JPH03133633A - 鉄系プリント基板に適した鋼板 - 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） 本発明は絶縁層との密着性、及び打抜き特性に優れしか
もマスキングフィルムを必要としない鉄系プリント基板
に適した鋼板に関するものである。

（従来の技術） 近年、放熱性、機械的強度が優れたものとして、また小
型モーターの磁路として、鋼板をベースにした鉄系プリ
ント基板が用いられている。ところが、鉄系プリント基
板の場合、絶縁層を形成後銅箔を貼り、銅箔に回路を形
成するための、薬品でのエツチングや、ハンダ付けを行
った場合に絶縁層と鋼板との間より剥離したり、切断や
プレス時に絶縁層が端部より２〜３ｍｍ程度剥離したり
、切断時の鋼板のカエリ等の問題があった。又、銅箔を
張った面と反対側の鋼板の耐錆性、更に、切断された鋼
板の端面の耐錆性に問題があった。

一方、特開昭６１−１４２９３９号公報により、小型精
密モーター用プリント基板に適した鋼板が提案されてい
る。この内容は鋼板（含む珪素鋼板）の表面にＳｎ、　
Ｚｎ、　Ｎ１．　Ｃｒ、　　Ｃｕ、　Ａ、１７の内から
１種又は２種以上を５〜１５０ｇ／ｒｒ？メッキするこ
とにより、プリント基板の製造工程で鋼板にエポキシ樹
脂等の絶縁層（約１００μ）を施し、その上に銅箔を貼
り付けて所望の配線状態にエッチングし、銅箔の配線箇
所に種々の部品をハンダ付けした場合の鋼板と絶縁層と
の密着性が改善されると共に、耐錆性が向上するという
ものである。

又、一方銅箔を積層していない反対面についてはエツチ
ングする際にメッキ層がエツチング液に腐食される。こ
のため、通常はマスキングフィルムと称する耐エツチン
グ性のあるフィルムを貼り、エツチング加工後にハンダ
付は時の耐熱性不足、プリント基板の放熱性を阻害する
等々の理由から、マスキングフィルムを除去することが
行われている。

上記マスキングフィルムとしては、従来から接着剤付き
の塩化ビニールフィルム、ポリエステルフィルム、ポリ
オレフィン系フィルムが知られている。

（発明が解決しようとする課題） 所が、上記の提案においては依然として、切断時やプレ
ス時の絶縁層の端部の剥離、切断時の鋼板のカエリの問
題は未解決であったり、又エツチング時にマスキングフ
ィルムの貼付は及び除去（エツチング終了後）が必要と
言った問題があった。

本発明は上記の欠点を改善した絶縁層との密着性、打抜
き特性に優れ、且つ、裏面への耐エツチング性に優れた
有機樹脂層を設け、マスキングフィルムを必要としない
鉄系プリント基板に適した鋼板の提供を目的としたもの
である。

（課題を解決するための手段） 本発明は第１図のように鋼板１の両面にＣｒＣｕ、Ｎｌ
、Ｚｎ、Ｓｎの内から選ばれた１種又は２種類以上の特
定量のメッキ層２を形成し、その上の両面に特定量のク
ロメート層３を形成させ、更にその上に水分散性のアク
リル変性エポキシ樹脂を主成分とする有機被覆層４、並
びに５を夫々必要な厚みで形成したものである。

尚、本発明鋼板を用いてプリント基板を製造するに当た
っては、図示の如く片面に絶縁層６及び銅箔７を形成す
るものである。

鋼板１としては、板厚が０．２〜２ｍ傷が望ましく、板
厚が０．２１以下では放熱性が充分でなく、２ｍｍ以上
では小型モーターの磁路として用いた場合、良好なモー
ター特性が得られない。又、鋼板の組成としては、放熱
性や機械的強度のみが必要な場合には普通鋼で充分であ
るが、小型モーター用の磁路として用いる場合には、通
常のモーター用に使用される０、５〜３，５％の珪素を
含有した珪素鋼板を用いることが好ましい。

これらの鋼板１の両面に形成するメッキ層２は、Ｃｒ、
Ｃｕ、Ｎｌ、Ｚｎ、Ｓｎの内から選ばれた１種又は２種
類以上を０．５〜５ｇ１ｒｄ（片面）のメッキ量であり
、その上のクロメート層３は、金属クロム換算で１０〜
８０ｍｇ／ｒｆ　（片面）のクロメート量である。更に
その上に、絶縁層及び銅箔を錆層する面には水分散性の
アクリル変性エポキシ樹脂を主成分とする０、５〜ＬＯ
ｇ／ｍ２の有機被覆層４を有し、一方、重層及び銅箔を
積層しない面には、３〜ｌｏｇ／ｒｒ？の同じく水分散
性のアクリル変性エポキシ樹脂を主成分とする有機被覆
層５を有することを必須とする鉄系プリント基板に適し
た鋼板である。

以下限定理由を詳細に説明する。

先ず、メッキ層２については、メッキ金属としてＣｒ、
Ｃｕ、Ｎｌ、Ｚｎ、Ｓｎを選定し、これらの内から選ば
れた１種又は２種類以上を０．５〜５ｇ／ｒｒ？（片面
）メッキする。メッキ量か０．５ｇ／ｒｒｒ以下では常
態でも良好な密着性が得られず、又耐錆性も不十分であ
る６一方、５ｇ／ｒｄ以上では、製造コストが高いばか
りてなく、／１ンダ付は後の絶縁層との密着性が劣る。

この場合のメッキ層２は、単層メッキ、重層メッキ、単
層メッキ又は重層メッキ後の合金化処理を包含するもの
である。

これらの表面に施すクロメート処理層３としでは、本発
明では処理液組成、処理方法等を特に限定するものでは
ないが、短時間で安定したクロメート被覆を得るにはＣ
ｒｏ３−Ｈ２ＳＯ４゜ＣｒＯ−ＨＣｌ２．ＣｒＯ３−Ｈ
Ｆ等の無水クロム酸にアニオンを、必要に応じてＣｒ　
Ｏ３ｍの１〜３％添加した浴が適当である。

又、処理法としては、電解法でも、ｂＣＣ演法も良い。

これらの金属クロム換算で１０〜８０ｍｇ／ｒｒ？（片
面）クロメート処理を施す。

クロメートｆｆｉが１０ｍｇ／ｍ２以下では常態でも密
着性の改善効果が殆んどなく８０ｍｇ／ｒｒｉ”以上で
はクロメート層の強度不足から、クロメート被覆層で凝
集破壊して密着性が劣化する等の欠点を生じて好ましく
ない。

次に有機被覆層４．うであるが、これら有機被覆層４、
及び５を形成するに用いられる有機高分子化合物は、水
分散性のアクリル変性のエポキシ樹脂であることを特徴
とする。又、この樹脂にシリカゾル、アルミナ、酸化チ
タン、シランカップリング剤等を添加したものを用いて
も良い。水分散性のアクリルエポキシ樹脂は、通常のロ
ールコート、スプレー等の方法で塗布され、熱風、誘導
加熱等で加熱乾燥される。

有機高分子化合物を主成分とする所定量の有機被覆層４
を絶縁層６、及び銅箔７を形成する面に形成すると、プ
リント基板の製造工程で絶縁層及び銅箔を形成しエツチ
ング後の打抜き加工時の鋼板と絶縁層間の密着不良によ
る剥離が防止できると共に、鋼板のカエリが減少するこ
と、並びに打抜き後ハンダ付けした場合のハンダ耐熱性
（耐熱ビール強度）が劣化しないことを見出した。

この場合、その量が０．５ｇ／ｒｒ？未満では目的が達
成されず、打抜き時の絶縁層の剥離、並びに打抜き、切
断時の鋼板のカエリに対する改善効果が少ない。一方、
１０１１／ｒｒｒ超では、ノ１ンダ耐熱性（耐熱ビール
強度）が劣化する傾向が認められると共に、経済的にも
不利となる。より好ましくは５ｇ／Ｍ以下である。

次に有機被覆層５は、プリント基板として部品に組み込
まれた後のメッキ面の耐錆性向上は勿論のこと、エツチ
ング時の地鉄素地又はメッキ層の溶解を防ぎ、マスキン
グフィルムを使用しなくても、反対面の銅箔積層面エツ
チングにより回路を形成することができる。

一般的に使用されるマスキングフィルムは塩化ビニール
、ポリエステル樹脂等が使用されているが、これら樹脂
ではハンダ付は時の熱で品質が劣化したり、又一般的に
フィルムの膜厚が厚いために、放熱性に劣るため、エツ
チング後に除去される。この作業は煩雑であり、且つ経
済的にも問題がある。

本発明の製品は裏面にＩＯｒ／ｒ＃以下の耐エツチング
性を持ち、且つ耐熱性にも優れ、放熱性にも問題となら
ない程度の厚みを持った有機被覆層５を形成しているの
で、耐エツチングフィルムを貼る必要は無く、又当然フ
ィルムを除去する必要も無く極めて簡単にプリント基板
を作成することができる。この場合の被ａｆＡは、３〜
ｌＯｇ／ｒｒｒとすべきであり、３ｇ／ｒｄ′未満では
耐エツチング性が不十分であり、ＬＯｔｒ／ｒｄ超では
、経済的に不利となるものである。

次に、樹脂組成を限定した理由について述べる。

先ず第一に、水分散性を選択したことであるが、これは
本発明においては、有機被覆の形成を亜鉛メッキライン
でのインライン処理を目的としており、短時間での樹脂
硬化が可能（有機溶剤を使用しないので高温での乾燥・
焼付が可能）なだめであり、別ラインでの塗装を考える
なら、有機溶剤を使用する一般のエポキシ樹脂の適用も
可能である。しかし、本発明は経済的に鉄系プリント基
板を供給することも重要な目的であり、水分散性のアク
リル変性エポキシ樹脂に限定した。

次に、有機樹脂の柾類をアクリル変性エポキシ樹脂に限
定した理由について述べる。

エポキシ樹脂を水分散性とするためには一般的にカルボ
ン酸基、又はアミノ基を有する化合物との共重合化が必
要であり、各種の樹脂が提案されている。本発明者らは
、アクリル基、並びにエポキシ基を有する樹脂であれば
、耐熱性、耐エツチング性の特性、並びに打抜き性等の
特性に優れ、目的とする性能が得られることが判明した
。

水分散性のアクリルエポキシ樹脂に限定したのは近年プ
リント基板の耐熱性にかんする要求は年々厳しくなって
おり、水分散性として一般的なアクリル樹脂、アクリル
変性オレフィン樹脂、又ポリウレタン樹脂等では厳しい
耐熱性要求に不十分なためである。熱論、其はど厳しく
ない耐熱性用途には、アクリル変性エポキシ樹脂以外も
使用可能である。

第２図に、樹脂構造の一例を示した。

以上鋼板の両面にＣｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｚｎ。

Ｓｎの内から選ばれた１種又は２種以上を０．５〜５ｇ
／ｒｒ？（片面）メッキし、その上の両面に金属クロム
換算でｌθ〜８０ｎｇ／ｒｒ？　（片面）のクロメート
処理を施し、更に、その上に水分散性のアクリル変性エ
ポキシ樹脂を主成分とする有機被覆を一面（銅箔／絶縁
層の側）には０．５〜ｌＯｇ／ｒｒ？、その反対面には
３〜１０ｇ／ｒｒｌ”夫々塗布したことを特徴とする構
成の鋼板によれば、マスキングフィルムの貼付け、除去
を必要とせず、絶縁層と鋼板との接着性に優れた鉄系プ
リント基板の製造が可能となる。

（実　施　例） 実施例　１ 通常の低炭素冷延鋼板（板厚０．５ｍｍ）又は、２．０
％の珪素を含有した珪素鋼板（板厚０．５ｍｍ）を次の
工程で処理した。

先ず、前処理として、３％苛性ソーダ溶液（液温４０℃
）で２　Ａ／ｄ＋ｉ２　Ｘ　２秒で電解脱脂した。次い
で、市販の砥粒入研削ブラシ（商品名サングリッド）で
鋼板表面を研削し、次いで、５％硫酸溶液（液温２０℃
）で２Ａ／ｄｍ２Ｘ１秒で電解酸洗した。この鋼板１を
用いて次の条件でメッキを実施し、メッキ層２を形成し
た。

メッキ条件 １、Ｚｎメ・ンキニ Ｚ　ｎ　Ｓ　Ｏ４７Ｈ２０２００ｇ／Ω、Ｈ２ＳＯ４１
５ｇ／’り−ＤＫ　　（電流密度）　５０Ａ／ｄｉ２、
浴温５０℃ ２、Ｃｕメッキ： ＣＣｕ２Ｐ２Ｏ７２Ｈ２０８０／ｊｌｌＳＮＨ４０Ｈ１
ｚ／ｆｌ、に２Ｐ２０７３００ｇ／Ｎ　１ＫＮＯ３８ｇ
／Ｄ　、　ｐＨ８〜９、ＤＫ　（電流密度）８Ａ／ｄＩ
１１２、浴温５０℃ ３・Ｎｌ−メッキ： ＮＮ１５Ｏ４６Ｈ２０２５０／ｇ１Ｈ２ＳＯ４１５ｇ／
り　ＳＤＫ　　（電流密度）８Ａ／ｄｍ２、浴温５０℃ ４、Ｓｎメッキ： フェノールスルホン酸２００ｇ　／ＩＩ　、　Ｓ　ｎ　
”３０ｇ７ｆｌ　、ＤＫ　　（電流密度）１５Ａ／ｄＩ
１１２、浴温４０℃ その後、クロメート処理として、電解処理を実施し、ク
ロメート層３を形成した。クロメート処理条件はＣｒＯ
−ＨＳｏ　　浴（Ｃｒ　０３３　　　２　　　４ ５０ｇ　／　Ｊ７　、Ｈ２Ｓ　０４　０．５ｇ　／Ω）
を用いて、ＤＫ（電流密度）　３０Ａ／ｄ１１２（浴温
５０℃）で処理した。

これらのクロメート処理した鋼板の表面にメチルメタア
クリレート２０％、エポキシ樹脂７０％、及びフェノー
ル樹脂１０％を共重合することによって得られた水分散
性のアクリル変性エポキシ樹脂を０．１．０．５．１．
０．３．０．　ＬＯｇ／ｒｒｒ、塗布し、乾燥して、有
機被覆層４並びに５を形成しプリント基板に適した鋼板
を得た。

その上に、絶縁層６として、ガラスエポキシ窒脂のブレ
ブリグ（膜厚１００μｍ）を重ね、更に金属箔層７とし
て、銅箔を重ねて、１７０℃で２０ｋｇ／ｃｄの圧力で
２０分間加圧し、その後１７０℃で２時間加圧下で加熱
してプリント基板を製作した。

各種条件で製造した鉄系プリント基板の評価を第１表（
１）、（２）に示した。

常態ビール強度・・・ 常温で２４時間保管後、ＪＩＳ　Ｃ６４８１の引き剥が
し強さの測定方法に従って評価 耐熱ビール強度・・・ 常温で２４時間保管後、２６０℃のハンダ浴に３０秒浮
かべた後に常温主で冷却して、ＪＩＳＣ６４８１の引き
剥がし強さの測定方法に従って評価 剪断時の剥離状況・・・ 常温で２４時間保管後、プレスにて打抜き後の接着層の
剥離状況 Ｏ：被覆の剥離がなく、良好 △：絶縁層と金属界面で一部剥離 ×：絶縁層と金属界面で剥離 剪断時のカエリの状況・・・ 常温で２４時間保管後、同一金型で打抜き後のカエリの
状況を顕微鏡で観察 Ｏ：カエリが３０μ未満で良好 ×：カエリが３０μ以上で不良 耐エツチング性評価・・・ 塩化第二鉄３７％溶液７０℃で５分間浸漬後の外観観察 Ｏ二表面か浸漬前と同じ状況 ×：表面に腐食跡が観察される （発明の効果） 以上の如く、本発明の鋼板によれば、絶縁層との密着性
、並びに耐錆性に優れることは勿論のこと、特にプリン
ト基板の切断やプレス時の絶縁層の耐剥離性に優れると
共に、エツチング時にマスキングフィルムを必要とせず
、尚且つマスキングフィルムの代替となる有機被覆層５
は、薄膜であり放熱性に優れ、又、耐熱性にも優れるた
めエツチング後も除去する必要がなく、そのままハンダ
付け、部品組立を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の模式的構成図、第２図は水分散性アク
リル変性エポキシ樹脂の構造例である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼板の両面にＣｒ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｓｎの内から選
   ばれた１種又は２種以上を０．５〜５ｇ／ｍ＾２（片面
   ）メッキし、その上の両面に金属クロム換算で１０〜８
   ０ｍｇ／ｍ＾２（片面）のクロメート処理を施し、更に
   、その上に水分散性のアクリル変性エポキシ樹脂を主成
   分とする有機被覆を一面（銅箔／絶縁層の側）には０．
   ５〜１０ｇ／ｍ＾２、その反対面には３〜１０ｇ／ｍ＾
   ２夫々塗布したことを特徴とする鉄系プリント基板用の
   鋼板。