JP5768574B2 - Method for manufacturing printed wiring board - Google Patents
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Description
本発明はプリント配線板の製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、はんだ付けによる電子部品実装時の短絡を防ぐプリント配線板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a printed wiring board, and more particularly to a method for manufacturing a printed wiring board that prevents a short circuit when mounting electronic components by soldering.
プリント配線板は、絶縁基板上に銅配線、実装パッド等が形成され、はんだ付けによる電子部品実装時に、不要な部分にはんだが付着して短絡等の不良とならないよう、実装パッド以外の部分に、はんだの付着を防止するソルダレジストパターンが形成されている。 The printed wiring board has copper wiring, mounting pads, etc. formed on an insulating substrate, and when mounting electronic components by soldering, solder is attached to unnecessary parts to prevent defects such as short circuits. A solder resist pattern for preventing the adhesion of solder is formed.
ソルダレジストは、液状とフィルム状の2種に大別することができる。これらは、絶縁基板上に未硬化のソルダレジスト膜を作製する工程が異なっている。本発明は、液状のソルダレジストを用いてソルダレジストパターンを形成するプリント配線板の製造方法に関するものであり、以降液状のソルダレジストを用いた場合についてのみ説明する。 Solder resists can be roughly classified into two types, liquid and film. These differ in the process of producing an uncured solder resist film on an insulating substrate. The present invention relates to a method for manufacturing a printed wiring board in which a solder resist pattern is formed using a liquid solder resist. Hereinafter, only the case where a liquid solder resist is used will be described.
液状のソルダレジストは、光硬化性樹脂と熱硬化性樹脂の混合物で、一般に写真製版を用いてソルダレジストパターンを形成する。つまり、液状のソルダレジストを絶縁基板面に塗布、乾燥して、指触乾燥の状態とした未硬化のソルダレジスト膜を形成する。次に、フォトマスクを用いて露光、現像して不要なソルダレジスト膜を除去し、はんだの付着を防止したい部分にのみソルダレジストパターンを形成する。 The liquid solder resist is a mixture of a photocurable resin and a thermosetting resin, and generally forms a solder resist pattern using photolithography. In other words, a liquid solder resist is applied to the surface of the insulating substrate and dried to form an uncured solder resist film in a dry-to-touch state. Next, an unnecessary solder resist film is removed by exposure and development using a photomask, and a solder resist pattern is formed only on a portion where solder adhesion is desired to be prevented.
一方、プリント配線板上にQFP(Quad Flat Package)等の高密度多端子の部品を実装する要請から、実装パッドは狭ピッチ化が進み、その場合でも十分な電流密度を確保できるよう、厚膜化が進んでいる。 On the other hand, due to the demand for mounting high-density multi-terminal components such as QFP (Quad Flat Package) on the printed wiring board, the mounting pads have been made narrower, and even in that case, a thick film can be secured. Is progressing.
この狭ピッチ、厚膜の実装パッドが形成された絶縁基板上に一様に液状のソルダレジストを塗布し、乾燥して未硬化のソルダレジスト膜を形成すると、実装パッド部分と、実装パッド間の部分の高低差により、未硬化のソルダレジスト膜の表面に凹凸が形成される。この状態でフォトマスクを用いて紫外線により露光すると、フォトマスクを未硬化のソルダレジスト膜の表面に均一に密着させることができない。つまり、実装パッド間の部分では未硬化のソルダレジスト膜の表面は凹形状となり、フォトマスクは離れた状態となる。 When a liquid solder resist is uniformly applied on the insulating substrate on which the narrow pitch, thick film mounting pads are formed and dried to form an uncured solder resist film, the space between the mounting pad portion and the mounting pad is reduced. Unevenness is formed on the surface of the uncured solder resist film due to the height difference of the portions. If the photomask is exposed to ultraviolet rays in this state, the photomask cannot be uniformly adhered to the surface of the uncured solder resist film. That is, the surface of the uncured solder resist film has a concave shape in the portion between the mounting pads, and the photomask is separated.
未硬化のソルダレジスト膜とフォトマスクが離れていると、露光パターンの周囲の回折、未硬化のソルダレジスト膜とフォトマスク間の多重反射等により露光パターンのボケが生じる。その結果、未硬化のソルダレジスト膜の下部では、紫外線照度が低く、硬化が不十分となるため、現像後のソルダレジストパターンの断面は上部より絶縁基板に接する下部の方が狭い、いわゆるアンダーカット型となる。 When the uncured solder resist film and the photomask are separated, the exposure pattern is blurred due to diffraction around the exposure pattern, multiple reflection between the uncured solder resist film and the photomask, and the like. As a result, under the uncured solder resist film, the UV illuminance is low and curing is insufficient, so the cross section of the solder resist pattern after development is narrower in the lower part in contact with the insulating substrate than in the upper part, so-called undercut Become a mold.
アンダーカット型のソルダレジストパターンでは、ソルダレジストパターンとプリント配線板を構成する絶縁基板との接触面積が小さく、ソルダレジストパターンの剥離が生じやすく、はんだ付けした時に、ソルダレジストパターンの剥離が生じた部分では、実装パッド間のブリッジ不良による短絡が生じやすくなる。 In the undercut solder resist pattern, the contact area between the solder resist pattern and the insulating substrate constituting the printed wiring board is small, and the solder resist pattern is likely to be peeled off. When soldering, the solder resist pattern is peeled off. In the portion, a short circuit is likely to occur due to a bridging failure between the mounting pads.
この問題に対応するため、現像速度が異なる2種類以上の液状のソルダレジストを用い、絶縁基板面に近い下層ほど現像速度を速くした、多層の未硬化のソルダレジスト膜を作製し、下層の現像時間を短縮することで、1層のみの場合よりも相対現像時間を短くして、ソルダレジストパターンの断面をアンダーカット型としない製造方法が提案されている(例えば、特許文献1)。 To cope with this problem, two or more types of liquid solder resists with different development speeds were used, and a multilayer uncured solder resist film was prepared with a lower development speed closer to the insulating substrate surface. There has been proposed a manufacturing method in which the relative development time is made shorter than in the case of only one layer by reducing the time, and the cross section of the solder resist pattern is not an undercut type (for example, Patent Document 1).
しかし、本製造方法を用いた場合であっても、未硬化のソルダレジスト膜の表面の凹凸に起因する露光パターンのボケは発生する。そのためソルダレジストパターンの断面がアンダーカット型となることを防ぐことはできず、ソルダレジストパターンの剥離、それに起因するはんだ付け時のブリッジ不良による短絡を防ぐことはできない。 However, even when this manufacturing method is used, blurring of the exposure pattern due to unevenness on the surface of the uncured solder resist film occurs. Therefore, the cross section of the solder resist pattern cannot be prevented from becoming an undercut type, and it is impossible to prevent the solder resist pattern from being peeled off and short-circuiting due to a bridging failure during soldering.
プリント配線板の実装パッドは狭ピッチ化、厚膜化している。このような実装パッドが形成された絶縁基板面に液状のソルダレジストを一様に塗布、乾燥すると、実装パッドの有無に起因する高低差のため未硬化のソルダレジスト膜の表面に凹凸ができる。この時、フォトマスクを未硬化のソルダレジスト膜の表面に均一に密着することができず露光パターンのボケが生じる。このため、未硬化のソルダレジスト膜の絶縁基板に接する下部では紫外線照度が低く、硬化が不十分となり、現像後のソルダレジストパターンの断面はアンダーカット型となる。このアンダーカット型のソルダレジストパターンは剥離が生じやすく、はんだ付けした時に、実装パッド間のブリッジ不良による短絡が生じやすくなるという課題があった。 The mounting pads of the printed wiring board are made narrower and thicker. When a liquid solder resist is uniformly applied and dried on the surface of the insulating substrate on which such mounting pads are formed, unevenness is formed on the surface of the uncured solder resist film due to the height difference caused by the presence or absence of the mounting pads. At this time, the photomask cannot be uniformly adhered to the surface of the uncured solder resist film, and the exposure pattern is blurred. For this reason, in the lower part of the uncured solder resist film in contact with the insulating substrate, the ultraviolet illuminance is low and the curing is insufficient, and the cross section of the solder resist pattern after development is an undercut type. This undercut solder resist pattern is likely to be peeled off, and when soldered, there is a problem that a short circuit due to a bridging failure between mounting pads is likely to occur.
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、ソルダレジストパターンがアンダーカット型となることを防止し、はんだ付けによる電子部品実装時のブリッジ不良による短絡を防止するプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and prevents a solder resist pattern from becoming an undercut type, and prevents a short circuit due to a bridging failure when mounting an electronic component by soldering. It aims at providing the manufacturing method of.
本発明のプリント配線板の製造方法は、絶縁基板上に、間隔をおいて形成された実装パッド上に液状のソルダレジストをはじく樹脂膜を形成する工程と、樹脂膜を形成した絶縁基板上に樹脂膜を除いて、実装パッドの間の部分にのみ液状のソルダレジストを塗布及び乾燥して表面に凹凸のない未硬化のソルダレジスト膜を形成する工程と、凹凸のない未硬化のソルダレジスト膜にフォトマスクを密着させ、フォトマスクを介して露光を行なった後、現像を行なうことにより光硬化したソルダレジストパターンを実装パッドの間にのみ形成する工程と、樹脂膜を除去する工程と、を備えるものである。
The method for manufacturing a printed wiring board according to the present invention includes a step of forming a resin film that repels a liquid solder resist on a mounting pad formed at an interval on an insulating substrate, and an insulating substrate on which the resin film is formed. Applying and drying a liquid solder resist only on the part between the mounting pads except for the resin film to form an uncured solder resist film without irregularities on the surface, and an uncured solder resist film without irregularities A step of forming a photo-cured solder resist pattern only between the mounting pads by performing development after the photomask is closely adhered to the substrate and developing, and a step of removing the resin film It is to be prepared.
本発明のプリント配線板の製造方法を用いることで、ソルダレジストパターンの断面がアンダーカット型となること防止でき、ソルダレジストパターンの剥離が生じにくく、はんだ付けによる電子部品実装時のブリッジ不良による短絡を防止できる。 By using the printed wiring board manufacturing method of the present invention, the cross section of the solder resist pattern can be prevented from becoming an undercut type, the solder resist pattern is hardly peeled off, and a short circuit due to a bridging failure when mounting electronic components by soldering Can be prevented.
実施の形態1.
図1を用いて、本発明の実施の形態1のプリント配線板の製造方法を説明する。図1は、本発明の実施の形態1のプリント配線板の製造方法を説明する断面模式図である。
A method for manufacturing a printed wiring board according to
絶縁基板1上に、実装パッドピッチが250μm(実装パッド間隔150μm)、実装パッドの厚みが100μmの実装パッド2が形成されている。
A
絶縁基板1面の実装パッド2上にメタルマスク4を用いた印刷法により、樹脂膜5を形成する。この樹脂膜5は液状のソルダレジスト6をはじく性質を有するもので、シリコーン系離型剤を樹脂膜5の材料として用いる。印刷法に用いるメタルマスク4はメタル部4aと開口部4bを有しており、メタルマスク4の開口部4bの位置を実装パッド2に合わせる。次に、メタルマスク4の上面にシリコーン系離型剤5aを塗り広げ、スキージを用いて擦ることで、メタルマスク4の開口部4b下の実装パッド2のみにシリコーン系離型剤が塗布され、乾燥後液状のソルダレジスト6をはじく樹脂膜5が形成される(図1(a))。
A
次に絶縁基板1上に液状のソルダレジスト6をエアスプレー法を用いて塗布する。液状のソルダレジスト6としては紫外線を照射することにより硬化する光硬化性を有するものを用いる。液状のソルダレジスト6はシリコーン系離型剤からなる樹脂膜5の部分でははじき、塗布することができない。したがって液状のソルダレジスト6は実装パッド2上には塗布することができず、実装パッド2の間の部分にのみ塗布される(図1(b))。
Next, a liquid solder resist 6 is applied on the
その後、液状のソルダレジスト6を塗布した絶縁基板1を乾燥して、指触乾燥の状態とした未硬化のソルダレジスト膜7を形成する(図1(c))。
Thereafter, the
次に、未硬化のソルダレジスト膜7にフォトマスク8を介して露光を行ない、硬化させる部分のみに紫外線9を照射する。具体的には、フォトマスク8は紫外線を透過する開口部8aと、紫外線を透過しない遮光部8bからなり、開口部8aを硬化させる実装パッド2の間の部分に合わせ、平行光方式の紫外線光源を用いた露光装置を適用し、紫外線9を照射する(図1(d))。未硬化のソルダレジスト膜7は、シリコーン系離型剤が塗布された実装パッド2上には形成されず、実装パッド2の間のみに形成されているので、未硬化のソルダレジスト膜7の表面に凹凸はなく、フォトマスク8を密着させることができる。そのためフォトマスク8の露光パターンのボケはほとんどなく、露光パターンの周辺部分のソルダレジスト膜が硬化不十分となることはない。
Next, the uncured
次に、露光を行なった絶縁基板1を現像液で洗浄して、未硬化のソルダレジスト膜7を除去し、実装パッド2の間に、光硬化したソルダレジストパターン10を形成する(図1(e))。さらに、テトラヒドロフランで洗浄し、実装パッド2上の樹脂膜5を除去してプリント配線板3を得る(図1(f))。
Next, the exposed
本実施の形態に示す方法で製造したプリント配線板3では、実装パッド2の間のソルダレジストパターン10の断面は、上部も絶縁基板1に接する下部もほぼ同じ幅であり、アンダーカット型とはならず、良好な形状とすることができた。本プリント配線板3を用いて、はんだ付けにより電子部品実装した場合でも、ソルダレジストパターン10の剥離はなく、ブリッジ不良による短絡のない、良好な製品を得ることができた。
In the printed wiring board 3 manufactured by the method shown in the present embodiment, the cross section of the
本実施の形態においては、実装パッドピッチが250μm(実装パッド間隔150μm)、実装パッドの厚みが100μmの実装パッド2を用いたが、実装パッドピッチ、実装パッド間隔、実装パッドの厚みは特に限定するものではなく、通常のプリント配線板用の実装パッドに用いる実装パッドピッチ、実装パッド間隔、実装パッドの厚みを適用することができる。特に、実装パッド間隔が500μm以下、実装パッドの厚みが30μm以上の実装パッドを用いた場合には、本発明の効果は顕著となり、はんだ付けによる電子部品実装時のブリッジ不良による短絡の発生を大きく改善することができる。
In the present embodiment, the mounting
また本実施の形態においては、樹脂膜5の材料としてシリコーン系離型剤をメタルマスク4を用いた印刷法により塗布したため、位置精度よく塗布することができ、シリコーン系離型剤の位置ずれにより過剰に液状のソルダレジスト6の付着を阻害することがない。
Moreover, in this Embodiment, since the silicone type mold release agent was apply | coated by the printing method using the metal mask 4 as a material of the
実施の形態2
図2を用いて、本発明の実施の形態2のプリント配線板の製造方法を説明する。図2は、本発明の実施の形態2のプリント配線板の製造方法を説明する断面模式図である。本実施の形態においては、液状のソルダレジストをはじく樹脂膜5の材料であるシリコーン系離型剤の塗布方法が転写法である以外は、実施の形態1と同じ工程によりプリント配線板を製造する。図2において、図1と同一の符号を付した部分は、図1と同一又は相当部分を示すものである。
A method for manufacturing a printed wiring board according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a printed wiring board according to
絶縁基板1上に実装パッド2が形成されており、この実装パッド2上に転写版11を用いて、樹脂膜5の材料であるシリコーン系離型剤を転写する。転写法はSUSなどの金属板からなる転写版11を用いる。転写版11の実装パッド2に対向する面の全面にシリコーン系離型剤5aを塗布し、押し当てることで凸部にのみシリコーン系離型剤を移し取る。したがって、絶縁基板1面に形成した凸部である実装パッド上のみにシリコーン系離型剤が塗布され、乾燥後液状のソルダレジスト6をはじく樹脂膜5が形成される(図2(a))。
A mounting
転写したシリコーン系離型剤を乾燥後、実施の形態1と同様に、液状のソルダレジスト6をエアスプレー法により塗布する(図2(b))。塗布した液状のソルダレジスト6を乾燥し、指触乾燥の状態として未硬化のソルダレジスト膜7を得る(図2(c))。
After the transferred silicone release agent is dried, a liquid solder resist 6 is applied by an air spray method as in the first embodiment (FIG. 2B). The applied liquid solder resist 6 is dried to obtain an uncured solder resist
さらに、フォトマスク8を用いて平行光方式の紫外線光源を用いた露光装置を用いて紫外線を照射する。本実施の形態においても、実施の形態1と同様に紫外線を照射した部分が硬化するソルダレジストを用いたので、フォトマスク8の開口部8aを実装パッド2の間に配置する(図2(d))。露光を行なった絶縁基板1を現像液で洗浄して、未硬化のソルダレジスト膜7を除去し、実装パッド2の間に、ソルダレジストパターン10を形成する(図2(e))。最後に、テトラヒドロフランで洗浄し、実装パッド2上の樹脂膜5を除去してプリント配線板3を得る(図2(f))。
Further, the photomask 8 is used to irradiate ultraviolet rays using an exposure apparatus using a parallel light type ultraviolet light source. Also in the present embodiment, since the solder resist that cures the portion irradiated with ultraviolet rays is used as in the first embodiment, the opening 8a of the photomask 8 is disposed between the mounting pads 2 (FIG. 2D). )). The exposed insulating
本実施の形態に示す方法で製造したプリント配線板3では、実装パッド2間のソルダレジストパターン10の断面は、上部も絶縁基板1に接する下部もほぼ同じ幅であり、アンダーカット型とはならなかった。本プリント配線板3を用いてはんだ付けにより電子部品実装した場合でも、ソルダレジストパターン10の剥離や、ブリッジ不良による短絡も生じることはなく、良好な製品を得ることができた。
In the printed wiring board 3 manufactured by the method shown in the present embodiment, the cross section of the solder resist
本実施の形態においては、転写法を用いてシリコーン系離型剤を塗布している。転写法は転写版11の実装パッド2に対向する面の全面にシリコーン系離型剤を塗布し、押し当てることで凸部である実装パッド2上にシリコーン系離型剤を移し取るものである。したがって、位置合わせを行なうことなく転写することができるため、工程時間を短縮することができる。
In the present embodiment, a silicone release agent is applied using a transfer method. In the transfer method, a silicone release agent is applied to the entire surface of the
転写版11の上に塗布した液状のソルダレジスト6をはじく樹脂膜5の材料であるシリコーン系離型剤の厚みは特に限定するものではないが、実装パッド2上に塗布したシリコーン系離型剤が十分に液状のソルダレジストをはじく点、また実装パッド2上に転写したシリコーン系離型剤が液だれ等を生じない点から、実装パッドの厚みの20〜80%程度とすることが最も適している。
The thickness of the silicone release agent that is the material of the
なお、上述した各実施の形態においては、エアスプレー法を用いて液状のソルダレジスト6を絶縁基板1上に塗布したが、カーテンコート法、ディッピング法、スピンコート法等、通常の基板面に樹脂溶液を塗布する方法を用いることができる。
In each of the above-described embodiments, the liquid solder resist 6 is applied onto the insulating
また上述した各実施の形態においては、平行光方式の紫外線光源を用いた露光装置を適用したが、フォトマスク8を未硬化のソルダレジスト膜7の表面に密着させることができ、露光パターン周辺のボケを防止する効果を有するので、散乱光方式の紫外線光源を用いた露光装置も適用することができる。
In each of the above-described embodiments, an exposure apparatus using a parallel light ultraviolet light source is applied. However, the photomask 8 can be brought into close contact with the surface of the uncured solder resist
また上述した各実施の形態においては、樹脂膜5の除去にテトラヒドロフランを用いたが、特に限定するものではなく、ジクロロエタン等の樹脂膜5を溶解することができる有機溶剤を用いることができる。
Further, in each of the above-described embodiments, tetrahydrofuran is used for removing the
さらに上述した各実施の形態においては、液状のソルダレジスト6をはじく樹脂膜5の材料としてシリコーン系離型剤を用いたが、樹脂膜の材料の種類は特に限定するものではなく、液状のソルダレジスト6をはじき、実装パッド2上にソルダレジストを塗布することができない、シリコーン系樹脂及びフッ素系樹脂の少なくとも一方を含む樹脂膜を用いることができる。
Further, in each of the above-described embodiments, the silicone-based mold release agent is used as the material of the
本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略することができる。 Within the scope of the present invention, the present invention can be freely combined with each other, or can be appropriately modified or omitted.
1 絶縁基板
2 実装パッド
3 プリント配線板
4 メタルマスク
5 樹脂膜
6 液状のソルダレジスト
8 フォトマスク
10 ソルダレジストパターン
11 転写版
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記樹脂膜を形成した前記基板上に前記樹脂膜を除いて、前記実装パッドの間の部分にのみ前記液状のソルダレジストを塗布及び乾燥して表面に凹凸のない未硬化のソルダレジスト膜を形成する工程と、
前記凹凸のない未硬化のソルダレジスト膜にフォトマスクを密着させ、前記フォトマスクを介して露光を行なった後、現像を行なうことにより光硬化したソルダレジストパターンを前記実装パッドの間にのみ形成する工程と、
前記樹脂膜を除去する工程と、を備えるプリント配線板の製造方法。 Forming a resin film that repels a liquid solder resist on a mounting pad formed at an interval on an insulating substrate;
Except for the resin film on the substrate on which the resin film has been formed, the liquid solder resist is applied only to the portion between the mounting pads and dried to form an uncured solder resist film with no irregularities on the surface. And a process of
A photomask is brought into close contact with the uncured solder resist film without unevenness, and after exposure through the photomask, development is performed to form a photocured solder resist pattern only between the mounting pads. Process,
And a step of removing the resin film.
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