JPH0513937A - プリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクリーン印刷法を使用しても、高密度化さ
れた導体回路パターンに対して、絶縁不良や半田付け不
良のない高い精度を示し、かつ処理能力においても優れ
たソルダーレジストパターンを形成できるプリント配線
板の製造方法を提供する。 【構成】（１）導体回路が形成されたプリント基板上の
全面に、フラッシュボード型ソルダーレジストインキを
塗布し、予備硬化して、フラッシュボード型ソルダーレ
ジストインキ仮硬化皮膜を形成する工程、（２）該仮硬
化皮膜が形成されたプリント基板を有機溶剤又はアルカ
リ水溶液で現像し、導体上のソルダーレジスト皮膜のみ
を剥離して、基材と導体との間に段差のないプリント基
板（以下、フラッシュボードと言う）を形成する工程、
（３）該プリント基板にソルダーレジストインキをパタ
ーン印刷し、硬化することにより、ソルダーレジストパ
ターンを形成する工程からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スクリーン印刷法を使
用しても、導体回路が形成されたプリント基板上に、高
密度なソルダーレジストパターンを形成することができ
るプリント配線基板の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板が実装された電子部品
は、通常半田によって固定されている。その際、導体回
路等が半田によって短絡することを防止するために、半
田付けに必要な箇所以外は、ソルダーレジストで被覆す
ることが行われている。このソルダーレジストを形成す
る方法として、スクリーン印刷法が、処理能力が高く、
また、操作が簡単で手軽に行えることから広く普及され
ている。

【０００３】しかしながら、最近、プリント配線板上に
部品を搭載したプリント配線板の実装において、電子部
品については、ディスクリート部品からＩＣ、ＬＳＩ部
品に、アキシャル部品からラジアル部品、チップ部品
に、また、ＩＣパッケージは、ＤＩＰ型からフラットパ
ック型に、さらには実装形態においても機能ブロック化
からハイブリッドＩＣ化、狭ピッチ多ピン化等、電子装
置そのものが短小軽薄化へと大きく変化しているため、
この変化に対応して、プリント配線板においても導体回
路パターンの細線化、また半田付けランドの面積の縮小
化が進んでいる。したがって、それに伴いソルダーレジ
ストパターンも高精度のものが要求されるようになって
きたため、従来行われているスクリーン印刷法では、こ
の要求を満たさないばかりでなく、新たな問題が生じて
きた。

【０００４】即ち、回路設計が高密度化され、導体回路
のパターン間隔が狭くなったため、従来から行われてい
るスクリーン印刷法によるソルダーレジストパターン形
成法では、インキを印刷塗布してもパターンの間に入ら
なかったり、また、インキの出を多くしてインキをパタ
ーン間に入るようにすると、半田付けランドにソルダー
レジストインキが付着してしまい、絶縁不良や半田付け
不良等が生ずるという問題は、避けることができなかっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な実情に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の目
的は、スクリーン印刷法を使用しても、高密度化された
導体回路パターンに対して、絶縁不良や半田付け不良の
ない高い精度を示し、かつ処理能力においても優れたソ
ルダーレジストパターンを形成できるプリント配線板の
製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
した結果、導体回路が形成されたプリント基板上の全面
に、フラッシュボード型ソルダーレジストインキを塗布
し、予備硬化して、フラッシュボード型ソルダーレジス
トインキ仮硬化皮膜を形成した後、該仮硬化皮膜が形成
されたプリント基板を有機溶剤またはアルカリ水溶液で
現像することにより、導体上のソルダーレジスト皮膜の
みを剥離して、基材と導体との間に段差のないプリント
基板とすることにより、上記目的を達成できることを見
い出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明のプ
リント配線板の製造方法は、（１）導体回路が形成され
たプリント基板上の全面に、フラッシュボード型ソルダ
ーレジストインキを塗布し、予備硬化して、フラッシュ
ボード型ソルダーレジストインキ仮硬化皮膜を形成する
工程、（２）該仮硬化皮膜が形成されたプリント基板を
有機溶剤またはアルカリ水溶液で現像し、導体上のソル
ダーレジスト皮膜のみを剥離して、基材と導体との間に
段差のないプリント基板（以下、フラッシュボードと言
う）を形成する工程、（３）該プリント基板にソルダー
レジストインキをパターン印刷し、硬化することによ
り、ソルダーレジストパターンを形成する工程からなる
ことを特徴とし、それによって、導体回路上にソルダー
レジストパターンが形成されたプリント配線板が作製さ
れる。以下、本発明について詳細に説明する。

【０００７】図１は、本発明のソルダーレジストパター
ンを形成するパターン形成工程を示す説明図である。図
１において、Ａは、導体回路が形成された基板を示し、
Ｂは、第１工程によりフラッシュボード型ソルダーレジ
ストインキ仮硬化皮膜が形成された状態を示し、Ｃは、
第２工程によりフラッシュボードが形成された状態を示
し、Ｄは、第３工程によりソルダーレジストパターンが
形成された状態を示す。

【０００８】本発明の方法を図１によって説明すると、
第１工程において、上面に銅箔を載せた紙フェノール基
板やガラスエポキシ基板等を、エッチングすることによ
り導体２よりなる回路が形成されたプリント基板１（図
１Ａ参照）上の全面に、フラッシュボード型ソルダーレ
ジストインキを塗布し、予備硬化すると、フラッシュボ
ード型ソルダーレジストインキ仮硬化皮膜３が形成され
る（図１Ｂ参照）。ここにおいて、フラッシュボード型
ソルダーレジストインキの塗布は、例えば、図２に示す
スクリーン印刷装置を使用し、導体回路が形成されたプ
リント基板７に対し、フラッシュボード型ソルダーレジ
ストインキ９を、スキージ硬度６０°〜８０°のスキー
ジゴム６を用いて、テトロンやステンレスで作製された
１００〜１８０メッシュ／ｉｎ² のベタ版スクリーン８
によって、、スキージ角度６０°〜８０°、印圧０．５
〜１．５ｇ／ｃｍ² 、スクリーンと印刷面とのギャップ
１．５〜３．５ｍｍの条件で、ベタ刷りすることにより
行われる。予備硬化は、加熱するか、紫外線または電子
ビーム等を照射することにより行うことができる。

【０００９】また、第２工程において、フラッシュボー
ドの形成は、第１工程で形成されたフラッシュボード型
ソルダーレジストインキ仮硬化皮膜３を有機溶剤または
アルカリ水溶液で現像し、導体２上の仮硬化皮膜のみを
剥離することにより行われる（図１Ｃ参照）。以上の操
作を行うことにより、プリント配線基板における基材１
と導体２との間に皮膜４が形成された段差がなくなった
フラッシュボードが作成され、スクリーン印刷法により
ソルダーレジストパターを形成しても、絶縁不良や半田
付け不良等の問題を回避することができる。

【００１０】次に、第３工程において、ソルダーレジス
トパターン５の形成は、第２工程で形成されたフラッシ
ュボードにソルダーレジストインキをパターン印刷し、
硬化することにより行われる（図１Ｄ参照）。フラッシ
ュボードの基板面へのソルダーレジストインキの塗布
は、第１工程で行ったと同様なスクリーン印刷装置を使
用し、スクリーンのメッシュを１８０〜３２５メッシュ
／ｉｎ² とし、スキージ硬度６０°〜８０°、スキージ
角度６０°〜８０°、印圧０．５〜２．０ｇ／ｃｍ² 、
スクリーンと印刷面とのギャップ１．５〜３．５ｍｍの
条件でパターン刷りすることにより行われる。また、パ
ターン状ソルダーレジスト塗膜の硬化は、加熱するか、
紫外線または電子ビーム等を照射することにより行うこ
とができる。

【００１１】次に、本発明の使用材料について説明す
る。本発明のフラッシュボード型ソルダーレジストイン
キとは、導体上のソルダーレジスト皮膜を有機溶剤や低
濃度のアルカリ水溶液によって、溶解あるいは膨潤する
ことにより、選択的に剥離しうる塗膜を形成することが
できる表面被覆用組成物のことであり、該インキは、樹
脂、硬化剤、重合禁止剤、感光性希釈剤、光重合開始
剤、充填剤およびその添加剤からなっている。

【００１２】本発明においては、該インキが塗膜として
形成されたときに、有機溶剤や低濃度のアルカリ水溶液
によって、溶解あるいは膨潤して剥離除去できる性質を
持たせるものであれば、いづれの樹脂でも使用すること
ができる。使用できる樹脂としては、例えば、ビスフェ
ノールＡ型、ビスフェノールＦ型、フェノールノボラッ
ク型、クレゾールノボラック型などのエポキシ樹脂類お
よび、これにアクリル酸（又はメタクリル酸）を付加
し、感光性を付与したものや、さらにヘキサヒドロ無水
フタル酸（ＨＨＰＡ）などを付加し、カルボキシル基を
持たせ、アルカリ水溶性を付与したもの、ロジンに酸や
アルコールを反応させて変性させたロジン変性樹脂類、
スチレン、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等の
重合体または共重合体等のカルボキシル基含有重合体類
や、フェノール樹脂類、キシレン系樹脂類、尿素系樹脂
類、メラミン系樹脂類、アルキッド系樹脂類、ビニル系
樹脂類、アクリル系樹脂類、塩化ゴム系樹脂類、ポリア
ミド系樹脂類、脂肪酸または芳香族の多塩基性酸やその
無水物のヒドロキシアルキルアクリレート（又はメタク
リレート）ハーフエステル樹脂類等が挙げられる。

【００１３】硬化剤は、主に、熱硬化型ソルダーレジス
トインキに用いるが、場合によっては紫外線硬化型ソル
ダーレジストインキに用いられてもよい。この硬化剤
は、用いる硬化性樹脂によって適するものも選択する
が、主に、潜在型硬化剤を使用する。例えば、エポキシ
樹脂では、アミン系化合物、酸無水物系化合物、ポリア
ミド系化合物、メラミン系化合物、イミダゾール系化合
物、フェノール樹脂系化合物、ルイス酸錯体類等の中か
ら、１種もしくは２種以上を用いる。これら硬化剤の使
用量は、その種類に応じて、または、ゲル化時間等に応
じて必要とされる適量を使用する。また、エポキシ樹脂
等では、上記硬化剤とともに、硬化促進剤を用いてもよ
い。この硬化促進剤としては、ジシアンジアミド、イミ
ダゾール類、第三級アミン等を挙げることができる。

【００１４】また、本発明においては、重合禁止剤が用
いられる。重合禁止剤としては、ハイドロキノン−ｐ−
ｔｅｒｔ−ブチルカテコールやモノ−ｔｅｒｔ−ブチル
ハイドロキノン等のハイドロキノン類、ハイドロキノン
モノメチルエーテルやジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレ
ゾール等のフェノール類、ｐ−ベンゾキノン、ナフトキ
ノン−ｐ−トルキノン等のキノン類、Ｎ−ニトロソフェ
ニルヒドロキシルアミンのアンモニウム塩やそのアルミ
ニウム、銅、亜鉛等のキレート化合物、ナフテン酸銅の
ような銅塩等が使用できる。重合禁止剤と樹脂との配合
比率は、重量比で９５：５〜５：９５の範囲が好まし
く、６５：３５〜３５：６５、特に好ましくは５０：５
０であり、樹脂が多いと重合禁止効果が悪く、また、樹
脂が少ないと、スクリーン印刷適性が失われると共に、
一時的に、ソルダーレジスト皮膜のアルカリ水溶液また
は有機溶剤に対する可溶化に時間を費やし、生産性が劣
る。

【００１５】感光性希釈剤は、使用する樹脂が可溶化す
るものを選択する必要がある。そのようなものとして
は、エチレン性不飽和二重結合を有するビニルモノマー
が代表的であり、これには、例えば、メトキシエチルア
クリレート（又はメタクリレート）、エトキシエチルア
クリレート（又はメタクリレート）、エチルカルビトー
ルアクリレート（又はメタクリレート）、ブトキシエチ
ルアクリレート（又はメタクリレート）、ステアリルア
クリレート（又はメタクリレート）、ラウリルアクリレ
ート（又はメタクリレート）、ベンジルアクリレート
（又はメタクリレート）、２−ヒドロキシアクリレート
（又はメタクリレート）、２−ヒドロキシプロピルアク
リレート（又はメタクリレート）、エチレングリコール
ジアクリレート（又はジメタクリレート）、ジエチレン
グリコールジアクリレート（又はジメタクリレート）、
トリエチレングリコールジアクリレート（又はジメタク
リレート）、ポリエチレングリコールジアクリレート
（又はジメタクリレート）、プロピレングリコールジア
クリレート（又はジメタクリレート）、トリプロピレン
グリコールジアクリレート（又はジメタクリレート）、
ポリプロピレングリコールジアクリレート（又はジメタ
クリレート）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレー
ト（又はジメタクリレート）、トリメチロールプロパン
トリアクリレート（又はトリメタクリレート）、２−エ
チルヘキシルアクリレート（又はメタクリレート）、
１，３−ブチレングリコールジアクリレート（又はジメ
タクリレート）、１，４−ブチレングリコールジアクリ
レート（又はジメタクリレート）、ネオペンチルグリコ
ールジアクリレート（又はジメタクリレート）、ジプロ
ピレングリコールジアクリレート（又はジメタアクリレ
ート）、テトラメチロールメタントリアクリレート（又
はトリメタクリレート）、テトラメチロールメタンテト
ラアクリレート（又はテトラメタクリレート）、ヒドロ
キシピパリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート
（又はジメタクリレート）、ペンタエリスリトールトリ
アクリレート（又はトリメタクリレート）、ペンタエリ
スリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトー
ルペンタアクリレート（又はペンタメタクリレート）、
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（又はヘキ
サメタクリレート）、脂肪酸又は芳香族の多塩基酸やそ
の無水物のヒドロキシアルキルアクリレート（又はメタ
クリレート）ハーフエステル化物等が挙げられる。ま
た、フェニルグリシジルエーテルアクリレートヘキサメ
チレンジイソシアネート、グリセンジメタクリレートイ
ソホロンジイソシアネート、ペンタエリスリトールトリ
アクリレートトリレンジイソシアネート等のウレタンプ
レポリマーも、感光性希釈剤として使用できる。

【００１６】光重合開始剤としては、ベンゾイン、ブチ
ロイン、トルオイン、アセトイン等のα−カルボニルア
ルコール類、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエ
チルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、アニ
ソインエチルエーテル等のアシロインエーテル類、α−
メチルベンゾイン、α−フェニルベンゾイン等のα−置
換アシロイン類、２−メチルアントラキノン、２−エチ
ルアントラキノン、９，１０−アントラキノン、１，４
−ナフトキノン等のキノン類、ジアセチル、ジベンゾイ
ル、ジフェニルケトン、フェニルグリオキサール、ペン
タジオン−２，３、オクタジオン−２，３、ジフェニル
トリケトン等の隣接ポリケトン化合物類、ベンゾフェノ
ン、ω−ブロモアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−
メチルプロピオフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フ
ェニルアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロ
ロアセトフェノン、４，４´−ビスアルキルアミノベン
ゾフェノン等の芳香族ケトン類等が挙げられる。

【００１７】また、本発明にスクリーン印刷適性を付与
するために、充填剤として二酸化ケイ素、ケイ酸アルミ
ニウム、ケイ酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、硫
酸バリウムのように、通常の樹脂充填剤として使用され
ているものを添加することが好ましい。

【００１８】さらに、本発明の組成物には、通常スクリ
ーン印刷用レジストインキに使用されているチキソトロ
ピー剤、レベリング剤、着色剤、消泡剤等を添加するこ
とができる。

【００１９】また、ソルダーレジストパタンを形成する
ためのソルダーレジストインキは、フラッシュボード型
インキと同一の樹脂、硬化剤、重合禁止剤、光感光性希
釈剤、光重合開始剤、充填剤を使用することができ、そ
の他添加剤のチキソトロピー剤、レベリング剤、着色
剤、消泡剤等も同一ものが使用できる。フラッシュボー
ダ型ソルダーレジストインキ及びソルダーレジストイン
キのいずれについても、上記した成分の中から、、熱硬
化型、紫外線硬化型、電子線硬化型、熱紫外線併用型等
のタイプに応じて必要な組成成分を選択すればよい。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、「部」は、特にことわりがないかぎり「重量
部」を意味する。また、本発明で使用するフラシュボー
ド型ソルダーレジストインキ及びソルダーレジストイン
キは、次の組成を有するものである。

【００２１】 組成物 １ 無水フタル酸と２−ヒドロキシプロピル ４７．０部 アクリレートのハーフエステル樹脂 （ビスコート２１００、大阪有機化学工業（株）製） トリスエポキシプロピルイソシアヌレート ３．０部 トリメチロールプロパントリアクリレート １．０部 ２−ヒドロキシエチルメタクリレート ５．０部 （ライトエステル ＨＯ、共栄社油脂化学工業（株）製） 沈降性ＢａＳＯ₄ ２５．０部 タルク（ＬＭＰ−１００、富士タルク工業（株）製） １４．０部 シリカ（エロジール ３．０部 ＃２００、日本アエロジル（株）製） シアニンブルー ０．５部 （Ｃ．Ｙ．Ｂ−Ｋ、東洋インキ製造（株）製） ２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン １．５部 （イルガキュア６５１、日本チバガイギー（株）製） 小 計 １００．０部

【００２２】 組成物 ２ エポキシ・アクリレート樹脂 ３０．０部 （ＳＰ−４０１０−９、昭和高分子（株）製） トリメチロールプロパントリアクリレート ７．５部 ２−ヒドロキシエチルメタクリレート樹脂 １４．０部 （ライトエステル ＨＯ、共栄社油脂化学工業（株）製） ２−エチルアントラキノン １．０部 シリカ（エロジール ５．０部 ＃２００、日本アエロジル（株）製） タルク（ＬＭＰ−１００、富士タルク ４０．０部 工業（株）製） シアニングリーン ０．９部 （グリーン Ｓ、大日本インキ化学工業（株）製） ビス（メタアクリロキシエチル）フォスフェート １．６部 （カヤマ ＰＭ−２、日本化薬（株）製） 小 計 １００．０部

【００２３】実施例１ ガラス布を基材にして、エポキシ系樹脂を含浸、被着さ
せて成るプリプレグを用意し、このプリプレグ複数枚を
重ね合わせ、上面に７５μｍ厚の銅箔を載せ加熱加圧成
形して得られた片面銅箔基板上に、エッチングインキ
を、３００メッシュ／ｉｎ² 、スキージ硬度７０°、ス
キージ角度７０°、印圧１．０ｇ／ｃｍ² 、スクリーン
と印刷面とのギャップ１．０ｍｍ、印刷速度３００ｍｍ
／ｓｅｃでスクリーン印刷法でパターン印刷し、次い
で、エッチング液による選択エッチング処理を行い、露
出している部分の銅箔を溶解除去し、基板に導体回路を
形成した。（図１Ａ）。この導体回路が形成されたプリ
ント基板の全面に、１５０メッシュ／ｉｎ² 、スキージ
硬度７０°、スキージ角度７０°、印圧１．２ｇ／ｃｍ
² 、スクリーンと印刷面とのギャップ３．０ｍｍ、印刷
速度１５０ｍｍ／ｓｅｃで、スクリーン印刷法により、
組成１のフラッシュボード型ソルダーレジストインキを
全面に印刷した（図２Ｂ）。これを、高圧水銀灯（ＨＭ
Ｗ−７１３、（株）オーク製作所製）８００ｍＪで予備
硬化した後、アルカリ水溶液で現像し、銅箔上のフラッ
シュボード用インキ塗膜を剥離して、フラッシュボード
を形成した（図１Ｃ）。基材と銅箔の間に段差のなくな
った導体回路を有するフラッシュボードの上に、組成２
の紫外線硬化型ソルダーレジストインキを、２２５メッ
シュ／ｉｎ² 、スキージ硬度７０°、スキージ角度７０
°、印圧１．５ｇ／ｃｍ² 、スクリーンと印刷面とのギ
ャップ３．５ｍｍ、印刷速度３００ｍｍ／ｓｅｃで、ス
クリーン印刷法によってパターン印刷し、次いで高圧水
銀灯（ＨＭＷ−７１３、（株）オーク製作所製）１００
０ｍＪで硬化し、ソルダーレジストマスクのパターンを
形成した（図１Ｄ）。

【００２４】下記表１に、本発明の実施例１により形成
されたソルダーレジストパターンと、従来のスクリーン
印刷法で形成されたソルダーレジストパターンにより作
成されたソルダーレジストパターンの特性評価を示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】上記表１の結果からも明らかのように、
本発明によれば、スクリーン印刷法によって、高密度化
された導体回路パターンに対して、絶縁不良や半田付け
不良のない高い精度で、ソルダーレジストパターンを形
成することができる。また、本発明は、処理能力におい
ても優れているため、高密度プリント配線板の量産用の
半田マスク形成に適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるソルダーレジストパターンの形成
工程を示す説明図である。

【図２】スクリーン印刷の概略説明図である。

【符号の説明】

１：基材 ２：導体 ３：フラッシュボード型ソルダーレジストインキ仮硬化
皮膜 ４：フラッシュボード型ソルダーレジストインキ皮膜 ５：ソルダーレジストパターン ６：スキージゴム ７：プリント基板 ８：ベタ版スクリーン ９：フラッシュボード型ソルダーレジストインキ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 （１）導体回路が形成されたプリント基
   板上の全面に、フラッシュボード型ソルダーレジストイ
   ンキを塗布し、予備硬化して、フラッシュボード型ソル
   ダーレジストインキ仮硬化皮膜を形成する工程、（２）
   該仮硬化皮膜が形成されたプリント基板を有機溶剤また
   はアルカリ水溶液で現像し、導体上の皮膜のみを剥離し
   て、基材と導体との間に段差のないプリント基板を形成
   する工程、（３）該プリント基板にソルダーレジストイ
   ンキをパターン印刷し、硬化することにより、ソルダー
   レジストパターンを形成する工程からなることを特徴と
   する導体回路上にソルダーレジストパターンが形成され
   たプリント配線板の製造方法。