(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属被覆可能な合成樹脂成形品の表面にニッケル薄膜を形成し、該薄膜表面の絶縁回路となる部分の輪郭線上にレーザー光を照射してニッケル薄膜を除去し、絶縁回路となる部分を絶縁閉回路で囲んだ後、導電回路となる部分に電気メッキを行い所望の厚さの回路を形成した後、エッチング液によりフラッシュエッチングを行い絶縁回路となる部分に残ったニッケル薄膜を除去し導電回路を形成することを特徴とする回路形成方法。
【請求項２】
電気メッキを行い所望の厚さの回路を形成した後、導電回路となる部分上に電着レジストを塗布し、フラッシュエッチングを行い、電着レジスト剥離を行う請求項１記載の回路形成方法。
【請求項３】
成形品が立体的な表面形状である請求項１又は２記載の回路形成方法。
【請求項４】
金属薄膜を形成する方法が化学ニッケルメッキである請求項１〜３の何れか１項記載の回路形成方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１項記載の方法により製造された導電回路形成部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、合成樹脂成形品の表面に導電回路を形成する方法に関し、電気・電子機器等の分野で回路部品として使用される、表面に正確な導電回路を有する成形品を、効率よく製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、レーザー光を用いた回路形成法として、成形品の表面に予め導電回路として充分な厚さの金属膜を形成し、導電回路以外の部分の金属膜をレーザー光により飛散除去して、そのまま導電回路とする方法（特開昭６４−８３３９１号公報）が考えられているが、この方法では導体金属層の厚さを回路としての導電性が充分な比較的厚い層（例えば１０μｍ以上）とする必要があり、レーザー光にて金属層の不要部を除去する場合にレーザー光の出力を高くする必要があるため、下地の合成樹脂成形品まで損傷してその外観形状を著しく阻害し、又、合成樹脂を炭化させて絶縁性に支障を生じる等の問題がある。
また、成形品の表面に金属薄膜を形成し、導電回路部以外の部分の金属薄膜を除去し回路パターンを形成し、電気メッキを行い導電回路とする方法（特開平６−１６４１０５号公報）が考えられており、この方法によればレーザー光の出力を下げて照射するため合成樹脂が炭化されず絶縁性の問題は無いが、金属薄膜の金属を限定していないため、金属によってはレーザー加工条件幅が狭く量産性に劣るものがある。つまりこの方法では実施例として化学銅メッキにより金属薄膜を形成しているが、銅ではニッケルと比較して加工条件幅が狭く、また、下地の合成樹脂成型品とのメッキ密着力が弱いためメッキの耐熱性が劣るという問題が生じていた。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、これら従来法の問題を解決し、簡便な方法で複雑な形状の成形品にもレーザー光を利用して精度良く導電回路を形成する方法に関し、上記問題を解決すべく詳細に検討した結果、合成樹脂成形品表面に予め付与する金属薄膜の金属をニッケルとすることにより、弱いレーザーパワーにて除去することが可能となり下地である合成樹脂成形品の損傷が小さくなること、又、その結果レーザー加工条件幅が広くなるため、量産性に優れ、さらに合成樹脂成形品とのメッキ密着力が強くなるため耐熱性が向上し、外観、形状、絶縁性等を損なうことなく比較的簡単に所望の導電回路を形成し得ることを見出し、本発明に到達した。
即ち本発明は、金属被覆可能な合成樹脂成形品の表面にニッケル薄膜を形成し、該薄膜表面の絶縁回路となる部分の輪郭線上にレーザー光を照射してニッケル薄膜を除去し、絶縁回路となる部分を絶縁閉回路で囲んだ後、導電回路となる部分に電気メッキを行い所望の厚さの回路を形成した後、エッチング液によりフラッシュエッチングを行い絶縁回路となる部分に残ったニッケル薄膜を除去し導電回路を形成することを特徴とする回路形成方法及び上記方法により製造された導電回路形成部品である。
【０００４】
以下、図を参照し、順を追って本発明の方法を説明する。
本発明で用いる基体成形品の材質は、ニッケル薄膜を強固に付着することのできる合成樹脂であれば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂材料の何れでも良いが、かかる成形品が後にハンダ付加工等の苛酷な処理を受けることを考慮すると、耐熱性が高く、かつ機械的強度の優れたものが望ましく、また多量産性の点では射出成形可能な熱可塑性樹脂が好ましい。その例を挙げれば、芳香族ポリエステル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリアリーレンサルファイド、ポリサルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリアリレート及びこれらの組成物が挙げられ、特に高融点、高強度、高剛性、成形加工性等の観点から液晶性ポリマー（例えば液晶性ポリエステル、ポリエステルアミド）、ポリアリーレンサルファイドは特に好適であるがこれらに限定されるものではない。また、ニッケル薄膜の密着性を高めるため、必要に応じその材料に適当な物質を配合しても良い。
基体成形品１（図１）は、射出成形等により成形され、その表面のニッケル薄膜の密着性を良くするため、更に酸、アルカリその他による化学的エッチング、或いはコロナ放電、プラズマ処理等の物理的表面処理を行っても良い。
【０００５】
次にこの成形品の表面にニッケル被覆加工を行い、ニッケル薄膜２を形成する（図２）。ここで付与するニッケル薄膜の厚さは、厚すぎると次工程におけるレーザー光による回路パターン形成に強い出力のレーザー光を要し、先に述べたように基体成形品に損傷を生じさせるため好ましくない。かかる見地から基体成形品の表面に付与されるニッケル薄膜の厚さは0.1 〜２μｍの範囲であり、好ましくは0.3 〜１μｍである。ニッケル薄膜がかかる範囲の厚さであればレーザー光による回路パターン形成が比較的弱い出力で基体成形品に損傷を生じることなく正確に行うことができるので好適である。しかし、他の金属に比べ弱い出力のレーザー光で回路パターンを形成することが可能なため基体成形品の損傷に対して有利であり、他の金属程、薄膜の厚さは重要ではなく、多少の工程による薄膜の厚さの変化は、レーザー光の出力の調節によりカバーすることが可能である。かかるニッケル薄膜を形成する方法としては、化学メッキ、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティング、転写法、導電剤塗装等、従来公知の何れの方法でも良いが、均一なニッケル薄膜を形成するためには化学メッキ（無電解メッキ）、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングが適当である。
【０００６】
次に表面にニッケル薄膜を形成した成形品（図２）について、導電回路部分以外の不要部分に出力を適宜調節したレーザー光５を照射することによりこの部分のニッケル薄膜を選択的に飛散除去し、ニッケル薄膜の導電回路パターン３を形成する（図３）。ここで照射するレーザー光はＹＡＧレーザー、炭酸ガスレーザー等の赤外の波長を有するレーザーであり、予め設定された回路パターンを、コンピュータによって制御されたＸＹ方向のスキャン機構を有するレーザーマーカーにより選択的に照射する。また、複雑な立体成形品に回路を形成する必要のある場合には、レーザー光を光ファイバ、プリズム等により立体的な方向に導き、コンピュータ制御により立体的に所定の領域を正確に照射することができる。またはＸＹ方向のスキャン機構を有するレーザーマーカーとコンピュータにより同調して動くＸＹＺ方向、回転、傾斜の５軸のテーブルを組み合わせることによっても立体的に照射することができる。また、この方法によれば、パターンの作成及び修正等はレーザー照射域の描画プログラムの変更だけで簡単に行える利点を有する。
次にニッケル薄膜の回路パターンを形成した成形品について、この回路パターンの導電回路部分に更に電気メッキを施し、所望の厚さ（例えば、10〜100 μｍ）に金属層を付加して目的とする導電回路４（図４）を形成する。10μｍ以上の厚さであれば、導電性の点、あるいは使用中の摩擦等による損傷断線等の問題もなく、必要以上に厚くする必要もないので厚くても100 μｍ程度で良い。
【０００７】
また、広面積の絶縁部分を有する回路を形成する場合は、表面にニッケル薄膜を形成した成形品（図５）について、絶縁回路となる部分を絶縁閉回路で囲むために、絶縁回路となる部分の輪郭線部分に出力を適宜調節したレーザー光を照射して、この部分のニッケル薄膜を選択的に除去し、絶縁回路となる部分６が絶縁閉回路で囲まれたニッケル薄膜の回路パターンを形成し（図６）、更に電気メッキを施し、所望の厚さ（例えば、10〜100 μｍ）に金属層を付与して目的とする導電回路４（図７）を形成し、その後フラッシュエッチング、つまり化学メッキのエッチング液により絶縁部に残ったニッケルメッキを溶解除去することにより効率的に回路を形成（図８）することが可能である。使用目的により必要であれば図７の導電回路の導電回路部分のみに電着法によりエッチングレジストを塗布した後、フラッシュエッチングにより絶縁部分に残ったニッケルメッキ除去後にレジスト剥離を行い回路を形成すれば良い。かかるエッチング液は特に限定はなく、一般的な金属エッチング液（例えば、塩化鉄（III）水溶液等）を用いれば良い。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、レーザー光を使用する際の基体成形品の損傷による外観、形状、絶縁性等に対する支障を避けることができ、また、レーザー加工条件幅が広くなるため、量産性に優れ、さらに合成樹脂成形品とのメッキ密着力が強くなるため耐熱性を向上させることができ、簡便な方法で所望の厚さの正確な導電回路を有する成形部品を得ることができ、経済的にも有利である。
【０００９】
【実施例】
以下、図を参照して本発明の実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１０】
実施例１
液晶性ポリエステル（商品名「ベクトラ」、ポリプラスチックス（株）製）を主体とする金属密着性（メッキ性）樹脂組成物を用いて射出成形し立体的な成形品１を作成した（図１）。次いでこれを脱脂し、ＫＯＨ水溶液にてその表面のほぼ全面をエッチング処理した後、ＨＣｌ水溶液にて中和し、洗浄後、触媒を付与して表面を活性化した後、化学ニッケルメッキ液に浸漬して成形品の表面に、厚さ0.3 μｍの化学ニッケルメッキ２を施し、よく洗浄後、乾燥した（図２）。
次に、この表面を化学ニッケルメッキした成形品（図２）に、レーザーパワーが0.5 ＷのＹＡＧレーザー光５を照射して、導電回路部分以外の不要部分の化学ニッケルメッキを除去することにより導電回路パターン３を形成した（図３）。
次に、この導電回路パターンを形成した成形品（図３）の導電回路パターン部分に、厚さ10μｍの電気銅メッキを施し、洗浄後、乾燥し、正確で立体的な導電回路部分４を有する回路形成品（図４）を得た。
また、この回路形成品を240 ℃のハンダ浴に10秒間浸漬した後、回路部分の金属の膨れを確認したが、膨れは見られなかった。
【００１１】
実施例２
成形品表面の化学ニッケルメッキの厚さを0.8 μｍとした以外は、実施例１と同様にして、0.8 μｍのニッケル薄膜を形成した成形品を作成した。この成形品に対し、実施例１と同様のレーザーパワー0.5 Ｗのレーザー光を用いて、パターン形成を行い、実施例１と同様の操作を行った結果、実施例１と同様な正確で立体的な導電回路部分４を有する回路形成品を得た。
また、この回路形成品を240 ℃のハンダ浴に10秒間浸漬した後、回路部分の金属の膨れを確認したが、膨れは見られなかった。
【００１２】
比較例１
成形品表面の金属薄膜を化学銅メッキとした以外は、実施例１及び２と同様にして、それぞれ0.6 、0.8 μｍの銅薄膜を形成した成形品を作成した。この成形品に対し、実施例１と同様のレーザーパワー0.5 Ｗのレーザー光を用いてパターン形成を行った結果、銅薄膜が0.6 μｍの厚さの成形品は回路パターンが形成できたが、銅薄膜が0.8 μｍの厚さの成形品は部分的に銅薄膜が残り、回路パターンの形成ができなかった。
また、これらの回路形成品を230 ℃のハンダ浴に10秒間浸漬した後、回路部分の金属の膨れを確認した結果、膨れは確認されなかったが、同様にして作成した別の回路形成品を240 ℃のハンダ浴に10秒間浸漬した後、回路部分の金属の膨れを確認した結果、回路部分の金属が一部膨れているのが確認された。
【００１３】
実施例３
実施例１と同様にして、先ず厚さ0.3 μｍの化学ニッケルメッキ２を形成した成形品を作成した（図５）。
次に、この表面を化学ニッケルメッキした成形品（図５）に、レーザーパワーが0.5 ＷのＹＡＧレーザー５を照射して、絶縁部分の輪郭線上の化学ニッケルメッキを除去することにより回路パターン３を形成した（図６）。
次に、この回路パターンを形成した成形品（図５）に、電気銅メッキを行い、導電回路部分４の銅膜の厚さが30μｍで、絶縁部分に化学ニッケルメッキ６が残った成形品（図７）を得た。
次に、この絶縁部分に化学ニッケルメッキ６が残った成形品を、塩化鉄(III) 水溶液に浸漬し、化学ニッケルメッキ６を溶解除去し、正確で立体的な導電回路部分５を有する回路形成品（図８）を得た。
また、この回路形成品を240 ℃のハンダ浴に10秒間浸漬した後、回路部分の金属の膨れを確認したが、膨れは見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一例として立体回路成形部品となる基体成形品の断面図である。
【図２】図２は、図１に示す基体成形品の表面に化学ニッケルメッキを施し、ニッケル薄膜を付与した状態を示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示す化学ニッケルメッキを施した成形品の導電回路部分以外の化学ニッケル薄膜をＹＡＧレーザーにより除去し、導電回路パターンを形成した状態を示す断面図である。
【図４】図４は、図３に示す導電回路パターンを形成した成形品の導電回路部分に電気メッキを施した状態を示す断面図である。
【図５】図５は、図１に示す基体成形品の表面に化学ニッケルメッキを施し、ニッケル薄膜を付与した状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、図５に示す化学ニッケルメッキを施した成形品の絶縁部分の輪郭線上の化学ニッケル薄膜をＹＡＧレーザーにより除去し、回路パターンを形成した状態を示す斜視図である。
【図７】図７は、図６に示す回路パターンを形成した成形品の導電回路となる部分に電気銅メッキを施し、所望の厚さの金属層よりなる回路を形成した状態を示す斜視図である。
【図８】図８は、図７に示す電気メッキを施した成形品にフラッシュエッチングを行い、絶縁部分に残った化学ニッケルメッキを除去した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１・・・基体成形品
２・・・化学ニッケルメッキによるニッケル薄膜
３・・・レーザー光により形成された導電回路パターン
４・・・電気銅メッキにより形成された導電回路
５・・・レーザー光
６・・・絶縁部分
【図１】
0003706165.tif 000002
【図２】
0003706165.tif 000003
【図３】
0003706165.tif 000004
【図４】
0003706165.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0003706165.tif 000008
【図８】
0003706165.tif 000009