JP2007164059A - ソルダーレジスト用露光システム及びプリント配線板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度で、形状安定性の良好なソルダーレジストを形成するための露光システム及びプリント配線板の製造方法の提供。
【解決手段】導体パターン部の配置位置の設計データとソルダーレジスト部の配置位置の設計データの入力を受ける受信手段と、ソルダーレジストの形成箇所の輪郭、導体パターンの形成箇所の輪郭及びソルダーレジストと導体パターンが重なる箇所の輪郭を形成する演算手段と、当該形成された輪郭に基づいて下部に導体パターンが存在するソルダーレジストの形成箇所、下部に導体パターンが存在しないソルダーレジストの形成箇所及びソルダーレジストの非形成箇所を識別する識別手段と、当該識別されたデータに基づいて、各箇所毎に露光量を調節し、ソルダーレジスト部に露光する露光手段とを備えているソルダーレジスト用露光システム。及び、それを用いたプリント配線板の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、ソルダーレジストを露光により硬化せしめるためのソルダーレジスト用露光システム及びプリント配線板の製造方法に関する。

プリント配線板の高密度化及びファイン化が要求されている中で、プリント配線板の主に表層部分に設けられるソルダーレジストの位置合わせ精度の良い加工形成技術が重要となっている。

従来のソルダーレジストは、絶縁基材の表面に導体パターンを形成した後に、当該導体パターンを表層部に有するプリント配線板に、ソルダーレジストを全面に設け、フィルム材やガラス材を使用した露光用のマスクを介して全面による露光を行ない、所望の位置のソルダーレジストを硬化させ、次いで現像をすることにより形成されていた（特許文献１参照）。

しかしながら、斯かる従来のソルダーレジストの形成方法においては、プリント配線板の反りや歪みなどの形状変化が問題となり、露光用のマスクとプリント配線板との合わせで位置ずれなどの不具合を生じることが多く、特に狭ピッチで高密度な導体パターン部では、位置精度良好に及び形状寸法良好に品質の良いソルダーレジストを形成することが困難であった。

また、前記露光用のマスクを介した全面露光によるソルダーレジストの形成方法においては、ソルダーレジスト形成用のマスクが最低１枚は必要になり、マスクの製造及び管理において労力を必要とするものであり、近年の少量多品種を要求される製品需要を背景とした場合には最適なものではなかった。

このような背景において、前記露光用のマスクを使用せず、デジタル露光機を使用した露光システムが報告されている（特許文献２参照）。

当該露光システムは、デジタル情報をもとに演算処理し、パターン情報を補正して露光を行なうものであり、高速で、高精度な導体パターンが形成できる特徴を有する。また、同様にデジタル露光機を使用したソルダーレジストを形成する方法及びそれに用いられる高感度のソルダーレジストが開発されている。

上記デジタル露光機を使用したソルダーレジストの形成方法について、図面を使用して以下順に説明する。

図７（ａ）は、プリント配線板の表層部に位置する絶縁体３０に、導体パターン３１を形成した状態を示したものである。ここでの導体パターン３１の形成方法は、従来のプリント配線板の回路形成方法が使用され、例えばドライフィルムレジストを使用して、紫外線の露光後にドライフィルムレジストを現像し、次いで導体部分のエッチングをすることにより得られる。

まず、図７（ａ）に示されるプリント配線板の表層部にソルダーレジストを貼り付け、熱圧着することにより平坦化して、図７（ｂ）に示されるようなソルダーレジスト３２を設けた構造体を得る。ここで使用するソルダーレジストは感光性樹脂からなるものを用いて、紫外線を照射することにより硬化するネガ型のソルダーレジスト材料を使用する。また、ここではデジタル露光機用に開発された高感度なソルダーレジストが好適に使用される。

次いで、このソルダーレジスト３２を設けた構造体に、図７（ｃ）に示されるようにデジタル露光機を使用して所望の位置にのみ紫外線を露光し、ソルダーレジストを硬化させる。また、硬化させた後には、現像液を使用して未露光部分のソルダーレジストを溶解させ、図７（ｄ）に示されるようなプリント配線板の表層部に目的とするソルダーレジスト硬化物を形成する。

このようにして得られるデジタル露光機を使用したソルダーレジストの硬化方法は、マーク類を基準として、座標上での位置管理をデジタル演算処理できるために、プリント配線板の反りや歪みを考慮したサイズ補正を行なうことができる機能を有する為、特に位置合わせ精度に優れ、また前記露光用のマスクを必要としないため、高密度なプリント配線板を高精度に形成できる利点がある。

しかしながら、このような態様で使用されるデジタル露光機及びそれに用いられる高感度のソルダーレジストを使用したソルダーレジストの硬化方法には、次のような問題があった。以下図８を使用して説明する。

図８（ａ）は、前記図７（ｂ）に示される構造体の一部として、プリント配線板の表層部における導体パターン３１の上に、ソルダーレジスト３２を被覆させた状態の拡大図を示したものである。この図８（ａ）に示される構造体において、ソルダーレジスト３２の下部に導体パターン３１が存在するか、もしくは存在しないかによって、ソルダーレジスト３２の厚みが部分的に異なる状態となる。

すなわち、図８（ａ）において、Ｓ１部位は下部に導体パターン３１が存在するためにソルダーレジストの厚みが相対的に薄い状態である。そして、Ｓ２部位は下部に導体パターン３１が存在しないためにソルダーレジストの厚みが相対的に厚い状態である。

次いで、図８（ｂ）に示されるように、デジタル露光機を使用した露光を行なった場合、ソルダーレジストの厚みが相対的に薄いＳ１部位とソルダーレジストの厚みが相対的に厚いＳ２部位で硬化状態が異なることとなる。

したがって、ソルダーレジストの厚みが相対的に厚いＳ２部位を硬化させるのに必要な紫外光を露光した場合、Ｓ２部位は充分な硬化状態を示すが、ソルダーレジストの厚みが相対的に薄いＳ１部位においては過剰量の紫外光が露光されることとなる。

このＳ１部位における過剰な紫外光の露光は、ソルダーレジストの下部の導体パターン３１に到達した際に、反射することとなる。次いで、反射した紫外光は周辺の硬化させたくないソルダーレジストを硬化させることとなる。すなわち、図８（ｂ）に示される露光領域で紫外光の照射を行なった場合、目的とする硬化領域よりも広い領域のソルダーレジストを硬化させることとなり、図８（ｃ）に示される実質的な硬化領域状態のものが形成される問題を生じていた。

このような、目的とする硬化領域と実質的な硬化領域との差は、図８（ｃ）に示される不具合箇所３３のような状態を形成し、これは一般に露光ムラなどと呼称され、高精度で、形状安定性の良好なソルダーレジストを形成することは困難であり、前記要求されるプリント配線板の高密度化及びファイン化を阻害する要因となっていた。

特開２００３−２３４５７８号公報 特開２００４−１２６１８１号公報

以上のような背景に基づき本発明が解決しようとする課題は、高精度で、形状安定性の良好なソルダーレジストを形成するための露光システム及び当該良好なソルダーレジストを備えたプリント配線板の製造方法を提供することにある。

発明者らは上記課題を解決するために種々検討を重ねた。その結果、プリント配線板上の導体パターンと当該導体パターン上に被覆されるソルダーレジストについて、導体パターン部の配置位置の設計データとソルダーレジスト部の配置位置の設計データとをもとに、（ｉ）下部に導体パターンが存在するソルダーレジストの形成箇所、（ii）下部に導体パターンが存在しないソルダーレジストの形成箇所、（iii）ソルダーレジストの非形成箇所を識別し、識別されたデータに基づいて、露光量を調節し、ソルダーレジスト部に露光すれば、極めて良い結果が得られることを見出して本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、プリント配線板上の導体パターン及び当該導体パターン上に被覆されるソルダーレジスト用露光システムであって、導体パターン部の配置位置の設計データとソルダーレジスト部の配置位置の設計データの入力を受ける受信手段と、当該入力された導体パターン部の配置位置の設計データとソルダーレジスト部の配置位置の設計データからソルダーレジストの形成箇所の輪郭、導体パターンの形成箇所の輪郭及びソルダーレジストと導体パターンが重なる箇所の輪郭を形成する演算手段と、当該形成された輪郭に基づいて下部に導体パターンが存在するソルダーレジストの形成箇所、下部に導体パターンが存在しないソルダーレジストの形成箇所及びソルダーレジストの非形成箇所を識別する識別手段と、当該識別されたデータに基づいて、各箇所毎に露光量を調節し、ソルダーレジスト部に露光する露光手段とを備えていることを特徴とするソルダーレジスト用露光システムにより上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記ソルダーレジスト用露光システムにおいて、露光手段が、ソルダーレジストの形成箇所であって、下部に導体パターンが存在しないソルダーレジスト部のみに露光を行なった後に、下部に導体パターンが存在するソルダーレジスト部のみに露光を行なう露光装置であることを特徴とする。

また、本発明は、前記ソルダーレジスト用露光システムにおいて、露光手段が、ソルダーレジストの形成箇所であって、下部に導体パターンが存在しないソルダーレジスト部のみに露光を行なった後に、下部に導体パターンが存在するソルダーレジストの形成箇所を含むソルダーレジストの形成箇所の全面に露光を行なう露光装置であることを特徴とする。

また、本発明は、前記ソルダーレジスト用露光システムにおいて、露光手段が、ソルダーレジストの所望の位置に紫外光を照射する、露光量を増減させる調節機能を有する露光装置であることを特徴とする。

また、本発明は、前記ソルダーレジスト用露光システムにおいて、露光装置が、露光量を増減させる調節機能により、プリント配線板上のソルダーレジストを１回の露光により硬化させるものであることを特徴とする。

また、本発明は、プリント配線板の導体パターン上に硬化前のソルダーレジストを設ける工程と、ソルダーレジストの形成箇所であって、下部に導体パターンが存在しないソルダーレジスト部のみに直接露光を行なった後に、下部に導体パターンが存在するソルダーレジスト部のみに直接露光を行なう工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、プリント配線板の導体パターン上に硬化前のソルダーレジストを設ける工程と、ソルダーレジストの形成箇所であって、下部に導体パターンが存在しないソルダーレジスト部のみに直接露光を行なった後に、下部に導体パターンが存在するソルダーレジストの形成箇所を含むソルダーレジストの形成箇所の全面に直接露光を行なう工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法により上記課題を解決したものである。

また、本発明は、前記プリント配線板の製造方法において、導体パターン上のソルダーレジストが、フィルム形状の材料を使用して張り付けた後に、加熱及び加圧の条件下で表面を平坦化されていることを特徴とする。

また、本発明は、前記プリント配線板の製造方法において、露光を、露光装置の露光量を増減させ、ソルダーレジストの所望の位置に紫外光を照射して行なうことを特徴とする。

また、本発明は、前記プリント配線板の製造方法において、露光を１回行なうことにより、プリント配線板上のソルダーレジストを硬化させることを特徴とする。

また、本発明は、前記プリント配線板の製造方法において、露光を前記ソルダーレジスト用露光システムを用いて行なうことを特徴とする。

本発明によれば、狭ピッチで高密度なプリント配線板のソルダーレジストを形成する際に、従来の露光ムラによる不具合を生じることなく、高精度で形状安定性の良好なソルダーレジストを形成することができる。従ってまた、本発明によれば、当該良好なソルダーレジストを備えたプリント配線板を提供することができる。

以下本発明の実施の形態を図１〜図６を使用して説明する。

図１は、本発明の露光システムにおける受信手段、演算手段及び識別手段としての、ＣＡＤ／ＣＡＭ上で行なわれるデータ処理をフローチャートで示したものである。すなわち、設計データの入力以降の稼働内容をフローチャートでステップごとに示したもので、以下各ステップの役割、意味合いを順に説明する。

ステップ１は、ソルダーレジストデータ入力ステップ、すなわちプリント配線板上に形成されるソルダーレジストの位置座標に関するデータをＣＡＤ／ＣＡＭに入力するステップである。ここで、プリント配線板上に形成されるソルダーレジストの位置座標とは、プリント配線板が製品として完成した際に残存するソルダーレジストの形成位置を示し、例えば図７（ｄ）に示される構造体において示されるソルダーレジスト３２が形成される位置座標のことを示す。

また、ソルダーレジストの位置座標データとしては、現在のプリント配線板の設計において良く使用されるガーバーデータを使用したデータ入力により行なうことが好適である。加えて、目的とするソルダーレジストの位置座標が設計上で認識することができるものであれば、データの種類はガーバーデータ以外の設計データを使用することが可能であり、例えば、ベクターデータによる入力、もしくはドット形式のデータとしてラスターデータなどによる入力がされても良い。

ステップ２は、導体パターンデータ入力ステップ、すなわち前記ソルダーレジストの形成層と同層に形成される導体パターンの位置座標に関するデータをＣＡＤ／ＣＡＭに入力するステップである。ここで、前記ソルダーレジストの形成層と同層に形成される導体パターンの位置座標とは、プリント配線板が製品として完成した際に残存する導体パターン部位を示し、例えば図７（ｄ）に示される構造体において示される導体パターン３１が形成される位置座標のことを示す。

また、導体パターンの位置座標データとしては、前記ソルダーレジストの際と同様に、ガーバーデータを使用したデータ入力により行なうことが好適であるが、位置座標が設計上で認識することができるものであれば、ベクターデータやラスターデータなどによる入力がされても良い。

このようにＣＡＤ／ＣＡＭ上に入力された、ソルダーレジスト部の位置座標データと導体パターン部の位置座標データをもとに、ステップ３では輪郭の演算処理を行なう。

このステップ３、すなわち輪郭の演算処理ステップにおいては、始めに、これまでのステップ１とステップ２によりＣＡＤ／ＣＡＭ上に入力されたソルダーレジスト部の位置座標データと導体パターン部の位置座標データから、プリント配線板上でそれぞれの形成位置が確認される。これにより、例えば図２（ａ）の状態図に示されるような、ソルダーレジストの形成箇所（ＳＲ部）及び導体パターンの形成箇所（Ｐ部）、並びにソルダーレジストと導体パターンが重なり合った状態で形成される箇所（Ｗ部）が存在することが認識される。

すなわち、ステップ１とステップ２により図２（ａ）に示される状態図を認識し、この図２（ａ）のＡ１−Ａ２断面状態として図２（ｂ）に示されるように、（ｉ）導体パターン上にソルダーレジストが被覆され、導体パターンとソルダーレジストが重なる箇所（この箇所をＷ部とする。）、（ii）ソルダーレジストの下部に導体パターンが存在することが無く、ソルダーレジストが単独で形成される箇所（この箇所をＳＲ部とする。）、（iii）導体パターン上にソルダーレジストが被覆されることが無く、導体パターンが単独で形成される箇所（この箇所をＰ部とする。）、から成り立つ状態を認識する。

これらのＷ部、ＳＲ部、Ｐ部はそれぞれが各形成位置において外形形状となる輪郭を有しており、ステップ３の輪郭の演算処理においては、ＳＲ部の輪郭、Ｐ部の輪郭、Ｗ部の輪郭を演算処理によって得るものである。

ステップ４は、識別処理ステップ、すなわち前記ステップ３により形成された輪郭を識別するステップである。

図２（ｂ）は、前記図２（ａ）に示される状態図のＡ１−Ａ２断面図を示したものである。このように、ソルダーレジストが形成されるプリント配線板の表層部分においては、前記記載のようにＷ部、ＳＲ部、Ｐ部と分けることができる。ここでステップ４としては、Ｗ部、ＳＲ部、Ｐ部を識別し、この３種の部位を、それぞれ位置座標データにするステップである。

ステップ５は、ＲＩＰ変換ステップ、すなわち前記ステップ４により識別されたＷ部、ＳＲ部、Ｐ部の位置座標となるガーバーデータを、ラスターイメージプロセッサ変換（ＲＩＰ変換）し、ラスターデータを作成するステップである。

また、前記記載のように、現在のプリント配線板の設計においてはガーバーデータを使用したデータ入力が多用されるため、上記のような変換ステップが必要となるが、ステップ１及び２において、ラスターデータなどによる入力がされた場合には、変換ステップが容易になるため、ステップ５を削除することもできる。

ステップ６は、ラスターデータ送信ステップ、すなわち前記ステップ５により作成されたラスターデータを露光手段に送信するステップである。

図３は、本発明の露光システムにおける露光手段の処理をフローチャートで示したものである。すなわち、前記ラスターデータの送信を露光手段が受けた後の稼動内容をフローチャートでステップごとに示したもので、以下各ステップの役割、意味合いを順に説明する。

ステップ７は、露光ユニットステップ、すなわち、前記ステップ６にて送信されたラスターデータを露光ユニットが受信して、そのラスターデータに基づき、ソルダーレジストに紫外光の露光を行ない、硬化させるステップである。

このステップ７の露光ユニットにおいては、（ｉ）導体パターン上にソルダーレジストが被覆され、導体パターンとソルダーレジストが重なる箇所（Ｗ部）、（ii）ソルダーレジストの下部に導体パターンが存在することが無く、ソルダーレジストが単独で形成される箇所（ＳＲ部）、（iii）導体パターン上にソルダーレジストが被覆されることが無く、導体パターンが単独で形成される箇所（Ｐ部）、によって露光を調節する。

始めに、プリント配線板上にソルダーレジストを形成するために露光が必要な箇所及びソルダーレジストを形成しない未露光箇所に大別される。前記露光が必要な箇所としては、図２（ｂ）の状態図におけるＳＲ部及びＷ部であり、未露光箇所としてはＰ部が相当する。

これによりステップ７以降は、ステップ８の未露光部ステップとステップ９の露光部ステップとに分けられる。

始めにステップ８の未露光部ステップにおいては、ステップ７において送信された位置座標データをもとに、ソルダーレジストを形成しない図２（ｂ）に示されるＰ部には露光を行なわない。

次に、ステップ９の露光部ステップにおいては、ステップ７において送信された位置座標データをもとに、ソルダーレジストを硬化する図２（ｂ）に示されるＳＲ部及びＷ部に紫外光を露光する。

ここで、前記ＳＲ部とＷ部は図２（ｂ）に示されるようにソルダーレジストの厚みが相対的に異なる状態である。これにより、ソルダーレジストの厚みが相対的に厚いＳＲ部とソルダーレジストの厚みが相対的に薄いＷ部とでは硬化状態が異なることとなる。つまり、ソルダーレジストの厚みが相対的に厚いＳＲ部を硬化させるのに必要な紫外光を露光した場合、ＳＲ部は充分な硬化状態を示すが、ソルダーレジストの厚みが相対的に薄いＷ部においては過剰量の紫外光が露光されることとなる。

このＷ部における過剰な紫外光の露光は、ソルダーレジストの下部の導体パターンに到達した際に、反射することとなり、反射した紫外光は周辺の硬化させたくないソルダーレジストを硬化させることとなり、露光ムラを生じることとなり、ソルダーレジストの形状を不安定させるものである。このような背景を鑑みて、ステップ９以降のソルダーレジストの形成においては、ＳＲ部とＷ部との露光を分けて行なう。

ステップ１０は、ＳＲ部露光ステップ、すなわちＳＲ部にのみ露光を行なうステップである。ここで、ＳＲ部はソルダーレジストの下部に導体パターンを有していないことから、ソルダーレジストの厚みがＷ部と比較して厚いため、Ｗ部よりも高い露光量を必要とする。

ステップ１０における露光方法としては、露光部の原点から露光を開始し、プリント配線板上のＳＲ部の位置にのみ紫外線を照射した後に、露光部を原点に復帰させる方式が好ましい。これは、原点開始−露光−原点復帰からなる、１往復もしくは１スキャン方式で露光を終了させる方法である。これにより位置選択的にＳＲ部の位置への露光を完了する。

ステップ１１は、Ｗ部露光もしくはＳＲ部及びＷ部露光ステップ、すなわちＷ部のみへの露光もしくはＳＲ部とＷ部からなるソルダーレジストの形成箇所の全面に露光を行なうステップである。

露光の方式に関する具体的な態様としては、Ｗ部のみへの露光としては図４（ａ）に示されるように、第一露光としてＳＲ部のみに露光した後に、第二露光としてＷ部のみに露光する方法が挙げられる。また、ＳＲ部及びＷ部露光としては図４（ｂ）に示されるように、第一露光としてＳＲ部のみに露光した後に、第二露光としてＳＲ部及びＷ部（すなわち、ソルダーレジストの形成箇所の全面）に露光する方法が挙げられる。

ステップ１１における露光方法としては、前記ステップ１０の露光方法と同様に、露光部の原点から露光を開始し、プリント配線板上のＷ部のみもしくはＳＲ部及びＷ部からなるソルダーレジストの形成箇所の全面に紫外線を照射した後に、露光部を原点に復帰させる方式が好ましい。これは、原点開始−露光−原点復帰からなる、１往復もしくは１スキャン方式で露光を終了させる方法である。これによりステップ１１における露光を完了する。

このように、ステップ１０における１往復の露光を行なった後に、ステップ１１における１往復の露光を行なう。ここで、各ステップにおける露光量（もしくは露光エネルギー）の調節が重要になる。

露光量の調整が必要な理由については、前記記載のように、ソルダーレジストの厚みがＳＲ部とＷ部において異なり、それによって硬化状態が異なることによるものである。この状態において、ＳＲ部とＷ部のそれぞれの硬化に必要な露光量を露光開始前に把握することが重要とされるが、それは使用するソルダーレジストの材質、両方の厚さ測定、使用する光源などにより決定されるものである。そこで、露光量の調整の説明上、ここではＳＲ部の硬化においては３０ｍｊの露光量が必要であり、Ｗ部の硬化においては２０ｍｊの露光量が必要であり、それによりソルダーレジストが充分できるものとして以下の説明を行なう。

始めにステップ１０における第一露光として、ＳＲ部にのみ３０ｍｊの露光を行なう。次いで、ステップ１１における第二露光として、露光量を変えた後にＷ部にのみ２０ｍｊの露光を行なう。これにより最適な露光及びソルダーレジストの硬化物が得られる。

一方、図４（ｂ）に示される、第一露光としてＳＲ部のみに露光した後に、ステップ１１における第二露光としてＳＲ部及びＷ部（すなわち、ソルダーレジストの形成箇所の全面）に露光する方法の場合は次のように行なわれる。

始めにステップ１０における第一露光として、ＳＲ部にのみ１０ｍｊの露光を行なう。ここで、ＳＲ部における硬化に必要な露光量は３０ｍｊであるため、この第一露光の終了後においては完全に硬化が行なわれていない半硬化な状態である。

次いで、第一露光終了後に特に時間を置くことなる迅速に第二露光を行なう。第二露光として、ＳＲ部及びＷ部からなるソルダーレジストが形成される全面に２０ｍｊの露光を行なう。このような方法にて露光を行なうことで、ソルダーレジストの厚いＳＲ部には１０ｍｊと２０ｍｊの合算値として３０ｍｊの露光が行なわれ、ソルダーレジストの薄いＷ部には２０ｍｊの露光のみが行なわれ、それぞれの厚みに適応する露光量とソルダーレジスト硬化物が得られるものである。

一方、前記の露光方法においては、第一露光で１０ｍｊの露光を行ない、次いで第二の露光で２０ｍｊの行なうものであった。これは第一の露光を行なった後に露光部を原点まで復帰させて、露光量を変換した後に、第二露光を行なう方式であり、露光開始から第二の露光後の原点復帰までにおいては、プリント配線板上を２往復することによる２スキャン方式によるものである。この方法においては、適切な露光量とソルダーレジストの硬化物を得ることが可能であるが、前記２往復による露光時間の増すこととなる。

そこで、露光部の機能においては、ステップ１０のＳＲ部露光とステップ１１のＳＲ部とＷ部露光を、１往復で終了させる方法により行なうことができる。この方法においては、例えば光源を少なくとも２つ有する露光部により実現することができるほか、１つの光源のみを使用した場合においても、露光エネルギーを増減させ、露光量を調節する機能を露光部に備えることにより実現することができる。これにより、プリント配線板上を１回のみで露光して、その後原点への復帰をするような、１往復もしくは１スキャン方式で露光を終了させることができる。

ソルダーレジストのプリント配線板への被覆方法として次のように行なわれる。始めに、現在のプリント配線板には小型部品の表面実装性を向上させるために、プリント配線板上のソルダーレジストを平坦化することが要求されることが多い。このような場合においては、ソルダーレジスト被覆後に熱圧着やホットプレスなどを行なう。この熱圧着やホットプレスによって、ソルダーレジストの流動性を良好にして、図５（ａ）に示されるようなプリント配線板の表面において平坦化する構造を形成する。

この図５（ａ）に示される構造においては、前述のように、下部に導体パターンが存在してソルダーレジストが相対的に薄い図５（ａ）内のＳ３部位及び下部に導体パターンが存在しないソルダーレジストが相対的に厚い図５（ａ）内のＳ４部位がある。このような図５（ａ）に示されるソルダーレジストが平坦な構造においては、必要とする露光量に差が生じてくるために、露光量の調節が必要になる。

また、図５（ｂ）に示される構造は、ソルダーレジストの被覆を従来の印刷法やカーテンコート法などによる形成したものである。この場合、前記熱圧着のような圧力工程を使用することなくソルダーレジストを被覆するために、ソルダーレジストは下部に存在する導体パターンの影響を受け、その導体パターンの形状に追従するように形成される。

したがって、下部に導体パターンが存在する図５（ｂ）内のＳ５部位と下部に導体パターンが存在しない図５（ｂ）内のＳ６部位においては、ソルダーレジストの厚みがほぼ同一となる。このようなソルダーレジストの厚みがほぼ同一となるＳ５部位とＳ６部位においても本発明の露光システム及びそれを用いたプリント配線板の製造方法を使用した場合、品質の良いソルダーレジスト形状が形成できる。

すなわち、図５（ｂ）に示される構造体においては、Ｓ５部位とＳ６部位でソルダーレジストの厚みがほぼ同一であり、硬化のために必要となる露光量がほぼ同一となるが、Ｓ５部位においては下部に導体パターンが存在するために、下部に導体パターンが存在しないＳ６部位と比較して反射を生じやすい。この反射は前記記載のように露光ムラやソルダーレジスト形状の不安定性を生じることとなる。そのため、図５（ｂ）に示される構造体においても、露光量を調節したソルダーレジストの硬化が有効である。

このような態様で用いられる本発明の露光システム及びプリント配線板の製造方法は、実際のプリント配線板において、小型で狭ピッチな部品を実装する導体パッドなどに使用するのが好適である。これについて図６を用いて説明する。

図６は、小型な電子部品を実装することを目的として、導体部を回路形成することにより得られる導体パッド及びその周辺に形成するソルダーレジストの厚みと形状を示す模式説明図で、表面部分からの観察状態を図６（ａ）に示すと共に、該図６（ａ）のＢ１−Ｂ２断面図を図６（ｂ）に示したものである。

近年、小型な実装部品などの開発により、プリント配線板に要求される導体パッドのピッチ幅はより狭くなり、オーバーレジスト部分の形状安定性が要求されていた。しかしながら、前記従来技術においては、その導体パッドの周辺に形成されるオーバーレジスト部分に露光ムラが生じることとなり、設計値より広範囲に硬化するし、図６に示される開口部を狭くするものであった。

本発明を使用した場合には、狭ピッチで高密度なプリント配線板のソルダーレジストを形成する際に、従来の露光ムラ不具合を生じることなく、高精度で形状安定性の良好なソルダーレジストを形成することができる。

すなわち、図６に示されるオーバーレジスト幅部分のソルダーレジストを、前記図４に示されるＷ部分として露光することにより特に、図６に示されるオーバーレジスト幅が設計値通りに製造することができ、それに伴う図６に示される開口部も設計値通りに製造することができ、高品質なプリント配線板が得られるものである。

以下試験例を挙げて更に説明する。

試験例１
銅箔の反射によるソルダーレジストの硬化性の違いに関する知見を得るために、ソルダーレジストの硬化に必要なステップタブレットの段数の観察を行なった。

具体的な試験方法としては、始めにフラットな銅箔及びＦＲ−４グレードのエポキシ系の絶縁材をそれぞれ用意した。また、ここで使用する銅箔はソルダーレジストが被覆されることを想定し、ソフトエッチング液（メック社製：ＣＺ８１００）にて粗化処理し、またその粗化処理をすることにより銅箔固有の光沢を取り除いたものを使用した。

次いで、その銅箔及び絶縁材に、２５μｍの厚みで、デジタル露光用に開発された高感度ソルダーレジスト（４０５ｎｍ用）を被覆させ、日立化成社製の４１段型のステップタブレット（ｐｈｏｔｅｃ）を静置させた後に、主に４０５ｎｍの波長からなる紫外光を照射した。ここで使用するステップタブレットは一般的に市販されているものを使用し、段数の数値が高いほど透過する光量が少なく、数値が低いほど透過する光量が多いものである。

次いで、ステップタブレットを剥離して、前記ソルダーレジスト用の現像液で処理を行ない、残存するソルダーレジストに起因するステップタブレット段数の観察を行なった。

その結果、１０ｍｊの露光量で試験を行なったところ、銅箔上のソルダーレジストは２８段目で硬化が充分であり、絶縁材のソルダーレジストは２３段目で硬化が充分であった。これにより、銅箔上と絶縁材におけるソルダーレジストの硬化は、ステップタブレット段数として５段の差があることが確認された。

またこの試験結果においては、銅箔上をソフトエッチング液にて粗化し、銅箔固有の光沢を取り除いたものを使用した場合においても、銅箔上の反射特性が大きく、その反射により少ない露光量でソルダーレジストが硬化するという知見が得られた。

さらに、上記試験において、１０ｍｊの露光量ほかにも５ｍｊから１５ｍｊの各露光量を使用した場合において同様に検討したところ、銅箔上のソルダーレジストの方が高いステップタブレット段数で硬化し、前記と同様の結果が得られた。

試験例２
従来の技術においては、例えばφ１００μｍのソルダーレジスト開口部を設ける場合、ソルダーレジストの下部に銅箔が存在すると反射により目的とする硬化領域よりも広い範囲で硬化され、従来技術の図８に示されるような不具合箇所３３を生じるため、ソルダーレジストの開口部がφ１００μｍ以下となる。

前記不具合箇所を具体化するために次のような試験を行なった。始めにフラットな銅箔及びＦＲ−４グレードのエポキシ系の絶縁材をそれぞれ用意した。また、ここで使用する銅箔は前記同様にソフトエッチング液にて粗化処理したものを使用した。次いで、その銅箔及び絶縁材に、２５μｍの厚みで、デジタル露光用に開発された高感度ソルダーレジスト（４０５ｎｍ用）を被覆して、試験サンプルを用意した。

始めに、絶縁材に前記ソルダーレジストを被覆させたサンプルを使用し、φ１００μｍの開口部が形成できるような露光条件を検討したところ、１０ｍｊの露光量でφ１００μｍの開口部が形成できることが確認された。

次いで、銅箔にソルダーレジストを被覆させたサンプルを使用し、前記１０ｍｊの露光量で同様にソルダーレジストの開口部を作成し、開口部の測長をしたところ、φ９３．６μｍの開口で仕上がることがわかった。すなわち、従来技術の図８に示されるような不具合箇所を生じるために６．４μｍ（円形状の開口では片側３．４μｍ）開口部が狭くなることが確認された。

本発明露光システムにおけるデータ処理のフローチャート。 本発明露光システムにおける識別処理の概要を示す模式説明図。 本発明露光システムにおける露光処理のフローチャート。 ソルダーレジストの厚みと露光量との関係を示す概略断面説明図。 本発明により作成されたプリント配線板の概略断面説明図。 ソルダーレジストの厚みと形状を示す模式説明図。 従来のソルダーレジスト形成法を示す概略断面説明図。 他の従来のソルダーレジスト形成法を示す概略断面説明図。

符号の説明

３０：絶縁体
３１：導体パターン
３２：ソルダーレジスト
３３：不具合箇所
Ｗ部：下部に導体パターンが存在するソルダーレジストの形成箇所
ＳＲ部：下部に導体パターンが存在しないソルダーレジストの形成箇所
Ｐ部：導体パターン上にソルダーレジストが被覆されない箇所

Claims (11)

1. プリント配線板上の導体パターン及び当該導体パターン上に被覆されるソルダーレジスト用露光システムであって、導体パターン部の配置位置の設計データとソルダーレジスト部の配置位置の設計データの入力を受ける受信手段と、当該入力された導体パターン部の配置位置の設計データとソルダーレジスト部の配置位置の設計データからソルダーレジストの形成箇所の輪郭、導体パターンの形成箇所の輪郭及びソルダーレジストと導体パターンが重なる箇所の輪郭を形成する演算手段と、当該形成された輪郭に基づいて下部に導体パターンが存在するソルダーレジストの形成箇所、下部に導体パターンが存在しないソルダーレジストの形成箇所及びソルダーレジストの非形成箇所を識別する識別手段と、当該識別されたデータに基づいて、各箇所毎に露光量を調節し、ソルダーレジスト部に露光する露光手段とを備えていることを特徴とするソルダーレジスト用露光システム。
2. 前記露光手段が、ソルダーレジストの形成箇所であって、下部に導体パターンが存在しないソルダーレジスト部のみに露光を行なった後に、下部に導体パターンが存在するソルダーレジスト部のみに露光を行なう露光装置であることを特徴とする請求項１に記載のソルダーレジスト用露光システム。
3. 前記露光手段が、ソルダーレジストの形成箇所であって、下部に導体パターンが存在しないソルダーレジスト部のみに露光を行なった後に、下部に導体パターンが存在するソルダーレジストの形成箇所を含むソルダーレジストの形成箇所の全面に露光を行なう露光装置であることを特徴とする請求項１に記載のソルダーレジスト用露光システム。
4. 前記露光手段が、ソルダーレジストの所望の位置に紫外光を照射する、露光量を増減させる調節機能を有する露光装置であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のソルダーレジスト用露光システム。
5. 前記露光装置が、露光量を増減させる調節機能により、プリント配線板上のソルダーレジストを１回の露光により硬化させるものであることを特徴とする請求項４に記載のソルダーレジスト用露光システム。
6. プリント配線板の導体パターン上に硬化前のソルダーレジストを設ける工程と、ソルダーレジストの形成箇所であって、下部に導体パターンが存在しないソルダーレジスト部のみに直接露光を行なった後に、下部に導体パターンが存在するソルダーレジスト部のみに直接露光を行なう工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
7. プリント配線板の導体パターン上に硬化前のソルダーレジストを設ける工程と、ソルダーレジストの形成箇所であって、下部に導体パターンが存在しないソルダーレジスト部のみに直接露光を行なった後に、下部に導体パターンが存在するソルダーレジストの形成箇所を含むソルダーレジストの形成箇所の全面に直接露光を行なう工程とを備えることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
8. 前記プリント配線板の導体パターン上のソルダーレジストが、フィルム形状の材料を使用して張り付けた後に、加熱及び加圧の条件下で表面を平坦化されていることを特徴とする請求項６又は７に記載のプリント配線板の製造方法。
9. 前記露光を、露光装置の露光量を増減させ、ソルダーレジストの所望の位置に紫外光を照射して行なうことを特徴とする請求項６〜８の何れか１項記載のプリント配線板の製造方法。
10. 前記露光を１回行なうことにより、プリント配線板上のソルダーレジストを硬化させることを特徴とする請求項９に記載のプリント配線板の製造方法。
11. 前記露光を、請求項１〜５の何れか１項記載のソルダーレジスト用露光システムを用いて行なうことを特徴とする請求項６〜１０の何れか１項に記載のプリント配線板の製造方法。

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