JPH0195586A - 金属ベース回路基板 - 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］ この発明は、磁気回路基板、電磁波シール基板や放熱基
板に用いることかてきる金属ベース回路基板に関する。

［従来技術及びその欠点］ 従来より、絶縁フィルムの片面に鋼板のような金属板を
貼り合せ、他面に電気回路を形成した基板が、放熱基板
や電磁波シール基板として用いられている。絶縁フィル
ムとしてはポリエステルフィルムやポリイミドフィルム
か用いられている。しかしながら、ポリエステルフィル
ムを用いたものは耐熱性が低いという欠点を有する。ま
た、ポリイミドフィルムを用いたものは耐熱性に富むか
、価格が高く、耐薬品性（特に耐アルカリ性）、電気特
性（周波数特性）等に問題がある。

［発明か解決しようとする問題点］ この発明の目的は、従来の金属ベース回路基板に比べて
周波数特性のような電気特性及び耐薬品性に優れ、かつ
、例えば約２９０℃程度の高温でのハンダ加工か可使な
金属ベース回路基板を提供することである。

［問題点を解決するための゛ｆ段］ この発明は、２軸配向ポリフエニレンスルフイトフイル
ムの片面に金属層から成る電気回路を形成し、かつ、該
フィルムのもう一方の面に金属板を積層して成る金属ベ
ース回路基板を提供する。

［発明の効果］ この発明の金属ベース回路基板は、従来の金属ベース回
路基板に比べて周波数特性のような電気持性に優れ、耐
薬品性に優れる。また、この発明の金属ベース回路基板
は、ポリフェニレンスルフィドの融点以上の温度、すな
わち、約２９０°Ｃ程度の温度下でハンダ加工を行なう
ことかてきる。さらに、この発明の金属ベース回路基板
の製造時に、ポリフェニレンスルフィドと金属板とを貼
り合せる工程が接着剤を用いることなく、熱圧着によっ
て行なうことができるので、接着剤が回路基板の特性を
低下させる心配がないという利点も存在する。

［発明の詳細な説明］ 本発明において、２軸配向ポリフェニレンスルフィドフ
ィルム（以下、ＰＰ５−ＢＯと省略することかある）と
は、ポリフェニレンスルフィトを主成分とする樹脂組成
物を、溶融成形してシート状とし、２軸延伸、熱処理し
てなるフィルムである。

該フィルムの配向度は、広角Ｘｉ回折て２θ＝２０〜２
１度の結晶ピークについて求めた配向度ＯＦがＥｎｄ方
向及びＥｄｇｅ方向で０．０７〜０．５０．　Ｔｈｒｏ
ｕｇｔ＋方向て０．６１１〜１．００の範囲にあること
か好ましい。

該フィルムの厚さは３〜２００ｇｍの範囲が好ましい。

本発明において、ポリフェニレンスルフィトを主成分と
する樹脂組成物とは、ポリフェニレンスルフィドを７０
重量％以上、好ましくは９０重量％以上含む組を物をい
う。

ポリフェニレンスルフィトの含有Ｘ℃か７９．１量％未
満では、組成物としての結晶性、熱転移度等が低くなり
、該組成物から成るフィルムの特長である耐熱性、寸法
安定性、機械的特性等を損なう。

該組Ｘ＆物は、これから成形されるフィルムの耐熱性、
寸法安定性、機械的特性等に悪影響を与えないならば、
３０屯騒％以下の範囲てポリフェニレンスルフィト以外
のポリマー、無機又は有機のフィラー、滑剤、着色剤、
紫外線吸収剤等を含んていても差支えない。

該樹脂組成物の溶融粘度は、温度３００°Ｃ１剪断速度
２００１／ｓｅｅ、のもとて５００〜１２０００ボイズ
（より好ましくは７００〜ｔｏｏｏｏボイズ）の範囲が
フィルムの成形性の点て好ましい。

本発明においてポリフェニレンスルフィト（以下ＰＰＳ
と省略することがある）とは、繰りる構成単位から成る
重合体をいう。かかる成分が７０モル％未満ではポリマ
ーの結晶性、熱転移温度等が低くなり、ポリフェニレン
スルフィトを主成分とする樹脂組成物から成るフィルム
の特長である耐熱性１寸法安定性１機械的特性等を損な
う。

繰り返し単位の３０モル％未満、好ましくは１５モル％
未満てあれば共重合可能なスルフィト結合を含有する単
位が含まれていても差支えない。

２軸配向ポリフェニレンスルフィドフィルムの厚さは好
ましくは１０ｇ−ないし１５０μ園である。

ポリフェニレンスルフィトフィルムに貼り合わされる金
属板は、特に限定されないか汀通鋼板、ケイ素鋼板、ア
ルミ板等が好ましく、その厚さは０．２　ｍ＠ないし５
．Ｏｒａｍが好ましい。

ポリフェニレンスルフィトフィルムの片面に形成される
電気回路は１例えば銅やアルミニウムのような金属箔や
基着睦により、この分野において周知の如く形成される
。

この発明の金属ベース回路基板は、例えば以下の方法に
より製造することがてきる。′本発す！に用いるポリフ
ェニレンスルフィトは、硫化アルカリとバラジハロベン
ゼンとを極性溶媒中で高温高圧下に反応させて得られる
。特に硫化ナトリウとバラジクロルベンゼンをＮ−メチ
ルピロリドン等のアミド系高温点極性溶媒中て反応させ
るのか好ましい。この場合、重合度を調整するために、
力性アルカリ、カルボン酸アルカリ金属塩等のいわゆる
重合助剤を添加して２３０℃〜２８０°Ｃて反応させる
のが最も好ましい。重合系内の圧力及び重合時間は使用
する助剤の種類や量及び所望する重合度等によって適宜
決定する。代られた粉状又は粒状のポリマーを、水及び
／又は溶媒で洗炸して、副生塩、重合助剤、未反応上ツ
マー等を分離する。

このポリマーを２軸配向フイルムに成形するには、押出
機により溶融された該樹脂を口金から定量的に金属ドラ
ムの上にキャスティングし、急速冷却することによって
無配向、非晶状態のシートを得て、該シートを周知の方
法て２軸延伸、熱処理する。延伸は長手方向、幅方向と
も９０〜１１０℃で３．０倍〜４．５倍の範囲で行なう
。熱処理は２４０℃〜融点の範囲で、足長又は１５％以
下の制限収縮下に１〜６０秒間行なう。さらに、該フィ
ルムの熱的寸法安定性を向上させるために。

一方向又は二方向にリラックスしてもよい。なお、後の
工程において金属板及び／又は金属箔と接着する際の接
着性を向上させる目的で、コロナ放電処理やプラズマ処
理等の表面処理をフィルムに施しておくことか好ましい
。

一方、上記金属板を準備し、上記ポリフェニレンスルフ
ィドフィルムと貼り合せる。この貼り合せは接着剤を用
いて、又は熱圧着により行なうことがてきる。

接着剤を用いて貼り合せる場合、接着剤は特に限定され
ないが、耐熱性及び作業性から考えて熱硬化型の溶剤系
が好ましく、例えばウレタン系、エポキシ系、アクリル
系、シリコーン系接着剤等を挙げることがてき、市販の
ものを用いることかてきる。

次に粒層方法は、２軸配向ポリフエニレンスルフイトフ
イルム（又は金属板）の片面に接着剤を塗布し、乾燥し
た後、加熱ロール又は加熱プレスて金属板（又はポリフ
ェニレンスルフィドフィルム）をラミネートする。回路
を金属箔て形成する場合には、金属板とポリフェニレン
スルフィトフィルムとを貼り合せた後に同様にして回路
を形成する金属箔を貼り合せることがてきる。あるいは
、順序を逆にして、先ず１回路を形成する金属箔とポリ
フェニレンスルフィドフィルムとを上記と同様にして貼
り合せた後に金属板を貼り合せてもよい。回路を蒸着膜
で形成する場合には、予め金属膜をポリフェニレンスル
フィトフィルムに蒸着しておき、これを金属板と上述の
ように貼り合せることもてきるし、先ずポリフェニレン
スルフィドフィルムと金属膜とを貼り合せた後にポリフ
ェニレンスルフィトフィルムに蒸着を施すこともできる
。

また、接着剤の塗布の方法としては、グラビアロール法
、リバースロールコータ法、ダイコータ法等の周知の方
法を採用することがてきる。

ハツチ式て行なう場合には、メタリングバー、アプリケ
ータ、ガラス林等で接着剤を塗布することかできる。接
着剤は、金属ベース回路基板を構成した後の厚さが５ｐ
■ないし４０ｐＬｓ、さらに好ましくは８終■ないし３
０ｇｍとなるようにすることが好ましい。

さらに塗布後の溶剤の乾−燥は、用いる溶剤の種類によ
り異なり、通常は溶剤の沸点付近の温度で残存溶剤が完
全になくなる条件が選ばれる。

又、貼り合せの条件は、常温から２００°Ｃ，線圧１〜
５０　ｋｇ／ｃｍの範囲て行なうのかよい。

また、必要に応じて接着剤の硬化を行なう。

硬化条件は接着剤の種類や組成、厚みによって異なるが
、常温ないし＋７０°Ｃて０．５時間〜１００時間の範
囲内が好ましい。

なお、接着剤は上述のようにポリフェニレンスルフィド
や金属板に直接塗布するのが好ましいか、別の離型性を
有するフィルムや紙等に塗布した後、金属やポリフェニ
レンスルフィドフィルムに転−写してもよい。

一方、ポリフェニレンスルフィドフィルムと金属板及び
／又は金属箔を熱圧着により接着する場合には、ポリフ
ェニレンスルフィトの金属板及び／又は金属箔を貼り合
せる側にコロナ処理又はプラズマ処理等の表面処理を行
なうことが極めて好ましい。

貼り合せの方法は接、ｎ剤を用いた場合と同様てあり、
貼り合せ条件は、加熱ロール又は加熱プレスて温度１５
０℃ないし２８０℃、好ましくは１８０℃ないし２６０
℃、線圧１〜５０　ｋｇ’／ｃｍである。

ポリフェニレンスルフィドフィルム上への回路の形成は
１周知の方法、例えば金属板をカバーフィルム等で保護
し、金属箔又は蒸着層を種々の電気回路パターンにエツ
チングすることによって形成することがてきる。エツチ
ング方法は、塩化第２鉄水溶液等て常温〜５０℃の条件
で行なうことがてきる。なお、電気回路は、予め電気回
路を形成した金属箔をラミネートすることによって形成
することもてきる。

この発明の金属ベース回路基板は、金属板として鉄２ケ
イ素鋼板を用いると磁気回路基板及び電磁波シール基板
として使用できる。また、放熱性に優れているので放熱
基板として用いることがてきる。

次に本発明に関する特性の測定方法及び効果の評価方法
についてまとめて記載する。

（１）２軸配向ポリフェニレンスルフィドフィルムの配
向度 各試料の延伸方向をそろえて厚み１ｍｍ、Ｉｌ＠１■、
長さｌｏｓｍの短冊状に成型（ｒ＆星型時各フィルムの
固定はコロジオンの５％酢酎耐ミル溶液を用いた）し、
フィルムの膜面に沿ってＸ線を入射（Ｅｄｇｅ及びＥｎ
ｄ方向）してプレート写真を撮影した。Ｘ線発生装置は
理学電機製、Ｄ−３Ｆ型装置を用い、４０　ｋＶ−２０
＋＊ＡでＩｉｉフィルターを通したＣｕ−Ｋａ線をＸ線
源とした。

試料−フィルム間距離は４１ｍｍでコダックノンスクリ
ーンタイプフィルムを用い多重露出（１５分及び３０分
）法を採用した。次にプレート写真上の（２００）ピー
クの強度をφ＝０°　（赤道線上）ｉｏｏ、２０’、３
０°の位置て写真の中心から半径方向にデンシトメータ
ーを走査し、黒化度■を読み取り各試料の配向度（ＯＦ
）を０Ｆ＝１　（φ＝＝３０°）／Ｉ（φ；０°）と定
義した。

ここて、■（φ＝３０’）は３０’の走査の最大強度、
■（φ＝０°）は赤道線走査の最大強度である。なＥｌ
（φ＝０６）はφ＝０°とφ＝１８０°、■（φ＝３０
°）はφ＝３０°とφ＝１５０゜の強度の平均値を用い
た。デンシトメーターの測定条件は次のよってある。

装置は小西六写真工業製すクラマイクロデンシトメータ
ーモデルＰＤＭ−５タイプＡを使用し、測定濃度範囲は
０．０〜４．ＯＤ　（最小測定面ｕ１４終１１２換算）
、光学系倍＊１００倍でスリット幅ｌル帰。

高さｌｏｇｎを使用し、フィルム移動速度５０終Ｉｌ／
秒てチャート速度は１　＋ａｍ／秒である。

（２）耐ハンダ性 各温度（±５°Ｃ以下の精度）に設定したハンダ液面に
電気回路面か接するように１０秒間浮かべて取り出す。

その時の絶縁フィルムの変化、溶融状態を観察し、その
限界のハンダの温度て表わした。また、電気回路は、５
ｍｍ間隔で、５１幅にかつ基盤の目に金属箔又は蒸着膜
が残るようにエツチングして作製した。

（３）誘゛屯損失の周波数特性 ＪＩＳ−Ｃ−６４８１に準じて行なった。

（４）耐薬品性 」−記の耐ハンダ性の測定の時に作製した時と同様に電
気回路を形成し、８０℃、５にの水酸化ナトリウム水溶
液に５時間浸漬した後、金属を全てエツチングし、引っ
張り伸び率を測定し、エージング萌の値に対する保持率
て示した。なお。

引っ張り伸び率の測定はＡＳＴＭ−Ｄ−８８２−６４７
に準じて行なった。

［発明の実施例］ 次に本発明の実施例及び比較例を示し、この発明の効果
を具体的に説明する。

実施例１ （１）本発明に用いるＰＰ５−ＢＯのＡ製（ａ）ＰＰＳ
ポリマーの調製 オートクレーブに硫化ナトリウム３２．６　ｋｇ（２５
０モル、結晶水４０重量％を含む）、水酸化ナトリウム
１００　ｇ　、安息香酸→−トリウム：１６．１　ｋｇ
（２５０モル）、及びＮ−メチル−２−ピロリドン（以
下ＮＭＰと略称する。）　７９．２　ｋｇを仕込みかく
はんしながら徐々に２０５℃まて昇温し、水５．９ｋｇ
を含む流出液７．０文を除去した。残留混合物に１．４
−ジクロルベンゼン３７．５　ｋｇ　（２５５モル）及
びＮＭ　Ｐ　２０．Ｏｋｇを加え、２６５°Ｃて４時間
加熱した。

反応生成物を熱湯て８回洗浄し、溶融粘度２９００ボイ
ズ、非ニュートン係数１．１７、ガラス転移点９１℃、
融点２８５℃の高重合度ポリフェニレンスルフィド２１
．１　ｋｇ　　（収率７８％）を得た。

（ｂ）溶融成形 上記（ａ）で得られた組成物を１８０℃で２時間、減圧
下で乾燥した後、該組成物に滑剤としＣ、ステアリン酸
カルシウム粉末を０．１　ｉ１％添加し、ミキサーてか
くはん混合した後、直径４０１ｍ１のエクストルーダの
ホッパに投入した。３１Ｏ℃て溶融された該組成物を長
さ２５０ｍ■１間際１．５　ｍ＋ｗの直線状のリップを
有する口金から押出し１表面温度を３０℃に保った金属
ドラム上にキャストして冷却固化した。

得られたフィルムは、幅が２３０−１、厚さ３８０ｐｍ
、密度１１１５の未延伸フィルムてあった。

（ｃ）２軸延伸、熱処理 上記（ｂ）て得られたフィルムをロール群から成る縦延
伸装置によって、フィルムの長手方向に延伸温度９８℃
で３．９倍に延伸し、続いてフィルムをテンタに供給し
、延伸温度９８°Ｃて幅方向に３．７倍延伸し、さらに
同一テンタ内に後続する熱処理室で２７０℃、１０秒間
の熱処理をして、２軸配向フイルムを得た。さらに、該
フィルムをフリー状態て２５０°０２分間強制収縮させ
た。さらに該フィルムの片面に６００［Ｉ　Ｊ／置’の
コロナ放電処理　′を施し、厚さ２５終■のＰＰ５−Ｂ
Ｏを得た（これをＰＰ５−ＢＯ−１とする）。

（２）接着剤の調製 重版のエポキシ系接着剤である「ケミ・ントエボキシ　
ＴＥ５９２０Ｊ　　（東し株式会社製）を用いた。

この接着剤の主剤と硬化剤の混合比を主剤／硬化剤＝　
１０（１／１５とし、メタノール／トルエン（］：Ｉ）
の混合溶剤として固形分濃度を３０重量％になるよう調
整した。

（３）金属ベース回路基板の作製 ＰＰ５−ＢＯ−１の片面にグラビアロール法て先に調製
した接着剤をコーチインクした。溶剤の乾燥条件は１０
０℃で３分間てあり、接着剤の厚みは硬化後て１２ＪＬ
ｌになるよう調整した。続いて後続するロールラミネー
タで厚さ３５ＩＬｔｓの電解銅箔（日本鉱業株式会社製
）と貼り合せた。貼り合せ条件は温度１２０℃、線圧３
　ｋｇ／ａｍとした。

得られた銅貼りフィルムを１５０℃て６０分間硬化させ
た。

次に、このようにして得られた銅貼りフィルムのＰＰ５
−ＢＯ−１側に先と同じ接着剤を同し条件てコーティン
グし、厚さ工■１の鉄製鋼板の片面にラミネートした。

ラミネート条件は、温度１３０℃で線圧５　ｋｇ／ｃｍ
てロールてラミネートした（基板−１とする）。

（４）比較例１．２の作製 フィルムとして、ポリエステルフィルム（東し株式会社
製「ルミラー　５ＩＯＪ　　（厚さ２５トｍ））とポリ
イミドフィルム（デュポン社製「カプトン　＋００１１
４　（厚さ２５ｐｍ））の２種類を準備し、実施例１の
条件て金属ベース回路基板を作製した。ポリエステルフ
ィルムを用いたものを基板−２、ポリイミドフィルムを
用いたものを基板−３とする。

（５）　２＋価 下記表に得られた３種の金属ベース回路基板の評価結果
を示す、ポリエステルフィルムを使用したものは、ハン
ダ耐熱性が悪く、Ｕ？ｆｔ損失の周波数に対する変化か
大きいことがわかる。また、ポリイミドフィルムを用い
たものは、ハンダ耐熱性に優れるか誘電損失の周波数に
対する変化が大きい。また、耐薬品性が悪いこともわか
る。−方、本発明の２軸配向ポリフエニレンスルフイト
フイルムを使用した金属ベース回路基板は、ハンダ耐熱
性、誘電損失の周波数特性及び耐薬品性にも優れている
ことがよくわかる。

実施例２ （１）２軸配向ポリフエニレンスルフイトフイルム、の
ｇ！Ｊ製 実施例と同様にして５０トｍの厚さのＰＰ５−ＢＯを得
た（ＰＰＳ−ＢＯ−２とする）。

（２）金属ベース回路基板の作製 上記て得られたＰＰ５−ＢＯ−２の両面に１ｉ０００　
Ｊ／ｍ２のコロナ放電処理を施し、その片面に実施例１
て用いた接着剤をアプリケーターてデーツルコートした
。溶剤の乾燥条件は１００℃の温度で３分間である。ま
た、接着剤の塗布厚みは硬化後で２０弘１になるよう調
整した。次に厚さ０．５■鵬のケイ素鋼板と貼り合せた
。貼り合せの条件は、温度１３０℃、線圧５　ｋｇ／ｃ
■でロールラミネートした。さらに得られた積層体のポ
リフェニレンスルフィドフィルム面にアルミニウムを真
空蒸着した。蒸着膜の厚さは２００　ｎｍになるように
調整した。また、真空蒸着の条件は、圧力が１　ｘ　１
０””　Ｔｏｒｒのハツチ法で行なった。このようにし
て得られた金属ベース回路基板を基板−４とする。

（３）評価 下記衣に基板−４の評価結果を示す。実施例１で作製し
た基板−１と同様に、ハンダ耐熱性、誘電損失の周波ａ
特性、耐薬品性のいずれの特性も優れたものであった。

実施例３ （１）金属ベース基板の作製 実施例１で作製した厚さ２５７ｚｍのｐｐｓ−ＢＯ−１
の両面に圧力０．４　ｍｍ　ｆｉｇのアルゴンガス中て
、印加電圧０．６　ｋＪ、処理速度０．２５　ｍ１分の
条件てプラズマ処理を行ない、その各々の面に厚さ３０
ＪＬ■のアルミニウム箔と厚さ１ＩＩＩ＋のアルミ板を
熱融着で貼り合せた。貼り合せの条件は、温度か２５０
℃、圧力が１０　ｋｇ／２０　ｃｍ　ｘ　３０　ｃ＋ｇ
で６０秒間の加熱プレス方式で行なった。このようにし
て得られた金属ベース回路基板を基板−５とする。

（２）比較例３ 実施例１て使用したポリイミドフィルム（２５μｓ）も
実施例３と同様にしてテストしたがラミネートの温度を
３５０℃まて上げても金属箔及び金属板との接看性がな
く金属ベース回路基板の作製がてきなかった。

（３）評価 下記衣に実施例３で得られた基板−５の評価結果を示す
。実施例１て作製した基板−１の特性と同様の優れた金
属ベース回路基板が得られた。

一方、実施例３の方法（熱融着による貼り合せ）ても本
発明の基板を作製することかてきることも本発明の基板
の大きな特長の１つである。すなわち、貼り合せに用い
る接着剤が該基板の特性を低下させる心配がないことを
意味する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　２軸配向ポリフェニレンスルフィドフィルムの片面に
   金属層から成る電気回路を形成し、かつ、該フィルムの
   もう一方の面に金属板を積層して成る金属ベース回路基
   板。