(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一表面に高分子材料層を有する電子部品搭載用基板の表面改質方法において、
光エネルギを照射するための光源を用意し、
前記基板の前記一表面の一部であって、電子部品が搭載される位置であり、かつ、前記高分子材料層の表面改質が必要な任意の形状の領域に、前記光源から１００ｎｍ〜６００ｎｍの波長を有する光エネルギを照射することを特徴とする電子部品搭載用基板の表面改質方法。
【請求項２】
前記光エネルギは、０．０５Ｊ／ｃｍ2〜０．５Ｊ／ｃｍ2のエネルギ密度を有することを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載用基板の表面改質方法。
【請求項３】
前記高分子材料はＰＩＱ（ポリイミド−イソインドロキナゾリンジオン）またはＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）であることを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載用基板の表面改質方法。
【請求項４】
前記電子部品搭載用基板の前記一表面にアルコール系溶剤を供給し、前記領域内に濡れ拡がらせることを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載用基板の表面改質方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高分子材料を有する電子部品搭載用基板の表面改質方法に係り、特に、電子回路基板上に電子部品を仮固定するために使用する液体の濡れ拡がり性を向上させるために使用して好適な電子部品搭載用基板の表面改質方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高分子材料の表面改質方法に関する従来技術として、例えば、Ｏ２  アッシャ、あるいは、Ａｒスパッタ等によるによる方法が知られている。これらの方法は、処理すべき高分子材料層が塗布された回路基板等を真空容器内に設置して処理を行うもので、基板上の高分子材料の全面に対して表面改質を行うものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来技術は、真空雰囲気中でのみ基板表面の改質が可能なものであり、真空装置、真空容器等を含む大がかりな装置を必要とするという問題点を有している。また、この従来技術は、基板上の高分子材料の全面に対しての表面改質を行うものであるため、電子回路基板等において、その上の電子部品を仮固定する領域以外の処理不要なエリアまで改質が行われてしまい、その結果、電子部品の仮固定に使用する液体が、部品の仮固定に不要な部分まで濡れ拡がることになり、多くの無駄な液体を必要とするという問題点を有する。
【０００４】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、真空装置、真空容器等を必要とすることなく、かつ、電子部品の仮固定のために必要とする領域のみについて、基板の高分子材料の表面改質を行うことを可能にした電子部品搭載用基板の表面改質方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば前記目的は、回路基板等の表面に塗布された高分子材料の必要とする領域表面にのみ光エネルギを照射することにより達成される。
【０００６】
本発明は、高分子材料の表面の表面改質が必要な領域にのみ光エネルギを与えることにより、光エネルギが照射された部分のみの表面改質をすることができ、必要とする領域のみで液体の濡れ拡がり性を向上させることができる。これにより、電子部品等を仮固定するための液体を、処理エリア内のみで濡れ拡がらせることができ、必要最少量の液体により、処理エリア内を濡らすことができる。
【０００７】
また、本発明は、処理エリア内に、はんだ付けを行うための金属パターンが存在するような場合にも、金属パターンにダメージを与えることなく絶縁物である高分子材料の表面改質を行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による基板の表面改質方法の一実施形態を図面により詳細に説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施形態による高分子材料を有する基板の表面改質方法を説明する図、図２は被処理基板の構成例を示す図、図３は本発明の一実施形態による処理を行った基板に電子部品を仮固定した状態を説明する図、図４ははんだ付けを行うための金属パターンが処理領域に存在する場合について説明する図、図５は光エネルギの照射形状の例を説明する図、図６は本発明の一実施形態による液体の濡れ状態を従来技術と比較して説明する図、図７は表面改質の評価方法を説明する図、図８は液滴の接触角からエキシマレーザの最適エネルギ密度を求めるための実験結果を説明する図である。図１〜図７において、１はレーザ照射エリア、２は基板、３はレーザ光、４は高分子材料層、５はベース材、６は電子部品、７は仮固定用液体、８は金属配線、９はＯ２  アッシャエリア、１０はスポイト、１１は濡れ拡がりエリアである。
【００１０】
本発明の一実施形態による高分子材料の表面改質方法により処理を行う基板２は、図２にその構成例として示すように、セラミック等によるベース材５の表面に、ＰＩＱ（ポリイミド−イソインドロキナゾリンジオン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）等による高分子材料層４が絶縁物層として塗布されて構成されている。このような基板２上には、電子回路を形成するために必要な金属配線が施され、所定の場所に、ＬＳＩ等の電子部品がはんだ付けされる。
【００１１】
本発明の一実施形態は、ＬＳＩ等の電子部品をはんだ付けするに際して、電子部品等を仮固定用液体を用いて仮固定する場合の、前記仮固定用液体の濡れ性を改善するものである。
【００１２】
本発明の一実施形態による高分子材料の表面改質方法は、図１に示すように、高分子材料層４が塗布されて形成される基板２の電子部品を仮固定する領域であるレーザ照射エリア１に、レーザ光３による光エネルギを照射することにより行われる。レーザ光３の光源としては、エキシマレーザが使用される。レーザ光３は、その波長１００ｎｍ〜６００ｎｍ、エネルギ密度０．０５Ｊ／ｃｍ２〜０．５Ｊ／ｃｍ２とするのが好適である。
【００１３】
レーザ光３を照射して表面改質が実施された基板２の表面は、レーザ照射エリア１に電子部品仮固定用の液体７として、例えば、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール等のアルコール系溶剤が滴下されると、その液体７をレーザ照射エリア１内に均等に濡れ拡がらせ、処理を施していない基板２の表面に液体７を濡れ拡がらせることがない。このため、本発明の一実施形態を施した基板２は、図３に示すように、ＬＳＩ等の電子部品６を、はんだ付けを行う前に、基板２上の所定の位置に液体７により仮固定することができる。
【００１４】
また、前述した本発明の一実施形態による高分子材料の表面改質方法は、はんだ付けを行うための金属パターンが存在するような基板２の表面に対して施された場合にも、図４に示すように、金属配線８にダメージを与えることなく、基板２に塗布されている高分子材料層４の表面改質が可能であった。
【００１５】
さらに、本発明の一実施形態による方法において、レーザ照射エリア１の形状は、図５に示すように、照射するレーザ光３の断面形状により任意の形状とすることができ、例えば、図５（ａ）に示す四角形、図５（ｂ）に示す円形、図５（ｃ）に示す広い範囲を改質するための複数集合形等の形状とすることができる。また、本発明の一実施形態による方法は、大気中、真空中、Ｈｅアシスト中においても有効であり、高分子材料層４の表面改質が可能である。
【００１６】
次に、図６を参照して前述した本発明の一実施形態による方法を施した場合の液体の濡れ拡がりの状態を、従来技術の場合と比較して説明する。
【００１７】
図６（ａ）に示すように、本発明の一実施形態による方法を施した場合のアルコール系溶剤である液体７の濡れ拡がりは、レーザ光を照射した領域１の部分のみとなる。これは、本発明の一実施形態による処理を行っていない部分は、その部分に液体が滴下され、あるいは、レーザ光を照射した領域１から液体が侵入しようとしても、その表面張力により液体を濡れ拡がらせることがないためである。
【００１８】
一方、従来技術による方法の場合、図６（ｂ）に示すように、その処理領域を特定の領域に限定することができず、基板の全面を処理しなければならないため、図６（ｂ）に示すように、液体７は、基板表面の全てに濡れ拡がってしまうことになる。
【００１９】
次に、図７を参照して、本発明の一実施形態による方法の評価方法を説明する。
まず、図２に示すような基板２をサンプルとして用意し、エキシマレーザを、そのエネルギ密度０．１Ｊ／ｃｍ２  、時間３０ｎｓとして、１回基板に照射する。その後、図７（１）に示すように、スポイト１０を使用して、アルコール系溶剤の液体７を滴下し、図７（２）に示すように、その液体滴を濡れ拡がらせた。そして、濡れ拡がった液体滴を１５分間放置し、図７（３）に示すように、液体７が処理領域全面に拡がったまま変化がなく、また、被処理領域に漏れ出ていないことにより、表面の改質が充分になされたと評価した。
【００２０】
次に、図８を参照して、エキシマレーザの最適エネルギ密度を求めるための実験結果を説明する。
【００２１】
表面改質の評価は、図８（ａ）に示すように、仮固定液を基板表面に滴下したときの仮固定液と基板表面とのなす角である接触角１２によって行うことができ、通常接触角が２０度以下であれば、濡れ性に関する表面の改質が充分になされたとすることができる。図８（ｂ）は、エキシマレーザのエネルギ密度と前述した接触角との関係を示す実験結果であり、図から判るように、エキシマレーザのエネルギ密度は、０．０５Ｊ／ｃｍ２  以上として、時間３０ｎｓで１回レーザを基板に照射したときに、接触角を充分に小さくすることができ、濡れ性の改善を図ることができる。しかし、エネルギ密度が０．１５Ｊ／ｃｍ２  を越えると、加工残渣が増加するという問題が生じるようになる。このことから、エキシマレーザは、そのエネルギ密度を、０．０５Ｊ／ｃｍ２〜０．１５Ｊ／ｃｍ２として、時間３０ｎｓで１回だけ基板に照射するのがよいことがわかる。
【００２２】
前述したように本発明の一実施形態による高分子材料の表面改質方法によれば、高分子材料の表面の表面改質が必要な領域にのみ光エネルギを与えることにより、光エネルギが照射された部分のみの表面改質をすることができ、必要とする領域のみで液体の濡れ拡がり性を向上させることができる。これにより、電子部品等を仮固定するための液体を、処理エリア内のみで濡れ拡がらせることができ、必要最少量の液体により、処理エリア内を濡らすことができる。
【００２３】
また、処理エリア内に、はんだ付けを行うための金属パターンが存在するような場合にも、金属パターンにダメージを与えることなく高分子材料の表面改質を行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高分子材料に光エネルギを与えるだけの簡単な方法により、高分子材料の所望の領域のみの表面改質を行うことができ、電子部品等を仮固定するための液体の濡れ拡がり性を向上させることができる。また、処理エリア内に、はんだ付けを行うための金属パターンが存在するような場合にも、金属パターンにダメージを与えることなく高分子材料の表面改質を行うことができる。
【００２５】
本発明によれば、必要な領域のみの表面改質を行うことができるので、必要最少量の仮固定用の液体を使用するだけで、電子部品等を基板上に仮固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による高分子材料を有する基板の表面改質方法を説明する図である。
【図２】被処理基板の構成例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による処理を行った基板に電子部品を仮固定した状態を説明する図である。
【図４】はんだ付けを行うための金属パターンが処理領域に存在する場合について説明する図である。
【図５】光エネルギの照射形状の例を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態による液体の濡れ状態を従来技術と比較して説明する図である。
【図７】表面改質の評価方法を説明する図である。
【図８】液滴の接触角からエキシマレーザの最適エネルギ密度を求めるための実験結果を説明する図である。
【符号の説明】
１  レーザ照射エリア
２  基板
３  レーザ光
４  高分子材料層
５  ベース材
６  電子部品
７  仮固定用液体
８  金属配線
９  Ｏ２  アッシャエリア
１０  スポイト
１１  濡れ拡がりエリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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