JPH06240034A

JPH06240034A - 電磁波シールドプラスチック成形品

Info

Publication number: JPH06240034A
Application number: JP2921593A
Authority: JP
Inventors: Akira Motoki; 詮元木; Yoichi Murayama; 洋一村山
Original assignee: TOKYO INGUSU KK
Current assignee: TOKYO INGUSU KK
Priority date: 1993-02-18
Filing date: 1993-02-18
Publication date: 1994-08-30

Abstract

(57)【要約】【構成】あらかじめ洗浄することなく、プライマーコ
ート層を配設せずにプラスチック成形品表面に同じ真空
槽内であらかじめ高周波励起プラズマによる0.7〜5.0
μｍの膜厚の銅を成膜した後に、高周波励起プラズマに
より0.05〜2.0 μｍ厚の重量％でニッケル５０〜８０：
クロム５０〜２０のニッケル−クロム膜を配設してなる
電磁波シールドプラスチック成形品。【効果】気相蒸着の特徴を生かしつつ、電磁気シール
ド効果に優れ、省資源で、密着強度が大きく、界面剥離
が生じることなく、変色、錆も発生しない。フロン洗浄
を行うことなく、プライマーコート層の配設を必要とす
ることなく、廃液、廃気による汚染を心配することのな
い電磁気シールドプラスチック成形品が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電磁波シールドプラ
スチック成形品に関するものである。さらに詳しくは、
電気機器、計算機、計測機器等の電磁波シールド効果に
優れ、しかも簡便で、低コスト生産が可能な、高性能電
磁波シールドプラスチック成形品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来より、各種の電気・電子
機器、通信機器等には、様々な電磁波シールド構造が採
用されてきており、このような構造の一つとして、プラ
スチック成形品の表面に銅、ニッケル、アルミニウム等
の金属薄膜を真空成膜等により配設したものが知られて
いる。

【０００３】この従来のものは、たとえば「表面技術」
Ｖｏｌ．４２、Ｎｏ．１、１９９１年１月号、ｐ．２２
〜４３にも記載されているように、１）導電性塗料の塗布、２）真空蒸着、３）無電解メッキ、４）片面無電解メッキ、等による成膜構造体が知られている。

【０００４】しかしながら、これら従来の電磁波シール
ドプラスチック成形品の場合には、いずれの方式や構造
によるものであっても、依然として充分に満足できる状
況になく、改善すべき多くの課題があった。たとえば、
１）導電性塗料の塗布によるＮｉ−Ｃｕ系、Ｃｕ−Ａｇ
系の成膜の場合には、コスト的に安価であるものの、シ
ールド効果が低く、特に、周波数が５００ＭＨｚ以上で
はその効果は急速に低下してしまう。３）無電解メッキ
によるＣｕ−Ｎｉ系のものは、シールド効果は比較的良
好であるものの、外面化粧塗装を省くことができず、コ
スト高になる。４）同様のＣｕ−Ｎｉ系の片面無電解メ
ッキの場合には、工程が極めて複雑となり、コスト高は
著しいという欠点がある。

【０００５】一方、２）真空蒸着によるものは、気相成
膜としての特徴を有しており、今後の発展が期待されて
いるが、通常行われているのは、アルミニウムの成膜で
ある。このため、電気回路の小型化、高密度化が進む今
日、無電解メッキによるものと同等のシールド特性を得
るためには３〜４μｍの膜厚のアルミニウムの成膜が必
要とされている。

【０００６】しかしながら、このアルミニウムの真空蒸
着によるシールド構造においては、３μｍ厚以上の膜厚
にすると柱状構造が著しく成長し、実際には、鉛筆硬度
２Ｈ以上の強度が必要とされるにもかかわらず、この水
準の強度を実現することは極めて困難な状況にある。ま
た、環境信頼性試験、たとえば耐湿試験（６５℃×９５
％ＲＨ、１６８時間）、耐塩水噴霧（ＪＩＳＺ２３７
１に準拠：５％ＮａＣｌ溶液、３５℃、８時間噴霧、１
６時間休止のサイクルを４サイクル実施）に耐えられな
い状況にあり、密着性試験（ＡＳＴＭＤ３５５９−７
８）においてもクラス３以下になってしまう。

【０００７】しかも、アルミニウム真空蒸着膜の場合に
は、空気中で酸化皮膜（不動態層）が形成され、この皮
膜には絶縁性があるためにシールドに必要な他の金属と
の接点の導通が不充分になるという欠点がある。さら
に、従来のアルミ真空蒸着膜は、連続して水分濃度の高
い環境にさらされると、ＭＩＬ−Ｆ−１５０７２Ａ（Ｅ
Ｌ）１９６９Ｋで示されるように、他の金属、たとえば
Ｃｕ，Ｎｉとの接点をとる場合には電池作用により腐食
を促進することがある。

【０００８】もちろん、真空蒸着の蒸発材料としては、
シールド特性を考慮するとアルミニウム以外にも、金、
銀、銅が考えられる。しかし、金、銀は高価であって現
実的ではない。一方、銅は、コスト的にも使用可能であ
るが、高温多湿の環境テストで酸化が著しく、シールド
効果を急速に失う。すなわち、銅は、アルミニウムのよ
うな不動態層としての酸化皮膜を形成しないため、酸化
が著しい。このため、サーマルソイクル耐湿テスト等の
環境テストには合格しないという問題がある。

【０００９】そこで、この銅の優れた導電性特性を生か
しながら、その酸化を防止する方策として、耐食性の良
好なニッケル（Ｎｉ）を被覆することがまず考えられ
る。実際にも、無電解メッキによる方法の場合には、銅
膜の上に、０．１μｍ厚出度のニッケル（Ｎｉ）メッキ
膜を配設してもいる。だが、この無電解メッキによる場
合には、前記のとおり、その工程が複雑で、面倒である
という欠点がある。

【００１０】そこで、蒸着法によって、銅／ニッケル膜
を形成することが考えられる。しかしながら、真空蒸着
による膜の形成では、プラスチック成形体表面、そし
て、銅とニッケル膜の界面での密着強度が充分でなく、
どうしても剥離が生じやすいという問題がある。しか
も、ニッケルは、その表面に、耐環境テスト後に黄変色
が発生するという欠点がある。

【００１１】また、さらに以上のような真空蒸着の場合
には、導電性塗料の塗布あるいは無電解メッキの場合に
比べてはるかに薬液の使用は少ないものの、それでも、
蒸着に先立ってプラスチック成形品の表面をフロン等に
よって洗浄することや、さらにはその表面にプライマー
コート層を設けることが欠かせないため、これらの化学
品の廃液、廃ガス処理が考慮されねばならないという問
題もあった。

【００１２】この発明は、以上の通りの事情に鑑みてな
されたものであって、従来の電磁波シールド構造体の欠
点を解消し、気相成膜の特徴を生かしつつ、しかも、そ
の付着強度や耐久性、耐水性等の特性に優れ、かつ、生
産性も良好で、廃液、廃ガス等の処理負荷も小さい新規
な電磁波シールドプラスチック成形品を提供することを
目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、あらかじめ洗浄することなく、
プライマーコート層を配設せずにプラスチック成形品表
面に同じ真空槽内であらかじめ高周波励起プラズマによ
る0.7 〜5.0 μｍの膜厚の銅膜を配設し、次いで高周波
励起プラズマにより0.05〜2.0 μｍ厚の重量％でニッケ
ル５０〜８０：クロム５０〜２０ニッケル−クロム膜を
配設してなる電磁波シールドプラスチック成形品を提供
する。

【００１４】この発明の電磁波シールドプラスチック成
形品は、各種のプラスチックの射出成形、押出成形、注
型成形、あるいはそれらの表面成形したものを含み、そ
の目的、用途に応じて、表面に配設する高周波励起プラ
ズマによる銅の厚みを0.7 〜5.0 μｍの適宜なものとす
る。この範囲は電磁シールド効果、密着性、経済性等の
観点より選ばれたものである。

【００１５】たとえば、１６ビットノートパソコン用の
成形品の場合には、0.7 μｍでよく、３２ビットパソコ
ンの場合には３μｍ以上とすることなどがある。プラス
チック成形品は、この発明の場合には、従来のようにフ
ロン洗浄をあらかじめ行う必要は全くない。高周波励起
プラズマによる表面ボンバード効果により、成形品に付
着している金型油、たとえば摺動油等の洗浄も容易に行
われるからである。オゾン層破壊の問題によって、その
使用が禁止されるフロン、あるいはその代替品に依存す
る必要は全くない。

【００１６】さらに、従来は真空蒸着に先立って必須と
されていたプラスチック成形品表面へのプライマーコー
ト層の配設も必要がない。このプライマーコート層は、
プラスチック成形品表面と銅成膜との密着性の向上のた
めに欠かせないものであったが、この発明の電磁波シー
ルドプラスチック成形品の場合には、高周波励起プラズ
マによるボンバード粗面化効果、および励起イオン種に
よる活性化堆積作用によって、銅の密着強度は充分とな
る。３μｍ以上の膜厚においても、プライマーコート層
の配設は必要がない。

【００１７】高周波励起プラズマによる成膜は、たとえ
ば１×１０^-4〜１×１０^-5Torr水準の真空度とした真空
室において、高周波電源からの電圧引火によって１×１
０^-4〜１×１０^-3程度の分圧のアルゴン、ヘリウム等の
不活性ガス導入にともなうプラズマ励起によって可能と
なる。低圧グロー放電プラズマである。成膜材料として
の銅は、抵抗加熱、誘導加熱、電子ビーム照射、さらに
はホロカソード放電等による適宜な手段で蒸発させるこ
とができる。これらの蒸発粒子を高周波励起し、イオン
化してプラスチック成形品表面に付着成膜させることに
なる。

【００１８】銅膜の形成に続いて、この発明では、同様
に高周波励起プラズマにより、0.05〜2.0 μｍのニッケ
ル−クロム膜を蒸着する。この場合にも、上記とほぼ同
様の条件を採用することができる。この場合のニッケル
−クロム膜については、通常は、ニッケル（Ｎｉ）５０
〜８０重量％に対してクロム（Ｃｒ）５０〜２０重量％
の割合とし、ニッケル−クロムの合金もしくは、その各
々を蒸発源材料として高周波励起プラズマによって成膜
すればよい。

【００１９】このニッケル−クロムの膜において、上記
の通りの所定の割合のクロム（Ｃｒ）の存在は必須であ
る。そして、成膜は、高周波励起プラズマにより行うこ
とが必須である。高周波励起プラズマ方法による場合に
は、プラズマによって銅表面が活性化され、ニッケル−
クロム膜との密着性が大きく向上し、付着強度の増大が
図られる。

【００２０】クロムを使用せずにニッケルのみの成膜を
行うと、上記の銅との界面での剥離が生じやすいばかり
でなく、ニッケルそのものの表面には、環境テスト後に
黄変色が発生し、錆の発生が避けられなかったが、この
発明によって、このような変色も生じない。もちろんこ
のような高周波励起プラズマについては、これまで公知
の技術知識を踏まえつつ、適宜に実施することができ
る。

【００２１】成膜はバッチ方式、あるいは連続方式のい
ずれでも可能である。さらにまた、この発明では、必要
に応じてニッケル−クロム膜の上に金属、無機物、ポリ
マー等の保護膜を配設することもできる。電解メッキ、
気相蒸着、いずれの方法によって形成してもよい。以
下、実施例を示し、さらに詳しくこの発明について説明
する。

【００２２】

【実施例】実施例１１５０×１５０×3.0mm ＡＢＳシートに、フロン洗浄お
よびプライマーコート層の配設を行うことなく、直接高
周波励起プラズマによる銅およびニッケル−クムロの成
膜を行った。

【００２３】すなわち、同一の真空室において、その到
達真空度を２×１０^-5Torrとし、アルゴンを１×１０^-3
Torrの分圧として導入し、コイル状高周波励起（13.56
ＭＨｚ）電極によって生成させたグロープラズマを１０
分間放置し、直ちに１．５×１０^-4Torrで0.6 μｍ厚の
銅を成膜した。次いで２分間プラズマを放置し、直ちに
1.5 ×１０^-4Torrで、0.1 μｍ厚のニッケル−クロム
（ニッケル８０：クロム２０）を成膜した。

【００２４】得られた電磁波シールドプラスチック成形
品の特性は、次の表１の通りであり、非常に良好であっ
た。環境テスト後ても、銅とニッケル−クロムとの界面
での剥離はもとより、ニッケル−クロム膜の表面での変
色も発生しなかった。また、アドバンテストによる電界
波測定の結果からは、無電解メッキ（Ｃｕ）1.3 μｍ厚
の場合と同等のシールド効果が得られた。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例２ＡＢＳ／ＰＣ（５０／５０）樹脂による１５０×１５０
mmの大きさで、厚み３mmの射出成形試料に対し、フロン
洗浄、プライマーコート層の配設を行うことなく、直
接、真空室において高周波励起プラズマ（13.56 ＭＨ
ｚ）によって成膜した。

【００２７】この場合、到達真空度は３×１０^-5Torrと
し、アルゴンを１×１０^-3Torrとなるように導入した。
プラズマを１０分間放置し、直ちに１×１０^-4Torrで銅
膜を1.0 μｍ厚まで成膜した。さらにプラズマを２分間
放置し、1.5 ×１０^-4Torrで、0.2 μｍ厚のニッケル−
クロム（ニッケル５０：クロム５０）膜を成膜した。

【００２８】実施例１と同様にして、優れた特性の電磁
波シールドプラスチック成形品が得られた。実施例３実施例１において、ＡＢＳ（ダイヤペット３００１Ｍ）
成形品を用い、高周波励起プラズマによる表面ボンバー
ド処理を行った後に、同様に銅およびニッケル−クロム
膜を成膜した。高周波励起プラズマボンバードによって
表面エッチングが行われ、付着薄膜のアンカー効果によ
って大きな付着強度が実現されることが確認された。

【００２９】比較例１実施例１において、ニッケル４５：クロム５５、そして
ニッケル３０：クロムクロの合金の成膜を行ったとこ
ろ、環境テストにおいてマイクロ（微小）クラックが発
生し、シールド効果の減少が確認された。比較例２実施例１において、ニッケル−クロムに代えて、ＳＵＳ
３０１およびＳＵＳ３１６のステンレス鋼の各々を成膜
したところ、鉄が混在しているために、環境テストにお
いて赤褐色の錆が発生した。

【００３０】比較例３実施例１において、ニッケル−クロムに代えて、ニッケ
ルを成膜したところ、環境テスト後に、ニッケルの銅界
面での剥離が生じ、かつ、ニッケル表面は黄変した。

【００３１】

【発明の効果】この発明によって、気相成膜の特徴を生
かしつつ、（１）電磁気シールド効果に優れ、（２）省
資源の薄膜で、（３）付着膜強度の大きな、（４）変
色、錆の発生もない、（５）フロン洗浄を行うことな
く、プライマーコート層の配設を必要とすることなく、
廃液、廃気による汚染を心配することのない電磁気シー
ルドプラスチック成形品が提供される。

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/00 Ｗ 7128−4Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】あらかじめ洗浄することなく、しかもプ
ライマーコート層を配設せずにプラスチック成形品表面
に同じ真空槽内であらかじめ高周波励起プラズマによる
0.7 〜5.0 μｍの膜厚の銅膜を配設し、次いで高周波励
起プラズマにより0.05〜2.0 μｍ厚の重量％でニッケル
５０〜８０：クロム５０〜２０のニッケル−クロム膜を
配設してなる電磁波シールドプラスチック成形品。