JP2590843B2 - 電子回路基板用絶縁コーティング剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電子回路基板用絶縁コーティング剤に関す
る。

［従来の技術］ 電子制御装置用の制御回路基板は、電子素子を実装し
た後、基板表面への結露等により着水し短絡が起ること
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
動車等屋外での厳しい環境下で使用されるためこのよう
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溶剤を用い、ディ
ッピング法（浸漬法）又はスプレー法等により塗布形成
され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４の先端4aが第５図に
示すようにピン状に突出している。本発明者等の実験研
究によればこのピン部分では第３図に示すように被覆層
６を形成するための樹脂溶液をディッピング又はスプレ
ー法によりピン全体を覆うように塗布形成させても溶剤
の揮発、乾燥工程でピン４のエッジ部4aに付着した溶液
はエッジ部4aからハケ易く第４図に示すような状態とな
り、最終的には第５図に示すような状態でピン先4a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
の繰返し回数を多くして被覆層６を厚く形成させること
ができる。しかし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け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起し
易いという問題を生じる。

上記欠点を克服するための手段として、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絶縁被覆層
であり、その形成方法は所定の熱可塑性樹脂を沸点が約
50℃程度等の低融点溶剤に溶解させた溶液を、スプレー
により電子素子が組付けられた電気回路基板表面に塗布
することによりこの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もの
が、未公開の先願発明（昭和61年８月９日出願）として
本発明者等により発明されている。

この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速乾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ぐ乾燥又は半乾燥
の粘着状態となる。そのためエッジ部等に被覆した絶縁
層は流れることがなく導体を露出しない。即ちこの溶剤
を用い樹脂を溶解させたものをスプレー処理すると高エ
ッジカバー性が実現できる。しかしこの際問題点として
次の２点が残る。（１）溶剤の速乾性による塗膜形成の
ため基材との充分な接着力が得られない場合がある。
又、塗膜上に固形分の粉吹き等が生じる。（２）第６図
および第７図に示すように塗膜6aが微細な凹凸をもつ梨
地状となり外観上白くなる。以上の２点を解決するため
に上述の未公開先願においてさらに開示しているように
樹脂の溶解可能な溶剤での蒸気洗浄法または加熱溶融法
等の後処理によって第８図および第９図に示すように塗
膜の平坦化および密着性向上が達成される。しかしこの
方法ではこのような後処理を必要とする。

本発明は、上記従来技術および先願未公開発明の欠点
を克服するものであり、後処理を必要とせずに電子回路
基板の高撥水性、速乾性、高エッジカバー性および高密
着性に優れた絶縁被覆層を形成するための絶縁コーティ
ング剤および該絶縁被覆層を形成するための形成方法を
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］ 本発明の電子回路基板用絶縁コーティング剤は、熱可
塑性樹脂と、該熱可塑性樹脂を溶解させる混合溶剤とか
らなり、該混合溶剤は、前記混合溶剤の主部をなして該
熱可塑性樹脂を溶解するとともに760mmHgでの沸点が100
℃以下である主溶剤と、該主溶剤に対して相溶性を有し
かつ該主溶剤よりも高沸点であるとともに該熱可塑性樹
脂の溶解性が該主溶剤よりも低い副溶剤とからなり、前
記混合溶剤は、前記主溶剤よりも乾燥性に劣ることを特
徴とする。

上記熱可塑性樹脂は電子回路基板用絶縁被膜に用いら
れる樹脂であり、パーフルオロアルキルアクリル共重合
体の他にアクリル樹脂、その他の撥水性を有する樹脂を
使用することができ、以下に述べる混合溶剤に溶解され
る樹脂であれば広く使用することができる。このうちパ
ーフルオロアルキルアクリル共重合体が好ましい。これ
は絶縁性、撥水性、高密着性および外観等に優れた塗膜
性能を有するからである。

上記主溶剤は比較的低沸点な溶剤であり比較的揮発度
の大きなものである。又、上記混合溶剤には該主溶剤と
相溶性があり、該主溶剤よりも高沸点を有し、該主溶剤
よりも熱可塑性樹脂の溶解性が低い副溶剤を含む。この
副溶剤は高エッジカバー性を維持可能な範囲で溶剤の乾
燥性を調節しバランスのとれた溶剤組成範囲を決定する
ためのものである。

この主溶剤は揮発度の比較的大きなものが好ましい。
この溶剤としては例えば沸点が760mmHg下50℃以下であ
るものとすることができる。又、この主溶剤および副溶
剤は使用される熱可塑性樹脂との相関において定められ
るが、熱可塑性樹脂としてより好ましいフッ素系樹脂を
用いる場合には主溶剤がフッ素系溶剤であり副溶剤がフ
ッ素系溶剤単独又はフッ素系溶剤を含む溶剤が好まし
い。又、副溶剤は、主溶剤と各々相溶性がある第１副溶
剤と第２副溶剤とからなり、該第１副溶剤と該第２副溶
剤とは互いに相溶性があるものが好ましい。この場合該
第２副溶剤は使用する樹脂を溶解しないものとすること
もできる。又、主溶剤と副溶剤の混合割合は主溶剤100
重量部に対し副溶剤は0.1〜20重量部添加するものが好
ましい。又、本絶縁コーティング剤においては樹脂濃度
が0.1〜15重量％程度の溶液が好ましい。この場合には
通常この溶液粘度（Ｂ型粘度計測定法による粘度）は約
1cps〜50cps程度である。なおこの樹脂濃度および溶液
粘度は、使用する樹脂の種類、重合度等により種々変動
する。

本絶縁コーティング剤は、該絶縁コーティング剤をス
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
に塗布する場合被着体の付着する直前又は直後の溶液の
樹脂濃度が20〜30重量％となるように設定するのが好ま
しい。又、同様に塗布する場合被着体に付着する直前又
は直後の樹脂溶液の粘度（Ｂ型粘度計測定法による粘
度）が50cps〜100cpsとなるように設定されたものが好
ましい。これらはいずれも被着体に付着後の溶液のタレ
を防ぎほぼ均一な被覆層を形成させるためである。

なお本発明の絶縁コーティング剤はスプレー法以外に
もディッピング法またはハケ塗り等の塗布方法を用いる
ことができる。

本発明における導電性を有するエッジ部はリード線先
端または側面部さらにはチップ部品の導電性エッジ部等
がある。

好適な電子回路基板用絶縁コーティング剤による被覆
層の形成方法では、熱可塑性樹脂と、該熱可塑性樹脂を
溶解させ760mmHg下の沸点が100℃以下の主溶剤と該主溶
剤と相溶性があり該主溶剤よりも高沸点な副溶剤とから
なる混合溶剤と、からなる溶液を、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し、 次いで該溶液を乾燥させて、該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
しくすることが好ましい。

この好適な形成方法において、スプレーにより電気素
子が組付けられた電気回路基板表面に塗布する場合、被
着体に付着直前又は付着直後の溶液の粘度（Ｂ型粘度計
測定法による粘度）は、約50cps〜100cpsであるとする
のが好ましい。

［実施例］ 以下本発明を実施例に基づいて説明する。

まず熱可塑性樹脂としてはパーフルオロアルキルアク
リル共重合体樹脂を用いた。

この樹脂はパーフルオロアルキルアクリルモノマー
（側鎖がすべてフッ素置換されたアルキル基を有するア
クリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、およびそ
れらの誘導体）を70〜99重量％、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
リロニトリル、およびそれらの誘導体）を１〜30重量％
の範囲で共重合させたものである。

主溶剤としてはこの樹脂を良好に溶解しかつ非常に即
乾性に優れたフレオン113（デェポン社製）を用いた。
又、副溶剤としては以下の３つの方法等が考えられる。
その第１方法はフレオン113（デェポン社製）より高沸
点で上記フッ素樹脂を可溶な（特にフッ素系溶剤）溶剤
である。第２方法としては同様に高沸点でフレオン113
（デェポン社製）と相溶性をもつ溶剤（特にフッ素樹脂
を溶解させなくてフレオン113（デュポン社製）と共沸
する溶剤）である。第３の方法としては第１方法で述べ
た溶剤と第２方法で述べた溶剤の二成分系の副溶剤とす
ることができる。

いずれにしても、これらの副溶剤は、以下の説明から
わかるように、主溶剤に対して相溶性を有し、主溶剤よ
りも高沸点であり、更に熱可塑性樹脂の溶解性が該主溶
剤よりも低い特性を有する溶剤とされる。

本発明者等の実験によれば該樹脂可溶な副溶剤として
はメタキシレンヘキサフローライド（ｍ−XHF、沸点110
℃）が有効である。これはフッ素樹脂の溶解性に優れる
とともに主溶剤の揮発性の適度な抑制性に優れるからで
ある。ちなみに参考として、該フレオン113（デェポン
社製）と相溶性のある高沸点有機溶剤等を第１表に示
す。この表に示すようにこの溶剤として多くのものが存
在するが、毒性、低コスト、沸点適性、共沸特性および
電子部品への適性等によりエタノール（沸点67℃）が良
好であると考えられる。以上を考慮して以下の樹脂溶液
を調製した。実施例１としてはフレオン113（デェポン
社製）およびｍ−XHF、実施例２としてはフレオン113
（デェポン社製）およびエタノール、実施例３としては
フレオン113（デュポン社製）、ｍ−XHFおよびエタノー
ル、比較例１としてはフレオン113（デュポン社製）の
みの溶剤を用い約２重量％程度の樹脂濃度を調整した。
上述した各実施例の副溶剤は全て、主溶剤をなすフレオ
ン113に対し相溶性とより高い沸点とを有し、更にフレ
オン113より低いフッ素樹脂（本発明でいう熱可塑性樹
脂）溶解性を有する。なお、本明細書でいう主溶剤は副
溶剤に比較して大きな重量％をもつ。

上記樹脂溶液を以下の条件によりスプレーを行いその
結果を第２表に示した。

［スプーレー条件］：エアレススプレ（平吹き）にてス
プレ距離20〜30cm、パターン幅15〜20cm、ガン又は基板
の移動速度100cm/分が良好である。

実施例１では主溶剤と副溶剤の配合割合は20/1から5/
1の最適比において、速乾性およびエッジカバー性にや
や劣るが密着性向上には非常に良好な結果を示した。こ
れは副溶剤が主溶剤と比べて沸点が比較的大きく（110
℃）溶剤の揮発がある程度抑制されたこと、副溶剤がフ
ッ素樹脂を溶解することのためと考えられる。実施例２
においては副溶剤の沸点が67℃と中程度のものであり又
フレオン113（デュポン社製）と共沸混合物を構成する
ので、扱い易く速乾性およびエッジカバー性も良好であ
る。しかしこの副溶剤はこの樹脂に対する溶解力をもた
ないため密着性の向上は実施例１に比べやや劣る。実施
例３においては実施例１および実施例２の長所を併せ持
ちその主溶剤と副溶剤の両者の混合系のバランスを適性
にとった場合、最も良好な性能を示した。

なおそれぞれの添加量は樹脂量、スプレー条件等によ
り変化するため各場合に応じて設定が必要である。又、
副溶剤の成分としてはアセトン、ヘキサン、メタノール
その他のアルコール、キシレン、エーテル、ベンゼン等
を用いてもよい。又フッ素系溶剤としてテトラクロロジ
フルオロエタンも有効である。

次に本実施例のコーティング剤を用いたスプレー処理
（エア、エアレススプレー法を問わない）を施した電子
回路の耐結露試験結果を第３表に示す。なお比較例２は
樹脂としてアクリル樹脂を用い混合溶剤としてキシレン
を用いディッピング処理を行ったものである。なおこの
場合は副溶剤を含まない。耐結露テストは絶縁被覆層を
施した試験用電子回路を−30℃の雰囲気下に30分間放置
し、その後25℃、90〜95％RHの雰囲気に移し前記回路に
通電チェックを行うというサイクルを繰返すものであ
る。なお最大10サイクルとした。この結果によれば実施
例２および実施例３の場合においては10サイクル後でも
通電不良 とはならず極めて耐結露性が良好であった。なお特に本
発明者等の実験によれば樹脂溶液中の樹脂固形分２重量
部、フレオン113（デュポン社製）98重量部のものにｍ
−XHF3〜８重量部およびエタノール２〜５重量部を添加
配合したものが極めて良好であった。

又、本コーティング剤を用いればスプレーのみならず
ディッピング処理を行った際の気泡防止の効果も生じ
た。

［発明の効果］ 本発明の電子回路基板用絶縁コーティング剤に用いら
れる混合溶剤は、該熱可塑性樹脂を溶解するとともに76
0mmHgでの沸点が100℃以下である主溶剤と、該主溶剤に
対して相溶性を有しかつ該主溶剤よりも高沸点であると
ともに該熱可塑性樹脂の溶解性が該主溶剤よりも低い副
溶剤とからなり、混合溶剤が主溶剤よりも乾燥性に劣る
ことを特徴とする。

このようにすれば、低沸点の主溶剤より沸点が高い副
溶剤を混合することにより、溶剤の蒸発速度を望ましい
範囲まで低下させることができ、これによりエッジカバ
ーを確保しつつ被覆層の白化を抑止できるという電子回
路基板用絶縁コーティング剤独自の必要特性において優
れた作用効果を奏することができる。

以下、更に詳しく説明する。

コーティング剤中の溶剤の沸点が低過ぎるために蒸発
速度（速乾性）が大き過ぎる場合には、この良好な乾燥
性によりピンなどのエッジカバー性（突起部分被覆性）
が向上するが、逆に急速な乾燥により被覆層の表面の凹
凸の残留により被覆層の白化などの不具合が生じる。逆
に、溶剤の沸点が高過ぎるために蒸発速度（速乾性）が
小さ過ぎる場合には、被覆層の白化などの不具合は抑止
できるがエッジカバー性が低下する。

つまり、電子回路基板用絶縁コーティング剤には、前
述したように、密着性、撥水性、経済性、低毒性などの
諸特性の他に、回路基板の目視性を確保するための被覆
層の白化防止性と、電子回路基板に固定されるピンを絶
縁被覆するためのエッジカバー性が特に必要である。と
ころが、被覆層の白化防止性及びエッジカバー性は両方
とも溶剤の乾燥性（揮発性）すなわち沸点に依存し、し
かも一方を向上するには溶剤の沸点を低下する必要があ
り、他方を向上するには溶剤の沸点を向上する必要があ
る。けれども、上記諸特性を具備するとともに被覆層の
白化防止性及びエッジカバー性を両立させる温度範囲の
沸点（揮発性）を有する溶剤を得ることは容易ではな
い。

上述した電子回路基板用絶縁コーティング剤特有の課
題を解決するために、本発明は、低い沸点（速乾性）を
もち熱可塑性樹脂を良好に溶解する主溶剤に対して沸点
が高い副溶剤を相溶させ、これにより全体として良好な
熱可塑性樹脂溶解性並びに主溶剤よりは劣る乾燥性を有
する溶剤を作成してこれを電子回路基板用絶縁コーティ
ング剤に用い、これによりエッジカバー性が許容する範
囲において被覆層の白化を防止し、その結果として電子
回路基板用絶縁コーティング剤として重要な特性である
エッジカバー性並びに透明性の両立を果たす。したがっ
て、本絶縁コーティング剤を用いて塗布すれば速乾性が
副溶剤により抑制されるので適正な乾燥速度となり透明
性に優れた塗膜外観を有する。

【図面の簡単な説明】 第１図は実施例において形成された絶縁被覆層の構造を
示す断面模式図である。第２図は実施例において形成さ
れた絶縁被覆層を適用した電子回路基板を示す斜視図で
ある。第３図は従来の絶縁コーティング剤を用いて塗布
した瞬時後の塗布状態を示す説明断面図であり、第４図
はこの塗布溶液が若干垂れた状態を示す説明断面図であ
り、第５図は垂れが相当生じた状態における説明断面図
である。 第６図は未公開先願発明において形成された絶縁被覆層
の構造を示す断面模式図である。第７図は第６図に示す
絶縁被覆層の拡大断面図である。第８図は第６図で示し
た絶縁被覆層を加熱処理した後の絶縁被覆層の構造を示
す断面模式図である。第９図は第８図で示す絶縁被覆層
の拡大断面図である。 １……電子回路基板、２……基板、３……電気素子、４
……リード線、4a……エッジ部、５……ハンダ、６……
絶縁被覆層。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂と、該熱可塑性樹脂を溶解さ
   せる混合溶剤とからなり、該混合溶剤は、前記混合溶剤
   の主部をなして該熱可塑性樹脂を溶解するとともに760m
   mHgでの沸点が100℃以下である主溶剤と、該主溶剤に対
   して相溶性を有しかつ該主溶剤よりも高沸点であるとと
   もに該熱可塑性樹脂の溶解性が該主溶剤よりも低い副溶
   剤とからなり、前記混合溶剤は、前記主溶剤よりも乾燥
   性に劣ることを特徴とする電子回路基板用絶縁コーティ
   ング剤。
2. 【請求項２】前記主溶剤の沸点は、760mmHgで50℃以下
   である特許請求の範囲第１項記載の電子回路基板用絶縁
   コーティング剤。
3. 【請求項３】前記主溶剤はフッ素系溶剤であり、前記副
   溶剤は少なくともフッ素系溶剤を含む溶剤である特許請
   求の範囲第１項記載の電子回路基板用絶縁コーティング
   剤。
4. 【請求項４】前記副溶剤は、前記主溶剤と各々相溶性が
   ある第１溶剤と第２溶剤とからなり、前記第１溶剤と前
   記第２溶剤とは互いに相溶性がある特許請求の範囲第１
   項記載の電子回路基板用絶縁コーティング剤。