JPH03208392A - 耐熱性電気的絶縁性基板の製造方法 - 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、合成樹脂板上にセラミックスが被覆された耐
熱性電気的絶縁性基板の製造方法に関する。

［従来の技術］ 一般に電気的回路を担持する絶縁性基板には、ベークラ
イト、ガラスエポキシ樹脂や、ポリエステル等の合成！
Ｍ脂が使用されている。

しかしながら、近年の電気的回路の高密度化の傾向は、
著しく伸びつつある。それに伴い、部分的な回路からの
発熱も大きくなり、寿命の点で問題が発生し、現状の大
きな課題となフている。

即ち、例えば上記のガラスエポキシ樹脂等の合成樹脂で
は、２００〜２３０℃程度で黄変が始まり、３００〜３
６０℃程度で黒変（炭化）するに至る。基板の表面が炭
化すれば、回路がショートし寿命に至る。

又、最近の試みとして例えば一部には、第１１図に示す
様に、上記合成樹脂板１の上に、焼結セラミックス板２
を接着剤３により貼り付けた耐熱性電気的絶縁性基板ｌ
Ｏが出始めている。

この合成樹脂板１の上に、焼結されたセラミックスの板
を接着剤３により貼り付けたものの場合には、現状の焼
結セラミックス板２の製造技術の限界より、即ち、焼結
時の変形に伴う寸法精度の点より、Ｉ　Ｏｃｍ角程度の
ものでは、厚さが！■程度もあり、３ｃｍ角程度の小さ
なものでも、厚さが０．８ａｕｎ　ＰＩ度が限界である
。即ち、当該業界の所望の数十〜＋００数七μｍに対し
て過大の膜厚であるばかりでなく、そもそもセラミック
ス自体が、その粉末及び、原料の調合〜成型〜乾燥〜焼
結〜表面の機械的加工又は、グレージング処理等の工程
を経なければならない。

そこで、合成樹脂板上に直接、セラミックスを溶射する
ことが考えられるか、この場合、プラズマの高温の熱に
より、合成樹脂の表面から昇華（ガス化）が起こるため
、合成樹脂上に、セラミックスの溶射膜を形成すること
は不可能である。

この様な問題を克服するために、例えば、特開昭６０−
１１３５３等に見られるように、セラミックス粉末と樹
脂系接着剤とを混入した材料を塗布し、接着層（中間層
）を設け、その上に溶射する方法等も提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 先ず、合成樹脂板１の上に、焼結セラミックス板２を接
着剤３により貼り付けたものの場合には、上記のような
工程を経ねばならないため高価なものであり、コスト的
に大幅な増加になる。更に電気部品メーカーにおいても
、セラミックスが厚いため孔開け、切断等の機械加工が
非常に困難で大きなコスト増を要するか又は、加工が不
可能である等、実用的ではない。

一方、合成樹脂板上に、セラミックス粉末と樹脂系接着
剤とを混入した材料を塗布し、接着層（中間層）を設け
、その上に溶射する方法に関しては、その溶射表面の凹
凸が大きく、電気的絶縁性基板として使用しようとする
限り、表面を平滑にするために何らかの加工を必要とす
る。

しかし、セラミックスの表面研削、研磨等は、実際的に
は溶射コスト以上に高価で、溶射コストの数倍を要する
こともあり、現実的ではないことも多い。

そこで本発明は、上記の問題ある現状の耐熱性電気的絶
縁性基板の製造において、電気部品メーカーにおける切
断、穴開は等の二次加工を容易にし且つ、耐熱性電気的
絶縁性基板を安価に製造する方法を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の耐熱性電気的絶縁性
基板を製造する方法は、仮基材としてのガラスの表面に
対し、絶縁性のセラミックスを溶射により所定の膜厚を
形成し、その上に接着剤を塗布し、合成樹脂の板に接合
せしめ、乾燥後、強度の発現が得られた後、ガラス面よ
り剥離することにより、合成樹脂の表面にセラミックス
の溶射膜を形成することを特徴とする。

［作用及び、実施例］ 製造しようとする耐熱性電気的絶縁性基板１０の所望の
広さ又は、それ以上の広さの仮基材（ガラス）ＩＩ板を
準備し、その上にアルミナ又は、アルミナ・チタニア等
のパウダーを使用し、減圧又は、大気圧溶射を行う。

減圧溶射で行えば、膜質が緻密となり、耐電圧性等が向
上し、絶縁性も向上する。特に真空中等で使用される膜
に関しては良好である。そうではなく中級〜低級でよい
ものに関しては、大気圧溶射により行う。

ここで、仮基材として使用するガラスは、一般の窓ガラ
スとして使用する通常のもので十分であり、特殊なガラ
スである必要はない。

又、断熱性を向上させるためには、故意に気孔率を向上
させることも可能である。

溶射の粉末供給速度とガンの移動速度を予め適当に設定
しておき、溶射１バス当たり何μｍ形成されるかを把握
しておけば、設計要求通りの膜厚を得るのは容易である
。通常本方法によれば、ｌＯ〜数１００　ｕｔｎの間で
自在に可能である。勿論、特殊な用途に対しては、［■
程度以上の膜厚のものを得ることも可能である。

ガラスの表面には、若干のセラミックスの粒がめり込む
ことにより、適当な密着強度をもって接合する。

ガラス上に所望の膜厚を溶射した後、接着剤をこのセラ
ミックス溶射膜の上から塗布し、所望の合成樹脂板を貼
り付ける。更に密着強度を確実にしたい場合には、合成
樹脂板の接合面側にも接着剤を塗布し、合成樹脂板をセ
ラミックス溶射膜に押し付ける。しかる後、通常２４時
間程度の硬化時間を取る。

接着剤の硬化後、ガラスとセラミックス溶射膜の間の一
部に楔等を押込むことにより、容易にセラミックス溶射
膜とガラスとは、剥離させることかできる。

この様にして、容易に耐熱性電気的絶縁性基板を得るこ
とができる。

以下、添付図面を参照しながら、実施例により本発明を
更に詳細に説明する。第１図は、本発明による仮基材へ
の溶射の状況を示す側面図、第２図は溶射後の接着剤の
塗布要領を示す側面断面図、第３図は、接着の状況を示
す側面断面図、第４図は、接着剤の硬化後、仮基材から
の剥離の容量を示す側面断面図である。第５図は、本発
明の方法により製造した製品の表面粗度測定チャートの
一例を示す。

セラミックスにアルミナを使用し、合成樹脂板にガラス
エポキシ樹脂板９を使用した場合の、耐熱性電気的絶縁
性基板ＩＯの製造方法について説明する。

第１図に示す様に、仮基材１１としてのガラスを準備し
、その上にアルミナのプラズマ溶射を行った。溶射バス
数を種々変更し、膜厚を変えた。その後、第２図に示す
棟にアルミナ溶射膜７と、カラスエポキシ樹脂板９上に
エポキシ系接着剤８を塗布し、第３図に示す様な状況で
保持する。この場合、加圧すればなお好ましいが必ずし
も必要ではない。雰囲気をエポキシ系接着剤８の推奨温
度に加温すれば、乾燥時間を短縮することができるがこ
れも又、必ずしも必要ではない。

第３図に示す状況で通常２４時間、保持し、硬化させる
。エポキシ系接着剤８の硬化後、マスキング１２を剥ぎ
取り、ガラス１１面を出し、無コーテイング部１３より
、このガラス１１面に沿って約１　ｃｍ以下程度の細い
幅の楔１４を一部くコーナ一部が好ましい）に打ち込め
ば、その部分を起点として容易に剥離することができる
。

この実施例の様に、エポキシ系接着剤８を使用した場合
には、アルミナ溶射膜７とガラスエポキシ樹脂板９間の
接着強度は、５〜９ｋｇ１０＋ｍ２程度ある。−船釣に
、第６図に示す様に溶射の表面は、±１０μｍ程度以上
もある凹凸面であり、ここに接着剤８が食い込んで優れ
た接着強度を示す。

一方ガラス】ｌとアルミナ溶射膜７との間の接着強度は
、１〜２　ｋｇ／　ｍａ＋２程度以下であるため、エポ
キシ系接着剤８の施工を通常に行っている限り、ガラス
１１とアルミナ溶射膜７との間から剥離する。即ち、ガ
ラスエポキシ樹脂板９上にアルミナ溶射膜７が被覆され
た板（耐熱性電気的絶縁性基板１０）を得ることができ
る。

この方法で得た耐熱性電気的絶縁性基板１０の例を第７
〜１０図に示す。各々、アルミナ溶射膜７の厚さが４５
μｍ、６０８ｍ１乃μｍ、　１７０μｍのものを製造し
た例を示す。

又、第５図は、上記の耐熱性電気的絶縁性基板１０の表
面粗度を調査した１例であるが、Ｒａ　＝０．５１Ｊｍ
と鏡面にほぼ近い、極めて良好な表面性状を得ることが
できる。通常殆どの場合、特に表面加工等をせずそのま
ま商品への通用が可能である。

この方法によれば、セラミックスとして、アルミナ以外
にアルミナ・チタニア、チタニア、ジルコニア、クロミ
ア・・・・・・等殆どのセラミックスに対しても全く同
様の方法で得ることができる。

方、合成樹脂として、熱可塑性、熱硬化性を問わすエポ
キシ、ポリエステル以外にも、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリアミド、アクリル、メラミン、酢酸ビニル
・−・・・等、殆ど全てのものに適用可能である。

更に、好みの最低必要限度の薄膜の施工が可能であるた
め、孔開け、切断等の機械加工も通常の道具で極めて容
易に可能である。

又、本発明によるセラミックスの膜は、基本的には溶射
法で作製するため、溶射条件（パラメータ）のうち例え
ば、主として電流値や減圧雰囲気圧力等をコントロール
することにより、気孔率を制御することができ、従って
その熱伝導率の制御も容易である。このことからセラミ
ックス溶射膜の遮熱効果も十分得られ、理想的な耐熱性
電気的絶縁性基板を得ることができる。

［発明の効果コ 以上説明したごとく本発明によれば、従来の焼結セラミ
ック板の貼り付は法に比し、薄膜化が可能であることか
ら、後工程での機械的加工が容易に可能となり且つ、表
面性状も１桁以上良好になることから、表面の研磨も不
要となり、コスト的にも大幅に低減できる。

又、セラミックス粉末と樹脂系接着剤とを混入した材料
を塗布し、接着層（中間層）を設け、その上に溶射する
方法に比し、表面性状も遥かに良好であるため、表面の
研磨も不要となり、コスト的にも大きく低減できる等本
発明の効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による仮基材への溶射の状況を示す側
面図、第２図は溶射後の接着剤の塗布要領を示す側面断
面図、第３図は、接着の状況を示す側面断面図、第４図
は、接着剤の効果後、仮基材からの剥離の要領を示す側
面断面図である。第５図は、本発明の方法により製造し
た製品の表面粗度測定チャートの一例を示す。 又第６図は、溶射の表面の凹凸の状況を示す側面断面写
真。第７図〜第１Ｏ図は、本発明実施例での状況を示す
各種膜厚の側面断面写真である。第１１図は、従来技術
による耐熱性電気的絶縁性基板の側面断面図を示す。 １・・・合成樹脂板、２・−焼結セラミックス板、３・
・・接着剤、４−・アルミナ溶射膜、５−・プラズマガ
ン、６−・・プラズマ・フレーム、７・・・アルミナ溶
射膜、８・−エポキシ系接着剤、９−・ガラスエポキシ
樹脂板、１０−耐熱性電気的絶縁性基板、１１−・仮基
材（ガラス）、１２−マスキング、１３−無コーテイン
グ部、１４−・楔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．仮基材としてのガラスの表面に対し、絶縁性のセラ
   ミックスを溶射により所定の膜厚に形成し、その上に接
   着剤を塗布し、合成樹脂の板に接合せしめ、乾燥後、強
   度の発現が得られた後、ガラス面より剥離することによ
   り、合成樹脂の表面にセラミックスの溶射膜を形成する
   ことを特徴とする耐熱性電気的絶縁性基板の製造方法。