JPS63288744A - 金属板ベ−ス印刷回路用積層板の製造方法 - 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〕 本発明は耐熱性、接着性に優れる金属板ベース印刷回路
用積層板の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年における自動車のエレクトロニクス化は著しく、様
々な機能がコンピュータにより制御されている。これは
エンジンについても例外ではなく、点火時期、混合ガス
濃度、冷却水温度等が制御されている。しかしエンジン
ルーム内は、非常に高温になるために、制御を行う基板
には耐熱性、接着性、放熱性が要求される。

従来のエポキシ樹脂を主体とした接着剤を絶縁層に用い
た金属板ベースの印刷回路用銅張積ＮＦｉでは耐熱性が
十分でなく、１００℃以上の高温下で長時間使用すると
回路導体と基板の剥離や絶縁抵抗の低下が生じる。その
ため一般にはセラミックス基板が用いられているが、ア
ディティブ法でしか回路形成ができず、打抜きなどの２
次加工ができない等の欠点がある。また、接着剤として
縮合型のポリイミドを用いた場合には、積層の際にポリ
イミドのもつガラス転移点以上の加熱が必要となり、一
般には３００℃以上の強熱が必要で、３００℃未満で積
層できる接着剤はなかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は耐熱性、接着性に優れた金属板ベース印刷回路
用積層板を容易に製造する方法を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、耐熱性、接着性を兼備えた金属板ベース
印刷回路用積層板の製造方法について鋭意検討した結果
、絶縁材料として、特定のジアミン成分とテトラカルボ
ン酸成分から得られたポリイミド層を金属箔および金属
板のいずれか一方または両方に形成し、次いでこの金属
箔と金属板を積層して製造することにより、前記問題を
克服した優れた金属板ベース印刷回路用積層板の製造が
できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、ジアミン成分およびテトラカルボン
酸成分のそれぞれ６０ｍｏ１％以上が、２゜２−ビス［
４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパンおよ
び３．３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン
酸である両成分を重合させることにより得られるポリイ
ミド層を金属箔および金属板のいずれか一方または両方
に形成し、次いで該金属箔と該金属板とを積層すること
を特徴とする金属板ベース印刷回路用積層板の製造方法
を提供するものである。

次に本発明の詳細な説明する。

金属箔または金属板に形成されるポリイミド層は、ジア
ミン成分およびテトラカルボン酸成分のそれぞれ６０１
１１０１％以上が、２，２−ビス〔４−（４−アミノフ
ェノキシ）フェニル〕プロパンおよび３．３′，４，４
′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸である両成分を重
合反応させて得られるものである。このポリイミドは前
駆体の段階で混合したり共重合したものから得られたも
のを用いることもできる。むしろポリマーの２次転移点
を調節するために適当に変性した方が望ましい。

ポリマーの２次転移点の調節にあたっては、積層する際
のことを考慮して予め分子設計すべきであり、２次転移
点が必要以上に高くなるような分子設計をすると高い積
Ｎ温度が必要になる。

２次転移点は２００℃〜３２０℃が好ましく、２００℃
〜２７０℃であればさらに好ましい。

本発明で用いられるポリイミド中の他のジアミン成分と
してはｐ、、ｍ、ｏ−フェニレンジアミン、ジアミノジ
ュレン、１，５−ジアミノナフタレン、２．６−ジアミ
ノナフタレン、ベンジジン、４゜４′−ジアミノターフ
ェニル、４．４”−ジアミノクォーターフェニル、４，
４′−ジアミノジフェニルメタン、４．４’−ジアミノ
ジフェニルエーテル、ジアミノジフェニルスルホン、２
．２−ビス（４−アミノフェニル）プロパン、３，３′
−ジメチルベンジジン、３．３’−ジメチル−４，４′
−ジアミノジフェニルエーテル、３，３′−ジメチル−
４，４′−ジアミノジフェニルメタン、４，４′−ビス
（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス［４−（４
−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホン、ビス（４−
（３−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホン、１．３
−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１．３−ビ
ス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１．４−ビス（
４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４゜４′−ジアミノ
ジシクロヘキシルメタン、ヘキサメチレンジアミンなど
が挙げられる。

（４−（４−アミノフェノキシフェニル）〕プロパンが
６０ｍｏ１％未満だとガラス転移点が高くなるため好ま
しくない。

また、他のテトラカルボン酸成分としては次のようなも
のが挙げられる。ここではテトラカルボン酸として例示
するが、テトラカルボン酸にはこれのエステル化物、酸
無水物、酸塩化物も含むものとする。すなわち、ピロメ
リット酸、２．３゜３’、４’−テトラカルボキシジフ
ェニル、３゜３′，４，４′−テトラカルボキシジフェ
ニル、３．３′，４，４′−テトラカルボキシジフェニ
ルエーテル、２，３．３’、４’−テトラカルボキシジ
フェニルエーテル、３．３′，４，４′−テトラカルボ
キシベンゾフェノン、２，３．３’。

４′−テトラカルボキシベンゾフェノン、２，３゜６．
７．−テトラカルボキシナフタレン、■、４゜５，７−
テトラカルボキシナフタレン、１，２゜５．６−テトラ
カルボキシナフタレン、３．３’。

４．４′−テトラカルボキシジフェニルメタン、２．２
−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、３
．３′，４，４′−テトラカルボキシジフェニルスルホ
ン、３，４，９．１０−テトラカルボキシペリレン、ブ
タンテトラカルボン酸、シクロペンクンテトラカルボン
酸などがある。

３．３′，４，４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
が６０ｍｏ１％未満であるとガラス転移点が高くなり高
接着力が得にくくなり好ましくない。

金属との接着力を高めるためにポリイミド中にカップリ
ング剤を添加したり、接着面の表面平滑性を高めるため
に界面活性剤を添加してもよい。

また熱伝導性を高めたり、熱膨張係数を下げたり、弾性
率を上げたり低コスト化を図る目的から、無機質、有機
質、金属のフィラー等を添加することもできる。

ポリイミド層の形成は金属箔または金属板にポリイミド
またはそのその前駆体であるポリアミド酸の溶液を塗布
して行う。ポリアミド酸の方が合成上好ましい、ポリア
ミド酸溶液を塗布した場合は、溶媒を除去した後、熱に
よりイミド化を完結させる９ 印刷回路を形成するための金属箔は一般には９〜３５μ
１１ｗ４箔が用いられ、電解箔でも圧延箔でもよく、接
着力を高めるために化学的、機械的に粗化したり、カッ
プリング剤により処理してもよい、金属箔は銅に何ら限
定されるものでなく、例えばアルミニウム、銀、金、ま
たはこれらのクラツド材でもよい。

ベースとなる金属板は、アルミニウム板、銅板、ケイ素
鋼板、４．２７０イ、銅タラッドインバ、亜鉛鋼板など
が挙げられるが、放熱性を考慮するとアルミニウム板が
最も好ましい。金属板は接着力を高めるために金属箔と
同様の処理を行ってもよい、金属板の厚みは０．５〜５
ｆｌが好ましい。

金属箔、金属板にポリイミドまたはポリアミド酸溶液を
塗布する方法は、従来用いられるどの方法を用いてもよ
く、Ｔダイ、カーテンコータ、コンマコータ、ナイフコ
ータ、プレードコータ、エアドクタコータなどが挙げら
れるが、これらに何ら限定されるものでない。

塗布は、金属箔、金属板のどちらか一方または両方に行
うが、両方に塗布したものが最も強い接着力が得られる
ため好ましい。

溶媒除去、ポリアミド酸のイミド化反応は、充分な温度
と時間をかけて完結させることが好ましい。すなわち温
度は金属上に形成しようとするポリイミドの２次転移点
以上、そして時間は風量によるが一般には１０分〜３０
分が好ましい。ここで重要なことは、溶媒、縮合水など
の揮発分をポリイミド樹脂に対し通常、２ｗｔ％以下、
好ましくは、０．５ｗｔ％以下にすることである。揮発
分が残留していると、ラミネート時にフクレ等が生じる
。

これら揮発分除去の操作は、金属の酸化防止などの目的
から窒素、アルゴン、メタノール分解ガス等の不活性雰
囲気中で行ってもよい。

積層は連続で行っても回分で行ってもよく、生産効率上
ロールラミネート方式で連続して行うことが好ましい。

積層を行う際の温度はポリイミド樹脂の２次転移点以上
のゴム状態で行うことが好ましい。またその際の圧力は
通常、１０〜１００ｋｇ−ｃｎ＋−”、特に好ましくは
２０〜７０ｋｇ−ｃｍ−”である。

〔実施例〕

フェス合成例１ 熱電対、攪拌機、窒素吹込口を取り付けた２０１ステン
レス製反応釜に毎分約３００　　の乾燥窒素を流しなが
ら２．２−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニ
ル〕プロパン（以下ＤＡＰＰと略す）３３６１．４ｇと
Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド（以下ＤＭＦと略す）１
４ｋｇを入れて撹拌し、ＤＡＰＰを溶解した。この溶液
をウォータージャケットで２０℃以下に冷却しながら３
．３’。

４．４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物（
以下ＢＴＤＡと略す）２６３８．６ｇを徐々に加えて重
合反応させ、粘ちょうなポリアミド酸ワニスを得た。

ワニス合成例２ ワニス合成例１で用いた合成反応釜に毎分約３００ｍ１
の乾燥窒素を流しながらＤＡＰＰ　　１６８０、６　ｇ
とｐ−クロルフェノール１７ｋｇを入れて攪拌し、ＤＡ
ＰＰを溶解した。次いでＢＴＤＡ１３１９．４ｇを添加
し重合反応させポリアミド酸溶液を調整した。このポリ
アミド酸溶液を攪拌しながら５時間かけて１７０℃まで
昇温し、２時間保持して縮合反応させてポリイミドワニ
スを得た。

実施例１ 塗工機を用いてワニス合成例１で合成したポリアミド酸
ワニスを電解’Ｆ４　箔粗化面に均一に塗布し１００℃
、１２０℃でそれぞれ５分間乾燥させた。

このポリアミド酸／銅箔を９８ｖｏ１％窒素＋２ｖｏ１
％水素で置換した硬化炉内で２００℃、２４０℃でそれ
ぞれ３０分間加熱し、イミド化反応を行いポリイミド／
１ｌｉｉ箔クラツド材を得た。

ポリイミド／銅箔クラツド材をポリイミド層を内側にし
て３　ｍｍのアルミ板と貼合せ、２６０℃・２０　ｋｇ
−ｃｍ−”　・３０ｍ１ｎプレスし、アルミニウムベー
ス印刷回路用銅張積層板を得た。

この積層板の室温での引剥し強さは１．８ｋｇ／ａｍで
、２５０℃における引剥し強さの半減時間は約１３００
時間であった。

この積層板にφ５鶴銅箔パッドを形成し、先端直径φ１
ｎ、先端温度４００℃の半田ゴテを垂直に立てて３　ｋ
ｇの荷重をかけながら５　ｍｉｎ放置し、次いでこの基
板のアルミニウムと銅に１．５ＫＶの電圧を印加した（
以下耐ハンダゴテ性と略す）がリークはなく、耐ハンダ
ゴテ性は良好であった。

実施例２ ワニス合成例２で合成したポリイミドワニスを用い、２
４０℃・３０分間の加熱を行わなかった他は実施例１と
同様にして、アルミニウムベース回路基板用銅張積層板
を得た。この積層板の室温での引剥し強さは１．５ｋｇ
／ａｍで、２５０℃における引剥し強さの半減時間は約
１１６０時間であった。

また３５０℃・５　ｗｉｎの半田浴浸漬後フクレ、剥離
等の異常はなく、耐ハンダゴテ性も良好であった。

実施例３ ワニス合成例１で合成したポリアミド酸ワニスの固型分
が１０−ｔ％になるまでＤＭＦで希釈し、このワニスに
３鶴厚のアルミニウム板をディップし、１００℃・３０
ｍ１ｎ風乾し、次いで２４０°Ｃ・３０ｍ１ｎ加熱して
イミド化反応を完結させた。

このポリイミド／アルミニウムと実施例１で作製したポ
リイミド／銅箔をそれぞれポリイミド層を内側にして２
６０℃・２０ｋｇ−ｃｅａ−”・３０ｍ１ｎプレスし、
アルミニウムベース印刷回路用銅張積層板を得た。この
積層板の室温での引剥し強さは２．７ｋｇ／ａｍであり
、２５０℃における引剥し強さの半減時間は約２１００
時間であった。

また３５０℃・５ｍ１ｎの半田浴浸漬後のフクレ、剥離
等は生ぜず、耐ハンダゴテ性も良好であった。

実施例４ ２９０℃、３０　ｋｇ／ａｍ−”の積層条件で積層した
以外は実施例３と同様にして、アルミニウムベース回路
用銅張積層板を得た。この積層板の室温における引剥し
強さは２．６ｋｇ／ｃｍであり、２５０℃における引剥
し強さの半減時間は約１９６０時間であった。３５０℃
・５＋ｗｉｎの半田浴浸漬に対する耐性、耐ハンダゴテ
性も良好であった。

比較例１ 片面粗化した３５μｍ電解銅箔にエポキシ系接着剤を約
７０μｍ塗布し、アルミニウム板と積層しアルミニウム
ベース印刷回路用銅張積層板を得た。この積層板の室温
での引剥し強さは２．２　ｋｇ　１０であった。またこ
の積層板の１５０℃における引剥し強さの半減時間は約
１０００時間であった。

この積層板を３５０℃の半田浴に浸すと、銅箔のフクレ
、剥離が生じた。耐ハンダゴテ性は悪＜１゜５ＫＶの電
圧印加時にはリークが生じた。

〔発明の効果〕

本発明によれば耐熱性、接着性に優れた金属ベース回路
用銅張積層板を容易に製造することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ジアミン成分およびテトラカルボン酸成分のそれぞ
   れ６０ｍｏｌ％以上が２，２−ビス〔４−（４−アミノ
   フェノキシ）フェニル〕プロパンおよび３，３′，４，
   ４′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸である両成分を
   重合させることにより得られるポリイミド層を金属箔お
   よび金属板のいずれか一方または両方に形成し、次いで
   該金属箔と該金属板とを積層することを特徴とする金属
   板ベース印刷回路用積層板の製造方法。