JP4349505B2 - ホールの穴埋め法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器、電気機器、コンピューター、通信機器等に用いられるプリント基板に係る。更には、プリント基板のホールの穴埋方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知の方法は、プリント基板の全面に、印刷法によりソルダーレジストを塗布、必要部分をＵＶ照射して硬化して後、ソルダーレジストの不要部分をアルカリで溶解する方法で、スルーホールの穴埋めを行っている。この方法では、硬化したソルダーレジストがスルーホールの場所で凸になったり凹になったりして、均一面とならないと言う問題がある。
一般には、この状態で使用しているが、最近の軽薄短小化や品質精度の向上の要請によると、スルーホールでの盛り上がりや窪みのない平坦なソルダーレジスト表面と埋められたスルーホールの内部に気泡の溜まりが無いことが求められている。その要請に答えるため、ソルダーレジストを塗布して後、加熱したり、振動を与えてソルダーレジストの塗布面を平坦化したり、減圧下放置により気泡を除去したり、ＵＶ硬化後、機械的に（例えば、バフ研磨で）盛り上がった部分を削り取って均一面にしたりしている。いずれにしても、この様な方法では、品質的にも、生産性においても限界に来ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プリント基板のスルーホールに、印刷法によりソルダーレジストを挿入し、ＵＶ照射して穴埋めを行っている。この方法では、硬化したソルダーレジストが基板の上下に盛り上がるため、削り取っている。そのため、生産性が悪いあるいは品質的にも問題がある。軽薄短小化の時代の要請に従って、多数の細孔を有するプリント基板（例えば、ＢＧＡ基板）では、多数の基板の全穴を短時間で均一に穴埋し平坦化する必要がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、印刷法でスルーホール内に挿入したソルダーレジストを熱により溶媒を蒸発させ、上と下からプレスすることにより、上と下の盛り上がった樹脂を平坦にして、必要部分にＵＶ照射し、不要部を溶解除去し、完全熱硬化することにより、品質の向上（均一面の確保）、生産性の向上（自動化生産）を達成することが出来た。
【０００５】
本発明は、プリント基板のスルーホールへの印刷法によりソルダーレジストの穴埋め工程において、
（１） 光硬化性ソルダーレジストで穴埋め印刷し、加温により溶媒を蒸発する
（２） プレスする
（３） 必要部分に紫外線を照射し、未硬化部分のソルダーレジストを現像除去する
（４） 加熱により完全硬化する
ことによるスルーホールの穴埋め法である。
本発明は、ソルダーレジストが、光硬化性エポキシ変性アクリル樹脂あるいは光硬化性アクリル変性エポキシ樹脂であるスルーホールの穴埋め法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にについて以下詳述する。
本発明に使用するスルーホールのある基板は、“プリント回路技術便覧”（プリント回路学会編）を参考にして作製した。
本発明のスルーホールのある基板は、具体的には、ＢＧＡ基板、ＣＳＰ基板、Ｆ／ＣＢＧＡ基板が挙げられる。
【０００７】
本発明に使用するプリント基板は、市販の銅箔５〜７０μｍと絶縁基材として、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレインイミドトリアジン（ＢＴ）樹脂、ＰＰＥ樹脂を、或いは、該樹脂をガラス繊維、ガラス布或いは紙に含浸させたプリプレーグを重ね合わせて銅箔両面板あるいは多層板を製作した。その基板の厚さは、０．０５〜２．４ｍｍの基板である。次に、銅箔にドリル或いはレーザーでスルーホールを形成し、メッキにより導通を確保した。
【０００８】
本発明では、印刷法によりソルダーレジストを挿入したプリント基板を作製する。本発明に使用するソルダーレジストは、光硬化性樹脂で、エポキシ変性アクリル樹脂及びアクリル変性エポキシ樹脂である。ソルダーレジストの粘度を調整するため一般に溶媒で希釈されている。市販品としては、例えば、太陽インキ製造（株）製品：ＰＳＲ−４０００等を使用する。
本発明のソルダーレジストの挿入方法は、一般に用いられているスクリーン印刷、ロールコーター、カーテンコーター、ディップコーター、スプレーコーターでソルダーレジストを塗布することにより形成する。塗布して盛り上がったソルダーレジストを、熱により溶媒を蒸発させて、溶媒のないソルダーレジスト（以下、半硬化したソルダーマスクと言う）を形成する。具体的には、ソルダーレジストが溶媒を蒸発して半硬化するに適した条件は、７０から９０℃、常圧から１００ｈＰａの減圧で行う。９０℃を超えると一部ソルダーレジストが分解叉は重合反応し、７０℃より低い温度では溶媒の蒸発速度が非常に遅い又は殆ど蒸発しないので好ましくない。７０から９０℃では、半硬化し、流動性が存続し、スルーホールの内部に溜まっている気泡が溶媒の蒸発と共に抜け出す。
【０００９】
本発明のプレス成形の方法は、基板のスルーホールの中で半硬化したソルダーマスクをプレス成型機により上及び下から挟みつけて圧着することによるものであり、平坦なソルダーレジスト膜を基板面に形成することができる。即ち、印刷法で光硬化性ソルダーレジストを塗布し、スルーホール内に加圧成形することにより平滑な密着性の良いソルダーレジスト膜を形成する。
塗布して作成したソルダーマスクの加圧成形の条件は、樹脂温度を５０〜１００℃にすることにより、半硬化したソルダーマスクが分解或は重合することなく、適度の流動性（例えば、１００℃で２０〜５０センチポイズ）を持たせる事が出来る。１００℃より高くすると、ソルダーマスクが重合或いは分解反応をして、後に行う現像ができなくなり、好ましくない。叉、加圧成形の操作の際、プレス機の雰囲気を常圧から減圧（例えば、≦５０ｍｍＨｇ）にすることも出来る。作業性、生産性を考慮すると、多数枚（例えば５〜１０枚）を重ね合わせてプレスすることもできる。プレス圧としては、２〜２０Ｋｇ／ｃｍ２で、時間は３〜３０分である。
【００１０】
本発明のパターン形成は、ＵＶ照射・現像で光硬化したパターンを形成する。パターンの形成には、必要な部分に紫外線（例えば、３６５ｎｍ）を照射して硬化し、不要な部分はアルカリ（例えば、炭酸ソーダ水溶液）で溶解してパターンを形成する。これにより、基板の回路面を適宜露出させる。
【００１１】
ＵＶ硬化して得られたソルダーレジストパターンは、熱硬化され製品が完成する。熱硬化の条件は、１２０〜１８０℃で６０〜１２０分間加熱であり、これにより硬化した樹脂膜を形成する。
【００１２】
この方法で完全に均一に穴埋めされたスルーホールを有するプリント基板を作製する事ができる。スルーホールは完全に穴埋めされ（気泡のない完全な穴埋め）、平滑性の良い（具体的には、凸凹の振れ幅が０〜１５μｍ程度）基板を提供することができる。更に、生産性の向上（自動化生産）を達成することも出来る。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明において使用したＢＧＡ基板は、１２μｍの銅箔のＢＴ樹脂両面板（三菱ガス化学（株）社製品；厚み：０．４ｍｍ）に、銅メッキされたスルーホール（内径：０．２ｍｍで、３ｃｍ四角形内に２５０個のスルーホール）あるいはホールを有する集合基板である【図１】。光硬化性ソルダーレジスト（太陽インキ社製：ＰＳＲ−４０００）を集合基板にスクリーン印刷法で塗布し、８０℃で２０分間加熱して、上下にソルダーレジストの凸部のある半硬化層を形成した。集合基板の上下にテフロンシートを貼り、プレス用のステンレス板で上下から挟みつけ【図２】、加温（９０℃）しながら、加圧プレス機（１０Ｋｇ／ｃｍ２で１０分）で加圧した。続いて、紫外線を照射して必要部分を光硬化させ、不要部は１％炭酸ソーダ水溶液で溶解除去してスルーホール穴埋を行った。続いて、乾燥器の中に入れて、１５０℃で３０分間加熱してソルダーレジスト膜を完全硬化させた【図３】。
硬化したソルダーレジスト膜は、プレスにより均一平滑な面になっていて、スルーホールの上下の盛り上がりは無くなっていた。又、５０個のスルーホール内部の穴埋め状態を調べるため、スルーホールを実体顕微鏡にて断面観察したが、ソルダーレジストが完全に充填されていて全く空洞部は確認できなかった。結果は下記の通りであった（比較のため比較例の結果も併記した）。
【００１４】
【比較例】
比較のため半硬化とプレスの操作をしない一般に行われている方法と比較した。実施例で使用した別の両面板を使用して、基板面に直接ソルダーレジストをスクリーン印刷法で塗布して、スルーホールを充填してプレスすることなく半硬化後、紫外線照射して硬化させ、不用部をアルカリ溶液で除去し、１５０℃×３０分加熱して完全硬化した。ソルダーレジスト膜は、スルーホールの上下が、窪んでいて（全スルーホールの２４％）、又、それ以外のソルダーレジスト膜も凸凹があり、均一平滑面になっていなかった。
【００１５】
【発明の効果】
多数個の細孔、特にスルーホールを有するプリント基板において、多数の基板の全細孔を短時間で均一に穴埋し、品質的にも、歩留的にも、コスト的にも有利な基板を製造する事により、軽薄短小化、高密度化、多層化の時代の要請に対応した。
【図面の簡単な説明】
【図１】銅メッキされたスルーホールあるいはホールを有するＢＧＡの集合基板
【図２】両面板を半硬化ソルダーレジスト層のステンレス板を上 及び 下からプレスする配置図
【図３】スルーホールの内部が充填され、平面が平滑なソルダーレジスト膜のプリント基板
【符号の説明】
１：絶縁層
２：銅パターン
３：銅メッキされたスルーホール
４：ホール
５：半硬化ソルダーレジスト層
６：ステンレス板
７：プレス機によるプレスの方向
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子機器、電気機器、コンピューター、通信機器等に用いられるプリント基板に係る。更には、プリント基板のホールの穴埋方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公知の方法は、プリント基板の全面に、印刷法によりソルダーレジストを塗布、必要部分をＵＶ照射して硬化して後、ソルダーレジストの不要部分をアルカリで溶解する方法で、スルーホールの穴埋めを行っている。この方法では、硬化したソルダーレジストがスルーホールの場所で凸になったり凹になったりして、均一面とならないと言う問題がある。
一般には、この状態で使用しているが、最近の軽薄短小化や品質精度の向上の要請によると、スルーホールでの盛り上がりや窪みのない平坦なソルダーレジスト表面と埋められたスルーホールの内部に気泡の溜まりが無いことが求められている。その要請に答えるため、ソルダーレジストを塗布して後、加熱したり、振動を与えてソルダーレジストの塗布面を平坦化したり、減圧下放置により気泡を除去したり、ＵＶ硬化後、機械的に（例えば、バフ研磨で）盛り上がった部分を削り取って均一面にしたりしている。いずれにしても、この様な方法では、品質的にも、生産性においても限界に来ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プリント基板のスルーホールに、印刷法によりソルダーレジストを挿入し、ＵＶ照射して穴埋めを行っている。この方法では、硬化したソルダーレジストが基板の上下に盛り上がるため、削り取っている。そのため、生産性が悪いあるいは品質的にも問題がある。軽薄短小化の時代の要請に従って、多数の細孔を有するプリント基板（例えば、ＢＧＡ基板）では、多数の基板の全穴を短時間で均一に穴埋し平坦化する必要がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、印刷法でスルーホール内に挿入したソルダーレジストを熱により溶媒を蒸発させ、上と下からプレスすることにより、上と下の盛り上がった樹脂を平坦にして、必要部分にＵＶ照射し、不要部を溶解除去し、完全熱硬化することにより、品質の向上（均一面の確保）、生産性の向上（自動化生産）を達成することが出来た。
【０００５】
本発明は、プリント基板のスルーホールへの印刷法によりソルダーレジストの穴埋め工程において、
（１） 光硬化性ソルダーレジストで穴埋め印刷し、加温により溶媒を蒸発する
（２） プレスする
（３） 必要部分に紫外線を照射し、未硬化部分のソルダーレジストを現像除去する
（４） 加熱により完全硬化する
ことによるスルーホールの穴埋め法である。
本発明は、ソルダーレジストが、光硬化性エポキシ変性アクリル樹脂あるいは光硬化性アクリル変性エポキシ樹脂であるスルーホールの穴埋め法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にについて以下詳述する。
本発明に使用するスルーホールのある基板は、“プリント回路技術便覧”（プリント回路学会編）を参考にして作製した。
本発明のスルーホールのある基板は、具体的には、ＢＧＡ基板、ＣＳＰ基板、Ｆ／ＣＢＧＡ基板が挙げられる。
【０００７】
本発明に使用するプリント基板は、市販の銅箔５〜７０μｍと絶縁基材として、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレインイミドトリアジン（ＢＴ）樹脂、ＰＰＥ樹脂を、或いは、該樹脂をガラス繊維、ガラス布或いは紙に含浸させたプリプレーグを重ね合わせて銅箔両面板あるいは多層板を製作した。その基板の厚さは、０．０５〜２．４ｍｍの基板である。次に、銅箔にドリル或いはレーザーでスルーホールを形成し、メッキにより導通を確保した。
【０００８】
本発明では、印刷法によりソルダーレジストを挿入したプリント基板を作製する。本発明に使用するソルダーレジストは、光硬化性樹脂で、エポキシ変性アクリル樹脂及びアクリル変性エポキシ樹脂である。ソルダーレジストの粘度を調整するため一般に溶媒で希釈されている。市販品としては、例えば、太陽インキ製造（株）製品：ＰＳＲ−４０００等を使用する。
本発明のソルダーレジストの挿入方法は、一般に用いられているスクリーン印刷、ロールコーター、カーテンコーター、ディップコーター、スプレーコーターでソルダーレジストを塗布することにより形成する。塗布して盛り上がったソルダーレジストを、熱により溶媒を蒸発させて、溶媒のないソルダーレジスト（以下、半硬化したソルダーマスクと言う）を形成する。具体的には、ソルダーレジストが溶媒を蒸発して半硬化するに適した条件は、７０から９０℃、常圧から１００ｈＰａの減圧で行う。９０℃を超えると一部ソルダーレジストが分解叉は重合反応し、７０℃より低い温度では溶媒の蒸発速度が非常に遅い又は殆ど蒸発しないので好ましくない。７０から９０℃では、半硬化し、流動性が存続し、スルーホールの内部に溜まっている気泡が溶媒の蒸発と共に抜け出す。
【０００９】
本発明のプレス成形の方法は、基板のスルーホールの中で半硬化したソルダーマスクをプレス成型機により上及び下から挟みつけて圧着することによるものであり、平坦なソルダーレジスト膜を基板面に形成することができる。即ち、印刷法で光硬化性ソルダーレジストを塗布し、スルーホール内に加圧成形することにより平滑な密着性の良いソルダーレジスト膜を形成する。
塗布して作成したソルダーマスクの加圧成形の条件は、樹脂温度を５０〜１００℃にすることにより、半硬化したソルダーマスクが分解或は重合することなく、適度の流動性（例えば、１００℃で２０〜５０センチポイズ）を持たせる事が出来る。１００℃より高くすると、ソルダーマスクが重合或いは分解反応をして、後に行う現像ができなくなり、好ましくない。叉、加圧成形の操作の際、プレス機の雰囲気を常圧から減圧（例えば、≦５０ｍｍＨｇ）にすることも出来る。作業性、生産性を考慮すると、多数枚（例えば５〜１０枚）を重ね合わせてプレスすることもできる。プレス圧としては、２〜２０Ｋｇ／ｃｍ２で、時間は３〜３０分である。
【００１０】
本発明のパターン形成は、ＵＶ照射・現像で光硬化したパターンを形成する。パターンの形成には、必要な部分に紫外線（例えば、３６５ｎｍ）を照射して硬化し、不要な部分はアルカリ（例えば、炭酸ソーダ水溶液）で溶解してパターンを形成する。これにより、基板の回路面を適宜露出させる。
【００１１】
ＵＶ硬化して得られたソルダーレジストパターンは、熱硬化され製品が完成する。熱硬化の条件は、１２０〜１８０℃で６０〜１２０分間加熱であり、これにより硬化した樹脂膜を形成する。
【００１２】
この方法で完全に均一に穴埋めされたスルーホールを有するプリント基板を作製する事ができる。スルーホールは完全に穴埋めされ（気泡のない完全な穴埋め）、平滑性の良い（具体的には、凸凹の振れ幅が０〜１５μｍ程度）基板を提供することができる。更に、生産性の向上（自動化生産）を達成することも出来る。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明において使用したＢＧＡ基板は、１２μｍの銅箔のＢＴ樹脂両面板（三菱ガス化学（株）社製品；厚み：０．４ｍｍ）に、銅メッキされたスルーホール（内径：０．２ｍｍで、３ｃｍ四角形内に２５０個のスルーホール）あるいはホールを有する集合基板である【図１】。光硬化性ソルダーレジスト（太陽インキ社製：ＰＳＲ−４０００）を集合基板にスクリーン印刷法で塗布し、８０℃で２０分間加熱して、上下にソルダーレジストの凸部のある半硬化層を形成した。集合基板の上下にテフロンシートを貼り、プレス用のステンレス板で上下から挟みつけ【図２】、加温（９０℃）しながら、加圧プレス機（１０Ｋｇ／ｃｍ２で１０分）で加圧した。続いて、紫外線を照射して必要部分を光硬化させ、不要部は１％炭酸ソーダ水溶液で溶解除去してスルーホール穴埋を行った。続いて、乾燥器の中に入れて、１５０℃で３０分間加熱してソルダーレジスト膜を完全硬化させた【図３】。
硬化したソルダーレジスト膜は、プレスにより均一平滑な面になっていて、スルーホールの上下の盛り上がりは無くなっていた。又、５０個のスルーホール内部の穴埋め状態を調べるため、スルーホールを実体顕微鏡にて断面観察したが、ソルダーレジストが完全に充填されていて全く空洞部は確認できなかった。結果は下記の通りであった（比較のため比較例の結果も併記した）。
【比較例】
比較のため半硬化とプレスの操作をしない一般に行われている方法と比較した。実施例で使用した別の両面板を使用して、基板面に直接ソルダーレジストをスクリーン印刷法で塗布して、スルーホールを充填してプレスすることなく半硬化後、紫外線照射して硬化させ、不用部をアルカリ溶液で除去し、１５０℃×３０分加熱して完全硬化した。ソルダーレジスト膜は、スルーホールの上下が、窪んでいて（全スルーホールの２４％）、又、それ以外のソルダーレジスト膜も凸凹があり、均一平滑面になっていなかった。
【００１５】
【発明の効果】
多数個の細孔、特にスルーホールを有するプリント基板において、多数の基板の全細孔を短時間で均一に穴埋し、品質的にも、歩留的にも、コスト的にも有利な基板を製造する事により、軽薄短小化、高密度化、多層化の時代の要請に対応した。
【図面の簡単な説明】
【図１】銅メッキされたスルーホールあるいはホールを有するＢＧＡの集合基板
【図２】両面板を半硬化ソルダーレジスト層のステンレス板を上 及び 下からプレスする配置図
【図３】スルーホールの内部が充填され、平面が平滑なソルダーレジスト膜のプリント基板
【符号の説明】
１：絶縁層
２：銅パターン
３：銅メッキされたスルーホール
４：ホール
５：半硬化ソルダーレジスト層
６：ステンレス板
７：プレス機によるプレスの方向
Claims (2)
- プリント基板のスルーホールへの印刷法によるソルダーレジストの穴埋め工程において、
（１） プリント基板に光硬化性ソルダーレジストで穴埋め印刷し、加熱により半硬化する
（２） プレスする
（３） 紫外線を照射して硬化し、未硬化のソルダーレジストを溶解して不要部を取り除く
（４） 加熱により完全硬化する
ことを特徴とするスルーホールの穴埋め法 - ソルダーレジストが、光硬化性エポキシ変性アクリル樹脂あるいは光硬化性アクリル変性エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１に記載のスルーホールの穴埋め法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32447499A JP4349505B2 (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | ホールの穴埋め法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32447499A JP4349505B2 (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | ホールの穴埋め法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001111213A JP2001111213A (ja) | 2001-04-20 |
| JP4349505B2 true JP4349505B2 (ja) | 2009-10-21 |
Family
ID=18166218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32447499A Expired - Fee Related JP4349505B2 (ja) | 1999-10-12 | 1999-10-12 | ホールの穴埋め法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4349505B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5458415B2 (ja) * | 2011-02-18 | 2014-04-02 | 山栄化学株式会社 | 平坦化穴埋めプリント配線板及びその製造方法 |
| CN113710000A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-11-26 | 江西志浩电子科技有限公司 | 一种厚铜板的Linemask加工工艺 |
-
1999
- 1999-10-12 JP JP32447499A patent/JP4349505B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001111213A (ja) | 2001-04-20 |
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