(57)【要約】      （修正有）【課題】めっき析出表面にのみ触媒を付着させることにより省資源化できる。【解決手段】(A)熱可塑性結晶材料で回路形成体である一次成形基体１を低温の金型温度で成形すると、急速に冷却され低結晶化する。(B)一次成形基体１の導電層が形成されるべき表面部分1a,1bを露出させ、それ以外の部分を一次成形基体１の素材と同系の材料の回路非形成体２で被覆して二次成形基体３を成形する。回路非形成体２を射出成形する金型温度は、この回路非形成体を高結晶化させるに十分な高温である。(C)二次成形基体３をエッチング処理すると、前記表面部分は粗面化し、回路非形成体２は粗面化しない。(D)二次成形基体３の表面に触媒Ｃを付与して、(E)無電解めっきにより導電層4a,4bを形成する。【選択図】図１
2007027296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性結晶材料を射出成形により電気絶縁性で所定形状の回路形成体である一次成形基体(1)を形成する工程と、
上記一次成形基体の表面のうち、所定の回路パターンの導電層が形成されるべき表面部分(1a,1b)を露出させ、それ以外の部分を電気絶縁性の回路非形成体(2)で被覆するもので、この回路非形成体は、前記一次成形基体の素材と同系の熱可塑性結晶材料を素材とするものであって、この回路非形成体を射出成形することにより上記一次成形基体と一体的に形成してなる二次成形基体(3)を形成する工程と、
上記一次成形基体(1)の上記回路パターンの導電層(4a,4b)が形成される表面部分に、エッチング工程を含むプラスチック無電解めっきプロセスにより導電性材料により導電層を形成する工程とを含むものであって、
上記一次成形基体(1)の成形条件として、金型温度をこの一次成形基体のスキン層を低結晶化させるに必要な限度の低温に設定し、
上記回路非形成体(2)の成形条件として、金型温度をこの回路非形成体のスキン層を高結晶化させるに十分な高温に設定してある
ことを特徴とする成形回路部品の製造方法。
【請求項２】
熱可塑性結晶材料を射出成形により電気絶縁性で所定形状の回路非形成体である一次成形基体(20)を形成する工程と、
上記一次成形基体の表面のうち、所定の回路パターンの導電層が形成されるべき部分に、前記一次成形基体の素材と同系の熱可塑性結晶材料を射出成形することによりこの一次成形基体と一体的に電気絶縁性の回路形成体(10)を形成してなる二次成形基体(30)を形成する工程と、
上記二次成形基体(30)の上記回路パターンの導電層が形成される上記回路形成体の表面部分に、エッチング工程を含むプラスチック無電解めっきプロセスにより導電性材料により導電層(40a,40b,40c)を形成する工程とを含むものであって、
上記回路非形成体である一次成形基体(20)の成形条件として、金型温度をこの一次成形基体のスキン層を高結晶化させるに十分な高温に設定してあり、
上記二次成形基体(30)の回路形成体(10)の成形条件として、金型温度をこの回路形成体のスキン層を低結晶化させるに必要な限度の低温に設定してある
ことを特徴とする成形回路部品の製造方法。
【請求項３】
請求項２において、上記一次成形基体(20)には貫通孔(20a)が形成してあり、上記二次成形基体(30)の少なくとも上下面には導電層(40b,40c)が形成されていることを特徴とする成形回路部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性結晶材料からなる電気絶縁性の一次成形基体または二次成形基体に導電性材料からなる所定の回路パターンの導電層を形成する成形回路部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表面上に回路パターンを形成した成形回路部品の製造方法には、無電解めっき用触媒を混入した素材と、混入しない素材とからなる２つの熱可塑性樹脂を使用したものが知られている。その第１の例は、無電解金属めっきのための非絶縁性触媒を含む無定形の熱可塑性樹脂コンパウンドを使って１つの第１絶縁形状を形成し、結晶性の熱可塑性樹脂コンパウンドを使って第２絶縁形状を前記第１絶縁形状の周りに形成して、表面に前記第２絶縁形状に囲まれた前記第１絶縁形状から所定領域を露出させた一体物品をつくり、この第１絶縁形状の露出部分に無電解金属めっきするものがある（特許文献１）。第２の例としては、無電解めっき触媒を混入したプラスチックからなる金属めっきが付着し易い第１の材料と、無電解めっき触媒を混入しないプラスチックからなる金属めっきがし難い第２の材料とから形成された基礎成形品において、前記第１の材料の表面に金属めっき処理したものがある（特許文献２）。
【特許文献１】特許第２５９２２４３号公報
【特許文献２】特許第３００４６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
解決しようとする問題点は、前記した２つの従来例はいずれも、無電解めっきが施される側の材料として、めっき用触媒を混入されているものが使用されている。しかし、この触媒はパラジウム、金などの稀少金属であって、このような高価な触媒を混入するのはコストの点で割高になる。触媒はめっきを析出させるものであって、製品内部まで存在する必要はなく、めっきが施される表面にあれば、それで必要にして十分である。
【０００４】
そこで、本発明の目的はめっき析出表面にのみ触媒を付着させることにより省資源化できる成形回路部品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の開発の背景として、熱可塑性結晶材料、例えばシンジオタチックポリスチレン樹脂（ＳＰＳ）は、射出成形時において、溶融状態で成形金型内に射出され、冷却固化する過程で、低温の金型で急速冷却して固化した場合と、高温の金型で低速固化した場合との結晶化度率の差が大きいことに着目したことに始まる。そして、熱可塑性結晶材料は、結晶化度が高ければ高い程、つまり高結晶化（完全結晶化）領域では耐薬品性が高く、ケミカルアタック性に強い性質がある。逆に、非結晶化領域から低結晶化領域では耐薬品性が低く、ケミカルアタック性に弱い性質がある。
【０００６】
本発明の最大の特徴は、熱可塑性結晶材料の前記のような性質を利用して、同系の材料を使用しながら、射出成形の金型温度を変えて二回成形により成形するとき、回路形成体側の基体を低結晶させるに必要な限度の低温で成形し、回路非形成体側の基体を高結晶化させるに必要な高温で成形するところにある。そのため、低結晶化した部材のスキン層は、エッチング処理により粗面化するが、高結晶化した部材のスキン層は粗面化しない。この粗面化した面にプラスチック無電解プロセスによりめっきで回路パターンを形成するものである。そして、前記のように同系の熱可塑性結晶材料を使用しているので、回路形成体と回路非形成体の界面の相溶性がよく、めっきプロセスにおけるエッチング液などが境界面に進入することがなく、そのため信頼性の高い成形回路部品が製造できる。
【０００７】
本発明に係る成形回路部品の製造方法の第１の特徴は、熱可塑性結晶材料を射出成形により電気絶縁性で所定形状の回路形成体である一次成形基体(1)を形成する工程と、上記一次成形基体の表面のうち、所定の回路パターンの導電層が形成されるべき表面部分(1a,1b)を露出させ、それ以外の部分を電気絶縁性の回路非形成体(2)で被覆するもので、この回路非形成体は、前記一次成形基体の素材と同系の熱可塑性結晶材料を素材とするものであって、この回路非形成体を射出成形することにより上記一次成形基体と一体的に形成してなる二次成形基体(3)を形成する工程と、上記一次成形基体(1)の上記回路パターンの導電層(4a,4b)が形成される表面部分に、エッチング工程を含むプラスチック無電解めっきプロセスにより導電性材料により導電層を形成する工程とを含むものであって、上記一次成形基体(1)の成形条件として、金型温度をこの一次成形基体のスキン層を低結晶化させるに必要な限度の低温に設定し、上記回路非形成体(2)の成形条件として、金型温度をこの回路非形成体のスキン層を高結晶化させるに十分な高温に設定してあるところにある。
【０００８】
そして、前記熱可塑性結晶材料とは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＩ）、シンジオタチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）から選択された少なくとも１つの材料からなるものである。
【０００９】
前記した回路非形成体が、一次成形基体の素材と同系の熱可塑性結晶材料を素材とするという、この同系とは、この回路形成体と一次成形基体とが、相互の界面の相溶性により、より強く一体化するためのものである。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、熱可塑性結晶材料を射出成形により電気絶縁性で所定形状の回路非形成体である一次成形基体(20)を形成する工程と、上記一次成形基体の表面のうち、所定の回路パターンの導電層が形成されるべき部分に、前記一次成形基体の素材と同系の熱可塑性結晶材料を射出成形することによりこの一次成形基体と一体的に電気絶縁性の回路形成体(10)を形成してなる二次成形基体(30)を形成する工程と、上記二次成形基体(30)の上記回路パターンの導電層が形成される上記回路形成体の表面部分に、エッチング工程を含むプラスチック無電解めっきプロセスにより導電性材料により導電層(40a,40b,40c)を形成する工程とを含むものであって、上記回路非形成体である一次成形基体(20)の成形条件として、金型温度をこの一次成形基体のスキン層を高結晶化させるに十分な高温に設定してあり、上記二次成形基体(30)の回路形成体(10)の成形条件として、金型温度をこの回路形成体のスキン層を低結晶化させるに必要な限度の低温に設定してあるところにある。
【００１１】
第３の特徴は、前記第２の特徴において、上記一次成形基体(20)には貫通孔(20a)が形成してあり、上記二次成形基体(30)の少なくとも上下面に導電層(40b,40c)が形成されているところにある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、めっき析出表面のみに触媒を付与させるため省資源化でき、回路形成体と回路非形成体とが、同系の熱可塑性結晶材料により一体的に射出成形してあるため、相互の界面の相溶性がよく、エッチング液、めっき液が相互間に進入することがないので信頼性の高い品質が得られる。さらに、前記の回路形成体と回路非形成体相互の界面に、触媒が介在せず、これら回路形成体や回路非形成体の内部にも触媒が混在しないため高い電気絶縁性が確保される。エッチング工程により粗面化した回路形成体には金属めっきにより回路パターンが形成されるが、この金属めっきは粗面化した面とアンカー効果（投錨効果）により強く接着する。また、非回路面のスキン層は高結晶化されているため、エッチング工程において粗面化されず、疎水性で水分が付着し難いので高い信頼性が確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。  
図１（Ａ）に示すように、熱可塑性結晶材料を射出成形により電気絶縁性で所定形状の回路形成体である一次成形基体１を形成する。この熱可塑性結晶材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＩ）、シンジオタチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポニフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）から適宜選択された少なくとも１つの材料からなるものである。なお、この熱可塑性結晶材料の剛性を高めるため、ガラス繊維、チタン酸カリウムウイスカ、チタン酸ストロンチウムウイスカ、チタン酸バリウムウイスカなどの充填材を含んだものでもよい。また、耐衝撃性を高める為、ブタジェン、各種エラストマー成分を充填してもよい。
【００１４】
一次成形基体１を射出成形する場合の成形条件として、金型温度を、この一次成形基体のスキン層を低結晶化させるに必要な限度の低温に設定することが必要である。
【００１５】
熱可塑性結晶樹脂として、例えばシンジオタチックポリスチレン（ＳＰＳ）樹脂、具体的な実施例として、「ＸＡＲＥＣ  ＃Ｓ１３１」（出光興産株式会社の製品）を一次成形基体１の素材として使用する場合の成形条件、特に一次成形基体のスキン層を低結晶化させるに必要な限度の低温とは次の通りである。
金型温度          ４０℃〜６０℃
シリンダー温度    ２８０℃〜２９０℃
射出圧力          １０００ｋｇ／ｃｍ２
そのため、一次成形体１の素材の「ＸＡＲＥＣ  ＃Ｓ１３１」は、溶融状態から金型温度が４０℃〜６０℃と低温であるため急速に冷却され、この一次成形体のスキン層の結晶化が遅れ低結晶化する。この低結晶化とは、殆ど結晶化していないもの、つまり非結晶化に近い状態のものも含む。
【００１６】
次に、図１（Ｂ）に示すように、一次成形基体１の表面のうち、所定の回路パターンの導電層（図１（Ｅ）の４ａ，４ｂ参照）が形成されるべき表面部分１ａ，１ｂを露出させ、それ以外の部分を電気絶縁性の回路非形成体２で被覆するように、この回路非形成体を射出成形により一次成形基体１の素材と同系の前記した熱可塑性結晶材料により、この一次成形基体と一体的に形成し、二次成形基体３を形成する。回路非形成体２の素材が一次成形基体１の素材と同系とは、この回路非形成体の素材がこの一次成形基体と相溶性を有し、そのため、この回路形成体である一次成形体と回路非形成体２とが一体化して、二次成形基体３全体が一体化し易いものを言う。
【００１７】
この二次成形基体３の構成部分の回路非形成体２を射出成形する場合の成形条件、特に金型温度を、この回路非形成体のスキン層を高結晶化させるに十分な高温に設定することが必要である。
【００１８】
熱可塑性結晶樹脂として、例えばシンジオタチックポリスチレン（ＳＰＳ）樹脂、具体的な実施例として、「ＸＡＲＥＣ  ＃Ｓ１２０」（出光興産株式会社の製品）を回路非形成体２の素材として使用する場合の成形条件、特に金型の温度について、回路非形成体２のスキン層を高結晶化させるに十分な高温とは次の通りである。  
金型温度          １４０℃〜１６０℃
シリンダー温度    ２８０℃〜２９０℃
射出圧力          ８００ｋｇ／ｃｍ２
このように、回路非形成体２を射出成形する時の金型温度が１４０℃〜１６０℃と高温であるため、この溶融状態の「ＸＡＲＥＣ  ＃Ｓ１２０」を冷却するのに時間がかかるため結晶化が促進され、この回路非形成体のスキン層は高結晶化する。
【００１９】
次に、一次成形基体１の回路パターンの導電層が形成される表面部分１ａ，１ｂに、プラスチック無電解めっきプロセスにより導電性材料により導電層を形成する工程について説明する。
【００２０】
先ず、図１（Ｃ）に示すように、二次成形体３を脱脂し、その表面を粗面化、つまりエッチング処理する。このエッチング処理の例としては、クロム硫酸液を所定濃度、例えば六価クロムＣｒＯ３を４３０ｇ／ｌ、硫酸Ｈ２ＳＯ４（９８％）を３２０ｃｃ／ｌとし、所定温度、例えば６５℃に加熱し、二次成形体３を所定時間、例えば３０分浸漬して行う。このエッチング処理により回路非形成体２から露出している一次成形体１の表面部分１ａ，１ｂは低結晶化しているためエッチングＥされて粗面化するが、回路非形成体２の表面は高結晶化しているので粗面化しない。
【００２１】
次に、図１（Ｄ）に示すように、一次成形基体１の表面部分１ａ，１ｂを含む二次成形基体３の表面にパラジウム、金などによる触媒Ｃを付与する。この触媒付与処理は、公知のものであるが、例えば、錫、パラジウム系の混合触媒液に二次成形基体３を浸漬した後、塩酸、硫酸などの酸で活性化し、表面にパラジウムを析出させる。または、塩化第１錫などの比較的強い還元剤を表面に吸着させ、金などの貴金属イオンを含む触媒溶液に浸漬し、表面に金を析出させる。この触媒溶液の温度は１５〜２３℃で、５分間浸漬すればよい。
【００２２】
以上のような、プラスチック無電解めっき前処理プロセスを経て、図１（Ｅ）に示すように、無電解めっきにより一次成形基体１の表面部分１ａ，１ｂには、回路パターンの導電層４ａ，４ｂが形成される。
【００２３】
次に、図２を参照して第２の実施の形態について説明する。  
図２（Ａ）に示すように、先ず、熱可塑性結晶材料を射出成形により電気絶縁性で所定形状の回路非形成体である一次成形基体２０を形成する。この一次成形基体２０には、上下に貫通する貫通孔２０ａが形成してある。この熱可塑性結晶材料は、前記第１の実施の形態においてすでに説明したものである。
回路非形成体である一次成形基体２０の成形条件として、金型温度をこの一次成形基体のスキン層を高結晶化させるに十分な高温に設定してあることが必要である。
【００２４】
熱可塑性結晶樹脂として、例えばシンジオタチックポリスチレン（ＳＰＳ）樹脂、具体的な実施例として、「ＸＡＲＥＣ  ＃Ｓ１２０」（出光興産株式会社の製品）を回路非形成体である一次成形基体２０の素材として使用する場合の成形条件、特に金型の温度について、一次成形基体２０のスキン層を高結晶化させるに十分な高温とは次の通りである。  
金型温度          １４０℃〜１６０℃
シリンダー温度    ２８０℃〜２９０℃
射出圧力          ８００ｋｇ／ｃｍ２
このように、回路非形成体である一次成形基体２０を射出成形する時の金型温度が１４０℃〜１６０℃と高温であるため、この溶融状態の「ＸＡＲＥＣ  ＃Ｓ１２０」を冷却するのに時間がかかるため結晶化が促進され、この回路非形成体のスキン層は高結晶化する。
【００２５】
次に、図２（Ｂ）に示すように、一次成形基体２０の表面のうち、所定の回路パターンの導電層（図２（Ｅ）の４０ａ，４０ｂ，４０ｃ参照）が形成されるべき部分に、一次成形基体２０の素材と同系の熱可塑性結晶材料を射出成形により、この一次成形基体と一体的に電気絶縁性の回路形成体１０を具備する二次成形基体３０を形成する。また、回路形成体１０を射出成形するとき、貫通孔２０ａにより熱可塑性結晶材料は上下両面に分配され、この回路形成体１０は二次成形基体３０の上面に２箇所、下面に１箇所露出している。
【００２６】
二次成形基体３０の回路形成体１０の成形条件として、金型温度をこの回路形成体のスキン層を低結晶化させるに必要な限度の低温に設定してある。
【００２７】
熱可塑性結晶樹脂として、例えばシンジオタチックポリスチレン（ＳＰＳ）樹脂、具体的な実施例として、「ＸＡＲＥＣ  ＃Ｓ１３１」（出光興産株式会社の製品）を回路形成体１０の素材として使用する場合の成形条件、特にこの回路形成体のスキン層を低結晶化させるに必要な限度の低温とは次の通りである。  
金型温度          ４０℃〜６０℃
シリンダー温度    ２８０℃〜２９０℃
射出圧力          １０００ｋｇ／ｃｍ２
そのため、回路形成体１０の素材の溶融状態の「ＸＡＲＥＣ  ＃Ｓ１３１」は、金型温度が４０℃〜６０℃と低温であるため急速に冷却され、この一次成形体のスキン層の結晶化が遅れ低結晶化する。この低結晶化とは、殆ど結晶化していないもの、つまり非結晶化に近い状態のものも含む。
【００２８】
次に、二次成形基体３０の回路パターンの導電層が形成される回路形成体１０の表面部分１０ａ，１０ｂ，１０ｃにエッチング工程を含むプラスチック無電解めっきプロセスにより導電性材料により導電層を形成する工程について説明する。なお、表面部分１０ｂ，１０ｃは貫通孔２０ａに充填された「ＸＡＲＥＣ  ＃Ｓ１３１」により連結している。
【００２９】
先ず、図２（Ｃ）に示すように、二次成形基体３０を脱脂し、その表面を粗面化、つまりエッチング処理する。このエッチング処理の例としては、クロム硫酸液を所定濃度、例えば六価クロムＣｒＯ３を４３０ｇ／ｌ、硫酸Ｈ２ＳＯ４（９８％）を３２０ｃｃ／ｌとし、所定温度、例えば６５℃に加熱し、二次成形基体３０を所定時間、例えば３０分浸漬して行う。このエッチング処理により回路非形成体である一次成形基体２０から露出している回路形成体１０の表面部分１０ａ，１０ｂ，１０ｃは低結晶化しているためエッチングＥａされて粗面化するが、回路非形成体である一次成形基体２０の表面は高結晶化しているので粗面化しない。
【００３０】
次に、図２（Ｄ）に示すように、回路形成体１０の表面部分１０ａ，１０ｂ，１０ｃを含む二次成形基体３０の表面にパラジウム、金などによる触媒Ｃａを付与する。この触媒付与処理は、公知のものであるが、例えば、錫、パラジウム系の混合触媒液に二次成形基体３０を浸漬した後、塩酸、硫酸などの酸で活性化し、表面にパラジウムを析出させる。または、塩化第１錫などの比較的強い還元剤を表面に吸着させ、金などの貴金属イオンを含む触媒溶液に浸漬し、表面に金を析出させる。この触媒溶液の温度は１５〜２３℃で、５分間浸漬すればよい。
【００３１】
以上のような、プラスチック無電解めっき前処理プロセスを経て、図２（Ｅ）に示すように、無電解めっきにより回路形成体１０の表面部分１０ａ，１０ｂ，１０ｃには、回路パターンの導電層４０ａ，４０ｂ，４０ｃが形成される。
【００３２】
この実施の形態では、二次成形基体３０の表面において２箇所以上の導電層４０ａ，４０ｂ，４０ｃ、つまり回路パターンの導電層が形成され、この導電層を連結する流路を一次成形基体２０の内部に設けることができる。導電層４０ｂ，４０ｃが回路形成体１０で連結していても、この回路形成体は電気絶縁性であるので短絡することはない。したがって、二次成形基体３０の表面ばかりでなく、裏面、側面に回路パターンを形成するのに、貫通孔２０ａにより熱可塑性結晶材料を分配できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
発明の活用例として、電子回路の三次元化、または、携帯電話の内蔵アンテナのエレメント形成の技術開発などに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施の形態の各製造工程を示すもので、（Ａ）は回路形成体である一次成形基体の成形工程、（Ｂ）は二次成形基体の成形工程、（Ｃ）はエッチング工程、（Ｄ）は触媒付与工程、（Ｅ）は導電層成形工程である。
【図２】第２の実施の形態の各製造工程を示すもので、（Ａ）は回路非形成体である一次成形基体の成形工程、（Ｂ）は二次成形基体の成形工程、（Ｃ）はエッチング工程、（Ｄ）は触媒付与工程、（Ｅ）は導電層成形工程である。
【符号の説明】
【００３５】
１          回路形成体である一次成形基体
１ａ，１ｂ  表面部分
２          回路非形成体
３          二次成形基体
４ａ，４ｂ  導電層
２０        回路非形成体である一次成形基体
２０ａ      貫通孔
１０        回路形成体
３０        二次成形基体
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ  導電層
【図１】
2007027296.tif 000003
【図２】
2007027296.tif 000004