JPH01265588A - 電気連結器具，その基材及び該基材からなる配線盤と配線コネクター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、集積回路、配線コネクター及びこの種の部品
のための物理的サポート及び連結システムとして使用さ
れる配線盤（配電盤、制御盤）又は回路盤の如き電気連
結器具（装置）用基材に関する。さらに詳しくは上述の
器具を形成するに適した高性能熱可塑性樹脂基材に関す
る。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕現在、
低い誘電性並びに低敗逸性を有すると共に高速成形法に
より成形可能な基材からなり、しかも価格的に有利な電
気連結器具が必要とされている。さらにこのような電気
連結器具用基材は、耐熱性及び耐溶剤性を有して、配線
盤の作製２組立の際の流動ハンダ付け、ソルダーリフロ
ー処理（ｓｏｌｄｅｒ　ｒｅｆｌｏｗ）、エツチングな
どの条件下で充分な安定性を持つものでなければならな
い。

最近、配線盤の基材は、主に高い機械的強度。

耐熱性及び耐化学性を有する熱硬化性樹脂を利用して製
造されている。しかしながら、このような熱硬化性樹脂
を上記用途に使用するあたっては、比較的長い硬化時間
と多くの工程を必要とするという問題がある。そのため
熱硬化性樹脂は、既知の浸漬及び硬化工程を経て平坦な
ラミネートを作製する時のみに使用されている。

このような平坦にラミネートされた配線盤の基材は該配
線盤を組込む電子機器のデザインの寸法や形状に望まし
くない制限を課することとなり、その結果これらを最終
的に組立てるにあたって、長時間を要するとともに、複
雑な工程を余儀なくされている。

従って、配線盤の基材や他の電気連結器具用基材を熱可
塑性樹脂を用いて作製することが必要である。つまり、
かかる基材を熱可塑性樹脂で作製すれば、目的とする器
具を射出成形、圧縮成形あるいは他の適当な大量生産技
術で製造できるため、その全体の製造効率やデザインの
柔軟性の向上を図ることができる。さらに、電気連結器
具の組立を簡略化するリブ、支柱、凹部材、凸部材、ク
リップの如き様々な形状及び三次元の形状を有する電気
連結器具用基材を提供する技術が必要とされている。し
かしながら、現在利用できる熱可塑性樹脂基材では、プ
リント配線盤や他の電気連結器具に必要な要件を充分に
満足することができず、また形状安定性を有する複雑な
三次元形状に作製することはできない。例えばポリエー
テルイミド。

ポリエーテルスルホン及び同様な高性能非品性樹脂は、
耐熱性が不充分であるために、通常の結合工程で生ずる
形状の変化（ひずみ）を回避することはできない。さら
にこのような熱可塑性樹脂は成形工程で比較的高い温度
を要し、又比較的高い溶融粘度を有するため高価かつ高
性能な成形装置を必要とする。

他の方法として、結晶性熱可塑性樹脂、特にポリエチレ
ンテレフタレートを使用することが試みられている。し
かしながらこのポリエチレンテレフタレートは結晶化速
度が極めて遅いため、高速成形を行なうことが困難であ
り、又ひずみを生じがちである。さらに、結晶性ポリマ
ーは金属層を沈積させるに先立って、表面をエツチング
や他の方法で処理することが困難であるため、連結器具
用基材として利用しがたいものである。適当なエツチン
グや他の表面処理を行なうことなしには、金属層に充分
な接着性を付与することはできない。

従来の配線盤基材あるいは他の連結器具の欠点を解消し
た電気連結器具を、通常の成形手段で作製できる改善さ
れた基材が提供されることが望ましい。

さらにこのような基材から作製された電気連結器具が提
供されることが望ましい。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、このような目的のもとに完成したものである
。すなわち本発明は、結晶性シンジオタクチックビニル
芳香族ポリマーからなる電気連結器具用基材（基体）を
提供するとともに、かかる基材からなる電気連結器具（
電気接続器具）を提供するものである。

本発明の基材及び器具はさらに高い耐熱性、高い耐ソル
ダーリフロー温度、低い誘電定数及び低い散逸係数（ｄ
ｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ　ｆａｃｔｏｒ）を有する。

シンジオタクチックビニル芳香族ポリマー及びその製造
方法については、米国特許４．６８０．３５３号明細書
に開示さている。またこの米国特許４．６８０．３５３
号にはシンジオタクチック構造を有するビニル芳香族ポ
リマーを製造するに適した重合触媒が開示されている。

ここで「シンジオタクチック」とは、核磁気共鳴（ＮＭ
Ｒ）スペクトルで測定したラセミダイアツドでのシンジ
オタクテイシテイ−の程度が、従来のラジカル重合法に
よって得られるポリマーよりも高いことを意味する。

好適なシンジオタクチックビニル芳香族ポリマーは、メ
チルエチルケトン不溶分を少なくとも７５重景％有する
シンジオタクチックポリスチレンである。

ポリスチレンは、その立体構造により３種類に分けるこ
とができる。すなわち、アイソタクチック構造、シンジ
オタクチック構造及びアタクチッり構造のポリスチレン
が存在する。アタクチックポリスチレンは望ましい電気
的特性を有するが、耐溶剤性が小さく又熱的特性に劣る
ため、電気連結器具用基材として使用することができな
い。アイソタクチックポリスチレンはアタクチックポリ
スチレンに比べ、耐熱性及び耐溶剤性に優れていること
が知られている。しかしながら、このアイソタクチック
ポリスチレンは結晶構造の形成が比較的遅いという難点
を有する。そのためアイソタクチックポリスチレンは、
短時間の成形サイクルが望まれている成形には適用する
ことができない。

しかしながら、驚くべきことにシンジオタクチックポリ
スチレンは比較的速い結晶化速度を有するため、それか
ら造られる電気連結基材はひずみを生ずることなく比較
的簡単な成形法で迅速に製造することができる。さらに
このポリマーは、通常用いられる化学溶剤やプリント配
電盤や他の電気連結器具の製造過程における洗浄処理等
に用いられるハロゲン化溶剤に対して化学的に安定であ
る。更に、本発明の配電盤基材は、エツチングあるいは
通常利用できる薬剤、特に過マンガン酸塩。

クロム酸溶液、三酸化硫黄を使用して処理することによ
り、金属基質を受容することができる。本発明によれば
微細な凹凸表面を有する複雑かつ三次元形状の電気連結
器具用基材を得ることができる。

本発明の好ましい態様では、シンジオタクチックビニル
芳香族ポリマーに所望により耐着火性を付与しうる量の
発火遅延剤を加えることもできる。

好ましい発火遅延剤としては、酸化マグネシウム。

三酸化アンチモン、硼酸エステル等の公知の無機物質及
びハロゲン化ポリマー化合物等のハロゲン化有機物質が
好ましい。好ましい態”様ではシンジオタクチックビニ
ル芳香族ポリマーはそれ自身耐着火性を有する。シンジ
オタクチックビニル芳香族ポリマーの製造過程において
、ハロゲン化スチレンモノマーを使用することにより発
火遅延性を幾分増大させることができる。

また他の好ましい態様において、シンジオタクチックビ
ニル芳香族ポリマーには、引張強度や耐衝撃性を付与す
るに充分な量の強化助剤を加えることもでき、それを用
いて電気連結器具を作製すれば、その組立、据付は及び
使用の際に加わる外力に充分耐えることができる。

本発明の基材の強化に使用する好ましい物質（強化助剤
）としては、繊維及びマイカ、炭酸カルシウム等の無機
充填材を挙げることができる。

特に好ましくは無機繊維あるいは合成樹脂繊維が挙げら
れる。これらの例を挙げればグラファイト。

高温芳香族ポリアミド、ボロン等があり、好ましくはグ
ラスファイバー、特に長さ１〜５０ｍｍのチョツプドグ
ラスストランドがある。グラスファイバーを加熱洗浄す
ることにより、その耐衝撃性は改善され、又このグラス
ファイバーは、繊維カップリング剤あるいはサイズ剤を
薄くコーティングすることにより混和性を高めることが
できる。

グラスファイバーは、一般に、配電盤用基材の１０〜６
５％の割合で配合される。

本発明の電気連結器具用基材を製造する有効な方法とし
ては、繊維をランダムに配合した組成物を作り、これを
加熱、加圧下で成形して所望の形状の基材を作る方法が
ある。−船釣には、その方法はシンジオタクチックビニ
ル芳香族ポリマー。

強化繊維物質及び所望によりラテックスあるいはデンプ
ンなどの他の適当な結合剤を加えた水性スラリーの強化
ポリマー組成物を形成することである。この水性スラリ
ーは無機あるいは有機凝集剤を用いて凝集され、連続シ
ートあるいはマット状に形成され、脱水、乾燥される。

しかる後に、この乾燥された組成物は適当な温度、圧力
下で圧縮成形、スタンピングあるいは他の適当な手法な
どの従来の方法によって加工され、所望の基材が形成さ
れる。

繊維をランダムに配合した組成物及びその成形物の製造
方法は、例えば米国特許４，４２６．４７０及び同４，
６４３．９４０号明細書など従来から知られている。

あるいは基材は溶融ポリマーを射出成形、圧縮成形によ
り又は公知の熱可塑性樹脂形成技術により製造される。

本発明の電気連結器具用基材は、好ましくは周波数Ｉ　
Ｘ　１０４〜Ｉ　Ｘ　１０’Ｈ２で２．６未満の低い誘
電定数及び０．００１以下の散逸係数を有するものであ
る。

適当な形状の基材から電気連結器具の完成品を作製する
には、プリント回路板技術や他の公知技術を含む公知の
加工技術に従えばよい。

〔実施例］ 次に本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。

実施例１ 本実施例では、配電盤成形体をランダムファイバーゲラ
スマットを充填した樹脂を圧縮成形することにより作製
する。

ヱヱ上勿土盟 フレーク状シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）
約２００ｇを液体窒素中で冷却し、ブリックマン（商品
名）型２Ｍ−１遠心粉砕ミルで１ｍｍスクリーンを通し
て粉砕した。得られた粉末の一部を用い第１表に示す成
分とともに、水に懸濁し、マット状に回収して所望のマ
ットを作製し第　１　表（ランダムファイバーゲラスマ
ット組成）＊１：ケルザン（Ｋｅｌｚａｎ）　Ｘ　Ｃ（
登録商標）、ケルコロータリー社製 ＊２：パルペックス（Ｐ　ａｌｐｅｘ）　Ｅ　（登録商
標）ポリエチレン繊維、ヒモントＵ　Ｓ　Ａ社！＊１４
１５　　Ｘ６　　オーエンス・コーニング・ファイバー
グラス社製 ＊４：ＸＤ−３０５１０，３０ダウ・ケミカル社製 ＊５：ベンツ（Ｂｅｔｚ）　１２６０　（登録商標）、
０．５重量％、ベンツ・ラボラトリ−社製 ケルザンＸＣ粉末を、２６２の水にゆっくり加え、室温
で激しく攪拌した。２分後、別途、混合機内で２１の水
に分散させて調製したパルペックスＥのスラリーを加え
た。グラスファイバーをゆっくり加え、次いでラテック
スを加え、しかる後に粉末状ＳＰＳを数分間にわたって
加えた。２分間を要して均一なスラリーを得た。

凝集溶液（０，２５重量％に希釈されたもの）を３０秒
かけてゆっくり加えた。４！のアリコートを攪拌したス
ラリーに浸し、激しく攪拌した１０４２の水を収納した
手動シート形成ユニットのヘッドボックスに移した。

そのスラリーを脱水し、１２インチ（３０，４８ｃｍ）
Ｘ１２インチ　８０メツシユ（Ｔｙｌｅｒ）スクリーン
で集めた。得られたマットをローラーを通してフェルト
の布で加圧して余分な水を除去し、吸収紙上に移した。

最終乾燥は１１０°Ｃ９９０分間行った。

狂ｊＩ蝉形 上記のように作製した数枚のマットを、その寸法を整え
た後、金型内のキャビティーに入れた。

金型の一面には、複雑な三次元配列で強化リブや離隔絶
縁体を形成するための溝とキャビティーがある。金型表
面は離型剤で処理した。その金型は３２５°Ｃに予熱さ
れた熱静力学的に制御されたプレスで軽く圧縮した。金
型が２９０°Ｃになった時に全圧（約１０００１ｂ／ｉ
ｎ”　（６Ｂ　９４．８ｋＰａ））をかけた。金型を冷
却し、圧力を解除した。

得られた基材（主要寸法：３．５インチ（９０ａｍ）Ｘ
６インチ（１５２ｍｍ））は金型から容易に取外すこと
ができた。

跋駿 上述したと同様に作製した厚さ０．１１インチ（２，８
ａｕａ）の配線盤基材（グラスファイバー３５重量％含
有）を、蒸気相ソルダーリフロー室で２２５°Ｃ，４分
間溶媒蒸気に曝した。ここで用いた溶媒は３Ｍコーポレ
ーション製フルオリネル１−ＦＣ−７０（登録商標）で
あった。曝露によって生じた全ひずみは０．００４イン
チ（０，１ｎｒｍ）であった。なおこの全ひずみは、曝
露前後における、配線盤の一つのコーナーと対角線のコ
ーナーが押しつけられている反対側の平坦面との距離の
相違に基いて測定した。

基材はテスト中着色せず、溶解することなく又劣化も生
じなかった。

上記基材（１／８インチ、３ｍｍ厚さ）を電気的特性の
試験に供した。誘電定数は周波数１０４〜１０ｋＨｚの
範囲で２．５３〜２．５２であり、又同じ周波数範囲で
の散逸係数が０．００１以下であった。

次の回路設計に必要な金属付着性を改善する表面処理を
、過マンガン酸カリウムやクロム酸溶液あるいは二酸化
イオンに曝すことにより行った。

比較のためアタクチックポリスチレン（登録商標：スチ
ロン６８５　Ｄ、ダウケミカル社製）から作製した叩様
の平坦基材に前記のテストに従って、加熱溶媒蒸気に曝
した。その結果、著しい変形、膨潤及び相剥離が生じた
。

〔発明の効果〕

本発明の電気連結器具用基材は、耐熱性、耐溶剤性並び
にすぐれた機械的強度を有するとともに、成形加工が容
易であり、しかも誘電率及び散逸率が小さい。

したがって、本発明の基材からなる電気連結器具、配線
盤、配線コネクターは、高性能であると同時に安価に作
成することができ、実用上極めて価値の高いものである
。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）結晶性シンジオタクチックビニル芳香族ポリマー
   からなる電気連結器具用基材。
2. （２）基材に耐着火性を付与しうる量の発火遅延剤を加
   えてなる請求項１の電気連結器具用基材。
3. （３）強化助剤を加えてなる請求項１の電気連結器具用
   基材。
4. （４）強化助剤が、無機質繊維，合成樹脂繊維あるいは
   鉱物繊維である請求項３の電気連結器具用基材。
5. （５）強化助剤が、グラスファイバーである請求項４の
   電気連結器具用基材。
6. （６）シンジオタクチックビニル芳香族ポリマーが、シ
   ンジオタクチックポリスチレンである請求項１の電気連
   結器具用基材。
7. （７）基材が、凹凸表面を有するものである請求項１の
   電気連結器具用基材。
8. （８）請求項１の基材からなる配線盤。
9. （９）請求項１の基材からなる配線コネクター。