JPH06216274A

JPH06216274A - 複合成形品の製造方法

Info

Publication number: JPH06216274A
Application number: JP777693A
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: 1994-08-05

Abstract

(57)【要約】【目的】回路パターンの全長が長い場合であっても、
難メッキ性材料を良好に成形できると共に、難メッキ性
材料の一次成形体からの剥離を防止することができ、且
つ、回路パターンのファイン化に対応させることができ
る複合成形品の製造方法を提供するものである。【構成】易メッキ性材料２で構成される一次成形体１
１上に、難メッキ材料で構成される二次成形体を成形
し、上記一次成形体１１の露出部分にパターン状金属層
を有する複合成形品１を製造する方法において、一次成
形体１１の露出部分に形成する回路パターン同士の間隙
Ｗに複数の貫通孔１１ｃが設けられており、その貫通孔
１１ｃの開口ピッチＰが上記間隙Ｗの２倍以上で２０倍
以下に設定されているものである。

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２（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２（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２（ｃ）に示すように
粗面化した後、無電解メッキを施すと、図２（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、一次成形体２１の露出部分２１ｃの表面に形成する
回路パターンの全長が長い場合、難メッキ性材料２４の
流動長が足りず、充填不足を起こしたり、一次成形体２
１の表側及び裏側に形成された凹部２１ｂに充填した難
メッキ性材料２４が一次成形体２１から容易に剥離する
などの問題があった。

【０００６】このような成形不良は、回路パターン同士
の間隙が、例えば、０．５ｍｍ以下と狭い場合に、特に
致命的なものとなっていた。従って、従来のいわゆるツ
ーショット成形法においては、回路パターン同士の間隙
を０．５ｍｍ以下にすることが困難であり、回路パター
ンのファイン化に対応させることができないという問題
があった。

【０００７】本発明の目的は、上記課題に鑑み、回路パ
ターンの全長が長い場合であっても、難メッキ性材料を
良好に成形できると共に、難メッキ性材料の一次成形体
からの剥離を防止することができ、且つ、回路パターン
のファイン化に対応させ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
ることが容易な易メッキ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難メッキ材料で構成
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、表面に回路パターンとしての金属
層を有する複合成形品を製造する方法において、上記一
次成形体の露出部分に形成する回路パターン同士の間隙
に複数の貫通孔が設けられており、その貫通孔の開口ピ
ッチが上記回路パターン同士の間隙の２倍以上で２０倍
以下に設定されているものである。

【０００９】また、上記貫通孔が上記回路パターンの長
さ方向に沿った長孔に形成され、そのパターン幅方向の
径とそのパターン長さ方向の径との比率が１：１．２以
上で１：５以下に設定されている。

【００１０】

【作用】上記構成によれば、上記一次成形体の露出部分
に形成する回路パターン同士の間隙に設ける複数の貫通
孔の開口ピッチが、上記回路パターン同士の間隙幅の２
倍以上で２０倍以下に設定されている。このように貫通
孔の開口ピッチを回路パターン同士の間隙幅の２倍以上
に設定するのは、２倍未満では貫通孔の数が多くなり過
ぎて、金型の製作コストが非常に増大し、またエジェク
トピンを設けるスペースが無くなり、さらに一次成形体
が金型に密着し過ぎてエジェクトが困難になるなどの支
障を招来するためである。一方、貫通孔の開口ピッチを
回路パターン同士の間隙幅の２０倍以下に設定するの
は、２０倍を超えると貫通孔の開口ピッチが大きくなり
過ぎて、難メッキ性材料の流動長が足りず充填不足を招
来するためである。

【００１１】また、貫通孔を円形でなく、上記回路パタ
ーンの長さ方向に沿った長孔に形成したのは、貫通孔を
通過する難メッキ性材料の流動性を特段に向上せしめる
ためである。この貫通孔の（パターン幅方向の径）と
（パターン長さ方向の径）との比率は、１：１．２以上
で１：５以下に設定されている。このように設定するの
は、１：１．２未満の比率の場合、貫通孔の流動性改善
の効果が低く、一方１：５を超える比率の場合、一次成
形体の変形等の支障が生じるからである。

【００１２】ここで、易メッキ性材料は、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。

【００１３】一方、難メッキ性材料は、上記易メッキ性
材料と同様に、これらの材料から選ぶことができるが、
易メッキ性材料より成形温度が低いことが望ましい。

【００１４】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、易メッキ性材料として
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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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、易メッキ性材料に予めメッキ
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。易メッキ性
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。

【００１８】また、易メッキ性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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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、易メッキ
性材料を着色容易な材料、難メッキ性材料を着色困難な
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。

【００２２】

【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。

【００２３】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、以下のような製造方法により製造
される。まず、図１（ａ）（ｂ）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（polyethers
ulfone）を易メッキ性材料２として用い、図示するよう
な平面，断面形状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１５０℃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、該凸部１１
ａ同士の間隙Ｗには凹部１１ｂが形成されている。ま
た、この一次成形体１１の凹部１１ｂには、その長手方
向に沿って複数の貫通孔１１ｃが設けられている。上記
凸部１１ａには回路パターンとしての後述するパターン
状金属層が形成される。本実施例にあっては、これら回
路パターン同士の間隙Ｗは０．３ｍｍに、上記貫通孔１
１ｃの開口ピッチＰは上記間隙Ｗの１０倍に設定されて
いる。そして、この貫通孔は円形ではなく、上記回路パ
ターンの長さ方向に沿った長孔に形成され、その（パタ
ーン幅方向の径ｄ）と（パターン長さ方向の径Ｄ）との
比率が、１：２に設定されている。

【００２４】次に、一次成形体１１を二次成形を行う金
型のキャビティ内に収容する。この金型には、ピンゲー
トが形成されている。このピンゲートの直下には、上記
一次成形体１１に形成された貫通孔１１ｃが位置されて
いる。そして、このピンゲートから、難メッキ性材料と
してガラス繊維を３０重量％加えた液晶ポリマ（ＬＣ
Ｐ）を注入し、一次成形体１１の凹部１１ｂを含むキャ
ビティに充填する。その際、射出成形温度は３２０℃
に、金型温度は１００℃に設定した。

【００２５】そして、上記金型を外し、二次成形体の外
面を常法により脱脂処理し、N,N-ジメチルホルムアミド
に約２分間浸漬した後、温度６０℃のクロム酸／硫酸エ
ッチング液に約４分間浸漬してエッチングを行い、易メ
ッキ性材料２の露出部分を粗面化した。

【００２６】水洗後、常法により無電解メッキを行い、
一次成形体１１の凸部１１ａに対応する、二次成形体の
易メッキ性材料２の露出している部分の表面だけに、金
属層として３０ミクロンの厚さに銅を析出させた。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
品が得られる。

【００２７】即ち、このプラスチック複合成形品は一次
成形体１１の凸部１１ａ同士の間隙Ｗに位置された凹部
１１ｂに難メッキ性材料が充填され、一次成形体１１の
凸部１１ａの露出していた部分の表面に金属層が形成さ
れたものである。

【００２８】本実施例の複合成形品の製造方法により実
際にパターン状金属層を表面に有するプラスチック成形
品１を製造すると、回路パターンの全長が長く、かつ回
路パターン同士の間隙Ｗが０．３ｍｍと狭い場合であっ
ても、難メッキ性材料を良好かつ容易に二次成形するこ
とができた。また、難メッキ性材料と易メッキ性材料と
を強固に密着させて、難メッキ性材料の一次成形体から
の剥離を防止することができた。さらに、回路パターン
同士の間隙Ｗを０．５ｍｍ以下に形成することができる
ので、回路パターンのファイン化に対応させることがで
きるものである。

【００２９】

【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、回路パターンの全長が長い場
合であっても、難メッキ性材料を良好に成形できると共
に、難メッキ性材料の一次成形体からの剥離を防止する
ことができ、且つ、回路パターンのファイン化に対応さ
せ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
における一次成形体を示し、（ａ）はその平面図、
（ｂ）はその横断面図である。

【図２】従来の複合成形品の製造方法を示し、（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易メッキ性材料１１一次成形体１１ｃ貫通孔Ｗ回路パターン同士の間隙Ｐ貫通孔の開口ピッチ

───────────────────────────────────────────────────── 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易メッキ
材料で構成される一次成形体と、無電解メッキすること
が困難な難メッキ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
に回路パターンとしての金属層を有する複合成形品を製
造する方法において、上記一次成形体の露出部分に形成
する回路パターン同士の間隙に複数の貫通孔が設けられ
ており、その貫通孔の開口ピッチが上記回路パターン同
士の間隙の２倍以上で２０倍以下に設定されていること
を特徴とする複合成形品の製造方法。
【請求項２】前記貫通孔が上記回路パターンの長さ方
向に沿った長孔に形成され、そのパターン幅方向の径と
そのパターン長さ方向の径との比率が１：１．２以上で
１：５以下に設定されている請求項１に記載の複合成形
品の製造方法。