JP2005045152A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリント配線板の製造において、ソルダーマスクを形成する際に、小径のスルーホールであってもスルーホール内にソルダーレジストが残存して閉塞されないようにできるとともに、基材表面のソルダーレジストの剥離現象を解消することができるプリント配線板の製造技術を提供する。
【解決手段】 回路及びスルーホールを形成した基材の表面に、液状のソルダーレジストを塗布し、露光処理、現像処理をすることによってソルダーマスクを形成するプリント配線板の製造方法において、ソルダーマスクの形成後、スルーホール内に残存したソルダーレジストをレーザーにより昇華除去するものとした。また、ソルダーレジストの塗布後、スルーホール内へ浸入したソルダーレジストをレーザーにより昇華除去し、露光処理、現像処理をするものとした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プリント配線板の製造方法に関するものであり、特に、スルーホール内に残存するソルダーレジストを除去する工法に関する。

従来からプリント配線板の製造においては、回路、スルーホールの形成を行った後に、該基材表面にソルダーマスクを形成することが行われる。このソルダーマスクの形成方法としては、いわゆるフォトソルダーレジスト法と呼ばれる工法が知られており（例えば、特許文献１参照）、この工法は、図２に示すような工程を経て行われる。

特開２００１−２１７５４６号公報

図２は、従来から行われているフォトソルダーレジスト法の各工程における概略断面図を示したものである。まず、プリプレグと銅箔とを積層して得られる銅張積層板に対し、そのエッチング処理を施し回路１の形成を行い、回路間の導通を確保するスルーホールが形成される（図２（ａ））。そして、このような回路１、スルーホール２形成を行った基材３に液状のソルダーフォトレジスト４を全面に塗布する（図２（ｂ））。その後乾燥したソルダーレジスト４上に位置決めしてソルダーマスク形成用フィルム５を載置し、紫外線を照射して露光をする（図２（ｃ））。露光処理をした後、現像処理を行い、未露光部分のソルダーレジストを除去して、最終乾燥をしてソルダーマスク４ｂが形成される（図２（ｄ）（ｄ’））。

このフォトソルダーレジスト法における液状のソルダーレジストの塗布方法としては、スクリーン印刷法、カーテンコート法、スプレーコート法などが知られているが、いずれの塗布方法によっても、図２（ｃ）に示すようにスルーホール内にソルダーレジスト４ｂ’が入り込む現象が生じる。

このようにスルーホール内に入り込んだソルダーレジストも紫外線の照射により露光されるので、後の現像処理においてスルーホール内のソルダーレジストも除去する必要が生じる。

現像処理は、例えば現像液をスプレーにより基材に吹き付けて行われるが、基材表面に比べてスルーホール内は、現像液が十分に行き渡らない傾向にある。特に、小径スルーホール２’ではスルーホール内の現像性が悪く、現像に要する時間を長くしなければ小径スルーホール２’内のソルダーレジストを除去することができなかった。

現像処理の時間を長くした場合、図２（ｄ）に示すように、基材表面のソルダーレジスト４ｂは過剰現像の状態となり、マスクとして必要な部分のソルダーレジストの剥離４ｘが生じたり、解像度が低下してソルダーマスクの精度が悪くなることがあった。

また、プリント配線板の中には、小径スルーホール２’内に浸入したソルダーレジストを残して閉塞状態にしたものを製造する場合がある。この場合、過剰な現像処理は必要ないため、上述したようなレジストの剥離は生じない。しかし、図２（ｄ’）に示すように、小径のスルーホール２’内をソルダーレジストで完全に閉塞することができないことが多く、場合によっては基材の表裏面のいずれか一方面側のみにレジストが残存した状態となることがある。このように小径のスルーホール内の閉塞が不完全な状態であると、その後の薬液処理による洗浄が十分に行えないことがあり、酸洗処理液やフラックスなどの残存が小径スルーホール内に生じ、スルーホールの信頼性を低下することになる。そして、このような状態の小径のスルーホールでは、スルーホールの銅メッキが腐食される危険性が特に高くなる。

本発明は、以上のような事情を背景になされたものであり、プリント配線板の製造において、ソルダーマスクを形成する際に、小径のスルーホールであってもスルーホール内にソルダーレジストが残存して閉塞されないようにできるとともに、基材表面のソルダーレジストの剥離現象を解消することができるプリント配線板の製造技術を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明は、回路及びスルーホールを形成した基材の表面に、液状のソルダーレジストを塗布し、露光処理、現像処理をすることによってソルダーマスクを形成するプリント配線板の製造方法において、ソルダーマスクの形成後、スルーホール内に残存したソルダーレジストをレーザーにより昇華除去するものとした。

本発明におけるプリント配線板の製造方法によれば、過剰な現像処理を要しないのでソルダーマスクの剥離を防止できるとともに、現像時の解像度も低下することなく、スルーホール内の不要なソルダーレジストの除去ができる。また、レーザーによりソルダーレジストを昇華除去した場合、スルーホール内壁面に、極少量のレジストが残って付着した状態になる傾向がある。このような極少量のレジストの存在は、スルーホール内壁面を保護することになり、スルーホール内への半田ぬれを防止するという付帯的な効果も得られる。このような効果は、特に、小径のスルーホールにとって有効であり、半田処理を行っても穴内の半田による埋め込み現象を起こすことがなくなり、スルーホールの小径を確保できることになる。

本発明のプリント配線板の製造方法におけるレーザーは、波長２．５〜２５μｍの中間赤外線を用いることが望ましい。実用的には波長１０μｍ前後の赤外線レーザーを用いることが特に好ましい。このような赤外線レーザーは、銅の表面で９０％以上が反射されるので、スルーホールのランドやスルーホール内の銅メッキを損傷することなく、ソルダーレジストを昇華除去することができる。

そして、もう一つの本発明として、回路及びスルーホールを形成した基材の表面に、液状のソルダーレジストを塗布し、露光処理、現像処理をすることによってソルダーマスクを形成するプリント配線板の製造方法において、ソルダーレジストの塗布後、スルーホール内へ浸入したソルダーレジストをレーザーにより昇華除去し、露光処理、現像処理をするものとした。

この場合は、ソルダーレジストの露光前に、スルーホール内に浸入したソルダーレジストをレーザーにより昇華除去するため、後工程の露光処理や現像条件を、特に制約無く決定することができる。つまり、過剰な現像処理も必要なく、ソルダーマスクの剥離を確実に防止でき、現像時の解像度を高く維持することができる。そして、上述したようにレーザーによる昇華除去のため、スルーホール内壁に極少量のレジストが残り、それがスルーホール内壁面を保護することになり、穴内への半田ぬれを防止するという効果も生じる。

以上説明したように本発明に係るプリント配線板の製造方法によれば、小径スルーホールを有するプリント配線板であっても、ソルダーマスクの剥離を生じさせないとともに、現像処理の解像度を高く維持した状態で、小径スルーホール内にあるソルダーレジストを除去することが可能となる。また、半田処理を行っても、半田による穴詰まりも防止することができるため、スルーホールの小径を確実に確保することもできる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本実施形態におけるプリント配線板の製造方法について、その手順を示す概略断面図を示している。まず、図１（Ａ）に示すように、プリプレグに銅箔を積層した銅張積層板に対し、エッチング処理、銅メッキ処理等を行って、回路１の形成、スルーホール２の形成を行った基材３を作製した。

このような基材表面の表裏全面に、スクリーン印刷法によって液状のソルダーレジスト４の塗布をした（図１（Ｂ））。そして、ソルダーレジストの乾燥後、ソルダーマスク形成用のフィルム５を、ソルダーレジスト４の塗布がされた基材上に位置合わせをして載置した。このフィルム５を載置した状態で、紫外線（折れ線矢印）をフィルム５上から照射してソルダーレジスト４の露光処理を行った（図１（Ｃ））。

次に、ソルダーマスク形成用フィルム５を基材から取り除き、現像処理を行った。現像処理は、所定時間、スプレー（図示省略）により現像液を基材に吹き付けることでソルダーレジストの未露光部分（４ａ）を除去し、ソルダーマスク４ｂを形成するものである（図１（Ｄ））。

この現像処理後、アルミシート７が重ねられたレーザー加工用テーブル７上に、現像処理を行った基材３を配置して、小径のスルーホール２’内に残存する露光後のソルダーレジスト４ｂ’を、赤外線レーザー６の照射により昇華除去した。使用した赤外線レーザーは波長１０μｍで、小径スルーホールを予め形成する際に同時に設けておいたアライメント用穴をＣＣＤカメラで確認することによって、レーザー照射位置が小径スルーホールの開口に合うように調整して照射した（図１（Ｅ））。

赤外線レーザーによる昇華除去を行った小径スルーホール内を観察したところ、該内壁面には極少量のソルダーレジストの残り（４ｃ）が確認された。

上記実施形態では、ソルダーマスクの形成後に赤外線レーザーによるソルダーレジスト除去を行った例である。これに対し、ソルダーレジストの塗布後に行う場合は、次のような手順となる。

図１（Ｂ）示すように、ソルダーレジスト４を塗布し乾燥した後、図１（Ｅ）で説明した方法と同様に、小径のスルーホール２’に対して赤外線レーザーを照射することにより、スルーホール２’内に浸入している、乾燥されたソルダーレジスト４を昇華除去した（図示省略）。その後の工程、露光、現像処理は、同じであるので説明は省略する。

従来方法ではソルダーマスクの剥離や解像度の低下が生じた、小径スルーホール（φ０．１５ｍｍ）を有するプリント配線板に対して、本実施形態のプリント配線板の製造方法を実施したところ、剥離現象や解像度の低下を生じることなく、小径スルーホール内のソルダーレジストを完全に除去することができた。そして、後工程での半田処理において、レーザーで昇華除去した小径スルーホール内には半田が浸入することなく、正常な小径スルーホール状態を維持していることが確認された。ソルダーレジストの塗布後にソルダー小径スルーホールに浸入したソルダーレジストを赤外線レーザーで昇華除去してプリント配線板を製造した場合も、同様に、ソルダーマスクの剥離現象や解像度の低下がなく、小径スルーホール内のソルダーレジストの除去が可能であった。また、小径スルーホール内への半田ぬれ防止効果につても同様な結果であった。

本実施形態のプリント配線板の製造方法の手順を示す断面概略図。 従来のプリント配線板の製造方法の手順を示す断面概略図。

符号の説明

１ 回路
２ スルーホール
３ 基材
４ ソルダーレジスト
５ ソルダーマスク形成用フィルム
６ 赤外線レーザー
７ アルミシート
８ レーザー加工テーブル

Claims (2)

1. 回路及びスルーホールを形成した基材の表面に、液状のソルダーレジストを塗布し、露光処理、現像処理をすることによってソルダーマスクを形成するプリント配線板の製造方法において、
   ソルダーマスクの形成後、スルーホール内に残存したソルダーレジストをレーザーにより昇華除去することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 回路及びスルーホールを形成した基材の表面に、液状のソルダーレジストを塗布し、露光処理、現像処理をすることによってソルダーマスクを形成するプリント配線板の製造方法において、
   ソルダーレジストの塗布後、スルーホール内へ浸入したソルダーレジストをレーザーにより昇華除去し、露光処理、現像処理をすることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
   

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