JP2002531689A - 積層材料を含む可視および蛍光染料 - Google Patents
積層材料を含む可視および蛍光染料Info
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Abstract
Description
851号に対する優先権を主張するものである。
に有用なポリマーに関する。詳細には、本発明は、少なくとも1つの蛍光活性染
料および周辺光のもとで可視の少なくとも1つの染料を含む改善されたポリマー
配合物に関する。染料を組み合わせて用いることによって、プリント配線板およ
びその他の積層板の欠陥の有無についての自動光学検査(AOI)を向上させ、
AOIによるエラーまたは欠陥の誤った判定の数を最小化し、また下流の組立て
装置の性能を向上させる。
部品およびチップを積層板に取り付けて、完成回路基板を形成するために、自動
機械類が頻繁に用いられる。自動検査および製造装置は、典型的に、自動機械が
既製の基板における積層板、または部分回路における傷を検出できるような方法
で積層またはプリント配線板を見るために、カメラまたは別の光学装置を備えて
いる。
原理に基づき作動する自動光学検査機もあり、蛍光を用いて作動する自動光学検
査機もある。結果として、多くの場合、積層板および回路基板の製造に用いられ
る樹脂に蛍光染料を添加して、蛍光によって作動する機械の使用を容易にする。
さらに、周囲光で可視の染料、特に黒色染料を含有する樹脂を用いて、集積回路
およびその他のマイクロチップ用の支持体およびハウジングが製造される。
いるにもかかわらず、可視光線反射率によって作動する回路基板を製造および検
査するために用いられる自動機械は、蛍光染料を含有する積層板およびプリント
回路基板を用いるとうまく作動しない。実際に、反射率により作動する自動機械
によって検査されたプリント回路基板の99%もが欠陥ありと判定される場合も
あることより、人間が肉眼で検査せねばならない。したがって、回路基板積層材
料の自動検査性を改善する必要が大いにある。
たはインキを含有する、チップのハウジング、積層板、プリント回路基板などの
製造に有用な樹脂組成物を提供することである。
で可視である少なくとも1つ以上の染料を含有する回路基板を提供することであ
る。
路基板を検査する機械によって回路基板を検査することができる、蛍光活性染料
および周囲光のもとで可視である第2染料を含む回路基板を提供することである
。
光学検査装置を用いて高精度で検査することができる染料含有樹脂を用いて製造
されたプリント回路基板を提供することである。
自動光学検査装置、または両方のタイプの自動光学検査装置を用いて検査および
製造することができる、非常に用途の広い染料含有積層材料から製造されたプリ
ント回路基板を提供することである。
の蛍光活性染料、および周囲光のもとで可視である少なくとも1つの第2染料を
含み、選択される染料が有機ポリマーと相溶性である積層板を製造するために有
用な物質のポリマー組成物である。
もとで可視である少なくとも1つの第2染料を含む熱硬化性樹脂系からなる複合
材料を提供することである。
可視である少なくとも1つの染料またはインキ組成物、および蛍光のもとで可視
である少なくとも1つの染料またはインキ組成物を含有する複合材料を含んでな
る少なくとも1つの層を含むプリント回路基板である。
置を用いる自動光学検査によって逐次的に検査されるプリント回路基板の製造方
法である。本方法は、樹脂系、少なくとも1つの蛍光活性染料、および周囲光の
もとで可視である少なくとも1つの第2染料を含有する、実質的に同一の組成物
を有する多数の積層板を提供することを含んでいる。メタルクラッド積層板の1
つの側面に第1の回路を形成し、積層板と第1の回路を識別するために蛍光を用
いて第1の回路の欠陥の有無を検査する。メタルクラッド積層板の2番目の側面
に第2の回路を形成し、積層板と第2の回路を識別するために蛍光を用いて第2
の回路の欠陥の有無を検査する。
いられる、特に積層板の製造に有用なその他の材料の製造に有用なポリマー組成
物を包含する。詳細には、本発明は、ポリマー、第1蛍光活性染料および周囲光
のもとで可視の第2染料を含有する組成物を包含する。本新規組成物は、後に自
動機械類を用いて容易に検査され、組立てられるプリント回路基板を製造するた
めに用いられる積層板を製造するのに有用である。
用いて、ポリマー組成物に添加されたときにポリマー組成物から製造された製品
の色および光透過性を変化させる組成物を指すものとする。本明細書中では、「
蛍光活性染料」という用語は、紫外線にさらされたとき、活性化されて可視にな
るかまたは変色する染料を指すために用いる。蛍光活性染料は、周囲光条件のも
とでは不可視であるか、1つの色を示し、蛍光条件のもとでは第2の色を示すこ
とができる。「周囲光のもとで可視の染料」という用語は、本発明のポリマーを
用いて製造された材料に色を付与し、および/またはこれらを通過する周囲可視
光線の送達性を低下させる染料を指す。本明細書中で用いられる周囲光のもとで
可視である染料は、蛍光によって活性化することもできる。本発明の組成物およ
び製品に有用である染料は、ポリマーの加工性、反応性、または色彩堅牢性であ
る最終製品特性に変化をもたらさず、ポリマーが充実製品を製造するために用い
られるときには拡散せず、数週間の貯蔵寿命を提供するほど充分長く樹脂または
ワニス組成物中で安定であり、および時が経つにつれて退色することがないもの
である。本発明の組成物に有用な好ましい染料の種類の1つは、溶液型染料であ
る。溶液型染料は、有機溶剤に溶解する染料として定義される。これらの染料は
、アントラキノン、フタロシアニン、ジフェニルメタン(青色用)、および黒色
用のアジン系染料からの範囲にわたる幅広い種類の化学物質に基づく。黒色染料
は、他の色、例えば、黄色、赤色、紫色(ピラジエン、アゾ、およびアントラキ
ノン)を配合することによって得ることもできる。本出願に特に有用な黒色染料
は、以下の式:
染料、高芳香属染料、および高芳香属窒素含有染料が挙げられる。
回路トレースなどの製品の非ポリマー部品を認識するように積層品を処理する自
動光学検査機の能力を向上させるために充分な量で、本発明の組成物および製品
中に存在すべきである。従って、本発明の染料またはインキは、約0.01から
約10.0重量%の範囲にわたる量で、さらに好ましくは約0.01から約5.
0重量%の範囲で本発明のポリマー組成物中に存在する。蛍光活性染料および周
囲光のもとで可視である第2染料が、各々、約0.01から約2.0重量%の範
囲にわたる量で本発明のポリマー組成物中に存在するのが最も好ましい。
光のもとで可視である第2染料の量を、部分的に、基準として、変化するであろ
う。一般に、第2染料は、組成物中の蛍光活性染料の効果を遮断しがちである。
従って、本発明の組成物は、第2の周囲光可視染料の一切の遮断効果を克服して
、許容し得る蛍光を示す積層板を製造するために充分な量の蛍光活性染料を含有
することが好ましい。
、ビスマレイミド、トリアジン、ノボラック、またはウレタン樹脂系(これらに
限定されない)などのあらゆる熱硬化性樹脂からなる。本発明に有用なその他の
組成物には、スチレン−マレイン酸無水物コポリマー、ポリフェニレンオキシド
、ポリアミド、熱可塑性ウレタン、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、およびシリ
コーン(これらに限定されない)などの熱可塑性樹脂1つ以上と熱硬化性樹脂と
の配合物も含まれる。1つ以上の染料と混合したとき、ポリマーは、硬化させる
ことによって成形して固体材料にしてもよいし、あるいはガラス繊維、Eガラス
、石英、紙、アラミド、PTFE、CCPまたは類似の補強材料などの織布また
は不織布、あるいは織繊維または不織繊維などの支持体材料と混合するか、その
上に注入してもよい。
とも1つのポリマー、ならびに適切な強度、耐久性、耐熱性、耐水性などをポリ
マー系から製造される材料にもたらすために必要なその他の材料からなるであろ
う。樹脂系成分のいくつかの例としては、連鎖延長剤、硬化剤、触媒、反応性調
節剤などが挙げられる。米国特許第5,508,328号、第5,620,78
9号、第5,534,565号および米国仮出願番号第60/019,853号
に記載の染料に関連して有用な樹脂系の例である。これらは、本明細書中に参照
して組み込まれる。別の樹脂系の例は、PCT/EP97/05308に記載さ
れており、これもまた本明細書中に参照して組み込まれる。
板、被覆されていない積層板、ハウジング、および電子回路の製造に有用なその
他の基板、集積回路ハウジングなどを製造するのに有用である。プレプレグおよ
び積層板は、最も多くの場合、処理装置と呼ばれる機械を用いて製造される。処
理装置は、典型的には、フィードローラ、樹脂含浸タンク、処理装置オーブン、
およびレシーバーローラを備えている。用いられる場合、ガラス繊維などの補強
材料は、通常、大きなスプールから供給される。スプールは、回転してゆっくり
とガラスを落とすフィーダーローラ上に設置される。ガラスは、次に、樹脂含浸
タンク内の染料含有樹脂系を通って移動する。タンクから出てきた後、染料含有
樹脂に含浸されたガラスは、約200〜300°Fで典型的には作動する処理装
置オーブンへと上に向かって1分間あたり10から100フィートの範囲にわた
る速度で、移動する。処理装置オーブンの底部には、含浸ガラスが間を通過する
1組のローラがある。2つのローラ間の隙間の設定によって、ガラス上に被覆さ
れる樹脂の量が決まる。処理装置内において、樹脂はガラスを湿潤し、樹脂中の
溶剤は樹脂が重合を開始する温度で沸騰して蒸発する。材料が塔から出てきたと
き、材料は湿潤しておらず、粘着性でない程度に硬化されている。しかし、この
硬化プロセスは、最終積層板を製造するときに追加の硬化が起こり得るように、
典型的には完了する手前で止める。その後、積層板は、導電性メタルクラッド積
層板の金属シート1枚以上と結合させることができる。好ましいメタルクラッド
は銅である。メタルクラッド積層板は、その後、通常の回路基板加工技術を用い
て加工して、回路トレースを積層板表面に付ける。さらに、所望とあれば、回路
基板層を積層して、多重レベルの回路基板を形成することができる。
後に自動光学検査装置を用いて容易に評価および製造することができるプリント
基板を容易に製造することができる。これらのメタルクラッド積層板を用いて製
造される回路基板の主要な利点の1つは、可視光線反射率の原理に基づき作動す
るか、または蛍光を用いて作動する自動光学検査装置を用いてそれらを検査する
ことができることである。
、積層板の最初のものを第1の基板製作所に販売し、積層板の2番目のものを第
2の基板製作所に販売することができる。第1の基板製作所は、その最初の積層
板上に第1の回路を形成することができ、そして第1の回路と染料含有積層板を
識別するために周囲光感受性自動光学検査装置を用いて第1の回路の欠陥の有無
を検査してもよい。第2の回路製作所は、その2番目の積層板上に第2の回路を
形成することができ、そして第2の回路と染料含有積層板を識別するために蛍光
感受性自動光学検査装置を用いて第2の回路の欠陥の有無を検査してもよい。積
層板中に2つの染料を用いることによって、回路基板自動光学検査に高い汎用度
が見込める。好ましい染料は、蛍光または反射光装置のいずれかを用いて回路ト
レースと区別することができる色のものである。
性化される染料を含有するメタルクラッド積層板材料を製造するために有用であ
る樹脂系を開示するものである。用いた樹脂系を以下の表1に記載する:
造した。樹脂ワニスは、適切なサイズの金属、ガラスまたはプラスチック混合容
器内で、周囲温度にて混合する。SMAおよびPKHS−40は、それぞれ50
%および40%固体で、70:30のシクロヘキサノン/MEK、または100
%DMFに前もって溶解する。SMA溶液とエポキシを混合し、続いてシクロヘ
キサノン溶液を混合して、高剪断カウエルズ型ブレードミキサーを用いて数時間
混合する。均質になった後、メタノールに拡散させた硬化促進剤、ホウ酸および
ユビテックス(Uvitex)OBを添加する。この混合物を撹拌しながら24
時間熟成させる。染料は、典型的にはメタノール溶液の添加後に添加するが、ど
の工程においても溶解し得る。
落に記載した方法を用いて、乾燥したワニス30から80重量%の配合量範囲で
ガラス繊維織物の上に分散させた。処理装置プロセスは、プレプレグの樹脂含有
量パーセントを倍増することに加えて、樹脂系、すなわち材料の「B段階」の前
進を、プレス硬化中に基板から離れる樹脂の割合として表わされる顧客規定圧流
に調節もする。
ルム、および被覆されていない積層板の場合は剥離フィルムのみを伴う顧客規定
積層配置で保存する。典型的な硬化サイクルにおいて、積層体は、約200ps
iの圧力および約30インチ/Hgの真空度で維持する。積層体の温度は、20
分間かけて約180°Fから約375°Fに上昇させる。積層体は、約375°
Fの温度で75分間保持し、その後、20分間かけて375°Fの温度から75
°Fの温度に冷却する。
開示するものである。用いた青色染料は、以下の式:
系を以下の表2に記載する。
することによって製造した。樹脂被覆織物を約350℃の温度で約5分間保持し
て、B段階を達成し、その後、350℃で1.5時間プレスすることによって硬
化させてC段階にして、積層板を製造した。プレス中に、積層板の両面に銅箔を
貼って、銅張り積層板を製造した。
つけた。可視光線反射率の原理および蛍光に基づいて作動するAOI機を用いて
、青色染料積層板の検査性を評価した。用いた反射式AOI機は、オルボテック
(Orbotech)製およびロイド−ドイル(Lloyd−Doyle)製の
ものであった。用いた蛍光AOI機は、オルボテック(Orbotech)30
9であった。試験するAOI装置は、各々、エッチング後打抜き装置を基準にし
て配置し、条件に合うように積層板を打抜いた。さらに、AOI装置によって、
各パネルを検査することができ、そしてAOI装置は積層板の欠陥を感知しなか
った。青色染料材料は、下流の製造機械における適正なパネルの判定のために充
分なコントラストを提供した。
、その後、これを実施例2において判定したAOI機を用いてAOI検査性試験
にかけた。実施例2と実施例1の組成物間の違いは、主として、実施例2では青
色の溶液型染料を用いたのに対して、実施例1では黒色の溶液型染料を用いたこ
とに存する。AOI装置による検査によって、実施例1の染料含有樹脂系から製
造した積層板は、検査可能であることがわかった。しかし、AOI装置は、樹脂
表面に対する感度が非常に高く、積層板表面における欠陥および掻ききずを傷と
して判定した。さらに、黒色染色積層板を用いると、黒色酸化物が回路トレース
に塗付されたときに回路基板の回路が見えなくなってしまった。この問題は、回
路トレース表面に褐色または白色酸化物を塗付することによって克服することが
でき、回路トレースと回路基板積層材の間の良好なコントラストを維持すること
ができる。
する積層板中の欠陥を評価するための自動オンライン検査装置の能力を評価する
ことである。染料を評価するために、各々の3つの染色材料および対照材料を用
いて10層の中間層を製造した。中間層は、標準加工技術によって製造した。対
照中間層は、黄色染料汚染物質を含有する機能性樹脂を用いて製造した。染料含
有中間層は、0.5重量%の黒色染料、もしくは0.25または0.5重量%の
青色染料を含有する樹脂を用いて製造した。標準二次加工技術を用いて、各々の
中間層の両方の層に同一の回路を付けた。ロイド−ドイル(Lloyd Doy
le)AOI機を用いる単独AOI使用によって、各々の中間層を評価した。
の対照群を最初に検査し、AOI機によって検出されたヒット数を記録した。次
に、対照群を手で検査して、AOI機によって判定された真の欠陥対偽欠陥の数
を記録した。各染料含有樹脂を用いて製造した10層の中間層の評価を類似の方
法で行った。その後、AOI機を調整し、AOI機を用いて非対照中間層を2回
評価した。AOI評価の結果を以下の表3に記載する:
つの側面を検査した合計を表わしている。上の表3において、「ヒットの番号」
は、AOIスキャナが検出した欠陥の総数を指す。「Cuスプラッシュ」は、過
剰銅欠陥の数を指す。「コントラスト」は、反対側の銅の特徴を欠陥として読み
取ることに起因する偽ヒットを指す。「偽ヒット」は、欠陥(すなわち、銅スプ
ラッシュ)があるはずであるのに、欠陥が目に見えない領域にオルボテック(O
rbotech)検査機が移動したときの状態を指す。ほとんどの偽ヒットは、
AOI中には存在したが、検証前に除去された中間相表面上のほこりによっても
たらされたものと考えられる。「ほこり」は、ほこりの粒子を除去するために、
検査機のオペレータが手で心材の上を物理的に力いっぱい叩いた状況を指す。「
酸化」は、オペレータが回路/パッドから汚れを除去するためにイレーザを用い
る必要があった状況を指す。「欠陥」は、スキャナによって検出す必要がない真
の欠陥を指し、「マスク」は、検出されたが、回路像に近くなかった予想欠陥を
指す。これらの結果は、基礎積層板の色を黄色対照から青色または黒色に変化さ
せることによって、偽ヒットをひき起こし得る材料の数を大幅に減少させること
ができることを示している。青色および黒色染料は、コントラストの偽ヒットを
特に改善する。
Claims (16)
- 【請求項1】 熱硬化性樹脂系、 少なくとも1つの蛍光活性染料、および 周辺光のもとで可視である少なくとも1つの第2染料、 を含んでなる物質の組成物。
- 【請求項2】 蛍光活性染料が約0.01から約10.0重量%の範囲にわ
たる量で組成中に存在する、請求項1に記載の物質の組成物。 - 【請求項3】 第2染料が約0.01から約5.0重量%の範囲にわたる量
で組成物中に存在する、請求項1に記載の物質の組成物。 - 【請求項4】 蛍光活性染料および第2染料が、各々、溶液型染料である、
請求項1に記載の物質の組成物。 - 【請求項5】 蛍光活性染料および第2染料が、各々、約0.01から約2
.0重量%の範囲にわたる量で組成物中に存在する、請求項1に記載の物質の組
成物。 - 【請求項6】 第2染料が、緑色、赤色、褐色、黒色、青色および紫色から
なる色の群から選択される少なくとも1つの染料を含む溶液型染料である、請求
項1に記載の物質の組成物。 - 【請求項7】 積層板が少なくとも1つの蛍光活性染料および周辺光のもと
で可視である少なくとも1つの第2染料を含む、硬化樹脂を含んでなる積層板。 - 【請求項8】 補強材を含む請求項1に記載の積層板。
- 【請求項9】 少なくとも1つの蛍光活性染料および周辺光のもとで可視で
ある少なくとも1つの第2染料を含んでなる少なくとも1つの層を含む回路基板
。 - 【請求項10】 (a)各積層板が熱硬化性樹脂系、少なくとも1つの蛍光
活性染料、および周辺光のもとで可視である少なくとも1つの第2染料を含むよ
うな、実質的に同一の組成物を有する多数の積層板を提供する工程、 (b)前記積層板の最初のものの上に第1の回路を形成し、前記積層板と前記
第1の回路を識別するために周辺光を用いて前記第1回路の欠陥の有無を検査す
る工程、および (c) 前記積層板の2番目のものの上に第2の回路を形成し、前記積層板と
第2の回路を識別するために蛍光を用いて前記第2の回路の欠陥の有無を検査す
る工程、 を含んでなる、プリント回路基板の製造を簡単にする方法。 - 【請求項11】 蛍光活性染料が約0.01から約10.0重量%の範囲に
わたる量で積層板中に存在する、請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 第2染料が約0.01から約5.0重量%の範囲にわたる
量で積層板中に存在する、請求項10に記載の方法。 - 【請求項13】 蛍光活性染料および第2染料が、各々、溶液型染料である
、請求項10に記載の方法。 - 【請求項14】 蛍光活性染料および第2染料が、各々、約0.01から約
2.0重量%の範囲にわたる量で積層板中に存在する、請求項10に記載の方法
。 - 【請求項15】 第2染料が、緑色、赤色、褐色、黒色、青色および紫色か
らなる色の群から選択される少なくとも1つの染料を含む溶液型染料である、請
求項10に記載の方法。 - 【請求項16】 積層板が補強材を含む、請求項10に記載の方法。
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