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回路導体パターンを有する樹脂成形部品の製造方法
説明

回路導体パターンを有する樹脂成形部品の製造方法

【課題】立体形状を有する樹脂成形体の立体表面に高精細な回路導体パターンを形成することができ、その製造コストを低減させることが可能な、回路導体パターンを有する樹脂成形部品の製造方法を提供すること。
【解決手段】樹脂成形体1の表面にレジスト2をコーティングし、所定の回路導体パターンに沿ってレーザ照射によりレジスト2の一部を除去して樹脂表面を露出させ、この露出された樹脂表面3に金属蒸着により銅の下地層4を形成し、しかる後に下地層4の上に銅の電解めっきにより金属層5を形成して所定の厚みの回路導体を形成する方法とする。この場合、レーザ照射により、レジスト2の一部を除去して樹脂表面を露出させると同時にこの露出された樹脂表面3を粗面化および/または活性化させても良い。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回路導体パターンを有する樹脂成形部品の製造方法に関し、さらに詳しくは、レーザ光を用いて立体形状を有する樹脂成形体の立体表面に回路パターンを形成する、回路導体パターンを有する樹脂成形部品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、射出成形などにより成形された立体形状を有する樹脂成形体の立体表面に回路導体パターンを形成する方法として、2回成形法や写真法などがある。
【0003】
例えば2回成形法は、金型により所定パターンが形成された一次成形体表面にこの表面をめっきしやすくさせる触媒を付与し、所定パターン表面のみを露出させるようにしてこの一次成形体に液状プラスチックを射出成形した後、この所定パターン表面に無電解めっきを行なう方法である。写真法は、樹脂成形体表面に金属めっき層とフォトレジスト層を下から順に形成し、さらに所定パターンに形成されたフォトマスクをフォトレジスト層の上に配置した後、上から露光して形成された露光パターンに沿って金属めっき層をエッチングする方法である。
【0004】
これらの方法は、所定の形状に形成された金型やフォトマスクを用いて行なわれる。そのため、回路導体パターンの設計変更をするときは、他の形状を有する金型やフォトマスクを新たに作製する必要があり、設計変更が容易ではない。そこで、設計変更等に容易に対応できるように、レーザ光を用いて、立体形状を有する樹脂成形体に自在に回路パターンを形成する方法が種々提案されている。
【0005】
例えば特許文献1には、あらかじめ樹脂成形体表面にこの表面をめっきしやすくさせる触媒を付与した後、その上にレジストを全面コーティングし、レーザ照射によりこのレジストの一部を除去して樹脂表面を露出させ、露出した樹脂表面に無電解めっきして回路導体パターンを形成する方法が開示されている。
【0006】
特許文献2には、樹脂成形体の一表面の全面に下地めっきを行ない、このめっきの上にめっきレジストをコーティングし、レーザ照射によりめっきレジストの一部を除去して下地めっきを露出させ、この露出した部分に金属めっきにより回路導体を形成し、この回路導体部分以外の下地めっきをエッチングにより除去して回路導体パターンを形成する方法が開示されている。
【0007】
特許文献3には、上記2つの特許文献と異なり、レジストを使用しない方法が開示されている。すなわち、物理蒸着法により樹脂成形体表面に金属層を形成し、この金属層の回路形成部分と非形成部分との境界をレーザ照射により除去し、金属層の回路形成部分に電解めっきを行なった後、ソフトエッチングにより回路非形成部分の金属層のみを除去して回路導体パターンを形成する方法である。
【0008】
【特許文献1】特開平6−334308号公報
【特許文献2】特開平8−195544号公報
【特許文献3】特許第3491630号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら特許文献1では、樹脂成形体表面にコーティングされたレジストの一部を除去するために行なうレーザ照射の前に、めっきしやすくさせる触媒を樹脂成形体表面に付与している。そのため、レーザ照射により、この触媒に損傷を与え、めっきするための表面処理の効果を低減させることがある。これにより、その後行なう無電解めっきにめっきムラ等が発生し、高精細な回路導体パターンを形成することができないという問題がある。
【0010】
また特許文献2では、回路導体部分以外の下地めっきをエッチング除去する際、回路導体部分の表面や側面もエッチングされてしまうため、高精細な回路導体パターンを形成することができないという問題がある。
【0011】
そして特許文献3では、レーザ照射により、金属層の回路形成部分と非形成部分との境界を除去しているが、金属層の除去には紫外線などの短波長レーザを用いる必要がある。短波長レーザ発生装置は、レジストを除去するために用いる赤外線レーザなどのレーザ発生装置よりも高価であるため、製造設備が高価になるという問題がある。
【0012】
その他、特殊な樹脂を用い、これにレーザ照射した後、レーザ照射した部分に金属めっきを行なって、樹脂成形体表面に回路導体パターンを形成する方法等もあるが、これらの方法は特殊な樹脂を用いるため、材料費が高価になり、また適用範囲も限定される。
【0013】
本発明が解決しようとする課題は、立体形状を有する樹脂成形体の立体表面に高精細な回路導体パターンを形成することができ、その製造コストを低減させることが可能な、回路導体パターンを有する樹脂成形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】
【0014】
上記課題を解決するために本発明に係る製造方法は、樹脂成形体の表面にレジストをコーティングし、所定の回路導体パターンに沿ってレーザ照射により前記レジストの一部を除去して樹脂表面を露出させ、この露出された樹脂表面に回路導体を形成するための下地処理を行ない、しかる後に金属めっきによりこの下地処理した部分に回路導体を形成することを要旨とする。
【0015】
この場合、前記レーザ照射により、前記レジストの一部を除去して樹脂表面を露出させると同時にこの露出された樹脂表面を粗面化および/または活性化させることが望ましい。
【0016】
また、前記下地処理により、前記露出された樹脂表面に導電性金属を蒸着させて導電性を有する下地層を形成し、しかる後にこの下地層の上に電解めっきすることが望ましい。
【0017】
あるいは、前記下地処理により、前記露出された樹脂表面に無電解めっき用触媒を付与し、しかる後に無電解めっきすることが望ましい。
【0018】
さらに、前記下地処理した部分に金属めっきする前または金属めっきした後に前記回路パターンが形成されたレジストを除去することが望ましい。
【発明の効果】
【0019】
本発明に係る製造方法によれば、樹脂成形体表面にコーティングされたレジストの一部をレーザ照射により除去して樹脂表面を露出させた後に、その露出された樹脂表面に回路導体を形成させるための下地処理を行なっているため、下地処理された表面がレーザ照射によって荒らされることはない。また、金属層の一部を除去するためのエッチング処理を行わないため、回路導体部分の表面や側面がエッチングにより荒らされることもない。そして、レーザ光を用いて樹脂成形体の表面に自在に高精細な回路パターンを形成し、これに沿って下地処理と金属めっきを行なうため、高精細な回路導体パターンを形成することができる。
【0020】
また、金属層を除去する処理がないため、紫外線などの短波長レーザを用いなくても良い。さらに、特殊な樹脂を用いるものではない。そのため、設備費や材料費などが高価にならず、従来の方法と比べて製造コストを低減させることができる。
【0021】
この場合、レーザ照射によって、レジストの一部を除去して樹脂表面を露出させると同時にこの露出された樹脂表面を粗面化させると、樹脂表面に微細な凹凸が形成され、これによるアンカー効果によって、この露出された樹脂表面に行う金属めっきの密着性を向上させることができる。また、同時にこの露出された樹脂表面を活性化させると、この活性化により、樹脂表面にヒドロキシル基やアミノ基などの極性基が付与され、樹脂表面と金属めっきとの親和性が増すので、樹脂表面への金属めっきの密着性を向上させることができる。さらに、レジストの除去と樹脂表面の粗面化・活性化とを同じレーザ装置で一度に行なうことができるので、製造工程を短縮・簡略化することができる。
【0022】
そして、前記下地処理により、露出された樹脂表面に導電性金属を蒸着させて導電性を有する下地層を形成し、しかる後にこの下地層の上に電解めっきするか、または前記下地処理により、露出された樹脂表面に無電解めっき用触媒を付与し、しかる後に無電解めっきすると、より確実に、高精細な回路導体パターンを形成することができる。
【0023】
さらに、下地処理した部分に金属めっきする前または金属めっきした後に回路パターンが形成されたレジストを除去すると、樹脂成形体の回路導体パターンを形成する表面にのみ下地処理および金属めっきが高精細に施されたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、本発明に係る製造方法(以下、本製造方法という)について詳細に説明する。本製造方法は、工程1から工程4を有する。
【0025】
本製造方法において、工程1は、樹脂成形体の回路導体パターンを形成する表面にレジストをコーティングする工程である。
【0026】
樹脂成形体は、射出成形や押出成形等の成形方法によって、所定の形状に樹脂を成形して作製することができる。ここで用いる樹脂としては、成形性や耐熱性に優れるものが好ましい。例えば熱可塑性樹脂は、成形性が非常に良いので好適に用いることができるが、熱硬化性樹脂であっても良い。また、この樹脂表面に回路導体を形成した後、この回路にはんだ付け等を行なうことがあるため、はんだ付けに耐えられる程度の耐熱性を有するものが好ましい。例えば、通常の鉛含有のはんだでは200℃以上の耐熱性があれば良く、錫が高含有の鉛フリーはんだでは250℃以上の耐熱性があれば良い。
【0027】
上述のような成形性と耐熱性の条件に適合する樹脂として、例えば、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリエステルなどを例示することができる。
【0028】
レジストは、次工程で行なうレーザ照射により照射された一部のものを除去することができるもの、すなわちレーザ光のエネルギーで充分に分解されるものであれば良い。例えば、アクリル系インクなどを例示することができる。なお、レジストは、成形する樹脂の種類や使用するレーザ装置とその照射条件によっても適宜選択することができる。レジストの樹脂成形体表面へのコーティングは、スプレー法や浸漬法など、通常良く用いられる湿式のコーティング方法により行なうことができる。
【0029】
工程2は、所定の回路導体パターンに沿って、樹脂成形体表面にコーティングしたレジストの一部をレーザ照射により除去して樹脂表面を露出させる工程である。
【0030】
回路導体パターンは、コンピュータ等によってあらかじめ定められたものであり、自由に設計変更が可能である。そして、あらかじめ定めた所定の回路導体パターンに基づいて、コンピュータ制御により、樹脂成形体の表面にコーティングされたレジストにレーザ照射を行ない、レジストの一部を除去する。
【0031】
レーザ照射に用いるレーザ光は、YAGレーザや炭酸ガスレーザ等、レジストを分解除去することができるものであれば良い。このようなレーザ光により、レジストの回路パターン形成部分を選択的に照射する。
【0032】
レーザ照射によりレジストの一部を除去するときに、レーザ照射条件を最適化し、レジストが除去されて露出した樹脂表面を粗面化および/または活性化させても良い。この樹脂表面の粗面化や活性化は、次工程で行なう下地処理をしやすくするためのものである。例えば下地処理として、樹脂表面に金属層やめっき用触媒などを形成させる場合、これらが樹脂表面に密着形成されやすいようにする効果がある。
【0033】
樹脂表面の粗面化は、レーザ照射により樹脂表面の物質を一部飛散させて、表面を粗化することにより行なうことができる。なお、粗化した後の表面上には、金属めっきにより回路導体を形成するので、回路導体の表面凹凸に影響のない程度の粗さに表面を粗化すれば良い。
【0034】
また、樹脂表面の活性化は、レーザ照射により発生するプラズマによって、プラズマ中の酸素や窒素などのイオンを樹脂表面に作用させ、酸素極性基や窒素極性基などの極性官能基を樹脂表面の分子に付与することにより行なうことができる。その結果、樹脂表面と金属の親和性が増し、樹脂表面への金属の密着性が高まることになる。
【0035】
この粗面化および/または活性化は、レジストを除去して樹脂表面を露出させると同時に行なうものであっても良いし、レジスト除去後、レジスト除去における照射条件と照射条件を変えて行なうものであっても良い。
【0036】
例えば、樹脂表面を粗面化および/または活性化させるだけのエネルギー密度にレーザ光のパワーをあらかじめ調節して、レジストの除去と樹脂表面の粗面化および/または活性化とを同時に行なうようにコンピュータで制御するようにしても良い。また、レジスト除去時には迅速にレジストを除去できるようにレーザ光のパワーを高めに設定しておき、樹脂表面の粗面化および/または活性化を行なう段階でレーザ光のパワーを下げて、連続的なレーザ照射によってレジスト除去と樹脂表面の粗面化および/または活性化とをコンピュータで制御して行なうようにしても良い。
【0037】
工程3は、この露出された樹脂表面に回路導体を形成するための下地処理を行なう工程である。
【0038】
下地処理としては、この露出された樹脂表面に導電性金属を蒸着させて導電性を有する下地層を形成する処理や、この露出された樹脂表面に無電解めっき用触媒を付与する処理などを例示することができる。
【0039】
露出された樹脂表面に導電性を有する下地層を形成する場合、樹脂表面に導電性金属を蒸着させる方法としては、スパッタリング・真空蒸着・イオンプレーティングなどの物理的蒸着方法などを例示することができる。物理的蒸着方法においては、下地層を形成させる樹脂成形体をチャンバー内に配置し、チャンバー内を真空引きして減圧した後、上記の各種公知の蒸着方法によって行なうことができる。なお、これらの蒸着方法は、公知の蒸着装置を用いて行なうことができるため、詳細説明を省略する。
【0040】
下地層を形成する導電性金属としては、銅・ニッケル・金・銀・アルミニウム・チタン・クロム・モリブデン・タングステン・錫・鉛などの単体あるいは合金を例示することができる。導電性やコストなどを考慮すると、銅やニッケルなどが好ましい。この下地層は、次工程で行なう電解めっきが可能となる程度の厚みに形成するものであれば良い。例えば、数十nm程度以上の厚みがあれば良い。
【0041】
一方、露出された樹脂表面に無電解めっき用触媒を付与する場合、樹脂を触媒液に浸漬し表面にパラジウム−錫コロイドを吸着させた後、過剰の錫を除去し、パラジウムを露出させる方法などがある。
【0042】
工程4は、工程3で下地処理した部分に金属めっきする工程である。
【0043】
工程3において下地処理として導電性を有する下地層を形成する場合、工程4において、この下地処理した部分に電解めっきを行なう。電解めっきに用いる金属としては、金・銀・銅・ニッケルなどを例示することができるが、導電性の良いものであれば特に限定されるものではない。なお、材料コストなどを考慮すると、銅を用いるのが好ましい。この電解めっきにより、所定の厚さの回路導体パターンが形成される。例えば、10μm以上の厚みの回路導体を短時間で形成できる。
【0044】
一方、工程3において下地処理として無電解めっき用触媒を付与する場合、工程4において、この下地処理した部分に無電解めっきを行なう。無電解めっきに用いる金属としては、同様に、銅・ニッケルなどを例示することができるが、導電性の良いものであれば特に限定されるものではない。
【0045】
無電解めっきによる場合、めっきの形成速度があまり速くないときには、電解めっき可能な厚さまで無電解めっきした後、電解めっきにより所定の厚さにめっき形成しても良い。このとき、無電解めっきする金属と電解めっきする金属は、同じものであっても良いし、異なるものであっても良い。無電解めっきのみ、または無電解めっきと電解めっきの組み合わせにより、所定の厚さの回路導体パターンが形成される。
【0046】
なお、レーザ照射により回路パターンを形成した後の残りのレジストは、工程3において下地処理した後、工程4において金属めっきする前か金属めっきした後の適当な段階で、アルカリ溶液中に浸漬するなどして除去すると良い。
【0047】
次に、本製造方法の第一実施形態について図1を用いて説明する。図1(a)に示されるように、所定の形状に樹脂を射出成形して、樹脂成形体1を作製する。次いで、図1(b)に示されるように、この樹脂成形体1の表面にレジスト2を均一にコーティングする。次いで、図1(c)に示されるように、照射条件を最適化して、YAGレーザのレーザ照射により所定の回路導体パターンに沿ってレジスト2の一部を除去し、樹脂表面を露出させる。このとき、レーザ照射により、露出した樹脂表面3の粗面化と活性化も行なう。次いで、図1(d)に示されるように、銅の金属蒸着を行なって、露出した樹脂表面3に導電性の下地層4を形成する。このとき、レジスト2の上にも銅が蒸着され、蒸着膜4’が形成される。次いで、図1(e)に示されるように、アルカリ溶液中に浸漬して、残りのレジスト2をその上に付着した蒸着膜4’ごと剥離除去する。次いで、図1(f)に示されるように、電解めっきにより下地層4の上に所定の厚みとなるように銅めっき5を析出させる。以上のようにして、樹脂成形体1の立体表面に回路導体パターンを形成する。
【0048】
また、本製造方法の第二実施形態について図2を用いて説明する。図2(a)から図2(c)は、図1(a)から図1(c)と同じ工程であるため、説明を省略する。図2(c)に示される工程の後、図2(d)に示されるように、露出した樹脂表面3にパラジウム触媒6を吸着させる。次いで、図2(e)に示されるように、無電解めっきにより、パラジウム触媒6を吸着させた樹脂表面3の上に所定の厚みの銅めっき7を析出させる。次いで、図2(f)に示されるように、アルカリ溶液中に浸漬して、残りのレジスト2を剥離除去する。以上のようにして、樹脂成形体1の立体表面に回路導体パターンを形成する。
【0049】
以上、このような構成の製造方法によれば、樹脂成形体表面にコーティングされたレジストの一部をレーザ照射により除去して樹脂表面を露出させた後に、その露出された樹脂表面に回路導体を形成させるための下地処理を行なっているため、下地処理された表面がレーザ照射によって荒らされることはない。また、金属層の一部を除去するためのエッチング処理を行わないため、回路導体部分の表面や側面がエッチングにより荒らされることもない。そして、レーザ光を用いて樹脂成形体の表面に自在に高精細な回路パターンを形成し、これに沿って下地処理と金属めっきを行なうため、高精細な回路導体パターンを形成することができる。
【0050】
また、金属層を除去する処理がないため、紫外線などの短波長レーザを用いなくても良い。さらに、特殊な樹脂を用いるものではない。そのため、設備費や材料費などが高価にならず、従来の方法と比べて製造コストを低減させることができる。
【0051】
この場合、レーザ照射によって、レジストの一部を除去して樹脂表面を露出させると同時にこの露出された樹脂表面を粗面化させると、樹脂表面に微細な凹凸が形成され、これによるアンカー効果によって、この露出された樹脂表面に行う金属めっきの密着性を向上させることができる。樹脂表面の粗面化は、通常、クロム酸/硫酸・水酸化カリウム・フッ化水素酸/硝酸・酸性フッ化アンモニウム/硝酸等のエッチング液を用いて行なわれるが、このような操作を減らして工程を短縮・簡略化することができるとともに、化学物質の使用や廃液を減らすことができる。
【0052】
また、同時にこの露出された樹脂表面を活性化させると、この活性化により、樹脂表面にヒドロキシル基やアミノ基などの極性基が付与される。これにより、樹脂表面と金属めっきとの親和性が増して密着性を向上させることができる。
【0053】
さらに、レジストの除去と樹脂表面の粗面化・活性化とを同じレーザ発生装置で一度に行なうことができるので、製造工程を短縮・簡略化することができる。
【0054】
そして、前記下地処理により、露出された樹脂表面に導電性金属を蒸着させて導電性を有する下地層を形成し、しかる後にこの下地層の上に電解めっきするか、または前記下地処理により、露出された樹脂表面に無電解めっき用触媒を付与し、しかる後に無電解めっきすると、より確実に、高精細な回路導体パターンを形成することができる。
【0055】
下地処理で金属蒸着を行ない、その後電解めっきを行なう場合、所定の厚さの回路導体パターンを迅速に形成することができる。一方、下地処理で無電解めっき用触媒を付与し、その後無電解めっきを行なう(電解めっきを組み合わせても良い)場合、めっきラインにより湿式法のみで簡単に所定の厚さの回路導体パターンを形成することができる。
【0056】
さらに、下地処理した部分に金属めっきする前または金属めっきした後に回路パターンが形成されたレジストを除去すると、樹脂成形体の回路導体パターンを形成する表面にのみ下地処理および金属めっきが高精細に施されたものとなる。
【0057】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【0058】
例えば、工程3の後、適当な段階で残りのレジストを除去しているが、使用状況によって問題がなければ、このレジスト除去工程を省略するものであっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明に係る回路導体パターンを有する樹脂成形部品の製造方法は、例えば、携帯電子機器や自動車用電子機器などにおいて、電子素子を実装したハウジングや機構部品の製造方法等として使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】本発明に係る製造方法の第一実施形態を表す工程図である。
【図2】本発明に係る製造方法の第二実施形態を表す工程図である。
【符号の説明】
【0061】
1 樹脂成形体
2 レジスト
3 露出された樹脂表面
4 下地層
5 銅めっき
6 パラジウム触媒
7 銅めっき

【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂成形体の表面にレジストをコーティングし、所定の回路導体パターンに沿ってレーザ照射により前記レジストの一部を除去して樹脂表面を露出させ、この露出された樹脂表面に回路導体を形成するための下地処理を行ない、しかる後に金属めっきによりこの下地処理した部分に回路導体を形成することを特徴とする回路導体パターンを有する樹脂成形部品の製造方法。
【請求項2】
前記レーザ照射により、前記レジストの一部を除去して樹脂表面を露出させると同時にこの露出された樹脂表面を粗面化および/または活性化させることを特徴とする請求項1に記載の回路導体パターンを有する樹脂成形部品の製造方法。
【請求項3】
前記下地処理により、前記露出された樹脂表面に導電性金属を蒸着させて導電性を有する下地層を形成し、しかる後にこの下地層の上に電解めっきすることを特徴とする請求項1または2に記載の回路導体パターンを有する樹脂成形部品の製造方法。
【請求項4】
前記下地処理により、前記露出された樹脂表面に無電解めっき用触媒を付与し、しかる後に無電解めっきすることを特徴とする請求項1または2に記載の回路導体パターンを有する樹脂成形部品の製造方法。
【請求項5】
前記下地処理した部分に金属めっきする前または金属めっきした後に前記回路パターンが形成されたレジストを除去することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の回路導体パターンを有する樹脂成形部品の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2007−180089(P2007−180089A)
【公開日】平成19年7月12日(2007.7.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−373856(P2005−373856)
【出願日】平成17年12月27日(2005.12.27)
【出願人】(395011665)株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】(000183406)住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】(000002130)住友電気工業株式会社 (12,747)
【Fターム(参考)】