JPS605080B2 - 回路基板の保護膜用組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回路基板の保護膜用組成物に係り、特にリー
ド線の代りに電極を用いたりードレスの電気素子または
電極を有するか若し〈はリード線を水平一平面状に有す
るチップ型電気素子を搭載する回路基板において、はん
だ付け部を保護する保護膜にはんだ付け適性を与えると
ともに、上記夫々の電気素子の位置固定用接着剤に対し
て接着性を増大させるようにした保護膜用の組成物に関
する。

抵抗やコンデンサーなどの電気素子のうち、リード線の
代りに電極を用いたりードレスの電気素子または電極を
有するか若しくはリード線を水平一平面状に有するチッ
プ型電気素子は、例えば角型チップで構成されている抵
抗素子の場合、両側面が電極になっているときはこの素
子は回路基板の回路パターンのはんだ付け部にこれと同
じ側から取付けられることができる。

そのため、回路基板の両面に回路パターンを形成すれば
回路基板の両面が使えることから、回路基板の配線密度
を高め、これにより回路基板に素子を絹立てた全体の構
成を小型化薄型化できるためこれらの電気素子は近年富
みに多種多様に使われている。このような上記の夫々の
電気素子を回路基板にはんだ付けするには、通常行われ
ている浸債法あるいは噴流法のいずれの場合でもはんだ
付けしようとする素子を回路基板から垂下した状態では
んだに接触させ移動させるので該電気素子は回路基板に
確固に固定されなければならない。ところで、回路基板
は合成樹脂の積層板に鋼箔により回路パターンを形成し
、この回路パターンをはんだ付け部のみを残して絶縁膜
で被覆し、さらにはんだ付け部に保護膜を被覆して銅箔
の酸化を防止する。この際はんだ付け部のみならず他の
絶縁膜にも保護膜が被覆される。これは保護膜は塗料の
ロールコーティングや浸債法、さらにはスプレー法によ
り形成されるからである。この保護膜用塗料としては従
来、軟化点１００００以上のアルキッド樹脂やポリエス
テル樹脂に石油系樹脂、ビニル系共重合樹脂を混合した
ものを固形分とし、これらの固形分にさらに酢酸エチル
、トルェン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケ
トン、イソブタノールなどの溶剤を加えて固形分２０〜
４５％とした組成物が使用されている。ところが、上託
したようにこの塗料による保護膜は絶縁膜にも被覆され
るから、電気素子はこの保護膜に接着されなければなら
ないことになる。しかしながら、この接着のためにヱポ
キシ系接着剤あるいはアクリル系の紫外線硬化型接着剤
を用いると前者の場合、１５０℃、５〜２０分加熱され
ることになり、この熱により保護膜が熱劣化をおこして
、保護膜と絶縁膜の接着性を阻害し、電気素子を回路基
板に確固に維持できないことになるのみならず、保護膜
が不溶融化し、そのためはんだ付け部では、あとではん
だ付けするとき溶融はんだが保護膜に接触してもこの保
護膜は溶融せず、したがって保護膜は溶融はんだに押し
のけられないから、はんだが銅箔と良く接触できず不橋
れ状態となり本来のはんだ付けの目的を達成できなくな
る。また、これを回避しようとして上記接着剤を使用す
る前に保護膜を取除くようにするとその手間を要するの
みならず、露出したはんだ付け部の銅箔が接着剤の硬化
のための熱により酸化−されたり、接着剤の揮発物によ
り汚染されたりする。このようになるとはんだ付けを容
易には行えなくなる。また、一方後者の紫外線硬化性の
接着剤で電気素子を保護膜に接着させるときは、温度は
１００ｑ０程度にしか上昇せず、硬化時間も１晩砂〜３
の砂程度であるので上記のような不瀦れ状態をひき起す
保護膜の熱劣化はないが接着剤と保護膜の相溶性が悪く
なり、接着剤と保護膜との間で剥離が生じ易く、回路基
板に接着された電気素子がこの基板の運搬、積み重ね等
の取扱い作業において極めて脱落し易くなる。そのため
、上記と同様に保護膜を取除くようにすると同じような
問題が生ずる。したがって本発明は、以上のように従来
の塗料による保護膜にリードレスの電気素子あるいはチ
ップ型の電気素子を熱硬化性接着剤あるいは紫外線硬化
型接着剤により接着して固定する際、保護膜が熱劣化を
おこしてはんだ付けができなくなったり、接着剤の接着
力が低下する問題点があり、これを回避しようとして保
護膜を取り除くようにするとその手間が煩しいという問
題点を改善するために、熱安定性があってはんだの濡れ
を損わず、また接着剤との相溶性を損わないでその接着
力を低下させない保護膜を回路基板に与え、この保護膜
を被覆したまま電気素子を固定できかつはんだ付けがで
きるようにした回路基板の保護膜用組成物を提供するも
のである。

そのために本発明の回路基板の保護膜用組成物は、回路
基板にそのはんだ付け部を保護するために被覆され、リ
ード線の代りに電極を有するリードレスの電気素子また
は電極を有するか者しくはリード線を水平一平面状に突
出させたチップ型電気素子を接着剤を介して接着される
保護膜を形成する組成物において、上記保護膜の軟化点
が６０ｑ０以上１００℃以下になり、かっこの保護膜が
上記回路パターンに対して耐蝕性かつ絶縁性となるよう
に含まれたロジン系樹脂と、このロジン系樹脂を溶解す
る溶剤とを少くとも備えることを特徴とするものである
。本発明における保護膜は、基本となる構成成分として
ロジン系樹脂を含有し、６０℃以上１００ｑｏ以下の軟
化点を有し、熱硬化性接着剤または紫外線硬化性接着剤
によりリードレスの電気素子あるいはチップ型の電気素
子をこれに接着させた後でも、はんだ付け時に溶融はん
だに接触して溶融しこのはんだにより周囲に押しのける
れるような熱的性質を有するものである。この熱的性質
には、この外に上記のような接着剤の硬化時の熱により
反応をおこして不溶融化するようなことのない熱安定性
やこの硬化時の熱により塗布した接着剤に容易に相溶で
きる流れ性を備える必要がある。この接着剤に容易に相
溶できる流れ性は、上記接着剤が硬化するときこの接着
剤と保護膜の接着力および、回路パターンの絶縁膜と保
護膜の接着力を損わず、結果的に上記電気素子が回路基
板に確固に固着されるようにするため重要である。上記
のようにロジン系樹脂を含む保護膜が１００℃を越える
軟化点を有するようになると、上記したような接着力の
維持は期待できない。また、この保護膜の軟化点があま
り低すぎると上記電気素子を回路基板に対して安定に接
着できなくなるばかりでなく常態下でも粘着性を有し基
板の取扱いが困難となる。この保護膜の軟化点の下限は
ほぼ６０ｏｏが限界である。以上のことから保護膜の軟
化点は６０ｑｏ以上１００ｑ０以下のものが良いが、最
適なものとしては９０ｏｏ以下のものが望ましい。また
、保護膜に含有されるロジン系樹脂は銅箔に対して耐腐
蝕性のものでなければならず、これには空気の遮断性あ
るいは非吸湿性などの性質も含まれる。さらにこのロジ
ン系樹脂は電気絶縁性を損わないようなものでなければ
ならない。これは回路基板が他の電気配線と接触しても
この配線の回路を妨害しないためである。以上のような
性質を備えるロジン系樹脂には、ガムロジン、ウッドロ
ジン、重合ロジン、水素添加ロジン、ヱステル化ロジン
、不均化ロジン、フェノール変性ロジン、マレィン酸変
性ロジン等がある。上記樹脂は単独で保護膜に用いるこ
ともでき、その場合軟化点は１００℃以下のものを用い
るが、これに限らずジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、
ジメチルフタレート（ＤＭＰ）のような可塑剤を併用し
、これらの可塑剤を樹脂に対し５〜１５重量％混合して
保護膜とし、その軟化点１００ｑｏ以下にすることもで
きる。

なお、ここでいう軟化点はＪＩＳに定める環球法による
値である。また、この発明の組成物には、上記の外に１
つの性質として銅酸化物を還元するアミン類、ァミン塩
酸、有機酸類、アミノ酸類等の活性剤を樹脂に対して０
．０２〜２５重量％混合しても良く〜 この宿性剤を混
合した保護膜にはフラックスとしての機能を持たせるこ
とができる。

そして、上記ロジン系樹脂、可塑剤、活性剤はアルコー
ル系、芳香族系、炭化水素系、ェステル系などの各種有
機溶剤に溶解されて塗料にされる。この塗料を回路基板
に被覆すると封ま、ロールコーティング、浸債法あるい
はスプレー塗布をする。

このようにして回路基板に形成される保護膜に電気素子
を熱硬化性接着剤あるいは紫外線硬化性接着剤により接
着すると、これらの接着剤の硬化時の熱によっても保護
膜は熱劣化を生ぜず、熱による流れ性を示して接着剤と
よく相溶して接着力を損わず、溶融はんだに接触したと
き溶融してこのはんだに押しのけられはんだと銅箔の直
接の接触を可能にするすぐれた熱的性質を示す。次に本
発明の実施例を第１図および第２図にもとづき説明する
。第１図は回路基板に電気素子を取付けた状態を示す一
部の断面図、第２図は鋼板に保護膜を形成し、これを熱
硬化性接着剤または紫外線硬化性接着剤の硬化条件と同
じ条件下に加熱した後の試験片に対するはんだの濡れを
示す特性図である。

図中、１は基板本体である。この基板本体１は表面に銅
箔による回路パターン２を有し、そのはんだ付け部２ａ
，２ａ′が図に示されている。基板本体１にはこのはん
だ付け部２ａ，２ａ′を除いて全面にェポキシ系の熱硬
化膜またはアクリル系の紫外線硬化膜などからなる絶縁
膜３が被覆され、この絶縁膜３およびはんだ付け部２ａ
，２ａ′に表１の本発明の実験例１なし「し５の塗料が
ロールコーティグにより塗布され、約５〜１岬の保護膜
４が形成されている。表 １ なお、保護膜の軟化点は比較例１のものが１２０℃、比
較例２のものが１６０ｏ０であるのに対し、本考案の実
験例１ないし５のものはいずれも、１００℃以下６０ｑ
０以上のものである。

なお、本考案の実験例２は９０００、５は７ｙｏの軟化
点のものである。次にこの保護膜４の性能を、表１に示
した比較例１および２の塗料を上記と同様に形成した保
護膜の性能と対比して説明する。そのために第１図に示
すように電気素子５をはんだ付け部２ａ，２ａ′の中間
に位置させ、そこに熱硬化性接着剤あるいは紫外線硬化
性接着剤によりその電気素子を接着したものについて、
はんだの濡れ試験および電気素子の接着力の試験を行っ
た結果を表２および表３に示す。ここで試験片は基板本
体に表１の塗料をロールコーティングにより塗布し、自
然通風で乾燥して保護膜を形成し、この保護膜に電気素
子をェポキシ系接着剤を１５０午０、１０分間加熱しあ
るいは紫外線硬化性接着剤をオゾンレス水銀灯３灯によ
り１９段間紫外線照射することにより接着させたもので
ある。上記濡れ試験とはフラツクスを塗布した試験片を
噴流式の自動はんだ付け装置で２５０ｏｏ、３秒間溶融
はんだに浸潰してはんだがはじかれて濡れない状態を目
視し、個体数２０の固のうちその該当する数を不濡れ数
として数えるものである。また、これとは別に保護膜を
被覆し、これを上記のようなェポキシ系接着剤または紫
外線硬化性接着剤の硬化条件と同じ条件下で加熱した鋼
板を中５柵厚さ０．２肋に形成し、この試験片をフラッ
クス処理をして溶融はんだに浸潰したとき、経時的に試
験片が上方または下方のいずれの力を受けるかを測定し
、これを第２図に示す、なお、この後者の試験はＭ山一
ＳＴＤ８８＄Ｍｅｔｈｏｄ２０２２Ｍｅｎｉｓｃｏ餌ａ
ｐｈ Ｓｏｌｄｅｒａｂｉｌｉｔｙの試験方法によった
。

また、接着力の試験は、上記不橋れ数を測定したときに
用いたものと同じ他の試験片ＩＯＮ固の試験片の電気素
子がはんだ付け時に溶融はんだの圧力により脱落する脱
落個数を数えるとともに電気素子を横方向に脱離させる
引張り荷重を測定し、さらにコンクリート床に１の上方
から１０の固の試験片をくり返し落下し、その１／２の
５の固の電気素子が回路基板より脱落するまでの落下回
数を教えたものである。表２はェポキシ系接着剤を硬化
条件１５０℃１０分で硬化させた場合の試験結果である
。

表 ２ 表３はアクリル系紫外線硬化性接着剤をオゾンレス水銀
灯３灯を用い照射時間１９砂で硬化させた場合の試験結
果である。

表 ３ ・ 上記濡れ試験のうち第２図に示すものは、試験片を
熔融はんだに浸潰してその表面張力が試験片に及ぼす力
をｄｙｎ／伽で示したものであり、Ａは比較例１，２の
もの、Ｂ‘ま上記本発明の実験例１〜５のものである。

（ェポキシ系接着剤の硬化条件または紫外線硬化性接着
剤の硬化条件のいずれの硬化条件下に保護膜をさらして
も同じ、）この図ではＭｙｎ／弧を基準にして上の方は
溶融はんだが保護膜にはじかれた状態を示し、下の方は
、この保護膜が溶融し、はんだが銅板と接触してよく濡
れることを示す。これらの結果より、保護膜の軟化点が
１２０午０、１６０００である比較例１および２は保護
膜の軟化点が１００ｏｏ以下の本考案の実験例のものよ
りはんだの濡れおよび電気素子の接着性はいずれも劣る
こと力ギわかる。

以上説明したように、本発明によれば、特にリードレス
電気素子あるいはチップ型電気素子を搭載する回路基板
において熱安定性があり、はんだ付け適性を有する保護
膜を与える組成物を提供することができるから、回路基
板にリードレスの電気素子あるいはチップ型電気素子を
この保護膜を取除くことないここの保護膜を介して回路
基板に電気素子を確実に固定できるとともに、この保護
膜を介してはんだ付けができ極めてはんだ付けの作業性
を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の組成物により形成された保
護膜を有する回路基板の一部の断面図、第２図は銅板に
保護膜を形成し、これを熱硬化性接着剤または紫外線硬
化性接着剤の硬化条件と同じ条件下に加熱した後の試験
片に対するはんだの漏れを示す特性図である。 図中、１は基板本体、２は回路パターン、２ａ，２ａ′
ははんだ付け部、３は絶縁膜、４は保護膜、５は電気素
子、５ａ，５ａ′は電極である。 第１図第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回路基板にそのはんだ付け部を保護するために被覆
   され、リード線の代りに電極を有するリードレスの電気
   素子または電極を有するか若しくはリード線を水平一平
   面状に突出させたチツプ型電気素子を接着剤を介して接
   着される保護膜を形成する組成物において、上記保護膜
   の軟化点が６０℃以上１００℃以下になり、かつこの保
   護膜が上記回路パターンに対して耐蝕性かつ絶縁性とな
   るように含まれたロジン系樹脂と、このロジン系樹脂を
   溶解する溶剤とを少くとも備えることを特徴とする回路
   基板の保護膜用組成物。 ２ 回路基板にそのはんだ付け部を保護するために被覆
   され、リード線の代りに電極を有するリードレスの電気
   素子または電極を有するか若しくはリード線を水平一平
   面状に突出させたチツプ型電気素子を接着剤を介して接
   着される保護膜を形成する組成物において、上記保護膜
   の軟化点が６０℃以上１００℃以下になり、かつこの保
   護膜が上記回路パターンに対して耐蝕性かつ絶縁性とな
   るように含まれたロジン系樹脂と、銅酸化物を還元する
   活性剤と、上記ロジン系樹脂および活性剤を溶解する溶
   剤とを有することを特徴とする回路基板の保護膜用組成
   物。 ３ 組成物は可塑剤を含有することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の回路基板の保護膜用
   組成物。