JPH0197304A - 絶縁基板 - 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】 童深−七ｑ刊側分月 本発明は、各種電子部品、電子機器の回路基板やヒート
シンクなどとして有用な絶縁基板に関する。

罫彰ト９茨街 従来、電着用コーティング組成物として知られているも
のは、アクリル系ポリマーを水あるいは水と有機溶剤と
の混合物ムこ溶解あるいは分散させたものがほとんどで
あり、もっばら自動車、家電製品、建材等の表面塗装に
使用されており、電気絶縁用としては限られた分野で使
用されていたにすぎなかった。電着用コーティング組成
物の長所は、膜厚の調整が電圧や電流の制御により容易
にでき、しかも穿孔部や凹凸のある部分でも均一な膜厚
がコーティングできることにあるが、従来の電着用コー
ティング組成物をより集泥な電気材料分野あるいは電子
材料分野へ応用する場合、耐熱性の点で問題があった。

特に電子材料分野ではハンダ工程が２６０〜３５０　’
Ｃの温度で数分間行われるところがほとんどであり、ア
クリル系の材料を主体とした従来の電着用組成物では耐
熱性の面で問題があった。

一方、従来のアクリル系材料の耐熱性向」−をはかった
ものとして特開昭４９−２１４３５．同４９−２１４２
７に記載されているようなポリアミック酸を有機溶剤に
てエマルジョン化し、電着ワニス化させたものがある。

解決を要ｔさ嘉澗−瑚卓 しかし、ポリアミック酸を用いた場合には、最終的には
イミド閉環を行わせる必要があり、該ワニスを厚膜につ
けた場合、ポリアミック酸よりイミド環に移行する時に
大量の脱水反応が伴うため発泡する問題がある。また、
該ワニスのエマルジョン濃度もポリアミック酸ポリマー
を使用した場合、１重量％以下でしか安定なエマルジョ
ン形成ができない問題もあった。

本発明者等は、従来、ポリアミック酸タイプのポリマー
をエマルジョン化したいわゆる非水分エマルジョンワニ
スに見られた」二記のような欠点を解消ずべく検討した
結果、意外にも、大部分閉環したイミド環のみを有する
ポリマー又はポリアミド基のみを有するポリマーあるい
はこれらの基を両方とも有するポリマーのワニス、特に
これらポリマーを溶解する溶剤と溶解しない非溶剤を用
いて調整したエマルジョン組成物でも電着可能であり、
しかも従来より高濃度で安定なエマルジョンが得られる
ことを見出して本発明を完成した。

刑題点を解決を支友汝■手段 本発明は、金属体を陽極とし、その上に閉環率が少なく
とも９０％のイミド基を有する有機高分子、アミド基を
有する有機高分子、および閉環率が少なくとも９０％の
イミド基とアミド基とを有する有機高分子からなる群か
ら選ばれた少な（とも１種の有機高分子を含む電着ワニ
ス、特に上記の有機高分子からなる群から選ばれた少な
くとも１種を溶剤に７８解した後、金子）素化合物を添
加あるいは添加−Ｕずに、前記有機高分子に対して非溶
剤性の液体中に上記の有機高分子溶液を滴下混合してエ
マルジョンを形成してなる電着ワニス、を電着塗装して
なることを特徴とする絶縁基板を提供しようとするもの
である。

作用並びに効果 上記の有機高分子溶液、特に該有機高分子に対して非溶
剤性の液体中に滴下混合することにより形成したエマル
ジョン組成物は、電着用ワニスとして使用可能である。

しかもそれを使用して厚膜にコーティングしても含有ア
ミド酸の少なくとも９０％が閉環してイミド基になって
いるので脱水反応が生じないか、または生じるとしても
軽度である。このため金属体を陽極として電着塗装して
も発泡が実質化じず良好な外観を有し、しかも極めて優
れた耐熱性を有する塗膜が得られる。

光訃ｑ几傷蝮菜疲吸 本発明においては、 （１）：閉環率が少なくとも９０％のイミド基を有する
有機高分子、 （２）ニアミド基を有する有機高分子、および（３）：
閉環率が少なくとも９０％のイミド基とアミド基とを有
する有機高分子、 などの有機高分子が使用対象となり、これらのうちの少
なくとも１種を華独使用してもよく、あるいはまた、こ
れらのうちの少なくとも２種以上を併用してもよい。

なお」二記の「閉環率が少なくとも９０％のイミド基を
有する有機高分子」とは、下記のアミド酸基構造のうち
の少なくとも９０％（数量％）が下記のイミド基構造に
すでに変化しているものを意味する。

〔アミド酸基構造〕　　　〔イミド基構造）上記（１）
〜（３）の有機高分子の例を下記に示す。

例１：下記構造（１）を有するポリアミドイミドポリマ
ー（Ｔｏｒｌｏｎ　４０００Ｔ　：　　三菱化成社製）
例２．ド記構造（２）を有する芳香族ポリアミドポリマ
ー（ＡＴＣ：　　三菱製紙社製） 例３：下記構造（３）を有するポリエーテルイミドポリ
マー（ＵＬＴＥＭ　ｔｔｌｏｏｏ：　　ＧＥ社製）例４
：下記構造（４）を有するポリイミドポリマー（ポリイ
ミド：　　１Ｊｐｊｏｈｎ社製）例５：下記構造（５）
を有するポリイミドポリマー上記の式（１）　、（２）
　、（３）　、および（４）において、Ｒ３は、 などであり、Ｒ２、またはＲ３は、それぞれなどであり
、Ｒ４は、 本発明においては、上記のポリマーを溶解する溶剤の例
としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ、Ｎ’−ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチル
スルホキシド等の極性溶媒あるいはこの混合物が挙げら
れる。

また上記のポリマーに対して非溶剤である液体としては
ケトン系の溶剤が適当であり、たとえばアセトン、メチ
ルエチルケトン、ジエチルケトン、ソクロヘキサノン、
メチルイソブチルケトン等が挙げられる。

本発明においては、ポリアミック酸ポリマーのアミン化
に必要であった含チッ素化合物は必ずしも必須ではない
が、使用するポリマー材料によっては添加した方が電着
樹脂の化学当量が大きくなるものもあるので好ましい。

上記の含チッ素化合物としては、たとえばトリメチルア
ミン、トリエチルアミン、トリｎ−プロピルアミン、ト
リｎ　−ブチルアミン、ピリジン、Ｎ−エチルピペリジ
ン等が挙げられる。

上記のポリマーに対する溶剤と非溶剤の使用比により生
成するエマルジョンの安定性が異なる傾向にあり、特に
その重量比（溶剤／非溶剤）が２０／８０〜５０１５０
の範囲で調整するのが好ましい。

含チッ素化合物は、それを使用する場合、上記の溶剤１
００重量部に対して０．５〜３．０重量部添加するのが
好ましい。

本発明で用いる上記した電着ワニスは、銅、アルミニウ
ム、鉄、ステンレス、ニッケルあるいはこれらの合金等
の金属体を陽極として電着し、加熱硬化させた場合、従
来の電着ワニスを使用した場合と比較して良好な皮膜が
得られ、且つ厚膜でも発泡の程度の少ない良好な塗膜が
形成される。

金属体と電着塗装ポリマー層との密着性を高めるために
、本発明において用いられる電着ワニス中にカップリン
グ剤を配合することが好ましく、また金属体の表面を適
度に粗面化するなどの処置を電着塗装前に施すことが好
ましい。

カップリング剤としては、ビニルトリエトキシシラン、
γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（ρ−ア
ミノエチル）−γ−アミノブロビルトリュ！・キシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン γーアミノプロピルトリエトキシシラン、Ｔ−グリシド
キシプロビルトリエトキシシランなどが特に好ましい。

カップリング剤の使用量は、ポリマー１００重量部あた
り１〜２０重量部重量部面当である。

金属体の表面処理に関しては、通常のサンドブラスト、
液体ポーニソグなどの機械研磨、鉄に対するリン酸亜鉛
処理、銅に対する黒化処理やクロム酸処理、アルミニウ
ムに対するアルマイト処理等の化学処理が挙げられるが
、直流あるいは交流により電解エツチング処理を行った
アルミニウムが密着性の点で好ましい。

絶縁基板の絶縁層は、絶縁特性以外に熱伝導性に優れて
いることが要求される場合が多い。このため、本発明に
おいて用いられる電着ワニスに無機フィラー、たとえば
アルミナ、千ノ化珪素、千フ化アルミニウム、千ノ化硼
素、二酸化珪素、等の熱伝導性改良剤を混合してもよい
。その混合量は、電着ワニス中の有機高分子１００重量
部あたり１０〜１００重量部程度である。また、絶縁基
板の絶縁層に高耐電圧強度が要求される場合においては
、本発明において用いられる電着ワニス中にマイカ鱗片
を電着ワニス中の有機高分子１００重量部あたり１〜５
０重量部重量飛程することが好ましい。

夫流桝 以下、実施例および比較例により本発明を一層詳細に説
明する。

フニＪｊｆ例１ ポリエーテルイミド（ＧＥ社製　ＵＬＴＥＭ　１０００
）８０ｇをＮ−メチル−２−ピコリドン１９２０ｇに溶
解後、トリエチルアミン２８ｇをアセトン３３００ｇに
混合した溶液中に上記ポリエーテルイミド？８液を滴下
し、乳白色のエマルジョン液を得た。片面をマスキング
した２．　　ＯｌｍＸ　１　０　ＱｍｍＸ　２　０　Ｉ
ｍのアルミニウム板をアセトンで脱脂処理後、該アルミ
ニウム板を陽極としてＤＣ２００Ｖの電圧を３０秒印加
後、１５０’ＣＸ２０分、次いで２００℃Ｘ３０分の条
件で乾燥し、外観良好な１色縁層の厚さが４０μｍの豫
１！！縁アルミニウム手反を得た。

実施例２ アセトン中にγーアミノプロピルトリエトギシシラン１
０ｇを添加する以外は実施例１と同様にして外観良好な
絶縁層の厚さが４０μｍの絶縁アルミニウム板を得た。

実施例３ ６０℃に加温した２０重量％硫酸水溶液中において７Ａ
／ｄｍＸｌｏ分の条件で陽極酸化したサイズ２．　　Ｏ
ｌｍＸ　１　０　Ｑｍｘ　２　０ｍｍのアルミニウム板
につき、実施例１で得たポリエーテルイミドエマルジョ
ン液を使用して実施例１と同様の条件で電着し、外観良
好な絶縁層の厚さが４０μｍの絶縁アルミニウム（反を
得た。

比較例１ ポリイミドワニス（　ＤｕＰｏｎｔ社製　ｐｙｒｅ　Ｍ
Ｌ　）１００ｉをＮ−メチル−２−ピロリドン６２０ｇ
で希釈後、アセトン１４１０ｇにトリエチルアミン４ｇ
を入れ攪拌しながら上液ポリイミドワニスを滴下して電
着ワニスを得た。

１５０Ｖの電圧で４０秒間アルミニウム板に電着した後
、１６０°Ｃ×２０分、２００℃×１２０分乾燥して絶
縁層の厚さが１５μｍの絶縁アルミニウム板を得た。絶
縁層には発泡が生じていた。

なおこのワニスの場合、塗膜厚が２０ｐｍ以上になると
、電着後におて皮膜がズレるため外観が悪くなる傾向が
顕著となった。

実施例４ 芳香族ポリアミドイミドポリマー（三菱化成社製　Ｔｏ
ｒｌｏｎ　４０００Ｔ）　１　０　０　ｇをＮ−メチル
−２−ピロリドン１９００ｇに溶解し、５重量％のポリ
マー溶液を得た後、アセトン２０００ｇ中にこの溶液を
滴下し、濃度２．５重量％のエマルジョン組成物を得た
。

片面をマスキングした１、５＋ｎ厚のアルミニウム板を
陽極として１５０■の電圧を印加し、４０秒荷電後、１
２０℃で３０分、ついで２００℃で３０分乾燥して外観
良好な絶縁層の厚さが１５μｍの絶縁アルミニウム板を
得た。

実施例５ ６０°Ｃに加温した２０重量％硫酸水溶液中で７Ａ／ｄ
ｍＸ１０分の条件で陽極酸化したアルミニウム板を使用
する以外は実施例４と同様の条件で電着し、外観良好な
絶縁層の厚さが４５μｍの絶縁アルミニウム板を得た。

実施例１〜５、および比較例１で得た各絶縁アルミニウ
ム板の特性を下表に示す。

なお下表において、絶縁破壊電圧並びに密着性について
はそれぞれ下記の方法により測定した。

項耘碧壊電圧 ２５１１φ（２００ｇ）の円柱電極を絶縁層上に置き、
５００Ｖ／秒の昇圧速度で絶縁破壊電圧を測定した。

聚肴牲 絶縁層にアルミニウム板に達する切り込みを剃刀で入れ
、ついで該絶縁層を外側にして９０度（２璽諺Ｒの曲げ
径）に曲げる。このときアルミニウム板から剥離して浮
き上がった絶縁層の長さを測定する。

実施例６ 実施例２で得られた絶縁アルミニウム板に次の条件に−
よって無電解メツキによりパターン形成した。

先ずこの絶縁板を７５℃のコンディショナ１２００（シ
フレイファイ−スト社製）中で１０分洗浄を行い、ＮＭ
Ｐに１０分間浸積したのち、２００ＣＣ／ｌの硫酸と４
００　ｇ／ｊ！の酸化クロムとからなる７５°Ｃの水溶
液中に２０分つけてエツチング後５０℃のニュートライ
ザＰＭ９５０（シフレイファイ−スト社製）を用いて２
５分間中和した。次にキャタブリソプ４０４とキャタボ
ジソト４４　（いずれもシフレイファイ−スト社製、５
０℃）にそれぞれ１分、１０分浸漬し、アクセレータ１
９　（シフレイファイ−スト社製）に５０分浸積して前
処理後、カッパーミックス（３２８Ｌ：１２．５重量％
、３２８Ａ：１２．５重量％、３２８Ｃ：２．５重量％
）の水溶液に１５分浸漬して銅メツキを行った。つづい
て１２０℃で４５分アニーリングを行い、回路つき絶縁
板を得た。

実施例７ 実施例５で得られた絶縁アルミニウム板にエポキシ−ゴ
ム系接着剤を塗布した銅箔（３５ｎ）を貼り合わせ、１
７０’ｃｘ４０分、２０　Ｋｇ　／　ｃａｌの条件でプ
レスを行い銅箔張絶縁アルミニウム板を得た。ビール強
度は１．９Ｋｇ／ｃ＋ｎであり耐ハンダ性については、
２６０℃×３分に合格した。

実施例８ 平均粒径０．３μｍのアルミナフィラーを実施例４で得
られたエマルジョン中に該エマルジョン中の樹脂１００
重量部に対して５０重量部の割合で添加し攪拌しながら
実施例４と同様の方法でアルミニウム板に電着後、加温
硬化し、絶縁アルミニウム板を得た。

実施例９ 実施例４で使用したエマルジョンを電解銅箔のマント面
に実施例４と同様の条件で電着し、片面絶縁銅箔を得た
。

実施例１０ 実施例４で使用したエマルジョンをＱ、２ｍｍφの穿孔
部を有する１、５１厚のアルミニウム板に実施例４と同
様の条件で電着後加熱硬化し、スルホール絶縁金属基板
を得た。スルホール部の絶縁厚は３０μｍであり、その
部分の耐破壊電圧は１ｋＶであった。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．金属体を陽極とし、その上に閉環率が少なくとも９
   ０％のイミド基を有する有機高分子、アミド基を有する
   有機高分子、および閉環率が少なくとも９０％のイミド
   基とアミド基とを有する有機高分子からなる群から選ば
   れた少なくとも１種の有機高分子を含む電着ワニスを電
   着塗装してなることを特徴とする絶縁基板。
2. ２．電着ワニスが、閉環率が少なくとも９０％のイミド
   基を有する有機高分子、アミド基を有する有機高分子、
   および閉環率が少なくとも９０％のイミド基とアミド基
   とを有する有機高分子からなる群から選ばれた少なくと
   も１種の有機高分子を溶剤に溶解した後、含チッ素化合
   物を添加あるいは添加せずに、前記有機高分子に対して
   非溶剤性の液体中に上記の有機高分子溶液を滴下混合し
   てエマルジョンを形成してなるものである特許請求の範
   囲第１項に記載の絶縁基板。
3. ３．電着ワニスが、カップリング剤を含むエマルジョン
   である特許請求の範囲第２項に記載の絶縁基板。
4. ４．金属体として電解エッチング処理されたアルミニウ
   ム板を使用する特許請求の範囲第１項乃至第３項のいず
   れかに記載の絶縁基板。
5. ５．閉環率が少なくとも９０％のイミド基とアミド基と
   を有する有機高分子として、下記の一般構造を有するも
   のを用いる特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか
   に記載の絶縁基板。 ▲数式、化学式、表等があります▼ （ここに、Ｒは芳香族環を含む２価の残基である。）