(57)【要約】【課題】液状材料の塗布時点で、塗膜形成対象物の貫通穴内部へ液状材料の侵入をより確実に防止する塗膜形成方法及び塗膜形成装置を提供すること。【解決手段】塗膜形成対象物１の塗布面３に塗膜１０を形成する際に、塗布面３側の気圧より反対面４側の気圧を高くし、貫通穴２内に塗布面３側へ向かう空気７の流れを発生させた状態で、スプレーノズル８から液状材料９を噴出させる。空気７の流れにより、液状材料９が貫通穴２内に入り込むことを防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通穴を有する塗膜形成対象物に液状材料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成方法において、
上記塗膜形成対象物の塗布面側の気圧よりも塗布面の反対面側の気圧を高くした状態で、
上記塗膜形成対象物の塗布面に上記液状材料を塗布することを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項２】
貫通穴を有する塗膜形成対象物に液状材料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成方法において、
上記塗膜形成対象物の上記貫通穴に対し、塗布面の反対面側から塗布面側に向かう気流を発生させた状態で、
上記塗膜形成対象物の塗布面に上記液状材料を塗布することを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項３】
貫通穴を有する塗膜形成対象物に液状材料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、
上記塗膜形成対象物に対して上記液状材料を塗布する塗布手段と、
上記塗膜形成対象物を開口部にて保持し他端の導入口より空気を送り込む密閉治具とを備えることを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項４】
請求項３記載の塗膜形成装置において、
前記密閉治具の開口部には、前記塗膜形成対象物を保持する多孔質材の保持部を設けたことを特徴とする塗膜形成装置。
【請求項５】
請求項３記載の塗膜形成装置において、
前記密閉治具の開口部には、前記塗膜形成対象物の貫通穴の位置に整合させて形成した噴出孔を有する穴位置整合治具を設けたことを特徴とする塗膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通穴を有する塗膜形成対象物に対する液状材料からなる塗膜の形成方法及び塗膜形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術では、スルーホール穴を有するプリント基板等に液状材料から成る塗膜を形成する際、穴内に塗膜を形成または残存させないための形成方法として、以下の技術が知られている。１つは、液状材料を塗布する際に穴部分を予めマスキングしておくことで、穴内への液状材料の入り込みを防止することにより塗膜を穴内に形成させない方法である。具体例として、スクリーン印刷方法で穴部に相当する部分のスクリーンメッシュを目止めする方法が挙げられる。もう１つは、穴内に液状材料が入り込み塗布されることを前提に塗布作業を実施し、後処理で穴内に入り込んだ液状材料または液状材料から成る塗膜を除去し最終的に穴内に塗膜を形成しない方法である。この具体例として、ホトリソグラフィ技術を用い、感光性の液状材料を用いて穴部分を現像液に溶解可能な状態とすることで穴内の塗膜を除去する方法が挙げられる。プリント基板の事例においては、ソルダーレジスト膜の形成工程にて適用例がある（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
【非特許文献１】プリント回路技術便覧−第３版−
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プリント基板等の表面に例えばソルダーレジスト膜を形成する工程において、スルーホール穴内にはソルダーレジスト膜が塗膜として形成されないよう、もしくは塗膜による穴詰まりをなくす必要がある。なぜなら、塗膜がスルーホール内に形成されると、プリント基板への部品実装時に部品のコネクタピンをスルーホールに挿入して電気的接続を得る際に、絶縁体であるソルダーレジスト膜が接続不良の原因となるからである。また、穴詰まりが生じると、ソルダーレジスト膜形成以降のプリント基板製造工程で薬液処理を施した際に、貫通スルーホール内に薬液が残存し腐食等の悪影響が生じるからである。
【０００５】
従来技術では、プリント基板等の穴に対し液状材料が塗布されないようにマスキングもしくは塗布された後に除去処理を行う必要がある。しかしながら、これらの技術では次の課題がある。前者のマスキングにて穴内への液状材料の入り込みを防止する方法においては、液状材料の粘度が低い場合、マスキングを施してもマスキング内に液状材料が浸入して穴内にまで塗膜が形成されてしまうことがある。また、後者の後処理で塗膜を除去する方法においては、穴内に多量の液状材料が入り込むと、厚く形成された塗膜を後処理で除去するのは困難になり、また除去作業のため多くの時間を要すことになる。
【０００６】
本発明の目的は、液状材料の塗布時点で、塗膜形成対象物の貫通穴内部へ液状材料の侵入をより確実に防止する塗膜形成方法及び塗膜形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、貫通穴を有する塗膜形成対象物に液状材料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成方法において、塗膜形成対象物の塗布面側の気圧よりも塗布面の反対面側の気圧を高くした状態で、塗膜形成対象物の塗布面に液状材料を塗布する。あるいは、塗膜形成対象物の貫通穴に対し、塗布面の反対面側から塗布面側に向かう気流を発生させた状態で、塗膜形成対象物の塗布面に液状材料を塗布する。
【０００８】
本発明は、貫通穴を有する塗膜形成対象物に液状材料を塗布して塗膜を形成する塗膜形成装置において、塗膜形成対象物に対して液状材料を塗布する塗布手段と、塗膜形成対象物を開口部にて保持し他端の導入口より空気を送り込む密閉治具とを備える。ここに、前記密閉治具の開口部には、塗膜形成対象物を保持する多孔質材の保持部を設ける。あるいは、前記密閉治具の開口部には、塗膜形成対象物の貫通穴の位置に整合させて形成した噴出孔を有する穴位置整合治具を設ける。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、塗膜形成対象物の貫通穴内部への塗膜形成を防止し、塗膜形成対象物の信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１と図２は、本発明による塗膜の形成方法及び塗膜形成装置の一実施例を示す図である。
図１は、本実施例における塗膜形成対象物１を密閉治具５に取り付けた状態を示す断面図である。塗膜形成対象物１は貫通穴２を有する例えばプリント基板である。塗膜形成対象物１の塗布面３に液状材料の塗膜を形成する場合、塗膜形成対象物１の塗布面３と反対側の面（反対面）４を密閉治具５の開口部で保持する。密閉治具５はその周囲が密閉され、他端の導入口６より空気７を送り込む構造である。導入口６より空気７を送り込むことで、密閉治具５内の気圧を高め、塗膜形成対象物１の反対面４側を塗布面３側より気圧の高い状態とする。これにより、塗膜形成対象物１の貫通穴２内には反対面４から塗布面４に向かう気流が発生する。
【００１１】
図２は、本実施例における液状材料の塗布状態を示す図である。ここでいう液状材料は、塗布と同時または自然放置や加熱等の後処理により、液状材料に含まれる溶剤成分が揮発することで塗膜を形成する機能を持つ材料である。塗布手段であるスプレーノズル８より塗膜形成対象物１に向けて液状材料９をスプレーし、塗布面３に塗膜１０を形成する。このとき、貫通穴２内には反対面４から塗布面３に向かい空気流７が噴出しているため、スプレーされた液状材料９は貫通穴２の内部に侵入することができない。その結果、貫通穴２の内部に塗膜が形成されることを防止できる。ここでは液状材料９の塗布方法としてスプレーコート法を例として挙げたが、気流条件を調整することで、印刷法等の他の塗布方法においても適用できる。
【００１２】
このように、塗膜形成対象物１に液状材料を塗布する際、塗膜形成対象物１そのものを密閉治具５で保持し、塗布面３の気圧よりも反対面４の気圧を高くし、貫通穴２内に直接気流を発生させて液状材料９を塗布することで、貫通穴２の内部に塗膜が形成されることを防止できる。また、液状材料９の塗布後に貫通穴２の内部に形成された塗膜を除去する工程も不要となる。
【００１３】
なお、塗膜形成対象物を保持する治具はこれに限らず他の形態が可能である。
図３は、塗膜形成対象物１を保持する治具の他の実施例を示す図である。ここでは、塗膜形成対象物１を保持する密閉治具５の開口部に多孔質材の保持部１１を設けて塗膜形成対象物１を保持する。そして、密閉治具５内の導入口６より空気７を送り込み内部の気圧を高める。その結果、多孔質材の保持部１１を通じて塗膜形成対象物１の貫通穴２に気流を送り込むことができる。この方式では、多孔質材の保持部１１を介して貫通穴２に気流を送り込むため、流量が多孔質材の空孔率で決まり、塗膜形成対象物１の貫通穴２のサイズに関らず均一になるという特徴を有する。その結果、貫通穴２のサイズに関らず穴内部に塗膜が形成されることを確実に防止できる。
【００１４】
図４は、塗膜形成対象物１を保持する治具のさらに他の実施例を示す図である。ここでは、塗膜形成対象物１を保持する密閉治具５の開口部に、塗膜形成対象物１の貫通穴２の位置に整合させて形成した噴出孔１２を有する穴位置整合治具１３を設けている。密閉治具５内の導入口６より空気７を送り込み内部の気圧を高めると、穴位置整合治具１３は、噴出孔１２の部分から選択的に気流を発生させる。そして、対向する塗膜形成対象物１の貫通穴２に気流を送り込む。
【００１５】
この方式では、貫通穴２の径に応じて噴出口１３の大きさを調整することで気流を貫通穴２ごとに制御できる。貫通穴２のサイズに関らず塗膜の形成を防止できるという特徴を有する。
【００１６】
貫通穴内の気圧を高める際に使用する気体は、空気のみならず各種ガスや霧状の材料も使用できる。また、塗膜形成対象物の塗布面の気圧よりも反対面の気圧を高くする機構として、塗布面側を負圧状態にし反対面を常圧のままとして気圧差を得る機構でも良い。その場合は、塗布面側に密閉治具を配置して塗膜形成対象物を保持し、密閉治具に空気の排気口を設ける構成とすれば良い。
【００１７】
以下、本実施例による塗膜の形成方法を適用した事例を具体的に説明する。
図５は、塗膜形成対象物としてプリント基板の場合の一例を示す断面図である。プリント基板１５は、表裏面を貫通するスルーホール１６を有する。本実施例では、幅１５０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ×厚さ３ｍｍのプリント基板１５の中央部に直径０．２５ｍｍの穴をドリル加工し、その穴壁に約２０μｍの銅めっきを施すことで、実効穴直径が約０．２１ｍｍの貫通スルーホール１６を２ｍｍピッチで３０×３０＝９００穴形成したサンプルを準備した。そして、プリント基板１５の表面にソルダーレジスト膜１７を形成する。
【００１８】
ソルダーレジスト膜１７は、プリント基板１５上に感光性のソルダーレジスト溶液をスプレーコート法や印刷法で塗布し、半乾燥後に露光・現像処理を行い不要な部分のソルダーレジスト膜を除去し、その後本乾燥を実施し形成される。このとき、スルーホール１６の穴直径が小さいと（例えば０．２５ｍｍ以下）、従来の塗膜の形成方法では穴内に入り込んだソルダーレジスト溶液が現像処理で除去できず残存し、穴詰まりが多発する問題があった。そこで、本実施例による塗膜の形成方法を適用することで、貫通スルーホール１６の穴詰まりの発生を防止する効果を確認した。
【００１９】
まず図６は、比較のために、従来の塗膜の形成方法の一例を示す断面図である。プリント基板１５に対し、そのソルダーレジスト塗布面１８にスプレーコート法でソルダーレジスト溶液１９を塗布する。次に半乾燥させ、露光・現像処理を実施する。全体の貫通スルーホール１６のうち、穴詰まりの発生した貫通スルーホール数をカウントした結果、１８４穴／９００穴（不良率＝２０％）であった。
【００２０】
次に図７は、本実施例の塗膜の形成方法を適用した場合を示す断面図である。図７では、プリント基板１５のソルダーレジスト塗布面１８の反対面２０を、前記図４で示した穴位置整合治具１３を取り付けて保持する。このとき穴位置整合治具１３の噴出孔１２の直径は０．５ｍｍとし、プリント基板１５の貫通スルーホール１６と整合する位置に同一ピッチで加工した。穴位置整合治具１３とプリント基板１５の外周部は、クランプ２１にて固定し密着させる。そして、密閉治具５の導入口６から空気７を送り込み、密閉治具５内の気圧が外部よりも高くなるよう、言い換えれば、プリント基板１５のソルダーレジスト塗布面１８の反対面２０側の気圧がソルダーレジスト塗布面１８側の気圧より高くなるように設定した。具体的には、密閉治具５の外部（塗布面１８側）の気圧を大気圧（０．１０ＭＰａ）とし、密閉治具５の内部（反対面２０側）の気圧を０．１２ＭＰａとした。
【００２１】
この状態で、ソルダーレジスト塗布面１８にスプレーコート法でソルダーレジスト溶液１９を塗布し、半乾燥させた。このときの塗布条件は、図６と同一である。その後、穴位置整合治具１３からプリント基板１５を取り外し、露光・現像処理を実施した。全体の貫通スルーホール１６のうち、穴詰まりの発生した貫通スルーホール数をカウントした結果、０穴／９００穴（不良率＝０％）に改善できた。
【００２２】
上記実施例では、プリント基板のスルーホール実効穴直径が０．２１ｍｍとしたが、直径０．５ｍｍ以下の小径穴の場合に、穴内部に塗膜が形成されたり、穴詰まりすることを防止する効果が確認された。なお、スルーホール穴径に対し空気の流量の最適な範囲が存在する。流量が多すぎると穴周辺の塗布面の塗膜の膜厚分布が悪くなり、逆に少なすぎると穴内に液状材料が入り込む不具合が生じるため、効果を確実に得るためには、穴径に応じて流量を調整する必要がある。
【００２３】
さらには、塗膜形成対象物であるプリント基板のスルーホール穴径が不均一で、複数通りの穴径で構成される場合には、前記図３の多孔質材治具を用いたり、または図４の噴出孔径をスルーホール径に合わせてそれぞれ調整することで、不均一なスルーホール穴に対しても良好な効果を得ることができる。
【００２４】
上記実施例では、塗膜形成対象物として貫通穴を有するプリント基板を取り上げたが、本発明はこれに限らず、小径の貫通穴を有する板状材料の表面に液状材料からなる塗膜を形成する分野に広く適用できる。また液状材料も特に限定するものではなく、ソルダーレジスト溶液、エッチングレジスト溶液、メッキレジスト溶液など広く適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施例における塗膜形成対象物を密閉治具に取り付けた状態を示す断面図。
【図２】本実施例における液状材料の塗布状態を示す図。
【図３】塗膜形成対象物を保持する治具の他の実施例を示す図。
【図４】塗膜形成対象物１を保持する治具のさらに他の実施例を示す図。
【図５】塗膜形成対象物としてプリント基板の場合の一例を示す断面図。
【図６】比較のために従来の塗膜の形成方法の一例を示す断面図。
【図７】本実施例の塗膜の形成方法を適用した場合を示す断面図。
【符号の説明】
【００２６】
１…塗膜形成対象物、２…貫通穴、３…塗布面、４…反対面、５…密閉治具、６…導入口、７…空気、８…スプレーノズル、９…液状材料、１０…塗膜、１１…多孔質材の保持部、１２…噴出孔、１３…穴位置整合治具、１５…プリント基板、１６…貫通スルーホール、１７…ソルダーレジスト膜、１８…ソルダーレジスト塗布面、１９…ソルダーレジスト溶液、２０…反対面、２１…クランプ。
【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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