JPH05121863A

JPH05121863A - プリント配線板の製造方法

Info

Publication number: JPH05121863A
Application number: JP18706891A
Authority: JP
Inventors: Toru Nakada; 亨中田
Original assignee: Taiyo Ink Mfg Co Ltd
Current assignee: Taiyo Holdings Co Ltd
Priority date: 1991-07-02
Filing date: 1991-07-02
Publication date: 1993-05-18

Abstract

(57)【目的】滲み、スキップ等の発生のない従来のスクリ
ーン印刷法より高い精度を示し、かつ処理能力において
も優れたソルダーレジストパターンを形成するためのプ
リント配線板の製造方法を提供する。【構成】導体回路が形成されたプリント配線板の全面
に、第一のソルダーレジストインキを塗布、熱により仮
乾燥して、アルカリまたは溶剤に可溶性のソルダーレジ
スト皮膜を形成後、形成されたソルダーレジスト皮膜の
上に第二のソルダーレジストインキでパターン印刷を施
し、紫外線で硬化し、さらにアルカリまたは溶剤で現像
処理を行い、形成されたソルダーレジストパターンを加
熱して後硬化処理をして、プリント配線板上にソルダー
レジストパターンが形成されたプリント配線板を製造す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板上にソ
ルダーレジスト皮膜と、その上にソルダーレジストパタ
ーンを形成することからなるプリント配線板の製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板に実装された電子部品
は、通常半田によって固定されている。その際、導体回
路等が半田によって短絡することを防止するために、半
田付けに必要な箇所以外は、ソルダーレジストで被覆す
ることが行われている。このソルダーレジストを形成す
る方法として、シルクスクリーン印刷法、ドライフィル
ムフォトソルダーレジスト法、液状フォトソルダーレジ
スト法等の方法が、良く知られ、また広く利用されてい
る。その中でも、シルクスクリーン印刷法は、処理能力
が高く、また、操作が簡単で手軽に行えることから広く
普及さている。

【０００３】しかしながら、最近、プリント配線板の面
実装化に伴い高精度のソルダーレジストパターンが要求
されるようになってきたため、従来行われているシルク
スクリーン印刷法では、この要求を満たすことができな
いばかりでなく、新たな問題が生じてきた。即ち、プリ
ント配線板にソルダーレジストインキを印刷する場合、
銅回路の厚みが、３５μｍ〜１００μｍあり平滑面印
刷でないこと、被印刷面が、積層板基材と銅の性質が
異なる２種類の素材からなっていること、さらには、
パターン間隔が狭いことなどの要因がネックとなって、
印刷に際して、スクリーンメッシュを変えたり、また、
インキ塗布量を調節して行う等繁雑な操作が必要となる
ばかりでなく、この様な操作を行ったとしても、半田付
部、接続部へのソルダーレジストの滲み、非半田付銅回
路部のスキップなどの問題点は避けることができなかっ
た。

【０００４】そこで、これらの問題点を解決するため
に、２回印刷法、スコッピング法が一部採用されている
が、本質的な解決に至っていない。また、液状フォトソ
ルダーレジスト及びドライフィルムフォトソルダーレジ
スト等写真法による場合は、スクリーン印刷法の１／３
〜１／４程度の処理能力しか得られないため必ずしも満
足のいく方法とはいえない。従って、操作が簡便で扱い
易く、かつ処理能力が優れたスクリーン印刷技術、生産
工程を活かすことができ、かつ液状フォトソルダーレジ
スト及びドライフィルムフォトソルダーレジスト等の写
真法と同様、滲み、スキップ等の発生しない精度の良い
ソルダーレジストパターンを形成するためのプリント配
線板の製法の開発が強く望まれていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な実状に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の目
的は、滲み、スキップ等の発生のない従来のスクリーン
印刷法より高い精度を示し、かつ処理能力においても優
れたソルダーレジストパターンを形成するためのプリン
ト配線板の製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討
の結果、ソルダーレジストパターンを形成するに当た
り、先ず、ソルダーレジスト皮膜を形成した後、その上
にソルダーレジストパターンを形成することにより、上
記目的を達成することができることを見出だし、本発明
を完成するに至った。即ち、本発明のプリント配線板の
製造方法は、（１）導体回路が形成されたプリント基板
の全面に、第一のソルダーレジストインキを塗布、熱に
より仮乾燥して、アルカリ水溶液または有機溶剤に可溶
性なソルダーレジスト皮膜を形成する工程、（２）形成
されたソルダーレジスト皮膜の上に第二のソルダーレジ
ストインキでパターン印刷を施し、紫外線で硬化する工
程、（３）アルカリ水溶液または有機溶剤で現像処理を
施す工程、および（４）形成されたソルダーレジストパ
ターンを加熱して後硬化する工程からなることを特徴と
し、それによって導体回路上にソルダーレジストパター
ンが形成されたプリント配線板が作製される。

【０００７】以下、本発明について詳細に説明する。図
１は、本発明のソルダーレジストパターンを形成するパ
ターン形成工程を示す説明図である。図１において、
（ａ）は、導体回路が形成された基板を示し、（ｂ）
は、第１工程によりソルダーレジスト皮膜が形成された
状態を示し、（ｃ）は、第２工程によりソルダーレジス
トパターンが形成された状態を示し、（ｄ）は、第３工
程により現像処理された状態を示す。

【０００８】本発明の方法を、図１によって説明する
と、第１工程において、所定の導体回路２が形成された
プリント基板１の全面に、第１のソルダーレジストイン
キを塗布し、熱により仮乾燥する。それにより、全面に
アルカリ水溶液または溶剤に可溶なソルダーレジスト皮
膜３が形成される。（図１（ａ）及び（ｂ）参照）この
第１工程における塗布操作は、１度の塗布操作で行って
もよいが、塗布・乾燥を反復して複数回繰返し行っても
よい。塗布は、如何なる方法で行っても良く、例えば、
スクリーン印刷法、オフセット印刷法、スプレー塗布
法、カーテン塗布法等が使用できる。また、仮乾燥は、
加熱することによって行うことができるが、形成される
ソルダーレジスト皮膜が指触乾燥の状態でとどめる必要
がある。ソルダーレジスト皮膜の膜厚は、通常５〜４０
μｍ、特に、５〜２０μｍの範囲に設定することが好ま
しい。

【０００９】第２工程において、上記ソルダーレジスト
皮膜３の上に、第２のソルダーレジストインキを用い
て、所定のパターン印刷を施し、形成されたソルダーレ
ジストパターン４の硬化を行なう（図１（ｃ）参照）。
パターン印刷は、スクリーン印刷法により行われる。ま
た、この硬化は、紫外線を照射することによって行うこ
とができるが、ソルダーレジスト皮膜３のアルカリ水溶
液または溶剤に対する溶解性が保持される程度に実施す
る必要がある。紫外線の照射光源としては、低圧水銀
灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノン
ランプまたはメタルハライドランプ等が使用できる。ま
た、パターン印刷により形成されるレジストパターンの
膜厚は、通常１０〜３０μｍ、特に、１５〜２５μｍの
範囲に設定することが好ましい。

【００１０】次いで、第３工程において、上記のように
第１及び第２のソルダーレジストインキを用いて形成さ
れた皮膜を現像処理する。現像処理は、アルカリ水溶液
または有機溶剤により行われ、それにより、ソルダーレ
ジストパターン４が形成されていない部分が除去される
（図１（ｄ）参照）。

【００１１】最後に、第４工程において、第１及び第２
のソルダーレジストインキで形成されたパターン状のソ
ルダーレジスト皮膜を加熱により後硬化する。加熱手段
としては、特に限定はなく公知のものが使用できる。

【００１２】次に、上記各工程において使用する材料に
ついて説明する。第１工程において使用する第１のソル
ダーレジストインキは、アルカリまたは溶剤可溶性樹脂
を主成分とし、形成される皮膜が、熱により硬化される
ものであるアルカリまたは溶剤可溶性樹脂は、アルカリ
水溶液または溶剤により溶解、膨潤、剥離のうち少なく
ともいずれかの特性を示し、熱により硬化するものであ
れば、如何なる樹脂成分でも使用することができ、例え
ば、ノボラック樹脂、ロジン樹脂、ロジン変性樹脂、及
びカルボキシル含有重合体などがあげられる。これらの
樹脂は、同時に溶剤可溶性であってもよい。

【００１３】ロジン変性樹脂としては、ロジン変性マレ
イン酸樹脂で代表される樹脂で、通常、ロジンに酸やア
ルコールを反応させて変性させたものが使用できる。具
体的には、ハリマックＲ−８０、ハリマック１４５Ｐ
（以上、播磨化成化学工業（株）製）が挙げられる。

【００１４】また、カルボキシル基含有重合体として
は、重合体鎖にカルボキシル基を含有するもので、アク
リル酸、メタクリル酸、マレイン酸などの単量体の単独
重合体またはそれらを、アクリル酸エステル、メタクリ
ル酸エステル等の単量体と共重合させた共重合体等をあ
げることができる。具体的には、ＳＭＡ−１０００、Ｓ
ＭＡ−２０００，ＳＭＡ−３０００（以上、アルコ・ケ
ミカル社製）、ジョンクリル−６７（ジョンソンポリマ
ー社製）、ＣＢ−ＭＨＰ、ＣＢ−１（新中村化学工業
（株）製）、ＨＯＡ−ＭＰＬ（共栄社油脂（株）製）、
ビスコート＃２１００（大阪有機化学工業（株）製）
があげられる。

【００１５】さらに、ノボラック樹脂としては、アルカ
リ水溶液に可溶なフェノール樹脂、クレゾール樹脂及び
アルキルフェノール樹脂があげられる。具体的には、フ
ェノールノボラック樹脂には、ＢＲＧ−５５６、ＢＲＧ
−５５７（昭和高分子社製）、レジンＸ（三菱油化社
製）が挙げられる。クレゾールノボラック樹脂には、Ｐ
ＳＭ−２２４６、ＰＳＭ−４４０２（以上、群栄化学社
製）等が挙げられる。また、アルキルフェノール樹脂に
は、ＭＣＭ−７０９、ＭＣＭ−７２６（以上、昭和高分
子社製）があげられる。

【００１６】溶剤可溶性樹脂としては、フェノール系、
キシレン系、尿素系、メラミン系、エポキシ系、アルキ
ッド系、ビニル系、アクリル系、塩化ゴム系、ポリアミ
ド系、テルペン系、ブチラール系、環化ゴム系、ケトン
系及びセルロース誘導体などをあげられる。その中で
も、ゴム系及びセルロース誘導体などの熱加塑性樹脂
が、特に好ましい。

【００１７】フェノール系には、レゾール型フェノール
樹脂と、ノボラック型フェノール樹脂があり、具体的に
は、レゾール型では、スーパーベッカサイト１００１、
ノボラック型では、スーパーベッカサイト３０１１（以
上、大日本インキ化学工業（株）製）があげられる。

【００１８】尿素系には、ブチル化尿素樹脂があり、具
体的には、ユーバン１０Ｓ−６０（以上、三井東圧化学
（株）製）があげられる。メラミン系には、ヘキサメト
キシメチロールメラミン、メチル化メラミン等があり、
具体的には、ヘキサメトキシメチロールメラミンとして
は、サイメル３００（三井東圧化学（株）製）、ニカラ
ックＭＷ−３０（三和ケミカル（株）製）、メチル化メ
ラミンとしては、サイメル３０１（三井東圧化学（株）
製）があげられる。

【００１９】アルキッド系には、アルキッド樹脂、変性
アルキッド樹脂等があり、アルキッド樹脂では、ベッコ
ゾールＪ−５５７（大日本インキ化学工業（株）製）、
変性アルキッド樹脂では、ベッコゾールＪ−６１１、ス
チレゾール４４４０（以上、大日本インキ化学工業
（株）製）があげられる。

【００２０】ブチラール系樹脂には、エスレックＢＬ−
１（積水化学工業（株）製）、デンカブチラール＃６０
００−Ｃ（電気化学工業（株）製）があげられる。ま
た、短時間で硬化し、電気絶縁性、耐熱性、硬さ、密着
性や耐薬品性等が要求されるソルダーレジスト用として
は、特にエポキアクリレート、ウレタンアクリレートが
好ましい。上記、アルカリまたは溶剤可溶性樹脂の含有
量は、インクの固形分に対して１０〜５０ｗｔ％である
ことが好ましい。

【００２１】第１のソルダーレジストインキには、硬化
剤が用いられる。硬化剤は、用いる熱硬化製樹脂に応じ
て適宜選択されるものであり、例えば、エポキシ樹脂で
は、アミン系化合物、酸無水物系化合物、フェノール系
樹脂、ポリアミド系樹脂およびイミダゾール類の中から
１種もしくは２種以上が用いられる。これ等硬化剤の使
用後は、その種類に応じた、また、必要とするゲル化時
間などに応じた通常の使用量でよい。なお、エポキシ樹
脂では、上記硬化剤と共に硬化促進剤を用いる場合があ
るが、その例としては、ジシアンジアミド、イミダゾル
類、アミン類、第３アミン等をあげることができる。

【００２２】さらにまた、第１のソルダーレジストイン
キは、充填剤、着色用顔料、消泡剤、過酸化物、チクソ
トロピー剤、レベリング剤或いは密着性付与剤等を添加
しても良い。

【００２３】上記の第１のソルダーレジストインキに
は、スクリーン印刷特性を付与するために充填剤とし
て、二酸化ケイ素、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネ
シウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウムなど一般の
樹脂充填剤として使用されているものを含有させること
ができる。その使用量は、アルカリまたは溶剤可溶性樹
脂の合計量に対し、３〜９０ｗｔ％、望ましくは１０〜
３０ｗｔ％であり、かつその平均粒径は１５μ以下のも
のが好ましい。

【００２４】本発明において、第２工程で使用される第
２のソルダーレジストインキは、紫外線および熱により
硬化可能な硬化性樹脂を含有するものであり、公知の光
硬化性樹脂が使用される。より具体的に説明すると、例
えばポリオールアクリレート、ポリエステルアクリレー
ト、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポ
リエーテルアクリレート、メラミンアクリレート等のア
クリルオリゴマーや光硬化性不飽和ポリエステルなどの
樹脂があげられる。

【００２５】第２のソルダーレジストインキは、光感光
性希釈剤および光重合開始剤が使用される。

【００２６】光感光性希釈剤は、樹脂を溶解すると共に
光重合するものであり、使用する樹脂に対応する公知の
光感光性希釈剤が使用される。代表的には、エチレン性
不飽和二重結合を有するビニルモノマーであり、メトキ
シエチルアクリレート（又はメタクリレート）、エトキ
シエチルアクリレート（又はメタクリレート）、ブトキ
シエチルアクリレート（又はメタクリレート）、メトキ
シエトキシエチルアクリレート（又はメタクリレー
ト）、ステアリルアクリレート（又はメタクリレー
ト）、ラウリルアクリレート（又はメタクリレート）、
テトラヒドロフルフリルアクリレート（又はメタクリレ
ート）、ベンジルアクリレート（又はメタクリレー
ト）、フェノキシエチルアクリレート（又はメタクリレ
ート）、２−ヒドロキシエチルアクリロイル（又はメタ
クリロイル）ホスフェート、２−ヒドロキシエチルアク
リレート（又はメタクリレート）、２−ヒドロキシプロ
ピルアクリレート（又はメタクリレート）、エチレング
リコールジアクリレート（又はジメタクリレート）、ジ
エチレングリコールジアクリレート（又はジメタクリレ
ート）、トリエチレングリコールジアクリレート（又は
メタクリレート）、ポリエチレングリコールジアクリレ
ート（又はジメタクリレート）、プロピレングリコール
ジアクリレート（又はジメタクリレート）、ポリプロピ
レングリコールジアクリレート（又はジメタクリレー
ト）、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（又は
ジメタクリレート）、トリメチロールプロパントリアク
リレート（又はトリメタクリレート）、２−エチルヘキ
シルアクリレート（又はメタクリレート）、１，３−ブ
チレングリコールジアクリレート（又はジメタクリレー
ト）、１，４−ブチレングリコールジアクリレート（又
はジメタクリレート）、ネオベチルグリコールジアクリ
レート（又はジメタクリレート）、ジプロピレングリコ
ールジアクリレート（又はジメタクリレート）、テトラ
メチロールメタントリアクリレート（又はトリメタクリ
レート）、テトラメチロールメタンテトラアクリレート
（又はテトラメタクリレート）、ヒドロキシピバリン酸
ネオペンチルグリコールジアクリレート（又はジメタク
リレート）、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレー
ト（又はヘキサメタクリレート）、多塩基酸（又はその
無水物）のヒドロキシアルキルアクリレート（又はメタ
クリレート）半エステル化物等があげられる。これらの
含有量は、特に制限されないが、インクの全固形分に対
して１０〜４０重量％の範囲が好ましい。

【００２７】光重合開始剤としては、ベンゾイン、ブナ
ロイン、トリオイン、アセトイン等のα−カルボニルア
ルコール類、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエ
チルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベン
ゾインイソブチルエーテル、ピバロインエチルエーテ
ル、アニソインエチルエーテルなどのアシロインエーテ
ル類、α−メチルベンゾイン、α−フェニルベンゾイン
等のα−側鎖アシロイン類、９，１０−アントラキノ
ン、２−クロルアントラキノン、２−メチルアントラキ
ノン、２−エチルアントラキノン、１，４−ナフトキノ
ン、２，３−ベンゾアントラキノン等の多環キノン類、
ジアセチル、ジベンゾイル、ジフェニルケトン、フェニ
ルグリオキサール、ペンタジオン−２，３、１−フェニ
ルブタンジオン−１，２、オクタジオン−２，３、ジフ
ェニルトリケトン等の置換ポリケトン化合物類、ベンゾ
フェノン、α−プロモアセトフェノン、２−ヒドロキシ
ン−２−メチルプロピオフェノン、４′−イソプロピル
−２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、２，
２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、 p-ter
t- ブチルトリクロロアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−
ブチルモノクロロアセトフェノン、２，２−ジエトキシ
アセトフェノン、４，４′−ビス−ジアルキルアミノベ
ンゾフェノン類などの芳香族ケトン類などがあげられ
る。

【００２８】また、第２のソルダーレジストインキは、
第１のソルダーレジストインキと同様に、充填剤、着色
用顔料、消泡剤、過酸化物、チキソトロピー剤、レベリ
ング剤或いは密着性付与剤等の添加剤を添加しても良
い。第３工程における現像処理に使用する溶剤として
は、例えば、石油カルビトールアセテート、トリクロロ
エタン等があげられる。また、アルカリ水溶液として
は、苛性ソーダ水溶液、炭酸ソーダ水溶液、メタケイ酸
ソーダ水溶液等が使用できる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。なお、「部」は、特に断りがない限り「重量部」を
意味する。実施例１導体回路が形成されたプリント配線板の全面に、第１の
ソルダーレジストインキ組成物をスクリーン印刷により
塗布、乾燥し、アルカリ可溶性の第一のソルダーレジス
ト皮膜を形成し、８０℃、２０分乾燥する。ここで使用
した第一ソルダーレジストインキ組成物は、次の組成を
有するものである。スチレン−マレイン酸樹脂３０部（ＳＭＡ−１４４０、アルコ・ケミカル社製）トリスエポキシプロピルイソシアヌレート１０部（ＴＥＰＩＣ日産化学社製）カルビトールアセテート２０部（ジュキゾールＣＡ、大阪有機化学工業社製）硫酸バリウム２８部石油系ナフサ１２部（ソルベッソ＃１５０、旭化成工業製）

【００３０】次に、上記のソルダーレジスト皮膜上に、
第２のソルダーレジストインキとして、紫外線硬化型ソ
ルダーレジスト（ＵＶＲ−１５０Ｇ、太陽インキ製造
（株）製）を厚さ１５μｍ〜２０μｍなるようにスクリ
ーン印刷した。その後、スクリーン印刷で使用されてい
る照射装置を用い、１０００ｍＪ／ｃｍ²の光量で塗膜
を硬化した。硬化後、１％の炭酸ソーダ水溶液で３０秒
現像し、１５０℃で３０分間熱硬化してソルダーレジス
トパターンを得た。銅箔段差がないため印刷されたソル
ダーパターンには、滲み、エッジ切れがなかった。ま
た、第２のソルダーレジストインキとして、熱硬化性ソ
ルダーレジスト（ＳＧＲ−１００、太陽インキ製造
（株）製）を使用しても同様な効果が得られた。以上述
べたように、本発明の実施例の特徴を従来例と比較して
下記の表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明は、上記表１に示すように、スク
リーン印刷法の場合よりも高い精度を示し、しかも、生
産性は、スクリーン印刷法と同程度で、量産性に優れた
高密度配線板用半田マスクの製造に適している。本発明
によって得られるプリント配線板は、ソルダーレジスト
層が、ソルダーレジスト皮膜とソルダーレジストパター
ンの二層になっているために、電気特性、特に厚み方向
の絶縁性、耐電圧性に非常に優れた特性が得られ、した
がって、電源基板、ＥＭＩシールド基板の中間層として
も有用である。さらに、本発明によれば、ソルダーレジ
スト皮膜とソルダーレジストパターンとの選択により、
産業用両面スルーホール基板から民生用片面基板までの
幅広い対応が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のソルダーレジストパターンを形成する
パターン形成過程を示す説明図である。

【符号の説明】

１基板２導体回路３ソルダーレジスト皮膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）導体回路が形成されたプリント基
板の全面に、第一のソルダーレジストインキを塗布、熱
により仮乾燥して、アルカリ水溶液または有機溶剤に可
溶性なソルダーレジスト皮膜を形成する工程、（２）形
成されたソルダーレジスト皮膜の上に第二のソルダーレ
ジストインキでパターン印刷を施し、紫外線で硬化する
工程、（３）アルカリ水溶液または有機溶剤で現像処理
を施す工程、および（４）形成されたソルダーレジスト
パターンを加熱して後硬化する工程からなることを特徴
とする導体回路上にソルダーレジストパターンが形成さ
れたプリント配線板の製造方法。