(57)【要約】【課題】パターニングされた回路導体部２が少なくとも一方面上に設けられた回路基板１の回路導体部２のランド部３以外の領域にソルダーレジスト膜を形成する方法において、熱硬化型粉体塗料を用いてソルダーレジスト膜を形成する。【解決手段】回路導体部２のランド部３の上に剥離層４を形成する工程と、剥離層４を形成した回路導体部２を有する回路基板１の上に熱硬化型粉体塗料５を塗布する工程と、剥離層４の上に付着している粉体塗料５を吸引装置６を用いて除去する工程と、粉体塗料５を加熱して硬化させソルダーレジスト膜を形成する工程と、剥離層４を剥離してランド部３を露出させる工程とを備えることを特徴としている。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターニングされた回路導体部が少なくとも一方面上に設けられた回路基板の前記回路導体部のランド部以外の領域にソルダーレジスト膜を形成する方法であって、
前記回路導体部の前記ランド部の上に剥離層を形成する工程と、
前記剥離層を形成した前記回路導体部を有する回路基板の上に熱硬化型粉体塗料を塗布する工程と、
前記剥離層の上に付着している前記粉体塗料を除去する工程と、
前記粉体塗料を加熱して硬化させソルダーレジスト膜を形成する工程と、
前記剥離層を剥離して前記ランド部を露出させる工程とを備えることを特徴とするソルダーレジスト膜の形成方法。
【請求項２】
前記粉体塗料をスクリーンの上に載せ、該スクリーンの網目部を通して落下させることにより、前記粉体塗料を塗布することを特徴とする請求項１に記載のソルダーレジスト膜の形成方法。
【請求項３】
前記粉体塗料を静電塗装により塗布することを特徴とする請求項１に記載のソルダーレジスト膜の形成方法。
【請求項４】
前記剥離層が、スクリーン印刷法により形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のソルダーレジスト膜の形成方法。
【請求項５】
前記剥離層が感光性フィルムを貼り付けた後、フォトリソグラフィー法でパターニングすることにより形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のソルダーレジスト膜の形成方法。
【請求項６】
前記剥離層が、アルカリ溶液または有機溶剤によって除去されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のソルダーレジスト膜の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板などの回路基板にソルダーレジスト膜を形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント配線板などの回路基板上に部品を実装する方法としては、一般に半田付けによる方法が採用されており、部品を実装する箇所に予め半田を付着させておき、部品を実装する際にこの半田を溶融して部品を実装している。半田を予め所定の箇所に付着させる方法として、プリント配線板などの回路基板上にソルダーレジスト膜のパターンを形成する方法が一般に採用されている。ソルダーレジスト膜は、そのパターンが形成されていない箇所にのみ半田を付着させ、そのパターンが形成されている箇所への半田の付着を防止するとともに、パターンが形成されている箇所の回路を保護するものである。
【０００３】
回路基板上への部品の実装は、近年高密度化しており、ソルダーレジスト膜に対しても、パターンの微細化が必要となってきている。このため、フォトリソグラフィー法によりソルダーレジストをパターン化する方法が一般的となっており、ソルダーレジストとして感光性樹脂組成物が一般に用いられている。有機溶剤等によって希釈した液状の感光性樹脂組成物を、スプレー塗装、ロールコーター塗装、カーテンコーター塗装などの方法により塗布して塗膜を形成した後、フォトリソグラフィー法でパターン化する方法が採用されている。
【０００４】
しかしながら、環境衛生面などから、有機溶剤を用いない方法が望まれており、このような観点から、粉体塗料を用いてソルダーレジスト膜を形成する方法が望まれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフォトリソグラフィー法によりソルダーレジスト膜を形成する場合、粉体塗料として、紫外線硬化型粉体塗料を用いる必要がある。従って、工程が複雑化すると共に、特殊な粉体塗料を用いなければならないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、熱硬化型粉体塗料を用いてソルダーレジスト膜を形成することができる方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パターニングされた回路導体部が少なくとも一方面上に設けられた回路基板の回路導体部のランド部以外の領域にソルダーレジスト膜を形成する方法であり、回路導体部のランド部の上に剥離層を形成する工程と、剥離層を形成した回路導体部を有する回路基板の上に熱硬化型粉体塗料を塗布する工程と、剥離層の上に付着している粉体塗料を除去する工程と、粉体塗料を加熱して硬化させソルダーレジスト膜を形成する工程と、剥離層を剥離してランド部を露出させる工程とを備えることを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、ソルダーレジスト膜を形成しないランド部の領域に、剥離層を形成し、熱硬化型粉体塗料を用いてソルダーレジスト膜を形成した後、この剥離層を剥離してランド部を露出させている。粉体塗料として一般的な熱硬化型粉体塗料を用いているので、ソルダーレジスト膜を安価に形成することができる。また、フォトリソグラフィー法を用いずにソルダーレジスト膜のパターニングを行うことができるので、簡易な工程でソルダーレジスト膜を形成することができる。
【０００９】
本発明において、剥離層を形成する材料としては、ソルダーレジスト膜を形成した後、容易に剥離することができる材料が好ましい。このような観点から、アルカリや酸または有機溶剤に溶解または膨潤する材料が好ましく用いられる。また、ソルダーレジスト膜を形成する際の粉体塗料の硬化温度条件で大きな変形を生じない材料が好ましい。このような材料としては、プリント配線板の回路導体部をエッチングする際に用いるエッチングレジストの材料などを用いることができる。エッチングレジストの材料としては、ドライフィルムレジストなどのフィルム状のものでもよいが、スクリーン印刷等によりランド部の上に剥離層を選択的に形成することができるインキ等の液状レジスト材料が好ましく用いられる。一般には、このようなエッチングレジスト材料は、水酸化ナトリウムのような強アルカリ水溶液で溶解させ剥離することができる。
【００１０】
また、その他の剥離層の材料としては、有機溶剤に膨潤する紫外線硬化型塗料またはインキを用いてもよい。この場合には、有機溶剤により剥離することができる。また、水もしくは水／有機溶剤の混合液により、溶解または膨潤するようなセルロース系材料またはポリビニルアルコール樹脂のような材料を用いてもよい。この場合、水もしくは水／有機溶剤の混合液を用いて剥離することができる。
【００１１】
剥離層を形成する方法としては、スクリーン印刷法が好ましく用いられる。一般に、回路導体部のランド部の領域の面積は極めて小さいため、このような小さな面積に塗布する方法としては、スクリーン印刷法がもっとも経済的である。他の方法としては、インクジェット印刷法を用いてもよい。
【００１２】
これらの印刷法では、印刷した後、溶媒を揮発するため、４０〜１００℃程度の温度で強制乾燥するか、室温で放置することが好ましい。
本発明において、剥離層を形成する他の方法としては、ドライレジストフィルムなどの感光性フィルムを貼り付けた後、フォトリソグラフィー法でこのフィルムをパターニングし、剥離層を形成する方法が挙げられる。具体的には、ドライレジストフィルムなどの感光性フィルムを、フィルムラミネート法により接着した後、フォトマスクを使って露光し、露光後現像することにより、ランド部の領域にのみフィルムを残存させて、剥離層を形成することができる。ドライレジストフィルムを用いる場合、一般には、炭酸ソーダ水溶液のような弱アルカリ水溶液により現像することができ、現像後の剥離層は、カセイソーダ水溶液のような強アルカリ水溶液により除去することができる。
【００１３】
ソルダーレジスト膜を形成した後、剥離層を剥離する方法としては、上述のように、アルカリ、酸、または有機溶剤などを用いて剥離層を溶解または膨潤することにより剥離する方法を挙げることができる。通常、このようなアルカリ、酸、または有機溶剤の液体中に、剥離層を通過させることにより、剥離することができる。この場合、通過の間、ブラシまたはシャワーのような物理的な力を剥離層に加え、剥離することが好ましい。
【００１４】
本発明においては、回路導体部のランド部の上に剥離層を形成した後、回路基板の上に熱硬化型粉体塗料を塗布する。粉体塗料の塗布方法は、特に限定されるものではなく、一般的な静電粉体塗装方法（コロナ帯電法、トリボ帯電法を含む）が好ましく用いられる。プリント配線板などの回路基板は、一般に回路導体部以外は絶縁体であるので、静電粉体塗装を効率的に行うには、塗装前に回路基板全体に通電処理を行うか、いわゆる予熱塗装を施すことが好ましい。予熱塗装は、粉体塗料が付着するとすぐに粉体塗料が溶融して連続膜となるように、回路基板を予め粉体塗料の溶融温度以上に加熱しておく塗装方法である。
【００１５】
上記の通電処理としては、アルコール、ケトン、エステル等の有機溶剤を回路基板に塗装するか、または導電物質をアルコール、ケトン、エステル等の有機溶剤に溶解または分散した液を回路基板に塗装することにより行われる。この場合の導電物質としては、イオン性界面活性剤やアミン類、有機酸、高級アルコール等が挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００１６】
本発明における粉体塗料の塗装方法として、上記の静電塗装方法以外に、スクリーンメッシュを利用したスクリーン印刷法を用いてもよい。この場合、粉体塗料をスクリーンの上に載せ、該スクリーンの網目部を通して粉体塗料を落下させることにより、粉体塗料を塗布することができる。また、スキージ等を用いて粉体塗料を直接しごいて塗装してもよい。
【００１７】
なお、スクリーン印刷法により粉体塗料を塗布する場合、ランド部の上に粉体塗料が付着しにくいように、ランド部上方に対応する領域が遮蔽された、すなわちランド部上方に対応する領域に網目部が形成されていないスクリーンを用いて粉体塗料を塗布してもよい。
【００１８】
本発明において、スクリーン印刷法により粉体塗料を塗布する場合、以下のようにして行うことができる。すなわち、シルクスクリーンの一方端部上に粉体塗料を載せ、この粉体塗料をスキージでシルクスクリーンに押し付けながら他方端部に移動させることにより行うことができる。粉体塗料が網目部を通過する際、この網目部を通して粉体塗料が落下し、所定の部分に粉体塗料が配置される。シルクスクリーン上をスキージが移動する際、摩擦により静電気が生じシルクスクリーンが帯電する場合がある。このような帯電によりシルクスクリーンに粉体塗料が付着し、回路基板上の所定箇所に粉体塗料が付着しにくくなる場合がある。このような場合には、除電装置を用いて除電することが好ましい。このような除電装置としては、一般的なものを用いることができ、例えば、エアーガン型除電器、バータイプ除電器、空間除電器などを用いることができる。
【００１９】
また、シルクスクリーンの網目部が粉体塗料により目詰まりを生じる場合には、シルクスクリーンに超音波振動などを与え、目詰まりを防止することが好ましい。このような超音波振動は、シルクスクリーン上の粉体塗料をスキージで移動させる際に与えてもよいし、粉体塗料を落下させた後の目詰まりを生じているシルクスクリーンに与えてもよい。また、目詰まりを生じたシルクスクリーンにエアーブロアーなどで空気を吹き付けて目詰まりしている粉体塗料を除去してもよい。
【００２０】
また、本発明においては、上述のように、シルクスクリーンを用いずに、粉体塗料を回路基板の上に載せ、この粉体塗料をスキージで押しつけながら他方端部に移動させることにより、粉体塗料を塗布してもよい。このような場合においても、必要があれば、上記の除電装置を用いて回路基板を除電することができる。
【００２１】
本発明においては、上記のようにして粉体塗料を塗布した後、剥離層の上に付着している粉体塗料を除去する。粉体塗料を除去する方法としては、粉体塗料を吸引して除去する方法が好ましく用いられる。例えば、吸引装置に接続されたキャピラリーの先端を、ランド部に位置するように配置し、このキャピラリー先端をランド部の上に近づけることにより、ランド部上の粉体塗料を吸引して除去することができる。なお、ランド部上の粉体塗料は完全に除去する必要はなく、部分的に粉体塗料が残存していてもよい。
【００２２】
本発明において用いる熱硬化型粉体塗料の樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができ、硬化系は、ブロックイソシアネート硬化系、酸エポキシ硬化系、フェノールエポキシ硬化系、β−ヒドロキシアルキルアミド硬化系、ヒドラジドエポキシ硬化系、ポリアミドエポキシ硬化系、アミンアダクトエポキシ硬化系などの従来から一般的な硬化系を用いることができる。好ましくは、エポキシ樹脂系の粉体塗料であり、より好ましくは、エポキシ樹脂のアミンアダクトエポキシ硬化系である。
【００２３】
なお、上記のβ−ヒドロキシアルキルアミド硬化系とは、カルボキシル基とβ−ヒドロキシアルキルアミド硬化剤との反応による硬化系のことである。
また、熱硬化型粉体塗料には、顔料、表面調整剤、フロー剤等の粉体塗料に必要な添加剤を添加することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明に従う一実施例の製造工程を示す断面図である。図１（ａ）に示すように、回路基板１の一方面上には、回路導体部２が設けられている。回路導体部２は、パターニングされ、必要な部分のみに設けられている。回路導体部２のランド部３の上には、剥離層４が形成されている。ランド部３は、回路導体部２において、その上に表面実装される電子部品等が半田付けされる部分である。
【００２５】
剥離層４は、上述のように、液状のレジスト材料を用いたスクリーン印刷法や感光性フィルムによるフォトリソグラフィー法により形成される。
次に、図１（ｂ）に示すように、剥離層４を形成した回路導体部２の上に熱硬化型粉体塗料５が塗布される。粉体塗料５の塗布方法は、上述のように、静電塗装法であってもよいし、シルクスクリーンを用いたスクリーン印刷法であってもよい。
【００２６】
図３は、スクリーン印刷法を説明するための断面図である。図３に示すように、回路基板１の上方にシルクスクリーン８を配置し、シルクスクリーン８の上に粉体塗料５を載せ、この粉体塗料５をスキージ９により押しつけながらシルクスクリーン８の一方端部から他方端部に移動させ、粉体塗料５をシルクスクリーン８の網目部から下方に落下させ、回路基板１上に粉体塗料を塗布する。なお、シルクスクリーンを用いて粉体塗料を塗布する場合、剥離層４の上に付着する粉体塗料が少なくなるように、剥離層４（すなわちランド部３）に対応する領域に網目部が形成されていないシルクスクリーン８を用いてもよい。
【００２７】
静電塗装法により粉体塗料５を塗布する場合には、塗布前に回路基板１に対して通電処理を施すことが好ましい。また、上述のように予熱塗装により粉体塗料を塗布してもよい。
【００２８】
図１（ｃ）に示すように、次に、剥離層４上に付着した粉体塗料を除去する。ここでは、吸引装置６を用いて剥離層４上の粉体塗料を吸引することにより除去している。
【００２９】
図２（ｄ）に示すように、次に、粉体塗料５を加熱して硬化させることにより、ソルダーレジスト膜７を形成する。
図２（ｅ）に示すように、次に、剥離層４を剥離して除去することにより、回路導体部２のランド部３を露出させる。剥離層４の剥離は、剥離層４が溶解または膨潤するような溶液中に剥離層４を浸漬することにより行うことができる。このような溶液としては、上述のように、例えば、アルカリや酸または有機溶剤などが挙げられる。
【００３０】
本発明によれば、以上のようにして、熱硬化型粉体塗料を用いて、回路導体部のランド部以外の領域にソルダーレジスト膜を形成することができる。
図２（ｅ）に示すように、本発明において剥離層４は、最終的に除去されるものであるので、図１（ｃ）に示す工程において、剥離層４の上に粉体塗料５が残存していてもよい。
【００３１】
図４は、本発明においてシルクスクリーンを用いて粉体塗料を塗布するための装置を示す模式図である。図４に示すように、台１０の上に、シルクスクリーン８が配置されている。シルクスクリーン８はその一方端部において、軸８ａで回転可能に支持されている。台１０の上に回路基板１を配置し、その上にシルクスクリーン８を配置した後、シルクスクリーン８の上に粉体塗料５を載せ、スキージ９を矢印の方向に移動させる。上述のように、シルクスクリーン８とスキージ９の摩擦により、シルクスクリーン８が帯電し、これによって粉体塗料５がシルクスクリーン８に付着する場合がある。このような場合、シルクスクリーン８に生じた静電気を除去することが好ましい。
【００３２】
図５は、シルクスクリーン８を除電する方法の一例を示す模式図である。図５に示すように、シルクスクリーン８を立てた状態とし、これにエアーガン型除電器１１からイオン化した空気を吹き付けることにより、シルクスクリーン８に帯電した静電気を中和して除電する。エアーガン型除電器１１は、図５に点線で示すような位置に配置して用いてもよい。
【００３３】
図６は、シルクスクリーン８を除電する方法の他の例を示す模式図である。ここでは、バータイプ除電器１２を用いている。シルクスクリーン８を立てた状態で、シルクスクリーン８の内側の面にバータイプ除電器１２を配置し、これをシルクスクリーン８の全面に渡って移動させることにより、シルクスクリーン８に生じた静電気を中和し、除電する。バータイプ除電器１２は、図６に点線で示すように、シルクスクリーン８の外側の面に配置して除電してもよい。
【００３４】
図７は、シルクスクリーン８を除電するさらに他の方法の例を示す模式図である。図７に示す例では、空間除電器１３が用いられている。空間除電器１３を、シルクスクリーン８の両側に配置することにより、シルクスクリーン８を除電する。このような方法によれば、シルクスクリーン８を用いて粉体塗料を塗布している工程の間中においても除電することができる。
【００３５】
また、上述のように、粉体塗料によるシルクスクリーンの目詰まりを防止する方法としては、シルクスクリーンに超音波振動を与える方法が挙げられる。具体的には、超音波振動装置をシルクスクリーンの四隅のいずれかに取り付けることにより、シルクスクリーンに超音波振動を与えることができる。
【００３６】
【実施例】
（実施例１）
＜剥離層形成材料の調製＞
数平均分子量５００、酸値１１２ｍｇ／ＫＯＨ／ｇのラクトン系ポリエステルポリオールと、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）と、ヒドロキシエチルアクリレートとをそれぞれモル比が５：６：２となるように反応させて得られたカルボキシル基含有ウレタンアクリレートの固形分８５重量％の酢酸カルビトール溶液１２０重量部に、アクリル酸５重量部及び光重合開始剤としてのイルガキュア９０７（ヂバガイギー社製）４重量部を加え、混合攪拌して、剥離層形成用材料を得た。
【００３７】
＜剥離層の形成＞
厚みが０．８ｍｍであるガラスエポキシ基材を用いたＦＲ４製のプリント配線板の上に、プリント配線板の回路導体部のランド部に相当する領域のみが開口されたポリエステル製の８０メッシュのシルクスクリーンを配置し、上記の剥離層形成用材料からなるインク材料をスクリーン印刷した。
次に、これを８０℃のＵＶ乾燥炉に入れ、紫外線露光しながら、印刷したインク材料の溶媒を除去し、ランド部の上に剥離層を形成した。
【００３８】
＜熱硬化型粉体塗料の調製＞
以下のようにして、熱硬化型粉体塗料である、アミンアダクトエポキシ粉体塗料を調製した。
【００３９】
エポトートＮＴ１１４（東都化成社製エポキシ樹脂）６５重量部、ＴＨ−１０００（東都化成社製アミンアダクト硬化剤）２重量部、キュアゾール２ＭＺ（四国化成社製イミダゾール系触媒）２．５重量部、アクロナール４Ｆ（ＢＡＳＦ社製表面調整剤）１重量部、ＣＲ９０（石原産業社製チタン白）０．５重量部、イルガジンエロー２ＧＬＭＡ（チバガイギースペシャリティーケミカル社製黄系顔料）２重量部、ファーストゲンブルーＮＫ（大日本インキ工業社製青系顔料）０．５重量部、及び硫酸バリウム２６．５重量部をヘンシェルミキサーで混合した後、エクストルーダーにて溶融混練し、平均粒子径が３８μｍとなるように粉砕し分級して、粉体塗料を調製した。
【００４０】
＜粉体塗料の塗装＞
ランド部の上に剥離層を形成したプリント配線板に、導電物質としてのデートロンＡ（日華化学社製カチオン系帯電防止剤）のエタノール溶液を塗布した後、上記の粉体塗料をコロナ帯電静電塗装機を用いて膜厚１２０μｍとなるように塗装した。
【００４１】
塗装後、剥離層の上に付着した粉体塗料をコンプレッサーに接続したキャピラリータイプのポリプロピレン製吸引装置を用いて吸引して除去した。
次に、粉体塗料を塗装したプリント配線板を、１５０℃のオーブンに３０分間入れ加熱することにより、粉体塗料を溶融し硬化させ、ソルダーレジスト膜を形成した。
【００４２】
次に、このプリント配線板を、５重量％の水酸化ナトリウム水溶液のシャワーに通した。これにより、剥離層が剥離され、回路導体部のランド部が露出し、その他の回路導体部がソルダーレジスト膜で被覆されたプリント配線板が得られた。
【００４３】
（実施例２）
実施例１の剥離層を形成したプリント配線板に、以下の方法により実施例１と同様の粉体塗料を塗装した。すなわち、粉体塗料をコロナ帯電静電塗装機により塗装するのに代えて、プリント配線板を予め１００℃に予熱し、その温度を保持した状態で、その上にシルクスクリーンを配置し、シルクスクリーンの上に上記粉体塗料を載せ、この粉体塗料をスキージで押しつけながらシルクスクリーンの一方端部から他方端部に移動させることにより、粉体塗料をシルクスクリーンの網目部から落下させて、粉体塗料を塗装した。なお、シルクスクリーンとしては、ランド部に対応する領域の網目部が乳剤で遮蔽されたシルクスクリーンを用いた。
【００４４】
粉体塗料を以上のようにして塗布した後、実施例１と同様に剥離層の上に付着している粉体塗料を除去し、１５０℃のオーブンに３０分間入れ、塗装した粉体塗料を溶融し硬化させて、ソルダーレジスト膜を形成した。ソルダーレジスト膜を形成した後、上記実施例１と同様にして、剥離層を剥離し、回路導体部のランド部を露出させて、ソルダーレジスト膜が形成されたプリント配線板を得た。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、熱硬化型粉体塗料を用いてソルダーレジスト膜を形成することができる。従って、より安易な工程でかつ安価にソルダーレジスト膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う一実施例の製造工程を示す断面図。
【図２】本発明に従う一実施例の製造工程を示す断面図。
【図３】本発明において、粉体塗料をスクリーン印刷法により塗布する場合の製造工程の一例を示す断面図。
【図４】本発明において、シルクスクリーンを用いて粉体塗料を塗布する装置の一例を示す模式図。
【図５】本発明においてシルクスクリーンを除電する方法の一例を示す模式図。
【図６】本発明においてシルクスクリーンを除電する方法の他の例を示す模式図。
【図７】本発明においてシルクスクリーンを除電する方法のさらに他の例を示す模式図。
【符号の説明】
１…回路基板
２…回路導体部
３…ランド部
４…剥離層
５…粉体塗料
６…吸引装置
７…ソルダーレジスト膜
８…シルクスクリーン
９…スキージ
１０…台
１１…エアーガン型除電器
１２…バータイプ除電器
１３…空間除電器
【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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