JPH0527541B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は屈曲性のある金属プリント基板に関
し、特に優れた耐半田耐熱性、接着性、電気特性
を有し、打ち抜き、折曲げ、絞り加工に耐え得る
性能を有するプリント配線用基板に関する。 （従来の技術） エレクトロニクス産業の発展に伴ない、印刷配
線板の需要は年々増大しているが、これらに使用
される基板材料は高性能かつ多機能を有すること
が要求されている。 この目的に対し従来は、紙、ガラスクロス等に
フエノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹
脂等を含浸し積層硬化した硬質板に銅箔を接着せ
しめた硬質プリント基板や、ポリエステルフイル
ム、ポリイミドフイルム等に銅箔やアルミ箔を接
着せしめたフレキシブルプリント基板が使用され
ていた。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら前者の硬質プリント基板は、硬く
て剛性がありIC、コンデンサー、抵抗体等の部
品を実装出来るが、打抜き、折曲げ、絞り加工等
の機械加工はできなかつた。一方後者のフレキシ
ブル基板は打抜き、折曲げ等は容易であるが、前
者のように部品を実装することはできなかつた。 さらに前者の硬質プリント基板ではIC、コン
デンサ等の熱拡散を良くするため、積層板の一部
もしくは大部分を鉄、アルミニウム等の金属板に
置換えた金属基板が一部使用されていたが、電気
的特性の面から折曲げ、絞り加工等には耐え得る
ものでなかつた。 これらのことから、モーター、IC、コンデン
サー、抵抗体等の部品が直接実装でき、熱放散性
に優れ、打ち抜き、折り曲げ、絞り加工等の機械
加工ができて、加工後も優れた耐半田耐熱性、接
着性、電気特性を有する金属プリント基板が必要
とされていた。 本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、上記諸要求を充分に満足せしめるよ
うな高性能な金属プリント基板を提供せんとする
ものである。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上記の目的を達成するため、
種々の材料と積層構造につき検討した結果、本発
明の金属プリント基板に到達した。 すなわち、本発明は可撓性の耐熱・絶縁性フイ
ルム、該フイルムの両面に形成された、上記フイ
ルム厚さと同等もしくはそれ以上の厚さを有する
接着剤層、該接着剤層の一方に接着された圧延焼
鈍銅箔、および上記接着剤層の他方に接着され、
フイルムと接着剤層と銅箔の合計厚みの５〜20倍
の厚みを有する金属板からなる金属プリント基板
である。 本発明の特に好ましい実施態様としては、上記
の耐熱・絶縁性フイルムがポリイミドフイルムか
ら成り、接着剤層のヤング率が200〜600Kg／mm²で
ある金属プリント基板が挙げられる。 以下本発明の金属プリント基板を具体的に説明
する。 第１図は本発明の金属プリント基板の１実施態
様であつて、図中１は耐熱絶縁フイルム、２及び
２′は接着剤層、３は圧延焼鈍銅箔、４は金属板
（この場合は鋼板）である。 本発明に用いる耐熱・絶縁性フイルムとしては
ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、
ビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリアリルスル
ホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリフエニレン
スルホン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミ
ド樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹脂、ポリエ
ーテルイミド樹脂等押出し法、キヤステイング法
で10〜100μ厚さのフイルム状に成形したものを
用いることができる。好ましくは、折曲げや絞り
加工に対して充分な伸びと強さを示す厚さ18μ〜
50μのポリイミドフイルム、例えばデユポン社製
商品名カプトン、宇部興産製商品名ユーピレツク
ス等が挙げられる。 本発明に用いられる接着剤としては、例えばエ
ポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フエノール樹脂、メ
ラミン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリ
ル樹脂、シリコーン樹脂等の１種もしくは２種以
上の混合樹脂が挙げられる。ここで、特に本発明
においては、接着剤層の厚みとヤング率が、基板
の折曲げや絞り加工に対しとりわけ重要な因子で
あり、このような知見は、本発明の研究途上新た
に見出されたものである。 接着剤は、例えばポリイミドフイルム等耐熱絶
縁性フイルム、銅箔及び金属板（主として鉄、ア
ルミ板）のいずれに対しても強固に接着するもの
でなければならないが、それに加えて、かつ重要
な要件として、その接着剤層厚みは、耐熱・絶縁
性フイルムの厚さと同等もしくはそれ以上でなけ
ればならないことが挙げられる。 接着剤厚みが耐熱絶縁性フイルムより薄いと折
曲げ絞り加工時の応力によつて、接着剤層間で剥
離応力が大きく働き層間剥離を生じるためであ
る。 さらに接着剤のヤング率は非常に重要である。
本発明に用いる銅、鉄、アルミニウム等の金属の
ヤング率は7000〜21000Kg／mm²であり、プラスチ
ツクに比較して非常に高い。一方、ポリイミド系
樹脂のヤング率は250〜400Kg／mm²であり、この間
に用いる接着剤のヤング率はこの両者の中間のも
のが好ましく、低くても200Kg／mm²以上、高くて
も600Kg／mm²以下が望ましい。200Kg／mm²未満であ
ると折り曲げ、絞り加工の際に接着剤層が容易に
変形し剥離する。一方600Kg／mm²を越えると被膜
が硬くて伸び率が低下し、折曲げ絞り加工性に劣
る。 このようなヤング率を示す接着剤としてはエポ
キシ樹脂、エポキシフエノール樹脂、ポリアミノ
ビスマレイミド樹脂等を主成分とする接着剤を用
いることができる。 さらに本発明に用いる銅箔としては圧延銅箔が
好ましく特に温度200〜300℃の窒素中で焼鈍した
圧延銅箔が好適である。なぜならば一般に用いら
れる電解銅箔の伸び率は５〜６％であるのに対し
て、本発明に用いる圧延焼鈍銅箔は18〜20％の伸
び率を示し、折曲げ、絞り加工に不可欠である高
い伸びを示すからである。 以上示した耐熱絶縁フイルムと接着剤と銅箔の
合計厚みに対して、貼り合せる金属板例えば鉄板
もしくはアルミニウム板は５〜20倍の厚みの板が
最適である。５倍以下であると電子部品の実装時
のひずみ、折曲げ、絞り加工時の変形が大きく、
本発明の目的に合わない。 又20倍以上であると本発明の積層構造において
も折曲げ、絞り加工時に剥離、銅回路の破断が発
生しやすくなり、電気的に好ましくないためであ
る。 （実施例） 以下本発明を実施例によつて具体的に説明す
る。 実施例 １〜18 可撓性の耐熱絶縁性フイルムとしてカプトンフ
イルム厚さ18μ，25μ，50μを選定し、その両面に
エポキシ接着剤（ヤング率315Kg／mm²）、エポキシ
フエノール接着剤（ヤング率476Kg／mm²）、同じく
フエノールエポキシ接着剤（ヤング率540Kg／mm²）
を各々塗布し厚さ19〜59μの乾燥被膜を得た。こ
の半硬化の被膜の片面に温度280℃、窒素中で１
時間焼鈍した厚さ35μの焼鈍銅箔を置き、もう一
方の面に厚さ1.0mmもしくは1.6mmの冷間圧延鋼板
を置いて、温度180℃にて３分間加圧装着した。
その後一部分に銅箔面にて１mm巾の回路形成をす
るため、エツチングレジストをかけ、塩化銅でエ
ツチングをして１mm巾回路を得た。回路部分の拡
大断面図を第１図に示す。 得られた18種類の金属プリント基板について、
下記の性能試験を実施した。ただし試験及び
はエツチング前の状態にて行い、及びは１mm
巾回路形成したものについて行つた。 耐半田耐熱性：得られた基板を温度300℃の
半田槽に10秒間浸漬して、ふくれ、剥離等の異
常がないかどうかを調べた。 接着力：得られた基板の銅箔面に１cm巾のノ
ツチを入れその銅箔の接着強さを90°剥離試験
によつて求めた。 折曲げ性：得られた１mm巾回路基板の銅箔面
を外側にしてマンドレル巻付けによる曲げ試験
を行ない、銅箔にクラツクが発生する曲げ半径
を求めた。 絞り加工性：得られた１mm巾回路基板の銅箔
面を内側にして、直径60mmφ、深さ５mm、型の
半径を基板厚みの２倍にして絞り加工性を調べ
た。絞り加工状態を第２図に示す。 絞りの良否は銅回路の剥離、クラツクの有無と
銅回路と鋼板とのAC耐電圧破壊値により判定し
た。 実施例１〜18の金属プリント基板構造および性
能試験の結果を表１にまとめて示す。 比較例 １〜12 実施例と同様のカプトンフイルムにウレタンエ
ポキシ接着剤（ヤング率175Kg／mm²）とフエノー
ル接着剤（ヤング率680Kg／mm²）を各々塗布し、
厚さ８〜45μの乾燥被膜を得た。この半硬化の被
膜の片面に市販の厚さ35μ電解銅箔を置き、もう
一方の面に厚さ1.0mmもしくは2.0mmの冷間圧延鋼
板を置いて温度180℃30分間加圧接着したその後
実施例１〜18と同様に行つて、１mm巾回路を形成
し、得られた12種類の金属プリント基板について
性能試験を実施した結果を、同様に表２に示す。

【表】

【表】 裏：冷間圧延鋼板接着剤

【表】 第１表の結果から明らかなように、耐熱絶縁フ
イルムの両面にフイルム厚さと同等もしくはそれ
以上の厚さの接着剤層を形成し、その接着剤のヤ
ング率が200〜600Kg／mm²であることにより、優れ
た耐半田耐熱性と接着力を示し、金属プリント基
板の折曲げ性が５mm（折曲げ半径）以下というき
わめて小さいＲまで曲げても銅回路にクラツクが
入ることなく且つ板厚の２倍の型Ｒ（半径）まで
絞り加工出来ることが判つた。また絞り加工後で
もAC耐電圧が10kV以上と非常に優れた破壊電圧
を示すことが判つた。 これに対して第２表のごとくフイルム厚さより
薄い接着剤層で接着剤ヤング率が190Kg／mm²以下、
あるいは610Kg／mm²以上の基板では、耐半田耐熱
性や接着力がやや劣り、折曲げ性では殆んどが10
mmＲ以下でないと銅回路を保護することができ
ず、２倍の型Ｒでの絞り加工では、全て回路が破
断することが判る。これにより絶縁フイルムにも
損傷を受け、良好なるフイルムの1/10以下の破壊
電圧で破壊することが判つた。さらに金属板の板
厚は、フイルムと接着層と銅箔と合計厚みの20倍
以上であるものは絞り加工性が特に悪かつた。 以上の結果から、本発明の適切な材料とその厚
みの組合せにより始めて成し得たものであること
が明らかである。 （発明の効果） 以上詳述の如く、本発明の金属プリント基板
は、モーター、IC、コンデンサー、抵抗体等の
部品を直接実装できるに加え、熱放散性に優れ、
打抜き、折曲げ、絞り加工等の機械加工が可能で
あり、かつ耐半田耐熱性、接着性、電気特性に優
れた金属プリント基板である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の金属プリント基板の回路部分
拡大断面図。第２図は本発明の金属プリント基板
の絞り加工状態を説明する図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 可撓性の耐熱・絶縁性フイルム、該フイルム
   の両面に形成された、上記フイルム厚さと同等も
   しくはそれ以上の厚さを有する接着剤層、該接着
   剤層の一方に接着された圧延焼鈍銅箔、および上
   記接着剤層の他方に接着され、フイルムと接着剤
   層と銅箔の合計厚みの５〜20倍の厚みを有する金
   属板からなる金属プリント基板。 ２ 耐熱・絶縁性フイルムがポリイミドフイルム
   である特許請求の範囲第１項記載の金属プリント
   基板。 ３ 接着剤層のヤング率が200〜600Kg／mm²である
   特許請求の範囲第１項記載の金属プリント基板。