表面実装用部品
【課題】エラストマー材料からなる基体の表面に、密着性の高い金属パターンが比較的簡単な工程で精度よく形成された表面実装用部品を提供する。
【解決手段】表面実装用部品１は、基体３と、基体３の表面に形成されたパターン５とを備えている。基体３は、導電性を有するエラストマー材料によって形成されたもので、導電性を有するエラストマー材料としては、シリコーン系エラストマーをベースにして導電材として機能する銀フィラーを配合してなる材料が利用されている。パターン５は、銅によって形成されたもので、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン５に相当する形状の印刷を基体３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【解決手段】表面実装用部品１は、基体３と、基体３の表面に形成されたパターン５とを備えている。基体３は、導電性を有するエラストマー材料によって形成されたもので、導電性を有するエラストマー材料としては、シリコーン系エラストマーをベースにして導電材として機能する銀フィラーを配合してなる材料が利用されている。パターン５は、銅によって形成されたもので、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン５に相当する形状の印刷を基体３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板へ実装可能な表面実装用部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基体の表面に金属パターンを設ける技術として、基体の表面にインクジェット方式でパターンを描いておいて、そのパターンに対して金属めっきを施す技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
下記特許文献１に記載の技術の場合、インクジェット方式により、モノマー重合能を有する触媒を含むパターンを基板上に形成し、その触媒に導電性高分子を生成するモノマー成分を接触させて導電性高分子のパターンを形成し、さらに導電性高分子のパターンに対して金属めっきを施すことにより、所期の金属パターンを形成している。
【０００４】
また、下記特許文献２に記載の技術の場合、インクジェット方式により、金属超微粒子を含有した液体で基板上にパターンを形成し、その基板を焼成して下地導電パターンを形成し、さらに下地導電パターンに対して無電解めっきを施すことにより、所期の金属パターンを形成している。
【特許文献１】特開２００４−３１３９２号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１，２に記載の技術は、比較的硬質な材料からなる基板に対してパターンを形成する技術であったため、エラストマー材料からなる基体の表面にパターンを形成するための技術としては、必ずしも好適なものではなかった。
【０００６】
特に、上記特許文献１に記載の技術の場合、触媒層からなるパターンをインクジェットにて形成し、そこへ導電性高分子を生成させ、更に電気メッキにより導電性パターンを形成するので、これらの工程に手間がかかり、また、均一な導電性高分子のパターンを形成できないことがあり、その場合、最終的な金属のパターンも厚さや細部の形状が不均一なものとなりやすく、パターンの精度が悪くなることがあった。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載の技術の場合、金属超微粒子を液体中に均一に分散させることが容易ではないため、インクジェット方式で形成したパターン内における金属超微粒子の分布密度を均一化することも難しい、という問題があった。また、焼成時の熱でエラストマー材料からなる基体がダメージを受けやすい、という問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、エラストマー材料からなる基体の表面に、密着性の高い金属パターンが比較的簡単な工程で精度よく形成された表面実装用部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明において採用した構成について説明する。
本発明の表面実装用部品は、エラストマー材料によって形成された基体の表面に、金属材料によって形成されたパターンを設けてなる表面実装用部品であって、前記パターンが、無電解めっき法で前記金属材料の析出を促すために用いられる触媒成分を含有する触媒成分含有液を用いて、前記基体の表面に印刷を施すとともに、当該印刷が施された箇所に前記金属材料を含有する金属成分含有液を接触させて、前記金属材料を析出させることによって形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された表面実装用部品によれば、基体の表面に金属材料のパターンが形成されているので、このパターンの一部を半田付け用の領域として利用して、表面実装用部品をプリント配線板上に実装することができる。基体の表面のパターンは、電気回路の一部を構成するために利用されていてもよいし、単に表面実装用部品をプリント配線板上に固定するために利用されているだけでもよい。
【００１１】
また、この表面実装用部品において、基体はエラストマー材料によって形成されているので、この表面実装用部品をプリント配線板上に実装した後、他の部材と接触させて使用する際に、他の部材との接触圧を受けて基体が変形し、他の部材との接触を良好に維持することができる。したがって、例えば、他の部材との接触に伴って他の部材と電気的に接続されるコンタクトのような部品として好適なものとなる。
【００１２】
さらに、この表面実装用部品において、パターンは、無電解めっき法で金属材料の析出を促すために用いられる触媒成分を含有する触媒成分含有液を用いて、基体の表面に印刷を施すとともに、当該印刷が施された箇所に金属材料を含有する金属成分含有液を接触させて、金属材料を析出させることによって形成されている。したがって、基体が変形しやすいエラストマー材料で形成されているにもかかわらず、基体の表面に精度よく密着性の高い金属パターンを形成することができる。
【００１３】
また、基体上に触媒成分含有液を塗布し、その表面を化学的に活性化させたものを電解液につけることで塗布面に金属を発生させるだけの単純な工程を利用しているので、より多くの工程を必要とする製法に比べ、金属パターンを簡単に得ることができる。
【００１４】
しかも、高温、長時間の熱処理を必要としないため、生産時間が短く現実性のある量産性に富み、また、熱処理に耐えうる基体が限定されてしまう、といった問題を招くこともない。
【００１５】
ところで、本発明の表面実装用部品において、触媒成分含有液を印刷する方法については、様々な方法を考えることができるが、一例を挙げれば、前記触媒成分含有液を、インクジェット方式にて前記基体の表面に印刷すると好ましい。このような構成を採用すれば、専用の版などを用いることなく比較的簡単に所期のパターンを印刷することができるので好ましい。
【００１６】
また、本発明の表面実装用部品において、触媒成分含有液を印刷した後、この印刷が施された箇所に金属成分含有液を接触させる方法についても、様々な方法を考えることができるが、一例を挙げれば、印刷が施された基体を金属成分含有液槽内に浸漬すると好ましい。
【００１７】
あるいは、別の一例を挙げれば、前記金属成分含有液をインクジェット方式にて前記印刷が施された箇所に重ねて印刷することにより、前記印刷が施された箇所に前記金属成分含有液を接触させてあると好ましい。このような構成を採用すれば、金属材料を析出させる必要のない箇所に金属成分含有液が付着することはないので、その分だけ金属成分含有液の消費量を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明の表面実装用部品において、パターンを形成するために用いられる金属材料としては、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕなどが好ましい。これらの金属材料を用いれば、半田付け用の領域あるいは電気回路の一部として好適なパターンを形成することができる。
【００１９】
また、本発明の表面実装用部品において、基体を形成するために用いられるエラストマー材料としては、シリコーン系エラストマー、またはエポキシ系エラストマーがベース材として配合されているものが好ましい。このようなエラストマー材料であれば、基体の耐熱性を高くすることができるので、プリント配線板上への実装時に表面実装用部品が高温環境下に置かれても、基体が備えるエラストマーとしての特性を良好に維持することができる。
【００２０】
さらに、本発明の表面実装用部品において、基体を形成するために用いられるエラストマー材料中には、表面実装用部品の使用目的等に応じて、様々な機能性フィラーを配合することができる。
【００２１】
例えば、本発明の表面実装用部品において、前記エラストマー材料は、導電材として機能するフィラーが配合されていてもよい。この場合、基体に導電性を付与することができる。導電材として機能するフィラーとしては、例えば、銀、アルミニウム、銅、カーボンなどのフィラーを挙げることができる。
【００２２】
また、本発明の表面実装用部品において、前記エラストマー材料は、磁性材として機能するフィラーが配合されていてもよい。この場合、基体に磁性を付与することができる。磁性材として機能するフィラーとしては、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、アモルファス合金などのフィラーを挙げることができる。
【００２３】
また、本発明の表面実装用部品において、前記エラストマー材料は、誘電材として機能するフィラーが配合されていてもよい。この場合、基体の誘電率を向上させることができる。誘電材として機能するフィラーとしては、例えば、チタン酸バリウム、炭化ケイ素などのフィラーを挙げることができる。
【００２４】
また、本発明の表面実装用部品において、前記エラストマー材料は、熱伝導材として機能するフィラーが配合されていてもよい。この場合、基体の熱伝導率を向上させることができる。熱伝導材として機能するフィラーとしては、例えば、アルミナ、マグネシアなどのフィラーを挙げることができる。
【００２５】
さらに、本発明の表面実装用部品において、前記触媒成分は、パラジウム化合物であると好ましい。このような構成を採用すれば、パラジウムの触媒作用により、金属材料を効率よく析出させることができる。
【００２６】
加えて、本発明の表面実装用部品において、前記触媒成分含有液は、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化樹脂成分を含有していてもよく、この場合、前記パターンは、前記触媒成分含有液を用いて前記基体の表面に印刷を施した後、当該印刷が施された箇所に紫外線を照射して液状成分を硬化させてから、当該印刷が施された箇所に前記金属材料を含有する金属成分含有液を接触させることによって形成されているとよい。
【００２７】
このように構成すれば、触媒成分含有液による印刷を、より確実に硬化させることができるので、精度のよいパターンを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施形態について具体的な例を挙げて説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図である。
【００２９】
この表面実装用部品１は、基体３と、基体３の表面に形成されたパターン５とを備えている。
基体３は、導電性を有するエラストマー材料によって形成されたもので、導電性を有するエラストマー材料としては、シリコーン系エラストマーをベースにして導電材として機能する銀フィラーを配合してなる材料が利用されている。
【００３０】
パターン５は、銅によって形成されたもので、より詳しくは後述するが、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン５に相当する形状の印刷を基体３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００３１】
以上のように構成された表面実装用部品１は、例えば、パターン５をプリント配線板７の上に形成された金属部９に対して半田付けすることにより、プリント配線板７上に実装される。金属部９は、プリント配線板７上においてグランド電位を持つ部分である。そして、基体３の一面３ａを図示しない電子機器の筐体に接触させて、その筐体とプリント配線板７との間に表面実装用部品１を挟み込むようにして、プリント配線板７を筐体内で固定することにより、金属部９と筐体とを電気的に接続することができる。
【００３２】
次に、基体３の表面にパターン５を形成する手順について説明する。
まず、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液として、下記表１に示す配合比で各物質が混合された溶液を用意した。
【００３３】
【表１】
上記表１中、酢酸パラジウムは、後の工程で金属を析出させるための触媒として機能する成分である。ＵＶ光重合開始剤Ａ，Ｂ、ＵＶ硬化型反応性希釈モノマー、六官能性モノマー、反応性四官能性ポリエステルアクリレートオリゴマーは、紫外線硬化樹脂成分である。ＵＶ光重合開始剤Ａとしては、製品名：Irgacure1700（イギリス・Ciba Specialty Chemicals社製）を使用し、ＵＶ光重合開始剤Ｂとしては、製品名：Irgacure819（イギリス・Ciba Specialty Chemicals社製）を使用した。また、ＵＶ硬化型反応性希釈モノマーとしては、ジプロピレングリコールジアクリレート（ベルギー・UCB社製）を使用した。また、六官能性モノマーとしては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ベルギー・UCB社製）を使用した。また、反応性四官能性ポリエステルアクリレートオリゴマーとしては、製品名：Actilane505（イギリス・Akzo Nobel UV Resins社製）を使用した。ジアセトンアルコールは、他の固形分とともに基体に付着した後、他の固形分を残して蒸発する揮発性の成分である。ポリビニルピロリドンとしては、製品名：PVP K30（イギリス・ISP社製）を使用した。
【００３４】
以上のような触媒成分含有液を、インクジェット方式のプリントヘッド（製品名：XJ500/180、イギリス・Xarr社）にて１８０×２５０ｄｐｉの記録密度で、基体３の表面に印刷して試料を得た。その後、試料の印刷面に対して紫外線を照射して（Fusion 500 Watt H-bulb使用）、触媒成分含有液中の固形分を硬化させた。
【００３５】
続いて、脱イオン水中にジメチルアミンボラン１．６％溶液を含む浴中に試料を浸漬し、４０±２℃で２分間処理した後、脱イオン水を洗い流して試料を乾燥させた。この処理により、試料表面の酢酸パラジウムはパラジウムに還元され、触媒として活性化されることになる。
【００３６】
続いて、銅を含有する金属成分含有液に試料を浸漬した。銅を含有する金属成分含有液としては、７５％脱イオン水と２５％の銅めっき用溶液との混合物を用いた。銅めっき用溶液は、市販の無電解銅めっき用溶液３種（製品名：Enplate 872A、Enplate 872B、Enplate 872C、いずれもイギリス・Enthone-OMI社製）を３：３：１の比で配合したものである。なお、Enplate 872Aには、めっき用の金属源となる硫酸銅が含まれている。また、Enplate 872Bには、シアン化物錯化剤およびホルムアルデヒドが含まれている。また、Enplate 872Cには、水酸化ナトリウムが含まれている。
【００３７】
金属成分含有液に試料を浸漬する際には、金属成分含有液を攪拌するとともに、金属成分含有液の温度を４５±２℃に保ち、２分間にわたって試料を浸漬した。その結果、基体３の表面に銅のパターン５が形成された。
【００３８】
以上説明した表面実装用部品１によれば、基体３が変形しやすいエラストマー材料で形成されているにもかかわらず、基体３の表面に精度よく密着性の高い金属のパターン５を形成することができる。
【００３９】
［第２実施形態］
図２は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図である。
この表面実装用部品１１は、基体１３と、基体１３の表面に形成されたパターン１５とを備えている。
【００４０】
基体１３は、導電性を有するエラストマー材料によって形成されたもので、導電性を有するエラストマー材料としては、シリコーン系エラストマーをベースにして導電材として機能する銀フィラーを配合してなる材料が利用されている。
【００４１】
パターン１５は、銅によって形成されたもので、上記第１実施形態同様、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン１５に相当する形状の印刷を基体１３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００４２】
以上のように構成された表面実装用部品１１も、パターン１５をプリント配線板の上に形成された金属部に対して半田付けすることにより、プリント配線板上に実装される。
また、表面実装用部品１１は、パターン１５が設けられた４箇所においてプリント配線板に固定できるので、同等なパターンを２箇所に設けたもの以上に、部品の回転を防止する効果が高くなる。すなわち、リフローソルダリング方式での実装の際、半田による製品の固定箇所が２箇所しかない場合には、半田面の多少の濡れ性の違いにより、製品設置位置のずれや回転など発生することがある。この点、表面実装用部品１１においては、パターン１５を４箇所に分けた構造になっており、その分だけプリント配線板への固定箇所を増やすことができるので、部品の回転防止を図ることができる。この他、パターン１５の形状を工夫しても、部品回転防止を図ることができる。こうしたパターン１５の形状や数は、印刷により任意の形状や数とすることができる。
【００４３】
［第３実施形態］
図３（ａ）は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図、同図（ｂ）は表面実装用部品の使用状態を示す説明図である。
【００４４】
この表面実装用部品２１は、基体２３と、基体２３の表面に形成されたパターン２５とを備えている。
基体２３は、導電性を有するエラストマー材料によって形成されたもので、導電性を有するエラストマー材料としては、シリコーン系エラストマーをベースにして導電材として機能する銀フィラーを配合してなる材料が利用されている。
【００４５】
パターン２５は、銅によって形成されたもので、上記第１実施形態同様、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン２５に相当する形状の印刷を基体２３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００４６】
以上のように構成された表面実装用部品２１も、パターン２５をプリント配線板２７の上に形成された金属部２９に対して半田付けすることにより、プリント配線板２７上に実装される。そして、基体３を電子機器の筐体３０に接触させて、その筐体３０とプリント配線板２７との間に表面実装用部品２１を挟み込むようにして、プリント配線板２７を筐体３０内で固定することにより、金属部２９と筐体３０とを電気的に接続することができる。
【００４７】
また、第３実施形態においては、基体２３が中空構造とされているので、第１実施形態のものよりも圧縮変形させやすく、筐体３０とプリント配線板２７との間に表面実装用部品２１を挟み込んだ際に、筐体３０、プリント配線板２７、および表面実装用部品２１の各部に過大な応力が作用しないようにすることができる。
【００４８】
［第４実施形態］
図４は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図である。
この表面実装用部品３１は、基体３３と、基体３３の表面に形成されたパターン３５ａ，３５ｂとを備えている。
【００４９】
基体３３は、シリコーン系エラストマーをベースにして磁性材として機能するＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金のフィラーを配合してなる材料が利用されている。
パターン３５ａ，３５ｂは、銅によって形成されたもので、上記第１実施形態同様、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン３５ａ，３５ｂに相当する形状の印刷を基体３３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００５０】
以上のように構成された表面実装用部品３１は、パターン３５ａを半田付け部として利用して、プリント配線板上に半田付けすることができる。また、パターン３５ｂは、電気回路として利用される。このような表面実装用部品３１は、インダクターとして利用することが可能である。
【００５１】
［第５実施形態］
図５（ａ）は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図、同図（ｂ）は、同表面実装用部品の階層構造を示す分解図である。
【００５２】
この表面実装用部品４１は、基体４３と、基体４３の表面に形成されたパターン４５ａ，４５ｂ，４５ｃと、パターン４５ｂを被覆する絶縁膜４６を備えている。
基体４３は、シリコーン系エラストマーをベースにして誘電材として機能する炭化ケイ素のフィラーを配合してなる材料が利用されている。
【００５３】
パターン４５ａ，４５ｂ，４５ｃは、銅によって形成されたもので、上記第１実施形態同様、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン４５ａ，４５ｂ，４５ｃに相当する形状の印刷を基体４３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００５４】
絶縁膜４６は、絶縁性物質を印刷することによって形成されたもので、この絶縁膜４６により、パターン４５ｂとプリント配線板が電気的に接触しないようになっている。
以上のように構成された表面実装用部品４１は、パターン４５ａがプリント配線板上に半田付けされ、これにより、パターン４５ｂが電気回路として利用される。
【００５５】
また、パターン４５ｃが、プリント配線板上のグランド電位を持つ箇所に半田付けされる。これにより、パターン４５ｂに流れる高周波ノイズが、誘電体として機能する基体４３を通してグランドに落とされるようになる。
【００５６】
［第６実施形態］
図６（ａ）は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図、同図（ｂ）は、同表面実装用部品の使用状態を示す説明図である。
【００５７】
この表面実装用部品５１は、基体５３と、基体５３の表面に形成されたパターン５５とを備えている。
基体５３は、エポキシ系エラストマーをベースにして熱伝導材として機能するアルミナのフィラーを配合してなる材料が利用されている。
【００５８】
パターン５５は、銅によって形成されたもので、上記第１実施形態同様、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン５５に相当する形状の印刷を基体５３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００５９】
以上のように構成された表面実装用部品５１は、パターン５５がプリント配線板５７上の金属部５９に対して半田付けされることにより、プリント配線板５７上に実装される。プリント配線板５７上への実装は、自動実装機により簡単に実施できる。
【００６０】
そして、表面実装用部品５１をプリント配線板５７上へ実装した後に、板金６０とＩＣ６２との間に潰して挟み込むことにより、ＩＣ６２の熱対策を行うことができる。
［第７実施形態］
図７は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図である。
【００６１】
この表面実装用部品７１は、基体７３と、基体７３の表面に形成されたパターン７５とを備えている。
基体７３は、エポキシ系エラストマーをベースにして導電材として機能する銀フィラーを配合してなる材料が利用されている。
【００６２】
パターン７５は、銅によって形成されたもので、上記第１実施形態同様、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン７５に相当する形状の印刷を基体７３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００６３】
以上のように構成された表面実装用部品７１は、一方の側にあるパターン７５ａをプリント配線板上のグランド電位を持つ箇所に対して半田付けすることにより、プリント配線板上に実装される。そして、他方の側にあるパターン７５ｂを図示しない電子機器の筐体に接触させて、その筐体とプリント配線板との間に表面実装用部品７１を挟み込むようにして、プリント配線板を筐体内で固定することにより、プリント配線板上のグランド電位を持つ箇所と筐体とを電気的に接続することができる。
【００６４】
この第７実施形態のように、パターン７５は、基体７３の表裏両面に形成することが可能である。
［第８実施形態］
さて、上記第１実施形態〜第７実施形態では、主に表面実装用部品の形態や材質について様々な具体例を示したが、以下に説明する第８実施形態以降においては、金属のパターンを形成する手順について様々な具体例を説明する。なお、第８実施形態以降において説明するパターンの形成手順は、上記第１実施形態〜第７実施形態において例示した各表面実装用部品を製造する際に利用可能である。
【００６５】
第１実施形態において説明したパターン形成手順は、触媒成分含有液に紫外線硬化樹脂成分を配合し、紫外線照射によって触媒成分のパターンを固化する方式を採用していたが、第８実施形態として説明するパターン形成手順は、触媒成分含有液を印刷後、赤外線ヒーターによって乾燥させるか自然乾燥させる方式を採用したものである。また、第１実施形態では、触媒成分含有液を印刷後、金属成分含有液に浸漬する方式を採用していたが、第８実施形態においては、金属成分含有液に相当する成分を３つの溶液に分けて、これらを重ねて印刷することにより、基体上で金属成分含有液を生成する方式としてある。以下、詳しく説明する。
【００６６】
まず、第８実施形態において、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液としては、下記表２に示す配合比で各物質が混合された溶液を用意した。
【００６７】
【表２】
上記表２中、酢酸パラジウムは、後の工程で金属を析出させるための触媒として機能する成分である。ジアセトンアルコールとメトキシプロパノールは、他の固形分とともに基体に付着した後、他の固形分を残して蒸発する揮発性の成分である。ポリビニルブチラールは、触媒成分の基体への密着性を高めるために配合されているもので、分子量１５０００〜２５０００程度のものが好適である。水酸化カリウムは、後述する還元剤を活性化させる塩基として機能する成分である。
【００６８】
また、金属成分含有液に相当する成分を３つの溶液に分けたものとして、下記表３〜表５に示す溶液Ａ〜Ｃを用意した。
【００６９】
【表３】
【００７０】
【表４】
【００７１】
【表５】
以上のような用意を行った後、まず、上記表２に示した触媒成分含有液を、インクジェット方式のプリントヘッド（製品名：XJ128-200、イギリス・Xarr社）に注入し、基体の表面に印刷して試料を得た。プリントヘッドからは、８０ｐＬ（ピコリットル）の液滴を噴出、噴出周波数は１〜２ｋＨｚ、噴射距離は１〜２ｍｍとした。
【００７２】
触媒成分含有液で基体に対する印刷を行った後、基体の近傍に配置された赤外線ヒーターを用いて、印刷された触媒成分含有液を乾燥させた。なお、赤外線ヒーターを用いた場合、３０秒程度で乾燥させることができるが、それ以上の時間を要しても構わない場合は、赤外線ヒーターを用いることなく自然乾燥させてもよい。
【００７３】
次に、上記表３〜表５に示した溶液Ａ〜Ｃを使用して、印刷された触媒成分含有液に重ねて印刷を行った。溶液Ａ〜Ｃは同量ずつ使用して印刷を行い、溶液Ａ〜Ｃを重ねて印刷することにより、これらの溶液Ａ〜Ｃが基体上で混合されて金属成分含有液が基体上で生成されるようにした。なお、溶液Ａ〜Ｃを印刷する範囲は、印刷可能な範囲全体としてもよいし、触媒成分含有液による印刷に重なる範囲のみを対象にして選択的に印刷を行ってもよい。
【００７４】
この後、５分程度放置することにより、基体上に銅を析出させて、銅のパターンを形成することができた。パターン形成後は、余分な溶液や乾燥済みの塩を基体から拭き取るか水洗いし、基体の表面に所期のパターンが形成された表面実装用部品を得ることができた。
【００７５】
以上説明した手順でも、基体の表面に精度よく密着性の高い金属のパターンを形成することができる。
［第９実施形態］
次に、金属のパターンを形成する手順について、さらに別の実施形態を説明する。
【００７６】
第９実施形態として説明するパターン形成手順は、金属成分含有液に相当する成分を２つの溶液に分けて、これらを重ねて印刷することにより、基体上で金属成分含有液を生成する方式としてあり、この点で第８実施形態とは相違する。
【００７７】
より具体的には、第８実施形態において表３および表４に示した溶液Ａ，Ｂに代えて、第９実施形態においては、下記表６に示した溶液ＡＢを用意した。
【００７８】
【表６】
そして、上記第８実施形態において溶液Ａ，Ｂを印刷していた工程に代えて、上記溶液ＡＢを印刷する工程を採用し、その他の工程はすべて上記第８実施形態と同じ工程として、基体の表面に所期のパターンが形成された表面実装用部品を得ることができた。このような手順でも、基体の表面に精度よく密着性の高い金属のパターンを形成することができる。
【００７９】
［第１０実施形態］
次に、金属のパターンを形成する手順について、さらに別の実施形態を説明する。
第１０実施形態として説明するパターン形成手順は、金属成分含有液に相当する成分を複数の溶液に分けない方式としたものであり、この点で第８，９実施形態とは相違する。
【００８０】
より具体的には、第１０実施形態においては、金属成分含有液として下記表７に示した溶液を用意した。
【００８１】
【表７】
上記表７中、無電解銅めっき用溶液Ａ〜Ｃとしては、市販の無電解銅めっき用溶液３種（製品名：Enplate 872A、Enplate 872B、Enplate 872C、いずれもイギリス・Enthone-OMI社製）を使用した。エチレングリコールは、湿潤剤として配合されているものであり、表面張力を低下させる作用がある。また、ｔ−ブタノールは、表面張力を低下させ濡れ性を向上させる作用がある。Ｎ−オクチル−２−ピロリドン（製品名：Surfadone LP-100）も湿潤剤である。
【００８２】
そして、上記第８実施形態において溶液Ａ〜Ｃを印刷していた工程に代えて、上記表７に示した溶液を印刷する工程を採用し、その他の工程はすべて上記第８実施形態と同じ工程として、基体の表面に所期のパターンが形成された表面実装用部品を得ることができた。このような手順でも、基体の表面に精度よく密着性の高い金属のパターンを形成することができる。
【００８３】
［第１１実施形態］
次に、金属のパターンを形成する手順について、さらに別の実施形態を説明する。
第１１実施形態は、触媒成分含有液の別の例を示す実施形態である。
【００８４】
より具体的には、第１１実施形態においては、触媒成分含有液として下記表８に示した溶液を用意した。
【００８５】
【表８】
上記表８中、ポリビニルピロリドンは、分子量６００００〜７００００程度のもの（製品名：Ｋ３０、International Specialty Products社製）を使用した。このような触媒成分含有液を使用し、他は上記第８実施形態〜上記第１０実施形態と同様の工程で処理を行っても、基体の表面に精度よく密着性の高い金属のパターンを形成することができる。
【００８６】
［変形例等］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。
【００８７】
例えば、上記各実施形態では、基体の表面に触媒成分含有液で印刷を施すに当たって、特に基体表面に対する前処理を行う旨の説明を行わなかったが、触媒成分と基体との密着性を改善するため、あるいは、最終的に形成される金属パターンと基体との密着性を改善するために、基体表面に対する前処理を行っておいてもよい。このような前処理の具体例としては、例えば、コロナ放電処理、プライマー処理、シリカ皮膜形成処理などの表面改質処理を挙げることができる。
【００８８】
また、上記実施形態では、無電解めっきを施す際に利用する金属材料の一例として銅を挙げたが、無電解めっき法で用いられる金属材料であれば任意に利用することができる。中でも、表面実装用部品において金属パターンを設ける上で有益な金属としては、銅の他、Ｓｎ、Ａｕなどを挙げることができる。
【００８９】
さらに、上記実施形態では、触媒成分含有液をインクジェット方式で印刷することにより、パターンに相当する領域のみに触媒成分含有液を付着させていたが、印刷の方法は他の方法を採用してもよい。
【００９０】
一例を挙げれば、触媒成分含有液が紫外線硬化樹脂成分を含有する場合、あらかじめ触媒成分含有液を基体の表面全体に付着させておいて、パターンに相当する領域のみに紫外線を照射して当該領域の触媒成分含有液を硬化させ、その後、未硬化の領域について触媒成分含有液を洗い流してもよい。このような手法でも、パターンに相当する領域のみに触媒成分含有液による印刷を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】第１実施形態において例示した表面実装用部品の斜視図。
【図２】第２実施形態において例示した表面実装用部品の斜視図。
【図３】第３実施形態において例示した表面実装用部品を示し、（ａ）は、その斜視図、（ｂ）はその使用状態を示す説明図。
【図４】第４実施形態において例示した表面実装用部品の斜視図。
【図５】第５実施形態において例示した表面実装用部品を示し、（ａ）は、その斜視図、（ｂ）は、その階層構造を示す分解図。
【図６】第６実施形態において例示した表面実装用部品を示し、（ａ）は、その斜視図、（ｂ）はその使用状態を示す説明図。
【図７】第７実施形態において例示した表面実装用部品の斜視図。
【符号の説明】
【００９２】
１，１１，２１，３１，４１，５１，７１・・・表面実装用部品、３，１３，２３，３３，４３，５３，７３・・・基体、５，１５，２５，３５ａ，３５ｂ，４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，５５，７５，７５ａ，７５ｂ・・・パターン、４６・・・絶縁膜。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線板へ実装可能な表面実装用部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基体の表面に金属パターンを設ける技術として、基体の表面にインクジェット方式でパターンを描いておいて、そのパターンに対して金属めっきを施す技術が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
下記特許文献１に記載の技術の場合、インクジェット方式により、モノマー重合能を有する触媒を含むパターンを基板上に形成し、その触媒に導電性高分子を生成するモノマー成分を接触させて導電性高分子のパターンを形成し、さらに導電性高分子のパターンに対して金属めっきを施すことにより、所期の金属パターンを形成している。
【０００４】
また、下記特許文献２に記載の技術の場合、インクジェット方式により、金属超微粒子を含有した液体で基板上にパターンを形成し、その基板を焼成して下地導電パターンを形成し、さらに下地導電パターンに対して無電解めっきを施すことにより、所期の金属パターンを形成している。
【特許文献１】特開２００４−３１３９２号公報
【特許文献２】特開２００５−１４２４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１，２に記載の技術は、比較的硬質な材料からなる基板に対してパターンを形成する技術であったため、エラストマー材料からなる基体の表面にパターンを形成するための技術としては、必ずしも好適なものではなかった。
【０００６】
特に、上記特許文献１に記載の技術の場合、触媒層からなるパターンをインクジェットにて形成し、そこへ導電性高分子を生成させ、更に電気メッキにより導電性パターンを形成するので、これらの工程に手間がかかり、また、均一な導電性高分子のパターンを形成できないことがあり、その場合、最終的な金属のパターンも厚さや細部の形状が不均一なものとなりやすく、パターンの精度が悪くなることがあった。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載の技術の場合、金属超微粒子を液体中に均一に分散させることが容易ではないため、インクジェット方式で形成したパターン内における金属超微粒子の分布密度を均一化することも難しい、という問題があった。また、焼成時の熱でエラストマー材料からなる基体がダメージを受けやすい、という問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、エラストマー材料からなる基体の表面に、密着性の高い金属パターンが比較的簡単な工程で精度よく形成された表面実装用部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、本発明において採用した構成について説明する。
本発明の表面実装用部品は、エラストマー材料によって形成された基体の表面に、金属材料によって形成されたパターンを設けてなる表面実装用部品であって、前記パターンが、無電解めっき法で前記金属材料の析出を促すために用いられる触媒成分を含有する触媒成分含有液を用いて、前記基体の表面に印刷を施すとともに、当該印刷が施された箇所に前記金属材料を含有する金属成分含有液を接触させて、前記金属材料を析出させることによって形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成された表面実装用部品によれば、基体の表面に金属材料のパターンが形成されているので、このパターンの一部を半田付け用の領域として利用して、表面実装用部品をプリント配線板上に実装することができる。基体の表面のパターンは、電気回路の一部を構成するために利用されていてもよいし、単に表面実装用部品をプリント配線板上に固定するために利用されているだけでもよい。
【００１１】
また、この表面実装用部品において、基体はエラストマー材料によって形成されているので、この表面実装用部品をプリント配線板上に実装した後、他の部材と接触させて使用する際に、他の部材との接触圧を受けて基体が変形し、他の部材との接触を良好に維持することができる。したがって、例えば、他の部材との接触に伴って他の部材と電気的に接続されるコンタクトのような部品として好適なものとなる。
【００１２】
さらに、この表面実装用部品において、パターンは、無電解めっき法で金属材料の析出を促すために用いられる触媒成分を含有する触媒成分含有液を用いて、基体の表面に印刷を施すとともに、当該印刷が施された箇所に金属材料を含有する金属成分含有液を接触させて、金属材料を析出させることによって形成されている。したがって、基体が変形しやすいエラストマー材料で形成されているにもかかわらず、基体の表面に精度よく密着性の高い金属パターンを形成することができる。
【００１３】
また、基体上に触媒成分含有液を塗布し、その表面を化学的に活性化させたものを電解液につけることで塗布面に金属を発生させるだけの単純な工程を利用しているので、より多くの工程を必要とする製法に比べ、金属パターンを簡単に得ることができる。
【００１４】
しかも、高温、長時間の熱処理を必要としないため、生産時間が短く現実性のある量産性に富み、また、熱処理に耐えうる基体が限定されてしまう、といった問題を招くこともない。
【００１５】
ところで、本発明の表面実装用部品において、触媒成分含有液を印刷する方法については、様々な方法を考えることができるが、一例を挙げれば、前記触媒成分含有液を、インクジェット方式にて前記基体の表面に印刷すると好ましい。このような構成を採用すれば、専用の版などを用いることなく比較的簡単に所期のパターンを印刷することができるので好ましい。
【００１６】
また、本発明の表面実装用部品において、触媒成分含有液を印刷した後、この印刷が施された箇所に金属成分含有液を接触させる方法についても、様々な方法を考えることができるが、一例を挙げれば、印刷が施された基体を金属成分含有液槽内に浸漬すると好ましい。
【００１７】
あるいは、別の一例を挙げれば、前記金属成分含有液をインクジェット方式にて前記印刷が施された箇所に重ねて印刷することにより、前記印刷が施された箇所に前記金属成分含有液を接触させてあると好ましい。このような構成を採用すれば、金属材料を析出させる必要のない箇所に金属成分含有液が付着することはないので、その分だけ金属成分含有液の消費量を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明の表面実装用部品において、パターンを形成するために用いられる金属材料としては、Ｃｕ、Ｓｎ、Ａｕなどが好ましい。これらの金属材料を用いれば、半田付け用の領域あるいは電気回路の一部として好適なパターンを形成することができる。
【００１９】
また、本発明の表面実装用部品において、基体を形成するために用いられるエラストマー材料としては、シリコーン系エラストマー、またはエポキシ系エラストマーがベース材として配合されているものが好ましい。このようなエラストマー材料であれば、基体の耐熱性を高くすることができるので、プリント配線板上への実装時に表面実装用部品が高温環境下に置かれても、基体が備えるエラストマーとしての特性を良好に維持することができる。
【００２０】
さらに、本発明の表面実装用部品において、基体を形成するために用いられるエラストマー材料中には、表面実装用部品の使用目的等に応じて、様々な機能性フィラーを配合することができる。
【００２１】
例えば、本発明の表面実装用部品において、前記エラストマー材料は、導電材として機能するフィラーが配合されていてもよい。この場合、基体に導電性を付与することができる。導電材として機能するフィラーとしては、例えば、銀、アルミニウム、銅、カーボンなどのフィラーを挙げることができる。
【００２２】
また、本発明の表面実装用部品において、前記エラストマー材料は、磁性材として機能するフィラーが配合されていてもよい。この場合、基体に磁性を付与することができる。磁性材として機能するフィラーとしては、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、アモルファス合金などのフィラーを挙げることができる。
【００２３】
また、本発明の表面実装用部品において、前記エラストマー材料は、誘電材として機能するフィラーが配合されていてもよい。この場合、基体の誘電率を向上させることができる。誘電材として機能するフィラーとしては、例えば、チタン酸バリウム、炭化ケイ素などのフィラーを挙げることができる。
【００２４】
また、本発明の表面実装用部品において、前記エラストマー材料は、熱伝導材として機能するフィラーが配合されていてもよい。この場合、基体の熱伝導率を向上させることができる。熱伝導材として機能するフィラーとしては、例えば、アルミナ、マグネシアなどのフィラーを挙げることができる。
【００２５】
さらに、本発明の表面実装用部品において、前記触媒成分は、パラジウム化合物であると好ましい。このような構成を採用すれば、パラジウムの触媒作用により、金属材料を効率よく析出させることができる。
【００２６】
加えて、本発明の表面実装用部品において、前記触媒成分含有液は、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化樹脂成分を含有していてもよく、この場合、前記パターンは、前記触媒成分含有液を用いて前記基体の表面に印刷を施した後、当該印刷が施された箇所に紫外線を照射して液状成分を硬化させてから、当該印刷が施された箇所に前記金属材料を含有する金属成分含有液を接触させることによって形成されているとよい。
【００２７】
このように構成すれば、触媒成分含有液による印刷を、より確実に硬化させることができるので、精度のよいパターンを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施形態について具体的な例を挙げて説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図である。
【００２９】
この表面実装用部品１は、基体３と、基体３の表面に形成されたパターン５とを備えている。
基体３は、導電性を有するエラストマー材料によって形成されたもので、導電性を有するエラストマー材料としては、シリコーン系エラストマーをベースにして導電材として機能する銀フィラーを配合してなる材料が利用されている。
【００３０】
パターン５は、銅によって形成されたもので、より詳しくは後述するが、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン５に相当する形状の印刷を基体３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００３１】
以上のように構成された表面実装用部品１は、例えば、パターン５をプリント配線板７の上に形成された金属部９に対して半田付けすることにより、プリント配線板７上に実装される。金属部９は、プリント配線板７上においてグランド電位を持つ部分である。そして、基体３の一面３ａを図示しない電子機器の筐体に接触させて、その筐体とプリント配線板７との間に表面実装用部品１を挟み込むようにして、プリント配線板７を筐体内で固定することにより、金属部９と筐体とを電気的に接続することができる。
【００３２】
次に、基体３の表面にパターン５を形成する手順について説明する。
まず、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液として、下記表１に示す配合比で各物質が混合された溶液を用意した。
【００３３】
【表１】
上記表１中、酢酸パラジウムは、後の工程で金属を析出させるための触媒として機能する成分である。ＵＶ光重合開始剤Ａ，Ｂ、ＵＶ硬化型反応性希釈モノマー、六官能性モノマー、反応性四官能性ポリエステルアクリレートオリゴマーは、紫外線硬化樹脂成分である。ＵＶ光重合開始剤Ａとしては、製品名：Irgacure1700（イギリス・Ciba Specialty Chemicals社製）を使用し、ＵＶ光重合開始剤Ｂとしては、製品名：Irgacure819（イギリス・Ciba Specialty Chemicals社製）を使用した。また、ＵＶ硬化型反応性希釈モノマーとしては、ジプロピレングリコールジアクリレート（ベルギー・UCB社製）を使用した。また、六官能性モノマーとしては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ベルギー・UCB社製）を使用した。また、反応性四官能性ポリエステルアクリレートオリゴマーとしては、製品名：Actilane505（イギリス・Akzo Nobel UV Resins社製）を使用した。ジアセトンアルコールは、他の固形分とともに基体に付着した後、他の固形分を残して蒸発する揮発性の成分である。ポリビニルピロリドンとしては、製品名：PVP K30（イギリス・ISP社製）を使用した。
【００３４】
以上のような触媒成分含有液を、インクジェット方式のプリントヘッド（製品名：XJ500/180、イギリス・Xarr社）にて１８０×２５０ｄｐｉの記録密度で、基体３の表面に印刷して試料を得た。その後、試料の印刷面に対して紫外線を照射して（Fusion 500 Watt H-bulb使用）、触媒成分含有液中の固形分を硬化させた。
【００３５】
続いて、脱イオン水中にジメチルアミンボラン１．６％溶液を含む浴中に試料を浸漬し、４０±２℃で２分間処理した後、脱イオン水を洗い流して試料を乾燥させた。この処理により、試料表面の酢酸パラジウムはパラジウムに還元され、触媒として活性化されることになる。
【００３６】
続いて、銅を含有する金属成分含有液に試料を浸漬した。銅を含有する金属成分含有液としては、７５％脱イオン水と２５％の銅めっき用溶液との混合物を用いた。銅めっき用溶液は、市販の無電解銅めっき用溶液３種（製品名：Enplate 872A、Enplate 872B、Enplate 872C、いずれもイギリス・Enthone-OMI社製）を３：３：１の比で配合したものである。なお、Enplate 872Aには、めっき用の金属源となる硫酸銅が含まれている。また、Enplate 872Bには、シアン化物錯化剤およびホルムアルデヒドが含まれている。また、Enplate 872Cには、水酸化ナトリウムが含まれている。
【００３７】
金属成分含有液に試料を浸漬する際には、金属成分含有液を攪拌するとともに、金属成分含有液の温度を４５±２℃に保ち、２分間にわたって試料を浸漬した。その結果、基体３の表面に銅のパターン５が形成された。
【００３８】
以上説明した表面実装用部品１によれば、基体３が変形しやすいエラストマー材料で形成されているにもかかわらず、基体３の表面に精度よく密着性の高い金属のパターン５を形成することができる。
【００３９】
［第２実施形態］
図２は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図である。
この表面実装用部品１１は、基体１３と、基体１３の表面に形成されたパターン１５とを備えている。
【００４０】
基体１３は、導電性を有するエラストマー材料によって形成されたもので、導電性を有するエラストマー材料としては、シリコーン系エラストマーをベースにして導電材として機能する銀フィラーを配合してなる材料が利用されている。
【００４１】
パターン１５は、銅によって形成されたもので、上記第１実施形態同様、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン１５に相当する形状の印刷を基体１３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００４２】
以上のように構成された表面実装用部品１１も、パターン１５をプリント配線板の上に形成された金属部に対して半田付けすることにより、プリント配線板上に実装される。
また、表面実装用部品１１は、パターン１５が設けられた４箇所においてプリント配線板に固定できるので、同等なパターンを２箇所に設けたもの以上に、部品の回転を防止する効果が高くなる。すなわち、リフローソルダリング方式での実装の際、半田による製品の固定箇所が２箇所しかない場合には、半田面の多少の濡れ性の違いにより、製品設置位置のずれや回転など発生することがある。この点、表面実装用部品１１においては、パターン１５を４箇所に分けた構造になっており、その分だけプリント配線板への固定箇所を増やすことができるので、部品の回転防止を図ることができる。この他、パターン１５の形状を工夫しても、部品回転防止を図ることができる。こうしたパターン１５の形状や数は、印刷により任意の形状や数とすることができる。
【００４３】
［第３実施形態］
図３（ａ）は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図、同図（ｂ）は表面実装用部品の使用状態を示す説明図である。
【００４４】
この表面実装用部品２１は、基体２３と、基体２３の表面に形成されたパターン２５とを備えている。
基体２３は、導電性を有するエラストマー材料によって形成されたもので、導電性を有するエラストマー材料としては、シリコーン系エラストマーをベースにして導電材として機能する銀フィラーを配合してなる材料が利用されている。
【００４５】
パターン２５は、銅によって形成されたもので、上記第１実施形態同様、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン２５に相当する形状の印刷を基体２３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００４６】
以上のように構成された表面実装用部品２１も、パターン２５をプリント配線板２７の上に形成された金属部２９に対して半田付けすることにより、プリント配線板２７上に実装される。そして、基体３を電子機器の筐体３０に接触させて、その筐体３０とプリント配線板２７との間に表面実装用部品２１を挟み込むようにして、プリント配線板２７を筐体３０内で固定することにより、金属部２９と筐体３０とを電気的に接続することができる。
【００４７】
また、第３実施形態においては、基体２３が中空構造とされているので、第１実施形態のものよりも圧縮変形させやすく、筐体３０とプリント配線板２７との間に表面実装用部品２１を挟み込んだ際に、筐体３０、プリント配線板２７、および表面実装用部品２１の各部に過大な応力が作用しないようにすることができる。
【００４８】
［第４実施形態］
図４は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図である。
この表面実装用部品３１は、基体３３と、基体３３の表面に形成されたパターン３５ａ，３５ｂとを備えている。
【００４９】
基体３３は、シリコーン系エラストマーをベースにして磁性材として機能するＦｅ−Ｓｉ−Ｃｒ合金のフィラーを配合してなる材料が利用されている。
パターン３５ａ，３５ｂは、銅によって形成されたもので、上記第１実施形態同様、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン３５ａ，３５ｂに相当する形状の印刷を基体３３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００５０】
以上のように構成された表面実装用部品３１は、パターン３５ａを半田付け部として利用して、プリント配線板上に半田付けすることができる。また、パターン３５ｂは、電気回路として利用される。このような表面実装用部品３１は、インダクターとして利用することが可能である。
【００５１】
［第５実施形態］
図５（ａ）は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図、同図（ｂ）は、同表面実装用部品の階層構造を示す分解図である。
【００５２】
この表面実装用部品４１は、基体４３と、基体４３の表面に形成されたパターン４５ａ，４５ｂ，４５ｃと、パターン４５ｂを被覆する絶縁膜４６を備えている。
基体４３は、シリコーン系エラストマーをベースにして誘電材として機能する炭化ケイ素のフィラーを配合してなる材料が利用されている。
【００５３】
パターン４５ａ，４５ｂ，４５ｃは、銅によって形成されたもので、上記第１実施形態同様、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン４５ａ，４５ｂ，４５ｃに相当する形状の印刷を基体４３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００５４】
絶縁膜４６は、絶縁性物質を印刷することによって形成されたもので、この絶縁膜４６により、パターン４５ｂとプリント配線板が電気的に接触しないようになっている。
以上のように構成された表面実装用部品４１は、パターン４５ａがプリント配線板上に半田付けされ、これにより、パターン４５ｂが電気回路として利用される。
【００５５】
また、パターン４５ｃが、プリント配線板上のグランド電位を持つ箇所に半田付けされる。これにより、パターン４５ｂに流れる高周波ノイズが、誘電体として機能する基体４３を通してグランドに落とされるようになる。
【００５６】
［第６実施形態］
図６（ａ）は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図、同図（ｂ）は、同表面実装用部品の使用状態を示す説明図である。
【００５７】
この表面実装用部品５１は、基体５３と、基体５３の表面に形成されたパターン５５とを備えている。
基体５３は、エポキシ系エラストマーをベースにして熱伝導材として機能するアルミナのフィラーを配合してなる材料が利用されている。
【００５８】
パターン５５は、銅によって形成されたもので、上記第１実施形態同様、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン５５に相当する形状の印刷を基体５３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００５９】
以上のように構成された表面実装用部品５１は、パターン５５がプリント配線板５７上の金属部５９に対して半田付けされることにより、プリント配線板５７上に実装される。プリント配線板５７上への実装は、自動実装機により簡単に実施できる。
【００６０】
そして、表面実装用部品５１をプリント配線板５７上へ実装した後に、板金６０とＩＣ６２との間に潰して挟み込むことにより、ＩＣ６２の熱対策を行うことができる。
［第７実施形態］
図７は、本発明の一実施形態として例示する表面実装用部品の斜視図である。
【００６１】
この表面実装用部品７１は、基体７３と、基体７３の表面に形成されたパターン７５とを備えている。
基体７３は、エポキシ系エラストマーをベースにして導電材として機能する銀フィラーを配合してなる材料が利用されている。
【００６２】
パターン７５は、銅によって形成されたもので、上記第１実施形態同様、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液を用いて、パターン７５に相当する形状の印刷を基体７３の表面に施すとともに、当該印刷が施された箇所に銅を含有する金属成分含有液を接触させて、無電解めっき法にて銅を析出させることによって形成されている。
【００６３】
以上のように構成された表面実装用部品７１は、一方の側にあるパターン７５ａをプリント配線板上のグランド電位を持つ箇所に対して半田付けすることにより、プリント配線板上に実装される。そして、他方の側にあるパターン７５ｂを図示しない電子機器の筐体に接触させて、その筐体とプリント配線板との間に表面実装用部品７１を挟み込むようにして、プリント配線板を筐体内で固定することにより、プリント配線板上のグランド電位を持つ箇所と筐体とを電気的に接続することができる。
【００６４】
この第７実施形態のように、パターン７５は、基体７３の表裏両面に形成することが可能である。
［第８実施形態］
さて、上記第１実施形態〜第７実施形態では、主に表面実装用部品の形態や材質について様々な具体例を示したが、以下に説明する第８実施形態以降においては、金属のパターンを形成する手順について様々な具体例を説明する。なお、第８実施形態以降において説明するパターンの形成手順は、上記第１実施形態〜第７実施形態において例示した各表面実装用部品を製造する際に利用可能である。
【００６５】
第１実施形態において説明したパターン形成手順は、触媒成分含有液に紫外線硬化樹脂成分を配合し、紫外線照射によって触媒成分のパターンを固化する方式を採用していたが、第８実施形態として説明するパターン形成手順は、触媒成分含有液を印刷後、赤外線ヒーターによって乾燥させるか自然乾燥させる方式を採用したものである。また、第１実施形態では、触媒成分含有液を印刷後、金属成分含有液に浸漬する方式を採用していたが、第８実施形態においては、金属成分含有液に相当する成分を３つの溶液に分けて、これらを重ねて印刷することにより、基体上で金属成分含有液を生成する方式としてある。以下、詳しく説明する。
【００６６】
まず、第８実施形態において、パラジウム化合物を含有する触媒成分含有液としては、下記表２に示す配合比で各物質が混合された溶液を用意した。
【００６７】
【表２】
上記表２中、酢酸パラジウムは、後の工程で金属を析出させるための触媒として機能する成分である。ジアセトンアルコールとメトキシプロパノールは、他の固形分とともに基体に付着した後、他の固形分を残して蒸発する揮発性の成分である。ポリビニルブチラールは、触媒成分の基体への密着性を高めるために配合されているもので、分子量１５０００〜２５０００程度のものが好適である。水酸化カリウムは、後述する還元剤を活性化させる塩基として機能する成分である。
【００６８】
また、金属成分含有液に相当する成分を３つの溶液に分けたものとして、下記表３〜表５に示す溶液Ａ〜Ｃを用意した。
【００６９】
【表３】
【００７０】
【表４】
【００７１】
【表５】
以上のような用意を行った後、まず、上記表２に示した触媒成分含有液を、インクジェット方式のプリントヘッド（製品名：XJ128-200、イギリス・Xarr社）に注入し、基体の表面に印刷して試料を得た。プリントヘッドからは、８０ｐＬ（ピコリットル）の液滴を噴出、噴出周波数は１〜２ｋＨｚ、噴射距離は１〜２ｍｍとした。
【００７２】
触媒成分含有液で基体に対する印刷を行った後、基体の近傍に配置された赤外線ヒーターを用いて、印刷された触媒成分含有液を乾燥させた。なお、赤外線ヒーターを用いた場合、３０秒程度で乾燥させることができるが、それ以上の時間を要しても構わない場合は、赤外線ヒーターを用いることなく自然乾燥させてもよい。
【００７３】
次に、上記表３〜表５に示した溶液Ａ〜Ｃを使用して、印刷された触媒成分含有液に重ねて印刷を行った。溶液Ａ〜Ｃは同量ずつ使用して印刷を行い、溶液Ａ〜Ｃを重ねて印刷することにより、これらの溶液Ａ〜Ｃが基体上で混合されて金属成分含有液が基体上で生成されるようにした。なお、溶液Ａ〜Ｃを印刷する範囲は、印刷可能な範囲全体としてもよいし、触媒成分含有液による印刷に重なる範囲のみを対象にして選択的に印刷を行ってもよい。
【００７４】
この後、５分程度放置することにより、基体上に銅を析出させて、銅のパターンを形成することができた。パターン形成後は、余分な溶液や乾燥済みの塩を基体から拭き取るか水洗いし、基体の表面に所期のパターンが形成された表面実装用部品を得ることができた。
【００７５】
以上説明した手順でも、基体の表面に精度よく密着性の高い金属のパターンを形成することができる。
［第９実施形態］
次に、金属のパターンを形成する手順について、さらに別の実施形態を説明する。
【００７６】
第９実施形態として説明するパターン形成手順は、金属成分含有液に相当する成分を２つの溶液に分けて、これらを重ねて印刷することにより、基体上で金属成分含有液を生成する方式としてあり、この点で第８実施形態とは相違する。
【００７７】
より具体的には、第８実施形態において表３および表４に示した溶液Ａ，Ｂに代えて、第９実施形態においては、下記表６に示した溶液ＡＢを用意した。
【００７８】
【表６】
そして、上記第８実施形態において溶液Ａ，Ｂを印刷していた工程に代えて、上記溶液ＡＢを印刷する工程を採用し、その他の工程はすべて上記第８実施形態と同じ工程として、基体の表面に所期のパターンが形成された表面実装用部品を得ることができた。このような手順でも、基体の表面に精度よく密着性の高い金属のパターンを形成することができる。
【００７９】
［第１０実施形態］
次に、金属のパターンを形成する手順について、さらに別の実施形態を説明する。
第１０実施形態として説明するパターン形成手順は、金属成分含有液に相当する成分を複数の溶液に分けない方式としたものであり、この点で第８，９実施形態とは相違する。
【００８０】
より具体的には、第１０実施形態においては、金属成分含有液として下記表７に示した溶液を用意した。
【００８１】
【表７】
上記表７中、無電解銅めっき用溶液Ａ〜Ｃとしては、市販の無電解銅めっき用溶液３種（製品名：Enplate 872A、Enplate 872B、Enplate 872C、いずれもイギリス・Enthone-OMI社製）を使用した。エチレングリコールは、湿潤剤として配合されているものであり、表面張力を低下させる作用がある。また、ｔ−ブタノールは、表面張力を低下させ濡れ性を向上させる作用がある。Ｎ−オクチル−２−ピロリドン（製品名：Surfadone LP-100）も湿潤剤である。
【００８２】
そして、上記第８実施形態において溶液Ａ〜Ｃを印刷していた工程に代えて、上記表７に示した溶液を印刷する工程を採用し、その他の工程はすべて上記第８実施形態と同じ工程として、基体の表面に所期のパターンが形成された表面実装用部品を得ることができた。このような手順でも、基体の表面に精度よく密着性の高い金属のパターンを形成することができる。
【００８３】
［第１１実施形態］
次に、金属のパターンを形成する手順について、さらに別の実施形態を説明する。
第１１実施形態は、触媒成分含有液の別の例を示す実施形態である。
【００８４】
より具体的には、第１１実施形態においては、触媒成分含有液として下記表８に示した溶液を用意した。
【００８５】
【表８】
上記表８中、ポリビニルピロリドンは、分子量６００００〜７００００程度のもの（製品名：Ｋ３０、International Specialty Products社製）を使用した。このような触媒成分含有液を使用し、他は上記第８実施形態〜上記第１０実施形態と同様の工程で処理を行っても、基体の表面に精度よく密着性の高い金属のパターンを形成することができる。
【００８６】
［変形例等］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な一実施形態に限定されず、この他にも種々の形態で実施することができる。
【００８７】
例えば、上記各実施形態では、基体の表面に触媒成分含有液で印刷を施すに当たって、特に基体表面に対する前処理を行う旨の説明を行わなかったが、触媒成分と基体との密着性を改善するため、あるいは、最終的に形成される金属パターンと基体との密着性を改善するために、基体表面に対する前処理を行っておいてもよい。このような前処理の具体例としては、例えば、コロナ放電処理、プライマー処理、シリカ皮膜形成処理などの表面改質処理を挙げることができる。
【００８８】
また、上記実施形態では、無電解めっきを施す際に利用する金属材料の一例として銅を挙げたが、無電解めっき法で用いられる金属材料であれば任意に利用することができる。中でも、表面実装用部品において金属パターンを設ける上で有益な金属としては、銅の他、Ｓｎ、Ａｕなどを挙げることができる。
【００８９】
さらに、上記実施形態では、触媒成分含有液をインクジェット方式で印刷することにより、パターンに相当する領域のみに触媒成分含有液を付着させていたが、印刷の方法は他の方法を採用してもよい。
【００９０】
一例を挙げれば、触媒成分含有液が紫外線硬化樹脂成分を含有する場合、あらかじめ触媒成分含有液を基体の表面全体に付着させておいて、パターンに相当する領域のみに紫外線を照射して当該領域の触媒成分含有液を硬化させ、その後、未硬化の領域について触媒成分含有液を洗い流してもよい。このような手法でも、パターンに相当する領域のみに触媒成分含有液による印刷を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】第１実施形態において例示した表面実装用部品の斜視図。
【図２】第２実施形態において例示した表面実装用部品の斜視図。
【図３】第３実施形態において例示した表面実装用部品を示し、（ａ）は、その斜視図、（ｂ）はその使用状態を示す説明図。
【図４】第４実施形態において例示した表面実装用部品の斜視図。
【図５】第５実施形態において例示した表面実装用部品を示し、（ａ）は、その斜視図、（ｂ）は、その階層構造を示す分解図。
【図６】第６実施形態において例示した表面実装用部品を示し、（ａ）は、その斜視図、（ｂ）はその使用状態を示す説明図。
【図７】第７実施形態において例示した表面実装用部品の斜視図。
【符号の説明】
【００９２】
１，１１，２１，３１，４１，５１，７１・・・表面実装用部品、３，１３，２３，３３，４３，５３，７３・・・基体、５，１５，２５，３５ａ，３５ｂ，４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，５５，７５，７５ａ，７５ｂ・・・パターン、４６・・・絶縁膜。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エラストマー材料によって形成された基体の表面に、金属材料によって形成されたパターンを設けてなる表面実装用部品であって、
前記パターンが、無電解めっき法で前記金属材料の析出を促すために用いられる触媒成分を含有する触媒成分含有液を用いて、前記基体の表面に印刷を施すとともに、当該印刷が施された箇所に前記金属材料を含有する金属成分含有液を接触させて、前記金属材料を析出させることによって形成されている
ことを特徴とする表面実装用部品。
【請求項２】
前記触媒成分含有液を、インクジェット方式にて前記基体の表面に印刷してある
ことを特徴とする請求項１に記載の表面実装用部品。
【請求項３】
前記金属成分含有液をインクジェット方式にて前記印刷が施された箇所に重ねて印刷することにより、前記印刷が施された箇所に前記金属成分含有液を接触させてある
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面実装用部品。
【請求項４】
前記金属材料が、Ｃｕ、Ｓｎ、またはＡｕである
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項５】
前記エラストマー材料は、シリコーン系エラストマー、またはエポキシ系エラストマーがベース材として配合されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項６】
前記エラストマー材料は、導電材として機能するフィラーが配合されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項７】
前記エラストマー材料は、磁性材として機能するフィラーが配合されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項８】
前記エラストマー材料は、誘電材として機能するフィラーが配合されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項９】
前記エラストマー材料は、熱伝導材として機能するフィラーが配合されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項１０】
前記触媒成分が、パラジウム化合物である
ことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項１１】
前記触媒成分含有液は、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化樹脂成分を含有しており、
前記パターンは、前記触媒成分含有液を用いて前記基体の表面に印刷を施した後、当該印刷が施された箇所に紫外線を照射して液状成分を硬化させてから、当該印刷が施された箇所に前記金属材料を含有する金属成分含有液を接触させることによって形成されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項１】
エラストマー材料によって形成された基体の表面に、金属材料によって形成されたパターンを設けてなる表面実装用部品であって、
前記パターンが、無電解めっき法で前記金属材料の析出を促すために用いられる触媒成分を含有する触媒成分含有液を用いて、前記基体の表面に印刷を施すとともに、当該印刷が施された箇所に前記金属材料を含有する金属成分含有液を接触させて、前記金属材料を析出させることによって形成されている
ことを特徴とする表面実装用部品。
【請求項２】
前記触媒成分含有液を、インクジェット方式にて前記基体の表面に印刷してある
ことを特徴とする請求項１に記載の表面実装用部品。
【請求項３】
前記金属成分含有液をインクジェット方式にて前記印刷が施された箇所に重ねて印刷することにより、前記印刷が施された箇所に前記金属成分含有液を接触させてある
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面実装用部品。
【請求項４】
前記金属材料が、Ｃｕ、Ｓｎ、またはＡｕである
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項５】
前記エラストマー材料は、シリコーン系エラストマー、またはエポキシ系エラストマーがベース材として配合されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項６】
前記エラストマー材料は、導電材として機能するフィラーが配合されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項７】
前記エラストマー材料は、磁性材として機能するフィラーが配合されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項８】
前記エラストマー材料は、誘電材として機能するフィラーが配合されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項９】
前記エラストマー材料は、熱伝導材として機能するフィラーが配合されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項１０】
前記触媒成分が、パラジウム化合物である
ことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の表面実装用部品。
【請求項１１】
前記触媒成分含有液は、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化樹脂成分を含有しており、
前記パターンは、前記触媒成分含有液を用いて前記基体の表面に印刷を施した後、当該印刷が施された箇所に紫外線を照射して液状成分を硬化させてから、当該印刷が施された箇所に前記金属材料を含有する金属成分含有液を接触させることによって形成されている
ことを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の表面実装用部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−５３６４４（Ｐ２００８−５３６４４Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３１０６７（Ｐ２００６−２３１０６７）
【出願日】平成１８年８月２８日（２００６．８．２８）
【出願人】（０００２４２２３１）北川工業株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２８日（２００６．８．２８）
【出願人】（０００２４２２３１）北川工業株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
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