導電回路を有する合成樹脂製のばね
【課題】電子回路の集積化を容易にすると共に、触媒に含まれる貴金属の省資源化を図り、更に無電解めっきによる精密な導電性回路を形成する方法を提供する。
【解決手段】射出成形した第１のばね基体２を粗化して、ポリ乳酸等からなる被覆材３を部分的に被覆して第２のばね基体４を形成し、触媒５を付与する。疎水性の被覆材３の表面に付着した触媒５を水洗浄で除去する。次に被覆材３で被覆されていない無電解めっきを形成する部分４ａに、浴組成が酸性または中性の無電解めっきを行なって導電性回路６を形成し、その後にアルカリ性溶液でこの被覆材３を加水分解して除去する。被覆材３は耐酸性であるため、酸性または中性の無電解めっき液で溶解せず、また無電解めっき後に被覆材３を除去するため、無電解めっきを形成する部分４ａに付与した触媒５がアルカリ性溶液によって脱落するという問題が生じない。
【解決手段】射出成形した第１のばね基体２を粗化して、ポリ乳酸等からなる被覆材３を部分的に被覆して第２のばね基体４を形成し、触媒５を付与する。疎水性の被覆材３の表面に付着した触媒５を水洗浄で除去する。次に被覆材３で被覆されていない無電解めっきを形成する部分４ａに、浴組成が酸性または中性の無電解めっきを行なって導電性回路６を形成し、その後にアルカリ性溶液でこの被覆材３を加水分解して除去する。被覆材３は耐酸性であるため、酸性または中性の無電解めっき液で溶解せず、また無電解めっき後に被覆材３を除去するため、無電解めっきを形成する部分４ａに付与した触媒５がアルカリ性溶液によって脱落するという問題が生じない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂製のばね基体の表面に導電回路を形成した、合成樹脂製のばねに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数枚の基板が所定の間隔をもって積層された、３次元的な導電性回路等において、各基板の電極等を相互に電気的に接続する手段として、ばね状の接続端子が用いられている（例えば特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
すなわち特許文献１には、合成樹脂製の支持体１に金属製の板状の端子ピン２を植設した構成が開示されている。端子ピン２の上端部は、支持体１の上面から突出しており、この端子ピンの下端部は、二股状になって、この支持体の下面から突出している。したがって支持体１を上下に積層すると、上側の支持体の下面から突出する端子ピン２の二股状の下端部に、下側の支持体の上面から突出する端子ピンの上端部が挿入係合し、両者が電気的に接続される。
【０００４】
一方特許文献２には、半導体チップ１上に形成されたボンデングパッド１ａと、基板３上に形成された電極３ａとを、この電極の表面上に形成したばね状の突起状電極２によって、電気的に接続する構成が開示されている。突起状電極２は、ニッケル等の金属ばねの他、電極３ａの表面に光硬化性樹脂を複数層積層して、ばね状の突起を形成し、この外表面に無電解めっきをして導電体にするもの、及び金属材料を混合した光硬化性樹脂を複数層積層し、ばね状の突起を形成するものが記載されている。
【０００５】
また特許文献３には、合成樹脂製のローケーティングハウジング３の一側部に、リード状のばね機構３ｂを一体的に突設し、このばね機構を対向するハウジング４の側面に接触させて、両者を電気的に接続する構成が記載してある。合成樹脂製のローケーティングハウジング３は、表面にめっきを施して導電性を持たせたものであって、これにより電磁妨害対策を行なっている。
【０００６】
ところで従来から、絶縁材からなる基体の表面を被覆材で部分的に被覆し、この被覆材で被覆されていない部分に、めっき層を形成する成形回路部品の製造方法が各種存在するが、これらの製造方法において、この被覆材を簡単に溶出して除去できる製造方法が提案されている。例えば、基体の表面を粗化し、その粗化した表面を水溶性の高分子材料であるポリビニルアルコール系樹脂からなる被覆材で部分的に被覆し、触媒を付与した後に被覆材を水洗除去し、被覆材で被覆されていなかったために触媒が付着した基体の表面部分に、無電解めっきを行って導電性回路を形成する成形回路部品の製造方法がある（例えば特許文献４及び５参照。）。
【０００７】
また基体の表面を粗化し、その粗化した表面を加水分解性の高分子材料であるポリ乳酸等からなる被覆材で部分的に被覆し、触媒を付与した後に被覆材をアルカリ性溶液で加水分解して除去し、被覆材で被覆されていなかったために触媒が付着した部分に、無電解めっきを行って導電性回路を形成する成形回路部品の製造方法がある（例えば特許文献６参照。）。
【特許文献１】特開平８−３１４９２号公報（第図７等）
【特許文献２】特開平２００５−１１８４５号公報（第図５等）
【特許文献３】実開平２−１２９６８９号公報（第図１等）
【特許文献４】特開平１１−１４５５８３号公報（１〜４頁）
【特許文献５】特開２０００−８０４８０号公報（１〜８頁）
【特許文献６】特開２００２−３４４１１６号公報（１〜４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明者は、上述した従来の導電性のばね部材について、さらに改良すべき次の点があることを見出した。すなわちこれらの導電性のばね部材は、いずれも全表面が導電性であるため、例えば集積度が高い導電性回路基板同士を、この導電性のばね部材を介して相互に接続する場合には、この導電性のばね部材と周辺部品とを電気的に隔離するために、この導電性のばね部材の側面等に、絶縁フィルム等の絶縁層を挟む必要がある。また集積度が高い導電性回路同士を、導電性のばね部材を介して相互に接続するためには、ばね部材のサイズを極めて微小にすることが必要となるところ、ばね部材の強度、製造性、及び導電性回路への接続等の点から、サイズの微小化にも限度がある。
【０００９】
そこで本願発明者は、絶縁性のばね部材の表面上に、部分的にめっきを行なって、導電性回路を形成することによって、上述した問題を解決できることに想到した。すなわち絶縁性のばね部材の表面上、例えば表面または裏面のみに導電性回路を形成すれば、導電性回路を形成しない部分、すなわちばね部材の両側面は、絶縁性のままであるため、周辺部品と電気的に隔離するために、この導電性のばね部材の側面等に、絶縁フィルム等の絶縁層を挟む必要がなくなる。また絶縁性のばね部材の表面上に、複数列の導電性回路を形成すれば、ばね部材のサイズを微小にすることなく、集積度が高い導電性回路同士を、この複数列の導電性回路を形成したばね部材を介して、相互に接続することが可能となる。
【００１０】
しかるに上述した新たな着想、すなわち絶縁性のばね部材の表面上に、部分的にめっきを行なって導電性回路を形成する手段を完成するためには、さらなる解決すべき課題があった。すなわち上記特許文献４あるいは５に記載の方法においては、被覆材として、水溶性のポリビニルアルコール系樹脂等の高分子材料を使用しているため、触媒付与の工程において、この被覆材の表面が膨潤して親水性となり、その結果、被覆材の表面に付着した触媒を、洗浄によって除去できない。このため、後工程において被覆材を溶解除去するときに、触媒も一緒に溶解液に混入し、溶解液の廃却と共に、混入した触媒も廃棄されてしまう。しかるに触媒には、パラジウムや金等の希少金属が用いられるため、これらの貴重な貴金属に対する省資源化を十分考慮する必要がある。
【００１１】
また上記特許文献６に記載の方法においては、被覆材としてポリ乳酸や脂肪族ポリエステル等の加水分解性の高分子材料を使用し、触媒を付与した後に、加水分解を促進するためアルカリ性溶液を用いて被覆材を除去するが、この被覆材の除去工程において、被覆材で被覆されていない基体の表面部分、すなわち導電性回路を形成する部分に付与された触媒までもが、このアルカリ性溶液の洗浄効果によって脱落し、その結果、この導電性回路を形成する部分に、無電解めっきが十分析出しないという問題が考えられる。
【００１２】
さらに上述した特許文献４〜６の手段では、いずれも被覆材を除去後に無電解めっきを行なっているため、いわゆる通常行なわれるバレルめっき（すなわち基体を容器内にバラバラな状態で投入し、容器をめっき浴槽内で回転させる。）では、無電解めっきの初期段階において、触媒付与面が互いに擦れ合って触媒が脱落し、このためめっき未着不良が生ずるという問題が考えられる。
【００１３】
そこで本願発明の第１の目的は、電子回路の集積化を容易にする導電性回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法を提供することにある。また第２の目的は、触媒に含まれる貴重な貴金属の省資源化と、導電性回路を形成する部分に無電解めっきを十分析出させることができる、導電性回路を有する合成樹脂製のばね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】
本願発明による導電回路を有する合成樹脂製のばねの特徴は、合成樹脂製のばね基体の表面を、耐酸性の被覆材によって部分的に被覆して、この被覆材によって被覆されていない部分に、無電解めっきによる導電性回路を形成すること、この被覆材として、触媒液によって膨潤することなく疎水性を維持する加水分解性の高分子樹脂を使用すること、この被覆材で被覆した後の無電解めっきを酸性または中性のいずれかの浴組成で行なうこと、被覆材の溶解除去を、導電性回路を形成する部分に無電解めっきを形成した後に行うこと、及び触媒付与後に、被覆材の表面に付着した触媒を洗い落とす水洗工程を設けて、この洗い落とした触媒の回収を容易にすることにある。
【００１５】
すなわち本願発明による成形回路部品の製造方法は、絶縁性の合成樹脂を射出成形して、第１のばね基体を形成する第１の工程と、上記第１のばね基体の表面を粗化する第２の工程と、上記粗化した第１のばね基体の表面に、ポリグリコール酸、若しくはポリ乳酸の単体、またはポリ乳酸と脂肪族ポリエステルとの混合体、若しくは共重合体からなる被覆材を部分的に被覆して第２のばね基体を形成する第３の工程と、上記第２のばね基体の表面に触媒を付与する第４の工程と、上記第２のばね基体の被覆材の表面に残存する上記触媒を、水洗除去する第５の工程と、上記第２のばね基体の表面であって、上記被覆材で被覆されていない部分に、浴組成が酸性または中性のいずれかの第１の無電解めっきをする第６の工程と、上記第２のばね基体の表面に被覆された被覆材を除去する第７の工程とを備えることにある。
【００１６】
上記第１のばね基体を構成する合成樹脂は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、またはポリエーテルイミドとポリイミド（ＰＩ）との共重合体のいずれかの１であることが望ましい。
【００１７】
上記第６の工程と第７の工程との間に、上記第１の無電解めっきの表面に、浴組成が酸性または中性のいずれかの第１の電解めっき、または第２の無電解めっきのいずれかを積層する第８の工程を備えてもよい。
【００１８】
あるいは上記第７の工程の後に、上記第１の無電解めっきの表面に、浴組成が酸性、中性、またはアルカリ性のいずれかの１の第２の電解めっき、または第３の無電解めっきを積層する第９の工程を備えてもよい。
【００１９】
また上記第７の工程の後に、上記第１の電解めっきの表面に、浴組成が酸性、中性、若しくはアルカリ性のいずれかの１の第３の電解めっき、または第４の無電解めっきのいずれかを積層する第１０の工程を備えてもよい。あるいは上記第７の工程の後に、上記第２の無電解めっきの表面に、浴組成が酸性、中性、若しくはアルカリ性のいずれかの１の第４の電解めっき、または第５の無電解めっきのいずれかを積層する第１１の工程を備えてもよい。
【００２０】
なお上述した工程番号、電解めっき番号、及び無電解めっき番号は、いずれも各工程、各電解めっき、及び各無電解めっきに関して、それぞれ相互に区別するためのものであって、必ずしも本願発明による成形回路部品の製造工程の時系列的な順番を示すものではない。
【００２１】
ここで「絶縁性の合成樹脂」としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、またはポリエーテルイミドとポリイミド（ＰＩ）との共重合体のいずれかの１であることが望ましい。また「第１のばね基体」としては、コイル状のつる巻きばね、及び板状のばね等が該当する。また第１のばね基体として単体のものの他、他の部品の一部分として一体的に形成されたものも含む。
【００２２】
ここで「粗化する」とは、第１のばね基体の表面に小さな凹凸を形成し、無電解めっき層の密着性を向上し、親水性を付与するためのエッチングを意味する。例えば、ＮａＯＨやＫＯＨ等のアルカリ金属水酸化物の水溶液、アルコール性ナトリウム、アルコール性カリウム等のアルカリ金属アルコラートの水溶液、またはジメチルホルムアミド等の有機溶剤を使用して、これらの液を第１の基体の表面に塗布したり、これらの液中に第１の基体を浸漬したりすることを意味する。
【００２３】
「ポリグリコール酸」とは、例えば、株式会社クレハ製の図１２に示す構造式のものが該当する。「ポリ乳酸」とは、例えば、三井化学株式会社製のレイシア♯Ｈ-１００Ｊ/Ｆが該当する。「脂肪族ポリエステル」とは、例えば、ポリヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、脂肪族多価塩基酸とからなる脂肪族ポリエステル、ヒドロキシカルボン酸や脂肪族多価アルコールから選ばれた複数種のモノマー成分と、脂肪族多価塩基酸から選ばれる複数種のモノマー成分とからなるランダム共重合体やブロック共重合体などが該当する。
【００２４】
このポリ乳酸と脂肪族ポリエステルとの混合量、共重合量は、混合体又は共重合体の全量に対して１〜１０重量％程度がよい。アルカリ分解促進剤を、混合体全量に対して１〜１００重量％程度、混合してもよい。また必要に応じてアルカリ分解促進剤、有機無機充填剤、着色剤などの、合成樹脂に使用できる汎用の添加剤を混合してもよい。「部分的に被覆する」とは、後工程において導電性回路を形成すべき部分を残して、選択的に被覆するということを意味している。「第２のばね基体」とは、第１のばね基体と、この第１のばね基体の表面に部分的に被覆した被覆材との両方からなる部材を意味する。
【００２５】
「水洗除去」とは、疎水性を維持している被覆材の表面に付着している触媒を、水洗によって洗い流すことを意味する。この水洗に際しては、ｐＨ７以上の中性からアルカリ組成の洗浄水を使用し、例えば１５〜７０℃の洗浄水に、第２のばね基体を５〜１２０秒間浸して攪拌したり、１００〜１７０℃の洗浄水の蒸気を、第２のばね基体に高圧で噴き付けたりすることが該当する。
【００２６】
「浴組成」とは、無電解めっき液のｐＨ（水素イオン濃度）を意味しており、「浴組成が酸性または中性」とは、無電解めっき液、または電解めっき液のｐＨが７以下であることを意味する。なお本願発明においては、無電解めっきの「浴組成」が、７〜７．５程度の弱アルカリ性であっても、酸性または中性の浴組成と同様に作用するが、無電解めっき液の劣化を早めるため注意が必要である。
【発明の効果】
【００２７】
絶縁性の第１のばね基体の表面を被覆材で部分的に被覆し、第１の無電解めっきにより導電性回路を形成することによって、この導電性回路を形成しない部分、例えばばね部材の両側面を絶縁性のままにすることができるので、周辺部品と電気的に隔離するために、このばね部材の側面等に、絶縁フィルム等の絶縁層を挟む必要がなくなる。また絶縁性の第１のばね基体の表面上に、複数列の導電性回路を形成すれば、ばね部材のサイズのみを微小にすることなく、集積度が高い導電性回路同士を、このばね部材を介して相互に接続することが可能となる。
【００２８】
被覆材として、加水分解によって容易に除去でき、かつ触媒液によって膨潤することなく疎水性を維持できる、ポリグリコール酸、若しくはポリ乳酸の単体、またはポリ乳酸と脂肪族ポリエステルとの混合体、若しくは共重合体を使用することによって、触媒付与の際に、触媒が被覆材に強固に密着することを防止できる。そして触媒付与後に水洗浄の工程を設けることによって、被覆材の疎水性の表面に付着した触媒を、容易かつ確実に除去できるので、この洗浄水に洗い出された触媒を容易に分離回収可能となり、高価な貴金属の省資源化が可能となる。
【００２９】
また上記被覆材は耐酸性を有するので、無電解めっき若しくは電解めっきを、酸性または中性のいずれかの浴組成で行なうことによって、この被覆材の溶解等を防止して、導電性回路を精密に形成することができる。さらに被覆材の溶解除去を、導電性回路を形成する部分に、無電解めっきを形成した後に行うことによって、無電解めっき前に被覆材の溶解除去をする従来手法の問題点、すなわち被覆材の除去に用いるアルカリ性の溶解液によって、被覆材で被覆されていない第１のばね基体の表面に付与した触媒までもが脱落してしまうという問題を回避できるので、無電解めっきを十分に析出させることができる。
【００３０】
また被覆材を除去した後は、被覆材の溶解等を考慮する必要がなくなるため、浴組成が酸性、中性、またはアルカリ性のいずれであっても、この被覆材の除去前に行った電解めっき、または無電解めっきに重ねて、さらに電解めっき、または無電解めっきを積層することができる。また無電解めっき、または電解めっきの上に、重ねて無電解めっき、または電解めっきを積層することによって、導電性回路の厚みや強度等を増大させることができる。また材質の異なるめっきを積層することによって、導電性回路の半田付け性の向上等、他の有用な特性を付与することができる。
【００３１】
さらに被覆材の溶解除去を、無電解めっきを形成した後に行うことによって、無電解めっきの際には、導電性回路を形成する部分の周囲を、被覆材の壁で取囲まれた状態にすることができる。このためバレルめっきを行なう場合にも、被覆材の壁によって、触媒付与が付与された導電性回路を形成する部分が、相互に擦れ合うことを回避でき、めっきの未着不良が生じることが防止できる。
【００３２】
第１のばね基体に、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、またはポリエーテルイミドとポリイミド（ＰＩ）との共重合体のいずれかの１を使用することによって、ばね部材として優れた特性を発揮させることができる。すなわちこれらの合成樹脂は、いずれも疲労強度が高く、耐熱性や耐薬品性等にも優れているため、導電回路等に使用するばね部材に極めて適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本願発明の理解を容易にするため、まず最初に、図１〜図６を参照しつつ、本願発明による製造方法で製造する導電回路を有する合成樹脂製のばね（以下「本発明によるばね」という。）の構成、射出成形用の金型、及び使用態様について概説する。その後、図７〜図１１を参照しつつ、本発明によるばねの製造方法を詳述する。さて図１は、本発明によるばねを、板状のばね１に構成したものを示している。板状のばね１は、略Ｓ字状に湾曲した２辺のリード１１と、この２辺のリードを連結する一端部１２とからなる第１ばね基体２において、この２辺のリードの上側面に、第１の無電解めっきによる導電性回路６を、それぞれ形成したものである。また第１の無電解めっきは、板状の第１ばね基体２の一端部１２の上側面と裏面にも、回り込むように行なっており、相互に対向する電極等との電気的接続を可能にしている。なお２辺のリード１１は、単一であっても、三辺以上であってもよい。またリード１１は、略Ｓ字状に限らず、横向きのＵ字状や、板状部材をジグザグに形成したもの等であってもよい。
【００３４】
図２は、本発明によるばねを、つる巻き状のばね１０１に構成したものを示している。つる巻き状のばね１０１は、素線断面が四角のつる巻き状の第１のばね基体１０２の外側面にのみ、第１の無電解ニッケルめっきによる導電性回路１０６を形成したものである。また第１のばね基体１０２の両端面も、第１の無電解めっきを行って、相互に対向する電極等との電気的接続を可能にしている。なお上記素線断面は、四角に限らず、円形であってもよく、円形のつる巻き状に限らず、楕円あるいは六角形等の他の多角形のつる巻き状であってもよい。
【００３５】
つる巻き状のばね１０１を用いて、積層する電子回路等を連結する際には、このつる巻きの中心に、金属製のピン等からなるガイド部材を設けて、このつる巻き状のばねの倒れ等を防止することができる。すなわち、つる巻き状のばね１０１の内周は、第１の無電解ニッケルめっき層が形成されていないため、つる巻き状のばねと、金属製のガイド部材との間に、絶縁フィルム等の絶縁層を挟む必要がない。逆につる巻き状のばね１０１の内周と両端面とにのみ、第１の無電解ニッケルめっきを行えば、このつる巻き状のばねの外周を取囲むように設けた金属製のガイド部材との間に、絶縁フィルム等の絶縁層を挟む必要がない。したがって集積度が高い導電性回路同士を相互に連結することが容易になる。
【００３６】
図３は、本発明によるばねを、板状のパネルの一部分として、リード状のばね２０１に形成した構成を示している。リード状のばね２０１は、板状のパネルの一端に一定の間隔を隔てて突設した、略Ｓ字状に湾曲したリード状の第１のばね基体２０２において、この第１のばねの片側面に、無電解ニッケルめっきによる導電性回路２０６を形成したものである。なお導電性回路２０６は、板状のパネルの表面にも延長して形成してあり、それぞれ電極等と電気的に接続してある。なおリード状のばね２０１は、二辺以上に限らず、単一であってもよく、略Ｓ字状に限らず、Ｕ字状や、略Ｃ字状等であってもよい。
【００３７】
図４に、図１で説明した板状の第１のばね基体２を射出成形するための、金型の１例を示す。すなわちこの金型は、板状の第１のばね基体２の下側面に沿って上下に２分割した、上金型Ａと下金型Ｂから構成され、この上金型には、この板状の第１のばね基体が埋設するような窪みＣが開口している。そして上金型Ａと下金型Ｂとを重ね合わせ、この上金型の窪みＣと下金型とで構成されたキャビティ内に、熱可塑性樹脂を射出して形成する。
【００３８】
図５に、図２で説明した、つる巻き状の第１のばね基体１０２を射出成形するための金型の１例を示す。すなわちこの金型は、つる巻き状の第１のばね基体１０２の内周径と同じ直径の開口孔を有し、かつ１８０度に２分割された外金型Ｄと、この開口孔に嵌合挿入する円柱状の中子Ｅとで構成される。外金型Ｄの内周面には、つる巻き状の第１のばね基体１０２の素線断面形状の溝Ｆを、それぞれ半周ずつ、つる巻き状に形成する。そしてこの２の外金型Ｄを重ね合わせた状態で、その中心の開口孔に、円柱状の中子Ｅを嵌合挿入する。つる巻き状の第１のばね基体１０２は、中子Ｅの外周面と、つる巻き状の溝Ｆとで構成されたキャビティ内に、熱可塑性樹脂を射出して形成する。
【００３９】
図６に、図１で説明した板状のばね１の、使用態様の１例を示す。板状のばね１は、所定の間隔をもって相互に対向する基板Ｇ、Ｈの間に、圧縮されつつ挿入される。すなわち上方の基板Ｇの上表面には、導電回路Ｇ１が形成され、下表面には、接続端子Ｇ２が形成されている。導電回路Ｇ１と接続端子Ｇ２とは、導電性めっきを施したスルホールＧ３によって、電気的に接続されている。また下方の基板Ｈの上表面には、導電回路Ｈ１が形成されている。なお上方の基板Ｇ４の下表面には、電子部品Ｉが搭載されている。
【００４０】
下方の基板Ｈに形成した導電回路Ｈ１の上面に、板状のばね１の一端部１２が搭載され、両者は半田付けによって結合してある。一方、板状のばね１の２辺のリード１１の先端部は、上方の基板Ｇの下表面に形成した接続端子Ｄ２に、それぞれ圧接している。このようにして、上方の基板Ｇの上表面に形成した導電回路Ｇ１と、下方の基板Ｈの上表面に形成した導電回路Ｈ１とは、板状のばね１を介して、相互に電気的に接続される。なお板状のばね１の両側面は、無電解めっきが形成されていないため、隣接する電子部品Ｉとの絶縁性が確保される。したがって板状のばね１と隣接する電子部品Ｉと間に、絶縁フィルム等を設ける必要はない。
【００４１】
次に図７を参照しつつ、本発明によるばねの製造方法の工程を説明する。なお図７は、図１に記載した板状のばね１の断面Ａ−Ａを示したものである。さて最初に熱可塑性樹脂であるポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂を射出成形して、板状の第１のばね基体２を製作する（Ａ）。次に第２の工程として、第１のばね基体２の全表面をエッチングにより粗化する（Ｂ）。このエッチングは、通常用いられる方法で行なう。例えば無水クロム酸４００ｇ／ｌを硫酸２０ｍｌ／ｌに溶解し、温度を７５℃に保持して、第１のばね基体２を２０分間浸漬する。次に温度５０℃の塩酸５０ｍｌ／ｌに、３〜５分浸漬して中和する。このエッチングによって図７（Ｂ）の部分的拡大図に示すように、全ての表面が凹凸の粗面２ａとなる。
【００４２】
次に第３の工程として、第１のばね基体２の粗面２ａに、被覆材３を部分的に被覆して、第２のばね基体４を形成する（Ｃ）。被覆材３としては、ポリ乳酸の単体を使用するが、これに限らず、ポリグリコール酸の単体、またはポリ乳酸と脂肪族ポリエステルとの混合体、若しくは共重合体を使用してもよい。これらの樹脂は、アルカリ水溶液で加水分解する性質を有し、酸性水溶液に対して耐性を示す性質がある。被覆の方法としては、射出成形金型内に、表面を粗化した第１のばね基体２をセットして、この第１のばね基体の粗面２ａのうち、所定の導電性回路が形成されるべき部分を金型等で覆い、その部分以外のキャビティ内にポリ乳酸樹脂を注入することにより、この第１のばね基体に被覆材３を一体的に形成する。なお被覆材３の厚さは、０．１〜１ｍｍが望ましく、０．３〜０．５ｍｍが、さらに望ましい。
【００４３】
次に第４の工程として、第２のばね基体４の全表面に、パラジウム、金などによる触媒５を付与する（Ｄ）。触媒５の付与は公知の方法で行うが、例えば、錫、パラジウム系の混合触媒液に、第２のばね基体４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錫等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。液の温度は１５〜２３℃で５分間浸漬すれば良い。
【００４４】
第２のばね基体４の表面のうち、被覆材３で被覆されていない露出部分、すなわち所定の導電性回路が形成されるべき部分４ａは、上記第２の工程のエッチングにより、粗面化されて親水性になっているため、触媒５が強固に付着する。一方被覆材３の表面は、上述したように、第２の工程のエッチングによっても、膨潤することなく疎水性を維持しているため、触媒５は、強固には付着しない。
【００４５】
そこで第５の工程として、触媒５を付与した第２のばね基体４を水洗浄すると（Ｅ）、被覆材３の表面に残存するこの触媒は、全て脱落除去できる。一方所定の導電性回路が形成されるべき部分４ａは、上述したように、触媒５が強固に付着しているため、水洗浄によっても、触媒が脱落することはない。なおこの水洗浄は、第２のばね基体４を、温度１５〜２５℃の水槽に浸して、５〜３０秒間、ワークを遥動して行なう。
【００４６】
次に第６の工程として、第２のばね基体４の表面であって、被覆材３で被覆されていない部分４ａに、浴組成が酸性の第１の無電解めっきである無電解ニッケルめっきを行い、導電性回路６を形成する（Ｆ）。この無電解ニッケルめっきは、例えば、ｐＨ４．７、温度９０℃の酸性浴に、３５分間浸漬して行なう。なお第１の無電解めっきとして、上記無電解ニッケルめっきに替えて、浴組成を中性にして、無電解金めっきを行なってもよい。
【００４７】
なお無電解ニッケルめっき、または無電解金めっきは、それぞれ酸性または中性の浴組成で行なうため、上述したように耐酸性を有する被覆材３は、めっき液に溶解することはなく、導電性回路６を精密に形成することができる。
【００４８】
次に第７の工程として、第２のばね基体４の表面を被覆した被覆材３を除去する（Ｈ）。上述したように被覆材３のポリ乳酸等は、酸性水溶液に対して耐性を示すが、アルカリ水溶液では簡単に加水分解するので、第２のばね基体４を、濃度２〜１５重量％、温度２５〜７０℃の苛性アルカリ（ＮａＯＨ、ＫＯＨなど）水溶液中に、１〜１２０分程度浸漬して、被覆材３を除去する。したがって手作業によるマスク除去に比べ作業効率が著しく向上する。かかる場合、被覆材３で被覆されていない部分４ａは、既に、第１の無電解めっきによる導電性回路６が形成されているので、この部分の触媒５が、この被覆材を加水分解するアルカリ性の溶液によって脱落するという従来の問題点とは、全く無縁となる。
【００４９】
さて図８に示すように、上述した第６の工程（第１の無電解めっき）と、第７の工程（被覆材３の除去）との間に、この第１の無電解めっきによる導電性回路６の表面に、浴組成が酸性または中性の第１の電解めっき、または第２の無電解を行なって、二次めっき層８を形成する第８の工程を挿入することができる。例えば第１の電解めっきとして、電解銅めっきを行う場合、酸性の硫酸銅浴の浴組成は、ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ（７５ｇ）／ｌＨ２ＳＯ４（１９０ｇ）／ｌＣｌ（６０ｐｐｍ）／添加剤（適量）とする。また陽極材料を含リン銅として、浴温度は２５℃に設定し、陰極電流密度を２．５Ａ／ｄｍ２とする。なお第２の無電解としては、無電解金めっきを行なう。
【００５０】
このように第７の工程の前、すなわち被覆材３の除去前に、浴組成が酸性または中性の第１の電解めっき、または第２の無電解を行なう第８の工程を挿入しても、この被覆材３は、耐酸性を有するので、電解銅めっき液等に溶解することはなく、第１の無電解めっきによる導電性回路６の表面上に、正確に二次めっき層８を形成することができる。
【００５１】
また図９に示すように、第７の工程によって被覆材３を除去した後に、上述した第１の無電解めっき（第６の工程）による導電性回路６の表面に、さらに第２の電解めっきや、第３の無電解めっきによる二次めっき層９を形成する第９の工程を加えることもできる。
【００５２】
また図１０に示すように、第７の工程によって被覆材３を除去した後に、上述した第１の電解めっき（第８の工程）の上に、第３の電解めっきや、第４の無電解めっきによる三次めっき層１０を形成する第１０の工程を加えることもできる。あるいは図１１に示すように、第７の工程によって被覆材３を除去した後に、上述した第２の無電解めっき（第８の工程）の上に、第４の電解めっきや、第５の無電解めっきによる三次めっき層１１を形成する第１１の工程を加えることもできる。
【００５３】
なお上述した第９〜１１の工程のいずれの場合にも、アルカリ性溶液で加水分解する被覆材３は、既に除去されているため、めっきの浴組成は、酸性または中性のみならず、アルカリ性であってもよい。また被覆材３で覆われていなかった部分には、すでに第１の無電解めっき等が形成してあるため、従来のような、この部分に付与した触媒が、アルカリ性の溶液で脱落するという問題とは、全く無縁となっている。
【００５４】
また第１のばね基体２等の材料であるポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等に、繊維状又は粒子状のフィラーを添加してもよい。繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維、チタン酸カリュウムウイスカー、ホウ酸アルミニュームウイスカー、炭酸カルシュームウイスカー等、また、粒子状フィラーとしては炭酸カルシューム、ワラストナイト等が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
集積度の高い電子回路等の積層を可能にすると共に、触媒に含まれる貴重な貴金属の省資源化と、導電性回路を形成する部分に無電解めっきを十分析出させることができるため、電子機器等に関する産業に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】板状のばねの斜視図である。
【図２】つり巻き状のばねの斜視図である。
【図３】リード状のばねの斜視図である。
【図４】第１のばね基体を射出成形するための金型の概略断面図である。
【図５】他の第１のばね基体を射出成形するための金型の概略斜視図である。
【図６】板状のばねの使用態様の１例を示す断面図である。
【図７】板状のばねの製造工程図である。
【図８】他の板状のばねの製造工程図である。
【図９】他の板状のばねの製造工程図である。
【図１０】他の板状のばねの製造工程図である。
【図１１】他の板状のばねの製造工程図である。
【図１２】ポリグリコール酸の化学構造式である。
【符号の説明】
【００５７】
１、１０１、２０１ 導電性回路を有する合成樹脂製のばね
２、１０２、２０２ 第１のばね基体
３ 被覆材
４ 第２のばね基体
５ 触媒
６、１０６、２０６ 導電性回路（第１の無電解めっき）
８ 二次めっき層（第１の電解めっき、第２の無電解めっき）
９ 二次めっき層（第２の電解めっき、第３の無電解めっき）
１０ 三次めっき層（第３の電解めっき、第４の無電解めっき）
１１ 三次めっき層（第４の電解めっき、第５の無電解めっき）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂製のばね基体の表面に導電回路を形成した、合成樹脂製のばねに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数枚の基板が所定の間隔をもって積層された、３次元的な導電性回路等において、各基板の電極等を相互に電気的に接続する手段として、ばね状の接続端子が用いられている（例えば特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
すなわち特許文献１には、合成樹脂製の支持体１に金属製の板状の端子ピン２を植設した構成が開示されている。端子ピン２の上端部は、支持体１の上面から突出しており、この端子ピンの下端部は、二股状になって、この支持体の下面から突出している。したがって支持体１を上下に積層すると、上側の支持体の下面から突出する端子ピン２の二股状の下端部に、下側の支持体の上面から突出する端子ピンの上端部が挿入係合し、両者が電気的に接続される。
【０００４】
一方特許文献２には、半導体チップ１上に形成されたボンデングパッド１ａと、基板３上に形成された電極３ａとを、この電極の表面上に形成したばね状の突起状電極２によって、電気的に接続する構成が開示されている。突起状電極２は、ニッケル等の金属ばねの他、電極３ａの表面に光硬化性樹脂を複数層積層して、ばね状の突起を形成し、この外表面に無電解めっきをして導電体にするもの、及び金属材料を混合した光硬化性樹脂を複数層積層し、ばね状の突起を形成するものが記載されている。
【０００５】
また特許文献３には、合成樹脂製のローケーティングハウジング３の一側部に、リード状のばね機構３ｂを一体的に突設し、このばね機構を対向するハウジング４の側面に接触させて、両者を電気的に接続する構成が記載してある。合成樹脂製のローケーティングハウジング３は、表面にめっきを施して導電性を持たせたものであって、これにより電磁妨害対策を行なっている。
【０００６】
ところで従来から、絶縁材からなる基体の表面を被覆材で部分的に被覆し、この被覆材で被覆されていない部分に、めっき層を形成する成形回路部品の製造方法が各種存在するが、これらの製造方法において、この被覆材を簡単に溶出して除去できる製造方法が提案されている。例えば、基体の表面を粗化し、その粗化した表面を水溶性の高分子材料であるポリビニルアルコール系樹脂からなる被覆材で部分的に被覆し、触媒を付与した後に被覆材を水洗除去し、被覆材で被覆されていなかったために触媒が付着した基体の表面部分に、無電解めっきを行って導電性回路を形成する成形回路部品の製造方法がある（例えば特許文献４及び５参照。）。
【０００７】
また基体の表面を粗化し、その粗化した表面を加水分解性の高分子材料であるポリ乳酸等からなる被覆材で部分的に被覆し、触媒を付与した後に被覆材をアルカリ性溶液で加水分解して除去し、被覆材で被覆されていなかったために触媒が付着した部分に、無電解めっきを行って導電性回路を形成する成形回路部品の製造方法がある（例えば特許文献６参照。）。
【特許文献１】特開平８−３１４９２号公報（第図７等）
【特許文献２】特開平２００５−１１８４５号公報（第図５等）
【特許文献３】実開平２−１２９６８９号公報（第図１等）
【特許文献４】特開平１１−１４５５８３号公報（１〜４頁）
【特許文献５】特開２０００−８０４８０号公報（１〜８頁）
【特許文献６】特開２００２−３４４１１６号公報（１〜４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明者は、上述した従来の導電性のばね部材について、さらに改良すべき次の点があることを見出した。すなわちこれらの導電性のばね部材は、いずれも全表面が導電性であるため、例えば集積度が高い導電性回路基板同士を、この導電性のばね部材を介して相互に接続する場合には、この導電性のばね部材と周辺部品とを電気的に隔離するために、この導電性のばね部材の側面等に、絶縁フィルム等の絶縁層を挟む必要がある。また集積度が高い導電性回路同士を、導電性のばね部材を介して相互に接続するためには、ばね部材のサイズを極めて微小にすることが必要となるところ、ばね部材の強度、製造性、及び導電性回路への接続等の点から、サイズの微小化にも限度がある。
【０００９】
そこで本願発明者は、絶縁性のばね部材の表面上に、部分的にめっきを行なって、導電性回路を形成することによって、上述した問題を解決できることに想到した。すなわち絶縁性のばね部材の表面上、例えば表面または裏面のみに導電性回路を形成すれば、導電性回路を形成しない部分、すなわちばね部材の両側面は、絶縁性のままであるため、周辺部品と電気的に隔離するために、この導電性のばね部材の側面等に、絶縁フィルム等の絶縁層を挟む必要がなくなる。また絶縁性のばね部材の表面上に、複数列の導電性回路を形成すれば、ばね部材のサイズを微小にすることなく、集積度が高い導電性回路同士を、この複数列の導電性回路を形成したばね部材を介して、相互に接続することが可能となる。
【００１０】
しかるに上述した新たな着想、すなわち絶縁性のばね部材の表面上に、部分的にめっきを行なって導電性回路を形成する手段を完成するためには、さらなる解決すべき課題があった。すなわち上記特許文献４あるいは５に記載の方法においては、被覆材として、水溶性のポリビニルアルコール系樹脂等の高分子材料を使用しているため、触媒付与の工程において、この被覆材の表面が膨潤して親水性となり、その結果、被覆材の表面に付着した触媒を、洗浄によって除去できない。このため、後工程において被覆材を溶解除去するときに、触媒も一緒に溶解液に混入し、溶解液の廃却と共に、混入した触媒も廃棄されてしまう。しかるに触媒には、パラジウムや金等の希少金属が用いられるため、これらの貴重な貴金属に対する省資源化を十分考慮する必要がある。
【００１１】
また上記特許文献６に記載の方法においては、被覆材としてポリ乳酸や脂肪族ポリエステル等の加水分解性の高分子材料を使用し、触媒を付与した後に、加水分解を促進するためアルカリ性溶液を用いて被覆材を除去するが、この被覆材の除去工程において、被覆材で被覆されていない基体の表面部分、すなわち導電性回路を形成する部分に付与された触媒までもが、このアルカリ性溶液の洗浄効果によって脱落し、その結果、この導電性回路を形成する部分に、無電解めっきが十分析出しないという問題が考えられる。
【００１２】
さらに上述した特許文献４〜６の手段では、いずれも被覆材を除去後に無電解めっきを行なっているため、いわゆる通常行なわれるバレルめっき（すなわち基体を容器内にバラバラな状態で投入し、容器をめっき浴槽内で回転させる。）では、無電解めっきの初期段階において、触媒付与面が互いに擦れ合って触媒が脱落し、このためめっき未着不良が生ずるという問題が考えられる。
【００１３】
そこで本願発明の第１の目的は、電子回路の集積化を容易にする導電性回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法を提供することにある。また第２の目的は、触媒に含まれる貴重な貴金属の省資源化と、導電性回路を形成する部分に無電解めっきを十分析出させることができる、導電性回路を有する合成樹脂製のばね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】
本願発明による導電回路を有する合成樹脂製のばねの特徴は、合成樹脂製のばね基体の表面を、耐酸性の被覆材によって部分的に被覆して、この被覆材によって被覆されていない部分に、無電解めっきによる導電性回路を形成すること、この被覆材として、触媒液によって膨潤することなく疎水性を維持する加水分解性の高分子樹脂を使用すること、この被覆材で被覆した後の無電解めっきを酸性または中性のいずれかの浴組成で行なうこと、被覆材の溶解除去を、導電性回路を形成する部分に無電解めっきを形成した後に行うこと、及び触媒付与後に、被覆材の表面に付着した触媒を洗い落とす水洗工程を設けて、この洗い落とした触媒の回収を容易にすることにある。
【００１５】
すなわち本願発明による成形回路部品の製造方法は、絶縁性の合成樹脂を射出成形して、第１のばね基体を形成する第１の工程と、上記第１のばね基体の表面を粗化する第２の工程と、上記粗化した第１のばね基体の表面に、ポリグリコール酸、若しくはポリ乳酸の単体、またはポリ乳酸と脂肪族ポリエステルとの混合体、若しくは共重合体からなる被覆材を部分的に被覆して第２のばね基体を形成する第３の工程と、上記第２のばね基体の表面に触媒を付与する第４の工程と、上記第２のばね基体の被覆材の表面に残存する上記触媒を、水洗除去する第５の工程と、上記第２のばね基体の表面であって、上記被覆材で被覆されていない部分に、浴組成が酸性または中性のいずれかの第１の無電解めっきをする第６の工程と、上記第２のばね基体の表面に被覆された被覆材を除去する第７の工程とを備えることにある。
【００１６】
上記第１のばね基体を構成する合成樹脂は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、またはポリエーテルイミドとポリイミド（ＰＩ）との共重合体のいずれかの１であることが望ましい。
【００１７】
上記第６の工程と第７の工程との間に、上記第１の無電解めっきの表面に、浴組成が酸性または中性のいずれかの第１の電解めっき、または第２の無電解めっきのいずれかを積層する第８の工程を備えてもよい。
【００１８】
あるいは上記第７の工程の後に、上記第１の無電解めっきの表面に、浴組成が酸性、中性、またはアルカリ性のいずれかの１の第２の電解めっき、または第３の無電解めっきを積層する第９の工程を備えてもよい。
【００１９】
また上記第７の工程の後に、上記第１の電解めっきの表面に、浴組成が酸性、中性、若しくはアルカリ性のいずれかの１の第３の電解めっき、または第４の無電解めっきのいずれかを積層する第１０の工程を備えてもよい。あるいは上記第７の工程の後に、上記第２の無電解めっきの表面に、浴組成が酸性、中性、若しくはアルカリ性のいずれかの１の第４の電解めっき、または第５の無電解めっきのいずれかを積層する第１１の工程を備えてもよい。
【００２０】
なお上述した工程番号、電解めっき番号、及び無電解めっき番号は、いずれも各工程、各電解めっき、及び各無電解めっきに関して、それぞれ相互に区別するためのものであって、必ずしも本願発明による成形回路部品の製造工程の時系列的な順番を示すものではない。
【００２１】
ここで「絶縁性の合成樹脂」としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、またはポリエーテルイミドとポリイミド（ＰＩ）との共重合体のいずれかの１であることが望ましい。また「第１のばね基体」としては、コイル状のつる巻きばね、及び板状のばね等が該当する。また第１のばね基体として単体のものの他、他の部品の一部分として一体的に形成されたものも含む。
【００２２】
ここで「粗化する」とは、第１のばね基体の表面に小さな凹凸を形成し、無電解めっき層の密着性を向上し、親水性を付与するためのエッチングを意味する。例えば、ＮａＯＨやＫＯＨ等のアルカリ金属水酸化物の水溶液、アルコール性ナトリウム、アルコール性カリウム等のアルカリ金属アルコラートの水溶液、またはジメチルホルムアミド等の有機溶剤を使用して、これらの液を第１の基体の表面に塗布したり、これらの液中に第１の基体を浸漬したりすることを意味する。
【００２３】
「ポリグリコール酸」とは、例えば、株式会社クレハ製の図１２に示す構造式のものが該当する。「ポリ乳酸」とは、例えば、三井化学株式会社製のレイシア♯Ｈ-１００Ｊ/Ｆが該当する。「脂肪族ポリエステル」とは、例えば、ポリヒドロキシカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、脂肪族多価塩基酸とからなる脂肪族ポリエステル、ヒドロキシカルボン酸や脂肪族多価アルコールから選ばれた複数種のモノマー成分と、脂肪族多価塩基酸から選ばれる複数種のモノマー成分とからなるランダム共重合体やブロック共重合体などが該当する。
【００２４】
このポリ乳酸と脂肪族ポリエステルとの混合量、共重合量は、混合体又は共重合体の全量に対して１〜１０重量％程度がよい。アルカリ分解促進剤を、混合体全量に対して１〜１００重量％程度、混合してもよい。また必要に応じてアルカリ分解促進剤、有機無機充填剤、着色剤などの、合成樹脂に使用できる汎用の添加剤を混合してもよい。「部分的に被覆する」とは、後工程において導電性回路を形成すべき部分を残して、選択的に被覆するということを意味している。「第２のばね基体」とは、第１のばね基体と、この第１のばね基体の表面に部分的に被覆した被覆材との両方からなる部材を意味する。
【００２５】
「水洗除去」とは、疎水性を維持している被覆材の表面に付着している触媒を、水洗によって洗い流すことを意味する。この水洗に際しては、ｐＨ７以上の中性からアルカリ組成の洗浄水を使用し、例えば１５〜７０℃の洗浄水に、第２のばね基体を５〜１２０秒間浸して攪拌したり、１００〜１７０℃の洗浄水の蒸気を、第２のばね基体に高圧で噴き付けたりすることが該当する。
【００２６】
「浴組成」とは、無電解めっき液のｐＨ（水素イオン濃度）を意味しており、「浴組成が酸性または中性」とは、無電解めっき液、または電解めっき液のｐＨが７以下であることを意味する。なお本願発明においては、無電解めっきの「浴組成」が、７〜７．５程度の弱アルカリ性であっても、酸性または中性の浴組成と同様に作用するが、無電解めっき液の劣化を早めるため注意が必要である。
【発明の効果】
【００２７】
絶縁性の第１のばね基体の表面を被覆材で部分的に被覆し、第１の無電解めっきにより導電性回路を形成することによって、この導電性回路を形成しない部分、例えばばね部材の両側面を絶縁性のままにすることができるので、周辺部品と電気的に隔離するために、このばね部材の側面等に、絶縁フィルム等の絶縁層を挟む必要がなくなる。また絶縁性の第１のばね基体の表面上に、複数列の導電性回路を形成すれば、ばね部材のサイズのみを微小にすることなく、集積度が高い導電性回路同士を、このばね部材を介して相互に接続することが可能となる。
【００２８】
被覆材として、加水分解によって容易に除去でき、かつ触媒液によって膨潤することなく疎水性を維持できる、ポリグリコール酸、若しくはポリ乳酸の単体、またはポリ乳酸と脂肪族ポリエステルとの混合体、若しくは共重合体を使用することによって、触媒付与の際に、触媒が被覆材に強固に密着することを防止できる。そして触媒付与後に水洗浄の工程を設けることによって、被覆材の疎水性の表面に付着した触媒を、容易かつ確実に除去できるので、この洗浄水に洗い出された触媒を容易に分離回収可能となり、高価な貴金属の省資源化が可能となる。
【００２９】
また上記被覆材は耐酸性を有するので、無電解めっき若しくは電解めっきを、酸性または中性のいずれかの浴組成で行なうことによって、この被覆材の溶解等を防止して、導電性回路を精密に形成することができる。さらに被覆材の溶解除去を、導電性回路を形成する部分に、無電解めっきを形成した後に行うことによって、無電解めっき前に被覆材の溶解除去をする従来手法の問題点、すなわち被覆材の除去に用いるアルカリ性の溶解液によって、被覆材で被覆されていない第１のばね基体の表面に付与した触媒までもが脱落してしまうという問題を回避できるので、無電解めっきを十分に析出させることができる。
【００３０】
また被覆材を除去した後は、被覆材の溶解等を考慮する必要がなくなるため、浴組成が酸性、中性、またはアルカリ性のいずれであっても、この被覆材の除去前に行った電解めっき、または無電解めっきに重ねて、さらに電解めっき、または無電解めっきを積層することができる。また無電解めっき、または電解めっきの上に、重ねて無電解めっき、または電解めっきを積層することによって、導電性回路の厚みや強度等を増大させることができる。また材質の異なるめっきを積層することによって、導電性回路の半田付け性の向上等、他の有用な特性を付与することができる。
【００３１】
さらに被覆材の溶解除去を、無電解めっきを形成した後に行うことによって、無電解めっきの際には、導電性回路を形成する部分の周囲を、被覆材の壁で取囲まれた状態にすることができる。このためバレルめっきを行なう場合にも、被覆材の壁によって、触媒付与が付与された導電性回路を形成する部分が、相互に擦れ合うことを回避でき、めっきの未着不良が生じることが防止できる。
【００３２】
第１のばね基体に、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、またはポリエーテルイミドとポリイミド（ＰＩ）との共重合体のいずれかの１を使用することによって、ばね部材として優れた特性を発揮させることができる。すなわちこれらの合成樹脂は、いずれも疲労強度が高く、耐熱性や耐薬品性等にも優れているため、導電回路等に使用するばね部材に極めて適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本願発明の理解を容易にするため、まず最初に、図１〜図６を参照しつつ、本願発明による製造方法で製造する導電回路を有する合成樹脂製のばね（以下「本発明によるばね」という。）の構成、射出成形用の金型、及び使用態様について概説する。その後、図７〜図１１を参照しつつ、本発明によるばねの製造方法を詳述する。さて図１は、本発明によるばねを、板状のばね１に構成したものを示している。板状のばね１は、略Ｓ字状に湾曲した２辺のリード１１と、この２辺のリードを連結する一端部１２とからなる第１ばね基体２において、この２辺のリードの上側面に、第１の無電解めっきによる導電性回路６を、それぞれ形成したものである。また第１の無電解めっきは、板状の第１ばね基体２の一端部１２の上側面と裏面にも、回り込むように行なっており、相互に対向する電極等との電気的接続を可能にしている。なお２辺のリード１１は、単一であっても、三辺以上であってもよい。またリード１１は、略Ｓ字状に限らず、横向きのＵ字状や、板状部材をジグザグに形成したもの等であってもよい。
【００３４】
図２は、本発明によるばねを、つる巻き状のばね１０１に構成したものを示している。つる巻き状のばね１０１は、素線断面が四角のつる巻き状の第１のばね基体１０２の外側面にのみ、第１の無電解ニッケルめっきによる導電性回路１０６を形成したものである。また第１のばね基体１０２の両端面も、第１の無電解めっきを行って、相互に対向する電極等との電気的接続を可能にしている。なお上記素線断面は、四角に限らず、円形であってもよく、円形のつる巻き状に限らず、楕円あるいは六角形等の他の多角形のつる巻き状であってもよい。
【００３５】
つる巻き状のばね１０１を用いて、積層する電子回路等を連結する際には、このつる巻きの中心に、金属製のピン等からなるガイド部材を設けて、このつる巻き状のばねの倒れ等を防止することができる。すなわち、つる巻き状のばね１０１の内周は、第１の無電解ニッケルめっき層が形成されていないため、つる巻き状のばねと、金属製のガイド部材との間に、絶縁フィルム等の絶縁層を挟む必要がない。逆につる巻き状のばね１０１の内周と両端面とにのみ、第１の無電解ニッケルめっきを行えば、このつる巻き状のばねの外周を取囲むように設けた金属製のガイド部材との間に、絶縁フィルム等の絶縁層を挟む必要がない。したがって集積度が高い導電性回路同士を相互に連結することが容易になる。
【００３６】
図３は、本発明によるばねを、板状のパネルの一部分として、リード状のばね２０１に形成した構成を示している。リード状のばね２０１は、板状のパネルの一端に一定の間隔を隔てて突設した、略Ｓ字状に湾曲したリード状の第１のばね基体２０２において、この第１のばねの片側面に、無電解ニッケルめっきによる導電性回路２０６を形成したものである。なお導電性回路２０６は、板状のパネルの表面にも延長して形成してあり、それぞれ電極等と電気的に接続してある。なおリード状のばね２０１は、二辺以上に限らず、単一であってもよく、略Ｓ字状に限らず、Ｕ字状や、略Ｃ字状等であってもよい。
【００３７】
図４に、図１で説明した板状の第１のばね基体２を射出成形するための、金型の１例を示す。すなわちこの金型は、板状の第１のばね基体２の下側面に沿って上下に２分割した、上金型Ａと下金型Ｂから構成され、この上金型には、この板状の第１のばね基体が埋設するような窪みＣが開口している。そして上金型Ａと下金型Ｂとを重ね合わせ、この上金型の窪みＣと下金型とで構成されたキャビティ内に、熱可塑性樹脂を射出して形成する。
【００３８】
図５に、図２で説明した、つる巻き状の第１のばね基体１０２を射出成形するための金型の１例を示す。すなわちこの金型は、つる巻き状の第１のばね基体１０２の内周径と同じ直径の開口孔を有し、かつ１８０度に２分割された外金型Ｄと、この開口孔に嵌合挿入する円柱状の中子Ｅとで構成される。外金型Ｄの内周面には、つる巻き状の第１のばね基体１０２の素線断面形状の溝Ｆを、それぞれ半周ずつ、つる巻き状に形成する。そしてこの２の外金型Ｄを重ね合わせた状態で、その中心の開口孔に、円柱状の中子Ｅを嵌合挿入する。つる巻き状の第１のばね基体１０２は、中子Ｅの外周面と、つる巻き状の溝Ｆとで構成されたキャビティ内に、熱可塑性樹脂を射出して形成する。
【００３９】
図６に、図１で説明した板状のばね１の、使用態様の１例を示す。板状のばね１は、所定の間隔をもって相互に対向する基板Ｇ、Ｈの間に、圧縮されつつ挿入される。すなわち上方の基板Ｇの上表面には、導電回路Ｇ１が形成され、下表面には、接続端子Ｇ２が形成されている。導電回路Ｇ１と接続端子Ｇ２とは、導電性めっきを施したスルホールＧ３によって、電気的に接続されている。また下方の基板Ｈの上表面には、導電回路Ｈ１が形成されている。なお上方の基板Ｇ４の下表面には、電子部品Ｉが搭載されている。
【００４０】
下方の基板Ｈに形成した導電回路Ｈ１の上面に、板状のばね１の一端部１２が搭載され、両者は半田付けによって結合してある。一方、板状のばね１の２辺のリード１１の先端部は、上方の基板Ｇの下表面に形成した接続端子Ｄ２に、それぞれ圧接している。このようにして、上方の基板Ｇの上表面に形成した導電回路Ｇ１と、下方の基板Ｈの上表面に形成した導電回路Ｈ１とは、板状のばね１を介して、相互に電気的に接続される。なお板状のばね１の両側面は、無電解めっきが形成されていないため、隣接する電子部品Ｉとの絶縁性が確保される。したがって板状のばね１と隣接する電子部品Ｉと間に、絶縁フィルム等を設ける必要はない。
【００４１】
次に図７を参照しつつ、本発明によるばねの製造方法の工程を説明する。なお図７は、図１に記載した板状のばね１の断面Ａ−Ａを示したものである。さて最初に熱可塑性樹脂であるポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂を射出成形して、板状の第１のばね基体２を製作する（Ａ）。次に第２の工程として、第１のばね基体２の全表面をエッチングにより粗化する（Ｂ）。このエッチングは、通常用いられる方法で行なう。例えば無水クロム酸４００ｇ／ｌを硫酸２０ｍｌ／ｌに溶解し、温度を７５℃に保持して、第１のばね基体２を２０分間浸漬する。次に温度５０℃の塩酸５０ｍｌ／ｌに、３〜５分浸漬して中和する。このエッチングによって図７（Ｂ）の部分的拡大図に示すように、全ての表面が凹凸の粗面２ａとなる。
【００４２】
次に第３の工程として、第１のばね基体２の粗面２ａに、被覆材３を部分的に被覆して、第２のばね基体４を形成する（Ｃ）。被覆材３としては、ポリ乳酸の単体を使用するが、これに限らず、ポリグリコール酸の単体、またはポリ乳酸と脂肪族ポリエステルとの混合体、若しくは共重合体を使用してもよい。これらの樹脂は、アルカリ水溶液で加水分解する性質を有し、酸性水溶液に対して耐性を示す性質がある。被覆の方法としては、射出成形金型内に、表面を粗化した第１のばね基体２をセットして、この第１のばね基体の粗面２ａのうち、所定の導電性回路が形成されるべき部分を金型等で覆い、その部分以外のキャビティ内にポリ乳酸樹脂を注入することにより、この第１のばね基体に被覆材３を一体的に形成する。なお被覆材３の厚さは、０．１〜１ｍｍが望ましく、０．３〜０．５ｍｍが、さらに望ましい。
【００４３】
次に第４の工程として、第２のばね基体４の全表面に、パラジウム、金などによる触媒５を付与する（Ｄ）。触媒５の付与は公知の方法で行うが、例えば、錫、パラジウム系の混合触媒液に、第２のばね基体４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錫等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。液の温度は１５〜２３℃で５分間浸漬すれば良い。
【００４４】
第２のばね基体４の表面のうち、被覆材３で被覆されていない露出部分、すなわち所定の導電性回路が形成されるべき部分４ａは、上記第２の工程のエッチングにより、粗面化されて親水性になっているため、触媒５が強固に付着する。一方被覆材３の表面は、上述したように、第２の工程のエッチングによっても、膨潤することなく疎水性を維持しているため、触媒５は、強固には付着しない。
【００４５】
そこで第５の工程として、触媒５を付与した第２のばね基体４を水洗浄すると（Ｅ）、被覆材３の表面に残存するこの触媒は、全て脱落除去できる。一方所定の導電性回路が形成されるべき部分４ａは、上述したように、触媒５が強固に付着しているため、水洗浄によっても、触媒が脱落することはない。なおこの水洗浄は、第２のばね基体４を、温度１５〜２５℃の水槽に浸して、５〜３０秒間、ワークを遥動して行なう。
【００４６】
次に第６の工程として、第２のばね基体４の表面であって、被覆材３で被覆されていない部分４ａに、浴組成が酸性の第１の無電解めっきである無電解ニッケルめっきを行い、導電性回路６を形成する（Ｆ）。この無電解ニッケルめっきは、例えば、ｐＨ４．７、温度９０℃の酸性浴に、３５分間浸漬して行なう。なお第１の無電解めっきとして、上記無電解ニッケルめっきに替えて、浴組成を中性にして、無電解金めっきを行なってもよい。
【００４７】
なお無電解ニッケルめっき、または無電解金めっきは、それぞれ酸性または中性の浴組成で行なうため、上述したように耐酸性を有する被覆材３は、めっき液に溶解することはなく、導電性回路６を精密に形成することができる。
【００４８】
次に第７の工程として、第２のばね基体４の表面を被覆した被覆材３を除去する（Ｈ）。上述したように被覆材３のポリ乳酸等は、酸性水溶液に対して耐性を示すが、アルカリ水溶液では簡単に加水分解するので、第２のばね基体４を、濃度２〜１５重量％、温度２５〜７０℃の苛性アルカリ（ＮａＯＨ、ＫＯＨなど）水溶液中に、１〜１２０分程度浸漬して、被覆材３を除去する。したがって手作業によるマスク除去に比べ作業効率が著しく向上する。かかる場合、被覆材３で被覆されていない部分４ａは、既に、第１の無電解めっきによる導電性回路６が形成されているので、この部分の触媒５が、この被覆材を加水分解するアルカリ性の溶液によって脱落するという従来の問題点とは、全く無縁となる。
【００４９】
さて図８に示すように、上述した第６の工程（第１の無電解めっき）と、第７の工程（被覆材３の除去）との間に、この第１の無電解めっきによる導電性回路６の表面に、浴組成が酸性または中性の第１の電解めっき、または第２の無電解を行なって、二次めっき層８を形成する第８の工程を挿入することができる。例えば第１の電解めっきとして、電解銅めっきを行う場合、酸性の硫酸銅浴の浴組成は、ＣｕＳＯ４・５Ｈ２Ｏ（７５ｇ）／ｌＨ２ＳＯ４（１９０ｇ）／ｌＣｌ（６０ｐｐｍ）／添加剤（適量）とする。また陽極材料を含リン銅として、浴温度は２５℃に設定し、陰極電流密度を２．５Ａ／ｄｍ２とする。なお第２の無電解としては、無電解金めっきを行なう。
【００５０】
このように第７の工程の前、すなわち被覆材３の除去前に、浴組成が酸性または中性の第１の電解めっき、または第２の無電解を行なう第８の工程を挿入しても、この被覆材３は、耐酸性を有するので、電解銅めっき液等に溶解することはなく、第１の無電解めっきによる導電性回路６の表面上に、正確に二次めっき層８を形成することができる。
【００５１】
また図９に示すように、第７の工程によって被覆材３を除去した後に、上述した第１の無電解めっき（第６の工程）による導電性回路６の表面に、さらに第２の電解めっきや、第３の無電解めっきによる二次めっき層９を形成する第９の工程を加えることもできる。
【００５２】
また図１０に示すように、第７の工程によって被覆材３を除去した後に、上述した第１の電解めっき（第８の工程）の上に、第３の電解めっきや、第４の無電解めっきによる三次めっき層１０を形成する第１０の工程を加えることもできる。あるいは図１１に示すように、第７の工程によって被覆材３を除去した後に、上述した第２の無電解めっき（第８の工程）の上に、第４の電解めっきや、第５の無電解めっきによる三次めっき層１１を形成する第１１の工程を加えることもできる。
【００５３】
なお上述した第９〜１１の工程のいずれの場合にも、アルカリ性溶液で加水分解する被覆材３は、既に除去されているため、めっきの浴組成は、酸性または中性のみならず、アルカリ性であってもよい。また被覆材３で覆われていなかった部分には、すでに第１の無電解めっき等が形成してあるため、従来のような、この部分に付与した触媒が、アルカリ性の溶液で脱落するという問題とは、全く無縁となっている。
【００５４】
また第１のばね基体２等の材料であるポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等に、繊維状又は粒子状のフィラーを添加してもよい。繊維としては、ガラス繊維、カーボン繊維、チタン酸カリュウムウイスカー、ホウ酸アルミニュームウイスカー、炭酸カルシュームウイスカー等、また、粒子状フィラーとしては炭酸カルシューム、ワラストナイト等が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
集積度の高い電子回路等の積層を可能にすると共に、触媒に含まれる貴重な貴金属の省資源化と、導電性回路を形成する部分に無電解めっきを十分析出させることができるため、電子機器等に関する産業に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】板状のばねの斜視図である。
【図２】つり巻き状のばねの斜視図である。
【図３】リード状のばねの斜視図である。
【図４】第１のばね基体を射出成形するための金型の概略断面図である。
【図５】他の第１のばね基体を射出成形するための金型の概略斜視図である。
【図６】板状のばねの使用態様の１例を示す断面図である。
【図７】板状のばねの製造工程図である。
【図８】他の板状のばねの製造工程図である。
【図９】他の板状のばねの製造工程図である。
【図１０】他の板状のばねの製造工程図である。
【図１１】他の板状のばねの製造工程図である。
【図１２】ポリグリコール酸の化学構造式である。
【符号の説明】
【００５７】
１、１０１、２０１ 導電性回路を有する合成樹脂製のばね
２、１０２、２０２ 第１のばね基体
３ 被覆材
４ 第２のばね基体
５ 触媒
６、１０６、２０６ 導電性回路（第１の無電解めっき）
８ 二次めっき層（第１の電解めっき、第２の無電解めっき）
９ 二次めっき層（第２の電解めっき、第３の無電解めっき）
１０ 三次めっき層（第３の電解めっき、第４の無電解めっき）
１１ 三次めっき層（第４の電解めっき、第５の無電解めっき）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性の合成樹脂を射出成形して、第１のばね基体を形成する第１の工程と、
上記第１のばね基体の表面を粗化する第２の工程と、
上記粗化した第１のばね基体の表面に、ポリグリコール酸、若しくはポリ乳酸の単体、またはポリ乳酸と脂肪族ポリエステルとの混合体、若しくは共重合体からなる被覆材を、部分的に被覆して第２のばね基体を形成する第３の工程と、
上記第２のばね基体の表面に触媒を付与する第４の工程と、
上記第２のばね基体の被覆材の表面に残存する上記触媒を、水洗除去する第５の工程と、
上記第２のばね基体の表面であって、上記被覆材で被覆されていない部分に、浴組成が酸性または中性のいずれかの第１の無電解めっきをする第６の工程と、
上記第２のばね基体の表面に被覆された被覆材を除去する第７の工程とを備える
ことを特徴とする導電性回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、上記第１のばね基体を構成する合成樹脂は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、またはポリエーテルイミドとポリイミド（ＰＩ）との共重合体のいずれかの１である
ことを特徴とする導電回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかにおいて、上記第６の工程と第７の工程との間に、上記第１の無電解めっきの表面に、浴組成が酸性または中性のいずれかの第１の電解めっき、または第２の無電解めっきのいずれかを積層する第８の工程を備える
ことを特徴とする導電回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法。
【請求項４】
請求項１において、上記第７の工程の後に、上記第１の無電解めっきの表面に、浴組成が酸性、中性、またはアルカリ性のいずれかの１の第２の電解めっき、または第３の無電解めっきのいずれかを積層する第９の工程を備える
ことを特徴とする導電回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法。
【請求項５】
請求項３において、上記第７の工程の後に、上記第１の電解めっきの表面に、浴組成が酸性、中性、若しくはアルカリ性のいずれかの１の第３の電解めっき、または第４の無電解めっきのいずれかを積層する第１０の工程を備える
ことを特徴とする導電回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法。
【請求項６】
請求項３において、上記第７の工程の後に、上記第２の無電解めっきの表面に、浴組成が酸性、中性、若しくはアルカリ性のいずれかの１の第４の電解めっき、または第５の無電解めっきのいずれかを積層する第１１の工程を備える
ことを特徴とする導電回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法。
【請求項１】
絶縁性の合成樹脂を射出成形して、第１のばね基体を形成する第１の工程と、
上記第１のばね基体の表面を粗化する第２の工程と、
上記粗化した第１のばね基体の表面に、ポリグリコール酸、若しくはポリ乳酸の単体、またはポリ乳酸と脂肪族ポリエステルとの混合体、若しくは共重合体からなる被覆材を、部分的に被覆して第２のばね基体を形成する第３の工程と、
上記第２のばね基体の表面に触媒を付与する第４の工程と、
上記第２のばね基体の被覆材の表面に残存する上記触媒を、水洗除去する第５の工程と、
上記第２のばね基体の表面であって、上記被覆材で被覆されていない部分に、浴組成が酸性または中性のいずれかの第１の無電解めっきをする第６の工程と、
上記第２のばね基体の表面に被覆された被覆材を除去する第７の工程とを備える
ことを特徴とする導電性回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、上記第１のばね基体を構成する合成樹脂は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、またはポリエーテルイミドとポリイミド（ＰＩ）との共重合体のいずれかの１である
ことを特徴とする導電回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかにおいて、上記第６の工程と第７の工程との間に、上記第１の無電解めっきの表面に、浴組成が酸性または中性のいずれかの第１の電解めっき、または第２の無電解めっきのいずれかを積層する第８の工程を備える
ことを特徴とする導電回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法。
【請求項４】
請求項１において、上記第７の工程の後に、上記第１の無電解めっきの表面に、浴組成が酸性、中性、またはアルカリ性のいずれかの１の第２の電解めっき、または第３の無電解めっきのいずれかを積層する第９の工程を備える
ことを特徴とする導電回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法。
【請求項５】
請求項３において、上記第７の工程の後に、上記第１の電解めっきの表面に、浴組成が酸性、中性、若しくはアルカリ性のいずれかの１の第３の電解めっき、または第４の無電解めっきのいずれかを積層する第１０の工程を備える
ことを特徴とする導電回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法。
【請求項６】
請求項３において、上記第７の工程の後に、上記第２の無電解めっきの表面に、浴組成が酸性、中性、若しくはアルカリ性のいずれかの１の第４の電解めっき、または第５の無電解めっきのいずれかを積層する第１１の工程を備える
ことを特徴とする導電回路を有する合成樹脂製のばねの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１７９８２３（Ｐ２００９−１７９８２３Ａ）
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１７７０１（Ｐ２００８−１７７０１）
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００１７５５０４）三共化成株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月１３日（２００９．８．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００１７５５０４）三共化成株式会社 (28)
【Ｆターム（参考）】
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