JPH08340173A

JPH08340173A - プリント配線板

Info

Publication number: JPH08340173A
Application number: JP14451695A
Authority: JP
Inventors: Motoo Asai; 元雄浅井; Shinji Hiratsuka; 新治平墳
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1995-06-12
Filing date: 1995-06-12
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】ソルダーレジスト剥がれを生じることなく、
はんだを安定して供給できるようなソルダーレジストの
開口形状をもつプリント配線板を提案すること。【構成】電子部品実装表面に、実装用パッド２を含む
導体パターンとその導体パターンを被覆するソルダーレ
ジスト１を形成してなるプリント配線板において、前記
ソルダーレジスト１の開口部の大きさを、前記実装用パ
ッド２よりも大きくすることにより、ソルダーレジスト
１がパッド２と重ならないようにすることを特徴とする
プリント配線板である。

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、はんだの供給に有利なソルダーレジスト開口
形状についての提案である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ソルダーレジストの開口部は、
開口パターンが印刷されたフォトマスクフィルムを介し
て開口以外の位置を露光し、次いで、現像処理により未
露光部を溶解除去し、その後、熱硬化することによって
形造られる。

【０００３】一方、従来のプリント配線板は、図１に示
すように、ソルダーレジスト開口の大きさを実装用パッ
ドよりも小さくすると共に、ソルダーレジスト開口縁部
と実装用パッドの外周縁部（パッド外周り）とが重なり
合うように構成されている。即ち、ソルダーレジスト開
口縁はパッド表面に位置する。そのために、ソルダーレ
ジスト開口以外の位置を露光する際には、入射光の屈折
等によってソルダーレジスト上層部と下層部とで露光に
よる硬化度に差が生じる他、とくにパッド表面では、そ
の表面で発生する光散乱の影響を受けやすくなる。

【０００４】このようなことが原因で、ソルダーレジス
トの開口部の形成に当たって、ソルダーレジスト下層の
とくにパッド表面との界面では、露光による硬化が不十
分となり現像処理によって開口以外の位置まで浸食され
る。その結果、その後の熱硬化を経ると、ソルダーレジ
スト開口縁のパッドとの界面際に隙間が生じるという問
題があった。

【０００５】また、プリント配線板へのはんだの供給に
当たっては、予めソルダーレジストの開口部に露出して
いる実装用パッド表面にNi／Auめっきを施す必要があ
る。そのため、上述した従来のソルダーレジスト構成で
は、Ni／Auめっき処理の際に、ソルダーレジスト開口縁
のパッドとの界面際に生じた隙間にめっき液が染み込
み、その部分でめっきの析出が進行してソルダーレジス
トとパッドとの界面に侵入する。その結果、ソルダーレ
ジスト開口縁に浮き（剥がれ）が生じるという問題があ
った。

【０００６】さらに、近年の軽薄短小化による実装密度
の高密度化に伴って、パッド面積が小さくなる傾向にあ
り、それに対処するためには、ソルダーレジストの開口
部を微小化すると共にソルダーレジストの解像度の向上
を図ることが必要である。しかし、露光時にパッド表面
で発生する光散乱の影響を受ける上記従来のソルダーレ
ジスト構成では、十分な解像度が得られないという問題
があった。

【０００７】そしてさらに、上述した従来のソルダーレ
ジスト構成では、はんだとソルダーレジストが接触する
ためにその接触点からクラックが発生しやすいという問
題があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ソル
ダーレジストの開口形状に起因する上述した問題を解消
することにあり、特にソルダーレジストの剥がれを生じ
ることなく、はんだを安定して供給できるようなソルダ
ーレジストの開口形状をもつプリント配線板を提案する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記目的実
現に向け鋭意研究した結果、以下に示す内容を要旨構成
とする発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、
電子部品実装表面に、実装用パッドを含む導体パターン
とその導体パターンを被覆するソルダーレジストを形成
してなるプリント配線板において、前記ソルダーレジス
トの開口部の大きさを、前記実装用パッドよりも大きく
することにより、ソルダーレジストがパッドと重ならな
いようにすることを特徴とするプリント配線板である。
そして、上記プリント配線板において、ソルダーレジス
トの開口縁と実装用パッドの外周縁との間に生じるクリ
アランスを20〜60μｍにすることが望ましい構成であ
る。また、上記プリント配線板において、ソルダーレジ
ストの膜厚を15〜30μｍの厚さにすることが望ましい構
成である。

【００１０】

【作用】本発明にかかるプリント配線板の特徴は、ソル
ダーレジストがパッド上に残らないように設けたソルダ
ーレジストの開口形状、即ちその大きさを実装用パッド
よりも大きくすることにより、ソルダーレジストがパッ
ドと重ならないようにする点の構成にある。

【００１１】このような構成にすることにより、露光時
にパッド表面で発生する光散乱等の影響を受けることが
なくなり、ソルダーレジスト開口縁のパッドとの界面際
の硬化度が従来の構成に比べ向上し、現像により隙間が
生じるという問題を解消することができる。その結果、
Ni／Auめっき処理の際に、めっき液が前記隙間に染み込
み、その部分にめっきの析出が進行してソルダーレジス
ト開口縁に剥がれが生じるという問題を解消することが
できる。

【００１２】また、上記構成にすることにより、パッド
径の小径化に伴う解像度の許容範囲が広くなり、しかも
露光時にパッド表面で発生する光散乱等の影響を受ける
ことがなくなるので、より一層の高密度実装化への対応
が可能になる。とくに、基板上に無電解めっき用接着剤
層を形成し、この接着剤層の表面を粗化した後、その粗
化面にめっきレジストおよび実装パッドを含む導体パタ
ーンを形成し、そのめっきレジスト、実装パッドおよび
導体パターンをソルダーレジストで被覆してなる，アデ
ィティブ法によるプリント配線板においては、はんだと
ソルダーレジストとが接触することがなくなりクラック
も発生しにくくなる。なぜなら、上記のアディティブ法
によるプリント配線板では、永久レジスト（めっきレジ
スト）が残存するために、その永久レジストと実装パッ
ドとの段差によって、ソルダーレジストの開口径を大き
くしてもはんだが流れることがないからである。

【００１３】このような本発明にかかるプリント配線板
において、ソルダーレジストの開口縁と実装用パッドの
外周縁との間に生じるクリアランスＸは、20〜60μｍと
することが望ましい。この理由は、本発明では、ソルダ
ーレジストはパッドと重ならないように開口部を設ける
必要があり、前記クリアランスＸが20μｍよりも小さい
と、そのソルダーレジスト開口部とパッド部とのアライ
メントが難しくなる。また、ソルダーレジストを形成し
たのちNi／Auめっきをパッド上に施す際に、ソルダーレ
ジストの縁にはめっき液が残りやすい。そのため、クリ
アランスＸが小さいと、そのめっき残液がパッド上にか
かりやすくなり、その結果、はんだバンプ形成時のはん
だ濡れ性が悪くなって、接続信頼性が低下するからであ
る。一方、前記クリアランスＸが60μｍよりも大きい
と、配線密度の低下や隣接パッドの露出による短絡など
が発生しやすい上に、はんだバンプの巨大化や部品実装
時におけるバンプの横広がりなどによって、ブリッジな
どの不良が発生しやすいからである。なお、ソルダーレ
ジストの開口縁と実装用パッドの外周縁との間に生じる
クリアランスＸとは、ソルダーレジストの開口縁と実装
用パッドの外周縁との間に生じる間隙を意味する。

【００１４】また、本発明にかかるプリント配線板にお
いて、ソルダーレジストの膜厚は15〜30μｍの厚さとす
ることが望ましい。この理由は、前記膜厚が15μｍより
も薄いと、ソルダーレジストのソルダーダムとしての効
果が得られず、しかも、配線回路の隠蔽性が低下する。
さらに、下層の凹凸に影響されやすくなり下層が露出す
る恐れがあるからである。なお、従来技術で指摘した問
題、即ち、ソルダーレジスト下層の硬化度が不十分とな
って、ソルダーレジストの浮き（剥がれ）が発生すると
いう問題は、ソルダーレジストの膜厚が15μｍ以上の場
合に顕著である。従って、本発明にかかる構成は、とく
に上記限定のように、ソルダーレジストの膜厚が15μｍ
以上の場合において特に有効なのである。一方、前記膜
厚が30μｍよりも大きいと、露光、現像がしにくく、ソ
ルダーレジスト上層部と下層部とで露光による硬化度に
大きな差が生じるために、本発明の構成を採用しても、
ソルダーレジスト開口縁に生じる剥がれを防止すること
ができないからである。とくに、アディティブ法による
プリント配線板においては、ソルダーレジストの膜厚は
30μｍよりも小さいことが必要である。その理由は、ア
ディティブ法においては、めっき（永久）レジスト上に
ソルダーレジストを形成するために、段差（パッド面と
はんだバンプの上面）が大きくなり実装しにくくなるか
らである。以上説明した理由から、ソルダーレジストの
膜厚を、15〜30μｍにすることにより、特異的に起きる
ソルダーレジストの剥離を防止することができる。

【００１５】なお、上記のアディティブ法によるプリン
ト配線板を構成する無電解めっき用接着剤層は、酸ある
いは酸化剤に難溶性の耐熱性樹脂マトリックス中に、酸
あるいは酸化剤に可溶性の耐熱性樹脂粒子を分散してな
ることが望ましい。ここに、耐熱性樹脂マトリックスと
しては、エポキシ樹脂、エポキシアクリレート、ＰＥ
Ｓ、あるいはこれらの複合樹脂を用いることができ、耐
熱性樹脂粒子としては、エポキシ樹脂やアミノ樹脂（メ
ラミン樹脂、グアナミン樹脂、尿素樹脂等）などを用い
ることができる。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明にかかるプリント配線板を構
成するソルダーレジストの開口形状に関する実施例を、
図２に基づいて説明する。（実施例１）内層回路を形成した基板上に、電子部品実
装面としてアディティブ法により実装用パッド２を含む
導体パターンを形成した。この時の実装用パッド２の大
きさは 100μｍφとした。次に、永久レジスト３表面を
化学的に粗化し、ソルダーレジスト１を実装用パッド部
分が開口するように形成した。この時のソルダーレジス
ト１は、その膜厚を20μｍとし、その開口径を 180μｍ
とした。なお、この時のソルダーレジスト１の開口縁と
実装用パッド２の外周縁との間に生じるクリアランスＸ
は、25〜55μｍの範囲にあった。

【００１７】（比較例１）内層回路を形成した基板上
に、電子部品実装面としてアディティブ法により実装用
パッド２を含む導体パターンを形成した。この時の実装
用パッド２の大きさは 100μｍφでとした。次に、永久
レジスト３表面を化学的に粗化し、ソルダーレジスト１
を実装用パッド部分が開口するように形成した。この時
のソルダーレジスト１は、その膜厚を20μｍとし、その
開口径を90μｍとし、パッド外周縁とソルダーレジスト
開口縁とが重なるように形成した。

【００１８】（比較例２）内層回路を形成した基板上
に、電子部品実装面としてアディティブ法により実装用
パッド２を含む導体パターンを形成した。この時の実装
用パッド２の大きさは 100μｍφとした。次に、永久レ
ジスト３表面を化学的に粗化し、ソルダーレジスト１を
実装用パッド部分が開口するように形成した。この時の
ソルダーレジスト１は、その膜厚を20μｍとし、その開
口径を 120μｍとした。なお、この時のソルダーレジス
ト１の開口縁と実装用パッド２の外周縁との間に生じる
クリアランスＸは、０〜20μｍの範囲にあった。

【００１９】（比較例３）内層回路を形成した基板上
に、電子部品実装面としてアディティブ法により実装用
パッド２を含む導体パターンを形成した。この時の実装
用パッド２の大きさは 100μｍφとした。次に、永久レ
ジスト３表面を化学的に粗化し、ソルダーレジスト１を
実装用パッド部分が開口するように形成した。この時の
ソルダーレジスト１は、その膜厚を20μｍとし、その開
口径を 300μｍとした。なお、この時のソルダーレジス
ト１の開口縁と実装用パッド２の外周縁との間に生じる
クリアランスＸは、80〜120 μｍの範囲にあった。

【００２０】（比較例４）内層回路を形成した基板上
に、電子部品実装面としてアディティブ法により実装用
パッド２を含む導体パターンを形成した。この時の実装
用パッド２の大きさは 100μｍφとした。次に、永久レ
ジスト３表面を化学的に粗化し、ソルダーレジスト１を
実装用パッド部分が開口するように形成した。この時の
ソルダーレジスト１は、その膜厚は10μｍとし、その開
口径を 180μｍとした。なお、この時のソルダーレジス
ト１の開口縁と実装用パッド２の外周縁との間に生じる
クリアランスＸは、25〜55μｍの範囲にあった。

【００２１】（比較例５）内層回路を形成した基板上
に、電子部品実装面としてアディティブ法により実装用
パッド２を含む導体パターンを形成した。この時の実装
用パッド２の大きさは 100μｍφとした。次に、永久レ
ジスト３表面を化学的に粗化し、ソルダーレジスト１を
実装用パッド部分が開口するように形成した。この時の
ソルダーレジスト１は、その膜厚を40μｍとし、その開
口径を 180μｍとした。なお、この時のソルダーレジス
ト１の開口縁と実装用パッド２の外周縁との間に生じる
クリアランスＸは、25〜55μｍの範囲にあった。

【００２２】以上説明したようにして実装用パッドを含
む導体パターンとソルダーレジストを形成したプリント
配線板に関し、その実装用パッドに、３μｍのNi／Auめ
っきを施し、クリーム印刷法によりはんだを供給して、
ソルダーレジストの開口形状の違いによる外観，耐冷熱
衝撃性，絶縁性の評価を行った。その結果を表１に示
す。

【００２３】この表１に示す結果から明らかなように、
本発明にかかるプリント配線板は、ソルダーレジストの
剥がれが全くなく、耐冷熱衝撃性および絶縁性に優れ
る。これに対し、比較例１に示すような、パッド外周縁
とソルダーレジスト開口縁とが重なる構成のプリント配
線板では、ソルダーレジスト開口縁のパッドとの界面際
にはソルダーレジスト形成時に隙間が生じ、Ni／Auめっ
き液が侵入してめっきの析出が進行し、ソルダーレジス
ト開口縁に剥がれが生じた。そのため、耐冷熱衝撃試験
において、浮き（剥がれ）部分からクラックが発生し
た。比較例２に示すような、パッド外周縁とソルダーレ
ジスト開口縁との間に生じるクリアランスＸを本発明範
囲の下限値よりも小さくした構成のプリント配線板で
は、ソルダーレジスト開口部のアライメントミスが生じ
易くなり、導体パッドの一部分がソルダーレジストにて
覆われ、その界面から剥離が生じるという不良が発生し
た。そのため、耐冷熱衝撃試験において、浮き（剥が
れ）部分からクラックが発生した。比較例３に示すよう
な、ソルダーレジストの開口径を大きくした構成のプリ
ント配線板では、パッド外周縁とソルダーレジスト開口
縁との間に生じるクリアランスＸが本発明範囲の上限値
よりも大きくなるために、隣接する導体回路が露出し
て、はんだバンプを形成したときに電気的な短絡を生じ
た。比較例４に示すような、ソルダーレジストの膜厚を
本発明範囲の下限値よりも薄くした構成のプリント配線
板では、はんだバンプ形成時にそのはんだがソルダーレ
ジスト上に掛かってしまい、ソルダーレジストがソルダ
ーダムとして機能せず隣接するはんだバンプとブリッジ
不良を起こし、電気的な短絡を生じた。比較例５に示す
ような、ソルダーレジストの膜厚を本発明範囲の上限値
よりも厚くした構成のプリント配線板では、ソルダーレ
ジスト下層の硬化が不十分となり、ソルダーレジストの
開口縁に浮きが生じた。そのため、耐冷熱衝撃試験にお
いて、浮き（剥がれ）部分からクラックが発生した。ま
た、ソルダーレジストの膜厚が厚いために、バンプがソ
ルダーレジスト開口から突出する部分が少なくなり、電
気的信頼性が低下した。

【００２４】

【表１】・ソルダーレジスト剥がれ：目視検査による剥がれの有無を示す。・耐冷熱衝撃試験：−65℃←→ 125℃のサイクル試験におけるソルダーレジストのクラック発生時期を示す。・絶縁性；隣接導体回路（隣接パッド含む）との電気絶縁性を示す。 ○は良好、×は不良を示す。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ソ
ルダーレジストの開口形状に起因する問題を解消するこ
とができ、特にソルダーレジストの剥がれを生じること
なく、はんだを安定して供給できるようなソルダーレジ
ストの開口形状をもつプリント配線板を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のプリント配線板におけるソルダーレジス
トの開口形状を示すＡ−Ａ部分断面図である。

【図２】本発明のプリント配線板におけるソルダーレジ
ストの開口形状を示すＡ−Ａ部分断面図である。

【符号の説明】

１ソルダーレジスト２実装用導体パッド３永久（めっき）レジスト４絶縁性樹脂層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品実装表面に、実装用パッドを含
む導体パターンとその導体パターンを被覆するソルダー
レジストを形成してなるプリント配線板において、前記
ソルダーレジストの開口部の大きさを、前記実装用パッ
ドよりも大きくすることにより、ソルダーレジストがパ
ッドと重ならないようにすることを特徴とするプリント
配線板。
【請求項２】ソルダーレジストの開口縁と実装用パッ
ドの外周縁との間に生じるクリアランスを、20〜60μｍ
にすることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線
板。
【請求項３】ソルダーレジストの膜厚を15〜30μｍの
厚さにすることを特徴とする請求項１に記載のプリント
配線板。