JP2002050853A - 回路基板のコーティング方法、およびその方法によって製造された回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光硬化性樹脂を効率的に硬化させることがで
きる回路基板のコーティング方法を提供する。 【解決手段】 配線パターンを保護するためのレジスト
層を基板の表面に形成するレジスト工程と、レジスト層
が形成された基板の表面に電子部品を半田付けする実装
工程と、電子部品が実装された基板の表面に、光硬化性
樹脂でコーティングすべき所定の領域に対応するように
形成された開口部を有する枠型部材を密着させる工程
と、上記開口部に光硬化性樹脂を注入する工程と、上記
枠型部材の上から光を照射して上記光硬化性樹脂を硬化
させる工程と、上記枠型部材を除去する工程とを含む、
回路基板のコーティング方法であって、上記レジスト工
程と上記実装工程との間に、上記レジスト層上に白色イ
ンク層を形成する印刷工程をさらに含むことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、半導体素子など
の電子部品が実装された回路基板における所望の領域を
光硬化性樹脂でコーティングする方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、回路基板は、表面に配線パター
ンが形成された基板に半導体素子や抵抗器などの電子部
品を半田付けすることによって形成されている。回路基
板には、たとえば、充電池パックの内部で充電池に接続
される電子回路や、ＩＣなどの半導体素子を複数実装し
たハイブリッドＩＣとして形成された電子回路などを構
成しているものがある。このような電子回路を構成する
回路基板には、実装した電子部品を保護したり、あるい
は電子部品や配線パターンを防水するなどの必要性か
ら、図８に示すように、回路基板の表面を被覆剤Ｇでコ
ーティングしたものがある。このようなコーティングに
用いられる被覆剤Ｇには、光を照射すれば硬化する光硬
化性樹脂がある。

【０００３】図９に光硬化性樹脂を回路基板の表面にコ
ーティングする手順の一例を示す。また、図９の手順を
図面示したものを図１０に示し、図１０（２）〜（６）
は、それぞれ、図９における工程Ａ〜Ｅを示している。
なお、工程Ａおよび工程Ｂは、回路基板を形成するため
の工程である。また、コーティングされる基板Ｂとして
は、たとえばガラスエポキシからなる平板状の基板Ｂが
用いられ、その表面には、図１０（１）に示すように、
厚みが３０〜４０μｍ程度の銅などからなる配線パター
ンＰが形成されている。

【０００４】上記工程Ａは、図１０（２）に示すよう
に、配線パターンＰを保護するためのレジスト層１を基
板Ｂの表面に形成する工程である。このレジスト層１
は、通常グリーンレジストと呼ばれている緑色の層であ
る。上記工程Ｂは、図１０（３）に示すように、レジス
ト層１が形成された基板Ｂの表面に電子部品ｅ…を半田
付けする工程である。電子部品ｅ…は、電極が配線パタ
ーンＰの各所に形成したパッド部に半田付けされる。

【０００５】上記工程Ｃは、図１０（４）に示すよう
に、電子部品ｅ…が実装された基板Ｂの表面に、枠型部
材２を密着させる工程である。この工程Ｃは、枠型部材
２を基板Ｂ上に載置し、これらを治具などで挟み込むな
どして行なわれる。この枠型部材２は、所定の厚みを有
する金属板などから形成されており、光硬化性樹脂でコ
ーティングすべき所定の領域に対応するように形成され
た開口部２１…を有している。

【０００６】上記工程Ｄは、図１０（５）に示すよう
に、上記開口部２１…に光硬化性樹脂Ｇを注入する工程
である。光硬化性樹脂Ｇは、たとえば、ニードルを有す
る注入装置を用いて、このニードルの先端部分から押し
出されるようにして注入される。光硬化性樹脂Ｇとして
は、この従来例では、紫外光で感光された部分が硬化す
る半透明のＵＶ硬化性樹脂が用いられている。この工程
Ｄで得られた、光硬化性樹脂Ｇが注入された基板Ｂは、
コンベアなどにより次工程Ｅに搬送される。

【０００７】上記工程Ｅは、図１０（６）に示すよう
に、上記枠型部材２の上から紫外光を照射して光硬化性
樹脂Ｇを硬化させる工程である。この工程Ｅでは、紫外
光を照射しうる光源３が上記コンベアの上方に載置され
ており、枠型部材２を密着させた基板Ｂは、搬送されつ
つ、紫外光が照射される。これにより、ＵＶ硬化性樹脂
が硬化し、実装した電子部品ｅ…を保護したり、あるい
は電子部品ｅ…や配線パターンＰを防水することが可能
となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記工
程Ｅにおいて、特に、開口部２１…の周縁近傍の領域Ｇ
１（図１１参照）では、光を枠型部材２の上から照射し
た際に、枠型部材２の厚みに起因して陰となるため、光
硬化性樹脂Ｇが硬化しにくい。そのため、この従来例の
回路基板のコーティング方法では、光硬化性樹脂Ｇを硬
化させるために、たとえば、光を長時間照射するなどの
必要があり、製造効率が悪化してしまうという不具合を
生じていた。

【０００９】また、一般的に、基板Ｂの表面に形成され
ている配線パターンＰの厚みが３０〜４０μｍであるた
め、図１２に示すように、上記開口部２１…の周縁が配
線パターンＰの上方に配置されるように枠型部材２を密
着させた場合では、枠型部材２と基板Ｂの表面との間に
隙間ｄが生じることがある。これにより、上記工程Ｄに
おいて開口部２１…に光硬化性樹脂Ｇを注入した際に、
光硬化性樹脂Ｇが上記隙間ｄから流出するという不具合
を生じていた。

【００１０】本願発明は、上記した事情のもとで考え出
されたものであって、光硬化性樹脂を効率的に硬化させ
ることができる回路基板のコーティング方法を提供する
ことをその課題とする。

【００１１】

【発明の開示】上記課題を解決するため、本願発明で
は、次の技術的手段を講じている。

【００１２】すなわち、本願発明の第１の側面により提
供される回路基板のコーティング方法は、配線パターン
を保護するためのレジスト層を基板の表面に形成するレ
ジスト工程と、レジスト層が形成された基板の表面に電
子部品を半田付けする実装工程と、電子部品が実装され
た基板の表面に、光硬化性樹脂でコーティングすべき所
定の領域に対応するように形成された開口部を有する枠
型部材を密着させる工程と、上記開口部に光硬化性樹脂
を注入する工程と、上記枠型部材の上から光を照射して
上記光硬化性樹脂を硬化させる工程と、上記枠型部材を
除去する工程とを含む、回路基板のコーティング方法で
あって、上記レジスト工程と上記実装工程との間に、上
記レジスト層上に白色インク層を形成する印刷工程をさ
らに含むことを特徴としている。

【００１３】より具体的には、上記白色インク層は、上
記所定の領域の輪郭線に沿ってこの所定の領域外に形成
される第１部分と、この第１部分と連続して、上記所定
の領域内に形成される第２部分とを有する。

【００１４】本願発明の第１の側面においては、上記レ
ジスト層上に白色インク層が形成されるので、照射され
た光は、注入した光硬化性樹脂を直接感光しつつこれを
透過するが、光硬化性樹脂の下層が従来のレジスト層
（緑色）とは異なり白色インク層となっているので、光
硬化性樹脂を透過した光は、白色インク層で反射する。
この反射した光は、光硬化性樹脂を底部から感光させる
ことができるので、照射された光は、全体として、光硬
化性樹脂を効率的に硬化させることができる。

【００１５】また、白色インク層は、上記第１部分と第
２部分とを有しており、これらは、基板の表面のうち光
硬化性樹脂でコーティングすべき所定の領域の輪郭線に
沿って形成されている。すなわち、白色インク層は、基
板の表面のうち枠型部材の開口部の周縁が対応する領域
を中心として形成されていることとなるので、光を照射
した際に、枠型部材の厚みにより陰となりやすい開口部
の周縁近傍でも光硬化性樹脂を効率的に硬化させること
ができる。

【００１６】好ましい実施の形態においては、上記第２
部分は、基板表面のうち電子部品が実装される領域を囲
むように形成される。

【００１７】このような構成によれば、基板の表面のう
ち枠型部材の厚みにより陰となりやすい開口部の周縁近
傍にのみ白色インク層が形成され、電子部品が実装され
る領域には、白色インク層が形成されていない構成とさ
れる。したがって、電子部品を半田付けするパッド部を
露出させるために、たとえば白色インク層の形成パター
ンを複雑なものとするなどの必要がなく、白色インク層
の形成を容易とすることができる。

【００１８】好ましい実施の形態においてはまた、上記
印刷工程は、スクリーン印刷法によって行なわれる。す
なわち、上記印刷工程は、レジスト層が形成された基板
上に、スクリーンを密着させ、このスクリーンから所望
のパターン通りに白色インクを通り抜けさせることによ
って白色インク層が形成される。これにより、白色イン
ク層が形成された基板の表面に凹凸があっても、白色イ
ンク層は、その表面が平坦となるように形成されうる。
したがって、上記枠型部材と基板との密着性が向上し、
光硬化性樹脂を注入した際に、光硬化性樹脂が上記開口
部の周縁から枠型部材と基板との間に流出するのを防止
することができる。

【００１９】本願発明の第２の側面により提供される回
路基板は、本願発明の第１の側面により提供される回路
基板のコーティング方法によって、電子部品が表面に実
装された基板における所定の領域が光硬化性樹脂でコー
ティングされていることを特徴とする。

【００２０】本願発明の第２の側面においては、本願発
明の第１の側面に係る回路基板のコーティング方法にお
ける作用効果と同様の効果を奏することができる。

【００２１】本願発明のその他の特徴および利点につい
ては、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明
らかになるであろう。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照して具体的に説明する。

【００２３】図１は、本願発明に係る回路基板のコーテ
ィング方法の手順の一例を示す図、図２は、図１の手順
を図面示したものであり、図２（１）は、図１における
表面に配線パターンが形成された基板、図２（２）は、
図１における工程Ａ、図２（３）は、図１における工程
Ｘ、図２（４）は、図１における工程Ｂ、図２（５）
は、図１における工程Ｃ、図２（６）は、図１における
工程Ｄ、図２（７）は、図１における工程Ｅの概略斜視
図である。また、図３は、本願発明に係る回路基板のコ
ーティング方法によって製造された回路基板を示す概略
斜視図、図４は、図２（４）の概略平面図、図５は、ス
クリーン印刷の一例を示す概略断面図、図６は、図２
（６）のVI-VI線に沿う断面図、図７は、図２（６）のV
II-VII線に沿う断面図である。なお、これらの図におい
て、従来例を示す図８ないし図１２に表された部材、部
分等と同等のものにはそれぞれ同一の符号を付してあ
る。

【００２４】図１に表れているように、回路基板のコー
ティング方法は、工程Ａないし工程Ｅを含み、工程Ａと
工程Ｂとの間には、工程Ｘを含んでいる。なお、工程Ａ
および工程Ｂは、回路基板を形成するための工程であ
る。また、コーティングされる基板Ｂとしては、たとえ
ばガラスエポキシからなる平板状の基板Ｂが用いられ、
その表面には、図２（１）に示すように、厚みが３０〜
４０μｍ程度の銅などからなる配線パターンＰが形成さ
れている。この配線パターンＰの形成には、公知のフォ
トリソグラフィー法が用いられる。すなわち、表面に銅
箔を施した基板Ｂに対して第１ホトレジスト材料を塗布
し、所望のパターンが形成された露光用マスクを用いて
露光・現像を行う。その後、エッチングによって銅箔の
不要部分を除去することにより、電子部品ｅ…が半田付
けされるパッド部を含む配線パターンＰが形成される。
なお、第１ホトレジストは、配線パターンＰを形成した
後除去される。

【００２５】上記工程Ａは、図２（２）に示すように、
配線パターンＰを保護するためのレジスト層１を基板Ｂ
の表面に形成する工程である。このレジスト層１は、通
常グリーンレジストと呼ばれている緑色のホトレジスト
（第２ホトレジスト）から形成される。また、このレジ
スト層１は、配線パターンＰを被覆する領域と、被覆し
ない領域とからなる所定のパターンを呈している。配線
パターンＰが被覆されない領域は、電子部品ｅ…を実装
するためのパッド部およびダイボンディング部となる領
域である。このレジスト層１の形成には、公知のフォト
リソグラフィー法が用いられる。すなわち、表面に配線
パターンＰが形成された基板Ｂに対して第２ホトレジス
ト材料を塗布し、上記所定のパターンに対応して形成さ
れた露光用マスクを用いて露光を行う。その後、現像を
行うことによって、第２ホトレジストの不要部分を除去
することにより、所定のパターンを呈するレジスト層１
が形成される。

【００２６】上記工程Ｘは、図２（３）に示すように、
上記レジスト層１上に白色インク層４を形成する工程で
ある。この白色インク層４は、図４に示すように、基板
Ｂのうち光硬化性樹脂でコーティングされるべき所定の
領域５の輪郭線に沿ってこの所定の領域外に形成される
第１部分４１と、この第１部分４１と連続して、上記所
定の領域内に形成される第２部分４２とを有する。この
第２部分４２は、本実施形態では、基板Ｂの表面のうち
電子部品ｅ…が実装される領域を囲むように形成され
る。すなわち、白色インク層４は、上記所定の領域５
を、その輪郭線を中心とした所定幅の太線で囲んだよう
な形状を呈している。したがって、図６に示すように、
この白色インク層４の上には、後述する工程Ｃにおいて
枠型部材２を基板Ｂの表面に密着させた際に、枠型部材
２の開口部２１…の周縁が配置される。

【００２７】本実施形態では、基板Ｂの表面のうち電子
部品ｅ…が実装される領域には、白色インク層４が形成
されていないので、電子部品ｅ…を半田付けするための
パッド部を確実に露出させることができる。換言すれ
ば、パッド部を露出させるために白色インクで細密なパ
ターンを印刷する必要がなく、白色インク層４を容易に
形成することができる。また、たとえば白色インク層４
を後述するスクリーン印刷法によって基板Ｂの表面全体
に形成すると仮定した場合では、パッド部を露出させる
ために、パッド部に対応する部分でインクを通り抜けさ
せないようなスクリーンを用いるが、パッド部の大きさ
が微小であるためにスクリーンと基板Ｂとの位置合わせ
が非常に困難である。しかしながら、本実施形態のよう
に、基板Ｂの表面のうち電子部品ｅ…が実装される領域
に白色インク層４を形成しない場合では、上述のような
スクリーンの位置合わせをする必要がなく、白色インク
層４の形成を容易にすることができる。

【００２８】白色インク層４の形成には、本実施形態で
は、公知のスクリーン印刷法が用いられる。すなわち、
図５に示すように、まず、表面にレジスト層１が形成さ
れた基板Ｂ上にスクリーン６を密着させる。このスクリ
ーン６は、上記第１部分４１および第２部分４２に対応
する部分６１でインクを通り抜けさせることができるよ
うに形成されている。次いで、スクリーン６上に白色イ
ンク６３を注入し、スキージなど６２により注入した白
色インクを引き伸ばす。その後スクリーン６を除去し
て、白色インク層４が形成される。

【００２９】スクリーン印刷法では、白色インクの注入
量の調整によってインクの厚盛りが可能であり、また、
上述したように、基板Ｂの表面に密着させたスクリーン
６からインクを通り抜けさせて白色インク層４を形成す
るので、白色インク層４が形成される基板Ｂの表面に凹
凸があっても、白色インク層４は、その表面が平坦とな
るように形成されうる。すなわち、白色インク層４は、
基板Ｂの表面のうち配線パターンＰが形成された領域に
形成されるような場合でも、配線パターンＰの厚み（３
０〜４０μｍ）に影響されることなく、その表面を平坦
にすることができる。

【００３０】上記工程Ｂは、図２（４）に示すように、
レジスト層１が形成された基板Ｂの表面に電子部品ｅ…
を半田付けする工程である。電子部品ｅ…の半田付けに
は、公知のリフローソルダリング法が用いられる。すな
わち、配線パターンＰの各所に形成されたパッド部に半
田ペーストを予め塗布しておき、その上に電極が配置さ
れるように電子部品ｅ…を載置する。次いで、この基板
Ｂをリフロー炉に移送し、半田ペースト中の溶剤を加熱
によって蒸散させるとともに半田成分を溶融、冷却する
ことにより、電子部品ｅ…が基板Ｂに半田付けされる。

【００３１】上記工程Ｃは、図２（５）に示すように、
電子部品ｅ…が実装された基板Ｂの表面に枠型部材２を
密着させる工程である。この枠型部材２は、所定の厚み
を有する金属板などから形成されており、光硬化性樹脂
でコーティングすべき所定の領域５（図４参照）に対応
するように形成された開口部２１…を有している。枠型
部材２は、基板Ｂ上に載置された後、基板Ｂとともに治
具で挟み込まれるなどすることによって、基板Ｂの表面
に密着させられる。

【００３２】このとき、開口部２１…の周縁が接触する
基板Ｂに表面には、上述したように、表面が平坦な白色
インク層４が形成されているので、開口部２１…の周縁
が配線パターンＰの上方に配置されるような場合であっ
ても、図７に示すように、枠型部材２と基板Ｂとの密着
性が高い。したがって、図１２に示す従来例のように、
枠型部材２と基板Ｂとの間に隙間ｄが生じることがない
ので、後述する工程Ｄにおいて、光硬化性樹脂Ｇが開口
部２１…の周縁から枠型部材２と基板Ｂとの間に流出す
るのを防止することができる。

【００３３】上記工程Ｄは、図２（６）に示すように、
上記枠型部材２の開口部２１…に光硬化性樹脂Ｇを注入
する工程である。光硬化性樹脂Ｇとしては、本実施形態
では、紫外光で感光された部分が硬化する半透明のＵＶ
硬化性樹脂が用いられている。光硬化性樹脂Ｇは、たと
えば、ニードルを有する注入装置を用いて、このニード
ルの先端部分から押し出されるようにして開口部２１…
に注入される。この工程Ｄで得られた、光硬化性樹脂Ｇ
が注入された基板Ｂは、コンベアなどにより次工程Ｅに
搬送される。

【００３４】上記工程Ｅは、図２（７）に示すように、
上記枠型部材２の上から紫外光を照射して光硬化性樹脂
Ｇを硬化させる工程である。この工程Ｅでは、紫外光を
照射しうる光源３が上記コンベアの上方に載置されてお
り、枠型部材２を密着させた基板Ｂは、搬送されつつ、
紫外光が照射される。照射された紫外光は、注入した光
硬化性樹脂Ｇを直接感光しつつこれを透過するが、光硬
化性樹脂Ｇの下層が白色インク層となっている部分で
は、光硬化性樹脂を透過した紫外光は、レジスト層（緑
色）１のようにこれに吸収されることなく、白色インク
層４で反射することができる。この反射した紫外光は、
光硬化性樹脂Ｇを底部から感光させることができる。図
６に示すように、光硬化性樹脂Ｇのうち開口部２１…の
周縁近傍の部分Ｇ１には、枠型部材２の厚みにより陰と
なり直接紫外光が照射されにくいが、本実施形態では、
この部分Ｇ１が対応する基板Ｂ表面の領域に白色インク
層４が形成されているので、白色インク層４で反射した
紫外光により光硬化性樹脂Ｇを硬化させることができ
る。したがって、照射された光は、全体として、光硬化
性樹脂Ｇを効率的に硬化させることができる。

【００３５】この後、工程Ｆにおいて、上記枠型部材２
が除去されて、図３に示すような光硬化性樹脂Ｇでコー
ティングされた回路基板が得られる。このような回路基
板では、光硬化性樹脂Ｇによって、実装した電子部品ｅ
…を保護したり、あるいは電子部品ｅ…や配線パターン
Ｐを防水することができる。

【００３６】以上、説明してきたように、本願発明に係
る回路基板のコーティング方法によれば、光硬化性樹脂
を効率的に硬化させることができる。

【００３７】もちろん、この発明の範囲は、上述した実
施形態に限定されるものではない。たとえば、上記白色
インク層の形成方法としては、インクジェットプリンタ
などを用いて、基板上に白色インクで直接印刷してもよ
い。また、基板の表面全体に白色インク層を形成しても
よい。さらに、枠型部材は、上記態様に限定されるもの
ではなく、光硬化性樹脂を注入しうるものであれば、い
かなる材質のものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る回路基板のコーティング方法の
手順の一例を示す図である。

【図２】図１の手順を図面示したものであり、（１）
は、図１における表面に配線パターンが形成された基
板、（２）は、図１における工程Ａ、（３）は、図１に
おける工程Ｘ、（４）は、図１における工程Ｂ、（５）
は、図１における工程Ｃ、（６）は、図１における工程
Ｄ、（７）は、図１における工程Ｅの概略斜視図であ
る。

【図３】本願発明に係る回路基板のコーティング方法に
よって製造された回路基板を示す概略斜視図である。

【図４】図２（４）の概略平面図である。

【図５】スクリーン印刷の一例を示す概略断面図であ
る。

【図６】図２（６）のVI-VI線に沿う断面図である。

【図７】図２（６）のVII-VII線に沿う断面図である。

【図８】従来の回路基板のコーティング方法によって製
造された回路基板を示す概略斜視図である。

【図９】従来の回路基板のコーティング方法の手順の一
例を示す図である。

【図１０】図９の手順を図面示したものであり、（１）
は、図９における表面に配線パターンが形成された基
板、（２）は、図９における工程Ａ、（３）は、図９に
おける工程Ｂ、（４）は、図９における工程Ｃ、（５）
は、図９における工程Ｄ、（６）は、図９における工程
Ｅの概略斜視図である。

【図１１】図１０（５）のXI-XI線に沿う断面図であ
る。

【図１２】図９（５）のXII-XII線に沿う断面図であ
る。

【符号の説明】

１ レジスト層 ２ 枠型部材 ４ 白色インク層 ２１ 開口部 ４１ 第１部分 ４２ 第２部分 Ｂ 基板 Ｇ 光硬化性樹脂 Ｐ 配線パターン ｅ 電子部品

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線パターンを保護するためのレジスト
   層を基板の表面に形成するレジスト工程と、 レジスト層が形成された基板の表面に電子部品を半田付
   けする実装工程と、 電子部品が実装された基板の表面に、光硬化性樹脂でコ
   ーティングすべき所定の領域に対応するように形成され
   た開口部を有する枠型部材を密着させる工程と、 上記開口部に光硬化性樹脂を注入する工程と、 上記枠型部材の上から光を照射して上記光硬化性樹脂を
   硬化させる工程と、 上記枠型部材を除去する工程とを含む、回路基板のコー
   ティング方法であって、 上記レジスト工程と上記実装工程との間に、上記レジス
   ト層上に白色インク層を形成する印刷工程をさらに含む
   ことを特徴とする、回路基板のコーティング方法。
2. 【請求項２】 上記白色インク層は、上記所定の領域の
   輪郭線に沿ってこの所定の領域外に形成される第１部分
   と、この第１部分と連続して、上記所定の領域内に形成
   される第２部分とを有する、請求項１に記載の回路基板
   のコーティング方法。
3. 【請求項３】 上記第２部分は、基板表面のうち電子部
   品が実装される領域を囲むように形成される、請求項２
   に記載の回路基板のコーティング方法。
4. 【請求項４】 上記印刷工程は、スクリーン印刷法によ
   って行なわれる、請求項１ないし３のいずれかに記載の
   回路基板のコーティング方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の回
   路基板のコーティング方法によって、電子部品が表面に
   実装された基板における所定の領域が光硬化性樹脂でコ
   ーティングされていることを特徴とする、回路基板。