JPH05299793A

JPH05299793A - プリント配線板

Info

Publication number: JPH05299793A
Application number: JP12559692A
Authority: JP
Inventors: Masami Ishii; 正美石井; Yoshikuni Taniguchi; 芳邦谷口
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 1993-11-12

Abstract

(57)【要約】【構成】ソルダーレジスト25、25Ａ、45、45Ａが、熱で
変色する材料または特定波長光で特定色に発光する材料
からなっているプリント配線板21、41。【効果】実装後の部品検査に必要な認識用マーク機能を
ソルダーレジストに持たせる事ができ、認識用マーク機
能又はエリアを高精度に形成することが可能であり、高
密度用の実装部品の部品検査を高精度に（エラーなし
に）達成できる。また、認識用マーク形成工程が不要と
なり、工程の簡略化が可能となり、コストダウンを図れ
る。そして、通常なソルダーレジストの下地が見え、そ
の検査等も、可能となる。

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、特に電子部品実装後の実装状態の識別機能を有する
プリント配線板に関するものである。

【０００２】

【従来技術】一般に、半導体ＩＣチップ等の電子部品の
種類、取付け位置、部品毎の参照ナンバー、はんだ付け
方向、ＩＤマークを基板上に記すためと、部品の実装状
態をチェックするためと、はんだブリッジ等を防ぐため
に、シルクと称される認識マークをプリント配線板に設
けている。

【０００３】こうした認識マークの形成方法としては、
紫外線硬化、熱硬化のタイプを問わず、これまでは印刷
法が主流であった。ところが、最近、表面実装の高密度
化、チップ部品の小型化が進み、部品の実装状態をチェ
ックするための認識マークを高精度に形成する必要が生
じてきた。印刷法による形成は、その精度が±150 〜±
200 μｍであって非常に悪く、上記のものには対応がと
れなくなってきている。これについて以下に詳述する。

【０００４】例えば、図10〜図12に示すように、チップ
部品10下におけるプリント配線板１上のチップ部品実装
用ランド11ａ及び11ｂ間に検査用の認識マーク（シル
ク）12を施し、このマーク12に対するチップ部品のずれ
から、その実装位置精度を検査するようにしている。な
お、マーク12は、ランド11ａ及び11ｂ以外の領域に被着
されたソルダーレジスト層15上に形成されている。

【０００５】この場合、図12に明示するように、絶縁基
板13上に、導体層をパターニングして配線パターン14を
形成し、その後、配線パターン14の各端部に形成された
ランド11ａ及び11ｂを除いた部分にソルダーレジスト15
を形成している。

【０００６】そして、上記のランド11ａ及び11ｂの近傍
（正確には、チップ部品10が実装されるランド11ａ及び
11ｂ間）におけるソルダーレジスト15上に、マーク12を
例えばスクリーン印刷等により形成するようにしてい
る。

【０００７】検査に際しては、実装後のチップ部品10の
位置と、マーク12の位置とを目視あるいはＣＣＤカメラ
を用いた画像処理にて認識し、チップ部品10とマーク12
の相対的位置関係からチップ部品10の実装精度を検査す
る。

【０００８】しかしながら、従来のプリント配線板にお
いては、認識マーク12をソルダーレジスト15上において
印刷により形成しているため、マーク12の位置精度が悪
く、近年の高密度化の進んだ配線板では適用できないと
いう不都合があった。即ち、マーク12の形成における印
刷精度がランド11ａ及び11ｂに対して十分な精度でない
からである。

【０００９】即ち、スクリーン印刷における印刷精度は
±150 〜±200 μｍであり、例えばランド11ａ及び11ｂ
間の間隔ｄが 150μｍ程度と非常に小さい小型チップを
実装する場合、図13に示すように、マーク12が例えば一
方のランド11ａ側に偏って形成されてしまい、実装精度
の検査を正確に行えないという問題が生じる。

【００１０】従って、認識マーク12をソルダーレジスト
15上に印刷している現状では、上記した理由からその印
刷工程が面倒であり、高精度が要求される。しかし、印
刷の精度が悪いため、マーク12を用いている限り、チッ
プ部品10の実装密度を上げてもほとんどが検査工程にて
不良となってしまい、プリント配線板の高密度化を図る
ことはできない。

【００１１】他方、ソルダーレジスト15については従
来、その下方にある基板13の色の影響を受けて（即ち、
下地の色やパターンが透けて見え）、実装部品とのコン
トラストが不安定であるから、その実装状態を把握し難
く、チェック作業を行いずらい。

【００１２】

【発明の目的】本発明の目的は、高精度にして、簡単か
つ安価に認識機能を付与できると共に、高密度に実装さ
れた部品の検査を容易に行うことができるプリント配線
板を提供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、回路状態をよく認識
でき、部品とのコントラストが良好であってその検査を
正確にできるプリント配線板を提供することにある。

【００１４】

【発明の構成】即ち、本発明は、基板上に所定の回路パ
ターンに導電層が設けられ、この導電層に対する電子部
品接続領域を除いてソルダーレジスト層が被着されてい
るプリント配線板において、前記ソルダーレジスト層が
熱によって変色する材料からなっていることを特徴とす
るプリント配線板に係るものである。

【００１５】また、本発明は、基板上に所定の回路パタ
ーンに導電層が設けられ、この導電層に対する電子部品
接続領域を除いてソルダーレジスト層が被着されている
プリント配線板において、前記ソルダーレジスト層が、
可視光を実質的に透過させかつ可視光以外の波長光の照
射下で特定色に発光する材料からなっていることを特徴
とするプリント配線板も提供するものである。

【００１６】更に、本発明は、基板上に所定の回路パタ
ーンに導電層が設けられ、この導電層に対する電子部品
接続領域を除いてソルダーレジスト層が被着され、前記
電子部品接続領域に電子部品がはんだ付けされているプ
リント配線板において、前記ソルダーレジスト層が上記
した熱的に変色する材料、又は特定波長光に対し透過性
又は発光性のある上記の材料からなっていることを特徴
とするプリント配線板も提供するものである。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００１８】図１〜図７は、本発明の第１の実施例を示
すものである。本実施例によるプリント配線板21におい
ては、絶縁基板13上に、導体層をパターニングして配線
パターン14を形成している点は従来技術と同様である
が、根本的に異なることは、配線パターン14の各端部に
形成されたランド11ａ及び11ｂを除いた部分に形成され
たソルダーレジスト25が、本発明に基いて熱（特に後述
のはんだリフロー温度）によって変色する材料からなっ
ていることである。

【００１９】そして、ランド11ａ−11ｂ間に存在するソ
ルダーレジスト部分25Ａは、既述した認識マーク（シル
ク）と同等の作用をなすものである。従って、従来技術
のようにソルダーレジスト15上にマーク12をスクリーン
印刷すること（図10〜図13参照）を要しない。

【００２０】本実施例のソルダーレジスト25は25Ａの部
分も含めて、感光性レジスト材に、下記に例示する示温
特性（熱により変色する特性）のある示温顔料を含有せ
しめた材料からなっている。

【００２１】使用可能な示温顔料（無機系、金属錯塩
系：下記のものはいずれも大日精化社製）：

【００２２】そして、使用する示温顔料は、実装時のは
んだリフロー温度よりも低い温度で変色すると共に、プ
リント配線板製造工程での熱履歴温度よりも高い温度で
変色することが望ましい。

【００２３】即ち、後述するように、はんだリフロー温
度よりも低温で変色することにより、実装後の部品の検
査が可能となり、かつその作業を高精度にして容易に行
うことができる。また、プリント配線板製造工程での熱
履歴温度よりも高温で変色することにより、同温度以下
では変色しないために、製造工程中にソルダーレジスト
下のパターン等を識別でき、有利である。

【００２４】本実施例のソルダーレジスト25は変色前は
通常、緑色を呈していて下地のパターンを容易に識別で
きるが、変色後は上記したように例えば示温顔料が灰黒
色に変化するものでは、灰黒っぽい緑色を呈することに
なる。この色も含め、上記の各示温顔料の変色後のレジ
ストの色はいずれも、部品とのコントラストは良好であ
る。

【００２５】次に、ソルダーレジスト25の特長をプリン
ト配線板上への部品の実装プロセスによって更に詳細に
説明する。

【００２６】図３は、常法に従って、基板13上に回路パ
ターンに導電層（例えば銅層）14を形成した状態を示
し、部品実装用ランド11ａ、11ｂを対向させている。

【００２７】次に、図１及び図２に示した如くにソルダ
ーレジスト25を形成する。この場合、レジスト材料は次
のようにして調製する。まず、市販の液状フォトソルダ
ーレジストインキ（太陽インキ社製のＰＳＲ−4000、又
はタムラ化研製のＤＳＲ−2200）に上記した品番の示温
顔料をインキ 100重量部に対し３〜20重量部添加し、三
本ロールで２〜３回練ってインキ化し、対応するインキ
を作製する。

【００２８】使用可能な液状フォトソルダーレジストイ
ンキ組成は２液性（主剤、硬化剤）であって、主剤は例
えば変性エポキシ樹脂にフタロシアニングリーン等を添
加したもの、硬化剤は例えばエポキシ系であってよい。
そして、主剤：硬化剤は 100：40（重量比）又は 100：
100 （重量比）であってよい。

【００２９】こうしたレジストインキに添加する示温顔
料はインキ 100重量部に対し３重量部未満では変色によ
る効果は乏しく、また20重量部を超えると変色後にレジ
ストの本来の緑色が消失し、プリント配線板が見づらく
なり易い。また、示温顔料は、その変色温度が高めであ
る（品番ＰＩ−200 やＰＩ−220 ）のがよく、また変色
後の色は灰黒の場合はレジストの外観が良好となる。

【００３０】上記のように調製された感光性ソルダーレ
ジストをスクリーン印刷、ロールコート、カーテンコー
ト、静電塗装等により基板13上に塗布する。このときの
印刷条件としては、スクリーン印刷の場合は 100〜150
メッシュのスクリーンを用いてよく、またベタ印刷を行
う。

【００３１】次に、ベタ印刷されたソルダーレジストを
80〜90℃で20〜30分間、乾燥（セミキュア）し、膜厚10
〜20μｍのレジストとする。

【００３２】次に、露光マスクを用いて、高圧水銀ラン
プ（５〜７KW）により 300〜600 mJ／cm²のエネルギー
でソルダーレジストを所定パターンに露光する。

【００３３】次に、１〜３％のNa₂CO₃水溶液（液温40〜
50℃）で10〜30秒間、レジストを現像し、不要部分を除
去して、図１〜図２に示したパターンのソルダーレジス
トを形成する。

【００３４】次に、このソルダーレジストを 150℃で30
〜40分間ポストキュアして、図１〜図２に示したソルダ
ーレジスト25とする。

【００３５】次に、図４〜図６に示したように、所定の
チップ部品10をランド11ａ、11ｂ上に表面実装する。こ
の際、予めランド11ａ、11ｂ上に予備はんだ又はクリー
ムはんだ（図示せず）を印刷しておき、部品10をセット
後にリフロー炉に入れ、はんだリフローにより部品10を
接続（マウント）する。

【００３６】このはんだリフロー時に、ピーク温度が 2
30〜250 ℃のリフロー温度とすることにより、上記した
ソルダーレジスト25中の示温顔料が変色する。図４及び
図５には、その変色状態を斜線領域で示している。

【００３７】こうして、はんだリフローによってソルダ
ーレジスト25は斜線で示す例えば灰黒っぽい緑色を呈し
たものに変色する。この変色はランド11ａ−11ｂ間も含
め、ソルダーレジスト全域で生じる。

【００３８】ソルダーレジスト25（25Ａも）が例えば灰
黒っぽい緑色に変色したことにより、ソルダーレジスト
自体が隠蔽力の強い濃色（但し、緑色は保持されてい
る。）となる。従って、図５及び図６に示すように、Ｃ
ＣＤカメラ30によって領域Ａ、Ｂを撮像し、これらのエ
リアをモニターしながら部品10とレジスト25Ａとの区別
を画像上で認識する。

【００３９】これによって、モニター画像においては領
域Ａ、Ｂでのレジスト色は部品の色に対し十分なコント
ラストで明確に区別することができる。この場合、ソル
ダーレジスト25自体によって部品の実装状態をチェック
できるため、次の (1)〜(2)のように従来にはない顕著
な利点が得られる。

【００４０】(1) 実装後の部品検査に必要な認識用マー
ク機能をソルダーレジストに持たせているため、ソルダ
ーレジストを印刷等で形成しさえすればよく、従来のマ
ークのようなマーク自体の印刷は不要となる。従って、
部品検査に必要なエリアをレジストによって確実に確保
でき、認識用マーク機能又はエリアを高精度に形成する
ことが可能であり、高密度用実装部品の部品検査を高精
度に（エラーなしに）達成できる。

【００４１】(2) 認識用マーク機能をソルダーレジスト
に持たせているため、認識用マーク形成工程が不要とな
り、工程の簡略化が可能となり、コストダウンを図れ
る。

【００４２】本実施例によれば、更に、液状フォトレジ
ストインキは緑色であり、示温顔料を添加しても、でき
上がった色については、プリント配線板製造工程中での
目視検査等に何ら支障をきたさない。つまり、同工程中
の熱履歴温度では変色しないので、レジスト下の例えば
配線パターン等はレジストを通して認識できる。そし
て、部品実装後に変色するため、外観等の問題は何ら生
じない。

【００４３】また、市販の液状フォトレジストインキを
用いているため、電気特性及び基本物性に問題がない。

【００４４】なお、マーク機能としてシルクが必要な場
合、はんだブリッジ防止用として必要な場合は、前記の
プリント配線板の製造工程の露光工程後に従来と同じ方
法でシルク形成を行えば良い。

【００４５】その変色によって、従来一般に使用されて
いるシルクは白色、黄色であって色としても隠蔽力の強
い濃色のものを使用している。既述したようなマーク、
はんだブリッジ防止用を除いて、実装状態チェック用で
あれば、チップ部品の認識可能な色であれば良いわけで
あり、この意味ではソルダーレジストでも一見可能では
ある。

【００４６】しかしながら、一般にソルダーレジストは
緑色である（濃色ではない）ため、部品とのコントラス
トが出せず、認識用としては不可能である。仮に、ソル
ダーレジストを濃色とした場合は、上述した露光工程に
おいて露光光がレジスト中に入射しなくなり、パターニ
ング自体が不可能となってしまう。

【００４７】これに対し、本実施例によれば、これまで
は認識用としては使用不可能であったソルダーレジスト
に示温顔料を添加し、その変色によって認識用マーク機
能をソルダーレジストに付与し、かつ変色前は通常のレ
ジストとして取扱いを可能にしたものであり、画期的な
技術である。

【００４８】なお、本実施例によるプリント配線板21は
多層印刷配線板にも使用可能である。

【００４９】図７〜図９は、本発明の第２の実施例を示
すものである。この実施例では、上述した実施例と比べ
て、ソルダーレジスト45として、通常のレジスト材料に
蛍光物質を所定量添加したものを使用している。

【００５０】添加可能な蛍光物質（蛍光性顔料）として
は、次のものが例示される（いずれも日本触媒化学社
製）。品番蛍光色（但し、紫外線照射下）ＦＰ−3000ＧイエローＦＰ−1007 グリーンＦＰ−1025 グリーン

【００５１】ソルダーレジスト45を形成する際に用いる
液状フォトソルダーレジストインキは、上述した実施例
で述べたと同じＰＳＲ−4000（太陽インキ社製）やＤＳ
Ｒ−2200（タムラ化研製）を使用してよく、これに上記
の蛍光物質をインキ 100重量部当り１〜４重量部添加
し、三本ロールで２〜３回練ってインキ化する。この量
が１重量部未満では後述の蛍光色が弱くなり、また４重
量部を超えるとレジスト本来の緑色が劣化し易くなる。

【００５２】そして、このようにして調製されたソルダ
ーレジストインキを上述した実施例と同様に、プリント
配線板の製造工程においてスクリーン印刷で塗布し、乾
燥、露光、現像、ポストキュアの各処理を経てソルダー
レジスト45を形成する。このソルダーレジスト45のパタ
ーンは、図１に示したものと同じであってよい。

【００５３】こうして形成されたソルダーレジスト45
は、上記の蛍光物質を含有しているが、この蛍光物質は
特に紫外線の照射下で上記したイエローやグリーンの蛍
光を発生する性質がある。従って、ソルダーレジスト45
は、通常の可視光は実質的に透過させるが、可視光以外
の波長光（特に紫外線）によって特定色に発光する。

【００５４】この結果、ソルダーレジスト45は、通常の
目視レベルでは通常のソルダーレジスト（蛍光物質を含
有しないもの）と殆んど変わらないが、図７に示すよう
に、紫外線70の照射下でプリント配線板51を見ると、ソ
ルダーレジスト45及び45Ａは紫外線によって特定色の蛍
光71を発することになる。この蛍光71はイエロー等のか
なり強い光である。これに対し、部品10に入射した紫外
線70の反射光72は光量が少なく、かなり弱いものであ
る。

【００５５】部品の実装状態の検査に際しては、図８に
示したように、ＣＣＤカメラ30により領域Ａ、Ｂ（図５
参照）を撮像し、この画像をモニターテレビ74でモニタ
ーしながら検査を行う作業は、既述した実施例でも同様
である。そして、ＣＣＤカメラ30の周囲には紫外線ラン
プ75（例えば５〜７KW、 300〜600 mJ／cm²の高圧水銀
ランプ）を環状に配し、紫外線を照射しながら部品検査
を行う。

【００５６】従って、この紫外線ランプ付きの検査機を
用いて部品検査を行う際、上記したように紫外線照射下
ではソルダーレジスト45が蛍光71によって明るく発光
し、部品10の反射光72は弱いため、ソルダーレジスト45
と部品10とのコントラスト（例えば明度差）が十分とな
り、画像上で部品10の状態がよく認識できることにな
る。即ち、実装用ランド11ａ、11ｂ上にはんだ付けされ
たチップ部品10が正規の位置にマウントされているか否
か、位置ずれやまがり、はんだブリッジの有無等を正確
に把握できる。

【００５７】このように、ソルダーレジスト45自体に認
識用マーク機能をもたせることができるため、既述した
実施例と同様に高密度部品の実装状態を高精度にチェッ
クできることになる。また、マーク機能としてのシルク
やはんだブリッジ防止用のシルクが必要である場合、ソ
ルダーレジスト作製時の露光工程後に常法に従ってシル
クを形成することができる。

【００５８】また、本実施例のソルダーレジスト45は、
図９に示すように可視光76下では通常のソルダーレジス
トと同様の色（緑色）を呈し、下地の例えば銅パターン
14等をレジストを通して見ることができる。従って、上
記以外のプリント配線板の検査や修理が容易となり、例
えば導電回路を形成する配線パターンが断線していない
かどうか、配線パターン間がそのパターニング不良によ
り短絡等を生じていないかどうか等をソルダーレジスト
45を通して容易に認識することができる。

【００５９】なお、従来一般に使用されているソルダー
レジストの場合、下地のパターンを見ることはできる
が、部品の実装状態の検査においては下地の色が見える
ためにこの影響を受けて部品とのコントラストが安定せ
ず、部品の状態を把握し難い。

【００６０】本実施例のソルダーレジスト45は、下地の
パターン等を容易に見ることができるだけでなく、部品
の実装状態も良好に認識できるものであり、従来のソル
ダーレジストに比べて実用価値が非常に大きい。

【００６１】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基いて更に変形が可能
である。

【００６２】例えば、上述の示温顔料含有のソルダーレ
ジストははんだリフロー時の熱で変色する以外にも他の
加熱工程で変色することも可能であり、また上述の蛍光
物質含有のソルダーレジストも紫外線以外の波長光（可
視光以外）で蛍光を発するようにしてもよい。この意味
でも示温顔料や蛍光物質の種類等は適宜選択することが
できる。

【００６３】また、上述の蛍光物質以外にも、所定の波
長光によって発光する物質をソルダーレジストに含有さ
せてもよい。

【００６４】その他、上述のプリント配線板の構成部分
の材質や形状等、実装部品等は様々であってよい。ま
た、上述のソルダーレジストの変色や発光をプリント配
線板の他の箇所でのチェックに用いることもできる。

【００６５】

【発明の作用効果】本発明は上述した如く、ソルダーレ
ジストが、熱で変色する材料からなっているので、その
変色によって電子部品の実装状態等を容易に認識でき、
実装後の部品検査に必要な認識用マーク機能をソルダー
レジストに持たせることができる。従って、ソルダーレ
ジストを印刷等で形成しさえすればよく、従来のマーク
のようなマーク自体の印刷は不要となる。従って、部品
検査に必要なエリアをレジストによって確実に確保で
き、認識用マーク機能又はエリアを高精度に形成するこ
とが可能であり、高密度用実装部品の部品検査を高精度
に（エラーなしに）達成できる。

【００６６】また、認識用マーク機能をソルダーレジス
トに持たせているため、認識用マーク形成工程が不要と
なり、工程の簡略化が可能となり、コストダウンを図れ
る。

【００６７】本発明ではまた、ソルダーレジストに蛍光
物質等を含有させ、可視光以外の波長光で特定色に発光
するようにしているので、上記したと同様の効果が得ら
れると共に、通常の状態ではソルダーレジストの下地が
見え、そのチェックも可能となる（これは示温顔料使用
の場合も同様）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるプリント配線板の要部平
面図である。

【図２】同プリント配線板の図１のII−II線断面図であ
る。

【図３】同プリント配線板の製造工程で導電回路を形成
した状態の要部平面図である。

【図４】同プリント配線板に電子部品をはんだ付けした
ときにソルダーレジストが変色した状態を示す要部平面
図である。

【図５】同プリント配線板上にマウントされた電子部品
の実装状態を検査する際の検査エリアを示す要部平面図
である。

【図６】同検査時の図５のVI−VI線に対応する断面図で
ある。

【図７】本発明の他の実施例によるプリント配線板にお
いて紫外線照射時の状況を説明するための要部断面図で
ある。

【図８】同プリント配線板上への紫外線照射下で部品の
実装状態を検査する際の要部断面図である。

【図９】同プリント配線板を可視光下で観察するときの
要部断面図である。

【図10】従来のプリント配線板上に電子部品をマウント
した状態の要部斜視図である。

【図11】同プリント配線板の要部平面図である。

【図12】同プリント配線板の図11のＸII−ＸII線断面図
である。

【図13】同プリント配線板上のシルク（認識マーク）が
位置ずれした状態の要部平面図である。

【符号の説明】

１、21、51・・・プリント配線板 10・・・電子（チップ）部品 11ａ、11ｂ・・・部品実装用ランド 12・・・認識マーク（シルク） 14・・・配線パターン 15、25、45・・・ソルダーレジスト 25Ａ、45Ａ・・・ソルダーレジスト部分 30・・・ＣＣＤカメラ 70・・・紫外線 71・・・蛍光 74・・・モニターテレビ 75・・・紫外線ランプ 76・・・可視光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に所定の回路パターンに導電層が
設けられ、この導電層に対する電子部品接続領域を除い
てソルダーレジスト層が被着されているプリント配線板
において、前記ソルダーレジスト層が熱によって変色す
る材料からなっていることを特徴とするプリント配線
板。
【請求項２】基板上に所定の回路パターンに導電層が
設けられ、この導電層に対する電子部品接続領域を除い
てソルダーレジスト層が被着されているプリント配線板
において、前記ソルダーレジスト層が、可視光を実質的
に透過させかつ可視光以外の波長光の照射下で特定色に
発光する材料からなっていることを特徴とするプリント
配線板。
【請求項３】基板上に所定の回路パターンに導電層が
設けられ、この導電層に対する電子部品接続領域を除い
てソルダーレジスト層が被着され、前記電子部品接続領
域に電子部品がはんだ付けされているプリント配線板に
おいて、前記ソルダーレジスト層が請求項１又は２に記
載した材料からなっていることを特徴とするプリント配
線板。