(57)【要約】【課題】  表面に接着層を有しないか、除去が容易な接着剤層を有する金属箔を用いて、金属箔の打ち抜き残り材のリサイクルが容易で、かつ金属箔に対する追加の加工を行う必要のない金属箔回路パターンの樹脂部材への付着方法及び付着構造を提供すること。【解決手段】  金属箔３に加熱金型１ａにより微小な貫通孔３１を形成するとともに所定の回路パターンに打ち抜いて熱可塑性樹脂材料からなる樹脂部材２の表面に押しつけ、加熱金型１の熱により樹脂部材２の表面を可塑化して密着させるとともに打ち抜かれた金属箔３’に形成される貫通孔３１の内部に可塑化した樹脂部材を浸入させ、しかる後に前記樹脂部材の表面を固化させて金属箔３を樹脂部材２の表面に付着させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱した金型により金属箔に微小な貫通孔を形成するとともに所定の回路パターンに打ち抜き、熱可塑性樹脂材料からなる樹脂部材の表面に押しつけて密着させるとともに前記金型の熱により前記樹脂部材の表面近傍を可塑化して前記金属箔に形成される貫通孔の内部に浸入させ、しかる後に前記樹脂部材の表面を固化させて前記金属箔を前記樹脂部材の表面に付着させることを特徴とする金属箔回路パターンの樹脂部材への付着方法。
【請求項２】
加熱した金型により金属箔に微小な突起を形成するとともに所定の回路パターンに打ち抜き、熱可塑性樹脂材料からなる樹脂部材の表面に押しつけて前記金型の熱により可塑化した樹脂部材の内部に食い込ませ、しかる後に前記樹脂部材を固化させて前記金属箔を前記樹脂部材の表面に付着させることを特徴とする金属箔回路パターンの樹脂部材への付着方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の金属箔回路パターンの樹脂部材への付着方法により形成された金属箔回路パターンの樹脂部材への付着構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属箔回路パターンの樹脂部材への付着方法と、この方法により形成される金属箔回路パターンの樹脂部材への付着構造に関し、さらに詳しくは、樹脂成形品や樹脂フィルムなどの樹脂部材の表面に、所定のパターンの金属箔を付着させて電気回路を構成するのに好適な金属箔回路パターンの樹脂部材への付着方法および金属箔回路パターンの樹脂部材への付着構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂部材の表面に金属箔を付着させて金属箔回路パターンを形成する構成としては、例えば、ホットスタンプ加工によって、接着剤層を有する金属箔を樹脂部材の表面に付着させるという構成が用いられている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載の構成によれば、金属箔回路パターンが樹脂部材の表面に一体的に付着する構成が得られるから、電気回路用の部品やリベットなどが不要となり、これによりコストダウンが可能になるという利点を有する。
【０００３】
しかしながら、この特許文献１に記載の構成では、接着剤層を有する金属箔を用いる必要がある。このため、この金属箔の打ち抜き残り材を再利用しようとすると、この接着剤層の成分が不純物となり、この金属箔の打ち抜き残り材の再利用が困難となる。
【０００４】
接着剤層を有しない金属箔を用いる構成としては、例えば、樹脂部材に接着する側の表面に多数の微小な突起を有する金属箔を、加熱金型で打ち抜いて樹脂部材の表面に付着させる構成が提案されている。（特許文献２参照）。この特許文献２に記載される構成によれば、金属箔の表面に形成される微小な突起により金属箔と樹脂部材との接触面積が増加するとともに、樹脂部材への食い込み効果を有する。このため、接着剤層がなくとも金属箔の樹脂部材への付着性がよくなるという利点がある。
【０００５】
しかしながら、この特許文献２には、金属箔の接着面に多数の微小な突起を形成する手段が具体的に何ら開示されていない。実際に、金属箔の表面にこのような多数の微小な突起を形成するのは工程上困難であるか、あるいは特殊な工程を追加する必要があると考えられる。また、例えばエッチング加工などで金属箔の表面を荒らして微小な突起を形成する方法を用いると、金属箔のリサイクルのための回収率が悪くなる可能性がある。
【０００６】
このように、金属箔を樹脂部材に付着させて回路パターンなどを形成するに際し、金属箔の打ち抜き残り材のリサイクルが容易で、金属箔に追加加工する必要のない金属箔回路パターンの樹脂部材への付着方法、あるいは金属箔回路パターンの樹脂部材への付着構造を提供することは困難であった。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３４８５５０号公報
【特許文献２】特開２００３−１７８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、金属箔の打ち抜き残り材のリサイクルが容易な金属箔回路パターンの樹脂部材への付着方法、あるいは金属箔回路パターンの樹脂部材への付着構造を提供すること、または、金属箔に対する追加の加工を行う必要のない金属箔電気回路パターンの樹脂部材への付着方法、あるいは金属箔電気回路パターンの樹脂部材への付着構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、加熱した金型により金属箔に微小な貫通孔を形成するとともに所定の回路パターンに打ち抜き、熱可塑性樹脂材料からなる樹脂部材の表面に押しつけて密着させるとともに前記金型の熱により前記樹脂部材の表面近傍を可塑化して前記金属箔に形成される貫通孔の内部に浸入させ、しかる後に前記樹脂部材の表面を固化させて前記金属箔を前記樹脂部材の表面に付着させることを要旨とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、加熱した金型により金属箔に微小な突起を形成するとともに所定の回路パターンに打ち抜き、熱可塑性樹脂材料からなる樹脂部材の表面に押しつけて前記金型の熱により可塑化した樹脂部材の内部に食い込ませ、しかる後に前記樹脂部材を固化させて前記金属箔を前記樹脂部材の表面に付着させることを要旨とするものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の金属箔回路パターンの樹脂部材への付着方法により形成されたことを要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、金属箔に形成された貫通孔に可塑化した樹脂部材が浸入して固化するから、打ち抜かれた金属箔と樹脂部材の表面との密着界面が増加するとともに、接触圧力や幾何学的な引っ掛かりの残留により密着力が強化される。このため、接着剤層を有しない金属箔を適用しても良好な密着力が得られる。そして、接着剤層を有しないか、除去の容易な接着剤層を有する金属箔を用いることにより、金属箔の打ち抜き残り材のリサイクルが容易となる。また、適用する金属箔自体には別途の加工は必要なく、前処理などの工程を追加する必要がない。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、金属箔に形成された微小な突起が樹脂部材の内部に食い込んだ構造が得られるから、請求項１に記載の発明と同様に、打ち抜かれた金属箔と樹脂部材の表面との密着界面が増加するとともに、接触圧力や幾何学的な引っ掛かりの残留により密着力が強化される。したがって、接着剤層を有しない金属箔を適用しても良好な密着力が得られる。そして、接着剤層を有しないか、除去の容易な接着剤層を有する金属箔を用いることにより、金属箔の打ち抜き残り材のリサイクルが容易となる。また、適用する金属箔自体には加工は必要なく、前処理などの工程を追加する必要がない。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、このような構造を形成するに際し、請求項１又は請求項２と同様の作用効果をうることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る金属箔回路パターンの樹脂部材への付着方法に適用される加熱金型の構造を模式的に示した外観斜視図である。この加熱金型１ａは、本体１１から突設される一次凸部１２と、この一次凸部１２からさらに突設される二次凸部１３ａとを備える。
【００１７】
一次凸部１２は、金属箔を所定のパターンに打ち抜くとともに、打ち抜いた金属箔を樹脂部材の表面に押しつけて付着させるためのものである。したがって、一次凸部１２の寸法、形状及び配置は、樹脂部材の表面に形成される回路パターンにあわせて設計される。
【００１８】
二次凸部１３ａは、樹脂部材に付着させる金属箔を局所的に打ち抜いて、微小な貫通孔を形成するためのものである。このため、一次凸部１２の表面からさらに棒状に突出する構造を備える。この二次凸部１３ａの突出高さは、金属箔に金型１ａを押しつけた際に金属箔を貫通することができる程度の高さに形成される。なお、図１においては、角棒状の二次凸部１３ａが各一次凸部１２の表面からそれぞれ３本ずつ突設される構成の例を示しているが、この二次凸部１３ａの形状、寸法あるいは本数などは、図に示す例に限定されるものではない。
【００１９】
本実施形態に適用される金属箔としては、例えば銅箔などが挙げられる。また、適用される金属箔の厚さは、１０〜１００μｍの範囲にあることが好ましい。
【００２０】
一方、金属箔が付着される樹脂部材には、各種熱可塑性樹脂から形成されるものが適用される。具体的には例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、液晶性ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などが挙げられる。
【００２１】
次いで、このような構造を有する加熱金型１ａを用いて、金属箔回路パターンを樹脂部材に付着させる方法について説明する。図２は、この方法の実施手順を模式的に示した断面図である。
【００２２】
まず、図２（ａ）に示すように、加熱金型１ａと樹脂部材２との間に、金属箔３を配置する。そしてこの状態で、加熱金型１ａを矢印ａの向きに移動させる。これにより図２（ｂ）に示すように、数加熱金型１ａの二次凸部１３ａが金属箔３を打ち抜き、金属箔３には微小な貫通孔３１が形成される。
【００２３】
加熱金型１ａをさらに矢印ａの向きに移動させると、図２（ｃ）に示すように、今度は一次凸部１２が金属箔を樹脂部材２の表面に押しつけて打ち抜く。打ち抜かれた金属箔３’は、加熱金型１ａの熱により可塑化した樹脂部材２の内部に押し込まれる。これにより金属箔３’の表面と樹脂部材２の表面とが密着する。ここで、打ち抜かれた金属箔３’が樹脂材料２の内部に押し込まれる量は、例えば、金属箔３’の厚みとほぼ同じであることが好ましい。なお、符号「３”」は打ち抜き残り材を示す。
【００２４】
その後、図２（ｄ）に示すように、加熱金型１ａを矢印ｂの向きに移動させ、加熱金型１ａを樹脂部材２及び打ち抜かれた金属箔３’から離す。二次凸部１３ａが樹脂部材２の内部から抜き取られると、加熱金型１ａの熱で可塑化した樹脂材料が、打ち抜かれた金属箔３’の貫通孔３１に浸入してこの貫通孔３１の内壁面に付着し、この状態で固化する。
【００２５】
最後に、図２（ｅ）に示すように、金属箔の打ち抜き残り材３”を、加熱金型１ａと樹脂部材２との間から取り出して、一連の作業が完了する。
【００２６】
加熱金型１ａによる加熱温度は、２００〜３００℃程度であることが好ましい。具体的には、樹脂部材２の材質により適宜決定することになるが、例えばポリブチレンテレフタレート樹脂であれば２００℃程度、ポリフェニレンサルファイド樹脂であれば２３０℃程度、液晶性ポリエステル樹脂であれば２３０℃程度、ポリアミド樹脂であれば２１０℃程度、ポリエチレンテレフタレート樹脂であれば２１０℃程度であることが好ましい。
【００２７】
このような構成によれば、打ち抜かれた金属箔３’の微小な貫通孔３１に、可塑化した樹脂部材が浸入して固化するから、打ち抜かれた金属箔３’と樹脂部材２との密着界面が増加するとともに、接触圧力や幾何学的な引っ掛かりの残留により密着力が強化される。このため、接着剤層を有しない金属箔であっても良好な密着力が得られる。そして、接着層を有しない金属箔を用いることにより、金属箔の打ち抜き残り材のリサイクルが容易となる。また、金属箔自体には別途の加工は必要でなく、かつ金属箔３を樹脂部材２に付着させる操作自体も従来の手順と変わるところがないから、工程の増加も必要ない。
【００２８】
次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に適用される加熱金型は、前記第１の実施形態に適用される加熱金型１ａと略同一の構成を有する（図１参照）。なお、第２の実施形態に適用される加熱金型の二次凸部は、前記第１の実施形態と異なり、金属箔の表面に微小突起を形成するためのものである。このため、二次凸部の突出高さは、金型を金属箔に押しつけた際に金属箔を貫通しないように、第１の実施形態の二次凸部と比較して突出高さが低く抑えられている。
【００２９】
なお、適用できる金属箔の材質、厚さ、及び樹脂部材の材質は、前記第１の実施形態のものと同一である。
【００３０】
まず、図３（ａ）に示すように、加熱金型１ｂと樹脂部材２との間に、金属箔３を配置する。そしてこの状態において、加熱金型１ｂを矢印ａの向きに移動させる。これにより図３（ｂ）に示すように、まず加熱金型１ｂの二次凸部１３ｂが金属箔３を押圧し、二次凸部１３ｂに押圧された箇所は微小突起３２となって、加熱金型１ａの熱で可塑化した樹脂部材２の内部に押し込まれる。
【００３１】
加熱金型１ｂをさらに矢印ａの向きに移動させると、今度は図３（ｃ）に示すように、一次凸部１２が金属箔３を樹脂部材２の表面に押しつけるとともに所定のパターンに打ち抜く。打ち抜かれた金属箔３’は、加熱金型１ｂの熱で可塑化した樹脂部材２の内部に押し込まれ、これにより打ち抜かれた金属箔３’の表面と樹脂材料の表面とが密着する。ここで、打ち抜かれた金属箔３’が樹脂材料２の内部に押し込まれる量は、前記第１の実施形態で示した例と同一でよい。また、加熱金型１ｂのよる加熱温度も、前記第１の実施形態と同一の条件が適用できる。なお、図３（ｃ）中の符号「３”」は打ち抜き残り材を示す。
【００３２】
その後、図２（ｄ）に示すように、加熱金型１ｂを矢印ｂの向きに移動させ、加熱金型１ｂを樹脂部材２から離す。最後に図３（ｅ）に示すように、金属箔の打ち抜き残り材３”を加熱金型１ｂと樹脂部材２との間から取り出して、一連の作業が完了する。
【００３３】
このような構成によれば、打ち抜かれた金属箔３’のうち、加熱金型１ｂの二次凸部１３ｂに押圧されて形成された微小突起３２が樹脂部材２の内部に突き出して食い込む構成を有することになる。このため、打ち抜かれた金属箔３’と樹脂部材２との密着界面が増加するとともに、接触圧力や幾何学的な引っ掛かりの残留により密着力が強化される。したがって、接着剤層を有しない金属箔であっても良好な密着力が得られる。そして、第１の実施形態と同様に、接着層を有しない金属箔を用いることにより、金属箔の打ち抜き残り材のリサイクルが容易となる。また、金属箔自体には別途の加工などは必要でなく、かつ金属箔３を樹脂部材２に付着させる操作自体も従来の手順と変わるところがないから、工程の増加も必要ない。
【実施例】
【００３４】
次いで、本発明に係る金属箔回路パターンの樹脂部材への付着方法又は金属箔回路パターンの樹脂部材への付着構造を適用した実施例を簡単に示す。図４は、本発明が適用された電子回路内蔵コネクタの構成を模式的に示した分解斜視図である。この電子回路内蔵コネクタ９は、樹脂材料から形成されるコネクタハウジング９１の内壁面に金属箔回路パターン９２が形成され、所定の実装部品９３がハンダ付などにより実装される構成を有する。この金属箔回路パターン９２は、本発明に係る方法により形成され、コネクタハウジング９１の内壁面に直接的に付着する構成を備えるものである。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の改変が可能であることはいうまでもない。
【００３６】
具体的な適用例として、内部に回路を形成したコネクタを示したが、実際の適用は、この実施例に限定されるものではない。たとえば、フレキシブルプリント配線基板のように、フィルム上の樹脂部材の表面に金属箔回路パターンを形成する構成に適用するものであってもよい。
【００３７】
また、加熱金型の二次凸部の形状、寸法、位置、あるいは本数は、適用する金属箔の材質や厚さ、打ち抜かれた金属箔の形状や必要となる密着強度に応じて適宜変更でき、前記各実施形態の説明で用いた例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る金属箔電気回路パターンの樹脂部材への付着構造を形成するに際し、適用される加熱金型の構造を模式的に示した外観斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る金属箔回路パターンの樹脂部材への付着方法の実施手順を示した断面模式図であり、それぞれ（ａ）は加工開始前の状態を、（ｂ）は加熱金型の二次凸部が金属箔を打ち抜いた状態を、（ｃ）は加熱金型の一次凸部が金属箔を打ち抜いた状態を、（ｄ）加熱金型を樹脂部材から離した状態を、（ｅ）は加工が完了した状態を示す。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る金属箔電気回路パターンの樹脂部材への付着構造を形成する手順を示した断面模式図であり、それぞれ（ａ）は加工開始前の状態を、（ｂ）は加熱金型の二次凸部が金属箔を押圧してアンカーを形成した状態を、（ｃ）は一次凸部が金属箔を打ち抜いた状態を、（ｄ）は加熱金型を樹脂部材から離した状態を、（ｅ）は加工が完了した状態を示す。
【図４】本発明が適用されるコネクタの構造を模式的に示した分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  加熱金型
２  樹脂部材
３  金属箔
３’  所定の回路パターンに打ち抜かれた金属箔
３”  金属箔の打ち抜き残り材
１１  加熱金型本体
１２  加熱金型の一次凸部
１３  加熱金型の二次凸部
３１  打ち抜かれた金属箔に形成された貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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