JPH0272693A - フレキシブル回路板 - 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〕 本発明は熱可塑性フィルムをベースフィルムとして、該
フィルム上に銅箔から成る導体回路を形成した、いわゆ
るフレキシブル回路板、更に詳しくはポリイミドフィル
ムをベースフィルムとした耐熱性フレキシブル回路板上
の導体回路をスクリーン印刷法により連続的に被覆して
成るフレキシブル回路板に関するものである。

〔従来技術〕

フレキシブル回路板は、薄く、軽い上に柔軟性があると
言う材料特性から、軽薄短小の流れの中で、電子機器内
の空間を有効利用する為に、曲面状に曲げて使用された
り、曲げが繰り返えしおこなわれる場所に多用され、工
業材料として、重要な地位を占めるに至っている。

一般に、フレキシブル回路板は、湿気、汚れ、損傷等か
ら導体回路を保護する目的で、回路表面をフィルムの融
着、接着又は、液状コーティング剤に塗布、硬化せしめ
て被覆し使用されている。

上述二法のうち、用途的に曲面状に曲げて使用される頻
度が多い為、高度の可撓性・密着性が要求され、回路被
覆の信顛性の観点から、ベースの絶縁フィルムと同一の
フィルムに材料とした、フィルム被覆法、所謂フィルム
カバーレイ法が多用され、−膜化している。

しかしながら、該フィルムカバーレイ法は、以下に述べ
る様な欠点に有している。

即ち、−点はコスト高となる点である。材料が比較的高
価である上に、予め被覆形状に合わせた切断や、ターミ
ナルバンド部の打ち抜き等の加工工程及び加工設備が必
要である上に、この際の材料の加工ロスも大きい。

次に回路板との位置合わせそして、仮接着後熱圧される
が、位置ずれ等により歩留りが極勢で悪く、材料、設備
、工数面でコスト高となる事が免れ得ない。

更に、最大の欠点は、フィルムカバーレイ工程が単板作
業となり、連続化不能であると言う点に有り、コスト高
にならざるを得ない要因である。

もう−点は、フィルムカバーレイ法により、回路上にラ
ミネートされたフィルムは、導体と導体の間の基材部が
接着されず−に跨いでしまう、所謂ブリッジの為、回路
のエツジ部分のシールが不完全になり易く、湿度の影響
で受けたり汚れる等の欠点があった。

一方、液状のレジストインクやカバーコートインクをス
クリーン印刷により必要個所に塗布し、常法により塗膜
を硬化せしめて被覆膜を形成する所謂インクカバーコー
ト法に於いては、従来、回路の被覆に使われた多種イン
ク類のヒビクルが、熱硬化性樹脂或は、紫外線硬化によ
る樹脂の為、硬化皮膜が柔軟性に欠けるきらいがあり、
屈曲性や耐折性等可撓性の点で著るしく劣り、プリンタ
ーやフロッピーディスクドライブ等、高度な折り曲げ性
に必要とする部位や、機器類には使用出来なかった。

更に、皮膜の硬化の際、樹脂の硬化収縮が原因で回路板
に反りが発生したり、高密度パターンには適用出来ない
等の問題がある上に、被覆膜のピンホールや多孔性でシ
ールが不充分になる等の点が挙げられる。

これらの点に鑑みて、カバーレイフィルム代替のカバー
コート用インクの開発に注力しているものの、未だに充
分な性能のインクの開発がなされていないのが現状であ
る。

〔発明の目的］ 本発明の目的とするところは、従来のインクカバーコー
トの欠点を解消し、安価で、然もフィルムカバーレイ回
路板と同等の性能を有するインクカバーコートにより導
体＠路を被覆したフレキシブル回路板を提供せんとなさ
れたもので、耐熱性、可撓性、密着性等の優れた特性を
有するポリアミドイミド樹脂に着目、本目的に合致する
目途を得て、鋭意検討の結果、これにインク化、回路の
被覆とする事により本発明を完成したものである。

［発明の構成］ 本発明のフレキシブル回路板の被覆膜に係るインク組成
物を構成する要素の重要な点は、ビヒクルとして、ポリ
イミド樹脂と同等のフィルム強度を有する、ポリアミド
イミド樹脂の使用にある。

フレキシブル回路板の被覆膜の性能としては、可撓性を
有する強靭な皮膜である事が要求され、然も、密着性に
優れたものでなければならない。

従来、回路の被覆に使われたインク類、即ち、各種のレ
ジストインクやカバーコートインクは、上述の点に問題
が有り、特に、屈曲試験や耐折試験等、可撓性、密着性
が要求される項目では、フィルムオーバーレイに比べ著
るしく劣り、被覆されない裸の回路板と同程度の性能し
か得られていないのが実状である。

本願発明者等は、ポリアミドイミド樹脂のもつ耐熱性、
可撓性、密着性、フィルムの強度特性、及び高造膜性等
、優れた特性に着目し、鋭意検討の結果、インク化の目
途を得て、これをインク化するに至り本発明を完成する
に至ったものである。

即ち、通常インク組成物は、そのビヒクルに低分子量の
樹脂を使用し、スクリーン印刷法等により、塗膜に形成
、加熱或は紫外線照射等の常法により、該塗膜を硬化せ
しめ、中高分子量化して、皮膜とする事が一般的である
。

本願発明の如（、ポリアミドイミド樹脂の様な高分子量
の樹脂をインクビヒクルとする事は、該樹脂の凝集、糸
曳き等の点で不適とされ敬遠されている。

更に、本発明に係るインク組成物のビヒクルである、ポ
リアミドイミド樹脂の溶媒であるＤＭＡｃＳＮＭＰ等の
アミド系溶剤は、吸湿し易く、この為塗膜の皮膜化が速
い。

従って、スクリーンの目詰りや、ピンホール等の皮膜欠
陥の原因となり、より一層インク化を困難にさせていた
。

以上の如く、インク化に際し、種々の問題を抱えたポリ
アミドイミド樹脂を以下に述べる手段により、インク化
を可能とし、これらの問題を解決するに至った。

本発明の回路被覆膜に係る、インク組成物のビヒクルと
なるポリアミドイミド樹脂は、トリメリット酸無水物と
４−４゛ジアミノジフエニルメタン、又はジフェニルメ
タン４−４゛ジイソシアナートを出発原料として、溶液
重合法、沈澱重合法及び非水分散重合法等の合成法によ
り合成する事が提案されている。

本発明に係る、ポリアミドイミド樹脂の合成は、これら
該出発原料のいかなる組合わせにより合成される事も可
能であり、特に限定するものでない。

同様に、合成方法に於いても、いずれの方法での合成も
可能であるが、インクと言う観点から、所望の溶液とし
て得られる事や、使用溶剤等の関係から、溶液重合法が
選択される事が好ましい。

次に、該出発原料である酸成分とジアミン又はジイソシ
アナートとの反応時のモル比は、酸／ジアミン又はジイ
ソシアナート＝０．９５〜１．３０で行われるが、フィ
ルム強度等物性面から１．００〜１．２０のモル比で合
成される事が好ましい。

尚、ポリアミドイミド樹脂合成の際の固形分仕込み量と
しては、得られたワニスのハンドリング性等を考慮する
と２０〜７０重量部とすることが好ましい。

ポリアミドイミド樹脂はＮＭＰ等の良溶媒中で合成する
か、又は合成されたポリアミドイミド樹脂をＮＭＰ等の
良溶媒で溶解しポリアミドイミド樹脂ワニスとし、該ワ
ニスにインク組成物の他の構成成分を添加、３本ロール
等のインクミルで常法によりインクとする。

インク組成物の固形分含有量は印刷適性等の観点から１
０〜５０重量部であることが好ましい。

又該インク組成物は良溶媒の吸湿、白化による皮膜化を
防止するため、トリエン、キシレン、ソルベントナフサ
等の芳香族系の貧溶媒はＮＭＰ等の良溶媒１００重量部
に対して５０〜１０重量部添加し混合溶媒系とすること
が必要である。

これらの芳香族系の貧溶媒の添加量が１０重量部未満で
あれば、回路上に塗膜を形成した時にＮＭＰ等の良溶媒
の吸湿により、塗膜が白化、皮膜化してしまうため脱泡
が不充分となる上に、破泡後もレベリング性が著しく劣
りピンホール等の塗膜不良の原因となる。

同様に５０重量部を越えた場合はポリアミドイミド樹脂
が凝集、分離を起こしインク化が出来なくなってしまう
。

更に、インク組成物として、該ポリアミドイミド樹脂の
凝集、糸曳きを解消し、所謂インクの「切れ」の改良を
目的に、該ポリアミドイミド樹脂１００重量部に対して
２〜１２重量部の微粉末シリカの添加が望ましい。

以上の必須成分に加え、インク組成物とする為に各種の
成分、即ち、消泡剤、レベリング剤、カップリング剤等
を、インク類製造の場合の技術に応じて混合する事が可
能である。

本発明に係わるインク組成物は、上記必須成分に副次的
な成分を添加してなる混合物を、３本ロール等のインク
ミルを用いて、常法によりインク化したものである。

該インク組成物は先づ、スクリーン印刷により、フレキ
シブル回路板の所望の被覆面に塗布、塗膜を形成した後
、加熱し、溶剤を揮散せしめて、目的とする回路被覆膜
が得られる。

かくして得られる、インクカバーコート層に有するフレ
キシブル回路板は、外観的には、溶剤を揮散させる事に
より皮膜化させる為、従来のインクカバーコート被覆の
硬化収縮によるカール等の欠陥が解消され、ポリアミド
イミド樹脂の高造膜性によりピンホール等の皮膜の欠陥
を解消された。

一方、該回路被覆膜の性能の面では、半田浸漬後の１８
０°折り曲げ試験及びゴバン目試験の結果、皮膜のフク
レ、剥離等異常は認められず、極めて良好な耐熱性及び
密着性を示した。

又、強酸性、アルカリ性水溶液、芳香族炭化水素、ケト
ン系水溶剤、ハロゲン化炭化水素系溶剤等に全く侵され
ない耐溶剤性を示した極めて優れた被覆膜である。

然も、ＪＩＳＣ５０１６−１９８８フレキシブルプリン
ト配線板試験方法に規定される耐折性試験に於いては、
従来のインクカバーコート被覆の回路板では到底得られ
ない優れた性能を示し、実用に際して問題のないカバー
コートであった。

〔実施例〕

（１）　　ポリアミドイミド樹脂の合成トリメリット酸
無水物　　　　　　　　　１モルジフェニルメタン４−
４′ジイソアナート　１．０１モル及び合成溶媒である
、Ｎ−メチルピロリドンを固型分濃度５０％として、宴
素雰囲気中で、攪拌しながら、８０°Ｃ−１時間、１７
０℃〜２時間反応を行い、粘度４００ＰＳのポリアミド
イミド樹脂ワニスを得た。

（２）　　インク化 ポリアミドイミド樹脂ワニス　　　　１００重量部ソル
ベントナフサ　　　　　　　　　４５重量部微粉末シリ
カ　　　　　　　　　　　４重量部（日本エロジル社製
商品名工ロジール）シリコーン系消泡剤　　　　　　　
２．５重量部（東しシリゴン社製商品名Ｓ　Ｈ−５５４
０）フッ素系界面活性剤　　　　　　　０．１重量部（
３Ｍ社製商品名フロラードＦＣ−４３１＞上記配合物を
３本ロールに通す事によりインク化した。

（３）　　カバーコートの形成 （２）で得られたインクをフレキシブル回路板（ポリイ
ミドベース）にスクリーン印刷法によって塗布、１２０
°Ｃに設定された８ｍの乾燥炉中を０．２５ｍ／分の速
度で流してタックフリーのカバーコートされたフレキシ
ブル回路板を得た。次に所定の＝１１ 形状に裁断されたカバーコート付フレキシブル回路板を
、２００　’Ｃの乾燥器内で残存溶媒を揮散させて、目
的とするカバーコートされたフレキシブル回路板を得た
。

か（して得られたカバーコートされたフレキシブル回路
板は、２６０°Ｃの溶融半田槽中に６０秒浸漬したハン
ダ耐熱性、及び半田浸漬後のゴバン目密着試験による密
着性試験について異常は認められず良好な耐熱性、密着
性を示した。

同様に、２Ｎの塩酸、可性ソーダ各水溶液、イソプロピ
ルアルコール、メチルエチルケトン、トリクレン等への
浸漬後も全く侵されない優れた耐溶剤性を示した。

とりわけ、耐折性試験に於いては、第１表に示す様に、
耐折性能が飛躍的に改良された。

比較例として従来のメラミン、アリキッド系樹脂を主成
分とするインクによって被覆した例を第１表に示す。

第 表 特許出願人　住友ベークライト株式会社手続補正ツ（自
発） 昭和６３年１０月２６日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）銅箔回路を有するフレキシブル回路板において、
   銅箔回路面上に熱可塑性ポリアミドイミド樹脂、該熱可
   塑性ポリアミドイミド樹脂の良溶媒１００重量部に対し
   芳香族系の貧溶媒を５０〜１０重量部混合させてなる溶
   剤、チキソ性付与剤、レベリング剤および消泡剤を必須
   成分とするインク組成物をスクリーン印刷法により塗布
   し、次いで加熱乾燥により溶剤を揮散せしめて耐熱性、
   可撓性を有する皮膜を形成させて成るフレキシブル回路
   板。