JP3879132B2 - プリント配線板の製造方法およびプリント配線板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は小型軽量化を要求されている電子機器に用いられるプリント配線板において、電子部品の表面実装に適したプリント配線板の製造方法およびプリント配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型軽量化や多機能化に伴い、それに使用する電子部品も従来のリード線の挿入型（通称ディスクリート部品）から表面実装型といわれるチップ部品に変化してきた。それに伴いプリント配線板は高密度化および表面実装化の傾向が顕著になってきた。
【０００３】
プリント配線板への電子部品の実装におけるはんだ付け方法は、プリント配線板にディスクリート部品を挿入した後はんだ槽で溶融するはんだを下面から噴流するいわゆるフローはんだ方式から実装するプリント配線板にあらかじめはんだバンプを形成する方法に変わってきた。
【０００４】
その方法のひとつとしては、溶融するはんだが入ったはんだ槽に露出した導体の銅表面の処理を施したプリント配線板をはんだ槽にディップしはんだ付けランドに溶融はんだを形成し、余分なはんだを熱風で吹き飛ばすいわゆるはんだレベラー法や、プリント配線板のはんだ付けランドに仕上げおよび表面処理を施した後はんだペーストをスクリーン印刷し、その上に部品を搭載し、熱雰囲気中で実装を行ういわゆるリフローはんだの方法があり一般的な方法として多く採用されている。
【０００５】
しかし、上記のはんだレベラー法ではまずはんだ付けランドに形成するはんだ量にバラツキがあり、はんだ層の厚みは１〜１００μｍ程の差がある。また、はんだペーストをスクリーン印刷する方法では印刷時の位置ずれにより必要な箇所に必要量のはんだが確保できず、また必要以上のはんだ量が塗布されたりするため部品実装後に不具合を起こすことがあった。
【０００６】
そこで従来は、プリント配線板のはんだ付けランド部にはんだ量を安定して確保するためパターンめっき法という方法を用いてプリント配線板を製造していた。
【０００７】
以下に従来のプリント配線板の製造方法について図面を用いて説明する。
図３（ａ）〜（ｄ）は従来のプリント配線板の製造方法を示す断面図であり、図３（ａ）〜（ｄ）において２１は基材、２２は銅はく、２３は光硬化型の感光性フィルム、２４はポジ型のマスクフィルム、２５は銅めっき層、２６ははんだめっき層、２７は導体回路、２８ははんだ付けランド、２９はソルダレジストである。
【０００８】
以上のように構成されたプリント配線板の製造方法について、以下詳細に説明する。
【０００９】
まず、基材２１に銅はく２２を積層した基板を所定の形状に切断し、孔加工および無電解銅めっきを行った基板を用意し（図示せず）、図３（ａ）に示すように厚さ５０μｍの感光性フィルム２３を銅はく２２上にラミネートする。次に図３（ｂ）のようにポジパターンが描画されたマスクフィルム２４を真空密着し露光した後、未露光部を現像し、除去した部分に図３（ｃ）に示すように厚さ２０〜３０μｍ設定の銅めっき層２５および厚さ１０〜１５μｍ設定のはんだめっき層２６を形成する。
【００１０】
次に苛性ソーダで感光性フィルム２３を剥離除去し、露出した銅はく２２をアンモニアを主成分とするエッチング液でエッチングする。アンモニアによるエッチングははんだは溶解せず銅のみを溶解することからはんだめっき層２６はエッチングレジストの効果を有し図３（ｄ）に示すようなはんだめっき層２６と同じ形状の導体回路２７およびはんだ付けランド２８を形成することができる。その後導体回路２７およびはんだ付けランド２８上のはんだを加熱溶融し、ソルダレジスト２９等の絶縁被膜を形成しプリント配線板を形成する。
【００１１】
この方法の場合、形成するはんだめっき層２６の厚みは比較的一定にすることができ必要なはんだ付けランド２８上にはんだバンプを形成することができ有効な方法ではある。しかし回路パターン配線密度の違いによっては電気めっきの形成に差があり、設定しためっき厚み内に形成することが困難を生じる場合があった。その結果、１枚のプリント配線板内の回路パターン配線密度においての粗の部分と密の部分では導体回路２７、銅めっき層２５およびはんだめっき層２６の総導体厚が４０〜８０μｍとばらつきが大きくなることがあり、高密度配線への対応やソルダレジスト２９の形成に困難をきたしていた。さらに部品実装時のはんだ溶融温度の環境下においては、ソルダレジスト２９の直下のはんだめっき層２６も溶融流動しソルダレジスト２９が破壊されるといった問題点があった。
【００１２】
そこで従来は、はんだ付けランド２８上に形成されたはんだめっき層２６のみにマスク用レジストを施し、マスク用レジストが施していない部分の導体回路２７上のはんだめっき層２６をはんだ剥離液で溶解除去した後、マスク用レジストを剥離した後ソルダレジストを形成するといった部分的にはんだめっき層を形成する方法もあった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記のプリント配線板の製造方法は、はんだ付けランド２８上のはんだめっき層２６のみを保護するためのレジストを形成する際に導体回路２７、銅めっき層２５およびはんだめっき層２６の総導体厚のばらつきにより、レジスト形成の際にレジストの塗布および露光のアライメントがうまくいかず高精度に形成することが困難であり高密度の表面実装に適したプリント配線板に対応しきれなかった。
【００１４】
またはんだを剥離する際にはんだ付けランド２８上のはんだめっき層２６を溶解することもあり、ソルダレジスト２９の形成時に突出したはんだ付けランド２８上のはんだめっき層２６を傷付けたり脱落させたりすることがあった。さらに感光性フィルム２３およびマスク用レジストをそれぞれ形成した後剥離除去するといった繁雑な工程であるため生産コストの上昇や工程歩留まりの低下さらに不必要なはんだを大量に使用することから地球環境の保護の観点からも好ましい方法ではなかった。
【００１５】
本発明は上記従来の課題を解決し、安定したはんだバンプの形成を繁雑な工程を経ることなく低コストで高密度実装に適したプリント配線板を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、導電層を有する基板に光分解型感光材を施す工程と、前記光分解型感光材上に第１のパターンが描画されたマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光する工程と、露光した部分を現像し現像除去部を形成する工程と、前記現像除去部に導電材を施す工程と、残存した未露光の光分解型感光材上に第２のパターンが描画されたマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光・現像しエッチングレジストを形成する工程と、前記導電層をエッチングし導体回路を形成する工程とを備え、前記導電材の直下の導電層は、はんだ付けランドとして形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法を用いてプリント配線板を製造することである。
【００１７】
上記方法により低コストで高密度実装に適したプリント配線板が提供できることになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、導電層を有する基板に光分解型感光材を施す工程と、前記光分解型感光材上に第１のパターンが描画されたマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光する工程と、露光した部分を現像し現像除去部を形成する工程と、前記現像除去部に導電材を施す工程と、残存した未露光の光分解型感光材上に第２のパターンが描画されたマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光・現像しエッチングレジストを形成する工程と、前記導電層をエッチングし導体回路を形成する工程とを備え、前記導電材の直下の導電層は、はんだ付けランドとして形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法としたものであり、第１のパターンが描画されたネガ型のマスクフィルムを感光材に密着露光し感光部分を現像で除去し、現像除去部に第１のパターンと同じ形状で一定の厚みを有する導電性材料を形成した後、残存する感光材に対して第２のパターンが描画されたポジ型のマスクフィルムを密着露光し、現像した後感光材でエッチングレジストを形成する。その後形成した前記導電性材料には溶解せずに導電層の材料のみを溶解するエッチング溶液で露出した導電層をエッチングし、導体回路を形成するという簡単な工程で低コストに高密度実装に適したプリント配線板を提供できるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項２に記載の発明は、現像除去部に施される導電材は、電気はんだめっきで形成されるはんだめっき層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としたものであり、部品実装用ランド上にははんだを形成でき、それを電気めっきで行うことにより、はんだを現像除去部の形状に応じて一定の厚みで容易に形成できるという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項３に記載の発明は、導電層を有する基板に光分解型感光材を施す工程と、前記光分解型感光材上に接点端子用ランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光する工程と、露光した部分を現像し現像除去部を形成する工程と、前記現像除去部に金めっき層を形成する工程と、残存した未露光の光分解型感光材上にはんだ付けランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光・現像しはんだ付けランドと同形状の現像除去部を形成する工程と、前記金めっき層上を剥離可能な材質で被覆した後、前記はんだ付けランドと同形状の現像除去部にはんだめっき層を形成する工程と、残存した未露光の光分解型感光材上に回路パターンと同じ形状の部分を遮光したポジ型のマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光・現像しエッチングレジストを形成する工程と、前記導電層をエッチングし導体回路を形成する工程とを備え、前記はんだめっき層および前記金めっき層の直下の導電層は、それぞれはんだ付けランドおよび接点端子用ランドとして形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法としたものであり、はんだ付けランド、接点端子用ランドを現像除去部にそれぞれのパターン状で一定の厚みを有する形状に形成でき、また、接点端子用ランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルムを用いて接点端子用ランド状の現像除去部を形成し電気金めっきを施した後、はんだ付けランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルムを用いてはんだ付けランド用パターンの現像除去部を形成し、前記接点端子用パターン上に形成した電気金めっき層を剥離可能な材質で被覆した後、はんだ付けランド状の現像除去部に電気はんだめっきを施すことによって、接点端子用ランド上に形成した金めっき層に電気はんだめっきが付着するのを防ぐという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項４に記載の発明は、光分解型感光材は熱硬化性樹脂が含有されてい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としたものであり、エッチングレジストを形成し露出した導電層をエッチングし導体回路を形成した後エッチングレジストを剥離することなく導体回路保護のための絶縁層の一部として残存するためにポジ型感光材に熱硬化性樹脂を含有し高品質の絶縁層を形成できるという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項５に記載の発明は、導電層をエッチングし導体回路を形成する工程の前に、エッチングレジストを加熱す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としたものであり、エッチングレジストを形成した後加熱することによって、エッチングレジストのエッチング液中に対する耐性を向上させるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項６に記載の発明は、導電層を有した基材の前記導電層をエッチングすることにより前記基材上に形成された導体回路およびはんだ付けランドと、前記基材上および導体回路上に形成されたソルダレジストと、前記はんだ付けランド上に前記はんだ付けランドと同じ形状のはんだめっき層とを備え、前記はんだめっき層は前記導電層上に形成された光分解型感光材の現像除去部に電気はんだめっきを行うことにより形成されたものであり、前記導体回路は前記導電層上に形成された前記光分解型感光材をエッチングレジストとして前記導電層をエッチングすることにより形成されたものであり、前記はんだ付けランドは前記はんだめっき層をエッチングレジストとして前記導電層をエッチングすることにより形成されたものであることを特徴とするプリント配線板としたものであり、部品実装用ランドとしてのはんだ付けのみに一定範囲の厚みを有するはんだめっき層を形成することができ、高密度のプリント配線板のはんだ付けランド上に安定したはんだバンプを有する高密度のプリント配線板形を提供できる。
本発明の請求項７に記載の発明は、光分解型感光材は、熱硬化性樹脂が含有されたものであることを特徴とする請求項６に記載のプリント配線板としたものであり、エッチングレジストを形成し露出した導電層をエッチングし導体回路を形成した後エッチングレジストを剥離することなく導体回路保護のための絶縁層の一部として残存するためにポジ型感光材に熱硬化性樹脂を含有し高品質の絶縁層が形成されたプリント配線板を提供できる。
【００２８】
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１（ａ）〜（ｈ）は本発明の一実施の形態におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図であり、図１（ａ）〜（ｈ）において１は基材、２は導電層、３は光分解型の感光性フィルム、４はネガ型のマスクフィルム、５は現像除去部、６は導電材としてのはんだめっき層、７はポジ型のマスクフィルム、８はエッチングレジスト、９は部品実装用ランドとしてのはんだ付けランド、１０は導体回路、１１は絶縁層としてのソルダレジストである。
【００３０】
以上のように構成されたプリント配線板の製造方法において以下詳細に説明する。まず、厚さ約１８μｍの銅はくを積層した基材１を所定の大きさに切断し孔加工を施した後無電解銅めっきおよび厚さ１５〜２５μｍの電気銅めっきを全面に行い導電層２を形成した基板を用意（図示せず）し、図１（ａ）に示すように導電層２上にアルカリ溶液に耐性を有する厚さ３０μｍの光分解型の感光性フィルム３をラミネートし、はんだ付けランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルム４を感光性フィルム３上にＣＣＤカメラを用いて位置合わせし真空密着して図１（ｂ）に示すように約４０〜１００ｍｊ／ｃｍ2の紫外線で露光する。感光性フィルム３は光分解型であるため図１（ｃ）に示すように露光した部分を現像で除去し現像除去部５を形成する。
【００３１】
次に現像除去部５に図１（ｄ）に示すように電気はんだめっきを行いはんだ付けランド９と同じ形状の導電材としてのはんだめっき層６を形成する。このときはんだ電気めっきの電流値を厚みが１５〜２０μｍになるように設定する。次に図１（ｅ）に示すように回路パターンと同じ形状の部分を遮光したポジ型マスクフィルム７を残存した未露光の感光性フィルム３上に再び位置合わせし真空密着して約４０〜１００ｍｊ／ｃｍ2の紫外線量で露光し、露光部を現像で除去し図１（ｆ）に示すようにエッチングレジスト８を形成する。以上の工程は紫外線を遮光した環境の下で行うことが望ましい。
【００３２】
その後アンモニア等のアルカリエッチング液で露出した導電層２をエッチングし導体回路１０を形成する。このときのはんだめっき層６はアルカリエッチング液で溶解せずエッチングレジストとして作用するため直下の導電層２も残存しはんだ付けランド９として形成される。その後エッチングレジスト８を剥離液で除去し、絶縁層としてソルダレジスト１１を公知の写真現像法やスクリーン法で形成し必要な部分に一定の厚みのはんだを有するプリント配線板を得ることができる。
【００３３】
（実施の形態２）
以下、本発明の第二の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図２（ａ）〜（ｉ）は本発明の第二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断面図であり、図２（ａ）〜（ｉ）において１は基材、２は導電層、３は熱硬化性樹脂含有の光分解型の感光性フィルム、４ａ，４ｂはネガ型のマスクフィルム、５ａ，５ｂは現像除去部、６は導電材としてのはんだめっき層、７はポジ型のマスクフィルム、８はエッチングレジスト、９ははんだ付けランド、１０は導体回路、１１は絶縁層としてのソルダレジスト、１２は導電材としての金めっき層、１３は接点端子用ランド、１４は耐めっき用マスクテープである。
【００３５】
以上のように構成されたプリント配線板の製造方法において以下詳細に説明する。まず、厚さ約１８μｍの銅はくを積層した基材１を所定の大きさに切断し孔加工を施した後無電解銅めっきおよび厚さ１５〜２５μｍの電気銅めっきを全面に行い導電層２を形成した基板を用意（図示せず）し、図２（ａ）に示すように導電層２上にアルカリ溶液に耐性を有する厚さ３０μｍの光分解型の感光性フィルム３をラミネートし、接点端子用ランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルム４ａを感光性フィルム３上にＣＣＤカメラを用いて位置合わせし真空密着して図２（ｂ）に示すように約４０〜１００ｍｊ／ｃｍ2の紫外線量で露光する。感光性フィルム３は光分解型であるため露光した部分を現像で除去し、現像除去部５ａを形成する。
【００３６】
次に現像除去部５ａに厚さ約３．０〜５．０μｍの電気ニッケルめっきの後厚さ約０．１〜１．０μｍ電気金めっきを行い図２（ｃ）に示すように接点端子用ランド１３と同じ形状の金めっき層１２を形成する。次に図２（ｄ）に示すようにはんだ付けランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型マスクフィルム４ｂを残存した未露光の感光性フィルム３上に位置合わせし真空密着して約４０〜１００ｍｊ／ｃｍ2の紫外線量で露光現像しはんだ付けランド９と同じ形状の現像除去部５ｂを形成する。
【００３７】
そして図２（ｅ）に示すように先に形成した金めっき層１２上に耐めっき用マスクテープ１４を張り付けた後、現像除去部５ｂに厚さ約１５〜２０μｍ電気はんだめっきを行いはんだ付けランド９と同じ形状のはんだめっき層６を形成する。次に図２（ｆ）に示すように、回路パターンと同じ形状の部分を遮光したポジ型マスクフィルム７を再び残存した未露光の感光性フィルム３上に位置合わせし真空密着して同じく約４０〜１００ｍｊ／ｃｍ2の紫外線量で露光し、露光部を現像で除去し図２（ｇ）に示すようにエッチングレジスト８を形成する。以上の工程は紫外線を遮光した環境の下で行うことが望ましい。
【００３８】
その後エッチングレジスト８を８０〜１００℃で加熱しエッチング液中の耐性を向上させた後、アンモニア等のアルカリエッチング液で露出した導電層２をエッチングし図２（ｈ）に示すように導体回路１０を形成する。このときはんだおよび金はアルカリエッチング液には溶解せずはんだめっき層６および金めっき層１２もエッチングレジストとして作用するため直下の導電層２も残存しはんだ付けランド９および接点端子用ランド１３として形成される。その後エッチングレジスト８を除去せずに導体回路１０上にそのまま残存させ、公知の写真現像法を用いて観光性液状ソルダレジストを塗布し形成し露光現像および本硬化の後図２（ｉ）に示すように絶縁層としてのソルダレジスト１１を形成する。
【００３９】
以上の製造方法を用いることによって必要な部分に一定の厚みのはんだめっき層６を有するはんだ付けランド９および金めっき層１２を有する接点端子用ランド１３を備えたプリント配線板を繁雑な工程を経ることなく製造することができる。
【００４０】
なお、上記の説明では接点端子用ランド１３上に電気金めっきを形成する方法を用いたが、カーボンペーストを接点端子用ランド上にスクリーン印刷等で形成した後マスキングすることも可能であることはいうまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、高密度のプリント配線板のはんだ付けランド上に安定したはんだバンプを形成することができ、さらに接点端子用ランド上の金めっき等の形成も繁雑な工程を経ることなくはんだバンプ形成とともに一連の工程で提供することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｈ）本発明の一実施の形態におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図
【図２】（ａ）〜（ｉ）本発明の第二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断面図
【図３】（ａ）〜（ｄ）従来のプリント配線板の製造方法を示す断面図
【符号の説明】
１ 基材
２ 導電層
３ 光分解型の感光性フィルム
４ ネガ型のマスクフィルム
５ 現像除去部
６ はんだめっき層
７ ポジ型のマスクフィルム
８ エッチングレジスト
９ はんだ付けランド
１０ 導体回路
１１ ソルダレジスト
１２ 金めっき層
１３ 接点端子用ランド
１４ 耐めっき用マスクテープ
【発明の属する技術分野】
本発明は小型軽量化を要求されている電子機器に用いられるプリント配線板において、電子部品の表面実装に適したプリント配線板の製造方法およびプリント配線板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器の小型軽量化や多機能化に伴い、それに使用する電子部品も従来のリード線の挿入型（通称ディスクリート部品）から表面実装型といわれるチップ部品に変化してきた。それに伴いプリント配線板は高密度化および表面実装化の傾向が顕著になってきた。
【０００３】
プリント配線板への電子部品の実装におけるはんだ付け方法は、プリント配線板にディスクリート部品を挿入した後はんだ槽で溶融するはんだを下面から噴流するいわゆるフローはんだ方式から実装するプリント配線板にあらかじめはんだバンプを形成する方法に変わってきた。
【０００４】
その方法のひとつとしては、溶融するはんだが入ったはんだ槽に露出した導体の銅表面の処理を施したプリント配線板をはんだ槽にディップしはんだ付けランドに溶融はんだを形成し、余分なはんだを熱風で吹き飛ばすいわゆるはんだレベラー法や、プリント配線板のはんだ付けランドに仕上げおよび表面処理を施した後はんだペーストをスクリーン印刷し、その上に部品を搭載し、熱雰囲気中で実装を行ういわゆるリフローはんだの方法があり一般的な方法として多く採用されている。
【０００５】
しかし、上記のはんだレベラー法ではまずはんだ付けランドに形成するはんだ量にバラツキがあり、はんだ層の厚みは１〜１００μｍ程の差がある。また、はんだペーストをスクリーン印刷する方法では印刷時の位置ずれにより必要な箇所に必要量のはんだが確保できず、また必要以上のはんだ量が塗布されたりするため部品実装後に不具合を起こすことがあった。
【０００６】
そこで従来は、プリント配線板のはんだ付けランド部にはんだ量を安定して確保するためパターンめっき法という方法を用いてプリント配線板を製造していた。
【０００７】
以下に従来のプリント配線板の製造方法について図面を用いて説明する。
図３（ａ）〜（ｄ）は従来のプリント配線板の製造方法を示す断面図であり、図３（ａ）〜（ｄ）において２１は基材、２２は銅はく、２３は光硬化型の感光性フィルム、２４はポジ型のマスクフィルム、２５は銅めっき層、２６ははんだめっき層、２７は導体回路、２８ははんだ付けランド、２９はソルダレジストである。
【０００８】
以上のように構成されたプリント配線板の製造方法について、以下詳細に説明する。
【０００９】
まず、基材２１に銅はく２２を積層した基板を所定の形状に切断し、孔加工および無電解銅めっきを行った基板を用意し（図示せず）、図３（ａ）に示すように厚さ５０μｍの感光性フィルム２３を銅はく２２上にラミネートする。次に図３（ｂ）のようにポジパターンが描画されたマスクフィルム２４を真空密着し露光した後、未露光部を現像し、除去した部分に図３（ｃ）に示すように厚さ２０〜３０μｍ設定の銅めっき層２５および厚さ１０〜１５μｍ設定のはんだめっき層２６を形成する。
【００１０】
次に苛性ソーダで感光性フィルム２３を剥離除去し、露出した銅はく２２をアンモニアを主成分とするエッチング液でエッチングする。アンモニアによるエッチングははんだは溶解せず銅のみを溶解することからはんだめっき層２６はエッチングレジストの効果を有し図３（ｄ）に示すようなはんだめっき層２６と同じ形状の導体回路２７およびはんだ付けランド２８を形成することができる。その後導体回路２７およびはんだ付けランド２８上のはんだを加熱溶融し、ソルダレジスト２９等の絶縁被膜を形成しプリント配線板を形成する。
【００１１】
この方法の場合、形成するはんだめっき層２６の厚みは比較的一定にすることができ必要なはんだ付けランド２８上にはんだバンプを形成することができ有効な方法ではある。しかし回路パターン配線密度の違いによっては電気めっきの形成に差があり、設定しためっき厚み内に形成することが困難を生じる場合があった。その結果、１枚のプリント配線板内の回路パターン配線密度においての粗の部分と密の部分では導体回路２７、銅めっき層２５およびはんだめっき層２６の総導体厚が４０〜８０μｍとばらつきが大きくなることがあり、高密度配線への対応やソルダレジスト２９の形成に困難をきたしていた。さらに部品実装時のはんだ溶融温度の環境下においては、ソルダレジスト２９の直下のはんだめっき層２６も溶融流動しソルダレジスト２９が破壊されるといった問題点があった。
【００１２】
そこで従来は、はんだ付けランド２８上に形成されたはんだめっき層２６のみにマスク用レジストを施し、マスク用レジストが施していない部分の導体回路２７上のはんだめっき層２６をはんだ剥離液で溶解除去した後、マスク用レジストを剥離した後ソルダレジストを形成するといった部分的にはんだめっき層を形成する方法もあった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記のプリント配線板の製造方法は、はんだ付けランド２８上のはんだめっき層２６のみを保護するためのレジストを形成する際に導体回路２７、銅めっき層２５およびはんだめっき層２６の総導体厚のばらつきにより、レジスト形成の際にレジストの塗布および露光のアライメントがうまくいかず高精度に形成することが困難であり高密度の表面実装に適したプリント配線板に対応しきれなかった。
【００１４】
またはんだを剥離する際にはんだ付けランド２８上のはんだめっき層２６を溶解することもあり、ソルダレジスト２９の形成時に突出したはんだ付けランド２８上のはんだめっき層２６を傷付けたり脱落させたりすることがあった。さらに感光性フィルム２３およびマスク用レジストをそれぞれ形成した後剥離除去するといった繁雑な工程であるため生産コストの上昇や工程歩留まりの低下さらに不必要なはんだを大量に使用することから地球環境の保護の観点からも好ましい方法ではなかった。
【００１５】
本発明は上記従来の課題を解決し、安定したはんだバンプの形成を繁雑な工程を経ることなく低コストで高密度実装に適したプリント配線板を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、導電層を有する基板に光分解型感光材を施す工程と、前記光分解型感光材上に第１のパターンが描画されたマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光する工程と、露光した部分を現像し現像除去部を形成する工程と、前記現像除去部に導電材を施す工程と、残存した未露光の光分解型感光材上に第２のパターンが描画されたマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光・現像しエッチングレジストを形成する工程と、前記導電層をエッチングし導体回路を形成する工程とを備え、前記導電材の直下の導電層は、はんだ付けランドとして形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法を用いてプリント配線板を製造することである。
【００１７】
上記方法により低コストで高密度実装に適したプリント配線板が提供できることになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、導電層を有する基板に光分解型感光材を施す工程と、前記光分解型感光材上に第１のパターンが描画されたマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光する工程と、露光した部分を現像し現像除去部を形成する工程と、前記現像除去部に導電材を施す工程と、残存した未露光の光分解型感光材上に第２のパターンが描画されたマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光・現像しエッチングレジストを形成する工程と、前記導電層をエッチングし導体回路を形成する工程とを備え、前記導電材の直下の導電層は、はんだ付けランドとして形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法としたものであり、第１のパターンが描画されたネガ型のマスクフィルムを感光材に密着露光し感光部分を現像で除去し、現像除去部に第１のパターンと同じ形状で一定の厚みを有する導電性材料を形成した後、残存する感光材に対して第２のパターンが描画されたポジ型のマスクフィルムを密着露光し、現像した後感光材でエッチングレジストを形成する。その後形成した前記導電性材料には溶解せずに導電層の材料のみを溶解するエッチング溶液で露出した導電層をエッチングし、導体回路を形成するという簡単な工程で低コストに高密度実装に適したプリント配線板を提供できるという作用を有する。
【００１９】
本発明の請求項２に記載の発明は、現像除去部に施される導電材は、電気はんだめっきで形成されるはんだめっき層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としたものであり、部品実装用ランド上にははんだを形成でき、それを電気めっきで行うことにより、はんだを現像除去部の形状に応じて一定の厚みで容易に形成できるという作用を有する。
【００２４】
本発明の請求項３に記載の発明は、導電層を有する基板に光分解型感光材を施す工程と、前記光分解型感光材上に接点端子用ランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光する工程と、露光した部分を現像し現像除去部を形成する工程と、前記現像除去部に金めっき層を形成する工程と、残存した未露光の光分解型感光材上にはんだ付けランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光・現像しはんだ付けランドと同形状の現像除去部を形成する工程と、前記金めっき層上を剥離可能な材質で被覆した後、前記はんだ付けランドと同形状の現像除去部にはんだめっき層を形成する工程と、残存した未露光の光分解型感光材上に回路パターンと同じ形状の部分を遮光したポジ型のマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光・現像しエッチングレジストを形成する工程と、前記導電層をエッチングし導体回路を形成する工程とを備え、前記はんだめっき層および前記金めっき層の直下の導電層は、それぞれはんだ付けランドおよび接点端子用ランドとして形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法としたものであり、はんだ付けランド、接点端子用ランドを現像除去部にそれぞれのパターン状で一定の厚みを有する形状に形成でき、また、接点端子用ランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルムを用いて接点端子用ランド状の現像除去部を形成し電気金めっきを施した後、はんだ付けランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルムを用いてはんだ付けランド用パターンの現像除去部を形成し、前記接点端子用パターン上に形成した電気金めっき層を剥離可能な材質で被覆した後、はんだ付けランド状の現像除去部に電気はんだめっきを施すことによって、接点端子用ランド上に形成した金めっき層に電気はんだめっきが付着するのを防ぐという作用を有する。
【００２５】
本発明の請求項４に記載の発明は、光分解型感光材は熱硬化性樹脂が含有されてい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としたものであり、エッチングレジストを形成し露出した導電層をエッチングし導体回路を形成した後エッチングレジストを剥離することなく導体回路保護のための絶縁層の一部として残存するためにポジ型感光材に熱硬化性樹脂を含有し高品質の絶縁層を形成できるという作用を有する。
【００２６】
本発明の請求項５に記載の発明は、導電層をエッチングし導体回路を形成する工程の前に、エッチングレジストを加熱す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としたものであり、エッチングレジストを形成した後加熱することによって、エッチングレジストのエッチング液中に対する耐性を向上させるという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項６に記載の発明は、導電層を有した基材の前記導電層をエッチングすることにより前記基材上に形成された導体回路およびはんだ付けランドと、前記基材上および導体回路上に形成されたソルダレジストと、前記はんだ付けランド上に前記はんだ付けランドと同じ形状のはんだめっき層とを備え、前記はんだめっき層は前記導電層上に形成された光分解型感光材の現像除去部に電気はんだめっきを行うことにより形成されたものであり、前記導体回路は前記導電層上に形成された前記光分解型感光材をエッチングレジストとして前記導電層をエッチングすることにより形成されたものであり、前記はんだ付けランドは前記はんだめっき層をエッチングレジストとして前記導電層をエッチングすることにより形成されたものであることを特徴とするプリント配線板としたものであり、部品実装用ランドとしてのはんだ付けのみに一定範囲の厚みを有するはんだめっき層を形成することができ、高密度のプリント配線板のはんだ付けランド上に安定したはんだバンプを有する高密度のプリント配線板形を提供できる。
本発明の請求項７に記載の発明は、光分解型感光材は、熱硬化性樹脂が含有されたものであることを特徴とする請求項６に記載のプリント配線板としたものであり、エッチングレジストを形成し露出した導電層をエッチングし導体回路を形成した後エッチングレジストを剥離することなく導体回路保護のための絶縁層の一部として残存するためにポジ型感光材に熱硬化性樹脂を含有し高品質の絶縁層が形成されたプリント配線板を提供できる。
【００２８】
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
図１（ａ）〜（ｈ）は本発明の一実施の形態におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図であり、図１（ａ）〜（ｈ）において１は基材、２は導電層、３は光分解型の感光性フィルム、４はネガ型のマスクフィルム、５は現像除去部、６は導電材としてのはんだめっき層、７はポジ型のマスクフィルム、８はエッチングレジスト、９は部品実装用ランドとしてのはんだ付けランド、１０は導体回路、１１は絶縁層としてのソルダレジストである。
【００３０】
以上のように構成されたプリント配線板の製造方法において以下詳細に説明する。まず、厚さ約１８μｍの銅はくを積層した基材１を所定の大きさに切断し孔加工を施した後無電解銅めっきおよび厚さ１５〜２５μｍの電気銅めっきを全面に行い導電層２を形成した基板を用意（図示せず）し、図１（ａ）に示すように導電層２上にアルカリ溶液に耐性を有する厚さ３０μｍの光分解型の感光性フィルム３をラミネートし、はんだ付けランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルム４を感光性フィルム３上にＣＣＤカメラを用いて位置合わせし真空密着して図１（ｂ）に示すように約４０〜１００ｍｊ／ｃｍ2の紫外線で露光する。感光性フィルム３は光分解型であるため図１（ｃ）に示すように露光した部分を現像で除去し現像除去部５を形成する。
【００３１】
次に現像除去部５に図１（ｄ）に示すように電気はんだめっきを行いはんだ付けランド９と同じ形状の導電材としてのはんだめっき層６を形成する。このときはんだ電気めっきの電流値を厚みが１５〜２０μｍになるように設定する。次に図１（ｅ）に示すように回路パターンと同じ形状の部分を遮光したポジ型マスクフィルム７を残存した未露光の感光性フィルム３上に再び位置合わせし真空密着して約４０〜１００ｍｊ／ｃｍ2の紫外線量で露光し、露光部を現像で除去し図１（ｆ）に示すようにエッチングレジスト８を形成する。以上の工程は紫外線を遮光した環境の下で行うことが望ましい。
【００３２】
その後アンモニア等のアルカリエッチング液で露出した導電層２をエッチングし導体回路１０を形成する。このときのはんだめっき層６はアルカリエッチング液で溶解せずエッチングレジストとして作用するため直下の導電層２も残存しはんだ付けランド９として形成される。その後エッチングレジスト８を剥離液で除去し、絶縁層としてソルダレジスト１１を公知の写真現像法やスクリーン法で形成し必要な部分に一定の厚みのはんだを有するプリント配線板を得ることができる。
【００３３】
（実施の形態２）
以下、本発明の第二の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図２（ａ）〜（ｉ）は本発明の第二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断面図であり、図２（ａ）〜（ｉ）において１は基材、２は導電層、３は熱硬化性樹脂含有の光分解型の感光性フィルム、４ａ，４ｂはネガ型のマスクフィルム、５ａ，５ｂは現像除去部、６は導電材としてのはんだめっき層、７はポジ型のマスクフィルム、８はエッチングレジスト、９ははんだ付けランド、１０は導体回路、１１は絶縁層としてのソルダレジスト、１２は導電材としての金めっき層、１３は接点端子用ランド、１４は耐めっき用マスクテープである。
【００３５】
以上のように構成されたプリント配線板の製造方法において以下詳細に説明する。まず、厚さ約１８μｍの銅はくを積層した基材１を所定の大きさに切断し孔加工を施した後無電解銅めっきおよび厚さ１５〜２５μｍの電気銅めっきを全面に行い導電層２を形成した基板を用意（図示せず）し、図２（ａ）に示すように導電層２上にアルカリ溶液に耐性を有する厚さ３０μｍの光分解型の感光性フィルム３をラミネートし、接点端子用ランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルム４ａを感光性フィルム３上にＣＣＤカメラを用いて位置合わせし真空密着して図２（ｂ）に示すように約４０〜１００ｍｊ／ｃｍ2の紫外線量で露光する。感光性フィルム３は光分解型であるため露光した部分を現像で除去し、現像除去部５ａを形成する。
【００３６】
次に現像除去部５ａに厚さ約３．０〜５．０μｍの電気ニッケルめっきの後厚さ約０．１〜１．０μｍ電気金めっきを行い図２（ｃ）に示すように接点端子用ランド１３と同じ形状の金めっき層１２を形成する。次に図２（ｄ）に示すようにはんだ付けランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型マスクフィルム４ｂを残存した未露光の感光性フィルム３上に位置合わせし真空密着して約４０〜１００ｍｊ／ｃｍ2の紫外線量で露光現像しはんだ付けランド９と同じ形状の現像除去部５ｂを形成する。
【００３７】
そして図２（ｅ）に示すように先に形成した金めっき層１２上に耐めっき用マスクテープ１４を張り付けた後、現像除去部５ｂに厚さ約１５〜２０μｍ電気はんだめっきを行いはんだ付けランド９と同じ形状のはんだめっき層６を形成する。次に図２（ｆ）に示すように、回路パターンと同じ形状の部分を遮光したポジ型マスクフィルム７を再び残存した未露光の感光性フィルム３上に位置合わせし真空密着して同じく約４０〜１００ｍｊ／ｃｍ2の紫外線量で露光し、露光部を現像で除去し図２（ｇ）に示すようにエッチングレジスト８を形成する。以上の工程は紫外線を遮光した環境の下で行うことが望ましい。
【００３８】
その後エッチングレジスト８を８０〜１００℃で加熱しエッチング液中の耐性を向上させた後、アンモニア等のアルカリエッチング液で露出した導電層２をエッチングし図２（ｈ）に示すように導体回路１０を形成する。このときはんだおよび金はアルカリエッチング液には溶解せずはんだめっき層６および金めっき層１２もエッチングレジストとして作用するため直下の導電層２も残存しはんだ付けランド９および接点端子用ランド１３として形成される。その後エッチングレジスト８を除去せずに導体回路１０上にそのまま残存させ、公知の写真現像法を用いて観光性液状ソルダレジストを塗布し形成し露光現像および本硬化の後図２（ｉ）に示すように絶縁層としてのソルダレジスト１１を形成する。
【００３９】
以上の製造方法を用いることによって必要な部分に一定の厚みのはんだめっき層６を有するはんだ付けランド９および金めっき層１２を有する接点端子用ランド１３を備えたプリント配線板を繁雑な工程を経ることなく製造することができる。
【００４０】
なお、上記の説明では接点端子用ランド１３上に電気金めっきを形成する方法を用いたが、カーボンペーストを接点端子用ランド上にスクリーン印刷等で形成した後マスキングすることも可能であることはいうまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、高密度のプリント配線板のはんだ付けランド上に安定したはんだバンプを形成することができ、さらに接点端子用ランド上の金めっき等の形成も繁雑な工程を経ることなくはんだバンプ形成とともに一連の工程で提供することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｈ）本発明の一実施の形態におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図
【図２】（ａ）〜（ｉ）本発明の第二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断面図
【図３】（ａ）〜（ｄ）従来のプリント配線板の製造方法を示す断面図
【符号の説明】
１ 基材
２ 導電層
３ 光分解型の感光性フィルム
４ ネガ型のマスクフィルム
５ 現像除去部
６ はんだめっき層
７ ポジ型のマスクフィルム
８ エッチングレジスト
９ はんだ付けランド
１０ 導体回路
１１ ソルダレジスト
１２ 金めっき層
１３ 接点端子用ランド
１４ 耐めっき用マスクテープ
Claims (7)
- 導電層を有する基板に光分解型感光材を施す工程と、
前記光分解型感光材上に第１のパターンが描画されたマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光する工程と、
露光した部分を現像し現像除去部を形成する工程と、
前記現像除去部に導電材を施す工程と、
残存した未露光の光分解型感光材上に第２のパターンが描画されたマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光・現像しエッチングレジストを形成する工程と、
前記導電層をエッチングし導体回路を形成する工程とを備え、
前記導電材の直下の導電層は、はんだ付けランドとして形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。 - 現像除去部に施される導電材は、電気はんだめっきで形成されるはんだめっき層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。
- 導電層を有する基板に光分解型感光材を施す工程と、
前記光分解型感光材上に接点端子用ランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光する工程と、
露光した部分を現像し現像除去部を形成する工程と、
前記現像除去部に金めっき層を形成工程と、
残存した未露光の光分解型感光材上にはんだ付けランドと同じ形状の部分が光透過性を有するネガ型のマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光・現像しはんだ付けランドと同形状の現像除去部を形成する工程と、
前記金めっき層上を剥離可能な材質で被覆した後、前記はんだ付けランドと同形状の残像除去部にはんだめっき層を形成する工程と、
残存した未露光の光分解型感光材上に回路パターンと同じ形状の部分を遮光したポジ型のマスクフィルムを密着させて前記光分解型感光材を露光・現像しエッチングレジストを形成する工程と、
前記導電層をエッチングし導体回路を形成する工程とを備え、
前記はんだめっき層および前記金めっき層の直下の導電層は、それぞれはんだ付けランドおよび接点端子用ランドとして形成されることを特徴とするプリント配線板の製造方法。 - 光分解型感光材は熱硬化性樹脂が含有されてい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。
- 導電層をエッチングし導体回路を形成する工程の前に、エッチングレジストを加熱す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。
- 導電層を有した基材の前記導電層をエッチングすることにより前記基材上に形成された導体回路およびはんだ付けランドと、
前記基材上および導体回路上に形成されたソルダレジストと、
前記はんだ付けランド上に前記はんだ付けランドと同じ形状のはんだめっき層とを備え、
前記はんだめっき層は前記導電層上に形成された光分解型感光材の現像除去部に電気はんだめっきを行うことにより形成されたものであり、
前記導体回路は前記導電層上に形成された前記光分解型感光材をエッチングレジストとして前記導電層をエッチングすることにより形成されたものであり、
前記はんだ付けランドは前記はんだめっき層をエッチングレジストとして前記導電層をエッチングすることにより形成されたものであることを特徴とするプリント配線板。 - 光分解型感光材は、熱硬化性樹脂が含有されたものであることを特徴とする請求項６に記載のプリント配線板。
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