(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに導電性インクを付着させて導電パターンを形成する工程と、
筐体本体部の面上にトリアジン化合物を含む接着層を付着させる工程と、
前記接着層に前記導電パターンを転写する工程と
を有することを特徴とする筐体の製造方法。
【請求項２】
前記接着層への前記導電パターンの転写は、ホットスタンプにより行うことを特徴とする請求項１に記載の筐体の製造方法。
【請求項３】
前記導電パターンを形成する工程は、前記シートに前記導電性インクを印刷する工程と、前記導電性インクを焼成する工程とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の筐体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、スマートフォン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ノート型パーソナルコンピュータ及びナビゲーション装置等の電子機器には、薄く且つ軽量であるとともに、堅牢であることが求められている。これらの電子機器の筐体は、ＡＢＳ樹脂又はポリカーボネートにより形成されることが多い。
【０００３】
近年、電子機器のより一層の小型化及び高性能化にともない、筐体の一部に導電パターンを形成して、アンテナとしての機能や配線基板としての機能をもたせることが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０４０４７号公報
【特許文献２】特開２００５−１４９３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
筐体に形成する導電パターンには、筐体に対する密着性が高く、容易に剥離しないことが要求される。
【０００６】
開示の技術は、密着性が高い導電パターンを備えた筐体及びその製造方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】
【０００８】
開示の技術の他の一観点によれば、シートに導電性インクを付着させて導電パターンを形成する工程と、筐体本体部の面上にトリアジン化合物を含む接着層を付着させる工程と、前記接着層に前記導電パターンを転写する工程とを有する筐体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
上記一観点に係る筐体及び製造方法によれば、筐体本体部と導体パターンとの密着性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態に係る筺体の製造方法を示す工程図である。
【図２】図２は、実施形態に係る筐体の製造方法を示す模式断面図（その１）である。
【図３】図３は、実施形態に係る筐体の製造方法を示す模式断面図（その２）である。
【図４】図４は、実施形態に係る筐体の製造方法を示す模式断面図（その３）である。
【図５】図５は、実施形態に係る筐体の製造方法を示す模式断面図（その４）である。
【図６】図６は、ノート型パソコンのディスプレイ側の筺体に無線ＬＡＮ用のアンテナを設け、キーボード側の筐体に配線を設けた例を示す図である。
【図７】図７は、スマートフォン用の筐体に、非接触型ＩＣ用の通信アンテナ、無線ＬＡＮ用のアンテナ及び通話用のアンテナを設けた例を示す図である。
【図８】図８は、実施例１、比較例１及び比較例２の試料片に対し三点曲げ試験を実施した結果を示す図である。
【図９】図９は、実施例２、比較例３及び比較例４の筐体に対し、テープピール試験を実施した結果を示す図である。
【図１０】図１０は、実施例３、比較例５及び比較例６の筐体の中央部に荷重を加えて、変形量及び導電パターンの剥離の有無を調べた結果を示す図である。
【図１１】図１１は、実施例４及び比較例７の試験体の難燃性を調べた結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。
【００１２】
電子機器用筐体に導電パターンを形成するために、例えば導電性インクにより筐体の表面に所望の導電パターンを形成し、その後導電性インクを焼成して金属化することが考えられる。
【００１３】
しかし、この方法には以下に示す問題がある。すなわち、一般的に、電子機器用筐体の材料としてＡＢＳ樹脂又はポリカーボネート等が使用されている。これらの樹脂の耐熱温度は１２０℃程度又はそれ以下であるのに対し、導電性インクの焼成温度は１５０℃〜２００℃程度と高い。そのため、上記の方法を実際に実施すると、導電性インクを焼成する際に筐体が熱で変形してしまう。
【００１４】
そこで、耐熱性の樹脂シートの表面に導電性インクを印刷して所望の導電パターンを形成し、導電性インクを焼成した後に、ホットスタンプ法等により導電パターンを筐体の所定箇所に転写することが考えられる。
【００１５】
しかしながら、単にホットスタンプ法により導電パターンを筐体に転写しただけでは、導電パターンと筐体との密着性が十分でなく、導電パターンが筐体から容易に剥離してしまう。
【００１６】
以下の実施形態では、密着性が高い導電パターンを備えた筐体及びその製造方法について説明する。
【００１７】
（実施形態）
図１は、実施形態に係る筺体の製造方法を示す工程図である。また、図２〜図５は、同じくその筐体の製造方法を示す模式断面図である。
【００１８】
まず、ステップＳ１１において、ＡＢＳ樹脂又はポリカーボネート等により、所望の形状の筐体本体部１１を形成する。その後、ステップＳ１２に移行し、筐体本体部１１の所定領域に、トリアジン化合物（例えば、トリアジンチオール粉末）を混練した熱可塑性樹脂を付着させて、接着層１２を形成する（図２参照）。図２中の符号１３は、接着層１２中に含まれるトリアジン化合物を模式的に示している。
【００１９】
本実施形態では、２色成形機を使用し、まず一次金型内にポリカーボネートを射出して、筐体本体部１１を形成する。その後、筐体本体部１１を二次金型内に移し、二次金型内にトリアジン化合物を約１０ｗｔ％の割合で混練した熱可塑性樹脂を射出して、接着層１２を形成する。但し、他の方法により、筐体本体部１１の表面に接着層１２を付着させてもよい。
【００２０】
接着層１２に使用する熱可塑性樹脂は、筐体本体部１１の樹脂よりも融点が低く、且つホットスタンプ時に外観面が損なわれないものを選択する。熱可塑性樹脂として、例えばＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート及びポリアミドなどを使用することができる。
【００２１】
一方、ステップＳ１３において、耐熱性樹脂シート１５の上に導電性インクを印刷して、所望の導電パターン１６を形成する（図３参照）。その後、ステップＳ１４に移行し、熱処置を実施して導電性インクを金属化する。
【００２２】
耐熱性樹脂シート１５は導電性インクを焼成する際の温度に耐えられるものであればよく、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、又は液晶ポリマー等の樹脂のシートを使用することができる。また、導電性インクとして、金属ナノ粒子インク又は導電性ペーストを使用することができる。
【００２３】
導電性インクの印刷方法はインクの粘度に応じて選択すればよく、インクジェット法、スクリーン印刷法、又はオフセット印刷法等を使用することができる。図３では、インクジェットプリンターのプリンターヘッド１７から導電性インク１８を吐出して導電パターン１６を形成している状態を模式的に示している。
【００２４】
また、焼成時の温度及び焼成時間もインクに応じて設定すればよく、例えば焼成温度は１５０℃〜２００℃程度、焼成時間は１時間程度とする。
【００２５】
なお、樹脂シート１５には、筐体本体部１１に位置合わせするときの目印となるマーカー等を設けておくことが好ましい。例えば、樹脂シート１５に、筐体本体部１１に設けられた凸部に嵌合する孔を設けてマーカーとしてもよい。
【００２６】
次に、ステップＳ１５に移行し、ホットスタンプ法により、樹脂シート１５の上の導電パターン１６を、接着層１２を介して筐体本体部１１側に転写する（図４参照）。具体的には、導電パターン１６を形成した樹脂シート１５を加熱ブロック２１の表面に装着する。その後、電気ヒータ（図示せず）によりＡＢＳ樹脂が軟化する温度（例えば、９０℃）まで加熱ブロック２１を加熱しつつ、例えば３ｋｇｆの荷重を加えて導電パターン１６を筐体本体部１１に転写する。
【００２７】
このときの熱と圧力とにより、接着層１２中のトリアジン化合物が接着層１２中の樹脂と導電パターン１６との双方に結合して、接着層１２と導電パターン１６とが強固に接合される。本実施形態では、接着層１２（ＡＢＳ樹脂）が十分に軟化した状態で導電パターン１６をホットスタンプするので、導電パターン１６が接着層１２に没入し、接着層１２の表面と導電パターン１６の表面とが同一平面上に配置される。
【００２８】
次いで、加熱ブロック２１を取り外し、接着層１２及び導電パターン１６がある程度の温度まで冷却したら、樹脂シート１５を剥離する（図５参照）。
【００２９】
このようにして、導電パターン１６を備えた筐体１０が完成する。なお、図５中の符号１３ａは、筐体本体部１１（樹脂）及び導電パターン１６の双方に結合したトリアジン化合物を模式的に示している。
【００３０】
図６は、ノート型パソコンのディスプレイ側の筺体３１に無線ＬＡＮ用のアンテナ３２を設け、キーボード側の筐体３３に液晶パネル３４と接続する配線３５を設けた例を示している。ここで、符号３１ａ，３３ａはＡＢＳ樹脂又はポリカーボネートよりなる筺体本体部である。また、アンテナ３２及び配線３５は、いずれも図２〜図５に示す工程を経て形成された導電パターン１６からなる。
【００３１】
図７は、スマートフォン用の筐体３６に、非接触型ＩＣ（例えば、FeliCa（登録商標））用の通信アンテナ３７、無線ＬＡＮ用のアンテナ３８及び通話用のアンテナ３９を設けた例を示している。ここで、符号３６ａはＡＢＳ樹脂又はポリカーボネートよりなる筺体本体部である。また、アンテナ３７，３８，３９は、いずれも図２〜図５に示す工程を経て形成された導電パターン１６からなる。
【００３２】
以下、実施形態の効果について説明する。
【００３３】
従来から、金属板の表面にトリアジン化合物を塗布すると、トリアジン化合物が樹脂及び金属の両方に結合して、金属と樹脂とを強固に接合できることが知られている。そこで、例えば樹脂シート上に形成した導電パターンの表面にトリアジン化合物を塗布し、その後ホットスタンプ法により導電パターンを筐体本体部に転写することが考えられる。
【００３４】
しかし、トリアジン化合物は反応性が高いため、導電パターンの表面に塗布してからホットスタンプするまでの間に接着力が急激に低下してしまう。そのため、上述の方法では作業性が悪く、筐体本体部と導電パターンとの密着性が十分でないものが発生して、品質が安定しないことが考えられる。
【００３５】
一方、本実施形態では、トリアジン化合物を混練した熱可塑性樹脂により接着層を形成している。この場合、樹脂がトリアジン化合物を被覆するため、トリアジン化合物の反応が抑制される。そして、ホットスタンプ時の温度と圧力とによりトリアジン化合物と導電パターンとが接触し、トリアジン化合物の接着力が発現して、筐体本体部と導電パターンとが強固に接合される。これにより、生産性が向上し、製品の品質が安定する。
【００３６】
（実験１）
以下、上述の方法により筐体本体部の表面に導電パターンを転写し、その接合強度を三点曲げ試験により調べた結果について説明する。
【００３７】
まず、実施例１の筐体を作製した。実施例１の筐体の作製方法を、以下に示す。
【００３８】
筐体本体部となる樹脂にはポリカーボネート（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ユーピロン（登録商標））を使用した。また、接着層となる樹脂は、ＡＢＳ樹脂（旭化成ケミカルズ株式会社製スタイラック（登録商標））にトリアジン化合物（三協化成株式会社製ジスネット（登録商標）Ｆ）を１０ｗｔ％の割合で溶融混合したものを使用した。ＡＢＳ樹脂とトリアジン化合物とは二軸混練器で混練し、その後水冷ペレタイザで数ｍｍサイズのペレットを作製した。
【００３９】
次に、２色成形機を使用して、ポリカーボネートにより筐体本体部を形成し、トリアジン化合物を混練したＡＢＳ樹脂により接着層を形成した（図２参照）。
【００４０】
すなわち、一次金型内にポリカーボネートを、シリンダー温度が２８０℃、金型温度が１１０℃、ゲージ圧が２００ＭＰａの条件で射出して、筐体本体部を形成した。その後、筐体本体部を二次金型内に移し、二次金型内にトリアジン化合物を混練したＡＢＳ樹脂を、シリンダー温度が２３０℃、金型温度が８０℃、ゲージ圧が１５０ＭＰａの条件で射出して、接着層を形成した。
【００４１】
このようにして、図７に例示したような形状のスマートフォン用の筐体本体部を得た。なお、ここでは、説明の便宜上、接着層を含めて筐体本体部と呼んでいる。筐体本体部の大きさは、幅が６０ｍｍ、長さが１３０ｍｍ、高さが１０ｍｍである。また、筐体本体部の厚さは約０．８ｍｍ（ポリカーボネート層の厚さが約０．５ｍｍ、接着層の厚さが約０．３ｍｍ）である。
【００４２】
一方、耐熱性樹脂シートとして、厚さが０．１ｍｍの液晶ポリマーフィルム（株式会社クラレ製ベクスター）を用意した。そして、この樹脂シートの上に銀ペーストをスクリーン印刷して、幅が１ｍｍ、厚さが１０μｍの導電パターンを形成した。その後、約１８０℃の温度で１時間焼成して、導電パターンを金属化した（図３参照）。
【００４３】
次いで、ステンレスの削り出し加工により形成した加熱ブロックの表面に、導電パターンを形成した樹脂シートを装着した（図４参照）。そして、電気ヒータによりＡＢＳ樹脂が軟化する９０℃の温度まで加熱ブロックを加熱しつつ、約３ｋｇｆの荷重を加えて、導電パターンを筐体本体部（接着層）に転写した。その後、加熱ブロックを取り外し、筐体本体部を室温程度まで冷却した後、筐体本体部から樹脂シートを剥離した（図５参照）。
【００４４】
このようにして、実施例１の筐体を得た。
【００４５】
一方、実施例１と同様の方法により、比較例１の筐体を作製した。但し、比較例１の筐体では、トリアジン化合物を含まないＡＢＳ樹脂により接着層を形成している。また、ポリカーボネートにより筐体本体部を形成し、この筐体本体部に実施例１と同様に導電パターンを転写して、比較例２の筐体を作製した。比較例２の筐体には接着層が設けられていない。
【００４６】
このようにして作製した実施例１、比較例１及び比較例２の筐体から、それぞれ幅が１０ｍｍ、長さが５０ｍｍ、厚さが０．８ｍｍの試験片を切り出した。
【００４７】
そして、それらの試料片に対し万能試験機を使用して三点曲げ試験を実施し、導電パターンの剥離の有無を調べた。三点曲げ試験では、たわみ量が１０ｍｍになるまで変形を加えた。その結果を、図８に示す。なお、三点曲げ試験は、JIS K7171に規定された方法に準じて行った。
【００４８】
図８に示すように、比較例１，２の試験片ではいずれも三点曲げ試験により剥離が発生したのに対し、実施例１の試験片では導電パターンは剥離しなかった。
【００４９】
なお、実施例１、比較例１、及び比較例２の各試験片の導電パターンの比抵抗を測定したところいずれも１０-8Ω・ｍ程度と低く、上記の方法により形成した導電パターンはアンテナ又は配線として十分使用できることが確認できた。
【００５０】
（実験２）
以下、実施形態の方法により作製した筐体について、テープピール試験により導電パターンの接合強度を調べた結果について説明する。
【００５１】
まず、実施例２の筐体を作製した。実施例２の筐体は、前述の実施例１の筐体と同様の方法により作製した。但し、導電パターンは一辺が５０ｍｍの正方形であり、耐熱性樹脂シートの上に銀ペーストを印刷して形成した。
【００５２】
また、比較例３として、接着層にトリアジン化合物を含まないこと以外は実施例２と同様の筐体を作製した。更に、比較例４として、接着層を有しないこと以外は実施例２と同様の筐体を作製した。
【００５３】
これらの実施例２、比較例３、及び比較例４の筐体に対し、テープピール試験を実施して、導体パターンの接合強度を調べた。その結果を、図９に示す。なお、テープピール試験は、JIS Z0237に規定された方法に準じて行った。
【００５４】
図９からわかるように、接着層にトリアジン化合物を含まない比較例３ではテープピール強度が２．３Ｎ／ｃｍ、接着層を有しない比較例４ではテープピール強度が０．８Ｎ／ｃｍであった。これに対し、接着層にトリアジン化合物が含まれている実施例２の筐体では、テープピール強度が３Ｎ／ｃｍ以上と高いことが確認された。
【００５５】
上述の実験１，２から、本実施形態により作製した筐体では、筐体本体部と導電パターンとの接合強度が十分高いことが確認できた。
【００５６】
（変形例）
前述の実施形態ではトリアジン化合物を含有する樹脂により接着層を形成しているが、更に接着層にカーボンファイバー又はガラス繊維等の繊維強化材を含有させると、筐体の強度を向上させることができる。また、接着層に難燃剤を添加することにより、筐体の難燃性を向上させることができる。
【００５７】
（実験３）
前述の実施例１と同様の方法により、図７に示す形状の実施例３の筐体を作成した。但し、実施例３の筐体では、接着層となるＡＢＳ樹脂に、トリアジン化合物を１０ｗｔ％、ガラス繊維を２０ｗｔ％の割合で混合した。
【００５８】
一方、比較例５として、接着層にトリアジン化合物を含まないこと以外は実施例３と同様の筐体を作製した。更に、比較例６として、接着層を有しないこと以外は実施例３と同様の筐体を作製した。
【００５９】
これらの実施例３、比較例５、及び比較例６の筐体の中央部に直径が１０ｍｍのステンレス製の棒を配置し、その棒を介して各筐体に５ｋｇｆの荷重を加えて、変形量及び導電パターンの剥離の有無を調べた。その結果を、図１０に示す。
【００６０】
図１０から、ガラス繊維を含みトリアジン化合物を含まない接着層を有する比較例５では、荷重に対して変形量が少なく、強度が高いことがわかる。しかし、比較例５では、５ｋｇｆの荷重の印加により導電パターンの剥離が発生した。
【００６１】
また、接着層を有しない比較例６では、荷重に対して変形量が多く、強度が十分でないことがわかる。そして、比較例６でも、５ｋｇｆの荷重の印加により導電パターンの剥離が発生した。
【００６２】
一方、ガラス繊維及びトリアジン化合物を含む接着層を有する実施例３では、５ｋｇｆの荷重を印加しても変形量が少なく、強度が高い。また、５ｋｇｆの荷重を印加しても、導電パターンの剥離は発生しなかった。
【００６３】
（実験４）
板状のポリカーボネートの上に、トリアジン化合物が１０ｗｔ％、リン系の難燃剤が１０ｗｔ％の割合で混合されているＡＢＳ樹脂を付着させて接着層を形成し、実施例４の試験体とした。また、ポリカーボネート板を比較例７の試験体とした。
【００６４】
そして、これらの実施例４、及び比較例７の試験体の難燃性（耐燃性）を調べた。難燃性は、１００ｍｍ角の板状成形品の中央部に直径が１０ｍｍ、長さが２０ｍｍのガスバーナー炎を接炎して、燃焼状態を調べた。その結果を、図１１に示す。
【００６５】
図１１からわかるように、難燃剤を含んだ接着層を有する実施例４の試験体では接炎部のみが燃焼したのに対し、比較例７の試験体では外縁部まで燃焼した。
【００６６】
上述の実験３，４から、接着層に繊維強化材や難燃剤を添加することにより、筐体の強度や難燃性を向上できることが確認できた。
【００６７】
以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００６８】
（付記１）筐体本体部と、
トリアジン化合物を含む接着層と、
前記接着層を介して前記筐体本体部に形成された導電パターンと
を有することを特徴とする筐体。
【００６９】
（付記２）前記接着層は、前記筐体本体部の材料よりも融点が低い樹脂を主成分とすることを特徴とする付記１に記載の筐体。
【００７０】
（付記３）前記接着層の表面と前記導電パターンの表面が同一平面上に位置していることを特徴とする付記１又は２に記載の筐体。
【００７１】
（付記４）前記筐体本体部は、ＡＢＳ樹脂及びポリカーボネートのいずれか一方を主成分とすることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載の筐体。
【００７２】
（付記５）前記接着層に、繊維強化材又は難燃剤を含むことを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の筐体。
【００７３】
（付記６）シートに導電性インクを付着させて導電パターンを形成する工程と、
筐体本体部の面上にトリアジン化合物を含む接着層を付着させる工程と、
前記接着層に前記導電パターンを転写する工程と
を有することを特徴とする筐体の製造方法。
【００７４】
（付記７）前記接着層への前記導電パターンの転写は、ホットスタンプにより行うことを特徴とする付記６に記載の筐体の製造方法。
【００７５】
（付記８）前記シートが、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、及び液晶ポリマーのうちのいずれか１種の樹脂のシートであることを特徴とする付記６又は７に記載の筐体の製造方法。
【００７６】
（付記９）前記導電パターンを形成する工程は、前記シートに前記導電性インクを印刷する工程と、前記導電性インクを焼成する工程とを含むことを特徴とする付記６乃至８のいずれか１項に記載の筐体の製造方法。
【符号の説明】
【００７７】
１０，３１，３３，３６…筐体、１１…筐体本体部、１２…接着層、１５…樹脂シート、１６…導電パターン、１７…プリンターヘッド、１８…導電性インク、２１…加熱ブロック、３２，３７，３８，３９…アンテナ、３４…液晶パネル、３５…配線。
【図１】
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【図２】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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