JPH07142819A

JPH07142819A - 一体型プリント配線板成形体

Info

Publication number: JPH07142819A
Application number: JP30611593A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Yosomiya; 隆俊四十宮
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】一体型プリント配線板成形体において、プリン
ト配線板面にシワやエア残りがなく、電子部品の実装時
にハンダ付けの熱により膨れや層間剥離を生じない加工
適性に優れた一体型プリント配線板成形体を提供する。【構成】プリント配線板１をプラスチック成形体８と一
体化してなるプリント配線板成形体７において、プリン
ト配線板１に、可撓性を有する基材２を使用し、且つ、
該基材２の少なくとも一方の面に所定の回路パターン３
を形成すると共に非回路部分に金属層４を形成した構
成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形等による一体
型プリント配線板成形体に関し、特に、プリント配線板
が立体的な面にピッタリと追従しており、ハンダ付け等
による電子部品の実装時に、プラスチック成形体とプリ
ント配線板との間に膨れや層間剥離等を生じない、密着
性に優れた一体型プリント配線板成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、オーディオ、コンピューター、８
ミリビデオ、携帯用電話等の電気製品は高性能化が進ん
でおり、それと共に小型化、軽量化、薄型化に対するニ
ーズが高まっている。このような電気製品のプリント配
線板は、従来、ガラス布基材エポキシ樹脂、紙基材フェ
ノール樹脂等のリジッドな電気絶縁性基材や、ポリイミ
ドフィルム、ポリエステルフィルム等のフレキシブル基
材の表面に銅箔等を貼り付けた後、エッチングにより回
路を形成する方法（サブトラクティブ法）や、無電解メ
ッキ或いは電解メッキにより基材上に回路を形成する方
法（アディティブ法）等により製造されてきた。

【０００３】また、近年ではプリント配線板の製造方法
として、射出成形した樹脂成形体に無電解メッキを施
し、これをエッチングして電気回路を形成し、その上に
ソルダーレジストを設ける方法が行われている。上記の
方法によれば、プリント配線板を平面に限らず立体形状
とすることができ、そのために配線板そのものをハウジ
ングの一部や部品の一部として利用することができる。
その上、配線板取り付けや、電気部品取り付け用穴の形
成を射出成形により同時に行うことができるという利点
を有する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の方
法では、所望の立体形状としたプリント配線板用成形体
に対して、金属メッキやエッチング、更にはソルダーレ
ジスト加工をそれぞれ行う必要があり、工程が煩雑であ
るという問題がある。

【０００５】このような問題点を解決することを目的と
して、例えば特開平２−７５９２号公報では、導電性回
路を形成した所謂プリント配線板シートを射出成形金型
内に挿入して射出成形し、立体形状のプリント配線板成
形体を製造する方法が提案されている。しかし、この方
法で作成した一体型プリント配線板成形体では、プリン
ト配線板シートが薄いために、射出成形時にシワやエア
残りが発生し易く、ハンダ付けにより電子部品を実装し
ようとすると、実装時にプリント配線板の表面温度が２
２０〜２８０℃の高温となるために、射出成形品とプリ
ント配線板との間に膨れや層間剥離を起こし易いという
問題があった。

【０００６】従って、本発明の目的は、プリント配線板
と成形体がピッタリと接着していて、一体型プリント配
線板成形体上のプリント配線板にシワやエア残りが無
く、電子部品の実装時に、膨れや層間剥離が生じない一
体型プリント配線板成形体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は以下の本発
明によって達成される。即ち、本発明の一体型プリント
配線板成形体は、プリント配線板とプラスチック成形体
とを一体化してなるプリント配線板成形体において、前
記プリント配線板が、可撓性を有する基材からなり、且
つ、該基材の少なくとも一方の面に所定の回路パターン
を形成すると共に非回路部分に金属層を形成したことを
特徴とする一体型プリント配線板成形体からなる。

【０００８】

【作用】上記の構成からなる本発明の一体型プリント配
線板成形体では、非回路部分に形成された金属層がプリ
ント配線板に保形性を付与するので、薄いプリント配線
板でも保形性を有するようになる。

【０００９】

【実施例】以下に図面を用いて本発明を更に詳細に説明
する。図１、図２は、それぞれ本発明の一体型プリント
配線板成形体のプリント配線板部を説明する模式平面図
と模式断面図である。また、図３、図４は、それぞれ本
発明の一体型プリント配線板成形体の一実施例を示す模
式断面図と模式斜視図である。そして、図５は、本発明
の一体型プリント配線板成形体の主要な製造方法である
射出成形用金型内にプリント配線板を挿入した状態を示
す模式断面図である。

【００１０】即ち、本発明の一体型プリント配線板成形
体７は、プリント配線板１をプラスチック成形体８と一
体化してなる一体型プリント配線板成形体７において、
プリント配線板１が、厚さ１００μｍ以下のプラスチッ
クフィルムを基材２とし、基材２の少なくとも一方の面
（図２、図３では基材の上面）に所定の回路パターン３
を設け、且つ、回路パターン３の外周部の中、少なくと
も対向する二つの端縁部（図１では左右の端縁部）およ
び回路パターン内の余白部に、これを埋めるように、回
路パターン３とは関係のない金属層４を設け、更に、回
路パターン３の反対側の面（図２、図３では基材の下
面、以下裏面）には接着剤層５を設け、この面と所定形
状のプラスチック成形体８とが密着するように一体的に
成形して得るものである。

【００１１】また、プリント配線板１自体は、従来公知
のものとしてフレキシブルまたはリジッドな配線板があ
り、それぞれフレキシブルなプラスチックフィルムまた
はリジッドなガラス布基材エポキシ樹脂基板や紙基材フ
ェノール樹脂基板等が基材２として使用されている。こ
れらの基材２の中、特に、リジッドな基材については、
本発明の一体型プリント配線板成形体７にも使用できな
いことはないが、例えば、射出成形を利用してプラスチ
ック成形体と一体化するような場合、成形後、プラスチ
ック成形体８側に引けと呼ばれる収縮が生じるのに対し
て、基材２は安定しているため、結果として成形体に反
りを生じやすく、成形条件や成形体の形状に制約がでる
ことがあるためフレキシブルな基材が好ましい。そし
て、基材２の一方の面には回路パターン３を設け、その
裏面には接着剤層５を塗布により設け、更に、その上に
リリースフィルム６を剥離自在に積層してプリント配線
板１を構成する。

【００１２】（基材）本発明において、プリント配線板
１の基材２に使用できるプラスチックフィルムとして
は、特別な制限はないが、電子部品をハンダ等で溶着し
たり、プラスチック成形体と一体化することから耐熱性
を有し、柔軟性、可撓性に優れたものが好ましく、例え
ば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，
６−ナフタレート等のポリエステル、ポリエーテルスル
フォン、ポリエーテルエーテルケトン、芳香族ポリアミ
ド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミドイミド、
ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド（Ｐ
ＰＳ）、および、これらのハロゲン或いはメチル基置換
体等のフィルムを使用することができる。これらの中で
も、ポリイミドフィルムが、特に好ましい。また、フィ
ルムの厚さは、通常、１２μｍ〜１００μｍ程度であ
り、２５μｍ〜８０μｍの範囲がより好ましい。

【００１３】（回路パターンおよび金属層）上記の基材
２上に設ける回路パターン３は、例えば、銅、アルミニ
ウム等の導電性金属の箔を基材２に積層して導電性金属
層を形成し、これをフォトレジスト法等でエッチングし
て回路を形成するサブトラクティブ法や、無電解メッキ
或いは電解メッキにより基材２上に回路を形成するアデ
ィティブ法等の常法により形成することができる。

【００１４】また、前記導電性金属層は、銅、アルミニ
ウム等の導電性金属を真空蒸着法、スパッタ法、イオン
プレーティング法等によって基材上に薄膜層として形成
してもよいし、銅、アルミニウム等の導電性金属の箔を
接着剤を用いて基材２に貼り合わせて形成してもよい。
いずれの場合も、形成された導電性金属層をフォトレジ
スト法等でエッチングすることにより回路パターン３を
設けることができる。

【００１５】更に、電子部品を実装しない面（裏面）に
も、回路パターンを一部分設けるとか、或いは、回路パ
ターンでなく全面に金属層を設けて、電磁波シールド層
としたり、またアース電極として用いることもできる。
この場合には、基材にスルーホールを設け、このスルー
ホールを通じて両面の金属層が導通するようにしておく
ことにより、アースと接続できる。

【００１６】また、本発明のプリント配線板１におい
て、保形性を付与するための金属層４は、回路パターン
３を形成するために設けた導電性金属層を共用して形成
するのが、工程的にも簡略化できて好都合である。即
ち、前述のように、基材２に導電性金属層を設け、これ
を回路パターン化する際に、回路パターン３として必要
な部分と、基材に保形性を付与する金属層４となる部分
に、エッチングレジストをシルクスクリーン印刷法等で
塗布し、その後、エッチングレジストの塗布されていな
い導電性金属層に塩化第２鉄等のエッチング液を吹き付
けて、回路パターン３および金属層４以外の露出金属層
を溶解除去する。その後、エッチングレジストを強アル
カリで剥離し、除去することにより、回路パターン３と
金属層４が同時に形成される。また、基材２の回路パタ
ーン３の反対側の面等に、電磁波シールド層を設ける場
合には、先に金属蒸着層を設け、その上に金属メッキ層
を設ける構成が好ましい。

【００１７】なお、本発明においてはプリント配線板１
には、回路パターン３形成用マーク、金型セット用マー
クおよびマウント用マーク等をそれぞれ回路パターン３
の形成前、或いは、回路パターン３を形成後、或いは、
回路パターン３の必要部分をカバーする絶縁性樹脂層
（図示せず）を形成した後、適宜印刷等により設けるこ
とができる。このようなマークを設けておけば、画像識
別装置を用いることにより、回路パターン３の印刷や、
射出成形機金型内へのプリント配線板１のセット、或い
は、電子部品の実装等を誤りなく行うことができる。こ
れはハウジング成形体の内面に接着したプリント配線板
１の表面が平坦ではないので、部品実装の位置決めを正
確に行うために有効である。特に、金型セット用マーク
は、使用する樹脂や射出圧等に応じて、樹脂の射出によ
るプリント配線板１のズレ等を補正するようにプリント
配線板１を金型にセットすることができるので好まし
い。

【００１８】プリント配線板１の回路パターン３の面に
は、回路パターン３と関係のない金属層４を、端縁部お
よび回路パターン内の余白部に設けている。この金属層
４を設けることにより、薄いプリント配線板１が保形性
を有するようになり、射出成形時にシワや、エア残りの
生じない一体化成形が可能となる。

【００１９】（接着剤層およびリリースフィルム）プリ
ント配線板１の裏面に設ける接着剤層５は、一体化成形
におけるプリント配線板１とプラスチック成形体８とを
追従性よくぴったりと接着させるためのものであり、両
者の接着面の材質により適宜選定できる。例えば、プラ
スチック成形体８用の樹脂にポリアミドを使用し、プリ
ント配線板１の裏面、即ち接着面がポリイミドフィルム
である場合には、エポキシ系接着剤を用いればよく、ま
た、プラスチック成形体８用の樹脂がアクリロニトリル
−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）で、プ
リント配線板１の裏面（接着面）がポリエステルフィル
ムである場合には、ポリエステル系接着剤を用いればよ
い。

【００２０】これらの接着剤は、通常、溶剤で粘度調整
を行い、ロールコート或いはスクリーン印刷等の方法で
プリント配線板１の裏面に塗布する。接着剤の塗布量
は、接着剤層５の厚さで、５μｍ〜１５μｍ程度が好ま
しい。厚さが５μｍ以下では、接着強度が弱く、配線板
と射出樹脂とが充分に接着せず、配線板が浮くことがあ
る。一方、厚さが１５μｍを超えると、樹脂の射出時に
射出圧により、接着剤が流動し、塗布面からはみ出して
回路面に付着し、回路の導電不良の原因になったりす
る。

【００２１】接着剤塗布面は、通常タックがあるため射
出成形等による一体化成形前まではリリースフィルム６
を剥離自在に貼り合わせてカバーしておく。リリースフ
ィルムには、通常シリコーンなどの離型剤が塗布され、
また、接着剤の吸湿による変質を避けるため防湿性のあ
る基材を用いている。通常は、２軸延伸ポリエステルフ
ィルム等が用いられる。リリースフィルムの厚さは、３
０μｍ〜１００μｍ程度が適当で、３０μｍ以下では、
成形前の剥離作業が難しく、１００μｍ以上は機能的に
も不必要で、コスト面で不利である。

【００２２】（プリント配線板の一体化成形）次に、本
発明の一体型プリント配線板成形体７の一体化成形方法
について説明する。プリント配線板の一体化成形は、大
抵の場合、射出成形方式を利用しており、図２〜図５に
示すように、基材２の片面（もしくは両面）に所定の回
路パターン３、および、金属層４を形成し、その裏面に
接着剤層５を形成し、更にその上にリリースフィルム６
を貼り合わせたプリント配線板１を用い、先ず、そのリ
リースフィルム６を剥離し、回路パターン３面を射出成
形の一方の金型（雄型１０）に向けて固定し、射出ゲー
ト９を有する他の金型（雌型１１）とを組合せ、射出ゲ
ート９から溶融樹脂を射出して、前記プリント配線板１
を接着剤層５を介して所定形状のプラスチック成形体と
一体的に成形する。

【００２３】上記の射出成形用樹脂としては、射出成形
が可能なものであれば特に制限はないが、回路面に電子
部品をハンダ付けすることから、ある程度、耐熱性を有
するものが好ましく、例えば、各種のポリアミド、ポリ
アリレート（ＰＡＲ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポ
リエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡ
Ｉ）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニ
レンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポ
リエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー
（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネ
ート（ＰＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレ
ン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、フッ素系樹脂等、また、こ
れらの中の２種以上のポリマーアロイ等を使用すること
ができる。これらの中で特に、４６ナイロン、変性ポリ
アミド６Ｔ等の高耐熱ポリアミド、ポリフェニレンサル
ファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等が好ま
しい。成形条件自体は、使用する樹脂によりそれぞれ多
少は異なるが従来公知の条件に準じて実施できる。

【００２４】図５において、射出成形用金型は、雄型１
０及び雌型１１からなり、雄型と雌型を閉鎖するとキャ
ビティ１２が形成されるようになっている。雄型１０
は、表面にマット処理が施されており、一体型プリント
配線板成形体の内壁面に対応する種々の立体的な面が形
成されている。また、雄型１０にはプリント配線板１を
吸引固定する１個または複数個の吸引口１３が設けられ
ており、また、雄型１０の平坦部には、図示していない
が、プリント配線板１に設けられた貫通孔に挿入する留
めピンを設けることができる。この留めピンは貫通孔中
で進退可能であり、雄型１０と雌型１１の閉鎖、また
は、樹脂の射出に応じて留めピンを退行させる。樹脂の
射出時には留めピンを完全には退行させず、プリント配
線板１の厚さ以上に残して成形することが好ましい。こ
のように留めピンが残るようにしておけば、樹脂の射出
時の樹脂圧により、貫通孔からプリント配線板１の表面
に射出樹脂が裏廻りすることを防止できる。

【００２５】一方、雌型１１には、射出ゲート９が設け
られているが、射出ゲート９は図５では１個であるが１
個に限定されるものではなく、成形品の大きさ、形状等
により複数個設けてもよい。この場合には、貫通孔の数
と位置は、ゲートの数と位置に対応させることが好まし
い。尚、雌型１１は雄型１０に対して図５における左右
方向に可動となっている。

【００２６】このような装置において、先ず雌型１１を
後退限（図５の位置から左側へと移動）の位置とし、雄
型１０と雌型１１とを開いた状態として、プリント配線
板１を、接着剤層５が雌型側に向くように設置する。雄
型１０上に設置されたプリント配線板１は、吸引口１３
よりエアを吸引することにより、雄型１０の表面にピッ
タリと位置決めされた状態で保持される。尚、プリント
配線板１は、必要に応じて雄型１０の形状に合わせて沿
うように、予め真空成形、圧空成形等により予備成形を
行ってもよい。

【００２７】次に、雌型１１が雄型１０まで前進し、金
型が閉鎖されてキャビティ１２が形成される。そして、
溶融した樹脂が射出ゲート９を通って射出され、キャビ
ティ１２全体に充填される。こうして射出成形が終わ
り、冷却された後、雌型１１が後退し、エジェクターピ
ン或いはストッパープレート（図示せず）等の作用によ
り離型が行われ、一体型プリント配線板成形体７を得る
ことができる。接着剤層５にエポキシ系接着剤等の熱硬
化性のものを使用した場合、プリント配線板１と射出樹
脂によるプラスチック成形体との接着を強固なものとす
るため、接着剤の種類に応じて適当な加熱処理を施すこ
とが好ましい。このようにして得られた一体型プリント
配線板成形体７は、プリント配線板１がピッタリとエア
残りなく、プラスチック成形体と強固に接着して一体化
されるために、ハンダ付けにより電子部品を実装する時
に膨れや層間剥離等を生じない優れた性能を有するもの
である。

【００２８】次に、実施例および比較例を挙げて本発明
を更に具体的に説明する。（実施例１）厚さ２５μｍのポリイミドフィルムを基材
とし、その両面にプラズマ処理を施した後、スパッター
装置により銅の薄膜層を厚さ約５００Åで設け、その上
に銅メッキ層を厚さ８μｍで形成し、両面に銅メッキ層
を有する基材シートを作成した。次いで、基材シートの
所定の位置にスルーホールを設け、更に、その一方の面
に回路パターンの銅層と、回路パターンの外周部の中、
対向する二つの端縁部に長方形の帯状の銅層、および回
路パターン内の余白部には、これを埋める形状の、回路
パターンと関係のない銅層を回路パターンと導通させる
ことなく、海・島状にサブトラクティブ法により設け
た。回路パターンの銅層と回路パターンに関係のない銅
層との間の距離は２００μｍの間隔とした。尚、回路パ
ターンの反対側の面の銅層はアースとし、回路パターン
と導通するようスルーホールに銅メッキを施した。

【００２９】続いて、回路パターンの反対側の面（アー
ス側の面）に、溶剤で粘度調整したエポキシ系接着剤を
シルクスクリーン印刷方式で全面に塗布し、乾燥装置を
１２０℃、２分間で通して溶剤を蒸発させ、厚さ１０μ
ｍの接着剤層を形成し、その上にリリースフィルムとし
て厚さ５０μｍの離型コートＰＥＴフィルムを貼り合わ
せてプリント配線板シートを作成した。その後、このプ
リント配線板シートを所定のサイズにカットし、リリー
スフィルムを剥離して、射出成形機の雄型１０上に位置
決め、設置し、型締めをした後、射出圧（油圧）９０Kg
/cm²、樹脂温度３３０℃で変性ポリアミド６Ｔ（三井石
油化学工業製アーレンＡ３１５）を二箇所の射出ゲー
トから射出、成形、冷却して、一体化成形体を得た。更
に、この一体化成形体をオーブンに入れ、１２０℃で１
時間、熱処理を施して実施例１の一体型プリント配線板
成形体を得た。

【００３０】このようにして得られた一体型プリント配
線板成形体にマウンターを用いて電子部品を実装し、２
６０℃、３０秒の条件でリフロー炉に通してハンダ付け
したが、プリント配線板１は、プラスチック成形体８に
ピッタリと密着し、エア残りもなく一体化された状態で
あり、ハンダ付けの熱による膨れや層間剥離の現象は認
められなかった。

【００３１】（比較例１）実施例１の構成において、先
ず、プリント配線板１に設ける金属層を回路パターン３
のみとし、回路パターン３の外側端縁部および回路パタ
ーン内の余白部或いは裏面等の金属層４は設けないで、
その他は実施例１と同様にしてプリント配線板１を作成
した。次に、このプリント配線板１を用いて実施例１と
同様にして一体化成形した。この時、プリント配線板１
の保形性が悪く、雄型１０への設置が難しく、得られた
比較例１の一体型プリント配線板成形体７は、プリント
配線板部にエア残りとシワが見られた。更に、この一体
型プリント配線板成形体７にマウンターで電子部品を実
装し、２６０℃、３０秒の条件でリフロー炉に通してハ
ンダ付けをしたところ、電子部品の接触ピンが外れてい
るものもあり、また、プリント配線板１に膨れが見ら
れ、性能および外観とも不良であった。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
一体型プリント配線板成形体は、プリント配線板とプラ
スチック成形体とを一体化してなるプリント配線板成形
体において、前記プリント配線板が、可撓性を有する基
材からなり、且つ、該基材の少なくとも一方の面に所定
の回路パターンを形成すると共に非回路部分に金属層を
形成したことを特徴とするものである。このような構成
を採ることにより、プリント配線板の保形性が良くな
り、射出成形時にプリント配線板にシワやエア残りがな
く、一体型プリント配線板成形体にハンダ付けにより電
子部品を実装しても、プリント配線板に膨れや層間剥離
を生じないという加工適性に優れた一体型プリント配線
板成形体を容易に、効率良く提供できる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一体型プリント配線板成形体
のプリント配線板部の一実施例を示す模式平面図であ
る。

【図２】図２は、本発明の一体型プリント配線板成形体
のプリント配線板部の一実施例を示す模式断面図であ
る。

【図３】図３は、本発明の一体型プリント配線板成形体
の一実施例を示す模式断面図である。

【図４】図４は、本発明の一体型プリント配線板成形体
の一実施例を説明する模式斜視図である。

【図５】図５は、本発明の一体型プリント配線板成形体
の主要な製造方法である射出成形金型内にプリント配線
板を挿入した状態を示す模式断面図である。

【符号の説明】

１プリント配線板２基材３回路パターン４金属層５接着剤層６リリースフィルム７一体型プリント配線板成形体８プラスチック成形体９射出ゲート 10 金型雄型 11 金型雌型 12 キャビティ 13 吸引口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント配線板とプラスチック成形体と
を一体化してなるプリント配線板成形体において、前記
プリント配線板が、可撓性を有する基材からなり、且
つ、該基材の少なくとも一方の面に所定の回路パターン
を形成すると共に、非回路部分に金属層を形成したこと
を特徴とする一体型プリント配線板成形体。