JP2913414B2 - ホットメルト接着剤およびそれを用いる印刷回路配線板 - Google Patents

ホットメルト接着剤およびそれを用いる印刷回路配線板

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、フィルム上に形成した印刷回路パターン
および/または印刷抵抗などの印刷部品を形成する印刷
回路基板を製造するとき、あるいはその印刷回路基板を
筺体に熱圧着して回路パターンおよび/または印刷抵抗
などの印刷部品をもつ印刷回路基板を一体成型するとき
に使用する際に用いる塗布型の熱硬化性ホットメルト接
着剤と、この塗布型熱硬化性ホットメルト接着剤を用い
て得られる一体成型可能な印刷回路基板に関するもので
ある。
(従来の技術) ポリエステルやポリイミドなどのフィルム上に印刷回
路を形成し、そのフレキシビリテイを利用することによ
り配線を行なうフレキシブル印刷回路(FPC:Flexible P
rinted Circuit)は広く応用されている。
FPCの回路形成には、銅やアルミ箔を張ったフィルム
をエッチングして回路を作るサブストラクト法とフィル
ムの上に銀、銅、カーボンなどの導電粒子を含む導電性
ペーストを印刷して回路を作るアディティブ法とがあ
る。
アディティブ法による場合、導電性ペーストとして導
電性の良い銀ペーストが使用された。更に、用いられる
基材としては、一般に、価格と加工性の点で有利である
ポリエチレンテレフタレート(PET)が用いられた。
更に、FPCの回路形成に用いるアディティブ法に使用
される接着剤としては、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂
を用いる場合とポリエステル系等の熱可塑性ホットメル
ト接着剤を用いる場合があった。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、PETフィルムの銀ペースト印刷回路基
板では、半田付けによる部品実装が難しい(半田付け接
合強度が著しく弱い)ために、導電接着剤による実装し
か使えないこともあって、それほど高密度な部品実装回
路を形成することができないという難点がある。
従来の接着剤としてエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を
使用すると、一般に、形成した塗膜が硬すぎてフレキシ
ブル基板の可撓性に追従できず、折り曲げなどにより塗
膜にクラック等が入り、銀ペースト回路の導通不良を生
じやすい。またポリエステル系等の熱可塑性ホットメル
ト接着剤を使用すると、形成した塗膜の耐熱性がなく半
田付け工程においてプライマー層自身が溶融してしま
い、銀ペースト塗膜が破壊して半田付けができないとい
う難点がある。
(課題を解決するための手段) 本発明は、PET上に銀ペーストで形成した回路に直接
半田付けで電子部品を接合することが可能となる方法、
即ち、PETフィルムの表面に熱硬化性ホットメルト接着
剤をプライマーとして塗布することにより、耐熱性の低
いPETフィルム等の上に形成した熱硬化性および/また
は熱可塑性銀ペーストパターンに半田付けが可能になる
こと、その上、熱硬化性樹脂に熱可塑性ホットメルト接
着剤を配合することによって、フレキシブル基板の可撓
性にも追従でき、半田付け工程において溶融するような
ことがないため良好な半田接合が可能になることを見出
し本発明を完成した。
本発明の目的は、接着剤として熱硬化性樹脂と熱可塑
性樹脂を使用して、その導電性の良い、導電不良のない
柔軟な印刷回路基板を提供することにある。
本発明者らはこの目的を解決するため種々検討の結
果、接着剤として a)常温で固形の熱硬化性樹脂とそれの硬化剤より成
る熱硬化性樹脂組成物、b)熱可塑性樹脂、c)溶剤を
主成分とする塗布型の熱硬化性ホットメルト接着剤を使
用し、この接着剤をプライマーとしてフレキシブル基板
の片面および両面に塗布することにより解決した。
本発明の塗布型熱硬化性ホットメルト接着剤を用いる
ことによって、フレキシブルな単層または多層基板を作
ることが可能で、更にこれらの基板を筺体に熱圧着する
ことにより電子回路を筺体に一体成型することが可能に
なる。更にまたこれらの配線回路に印刷抵抗を組み入れ
ることも可能である。
本発明において用いられる常温で固形の熱硬化性樹脂
としては、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリウ
レタン系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、メラミン系樹脂
等のうち、常温(25゜)で固形のものが好ましく、必要
に応じ硬化剤を配合して用いられる。
また、熱可塑性樹脂はポリエステル系樹脂、ポリビニ
ル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド等の一般的な熱
可塑性樹脂を使用することができる。
ここでa)およびb)成分の相溶性は必ずしも必要な
い。
また、本発明に使用する溶剤は、熱硬化性樹脂、熱可
塑性樹脂を溶解するものであればよいが、粘度変化など
を考慮した場合、エチレングリコールモノブチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、石油ナ
フサなどが好ましい。
また、上記成分以外に硬化促進剤、流動性調整剤、消
泡剤、レベリング剤などの各種塗料用添加剤を必要に応
じ併用することができる。
このような組成の熱硬化性ホットメルト接着剤をプラ
イマーとして塗布し、印刷回路を形成する基材として
は、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン(PES)、ポ
リエーテルイミド、芳香族ポリエステル、ポリフェニレ
ンサルファイド(PPS)、ポリエチレンテレフタレート
(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などの熱
可塑性樹脂、あるいはエポキシ、フェノール、不飽和ポ
リエステルなどの熱硬化性樹脂などのフィルム状のもの
を用いることができる。
また、回路形成用の塗料は、印刷等で形成できるもの
で銀ペースト、銅ペースト、カーボンペーストなどが用
いられるが、半田付けをする場合には銀または銅ペース
トが好ましい。抵抗ペーストとしてはカーボン系のもの
が一般的である。
塗布型の熱硬化性ホットメルト接着剤の使い方として
は、 1)熱硬化性ホットメルト接着剤をフィルム状基板の少
なくとも片面に塗布し、その上に印刷回路および/また
は印刷抵抗などの印刷部品を形成して印刷回路とする 2)熱硬化性ホットメルト接着剤をフィルム状基板の両
面に塗布し、その上に印刷回路および/または印刷抵抗
などの印刷部品を形成し、これらを張り合せることによ
って多層印刷回路基板とする 3)熱硬化性ホットメルト接着剤をフィルム状基板の両
面に塗布し、その片面上に印刷回路および/または印刷
抵抗などの印刷部品を形成し、他の面を筺体に張り合せ
ることにより筺体に一体成型された印刷回路基板とする 4)上記2)に記載の多層印刷回路基板の1面を筺体に
張り合せることによって筺体に一体成型された印刷回路
基板とする 等の方法がある。
(実施例) 以下、本発明を実施例で詳細に説明する。
実施例1〜5、比較例1〜3 第1表に示す実施例1から5の組成物をディゾルバー
で溶解・分散して本発明の塗布型熱硬化性ホットメルト
接着剤を作製した。
これらを各々厚さ50ミクロンのポリエチレンテレフタ
レート(PET)に先ず片面にスクリーン印刷し、120℃×
10分で仮乾燥した。ついで前記接着剤塗布面に、ポリエ
ステル樹脂をバインダーとして印刷回路形成用銀ペース
ト(アサヒ化学研究所製LS−405)をスクリーン印刷
し、120℃×20分で乾燥させた。
このようにして作製したFPCについて下記項目の評価
を行なった。比較例として、接着剤を塗布しない場合
(比較例1)、熱硬化型ホットメルト接着剤をプライマ
ーとした場合(比較例2)、熱乾燥型ホットメルト接着
剤を使用した場合(比較例3)を示す。結果を第1表に
示す。
(評価項目と具体的方法) (1)仮乾燥時におけるタックフリー性(ホットメルト
接着剤を印刷した後、120℃に設定したボックス炉に10
分間放置した後、冷却してから塗膜表面のタック性を指
触で確認する) (2)乾燥塗膜の可撓性(仮乾燥したテストピースを18
0℃の完全折り曲げを5回行なった後の塗膜変化につい
て観察した) (3)ホットメルト性(印刷塗膜面と未処理PETフィル
ムを張り合せ、ライオン社製のクリップで固定する。固
定したものを150℃に設定した熱風炉に30分間放置す
る。それを冷却し、テストピースとPETフィルムとの密
着状態を評価する) (4)本硬化後の塗膜の可撓性(仮乾燥したテストピー
スを150℃×30分間で本硬化した後、テストピースを180
℃の完全折り曲げ5回行なった後の塗膜状態について観
察した) (5)本硬化後の耐熱性(テストピースを150℃×30分
で本硬化した後、塗膜表面を230℃の半田槽に20秒間浸
漬した時の塗膜の状態変化を観察した) (6)接着剤仮乾燥状態での銀ペーストの密着性(仮乾
燥状態のテストピース上に銀ペーストを印刷・硬化させ
た後、銀ペーストの密着性をセロテープ剥離試験により
評価した) (7)接着剤本硬化後での銀ペーストの密着性(テスト
ピースを150℃×30分本硬化した後、塗膜上に銀ペース
トを印刷・硬化させ、銀ペーストの密着性をセロテープ
剥離試験により評価した) (8)接着剤仮乾燥状態での半田付け強度(仮乾燥状態
のテストピースに3mm×3mm角のパターンを180メッシ
ュ、50ミクロンの印刷条件で銀ペーストを印刷して、12
0℃×20分で硬化した。こうして得られた試験片にヤニ
入り糸ハンダを使用して0.5mmφの針金を半田付けし
た。そして垂直方向の引っ張り強度を測定した) (9)接着剤本硬化後での半田付け強度(テストピース
を150℃×30分で本硬化した後、評価項目の(8)と同
様の手順で半田付け強度を測定した) 実施例6 フィルム状基板1(PET)の両面にホットメルト接着
剤2(実施例1の接着剤)を塗布し、120℃で10分熱処
理してから、その片面に印刷回路3を熱硬化性銀ペース
ト(アサヒ化学研究所製、LS−506を用い、120℃で30分
熱処理)で形成し、更に印刷抵抗4(アサヒ化学研究所
製、TU−100−8を用い、スクリーン印刷)を形成し、F
IR(遠赤外線炉)で硬化を行なって、印刷抵抗のついた
FPC基板を得た。この基板をプラスチック筺体5に張り
合せて加圧、加熱(150℃、30分)して筺体表面に印刷
回路を形成した。
筺体表面に形成された銀ペーストによる導体上に、半
田7でリード線8を付けることが可能であった。(第1
図) 実施例7 フィルム状基板1(PET)の両面にホットメルト接着
剤2(実施例3の接着剤)を塗布し、120℃で20分熱処
理し、その片面に印刷回路3を熱可塑性ポリエステル樹
脂系銀ペースト(アサヒ化学研究所製、LS−405を用
い、80℃で20分熱処理)で形成し、更に150℃で30分硬
化を行なった。このようにして得た印刷回路基板に半田
付けでチップ部品6(ここでは抵抗を用い、半田ごてで
半田付けした)。チップ部品6は印刷回路基板に強固に
半田7で接合された(第2図)。
比較として、フィルム状基板1(PET)にホットメル
ト接着剤を塗布せず、片面に印刷回路3を銀ペースト
(アサヒ化学研究所製、LS−405を用い、80℃で20分熱
処理)で形成し、更に150℃で30分熱処理を行なって得
た印刷回路基板に半田付けでチップ部品6(ここでは抵
抗を用い、半田ごてで半田付けした)で半田付けをした
ところチップ部品6は印刷回路基板に半田で接合するこ
とができなかった。
実施例8 フィルム状基板1(PET)の両面にホットメルト接着
剤2(実施例5の接着剤)を塗布し、120℃で20分熱処
理してから、その片面に印刷回路3を熱可塑性ビニル系
樹脂銀ペースト(アサヒ化学研究所製、LS−408を用
い、80℃で20分熱処理)で形成し、更に印刷抵抗4(ア
サヒ化学研究所製、TU−100−8を用い、スクリーン印
刷)を形成し、FIR(遠赤外線炉)で硬化を行なって、
印刷抵抗のついたFPC基板を得た。
別のフィルム状基板1(PET)の両面にホットメルト
接着剤2(実施例5の接着剤)を塗布し、120℃で20分
熱処理し、その片面に印刷回路3を銀ペースト(アサヒ
化学研究所製、LS−408を用い、80℃で20分熱処理)で
形成した。このようにして得た2枚の基板を前者が下に
なるように重ねあわせ加圧しながら150℃で30分硬化を
行なった。
このようにして得た印刷回路基板に半田付けでチップ
部品6(ここではコンデンサを用い、半田ごてで半田付
けした)を得た。チップ部品6は印刷回路基板に強固に
半田7で接合された。(第3図) (発明の効果) 本発明の一体成型可能なホットメルト接着剤を使用し
て、フィルム状の印刷回路配線板を作製すると、従来20
0℃前後の温度をかけると溶融してしまったPETのような
熱可塑性樹脂フィルム基材も200℃以上の半田付けに耐
えられるような耐熱性を付与させることができる。
また、このホットメルト接着剤を塗布することによっ
て、半田付け温度で溶融してしまう熱可塑性樹脂バイン
ダーを使用した銀ペーストに半田を付けることが可能に
なる。そのため従来のようにコストの高い耐熱性フィル
ムを使用する必要がなくなるため、かなりのコストダウ
ンに繋る。また表裏両面にホットメルト接着剤を塗布す
ることによってFPCの多層基板が容易に作製できるとと
もに筺体と一体成型することができるので、従来より更
に、軽量化、小型化された電子機器等が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例6に基づいて作製された印刷回路基板の
一部縦断面図である。 第2図は実施例7に基づいて作製された印刷回路基板の
一部縦断面図である。 第3図は実施例8に基づいて作製された印刷回路基板の
一部縦断面図である。 1……フィルム状基板 2……ホットメルト接着剤 3……印刷回路 4……印刷抵抗 5……プラスチック筺体 6……チップ部品 7……半田 8……リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H05K 3/46 H05K 3/46 L (72)発明者 岩佐 山大 東京都八王子市諏訪町251番地 株式会 社アサヒ化学研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−25379(JP,A) 特開 昭61−168681(JP,A) 特公 昭63−55796(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 3/10 - 3/26 H05K 3/38 H05K 3/16,3/46 C09J 5/06,201/00

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)常温で固形の熱硬化性樹脂とそれの硬
    化剤よりなる熱硬化性樹脂組成物 b)熱可塑性樹脂 c)溶剤 を主成分とすることを特徴とする印刷回路基板用の熱硬
    化性ホットメルト接着剤。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載の塗布型の熱硬
    化性ホットメルト接着剤をフィルム状基板の少なくとも
    片面に塗布し、その上に回路パターンおよび/または抵
    抗などを印刷により形成したことを特徴とする印刷回路
    基板。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項記載の塗布型の熱硬
    化性ホットメルト接着剤をフィルム状基板の両面に塗布
    し、その上に回路パターンおよび/または抵抗などを印
    刷により形成し、これらを張り合わせたことを特徴とす
    る多層印刷回路基板。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第1項記載の塗布型の熱硬
    化性ホットメルト接着剤をフィルム状基板の両面に塗布
    し、その片面上に回路パターンおよび/または抵抗など
    を印刷により形成し、他の面を筺体に張り合わせたこと
    を特徴とする一体成型可能な印刷回路基板。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第3項記載の多層印刷回路
    基板の一面を筺体に張り合わせたことを特徴とする一体
    成型可能な多層印刷回路基板。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲第2〜5項のいずれかに記
    載の印刷回路基板上に抵抗、コンデンサーなどの表面実
    装部品をはんだ付けにより表面実装したことを特徴とす
    る印刷回路基板。
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