JP2713007B2 - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

プリント配線板及びその製造方法

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    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
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  • Non-Metallic Protective Coatings For Printed Circuits (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気部品を装着する電気
部品装着部位とこの電気部品装着部位同士を接続するラ
イン部とを含む銅配線を備えるプリント配線板とこのプ
リント配線板を製造する方法に関する。更に詳しくは、
本発明は、上記電気部品装着部位に装着用半田を塗布し
た場合において、不要部位に付着した半田を容易にフロ
ン等で洗浄除去することができるプリント配線板とそ製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板は絶縁性基材上に銅箔や
銅メッキ層から成る電気配線を形成して構成されるもの
で、所定の部位にICパッケージ等の電気部品を半田付
けして用いられる。
【0003】このようなプリント配線板においては、上
記電気部品装着部位の銅配線表面の酸化を防止し、電気
部品半田付けの際の酸化物を除去して電気部品と銅配線
の銅配線の導通を確実なものとするため、この電気部品
装着部位の銅配線表面に半田に対して親和性のあるプリ
フラックス層を形成して置く場合があり、こうしてプリ
フラックス層が形成された電気部品装着部位に半田を塗
布した後、上記電気部品のリードを半田によって固定し
て使用される。
【0004】一方、半田付けの際に不要部位に飛び散る
半田が銅配線に接触して短絡することを防ぐため、上記
装着部位を除く銅配線上には、この半田に親和性の乏し
いソルダーレジスト層が設けられており、このソルダー
レジスト上に飛び散って付着した半田はその後のフロン
洗浄等の洗浄工程によって除去される。
【0005】そして、このソルダーレジスト層を上記装
着部位を除く部位に精確に形成するため、ソルダーレジ
ストは紫外線硬化型樹脂を主成分として構成されてお
り、鹸化反応によってこの紫外線硬化型樹脂を現像する
際に生じる泡を抑制するシリコーン系消泡剤と共に上記
銅配線上全面に塗布され、上記装着部位を選択的に露光
して硬化し、現像して未露光のソルダーレジストを除去
して銅配線を露出させる。なお、一般には、ソルダーレ
ジストを完全硬化して銅配線に強固に密着させるため、
現像の後加熱処理することが普通である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電気機器は
小型化する傾向が強く、この小型化の要請に従って電気
部品装着密度が増大し、また半田付けの数も増大する傾
向にある。しかしながら、電気部品装着密度が増大し、
また半田付けの数も増大するにつれて、上記ソルダーレ
ジスト上に付着した半田飛沫も増大し、従来の洗浄によ
っては完全に除去し難いという問題が生じていた。
【0007】そこで、本発明は、電気部品装着密度と半
田付けの数の増大にも係わらず、不要部位に付着した半
田飛沫が洗浄によって完全に除去できるプリント配線板
とその製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項1に係
る発明は、絶縁性基材表面に電気部品装着部位とこの装
着部位同士を接続するライン部とを含む銅配線を備え、
この電気部品装着部位を除く銅配線上に、シリコーン系
消泡剤を含有し、半田に対して非親和性のソルダーレジ
スト層を有すると共に、上記電気部品装着部位の銅配線
上と少なくとも一部の上記ソルダーレジスト層上とに半
田に対して親和性のフラックス層を有することを特徴と
する。
【0009】このような技術的手段において、電気部品
装着部位の銅配線上に設けられたフラックスはこの銅配
線の酸化を防止し、電気部品装着の際に生じる酸化物を
除去して、装着される電気部品との導通を確実にするも
のであり、一方、ソルダーレジスト上に設けられたフラ
ツクスは、電気部品の半田付けの際に飛び散ってこのフ
ラックス上に付着した半田飛沫を、フロン等の溶剤によ
る洗浄によって容易に除去可能とするもので、このよう
なフラックスとしては、従来プリフラックスとして使用
されていたフラックスをそのまま使用することができ
る。例えば、ガムロジン、ウッドロジン、変性ロジン等
のロジン系フラックスである。このフラックス層はソル
ダーレジスト層上全面に設けることもできるが、半田付
けの際に生じる半田飛沫の多い部位のみに選択的に形成
しても良い。例えば電気部品装着密度や半田付けの数の
多い部位である。
【0010】そして、かかるフラックス層はソルダーレ
ジスト層上に設けられることから、両者の密着力を増大
して、プリント配線板製造時から電気部品装着時までの
保存期間の安定性を向上するため、両者の間の界面を凹
凸状に形成して両者の接触面積を増大することが望まし
い。
【0011】請求項2に係る発明はこのような技術的理
由に基づいてなされたもので、すなわち、請求項1記載
のプリント配線板において、上記ソルダーレジスト層と
フラックス層の間の界面が凹凸を有することを特徴とす
る。
【0012】この凹凸は、後述するように硬化したソル
ダーレジスト表面を研磨することによって形成すること
ができ、ソルダーレジスト層とフラックス層の接触面積
を増大して見掛け上の密着力を増大する。
【0013】本発明に係るソルダーレジストとしては、
シリコーン系消泡剤を含有し、紫外線照射によって硬化
する公知の現像型液状フォトソルダーレジストがそのま
ま使用できるが、露光の際にソルダーレジスト層の硬化
が不十分な場合には耐熱性や耐溶剤性が劣り、一方ソル
ダーレジスト層を完全硬化した場合には硬化の際にシリ
コーン系消泡剤が表面に析出し、ソルダーレジスト層と
フラックス層の間に介在して、両者の密着力を低下さ
せ、電気部品半田付けまでの保存期間中にフラックス層
が脱落することがある。これに対し、ソルダーレジスト
層が粘着力を失う程度に硬化した場合には耐熱性、耐溶
剤性共に十分であり、しかもシリコーン系消泡剤の析出
が少なく、両者の密着力が増大して、長期間の保存中も
フラックス層がそのまま維持される。
【0014】請求項3及び4に係る発明はこのような技
術的理由に基づいてなされたもので、すなわち請求項3
に係る発明は、電気部品装着部位とこの装着部位同士を
接続するライン部とを含み、絶縁性基材表面に形成され
た銅配線上に、シリコーン系消泡剤を含有し、半田に対
して非親和性の紫外線硬化型ソルダーレジストを塗布
し、このソルダーレジストを露光現像して電気部品装着
部位のソルダーレジストを除去すると共に、残存するソ
ルダーレジストを粘着力を失う程度に硬化してソルダー
レジスト層を形成し、次いで半田に対して親和性のフラ
ックス層を上記電気部品装着部位の銅配線上と少なくと
も一部の上記ソルダーレジスト層上に形成することを特
徴とし、一方、請求項4に係る発明は、請求項3記載の
プリント配線板の製造方法において、上記ソルダーレジ
スト層表面を研磨して凹凸を形成した後、上記フラック
ス層を形成することを特徴とする。
【0015】このような技術的手段において、「ソルダ
ーレジストを粘着力を失う程度に硬化」するとは、耐熱
性と耐溶剤性を増大させると共にシリコーン系消泡剤の
析出を抑制し、ソルダーレジスト層とフラックス層の密
着力を増大することをいい、例えば、80℃・15〜4
0分程度の温和な条件でプリベーキングし、800mj/c
m2程度の紫外線を照射して露光することによって、ソル
ダーレジストを粘着力を失う程度に硬化させることがで
きる。そして、この程度に硬化したソルダーレジスト層
を現像した後、ポストベーキングして完全硬化させ、こ
のソルダーレジスト層上にフラックス層を形成すること
により、長期間の保存中もフラックス層が脱落すること
なくそのまま安定に維持される。
【0016】なお、ソルダーレジスト層とフラックス層
の密着力を増大するため、ソルダーレジスト中のシリコ
ーン系消泡剤の量は最小限に留めることが望ましい。ま
た、本発明に係る絶縁性基材としては、ガラス織布や紙
等の耐熱性基材に銅配線を接着するエポキシ樹脂やフェ
ノール樹脂を含浸して硬化したものが使用でき、別の銅
配線を内蔵するものであっても良い。銅配線としては上
記絶縁性基材の片面又は両面に接着した銅箔や銅メッキ
層をエッチングして所定の電気配線形状に構成されたも
のが使用できる。一般には、この銅配線は上記電気部品
装着部位とこの電気部品装着部位同士を接続するライン
部の他に、電気機器の端子と接続する端子接続部と、こ
の端子接続部と電気部品装着部を接続するライン部とを
有する。また、この銅配線は絶縁性基材の両面に銅配線
を備える場合又は絶縁性基材が別の銅配線を内蔵する場
合には、内壁に金属メッキ層を備えてこれらの銅配線同
士を導通するスルーホールやヴィアホールを有していて
もよい。
【0017】
【作用】請求項1記載の発明によれば、絶縁性基材表面
に電気部品装着部位とこの装着部位同士を接続するライ
ン部とを含む銅配線を備え、この電気部品装着部位を除
く銅配線上に、シリコーン系消泡剤を含有し、半田に対
して非親和性のソルダーレジスト層を有すると共に、上
記電気部品装着部位の銅配線上と少なくとも一部の上記
ソルダーレジスト層上とに半田に対して親和性のフラッ
クス層を有するため、電気部品装着時に飛び散った半田
飛沫を、フロン等の溶剤による洗浄によって容易に除去
可能とし、また、請求項2記載の発明によれば、請求項
1記載のプリント配線板において、上記ソルダーレジス
ト層とフラックス層の間の界面が凹凸を有するため、ソ
ルダーレジスト層とフラックス層の接触面積を増大して
見掛け上の密着力を増大する。
【0018】更に請求項3記載の発明によれば、電気部
品装着部位とこの装着部位同士を接続するライン部とを
含み、絶縁性基材表面に形成された銅配線上に、シリコ
ーン系消泡剤を含有し、半田に対して非親和性の紫外線
硬化型ソルダーレジストを塗布し、このソルダーレジス
トを露光現像して電気部品装着部位のソルダーレジスト
を除去すると共に、残存するソルダーレジストを粘着力
を失う程度に硬化してソルダーレジスト層を形成し、次
いで半田に対して親和性のフラックス層を上記電気部品
装着部位の銅配線上と少なくとも一部の上記ソルダーレ
ジスト層上に形成するため、耐熱性と耐溶剤性を増大さ
せると共にシリコーン系消泡剤の析出を抑制し、ソルダ
ーレジスト層とフラックス層の密着力を増大し、また請
求項4記載の発明によれば、請求項3記載のプリント配
線板の製造方法において、上記ソルダーレジスト層表面
を研磨して凹凸を形成した後、上記フラックス層を形成
するため、ソルダーレジスト層とフラックス層の接触面
積を増大して見掛け上の密着力を増大する。
【0019】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図面の図1は本発明の実施例に係るプリント配線
板の要部断面説明図、図2はその製造工程の要部断面説
明図である。
【0020】図1に示すように、本発明に係るプリント
配線板はエポキシ樹脂を含浸し、硬化したガラス織布か
ら構成される絶縁性基材1の表面に銅配線2を備えるも
のである。銅配線2は上記絶縁性基材1の表面に銅箔を
重ね、絶縁性基材1中のエポキシ樹脂を硬化して接着し
た後、銅メッキを施し、次いでエッチングして形成され
たもので、銅箔と銅メッキ層の多層構造を有している。
そして、この銅配線は電気部品のリードを装着する電気
部品装着部位21、23と、この電気部品装着部位21
及び23同士を導通するライン部22とを有している。
【0021】そして、このプリント配線板は、上記電気
部品装着部位21及び23を除いて銅配線2上に厚さ約
20μmのソルダーレジスト層3を有しており、また裏
面には全面に渡って形成されたソルダーレジスト層を有
している。このソルダーレジスト層3及び3’は、後述
するように、エポキシ樹脂とアクリル樹脂とを主成分と
し、シリコーン系消泡剤を含有する紫外線硬化型の現像
型液状フォトソルダーレジストを塗布し、露光、現像し
て構成されたもので、精度良く上記電気部品装着部位2
1及び23を露出させており、銅配線2上に設けられた
ソルダーレジスト層3の表面は微細な凹凸を有してい
る。
【0022】また、このプリント配線板は、このソルダ
ーレジスト3上の略全面に、ロジン系フラックス層4を
有している。
【0023】かかるプリント配線板は図2に示す方法で
製造されたものである。すなわち、まず、銅配線2を有
する絶縁性基板1(図2A参照)の両面に、エポキシ樹
脂とアクリル樹脂とを主成分とし、比較的シリコーン系
消泡剤含有量の少ない現像型液状フォトソルダーレジス
トを、スクリーン印刷法により、20μmの厚さに塗布
した。次に、バッヂ式オーブンによって上面から80
℃、15分の条件でプリベーキングし、次いで下面から
80℃、25分の条件でプリベーキングした。上面から
プリベーキングする際にはその余熱によって下面も加熱
され、また下面からプリベーキングする際には上面も加
熱されるため、上面のソルダーレジスト3と下面のソル
ダーレジスト3’は同程度に乾燥・硬化していた(図2
B参照)。
【0024】こうして表面に形成されたソルダーレジス
ト3に、フォトマスクを介して800mj/cm2の紫外線を
照射し、上記電気部品装着部位21及び23を除く部位
のソルダーレジストを粘着力を失う程度に硬化させ、炭
酸ナトリウムを主成分とする現像剤で現像して、上記電
気部品装着部位21及び23のソルダーレジスト3を除
去し、銅配線21及び23を露出させた(図2C)。
【0025】続いて、バッヂ式オーブンによって140
℃、60分の条件でポストベーキングして、銅配線2上
に残存するソルダーレジスト層3と共に裏面全面に残存
するソルダーレジスト層3’を硬化させた。
【0026】次に、銅配線2上のソルダーレジスト3を
スクラブ研磨して凹凸を形成し(図2D)、ロジン系フ
ラックス4を、上記電気部品装着部位21、23とライ
ン部22を含む略全面に塗布して、図1に示すプリント
配線板を製造した。
【0027】こうして得られたプリント配線板は、ソル
ダーレジスト層3とフラックス層4の密着力が強く、長
期間の保存によってもフラックス層4は安定に保持され
ていた。
【0028】次に、このプリント配線板を、溶融した半
田を収容した半田槽中に浸漬して、上記電気部品装着部
位21、23に半田を付着させ、IC部品を装着した。
装着の際、半田が飛び散って上記フラックス層4上に多
数の半田飛沫が付着したが、フロン液で洗浄したとこ
ろ、この半田飛沫は残存することなく完全に除去するこ
とができた。
【0029】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、電気部品
装着時に飛び散った半田飛沫を、フロン等の溶剤による
洗浄によって容易に除去可能とし、また請求項2記載の
発明によれば、ソルダーレジスト層とフラックス層の接
触面積を増大して見掛け上の密着力を増大するため、電
気部品装着密度と半田付けの数の増大にも係わらず、不
要部位に付着した半田飛沫が洗浄によって完全に除去で
きるという効果を奏する。
【0030】一方、請求項3記載の発明によれば、耐熱
性と耐溶剤性を増大させると共にシリコーン系消泡剤の
析出を抑制し、ソルダーレジスト層とフラックス層の密
着力を増大し、また請求項4記載の発明によれば、ソル
ダーレジスト層とフラックス層の接触面積を増大して見
掛け上の密着力を増大するため、電気部品装着密度と半
田付けの数の増大にも係わらず、不要部位に付着した半
田飛沫が洗浄によって完全に除去できるプリント配線板
を製造できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るプリント配線板の要部断
面説明図である。
【図2】本発明の実施例に係るプリント配線板の製造工
程の要部断面説明図である。
【符号の説明】
1 絶縁性基材。 2 銅配線。 21 電気部品装着部位。 22 ライン部。 23 電気部品装着部位。 3 ソルダーレジスト層。 4 フラックス層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 和広 新潟県新発田市五十公野字山崎5270 新 潟凸版印刷株式会社内 審査官 青木 俊明 (56)参考文献 特開 昭63−283186(JP,A) 特開 昭63−250896(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁性基材表面に電気部品装着部位とこの
    装着部位同士を接続するライン部とを含む銅配線を備
    え、この電気部品装着部位を除く銅配線上に、シリコー
    ン系消泡剤を含有し、半田に対して非親和性のソルダー
    レジスト層を有すると共に、上記電気部品装着部位の銅
    配線上と少なくとも一部の上記ソルダーレジスト層上と
    に半田に対して親和性のあるフラックス層を有すること
    を特徴とするプリント配線板。
  2. 【請求項2】請求項1記載のプリント配線板において、
    上記ソルダーレジスト層とフラックス層の間の界面が凹
    凸を有することを特徴とするプリント配線板。
  3. 【請求項3】電気部品装着部位とこの装着部位同士を接
    続するライン部とを含み、絶縁性基材表面に形成された
    銅配線上に、シリコーン系消泡剤を含有し、半田に対し
    て非親和性の紫外線硬化型ソルダーレジストを塗布し、
    このソルダーレジストを露光現像して電気部品装着部位
    のソルダーレジストを除去すると共に、残存するソルダ
    ーレジストを粘着力を失う程度に硬化してソルダーレジ
    スト層を形成し、次いで半田に対して親和性のフラック
    ス層を上記電気部品装着部位の銅配線上と少なくとも一
    部の上記ソルダーレジスト層上に形成することを特徴と
    するプリント配線板の製造方法。
  4. 【請求項4】請求項3記載のプリント配線板の製造方法
    において、上記ソルダーレジスト層表面を研磨して凹凸
    を形成した後、上記フラックス層を形成することを特徴
    とするプリント配線板の製造方法。
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