JPH071824B2 - 印刷回路を有する成形品の製造方法およびその製造に使用する転写シ−ト - Google Patents

印刷回路を有する成形品の製造方法およびその製造に使用する転写シ−ト

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JPH071824B2
JPH071824B2 JP4820286A JP4820286A JPH071824B2 JP H071824 B2 JPH071824 B2 JP H071824B2 JP 4820286 A JP4820286 A JP 4820286A JP 4820286 A JP4820286 A JP 4820286A JP H071824 B2 JPH071824 B2 JP H071824B2
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Description

【発明の詳細な説明】
発明の目的
【産業上の利用分野】
本発明は、表面に三次元形状の、耐熱性および信頼性の
高い印刷回路を有する成形品の製造方法に関し、その製
造に使用する転写シートをも包含する。
【従来の技術】
合成樹脂の成形品の表面に、電気または電子回路(以
下、単に「回路」という)を形成したい場合がある。 回路を形成する方法として、基板に貼りつけた銅箔の必
要な部分を残してエッチングを行なう、いわゆるプリン
ト基板の製造方法が広く実施されている。これはウエッ
トプロセスであり、時間がかかるという問題があるし、
カサ高な成形品に適用するのは困難である。 エッチングに代えて、導電性のペーストをスクリーン印
刷などの方法で印刷して回路を形成する方法があり、メ
ンブレンスイッチなどの製造に利用されている。この技
術は成形品にも適用可能ではあるが、平らな面でなけれ
ば印刷できないし、形状によっては実施困難である。さ
らに、印刷後の乾燥工程を要するというわずらわしさが
ある。 あらかじめ回路を基材フィルム上に印刷した転写シート
を用いて成形品に転写する方法をとれば、たとえば箱の
ような立体的な形状のものに対しても適用できるし、曲
面を対象にすることも不可能ではない。とはいえ、この
方法は、プロセスとしては成形品の成形と回路の転写の
2工程となるし、とくに曲面への転写を行なおうとする
場合は、成形型のほかに転写用の押し型が必要である。 本発明者は、上記の問題点を解決するための印刷回路を
有する成形品の製造方法を発明し、すでに提案した(特
願昭60-140791号)。その発明は、基材フィルム上に導
電性インキで回路を印刷した転写シートを射出成形金型
内に配置し、溶融した合成樹脂を金型内に射出して、成
形品を得ると同時に表面に回路を形成することを特徴と
する。それによって、立体的な形状の合成樹脂成形品の
表面において、それは平面であるか曲面であるかを問わ
ず、所望の回路を形成することができ、しかもそれを簡
易な設備と工程で実施する方法が提供された。 この印刷回路に回路素子や電子部品、あるいは他の印刷
回路を接続するに当って、ハンダを使用することが望ま
しい。単なる平面形状の射出成形品に硬化型の導電性イ
ンキを直接印刷して回路を形成したものはハンダの使用
に耐えるが、この技術を曲面形状の射出成形品に適用す
ることは困難である。転写シートを使用する技術による
にしても、硬化型の導電性インキで回路を印刷して硬化
させたものは、やはり曲面をもつた成形品の製造に利用
するには限界がある。 また、印刷回路の成形品への完全な接着一体化をはか
り、回路自体の信頼性を高く保つことが要求される。 これらの問題を解決することが、次の課題であった。
【発明が解決しようとする問題点】
本発明の目的は、立体的な形状の合成樹脂成形品の表面
において、それが平面の交叉によって形成されるものか
曲面であるかを問わず、その表面に、所望の三次元形状
の、耐熱性および信頼性の高い回路を形成することがで
き、しかもそれを簡易な設備と工程で実施する方法を提
供することにある。 上記の製造方法の実施に使用する転写シートの提供もま
た、本発明の目的に含まれる。 発明の構成
【問題点を解決するための手段】
本発明の印刷回路を有する成形品の製造方法は、第1図
に示すように、剥離性シート11の剥離性面上に硬化性合
成樹脂をバインダーの主成分とする導電性インキで回路
を印刷し、この未硬化の印刷回路12を有する転写シート
1を、第2図に示すように予備成形し、得られた転写シ
ート予備成形体を、第3図に示すように射出成形金型21
および22内に配置して溶融した合成樹脂の射出成形を行
なって表面に印刷回路を有する成形品3を得、印刷回路
の導電性インキを硬化させることにより表面に三次元形
状の硬化した印刷回路12Bを形成し、第4図に例示する
ような製品を得ることを特徴とする。 本発明の転写シート1は、第1図に示すように剥離性シ
ート11の剥離性面上に硬化性合成樹脂をバインダーの主
成分とする導電性インキで回路を印刷してなり、未硬化
の印刷回路12Aを有し印刷回路を有する成形品の製造に
使用する。 転写シートの基本的構成は、剥離性シートの剥離性面上
に印刷回路があれば足りるが、必要に応じて剥離性シー
トと回路の間に剥離層および保護層を、そして印刷回路
上に接着剤層を設ける。 剥離性シートの材料は、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、
ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリウレタン、
ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリサルフォン、ポ
リアリレート、ポリエーテルサルフォンなどの比較的耐
熱性がよく成形適性のあるプラスチックのフィルムの単
体または積層体がよい。絞りの少ない形状であれば、ポ
リエステルも使える。 剥離性シートとしては、表面が剥離性のものを単独で、
または非剥離性のシートに剥離層を設けたものを使用す
る。剥離層の材料は、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリ
アミド、ニトロセルロース、ポリウレタン、ポリ酢酸ビ
ニルなどの熱可塑性樹脂、またはメラミン、フェノー
ル、ポリウレタンなどの熱硬化性樹脂がよい。剥離層を
形成するには、ロールコート法、グラビア印刷法、シル
クスクリーン印刷法その他の任意の方法を使用すればよ
い。剥離層は、転写後、剥離性シート側に残るタイプの
ものと、印刷回路側に移るタイプのものとあり、成形品
の用途に応じて選択する。印刷回路側に移せば、回路の
保護層として役立たせることもできる。その際に必要が
あれば、ターミナルや部品をとりつける個所には剥離層
を印刷しないでおく。 未硬化の印刷回路の形成は、硬化性合成樹脂をバインダ
ーの主成分とする導電性インキを、スクリーン印刷、グ
ラビア印刷またはオフセット印刷などの方法で、剥離性
シート上または剥離層上に印刷することによって行な
う。印刷回路の形成と同時に印刷抵抗体や保護層の形成
を行ってもよい。 導電性のインキは、Au,Pb,Ag,Ni,Cuなどの金属の粉末ま
たはCの粉末を、バインダーと混練して調製する。バイ
ンダーは硬化性合成樹脂を主成分とするものであって、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂などの熱硬化型樹脂、アクリル系樹脂、アクリル変性
樹脂、ポリエステル系樹脂などの紫外線硬化型樹脂、お
よびエチレン酢酸ビニル共重合体、不飽和ポリエステル
樹脂、アクリル系樹脂、アクリル変性樹脂、エチレンと
アクリル酸またはそのエステルとの共重合体などの電子
線硬化型樹脂から、適当なものをえらんで使用する。 なお、ここでいう「未硬化」とは、硬化が完了した状態
にないことを指す。 硬化した印刷回路の形成、すなわち印刷回路の導電性イ
ンキの硬化は、バインダーの主成分として熱硬化型樹脂
を使用した場合は、射出成形時に溶融樹脂が与える熱を
利用して射出成形と同時に行なうことができ、射出成形
時の熱だけでは硬化が不十分であれば、その後に再加熱
すればよい。 紫外線硬化型樹脂または電子線硬化型樹脂を使用した場
合は、射出成形の後に紫外線または電子線を照射するこ
とにより硬化させるべきことはいうまでもない。 剥離性シートの剥離は、導電性インキの硬化完了後で
も、硬化完了前でもよい。 印刷回路と成形品との接着を確実にしたい場合は、印刷
回路の上に接着剤層を設けておけばよい。このようにす
ると、導電性インキと成形樹脂の組み合わせの自由度が
増す。 成形品の材料としては、射出成形可能な任意の熱硬化性
樹脂および耐熱性のよい熱可塑性樹脂、たとえばポリス
ルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホ
ン、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリア
ミドイミド、ポリエーテルイミドなどから選んだものが
使用できる。 転写シートの予備成形は、真空成形、圧空成形、真空圧
空成形およびマッチドダイモールド成形から選んだ成形
方法により実施する。真空および(または)圧空成形の
金型として、射出成形の金型を利用すれば、設備が簡略
となる。 転写シートの予備成形体を射出成形金型内に置いて射出
成形すること自体は、いわゆる「絵付成形」として知ら
れており、本発明もその技術に従って実施すればよい。
【作用】
本発明の転写シートを用いた製造方法によれば、合成樹
脂成形品の成形と回路の印刷とが一工程で行なえ、任意
の立体形状の成形品の、任意の表面に三次元形状の回路
を有する製品が得られる。得られた製品の印刷回路は硬
化した合成樹脂をバインダーの主成分とする導電性イン
キで形成されているので、耐熱性がよくハンダによる接
続が好都合に行なえる。 また、印刷回路の導電性インキの硬化完了は、射出成形
と同時、または射出成形後に起り、射出成形まで硬化未
完了であるから印刷回路が延性にすぐれており、予備成
形時にも射出成形時にもクラックが入って導電性を損う
ようなことはない。従って、信頼性の高い印刷回路が形
成できる。 転写シートの予備成形を行なわずに射出成形金型中に置
き、射出樹脂の熱と圧力で立体形状を出す方法もある
が、つぎのような限界がある。 * 転写シートに十分な熱を与えずに伸ばすため、印刷
回路の導電性の維持と安定性に困難がある。 * 均一な熱を与えられないから、パターンの再現性が
低く、複雑な形状を出すには適しない。 従って、転写シートの予備成形は電気回路としての性能
および信頼性の高い印刷回路を、複雑な三次元形状の成
形品表面に形成する上で不可欠である。
【実施例1】 ニトロセルロース系樹脂をコートして形成した剥離層を
有する厚さ100μのポリカーボネートフィルム上に、Ag
の粉末を熱硬化型エポキシ樹脂を主成分とするバインダ
ーを混練した導電性インキを、シルクスクリーン印刷し
た。温度80℃、3分間の条件で乾燥し、身硬化の印刷回
路を有する転写シートを用意した。 この転写シートを温度170℃の熱盤で加熱し、真空圧空
成形により予備成形した。予備成形体を温度120℃の射
出成形金型内に置き、樹脂温度400℃でガラス繊維強化
ポリエーテルイミドを射出成形した。これを金型からと
り出し、剥離性シートを剥離した後、温度120℃に20分
間加熱し、表面に三次元形状の硬化した印刷回路を有す
る成形品を得た。 成形品の表面において、三次元形状の回路は所定の位置
に強固に形成されていた。この回路はハンダ付け適性が
良好であった。
【実施例2】 導電性インキとして紫外線硬化型のアクリル変性樹脂を
主成分とするバインダーのものを用い、剥離性シート剥
離後の加熱を紫外線照射に置き換えた以外は実施例1と
同様に行なったところ、得られた成形品の回路は、実施
例1によるものと同様に良好な性能であった。
【実施例3】 導電性インキとして電子線硬化型のアクリル変性樹脂を
主成分とするバインダーのものを用い、剥離性シート剥
離後の加熱を電子線照射に置き換えた以外は実施例1と
同様に行なったところ、得られた成形品の回路は、実施
例1によるものと同様に良好な性能であった。 発明の効果 本発明の転写シートを用いた製造方法によれば、耐熱性
および信頼性の高い印刷回路を有する成形品の製造を、
簡略化された、自動化が容易な工程で行なえる。成形品
の形状にも、印刷回路を設ける表面に形状にも何ら制約
がない。曲面を含む三次元形状に印刷回路を形成する場
合、転写用の押し型など必要としないこともあって、製
品コストは低廉になる。また、この方法自体はドライプ
ロセスであって、ウェットプロセスは転写シートの製造
工程で実施するだけであり、作業環境を良好に保つこと
は容易である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の成形品の製造に使用する転写シート
の基本的な構成を示す模式的な断面図である。 第2図および第3図は、本発明の製造工程を説明するた
めの断面図であって、第2図は転写シートを予備成形し
たところを、第3図は転写シート予備成形体を射出成形
金型内に置いたところを、それぞれ示す。 第4図は、第2図および第3図の方法で製造した印刷回
路を有する成形品の断面図である。 1……転写シート 11……剥離性シート 12A……未硬化の印刷回路 12B……硬化した印刷回路 21,22……射出成形金型 3……印刷回路を有する成形品

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】剥離性シートの剥離性面上に硬化性合成樹
    脂をバインダーの主成分とする導電性インキで回路を印
    刷し、この未硬化の印刷回路を有する転写シートを予備
    成形し、得られた転写シート予備成形体を射出成形金型
    内に配置して溶融した合成樹脂の射出成形を行なって表
    面に印刷回路を有する成形品を得、印刷回路の導電性イ
    ンキを硬化させることにより表面に三次元形状の硬化し
    た印刷回路を形成することを特徴とする印刷回路を有す
    る成形品の製造方法。
  2. 【請求項2】印刷回路の導電性インキの硬化を、射出成
    形と同時に行なう特許請求の範囲第1項に記載の製造方
    法。
  3. 【請求項3】印刷回路の導電性インキの硬化を、射出成
    形の後に行なう特許請求の範囲第1項に記載の製造方
    法。
  4. 【請求項4】転写シートの予備成形を、真空成形、圧空
    成形、真空圧空成形およびマッチドダイモールド成形か
    ら選んだ成形方法により実施する特許請求の範囲第1項
    に記載の製造方法。
  5. 【請求項5】剥離性シートの剥離性面上に硬化性合成樹
    脂をバインダーの主成分とする導電性インキで回路を印
    刷してなり、未硬化の印刷回路を有し印刷回路を有する
    成形品の製造に使用する転写シート。
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