JPH08236909A - ハンダブリッジ防止方法、ハンダブリッジ防止用ダムの形成方法、ハンダレジスト材及びプリント配線板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線板に表面実装部品をハンダ接合
により搭載する際にハンダブリッジが起こることを防止
する。 【構成】 プリント配線板の製造時にパターン間に粘度
が１０００ポイズ以上であり且つ粘性比が３．０以上で
ある紫外線硬化型樹脂からなるハンダレジスト材でハン
ダブリッジ防止用ダムを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表面実装部品（例え
ば、ＴＳＯＰ、ＱＦＰ等の半導体パッケージ）を搭載す
るプリント配線板及び多層プリント配線板に関する。本
発明は、プリント配線板に表面実装部品をハンダ接合に
より搭載する際にハンダブリッジが起こることを防止す
るハンダブリッジ防止方法及びハンダブリッジ防止用ダ
ム（ソルダーダム）の形成方法に関する。本発明は、ハ
ンダブリッジ防止用ダムを形成するハンダレジスト材に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体パッケージの小型化、高密
度化に伴い、部品のリード端子間のピッチが狭くなり、
それに伴って半導体を搭載するプリント配線板のパター
ン間のピッチが狭くなり、ハンダ接合時にハンダブリッ
ジによるパターン間の短絡による不良が多発している。
このような問題を解決する手段としていくつかのソルダ
ーダムの形成が提案された（実開昭６２ー７４３６５号
公報、特開平３ー１０１１８９号公報、特開平３ー１０
１１９０号公報）。しかし、これらには実用上多くの障
害となる点がある。

【０００３】実開昭６２ー７４３６５号公報に記載の方
法は、プリント基板上のパターンを隔絶するソルダーレ
ジスト上に絶縁塗料を印刷して表面高さの高いソルダー
ダムを形成するものであり、２回以上の工程を必要とす
る。

【０００４】特開平３ー１０１１８９号公報及び特開平
３ー１０１１９０号公報に記載の方法おいては、配線板
配線板の表面を光硬化性の樹脂で被覆し、これを配線パ
ターン背面から光照射して選択的に硬化し、未硬化部分
の樹脂を除去してダムを形成する。この場合、基板に光
透過性のものしか使用できず、近年の表面実装基板にお
いて多く用いられている紫外線不透過基板を使用できな
い。さらに未硬化部分の樹脂を除去する工程を必要とし
工程が多くなる。

【０００５】市販のソルダーレジスト材には、熱硬化
性、紫外線硬化性のものがある。しかし、前者には、硬
化時の熱により樹脂の粘度が下がり、樹脂が拡がるため
に微細なパターン間に、厚みのあるダムを形成すること
はできないという問題点がある。後者にも、粘度やチク
ソ性が低いため厚みのある塗膜を形成することができな
いという問題点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、ハ
ンダブリッジの形成を効率よく防止するための方法を提
供することにある。本発明の目的は、簡便に、即ち、１
回の印刷工程で厚みのあるダムを形成することができる
ハンダブリッジの形成方法及びそのために好適なハンダ
レジスト材を提供することにある。本発明の目的は、表
面実装部品を搭載する際にハンダブリッジを起こし難い
プリント基板を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、粘度が高く
且つ粘性比が高い紫外線硬化型樹脂がハンダレジスト材
として有用であり、また、粘度が高く且つ粘性比が高い
紫外線硬化型樹脂からなるハンダレジスト材によれば厚
みのあるハンダブリッジ防止用ダムを簡便に形成するこ
とができることを見出し、本発明を完成した。

【０００８】本発明は、プリント配線板に表面実装部品
をハンダ接合により搭載する際にハンダブリッジが起こ
ることを防止するために、プリント配線板の製造時にパ
ターン間に粘度が１０００ポイズ以上であり且つ粘性比
が３．０以上である紫外線硬化型樹脂からなるハンダレ
ジスト材でハンダブリッジ防止用ダムを形成することを
特徴とするハンダブリッジ防止方法にある。本発明は、
プリント配線板のパターン間に粘度が１０００ポイズ以
上であり且つ粘性比が３．０以上である紫外線硬化型樹
脂からなるハンダレジスト材をスクリーン印刷すること
を特徴とするハンダブリッジ防止用ダムの形成方法にあ
る。

【０００９】本発明は、粘度が１０００ポイズ以上であ
り且つ粘性比が３．０以上である紫外線硬化型樹脂から
なるハンダブリッジ防止用ダム形成用ハンダレジスト材
にある。本発明は、パターン間に、前記ハンダレジスト
材で形成されたハンダブリッジ防止用ダムを有するプリ
ント配線板（多層プリント配線板を含む）にある。

【００１０】ハンダレジスト材 本発明においては、粘度が１０００ポイズ以上であり且
つ粘性比が３．０以上である紫外線硬化型樹脂からなる
ハンダレジスト材をハンダブリッジ防止用ダムの形成に
使用する。市販の紫外線硬化型のソルダーレジストは、
粘度が１０００ポイズ未満であり、また、粘性比が３．
０未満である。市販の紫外線硬化型のソルダーレジスト
では、厚み３０μｍ以上のソルダーダムを形成すること
ができない。これに対し、本発明のハンダレジスト材に
よれば、例えば、スクリーン印刷による１回の印刷工程
により線幅０．５〜３００μｍ、厚み３０〜２００μｍ
のソルダーダムを形成することができる。

【００１１】紫外線硬化型樹脂としては、各種の樹脂成
分に光開始剤及びチクソ性付与剤を配合した樹脂組成物
を使用することができる。樹脂成分としては、ビスフェ
ノール型エポキシアクリレート、フェノールノボラック
型エポキシアクリレート、クレゾールノボラック型エポ
キシアクリレートなとの２官能性以上のエーポキシアク
リレート、２官能性以上のビニルエステル樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂から選ばれる１種又は２種以上を使用
することができる。樹脂成分には、必要に応じて反応性
希釈剤を配合することができる。反応性希釈剤として
は、１官能性のモノアクリレートを使用することができ
る。

【００１２】光開始剤としては、アントラキノン類、ベ
ンゾイン化合物、ベンゾフェノン化合物類、ケタール
類、チオキサントン類、メルカプト類、ケトン類、アミ
ン酸化物、α−アミノアルキルフェノン系、フォスフィ
ン類などの一般に使用されるものをいずれも使用するこ
とができる。チクソ性付与剤としては、微粒子無水シリ
カ、微粒子酸化アルミニウム、微粒子酸化チタンを使用
することができる。該紫外線硬化型樹脂には、使用の対
象となるプリント基板の検査等の必要に応じて着色剤を
配合することができる。着色剤としては、フタロシアニ
ン類、アゾ化合物類、シアニン類などの有機顔料、有機
染料を使用することができる。紫外線硬化型樹脂には、
消泡剤を配合することができる。消泡剤としては、シリ
コーン系化合物、エステル類、フッ素系化合物類などを
使用することができる。

【００１３】紫外線硬化型樹脂には、フッ素系界面活性
剤、シリコーン系界面活性剤を配合することができる。
市販のフッ素系界面活性剤としては、住友スリーエム
（株）製フロラードＦＣ−１２９、ＦＣ−１３５、ＦＣ
−４３０、ＦＣ−４３１（商品名）、旭硝子（株）製サ
ーフロンＳ−１１２、Ｓ−１３１、Ｓ−１４１、Ｓ−１
４５（商品名）などが挙げらあれる。シリコーン界面活
性剤としては、変性シリコーンオイル、東レダウコーニ
ング（株）製ＳＦ−８４２１、ＳＦ−８４２７（商品
名）、信越シリコーン（株）製ＫＦ−８５７、ＫＦ−４
１０（商品名）などが挙げられる。

【００１４】市販の微粒子無水シリカ、微粒子酸化アル
ミニウムまたは微粒子酸化チタンとしては、日本アエロ
ジル（株）製アエロジル２００、アエロジル３００、ア
エロジルＲ９７２、アエロジルＲＹ２００、Ｒ８０５、
Ｒ８１２、アルミニウムオキサイドＣ（Ａｌｕｍｉｎｉ
ｕｍ Ｏｘｉｄｅ Ｃ）、チタニウムジオキサイドＰ２
５（Ｔｉｔａｎｉｕｍ Ｄｉｏｘｉｄｅ Ｐ２５）（商
品名）などが挙げられる。チクソ性付与剤としては、特
に微粒子無水シリカ、微粒子酸化アルミニウム、微粒子
酸化チタン等をシランやシリル基、シリコーンオイル等
で表面処理したものが適している。

【００１５】紫外線硬化型樹脂における各成分の配合量
については特に限定はないが、通常、樹脂成分１００重
量部に対して、反応性希釈剤については０〜１００重量
部程度、光開始剤については０．１〜１０重量部程度、
チクソ性付与剤については５〜１００重量部程度、着色
剤については０．１〜１０重量部程度、消泡剤ついては
０．１〜１０重量部程度、界面活性剤ついては０．１〜
１０重量部程度使用するのがよい。

【００１６】上記のような紫外線硬化型樹脂の各成分を
適宜配合し、混練して、粘度が１０００ポイズ以上であ
り且つ粘性比が３．０以上である紫外線硬化型樹脂から
なるハンダレジスト材を調整することができる。粘度が
１０００ポイズ未満のハンダレジスト材では印刷時の膜
厚を３０μｍ以上にすることができず、ハンダブリッジ
を防止するのに十分な厚さのダムを形成するためには何
回もの重ね印刷が必要となるという欠点がある。粘性比
が３．０以下のハンダレジスト材では、印刷後に、ダレ
を生じて形状を保持できないという欠点がある。

【００１７】ハンダブリッジ防止用ダムを形成するため
のハンダレジスト材としては、２００μｍ以上の厚みで
も硬化可能な紫外線硬化型樹脂からなるものが好まし
い。ハンダブリッジ防止用ダムを形成するためのハンダ
レジスト材としては、粘度が１０００〜５０００ポイ
ズ、好ましくは２０００〜４０００ポイズ、さらに好ま
しくは２０００〜３０００ポイズの範囲にあるものが好
ましい。粘度が５０００ポイズを超えるハンダレジスト
材では、印刷しにくくなる場合がある。ハンダブリッジ
防止用ダムを形成するためのハンダレジスト材として
は、粘性比が３．０〜１０．０、好ましくは５．０〜
９．０、さらに好ましくは６．０〜８．０の範囲にある
ものが好ましい。粘性比が１０．０を超えるハンダレジ
スト材では、プリント基板上へ刷り込みにくくなる場合
がある。

【００１８】ハンダブリッジ防止用ダムの形成方法（ハ
ンダブリッジ防止方法） ハンダブリッジ防止用ダムは、パターン間に紫外線硬化
型樹脂からなるハンダレジスト材をスクリーン印刷し、
紫外線を照射することにより形成することができる。ハ
ンダレジスト材のスクリーン印刷の手順、装置として
は、一般に採用されている通常の方法を採用することが
でき、また、一般に使用されている通常の装置を使用す
ることができる。具体的には、スクリーンマスクを使用
して、通常の印刷に用いられるスクリーン印刷機を使用
し、通常使用されるゴムスキージを使用することができ
る。形成したハンダレジスト材で形成したソルダーダム
の硬化（紫外線照射）には、一般に使用されている通常
の紫外線ランプを使用することができる。

【００１９】スクリーンマスクとしては、一般にハンダ
レジストの印刷に使用する通常のスクリーンマスクと同
様なものを使用することができる。ハンダレジスト材の
印刷に使用するスクリーンマスク（メッシュ）の材質と
しては、ポリエステル（テトロン）のモノフィラメント
が最も適している。具体的には、１００〜３００メッシ
ュで、フィラメントの線径が細い（具体的には、通常の
５０μｍより細くい）スクリーンを使用するのが好まし
い。フィラメントの線径が太いスクリーンマスクを使用
すると、印刷したハンダレジストの線が切れたりかすれ
たりしやすくなる。バイアスは０〜４５°とすることが
できるが、４５°とするのが好ましい。乳剤厚は、厚め
（具体的には、通常の２０μｍより厚め）にするのが好
ましく、マスクの総厚を６０〜１５０μｍ程度にするの
がよい。

【００２０】メッシュからのハンダレジスト材の抜け性
をよくし、印刷したハンダレジスト材の形状を確保する
観点からは、フッ素系の離型剤を混ぜ込んだ離型剤を使
用すること及びフッ素系の離型剤でコーティング（表面
処理：スプレー、塗布など）したスクリーンマスクを使
用することが好ましい。フッ素系の離型剤としては、水
系、溶剤系、エアゾールタイプのものをいずれも使用す
ることができる。フッ素系の離型剤としては、例えば、
ダイキン工業（株）製ＭＥ−３１３、ＧＦ−３０３０及
びＧＡ−６１０Ｄ（商品名）などを挙げることができ
る。

【００２１】プリント配線板 パターン間にハンダレジスト材で形成されたハンダブリ
ッジ防止用ダムを有するプリント配線板（多層プリント
配線板）は、ＱＦＰ等の表面実装部品搭載用のプリント
配線板として有用である。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、プリント配線板のパタ
ーン間に優れた特性を有するハンダレジスト材でソルダ
ーダムを設けることにより、ＱＰＦ等のリード端子間の
狭い表面実装部品をプリント配線板上にハンダ接合によ
り搭載する際に問題となるハンダブリッジを防止できる
ので、短絡の発生を低減することができる。本発明によ
れば、前記ソルダーダムを紫外線硬化型樹脂組成物（ハ
ンダレジスト）で形成するので、配線板上のパターンを
酸化させることなく且つ短時間で硬化できるので、、ソ
ルダーダムの形成に当たって工程の短縮化を図ることが
できる。本願発明においては、ソルダーダムを形成する
ハンダレジストの粘度及び粘性比を高く維持することに
より、また、ハンダレジストをスクリーン印刷してソル
ダーダムを形成する際に必要に応じてフッ素系の離型剤
で表面処理されたスクリーンマスクを使用することによ
り、プリント配線板のパターン間に所定のソルダーダム
を規定の形状に極めて正確に且つ単一工程で形成させる
ことができるので、工程的にもまた材料的にも経済的に
ハンダブリッジ防止用ダムを有するプリント配線板を提
供することができる。

【００２３】

【実施例】実施例１ （１）ハンダレジスト材 下記原料を配合し、３本ロールで混練して、粘度２５０
０ポイズ、粘性比６．５のハンダレジスト材を得た。

【００２４】ビスフェノール型エポキシジアクリレート
（ＵＥ−５２１０（商品名）、大日本インキ化学工業
（株））：１００重量部 ヘキサンジオールジアクリレート（ＨＤＤＡ（商品
名）、ダイセル・ユー・シー・ビー（株））：２５重量
部 ２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホ
リノフェニル）ブタノン−１（イルガキュア３６９（商
品名）、日本チバガイギー（株））：５重量部 フタロシアニングリーン（ＳＡＸ（商品名）、山陽色素
（株））：０．５重量部 フッ素系界面活性剤（フロラードＦＣ−４３０（商品
名）、住友スリーエム（株））：２重量部 微粒子無水シリカ（アエロジルＲ−８０５（商品名）、
日本アエロジル（株））：２０重量部。

【００２５】（２）ソルダーダムの形成（スクリーンマ
スク） 上記のハンダレジスト材を用い、ＱＦＰ搭載用のプリン
ト配線基板上のパターン間に、印刷機でスクリーン印刷
を行い、紫外線ランプで紫外線を照射して硬化させ、線
幅２００μｍ、高さ１００μｍのソルダーダムを形成し
た。

【００２６】ハンダレジスト材のスクリーン印刷には、
テトロンのモノフィラメント（線径４０μｍ）製で２０
０メッシュのスクリーンを使用し、乳剤を付けた総厚が
８０μｍのスクリーンマスクに、エアゾールタイプのフ
ッ素系離径剤（ＧＡ−６０１Ｄ（商品名）、ダイキン工
業（株））をスプレーコートしたスクリーンマスクを使
用した。

【００２７】形成されたソルダーダムの状態を電子顕微
鏡写真により観察したところ、線幅２００μｍ、高さ１
００μｍのソルダーダムが形成されていることが確認さ
れた。この基板のパターン上にクリームハンダを載せリ
フロー（２３０℃、１０秒間）を行なった。パターンの
状態を顕微鏡写真により観察したところ、導体パターン
上のハンダはソルダーダムによって確実に分離されてお
り、ハンダブリッジは観察されなかった。

【００２８】比較例１ 実施例１で使用したものと同タイプのＱＦＰ搭載用のプ
リント配線基板を使用し、ソルダーダムを形成しない
で、パターン上にクリームハンダを載せリフロー（２３
０℃、１０秒間）を行なった。パターンの状態を顕微鏡
写真により観察したところ、多数のハンダブリッジが観
察された。

【００２９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 常一 滋賀県栗太郡栗東町川辺655−８ (72)発明者 城戸 靖彦 滋賀県大津市朝日ヶ丘１−27 (72)発明者 吉田 徳人 滋賀県神崎郡五個荘町石馬寺308−27

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線板に表面実装部品をハンダ
   接合により搭載する際にハンダブリッジが起こることを
   防止するために、プリント配線板の製造時にパターン間
   に粘度が１０００ポイズ以上であり且つ粘性比が３．０
   以上である紫外線硬化型樹脂からなるハンダレジスト材
   でハンダブリッジ防止用ダムを形成することを特徴とす
   るハンダブリッジ防止方法。
2. 【請求項２】 プリント配線板のパターン間に粘度が１
   ０００ポイズ以上であり且つ粘性比が３．０以上である
   紫外線硬化型樹脂からなるハンダレジスト材をスクリー
   ン印刷することを特徴とするハンダブリッジ防止用ダム
   の形成方法。
3. 【請求項３】 ハンダレジスト材のスクリーン印刷にフ
   ッ素系の離型剤で表面処理されたスクリーンマスクを使
   用する請求項２に記載のハンダブリッジ防止用ダムの形
   成方法。
4. 【請求項４】 粘度が１０００ポイズ以上であり且つ粘
   性比が３．０以上である紫外線硬化型樹脂からなるハン
   ダブリッジ防止用ダム形成用ハンダレジスト材。
5. 【請求項５】 パターン間に、請求項４に記載のハンダ
   レジスト材で形成されたハンダブリッジ防止用ダムを有
   するプリント配線板。