JPH04338529A - 合成樹脂複合成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は合成樹脂複合成形品の製
造方法、特に表面に強固に接着したパターン状金属層を
有する合成樹脂複合成形品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】表面に電気回路パターン等として利用さ
れるパターン状金属層を有するプラスチック成形品、例
えばＭＣＢ（ｍｏｌｄｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｂｏａｒ
ｄ）　、ＭＷＢ（ｍｏｌｄｅｄ　ｗｉｒｉｎｇ　ｂｏａ
ｒｄ）、ＭＩＤ（ｍｏｌｄｅｄ　ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅ
ｃｔｉｏｎ　ｄｅｖｉｃｅ）が、軽量化、スペース節減
、コスト低下等の諸要求に沿うものとして注目されてい
る。

【０００３】表面にパターン状金属層を有するプラスチ
ック成形品を製造する方法として、従来、例えば、特開
昭６３─５０４８２号、特開平１─２０７９８９号に記
載されているように、無電解めっきすることが容易なプ
ラスチック材料（以下、易めっき性材料と言う）で、骨
格に相当する部分の一次成形品を形成した後、一次成形
品の外面のめっき不要の部分に無電解めっきすることが
困難なプラスチック材料（以下、難めっき性材料と言う
）を注入し、これらを一体として二次成形した後、易め
っき性材料の露出部に無電解めっきにより金属層を形成
する方法が、広く用いられている。

【０００４】例えば、まず図２（Ａ）に示すように、頂
部が平面をなす凸部２１ａと、その間に凹部２１ｂを有
する一次成形体２１を、易めっき性の一次成形材料２２
で形成する。ついで、図２（Ｂ）に示すように、二次成
形用の金型１２の中で、一次成形体２１の凹部２１ｂを
含む、金型内のキャビティ１２ｂに、難めっき性の二次
成形材料２３を注入することにより、図２（Ｃ）に示す
ような断面を持つ二次成形品２４を形成させる。二次成
形品２４では、上述の凹部２１ｂが難めっき性の二次成
形材料２３で充填されている。金型から外した二次成形
品２４の上面２４ａを、図２（Ｄ）に示すように粗面化
した後、無電解めっきを施すと、図２（Ｅ）に示すよう
に、一次成形体２１の凸部２１ａに対応する、二次成形
品２４の表面に易めっき性の一次成形材料２２が露出し
ている部分２１ｃの表面だけに、金属層２５が形成され
る。こうして、金属パターンを有する合成樹脂複合成形
品（プラスチックツーショット基板）２６が得られる。

【０００５】易めっき性材料としては、非晶性あるいは
比較的低分子量で、物理的または化学的に粗面化され易
いプラスチック材料、あるいはパラジウム、金、銀等の
貴金属を含む触媒を添加したプラスチック材料が用いら
れる。前者、すなわち粗面化され易く、触媒を含まない
プラスチック材料を用いる場合には、無電解めっきを施
す前に、貴金属を含む触媒を表面に予め付与する処理が
行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の方法には、以下に述べるような短所があった。す
なわち、無電解めっきにより形成された金属層の、プラ
スチック材料に対する接着強度は、ＪＩＳ．Ｃ５０１２
による試験で１．０ｋｇｆ／ｃｍ程度で、比較的剥離し
易い。それだけでなく、表面の粗面化の際、薬液が易め
っき性材料と難めっき性材料との界面に浸透し、めっき
後、それが徐々に滲み出し、めっき膜を劣化させたり、
電気回路の絶縁不良を生じる場合がある。

【０００７】本発明の目的は、金属層の接着強度が大き
く、金属層が粗面化のための薬液の滲み出しにより劣化
しないように改良された、表面にパターン状金属層を有
する合成樹脂複合成形品の製造方法の実現にある。

【０００８】本発明では、金属層の接着強度が大きく、
金属層が粗面化のための薬液の滲み出しにより劣化しな
いように改良された、表面にパターン状金属層を有する
合成樹脂複合成形品の製造方法を実現するため、易めっ
き性材料（表面を粗面化して無電解めっきすることがで
きる、第一の熱可塑性樹脂）から成る第一の成形体の、
表面の少なくとも所定の部分を粗面化し、それを型内に
固定し、第一の成形体の所定の部分を押圧し、型内のキ
ャビティに、難めっき性材料（無電解めっきが困難な、
第二の熱可塑性樹脂）を充填して、複合成形品を形成し
、この複合成形品の表面の、上記の押圧された第一の成
形体の部分に、無電解めっきを施すようにした。第一の
成形体の所定の部分の押圧は、二次成形前の型締めの際
、型の内面を第一の成形体の面に圧接させる方法で、容
易に行うことができる。

【０００９】第一の熱可塑性樹脂は、一次成形体が複合
成形品の骨格を形成し、また二次成形の際の中子として
機能するため、剛性、寸法安定性、耐熱性が要求され、
電気的特性も考慮しなければならないので、通常、いわ
ゆるエンジニアリングプラスチックの中から選ばれる。 例えばポリカーボネート、ポリアミド、ポリエーテルイ
ミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリ
ール（ａｒｙｌ）スルホン、ポリフェニレンスルフィド
、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）　、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトンが
好ましい。液晶ポリマー、例えばノバキュレート（商品
名）、ベクトラ（商品名）、あるいはフェノール樹脂、
エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂等の熱硬化性樹
脂を用いてもよい。 これらの樹脂には、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維
、炭酸カルシウム等のフィラーを添加してもよい。

【００１０】第二の熱可塑性樹脂は、第一の熱可塑性樹
脂と同様に、これらの材料から選ぶことができるが、第
一の熱可塑性樹脂より成形温度が低いことが好ましい。

【００１１】一次成形体の表面にパターン状金属層を形
成させる必要上、一次成形材料として用いる易めっき性
材料（第一の熱可塑性樹脂）としては、非晶性あるいは
比較的低分子量で、粗面化され易いか、特定の溶剤、薬
品等に侵され易いものが好ましい。また、パラジウム、
金、銀等の貴金属触媒を添加したものを用いると、無電
解めっき前に一次成形体に触媒を付与する工程が不要と
なり、有利である。

【００１２】複合成形体の表面の、一次成形体の露出部
分に金属層を形成させるには、無電解めっきを利用する
。無電解めっきは、易めっき性材料で構成された一次成
形体の、粗化され、押圧された表面の部分に行う。無電
解めっきを行う前に、必要ならば、パラジウム、金、銀
等の貴金属触媒を付与する前処理を施してもよい。

【００１３】易めっき性材料で構成された一次成形体の
表面を粗面化するには、通常、まずアルカリクリーナ、
界面活性剤、有機溶剤等により成形品に付着している離
型剤、脂分、ごみ等の汚れを除去する。次に必要に応じ
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等で処理した後、クロム
酸／硫酸、水酸化カルシウム、弗化水素酸／硝酸、酸性
弗化アンモニウム／硝酸等のエッチング液を用いて、粗
面化する。このような粗面化処理により、めっき層との
間の充分な接着力が得られるようになる。

【００１４】予めめっき触媒を添加することにより易め
っき性にした一次成形材料を用いることは、一次成形材
料の外面に選択的に金属層を形成させるために好ましい
。一次成形材料に予め添加する無電解めっき触媒として
は、周期律表第ＶＩＩＩ族および第ＩＢ族の金属の単体
および化合物、例えば銅、銀、金、ニッケル、白金、パ
ラジウム、ロジウム、イリジウム、またはそれらの塩、
酸化物等を用いることができる。一次成形材料のみを粗
面化し、押圧する方法でも、一次成形材料の外面に選択
的に金属層を形成させることは可能である。

【００１５】一次成形材料に予め無電解めっきに対する
触媒を添加する代わりに、表面粗面化の後に触媒付与の
工程を付加してもよい。触媒付与の方法としては、キャ
タリスト─アクセラレータ法、すなわちパラジウム、錫
等の金属の混合触媒液に浸漬後、塩酸、しゅう酸等の酸
で活性化して、二次成形材料の粗面化された表面にパラ
ジウム等を析出させる方法と、センシタイジング─アク
ティベーティング法、すなわち塩化第一錫、塩化ヒドラ
ジン、次亜燐酸等の強い還元剤を粗面化された易めっき
性材料の所要部分に吸着させた後、パラジウム、金等の
貴金属イオンを含む触媒液に浸漬し、貴金属を析出させ
る方法がある。触媒付与の工程は、二次成形前、二次成
形後のいずれでもよいが、二次成形後が好ましい。

【００１６】前処理後、無電解めっき（化学めっき）の
方法を用いて、銅、ニッケル等のめっきを施す。銅の上
にニッケル、さらに金を無電解めっきする場合もある。 金属層を電気回路パターンの配線部として用いる場合に
は、一般に、銅層あるいは銅層の上にニッケル、金、ハ
ンダ等の層を、単独にまたは組み合わせて、形成させる
。無電解めっき層の上に、この層を導体として、通常の
電気めっきによりさらに同種または異種の金属層を形成
してもよい（例えば無電解めっき銅層の上に電気めっき
ニッケル層）。この方法は、無電解めっきにより金属層
の充分な厚さが得られない場合に有用である。

【００１７】

【作用】複合成形品の表面の、易めっき性材料で構成さ
れた一次成形体が露出している部分は、予め粗面化され
、押圧されているため、無電解めっきによって金属層が
選択的に形成され、金属層は一次成形体に対して、粗面
化のみで押圧しない場合に比し強固に接着する。その結
果、複合成形品の表面には、容易に剥離しない、パター
ン状の金属層が形成される。粗面化が二次成形前に行わ
れるため、二次成形後に粗面化する場合と異なり、粗面
化に用いる薬液が一次成形体と二次成形体の界面に滲み
込むことはない。それ故、一次成形体と二次成形体の界
面から滲み出した薬液により、二次成形体の外面に形成
された金属層の表面およびその付近が、汚染されること
はない。

【００１８】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。 〔実施例１〕本発明により製造される、金属パターンを
有する合成樹脂複合成形品の一例を図１（Ｆ）に示す。 合成樹脂複合成形品１は、一次成形材料２の凸部２ａの
間の凹部２ｂに二次成形材料３が充填され、一次成形材
料２の凸部２ａの露出していた部分の表面に金属層４が
形成されたものである。一次成形材料２は、無電解めっ
きの触媒としてパラジウム０．１重量％、充填剤として
ガラス繊維２０重量％を含むポリエーテルスルホン（ｐ
ｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）　、二次成形材料３
は充填剤としてガラス繊維を３０重量％含むポリフェニ
レンスルフィド（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆ
ｉｄｅ）である。

【００１９】このプラスチック複合成形品１は、下記の
ような方法で製造する。パラジウム触媒とガラス繊維を
含むポリエーテルスルホンを一次成形材料２として用い
、図１（Ａ）に示す断面をもつ一次成形体１１を、常法
により射出成形する。射出成形温度は３８０℃、金型温
度は１５０℃とした。一次成形体１１には凸部２ａおよ
び凹部２ｂが形成される。

【００２０】次に、一次成形体１１の外面を常法により
脱脂処理し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに２分間浸
漬した後、温度６０℃のクロム酸／硫酸エッチング液に
４分間浸漬してエッチングを行い、図１（Ｂ）に示すよ
うに、一次成形材料の露出部分２ｃを粗面化した。水洗
後、図１（Ｃ）に示すように、一次成形体１１を金型１
２内に挿入して、金型１２を型締めすると、一次成形体
１１の凸部２ａの頂部の粗面化された面は、金型１２の
内面１２ａに圧接され、粗化度が減小する。

【００２１】図示しないゲートから二次成形材料３とし
て、ガラス繊維を加えたポリフェニレンスルフィドを注
入し、図１（Ｄ）に示すように、一次成形体１１の凹部
２ｂを含むキャビティ１２ｂに、二次成形材料３を充填
する。その結果、図１（Ｅ）に示す二次成形品１３を得
る（本発明では、一次成形体の凹部等のキャビティに充
填された二次成形材料で構成される部分を二次成形体と
呼び、一次成形体と二次成形体で構成された、金属層を
有しない複合成形品を、二次成形品と呼ぶ）。射出成形
温度は３００℃、金型温度は１００℃とした。二次成形
品１３は、一次成形体１１の粗面化され、押圧された、
露出部分２ｃを有する。

【００２２】二次成形品１３の表面を再び脱脂処理し、
水洗した後、常法により無電解銅めっきを行い、一次成
形体の露出部分２ｃに、金属層４として３０ミクロンの
厚さに銅を析出させた。このようにして、図１（Ｆ）に
示す断面をもつ合成樹脂複合成形品１が得られる。

【００２３】無電解めっきにより形成された金属層４の
、一次成形体１１に対する接着強度は、ＪＩＳ．Ｃ５０
１２による試験で約１．８ｋｇｆ／ｃｍであった。また
、室温で３０日間放置後にも、金属層４の表面の汚れは
認められなかった。

【００２４】〔実施例２〕ポリフェニレンスルフィドの
代わりにポリエーテルスルホンを用いた以外は、実施例
１と同様にして、合成樹脂複合成形品を製造した。金属
層の接着強度は約１．８ｋｇｆ／ｃｍであった（ＪＩＳ
．Ｃ５０１２による）。また、室温で３０日間放置後に
も、金属層の表面の汚れは認められなかった。

【００２５】〔比較例１〕比較のため、従来の方法によ
り複合成形品を製造した。すなわち、一次成形体を、粗
面化を行わずに金型に挿入して、二次成形を行い、その
後に二次成形品の粗面化と、無電解めっきを行った。

【００２６】具体的には、実施例１と同じ一次成形材料
２２を用いて、図２（Ａ）に示す一次成形体２１を射出
成形し、これを金型１２内に挿入して、図２（Ｂ）に示
すように、キャビティに実施例１と同じ二次成形材料２
３を充填して（二次成形）、図２（Ｃ）に示すような二
次成形品２４を得る。その後に、二次成形品２４の外面
を実施例１と同様に脱脂処理し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホル
ムアミドに２分間浸漬した後、温度６０℃のクロム酸／
硫酸エッチング液に４分間浸漬してエッチングを行い、
図２（Ｄ）に示すように、二次成形品２４の上面２４ａ
を粗面化した。水洗後、実施例１と同様の無電解銅めっ
きにより、図２（Ｅ）に示すように、一次成形体の露出
部分２１ｃに、金属層２５として３０ミクロンの厚さに
銅を析出させた。こうして、図２（Ｅ）に示す断面をも
つ合成樹脂複合成形品２６を製造した。

【００２７】金属層の接着強度は約１．０ｋｇｆ／ｃｍ
であった（ＪＩＳ．Ｃ５０１２による）。また、室温で
２日間放置後、金属層の表面に汚れが認められた。

【００２８】〔比較例２〕ポリフェニレンスルフィドの
代わりにポリエーテルスルホンを用いた以外は、比較例
１と同様にして、合成樹脂複合成形品を製造した。比較
例１と同様、金属層の接着強度は約１．０ｋｇｆ／ｃｍ
であった（ＪＩＳ．Ｃ５０１２による）。また、室温で
２日間放置後、金属層の表面に汚れが認められた。

【００２９】

【発明の効果】本発明の方法により製造される合成樹脂
複合成形品は、表面にパターン状に形成された金属層の
接着強度が大きく、無電解めっき前に行う粗面化の工程
で用いた薬液の表面への滲み出しによる、金属層の劣化
が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明による合成樹脂
複合成形品の製造方法の一実施例を示す説明断面図であ
る。

【図２】図２（Ａ）〜（Ｅ）は、従来の合成樹脂複合成
形品の製造方法を示す説明断面図である。

【符号の説明】

１　　　　合成樹脂複合成形品 ２ａ　　一次成形材料または一次成形体の凸部２ｂ　　
一次成形材料または一次成形体の凹部２ｃ　　一次成形
材料の露出部分 ３　　　　二次成形材料 ４　　　　金属層 １１　　一次成形体 １２　　金型 １２ａ　　金型の内面 １２ｂ　　キャビティ １３　　　　二次成形品 ２１　　　　一次成形体 ２１ａ　　一次成形体の凸部 ２１ｂ　　一次成形体の凹部 ２１ｃ　　一次成形体が露出している表面２２　　　　
一次成形材料 ２３　　　　二次成形材料 ２４　　　　二次成形品 ２４ａ　　二次成形品の上面 ２５　　　　金属層 ２６　　　　合成樹脂複合成形品

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表面を粗面化して無電解めっきするこ
   とができる第一の熱可塑性樹脂から成る第一の成形体の
   、表面の少なくとも所定の部分を粗面化し、粗面化され
   た前記第一の成形体を型内に固定し、前記第一の成形体
   の前記所定の部分を押圧し、前記型内のキャビティに、
   無電解めっきが困難な第二の熱可塑性樹脂を充填して、
   複合成形品を形成し、この複合成形品の表面の、前記圧
   接された前記第一の成形体の部分に、無電解めっきを施
   して、パターン状金属層を形成させることから成る、合
   成樹脂複合成形品の製造方法。
2. 【請求項２】　　前記押圧は、前記型の内面を前記第一
   の成形体の前記所定の部分に圧接することにより行われ
   る、請求項１の合成樹脂複合成形品の製造方法。
3. 【請求項３】　　前記粗面化は、薬液を用いる化学的粗
   面化の方法により行い、前記型内に固定する前に、前記
   薬液が洗浄により除去される、請求項１または２の合成
   樹脂複合成形品の製造方法。