WO1995031884A1 - Procede de realisation d'un circuit conducteur sur la surface d'un produit moule et composant comportant un circuit conducteur - Google Patents

Description

成形品の表面に導電性回路を形成する方法及び導電回路形成部品 発明の分野

本発明は、 合成樹脂成形品の表面に導電回路を形成する方法に関し、 電気 · 電 子機器等の分野で回路部品と して使用される、 表面に正確な導電回路を有する成 形品を、 効率よ く製造する方法に関するものである。

関連技術

従来、 合成樹脂製成形品の表面に回路を形成する方法と しては、 例えばメ ツキ 性の異なる 2種の材料を用いて二重成形して、 回路形成部と他の部分とのメ ッキ 性の差を利用して回路部を選択的にメ ツ キ加工し、 金属回路を形成する S K W法、 または P C K法などがあるが、 これらの方法は 2回の成形工程が必要なため、 煩 雑、 不経済であるばかりでなく、 2種の樹脂界面の密着性を良くすることが困難 で、 例えばメ ツキ液の浸入、 残留等による問題を生じる場合がある。

一方、 従来のフ ォ ト レジス トを用いる回路形成法では、 レジス トの塗布、 回路 パタ― ン露光、 パター ン現像、 銅エ ッ チ ング、 レジス ト剥離とい う多く の工程が あり、 煩雑であるのみならず、 立体形状の成形品の表面に立体的な導電回路を形 成しよう とする場合には、 平行光による投影露光によりある程度の回路は形成で きる力、 精度上問題があり、 又基板の立体形状によっては限界がある。

また、 近年、 レーザー光線を用いた回路形成法が開発されつつあり、 例えば成 形品の表面に予め導電回路と して充分な厚さの金属膜を形成し、 導電回路以外の 部分の金属膜をレーザー光線により飛散除去して、 そのまま導電回路とする方法 が考えられ、 この方法によれば二重成形やレジス ト使用の必要がなく、 極めて簡 単であるが、 この方法では導体金属層の厚さを回路と しての導電性が充分な比較 的厚い層 （例えば lO ^ ri 以上） とする必要があり、 レーザ一光にて金属層の不要 部を除去する場合にレーザー光の出力を高くする必要があるため、 下地の合成樹 脂成形品まで損傷してその外観形状を著しく 阻害し、 又、 合成樹脂を炭化させて 絶縁性に支障を生じる等の問題がある。

発明の開示

本発明者等は、 これら従来法の問題を解決し、 簡便な方法で複雑な形状の成形 品にも精度良く 回路を形成する方法、 特にレーザー光を利用して導電回路を形成 する方法に関し、 上記問題を解決すべく詳細に検討した結果、 合成樹脂成形品表 面に予め付与する金属層を特定の厚さ以下と してレーザー光を照射することによ り、 レーザー光の出力を下げて不要金属層を選択的に除去し、 下地樹脂に損傷を 与えることな く回路パターンが形成でき、 しかる後そのパターン上に電気メ ッキ によ り所望の厚さの金属層を付与することにより外観、 形状、 絶縁性等を損なう ことなく比較的簡単に所望の導電回路を形成し得ることを見出し、 本発明に到達 した。 ' 即ち本発明は、 合成樹脂成形品の表面に導電性回路を形成するにあたり、 金属 被覆可能な合成樹脂成形品の表面に予め化学メ ツキ、 スパッ タ リ ング、 真空蒸着、 イ オ ンプレーテ ィ ング、 転写法又は導電剤塗装の何れかの方法により金属被覆加 ェを行って厚さが 0. 2 〜 2 / m の金属薄膜を形成し、 次いで該薄膜表面の一部に レーザー光を照射して、 導電回路部となる部分の金属薄膜を残し、 導電回路部以 外の部分の金属薄膜を除去することにより金属薄膜の回路パターンを形成した後、 更に該回路パター ンの金属薄膜上に電気メ ツキを行って所望の厚さの導電回路を 形成することを特徴とする成形品の表面に導電性回路を形成する方法、 及び上記 方法により製造された導電回路形成部品である。

以下、 図を参照し、 順を追って本発明の方法を説明する。

本発明で用いる基体成形品の材質は、 金属薄膜を強固に付着するこ とのできる 合成樹脂材料であれば、 熱可塑性樹脂、 熱硬化性樹脂の何れでも良いが、 かかる 成形品が後にハ ンダ付加工等の苛酷な処理を受けることを考慮すると、 耐熱性が 高く、 かつ機械的強度の優れたものが望ま しく、 また多量生産の点では射出成形 の可能な熱可塑性樹脂が好ま しい。 その例を挙げれば、 芳香族ポ リ ヱ ステル、 ポ リ ア ミ ド、 ポ リ アセタール、 ポ リ フ ヱ ニ レンサルフ ア イ ド、 ポ リ サルホ ン、 ポ リ フ エ二レ ンオキサイ ド、 ポ リ イ ミ ド、 ポ リ エーテルケ ト ン、 ポ リ ア リ レー ト及び これらの組成物等が挙げられ、 特に高融点、 高強度、 高剛性、 成形加工性等の観 点から液晶性ポリ マー （例えば液晶性ポ リエ ステル、 ポリ エステルァ ミ ド） 、 ポ リ ア リ一 レンサルフアイ ドは特に好適であるがこれらに限定されるものではない c また、 金属薄膜の密着性を高めるため、 必要に応じその材料に適当な物質を配合 しても良い。

図 1 は、 本発明の一例と して立体回路成形部品となる基体成形品の断面図であ る

図 2 は、 図 1 に示す基体成形品の表面に化学銅メ ツキを施し、 銅薄膜を付与し た状態を示す断面図である。

図 3 は、 図 2 に示す化学銅メ ツキを施した成形品の回路形成部以外の部分の化 学銅薄膜を Y A G レーザ一により除去し、 回路パター ンを形成した状態を示す断 面図である。

図 4 は、 図 3 に示す回路パター ンを形成した成形品に電気銅メ ツキを施し、 所 要の厚さの金属層よりなる回路を形成した状態を示す断面図である。

上記図 1 ~ 4 において、 1 は基体成形品、 2 は化学銅メ ツキによる銅薄膜、 3 はレーザ光により形成された回路パター ン、 4 は電気銅メ ツキにより形成された 導電回路、 5 はレーザー光をそれぞれ示す。

基体成形品 （図 1 ) は、 射出成形等により成形され、 その表面の金属薄膜の密 着性を良くするため、 更に酸、 アル力 リその他による化学的ェッチ ング、 或いは コロナ放電、 ブラ ズマ処理等の物理的表面処理を行つても良い。

次にこの成形品の表面に金属被覆加工を行い、 金属薄膜を形成する （図 2 ) 。 ここで付与する金属薄膜の厚さは特に重要であり、 厚すぎると次工程における レ —ザ一光線による回路パター ン形成に強い出力のレーザ一光を要し、 先に述べた よう に基体成形品に損傷を生じさせるため好ま しく ない。 また、 逆に薄すぎると 最終工程において更に電気メ ッキにより導電性回路と して充分な厚さの金属層を 形成する際の電気メ ツキの加工性に支障を生じ好ま しく ない。 かかる見地から基 体成形品の表面に付与される金属薄膜の厚さは 0. 2 ~ 2 m であり、 好ま しく は 0. 3 〜 1 ra である。 かかる範囲の厚さであればレーザー光線による回路パター ン形成が比較的弱い出力で基体成形品に損傷を生じることなく正確に行う ことが でき、 また最終的な回路形成のため電気メ ツキ加工に必要な程度の導電性は保た れるので好適である。 かかる金属薄膜を形成する方法と しては、 化学メ ツキ、 ス パッ タ リ ング、 真空蒸着、 イ オ ンプレーテ ィ ング、 転写法、 導電剤塗装等、 従来 公知の何れの方法でも良いが、 均一な金属薄膜を形成するためには化学メ ツ キ (無電解メ ツ キ） 、 スパ ッ タ リ ング、 イ オ ンプレーテ ィ ング、 真空蒸着が適当で ある。

次に表面に金属薄膜を形成した成形品 （図 2 ) について、 回路形成部以外の部 分に出力を適宜調節したレーザー光を照射するこ と によ り この部分の金属薄膜を 選択的に飛散除去し、 金属薄膜の回路パター ンを形成する （図 3 ) 。 照射する レ 一ザ一光は Y A G レーザー、 炭酸ガス レーザー等、 赤外領域の波長を有し、 予め 設定された回路パター ンを、 コ ンピュー夕によって制御された X Y方向のスキ ヤ ン機構を有するレーザ一マーカ一により選択的に照射する。 また、 複雑な立体成 形品に回路を形成する必要のある場合には、 レーザ一光を光ファ イバ、 プリ ズム 等により立体的な方向に導き、 コ ンビュータ制御により立体的に所定の領域を正 確に照射するこ とができ る。 また、 この方法によれば、 パター ンの作成及び修正 等はレーザ一照射域の描画プログラムの変更だけで簡単に行える利点を有する。 かく して金属薄膜による回路パターンを形成した成形品は、 使用目的により可 能であればそのまま回路部品と して使用しても良いが、 一般に回路部品と して使 用する場合は、 その導電性の点で、 あるいは使用中の摩擦等による損傷断線等の 点で、 上記の如き 2 m 未満の薄膜の回路では、 不都合な場台が多く、 一般には 少な く とも 1 0 m 以上の厚さが必要とされる。 従って本発明においては、 この回 路パター ン上に更に電気メ ツキを施し、 所望の厚さ （例えば、 10〜100 μ ) に 金属層を付加して目的とする最終的な回路 （図 4 ) を形成する。 かかる金属層の 付加は既に形成された回路パターンが電気メ ツキに可能な程度の導電性を有する ため一般的な電気メ ツキ法を適用することができる。

本発明によれば、 S K W法や P C Κ法のよ うに煩雑な複合成形の必要がなく、 またフ ォ ト レジス トを用いる場合のように回路パターン露光や現像といった暗室 内での煩雑な工程の必要もなく、 またレーザ一光を使用する際の基体成形品の損 傷による外観、 形状、 さ らには絶縁性等に対する支障を避けるこ とができ、 簡便 な方法で所望の厚さの正確な導電性回路を有する成形部品を得ることができ、 経 済的にも有利である。

実施例

以下、 図を参照して本発明の実施例を示すが、 本発明はこれに限定されるもの ではない。

実施例 1

液晶性ポ リ エス テル （商品名 「べク ト ラ」 、 ポ リ プラ スチ ッ ク ス （株） 製） を 主体とする金属密着性 （化学メ ツキ性） 樹脂組成物を用いて射出成形し立体的な 成形品 1 を作成した （図 1 ) 。 次いでこれを脱脂し、 K 0 H水溶液にてその表面 のほぼ全面をエ ッ チ ング処理した後、 H C 1 水溶液にて中和し、 洗浄後、 触媒 (商品名キヤタ リ ス ト A— 3 0、 奥野製薬工業 （株） 製） を付与して表面を活性 ィ匕した後、 化学銅メ ツキ液 （商品名 0 P C— 7 5 0、 奥野製薬工業 （株） 製） 'に 浸 '遣して成形品の表面に、 厚さ 0. 6 u m の化学銅メ ツキ 2 を施し、 よ く洗浄した 後乾燥した （図 2 ) 。

次に、 この表面を化学銅メ ツキした成形品 （図 2 ) に、 レーザーパワーが 0. 5 Wの Y A G レーザー 5を照射して回路形成部以外の銅薄膜を除去することにより 回路パター ン 3 を形成した （図 3 ) 。

次にこの回路パター ンを形成した成形品 （図 3 ) に、 電気銅メ ツキを行い、 回 路部分の銅膜の厚さ 30 / m の正確で立体的な導電回路 4を有する回路形成品 （図 4 ) を得た。 この成形品は回路部以外の露出した樹脂地肌に殆んど損傷が認めら れなかった。

比較例 1

成形品表面の化学銅メ ツ キの厚さを 5 した以外は、 実施例 1 と同様にして、 5 n m の銅薄膜を形成した成形品を作成した。 この成形品に対し、 実施例 1 と同 様のレーザー光を用いて、 レーザー光出力 0. 6 Wで回路パター ン形成を試みたと ころ、 薄膜厚に対する レーザ一光出力が弱すぎてパターン形成が困難であった。 また、 レーザ一光の出力を逐次上げたところ回路パターンの形成は可能となった が、 正確なパター ンは得られず、 しかも樹脂地肌の損傷がみられた。

比較例 2

実施例 1 と同様の方法により化学銅メ ツキ （厚さ 0. 6 m ) を施した後、 その まま電気銅メ ツキを行い、 一旦成形品の全面を厚さ 30 m の銅膜で被覆した。 次 に、 この電気メ ツ キを行った成形品に、 レーザ一パワーが 5 ~ 1 5 Wの Y A G レー ザ一を照射したが、 銅膜を完全に除去するこ とができず、 回路パター ンの形成が 行えなかった。 更にこの銅メ ッキ層が除去できるまでレーザ一光出力を上げた結 果、 露出した樹脂地肌は著しい損傷 （炭化） が認められ、 回路部品と して使用で きない状態であつた。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 合成樹脂成形品の表面に導電性回路を形成するにあたり、 金属被覆可能な 合成樹脂成形品の表面に予め化学メ ツキ、 スパッ タ リ ング、 真空蒸着、 イ オ ンプ レーテ ィ ング、 転写法又は導電剤塗装の何れかの方法により金属被覆加工を行つ て厚さが 0. 2 〜 2 /i m の金属薄膜を形成し、 次いで該薄膜表面の一部にレーザー 光を照射して、 導電回路部となる部分の金属薄膜を残し、 導電回路部以外の部'分 の金属薄膜を除去するこ とによ り金属薄膜の回路パターンを形成した後、 更に該 回路バターンの金属薄膜上に電気メ ッキを行って所望の厚さの導電回路を形成す ることを特徵とする成形品の表面に導電性回路を形成する方法。

2 . 成形品が立体的な表面形状である請求項 1記載の成形品の表面に導電性回 路を形成する方法。

3 . 請求項 1記載の方法により製造された導電回路形成部品。