WO2019004132A1 - 回路部品の製造方法及び回路部品 - Google Patents

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WO2019004132A1
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foam
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molten resin
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遊佐 敦
智史 山本
英斗 後藤
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マクセルホールディングス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a circuit component (molded circuit component) and a circuit component (molded circuit component).
  • blowing agents used for foam molding, physical blowing agents and chemical blowing agents, but chemical blowing agents are difficult to apply to high melting point materials. Therefore, in the above-described foam molding of glass fiber reinforced resin and the like having high heat resistance, a foam injection molding method using a high pressure supercritical fluid as a physical foaming agent is adopted (for example, Patent Documents 1 to 3) .
  • the general-purpose heat-resistant temperature of the above-mentioned general-purpose engineering plastic is about 100 ° C, but for applications where use in a higher temperature environment is expected, polyphenylene sulfide (PPS) whose liquid-resistant temperature is 150 ° C or higher Super engineering plastics (super engineering plastic) such as LCP) are used.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • Super engineering plastics super engineering plastic
  • LCP Low precision connectors
  • MID is a device in which a three-dimensional circuit is formed of a metal film on the surface of a molded body, and can contribute to weight reduction, thickness reduction and reduction in the number of parts of a product (for example, Patent Documents 6 and 7).
  • MIDs in which light emitting diodes (LEDs) are implemented have also been proposed. Since the LED generates heat when energized, it needs exhaust heat from the back, and it is important to enhance the heat dissipation of the MID.
  • Patent Documents 8 and 9 propose a composite component in which an MID and a metal heat dissipating material are integrated.
  • Patent Document 10 A method has also been proposed in which a conductive filler is mixed with resin and molded to improve the heat dissipation of the resin molded body itself (for example, Patent Document 10).
  • molded circuit parts such as MIDs disclosed in Patent Documents 6 and 7 are required to have further weight reduction. Therefore, it is expected to reduce the weight of the molded circuit component by using a foamed molded article having a small specific gravity as the molded circuit component.
  • the present invention solves the above problems, and provides a lightweight molded circuit component.
  • the method for producing a PPS foam molded product disclosed in Patent Documents 4 and 5 comprises the steps of: holding a molded product of PPS in a pressurized inert gas atmosphere and permeating the inert gas; It is a so-called batch-type manufacturing method, which comprises the steps of: heating the infiltrated PPS under normal pressure to foam it. For this reason, it has the subject that productivity is inferior compared with continuous molding, such as injection molding and extrusion molding.
  • the foam molding method using physical blowing agents disclosed in Patent Documents 1 to 3 is continuous molding with high productivity, and is a foam molding technology that does not select a resin relatively. Therefore, in principle, it seems that foam molding of super engineering plastic such as PPS is possible by the methods disclosed in Patent Documents 1 to 3. However, very high heat resistance is required of recent automobile parts. According to the study of the inventors of the present application, a foam molded article produced using a conventional high-pressure physical blowing agent as disclosed in Patent Documents 1 to 3 and a molded circuit part using the same are resin materials. It was found that even if super engineering plastic was used, sufficient heat resistance could not be obtained.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, and provides a method of manufacturing a molded circuit component having high heat resistance and light weight, including continuous molding with high productivity.
  • the resin molded body which becomes a base material of circuit parts, such as MID has sufficient heat dissipation performance
  • the metal-made heat dissipation members disclosed by patent document 8 and 9 become unnecessary, and the cost of circuit parts can be reduced.
  • the fluidity of the thermoplastic resin at the time of molding is reduced. .
  • the moldability is lowered and the resin molded product can not obtain sufficient dimensional accuracy.
  • the present invention solves these problems, and provides a circuit component (MID) using a base material which is a resin molded body, in which mass productivity and heat dissipation can be compatible.
  • MID circuit component
  • a circuit component it is characterized in that it is a circuit component, and it comprises a base material which is a foamed molded article containing a thermoplastic resin, and a circuit pattern formed on the base material. Circuit components are provided.
  • the thermoplastic resin contains a super engineering plastic, and when the circuit component is heated to maintain the surface temperature of the circuit component at 240 ° C. to 260 ° C. for 5 minutes, the thickness of the circuit component by heating is obtained.
  • the change rate of may be -2% to 2%.
  • the heating of the circuit component may be performed by a reflow furnace.
  • the circuit component is the foam molded article containing the thermoplastic resin and an insulating heat conductive filler, and having a density reduction rate of 0.5% to 10%, the mounting surface, and the mounting
  • the substrate having the back surface opposite to the surface, the circuit pattern formed on the surface of the substrate including the mounting surface, and the mounting surface of the substrate are electrically mounted with the circuit pattern
  • the distance from the mounting surface to the back surface may be 0.1 mm or more.
  • the density reduction rate of the substrate may be 1 to 7%.
  • the distance from the mounting surface to the back surface may exceed 0.5 mm, and a foam cell is formed between the mounting surface and the back surface. May be included.
  • a recessed portion defined by the side wall and the bottom surface is formed on the back surface, the mounting component is mounted on the mounting surface corresponding to the bottom surface, and a distance from the mounting surface to the bottom surface is 0.1 mm to It may be 1.5 mm.
  • the area of the bottom surface per one mounting component disposed on the mounting surface corresponding to the bottom surface may be 0.4 cm 2 to 4 cm 2 .
  • a non-penetrating or penetrating hole may be formed from the mounting surface toward the bottom surface, and an electroless plating film may be formed on the inner wall of the hole.
  • the recessed part may be formed in the said mounting surface, and the electroless-plating film may be formed in the surface of the said recessed part.
  • the mounting component may be an LED, and the circuit pattern may include an electroless plating film. Moreover, the heat dissipation member may not be provided on the back surface.
  • the thermoplastic resin may include super engineering plastic, and the super engineering plastic may include polyphenylene sulfide or liquid crystal polymer.
  • thermoplastic resin is plasticized and melted to form a molten resin, and a plasticizing zone where the molten resin becomes starved, and a starvation zone where the molten resin is starved, and physical foaming in the starvation zone
  • thermoplastic resin is a super engineering plastic
  • the super engineering plastic may include polyphenylene sulfide or a liquid crystal polymer.
  • the super engineering plastic may include polyphenylene sulfide, and the constant pressure may be 2 MPa to 12 MPa.
  • the physical blowing agent may be nitrogen.
  • the molten resin may be pressurized with a pressurized fluid containing the physical foaming agent, and the starvation zone may be maintained at the constant pressure all the time during the production of the foam.
  • the plasticizing cylinder has an introduction rate adjusting container connected to the introduction port, and the manufacturing method further includes supplying a pressurized fluid containing the physical foaming agent to the introduction rate adjusting container, the introduction A pressurized fluid comprising the physical blowing agent at the constant pressure may be introduced into the starvation zone from a rate regulating container.
  • the inlet may be open at all times, and the introduction rate adjusting container and the starvation zone may be maintained at the constant pressure during the production of the foam.
  • the circuit pattern includes an electroless plating film, and forming the circuit pattern on the surface of the foam molded body is a catalyst comprising a polymer having at least one of an amide group and an amino group on the surface of the foam molded body. Forming an active blocking layer, heating or irradiating a part of the surface of the foam molded body having the catalyst active blocking layer formed thereon, and electroless plating on the surface of the foamed molded body subjected to heating or light. Applying a catalyst, bringing an electroless plating solution into contact with the surface of the foam molded body to which the electroless plating catalyst has been applied, and forming the electroless plating film on a heated portion or a light irradiated portion of the surface; May be included.
  • the polymer may be a hyperbranched polymer.
  • the present invention can provide lightweight circuit parts (molded circuit parts).
  • FIG.5 (a) is an upper surface schematic diagram of the circuit component of 2nd Embodiment
  • FIG.5 (b) is a B1-B1 line cross-section schematic diagram of FIG. 5 (a).
  • FIG. 6 is a partially enlarged view of the circuit component shown in FIG.
  • FIG. 7 (a) is a schematic top view showing the structure in the process of manufacturing the circuit component shown in FIG. 5 (a), and FIG. 7 (b) is a schematic cross-sectional view along line B3-B3 in FIG. 7 (a) is there.
  • 8 (a) is a schematic top view showing another structure in the middle of production of the circuit component shown in FIG. 5 (a), and FIG. 8 (b) is a schematic cross-sectional view along line B4-B4 in FIG. 8 (a).
  • FIG. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a circuit component of Modification 1 of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a circuit component of Modification 2 of the second embodiment.
  • molded circuit component means a component in which an electric circuit is formed on the surface of a resin molded body.
  • the manufacturing apparatus 1000 mainly includes a plasticizing cylinder 210 in which a screw 20 is installed, a cylinder 100 which is a physical foaming agent supply mechanism for supplying a physical foaming agent to the plasticizing cylinder 210, and a mold provided with a mold.
  • a clamping unit (not shown) and a control device (not shown) for controlling operation of the plasticizing cylinder 210 and the clamping unit are provided.
  • the molten resin plasticized and melted in the plasticizing cylinder 210 flows from the right hand in FIG. 2 toward the left hand. Therefore, in the plasticizing cylinder 210 of the present embodiment, the right hand in FIG. 2 is defined as “upstream” or “rearward” and the left hand as “downstream” or “frontward”.
  • the plasticizing cylinder has a plasticizing zone 21 in which a thermoplastic resin is plasticized and melted to be a molten resin, and a starvation zone 23 in which the molten resin is in a starvation state downstream of the plasticizing zone 21.
  • the “starved state” is a state in which the molten resin does not fill the starvation zone 23 and becomes unfilled. Therefore, a space other than the occupied portion of the molten resin exists in the starvation zone 23.
  • an inlet 202 for introducing a physical foaming agent into the starvation zone 23 is formed, and an inlet speed adjustment container 300 is connected to the inlet 202.
  • the cylinder 100 supplies the physical foaming agent to the plasticizing cylinder 210 via the introduction rate adjusting container 300.
  • the manufacturing apparatus 1000 has only one starvation zone 23, the manufacturing apparatus used for this embodiment is not limited to this.
  • the manufacturing apparatus 1000 in order to promote the penetration of the physical blowing agent into the molten resin, it has a plurality of starvation zones 23 and inlets 202 formed therein, and the physical blowing agent is introduced into the plasticizing cylinder 210 from the plurality of inlets 202.
  • the structure may be
  • the manufacturing apparatus 1000 is an injection molding apparatus, the manufacturing apparatus used in the present embodiment is not limited to this, and may be, for example, an extrusion molding apparatus.
  • thermoplastic resin is plasticized and melted to be a molten resin (Step S1 in FIG. 1).
  • a super engineering plastic hereinafter referred to as “super engineering plastic” as appropriate
  • the definition of super engineering plastic follows this because, in general, plastics with continuous use temperatures of 150 ° C. or higher are classified as super engineering plastic.
  • Many super engineering plastics have a benzene ring in their molecular chain, so the molecular chain is thick and strong.
  • the molecule is difficult to move even when the environmental temperature becomes high, so it is excellent in heat resistance.
  • the fluorine resins there are resins which are excellent in heat resistance without having a benzene ring structure and which are classified as super engineering plastic.
  • the fluorocarbon resin is very stable when it is bonded to carbon.
  • Super engineering plastics are roughly classified into amorphous (transparent) resins and crystalline resins.
  • amorphous (transparent) resins include polyphenylsulfone (PPSU), polysulfone (PSU), polyarylate (PAR), and polyetherimide (PEI).
  • crystalline resins include, for example, polyether Ether ketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PPS), polyether sulfone (PES), polyamide imide (PAI), liquid crystal polymer (LCP), polyvinylidene fluoride (PVDF) can be mentioned.
  • the super engineering plastic of the present embodiment may be used alone or as a mixture of two or more, and a polymer alloy containing these engineering plastic may be used.
  • a crystalline resin which easily forms fine cells is preferable, and in particular, polyphenylene sulfide (PPS) and liquid crystal polymer (LCP) are more preferable.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • LCP liquid crystal polymer
  • LCP is employed in connectors that require high heat resistance.
  • LCP is expensive and its specific gravity is large.
  • the specific gravity can be reduced, and the amount used can be reduced as compared with a solid molded body (non-foam molded body) of the same size, so that cost reduction can also be achieved.
  • thermoplastic resin of this embodiment may contain other various general-purpose additives as needed.
  • the thermoplastic resin in the present embodiment, only super engineering plastic is used as the thermoplastic resin, but depending on the use of the foam molding, a general-purpose thermoplastic resin that is not super engineering plastic to the extent that the heat resistance of the foam molding is not affected. You may mix and use.
  • the main component of the thermoplastic resin constituting the foam molded article is super engineering plastic, and for example, the proportion of super engineering plastic in the thermoplastic resin constituting the foam molded article is 60% by weight to 100% by weight. Preferably, 95 wt% to 100 wt% is more preferred.
  • physical foaming is used as the foaming agent, and no chemical foaming agent is used in combination. Therefore, the super engineering plastic which is a thermoplastic resin of this embodiment does not contain a chemical blowing agent. Because the melting temperature of super engineering plastic is high, it is difficult to use a chemical blowing agent in combination.
  • thermoplastic resin is plasticized and melted in the plasticizing cylinder 210 in which the screw 20 shown in FIG. 2 is installed.
  • a band heater (not shown) is disposed on the outer wall surface of the plasticizing cylinder 210, thereby heating the plasticizing cylinder 210 and further adding shear heat generation due to the rotation of the screw 20 to plasticize the thermoplastic resin. It is melted.
  • a pressurized fluid is used as the physical blowing agent.
  • "fluid” means any of a liquid, a gas, and a supercritical fluid.
  • the physical blowing agent carbon dioxide, nitrogen and the like are preferable from the viewpoint of cost and environmental load. Since the pressure of the physical foaming agent of the present embodiment is a relatively low pressure, for example, the fluid is obtained by reducing the pressure to a constant pressure by a pressure reducing valve from a cylinder in which a fluid such as a nitrogen cylinder, carbon dioxide cylinder, or air cylinder is stored. Can be used. In this case, since the booster is not necessary, the cost of the entire manufacturing apparatus can be reduced.
  • a fluid pressurized to a predetermined pressure may be used as a physical foaming agent.
  • a physical blowing agent can be produced by the following method. First, nitrogen is purified through a nitrogen separation membrane while compressing atmospheric air with a compressor. Next, the purified nitrogen is pressurized to a predetermined pressure using a booster pump, a syringe pump or the like to produce a physical foaming agent. Also, compressed air may be used as a physical blowing agent. In the present embodiment, forced shear mixing of the physical blowing agent and the molten resin is not performed. For this reason, even if compressed air is used as the physical foaming agent, oxygen having low solubility in the molten resin is difficult to dissolve in the molten resin, and oxidation deterioration of the molten resin can be suppressed.
  • the pressure of the physical blowing agent introduced into starvation zone 23 is constant, and the pressure of starvation zone 23 is maintained at the same constant pressure as the physical blowing agent introduced.
  • the pressure of the material foaming agent is, for example, 0.5 MPa to 12 MPa, preferably 2 MPa to 12 MPa, more preferably 2 MPa to 10 MPa, and still more preferably 2 MPa to 8 MPa.
  • the pressure of the physical blowing agent is preferably 1 MPa to 6 MPa. Although the optimum pressure varies depending on the type of molten resin, by setting the pressure of the physical foaming agent to 0.5 MPa or more, the physical foaming agent in an amount necessary for foaming can permeate into the molten resin, and the foamability of the foam molded body Improve.
  • the pressure of the physical foaming agent is "constant" it means that the fluctuation range of the pressure with respect to the predetermined pressure is preferably within ⁇ 20%, more preferably within ⁇ 10%.
  • the pressure in the starvation zone is measured, for example, by a pressure sensor 27 provided in the starvation zone 23 of the plasticizing cylinder 210. Although the starvation zone 23 moves in the longitudinal direction in the plasticizing cylinder 210 as the screw 20 advances and retracts, the pressure sensor 27 shown in FIG.
  • the pressurized fluid comprising physical blowing agent introduced into starvation zone 23 has the above-mentioned constant pressure.
  • the physical blowing agent is supplied from the inlet port 202 to the starvation zone 23 from the cylinder 100 via the inlet velocity adjustment container 300.
  • the physical foaming agent is depressurized to a predetermined pressure using the depressurizing valve 151 and then introduced from the inlet 202 at the starvation zone 23 without passing through a pressurizing device or the like.
  • the introduction amount, introduction time and the like of the physical foaming agent introduced into the plasticizing cylinder 210 are not controlled. Therefore, the mechanism which controls them, for example, the drive valve using a non-return valve, a solenoid valve, etc. is unnecessary, and the inlet 202 does not have a drive valve and is always open.
  • the physical foaming agent supplied from the cylinder 100 is held at a constant pressure of the physical foaming agent from the pressure reducing valve 151 to the starvation zone 23 in the plasticizing cylinder 210 through the introduction rate adjusting container 300. Ru.
  • the physical blowing agent inlet 202 has a larger inner diameter than the physical blowing agent inlet of the conventional manufacturing apparatus.
  • the reason why the inner diameter of the inlet 202 can be increased as described above is because the amount of molten resin in the starvation zone 23 to which the inlet 202 faces during molding is smaller than that of the conventional manufacturing apparatus. Therefore, even a relatively low pressure physical blowing agent can be efficiently introduced into the plasticizing cylinder 210. Further, even when a part of the molten resin is in contact with the introduction port 202 and solidified, since the inner diameter is large, it can function as the introduction port without being completely blocked.
  • the inner diameter of the plasticizing cylinder 210 is large, that is, when the outer diameter of the plasticizing cylinder is large, the inner diameter of the inlet 202 can be easily increased.
  • the inner diameter of the inlet 202 is excessively large, the molten resin stagnates to cause molding defects, and the introduction speed adjustment container 300 connected to the inlet 202 becomes large and the cost of the entire apparatus is increased.
  • the inner diameter of the inlet 202 is preferably 20% to 100% of the inner diameter of the plasticizing cylinder 210, and more preferably 30% to 80%.
  • the inner diameter of the inlet 202 is preferably 3 mm to 150 mm, and more preferably 5 mm to 100 mm.
  • the inner diameter of the inlet 202 means the inner diameter of the opening on the inner wall 210 a of the plasticizing cylinder 210.
  • the shape of the inlet 202 that is, the shape of the opening on the inner wall 210a of the plasticizing cylinder 210 is not limited to a perfect circle, and may be an ellipse or a polygon. When the shape of the inlet 202 is an ellipse or a polygon, the diameter of a true circle having the same area as the area of the inlet 202 is defined as “the inner diameter of the inlet 202”.
  • the introduction speed adjustment container 300 connected to the introduction port 202 has a volume equal to or more than a predetermined value, thereby making the flow velocity of the physical blowing agent introduced into the plasticizing cylinder 210 slower and the physical blowing agent in the introduction rate adjustment container 300 It is possible to secure time for staying.
  • the heat of the plasticizing cylinder 210 is conducted to the introduction rate adjusting vessel 300 by being directly connected to the plasticizing cylinder 210 heated by a band heater (not shown) disposed around the introduction rate adjusting vessel 300. Ru.
  • the physical foaming agent in the introduction rate adjusting container 300 is heated, and the temperature difference between the physical foaming agent and the molten resin becomes small, and it is suppressed that the temperature of the molten resin contacted by the physical foaming agent is extremely reduced.
  • the amount of the physical blowing agent dissolved in the molten resin (the amount of penetration) can be stabilized. That is, the introduction rate adjusting container 300 functions as a buffer container having a function of heating the physical foaming agent.
  • the volume of the introduction rate adjusting container 300 is too large, the cost of the entire apparatus increases.
  • the volume of the introduction rate adjusting container 300 depends on the amount of molten resin present in the starvation zone 23, but is preferably 5 mL to 20 L, more preferably 10 mL to 2 L, and still more preferably 10 mL to 1 L. By setting the volume of the introduction rate adjustment container 300 in this range, it is possible to secure a time in which the physical foaming agent can stay while considering the cost.
  • the physical foaming agent is consumed in the plasticizing cylinder 210 by contacting and penetrating the molten resin.
  • the consumed physical blowing agent is introduced from the introduction rate adjusting container 300 into the starvation zone 23. If the volume of the introduction rate adjustment container 300 is too small, the frequency of replacement of the physical blowing agent becomes high, and the temperature of the physical blowing agent becomes unstable. As a result, the supply of the physical blowing agent may become unstable. Therefore, it is preferable that the introduction rate adjusting container 300 has a volume capable of retaining the amount of physical blowing agent consumed in the plasticizing cylinder in 1 to 10 minutes.
  • the volume of the introduction rate adjustment container 300 is preferably 0.1 times to 5 times the volume of the starvation zone 23 to which the introduction rate adjustment container 300 is connected, and more preferably 0.5 times to 2 times.
  • the volume of the starvation zone 23 is a region where the diameter of the shaft of the screw 20 and the depth of the screw flight are constant in the empty plasticizing cylinder 210 containing no molten resin (23) Means the volume of
  • the introduction port 202 is always open, the introduction rate adjustment container 300 and the starvation zone 23 are always maintained at a constant pressure of the physical foaming agent during the production of the foam molded article.
  • step S3 in FIG. 1 The state of starvation is determined by the balance between the amount of molten resin fed from the upstream of the starvation zone 23 to the starved zone 23 and the amount of molten resin fed from the starvation zone 23 to the downstream thereof. It becomes.
  • the molten resin is put into a starved state in the starvation zone 23 by providing the compression zone 22 in which the pressure is increased by compressing the molten resin upstream of the starvation zone 23.
  • the compression zone 22 is provided with a large diameter portion 20A in which the diameter of the shaft of the screw 20 is made larger (thicker) than the plasticizing zone 21 located on the upstream side, and the screw flight is made shallower in stages.
  • a seal 26 is provided adjacent to the downstream side of 20A. In the seal portion 26, the diameter of the shaft of the screw 20 is large (thick) as in the large diameter portion 20A, and further, no screw flight is provided, and a plurality of shallow grooves are formed on the shaft of the screw 20 instead of the screw flight. It is done.
  • the large diameter portion 20A and the seal portion 26 can reduce the clearance between the inner wall of the plasticizing cylinder 210 and the screw 20 and reduce the resin supply amount sent downstream, the molten resin Flow resistance can be increased. Therefore, in the present embodiment, the large diameter portion 20A and the seal portion 26 are mechanisms that increase the flow resistance of the molten resin.
  • the seal portion 26 also has the effect of suppressing the backflow of the physical foaming agent, that is, the movement of the physical foaming agent from the downstream side to the upstream side of the seal portion 26.
  • the resin flow rate supplied from the compression zone 22 to the starvation zone 23 is reduced due to the presence of the large diameter portion 20A and the seal portion 26, and the molten resin is compressed in the upstream compression zone 22 to increase the pressure, and the starvation on the downstream side.
  • the molten resin becomes unfilled (starved).
  • the screw 20 has a smaller diameter shaft (thin) in the portion located in the starvation zone 23 and a deeper screw flight as compared with the portion located in the compression zone 22. Have.
  • the screw 20 has a smaller (thin) shaft diameter of the portion located there and a deeper screw flight across the starvation zone 23 compared to the portion located in the compression zone 22. Is preferred.
  • the diameter of the shaft of the screw 20 and the depth of the screw flight be substantially constant throughout the starvation zone 23.
  • the pressure in the starvation zone 23 can be kept substantially constant, and the starvation state of the molten resin can be stabilized.
  • the starvation zone 23 is formed in a portion of the screw 20 in which the diameter of the shaft of the screw 20 and the depth of the screw flight are constant.
  • the mechanism for increasing the flow resistance of the molten resin provided in the compression zone 22 is a mechanism for temporarily reducing the flow passage area through which the molten resin passes to limit the resin flow rate supplied from the compression zone 22 to the starvation zone 23.
  • a mechanism which raises flow resistance other than large diameter part 20A of a screw, and seal part 26 a structure where a screw flight was provided in the opposite direction to other parts, a labyrinth structure provided on a screw, etc. are mentioned.
  • the mechanism for enhancing the flow resistance of the molten resin may be provided on the screw as a ring or the like separate from the screw, or may be provided integrally with the screw as a part of the structure of the screw. If the mechanism for enhancing the flow resistance of the molten resin is provided as a ring or the like separate from the screw, the size of the clearance portion, which is the flow path of the molten resin, can be changed by changing the ring. There is an advantage that the size of the flow resistance can be changed.
  • a backflow prevention mechanism for preventing the backflow of molten resin from the starvation zone 23 to the compression zone 22 upstream is provided between the starvation zone 23 of the compression zone 22 Also in the starvation zone 23, the molten resin can be starved.
  • a sealing mechanism such as a ring, a steel ball or the like that can be moved upstream by the pressure of the physical foaming agent can be mentioned.
  • the backflow prevention mechanism requires a drive unit, there is a possibility of resin retention. For this reason, the mechanism which raises the flow resistance which does not have a drive part is more preferable.
  • the supply amount of the thermoplastic resin supplied to the plasticizing cylinder 210 may be controlled. If the supply amount of the thermoplastic resin is too large, it is difficult to maintain the starvation state.
  • a general-purpose feeder screw 212 is used to control the supply amount of the thermoplastic resin.
  • the length of the starvation zone 23 in the flow direction of the molten resin is preferably longer to secure the contact area and contact time between the molten resin and the physical foaming agent, but if too long, the molding cycle and screw length It has the disadvantage of becoming longer. Therefore, the length of the starvation zone 23 is preferably 2 to 12 times the inner diameter of the plasticizing cylinder 210, and more preferably 4 to 10 times. Also, the length of the starvation zone 23 preferably covers the full range of metering strokes in injection molding. That is, the length of the starvation zone 23 in the flow direction of the molten resin is preferably equal to or greater than the length of the measurement stroke in injection molding.
  • the screw 20 moves forward and backward along with the plasticizing measurement and injection of the molten resin, but the length of the starvation zone 23 is made equal to or more than the length of the measurement stroke so that it can be always introduced during the production of the foam.
  • the mouth 202 can be placed in the starvation zone 23 (formed). In other words, even if the screw 20 moves forward and backward during the production of the foam, no zones other than the starvation zone 23 come to the position of the inlet 202. Thereby, the physical blowing agent introduced from the introduction port 202 is always introduced into the starvation zone 23 during the production of the foam molded article.
  • the starvation zone 23 can be easily maintained at a constant pressure.
  • the length of the starvation zone 23 is substantially the same as the length of the portion of the screw 20 in which the diameter of the shaft of the screw 20 and the depth of the screw flight are constant.
  • a flow velocity adjustment zone 25 may be provided between the compression zone 22 and the starvation zone 23. Comparing the flow rate of the molten resin in the compression zone 22 upstream of the flow rate adjustment zone 25 with the flow rate of the molten resin in the downstream starvation zone 23, the flow rate of the molten resin in the starvation zone 23 is faster.
  • the inventors of the present application have provided a flow velocity adjusting zone 25 serving as a buffer zone between the compression zone 22 and the starvation zone 23 to suppress the rapid change (increase) in the flow velocity of the molten resin. It has been found that the foamability of the molded foam is improved.
  • the flow velocity adjusting zone 25 serving as a buffer zone between the compression zone 22 and the starvation zone 23, the details of the reason for improving the foamability of the foam molded article are unknown, but the molten resin in the flow velocity adjusting zone 25 It is inferred that the physical foaming agent flowing from the starvation zone 23 and the molten resin are forcedly kneaded due to the stagnation of water, and that the time for which the kneading is prolonged becomes a cause.
  • the pressure reducing portion and the pressure portion are provided in the portion of the plasticizing screw 20 shown in FIG. 2 positioned in the flow velocity adjusting zone 25 to change the flow passage area, thereby reducing the pressure of the molten resin and the physical blowing agent.
  • the flow velocity of the molten resin is adjusted by providing a notch in the screw flight.
  • the depressurizing portion and the compressing portion can be formed, for example, by changing the depth of the screw flight, in other words, by changing the size (thickness) of the screw diameter.
  • Step S4 the starved molten resin is brought into contact with the physical foaming agent at a constant pressure while maintaining the starvation zone 23 at a constant pressure (FIG. 1). Step S4). That is, in the starvation zone 23, the molten resin is pressurized with a physical blowing agent at a constant pressure. Since the starvation zone 23 is unfilled (starved) of the molten resin and there is a space where the physical foaming agent can exist, the physical foaming agent can be brought into contact with the molten resin efficiently. The physical blowing agent in contact with the molten resin penetrates the molten resin and is consumed.
  • the physical blowing agent stagnating in the introduction rate adjusting container 300 is supplied to the starvation zone 23. Thereby, the pressure in the starvation zone 23 is maintained at a constant pressure, and the molten resin keeps in contact with the physical blowing agent at a constant pressure.
  • the amount of dissolution (penetration amount) of the physical blowing agent in the molten resin determined by the temperature and pressure is stabilized.
  • the physical foaming agent of the present embodiment is always in contact with the molten resin, a necessary and sufficient amount of the physical foaming agent can penetrate into the molten resin.
  • the foam cells are fine despite the use of a low-pressure physical blowing agent as compared with the conventional molding method using a physical blowing agent.
  • the manufacturing method of the present embodiment since it is not necessary to control the introduction amount, introduction time and the like of the physical foaming agent, drive valves such as check valves and solenoid valves and a control mechanism for controlling them are not necessary. Equipment cost can be reduced.
  • the physical blowing agent used in the present embodiment is lower in pressure than the conventional physical blowing agent, the device load is also small.
  • the starvation zone 23 is maintained at a constant pressure all the time during the production of the foam molding in a continuous injection molding cycle. That is, in order to supplement the physical blowing agent consumed in the plasticizing cylinder, all the steps of the method for producing a foam molded article are carried out while continuously supplying the physical blowing agent at the constant pressure. Further, in the present embodiment, for example, when performing injection molding of a plurality of shots continuously, while the injection process, the cooling process of the formed body, and the extraction process of the formed body are performed, the molten resin for the next shot is Prepared in the plasticizing cylinder, the molten resin of the next shot is pressurized with a physical blowing agent at a constant pressure.
  • the molten resin and the physical foaming agent at a constant pressure are always present and in contact in the plasticizing cylinder, that is, the molten resin physically foams in the plasticizing cylinder.
  • One cycle of injection molding including a plasticizing measurement process, an injection process, a cooling process of a molded body, a removal process and the like is performed in a constantly pressurized state with a constant pressure by the agent.
  • the molten resin and a physical blowing agent at a constant pressure are always present and in contact in the plasticizing cylinder, that is, the molten resin in the plasticizing cylinder
  • molding is carried out in a state where it is constantly pressurized at a constant pressure by a physical foaming agent.
  • a molten resin in contact with a physical foaming agent is molded into a foam molded body (Step S5 in FIG. 1).
  • the plasticizing cylinder 210 used in the present embodiment is disposed downstream of the starvation zone 23 adjacent to the starvation zone 23 and has a recompression zone 24 in which the molten resin is compressed to increase the pressure.
  • the molten resin in the starvation zone 23 is caused to flow into the recompression zone 24 by the rotation of the plasticizing screw 20.
  • the molten resin containing the physical blowing agent is pressure-regulated in the recompression zone 24 and extruded and metered to the front of the plasticizing screw 20.
  • the internal pressure of the molten resin extruded to the front of the plasticizing screw 20 is controlled as a screw back pressure by a hydraulic motor or an electric motor (not shown) connected to the rear of the plasticizing screw 20.
  • the internal pressure of the molten resin extruded to the front of the plasticizing screw 20, that is, the screw back pressure is uniform dissolution without separating the physical foaming agent from the molten resin and stabilizing the resin density.
  • the pressure is controlled to be about 1 to 6 MPa higher than the pressure of the starvation zone 23 kept constant.
  • a check ring 50 is provided at the tip of the screw 20 so that the compressed resin in front of the screw 20 does not flow back to the upstream side. Thereby, the pressure in the starvation zone 23 is not affected by the resin pressure in front of the screw 20 at the time of measurement.
  • the molded article can be molded by injection foam molding, extrusion foam molding, foam blow molding or the like.
  • a measured molten resin is injected and filled into a cavity (not shown) in the mold to carry out injection foam molding.
  • injection foam molding a short shot method of filling the mold cavity with bubbles while filling the mold resin with a filling volume of 75% to 95% of the mold cavity volume is filled in the mold cavity.
  • a core back method may be used in which the cavity volume is expanded to foam after filling the molten resin with a filling volume of 100% of the mold cavity volume.
  • the resulting foam molded article has foam cells inside, shrinkage during cooling of the thermoplastic resin is suppressed to reduce sink marks and warpage, and a molded article with a low specific gravity can be obtained.
  • the shape of the foam is not particularly limited. It may be in the form of a sheet or a cylinder by extrusion molding, a complicated shape by injection molding, or the like.
  • the manufacturing method of the foaming molding of this embodiment makes the molten resin of a starvation state, and the physical foaming agent of the said fixed pressure contact in the starved zone 23 in the state which maintained the starved zone 23 at fixed pressure. Thereby, the dissolution amount (penetration amount) of the physical blowing agent in the molten resin can be stabilized by a simple mechanism.
  • a circuit pattern is formed on the surface of the obtained foam molded body (Step S6 in FIG. 1).
  • the method for forming the circuit pattern on the foam molded body is not particularly limited, and a general-purpose method can be used, and for example, it can be formed of a plated film.
  • a plated film is first formed on the surface of the foam molded body, and the formed plated film is patterned with a photoresist, and the plated film on portions other than the circuit pattern is removed by etching.
  • laser light may be irradiated to a portion where the circuit pattern of the foam molded body is to be formed to roughen the surface or to impart a functional group, and a plating film may be formed only on the portion irradiated with the laser light.
  • the circuit pattern may be formed using the methods disclosed in JP-A-2017-31441 and JP-A-2017-160518.
  • the catalyst activity blocking layer 61 is formed on the surface of the foam molded body 60 (step S11 in FIG. 3 and FIG. 4A).
  • a part of the surface of the foam molded body on which the catalyst activation blocking layer 61 is formed, that is, a part forming a circuit pattern is heated or irradiated with light (Step S12 in FIG. 3).
  • a portion where a circuit pattern is to be formed is drawn by laser. The portion 60a irradiated with the laser light is heated to remove the catalytic activity interference layer 61 of the heated portion (FIG. 4 (b)).
  • An electroless plating catalyst is applied to the surface of the laser-drawn foam molded body 60 (step S13 in FIG. 3), and then the electroless plating solution is brought into contact (step S14 in FIG. 3).
  • the catalytically active blocking layer 61 interferes with the catalytic activity of the electroless plating catalyst applied thereon. For this reason, the formation of the electroless plating film is suppressed on the catalyst activation blocking layer 61.
  • the electroless plating film 62 is generated.
  • a molded circuit component 600 in which a circuit pattern is formed on the surface of the foam molded body 60 by the electroless plating film 62 is obtained (FIG. 4 (c)).
  • the catalytically active interference layer preferably contains, for example, a polymer having at least one of an amide group and an amino group (hereinafter, appropriately described as “amide group / amino group-containing polymer”).
  • the amide group / amino group containing polymer acts as a catalyst activity blocking agent that interferes with or reduces the catalytic activity of the electroless plating catalyst.
  • the mechanism by which the amide group / amino group-containing polymer interferes with the catalytic activity of the electroless plating catalyst is not clear, the amide group and the amino group are adsorbed, coordinated, reacted, etc. on the electroless plating catalyst, whereby It is assumed that the plating catalyst can not act as a catalyst.
  • the amide group / amino group-containing polymer any may be used, but from the viewpoint of preventing the catalytic activity of the electroless plating catalyst, a polymer having an amide group is preferable, and a branched polymer having a side chain is preferable.
  • the side chain preferably contains at least one of an amide group and an amino group, and more preferably the side chain contains an amide group.
  • the branched polymer is preferably a dendritic polymer. Dendritic polymers are polymers composed of molecular structures that frequently repeat regular branching, and are classified into dendrimers and hyperbranched polymers.
  • a dendrimer is a spherical polymer with a diameter of several nm, having a regular and completely dendritic structure centered on a core molecule, and a hyperbranched polymer, unlike a dendrimer with a perfect dendritic structure, is not suitable. It is a polymer with perfect dendritic branching.
  • hyperbranched polymers are preferred as branched polymers in this embodiment because they are relatively easy to synthesize and inexpensive.
  • the laser beam, the electroless plating catalyst and the electroless plating solution used for the laser drawing are not particularly limited, and general-purpose ones can be appropriately selected and used.
  • another type of electroless plating film or electrolytic plating film may be further stacked on the electroless plating film.
  • the plating film 62 for forming the circuit pattern may be formed planarly on only one surface of the foam molded body 60, over a plurality of surfaces of the foam molded body 60, or on a three-dimensional surface including a spherical surface or the like. It may be formed three-dimensionally along.
  • the plating film 62 When the plating film 62 is three-dimensionally formed over a plurality of surfaces of the foam molded body 60 or along a three-dimensional surface including a spherical surface or the like, the plating film 62 acts as a three-dimensional electrical circuit;
  • the molded circuit component 600 having the plating film 62 of a predetermined pattern acts as a three-dimensional circuit molded component (MID).
  • the molded circuit component 600 manufactured by this embodiment demonstrated above has the catalyst activation interference layer 61 as shown to FIG. 4C, this embodiment is not limited to this.
  • the manufacturing method of the present embodiment may further include the step of removing the catalyst activation blocking layer 61 from the surface of the foam molded body 60.
  • a method of removing the catalyst active interference layer 61 from the foam molded body 60 there is a method of eluting and removing the amide group / amino group-containing polymer in the washing solution by washing the foam molding 60 with the washing solution.
  • the washing solution is not particularly limited as long as it is a liquid that dissolves the amide group / amino group-containing polymer and does not deteriorate the foam molding 60, and it depends on the material of the foam molding 60 and the type of amide group / amino group-containing polymer And can be selected as appropriate.
  • the molded circuit component 600 of the present embodiment is lightweight, including a base material which is a foamed molded body 60 containing a thermoplastic resin, and a circuit pattern formed on the base material. Moreover, the inventors of the present application found that a molded circuit component having high heat resistance can be manufactured by the manufacturing method of the present embodiment.
  • the super engineering plastic used in the manufacturing method of the present embodiment has a high heat resistance temperature of 150 ° C. or higher.
  • foamed molded articles have lower heat resistance compared to solid molded articles (non-foamed molded articles), and foamed molded articles produced using conventional high-pressure physical blowing agents have super engineering plastics as thermoplastic resins.
  • the foamed cells expand, causing an adverse effect such as an increase in the thickness of the molded body.
  • the molded circuit component obtained in the present embodiment for example, when the molded circuit component is heated and the surface temperature of the molded circuit component is maintained for 5 minutes at 240 ° C. to 260 ° C.
  • the rate of change of thickness is ⁇ 2% to 2%, preferably ⁇ 1% to 1%.
  • the surface temperature of the molded circuit component is maintained at 200 ° C. to 260 ° C.
  • the rate of change in thickness of the molded circuit component due to heating is ⁇ 2. % To 2%, preferably -1% to 1%.
  • a molded circuit component having such high heat resistance has little change in shape even when it passes through a reflow furnace for lead-free solder, and blisters and the like do not easily occur.
  • the rate of change in thickness of the molded circuit component due to heating is defined by the following equation.
  • the heating of the molded circuit component can be performed, for example, by a reflow furnace. (Da-Db) / Db ⁇ 100 (%) Db: Thickness of the molded circuit component before heating Da: Thickness of the molded circuit component after heating
  • the high heat resistance of the molded circuit component of the present embodiment uses a super engineering plastic as a thermoplastic resin, and the constant pressure of the physical foaming agent to be brought into contact with the starved molten resin is, for example, within a specific range of 0.5 MPa to 12 MPa. It is presumed that it will be brought about by In foam molding using a conventional supercritical fluid or the like, a physical blowing agent having a high pressure of 15 to 20 MPa on average is used.
  • the production method of this embodiment is different from conventional foam molding in that a physical blowing agent having a relatively low pressure and a constant pressure is brought into contact with a molten resin.
  • the inventors of the present application improve the heat resistance of the foam molded article by setting the constant pressure of the physical foaming agent to, for example, 12 MPa or less, preferably 10 MPa or less, more preferably 8 MPa or less, still more preferably 6 MPa or less I found out. Furthermore, the appearance defect (swirl mark) can be improved by lowering the constant pressure of the physical blowing agent.
  • the lower limit value of the constant pressure of the physical foaming agent is 0.5 MPa or more, preferably 1 MPa or more, and more preferably 2 MPa or more from the viewpoint of permeating the physical foaming agent necessary for foaming into the molten resin.
  • the mechanism by which the molded circuit component of this embodiment has high heat resistance is unknown, but a certain pressure (for example, 0.5 MPa or more) of a specific type of thermoplastic resin (super engineering plastic) and a specific range of physical foaming agent In combination with 12 MPa), it is possible that some structural changes different from those of the conventional foam molding, for example, very micro structural changes have occurred in the molded circuit component of the present embodiment. Further, it is presumed that the residual foaming agent in the foam molded body expands upon heating to adversely affect the heat resistance of the foam molded body. For this reason, it is considered that the factor by which the foam molded article of the present embodiment has high heat resistance is simply because the amount of residual foaming agent in the foam molded article is small.
  • the residual foaming agent is degassed to some extent from the conventional foam molded body by annealing or the like, the same heat resistance as the foam molded body of the present embodiment can not be obtained. It has been found that blisters and the like occur due to heating. Therefore, it is presumed that the amount of the residual foaming agent is not a main factor of the high heat resistance of the foam molded article of the present embodiment.
  • the above consideration is the estimation of the inventors based on the present knowledge, and does not limit the scope of the present invention.
  • the constant pressure of the physical foaming agent in the present embodiment is, for example, 0.5 MPa to 12 MPa, but a more preferable range exists depending on the type of super engineering plastic.
  • the constant pressure of the physical foaming agent is preferably 2 MPa to 12 MPa, more preferably 2 MPa to 10 MPa, and still more preferably 2 MPa to 8 MPa.
  • the super engineering plastic is a liquid crystal polymer (LCP)
  • the constant pressure of the physical foaming agent is preferably 1 MPa to 6 MPa.
  • the average cell diameter of the foam cells contained therein is preferably 100 ⁇ m or less, and more preferably 50 ⁇ m or less.
  • the average cell diameter of the foam cells can be determined, for example, by image analysis of a cross-sectional SEM photograph of the foam molded article.
  • the molded circuit component produced in the present embodiment is a foamed molded product in which the thickness of the foam portion in which the foam cells are formed is preferably 0.5 mm or more, more preferably 1 mm or more, and 2 mm It is still more preferable that it is more than.
  • the thickness is in the above range, a skin layer having a sufficient thickness can be formed on the molded body.
  • the skin layer can suppress the expansion of the foam cell at the time of heating the molded circuit component, thereby further improving the heat resistance of the molded circuit component.
  • LCP is used as a super engineering plastic, the contained gas containing a physical foaming agent is unlikely to escape from the LCP foam-molded article.
  • the thickness of the foam portion in which the foam cells are formed in the foam molded body may be 3 mm or less, or 2 mm or less, or 1 mm or less It may be Although the rate of change in thickness of the molded circuit component due to heating tends to increase as the thickness of the foamed portion becomes thinner, the molded circuit component manufactured by the manufacturing method of this embodiment has high heat resistance, so the thickness is within the above range. Also in the foamed portion of the above, the rate of change in thickness of the molded circuit component due to heating can be suppressed to -2% to 2%, preferably to -1% to 1%.
  • the foam molded body may be further annealed before forming the circuit pattern.
  • the foam molded body By heating the foam molded body in the annealing process, it is possible to degas the contained gas containing the physical foaming agent from the foam molded body. Thereby, the expansion of the foam cell due to the expansion of the contained gas is suppressed, and the heat resistance of the molded circuit component is further improved.
  • the circuit component 700 shown in FIGS. 5A, 5B and 6 is lightweight, including the base material 10 which is a foam molded body containing a thermoplastic resin, and the circuit pattern 70 formed on the base material 10.
  • the circuit component 700 is a plate-like foamed molded body having a density reduction rate of preferably 0.5% to 10%, and a base material having the mounting surface 10a and the back surface 10b facing the mounting surface 10a.
  • the base material 10 contains a thermoplastic resin and, preferably, an insulating heat conductive filler, and has a foam cell 11 therein.
  • thermoplastic resin it is preferable to use a heat-resistant high-melting thermoplastic resin having solder reflow resistance.
  • aromatic polyamides such as 6T nylon (6TPA), 9T nylon (9TPA), 10T nylon (10TPA), 12T nylon (12TPA), MXD6 nylon (MXDPA) and their alloy materials, polyphenylene sulfide (PPS), liquid crystal polymer (LCP), polyetheretherketone (PEEK), polyetherimide (PEI), polyphenylsulfone (PPSU), etc.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • LCP liquid crystal polymer
  • PEEK polyetheretherketone
  • PEI polyetherimide
  • PPSU polyphenylsulfone
  • polyphenylene sulfide is preferable as the thermoplastic resin of the present embodiment because it is inexpensive among so-called spar engineering plastics (super engineering plastics).
  • thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the mounting component 30 is mounted by soldering. Therefore, the melting point of the thermoplastic resin used for the substrate 10 is preferably 260 ° C. or more, and more preferably 290 ° C. or more so that soldering can be performed.
  • low temperature solder is used for mounting of the mounting components 30, it is not this limitation.
  • the insulating heat conductive filler is a filler having a thermal conductivity of 1 W / m ⁇ K or more, and conductive heat dissipating materials such as carbon are excluded.
  • the insulating heat conductive filler include ceramic powders such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, boron nitride, and aluminum nitride, which are inorganic powders with high thermal conductivity.
  • a rod-like filler such as wollastonite, or a plate-like filler such as talc or boron nitride may be mixed.
  • the insulating heat conductive filler is contained in, for example, 10% by weight to 90% by weight, and preferably 30% by weight to 80% by weight, in the base material 10.
  • the circuit component 700 of the present embodiment can obtain sufficient heat dissipation.
  • the substrate 10 may further contain a rod-like or needle-like filler such as glass fiber or calcium titanate in order to control its strength.
  • the base material 10 may also contain the general purpose various additive added to the resin molding as needed.
  • the substrate 10 is a foamed molded article having a density reduction rate of preferably 0.5% to 10%.
  • the density reduction rate of the substrate 10 is more preferably 1% to 7%, and still more preferably 4% to 6%.
  • the density reduction rate of the foam molded article refers to the density of the solid molded article and the density of the foam molded article with respect to the density of the non-foam molded article (solid molded article) molded using the same material as the foam molded article. It is the rate of difference.
  • the specific gravity is smaller as compared to the solid molded article.
  • a density reduction rate of 5% of the foam molded body means that the density (95%) of the foam molded body is reduced by 5% with respect to the density (100%) of the solid molded body.
  • the circuit pattern 70 is preferably formed by electroless plating because the circuit pattern 70 is formed on the resin base material 10 which is an insulator. Therefore, the circuit pattern 70 may include, for example, an electroless plating film such as an electroless nickel phosphorus plating film, an electroless copper plating film, an electroless nickel plating film, etc., among which the electroless nickel phosphorus plating film may be included. preferable. Another type of electroless plating film or electrolytic plating film may be further stacked on the electroless plating film on the resin substrate 10 to form the circuit pattern 70. The electrical resistance of the circuit pattern 70 can be reduced by increasing the total thickness of the plating film.
  • an electroless plating film such as an electroless nickel phosphorus plating film, an electroless copper plating film, an electroless nickel plating film, etc.
  • Another type of electroless plating film or electrolytic plating film may be further stacked on the electroless plating film on the resin substrate 10 to form the circuit pattern 70.
  • the electrical resistance of the circuit pattern 70 can be reduced
  • the circuit pattern 70 preferably includes an electroless copper plating film, an electrolytic copper plating film, an electrolytic nickel plating film, and the like. Also, in order to improve the wettability of the plated film solder, a plated film of gold, silver, tin or the like may be formed on the outermost surface of the circuit pattern 70.
  • the wettability of the solder can be improved and corrosion of the circuit pattern can be prevented.
  • the mounting surface 10 a is covered with a resist other than the mounting portion 12 to which the mounting component 30 is soldered, and the outermost surface of the circuit pattern formed in the mounting portion 12 You may form a gold plating film only.
  • the wettability of the solder is improved by the gold plating film and the corrosion of the circuit pattern is suppressed, and in the portion other than the mounting portion 12, the corrosion of the circuit pattern 70 is suppressed by the inexpensive resist.
  • the mounting component 30 is electrically connected to the circuit pattern 70 by the solder 31, generates heat by energization, and becomes a heat generation source.
  • Examples of the mounting component 30 include an LED (light emitting diode), a power module, an IC (integrated circuit), a thermal resistance, and the like. In the present embodiment, an LED is used as the mounting component 30.
  • the mounting component 30 is mounted on the mounting surface 10 a of the substrate 10.
  • the circuit pattern 70 is formed on the surface of the base 10 including the mounting surface 10 a in order to electrically connect to the mounting component 30.
  • the distance from the mounting surface 10a to the back surface 10b is preferably 0.1 mm or more. It is more preferable to exceed 5 mm.
  • the distance from the mounting surface 10a to the back surface 10b is the distance from the mounting surface 10a of the mounting portion 12 to the back surface 10b in the perpendicular m direction of the mounting surface 10a.
  • the thickness d of the mounting part 12 is not constant, it is preferable that the thickness d is fluctuate
  • the base material 10 is a plate-like body, and the back surface 10 b is the surface on the opposite side of the mounting surface 10 a.
  • the thickness d is also the thickness of the substrate 10.
  • the thickness d be smaller.
  • the thickness d of the mounting portion 12 is too thin, the flowability of the resin in the mounting portion 12 at the time of molding of the substrate 10 is reduced, and as a result, the moldability is reduced.
  • the mechanical strength of the substrate 10 is reduced, making it difficult to stand alone with the substrate 10 alone.
  • the substrate 10 can not stand on its own, for example, it is necessary to attach a support member such as a metal plate for supporting the substrate 10 to the back surface 10b of the substrate 10, which increases the cost.
  • the thickness d is preferably 0.6 mm or more.
  • the upper limit value of the thickness d is not particularly limited, and can be appropriately determined based on the application of the circuit component 700. From the viewpoint of the cost, the thickness d is, for example, 2.5 mm or less.
  • the foam molding when the thickness of the foam molding is 0.2 mm or less or 0.5 mm or less, the foam molding is mainly composed of the skin layer, and the core layer is hardly formed inside, and as a result, Foamed cells are difficult to form.
  • the thickness d of the mounting portion 12 is 0.2 mm or less or 0.5 mm or less, the heat dissipation to the back surface 10 b is improved by having almost no foam cells inside.
  • the thickness d of the mounting portion 12 exceeds 0.5 mm, there is a possibility that the foam cell 11 is present inside the mounting portion 12, and therefore the heat dissipation tends to be reduced.
  • the base material 10 of the present embodiment includes the insulating heat conductive filler, a certain degree of heat dissipation can be ensured, and there is also an advantage that the mechanical strength is improved as described above.
  • the circuit component 700 of the present embodiment described above can achieve both mass productivity and heat dissipation, as described below.
  • the base 10 is a foam. For this reason, even if it is a thermoplastic resin containing an insulating heat conductive filler, the fluidity of molten resin improves by containing a foaming agent at the time of fabrication. Furthermore, the transferability of the mold is improved by the foaming pressure, and the substrate 10 can obtain sufficient dimensional accuracy. As described above, the formability of the base material 10 is improved, so that it is not necessary to perform molding by increasing the holding pressure or the mold clamping pressure, and the generation of burrs is also suppressed. Thereby, the manufacturing cost of the circuit component 700 can be suppressed, and the mass productivity is improved.
  • the base material 10 of this embodiment can suppress generation
  • the foam cells 11 are mainly present in the core layer 14. For this reason, the surface (mounting surface 10a) of the base 10 on which the mounting component 30 to be a heat source is mounted is less affected by the foam cells 11, and the insulating heat conductive filler is sufficiently oriented in the resin flow direction. Good heat dissipation.
  • the base material 10 of this embodiment is a foaming molding, it has solder
  • a relatively low pressure physical blowing agent can be used.
  • appearance defects do not easily occur during foam molding, and thus the circuit pattern 70 can be easily formed on the surface.
  • the base 10 since the base 10 has sufficient heat dissipation performance, it is not necessary to provide a metal heat dissipation member. This can reduce costs.
  • the circuit pattern 70 is formed only on one side (mounting surface 10a) of the base material 10 of the plate-like body.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the substrate 10 is not limited to a plate-like body, and can have an arbitrary shape according to the application of the circuit component 700.
  • the circuit pattern 70 may be three-dimensionally formed over a plurality of surfaces of the substrate 10 or along a three-dimensional surface including a spherical surface or the like.
  • the circuit component 700 functions as a three-dimensional molded circuit component.
  • the circuit component 700 of the present embodiment may have the same heat resistance as the molded circuit component 600 of the first embodiment (see FIG. 4C). . That is, even when the circuit component 700 is heated and the surface temperature of the circuit component 700 is maintained at 240 ° C. to 260 ° C. for 5 minutes, the rate of change in thickness of the circuit component 700 due to heating is ⁇ 2% to 2%. Preferably, it may be -1% to 1%. Further, in the circuit component 700 obtained in the present embodiment, for example, when the surface temperature of the circuit component 700 is maintained at 200 ° C. to 260 ° C. for 3 minutes to 10 minutes, the rate of change in thickness of the circuit component 700 due to heating is ⁇ 2. It may be% to 2%, preferably -1% to 1%. The circuit component having such high heat resistance has little change in shape even when it passes through a reflow furnace for lead-free solder, and blisters and the like do not easily occur.
  • a thermoplastic resin containing an insulating heat conductive filler is foam-molded to obtain a foam molded body (base material 10) having a density reduction rate of preferably 0.5% to 10%.
  • the base material 10 is preferably foam-molded using a physical blowing agent such as carbon dioxide or nitrogen.
  • a physical blowing agent such as carbon dioxide or nitrogen.
  • blowing agents include chemical blowing agents and physical blowing agents. It is difficult to foam high melting point resin materials because chemical blowing agents have a low decomposition temperature. It is preferable to use a highly heat-resistant resin having a high melting point as the substrate 10. If a physical blowing agent is used, the base material 10 can be foam-molded using a high melting point resin.
  • MuCell registered trademark
  • a supercritical fluid or a low-pressure foam molding method eliminating the need for high-pressure equipment proposed by the present inventors (eg, WO 2017/007032) Can be used.
  • the pressure of the physical foaming agent introduced into the plasticizing cylinder of the foam injection molding machine, and the filling rate of the resin to the mold By adjusting the ratio etc., the density reduction rate of the foam molded article can be adjusted.
  • the pressure of the physical foaming agent introduced into the plasticizing cylinder is, for example, 10 MPa or less, preferably 6 MPa or less, more preferably 2 MPa or less.
  • the base 10 is manufactured by the same manufacturing method as the foam molded body 60 of the first embodiment using the manufacturing apparatus (injection molding apparatus) 1000 shown in FIG. 2 used in the first embodiment. It is also good.
  • the circuit pattern 70 is formed on the surface including the mounting surface 10 a of the substrate 10.
  • the method of forming the circuit pattern 70 is not particularly limited, and a general-purpose method can be used.
  • a plating film is formed on the entire mounting surface 10a, patterned on the plating film with a photo resist, and the plating film is removed by etching other than the circuit pattern, laser light is applied to the portion where the circuit pattern is to be formed.
  • the method of roughening a base material and forming a plating film only in a laser beam irradiation part etc. are mentioned.
  • the circuit pattern 70 may be formed by the same method as the circuit pattern of the first embodiment.
  • the circuit pattern 70 is formed by the method described below. First, a catalytically active interference layer is formed on the surface of the substrate 10. Next, a portion of the mounting surface 10a of the substrate 10 on which the catalyst activation blocking layer is formed, that is, a portion on which the electroless plating film is formed, that is, a portion on which the circuit pattern 70 is formed is laser-drawn. Thus, the laser drawing portion 15 is formed on the mounting surface 10a (FIGS. 7A and 7B). An electroless plating catalyst is applied to the surface of the substrate 10 which has been subjected to the laser drawing, and then the electroless plating solution is brought into contact. The catalytically active blocking layer interferes with the catalytic activity of the electroless plating catalyst applied thereon.
  • the formation of the electroless plating film is suppressed on the catalyst activation blocking layer.
  • an electroless plating film is formed because the catalyst active interference layer is removed.
  • the circuit pattern 70 is formed on the laser drawing portion 15 by the electroless plating film (FIGS. 8A and 8B).
  • the catalyst activity blocking layer can be formed using a resin (catalyst deactivator) that blocks catalyst activity.
  • the catalyst deactivator is preferably a polymer having an amide group and a dithiocarbamate group in the side chain. It is speculated that the side chain amido group and dithiocarbamate group act on the metal ion serving as the electroless plating catalyst to prevent the catalyst function from being exhibited.
  • the catalyst deactivating agent is preferably a dendritic polymer such as a dendrimer or a hyperbranched polymer.
  • the catalyst deactivator for example, the polymer disclosed in JP-A-2017-160518 can be used, and an interference layer can be formed on the surface of the substrate by the method disclosed in the same patent publication.
  • the laser beam and the laser drawing method used for the laser drawing are not particularly limited, and general-purpose laser light and the laser drawing method can be appropriately selected and used.
  • the surface of the substrate 10 may be roughened while removing the catalytically active blocking layer (not shown). As a result, the electroless plating catalyst is easily adsorbed to the laser drawing portion 15.
  • the electroless plating catalyst is not particularly limited, and a general-purpose catalyst can be appropriately selected and used. Further, as an electroless plating catalyst, for example, a plating catalyst solution containing a metal salt such as palladium chloride disclosed in JP-A-2017-036486 may be used. When a plating catalyst solution containing a metal salt is used as the electroless plating catalyst, a pretreatment liquid that promotes the adsorption of the electroless plating catalyst may be applied to the substrate before applying the plating catalyst solution to the substrate. As the pretreatment liquid, for example, an aqueous solution containing a nitrogen-containing polymer such as polyethyleneimine can be used.
  • the electroless plating solution and the electroless plating method are not particularly limited, and a general-purpose electroless plating solution and an electroless plating method can be appropriately selected and used.
  • the electroless plating solution contains, for example, a reducing agent such as sodium hypophosphite or formalin.
  • a reducing agent such as sodium hypophosphite or formalin.
  • an electroless nickel plating solution, an electroless nickel phosphorus plating solution, an electroless copper plating solution, an electroless palladium plating solution, etc. can be used.
  • the reduction effect of the electroless plating catalyst metal ion
  • electroless nickel plating solution electroless nickel phosphorus plating solution which contains sodium hypophosphite as a reducing agent, and the plating solution is stable.
  • electroless nickel plating solution electroless nickel phosphorus plating solution
  • electrolytic plating film may be further stacked on the electroless plating film.
  • the mounting surface 12 is covered with a resist other than the mounting portion 12 to which the mounting component 30 is soldered, and the mounting portion 12 is formed.
  • a gold plating film may be formed only on the outermost surface of the circuit pattern 70 to be formed.
  • the circuit pattern of such an aspect can be formed, for example, by the following method. First, a solder resist (for example, manufactured by Sun Ink Co., Ltd.) is applied to the entire surface including the mounting surface 10a on the base material 10 on which the circuit pattern excluding the gold plating film on the outermost surface is formed.
  • the resist layer on the mounting surface 10 a of the mounting unit 12 is removed using a laser beam to form an opening, and the circuit pattern is exposed to the opening. Then, a gold plating film is formed only on the outermost surface of the circuit pattern exposed in the opening.
  • the mounting component 30 is mounted on the mounting surface 10 a of the base 10 and electrically connected to the circuit pattern 70. Thereby, the circuit component 700 of this embodiment is obtained.
  • the mounting method is not particularly limited, and a general-purpose method can be used. For example, a solder reflow method in which the base material 10 on which the mounting component 30 is disposed in a high temperature reflow furnace is passed.
  • the mounting component 30 may be soldered to the substrate 10 by a laser soldering method (spot mounting) in which the interface 30 is irradiated for soldering.
  • the base material 10 of the circuit component 700 shown in above-mentioned FIG. 5 is a plate-shaped body with constant thickness
  • this embodiment is not limited to this.
  • the back surface 40b of the base 40 may be provided with a recess 45 partitioned by the side wall 45a and the bottom surface 45b.
  • the mounting component 30 is mounted on the mounting surface 40 a corresponding to the bottom surface 45 b.
  • the circuit component 400 of this modification is the same as the circuit component 700 shown in FIG. 5 except for the recess 45.
  • the core layer in the mounting portion 42 is thinned by providing the concave portion 45 on the back surface 40 b and reducing the thickness d 1 of the mounting portion 42 on which the mounting component 30 is provided.
  • the heat conductivity in the thickness direction of the mounting portion 42 is improved, and the heat generated by the mounting component 30 can be easily dissipated to the back surface 40 b.
  • the heat dissipation of the circuit component 400 can be further improved.
  • the thickness d1 of the mounting portion 42 As a mode in which the thickness d1 of the mounting portion 42 is reduced, a mode in which a recess is provided on the mounting surface 40a can be considered.
  • the mounting surface 40 a is provided with the unevenness, the formation of the circuit pattern 70 may be difficult.
  • the contrast of the plating film may be difficult to obtain on the surface having irregularities.
  • the heat dissipation of the circuit component 400 can be improved without adversely affecting the formation of the circuit pattern 70 on the mounting surface 40 a by providing the unevenness on the back surface 40 b.
  • the distance d1 from the mounting surface 40a to the bottom surface 45b is preferably, for example, 0.1 mm to 1.5 mm.
  • the distance d1 from the mounting surface 40a to the bottom surface 45b is the distance from the mounting surface 40a to the bottom surface 45b in the perpendicular direction of the mounting surface 40a.
  • the distance d1 fluctuates within the above range. By setting the distance d1 within the above range, it is possible to prevent the decrease in the formability and the mechanical strength of the substrate 40 and to improve the heat dissipation of the circuit component 400.
  • one mounting component 30 is mounted on the mounting surface 40 a corresponding to the bottom surface 45 b of one recess 45.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • a plurality of mounting components 30 may be mounted on the mounting surface 40 a corresponding to the bottom surface 45 b of one recess 45.
  • the area of the bottom surface 45 b may be larger or smaller than the area of the bottom surface of the mounting component 30, and the area of the bottom surface 45 b and the area of the bottom surface of the mounting component 30 may be substantially the same.
  • the area of the bottom surface 45b per mounting component 30 disposed on the mounting surface 40a corresponding to the bottom surface 45b is, for example, 4 cm 2 or less, preferably 0.4 cm 2 to 4 cm 2 .
  • the thickness d2 of the portion other than the mounting portion 42 of the base material 40 is, for example, 0.6 mm to 2.5 mm from the viewpoint of mechanical strength and cost.
  • the recess 45 may be formed simultaneously with the molding of the substrate 40.
  • the base material 40 of the present modification can be formed by using a mold having a convex portion corresponding to the concave portion 45 in the mold cavity.
  • the circuit component 500 of the present modification As shown in FIG. 10, the back surface 50b of the base 51 is provided with a recess 55 partitioned by the side wall 55a and the bottom surface 55b. Then, the through holes 56 are formed from the mounting surface 50 a of the mounting portion 52 on which the mounting component 30 is mounted to the bottom surface 55 b, and the electroless plating film 71 is formed on the inner wall of the through holes 56. The inside of the through hole 56 of this modification is filled with the electroless plating film 71. The electroless plating film 71 of the through hole 56 is connected to the mounting component 30 via the circuit pattern 70 and the solder 31.
  • the circuit component 500 of this modification is the same as the circuit component 400 shown in FIG. 9 except for the through hole 56.
  • the through holes 56 filled with the electroless plating film 71 by providing the through holes 56 filled with the electroless plating film 71 inside, the heat generated by the mounted component 30 can be easily dissipated to the back surface 50 b through the electroless plating film 71. Thereby, the heat dissipation of the circuit component 500 can be further improved. Further, by forming the electroless plating film 71 inside the through hole 56, it is possible to suppress a decrease in mechanical strength of the mounting portion 52 in which the through hole 56 is formed.
  • the through holes 56 may be formed, for example, by laser processing.
  • the electroless plating film 71 in the through hole 56 may be formed simultaneously, for example, when the circuit pattern 70 is formed of the electroless plating film.
  • the present embodiment is not limited to this, and the holes provided in the mounting surface 50a do not necessarily have to penetrate to the bottom surface 55b. That is, the non-through holes may be provided instead of the through holes 56.
  • a recess may be formed from the mounting surface 50a of the mounting portion 52 toward the bottom surface 55b, and an electroless plating film may be formed on the surface of the recess. . From the viewpoint of forming the electroless plating film, the through holes are preferable because the electroless plating solution easily flows.
  • the hole provided on the mounting surface 50a is preferably a concave portion not penetrating to the bottom surface 55b. Even with the recess, the effect of improving the heat dissipation of the circuit component 500 is achieved.
  • the depth of the recess from the mounting surface 50 a to the bottom surface 55 b of the mounting portion 52 can be arbitrarily determined as long as it is deeper than the thickness of the electroless plating film forming the circuit pattern. Further, the recess is not limited to the hole extending in the direction perpendicular to the mounting surface 50a, but may be a groove extending on the mounting surface 50a.
  • Sample 1-1 A foam molded article was produced, and a circuit pattern was formed on the foam molded article by a plating film to obtain a molded circuit component (Sample 1-1).
  • polyphenylene sulfide (PPS) made of polyplastic, gelatin 1130T6
  • nitrogen was used as the physical foaming agent.
  • the pressure of the physical blowing agent introduced into the starvation zone of the plasticizing cylinder was 1 MPa.
  • the manufacturing apparatus 1000 is an injection molding apparatus, and a mold provided with a plasticizing cylinder 210, a cylinder 100 which is a physical foaming agent supply mechanism for supplying a physical foaming agent to the plasticizing cylinder 210, and a mold.
  • a clamping unit (not shown) and a control device (not shown) for controlling operation of the plasticizing cylinder 210 and the clamping unit are provided.
  • the nozzle tip 29 of the plasticizing cylinder 210 is provided with a shut-off valve 28 which is opened and closed by driving the air cylinder, so that the inside of the plasticizing cylinder 210 can be maintained at high pressure.
  • a mold (not shown) is in close contact with the nozzle tip 29 and molten resin is injected and filled from the nozzle tip 29 into a cavity formed by the mold.
  • a resin supply hopper 211, a feeder screw 212, and an introduction speed adjustment container 300 are disposed at the resin supply port 201 and the inlet 202, respectively.
  • a cylinder 100 is connected to the introduction rate adjustment container 300 by a pipe 154 via a pressure reducing valve 151, a pressure gauge 152, and an open valve 153.
  • a sensor 27 for monitoring the pressure in the starvation zone 23 is provided in the starvation zone 23 of the plasticizing cylinder 210.
  • the screw 20 is disposed rotatably and back and forth in the plasticizing cylinder 210 in order to promote plasticization and melting of the thermoplastic resin and to measure and inject the molten resin.
  • the screw 20 is provided with the seal portion 26 and the large diameter portion 20A of the screw 20 as a mechanism for increasing the flow resistance of the molten resin.
  • thermoplastic resin is supplied from the resin supply port 201 into the plasticizing cylinder 210, and the thermoplastic resin is plasticized by a band heater (not shown) to be a molten resin, and the screw 20 rotates forward.
  • a band heater not shown
  • the molten resin is compressed and the pressure is increased on the upstream side of the seal portion 26, and in the starvation zone 23 downstream of the seal portion 26, the molten resin is It becomes unfilled (famine condition).
  • the molten resin fed further downstream is recompressed and metered near the tip of the plasticizing cylinder 210 before injection.
  • the plasticizing cylinder 210 the plasticization zone 21 where the thermoplastic resin is plasticized and melted, the compression zone 22 where the molten resin is compressed to increase the pressure, and the flow speed of the molten resin are adjusted sequentially from the upstream side
  • a flow velocity adjustment zone 25 a starvation zone 23 in which the molten resin is not filled, and a recompression zone 24 in which the molten resin decompressed in the starvation zone is compressed again are formed.
  • the inner diameter of the plasticizing cylinder 210 was 22 mm, and the inner diameter of the inlet 202 was 6 mm. Therefore, the inner diameter of the inlet 202 was about 27% of the inner diameter of the plasticizing cylinder 210.
  • the volume of the introduction rate adjustment container 300 was about 80 mL, and the volume of the starvation zone 23 was 110 mL. Therefore, the volume of the introduction rate adjusting container 300 was about 0.7 times the volume of the starvation zone 23.
  • a mold having a size of 5 cm ⁇ 5 cm ⁇ 2 mm was used.
  • a band heater (not shown) causes the plasticizing zone 21 to be 320 to 300 ° C, the compression zone 22 to be 320 ° C, the flow velocity adjusting zone 25 and the starvation zone 23 to be 300 ° C, and the recompression zone 24 to be 320 Adjusted to ° C.
  • resin pellets of thermoplastic resin PPS
  • the number of rotations of the feeder screw 212 was set in advance (setting of conditions) by molding a solid molded body (non-foamed molded body), and was determined as the number of rotations at which the resin pellet is starved.
  • the starvation supply of the resin pellet means that the resin cylinder or the molten resin does not fill the plasticizing cylinder in the plasticizing zone 21 during the supply of the resin pellet, and the supplied resin pellet or the molten resin thereof To the state in which the flight of the screw 20 is exposed.
  • the confirmation of the starvation supply of the resin pellet includes, for example, a method of confirming the presence or absence of the resin pellet or the molten resin on the screw 20 with an infrared sensor or a visualization camera. A transparent window was provided in the used feeder screw 212, and the state of the plasticization zone 21 immediately below the resin supply port 201 was visually confirmed and confirmed through the transparent window.
  • the supply amount of molten resin to the starvation zone 23 was limited.
  • the molten resin is compressed in the compression zone 22 to increase the pressure, and the molten resin becomes unfilled (starved) in the downstream starvation zone 23.
  • the physical blowing agent (nitrogen) introduced from the inlet 202 is present in the space where the molten resin does not exist, and the molten resin is It was pressurized.
  • the molten resin was sent to the recompression zone 24 to be recompressed, and as the screw 20 was retracted, one shot of molten resin was measured at the tip of the plasticizing cylinder 210. Thereafter, the shutoff valve 28 was opened, and a molten resin was injected and filled in the cavity so as to have a filling rate of 90% of the volume of the cavity to form a flat foam molded article (short shot method).
  • the mold temperature was 150 ° C. After molding, the foam was allowed to cool, and then the foam was removed from the mold. The cooling time was 10 seconds.
  • the injection molding of the molded body described above was continuously performed for 20 shots to obtain 20 foam molded bodies.
  • the pressure in starvation zone 23 in plasticizing cylinder 210 was constantly measured by pressure sensor 27.
  • the pressure in the starvation zone 23 was always constant at 1 MPa.
  • the value of the pressure gauge 152 indicating the pressure of nitrogen supplied to the starvation zone 23 was also always 1 MPa during the production of the foam molded article.
  • the molten resin was constantly pressurized with nitrogen of 1 MPa in the starvation zone 23 throughout one cycle of injection molding including the plasticizing measurement step, the injection step, the cooling step of the molded body, the removal step and the like. It was confirmed that the molten resin was always pressurized by the nitrogen in the starvation zone 23 during continuous molding of the 20 molded articles.
  • a circuit pattern formed of a plating film was formed on the foam molded body by the method described below.
  • the hyperbranched polymer represented by the formula (1) (1.3 g, dithiocarbamate group: 4.9 mmol), N-isopropylacrylamide (NIPAM) (1.10 g, 9.8 mmol), ⁇ , ⁇ ′-azo Bisisobutyronitrile (AIBN) (81 mg, 0.49 mmol) and dehydrated tetrahydrofuran (THF) (10 mL) were added to a Schlenk tube and freeze degassed three times. Then, the mixture was reacted by stirring overnight (18 hours) at 70 ° C. using an oil bath, and after completion of the reaction, it was cooled by ice water and diluted appropriately with THF.
  • NIPAM N-isopropylacrylamide
  • AIBN ⁇ , ⁇ ′-azo Bisisobutyronitrile
  • THF dehydrated tetrahydrofuran
  • the yield of the hyperbranched polymer represented by the formula (2) was 92%.
  • the laser was drawn.
  • the line width of the drawing pattern was 0.3 mm, and the minimum distance between adjacent drawing lines was 0.5 mm.
  • the laser drawing could remove the catalytically active interference layer in the laser drawing part.
  • an electrolytic copper plating film, an electrolytic nickel plating film, and an electrolytic gold plating film were sequentially laminated by 10 ⁇ m, 1 ⁇ m, and 0.1 ⁇ m on the nickel phosphorus film of the laser drawing portion by a general method to form a circuit pattern.
  • Samples 1-2 to 1-10 (molded circuit parts) were produced in the same manner as in 1.
  • the pressure in starvation zone 23 in plasticizing cylinder 210 was measured by pressure sensor 27 at all times.
  • the pressure in starvation zone 23 was the same constant pressure as the physical blowing agent introduced.
  • the value of the pressure gauge 152 indicating the pressure of nitrogen supplied to the starvation zone 23 was also a constant pressure set for each sample at all times during the production of the foam molded article.
  • the molten resin is always kept by the nitrogen of constant pressure set for each sample in the starvation zone 23 It was confirmed that the molten resin was always pressurized by the nitrogen in the starvation zone 23 during the continuous molding of the 20 moldings and that it was pressurized.
  • Samples 1-1 to 1-10 were evaluated by the method described below. The evaluation results of each sample are shown in Tables 1 and 2 together with the pressure of the physical blowing agent used in the production of the foam molded article of each sample.
  • the surface temperature was measured by bringing a thermocouple into contact with the surface of the molded circuit part, and it was confirmed that the maximum temperature reached was 240 ° C to 260 ° C.
  • the molded circuit parts were removed from the electric furnace 5 minutes after the surface temperature reached the maximum temperature. The time for leaving the molded circuit component in the electric furnace was about 8 to 9 minutes.
  • the thickness of the portion whose thickness was measured before heating was measured again (thickness Da), and the rate of change in thickness of the molded circuit component in the heating test was determined by the following equation. (Da-Db) / Db ⁇ 100 (%)
  • Db Thickness of the molded circuit component before heating
  • Da Thickness of the molded circuit component after heating
  • the samples 1-1 to 1-7 in which the pressure of the physical foaming agent used at the time of production of the foam molded article is 1 to 12 MPa have good foamability of the foam molded article, and the thickness change of the molded circuit component by the heating test Since the rate was small and the surface swelling was also small, it was confirmed that the heat resistance was high. Furthermore, the occurrence of swirl marks was also suppressed. Moreover, the pressure of the physical foaming agent used at the time of manufacture of the foam molded article is 2 to 10 MPa, and the foamability is better, the heat resistance is higher, and the generation of the swirl mark is also more satisfactory. It was less.
  • the samples 1-8 and 1-9 in which the pressure of the physical foaming agent used at the time of production of the foam molded body exceeds 12 MPa are compared with the samples 1-1 to 1-7, and the change of the thickness of the molded circuit part by the heating test The rate was large, and the surface blister was also large. From this, it was found that the heat resistance was lower compared to Samples 1-1 to 1-7. In addition, in the samples 1-8 and 1-9, the occurrence of swirl marks was also significant.
  • the sample 1 to 10 with a pressure of less than 0.5 MPa of the physical foaming agent used at the time of production of the foam molded article had insufficient foamability of the foam molded article in comparison with the samples 1-1 to 1-7. .
  • the pressure of the physical foaming agent (nitrogen) introduced into the starvation zone of the plasticizing cylinder is 0.5 MPa, 1 MPa, 2 MPa, 2 MPa, 4 MPa, respectively, using liquid crystal polymer (LCP) (made by Hori Plastics, Laperos S 135) as thermoplastic resin.
  • Samples 2-1 to 2-8 (formed circuit parts) were manufactured in the same manner as sample 1-1 except that the pressure was changed to 6 MPa, 8 MPa, 10 MPa and 0.4 MPa.
  • the pressure in starvation zone 23 in plasticizing cylinder 210 was measured by pressure sensor 27 at all times.
  • the pressure in starvation zone 23 was the same constant pressure as the physical blowing agent introduced.
  • the value of the pressure gauge 152 indicating the pressure of nitrogen supplied to the starvation zone 23 was also a constant pressure set for each sample at all times during the production of the foam molded article.
  • the molten resin is always kept by the nitrogen of constant pressure set for each sample in the starvation zone 23 It was confirmed that the molten resin was always pressurized by the nitrogen in the starvation zone 23 during the continuous molding of the 20 moldings and that it was pressurized.
  • Samples 2-1 to 2-7 in which the pressure of the physical foaming agent used at the time of production of the foam molded article is 0.5 to 10 MPa, have good foamability, and the rate of change in thickness of the foam molded article by heating test is small. The heat resistance was confirmed to be high. Furthermore, the occurrence of swirl marks was also suppressed. In addition, samples 2-2 to 2-5, in which the pressure of the physical foaming agent used at the time of production of the foam molded article is 1 to 6 MPa, have better foamability, higher heat resistance, and less occurrence of swirl marks.
  • the pressure of the physical foaming agent used at the time of production of the foam molded article is 0.5 to 10 MPa
  • the circuit component 700 was manufactured using the base material 10 of the plate-shaped body shown in FIG. Further, an LED (light emitting diode) was used as the mounting component 30.
  • an LED light emitting diode
  • thermoplastic resin containing an insulating heat conductive filler polyphenylene sulfide (PPS) containing aluminum oxide etc. (made by DIC, TZ-2010-A1, thermal conductivity 1 W / m ⁇ K) is used It was.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • a plate-like (50 mm ⁇ 80 mm ⁇ 2 mm) foam-formed article was formed using pressurized nitrogen as a physical foaming agent. The density reduction rate of the foam was 5% by adjusting the filling amount of the molten resin in the mold.
  • the molding conditions were: introduction pressure of physical foaming agent: 2 MPa, resin temperature: 350 ° C., mold temperature: 150 ° C., injection speed: 50 mm / s, clamping pressure: 3 tf, holding pressure: 0 (zero).
  • the appearance of the molded foam was observed with an optical microscope.
  • the variation width of the thickness of the foamed molded product was within 5 ⁇ m from the part located at the mold gate to the part located at the mold end at the time of molding, and the thickness of the foamed molded product was uniform. Further, no burr having a size that can be confirmed with a microscope was generated in the portion (flow end portion) located at the mold end of the molded body. Furthermore, the cross section of the foam was observed by SEM. In the skin layer ranging from the surface of the molded body to a depth of about 100 ⁇ m, no foam cell could be confirmed. In the core layer in a range deeper than about 100 ⁇ m from the surface of the molded body, fine foam cells having an average cell diameter of about 50 ⁇ m were observed.
  • a circuit pattern 70 formed of a plating film was formed on the substrate 10 by the method described below.
  • the hyperbranched polymer represented by Formula (2) was synthesize
  • the synthesized polymer represented by the formula (2) was dissolved in methyl ethyl ketone to prepare a polymer solution having a polymer concentration of 0.3% by weight.
  • the substrate was immersed in the room temperature polymer solution for 5 seconds and then dried in an 85 ° C. dryer for 5 minutes. As a result, a catalytically active interference layer with a film thickness of about 50 nm was formed on the substrate surface.
  • the 3D laser marker (made by Keyence, fiber laser, output 50 W) is used to overwrite three times at a processing speed of 800 mm / s, The portion corresponding to the circuit pattern 70 was laser drawn.
  • the line width of the drawing pattern was 0.3 mm, and the minimum distance between adjacent drawing lines was 0.5 mm.
  • the laser drawing could remove the catalytically active interference layer of the laser drawing portion 15 (see FIGS. 7 (a) and 7 (b)).
  • the surface of the laser drawing portion 15 was roughened, and the filler contained in the substrate 10 was exposed.
  • the laser roughening depth was about 50 ⁇ m.
  • Pretreatment for catalyst application Water is mixed with polyethyleneimine (PEI) with a weight-average molecular weight of 70,000 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, 30% by weight solution) and calcium hypophosphite (manufactured by Daido Seiyaku Co., Ltd.).
  • the pretreatment liquid was prepared such that the compounding amount (solid content concentration) was 1 g / L and the compounding amount of calcium hypophosphite was 5 g / L.
  • the substrate 10 was immersed in the prepared pretreatment liquid at room temperature for 5 minutes.
  • the electrolytic copper plating film, the electrolytic nickel plating film, and the electrolytic gold plating film were sequentially laminated on the nickel phosphorus film by 20 ⁇ m, 1 ⁇ m, and 0.1 ⁇ m, respectively, by a general-purpose method, to form the circuit pattern 70.
  • a surface mounting type high brightness LED manufactured by Nichia, NS2W123BT, 3.0 mm ⁇ 2.0 mm ⁇ 0.7 mm height
  • Three mounting components (LEDs) 30 and solders 31 were disposed on the mounting surface 10 a of the mounting portion 12 of the base 10 at positions where they can be electrically connected to the circuit pattern 70.
  • the average film thickness of the solder was about 20 ⁇ m.
  • three mounting components 30 were connected in series.
  • the substrate 10 was passed through a reflow furnace (solder reflow).
  • the substrate 10 was heated in the reflow furnace, and the maximum reached temperature of the substrate 10 was about 240 ° C., and the time for which the substrate 10 was heated at the maximum reached temperature was about 1 minute.
  • the mounting component 30 was mounted on the base 10 by the solder 31 to obtain a circuit component 700 (sample 3-1). In addition, swelling did not generate
  • Example 3-2 The circuit shown in FIG. 9 is the same as sample 3-1 except that the substrate 40 (FIG. 9) having a recess 45 formed on the back surface 40b is used instead of the plate-like substrate 10 (FIG. 5) Part 400 was manufactured.
  • the appearance of the resulting foam was observed with an optical microscope.
  • the mounting portion 52 has a smaller thickness (d1) as compared with the portion other than the mounting portion 52, there was no problem in the filling of the resin.
  • the fluctuation range of the thickness of the foamed molded article was within 5 ⁇ m, and the thickness (d2) of the portion other than the mounting portion 52 was uniform.
  • no burr having a size that can be confirmed with a microscope was generated in the portion (flow end portion) located at the mold end of the molded body.
  • the cross section of the foam was observed by SEM.
  • the mounting portion 52 having a small thickness (d1) the number of foam cells inside the core layer was smaller than that in the portion other than the mounting portion 52.
  • a circuit pattern 70 is formed on the mounting surface 40 a by the same method as the sample 3-1, the mounting component 30 is mounted, and the circuit component 400 (sample 3-2). Got).
  • Sample 3 except for using the substrate 51 (FIG. 10) having the recess 55 and the through hole 56 filled with the electroless plating film 71 in place of the plate-like substrate 10 (FIG. 5)
  • the circuit component 500 shown in FIG. 10 was manufactured in the same manner as -1.
  • the mounting component 30 was mounted on the mounting surface 50 a by the same method as the sample 3-1 to obtain a circuit component 500 (sample 3-3).
  • a circuit component 700 (Sample 3-4) shown in FIG. 5 was manufactured in the same manner as in Sample 3-1 except that the density reduction ratio of the foam molded article as the base material was 0.5%.
  • the introduction pressure of the physical foaming agent was 1 MPa, and the filling amount of the molten resin in the mold was adjusted to make the density reduction rate 0.5%. Further, the clamping pressure and the holding pressure were adjusted so that no burr was generated in the molded body.
  • the other molding conditions were the same as those of Sample 3-1.
  • a circuit component 700 (Sample 3-5) shown in FIG. 5 was manufactured in the same manner as in Sample 3-1 except that the density reduction ratio of the foamed molded product as the base material was 1%.
  • the introduction pressure of the physical foaming agent was 1 MPa, and the filling amount of the molten resin in the mold was adjusted to make the density reduction rate 1%. Further, the clamping pressure and the holding pressure were adjusted so that no burr was generated in the molded body.
  • the other molding conditions were the same as those of Sample 3-1.
  • a circuit component 700 (Sample 3-6) shown in FIG. 5 was manufactured in the same manner as in Sample 3-1 except that the density reduction ratio of the foam molded article as the base material was 7%.
  • the introduction pressure of the physical foaming agent was 2 MPa, and the filling amount of the molten resin in the mold was adjusted to make the density reduction rate 7%. Further, the clamping pressure was adjusted so that no burr was generated in the molded body.
  • the other molding conditions were the same as those of Sample 3-1.
  • a circuit component 700 (Sample 3-7) shown in FIG. 5 was manufactured in the same manner as in Sample 3-1 except that the density reduction ratio of the foam molded article as the base material was 10%.
  • the introduction pressure of the physical foaming agent was 2 MPa, and the filling amount of the molten resin in the mold was adjusted to make the density reduction rate 10%. Further, the clamping pressure was adjusted so that no burr was generated in the molded body.
  • the other molding conditions were the same as those of Sample 3-1.
  • Example 3-8 A circuit component having the same configuration as that of Sample 3-1 was produced except that the base was changed to a non-foamed molded body (solid molded body).
  • the appearance of the resulting foam was observed with an optical microscope.
  • the variation width of the thickness of the foamed molded product was 10 ⁇ m from the portion located at the mold gate to the portion located at the mold end at the time of molding, which was worse than the variation width 5 ⁇ m of Sample 3-1. Further, a burr having a length of about 50 ⁇ m was generated in the portion corresponding to the mold parting surface of the molded body, and the secondary processing of the deburring was necessary.
  • circuit pattern is formed on the mounting surface of the molded body by the same method as the sample 3-1, and the mounting component is mounted to obtain a circuit component (Sample 3-8). I got
  • a circuit component 700 (Sample 3-9) shown in FIG. 5 was produced in the same manner as in Sample 3-1 except that the density reduction ratio of the foam molded article as the base material was 15%.
  • the introduction pressure of the physical foaming agent was 4 MPa, and the filling amount of the molten resin in the mold was adjusted to make the density reduction rate 15%.
  • the other molding conditions were the same as those of Sample 3-1.
  • Mass productivity of the base material (molded body) Mass productivity of the base material (molded body) was evaluated according to the following evaluation criteria.
  • the circuit components of the samples 3-1 to 3-7 were able to keep the temperature of the LED as low as 90 ° C. or less, have high heat dissipation, and also had good mass productivity of molded articles.
  • Samples 3-1 to 3-3 in which the shapes of the substrates are different and the other conditions are the same are compared.
  • the temperature of the LED is lower in the circuit component 400 (FIG. 9) in which the base material of the sample 3-2 is provided with a recess than in the circuit component 700 of the sample 3-1 (FIG. 5) using the plate base
  • the temperature of the LED was lower in the circuit component 500 (FIG. 10) in which the base of the sample 3-3 was provided with the recess and the through hole. That is, the heat dissipation was high in the order of samples 3-3 and 3-2 and 3-1.
  • samples 3-1, 3-4 to 3-7 and 3-9 having different density reduction rates of the substrate and the same other conditions are compared.
  • the temperatures of the LEDs of Samples 3-1, 3-5 and 3-6 are almost the same as when the non-foamed molded product is used as the substrate (Sample 3-8), and the heat dissipation is equivalent to that of the non-foamed molded product. It could be confirmed that it had sex.
  • Sample 3-4 which has a density reduction rate of 0.5%, has a slightly lower mass productivity
  • Sample 3-7 which has a density reduction rate of 10%.
  • LED temperature was somewhat high.
  • the temperature of LED was compared with the sample 3-1, 3-5, and 3-6 in sample 3-9 whose density reduction rate of a base material is 15%. The heat dissipation was lowered.
  • Sample 3-9 in which the density reduction rate of the substrate is high, the thermal resistance of the substrate is increased due to the catastrophic effect of the foam cells, so it is presumed that the effect of the insulating heat conductive filler in the substrate is reduced.
  • the manufacturing method of the present invention can simplify the device mechanism relating to the physical blowing agent.
  • a foam molded article excellent in foamability can be efficiently produced at low cost.
  • molded circuit parts having high heat resistance can be manufactured.
  • the circuit component (MID) of the present invention can achieve both mass productivity and heat dissipation. For this reason, it can suppress that a circuit component becomes high temperature by heat_generation

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Abstract

自動車部品等の軽量化のニーズに合致する回路部品を提供する。回路部品であって、熱可塑性樹脂を含む発泡成形体である基材と、前記基材上に形成されている回路パターンとを含む。

Description

回路部品の製造方法及び回路部品
 本発明は、回路部品(成形回路部品)の製造方法及び回路部品(成形回路部品)に関する。
 近年、自動車の軽量化及び電動化のトレンドに伴い、自動車の金属部品を軽量で絶縁性のある発泡樹脂部品に置き換える動きがある。このため、発泡成形体の製造方法(発泡成形)の研究及び実用化が盛んである。発泡成形には、従来から、汎用エンジニアリングプラスチック(汎用エンプラ)であるポリプロピレン(PP)やアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂(ABS)が用いられてきた。また、ある程度の耐熱性を有する、ポリアミド6、ポリアミド66等のガラス繊維強化樹脂等も発泡成形に用いられる。発泡成形に用いる発泡剤は、大別すると、物理発泡剤と化学発泡剤との2種類があるが、化学発泡剤は高融点材料への適用が困難である。このため、上述の耐熱性の高いガラス繊維強化樹脂等の発泡成形には、物理発泡剤として高圧の超臨界流体を用いた発泡射出成形法が採用されている(例えば、特許文献1~3)。
 上述の汎用エンプラの常用耐熱温度は100℃程度であるが、より高温の環境下での使用が想定される用途には、常用耐熱温度が150℃以上であるポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)等のスーパーエンジニアリングプラスチック(スーパーエンプラ)が用いられる。PPSはコストパフォーマンスに優れ、自動車部品での採用が最も伸びているスーパーエンプラである。LCPは高精密コネクター等の小型部品での用途が拡大している。特許文献4及び5には、PPSの発泡成形体の製造方法が開示されている。
 また、近年、MID(Molded Interconnected Device)が、スマートフォン等で実用化されており、今後、自動車分野での応用拡大が期待されている。MIDは、成形体の表面に金属膜で三次元回路を形成したデバイスであり、製品の軽量化、薄肉化及び部品点数削減に貢献できる(例えば、特許文献6及び7)。
 発光ダイオード(LED)が実装されたMIDも提案されている。LEDは、通電により発熱するため背面からの排熱が必要であり、MIDの放熱性を高めることが重要となる。特許文献8及び9では、MIDと金属製の放熱材料とを一体化した複合部品が提案されている。
 また、伝導性フィラーを樹脂に混合して成形し、樹脂成形体自体の放熱性を高める方法も提案されている(例えば、特許文献10)。
特許第2625576号公報 特許第3788750号公報 特許第4144916号公報 特開2013‐60508号公報 特開2012‐251022号公報 欧州特許第1274288号公報 特許第5022501号公報 特許第3443872号公報 特開2017‐199803号公報 特開2015‐108058号公報
 自動車部品軽量化のニーズに合致するため、特許文献6及び7に開示されるMID等の成形回路部品は、更なる軽量化が求められている。そこで、成形回路部品に比重の小さい発泡成形体を用いて、成形回路部品を軽量化することが期待されている。本発明は、上記課題を解決するものであり、軽量な成形回路部品を提供する。
 また、特許文献4及び5に開示されるPPSの発泡成形体の製造方法は、PPSの成形体を加圧不活性ガス雰囲気中に保持して不活性ガスを浸透させる工程と、不活性ガスを浸透させたPPSを常圧下で加熱して発泡させる工程とを有する、所謂、バッチ式の製造方法である。このため、射出成形や押出成形等の連続成形と比較して生産性が劣るという課題を有している。
 特許文献1~3に開示される物理発泡剤を用いた発泡成形方法は、生産性が高い連続成形であり、比較的樹脂を選ばない発泡成形技術である。したがって、原理的には、特許文献1~3に開示される方法により、PPS等のスーパーエンプラの発泡成形が可能だと思われる。しかし、近年の自動車部品には、非常に高い耐熱性が要求される。本願の発明者らの検討によれば、特許文献1~3に開示されるような、従来の高圧の物理発泡剤を用いて製造した発泡成形体及びそれを用いた成形回路部品は、樹脂材料にスーパーエンプラを用いたとしても、十分な耐熱性を得られないことが判明した。
 本発明は、上記課題を解決するものであり、生産性の高い連続成形を含み、耐熱性が高く且つ軽量な成形回路部品の製造方法を提供する。
 更に、MID等の回路部品の基材となる樹脂成形体が十分な放熱性能を有すれば、特許文献8及び9に開示される金属製の放熱部材は不要となり、回路部品のコストを削減できる。しかし、例えば、特許文献10に開示されるような導電性フィラーを熱可塑性樹脂に添加して電子部品に要求される放熱性を得ようとすると、成形時の熱可塑性樹脂の流動性が低下する。この結果、成形性が低下して、樹脂成形体は十分な寸法精度を得られない。
 樹脂成形体の寸法精度を向上させるために保圧を高めて成形すると、樹脂成形体にバリが発生する虞がある。バリが発生した場合には、バリ取りの二次加工が必要となる。また、バリの発生を抑制するために、型締め圧を高くして成形すると、金型の寿命が短くなる問題が発生する。これらは、回路部品の製造コストを上昇させ、量産性を低下させる。
 本発明はこれらの課題を解決するものであり、樹脂成形体である基材を用いた回路部品(MID)において、量産性と放熱性を両立できる回路部品を提供する。
 本発明の第1の態様に従えば、回路部品であって、熱可塑性樹脂を含む発泡成形体である基材と、前記基材上に形成されている回路パターンとを含むことを特徴とする回路部品が提供される。
 本態様において、前記熱可塑性樹脂は、スーパーエンジニアリングプラスチックを含み、前記回路部品を加熱して、前記回路部品の表面温度を240℃~260℃に5分間維持したとき、加熱による前記回路部品の厚みの変化率が-2%~2%であってもよい。前記回路部品の加熱をリフロー炉によって行ってもよい。
 本態様において、前記回路部品は、前記熱可塑性樹脂と、絶縁性熱伝導フィラーとを含み、密度低減率が0.5%~10%である前記発泡成形体であり、実装面と、前記実装面に対向する背面とを有する前記基材と、前記実装面を含む前記基材の表面に形成されている前記回路パターンと、前記基材の実装面に実装され、前記回路パターンと電気的に接続している実装部品とを有し、前記基材の前記実装部品が実装されている部分において、前記実装面から前記背面までの距離が0.1mm以上であってもよい。前記基材の密度低減率が、1~7%であってもよい。また、前記基材の前記実装部品が実装されている部分において、前記実装面から前記背面までの距離が0.5mmを超えてもよく、また、前記実装面から前記背面までの間に発泡セルを有してもよい。また、前記背面に、側壁と底面により区画される凹部が形成され、前記底面に対応する前記実装面上に前記実装部品が実装され、前記実装面から前記底面までの距離が、0.1mm~1.5mmであってもよい。前記底面に対応する前記実装面上に配置される前記実装部品1個当たりの前記底面の面積が、0.4cm~4cmであってもよい。
 前記実装面から前記底面に向かって、非貫通又は貫通の孔が形成されており、前記孔の内壁に無電解メッキ膜が形成されていてもよい。また、前記基材の前記実装部品が実装されている部分において、前記実装面に凹部が形成され、前記凹部の表面に無電解メッキ膜が形成されていてもよい。
 前記実装部品がLEDであってもよく、前記回路パターンが、無電解メッキ膜を含んでもよい。また、前記背面に放熱部材が設けられていなくてもよい。前記熱可塑性樹脂が、スーパーエンジニアリングプラスチックを含んでもよく、前記スーパーエンジニアリングプラスチックが、ポリフェニレンサルファイド又は液晶ポリマーを含んでもよい。
 本発明の第2の態様に従えば、熱可塑性樹脂が可塑化溶融されて溶融樹脂となる可塑化ゾーンと、前記溶融樹脂が飢餓状態となる飢餓ゾーンとを有し、前記飢餓ゾーンに物理発泡剤を導入するための導入口が形成された可塑化シリンダを用いて、回路部品を製造する方法であって、前記可塑化ゾーンにおいて、前記熱可塑性樹脂を可塑化溶融して前記溶融樹脂とすることと、前記飢餓ゾーンに一定圧力の前記物理発泡剤を含む加圧流体を導入し、前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持することと、前記飢餓ゾーンにおいて、前記溶融樹脂を飢餓状態とすることと、前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持した状態で、前記飢餓ゾーンにおいて、前記飢餓状態の溶融樹脂と前記一定圧力の物理発泡剤を含む加圧流体とを接触させることと、前記物理発泡剤を含む加圧流体を接触させた前記溶融樹脂を発泡成形体に成形することと、前記発泡成形体の表面に回路パターンを形成することとを含み、前記熱可塑性樹脂がスーパーエンジニアリングプラスチックであり、前記一定圧力が0.5MPa~12MPaであることを特徴とする回路部品の製造方法が提供される。
 本態様において、前記スーパーエンジニアリングプラスチックが、ポリフェニレンサルファイド又は液晶ポリマーを含でもよい。また、前記スーパーエンジニアリングプラスチックがポリフェニレンサルファイドを含み、前記一定圧力が2MPa~12MPaであってもよい。前記物理発泡剤が窒素であってもよい。
 前記飢餓ゾーンにおいて、前記物理発泡剤を含む加圧流体で前記溶融樹脂を加圧してもよく、前記発泡成形体の製造中、常時、前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持してもよい。前記可塑化シリンダは、前記導入口に接続する導入速度調整容器を有し、前記製造方法は、前記物理発泡剤を含む加圧流体を前記導入速度調整容器に供給することを更に含み、前記導入速度調整容器から、前記飢餓ゾーンに前記一定圧力の物理発泡剤を含む加圧流体を導入してもよい。前記導入口は、常時、開放されており、前記発泡成形体の製造中、前記導入速度調整容器及び前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持してもよい。
 前記回路パターンが無電解メッキ膜を含んでおり、前記発泡成形体の表面に回路パターンを形成することが、前記発泡成形体の表面に、アミド基及びアミノ基の少なくとも一方を有するポリマーを含む触媒活性妨害層を形成することと、前記触媒活性妨害層を形成した前記発泡成形体の表面の一部を加熱又は光照射することと、加熱又は光照射した前記発泡成形体の表面に無電解メッキ触媒を付与することと、前記無電解メッキ触媒を付与した前記発泡成形体の表面に無電解メッキ液を接触させ、前記表面の加熱部分又は光照射部分に前記無電解メッキ膜を形成することとを含んでもよい。前記ポリマーが、ハイパーブランチポリマーであってもよい。
 本発明は、軽量な回路部品(成形回路部品)を提供できる。
第1の実施形態の発泡成形体の製造方法を示すフローチャートである。 第1の実施形態で用いる発泡成形体の製造装置を示す概略図である。 第1の実施形態における発泡成形体の表面に回路パターンを形成する方法を示すフローチャートである。 第1の実施形態における発泡成形体の表面に回路パターンを形成する方法を説明する図である。 図5(a)は、第2の実施形態の回路部品の上面模式図であり、図5(b)は、図5(a)のB1‐B1線断面模式図である。 図6は、図5(b)に示す回路部品の一部拡大図である。 図7(a)は、図5(a)に示す回路部品の製造途中の構造を示す上面模式図であり、図7(b)は、図7(a)のB3‐B3線断面模式図である。 図8(a)は、図5(a)に示す回路部品の別の製造途中の構造を示す上面模式図であり、図8(b)は、図8(a)のB4‐B4線断面模式図である。 図9は、第2の実施形態の変形例1の回路部品の断面模式図である。 図10は、第2の実施形態の変形例2の回路部品の断面模式図である。
[第1の実施形態]
 図1に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態の成形回路部品の製造方法について説明する。本実施形態では、まず、発泡成形体を製造し(図1のステップS1~S5)、発泡成形体の表面に回路パターンを形成して(図1のステップS6)成形回路部品を得る。ここで、「成形回路部品」とは、樹脂成形体の表面に電気回路が形成されている部品を意味する。
<発泡成形体の製造装置>
 まず、本実施形態で用いる発泡成形体を製造する製造装置について説明する。本実施形態では、図2に示す製造装置(射出成形装置)1000を用いて発泡成形体を製造する。製造装置1000は、主に、スクリュ20が内設された可塑化シリンダ210と、物理発泡剤を可塑化シリンダ210に供給する物理発泡剤供給機構であるボンベ100と、金型が設けられた型締めユニット(不図示)と、可塑化シリンダ210及び型締めユニットを動作制御するための制御装置(不図示)を備える。可塑化シリンダ210内において可塑化溶融された溶融樹脂は、図2における右手から左手に向かって流動する。したがって本実施形態の可塑化シリンダ210内部においては、図2における右手を「上流」または「後方」、左手を「下流」または「前方」と定義する。
 可塑化シリンダは、熱可塑性樹脂が可塑化溶融されて溶融樹脂となる可塑化ゾーン21と、可塑化ゾーン21の下流側に、溶融樹脂が飢餓状態となる飢餓ゾーン23とを有する。「飢餓状態」とは、溶融樹脂が飢餓ゾーン23内に充満せずに未充満となる状態である。したがって、飢餓ゾーン23内には、溶融樹脂の占有部分以外の空間が存在する。また、飢餓ゾーン23に物理発泡剤を導入するための導入口202が形成されており、導入口202には、導入速度調整容器300が接続している。ボンベ100は、導入速度調整容器300を介して可塑化シリンダ210に物理発泡剤を供給する。
 尚、製造装置1000は、飢餓ゾーン23を1つしか有していないが、本実施形態に用いられる製造装置は、これに限定されない。例えば、溶融樹脂への物理発泡剤の浸透を促進するために、飢餓ゾーン23及びそこに形成される導入口202を複数有し、複数の導入口202から物理発泡剤を可塑化シリンダ210に導入する構造であってもよい。また、製造装置1000は射出成形装置であるが、本実施形態に用いられる製造装置は、これに限定されず、例えば、押出成形装置であってもよい。
<成形回路部品の製造方法>
(1)熱可塑性樹脂の可塑化溶融
 まず、可塑化シリンダ210の可塑化ゾーン21において、熱可塑性樹脂を可塑化溶融して溶融樹脂とする(図1のステップS1)。本実施形態では、熱可塑性樹脂として、スーパーエンジニアリングプラスチック(以下、適宜「スーパーエンプラ」と記載する)を用いることが好ましい。一般に、連続使用温度が150℃以上のプラスチックがスーパーエンプラに分類されるため、本願明細書においても、スーパーエンプラの定義はこれに従う。スーパーエンプラの多くは、その分子鎖の中にベンゼン環を含むため、分子鎖が太く強い。環境温度が高温になっても分子は運動し難くなるため、耐熱性に優れる。尚、フッ素樹脂の中には、ベンゼン環構造を有さずとも耐熱性に優れ、スーパーエンプラに分類される樹脂がある。フッ素樹脂は、炭素と結合すると非常に安定するためである。
 スーパーエンプラは、非晶性(透明)樹脂と結晶性樹脂に大別される。非晶性(透明)樹脂としては、例えば、ポリフェニルスルホン(PPSU)、ポリスルホン(PSU)、ポリアリレート(PAR)、ポリエーテルイミド(PEI)が挙げられ、結晶性樹脂としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリアミドイミド(PAI)、液晶ポリマー(LCP)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)が挙げられる。本実施形態のスーパーエンプラは、これらを単独で用いても、二種類以上を混合して用いてもよく、また、これらのエンプラを含むポリマーアロイを用いてもよい。本実施形態に用いるスーパーエンプラとしては、微細セルを形成し易い結晶性樹脂が好ましく、中でも、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)がより好ましい。
 ポリフェニレンサルファイド(PPS)は、比較的安価である、化学的に安定である、寸法精度が出やすい、強度が高い等の利点を有するため、自動車用部品を中心に需要が拡大している。一方で、PPSは、成形に際してバリが発生し易い、ガラス長繊維等を混合すると反りが発生し易い、比重が大きいという課題がある。本実施形態では、PPSを発泡成形することで、バリや反りを抑制でき、更に比重を低減できる。液晶ポリマー(LCP)は、溶融樹脂の剪断速度依存性が大きいため、成形に際してバリが発生しにくい、薄肉成形部品においても高寸法精度が得られるという利点を有する。自動車用部品においては、LCPは高耐熱性が要求されるコネクターに採用されている。一方で、LCPは、高価であり、また比重が大きいという課題がある。本実施形態では、LCPを発泡成形することで、比重を低減でき、同じサイズのソリッド成形体(無発泡成形体)と比較して使用量が減るためコスト低減も図れる。
 本実施形態の熱可塑性樹脂には、ガラス繊維、タルク、カーボン繊維などの各種無機フィラーを混練してもよい。熱可塑性樹脂に、発泡核剤として機能する無機フィラーや溶融張力を高める添加剤を混合することで、発泡セルを微細化できる。本実施形態の熱可塑性樹脂は、必要に応じてその他の汎用の各種添加剤を含んでもよい。
 また、本実施形態では、熱可塑性樹脂としてスーパーエンプラのみを用いるが、発泡成形体の用途によっては、発泡成形体の耐熱性に影響を与えない程度に、スーパーエンプラではない、汎用の熱可塑性樹脂を混合して用いてもよい。本実施形態において、発泡成形体を構成する熱可塑性樹脂の主成分はスーパーエンプラであり、例えば、発泡成形体を構成する熱可塑性樹脂中のスーパーエンプラの割合は、60重量%~100重量%が好ましく、95重量%~100重量%がより好ましい。また、本実施形態では、発泡剤として物理発泡を用い、化学発泡剤は併用しない。したがって、本実施形態の熱可塑性樹脂であるスーパーエンプラは、化学発泡剤を含まない。スーパーエンプラの溶融温度は高いため、化学発泡剤の併用は困難である。
 本実施形態では、図2に示すスクリュ20が内設された可塑化シリンダ210内で熱可塑性樹脂の可塑化溶融を行う。可塑化シリンダ210の外壁面にはバンドヒータ(図示せず)が配設されており、これにより可塑化シリンダ210が加熱され、更にスクリュ20の回転による剪断発熱も加わり、熱可塑性樹脂が可塑化溶融される。
(2)飢餓ゾーンの圧力保持
 次に、飢餓ゾーン23に一定圧力の物理発泡剤を導入し、飢餓ゾーン23を前記一定圧力に保持する(図1のステップS2)。
 物理発泡剤としては、加圧流体を用いる。本実施形態において「流体」とは、液体、気体、超臨界流体のいずれかを意味する。また、物理発泡剤は、コストや環境負荷の観点から、二酸化炭素、窒素等が好ましい。本実施形態の物理発泡剤の圧力は比較的低圧であるため、例えば、窒素ボンベ、二酸化炭素ボンベ、空気ボンベ等の流体が貯蔵されたボンベから、減圧弁により一定圧力に減圧して取り出した流体を用いることができる。この場合、昇圧装置が不要となるので、製造装置全体のコストを低減できる。また、必要であれば所定の圧力まで昇圧した流体を物理発泡剤として用いてもよい。例えば、物理発泡剤として窒素を使用する場合、以下の方法で物理発泡剤を生成できる。まず、大気中の空気をコンプレッサーで圧縮しながら窒素分離膜を通して窒素を精製する。次に、精製した窒素をブースターポンプやシリンジポンプ等を用いて所定圧力まで昇圧し、物理発泡剤を生成する。また、圧縮空気を物理発泡剤として利用してもよい。本実施形態では、物理発泡剤と溶融樹脂の強制的な剪断混錬を行わない。このため、物理発泡剤として圧縮空気を用いても、溶融樹脂に対して溶解性の低い酸素は溶融樹脂に溶解し難く、溶融樹脂の酸化劣化を抑制できる。
 飢餓ゾーン23に導入する物理発泡剤の圧力は一定であり、導入される物理発泡剤と同一の一定圧力に飢餓ゾーン23の圧力は保持される。この物発泡剤の圧力は、例えば、0.5MPa~12MPaであり、2MPa~12MPaが好ましく、2MPa~10MPaがより好ましく、2MPa~8MPaが更により好ましい。また、物理発泡剤の圧力は、1MPa~6MPaが好ましい。溶融樹脂の種類により最適な圧力は異なるが、物理発泡剤の圧力を0.5MPa以上とすることで、発泡に必要な量の物理発泡剤が溶融樹脂内に浸透でき、発泡成形体の発泡性が向上する。また、物理発泡剤の圧力を12MPa以下とすることで、発泡成形体の耐熱性が向上し、スワールマークの発生が抑制され、更に装置負荷を低減できる。尚、溶融樹脂を加圧する物理発泡剤の圧力が「一定」とは、所定圧力に対する圧力の変動幅が、好ましくは±20%以内、より好ましくは±10%以内であることを意味する。飢餓ゾーンの圧力は、例えば、可塑化シリンダ210の飢餓ゾーン23内に設けられた圧力センサ27により測定される。尚、スクリュ20の進退に伴い、飢餓ゾーン23は可塑化シリンダ210内を前後方向に移動するが、図2に示す圧力センサ27は、飢餓ゾーン23の最前進位置及び最後退位置において、常に飢餓ゾーン23内に存在する位置に設けられる。また、導入口202に対向する位置も、常に飢餓ゾーン23内にある。したがって、圧力センサ27は導入口202に対向する位置には設けられていないが、圧力センサ27の示す圧力と、導入口202に対向する位置の圧力は、ほぼ同一である。また、本実施形態では、飢餓ゾーン23に物理発泡剤のみを導入するが、本発明の効果に影響を与えない程度に、物理発泡剤以外の他の加圧流体を同時に飢餓ゾーン23に導入してもよい。この場合、飢餓ゾーン23に導入される物理発泡剤を含む加圧流体は、上述の一定圧力を有する。
 本実施形態では、図2に示すように、ボンベ100から導入速度調整容器300を介し、導入口202から飢餓ゾーン23へ物理発泡剤を供給する。物理発泡剤は、減圧弁151を用いて所定の圧力に減圧した後、昇圧装置等を経ることなく、導入口202から飢餓ゾーン23で導入される。本実施形態では、可塑化シリンダ210に導入する物理発泡剤の導入量、導入時間等を制御しない。そのため、それらを制御する機構、例えば、逆止弁や電磁弁等を用いた駆動弁は不要であり、導入口202は、駆動弁を有さず、常に開放されている。本実施形態では、ボンベ100から供給される物理発泡剤により、減圧弁151から、導入速度調整容器300を経て、可塑化シリンダ210内の飢餓ゾーン23まで、一定の物理発泡剤の圧力に保持される。
 物理発泡剤の導入口202は、従来の製造装置の物理発泡剤の導入口と比較して内径が大きい。このように導入口202の内径を大きくできるのは、成形中に導入口202が対向する飢餓ゾーン23における溶融樹脂の量が、従来の製造装置と比較して少ないためである。このため、比較的低圧の物理発泡剤であっても、可塑化シリンダ210内に効率良く導入できる。また、溶融樹脂の一部が導入口202に接触して固化した場合であっても、内径が大きいため、完全に塞がることなく導入口として機能できる。例えば、可塑化シリンダ210の内径が大きい場合、即ち、可塑化シリンダの外径が大きい場合に、導入口202の内径を大きくし易い。一方、導入口202の内径が極端に大き過ぎると、溶融樹脂の滞留が発生して成形不良の原因となり、また、導入口202に接続する導入速度調整容器300が大型化して装置全体のコストが上昇する。具体的には、導入口202の内径は、可塑化シリンダ210の内径の20%~100%が好ましく、30%~80%がより好ましい。または、可塑化シリンダ210の内径に依存せず、導入口202の内径は、3mm~150mmが好ましく、5mm~100mmがより好ましい。ここで、導入口202の内径とは、可塑化シリンダ210の内壁210a上における開口部の内径を意味する。また、導入口202の形状、即ち、可塑化シリンダ210の内壁210a上における開口部の形状は、真円に限られず、楕円や多角形であってもよい。導入口202の形状が楕円や多角形である場合には、導入口202の面積と同じ面積の真円におけるその直径を「導入口202の内径」と定義する。
 次に、導入口202に接続する導入速度調整容器300について説明する。導入口202に接続する導入速度調整容器300は、一定以上の容積を有することで、可塑化シリンダ210へ導入される物理発泡剤の流速を緩やかにし、導入速度調整容器300内に物理発泡剤が滞留できる時間を確保できる。導入速度調整容器300は、周囲に配置されたバンドヒーター(図示せず)により加熱された可塑化シリンダ210に直接接続されることにより、可塑化シリンダ210の熱が導入速度調整容器300に伝導される。これにより、導入速度調整容器300内部の物理発泡剤は加温され、物理発泡剤と溶融樹脂との温度差が小さくなり、物理発泡剤が接触する溶融樹脂の温度を極度に低下させることを抑制し、物理発泡剤の溶融樹脂への溶解量(浸透量)を安定化できる。即ち、導入速度調整容器300は、物理発泡剤の加温機能を有するバッファー容器として機能する。一方で、導入速度調整容器300は、その容積が大きすぎると、装置全体のコストが上昇する。導入速度調整容器300の容積は、飢餓ゾーン23に存在する溶融樹脂の量にも依存するが、5mL~20Lが好ましく、10mL~2Lがより好ましく、10mL~1Lが更により好ましい。導入速度調整容器300の容積をこの範囲とすることで、コストを考慮しながら物理発泡剤が滞留できる時間を確保できる。
 また、後述するように物理発泡剤は溶融樹脂に接触して浸透することにより、可塑化シリンダ210内で消費される。飢餓ゾーン23の圧力を一定に保持するために、消費された分の物理発泡剤が導入速度調整容器300から飢餓ゾーン23へ導入される。導入速度調整容器300の容積が小さすぎると、物理発泡剤の置換頻度が高くなるため、物理発泡剤の温度が不安定となり、その結果、物理発泡剤の供給が不安定になる虞がある。したがって、導入速度調整容器300は、1~10分間に可塑化シリンダにおいて消費される量の物理発泡剤が滞留できる容積を有することが好ましい。また、例えば、導入速度調整容器300の容積は、当該導入速度調整容器300が接続される飢餓ゾーン23の容積の0.1倍~5倍が好ましく、0.5倍~2倍がより好ましい。本実施形態では、飢餓ゾーン23の容積は、溶融樹脂を含まない、空の可塑化シリンダ210において、スクリュ20の軸の直径及びスクリュフライトの深さが一定である部分が位置する領域(23)の容積を意味する。尚、導入口202は、常時、開放されているため、発泡成形体の製造中、導入速度調整容器300及び飢餓ゾーン23は、常時、物理発泡剤の一定圧力に保持される。
(3)溶融樹脂を飢餓状態とする
 次に、溶融樹脂を飢餓ゾーン23へ流動させ、飢餓ゾーン23において溶融樹脂を飢餓状態とする(図1のステップS3)。飢餓状態は、飢餓ゾーン23の上流から飢餓ゾーン23への溶融樹脂の送り量と、飢餓ゾーン23からその下流への溶融樹脂の送り量とのバランスで決定され、前者の方が少ないと飢餓状態となる。
 本実施形態では、溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まる圧縮ゾーン22を飢餓ゾーン23の上流に設けることにより、飢餓ゾーン23において溶融樹脂を飢餓状態とする。圧縮ゾーン22には、上流側に位置する可塑化ゾーン21よりもスクリュ20の軸の直径を大きく(太く)し、スクリュフライトを段階的に浅くした大径部分20Aを設け、更に、大径部分20Aの下流側に隣接してシール部26を設ける。シール部26は、大径部分20Aと同様にスクリュ20の軸の直径が大きく(太く)、更に、スクリュフライトが設けられておらず、スクリュフライトの代わりにスクリュ20の軸に浅い溝が複数形成されている。大径部分20A及びシール部26は、スクリュ20の軸の直径を大きくすることにより、可塑化シリンダ210の内壁とスクリュ20のクリアランスを縮小し、下流に送る樹脂供給量を低減できるため、溶融樹脂の流動抵抗を高められる。したがって、本実施形態において、大径部分20A及びシール部26は、溶融樹脂の流動抵抗を高める機構である。尚、シール部26は、物理発泡剤の逆流、即ち、シール部26の下流側から上流側への物理発泡剤の移動を抑制する効果も奏する。
 大径部分20A及びシール部26の存在により圧縮ゾーン22から飢餓ゾーン23に供給される樹脂流量が低下し、上流側の圧縮ゾーン22においては溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まり、下流側の飢餓ゾーン23においては、溶融樹脂が未充満(飢餓状態)となる。溶融樹脂の飢餓状態を促進するために、スクリュ20は、圧縮ゾーン22に位置する部分と比較して、飢餓ゾーン23に位置する部分の軸の直径が小さく(細く)、且つスクリュフライトが深い構造を有する。更に、スクリュ20は、圧縮ゾーン22に位置する部分と比較して、飢餓ゾーン23全体に亘って、そこに位置する部分の軸の直径が小さく(細く)、且つスクリュフライトが深い構造を有することが好ましい。更に、飢餓ゾーン23全体に亘って、スクリュ20の軸の直径及びスクリュフライトの深さは、略一定であることが好ましい。これにより、飢餓ゾーン23における圧力を略一定に保持し、溶融樹脂の飢餓状態を安定化できる。本実施形態においては、飢餓ゾーン23は、図2に示すように、スクリュ20において、スクリュ20の軸の直径及びスクリュフライトの深さが一定である部分に形成される。
 圧縮ゾーン22に設けられる溶融樹脂の流動抵抗を高める機構は、圧縮ゾーン22から飢餓ゾーン23へ供給される樹脂流量を制限するために一時的に溶融樹脂が通過する流路面積を縮小させる機構であれば、特に制限されない。本実施形態では、スクリュの大径部分20A及びシール部26の両方を用いたが、片方のみ用いてもよい。スクリュの大径部分20A、シール部26以外の流動抵抗を高める機構としては、スクリュフライトが他の部分とは逆向きに設けられた構造、スクリュ上に設けられたラビリンス構造等が挙げられる。
 溶融樹脂の流動抵抗を高める機構は、スクリュとは別部材のリング等としてスクリュに設けてもよいし、スクリュの構造の一部としてスクリュと一体に設けてもよい。溶融樹脂の流動抵抗を高める機構は、スクリュとは別部材のリング等として設けると、リングを変更することにより溶融樹脂の流路であるクリアランス部の大きさを変更できるので、容易に溶融樹脂の流動抵抗の大きさを変更できるという利点がある。
 また、融樹脂の流動抵抗を高める機構以外に、飢餓ゾーン23から上流の圧縮ゾーン22へ溶融樹脂の逆流を防止する逆流防止機構(シール機構)を圧縮ゾーン22の飢餓ゾーン23との間に設けることによっても、飢餓ゾーン23において溶融樹脂を飢餓状態にできる。例えば、物理発泡剤の圧力により上流側に移動可能なリング、鋼球等のシール機構が挙げられる。但し、逆流防止機構は駆動部を必要とするため、樹脂滞留の虞がある。このため、駆動部を有さない流動抵抗を高める機構の方が好ましい。
 本実施形態では、飢餓ゾーン23における溶融樹脂の飢餓状態を安定化させるために、可塑化シリンダ210へ供給する熱可塑性樹脂の供給量を制御してもよい。熱可塑性樹脂の供給量が多すぎると飢餓状態を維持することが困難となるからである。本実施形態では、汎用のフィーダースクリュ212を用いて、熱可塑性樹脂の供給量を制御する。熱可塑性樹脂の供給量が制限されることにより、飢餓ゾーン23における溶融樹脂の計量速度が、圧縮ゾーン22での可塑化速度よりも大きくなる。この結果、飢餓ゾーン23における溶融樹脂の密度が安定に低下し、溶融樹脂への物理発泡剤の浸透が促進される。
 本実施形態において、溶融樹脂の流動方向における飢餓ゾーン23の長さは、溶融樹脂と物理発泡剤との接触面積や接触時間を確保するために長いほうが好ましいが、長すぎると成形サイクルやスクリュ長さが長くなる弊害生じる。このため、飢餓ゾーン23の長さは、可塑化シリンダ210の内径の2倍~12倍が好ましく、4倍~10倍がより好ましい。また、飢餓ゾーン23の長さは、射出成形における計量ストーロークの全範囲を賄うことが好ましい。即ち、溶融樹脂の流動方向における飢餓ゾーン23の長さは、射出成形における計量ストーロークの長さ以上であることが好ましい。溶融樹脂の可塑化計量及び射出に伴ってスクリュ20は前方及び後方に移動するが、飢餓ゾーン23の長さを計量ストーロークの長さ以上とすることで、発泡成形体の製造中、常に、導入口202を飢餓ゾーン23内に配置できる(形成できる)。換言すれば、発泡成形体の製造中にスクリュ20が前方及び後方に動いても、飢餓ゾーン23以外のゾーンが、導入口202の位置に来ることはない。これにより、導入口202から導入される物理発泡剤は、発泡成形体の製造中、常に、飢餓ゾーン23に導入される。このように十分且つ適当な大きさ(長さ)を有する飢餓ゾーンを設け、そこに一定圧力の物理発泡剤を導入することで、飢餓ゾーン23を一定圧力により保持し易くなる。本実施形態においては、飢餓ゾーン23の長さは、図2に示すように、スクリュ20において、スクリュ20の軸の直径及びスクリュフライトの深さが一定である部分の長さと略同一である。
 更に、圧縮ゾーン22と飢餓ゾーン23の間に、流動速度調整ゾーン25を設けてもよい。流動速度調整ゾーン25の上流の圧縮ゾーン22における溶融樹脂の流動速度と、下流の飢餓ゾーン23における溶融樹脂の流動速度とを比較すると、飢餓ゾーン23における溶融樹脂の流動速度の方が早い。本願の発明者らは、圧縮ゾーン22と飢餓ゾーン23の間に、緩衝ゾーンとなる流動速度調整ゾーン25を設け、この急激な溶融樹脂の流動速度の変化(上昇)を抑制することにより、製造される発泡成形体の発泡性が向上することを見出した。圧縮ゾーン22から飢餓ゾーン23の間に緩衝ゾーンとなる流動速度調整ゾーン25を設けることで、発泡成形体の発泡性が向上する理由の詳細は不明であるが、流動速度調整ゾーン25に溶融樹脂が滞留することにより飢餓ゾーン23から流入した物理発泡剤と溶融樹脂が強制的に混練され、混練される時間が長くなることが一因ではないかと推測される。本実施形態では、図2に示す可塑化スクリュ20の流動速度調整ゾーン25に位置する部分に、減圧部及び圧縮部を設けて流路面積を変化させることで、溶融樹脂と物理発泡剤を減圧及び再圧縮する。更に、スクリュフライトに切欠きを設けることによって、溶融樹脂の流動速度を調整する。減圧部及び圧縮部は、例えば、スクリュフライトの深さを変化させることによって、換言すれば、スクリュ径の大きさ(太さ)を変化させることによって形成できる。
(4)溶融樹脂と物理発泡剤の接触
 次に、飢餓ゾーン23を一定圧力に保持した状態で、飢餓ゾーン23において飢餓状態の溶融樹脂と一定圧力の前記物理発泡剤とを接触させる(図1のステップS4)。即ち、飢餓ゾーン23において、溶融樹脂を物理発泡剤により一定圧力で加圧する。飢餓ゾーン23は溶融樹脂が未充満(飢餓状態)であり物理発泡剤が存在できる空間があるため、物理発泡剤と溶融樹脂とを効率的に接触させることができる。溶融樹脂に接触した物理発泡剤は、溶融樹脂に浸透して消費される。物理発泡剤が消費されると、導入速度調整容器300中に滞留している物理発泡剤が飢餓ゾーン23に供給される。これにより、飢餓ゾーン23の圧力は一定圧力に保持され、溶融樹脂は一定圧力の物理発泡剤に接触し続ける。
 従来の物理発泡剤を用いた発泡成形では、可塑化シリンダに所定量の高圧の物理発泡剤を所定時間内に強制的に導入していた。したがって、物理発泡剤を高圧力に昇圧し、溶融樹脂への導入量、導入時間等を正確に制御する必要があり、物理発泡剤が溶融樹脂に接触するのは、短い導入時間のみであった。これに対して本実施形態では、可塑化シリンダ210に物理発泡剤を強制的に導入するのではなく、飢餓ゾーン23の圧力が一定となるように、一定圧力の物理発泡剤を連続的に可塑化シリンダ内に供給し、連続的に物理発泡剤を溶融樹脂に接触させる。これにより、温度及び圧力により決定される溶融樹脂への物理発泡剤の溶解量(浸透量)が、安定化する。また、本実施形態の物理発泡剤は、常に溶融樹脂に接触しているため、必要十分な量の物理発泡剤が溶融樹脂内に浸透できる。これにより、本実施形態で製造する発泡成形体は、従来の物理発泡剤を用いた成形方法と比較して低圧の物理発泡剤を用いているのにもかかわらず、発泡セルが微細である。
 また、本実施形態の製造方法は、物理発泡剤の導入量、導入時間等を制御する必要が無いため、逆止弁や電磁弁等の駆動弁、更にこれらを制御する制御機構が不要となり、装置コストを抑えられる。また、本実施形態で用いる物理発泡剤は従来の物理発泡剤よりも低圧であるため装置負荷も小さい。
 本実施形態では、射出成形サイクルの連続した発泡成形体の製造中、常に、飢餓ゾーン23を一定圧力に保持する。つまり、可塑化シリンダ内で消費された物理発泡剤を補うために、前記一定圧力の物理発泡剤を連続的に供給しながら、発泡成形体の製造方法の全ての工程が実施される。また、本実施形態では、例えば、連続で複数ショットの射出成形を行う場合、射出工程、成形体の冷却工程及び成形体の取出工程が行われている間も、次のショット分の溶融樹脂が可塑化シリンダ内で準備されており、次のショット分の溶融樹脂が物理発泡剤により一定圧力で加圧される。つまり、連続で行う複数ショットの射出成形では、可塑化シリンダ内に、溶融樹脂と一定圧力の物理発泡剤が常に存在して接触している状態、つまり、可塑化シリンダ内で溶融樹脂が物理発泡剤により一定圧力で常時、加圧された状態で、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む、射出成形の1サイクルが行われる。同様に、押出成形等の連続成形を行う場合にも、可塑化シリンダ内に、溶融樹脂と一定圧力の物理発泡剤が常に存在して接触している状態、つまり、可塑化シリンダ内で溶融樹脂が物理発泡剤により一定圧力で常時、加圧された状態で成形が行われる。
(5)発泡成形
 次に、物理発泡剤を接触させた溶融樹脂を発泡成形体に成形する(図1のステップS5)。本実施形態で用いる可塑化シリンダ210は、飢餓ゾーン23の下流に、飢餓ゾーン23に隣接して配置され、溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まる再圧縮ゾーン24を有する。まず、可塑化スクリュ20の回転により、飢餓ゾーン23の溶融樹脂を再圧縮ゾーン24に流動させる。物理発泡剤を含む溶融樹脂は、再圧縮ゾーン24において圧力調整され、可塑化スクリュ20の前方に押し出されて計量される。このとき、可塑化スクリュ20の前方に押し出された溶融樹脂の内圧は、可塑化スクリュ20の後方に接続する油圧モータ又は電動モータ(不図示)により、スクリュ背圧として制御される。本実施形態では、溶融樹脂から物理発泡剤を分離させずに均一相溶させ、樹脂密度を安定化させるため、可塑化スクリュ20の前方に押し出された溶融樹脂の内圧、即ち、スクリュ背圧は、一定に保持されている飢餓ゾーン23の圧力よりも1~6MPa程度高く制御することが好ましい。尚、本実施形態では、スクリュ20前方の圧縮された樹脂が上流側に逆流しないように、スクリュ20の先端にチェックリング50が設けられる。これにより、計量時、飢餓ゾーン23の圧力は、スクリュ20前方の樹脂圧力に影響されない。
 発泡成形体の成形方法は、特に限定されず、例えば、射出発泡成形、押出発泡成形、発泡ブロー成形等により成形体を成形できる。本実施形態では、図2に示す可塑化シリンダ210から、金型内のキャビティ(不図示)に、計量した溶融樹脂を射出充填して射出発泡成形を行う。射出発泡成形としては、金型キャビティ内に、金型キャビティ容積の75%~95%の充填容量の溶融樹脂を充填して、気泡が拡大しながら金型キャビティを充填するショートショット法を用いてもよいし、また、金型キャビティ容積100%の充填量の溶融樹脂を充填した後、キャビティ容積を拡大させて発泡させるコアバック法を用いてもよい。得られる発泡成形体は内部に発泡セルを有するため、熱可塑性樹脂の冷却時の収縮が抑制されてヒケやソリが軽減され、低比重の成形体が得られる。発泡成形体の形状は、特に限定されない。押し出し成形によるシート状や筒状、射出成形による複雑形状等であってもよい。
 以上説明した発泡成形体の製造方法では、物理発泡剤の溶融樹脂への導入量、導入時間等を制御する必要がないため、複雑な制御装置を省略又は簡略化でき、装置コストを削減できる。また、本実施形態の発泡成形体の製造方法は、飢餓ゾーン23を一定圧力に保持した状態で、飢餓ゾーン23において、飢餓状態の溶融樹脂と前記一定圧力の物理発泡剤とを接触させる。これにより、物理発泡剤の溶融樹脂に対する溶解量(浸透量)を単純な機構により安定化できる。
(6)回路パターンの成形
 次に、得られた発泡成形体の表面に回路パターンを形成する(図1のステップS6)。発泡成形体上に回路パターンを形成する方法は、特に限定されず、汎用の方法を用いることができ、例えば、メッキ膜により形成できる。例えば、まず発泡成形体表面にメッキ膜を形成し、形成したメッキ膜にフォトレジストでパターニングし、エッチングにより回路パターン以外の部分のメッキ膜を除去する方法が挙げられる。また、発泡成形体の回路パターンを形成したい部分にレーザー光を照射して表面を粗化するか又は官能基を付与し、レーザー光照射部分のみにメッキ膜を形成する方法を用いてもよい。また回路パターンは、特開2017‐31441号公報、特開2017-160518号公報に開示される方法を用いて形成してもよい。
 本実施形態で用いる回路パターンの形成方法について、図3及び図4に基づいて以下に説明する。まず、発泡成形体60の表面に、触媒活性妨害層61を形成する(図3のステップS11及び図4(a))。次に、触媒活性妨害層61を形成した前記発泡成形体の表面の一部、即ち、回路パターンを形成する部分を加熱又は光照射する(図3のステップS12)。本実施形態では、回路パターンを形成する部分をレーザー描画する。レーザー光の照射された部分60aは加熱され、加熱部分の触媒活性妨害層61が除去される(図4(b))。レーザー描画した発泡成形体60の表面に無電解メッキ触媒を付与し(図3のステップS13)、次に、無電解メッキ液を接触させる(図3のステップS14)。この方法においては、触媒活性妨害層61は、その上に付与される無電解メッキ触媒の触媒活性を妨げる(妨害する)。このため、触媒活性妨害層61上では、無電解メッキ膜の生成が抑制される。一方、レーザー描画部分60aは、触媒活性妨害層61が除去されるため、無電解メッキ膜62が生成する。以上説明した方法により、発泡成形体60の表面に無電解メッキ膜62により回路パターンが形成された成形回路部品600が得られる(図4(c))。
 触媒活性妨害層は、例えば、アミド基及びアミノ基の少なくとも一方を有するポリマー(以下、適宜「アミド基/アミノ基含有ポリマー」と記載する)を含むことが好ましい。アミド基/アミノ基含有ポリマーは、無電解メッキ触媒の触媒活性を妨げる(妨害する)又は低下させる触媒活性妨害剤として作用する。アミド基/アミノ基含有ポリマーが無電解メッキ触媒の触媒活性を妨げるメカニズムは定かではないが、アミド基及びアミノ基が、無電解メッキ触媒に吸着、配位、反応等し、これにより、無電解メッキ触媒が触媒として作用できなくなると推測される。
 アミド基/アミノ基含有ポリマーは、任意のものを用いることができるが、無電解メッキ触媒の触媒活性を妨げる観点からは、アミド基を有するポリマーが好ましく、また、側鎖を有する分岐ポリマーが好ましい。分岐ポリマーにおいては、側鎖がアミド基及びアミノ基の少なくとも一方を含むことが好ましく、側鎖がアミド基を含むことがより好ましい。分岐ポリマーは、デンドリティックポリマーであることが好ましい。デンドリティックポリマーとは、頻繁に規則的な分岐を繰り返す分子構造で構成されたポリマーであり、デンドリマーとハイパーブランチポリマーに分類される。デンドリマーは、核となる分子を中心に、規則正しく完全に樹状分岐した構造をもつ、直径数nmの球形のポリマーであり、ハイパーブランチポリマーは、完全な樹状構造をもつデンドリマーとは異なり、不完全な樹状分岐をもつポリマーである。デンドリティックポリマーの中でも、ハイパーブランチポリマーは、比較的合成が容易で且つ安価であるため、本実施形態の分岐ポリマーとして好ましい。
 レーザー描画に用いるレーザー光、無電解メッキ触媒及び無電解メッキ液は、特に限定されず、汎用のものを適宜選択して用いることができる。回路パターンの形成においては、無電解メッキ膜の上に、更に、他の種類の無電解メッキ膜や電解メッキ膜を積層してもよい。回路パターンを形成するメッキ膜62は、発泡成形体60の一面のみに平面的に形成させてもよいし、発泡成形体60の複数の面に亘って、又は球面等を含む立体形状の表面に沿って立体的に形成されてもよい。メッキ膜62が発泡成形体60の複数の面に亘って、又は球面等を含む立体形状の表面に沿って立体的に形成される場合、メッキ膜62は立体電気回路として作用し、このような所定パターンのメッキ膜62を有する成形回路部品600は、立体回路成形部品(MID)として作用する。
 尚、上で説明した本実施形態で製造される成形回路部品600は、図4(c)に示すように、触媒活性妨害層61を有するが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態の製造方法は、更に、発泡成形体60の表面から触媒活性妨害層61を除去する工程を含んでもよい。発泡成形体60から触媒活性妨害層61を除去する方法としては、発泡成形体60を洗浄液で洗浄することによって、アミド基/アミノ基含有ポリマーを洗浄液に溶出させて除去する方法が挙げられる。洗浄液は、アミド基/アミノ基含有ポリマーを溶解させ、かつ発泡成形体60を変質させない液であれば特に限定されず、発泡成形体60の材料及びアミド基/アミノ基含有ポリマーの種類に応じて、適宜、選択できる。
<成形回路部品>
 本実施形態の成形回路部品600は、熱可塑性樹脂を含む発泡成形体60である基材と、前記基材上に形成されている回路パターンとを含み、軽量である。また、本願の発明者らは、本実施形態の製造方法により、高い耐熱性を有する成形回路部品が製造できることを見出した。本実施形態の製造方法に用いるスーパーエンプラは、常用耐熱温度が150℃以上と高い。しかし、一般に発泡成形体はソリッド成形体(無発泡成形体)と比較して耐熱性が低く、従来の高圧の物理発泡剤を使用して製造した発泡成形体は、熱可塑性樹脂としてスーパーエンプラを用いたとしても、十分な耐熱性を得られない。従来のスーパーエンプラの発泡成形体を用いた成形回路部品は、例えば、リフロー炉を通過させると、発泡セルが膨張し、成形体の厚みが増加する等の弊害が生じる。これに対して、本実施形態で得られる成形回路部品は、例えば、成形回路部品を加熱して、成形回路部品の表面温度を240℃~260℃に5分間維持したとき、加熱による成形回路部品の厚みの変化率が-2%~2%であり、好ましくは-1%~1%である。また、本実施形態で得られる成形回路部品は、例えば、成形回路部品の表面温度を200℃~260℃に3分~10分間維持したとき、加熱による成形回路部品の厚みの変化率が-2%~2%であり、好ましくは-1%~1%である。このような高い耐熱性を有する成形回路部品は、鉛フリーハンダ用のリフロー炉を通過させても形状変化が少なく、膨れ等が発生し難い。
 ここで、「加熱による成形回路部品の厚みの変化率」は、以下の式によって定義される。尚、成形回路部品の加熱は、例えば、リフロー炉によって行うことができる。
 
               (Da-Db)/Db×100(%)
               Db:成形回路部品の加熱前の厚み
               Da:成形回路部品の加熱後の厚み
 
 本実施形態の成形回路部品の高い耐熱性は、熱可塑性樹脂としてスーパーエンプラを用い、飢餓状態の溶融樹脂と接触させる物理発泡剤の一定圧力を、例えば、0.5MPa~12MPaという特定の範囲内とすることによってもたらされると推測される。従来の超臨界流体等を用いた発泡成形では、平均して15~20MPaの高圧の物理発泡剤を用いる。本実施形態の製造方法では、比較的低圧力で且つ一定圧力の物理発泡剤を溶融樹脂に接触させる点が、従来の発泡成形とは異なる。本願の発明者らは、物理発泡剤の一定圧力を例えば、12MPa以下、好ましくは10MPa以下、より好ましくは8MPa以下、更により好ましくは6MPa以下とすることで、発泡成形体の耐熱性が向上することを見出した。更に、物理発泡剤の一定圧力を低くすることで、外観不良(スワールマーク)も改善できる。物理発泡剤の一定圧力の下限値は、発泡に必要な量の物理発泡剤を溶融樹脂内に浸透させる観点から、0.5MPa以上であり、1MPa以上が好ましく、2MPa以上がより好ましい。
 本実施形態の成形回路部品が高耐熱性を有するメカニズムは不明であるが、特定の種類の熱可塑性樹脂(スーパーエンプラ)と、特定の範囲の物理発泡剤の一定圧力(例えば、0.5MPa~12MPa)との組み合わせにより、従来の発泡成形体とは異なる何らかの構造的な変化、例えば、非常にミクロ的な構造的な変化が本実施形態の成形回路部品に生じた可能性がある。また、発泡成形体中の残留発泡剤は、加熱により膨張して発泡成形体の耐熱性に悪影響を与えると推測される。このため、本実施形態の発泡成形体が高い耐熱性を有する要因は、単純に、発泡成形体中の残留発泡剤が少ないためだとも考えられる。しかし、発明者らの検討によれば、例えば、アニール処理等により従来の発泡成形体から残留発泡剤をある程度脱気しても、本実施形態の発泡成形体と同等の耐熱性は得られず、加熱により膨れ等が発生することが判明している。したがって、残留発泡剤の量は、本実施形態の発泡成形体の高耐熱性の主要因ではないと推測される。尚、上記考察は、現時点での知見に基づく発明者らの推測であり、本発明の範囲を何ら制限するものではない。
 本実施形態における物理発泡剤の一定圧力は、例えば、0.5MPa~12MPaであるが、スーパーエンプラの種類によって、更に好ましい範囲が存在する。例えば、スーパーエンプラがポリフェニレンサルファイド(PPS)の場合、物理発泡剤の一定圧力は、2MPa~12MPaが好ましく、2MPa~10MPaがより好ましく、2MPa~8MPaが更により好ましい。スーパーエンプラが液晶ポリマー(LCP)の場合、物理発泡剤の一定圧力は1MPa~6MPaが好ましい。スーパーエンプラの種類と物理発泡剤の一定圧力の範囲とが上記組合せの場合、発泡性がより良好で、耐熱性がより高い発泡成形体が得られ、更に、スワールマークの発生も抑制できる。
 本実施形態で製造する成形回路部品は、それに含まれる発泡セルの平均セル径が100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。発泡セルの平均セル径が上記範囲であると、セルの側壁が小さくなるため加熱時に膨張し難くなり、この結果、発泡成形体の耐熱性がより向上する。尚、発泡セルの平均セル径は、例えば、発泡成形体の断面SEM写真の画像解析によって求めることができる。
 本実施形態で製造する成形回路部品は、発泡成形体において、その内部に発泡セルが形成される発泡部の厚みが0.5mm以上であることが好ましく、1mm以上であることがより好ましく、2mm以上であることが更により好ましい。上記範囲の厚みがあると、成形体に十分な厚みのスキン層を形成できる。スキン層により、成形回路部品加熱時の発泡セルの膨張を抑制できるため、成形回路部品の耐熱性が更に向上する。特に、スーパーエンプラとしてLCPを用いる場合、LCPの発泡成形体からは物理発泡剤を含む内包ガスが逃げにくい。発泡部の厚みを増すことにより、内包ガス膨張による発泡セルの膨張が抑制され、LCPを用いた成形回路部品の耐熱性がより向上する。また、本実施形態で製造する成形回路部品は、発泡成形体において、その内部に発泡セルが形成される発泡部の厚みが3mm以下であってもよく、2mm以下であってもよく、1mm以下であってもよい。発泡部の厚みが薄いほど、加熱による成形回路部品の厚みの変化率は大きくなる傾向があるが、本実施形態の製造方法で製造した成形回路部品は耐熱性が高いので、厚みが上記範囲内の発泡部においても、加熱による成形回路部品の厚みの変化率を-2%~2%、好ましくは-1%~1%に抑えることができる。
 本実施形態では、回路パターンを形成する前に発泡成形体を更にアニール処理してもよい。アニール処理において発泡成形体を加熱することで、発泡成形体から物理発泡剤を含む内包ガスを脱気できる。これにより、内包ガスの膨張による発泡セルの膨張が抑制され、成形回路部品の耐熱性がより向上する。
[第2の実施形態]
<回路部品>
 本実施形態では、図5(a)、(b)及び図6に示す回路部品700について説明する。本実施形態の回路部品700は、熱可塑性樹脂を含む発泡成形体である基材10と、基材10上に形成されている回路パターン70とを含み、軽量である。また、回路部品700は、密度低減率が、好ましくは、0.5%~10%の板状の発泡成形体であり、実装面10aと、実装面10aに対向する背面10bとを有する基材10と、実装面10aを含む基材10の表面に形成されている回路パターン70と、基材10の実装面10a上に実装され、回路パターン70と電気的に接続している実装部品30とを有する。
 基材10は、熱可塑性樹脂と、好ましくは、絶縁性熱伝導フィラーとを含み、その内部に発泡セル11を有する。
 熱可塑性樹脂は、ハンダリフロー耐性を有する耐熱性のある高融点の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。例えば、6Tナイロン(6TPA)、9Tナイロン(9TPA)、10Tナイロン(10TPA)、12Tナイロン(12TPA)、MXD6ナイロン(MXDPA)等の芳香族ポリアミド及びこれらのアロイ材料、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリフェニルスルホン(PPSU)等を用いることができる。中でも、ポリフェニレンサルファイドは、所謂、スパーエンジニアリングプラスチック(スーパーエンプラ)の中では安価であるため、本実施形態の熱可塑性樹脂として好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。また、本実施形態では、実装部品30がハンダ付けにより実装される。このため、基材10に用いる熱可塑性樹脂は、ハンダ付けが可能なように、融点が260℃以上であることが好ましく、290℃以上であることがより好ましい。尚、実装部品30の実装に、低温ハンダを用いる場合はこの限りではない。
 絶縁性熱伝導フィラーとは、ここでは、熱伝導率1W/m・K以上のフィラーであり、カーボン等の導電性の放熱材料は除外される。絶縁性熱伝導フィラーとしては、例えば、高熱伝導率の無機粉末である、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム等のセラミックス粉が挙げられる。フィラー同士の接触率を高めて熱伝達性を高めるために、ワラストナイト等の棒状、タルクや窒化ホウ素等の板状のフィラーを混合してもよい。絶縁性熱伝導フィラーは、基材10中に例えば、10重量%~90重量%含まれ、30重量%~80重量%含まれることが好ましい。絶縁性熱伝導フィラーの配合量が上記範囲内であると、本実施形態の回路部品700は、十分な放熱性を得られる。
 基材10は、更に、その強度を制御するために、ガラス繊維、チタン酸カルシウム等の棒状又は針状のフィラーを含んでもよい。また、基材10は、必要に応じて、樹脂成形体に添加される汎用の各種添加剤を含んでもよい。
 基材10は、密度低減率が、好ましくは、0.5%~10%の発泡成形体である。基材10の密度低減率は、1%~7%がより好ましく、4%~6%が更により好ましい。基材10の密度低減率を上記範囲内とすることで、基材10の成形性が高まると共に、回路部品700は十分な放熱性を得られる。ここで、発泡成形体の密度低減率とは、発泡成形体と同じ材料を用いて成形した非発泡成形体(ソリッド成形体)の密度に対する、ソリッド成形体の密度と発泡成形体の密度との差の割合である。発泡成形体は発泡セル(気泡)を包含するため、ソリッド成形品と比較して比重が小さくなる。例えば、発泡成形体の密度低減率が5%であるとは、ソリッド成形体の密度(100%)に対して、発泡成形体の密度(95%)が5%低下していることを意味する。
 回路パターン70は、絶縁体である樹脂の基材10上に形成されるため、無電解メッキにより形成されることが好ましい。したがって、回路パターン70は、例えば、無電解ニッケルリンメッキ膜、無電解銅メッキ膜、無電解ニッケルメッキ膜等の無電解メッキ膜を含んでもよく、中でも、無電解ニッケルリンメッキ膜を含むことが好ましい。樹脂基材10上の無電解メッキ膜の上に、更に、他の種類の無電解メッキ膜や電解メッキ膜を積層して、回路パターン70を形成してもよい。メッキ膜の総厚さを厚くすることで回路パターン70の電気抵抗を小さくできる。電気抵抗を下げる観点から、回路パターン70は、無電解銅メッキ膜、電解銅メッキ膜、電解ニッケルメッキ膜等を含むことが好ましい。また、メッキ膜のハンダの濡れ性を向上させるために、金、銀、錫等のメッキ膜を回路パターン70の最表面に形成してもよい。
 回路パターン70の最表面に金メッキ膜を設けると、ハンダの濡れ性が向上すると共に、回路パターンの腐食を防止できる。しかし、回路パターン70の最表面全面に金メッキ膜を設けるとコストが上昇する。コスト上昇を抑制しつつ回路パターン70の腐食を防止するため、実装面10aにおいて、実装部品30がハンダ付けされる実装部12以外をレジストで覆い、実装部12に形成される回路パターンの最表面のみに金メッキ膜を形成してもよい。実装部12では、金メッキ膜によりハンダの濡れ性が向上すると共に回路パターンの腐食が抑制され、実装部12以外の部分では、安価なレジストにより回路パターン70の腐食が抑制される。
 実装部品30は、ハンダ31により回路パターン70と電気的に接続し、通電により熱を発生して発熱源となる。実装部品30としては、例えば、LED(発光ダイオード)、パワーモジュール、IC(集積回路)、熱抵抗等が挙げられる。本実施形態では、実装部品30としてLEDを用いる。実装部品30は、基材10の実装面10a上に実装される。回路パターン70は、実装部品30と電気的に接続するため、実装面10aを含む基材10の表面に形成されている。
 基材10の実装部品30が実装されている部分(実装部12)において、実装面10aから背面10bまでの距離(実装部12の厚みd)は0.1mm以上であることが好ましく、0.5mmを超えることがより好ましい。ここで、実装面10aから背面10bまでの距離(実装部12の厚みd)とは、実装部12の実装面10aから背面10bまでの、実装面10aの垂線m方向における距離である。また、実装部12の厚みdが一定でない場合、厚みdは上記範囲内で変動していることが好ましい。本実施形態において基材10は板状体であり、背面10bは、実装面10aの反対側の面である。また、本実施形態の基材10は、厚みは一定の板状体なので、厚みdが基材10の厚みでもある。
 実装部品30の発する熱を背面10bへ逃がす観点からは、厚みdは薄い方が好ましい。しかし、実装部12の厚みdが薄過ぎると、基材10の成形時に実装部12における樹脂の流動性が低下し、この結果、成形性が低下する。また、基材10の機械的強度が低下し、基材10のみで自立することが難しくなる。基材10が自立できない場合、例えば、基材10の背面10bに基材10を支持する金属板等の支持部材を添える必要があり、コスト高となる。本実施形態では、実装部12に適当な厚みを持たせることで、基材10の成形性及び機械的強度の低下を防ぎ、基材10の支持部材等が不要なためコストの上昇を防止できる。基材10の機械的強度を重視する場合には、厚みdは0.6mm以上であることが好ましい。また、厚みdの上限値は、特に限定されず、回路部品700の用途に基づいて適宜決定できる。コストの観点より、厚みdは、例えば、2.5mm以下である。
 また、一般に、発泡成形体の厚みが0.2mm以下、又は0.5mm以下であると、発泡成形体は主にスキン層からなり、内部にコア層が殆ど形成されず、この結果、内部に発泡セルが形成され難い。実装部12の厚みdが、0.2mm以下、又は0.5mm以下であると、内部に発泡セルを殆ど有しないことにより、背面10bへの放熱性が向上する。一方で、実装部12の厚みdが0.5mmを超えると、実装部12の内部に発泡セル11が存在する可能性があり、そのため、放熱性は低下する傾向にある。しかし、本実施形態の基材10は、絶縁性熱伝導フィラーを含むため、ある程度の放熱性は確保でき、また、上述のように機械強度が向上する利点もある。
 以上説明した本実施形態の回路部品700は、以下に説明するように、量産性と放熱性を両立できる。基材10は発泡成形体である。このため、絶縁性熱伝導フィラーを含む熱可塑性樹脂であっても、成形時に発泡剤を含有することで溶融樹脂の流動性が向上する。さらに、発泡圧により金型の転写性が向上し、基材10は十分な寸法精度を得られる。このように基材10の成形性が向上するため、保圧や型締め圧を高めて成形を行う必要がなく、バリの発生も抑制される。これにより、回路部品700の製造コストを抑制でき、量産性が向上する。一方、発泡成形体は発泡セルを含むため、断熱性が向上し、放熱性が低下する傾向がある。しかし、本実施形態の基材10は、密度低減率を上述の比較的低い範囲に特定することで、図6に示すように、スキン層13での気泡の発生を抑制できる。発泡セル11は主にコア層14内に存在する。このため、発熱源となる実装部品30が実装される基材10の表面(実装面10a)は、発泡セル11の影響が少なく、絶縁性熱伝導フィラーが樹脂流動方向に配向することにより、十分な放熱性を得られる。
 更に、本実施形態の基材10は、発泡成形体であるが、ハンダリフロー耐性を有する。発泡成形体は発泡セルを含むため、ハンダリフロー時に表面の膨れが発生し易い。しかし、基材10は、密度低減率を上述の比較的低い範囲に特定することで、基材10内の発泡セル11の密度を比較的低くできる。また、樹脂内部に残存する発泡剤の量を低減することができる。これにより、基材10のハンダリフロー耐性が向上すると推測される。更に、本実施形態の基材10は、密度低減率を上述の比較的低い範囲に特定することで、発泡剤の使用量を少なくできる。例えば、発泡剤として物理発泡剤を用いる場合、比較的低圧力の物理発泡剤を用いることができる。これにより、発泡成形時に外観不良が発生し難いため、表面に回路パターン70を形成し易くなる。更に、本実施形態の回路部品700は、基材10が十分な放熱性能を有するため、金属製の放熱部材を設けなくてもよい。これにより、コストを削減できる。
 尚、本実施形態において、回路パターン70は、図5(a)、(b)及び図6に示すように、板状体の基材10の片面(実装面10a)のみに形成されているが、本実施形態は、これに限定されない。基材10は板状体に限定されず、回路部品700の用途に応じた任意の形状とすることができる。そして回路パターン70は、基材10の複数の面に亘って、又は球面等を含む立体形状の面に沿って立体的に形成されてもよい。回路パターン70が、基材10の複数の面に亘って、又は球面等を含む立体形状の表面に沿って立体的に形成される場合、回路部品700は三次元成形回路部品として機能する。
 また、本実施形態の回路部品700は、熱可塑性樹脂がスーパーエンプラである場合、第1の実施形態の成形回路部品600(図4(c)参照)と同等の耐熱性を有してもよい。即ち、回路部品700を加熱して、回路部品700の表面温度を240℃~260℃に5分間維持したとき、加熱による回路部品700の厚みの変化率が-2%~2%であってもよく、好ましくは-1%~1%であってもよい。また、本実施形態で得られる回路部品700は、例えば、回路部品700の表面温度を200℃~260℃に3分~10分間維持したとき、加熱による回路部品700の厚みの変化率が-2%~2%であってもよく、好ましくは-1%~1%であってもよい。このような高い耐熱性を有する回路部品は、鉛フリーハンダ用のリフロー炉を通過させても形状変化が少なく、膨れ等が発生し難い。
<回路部品の製造方法>
 回路部品700の製造方法について説明する。まず、好ましくは、絶縁性熱伝導フィラーを含む熱可塑性樹脂を発泡成形して、密度低減率が、好ましくは、0.5%~10%の発泡成形体(基材10)を得る。基材10は、二酸化炭素や窒素等の物理発泡剤を用いて発泡成形することが好ましい。発泡剤の種類には、化学発泡剤と物理発泡剤があるが、化学発泡剤は分解温度が低いため高融点の樹脂材料を発泡させることが難しい。基材10には、高融点の耐熱性の高い樹脂を用いることが好ましい。物理発泡剤を用いれば、高融点樹脂を用いて、基材10を発泡成形できる。物理発泡剤を用いた成形法としては、超臨界流体を用いたMuCell(登録商標)や、本発明者らが提案する高圧設備を不要とする低圧発泡成形法(例えば、WO2017/007032号公報に記載)を用いることができる。
 WO2017/007032号公報に記載される低圧発泡成形法を用いて基材10を成形する場合、発泡射出成形機の可塑化シリンダ内に導入する物理発泡剤の圧力、金型への樹脂の充填率等を調整することにより、発泡成形体の密度低減率を調整できる。低圧発泡成形法において、可塑化シリンダ内に導入する物理発泡剤の圧力は、例えば、10MPa以下、好ましくは6MPa以下、より好ましくは2MPa以下である。
 また、基材10は、第1の実施形態で用いた図2に示す製造装置(射出成形装置)1000を用いて、第1の実施形態の発泡成形体60と同様の製造方法により製造してもよい。
 次に、基材10の実装面10aを含む表面に、回路パターン70を形成する。回路パターン70を形成する方法は、特に限定されず、汎用の方法を用いることができる。例えば、実装面10a全体にメッキ膜を形成し、メッキ膜にフォトレジストでパターニングし、エッチングにより回路パターン以外の部分のメッキ膜を除去する方法、回路パターンを形成したい部分にレーザー光を照射して基材を粗化し、レーザー光照射部分のみにメッキ膜を形成する方法等が挙げられる。また、回路パターン70は、第1の実施形態の回路パターンと同様の方法により形成してもよい。
 本実施形態では、以下に説明する方法により回路パターン70を形成する。まず、基材10の表面に、触媒活性妨害層を形成する。次に、触媒活性妨害層が形成された基材10の実装面10aの無電解メッキ膜を形成する部分、即ち、回路パターン70を形成する部分をレーザー描画する。これにより、実装面10a上にレーザー描画部分15が形成される(図7(a)及び(b))。レーザー描画した基材10の表面に無電解メッキ触媒を付与し、次に、無電解メッキ液を接触させる。触媒活性妨害層は、その上に付与される無電解メッキ触媒の触媒活性を妨げる(妨害する)。このため、触媒活性妨害層上では、無電解メッキ膜の生成が抑制される。一方、レーザー描画部分15は、触媒活性妨害層が除去されるため、無電解メッキ膜が生成する。これにより、レーザー描画部分15に無電解メッキ膜により回路パターン70が形成される(図8(a)及び(b))。
 触媒活性妨害層は、触媒活性を妨害する樹脂(触媒失活剤)を用いて形成できる。触媒失活剤としては、側鎖にアミド基及びジチオカルバメート基を有するポリマーが好ましい。側鎖のアミド基及びジチオカルバメート基が無電解メッキ触媒となる金属イオンに作用し、触媒能を発揮することを妨げると推測される。また、触媒失活剤は、デンドリマー、ハイパーブランチポリマー等のデンドリティックポリマーが好ましい。触媒失活剤としては、例えば、特開2017‐160518号公報に開示されるポリマーを用いることができ、また、同特許公開公報に開示される方法により、基材表面に妨害層を形成できる。
 レーザー描画に用いるレーザー光及びレーザー描画方法は、特に限定されず、汎用のレーザー光及びレーザー描画方法を適宜選択して用いることができる。レーザー描画部分15では、図7(b)に示すように、触媒活性妨害層(不図示)を除去すると共に、基材10の表面を粗化してもよい。これにより、レーザー描画部分15に無電解メッキ触媒が吸着し易くなる。
 無電解メッキ触媒は、特に限定されず、汎用のものを適宜選択して用いることができる。また、無電解メッキ触媒として、例えば、特開2017-036486号公報に開示されている塩化パラジウム等の金属塩を含むメッキ触媒液を用いてもよい。無電解メッキ触媒として金属塩を含むメッキ触媒液を用いる場合、基材にメッキ触媒液を付与する前に、無電解メッキ触媒の吸着を促進する前処理液を基材に付与してもよい。前処理液としては、例えば、ポリエチレンイミン等の窒素含有ポリマーを含む水溶液を用いることができる。
 無電解メッキ液及び無電解メッキ方法は、特に限定されず、汎用の無電解メッキ液及び無電解メッキ方法を適宜選択して用いることができる。無電解メッキ液は、例えば、次亜リン酸ナトリウム、ホルマリン等の還元剤を含有する。無電解メッキ液としては、無電解ニッケルメッキ液、無電解ニッケルリンメッキ液、無電解銅メッキ液、無電解パラジウムメッキ液等を用いることができ、中でも無電解メッキ触媒(金属イオン)の還元効果の高い次亜リン酸ナトリウムを還元剤として含み、メッキ液が安定な無電解ニッケルメッキ液(無電解ニッケルリンメッキ液)が好ましい。回路パターン70の形成においては、無電解メッキ膜の上に、更に、他の種類の無電解メッキ膜や電解メッキ膜を積層してもよい。
 また、上述のように、コスト上昇を抑制しつつ回路パターン70の腐食を防止するため、実装面10aにおいて、実装部品30がハンダ付けされる実装部12以外をレジストで覆い、実装部12に形成される回路パターン70の最表面のみに金メッキ膜を形成してもよい。このような態様の回路パターンは、例えば、以下方法により形成できる。まず、最表面の金メッキ膜を除く回路パターンが形成された基材10に対して、実装面10aを含む全面にソルダーレジスト(例えば、太陽インキ株式会社製)を塗布し、レジスト層を形成する。次に、レーザー光を用いて、実装部12の実装面10a上のレジスト層を除去して開口を形成し、開口に回路パターンを露出される。そして、開口に露出している回路パターンの最表面のみに金メッキ膜を形成する。
 基材10に回路パターン70を形成した後、基材10の実装面10a上に実装部品30を実装し、回路パターン70と電気的に接続させる。これにより、本実施形態の回路部品700が得られる。実装方法は特に限定されず、汎用の方法を用いることができ、例えば、高温のリフロー炉に実装部品30を配置した基材10を通過させるハンダリフロー法、又はレーザー光を基材10と実装部品30の界面に照射してハンダ付けを行うレーザーハンダ付け法(スポット実装)により、実装部品30を基材10にハンダ付けしてもよい。
[変形例1]
 次に、図9に示す第2の実施形態の変形例1について説明する。上述の図5に示す回路部品700の基材10は、厚みが一定の板状体であるが、本実施形態は、これに限定されない。例えば、図9に示す本変形例の回路部品400のように、基材40の背面40bに、側壁45aと底面45bにより区画された凹部45を設けてもよい。底面45bに対応する実装面40a上に実装部品30が実装される。本変形例の回路部品400は、凹部45以外の構成は、図5に示す回路部品700と同様である。
 本変形例では、背面40bに凹部45を設けて、実装部品30が設けられる実装部42の厚みd1を薄くすることで、実装部42内のコア層を薄くする。これにより、実装部42の厚み方向への伝熱性が改善され、実装部品30が発生する熱を背面40bへ逃がし易くなる。これにより、回路部品400の放熱性を更に向上できる。
 実装部42の厚みd1を薄くした態様としては、実装面40aに凹部を設ける態様も考えられる。しかし、実装面40aに凹凸が設けられると、回路パターン70の形成が難しくなる虞がある。例えば、上述した触媒活性妨害層を用いて無電解メッキ膜のパターンを形成する場合、凹凸のある表面ではメッキ膜のコントラストがつき難い場合がある。本変形例では、背面40bに凹凸を設けることで、実装面40aにおける回路パターン70の形成に悪影響を与えずに、回路部品400の放熱性を改善できる。
 実装面40aから底面45bまでの距離d1は、例えば、0.1mm~1.5mmであることが好ましい。ここで、実装面40aから底面45bまでの距離d1とは、実装面40aから底面45bまでの、実装面40aの垂線方向における距離である。また、距離d1が一定でない場合、距離d1は上記範囲内で変動していることが好ましい。距離d1を上記範囲内とすることで、基材40の成形性及び機械的強度の低下を防ぎ、回路部品400の放熱性を改善できる。
 本変形例では、図9に示すように、1つの凹部45の底面45bに対応する実装面40a上に、1個の実装部品30が実装されている。しかし、本実施形態はこれに限定されない。例えば、1つの凹部45の底面45bに対応する実装面40a上に、複数の実装部品30が実装されていてもよい。また、底面45bの面積は、実装部品30の底面の面積より大きくてもよいし、小さくてもよし、底面45bの面積と実装部品30の底面の面積とは略同一であってもよい。
 底面45bに対応する実装面40a上に配置される実装部品30、1個当たりの底面45bの面積は、例えば、4cm以下であり、好ましくは、0.4cm~4cmである。底面45bの面積が広い程、放熱性は向上が、凹部45における成形性及び機械的強度が低下する。底面45bの面積を上記範囲内とすることで、放熱性と、成形性及び機械的強度とを両立できる。
 基材40の実装部42以外の部分の厚みd2は、機械的強度とコストの観点より、例えば、0.6mm~2.5mmである。
 凹部45は、基材40の成形と同時に形成してもよい。例えば、金型キャビティ内に、凹部45に対応する凸部を有する金型を用いて、本変形例の基材40を成形できる。
[変形例2]
 次に、図10に示す第2の実施形態の変形例2について説明する。本変形例の回路部品500は、図10に示すように、基材51の背面50bに、側壁55aと底面55bにより区画された凹部55が設けられる。そして、実装部品30が実装される実装部52の実装面50aから底面55bに向かって貫通孔56が形成され、貫通孔56の内壁に無電解メッキ膜71が形成される。本変形例の貫通孔56の内部は、無電解メッキ膜71で充填されている。貫通孔56の無電解メッキ膜71は、回路パターン70及びハンダ31を介して実装部品30に連結する。本変形例の回路部品500は、貫通孔56以外の構成は、図9に示す回路部品400と同様である。
 本変形例では、内部が無電解メッキ膜71で充填されている貫通孔56を設けることにより、実装部品30が発生する熱を無電解メッキ膜71を通じて背面50bへ逃がし易くなる。これにより、回路部品500の放熱性を更に向上できる。また、貫通孔56の内部に無電解メッキ膜71を形成することで、貫通孔56を形成した実装部52の機械的強度の低下を抑制できる。
 貫通孔56は、例えば、レーザー加工により形成してもよい。貫通孔56内部の無電解メッキ膜71は、例えば、回路パターン70を無電解メッキ膜で形成するときに同時に形成してもよい。
 尚、本変形例では貫通孔56を設けたが、本実施形態はこれに限定されず、実装面50aに設ける孔は、必ずしも底面55bまで貫通している必要はない。即ち、貫通孔56に代えて非貫通孔を設けてもよく、例えば、実装部52の実装面50aから底面55bに向かう凹部を形成し、凹部の表面に無電解メッキ膜を形成してもよい。無電解メッキ膜形成の観点からは、貫通孔の方が、無電解メッキ液が流れ易いため好ましい。一方で、実装部52の機械的強度、内部に形成される無電解メッキ膜の腐食防止の観点からは、実装面50aに設ける孔は底面55bまで貫通していない凹部の方が好ましい。凹部であっても、回路部品500の放熱性を改善する効果を奏する。実装部52の実装面50aから底面55bに向かう凹部の深さは、回路パターンを形成する無電解メッキ膜の厚みより深ければ、任意に決定できる。また、凹部は、実装面50aに垂直な方向に延びる孔に限定されず、実装面50a上に延びる溝であってもよい。
 以下、本発明について実施例及び比較例を用いて更に説明する。但し、本発明は、以下に説明する実施例及び比較例に限定されるものではない。
[試料1‐1の製造]
 発泡成形体を製造し、発泡成形体上にメッキ膜により回路パターンを形成して成形回路部品(試料1‐1)を得た。発泡成形体の製造において、熱可塑性樹脂としてポリフェニレンサルファイド(PPS)(ポリプラスチック製、ジェラファイド1130T6)を用い、物理発泡剤として窒素を用いた。可塑化シリンダの飢餓ゾーンに導入する物理発泡剤の圧力は1MPaとした。
(1)発泡成形体の製造装置
 上述した実施形態で用いた図2に示す製造装置1000を用いて、発泡成形体を製造した。製造装置1000の詳細について説明する。上述のように、製造装置1000は射出成形装置であり、可塑化シリンダ210と、物理発泡剤を可塑化シリンダ210に供給する物理発泡剤供給機構であるボンベ100と、金型が設けられた型締めユニット(不図示)と、可塑化シリンダ210及び型締めユニットを動作制御するための制御装置(不図示)を備える。
 可塑化シリンダ210のノズル先端29には、エアシリンダの駆動により開閉するシャットオフバルブ28が設けられ、可塑化シリンダ210の内部を高圧に保持できる。ノズル先端29には金型(不図示)が密着し、金型が形成するキャビティ内にノズル先端29から溶融樹脂が射出充填される。可塑化シリンダ210の上部側面には、上流側から順に、熱可塑性樹脂を可塑化シリンダ210に供給するための樹脂供給口201及び物理発泡剤を可塑化シリンダ210内に導入するための導入口202が形成される。これらの樹脂供給口201及び導入口202にはそれぞれ、樹脂供給用ホッパ211及びフィーダースクリュ212、導入速度調整容器300が配設される。導入速度調整容器300には、ボンベ100が、減圧弁151、圧力計152、開放弁153を介して、配管154により接続する。また、可塑化シリンダ210の飢餓ゾーン23内には、飢餓ゾーン23の圧力をモニターするセンサ27が設けられている。
 スクリュ20は、熱可塑性樹脂の可塑化溶融を促進し、溶融樹脂の計量及び射出を行うため、可塑化シリンダ210内において回転及び進退自在に配設されている。スクリュ20には、上述したように、溶融樹脂の流動抵抗を高める機構として、シール部26及びスクリュ20の大径部分20Aが設けられている。
 可塑化シリンダ210では、樹脂供給口201から可塑化シリンダ210内に熱可塑性樹脂が供給され、熱可塑性樹脂がバンドヒータ(不図示)によって可塑化されて溶融樹脂となり、スクリュ20が正回転することにより下流に送られる。スクリュ20に設けられたシール部26及び大径部分20Aの存在により、シール部26の上流側では、溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まり、シール部26の下流の飢餓ゾーン23では、溶融樹脂が未充満(飢餓状態)となる。更に下流に送られた溶融樹脂は、射出前に可塑化シリンダ210の先端付近において再圧縮されて計量される。
 これにより、可塑化シリンダ210内では、上流側から順に、熱可塑性樹脂が可塑化溶融される可塑化ゾーン21、溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まる圧縮ゾーン22、溶融樹脂の流動速度を調整する流動速度調整ゾーン25、溶融樹脂が未充満となる飢餓ゾーン23、飢餓ゾーンにおいて減圧された溶融樹脂が再度圧縮される再圧縮ゾーン24が形成される。
 製造装置1000において、可塑化シリンダ210の内径は22mmであり、導入口202の内径は6mmであった。したがって、導入口202の内径は、可塑化シリンダ210の内径の約27%であった。また、導入速度調整容器300の容積は約80mLであり、飢餓ゾーン23の容積は、110mLであった。したがって、導入速度調整容器300の容積は、飢餓ゾーン23の容積の約0.7倍であった。また、キャビティの大きさが5cm×5cm×2mmである金型を用いた。
(2)発泡成形体の製造
 ボンベ100として、窒素が14.5MPaで充填された容積47Lの窒素ボンベを用いた。まず、減圧弁151の値を1MPaに設定し、ボンベ100を開放し、減圧弁151、圧力計152、更に導入速度調整容器300を介して、可塑化シリンダ210の導入口202から、飢餓ゾーン23へ1MPaの窒素を供給した。成形体の製造中、ボンベ100は常時、開放した状態とした。
 可塑化シリンダ210において、バンドヒータ(不図示)により、可塑化ゾーン21を320~300℃、圧縮ゾーン22を320℃、流動速度調整ゾーン25及び飢餓ゾーン23を300℃、再圧縮ゾーン24を320℃に調整した。そして、樹脂供給用ホッパ211から、フィーダースクリュ212を30rpmの回転数で回転させながら、熱可塑性樹脂(PPS)の樹脂ペレットを可塑化シリンダ210に供給し、スクリュ20を正回転させた。これにより、可塑化ゾーン21において、熱可塑性樹脂を加熱、混練し、溶融樹脂とした。
 フィーダースクリュ212の回転数は、事前にソリッド成形体(無発泡成形体)の成形により、成形条件の設定(条件出し)を行い、樹脂ペレットが飢餓供給される回転数に決定した。ここで、樹脂ペレットの飢餓供給とは、可塑化ゾーン21において、樹脂ペレットの供給中、可塑化シリンダ内に樹脂ペレット又はその溶融樹脂が充満しない状態が維持され、供給した樹脂ペレット又はその溶融樹脂からスクリュ20のフライトが露出している状態を意味する。樹脂ペレットの飢餓供給の確認は、例えば、赤外線センサ又は可視化カメラにてスクリュ20上の樹脂ペレット又は溶融樹脂の有無を確認する方法が挙げられる。用いたフィーダースクリュ212に透明窓が設けられており、透明窓を介して樹脂供給口201直下の可塑化ゾーン21の状態を視認して確認した。
 スクリュ20の背圧を3MPaとし(物理発泡剤の圧力:1MP+2MPa=3MPa)とし、回転数100rpmにて正回転することにより、溶融樹脂を可塑化ゾーン21から圧縮ゾーン22に流動させ、更に、流動速度調整ゾーン25及び飢餓ゾーン23に流動させた。
 溶融樹脂は、スクリュ大径部分20A及びシール部26と、可塑化シリンダ210の内壁との隙間から、流動速度調整ゾーン25及び飢餓ゾーン23へ流動するため、飢餓ゾーン23への溶融樹脂の供給量が制限された。これにより、圧縮ゾーン22においては溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まり、下流側の飢餓ゾーン23においては、溶融樹脂が未充満(飢餓状態)となった。飢餓ゾーン23では、溶融樹脂が未充満(飢餓状態)であるため、溶融樹脂が存在しない空間に導入口202から導入された物理発泡剤(窒素)が存在し、その物理発泡剤により溶融樹脂は加圧された。
 更に、溶融樹脂は再圧縮ゾーン24に送られて再圧縮され、スクリュ20の後退に伴い、可塑化シリンダ210の先端部において1ショット分の溶融樹脂が計量された。その後、シャットオフバルブ28を開放して、キャビティ内に、キャビティの容積の90%の充填率となる様に溶融樹脂を射出充填して平板形状の発泡成形体を成形した(ショートショット法)。金型温度は150℃とした。成形後、発泡成形体が冷却するのを待って、金型内から発泡成形体を取り出した。冷却時間は、10秒とした。
 以上説明した成形体の射出成形を連続して20ショット行い、20個の発泡成形体を得た。20個の発泡成形体の製造中、常時、圧力センサ27により可塑化シリンダ210内の飢餓ゾーン23の圧力を計測した。その結果、飢餓ゾーン23の圧力は、常に1MPaで一定であった。また、飢餓ゾーン23へ供給される窒素の圧力を示す圧力計152の値も、発泡成形体の製造中、常時、1MPaであった。以上から、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む射出成形の1サイクルを通して、飢餓ゾーン23において、1MPaの窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたこと、及び20個の成形体の連続成形の間、飢餓ゾーン23において、窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたことが確認できた。
(3)回路パターンの形成
 以下に説明する方法により、発泡成形体上にメッキ膜により形成された回路パターンを形成した。
(a)触媒活性妨害剤の合成
 式(1)で表される、市販のハイパーブランチポリマー(日産化学工業製、ハイパーテック HPS-200)にアミド基を導入して、式(2)で表されるハイパーブランチポリマーを合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 まず、式(1)で表されるハイパーブランチポリマー(1.3g、ジチオカルバメート基:4.9mmol)、N‐イソプロピルアクリルアミド(NIPAM)(1.10g、9.8mmol)、α,α’‐アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)(81mg、0.49mmol)、脱水テトラヒドロフラン(THF)(10mL)をシュレンク管へ加え、凍結脱気を3回行った。その後、オイルバスを用いて70℃で一晩(18時間)撹拌して反応させ、反応終了後、氷水によって冷却し、THFで適度に希釈した。次に、ヘキサン中で再沈殿させ、得られた固体の生成物を60℃で一晩真空乾燥させた。生成物のNMR(核磁気共鳴)測定及びIR(赤外吸収スペクトル)測定を行った。この結果、式(1)で表される市販のハイパーブランチポリマーにアミド基が導入されて、式(2)で表されるポリマーが生成していることが確認できた。次に、生成物の分子量をGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)で測定した。分子量は、数平均分子量(Mn)=9,946、重量平均分子量(Mw)=24,792であり、ハイパーブランチ構造独特の数平均分子量(Mn)と重量平均分子量(Mw)とが大きく異なった値であった。式(2)で表されるハイパーブランチポリマーの収率は、92%であった。
(b)触媒活性妨害層の形成
 合成した式(2)で表されるポリマーをメチルエチルケトンに溶解して、ポリマー濃度0.5重量%のポリマー液を調製した。成形した発泡成形体を調製したポリマー液に室温で5秒間ディッピングし、その後、85℃乾燥機中で5分間乾燥した。これにより、発泡成形体表面に触媒活性妨害層を形成した。触媒活性妨害層の膜厚は、約70nmであった。
(c)レーザー描画
 触媒活性妨害層を形成した発泡成形体の表面に、3Dレーザーマーカ(キーエンス製、ファイバーレーザー、出力50W)を用いて、2000mm/sの加工速度で、回路パターンに対応する部分をレーザー描画した。描画パターンの線幅は0.3mm、隣り合う描画線間の最小距離は0.5mmとした。レーザー描画により、レーザー描画部分の触媒活性妨害層を除去できた。
(d)無電解メッキ触媒の付与及びメッキ膜の形成
 レーザー描画を行った発泡成形体を30℃の塩化パラジウム溶液(奥野製薬工業製、アクチベータ)に5分浸漬して、無電解メッキ触媒を付与した。無電解メッキ触媒を付与した発泡成形体を水洗し、次に、60℃の無電解ニッケルリンメッキ液(奥野製薬工業製、トップニコロンLPH-L、pH6.5)に10分浸漬させた。発泡成形体上のレーザー描画部に選択的に、ニッケルリン膜(無電解ニッケルリンメッキ膜)が約1μm成長した。
 レーザー描画部のニッケルリン膜上に、更に、汎用の方法により、電解銅メッキ膜を10μm、電解ニッケルメッキ膜を1μm、電解金メッキ膜を0.1μm、この順に積層し、回路パターンを形成した。
[試料1‐2~1‐10の製造]
 発泡成形体の製造において、可塑化シリンダの飢餓ゾーンに導入する物理発泡剤の圧力をそれぞれ、2MPa、4MPa、6MPa、8MPa、10MPa、12MPa、14MPa、18MPa及び0.4MPaとした以外は試料1‐1と同様の方法により、試料1‐2~1‐10(成形回路部品)を製造した。
 各試料の発泡成形体の製造中、常時、圧力センサ27により可塑化シリンダ210内の飢餓ゾーン23の圧力を計測した。その結果、飢餓ゾーン23の圧力は、導入される物理発泡剤と同一の一定圧力であった。また、飢餓ゾーン23へ供給される窒素の圧力を示す圧力計152の値も、発泡成形体の製造中、常時、試料毎に設定した一定圧力であった。以上から、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む射出成形の1サイクルを通して、飢餓ゾーン23において、試料毎に設定した一定圧力の窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたこと、及び20個の成形体の連続成形の間、飢餓ゾーン23において、窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたことが確認できた。
[試料1‐1~1‐10の評価]
 試料1‐1~1‐10(成形回路部品)を以下に説明する方法により評価した。各試料の評価結果を各試料の発泡成形体の製造時に用いた物理発泡剤の圧力と共に表1及び表2に示す。
(1)発泡成形体の発泡性
 発泡成形体の形状観察及び断面観察を行い、発泡成形体の発泡性を下記評価基準に従って評価した。尚、下記の判断基準でA判定の発泡成形体は、ソリッド成形品と比較して比重が10%程度低下していた。
<発泡性の評価基準>
 A:十分に発泡している。
 発泡成形体は金型のキャビティを完全に充填しており、発泡成形体内部に形成された発泡セルは微細化している(セル径が約30~50μm程度)。
 B:発泡している。
 発泡成形体は金型のキャビティを完全に充填してはいないが、キャビティの端部に未充填部分が無い。即ち、溶融樹脂の流動末端がキャビティの端部に達している。発泡成形体内部に形成された発泡セルには、肥大化したもの(セル径が約100~200μm程度)が散見される。
 C:成形体の一部のみが発泡している。
 金型のキャビティの端部に未充填部分がある。即ち、溶融樹脂の流動末端がキャビティの端部に達していない。発泡成形体の端部近傍(溶融樹脂の流動末端近傍)に形成された発泡セルは肥大化している(セル径が約100~200μm程度)。
(2)加熱試験による成形回路部品の厚みの変化率
 上で作製した試料1‐1~1‐10の各20個の成形回路部品から、無作為に各5個を選択した。まず、成形回路部品1個につき、平板の厚みに相当する部分(金型のキャビティの幅2mmに対応する部分)の長さを4ヵ所測定した(厚みDb)。その後、以下に説明する加熱試験を行った。まず、鉛フリーハンダ用リフロー炉を想定して、設定温度250℃に加熱した電気炉内に、成形回路部品を静置した。成形回路部品表面には熱伝対を接触させ表面温度を測定し、最高到達温度が240℃~260℃になることを確認した。表面温度が最高温度に達してから5分後に、成形回路部品を電気炉から取り出した。成形回路部品を電気炉内に静置した時間は、約8~9分であった。成形回路部品を室温まで冷却した後、加熱前に厚みを測定した部分の厚みを再度測定し(厚みDa)、加熱試験による成形回路部品の厚みの変化率を以下の式により求めた。
 
               (Da-Db)/Db×100(%)
               Db:成形回路部品の加熱前の厚み
               Da:成形回路部品の加熱後の厚み
 
 成形回路部品1個につき、4ヵ所の厚みの変化率を求め、更に、試料毎に発成形回路部品5個において同様に厚みの変化率を求めた(4ヵ所×5個=合計20ヶ所)。そして、これら20ヶ所の厚みの変化率の平均値を各試料の加熱試験による成形回路部品の厚みの変化率とした。
(3)加熱試験後の表面の膨れ
 上述した加熱試験後の成形回路部品の表面を観察し、表面の膨れの有無を下記評価基準に従って評価した。
<加熱試験後の表面の膨れの評価基準>
 A:成形回路部品の表面に膨れが無い。
 B:成形回路部品の表面の一部に小さな膨れがある(直径1mm未満)。
 C:成形回路部品の表面に大きな膨れがある(直径1mm~3mm)。
 D:成形回路部品の表面により大きな膨れがある(直径3mm以上)。
(4)発泡成形体表面のスワールマーク
 加熱試験前の成形回路部品の表面を観察し、発泡成形体表面のスワールマークの有無を下記評価基準に従って評価した。
<スワールマークの評価基準>
 A:スワールマークが発生していないか、又は非常にわずかに発生している。
 B:発泡成形体表面の一部にスワールマークが発生している。
 C:発泡成形体表面全体にスワールマークが発生しており、発泡成形体の表面が白く曇っている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 発泡成形体の製造時に用いた物理発泡剤の圧力が1~12MPaである試料1‐1~1‐7は、発泡成形体の発泡性が良好であり、加熱試験による成形回路部品の厚みの変化率が小さく、表面の膨れも小さかったことから耐熱性が高いことが確認できた。更に、スワールマークの発生も抑制されていた。また、発泡成形体の製造時に用いた物理発泡剤の圧力が2~10MPaである試料1‐2~1‐6は、発泡性がより良好で、耐熱性がより高く、スワールマークの発生もより少なかった。
 発泡成形体の製造時に用いた物理発泡剤の圧力が12MPaを超える試料1‐8及び1‐9は、試料1‐1~1‐7と比較して、加熱試験による成形回路部品の厚みの変化率が大きく、表面の膨れも大きかった。これから、試料1‐1~1‐7と比較して、耐熱性が低いことがわかった。また、試料1‐8及び1‐9では、スワールマークの発生も著しかった。発泡成形体の製造時に用いた物理発泡剤の圧力が0.5MPa未満の試料1‐10は、試料1‐1~1‐7と比較して、発泡成形体の発泡性が不十分であった。
[試料2‐1~2‐8の製造]
 熱可塑性樹脂として液晶ポリマー(LCP)(ホリプラスチック製、ラペロスS135)を用い、可塑化シリンダの飢餓ゾーンに導入する物理発泡剤(窒素)の圧力をそれぞれ、0.5MPa、1MPa、2MPa、4MPa、6MPa、8MPa、10MPa及び0.4MPaとした以外は、試料1‐1と同様の方法により試料2‐1~2‐8(成形回路部品)を製造した。
 各試料の発泡成形体の製造中、常時、圧力センサ27により可塑化シリンダ210内の飢餓ゾーン23の圧力を計測した。その結果、飢餓ゾーン23の圧力は、導入される物理発泡剤と同一の一定圧力であった。また、飢餓ゾーン23へ供給される窒素の圧力を示す圧力計152の値も、発泡成形体の製造中、常時、試料毎に設定した一定圧力であった。以上から、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む射出成形の1サイクルを通して、飢餓ゾーン23において、試料毎に設定した一定圧力の窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたこと、及び20個の成形体の連続成形の間、飢餓ゾーン23において、窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたことが確認できた。
[試料2‐1~2‐8の評価]
 上で作製した試料2‐1~2‐8(成形回路部品)について、上述した試料1‐1~1‐10と同様の方法により、以下の(1)~(4)の評価を行った。
(1)発泡成形体の発泡性
(2)加熱試験による発泡成形体の厚みの変化率
(3)加熱試験後の表面の膨れ
(4)発泡成形体表面のスワールマーク
 各試料の評価結果を各試料の発泡成形体の製造時に用いた物理発泡剤の圧力と共に表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 発泡成形体の製造時に用いた物理発泡剤の圧力が0.5~10MPaである試料2‐1~2‐7は、発泡性が良好で、加熱試験による発泡成形体の厚みの変化率が小さかったことから耐熱性が高いことが確認できた。更に、スワールマークの発生も抑制されていた。また、発泡成形体の製造時に用いた物理発泡剤の圧力が1~6MPaである試料2‐2~2‐5は、発泡性がより良好で、耐熱性がより高く、スワールマークの発生も少なかった。
 発泡成形体の製造時に用いた物理発泡剤の圧力が0.4MPaの試料2‐8は、試料2‐1~2‐7と比較して、発泡成形体の発泡性が不十分であった。
 [試料3‐1]
 図5に示す板状体の基材10を用いて、回路部品700を製造した。また、実装部品30として、LED(発光ダイオード)を用いた。
(1)基材の成形
 絶縁性熱伝導フィラーを含む熱可塑性樹脂として、酸化アルミ等を含むポリフェニレンサルファイド(PPS)(DIC製、TZ-2010-A1、熱伝導率1W/m・K)を用いた。成形装置としてWO2017/007032号公報の図2に開示される成形装置を用い、物理発泡剤として加圧窒素を用いて、板状(50mm×80mm×2mm)の発泡成形体を成形した。金型への溶融樹脂の充填量を調整して、発泡体の密度低減率を5%とした。成形条件は、物理発泡剤の導入圧力:2MPa、樹脂温度:350℃、金型温度:150℃、射出速度:50mm/s、型締め圧:3tf、保圧:0(ゼロ)とした。
 成形した発泡成形体の外観を光学顕微鏡で観察した。成形時において金型ゲートに位置していた部分から金型末端に位置して部分まで、発泡成形体の厚みの変動幅は5μm以内であり、発泡成形体の厚みは均一であった。また、成形体の金型末端に位置していた部分(流動末端部)に、顕微鏡で確認できる大きさのバリは発生していなかった。更に、発泡成形体の断面をSEMで観察した。成形体の表面から深さ約100μmまでの範囲のスキン層には、発泡セルは確認できなかった。成形体の表面から約100μmより深い範囲のコア層には、平均セル径が50μm程度の微細な発泡セルが確認された。
(2)回路パターンの形成
 以下に説明する方法により、基材10上にメッキ膜により形成された回路パターン70を形成した。
(a)触媒活性妨害層の形成
 基材の表面に、上述の試料1-1の製造で用いた、触媒失活剤である式(2)で表されるハイパーブランチポリマーを含む触媒活性妨害層を形成した。尚、式(2)で表されるハイパーブランチポリマーは、特開2017‐160518号公報に開示される方法により合成した。
 合成した式(2)で表されるポリマーをメチルエチルケトンに溶解して、ポリマー濃度0.3重量%のポリマー溶液を調製した。室温のポリマー溶液に基材を5秒間浸漬し、その後、85℃乾燥機中で5分間乾燥した。これにより、基材表面に膜厚約50nmの触媒活性妨害層が形成された。
(b)レーザー描画
 触媒活性妨害層を形成した基材10の表面に、3Dレーザーマーカ(キーエンス製、ファイバーレーザー、出力50W)を用いて、800mm/sの加工速度で3回重ね書きを行い、回路パターン70に対応する部分をレーザー描画した。描画パターンの線幅は0.3mm、隣り合う描画線間の最小距離は0.5mmとした。レーザー描画により、レーザー描画部分15(図7(a)及び(b)参照)の触媒活性妨害層を除去できた。また、レーザー描画部分15の表面は粗化され、基材10内に含まれていたフィラーが露出した。レーザーによる粗化深さは、約50μmであった。
(c)触媒付与の前処理
 水に、重量平均分子量70,000のポリエチレンイミン(PEI)(和光純薬製、30重量%濃度溶液)、次亜リン酸カルシウム(大道製薬製)を混合し、PEIの配合量(固形分濃度)が1g/L、次亜リン酸カルシウムの配合量が5g/Lとなるように前処理液を調製した。調製した室温の前処理液に基材10を5分間浸漬した。
(d)基材の洗浄
 エアバブリングにより撹拌した常温の水に基材を5分間浸漬して洗浄した。
(e)無電解メッキ触媒の付与
 35℃に調整した市販の塩化パラジウム(PdCl)水溶液(奥野製薬工業製、アクチベータ、塩化パラジウム濃度:150ppm)に基材10を5分間浸漬した。基材を塩化パラジウム水溶液から取り出した後、水洗した。
(f)無電解メッキ
 60℃に調整した無電解ニッケルリンメッキ液(奥野製薬工業製、トップニコロンLPH-L、pH6.5)に、基材10を10分間浸漬した。基材10上のレーザー描画部15にニッケルリン膜(無電解ニッケルリンメッキ膜)が約1μm成長した。
 ニッケルリン膜上に、更に、汎用の方法により、電解銅メッキ膜を20μm、電解ニッケルメッキ膜を1μm、電解金メッキ膜を0.1μm、この順に積層し、回路パターン70を形成した。
(3)実装部品の実装
 実装部品30として、面実装タイプの高輝度LED(日亜化学製、NS2W123BT、3.0mmx2.0mmx高さ0.7mm)を用いた。基材10の実装部12の実装面10a上において、回路パターン70と電気的に接続可能な位置に3個の実装部品(LED)30及びハンダ31を配置した。ハンダの平均膜厚は約20μmとした。図5(a)に示すように、3個の実装部品30は直列接続した。次に、基材10をリフロー炉に通した(ハンダリフロー)。リフロー炉内で基材10は加熱され、基材10の最高到達温度は約240℃となり、基材10が最高到達温度で加熱された時間は約1分であった。ハンダ31により、実装部品30は基材10に実装され、回路部品700(試料3‐1)を得た。尚、ハンダリフローにより基材10に膨れは発生しなかった。
[試料3‐2]
 板状の基材10(図5)に代えて、背面40bに凹部45形成された基材40(図9)を用いた以外は、試料3‐1と同様の方法により、図9に示す回路部品400を製造した。
(1)基材の成形
 試料3‐1と同様の材料及び装置を用いて、同様の成形条件で発泡成形体を成形した。但し、金型キャビティ内に、凹部45に対応する、3個の凸部を有する金型を用いて、基材40の成形と同時に凹部45を形成した。発泡成形体は、板状(50mm×80mm×2mm)であり、3個の実装部品(LED)30を実装する実装面40aに対応する背面40bに、側壁45aと底面45bにより区画された凹部45を有する。底面45bの面積は、4mm×4mm=0.16cmとし、実装面40aから底面45bまでの距離d1は、0.6mmとした。底面45bの面積(0.16cm)は、実装部品30の底面の面積(3mmx2mm=0.06cm)より大きく設定した。
 得られた発泡成形体の外観を光学顕微鏡で観察した。実装部52は、実装部52以外の部分と比較して、その厚み(d1)が薄いが、樹脂の充填に問題は無かった。また、試料3‐1と同様に、発泡成形体の厚みの変動幅は5μm以内であり、実装部52以外の部分の厚み(d2)は均一であった。また、成形体の金型末端に位置していた部分(流動末端部)に、顕微鏡で確認できる大きさのバリは発生していなかった。更に、発泡成形体の断面をSEMで観察した。厚み(d1)が薄い実装部52では、実装部52以外の部分と比較して、コア層内部の発泡セルが少なかった。
(2)回路パターンの形成及び実装部品の実装
 試料3‐1と同様の方法により、実装面40a上に回路パターン70を形成し、実装部品30を実装して、回路部品400(試料3‐2)を得た。
[試料3‐3]
 板状の基材10(図5)に代えて、凹部55及び内部が無電解メッキ膜71で充填された貫通孔56が形成された基材51(図10)を用いた以外は、試料3‐1と同様の方法により、図10に示す回路部品500を製造した。
(1)基材の成形
 試料3‐1と同様の材料及び装置を用いて、同様の成形条件で発泡成形体を成形した。但し、試料3‐2で用いた金型を用いて、背面50bに凹部55が形成された基材51を成形した。貫通孔56を形成する前の基材51は、試料3‐2の基材40と同様である。
(2)回路パターン及び貫通孔の形成
 試料3‐1と同様の方法により、触媒活性妨害層を形成した後、レーザー描画を行った。レーザー描画の際、配線パターンに対応するレーザー描画部分15(図7(a)及び(b)参照)と共に、実装部52の実装面50aから凹部55の底面55bに向かう貫通孔56をレーザー光により形成した。貫通孔56の直径は0.2mmとし、LED30、1個につき、6個の貫通孔56を形成した。
 次に、試料3‐1と同様の方法により、触媒付与の前処理、基材の洗浄、無電解メッキ触媒の付与及び無電解メッキをこの順で行った。これにより、レーザー描画部分15上の無電解メッキ膜と、貫通孔56内部の無電解メッキ膜71とを同時に形成した。次に、レーザー描画部分15の無電解メッキ膜上に、試料3‐1と同様の方法により、電解銅メッキ膜、電解ニッケルメッキ膜、電解金メッキ膜をこの順に積層し、回路パターン70を形成した。
(3)実装部品の実装
 試料3‐1と同様の方法により、実装面50a上に実装部品30を実装して、回路部品500(試料3‐3)を得た。
[試料3‐4]
 基材である発泡成形体の密度低減率を0.5%とした以外は、試料3‐1と同様の方法により、図5に示す回路部品700(試料3‐4)を製造した。基材の成形において、物理発泡剤の導入圧力を1MPaとし、金型への溶融樹脂の充填量を調整して、密度低減率を0.5%とした。また、成形体にバリが発生しないように、型締め圧及び保圧の調整をおこなった。その他の成形条件は、試料3‐1と同様とした。
[試料3‐5]
 基材である発泡成形体の密度低減率を1%とした以外は、試料3‐1と同様の方法により、図5に示す回路部品700(試料3‐5)を製造した。基材の成形において、物理発泡剤の導入圧力を1MPaとし、金型への溶融樹脂の充填量を調整して、密度低減率を1%とした。また、成形体にバリが発生しないように、型締め圧及び保圧の調整をおこなった。その他の成形条件は、試料3‐1と同様とした。
[試料3‐6]
 基材である発泡成形体の密度低減率を7%とした以外は、試料3‐1と同様の方法により、図5に示す回路部品700(試料3‐6)を製造した。基材の成形において、物理発泡剤の導入圧力を2MPaとし、金型への溶融樹脂の充填量を調整して、密度低減率を7%とした。また、成形体にバリが発生しないように、型締め圧の調整をおこなった。その他の成形条件は、試料3‐1と同様とした。
[試料3‐7]
 基材である発泡成形体の密度低減率を10%とした以外は、試料3‐1と同様の方法により、図5に示す回路部品700(試料3‐7)を製造した。基材の成形において、物理発泡剤の導入圧力を2MPaとし、金型への溶融樹脂の充填量を調整して、密度低減率を10%とした。また、成形体にバリが発生しないように、型締め圧の調整をおこなった。その他の成形条件は、試料3‐1と同様とした。
[試料3‐8]
 基材を非発泡成形体(ソリッド成形体)とした以外は、試料3‐1と同様の構成の回路部品を製造した。
(1)基材の成形
 試料3‐1と同様の材料及び装置を用いて、非発泡成形体を成形した。非発泡成形体を成形するため、可塑化シリンダへの物理発泡剤の導入は行なわなかった。樹脂温度及び金型温度は、試料3‐1と同様とした。但し、試料3‐8では、溶融樹脂の流動性が低いため、射出成形時に保圧を加えないと成形体にヒケが生じる。このため、40MPaの保圧を5秒間加えた。また、成形時に金型が開かないようにするための型締め圧は40tfであった。
 得られた発泡成形体の外観を光学顕微鏡で観察した。成形時において金型ゲートに位置していた部分から金型末端に位置して部分まで、発泡成形体の厚みの変動幅は10μmであり、試料3‐1の変動幅5μmより悪化していた。また、成形体の金型パーティング面に対応する部分に、約50μm長さのバリが発生しており、バリ取りの2次加工が必要なレベルであった。
(2)回路パターンの形成及び実装部品の実装
 試料3‐1と同様の方法により、成形体の実装面上に回路パターンを形成し、実装部品を実装して、回路部品(試料3‐8)を得た。
[試料3‐9]
 基材である発泡成形体の密度低減率を15%とした以外は、試料3‐1と同様の方法により、図5に示す回路部品700(試料3‐9)を製造した。基材の成形において、物理発泡剤の導入圧力を4MPaとし、金型への溶融樹脂の充填量を調整して、密度低減率を15%とした。その他の成形条件は、試料3‐1と同様とした。
[回路部品の評価]
 製造した回路部品(試料3‐1~試料3‐9)について、以下の評価を行った。結果を表4に示す。
(1)回路部品の放熱性
 製造した各回路部品(試料3‐1~試料3‐9)に電源を接続し、300mAの直流電流を流してLED30を点灯させた。LED30の温度が十分に安定化した30分後、LED30の温度を測定した。LED30の温度は、LED30の背面の電極間に熱電対を固定して測定した。
(2)基材(成形体)の量産性
 以下の評価基準に従って、基材(成形体)の量産性を評価した。
<量産性の評価基準>
○:型締め圧:5tf未満、保圧:10MPa未満の成形条件で成形が可能であり、成形体にバリは発生しなかった。
△:型締め圧:5~10tf、保圧:10~20MPaの成形条件で成形が可能であり、成形体にバリは発生しなかった。
×:型締め圧:35tf以上、保圧:40MPa以上の成形条件で成形が可能であり、成形体にバリが発生した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表4に示すように、試料3‐1~3‐7の回路部品はLEDの温度が90℃以下と低く抑えられ、放熱性が高く、更に成形体の量産性も良好であった。基材の形状が異なり、その他の条件が同一である試料3‐1~3‐3を比較する。板状体の基材を用いた試料3‐1の回路部品700(図5)より、試料3‐2の基材に凹部を設けた回路部品400(図9)の方がLEDの温度が低く、更に、試料3‐3の基材に凹部及びスルーホールを設けた回路部品500(図10)の方がLEDの温度がより低かった。即ち、試料3‐3、3‐2、3‐1の順に放熱性が高かった。
 また、基材の密度減少率が異なり、その他の条件が同一の試料3‐1、3‐4~3‐7及び3-9を比較する。基材の密度減少率が1~7%である試料3‐1、3‐5及び3‐6は、特に、放熱性が高く、成形体の量産性が良好であった。試料3‐1、3‐5及び3‐6のLEDの温度は、無発泡成形体を基材と用いた場合(試料3‐8)とほぼ同程度であり、無発泡成形体と同等の放熱性を有することが確認できた。試料3‐1、3‐5及び3‐6と比較すると、密度減少率が0.5%である試料3‐4は量産性がやや低く、密度減少率が10%である試料3‐7は、LEDの温度がやや高かった。また、基材の密度減少率が15%である試料3‐9は、成形体の量産性は良好であったが、試料3‐1、3‐5及び3‐6と比較すると、LEDの温度が高く、放熱性が低下した。基材の密度減少率が高い試料3‐9では、発泡セルによる断滅効果で基材の熱抵抗が上昇するため、基材中の絶縁性熱伝導フィラーの効果が低下したと推測される。
 一方、無発泡成形体を基材として用いた試料3‐8は、成形体の量産性が低かった。
 本発明の製造方法は、物理発泡剤に関わる装置機構を簡略化できる。また、発泡性に優れた発泡成形体を低コストで、効率よく製造できる。更に、高い耐熱性を有する成形回路部品を製造できる。また、本発明の回路部品(MID)は、量産性と放熱性を両立できる。このため、LED等の実装部品の発熱によって、回路部品が高温となることを抑制でき、量産に適しているため、スマートフォンや、自動車部品に応用可能である。
20   スクリュ
21   可塑化ゾーン
22   圧縮ゾーン
23   飢餓ゾーン
24   再圧縮ゾーン
25   流動速度調整ゾーン
26   シール部
27   圧力センサ
100  ボンベ
210  可塑化シリンダ
300  導入速度調整容器
1000 製造装置
10,40,51    基材
70          回路パターン
30          実装部品(LED)
11          発泡セル
700,400,500 回路部品

Claims (18)

  1.  回路部品であって、
     熱可塑性樹脂を含む発泡成形体である基材と、
     前記基材上に形成されている回路パターンとを含むことを特徴とする回路部品。
  2.  前記熱可塑性樹脂は、スーパーエンジニアリングプラスチックを含み、
     前記回路部品を加熱して、前記回路部品の表面温度を240℃~260℃に5分間維持したとき、加熱による前記回路部品の厚みの変化率が-2%~2%であることを特徴とする請求項1に記載の回路部品。
  3.  前記回路部品は、
     前記熱可塑性樹脂と、絶縁性熱伝導フィラーとを含み、密度低減率が0.5%~10%である前記発泡成形体であり、実装面と、前記実装面に対向する背面とを有する前記基材と、
     前記実装面を含む前記基材の表面に形成されている前記回路パターンと、
     前記基材の実装面に実装され、前記回路パターンと電気的に接続している実装部品とを有し、
     前記基材の前記実装部品が実装されている部分において、前記実装面から前記背面までの距離が0.1mm以上であることを特徴とする請求項1に記載の回路部品。
  4.  前記基材の密度低減率が、1~7%であることを特徴とする請求項3に記載の回路部品。
  5.  前記基材の前記実装部品が実装されている部分において、前記実装面から前記背面までの距離が0.5mmを超えることを特徴とする請求項3又は4に記載の回路部品。
  6.  前記基材の前記実装部品が実装されている部分において、前記実装面から前記背面までの間に発泡セルを有することを特徴とする請求項5に記載の回路部品。
  7.  前記背面に、側壁と底面により区画される凹部が形成され、
     前記底面に対応する前記実装面上に前記実装部品が実装され、
     前記実装面から前記底面までの距離が、0.1mm~1.5mmであることを特徴とする請求項3又は4に記載の回路部品。
  8.  前記底面に対応する前記実装面上に配置される前記実装部品1個当たりの前記底面の面積が、0.4cm~4cmであることを特徴とする請求項7に記載の回路部品。
  9.  前記実装面から前記底面に向かって、非貫通又は貫通の孔が形成されており、前記孔の内壁に無電解メッキ膜が形成されている請求項7又は8に記載の回路部品。
  10.  前記基材の前記実装部品が実装されている部分において、前記実装面に凹部が形成され、前記凹部の表面に無電解メッキ膜が形成されている請求項7又は8に記載の回路部品。
  11.  前記回路パターンが、無電解メッキ膜を含む請求項3~10のいずれか一項に記載の回路部品。
  12.  前記背面に放熱部材が設けられていないことを特徴とする請求項3~11のいずれか一項に記載の回路部品。
  13.  前記熱可塑性樹脂が、スーパーエンジニアリングプラスチックを含む請求項3~12のいずれか一項に記載の回路部品。
  14.  前記熱可塑性樹脂が、スーパーエンジニアリングプラスチックを含み、前記スーパーエンジニアリングプラスチックが、ポリフェニレンサルファイド又は液晶ポリマーを含むことを特徴とする請求項1~13のいずれか一項に記載の回路部品。
  15.  熱可塑性樹脂が可塑化溶融されて溶融樹脂となる可塑化ゾーンと、前記溶融樹脂が飢餓状態となる飢餓ゾーンとを有し、前記飢餓ゾーンに物理発泡剤を導入するための導入口が形成された可塑化シリンダを用いて、回路部品を製造する方法であって、
     前記可塑化ゾーンにおいて、前記熱可塑性樹脂を可塑化溶融して前記溶融樹脂とすることと、
     前記飢餓ゾーンに一定圧力の前記物理発泡剤を含む加圧流体を導入し、前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持することと、
     前記飢餓ゾーンにおいて、前記溶融樹脂を飢餓状態とすることと、
     前記飢餓ゾーンを前記一定圧力に保持した状態で、前記飢餓ゾーンにおいて、前記飢餓状態の溶融樹脂と前記一定圧力の物理発泡剤を含む加圧流体とを接触させることと、
     前記物理発泡剤を含む加圧流体を接触させた前記溶融樹脂を発泡成形体に成形することと、
     前記発泡成形体の表面に回路パターンを形成することとを含み、
     前記熱可塑性樹脂がスーパーエンジニアリングプラスチックであり、前記一定圧力が0.5MPa~12MPaであることを特徴とする回路部品の製造方法。
  16.  前記スーパーエンジニアリングプラスチックが、ポリフェニレンサルファイド又は液晶ポリマーを含むことを特徴とする請求項15に記載の回路部品の製造方法。
  17.  前記スーパーエンジニアリングプラスチックがポリフェニレンサルファイドを含み、前記一定圧力が2MPa~12MPaであることを特徴とする請求項15に記載の回路部品の製造方法。
  18.  前記回路パターンが無電解メッキ膜を含んでおり、前記発泡成形体の表面に回路パターンを形成することが、
     前記発泡成形体の表面に、アミド基及びアミノ基の少なくとも一方を有するポリマーを含む触媒活性妨害層を形成することと、
     前記触媒活性妨害層を形成した前記発泡成形体の表面の一部を加熱又は光照射することと、
     加熱又は光照射した前記発泡成形体の表面に無電解メッキ触媒を付与することと、
     前記無電解メッキ触媒を付与した前記発泡成形体の表面に無電解メッキ液を接触させ、前記表面の加熱部分又は光照射部分に前記無電解メッキ膜を形成することとを含む請求項15~17のいずれか一項に記載の回路部品の製造方法。
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