JPS6237558B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はフレキシブルプリント配線板上にスク
リーン印刷することができフレキシブルプリント
配線板の安定性を高め、かつ耐折性を向上せしめ
耐電圧性にすぐれ、フレキシブル性において追従
できる信頼度の高い安価なフレキシブルプリント
配線板とすることのできるプリント配線板用カバ
ーレーインキに関する。 近年、電子電気工業の発展に伴い通信用、民生
用等の機器の簡略化、小型化、高性能化が要求さ
れ、特に軽量で立体的に実装できるプラスチツク
フイルムを基板としたフレキシブルプリント基板
の使用が大きく注目されている。しかしながら、
立体的に実装するためにはフレキシブル基板を、
折り重さねる必要性が生じ、そのため線間あるい
は他の部品導体などとの接触によりシヨート、耐
折性あるいは耐電圧等が問題となつてきている。 従来フレキシブルプリント配線板カバーレー
（Cover layer）としては、２通りの方法が用い
られている。一つにはフレキシブルな配線板に配
線板と同一のフイルムか、あるいは異種のフイル
ムを接着剤を介して配線板に貼り合せる方法があ
る。 一般にフレキシブルな配線板およびカバーレー
のフイルムにはポリイミドフイルムが使用されて
いる。それは優れた機械的特性、電気的特性、化
学的特性を有しており、特に耐熱性、寸法安定性
は一般のフイルムより顕著な性能をもつているた
めである。しかしこの方法の場合は、カバーレー
フイルムの良否にかかわらず配線板とカバーレー
フイルムを貼り合わせるための位置合せが非常に
困難である欠点がある。例えば配線板の端子をリ
ードしたい時にはあらかじめカバーレーフイルム
の一部に小穴を設けなければならないし、その小
穴と配線板の端子が合うようにしなければならな
い。小穴の数が増える程その作業は困難となり、
非常に精密な装置も必要となる。また接着剤など
の使用からフレキシブルプリント配線板そのもの
のコストも高くなるし、接着剤自身にもまだ問題
があり、ポリイミツドフイルムなどのカバーレー
フイルムとプリント配線面の両方に接着し、電気
特性、耐熱性に優れたものが見出されていないの
が現状である。二つにはカバーレーインキを作製
し、スクリーン印刷方法にてフレキシブルプリン
ト配線板に塗布する方法である。この方法はあら
かじめスクリーン板を作つて置くだけであるた
め、作業効率が良く量産性も向上する。しかしな
がら従来のものはスクリーン印刷用インキとして
は不十分で塗布された表面に、突起、くぼみなど
が発生しやすく、膜厚の均一性がなく、まばらな
状態が多かつた。そのため耐電圧などに不安があ
りシヨートの発生原因となる欠点もあつた。また
耐熱性、可撓性、電気特性も不十分である欠点が
あつた。 本発明は従来の欠点を除去し、プリント配線基
板に用い耐熱性、可撓性、電気特性、特に絶縁
性、密着性、プリント配線基板の安定性および作
業性の優れたプリント配線板用カバーレーインキ
を得ることを目的とする。 本発明はシリコン変成アルキツド樹脂と、シリ
コン変成アルキツド樹脂100重量部に比重4.5以下
の無機質充てん剤15〜80重量部および溶剤30〜60
重量部、またはシリコン変成アルキツド樹脂100
重量部に対し消泡剤0.5〜2.0重量部も添加してス
クリーン印刷用インクとするプリント配線板用カ
バーレーインキ（以下カバーレーインキとい
う。）を提供するにある。シリコン変成アルキツ
ド樹脂はオルガノポリシロキサンまたはオルガノ
アルコキシポリシロキサンとアルキツド樹脂とを
反応させて得たものである。シリコン変性アルキ
ツド樹脂は可撓性、耐熱性、電気特性にすぐれて
いる。 本発明者は、このシリコン変性アルキツド樹脂
に無機質充てん剤、溶剤、消泡剤を加えることに
よつてプリント配線板の安定性を高め、かつ作業
性に優れたプリント配線板用カバーレーインキを
見い出したものである。 無機質充てん剤としては、滑石粉、ホワイトカ
ーボン、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸石
灰、石膏、アルミナ白、クレー、シリカ、アスベ
スチン、炭酸マグネシユウムおよび沈降性炭酸マ
グネシユウムなどがある。これをシリコン変性ア
ルキツド樹脂100重量部に対して15〜80重量部加
えてものである。この範囲内であればシリコン変
性アルキツド樹脂そのものの性質に対し、電気特
性、特に絶縁性が著しく向上し特に耐湿後の絶縁
抵抗が良好となる。また半田耐熱性および、プリ
ント配線板上に塗布形成した状態においての表面
硬度も著しく向上する。しかしこの範囲外で、か
つ量が少ない場合は必要とする前記の全特性を得
ることができなくなる。例えば15重量部以下の場
合においては、樹脂そのものの曳糸能が大きく無
機質充てん剤添加の効果が表われないため、印刷
インキとして適当でなくニジミ、突起が発生しや
すく不均一な薄膜厚となる。また塗布方法が困難
となり作業効率が悪くなり、かつ、このインキを
プリント配線板に塗布し硬化さした場合表面硬度
が著しく悪くなる。80重量部以上の場合は樹脂そ
のものの可撓性が低下し、かつプリント配線板へ
の密着性がそこなわれたり、印刷用インキとして
も不十分であるため必要とする全特性を持たせる
ことが困難となる。また、これらの無機質充てん
剤は比重4.5以下のものを使用する。比重4.5以下
に限定した理由は無機質充てん剤が塗膜の底面に
沈み得ようとする特性を満足できない状態となる
ためである。例えばプリント配線板に塗布形成し
た時において、プリント配線板との密着性がそこ
なわれ低下したり、またカバーレー体表面硬度が
著るしく減少する欠点が発生する。 次に溶剤および消泡剤は最良なスクリーン印刷
用インキとするために添加するものである。溶剤
はシリコン変性アルキツド樹脂100重量部に対し
30〜60重量部加える。この範囲外の30重量部以下
の場合はインキそのものの粘度が高くなるため塗
布状態が均一ならず塗布されない部分も発生す
る。また塗布された表面状態にもスクリーンメツ
シユの形跡が残りピンホールの原因ともなりやす
く、かつ高粘度のため著しく作業性が悪くなつた
りする欠点を生じ好ましくない。60重量部以上の
場合は逆に、インキが低粘度になるためニジミが
発生しやすく高精度のカバーレーパターンには不
向きとなる。また塗布形成された膜厚が薄くなる
傾向にあり特性そのものの信頼性は十分に満たさ
れない状態となる。消泡剤はシリコン変性アルキ
ツド樹脂100重量部に対し0.5〜2.0重量部加え
る。消泡剤が0.5重量部以下の場合、印刷時に多
大の泡が発生する。そのまま消えない状態と放置
時間とともに泡が消えていく状態とがある。しか
し放置に費やす時間が長いため作業能率が著しく
低下し、かつ焼き付け硬化後の表面状態に多くの
ピンホールが発生する。2.0重量部より量が多い
場合は、泡の問題とは別にハジキの問題が新たに
発生し、かつ消泡剤が多大に入るためカバーレー
インキの特性がそこなわれ好ましくない。消泡剤
としては特にシリコン系消泡剤が適している。こ
のようにして得たカバーレーインキを公知のポリ
イミドフレキシブルプリント配線板上に塗布硬化
させ、特性を調べたところ以下のような結果にな
つた。まず可撓性は２mm直径の円筒への巻き付け
に耐えうるし、またJIS、Ｐ−8115に準じたMIT
耐折試験機を用いた方法での耐折性、つまり折り
曲げ面の曲率半径１mm、折り曲げ角度は片側135
°で往復270゜を１回とし速度175回／分、荷重
100ｇ／mm、試験片の寸法15mm×110mm以上の条件
での耐折性で25回以上を示しフレキシブルプリン
ト配線板用カバーレーインキとして十分利用でき
るものである。260℃半田浴への浸漬による半田
耐熱性でも60秒以上の浸漬に耐え、カバーレー体
が燃焼したり、黒化したり、分解したり、もろく
なつたり、極端な変形が生じたりすることはな
く、十分な耐熱性を持つている。またカバーレー
体の表面硬度としては、一般のカバーレーインキ
よりも優れ、えんぴつ硬度Ｈ以下を示す。くし形
電極による表面電気絶縁性は10¹⁴Ω以上を示し耐
湿後（40℃ 95％RH中96時間放置）も10¹²Ω以
上を示し優れたものである。 以下本発明を実施例により説明する。 実施例 １〜６ シリコン変性アルキツド樹脂KR−204（信越化
学株式会社製）は固形分50Wt％で溶媒としてキ
シレンを含有している。キシレンは沸点が低いた
めインキ混練中に飛散してしまう可能性がある。
そのため、あらかじめ沸点の高い溶剤と入れ替え
て置く。溶剤としてはベンジルアルコール（沸点
205、４〜205、７℃）が好ましい。溶剤を入れ替
える方法を第１図に示す。図において、１は取り
ロール、２は練りロール、３はせき板、４，５は
練りロール間圧力発生部、６はブレード、７はロ
ール回転方向を示す。第１図の三本ロール機を用
いて第１表の条件で練り、キシレン溶剤をほとん
ど飛散させた状態は、ベンジルアルコールを加え
る。このようにしてベンジルアルコール溶媒のシ
リコン変性アルキツド樹脂を得る。（この場合の
樹脂固形分は80％位いを目標とするのがよい。）

【表】 また、前記のようにして得たシリコン変性アル
キツド樹脂KR−204は第２表の条件にて樹脂固形
分を測定する。

【表】

【表】

【表】 次に第３表の配合例にしたがつてシリコン変性
アルキツド樹脂KR−204、無機質充てん剤、溶
剤、消泡剤を配合する。第１図の３本ロール機を
使用し、第４表の混練条件において混練し、プリ
ント配線板用カバーレーインキを得る。 このようにして得たカバーレーインキは、あら
かじめ作製されてあるポリイミドフレキシブルプ
リント配線板上に塗布する。フレキシブルプリン
ト配線板は片面銅箔とし、配線パターン作製は公
知の方法を行なう。ただし特性測定のための配線
パターンは下記の通りとする。

【表】

【表】 カバーレーインキの絶縁抵抗測定のための配線
パターンは第２図に示す黒塗りの部分である。 可撓性測定の配線パターンは第３図に示す黒塗
りの部分である。 半田耐熱性測定の配線パターンは第４図に示す
黒塗りの部分である。カバーレーインキの塗布方
法は第２図、第３図、第４図の配線パターン上の
全面に公知のスクリーン印刷方法にて行い、180
℃の熱風乾燥機において30分間焼き付け、硬化さ
せる。このようにして出来たカバーレー付プリン
ト配線板の特性結果、例えば可撓性、耐折性、耐
熱性、電気特性、カバーレー体の表面硬度、配線
板しカバーレー体の密着性の結果を第５表に示
す。

【表】

【表】 この表における密着性は下記の試験方法によつ
て判別した。まず半田耐熱性測定用試料と同時の
試料を製作し、第５図のごとく１mm×１mmの正方
形９を縦方向に10個１０、横方向に10個１１、合
計100個形成するようにカミソリ刃などを用いて
切り込み１２を入れる。切り込みの深さは第６図
のごとく下地の銅箔１４表面までとする。次に切
り込みを入れたカバーレー体１５上全面にセキス
イセロテープ（積水化学工業株式会社製）１６を
貼り90度方向に引張りあげて行く。その時の１mm
×１mm正方形がはく離するかチエツクする。１個
ないしそれ以上はく離されれば不良であり、はく
離されなければ良好であるとする。また作業性良
好とは印刷時における泡、かすれ、ニジミ、突起
が発生しない状態をいい、印刷放数が４〜６枚／
分であることをいう。 実施例 ７〜12 無機質充てん剤をホワイトカーボンにし、実施
例１〜６と同様に配合、カバーレーインキの製
造、カバーレー付きプリント配線板の製造、特性
評価を行なう。第６表に配合例、第７表に特性結
果を示す。

【表】

【表】 前記の構成に基いて、本発明のカバーレーイン
キは作業性が容易で可撓性、電気特性、半田耐熱
性、耐電圧および密着性に優れ、フレキシブルプ
リント配線板上にスクリーン印刷することによつ
てフレキシブルプリント配線板の安定性を高め、
かつ耐折性の向上せしめ耐電圧性にすぐれ、いか
なるフレキシブル性においても追従できる信頼度
の高い安価なフレキシブル配線板を得ることがで
きる、などの作用効果を生ずる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において混練時に用い
る三本ロール機の断面図、第２図は本発明の実施
例において絶縁抵抗値を測定するための配線パタ
ーンの平面図、第３図は本発明の実施例において
可撓性を測定するための配線パターンの平面図、
第４図は本発明の実施例において半田耐熱性を測
定するための配線パターンの平面図、第５図は本
発明の実施例においてプリント配線板とカバーレ
ー体の密着性測定試料の平面図、第６図は本発明
の実施例においてプリント配線板とカバーレー体
の密着性測定試料の断面図、を示す。 １：取りロール、２：練りロール、３：せき
板、４，５：取りロール間圧力発生部、６：ブレ
ード、７：ロール回転方向、８：銅箔表面のカバ
ーレー体、９：１mm×１mmの正方形、１０，１
１：10個、１２：カミソリ刃の切り込み、１３：
ポリイミドフイルム、１４：銅箔、１５：カバー
レー体、１６：セキスイセロテープ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリコン変成アルキツド樹脂、シリコン変成
   アルキツド樹脂100重量部に対し比重4.5以下の無
   機質充てん剤15〜80重量部、溶剤30〜60重量部お
   よびシリコン変成アルキツド樹脂100重量部に対
   し消泡剤0.5〜2.0重量部からなるプリント配線板
   用カバーレーインキ。