JPH01232791A - 回路基板の製造方法 - 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】 〔技術分野〕 本発明は、電子装置などの電気回路形成用として使用し
得る回路基板の製造方法に関する。

〔従来技術〕

最近の電子装置の小型化に伴い、各種の部品、たとえば
抵抗、コンデンサ、トランジスタ等を混成して一つの基
板上に設置し、電子的機能を実現しようとする所謂ハイ
ブリッドＩＣが重視されている。

従来、ハイブリッドＩＣとして、その絶縁層がアルミナ
を主体とするセラミック板製のものが主として使用され
てきたが、セラミック板は割れ易いために大サイズのも
のの製造が困難であり、また金属ヒートシンクとの接着
も工程的に複雑であるので、最近ではセラミック仮に代
わってポリイミド樹脂やエポキシ樹脂等の絶縁性有機高
分子を採用する傾向にある。これら絶縁性有機高分子は
、フィルム化および金属材との接着が容易であるので、
絶縁性有機高分子フィルムの片面にヒートシンクとなる
金属材層を、残る片面に電気回路層を接着した構造等で
使用される。

〔解決を要すべき問題点〕

ところで回路基板の電気回路は、予め銅、ニッケル等の
導電性金属の箔からこれを別工程で所望の回路に切断等
して仕上げたものを単に接着して形成する場合もあるが
、大量生産の場合には絶縁性存機高分子フィルムの上に
導電性金属の箔を接着し、この箔層につきエツチング処
理を施して所望の形状の電気回路に仕上げる方法が採用
されている。何れの方法を採用するにせよ電気回路は、
導電性金属箔の厚さ分だけ絶縁層表面から浮きあがって
おり、即ちこの箔厚骨に対応する側面を有し、この側面
上のエツジ部における集中電界によってコロナが生し易
い構造となっている。しかも有機高分子絶縁層は、従来
のセラミック絶縁層と比較して耐コロナ性が低い欠点が
あり、ために有機高分子絶縁の回路基板はコロナ破壊し
易い問題を孕んでいる。本発明者らは、エツジ部でのコ
ロナ破壊の問題を解決するために、この部分に絶縁材を
被覆する試みを行ったが、電気回路の表面のうちには電
気接続作業が必要となる部分、たとえばワイヤボンディ
ングを行う個所や抵抗、コンデンサ、トランジスタ等を
マウントする個所等絶縁材により被覆されてはならない
部分もあるため、エツジ部のみを確実に絶縁材で商業的
な生産規模で被覆することは相当に困難であることがわ
がった。

〔問題点を解決するための手段］ 本発明は上記の問題に鑑みて、有機高分子の絶縁層を有
しながらしかも耐電圧強度の改善された回路基板並びに
その製造方法を提供することを目的とするものである。

即ち本発明は、金属基板の上に有機高分子性の電気絶縁
層を有し、更にその上に電気回路を有する回路基板を対
象として、電気回路が存在する面の全面に光硬化性塗料
を塗布し、少なくとも電気回路の全エツジ部にはマスク
を施さずに、一方電気回路の表面のうち少なくとも電気
接続作業が必要となる部分はマスクを施して光照射して
光照射された部分の塗料を硬化し、ついで未照射部の塗
料を除去することを特徴とする回路基板の製造方法に関
するものである。

ｒ作用並びに効果〕 本発明は、電気回路が存在する面への光硬化性塗料の全
面塗布、マスキング、光照射、並びに未光照射部の塗料
（従って未硬化塗料）の除去を行うことを特徴とするも
のであるが、塗料の全面塗布はエツジ部のみに対する部
分塗布と比較して作業が容易であり、またマスキング自
体は微細構造のマスクを調製使用すれば済むことである
から、本発明により電気回路の少なくとも全エツジ部は
確実に光硬化した有機高分子により被覆され、しかも電
気回路の表面のうち少なくとも電気接続作業が必要とな
る部分は確実に未被覆となっている回路基板を商業的な
生産規模で製造することが出来る。

また本発明の方法によって製造された回路基板は、優れ
た耐電圧強度を保持するので、高品質の各種電子機器の
生産に好適に採用すにことが出来る。

本発明においては、光硬化性塗料としては光硬化性でれ
ばよく、硬化した状態において体積抵抗率にして１０’
Ωｃｍ以上の電気絶縁性のもの、又は体積抵抗率が１０
’−１ｏ９ΩＣｍ程度の半導電性のもの、特に耐コロナ
性に優れたものであれば種々の化学材料を制限なく使用
することができる。絶縁性であれば電気回路の全エツジ
部が絶縁材によって被覆されるので、エツジ部からの絶
縁破壊が生じ難くなり、−吉事導電性であれば電気回路
の全エツジ部での電界集中が緩和されてやはり基板の耐
電圧強度が向上する。

而して光硬化性塗料としては、アクリロイル基を含有す
る有機高分子を主剤とするものである。

この種の塗料としては、光重合性のプレポリマーとして
知られている、換言すると官能基としてのアクリロイル
基を１〜１０個程度分子中に有する低重合度の、たとえ
ば重合度２〜１００程度の各種の光硬化性樹脂が好まし
い。下記にかかる硬化性樹脂の例を示す。

ポリウレタンアクリレート類： ポリウレタンアクリレート類としては、ポリエーテルポ
リオール系のポリウレタンアクリレート、ポリエステル
ポリオール系のポリウレタンアクリレート、エーテル基
とエステル基とを分子中に有するポリウレタンアクリレ
ートなどが挙げられる。

上記のポリエーテルポリオールとしては、たとえばポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ
テトラメチレングリコール、１．３−ブチレングリコー
ル、ｌ、４−ブチレングリコール、１．６−ヘキサンジ
オール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメ
タツール、２゜２−ビス（４−ヒドロキシシクロヘキシ
ル）プロパン、エチレンオキサイドやプロピレンオキサ
イドなどが付加したビスフェノールＡなどが挙げられる
。ポリエステルポリオールとしては、たとえば上記した
ポリエーテルポリオールの１種または２種以上とアジピ
ン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン
酸なとの二塩基酸あるいはそれらの酸無水物との反応生
成物などが挙げられる。上記材料などを用いてポリウレ
タンアクリレートを製造するときに用いるジイソシアネ
ートとしては、トリレンジイソシアネート、４，４゛−
ジフェニルメタンジイソシアネートなどの芳香族ジイソ
シアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４“−
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートなどの脂環族
ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、
２，２°−トリメチルへキサメチレンジイソシアネート
などの脂肪族ジイソシアネートなどが挙げられる。また
ヒドロキシ基含有重合性モノマーとしては、β−ヒドロ
キシエチルメタクリレート、β−ヒドロキシプロピルメ
タクリレート、β−ヒドロキシラウリルメタクリレート
、ε−カプロラクトン−β−ヒドロキシエチルメタクリ
レートなどのヒドロキシ基含有メタクリレートなどが挙
げられる。

エポキシアクリレート類： エポキシアクリレート類としては、各種のエポキシ樹脂
のエポキシ基をアクリル酸またはその誘導体でエステル
化してアクリロイル基としたものが用いられる。たとえ
ばビスフェノールＡ型、ノボラック型、多価アルコール
型、多塩基酸型、ポリブタジェン型などのものが挙げら
れる。

ポリエステルアクリレート類： ポリエステルアクリレート類としては、エチレングリコ
ール、ジエチレングリコール、１．４−ブタンジオール
、１．６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン
、ジプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、
ポリプロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ジ
ペンタエリスリトールなどの多価アルコールの少なくと
も１種とフタル酸、アジピン酸、マレイン酸、トリメリ
ット酸、イタコン酸、こはく酸、テレフタル酸、アルケ
ニルこはく酸などの多価アルコールの少なくとも１種と
から得たポリエステルをアクリル化して得られるものな
どが挙げられる。

ポリシリコンアクリレートＲ： ポリシリコンアクリレート類としては、たとえば、水酸
基を存するポリシロキサンにメタクリル基を有するアル
コキシシランを反応させたもの、水酸基を有するポリシ
ロキサンにアリルメタクリレートなどの化合物を反応さ
せたもの、モノシンナモイルオキシメチルジェトキシシ
ランを用いた化合物、ポリジオルガノシロキサンにビス
アジド化合物を添加した化合物、アクリロイルクロリド
やｐ−アジドベンゾアートを反応させた怒光性シリコー
ン、メルカプト基を導入したシリコーンなど、オルガノ
ポリシロキサンに光反応性官能基を導入したものに光開
始剤や増感剤を添加したシリコーンなどである。

上記以外でもウレタン−エポキシアクリレート類、ポリ
エステル−ウレタン−アクリレート類、ポリエーテルア
クリレート類、ポリオールアクリレート類、アルキドア
クリレート類、ポリアクリレート類、あるいは更に米国
特許第３８７６４３２号、同第３６７３１４０号、同第
４１２５６４４号、同第４０９９８３７号などに記載さ
れているアクリロイル基含有有機樹脂類なども好適に使
用することができる。上記した光硬化性樹脂と光硬化性
モノマー、重合開始剤、光増感剤、重合禁止剤などの種
々の薬剤とからなる紫外線硬化性組成物の塗料も好適に
使用することができる。

第１図〜第４図は、本発明の方法での各工程における回
路基板の断面図を示す。

第１図に示す回路基板１は、金属基板ｌの上に有機高分
子絶縁層２と電気回路３とを有する構造のものであって
、まず電気回路３の全面に光硬化性塗料４が塗布され（
第２図）、ついで所望光透過孔パターンを有するマスク
を光硬化性塗料４の上に置いて紫外線などの光を照射し
、最後に未照射部の、未硬化塗料を適当な有機溶剤で溶
解除去して光硬化塗料部４°を有する第３図または第４
図に示す構造の回路基板を得る。第３図の回路基板にお
いては、電気絶縁性の光硬化性塗料を使用して電気回路
３の表面のうちの電気接続作業が必要となる部分３１を
除く他の全部分、即ち電気回路３のエツジ部３２及び電
気回路３同士の間５が光硬化塗料部４°にて被覆されて
おり、第４図の回路基板においては、半導電性の光硬化
性塗料を使用して電気回路３のエツジ部３２のみが光硬
化塗料部４”にて被覆されている。

第５図及び第６図は、いずれも電気回路３の表面のうち
のエツジ部３２のみが光硬化塗料部４゛にて被覆されて
いる部分の拡大断面図であるが、第５図において光硬化
塗料部４“にて電気回路３の表面を覆うエツジ端からの
距離αは少なくとも０．１ｍｍとすることが好ましい。

またエツジ部３２は、第６図に示すように、断面がエツ
ジ端を中心とする半径約０．Ｏ１〜１．０ｍｍ程度の円
形又はそれに近い形状となっていることが好ましい。が
かるエツジ部３２での断面円形被覆は、光硬化性塗料４
を必要厚さに塗布し、マスクとして本来の回路パターン
より０．１〜０．３ｍｍ小さい寸法の回路パターン形状
のものを使用して光照射することで達成することが出来
る。

なお本発明において使用する光硬化性塗料４は、常温で
１００〜１０，０００　ｃｐｓ、特には５００〜５．Ｏ
ＯＯｃｐｓの範囲の粘度を有するものが好ましく、また
耐コロナ性改善のためにアルミナ、ジルコニヤ等の無機
粉末を含んでいても良いし、またカーボンブランク、導
電性金属粉末等を配合して半導電性化されていても良い
。

これまでは、光硬化性樹脂を使用した技術を示したが、
光分解型の樹脂を利用し、回路パターン以外の部分をマ
スキングし、光照射して回路パターン部分の樹脂を分解
し、次いで有機溶剤等で溶解除去する方法にても同一の
結果が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例並びに比較例をもってより具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例によって何等限定
されるものではない。

実施例１ 両面に厚さ１５μ−の接着剤層を存するポリイミドフィ
ルム（厚さ：２５ｕ＊）を厚さ２．０−のアルミニウム
板の上に置き、更にその上に厚さ３５μ−の銅箔を重ね
て１７０°Ｃ１６０分、３０ｋｇ　／　ｃｄの条件で熱
プレスし、回路基板材を得た。

この回路基板材から１００鵬角片を採取し、ついでその
銅箔層をエツチング処理して１００■角片の中央に３０
１１Ｉ１１角の部分のみに銅箔層を残した多数の模擬回
路基板を得た。試料の銅箔層の側面をエポキシアクリレ
ート系の化学組成物の紫外線硬化性塗料を全面塗布し、
マスクを施して紫外線を約３０秒間照射して硬化させ、
第３図に示す回路基板のような、即ち、電気絶縁電気回
路３の表面のうちの電気接続作業が必要となる部分３１
を除く他の全部分、即ち電気回路３のエツジ部３２及び
電気回路３同士の間５が光硬化塗料部４°にて被覆され
た回路基板を得た。なお電気接続作業が必要となる部分
３１におけるエツジ端からの被覆距離αは、０．３園で
あった。

実施例２ 紫外線硬化性塗料としてポリシリコンアクリレート系材
料を使用する以外は実施例１と同様にして回路基板を作
製した。なお電気接続作業が必要となる部分３１に於け
るエツジ端からの被覆距離αは０．２−であった。

比較例１ 実施例１と同様にしてエツチング処理試料を作製後、紫
外線硬化性塗料を使用せず、そのまま評価試料とした。

実施例１〜２、比較例１の各試料につき、アルミニウム
板と銅箔層との間にＡＣ２ｋ　Ｖ　（６０ｔｌｚ）を課
電し、絶縁破壊が生じるまでの時間、即ち課電寿命（し
、単位：時間）を測定した。またその際コロナ開始電圧
（ＣＶ、単位：■）も測定した。

課電寿命（Ｌ）並びにコロナ開始電圧（ＣＶ）の平均値
（Ａｖ）および標準偏差（σ）についての測定結果を下
表に示す。

表

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の方法での各工程における回
路基板の断面図を示す。第５図及び第６図は、いずれも
電気回路３の表面のうちのエツジ部３２のみが光硬化塗
料部４゛にて被覆されている部分の拡大断面図である。 １　　　回路基板 ２　　　有機高分子絶縁層 ３　　　電気回路 ３１　　電気接続作業が必要となる部分３２　　エツジ
部 ４　　　光硬化性塗料 ４゛　　光硬化塗料部 ５　　　電気回路３同士の間 第１図 第２図 第４図 第Ｓ図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属基板の上に有機高分子性の電気絶縁層を有し、更に
   その上に電気回路を有する回路基板を対象として、電気
   回路が存在する面の全面に光硬化性塗料を塗布し、少な
   くとも電気回路の全エッジ部にはマスクを施さずに、一
   方電気回路の表面のうち少なくとも電気接続作業が必要
   となる部分はマスクを施して光照射して光照射された部
   分の塗料を硬化し、ついで未照射部の塗料を除去するこ
   とを特徴とする回路基板の製造方法。