(57)【要約】【課題】十分な塗布膜厚、及び塗布領域と未塗布領域の境界線での直線性の確保を両立する熱硬化型ソルダーレジストを有するプリント配線基板を製造する。【解決手段】電気的絶縁性を有する高分子樹脂を含む基材の表裏両面または片面に電気的導電性を有する金属配線をフォトリソグラフィによって形成し、その金属配線を保護するための熱硬化型ソルダーレジストを、乳剤で覆われていないソルダーレジスト用塗布領域と、乳剤で全部を覆ったソルダーレジスト用非塗布領域とで形成されたスクリーンを用いて塗布する配線基板の製造方法であって、前記スクリーンにおいて使用するメッシュのサイズを♯２００〜♯５００とし、前記未塗布領域に乳剤を配置するだけでなく、前記塗布領域にも微小な乳剤を均一に分散させて配置する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的絶縁性を有する高分子樹脂を含む基材の表裏両面または片面に電気的導電性を有する金属配線をフォトリソグラフィによって形成し、その金属配線を保護するための熱硬化型ソルダーレジストを、乳剤で覆われていないソルダーレジスト用塗布領域と、乳剤で全部を覆ったソルダーレジスト用非塗布領域とで形成されたスクリーンを用いて塗布する配線基板の製造方法であって、
前記スクリーンにおいて使用するメッシュのサイズを♯２００〜♯５００とし、
前記未塗布領域に乳剤を配置するだけでなく、前記塗布領域にも微小な乳剤を均一に分散させて配置する
ことを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント配線基板の製造方法において、
前記塗布領域に配置する微小な乳剤が、千鳥配置となっていることを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプリント配線基板の製造方法において、
前記塗布領域に配置する微小な乳剤が、前記メッシュの開口を跨いで配置される寸法を有することを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のプリント配線基板の製造方法において、
前記塗布領域に配置する微小な乳剤の寸法が、幅０．０４〜０．０８ｍｍ、長さ０．１０〜０．３０ｍｍであり、かつ幅方向ピッチ０．１０ｍｍ〜０．５０ｍｍ、長さ方向ピッチ０．４０〜１．００ｍｍとなっていることを特徴とするプリント配線基板の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の高分子樹脂にポリイミドを用いることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプリント配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板を製造する技術に関し、特に、熱硬化型ソルダーレジストを塗布する際に用いられるスクリーン印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、各種電子機器等に使用されるプリント配線基板は、基材及び基材上に形成された金属配線からなる。従来、上記金属配線をはんだから保護するために、プリント配線基板上に熱硬化型ソルダーレジスト（以降、ソルダーレジストともいう）がスクリーン印刷により塗布されている。
【０００３】
上記内容を具体的に表したものを、図１及び図２に示す。
ここで図１（ａ）は、従来の熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷前を示す断面図であり、図１（ｂ）は、従来の熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷完了後を示す断面図である。また、図２（ａ）は、従来のスクリーン印刷方法に用いるスクリーンを示す正面図（拡大図）であり、図２（ｂ）は、従来の熱硬化型ソルダーレジストの印刷パターンを示す正面図（拡大図）である。
従来の技術では、乳剤６で覆われていないソルダーレジスト用塗布領域と、乳剤６で全部を覆ったソルダーレジスト用非塗布領域とで形成されたスクリーン３を用いてスクリーン印刷を行うことにより（図１（ｂ））、基材１の上に金属配線２を形成したプリント配線基板上に（図１（ａ））、熱硬化型ソルダーレジスト７を形成していた。
【０００４】
近年、電子機器の小型化や多機能化に伴い、上記プリント配線基板における金属配線の高密度化が進み、配線部分はより細線化、小型化し、配線パターンはより緻密化、複雑化している。
【０００５】
そのため、上記熱硬化型ソルダーレジストの塗布の際に、上記プリント配線基板上のソルダーレジストの塗布領域と未塗布領域の境界線での直線性が、今まで以上に求められるようになった。
【０００６】
スクリーン印刷を用いた従来技術として、スクリーン上のインク用塗布領域において、インク用塗布領域とインク用未塗布領域の境界近傍に乳剤部を設けて、上記境界近傍において塗布されるインク量を抑える技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
なお、プリント配線基板の製造方法の関連技術として、スクリーン上のエッチングレジストインキ用塗布領域に乳剤を形成、特に、スクリーン上のエッチングレジストインキ用塗布領域と未塗布領域の境界付近に密に乳剤を形成することにより、エッチングレジストインキ未塗布領域の乳剤部へのスキージによる圧力負荷を軽減する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６３−５８９９０号公報
【特許文献２】特開平９−２４８９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来から、熱硬化型ソルダーレジストの塗布膜厚、及びプリント配線基板上のソルダーレジストの塗布領域と未塗布領域の境界線の直線性は、使用するスクリーンのメッシュの目の粗さに大きく影響されることが知られている。使用するスクリーンのメッシュの目の粗さによる上記塗布膜厚、及び上記塗布領域と上記未塗布領域の境界線の直線性に与える影響について、図１〜図４を用いて説明する。
ここで図３（ａ）は、従来の熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷前を示す断面図である。図３（ｂ）は、熱硬化型ソルダーレジスト用塗布領域に乳剤を配置していない従来よりも目の細かいメッシュスクリーンにより、熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷完了後を示す断面図である。
また、図４（ａ）は、熱硬化型ソルダーレジスト用塗布領域に乳剤を配置していない従来よりも目の細かいメッシュスクリーンを示す正面図（拡大図）である。図４（ｂ）は、（ａ）のスクリーンを用いて熱硬化型ソルダーレジストを塗布した場合の印刷パターンを示す正面図（拡大図）である。
従来のスクリーン印刷では、顧客要求範囲のソルダーレジスト７塗布膜厚を確保するために、図２（ａ）のように♯１５０程度の目の粗いメッシュ４を用いていた。そのため、上記塗布膜厚は確保できるが、目の粗いメッシュ４を用いるため、プリント配線基板上のソルダーレジスト７の未塗布領域にまでソルダーレジスト７がにじんだり、塗布領域にソルダーレジスト７が行き届かなかったりするため、図２（ｂ）のように熱硬化型ソルダーレジスト７の塗布領域と未塗布領域の境界線は十分な直線性を確保することができない。
一方、プリント配線基板上の熱硬化型ソルダーレジスト７の塗布領域と未塗布領域の境界線の直線性を改善するために、図４（ａ）のように単に目の細かいメッシュ５を用いただけの場合は、図３（ｂ）のようにソルダーレジスト７の塗布膜厚が薄くなり、顧客要求範囲を満足することができない。
【００１０】
以上のように、ソルダーレジストのスクリーン印刷を含む、従来のプリント配線基板の製造方法では、熱硬化型ソルダーレジストの十分な塗布膜厚、及びソルダーレジストの塗布領域と未塗布領域の境界線での直線性の確保を両立することが困難であった。
【００１１】
本発明の目的は、十分な塗布膜厚、及び塗布領域と未塗布領域の境界線での直線性の確保を両立する熱硬化型ソルダーレジストを有するプリント配線基板を製造することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第一の態様は、電気的絶縁性を有する高分子樹脂を含む基材の表裏両面または片面に電気的導電性を有する金属配線をフォトリソグラフィによって形成し、その金属配線を保護するための熱硬化型ソルダーレジストを、乳剤で覆われていないソルダーレジスト用塗布領域と、乳剤で全部を覆ったソルダーレジスト用非塗布領域とで形成されたスクリーンを用いて塗布する配線基板の製造方法であって、前記スクリーンにおいて使用するメッシュのサイズを♯２００〜♯５００とし、前記未塗布領域に乳剤を配置するだけでなく、前記塗布領域にも微小な乳剤を均一に分散させて配置することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第二の態様は、第一の態様に記載の発明において、前記塗布領域に配置する微小な乳剤が、千鳥配置となっていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第三の態様は、第一又は第二の態様に記載の発明において、前記塗布領域に配置する微小な乳剤が、前記メッシュの開口を跨いで配置される寸法を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第四の態様は、第一乃至第三の態様のいずれかに記載の発明において、前記塗布領域に配置する微小な乳剤の寸法が、幅０．０４〜０．０８ｍｍ、長さ０．１０〜０．３０ｍｍであり、かつ幅方向ピッチ０．１０ｍｍ〜０．５０ｍｍ、長さ方向ピッチ０．４０〜１．００ｍｍとなっていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第五の態様は、第一の態様に記載の高分子樹脂にポリイミドを用いることを特徴とする、第一乃至第四の態様のいずれかに記載のプリント配線基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、十分な塗布膜厚、及び塗布領域と未塗布領域の境界線での直線性の確保を両立する熱硬化型ソルダーレジストを有するプリント配線基板が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
発明者らは、スクリーン印刷により塗布される熱硬化型ソルダーレジストが、十分な塗布膜厚を有し、かつプリント配線基板上における熱硬化型ソルダーレジストの塗布領域と未塗布領域の境界線での直線性を有することを両立するために、上記スクリーン印刷の方法を種々検討した。
そこで、発明者らは、上記スクリーン印刷方法に用いるスクリーン、すなわち乳剤で覆われていないソルダーレジスト用塗布領域と、乳剤で全部を覆ったソルダーレジスト用非塗布領域とで形成されたスクリーンについて種々の検討を行い、その結果、以下のことを見出した。
つまり、従来技術では、目の粗いメッシュを用いて膜厚を先に確保しつつ直線性を得ようとしていたのに対し、本願発明では、スクリーンにおいて使用するメッシュのサイズを従来よりも細かくして直線性を確保しつつも、スクリーン上のソルダーレジスト用塗布領域に微小な乳剤を均一に分散させて配置することによって塗布膜厚を十分なものとすることを見出した。
この知見を基に、以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１９】
図５に本実施形態の熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷方法を示す断面図を、図６に本実施形態の熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷方法を示す正面図（拡大図）を示す。なお、図５（ａ）は、基材上に金属配線を形成した後の断面図であり、図５（ｂ）熱硬化型ソルダーレジストをスクリーン印刷したプリント基板の断面図である。また、図６（ａ）は、上記スクリーン印刷に用いられるスクリーンの正面図であり、図６（ｂ）は、熱硬化型ソルダーレジストをスクリーン印刷したプリント基板の正面図である。
【００２０】
以下、図５（ａ）（ｂ）、図６（ａ）（ｂ）を用いて本実施形態におけるプリント配線基板について説明する。
図５（ａ）より、プリント配線基板に用いられる基材１は、電気的絶縁性を有する高分子樹脂を含む基材である。上記高分子樹脂にはポリイミドを用いるのが好ましい。ポリイミドは耐熱性に優れているためである。
また、プリント配線基板に用いられる金属配線２は、電気的導電性を有し、上記基材１の表裏両面または片面にフォトリソグラフィによって形成される。
【００２１】
上記金属配線２が基材１上に形成された後、上記金属配線２を保護するために熱硬化型ソルダーレジスト７を、スクリーン印刷方法により基材１及び金属配線２からなるプリント配線基板上に塗布する。ソルダーレジスト７は、熱硬化型であって、金属配線２をはんだから保護することができるものであればよい。
【００２２】
上記スクリーン印刷方法に用いられるスクリーン３は、メッシュサイズを♯２００〜♯５００としたメッシュ５上に、上記メッシュサイズクラスの微小な乳剤８を均一に分散させて配置するソルダーレジスト用塗布領域と、乳剤６で全部を覆ったソルダーレジスト用非塗布領域とが設けられることにより形成されている。
【００２３】
従来のスクリーン印刷におけるスクリーン３には♯１５０程度のサイズのメッシュ４が用いられるのに対し、本実施形態ではメッシュサイズを♯２００〜♯５００とし、従来よりも目の細かいメッシュ５を用いてスクリーン印刷を行う。目の細かいメッシュ５を用いることにより、プリント配線基板上のソルダーレジスト７の塗布領域と未塗布領域の境界線でのソルダーレジスト７のにじみが少なくなり、また塗布領域にソルダーレジスト７が行き届くようになり、境界線での直線性を確保することができる。
上記メッシュサイズが♯２００を下回ると、上記直線性を維持することができなくなり、本来ソルダーレジスト７を塗布すべき部分にソルダーレジスト７を塗布することができないことになり、その結果、金属配線２上の余分な箇所にはんだ付けがされ、短絡などの欠陥が発生してしまう。また、本来ソルダーレジスト７を塗布すべきでない部分にソルダーレジスト７を塗布することになり、はんだ付着性の低下などの欠陥が発生してしまう。
一方、上記メッシュサイズが♯５００を上回ると、顧客要求を満たすソルダーレジスト７の塗布膜厚を得ることができない。
【００２４】
また、上記塗布領域に設けられる微小な乳剤８の大きさや配置については、ソルダーレジスト７の塗布後にレベリングして塗布パターンに跡が残らないこと、量産に耐えうる耐久性を有すること、等を考慮した上で十分に検討する必要がある。
【００２５】
本実施形態においては、スクリーン３上におけるソルダーレジスト用塗布領域に配置する微小な乳剤８は、上記塗布領域全面に、均一に分散させて配置されればよいが、特に千鳥配置であることが好ましい。ソルダーレジスト７塗布の際に押圧されるメッシュ５に対する補強効果が、より高まるためである。
【００２６】
また上記乳剤８は、メッシュサイズクラス程度に微小であればよく、特にメッシュ５の開口を跨いで配置される寸法を有することが好ましい。具体的には、上記乳剤８の寸法が、幅０．０４〜０．０８ｍｍ、長さ０．１０〜０．３０ｍｍであり、かつ幅方向ピッチ０．１０ｍｍ〜０．５０ｍｍ、長さ方向ピッチ０．４０〜１．００ｍｍであることが好ましい。上記寸法ならば、メッシュ５の開口を跨いで配置することができ、メッシュ５をより補強することができるためである。
なお、上記微小な乳剤８がメッシュ５の開口を跨いで配置される際、１つの開口を跨いでもよいし、２つ以上の開口を跨いで配置されてもよい。また、上記微小な乳剤８は、図６（ａ）に示されるような千鳥配置でもよいし、メッシュ５における隣接する開口に配置されても良い。
【００２７】
次に、上記スクリーン３を用いた熱硬化型ソルダーレジスト７のスクリーン印刷方法について説明する。上記スクリーン印刷は、スクリーン３上に配置されたソルダーレジスト７を、図示しないスキージによって押圧することにより行われる。上記押圧により、スクリーン３上に配置されたソルダーレジスト７は、スクリーン３のソルダーレジスト用塗布領域におけるメッシュ５の開口を介して、基材１及び金属配線２からなるプリント配線基板上に塗布される。
ここで、本実施形態を用いると、図５（ｂ）より、上記のように乳剤８を均一に分散して配置した上記スクリーン３を用いて熱硬化型ソルダーレジスト７をスクリーン印刷することにより、単に目の細かいメッシュ５を用いただけの従来のスクリーン印刷（図３（ｂ））に比べて、ソルダーレジスト７塗布の際に、メッシュ５の沈み込みを防ぐことができる。
【００２８】
本実施形態におけるプリント配線基板の製造方法により得られたプリント配線基板では、図６（ｂ）より、目の細かいメッシュ５を用いることによって、プリント配線基板上のソルダーレジスト７の塗布領域と未塗布領域の境界線の直線性を確保することができる。それと同時に、上記のように、乳剤８によりメッシュ５が補強され、スキージによる押圧の際のメッシュ５の沈み込みを防ぐことができる。そのため、十分な量のソルダーレジスト７がメッシュ５を通過することができる。結果、目の細かいメッシュ５を用いた場合、従来では塗布膜厚が薄くなるところ、本実施形態ではソルダーレジスト７を塗布する際に十分な膜厚を確保することができる。
【００２９】
さらに、微小な乳剤８を均一に分散させて配置することにより、スクリーン印刷の際に、ソルダーレジスト７の塗布むらを抑えることができ、またメッシュ５にかかる圧力を均一にすることができ、ソルダーレジスト７を塗布する際に十分な膜厚を確保することができる。さらに、上記微小な乳剤８をメッシュ５の表裏両面に設けることにより、スクリーン印刷の際に、メッシュ５が金属配線２に直接接触するのを防ぐことができる。
【００３０】
結果、本実施形態におけるプリント配線基板の製造方法を用いることにより、スクリーンにおいて使用するメッシュのサイズを従来よりも細かくして直線性を確保しつつも、スクリーン上のソルダーレジスト塗布領域に微小な乳剤を均一に分散させて配置することによって塗布膜厚を十分なものとすることができ、ソルダーレジストの塗布膜厚と、プリント配線基板上のソルダーレジストの塗布領域と未塗布領域の境界線の直線性の確保を両立させることができる。それにより、プリント配線基板における欠陥を減少させることができ、その結果、プリント配線基板を用いる電子機器の信頼性を向上させることができる。
上記プリント配線基板の製造方法により製造された配線基板は、各種電子機器、例えば液晶ドライバやプリンタドライバに好適である。
【実施例】
【００３１】
本実施例のプリント配線基板を、図５（ａ）（ｂ）及び図６（ａ）（ｂ）に示される本実施例の熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷方法を用いて製造した。
【００３２】
本実施例におけるプリント配線基板の製造に当たり、配線基板のデザインとしては、液晶ドライバ用のＣＯＦ（チップ・オン・フィルム）のパターンを用いた。基材１には、東レデュポン製の厚さ２５μｍのカプトンを用い、金属配線２における配線用の金属には厚さ８μｍのめっき銅を用いた。また、熱硬化型ソルダーレジスト７には日立化成製のＳＮ９０００を用いた。
【００３３】
本実施例におけるスクリーン印刷方法においては、メッシュ５サイズ＃３２５、乳剤６厚２０μｍのスクリーン３を用いた。このとき、上記スクリーン３におけるソルダーレジスト未塗布領域を乳剤６で覆い、ソルダーレジスト用塗布領域全面に、幅０．０６ｍｍ、長さ０．２５ｍｍの乳剤８を、幅方向ピッチ０．２５ｍｍ、長さ方向ピッチ０．５０ｍｍでメッシュ５の開口を跨ぐように千鳥配置に、均一に分散させて配置した。上記のように乳剤８を形成したスクリーン３を用いて、熱硬化性ソルダーレジスト７を基材１及び金属配線２からなるプリント配線基板上に塗布した。
【００３４】
以上の条件にて製造したプリント配線基板について調査を行ったところ、図５（ｂ）及び図６（ｂ）より、ソルダーレジスト７の塗布膜厚については約１０μｍと十分な値を確保することができ、かつプリント配線基板上のソルダーレジスト７の塗布領域と未塗布領域の境界線について十分な直線性を確保することができた。
【００３５】
上記実施例と比較するために、ソルダーレジスト用塗布領域に微小な乳剤を均一に分散させて配置しない状態での確認実験を行った。その結果を図１〜図４に示す。
上記塗布領域に微小な乳剤を均一に分散させて配置しない場合、目の粗いメッシュサイズ＃１８０だと（図２（ａ））、ソルダーレジストの塗布膜厚は約１０μｍと十分であったが（図１（ｂ））、プリント配線基板上のソルダーレジストの塗布領域と未塗布領域の境界線について十分な直線性を確保することができなかった（図２（ｂ））。
一方、ソルダーレジスト用塗布領域に微小な乳剤を均一に配置していない目の細かいメッシュサイズ＃３２５だと（図４（ａ））、プリント配線基板上のソルダーレジストの塗布領域と未塗布領域の境界線について十分な直線性を確保することができたが（図４（ｂ））、ソルダーレジストの塗布膜厚は約５μｍと不十分であった（図３（ｂ））。
以上のことから、プリント配線基板上のソルダーレジストの塗布領域と未塗布領域の境界線について十分な直線性を確保しながら、かつソルダーレジストの塗布膜厚についても約１０μｍと十分な値を確保するためには、メッシュ５サイズ＃３２５で、かつ塗布領域に微小な乳剤８を配置したスクリーン３を用いることが最適であると言える。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）従来の熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷前を示す断面図である。（ｂ）従来の熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷完了後を示す断面図である。
【図２】（ａ）従来のスクリーン印刷方法に用いるスクリーンを示す正面図（拡大図）である。（ｂ）従来の熱硬化型ソルダーレジストの印刷パターンを示す正面図（拡大図）である。
【図３】（ａ）従来の熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷前を示す断面図である。（ｂ）ソルダーレジスト用塗布領域に乳剤を配置していない従来より目の細かいメッシュスクリーンにより、熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷完了後を示す断面図である。
【図４】（ａ）ソルダーレジスト用塗布領域に乳剤を配置せず、従来より目の細かいメッシュを用いたスクリーンを示す正面図（拡大図）である。（ｂ）（ａ）のスクリーンを用いて熱硬化型ソルダーレジストを塗布した場合の印刷パターンを示す正面図（拡大図）である。
【図５】（ａ）本実施形態の熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷前を示す断面図である。（ｂ）本実施形態の熱硬化型ソルダーレジストのスクリーン印刷完了後を示す断面図である。
【図６】（ａ）本実施形態のスクリーン印刷方法に用いるスクリーンを示す正面図（拡大図）である。（ｂ）本実施形態の熱硬化型ソルダーレジストの印刷パターンを示す正面図（拡大図）である。
【符号の説明】
【００３７】
１  基材
２  金属配線
３  スクリーン
４  メッシュ
５  メッシュ
６  乳剤
７  熱硬化型ソルダーレジスト
８  乳剤
【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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