JPH05226831A - 回路板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子機器、自動車、熱器具等に好適に使用さ
れるフレキシブル回路板を提供する。 【構成】 高分子フィルムと導体薄膜からなる導体
回路を接着剤層を介して貼合わせてなり、該接着剤がア
ルコキシシラングラフト化エチレン−エチルアクリレー
ト共重合樹脂を主体とし、導体薄膜が亜鉛表面処理の
後、クロメート処理された銅箔であり、接着剤層が架橋
されている、フレキシブル回路板。 該フレキシブル
回路板が接着剤を含浸したガラス布もしくはガラス繊維
不織布と導体回路を直接貼合わせてなる。 接着剤が
難燃化剤を含有する。 【効果】 常用１５０℃の高耐熱性で、難燃性に優れる
フレキシブル回路板が製造でき、自動車等の高度な耐熱
性が要求される分野における利用価値は非常に大。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子機器、自動車、熱器
具等に好適に使用されるフレキシブル回路板を提供する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の軽量小形化、高性能化するに
つれて、通常の絶縁被覆電線に替わって、絶縁基材上に
金属箔の配線を形成したフレキシブル回路板が、ビデオ
機器、オーディオ機器、電子計算機、時計、カメラ等の
電子機器や、自動車等の車両の各種配線に使用されるよ
うになっている。

【０００３】上記のフレキシブル回路板は、絶縁基材の
片面もしくは両面に電解銅箔、圧延銅箔等の導体薄膜を
貼合わせる。そして、導体薄膜に化学的なエッチング処
理を施すことにより所望の導体回路パターンを作成す
る。さらに、この導体回路を絶縁、保護するために、カ
バーレイフィルムを貼合わせるか、オーバーレイ層を形
成し、メッキ、打抜、補強板貼合わせ等の工程を経て製
造されている。

【０００４】絶縁基材にはポリイミドフィルムやポリエ
ステルフィルム等の有機高分子フィルムや、紙、ガラス
繊維、アラミド繊維等に接着性樹脂のワニスを含浸、硬
化させたものが知られている。上記の有機高分子フィル
ムと銅箔の貼合わせやカバーレイフィルムの貼合わせに
使用される接着剤としては、ポリイミドフィルムと銅箔
の接着剤を例にとれば、エポキシ−ノボラック系樹脂
（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社 ＤＥＮ４３８など）、
シリコーン樹脂（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ社 ＤＣ２８
２など）、ニトリル−フェノール系樹脂（Ｂ．Ｆ．Ｇｏ
ｏｄｒｉｃｈ社 Ｐｌａｓｔｉｌｏｃｋ６０５など）、
ポリエステル系樹脂（ＵＳＭ社 Ｂｏｓｔｉｃ ７１５
１＋Ｂｏｓｃｏｄｕｒ１など）、アクリル系樹脂（Ｂ．
Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社Ｈｙｃａｒ ２６７９Ｘ６、Ｒ
ｏｈｍ＆Ｈａｓｓ社 Ｐｈｏｐｌｅｘ ＬＣ４０、ＵＣ
Ｃ社 Ｕｃａｒ ３７０など）が知られている。（工業
材料、ＶＯＬ．２１、Ｎｏ．１０、ｐ２８，１９８１）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】フレキシブル回路板に
電子部品を実装する場合、電子部品の実装は自動半田付
けにより行われる。このために、フレキシブルプリント
配線板には２６０〜２８０℃の半田耐熱性が要求され
る。また、その他の一般的な特性として、難燃性、寸法
安定性、耐薬品性、耐熱老化性、引裂強度等も要求され
る。また、昨今、特に自動車等の用途では、エンジンの
高出力化に伴い、常用で１２０℃〜１５０℃というよう
な高度な耐熱老化性が要求されるようになってきてい
る。

【０００６】フレキシブル配線板の耐熱老化性の評価の
尺度として、例えばＵＬ規格を例にとると、１５０℃定
格の場合、２００℃１０日の熱老化試験後の銅箔剥離強
度が０．３６ｋｇ／ｃｍ以上であり、また１７４℃５６
日の熱老化試験後の銅箔剥離強度が０．１８ｋｇ／ｃｍ
以上と規定されている。このような高度な耐熱老化性を
有するフレキシブル回路板の開発が望まれている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、本願の出
願に先立ち、半田耐熱性や難燃性、耐熱老化性に優れる
フレキシブル回路板として、ポリイミドフィルムにアル
コキシシランをグラフトしたエチレン−エチルアクリレ
ート共重合体を主体とする接着性樹脂組成物層を介して
銅箔導体回路を貼合わせてなる回路板（特開平２−２８
９６６５号公報）や、アルコキシシランをグラフトした
エチレン−エチルアクリレート共重合体を主体とする接
着性樹脂組成物をガラス不織布に含浸させた絶縁基材と
導体回路を貼合わせてなる回路板を提案している。

【０００８】上記のフレキシブル回路板は２８０℃６０
秒の半田耐熱性を有し、電気絶縁性に優れ、ＵＬ（Ｕｎ
ｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）規格に
記載のＵＬ９４燃焼試験でＶ−０にランクされる高度な
難燃性を有し、しかも１８０℃１０日の熱老化試験後の
銅箔剥離強度が０．７〜０．９ｋｇ／ｃｍを示し耐熱老
化性にも優れるものである。

【０００９】本発明者らは、上記の自動車等の用途にお
ける高度な耐熱老化性に対する要求を鑑み、フレキシブ
ル回路板の耐熱老化性に関し、さらに鋭意検討した。す
なわち、本発明は： 高分子フィルムと導体回路薄膜がアルコキシシラン
をグラフトしたエチレン−エチルアクリレート共重合樹
脂を主体とする接着性樹脂組成物層を介して貼合わせて
なるフレキシブル回路板であって、導体薄膜が亜鉛で表
面処理の後、クロメート処理されている銅箔であり、接
着剤層が架橋されているフレキシブル回路板であり、ま
た、

【００１０】 アルコキシシランをグラフトしたエチ
レン−エチルアクリレート共重合体を主体とする接着性
樹脂組成物を含浸したガラス布もしくはガラス繊維不織
布と導体回路を直接貼合わせてなるフレキシブル回路板
であって、導体薄膜が亜鉛で表面処理の後、クロメート
処理されている銅箔であり、接着剤層が架橋されている
フレキシブル回路板である。 このような新規な回路板を使用すれば、例えば、２００
℃１０日の熱老化試験後の銅箔剥離強度が０．５５ｋｇ
／ｃｍとなり、ＵＬ規格値の０．３ｋｇ／ｃｍを十分上
回ることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成
せしめるに至った。

【００１１】以下、本発明を具体的に説明する。アルコ
キシシランをグラフトしたエチレン−エチルアクリレー
ト共重合樹脂は、エチレン−エチルアクリレート共重合
体に、例えば、ｔ−ブチル−パーオキシベンゾエートな
どのラジカル重合触媒の存在下に、γ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシランなどのアルコキシシラン化
合物を単軸押出機などを使用して加熱混練する方法（例
えば、特公昭６０−３０９６号公報など）で製造するこ
とができる。

【００１２】ベースのエチレン−エチルアクリレート共
重合樹脂としては、エチレンとエチルアクリレートとの
共重合体の他に、該共重合体にさらに他の第三のオレフ
ィン系化合物（例えば、塩化ビニル、アクリル酸、メタ
クリル酸、無水マレイン酸など）を共重合したものも含
まれる。グラフトさせるアルコキシシランとしては、例
えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシ
ラン等のビニルアルコキシシラン；γ−メタクリロキシ
プロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロ
ピルトリエトキシシラン等のアクリル系アルコキシシラ
ンなどを挙げることができるが、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシランが好ましい。

【００１３】特に限定の必要はないが、この場合にエチ
レン−エチルアクリレート共重合体中のエチルアクリレ
ート単位の含有量は１〜３０重量％の範囲に、メルトフ
ローレートは１９０℃荷重２，１６０ｇで０．５〜３０
の範囲に、また、エチレン−エチルアクリレート共重合
体にグラフトされるシラン量は０．０２〜０．２重量％
の範囲に設定すれば、樹脂組成物とした場合の溶融流動
性の点で好ましい。

【００１４】また、必要に応じてアルコキシシランをグ
ラフトしたエチレン−エチルアクリレート共重合樹脂に
相溶性のある他の樹脂成分、例えばその機能を損なわな
い範囲の量でホットメルト型接着剤や粘着付与剤を添加
しても良い。アルコキシシランをグラフトしたその他の
樹脂としては、シラングラフトのエチレン−酢酸ビニル
共重合体やシラングラフトポリエチレン等が知られてい
るが、シラングラフトのエチレン−酢酸ビニル共重合体
は、水分吸収等によって溶融特性が変化するため好まし
くなく、シラングラフトポリエチレンは、導体薄膜とし
て使用される銅箔との接着性が低いために好ましくな
い。

【００１５】また、半田耐熱性の観点からは、アルコキ
シシランをグラフトしたエチレン−エチルアクリレート
共重合樹脂に分子内に複数の不飽和結合分を有する多官
能性化合物を添加することが好ましい。例えば、トリメ
チロールプロパントリアクリレート、エチレングリコー
ルジメタクリレートなどのアクリル系の多官能性モノマ
ー：トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌリ
ートなどのアクリル系の多官能性モノマーのほか、アク
リル変成エポキシ系オリゴマー、アクリル変成エステル
オリゴマーなどの多官能性オリゴマー類などを例示する
ことができ、これらの群から選ばれる一種もしくは二種
以上の化合物を添加することも可能である。該多官能性
化合物の添加量は特に制限されないが、通常１〜５０重
量部の範囲が好ましい。

【００１６】さらに、難燃性の観点からは、アルコキシ
シランをグラフトしたエチレン−エチルアクリレート共
重合樹脂にテトラブロモビスフェノール誘導体、ポリブ
ロモジフェニルエーテル誘導体、臭素化フタルイミド誘
導体、パークロロペンタシクロデカンなどの含ハロゲン
系難燃剤や含リン系難燃剤、水酸化アルミニウム、水酸
化マグネシウムなどの無機難燃剤のほか、必要に応じて
三酸化アンチモン、ホウ酸亜鉛、酸化モリブデンなどの
難燃助剤を添加すれば、ＵＬ９４規格のＶ−０にランク
される高難燃性のフレキシブル回路板を得ることが可能
である。

【００１７】該難燃剤の添加量は難燃化の目的に応じて
適宜変えることができるが、一般に５〜５０重量部が好
ましい。また、難燃助剤の添加量も１〜４０重量部の範
囲で添加するのが一般的である。また、ヒンダードフェ
ノール誘導体、アミン誘導体などの酸化防止剤、含硫黄
系、含リン系の酸化防止剤も添加可能であり、さらに必
要に応じて滑剤、着色剤、安定剤などの配合剤の添加も
可能である。

【００１８】上記材料の混合はオープンロールミキサー
の他、単軸、もしくは多軸の混合機など既知の方法が利
用できる。本発明において、上記の接着性樹脂組成物を
ポリイミドフィルム等の高分子フィルムと金属箔導体の
貼合わせや金属箔回路とカバーレイフィルムの貼合わせ
の接着剤として使用する。

【００１９】貼合わせは熱プレス装置や熱ラミネーター
等が使用でき、熱プレスの場合には、１５０℃〜１８０
℃で１分〜５分の加圧が適当である。また、上記の樹脂
組成物をガラス繊維布やガラス繊維不織布に含浸せし
め、金属箔と貼合わせを行うことも出来る。接着性樹脂
組成物の含浸は熱プレス装置や熱ラミネーターが使用で
き、金属箔導体と同時貼合わせも可能である。

【００２０】上記接着性樹脂組成物の架橋は、有機過酸
化物を併用する熱加硫や電離放射線の照射等公知の架
橋、加硫方法が使用できる。架橋工程の生産性から考慮
すると、電離放射線の照射が好ましく使用できる。電離
放射線は、電子線、α線、γ線、Ｘ線などの利用が可能
であが、電離放射線の透過厚み、所望照射線量と照射時
間の関係など工業的利用という見地からは、特に電子線
の利用が望ましい。

【００２１】電離放射線の照射に関しては、透過厚みの
関係上電子線を使用する場合には、電子線の加速電圧と
しては２００ｋＶ〜２ＭｅＶの範囲が望ましく、特に、
絶縁基材の両面に導体薄膜を有するフレキシブル回路板
の場合、加速電圧は１〜２ＭｅＶに設定することが透過
厚みの関係上好ましい。

【００２２】電離放射線の照射線量は３〜３０Ｍｒａｄ
の範囲が半田耐熱性や耐エッチング性の観点から好まし
い。３Ｍｒａｄの照射線量では、接着性樹脂組成物の架
橋が不足するため半田耐熱性が十分でなく、また、照射
線量が３０Ｍｒａｄを越えると導体薄膜の剥離強度が低
下する。また、本発明においては、以下の特定の導体薄
膜を使用することが必要である。

【００２３】該導体薄膜は、特公昭６１−３３９０６号
公報等に記載の方法により作製することができる。例え
ば、銅箔に電解操作や亜鉛塩を含むメッキ液を使用し、
亜鉛もしくは亜鉛、酸化亜鉛複合液膜を形成後、クロム
酸塩を含むメッキ液や電解操作により、クロム酸化物被
覆を形成することにより得られる。導体箔の母材は銅の
他、ニッケル、アルミニウムまたはこれらの金属の複合
系が挙げられる。導体箔の厚みは１８〜７５μｍの範囲
であれば好ましい。また、母材となる金属箔を粗面化処
理した後、上記の表面処理を行うことも可能である。

【００２４】以下、実施例をもって本発明をさらに具体
的に説明するが、実施例によって本発明を限定するもの
ではない。

【実施例】接着性樹脂組成物の場合は１４０℃に加熱し
たオープンロールミキサーで行い、ペレット化した後、
Ｔダイ押出機によりダイス温度１６０℃で、厚み２５μ
ｍと２００μｍのフィルムを成形した。

【００２５】実施例１〜３および比較例１〜３では、高
分子フィルムと導体箔を接着剤を介して貼合わせたタイ
プのフレキシブル回路板の製造を示す。すなわち、高分
子フィルムと導体箔の貼合わせは、厚み２５μｍの接着
性樹脂組成物フィルムを使用して１７０℃の熱プレス装
置で５分間熱圧着する方法で行った。貼合わせ後、加速
電圧５００ｋＶの電子線を表１、表２に示した線量で照
射し、接着性樹脂組成物層を硬化させ、回路板を得た。

【００２６】また、実施例４では、ガラス繊維不織布
（ガラス繊維量：１００ｇ／ｍ² ）の両面から接着性樹
脂組成物の２００μｍ厚みのフィルムを１８０℃の熱プ
レス装置で含浸させた後、導体箔を１７０℃の熱プレス
装置で５分間熱圧着させて貼合わせた。貼合わせ後、加
速電圧２ＭＶの電子線を照射することにより接着性樹脂
組成物を硬化させ、回路板を得た。

【００２７】 初期特性の半田耐熱性：試料の導体箔
面を下にして２８０℃の半田浴に６０秒間浮かせ、絶縁
基材面に脹れが発生の有無を調べる方法で行った。 燃焼試験：高分子フィルムと導体箔を貼合わせたタ
イプでは、導体箔の代わりに高分子フィルムを用いて、
高分子フィルム／接着性樹脂組成物層／高分子フィルム
の構成で熱プレス装置で貼合わせ、同一線量の電子線を
照射後、燃焼試験を行った。実施例４では、導体箔を貼
合わせる前の基材の照射架橋したものを燃焼試験の試料
とした。

【００２８】 老化後の特性：２００℃のギアオープ
ンで１０日；１７５℃のギアオープンで５６日強制熱老
化させ、熱老化後の導体箔の剥離強度の測定を行う方法
で行った。 表１に実施例１〜４、表２に比較例１〜４の結果を示
す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】

【表４】

【００３３】注） １．グラフトＥＥＡ（＊１）：アルコキシシラングラフ
トエチレン−エチルアクリレート共重合体 グラフトＥＥＡ（＊２）：アルコキシシラングラフトエ
チレン−エチルアクリレート共重合体 ２．臭素化誘導体（＊１）：臭素化ビスフェノールＡ誘
導体 臭素化誘導体（＊２）：デカブロモジフェニルエーテル ３．安定剤：4,4'- チオビス-(6-t-ブチル-3- メチルフ
ェノール)

【００３４】 ４．硬化助剤（＊１）：トリメチロールプロパントリメ
タクリレート 硬化助剤（＊２）：トリアリルイソシアヌレート ５．含浸基材（＊１）：実施例３の樹脂組成物の厚み２
００μｍのフイルムをガラス不織布（ガラス繊維量１０
０ｇ／ｍ² ）に両面から含浸させた基材を絶縁基材とし
た。含浸後の基材厚み２６０μｍ。 ６．亜鉛被膜／クロメート処理（＊１）：亜鉛被膜２０
０μｇ／ｍ² 形成後、５０μｇ／ｍ² （Ｃｒ相当量）の
クロメート処理 亜鉛被膜／クロメート処理（＊２）：亜鉛被膜４００μ
ｇ／ｍ² 形成後、２０μｇ／ｍ² （Ｃｒ相当量）のクロ
メート処理

【００３５】表１と表２を比較すると分かるように、ア
ルコキシシランをグラフトした難燃性の樹脂組成物を使
用し、導体箔に亜鉛で表面処理後、クロメート処理した
ものを使用した実施例１〜４では、熱老化後の金属箔の
剥離強度は、２００℃１０日の老化試験で０．８〜０．
９ｋｇ／ｃｍ、１７５℃５６日の老化試験で０．６〜
０．９ｋｇ／ｃｍであり、ＵＬ規格値の０．３６ｋｇ／
ｃｍ（１０日老化）、０．１８ｋｇ／ｃｍ（５６日老
化）を十分上回っていることが判る。

【００３６】これに対し、比較例１〜３の表面処理なし
の銅箔、Ｎｉ被膜の銅箔、クロメート処理銅箔では、初
期の金属箔剥離強度は実施例１〜３と同一レベルで優れ
ているが、２００℃１０日後の老化後の導体剥離強度は
低下しており、ＵＬ規格値を満足しない。また、比較例
４は接着剤に熱硬化型の一般的なエポキシ系接着剤を使
用して製造したポリイミドフィルム／導体箔貼合わせタ
イプのフレキシブル回路板であるが、導体箔として亜鉛
被膜形成後、クロメート処理した銅箔を用いても、熱老
化後の剥離強度が殆ど低くて、耐熱老化性は劣ってい
る。

【００３７】本発明のように、アルコキシシランをグラ
フトしたエチレン−エチルアクリレート共重合体を主体
とする接着性樹脂組成物を使用し、かつ亜鉛で表面処理
の後、クロメート処理した導体箔を組み合わせた場合に
のみ、耐熱老化性が向上するという特有の効果を示すも
のである。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、常用１５０℃という高
耐熱性でしかも難燃性に優れるフレキシブル回路板が製
造でき、自動車等の高度な耐熱性が要求される分野にお
ける利用価値は非常に大きいものがある。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高分子フィルムと導体薄膜からなる導体
   回路を接着剤層を介して貼合わせてなるフレキシブル回
   路板であって、該接着剤がアルコキシシランをグラフト
   したエチレン−エチルアクリレート共重合樹脂を主体と
   する接着性樹脂組成物であり、かつ導体薄膜が亜鉛で表
   面処理の後、クロメート処理されている銅箔であり、接
   着剤層が架橋されていることを特徴とする、フレキシブ
   ル回路板。
2. 【請求項２】 接着剤を含浸したガラス布もしくはガラ
   ス繊維不織布と導体回路を直接貼合わせてなるフレキシ
   ブル回路板であって、当該接着剤がアルコキシシランを
   グラフトしたエチレン−エチルアクリレート共重合樹脂
   を主体とする接着性樹脂組成物であり、かつ導体薄膜が
   亜鉛で表面処理された後、クロメート処理されている銅
   箔であり、接着剤層が架橋されていることを特徴とす
   る、フレキシブル回路板。
3. 【請求項３】 接着剤が難燃化剤を含有してなることを
   特徴とする、請求項１又は２記載のフレキシブル回路
   板。