(57)【要約】  本発明は、集積電気回路を備えたモールド体の作成方法、集積電気回路を備えた本体、及び該本体を備えたデバイスを対象とする。本発明の方法は、−モールド内に１つ以上の電気部品を配置し、１つ以上の電気部品を固定するステップと；−モールディング材料を使用して、前記本体を少なくとも部分的にモールドするステップと；−前記少なくとも部分的にモールドされた本体上に、導電性パターンを設けるステップと；−前記少なくとも部分的にモールドされた本体上に、１つ以上の導電性相互接続部を設けるステップと；−任意に、前記本体をさらにモールドするステップと；を含み、前記本体を少なくとも部分的にモールドするステップと、導電性パターンの準備と、１つ以上の導電性相互接続部の準備と、が前記モールド内で実施される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積電気回路を備えた本体を作成する方法であって、
前記方法が、
モールド内に１つ以上の電気部品を配置し、前記１つ以上の電気部品を固定するステップと；
モールディング材料を使用して前記本体を少なくとも部分的にモールドするステップと；
前記少なくとも部分的にモールドされた本体上に導電性パターンを設けるステップと；
前記少なくとも部分的にモールドされた本体上に１つ以上の導電性相互接続部を設けるステップと；
任意に、前記本体をさらにモールドするステップと；
を含み、
前記本体を少なくとも部分的にモールドするステップと、前記導電性パターンの準備と、前記１つ以上の導電性相互接続部の準備と、が、前記モールド内で実施されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記導電性パターンの準備と、前記１つ以上の導電性相互接続部の準備と、が同時に実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導電性パターンの準備及び／または前記１つ以上の導電性相互接続部の準備が、無電解めっきステップを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記導電性パターンの準備及び／または前記１つ以上の導電性相互接続部の準備が、
前記少なくとも部分的にモールドされた本体に、導電性トラックの無電解めっき用の触媒のパターン及び／または１つ以上の相互接続部の無電解めっき用の触媒のパターンを設けるステップと；
無電解めっきによって、前記パターン及び／または相互接続部をメタライズするステップと；
を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記無電解めっき用の触媒が備えられたパターン化されたスタンプを用いて、前記導電性トラック用の触媒のパターン及び／または前記１つ以上の相互接続部用の触媒のパターンが、前記少なくとも部分的にモールドされた本体上に設けられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記導電性トラックのパターン及び／または前記相互接続部のパターンの反転した像が、パターン化されたスタンプを使用して前記少なくとも部分的にモールドされた本体内に押し込まれ、これによって、前記少なくとも部分的にモールドされた本体に、構造化された表面を設け、その後、前記無電解めっき用の触媒を備えた滑らかなスタンプが、使用され、前記導電性トラックパターン及び／または相互接続部パターンが、前記少なくとも部分的にモールドされた本体の構造化された表面上に設けられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
パターン化されたスタンプが、前記少なくとも部分的にモールドされた本体内に押し込まれ、これによって、前記少なくとも部分的にモールドされた本体に、構造化された表面を設け、次に、前記パターン化されたスタンプに、前記無電解めっき用の触媒が備えられ、その後、前記パターン化されたスタンプが、使用され、前記少なくとも部分的にモールドされた本体の前記構造化された表面上に前記触媒を適用することを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記導電性パターンの準備及び／または前記１つ以上の導電性相互接続部の準備が、
前記少なくとも部分的にモールドされた本体に、抑制材料の前記相互接続部及び／または前記パターンの反転した像を設けるステップと；
無電解めっきによって、前記相互接続部及び／または前記パターンをメタライズするステップと；
を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
抑制材料の前記相互接続部及び／または前記パターンの反転した像が、抑制材料が備えられたパターン化されたスタンプを使用して、前記少なくとも部分的にモールドされた本体上に適用されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
パターン化されたスタンプが、前記少なくとも部分的にモールドされた本体内に押し込まれ、これによって、前記少なくとも部分的にモールドされた本体に、構造化された表面を設け、その後、抑制材料を備えた滑らかなスタンプが、使用され、前記少なくとも部分的にモールドされた本体の前記構造化された表面上に、抑制材料の前記相互接続部及び／または前記パターンの反転した像を適用することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
パターン化されたスタンプを使用して、前記反転した像が、前記少なくとも部分的にモールドされた本体内に押し込まれ、これによって、前記少なくとも部分的にモールドされた本体に、構造化された表面を設け、次に、前記パターン化されたスタンプに、抑制材料が備えられ、その後、前記パターン化されたスタンプが、使用され、前記少なくとも部分的にモールドされた本体の前記構造化された表面上に、抑制材料が適用されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記モールディング材料が、無電解めっき用の触媒を含むことを特徴とする請求項１から４及び８から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記パターン化されたスタンプ及び／または前記滑らかなスタンプが、前記モールドの１つ以上の部分に含まれることを特徴とする請求項５から７または９から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記本体を少なくとも部分的にモールドするステップが、
前記導電性パターン用及び／または１つ以上の導電性相互接続部用の１つ以上の空洞またはチャンネルが、前記少なくとも部分的にモールドされた本体内に、前記少なくとも部分的にモールドされた本体を貫いて及び／または前記少なくとも部分的にモールドされた本体と隣接して形成されるモールディングプロセスを含むことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記モールディングプロセスが、コア−プルインジェクションモールディングプロセスであり、スライドが、引き出され、これによって、前記１つ以上の空洞またはチャンネルを、前記少なくとも部分的にモールドされた本体に隣接して形成することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記モールディングプロセスが、ターン−テーブルインジェクションモールディングプロセスであり、凹部のような１つ以上の空洞またはチャネルを有するモールド部が、適用されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記１つ以上のチャンネルを介して無電解めっき溶液を導入する前に、前記１つ以上のチャンネルを介して無電解めっき用の触媒が導入されることを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記本体を少なくとも部分的にモールドするステップの前に、前記電気部品が、前記モールド内に配置され、固定されることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記本体を少なくとも部分的にモールドするステップの後に、前記電気部品が、前記モールド内に配置され、前記電気部品が、前記モールドに及び／または前記少なくとも部分的にモールドされた本体に固定されることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記無電解めっきが、金属イオン及び前記金属イオンを対応する金属に還元するための還元剤を含む無電解めっき溶液を使用するステップを含み、前記少なくとも部分的にモールドされた本体上に金属を堆積させることを可能にすることを特徴とする請求項３から１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも、前記本体を少なくとも部分的にモールドするステップと、前記導電性パターンを設けるステップと、前記１つ以上の導電性相互接続部を設けるステップと、が、２−２０回、好ましくは２−１０回繰り返されることを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記導電性パターン及び／または前記１つ以上の導電性相互接続部が、前記少なくとも部分的にモールドされた本体を、無電解めっき溶液にさらすことによって設けられ、
前記溶液が、金属イオン及び前記金属イオンを対応する金属に還元するための還元剤を含み、
これによって、前記少なくとも部分的にモールドされた本体の少なくとも表面が、無電解めっき溶液の温度（Ｔ２）よりも高い温度（Ｔ１）を有するまたは温度（Ｔ１）まで加熱されることを特徴とする請求項１から２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記モールディングが、キャスティング、インジェクションモールディング、コインジェクションモールディング、多材料モールディング、ガスインジェクションモールディング、ウォーターインジェクションモールディング、インジェクショントランスファーモールディング、インジェクションコンプレッションモールディング、コア−プルインジェクションモールディング、ターン−テーブルモールディング、及びこれらの組み合わせにより構成される群から選択されることを特徴とする請求項１から２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記モールディング材料が、熱可塑性材料、熱硬化性材料、及び／またはセラミック材料を含むことを特徴とする請求項１から２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記モールディング材料が、液晶性ポリマー、ポリアミド６、ポリアミド６／６、ポリアミド４／６、ポリアミド１２、ポリ（フェニレンスルフィド）、ポリエーテルイミド、ポリブチレンテレフタラート、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリカーボネート／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、エポキシ化合物、メラミン、ベークライト、ポリエステル化合物、アルミナ、ジルコニア、シリカ及びガラスから選択される１つ以上の材料を含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
請求項１から２５のいずれか１項に記載の方法により得られた集積電気回路を備えた本体。
【請求項２７】
請求項２６に記載の本体を備えたデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積電気回路を備えた本体の作成方法、集積電気回路を備えた本体、及び前記本体を備えたデバイスを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
集積電気回路の機能性の継続的な増加は、製造技術への要求の増加を課す。最先端のエレクトロニクスの信頼性は、電気的性能を制限する最も重要な要因の１つとなってきている。エレクトロニクスの信頼性は、携帯用製品において特に重要であるが、これは、それらの操作上のストレス、様々な周囲の状況に加え、いっそう高いパッケージング密度の経験から得た技術を備えたこれらの高性能な製品のためである。いっそう高い密度及び高い性能のエレクトロニクスデバイスを製造する場合、さらに基本的な制限にも直面する。これらの制限に対する解決策が、現在使用されている製造技術を変更しうる。
【０００３】
環境の悪影響（湿気及び汚染など）から電気回路を保護するために、回路が、絶縁材料内に封止されることが可能である。
【０００４】
従来、集積回路は、プリント回路基板技術を使用して製造されている。典型的には、これが、セミアディティブ（例えば、スパッタリング、続いて、電気めっき及びエッチング；または、スパッタリング、続いて、電気めっき及びレーザーアブレーション）、及びフルアディティブ（例えば、フォトリソグラフィ、続いて、スパッタリング及び電気めっき；または、フォトリソグラフィ、続いて、電気めっき）相互接続、（鉛−フリー）はんだ付け、リフローはんだ付け、ワイヤーボンディング、及び導電性接着のような技術を使用する、能動及び受動部品の相互接続を含む。しかしながら、これらの相互接続法が、デバイスの設計を複雑にし、製品の可能性及び形状を大幅に制限し、製造ステップの数を増大させる。
【０００５】
このため、小型化及び機能統合を目的として、従来型のプリント回路基板技術を改良するための数多くの試みがなされてきた。このような試みが、例えば、互いに重なり合うように電気部品を配置すること、メタライゼーション技術を使用して導電性トラックを形成することを含む。
【０００６】
例えば、特許文献１には、プリント回路基板製造プロセスが記載されており、ここで、内蔵超小型回路及び電気部品が処理され、電気的機能デバイスまたはモジュール内にはんだ付けなしで相互接続される。
【０００７】
それにもかかわらず、最終的な電気回路の形態が、常に、最初の平坦な基板によって制限されるという点においてプリント回路基板技術は欠点を有する。電気回路を備える製品の形態に関し、極めて高い自由度を提供する集積電気回路のための製造技術を有することが望ましい。これが、エレクトロニクスデバイスの製造及び設計をより柔軟なものにすることが可能である。
【０００８】
プリント回路基板技術の代替手段が、モールド相互接続デバイス技術（ｍｏｕｌｄｅｄ  ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  ｄｅｖｉｃｅ）である。単体中で電気的及び機械的機能を組み合わせることを目的としたこの技術は、チェーン製造（ｃｈａｉｎ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）技術である。モールド相互接続デバイス技術は、ポリマーメタライゼーション可能な基板のインジェクションモールディング、基板上における導電性回路のメタライゼーション、及び表面実装デバイス部品の組み立てを含む。ガルバニ及び無電解めっき浴が、回路のメタライゼーションに使用される。組み立てステップにおいて、部品と導電性回路との間の相互接続が、（鉛−フリー）はんだ付け、リフローはんだ付け、薄膜技術、厚膜技術、超音波ワイヤーボンディング、及び導電性接着などの技術を用いて実施される。
【０００９】
プリント基板回路技術のように、モールド相互接続デバイス技術は、結果として得られる物体が必須として二次元の形状であるため、この相互接続方法が機能的な及び自由形式の設計の可能性を妨げるという欠点を有する。この技術のさらなる欠点は、複数の製造業者の製造プロセスに関わるということであり、製造量及び製造時間に悪影響を及ぼす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第００／６７５３８号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０２２２８７６号明細書
【特許文献３】欧州特許出願第０７１１５７３１．７号
【特許文献４】独国特許出願公開第３３４０１２２号明細書
【特許文献５】国際公開第２００８／０６３０６３号
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｇｌｅｎｎ  Ｏ．Ｍａｌｌｏｒｙ及びＪｕａｎ  Ｂ．Ｈａｊｄｕ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，１９９０，“Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ  Ｐｌａｔｉｎｇ  Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ＆  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”
【非特許文献２】Ｒ．Ｊａｇａｎｎａｔｈａｎ及びＭ．Ｋｒｉｓｈｎａｎ，“Ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ  ｐｌａｔｉｎｇ  ｏｆ  ｃｏｐｐｅｒ  ａｔ  ａ  ｌｏｗ  ｐＨ  ｌｅｖｅｌ”，ＩＢＭ  Ｊ．Ｒｅｓ．Ｄｅｖｅｌｏｐ．，１９９３，３７（２）：ｐ．１１７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、集積電気回路を備えた本体を作成する新規な方法を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、本体の形に関して実質的に自由度を与える集積電気回路を備えた本体を製造する方法を提供することである。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、環境からの悪影響に対して十分に保護された集積電気回路を備えた本体を製造する方法を提供することである。
【００１５】
本発明のさらにもう一つの目的は、少しの製造及びキャリブレーションステップを使用する集積電気回路を備えた本体を製造する方法を提供することである。
【００１６】
本発明のまたさらなる目的は、集積電気回路を備えた本体の製造を、デバイスの製造プロセスに組み込んだ方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
これらの目的の１つ以上が、インモールド製造技術を使用する集積電気回路を備えた本体の製造によって達成されることが可能であることが分かった。
【００１８】
このため、一態様において、本発明は、集積電気回路を備えた本体を作成するための方法を対象とし、前記方法が、
−モールド内に１つ以上の電気部品を配置し、１つ以上の電気部品を固定するステップと；
−モールディング材料を使用して、前記本体を少なくとも部分的にモールドするステップと；
−前記少なくとも部分的にモールドされた本体上に、導電性パターンを設けるステップと；
−前記少なくとも部分的にモールドされた本体上に、１つ以上の導電性相互接続部を設けるステップと；
−任意に、前記本体をさらにモールドするステップと；
を含み、
前記本体を少なくとも部分的にモールドするステップと、導電性パターンの準備と、１つ以上の導電性相互接続部の準備と、が前記モールド内で実施される。
【００１９】
本発明が、全てモールド内で、集積エレクトロニクスを備えたモールド可能な製品の製造を可能にする。導電性トラックが、モールド可能な製品内に設けられることが可能であるだけでなく、能動及び／または受動電気部品が、製品内に設けられることが可能であり、覆われていない及び／または封止された部品が、形成されることが可能であり、外側との接点が、実現されることが可能である。少ない製造及び中間のキャリブレーションステップを有する結果として、プロセスが、従来のプリント回路基板技術及びモールド相互接続デバイス技術よりも短くなり、結果として、コストが、低くなる。さらに、本発明が、高品質かつ十分に集積されたデバイスの製造を可能にする。さらに、この全く新しい試みが、機能統合及び小型化に関して、通常、直面する制限を有さず、この結果、新たな手法の機会を切り開く。
【００２０】
本発明の方法における１つのステップが、モールド内に１つ以上の電気部品の配置、及び１つ以上の電気部品の固定である。例えば、モールドの内壁に、部品が適合する適当なくぼみを設けることによって、部品が、モールドの内壁上に固定されることが可能である。部品をモールドに固定することの他の可能性には、接着（接着剤、接着テープ）及び機械的クランプが含まれる。例えば、接着及び特許文献２に説明されているような他の方法によって、部品を、予め少なくとも部分的にモールドされた本体に固定することも可能である。部品を固定することで、部品が、本体の予め決定された位置に配置され、これらの位置から離れることが出来ないようにすることを確保する。
【００２１】
本発明の方法の他のステップにおいて、本体が、少なくとも部分的にモールドされる。電気部品をモールド内に配置及び固定する前または後に、このステップが、実行されてよい。
【００２２】
本発明に使用されることが可能な適当なモールディング技術が、キャスティング、インジェクションモールディング、コインジェクションモールディング、多材料モールディング、ガスインジェクションモールディング、ウォーターインジェクションモールディング、インジェクショントランスファーモールディング、インジェクションコンプレッションモールディング、コア−プルインジェクションモールディング、及びターン−テーブルモールディング、並びにこれらの組み合わせを含む。
【００２３】
本体が、好ましくは、メタライゼーション可能なモールディング材料から作成される。このようなモールディング材料が、例えば、熱可塑性材料、熱硬化性材料、及び／またはセラミック材料を含むことが可能である。適当な熱可塑性材料の例が、液晶性ポリマー、ポリアミド６、ポリアミド６／６、ポリアミド４／６、ポリアミド１２、ポリ（フェニレンスルフィド）、ポリエーテルイミド、ポリブチレンテレフタラート、シンジオタクチックポリスチレン、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリカーボネート／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリプロピレン、及びポリエチレンを含む。適当な熱硬化材料の例が、エポキシ化合物、メラミン、ベークライト、及びポリエステル化合物を含む。適当なセラミック材料が、アルミナ、ジルコニア、シリカ及びガラスを含む。好ましくは、モールディング材料が、液晶性ポリマー、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタラート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、及び／またはポリカーボネート／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンを含む熱可塑性材料である。
【００２４】
モールディングの間及び結果として生じる製品の将来的な使用の間に生じうる膨張の問題を回避するために、モールディング材料が、モールディング材料の膨張を、導電性パターンの材料のもの及び／または電気部品の材料のものに適合するように、添加剤を含むことが可能である。これが、膨張差の補償が不十分である場合、プリント回路基板技術でよく知られているような、高充填の弾性アンダーフィル材料を使用することが可能である。
このような材料が、部品の周囲及び／または部品の下に設けられ、製造及びその後の使用の間における膨張差の一部を克服することが可能である。
【００２５】
上記の電気部品の配置及び本体の少なくとも部分的なモールディングが、基板を生じ、電気回路用の導電性トラックのパターンのその後の準備、及び外側との通信を可能にする電気接点の準備を含む、電気部品用の１つ以上の相互接続部の準備のために使用されることが可能である。
【００２６】
本発明の方法が、インジェクションモールディングモールドの内側に導電性パターン及び１つ以上の導電性相互接続部を提供するための多数の異なる可能性を提供する。最終製品に対する特定のニーズ及び状況に応じて、当業者は、特定のケースに対して最も適切な製造方法を決定することが可能となりうる。
【００２７】
本発明の有利な実施形態において、導電性パターン及び１つ以上の導電性相互接続部が、同時に、好ましくは同じステップ内で設けられる。さらに、導電性パターンが金属のパターンであり、及び／または１つ以上の導電性相互接続部が、金属の相互接続部であることが好ましい。このような金属のパターン及び金属の相互接続部が、例えば、無電解めっきプロセスを使用して作成されることが可能である。従って、一実施形態において、導電性パターン及び／または１つ以上の導電性相互接続部の準備が、イン−モールド無電解めっきを含む。無電解めっきにおいて、溶液内においてイオン型で取得可能な金属が、還元剤によって、適当な表面上にその金属の形に還元されることが可能であるという原理を利用する。さらに、また、金属自体が、還元反応に対する触媒となり、プロセスに、自己触媒的なものを提供する。無電解めっきプロセスへの一般的な説明として、例えば、非特許文献１を参照することが可能である。
【００２８】
無電解めっきが、金属イオン及び金属イオンを対応する金属に還元するための還元剤を含む無電解めっき溶液の使用を含むことが可能であり、これによって、金属が、少なくとも部分的にモールドされた本体上に堆積されることが可能になる。
【００２９】
金属が、例えば、銅、ニッケル、スズ、銀、金または任意のこれらの合金から構成される群から選択されることが可能である。また、ニッケルリン及びニッケルボロン等の適当な合金が使用されることが可能である。
【００３０】
還元剤の例が、ホルムアルデヒド、次亜リン酸塩、ジメチルアミノボラン、水素化ホウ素ナトリウム、及びヒドラジンを含む。
【００３１】
めっき溶液が、酢酸塩、プロピオン酸塩、コハク酸塩、ヒドロキシアセテート、アンモニア、ヒドロキシプロピオネート、グリコール酸、アミノアセテート、エチレンジアミン、アミノプロピオネート、マロン酸塩、ピロリン酸塩、リンゴ酸塩、クエン酸塩、グルコン酸塩、酒石酸塩（ｔａｒｔａｔｅ）、エチレンジアミン４酢酸（ＥＤＴＡ）、プロピオニトリル、テトラエチレンテトラアミン、１，５，８，１２−テトラアザンドデカン（１，５，８，１２−ｔｅｔｒａａｚａｕｎｄｏｄｅｃａｎｅ）、１，４，８，１２−テトラアザシクロペンタデカン、及び１，４，８，１１−テトラアザウンデカン等の錯化剤をさらに含むことが可能である。
【００３２】
緩衝剤が、めっき溶液内に含まれることも可能である。適当な緩衝剤が、酢酸、プロピオン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、有機アミン、及びカルボン酸を含む。
【００３３】
さらに、めっき溶液が、重金属イオン、有機若しくは無機の硫黄−含有化合物、有機若しくは無機のセレン−含有化合物、または有機若しくは無機のテルル−含有化合物等の安定剤を含んでよい。
【００３４】
無電解めっきが、触媒シード（ｓｅｅｄｉｎｇ）ステップを含んでよい。触媒材料が、むしろ、例えば、モールディング材料中に組み込まれること、または、無電解めっき溶液よりも前にモールド内に流体を介してさらに加えられることが可能である。これが、めっき溶液に対して使用される同じ流体回路内で実施されることが可能である。
【００３５】
モールドされた材料と金属との間の良好な付着を達成するために、いくつかの場合においては、（任意の）触媒適用及びその後の無電解メタライゼーションの前に、ウェットエッチングステップを実施することが有利となりうる。エッチングによって、少なくとも部分的にモールドされた本体、例えば、高密度の触媒表面及び／または良好に付着された金属パターンを得るために、プラスチックが、活性化され及び／または粗面化されることが可能である。エッチング流体が、メタライゼーション流体と同じチューブを介して加えられてよい。触媒材料を含むモールディング材料を使用する場合、ウェットエッチングステップが、触媒を露出させるために使用されることも可能である。
【００３６】
適切には、導電性パターン及び／または１つ以上の導電性相互接続部が、少なくとも部分的にモールドされた本体を無電解めっき溶液にさらすことによって設けられ、これによって、少なくとも部分的にモールドされた本体の少なくとも表面が、無電解めっき溶液の温度（Ｔ２）よりも高い温度（Ｔ１）を有し、または温度（Ｔ１）まで加熱される。この点において、事前公開されていない特許文献３を参照することが可能である。これが、モールディング材料内に触媒が組み込まれる必要がないまたはメタライゼーションプロセスを開始し触媒作用を及ぼすために基板表面上に適用される必要がないというという利点を有する。さらに、高温が適応されるため、金属の堆積が迅速である。適切には、温度Ｔ１が、５０−２００℃の範囲であり、好ましくは、８０−１８０℃の範囲であり、さらに好ましくは７０−１４０℃の範囲である。適切には、温度Ｔ２が、１５−９０℃の範囲であり、好ましくは、１５−６０℃の範囲であり、さらに好ましくは１５−２５℃の範囲である。従って、Ｔ２が、適切には、室温であることが可能である。
【００３７】
本発明の実施形態において、金属ペースト、すなわち、金属粒子及びバインダー材料を含むペースト、または導電性ペイント若しくはインクが使用される。
【００３８】
一実施形態において、導電性パターンの準備及び／または前記１つ以上の導電性相互接続部の準備が、
−少なくとも部分的にモールドされた本体に、導電性トラックの無電解めっきのための触媒のパターンを設ける、及び／または１つ以上の相互接続部の無電解めっきのための触媒のパターンを設けるステップと；
−無電解めっきによって前記パターン及び／または相互接続部にメタライズするステップとを含む。
【００３９】
無電解めっき用の適切な触媒材料が、例えば、コバルト、ニッケル、銅、ロジウム、パラジウム、白金、銀、及び金から構成される群から選択されることが可能である。パラジウムが、特に好ましい触媒材料である。
【００４０】
導電性トラック用の触媒のパターン及び／または１つ以上の相互接続部用の触媒のパターンが、無電解めっき用の前記触媒が与えられる所望のパターンを有するスタンプを用いて、少なくとも部分的にモールドされた本体上に設けられることが可能である。従って、触媒材料とともに、パターン化されたスタンプが提供され、その後、スタンプが、少なくとも部分的にモールドされた本体と接触され、これによって、触媒材料の１つまたは複数のパターンが、少なくとも部分的にモールドされた本体上に転写される。その後、導電性トラック用のパターン及び／または相互接続部用のパターンがメタライズされる間、触媒材料の１つまたは複数のパターンが、無電解めっきプロセス用のシードとして使用されることが可能である。
【００４１】
導電性トラック用及び／または相互接続部のパターンの反転した像を、所望のパターンを備えたスタンプを使用して、少なくとも部分的にモールドされた本体内に第一に押し込み、これによって、少なくとも部分的にモールドされた本体に、構造化された表面（凹部及び突起部を有する表面）を設けることも可能である。その後、触媒材料が備えられた滑らかなスタンプが使用され、導電性トラック及び／または相互接続部のパターンが、前記少なくとも部分的にモールドされた本体の構造化された表面上に設けられる。構造化された表面を第一に形成することによって、構造化されない表面（凹部及び突起部を有さない表面）とは対照的に、触媒材料が、望まない領域内にはみだす可能性がなくなる。その後、トラック及び／または相互接続部がメタライズされる間、触媒材料のパターンが、無電解めっきプロセス用のシードとして使用されることが可能である。
【００４２】
他の選択肢が、所望のパターンを有するスタンプを、少なくとも部分的にモールドされた本体内に押し込み、これによって、少なくとも部分的にモールドされた本体に、構造化された表面（凹部及び突起部を有する表面）を設けることである。次に、パターン化されたスタンプに、触媒材料が備えられることが可能であり、その後、少なくとも部分的にモールドされた本体の構造化された表面上に触媒を設けるように、パターン化されたスタンプが使用され、トラック及び／または相互接続部がメタライズされる間、触媒材料が、無電解めっきプロセス用のシードとして使用される。
【００４３】
他の実施形態において、前記導電性パターンの準備及び／または前記１つ以上の導電性相互接続部の準備が、
−少なくとも部分的にモールドされた本体に、抑制材料の前記パターン及び／または相互接続部の反転した像を設けるステップ；と
−無電解めっきによって前記パターン及び／または相互接続部をメタライズするステップとを含む。
【００４４】
適切な抑制材料が、例えば、重金属イオン、有機及び無機の硫黄−含有化合物、有機及び無機のセレニウム−含有化合物、有機及び無機のテルル−含有化合物、酸素−含有化合物、並びに脂肪族及び不飽和有機化合物から構成された群から選択されることが可能である。好ましくは、抑制材料が、ドデカンチオール、ジピリジル（ｄｉｐｙｒｉｄｉｌ）、酢酸鉛、マレイン酸、２−メルカプトベンゾチアゾール及び／またはチオ尿素を含む。最も好ましくは、抑止材料が、２−メルカプトベンゾチアゾール及び／またはチオ尿素を含む。
【００４５】
抑制材料を備えた所望のパターン化された構造の反転を備えたスタンプを用いて、抑制材料の相互接続部及び／またはトラックの反転の像が、少なくとも部分的にモールドされた本体上に設けられることが可能である。従って、パターン化されたスタンプに、抑制材料が備えられ、その後、スタンプが、少なくとも部分的にモールドされた本体と接触され、これによって、抑制材料のパターンが、少なくとも部分的にモールドされた本体上に転写される。その後、少なくとも部分的にモールドされた本体が、抑制材料のない位置でメタライズされることが可能であり、これによって、少なくとも部分的にモールドされた本体に、所望の導電性パターン及び／または１つ以上の導電性相互接続部を設ける。
【００４６】
所望のパターンを備えたスタンプを、少なくとも部分的にモールドされた本体内に第一に押し込み、これによって、少なくとも部分的にモールドされた本体に構造化された表面（凹部及び突起部を有する表面）を設けることも可能である。その後、抑制材料を備えた滑らかなスタンプが使用され、抑制材料の相互接続部及び／またはパターンの反転した像を、前記少なくとも部分的にモールドされた本体の構造化された表面上に設けることが可能である。次に、少なくとも部分的にモールドされた本体が、抑制材料のない位置でメタライズされることが可能であり、これによって、少なくとも部分的にモールドされた本体に、所望の導電性パターン及び／または１つ以上の導電性相互接続部を設ける。
【００４７】
他の選択肢は、パターン化されたスタンプを使用して、少なくとも部分的にモールドされた本体内に反転した像を第一に押し込み、これによって、少なくとも部分的にモールドされた本体に、構造化された表面（凹部及び突起部を有する表面）を設けることである。次に、パターン化されたスタンプに、抑制材料が備えられることが可能であり、その後、少なくとも部分的にモールドされた本体の構造化された表面上に抑制材料を設けるためにパターン化されたスタンプが使用される。その後、少なくとも部分的にモールドされた本体が、抑制材料のない位置でメタライズされることが可能であり、これによって、少なくとも部分的にモールドされた本体に、所望の導電性パターン及び／または１つ以上の導電性相互接続部を設ける。
【００４８】
メタライゼーションの後で、抑制材料が、任意に、除去されてよい。これが、例えば、適当な溶媒ですすぐことによって実現されることが可能である。
【００４９】
抑制材料が使用される場合、触媒材料が、例えば、触媒材料が備えられた滑らかなスタンプを使用する別個のステップとして提供されてよい。しかしながら、触媒材料を含むモールディング材料を使用することも可能であり、これによって、本質的に、無電解めっきプロセス用のシード材料として機能する。抑制材料が堆積された位置のみ、モールディング材料が、メタライズされない。従って、所望のパターン及び／または相互接続部の反転した像が、少なくとも部分的にモールドされた本体上に設けられる場合、触媒−含有モールド化可能材料のメタライゼーションが、所望の位置においてのみ生じる。
【００５０】
有利には、モールドが、１つ以上の上記スタンプを含んでよい。従って、例えば、内部のモールド壁の一部が、少なくとも部分的にモールドされた本体に導電性パターン及び１つ以上の導電性相互接続部を設けるための上記の技術におけるパターン化されたまたは滑らかなスタンプとして機能することが可能である。
【００５１】
有利な実施形態において、本発明の方法が、いわゆるターン−テーブルモールディングを使用して、その結果、実施される。ターン−テーブルモールディングが、多数のステップの製造プロセスを可能にし、製造される製品が、ターンテーブル上の異なる処理位置にそって、連続的に回転されることが可能である。連続的な製造ステップの間において、ターンテーブル上の全てのモールドが、同時にオープンにされ、中間製品が、次の位置に回転されることが可能である。このプロセスが、例えば、特許文献４に説明されている。例えば、これが、例えば、ロボットを使用して、テーブル上の第一位置のモールドキャビティ内に部品を配置し固定することを可能にし、次のものにおける本体をモールドし、パターンをモールド体内に押し込み、必要とされる場所に触媒材料を適用し、触媒材料の位置でパターン化されたモールド体をメタライズし、テーブル上の連続する位置においてメタライズされた製品を押し出すことを可能にする。当然、異なるモールドの半分の任意の組み合わせが、ターン−テーブル上に設置されることが可能であり、当業者に、多大な製造の柔軟性及び設計の可能性を提供する。多過ぎる連続するステップを含む製造プロセスが、２つまたはそれ以上の製造設備上で実施される２つまたはそれ以上のサブ−プロセスに分割されることが可能である。
【００５２】
製造の手順において、ポンプを使用し、メタライゼーション流体が、容器から、モールド内に、移されてよく、チューブを介して、モールド内にメタライゼーション流体が移される。モールド部品を、メタライゼーション流体による損傷から保護するために、モールド部品に、適切に、保護コーティングが備えられることが可能である。特に、ダイヤモンド状炭素コーティングが、この目的に適切であることが分かっている。有利には、流体バッファ、ポンプ及びチューブが、物理的に、モールドに組み込まれる。
【００５３】
無電解めっき流体回路（チューブ、ポンプ、キャビティ）の目詰まりが、適切な設計及び使用される部品の材料の選択によって回避されることが可能である。さらに具体的には、例えば、濃硝酸を用いたパージによる、流体システムの定期的な洗浄ステップが、流体システムの目詰まりを回避するために適していることが分かっている。銅メタライゼーションと組み合わせてスチール製モールドが使用される場合、例えば、硝酸溶液中で、銅が早く溶解し、スチールが不動態化するため、濃硝酸を用いてパージすることが有利となりうる。
【００５４】
少なくとも部分的にモールドされた本体上におけるモールドの内側でのメタライゼーション流体を流すためのチャンネルが、コア−プルインジェクションモールディングまたはターン−テーブルインジェクションモールディングを用いて形成されることが可能である。
【００５５】
少なくとも部分的にモールドされた本体上においてスライドを引き出すことで、モールドの内側における流路を開放し、これを介して、メタライゼーション流体（導電性トラック及び／または導電性相互接続部を形成するために必要とされる）がポンプされることが可能である。チャンネルのアスペクト比（深さ−幅比）が、好ましくは、ほぼ１−１０程度である。特定のモールド部分（凹部のような流路を有する部分）を備え、このようなチャンネルが、ターン−テーブル上の１つの位置で、形成されることも可能である。この試みは、所望の導電性回路が複数のトラックを含む場合に、各トラックがそれ独自の流路を必要とするため、モールド及び流体の設定が極めて複雑になるという欠点を有する。さらに、このようなトラックのピッチ及び幅が、通常、各々、約１ｍｍ及び０．３ｍｍの下限を有する。
【００５６】
少なくとも部分的にモールドされた本体上に抑制層を設けることで、一度に、要求される相互接続部を含む全体の導電性回路のメタライゼーションを可能にする。抑制層によって画定された少なくとも部分的にモールドされた本体の一部上にスリットチャンネルを形成する特定のモールド部分を使用するまたはスライドを引き出すことで、少なくとも部分的にモールドされた本体上においてメタライゼーション流体のスリットフローが可能になる。スリットチャンネルのアスペクト比が、１よりも（極めて）小さいものとすることが可能である。電気回路内のトラックのピッチ及び幅の下限が、通常、各々、約０．００１ｍｍ及び０．０００５ｍｍである。
【００５７】
またさらなる実施形態において、本体の少なくとも部分的なモールディングが、導電性パターン用の及び／または１つ以上の導電性相互接続部用の、１つ以上の空洞またはチャンネルが、少なくとも部分的にモールドされた本体内またはこれを貫いて形成されるモールディングプロセスを含む。このような空洞またはチャンネルの作成が、例えば、特許文献５に説明されている。例えば、これが、少なくとも部分的にモールドされた本体内にガスまたは水を注入することによって可能であり、これによって、１つ以上の空洞またはチャンネルを形成するために、いまだ凝固されていないものを除去する。
【００５８】
他の可能性は、コア−プルインジェクションモールディングを適用することであり、ここで、１つ以上の空洞またはチャンネルを形成するために、円形または他の断面を有する１つ以上のスライドが、少なくとも部分的にモールドされた本体から引き抜かれることが可能である。次に、そのように形成された１つ以上の空洞及び／またはチャンネルが、導電性パターン及び／または１つ以上の導電性相互接続部用の設計（または、設計の少なくとも一部）を提供する（特許文献５参照）。従って、特定の導電性パターンが堆積されることを可能にするために、１つ以上の形成された空洞及び／またはチャンネルを経由して、金属イオン及び還元剤を含むめっき溶液を、少なくとも部分的にモールドされた本体の所望の部分と接触させることが可能である。
【００５９】
適切には、少なくとも部分的にモールドされた本体に導電性パターン及び１つ以上の導電性相互接続部を設けるための可能性及び２つ以上の異なる実施形態が、特定のニーズに応じて組み合わされることが可能である。
【００６０】
少なくとも、本体の少なくとも部分的なモールディングステップ、導電性パターンを設けるステップ、及び１つ以上の導電性相互接続部を設けるステップが、複雑なデバイスを形成するために、２−２０回、好ましくは２−１０回繰り返す等、何度も繰り返されることが可能である。本発明が、異なる層に配置された回路及び／または部品の相互接続、内部の、バイアス及び／または導電性トラックのメタライジング接続を可能にする。
【００６１】
いくつかの用途に対しては、本発明の方法によって設けられた１つ以上の相互接続に加え、従来のプリント回路基板相互接続技術を使用することが望ましい場合もある。従って、さらに、電気部品が、準−追加的な及び完全に追加的な相互接続、（鉛フリー）はんだ付け、リフローはんだ付け、ワイヤーボンディング、及び／または導電性接着によって相互接続されうる。
【００６２】
いくつかの用途に対しては、導電性パターン及び／または相互接続部を形成するために、導電性ポリマーを用いたモールディング、薄膜技術、厚膜技術、導電性接着剤及び／またはペーストの組み込み、導電性材料を用いたペインティング、及び／または導電性インクを用いたプリンティング等の当業界において周知の他の技術を使用することが望ましい場合もある。
【００６３】
さらなる態様において、本発明は、本発明の方法に従って得られたような集積電気回路を備えた本体を対象とし、本体の形成に関する設計の自由度を最大限に生かす。導電性パターンを備えた様々なモールド体が、作成されることが可能である。このような製品の適切な例が、制限されるものではないが、相互接続部等の三次元電気回路、センサー、アンテナ構造及び／またはアクチュエーター、及び浴室部品等の部品、反射体、宝石類、反射体、玩具または装飾用品を含む。
【００６４】
またさらなる態様において、本発明は、本発明の方法に従って得られたような本体を備えたデバイスを対象とする。このような本体の製造が、デバイスの製造プロセスに組み込まれ、本体が、デバイスの構造的に及び／または装飾的に組み込まれた部分となる。適当な例が、制限されるものではないが、自動車用途、通信用途（携帯電話等）コンピューター、家庭用電化製品（デジタルカメラ等）、ヘルス及び監視（ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ）システム、安全及び監視（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）システム、及び処理用途に使用するためのデバイスを含む。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】正方形のキャビティ及びスライドを備えたモールドの略図である。
【図２】部分的にメタライズされた基板の詳細を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
以下の実施例を用い、本発明がこれからさらに説明される。
【００６７】
（実施例）
インジェクションモールディング手順において、インモールドメタライゼーションの実現可能性が、証明された。
【００６８】
使用されたモールドが、端部インジェクションゲートを備えた長方形のキャビティ（寸法：２０×２０×２ｍｍ３）を有していた。図１が、正方形のキャビティ及びスライドを備えたモールドの略図であり（端部ゲートは図示しない）；左はスライドが閉じたものであり、右はスライドが引き出されたものである。モジュールの固定部において、スライドが設置され、スライドが引き出された場合に、モールドされた部分上の流路を開く。チャンネルが、２ｍｍの幅を有するキャビティの高さ全体に伸びる。チャンネルの深さが、０．２から３．０ｍｍの範囲内で調節されることが可能である。チャンネルの両側に設置された小さなチューブを用い、メタライゼーション液体のイン及びアウトフローが可能である。シリンジポンプが、液体の一定の緩やかなスループットを確保する流れシステムを達成する。
【００６９】
すべてのインジェクションメタライゼーション実験において、非−触媒の、ガラス繊維強化ポリアミド（ＰＡ４／６  ＧＦ３０）が、３２０℃の溶融温度で注入され、スライドが、２．０ｍｍ引き出された。
【００７０】
触媒メタライゼーション手法を用い、メタライゼーションが、一組の実験で実施された。メタライゼーションが、商用の入手可能なＣｏｏｋｓｏｎ  ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓのＣＵ９０４０溶液を用いたパラジウム触媒シードステップ、続いて、同様にＣｏｏｋｓｏｎ  ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓのＣＵ９０７０溶液を含む銅を用いた無電解めっきを含んでいた。
【００７１】
９０℃のモールド温度が、結果として、ＰＡ基板の一部上に銅の堆積物を生じ、スライドを引き出した後におけるメタライゼーションに使用可能となる。図２は、部分的にメタライズされた基板の詳細を示す。
【００７２】
他の組の実験において、温度誘発メタライゼーション手段が続いた。
【００７３】
この場合、銅の堆積物を生じさせるために触媒シードが必要とされなかった。非特許文献２に説明されているような、流体を含む硫酸銅（ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ）が、メタライゼーションのために上手く使用された。しかしながら、示された組成の調節が、１２０℃の温度を有するモールド内における銅堆積反応を引き起こすために必要とされた。使用された無電解めっき溶液が９．０のｐＨを有し、０．０３２ｍｏｌ／ｌの量のＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏを含み、０．３１ｍｏｌ／ｌの濃度のトリエタノールアミンで緩衝され、０．０３５ｍｏｌ／ｌの錯化剤としての１，５，８，１２−テトラアザンドデカン（１，５，８，１２−ｔｅｔｒａａｚａｕｎｄｏｄｅｃａｎｅ）で安定化され、還元剤として０．１３ｍｏｌ／ｌのジメチルアミノボランを含んでいた。
【図１】
2012511250.tif 000002
【図２】
2012511250.tif 000003
【国際調査報告】
2012511250.tif 000004
2012511250.tif 000005
2012511250.tif 000006