(57)【要約】【課題】回路導体の厚さが１２０μｍ以上の回路基板で、回路導体のエッジ部にも良好なソルダーレジスト膜を形成したソルダーレジスト膜形成回路基板を提供する。【解決手段】絶縁基板２の少なくとも片面に厚さ１２０μｍ以上の回路導体３を所定のパターンに形成した回路基板１の、前記回路導体３間の溝を溝埋め剤５で埋め、回路導体３及び溝埋め剤５の表面にソルダーレジスト膜４を形成する。回路導体３の厚さｔ１と回路導体３間における溝埋め剤５及びソルダーレジスト膜４の合計厚さｔ２との差（ｔ１−ｔ２）を８０μｍ以内とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板の少なくとも片面に厚さ１２０μｍ以上の回路導体を所定のパターンに形成した回路基板の、前記回路導体間の溝を溝埋め剤で埋め、前記回路導体及び溝埋め剤の表面にソルダーレジスト膜を形成し、前記回路導体の厚さと前記回路導体間における溝埋め剤及びソルダーレジスト膜の合計厚さとの差を８０μｍ以内としたことを特徴とするソルダーレジスト膜形成回路基板。
【請求項２】
請求項１記載の回路基板であって、溝埋め剤が熱硬化性のソルダーレジストからなり、ソルダーレジスト膜が光硬化性又は熱硬化性のソルダーレジストからなることを特徴とするソルダーレジスト膜形成回路基板。
【請求項３】
請求項１又は２記載の回路基板であって、溝埋め剤がエポキシ樹脂を１５重量％以上含有していることを特徴とするソルダーレジスト膜形成回路基板。
【請求項４】
絶縁基板の少なくとも片面に厚さ１２０μｍ以上の回路導体を所定のパターンに形成する工程と、回路導体間の溝を溝埋め剤で埋める工程と、前記回路導体及び溝埋め剤の表面にソルダーレジスト膜を形成する工程とを備え、これらの工程で、前記回路導体の厚さと前記回路導体間における溝埋め剤及びソルダーレジスト膜の合計厚さとの差が８０μｍ以内となるようにし、前記回路導体間の溝を溝埋め剤で埋める工程では、前記溝に相当する部分に穴を形成したスクリーン印刷版を使用し、このスクリーン印刷版を回路導体上に載せ、スクリーン印刷版の穴を通して前記溝に溝埋め剤を埋めることを特徴とするソルダーレジスト膜形成回路基板の製造方法。
【請求項５】
絶縁基板の少なくとも片面に厚さ１２０μｍ以上の回路導体を所定のパターンに形成する工程と、回路導体間の溝を溝埋め剤で埋める工程と、前記回路導体及び溝埋め剤の表面にソルダーレジスト膜を形成する工程とを備え、これらの工程で、前記回路導体の厚さと前記回路導体間における溝埋め剤及びソルダーレジスト膜の合計厚さとの差を８０μｍ以内となるようにし、前記回路導体間の溝を溝埋め剤で埋める工程及びソルダーレジスト膜を形成する工程では、回路導体及び回路導体間の溝を覆うように溝埋め剤を塗布し、回路導体上に付着した溝埋め剤を除去し、残った溝埋め剤を加熱硬化させた後、表面を研磨して回路導体上に残存する溝埋め剤を取り除き、その後ソルダーレジストを塗布してソルダーレジスト膜を形成することを特徴とするソルダーレジスト膜形成回路基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ソルダーレジスト膜が形成された回路基板で、特に回路導体の厚さが厚い回路基板と、その製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回路基板上に部品を実装する方法としては、ハンダ付けによる方法が一般的である。この方法は、回路基板表面の部品を実装する箇所に、予めハンダを付着させておき、部品を実装する際に、このハンダを溶融させて部品を回路導体にハンダ付けするものである。この方法において、回路基板の所定の箇所にハンダを付着させる工程では、回路基板表面に、ハンダを付着させる部分を除いて、ソルダーレジスト膜を形成し、その後、ソルダーレジスト膜のない部分にハンダを付着させる方法が一般に採用されている。
【０００３】ソルダーレジスト膜を形成した回路基板は従来、次のようにして製造されている。まず銅張り積層板の銅箔表面に感光性ドライフィルムを貼り付け、感光性ドライフィルムを所定のパターンに露光し、現像することにより、感光性ドライフィルムにより所定の回路パターンを形成する。次に感光性ドライフィルムをマスク（エッチングレジスト膜）として銅箔をエッチングすることにより、所定パターンの回路導体を形成する。次に回路導体上の感光性ドライフィルムを除去した後、回路基板上にソルダーレジストを塗布して、所定のパターンのソルダーレジスト膜を形成する。ソルダーレジスト膜は、当該膜が形成されていない部分にのみハンダを付着させ、当該膜が形成されている部分にはハンダが付着しないようにするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、回路基板への部品の実装は高密度化しており、ソルダーレジスト膜に対しても、そのパターンの微細化が要求されている。微細なソルダーレジスト膜パターンを形成するためには、フォトリソグラフィー法が採用されている。
【０００５】フォトリソグラフィー法は、有機溶剤等により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回路基板表面に塗布して塗膜を形成した後、露光、現像して、パターン化する方法である。
【０００６】ところで自動車等では、搭載する補機類の増加や大容量化、アクセサリ類の増加にともない、電気系統に用いられる回路基板に対しても大きな電流が流せるようにすることが要求されている。これに対応するためには、回路基板上の回路導体の厚さを厚くすること（厚い銅箔を使用すること）が有効である。
【０００７】しかしながら回路導体の厚さを厚くすると、ソルダーレジスト膜を形成した際に、回路導体のエッジ部をソルダーレジスト膜で十分に被覆することができず、その結果、回路導体のエッジ部にもハンダが付着してしまうという問題が生じる。この問題は特に回路導体の厚さが１２０μｍ以上になると顕著になる傾向がある。
【０００８】図５は上記の問題を説明するための回路基板の断面図である。回路基板１は、絶縁基板２上にパターンエッチング等により回路導体３を形成したものである。回路基板１の表面には、ハンダを付着させる部分（回路導体３の表面の一部であるが図示省略）を除いて、ソルダーレジスト膜４が形成されている。回路導体３の厚さｔ１が１２０μｍ以上になると、回路基板１表面の凹凸が激しくなるため、回路導体３のエッジ部３ａをソルダーレジスト膜４で確実に被覆することが難しくなる。その結果、回路導体のエッジ部３ａが一部露出して、そこにハンダが付着してしまい、隣り合う回路導体間の絶縁が十分に保てなくなったり、回路導体の短絡が生じたりするおそれがある。
【０００９】本発明の目的は、回路導体の厚さが１２０μｍ以上の回路基板で、回路導体のエッジ部にも良好なソルダーレジスト膜を形成したソルダーレジスト膜形成回路基板と、それを製造する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】回路導体のエッジ部にもソルダーレジスト膜を十分に被覆するためには、回路導体間の溝部を適当な溝埋め剤で埋めて、溝部の深さを浅くすることが有効である。回路導体間の溝部を溝埋め剤で埋めるにあたり、溝埋め剤の粘度を考慮すると、回路導体の厚さが厚い場合には、数回にわたって塗布作業を行なうことが必要となる。このようにして回路導体間の溝部を溝埋め剤で埋めてから、ソルダーレジスト膜を形成する場合、回路導体のエッジ部にも十分にソルダーレジスト膜を被覆できるようにするためには、回路導体の厚さと、回路導体間の溝部における塗膜の合計厚さ（最小厚さ）との間に関連性のあることを見いだした。
【００１１】すなわち、本発明に係るソルダーレジスト膜形成回路基板は、絶縁基板の少なくとも片面に厚さ１２０μｍ以上の回路導体を所定のパターンに形成した回路基板の、前記回路導体間の溝を溝埋め剤で埋め、前記回路導体及び溝埋め剤の表面にソルダーレジスト膜を形成し、前記回路導体の厚さと前記回路導体間における溝埋め剤及びソルダーレジスト膜の合計厚さとの差を８０μｍ以内としたことを特徴とするものである。
【００１２】このような構成にすると、回路導体のエッジ部にも十分なソルダーレジスト膜を形成することができる。
【００１３】本発明に係るソルダーレジスト膜形成回路基板は、溝埋め剤が熱硬化性のソルダーレジストからなり、ソルダーレジスト膜が光硬化性又は熱硬化性のソルダーレジストからなるものであることが好ましい。
【００１４】また本発明に係るソルダーレジスト膜形成回路基板は、溝埋め剤がエポキシ樹脂を１５重量％以上含有しているものであることが好ましい。
【００１５】本発明に係るソルダーレジスト膜形成回路基板は、次のような製造方法で製造することができる。
【００１６】一つの好ましい製造方法は、絶縁基板の少なくとも片面に厚さ１２０μｍ以上の回路導体を所定のパターンに形成する工程と、回路導体間の溝を溝埋め剤で埋める工程と、前記回路導体及び溝埋め剤の表面にソルダーレジスト膜を形成する工程とを備え、これらの工程で、前記回路導体の厚さと前記回路導体間における溝埋め剤及びソルダーレジスト膜の合計厚さとの差が８０μｍ以内となるようにし、前記回路導体間の溝を溝埋め剤で埋める工程では、前記溝に相当する部分に穴を形成したスクリーン印刷版を使用し、このスクリーン印刷版を回路導体上に載せ、スクリーン印刷版の穴を通して前記溝に溝埋め剤を埋めることを特徴とするものである。
【００１７】他の好ましい製造方法は、絶縁基板の少なくとも片面に厚さ１２０μｍ以上の回路導体を所定のパターンに形成する工程と、回路導体間の溝を溝埋め剤で埋める工程と、前記回路導体及び溝埋め剤の表面にソルダーレジスト膜を形成する工程とを備え、これらの工程で、前記回路導体の厚さと前記回路導体間における溝埋め剤及びソルダーレジスト膜の合計厚さとの差を８０μｍ以内となるようにし、前記回路導体間の溝を溝埋め剤で埋める工程及びソルダーレジスト膜を形成する工程では、回路導体及び回路導体間の溝を覆うように溝埋め剤を塗布し、回路導体上に付着した溝埋め剤を除去し、残った溝埋め剤を加熱硬化させた後、表面を研磨して回路導体上に残存する溝埋め剤を取り除き、その後ソルダーレジストを塗布してソルダーレジスト膜を形成することを特徴とするものである。
【００１８】さらに他の好ましい製造方法は、絶縁基板の少なくとも片面に厚さ１２０μｍ以上の回路導体を所定のパターンに形成する工程と、回路導体間の溝を溝埋め剤で埋める工程と、前記回路導体及び溝埋め剤の表面にソルダーレジスト膜を形成する工程とを備え、これらの工程で、前記回路導体の厚さと前記回路導体間における溝埋め剤及びソルダーレジスト膜の合計厚さとの差を８０μｍ以内となるようにし、前記回路導体間の溝を溝埋め剤で埋める工程及びソルダーレジスト膜を形成する工程では、回路導体上のエッチングレジスト膜を残したまま回路導体及び回路導体間の溝を覆うように溝埋め剤を塗布し、回路導体上に塗布された溝埋め剤を除去し、残った溝埋め剤を加熱硬化させた後、回路導体上に残存する溝埋め剤及びエッチングレジスト膜を取り除き、その後ソルダーレジストを塗布してソルダーレジスト膜を形成することを特徴とするものである。
【００１９】本発明の製造方法によれば、回路導体間の溝を溝埋め剤で埋めて溝を浅くすることで、回路導体のエッジ部における段差を小さくすることができるので、回路導体のエッジ部をも含めて必要な部分にソルダーレジスト膜を良好に被覆することができる。
【００２０】溝埋め剤としては、チキソトロピー性を持ったものが好ましく、具体的には熱硬化性のソルダーレジストを使用することが好ましい。溝埋め剤に光硬化性のソルダーレジストを使用すると、硬化後に、回路基板の伸縮によりクラックが入りやすい。溝埋め剤として使用する熱硬化性ソルダーレジストは、エポキシ樹脂を１５重量％以上含有する組成物であることが好ましい。この場合、硬化系としてはフェノール硬化系やアミン硬化系などが考えられる。これら主剤及び硬化剤には必要により溶剤や顔料或いは適当な添加剤などを混合してもよい。また溝埋め剤としては、ＴＨ永久穴埋め剤、例えば太陽インキＨＢＩ−２００ＤＢ４も使用できる。一般的に永久穴埋め剤は熱硬化性ソルダーレジストよりも熱による伸縮量が小さいために表面レジストにクラックが入りにくい。
【００２１】ソルダーレジストとしては、光硬化性又は熱硬化性のソルダーレジストを使用できる。光硬化性ソルダーレジストは、回路導体間の溝を溝埋め剤で埋めた回路基板の表面に塗布して、乾燥した後、紫外線等の活性エネルギーを照射し、未露光部分をアルカリ性洗浄液などで除去して、所定のパターンに形成する。また熱硬化性ソルダーレジストを使用する場合は、上記のようなパターニング方法に代えて、予め塗布パターンが形成されたスクリーン印刷版を用いて、ソルダーレジストを所望のパターンに塗布した後、加熱硬化させて、ソルダーレジスト膜を形成してもよい。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】図１は本発明に係るソルダーレジスト膜形成回路基板の一実施形態を示す。回路基板１は、絶縁基板２上にパターンエッチング等により回路導体３を形成したものである。回路導体３の厚さｔ１は１２０μｍ以上である。回路導体３、３間の溝は溝埋め剤５で埋められ、回路導体３及び溝埋め剤５の表面には、ハンダを付着させる部分（図示省略）を除いたパターンでソルダーレジスト膜４が形成されている。回路導体３、３の間における溝埋め剤５及びソルダーレジスト膜４の合計厚さｔ２（最小厚さ）は、回路導体３の厚さｔ１よりも小さく、その差（ｔ１−ｔ２）が８０μｍ以内になるように形成されている。このような構成にすると、回路導体３のエッジ部３ａにもソルダーレジスト膜４を十分な厚さに被覆することができ、エッジ部３ａへのハンダの付着を確実に防止できる。また（ｔ１−ｔ２）が１０μｍ未満であると、回路基板１上に水が浸入したり、又は結露により水が発生した場合に、水が表面張力により水滴となり、回路導体３の間を短絡するおそれがある。１０μｍ以上であると、水が溝内に広がって水滴にならず、また溝を伝って排水されるので、短絡するおそれがない。
【００２４】図２（Ａ）〜（Ｄ）は、図１のようなソルダーレジスト膜形成回路基板を製造する方法の一実施形態を示す。この製造方法では、まず（Ａ）に示すように、絶縁基板２の表面に回路導体３を所定のパターンに形成した回路基板１を用意する。回路導体３の厚さは１２０μｍ以上である。次に（Ｂ）に示すように、回路導体３上にスクリーン印刷版６を載せ、その上でスキージ７を移動させて溝埋め剤５を塗布する。スクリーン印刷版６は回路導体３間の溝に相当する部分に予め穴６ａが形成されているので、スキージ７を移動させると、（Ｃ）に示すように、回路導体３間の溝の部分だけに溝埋め剤５が塗布される。溝埋め剤５としては熱硬化性穴埋め剤又は熱硬化性ソルダーレジストを使用するとよい。塗布する溝埋め剤５の量は、スクリーン印刷版６の穴６ａのメッシュ或いはスキージ回数により調節することができる。その後、加熱して溝埋め剤５を硬化させる。
【００２５】次に回路導体３及び溝埋め剤５の表面に光硬化性ソルダーレジストを塗布し、（Ｄ）に示すようにソルダーレジスト膜４を形成する。その後、ソルダーレジスト膜４に、ハンダを付着させる部分を除いて、紫外線などの活性エネルギー線を照射し、未露光部分をアルカリ洗浄液等で除去して現像し、光硬化したソルダーレジスト膜４のパターンを形成する。
【００２６】以上の工程で、回路導体３の厚さと回路導体３間における溝埋め剤５及びソルダーレジスト膜４の合計厚さとの差が８０μｍ以内になるようにすると、回路導体３のエッジ部３ａにも機能上必要な厚さのソルダーレジスト膜４を形成することができる。回路導体のエッジ部３ａには少なくとも５〜１０μｍ程度の厚さにソルダーレジスト膜が形成されていないと、当該エッジ部３ａへのハンダの付着を阻止することができないが、上記の条件、すなわち回路導体３の厚さと回路導体３間での溝埋め剤５及びソルダーレジスト膜４の合計厚さとの差が８０μｍ以内の条件を満たしていれば、エッジ部３ａに５〜１０μｍ以上の厚さにソルダーレジスト膜４を形成できることが実験で確かめられた。
【００２７】回路導体３の厚さと、前記溝埋め剤５及びソルダーレジスト膜４の合計厚さとの差が８０μｍを超えると、回路導体のエッジ部に十分な厚さのソルダーレジスト膜を確保できず、この状態ではハンダを付着させる必要のない回路導体エッジ部にまでハンダが付着してしまうことが実験で明らかとなった。
【００２８】一般的には、溝埋め剤及びソルダーレジストは１回塗りで約２０〜３０μｍ程度の厚さに形成できる。したがって回路導体３の厚さと回路導体３間における溝埋め剤５及びソルダーレジスト膜４の合計厚さとの差を８０μｍ以内にするためには、回路導体の厚さが例えば２００μｍの場合、溝埋め剤を４〜５回塗布して硬化させた後、ソルダーレジストを１回塗布してもよいし、或いは溝埋め剤を３〜４回塗布して硬化させた後、ソルダーレジストを２回塗布してもよい。
【００２９】また回路導体間の溝を溝埋め剤で埋めた後、予め所定のパターンに形成されたスクリーン印刷版を用いてソルダーレジストを塗布し、その後加熱硬化のみでソルダーレジスト膜を形成してもよい。この場合はソルダーレジストに光硬化成分が含まれていなくてもよい。また（ｔ１−ｔ２）が１０μｍ未満であると、回路基板１上に水が浸入したり、又は結露により水が発生した場合に、水が表面張力により水滴となり、回路導体３の間を短絡するおそれがある。１０μｍ以上であると、水が溝内に広がって水滴にならず、また溝を伝って排水されるので、短絡するおそれがない。
【００３０】以上の製造方法によれば、回路導体間の溝が溝埋め剤によって埋められるので、回路導体のエッジ部における段差が小さくなる。このため回路導体の厚さが１２０μｍ以上と厚くても、ソルダーレジスト膜をほぼ一様な厚さに形成することができ、回路導体のエッジ部にもソルダーレジスト膜を良好な状態で被覆することができる。
【００３１】図３（Ａ）〜（Ｄ）は本発明に係るソルダーレジスト膜形成回路基板の製造方法の、他の実施形態を示す。まず（Ａ）に示すように、絶縁基板２の表面に回路導体３を所定のパターンに形成した回路基板１を用意する点は、図２の実施形態と同じである。この後、この実施形態では、（Ｂ）に示すように回路基板１の全面に熱硬化性ソルダーレジスト等からなる溝埋め剤５を塗布する。
【００３２】次に回路導体３の表面に付着した溝埋め剤を除去し、回路導体３間に残った溝埋め剤５を加熱硬化させる。この状態では回路導体３の表面に若干の溝埋め剤が残っているので、表面を研磨してそれを除去する。これによって（Ｃ）に示すように、回路導体３間の溝が溝埋め剤５によって埋められた回路基板１が得られる。その後（Ｄ）に示すように回路導体３及び溝埋め剤５の表面にソルダーレジスト膜４を形成する。この点は図２の実施形態と同様である。このような方法でも、回路導体３のエッジ部３ａにソルダーレジスト膜４が良好な状態で被覆された回路基板を製造することができる。
【００３３】図４（Ａ）〜（Ｄ）は本発明に係るソルダーレジスト膜形成回路基板の製造方法の、さらに他の実施形態を示す。この実施形態は、回路基板にエッチングレジスト膜を残したままソルダーレジスト膜を形成し、回路導体上のソルダーレジスト膜を除去するときにエッチングレジスト膜も一緒に除去してしまうというものである。
【００３４】図４（Ａ）は、絶縁基板２に厚さ１２０μｍ以上の銅箔３Ｆを張り付けて銅張り積層板とし、さらに銅箔３Ｆ表面に感光性ドライフィルム８Ｄを張り付けた状態を示している。この後、感光性ドライフィルム８Ｄを所定の回路パターンになるように露光、現像することにより、（Ｂ）に示すように銅箔３Ｆ上に所定の回路パターンのエッチングレジスト膜８を形成する。
【００３５】次にエッチングレジスト膜８をマスクとして銅箔３Ｆをエッチングすることにより、（Ｃ）に示すように所定の回路パターンの回路導体３を形成する。通常はこの後、回路導体３上のエッチングレジスト膜８を除去するが、この実施形態では、回路導体３上のエッチングレジスト膜８を残したまま、（Ｄ）に示すように溝埋め剤５を塗布する。次に好ましくは回路導体３上に付着した溝埋め剤５、すなわちエッチングレジスト膜８上の溝埋め剤５をしごいて除去し、（Ｅ）の状態にする。この状態では、回路導体３間の溝が溝埋め剤５で埋められ、エッチングレジスト膜８上に若干の溝埋め剤が残る。
【００３６】次に残された溝埋め剤５を加熱硬化させる。その後、エッチングレジスト膜８を、その上に付着している硬化した溝埋め剤と一緒に、アルカリ溶液により剥離するか、研磨することにより取り除く。これにより図２（Ｃ）と同じ状態となるので、その後は図２の実施形態と同様に、ソルダーレジストを塗布して、所定のパターンのソルダーレジスト膜を形成すればよい。
【００３７】本発明において、溝埋め剤としては、二液性熱硬化型のソルダーレジストが使用可能である。溝埋め剤には高耐熱性、高絶縁性、低熱膨張性の他に、その上に塗布するソルダーレジストとの密着性がよいことが要求される。また作業のしやすさの面からは、混合後のポットライフや粘度、硬化条件などが重要である。これらの条件をほぼ満足するものとしては次のような組成物がある。すなわち、主剤は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂約３０％、グリコール系溶剤約２％、顔料（シリカ）約６０％、その他添加剤を数％含有させたものである。また硬化剤は、フェノール系樹脂約３５％、グリコール系溶剤約２５％、顔料（シリカ）約３５％、その他添加剤を数％含有させたものである。上記主剤と硬化剤を８：２の割合で混合して使用する。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回路導体の厚さが厚い回路基板に対して、回路導体のエッジ部を含めて良好な状態のソルダーレジスト膜を形成できるので、ハンダを付着させる部分のみに正確にハンダを付着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るソルダーレジスト膜形成回路基板の一実施形態を示す断面図。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明に係るソルダーレジスト膜形成回路基板の製造方法の一実施形態を工程順に示す断面図。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明に係る製造方法の他の実施形態を工程順に示す断面図。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明に係る製造方法のさらに他の実施形態を工程順に示す断面図。
【図５】回路導体の厚さが厚い回路基板にソルダーレジスト膜を形成した場合の問題点を示す断面図。
【符号の説明】
１：回路基板
２：絶縁基板
３：回路導体
３ａ：エッジ部
４：ソルダーレジスト膜
５：溝埋め剤
６：スクリーン印刷版
７：スキージ
８：エッチングレジスト膜
【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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