JP5728109B1 - 基板の製造方法と基板とマスクフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】少ない工程数で文字などを形成することのできる基板を提供する。【解決手段】基板本体１１の少なくとも一方の面に、エポキシ系樹脂とアクリル系樹脂との混合樹脂からなるソルダーレジストインキを塗布してソルダーレジスト層２０を形成した回路基板１０であって、ソルダーレジスト層２０を紫外線で照射するとともに、そのソルダーレジスト層２０の表示部分２１〜２３を照射する紫外線の照射量を調整することにより、表示部分２１〜２３だけを光が透過する透過性にした。【選択図】図３

Description

この発明は、基板本体の少なくも一方の面にソルダーレジスト層を形成した基板の製造方法と基板とマスクフィルムとに関する。

従来から、例えば一方又は両方の面に回路パターンを形成した回路基板が知られている（特許文献１参照）。

かかる回路基板は、回路パターンを保護するためのソルダーレジスト層が形成されており、このソルダーレジスト層の上面には、電子部品を搭載するための文字や記号などが表示されている。

この文字や記号などは、ソルダーレジスト層の上にインク層を形成し、このインク層にフィルムを介して紫外線を照射して露光させ、これを現像した後、文字などを示す形状部分として残ったインクを加熱して硬化させることにより形成したものである。

特開２００２−２１４７７８号公報

このように、ソルダーレジスト層の上にインク層を形成し、このインク層を露光、現像し、この後、加熱処理などを行うので、文字などを形成するためインクを必要とし、かつ大半を現像で廃棄し、しかも製作工程数が多く、非常に面倒であるという問題があった。

この発明の目的は、ソルダーレジスト層を利用して少ない工程数で文字などを形成することのできる基板の製造方法と、この製造方法で製造した基板と、その製造方法に使用するマスクフィルムとを提供することにある。

請求項１の発明は、基板本体の少なくとも一方の面に、エポキシ系樹脂とアクリル樹脂との混合樹脂からなるソルダーレジストインキを塗布してソルダーレジスト層を形成し、
このソルダーレジスト層を紫外線で照射した後に現像処理を行い、この後熱処理を行なうことによって基板を製造する基板の製造方法であって、
前記ソルダーレジスト層の所定部分を照射する紫外線の照射量を減少させることにより、前記所定部分を光が透過する透過性にするとともに、その所定部分の形状によって文字または記号を表示することを特徴とする。

この発明によれば、少ない工程数でしかも容易に消えない表示部を形成した基板を提供することができる。

この発明に係る回路基板を示した平面図である。 図１に示す回路基板のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図１に示す回路基板の一部を断面にした部分断面斜視図である。 第２実施例の回路基板を示した部分断面斜視図である。 文字などを形成する前の第２実施例の回路基板の断面を示した模式図である。 図４に示す回路基板にマスクフィルムを被せた状態を示した説明図である。 文字などを形成した第２実施例の回路基板の断面を示した模式図である。 図４に示す回路基板のソルダーレジスト層の一次露光を示す説明図である。 図７に示す回路基板のソルダーレジスト層の二次露光を示す説明図である。 一次及び二次露光によって形成されるソルダーレジスト層の透明部分と不透明部分と紫外線が照射されない部分を示した模式図である。 インク層をソルダーレジスト層間に設けた場合の回路基板を示した模式図である。 磁気カードを示した平面図である。 ＩＣカードを示した平面図である。 他の表示方法を示した説明図である。 別な例の表示方法を示した説明図である。

以下、この発明に係る基板の製造方法と基板とマスクフィルムの実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。

［第１実施例］
図１ないし図３に示す回路基板（基板）１０は、回路基板本体１１と、この回路基板本体１１の少なくとも一方の面（上面）に形成された例えば銅箔からなる回路パターン１２,１３と、この回路パターン１２,１３及び回路基板本体１１の上に形成されたソルダーレジスト層２０とから構成されている。

回路パターン１２,１３のランド１２Ｄ１,１２Ｄ２,１３Ｄ１,１３Ｄ２の上のソルダーレジスト層２０の一部が除去されて、穴１５ａ〜１５ｄが開けられている。この穴１５ａ〜１５ｄによって回路パターン１２,１３のランド１２Ｄ１,１２Ｄ２、１３Ｄ１,１３Ｄ２が露出した状態となっており、これらランド１２Ｄ１,１２Ｄ２、１３Ｄ１,１３Ｄ２に電子部品などがハンダ付けされるようになっている。

ソルダーレジスト層２０には、平面視が例えばＡ,Ｂ,Ｃ字形の文字などの表示部分（所定部分）２１,２２,２３が透明、すなわち光を透過する透過性となっており、回路基板本体１１の地色でＡ,Ｂ,Ｃの文字が表示されている。なお、ソルダーレジスト層２０の色と回路基板本体１１の色とは異なっている。

このように、ソルダーレジスト層２０の一部を所定形状の透明部分にすることにより、回路基板１０に搭載する電子部品の情報（例えば文字や記号（図形やマークを含む））などを表示することができる。すなわち、この表示部分２１〜２３の形状で文字や記号を表示することができる。

ソルダーレジスト層２０は、エポキシ系樹脂とアクリル系樹脂との混合樹脂からなり、所定部分である表示部分（情報表示部）２１〜２３が透明となっており、その他の部分は不透明になっている。

出願人は、エポキシ系樹脂とアクリル系樹脂の混合樹脂に照射する紫外線の照射量を少なくすると、その照射部分の表面だけが硬化し、現像処理によってその照射部分の層が除去されずに透明性を維持して残り、加熱処理によってその照射部分は透明性が高くなって硬化することを見出した。

この性質を利用して回路基板１０に文字などを表示するものであり、通常の工程である紫外線の照射工程で、その照射強度を変えるだけで文字などを表示した回路基板を製造することができる。さらに、熱硬化性のエポキシ系樹脂と光硬化性のアクリル系樹脂との混合樹脂に、他の物質を混合したり、付加したりすることなく、回路パターンを保護するソルダーレジスト層２０を利用するだけなので、新たな装置を導入することなく、既存の設備で製造することができる。

この回路基板１０によれば、文字Ａ,Ｂ,Ｃを示すソルダーレジスト層２０の表示部分２１〜２３を透明にし、回路基板本体１１の地色をその表示部分２１〜２３を介して視認できるようにして文字Ａ,Ｂ,Ｃを表示するようにしただけなので、従来のように、ソルダーレジスト層２０の上にインク層を設けて、露光、現像、加熱処理などを行う必要がなく、製作工程数を少なくすることができる。また、表示部分２１〜２３の表面が擦られても表示内容が消えることがない。
［第２実施例］
図３Ａは、第２実施例の回路基板３０を示す。この回路基板３０は、回路基板本体１１とソルダーレジスト層２０との間にプライマー層としてインク層（着色層）３１を設けたものであり、インク層３１の色でＡ,Ｂ,Ｃの文字が表示される。インク層３１の色を選択することにより、より鮮明に文字などを表示することができる。

この第２実施例では、インクによって着色層３１を形成しているが、着色層を形成できるものであればインク以外のものであってもよい。
［製造方法］
次に、基板である回路基板３０の製造方法について簡単に説明する。
［第１製造方法］
先ず、図４に示すように、前工程で回路パターン３２ａ〜３２ｃ（図３Ａに回路パターン３２ａ〜３２ｃが表示されていないが、ここでは、説明の便宜上、表示されているものとして説明する）が作製された回路基板本体１１の上にプライマー層としてのインク層３１を形成する。回路パターン３２ａ〜３２ｃが形成されていない部分には、図示していないが回路基板本体１１の上に直接インク層３１が形成されることになる。

インク層３１の厚みは、２μm〜３００μmで好ましくは５μm〜１５０μmである。インク層３１の形成は、従来と同様に、例えばスクリーン印刷、ロールコート、カーテンコート、スプレーコート、バーコート、インクジェット、静電塗装などで行う。インク層３１を形成する着色インキは官能基を有する。

次に、インク層３１を乾燥させた後に、ソルダーレジスト層２０を形成する。ソルダーレジスト層２０の厚さは、好ましくは５μm〜１５０μmである。ソルダーレジスト層２０の形成はインク層３１と同様な塗布方法で行う。

ソルダーレジスト層２０を乾燥させた後、図５に示すように、ソルダーレジスト層２０の上に表示部分２１〜２３を形成させるための濃淡マスクフィルム（マスクフィルム）４０を被せる。濃淡マスクフィルム４０の黒部分４１が紫外線をカットし、ドット部分４２が紫外線を少量透過する部分、すなわち紫外線の照射量を減少させる部分であり、白部分４３が紫外線をほぼ１００％透過する部分である。

すなわち、ドット部分４２が紫外線の透過率の小さい第１部分であり、白部分４３が紫外線の透過率の大きい第２部分であり、黒部分４１が紫外線を透過しない第３部分である。そして、このドット部分４２と白部分４３と黒部分４１との配置で所定のパターンが形成されている。

この濃淡マスクフィルム４０の上から紫外線を照射して、ソルダーレジスト層２０を露光させる。このときの紫外線の照射量は、１０〜２０００［mJ/cm^２］で、好ましくは１００〜１５００［mJ/cm^２］である。

この露光により、紫外線が強く照射されたソルダーレジスト層２０の部分が硬化して不透明になる。また、弱い紫外線が照射された部分は、光を透過する透過性の性質を有し、透明な状態で硬化する。

照射量が１０［mJ/cm^２］以下では、表示部分２１〜２３（図１参照）以外の部分が透明な状態となり、文字Ａ,Ｂ,Ｃが不鮮明なものとなる。照射量が２０００［mJ/cm^２］以上では、反応が進み過ぎて表示部分２１〜２３が不透明となり、文字Ａ,Ｂ,Ｃは不明瞭となる。また、作業時間の無駄になるばかりか、カブリ現象が起きてくる。

次に、現像処理を行うことによって、図６に示すように、ソルダーレジスト層２０の紫外線が照射されない部分が除去され、その他の部分が残る。その除去によって、例えば図１に示す穴１５ａ〜１５ｄが形成される。

残留部分２０ａが紫外線の照射量の多い部分であり、残留部分２０ｂが紫外線の照射量の少ない部分である。残留部分２０ｂが透明となっており、残留部分２０ａが不透明となっている。なお、現像処理によってソルダーレジスト層２０が除去されると、この除去された部分の下側にあるインク層３１の部分も除去され、残留部分２０ａ,２０ｂの下側にあるインク層３１の部分は、この残留部分２０ａ,２０ｂがあることにより、その現像処理によって除去されないことになる。

この後、乾燥させた後に熱処理によって残留部分２０ａ,２０ｂがインク層３１に固着され、回路基板３０が完成する。この熱処理によって、残留部分２０ｂの透明性が高くなる。すなわち、この熱処理によって、その残留部分２０ｂの屈折率や透明度が変わり、残留部分２０ｂと残留部分２０ａとの屈折率や透明度の差によって、所定部分である残留部分２０ｂの形状が下地色を介してさらに明寮に視認ができるようになる。

ところで、ソルダーレジスト層２０のエポキシ系樹脂とアクリル系樹脂の混合比は任意であるが、エポキシ系樹脂の割合が４０％〜８０％ぐらいがよく、また、エポキシ系樹脂の割合を多少多くすることで、文字Ａ,Ｂ,Ｃが鮮明になる。その割合は、５０.１％〜６４％である。また、４０％以下や８０％以上では、紫外線の照射量変化に対して、透明部分と不透明部分とのコントラストが得られにくく、文字が不鮮明となる。

また、ソルダーレジスト層２０の乾燥は、次工程の露光で支障のない程度の乾燥状態で良く、温度は４０℃〜１２０℃で、好ましくは６０℃〜９５℃である。時間は５分〜１００分で、好ましくは１０分〜７０分。乾燥状態が甘いと、濃淡マスクフィルム４０にソルダーレジスト層２０の混合樹脂が付着し、この付着した混合樹脂の除去等に時間がとられ作業性が悪くなる。また、濃淡マスクフィルム４０に混合樹脂が付着することでソルダーレジスト層２０の厚みが不十分となり回路保護に支障をきたす。

乾燥が行き過ぎると熱量で架橋・重合反応が進み過ぎて、現像工程においてソルダージスト層２０の不必要部分である非画線部にソルダ―レジストが残り部品の搭載が出来なくなる。

この実施例は、濃淡マスクフィルム４０の画線部４２,４３に紫外線の透過量に差が生じるように濃淡を施したものであり、これにより、ソルダーレジスト層(ソルダーレジストインキ層）の所定部分の屈折率や透明度を変え、その所定部分と他の部分の屈折率や透明度の差によって、その所定部分の形状を下地色を介して視認できるようにしたものである。すなわち、その所定部分の形状が示す文字や記号などを視認できるようにしたものである。
［第２製造方法］
図７に第２製造方法を示す。この第２製造方法は、第１製造方法と同様に形成したソルダーレジスト層２０の上にネガタイプのソルダーマスクフィルム（第１パターンマスクフィルム：ソルダーレジスト用マスクフィルム）１４０を被せる。ソルダーマスクフィルム１４０の黒部分１４１が紫外線をカットし、白部分１４２が紫外線をほぼ１００％透過する部分である。

このソルダーマスクフィルム１４０の上から紫外線を照射して、ソルダーレジスト層２０を一次露光させる。この場合、紫外線の照射量は、１０〜３００［mJ/cm^２］で好ましくは４０〜１５０［mJ/cm^２］である。この照射量は少ないので、ソルダーレジスト層２０の照射部分は弱い紫外線で照射されたことになる。この部分では、光を透過する透過性の性質を有し、その部分の表面が硬化することになる。

なお、照射量が１０［mJ/cm^２］以下であると、硬化不足になり、現像処理でその表示部分２１〜２３（図１参照）のソルダーレジスト層２０が落ちてしまう。３００［mJ/cm^２］以上では、表示部分２１〜２３の透明度が低下してしまう。

この後、図８に示すように、ソルダーマスクフィルム１４０の上に文字用ソルダーマスクフィルム（第２パターンマスクフィルム：文字・記号用マスクフィルム）１５０を被せる。文字用ソルダーマスクフィルム１５０の黒部分１５２が紫外線をカットし、白部分１５１が紫外線をほぼ１００％透過する部分である。そして、ソルダーマスクフィルム１４０と文字用ソルダーマスクフィルム１５０とで紫外線の照射量を調整するマスクフィルムが構成される。

この文字用ソルダーマスクフィルム１５０の上から紫外線を照射する。すなわち、二次露光する。この照射量は、５０〜８００［mJ/cm^２］で、好ましくは１００〜６００［mJ/cm^２］である。この照射によって、ソルダーマスクフィルム１４０の白部分１４２と、文字用ソルダーマスクフィルム１５０の白部分１５１とが重なる部分だけに紫外線が透過してソルダーレジスト層２０に照射する。

このため、図９に示すように、ソルダーレジスト層２０の残留部分２０ａだけが強く照射され、その残留部分２０ａだけが不透明に硬化する。残留部分２０ｂは、二次露光による紫外線が照射されないので、表面だけが硬化した状態を維持することになる。部分２０ｃは、一次及び二次露光による紫外線が照射されないので、硬化することはない。

なお、照射量が５０［mJ/cm^２］以下や８００［mJ/cm^２］以上では上述と同様な問題が生じる。

この後、現像処理を行うことによって、ソルダーレジスト層２０の部分２０ｃが除去され、この後、乾燥させた後に熱処理を行うことによって、図６に示すように、残留部分２０ａ,２０ｂがインク層３１に固着され、回路基板３０が完成する。

第２実施例では、回路基板本体１１とソルダーレジスト層２０との間にプライマー層としてインク層３１を設けているが、図１０に示すように、インク層３１の下にソルダーレジスト層２０と同種のソルダーレジスト層又は別種のソルダーレジスト層６０を設けてもよく、また、インク層３１を導電性のインク層にしてもよい。

このように、エポキシ系樹脂とアクリル系樹脂との混合樹脂のソルダーレジスト層２０に濃淡マスクフィルム４０やソルダーマスクフィルム１４０や文字用ソルダーマスクフィルム１５０などを介して紫外線を照射して、表示部分２１〜２３（図１参照）を透明に形成するので、その文字が小さくても形成することが可能であり、例えば、スクリーン印刷で鮮明に印刷することができない小さな文字であっても形成することが可能である。このため、実装面積の小さな回路基板であっても、実装する全ての電子部品の文字や記号などを表示することができる。
［第３実施例］
図１１は、上記と同様にして文字などを形成した基板である磁気カード４００を示す。この磁気カード４００は、磁気カード本体（基板本体）４０１の上面に磁気層４０２とソルダーレジスト層４０３とを設けたものであり、ソルダーレジスト層４０３に第１製造方法または第２製造方法で文字Ａ,Ｂ,Ｃを所定部分である表示部分４２１〜４２３で形成したものである。この磁気カード４００も文字を表示するための印刷工程は不要となる。

磁気カード４００以外にも、例えば図１２に示すように、ＩＣカード本体５０１にＩＣチップ５０２を埋め込んだＩＣカード（基板）５００にも適用できる。このＩＣカード５００は、ＩＣカード本体５０１の上面及びＩＣチップ５０２の上面にソルダーレジスト層５０３を設けたものであり、このソルダーレジスト層５０３に第１製造方法または第２製造方法で文字Ａ,Ｂ,Ｃを表示部分（所定部分）５２１〜５２３で形成したものである。

同様にして、他のカード（基板）や例えば製品の定格等を表示する銘板（基板）にも適用できる。この場合も基板本体である銘板本体(図示せず)の表面にソルダーレジスト層を形成して、上記と同様にして文字等を形成する。

また、表示部や操作スイッチなどが設けられる表示パネル（基板）にも適用できる。この場合も基板本体である表示パネル本体(図示せず)の表面にソルダーレジスト層を形成して、上記と同様にして文字等を形成する。

また、上記実施例では、いずれも表示部分２１〜２３,４２１〜４２３,５２１〜５２３を透明にしているが、図１３に示すように、文字部分６００を不透明にし、所定部分であるその周辺部６０１を透明にして文字などを表示するようにしてもよい。また、図１４に示すように、ソルダーレジスト層６１０に例えば長方形の透明な所定部分である表示部６１１を設け、この表示部６１１を介して基板本体６１２の上面に形成した文字６１３等を視認できるようにしてもよい。

上記実施例は、いずれも基板本体の一方の面にソルダーレジスト層を形成した基板について説明したが、基板本体の両方の面にソルダーレジスト層を形成した基板の場合も、上記と同様にしてその両面に文字部を設けてもよい。

この発明は、上記実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

１０ 回路基板（基板）
１１ 基板本体
１２ 回路パターン
１３ 回路パターン
２０ ソルダーレジスト層
２１〜２３ 表示部分（所定部分）
３０ 回路基板（基板）
３１ インク層（着色層）
３２ 回路パターン
４０ マスクフィルム
４１ 紫外線をカットする部分
４２ 紫外線を小量透過する部分
４３ 紫外線を透過する部分
６０ ソルダーレジスト層
１４０ パターンマスクフィルム
１４１ 紫外線をカットする部分
１４２ 紫外線を透過する部分
１５０ 文字用マスクフィルム
１５１ 紫外線を透過する部分
１５２ 紫外線をカットする部分
４００ 磁気カード（基板）
４０２ 磁気層
４２１〜４２３ 表示部分

Claims (12)

1. 基板本体の少なくとも一方の面に、エポキシ系樹脂とアクリル樹脂との混合樹脂からなるソルダーレジストインキを塗布してソルダーレジスト層を形成し、
   このソルダーレジスト層を紫外線で照射した後に現像処理を行い、この後熱処理を行なうことによって基板を製造する基板の製造方法であって、
   前記ソルダーレジスト層の所定部分を照射する紫外線の照射量を減少させることにより、前記所定部分を光が透過する透過性にするとともに、その所定部分の形状によって文字または記号を表示することを特徴とする基板の製造方法。
2. 前記ソルダーレジスト層と基板本体との間に着色層を形成することを特徴とする請求項１に記載の基板の製造方法。
3. 前記着色層は、プライマー層として形成することを特徴とする請求項２に記載の基板の製造方法。
4. 前記紫外線の照射量の減少は、前記ソルダーレジスト層にマスクフィルムを被せて行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の基板の製造方法。
5. 前記マスクフィルムは、紫外線の透過量が異なる黒色の濃淡が施され且つ前記ソルダーレジスト層の所定部分に対応する前記マスクフィルムの部分の濃淡が所定濃度となっていることを特徴とする請求項４に記載の基板の製造方法。
6. 前記基板本体は、少なくとも一方の面に形成された回路パターンを有し、この回路パターンを保護するための前記ソルダーレジスト層が形成された請求項４に記載の基板の製造方法であって、
   前記マスクフィルムは、前記ソルダーレジスト層の不要部分を現像処理によって除去する除去部分を形成するために用意された第１パターンマスクフィルムと、文字または記号を形成するために用意された文字・記号用の第２パターンマスクフィルムとであり、
   前記ソルダーレジスト層の上に、第１,第２パターンマスクフィルムのうちどちらか一方を被せて該ソルダーレジスト層を紫外線で一次露光し、
   この後、前記一方の第１パターンマスクフィルムまたは第２パターンマスクフィルムの上に他方の第２パターンマスクフィルムまたは第１パターンマスクフィルムを被せて前記ソルダーレジスト層を紫外線で二次露光して、前記所定部分のみを透過性にし、この所定部分の形状で文字または記号を表示することを特徴とする基板の製造方法。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の基板の製造方法で製造されたことを特徴とする基板。
8. 請求項２に記載の基板の製造方法で製造される基板であって、
   前記ソルダーレジスト層を２層に形成し、この２層の間に前記着色層または導電性の着色層を設けたことを特徴とする基板。
9. 前記基板本体は、銘板本体または表示パネル本体であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の基板。
10. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の基板の製造方法で製造される基板であって、
    前記基板本体は、少なくも一方の面に回路パターンが形成され、この回路パターンが前記ソルダーレジスト層で保護された回路基板本体であり、
    前記所定部分の形状が示す文字または記号は、その回路基板本体に搭載される電子部品の情報であることを特徴とする基板。
11. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の基板の製造方法で製造される基板であって、
    前記基板本体は、磁気記録層を設けた磁気カード本体またはＩＣチップを埋め込んだＩＣカード本体であることを特徴とする基板。
12. 請求項５に記載の基板の製造方法に使用されるマスクフィルムであって、
    前記マスクフィルムは、濃淡が所定濃度で紫外線の透過率の小さい第１部分と、この第１部分より濃度が薄く紫外線の透過率の大きい第２部分と、第１部分より濃度が濃く紫外線を透過しない第３部分とを有し、
    第１部分で前記ソルダーレジスト層の透明な所定部分を形成し、第２部分で前記ソルダーレジスト層の不透明な部分を形成し、第３部分により前記ソルダーレジスト層の除去部分を形成することを特徴とするマスクフィルム。