JPH0218985A

JPH0218985A - 成形印刷回路基板の製造方法

Info

Publication number: JPH0218985A
Application number: JP16857088A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Kayukawa; 粥川　満; Masami Takagi; 高木　正巳
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1988-07-06
Filing date: 1988-07-06
Publication date: 1990-01-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、成形印刷回路基板の製造方法に関し、詳し
くは、各種電子部品用の印刷回路基板のうち、合成樹脂
やセラミック等から成形製造される成形基板の製造方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、印刷回路基板の基板材料としては、紙と合成樹脂
の積層板あるいはＦＲＰ樹脂積層板等、平板状のもので
あった。これに対し、近年、合成樹脂やセラミックの成
形体からなる成形基板が開発されてきた。この成形基板
は、従来のような平板状のものだけでなく、立体的な凹
凸形状を有するものが製造できるので、印刷回路基板を
他の機構部品と組み合わせて一体成形したり、印刷回路
基板の装着スペースや装着構造に合わせて任意の立体形
状に成形することができる等の利点を備えている。

このような成形印刷回路基板の製造方法として、−膜内
には、合成樹脂等から成形製造された立体的な成形基板
の表面に、通常の印刷回路形成手段を用いて、印刷回路
を形成する方法が採用されていたが、従来の平板状の積
層基板に比べて、立体的な成形基板は取り扱いが難しく
、立体的な成形基板の所定の位置に正確に印刷回路パタ
ーンを形成するのが困難で、印刷回路の精度が非常に劣
るという欠点があった。

また、上記とは別の製造方法として、特開昭６１−２８
８４８９号公報に開示された方法は、成形基板を成形す
るための成形金型の表面に印刷回路を仮固定しておき、
この成形金型を用いて合成樹脂の成形を行うことによっ
て、基板の成形と同時に、成形基板の表面に印刷回路を
転写するというものである。ごの方法の利点は、金属製
の成形金型に印刷回路を形成するので、電解メツキ等に
よる印刷回路の形成が簡単かつ能率的に行えること、成
形樹脂の硬化と同時に印刷回路が接合一体化されるので
、印刷回路と成形基板との一体性が高いこと等である。

（発明が解決しようとする課題〕ところが、上記した何れの方法でも、立体的な成形基板
もしくは成形金型の表面に、印刷回路パターンを印刷形
成する必要がある点では変わりなく、立体的な形状を有
するものに、通常の印刷回路形成手段で用いられている
シルクスクリーンやフォトレジストマスク等を用いて、
印刷回路パターンあるいはレジストパターンを正確に印
刷するのは豊しく、従来の積層基板に比べて、どうして
も印刷精度が悪（なり、印刷回路の品質性能が劣るとい
う欠点があった。また、印刷回路の形成工程で、立体的
な成形基板もしくは成形金型を取り扱う必要があるため
、従来の平板状の積層板に比べて取り扱い難く、印刷作
業に手間がかかり、製造能率も低（かった。

さらに、製造する成形印刷回路基板の１個毎に、成形金
型または成形基板に回路パターンを印刷する必要がある
ため、製造能率が悪いとともに、印刷品質のバラツキや
誤差が大きくなり、印刷回路の品質の安定性や信頼性に
劣っていた。

そこで、この発明の課題は、上記した従来技術の欠点を
解消し、高精度で品質の良好な印刷回路を備えた成形基
板を能率良く製造することのできる方法を提供すること
にある。

（課題を解決するだめの手段〕上記課題を解決するため、請求項１の発明は、成形金型
の表面に形成され、印刷回路の回路パターンに対応する
凹溝を、印刷回路となる導体金属で埋めておき、この成
形金型を用いて基板の成形を行い、成形された基板の表
面に導体金属からなる印刷回路を接合一体化することに
よって、成形基板に印刷回路を形成するようにしている
。

また、請求項２の発明は、印刷回路の回路パターンに対
応する凸部が表面に形成された成形金型の、少なくとも
凸部に導電層を形成した後、この成形金型を用いて基板
の成形を行い、成形基板の表面に前記凸部に対応する凹
溝を形成するとともに前記導電層を転写し、この導電層
が設けられた凹溝を印刷回路となる導体金属で埋めるこ
とによって、成形基板に印刷回路を形成するようにして
いる。

〔作　　　用〕

請求項１および２記載の発明は何れも、予め成形金型に
形成された、印刷回路パターンに対応する凹溝もしくは
凸部の形状どおりに、正確な位置に高精度の印刷回路を
備えた成形基板を製造することができる。凹溝または凸
部を形成した成形金型は、反復使用することができるの
で、成形基板の製造ごとに回路パターンを印刷する必要
がなく、何度でも同じ精度で成形基板に印刷回路を形成
することができる。

〔実　施　例〕

ついで、この発明にかかる成形印刷回路基板の製造方法
を、実施例を示す図面を参照しながら、以下に詳しく説
明する。

第１図は、請求項１の発明にかかる実施例の製造工程を
模式的に示している。なお、図では、説明を簡単にする
ために、基板を平板状に表しているが、実際には、任意
の立体形状を有するもので実施される。

第１図（Ｃ））に示すように、５ＵＳ３０４ステンレス
、チタン等の金属からなる成形金型工０の表面に、成形
基板に形成する印刷回路パターンに対応して、この回路
パターンの丁度裏返しパターンになる形状の凹溝１１を
形成する。凹溝１１の深さは、形成する印刷回路の厚み
に合わせて設定する。成形金型１０の材料は、通常の合
成樹脂成形用の金型材料が使用できるが、後述するよう
に、凹溝１１を埋めた導体金属を成形基板側に転写する
為、成形金型の材料として、導体金属が剥離し易い材料
を用いるのが好ましい。成形金型１０への凹溝１１の形
成は、通常の金型加工技術によって、高精度に加工する
ことができる。

第１図（ｂｌに示すように、成形金型１０の表面に、凹
溝１１部分を除いて、メンキレジスト層２０を形成する
。メッキレジスト層２０の形成手段は、流動状態のメン
キレジストを適宜ローラーやスクリーンを用いて成形金
型１０の表面全体に一様に塗布すれば、表面から凹んだ
凹溝１１の内部にはメッキレジストが付着せず、凹溝１
１以外の表面部分のみにメッキレジストが付着するので
、前記のようなメッキレジスト層２０が形成できる。

したがって、メッキレジスト層２０を形成するために、
従来法のような個々の印刷回路パターンに対応したマス
クや印刷版を用いる必要はない。メッキレジスト層２０
の材料は、上記のような塗布作業ができれば、通常の印
刷回路形成に用いられているのと同様のメッキレジスト
材料が使用でき、例えば、アルカリ可溶型等のレジスト
が、後述するレジストの除去作業が容易で好ましい。

第１図（Ｃ）に示すように、成形金型１０の凹溝ＩＩを
、電解メツキ法によって、Ｃｕ、　Ｎｉ、　Ａｕ等の導
体金属３０で埋める。成形金型１０の凹溝１１以外の部
分は絶縁性のメッキレジスト層２０で覆われているので
、導体金属３０は付着しない。メ・７キ厚さ、すなわち
導体金属３０の厚みは、凹溝１１の深さとほぼ同じ程度
まで形成し、例えば、メツキ厚さを４０μ璽程度に形成
する。なお、成形金型ｌＯに導電性に優れた金属を用い
ることによって、電解メツキが容易に能率良く行える。

第１図＋ｄ＋に示すように、成形金型１０を成形装置４
０に取り付けて、合成樹脂の成形を行う。成形装置４０
は、通常の成形基板の成形方法と同様に、トランスファ
ー成形用、射出成形用等の成形装置を用いる。なお、図
では、成形装置４０を、一対の金型本体４１．４２で構
成し、これらの金型本体４１．４２の内部に、前記の成
形金型ｌＯを取り付けるようにしている。これは、凹溝
１１の形成加工や電解メツキ工程等が必要な成形金型１
０部分のみを、金型本体４１．４２と別体に構成してお
くことによって、凹溝１１の加工が行い易いとともに、
電解メツキ作業での成形金型１０の取り扱いも容易にな
る。特に、成形金型１０を反復使用したり交換するには
、成形装置４０の金型本体４１．４２に対して成形金型
１０を着脱自在にしておくことによって、作業能率を高
めることができ、ひいては成形印刷回路基板の生産性を
向上させることができる。

成形樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等
の熱硬化性樹脂、あるいは、ＰＰＳ樹脂等の熱可塑性樹
脂など、通常の成形基板に用いられている各種合成樹脂
材料で実施できる。成形樹脂の冷却・硬化によって、所
定の立体形状を有する成形基板５０が成形されると同時
に、成形基板５０に接触している導体金属３０およびメ
ッキレジスト層２０は、成形基板５０に接合一体化され
る。したがって、成形樹脂としては、導体金属３０との
接合性の良い材料が好ましい。

成形条件は、成形樹脂の材料や成形形状によって変わる
が、例えば、トランスファー成形でエポキシ樹脂を用い
、成形圧力１５０ｋｇ／ｃＪ、金型温度１６０　’　、
成形時間３分で実施され、また、ポリエステル樹脂を用
い、成形圧力１５０　ｋｇ　／　ｃｕｔ　、金型温度１
３０°、成形時間３分で実施される。

なお、成形金型１０を成形装置４０に取り付ける前に、
成形金型１０の表面、すなわち導体金属３０およびメン
キレジスト層２０の表面に接着剤を塗布しておくと、導
体金属３０およびメッキレジスト層２０と成形基板５０
との接合力をより強化することができる。この場合の接
着剤としては、エポキシ系接着剤等の熱硬化性接着剤が
好適である。

第１図（ｅ）は、上記のようにして成形された成形基板
５０を、成形装置４０および成形金型１０から型外しし
た状態を示しており、成形基板５０の表面には、成形金
型１０から転写された導体金属からなる印刷回路３１が
、成形基板５０の表面に突出した状態で接合一体化され
ているとともに、メッキレジスト層２０も成形基板５０
側に転写されている。導体金属３０およびメッキレジス
ト層２０が無くなった成形金型１０は、再び前記第１図
ｆｂ）の工程に戻って、メッキレジスト層２０の形成か
ら繰り返すことによって、反復使用することができる。

成形基板５０の表面に残ったメッキレジスト層２０を、
アルカリ溶剤等の溶解除去手段を用いて除去すれば、第
１図ｍに示すように、成形基板５０の表面には印刷回路
３１のみが残り、成形印刷回路基板の製造は完了する。

製造された基板は、成形基板５０の表面に印刷回路３１
が突出した構造で形成されている。

図示した実施例では、メッキレジスト層２０は、成形金
型１０から成形基板５０に転写した後、溶剤等で除去し
ており、成形金型１０を反復使用するときには、メッキ
レジスト層２０の形成工程を繰り返す必要があるが、メ
ッキレジスト層２０の材料として、前記第１図（Ｇ）の
工程で、成形金型１０から成形基板５０に転写されず成
形金型１０側に残るような材料を使用すれば、メンキレ
ジスト層２０の固定された成形金型１０を反復使用する
ことによって、メンキレジスト層２０の形成工程を繰り
返す必要がな（なる。ごのような場合には、メッキレジ
スト層２０の材料は、合成樹脂からなる成形基板５０よ
りも金属からなる成形金型ＩＯへの接合力が強い材料を
用いる。

また、前記したように、成形基板５０の成形後にメッキ
レジスト層２０を除去する方法のほか、電解メツキによ
って導体金属３０を凹溝１１に埋めた段階〔第１図（Ｃ
ｌ）で、適宜熔解除去手段等によってメッキレジスト２
０を除去した後、成形工程に移ってもよい。

メッキレジスト層２０を成形金型１０の表面に塗布する
工程〔第１図（ｂ）］で、メッキレジストが凹溝１１の
内部に確実に入り込まないようにするには、メッキレジ
ストの材料として比較的流動性の少ないものを使用した
り、凹溝１１の溝幅や形状をメッキレジストが入り込み
難い形状に設計したり、メッキレジストを塗布するロー
ラーに比較的硬質の材料を用いて、ローラーが変形して
凹溝１１に入らないようにする等の手段が有効である以
上に説明した実施例のほか、成形基板５０の形状や成形
金型１０の構造は、用途に応じて自由に変更できる。例
えば、第２図に示すように、成形金型ｌＯの傾斜面に凹
溝１１を形成する場合には、型外しの際に、凹溝１１内
の導体金属３０が型外し方向に抜けるように、凹溝１１
の側壁を型外し方向と平行になるように形成しておけば
よい成形基板５０の材料としては、前記した合成樹脂か
らなるものが成形製造が容易であるが、アルミナ等のセ
ラミックスを成形材料として用いることもできる。但し
、セラミック製の成形基板を製造する場合には、前記し
た実施例の工程のほかに、焼成工程など、セラミック基
板の製造に必要な適宜工程が追加される。また、導体金
属３０やメッキレジスト層２０の材料あるいは各工程の
実施条件も、セラミック基板に好適な材料や条件に変更
して実施する。

つぎに、第３図には、前記した請求項２の発明にかかる
実施例を示しており、順次工程にしたがって説明する。

なお、第１図および第２図などに示した前記実施例と同
様の事項については、重複する説明を省略する。

第３図（Ｃ）ｌは成形金型１０の構造を示し、成形金型
ｌＯの表面に、印刷回路パターンに対応する形状の凸部
１２が形成されている。この凸部１２は前記実施例にお
ける凹溝１１に相当する。したがって、この凸部１２の
高さは製造する印刷回路の厚みに応じて設定する。

第３図（ｂｌに示すように、成形金型１０の凸部１２を
含む全面に、電解メツキ法で、薄膜の導体金属からなる
導電層６０を形成する。この導電層６０は、後述する非
導電性の成形基板に電解メツキで印刷回路を形成する際
に必要となる。導電層６０の厚みは、比較的薄いもので
よく、例えば、厚み５μｌ程度のＣｕメツキで実施され
る。

第３図（Ｃ１に示すように、導電層６０が形成された成
形金型１０を用いて、合成樹脂の成形を行う。成形装置
４０の構造や成形樹脂材料、成形条件等は、前記した実
施例と同じである。なお、このときも、導電層６０の表
面に接着剤を塗布しておくと、成形基板５０と導電層６
０との接合一体性が向上する。

第３図（ｄ）に示すように、成形装置４０から成形基板
５０を取り出し、成形金型１０から型外しすると、成形
基板５０に導電層６０が転写されるとともに、成形基板
５０の表面に、成形金型１０の凸部１２に対応する凹ｌ
１５５１が形成される。導電層６０が無くなった成形金
型１０は、再び薄メツキによる導電層６０の形成工程〔
第３図（ｂ）〕から繰り返す。

第３図ｆｅｌに示すように、成形基板５０の表面のうち
、凹？！４５１部分を除いた全面に、メッキレジスト層
２０を形成する。このメ・ツキレジスト層２０は、前記
した実施例と同様の材料および同様の手段で形成される
。

第３図（ｆ）に示すように、成形基板５０の凹溝５１を
、電解メツキ法により、充分な厚さの導体金属で埋めて
印刷回路３１を形成する。このとき、成形基板５０の表
面に導電層６０が設けられているので、非導電性の成形
基板５０にかかわらず、電解メツキ法が通用できる。電
解メツキ法によって形成される印刷回路３０の厚さは、
印刷回路として要求される電気的性能や品質によって適
宜設定されるが、例えば、４０μ宵のＣｕメツキで実施
される。

次に、第３図（ｇ＋に示すように、メンキレジスト層２
０を、前記実施例と同様の手段で除去した後、第３図（
ｈ）に示すように、成形基板５０の表面に露出している
導電層６０を、ライトエツチング等の手段で溶解除去す
れば、成形印刷回路基板の製造は完了する。製造された
基板は、成形基板５０の凹溝５１の中に、導電層６０お
よび印刷回路３１が埋め込まれた構造になっている。

上記した実施例において、導電層６０は、導電性のある
成形金型１０に対して電解メツキ法で形成すれば、作業
が簡単で能率的に行え好適であるが、成形金型１０に非
電解メツキ法で形成することも可能である。

なお、上記実施例の製造方法でも、前記した請求項１の
発明にかかる実施例において説明したのと同様に、成形
基板の材質、形状構造、成形方法等は、この発明の請求
範囲を外れない限り、自由に変更することができる。

以上に説明した各実施例において、導体金属３０と成形
基板５０の間（第１図の実施例の場合）、あるいは導電
層６０と成形基板５ｏの間（第３図の実施例の場合）に
接着剤を介在させることによって、互いの接合力を高め
ることができるが、特に、成形基板５０の材料として、
導体金属やメツキに対する接合性に劣る材料を用いる場
合には、接着剤の使用が有効であり、接着剤を適用する
ことによって、成形基板として使用できる材料の範囲を
拡大することができる。

導体金属による印刷回路３１の形成手段としては、非電
解メツキ法よりも電解メツキ法のほうが、能率的に印刷
回路を形成でき、形成された印刷回路が低電気抵抗にな
るので、この発明の効果を最も発揮することができる。

〔発明の効果〕

以上の説明した、この発明の請求項１および２に記載さ
れた発明は何れも、成形金型に印刷回路バクーンに対応
する凹溝もしくは凸部を形成しておくだけで、成形金型
や成形基板に対してレジストや導体金属による複雑な回
路パターンの印刷工程を行うことなく、前記凹溝や凸部
の形状に対応する印刷回路を成形基板に、正確な位置で
高精度に形成することができるものである。

凹溝または凸部が形成された成形金型は繰り返し使用で
きるので、従来法のように、成形印刷回路基板を製造す
る度に、成形金型または成形基板に、シルクスクリーン
や適宜マスキングフィルムを用いて、レジストや導体金
属による回路パターンを印刷する面倒な作業や手間が不
要となる。したがって、成形基板の製造能率が格段に向
上するとともに、従来法のような、回路パターンの印刷
誤差やバラツキによる印刷回路の品質のバラツキや製品
不良の発生が無くなる。

成形基板の立体形状に関わりなく、成形金型の凹溝や凸
部とほとんど同じ精度の印刷回路を成形基板に形成でき
るので、従来法のように、印刷の虻曾しい立体的な成形
金型や成形基板に印刷回路パターンを印刷するために、
印刷回路の精度が悪くなるという問題を解消することが
できる。

さらに、印刷回路の形成に必要な、成形金型もしくは成
形基板の凹溝部分のみに導体金属を埋めるので、導体金
属の無駄がなく経済的である。

上記のような効果に加え、請求項１の発明の場合には、
成形金型に形成された導体金属を、成形基板の成形と同
時に転写するので、導体金属からなる印刷回路と成形基
板との接合一体性が優れ、印刷回路の強度や耐久性を向
上できて、品質安定性および信頼性の高い成形印刷回路
基板を製造できる。また、製造された成形基板において
、印刷回路が成形基板の上に突出した構造になるので、
印刷回路への電子素子の端子の接続やリード線のハンダ
付は作業等が行い易いという効果もある。

また、請求項２の発明の場合には、製造された成形基板
において、印刷回路が成形基板の凹溝に埋め込まれた構
造になるので、印刷回路と成形基板との一体性に極めて
優れ、使用中に印刷回路が成形基板から剥がれ賀いとい
う効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図（δ）〜（ｆ）はこの発明の実施例にかかる製造
方法を工程順に示す模式的断面図、第２図は成形基板の
構造の異なる実施例の要部断面図、第３図ｔａ＋〜ｆｈ
）は別の実施例にかかる製造方法を工程順に示す模式的
断面図である。１０・・・成形金型　１１・・・凹溝　１２・・・凸部
　３０・・・導体金属　３１・・・印刷回路　４０・・
・成形装置５０・・・成形基板　５１・・・凹溝第１図（Ｃ））（ｂ）（ｃ）代理人　弁理士　　松　本　武　彦（ｄ）第１図（ｅ）（ｆ）第２図第３図（Ｃ））（ｂ）（Ｃ）（ｄ）

Claims

【特許請求の範囲】１　表面に印刷回路を備えた成形基板を製造する方法で
あって、以下の工程を含むことを特徴とする成形印刷回
路基板の製造方法。（Ａ）　印刷回路の回路パターンに対応する凹溝を有す
る成形金型の、凹溝を除く表面にメッキレジスト層を形
成する工程。（Ｂ）　成形金型の凹溝を、印刷回路となる導体金属で
埋める工程。（Ｃ）　凹溝が導体金属で埋められた成形金型を用いて
基板の成形を行い、成形基板の表面に導体金属からなる
印刷回路が一体接合された状態で、成形基板を成形金型
から型外しする工程。２　表面に印刷回路を備えた成形基板を製造する方法で
あって、以下の工程を含むことを特徴とする成形印刷回
路基板の製造方法。（Ａ）　印刷回路の回路パターンに対応する凸部を有す
る成形金型の、少なくとも凸部に導電層を形成する工程
。（Ｂ）　凸部が形成された成形金型を用いて基板の成形
を行い、成形基板の表面に、前記凸部に対応する凹溝を
成形するとともに導電層を転写する工程。（Ｃ）　成形基板の凹溝を印刷回路となる導体金属で埋
める工程。