JP2967539B2 - 回路基板用の電着接着剤付銅箔並びに電着接着剤を用いた回路基板およびその製法 - Google Patents

回路基板用の電着接着剤付銅箔並びに電着接着剤を用いた回路基板およびその製法

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はプリント回路基板の銅箔と基材を接着する接
着剤およびその応用に関するものである。
[従来の技術] 従来から金属基材のプリント回路基板において金属基
材と銅箔の間の絶縁のための種々の方法が提案されてい
る。その一例として電着による絶縁層の形成があるが絶
縁層そのものが接着性を持っていないため別に接着剤を
塗布し銅箔を貼り付ける方法あるいは、導電体層の形成
法を厚膜印刷法あるいはスパッタリング等の蒸着法に限
らざるを得ない。これらの方法にあっては水溶液を使用
する電着工程と、溶剤系の接着剤を塗布する工程が必要
になり、工程が複雑になるとか、電着による絶縁層と接
着剤による絶縁層とで前記での絶縁層が厚いものになる
といった課題がある。
異なった方法として特開昭58−148497号公報の如く、
アルミニウム基材に陽極酸化処理をしてアルマイト層を
形成し、その表面および微細孔部に電着により絶縁層を
形成することも提案されている。しかしこの場合も絶縁
層が接着性を有していないため別に接着剤を塗布し銅箔
を貼り付ける方法あるいは、導電体層の形成法を厚膜印
刷法あるいはスパッタリング等の蒸着法に限らざるを得
ない。これらの方法にあっては工程の複雑さと共に、ア
ルマイト層による絶縁層、電着による絶縁層及び接着剤
による絶縁層とで全体での絶縁層が厚いものになる。
転写法により回路を形成する場合、基材側に全面ある
いは部分的に接着剤層を形成し、転写板側は回路部以外
に絶縁層を塗布しめっき用のマスクを形成する。この転
写板の回路部にめっき法により導電体層を形成し、熱転
写により基材側にこの導電体層を転写しているが、この
熱転写の際にマスクと接着剤が接着してマスクの寿命が
短いこと、および接着しにくいマスクを形成することが
困難である。
また従来のプリント回路基板に使用されている樹脂付
銅箔は一般的に粗面化された面にロールコーターで樹脂
を塗布することにより形成している。塗布される樹脂を
含んだ塗料は溶剤も含んでおり、溶剤の飛散が多くロー
ル上の塗料の粘度、固形分比率の変化が激しく均一に塗
布することが難しい。
[発明が解決しようとする課題] 以上述べた従来例においては以下に示すような課題が
ある。
電着により絶縁層を形成しようとするプリント回路基
板においては、電着される樹脂が接着性を有していない
ため接着剤との併用、あるいは導電体層の形成法を厚膜
印刷法あるいはスパッタリング等の蒸着法に限らざるを
得ず、工程が複雑になること、および全体の絶縁層が厚
くなり、放熱性が悪い。
一方、転写法により回路を形成しようとするプリント
回路基板においては熱転写の際に、転写板のマスクを形
成する絶縁層と基材側の接着剤が接着してマスクの寿命
が短いこと、および接着しにくいマスクを形成すること
が困難である。また、転写の位置合わせ精度等から、あ
る程度余分に接着剤を塗布する必要があり不経済であ
る。
樹脂付銅箔の形成においては溶剤の飛散による樹脂を
含んだ塗料の粘度、固形分比率の変化が激しく一定品質
の樹脂付銅箔の形成が困難である。また、銅箔形成での
電気めっき等の水溶液系の工程と溶剤系の工程が混在し
工程が複雑になると共に、飛散した溶剤による環境汚
染、および溶剤の処理等不経済である。
本発明は以上述べたような課題を解消し、高品質でし
かも簡単な工程で安価にプリント回路基板を提供できる
ようにすることを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は以上のような目的を達成するために、主にプ
リント回路基板用の接着剤として、エポキシ樹脂にアミ
ン付加したカチオン樹脂と、エポキシ樹脂と硬化剤を混
合し粉体化した微粉末を含み、接着性を内在する電着塗
料を用いて電着により電着接着剤層を粗面化銅箔面に形
成し、前記電着接着剤層をBステージまで硬化させて電
着接着剤付銅箔とするものである。
更に、上記の電着接着剤を使用したプリント回路基板
で、基材と導電体層とを電着接着剤を介して接着して回
路基板とするものである。
また、アルミニウムを基材とするプリント回路基板に
おいては上記の電着接着剤を使用して、アルミニウム基
材にアルマイト層を形成する工程と、前記アルマイト層
の表面および微細孔部に接着性を内在する電着塗料を用
いて電着により電着接着剤層を形成する工程と、前記電
着接着剤層をBステージまで硬化させる工程と、前記電
着接着剤層上に直接導電体層を形成する工程とを有する
回路基板の製法とするものである。
転写法により形成するプリント回路基板においては上
記の電着接着剤を使用して、転写板に部分的に絶縁処理
をしてマスクを形成する工程と、前記転写板のマスク以
外の部分にめっき法により導電体層を形成する工程と、
前記導電体層上に接着性を内在する電着塗料を用いて電
着により電着接着剤層を形成する工程と、前記電着接着
剤層をBステージまで硬化する工程と、前記電着接着剤
層を基材上に熱転写する工程とを有する回路基板の製法
とするものである。
[作用] 本発明はエポキシ樹脂にアミン付加したカチオン樹脂
と、エポキシ樹脂と硬化剤を混合し粉体化した微粉末を
含む電着接着剤としたものであり、印加電圧5〜30Vで1
0〜30秒間電着することで厚みが10〜50μmの均一膜厚
の絶縁層兼接着剤層を形成することができる。この電着
接着剤をアルミニウム等の金属基材又はアルマイト処理
をした基材上に直接電着することで、絶縁層および接着
剤層を1工程で形成することができ金属基材のプリント
回路基板での工程の簡略化を行うことができる。
導電体層上にこの電着接着剤を電着することで接着剤
層を形成し、ガラスエポキシ、紙フェノール、成形樹脂
等の絶縁基材に貼り付けることにより溶剤を使用しない
絶縁基材のプリント回路基板の製法が可能であり製法の
簡略化を行うことができる。
[実施例] 本発明の接着性を内在する電着塗料としての電着接着
剤は、エポキシ樹脂にアミン付加したカチオン樹脂と、
エポキシ樹脂と硬化剤を混合し粉体化した微粉末を含む
ものである。この微粉末の粒径を1〜5μmに、微粉末
の量がカチオン樹脂に対して重量比で0.5〜10倍に、全
体固形分量が10〜25%になるよう調整した。
このように調整した電着接着剤を液温が20〜25℃、印
加電圧が5〜30V、時間が10〜30秒間電着することによ
り、第1図および第2図に示すように、アルミニウム等
の金属基材15あるいはアルマイト層12を形成した基材15
上に厚みが10〜50μmの電着接着剤層13を形成すること
ができる。この電着接着剤層13を水洗、乾燥後、温度が
160〜180℃、時間が10〜20分間の処理をし、Bステージ
状態まで硬化する。
次に、銅等の金属箔11を電着接着剤層13上に重ね、加
熱、加圧することにより金属ベースのプリント回路基板
ができる。上記の説明では金属基材15上に電着接着剤層
13を形成したが、金属箔11上に形成しプリント回路基板
とすることも、金属基材15、金属箔11の両方に電着接着
剤層13を形成しプリント回路基板とすることも可能であ
る。金属箔11上に電着接着剤層13を形成すれば金属基材
15が絶縁基材になってもプリント回路基板を形成するこ
とができる。
次に具体的詳細実施例につき説明する。
(実施例1) 電着接着剤として次のものを作成した。
カチオン樹脂 エポキシ樹脂 エピコート1004 300部 ジエタノールアミン 35部 ブチルセロソルブ 150部 氷酢酸 13部 粉体樹脂 エポキシ樹脂 エピコート1007 100部 DDM(ジフェニルジアミンメタン) 5部 これを粉体化し平均粒径が1.7μmの微粉体とした。
この微粉体を純粋に混合し20%のスラリーとした。
上記カチオン樹脂が100部に対し粉体樹脂を固形分で4
00部の割合にし、全体固形分が15%になるまで純水を加
えて電着接着剤とした。
第1図に示すようにアルミニウムから成る金属基材15
にアルマイト処理を施しアルマイト層12を形成し、この
アルマイト層12の表面および微細孔14中に、この電着接
着剤を使用しステンレス板を陽極として、電着を行い電
着接着剤層13を形成した。そのときの条件は液温25℃、
電圧10V、時間20秒間である。電着後、水洗、乾燥をし
て更に温度160℃、時間20分間の処理を行い、Bステー
ジ状態にまで硬化した。
次に厚みが35μmの金属(銅)箔11を重ね合わせ、温
度180℃、時間20分間の加熱、加圧を行い金属ベースの
プリント回路基板を作成した。
(実施例2) 実施例1と同じカチオン樹脂、粉体樹脂を用い、カチ
オン樹脂が100部に対し粉体樹脂を500部の割合で混合
し、全体固形分が20%になるまで純水を加えて電着接着
剤とした。
第2図に示すように、この電着接着剤を使用し、アル
ミニウム板から成る金属基材15の上に、ステンレス板を
陽極として電着を行い電着接着剤層13を形成した。その
ときの条件は液温25℃、電圧20V、時間30秒である。電
着後、水洗、乾燥をして更に温度160℃、時間20分間の
処理を行い、Bステージ状態にまで硬化した。
次に厚みが35μmの金属(銅)箔11を重ね合わせ、温
度180℃、時間20分間の加熱、加圧を行い金属ベースの
プリント回路基板を作成した。
(実施例3) 第3図(a)に示すようにステンレスから成る転写板
32の回路となる部分以外にポリイミド系樹脂インクまた
はシリコン系樹脂インクあるいはその重ね合わせ等、組
合せたものをスクリーン印刷機により印刷し、更に硬化
して絶縁層を形成しマスク22とした。このマスク22の厚
みは、後で電気めっきで形成する導電体層の厚みと同等
か若干薄くなるよう印刷する。
次いで第3図(b)に示すように電気めっきにより半
田めっき41を5μm、ニッケルめっき31を1μm更に銅
めっき21を必要厚みまで付けて導電体層を形成する。
その後、第3図(c)に示すように実施例1と同じ配
合の電着接着剤を用い、同じ条件にて銅めっき21上に電
着を行い電着接着剤層23を形成した。この電着接着剤層
23の厚みは約10μmである。その後、水洗、乾燥をして
更に温度160℃、時間20分間の処理を行い、Bステージ
状態にまで硬化させた。
次に、第3図(d)に示すようにアルミニウムから成
る基材25と、マスク22、電気めっき21、31、41および電
着接着剤層23を形成した転写板32とを重ね合わせ、温度
180℃、時間20分間加熱、加圧し電着接着剤層23を完全
硬化すると共に電気めっき21、31、41で形成した導電体
層を基材25に転写した。
このようにしてプリント回路基板ができ上る。これを
第3図(e)に示した。尚、この実施例では基材25とし
てアルミニウム板を使用したがその他の金属基板やガラ
スエポキシ、紙フェノール、成形樹脂等の絶縁基材であ
ってもよい。
(実施例4) 第4図(a)に示すように、片面が粗面化された銅箔
51、51の平坦面同志を向かい合わせて端面をシール材52
でシールする。次に第4図(b)に示すように実施例1
と同じ配合の電着接着剤を用い、同じ条件にて銅箔51の
粗面化面上に電着を行い電着接着剤層53を形成した。そ
の後、温度160℃、時間20分間の処理を行い、Bステー
ジ状態にまで硬化させた。
その後2枚の銅箔51、51を分離し、第5図に示すよう
に、金属あるいは絶縁板から成る基材55と重ね合わせ、
温度180℃、時間20分間加熱、加圧し接着すると共に、
電着接着剤層53を完全硬化させた。このときの加圧圧力
は40〜60kg/cm2である。このようにしてプリント回路基
板ができ上る。
[発明の効果] 上述のような材料組成、製品構成、製法とすることに
より以下に述べる効果が得られる。
特許請求の範囲第1項記載のように、エポキシ樹脂に
アミン付加したカチオン樹脂と、エポキシ樹脂と効果剤
を混合し粉体化した微粉末を含み、接着性を内在する電
着塗料を用いて電着により電着接着剤層を粗面化銅箔面
に形成し、前記電着接着剤層をBステージまで硬化させ
てなることを特徴とする電着接着剤付銅箔としたことに
より、銅箔の生産ラインと連続した水系での接着剤を形
成するラインが可能となり、又溶剤系接着剤塗布工程が
不要となり製法のシンプル化、コスト低減ができる。更
に、均一な接着剤層を形成することができ品質の向上が
できる。
特許請求の範囲第2項記載のように、エポキシ樹脂に
アミン付加したカチオン樹脂と、エポキシ樹脂と硬化剤
を混合し粉体化した微粉末を含む電着接着剤を介して、
基材と導電体層とを接着してなることを特徴とする電着
接着剤を用いた回路基板としたことにより、接着剤塗布
工程に溶剤を使用しないため工程の簡略化ができ更に環
境汚染も少なくコスト低減ができる。
特許請求の範囲第3項記載のように、アルミニウム基
材にアルマイト層を形成する工程と、前記アルマイト層
の表面および微細孔部に、エポキシ樹脂にアミン付加し
たカチオン樹脂と、エポキシ樹脂と硬化剤を混合し粉体
化した微粉末を含み接着性を内在する電着塗料を用いて
電着により電着接着剤層を形成する工程と、前記電着接
着剤層をBステージまで硬化させる工程と、前記電着接
着剤層上に直接導電体層を形成する工程とを有すること
を特徴とする電着接着剤を用いた回路基板の製法とした
ことにより、アルマイト層の封孔処理と接着剤層の形成
が1工程ででき工程の簡略化、コストの低減できる、更
に接着剤層を均一に、薄く形成することができ放熱性の
良い金属ベースのプリント回路基板を実現できる。
特許請求の範囲第4項記載のように、転写板に部分的
に絶縁処理をしてマスクを形成する工程と、前記転写板
のマスク以外の部分にめっき法により導電体層を形成す
る工程と、前記導電体層上に、エポキシ樹脂にアミン付
加したカチオン樹脂と、エポキシ樹脂と硬化剤を混合し
粉体化した微粉末を含み接着性を内在する電着塗料を用
いて電着により電着接着剤層を形成する工程と、前記電
着接着剤層をBステージまで硬化させる工程と、前記電
着接着剤層を基材上に熱転写する工程とを有することを
特徴とする電着接着剤を用いた回路基板の製法としたこ
とにより、電着接着剤がマスクに付くこともなくマスク
の寿命が伸び、マスク材料の選択幅が広がった。又、電
着接着剤の形成が転写される導電体層上のみになり無駄
がなくなる。更に、導電体層を形成するめっき工程と電
着により電着接着剤層を形成する工程とを連続する湿式
の工程で行うことができ工程をシンプルにできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を説明するためのプリント回路
基板断面図、第2図は本発明の異なった実施例を説明す
るためのプリント回路基板断面図、第3図(a)、
(b)、(c)、(d)、(e)は本発明のプリント回
路基板の製法を説明するための図、第4図(a)、
(b)は本発明の異なった応用実施例を説明するための
銅箔断面図、第5図は本発明の銅箔により作成したプリ
ント回路基板を説明するための断面図である。 11、51……金属(銅)箔、21、31、41……電気めっき、
12……アルマイト層、22……マスク、13、23、53……電
着接着剤層、15、25、55……(金属)基材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05K 3/38 H05K 3/44 H05K 3/20 C09J 163/00 C09J 7/00 CAS

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エポキシ樹脂にアミン付加したカチオン樹
    脂と、エポキシ樹脂と硬化剤を混合し粉体化した微粉末
    を含み、接着性を内在する電着塗料を用いて電着により
    電着接着剤層を粗面化銅箔面に形成し、前記電着接着剤
    層をBステージまで硬化させてなることを特徴とする回
    路基板用の電着接着剤付銅箔。
  2. 【請求項2】エポキシ樹脂にアミン付加したカチオン樹
    脂と、エポキシ樹脂と硬化剤を混合し粉体化した微粉末
    を含む電着接着剤を介して、基材と導電体層とを接着し
    てなることを特徴とする電着接着剤を用いた回路基板。
  3. 【請求項3】アルミニウム基材にアルマイト層を形成す
    る工程と、前記アルマイト層の表面および微細孔部に、
    エポキシ樹脂にアミン付加したカチオン樹脂と、エポキ
    シ樹脂と硬化剤を混合し粉体化した微粉末を含み接着性
    を内在する電着塗料を用いて電着により電着接着剤層を
    形成する工程と、前記電着接着剤層をBステージまで硬
    化させる工程と、前記電着接着剤層上に直接導電体層を
    形成する工程とを有することを特徴とする電着接着剤を
    用いた回路基板の製法。
  4. 【請求項4】転写板に部分的に絶縁処理してマスクを形
    成する工程と、前記転写板のマスク以外の部分にめっき
    法により導電体層を形成する工程と、前記導電体層上
    に、エポキシ樹脂にアミン付加したカチオン樹脂と、エ
    ポキシ樹脂と硬化剤を混合し粉体化した微粉末を含み接
    着性を内在する電着塗料を用いて電着により電着接着剤
    層を形成する工程と、前記電着接着剤層をBステージま
    で硬化させる工程と、前記電着接着剤層を基材上に熱転
    写する工程とを有することを特徴とする電着接着剤を用
    いた回路基板の製法。
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