JPS6344795A - 電子回路基板用絶縁被覆層およびその形成方法 - 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〕 本発明は素子実装電子回路基板の絶縁被覆層およびその
形成方法に関し、さらに詳細には前記基板上の導電性を
有するエツジ部の被覆状態の改良に関するものである。

（以下余白） 〔従来の技術〕 電子制御装置用の制御回路基板は、電気素子を実装した
後、基板表面への結露等により着水し短絡がおこること
を防止するために撥水性を有する絶縁被覆層を施す必要
がある。特に自動車の各種電子制御装置においては、自
動車が屋外の厳しい環境下で使用されるため、このよう
な必要性がとりわけ高い。

従来よりこの種の絶縁被覆層は、アクリル樹脂、エポキ
シ樹脂、シリコーン樹脂等が用いられ、溶剤としてトル
エン、キシレン等の比較的高沸点の？蓄剤を用い、ディ
ッピング法（浸漬法）、あるいはスプレー法等により塗
布形成させる方法が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一方、電子回路基板には、多数の素子が、基板に設けた
挿通穴にそのリード線部を通し、ハンダ付けにより実装
されているが、この素子のリード線の先端が第１図に示
すようにビン状に突出している。本発明者らの実験研究
によれば、このビン部分では第５図（ａｌに示すように
被覆層６を形成す　　　゛るための樹脂溶剤をディッピ
ング法、またはスプレー法によりビン全体をおおうよう
に動面形成させても、溶剤の揮発、乾燥過程でビンのエ
ツジ部に付着した溶液はエツジ部からハケやすく、第５
図（ｂｌに示すような状態となり、最終的に第５図（Ｃ
）のような状態でビン先がカバーされないままになり易
いことが明らかとなった。

このような欠陥が発生しないようにするためには塗布の
繰り返し回数を多くする等して、被覆層６を厚く形成さ
せればよいのであるが、このような厚い被覆層では生産
性の低下とともに被覆層自体の内部応力が発生し易く、
ヒートショックによるハンダ付部分のハンダクラックの
発生や、熱収縮率による被覆層自身のクラックの発生を
おこし易いという問題を生じる。

そこで本発明は上記の如き背景に謀み、前記ビン状突起
部の如き部位に形成される導電性を有するエツジ部に対
しても十分に絶縁機能を果たす被覆層と、それを形成す
る方法、 さらには、物理的外力に比較的強く、はぼ透明な被覆層
と、それに形成する方法を提供する事を目的としている
。

〔問題点を解決するだめの手段〕

そこで本発明は上記目的を達成するために、まず第１発
明である電子回路基板用絶縁被覆層は、電気素子が組付
けられ、その表面に導電性を有するエツジ部を備えた電
子回路基板上に被覆され、前記エツジ部と該エツジ部以
外の部位の被覆厚さがほぼ等しく形成されたことを特徴
としている。

第２発明である電子回路基板用絶縁被覆層の形成方法は
、熱可塑性樹脂を該樹脂を溶解させる低沸点溶剤に）８
解させた溶液を、スプレーにより電気素子が祖付けられ
た電子回路基板表面に塗布することにより、前記電子回
路基板上の導電性を有するエツジ部と該エツジ部以外の
部位の被覆厚さをほぼ等しく形成することを特徴として
いる。

第３発明である電子回路基板用絶縁被覆層は、電気素子
が組み付けられ、その表面に導電性を有するエツジ部を
備えた電子回路基板上に被覆され、前記エツジ部と該エ
ツジ部以外の部位の被覆厚さがほぼ等しく、しかも、そ
の表面がほぼ平坦に形成されたことを特徴としている。

第４発明である電子回路基板用絶縁被覆層の形成方法は
、勿可塑性樹脂を該樹脂を？８解させる第１の低沸点）
蓄剤に溶解させた溶液を、スプレーにより電気素子が組
付けられた電子回路基板表面に塗布することにより、前
記電子回路基板上の導電性を有するエツジ部と該エツジ
部以外の部位の被覆厚さをほぼ等しく形成し、引続き、
前記樹脂を溶解させる第２の溶剤の蒸気雰囲気中に所定
の時間保持する事により、その表面を平坦化することを
特徴としている。

第５発明である電子回路基板用絶縁被覆層の形成方法は
、熱可塑性樹脂を該樹脂を溶解させる低沸点溶剤に溶解
させた溶液を、スプレーにより電気素子が組付けられた
電子回路基板表面に塗布することにより、前記電子回路
基板上の導電性を有するエツジ部と該エツジ部以外の部
位の被覆厚さをほぼ等しく形成し、引続き、所定の温度
で所定の時間加熱することにより、軟化溶融させその表
面を平坦化することを特徴としている。

〔作用〕

上記手段によれば、絶縁被覆層形成溶液は低沸点の溶剤
により構成されているので、乾燥性が付与され、スプレ
ー法により塗布され、基板上に付着するとすくに乾燥ま
たは半乾状態になるため、エツジ部のように溶液のハケ
が発生し易い場所にも均一に被覆層を形成させることが
でき、その結果厚い被覆層を設けることなく、前記エツ
ジ部を絶縁被覆することができる。

ここで、この状態においてはその被覆層は白色梨地状と
なっており、非常に高い撥水性を有するものの、白色で
あるがために塗膜下の電気素子等の判別が難しく、又、
塗膜の微細な凹凸は人間の手の接触等の物理的外力に対
して弱いものであるが、本発明においては、被覆層を流
動させることなく主にその倣細な凹凸のみを溶解させて
その表面を平坦化させているので被覆層はその膜厚が均
一の状態にて透明となり、又、物理的外力に対しても強
くなる。

〔実施例〕

以下本発明をその具体的実施例とともに詳細に説明する
。

第２図は各種電気素子３を実装した電子回路基板１を表
す斜視図ず、２はガラスクロス、マント。

不繊布１紙等の基材にフェノール樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂等を含浸させ積層形成した基板（セラ
ミック基板でもよい）で、その片面または両面に銅箔を
接着して形成されている。そしてこの基板２に設けられ
た穴に電気紫蘇３のリード線をハンダ付けすることによ
り組付けられ、コ皐りタ４により電気的接続が行われる
。

第１図はこの電子回路基板の裏面の前記リード（以下余
白） 抗等の素子足をなすリード線を示し、本発明の４電性を
有するエツジ部をその頂面隅部４ａ、あるいはこの４線
が断面矩形の場合はその側面隅部４ｂに形成している。

また、５はハンダである。６５−は本発明の絶縁被覆層
でリード線ハンダ付は部のこの被覆層６４よ臨界表面張
力が大きく１Ω水性にすへ ぐれたパーフルオロアルキルアクリル共重合体樹脂より
なり、第３図の拡大断面図に示すようにその表面は微細
な凹凸を存する梨地状粗面（スリガ覆層６αの厚さは、
約１μｍ程度で、全体にわたってほぼ均一である。すな
わちリード線４先端エツジ部４３部にもその他の部分と
同程度の厚さに被覆層６αが形成されている。

次にこの被覆層６αの形成方法について説明する。

パーフルオロアルキルアクリル共重合体樹脂は、パーフ
ルオロアルキルアクリルモノマー（側鎖かを７０〜９’
９ｗｔ％、その他のモノマーとしてアクリルモノマー（
アクリル酸、メタクリル酸、アクリルロニトリル、およ
びそれらの３Ｂ　＞１体）を１〜３０ｗｔ％の範囲で共
重合ヰさせたもので、この樹脂をフレオン系溶剤として
のフレオン１１３に０゜１〜１５−ｔ％となるように）
容解させた）容）夜を調整した。

次にこの溶液を公知のエアースプレ法（高圧空気流によ
りエアロゾル化し吹付は塗布する方法）により塗布した
。このときン蓄剤であるフレオン１１３　（Ｃβｚ　Ｆ
　ＣＣＣｎ　Ｆ　２　）は沸点が４７．６℃と室温に近
いために速乾性であり、基板からある程度離れた距離か
らスプレーを行うことにより付着したエアロゾルが、再
び基板表面で結合して液状層となる前に溶剤の揮発によ
って乾燥固化するために、基板表面に形成された被覆層
表面ば前述したような梨地状表面を形成し、白色のスリ
ガラス状を呈する。

一方エッジ部を有するリードｖＡ４の先端部においては
、第４図（ａｌのようにスプレーされた樹脂溶液エアロ
ゾルは、速乾性であるためリード線表面に付着するとほ
ぼ同時か、または付着後すみやかに溶剤の揮発乾燥し始
めるため、吹き付けられた状態のまま被覆層が形成され
第５図ｔｂｌ、（Ｃ１に示すようなハケが発生せず、エ
ツジ部４ａにおいてもその他の部分と同等の厚さに被覆
されている。従って全体に薄い被覆層ですむために被′
Ｘｉｔ層の内部応力が発生せず、ヒートショックによる
素子のハンダ付部分のハンダクランクの発注や、熱収縮
による被覆層のクラック発生がない。従って、電子回路
の断線や短絡が長期にわたって発生しない。

また、当然ながら被覆層原料となる高価なパーフルオロ
アルキルアクリル共重合体樹脂の使用量が少量で済み経
済的である。なお上記方法においてスプレーする距離は
、吹付は量や溶液の濃度にも依存するが通常２０〜５０
ｃｍ程度が好適である。

次に本発明の実施例のエツジカバー率と耐結露テストの
実験結果について説明する。ここで比較例１は、熱可塑
性樹脂としてアクリル樹脂を用いキシレン（沸点１３８
°Ｃ〜１４４°Ｃ）溶剤に溶解させた溶液をディッピン
グ法により形成させたもの、比較例２はパーフルオロア
ルキルアクリル共重合体をフレオン−１１３に溶解させ
ディッピング法により形成させたものである。またここ
でエツジカバー率とは、エツジ部の被覆層厚さをａ、そ
の他の部位の被覆層厚さをｂとしたときのａｌｂＸ１（
１０（％）であり、耐結露テストは絶縁被覆層を施した
試験用電子回路を一３ｏ′ｃの雰囲気に３０分間おいた
あと、２５°ｃ　　９０〜９５ｔｇｐ＋＋の雰囲気に移
し前記回路に通電するというサイクルを繰り返した時に
３０サイクル以上異常が発生しなかったかどうかを調べ
たものである。

（以下余白） 表から明らかなように本発明の被覆層はそのエツジカバ
ー率が非常に高く、電子回路の作動上も顕著な効果を示
している。

本発明者らの実験研究によれば、上記エツジカバー率は
６０％以上の時十分な電子回路の絶縁保護効果を表し、
本発明の方法においてはすでに説明した速乾性により非
常に容易にこのエツジカバー率を達成できる。また上記
実施例の絶縁被覆層は臨界表面エネルギーの大きいパー
フルオロアルキルアクリル共重合体を用いているので樹
脂自体が高いＩＯ水性を有するとともに、さらにその表
面を倣細な凹凸面を有する梨地状粗面で形成しているの
で水滴が付着しても水滴との接触面積が非常に小さくな
り、よう１Ｂ水性が大きくなる。従ってかかる被覆層で
全体がほぼ均一におおわれたエツジ部はより絶縁性が大
きくなる。

次に、上記実施例により形成される被覆層６ａは上述し
た様に、その表面が梨地状であるがために非常に高い１
８水性を有するが、その反面では白色であるがために電
気素子等に印刷された文字が判別し難く、又被覆層６ａ
の上層部の微細な凹凸は物理的外力に対して弱いもので
ある。そこで以下に示す実施例では、上記の被覆層６ａ
の形成方法としての実施例における製造行程に加えて、
第７図の拡大断面図に示すように梨地状被覆層６ａを例
えば６０〜８０゛Ｃの温度で１０〜２０分間加熱し、そ
の微細な凹凸を平坦化する行程を有する。

すなわち、本例によると加熱する温度と時間とを適当に
調整する事により梨地状被覆層６ａの基板２、リ−１”
　ｖＡ４例の部分は溶融する事なく、従って梨地状被覆
層６ａを流動させる事なく主にその表面の微細な凹凸の
みを軟化溶融し、その表面を平坦化し、被覆層６ｂを形
成する事ができる。尚、加熱する温度と時間とはその兼
合いによって決定されるが、基板２の上の搭載部品が耐
熱性が高いものであれば、より高温短時間での被覆層６
ｂの形成も可能である。又、加熱する温度の範囲は本例
の場合、パーフルオロアルキルアクリルモノマーの軟化
点が６０〜７０゛Ｃ程度であるのでその温度を下限とし
、加熱滅呈温度力月５０℃程度であるのでその温度を上
限と考えることができる。

次に、平坦化した被覆層６ｂの形成方法の他の実施例に
ついて説明する。尚、本例においても上記実施例と同様
に梨地状被覆層６ａを形成する工程までは同様の形成方
法でよいのでその説明は詳細さる。本例においては梨地
状被覆層６ａの表面を平坦化するために、梨地状被覆層
６ａを形成した基板２をフッ素系溶剤としてのフレオン
１１３の蒸気雰囲気中に所定の時間保持する事を特徴と
している。本例によると、フレオン１１３の）容液中に
浸漬するのではなく蒸気雰囲気中に保持しているので、
梨地状被覆層６ａの基板２．リード線４例の部分を溶融
するまではおよばず、主にその表面の微細な凹凸のみを
溶融し、その表面を前記の加熱する事により溶融する実
施例と同様に平坦化する事ができる。尚、本発明者らの
実験によれば、１５（ＪＩＩＸ１５（Ｊ程度の基板２を
フレオン１１３の蒸気雰囲気中に０．１〜５秒程度保持
すると、微細な凹凸のみ良好に溶融され、透明な被覆層
６を得られた。

上記の加熱する、あるいはフッ素系溶剤の茎気雰囲気中
に保持する実施例によって得られる絶縁被覆層６ｂの断
面模式図を第６図に示す。図において、絶縁被覆層６ｂ
は、面粗さがＨ□８で表して２０μｍ程度以下で透明で
あり、又、その膜厚は全体にわたってほぼ均一であり、
リード線４先端のエツジ部４ａの部にもその他の部分と
同程度の厚さに形成されている。

尚、本発明においてほぼ等しい厚さの範囲とは、その絶
縁性という目的からして、がなり広く解釈することがで
きエツジカバー率で５０〜１５０％の範囲が含まれると
解するものとする。

本発明に用いられる樹脂は上記実施例のパーフルオロア
ルギルアクリル共重合体の他にアクリル樹脂、その他の
１合水性を有する熱可塑性樹脂が使用でき、その主溶剤
としては上記樹脂を溶解するとともに沸点が８０℃以下
で溶液をスプレー塗布したとき速乾性が得られるもので
あれば広い使用可能である。

またスプレーは、高圧エアーを用いるエアースプレーの
他にエアレススプレーでもよい。

本発明における導電性を有するエツジ部は上記実施例の
リード線先端、あるいは側面部の他にも、チップ部品の
導電性エツジ部等がある。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明は導電性を有するエツジ部、突
起部を持つ電子回路基板において、該エツジ部とこのエ
ツジ部以外の部位とでほぼ厚さの等しい絶縁被覆層を形
成したことにより、結露に対して高い絶縁性を有する電
子回路基板を提供できる。

又、その際に形成される被覆層表面の微細な凹凸を平坦
化する事により、物理的外力に対して強くすることがで
き、又、該被覆層を透明化する事ができる。従って、電
気素子の番号、抵抗の色等の判別を容易ならしめ、作業
者の手、治具等の接触に対して耐力を得る事ができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の絶縁被覆層の構造を示す断
面模式図、第２図は第１図における実施例の絶縁層を適
用した電子回路基板を示す斜視図、第３図は上記被覆層
表面の微細形状を示す拡大断面図、第４図（ａｌ、　（
ｂｌ、　（ｃ）は本発明の一実施例の被覆層の形成過程
を説明する流れ図、第５図（ａｌ、　ｆｂｌ。 （Ｃ）は従来の被覆層の形成過程を説明する流れ図、第
６図は本発明の他の実施例の絶縁被覆層の構造を示す断
面模式図、第７図は本発明の他の実施例の被覆層の形成
過程を説明する拡大断面図である。 ２・・・基板、３・・・電気素子、４・・・リート線、
　　４ａ・・・エツジ部、６．６ａ、６ｂ・・・絶縁被
覆層。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気素子が組付けられ、その表面に導電性を有す
   るエッジ部を備えた電子回路基板上に被覆され、前記エ
   ッジ部と該エッジ部以外の部位の被覆厚さがほぼ等しく
   形成されたことを特徴とする電子回路基板用絶縁被覆層
   。
2. （２）前記被覆層はその表面に微細な凹凸形状を有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子回路
   基板用絶縁被覆層。
3. （３）前記被覆層はパーフルオロアルキルアクリル共重
   合体からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の電子回路基板用絶縁被覆層。
4. （４）熱可塑性樹脂を該樹脂を溶解させる低沸点溶剤に
   溶解させた溶液を、スプレーにより電気素子が組付けら
   れた電子回路基板表面に塗布することにより、前記電子
   回路基板上の導電性を有するエッジ部と該エッジ部以外
   の部位の被覆厚さをほぼ等しく形成することを特徴とす
   る電子回路基板の絶縁被覆層の形成方法。
5. （５）前記低沸点の溶剤は、その沸点が８０℃以下であ
   ることを特長とする特許請求の範囲第４項記載の電子回
   路基板用絶縁被覆層の形成方法。
6. （６）前記溶剤はフレオン（Ｄｕ　Ｐｏｎｔ社商品名）
   系溶剤を含むことを特徴とする特許請求の範囲第４項ま
   たは第５項記載の電子回路基板用絶縁被覆層の形成方法
   。
7. （７）電気素子が組み付けられ、その表面に導電性を有
   するエッジ部を備えた電子回路基板上に被覆され、前記
   エッジ部と該エッジ部以外の部位の被覆厚さがほぼ等し
   く、しかも、その表面がほぼ平坦に形成されたことを特
   徴とする電気回路基板用絶縁被覆層。
8. （８）上記被覆層はパーフルオロアルキルアクリル共重
   合体からなることを特徴とする特許請求の範囲第７項記
   載の電子回路基板用絶縁被覆層。
9. （９）熱可塑性樹脂を該樹脂を溶解させる第１の低沸点
   溶剤に溶解させた溶液を、スプレーにより電気素子が組
   付けられた電子回路基板表面に塗布することにより、前
   記電子回路基板上の導電性を有するエッジ部と該エッジ
   部以外の部位の被覆厚さをほぼ等しく形成し、引続き、
   前記樹脂を溶解させる第２の溶剤の蒸気雰囲気中に所定
   の時間保持する事により、その表面を平坦化することを
   特徴とする電子回路基板用絶縁被覆層の形成方法。
10. （１０）上記第２の溶剤はフッ素系溶剤を含むことを特
    徴とする特許請求の範囲第９項記載の電子回路基板用絶
    縁被覆層の形成方法。
11. （１１）熱可塑性樹脂を該樹脂を溶解させる低沸点溶剤
    に溶解させた溶液を、スプレーにより電気素子が組付け
    られた電子回路基板表面に塗布することにより、前記電
    子回路基板上の導電性を有するエッジ部と該エッジ部以
    外の部位の被覆厚さをほぼ等しく形成し、引続き、所定
    の温度で所定の時間加熱することにより、軟化溶融させ
    その表面を平坦化することを特徴とする電子回路基板用
    絶縁被覆層の形成方法。