JPS5896660A - 金属コア回路基板絶縁用エポキシ樹脂系粉体塗料組成物 - 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】 本発明は金属コア回路基板の絶縁に適したエポキシ樹脂
系粉体塗料組成物に関するものであゐ。

金属コア回路基板線、芯材となる金属を絶縁用被覆物で
おおい、その絶縁層の表面に導体回路を形成させたもの
である。金属コア回路基板開発が行なわれている。

金属コア回路基板は、金属コアの表面を樹脂材料で被覆
しているため、回路基板の特性に対し、樹脂層の特性の
及ぼす影響が大きい。

金属コア回路基板の製造工程は、概ね次の１つの基本工
程により構成されている。

（１）　　金属板の穴あけ、外形加工工程（２）　　金
属板の絶縁化工種 （３）導体回路形成１糧 金属板の穴あけ、外形加工は、二二バンテプレス又は専
用型による一括同時打ち抜きなどが行なわれた後、必要
に応じパリ取シがなされる。

絶縁化１鵬には、粉体塗料で均一な、絶縁被覆層を得る
ため、流動浸漬法、静電流動浸漬法等が使用されている
。

導体回路の形成は、銅張積層板と異な動、銅箔のない状
態から導体回路をめつ１析出するアディティブ法により
行なわれる。

アディティブ法では、回路バター／の絶縁層との密着性
を高めるため、エポキシ樹脂の表面を化学的に粗化し、
黴細な凹凸を表面に形成する。

粗化に際しては、エポキシ樹脂を適轟な溶媒で膨潤した
後、酸化力の強い硫酸／クロム醗混液が使用される。

導体回路は、セズアデイテイプ法又はフルアディティブ
法によυ形成されるが、鋼箔とエポキシ樹脂との十分な
密着力および祈出し九鋼箔自体の強度を保つ九めに、エ
ポキシ樹脂系粉体塗料組成物の組成が重要な役割を占め
ている。

さて、金属コア回路基板に対する要求特性としては、鋼
箔の剥離強度、絶縁破壊電圧、絶縁抵抗、耐熱衝撃性、
半田耐熱性があシ、さらに実際的には半田浴浸漬後の絶
縁破壊電圧および耐熱衝撃性がある。銅箔の剥離強度は
、ＪよりＯ≦ｕｔ／等で規定されるムダｋｌ／（８以上
、絶縁破壊電圧は、Ｄｏ　７タＯＶ　７分間、耐熱衝撃
性は、ＭＩＬ−１’ｌ’Ｉ）−コ０２Ｍ　１０７　ｃｏ
ｎ、Ｂの条件で１！プサイル以上である。

従って１回路基板の要求特性を満足するため、バランス
のとれたエポキシ樹脂系粉体塗料組成物を作るには、使
用する材料の吟味が重要である。

本発明者等゛は、上記の種々の要求特性を満足する塗膜
を与える塗料組成物を鋭意検討の結果本発明に到達した
。

すなわち、本発明は酸により腐食される性質を有し、平
均粒径が６μ〜２０μであり、且つＳＯμ以上の粒径な
有するものを実質的に含有しない粒子を充填剤とし、て
含有する金属＝ア回路基板絶縁用エポキシ樹脂系粉体塗
料組成物に存する。

以下５本発明の詳細な説明する。

本発明のエポキシ樹脂系粉体塗料組成物は、エポキシ化
合物、硬化剤および充填剤より成ゐが、さらに顔料１表
面改質剤等を含んでいて−よい。

エポキシ化合物としては、／、！−エポキシ基を分子内
に平均−個有するもの、あるいは平均λ個有するものに
３個以上を有する多官能エポキシ化合物を、必要に応じ
、併用して用いる。

このようなエポキシ化合物の例としては、ビスフェノ−
羨ム型ヱポキシ化合物、臭素化エポキシ化合物、脂環式
エポキシ化合物、ポリオレフィン型エポキシ化合物、ノ
ボ゛ラックエポキシ化合物等がある。その他、橋本邦之
編著「エポキシ樹脂」（日刊工業新聞、昭和ａｙ年刊）
および項内　弘編著「エポキシ樹脂」（昭晃堂、昭和餌
！年刊）記載のエポキシ化合物にも適用可能である。

また、硬化剤としては、ジシアンシア建ドおよびその誘
導体、芳香族多価７２ン又はその誘導体、脂肪族および
芳香族のカルボン酸無水物等がある。これら硬化剤は、
エポキシ基含有量に対し、その０．１乃し一倍幽量程使
用される。

また、硬化促進剤を併用した場合には、より硬化剤を減
少することも可能である。

さらに必ｌ！に応じ、粉体の流動性や表面改質剤として
、シリカ黴粉末やアクリル酸ニス゛チルオリゴマー等が
添加される。′ 金属コア回路基板の製造工程では、前述のように、り四
ム酸／硫酸混液等によりエポキシ樹脂表面を粗化し食後
、無電解銅メッキにより導体回路の一部又社全てが形成
される。本発明組成物においては、＊酸、硝酸、硫酸等
の無機−により腐食されやすい物質を充填剤として金属
コア回路基板用粉体塗料に用いるものであり、該充填剤
は、上述の粗化工゛程で無機酸と接触することになり、
その一部は腐食されることになる。このよう表性質の充
填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭
酸ストロンチウム、ＷＩ化マグネシウム等のアルカリ土
類金属の炭酸塩、酸化物又は水酸化アル１＝ウム等が挙
げられる。

しかしてこのような充填剤を用いた金属コア回路基板用
粉体塗料は粗化工種において、エポキシ樹脂、充填剤の
両者が粗化されることにカリ、導体回路の絶縁層への密
着力を高めることができる。反面、絶縁層の構成成分で
ある充填剤が腐食されるため、絶縁破壊電圧に影響があ
る。すなわち粒度調整を行なわない粗い粒径の充填剤を
用いると、炭酸カルシウムの場合、導体の密着力は、コ
、ｏｋｙ／ｃｙａ以上とすぐれているが１回路基板を半
田浴に浸漬後の絶縁層の絶縁破壊電圧は半田浴浸漬前直
流ａ、ｏｒｖ以上あった本のが、ハナにマ程度まで低下
してしまう。

一方１粒径の細かい充填材を用いると、導体の密着力は
、ｔ、１ｋｙｌ−程と彦ヤ、前者に比べ＠０チ糧低下す
る。

ｔｉ充填剤に粗い粒径のものを使用した場合過度に粗化
されやすくなり、このようた場合、析出した導体回路の
強度が低下することがある。

本発明組成物においては、粒度調整された°充填剤を使
用することによυ、導体回路の密着力と絶縁破壊電圧の
両面において優れ喪金属コア回路基板絶縁用エポキシ樹
脂系、粉体塗料組成物が得られる。すなわち、導体の密
着力は、平均粒径が６μ〜−〇〃の充填剤とすることで
維持される。そしてクロム酸、硫酸等の腐食によって生
じる充填剤に対応した穴、充填剤のすきま等に残婆導体
回路形成のための各工程の残存物等によって生じる絶縁
破壊電圧の低下は、餌０μ以上の粒径の粗い籾子を実質
的に含壕表いようにすることで、防止される。ここで、
ＳＯμ以上つ粒径の粗粒子を実質的Ｋｔｔないとは、次
に示すような代表的な粒度分布測定法で、粒度分布を測
定した際、θ、１重量係以下であることを示している。

粒度分布の測定法としては、島津式粒度分布測定機（比
重天秤法）、コールタ−カウンター、日立粒度分布測定
機（光透過法）等を用いて測定する方法、その他種々の
公知の方法が使用しうる。

使用する充填剤の組成物全体に占める割合は、ナ重量−
〜７０重量％であるが好ましくはｉ。

重量参〜！θ重量％である。

本発明における充填剤には、シリカ、酸化チタン、石英
粉末等を併用してもよい。

エポキシ樹脂系粉体塗料組成物は、以上説明した各成分
を所定の割合で配合し、ｌ１０Ｃ〜１ｒｏＣで溶融ブレ
ンドし友後急冷し、粉砕後粒子が１０メツシユを全て通
過するように調整して製造される。

エポキシ樹脂系粉体塗料組成物を用いた金属コア回路基
板の塗装方法は流動浸漬法が最も適している。流動浸漬
法は前加熱、浸漬、後加熱の３工程より成っている。

流動槽は、多孔性の板で上下にしきられ、下部には除湿
した空気を送り込める様になっている。

塗装は、穴あき金属板を樹脂の融点以上に前加熱するこ
とから始まる。

次に、粉体塗料組成物が流動槽内に入れられ、空気で流
動させられている中に、金属板を浸漬する。粉体塗料組
成物が、金属板に付着する。

絶縁層の膜厚は、流動槽への鉄板の浸漬時間、前加熱温
度等によって調節する。

次に、後加熱を行ない、粉体塗料組成物の塗膜を十分硬
化する。

以上説明したように本発明によれば本発明の組成物は金
属コア回路基板の絶縁塗膜とした際に、銅箔との引きは
がし強度、絶縁破壊電圧が優れた基板を製造することが
できる。

以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが１
本発明はこれらの実施例によセ限定されるものではない
。なお以下において、部は重量部を表わす。

実施例／ エポキシ当量として、ビスフェノールム系エポキシ樹脂
（エポキシ当量／７！〜９７ｊ、エビコー）　１００％
油化シェルエポキシ製、エピコートは商標）１０部、ビ
スフェノールム系エポキシ樹脂（エポキシ当量１７す。

Ａ−ａｉｏｏ。

エビコー）　１００７、油化シェルエポキシ製）ｌｊ部
、オルソクレゾール型エポキシ樹脂（エポキシ当量コｌ
！〜コ３ｒ％ＫＯＯＮ−１０１日本化薬製）を部、硬化
剤として、ジシアンジアミド、充填剤として炭酸カルシ
ウム（ＩＮ−！００、日東粉化工業製）５０部、茶色顔
料１部１表面調整剤としてアエロジル＃−〇〇（日本ア
エロジル類、商標）１部を、溶融混練した後、急冷し、
粉砕後、ｔθメツシュを通過するよう粒度を調整し、エ
ポキシ樹脂系粉体塗料組成物を得た。

実施例１に用いた充填剤の粒度分布を表１に示し喪。

このようにして製造し九粉体塗料組成物を用い、穴あき
鉄板を流動浸漬法により塗装し。

、　　ＪＩＯｐｍの絶縁層を形成した。

絶縁塗装をし九穴あき金属板を、メッキ前処理を行ない
、無電解鋼メツ中および電気鋼メッキにより、餌Ｏｊｍ
の厚さの銅回路を形成した。

銅箔の引きはがし強さをＪＩＢ　Ｏｔｕｔ／に基づき測
定し良。又、絶縁破壊電圧は１．ｙｒｓ　。

６μｒ／記載の半田耐熱性試験を銅回路を形成した基板
に対して行なった後、直流にて測定した。

以上の結果を表−に示した（以下、実施例コ以降の鋼箔
の引きはがし強さ、絶縁破壊電圧についても表−に示す
）。

本粉体組成物により作成した金属コア回路基板は、引き
はがし強１コ、ｉｋｙ／ａｎ、絶縁破壊電圧餌Ｋｖ以上
であった。

実施例コ エポキシ樹脂として、ビスフェノールム系エポキシ樹脂
（エポキシ当量１？Ｑ〜ｒ００．アテルダイトＧＴ−７
００＠、チパーガイギー製、アラルダイトは商標）Ｊ＜
７部とビスフェノールム硬化剤として、トリメリット−
無水物６部、充填剤として羨酸カルシウム（ＩＮ−す０
０、日東粉化工業製）７０部、茶色顔料一部をを溶融混
練した後、冷却・粉砕し、１０メツシユを通過するよう
に粒度を調整した。実施例ノと同様。

穴あき金属板に塗装後、銅回路を形成し、その鋼箔の引
きはがし強さ、絶縁破壊電圧を調べ、結果を表−に示し
た。

実施例Ｊ エポキシ樹脂として、ビスフェノールム系エポキシ樹脂
（エポキシ当量／７１０〜Ｊ１００、エピコート／θσ
７．ｍ化シェルエポキシＲ）１０部とビスフェノールム
系衰ポキシ樹脂（エポキシ樹脂／　００〜９００　、ｘ
ビ３−）１０ｔｔ。

油化シェルエポキシ製）１０部、硬化剤としてジシアン
シア建ドＪ、！部、充填剤として炭酸カルシウム（ｌｉ
Ｍ−す０部１日東粉化工業）ｇｏ部茶色顔料コ部を、溶
融混線した後、冷却・粉砕し、１０メツシユを通過する
ように粒度を調整した。実施例１と同様、穴Ｉｈｔｋ金
属板に塗装後′　銅回路を形成し、その鋼箔の引をはが
し強さ。

絶縁破壊電圧を調べ、結果を表ＪＫ示し良。

実施例≠ エポキシ樹脂として、ビスフェノールム系エポキシ樹脂
（エポキシ当量コｕ００〜１１００゜エビゴートｉｏｏ
デ、油化シェルエポキシ製）ｙｏｍ、ビスフェノールム
系エポキシ樹脂（エポキシｌｊ、量１００−９００．エ
ビ’３−ト１０ｔｔ、油化シェルエポキシ＃り／　１部
、フェノールノボラック型エポキシ（エポキシ当量／７
す〜１９す。

１１ＰＰＭ−，１０／　、日本化薬製）／タ部、硬化剤
としてジシアンシア建ドタ、！部、充填剤として炭酸カ
ルシウム（）ＩＮ−！’００１日東粉化工業製）ＪＯ部
と、シリカ（クリスタライトムム、龍森■製、クリスタ
ライトは商標）ＪＯ部、茶色顔料コ部を、溶融混線した
後、冷却・粉砕し、１０メツシユを通過するように粒度
調整を行なつ九。実施例１と同様、穴あき金属板に塗装
後、銅回路を形成し、その銅箔の引きはがし強さ。

絶縁破壊電圧を調べ、結果を表−に示した。

比較例１〜３ 実施例１の充填剤に、粒度調整をしていない炭酸カルシ
ウムを使用したものである。

比較例１は、充填剤としてポワイトン餌ｔＯ（白石工業
製、商標）、比較例コは、ＭＳ−１００（日東粉化工業
）、比較例３は、Ｎ３−１００（日東粉化工業）を用い
たものである。比較例に用いた充填剤の粒度分布を表／
に示した。

各々の粉体塗料組成物により絶縁塗装された穴あき鉄板
に銅回路を形成し、銅箔の引きはがし強さ、絶縁破壊電
圧を調べが結果を表コに示し良。

表１　充填剤炭酸カルシウムの粒度分布＊１島津自動粒
度分布測定機にて粒径（直径）を分析 ＊２充填剤の平均粒径（直径）は粒度分布の！Ｑ一点の
粒子径とする。

＊３粒子径餌０μ以上の粒径のものが０．１重量％以下
であることを、この値（粒子径１り以上の屯の）および
餌ＯＯメツシ ュ簡残余率（粒子径３１７１以上のもの）。

餌タＯメツシュ簡残余率（粒子径！−μ以上のもの）よ
り確認した。

表コ　鋼箔の引きはがし強度及び絶縁破壊型圧出　願　
人　　三菱化成工業株式会社 ほか７名 代　理　人　　弁理士　長谷用　　　−ほか１名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ものを実質的に含有しない粒子を充填゛剤として含有す
   る金属スア回路基板絶縁用エポキシ樹脂系粉体塗料組成
   物