JPH06140743A - プラスチック複合成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 難めっき性材料が易めっき性材料の一部に被
ることを防止して、回路パターンを鮮明、精密にする。 【構成】 金属めっきが付着し易い樹脂を用い、骨格に
相当する部分である一次成形品１を形成する。この一次
成形品１を、一次成形品１の厚みに比べて深さが浅いキ
ャビティ６を有する金型５内に挿入する。その後、一次
成形品１の凹部１ｂに、金属めっきが付着し難い樹脂を
注入し、これを型締めして二次成形品２を形成する。そ
して、この二次成形品の表面に露出した一次成形品の凸
部１ａ上に、無電解めっきを施して、金属層３を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック複合成形
品の製造方法に関し、特に、鮮明かつ精密な金属パター
ンを有するプラスチック複合成形品の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、表面に電気回路としての金属層等
を有するＭＣＢ(molded circuit board)、ＭＷＢ(molde
d wiring board) 、ＭＩＤ(molded interconnection de
vice)等のプラスチック成形品が、３次元化、配線工数
低減、軽量化、スペース節減、コスト低減等の諸要求に
沿うものとして注目されている。

【０００３】一般に、上記のようなパターン状金属層を
有するプラスチック成形品の製造には、例えば、特開昭
６３−５０４８２号、特開平１−２０７９８９号等の記
載にも見られる方法が用いられる。すなわち、易めっき
性材料を用いて、骨格に相当する部分である一次成形品
を形成し、一次成形品の外面のめっきが不要の部分に難
めっき性材料を注入する。そして、易めっき性材料と難
めっき性材料とを一体として二次成形した後、易めっき
性材料の露出部分に無電解めっきを施し、金属層を形成
するという方法である。

【０００４】ここで、上記方法を図２に基づいて説明す
る。まず、図２（Ａ）に示すように、易めっき性材料を
用いて、頂部が平面をなす凸部２１ａと、凸部２１ａの
間の凹部２１ｂとを有する一次成形品２１を形成する。
なお、この一次成形品２１は最小のもので、厚さは２．
０ｍｍ、凸部２１ａと凹部２１ｂの幅はそれぞれ０．５
ｍｍ程度である。次に、図２（Ｂ）に示すように、二次
成形用の金型２５内に一次成形品２１を収め、金型２５
内の一次成形品と同様の２．０ｍｍの深さを有するキャ
ビティ２６に難めっき性材料を注入することにより、二
次成形品２２を形成する。二次成形品２２は、上記凹部
２１ｂが、難めっき性材料で充填されることによって形
成されている。そして、図２（Ｃ）に示すように、金型
２５を外し、二次成形品２２の表面上に露出している易
めっき性材料の凸部２１ａを粗面化し、粗化面２１ａ’
とする。その後、図２（Ｄ）に示すように、粗化面２１
ａ’に無電解めっきを施す。これによって、易めっき性
材料からなる粗化面２１ａ’の部分のみに金属層２３が
形成され、金属パターンを有するプラスチック複合成形
品（プラスチックツーショット、すなわち、２回成形基
板）が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
プラスチック複合成形品の製造過程においては、難めっ
き性材料が、表面に露出して金属層の基礎となる易めっ
き性材料の凸部に被る（以下「被り」と言う。）ことが
あり、回路パターンの幅が０．５ｍｍ以下のものの場合
には、不鮮明な回路パターンや断線等が発生し易くなっ
て致命的な欠陥となる。したがって、０．５ｍｍ以下の
回路パターンを有するプラスチック複合成形品を作るこ
とができなかった。

【０００６】したがって、本発明の目的は、難めっき性
材料が易めっき性材料の凸部に被ることを防止して、回
路パターンを鮮明、精密にしたプラスチック成形品を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、金属めっきが付着し易い樹脂（以下「易め
っき性材料」という。）を用い、骨格に相当する部分で
ある一次成形品を形成し、前記一次成形品の厚みに比べ
て底までの深さが浅いキャビティを有する金型内に前記
一次成形品を挿入し、前記キャビティ内に挿入した前記
一次成形品のめっきが不要な部分に、金属めっきが付着
し難い樹脂（以下「難めっき性材料」という。）を注入
することによって二次成形品を形成し、前記二次成形品
の表面に露出した前記一次成形品の部分に、無電解めっ
きを施して金属層を形成することを特徴とするプラスチ
ック複合成形品の製造方法を提供する。

【０００８】キャビティの深さは、一次成形品の厚みに
対して０．５〜１０％浅いことが望ましい。なぜなら、
０．５％以下の場合では、難めっき性材料が易めっき性
材料と金型の間に入りこんで難めっき性材料の被りを充
分防止することができず、１０％以上の場合では、二次
成形を行う際の圧力が余分にかかり、一次成形品に破
壊、塑性変形、クラック等が起こるからである。

【０００９】なお、上記０．５〜１０％の範囲の中で
も、１〜５％の範囲が望ましく、更に、その範囲の中で
も、２〜４％の範囲で浅くしたものが特に望ましい。

【００１０】上記の一次成形品の厚さとは、一次成形品
の、一方の面の表面露出部と、他方の面との表面露出部
間の距離を指す。一次成形品の厚さは、幅あるいは長さ
方向において一定でなくても良い。また、金型キャビテ
ィは、パーティング面に対して両側にあるもの、あるい
は片側のみにあるもののいずれであっても良い。

【００１１】

【作用】本発明のプラスチック複合成形品の製造方法に
おいては、二次成形品を形成するために用いるキャビテ
ィの深さを、一次成形品の厚みに比べて浅くした。その
ため、一次成形品の表面であって金属層が形成される面
には、型締め力が大きく働き、その面はキャビティ底面
に密着する。したがって、難めっき性材料がキャビティ
内へ注入されても、上記一次成形品の表面に付着するこ
とはない。

【００１２】

【実施例１】以下に、本発明の複合成形品の製造方法を
図面を参照にしつつ詳細に説明する。図１は、本発明の
プラスチック複合成形品の製造方法の説明図である。こ
の方法によって製造されるプラスチック複合成形品４
は、易めっき性材料の凸部１ａの間の凹部１ｂに難めっ
き性材料が充填され、易めっき性材料の凸部１ａが露出
していた部分に金属層３が形成されたものである（図１
（Ｅ）に完成品を示す。）。

【００１３】上記易めっき性材料は、その材料固有の材
質に加えて、非晶性あるいは比較的低分子量で、粗面化
され易いもの、若しくは特定の溶剤、薬品等に侵され易
いもの、又はパラジウム、金、銀等の貴金属化合物を含
む触媒を添加したものをいう。この易めっき性材料から
形成される一次成形品１は、最終成形品の骨格を形成
し、また二次成形の際の中子としても機能するため、剛
性、寸法安定性、耐熱性が要求され、電気的特性をも考
慮する必要がある。したがって、易めっき性材料はいわ
ゆるエンジニアリングプラスチックの中から選ばれる。
例えば、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエーテル
イミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフ
ェニレンスルフィド、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリオキシメチレン、ポリエーテルケトン、ポリエ
ーテルエーテルケトンが望ましい。その他、ノバキュレ
ート（商品名）、ベクトラ（商品名）等の液晶ポリマ、
あるいはフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタ
レート樹脂等の熱硬化性樹脂を用いても良い。なお、こ
れらの樹脂には、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維、
炭酸カルシウム等のフィラーを添加しても良い。

【００１４】一方、上記難めっき性材料は、易めっき性
材料と比較し、相対的にめっきが困難な材料のことをい
い、いかなる場合にもめっきが困難又は不可能なものを
意味するものではない。したがって、難めっき性材料
は、易めっき性材料と同様に、上記の材料から選択でき
る。ただし、易めっき性材料より成形温度が低いことが
望ましい。

【００１５】本実施例のプラスチック複合成形品４は、
以下に示す方法で製造する。本実施例においては、易め
っき性材料に、無電解めっきの触媒としてパラジウム
０．１重量％、ガラス繊維２０重量％を含むポリエーテ
ルスルホン（polyethersulfone) を用いた。まず、上記
易めっき性材料を用い、図１（Ａ）に示す断面をもつ一
次成形品１を常法により射出成形する。射出成形温度は
３８０℃、金型温度は１５０℃とした。これによって、
凸部１ａ及び凹部１ｂとを有する一次成形品１が形成さ
れる。なお、本実施例においては、一次成形品１の厚さ
ｔをｔ＝１．０ｍｍとし、回路パターンは、線幅ｗ、線
間ｇのいずれもｗ＝ｇ＝０．２ｍｍとした。

【００１６】次に、図１（Ｂ）に示すように、一次成形
品１を金型５の深さ（ｄ₁ ＋ｄ₂ ）＝０．９７ｍｍのキ
ャビティ６内に挿入する。

【００１７】そして、金型５の下部に設けた図示しない
ゲートから、ガラス繊維を３０重量％加えた液晶ポリマ
（ＬＣＤ）からなる難めっき性材料をキャビティ６内に
注入し、図１（Ｃ）に示すように、一次成形品１の凹部
１ｂ等に充填させ、二次成形品２を形成する。なお、二
次成形品２の形成に際しては、金型温度を１００℃とし
て、３２０℃で射出成形を行う。

【００１８】最後に、二次成形品２の表面にそのまま残
された一次成形品１の凸部１ａ上に、無電解めっきによ
って金属層３を形成する。無電解めっきは、一次成形品
１の凸部１ａの表面を粗化したり、めっき触媒を付与す
る等の前処理と、めっきを施す工程とからなる。

【００１９】上記の前処理は、一般に、易めっき性材料
の表面が、めっき層に対する十分な接着力を有するよう
するために行う処理である。この前処理後の二次成形品
２の状態を図１（Ｄ）に示す。前処理はまず、アルカリ
クリーナ、界面活性剤、有機溶剤等を用いて、金型５か
ら外された二次成形品２に付着している離型剤、脂分、
ごみ等の汚れを除去する。そして、必要に応じN,N-ジメ
チルホルムアミド等で処理した後、クロム酸／硫酸、水
酸化カルシウム、弗化水素水／硝酸、酸性弗化アンモニ
ウム／硝酸等のエッチング液を用いて表面を粗面化す
る。

【００２０】次に、金属層３を選択的に形成するための
方法としては、易めっき性材料に予めめっき触媒を添加
しておく方法、易めっき性材料を選択的に粗面化する方
法及び両者の併用がある。易めっき性材料に予め添加す
る無電解めっき触媒としては、周期律表第ＶＩＩＩ族及
び第ＩＢ族のニッケル、白金、パラジウム、ロジウム、
イリジウム、金、銀、銅等の単体の金属、又は塩、酸化
物等の化合物を用いることができる。具体的には、塩化
パラジウム等がある。易めっき性材料の選択的な粗面化
は、例えば、易めっき性材料は膨潤させるが、難めっき
性材料は膨潤させないような溶剤を用いることにより可
能である。

【００２１】一方、易めっき性材料に予め無電解めっき
触媒を添加する代わりに、表面粗面化後に触媒付与の工
程を設けても良い。触媒付与の方法としては、キャタリ
スト−アクセラレータ法、すなわちパラジウム、錫等の
金属の混合触媒液に浸漬後、塩酸、しゅう酸等の酸で活
性化して、易めっき性材料からなる粗面化された表面に
パラジウム等を析出させる方法がある。また、センシタ
イジング−アクティベーティング法、すなわち塩化第一
錫、塩化ヒドラジン、次亜燐酸等の強い還元剤を粗面化
された易めっき性材料からなる金属パターン形成部分に
吸着させた後、パラジウム、金等の貴金属イオンを含む
触媒液に浸漬し、貴金属を析出させる方法がある。

【００２２】上記の前処理後、図１（Ｅ）に示すよう
に、銅、ニッケル等の無電解めっきを施す。銅の上にニ
ッケル、更に金を無電解めっきする場合もある。金属層
３を電気回路パターンの配線部として用いる場合には、
一般に、銅層あるいは銅層の上にニッケル、金、ハンダ
等の層を単独に又は組み合わせて形成する。同様に、無
電解めっき層の上に、通常の電気めっきにより同種又は
異種の金属層を形成しても良い。例えば、無電解めっき
銅層の上に電気めっきニッケル層を形成するというよう
な場合である。この工程は、無電解めっきのみでは、金
属層３の十分な厚さが得られない場合に有用である。

【００２３】易めっき性材料からなる露出面に金属層を
選択的に形成することにより、複合成形品の表面には、
パターン状の金属層が形成される。

【００２４】本実施例の複合成形品の製造方法は、易め
っき性材料の露出面に金属層を選択的に形成させること
を目的とする場合以外にも有用である。例えば、易めっ
き性材料を着色容易な材料で、難めっき性材料を着色困
難な材料で置き換え、着色容易な材料からなる面を選択
的に着色する目的にも利用できる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明のプラスチック複
合成形品の製造方法によれば、二次成形を行うキャビテ
ィの深さを一次成形品の厚さに比べて浅くしたので、鮮
明かつ精密な回路パターンを得ることができる。

【００２６】他の効果は、二次成形キャビティの深さを
一次成形品の厚さに比べて浅くしたので、二次成形時の
圧力を受け、一次成形品の反発弾性力が強く働く。した
がって、易めっき性材料と、難めっき性材料とが押し合
い、その結び付きが強くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る複合成形品の製造方法を
示す説明図である。

【図２】従来の複合成形品の製造方法を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１、２１ 一次成形品 １ａ、２１ａ
凸部 １ｂ、２１ｂ 凹部 ２、２２
二次成形品 ３、２３ 金属層 ４、２４
プラスチック複合成形品 ５、２５ 金型 ６、２６
キャビティ ２１ａ’ 粗化面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 孝伸 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内 (72)発明者 浅野 秀樹 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社パワーシステム研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属めっきが付着し易い樹脂（以下「易
   めっき性材料」という。）を用い、骨格に相当する部分
   である一次成形品を形成し、 前記一次成形品の厚みに比べて深さが浅いキャビティを
   有する金型内に前記一次成形品を挿入し、 前記一次成形品を挿入した前記キャビティ内に、金属め
   っきが付着し難い樹脂（以下「難めっき性材料」とい
   う。）を注入して二次成形品を形成し、 前記二次成形品の表面に露出した前記一次成形品に、無
   電解めっきを施して金属層を形成することを特徴とする
   プラスチック複合成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記キャビティの深さが、前記一次成形
   品の厚みに対して０．５〜１０％浅いことを特徴とする
   請求項１記載のプラスチック複合成形品の製造方法。
3. 【請求項３】 前記金属層の形成幅が０．５ｍｍ以下に
   なるように前記一次成形品を形成することを特徴とする
   請求項１記載のプラスチック複合成形品の製造方法。