JPH04122783A - 放熱性コーティング剤および放熱性複合フィルム - 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】 〔産業上の利用分野］ この発明は、フレキシブルプリント配線板その地熱伝導
性を必要とする可撓性のフィルムを被覆する放熱性コー
ティング剤およびこの放熱性コーティング剤を被覆した
放熱性複合フィルムに関する。

（従来の技術〕 一般に、フレキシブルプリント配線板などに用いられる
可撓性のフィルムは、たとえばポリエステル、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミドイミド
、フン素樹脂、複合エポキシガラス、シリコンラバー、
トリアジン、ビスマレイド、ポリパラバン酸、ポリイミ
ド−ポリアラミド共重合体、ポリブタジェン、ポリエー
テルスルホン、紙、フェノール樹脂などの有ｉ質系材料
から成形されている。

フレキシブルプリント配線板として上記フィルム材料を
使用するには、所要の厚みに成形した後、このフィルム
の表面に銅箔などを被覆して、プリント、エンチングし
て回路を作り、部品を実装して用いている。

しかし、前記可撓性のフィルムは、電気絶縁性には優れ
るものの熱伝導性が低く、回路等の使用によって発生し
た熱は、フィルム内に蓄積され、実装部品が不必要に加
熱されるという問題点かある。また、前記したフィルム
は、熱膨張率が比較的大きいため、実装部品との間に冷
熱サイクルが生じたときに、接着信顛性が低下するとい
う欠点を有していた。また、上記したポリイミド樹脂フ
ィルムについては、吸水率が高いため、湿度が高い環境
での使用ができないという問題点もある。

〔発明が解決しようとする！Ｕ） この発明は、上記したように配線板等に用いられる可撓
性の有機質フィルムの放熱性が低く、実装部品との間の
接着体転性が低いこと、およびポリイミド樹脂フィルム
では、上述の問題に加えて吸水性が高いという問題点を
解決し、フレキシブルプリント配線板等に用いられる可
撓性フィルムを密着性良く被覆して、その放熱性を高め
、加えて吸水性を低下させる放熱性コーティングｉＰＩ
および放熱性複合フィルムを擾供することをｙＡ題とし
ている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するため、この発明においては、 （１）　　式（＋） （式中、Ｒは水素原子、低級アルキル基またはフェニル
基）で示されるポリカルボシランと、式（ＩＩ）Ｔｉ（
ＯＲ’）４　　・・・・・・（Ｉｆ）（式中、Ｒ′は炭
素原子数１〜２ｏのアルキル基）で示されるチタンアル
コキシドとを加熱反応させることによって、 で示されるいずれかの架橋構造を導入した数平均分子量
が７００〜１０，０００のポリチタノカルボシランを含
有する耐熱塗料　に、窒化アルミニウムを配合して放熱
性コーティング剤とする構成を採用したのである。

または、前記放熱性コーティング剤に有機溶剤および分
散剤とを添加して放熱性コーティング剤とすることもで
きる。上記放熱性コーティング剤には、シリコーン系密
着性改質剤を添加してポリイミド樹脂フィルムにコーテ
ィングすることもできる。以下、その詳細を述べる。

まず、この発明における式（１）〜（Ｖ）で示されるポ
リチタノカルボシランは、ジメチルジクロロシランの脱
塩素縮重合反応により合成されるポリジメチルシランに
、ジフェニルジクロロシランとホウ酸の縮重合により得
られるポリポロジフェニルシロキサンおよび架橋成分と
なるチタン化合物を添加し、加熱により縮重合させて得
られる。

このようなポリチタノカルボシランの構造単位である　
　　　＋Ｓ　ｉ　−ＣＨｘ　＋−と　−＋Ｔｉ−０−）
−の比率（数量比）は、２：１から２００：１の範囲内
にあり、また溶融温度は５０〜４００°Ｃである。

式（Ｉ）〜（Ｖ）で示される有機金属架橋重合体である
ポリチタノカルボシランを主要成分として含有する市販
の耐熱性塗料としては、たとえば宇部興産社製チラノコ
ート＃３１８７などが挙げられる。

つぎに、この発明における窒化アルミニウムは、硬度が
高く、耐摩耗性のよい特殊セラミンクであって一般工業
材料として市販の粉末状窒化アルミニウム（粒径０．６
〜４−）を用いればよい。

窒化アルミニウムは、上述の耐熱性塗料１００重量部に
対して５０〜２２５重量部配合する。なぜなら、５０重
量部未満の少量では、被塗着物である母材フィルムに充
分な熱伝導率の低下がみられず、２２５重量部を越える
多量では、前記母材フィルムとの密着性が劣るからであ
る。

この発明に用いる有機溶剤は、前記した有機金属重合体
と相溶性のあるもの、すなわち、キシレン、塗料用シン
ナーなどを限定せずに用いることができるが、特に作業
性の点でメチルイソブチルケトン（以下、旧ＢＫと略称
する）が好ましい。

また、この発明に用いる分散剤は、有機金属重合体を主
要材料として含有する耐熱性塗料の分散性を高め、均質
なコーティング剤を得るために添加されるものであって
、たとえばフッ素系の分散剤である住人３Ｍ社製ＦＣ−
４３０が好ましいものである。

この発明に用いる密着性改質剤としては、通常エポキシ
樹脂に対するシリコーン系の密着性改質剤として知られ
る東し・ダウコーニングシリコン社製５Ｈ２１ＰＡが好
適なものとして挙げられる。上記密着性改質剤は、コー
ティング対象のポリイミド樹脂フィルムに対して前記コ
ーティング剤の密着性を著しく向上させることが判明し
ている。

上述の耐熱性塗料１００重量部に対して、窒化アルミニ
ウム以外の前記材料を配合する割合は、特に限定されず
ともよく、例えば有機溶剤１００重量部、分散剤０．１
重量部、密着性改質剤０．０２５〜０．１重量部を目安
として、コーティングの手法や乾燥温度または所要の塗
膜の厚さに応じて適宜増減して配合する。

上記コーティング剤によって放熱性を最も有効に高め得
る被塗物としては、ポリイミド樹脂フィルムが挙げられ
る。ポリイミド樹脂は、芳香族ジアミンとピロメリット
酸の無水物との反応によって得られる複素環系樹脂であ
って、フレキシブルプリント配線板の基材として好適な
ものであり、市販のポリイミド樹脂フィルムとして、た
とえば東し・デュポン社製のカプトン２００Ｈ（厚さ５
０μ）、カプトン１００ＭＴ　（厚さ２５ｍ）、カプト
ン２００ＭＴ（厚さ５０ｎ）が挙げられる。

このようなポリイミド樹脂フィルムに対して、前記した
放熱性コーティング剤を乾燥時の膜厚が２０〜２５趨と
なるように、ディッピング、ローラースプレーその他の
塗布法によって被膜する。その後、この被膜を約２５０
”Ｃで３０分程度で加熱硬化させると、可撓性のある放
熱性複合フィルムが得られる。

〔作用〕

この発明の放熱性コーティング剤は、樹脂面での造膜形
成力に優れ、窒化アルミニウムの配合割合を高めてコー
ティングが容品に行なえるので、熱伝導性および電気絶
縁性の高いコーティング剤が得られる。このコーティン
グ剤は、有機溶剤および分散剤を添加して取り扱い性が
改善されたものとなり、シリコーン系の密着性改質剤を
添加すれば、ポリイミド樹脂フィルムへの密着性に優れ
たものとなる。上記コーティング剤を被着したポリイミ
ド樹脂フィルムからなる放熱性複合フィルムは、熱伝導
性および電気絶縁性に優れると共に、吸水性の低いもの
となる。

〔実施例〕

有機金属重合体を主要成分とする耐熱性塗料（宇部興産
社製：チラノコート＃３１８７）　　１００重量部に、
一般工業材の窒化アルミニウム２００重量部を配合する
と共に、分散剤（住人３Ｍ社製：　ＦＣ−４３０）０．
１重量部と、有機溶剤（ＭＩＢＫ）を１００重量部配合
し、ボールミルで４８時間かく拌して放熱性コーティン
グ剤Ａを得た。

この放熱性コーティング剤Ａの１００重量部に対してシ
リコーン系密着性改質側（東し・ダウコーニングシリコ
ン社製：　５Ｈ２１ＰＡ）を２重量部添加し、充分にか
く拌して放熱性コーティング剤Ｂを得た。

実験例１ 上記のように製造した放熱性コーティング剤Ｂをポリイ
ミド樹脂フィルム（東し・デュポン社製：カプトン２０
０ＭＴ　）に乾燥時の膜厚２０−となるように両面にロ
ールコートし、２５０°Ｃで３０分間オープンで乾燥、
焼き付けを行なったものを放熱性複合フィルムＸとした
。

実験例２ 放熱性コーティング剤Ａを実験例１と全く同様にしてポ
リイミド樹脂フィルムにコーティングしたものを放熱性
複合フィルムＹとした。

実験例１および実験例２で製造した放熱性複合フィルム
Ｘ、Ｙに対して後述する密着性、熱伝導率、吸湿率、湿
度膨張係数、膨張係数および絶縁性の比較実験を行なっ
た。このうち、密着性実験以外の比較実験においては、
放熱性フィルム（東し・デュポン社製：カプトン２００
ＭＴ　）を比較例とした。これらの結果を第１表および
第２表に示した。

密着性試験： 放熱性複合フィルムＸまたは放熱性複合フィルムＹに対
して以下の剥離テストを行なった。すなわち、フィルム
表面に２ｍ角の切り目（ハーフカット）を入れて、１０
０目の基盤目を形成し、市販のガムテープを密着させて
ひき剥がした。フィルム上に放熱性コーティング剤Ａま
たはＢの被膜が残った目を計数してその数を第１表中に
示した（剥離テスト■）、市販のセロハンテープを用い
た以外は、剥離テスト■と全く同様にして剥離テスト■
を行なった。各フィルムの使用条件下での密着性を調べ
るため、２５０℃または３００°Ｃのオーブン中に２４
時間暴露した後の放熱性複合フィルムＸ、Ｙを上記剥離
テスト■と全く同様の試験を行ない、その結果をそれぞ
れ第１表中に併記した。

熱伝導率試験： フィルム・シート用熱伝導率計（京都電子工業社製：　
　ｋｅｓ＋ｔｈｅｒｍ　ＱＴＭ−Ｄ３）で熱伝導率（Ｗ
／ｍ−ｋ）を測定した。

吸湿率試験： ２３°Ｃ１２４時間の水浸漬の条件下で、ＡＳＴＭ　Ｄ
−５７０に準じ、吸湿率試験を行なった。

湿度膨張係数測定試験： 測定温度２５°Ｃ１測定開始時３．４〜３．８％ＲＨ１
測定完了条件８４〜８６％１ｉｔ（、測定中の負荷５ｇ
１５＋ｍ＋＋幅の条件下で、湿度膨張係数を測定した。

膨張係数測定試験： 測定温度１００°Ｃ〜２００”Ｃにおけるフィルムの線
膨張率を求めた。

電気絶縁性試験： 表面固有抵抗率（Ω）を測定した。

上記試験の結果を第２表に示した。

第１表 第２表 第１表の数値からも明らかなように、放熱性コーティン
グ剤Ａに対してシリコーン系密着性改質剤を添加した放
熱性コーティング剤Ｂは、ポリイミド樹脂フィルムを被
覆して（放熱性複合フィルムＸ）充分な密着性を示し、
使用時に高温（約２５０°Ｃ）に曝されても密着性が低
下しなかった。また、第２表の数値からも明らかなよう
に、放熱性複合フィルムＸは、コーティング荊Ａを被着
して、ブランクのポリイミド樹脂フィルムに比して、熱
伝導率が約１０倍向上し、放熱性が極めて高くなること
が判明した。しかも、吸湿率および湿度膨張係数は低減
され、加熱時の膨張率や電気絶縁性は、基材のポリイミ
ド樹脂フィルム本来の状態と殆ど変化なく、放熱性の絶
縁基板として好ましい性質を示した。

〔効果］ この発明の放熱性コーティング剤は、以上説明したよう
に、ポリイミド樹脂フィルム製等のフレキシブルプリン
ト配線基板を密着性良く被覆してその放熱性を高め、加
えてその吸水性を低下させる。したがって、この放熱性
複合フィルムは、フレキシブルプリント配線基板として
使用された際、実装部品を不必要に加熱せず、しかも湿
度が高い環境においても使用することができるという利
点がある。

特許出願人　日本ベスト株式会社 同

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・（ I ） （式中、Ｒは水素原子、低級アルキル基またはフェニル
   基）で示されるポリカルボシランと、式（II）Ｔｉ（Ｏ
   Ｒ′）＿４・・・・・・（II） （式中、Ｒ′は炭素原子数１〜２０のアルキル基）で示
   されるチタンアルコキシドとを加熱反応させることによ
   って、 式（III） ▲数式、化学式、表等があります▼ 式（IV） ▲数式、化学式、表等があります▼ または式（Ｖ） ▲数式、化学式、表等があります▼ で示されるいずれかの架橋構造を導入した数平均分子量
   が７００〜１０，０００のポリチタノカルボシランを含
   有する耐熱性塗料に、窒化アルミニウムを配合して成る
   放熱性コーティング剤。
2. （２）請求項１記載の放熱性コーティング剤に有機溶剤
   および分散剤とを添加して成る放熱性コーティング剤。
3. （３）請求項１または２記載の放熱性コーティング剤に
   シリコーン系密着性改質剤を添加して成る放熱性コーテ
   ィング剤。
4. （４）請求項１、２または３記載の放熱性コーティング
   剤をポリイミド樹脂フィルムにコーティングして成る放
   熱性複合フィルム。