CN1281754A - 平板状被涂敷件的涂敷方法及涂敷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种平板状被涂敷件的涂敷方向及其涂敷装置,其特征为:以提供加工性优良的印刷电路板的涂敷方法为目的,在纵向悬吊的此印刷电路板等平板状被涂敷件表面或背面,或者两面喷涂导电性赋予剂,形成体积电阻率在5×106Ω·cm以下的未干燥的导电性赋予膜,然后在平板状被涂敷件的涂敷面或未涂敷面上静电涂敷液态抗蚀剂。

Description

平板状被涂敷件的涂敷方法及涂敷装置
本发明涉及在印刷电路板等平板状被涂敷件上涂敷抗蚀剂等涂料的涂敷方法。
以前，作为静电涂敷涂料的方法用在塑料等非导电性材料上，要涂敷含有导电性金属粉、石墨等导电性填充料的导电性底涂料，对非导电性材料表面进行导电处理后，进行了静电涂敷的前处理。可是由于原材料物理性能差和因下垂而加工不良等，使此方法具有成本高的缺点。
此外，众所周知，也有在非导电性材料上不涂导电性底涂料，而使用涂料本身具有导电性的方法。可是此方法由于涂膜厚度不均匀，即使平均涂敷厚度在30μm以上也会出现涂膜厚度1μm以下的薄的地方，因此用在印刷电路板的抗蚀剂上会形成短路，所以这种方法是不适用的。
此外，近年来对需要构成精密(fine)电路板的要求增加，如能确保薄的、均匀的膜厚，当然就可以精密地制造厚度薄的电路板，采用沉积的方法和依靠精密化有利于实现薄板化。
本专利申请人在特开平4-78459号公报中提出了在平板状被涂敷件上涂敷的静电涂敷装置，克服了以前的涂敷方法的缺点。以前的涂敷方法的缺点是，作为在印刷电路板等平板状被涂敷件上涂敷抗焊蚀等涂料的方法，用丝网印刷的方法，使空气或真空(air-less)涂敷机往复运动，一方面要用输送器移送被涂敷件，同时进行涂敷(图9)。
可是，在此涂敷装置上，在涂板厚0．2mm那样的薄的印刷电路板时，通常使用的印刷电路板是在玻璃环氧等的绝缘基板上一部分形成铜等导电的电路图形构成的，因此在同一基板上绝缘部分和导电部分混在一起，在这样的基板上静电涂敷抗蚀剂时，部分电荷蓄积在基板上。因此静电涂敷必须在基板背面设有地线板，涂敷用悬吊装置上吊挂的基板要靠在地线板上，有时会因基板倾斜，造成涂敷膜厚度不均，或涂敷基板与地线板接触，出现质量不好的产品等问题。
为了解决这些问题，考虑采用上部固定悬吊装置和下部固定件等将基板固定的方法，但存在有这些固定件脏了的时候要去除污垢，必须设置必要的清洗装置，存在要格外增加附加设备的问题，此外还有要自动涂敷纵横方向尺寸不同的基板和成本高、大型化等问题。
因此，本发明人等为了开发在印刷电路板等平板状被涂敷件上涂敷液态焊锡抗蚀剂的静电涂敷方法，进行了专心研究，其结果是能够提供一个解决以前所有问题的方法，这就是在被涂敷件上涂上特定的导电性赋予剂，然后用静电涂敷的方法涂敷液态焊锡抗蚀剂，并使用特定的涂敷装置。最终完成了本发明。
这样，本发明提供一种平板状被涂敷件的涂敷方法，其特征为：在纵向悬吊的印刷电路板等平板状被涂敷件表面或背面，或者两面喷涂上导电性赋予剂，形成一层体积电阻率在5×106Ω·cm以下的未干燥的导电性赋予膜，然后在此平板状被涂敷件的涂敷面或未涂敷面上静电涂敷液态抗蚀剂。
上述导电性赋予剂最好为挥发性导电溶剂，或者是把抗蚀剂用的树脂溶解或分散到该溶剂中。
上述平板状被涂敷件的平板厚度最好平均为0．05～0．2mm。
上述喷涂的空气雾化压力为0．03～0．3Mpa，而图形雾化压力为0．05～0．3MPa条件下进行低压空气雾化涂敷。
上述喷涂最好在空气雾化压力为0．1～0．6 Mpa，而图形雾化压力为0．2～0．6 Mpa的条件下，进行空气雾化涂敷。
本发明提供一种实施上述涂敷方法时使用的涂敷装置，其特征为，它包括：搬送平板状被涂敷件的输送装置，该输送装置具有两段长度为L的直线部分，这两段直线部分的搬送方向相反，且平行，有2R的间隔，且上述L及R的关系为L≥2R；反转装置，它接受从一段直线部分送来的平板状被涂敷件，把上述平板状被涂敷件反转，再送给另一段直线部分；雾化装置，其转动轴线位于上述输送装置的直线部分的中间，而且带有可在垂直方向伸展的旋转雾化头；使上述旋转雾化头沿上述转动轴线往复运动的支承装置；在平板状被涂敷件上涂敷液态抗蚀剂的静电涂敷装置；作为上述静电涂敷的前步工序，喷涂导电性赋予剂的喷涂敷置。
此外，本发明提供的涂敷装置以下述形式构成：在上述涂敷装置中，上述输送装置纵向悬吊的平板状被涂敷件相向布成两列，而且同方向搬送；上述喷涂装置配置为在上述平板状被涂敷件的表面或背面，或者两面喷涂导电性赋予剂；上述旋转雾化头通过旋转使液态抗蚀剂雾化，使旋转雾化头一边上下往复运动，一边在此平板状被涂敷件相对的面(表面)上静电涂敷液态抗蚀剂。
采用本发明可在板厚很薄的平板状被涂敷件上涂敷均匀的抗蚀剂。
下面结合附图所示实施例说明本发明，可看出本发明的特征和效果，附图中：
图1是本发明优选实施例的平板状被涂敷件涂敷方法所用的涂敷装置的平面简图。
图2为图1装置的局部剖视图。
图3为本发明优选实施例的平板状被涂敷件涂敷方法所用的涂敷装置的平面简图。
图4为图3装置的局部剖视图。
图5为本发明优选实施例的平板状被涂敷件涂敷方法所用的涂敷装置的平面简图。
图6为图5装置的局部剖视图。
图7为本发明优选实施例的平板状被涂敷件涂敷方法所用的涂敷装置的平面简图。
图8为图7装置的局部剖视图。
图9为以前涂敷装置的平面简图。
图10为图9装置的局部剖视图。
下面说明本发明的平板状被涂敷件的涂敷方法及其涂敷装置的一个实施例。
作为适合本发明的印刷电路板等平板状被涂敷件，使用以前公知的印刷电路板，例如有贯通孔或／和非贯通孔的平板基板，或没有这些孔的基板。众所周知以前印刷电路板希望使用板厚0．05mm～0．2mm的基板。再有，作为此基板希望使用有贯通孔或／和非贯通孔的平板基板。
作为印刷电路板可以举出很多种，例如在具有电绝缘性的玻璃-环氧树脂板等的塑料薄片的基体材料表面上，附着上铜、铝等金属箔，或者利用真空蒸镀的方法将铜等金属或以氧化铟-锡(ITC)为代表的导电性氧化物等镀在基体材料表面，在基体材料表面形成化合物导电膜，在表面具有导电性的基体材料上，设有通孔的部位，例如用镀铜的方法在通孔内部形成导电膜的基板；在此基板上用照相的方法形成的导电性电路图形的基板；在形成金属等导电图形的基板上有绝缘树脂层，用激光加工或照相的方法开非贯通孔，然后用镀铜的方法等在包含非贯通孔内面的绝缘树脂层表面上形成导电膜的基板；此基板上用照相的方法等形成导电性电路图形的基板；此基板上进行负片光抗蚀剂、正片光抗蚀剂的液态抗蚀剂，和干板抗蚀剂的显像处理，形成导电性电路图案的印刷电路板等。
使用本发明的涂敷方法，通过在印刷电路板的表面或背面，或者两面涂敷导电性赋予剂，可去除印刷电路板上蓄积的电荷，然后可以使用静电涂敷方法涂敷的液态抗蚀剂，在印刷电路板上形成均匀的抗蚀剂层。涂敷此导电性赋予剂形成的导电膜，在静电涂敷前的未干燥状态下，抗蚀剂的体积电阻率值在5×106Ω·cm以下，优选的在1×103Ω·cm～2×103Ω·cm范围内。体积电阻率的值超过5×106Ω·cm的话，则不能除去印刷电路板上蓄积的电荷，随后用静电涂敷被涂敷的液态抗蚀剂不能在印刷电路板上形成均匀的抗蚀剂。此外还有蓄积在基板上的电荷会放电，使铜的电路图形受损的缺点。
为了形成上述未干燥膜状态下体积电阻率在5×106Ω·cm以下的导电膜，作为导电性赋予剂，例如可以单独使用导电性溶剂，或把以前使用的焊料用抗蚀用的树脂等溶解或分散在导电性溶剂中。
这样的导电性溶剂介电常数要在10以上，最好是12～35。此外，作为此溶剂希望是挥发性的，例如单位蒸发速度在0．2以下，最好是0．003～0．2的有机溶剂。具体可以举出：例如，N-甲基-2-吡咯烷酮、丁基二甘醇、异佛尔酮(3，5，5-三甲基-2-环乙烯-1-酮)、苯甲醇、山梨糖醇、双丙酮醇、二异丁酮、二甲替甲酰胺等。
介电常数不足10和单位蒸发速度超过0．2的其它溶剂也可以根据需要使用，具体可举出，如水、二甲苯、甲苯等的烃溶剂，甲乙酮、甲基异丁基酮等的酮系溶剂，醋酸乙酯、醋酸丁酯等的酯系溶剂，乙二醇单乙基醚、乙二醇单丁基醚等的醚系溶剂等，可以一种或两种以上并用。
导电性赋予剂的固态部分应为0～45％，最好为0～30％。固态成分超过45％的话空气雾化不好。
上述抗蚀剂用树脂可以使用环氧系树脂、丙烯酸系树脂、聚酯系树脂、醇酸系树脂、硅系树脂、氟系树脂、乙烯系树脂、酚系树脂、尿烷系树脂，以及它们两种以上化合或混合成的变性树脂。
要把上述导电性赋予剂喷射涂敷到印刷电路板上，可以在空气雾化压力0．03～0．3MPa，以及图形雾化压力0．05～0．3MPa的条件下低压空气雾化涂敷。所谓空气雾化压力是指喷射涂敷时为了雾化所需的空气压力。在这样低压下进行喷射涂敷的情况下，要使雾化涂料充分涂到被涂敷件上，希望雾化涂料的流量要大。希望的雾化涂料流量是200升／分以上，500升／分以下，最好250升／分以上，400升／分以下。在此条件下的喷射涂敷空气雾化压力不足0．03MPa的话，会发生涂敷不均，存在不能在静电涂敷时把液态抗蚀剂均匀涂敷在印刷电路板上的缺点。相反，超过0．3MPa的话，由于印刷电路板摇晃，也存在不能均匀喷涂的问题。
此外，图形雾化压力不足0．05MPa的话，会出现涂不上的部分，相反，超过0．3MPa的话，喷射的形状不稳定，会产生不能均匀涂敷的问题。所谓图形雾化压力是指喷射涂敷时，为了调整喷射时从喷嘴中喷出的图形所必须的空气压力。
除了将上述导电性赋予剂喷射涂敷到印刷电路板上的方法以外，还可以在空气雾化压力0．1～0．6MPa，以及图形雾化压力0．2～0．6MPa的条件下空气雾化涂敷。在这样的中压或高压下的喷射涂敷，雾化涂料的流量可以比低压喷射涂敷时少。这种情况下，希望的雾化涂料流量为50升／分以上，200升／分以下，最好50升／分以上，100升／分以下。这样的涂敷条件下，空气雾化压力不足0．1MPa的话，由于会出现涂敷不均，存在不能把液态抗蚀剂均匀涂敷到印刷电路板上的问题，相反，超过0．6MPa的话，由于印刷电路板摇晃，也存在不能均匀涂敷的缺点。
此喷射涂敷，例如，可以使用空气喷射涂敷机和真空喷射涂敷机等。
关于导电性赋予剂的膜厚，湿的膜厚通常为2～20μm，最好为5～10μm。
把导电性赋予剂涂敷到被涂敷件的表面或背面，或者两面以后，进行液态抗蚀剂的静电涂敷。此液态抗蚀剂被涂敷到涂了导电性赋予剂的被涂敷件的表面或涂了导电性赋予剂的被涂敷件的背面，或者涂了导电性赋予剂的被涂敷件的表面和背面。静电涂敷时的导电性赋予膜的表面和背面都处于未干燥的状态，此液态抗蚀剂的体积电阻率值为1×106Ω·cm以下。
液态抗蚀剂可以使用以前众所周知的静电涂敷用的液态抗蚀剂。作为此液态抗蚀剂使用的树脂可以使用导电性赋予剂中所记载的抗蚀剂用树脂和本质上与其相同的树脂。使用本质上相同的树脂的话，具有优良的两层的相溶性、相互间的结合性能、抗焊蚀性能、显像性能等，希望这些树脂的组合。
静电涂敷方法可以使用公知的静电涂敷机，例如，空气雾化涂敷机、真空雾化涂敷机、电气雾化涂敷机等静电涂敷机。
该液态抗蚀剂的膜厚，干燥膜厚通常是1～100μm，优选的是2～50μm。
下面参照图1～图4来说明要实施上述的涂敷方法使用的本发明的涂敷装置的优选实施形式。
此涂敷装置在特开平4-78459号公报中记述的用于平板状被涂敷件的静电涂敷装置中，具有在此静电涂敷的前步工序把上述导电性赋予剂喷涂在印刷电路板的表面或背面，或者两面的装置。
也就是说，本涂敷装置包括：搬送平板状被涂敷件1的循环式输送装置2、反转装置3、带有旋转雾化头4(图2和图4)的雾化装置5、支承雾化装置5的支承装置6、喷涂装置7及涂敷室外壳8。
循环式输送装置2有两段直线部分，它们的搬送方向相反，且平行，间隔为2R，长度为L，上述L和R按L≥2R的关系设计。
反转装置3接受从一个直线部分送来的平板状被涂敷件1，使这个平板状被涂敷件1反转，再送给另一个直线部分。
喷涂装置7在输送装置2搬送来的平板状被涂敷件1上喷涂导电性赋予剂。
雾化装置5设置在喷涂装置7的下游侧。雾化装置5的旋转雾化头4，其旋转轴线位于输送装置2的上述直线部分的中央，而且可在垂直方向伸展，在平板状被涂敷件1上静电涂敷液态抗蚀剂。
支承装置6使旋转雾化头4沿其旋转轴线往复运动。
此涂敷装置中除了把上述导电性赋予剂喷涂在印刷电路板的表面或背面，或者两面的装置以外，可以使用与上述公报记述的相同的装置，所以省略了对详细装置和动作的说明。
喷涂装置7可以在印刷电路板表面上喷涂导电性赋予剂(图1)，或者在印刷电路板的背面上喷涂导电性赋予剂(图3)。印刷电路板表面喷涂了导电性赋予剂后，在此导电性赋予膜表面上利用雾化装置5涂敷液态抗蚀剂(图1)。印刷电路板背面上喷涂了导电性赋予剂后印刷电路板的未涂敷面(表面)(导电性赋予膜是背面)上，利用雾化装置5涂敷液态抗蚀剂(图3)。喷涂装置7如图2和图4所示可以上下移动。
上述涂敷装置由于装有在静电涂敷前的工序中喷涂上述导电性赋予剂的装置，所以即使在板厚0．2mm以下的薄的印刷电路板上涂敷的膜厚也是均匀的。此外也没有涂敷基板与地线板接触而出现质量不好产品的问题。
下面参照图5～图8说明本发明装置的其它优选实施方式。
此涂敷装置中喷涂导电性赋予剂的装置和方法，以及液态抗蚀剂的静电涂敷装置和方法可以使用与上述相同的装置，并且在同样的涂敷条件下涂敷。此涂敷装置是在特开平6-339662号公报记述的线状材料涂敷方法中，装备了在此旋转雾化装置的静电涂敷前的工序中，在印刷电路板表面或背面，或者两面上进行喷涂上述导电性赋予剂的装置。
此涂敷装置包括：输送装置12，以两列搬送印刷电路板11，基板相对而放、而且向同方向搬送；具有旋转雾化头13(图6和图8)的雾化装置14；支承雾化装置14的支承装置15；喷涂装置16；涂敷室外壳17。
此涂敷方法中，除了把上述导电性赋予剂喷涂在印刷电路板表面或背面，或者两面的装置以外，可以使用与上述公报记述的同样的装置，所以省略了对详细装置和动作的说明。
此喷涂装置16可以在印刷电路板表面喷涂导电性赋予剂(图5)，或者在印刷电路板背面喷涂(图7)。
在印刷电路板11表面喷涂导电性赋予剂后，在此导电性赋予膜表面上用雾化装置14涂敷液态抗蚀剂(图5)。在印刷电路板背面喷涂导电性赋予剂后，在印刷电路板的未涂敷面(表面)(导电性赋予膜是背面)上用雾化装置14涂敷液态抗蚀剂(图7)。此喷涂装置16如图6和图8所示可上下移动。
上述实施例不是限定本发明的内容，在权利要求范围记述的发明范围内，本发明有各种变化的可能。
附图符号说明
1平板状被涂敷件
2输送装置
3反转装置
4旋转雾化头
5雾化装置
6支承装置
7喷涂装置
8涂敷室外壳
11平板状被涂敷件
12输送装置
13旋转雾化头
14雾化装置
15支承装置
16喷涂装置
17涂敷室外壳

Claims (8)

1．平板状被涂敷件的涂敷方法，其特征为，在纵向悬吊的印刷电路板等平板状被涂敷件的表面或背面，或者两面喷涂导电性赋予剂，形成体积电阻率为5×106Ω·cm以下的未干燥的导电性赋予膜，然后在此平板状被涂敷件的涂敷面或未涂敷面上静电涂敷液态抗蚀剂。
2．如权利要求1所述的涂敷方法，其特征为，导电性赋予剂为挥发性的导电溶剂，或者是把抗蚀剂用的树脂溶解或分散在此溶剂中。
3．如权利要求1或2所述的涂敷方法，其特征为，平板状被涂敷件的平板厚度平均为0．05～0．2mm。
4．如权利要求1～3之一所述的涂敷方法，其特征为，喷涂时在空气雾化压力为0．03～0．3MPa，而图形雾化压力为0．05～0．3MPa的条件下进行低压空气雾化涂敷。
5．如权利要求1～3之一所述的涂敷方法，其特征为，喷涂时在空气雾化压力为0．1～0．6MPa，而图形雾化压力为0．2～0．6MPa的条件下进行空气雾化涂敷。
6．实施权利要求1～5之一所述涂敷方法而使用的涂敷装置，其特征为，此装置包括：
搬送平板状被涂敷件的输送装置，该输送装置具有两段直线部分，它们搬送方向相反，且平行，间隔为2R，长度为L，且L和R的关系为L≥2R；
反转装置，此反转装置接受从一个直线部分送来的平板状被涂敷件，将上述平板状被涂敷件反转，再送到另一个直线部分；
喷涂装置，在上述输送装置送来的平板状被涂敷件上喷涂导电性赋予剂；
雾化装置，此雾化装置配置在上述喷涂装置的下游侧，其旋转轴线位于上述输送装置的直线部分的中央，而且在垂直方向延伸，并具有用来在上述平板状被涂敷件上静电涂敷液态抗蚀剂的旋转雾化头；
使上述旋转雾化头沿上述旋转轴线往复运动的支承装置。
7．如权利要求6所述的涂敷装置，其特征为，
上述输送装置把纵向悬吊的平板状被涂敷件分成两列，使此平板状被涂敷件相对而放，而且同方向搬送；
上述喷涂装置配置成在上述平板状被涂敷件表面或背面，或者两面喷涂导电性赋予剂；
上述旋转雾化头通过旋转使液态抗蚀剂雾化，使旋转雾化头边上下往复运动，边在此平板状被涂敷件相对的面(表面)分别静电涂敷液态抗蚀剂。
8．如权利要求6或7所述的涂敷装置，其特征为，上述喷涂装置设计成可在上下方向上移动。
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