CN109561595B

CN109561595B - 阻焊膜的图案形成方法、以及电子基板的制造方法

Info

Publication number: CN109561595B
Application number: CN201811130158.5A
Authority: CN
Inventors: 棚桥祐介; 久保田直树
Original assignee: Tamura Corp
Current assignee: Tamura Corp
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2023-09-19
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: JP2019062195A; CN109561595A; JP6605103B2

Abstract

本发明的阻焊膜的图案形成方法中，在布线基板(1)上形成阻焊膜(2a)，且未被阻焊膜(2a)包覆的开口部(1A)形成为给定的图案，该方法的特征在于：使用具有与所述开口部(1A)相对应的图案的印刷掩模(3)，将粘度为15Pa·s以上、触变比为2.1以上的阻焊剂(2)印刷在布线基板(1)上的工序；使阻焊剂(2)固化而形成阻焊膜(2a)的工序；以及沿着开口部(1A)的内缘照射脉冲宽度为1000纳秒以下的激光(4)，从而除去阻焊膜(2a)的一部分的工序。

Description

阻焊膜的图案形成方法、以及电子基板的制造方法

技术领域

本发明涉及阻焊膜的图案形成方法、以及电子基板的制造方法。

背景技术

在印刷电路基板的制造中，在印刷布线基板上设置形成有图案的阻焊膜。作为阻焊膜的图案形成的方法，包括使用显影型阻焊剂并通过曝光及显影来形成图案的方法、以及使用热固化型阻焊剂或紫外线固化型阻焊剂并通过图案印刷法来形成图案的方法等。

但是，通过曝光及显影来形成图案的方法，除了涂布工序以外，还需要预干燥工序、曝光工序及显影工序，存在工序变得复杂的问题。另外，通过图案印刷法来形成图案的方法存在以下问题：例如在形成孔径小的通孔时，由于印刷的渗入而使通孔的端部成为锥状。

此外，提出了通过激光加工来形成阻焊膜的图案的方法(例如文献1(日本特开2004-363542号公报))。但是，其存在以下问题：在使用微秒激光作为激光时，通过激光加工而除去的物质等向周边飞散而产生残渣(碎片(debris))。另一方面，使用脉冲宽度小的皮秒激光作为激光的情况下，虽然可以抑制碎片的产生，但存在加工时间变长的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够通过简便的方法使阻焊膜精度良好地形成图案的阻焊膜的图案形成方法、以及采用了该图案形成方法的电子基板的制造方法。

为了解决上述课题，本发明提供以下这样的阻焊膜的图案形成方法及电子基板的制造方法。

本发明的阻焊膜的图案形成方法是在布线基板上形成阻焊膜，且未被所述阻焊膜包覆的开口部形成为给定图案的阻焊膜的图案形成方法，该方法包括：使用具有与所述开口部相对应的图案的印刷掩模，将粘度为15Pa·s以上、触变比为2.1以上的阻焊剂印刷在所述布线基板上的工序；使所述阻焊剂固化而形成阻焊膜的工序；以及沿着所述开口部的内缘照射脉冲宽度为1000纳秒以下的激光，从而除去所述阻焊膜的一部分的工序。

在本发明的阻焊膜的图案形成方法中，优选上述阻焊剂为热固化型阻焊剂。

在本发明的阻焊膜的图案形成方法中，优选上述激光的脉冲宽度为1皮秒以上且1000皮秒以下。

本发明的电子基板的制造方法是利用上述阻焊膜的形成方法，在上述布线基板上形成上述阻焊膜来制造电子基板的方法。

根据本发明的阻焊膜的图案形成方法，可以通过简便的方法使阻焊膜精度良好地形成图案。

即，在本发明的阻焊膜的图案形成方法中，使用具有与开口部相对应的图案的印刷掩模在布线基板上印刷了阻焊剂。由此，通过印刷的渗入，虽然精度不高，但可以形成形成有大致图案的阻焊膜。需要说明的是，由于阻焊剂的粘度为15Pa·s以上、触变比为2.1以上，因此存在不易产生印刷的渗入的倾向。然后，在本发明中，对于固化后的阻焊膜沿着开口部的内缘照射脉冲宽度为1000纳秒以下的激光而除去了阻焊膜的一部分。由于印刷的渗入仅存在于开口部的内缘，因此，通过除去该渗入，可以使阻焊膜精度良好地形成图案。另外，由于开口部内缘的面积没有那么宽阔，因此，即使使用脉冲宽度小的激光作为激光，也不会使加工时间变得过长。像以上这样，可实现上述本发明的效果。

按照本发明，可以提供通过简便的方法使阻焊膜精度良好地形成图案的阻焊膜的图案形成方法、以及使用了该图案形成方法的电子基板的制造方法。

附图说明

图1(A)～(E)是用于说明本发明的实施方式的阻焊膜的图案形成方法的说明图。

具体实施方式

[阻焊膜的图案形成方法]

以下，基于附图对本实施方式的阻焊膜的图案形成方法进行说明。图1(A)～图1(E)是用于说明本实施方式的阻焊膜的图案形成方法的图。

在本实施方式的阻焊膜的图案形成方法中，如图1(E)所示那样，在布线基板1上以形成开口部1A的方式形成阻焊膜2a。需要说明的是，阻焊膜2a虽然是按照包覆布线基板1的方式设置的，但开口部1A也可以不包覆阻焊膜2a。

而且，本实施方式的阻焊膜的图案形成方法是如图1(A)～图1(E)所示那样具有以下工序的方法：使用印刷掩模3在布线基板1上印刷阻焊剂2的工序(印刷工序)；使阻焊剂2固化而形成阻焊膜2a的工序(固化工序)；沿着开口部1A的内缘照射脉冲宽度为1000纳秒以下的激光4而除去阻焊膜2a的一部分的工序(激光除去工序)。

[印刷工序]

在印刷工序中，首先准备图1(A)所示的布线基板1、及图1(B)所示的阻焊剂2。

如图1(A)所示，布线基板1具备绝缘基材11和布线12。

作为绝缘基材11，可以适宜使用公知的材料，可以举出玻璃环氧基材、聚酰亚胺基材及硅基材等。

布线12形成在布线基板1的表面，是用于实现与其它电子部件的电连接的部件。布线12的材质没有特别限定，可以举出铜、银、锡、金、镍及钯等。布线12可以以单一层的形式形成，也可以使用多种材质以多层的形式形成。

对于阻焊剂2而言，需要其粘度为15Pa·s以上、触变比为2.1以上。粘度低于15Pa·s的情况下，印刷的渗入变多，除去面积增大，因此加工时间变得过长。另外，触变比低于2.1的情况下，印刷的渗入变多，除去面积增大，因此加工时间变得过长。另外，从进一步抑制印刷的渗入的观点考虑，粘度更优选为25Pa·s以上且100Pa·s以下、进一步优选为40Pa·s以上且90Pa·s以下、特别优选为50Pa·s以上且70Pa·s以下。从同样的观点考虑，触变比更优选为2.5以上且5以下、进一步优选为3以上且4.7以下、特别优选为3.5以上且4.5以下。

需要说明的是，粘度是使用Brookfield公司制造的粘度计HBT型、以轴转速50rpm测定在温度25℃下的阻焊剂2的粘度。另外，使用Brookfield公司制造的粘度计HBT型，分别测定以轴转速5rpm在温度25℃下的阻焊剂2的粘度(η5)、以及以轴转速50rpm在温度25℃下的阻焊剂2的粘度(η50)，并由它们的测定值计算出触变比(η5/η50)。

另外，利用流变仪测得的阻焊剂2在温度20℃至160℃的最低损耗模量(G”)优选为300Pa以上且2000Pa以下(更优选为400Pa以上且1000Pa以下)。如果最低损耗模量为300Pa以上，则可以减小除去面积，因此可以进一步缩短加工时间。

需要说明的是，在温度20℃至160℃的最低损耗模量(G”)可以通过以下的方法来测定。即，将阻焊剂投入到流变仪(装置名“HAAKE MARS III”、Thermo Fisher Scientific公司制)中，在升温速度为5℃/min、频率为1.0Hz、间隙为0.5mm、圆盘直径为φ25mm的条件下，一边使板的旋转在左右振动，一边测定使温度在20℃至160℃变化时阻焊剂的应变。然后，基于测定结果计算出储能模量G’及损耗模量G”(单位：Pa)，将损耗模量G”的值为最低时的值记作最低损耗模量。

另外，作为将阻焊剂2的粘度、触变比及最低损耗模量(G”)调整为上述的范围的方法，可以举出以下这样的方法。

粘度及触变比均可以通过改变固化性树脂、溶剂及触变剂的种类、配合量来进行调整。

最低损耗模量(G”)均可以通过改变固化性树脂、固化剂、溶剂及触变剂的种类、配合量来进行调整。

作为阻焊剂2，可以举出热固化型阻焊剂及紫外线固化型阻焊剂等。上述当中，从密合性、耐药品性等的观点考虑，优选使用热固化型阻焊剂。

本实施方式中使用的热固化型阻焊剂优选含有(A)基础树脂、(B)环氧化合物、(C)固化剂、(D)触变剂、以及(E)溶剂。

(A)基础树脂是作为热固化型阻焊剂的主成分的树脂。作为(A)成分，可以举出通过甲基丙烯酸酯及丙烯酸酯等含有不饱和基团的化合物的共聚而得到的树脂。另外，作为(A)成分，优选使用与(B)环氧化合物具有反应性的树脂，例如优选使用含有羧基的含羧基树脂。

作为(B)环氧化合物，可以举出例如：双酚A型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂(苯酚酚醛清漆型环氧树脂、邻甲酚酚醛清漆型环氧树脂、及对叔丁基苯酚酚醛清漆型等)、双酚F型或双酚S型的环氧树脂(使表氯醇与双酚F、双酚S反应而得到的环氧树脂)、脂环族环氧树脂(具有氧化环己烯基、氧化三环癸烷基、及氧化环戊烯基等的环氧树脂)、三缩水甘油基三聚异氰酸酯(三(2,3-环氧丙基)三聚异氰酸酯、三缩水甘油基三(2-羟基乙基)三聚异氰酸酯等)、二环戊二烯型环氧树脂、及金刚烷型环氧树脂等。它们可以单独使用一种，也可以混合2种以上使用。

相对于(A)成分100质量份，(B)成分的配合量优选为10质量份以上且50质量份以下。

(C)固化剂是为了使(B)成分固化而使用的成分。作为(C)成分，可以举出例如：三聚氰胺化合物、双氰胺化合物、咪唑化合物、及酚化合物等。它们可以单独使用一种，也可以混合2种以上使用。

从(B)成分的固化性的观点考虑，相对于(A)成分100质量份，(C)成分的配合量例如优选为0.1质量份以上且10质量份以下。

作为(D)触变剂，可以举出有机系触变剂及无机系触变剂。作为有机系触变剂，可以举出酰胺类等。另外，作为无机系触变剂，可以举出气相二氧化硅(fumed silica)、高岭土、有机膨润土、及玻璃片等。它们可以单独使用一种，也可以混合2种以上使用。需要说明的是，从触变比的观点考虑，优选将有机系触变剂及无机系触变剂组合使用。

从调整粘度及触变比这样的观点考虑，相对于(A)成分100质量份，(D)成分的配合量例如优选为5质量份以上且50质量份以下、更优选为10质量份以上且40质量份以下。

作为(E)溶剂，可以举出酮类(例如甲乙酮、环己酮)、芳香烃类(例如甲苯、二甲苯)、醇类(例如甲醇、异丙醇、环己醇)、脂环烃类(例如环己烷、甲基环己烷)、石油系溶剂类(例如石油醚、石脑油)、溶纤剂类(例如溶纤剂、丁基溶纤剂)、(例如卡必醇、丁基卡必醇)、及酯类(例如乙酸乙酯、乙酸丁酯、溶纤剂乙酸酯、丁基溶纤剂乙酸酯、卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇单乙醚乙酸酯)等。它们可以单独使用一种，也可以混合2种以上使用。

从调整粘度这样的观点考虑，相对于(A)成分100质量份，(E)成分的配合量例如优选为20质量份以上且150质量份以下、更优选为50质量份以上且120质量份以下。

在本实施方式使用的热固化型阻焊剂中，除了上述的(A)成分～(E)成分以外，根据需要可以适宜配合各种添加成分，例如填料(硫酸钡、二氧化硅、氧化铝、滑石及云母等)、着色剂、抗氧剂、及偶联剂等。

在印刷工序中，接着，如图1(B)所示那样，使用印刷掩模3在布线基板1上印刷阻焊剂2。

印刷掩模3具有与开口部1A(参照图1(E))相对应的图案。利用该印刷掩模3，不会在开口部1A上印刷阻焊剂2。

印刷可以适宜使用公知的印刷装置。

可以通过阻焊剂2的厚度来调整要获得的阻焊膜2a。作为阻焊膜2a的厚度，优选为5μm以上且50μm以下、更优选为10μm以上且30μm以下。

[固化工序]

在固化工序中，如图1(C)所示那样，使阻焊剂2固化而形成阻焊膜2a。

固化条件根据阻焊剂2的种类而不同，例如，在使用热固化型阻焊剂的情况下，可以通过实施热处理来使阻焊剂2固化。

热处理条件根据热固化型阻焊剂的种类而不同，没有特别限定。例如，从生产性的观点考虑，热处理温度优选为100℃以上且200℃以下、更优选为120℃以上且160℃以下。另外，从生产性的观点考虑，热处理时间优选为10分钟以上且2小时以下、更优选为20分钟以上且90分钟以下。

[激光除去工序]

在激光除去工序中，如图1(D)所示那样，沿着开口部1A的内缘照射脉冲宽度为1000纳秒以下的激光4，将阻焊膜2a的一部分除去。

激光4是脉冲宽度为1000纳秒以下的激光，具体来说，是纳秒激光及皮秒激光等。如果是这样的激光4，则可以充分抑制碎片的产生。另外，在本实施方式中，仅对位于开口部1A的内缘的印刷的渗入部分通过激光4进行除去，因此不会使加工时间变得过长。进而，从进一步抑制碎片的观点考虑，优选使用脉冲宽度为1皮秒以上且1000皮秒以下的皮秒激光。

开口部1A的宽度没有特别限定，但是，例如开口部1A为通孔的情况下，优选通孔的直径为50μm以上且1000μm以下、更优选为100μm以上且500μm以下。如果通孔的直径为上述范围内，则可以以高水平保持加工时间及图案形成的精度这两者。

根据本实施方式，可以通过如上述那样的简便的方法如图1(E)所示那样使阻焊膜2a精度良好地形成图案。

[电子基板的制造方法]

接着，对本实施方式的电子基板的制造方法进行说明。

本实施方式的电子基板的制造方法是利用上述的阻焊膜的形成方法，在布线基板1上形成阻焊膜2a而制造电子基板的方法。

具体来说，通过前面所述的阻焊膜的形成方法来制作具备形成有图案的阻焊膜2a的布线基板1，在其上搭载电子部件(芯片及密封部件等)，再实施回流焊处理等，从而制造电子基板。

需要说明的是，本发明的阻焊膜的形成方法及电子基板的制造方法并不限于上述实施方式，在能够实现本发明目的的范围内的变形、改进等均包含在本发明中。

实施例

接着，通过实施例及比较例更详细地对本发明进行说明，但本发明并不受这些例子的任何限定。需要说明的是，实施例及比较例中使用的材料如以下所示。

((A)成分)

基础树脂：甲基丙烯酸酯类树脂、商品名“High Pearl(ハイパール)MA-4620”、根上工业株式会社制，酸值约为130

((B)成分)

环氧化合物：双酚A型环氧树脂、商品名“828”、三菱化学株式会社制((C)成分)

固化剂：2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑、商品名“Curezol 2P4MHZ-PW”、四国化成工业株式会社制

((D)成分)触变剂A：气相二氧化硅、商品名“AEROSILR974”、NIPPON AEROSIL公司制

触变剂B：聚羧酸的酰胺、商品名“BYK-405”、BYK-Chemie Japan公司制

((E)成分)

溶剂：二乙二醇单乙醚乙酸酯、商品名“EDGAC”、大赛璐株式会社制

[实施例1]

将基础树脂418质量份、环氧化合物179质量份、固化剂10质量份、触变剂A100质量份、触变剂B3质量份及溶剂490质量份投入到容器中，用搅拌机进行了预混合，然后使用三辊机在室温下混合而使其分散，得到了热固化型阻焊剂。

对布线基板(玻璃环氧基材、两面板、厚度：1.6mm)实施了表面处理(抛光及清洗研磨)后，使用具有与开口部(直径200μmφ的通孔)相对应的图案的印刷掩模印刷了热固化型阻焊剂(印刷工序)。然后，利用BOX炉在温度150℃下实施60分钟的热处理，由此在布线基板上形成了阻焊膜(固化工序)。阻焊膜的厚度为15μm。

然后，沿着直径200μmφ的通孔的内缘，使用激光加工装置A(UV激光、“LPM-GPX-T”、Mitsuboshi Diamond Industrial Co.,Ltd.制)照射脉冲宽度为15皮秒、波长为355nm的激光，除去阻焊膜的一部分，制作了具有形成有图案的阻焊膜的布线基板(激光除去工序)。

[实施例2]

与实施例1同样地得到了热固化型阻焊剂。

另外，除了将激光除去工序中的激光的脉冲宽度变更为15纳秒以外，与实施例1同样操作，制作了具有形成有图案的阻焊膜的布线基板。

[比较例1]

与实施例1同样地得到了热固化型阻焊剂。

另外，在印刷工序中不使用印刷掩模而进行实地印刷，在激光除去工序不仅对直径200μmφ的通孔内缘照射激光，而且对整个通孔照射了激光，除此以外，与实施例1同样操作，制作了具有形成有图案的阻焊膜的布线基板。

[比较例2]

与实施例1同样地得到了热固化型阻焊剂。

另外，在激光除去工序中，使用激光加工装置B(二氧化碳激光、“ML605GTW5(-H)-5350U”、三菱电机株式会社制)，以脉冲宽度为10微秒照射了波长为1064nm的激光，除此以外，与实施例1同样操作，制作了具有形成有图案的阻焊膜的布线基板。

[比较例3]

与实施例1同样地得到了热固化型阻焊剂。

另外，除了未进行激光除去工序以外，与实施例1同样操作，制作了具有形成有图案的阻焊膜的布线基板。

[比较例4]

除了按照表1所示的组成配合了各材料以外，与实施例1同样地得到了热固化型阻焊剂。

然后，使用了所得到的热固化型阻焊剂，除此以外，与实施例1同样地制作了具有形成有图案的阻焊膜的布线基板。

[比较例5]

与比较例4同样地得到了热固化型阻焊剂。

另外，除了未进行激光除去工序以外，与比较例4同样操作，制作了具有形成有图案的阻焊膜的布线基板。

[比较例6]

然后，使用了所得到的热固化型阻焊剂，除此以外，与实施例1同样操作，制作了具有形成有图案的阻焊膜的布线基板。

[比较例7]

与比较例6同样地得到了热固化型阻焊剂。

另外，除了未进行激光除去工序以外，与比较例6同样操作，制作了具有形成有图案的阻焊膜的布线基板。

＜绝缘被膜的形成方法的评价＞

按照以下所述的方法进行了绝缘被膜的形成方法的评价(粘度、触变比、通孔形成时间、通孔端部的锥形宽度、碎片、最低损耗模量)，将所得到的结果示于表1。另外，实施例1、2及比较例1～7的印刷工序中的印刷形式、以及激光除去工序的条件示于表1。

(1)粘度

使用Brookfield公司制造的粘度计HBT型，在轴转速50rpm下测定了温度25℃下的热固化型阻焊剂的粘度。

(2)触变比

使用Brookfield公司制造的粘度计HBT型，分别测定了以轴转速5rpm在温度25℃下的热固化型阻焊剂的粘度(η5)、以及以轴转速50rpm在温度25℃下的热固化型阻焊剂的粘度(η50)。然后，由它们的测定值计算出触变比(η5/η50)。

(3)通孔形成时间

测定了相当于1个直径的通孔的形成时间(单位：秒)。

(4)通孔端部的锥形宽度

将具有形成有图案的阻焊膜的布线基板作为试料，用KYENCE公司制造的超深度彩色3D形状测定显微镜“VK-9500”对通孔周边部进行观察，测定了通孔端部的锥形宽度。需要说明的是，通孔端部的锥形宽度是在基板的平面方向上从阻焊膜中通孔端部的上端部到下端部的距离。

(5)碎片

将具有形成有图案的阻焊膜的布线基板作为试料，用KYENCE公司制造的超深度彩色3D形状测定显微镜“VK-9500”对通孔周边部进行了观察。然后，按照以下的基准对碎片进行了评价。

A：未观察到碎片。

B：虽然观察到碎片，但碎片的高度低于1μm。

C：观察到碎片，且碎片的高度为1μm以上。

(6)最低损耗模量

将阻焊剂投入到流变仪(装置名“HAAKE MARS III”、Thermo Fisher Scientific公司制)中，在升温速度为5℃/min、频率为1.0Hz、间隙为0.5mm、圆盘直径为φ25mm的条件下，一边使板的旋转在左右振动，一边测定使温度在20℃至160℃变化时阻焊剂的应变。然后，基于测定结果计算出储能模量G’及损耗模量G”(单位：Pa)，将损耗模量G”的值为最低时的值记作最低损耗模量。

由表1所示的结果所明确的那样，在使用了本发明的阻焊膜的图案形成方法的情况下(实施例1及2)，确认到通孔形成时间、通孔端部的锥形宽度、及碎片的结果均良好。因此，确认了根据本发明的阻焊膜的图案形成方法，能够以简便的方法使阻焊膜精度良好地形成图案。

Claims

1.一种阻焊膜的图案形成方法，其是在布线基板上形成阻焊膜，且未被所述阻焊膜包覆的开口部形成为给定图案的阻焊膜的图案形成方法，该方法包括：

使用具有与所述开口部相对应的图案的印刷掩模，将热固化型阻焊剂印刷在所述布线基板上的工序，所述热固化型阻焊剂的粘度为15Pa·s以上且100Pa·s以下、触变比为3以上且5以下、通过流变仪测得的温度20℃至160℃的最低损耗模量(G”)为400Pa以上且1000Pa以下；

使所述阻焊剂固化而形成阻焊膜的工序；以及

沿着所述开口部的内缘照射脉冲宽度为1皮秒以上且1000皮秒以下的激光，从而除去所述阻焊膜的一部分的工序，

所述热固化型阻焊剂含有(A)基础树脂、(B)环氧化合物、(C)固化剂、(D)触变剂、以及(E)溶剂，

相对于所述(A)成分100质量份，所述(B)成分的配合量为10质量份以上且50质量份以下，

相对于所述(A)成分100质量份，所述(C)成分的配合量为0.1质量份以上且10质量份以下，

相对于所述(A)成分100质量份，所述(D)成分的配合量为10质量份以上且50质量份以下，

相对于所述(A)成分100质量份，所述(E)成分的配合量为20质量份以上且150质量份以下。

2.根据权利要求1所述的阻焊膜的图案形成方法，其中，

所述阻焊剂的粘度为40Pa·s以上且90Pa·s以下。

3.根据权利要求1所述的阻焊膜的图案形成方法，其中，

所述阻焊剂的触变比为3以上且4.7以下。

4.根据权利要求1所述的阻焊膜的图案形成方法，其中，

使所述热固化型阻焊剂固化时的热处理的温度为100℃以上且200℃以下。

5.根据权利要求1所述的阻焊膜的图案形成方法，其中，

所述开口部为通孔，

所述通孔的直径为50μm以上且1000μm以下。

6.根据权利要求1所述的阻焊膜的图案形成方法，其中，

所述开口部为通孔，

所述通孔的直径为100μm以上且500μm以下。

7.一种电子基板的制造方法，该方法包括：

使用权利要求1～6中任一项所述的阻焊膜的形成方法，在所述布线基板上形成所述阻焊膜，从而制造电子基板。