JP2012199351A

JP2012199351A - プリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JP2012199351A
Application number: JP2011061967A
Authority: JP
Inventors: Koji Kawauchi; 晃司川内
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2012-10-18

Abstract

【課題】黒色のソルダレジストや膜厚が厚いソルダレジストの仕様に対しても、アンダーカットが生じることのないソルダレジストを形成し、高い解像性を有するプリント配線板を提供することを目的とする。
【解決手段】導体パターン３が形成された絶縁基板２上にソルダレジスト４ａを塗布、仮硬化し、露光用マスクフィルム５を介しソルダレジスト４ａを紫外線で露光する工程において、紫外光を選択的に拡散させてソルダレジスト４を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明はパソコン、移動体通信用機器、ビデオカメラ等、各種電子機器などに用いられるプリント配線板の製造方法に関するものである。

近年、各種電子機器等に多く使用されているプリント配線板は、電子機器の小型化や多機能化に伴い配線の高密度化や電子部品の表面実装化が著しくなってきている。

このために、プリント配線板の形態もますます小型、薄型、軽量化の傾向が進む中で配線密度も高密度化し、この配線パターンを被覆するソルダレジストも高解像度、高位置精度、細線被覆性が要求されてきている。

以下に従来のプリント配線板の製造方法について説明する。

図６は従来のプリント配線板の製造方法を示す断面図である。

まず図６（ａ）に示すように、絶縁基板２２の表裏の金属層に対してエッチングなどの手段を用いて導体パターン２３を形成したプリント配線板２１に、感光性材料である写真現像型ソルダレジストインキ２４ａを塗布する。塗布後、８０℃、２０分程度の乾燥により仮硬化される。

次に図６（ｂ）に示すように、ネガパターンの露光用マスクフィルム２５、アクリル板２６を介して、紫外光Ｕの照射による露光工程で、必要な部分を選択的に光重合させて露光させる。露光工程を終了したプリント配線板は、図６（ｃ）に示すように、露光部分のみ硬化される。

次に図６（ｄ）のように、未露光部は次の炭酸ナトリウム溶液などによる現像工程で溶解され、露光部はソルダレジスト２４ｂとして溶解されずに絶縁基板２２に形成される。その後、約１５０℃、１時間程度の熱処理により熱硬化され、ソルダレジスト２４が形成される。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が公知である。

特開２００３−２９４１７号公報

しかしながら上記従来のプリント配線板の製造方法では、特にソルダレジストの厚みが５０μｍ以上になるとソルダレジストの最深部まで透過しにくくなる。

通常は、前述の図６（ｄ）に示すような断面形状でソルダレジスト２４ｂが形成されるが、ソルダレジストの厚みが５０μｍ以上になると、最深部は紫外光が透過しにくくなるため、図７に示すように、ソルダレジスト２４ｂのアンダーカットが発生し、絶縁基板２２との密着性が低下し、剥離することもあった。

特にソルダレジスト幅が１００μｍ以下の場合、ソルダレジストの形成が困難となり、さらにソルダレジストの色調が黒色の場合、最深部への光透過率が４０〜５０％に低下し、アンダーカットの発生が顕著となるという問題を有していた。

この課題を解決するため、露光工程での積算光量を高く設定して露光を行う方法があるが、生産性の低下を招くとともに、露光装置内の温度上昇により、露光用マスクフィルムの寸法変化を引き起こし、高い位置精度を要求されるソルダレジストの形成方法として推奨されるものではなかった。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、アンダーカットが生じることのないソルダレジストを形成し、高い解像性を有するプリント配線板を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明のプリント配線板の製造方法は、導体パターンが形成された絶縁基板上にソルダレジストを塗布し仮硬化する工程と、露光マスクフィルムを介して前記ソルダレジストを紫外線で露光する工程と、前記ソルダレジストの未露光部を現像により溶解する工程とを備え、前記露光する工程は、前記露光マスクフィルムを介して前記紫外線を選択的に拡散させて行うことを特徴とするものである。

本発明の構成は、ソルダレジストに対して選択的に紫外線を拡散させて露光することにより、オーバー露光（過露光）の状態で紫外光を照射させるものである。

特に、光透過性が著しく低い黒色のソルダレジストや膜厚が５０μｍ以上のソルダレジストの底部まで紫外光が透過することはなく、結果的にオーバー露光部分は光重合されることはないものの、現像後においては、アンダーカットが生じることのないソルダレジストを形成することができる。これにより部品実装工程においても、安定したソルダレジストを備えた高い解像性を有するプリント配線板を提供することができる。

本発明の実施の形態におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図同実施の形態における（ａ）プリント配線板の製造に用いる露光用マスクフィルムを示す断面図、（ｂ）プリント配線板の実装用導体パターンの部分を示す平面図同実施の形態におけるプリント配線板の製造に用いる露光用マスクフィルムを示す断面図同実施の形態におけるプリント配線板の製造に用いる露光用マスクフィルムを示す断面図本発明の実施の形態におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図従来のプリント配線板の製造方法を示す断面図従来のプリント配線板の製造方法における課題を示す断面図

（実施の形態）
本発明について、以下に図面を参照しながら説明する。

図１は本発明のプリント配線板の製造方法を示す断面図である。なお、説明を簡素にするため、以下の片面のプリント配線板を用いて説明する。

まず図１（ａ）に示すように、絶縁基板２上にエッチングなどの手段を用いて導体パターン３を形成したプリント配線板１に黒色の写真現像型のソルダレジスト４ａを塗布、仮硬化する。

次に図１（ｂ）に示すように、露光用マスクフィルム５をソルダレジスト４ａの上に載置し、さらにその上にアクリル板６を重ねて真空吸着させる。

次に図１（ｃ）に示すように、マスクパターン７が描画された露光用マスクフィルム５を介して、紫外光Ｕの照射による露光を行い、紫外光の透過部分Ｐに該当する部分のソルダレジスト４ａを光重合させながら硬化する。

次に図１（ｄ）に示すように、炭酸ナトリウム水溶液等の現像液により未露光部を溶解し、ソルダレジスト４ｂを形成する。その後、約１５０℃、１時間程度の熱処理により熱硬化され、ソルダレジスト４を完成する。

本発明のソルダレジスト４ａへの露光の特徴は、図１（ｃ）、図２（ａ）に示すように、露光用マスクフィルム５の紫外光の透過部分Ｐのうち、一部の透過部分ＰＳにおいて紫外線を選択的に拡散させて行うことであり、図２（ｂ）に示すような、実装部品用の導体パターン３としての接続ランド間に形成されるソルダレジスト４の仕上がりの線幅が、５０〜１５０μｍに該当する部位が望ましい。

透過部分ＰＳにおいて、紫外線を拡散させる具体的な方法は、その部位で露光用マスクフィルム５をソルダレジスト４ａに密着させないようにして、露光することで実現することが可能である。

通常、露光用マスクフィルム５は、描画されたマスクパターン７が擦り傷等による欠損が生じないように、厚さ数μｍの保護フィルム８で被覆されている。

本実施の形態における露光用マスクフィルム５は、図３（ａ）に示すように、透過部分ＰＳにおける部分のみに保護フィルム８を被覆させないことにより、透過部分ＰＳとそれ以外の部分で保護フィルム８の厚さ分の段差を設けることができ、露光用マスクフィルム５をソルダレジスト４ａに密着させないで、露光することが可能となり、選択的に紫外線を拡散させることができる。

なお、前述のように、一部分のみに保護フィルム８が被覆されていない露光用マスクフィルム５を準備する方法は、まずマスクフィルム５ａのマスクパターン７が描画された面の全面に、保護フィルム８をラミネートにより貼り付け、その後、透過部分ＰＳの保護フィルム８にカッター等を用いて切り取る方法でも可能であるが、図３（ｂ）に示すように、透過部分ＰＳに相当する大きさで、厚さ数μｍのフィルム等の薄膜材９を透過部分ＰＳに仮配置した後に、保護フィルム８をラミネートし、薄膜材９縁部の保護フィルム８をカッターＣ等で切り、薄膜材９を取り除くことで、前述の形態の露光用マスクフィルム５を容易に準備することができる。

また、透過部分ＰＳにおいて紫外光を拡散させるうえで、上記と異なる方法は、露光用マスクフィルムとして、図４（ａ）に示すように、マスクパターン７が描画されたマスクフィルム５ａとその下方に選択的に積層接着された光拡散フィルム１０を備えたものを用いて露光を行うことである。

この光拡散フィルム１０を備えた露光用マスクフィルム５を準備する方法は、まず図４（ｂ）に示すマスクフィルム５ａを準備する。次に図４（ｃ）に示すように、マスクフィルム５ａのマスクパターン７が描画された面の全面の透過部分ＰＳに相当する大きさで、厚さ数μｍの光拡散フィルム１０を透過部分ＰＳに積層接着させることで、容易に準備することができる。その後光拡散フィルム１０を含む全面に、保護フィルム８をラミネートすることも可能であり、図４（ａ）に示したように、マスクパターンの保護と光拡散フィルム１０の固定をすることができる。

本発明は、上記の手段を用いて、ソルダレジストに対して選択的に紫外線を拡散させて露光することにより、図５（ａ）に示すように、ソルダレジスト４ａへオーバー露光（過露光）の状態で紫外光を照射させることができる。

比較的透過率の高い緑色のソルダレジストや、膜厚が５０μｍ以下のソルダレジストに対する露光の場合、本実施の形態の手段を用いると、オーバー露光部分Ｅが現像後に残存し、解像性の低下やオーバー露光部分Ｅの剥がれ等による実装品質の低下を招く可能性があったが、光透過性が著しく低い黒色のソルダレジストや、膜厚が５０μｍ以上のソルダレジストに対する露光においては、オーバー露光部分Ｅの底部まで紫外光が透過することはなく、結果的にオーバー露光部分Ｅが光重合されることはない。

従って、現像工程においては、オーバー露光部分Ｅが除去されることはあるものの、図５（ｂ）に示すように、アンダーカットが生じることのないソルダレジストを形成することができる。

なお本発明にて露光用マスクフィルムは、マスクパターンが描画されたマスクフィルムとその下方に積層接着された保護フィルムとからなり、保護フィルムには選択的に光拡散層を設けることも可能である。

また、本発明にて露光される波長領域は２５０ｎｍ〜５００ｎｍであり、波長領域に４００ｎｍ〜５００ｎｍを含む紫外光Ｕを露光しながら硬化することが望ましい。波長領域に４００ｎｍ〜５００ｎｍを含む紫外光Ｕを露光しながら硬化したところ、これによりソルダレジスト４ａの被膜への光透過率が向上し、ソルダレジスト４ａの被膜の最深部における光透過率を８０％以上とすることができ、ソルダレジスト４ａを十分に硬化することができ、プリント配線板１のソルダレジスト４の形成を高解像および高歩留まりで生産することが可能になるという効果を有するものである。

以上のように、実施の形態におけるプリント配線板の製造方法および露光用マスクフィルムを用いることにより、ソルダレジストの色調が黒色の場合や膜厚が５０μｍ以上のソルダレジストであっても、アンダーカットを発生させることなく、安定したソルダレジストの形成が可能になるという効果が得られる。

以上のように本発明は、黒色のソルダレジストや膜厚が厚いソルダレジストの仕様に対しても、アンダーカットが生じることのないソルダレジストを形成することができる。このことから本発明は、部品実装工程においても安定したソルダレジストを備えた高い解像性を有するプリント配線板を提供しうるものであり、産業上の利用可能性は大といえる。

１プリント配線板
２絶縁基板
３導体パターン
４、４ａ、４ｂソルダレジスト
５露光用マスクフィルム
６アクリル板
７マスクパターン
８保護フィルム
９薄膜材
１０光拡散フィルム

Claims

導体パターンが形成された絶縁基板上にソルダレジストを塗布し仮硬化する工程と、露光用マスクフィルムを介して前記ソルダレジストを紫外光で露光する工程と、前記ソルダレジストの未露光部を現像により溶解する工程とを備え、
前記露光する工程は、前記露光用マスクフィルムを介して前記紫外光を選択的に拡散させて行うことを特徴とするプリント配線板の製造方法。
前記露光用マスクフィルムは、マスクパターンが描画されたマスクフィルムとその下方に積層接着された光拡散フィルムとからなり、光拡散フィルムは前記マスクフィルムに選択的に積層接着されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
前記露光用マスクフィルムは、マスクパターンが描画されたマスクフィルムとその下方に積層接着された保護フィルムとからなり、前記保護フィルムには選択的に光拡散層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
露光する工程は、露光用マスクフィルムを選択的にソルダレジストに密着させないで露光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の製造方法。
ソルダレジストの色調は黒色であることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
ソルダレジストの厚みは５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長を含む紫外光にて露光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の製造方法。