JPH05191020A - ソルダーレジスト被膜を形成したプリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線板における表面の極端な凹凸を
なくして、微小電子部品の接合を良好に行うことのでき
るプリント配線板を提供すること。 【構成】 導体回路１１間に配されるソルダーレジスト
被膜１２の高さを、各導体回路１１の高さとほぼ同一に
したこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板に関
し、特に、表面の導体回路等をソルダーレジスト被膜に
よって覆ったプリント配線板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板にあっては、その上に形
成されている導体回路を剥離や酸化から保護するため
に、この導体回路を銅張積層板上に形成してから、その
上側にソルダーレジスト被膜を形成する必要がある。近
年のプリント配線板にあっては、その小型軽量化及び高
性能化の要望の下に、導体回路等の高密度化を形成する
必要がある。このため、上記のソルダーレジスト被膜に
ついても要求される部分についてのみ形成できるように
するため、フォトソルダーレジストを使用してソルダー
レジスト被膜を形成することが多く行われている。

【０００３】このフォトソルダーレジスト被膜の形成
は、基本的には、プリント配線板に液状フォトソルダー
レジストを塗布し、フォトマスクを介して露光した後に
フォトソルダーレジストを現像し、次いでこのフォトソ
ルダーレジストを硬化させることによりフォトソルダー
レジスト被膜を形成する方法が採られている。このよう
なフォトソルダーレジスト被膜を連続的かつ生産的に形
成する方法として、特開昭５４−８２０７３号公報に見
られるような、カーテン塗装による塗布方法も提案され
た。このカーテン塗装で使用することができる液状フォ
トソルダーレジストの粘度は、一般に１００００ｃｐｓ
以下であり、通常は１０〜２０００ｃｐｓの非常に粘度
の低い範囲での使用が好適である。以上のようなカーテ
ン塗装によっては、上述したプリント配線板上の導体回
路の保護マスクを形成するには不適当であることが指摘
されるようになった。

【０００４】すなわち、従来のフォトソルダーレジスト
被膜の形成方法にあっては、いわば粘性が比較的低いた
めに、上述したカーテン塗装によって液状フォトソルダ
ーレジストを基板上に塗布しても、図５に示したよう
に、当該液状フォトソルダーレジストが細かな導体回路
の隅角部に入ることが可能ではあるものの、導体回路の
角部部分にあっては当該液状フォトソルダーレジストを
乾燥するまでの間にフォトソルダーレジストの連続性が
損なわれてしまい、フォトソルダーレジストを乾燥させ
フォトソルダーレジスト被膜を形成したとしても、この
角部の導体回路部分においては充分な厚みのフォトソル
ダーレジスト被膜の形成がなされないことになるのであ
る。これは、従来のカーテン塗装では避け得ないことで
あるが、液状フォトソルダーレジストの粘性が低すぎる
ということに起因している。以上のことは、特開昭６３
−２５２４９８号公報及び特開昭６３−２００５９４号
公報に記載されている「印刷配線板の製造方法」におい
ても同様に生じる問題である。

【０００５】このように、導体回路の角部においてその
厚さが極めて薄いか、或いはフォトソルダーレジスト被
膜を形成したとしても導体回路の角部が露出するような
ことがあっては、折角形成したフォトソルダーレジスト
被膜がその本来の役目を果さなくなり、導体回路の電気
的絶縁性が低く、製品としてのプリント配線板の信頼性
が得られないといったことになる。

【０００６】さらに、従来のフォトソルダーレジスト被
膜の形成方法にあっては、スルーホールを有するプリン
ト配線板のバイアホール部がフォトソルダーレジスト材
にて完全には充填されないため、実装後の検査工程にて
問題となることがわかった。すなわち、従来のフォトソ
ルダーレジスト被膜の形成方法にあっては、上述したカ
ーテン塗装によって液状フォトソルダーレジストをバイ
アホール部に塗布しても、図４に示したように、穴部分
での塗膜の厚みの均一性が損なわれていまい、液状フォ
トソルダーレジストを乾燥させてフォトソルダーレジス
ト被膜を形成したとしても、バイアホール部にフォトソ
ルダーレジスト材が完全には充填されないことになるの
である。

【０００７】特に重要なことは、図４〜図７に示した従
来のプリント配線板においては、その導体回路と、これ
らの間に形成したソルダーレジスト被膜の高さが大きく
異なるため、このプリント配線板上に、例えば高密度化
されてピン数の非常に多くなった微小電子部品を搭載し
た場合に、その各導体回路に対する接合を良好に行えな
くなるのである。すなわち、図６のようにソルダーレジ
ストの高さが導体回路より高いと、チップ部分がうまく
実装できない。また、逆に図７のようにソルダーレジス
トの高さが低いと半田付け不良が発生するのである。

【０００８】このような従来の方法における不具合や必
要性を解決すべく、本発明の発明者等が鋭意研究してき
た結果、プリント配線板に液状フォトソルダーレジスト
をスクリーン印刷法により、途中乾燥することなく少な
くとも２回塗布した後に乾燥してから露光し、次いで前
記フォトソルダーレジストを現像した後に硬化させるこ
とにより、プリント配線板上の導体回路におけるフォト
ソルダーレジストの被膜不良、及びバイアホール部にお
けるフォトソルダーレジストの充填不完全を回避するこ
とができるとともに、ソルダーレジスト被膜の高さを各
導体回路の高さとほぼ同一に形成することができること
を新規に知見し、本発明を完成したのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の経緯
に基いてなされたもので、その解決しようとする課題
は、従来のソルダーレジスト被膜を形成したプリント配
線板における表面の極端な凹凸である。

【００１０】そして、本発明の目的とするところは、プ
リント配線板における表面の極端な凹凸をなくして、微
小電子部品（チップ部品とよばれる）の接合を良好に行
うことのできるプリント配線板を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明の採った手段は、実施例において使用する
符号を付して説明すると、「表面の導体回路１１等をソ
ルダーレジスト被膜１２によって覆ったプリント配線板
において、導体回路１１間に配されるこのソルダーレジ
スト被膜１２の高さを、各導体回路１１の高さとほぼ同
一にしたことを特徴とするプリント配線板」である。

【００１２】本発明のプリント配線板で使用される液状
フォトソルダーレジストとしては、オルソクレゾールノ
ボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポ
キシ樹脂、及びハロゲン化フェノールノボラック型エポ
キシ樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種のノボ
ラック型エポキシ樹脂と、アクリル酸もしくはメタクリ
ル酸とを、酸当量／エポキシ当量比が０．１〜０．９８
の範囲で付加反応させて得られる不飽和化合物の２級水
酸基に、イソシアネートエチルメタフリクレートを、イ
ソシアネート当量／水酸基当量比が０．１〜１．２の範
囲で反応させて得られる光重合不飽和化合物からなる液
状フォトソルダーレジストが好ましい。その理由として
は、光重合基と熱重合基を共に有しているため、半田付
け時の耐熱性に優れたものが得られるからである。さら
には、２級水酸基がイソシアネートエチルメタクリレー
トと反応させてあるため、１，１，１−トリクロルエタ
ン等の難燃性現像液により現像できるため、安全上好ま
しいからである。

【００１３】さらに、本発明のプリント配線板で使用さ
れる液状フォトソルダーレジストには、熱硬化性を促進
するための硬化剤が含有されていることが好ましい。本
発明のプリント配線板で使用される液状フォトソルダー
レジストに含有される硬化剤としては、ジシアンジアミ
ド類、イミダゾール類等が使用できる。また、本発明の
プリント配線板で使用される液状フォトソルダーレジス
トには、粘度調整に有機溶剤が使用できる。さらには、
感光性モノマー、増感剤、充填剤、消泡剤、難燃剤、顔
料等を含有させることができる。

【００１４】本発明のプリント配線板で使用できるスク
リーン印刷機としては、通常のものが使用できる。スク
リーンメッシュとしては、＃７０〜＃３００が好まし
く、材質はシルク、テトロン、ステンレスが使用でき
る。また、スキージとしては、硬度５０〜８０のウレタ
ンゴムが耐溶剤性の点からも好ましい。スキージ移動速
度やスキージ圧力は、フォトソルダーレジスト組成や印
刷の他の条件にて適宜設定されるものである。また、液
状フォトソルダーレジストの不必要な使用を避けるた
め、基板の外周部分及び部品実装用スルーホール部分に
対応するスクリーンの位置には、予め製版を行って乳剤
によるマスキングがされていることが好ましい。液状フ
ォトソルダーレジストの塗布は、途中乾燥することなく
少なくとも２回以上行うことが好ましい。つまり、塗布
間隔は、その時間を長くすると塗膜が乾燥して流動性を
失うため、連続して行うことが必要なのである。

【００１５】また、前記した組成の液状フォトソルダー
レジストを使用する場合には、乾燥条件としては７０〜
９０℃の範囲で１５〜４０分間行うことが好ましい。同
様に、露光は高圧水銀ランプ等の３００〜４００ｎｍの
紫外光線の量の多いものが好ましく、例えば超高圧水銀
ランプ、出力４ＫＷのものでは通常３０〜１２０秒照射
することにより、光硬化させることができる。現像液と
しては、難燃性を有した１，１，１−トリクロルエタン
及び変性トリクロルエタンが使用できる。硬化条件とし
ては、硬化剤の種類によって異なるが１３０〜１８０℃
で３０〜６０分間行うことが一般に好ましい。

【発明の作用】以上のように構成した本発明に係るプリ
ント配線板においては、ソルダーレジスト被膜１２の高
さを、各導体回路１１の高さとほぼ同一にしたので、こ
のプリント配線板上に、例えばチップ抵抗器やチップコ
ンデンサ等のプリント配線板との接合面が平坦な高密度
化されてピン数の非常に多くなった微小電子部品を搭載
した場合に、その各導体回路１１に対する接合を良好に
行えるのである。つまり、図６に示した従来のプリント
配線板のように、ソルダーレジストの高さが導体回路よ
り高いと、チップ部分がうまく実装できないのである
が、本発明のプリント配線板においては、チップ部品の
各端子がソルダーレジストに邪魔されることなく各導体
回路１１に直接接触するのである。また、逆に図７に示
した従来のプリント配線板のように、ソルダーレジスト
の高さが低いと半田付け不良、つまり半田ブリッジが発
生し易いのであるが、本発明のプリント配線板において
は、各導体回路１１間がソルダーレジスト被膜１２によ
って完全にうめられているから、半田ブリッジは発生し
ないのである。

【００１６】また、本発明に係るプリント配線板におい
ては、ソルダーレジスト被膜１２の高さを各導体回路１
１の高さとほぼ同一にしたから、図１及び図３に示した
如く、各導体回路１１間のソルダーレジスト被膜１２
と、各導体回路１１ソルダーレジスト被膜１２との連続
性が確保されているのである。従って、各導体回路１１
の上側隅角部において、ソルダーレジスト被膜１２の十
分な厚みが確保されて、このソルダーレジスト被膜１２
による各導体回路１１の保護が確実なものとなっている
のである。

【００１７】なお、以上のような作用が得られるのは、
ソルダーレジスト被膜１２を前述したように形成したか
らである。すなわち、本発明に係るプリント配線板にお
いては、そのソルダーレジスト被膜１２を、スクリーン
印刷法を使用することにより、従来のカーテン塗装法で
は使用できなかった粘度の高いフォトソルダーレジスト
組成物を使用して形成したからである。さらに、一般に
行われるスクリーン印刷の１回刷りや、フォトソルダー
レジスト乾燥後に再度印刷する方法とちがって、途中乾
燥することなくフォトソルダーレジストを少なくとも２
回、スクリーン印刷法により塗布した後に乾燥すること
により、印刷・塗布されたフォトソルダーレジストが適
度な流動性をもった状態でさらに印刷・塗布される為、
導体回路１１の隅角部やバイアホール内へ充分量のフォ
トソルダーレジストが供給されたからである。同時に、
導体回路１１上には過剰量のフォトソルダーレジストが
溜ることはなく、導体回路１１やバイアホールによる凹
凸のない表面が平滑なフォトソルダーレジスト被膜１２
付プリント配線板とすることができる。加えて、フォト
ソルダーレジスト組成や印刷等の条件を適宜設定するこ
とにより、フォトソルダーレジスト被膜１２の厚みを自
在に調整することができるのである。

【００１８】

【実施例】次に、本発明に係るソルダーレジスト被膜１
２を形成したプリント配線板について、そのソルダーレ
ジスト被膜１２の形成方法を中心にして、各実施例につ
いて説明する。

【００１９】・実施例１ ａ．本実施例に用いた液状フォトソルダーレジストの主
な組成 感光性エポキシ樹脂１４８部 （不揮発分８０部） 微粒状シリカ３５部 三酸化アンチモン３部 ベンゾフェノン２．７部 ミヒラーケトン０．３部 これらの混合物に酢酸セロソルブを溶剤として加えた。
上記の液状フォトソルダーレジストをさらにカルビトー
ルアセテートにて希釈して粘度を３００ｐｓにした。次
いで、以下の条件にてスクリーン印刷法による塗布を行
った。 ｂ．スクリーン印刷法の塗布条件 スクリーン １００メッシュ テトロン材製 スキージ ７０度 ウレタン材製 上記の条件にてプリント配線板上に粘度を調整した液状
フォトソルダーレジストを連続して、すなわち途中乾燥
させることなく、２回塗布を行った。次いで、８０℃に
て２０分間乾燥を行って表面をタックフリーにした。裏
面も同様に塗布、乾燥を行った。

【００２０】次に、オーク製２０１Ｂ露光機（４ＫＷ超
高圧水銀）を使用してフォトマスクによる露光を行っ
た。この時の露光量は、６００ｍｊ／ｃｍ²であった。
露光の終ったプリント配線板を１８℃の１，１，１−ト
リクロルエタンにて２ｋｇ／ｃｍ²のスプレー現像を１
分間行って、不要部分のフォトソルダーレジストを除去
した。最後に、１５０℃にて６０分間乾燥を行うことに
より、高さが各導体回路１１の高さとほぼ同一となった
フォトソルダーレジスト被膜１２が形成され、本発明に
係るプリント配線板が完成された。 ・実施例２ 上記実施例１のａ．による液状フォトソルダーレジスト
をカルビトールアセテートにて稀釈して粘度を２００Ｐ
Ｓにした。次いで、以下の条件にてスクリーン印刷法に
よる塗布を行った。 ｃ．スクリーン印刷法の塗布条件 スクリーン ２００メッシュ ステンレス材製 スキージ ６０度 ウレタン材製 上記の条件にてプリント配線板上に粘度を調整した液状
フォトソルダーレジストを連続して、すなわち途中にお
いて乾燥させることなく、３回塗布を行った。次いで、
８０℃にて２０分間乾燥を行って表面をタックフリーに
した。裏面も同様に塗布、乾燥を行った。次に、ポリビ
ニールアルコール（平均重合度１７００、けん化度８
６．５〜８９ｍｏｌ％）の５％水溶液に前記プリント配
線板を浸漬し、引き上げた後４０℃の温風で６０分間乾
燥してポリビニールアルコールの薄い被膜を形成した。
次に、オーク製２０１Ｂ露光機（４ｋｗ超高圧水銀）を
使用してフォトマスクによる露光を行った。この時の露
光量は、３００ｍｊ／ｃｍ²あった。露光の終ったプリ
ント配線板を５０℃の温水にて２分間水洗いして、表面
のポリビニールアルコールの被膜を除去し、温風にて乾
燥し水分の除去を行った。乾燥が終ったプリント配線板
を１８℃の１，１，１ートリクロルエタンにて２ｋｇ／
ｃｍ²のスプレー現像を１分間行って不要部分のフォト
ソルダーレジストを除去した。最後に、１５０℃にて６
０分間乾燥を行うことにより、高さが各導体回路１１の
高さとほぼ同一となったフォトソルダーレジスト被膜１
２が形成され、本発明に係るプリント配線板が完成され
た。

【００２１】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明においては、
上記実施例にて例示した如く、「表面の導体回路１１等
をソルダーレジスト被膜１２によって覆ったプリント配
線板において、導体回路１１間に配されるこのソルダー
レジスト被膜１２の高さを、各導体回路１１の高さとほ
ぼ同一にしたこと」にその構成上の特徴があり、これに
より、図１及び図３に示した如く、プリント配線板にお
ける表面の極端な凹凸をなくして、微小電子部品（チッ
プ部品とよばれる）の接合を良好に行うことのできるプ
リント配線板を提供することができるのである。

【００２２】また、本発明に係るプリント配線板によれ
ば、図１及び図３に示した如く、各導体回路１１の上側
隅角部におけるソルダーレジスト被膜１２の十分な厚み
が確保されているので、各導体回路１１間のソルダーレ
ジスト被膜１２と、各導体回路１１ソルダーレジスト被
膜１２との連続性を確保することができ、さらに、この
ソルダーレジスト被膜１２による各導体回路１１の保護
を確実なものとすることができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプリント配線板の部分拡大断面図
である。

【図２】本発明に係る別のプリント配線板の部分拡大断
面図である。

【図３】図２のＩ部分の部分拡大断面図である。

【図４】従来の方法により形成したソルダーレジスト被
膜を有するプリント配線板の部分拡大断面図である。

【図５】図４におけるＩＩ部分の部分拡大断面図であ
る。

【図６】図４におけるＩＩＩ部分の部分拡大断面図であ
る。

【図７】図４におけるＩＶ部分の部分拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 基材 １１ 導体回路 １２ ソルダーレジスト被膜 １３ バイアホール １４ 部品実装用スルーホール ２２ フォトソルダーレジスト ２５ 導体回路の角部 ２６ 導体回路の隅角部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面の導体回路等をソルダーレジスト被
   膜によって覆ったプリント配線板において、 前記導体回路間に配されるこのソルダーレジスト被膜の
   高さを、前記各導体回路の高さとほぼ同一にしたことを
   特徴とするプリント配線板。