JPH07193357A - Formation of polyhedral circuit pattern using laser and circuit board - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a method of manufacturing efficiently a molded item, which is used as a circuit component in the field of an electrical apparatus, an electronic equipment and the like and has an accurate conductive circuit on the surface. CONSTITUTION:In a method wherein a metal thin film formed on the surface of a synthetic resin molded item is irradiated with laser beam, the metal thin film is removed and the formation of a circuit patterns is conducted, the thickness of the metal thin film is set in a thickness of 0.2 to 2.0mum, the optical path of a laser oscillator is split and at the same time, more than two surfaces of the metal thin film and/or more than two places on the metal thin film formed on the surface of the molded item are irradiated with laser beams.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂成形品表面に
形成された金属薄膜に回路パターンを形成する方法に関
し、電気・電子機器等の分野で回路部品として使用され
る、表面に正確な導電回路を有する成形品を、効率よく
製造する方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a circuit pattern on a metal thin film formed on the surface of a synthetic resin molded product, which is used as a circuit component in the field of electric and electronic equipments, The present invention relates to a method for efficiently manufacturing a molded product having a conductive circuit.

【０００２】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
合成樹脂成形品の表面にレーザー光線を用い回路パター
ンを形成する方法としては、例えば成形品の表面に予め
導電回路として充分な厚さの金属膜を形成し、導電回路
以外の部分の金属膜をレーザー光線により飛散除去し
て、そのまま導電回路とする方法（特開昭６４−８３３
９１号公報）や、成形品の表面に金属薄膜を形成し、導
電回路部以外の部分の金属薄膜を除去し回路パターンを
形成し、電気メッキを行い導電回路とする方法がある
が、これらの方法は、１台のレーザー発振器から１ヶ所
又は１面にしかレーザー光を照射しないため、１個の被
加工物の２ヶ所以上又は２面以上にレーザー光を照射す
る場合、被加工物を、回転等の移動をさせる必要があ
り、その度に位置合わせの操作が必要となり、被加工物
の搬送時間が長くなる問題が発生するため、生産性が悪
くなり且つ不経済でもある。2. Description of the Related Art Conventionally, the problems to be solved by the invention
As a method of forming a circuit pattern by using a laser beam on the surface of a synthetic resin molded product, for example, a metal film having a sufficient thickness as a conductive circuit is previously formed on the surface of the molded product, and a metal film other than the conductive circuit is formed by a laser beam. A method in which the conductive circuit is directly removed by being scattered and removed by the method described in JP-A-64-833.
No. 91) or a method of forming a metal thin film on the surface of a molded product, removing the metal thin film in a portion other than the conductive circuit portion to form a circuit pattern, and electroplating to form a conductive circuit. Since the method irradiates the laser light from one laser oscillator to only one place or one surface, when irradiating the laser light to two or more places or two or more faces of one workpiece, Since it is necessary to move such as rotation and the like, a positioning operation is required each time, and there arises a problem that the transport time of the work piece becomes long, resulting in poor productivity and uneconomical.

【０００３】[0003]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、これら従
来法の問題を解決し、レーザー光を利用した簡便な方法
で複雑な形状の成形品にも精度良く回路パターンを形成
する方法に関し、上記問題を解決すべく詳細に検討した
結果、合成樹脂成形品表面の金属薄膜を２面以上同時に
レーザーを照射し加工することにより、短時間で回路パ
ターンを形成し得ることを見出し、本発明に到達した。
即ち本発明は、合成樹脂成形品表面に形成された金属薄
膜にレーザー光を照射し金属薄膜を除去し回路パターン
の形成を行う方法において、金属薄膜の厚さが0.2〜2.0
μｍであり、レーザー発振器の光路を分割し、同時に
２面以上及び／又は２ヶ所以上にレーザー光を照射する
ことを特徴とするレーザーによる多面回路パターン形成
方法である。DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention solve the problems of these conventional methods, and relate to a method of forming a circuit pattern on a molded product having a complicated shape with high precision by a simple method using laser light. As a result of a detailed study to solve the above problems, it was found that a circuit pattern can be formed in a short time by irradiating and processing two or more metal thin films on the surface of a synthetic resin molded product at the same time. Reached
That is, the present invention is a method for forming a circuit pattern by irradiating a metal thin film formed on the surface of a synthetic resin molded product with a laser beam to form a circuit pattern, wherein the thickness of the metal thin film is 0.2 to 2.0.
The multi-sided circuit pattern forming method using a laser is characterized in that the optical path of the laser oscillator is divided and the laser light is irradiated onto two or more surfaces and / or two or more places at the same time.

【０００４】以下、順を追って本発明の方法を説明す
る。本発明で用いる合成樹脂成形品の材質は、金属薄膜
を強固に付着することのできる合成樹脂であれば、熱可
塑性樹脂、熱硬化性樹脂材料の何れでも良いが、かかる
成形品が後にハンダ付加工等の苛酷な処理を受けること
を考慮すると、耐熱性が高く、かつ機械的強度の優れた
ものが望ましく、また多量産性の点では射出成形可能な
熱可塑性樹脂が好ましい。その例を挙げれば、芳香族ポ
リエステル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリアリー
レンサルファイド、ポリサルホン、ポリフェニレンオキ
サイド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリアリレ
ート及びこれらの組成物が挙げられ、特に高融点、高強
度、高剛性、成形加工性等の観点から液晶性ポリマー
（例えば液晶性ポリエステル、ポリエステルアミド）、
ポリアリーレンサルファイドは特に好適であるがこれら
に限定されるものではない。また、金属薄膜の密着性を
高めるため、必要に応じその材料に易エッチング性物質
等の適当な物質を配合しても良い。合成樹脂成形品は、
射出成形等により成形されるが、その表面の金属薄膜の
密着性を良くするため、更に酸、アルカリその他による
化学的エッチング、或いはコロナ放電、プラズマ処理等
の物理的表面処理を行っても良い。The method of the present invention will be described below step by step. The material of the synthetic resin molded product used in the present invention may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin material as long as it is a synthetic resin capable of firmly adhering a metal thin film, but such molded product is later soldered. Considering that it is subjected to severe processing such as processing, it is desirable that it has high heat resistance and excellent mechanical strength, and in terms of mass production, a thermoplastic resin that is injection moldable is preferable. Examples thereof include aromatic polyesters, polyamides, polyacetals, polyarylene sulfides, polysulfones, polyphenylene oxides, polyimides, polyetherketones, polyarylates and compositions thereof, particularly high melting point, high strength, high rigidity, From the viewpoint of molding processability, etc., liquid crystalline polymers (eg, liquid crystalline polyester, polyester amide),
Polyarylene sulfide is particularly preferred, but not limited to. Further, in order to enhance the adhesion of the metal thin film, an appropriate substance such as an easily-etchable substance may be blended with the material if necessary. Synthetic resin molded products are
Although it is formed by injection molding or the like, in order to improve the adhesion of the metal thin film on the surface, chemical etching with acid, alkali or the like, or physical surface treatment such as corona discharge or plasma treatment may be performed.

【０００５】次にこの成形品の表面に金属被覆加工を行
い、金属薄膜を形成する。ここで付与する金属薄膜の厚
さは特に重要であり、厚すぎると次工程におけるレーザ
ー光線による回路パターン形成に強い出力のレーザー光
を要し、レーザー発振器の光路を分割し照射する場合、
強い出力のレーザー光を照射することが不可能であるた
め、充分金属薄膜を除去することができず、何度もレー
ザー光を照射することになり、工程が煩雑となり好まし
くない。また、逆に薄すぎると電気メッキにより導電回
路として充分な厚さの金属層を形成する工程において、
電気メッキの加工性に支障を生じ好ましくない。かかる
見地から基体成形品の表面に付与される金属薄膜の厚さ
は 0.2〜２μｍであり、好ましくは 0.3〜１μｍであ
る。かかる範囲の厚さであればレーザー光線による回路
パターン形成が比較的弱い出力で行うことができるの
で、レーザー光線を分割しても回路パターン形成を正確
に行うことができ、また最終的な回路形成のため電気メ
ッキ加工に必要な程度の導電性は保たれるので好適であ
る。かかる金属膜を形成する方法としては、化学メッ
キ、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティン
グ、転写法、導電剤塗装等、従来公知の何れの方法でも
良いが、均一な金属薄膜を形成するためには化学メッキ
（無電解メッキ）、スパッタリング、真空蒸着、イオン
プレーティングが適当である。Next, a metal coating process is performed on the surface of this molded product to form a metal thin film. The thickness of the metal thin film provided here is particularly important, and if it is too thick, it requires a strong output laser light for forming a circuit pattern by a laser beam in the next step, and when irradiating by dividing the optical path of the laser oscillator,
Since it is impossible to irradiate a laser beam having a strong output, the metal thin film cannot be removed sufficiently, and the laser beam is repeatedly irradiated, which is not preferable because the process becomes complicated. On the contrary, if it is too thin, in the step of forming a metal layer having a sufficient thickness as a conductive circuit by electroplating,
This is not preferable because it hinders the workability of electroplating. From this point of view, the thickness of the metal thin film applied to the surface of the base molded article is 0.2 to 2 μm, preferably 0.3 to 1 μm. If the thickness is within such a range, the circuit pattern formation by the laser beam can be performed with a relatively weak output, so that the circuit pattern formation can be accurately performed even if the laser beam is divided, and for the final circuit formation. It is preferable because the degree of conductivity required for electroplating is maintained. As a method for forming such a metal film, any conventionally known method such as chemical plating, sputtering, vacuum deposition, ion plating, transfer method, conductive agent coating and the like may be used, but in order to form a uniform metal thin film. Chemical plating (electroless plating), sputtering, vacuum deposition, and ion plating are suitable.

【０００６】次に表面に金属薄膜を形成した合成樹脂成
形品について、絶縁回路となる部分又は絶縁回路となる
部分の輪郭線部分にレーザー光をレーザー発振器の光路
を分割して照射しこの部分の金属薄膜を選択的に除去す
る。かかる金属薄膜に照射するレーザー光はＹＡＧレー
ザー、炭酸ガスレーザー等、予め設定された回路パター
ンを、コンピュータによって制御されたＸＹ方向のスキ
ャン機構を有するレーザーマーカーにより選択的に照射
する。この方法によれば、パターンの作成及び修正等は
レーザー照射域の描画プログラムの変更だけで簡単に行
える利点を有する。また、ここで用いるレーザーマーカ
ーは特に重要であり、本発明で用いるレーザーマーカー
は、１台のレーザー発振器の光路を分割して２つ以上の
光路とし、２面以上及び／又は２ヶ所以上に同時にレー
ザー光を照射することのできるレーザーマーカーであ
る。かかるレーザー発振器が１台で、その光路を分割す
る方法としてはハーフミラー、光ファイバー等、何れの
方法でも良い。また、ここでいう「２面以上及び／又は
２ヶ所以上」について、２面以上とは、例えば板状成形
品の表裏両面、あるいは直方体の上面、下面、側面の計
６面の内、相異なる２面以上、又は２個以上の成形品の
内、１個の成形品から最低でも１面ずつの２面以上を意
味し、２ヶ所以上とは同一面の他の場所を意味する。Next, in a synthetic resin molded product having a metal thin film formed on the surface thereof, laser light is applied to an insulating circuit portion or a contour line portion of the insulating circuit by dividing the optical path of the laser oscillator and irradiating the portion. The metal thin film is selectively removed. Laser light for irradiating such a metal thin film selectively irradiates a preset circuit pattern such as a YAG laser or a carbon dioxide gas laser with a laser marker having a scanning mechanism in XY directions controlled by a computer. According to this method, it is possible to easily create and modify a pattern simply by changing the drawing program in the laser irradiation area. In addition, the laser marker used here is particularly important, and the laser marker used in the present invention divides the optical path of one laser oscillator into two or more optical paths and simultaneously divides them into two or more planes and / or two or more locations. It is a laser marker that can emit laser light. With such a single laser oscillator, any method such as a half mirror or an optical fiber may be used as a method of dividing the optical path. Further, as used herein, "two or more faces and / or two or more places" means that two or more faces are different from each other, for example, on both front and back faces of a plate-shaped molded product, or on a top face, a bottom face, and a side face of a rectangular parallelepiped. Two or more surfaces, or among two or more molded products, means at least two surfaces each of which is at least one surface from one molded product, and two or more locations mean other locations on the same surface.

【０００７】次に金属薄膜による回路パターンを形成し
た合成樹脂成形品は、使用目的により可能であればその
まま回路部品として使用しても良いが、一般に回路部品
として使用する場合は、その導電性の点で、あるいは使
用中の摩擦等による損傷断線等の点で、上記の如き２μ
ｍ未満の薄膜の回路では、不都合な場合が多く、一般に
は少なくとも10μｍ以上の厚さが必要とされる。従って
本発明においては、この回路パターンの導電回路となる
部分に更に電気メッキを施し、所望の厚さ（例えば、10
〜100 μｍ）に金属層を付加して目的とする導電回路を
形成する。かかる金属層の付加は既に形成された回路パ
ターンが電気メッキに可能な程度の導電性を有するた
め、一般的な電気メッキ法を適用することができる。次
に導電回路に金属層が付加され、絶縁回路が形成、又は
絶縁部分に化学メッキの残った合成樹脂成形品は、その
まま、もしくは必要であれば化学メッキのエッチング液
により、絶縁部分に残った化学メッキを溶解除去し回路
基板を形成する。かかるエッチング液は一般的な金属エ
ッチング液（例えば、塩化鉄等）を用いれば良い。次に
導電回路が形成された回路基板に電子素子を収容し電子
素子の電極と回路基板の回路とを電気的に接続を行い封
止し電子部品、又は電子部品の集合体とした後、必要に
より基板を切り分けて最終的な電子部品を形成する。Next, a synthetic resin molded product having a circuit pattern formed of a metal thin film may be used as it is as a circuit component if possible depending on the purpose of use. At the point, or at the point of damage and disconnection due to friction during use, etc.
Thin film circuits of less than m are often inconvenient and generally require a thickness of at least 10 μm or more. Therefore, in the present invention, the portion of the circuit pattern that becomes the conductive circuit is further electroplated to obtain a desired thickness (for example, 10
˜100 μm) with a metal layer to form the desired conductive circuit. The addition of such a metal layer can be applied by a general electroplating method because the already formed circuit pattern has a conductivity that allows electroplating. Next, a metal layer is added to the conductive circuit to form an insulating circuit, or the synthetic resin molded product with chemical plating left on the insulating part remains on the insulating part as it is or with an etching solution for chemical plating if necessary. The chemical plating is dissolved and removed to form a circuit board. A general metal etching solution (for example, iron chloride) may be used as the etching solution. Next, the electronic element is housed in a circuit board on which a conductive circuit is formed, and the electrodes of the electronic element and the circuit of the circuit board are electrically connected and sealed to form an electronic component or an assembly of electronic components. The substrate is cut into pieces to form a final electronic component.

【０００８】[0008]

【発明の効果】本発明によれば、レーザー光により回路
パターンを形成する際、従来１度のマーキングエリアで
加工することのできなかった広面積の基板や、上下面又
は側面等の２面以上に被レーザー加工面がある場合の搬
送時間、位置合わせ時間、及びレーザー加工時間が大幅
に短縮され、所望の正確な導電回路を有する回路基板及
び電子部品を生産性良く得ることができ、経済的にも有
利である。According to the present invention, when a circuit pattern is formed by laser light, a wide area substrate which could not be conventionally processed in a single marking area, or two or more surfaces such as upper and lower surfaces or side surfaces. When there is a surface to be laser-processed, the transfer time, alignment time, and laser-processing time are greatly shortened, and it is possible to obtain the circuit board and electronic parts having the desired accurate conductive circuit with high productivity, which is economical. Is also advantageous.

【０００９】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこ
れに限定されるものではない。 実施例１ 液晶性ポリエステル（商品名「ベクトラ」、ポリプラス
チックス（株）製）を主体とする金属密着性（メッキ
性）樹脂組成物を用いて射出成形し立体的な成形品を作
成した。次いでこれを脱脂し、ＫＯＨ水溶液にてその表
面のほぼ全面をエッチング処理した後、ＨＣｌ水溶液に
て中和し、洗浄後、触媒（商品名「キャタリストＡ−３
０」、奥野製薬工業（株）製）を付与して表面を活性化
した後、化学銅メッキ液（商品名「ＯＰＣ−７５０」、
奥野製薬工業（株）製）に浸漬して成形品の表面に、厚
さ 0.6μｍの化学銅メッキを施し、よく洗浄後、乾燥し
た。次に、この表面を化学銅メッキした成形品に、レー
ザーパワーが 0.5ＷのＹＡＧレーザー光を、レーザー発
振器の光路を分割して上面及び下面に照射して、絶縁回
路部分及び絶縁部分の輪郭線上の化学銅メッキを除去す
ることにより回路パターンを形成した。この時に要した
搬送時間、位置合わせ時間、及びレーザー加工時間の合
計は約30秒であった。次に、この回路パターンを形成し
た成形品に、電気銅メッキを行い、導電回路部分の銅膜
の厚さが30μｍで、絶縁部分に化学銅メッキが残った成
形品を得た。次いで、この絶縁部分に化学銅メッキが残
った成形品を、塩化鉄(III) 水溶液に浸漬し、化学銅メ
ッキを溶解除去し、正確で立体的な導電回路部分を有す
る回路基板を得た。次に、この回路基板にフィルムコン
デンサ素子を収容し、このフィルムコンデンサ素子の電
極と回路基板の回路を電気的に接続し、封止樹脂により
封止した後、このフィルムコンデンサ素子を収容した回
路基板を切断しフィルムコンデンサを得た。EXAMPLES Examples of the present invention will be shown below, but the present invention is not limited thereto. Example 1 A three-dimensional molded article was prepared by injection molding using a metal adhesive (plating) resin composition mainly composed of liquid crystalline polyester (trade name "Vectra", manufactured by Polyplastics Co., Ltd.). Next, this is degreased, and almost the entire surface is etched with a KOH aqueous solution, neutralized with an HCl aqueous solution, washed, and then washed with a catalyst (trade name "Catalyst A-3").
0 ", Okuno Seiyaku Kogyo Co., Ltd. to activate the surface, and then a chemical copper plating solution (trade name" OPC-750 ",
The surface of the molded product was dipped in Okuno Chemical Industries Co., Ltd., and the surface of the molded product was subjected to chemical copper plating with a thickness of 0.6 μm, thoroughly washed, and dried. Next, a YAG laser beam with a laser power of 0.5 W is radiated to the upper surface and the lower surface of the molded product whose surface is chemically copper-plated to divide the optical path of the laser oscillator, and then on the contour lines of the insulating circuit portion and the insulating portion. A circuit pattern was formed by removing the chemical copper plating. The total of the transportation time, the alignment time, and the laser processing time required at this time was about 30 seconds. Next, the molded product on which this circuit pattern was formed was subjected to electrolytic copper plating to obtain a molded product in which the thickness of the copper film in the conductive circuit portion was 30 μm and the chemical copper plating remained in the insulating portion. Next, the molded product in which the chemical copper plating remained on the insulating portion was immersed in an aqueous solution of iron (III) chloride to dissolve and remove the chemical copper plating to obtain a circuit board having an accurate and three-dimensional conductive circuit portion. Next, a film capacitor element is housed in this circuit board, the electrodes of the film capacitor element and the circuit of the circuit board are electrically connected, and after sealing with a sealing resin, the circuit board housing the film capacitor element. Was cut to obtain a film capacitor.

【００１０】比較例１ レーザーによる回路パターンの形成工程を従来のレーザ
ーマーカーを用いた以外、実施例１と同様の工程で行っ
た結果、上面及び下面で２回の搬送があるため搬送時
間、位置合わせ時間、及びレーザー加工時間の合計は約
60秒であった。 比較例２ 液晶性ポリエステル（商品名「ベクトラ」、ポリプラス
チックス（株）製）を主体とする金属密着性（メッキ
性）樹脂組成物を用いて射出成形し立体的な成形品を作
成した。次いで、実施例１と同様にして成形品の表面
に、厚さ 2.5μｍの化学銅メッキを施し、よく洗浄後、
乾燥した。次に、この表面を化学銅メッキした成形品
に、レーザーパワーが 0.5ＷのＹＡＧレーザー光を、レ
ーザー発振器の光路を分割して上面及び下面に照射し
て、絶縁回路部分及び絶縁部分の輪郭線上の化学銅メッ
キを除去することにより回路パターンを形成しようとし
たが、完全に化学銅メッキを除去することはできず、完
全な回路パターンを形成することができなかった。Comparative Example 1 As a result of carrying out the process of forming a circuit pattern by a laser in the same process as in Example 1 except that a conventional laser marker was used, there are two times of transportation on the upper surface and the lower surface. The total time for matching and laser processing is approx.
It was 60 seconds. Comparative Example 2 A three-dimensional molded article was prepared by injection molding using a metal adhesive (plating) resin composition mainly composed of liquid crystalline polyester (trade name "Vectra", manufactured by Polyplastics Co., Ltd.). Then, in the same manner as in Example 1, the surface of the molded product was subjected to chemical copper plating with a thickness of 2.5 μm, and after thorough washing,
Dried. Next, a YAG laser beam with a laser power of 0.5 W is radiated to the upper surface and the lower surface of the molded product whose surface is chemically copper-plated to divide the optical path of the laser oscillator, and then on the contour lines of the insulating circuit portion and the insulating portion. Although it was attempted to form a circuit pattern by removing the chemical copper plating, the chemical copper plating could not be completely removed, and a complete circuit pattern could not be formed.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 合成樹脂成形品表面に形成された金属薄
膜にレーザー光を照射し金属薄膜を除去し回路パターン
の形成を行う方法において、金属薄膜の厚さが 0.2〜2.
0 μｍであり、レーザー発振器の光路を分割し、同時に
２面以上及び／又は２ヶ所以上にレーザー光を照射する
ことを特徴とするレーザーによる多面回路パターン形成
方法。1. A method of forming a circuit pattern by irradiating a metal thin film formed on a surface of a synthetic resin molded product with a laser beam to form a circuit pattern, wherein the thickness of the metal thin film is 0.2 to 2.
A method for forming a multi-faceted circuit pattern by a laser, which is characterized by dividing the optical path of a laser oscillator and irradiating laser light on two or more surfaces and / or two or more locations at the same time. 【請求項２】 合成樹脂成形品が立体的形状を有するも
のである請求項１記載のレーザーによる多面回路パター
ン形成方法。2. The method for forming a multi-faceted circuit pattern using a laser according to claim 1, wherein the synthetic resin molded product has a three-dimensional shape. 【請求項３】 請求項１又は２記載の方法により多面回
路パターンを形成した合成樹脂成形品に電気メッキを施
してなる回路基板。3. A circuit board obtained by electroplating a synthetic resin molded product having a multifaceted circuit pattern formed by the method according to claim 1. 【請求項４】 請求項３記載の回路基板に電子素子を収
容し、電子素子の電極と回路基板の回路とを電気的に接
続を行い封止した後、必要により基板を切り分けて製造
した電子部品。4. An electronic device in which an electronic element is housed in the circuit board according to claim 3, the electrodes of the electronic element and the circuit of the circuit board are electrically connected and sealed, and then the substrate is cut into pieces if necessary. parts.