JPS5916396A - ソルダ−マスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐熱性液体型感光性樹脂をプリント回路基板
上に一定厚さで塗布した後に、所定部分の露光、現象を
経て該プリント回路基板上に樹脂硬化体を形成せしめる
ことによるノルレダーマスクの製造方法に関するもので
ある。

近年、感光性樹脂は、種々な用途に使用されており、電
子工業分野におけるプリント回路板製造時におけるソル
ダーマスクにも使用されるようになって来た。ソルダー
マスクとは、プリント回路基板のノ・ンダ何面上に、は
んだ付けするだめに露出せしめる所定の部分の他はすべ
て被覆した状態に形成されているものである。上記所定
の部分とは、例えば抵抗コンデンサー、　ＩＣなどの部
品をセントするための端子を入れるスルーホールや、回
路同士を接続するために回路上に設けておくはんだ盛シ
付は個所などである。そしてはんだ付けは、プリント回
路基板にソルダーマスクを付けたままスルーホールに所
定の部品の端子を入れた状態で、２６５℃付近に加熱さ
れたソルダー溶融液を使用してプリント回路基板のはん
だ何面をディップまたはフローコーティングすることに
よって行う。従って、ソルダーマスクはプリント回路基
板の面に完全に密着していることが必要であり、若し、
浮き上がりや不要な切断部、切除部などがあれば、それ
らの部分にはんだが流れ込み、回路間でブリッジしたシ
、ショートするというトラブルの原因となる。従ってソ
ルダーマスクはプリント回路基板に部品を装着して回路
を完成するに際して正確にはんだ付けする上できわめて
重要な役割を持っている。

従来、感光性樹脂を使用したソルダーマスクの製造方法
は次のようであった。すなわち、プリント回路基板上に
できるだけ一定厚さになるように感光性樹脂を塗布また
は積層し、次いでマスクフィルムを通して該感光性樹脂
に活性光線を照射り、て所定の部分以外の感光性樹脂を
硬化せしめ、しかる後に該マスクフィルムを除いて所定
部分の未硬化の感光性樹脂をウォッンユアウトする方法
である。

このようなソルダーマスクの製造に使用される感光性樹
脂としては、既にフィルム状またはシート状に製作され
た固体型と、使用直前にプリント回路基板上に塗布され
る液体型とがある。かかる固体型と液体型との感光性樹
脂を比較すると次のような得失がある。

固体型の場合は、はぼ均一な厚さに予め製作きれている
ので作業性の点では優れているが、露光されなかった感
光性樹脂はすべてウォッシュアウトされてし捷い、回収
・再使用できないだめ非常に不経済である。更に、プリ
ント回路基板とレジストフィルムとを接着させるだめに
加熱が必要なこと、接着積層後のホールドタイムが必要
なこと、プリント回路基板の表面が粗れていると充分に
接着し、ないことがあること、プリント回路基板の表面
にごみが付着しているとその周辺が浮き上がること、等
の問題がある。

これに対し、液体型の場合には、プリント回路基板上に
塗布された液体型感光性樹脂は、露光後にウォッシュア
ウトされるまでに未硬化樹脂の大部分がそれ自体の粘着
力を利用して他の部材に付着して回収され、再使用に供
される。従って、貴重な感光性樹脂をウォッシュアウト
で再使用不能にする量が少なくて済み、まだ、ウォッシ
ュアウト液の使用量も少なくてよいから、老化したウォ
ッシュアウト液の処理も容易であるという非常に大きな
長所を備えている。反面、塗布対象面上に液体型感光性
樹脂を均一な厚さで塗布することは一般に熟練を要する
が、特にプリント回路基板の場合には、回路を構成する
銅などによって凹凸があるので一層困難であること、マ
スクフィルムを粘着性の液体型感光性樹脂の塗布面上に
直接載置することが困難なことなどの欠点がある。特に
、液体型感光性樹脂の塗布厚さが均一でない場合は、後
に詳細に説明するように、露光により感光性樹脂が硬化
する部分と未硬化部分との境界が必ずしもマスクフィル
ムの画像通りでなく、塗布厚さの大小りよって変化し、
従ってンルダーアスクによるはんだ付けが正確でなくな
る。ところで、プリント回路基板には多数のスルーホー
ルが設けられており、そのスルーホールに近接して導電
性金属のラインが設けられている。従って、若しソルダ
−マ艮りによる露出部が位置ずれしているか、所定の面
積よシも広い場合、はんだ付けによって回路をショート
させる恐れが非常に高かったのである。

本発明者らは、上記の如き液体型感光性樹脂を均一厚さ
に塗布することの困難や更にマスクフィルムの載置困難
な問題点を解決して、液体型感光性樹脂の長所を最大限
に活かすソルダーマスクの製造方法を鋭意研究した結果
、プリント回路基板上に液体型感光性樹脂を、更にその
上に透明な可撓性支持体を積層した状態で基板の凹凸に
追従する物体によシ一定圧で押圧し、該支持体上にソル
ダーマスクを載置することにより、上記問題点を解決で
きることを究明して本発明を完成した。

すなわち本発明は、活性光線を透過する透明な可撓性支
持体に耐熱性の液体型感光性樹脂を均一な厚さに塗布し
、直ちに該可撓性支持体を移動して該液体型感光性樹脂
の塗布面をプリント回路基板に向けて一定圧で押圧する
ことによシ該プリント回路基板上に該液体型感光性樹脂
を一定厚に積層し１、次いで前記可撓性支持体側からマ
スクフィルムを通して活性光線で露光して該プリント回
路基板上にソルダーを溶着させる部分に相当する前記液
体型感光性樹脂の所定の部分以外を硬化せしめ、しかる
後に前記可撓性支持体を剥離し、次いで前記プリント回
路基板上の未硬化の液体型感光性樹脂をウォッシュアウ
トすることにより、プリント回路基板上に所定のソルダ
ー溶着部分のみを正確に露出せしめる耐熱性樹脂の硬化
体を形成することを特徴とするソルダーマスクの製造方
法に関するものである。

以下、本発明方法を図面によシ従来方法と比較しながら
詳細に説明する。

第１図はプリント回路基板（以下、単に基板と略記する
ことがある）上に従来の塗布方法にょシ耐熱性の液体型
感光性樹脂（以下、単に感光性樹脂と略記することがあ
る）を塗布している状態を示す図、第２図は従来の方法
により感光性樹脂が塗布された基板にマスクフィルムを
介して露光した際の感光硬化部分と未硬化部分との境界
を示す横断面図、第３図は基板９１例の一部分を示す平
面図、第４図は従来方法により基板にソルダーマスクを
形成せしめてはんだ付けした場合の第３図中Ｘ部のスル
ーホール周辺部分におけるはんだ溶着状態を示す拡大説
明図、第５図は本発明方法の実施に使用する製造装置の
１例の全体説明図、第６図は本発明方法によシ塗布され
た場合の第２図に相当する図、第７図は本発明方法によ
り基板上にソルダーマスクを形成せしめてはんだ付けし
た場合の第４図に相当する拡大説明図、第８図は本発明
方法に使用する基板のスルーホールの１態様を示す横断
面図である。

従来の感光性樹脂の塗布方法は、第１図に示すようにプ
リント回路基板Ａ上に液体型感光性樹脂Ｂをその表面が
平面になるように塗布厚制御手段Ｃによって塗布す−る
ことから成る方法である。この塗布厚制御手段Ｃとして
は例えばドクターブレードが用いられる。一方基板Ａに
はスルーホールＡａと板面とにそれぞれ回路の一部を構
成する導電性金属被膜（以下、ランドということがある
）Ａｂと導電性金属線（以下、ラインということがある
）Ａｃとが配設されて、板面に凹凸形状を形成している
。

従ってこのような基板１に従来方法によって感光性樹脂
が塗布されたものは、第１図のように、塗布厚に犬（ｔ
ｌ）小（ｔ２）のむらが生じている。このような感光性
樹脂２の塗布面に対し、スルーホールＡａのランドＡｂ
の周縁内部に相当する部分を活性光に露光させないよう
にマスクフィルムＤの画像をスルーホールＡａに一致さ
せた状態で露光操作を行っても、スルーホールＡａの周
縁の直ぐ外側は塗布厚がｔ、と厚くなっているため、第
２図に示すよりに露光によシ硬化する部分Ｂａは末すぼ
まシの状態となる。従って未硬化部分Ｂｂをウォッシュ
アウトして得られるソルダーマスクは、第２図で硬化す
る部分Ｂａと未硬化部分Ｂｂとの境界Ｂｃの位置によシ
示すように、スルーホールＡａのランドＡｂの周縁よシ
も広く露出せしめ、しばしば近接するラインＡｃまで露
出せしめることがあった。

（ここで基板Ａの寸法関係を示しておくと、通常、スル
ーホールＡａのランドＡｂの幅は２００μ、ラインＡｃ
０幅は１００μ、スルーホールＡａのピッチは２５４ｙ
ｎｍで径はＯ−５ｍｍＱｊｌたは０．７ｍｍＺである。

）従って、このような従来方法で、例えば第３図の如き
基板Ａ上にソルダーマスクを形成せしめてはんだセ１け
を行った場合は、第４図の如く、溶着したはんだ１８が
近接するラインＡｃとの間にブリッジしたシ、ショート
することがあった。そしてこのようなトラブルを避けよ
うとすれば、スルホールＡａのランドＡｂとラインＡｃ
との間に安全な距離を設ける必要があシ、それだけ回路
数が少くなる。また、露光によって硬化される範囲の基
板Ａ上に凹凸があると硬化するときの重合度が不均一と
なり、はんだ付けに際して熱により気泡が発生して部分
的にソルダーマスクが浮き上ることがあった。このよう
な現象を少なくしようとするには露光後ベーキングする
必要があった。まだ、マスクフィルムＤは、第２図では
感光性樹脂Ｂに直接載置した如くに描いているが、この
ように載置すれば、マスクフィルムＤを繰シ返し使用で
きない上、位置調整が困難である。そしてマスクフィル
ムＤを感光性樹脂Ｂから離しておくには装置が厄介とな
る上、それだけマスクフィルムＤの画像の投影が不鮮明
となる。

これに対し、本発明方法は、第５図に１例を示す製造装
置を使用し１、次に説明するようにノルダーマスクを製
造することによシ上記の問題を解決している。

第５図中、１は耐熱性の液体型感光性樹脂、２は可撓性
を有し且つ露光硬化せしめられた液体型感光性樹脂１か
らの剥離性が良い透明な可撓性支持体、３は可撓性支持
体２を平面状になるように保持する剛体基盤、４は剛体
基盤３上に位置せしめられた可撓性支持体２上に供給さ
れた液体型感光性樹脂１の塗布厚を一定に制御するドク
ターブレードやロールコータ−などの塗布厚制御手段、
５は液体型感光性樹脂１を一定厚に塗布された可撓性支
持体２をプリント回路基板６への押圧部−＼移送せしめ
るだめのガイドローラ、７は基板６を可撓性支持体２と
の押圧部へ移送せしめるだめのコンベア、８は液体型感
光性樹脂１を一定厚に塗布されだ可撓性支持体゛２の液
体型感光性樹脂１の塗布面を基板６に対向せしめられた
押圧部で可撓性支持体２を介して基板６に向けて一定厚
で押圧する抑圧体であり、との抑圧体８としては図示し
た実施例の如く可撓性支持体２の移動方向を小さな曲率
半径部を経て変向きせる剛体状のものや、実質的に弾性
の表面を有するロール状のものや、径の小さな通常の金
属製ロールなどが使用できる。

９は液体型感光性樹脂１を一定厚に塗布きれた可撓性支
持体２を基板６に一定圧で押圧体８によシ押圧せしめる
だめのスプリング、１０は押圧体８によって一定圧で押
圧されて基板６上に一定厚の液体型感光性樹脂１が更に
その上に可撓性支持体２が積層された積層体の可撓性支
持体２上にマスクフィルム１１を位置せしめて液体型感
光性樹脂１に活性光線を照射する露光装置、１２は露光
後の積層体から可撓性支持体２を剥離させるための剥離
ロール、１３は剥離ロール１２を経て巻取ロール１４に
至る可撓性支持体２からその可撓性支持体２に付着して
いる未硬化の液体型感光性樹脂１をかき落すナイフドク
ターやスキージ等を備えた回収する主回収装置、１５は
可撓性支持体２が剥離ロール１２によって剥離され基板
６上には感光硬化した液体型感光性樹脂１と未硬化のわ
ずかな液体型感光性樹脂１とが残留している状態の基板
６の感光性樹脂塗布面に圧接されて未硬化の液体型感光
性樹脂１をその表面に何着させる弾性体ロールやブラシ
ロールなどの樹脂回収ロールとその樹脂回収ロールが回
転する過程でそのロールに付着している未硬化の液体型
感光性樹脂１を掻き取るドクターやエヤーナイフとより
成る補助回収装置、１６は搬入されて来た基板６になお
残留する未硬化の液体型感光性樹脂１をノ刀し１７から
噴出するウォッシュアウト液にてウォッシュアウトする
現像装置である。なお、第６図に示すように、基板６に
はスルーホール６ａが設けられておシ、導電性金属被膜
（ランド）６ｂや導電性金属線（ライン）６ｃが配され
ていることは第１図、第２図と同様である。

かかる構造の本発明方法を実施する装置の１例を使用し
て耐熱性の液体型感光性樹脂１を基板６上に一定厚で塗
布するには、先ず可撓性支持体２を剛体基盤３上、ガイ
ドローラ５、抑圧体８、露光装置１０、剥離ロール１２
を経て巻取ロール１４に供給しておく。次いで剛体基盤
３に対向した位置に液体型感光性樹脂１を供給すると共
にコンベア７上に基板６を供給し、可撓性支持体２と基
板６とを同速で移動させる。かくして可撓性支持体２上
に塗布厚制御手段４によって一定厚に塗布された液体型
感光性樹脂１は、カイトローラ５を経て押圧体８の直下
に移動せしめられるが、液体型感光性樹脂１は通常１０
〜２６０，０００ｃｐの範囲内にある高粘性物質である
ので可撓性支持体２上でその厚さが大幅に変更すること
はないが、中でも１００〜５０，０ＯＯｃｐの粘性を有
するものが本発明方法の実施に適している。このように
して液体型感光性樹脂１が一定厚に塗布された可撓性支
持体２と基板６とが同時に抑圧体８の直下に移動せしめ
られて来て可撓性支持体２の液体型感光性樹脂１の塗布
面を基板６に対向させた状態で可撓性支持体２が押圧体
８によって基板６に一定圧で押圧せしめられることによ
り、基板６上にランド６ｂやライン６ｃによる凹凸があ
ってもその形状に泪って液体型感光性樹脂塗布面が基板
６に押圧されて密着し、第６図に示すように、液体型感
光性樹脂ｌの基板６上における塗布厚は一定になるので
ある。

かくして基板６上に一定厚の液体型感光性樹脂１が、更
にその上に可撓性支持体２が積層された積層体は、次い
で露光装置１０においてマスクフィルム１１より活性光
線を照射されて液体型感光性樹脂１０所定部分が感光硬
化せしめられる。この場合、第６図に示すように、液体
型感光性樹脂ｌの塗布厚は基板６の凹凸に沿って一定厚
（ｔ８）となっているから、露光による液体型感光性樹
脂１の硬化する部分１ａの末すぼまシ現象はなく、未硬
化部分１ｂとの境界１ｃはマスクフィルム１１の画像通
シとなるのである。そしてマスクフィルム１１は、第６
図の如く可撓性支持体２に直接載置しても粘着しないか
ら位置調整は容易であり、位置決め孔などの適当な位置
決め手段によシ、正確に位置せしめることができるので
ある。その後更に移動せしめられる過程で未硬化の液体
型感光性樹脂１０犬部分が未だ付着している可撓性支持
体２が感光硬化しだ液体型感光性樹脂１の付着している
基板６から剥離ロール１２によって剥離され、可撓性支
持体２は剥離ロール１２を経て巻取ロール１４に至る過
程でナイフドクターやスキージ等でかき落す主回収装置
１３により液体型感光性樹脂１を回収される。

捷た剥離ロール１２によって可撓性支持体２を剥１Ｎ（
ｔされた後の基板６上に付着していｐ硬化の液体型感光
性樹脂１は、基板６が更に移動する過程でエアーナイフ
やスポンジローラーなどの補助回収装置１５により回収
されるのである。次いで、基板６は現像装置１６に搬入
され、ノズル１７から噴出するウォッシュアウト液によ
ってなお残留する未硬化の液体型感光性樹脂１がウォン
シュアウトされ、乾燥などの仕上げがなされる。この場
合、塗布厚（ｔ８）が一定なことから、露光により生成
する重合体の重合度分布が均一であシ、従ってベーキン
グの必要はないが、必要としても短時間で済む。

かくして基板６上にソルダーマスクが形成される。

なお、以上の説明は基板６の片面のみに液体型感光性樹
脂１を塗布する場合の説明であるが、基板６０両面に液
体型感光性樹脂１を塗布する場合には、抑圧、露光１回
収、現像の諸操作を両面に行えるように上記の諸部材を
両面に備えた製造装置によって、上記と同様に簡単に実
施できるのである。また、基板６として第８図に示すよ
うに、スルーポール６ａのランド６ｂにはんだ１８が既
に盛り付けられたものを使用しても、上記と同様に実施
することができる。

かくしてソルダーマスクを形成された基板６にはんだ付
けするには、所定の部品を保穫膜で被覆した状態でその
端子をスルーホールに入れて、従来通シにディップある
いはフローコーティングを行えば良い。かくして得られ
たはんだ１８の浴着状態は、第７図に示す如くであシ、
スルーホール６ａのランド６ｂの部分にのみ正確に溶着
されており、ライン６ｃにブリッジしたシ、ンヨートす
る恐れは全くない。なお、はんだ付は後もソルダーマス
クはそのまま基４Ｎ、６に残しておくことによシ、基板
６の全面の保護、特にライン６Ｃの腐食防止に有効であ
る。

本発明方法によりソルダーマスクを製造すれば、次のよ
うな効果が得られる。

第１に、液体型感光性樹脂１の塗布厚を一定にすること
ができること。第２に、マスクフィルム１１を可撓性支
持体２に載置して正確に位置決めするととが容易なこと
。

第３に従ってマスクフィルム１１の画像通りに未硬化部
分１ｂを残すことができ、従って得られたソルダーマス
クによるはんだ１８の溶着は所定の位置に正確になされ
ること。

第４に、従って基板６上のライン６ｃを密に配列できる
こと。

第５にはんだ付けに際して気泡を発生して浮き上る如き
ことのないソルダーマスクが得られること。

第６に基板６上の凹凸のすみずみまで液体型感光性樹脂
１が滲み込み、基板６上のはんだ付は部分以外のすべて
の部分を完全に被覆することができること。

第７に基板６上にごみなどが何着していても固体型感光
性樹脂（レジストフィルム）使用のソルダーマスクにみ
られるような浮き上シがないこと。

第８に基板６に液体型感光性樹脂１を積層接着するに当
って一回の塗布だけで済み、更に、加熱しだ′す、ホー
ルドタイムをとる必要がなく、直ちに露光できること、
従って生産性が極めて高いこと。

第９に液体型感光性樹脂１の未硬化部の大部分を回収し
て再使用でき、またレジストフィルム使用の場合と異な
シ、基板６の幅に合わせて塗布幅を自由に調整できるか
ら貴重な原料を効率良く使用することができること、等
である。

以上詳述した如く、本発明に係るソルダーマスクの製造
方法は、液体型感光性樹脂１を基板６上に直接塗布する
のではなく、可撓性支持体に液体型感光性樹脂を均一な
厚さに塗布し１、との可撓性支持体の液体型感光性樹脂
の塗布面を基板に対向きせだ状態で可撓性支持体を一定
）ｒ：、で押１モすることにより基板に液体型感光性樹
１指を一定厚で均一に塗布して露光、現像工程を経て精
密なノルレダーマスクを製造する方法であ乞基板上に凹
凸があって平板法を成していなかった乞５Ｊ撓団を有し
。

でいたり端部にパリが生じていたりしても常に均一な厚
さで基板に液体型感光性樹脂をを布でき、しかも可撓性
支持体として露光硬化せしめられだ液体型感光性樹脂か
らの剥離性が良い透明な素材を使用すれば露光硬化しな
い液体型感光性樹脂の回収が容易であると共に、露光時
に液体型感光性樹脂を露出せしめずにその上に町撓囲支
持体が位置しているために可撓性支持体上に直接マスク
フィルムを載置できるため作業性も良いなど種々の利点
を有しておシ、その工業的価値は非常に大きなものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はプリント回路基板上に従来方法により耐熱性の
液体型感光性樹脂を塗布している状態を示す図、第２図
は従来の方法によシ感光性樹脂が塗布された基板にマス
クフィルムを介して露光した際の感光硬化部分と未硬化
部分との区分を示す横断面図、第３図は基板の１例の一
部を示す平面図、第４図は従来方法によシ基板にソルダ
ーマスクを形成せしめてはんだ付けした場合の第３図中
Ｘ部のスルーホール周辺部分におけるはんだ溶着状態を
示す拡大説明図、第５図は本発明方法の実施に使用する
製造装置の１例の全体説明図、第６図は本発明方法によ
り塗布された場合の第２図に相当する図、第７図は本発
明方法により基板上にソルダーマスクを形成せしめては
んだ付けした場合の第４図に相当する拡大説明図、第８
図は本発明方法に使用する基板のスルーホールの１態様
を示す横断面図である。 １・・液体型感光性樹脂 １ａ・・硬化する部分 １ｂ・・未硬化部分 ＩＣ・・硬化する部分と未硬化部分との境界２・・可撓
性支持体 ３　・銅体基盤 ４・・塗布厚制御手段 ５・　・ガイドロール ６・・プリント回路基板 ６ａ−−スルーポール ６ｂ・・導電性金属被膜（ランド） ６ｃ・・導電性金属線　（ライン） ７・・コンベア ８・・抑圧体 ９・・スプリング １０・・露光装置 １１・・マスクフィルム １２・・剥離ロール １３・・主回収装置 １４・　・巻取ロール １５・・補助回収装置 １６・・現（家装置 １７・・ノズル １８・・はんだ Ａ　・プリント回路基板 Ａａ・−スル−ホール Ａｂ・・導電性金属被膜（ランド） ＡＣ・・導電性金属線　（ライン） Ｂ・・液体型感光性樹脂 Ｂａ・・硬化する部分 Ｂｂ・・未硬化部分 Ｂｃ・・硬化する部分と未硬化部分との境界Ｃ・・塗布
厚制御手段 Ｄ・・マスクフィルム ｔ、・・塗布厚（犬） ｔ２　　・・塗布厚（小） ｔ８　　・・一定な塗布厚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　活性光線を透過する透明な可撓性支持体に耐熱性の
   液体型感光性樹脂を均一な厚さに塗布し、直ちに該可撓
   性支持体を移動して該液体型感光性樹脂の塗布面をプリ
   ント回路基板に向けて一定圧で押圧することにより該プ
   リント回路基板上に該液体型感光性樹脂を一定厚に積層
   し、次いで前記可撓性支持体側からマスクフィルムを通
   して活性光線で露光して該プリント回路基板上にソルダ
   ーを溶着させる部分に相当する前記液体型感光性樹脂の
   所定の部分以外を硬化せしめ、しかる後に前記可撓性支
   持体を剥離し、次いで前記プリント回路基板上の未硬化
   の液体型感光性樹脂をウオンシュアウトすることによシ
   、プリント回路基板上に所定のソルダー溶着部分の゛み
   を正確に露出せしめる耐熱性樹脂の硬化体を形成するこ
   とを特徴とするソルダーマスクの製造方法。