JPH06212437A

JPH06212437A - 複合成形品の製造方法

Info

Publication number: JPH06212437A
Application number: JP777793A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Ando; 好幸安藤; Rikio Komagine; 力夫駒木根; Toshiyuki Oaku; 俊幸大阿久; Takanobu Ishibashi; 孝伸石橋; Hideki Asano; 秀樹浅野
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1993-01-20
Filing date: 1993-01-20
Publication date: 1994-08-02

Abstract

(57)【要約】【目的】一次成形体の変形による二次成形材料の充填
不足、あるいは充填過多による被り等の成形不良の発生
を防止して、良好な成形品を得ることができる複合成形
品の製造方法を提供するものである。【構成】ピンゲート方式による複合成形品１の製造方
法において、一次成形体１１を二次成形を行う二次成形
型１２内に収容し、この二次成形型１２に形成したピン
ゲート１２ｂからその内部に二次成形材料３を所定圧力
で注入するに際して、一次成形体１１のピンゲート近傍
部に、上記ピンゲート１２ｂの開口断面積の１／１０以
上で１０倍以下の開口断面積を有する貫通孔１１ｄを設
けるようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複合成形品の製造方法に
係り、特にプラスチック成形品の表面にパターン状金属
層が形成されている複合成形品の製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】表面に電気回路パターン等として利用さ
れるパターン状金属層を有するプラスチック成形品、例
えば、ＭＣＢ（molded circuit board）、ＭＷＢ（mold
ed wiring board)、ＭＩＤ（molded interconnection d
evice)が、三次元化、配線工数低減、軽量化、スペース
節減及びコスト低下等の諸要求に沿うものとして注目さ
れている。

【０００３】従来、この種のパターン状金属層を有する
プラスチック成形品を製造するには、例えば、特開昭６
３−５０４８２号公報、特開平１−２０７９８９号公報
に開示されているように、無電解メッキすることが容易
なプラスチック成形材料（以下、「易メッキ性材料」と
いう。）で、骨格に相当する部分の一次成形体を形成し
た後、一次成形体の外面のメッキ不要部分に無電解メッ
キすることが困難なプラスチック成形材料（以下、「難
メッキ性材料」という。）を注入し、これらを一体とし
て二次成形した後、易メッキ性材料の露出部にメッキを
施す方法が、通常用いられている。

【０００４】例えば、図４（ａ）に示すように、頂部が
平面をなす凸部２１ａと、その間に凹部２１ｂを有する
一次成形体２１を、易メッキ性材料２２で形成する。つ
いで、一次成形体２１を収容する二次成形用の金型２３
の中で、一次成形体２１の表裏両面の凹部２１ｂを含む
金型２３内のキャビティに難メッキ性材料２４を注入す
ることにより、図４（ｂ）に示すような断面をもつ二次
成形体２５を形成させる。この二次成形体２５では、上
述の凹部２１ｂが難メッキ性材料２４で充填されてい
る。金型２３を外し、二次成形体２５の一次成形体２１
が露出している表面２１ｃを、図４（ｃ）に示すように
粗面化した後、無電解メッキを施すと、図４（ｄ）に示
すように、一次成形体２１の凸部２１ａに対応する、二
次成形体２５の易メッキ性材料２２の露出している部分
２１ｃの表面だけに、金属層２６が形成される。こうし
て、パターン状金属層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基板）２７が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の複合
成形品の製造方法には、次のような問題があった。即
ち、二次成形を行う金型２３にピンゲート（図示せず）
を形成し、このピンゲートから金型２３内に難メッキ性
材料２４を注入・充填する場合、一次成形体２１の表側
と裏側とを同時に注入・充填すると、良好な二次成形を
行うことが困難であった。

【０００６】具体的には、二次成形を行うための難メッ
キ性材料２４の注入圧力により、一次成形体２１が大き
く変形し、その表側あるいは裏側に充填不足が生じた
り、又、充填過多による被りが生じるという問題があっ
た。

【０００７】本発明の目的は、上記課題に鑑み、ピンゲ
ート方式による二次成形において、一次成形体の変形に
よる二次成形材料の充填不足、あるいは充填過多による
被り等の成形不良の発生を防止して、良好な複合成形品
を得ることができる複合成形品の製造方法を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明に係る複合成形品の製造方法は、無電解メッキす
ることが容易な一次成形材料で構成される一次成形体
と、無電解メッキすることが困難な二次成形材料で構成
される二次成形体とを組合せて構成された複合成形体の
表面の上記一次成形体の露出部分に、無電解メッキによ
り金属層を形成して、表面にパターン状金属層を有する
複合成形品を製造する方法において、上記一次成形体を
二次成形を行う二次成形型内に収容し、この二次成形型
に形成したピンゲートからその内部に上記二次成形材料
を所定圧力で注入するに際して、上記一次成形体のピン
ゲート近傍部に、上記ピンゲートの開口断面積の１／１
０以上で１０倍以下の開口断面積を有する貫通孔を設け
るようにしたものである。

【０００９】また、上記構成において上記貫通孔が、上
記ピンゲートの開口方向に沿って設けられているもので
ある。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、一次成形体に設ける貫通孔
の開口断面積が、二次成形を行う二次成形型に形成した
ピンゲートの開口断面積の１／１０以上で１０倍以下に
設定されている。このように設定したのは、貫通孔の開
口断面積がピンゲートの開口断面積の１／１０未満であ
る場合には、ピンゲートより注入した二次成形材料が殆
ど貫通孔を通過せずに、二次成形型内のピンゲート側に
多く充満し、該二次成形型内に収容した一次成形体を大
きく変形させ、成形不良を引き起こすからである。一
方、貫通孔の開口断面積がピンゲートの開口断面積の１
０倍を超える場合には、ピンゲートより注入した二次成
形材料が殆ど貫通孔を通過し、二次成形型内のピンゲー
トと反対側に多く充満し、該二次成形型内に収容した一
次成形体を大きく変形させるからである。この貫通孔の
開口断面積は、ピンゲートの開口断面積の１／５以上で
５倍以下に設定することが好ましく、特に１／３以上で
３倍以下に設定することが好適である。尚、上記二次成
形型に形成されるピンゲートは１箇所の場合もあるが、
多くの場合は複数箇所に形成されている。また、上記貫
通孔は、上記ピンゲートの開口方向、すなわち二次成形
材料の注入方向に沿って設けられていることが望まし
い。

【００１１】ここで、一次成形材料は、一次成形体が最
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、電気的特性も考慮しなければならないので、通常、
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ァイド，ポリアルスルホン，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
ルエーテルケトン等が好ましい。液晶ポリマー（商品
名；ノバキュレート，ベクトラ等）や、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。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。

【００１２】一方、二次成形材料は、上記一次成形材料
と同様に、これらの材料から選ぶことができるが、一次
成形材料より成形温度が低いことが望ましい。

【００１３】また、上記一次成形体の露出表面にパター
ン状金属層を形成させる必要上、一次成形材料として易
メッキ性材料を用いる場合には、非晶性あるいは比較的
低分子量で、粗面化され易いか、特定の溶剤、薬品等に
侵され易いもの、あるいはパラジウム、金、銀等の貴金
属化合物を含む触媒を添加したものを用いる。

【００１４】さらに、複合成形品の一次成形体の露出部
分に金属層を形成させるには、無電解メッキを利用す
る。この無電解メッキは、露出している易メッキ性材料
の表面を粗化した後、必要に応じパラジウム、金、銀等
の貴金属の化合物より成る触媒を付与する前処理と、メ
ッキを施す工程からなる。

【００１５】そして、一次成形（易メッキ性）材料の表
面には、一般に、メッキ層に対する充分な接着力を有す
るように前処理を行う。即ち、まずアルカリクリーナ、
界面活性剤及び有機溶剤等により成形品に付着している
離型剤、脂分、ゴミ等の汚れを除去する。次に、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、弗化水素酸／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。

【００１６】上記一次成形体の露出部分に選択的に金属
層を形成させるためには、一次成形材料に予めメッキ触
媒を添加する方法、一次成形体の露出部分を選択的に粗
面化する方法、および両者の併用がある。一次成形材料
に予め添加する無電解メッキ触媒としては、周期律表第
ＶＩＩＩ族および第ＩＢ族の金属、例えば、ニッケル、
白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、金、銀また
は銅の単体、或いは例えば、塩化物や酸化物等の化合物
を用いることができる。具体例には、塩化パラジウムを
用いる。一方、一次成形体の露出部分の選択的な粗面化
は、例えば、一次成形体は膨潤させるが、二次成形体は
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。

【００１７】また、一次成形材料に予め無電解メッキに
対する触媒を添加する代わりに、表面粗面化の後に触媒
付与の工程を付加しても良い。触媒付与の方法として
は、キャタリストーアクセラレータ法、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、一次成形体の粗面化された表面
にパラジウム等を析出させる方法と、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一
次成形体のパターン状金属層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。

【００１８】このような前処理後、無電解（化学）メッ
キの方法を用いて、銅、ニッケル等のメッキを施す。銅
の上にニッケル、さらに金を無電解メッキする場合もあ
る。金属層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または組み合わせて形成させ
る。無電解メッキ層の上に、この層を導体として通常の
電気メッキによりさらに同種または異種の金属層を形成
しても良い（例えば、無電解メッキ銅層の上に電気メッ
キニッケル層）。この方法は、無電解メッキにより金属
層の充分な厚さが得られない場合に有用である。

【００１９】このように、易メッキ性の一次成形体の露
出面に金属層を選択的に形成させることにより、複合成
形品の表面には、一次成形体の露出部分の形状に従い、
パターン状金属層が形成される。

【００２０】尚、本発明の複合成形品の製造方法は、一
次成形体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、一次成形
材料を着色容易な材料、二次成形材料を着色困難な材料
で構成し、一次成形体の露出面を選択的に着色する目的
にも利用できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明に係る複合成形品の製造方法の
好適一実施例を添付図面に基づいて詳述する。

【００２２】表面にパターン状金属層を有するプラスチ
ック複合成形品１は、図１に示すような製造方法により
製造される。まず、図１（ａ）に示すように、無電解メ
ッキ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（polyethersul
fone）を一次成形材料２として用い、図示するような断
面を呈する一次成形体１１を、常法により射出成形す
る。その際、射出成形温度は３８０℃に、金型温度は１
５０℃に設定した。この一次成形体１１には頂部が平面
をなす凸部１１ａが形成され、その間には凹部１１ｂが
形成されている。また、この一次成形体１１の中央部に
は、開口断面積が０．８ｍｍ²の貫通孔１１ｄが設けら
れている。

【００２３】次に、図１（ｂ）に示すように、一次成形
体１１を二次成形を行う金型１２のキャビティ１２ａ内
に収容する。この金型１２の上面には、断面積が０．８
ｍｍ²のピンゲート１２ｂが形成されている。このピン
ゲート１２ｂの直下には、上記一次成形体１１に形成さ
れた貫通孔１１ｄが位置されている。また、この一次成
形体１１は、その貫通孔１１ｄの開口方向がピンゲート
１２ｂの開口方向に沿うように上記金型１２内に収容さ
れる。即ち、貫通孔１１ｄは、二次成形材料３の注入方
向に沿って開口されている。そして、このピンゲート１
２ｂから、二次成形材料３としてガラス繊維を３０重量
％加えたポリフェニレンスルファイド（polyphenylenes
ulfide）を注入し、一次成形体１１の凹部１１ｂを含む
キャビティ１２ａに充填する。すると、一次成形体１１
の表側と裏側とに同時にかつ良好に二次成形材料３を充
填することができた。

【００２４】そして、図１（ｃ）に示すように、上記金
型１２を外し、二次成形体１３の一次成形体１１が露出
している表面１１ｃを選択的に粗面化する。

【００２５】この表面粗面化を施した後に無電解メッキ
を施すと、図１（ｄ）に示すように、一次成形体１１の
凸部１１ａに対応する、二次成形体１３の易メッキ性材
料の露出している部分１１ｃの表面だけに、金属層１４
が形成される。こうして、パターン状金属層を有するプ
ラスチック複合成形品１が得られる。

【００２６】即ち、このプラスチック複合成形品１は一
次成形体１１の凸部１１ａの間の凹部１１ｂに二次成形
材料３が充填され、一次成形体１１の凸部１１ａの露出
していた部分１１ｃの表面に金属層１４が形成されたも
のである。

【００２７】また、図２は第１の比較例を示すものであ
る。

【００２８】この第１の比較例にあっては、図２（ｂ）
に示すように、上記金型１２の上面に形成されたピンゲ
ート１２ｂの開口断面積は、０．８ｍｍ²に設定されて
いる。また、図２（ａ）（ｂ）に示すように、ピンゲー
ト１２ｂの直下で、一次成形体１１に設けられた貫通孔
１１ｄの開口断面積は、０．０６ｍｍ²に設定されてい
る。

【００２９】このような条件でピンゲート方式により二
次成形を行うと、ピンゲート１２ｂより注入した二次成
形材料３が殆ど貫通孔１１ｄを通過せずに、金型１２内
のピンゲート側に多く充満し、該金型１２内内に収容し
た一次成形体１１を下向きに変形させ、一次成形体１１
の上側で充填過多となり被り１５ａが発生し、成形不良
を引き起こした。また、一次成形体１１の下側には、充
填不足部１５ｂが確認された。

【００３０】さらに、図３は第２の比較例を示すもので
ある。

【００３１】この第２の比較例にあっては、図３（ｂ）
に示すように、上記金型１２の上面に形成されたピンゲ
ート１２ｂの開口断面積は、第１の比較例と同様に、
０．８ｍｍ²に設定されている。また、図３（ａ）
（ｂ）に示すように、ピンゲート１２ｂの直下で、一次
成形体１１に設けられた貫通孔１１ｄの開口断面積は、
１０ｍｍ²に設定されている。

【００３２】このような条件でピンゲート方式により二
次成形を行うと、ピンゲート１２ｂより注入した二次成
形材料３が殆ど貫通孔１１ｄを通過し、金型１２内のピ
ンゲートと反対側に多く充満し、該金型１２内に収容し
た一次成形体１１を上向きに変形させ、一次成形体１１
の下側で充填過多となり被り１５ａが発生し、成形不良
を引き起こした。

【００３３】本実施例と第１及び第２の比較例とを比較
して明らかなように、本実施例の複合成形品の製造方法
によると、一次成形体１１の表側と裏側とを同時にかつ
良好に二次成形することができる。これにより、表面に
パターン状金属層を有するプラスチック成形品１を極め
て容易に製造することができるものである。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る複合成
形品の製造方法によれば、ピンゲート方式による二次成
形において、一次成形体の変形による二次成形材料の充
填不足、あるいは充填過多による被り等の成形不良の発
生を防止して、良好な複合成形品を得ることができると
いう優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る複合成形品の製造方法の一実施例
を示し、（ａ）は一次成形体の断面図、（ｂ）は二次成
形体の成形工程の断面図、（ｃ）は表面粗面化工程の断
面図、（ｄ）は金属層形成工程の断面図である。

【図２】第１の比較例を示し、（ａ）は一次成形体の断
面図、（ｂ）は二次成形体の成形状況の断面図である。

【図３】第２の比較例を示し、（ａ）は一次成形体の断
面図、（ｂ）は二次成形体の成形状況の断面図である。

【図４】従来の複合成形品の製造方法の一例を示し、
（ａ）は一次成形体の断面図、（ｂ）は二次成形体の成
形工程の断面図、（ｃ）は表面粗面化工程の断面図、
（ｄ）は金属層形成工程の断面図である。

【符号の説明】

１複合成形品２一次成形材料３二次成形材料１１一次成形体１１ｄ貫通孔１２二次成形型（金型）１２ｂピンゲート１３二次成形体１４金属層

───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｗ 6921−4Ｅ 3/18 Ｅ 7511−4Ｅ (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

【特許請求の範囲】

【請求項１】無電解メッキすることが容易な一次成形
材料で構成される一次成形体と、無電解メッキすること
が困難な二次成形材料で構成される二次成形体とを組合
せて構成された複合成形体の表面の上記一次成形体の露
出部分に、無電解メッキにより金属層を形成して、表面
にパターン状金属層を有する複合成形品を製造する方法
において、上記一次成形体を二次成形を行う二次成形型
内に収容し、該二次成形型に形成したピンゲートからそ
の内部に上記二次成形材料を所定圧力で注入するに際し
て、上記一次成形体のピンゲート近傍部に、上記ピンゲ
ートの開口断面積の１／１０以上で１０倍以下の開口断
面積を有する貫通孔を設けるようにしたことを特徴とす
る複合成形品の製造方法。
【請求項２】前記貫通孔が、前記ピンゲートの開口方
向に沿って設けられている請求項１に記載の複合成形品
の製造方法。