JP3364521B2 - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

プリント配線板の製造方法

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JP3364521B2 JP02931994A JP2931994A JP3364521B2 JP 3364521 B2 JP3364521 B2 JP 3364521B2 JP 02931994 A JP02931994 A JP 02931994A JP 2931994 A JP2931994 A JP 2931994A JP 3364521 B2 JP3364521 B2 JP 3364521B2
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  • Manufacturing Of Printed Circuit Boards (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板の製造
方法に関し、特にプリント配線板の導体パターン以外の
部分へソルダーレジストを形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プリント配線板の製造において、パター
ンの保護またはパターン間やパターンと接触する部品と
の絶縁性を確保する目的で、通常、プリント配線板表面
にソルダーレジストと称される絶縁性の被膜を形成す
る。
【0003】この被膜を形成する手段としては、シルク
スクリーン等によりソルダーレジストのインクを目的の
形状に印刷する印刷法、或は、感光性材料(レジスト)
を配線板の全面に形成した後にフィルムやガラス乾板等
をフォトマスクとして使用し、露光、現像して不要な部
分のレジストを除去する写真法等がある。
【0004】上記2種類の方法の内、写真法の方が高い
精度でソルダーレジストのパターンを形成できるため、
高密度パターンが必要とされるプリント配線板では、主
に写真法が使用されている。
【0005】図6はこの写真法を説明するための断面図
である。なお、ここでは、後述するように、従来の問題
点であるソルダーレジストパターンとプリント配線板の
パターンの位置ずれが生じる場合をとりあげている。
【0006】まず、図6に示すように、導体パターン1
が形成されたプリント配線板2の表面全面にフォトレジ
スト3が塗布されている。そして、この上から、遮光部
4a以外の透光部4bにのみ光が透過するよう構成した
フォトツール4を介して露光光5を照射し、現像する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記方法に
おいては、以下のような問題がある。
【0008】一般に、プリント配線板の高密度化に伴
い、パターンピッチ、パッドのサイズ、ピッチ等を縮小
することが求められている。例えば、半導体ICを直接
プリント配線板上のパターンに接続するダイレクトボン
ディングのような場合では、パターンは、ピッチが10
0μm程度、幅が50μm程度となる。このような微細
パターンにおいて接合部分の保護、絶縁のためパターン
間等にソルダーレジストを形成する場合、特に導体パタ
ーンとソルダーレジスト開口部(ソルダーレジストが形
成されない部分)の位置を正確に一致させる必要があ
る。
【0009】この点、前述の写真法によるソルダーレジ
スト形成法によれば、ソルダーレジストパターンの形状
自体の精度は上記微細パターン精度を満足することが可
能であるが、ソルダーレジストパターンと導体パターン
の相互の位置関係を正確に一致させることには限界があ
った。これは、プリント配線板2とフォトツール4とが
2分されており、これらの位置合わせが必要となるため
である。従って、例えば図6に示すように、露光光5の
照射が正確にパターン1、1間の部分に一致せず、ずれ
が生じてしまう場合があった。また、位置合わせ工程そ
れ自体も手間を要する工程であった。
【0010】図7及び図8はそれぞれ、図6の工程によ
って得られたソルダーレジストパターン形状を示す断面
図及び平面図である。図7及び図8から明らかなよう
に、ソルダーレジスト6はパターン1、1間からずれ
て、一部パターン1上を覆う形状となっている。
【0011】このように、ソルダーレジスト6がパター
ン1上にかかってしまっても、例えば導体パターン1a
のように大きな端子部の場合には、端子自体が大きいた
めに端子部面積は相対的に大きくは変わらないが、小さ
な端子部ではわずかに重なっても、その影響は甚大なも
のとなる。例えば、ICチップ等との接合等に使用され
る微細な接合部分では、導体パターンとソルダーレジス
ト間の位置あわせに例えば数十μmのずれが発生しても
接合部分の面積が半減し、接合強度に大きく影響すると
いう問題点があった。
【0012】また、この不具合を回避するために、レジ
スト開口部をパターン幅よりも大きくとる、つまり、ソ
ルダーレジストパターンの大きさを小さくして導体パタ
ーンとの重なりを避ける方法もあるが、この場合には、
当然ながら導体パターン間に形成されるソルダーレジス
ト幅が小さくなり、結果として、絶縁性やレジスト自体
の強度が低下するという問題点があった。
【0013】そこで、本発明の目的は、プリント配線板
上のソルダーレジストの形成の際に、ソルダーレジスト
が導体パターン間を隙間無く埋め、しかも導体パターン
上にソルダーレジストがかかることのないよう正確な位
置合わせができる形成方法を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、表面に微細な導体パターンの領域とパタ
ーン面積が広い導体パターンの領域とを有するプリント
配線板の、前記導体パターン以外の部分にソルダーレジ
ストを形成するプリント配線板の製造方法において、前
記プリント配線板の表面に光硬化性フォトレジストを形
成する工程と、前記微細な導体パターンの領域を遮光部
分とするフォトツールを用いて、前記プリント配線板の
表面より露光光を照射し、前記パターン面積が広い導体
パターンの領域の周囲の前記光硬化性フォトレジストを
露光する工程と、該露光工程により露光済みの部分を遮
光部分とするフォトツールを用いて前記プリント配線板
の裏面から前記パターン面積が広い導体パターンの領域
を遮光して、前記プリント配線板の裏面より前記微細な
導体パターンの領域に露光光を照射し、前記微細な導体
パターンを前記露光光に対するフォトマスクとして使用
して、前記微細な導体パターン以外の部分の前記光硬化
性フォトレジストのみを露光する工程と、を有してなる
ことを特徴とする。
【0015】また、前記露光光は紫外線であることを特
徴とする。
【0016】また、前記光硬化性フォトレジストとし
て、基板に貼り合わせるフィルムフォトレジストあるい
は基板上に塗布するインクフォトレジストを使用してな
ることを特徴とする。
【0017】
【作用】以上のように、本発明においては、パターン面
積が広い導体パターンの領域の周囲の光硬化性フォトレ
ジストを露光する工程の後に、その露光工程により露光
済みの部分を遮光部分とするフォトツールを用いてプリ
ント配線板の裏面からパターン面積が広い導体パターン
の領域を遮光して、プリント配線板の裏面側から露光す
るので、導体パターンの影になった部分、即ち導体パタ
ーンの上面は未露光となり、それ以外の部分、即ち導体
パターン間は露光され、現像後、導体パターン間にのみ
ソルダーレジストパターンが残留することになる。
【0018】この場合、導体パターン自体がフォトマス
クとなって、遮光部分と露光部分とを分けるので、従来
のように2つに分かれているプリント配線板とフォトマ
スクを有するフォトツールとを位置合わせする工程はな
く、位置ずれが生じることはない。
【0019】この結果、微細な導体パターンの領域にお
いて、導体パターン間については、ソルダーレジストパ
ターンが導体パターン間を隙間なく埋めており、しかも
ソルダーレジストパターンは従来のように、導体パター
ンを覆うようにかかることがないので、導体パターンの
面積の減少もなく、従来技術の問題点であった接合強度
の低下を防止できる。
【0020】また、この方法は、導体パターン自体をフ
ォトマスクとして使用するので、高価な高精度のマスク
を作成する必要や、特別に正確な位置合わせ工程を設け
る必要もなく、製造コストを低減できる。
【0021】光硬化性のフォトレジストの内、フィルム
フォトレジストは露光量がインクフォトレジストに比較
して少なくて済むという利点がある。一方、インクフォ
トレジストは所望の箇所、形状に容易に塗布でき使い易
いという利点がある。
【0022】
【実施例】本発明の一実施例について図1乃至図5を参
照して説明する。図1乃至図4は、本実施例によるソル
ダーレジスト形成工程を示す断面図、図5は最終的に得
られるソルダーレジスト形状を示す平面図である。な
お、図6乃至図8に示す従来例と同一機能部分には同一
記号を付している。
【0023】本実施例の特徴は、導体パターンとソルダ
ーレジスト開口部の位置を正確に合わせる必要がある部
分については、従来通りの配線板表面側からの露光では
なく、配線板裏面側から導体パターン自体をマスクとし
て露光することによって導体パターンの影の隠れた部分
を感光せず、この非感光部を現像によって除去する、と
いう工程をとることにある。この方法によれば、導体パ
ターン間にはレジストを確実に形成でき、しかも、従来
のように導体パターン上にレジストがかかることもな
い。
【0024】なお、従来より、ソルダーレジスト形成の
際に、基板裏面側からの意図しない光の入射によって、
予定とは異なる部分が露光されてしまうという問題があ
ったが、本実施例はその現象を積極的に利用することに
よって、従来にない高精度のレジストパターン形成を実
現できたものである。
【0025】以下、図に従って、詳細に説明する。
【0026】まず、図1に示すように、パターン1を有
するプリント配線板2上に光硬化型のフォトレジスト膜
3を形成する。なお、以下の説明では、導体パターンと
ソルダーレジストの位置関係を特に正確に合わせる必要
のある微細な接合領域と、通常の基板と同等のレジスト
精度でかまわない領域(ここでは導体パターン1aの周
囲)とがある場合をとりあげて説明する。
【0027】次に、図2に示すように、正確な位置合わ
せを必要とする導体パターンの部分に、露光防止用のフ
ォトマスク7aをかけたフォトツール7を配し、この状
態で通常の基板と同様に表面から露光する。この結果、
フォトツール7の遮光部分7aに相当する領域8は未露
光となり、光の透過部分7bに相当する領域9は露光さ
れ、現像後にソルダーレジストとして残る。
【0028】ここでは、以上のように従来通り、プリン
ト配線板表面側から露光し、その結果、若干のずれによ
って図の10に示すように、ソルダーレジスト9の一部
が導体パターン1aの上にかかっている。しかし、導体
パターン1aのパターン面積は広いので、特段、大きな
問題は生じない。
【0029】次に、図3に示すように、導体パターンと
ソルダーレジスト位置を正確に合わせる必要のある部分
について、露光済みの部分にマスク11aをかけ、透光
部11bを有するフォトツール11を配し、この状態に
おいてプリント配線板2の裏面側から露光光12によっ
て露光する。ここで、露光光12は後にデータを示すよ
うに、プリント配線板2を透過する必要上、光量を大き
くしておく。
【0030】この結果、導体パターン1の影になった部
分、即ち導体パターン1の上面は未露光となり、それ以
外の部分、即ち導体パターン1、1間は露光され、現像
後、導体パターン間にソルダーレジスト13が残留す
る。
【0031】ここで、導体パターン1自体が露光光12
に対するフォトマスクとなって、遮光部分と露光部分と
を明確に分けるので、従来のように2つに分離されたプ
リント配線板とフォトツールとを位置合わせする工程は
なく、位置ずれが生じることはない。
【0032】この結果、得られたソルダーレジスト13
の形状を図4及び図5に示す。図より明らかなように、
微細な接合領域については、ソルダーレジスト13が導
体パターン1、1間を隙間なく埋めており、しかもソル
ダーレジスト13は従来のように、導体パターン1にか
かることがなく、従来技術の問題点であった接合強度の
低下を防止できる。
【0033】以下、本実施例の具体的なデータの一例を
示す。
【0034】1)基板について 基板としては、通常のガラスエポキシ基板(FR4)を
使用する。この場合、基板厚みと露光用の紫外線透過率
との関係は次の通りである。
【0035】波長360nmの紫外線に対して、0.
2mm厚で60%透過 0.4mm厚で35%透過
0.8mm厚で17%透過する。ここで、例えばの
60%透過とは、基板によって40%の光が遮光され残
り60%の光が透過するという意味である。
【0036】2)フォトソルダーレジストについて 光硬化性のものを使用するが、例えば、次の2例等があ
る。
【0037】a)Du PontのVACREL これはフィルムフォトレジストで基板に貼り合わせて使
用するタイプである。厚さとしては、50、75、10
0μmがある。この露光量は、波長320〜450nm
の紫外線で光量250〜400mJ/cm2である。
【0038】b)タムラ製作所のDSR−2200 これはインクフォトレジストで基板上に塗布するタイプ
である。
【0039】標準的な膜厚は15〜20μmである。こ
の露光量は、波長300〜450nmの紫外線で光量5
00〜1000mJ/cm2である。
【0040】このように、フォトソルダーレジストとし
ては、例えば2タイプのものがあるが、フィルムフォト
レジストは露光量がインクフォトレジストに比較して少
なくて済むという利点がある。一方、インクフォトレジ
ストは所望の箇所、形状に容易に塗布でき使い易いとい
う利点がある。
【0041】3)光源について 例えば、オーク製作所製の露光機 HMW−551/6
80の、a)メタルハライドランプ;7KW×2灯で4
0mW/cm2、2.5秒で100mJ/cm2、または、b)高
圧水銀灯;5KW×4灯で25mW/cm2、4秒で100
mJ/cm2がある。 例えば、以上の各組み合わせによって上記実施例を実現
できるが、具体的に一例を挙げると、次の通りである。
【0042】1)基板; 0.2mm厚のガラスエポキ
シ基板 2)フォトソルダーレジスト; インクフォトレジスト
(タムラ製作所のDSR−2200、膜厚15μm) 3)光源; オーク製作所の高圧水銀灯で約40秒(ト
ータルの光量約1000mJ/cm2)、波長360nm。
【0043】ここでは、0.2mm厚のガラスエポキシ
樹脂を裏面から確実に露光できるよう、500mJの約
2倍の1000mJの光量で露光するものとした。
【0044】以上のように、本実施例によれば、ICチ
ップをダイレクトボンディングする場合等、プリント配
線板の導体パターンとソルダーレジスト開口部の相互の
位置関係を正確に合わせる必要があり、このとき要求さ
れる精度が通常の写真法では露光用フォトツールの位置
合わせ精度を越えるため歩留まりよく加工することが困
難な場合でも、導体パターンとソルダーレジストとを正
確に一致させて形成できる。
【0045】また、本実施例によれば、高価な高精度の
マスクを作成する必要や、特別に正確な位置合わせ工程
を設ける必要も無くなり、製造コストを低減できる。
【0046】さらに、従来は、ソルダーレジスト形成位
置のずれにより端子等の導体パターン上にソルダーレジ
ストが重なり、端子接続部分の面積が小さくなってしま
うことを回避する手段として、ソルダーレジスト開口部
をパターン部より大きくする方法があったが、これによ
ると、パターン間に形成されるレジスト幅が狭くなり、
絶縁性やレジスト自体の強度も低下するという問題点が
あった。この点、本実施例によれば、ソルダーレジスト
幅は導体パターン間とほとんど同一とできるので、上記
問題も発生しない。
【0047】なお、上記実施例では、導体パターンとソ
ルダーレジスト位置を特に正確に合わせる必要のある微
細な接合領域と、通常の基板と同等のレジスト精度でか
まわない領域(ここでは導体パターン1a)とがある場
合をとりあげ、前者についてのみ基板裏面側からの露光
を行ったが、すべてのレジスト形成を基板裏面からの露
光によって行っても良いのは勿論である。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
リント配線板上のソルダーレジストの形成の際に、微細
な導体パターンの領域において、ソルダーレジストが導
体パターン間を隙間無く埋め、しかも導体パターン上に
ソルダーレジストがかかることのない形成方法を提供で
きる。従って、導体パターンの接合面積が縮小されてし
まうといった従来の問題を解消でき、ICチップ等との
確実な接合を保証できる。
【0049】しかも、本発明の方法は、導体パターン自
体をフォトマスクとして使用しているので、高価で高精
度のフォトマスクを作成したり、正確な位置合わせをす
るための工程が不要であり、コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるソルダーレジスト形成
工程を示すプリント配線板の断面図である。
【図2】本発明の一実施例によるソルダーレジスト形成
工程を示すプリント配線板の断面図である。
【図3】本発明の一実施例によるソルダーレジスト形成
工程を示すプリント配線板の断面図である。
【図4】本発明の一実施例によるソルダーレジスト形成
工程を示すプリント配線板の断面図である。
【図5】本発明の一実施例によるソルダーレジストの形
成状態を示すプリント配線板の平面図である。
【図6】従来例によるソルダーレジスト形成工程を示す
プリント配線板の断面図である。
【図7】従来例によるソルダーレジスト形成工程を示す
プリント配線板の断面図である。
【図8】従来例によるソルダーレジスト形成状態を示す
プリント配線板の平面図である。
【符号の説明】
1 導体パターン 2 プリント配線板 3 光硬化型フォトレジスト 12 露光光 13 ソルダーレジスト
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 3/28 H05K 3/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に微細な導体パターンの領域とパタ
    ーン面積が広い導体パターンの領域とを有するプリント
    配線板の、前記導体パターン以外の部分にソルダーレジ
    ストを形成するプリント配線板の製造方法において、 前記プリント配線板の表面に光硬化性フォトレジストを
    形成する工程と、 前記微細な導体パターンの領域を遮光部分とするフォト
    ツールを用いて、前記プリント配線板の表面より露光光
    を照射し、前記パターン面積が広い導体パターンの領域
    の周囲の前記光硬化性フォトレジストを露光する工程
    と、 該露光工程により露光済みの部分を遮光部分とするフォ
    トツールを用いて前記プリント配線板の裏面から前記パ
    ターン面積が広い導体パターンの領域を遮光して、前記
    プリント配線板の裏面より前記微細な導体パターンの領
    域に露光光を照射し、前記微細な導体パターンを前記露
    光光に対するフォトマスクとして使用して、前記微細な
    導体パターン以外の部分の前記光硬化性フォトレジスト
    のみを露光する工程と、を有してなることを特徴とする
    プリント配線板の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記露光光は紫外線であることを特徴と
    する請求項1に記載のプリント配線板の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記光硬化性フォトレジストとして、基
    板に貼り合わせるフィルムフォトレジストを使用してな
    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。
  4. 【請求項4】 前記光硬化性フォトレジストとして、基
    板上に塗布するインクフォトレジストを使用してなるこ
    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。
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