CN101854775A

CN101854775A - 印刷电路板

Info

Publication number: CN101854775A
Application number: CN 201010140538
Authority: CN
Inventors: 柴田大介; 远藤新; 邑田胜人
Original assignee: Taiyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Taiyo Holdings Co Ltd
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: CN101854775B; JP5542360B2; JP2010238786A

Abstract

本发明提供一种印刷电路板，其在利用光学式自动外观检查法的检查中基本上不产生缺陷的错误识别。一种印刷电路板，其特征在于，其具备被填充到印刷电路板的孔中的填孔材料(16)和阻焊层(17、18)，所述填孔材料与所述阻焊剂的L^*a^*b^*色度体系中的L值之差为-10～10，a值之差为-20～20，b值之差为-10～10。

Description

印刷电路板

技术领域

本发明涉及印刷电路板，更具体地说涉及在利用光学式自动外观检查进行外观检查时不产生缺陷的错误识别的印刷电路板。

背景技术

在两面印刷电路板、多层印刷电路板等具有多个导体图案层的印刷电路板中，为了将多个导体图案层相互电连接，设置在内壁镀敷有导体的导通孔、通孔等孔，为了在导体图案形成时保护内壁导体不受蚀刻，并提高安装时的可靠性，这些孔用填孔材料进行填充。另外，在印刷电路板中，为了使不需要锡焊的部分不附着软钎料，另外为了保护导体图案，涂布阻焊剂。以对填充在上述孔的填孔材料进行覆盖的方式来涂布该阻焊剂(例如，参照专利文献1)。

可是，以防止在印刷电路板制作阶段中的一次不良品的检出和不良产品的流出等为目的，检查有无导体图案层的断线、短路等不良。近年来，由于导体图案层的高密度化，难以通过目视来发现不良品，因此，作为不良的检查方法，一直使用能自动进行检查的电(导通)检查机、光学式自动外观检查(AOI)。其中，AOI是如下的方法：将对具有正确形成的导体图案层的基板(标准基板)的导体图案层进行摄像而得到的标准图像与、对被检查基板的导体图案层进行摄像而得到的被检查图像进行比较，基于两图像的亮度、色度来检测出不良位置的方法，由于简便和精度高而被广泛使用。但是，对于在填孔材料上形成有阻焊剂的印刷电路板，在用AOI进行外观检查时，如果填孔材料与阻焊剂的色差大，则由此产生的颜色不均等有时会作为由异物导致的缺陷而被识别，这会导致成品率降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2002/044274

发明内容

发明要解决的问题

对于在填孔材料上形成有阻焊剂的印刷电路板，在用AOI进行外观检查时，存在如果填孔材料与阻焊剂的色差大，则由此产生的颜色不均等有时会作为缺陷而被识别的问题。AOI的外观检查由于可以用机械来调整精度的高低，因此通过将精度设定得较低，可以提高成品率，但是在这种情况下，由异物导致的缺陷等的识别精度就会下降。

于是，本发明的课题在于提供一种印刷电路板，该印刷电路板由填孔材料来填充孔部、并覆盖该填孔材料而形成有抗蚀树脂(resist resin)，其中，在用AOI进行的外观检查中不降低异物、缺陷的识别精度，进而基本不产生由于抗蚀树脂的颜色不均等所导致的错误识别。

用于解决问题的方案

为了实现前述目的，本发明提供以下的印刷电路板。

(1)一种印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板具备：多个导体图案层，其利用层间绝缘层而相互绝缘；至少一个孔，其在内侧形成有将前述导体图案层相互电连接的导体；填孔材料，其填充在前述至少一个孔中；阻焊层，其覆盖前述填孔材料而形成，

其中前述填孔材料与前述阻焊剂的L^*a^*b^*色度体系中的L值之差为-10～10，a值之差为-20～20，b值之差为-10～10。

(2)根据(1)所述的印刷电路板，其特征在于，前述阻焊剂与、前述填孔材料和前述阻焊层重叠部分的L值之差为-5～5，a值之差为-15～15，b值之差为-5～5。

发明效果

本发明的印刷电路板由于填孔树脂组合物与阻焊剂的色差非常小，因此在利用AOI进行外观检查时，基本上不产生缺陷的错误识别。

附图说明

图1是本发明一个实施方式的印刷电路板的简要剖面图。

图2是本发明另一实施方式的多层印刷电路板的简要剖面图。

具体实施方式

下面对本发明的实施方式进行详细说明。

本发明的印刷电路板具备利用层间绝缘层相互绝缘的多个导体图案层。设有将层间绝缘层、被层间绝缘层绝缘的2个导体图案层贯通的孔部(导通孔、通孔等)，在孔部的内侧形成有将导体图案层相互电连接的导体层。在孔内填充填孔材料，覆盖填孔材料而形成有阻焊层。而且，填孔材料与阻焊剂的L^*a^*b^*色度体系中的L值之差为-10～10，a值之差为-20～20，b值之差为-10～10。进而，前述阻焊剂与、前述填孔材料和前述阻焊层重叠部分的L值之差为-5～5，a值之差为-15～15，b值之差为-5～5。

在本发明中，印刷电路板包括所谓的两面印刷电路板和多层印刷电路板。这些印刷电路板的结构与普通的印刷电路板相同。

两面印刷电路板基本上具有由环氧玻璃(glass epoxy)等形成的层间绝缘层、以及形成在层间绝缘层两面的导体图案(电路图案)层，并穿设有贯通两导体图案和层间绝缘层的1个或1个以上的的通孔。通孔的内壁形成有导体层，通过该导体层，两导体图案被电连接。通孔内填充有后面详述的已被着色的填孔材料，覆盖该填孔材料和两导体图案的一部分而形成有后面详述的已被着色的阻焊层。这样的两面印刷电路板可以按照常用的方法进行制作。例如，由两面覆铜层压板出发，经过通孔的穿设、对通孔内壁的化学镀铜、利用填孔材料进行通孔的填充以及填孔材料的固化、利用光刻法进行的两铜箔的图案化(电路图案的形成)、阻焊剂的涂布和固化等工序，可以制作两面印刷电路板。

多层印刷电路板基本上具有3层以上的导体图案层，在相邻2个导体图案之间设有层间绝缘层。与两面印刷电路板一样，至少1个层间绝缘层中穿设1个或1个以上的、在内壁形成有导体层的通孔，将导体图案电连接。另外，与两面印刷电路板一样，在通孔内填充后面详述的已被着色的填孔材料，覆盖该填孔材料和两导体图案的一部分而形成有后面详述的已被着色的阻焊层。

对于印刷电路板中所形成的导通孔、通孔等孔部中所填充的填孔材料，不考虑色调，可以使用通常所使用的填孔材料。其中，优选使用含有热固化性环氧树脂、环氧树脂固化催化剂以及填料的热固化性环氧树脂组合物作为填孔材料。作为热固化性环氧树脂，可以使用1分子中具有2个以上环氧基的多官能环氧树脂，其中优选在室温下为液态的环氧树脂。若列举这样的环氧树脂的实例，有双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂等二官能环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、烷基苯酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、联二甲苯酚型或联苯酚型环氧树脂、萘型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、三羟苯基甲烷型环氧树脂、四羟苯基乙烷型环氧树脂、苯二甲酸二缩水甘油酯树脂、苯酚类与具有酚性羟基的芳香族醛的缩合物的环氧化物、或者它们的含溴原子的环氧树脂、含磷原子的环氧树脂、异氰脲酸三缩水甘油酯、三(2，3-环氧丙基)异氰脲酸酯等环氧树脂、脂环式环氧树脂等三官能以上的环氧树脂。这些环氧树脂可以单独使用或者混合2种以上使用。

作为上述热固化性环氧树脂组合物中所含有的环氧树脂固化催化剂，只要具有促进环氧树脂的固化反应的效果，就可以使用任何物质，没有特定的限定。在这些当中优选咪唑衍生物，特别优选在常温下为固体的咪唑衍生物，进一步优选在150℃的温度下熔解到液态的环氧树脂中的咪唑衍生物。若列举咪唑衍生物的具体例子，有2-甲基咪唑、4-甲基-2-乙基咪唑、2-苯基咪唑、4-甲基-2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-异丙基咪唑、1-氰基乙基-2-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑、2-苯基-4，5-二羟基咪唑等。作为市售的物质的具体例子，能列举出商品名2E4MZ、C 11Z、C 17Z、2PZ等咪唑类、商品名2MZ-A、2E4MZ-A等咪唑的吖嗪化合物、商品名2MZ-OK、2PZ-OK等咪唑的异氰脲酸盐、商品名2PHZ、2P4MHZ等咪唑羟基甲基体(前述商品名均为四国化成工业(株)制造)等。

另外，作为上述环氧树脂固化催化剂，可以使用双氰胺及其衍生物、三聚氰胺及其衍生物、二氨基马来腈及其衍生物、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚甲基五胺、双(六亚甲基)三胺、三乙醇胺、二氨基二苯甲烷、有机酸酰肼等胺类、1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7烯(商品名DBU、San-Apro Ltd.制造)、3，9-双(3-氨基丙基)-2，4，8，10-四氧杂螺[5.5]十一烷(商品名ATU、味之素(株)制造)、或者三苯基膦、三环己基膦、三丁基膦、甲基二苯基膦等有机膦化合物等，这些可单独使用，或者组合2种以上使用。但是，使用芳香族胺类的情况下，加热固化后的树脂组合物的收缩大，固化后与孔部的内壁之间产生缝隙，或者填孔部的固化物中容易产生空隙，因此是不优选的。这些固化催化剂当中，双氰胺、三聚氰胺、甲基胍胺、苯并胍胺、3，9-双[2-(3，5-二氨基-2，4，6-三氮杂苯基)乙基]-2，4，8，10-四氧杂螺[5.5]十一烷等胍胺及其衍生物、以及它们的有机酸盐、环氧加合物等已知与铜具有密合性、防锈性，不仅发挥作为环氧树脂的固化催化剂的作用，还能够起到防止印刷电路板的铜变色的作用。

作为上述环氧树脂组合物中所含的填料，优选为无机填料。作为无机填料，可以使用元素周期表第IIa族的元素的盐，例如碳酸钙、碳酸钡、碳酸镁等。

无机填料的平均粒径通常为0.1～25μm、优选为0.5～10μm、更优选为1～10μm。无机填料的形状可以列举出球状、针状、板状、鳞片状、中空状、不定形、六边形、立方体状、薄片状等，从高填充性的观点出发优选球状。

理想的是，相对于100质量份环氧树脂，上述热固化性环氧树脂组合物通常以3～20质量份、优选以5～15质量份的比例含有环氧树脂固化剂。环氧树脂固化剂的配合量不足3质量份的情况下，通常环氧树脂组合物的预备固化速度变慢，固化物中容易出现空隙的残留和裂纹的发生，因此是不优选的。另一方面，环氧树脂固化剂的配合量超过20质量份而大量配合时，通常环氧树脂组合物的预备固化速度变得过快，固化物中容易残留空隙，因此是不优选的。另外，填料的配合量优选为环氧树脂组合物总量的45～85质量％。

另外，如以下详述那样，填孔材料(环氧树脂组合物)中含有着色成与阻焊剂的颜色对应的颜色的着色剂。这些当中，从降低环境负荷以及对人体的影响的观点出发，优选使用不含卤素原子的着色剂。

作为蓝色着色剂，可以列举出含有金属或者无金属的酞菁系和蒽醌系等。并没有特别限定，不过从成本方面考虑优选铜酞菁蓝。

作为黄色着色剂，可以列举出蒽醌系、单偶氮系、双偶氮系、缩合偶氮系、苯并咪唑酮系、异吲哚啉酮系等。并没有特别限定，不过从安全性·无害性的观点考虑优选不含偶氮基的黄色着色剂。

作为红色着色剂，可以列举出单偶氮系、双偶氮系、偶氮色淀系、苯并咪唑酮系、苝系、二酮吡咯并吡咯系、缩合偶氮系、蒽醌系、喹吖啶酮系等。并没有特别限定，不过从安全性·无害性的观点考虑优选不含偶氮基的红色着色剂。

除了上述着色剂以外，也可以添加用于调整色调的紫色、橙色、茶色等的着色剂。

作为形成在不需要锡焊的部分、并覆盖填孔材料的阻焊剂，不考虑色调，可以采用通常使用的阻焊剂。其中，优选使用光固化热固化性的环氧树脂组合物作为阻焊剂。这样的光固化热固化性环氧树脂组合物包含光(尤其是紫外线)固化性树脂、光聚合引发剂、热固化性环氧树脂、环氧树脂固化催化剂以及填料。

作为光固化性树脂，优选使用由环氧化合物与不饱和羧酸的酯化反应生成的环氧羧酸酯。作为环氧化合物，可以使用在作为填孔材料说明的热固化性环氧树脂组合物中使用的环氧树脂，其中，例如优选使用如下的环氧化合物：苯酚、甲酚、烷基苯酚等酚类与甲醛在酸性催化剂下反应得到酚醛清漆类，其再与表氯醇等表卤代醇反应而得到的酚醛清漆型环氧化合物。作为在该酚醛清漆型环氧化合物的环氧基上加成的不饱和羧酸，可以例示出丙烯酸、丙烯酸的二聚体、甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、(甲基)丙烯酸苯基缩水甘油酯等。这些不饱和羧酸可以单独使用，或者混合2种以上使用。作为不饱和羧酸，特别优选丙烯酸和甲基丙烯酸。

光聚合引发剂中不仅包括作为光聚合引发剂公知常用的化合物，还包括在紫外线或可见光区域吸收光、并能使(甲基)丙烯酰基等不饱和基团发生自由基聚合的物质。作为公知常用的光聚合引发剂，可以列举出例如，苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚等苯偶姻和苯偶姻烷基醚类；苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2，2-二乙氧基-2-苯基苯乙酮、1，1-二氯苯乙酮等苯乙酮类；2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代氨基丙酮-1、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮、N，N-二甲氨基苯乙酮等氨基苯乙酮类；2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、1-氯蒽醌等蒽醌类；2，4-二甲基噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2，4-二异丙基噻吨酮等噻吨酮类；苯乙酮二甲基缩酮、苯偶酰二甲基缩酮等缩酮类；过氧化苯甲酰、过氧化异丙苯(Cumene peroxide)等有机过氧化物；2，4，5-三芳基咪唑二聚体、核黄素四丁酸酯、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并噻唑等硫醇化合物；2，4，6-三-均三嗪、2，2，2-三溴乙醇、三溴甲基苯基砜等有机卤素化合物；二苯甲酮、4，4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮等二苯甲酮类或呫吨酮类；2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦等。这些公知常用的光聚合引发剂可以单独使用或者以2种以上的混合物来使用。

为了促进利用光聚合引发剂的光固化性树脂的聚合，光固化热固化性环氧树脂组合物中可以添加N，N-二甲基氨基安息香酸乙酯、N，N-二甲基氨基安息香酸异戊酯、戊基-4-二甲基氨基苯甲酸酯、三乙胺、三乙醇胺等叔胺类等的敏化剂。另外，为了促进光反应，也可以添加在可见光区域具有吸收的CGI-784等(Ciba Specialty Chemicals Inc.制造)茂钛化合物等。其中，优选的光聚合引发剂是2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代氨基丙酮-1、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮等，但并不限于这些，只要是吸收紫外光或者在可见光区域吸收光，并使(甲基)丙烯酰基等不饱和基团发生自由基聚合的物质，不限于光聚合引发剂、光引发助剂，可以单独使用或者多个并用。

相对于100质量份光固化性树脂，光聚合引发剂的配合量优选为1～30质量份、更优选为10～25质量份。

作为光固化热固化性环氧树脂组合物中所含有的热固化性环氧树脂和环氧树脂固化催化剂，可以以上述比例使用在作为填孔材料说明的热固化性环氧树脂组合物中所使用的环氧树脂和环氧树脂固化催化剂。作为填料，可以使用在作为填孔材料说明的热固化性环氧树脂组合物中所使用的填料。

在光固化热固化性环氧树脂组合物中，相对于100质量份光固化性树脂，热固化性环氧树脂优选以2～50质量份的比例使用，进而更优选以10～50质量份的比例使用。另外，在光固化热固化性环氧树脂组合物中，填料优选以光固化热固化性环氧树脂组合物的总量的70质量份以下、优选为20～60质量％的比例使用。

为了充分遮盖基底的导体图案，阻焊剂被着色成例如红、绿、黄绿色等，与此相适应含有公知常用的着色剂。

如上所述，对于在填孔材料上形成有阻焊剂的印刷电路板，用AOI进行外观检查时，填孔材料与阻焊剂的色差大时，由此产生的颜色不均等有时会作为缺陷被错误识别。因此，在本发明中，通过使用下述的填孔材料作为填孔材料，能解决该错误识别的问题，其中，所述的填孔材料与阻焊剂的L^*a^*b^*色度体系中的L值之差为-10～10，a值之差为-20～20，b值之差为-10～10。换言之，将填孔材料的L^*a^*b^*色度体系中的L值以L_H表示、将a值以a_H表示、将b值以b_H表示，并且将阻焊剂的L^*a^*b^*色度体系中的L值以L_S表示、将a值以a_S表示、将b值以b_S表示时，L_H-L_S＝-10～10，a_H-a_S＝-20～20，b_H-b_S＝-10～10。通过使用具有这种色调差的填孔材料和阻焊剂，能够得到在利用光学式自动外观检查法的检查中基本上不产生缺陷的错误识别的印刷电路板。进而优选阻焊剂与、填孔材料和阻焊层重叠部分的L值之差为-5～5，a值之差为-15～15，b值之差为-5～5。

另外，L值、a值、b值可以使用分光色度计(例如，KonicaMinolta制造的CM-2600d)来进行测定。相应于所使用的阻焊剂的颜色，根据本发明来调整填孔材料的色，这对于本领域技术人员来说是容易进行的。最简单的方法是，将与阻焊剂中所使用的着色颜料同种颜色的颜料用于填孔材料。

图1是表示本发明第一实施方式的两面印刷电路板10的一个例子的简要剖面图。可以从两面覆铜层压板出发来形成该印刷电路板10。印刷电路板10具有：例如由环氧玻璃形成的芯基板11；以及在芯基板11的两面上利用例如光刻法由铜箔形成的铜图案(电路图案)层12及13。贯通铜图案层12、芯基板11以及铜图案层13而穿设通孔14，在通孔14的内壁上通过例如化学镀形成铜层15，并将铜图案层12和13电连接。在通孔14内利用常规方法填充本发明的填孔材料16。分别覆盖两铜图案层12、13的必要部分和填孔材料16的表面而形成本发明的阻焊层17和18。

图2是表示本发明第2实施方式的多层印刷电路板20的一个例子的简要剖面图。该多层印刷电路板20以图1所示的芯基板为基础，在其两侧隔着层间绝缘层21、22形成外侧导体图案23、24。层间绝缘层21和22以使基底导体图案12和13的一部分表面露出的方式而分别设有导通孔25和26，导通孔25和26的各自内壁上形成有导体层27和28。在层间绝缘层21、22的整面上形成用于形成导体图案23和24的导体，并将该导体进行图案化以形成外侧导体图案23和24，与此同时能够形成导体层27和28。对露出的层间绝缘层21、22的部分以及外侧导体图案23、24进行覆盖，从而形成阻焊层。

实施例

下面，通过实施例来说明本发明，但本发明并不受这些实施例的限定。

实施例1～2、比较例1

阻焊剂的制备

下述表1的光固化性树脂(甲酚酚醛清漆型环氧丙烯酸酯)使用如下得到的物质：使1当量环氧当量为217的甲酚酚醛清漆型环氧树脂与1.05当量丙烯酸反应，使该反应得到的反应产物与0.67当量四氢邻苯二甲酸酐按照常规方法进行反应，用卡必醇醋酸酯进行稀释从而得到不挥发成分为60％的物质。

进而将下述表1所示的成分按照该表所示的比例进行配合，制备绿色着色阻焊剂组合物(组合物1-A)。

填孔材料的制备

将下述表2所示的成分按照该表所示的比例进行配合，制备绿色着色填孔材料(组合物2-A和2-B)和白色填孔材料(组合物2-C)。

阻焊剂的Lab值评价基板的制备

用3M公司生产的Hi-Cut Buff#600对具有通孔的两面覆铜层压板进行研磨处理，然后通过丝网印刷法来涂布组合物1-A，并在80℃干燥30分钟，曝光(200mJ/cm²)后在150℃热固化60分钟。

填孔材料的Lab值评价基板的制备

用Hi-Cut Buff#600(3M公司生产)对具有通孔的两面覆铜层压板进行研磨处理，然后通过丝网印刷法对覆铜层压板的通孔填充填孔材料(组合物2-A、2-B或2-C)，在150℃热固化60分钟。

阻焊剂被覆基板(填孔材料与阻焊剂重叠部分的Lab值评价基板)的制备

用Hi-Cut Buff#600(3M公司生产)对具有通孔的两面覆铜层压板进行研磨处理，然后通过丝网印刷法对通孔填充填孔材料(组合物2-A、2-B或2-C)，在150℃热固化60分钟。然后使用涂抹器在固化了的填孔材料上涂布阻焊剂(组合物1-A)，在80℃干燥30分钟，曝光(200mJ/cm²)后，在150℃热固化60分钟。

另外，上述所有评价基板的制备中所使用的两面覆铜层压板都是同样规格的。

Lab值的测定

使用分光色度计(Konica Minolta生产的CM-2600d)测定上述制作的评价基板的Hunter色度体系Lab值，计算出填孔材料的Lab值与阻焊剂的Lab值之差、以及填孔材料和阻焊剂重叠部分的Lab值与填孔材料的Lab值之差。结果在表3中示出。

使用上述组合物1-A以及组合物2-A(实施例1)、组合物2-B(实施例2)或者组合物2-C(比较例1)，制备图1所示结构的印刷电路板，确认利用AOI检查机(orbotech公司生产的Discovery6000)的外观检查中有无错误识别，结果如表3的“评价结果”所示，在实施例1和实施例2中，在100张印刷电路板的检查中完全没有错误识别，在比较例1中，产生了错误识别。

Claims

1.一种印刷电路板，其特征在于，所述印刷电路板具备：多个导体图案层，其利用层间绝缘层而相互绝缘；至少一个孔，其在内侧形成有将所述导体图案层相互电连接的导体；填孔材料，其填充在所述至少一个孔中；阻焊层，其覆盖所述填孔材料而形成，

其中所述填孔材料与所述阻焊剂的L^*a^*b^*色度体系中的L值之差为-10～10，a值之差为-20～20，b值之差为-10～10。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板，其特征在于，所述阻焊剂与、所述填孔材料和所述阻焊层重叠部分的L值之差为-5～5，a值之差为-15～15，b值之差为-5～5。