JPH0435085A - 回路付プラスチツク成形品の製造法 - Google Patents

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） 本発明は成形品の内部に１層又は２層以上の電気回路パ
ターンを有するプラスチック成形品に関し、特にライン
、スペースが精細で、かつ薄い導電体からなる電気回路
をプリプレグによって固定した後、成形型にインサーＨ
−成形する回路付プラスチック成形品の製造法に関する
。

（従来の技術） Ａ、　Ｖ機器９適信機器、家電機器、１器等の電気・電
子機器は小形化、軽量化、コンパクト化のため配線板の
高密度化・多層化、フレキシブル配線板の導入、パッケ
ージ部品の表面実装化等ｌが進められている。さらにこ
れらの配線板を組み込んだ電気・電子機器の筐体や部品
にも電気回路を形成することも行われている。電気回路
のうち信号用は、電気めっき又は無電解めっきによる析
出金属。

金属箔の貼付、導電性インクの印刷等によって所定の電
気回路パターンが形成される。これらの方法の一端は日
経メカニカル＝ｍｓ９，１１．１３号）に掲載されてい
るように、（ニー・ビー・イープロセス（ＡＰＥ　　Ｐ
ｒｏｃｅｓｓ）−＋アディティブ・プレートン・エッチ
・プロセス折（Ａｄｄｉｔｉｖｅ　Ｐｌａｔｅｎ　−Ｅ
ｔｃｈ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　）　＋モールトン・アット・
プロセス（Ｍｏｌｄ’ｎ　Ａｄｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　）
　＋　　モールトン・プレート・テクノロジー（Ｍｏｌ
ｄ’ｎ　Ｐｌａｔｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）。

Ｉビー・ニス・ビープロセスン（ＰＳＰ　Ｐｒｏｃｅｓ
ｓ）。

リセスド・トランキング・メルンツド（Ｒｅｃｅｓｓｅ
ｄ’Ｊ”ｒａｃｋｉｎｇ　Ｍｅｉｈｏｄ　）等の無電解
めっきを利用する方法、フィルム上に印刷した電気回路
を成形時に熱転写する方法等があり、これらのほかにも
成形品の表面にスクリーン、パッドにより導電性インク
を所定の電気回路パターンで印刷する方法、レーザ照射
により電気回路を形成する方法等が知られている。

一方信号回路に比べてより大きい電流を通す必要のある
電源用電気回路は９例えば０．４　ｍｍないし。

それ以上の厚さの銅シートを用い、これを打抜き。

切削、ドリル、エツチング等の加工法により所定の電気
回路パターンに成形したうえ、成形型にインサートし、
キャビティに電気絶縁性のプラスチックを充満させ一体
化することも行われている。

この方法によって得られる成形品はリジッド回路伺成形
品ともよばれる。

（発明が解決しようとする課題） リジッド回路付成形品において、インサート成形する方
法には生産性に優れた特長をもつ射出成形法が汎用され
ている。また成形材料には該成形品の使用条件により各
種のものが用いられているがいずれの場合も高い成形圧
力が適用される。例えはプラスチック活用ノー）・（工
業調査合判）によれば熱可塑性プラスチックの場合の射
出成形圧力（ＭＰａ）は、ポリプロビレ７６８．６〜１
３７．２゜ポリブチレンチレフタレー１−６８．６〜１
３７．２゜ガラス繊維入リボリカーボネート６８６〜２
０５．８゜カラス繊維入りポリブチレンテレフタレート
４９．０〜６８．６．ポリエーデルサルフオン７５．５
〜１３７．２等であり、成形特初期粘度が小さいといわ
れる熱硬化性プラスチックの場合でも成形圧力（ＭＰａ
）は、不飽和ポリエステル樹脂ＢＭＣ（）ランスファ成
形）１１．８〜４９．０．（射出成形）４９．０〜９８
０、フェノール樹脂系（射出成形）１３．７〜１３７．
２．　　ジアリルフタレート樹脂系（トランスファ成形
）１９．６〜４９．０（射出成形）４９．０〜１４７．
０．　　エポキシ樹脂系（トランスファ成形）４．９〜
９．８等である。このためリジッド回路付成形品におい
て、所定の電気回路パターンをもって成形された導電体
は、前記した高い成形圧力を受けた際、変形による電気
的な短絡や断線を生じることのないよう適正な電気的特
性とともに機械的強度と剛性を保有していなければなら
ず２例えば厚さ０．４．　ｍｍの銅シートを用す、ポリ
ブチレンチレフタレ−１・の射出成形によってリジッド
回路付成形品を得る場合には、電気回路のライン（線幅
）及びスペース（線間距離）はそれぞれ１ｍｍないしは
それ以上とする必要がある。したがってさらに薄い導電
体を用い、精細なライン及びスペースの電気回路をもつ
リジッド回路付成形品を得ることは従来技術では極めて
困難である。さらに前記の薄い導電体によって得られる
電気回路の複数層を層間絶縁を保ちながら一体た成形す
ることは不可能であった。

本発明は上記のような問題の生じない回路付プラスチッ
ク成形品の製造法を提供することを目的とするものであ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、このような現状に鑑み、ますます小形９
軽量、多機能化、コンパクト化が要求される’ｆｌ＋：
気・電子機器の趨勢に対応するため鋭意検討１−７だ結
果、電気・電子機器の筐体９部品等の表面及び／又は内
部に薄い導電体を精細なパターンで成形した電気回路の
１層又は２層以上を通常の成形方法及び成形装置によシ
常用されている熱可塑性プラスチック又は熱硬化性プラ
スチックを用いて一体化［７た回路付プラスチック成形
品が得られることを見い出した。

本発明は所定の電気回路のパターンに成形した導電体の
薄葉状物を電気絶縁性のプリプレグに固定した後、平面
状及び／又は所定の形状に賦形しまたプリフォームとし
、ついでプリフォームを電気絶縁性成形材料を用いてイ
ンサート成形する回路付プラスチック成形品の製造法に
関する。

なお本発明において電気回路パターンの成形方法は、導
電体の薄葉状物の打抜き加工、エツチング加工等の加工
方法が適宜使用できる。

導電体の薄葉状物としては２回路付プラスチック成形品
の使用目的、使用条件等により銅、アルミニウム、４２
アロイ（Ｆｅ　５８重ｔ％、　Ｎｉ　４２重量％）、５
０アロイ（Ｆｅ　５０　ｍｆｆｌｔ％、　Ｎｉ　５０重
量係）等の導電性金属の１種又は２裡以上若しくは一 導電性金属を部分めっき又は全面めっき処理した被膜が
用いられる、これらの導電体の薄葉状物の表面にはプリ
プレグとの接着性、薄葉状薙自体の防食性等を改善する
ためカップリング剤、プライマ、トップコート等の処理
が施されることもある。

またプリプレグとしては、！気絶縁性のもので本使用目
的に合致するものであれば熱硬化性樹脂。

熱可塑性樹脂のいずれかを主成分とするものであっても
よい。なおプリフォームとする際に少なくとも０．２ｍ
ｍＲないしはそれ以上の折り曲げ加工に耐えられる可塑
性を有することが好ましい。この折り曲げ加工は、プリ
プレグの性質に応じて常温のみでなく、必要に応じプリ
フォーム又はプリフォーム用型を適宜加温して行っても
よい。

所定の電気回路のパターンに形成した導電体の薄葉状物
をプリプレグに固定する方法としては。

例えは該導電体の薄葉状物をプリプレグ上に配置するか
又は該導電体の薄葉状物をプリプレグを介シテ複数層に
多層化した後０．９８ＭＰａ　（１０ｋｇｆ／ＣＩｌ＋
”　）好−ましくは０．４９　ＭＰａ　（５ｋｇｆ　／
　ｃｏｄ　）の加圧工匠おいて、使用するプリプレグの
種類に適応した温度２時間保持して前記プリプレグを固
化、硬化して固定する方法がある。なお必要に応じ上記
の初期固定化工程後にさらに０．９８　ＭＰａを越える
加圧下で保持して固化、硬化することができる。

前記所定の電気回路パターンに成形した導電体の薄葉状
物を１層又は複数層含むプリプレグの硬化物は、成形す
る回路付プラスチック成形品内に配置する位置、形状に
応じて平面状及び／又は所定の形状に賦形したプリフォ
ームとする。この賦形は、前記の初期固定化工程におい
てプリプレグの固化、硬化と同時に行うこともできる。

このようにして得られたプリフォームは、該導電体の薄
葉状物が固化、硬化したプリプレグ上及び／又はプリプ
レグ間に強固に固定され、以下の工程で行われる射出、
トランスファ、　　Ｉ−１，ＩＭ等の成形の際の圧力に
よって変形、破損することがなく、１層又は複数１−の
精細な該導電体の薄葉状物が前記の成形圧力によって変
形、破損し、電気回路的に短絡、断線等の故障につなが
ることがなくなる。

電気絶縁性成形材料としては、熱可塑性樹脂。

熱硬化性樹脂等を主成分とした材料が用いられ。

このうち熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン。

ポリプロピレン、ＡＢＳ、ポリメチルペンテン。

熱可塑性ポリエステル、ポリサルフオン、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド類、ポリエ
ーテルサルフオン、ポリケトンケトン、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリアミド類。

ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、
液茜ポリマ類等が回路付プラスチック成形品の使用目的
、使用条件に応じて１種又は２種以上組み合わせて用い
られ、さらに必要に応じ変性剤、難燃剤、可撓化剤、充
填剤２着色剤、補強材等と混練、複合化して用いること
もできる。

例えば充填剤としては９回路付プラスチック成形品の所
期の性能を阻害しないで、ｉｔ１熱性、耐難性９機械的
強度、電気的特性２寸法安定性、熱膨張率、コスト等を
改善するものであればよく、このような目的にそうもの
として炭酸カルシウム。

カオリン、クレー、ドロマイト、シリカ、マイカ。

硫酸バリウム、酸化アンチモン類、水酸化アルミニウム
、水酸化マグネシウム、β−ユークリプタイト等が１種
又は２種以上組み合わせて用いられる。

補強材としては９回路付プラスチック成形品の所期の性
能を阻害しないで耐熱性２機械的強度。

寸法安定性、熱膨張率等を改善するものであればよく、
バルブ、ガラス繊維、芳香族ポリエステル繊維、アラミ
ド繊維、硫酸カルシウムホイスカ。

チタン酸ホイスカ等が１種又は２種以上組み合わせて用
いられる。

さらに熱可塑性樹脂の成形材料には、充填剤。

補強材、難燃剤等の添加物とマトリックスレジンとのぬ
れ性、成形材料としての流動性、プリプレグ上に固定さ
れた導電体の薄葉状物と成形材料との接着性２回路付プ
ラスチック成形品としての耐湿性、耐電食性等を一層向
上させるための添加剤。

軽量化、低誘導率化等を目的とする微小中空球（マイク
ロスフェア）９発泡剤等を配合してもよい。

一方熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂。

エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビ、／ｌ／エ
ステル樹脂、ポリウレタン、シリコーン、ポリイミド等
が回路付プラスチック成形品の使用目的。

使用条件に応じて１種又は２種以上組み合わせて用いら
れ、さらに必要に応じ変性剤、難燃剤、可撓化剤、充填
剤９着色剤、補強材等と混線、ａ合化して用いることも
できる。

例えば充填剤としては９回路付プラスチック成形品の所
期の性能を阻害しないで、耐熱性、耐難件２機械的強度
、電気的特性９寸法安定性、熱膨張率、コスト等を改善
するものであればよく、このような目的にそうものとし
て炭酸カルシウム。

カオリン、クレー、ドロマイト、シリカ、マイカ。

硫酸ハＩＪウム、硫酸カルシウム、酸化アンチモン類、
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム。

β−ユークリプタイト等が１種又は２種以上組み合わせ
て用いられる。補強材としては２回路付プラスチック成
形品の所期の性能を阻害しないで耐熱性２機械的強度９
寸法安定性、熱膨張率等を改善するものであればよく、
バルブ、ガラス繊維。

芳香族ポリエステル繊維、アラミド繊維、硫酸カルシウ
ムホイスカ、チタン酸カリホイスカ等が１種又は２種以
上組み合わせて用いられる。さらに熱硬化性樹脂の成形
材料には、充填剤、補強拐。

難溶剤等の添加物とマトリックスレジンとのぬれ性、成
形材料としての流動性、ブリプレゲートに固定された２
ｉ；Ｊ電体の薄葉状物と成形材料との接着性。

回路付プラスチック成形品としての［１湿性、　ｒｉｏ
ｔ食性等を一層向上させるための添加剤、軽量化。

低誘導率化等を目的とする微小中空球１発泡剤等を配合
してもよい。

前記プリフォームを一対の成形型で形成されるキャビデ
イにセットし、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等を主成分
とする成形材料でインサート成形する際、１１■記フリ
フオームと成形ｎＪ料との接着性を向上させるため前記
プリフォームと成形材料との接触面に接着向上剤を塗布
、乾燥処理することが好丑ｊ〜い。なお該接着剤には回
路伺プラスチック成形品に要求される耐熱温度、耐湿性
、耐薬品性等の使用条件によりゴム系、熱可塑性樹脂系
。

熱硬化性樹脂系等から選定して用いる。

本発明では前記プリフォームを一組の成形型のキャビテ
ィの所定位置に配置するため、プリフォームに適宜の大
きさ、形状のガイドホールを設け。

成形型の対応する位置にガイドホールに適合する突起物
を設けることもある。該突起物は一組の成形型によって
形成されるキャビティ内に限らず。

キャビテイ外に設けることもできる。さらに必要に応じ
該突起物に嵌合する四部を設けることもある。

（実施例） 以下本発明の詳細な説明する。

実施例１ 厚さが０．１　ｍｍのガラスペーパ基材変性エポキシ樹
脂プリプレグ（日立化成モールド製、商品名０Ｎ６２Ｎ
Ｓ）Ｃ以下プリプレグとする）の上面に厚さが１０５μ
ｍの銅箔を第１図に示す形状に作製１〜だ電気回路パタ
ーン（最小線幅０．５ｍｍ、最小線間距離０．５ｍｍ）
１を載置し、温度１７０℃、圧力０．２９　ＭＰａ　（
３ｋｑｆ　／ｃｍ２）の条件で１２０分間加熱加圧して
プリプレグ４を硬化させると共に該電気回路パターン１
をプリプレグ４上に固定した成形材（以下これをパター
ン付インサート材６とする）を得た。

得られたパターン付インサート材６を第２図に示す形状
に切断し、所定の位置に３個のガイドホール５を設けた
後、３箇所の折り目線２に沿ってそれぞれ所定の角度に
薬餌形プリフォーム用型を用いて第３図に示す形状に曲
げ加工した。この曲げ加工の際、パターン付インサート
材６及び薬餌形プリフォーム用型をそれぞれ８０±３℃
に予熱した。

次に曲げ加工されたパターン付インサート材６の下面に
エポキシ樹脂系接着剤（スリーボンド製。

商品名スリーボンド１５７０）を１０〜１５μｍの淳さ
に塗布し、１００℃の恒温槽内で１０分間熱処理して指
触乾燥状態（表面を指先で押しつけ指先に粘着しない状
態）とした。ついでこのパターン付インサート材６を一
対の成形型の下型の面に設けたガイド用突起物（図示せ
ず）と前記ガイドホール５とにより該下型の所定位置に
十ツｌ−１〜。

型面に設けた吸引口より真空吸着させて型面に密着させ
た。

この後上下一対の成形型を閉じ、上型に設けたビンゲー
ト用ホール（図示せず）を通して溶融したガラス繊維強
化ポリブチレンテレフタレート（ガラス繊維含有率３０
Ｍ量チ、東し製、商品名Ｐ）３Ｔ１１０１Ｇ３０）を射
出成形した。なお成形は、来夏機械製のｌ５−７５８射
出成形機を用いた。

脣た成形条件は、金型温度６５±５°Ｃ，シリンダ温度
２３５±１０℃、射出圧力（ゲージ圧力）７．８４　Ｍ
Ｐａ　（８０に９ｆ　／ｃｍ”　）、射出速度９９％、
射出時間３秒及び冷却時間９秒で行った。

成形後１５０℃の恒温槽に３時間保持（熱処理）して回
路付プラスチック成形品を得た。

得られた回路付プラスチック成形品の外面に見られる電
気回路パターンは、当初の仕様（最小線幅０．５　ｍｍ
　＋最小線間距離０．５　ｍｍ　）で固定された回路付
プラスチック成形品であった。

実施例２ 実施例１と同様の厚さが０．１　ｍｍのガラスペーパ左
利変性エポキシ樹脂プリプレグの両面に厚さが１０５　
ｉｔｍＯ銅箔を実施例１と同様の形状に作製した電気回
路パターンを位置精度よく重ね合せて配置１−た以外は
、実施例１と同様の工程を経て回路付プラスチック成形
品を得た。

得られた回路付プラスチック成形品の外面に兄られる電
気回路パターンは、当初の仕様（最小線幅０．５　ｍｍ
、最小線間距離０．５　＋＋ｌ＋＋＋　）で固定された
回路伺プラスチック成形品であった。

実施例３ 直径が０．１　ｍｍの銅線に１０μｍの厚さでポリイミ
ド絶縁被榎したマイクロワイヤ３０本を互いに接して逆
り形に引き揃えて実施例１と同様の厚さが０．１　ｍｍ
のガラスベーパ基材変性エポキシ樹脂プリプレグ上に載
置し、以下実施例１と同様の］Ｌ程を経て回路付プラス
チック成形品を得た。

得られた回路付プラスチック成形品の外面に見られるマ
イクロワイヤの配列に乱れはなかった。

比較例１ 第１図に示す電気回路の切断線３の部分を切断せず上下
一対の成形型の下型に設けた溝部に固定し７た以外は実
施例１と同様の工程を経て回路付プラスチック成形品を
得た。

得られた回路付プラスチック成形品の外面に見られる電
気回路パターンは、当初の仕様（最小線幅０．５　ｍｍ
、最小線間距離０．５　ｍｍ　）に著しい乱れ。

線のねじれ、線相互の接触が見られた。

実施例Ｊ、実施雄側、実施例３及び比較例１で得られた
回路付プラスチック成形品の性能を調べた。その結果を
第１表に示す。

第１表 （発明の効果） 本発明の製造法によって得られる回路付プラスチック成
形品は、銅、アルミニウム等の軟質金属の薄葉状物を精
細な電気回路パターンに成形（−だものを可塑性をもつ
プリプレグ上及び／又はプリプレグ間に固定し、プリフ
ォーム後金型でインサート成形することによシ、電気的
に高信頼性の回路付プラスチック成形品である。

また回路付プラスチック成形品の外側及び／又は内側の
表面部分及び／又は内部にもそれぞれ１層ないし複数層
の電気回路を設けることが可能であり、電気・電子機器
の小形化、高密度化、コンパクト化に太いに寄与するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は切断前のパターン付インサート材の平面図、第
２図は切断後のパターン付インサートＨの平面図及び第
３図は折り目線にそって曲げ加工したパターン付インサ
ート材斜視図である。 符号の説明 １・・・電気回路パターン　　　２・・・折り目線・・
電気回路の切断線 ４・・・プリプレグ ５・・・ガイ ドホール ６・・・パターン付インサート材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．所定の電気回路のパターンに成形した導電体の薄葉
   状物を電気絶縁性のプリプレグに固定した後，平面状及
   び／又は所定の形状に賦形したプリフオームとし，つい
   でプリフオームを電気絶縁性成形材料を用いてインサー
   ト成形することを特徴とする回路付プラスチツク成形品
   の製造法。