JP2888908B2 - プリント回路基板の製造方法 - Google Patents

プリント回路基板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、射出成形によるプリント回路基板の製造方
法に関し、さらに詳しくは、電気/電子部品のハンダ付
けによる実装時に、基材となる樹脂射出成形体とプリン
ト回路シートとの間に、ふくれや層間剥離を起こさな
い、耐熱性に優れたプリント回路基板を製造する方法に
関する。
〔従来の技術〕
従来、プリント回路板の製造方法としては、銅箔と基
板との間にプリプレグを置き、それをホットプレスで接
着積層した後に、銅箔をエッチングして回路を形成し、
その上にソルダーレジストパターンを形成する方法が一
般に行われていた。
また最近では、射出成形した樹脂基板に無電解メッキ
で金属メッキを行い、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パターンを設ける方
法(たとえば「電子材料」1989年4月号、116〜122ペー
ジ)が注目されるようになってきた。
この後者の方法は、プリント回路基板を、平板に限ら
ず複雑形状とすることができ、そのために基板そのもの
をハウジングの一部や部品の一部として利用できるとい
う利点を有する。その上、基板取付け、又は電気部品取
付け用の穴の形成を、基板の射出成形時に同時に行うこ
とができるという利便性もある。
しかしながら、この方法では、すでに所望の複雑形状
とした基板に対して、金属メッキやエッチング、さらに
はソルダーレジストパターン形成と、種々の工程を行わ
なければならず、それらの工程が煩雑となりやすく、ま
だこの方法は広く普及していない。
この問題点を改善すべく、基板の射出成形時に、回路
パターンを形成したシートを射出成形金型内で貼付する
方法が提案された(特開平1−145114号)。これによれ
ば異形形状のプリント回路基板を、従来の方法に比して
簡単に製造することが可能となる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら特開平1−145114号の方法によるプリン
ト回路基板に、ハンダ付けにより電気/電子部品を実装
しようとすると、接続加工時の温度が260℃程度と比較
的高温となるために、射出成形樹脂基板と回路シートと
の間にふくれや層間剥離を起こしやすく、問題となる。
したがって、本発明の目的は、射出成形樹脂基板と回
路シートとの接着を強固なものとして、電気/電子部品
の実装時の高温にも耐え、ふくれや層間剥離を生じない
プリント回路基板を製造する方法を提供することであ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、あらか
じめ導電性回路とソルダーレジストパターンとを順に形
成したフレキシブルシートの裏面に、電子線硬化型接着
剤を塗布し、これを射出成形金型に装着して基板を形成
する樹脂をフレキシブルシートの電子線硬化型接着剤塗
布面側に射出成形し、得られたフレキシブルプリント回
路シート付着射出成形体に電子線を照射することによ
り、フレキシブルプリント回路シートと射出成形体とが
良好に接着され、ハンダ付けによる部品の取り付けを行
ってもプリント回路シートと射出成形体との間にふくれ
や層間剥離が生じないプリント回路基板とすることがで
きることを発見し、本発明を完成した。
すなわち、本発明のプリント回路基板の製造方法は、 (a)フレキシブルシートに導電性回路及びソルダーレ
ジストパターンを順に形成するとともに、前記導電性回
路形成面の反対面に電子線硬化型接着剤を塗布してなる
フレキシブルプリント回路シートを形成し、 (b)前記フレキシブルプリント回路シートを射出成形
金型のキャビティ内に装着し、 (c)基板を形成する樹脂を射出成形して、前記プリン
ト回路シートの接着剤塗布面側に射出成形樹脂基板を形
成し、 (d)離型後電子線を照射することにより、前記フリキ
シブルプリント回路シートと前記樹脂基板とを接着する ことを特徴とする。
以下本発明を詳細に説明する。
まず本発明に用いる各種材料について説明する。
フレキシブルプリント回路シートの基材となるフレキ
シブルシートとしては、耐熱性を有するフィルムを使用
する。具体的にはポリイミドフィルム、二軸延伸ポリエ
ステルフィルム等を使用することができる。
フレキシブルシート上には、後述するようにエッチン
グにより導電性回路を形成する銅箔が接着されるが、用
いる銅箔は通常使用されているもので良く、またその接
着も、エポキシ樹脂等の耐熱性接着剤を用いて行うこと
ができる。さらに導電性回路上に形成するソルダーレジ
ストパターンも通常使用されている材料及び方法で形成
して良い。
次に、基板を構成する樹脂としては、耐熱性及び成形
性に優れたものを使用する必要があり、例えばポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエー
テルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリビ
ニルシクロヘキサン等を用いることができる。
上記樹脂の射出成形体である基板と、前述したフレキ
シブルプリント回路シートとの接着剤として、本発明で
は電子線硬化型接着剤を用いる。電子線硬化型接着剤と
は、エチレン性不飽和結合を有する化合物を必須成分と
する組成物であり、電子線の照射により硬化するもので
ある。このエチレン性不飽和結合を有する化合物として
は、たとえばポリエステル(メタ)アクリレート、ポリ
ウレタン(メタ)アクリレート、ポリエポキシ(メタ)
アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート、ポ
リエステルウレタン(メタ)アクリレート、ポリエーテ
ルウレタン(メタ)アクリレート等のプレポリマー;ス
チレン、α−スチレン、酢酸ビニルなどのオレフィン系
モノマー類;アクリル酸メチル、アクリル酸−2−エチ
ルヘキシル、アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、アク
リル酸メトキシエチル、アクリル酸ブトキシエチル、ア
クリル酸ブチル、アクリル酸メトキシブチル、シアノア
クリレート、アクリル酸シアノエチル、アクリル酸フェ
ニルなどのアクリル酸エステル類;メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸メトキシエチ
ル、メタクリル酸エトキシメチル、メタクリル酸フェニ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ラウリルなどの
メタクリル酸エステル類;アクリルアミド、メタクリル
アミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジイソプ
ロピルアミド、N,N−ジデシルアクリルアミド、N,N−ジ
メチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルア
ミドなどの不飽和カルボン酸アミド類及びその誘導体;
アクリル酸−2−N,N−ジメチルアミノ)エチル、アク
リル酸−2−(N,N−ジメチルアミノ)エチル、エクリ
ル酸−2−(N,N−ジベンジルアミノ)エチル、メタク
リル酸(N,N−ジメチルアミノ)メチル、アクリル酸−
2−(N,N−ジエチルアミノ)プロピルなどの化合物
類;エチレングリコールジアクリレート、プロピレング
リコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジア
クリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、
ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレング
リコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジア
クリレート、エチレングリコールジメタクリレート、プ
ロピレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリ
コールジメタクリレート等の2官能モノマー類、トリメ
チロールプロパントリアクリレート等の3官能モノマー
類等の化合物がある。
電子線硬化性接着剤としては、上記した化合物の1種
あるいは2種以上を混合して用いる。なお、更に、ポリ
ウレタン、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル等の熱可塑性
樹脂を加えてもかまわない。
上記各成分を混合して、好ましくは塗布に適した100
〜800cp範囲の粘度を有する接着剤として調整する。な
お、接着剤の粘度調整のためにさらに溶剤を加え、接着
剤塗布後にこれを乾燥して溶剤を飛ばしても良い。
次に本発明のプリント回路基板の製造方法について説
明する。
まずフレキシブルプリント回路シートを製造する。
ポリイミドフィルム等の耐熱性を有するフィルムに、
耐熱性接着剤を塗布し、その上に銅箔を貼付する。
次に銅箔を所望の回路パターンとなるようにエッチン
グする。
さらにその上に、回路部の短絡を防止するために、部
品実装に際して必要な部分以外の領域にソルダーレジス
トパターンを形成する。
第1図は、上記方法によって得られるフレキシブルプ
リント回路シートの一例を示す模式断面図である。フレ
キシブルプリント回路シート1は、耐熱性のフレキシブ
ルシート11上に、接着剤層12を介してエッチングされた
銅箔13が回路パターンを形成しており、さらにその上を
部分的にソルダーレジストパターン層14が被う構造を有
している。
上記構造のフレキシブルプリント回路シートを形成
後、そのフレキシブルシート側(第1図の面A)に電子
線硬化型接着剤を塗布し、これを射出成形金型内に装着
する。接着剤の塗布は、グラビアコート法、ロールコー
ト法、グラビアオフセット法等により行うことができ
る。塗布量は、0.2〜20g/m2、好ましくは0.4〜10g/m2
するのが良い。
フレキシブルプリント回路シートに電子線硬化型接着
剤を塗布して、射出成形金型に装着する具体的な工程と
しては種々考えられる。たとえば、フレキシブルプリン
ト回路シートの裏面に電子線硬化型接着剤を塗布し、作
業性の観点から必要に応じて接着剤面に剥離シートを貼
合し、これを打ち抜いて金型内に装着しても良いし、ま
ずフレキシブルプリント回路シートを打ち抜いておき、
打ち抜かれた複数のプリント回路シートのソルダーレジ
ストパターン側をキャリアフィルムに貼合し、接着剤を
フレキシブルシート面に塗布して、キャリアフィルムを
動かしながら連続的に射出成形金型に供給できる方法を
とっても良い。後者の方法によれば生産効率が向上し、
大量生産が可能となる。なおキャリアフィルムを用いる
方法では、射出成形後に、プリント回路シートと射出成
形体とが仮着したプリント回路基板をキャリアフィルム
から剥離すれば良い。
第2図は、本発明の方法において用いることのできる
射出成形金型を示す概略断面図である。射出成形金型2
は、移動側金型21と、固定側金型23とを有し、移動側金
型21には、フレキシブルプリント回路シート1を装着す
る雄型部22が固定されている。一方、固定側金型23は、
ゲート部24と雌型部26とを有する。第2図に例示した射
出成形金型2においては、雄型部22及び雌型部26によっ
て形成されるキャビティは凹状となっているが、この形
状は所望の形状として良い。なお装着したフレキシブル
プリント回路シート1は、電子線硬化型接着剤の塗布面
Aをキャビティ側としている。
第2図のようにフレキシブルプリント回路シート1を
射出成形金型に装着し、ゲート部24より基板を形成する
樹脂を射出して成形体を得る。
次に、成形体を離型し、電子線を照射して接着剤を硬
化させる。なお、本発明における電子線とは、コックク
ロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧器型、絶
縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型
等各種電子線加速器から放出される50〜1000KeVの範囲
のエネルギーを持つ電子線を言う。照射する電子線量
は、成形体の厚さ、用いた電子線硬化型接着剤等により
多少異なるが0.5〜50Mradとするのが良い。
このような電子線照射により、用いた電子線硬化型接
着剤は高い架橋密度をもって硬化し、優れた耐熱性を有
するようになる。
〔実施例〕
本発明を以下の具体的実施例により詳細に説明する。
実施例1 ポリイミドフィルム(厚さ50μm、東レ(株)製)に
エポキシ樹脂を接着剤として用い、18μm厚の銅箔を貼
付した。
次に銅箔をエッチングして回路パターンを形成し、さ
らにその上にドライフィルムによりソルダーレジストパ
ターンを形成した。
ポリイミドフィルムの回路パターン形成面の反対面
に、下記の組成の電子線硬化型接着剤を塗布した。塗布
量は乾燥後の塗膜量で5g/m2となるように調整した。
ポリエーテルウレタンアクリレート(武田薬品工業
(株)製XP−077) 90重量部 ペンタエリスリトールテトラアクリレート(新中村化学
製NKエステルA−TMMT) 10重量部 次に上記で得られたフレキシブルプリント回路シート
を、第2図に示す射出成形金型に装着し、ポリアミドイ
ミド樹脂(三菱化成(株)製、トーロン4203)を射出成
形した。
成形体を離型し、回路パターン成形面側からモノフィ
ラメント型電子線加速器を用いて10Mradの電子線を照射
した。
得られたプリント板にハンダ付けを行ったところ、接
着面での剥離やふくれは全く生じなかった。
〔発明の効果〕
以上に詳述した通り、本発明の方法では、あらかじめ
表面に導電性回路とソルダーレジストパターンとを形成
したフレキシブルシートと、射出成形による樹脂基材と
を電子線硬化型接着剤により接着しているので、耐熱性
のある強固な接着が得られる。
樹脂製基板は射出成形により製造されるので、容易に
任意の形状のプリント回路板とすることができ、種々の
電気/電子機器製品に利用することができる。またその
プリント回路基板は、機器のハウジングの一部や部分の
一部とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明において用いることのできるフレキシ
ブルプリント回路シートを示す模式断面図であり、 第2図は本発明で使用する射出成形金型の一例を示す概
略断面図である。 1……フレキシブルプリント回路シート 11……フレキシブルシート 13……銅箔 14……ソルダーレジストパターン 2……射出成形金型 21……移動側金型 23……固定側金型 24……ゲート部 A……電子線硬化型接着剤塗布面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/00 - 45/84 H05K 3/38

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)フレキシブルシートに導電性回路及
    びソルダーレジストパターンを順に形成するとともに、
    前記導電性回路形成面の反対面に電子線硬化型接着剤を
    塗布してなるフレキシブルプリント回路シートを形成
    し、 (b)前記フレキシブルプリント回路シートを射出成形
    金型のキャビティ内に装着し、 (c)基板を形成する樹脂を射出成形して、前記プリン
    ト回路シートの接着剤塗布面側に射出成形樹脂基板を形
    成し、 (d)離型後電子線を照射することにより、前記フレキ
    シブルプリント回路シートと前記樹脂基板とを接着する ことを特徴とするプリント回路基板の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の方法において、複数のフ
    レキシブルプリント回路シートのソルダーレジストパタ
    ーン側をキャリアフィルムに貼付し、キャリアフィルム
    を移動させることにより前記フレキシブルプリント回路
    シートを連続的に前記射出成形金型に接着して、連続的
    に射出成形を行い、離型後にキャリアフィルムを剥離す
    る ことを特徴とするプリント回路基板の製造方法。
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