JPH09312463A - パターンの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プリント配線板上に高精度で塗膜のパターンを
形成する新規な方法を提供することを目的とする。 【構成】（Ａ）予め回路を形成させたプリント配線板上
に、剥離可能なレジストを用いて最終的に塗膜を除去す
る部分にパターンを形成する行程 （Ｂ）塗料をプリント配線板全面、もしくは少なくとも
該パターン表面及びその周辺に塗布し、硬化させ塗膜と
する行程 （Ｃ）該パターン上部の塗膜を物理的に該プリント配線
板平面に平行に除去し、剥離可能なレジスト表面を露出
させる行程 （Ｄ）剥離可能なレジストを剥離する行程を含む、塗膜
のパターン形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】プリント配線板上にパターンを形
成させる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小型化、高性能化によって、
それに使用されるプリント配線板も高密度化されてき
た。従ってプリント配線板に使用される材料も、より微
細な加工性が求められるようになっている。従来ソルダ
ーレジストとしては熱硬化性あるいは光硬化性のレジス
トインキをスクリーン印刷によってパターンを形成させ
ていた。しかしながら、スクリーン印刷法ではプリント
配線板の微細化により製造が困難になってきた。すなわ
ち、微細な回路間へのインキの埋め込みが難しくなり、
埋め込み性を上げるため、スクリーンからのインキの押
し出しを多くすると、印刷を繰り返すに連れて印刷パタ
ーンからのにじみが大きくなって、はんだ付けを必要と
する部分にまでレジストは付着するなどして不良が発生
する。こうしたことからスクリーン印刷法によって精度
良く高密度なパターンを形成することは困難となってお
り、現在ソルダーレジストは、露光、現像によってパタ
ーニングできる材料に置き変わりつつあり、特に作業環
境の保全、公害防止の観点からアルカリ現像型の物が主
流となっている。これに関する技術は特開昭６１−２４
３８６９等多くの文献によりすでに公知の物となってい
る。しかしながら写真現像型のソルダーレジストは、は
んだ耐熱性、電気絶縁性、耐湿性等の基本性能の他に、
現像液への溶解性、感光性等を具備せねばならず、これ
らの構成する成分に大きな制約がある。さらに近年プリ
ント配線板の機能が高度化するに伴い、金メッキ、はん
だメッキ、銅メッキ等各種のメッキ液耐性や、耐湿性
等、ソルダーレジストへの要求性能が厳しくなるに伴
い、従来のアルカリ現像型の感光性レジストでは性能を
満足するのが困難になってきている。一方スクリーン印
刷タイプのインキであれば、感光性や、現像液への溶解
性は不要なため、その構成の自由度が広がり、上記の各
種耐性を満たすことが容易となるが、高密度パターンに
は適用できないという先に述べた問題のため使用が制限
されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】塗膜のパターンを形成
する新規な方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【問題を解決するための手段】発明者らは鋭意検討の結
果、以下に示す新規なパターン形成方法を見いだし本発
明を完成するにいたった。すなわち、 （Ａ）予め回路を形成させたプリント配線板上に、剥離
可能なレジストを用いて最終的に塗膜を除去する部分に
パターンを形成する行程 （Ｂ）塗料をプリント配線板全面、もしくは少なくとも
該パターン表面及びその周辺に塗布し、硬化させ塗膜と
する行程 （Ｃ）該パターン上部の塗膜を物理的に該プリント配線
板平面に平行に除去し、剥離可能なレジスト表面を露出
させる行程 （Ｄ）剥離可能なレジストを剥離する行程を含む、塗膜
のパターン形成方法である。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に各工程について詳細に説明
する。まず塗膜を形成すべきプリント配線板を用意す
る。これは、サブトラクティブ法、アディティブ法、セ
ミアディティブ法、等数多く知られている公知の方法を
用いることができる。次に剥離可能なレジストによって
プリント配線板にパターンを形成する。このレジストの
パターンは、後の工程で塗布される塗膜によって被覆し
ない部分に形成される。レジストの塗装はドライフィル
ムラミネート、電着塗装、液状のインキのスクリーン印
刷、ロールコート、スプレー塗装、カーテンコート、ス
ピンコート、ディップコート等公知の方法が用いられ
る。ここで用いるレジストは、後の工程で除去されねば
ならないので、剥離可能なものを用いる。一般にアルカ
リ水溶液や有機溶剤で剥離可能なものが、エッチングレ
ジストや、メッキレジストとして既に広くこの分野で使
用されており容易に入手することができる。但し後で塗
布、硬化される塗膜がその剥離液によって劣化すること
がないように、予めその種類を選択しておく。このレジ
スト膜の厚みは、後で形成される塗膜の必要厚みと同
じ、または厚くしておくことで、後で塗膜の表面を研磨
してレジスト表面を露出させるのが容易となる。パター
ンの形成はスクリーン印刷によって行うことも可能であ
るが、パターンの精度を高めるために、写真法を用いる
ことが望ましい。

【０００６】次にレジストのパターンが形成されたプリ
ント配線板に塗膜となる塗料を塗布する。この塗料は、
プリント配線板上の凹凸あるいは、先に形成されたレジ
ストパターンの周辺を埋めこむことができさえすれば、
特に制限なく公知のあらゆる材料を用いることができ
る。具体的にはエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノー
ル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ジア
リルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、アミノ樹脂、熱
硬化性ポリフェニレンオキシド等の熱硬化性樹脂、アク
リレート、ビニルエステル樹脂あるいはエポキシ樹脂を
主成分とする感光性樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニ
ル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、
ポリブタジエン、ポリイミド、ポリエステル、フェノキ
シ樹脂、ポリフェニレンオキシド、弗素樹脂等熱可塑性
樹脂を溶剤に溶かしワニス状にしたもの等を用いること
ができる。それぞれに重合触媒、可塑剤、架橋剤、無機
あるいは有機フィラー、顔料、染料、消泡剤、増粘剤等
を含有していてもよい。これらは一般にソルダーレジス
トインキあるいは塗料ワニスとして市販されている。こ
れらは、スクリーン印刷、カーテンコート、スプレーコ
ート、スピンコート、ロールコート、ディップコート等
それぞれの塗料に適した方法で、プリント配線板の全面
あるいは部分的に塗布される。通常は基板全面に塗布し
てよいが位置合わせ穴のように塗料が入らない方が都合
が良い部分がある場合、あるいは該配線板の周辺部等塗
料を塗布する必要が無い部分がある場合等はその部分を
塗布しないよう予めスクリーンの版を設定しておくと良
い。既に剥離可能なレジストで、塗膜を塗布しない部分
はマスクされており、そのレジストの上に被さるように
塗布される。塗布された塗料を、加熱、光照射、熱風乾
燥等その塗料に適した方法で硬化させる。本発明に於い
て硬化とは、塗料が流動性を失い、後の工程で研磨が可
能な状態になることを指す。固形の樹脂をワニスにした
もの等、溶剤が除去されるだけで流動性がなくなる場
合、特に分子間の架橋が起こらなくてもかまわない。ま
た架橋性樹脂の場合、硬化の程度によって研磨の難易度
が変化するので、塗膜の種類及び研磨の方法によって完
全に架橋させてから研磨するか、あるいは一部架橋させ
た状態で研磨し、後で完全架橋させるかを選択できる。

【０００７】次に剥離可能なレジストの上部の塗膜を機
械的に除去し、レジスト表面を露出させる。具体的に
は、ベルトサンダー、バフ、ジェットスクラブ、サンド
ペーパー等による研磨で行うことができる。またレーザ
ー光照射、高圧の水の噴射などによって行うことも可能
である。研磨はレジスト上部だけを選択的に行ってもよ
いし、塗膜全体を研磨してもよい。予め剥離可能なレジ
ストの厚みを、塗膜の必要厚みよりも厚めにしておくこ
とで、この作業をより容易に行うことができる。

【０００８】最後に、露出したレジストを剥離して塗膜
のパターンを完成させる。これは使用されたレジストに
適した方法が選択される。

【０００９】本発明の方法は、他のパターン形成方法と
組み合わせて用いることができる。例えばパターンのう
ちさほど精度を必要としない部分をスクリーン印刷によ
って形成し、高精度を必要とする部分のみを本発明の方
法によって形成させてもよい。また塗膜に感光性のもの
を用いて、パターンの一部を写真法によって形成させて
もよい。そのほか公知慣用の塗膜のパターン形成方法を
組み合わせて用いることができる。

【００１０】本発明の方法によってプリント配線板の最
外層のソルダーレジストパターンが形成できるのはもち
ろんのこと、いわゆるビルドアッププロセスの一環とし
て多層配線板の内層の形成に用いることができる。すな
わち本発明の方法で形成された絶縁層の上に金属めっき
を施したり、接着剤付き銅箔をラミネートしたり、プリ
プレグを介して銅箔を圧着する等の方法で外層を形成さ
せることができる。また、これらの方法を組み合わせる
か、繰り返すことでさらに層数を増やすことができる。
これら、絶縁層の上に回路を形成する方法については日
刊工業新聞社表面実装技術、１９９４年、１月号等によ
ってすでに公知である。

【００１１】

【発明の効果】通常のスクリーン印刷の方法によれば、
印刷時のにじみや、加熱硬化させる際のインキのダレに
より印刷の境界部を正確に形成することは困難である。
しかしながら本発明の方法によれば、塗料自身がパター
ニングのための、感光性、現像性等を具備していなくて
も、写真法と同等の精度で、パターンを形成することが
できる。従って高密度回路には用いることができなかっ
たあらゆる樹脂を適用し、耐熱性、耐湿性、耐めっき性
等厳しい要求に答えられるプリント配線板を精度良く製
造できるという点で極めて有用な発明である。

【００１２】

【実施例】以下に製造例、実施例及び比較例を示して本
発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定される
ものではない。

【００１３】銅箔付きガラスラミネートエポキシプリン
ト配線板をエッチングして、銅箔回路を形成させた。こ
れにアルカリ現像型液状エッチングレジストを全面にス
クリーン印刷し乾燥することを３回繰り返し、回路上の
乾燥膜厚を６０ミクロンとした。これに所望のソルダー
レジストパターンを遮光するように作成されたネガフィ
ルムをあて、真空圧着して紫外線照射した。これを、１
％炭酸ソーダ水溶液にて現像し、ソルダーレジストの逆
パターンを得た。この上にエポキシ樹脂系熱硬化型ソル
ダーレジストをスクリーン印刷にて、先のエッチングレ
ジストの上も含めて全面印刷した。これを１５０℃、３
０分加熱し硬化させた。硬化膜の膜厚は銅の回路上で３
０ミクロンであった。この基板を６００番のナイロンバ
フのついたバフ研磨機に３回通したところ、エッチング
レジストが表面に露出した。これを４０℃の５％水酸化
ナトリウムに通し、エッチングレジストを剥離した。以
上の工程により先のネガフィルムの遮光部分を忠実に再
現したレジストパターンが選られた。これは、図２に示
すように２００ミクロンのラインおよびスペースを有す
る回路を横切る塗膜部分においても正確にパターンが形
成された。

【００１４】

【比較例】上記で用いたエポキシ樹脂系熱硬化型ソルダ
ーレジストを、所望のパターンが形成されたスクリーン
版を用いて、プリント配線板に印刷した。その後１５０
℃、３０分加熱硬化することで、ソルダーレジストパタ
ーンを形成させた。これは図３に示すように２００ミク
ロンのラインおよびスペースを有する回路を横切るパタ
ーンにおいては印刷時のにじみ及び、熱硬化時のダレに
よって余分に塗膜がついている部分が観察された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法によって得られる最下段のソルダ
ーレジストパターン形成工程を上段から下段に順次示し
た工程概略図である。

【図２】本発明の方法により形成された、２００ミクロ
ンのライン及びスペースを有する回路を横切るパターン
部分を示す模式図である。

【図３】スクリーン印刷法により形成された、２００ミ
クロンのライン及びスペースを有する回路を横切るパタ
ーン部分を示す模式図である。

【符号の説明】

ａ・・・基材 ｂ・・・回路銅箔 ｃ・・・剥離可能なレジスト ｄ・・・ソルダーレジスト ｅ・・・ソルダーレジストがスクリーン印刷時のにじみ
によりパターンからはみ出した部分

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）予め回路を形成させたプリント配線
   板上に、剥離可能なレジストを用いて最終的に塗膜を除
   去する部分にパターンを形成する行程 （Ｂ）塗料をプリント配線板全面、もしくは少なくとも
   該パターン表面及びその周辺に塗布し、硬化させ塗膜と
   する行程 （Ｃ）該パターン上部の塗膜を物理的に該プリント配線
   板平面に平行に除去し、剥離可能なレジスト表面を露出
   させる行程 （Ｄ）剥離可能なレジストを剥離する行程を含む、塗膜
   のパターン形成方法
2. 【請求項２】 パターンが電気絶縁性の塗膜で形成され
   る、請求項１のパターン形成方法
3. 【請求項３】 請求項１のパターン形成方法により、ソ
   ルダーレジストパターンを形成させたプリント配線板。
4. 【請求項４】 請求項１のパターン形成方法により、絶
   縁性の内層パターンを形成させた多層プリント配線板。
5. 【請求項５】 剥離可能なレジストの回路上の膜厚を、
   少なくとも最終的に得られる塗膜の回路上の膜厚と同
   じ、もしくはそれよりも厚くする、請求項１のパターン
   形成方法