(57)【要約】【課題】  所定の平面形状の絶縁被覆部が、その表面に形成され、打抜き性、耐環境性、後メッキ性に優れた特性を有する部分絶縁被覆金属テープを提供する。【解決手段】  所定の平面形状の絶縁被覆部が、その表面の一部に形成されている部分絶縁被覆金属テープにおいて、該絶縁被覆部が密着向上剤を含有する、Ｃｕ２Ｏをテープ表面に所定量生ずるように酸化処理されている、該絶縁被覆部の厚みが所定の範囲内にある、該絶縁被覆部がフィラーを含有する、または該絶縁被覆部が特定の材質で形成されていることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープ、および所定の平面形状の絶縁被覆部が、その表面の一部に形成されている部分絶縁被覆金属テープの製造方法。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の平面形状の絶縁被覆部が、その表面の一部に形成されている部分絶縁被覆金属テープであって、該絶縁被覆部が、チオール類、アミン類、ベンゾトリアゾール類、ベンズイミダゾール類から選ばれる密着向上剤を、絶縁被覆部の全量に対して０．２〜２．５重量％含有することを特徴とする部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項２】
所定の平面形状の絶縁被覆部が、その表面の一部に形成されている部分絶縁被覆金属テープであって、該金属テープが銅または銅を５０重量％以上含む合金からなり、該金属テープの表面の１ｃｍ２あたりに、Ｃｕ２Ｏを０．０６μｇ以上生じかつＣｕＯを実質的に生じない条件で加熱処理されていることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項３】
加熱処理が、該金属テープの表面の１ｃｍ２あたりに、Ｃｕ２Ｏを０．１４〜０．５μｇ生ずる条件でされていることを特徴とする請求項２に記載の部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項４】
絶縁被覆部の平面形状が、テープの長手方向に連続した帯状であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項５】
絶縁被覆部の平面形状が、テープの長手方向に、所定の形状が断続的に配列された形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項６】
所定の平面形状の絶縁被覆部が、テープの長手方向に断続的に配列されている部分絶縁被覆金属テープであって、該絶縁被覆部の厚みが１〜７μｍであることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項７】
所定の平面形状の絶縁被覆部が、テープの長手方向に断続的に配列されている部分絶縁被覆金属テープであって、該絶縁被覆部の厚みが１〜７μｍであることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項８】
所定の平面形状の絶縁被覆部が、テープの長手方向に断続的に配列されている部分絶縁被覆金属テープであって、該絶縁被覆部が、有機フィラーを、または絶縁被覆部の全量に対して４〜２０重量％の平均粒径が１．５μｍ以下の無機フィラーを含有することを特徴とする部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項９】
金属テープが銅または銅を５０重量％以上含む合金からなり、該金属テープの表面の１ｃｍ２あたりに、Ｃｕ２Ｏを０．０６μｇ以上生じかつＣｕＯを実質的に生じない条件で加熱処理され、かつ絶縁被覆部の厚みが１〜７μｍであることを特徴とする請求項８に記載の部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項１０】
断続的に配列されている所定の形状が、四辺のそれぞれに欠切部を有する方形であることを特徴とする請求項５ないし請求項９のいずれかに記載の部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項１１】
絶縁被覆部が、引張り伸びが３％以上でかつ１５０％未満の材質により構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項１２】
絶縁被覆部の材質が、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、シリコーン、エポキシまたはこれらの混合物を主構成要素とすることを特徴とする請求項１１に記載の部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項１３】
絶縁被覆部の材質が、ポリアミドイミド、ポリエステルイミドおよびポリイミドから選ばれる材質を主構成要素とすることを特徴とする請求項１２に記載の部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項１４】
絶縁被覆部の材質が、ガラス転位温度が２６０℃以下のポリアミドイミドであることを特徴とする請求項１３に記載の部分絶縁被覆金属テープ。
【請求項１５】
テープの長手方向に、所定の形状の絶縁被覆部が断続的に配列されている部分絶縁被覆金属テープの製造方法であって、ポリアミドイミド、ポリエステルイミドおよびポリイミドから選ばれる材質を、γーブチロラクトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、アニソール、プロピレンカーボネート、安息香酸メチル、シクロヘキサノンおよびフタル酸ジメチルから選ばれる溶媒に溶解した後、テープ上の所定の位置に塗布し、固化する工程を有することを特徴とする部分絶縁被覆金属テープの製造方法。
【請求項１６】
銅または銅を主体とする金属テープの表面の所定部分に絶縁被覆部を形成した後、該絶縁被覆部が形成されていない部分にメッキをする工程を有する部分絶縁被覆金属テープの製造方法であって、該絶縁被覆部の材質がポリアミドイミドであることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープの製造方法。
【請求項１７】
絶縁被覆部の材質が、ガラス転位温度が２６０℃以下のポリアミドイミドであることを特徴とする請求項１６に記載の部分絶縁被覆金属テープの製造方法。
【請求項１８】
絶縁被覆部が、引張り伸びが３％以上でかつ１５０％未満の材質により構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の部分絶縁被覆金属テープの製造方法。
【請求項１９】
絶縁被覆部が、有機フィラー、または平均粒径が１．５μｍ以下であって、絶縁被覆部の全量に対して４〜２０重量％の無機フィラーを含有することを特徴とする請求項１６ないし請求項１８のいずれかに記載の部分絶縁被覆金属テープの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属テープであって、その表面に部分的に絶縁体による被覆部が形成された部分絶縁被覆金属テープに関する。特に、電子デバイス金属パッケージなどに使用される電子部品収納用金属筐体に加工することができる部分絶縁被覆金属テープに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波デバイスなど外部電磁波ノイズにより特性が変化する電子部品や、電磁波ノイズの発生源となる電子部品は、電磁波による影響を防ぐため、また該電子部品を掴みやすくして表面実装を容易にするため、金属筐体に収納される。この金属筐体は、金属テープに打抜き、折り曲げなどの加工を施すことにより製造される。
【０００３】
近年、電子デバイスの小型化、薄型化がすすみ、金属筐体とそこに収納される電子部品の導体部が接触、短絡する危険性が極めて高くなり、それを防ぐため内側に絶縁被覆部を設けた金属筐体が提案されている（特開２００２−２０８６５１号公報、請求項１）。この内側に絶縁被覆部を設けた金属筐体は、絶縁被覆部をその表面に部分的に形成した部分絶縁被覆金属テープに、打抜き、折り曲げなどの加工を施すことにより製造される。
【０００４】
絶縁被覆部の材質としては、金属筐体を加工する際絶縁被覆部に割れなどが生じないように、セラミックス、ガラスなどではなく、伸び弾性に優れる樹脂が好ましく用いられる。
絶縁被覆部に用いられる樹脂には、高温、高圧、高湿の環境でも絶縁性が低下しない、割れや剥離を生じないなどの耐環境特性が求められる。また、金属筐体は半田付けにより基板などに実装されその際絶縁被覆部も加熱されるので、半田付けの温度に耐えられる耐熱性も求められる。
【０００５】
さらに、絶縁被覆部を有する金属筐体の加工、特に打抜き加工においては、切断線付近にて絶縁被覆部にヒビ割れが入る、金属の切断線と絶縁被覆部の切断線がずれる結果切断線付近にて金属テープ基材が露出する、絶縁被覆部が伸び過ぎて切断線に沿って切断されない、絶縁被覆部が切断線付近で浮く（剥離する）などの問題が生じることがあるため、絶縁被覆部に用いる樹脂にはこのような問題を生じない性質（以下、「打抜き性」と言う。）が求められる。
【０００６】
従来、この樹脂としては、ポリイミド（特開２００２−２０８６５１号公報、請求項１）やポリアミドイミド（特開２００２−２３７５４２号公報、請求項１）などが用いられていた。しかし、ポリイミドやポリアミドイミドを単に金属テープに塗布し固化するのみでは、前記の性質、特に打抜き性を満足させることができず、その改良が求められていた。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２０８６５１号公報（請求項１）
【特許文献２】特開２００２−２３７５４２号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記の従来技術の問題を解決し、充分な耐環境特性、耐熱性とともに、優れた打抜き性を有する絶縁被覆部が形成された部分絶縁被覆金属テープを提供することを課題とする。
【０００９】
本発明はさらに、以下に示す特定の態様における部分絶縁被覆金属テープの課題をも解決する部分絶縁被覆金属テープを提供する。
【００１０】
特定の態様の一つは、テープの長手方向に所定の形状の絶縁被覆部が断続的に配列された金属テープである。
金属筐体製造のための部分絶縁被覆金属テープとしては、金属テープの長手方向に連続して帯状に絶縁被覆部が形成されたものが主に用いられてきた。しかし、絶縁被覆部の形状としては帯状よりも、長手方向に断絶的に絶縁被覆材の未塗布部が入る形状（以下「パターン形状」と言う）の方が、金属パッケージの設計自由度が上がる。例えば、打抜いて金属筐体とした際に４方向に半田付け部分を設けられるというメリットがある。
【００１１】
しかし、このパターン形状の形成に、従来の帯状の絶縁被覆部の形成に用いられている条件を適用すると打抜き性などの問題が生じるので、パターン形状の形成に適した条件を見出す必要がある。さらに、パターン形状の形成には、以下に記載の問題が生じる。
【００１２】
絶縁被覆部は、金属テープの所定位置に、絶縁被覆部の材質となる樹脂の溶液（加熱硬化時の化学反応で目的の樹脂を生成するものを含む。）、または溶融している樹脂を塗布し、乾燥による溶媒の除去や加熱硬化（焼付け）などにより塗布層を固化することにより形成することができる。帯状の絶縁被覆部を形成する場合、樹脂溶液の塗布には、ドクターブレード塗布、ロールコーター塗布などが採用されていた。しかしこの方法は、パターン形状の形成には採用することができないので、パターン形状の形成はいわゆる印刷により塗布が行われ、中でも、充分な絶縁信頼性が得られる絶縁被覆部の厚みを確保するために、厚膜化が可能なスクリーン印刷が好適に採用される。
【００１３】
しかるに、帯状の絶縁被覆部の形成に用いられている樹脂溶液を用いてスクリーン印刷を行うと、樹脂溶液が泡かみし、被覆形成後にピンホールが発生する、所定の範囲外に滲み出るなどの問題が生じる。さらに、ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂などの樹脂溶液を用いる場合は、吸湿により樹脂成分が析出するなどの問題も生じる。
【００１４】
本発明は、パターン形状の絶縁被覆部を有しながら打抜き性に問題を生じない部分絶縁被覆金属テープ、またスクリーン印刷において樹脂溶液の泡かみ、ピンホールの発生、滲み出し、樹脂の析出などのない部分絶縁被覆金属テープの製造方法およびこの方法により製造される部分絶縁被覆金属テープを提供することもその課題とする。
【００１５】
特定の態様の他の一つは、いわゆる後メッキにより製造される金属テープである。
金属テープには、その半田付け性を向上させるために錫、金、銀などのメッキが施されることがあるが、錫、金、銀などのメッキ上に直接樹脂を被覆すると、これらの金属と樹脂との密着力は一般に低いため打抜き性が悪い場合が多い。そこで、芯金属（テープの主体を構成する金属であってこの上にメッキがされる。）に直接樹脂被覆を形成し、その後被覆の無い部分にメッキ処理を施す方法が考えられている。しかし、樹脂被覆にポリイミドなどを用いた場合、メッキ処理の際に被覆界面からメッキ液が滲みこみ被覆の下にメッキ金属が潜り込むという不具合が生じ、ひどい場合には被覆が分解する不具合が生じる。
本発明は、後メッキによる金属テープの製造方法であって、メッキ処理の際に被覆界面からのメッキ液の滲みこみなどの問題がない方法を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者は鋭意検討の結果、絶縁被覆部に特定の密着向上剤を所定量添加することにより、また絶縁被覆部を形成し所定の材質からなる金属テープを、所定の条件で酸化、加熱処理をすることにより、前記打抜き性が優れた部分絶縁被覆金属テープが得られることを見出した。
【００１７】
また本発明者は、パターン形状の絶縁被覆部を有する部分絶縁被覆金属テープにおいても、被覆の厚みを所定の範囲とすることにより、打抜き性が優れた部分絶縁被覆金属テープが得られることを見出した。
また本発明者は、パターン形状の絶縁被覆部を有する部分絶縁被覆金属テープにおいて、有機フィラーあるいは無機フィラーを所定量絶縁被覆部中に添加することにより、打抜き性に優れるとともに、絶縁被覆部の形成工程における泡かみ、滲み出しの問題を防ぐことができることを見出した。
【００１８】
本発明者はさらに、絶縁被覆部の形成に用いる樹脂溶液の溶媒として、吸湿性の低い溶媒を用いることにより、樹脂の析出の問題を防ぐことができることを見出した。
本発明者は、さらにまた、絶縁被覆部の材質として特定の樹脂を用いることにより、前記の後メッキにおける問題が解決されることを見出した。
本発明は、これらの知見に基づき完成されたものである。
【００１９】
本発明は、その請求項１として、所定の平面形状の絶縁被覆部が、その表面の一部に形成されている部分絶縁被覆金属テープであって、該絶縁被覆部が、チオール類、アミン類、ベンゾトリアゾール類、ベンズイミダゾール類から選ばれる密着向上剤を、絶縁被覆部の全量に対して０．２〜２．５重量％含有することを特徴とする部分絶縁被覆金属テープを提供する。
【００２０】
本発明の請求項１の態様の部分絶縁被覆金属テープは、優れた打抜き性を奏する。密着性の向上を狙いシランカップリング剤、酸化調整剤、イミダゾール類など、金属基材と錯体を形成する添加剤をさらに添加してもよい。
【００２１】
密着向上剤の添加量が、０．２重量％未満の場合は、充分な打抜き性が得られない。一方、２．５重量％を越える場合は、被覆樹脂の本来有する機械特性、耐熱性を損なう可能性が高いので不適である。
密着向上剤の添加量は、好ましくは０．６〜１．５重量％の範囲である。
【００２２】
本発明は、その請求項２として、所定の平面形状の絶縁被覆部が、その表面の一部に形成されている部分絶縁被覆金属テープであって、該金属テープが銅または銅を５０重量％以上含む合金からなり、該金属テープの表面の１ｃｍ２あたりに、Ｃｕ２Ｏを０．０６μｇ以上生じかつＣｕＯを実質的に発生しない条件で加熱処理されていることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープを提供する。
【００２３】
本発明の請求項２の態様の部分絶縁被覆金属テープは、優れた打抜き性を奏する。
ここで銅を５０重量％以上含む合金としては黄銅、洋白などが例示される。
加熱処理は、銅または銅を５０重量％以上含む合金の１ｃｍ２あたりに、Ｃｕ２Ｏを０．０６μｇ以上発生しかつＣｕＯを実質的に発生しない温度、時間、雰囲気を選択して行われる。雰囲気の調整は、加熱部に流すガスの組成、例えば窒素濃度やガス流量の調整などにより行うことができる。
ＣｕＯを実質的に発生しないとは、ＣｕＯの発生量が表面の１ｃｍ２あたり０．０１μｇ以下であることをいう。
【００２４】
酸化の程度が上がると、すなわち表面に生じるＣｕ２Ｏの量が増す条件では打抜き性は向上する。しかし、金属テープが酸化されると半田付け性を低下する傾向があるので、この観点からは、１ｃｍ２の表面にＣｕ２Ｏを０．５μｇ以上生じさせる条件は通常好ましくない。すなわち、この観点およびより優れた打抜き性を得るためのより好ましい加熱条件は、表面の１ｃｍ２あたりに、ＣｕＯ２を０．１４〜０．５μｇ生じさせる条件である。
本発明の請求項３はこの好ましい態様に該当し、前記の請求項２の部分絶縁被覆金属テープであって、加熱処理が、該金属テープの表面の１ｃｍ２あたりに、Ｃｕ２Ｏを０．１４〜０．５μｇ生ずる条件でされていることをさらに特徴とする部分絶縁被覆金属テープを提供するものである。
【００２５】
前記の請求項１ないし請求項３のいずれかの態様における絶縁被覆部の平面形状としては、テープの長手方向に連続した帯状、テープの長手方向に所定の形状が断続的に配列された形状（パターン形状）などが挙げられる。本発明の請求項４および請求項５は、絶縁被覆部のこの平面形状を特徴とする態様である。
【００２６】
すなわち、本発明はその請求項４として、前記の部分絶縁被覆金属テープであって、絶縁被覆部の平面形状が、テープの長手方向に連続した帯状であることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープを提供するものである。
【００２７】
また本発明は、その請求項５として、前記の部分絶縁被覆金属テープであって、絶縁被覆部の平面形状が、テープの長手方向に所定の形状が断続的に配列された形状（パターン形状）であることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープを提供するものである。前記のように、パターン形状の場合は、金属筐体の設計自由度が上がるので好ましい。
【００２８】
本発明は、その請求項６として、所定の平面形状の絶縁被覆部がテープの長手方向に断続的に配列されている部分絶縁被覆金属テープであって、該絶縁被覆部の厚みが１〜７μｍであることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープを提供する。
【００２９】
絶縁被覆部がパターン形状の場合、打抜き性が問題となりやすいが、絶縁被覆部の厚みが１〜７μｍの範囲とすることにより、優れた絶縁性および打抜き性が得られる。厚みが１μｍ未満であると、充分な絶縁性が得られず、厚みが７μｍを越えると打抜き性が低下する。好ましくは３〜６μｍの範囲である。
【００３０】
本発明は、その請求項７として、所定の形状の絶縁被覆部がテープの長手方向に断続的に配列されている部分絶縁被覆金属テープであって、該絶縁被覆部の厚みが１〜７μｍであり、かつ該金属テープは銅または銅を５０重量％以上含む合金からなり、その表面の１ｃｍ２あたりに、Ｃｕ２Ｏを０．０６μｇ以上発生しかつＣｕＯを実質的に発生しない条件、好ましくはＣｕ２Ｏを０．１４〜０．５μｇ発生する条件で、加熱処理がされていることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープを提供する。この態様によりより優れた打抜き性が得られる。
【００３１】
本発明は、その請求項８として、所定の形状の絶縁被覆部が、テープの長手方向に断続的に配列されている部分絶縁被覆金属テープであって、該絶縁被覆部が、有機フィラーを、または絶縁被覆部の全量に対して４〜２０重量％の平均粒径が１．５μｍ以下の無機フィラーを含有することを特徴とする部分絶縁被覆金属テープを提供する。
この態様により、パターン形状の絶縁被覆部を有する金属テープにおいて問題となっていた、絶縁被覆部の樹脂の泡かみや、滲みの問題が解決される。
【００３２】
有機フィラーとしては、樹脂の粉砕物や、樹脂を小粒状に合成したものが例示される。また、使用する溶媒に不溶であることが必要である。加熱により被覆部を形成する際に被覆樹脂と一体化するものが好ましい。従って、被覆樹脂がポリイミドやポリアミドイミドである場合、有機フィラーとしてはイミド結合を有する樹脂が好ましい。有機フィラーの添加量は、絶縁被覆部の全量に対して４〜５０重量％の範囲が好ましい。４重量％以上とすることにより、印刷時の泡かみや滲み出しをより充分に抑制することができる。５０重量％を越えると、被覆樹脂の本来有する機械特性、耐熱性を低下させる場合がある。
【００３３】
無機フィラーとしては、カーボン、シリカ、窒化珪素、窒化ホウ素、アルミナ、チタニア、ジルコニア、酸化亜鉛、酸化タンタル、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、タルク、ムライト、コーディエライトなどが例示されるが、これらに限定されるものではない。中でも、安価なシリカが好ましい。
【００３４】
無機フィラーの平均粒径は１．５μｍ以下であり、その添加量は絶縁被覆部の全量に対して４〜２０重量％の範囲である。平均粒径が大きいと打抜き性が悪化する。添加量が４％より少ないと泡かみ、滲みの問題が解決されない。また、２０％より多いと打抜き性が悪化する。すなわち、平均粒径を１．５μｍ以下に抑えることおよび添加量を４〜２０重量％の範囲とすることにより、樹脂の泡かみによるピンホール形成や、滲みの問題が解決されるだけでなく、良好な打抜き性が実現される。
【００３５】
前記の請求項８の部分絶縁被覆金属テープとしては、金属テープが銅または銅を５０重量％以上含む合金からなり、金属テープの表面の１ｃｍ２あたりに、Ｃｕ２Ｏを０．０６μｇ以上生じかつＣｕＯを実質的に生じない条件で加熱処理され、かつ絶縁被覆部の厚みが１〜７μｍであることを特徴とするものが好ましく、優れた絶縁性および打抜き性が得られる。本発明の請求項９はこの好ましい態様に該当する。
【００３６】
絶縁被覆部がパターン形状の場合、所定の形状の絶縁被覆部がテープ上に断続的に配列されるが、この所定の形状としては、正方形、長方形などの方形、円、楕円、ドーナツ状、その他形状が例示され、金属筐体の用途、実装される電子部品の形状や配置などに基づき適当な形状が選択される。
特に、方形であってかつ四辺のそれぞれに欠切部を有する形状が好ましい。図３は、この形状の一例を示す平面図である。
【００３７】
欠切部を金属筐体とした際の半田付け部分となるようにテープを打抜くことにより、該半田付け部分以外は全て絶縁被覆で覆われた金属筐体が得られ、導体部の接触、短絡の危険性をより低減することができる。
本発明の請求項１０は、この好ましい態様に該当し、請求項５ないし請求項９のいずれかに該当するパターン形状を有する部分絶縁被覆金属テープであって、断続的に配列されている所定の形状が、四辺のそれぞれに欠切部を有する方形であることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープを提供するものである。
【００３８】
本発明は、その請求項１１として、前記の部分絶縁被覆金属テープであって、絶縁被覆部が、引張り伸びが３％以上でかつ１５０％未満の材質により構成されていることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープを提供する。
【００３９】
絶縁被覆部の材質としては、引張り伸びが３％以上でかつ１５０％未満の材質が好ましい。
前記のように、打抜き性の不良には、（ａ）切断線付近においてヒビ割れが入るもの、（ｂ）金属テープと絶縁被覆部とで切断線がずれる結果、切断線付近にて金属テープ基材が露出するもの、（ｃ）被覆が伸び過ぎて切断線に沿って切断されないものおよび（ｄ）絶縁被覆が切断線付近で浮くものがあるが、絶縁被覆部の引っ張り伸びが３％以上であれば（ａ）および（ｂ）の不良の発生が、１５０％未満であれば（ｃ）の不良の発生が抑えられる。本発明の請求項１１は、この好ましい態様に該当する。より好ましくは、５％以上、１００％未満である。
【００４０】
また、（ｄ）の不良を防ぐためには、碁盤目試験（ＪＩＳ  Ｋ５４００）にて剥離しないこと、更に試験後のサンプル上にカプトンテープ（３Ｍ製）を貼りその後剥がす試験においても被覆がめくれない密着強度を有することが最低限必要で有る。弾性率は低い方が好ましい。
【００４１】
本発明は、その請求項１２として、請求項１１の部分絶縁被覆金属テープであって、絶縁被覆部の材質が、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、シリコーン、エポキシまたはこれらの混合物を主構成要素とすることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープを提供する。
【００４２】
半田リフローにも充分使用できる半田耐熱性や耐環境特性を満たす好適な樹脂としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、シリコーン、エポキシ、これらから選ばれた樹脂の混合物などが挙げられる。これらの樹脂を主構成要素とし、引張り伸びが３％以上でかつ１５０％未満である絶縁被覆部を有する部分絶縁被覆金属テープは、半田耐熱性、耐環境特性と共に打抜き性にも優れる。本発明の請求項１２は、この好ましい特徴を有する態様に該当する。
【００４３】
近年、環境にも優しい実装プロセスとして、従来のＳｎ−Ｐｂ共晶半田の代わりに、Ｐｂフリー半田の使用が検討されているが、Ｐｂフリー半田は錫−鉛共晶合金に比して融点が高い。Ｐｂフリー半田を用い半田付けとくに半田リフローにより半田付けを行う場合は、必然的に高温、例えば最高温度が２４０〜２８０℃のリフロー温度が必要となる。そのリフロー温度に耐え、信頼性を保持出来る被覆材としてポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリイミドは好適である。
【００４４】
すなわち、前記の半田耐熱性、耐環境特性を満たす好適な樹脂の中でも、ポリアミドイミド、ポリエステルイミドまたはポリイミドがより好ましい。本発明の請求項１３は、このより好ましい態様に該当するものである。
ポリアミドイミド、ポリエステルイミドまたはポリイミドにて部分的に絶縁被覆した金属テープを加工して製造された筐体の実装に、Ｐｂフリー半田を使用すれば、環境にも優しい実装プロセスを実現することができる。
【００４５】
ポリアミドイミド、ポリエステルイミドおよびポリイミド中では、特に、ポリアミドイミドが、プレッシャークッカーテスト耐性を初めとする耐環境特性に優れており、好ましい。
ここでポリアミドイミドとは、イミド結合とアミド結合をその骨格内に有する、すなわちポリイミドとポリアミドの交互共重合とみなせる骨格構造を有する樹脂である。例えばＡｍｏｃｏのトーロン、東レのＴＩ５０００、ＷｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅのＡｒａｍｉｄｙ１、ＡｍｏｃｏのＡＩ−１０、日立化成のＨＩ４００等が挙げられる。
【００４６】
一般にポリアミドイミドの被覆形成には２５０℃かそれ以上の高温加熱が必要と考えられていた。しかし、本発明者らの検討の結果、２５０℃よりも低温、具体的には１８０〜２２０℃で加熱する方が、打ち抜き性は良好であることが判明した。２５０℃かそれ以上の高温にて一般的なポリアミドイミドを処理した場合、ガラス転位温度Ｔｇは２８０℃程度となるが、１８０〜２２０℃で加熱した場合のＴｇは２３０〜２６０℃程度となる。すなわち、すぐれた打抜き性を達成するためには、絶縁被覆部の材質としてガラス転位温度が２６０℃以下のポリアミドイミドが好ましく、本発明の請求項１４はこの好ましい態様に該当する。
また加熱時間も打抜き性に影響するが、残留溶剤量が０．０５〜１．４重量％となるような温度、時間で加熱すると良好な打抜き性が達成される。
【００４７】
本発明は、その請求項１５として、テープの長手方向に、所定の形状の絶縁被覆部が断続的に配列されている部分絶縁被覆金属テープの製造方法であって、ポリアミドイミド、ポリエステルイミドおよびポリイミドから選ばれる材質を、γーブチロラクトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、アニソール、プロピレンカーボネート安息香酸メチル、シクロヘキサノンおよびフタル酸ジメチルから選ばれる溶媒に溶解した後、テープ上の所定の位置に塗布し、固化する工程を有することを特徴とする部分絶縁被覆金属テープの製造方法を提供する。
【００４８】
前記のように、パターン形状の絶縁被覆部を有する部分絶縁被覆金属テープの製造においては、スクリーン印刷時に樹脂が析出するとの問題があった。樹脂が析出すると、スクリーンの目が詰まり印刷不良が発生する。
本発明者は、検討の結果、樹脂の析出は溶媒の吸湿によること、吸湿性の低い溶媒を使用することによりこの問題を防ぐことができることを見出した。請求項１５の発明は、この知見に基づき完成されたものである。
【００４９】
この特定の溶媒を使用する以外の条件、例えば樹脂溶液の濃度、塗布や乾燥、焼付けの条件は、公知の方法と同様な条件が採用できる。
【００５０】
本発明は、その請求項１６として、銅または銅を主体とする金属テープの表面の所定部分に絶縁被覆部を形成した後、該絶縁被覆部が形成されていない部分にメッキをする工程を有する部分絶縁被覆金属テープの製造方法において、該絶縁被覆部の材質がポリアミドイミドであることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープの製造方法を提供する。
【００５１】
すなわち、この態様は後メッキに関するものである。従来は、後メッキを行う部分絶縁被覆金属テープの場合、絶縁被覆部の形成にはポリイミドやエポキシ樹脂が用いられていたが、ポリイミドは後メッキ性が不良であり、メッキ処理の際に被覆界面からのメッキ液の滲みこみなどの問題が発生する。エポキシ樹脂は、後メッキ性は良好であるが、打抜き性が不十分な場合がある。本発明者は、後メッキ性、打抜き性ともに優れ、かつ耐環境特性などその他の特性にも優れる樹脂を見出すために検討をした結果、ポリアミドイミドによりこの目的が達成されることを見出した。前記のようにポリアミドイミドは、環境特性などがすぐれる樹脂であるが、本発明者は、さらに後メッキ性も優れることを見出し、この請求項１６の発明を完成したものである。
【００５２】
請求項１６の部分絶縁被覆金属テープの製造方法においては、絶縁被覆部の材質として、好ましくは、ガラス転位温度が２６０℃以下のポリアミドイミドが使用される。本発明の請求項１７に記載の部分絶縁被覆金属テープの製造方法はこの態様に該当する。
【００５３】
請求項１７の部分絶縁被覆金属テープの製造方法においては、さらに好ましくは、絶縁被覆部として、引張り伸びが３％以上でかつ１５０％未満の材質により構成されているものが使用される。本発明の請求項１８に記載の部分絶縁被覆金属テープの製造方法はこの態様に該当する。
【００５４】
また、上記の部分絶縁被覆金属テープの製造方法においては、好ましくは、絶縁被覆部として、有機フィラー、または平均粒径が１．５μｍ以下であって絶縁被覆部の全量に対して４〜２０重量％の無機フィラーを含有するものが使用される。本発明の請求項１９に記載の部分絶縁被覆金属テープの製造方法はこの態様に該当する。
【発明の効果】
【００５５】
本発明に基づき、絶縁被覆部に所定の密着向上剤を含有させた部分絶縁被覆金属テープ、あるいは絶縁被覆部を所定の条件で加熱処理した部分絶縁被覆金属テープ、さらに、パターン形状の絶縁被覆部の厚みを所定の範囲に調整した部分絶縁被覆金属テープは、優れた打抜き性を有する。
また、本発明に基づき、有機フィラー、あるいは所定条件の無機フィラーを含有させた部分絶縁被覆金属テープは、絶縁被覆部の泡かみや滲みが防止される。
また、絶縁被覆部を形成する際に用いる溶媒として、γーブチロラクトンなどの吸湿性の低い特定の溶媒を用いることを特徴とする本発明の部分絶縁被覆金属テープの製造方法によれば、スクリーン印刷にて絶縁被覆部を形成する際に、樹脂の析出が防止される。
さらに、本発明の製造方法に基づき、後メッキを行う場合の絶縁被覆部を形成する材質として、ポリアミドイミドを用いた部分絶縁被覆金属テープは、後メッキ性、打抜き性、耐環境特性など多くの特性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
次に本発明の実施するための最良の形態を、図を用いて説明する。
【００５７】
図１は、本発明の請求項４の形態、すなわち、絶縁被覆部の平面形状がテープの長手方向に連続した帯状であることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープの一例を表す平面図である。
図１の例では、金属テープ１の表面に、絶縁被覆部２が帯状に形成されている。金属テープ１は、図１中の点線３に沿って打抜かれ、曲げ加工、絞り加工などによって金属筐体が形成される。図１中の４は、金属筐体の基板に対する接合部となる。
【００５８】
金属テープ１の材質（芯材）としては、黄銅（Ｃｕ−Ｚｎ洋白材など）、Ｃｕ−Ｓｎ−Ｐ（りん青銅）、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｉ、Ｃｕ−Ｆｅ、Ｃｕ−Ｂｅ、Ｃｕ−Ｔｉ等の銅合金やアルミニウム、４２アロイ、コバールのような鉄−ニッケル合金、冷間圧延鋼板、ＳＵＳのような鉄合金が例示される。中でも銅合金が、打ち抜き性などの点で好ましい。
【００５９】
金属テープ１の表面の凹凸は密着力に影響し、従って打ち抜き性に影響する。凹凸の大きさはＲａ＝５０〜３００ｎｍが好ましい。
金属テープ１の材質がりん青銅のように半田の濡れ性があまり良くない場合には、半田の付着性を上げるため、絶縁被覆部２の部分を除いてメッキをしても構わない。
銅または銅を主体とする合金のテープ表面に施されるメッキとしては、銀、金、錫、ニッケル、鉛、半田のメッキが例示される。
【００６０】
図２は、本発明の請求項５の形態、すなわち、絶縁被覆部の平面形状が、テープの長手方向に、所定の形状が断続的に配列されたもの（パターン形状）であることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープの一例を表す平面図である。
【００６１】
この例では、金属テープ５の表面に、方形の絶縁被覆部６が断続的に形成されている。金属テープ５は、図２中の点線７に沿って打抜かれ、曲げ加工、絞り加工などによって金属筐体が形成されるが、この場合は、隣りあう絶縁被覆部６の間に絶縁被覆が形成されていない部分を有するので、この部分にも基板に対する接合部８を形成することができる。すなわち、図１の例の場合に比べて、金属筐体の設計の自由度が増す。なお、図２中の９はテープの長手方向の位置を決めるための送り穴（パーコレーション）である。
金属テープ５の材質、表面状態、メッキについては、図１の例の場合と同じことが言える。
【００６２】
図３は、本発明の請求項１０の形態、すなわち、絶縁被覆部の平面形状が、テープの長手方向に所定の形状が断続的に配列されたものであって、該所定の形状が四辺のそれぞれに欠切部を有する方形であることを特徴とする部分絶縁被覆金属テープの一例を表す平面図である。
この例の金属テープ１０も、金属テープ５と同様その表面に絶縁被覆部１１が断続的に形成されており、図３中の点線１３に沿って打抜かれ、得られた打抜き体に曲げ加工、絞り加工などを施すことによって金属筐体が形成される。しかし、打抜き体は、欠切部１２を除き絶縁被覆部１１により覆われているので、この打抜き体により形成された金属筐体は、基板に対する接合部１４以外は絶縁被覆で覆われている。すなわち筐体化後の側面内壁のほとんど全ての部分が絶縁されるので、導電部の接触、短絡などの問題が生じにくく、筐体内の部品配置の自由度が増す。
この例の金属テープ１０についても、テープの長手方向の位置を決めるための送り穴（パーコレーション）１５が設けられている。
【実施例】
【００６３】
以下実施例により具体的に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００６４】
実施例における各評価方法を以下に述べる。
半田付け性：  ２４０℃のＳｎ−Ｃｕ共晶半田中に１５秒間浸けて引き上げる。絶縁被覆のない露出金属部の９０％以上の面積を半田が被覆していれば良好として○、７０％以上９０％未満は△、７０％未満は不良として×と表示した。
【００６５】
打抜き性：  テープを、図４の太実線0の打抜き線１６に示す形状に、ストローク長さ２５ｍｍ、ストローク数１２０ｒｐｍ、上下刃間０．００８ｍｍのプレス（相抜き）にて打ち抜き、基材の露出（剥ぎ出し）の有無（後述の表中、無は○、有は×で表示した。）、および３試料中の絶縁被覆部の浮きが観察された箇所数を調べた。なお、試料の周囲を、図４中の細実線の分割線１７で示す位置で１２に分け、それぞれの部分を１箇所とした。
また、切断線（打抜き線）を起点とした浮きの奥行きが５０μｍ以上である箇所数を調べた。図５は、打抜きされた試料の厚み方向の断面図であるが、絶縁被覆１８が基材１９より浮いている部分２０の大きさを浮きの奥行きとする。
【００６６】
酸化程度の測定法：  ボルタメトリー法（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｔｈｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  １４８（１１）Ｂ４６７−に記載）により基材の露出した面積５ｃｍ２当りのＣｕ２Ｏ量を掃引速度１００ｍＶ／Ｓで測定し、その測定値より面積１ｃｍ２当りの量を計算して求めた。
【００６７】
ガラス転位（Ｔｇ）の測定法：  絶縁被覆付き基材の電気分解により被覆を回収し、装置（セイコー電子工業(株)ＳＳ１２０Ｃ）にて直径２ｍｍ径のプローブに荷重１ｇで押し込み、窒素雰囲気下で、１０℃／分で昇温しながら体積変化を測定して、体積と温度の関係グラフの直線部を外押し、その交点の温度をＴｇとした。
【００６８】
泡かみの測定法：  図３の印刷パターン１０個内に１００μｍ以上のピンホール（円状の未塗布部）が１個以上あれば×とした。
印刷滲みの測定法：  図６に示す一辺７ｍｍの方形の絶縁被膜Ａが、滲みにより外周広がり、その広がった絶縁被膜Ｂの形状の幅が７．１ｍｍ以上の場合を×とした。
【００６９】
実施例
γーブチロラクトン中でトリメリット酸とメチレンジアニリンを主構成成分として反応し、数平均分子量２万、固形分が３０重量％のポリアミドイミド溶液を作成した。この溶液に、表１〜６に示すフィラー、密着向上剤を、表に示す配合量（ポリアミドイミド樹脂固形分に対する重量％）添加し混合した。このようにして得られた液を、表１〜表６に示す金属テープの表面に、図３に示す形状（絶縁被覆部の大きさ７×７ｍｍ）にて印刷した。なお、金属テープの材質は、洋白（Ｃｕ−１８Ｎｉ−１８−Ｚｎ）、りん青銅（Ｃｕ−８Ｓｎ）またはＳＵＳ３０４（Ｆｅ−１８Ｃｒ−８Ｎｉ）であり、幅１０ｍｍ、厚み０．１５ｍｍであり、図３に示すようにパーコレーションが設けられている。
【００７０】
図７は、実施例で用いられた部分絶縁被覆金属テープの製造装置の概略図である。まず原反ロール２１から金属テープを、パーコレーションを利用して矢印で示す方向に１回の印刷領域分量を間欠的に送り出しながら、その表面にスクリーン印刷機ＰＳを用いて印刷する。次に印刷された部分を、１８０℃で２分間加熱するよう温度設定された加熱炉ＨＦを通過させて乾燥した後、巻き取りロール２２に巻き取る。この巻き取りロール２２を、図示しない恒温槽に室温にて入れた後、表に示す加熱プロファイル、窒素流量で樹脂を固化して絶縁被覆部を形成した。このようにして絶縁被覆部を形成した金属テープについて各々前記の測定を行った。
【００７１】
表１に、例１〜４の結果を示す。この表のデータは、主に絶縁被覆部の厚みの影響を示す。
【００７２】
【表１】
2005108927.tif 000003
【００７３】
表１より、絶縁被覆部の厚みが本発明の範囲内である７μｍ以下の場合は、範囲外の場合より打抜き性が優れていることが分かる。
【００７４】
表２に、例１および例５〜９の結果を示す。この表のデータは、主に、絶縁被覆部に含有させたフィラーの影響を示す。
【００７５】
【表２】
2005108927.tif 000004
【００７６】
表２より、絶縁被覆部に、その全量に対して４〜２０重量％の平均粒径が１．５μｍ以下の無機フィラーを含有させた場合、絶縁被覆部の泡かみによるピンホールの発生や滲みが防止されるとともに、良好な打抜き性も実現されることが判る。
【００７７】
表３および表４に、例１、例１０〜１２および例１３〜１６の結果を示す。この表のデータは、主に、加熱処理や窒素流量により調整される酸化程度の影響、およびＴｇの影響を示す。
【００７８】
【表３】
2005108927.tif 000005
【００７９】
【表４】
2005108927.tif 000006
【００８０】
表３、４より、金属テープの表面の１ｃｍ２あたりに、Ｃｕ２Ｏを０．０６μｇ以上生じる条件で加熱処理されたテープは、打抜き性が向上することが判る。特に、金属テープの表面の１ｃｍ２あたりに、Ｃｕ２Ｏを０．１４μｇ以上発生する条件で加熱処理されたテープは、打抜き性がより向上することが示されている。一方、Ｃｕ２Ｏを０．５μｇ以上発生する条件で加熱処理されたテープは、半田付け性が劣ることも示されている。
また、Ｔｇが２６０℃より高くすると、打抜き性が劣る傾向になることが判る。
【００８１】
表５に、例１、例１７および較例１８の結果を示す。この表のデータは、主に、金属テープ基材の種類の影響を示す。
【００８２】
【表５】
2005108927.tif 000007
【００８３】
表６に、例１および例１９〜２１の結果を示す。この表のデータは主に、絶縁被覆部に含有させた密着向上剤の影響を示す。
【００８４】
【表６】
2005108927.tif 000008
【００８５】
表６より、密着向上剤を、絶縁被覆部の全量に対して０．２〜２．５重量％の範囲内で含有させた場合は、打抜き性が向上することが判る。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】絶縁被覆部の形状が帯状である部分絶縁被覆金属テープの一例の平面図である。
【図２】絶縁被覆部の形状がパターン形状である部分絶縁被覆金属テープの一例の平面図である。
【図３】絶縁被覆部の形状がパターン形状である部分絶縁被覆金属テープの他の例の平面図である。
【図４】実施例の打抜き性の評価に使用した絶縁被覆部の形状を示す平面図である。
【図５】打抜きされた試料の厚み方向の断面図である。
【図６】印刷滲みの測定法に用いた絶縁被膜パターンの平面図である。
【図７】実施例で用いられた部分絶縁被覆金属テープの製造装置の概略図である。
【符号の説明】
【００８７】
１、５、１０  金属テープ
２、６、１１  絶縁被覆部
４、８、１４  基板に対する接合部
９、１５  パーコレーション
１２  欠切部
１６  打抜き線
１７  分割線
１８  絶縁被覆
１９  基材
２０  浮いている部分
２１  原反ロール
２２  巻き取りロール
ＰＳ  スクリーン印刷機
ＨＦ  加熱炉
【図１】
2005108927.tif 000009
【図２】
2005108927.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005108927.tif 000013
【図６】
2005108927.tif 000014
【図７】
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