JPH0157516B2 - - Google Patents

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JPH0157516B2
JPH0157516B2 JP53142947A JP14294778A JPH0157516B2 JP H0157516 B2 JPH0157516 B2 JP H0157516B2 JP 53142947 A JP53142947 A JP 53142947A JP 14294778 A JP14294778 A JP 14294778A JP H0157516 B2 JPH0157516 B2 JP H0157516B2
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coating
film
solder mask
layer
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Rozeruto Euaruto
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Novartis AG
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Ciba Geigy AG
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    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/224—Anti-weld compositions; Braze stop-off compositions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/005—Curtain coaters
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    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
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    • G03F7/16—Coating processes; Apparatus therefor
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、プリント配線上にソルダーマスクを
形成する方法に関する。 両面プリント配線板を作る際に、はんだ処理
に、先立つてプリント配線に対してソルダーマス
クを適用する製造業者がますます多くなつてい
る。これ等のソルダーマスクの機能としてははん
だに接触してはならない配線表面の全部の場所を
はんだ処理の際に保護し、それにより各導線間に
望ましくない導電性の橋架が生じるのを避けるこ
とにある。 しかし、そのようなマスクは同時に夾雑物およ
び湿気から配線を保護する絶縁層の機能も果さな
ければならない。この等の要求を十分に満たすた
めの種々の製品及び製造方法が考案されている。
ソルダーマスクは、両面プリント配線板中の貫通
孔（該貫通孔内に於いて、構成部品からのリード
線がはんだ付けされる。）および回路が他の素子
と接続しなければならない場所を提供する端子を
被覆してはならないときは、ソルダーマスクに一
定の与えられた像構造を設けなければならない。
従つてラツカーまたはワニスのマスク像の適用の
ために印刷法を使うようになるのは明らかであ
る。前記の機能を十分に保証するにはラツカーが
確実な層厚みを持たなければならない。さらに導
線を良好に埋込むことは別にしてソルダーマスク
の形式のためのスクリーン印刷法が実際上適当で
あることが証明された。この方法では満足に多量
生産できる程度に複写できるソルダーマスクが迅
速に形成することができる。ラツカーまたはワニ
スとしては比較的高い品質が得られるようにエポ
キシ樹脂を基本にした２成分系を、最近はアクリ
レートを基体にし溶剤を含まない紫外線硬化性樹
脂を使う。この方法の欠点は、スクリーン印刷法
に制限されて一定の像精密度だけしか得られない
ことにある。 さらに配線列又は原型が比較的小さことにより
費用のかかる印刷スクリーンの製造が欠点にな
る。 配線の極めてわずかな導線間隔内に極めて多数
の微細な導線を納めるいわゆる精密導線法の採用
以来、マスク像の所要の精密度が得られるように
するスクリーン印刷法は多くの場合に不十分であ
る。なおまた印刷過程後に又は乾燥の際に、使用
した印刷インキが流れることにより付加的な悪影
響を受ける。 それ故、貫通孔をマスキングするためのマスク
上の面積を実際に望むものよりも、より広く印刷
スクリーン上に作らなければならない。 更に、広い面積、例えば広い回路フオーマツト
を印刷するときは印刷スクリーンのゆがみは回路
に関係する印刷の移動乃至変移を引き起こす。 この理由から微細導線法では一層高い解像度を
持つマスク像の形成のための一層よい方法が探究
されており、紫外線に感ずる光重合体を利用する
写真法の育成が明らかになつた。 従つて適当な方法によりソルダーマスクの形成
に光重合体を関係させることのできる方法が探究
された。このような公知の方法ではたとえば、薄
い箔の形態に於て、光重合体のフイルムをまず加
熱ローラにより配線表面に押圧する。この被膜を
陰画で覆い、次いで紫外線で照射し、最後に陰画
を取除いた後露光してないまたは照射していない
場所を適当な現像液で溶解する。このようにし
て、スクリーン印刷法で得られるマスクより実質
的に一層精密な像構造を持つマスク像が得られ
る。この被膜法の欠点は、はんだ止め被膜がプリ
ント配線の表面に対して空気を含まないで良好に
接着するように適用することを確保する入念な技
術を必要とすることにある。フイルム及び配線の
間には水分、空気又は他のじんあい状の汚染物の
極めてわずかなこん跡が残る。従つてその後のは
んだ処理の際にソルダーマスクの気泡現象及び分
離現象が生じ、このことは重大な結果を招く。 この被膜被覆法に伴う難点及び欠点は液状ラツ
カーの使用の際に生じないのは明らかである。こ
のラツカーを十分に流すことにより空洞のない欠
陥なしの表面が得られ、これにより空気の含有を
防ぐ。しかし良好な解像度と、金属及び合成樹脂
に対する強い付着性と、湿気のある状態で貯蔵後
の高度の熱的、機械的及び電気的の性質と共に薬
品に対する高い抵抗性のようなすべての要求され
る性質を持つこのようなラツカーをソルダーマス
クとして使うことは従来うまくいつていない。困
難な点はとくに、できるだけ少い工程で必要とさ
れるラツカー層を均一にかつ気泡を含まないで被
覆し、同時に両面プリント配線板中の貫通孔の閉
塞を防ぐことにある。 もしも、この種のラツカーが両面プリント回路
板に対して、ローラーコーテイング、デイツピン
グまたは、エンピテイ スクリーン（empty
screens）を用いたスクリーン印刷法によつて適
用されるならば、ラツカーの充填物乃至詰まりが
通常、貫通孔内に形成され、続く現像工程によつ
ても、満足に除くことができない。貫通孔の詰ま
りがなくなるまでの現像には多くの場合、普通の
ラツカーを用いて欠陥のない像形成をするのに必
要な現像時間を必要とする。この場合又一層長く
露光しなければならないという欠点がある。長い
露光により紫外線で硬化するラツカーはこの現像
時間中に安定した状態になるが、この場合には又
解像度があまりよくない。噴霧ノズルと回路との
間の距離、噴霧角、噴霧圧等のような種々のパラ
メータを考慮して噴霧法により、貫通孔を被覆し
ている噴霧した物質を現像の間に除去することが
できるように、回路を被覆することはできるが、
均等な層厚みを得ることはこの方法では極めてむ
ずかしい。又噴霧法では溶媒蒸気の発生によつ
て、作業員の保健上の規定を保証するために保護
設備の所要の費用が比較的高くなる。 本発明は、紫外線のような光の照射により硬化
しうる液状の感光性重合体を複数個の貫通孔を有
するプリント配線に対して、薄い層状で適用し、
該層にはんだ付けされる区域を除いて光を照射
し、次いで未照射区域を溶解する薬品で硬化した
層を現像することにより、連続した工程で複数個
の貫通孔を持つプリント配線上にソルダーマスク
を形成する方法を提供することを目的とする。 驚くべきことには、従来技術の種々の問題点は
注型物質の粘度、垂下膜の高さ、及び垂下膜を通
して連続的に通過するプリント配線の速度のよう
なプロセスパラメーターを注意深く互に関係づけ
た垂下膜被覆法（カーテン被覆法）の手段により
解決することが見出された。 従つてことに本発明は、流動性物質を流れる垂
下膜にしてこの垂下膜を経て移動するプリント配
線に施し、この場合第１に前記の流動性物質の粘
度を前記プリント配線に当たる際にこの粘度が
500ないし1200cP（500乃至1200mPa.s）とくに600
ないし900cPになるように調整し、第２に垂下膜
高さをこの垂下膜の流れ速度が前記プリント配線
に当たる際に約60ないし100m／minとくに70な
いし100m／minになるように選び、第３に、プ
リント配線の垂下膜の下を通過する移動速度を、
垂下膜がプリント配線上に落下する速度より、わ
ずか低い速度、好ましくはそれより大きく調整す
るソルダーマスクの製法にある。 以下本発明製法の実施例を添付図面について詳
細に説明する。 実施例 １ 第１図に示した塗布機は、塗布または注型スリ
ツト１０を持つヘツダータンク１と、２つのベル
トコンベヤ２ａ，２ｂを持つ移送装置と、貯蔵容
器３と、供給管４と送りポンプ５と、受けみぞ６
と、もどし管７とを備えている。ヘツダータンク
１及びベルトコンベヤ２ａ，２ｂの間の距離Ｈの
選定は高さの調整をすることができるヘツダータ
ンク１の調整によつて行う。スリツト１０の細隙
の幅とポンプ５の供給管とベルトコンベヤ２ａ，
２ｂ又は駆動電動機（図示してない）の速度とは
同様に広い範囲で調整できる。 塗布すべきプリント配線板GSはベルトコンベ
ヤ２ａ，２ｂによりヘツダータンク１の下方を経
て運ぶ。この場合スリツト１０から出る被覆樹脂
組成物Ｍは、板GS上に実質的に自由に落下する
垂下膜MVの形で落下し板GS上に薄い被覆LMを
形成する。板GSは垂下膜高さに比べて極めて薄
いから、ヘツダータンク１及び板GS間の距離は
ヘツダンタンク１及びベルトコンベヤ２ａ，２ｂ
間の距離に実際上等しい。 粘度、垂下膜高さ及び移送速度は、理想的なは
んだ止め被覆LMが展開できるように調和させる
ことができる。ソルダーマスクの次に述べる形成
のために、ドイツ国フロイデンシユタツトのフイ
ルマ・ビユルクレ（Firma Bu´rkle）製造会社に
よる第１図に示したようなLZKL 400型ラツカー
塗布機を使う。 このソルダーマスクは次のようにし形成され
る。 約25℃の室温で塗布機（貯蔵容器３）内に約39
％の重合体溶液を満たす。この容液は室温で約
750cPの粘度を持つ。 分子量2000、エポキシド含量0.8〜1.0Aequ／Kg
の感光性エポキシド樹脂1500ｇ 2.6ジグアニドキシレン（２，６
diguanidexylene） 48ｇ １―アセトキシ―２―エトキシエタン 1000ｇ エチレングリコールモノメチルエーテル 1300ｇ 染 料 ３ｇ ヘツダータンク１の高さが100mmでスリツト１
０の細隙の幅が0.6mmの場合に垂下膜の落下速度
はその下端部で約70ないし90m／minになる。ベ
ルトコンベヤ２ａ，２ｂの走行速度は130m／
minに調整する。 配線板GSは両面に２mmの複数の導体を持ち、
寸法が210mm×300mmで、直径が0.8mmの貫通孔Ｂ
が設けられている。被覆後に板GSは6.10ｇのラ
ツカー層を持つ。次いで、通風した乾燥棚内に於
いて80℃で60分間乾燥すると、２mmの導体上のラ
ツカー層の厚みは20〜22μになる。貫通孔は、そ
の上端のみが薄いラツカーフイルムで被覆され
る。このように被覆したプリント配線は、陰画フ
イルムをかぶせて5000wの金層ハロゲン化合物紫
外線燈で30sec照射し引続きシクロヘキサノンの
溶液中で現像する。 貫通孔及びラツカーしやへい像を検査すると、
貫通孔は十分にきれいであり、輪郭は非常にシヤ
ープであつた。 続いて、130℃で１時間硬化させた後、被覆さ
れたプリント配線は、260℃にて通常のはんだ流
で処理する。この処理の後、ラツカーは満足すべ
き状態であり、貫通孔は、はんだで満足に充満さ
れた。 第２ａ図、第２ｂ図、第２ｃ図及び第２ｄ図は
配線板GSの貫通孔を最も重要な段階で拡大した
断面図で示す。すなわち第２ａ図は被覆前、第２
ｂ図は被覆後、第２ｃ図は照射の際そして第２ｄ
図は現像後の配線板をそれぞれ示す。 第２ｂ図に明らかなように貫通孔Ｂはその上縁
領域のほかは被覆を備えていない。 照射と被覆LMの照射により生ずる硬化とは、
第２ｃ図に示すように矢印UVにより表わした紫
外線による陰画マスクＮの介在で行われる。陰画
マスクＮのUVの透過しない（黒色の）領域NS
の下方にある被覆LMの部分は硬化しない。 引続く現像（図示してない）の際にはLMの硬
化してない領域は除外される。この現像後に積層
被覆LMの残つた部分はソルダーマスクを形成す
る。仕上がりのマスキングした板は第２ｄ図にし
てある。 被覆は又、前記の例とは異つて、一層高度の固
体成分を含み最適の被覆または注型粘度が得られ
るように温度を高めることにより加工する樹脂―
硬化剤の混合物を使つて行うことができる。前記
の例とは異つてさらにタンク１及びベルトコンベ
ヤ間の距離を長くして配線板GSの送り速度を高
める。被覆組成物の温度はとくに、この被覆組成
物が配線板GSに当たる際に配線板GSの温度より
少くとも20℃だけ高くなるように調整する。この
ようにして配線板GS上の凝固過程は著しく加速
される。 これらの変型は、単一の被覆工程において、乾
燥したとき、貫通孔上を覆う表皮のように延びる
比較的厚いラツカーフイルムをプリント配線に適
用することを可能にする。したがつてこの貫通孔
内には樹脂がわずかしか流れ込まないから、被覆
処理後にソルダーマスクを欠陥のないように現像
し、その際妨げになる樹脂残分はすべてせん孔か
ら除去することができる。 第３ａ図、第３ｂ図、第３ｃ図及び第３ｄ図は
本発明の変型による方法の最も重要な段階中又は
その後の配線板GSの状況を同じ領域について示
す。第３ａ図は被覆前、第３ｂ図は被覆後、第３
ｃ図は露光の際そして第３ｄ図は現像後をそれぞ
れ示す。第２ｂ図、第２ｃ図及び第２ｄ図とは異
つて、第３ｂ図、第３ｃ図及び第３ｄ図は一層厚
い被覆LMを示し、第３ｂ図及び第３ｃ図ではせ
ん孔Ｂは開口していなくて薄い被膜で覆われてい
る。この薄膜は現像の際（段階3c及び段階3dの
間）に溶解して除去する。第３ｄ図に示されたソ
ルダーマスクでは貫通孔がはんだ付けを禁止する
ラツカーを全く含まない。 実施例 ２ 下記に示す条件により、ソルダーマスクが製造
された。 プリント配線板 ガラス繊維積層板：厚さ1.6mm 貫通孔の径1.5mm 孔は銅で被覆されている。 被覆組成物 光感受性エポキシ樹脂（PROBIMER52）分子量
2000、エポキシ価0.7〜1.0eq／Kg ……6000ｇ ジシアンジアミド（硬化剤） ……1200ｇ メトキシプロパノール ……600ｇ ジエチレングリコールジメチルエーテル
……150ｇ 染 料 ……８ｇ 該組成物は、25℃で750cp（mPa・ｓ）粘度を
有し、38％ポリマー溶液である。 被覆機：タイプPR150C（Robert Bu¨rkle、
Frendenstadt West Germany） カーテンの厚さ：（被覆機の出口開口に於て）
70μm カーテンの高さ：110mm 配線板の走行速度：C.160m／min 乾燥被膜層の厚さ：22μm 湿潤被膜層の厚さ：66μm この実施例に於て得られたソルダーマスクに於
て貫通孔の壁は、被覆組成物を全く含まないもの
であつた。 理論的な計算によると、上記の例の場合、次の
ような結果が予測される。即ち、 プリント配線板の厚さＢ ……1.6mm 貫通孔の径φ ……1.5mm 塗布した湿潤被膜層の厚さTw ……66μm 乾燥被膜層の厚さ ……22μm 貫通孔上の湿潤被膜層の体積 （理論計算上）Vw ……0.1165mm3 該湿潤被膜層の乾燥体積Vd ……0.0389mm3 貫通孔の表面積Ｆ ……7.54mm2 上記貫通孔上の湿潤被膜層及び該湿潤被膜層の
乾燥した被膜層により貫通孔の壁が被覆されるも
のとすると、貫通孔内の壁を被覆する湿潤被膜の
厚さDw（μm）及びその乾燥被膜の厚さDd（μm）
は、次の表のとおりである。
【表】 理論的な計算によると、上記の表に示す通り、
メタライズされた貫通孔の壁の表面には、実質的
に相当の厚さの被覆膜が形成されることが予測さ
れるのであるが、上記、実施例２に於ては、貫通
孔の壁は被覆組成物の被膜が存在せず、このこと
は、本発明の効果が予想外なものであることを示
すものである。 以上本発明をその実施について詳細に説明した
が、本発明はなおその精神を逸脱しないで種々の
変化変型を行うことができるのはもちろんであ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明製法を実施する被覆機の線図的
側面図である。第２ａ図、第２ｂ図、第２ｃ図及
び第２ｂ図は本製法の第１の変化を実施する次々
の工程を示す横断面図、第３ａ図、第３ｂ図、第
３ｃ図、及び第３ｄ図は本製法の第２の変化を実
施する次々の工程を示す横断図である。 Ｍ……被覆樹脂組成物、Ｈ……距離、MV……
垂下膜、GS……プリント配線板。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 光の照射により硬化しうる液体の物質の薄い
    層を複数個の貫通孔を有するプリント配線上に適
    用し、はんだ付けされる回路の区域を除いて前記
    層を光で照射し、未照射の区域を溶解する薬品で
    前記層を現像することからなる複数個の貫通孔を
    有するプリント配線上にソルダーマスクを形成す
    る方法において、前記液状物質の自由垂下膜の下
    を前記プリント配線を移動させ、この場合前記液
    状物質の粘度は、前記プリント配線に衝突する際
    に500〜1200cPの範囲になるように調節されてお
    り、前記プリント配線上の前記垂下膜の高さをこ
    の垂下膜の流れ速度が前記プリント配線に衝突す
    る際に約60乃至100m／minの範囲になるように
    調節し、そして、前記プリント配線が前記垂下膜
    の下を通過する速度を、前記垂下膜がプリント配
    線上に落下する速度より、わずか低い速度より大
    きく調節することを特徴とするソルダーマスクの
    形成法。 ２ 液状物質の粘度が600乃至900cPの範囲から
    選ばれ、垂下膜の流れ速度が70乃至100m／min
    の範囲から選ばれる特許請求の範囲第１項記載の
    形成法。 ３ 液状物質を、該物質がプリント配線の温度よ
    り少なくとも20℃高い温度でプリント配線に衝突
    するように、加熱することを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の形成法。
JP14294778A 1977-11-21 1978-11-21 Method of solder checking mask Granted JPS5482073A (en)

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CH1418277 1977-11-21

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JPS5482073A JPS5482073A (en) 1979-06-29
JPH0157516B2 true JPH0157516B2 (ja) 1989-12-06

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JP14294778A Granted JPS5482073A (en) 1977-11-21 1978-11-21 Method of solder checking mask

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US (1) US4230793B1 (ja)
EP (1) EP0002040B1 (ja)
JP (1) JPS5482073A (ja)
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DE (1) DE2861486D1 (ja)
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IT (1) IT1105948B (ja)
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