(57)【要約】【課題】樹脂部材の表面に金属箔回路パターンをホットスタンプ法により打ち込み形成するに際してその樹脂表面の盛り上がりを有効に阻止するようにした金属箔回路パターン形成方法やその形成体を提供すること。【解決手段】樹脂部材１０の表面に多数の微細な凹窪み孔１２，１２，・・・を形成し、ホットスタンプ法により打ち込み金属箔回路パターン１６を形成する際に、その金属箔１４の樹脂部材１０への打ち込みにより押しのけられる樹脂が周囲の樹脂部材表面に存在する前記凹窪み孔１２，１２，・・・によって吸収されるようにした。【選択図】図１
2006228845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂部材の表面に多数の微細な凹窪み孔を形成し、ホットスタンプ法により打ち込み金属箔回路パターンを形成する際にその金属箔の樹脂部材への打ち込みにより押しのけられる樹脂が周囲の樹脂部材表面に存在する前記凹窪み孔によって吸収されることを特徴とする樹脂部材への金属箔回路パターン形成方法。
【請求項２】
前記凹窪み孔の容積は金属箔が押しのける凹窪み孔周辺の樹脂を受け入れるのに一致する容積であることを特徴する請求項１に記載される樹脂部材への金属箔回路パターン形成方法。
【請求項３】
前記凹窪み孔の幅を加熱金型の金型凸部すなわち金属箔回路パターン幅の半分以下とすることを特徴とする前記請求項１または２に記載の樹脂部材への金属箔回路パターン形成方法。
【請求項４】
前記請求項１乃至３に記載された形成方法により形成された樹脂部材への金属箔回路パターン形成体。
【請求項５】
前記請求項４に記載の形成体が、コネクタハウジング等電気回路収容ボックス部材、プリント回路基板、または、フレキシブル回路基板の何れかであることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂部材への金属箔回路パターン形成方法に関し、さらに詳しくは、自動車用コネクタハウジングやフレキシブル回路基板等の樹脂部材の表面にホットスタンプ加工のような加工技術によって金属箔電気回路パターンを形成する方法及びその方法による形成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂部材の表面に金属箔回路パターンを形成する技術としては、例えば図７に示すような、樹脂部材１０の表面に金属箔１４を重ね合わせ、加熱金型Ｋの金型凸部Ｋ１により金属箔１４を打ち抜くと同時に樹脂部材１０の表面に打ち込み、樹脂部材１０の表面に残された金属箔の残材１４’は回収するというものがあるが、樹脂部材１０の表面に金属箔１４が打ち込まれることによって周囲へ押しやられた樹脂１８が樹脂部材の表面に盛り上がり、金属箔回路パターン１６のエッジ部が押し上げられて剥がれたり、あるいは、図に示されるようにその押しやられた樹脂１８が金属箔回路パターンのエッジ部の上に覆い被さるということが起こる。そうするとその金属箔回路パターン１６上に電気・電子部品を実装することができなかったり、実装したとしても品質が不安定であるといった問題が生じる。
【０００３】
この対策として例えば、特許文献１の特開２００３−２３６８４６号公報に、樹脂組成物の表面に凹凸模様を形成する技術として、凹凸模様のある成形型の型内面に撥水性樹脂を塗布し、樹脂組成物にプレス成形等を施すことによって樹脂成形体の表面に凹凸模様を形成するものが示されている。ただし、この発明の目的は、基材本来の意匠性を損なわずに耐久性の高い撥水表面を持つ材料を容易かつ安価に作製するための製造方法であり、本発明のように樹脂成形体の表面に金属箔回路パターンを形成するものではない。
【０００４】
また、特許文献２の特開平８−３６１５１号公報のように、薄肉ガラス基板と平面基板とを接着性樹脂を介して加圧貼り合わせるに際し、平面基板の周辺付近に設けた溝に接着性樹脂のはみ出し部分を吸収するようにした技術はある。しかしながら、この技術では基板の貼り合わせ工程時に貼り合わせる基板同士の中心位置がずれないように位置合わせをする必要があるため、工程時の作業が複雑で、作業効率が低下する等の問題がある。  
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２３６８４６号公報
【特許文献２】特開平８−３６１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの先行文献を参考にしても、本願発明のように樹脂部材の表面に金属箔回路パターンをホットスタンプ法により形成する問題点としてその金属箔回路パターンの樹脂部材表面への打ち込みによって生じる樹脂部材表面の盛り上がりを阻止する方法が解決されるものではない。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、樹脂部材の表面に金属箔回路パターンをホットスタンプ法により打ち込み形成するに際してその樹脂表面の盛り上がりを有効に阻止する樹脂部材への金属箔回路パターン形成方法及びその形成体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の請求項１記載に係る樹脂部材への金属箔回路パターン形成方法は、樹脂部材の表面に多数の微細な凹窪み孔を形成し、ホットスタンプ法により打ち込み金属箔回路パターンを形成する際にその金属箔の樹脂部材への打ち込みにより押しのけられる樹脂が周囲の樹脂部材表面に存在する前記凹窪み孔によって吸収されることを要旨とする。
【０００９】
この場合前記凹窪み孔の形状としては、円柱状、角柱状、半球状、円錐状、角錐状、円錐台形状、角錐台形状等の各種の形状が挙げられ、その配置も帯状、短冊状、碁盤目状等の各種の形状が好適なものとして挙げられる。
【００１０】
また、樹脂部材表面の凹窪み孔の容積は、請求項２に記載のように、金属箔が押しのける凹窪み孔周辺の樹脂を受け入れるのに一致する容積であることが望まい。これにより金属箔の打ち込みにより押しのけられる樹脂が樹脂部材表面に押しやられて樹脂部材の表面に盛り上がり、金属箔回路パターンのエッジ部が押し上げられて剥がれたり、あるいはそのエッジ部の上に覆い被さることもなく、金属箔回路パターン上に電気・電子部品を確実に実装することができる。
【００１１】
さらに、樹脂部材表面の凹窪み孔の幅は、請求項３に記載のように、加熱金型の金型凸部すなわち金属箔回路パターン幅の半分以下とすることが望ましい。これにより金属箔に押しのけられた樹脂が金属箔回路パターンの下にうまく回り込めなくなったり、金属箔回路パターンが樹脂部材表面にうまく密着しなかったり、あるいは樹脂部材に陥没したり、めくれ上がったりするといった問題が回避される。
【００１２】
さらにまた、本発明は、請求項４及び５に記載のように、そのような形成方法により成形された回路パターン形成体、並びにその形成体がコネクタハウジング等電気回路収容ボックス部材、プリント回路基板、フレキシブル回路基板の何れかであることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の樹脂部材への金属箔回路パターン形成方法によれば、金属箔回路パターンが樹脂部材表面に打ち込まれることによって押しやられる樹脂材料はその樹脂部材表面に多数形成される凹窪み孔に吸収されることによって樹脂部材表面の金属箔回路パターンが盛り上がったり、そのエッジ部が剥がれたりして電気・電子部品の実装ができないといった問題は解消される。
【００１４】
この場合に、樹脂部材表面の凹窪み孔が、帯状、短冊状、碁盤目状等の形態を有することによって金属箔回路パターンが樹脂部材表面に打ち込まれることによって押しやられる樹脂材料の吸収が効果的に達成される。
【００１５】
また、請求項４，５に記載のように、このような金属箔回路パターンの形成方法により成形された金属箔回路パターン形成体は、そのエッジ部の剥がれ等もない安定した品質のものであって、これをコネクタ部材、プリント回路基板等に適用することは品質の安定化が図れるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態について詳細に説明する。初めに図１は本発明に係るの樹脂部材への金属箔回路パターンの形成工程を示したものである。
【００１７】
図示されるように、本発明では、熱可塑性樹脂材料による樹脂部材１０の表面に多数の微細な凹窪み孔１２，１２，・・・が形成されており（図１（ａ））、この樹脂部材１０の凹窪み孔１２，１２，・・・面に金属箔１４を重ね合わせ、この金属箔１４は接着剤を介することなく加熱金型Ｋの金型凸部Ｋ１により打ち抜かれ、そのまま樹脂部材１０の表面にホットスタンプ法により打ち込まれる（同図（ｂ））。
【００１８】
そしてこのとき樹脂部材１０の表面に金属箔１４が打ち込まれることによって周囲へ押しやられた樹脂１８は樹脂部材１０の表面に形成される凹窪み孔１２，１２，・・・内に押しやられ、樹脂部材１０の表面上に打ち残された金属箔１４の残材１４’については回収される（同図（ｃ））。これにより樹脂部材１０の表面に金属箔回路パターン１６が形成された完成品としての回路パターン形成体Ｐが得られる（同図（ｄ））。
【００１９】
このとき、樹脂部材１０は熱可塑性樹脂材料が用いられ、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）等の各種の樹脂材料が挙げられる。また金属箔１４は、銅箔、金箔、白金箔等の導電性を有する各種の材料が挙げられる。
【００２０】
図２は、本発明において樹脂部材表面に金属箔回路パターンを形成する際の外観形態を示したものである。図示されるように、樹脂部材１０の表面には数十μｍ間隔で多数の帯状の溝（凹窪み孔１２）が平行に形成され、この樹脂部材１０の凹窪み孔１２，１２・・・側の面に金属箔１４を載置し、予め加熱されている加熱金型Ｋの金型凸部Ｋ１によりその金属箔１４を打ち抜き、その打ち抜いた金属箔を樹脂部材１０の表面に打ち込むことにより樹脂部材１０の表面に金属箔回路パターン１６が形成されるものである。
【００２１】
この場合、樹脂部材１０の各溝（凹窪み孔１２）の溝幅をｗ２、深さをｄ１とし、金属箔１４の厚さをｔ１、各金型凸部Ｋ１の幅をｗ１としたとき、各溝（凹窪み孔１２）の容積は、金属箔１４の打ち込みにより押しやられた樹脂１８を受け入れるために一致する容積とすることが好ましい。すなわち、これを断面寸法で考えるならば、ｄ１×ｗ２×Ｌ＝ｔ１×ｗ１×Ｌ（この場合のＬは仮想長さとする）の関係が成り立つことが最も望ましい。
【００２２】
図３は、これをさらに具体的に実施形態として示したもので、本発明における、各凹窪み孔１２の溝幅ｗ２と金型凸部Ｋ１の幅（金属箔回路パターン幅ｗ１）の関係を示した断面図である。図３（ａ）は、各凹窪み孔の溝幅ｗ２が金型凸部Ｋ１の幅の１／２以下、すなわち、溝幅ｗ２＜金型凸部Ｋ１の幅（金属箔回路パターン幅ｗ１）×１／２の関係にあり、図３（ｂ）は、各凹窪み孔の溝幅ｗ２が金型凸部Ｋ１の幅よりも大きい、すなわち、溝幅ｗ２＞金型凸部Ｋ１の幅（金属箔回路パターン幅ｗ１）の関係にあることを示している。
【００２３】
この図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較したときに、図３（ｂ）に示されるように、金型凸部Ｋ１の幅（金属箔回路パターン幅ｗ１）に対して樹脂部材１０の表面に形成された溝幅ｗ２が広すぎると、金属箔１４の打ち込みにより押しやられた樹脂が金属箔回路パターン１６の下にうまく回り込まなくなり、金属箔回路パターン１６が樹脂部材１０にうまく密着しなかったり、樹脂部材１０の溝（凹窪み孔１２）内に陥没したり、あるいは金属箔回路パターン１６のエッジ部がめくれ上がったりする等の問題があり、樹脂部材１０の表面に多数の凹窪み孔１２を形成した効果は生じないことになる。
【００２４】
これに対して、図３（ａ）に示すような、樹脂部材表面の溝幅ｗ２＜金型凸部Ｋ１の幅（金属箔回路パターン幅ｗ１）×１／２の条件としたものでは、金属箔１４の打ち込みにより押しやられた樹脂１８は金属箔回路パターン１６の下にうまく回り込み、樹脂部材１０の表面に形成された凹窪み孔１２に樹脂が受け入れられ、樹脂部材表面への電気・電子部品の実装に適した金属箔回路パターンが形成されることになる。
【００２５】
この場合の溝（凹窪み孔１２）の形状としては、図４の（ａ）〜（ｇ）に示すような、円柱状、角柱状、半球状、円錐状、角錐状、円錐台形状、角錐台形状等の種々の形態が挙げられる。また、その配置も帯状、短冊状、碁盤目状のような各種の形状とし、樹脂全体に等方的にまんべんなく施されたものであれば良い。
【００２６】
図５は、樹脂部材表面に打ち込まれる金属箔の厚さ（ｔ１）と樹脂部材表面の凹窪み孔により形成される溝幅（ｗ２）の関係を説明するために示した図である。図５（ａ）は本発明の実施形態のもので、樹脂部材１０の表面には数十μｍ間隔で多数の溝（凹窪み孔１２）が形成され、この樹脂部材１０の表面積の半分の面積になるように形成されるものである。
【００２７】
そしてこの場合、金属箔厚さ（ｔ１）と溝深さ（ｄ１）の関係は図示のように、各凹窪み孔の溝の深さ（ｄ１）が金属箔の厚さ（ｔ１）の２倍、すなわち、溝深さ（ｄ１）＝金属箔厚さ（ｔ１）×２の関係にあることを示している。
【００２８】
図５（ｂ）に図示されるように、樹脂部材１０の表面に溝（凹窪み孔１２）が形成されない通常の樹脂部材を用いた場合は、樹脂部材１０の表面に金属箔１４を載置し、予め加熱されている加熱金型Ｋの金型凸部Ｋ１によりその金属箔１４が打ち込まれ、その金属箔１４の打ち込みにより周囲へ押しやられた樹脂１８は金属箔回路パターン1６の両側から盛り上がってしまい、半田付け等で電気・電子部品と金属箔回路パターン１６とを接着するときに、隙間が空いてしまうという問題が起こる。
【００２９】
これに対して、図５（ａ）に示される本発明の実施形態のものでは、金型Ｋの金型凸部Ｋ１によって金属箔１４の表面を樹脂部材１０の表面と同一高さになるまで打ち込む場合、金属箔厚さ（ｔ１）と溝深さ（ｄ１）の関係を各凹窪み孔の溝の深さ（ｄ１）が金属箔の厚さ（ｔ１）の２倍、すなわち、溝深さ（ｄ１）＝金属箔厚さ（ｔ１）×２の関係とすることにより、金型凸部Ｋ１によりち打ち込まれた金属箔１４が押しのける樹脂が溝（凹窪み孔１２）内に全て受け入れられ、金属箔回路パターンの両側の樹脂の盛り上がりを防ぐことができ、金属箔回路パターン上に電気・電子部品を確実に実装することができる。
【００３０】
図６（ａ）は本発明の他の実施形態のもので、樹脂部材１０の表面積の１／３の面積に多数の溝（凹窪み孔１２）が形成されるものである。そしてこの場合、金属箔の厚さ（ｔ１）と溝の深さ（ｄ１）の関係は図示のように、各凹窪み孔の溝の深さ（ｄ１）が金属箔の厚さ（ｔ１）の３倍、すなわち、溝深さ（ｄ１）＝金属箔厚さ（ｔ１）×３の関係にあることを示している。
【００３１】
図６（ｂ）に図示したものは、図５（ｂ）に図示されたものと同様、樹脂部材１０の表面に溝（凹窪み孔１２）が形成されない通常の樹脂を用いたものである。この場合も、樹脂部材１０の表面に金型Ｋの金型凸部Ｋ１により金属箔１４が打ち込まれることによって周囲へ押しやられた樹脂１８は金属箔回路パターン１６の両側から盛り上がってしまい、電気・電子部品の実装に適した金属箔回路パターン１６を形成することが困難であるという問題が起こる。
【００３２】
これに対して、図６（ａ）に示される本発明の他の実施形態のものでは、金型Ｋの金型凸部Ｋ１によって金属箔１４の表面を樹脂部材１０の表面と同一高さになるまで打ち込む場合、金属箔厚さ（ｔ１）と溝深さ（ｄ１）の関係を各凹窪み孔の溝深さ（ｄ１）が金属箔の厚さ（ｔ１）の３倍、すなわち、溝深さ（ｄ１）＝金属箔厚さ（ｔ１）×３の関係とすることにより、打ち込まれた金属箔１４が押しのける樹脂が溝（凹窪み孔１２）内に全て受け入れられ、金型凸部Ｋ１に押しやられた樹脂１８が金属箔回路パターン１６の両側から盛り上がることを防ぐことができる。そして電気・電子部品の表面実装に適した金属箔電気回路パターンを形成することができる。
【００３３】
上記実施形態において樹脂上面の表面積の半分に溝が形成される場合は、その溝の深さは金属箔厚みの２倍、樹脂上面の表面積の１／３に溝が形成される場合は、その溝の深さは金属箔厚みの３倍等と、溝深さは樹脂上面の溝の占有面積率に反比例する。すなわち樹脂上面の溝の占有面積率と金属箔厚みで溝の深さが決定される。また角柱状、円柱状の場合も溝加工と同様に、凹窪み孔の深さは樹脂上面の溝の占有面積率に反比例し、樹脂上面の溝の占有面積率と金属箔厚みで溝の深さが決定される。さらに円錐状、角錐状の溝深さは、同じ樹脂上面の形状の場合、円柱状、角柱状の３倍の溝深さとなる。
【００３４】
この場合の溝加工は、切削、けがき、ヤスリがけ、エンボス加工、サンドブラスト等機械加工、金型を用いた成形加工、化学的エッチング等の方法が挙げられる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、上記実施例において、樹脂部材の表面に形成された凹窪み孔の形態および配列状態については適宜設計事項を変更することで対応することが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る金属箔回路パターン形成体は、自動車用コネクタ部材やプリント回路基板、フレキシブル回路基板等に適用でき、特に自動車用ワイヤーハーネスのコネクタハウジングの表面に回路パターンを形成することで配線基盤の省略等が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る樹脂部材への金属箔回路パターンの形成工程を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態としての樹脂部材表面に金属箔回路パターンを形成する際の外観図である。
【図３】図２に示した樹脂部材表面の凹窪み孔により形成される溝幅と金型凸部Ｋ１の幅（金属箔回路パターン幅ｗ１）の関係を説明するために示した図である。
【図４】本発明の樹脂部材表面に形成される凹窪み孔の各種形態を示したものである。
【図５】樹脂部材表面に打ち込まれる金属箔の厚さ（ｔ１）と樹脂部材表面の凹窪み孔により形成される溝幅（ｗ２）と溝深さ（ｄ１）の関係を説明するために示した図である。
【図６】本発明の他の実施形態における金属箔厚さ（ｔ１）と溝幅（ｗ２）と溝深さ（ｄ１）の関係を説明するために示した図である。
【図７】従来一般に知られる樹脂部材への金属箔回路パターンの形成状態を説明するために示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０              樹脂部材
１２，１２，・・・ 凹窪み孔
１４              金属箔
１４’            金属箔の残材
１６              金属箔回路パターン
１８              押しやられた樹脂
Ｋ                加熱金型
Ｋ１               金型凸部
Ｐ                回路パターン形成体
【図１】
2006228845.tif 000003
【図２】
2006228845.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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