが可能となる。上
記弾性パッキンとしては、例えば弾性を有するととも
に、耐熱性が必要であることから、シリコーンゴムやそ
の他金属製の弾性体等を使用するのが好ましい。

【００３９】図５は、雄型41上にプリント基板２を設置
した状態を示す概略図である。このとき雄型41は後退限
の位置にあり、雄型41上に設置されたプリント基板２
は、貫通孔44よりエアを吸引することにより、雄型の先
端部の表面にピッタリと位置決めされた状態で保持され
る。この際、雌型側の弾性パッキン46は、上述したよう
にパーティングラインよりも突出している。

【００４０】なお、プリント基板２の雄型41上への設置
は、上述したように金型設置用マークをあらかじめフィ
ルムに印刷しておき、画像識別装置を用いて行えば、正
確に行うことができる。また立体的形状により一層フィ
ルムを追従させるためには、プリント基板２は、雄型の
形状に合わせて、あらかじめ予備成形しておくのが好ま
しい。上記予備成形は、真空成形、圧空成形等の成形法
により行ってもよいし、上述した雄型上に設置後、加熱
成形することによってもよい。

【００４１】図６は、型締めを完了した状態を概略的に
示すものである。図５から図６に至る工程を以下に説明
する。プリント基板２が位置決めされた雄型41は前進
(図中の左側へと移動) し、雌型42と連結する。これに
より両者の隙間は完全に閉じ、キャビティ43は密閉状態
となる。この際、雌型側の弾性パッキン46は型締めとと
もにパーティングラインまで収縮する。続いて、プリン
ト基板２と雌型42との間に形成されたキャビティ43に、
溶融した射出成形用の樹脂がゲート45を通って射出され
る。この際、プリント基板２が、ある程度の伸度を有し
ていれば、樹脂の射出圧力により雄型にぴったりと追従
することが可能であり、しかもコーナー部で回路に破断
も生じないため好ましい。

【００４２】こうして第一の射出成形を行うことによ
り、図１及び図２中のＡ部を形成する。続いてこのよう
にして得られた成形体（以下第一の成形体という。）を
用いて、第二の射出成形を行う。図７は第二の射出成形
装置を示す概略図である。

【００４３】図７において、射出成形用金型70は、雄型
71及び雌型72からなり、雄型71と雌型72を閉鎖すると、
電磁波シールド層の露出箇所に相当する部分にのみキャ
ビティ73が形成されるようになっている。またゲート74
はそれぞれキャビティに通じるように設けられている。

【００４４】このような装置の雄型に、第一の射出成形
により得られた成形物を設置し、射出成形を行うことに
より、プリント基板の回路パターン側の面に図１及び図
２中のＢ部が形成され、しかも第一の射出成形により形
成されたフランジ部の両端部周辺と、Ｂ部とが完全に一
体化し、所望の位置にプリント基板フィルムが露出した
本発明の一体型プリント基板成形体を得ることができ
る。

【００４５】なお、上記二色成形は基本的には、二度の
射出工程を包含する工程であればよく、例えば１つの射
出成形機構と、雄型及び雌型が反転する機構とを有する
装置により、金型を反転させて二度の射出工程を行う方
法、２つの射出成形機構と、雄型又は雌型が回転する機
構とを有する装置により、雄型又は雌型のいずれかの相
手となる型を交換し、二度の射出工程を行う方法等が挙
げられる。また、雄型と雌型とはいずれが移動してもよ
いしまた、両方移動してもよい。

【００４６】以下本発明を成形体のフランジ部に電磁波
シールド層の露出箇所が存する場合について説明してき
たが、本発明はこれに限定されることなく、同様にして
所望の部分に電磁波シールド層の露出箇所を設けること
が可能である。またこのようにして形成された電磁波シ
ールド層の露出箇所は、回路の端子、アース等を設ける
のに適している。

【００４７】以下の具体的実施例により、本発明をさら
に詳細に説明する。実施例１所定の位置にスルーホールを形成したポリイミドフィル
ム（厚さ20μｍ）の両面にプラズマ処理を施した後、ス
パッター装置により銅の蒸着層（厚さ約500 オングスト
ローム）を設け、この上から銅メッキ層（厚さ８μｍ）
を形成した。次いで一方の面にフォトレジススト法によ
り、回路パターン、実装時の位置決めマーク、金型セッ
ト用マーク等を設けた。回路パターンの上からポリエス
テル樹脂 (絶縁樹脂層) を全体に形成し、所定の箇所で
回路が露出するようにフォトレジススト法により穴をあ
け、そこにはんだを充填した。このプリント基板の伸び
率をテンシロンにより測定したところ10％であった。

【００４８】このようにして得られたプリント基板の裏
面に厚さ５μｍのエポキシ樹脂層 (接着樹脂層) を形成
した後で、図４に示すような射出成形金型の雄型の形状
に合わせて真空成形により予備成形した。その後雄型上
に設置し、吸引することにより、位置決めし、型締め完
了後、300 ℃の温度で４−６ナイロンを射出し、第一の
成形体を得た。

【００４９】続いてこの第一の成形体を図７に示す装置
に設置し、型締め完了後、250 ℃の温度でＡＢＳ樹脂を
射出し、フランジ部において反対側の面に電磁波シール
ド層が露出した一体型プリント基板成形体を作製した。

【００５０】このようにして得られた一体型プリント基
板成形体においては、回路に破断等が認められず、また
露出した箇所はコネクターとして好適に使用することが
可能であった。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明の一体型プリン
ト基板成形体は、プリント回路基板フィルムを射出成形
により、プラスチックとともに一体成形してなり、プリ
ント回路基板フィルムの一部が反対側（成形体の外側）
の面に露出するようにしているので、その露出箇所をコ
ネクター、アース等として使用することができる。

【００５２】このような本発明の一体型プリント基板成
形体は、小型化されたエレクトロニクス製品分野に特に
好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一体型プリント基板成形体の一例を示
す縦断面図である。

【図２】本発明の一体型プリント基板成形体の一例を示
す平面図である。

【図３】本発明の一体型プリント基板成形体に用いるプ
リント基板の層構成の一例を概略的に示す断面図であ
る。

【図４】本発明の一体型プリント基板成形体の製造に使
用する第一の射出成形用金型の一例を概略的に示す断面
図である。

【図５】本発明の一実施例による一体型プリント基板成
形体の製造工程の概略を示す断面図である。

【図６】本発明の一実施例による一体型プリント基板成
形体の製造工程の概略を示す断面図である。

【図７】本発明の一体型プリント基板成形体の製造に使
用する第二の射出成形用金型の一例を概略的に示す断面
図である。

【符号の説明】

１ケーシング部２プリント基板 2a 本体部 2b 突出部３フランジ部 21 プラスチック製フィルム 22 プリント回路 23 絶縁樹脂層 23a 開口部 23b はんだ 24 電磁波シールド層 25,27 樹脂接着層 26 スルーホール 40,70 射出成形用金型 41,71 雄型 42,72 雌型 43,73 キャビティ 44 貫通孔 45,74 ゲート 46 弾性パッキン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:20 Ｂ２９Ｌ 31:34 4Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の面に電磁波シールド層を、他方の
面に所定のパターンの回路を形成したプラスチック製フ
ィルムからなる回路基板を、接着層を介して所定形状の
樹脂成形体と、一体的に成形してなる一体型プリント基
板成形体において、前記回路の少なくとも一部が樹脂成
形体の表面に露出するように成形されていることを特徴
とする一体型プリント基板成形体。
【請求項２】請求項１に記載の一体型プリント基板成
形体において、前記プリント回路基板のフィルムの伸び
率が５％以上であることを特徴とする一体型プリント基
板成形体。
【請求項３】請求項１又は２に記載の一体型プリント
基板成形体において、前記回路上に絶縁樹脂層を有する
ことを特徴とする一体型プリント基板成形体。
【請求項４】請求項３に記載の一体型プリント基板成
形体において、前記絶縁樹脂層の所望の箇所にエッチン
グが施されており、前記エッチング部にはんだ層が形成
されていることを特徴とする一体型プリント基板成形
体。