JPH07273433A - プリント配線板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】フロー半田付けにより部品を実装する際に、半
田と接触するソルダーレジストの表面に皮膜（保護皮
膜）をムラなく均一に形成することを目的とする。 【構成】ソルダーレジスト６の表面に粗さ０．１〜３．
０μｍの粗化面を形成し、その粗化面にフラックスとほ
ぼ同じ成分からなる保護皮膜７を形成した。又、ソルダ
ーレジスト６の表面の粗化処理を、絶縁基板２上への導
体回路３及び導体回路３を覆うソルダーレジスト６の形
成後、保護皮膜７を形成する前に行うようにした。

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及びその
製造方法に係り、詳しくは、フロー半田付けにより部品
を実装する際に、導体回路の一部を保護するとともに、
ソルダーレジストの表面にフラックスを良好に塗布する
ための皮膜を備えたプリント配線板及びその製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリント配線板においては導体
回路を形成した後に、部品を実装する部分等を除いて表
面上に耐熱性被覆材料としてのソルダーレジストを塗布
するようにしている。このソルダーレジストは導体間の
絶縁抵抗と絶縁耐圧を向上したり、半田付けの際に半田
をはじいて必要以外の部分に付着しないようにする役割
を有している。

【０００３】又、一般にプリント配線板の製造業者と、
部品を実装する業者とは異なるので、プリント配線板の
製造から部品実装までの時間が長い。従って、ソルダー
レジストで被覆されていない導体回路が酸化を受けやす
く、それを防止するために保護皮膜をプリント配線板全
面に形成している。保護皮膜は半田付けに悪影響を及ぼ
さないように、フラックスと同じ成分からなる。

【０００４】又、保護皮膜を形成することによって、前
記ソルダーレジストの半田はじき性が十分でなくても、
フロー半田付けにより部品を実装する際に、フラックス
が保護皮膜上に均一に塗布される。そして、そのフラッ
クスが均一に塗布されることによって、半田がはじかれ
てソルダーレジスト上に残りにくくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のプリ
ント配線板においては、表面全体に保護皮膜が均一に形
成されずムラが生じて、フロー半田付け時にフラックス
が均一に塗布されないという問題点がある。

【０００６】すなわち、保護皮膜はプリント配線板に表
面実装部品を実装するときに部品がパッドから脱落した
り、フラックスによる酸化膜除去作用の邪魔とならない
ようにするために、薄く形成するようにしている。この
ため、保護皮膜にムラが生じ易くなり、図５に示すよう
に、ランド２１，２２の近傍のソルダーレジスト２３上
に保護皮膜（斜線にて図示）２４が形成されない部分が
ある場合、その部分にはフラックスが塗布されなくな
る。この結果、フロー半田付け時に溶融はんだがプリン
ト配線板と接触すると、その部分においてはフラックス
による半田はじき作用が得られず、半田２５が残ってラ
ンド２１，２２との間で半田ブリッジが発生することが
ある。そして、この半田ブリッジは手作業にて修正する
他なく、その作業に大変な手間がかかるという問題点が
あった。

【０００７】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、フロー半田付けによ
り部品を実装する際に、半田と接触するソルダーレジス
トの表面に皮膜をムラなく均一に形成することができる
プリント配線板及びその製造方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め請求項１に記載の発明では、絶縁基板上に形成された
導体回路を覆うソルダーレジストの表面に粗さ０．１〜
３．０μｍの粗化面を形成し、その粗化面にフラックス
とほぼ同じ成分からなる皮膜を形成した。

【０００９】又、請求項２に記載の方法では、絶縁基板
上への導体回路及び該導体回路を覆うソルダーレジスト
の形成後、ソルダーレジストの表面にフラックスとほぼ
同じ成分の皮膜を形成する前に、該ソルダーレジストの
表面の粗化処理を行うようにした。又、前記ソルダーレ
ジストの表面の粗化処理は、表面の状態が０．１〜３．
０μｍの粗化面となるような処理であってもよい。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の発明では、ソルダーレジスト
の表面に粗さ０．１〜３．０μｍの粗化面を形成し、そ
の粗化面にフラックスとほぼ同じ成分からなる皮膜を形
成したことにより、皮膜はソルダーレジストの表面全体
にはじかれることなく均一に形成される。従って、フロ
ー半田付けにより部品を実装する際に、皮膜の表面にフ
ラックスが良好に塗布されて、そのフラックスの作用に
よりソルダーレジストの表面に半田が残りにくくなる。

【００１１】又、請求項２に記載の方法では、ソルダー
レジストの形成後、ソルダーレジストの表面にフラック
スのとほぼ同じ成分の皮膜を形成する前に、その表面の
粗化処理が行われる。従って、前記プリント配線板の製
造に好適な方法となる。

【００１２】又、ソルダーレジストの表面の粗化処理
を、表面の状態が０．１〜３．０μｍの粗化面となるよ
うな処理とすれば、プリント配線板の表面の粗さが目立
つことなく、皮膜が良好に形成される。又、皮膜形成後
にフラックスの残渣が生じにくくなる。

【００１３】ソルダーレジストの表面の粗さが０．１μ
ｍ未満であると、皮膜がはじかれてしまい、表面全体に
均一に形成されなくなる。表面の粗さが３．０μｍを越
えると、フラックスの残渣が生じ易く、この残渣の凸部
が、プリント配線板の搬送時等に脱落してゴミとなり易
い。又、３．０μｍを越えると表面の粗さが目立って、
プリント配線板としての見栄えが悪くなり商品価値が低
下する。ソルダーレジストの表面の粗さの好ましい範囲
は、０．５〜１．０μｍであり、この範囲であればソル
ダーレジストの種類に関係なく、顕著な効果が得られ
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図４に従って説明する。図１〜図３に示すように、プリ
ント配線板１の絶縁基板２上には常法により導体回路３
が形成されている。導体回路３は絶縁基板２の部品のリ
ード挿通孔２ａと対応して形成されたランド４と、ラン
ド４と連続して形成された配線部５を有している。絶縁
基板２上にはランド４と所定のクリアランスを有すると
ともに配線部５を覆うソルダーレジスト６が形成されて
いる。ソルダーレジスト６はその表面が粗化されてお
り、断面でみた場合の表面粗さが０．５〜１．０μｍと
なっている。又、ソルダーレジスト６の表面粗さが０．
５〜１．０μｍとなるピット（図示せず）の数は１０μ
ｍ² 当たり約３０個である。更に、ソルダーレジスト６
の全面に対する粗化面の面積比は約７５％であり、ほぼ
全面が粗化されている。ソルダーレジスト６及びランド
４を含むプリント配線板１の表面には厚さ約１．０μｍ
のフラックスとほぼ同じ成分の保護皮膜（図１において
斜線にて図示）７が形成されている。

【００１５】このように構成されたプリント配線板１に
おいては、ソルダーレジスト６の表面が０．５〜１．０
μｍに粗化されているので、保護皮膜７は部分的にはじ
かれることなくソルダーレジスト６の表面全体に均一に
形成される。従って、部品のリード挿通孔２ａに図示し
ない部品のリードを挿入してフロー半田付けするときに
用いられるフラックスは、保護皮膜７上に均一に塗布さ
れる。この状態で、プリント配線板１を溶融半田と接触
させてフロー半田付けを行うと、ソルダーレジスト６上
ではフラックスによって半田がはじかれて、その表面に
半田が残ることがなくなる。この結果、隣接するランド
４，４の間で半田ブリッジが発生するのを極力防止する
ことができる。

【００１６】本実施例ではソルダーレジスト６の表面粗
さを０．５〜１．０μｍとしたが、０．１〜１．０μ
ｍ、又は１．０〜３．０μｍとしてもよい。ソルダーレ
ジストの表面の粗さが０．１μｍ未満であると、保護皮
膜７がはじかれてしまい、表面全体に均一に形成されな
くなる。表面の粗さが３．０μｍを越えると、フラック
スの残渣が生じ易く、この残渣の凸部が、プリント配線
板の搬送時等に脱落してゴミとなり易い。又、３．０μ
ｍを越えると表面の粗さが目立って、プリント配線板と
しての見栄えが悪くなり商品価値が低下する。実施例で
のソルダーレジスト６の表面の粗さの範囲（０．５〜
１．０μｍ）であれば、ソルダーレジスト６の種類に関
係なく、顕著な効果を得ることができる。

【００１７】又、粗化面を形成するピットの個数が１５
個〜３５個程度で、ソルダーレジスト６の全面に対する
粗化面の面積比が３５％〜９０％程度であれば、保護皮
膜７を均一に形成することができる。さらに、ピットの
個数が３５個以上で、面積比が９０〜１００％であった
としても何ら問題はないが、ピットをカウントすること
が困難で定量化できないため、その管理が難しくなる。

【００１８】又、導体回路３がファインパターン化され
たプリント配線板１では、部品を表面実装する場合に画
像認識装置によってパターンを認識するようにしてい
る。本実施例では保護皮膜７がムラなく均一に形成され
ているので、パターンの誤認識がなくなる。

【００１９】次に、上記のように構成されたプリント配
線板１の製造方法について説明する。絶縁基板２上に常
法により部品のリード挿通孔２ａと対応するランド４及
び配線部５を有する導体回路３を形成した後、ランド４
と所定のクリアランスを有するとともに配線部５を覆う
ソルダーレジスト６を形成する。

【００２０】次に、図示はしないがシルクインクを用い
て、プリント配線板１の表面に部品番号、文字等を印刷
する。続いて、絶縁基板２に対してプリント配線板１の
外形加工を行った後、プリント配線板１のソルダーレジ
スト６の表面に対してソフト研磨を行う。このソフト研
磨は、例えば湿式研磨機（ジェットスクラブ）で、研磨
材（品名：サクランダム♯２２０ 日本カートリッヂ
（株）社製）の濃度が２０％の溶液を用いて、ラインス
ピード１．０ｍ／ｍｉｎ、圧力２．０ｋｇ／ｃｍ² で行
われる。この条件ではプリント配線板１は研磨材と１分
程度接触する。このソフト研磨によってソルダーレジス
ト６の表面粗さが０．５〜１．０μｍとなる。

【００２１】次に、続いて、プリント配線板１をフラッ
クス（品名：ＲＴ−０１Ｒ タムラ製作所製）の固形分
が５％の溶液に浸漬し、エアーブロー処理を行って余分
な溶液を除去する。その後、前記と同じフラックスの固
形分が３５％の溶液をロールコータを用いてプリント配
線板１の表面に塗布・乾燥させて所定の厚さの保護皮膜
７を形成してプリント配線板１の製造が完了する。

【００２２】上記したように、ソルダーレジスト６を形
成した後、フラックスを塗布する前にソフト研磨を行う
ようにしたことにより、その表面が粗化されて保護皮膜
７をはじくことなく均一に形成することができる。従っ
て、半田付け時においてプリント配線板１にフラックス
が均一に塗布されて、そのフラックスの作用によって半
田がソルダーレジスト６の表面に残りにくくなる。

【００２３】ここで、前記の保護皮膜７の厚さを変えた
ときの半田ブリッジの修正率を図４に示す。この図にお
いて、実線はソフト研磨を行って保護皮膜７を固形分が
５％，１０％，１５％の溶液にそれぞれ浸漬して形成し
た実施例での修正率を示す。又、破線はソフト研磨を行
わず固形分が５％，１０％，１５％の溶液を用いてロー
ルコータのみで保護皮膜７を形成した比較例での修正率
を示す。実施例及び比較例において５％の溶液を用いた
場合の保護皮膜７の膜厚は０．８３μｍで、１０％の膜
厚は１．０μｍ、１５％の膜厚は１．７５μｍであっ
た。

【００２４】固形分が５％の場合で比較すると、実施例
の修正率が０．０２％で比較例が０．１９％であった。
又、固形分の割合が増加すると保護皮膜７が厚くなって
半田ブリッジの修正率が低下する傾向にあるが、この図
から本実施例では保護皮膜７を薄く形成しても、半田ブ
リッジの修正率を低くすることができるという効果があ
る。

【００２５】又、保護皮膜７を固形分が５％の溶液に浸
漬する工程と、固形分が３５％の溶液をロールコータで
塗布する工程とから形成したことにより、ソルダーレジ
スト６の表面に皮膜７を薄く形成することができる。

【００２６】なお、本発明は次のように具体化すること
もできる。 （１）保護皮膜７の形成工程においてフラックスの固形
分の割合を任意に変更してもよい。又、保護皮膜７を溶
液への浸漬のみで形成したり、ロールコータでの塗布の
みで形成するようにしてもよい。

【００２７】（２）上記実施例では、プリント配線板１
を固形分が５％の溶液に浸漬して保護皮膜７を形成した
が、代わりにフラックス溶液を発泡状態にしてプリント
配線板１を接触させたり、フラックス溶液をスプレー状
にしてプリント配線板１の表面に噴霧してもよい。

【００２８】（３）上記実施例では、ソルダーレジスト
６の表面をソフト研磨によって粗化するようにしたが、
化学処理等の他の方法によって粗化するようにしてもよ
い。又、ソフト研磨の各条件を例えば、研磨材の濃度を
１０％、ラインスピードを０．５ｍ／ｍｉｎ及び圧力を
３．０ｋｇ／ｃｍ² に変更してもよい。

【００２９】（４）ソフト研磨をシルク印刷工程の前に
一度行い、保護皮膜７を形成する前にもう一度行うよう
にしてもよい。又、ソフト研磨をシルク印刷工程の前に
一度だけ行って保護皮膜７を形成するようにしてもよ
い。このようにすれば、保護皮膜７と同様にインクのは
じきが少なくなって、微細な番号、文字等を鮮明に印刷
することができる。

【００３０】（５）シルク印刷工程を保護皮膜７を形成
した後に行ってもよい。 （６）上記実施例ではプリント配線板１の外形加工を行
った後、ソフト研磨を行って保護皮膜７を形成するよう
にしたが、ソフト研磨の後に外形加工、保護皮膜７の形
成を行ったり、ソフト研磨の後に保護皮膜７の形成、外
形加工を行うようにしてもよい。このようにすれば、プ
リント配線板１の生産効率を向上させることができる。

【００３１】上記実施例及び上記技術的思想において把
握されるその他の技術的思想についてその効果とともに
以下に記載する。 （１）請求項２に記載の製造方法において、ソルダーレ
ジスト表面への皮膜の形成を、固形分の少ない溶液を用
いた第１の薄膜形成工程と、固形分の多い溶液を用いた
第２の薄膜形成工程とから構成したことを特徴とするプ
リント配線板の製造方法。このようにすれば、ソルダー
レジストの表面に皮膜を薄く均一に形成するのが容易と
なる。

【００３２】（２）請求項２に記載の製造方法におい
て、ソルダーレジストの表面の粗化処理を行った後に部
品番号、文字等を印刷するようにしたことを特徴とする
プリント配線板の製造方法。このようにすれば、フラッ
クスと同様に印刷用インクのはじきも無くなり、微細な
番号、文字等を鮮明に印刷することができる。

【００３３】（３）請求項２に記載の製造方法におい
て、ソルダーレジストの表面にフラックスとほぼ同じ成
分の皮膜を形成した後、半田付け時におけるプリント配
線板へのフラックス塗布前に、部品番号、文字等を印刷
するようにしたことを特徴とするプリント配線板の製造
方法。このようにすれば、上記と同様の効果が得られ
る。

【００３４】（４）絶縁基板上への導体回路及び該導体
回路を覆うソルダーレジストの形成後、半田付け時にお
けるプリント配線板へのフラックス塗布前に、表面の状
態が０．１〜３．０μｍの粗化面となるようなソルダー
レジストの表面の粗化処理を行うようにしたことを特徴
とするプリント配線板への部品実装のための前処理方
法。このようにすれば、ソルダーレジストの表面に保護
皮膜を均一に形成して、フラックスをその皮膜すなわち
ソルダーレジストの表面に均一に塗布することができ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によればフロー半田付けにより部品を実装する際
に、半田と接触するソルダーレジストの表面に皮膜をム
ラなく均一に形成することができる。

【００３６】請求項２に記載の発明によれば、ソルダー
レジストの形成後、ソルダーレジストの表面にフラック
スのとほぼ同じ成分の皮膜を形成する前に、その表面の
粗化処理を行うようにしたことにより、皮膜をはじくこ
となくムラなく均一に形成することができる。

【００３７】請求項３に記載の発明によれば、ソルダー
レジストの表面の粗化処理を、表面の状態が０．１〜
３．０μｍの粗化面となるような処理を行うようにした
ことにより、プリント配線板の表面の粗さが目立つこと
なく、皮膜を良好に形成することができる。又、皮膜形
成後にフラックスの残渣が生じにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリント配線板を示す概略正面図であ
る。

【図２】同じく、プリント配線板を示す概略断面図であ
る。

【図３】同じく、プリント配線板を示す概略断面図であ
る。

【図４】プリント配線板の半田ブリッジ修正率を示すグ
ラフである。

【図５】半田ブリッジが発生した状態を示す概略正面図
である。

【符号の説明】

１…プリント配線板、２…絶縁基板、３…導体回路、４
…導体回路を構成するランド、５…導体回路を構成する
配線部、６…ソルダーレジスト、７…保護皮膜。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁基板上に形成された導体回路を覆う
   ソルダーレジストの表面に粗さ０．１〜３．０μｍの粗
   化面を形成し、その粗化面にフラックスとほぼ同じ成分
   からなる皮膜を形成したことを特徴とするプリント配線
   板。
2. 【請求項２】 絶縁基板上への導体回路及び該導体回路
   を覆うソルダーレジストの形成後、ソルダーレジストの
   表面にフラックスとほぼ同じ成分の皮膜を形成する前
   に、該ソルダーレジストの表面の粗化処理を行うように
   したことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記ソルダーレジストの表面の粗化処理
   は、表面の状態が０．１〜３．０μｍの粗化面となるよ
   うな処理であることを特徴とする請求項２に記載のプリ
   ント配線板の製造方法。