(57)【要約】【課題】リードピッチが0.4ｍｍ以下の所謂狭ピッチリードを搭載するプリント基板では、狭ピッチのランド間にソルダレジストを印刷法では塗布できなかった。そのため精度の良好な感光性ソルダレジストを使うことも考えられるが、感光性ソルダレジストは材料費が高く、また設備も高価である。本発明は、狭ピッチのランド間に安価な材料で簡単に印刷塗布したプリント基板、及びその製造方法である。【解決手段】本発明は、狭ピッチのランド間に印刷インクを塗布してブリッジ防止部を形成したプリント基板である。そして本発明のプリント基板の製造方法は、多数のランド間からなるランド群周囲をソルダレジストで被い、ランド間はメッシュの編み込み方向が版穴に対して45度傾斜したメッシュスクリーンで文字用インクを塗布してブリッジ防止部を形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基材上に長方形のランドが0.4mm以下のピッチで複数個並設されていて、これらのランドでランド群を形成しているフラットパッケージ型電子部品搭載用プリント基板において、ランド群の周囲にはソルダレジストが被覆されているとともに、ランド群の各ランド間には前記レジストとは色の異なる文字用インクがスクリーン印刷で塗布されてブリッジ防止部を形成していることを特徴とするフラットパッケージ型電子部品搭載用プリント基板。
【請求項２】
絶縁基材上に長方形のランドが0.4mm以下のピッチで複数個並設されていて、これらのランドでランド群を形成しており、該長方形のランドはプリント基板の各辺に対して平行または直交するように設置されていて、しかも絶縁基材上にはソルダレジストが塗布されているフラットパッケージ型電子部品搭載用プリント基板を製造する方法において、ランド群の周囲をソルダレジストで被覆した後、メッシュが長方形の版穴の各辺に対して45度傾斜して編み込まれたメッシュスクリーンを用いて、ソルダレジスト上の必要箇所にソルダレジストとは色の異なる文字用インクで文字や記号をスクリーン印刷するとともに、ランド群の各ランド間に印刷用インクを塗布してブリッジ防止部を形成することを特徴とするフラットパッケージ型電子部品搭載用プリント基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、QFPやSOPのようなフラットパッケージ型電子部品、特にリードピッチが狭いフラットパッケージ型電子部品を搭載するプリント基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の電子機器は、小型化されてきているため電子機器に組み込む電子部品も小型となってきている。その最たるものが表面実装部品である。表面実装部品としてはチップコンデンサーやチップ抵抗のようなチップ型と、QFP、SOIC、SOP、QFJのようなフラットパッケージ型がある。特にフラットパッケージ型の表面実装部品は、一つの本体内に多くの機能を備えているため電子機器の小型化に大いに貢献している。
【０００３】
QFPやSOICは本体の四辺に多数のリードが設置されており、SOPやQFJは本体の二辺に多数のリードが設置されている。これらのフラットパッケージ型電子部品（以下、代表してQFPという）をプリント基板とはんだ付けするにはソルダペーストを用いる。プリント基板とQFPのはんだ付け時、先ずプリント基板のランドにソルダペーストを印刷塗布し、該塗布部にQFPを搭載する。その後、リフロー炉のような加熱装置で加熱することによりソルダペーストを溶融させて、QFPのリードとプリント基板のランドとをはんだ付けする。そのためプリント基板には、QFPのリードと一致したところに正確にランドが形成されていなければならない。
【０００４】
このQFPを搭載するプリント基板としては、絶縁性はもちろんであるが、ソルダペーストでのはんだ付け時に変形したり焦げたりしない耐熱性を備えていなければならない。プリント基板を形成する絶縁基材としては、かつてはセラミックやガラス等が使われていたが、材料自体が高価でり、また割れやすく取り扱いが困難であることから、近時では有機樹脂の絶縁基材が多く使われている。有機樹脂の絶縁基材としては、フェノール、エポキシ、メラミン、シリコン、ポリエステル、ジアリルフタレート等がある。これらの有機樹脂の絶縁基材は機械的強度が充分でないため、樹脂がそのまま使われることはなく、紙、ナイロン布、ポリエステル布、ガラス繊維をベースとして、これらに樹脂を含浸させることにより機械的強度を向上させてある。
【０００５】
ところで電子機器としては、信頼性を重んじるコンピューターや通信機器ではガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させた「ガラ・エポ」と呼ばれる絶縁基材を用いるが、ガラ・エポの絶縁基材は高価であるため、安価で大量に生産されるテレビ、ビデオ、携帯DVD再生装置のような所謂民生機器では、安価な「紙・フェノール」が使われている。この紙・フェノールは、紙にフェノール樹脂を含浸させたものである。
【０００６】
一般にリードピッチの広いQFP搭載用のプリント基板を製造するには、図６に示す工程を経て行われる。
(A)絶縁基材上への銅箔貼り付け工程
絶縁基材１の片面に銅箔２を貼り付ける。銅箔は圧延法または電鋳法で製造される。民生用電子機器に用いられる銅箔の多くは厚さが35μｍのものである。この銅箔をフェノール樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤で絶縁基材に貼り付ける。
(B)銅箔上へのエッチングレジスト塗布工程
銅箔２上のランドとなる部分にエッチングレジスト３を印刷法で塗布する。エッチングレジストとしては、変性ロジン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂等が使われ、多くは印刷法で銅箔上に塗布する。
(C)銅箔のエッチング工程
絶縁基材１上のエッチングレジスト３が塗布されていない銅箔部分をエッチング液で溶解除去する。銅箔を溶解するエッチング液としては、塩化第二鉄溶液、塩化第二銅溶液等が用いられる。
(D)エッチングレジストの除去工程
エッチングレジスト３を溶剤で溶解除去してランド４を形成する。エッチングレジストがインクの場合、その除去溶剤としては、水酸化ナトリウム水溶液が用いられる。
(E)ソルダレジスト塗布工程
ランド４以外の部分にソルダレジスト５を印刷法により塗布する。ソルダレジストはランド以外の全ての部分、つまりランド間にも塗布する。ソルダレジストとしてはエポキシメラミン系の熱硬化型が多く用いられる。ソルダレジストの厚さは、用途に応じて適宜選択するが、ランドの厚さが35μｍの場合は、それよりも厚さの薄い20μ前後である。ソルダレジストの厚さをランドの厚さよりも薄くするのは、はんだ付け時にランド上にソルダペーストを印刷塗布するときにランドがソルダレジストよりも上方に突出している方がソルダペーストを確実に印刷できるからである。
(F)文字の印刷工程
ソルダレジスト５上の必要箇所に文字や記号６を印刷法により印刷する。文字や記号の印刷には文字用インクを用いるが、文字用インクとしては、紫外線硬化型インクが主流である。
【０００７】
従来のプリント基板におけるソルダレジストの塗布状態を図７、８で説明する。図７は図６で製造されたプリント基板の部分拡大平面図、図８は同拡大部分斜視図である。絶縁基材１の上にはランド４・・・以外の全ての部分にソルダレジスト５が塗布されている。当然ランド４と隣接したランド４間にもソルダレジスト５が塗布されている。またソルダレジスト５上の必要箇所に文字や記号６、例えばQFPを搭載するランドの近傍に搭載するQFPの名称（図７の「IC5」、図８の「５」等）が文字インクで印刷し、絶縁基材１上の隅部には電子機器のメーカー名（図７の「SMIC」)をやはり文字インクで印刷する。
【０００８】
ところで前記プリント基板の製造方法の(D)のエッチングレジスト除去工程までで得られたプリント基板、即ちランドが形成されただけでソルダレジストが塗布されていない絶縁基材は、そのままでもプリント基板として使用できる。しかしながらランドが形成されただけのプリント基板では、ランド上にソルダペーストを塗布後、リフロー炉で加熱してソルダペーストを溶融させたときに、溶融したはんだがランド間に流れ出たり、ソルダペースト中のフラックスが絶縁基材に染み込んだりする。
【０００９】
溶融したはんだがランド間に流れ出ると、隣接したランドの溶融はんだと融合してランド間にブリッジを形成してしまう。ランド間のブリッジはショート回路となって電子機器の機能を損なわしめるため、ランド間にはブリッジを絶対に形成させてはならないものである。
【００１０】
フラックスが絶縁基材に染み込むと、はんだ付け時に泡となってランド間に付着する。このように泡状のフラックスがランド間に付着すると、はんだ付け後に行うはんだ付け部の検査に支障を来たすようになる。つまりプリント基板のはんだ付け部の検査は、一般には目視で行うが、微小なはんだ付け部は目視検査ができないため、検査装置による画像認識検査を行っている。このときランド間に泡が形成されていると、検査装置が泡をはんだと認識してしまい検査ミスの原因となる。
【００１１】
またフラックスが絶縁基材に染み込んだ場合、該フラックスがはんだ付け後に吸湿してランド間の絶縁抵抗を低下させる原因となる。ランド間の絶縁抵抗が低下すると、該プリント基板を組み込んだ電子機器は、充分な機能を発揮できなくなってしまう。そこで、はんだ付け時にブリッジやフラックスの染み込みを防ぐために、絶縁基材のランド以外のところ、つまりランド間にもソルダレジストを塗布しなければならない。
【００１２】
一般に絶縁基材にソルダレジストを塗布する方法としては、ペースト状のソルダレジストを用いたスクリーン印刷による方法と、感光性ソルダレジストを用いて露光・現像する方法の二種類に大別される。
【００１３】
従来、ソルダレジストの塗布方法としては、多くがスクリーン印刷法で行われてきた。このスクリーン印刷法は安価であるが、位置精度が充分でないため、ランド間が狭いパターンには適さない。一方、写真の解像性を応用した感光性ソルダレジストは、位置精度が高く、しかもソルダレジストの境界が明確であるため、狭いランド間にもソルダレジストの形成が可能である。しかしながら、この方法は用いる感光材料自体の価格が高く、しかも工程も複雑であり製造コストが高くなることから民生機器には適さない。
【００１４】
ところで一般に電子機器に使用されるQFPは、リードピッチ（リードの中心と隣接したリードの中心の間隔）が0.6mm以上（広ピッチリードという）であり、このQFPのリード間隙（リードと隣接したリードの間隙）は0.3mmである。このように広ピッチリードのQFPを搭載するプリント基板であれば、リード間に印刷法でソルダレジストを印刷塗布することは可能である。つまり広ピッチリードのQFP搭載用のプリント基板では、ランド間にブリッジを防止したりフラックスの染み込みを防止したりする防止部（以下、ブリッジ防止部という）は、絶縁基材上の他の部分にソルダレジストを印刷塗布するときに同時に一括して塗布できる。しかしながら、近時の電子機器の小型化に伴い、QFPもやはり小型化されるようになってきており、小型化されたQFPのリードピッチは0.4mm以下という狭ピッチリードとなっている。この狭ピッチのリード間隙は0.2mmとなるが、0.2mmのランド間隙にブリッジ防止部としてのソルダレジストを印刷法で塗布しようとすると、印刷法は位置精度が充分でないためソレダレジストがランド上に付着したり、ランド間に正確に塗布できなかったりすることがあった。
【００１５】
従来より狭ピッチのランドを有するプリント基板に対しては、ランド間に熱硬化樹脂や感光性ソルダレジストを塗布することが行われていた（特許文献１、２）。特許文献１のプリント基板は、銅箔のエッチング工程の後に、エッチングレジストが銅箔上に残った状態で熱可塑性樹脂をスプレーやローラーコーターで塗布する。また特許文献２のプリント基板は、絶縁基材上に感光性ソルダレジストを印刷塗布した後、ランド間に塗布された感光性ソルダレジストの上に膜厚の厚い感光性ドライフィルム状のソルダレジストを貼り付け、感光・現像してランド間にソルダレジストを形成するものである。
【特許文献１】特開平6-260747号公報
【特許文献２】特開平10-112580号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前述のようにリードピッチが0.4mm以下のQFPを搭載するプリント基板において、狭いランド間にソルダレジストを塗布する場合、印刷法では精度が充分でないため、ソレダレジストがランド表面に被ったりランド間に正確に塗布されなかったりして用いることができない。一方、写真現像型の感光性ソルダレジストは精度に優れているが、材料が高価であるばかりでなく工程が複雑であるため民生用の安価な電子機器のプリント基板には適さない。本発明は、リードピッチが0.4ｍｍ以下のQFP搭載用プリント基板において、ランド間にも安価な材料でブリッジ防止部が形成されたプリント基板であり、また狭ピッチのランド間でも印刷法でブリッジ防止効果と、フラックス染み込み防止効果のある材料を塗布できるというプリント基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
ソルダレジスト塗布後にランド近傍のソルダレジスト上に部品名を記したり、部品の搭載方向を記号で記したり、さらにはメーカー名を記したりするという文字印刷を行うが、本発明者らは、文字印刷に使用する文字用インクはソルダレジストと同様に溶融はんだが流動するのを阻止したり、フラックスが絶縁基材に浸透していくのを防いだりする性質を有していること、そして文字用インクは特殊なスクリーンを用いれば狭ピッチのランド間にも印刷ができること、等に着目して本発明を完成させた。
【００１８】
本発明は、絶縁基材上に長方形のランドが0.4mm以下のピッチで複数個並設されていて、これらのランドでランド群を形成しているフラットパッケージ型電子部品搭載用プリント基板において、ランド群の周囲にはソルダレジストが被覆されているとともに、ランド群の各ランド間には前記レジストとは色の異なる文字用インクがスクリーン印刷で塗布されてブリッジ防止部を形成していることを特徴とするフラットパッケージ型電子部品搭載用プリント基板である。
【００１９】
またもう一つの発明は、絶縁基材上に長方形のランドが0.4mm以下のピッチで複数個並設されていて、これらのランドでランド群を形成しており、該長方形のランドはプリント基板の各辺に対して平行または直交するように設置されていて、しかも絶縁基材上にはソルダレジストが塗布されているフラットパッケージ型電子部品搭載用プリント基板を製造する方法において、ランド群の周囲をソルダレジストで被覆した後、メッシュが長方形の版穴の各辺に対して45度傾斜して編み込まれたメッシュスクリーンを用いて、ソルダレジスト上の必要箇所にソルダレジストとは色の異なる文字用インクで文字や記号をスクリーン印刷するとともに、ランド群の各ランド間に印刷用インクを塗布してブリッジ防止部を形成することを特徴とするフラットパッケージ型電子部品搭載用プリント基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のプリント基板は、紙・フェノールのような安価な材料を使用しているにもかかわらず、狭ピッチのランド間にはブリッジ防止部が形成されているため、ランド上にソルダペーストを塗布し、該塗布部にQFPを搭載してから加熱しても、溶融はんだが流動して隣接したランド間にブリッジを形成することがなく、またランド外に流動したフラックスが絶縁基材に浸透することがないため電子機器を使用中にランド間の絶縁抵抗が低下するようなことがない。また本発明のプリント基板の製造方法は、従来のスクリーン印刷では不可能であった狭ピッチのランド間にブリッジ防止効果とフラックスの染み込み防止効果のある文字用インクを印刷できるため、本発明で製造されたプリント基板はブリッジの形成や絶縁抵抗の低下等を起こさないという信頼性に優れたプリント基板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明では、多数のランドが並設された部分、つまりQFPを搭載するプリント基板のランドであれば、QFPの一側のリードと一致した多数のランドをランド群と称し、ランド群のランド間にはソルダレジストを塗布せず、印刷用インクを印刷法で塗布してブリッジ防止部を形成するものである。
【００２２】
本発明でランド間に塗布する文字用インクは、溶融はんだの流動を妨げるとともに、ソルダペースト中のフラックスが染み込まないものであり、一般に使われている文字用インクは、これらの特性を備えている。また本発明で使用する文字用インクはソルダレジストとは異なる色である。文字用インクがソルダレジストと異なる色であると、ソルダレジスト上に文字を印刷したときに文字が読みやすくなるばかりでなく、印刷後のランド間の印刷状態を検査するときにソルダレジストとの判別がしやすくなる。ソルダレジストの多くは緑色であるため、文字用インクは白色、黄色のような緑色とは反対色が好ましい。
【００２３】
本発明の対象となるプリント基板は、長方形のランドが矩形のプリント基板の各辺に対して直交と平行して形成されているものである。該プリント基板のランド間に文字用インクをスクリーン印刷するスクリーンは、版穴がやはりプリント基板の各辺に対して直行と平行することになる。従って、ランド間に文字用インクを印刷塗布するときに、版穴はスクリーン上に置かれた文字用インクを掻き均すスキージの進行方向に対して直交と平行していることになる。
【００２４】
一般にソルダレジスト塗布後、該ソルダレジスト上の必要箇所に文字や記号を印刷法で印刷するが、ここで使用するスクリーンはメッシュの編み目が印刷時のスキージーの進行方向に対して直交と平行したものである。しかしながら、このスクリーンでは、狭ピッチのランド間に文字用インクを印刷しようとしても、ランド間に必要量のインクを印刷できない。その理由は、パターンに対して文字印刷用スクリーンのメッシュが直角であると、メッシュ糸が邪魔をして文字用インクが出にくくなって、パターン間に円滑に入らないからである。
【００２５】
そこで本発明では、図５に示すようなスクリーンを用いる。スクリーン９には、プリント基板のランド間と一致したところに版穴１０が穿設されている。該版穴は長辺がプリント基板のランド間よりも僅かに狭く、しかるにプリント基板のランドの長辺よりも少し長くなっている。そして版穴１０内には升目に編み込んだメッシュ１１があるが、メッシュ１１の編み目の方向は、印刷時のスキージの進行方向(白抜き矢印）に対して45度傾斜している。この傾斜編み目スクリーンは図５に示すように狭い版穴内のメッシュが45度傾斜しているため、版穴内に充填されたインクはスキージーの進行方向に対して直交していてもメッシュ糸が邪魔をしない。その結果、傾斜編み目スクリーンは、文字用インクが出やすくなってパターン間に文字用インクを塗布することができる。
【００２６】
以下、図面に基づいて本発明を説明する。図１は本発明のプリント基板の製造方法における製造工程を説明する図、図２は本発明プリント基板の平面図、図３は本発明の製造方法の工程において、文字用インクを印刷する前のプリント基板の拡大斜視図、図４は本発明の製造方法の工程において、文字用インクを印刷した後のプリント基板の拡大斜視図である。なお実際の狭ピッチのQFPを搭載するプリント基板は一つのランド群のランド数が40個以上であるが、図面上では理解に便宜なようにランド数を実際のものよりも少なくしてある。
【００２７】
先ず本発明のプリント基板の製造方法について説明する。図１は本発明のプリント基板の製造方法の工程を説明する図であるが、図６の従来の製造方法と同一の部分は同一の符号を付して、その説明は省略する。
(A)絶縁基材上への銅箔貼り付け工程
(B)銅箔上へのエッチングレジスト塗布工程
(C)銅箔のエッチング工程
(D)エッチングレジストの除去工程
(G)ランド群周囲へのソルダレジストの塗布工程
複数のランド４・・・で形成されたランド群７以外の部分にソルダレジスト５を印刷法により塗布する。狭ピッチのプリント基板では、ランド間が狭く印刷法では正確にソルダレジストを塗布できないため、ここではあえてランド間にはソルダレジストを塗布しない。
(H)ソルダレジスト上とランド間への印刷用インクの塗布工程
ソルダレジスト５上の必要箇所に文字用インクを、図５に示すようなメッシュが版穴に対して45度に編み込まれたメッシュクリーンを用いて印刷法により電子部品の種類や電子機器のメーカー名６等を印刷すると同時に、ランド群７のランド４間に文字用インクを塗布してブリッジ防止部８・・・を形成する。
【００２８】
ここで本発明の製造方法におけるソルダレジスト塗布工程と文字用インクの印圧工程について、図３、４でさらに詳細に説明する。ランド４が形成された絶縁基材上へのソルダレジストの塗布は、印刷法では狭ピッチのランド間に正確に印刷塗布できないため、図３に示すようにランド４間には行わず、ランド間を残してランド群（一点鎖線で囲った部分）７の周囲に塗布する。そしてソルダレジスト上の必要箇所、例えばランドに搭載するQFPの種類や（図２の「IC7」、図４の「７」）電子機器のメーカー名（図２の「SMIC」）等を印刷法で文字印刷すると同時に、ランド４間にも文字用インクを印刷塗布する。すると図４に示すように、ランド間に印刷インクでブリッジ防止部８が形成される。
【００２９】
本発明のプリント基板と、狭ピッチランドでランド間にソルダレジストが塗布されていないプリント基板において、これらのプリント基板のランド上にソルダペーストを塗布し、該塗布部にQFPを搭載してからリフロー炉で加熱してランドとQFPリードのはんだ付けを行った。はんだ付け部を実体顕微鏡で観察したところ、本発明のプリント基板ではランド間でのブリッジの発生は皆無であり、またランド間に発泡現象は見られなかった。一方、ランド間にソルダレジストが塗布されていないプリント基板では、ランド間でブリッジが多発しており、しかもランド間にはフラックスによる発泡が多数見られた。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のプリント基板の製造方法における製造工程を説する図
【図２】本発明プリント基板の平面図
【図３】本発明の製造方法の工程において、文字用インクを印刷する前のプリント基板の拡大斜視図
【図４】本発明の製造方法の工程において、文字用インクを印刷した後のプリント基板の拡大斜視図
【図５】本発明のプリント基板に文字印刷をするスクリーンの平面図
【図６】従来のプリント基板の製造方法における製造工程を説する図
【図７】従来のプリント基板の平面図
【図８】従来のプリント基板の部分拡大斜視図
【符号の説明】
【００３１】
１  絶縁基材
２  銅箔
３  エッチングレジスト
４  ランド
５  ソルダレジスト
６  文字・記号
７  ランド群
８  ブリッジ防止部
９  スクリーン
１０  版穴
１１  メッシュ
【図１】
2007149998.tif 000003
【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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