JPH0770794B2 - 電気回路基板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、その表面に電気回路を簡単に設けうる電気回
路基板に係わる。

〔従来の技術及び問題点〕

従来各種の高分子材料が、基板類例えばプリント配線基
板、パワートランス基板、サイリスタモジュール基板な
どに使用されてきたが、経時変形防止、加熱変形防止、
剛性等の観点からフェノール樹脂積層板、ガラス−エポ
キシ積層板等の如く樹脂としては熱硬化性樹脂が使用さ
れてきた。そのため斯かる基板の形状は平板に限られて
いた。最近になってフレキシブル基板が開発されてきた
が、硬質であって且つ立体的な基板に対する需要も大き
い。

しかし、立体的基板に従来の方法で電気配線を設けるこ
とは極めて手数のかかることで、事実上不可能である。
そのため、二色射出成形法による方法が提案されてい
る。しかし、この方法で基板を作る場合は、材料として
射出成形可能な材料即ち熱可塑性樹脂を使用する必要が
あるが、その場合はできた基板に部品を取り付ける際の
ハンダ耐熱性が不十分であるため、基板の変形を生じる
上に、一般的に熱膨張係数が大きいためにハンダ浴に浸
漬或いは接触した時に回路を形成する金属（一般的には
銅）との熱膨張の差により基板の変形或いは回数の剥離
を起こす欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決すべく鋭意検討した結果、本発明名は
溶融時に異方性を示すサーモトロピック液晶性ポリエス
テル（以下単に「液晶性ポリエステル」と略す）が熱可
塑性樹脂でありながら基板に使用できるだけの剛性、耐
熱変形性等の優れた物性を有し、熱膨張性が金属類と近
似しているので、ハンダ浴に浸漬する様な急激な温度変
化によっても回路の剥離が起こらないことを見出し、本
発明を完成するに到った。

即ち本発明は、（イ）易メッキ性の溶融時に異方性を示
すサーモトロピック液晶性ポリエステル樹脂材料で形成
された一つの予められた型と、（ロ）難メッキ性の溶融
時に異方性を示すサーモトロピック液晶性ポリエステル
樹脂材料で形成された一つの予め定められた型とから構
成され、上記（イ）及び（ロ）が成形品の表面上に於い
て（イ）が電気回路のパターンを形成する様に組み合わ
せて二色射出成形で基板を一体的に射出成形し、（イ）
の電気回路のパターンに直接金属メッキを施すことを特
徴とする電気回路基板の製造方法に関するものである。

本発明を第１図乃至第２図に挙げた例について説明す
る。

電気回路基板の平面図を第１図に示したが、同図に於い
て電気回路基板１の回路部分２は易メッキ性液晶性ポリ
エステル樹脂材料で構成された一つの予め定められた型
の表面露出部分である。残りの非回路部３は（ロ）難メ
ッキ性液晶性ポリエステル樹脂材料で構成された一つの
予め定められた型の表面露出部分である。回路部にはメ
ッキにより電気回路（第１図には図示せず）が形成され
ている。

本発明の基板は、易メッキ性熱可塑性樹脂材料と難メッ
キ性熱可塑性樹脂材料を用いて一体的に射出成形する所
謂二色射出成形法で作られる。この場合の具体的実施態
様としては、 （１） 回路を設定する必要のある部分に対応する
（イ）易メッキ性液晶性ポリエステル樹脂材料からなる
一つの予め定められた型をまず作り、次いでこれを基板
全形を形成したキャビティを有する金型のキャビティ内
にセットして空間部を（ロ）難メッキ性液晶性ポリエス
テル樹脂材料にて充填成形して、基板表面上に於いて
（イ）が電気回路のパターンを形成する様に回路形成部
と非回路部と一体的に組み合わせ射出成形する方法であ
る。回路部分に相当する細かい部分のみを成形すること
が困難である場合は、第２図に示すように（イ）のうち
基板表面に出る回路を形成する部分５は細かくする必要
があるが、基板内部では繋がって連結部６を形作る様に
連結しておくとよい。

難メッキ性液晶性ポリエステル樹脂材料で非回路部の型
（ロ）を射出成形する際の難メッキ性液晶性ポリエステ
ル樹脂材料の流れが阻害される恐れのある場合は、例え
ば第１、２図の如く型（イ）には孔４を設けておくのが
好ましい。

（２） （１）と逆に（１）で言う非回路部の型（ロ）
をまず難メッキ性液晶性ポリエステル樹脂材料で成形
し、次いでこれを回路部分成形用の別の金型内に置き、
易メッキ性液晶性ポリエステル樹脂材料で空間部を補填
するよう射出成形する方法である。この方法では細かい
回路形成はやや不向きである。

かくの如く成形した基板は、その表面をメッキ処理する
ことによって（イ）の回路形成部のみメッキされるの
で、基板上に所望の回路を形成付与することができる。

尚、本発明においては、メッキの密着性を強固にするた
め適当な段階でメッキをすべき回路部分に対し、エッチ
ング等の表面処理を施すことも可能である。

液晶性ポリエステルは一般に後述の如き無機充填剤を加
えない場合は難メッキ性であり、前記本発明の型（ロ）
の素材として使用できる。又、これを易メッキ性にし、
前記本発明の型（イ）を素材として使用するためには、
周期律表II族元素及びその酸化物、硫酸塩、燐酸塩、珪
酸塩、炭酸塩並びにアルミニウム、珪素、すず、アンチ
モン、ビスマス元素及びそれらの酸化物並びに塩化パラ
ジウムからなる群より選ばれた１種又は２種以上の無機
充填剤を配合することで達成される。

かかる無機充填剤の例としては、酸化マグネシウム、酸
化カルシウム、酸化バリウム、酸化亜鉛等の酸化物、燐
酸マグネシウム、燐酸カルシウム、燐酸バリウム、燐酸
亜鉛、ピロ燐酸マグネシウム、ピロ燐酸カルシウム等の
燐酸塩、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリ
ウム等の硫酸塩、珪酸マグネシウム、珪酸カルシウム、
珪酸アルミニウム、カオリン、タルク、クレー、珪藻
土、ウォラストナイト等の珪酸塩、炭酸マグネシウム、
炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸亜鉛を挙げること
ができる。

このような組成物は引張強度等は若干低下するが、耐熱
性は殆ど低下しない。また本質的には液晶性ポリエステ
ルであるので難メッキ性部分ともに良く接着し、温度変
化等によって両者がずれ、間隙が生じるといった不都合
もない。

一般的にエンジニアリングプラスチックスと呼ばれてい
るものは耐熱性も良く、強度も高いが、実際に本発明の
様な目的に使用するとすると、ポリスルホン、ポリエー
テルスルホン、ポリエーテルイミド等は耐熱性、特にハ
ンダ耐熱性が不十分であり、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリエーテルエーテルケトンは耐熱性は十分である
が、付設した回路部のメッキの剥離強度が弱く、実用的
でない。これに対して液晶性ポリエステルは上記の如く
耐熱性、特にハンダ耐熱性が十分であるとともに、剥離
強度も十分実用的である。

ここで液晶性ポリエステルとは具体的に説明すると、溶
融加工性ポリエステルで、溶融状態でポリマー分子鎖が
規則的な平行配列をとる性質を有しているものをいう。
分子がこのように配列した状態をしばしば液晶状態又は
液晶性物質のネマチック相という。液晶状態、即ち異方
性溶融相の存在は直流偏光子を利用して光学的な異方性
の有無で確認できる。

本発明で用いられる異方性相を示すポリマーは、芳香族
ポリエステル及び芳香族ポリエステルアミドが好まし
く、芳香族ポリエステル及び芳香族ポリエステルアミド
を同一分子鎖中に部分的に含むポリエステルも好ましい
例である。構成部分となる化合物の具体例及び本発明で
用いられるのに好ましい異方性溶融相を形成するポリエ
ステルの具体例については特開昭61−69866号公報に記
載されている。

特に好ましくは、芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族
ヒドロキシアミン、芳香族ジアミンの群から選ばれた少
なくとも１種以上の化合物を構成成分として有する芳香
族ポリエステル、芳香族ポリエステルアミドである。

より具体的には、 １）芳香族ヒドロキシカルボン酸のみからなるポリエス
テル ２）ａ）芳香族ヒドロキシカルボン酸と ｂ）芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸の１種又
は２種以上と ｃ）芳香族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジオール
の１種又は２種以上とからなるポリエステル ３）ａ）芳香族ヒドロキシカルボン酸、芳香族ヒドロキ
シアミン、芳香族アミンと ｂ）芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸の１種又
は２種以上とからなるポリエステルアミド ４）ａ）芳香族ヒドロカルボン酸、芳香族ヒドロキシア
ミン、芳香族ジアミンと ｂ）芳香族ジカルボン酸、脂環族ジカルボン酸の１種又
は２種以上と ｃ）芳香族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジオール
の１種又は２種以上とからなるポリエステルアミド が挙げられる。

具体的には次の如き構造を有するものが例示される。

〔発明の効果〕 本発明は、液晶性ポリエステルの本来有する高強度、耐
熱性、低線膨張率という特性を生かし、電気回路として
高度の機能を有するものである。

即ち、液晶性ポリエステルは本来高強度であるので無機
充填剤を配合しても基板として十分な強度を維持し、耐
熱性についても、例えば260〜280℃で10秒間というハン
ダ耐熱性を達成し、メッキ部と非メッキ部が本質的に同
じ樹脂であるため、両者の密着性も良く、線膨張率がプ
ラスチックス中最も金属に近いため、本来の耐熱性とも
相まってメッキ部分の金属と樹脂間の熱膨張の差による
剥離も生じ難く、密着性を高く維持できる等の高い機能
が付与される。

また液晶性ポリエステルは流動性が良好で、細線部まで
精密に成形できる点も好都合である。尚、前述の如き方
法、即ち本発明の如く一つの予め定められた型（易メッ
キ性部）（イ）を射出成形した後、これを別の射出成形
金型内におき、一つの予め定められた型（難メッキ性
部）（ロ）を射出成形するという操作をする場合、
（イ）がバリを有すると回路部の形状が乱れることにな
り、当初の設計通りの回路パターンを有する基板が得ら
れないことが起こってくるが、液晶性ポリエステルは流
動性が良好でありながら、成形品にバリが発生しないと
いう特性を有するので、本発明ではその様なことは全く
起こらない。

〔実 施 例〕

以下実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発
明はこれらに限定されるのではない。

実施例 １〜６ 難メッキ性部分に前記した液晶性ポリエステルＡ〜Ｆを
使用し、易メッキ性部分としては夫々液晶性ポリエステ
ル樹脂Ａ〜F100重量部に対して50重量部の硫酸バリウム
を配合したものを使用して、第１図、第２図に示した電
気配線基板を所謂二色射出成形により製造した。これに
常法により銅を化学メッキしたところ、設計通りの電気
配線パターンが形成された。

これについて、150℃,10分と、−20℃,10分との繰り返
し冷熱試験を行ったところ、いずれも試料のメッキ部の
剥離、断線がなかった。

比較例 １ 実施例１に於いて液晶性ポリエステル樹脂の代わりにポ
リエーテルエーテルケトンを使用した以外は同様にして
基板を製造し、メッキし、試験した。

その結果、20試料中10試料に剥離或いは断線があった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基板の平面図、第２図は第１図のII−
II線断面略示図である。 １……電気回路基板 ２……回路部 ３……非回路部 ４……孔 ５……基板表面に出る回路形成部分 ６……連結部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（イ）易メッキ性の溶融時に異方性を示す
   サーモトロピック液晶性ポリエステル樹脂材料で形成さ
   れた一つの予められた型と、（ロ）難メッキ性の溶融時
   に異方性を示すサーモトロピック液晶性ポリエステル樹
   脂材料で形成された一つの予め定められた型とから構成
   され、上記（イ）及び（ロ）が成形品の表面上に於いて
   （イ）が電気回路のパターンを形成する様に組み合わせ
   て二色射出成形で基板を一体的に射出成形し、（イ）の
   電気回路のパターンに直接金属メッキを施すことを特徴
   とする電気回路基板の製造方法。
2. 【請求項２】易メッキ性の溶融時に異方性を示すサーモ
   トロピック液晶性ポリエステル樹脂材料が、溶融時に異
   方性を示すサーモトロピック液晶性ポリエステルと周期
   律表II族元素及びその酸化物、硫酸塩、燐酸塩、珪酸
   塩、炭酸塩並びにアルミニウム、珪素、すず、アンチモ
   ン、ビスマス元素及びそれらの酸化物並びに塩化パラジ
   ウムからなる群より選ばれた１種又は２種以上の無機充
   填剤を配合した組成物よりなり、難メッキ性の溶融時に
   異方性を示すサーモトロピック液晶性ポリエステル樹脂
   材料が、前記無機充填剤を含まない溶融時に異方性を示
   すサーモトロピック液晶性ポリエステルからなる特許請
   求の範囲第１項記載の電気回路基板の製造方法。