JP2016115842A - 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方法において、ハンダの選択性を高める。【解決手段】プリント基板１上にドライフィルム２をラミネートするラミネート工程（ステップＳ１）と、プリント基板１上にラミネートされたドライフィルム２にハンダ塗布領域３を形成するハンダ塗布領域形成工程（ステップＳ２）と、ドライフィルム２に形成されたハンダ塗布領域３にペーストハンダ４を塗布するハンダ塗布工程（ステップＳ３）と、ペーストハンダ４の塗布されたプリント基板１上のドライフィルム２を除去する除去工程（ステップＳ５）と、ドライフィルム２の除去されたプリント基板１上のペーストハンダ４をリフローするリフロー工程（ステップＳ６）と、を有する。【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。

従来、配線パターン上にハンダを塗布して、電気的接続を良好にしたプリント配線板が知られている。
一般に、かかるプリント配線板の製造方法としては、メタルマスクと呼ばれる金属板を用いた手法が知られているが、より微細なピッチの配線パターン（所謂ファインパターン）に対して用いられる手法として、感光性樹脂製マスクを用いてハンダをパターニング、リフローし、その後に感光性樹脂製マスクを溶解除去する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−３２２００７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術においては、リフロー時に感光性樹脂製マスクが基板上にあるため、リフロー温度が感光性樹脂製マスクの耐熱性によって制限される。このため、使用可能なハンダが、感光性樹脂製マスクが溶解する温度以下の低融点のものに限られてしまうものであった。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであって、ハンダの選択性を高めることのできるプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
プリント配線板の製造方法において、
配線パターンの形成された基板上にドライフィルムをラミネートするラミネート工程と、
前記基板上にラミネートされた前記ドライフィルムにハンダ塗布領域を形成するハンダ塗布領域形成工程と、
前記ドライフィルムに形成された前記ハンダ塗布領域にペーストハンダを塗布するハンダ塗布工程と、
前記ペーストハンダの塗布された前記基板上の前記ドライフィルムを除去する除去工程と、
前記ドライフィルムの除去された前記基板上の前記ペーストハンダをリフローするリフロー工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、プリント配線板の製造方法において、ハンダの選択性を高めることができる。

本発明におけるプリント配線板の製造方法を示すフローチャートである。 図１のラミネート工程における基板の状態を示す模式断面図である。 図１のハンダ塗布領域形成工程における基板の状態を示す模式断面図である。 図１のハンダ塗布工程における基板の状態を示す模式断面図である。 図１の除去工程における基板の状態を示す模式断面図である。 図１のリフロー工程における基板の状態を示す模式断面図である。 図１のプリント配線板の製造方法によって作成したプリント配線板を適用したインクジェットの一例である。 （ａ）は、図７のインクジェットヘッドの部分断面図であり、（ｂ）は、（ａ）における領域Ｂの拡大図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態におけるプリント配線板の製造方法について説明する。

図１は、本発明の実施の形態におけるプリント配線板の製造方法を示すフローチャートである。
図１に示すように、本実施の形態におけるプリント配線板の製造方法は、下記の（１）〜（６）のプロセスを有するものである。
（１）プリント基板１上にドライフィルム２をラミネートするラミネート工程（ステップＳ１）
（２）ラミネートしたドライフィルム２にハンダ塗布領域３を形成するハンダ塗布領域形成工程（ステップＳ２）
（３）ドライフィルム２に形成されたハンダ塗布領域３にペーストハンダ４を塗布するハンダ塗布工程（ステップＳ３）
（４）塗布されたペーストハンダ４を乾燥させる乾燥工程（ステップＳ４）
（５）プリント基板１上に残っているドライフィルム２を除去する除去工程（ステップＳ５）
（６）プリント基板１上のペーストハンダ４をリフローするリフロー工程（ステップＳ６）

以下、各プロセスについて説明する。
図２〜６は、図１のプリント配線板の製造方法の各プロセスにおける基板の状態を示す模式断面図である。

先ず、ラミネート工程（ステップＳ１）において、図２に示すように、プリント基板１上に、ドライフィルム２をラミネートする。
プリント基板１は、例えば、ポリイミド、ポリアラミド、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂からなる絶縁材料により形成された基板１ａの表面に、接続配線（配線パターン）１ｂが所定ピッチ（例えば、１００μｍ程度）で配列されたものである。
ドライフィルム２は、例えば、感光性樹脂製フィルムであって、基板１ａへの密着性が比較的低い、例えば、シリコンフリーの粘着剤層を備えたもの等が用いられる。
本実施形態において、かかるドライフィルム２は、後続のプロセスにおいて熱に晒されることがないため耐熱性能に特に限定はない。
かかる工程により、プリント基板１の表面にドライフィルム２が貼り付けられ、プリント基板１の全面がドライフィルム２により被覆される。

次に、ハンダ塗布領域形成工程（ステップＳ２）において、図３に示すように、プリント基板１上のドライフィルム２に、接続配線１ｂに対応するハンダ塗布領域３を形成する。
具体的に、プリント基板１上のドライフィルム２の表面に所定のパターン（図示省略）をマスキングし、ドライフィルム２を残したい部分に紫外線を露光して架橋した後、炭酸ナトリウム溶液で現像し、未架橋のドライフィルム２を除去する。
かかる工程により、ドライフィルム２に所定ピッチのハンダ塗布領域３が形成される。

次に、ハンダ塗布工程（ステップＳ３）において、図４に示すように、ハンダ塗布領域３が形成されたドライフィルム２にペーストハンダ４を塗布する。即ち、ドライフィルム２のハンダ塗布領域３に、ペーストハンダ４を塗布（充填）させる。
ペーストハンダ４の塗布には、より均一に、且つハンダ塗布領域３に余剰空間を残すことなくペーストハンダ４を充填させるため、例えばスキージ等を用いることが好ましい。
ペーストハンダとは、主成分である金属粒に、有機系やハロゲン系などの還元剤であるフラックス、松脂、アルコール等を加え、適度な粘度としたものである。
ペーストハンダは、主成分である金属粒の種類や粒径によって融点は異なるが、本実施形態で使用されるものとしては、例えば、主成分として錫（Ｓｎ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）を含有する融点２３０℃のペーストハンダ、主成分として錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）を含有する融点２００℃のペーストハンダ、主成分として錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）を含有する融点１８５℃のペーストハンダ、主成分として錫（Ｓｎ）、蒼鉛（Ｂｉ）を含有する融点１４０℃のペーストハンダ等を挙げることができる。また、ペーストハンダの粒径は、例えば、３０μｍ程度である。
なお、ここで挙げたものは一例であって、本実施形態で使用可能なペーストハンダを限定するものではない。
また、かかるハンダ塗布工程においては、スキージを用いてペーストハンダを塗布する以外にも、インクジェットを用いてペーストハンダを塗布することとしても良い。

次に、乾燥工程（ステップＳ４）において、ドライフィルム２のハンダ塗布領域３に塗布されたペーストハンダ４を乾燥させる。
具体的には、ドライフィルム２のハンダ塗布領域３にペーストハンダ４を塗布した後、例えば、常温で一日程度自然乾燥させることが好ましい。
かかる乾燥工程を有することで、塗布したペーストハンダ４の形状を崩れ難くすることができる。

次に、除去工程（ステップＳ５）において、図５に示すように、塗布後、乾燥させたペーストハンダ４を残した状態で、プリント基板１上のドライフィルム２を機械的に剥離して除去する。
具体的に、ドライフィルム２は、当該ドライフィルム２の延在方向、即ち、ペーストハンダ４の延在方向（図２〜６において紙面に対して垂直な方向、また図７におけるＺ方向）に沿って、カッターやピンセット等を用いて機械的に引っ張ることにより剥離される。なお、プリント基板１上のドライフィルム２を機械的に剥離できれば、その手法に限定はない。
なお、後述するリフロー工程においてハンダを硬化させた後、除去工程を行う従来技術に対し、リフロー工程の前に除去工程を行うため、ドライフィルムを剥がす際にペーストハンダ４が崩れる問題がより生じやすい。したがって本願発明における除去工程では、ペーストハンダ４もしくは乾燥させたペーストハンダ４の形状を崩れ難くするため、ドライフィルム２（ペーストハンダ４）の延在方向に沿ってドライフィルム２を引っ張って剥離することが好ましい。また、ペーストハンダ４もしくは乾燥させたペーストハンダ４の形状を崩れ難くするため、ドライフィルム２は密着性の低いものを用いることが好ましい。また、上述した通り、除去工程は、ドライフィルムを溶解除去するための薬品に浸けるものではないため、基板１ａにダメージを与えることがない。
かかる工程により、プリント基板１上にペーストハンダ４が残った状態となる。

次に、リフロー工程（ステップＳ６）において、図６に示すように、プリント基板１上のペーストハンダ４を、リフロー炉で加熱することで溶融させる。
かかるリフロー工程においては、ドライフィルム２がプリント基板１上に存在しないため、ドライフィルム２の耐熱性を考慮してリフロー温度を設定する必要がなく、そのため、上記ハンダ塗布工程（ステップＳ３）では、ハンダの選択においてリフロー温度を考慮する必要がない。
かかる工程により、接続配線１ｂ上にハンダの設けられたプリント配線板１００が製造される。

次に、上記の製造方法によって作成したプリント配線板１００を適用した一例であるインクジェットヘッド１０について説明する。
なお、以下において上記の製造方法によって作成したプリント配線板１００をハーモニカタイプのヘッドチップを備えるインクジェット適用した例を用いたが、これに限定されない。例えば、ベンドモードヘッドやサーマルモードヘッドにも適用することができる。

図７は、インクジェットヘッド１０の一例を示す斜視図である。また、図８（ａ）は、図７のインクジェットヘッド１０の部分断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）における領域Ｂの拡大図である。
なお、図８（ａ）では、Ｙ方向に平行に配列されたチャネル列のうちの下半分の３列分のみを示している。即ち、インクジェットヘッド１０は、図８中のＡ−Ａ線を中心にして上下対称である。

インクジェットヘッド１０は、ヘッドチップ１１、ノズルプレート１２、配線部材１３、及びインクマニホールド１４を備えている。

ヘッドチップ１１は、六面体からなるハーモニカタイプのヘッドチップであり、圧電素子からなる駆動壁１１１とチャネル１１２とが交互に並設され、前面１１ａには各チャネル１１２の出口が開口し、後面１１ｂには各チャネル１１２の入口が開口している。

チャネル１１２内部には駆動電極１１３が形成されている。また、ヘッドチップ１１の後面１１ｂには、チャネル列の各チャネル１１２の配列方向（Ｘ方向）と平行に、ヘッドチップ１１の幅に亘る溝１１４が形成されている。
そして、一端が駆動電極１１３と電気的に接続された引き出し電極１１５が、各チャネル１１２内からヘッドチップ１１の後面１１ｂを通って、その他端が溝１１４内に配置されている。なお、１本の溝１１４内には、そのＹ方向の両側にそれぞれ配置される各チャネル１１２からの引き出し電極１１５の他端が配置されるため、溝１１４のＹ方向の両側壁面１１４ａに、それぞれ引き出し電極１１５の他端が、各チャネル１１２の配列ピッチと同ピッチで配列されている。

ノズルプレート１２は、ヘッドチップ１１の前面１１ａに接合されている。
ノズルプレート１２には、ヘッドチップ１１のチャネル１１２に対応する位置にノズル１２１が形成されている。

配線部材１３は、ヘッドチップ１１の後面１１ｂに形成された溝１１４内に一端が挿入されることで、他端側がそれぞれヘッドチップ１１の後面１１ｂに対して垂直方向となるヘッドチップ１１の後方に向けて延びている。このため、ヘッドチップ１１の後面１１ｂ以外のいずれの面にも配線が張り出すことはない。

この配線部材１３は、上記した製造方法にて作成されたプリント配線板１００である。
配線部材１３の表面には、溝１１４内に配列された引き出し電極１１５と同ピッチで接続配線１３１が配列されている。この接続配線１３１は、上記した製造方法における接続配線１ｂ及びペーストハンダ４により構成される。

本実施形態においては、１枚の配線部材１３が、溝１１４の両側壁面１１４ａに配列された各引き出し電極１１５に対応するよう２つ折りにされ、その外側のそれぞれの表面に接続配線１３１が配列された状態にて、その２つ折り部側の端部が溝１１４内に挿入されている。挿入時、各引き出し電極１１５と、これに対応する各接続配線１３１とが一致するように位置合わせされる。
溝１１４内において、２つ折りにされた配線部材１３の間には、発泡樹脂材料１３２が充填されている。これにより、配線部材１３は、発泡樹脂材料１３２が加熱されて発泡した際の膨張による押圧力によって、発泡樹脂材料１３２を挟んで対向する面が互いに離反する方向に押しやられ、その表面の各接続配線１３１を対応する引き出し電極１１５に圧接している。これにより各引き出し電極１１５と各接続配線１３１との確実な電気的接続が図られている。

インクマニホールド１４は、ヘッドチップ１１の後面１１ｂに接合されている。
各インクマニホールド１４には、内部に、対応するチャネル１１２に共通にインクを供給するための共通インク室１４１が形成されており、図示しないインク供給口からインクが供給されることで、インクが貯留される。
本実施形態においては、インクマニホールド１４の間に位置するヘッドチップ１１の後面１１ｂにそれぞれ溝１１４が設けられ、各溝１１４から配線部材１３が後方に延びているため、各配線部材１３は、これらインクマニホールド１４の間に配置されている。これにより、引き出し電極１１５と接続配線１３１との接続部位はインクに触れることがなく、使用するインクの種類を選ばない。

また、インクマニホールド１４のヘッドチップ１１との接合部側は、複数枚の基板１５ａ〜１５ｄが積層されることによって形成されている。このうちの１枚の基板１５ｂは、各配線部材１３を、両側から挟着するように設けられている。これにより、各配線部材１３は、溝１１４内に挿入されている一端近傍が基板１５ｂによって支持され、溝１１４との接続状態が保持されている。

以上のように、本実施形態におけるプリント配線板の製造方法によれば、プリント基板１上にドライフィルム２をラミネートするラミネート工程（ステップＳ１）と、プリント基板１上にラミネートされたドライフィルム２にハンダ塗布領域３を形成するハンダ塗布領域形成工程（ステップＳ２）と、ドライフィルム２に形成されたハンダ塗布領域３にペーストハンダ４を塗布するハンダ塗布工程（ステップＳ３）と、ペーストハンダ４の塗布されたプリント基板１上のドライフィルム２を除去する除去工程（ステップＳ５）と、ドライフィルム２の除去されたプリント基板１上のペーストハンダ４をリフローするリフロー工程（ステップＳ６）と、を有する。
このため、リフロー時にドライフィルム２がプリント基板１上にないため、リフロー温度に制限がなく、様々な融点のハンダを使用することができる。即ち、使用可能なハンダの選択性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、ラミネート工程（ステップＳ１）において、ドライフィルム２は、シリコンフリーの粘着剤層によってラミネートされる。
このため、ドライフィルム２を剥離しやすく、除去工程（ステップＳ５）において塗布されたペーストハンダ４の形状を崩れ難くすることができる。

また、本実施形態によれば、除去工程（ステップＳ５）において、ドライフィルム２を機械的に剥離して除去する。
このため、ドライフィルム２を溶解除去するための薬品に浸けるものではないので、基板１ａにダメージを与えることがない。

また、本実施形態によれば、除去工程（ステップＳ５）において、ドライフィルム２を剥離する方向は、当該ドライフィルム２の延在方向である。
このため、除去工程（ステップＳ５）において塗布されたペーストハンダ４の形状を崩れ難くすることができる。

また、本実施形態によれば、ハンダ塗布工程（ステップＳ３）において、スキージを用いてペーストハンダ４を塗布する。
このため、ハンダ塗布領域３に、ペーストハンダ４を均一に塗布することができる。

また、本実施形態によれば、ハンダ塗布領域３に塗布されたペーストハンダ４を乾燥させる乾燥工程（ステップＳ４）を更に有する。
このため、除去工程（ステップＳ５）において、塗布されたペーストハンダ４の形状を崩れ難くすることができる。

なお、上記実施形態においては、除去工程（ステップＳ５）においてドライフィルム２を機械的に剥離して除去する構成を例示して説明したが、ドライフィルム２を除去できればその除去方法は機械的な剥離でなくとも良い。

また、上記実施形態においては、プリント配線板の製造方法が乾燥工程（ステップＳ４）を有する構成を例示して説明したが、上記実施形態の除去工程（ステップＳ５）では塗布されたペーストハンダ４の形状を崩れ難くすることができるため、乾燥工程（ステップＳ４）を行わないこととしても良い。

１００ プリント配線板
１ プリント基板
１ａ 基板
１ｂ 接続配線
２ ドライフィルム
３ ハンダ塗布領域
４ ペーストハンダ
１０ インクジェットヘッド
１１ ヘッドチップ
１２ ノズルプレート
１３ 配線部材
１４ インクマニホールド

Claims (6)

1. 配線パターンの形成された基板上にドライフィルムをラミネートするラミネート工程と、
   前記基板上にラミネートされた前記ドライフィルムにハンダ塗布領域を形成するハンダ塗布領域形成工程と、
   前記ドライフィルムに形成された前記ハンダ塗布領域にペーストハンダを塗布するハンダ塗布工程と、
   前記ペーストハンダの塗布された前記基板上の前記ドライフィルムを除去する除去工程と、
   前記ドライフィルムの除去された前記基板上の前記ペーストハンダをリフローするリフロー工程と、
   を有することを特徴とするプリント配線板の製造方法。
2. 前記ラミネート工程において、前記ドライフィルムは、シリコンフリーの粘着剤層によってラミネートされることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
3. 前記除去工程において、前記ドライフィルムを機械的に剥離して除去することを特徴とする請求項１又は２に記載のプリント配線板の製造方法。
4. 前記除去工程において、前記ドライフィルムを剥離する方向は、当該ドライフィルムの延在方向であることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板の製造方法。
5. 前記ハンダ塗布工程において、スキージを用いて前記ペーストハンダを塗布することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のプリント配線板の製造方法。
6. 前記ハンダ塗布領域に塗布された前記ペーストハンダを乾燥させる乾燥工程を更に有することを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のプリント配線板の製造方法。

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