JPH0621594A - 一体型プリント配線板成形体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線基板のシートと、射出成形体と
が強固に接着されており、電子・電気部品の実装時の高
温にも耐え、膨れや層間剥離が生じない一体型プリント
配線板成形体を提供する。 【構成】 一方の面に回路を形成したプラスチック製複
合体の他方の面に一液硬化型エポキシ系接着剤を所定の
厚さに塗布し、これを射出成形金型に装着して、芳香族
ポリアミド樹脂を接着剤面上に射出成形した後、所定の
条件により熱処理を施して得られる一体型プリント配線
板成形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形による一体型
プリント配線板成形体及びそれを製造する方法に関し、
特にハンダ付け等による電子部品の実装時に、成形体と
回路付きプラスチック製複合体との間に膨れや層間剥離
等を生じない、耐熱性に優れた一体型プリント配線板成
形体及びそれを製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
オーディオ、コンピュータ、８ミリビデオ、携帯用電話
等の電気製品は、高性能化が進んでおり、それとともに
小型化、軽量化、薄型化に対するニーズが高まってい
る。このような電気製品のプリント基板配線板は、従来
ガラス基材エポキシ樹脂、紙基材フェノール樹脂等のリ
ジット性を有する電気絶縁性基材や、ポリイミド、ポリ
エステル等のフレキシブル基材の表面に銅箔等を貼り付
けた後に、エッチングにより回路を形成する方法（サブ
トラクティブ法）や、無電解メッキや電解メッキにより
基板上に回路を形成する方法（アディティブ法）等によ
り製造されている。

【０００３】また、最近ではプリント基板配線板の製法
として、射出成形した樹脂成形体に無電解メッキを施
し、これをエッチングして電気回路を形成し、その上に
ソルダーレジストを設ける方法が行われている。

【０００４】上記方法は、プリント配線板を平面に限ら
ず立体形状とすることができ、そのために配線板そのも
のをハウジングの一部や部品の一部として利用すること
ができる。その上、配線板取付けや電気部品取付け用の
穴の形成を射出成形により同時に行うことができるとい
う利点を有する。

【０００５】しかしながら、上記方法では、すでに所望
の立体形状としたプリント配線板成形体に対して、金属
メッキやエッチング、さらにはソルダーレジスト加工を
それぞれ行う必要があり、工程が繁雑であるという問題
がある。

【０００６】上述したような問題点を解決することを目
的として、導電性回路を形成した、いわゆるプリント配
線板シートを射出成形金型内にインサートして射出成形
し、立体形状のプリント配線板成形体を製造する方法が
提案されている（特開平2-7592号）

【０００７】しかしながら、上記方法で形成したプリン
ト配線板成形体は、ハンダ付けにより電子部品を実装し
ようとすると、実装時に250 ℃程度の高温となるため
に、射出成形体とプリント配線板との間に膨れや層間剥
離を起こしやすいという問題がある。

【０００８】したがって、本発明の目的は、プリント配
線基板のシートと、射出成形体とが強固に接着されてお
り、電子・電気部品の実装時の高温にも耐え、膨れや層
間剥離が生じない一体型プリント配線板成形体及びそれ
を製造する方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、一方の面に回路を形成したプラ
スチック製複合体の他方の面に一液硬化型エポキシ系接
着剤を所定の厚さに塗布し、これを射出成形金型に装着
して、芳香族ポリアミド樹脂を接着剤面上に射出成形し
た後、所定の条件により熱処理を施して得られる一体型
プリント配線板成形体は、プラスチック製複合体と、芳
香族ポリアミド成形体とが良好に接着しており、回路面
にハンダ付けによる電子部品の装着を行ってもプラスチ
ック製複合体と芳香族ポリアミド成形体との間に膨れや
層間剥離等を生じないことを見出し、本発明に想到し
た。

【００１０】すなわち、本発明の一体型プリント配線板
成形体は、一方の面に所定のパターン回路を形成したプ
ラスチック製複合体と、芳香族ポリアミド成形体とを接
着層を介して一体的に成形してなるプリント配線板成形
体であって、前記接着層は、一液硬化型エポキシ系接着
剤からり、その厚さが５μｍ以上であり、前記プリント
配線板成形体に100 〜150 ℃で１〜10時間の熱処理を施
してなることを特徴とする。

【００１１】また、上記一体型プリント配線板成形体を
製造する本発明の方法は、(a) 一方の面に所定のパター
ン回路を形成したプラスチック製複合体の回路と反対側
の面に接着剤を塗布して５μｍ以上の厚さの接着剤層を
形成し、(b) 100 〜150 ℃の射出成形金型のキャビティ
内に、前記プラスチック製複合体を前記接着剤層側を外
側にして設置し、(c) 芳香族ポリアミドを射出成形して
前記プラスチック製複合体の接着剤層上に芳香族ポリア
ミド成形体を形成し、(d) 得られた一体型成形体に100
〜150 ℃で、１〜10時間の熱処理を施すことを特徴とす
る。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。図１に例
示するように本発明の一体型プリント配線板成形体１
は、プラスチック製複合体２と、芳香族ポリアミド樹脂
成形体３とを接着剤層４により接着してなる。

【００１３】この一体型プリント配線板成形体で使用す
るプラスチック製複合体２は、図２に例示するように、
基材フィルム21と、その一方の面にパターン回路22と、
さらにその外側に回路の接合点以外の箇所に絶縁樹脂層
23が設けられている。

【００１４】上記基材フィルム21としては、特に制限は
ないが、電子部品をはんだ等で溶接することから、耐熱
性を有し、さらに柔軟性、可撓性、絶縁性に優れたもの
が好ましく、例えば、ガラス基材エポキシ樹脂、紙基材
フェノール樹脂等のリジッド基材、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレート等のポ
リエステル、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエ
ーテルケトン、芳香族ポリアミド、ポリアリレート、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポ
リフェニレンレンサルファイド（ＰＰＳ）及びこれらの
ハロゲン基あるいはメチル基置換体等のプラスチックか
らなるフレキシブルフィルム等を使用することができ
る。これらの内では特に、ポリイミドフィルムが好まし
い。

【００１５】上述したような基材フィルム21の厚さは20
〜300 μｍが好ましく、特に35〜200 μｍが好ましい。

【００１６】この基材フィルム21上に形成されるパター
ン回路22は、銅、アルミニウム等の導電性材料用いてサ
ブトラクティブ法、アディティブ法等の常法により形成
することができる。また導電性インクを用いたスクリー
ン印刷法等によっても回路を形成することができる。

【００１７】また絶縁樹脂層23は、回路パターン全体に
ポリエステル、アクリル、ポリウレタン等の樹脂をスク
リーン印刷することにより形成し、次に回路の所定の位
置にフォトレジスト法等により穴をあけ、回路の接合点
を露出させることにより形成すればよい。

【００１８】なお、回路の反対側の面には、必要に応じ
て電磁波シールド層を形成してもよい。電磁波シールド
層は、銅等の金属を用いて、蒸着法、電解メッキ法、無
電解メッキ法等により形成すればよい。

【００１９】また、射出成形により実質的に成形体を形
成する樹脂としては、耐熱性が要求されることから芳香
族ポリアミド樹脂を使用する。上記芳香族ポリアミド樹
脂としては、ポリ−ｍ−フェニレンイソフタルアミド、
ポリアミド6T等を使用することができる。芳香族ポリア
ミドは、ナイロン66等の脂肪族ポリアミドに比べて、基
本骨格に芳香族環を有するので、高融点及び高剛性を示
し、かつ脂肪族ポリアミドの欠点である吸水性が改良さ
れたものである。

【００２０】なお、本発明においては、上記芳香族ポリ
アミド樹脂の耐熱性をさらに向上させることを目的とし
て、ガラス繊維、タルク等の無機フィラーを配合したも
のを用いることができる。上記無機フィラーの配合量
は、芳香族ポリアミド樹脂＋無機フィラーの合計を100
重量％として10〜50重量％が好ましく、特に15〜40重量
％が好ましい。無機フィラーの配合量が10重量％未満で
は、その配合による耐熱性の向上が十分でなく、また50
重量％を超えると、成形性が低下するばかりか、外観が
不良となるため好ましくない。

【００２１】このようなプラスチック製複合体と、芳香
族ポリアミド樹脂成形体とを接合する接着剤としては、
一液硬化型エポキシ系接着剤を使用する。一液硬化型エ
ポキシ系接着剤は、基本的には、エポキシ樹脂と、硬化
剤とを含有してなる。上記エポキシ樹脂としては、分子
中にエポキシ基を２個以上有するもの（例えば、エピ−
ビス型、ポリエーテル型、グリシジルエステル型等）を
使用するのが好ましい。硬化剤としては、三フッ化ホウ
素錯化合物、ジシアンジアミド、有機酸無水物、ジアミ
ノジフェニルスルホン等のアニオン系のものが好まし
い。

【００２２】また、接着剤の接着力発現時に発生する内
部応力を緩和させることを目的として、上記エポキシ樹
脂と、硬化剤とにエラストマー成分を含有させるのが好
ましい。上記エラストマー成分としては、オレフィン系
エラストマー、その他の各種ゴム系エラストマー等を用
いることができるが、特に接着強度が良好なことから、
オレフィン系エラストマーを用いるのが好ましい。

【００２３】上述したようなエラストマー成分を含有す
る接着剤の組成は、エポキシ樹脂＋硬化剤＋エラストマ
ー成分の合計を100 重量％として、エポキシ樹脂が35〜
45重量％で、硬化剤が５〜15重量％で、エラストマー成
分が40〜50重量％であるのが好ましい。また、上記接着
剤は、固形分 (エポキシ樹脂＋硬化剤＋エラストマー成
分) 20〜30重量％と、溶剤70〜80重量％とからなるのが
好ましい。なお、上記溶剤としては、メチルイソブチル
ケトン（ＭＩＢＫ）等のケトン系溶剤を用いるのが好ま
しい。

【００２４】上述したような接着剤層の厚さは５μｍ以
上、好ましくは５〜15μｍである。接着剤層の厚さが５
μｍ未満では、プラスチック製複合体と芳香族ポリアミ
ド樹脂成形体とを強固に接着するのが困難となる。

【００２５】次に、プラスチック製複合体、芳香族ポリ
アミド樹脂及び接着剤を用いて、本発明の一体型プリン
ト配線板成形体を製造する方法をについて説明する。

【００２６】まず、プラスチック製複合体の回路面の反
対面に、上述した接着剤を塗布する。接着剤の塗布量
は、接着剤層の厚さが所望のものとなるように適宜設定
することができる。

【００２７】続いて、プラスチック製複合体を射出成形
金型のキャビティ内に設置し、射出成形を行う。このよ
うな樹脂による本発明の方法を適用可能な射出成形装置
の概略を図３に示す。

【００２８】図３において、射出成形用金型30は、雄型
31及び雌型32からなり、雄型31と雌型32を閉鎖すると、
キャビティ33が形成されるようになっている。雄型31
は、表面に滑りの良い加工（テフロックス加工等）が施
されており、一体型プリント配線板成形体の内壁面に応
じて種々の立体的な面が形成されており、先端部に図に
示すようなリング状の貫通孔34が開口している。一方、
雌型32の中心部にはゲート35が設けられている。なお雄
型31は雌型32に対して図中における左右方向に可動とな
っている。

【００２９】このような装置において、まず雄型31を後
退限（図３中の位置から右側へと移動）の位置とし、雄
型31と雌型32とを開いた状態しとて、プラスチック製複
合体36を、接着剤層が外側となるようにして設置する。
雄型31上に設置されたプラスチック製複合体36は、貫通
孔33よりエアを吸引することにより、雄型の先端部の表
面にピッタリと位置決めされた状態で保持される。な
お、プラスチック製複合体36は、雄型の形状に合わせて
沿うように、あらかじめプレ成形しておくのが好まし
い。

【００３０】この際の金型の温度は100 〜150 ℃、好ま
しくは110 〜130 ℃である。金型温度が100 ℃未満で
は、プラスチック製複合体と芳香族ポリアミド樹脂成形
体とを強固に接着するのが困難となり、一方150 ℃を超
えると、基材フィルムがカールしたり、しわを生じたり
しやすくなる。

【００３１】次に、雄型31は前進し、雌型32と連結する
(図３）。これにより両者の隙間は完全に閉じ、キャビ
ティ33は密閉状態となる。続いて、プラスチック製複合
体36と雌型32との間に形成されたキャビティ33に、溶融
した芳香族ポリアミド樹脂をゲート35を通って射出させ
る。この際の樹脂温度は、300 〜350 ℃が好ましく、特
に320 〜330 ℃が好ましい。

【００３２】こうして射出成形が終り、冷却された後、
雄型31が後退 (図３中の位置から右側へと移動) し、エ
ジェクタピンあるいはストッパプレート等（図示せず）
の作用により離型が行われ、一体型プリント配線板成形
体を得ることができる。

【００３３】本実施例においては、この一体型プリント
配線板成形体に対して、接着剤層によるプラスチック製
複合体とポリアミド樹脂との接合をより強固なものとす
ることを目的として加熱処理を施す。加熱処理条件は10
0 〜150 ℃で、１〜10時間、好ましくは100 〜120 ℃
で、１〜３時間である。加熱処理温度が100 ℃未満で
は、プラスチック製複合体と芳香族ポリアミド樹脂成形
体とを強固に接着するのが困難となり、一方150 ℃を超
えると、接着剤の成分の分解によるガスなどにより、フ
ィルムに膨れなどが生じやすくなる。また加熱処理時間
が１時間未満では、プラスチック製複合体と芳香族ポリ
アミド樹脂成形体とを強固に接着するのが困難となり、
一方10時間を超えると、生産効率が低下する。上記加熱
処理は、オーブン等により行えばよい。

【００３４】このようにして得られる本発明の一体型プ
リント配線板成形体は、回路を有するプラスチック製複
合体と、実質的に成形体を形成する芳香族ポリアミドと
が、接着層を介して強固に接着されているので、ハンダ
付け等により高温に晒されても層間剥離や膨れ等が生じ
ない。

【００３５】

【作用】本発明の一体型プリント配線板成形体は、一方
の面に回路を形成したプラスチック製複合体の他方の面
に一液硬化型エポキシ系接着剤を所定の厚さに塗布し、
これを射出成形金型に装着して、芳香族ポリアミド樹脂
を接着剤面上に射出成形した後、所定の条件で熱処理を
施して得られるものであるので、プラスチック製複合体
と、芳香族ポリアミド成形体とが強固に接着しており、
回路面にハンダ付けによる電子部品の装着を行ってもプ
ラスチック製複合体と芳香族ポリアミド成形体との間に
膨れや層間剥離等を生じない。

【００３６】このような効果が得られる理由は必ずしも
明らかではないが、一液硬化型エポキシ樹脂系接着剤
は、耐熱性に優れる芳香族ポリアミドと、プラスチック
製複合体の双方に対して接着性が良好であり、芳香族ポ
リアミドの射出成形後、本発明の条件で熱処理を施すこ
とによりそれぞれの間の接着性、特に耐熱接着性がさら
に良好なものとなるためであると考えられる。

【００３７】

【実施例】以下の具体的実施例により、本発明をさらに
詳細に説明する。実施例１ ポリイミドフィルム（東レ（株）製：カプトン、厚さ25
μｍ）の片面にサブトラクティブ法により厚さ８μｍの
銅製の導電性回路を形成した後、回路の接合点以外をレ
ジストインキ (絶縁樹脂層) で被覆し、プラスチック製
複合体を作製した。

【００３８】このようにして得られたプラスチック製複
合体の回路と反対側の面に一液硬化型エポキシ系接着剤
（スリーボンド（株）製：1570) を膜厚７μｍに塗布し
た。

【００３９】このようにして得られたプラスチック製複
合体を130 ℃の射出成形金型の雄型上に、接着層が外側
となるように装着し、型締め完了後、芳香族ポリアミド
(変性ポリアミド６Ｔ、三井石油化学工業（株）製：ア
ーレンＡ３１５) を330 ℃で射出して成形体を得た。

【００４０】続いて、得られた成形体をオーブンに入れ
120 ℃で３時間熱処理を施した。このようにして得られ
た一体型プリント配線板成形体にハンダ付けにより電子
部品を実装し、ハンダ付け実装適性の評価を行った。結
果を接着剤の種類、接着剤層の厚さ、射出成形用樹脂の
種類及び熱処理条件とともに第１表に示す。

【００４１】実施例２、３及び比較例１〜９ 第１表に示すような接着剤の種類及び厚さとし、射出成
形樹脂として第１表に示すものを使用した以外は実施例
１と同様にして一体型プリント配線板成形体を作製し
た。

【００４２】得られた一体型プリント配線板成形体をオ
ーブンに入れ、第１表に示す条件で熱処理を施した。こ
のようにして得られた一体型プリント配線板成形体にハ
ンダ付けにより電子部品を実装し、ハンダ付け実装適性
の評価を行った。結果を接着剤の種類、接着剤層の厚
さ、成形樹脂の種類及び熱処理条件とともに第１表に示
す。

【００４３】 第 １ 表 接着剤層 接着剤の種類 厚さ（μｍ） 射出成形用樹脂 実施例１ 1570 ７ 変性ポリアミド６Ｔ 実施例２ 1570 ５ 変性ポリアミド６Ｔ 実施例３ 1570 10 変性ポリアミド６Ｔ 比較例１ 1570 ２ 変性ポリアミド６Ｔ 比較例２ 1570 ５ 変性ポリアミド６Ｔ 比較例３ 1570 ５ ポリアミド６６ 比較例４ 1570 ５ ポリアリレート 比較例５ 1570 ５ ポリブチレンテレフタレート 比較例６ 1570 ５ ポリサルフォン 比較例７ 1570 ５ ポリエーテルスルフォン 比較例８ ポリエステル系⁽¹⁾ ５ 変性ポリアミド６Ｔ 比較例９ 塩酢ビ系⁽²⁾ ５ 変性ポリアミド６Ｔ 注）(1) ：ポリエステル系接着剤として、東洋紡（株）
製、バイロンを使用。 (2) ：塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体系接着剤とし
て、昭和インキ（株）製、ＰＶＨＳを使用。

【００４４】 第 １ 表 （続 き） 熱処理条件 電子部品ハンダ付け 温度（℃） 時間（ｈｒ） 実装適性評価 ⁽¹⁾ 実施例１ 120 ３ ○ 実施例２ 120 ３ ○ 実施例３ 120 ３ ○ 比較例１ 120 ３ × 比較例２ 80 10 × 比較例３ 120 ３ × 比較例４ 120 ３ × 比較例５ 120 ３ × 比較例６ 120 ３ × 比較例７ 120 ３ × 比較例８ −⁽²⁾ −⁽²⁾ × 比較例９ −⁽²⁾ −⁽²⁾ × 注）(1) 電子部品ハンダ付け実装適性評価：電子部品を
装着後のリフロー条件を230 ℃、10秒として実装し、剥
離及び膨れの認められないものを○、剥離、膨れのいず
れか一方でも認められるものを×しとて評価。 (2) ：熱処理を施さなかった。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の一体型プリ
ント配線板成形体は、一方の面に回路を形成したプラス
チック製複合体の他方の面に一液硬化型エポキシ系接着
剤を所定の厚さに塗布し、これを射出成形金型に装着し
て、芳香族ポリアミド樹脂を接着剤面上に射出成形した
後、所定の条件で熱処理を施して得られるものであるの
で、プラスチック製複合体と、芳香族ポリアミド成形体
とが強固に接着しており、回路面にハンダ付けによる電
子部品の装着を行ってもプラスチック製複合体と芳香族
ポリアミド成形体との間に膨れや層間剥離等を生じな
い。

【００４６】このような本発明の一体型プリント配線板
成形体は、小型化されたエレクトロニクス製品分野に特
に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一体型プリント配線板成形体の一例を
概略的に示す断面図である。

【図２】本発明の一体型プリント配線板成形体に用いる
プラスチック製複合体の層構成の一例を概略的に示す断
面図である。

【図３】本発明の一体型プリント配線板成形体の製造に
使用する射出成形用金型の一例を概略的に示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１・・・一体型プリント配線板成形体 ２、36・・・プラスチック製複合体 ３・・・芳香族ポリアミド成形体 ４・・・接着剤層 21・・・基材フィルム 22・・・パターン回路 23・・・絶縁樹脂層 30・・・射出成形用金型 31・・・雄型 32・・・雌型 33・・・キャビティ 34・・・貫通孔 35・・・ゲート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面に所定のパターン回路を形成し
   たプラスチック製複合体と、芳香族ポリアミド成形体と
   を接着層を介して一体的に成形してなるプリント配線板
   成形体であって、前記接着層は、一液硬化型エポキシ系
   接着剤からなり、その厚さが５μｍ以上であり、前記プ
   リント配線板成形体に100 〜150 ℃で１〜10時間の熱処
   理を施してなることを特徴とする一体型プリント配線板
   成形体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の一体型プリント配線板
   成形体において、前記一液硬化型エポキシ系接着剤が、
   エポキシ樹脂と、アニオン系硬化剤と、エラストマーと
   を含有することを特徴とする一体型プリント配線板成形
   体。
3. 【請求項３】 (a) 一方の面に所定のパターン回路を形
   成したプラスチック製複合体の回路と反対側の面に接着
   剤を塗布して５μｍ以上の厚さの接着剤層を形成し、
   (b) 100 〜150 ℃の射出成形金型のキャビティ内に、前
   記プラスチック製複合体を前記接着剤層側を外側にして
   設置し、(c) 芳香族ポリアミドを射出成形して前記プラ
   スチック製複合体の接着剤層上に芳香族ポリアミド成形
   体を形成し、(d) 得られた一体型成形体に100 〜150 ℃
   で、１〜10時間の熱処理を施すことを特徴とする一体型
   プリント配線板成形体の製造方法。