JP3185345B2 - プリント基板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の電子機器に内蔵
される回路構成用のプリント基板の製造方法に関するも
のであり、特にいわゆる両面プリント基板の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばテレビジョン受像機、
ラジオ受信機等の各種電子機器においては、電子部品等
を実装するのに所定の配線回路が形成されたプリント基
板が多用されている。近年では、各種電子機器の高性能
化、小型化が進み、電子機器内部に多くの配線をコンパ
クトに収容する必要があり、上記のようなプリント基板
においては、基材の両面に配線回路を形成し、配線回路
の高密度化を図って対応している。

【０００３】上記のような基材の両面に配線回路を形成
した、いわゆる両面プリント基板は、例えば以下のよう
な手法に従って製造される。

【０００４】先ず、絶縁性の基材の両面に銅箔をラミネ
ートし、この上に所望の配線パターンに応じてエッチン
グレジストを形成し、その後エッチングを施して、配線
パターンに応じた銅箔を残す。上記のように基材の両面
に配線回路を形成した後、光硬化性のソルダーレジスト
を片面に塗布し、所定のパターンに合わせてマスクを介
して露光を行い現像し、硬化させ、続いて他方の面に対
しても同様の処理を施して、ソルダーレジスト層を形成
し、はんだ付けによって部品を実装し、プリント基板と
する。

【０００５】上記ソルダーレジスト層は、プリント配線
に浸漬法で部品をはんだ付けする際に、不必要な部分に
はんだが付くのを防ぐために形成される絶縁被膜であ
る。このソルダーレジスト層は、耐はんだ性とともに配
線回路を断線や汚染から保護する効果も有しており、信
頼性の高いプリント基板を形成するのに必要不可欠であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、両面プリン
ト基板を上記のような製造方法によって製造するには、
基材上に配線回路を形成した後、ソルダーレジストの塗
布→露光→現像という工程を２回繰り返す必要があり、
工程が長くなり、時間がかかる。また、装置の設置場所
も広くとる必要があるため、製造コストがかかり、生産
性が良好ではない。そこで、基材上に配線回路を形成し
た後、両面にソルダーレジストを塗布し、両面同時，あ
るいは表裏連続して露光した後に現像を行えば、大量生
産性や製造コストの点で有利であると考えられる。この
製造方法によって製造を行えば、ソルダーレジストの塗
布→露光→現像という工程の実施は１回でよく、製造時
間が短縮され、装置の設置場所も縮小することができる
ため、製造コストを低減することができ、生産性を向上
させることが可能である。

【０００７】しかしながら、上記のような基材上に配線
回路を形成した後、両面にソルダーレジストを塗布し、
両面同時、あるいは表裏連続して露光を行うと、次のよ
うな問題が発生する。例えば、上述のようなプリント基
板には、部品を実装する際に位置合せを行うための部品
実装用認識マークが形成されている。このマークは、基
材の上に独立した銅パターン（例えば円形）が形成され
たもので、その周囲にはソルダーレジスト層が形成され
ない部分を有するものである。プリント基板に部品を実
装する際には、プリント基板に光を照射し基材と銅パタ
ーンの反射率，透過率の違いによって銅パターンの形状
を認識し、その位置を確認し、部品をプリント基板の所
定の位置に実装する。

【０００８】上述のように、プリント基板の部品実装用
認識マークの銅パターンの周囲にはソルダーレジスト層
が形成されない部分が必要であり、また、特性保持のた
めに部品実装用認識マークの裏面にソルダーレジスト層
を形成する必要がある。ところが、基材上に配線回路を
形成した後、両面にソルダーレジストを塗布し、両面同
時、あるいは表裏連続して露光を行うと、部品実装用認
識マークの銅パターンの周囲にもソルダーレジスト層が
形成されてしまい、銅パターンの形状の認識、その位置
の確認を正確に行う事ができず、部品を実装する際の位
置精度が保持できない。

【０００９】すなわち、図１６に示すようにプリント基
板の基材１の両面にソルダーレジスト３ａ，４ａを塗布
し、銅パターン２が形成される方の面には銅パターン２
の周囲のソルダーレジスト層を形成する必要のない部分
に対応した部分が遮光部６とされているマスク５を介
し、他方の面は図示しない配線パターンのはんだ付けの
必要のない部分にのみ遮光部を有するマスク１１をかけ
て、露光を行う。この時、図１６に示されるように、図
中矢印Ａで示される銅パターン２の形成される方の面に
照射した光はマスク５の透過部５ａにおいては透過し、
ソルダーレジスト３ａを硬化させ、点線で示されるよう
に基板１を透過し、遮光部６においては反射する。一
方、図中矢印Ｂで示される他方の面に照射した光は、マ
スク１１には銅パターン２形成部周囲に対応する位置に
あたる部分に遮光部がないため、全部透過してソルダー
レジスト４ａを硬化させる。ところが、図中矢印Ｂで示
される他方の面に照射した光が、ソルダーレジスト４ａ
を硬化させた後、基板１も透過し、点線で示されるよう
に、銅パターン２が形成される方の面のソルダーレジス
ト３ａにまで到達し、ソルダーレジスト３ａのマスク５
の遮光部６の配設によって遮光され硬化しなかった部分
を裏面より硬化してしまう。よって、図１７に示すよう
に、部品実装用認識マークの銅パターン２の周囲にもソ
ルダーレジスト層３ｂが形成されてしまう。これによっ
て、銅パターン２の形状の認識、その位置の確認を正確
に行う事ができず、部品を実装する際の位置精度が保持
できないという問題が引き起こされている。

【００１０】プリント基板の部品実装用認識マークの銅
パターンが形成される面の銅パターンの周囲のソルダー
レジスト層を形成する必要のない部分が、他方の面に照
射した光によって裏面から硬化されないようにするに
は、他方の面に照射した光が銅パターンが形成される面
に到達しないようにすれば良く、他方の面に照射する光
の光量を減少させることが考えられるが、該面に形成さ
れるソルダーレジスト層の硬化を充分に行うことができ
なくなるため、不適当である。

【００１１】そこで本発明は、かかる実情に鑑みて提案
されたものであって、部品実装用認識マークの銅パター
ンの形状の認識、その位置の確認を確実に行うことがで
き、プリント基板に部品を実装する際の位置精度を向上
させることのできるプリント基板を製造することが可能
であり、工程を短縮することによって製造に要する時間
及び製造装置を設置する場所を縮小できるため、製造コ
ストを低減することができ、生産性を向上させることの
できるプリント基板の製造方法を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明のプリント基板の製造方法は、銅パターン
からなる配線回路が形成された基材の両面に光硬化性ソ
ルダーレジストを塗布し、これら基材の両面に形成され
たレジスト層をそれぞれマスクを介して露光して光硬化
をするに際し、基材の一方の面のうち銅パターンの周囲
のソルダーレジスト層を形成する必要のない部分に対応
して、基材の他方の面の露光の際に用いられるマスクに
他の部分よりも透過光量が相対的に低い部分を設けるこ
とを特徴とするものである。

【００１３】また、上述のようなプリント基板の製造方
法において、透過光量が相対的に低い部分の透過光量
が、他の部分の５〜８０％であることを特徴とするもの
である。

【００１４】

【作用】本発明においては、銅パターンからなる配線回
路が形成された後、基材の両面に光硬化性ソルダーレジ
ストを塗布し、両面同時、あるいは表裏連続して、マス
クを介して露光し、光硬化を行う際に、基材の一方の面
のうち部品実装用認識マークの銅パターン周囲のソルダ
ーレジスト層を形成する必要のない部分に対応して、他
方の面に介される前記マスクに他の部分よりも透過光量
が相対的に低い部分を設けているため、他方の面に照射
される光が部品実装用認識マークの銅パターンが形成さ
れる面に到達することはなく、該面の銅パターン周囲の
ソルダーレジスト層を形成する必要のない部分のソルダ
ーレジストが光硬化されることはない。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて実験結果に基づいて具体的に説明する。

【００１６】先ず、本実施例のプリント基板の製造方法
について説明する。最初に配線パターンと部品実装用認
識マークの銅パターンの形成を行う。基材の両面に銅箔
をラミネートし、この上に、所望の配線パターンに応じ
てエッチングレジストを形成し、これにエッチング処理
を施し、エッチングレジストを除去し、前記銅箔を所定
の配線パターンで残し、また図１に示されるように基材
１の上に部品実装用認識マークの銅パターン２を形成す
る。

【００１７】上記基材１の材質としては、通常のプリン
ト基板に用いられるものであれば特に限定はなく、例え
ば、紙にフェノール樹脂等を含浸または塗布することに
よって作製される。また、エッチングレジストは通常の
フォトリソ技術によってパターニングすればよく、また
銅箔のエッチングの手法も湿式エッチング，ドライエッ
チング等の通常の手法を用いれば良い。

【００１８】次に、スクラブ研磨を行い、光硬化性のソ
ルダーレジストをスクリーンを使用して、図２に示され
るようなソルダーレジスト３ａとして基材１の片面にベ
タ印刷し、該面をセミキュアーした後、反対面にも同様
にソルダーレジスト４ａをベタ印刷し、該面をセミキュ
アーする。ソルダーレジスト３ａ，４ａとしては、光硬
化性のもので通常のプリント基板の製造に用いられるも
のであれば、何れでも良く、インク状，ドライフィルム
状のもの等が挙げられる。

【００１９】その後、図３に示されるように、銅パター
ン２の形成される面に銅パターン２形成部周囲に対応し
た位置に遮光部６を有するマスク５をかけ、他方の面に
は、銅パターン２形成部周囲に対応した位置に他の部分
と比較して透過光量が相対的に低い部分である透過光量
減少部８を有するマスク７をかけ、露光した後、現像を
行う。なお、マスク５，７は、各々に対応する面の所定
の配線回路中のはんだ付けの必要のない部分に図示しな
い遮光部を有する。

【００２０】この時、上記の他方の面にかけられるマス
ク７の銅パターン２形成部周囲に対応した位置に形成さ
れる他の部分と比較して透過光量が相対的に低い部分で
ある透過光量減少部８の透過光量は、他の部分の５〜８
０％であることが好ましい。透過光量減少部８の透過光
量が、他の部分の５％よりも低いと、光量が少なすぎ
て、該面のソルダーレジスト４ａを硬化することができ
ない。また、透過光量減少部８の透過光量が、他の部分
の８０％よりも高いと、光量が大きすぎて、銅パターン
２が形成される面のソルダーレジスト３ａも硬化してし
まうこととなる。

【００２１】このような他方の面にかけられるマスク７
の銅パターン２形成部周囲に対応した位置に形成される
透過光量減少部８の透過光量が上述の範囲であると図４
に示されるように、図中矢印Ｂで示される他方の面から
照射される光は、マスク７の透過部７ａにおいては透過
し、ソルダーレジスト４ａを硬化させた後、点線で示さ
れるように基材１中を透過するが、透過光量減少部８を
透過した光は点線で示されるように銅パターン２が形成
される面に達することはない。また、図中矢印Ａで示さ
れる銅パターン２の形成される方の面に照射した光はマ
スク５の透過部５ａにおいては透過し、ソルダーレジス
ト３ａを硬化させた後、点線で示されるように基材１中
を透過するが、遮光部６においては反射する。

【００２２】上述のようなマスク５，７であるが、通常
使用されるものであれば何れでも良く、例えば感光性の
シートを用い、該シートに露光，現像によって形成され
るべきソルダーレジスト層のパターンに対応した開口部
を形成すれば良い。この時、マスク７に形成される他の
部分と比較して透過光量が相対的に低い部分である透過
光量減少部８は、マスク７の透過光量減少部８に対応す
る部分に濃淡を付けるか、感光性のシートの解像度以下
の微細ドットを配置することによって形成すれば良い。
図５に示すように、図中矢印Ｂで示される他方の面に照
射された光は、透過光量減少部８を透過した後、ソルダ
ーレジスト４ａ内で散乱するため、マスク７の透過光量
減少部８に微細ドットを形成した場合においても、均一
に透過光量を下げた場合と同様の効果が得られる。な
お、微細ドットとしては、透過光量減少部８に１００μ
ｍ以上の遮光部ができないことが好ましい。透過光量減
少部８に１００μｍ以上の遮光部が存在すると、透過光
量減少部８に対応する位置のソルダーレジスト４ａ中に
遮光される部分ができ、硬化が充分されない部分が形成
されてしまう。

【００２３】このような製造方法によって製造されたプ
リント基板においては、図６に示されるように、部品実
装用認識マークの銅パターン２の周囲にはソルダーレジ
スト層３ｂは形成されておらず、上面から見ると図７に
示されるように、銅パターン２の周囲は基材１によって
形成されている。

【００２４】そこで、上述のような製造方法を用いてプ
リント基板の製造を行った。先ず、ソルダーレジストと
して太陽インキ社製の光硬化製ソルダーレジストＳＲ−
４０００を用いて製造を行った。上述の製造方法によっ
て、基材上に配線パターン，部品実装用認識マークの銅
パターンを形成した後、上記ソルダーレジストをベタ印
刷し、セミキュアーしたものを４枚用意した。

【００２５】これらの内の１枚については、銅パターン
の形成される面には、配線回路中のはんだ付けの必要の
ない部分と銅パターン形成部周囲に遮光部を有するマス
クを介し、他面には、配線回路中のはんだ付けの必要の
ない部分に遮光部と銅パターン形成部周囲に対応した位
置に透過光量減少部を有するマスクを介して露光した
後、現像を行いソルダーレジスト層を形成し、実施例１
とした。この時、透過光量減少部に直径２５μｍのドッ
トを配し、平均透過光量を他の部分の２０％とした。こ
の実施例１においては、部品実装用認識マークの銅パタ
ーンの周囲にソルダーレジスト層は形成されておらず、
他面の透過光量減少部に対応する位置のソルダーレジス
ト層においても外観不良，密着不良等の問題は発生しな
かった。

【００２６】次に、これらの内の２枚に、銅パターンの
形成される面には、実施例１と同様のマスクを介し、他
面には、配線回路中のはんだ付けの必要のない部分にの
み遮光部を有するマスクを介して通常の光量と通常の光
量の５０％の光量で露光した後、現像を行い、前者を比
較例１、後者を比較例２とした。比較例１においては、
部品実装用認識マークの銅パターンの周囲にもソルダー
レジスト層が形成されており、銅パターンの形状，位置
の認識が困難であり、比較例２においては、透過光量減
少部に対応する位置のソルダーレジスト層の密着性が良
好ではなく、製品として使用不可能であった。

【００２７】次に、残りの１枚に、銅パターンの形成さ
れる面には、実施例１と同様のマスクを介し、銅パター
ンの形成されない面には、配線回路中のはんだ付けの必
要のない部分に遮光部と銅パターン形成部周囲に対応し
た位置に透過光量減少部を有するマスクを介して露光し
た後、現像を行いソルダーレジスト層を形成し、比較例
３とした。この時、透過光量減少部に直径２００μｍの
ドットを配し、平均透過光量を他の部分の５０％とし
た。この比較例３においては、部品実装用認識マークの
銅パターンの周囲にソルダーレジスト層は形成されなか
ったものの、他面の透過光量減少部に対応する位置のソ
ルダーレジスト層にクレーター状の窪みが発生し外観不
良が発生した。

【００２８】次に、プリント基板の配線パターンと部品
実装用認識マークの銅パターンの形成を行った後、塗布
するソルダーレジストをタムラ化研製のＤＲＤ−２２０
０に変更してプリント基板の製造を行った。基材上に配
線パターン，部品実装用認識マークの銅パターンを形成
した後、上記ソルダーレジストをベタ印刷し、セミキュ
アーしたものを２枚用意した。

【００２９】その後、これらに銅パターンの形成される
面には、実施例１と同様のマスクを介し、銅パターンの
形成されない面には、配線回路中のはんだ付けの必要の
ない部分に遮光部と銅パターン形成部周囲に対応する位
置に透過光量減少部を有するマスクを介して露光した
後、現像を行いソルダーレジスト層を形成した。この
時、透過光量減少部の平均透過光量が他の部分の７０％
であるものと４％であるものを用い、前者を実施例２後
者を比較例３とした。実施例２においては、部品実装用
認識マークの銅パターン形成部周囲にはソルダーレジス
ト層は形成されておらず、銅パターンの形状の認識及び
位置の確認を確実に行うことができた。また、他面の透
過光量減少部に対応する位置のソルダーレジスト層の外
観不良や密着不良等の問題は発生しなかった。また、比
較例３においては、部品実装用認識マーク裏面のソルダ
ーレジスト層の光硬化が充分に行われておらず、現像工
程において部分損傷し、使用に耐えなかった。

【００３０】さらに、プリント基板の配線パターンと部
品実装用認識マークの銅パターンの形成を行った後、塗
布するソルダーレジストをダイナケム社製のドライフィ
ルムタイプに変更してプリント基板の製造を行った。基
材上に配線パターン，部品実装用認識マークの銅パター
ンを形成した後、上記ソルダーレジストをベタ印刷し、
セミキュアーしたものを用意した。

【００３１】その後、実施例１と同様のマスクを介して
露光した後、現像を行いプリント基板を得、これを実施
例３とした。実施例３においては、部品実装用認識マー
クの銅パターン形成部周囲にはソルダーレジスト層は形
成されておらず、銅パターンの形状の認識及び位置の確
認を確実に行うことができた。また、他面の透過光量減
少部に対応する位置のソルダーレジスト層の外観不良や
密着不良等の問題は発生しなかった。

【００３２】また、ソルダーレジストを光硬化する際に
部品実装用認識マークの銅パターンが形成されない面に
かけるマスクの銅パターン形成部周囲に対応する位置に
配される透過部と比較して透過光量が相対的に低い部分
である透過光量減少部の遮光部の形状を変更してプリン
ト基板の製造を行った。

【００３３】プリント基板の配線パターンと部品実装用
認識マークの銅パターンの形成を実施例１と同様に行っ
た後、スクラブ研磨を行い、実施例１と同様にソルダー
レジストをベタ印刷した後、セミキュアーしたものを８
枚用意した。

【００３４】これらに、銅パターンの形成される面に
は、実施例１と同様のマスクを介し、銅パターンの形成
されない面には、配線回路中のはんだ付けの必要のない
部分に遮光部と銅パターン形成部周囲に対応する位置に
透過光量減少部を有するマスクを介して露光した後、現
像を行いソルダーレジスト層を形成した。この時、透過
光量減少部に、図８に示されるような円形、図９に示さ
れるような四角形、図１０に示されるようなストライ
プ、図１１に示されるような格子状、図１２に示される
ような円形と四角形を組み合わせた形状、図１３に示さ
れるような四角形の中央が円形にくりぬかれた形状、図
１４に示されるような破断されたストライプ、図１５に
示されるような同心円状の遮光部を配し、透過光量減少
部の平均透過光量を他の部分の２０％とし、得られたプ
リント基板を実施例４〜１１とした。

【００３５】このようにして得られた実施例４〜１１の
プリント基板においては、部品実装用認識マークの銅パ
ターン形成部周囲にはソルダーレジスト層は形成されて
おらず、銅パターンの形状の認識及び位置の確認を確実
に行うことができた。また、他面の透過光量減少部に対
応する位置のソルダーレジスト層の外観不良や密着不良
等の問題は発生しなかった。

【００３６】また、今まで述べた実施例においては、ソ
ルダーレジストを光硬化する際に部品実装用認識マーク
の銅パターンが形成されない面にかけるマスクの透過光
量減少部をドット等の遮光部を配することによって形成
したが、他の方法によっても形成することができる。

【００３７】例えば、マスクの厚みを部分的に増加させ
る、他の種類のマスクを重ねる、その部分のみ他の種類
のマスクと入れ換える、その部分の材質を露光，加熱，
薬品処理等によって変質させる、若しくは濃淡を付け
る、その部分を物理的に粗面化させる等の手法によって
も、実施例１〜４のマスクと同様の効果を得ることがで
きる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、銅パターンからなる配線回路が形成され
た基材の両面に光硬化性ソルダーレジストを塗布し、基
材の一方の面に形成されたレジスト層をマスクを介して
露光して光硬化をするに際し、基材の他方の面のうち銅
パターンが形成されておらず、且つソルダーレジスト層
を形成する必要のない部分に対応して前記マスクに他の
部分よりも透過光量が相対的に低い部分を設けており、
また、その部分の透過光量が相対的に低い部分の透過光
量が、他の部分の５〜８０％であるため、プリント基板
の部品実装用認識マークの銅パターンの周囲にソルダー
レジスト層が形成されることはなく、銅パターンの形状
の認識及び位置の確認を確実に行うことが可能であるた
め、該プリント基板への部品の実装時の位置精度が向上
される。また、工程が短縮されるため、製造に要する時
間を短縮することができ、製造装置を設置する場所を縮
小することができるため、製造コストを低減することが
でき、生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したプリント基板の製造方法の一
例を工程順に示すものであり、部品実装用銅パターンの
形成工程を示す要部概略断面図である。

【図２】ソルダーレジストの形成工程を示す要部概略断
面図である。

【図３】ソルダーレジストの露光工程を示す要部概略断
面図である。

【図４】ソルダーレジストの露光工程における光の透過
状態を示す模式図である。

【図５】ソルダーレジストを露光工程における光の透過
状態を示す拡大模式図である。

【図６】本発明を適用したプリント基板の製造方法によ
って製造されたプリント基板の断面図である。

【図７】本発明を適用したプリント基板の製造方法によ
って製造されたプリント基板の平面図である。

【図８】マスクの透過光量減少部の一例を示す図であ
る。

【図９】マスクの透過光量減少部の他の例を示す図であ
る。

【図１０】マスクの透過光量減少部のさらに他の例を示
す図である。

【図１１】マスクの透過光量減少部のさらに他の例を示
す図である。

【図１２】マスクの透過光量減少部のさらに他の例を示
す図である。

【図１３】マスクの透過光量減少部のさらに他の例を示
す図である。

【図１４】マスクの透過光量減少部のさらに他の例を示
す図である。

【図１５】マスクの透過光量減少部のさらに他の例を示
す図である。

【図１６】従来のプリント基板の製造方法における光の
透過状態を示す模式図である。

【図１７】従来のプリント基板の製造方法によって製造
されたプリント基板の一例を示す断面図である。

【符号の説明】

１・・・・・・・・基材 ２・・・・・・・・銅パターン ３ａ，４ａ・・・・ソルダーレジスト ３ｂ，４ｂ・・・・ソルダーレジスト層 ５，７，１１・・・マスク ５ａ，７ａ・・・・透過部 ６・・・・遮光部 ８・・・・透過光量減少部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 泰輔 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05K 3/28

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅パターンからなる配線回路が形成され
   た基材の両面に光硬化性ソルダーレジストを塗布し、こ
   れら基材の両面に形成されたレジスト層をそれぞれマス
   クを介して露光して光硬化をするに際し、 基材の一方の面のうち銅パターンの周囲のソルダーレジ
   スト層を形成する必要のない部分に対応して、基材の他
   方の面の露光の際に用いられるマスクに他の部分よりも
   透過光量が相対的に低い部分を設ける ことを特徴とする
   プリント基板の製造方法。
2. 【請求項２】 透過光量が相対的に低い部分の透過光量
   が、他の部分の５〜８０％であることを特徴とする請求
   項１記載のプリント基板の製造方法。
3. 【請求項３】 前記銅パターンが部品実装用認識マーク
   のパターンであることを特徴とする請求項１記載のプリ
   ント基板の製造方法。