JP2019062195A - ソルダーレジスト膜のパターン形成方法、および電子基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡便な方法で、ソルダーレジスト膜を精度良くパターン形成できるソルダーレジスト膜のパターン形成方法を提供すること。【解決手段】本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法においては、配線基板１上に、ソルダーレジスト膜２ａで覆われていない開口部１Ａが所定のパターンとなるように、ソルダーレジスト膜２ａを形成する。粘度が１５Ｐａ・ｓ以上であり、チクソ比が２．１以上であるソルダーレジスト２を、開口部１Ａに対応するパターンを有する印刷マスク３を用いて、配線基板１上に印刷する工程と、ソルダーレジスト２を硬化させて、ソルダーレジスト膜２ａを形成する工程と、開口部１Ａの内縁に沿って、パルス幅が１０００ナノ秒以下のレーザー４を照射して、ソルダーレジスト膜２ａの一部を除去する工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
Description
本発明は、ソルダーレジスト膜のパターン形成方法、および電子基板の製造方法に関する。
プリント回路基板の製造においては、プリント配線基板上にパターン形成されたソルダーレジスト膜が設けられる。ソルダーレジスト膜のパターン形成する方法としては、現像型ソルダーレジストを用いて、露光および現像によりパターン形成する方法や、熱硬化型ソルダーレジストまたは紫外線硬化型ソルダーレジストを用いて、パターン印刷法によりパターン形成する方法などがある。
しかしながら、露光および現像によりパターン形成する方法は、塗布工程の他に、予備乾燥工程、露光工程および現像工程が必要となり、工程が煩雑になるという問題があった。また、パターン印刷法によりパターン形成する方法は、例えば小径のビアを形成する際に、印刷の滲みによって、ビアの端部がテーパー状となるという問題があった。
さらに、レーザー加工によりソルダーレジスト膜のパターン形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、レーザーとしてマイクロ秒レーザーを用いる場合には、レーザー加工で除去した物質などが周辺に飛散して残渣（デブリ）を発生させるという問題があった。一方で、レーザーとしてパルス幅の小さいピコ秒レーザーを用いる場合には、デブリの発生は抑制できるが、加工時間が長くなるという問題があった。
しかしながら、露光および現像によりパターン形成する方法は、塗布工程の他に、予備乾燥工程、露光工程および現像工程が必要となり、工程が煩雑になるという問題があった。また、パターン印刷法によりパターン形成する方法は、例えば小径のビアを形成する際に、印刷の滲みによって、ビアの端部がテーパー状となるという問題があった。
さらに、レーザー加工によりソルダーレジスト膜のパターン形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。しかしながら、レーザーとしてマイクロ秒レーザーを用いる場合には、レーザー加工で除去した物質などが周辺に飛散して残渣（デブリ）を発生させるという問題があった。一方で、レーザーとしてパルス幅の小さいピコ秒レーザーを用いる場合には、デブリの発生は抑制できるが、加工時間が長くなるという問題があった。
本発明は、簡便な方法で、ソルダーレジスト膜を精度良くパターン形成できるソルダーレジスト膜のパターン形成方法、並びに、それを用いた電子基板の製造方法を提供することを目的とする。
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のようなソルダーレジスト膜のパターン形成方法および電子基板の製造方法を提供するものである。
本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法は、配線基板上に、ソルダーレジスト膜で覆われていない開口部が所定のパターンとなるように、前記ソルダーレジスト膜を形成する、ソルダーレジスト膜のパターン形成方法であって、粘度が１５Ｐａ・ｓ以上であり、チクソ比が２．１以上であるソルダーレジストを、前記開口部に対応するパターンを有する印刷マスクを用いて、前記配線基板上に印刷する工程と、前記ソルダーレジストを硬化させて、ソルダーレジスト膜を形成する工程と、前記開口部の内縁に沿って、パルス幅が１０００ナノ秒以下のレーザーを照射して、前記ソルダーレジスト膜の一部を除去する工程と、を備えることを特徴とする方法である。
本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法は、配線基板上に、ソルダーレジスト膜で覆われていない開口部が所定のパターンとなるように、前記ソルダーレジスト膜を形成する、ソルダーレジスト膜のパターン形成方法であって、粘度が１５Ｐａ・ｓ以上であり、チクソ比が２．１以上であるソルダーレジストを、前記開口部に対応するパターンを有する印刷マスクを用いて、前記配線基板上に印刷する工程と、前記ソルダーレジストを硬化させて、ソルダーレジスト膜を形成する工程と、前記開口部の内縁に沿って、パルス幅が１０００ナノ秒以下のレーザーを照射して、前記ソルダーレジスト膜の一部を除去する工程と、を備えることを特徴とする方法である。
本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法においては、前記ソルダーレジストが、熱硬化型ソルダーレジストであることが好ましい。
本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法においては、前記レーザーのパルス幅が、１ピコ秒以上１０００ピコ秒以下であることが好ましい。
本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法においては、前記ソルダーレジストにおける、レオメーターにより測定した、温度２０℃から１６０℃までの最低損失弾性率（Ｇ”）が、３００Ｐａ以上２０００Ｐａ以下であることが好ましい。
本発明の電子基板の製造方法は、前記ソルダーレジスト膜の形成方法により、前記配線基板上に前記ソルダーレジスト膜を形成し、電子基板を製造することを特徴とする方法である。
本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法においては、前記レーザーのパルス幅が、１ピコ秒以上１０００ピコ秒以下であることが好ましい。
本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法においては、前記ソルダーレジストにおける、レオメーターにより測定した、温度２０℃から１６０℃までの最低損失弾性率（Ｇ”）が、３００Ｐａ以上２０００Ｐａ以下であることが好ましい。
本発明の電子基板の製造方法は、前記ソルダーレジスト膜の形成方法により、前記配線基板上に前記ソルダーレジスト膜を形成し、電子基板を製造することを特徴とする方法である。
本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法によれば、簡便な方法で、ソルダーレジスト膜を精度良くパターン形成できる。
すなわち、本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法においては、ソルダーレジストを、開口部に対応するパターンを有する印刷マスクを用いて、配線基板上に印刷している。これにより、印刷の滲みによって、精度は高くないものの、一応のパターンが形成されたソルダーレジスト膜を形成できる。なお、ソルダーレジストは、粘度が１５Ｐａ・ｓ以上であり、チクソ比が２．１以上であるので、印刷の滲みが生じにくい傾向にある。その後、本発明においては、硬化後のソルダーレジスト膜に対し、開口部の内縁に沿って、パルス幅が１０００ナノ秒以下のレーザーを照射して、ソルダーレジスト膜の一部を除去している。印刷の滲みは、開口部の内縁にのみ存在するので、それを除去することで、ソルダーレジスト膜を精度良くパターン形成できる。また、開口部の内縁の面積はそれほど広くないので、レーザーとしてパルス幅の小さいレーザーを用いても、加工時間が長くなり過ぎることはない。以上のようにして、上記本発明の効果が達成される。
すなわち、本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法においては、ソルダーレジストを、開口部に対応するパターンを有する印刷マスクを用いて、配線基板上に印刷している。これにより、印刷の滲みによって、精度は高くないものの、一応のパターンが形成されたソルダーレジスト膜を形成できる。なお、ソルダーレジストは、粘度が１５Ｐａ・ｓ以上であり、チクソ比が２．１以上であるので、印刷の滲みが生じにくい傾向にある。その後、本発明においては、硬化後のソルダーレジスト膜に対し、開口部の内縁に沿って、パルス幅が１０００ナノ秒以下のレーザーを照射して、ソルダーレジスト膜の一部を除去している。印刷の滲みは、開口部の内縁にのみ存在するので、それを除去することで、ソルダーレジスト膜を精度良くパターン形成できる。また、開口部の内縁の面積はそれほど広くないので、レーザーとしてパルス幅の小さいレーザーを用いても、加工時間が長くなり過ぎることはない。以上のようにして、上記本発明の効果が達成される。
本発明によれば、簡便な方法で、ソルダーレジスト膜を精度良くパターン形成できるソルダーレジスト膜のパターン形成方法、並びに、それを用いた電子基板の製造方法を提供できる。
［ソルダーレジスト膜のパターン形成方法］
以下、本実施形態のソルダーレジスト膜のパターン形成方法を図面に基づいて説明する。図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は、本実施形態のソルダーレジスト膜のパターン形成方法を説明するための図である。
本実施形態のソルダーレジスト膜のパターン形成方法においては、図１（Ｅ）に示すように、配線基板１上に、開口部１Ａが形成されるように、ソルダーレジスト膜２ａを形成する。なお、ソルダーレジスト膜２ａは、配線基板１を覆うように設けられるが、開口部１Ａは、ソルダーレジスト膜２ａに覆われていない。
そして、本実施形態のソルダーレジスト膜のパターン形成方法は、図１（Ａ）〜図１（Ｅ）に示すように、ソルダーレジスト２を、印刷マスク３を用いて、配線基板１上に印刷する工程（印刷工程）と、ソルダーレジスト２を硬化させて、ソルダーレジスト膜２ａを形成する工程（硬化工程）と、開口部１Ａの内縁に沿って、パルス幅が１０００ナノ秒以下のレーザー４を照射して、ソルダーレジスト膜２ａの一部を除去する工程（レーザー除去工程）と、を備える方法である。
以下、本実施形態のソルダーレジスト膜のパターン形成方法を図面に基づいて説明する。図１（Ａ）〜図１（Ｅ）は、本実施形態のソルダーレジスト膜のパターン形成方法を説明するための図である。
本実施形態のソルダーレジスト膜のパターン形成方法においては、図１（Ｅ）に示すように、配線基板１上に、開口部１Ａが形成されるように、ソルダーレジスト膜２ａを形成する。なお、ソルダーレジスト膜２ａは、配線基板１を覆うように設けられるが、開口部１Ａは、ソルダーレジスト膜２ａに覆われていない。
そして、本実施形態のソルダーレジスト膜のパターン形成方法は、図１（Ａ）〜図１（Ｅ）に示すように、ソルダーレジスト２を、印刷マスク３を用いて、配線基板１上に印刷する工程（印刷工程）と、ソルダーレジスト２を硬化させて、ソルダーレジスト膜２ａを形成する工程（硬化工程）と、開口部１Ａの内縁に沿って、パルス幅が１０００ナノ秒以下のレーザー４を照射して、ソルダーレジスト膜２ａの一部を除去する工程（レーザー除去工程）と、を備える方法である。
［印刷工程］
印刷工程においては、まず、図１（Ａ）に示す配線基板１、および、図１（Ｂ）に示すソルダーレジスト２を準備する。
配線基板１は、図１（Ａ）に示すように、絶縁基材１１と、配線１２とを備える。
絶縁基材１１としては、適宜公知のものを用いることができ、ガラスエポキシ基材、ポリイミド基材、およびシリコン基材などが挙げられる。
配線１２は、配線基板１の表面に形成されるものであり、他の電子部品との電気的接続を図るためのものである。配線１２の材質は、特に限定されないが、銅、銀、スズ、金、ニッケル、およびパラジウムなどが挙げられる。配線１２は、単一層で形成されていてもよく、複数の材質を用いて複数層で形成されてもよい。
印刷工程においては、まず、図１（Ａ）に示す配線基板１、および、図１（Ｂ）に示すソルダーレジスト２を準備する。
配線基板１は、図１（Ａ）に示すように、絶縁基材１１と、配線１２とを備える。
絶縁基材１１としては、適宜公知のものを用いることができ、ガラスエポキシ基材、ポリイミド基材、およびシリコン基材などが挙げられる。
配線１２は、配線基板１の表面に形成されるものであり、他の電子部品との電気的接続を図るためのものである。配線１２の材質は、特に限定されないが、銅、銀、スズ、金、ニッケル、およびパラジウムなどが挙げられる。配線１２は、単一層で形成されていてもよく、複数の材質を用いて複数層で形成されてもよい。
ソルダーレジスト２は、粘度が１５Ｐａ・ｓ以上であり、チクソ比が２．１以上であることが必要である。粘度が１５Ｐａ・ｓ未満の場合には、印刷の滲みが大きくなって除去面積が大きくなるために、加工時間が長くなり過ぎる。また、チクソ比が２．１未満の場合には、印刷の滲みが大きくなって除去面積が大きくなるために、加工時間が長くなり過ぎる。また、印刷の滲みの更なる抑制の観点から、粘度が、２５Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましく、４０Ｐａ・ｓ以上９０Ｐａ・ｓ以下であることがさらに好ましく、５０Ｐａ・ｓ以上７０Ｐａ・ｓ以下であることが特に好ましい。同様の観点から、チクソ比が、２．５以上５以下であることがより好ましく、３以上４．７以下であることがさらに好ましく、３．５以上４．５以下であることが特に好ましい。
なお、粘度は、ブルックフィールド社製の粘度計ＨＢＴ型を用いて、スピンドル回転数５０ｒｐｍで温度２５℃におけるソルダーレジスト２の粘度を測定する。また、ブルックフィールド社製の粘度計ＨＢＴ型を用いて、スピンドル回転数５ｒｐｍで温度２５℃におけるソルダーレジスト２の粘度（η５）、および、スピンドル回転数５０ｒｐｍで温度２５℃におけるソルダーレジスト２の粘度（η５０）をそれぞれ測定し、これらの測定値からチクソ比（η５／η５０）を算出する。
また、ソルダーレジスト２における、レオメーターにより測定した、温度２０℃から１６０℃までの最低損失弾性率（Ｇ”）は、３００Ｐａ以上２０００Ｐａ以下（より好ましくは、４００Ｐａ以上１０００Ｐａ以下）であることが好ましい。最低損失弾性率が３００Ｐａ以上であれば、除去面積を小さくできるために、加工時間をより短くできる。
なお、温度２０℃から１６０℃までの最低損失弾性率（Ｇ”）は、次の方法により測定できる。すなわち、レオメーター（装置名「ＨＡＡＫＥ ＭＡＲＳ III」、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）にソルダーレジストを投入し、昇温速度は５℃／ｍｉｎ、周波数は１．０Ｈｚ、ギャップは０．５ｍｍ、ディスク径はφ２５ｍｍの条件で、プレートの回転を左右に振動させながら、温度を２０℃から１６０℃まで変化させた場合のソルダーレジストのひずみを測定する。そして、測定結果に基づいて、貯蔵弾性率Ｇ’および損失弾性率Ｇ”（単位：Ｐａ）を算出し、損失弾性率Ｇ”の値が最低となるときの値を、最低損失弾性率として表記する。
なお、温度２０℃から１６０℃までの最低損失弾性率（Ｇ”）は、次の方法により測定できる。すなわち、レオメーター（装置名「ＨＡＡＫＥ ＭＡＲＳ III」、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）にソルダーレジストを投入し、昇温速度は５℃／ｍｉｎ、周波数は１．０Ｈｚ、ギャップは０．５ｍｍ、ディスク径はφ２５ｍｍの条件で、プレートの回転を左右に振動させながら、温度を２０℃から１６０℃まで変化させた場合のソルダーレジストのひずみを測定する。そして、測定結果に基づいて、貯蔵弾性率Ｇ’および損失弾性率Ｇ”（単位：Ｐａ）を算出し、損失弾性率Ｇ”の値が最低となるときの値を、最低損失弾性率として表記する。
また、ソルダーレジスト２の粘度、チクソ比および最低損失弾性率を上述した範囲に調整する方法としては、以下のような方法が挙げられる。
粘度およびチクソ比は、いずれも硬化性樹脂、溶剤およびチクソ剤の種類や配合量を変更することにより調整できる。
最低損失弾性率（Ｇ”）は、いずれも硬化性樹脂、硬化剤、溶剤およびチクソ剤の種類や配合量を変更することにより調整できる。
粘度およびチクソ比は、いずれも硬化性樹脂、溶剤およびチクソ剤の種類や配合量を変更することにより調整できる。
最低損失弾性率（Ｇ”）は、いずれも硬化性樹脂、硬化剤、溶剤およびチクソ剤の種類や配合量を変更することにより調整できる。
ソルダーレジスト２としては、熱硬化型ソルダーレジストおよび紫外線硬化型ソルダーレジストなどが挙げられる。これらの中でも、密着性、耐薬品性などの観点から、熱硬化型ソルダーレジストを用いることが好ましい。
本実施形態に用いる熱硬化型ソルダーレジストは、（Ａ）ベース樹脂と、（Ｂ）エポキシ化合物と、（Ｃ）硬化剤と、（Ｄ）チクソ剤と、（Ｅ）溶剤とを含有することが好ましい。
本実施形態に用いる熱硬化型ソルダーレジストは、（Ａ）ベース樹脂と、（Ｂ）エポキシ化合物と、（Ｃ）硬化剤と、（Ｄ）チクソ剤と、（Ｅ）溶剤とを含有することが好ましい。
（Ａ）ベース樹脂は、熱硬化型ソルダーレジストの主成分となる樹脂である。（Ａ）成分としては、メタクリル酸エステル、およびアクリル酸エステルなどの不飽和基含有化合物の共重合により得られる樹脂が挙げられる。また、（Ａ）成分としては、（Ｂ）エポキシ化合物との反応性を有する樹脂を用いることが好ましく、例えば、カルボキシル基を含有するカルボキシル基含有樹脂を用いることが好ましい。
（Ｂ）エポキシ化合物としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂（フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ｏ−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、およびｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールノボラック型など）、ビスフェノールＦ型またはビスフェノールＳ型のエポキシ樹脂（ビスフェノールＦやビスフェノールＳにエピクロルヒドリンを反応させて得られたエポキシ樹脂）、脂環式エポキシ樹脂（シクロヘキセンオキシド基、トリシクロデカンオキシド基、およびシクロペンテンオキシド基などを有するエポキシ樹脂）、トリグリシジルイソシアヌレート（トリス（２，３−エポキシプロピル）イソシアヌレート、トリグリシジルトリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートなど）、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、およびアダマンタン型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して、１０質量部以上５０質量部以下であることが好ましい。
（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して、１０質量部以上５０質量部以下であることが好ましい。
（Ｃ）硬化剤は、（Ｂ）成分を硬化させるために使用する成分である。（Ｃ）成分としては、例えば、メラミン化合物、ジシアンジアミド化合物、イミダゾール化合物、およびフェノール化合物などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
（Ｃ）成分の配合量は、（Ｂ）成分の硬化性の観点から、（Ａ）成分１００質量部に対して、例えば、０．１質量部以上１０質量部以下であることが好ましい。
（Ｃ）成分の配合量は、（Ｂ）成分の硬化性の観点から、（Ａ）成分１００質量部に対して、例えば、０．１質量部以上１０質量部以下であることが好ましい。
（Ｄ）チクソ剤としては、有機系チクソ剤および無機系チクソ剤が挙げられる。有機系チクソ剤としては、アマイド類などが挙げられる。また、無機系チクソ剤としては、フュームドシリカ、カオリン、有機ベントナイト、およびガラスフリットなどが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。なお、チクソ比の観点から、有機系チクソ剤および無機系チクソ剤を併用することが好ましい。
（Ｄ）成分の配合量は、粘度およびチクソ比を調整するという観点から、（Ａ）成分１００質量部に対して、例えば、５質量部以上５０質量部以下であることが好ましく、１０質量部以上４０質量部以下であることがより好ましい。
（Ｄ）成分の配合量は、粘度およびチクソ比を調整するという観点から、（Ａ）成分１００質量部に対して、例えば、５質量部以上５０質量部以下であることが好ましく、１０質量部以上４０質量部以下であることがより好ましい。
（Ｅ）溶剤としては、ケトン類（例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン）、芳香族炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン）、アルコール類（例えば、メタノール、イソプロパノール、シクロヘキサノール）、脂環式炭化水素類（例えば、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン）、石油系溶剤類（例えば、石油エーテル、石油ナフサ）、セロソルブ類（例えば、セロソルブ、ブチルセロソルブ）、（例えば、カルビトール、ブチルカルビトール）、および、エステル類（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、エチルジグリコールアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート）などが挙げられる。これらは１種を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
（Ｅ）成分の配合量は、粘度を調整するという観点から、（Ａ）成分１００質量部に対して、例えば、２０質量部以上１５０質量部以下であることが好ましく、５０質量部以上１２０質量部以下であることがより好ましい。
（Ｅ）成分の配合量は、粘度を調整するという観点から、（Ａ）成分１００質量部に対して、例えば、２０質量部以上１５０質量部以下であることが好ましく、５０質量部以上１２０質量部以下であることがより好ましい。
本実施形態に用いる熱硬化型ソルダーレジストには、上記した（Ａ）成分〜（Ｅ）成分の他に、必要に応じて、種々の添加成分、例えば、フィラー（硫酸バリウム、シリカ、アルミナ、タルク、およびマイカなど）、着色剤、酸化防止剤、およびカップリング剤などを、適宜配合してもよい。
印刷工程においては、次に、図１（Ｂ）に示すように、ソルダーレジスト２を、印刷マスク３を用いて、配線基板１上に印刷する。
印刷マスク３は、開口部１Ａ（図１（Ｅ）参照）に対応するパターンを有する。この印刷マスク３により、開口部１Ａには、ソルダーレジスト２が印刷されないようにする。
印刷には、公知の印刷装置を適宜用いることができる。
ソルダーレジスト２の厚みにより、得られるソルダーレジスト膜２ａを調整できる。ソルダーレジスト膜２ａの厚みとしては、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。
印刷マスク３は、開口部１Ａ（図１（Ｅ）参照）に対応するパターンを有する。この印刷マスク３により、開口部１Ａには、ソルダーレジスト２が印刷されないようにする。
印刷には、公知の印刷装置を適宜用いることができる。
ソルダーレジスト２の厚みにより、得られるソルダーレジスト膜２ａを調整できる。ソルダーレジスト膜２ａの厚みとしては、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。
［硬化工程］
硬化工程においては、図１（Ｃ）に示すように、ソルダーレジスト２を硬化させて、ソルダーレジスト膜２ａを形成する。
硬化条件は、ソルダーレジスト２の種類に応じて異なるが、例えば、熱硬化型ソルダーレジストを用いる場合には、熱処理を施すことにより、ソルダーレジスト２を硬化させることができる。
熱処理条件は、熱硬化型ソルダーレジストの種類に応じて異なり、特に限定されない。例えば、生産性の観点から、熱処理温度は、１００℃以上２００℃以下であることが好ましく、１２０℃以上１６０℃以下であることがより好ましい。また、生産性の観点から、熱処理時間は、１０分間以上２時間以下であることが好ましく、２０分間以上９０分間以下であることがより好ましい。
硬化工程においては、図１（Ｃ）に示すように、ソルダーレジスト２を硬化させて、ソルダーレジスト膜２ａを形成する。
硬化条件は、ソルダーレジスト２の種類に応じて異なるが、例えば、熱硬化型ソルダーレジストを用いる場合には、熱処理を施すことにより、ソルダーレジスト２を硬化させることができる。
熱処理条件は、熱硬化型ソルダーレジストの種類に応じて異なり、特に限定されない。例えば、生産性の観点から、熱処理温度は、１００℃以上２００℃以下であることが好ましく、１２０℃以上１６０℃以下であることがより好ましい。また、生産性の観点から、熱処理時間は、１０分間以上２時間以下であることが好ましく、２０分間以上９０分間以下であることがより好ましい。
［レーザー除去工程］
レーザー除去工程においては、図１（Ｄ）に示すように、開口部１Ａの内縁に沿って、パルス幅が１０００ナノ秒以下のレーザー４を照射して、ソルダーレジスト膜２ａの一部を除去する。
レーザー４は、パルス幅が１０００ナノ秒以下のレーザーであり、具体的には、ナノ秒レーザー、およびピコ秒レーザーなどである。このようなレーザー４であれば、デブリの発生を十分に抑制できる。また、本実施形態においては、レーザー４により除去するのは、開口部１Ａの内縁にある印刷の滲み部分だけなので、加工時間が長くなり過ぎることはない。さらに、デブリの更なる抑制の観点からは、パルス幅が１ピコ秒以上１０００ピコ秒以下のピコ秒レーザーを用いることが好ましい。
開口部１Ａの広さは、特に限定されない。しかし、例えば、開口部１Ａがビアである場合、ビアの直径が、５０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましい。ビアの直径が前記範囲内であれば、加工時間およびパターン形成の精度の両方を高いレベルで維持できる。
レーザー除去工程においては、図１（Ｄ）に示すように、開口部１Ａの内縁に沿って、パルス幅が１０００ナノ秒以下のレーザー４を照射して、ソルダーレジスト膜２ａの一部を除去する。
レーザー４は、パルス幅が１０００ナノ秒以下のレーザーであり、具体的には、ナノ秒レーザー、およびピコ秒レーザーなどである。このようなレーザー４であれば、デブリの発生を十分に抑制できる。また、本実施形態においては、レーザー４により除去するのは、開口部１Ａの内縁にある印刷の滲み部分だけなので、加工時間が長くなり過ぎることはない。さらに、デブリの更なる抑制の観点からは、パルス幅が１ピコ秒以上１０００ピコ秒以下のピコ秒レーザーを用いることが好ましい。
開口部１Ａの広さは、特に限定されない。しかし、例えば、開口部１Ａがビアである場合、ビアの直径が、５０μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上５００μｍ以下であることがより好ましい。ビアの直径が前記範囲内であれば、加工時間およびパターン形成の精度の両方を高いレベルで維持できる。
本実施形態によれば、前記したような簡便な方法で、図１（Ｅ）に示すように、ソルダーレジスト膜２ａを精度良くパターン形成できる。
［電子基板の製造方法］
次に、本実施形態の電子基板の製造方法について説明する。
本実施形態の電子基板の製造方法は、前述したソルダーレジスト膜の形成方法により、配線基板１上にソルダーレジスト膜２ａを形成し、電子基板を製造することを特徴とする方法である。
具体的には、前述したソルダーレジスト膜の形成方法により、パターン形成されたソルダーレジスト膜２ａを有する配線基板１を作製し、これに、電子部品（チップおよびパッケージ部品など）を搭載し、リフロー処理を施すなどして、電子基板を製造する。
なお、本発明のソルダーレジスト膜の形成方法および電子基板の製造方法は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
次に、本実施形態の電子基板の製造方法について説明する。
本実施形態の電子基板の製造方法は、前述したソルダーレジスト膜の形成方法により、配線基板１上にソルダーレジスト膜２ａを形成し、電子基板を製造することを特徴とする方法である。
具体的には、前述したソルダーレジスト膜の形成方法により、パターン形成されたソルダーレジスト膜２ａを有する配線基板１を作製し、これに、電子部品（チップおよびパッケージ部品など）を搭載し、リフロー処理を施すなどして、電子基板を製造する。
なお、本発明のソルダーレジスト膜の形成方法および電子基板の製造方法は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、実施例および比較例にて用いた材料を以下に示す。
（（Ａ）成分）
ベース樹脂：メタクリル酸エステル系樹脂、商品名「ハイパールＭＡ−４６２０」、根上工業社製、酸価は約１３０
（（Ｂ）成分）
エポキシ化合物：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名「８２８」、三菱化学社製
（（Ｃ）成分）
硬化剤：２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、商品名「キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ」、四国化成工業社製
（（Ｄ）成分）チクソ剤Ａ：フュームドシリカ、商品名「ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７４」、日本アエロジル社製
チクソ剤Ｂ：ポリカルボン酸のアマイド、商品名「ＢＹＫ−４０５」、ビックケミージャパン社製
（（Ｅ）成分）
溶剤：ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、商品名「ＥＤＧＡＣ」、ダイセル社製
（（Ａ）成分）
ベース樹脂：メタクリル酸エステル系樹脂、商品名「ハイパールＭＡ−４６２０」、根上工業社製、酸価は約１３０
（（Ｂ）成分）
エポキシ化合物：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、商品名「８２８」、三菱化学社製
（（Ｃ）成分）
硬化剤：２−フェニル−４−メチル−５−ヒドロキシメチルイミダゾール、商品名「キュアゾール２Ｐ４ＭＨＺ−ＰＷ」、四国化成工業社製
（（Ｄ）成分）チクソ剤Ａ：フュームドシリカ、商品名「ＡＥＲＯＳＩＬ Ｒ９７４」、日本アエロジル社製
チクソ剤Ｂ：ポリカルボン酸のアマイド、商品名「ＢＹＫ−４０５」、ビックケミージャパン社製
（（Ｅ）成分）
溶剤：ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、商品名「ＥＤＧＡＣ」、ダイセル社製
［実施例１］
ベース樹脂４１８質量部、エポキシ化合物１７９質量部、硬化剤１０質量部、チクソ剤Ａ１００質量部、チクソ剤Ｂ３質量部および溶剤４９０質量部を容器に投入し、攪拌機にて予備混合した後、３本ロールを用いて室温にて混合し分散させて、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
配線基板（ガラスエポキシ基材、両面板、厚み：１．６ｍｍ）に、表面処理（バフ研磨およびスクラブ研磨）を施した後、開口部（直径２００μｍφのビア）に対応するパターンを有する印刷マスクを用いて、熱硬化型ソルダーレジストを印刷した（印刷工程）。その後、ＢＯＸ炉にて温度１５０℃で６０分の熱処理を施すことで、配線基板上にソルダーレジスト膜を形成した（硬化工程）。ソルダーレジスト膜の厚みは、１５μｍであった。
そして、直径２００μｍφのビアの内縁に沿って、レーザー加工装置Ａ（ＵＶレーザー、「ＬＰＭ−ＧＰＸ−Ｔ」、三星ダイヤモンド社製）を用いて、パルス幅が１５ピコ秒で、波長が３５５ｎｍのレーザーを照射して、ソルダーレジスト膜の一部を除去して、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した（レーザー除去工程）。
ベース樹脂４１８質量部、エポキシ化合物１７９質量部、硬化剤１０質量部、チクソ剤Ａ１００質量部、チクソ剤Ｂ３質量部および溶剤４９０質量部を容器に投入し、攪拌機にて予備混合した後、３本ロールを用いて室温にて混合し分散させて、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
配線基板（ガラスエポキシ基材、両面板、厚み：１．６ｍｍ）に、表面処理（バフ研磨およびスクラブ研磨）を施した後、開口部（直径２００μｍφのビア）に対応するパターンを有する印刷マスクを用いて、熱硬化型ソルダーレジストを印刷した（印刷工程）。その後、ＢＯＸ炉にて温度１５０℃で６０分の熱処理を施すことで、配線基板上にソルダーレジスト膜を形成した（硬化工程）。ソルダーレジスト膜の厚みは、１５μｍであった。
そして、直径２００μｍφのビアの内縁に沿って、レーザー加工装置Ａ（ＵＶレーザー、「ＬＰＭ−ＧＰＸ−Ｔ」、三星ダイヤモンド社製）を用いて、パルス幅が１５ピコ秒で、波長が３５５ｎｍのレーザーを照射して、ソルダーレジスト膜の一部を除去して、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した（レーザー除去工程）。
［実施例２］
実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
また、レーザー除去工程におけるレーザーのパルス幅を１５ナノ秒に変更した以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
また、レーザー除去工程におけるレーザーのパルス幅を１５ナノ秒に変更した以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
［比較例１］
実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
また、印刷工程において印刷マスクを用いずにベタ印刷を行い、レーザー除去工程において、直径２００μｍφのビアの内縁だけでなく、ビア全体にレーザーを照射した以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
また、印刷工程において印刷マスクを用いずにベタ印刷を行い、レーザー除去工程において、直径２００μｍφのビアの内縁だけでなく、ビア全体にレーザーを照射した以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
［比較例２］
実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
また、レーザー除去工程において、レーザー加工装置Ｂ（炭酸ガスレーザー、「ＭＬ６０５ＧＴＷ５（−Ｈ）−５３５０Ｕ」、三菱電機社製）を用いて、パルス幅が１０マイクロ秒で、波長が１０６４ｎｍのレーザーを照射した以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
また、レーザー除去工程において、レーザー加工装置Ｂ（炭酸ガスレーザー、「ＭＬ６０５ＧＴＷ５（−Ｈ）−５３５０Ｕ」、三菱電機社製）を用いて、パルス幅が１０マイクロ秒で、波長が１０６４ｎｍのレーザーを照射した以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
［比較例３］
実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
また、レーザー除去工程を行わなかった以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
また、レーザー除去工程を行わなかった以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
［比較例４］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
そして、得られた熱硬化型ソルダーレジストを用いた以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
そして、得られた熱硬化型ソルダーレジストを用いた以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
［比較例５］
比較例４と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
また、レーザー除去工程を行わなかった以外は比較例４と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
比較例４と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
また、レーザー除去工程を行わなかった以外は比較例４と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
［比較例６］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
そして、得られた熱硬化型ソルダーレジストを用いた以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
そして、得られた熱硬化型ソルダーレジストを用いた以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
［比較例７］
比較例６と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
また、レーザー除去工程を行わなかった以外は比較例６と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
比較例６と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
また、レーザー除去工程を行わなかった以外は比較例６と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
［比較例８］
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
そして、得られた熱硬化型ソルダーレジストを用いた以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
表１に示す組成に従い各材料を配合した以外は実施例１と同様にして、熱硬化型ソルダーレジストを得た。
そして、得られた熱硬化型ソルダーレジストを用いた以外は実施例１と同様にして、パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を作製した。
＜絶縁被膜の形成方法の評価＞
絶縁被膜の形成方法の評価（粘度、チクソ比、ビア形成時間、ビア端部のテーパー幅、デブリ、最低損失弾性率）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。また、実施例１、２および比較例１〜８における印刷工程での印刷形式、並びにレーザー除去工程の条件を表１に示す。
（１）粘度
ブルックフィールド社製の粘度計ＨＢＴ型を用いて、スピンドル回転数５０ｒｐｍで温度２５℃における熱硬化型ソルダーレジストの粘度を測定した。
（２）チクソ比
ブルックフィールド社製の粘度計ＨＢＴ型を用いて、スピンドル回転数５ｒｐｍで温度２５℃における熱硬化型ソルダーレジストの粘度（η５）、および、スピンドル回転数５０ｒｐｍで温度２５℃における熱硬化型ソルダーレジストの粘度（η５０）をそれぞれ測定した。そして、これらの測定値からチクソ比（η５／η５０）を算出した。
（３）ビア形成時間
直径２００μｍφのビア１つあたりの形成時間（単位：秒）を測定した。
（４）ビア端部のテーパー幅
パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を試料として、ＫＹＥＮＣＥ社製の超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡「ＶＫ−９５００」で、ビア周辺部を観察して、ビア端部のテーパー幅を測定した。なお、ビア端部のテーパー幅とは、ソルダーレジスト膜におけるビア端部の上端部から下端部までの基板の平面方向における距離である。
（５）デブリ
パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を試料として、ＫＹＥＮＣＥ社製の超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡「ＶＫ−９５００」で、ビア周辺部を観察した。そして、以下の基準に従って、デブリを評価した。
○：デブリが観察されなかった。
△：デブリが観察されたが、デブリの高さが１μｍ未満であった。
×：デブリが観察され、デブリの高さが１μｍ以上であった。
（６）最低損失弾性率
レオメーター（装置名「ＨＡＡＫＥ ＭＡＲＳ III」、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）にソルダーレジストを投入し、昇温速度は５℃／ｍｉｎ、周波数は１．０Ｈｚ、ギャップは０．５ｍｍ、ディスク径はφ２５ｍｍの条件で、プレートの回転を左右に振動させながら、温度を２０℃から１６０℃まで変化させた場合のソルダーレジストのひずみを測定する。そして、測定結果に基づいて、貯蔵弾性率Ｇ’および損失弾性率Ｇ”（単位：Ｐａ）を算出し、損失弾性率Ｇ”の値が最低となるときの値を、最低損失弾性率として表記する。
絶縁被膜の形成方法の評価（粘度、チクソ比、ビア形成時間、ビア端部のテーパー幅、デブリ、最低損失弾性率）を以下のような方法で行った。得られた結果を表１に示す。また、実施例１、２および比較例１〜８における印刷工程での印刷形式、並びにレーザー除去工程の条件を表１に示す。
（１）粘度
ブルックフィールド社製の粘度計ＨＢＴ型を用いて、スピンドル回転数５０ｒｐｍで温度２５℃における熱硬化型ソルダーレジストの粘度を測定した。
（２）チクソ比
ブルックフィールド社製の粘度計ＨＢＴ型を用いて、スピンドル回転数５ｒｐｍで温度２５℃における熱硬化型ソルダーレジストの粘度（η５）、および、スピンドル回転数５０ｒｐｍで温度２５℃における熱硬化型ソルダーレジストの粘度（η５０）をそれぞれ測定した。そして、これらの測定値からチクソ比（η５／η５０）を算出した。
（３）ビア形成時間
直径２００μｍφのビア１つあたりの形成時間（単位：秒）を測定した。
（４）ビア端部のテーパー幅
パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を試料として、ＫＹＥＮＣＥ社製の超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡「ＶＫ−９５００」で、ビア周辺部を観察して、ビア端部のテーパー幅を測定した。なお、ビア端部のテーパー幅とは、ソルダーレジスト膜におけるビア端部の上端部から下端部までの基板の平面方向における距離である。
（５）デブリ
パターン形成されたソルダーレジスト膜を有する配線基板を試料として、ＫＹＥＮＣＥ社製の超深度カラー３Ｄ形状測定顕微鏡「ＶＫ−９５００」で、ビア周辺部を観察した。そして、以下の基準に従って、デブリを評価した。
○：デブリが観察されなかった。
△：デブリが観察されたが、デブリの高さが１μｍ未満であった。
×：デブリが観察され、デブリの高さが１μｍ以上であった。
（６）最低損失弾性率
レオメーター（装置名「ＨＡＡＫＥ ＭＡＲＳ III」、Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製）にソルダーレジストを投入し、昇温速度は５℃／ｍｉｎ、周波数は１．０Ｈｚ、ギャップは０．５ｍｍ、ディスク径はφ２５ｍｍの条件で、プレートの回転を左右に振動させながら、温度を２０℃から１６０℃まで変化させた場合のソルダーレジストのひずみを測定する。そして、測定結果に基づいて、貯蔵弾性率Ｇ’および損失弾性率Ｇ”（単位：Ｐａ）を算出し、損失弾性率Ｇ”の値が最低となるときの値を、最低損失弾性率として表記する。
表１に示す結果からも明らかなように、本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法を用いた場合（実施例１および２）には、ビア形成時間、ビア端部のテーパー幅、およびデブリの結果が良好であることが確認された。従って、本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法によれば、簡便な方法で、ソルダーレジスト膜を精度良くパターン形成できることが確認された。
本発明のソルダーレジスト膜のパターン形成方法は、電子機器のプリント配線基板などを製造するための技術として特に好適に用いることができる。
１…配線基板
１Ａ…開口部
２…ソルダーレジスト
２ａ…ソルダーレジスト膜
３…印刷マスク
４…レーザー
１Ａ…開口部
２…ソルダーレジスト
２ａ…ソルダーレジスト膜
３…印刷マスク
４…レーザー
Claims (5)
- 配線基板上に、ソルダーレジスト膜で覆われていない開口部が所定のパターンとなるように、前記ソルダーレジスト膜を形成する、ソルダーレジスト膜のパターン形成方法であって、
粘度が１５Ｐａ・ｓ以上であり、チクソ比が２．１以上であるソルダーレジストを、前記開口部に対応するパターンを有する印刷マスクを用いて、前記配線基板上に印刷する工程と、
前記ソルダーレジストを硬化させて、ソルダーレジスト膜を形成する工程と、
前記開口部の内縁に沿って、パルス幅が１０００ナノ秒以下のレーザーを照射して、前記ソルダーレジスト膜の一部を除去する工程と、
を備えることを特徴とするソルダーレジスト膜のパターン形成方法。 - 請求項１に記載のソルダーレジスト膜のパターン形成方法において、
前記ソルダーレジストが、熱硬化型ソルダーレジストである
ことを特徴とするソルダーレジスト膜のパターン形成方法。 - 請求項１または請求項２に記載のソルダーレジスト膜のパターン形成方法において、
前記レーザーのパルス幅が、１ピコ秒以上１０００ピコ秒以下である
ことを特徴とするソルダーレジスト膜のパターン形成方法。 - 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のソルダーレジスト膜のパターン形成方法において、
前記ソルダーレジストにおける、レオメーターにより測定した、温度２０℃から１６０℃までの最低損失弾性率（Ｇ”）が、３００Ｐａ以上２０００Ｐａ以下である
ことを特徴とするソルダーレジスト膜のパターン形成方法。 - 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のソルダーレジスト膜の形成方法により、前記配線基板上に前記ソルダーレジスト膜を形成し、電子基板を製造することを特徴とする電子基板の製造方法。
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