JPS5856994B2 - 電気回路装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は改良された電気回路装置に関し、さらにくわし
くは、テレビ、ラジオ、テープレコーダー及び電卓等の
特に民生用電気及び電子機器に組み込まれるところの、
高信頼化された又は高密度化された電気回路装置に関す
る。

即ち、本発明で言う電気回路装置とは、上記のごとき民
生用電気機器の中に組み込まれる印刷回路基板上に組み
立てられた、たとえば高周波増幅回路、低周波増幅回路
、ディジタル回路、発振回路、あるいは表示回路等がレ
イアウトされた回路装置をさし、本発明では電気回路装
置あるいは電気及び電子回路装置と称する。

上記のごとき用途には、従来、低コストを重視してもつ
ばな紙を基材としたフェノール樹脂積層板を用いた印刷
配線基板が多用されている。

ところで、電気及び電子機器設計の目標は、１）高密度
配線化による小型化、２）高信頼化、及び３）低コスト
化であって、これが設計目標の３本柱と言われている。

近年特に集積回路の発展に伴い高密度配線化による電気
及び電子回路装置の小型化が進んだ。

これら電気及び電子回路装置は、現在、印刷配線板をベ
ースとして組み立てられる方法が多用されており、従っ
て、高密度配線化による小型化に耐え得る印刷配線板を
得んとして、特に民生用途において、紙基材・フェノー
ル樹脂積層板を用いた印刷配線板の品質改良や加工技術
の改良が従来より行われ、それなりの成果が上っている
ことは周知の事実である。

しかしながら高密度配線化を進めると、１）回路の干渉
や発振などのトラブルが増加する、２）温度や印刷配線
板の吸湿・脱湿などが繰り返えされる等の環境条件の変
化に伴う過渡的な安定性の劣る、等の障害が起り、おの
ずと高密度配線化に限界が生じ、現在、民生用電気及び
電子回路装置において、導体幅０．８〜１ｒｒｒＩｎ、
導体間隔０、８ ａｍ １ ｍｍ程度の印刷配線板が多
用され、しかも前記したごとき電気回路装置としての障
害が発生した場合は、試行錯誤的に部品配置の変更など
回路パターンを修正しなければならない等の不都合さが
存在しているのが現状である。

かかる電気及び電子回路装置の高密度配線化に伴う信頼
性の低下は多分に印刷配線板の特性、即ち、１）表面絶
縁抵抗率、２）体積絶縁抵抗率、３）誘電率及び誘電損
失並びにこれらの周波数特性、４）吸水率、５）寸法安
定性等の特性に依存するものと考えられ、現在かかる観
点からの紙基材−フェノール樹脂積層板を用いた印刷配
線板の特性は限界に達し、印刷配線板をベースに組立て
られた電気及び電子回路装置の現状以上の改良はほとん
ど望めないのが実状である。

本発明者はかかる実状に鑑みて、より高信頼化されたあ
るいは又、より高密度化され、かつ低コストな電気及び
電子回路装置を得んとして、鋭意研究を行った。

まず本発明者は、フェノール樹脂に比して、不飽和ポリ
エステル樹脂がコスト的には同等でありながら電気絶縁
特性や誘電特性、あるいは耐湿性にすぐれていることに
着目し、積層板部がセルロース繊維を主成分とする紙と
不飽和ポリエステル樹脂を主成分として構成された印刷
配線板をベースとして組みたてられた電気及び電子回路
を得んとした。

ところが、本発明、渚の調査によれば、上記のごとき構
成の積層板部を有する銅張り積層板が工業的に生産され
た実積は過去に皆無であり、１してや、印刷配線板及び
電気及び電子回路に実用化された例は全くないことが判
った。

工業的に生産された実積はないが、不飽和ポリエステル
樹脂と紙によって銅張り積層板を製造する方法（第１の
方法）が、特公昭４８−４３８４、特公昭４８−２９７
９３を中心として開示されている。

同様にして第２の方法が特開昭５２−９２２８８等に開
示されている。

本発明者はこの２つの方法を追試し、厚さが１．６ｒＩ
ａｎである片面銅張り積層板を得た。

次いでこのものを用いて印刷配線基板を作り、ＡＭ及び
ＦＭラジオ受信機電気回路装置を作った。

該回路において、導体幅０．３〜０．５ ｒｒｖｎ、及
び導体間隔０．３〜０．５ ｍｍと小型化しても問題は
なく通常の環境下では好ましいものであった。

しかし、吸湿及び脱湿がくり返される環境下での過渡的
な安定性に若干の問題があり、父、コスト的にも検討の
結果片面銅張り積層板の製造コストが、第１の方法は高
い原料費、第２の方法は生産性がわるく、いずれも割高
になるという欠点が生じた。

従って、使用される環境がマイルドで、小型化を重視す
る用途には好適であることが判った。

第３の方法は、特開和５５−４８３８に開示されている
。

本発明者はこの方法及び第２の方法Ｃ場合と同様にして
、電気回路装置を作つムこのものは前記のごとき従来の
ものに比して小型化を可能とし、コスト的にも従来の装
置に比して有利であることが判った。

しかし、前記した過渡的な安定性には若干問題があった
。

そこで本発明者はよりすぐれた電気及び電子回路装置を
得んとして、鋭意研究を行い、本発明の最も好ましい実
施態様を見い出すに至った。

即ち、それは積層板部がセルロース繊維を主成分とする
紙と不飽和ポリエステル樹脂を主原刺として構成されて
おり、かつセルロース繊維の表面が実質的にメチロール
基を含有する化合物を主成分とするものによって被覆さ
れているものである印刷回路基板をベースとして組み立
てられた電気回路装置である。

ここにセルロース繊維を主成１分とする紙としては、ク
ラフト紙、リンター紙あるいはコツトン紙などが良い。

次に本発明に用いるメチロール基を有する化合物には種
々のものがあるが、例えばフェノール類とホルマリンを
酸あるいはアルカリを触媒としてえられるフェノールホ
ルムアルデヒド樹脂、アミノ基あるいはアミド基にホル
マリンが付加縮合してえられる樹脂例えばメラ□ン系樹
脂、ユリア系樹脂これらの変性樹脂などであり、メチロ
ール基の一部又は全部をメタノールやブタノールの如き
低級アルコールでエーテル化したものなども含まれる。

具体的には、一般式 ％式％ （ただし、Ｒｚ ＝ Ｈ、ＣＨｓ Ｒｔ＝ Ｈ、Ｃ、
〜４のアルキル基） で表わされるアミドメチロール化合物であり、その内特
にＮ−メチロールアクリルアミド、Ｎ−メトキシメチロ
ールアクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチロールアクリル
アミド Ｎ−メチロールメタクリルアミド、Ｎ−メトキ
シメチロールメタクリルアミド Ｎ−ブトキシメチロー
ルメタクリルアミド等が好ましい。

これらのうちの１種または２種以上の混合物あるいは２
種以上の共縮合物を用いてもさしつかえない。

又、他の具体例としてはメチロールメラミン及び又はメ
チロールグアナミンが好ましく、これらはメラミン又は
ホルモグアナミン、アセトグアナミン、プロピオグアナ
ミン、ベンゾグアナミン、アジポジグアナミン等のグア
ナミン類とホルムアルデヒドの初期縮合物あるいはそれ
らのメチロール基の一部又は全部をメタノールやブタノ
ールの如き低級アルコールでエーテル化したものなどで
ある。

またこれらを主成分として１例えば機械的特性の改質を
目的とし熱可塑性樹脂、各種植物油、及びその変成物な
と適宜混合されたものでもよい。

更にメチロール基を有する化合物に加えて、次のごとき
高級脂肪族誘導体を混合もしくは縮合せしめるとより良
い結果が得られる。

高級脂肪族誘導体には、例えばカプリル酸、カプリン酸
、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリ
ン酸の如きの飽和脂肪酸；オレイン酸、エルカ酸、リノ
ール酸、エレオステアリン酸、リルン酸の如き不飽和脂
肪酸及び上記の脂肪酸類とエチレングリコール、ポリエ
チレンクリコール、プロピレンクリコール、クリセリン
、ペンタエリスリトール、ソルビトール等多価アルコー
ルとのエステル類及び上記の如き脂肪酸からの誘導体で
ある脂肪族アミド及びカプリルアルコール、ラウリルア
ルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、
ステアリルアルコール、オレイルアルコール、リルイル
アルコール等の飽和あるいは不飽和の高級アルコール及
び高級アルコールと多価アルコールとのエーテル類及び
高級アルコールからの誘導体である脂肪族アミンなどを
挙げることができる。

またリシルイン酸の如きオキシ脂肪酸とそれからの誘導
体も同様に打抜加工性改良の目的に併用することができ
る。

要するに、分子内に水酸基、カルボキシル基、アミノ基
、アミド基等のアミノ樹脂のメチロール基と縮合しうる
基とアミノ樹脂の凝集力を弱める働きをする長鎖のアル
キル基を併せ有することが打抜加工性改質剤としての一
層好ましい条件となる。

このような条件を満たす高級脂肪族誘導体の数は極めて
多いが、本発明者らがこれまで検討を行ってきた結果に
よれば、炭素数が８以上の時、打抜加工性改質剤として
の効果が顕著となり、炭素数１８で不飽和基−個を有す
るオレイン酸、オレイルアルコール及びそれらの誘導体
例えばオレイン酸モノグリセリド、オレイン酸ジグリセ
リド、オレイン酸アマイド、オレイルアミンを用いた時
、得られる積層板の性能がバランスがとれ良好なものと
なる。

かかる改質剤の使用量は、積層板に使用する前記の混合
樹脂組成物によって、その最適量は異なるが、通常メチ
ロール基を有する化合物１００部に対して３部から４０
部の範囲内にある。

処理剤の使用方法については、メチロール基を有する化
合物又は該化合物と前記改質剤とを溶液や懸濁液の形で
混合して用いるか、あるいは両者を予め縮合させて用い
るか、いずれの方法によってもよい。

本発明のメチロール基を有する化合物は、一般にセルロ
ース繊維及び不飽和ポリエステル樹脂の両者に対して適
当な親和性を有し、すぐれた複合体を形成するのに役立
ち、このことがひいては優れた電気用積層板を形成する
。

予め含浸処理された紙基材を得るには、例えば上記のメ
チロール基を有する化合物の水やアルコールを溶媒とす
る溶液を調製し、これに浸漬し、乾燥することによって
達成できる。

メチロール基を有する化合物処理剤の紙基材に対する最
終的な付着量は、通常、紙の重量に対して５〜３０％、
好ましくは１０〜２０％程度が良い。

この様な予め含浸処理をほどこした紙基材を用いると、
■曲げ強度が改良される、■打抜き加工時の白化現象が
改良される。

■特に多湿の環境にさらされた時の、ハンダ耐熱性、金
属箔の接着強度、及び電気絶縁特性の劣化が軽微となる
。

セルロース繊維の表面をかかる化合物で被覆する方法に
は、かかる化合物のメタノール溶液や水溶液あるいはエ
マルジョンを紙に浸漬し、しかる後乾燥するなどする。

セルロース繊維の表面を被覆するこれら化合物は、セル
ロース繊維の重量に対して、５〜３０％、好ましくは１
０〜２０％程度が良い。

かくして得られたセルロース繊維の表面が実質的にメチ
ロール基を含有する化合物によって被覆された紙に不飽
和ポリエステル樹脂が含浸され、これを多数枚重ね合せ
、さらに該樹脂を硬化せしめて印刷回路基板の積層板部
が製造される。

本発明で用いる不飽和ポリエステル樹脂は、良く知られ
ているものはどれでも適応可能だが、常※※温で液状の
ものが、溶剤を使用することなく直接前記した紙に含浸
可能であり、コスト的に有利である。

たとえば不飽和ポリエステル鎖の分子構造式が、 であるような一般に良く知られたものが使用でき、従っ
て原料がグリコール類としてはエチレングリコール プ
ロピレングリコール及ヒシエチレングリコール、飽和二
塩基酸としては無水フタル酸、イソフタル酸、不飽和二
塩基酸として無水マレイン酸、フマル酸であるようなも
のが一般的であり、これらと架橋用単量体との混合物で
ある。

架橋剤として用いるビニル単量体としてはスチレンが一
般的であるが、その他、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン、クロルスチレン、シヒニルベンゼン、炭素数１
〜１０のアルキルアクリレ−）Ｊ素数１〜１０のアルキ
ルメタクリレートなどの単量体を併用することができる
。

これ等の架橋用単量体の使用量は不飽和ポリエステル樹
脂に対して２０〜５０重量％である。

硬化方法は熱、光、電子線その他種々の方法が用いられ
るが特に熱硬化が一般的であり、硬化触媒として汎用の
有機過酸化物、必要に応じて硬化促進剤が硬化に際して
カロえられる。

又、難燃性や自己消火性を必要とする電気回路装置に対
しては、・・ロゲン化不飽和ポリエステル樹脂が適用で
きる。

また他の難燃剤や難燃助剤等の他の添加剤が適宜使用さ
れ得ることは勿論である。

ここに本発明のノ・ロゲン含有不飽和ポリエステル樹脂
は、一般の不飽和ポリエステル樹脂とは、全く異なり不
飽和ポリエステル分子構造中にノ・ロゲンを含有するも
のでポリオール成分としてノ・ロゲン化グリコールなど
、酸成分としてハロゲン化酸などを使用したもののほか
、通常の方法で不飽和ポリエステルを台底したのちノ・
ロゲンを導入したような反応型の樹脂例えば特公昭４６
−８９９３によって製造されたノ・ロゲン化不飽和ポリ
エステル樹脂も含１れる。

ハロゲン化グリコールとしては、２，２−ジフロモネオ
ペンチルグリコール、ノ・ロゲン化酸としては、テトラ
ブロムフタール酸、テトラクロルフタール酸、クロルエ
ンド酸或は、それらの酸無水物などがある。

・・ロゲン含有不飽和ポリエステル樹脂は、上記のよう
な・・ロゲン含有不飽和ポリエステルと架橋用単量体と
の混合物であり、架橋用単量体としては一般の不飽和ポ
リエステル樹脂と同様のものを使うことができ、父、硬
化に際しても汎用の有機過酸化物、必要に応じて硬化促
進剤を用いることができる。

したがって市販されているクロルエンド酸不飽和ポリエ
ステル樹脂、例えばＨｏｏｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａ１社
製ＨＥＴＲＯＮ、大日本インキ製ポリライトＮＡ−２８
１、不飽和ポリエステル中の不飽和結合に臭素を導入し
た反応型難燃ポリエステル樹脂、例えば日本ユピカ製Ｆ
ＭＳ−５８３、ＦＰＭ−５３１、ＦＰＭ−２３１なども
好適である。

本発明の・・ロゲン含有不飽和ポリエステル樹脂の好ま
しい・・ロゲン含有量は、電気用積層板としての難燃規
格や併用する添加剤などによって変化し、限定するのは
難しいが例えば・・ロゲン含有不飽和ポリエステル樹脂
単独でＵＬ−９４の■０或■１クラスを達成するために
は、塩素なら２０重量％、臭素なら１５〜１８重量％程
度樹脂中に含有することが必要である。

このようにして好ましい積層板部が構成され、さらに銅
箔などの導体からなる回路パターンが積層板部に接着さ
れた形で印刷回路基板となる。

本発明において、回路パターンの構成はいわゆるエツチ
ドフォイル法によっても良く、アディティブ法によって
も良い。

前者の方法による場合は、通常銅張り積層板を使用する
が、この際接着剤を用いて銅箔を張り合せるのが、銅箔
の剥離強度や表面絶縁抵抗の点から好ましい。

接着剤としては、フェノール変成ブチルゴム系接着剤や
エポキシ樹脂系接着剤をあげることができる。

本発明においては、積層板との接着性において、エポキ
シ樹脂系接着剤が良く、たとえば、エポキシ樹脂として
は、ビスフェノールＡ型のものが好適であり、アミン硬
化剤としては、脂肪族アミン、芳香族ア□ンなど、良く
知られているものはどれでも適応できる。

さらに、ポリアミド樹脂、末端アミノ基ポリブタジエン
ニトリルゴトなどもこの種の硬化剤として良い。

あるいは、上記硬化剤の混合物などが良い。

尚このような銅張り積層板のくわしい製造方法は既に本
発明者らが特願昭５５−１０２０に提題している。

以上述べたごとき銅張り積層板からエツチドフォイル法
によって得られた印刷回路基板の電気的特性を第１表に
示す。

第１表の印刷回路基板は、セルロース繊維の表面が、ト
リメチロールメラミン（１００重量部）とオレイン酸モ
ノグリセリド（１０重量部）の混合物（紙の重量に対し
て１２．５％の重量比率で付着している）によって実質
的に被覆されているクラフト紙（坪量１５０ｇ、厚さ０
．２８ｍｍ）５枚と。

故紙に含浸され、硬化したところの無水マレイン酸、イ
ソフタル酸、及びジエチレングリコールを原料とし、常
法により、これら取分がそれぞれ３２：６８ ：１００
である不飽和ポリエステル鎖（６０重量部）とスチレン
（４０重量部）からなる不飽和ポリエステル樹脂によっ
て積層板部が構成されており、さらに導体で銅箔との間
には厚さが５０μｍのエポキシ系接着剤〔ビスフェノー
ルＡ型エポキシ（１００重量部）とポリアミド樹脂硬化
剤（６０重量部）の混合物〕層が存在しているものであ
る。

第１表において、印刷回路基板（４）が本発明にかかわ
るものであり、印刷回路基板（Ｂ）は従来民生用電気及
び電子回路に多用されている紙とフェノール樹脂によっ
て構成された積層板部を有する代表的な市販の銅張り積
層板によってつくられたものの特性を示す。

印刷回路基板（４）がいかに従来のものに比してすぐれ
た特性を示しているか本発明にかかわる当業者において
、明らかであろう。

そこで本発明者は印刷回路基板（Ａ）をベースにして電
気及び電子回路装置を組み立てたところ、従来装置に比
して、極めてすぐれたものであることを見い出し本発明
に到達している。

即ち、第１表の電気絶縁特性からも予測されたが、導体
中０．２〜０．５ ｒｒａｎ、導体間隔０．２〜０．５
ｍｍの高密度化し、小型化した回路装置においても、
回路干渉等によるトラブルが全くなく、かつ、高温、あ
るいは高温多湿の環境条件がくりかえされる場合におい
ても過渡的な安定性においても高信頼化された電気回路
装置を得ることができた。

しかも前記したごとき試行錯誤的な回路パターンの変更
を必要とするトラブルが激減しタタメ、コンピューター
による自動的な回路作図を極めて容易とした。

さらに父、コスト的にも印刷回路基板の素材である銅張
り積層板が従来品に比し低コストで製造することがあり
、結果的に電気回路装置の低コスト化をはかることが−
できた。

しかしてこのような内容からなる本電気回路装置は、添
付図面の如く紙と不飽和ポリエステル樹脂を主原料とし
て構成された積層板部１に接着剤層２を介して導体層３
が設けられ、該導体層３が・・ンダ６からリードワイヤ
ー５によって各電気部品４が連結された構成として例示
される。

以上述べたごとく、本発明は、従来１つたく製造された
ことのない新規かつ進歩性にすぐれた電気回路装置を提
題するものであり、その工業的価を 値は大きい。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明にかかる電気回路装置の一部の１例を表
す概略断面図である。 １・・・積層板部、２・・・接着剤層、３・・・導体層
、４・・・電気部品、５・・・リードワイヤー、６・・
・・・ンダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 印刷回路基板をベースとして組み立てられた電気回
   路装置において、該印刷回路基板の積層板部が、セルロ
   ース繊維を主成分とする紙であって該繊維表面がメチロ
   ール基を含有する化合物を主成分としたものによって実
   質的に被覆されている基材に不飽和ポリエステル樹脂を
   含浸し積層硬化したものであることを特徴とする電気回
   路装置。 ２ メチロール基を含有する化合物がメラミン系樹脂で
   ある特許請求の範囲第１項記載の電気回路装置。 ３ 積層板の表面に金属箔用接着剤層が存在する特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の電気回路装置。 ４ 該接着剤層がエポキシ系接着剤層である特許請求の
   範囲第３項記載の電気回路装置。 ５ 不飽和ポリエステル樹脂として難燃性の不飽和ポリ
   エステル樹脂を用いてなる特許請求の範囲第１項ないし
   第４項のいずれかに記載の電気回路装置。