(57)【要約】【課題】  高分子材料の表面に滴下した液体の濡れ拡がり性を向上させる高分子材料の表面改質方法を得る。【解決手段】  基板２は、その表面に高分子材料による膜が設けられて構成される。この高分子材料のレーザ照射エリア１、すなわち、液体により基板状に仮固定される電子部品等の場所に、光エネルギとしてレーザ光３を照射する。レーザ光３としては、波長１００nm〜６００nm、エネルギ密度０．０５Ｊ／cm2〜０．５Ｊ／cm2のものが使用される。【効果】  高分子材料に光エネルギを与えることにより表面改質が行われ、液体の濡れ拡がり性を向上させることができる。本発明による改質処理は、処理表面に、はんだ付けを行うための金属配線パターンが存在するような場合にも適用可能であり、また、必要なエリアのみの表面改質を行うことができるので、必要最小限の液体を使用するだけで、電子部品の仮固定を行うことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子材料層の上に電子部品を搭載した電子部品搭載基板において、前記基板の高分子材料層の表面が部分的に改質されており、前記電子部品が、前記高分子材料層の表面が部分的に改質された部位の上に実装されていることを特徴とする電子部品搭載基板。
【請求項２】
前記電子部品が、仮固定用液体により、前記高分子材料層の上に仮固定されて実装されたものであることを特徴とする請求項１記載の電子部品搭載基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子材料を有する電子部品搭載基板に係り、特に、基板の高分子材料層の表面が部分的に改質されている電子部品搭載基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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、基板の表面改質を行った電子部品搭載基板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば前記目的は、高分子材料層の上に電子部品を搭載した電子部品搭載基板において、前記基板の高分子材料層の表面が部分的に改質されており、前記電子部品が、前記高分子材料層の表面が部分的に改質された部位の上に実装されていることにより達成される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高分子材料の所望の領域のみの表面改質が行われて、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、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電子部品搭載基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明による電子部品搭載基板の一実施形態を図面により詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明の一実施形態による電子部品搭載基板における高分子材料の表面改質方法を説明する図、図２は本発明の一実施形態による電子部品搭載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電子部品搭載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電子部品搭載基板の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は電子部品搭載基板、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。
【０００９】
本発明の一実施形態による電子部品搭載基板２は、高分子材料の表面改質が行われるものであり、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。このような電子部品搭載基板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。
【００１０】
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。
【００１１】
本発明の一実施形態による電子部品搭載基板２は、高分子材料の表面改質が行われるもので、その改質方法は、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電子部品搭載基板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。
【００１２】
レーザ光３を照射して表面改質が実施された電子部品搭載基板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電子部品搭載基板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による電子部品搭載基板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、電子部品搭載基板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。
【００１３】
また、前述した本発明の一実施形態による電子部品搭載基板２の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。
【００１４】
さらに、本発明の一実施形態による電子部品搭載基板２の高分子材料の表面改質方法において、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。
【００１５】
次に、図６を参照して前述した表面改質方法を施した場合の液体の濡れ拡がりの状態を、従来技術による表面改質方法を施したの場合と比較して説明する。
【００１６】
図６（ａ）に示すように、本発明の一実施形態による電子部品搭載基板２に適用した表面改質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、前述した改質の処理を行っていない部分が、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。
【００１７】
一方、前述した従来技術の表面改質方法による処理を施した場合、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
以上説明したように本発明の実施形態によれば、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た電子部品搭載基板を得ることができる。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った電子部品搭載基板を得ることができる。
【００２４】
本発明の実施形態によれば、必要な領域のみの表面改質を行ったことにより、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電子部品搭載基板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による電子部品搭載基板における高分子材料の表面改質方法を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態による電子部品搭載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電子部品搭載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電子部品搭載基板の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】
【００２６】
１  レーザ照射エリア
２  電子部品搭載基板
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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