JP5399012B2 - プリント配線基板及びプリント配線基板におけるソルダーレジストの形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線基板及びプリント配線基板におけるソルダーレジストの形成方法に関するもので、さらに詳しくは、ソルダーレジストは、プリント配線基板の半田付けをする部分を除いて全面に塗布し、半田の付着防止、導体管理の絶縁性の維持、導体の保護、電気特性の改善、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）などのパッケージのモールドの下地などを目的として行われるが、特に、パターン間の狭い隙間に何層かを塗布したときのソルダーレジストの密着性の向上を図ったプリント配線基板及びプリント配線基板におけるソルダーレジストの形成方法に関するものである。

多層プリント配線板のプロセスは、一般に図３に示す工程で行われる。
内層銅張積層板を出発物質とし、「内層パターン作成」、「積層」（この工程で多層銅箔プリプレクも積層編成される）、「穴加工」（両面プリント配線板の場合、この工程で両面銅張積層板の穴加工を行う）、「無電解銅メッキ」、「パネル銅メッキ」、「外層パターン作成」、「ソルダーレジストマーキング形成」、「フラックス塗布などの後処理」、「外形加工・洗浄」の各工程を経て「多層プリント配線板完成」となる。
パターンやマーキング作成は、感光フィルムを出発物質とし、「レーザ描写」、「作業マスク完成」、「マスク検査」により行われる。

図３に示す「ソルダーレジストマーキング作成」工程において、ソルダーレジストは、プリント配線基板のパターンの半田付けをする部分を除き全面に塗布される。半田付けをする部分としては、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）・ＢＧＡ・チップ部品などのパッドと、必要に応じて外部接続端子を露出させている。
このソルダーレジスト塗布工程において、図４に示すようにプリント配線基板１０の１回目のソルダーレジスト１２の上にさらに２回目のソルダーレジスト１３を塗布することが知られている（特許文献１）。
これは、次の工程により、プリント配線基板１０が製造される。
（１）プリント配線基板１０の銅箔に銅メッキを施す工程。
（２）不要な銅メッキと銅箔をエッチングしてパッド１１を形成する工程。
（３）１回目のソルダーレジスト１２を塗布する工程。
（４）１回目と同じ位置に重ねて２回目のソルダーレジスト１３を塗布する工程。

また、図５に示すように、封止樹脂１８が外部接続端子１５に流れ込んで接触不良を起こすのを防止するために１回目のソルダーレジスト１２に溝１９や段差部２０を形成する方法が知られている（特許文献２）。
この方法は、プリント配線基板１０の裏面に接着剤層２２によって電子部品２１を搭載し、プリント配線基板１０のスリット１６を通して表面のデバイス側接続端子２３にボンディングワイヤ１７で接続し、電子部品２１との接続部分が封止樹脂１８のモールドにより封止されるようにした方法において、モールドされる領域のソルダーレジスト１２に溝１９及び／又は段差部２０を形成して封止樹脂１８が外部接続端子１５側へ流れ込まないようにしたものである。
特開平８−１１１５７８号公報。 特開２００２−１５１８３３号公報。

特許文献１記載の発明は、パッド１１とソルダーレジスト１２の厚さが略同じ約５０μｍであるのに対し、当時のパッド１１間の隙間が約３００μｍと比較的大きいので、１回目のソルダーレジスト１２を塗布し、この１回目と同じ位置に重ねて２回目のソルダーレジスト１３を塗布しても１回目のソルダーレジスト１２と２回目のソルダーレジスト１３の密着性はあまり問題にされなかった。
ところが、最近のプリント配線板では、実装の高密度化に伴い、パッド１１の大きさ、パッド１１のピッチ間隔が年々小さくなってきている。具体的には、パッド１１とソルダーレジスト１２の厚さが略同じ約５０μｍであるのに対し、２つのパッド１１のピッチ間隔が１５０μｍのように極めて狭くなってきている。
半面、ソルダーレジストによる、半田耐熱性、電気絶縁性、耐候性、耐メッキ性、その他の電気的、機械的特性を保持するためには、所定以上の厚さを必要とし、ソルダーレジストの２回重ね、３回重ね、さらにそれ以上重ねて塗布することが行われるようになってきた。そのため、２回以上重ねたソルダーレジスト部分の欠落が発生するという問題があった。
例えば、パッド１１のピッチ間隔が１５０μｍとすると、ソルダーレジストの厚さは、２回重ねで１００μｍとなり、３回重ねで１５０μｍとなる。このように、幅に対する厚さの比が次第に大きくなり、パッド１１の間のソルダーレジストに欠落の恐れがあった。

特許文献２記載の発明は、１回目のソルダーレジスト１２に溝１９や段差部２０を形成して封止樹脂１８が外部接続端子１５側へ流れ込むのを防止するものであり、ソルダーレジストを複数回重ねて塗布するものとは異質な発明である。
本発明は、プリント配線板における実装の高密度化に伴い、ソルダーレジストの解像度、パッド間に形成しうるパターンの位置合わせ精度、幅の狭いレジストで強度の高いものが必要となってきたことに鑑み、パッド間のピッチ間隔が極めて狭くなってきている場合において、２回以上重ねたソルダーレジスト部分の欠落のないプリント配線基板及びソルダーレジストの形成方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、２層塗の場合、パッドその他の半田付けをする部分を除いて紫外線硬化型のソルダーレジストを塗布したプリント配線基板において、フォトマスクを介して露光、現像してパターニングする方法によって、予め塗布されたソルダーレジストの表面に表面側の幅が狭く奥側の幅が広い蟻溝からなる凹凸部を形成し、この凹凸部を形成したソルダーレジストの表面に重ねてソルダーレジストを塗布してなることを特徴とする。

また、３層塗の場合、予め塗布された１回目のソルダーレジストであって、２つのパッド間の隙間部分に塗布された１回目のソルダーレジストの表面に凹凸部を形成し、この凹凸部を形成した１回目のソルダーレジストの表面に２回目のソルダーレジストを塗布し、この２回目のソルダーレジストの表面に凹凸部を形成し、この凹凸部を形成した２回目のソルダーレジストの表面に３回目のソルダーレジストを塗布してなることを特徴とする。

ソルダーレジストの表面の凹凸部は、縦溝のみ、横溝のみ、縦溝と横溝の組み合わせ、点在する凹部、蟻溝などからなるものとすることができる。

本発明は、上述のように構成することにより、以下の効果を有する。
（１）下層のソルダーレジスト表面の凹凸部に上層のソルダーレジストが入りこみ、両者の密着性が向上する。
（２）上層のソルダーレジストが下層のソルダーレジスト表面から欠落するのを防止するので、品質が向上する。
（３）下層のソルダーレジスト表面に凹凸部を形成してその上に重ねてソルダーレジストを塗布するだけなので、作業性にも優れている。

本発明は、パッドその他の半田付けをする部分を除いてソルダーレジストを塗布したプリント配線基板であって、２つのパッド間の隙間部分に多層のソルダーレジストを塗布するものに適用される。
予め塗布されたソルダーレジストであって、２つのパッド間の隙間部分に塗布されたソルダーレジストの表面に凹凸部を形成し、この凹凸部を形成したソルダーレジストの表面に重ねてソルダーレジストを塗布してなるものである。
具体的には、予め塗布された１回目のソルダーレジストであって、２つのパッド間の隙間部分に塗布された１回目のソルダーレジストの表面に凹凸部を形成し、この凹凸部を形成した１回目のソルダーレジストの表面に２回目のソルダーレジストを塗布し、この２回目のソルダーレジストの表面に凹凸部を形成し、この凹凸部を形成した２回目のソルダーレジストの表面に３回目のソルダーレジストを塗布してなるものである。
凹凸部は、縦溝のみ、横溝のみ、縦溝と横溝の組み合わせ、点在する凹部、蟻溝などからなるものとすることができる。

本発明によるプリント配線基板におけるソルダーレジスト塗布工程を図１に基づき説明する。
１．第１回目のソルダーレジスト塗布工程（図１の（ａ−１）（ａ−２））
プリント配線基板１０のパッド１１を残して１回目のソルダーレジスト１２を塗布する。ソルダーレジストには、ドライフィルムと液状のものがあるが、本発明では、液状のものが使用される。液状レジストには、熱硬化型、紫外線硬化型と感光性型があり、熱硬化型、紫外線硬化型は、スクリーン印刷法でパターンを形成する。感光性型は、パネル全面にスクリーン印刷法、カーテンコート法、スプレーコート法などでコーティングされる。
このようにして、パッド１１の部分を露出した状態に塗布される。外部接続端子１５は、必要に応じて一部が露出される。
１回目のソルダーレジスト１２は、厚さがパッド１１と略同じ約５０μｍ、幅が約１５０μｍに塗布される。

２．１回目のソルダーレジスト１２に凹凸部２４を形成する工程（図１の（ｂ−１）（ｂ−２））
２つのパッド１１によって形成された隙間部分の１回目のソルダーレジスト１２に凹凸部２４を形成する。この凹凸部２４は、１本の縦溝２５と複数本の横溝２６が交差するように形成した例を示している。
この凹凸部２４を形成する具体的方法は、例えば、フォトマスクを介して露光、現像してパターニングする方法、レーザ加工による方法などが挙げられる。縦溝２５と横溝２６の深さは、２０μｍ程度とし、幅は、２５μｍ程度とする。

３．第２回目のソルダーレジスト塗布工程（図１の（ｃ−１）（ｃ−２））
凹凸部２４を形成した１回目のソルダーレジスト１２の上に第２回目の２回目のソルダーレジスト１３を塗布する。
２回目のソルダーレジスト１２は、厚さが２０〜５０μｍ、幅が１００〜１５０μｍ、長さが約１３００μｍに塗布される。縦溝２５と横溝２６の深さは、１０〜２０μｍ程度とし、幅は、２５μｍ程度とする。

４．２回目のソルダーレジスト１３に凹凸部２４を形成する工程（図１の（ｄ−１）（ｄ−２））
２回目のソルダーレジスト１３に凹凸部２４を形成する。この凹凸部２４は、前記同様１本の縦溝２５と複数本の横溝２６が交差するように形成した例を示している。

５．第３回目のソルダーレジスト塗布工程（図１の（ｅ−１）（ｅ−２））
凹凸部２４を形成した２回目のソルダーレジスト１３の上に第３回目の３回目のソルダーレジスト２８を塗布する。
ソルダーレジスト１２の厚さが目的の高さに達しない場合には、達するまで凹凸部２４を形成する工程とソルダーレジスト塗布する工程を繰り返す。

以上のように、１回目のソルダーレジスト１２に凹凸部２４を形成して２回目のソルダーレジスト１３を塗布し、さらに２回目のソルダーレジスト１３に凹凸部２４を形成して３回目のソルダーレジスト２８を塗布したので、１回目のソルダーレジスト接着剤層１２、２回目のソルダーレジスト１３、３回目のソルダーレジスト２８の間がしっかりと保持されて欠落することがなくなる。

前記実施例では、凹凸部２４の形状を１本の縦溝２５と複数本の横溝２６を交差させたものとした。しかし、これに限られるものではなく、図２に示すような種種の形態とすることができる。
図２（ａ−１）（ａ−２）は、凹凸部２４が２本またはそれ以上の縦溝２５からなる例を示している。形状が単純なので製作が容易である。
図２（ｂ−１）（ｂ−２）は、凹凸部２４が複数個の４角形の凹部２７を点線状に形成した例を示している。
図２（ｃ−１）（ｃ−２）は、凹凸部２４が１本の縦溝２５であって、内側が幅広い、いわゆる蟻溝からなる例を示している。内側が幅広いので、上下の層が互いにしっかりと保持される。
図２（ｄ−１）（ｄ−２）は、凹凸部２４が複数個の円形の凹部２７を連続的に連通して縦溝２５とした例を示している。縦溝２５の側壁に凹凸が形成されるので、しっかりと保持される。

本発明は、凹凸部２４を以上の例に限るものではなく、塗布したソルダーレジストの表面に凹凸をつけて上下の層が互いに密着し、欠落することを防止するという本発明の目的を達成できる形態であればよい。

本発明によるソルダーレジストの形成方法の各工程を示すもので、（ａ−１）は、第１工程の平面図、（ａ−２）は、Ａ−Ａ線断面図、（ｂ−１）は、第２工程の平面図、（ｂ−２）は、Ｂ−Ｂ線断面図、（ｃ−１）は、第３工程の平面図、（ｃ−２）は、Ｃ−Ｃ線断面図、（ｄ−１）は、第４工程の平面図、（ｄ−２）は、Ｄ−Ｄ線断面図、（ｅ−１）は、第５工程の平面図、（ｅ−２）は、Ｅ−Ｅ線断面図である。 本発明によるソルダーレジストの形成方法の凹凸部２４の他の例を示すもので、（ａ−１）は、実施例２の平面図、（ａ−２）は、Ｆ−Ｆ線断面図、（ｂ−１）は、実施例３の平面図、（ｂ−２）は、Ｇ−Ｇ線断面図、（ｃ−１）は、実施例４の平面図、（ｃ−２）は、Ｈ−Ｈ線断面図、（ｄ−１）は、実施例５の平面図、（ｄ−２）は、Ｉ−Ｉ線断面図である。 一般的な多層プリント配線板の工程を示すフローチャートである。 従来の多層プリント配線板の第１例を示す断面図である。 従来の多層プリント配線板の第２例を示す断面図である。

符号の説明

１０…プリント配線基板、１１…パッド、１２…１回目のソルダーレジスト、１３…２回目のソルダーレジスト、１４…フラックス、１５…外部接続端子、１６…スリット、１７…ボンディングワイヤ、１８…封止樹脂、１９…溝、２０…段差部、２１…電子部品、２２…接着剤層、２３…デバイス側接続端子、２４…凹凸部、２５…縦溝、２６…横溝、２７…凹部、２８…３回目のソルダーレジスト。

Claims (7)

1. パッドその他の半田付けをする部分を除いて紫外線硬化型のソルダーレジストを塗布したプリント配線基板において、
   フォトマスクを介して露光、現像してパターニングする方法によって、予め塗布されたソルダーレジストの表面に表面側の幅が狭く奥側の幅が広い蟻溝からなる凹凸部を形成し、この凹凸部を形成したソルダーレジストの表面に重ねてソルダーレジストを塗布してなることを特徴とするプリント配線基板。
2. パッドその他の半田付けをする部分を除いて紫外線硬化型のソルダーレジストを塗布したプリント配線基板において、
   フォトマスクを介して露光、現像してパターニングする方法によって、予め塗布されたソルダーレジストであって、２つのパッド間の隙間部分に塗布されたソルダーレジストの表面に表面側の幅が狭く奥側の幅が広い蟻溝からなる凹凸部を形成し、この凹凸部を形成したソルダーレジストの表面に重ねてソルダーレジストを塗布してなることを特徴とするプリント配線基板。
3. パッドその他の半田付けをする部分を除いて紫外線硬化型のソルダーレジストを塗布したプリント配線基板において、
   フォトマスクを介して露光、現像してパターニングする方法によって、予め塗布された１回目のソルダーレジストであって、２つのパッド間の隙間部分に塗布された１回目のソルダーレジストの表面に表面側の幅が狭く奥側の幅が広い蟻溝からなる凹凸部を形成し、この凹凸部を形成した１回目のソルダーレジストの表面に２回目のソルダーレジストを塗布してなることを特徴とするプリント配線基板。
4. 凹凸部は、縦溝及び／又は横溝からなることを特徴とする請求項１、２又は３記載のプリント配線基板。
5. プリント配線基板のパッドその他の半田付けをする部分を除いて紫外線硬化型のソルダーレジストを塗布する方法において、
   フォトマスクを介して露光、現像してパターニングする方法によって、予め塗布されたソルダーレジストの表面に表面側の幅が狭く奥側の幅が広い蟻溝からなる凹凸部を形成する工程と、
   この凹凸部を形成した下層のソルダーレジストの表面に重ねてソルダーレジストを塗布する工程と
   からなることを特徴とするプリント配線基板におけるソルダーレジストの形成方法。
6. プリント配線基板のパッドその他の半田付けをする部分を除いて紫外線硬化型のソルダーレジストを塗布する方法において、
   フォトマスクを介して露光、現像してパターニングする方法によって、隣接する前記パッド間の隙間部分に塗布されたソルダーレジストの表面に表面側の幅が狭く奥側の幅が広い蟻溝からなる凹凸部を形成する工程と、
   この凹凸部を形成したソルダーレジストの表面に重ねてソルダーレジストを塗布する工程と
   からなることを特徴とするプリント配線基板におけるソルダーレジストの形成方法。
7. プリント配線基板のパッドその他の半田付けをする部分を除いて紫外線硬化型のソルダーレジストを塗布する方法において、
   フォトマスクを介して露光、現像してパターニングする方法によって、隣接する前記パッド間の隙間部分に塗布されたソルダーレジストの表面に表面側の幅が狭く奥側の幅が広い蟻溝からなる凹凸部を形成する工程と、
   この凹凸部を形成した下層のソルダーレジストの表面に重ねてソルダーレジストを塗布する工程と、
   この凹凸部の形成と塗布とを繰り返してソルダーレジストを少なくとも３層としたことを特徴とするプリント配線基板におけるソルダーレジストの形成方法。

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