JP3209875B2 - 基板の製造方法及び基板 - Google Patents

基板の製造方法及び基板

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板の製造方法及び基
板に係り、特に、電子回路基板上に電子部品を仮固定す
るために液体を使用する基板の製造方法及び基板に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】基板の製造に際して電子回路基板上に電
子部品を仮固定する高分子材料の表面改質工法に関する
従来技術として、例えば、Ｏ2 アッシャ、あるいは、Ａ
ｒスパッタ等によるによる工法が知られている。これら
の工法は、処理すべき高分子材料層が塗布された回路基
板等を真空容器内に設置して処理を行うもので、基板上
の高分子材料の全面に対して表面改質を行うものであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術は、
真空雰囲気中でのみ基板表面の改質が可能なものであ
り、真空装置、真空容器等を含む大がかりな装置を必要
とするという問題点を有している。また、この従来技術
は、基板上の高分子材料の全面に対しての表面改質を行
うものであるため、電子回路基板等において、その上の
電子部品を仮固定する領域以外の処理不要なエリアまで
改質が行われてしまい、その結果、電子部品の仮固定に
使用する液体が、部品の仮固定に不要な部分まで濡れ拡
がることになり、多くの無駄な液体を必要とするという
問題点を有する。
【０００４】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、真空装置、真空容器等を必要とすることなく、
かつ、電子部品の仮固定のために必要とする領域のみに
ついて、基板の表面改質を行うことを可能にする方法に
よる基板の製造方法及び基板を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、一表面に高分子材料層を有する基板上に電子部品を
搭載して基板を製造する方法において、前記高分子材料
層の表面の前記電子部品を搭載すべき領域に光エネルギ
を照射する工程と、前記高分子材料層上の前記領域上に
仮固定用液体を供給する工程と、前記液体が濡れ拡がっ
た前記領域上に電子部品を搭載する工程と、前記電子部
品を前記配線基板上にはんだ付けする工程とを有するこ
とにより達成される。
【０００６】
【作用】本発明は、高分子材料の表面の表面改質が必要
な領域にのみ光エネルギを与えることにより、光エネル
ギが照射された部分のみの表面改質をすることができ、
必要とする領域のみで液体の濡れ拡がり性を向上させる
ことができる。これにより、電子部品等を仮固定するた
めの液体を、処理エリア内のみで濡れ拡がらせることが
でき、必要最少量の液体により、処理エリア内を濡らす
ことができ、効率的な基板の製造を行うことができる。
【０００７】また、本発明は、処理エリア内に、はんだ
付けを行うための金属パターンが存在するような場合に
も、金属パターンにダメージを与えることなく絶縁物で
ある高分子材料の表面改質を行って基板の製造を行うこ
とができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明による基板の製造方法の一実施
例を図面により詳細に説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例による基板の製造
方法に用いる高分子材料の表面改質工法を説明する図、
図２は被処理基板の構成例を示す図、図３は図１の表面
改質処理を行った基板に電子部品を仮固定した状態を説
明する図、図４ははんだ付けを行うための金属パターン
が処理領域に存在する場合について説明する図、図５は
光エネルギの照射形状の例を説明する図、図６は液体の
濡れ状態を従来技術と比較して説明する図、図７は表面
改質の評価方法を説明する図、図８は液滴の接触角から
エキシマレーザの最適エネルギ密度を求めるための実験
結果を説明する図である。図１〜図７において、１はレ
ーザ照射エリア、２は基板、３はレーザ光、４は高分子
材料層、５はベース材、６は電子部品、７は仮固定用液
体、８は金属配線、９はＯ2 アッシャエリア、１０はス
ポイト、１１は濡れ拡がりエリアである。
【００１０】本発明の一実施例に用いる高分子材料の表
面改質工法により処理を行う基板２は、図２にその構成
例として示すように、セラミック等によるベース材５の
表面に、ＰＩＱ（ポリイミド−イソインドロキナゾリン
ジオン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等に
よる高分子材料層４が絶縁物層として塗布されて構成さ
れている。このような基板２上には、電子回路を形成す
るために必要な金属配線が施され、所定の場所に、ＬＳ
Ｉ等の電子部品がはんだ付けされる。
【００１１】本発明の一実施例は、ＬＳＩ等の電子部品
をはんだ付けするに際して、電子部品等を仮固定用液体
を用いて仮固定する場合の、前記仮固定用液体の濡れ性
を改善して基板を製造するものである。
【００１２】本発明の一実施例に用いる高分子材料の表
面改質工法は、図１に示すように、高分子材料層４が塗
布されて形成される基板２の電子部品を仮固定する領域
であるレーザ照射エリア１に、レーザ光３による光エネ
ルギを照射することにより行われる。レーザ光３の光源
としては、エキシマレーザが使用される。レーザ光３
は、その波長１００nm〜６００nm、エネルギ密度０．０
５Ｊ／cm2〜０．５Ｊ／cm2とするのが好適である。
【００１３】レーザ光３を照射して表面改質が実施され
た基板２の表面は、レーザ照射エリア１に電子部品仮固
定用の液体７として、例えば、テトラエチレングリコー
ル、ペンタエチレングリコール等のアルコール系溶剤が
滴下されると、その液体７をレーザ照射エリア１内に均
等に濡れ拡がらせ、処理を施していない基板２の表面に
液体７を濡れ拡がらせることがない。このため、前述の
表面改質が実施された基板２は、図３に示すように、Ｌ
ＳＩ等の電子部品６を、はんだ付けを行う前に、基板２
上の所定の位置に液体７により仮固定することができ
る。
【００１４】また、前述した本発明の一実施例に用いる
高分子材料の表面改質工法は、はんだ付けを行うための
金属パターンが存在するような基板２の表面に対して施
された場合にも、図４に示すように、金属配線８にダメ
ージを与えることなく、基板２に塗布されている高分子
材料層４の表面改質が可能であった。
【００１５】さらに、本発明の一実施例に用いる工法に
おいて、レーザ照射エリア１の形状は、図５に示すよう
に、照射するレーザ光３の断面形状により任意の形状と
することができ、例えば、図５（ａ）に示す四角形、図
５（ｂ）に示す円形、図５（ｃ）に示す広い範囲を改質
するための複数集合形等の形状とすることができる。ま
た、本発明の一実施例による工法は、大気中、真空中、
Ｈｅアシスト中においても有効であり、高分子材料層４
の表面改質が可能である。
【００１６】次に、図６を参照して前述した本発明の一
実施例に用いる工法を施した場合の液体の濡れ拡がりの
状態を、従来技術の場合と比較して説明する。
【００１７】図６（ａ）に示すように、本発明の一実施
例に用いる工法を施した場合のアルコール系溶剤である
液体７の濡れ拡がりは、レーザ光を照射した領域１の部
分のみとなる。これは、本発明の一実施例による処理を
行っていない部分は、その部分に液体が滴下され、ある
いは、レーザ光を照射した領域１から液体が侵入しよう
としても、その表面張力により液体を濡れ拡がらせるこ
とがないためである。
【００１８】一方、従来技術による工法の場合、図６
（ｂ）に示すように、その処理領域を特定の領域に限定
することができず、基板の全面を処理しなければならな
いため、図６（ｂ）に示すように、液体７は、基板表面
の全てに濡れ拡がってしまうことになる。
【００１９】次に、図７を参照して、本発明の一実施例
に用いる工法の評価方法を説明する。まず、図２に示す
ような基板２をサンプルとして用意し、エキシマレーザ
を、そのエネルギ密度０．１Ｊ／cm2 、時間３０ｎｓと
して、１回基板に照射する。その後、図７（１）に示す
ように、スポイト１０を使用して、アルコール系溶剤の
液体７を滴下し、図７（２）に示すように、その液体滴
を濡れ拡がらせた。そして、濡れ拡がった液体滴を１５
分間放置し、図７（３）に示すように、液体７が処理領
域全面に拡がったまま変化がなく、また、被処理領域に
漏れ出ていないことにより、表面の改質が充分になされ
たと評価した。
【００２０】次に、図８を参照して、エキシマレーザの
最適エネルギ密度を求めるための実験結果を説明する。
【００２１】表面改質の評価は、図８（ａ）に示すよう
に、仮固定液を基板表面に滴下したときの仮固定液と基
板表面とのなす角である接触角１２によって行うことが
でき、通常接触角が２０度以下であれば、濡れ性に関す
る表面の改質が充分になされたとすることができる。図
８（ｂ）は、エキシマレーザのエネルギ密度と前述した
接触角との関係を示す実験結果であり、図から判るよう
に、エキシマレーザのエネルギ密度は、０．０５Ｊ／cm
2 以上として、時間３０ｎｓで１回レーザを基板に照射
したときに、接触角を充分に小さくすることができ、濡
れ性の改善を図ることができる。しかし、エネルギ密度
が０．１５Ｊ／cm2 を越えると、加工残渣が増加すると
いう問題が生じるようになる。このことから、エキシマ
レーザは、そのエネルギ密度を、０．０５Ｊ／cm2〜
０．１５Ｊ／cm2として、時間３０ｎｓで１回だけ基板
に照射するのがよいことがわかる。
【００２２】前述したように本発明の一実施例に用いる
高分子材料の表面改質工法によれば、高分子材料の表面
の表面改質が必要な領域にのみ光エネルギを与えること
により、光エネルギが照射された部分のみの表面改質を
することができ、必要とする領域のみで液体の濡れ拡が
り性を向上させることができる。これにより、電子部品
等を仮固定するための液体を、処理エリア内のみで濡れ
拡がらせることができ、必要最少量の液体により、処理
エリア内を濡らすことができる。
【００２３】また、処理エリア内に、はんだ付けを行う
ための金属パターンが存在するような場合にも、金属パ
ターンにダメージを与えることなく高分子材料の表面改
質を行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
分子材料に光エネルギを与えるだけの簡単な方法によ
り、高分子材料の所望の領域のみの表面改質を行うこと
ができ、電子部品等を仮固定するための液体の濡れ拡が
り性を向上させて基板の製造を行うことができる。ま
た、処理エリア内に、はんだ付けを行うための金属パタ
ーンが存在するような場合にも、金属パターンにダメー
ジを与えることなく高分子材料の表面改質を行って基板
の製造を行うことができる。本発明によれば、必要な領
域のみの表面改質を行うことができるので、必要最少量
の仮固定用の液体を使用するだけで、電子部品等を基板
上に仮固定することができる。
【００２５】本発明によれば、必要な領域のみの表面改
質を行うことができるので、必要最小量の仮固定用の液
体を使用するだけで、電子部品等を基板上に固定して基
板の製造を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による基板の製造方法に用い
る高分子材料の表面改質工法を説明する図である。
【図２】被処理基板の構成例を示す図である。
【図３】図１の表面改質処理を行った基板に電子部品を
仮固定した状態を説明する図である。
【図４】はんだ付けを行うための金属パターンが処理領
域に存在する場合について説明する図である。
【図５】光エネルギの照射形状の例を説明する図であ
る。
【図６】液体の濡れ状態を従来技術と比較して説明する
図である。
【図７】表面改質の評価方法を説明する図である。
【図８】液滴の接触角からエキシマレーザの最適エネル
ギ密度を求めるための実験結果を説明する図である。
【符号の説明】
１ レーザ照射エリア ２ 基板 ３ レーザ光 ４ 高分子材料層 ５ ベース材 ６ 電子部品 ７ 仮固定用液体 ８ 金属配線 ９ Ｏ2 アッシャエリア １０ スポイト １１ 濡れ拡がりエリア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白井 貢 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社 日立製作所 汎用コンピュータ事業部 内 (72)発明者 和井 伸一 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社 日立製作所 汎用コンピュータ事業部 内 (72)発明者 佐々木 秀昭 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社 日立製作所 汎用コンピュータ事業部 内 (72)発明者 岩田 泰宏 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社 日立製作所 汎用コンピュータ事業部 内 (56)参考文献 特開 平５−283477（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−179764（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−268363（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/60 C08J 3/28 H05K 3/34

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一表面に高分子材料層を有する基板上に
    電子部品を搭載して基板を製造する基板の製造方法にお
    いて、前記高分子材料層の表面の前記電子部品を搭載す
    べき領域に光エネルギを照射する工程と、前記高分子材
    料層上の前記領域上に仮固定用液体を供給する工程と、
    前記液体が濡れ拡がった前記領域上に電子部品を搭載す
    る工程と、前記電子部品を前記基板上にはんだ付けする
    工程とを有することを特徴とする基板の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記高分子材料が、ポリイミド系材料で
    あることを特徴とする請求項１記載の基板の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記高分子材料が、ＰＩＱ（ポリイミド
    −イソインドロキナゾリンジオン）またはＰＭＭＡ（ポ
    リメチルメタクリレート）であることを特徴とする請求
    項１記載の基板の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記光エネルギはエキシマ光であること
    を特徴とする請求項１記載の基板の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記光エネルギは、その波長が１００ｎ
    ｍ〜６００ｎｍ、エネルギ密度が０．０５Ｊ／ｃｍ2〜
    ０．５Ｊ／ｃｍ2であることを特徴とする請求項４記載
    の基板の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記光エネルギの照射が、大気中、真空
    中、Ｈｅアシスト中のいずれかの雰囲気中で行われるこ
    とを特徴とする請求項１記載の基板の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記仮固定用液体は、アルコール系溶剤
    であることを特徴とする請求項１記載の基板の製造方
    法。
  8. 【請求項８】 前記アルコール系溶剤は、テトラエチレ
    ングリコールまたはペンタエチレングリコール等のアル
    コール系溶剤であることを特徴とする請求項７記載の基
    板の製造方法。
  9. 【請求項９】 前記高分子材料層上の前記電子部品搭載
    領域には、前記電子部品をはんだ付けするための金属パ
    ターンが設けられていることを特徴とする請求項１記載
    の基板の製造方法。
  10. 【請求項１０】 一表面に高分子材料層を有する基板の
    製造方法において、 前記基板の前記一表面において電子部品を搭載する第１
    の領域と、搭載しない第２の領域を予め規定し、 前記第１の領域の液体に対する濡れ拡がり性を前記第２
    領域よりも向上させるために、前記第１の領域に予め用
    意した光源から１００ｎｍ〜６００ｎｍの波長を有する
    光エネルギーを照射すること特徴とする基板の製造方
    法。
  11. 【請求項１１】 前記第１の領域に前記液体を供給し、 前記液体を介して前記手電子部品を前記第１の領域上に
    搭載することを特徴とする請求項１０記載の基板の製造
    方法。
  12. 【請求項１２】 前記液体はアルコール系溶剤であるこ
    とを特徴とする請求項１０記載の基板の製造方法。
  13. 【請求項１３】 前記光エネルギは、０．０５Ｊ／ｃｍ
    2〜０．５Ｊ／ｃｍ2のエネルギー密度を有することを特
    徴とする請求項１０記載の基板の製造方法。
  14. 【請求項１４】 前記光エネルギーの照射は、大気中、
    真空中、Ｈｅアシスト中のいずれかの雰囲気中で行われ
    ることを特徴とする請求項１０記載の基板の製造方法。
  15. 【請求項１５】 一表面に高分子材料層を有する基板に
    おいて、 前記一表面層において液体に対する濡れ拡がり性を改質
    するための第１の領域と、該第１の領域以外の第２の領
    域を備え、前記第１の領域には、１００ｎｍ〜６００ｎ
    ｍの波長を有する光エネルギーが照射されてなり、前記
    第１の領域の前記液体に対する接触角度は、前記第２の
    領域の前記液体に対する接触角度よりも小さいことを特
    徴とする基板。
  16. 【請求項１６】 前記第１の領域の前記液体に対する接
    触角度は２０度以下であることを特徴とする請求項１５
    記載の基板。
  17. 【請求項１７】 一表面において電子部品を搭載するた
    めの第１の領域と、搭載しない第２の領域を備え、前記
    第１の領域には、前記第１の領域の液体に対する濡れ拡
    がり性を前記第２の領域よりも向上させるために、１０
    ０ｎｍ〜６００ｎｍの波長を有する光エネルギーが照射
    されてなり、前記第１の領域の前記液体に対する接触角
    度は、前記第２の領域の前記液体に対する接触角度より
    も小さいことを特徴とする基板。
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