(57)【要約】【課題】小径のスルーホールを保護し、スルーホールめっきの腐食を防止することが可能なプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】内壁面に金属めっきが施されたスルーホールを有するプリント配線板の第１の面に、スルーホールの開口部を膜状に塞ぐようにレジストインクを塗布する工程と、プリント配線板の第２の面からスルーホール部を含む部分を吸引することによってスルーホールの開口部を膜状に塞いでいたレジストインクの膜を破ってスルーホールの内壁に拡散させる工程と、レジストインクを乾燥させる工程からなる構成を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁面に金属めっきが施されたスルーホールを有するプリント配線板の第１の面にレジストインクを塗布する工程と、前記プリント配線板の第２の面から前記スルーホール部を含む部分を吸引する工程と、前記レジストインクを乾燥させる工程からなることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
【請求項２】
レジストインクを塗布する工程は、スルーホールの開口部を膜状に塞ぐように塗布することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項３】
レジストインクによって膜状に塞がれるスルーホールの領域は、前記スルーホールの前記レジストインクを塗布する側の入口から前記スルーホールの中央部分までの間のいずれかの領域であることを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項４】
スルーホール部を含む部分を吸引する工程は、前記スルーホールの開口部を膜状に塞いでいたレジストインクの膜を破って前記スルーホールの内壁に拡散させることを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項５】
レジストインクを乾燥させる工程の後、プリント配線板の第２の面にレジストインクを塗布する工程と、前記プリント配線板の第１の面からスルーホール部を含む部分を吸引する工程と、再度レジストインクを乾燥させる工程からなることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項６】
レジストインクは感光性レジストインクであることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【請求項７】
レジストインクはソルダレジスト用のレジストインクであることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパソコン、移動体通信用電話機、ビデオカメラ等の各種電子機器に用いられるプリント配線板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の高機能化、高密度化に伴い、電子部品は、ますます小型化、高集積化、高速化、多ピン化の傾向にある。これに伴って、プリント配線板も高密度化が進み、小径化したスルーホールの信頼性を確保することが重要となってきている。すなわちスルーホールが小径になればめっき時にスルーホール内のめっき液の流動性が悪くなり、めっきの形成が不利になってめっき厚が薄くなる傾向にある。そのため、この小径スルーホールのスルーホールめっきをソルダレジストによって保護することが要求されるようになってきている。
【０００３】
一般にプリント配線板の最外層に形成された金属層からなる配線パターンの内ではんだ付けや接点として使用される箇所以外の部分は、通常、ソルダレジストによって被覆されることになる。このソルダレジストの形成方法は、高密度化に対応するために作画されたネガまたはポジのフィルムを介して露光する写真法が主流となってきており、その製造工程は主に、前処理、レジストインク塗布、乾燥、露光、現像、硬化の各工程で構成されている。インク塗布工程での塗布方法としては各種方法が実用化されているが、薄板に対してはスクリーン印刷法が有力である。
【０００４】
以下に図面を参照しながらスクリーン印刷法を用いた写真法ソルダレジスト形成による従来のプリント配線板の製造方法について説明する。対象とするプリント配線板１は図２（ａ）に示すように、両面に配線パターン２が形成され表裏の配線パターン２は銅めっきが施されたスルーホール３によって電気的に接続されたものである。
【０００５】
以上のように構成されたプリント配線板１はソルダレジスト形成に先立ち、その前処理として硫酸による脱錆処理およびバフ研磨が行われる。前処理の後、スクリーン印刷により図２（ｂ）に示すように、プリント配線板１の一方の面の全面にインク状のソルダレジスト４を塗布し、その後加熱することによりソルダレジスト４を乾燥する。ここでのソルダレジスト４の塗布時には、直径が１．０ｍｍ以下の小径のスルーホール３にはソルダレジスト４の表面張力により開口部を膜状に塞ぐことができる。
【０００６】
次に図２（ｃ）のようにプリント配線板１を反転して、反対面に対しても同様にソルダレジスト４を塗布、乾燥することで図２（ｄ）の状態を得ることができる。さらに露光フィルムを介して紫外線照射により露光した後、炭酸ナトリウムの水溶液で現像し、加熱硬化して図２（ｅ）のようにソルダレジスト形成が完了する。
【０００７】
以上のように製造されたプリント配線板１は、図２（ｅ）に示されるようにそのスルーホール３の開口部が表裏両面からソルダレジスト４によって塞がれたものである。これはスルーホール３の電気的な接続信頼性を確保するためのものであり、スルーホール３を保護し内部の銅めっきの腐食を防止することを目的としている。
【０００８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００４−１８６３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記の従来のプリント配線板の製造方法では、スルーホールの一方の開口部を塞いだ後に図２（ｄ）においてもう一方の開口部を塞ぐようにソルダレジストインクを塗布する時に、スルーホール内の空気の逃げ場がないためソルダレジストインクをスルーホール内へ埋め込むことが困難となり開口部を塞ぐことができない場合があった。
【００１０】
またスルーホールを両側から塞ぐことができても、スルーホールを塞いでいるソルダレジストは内部が空洞になっているスルーホールに対して膜を張った状態であり、熱処理による熱ストレスや、スプレー処理による衝撃によって破損することがあった。その場合には、スルーホール内部を保護することができず、スルーホール内に処理液が入り込み、スルーホール内壁面の銅めっきを腐食する可能性があった。
【００１１】
本発明は上記従来の問題点を解決するものであり、小径のスルーホールを保護し、スルーホールめっきの腐食を防止することが可能なプリント配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的を達成するために本発明のプリント配線板の製造方法は、内壁面に金属めっきが施されたスルーホールを有するプリント配線板の第１の面にレジストインクを塗布する工程と、前記プリント配線板の第２の面から前記スルーホール部を含む部分を吸引する工程と、前記レジストインクを乾燥させる工程からなるというものである。この構成によって、スルーホールの開口部付近に塗布されたレジストインクを反対面から吸引することでスルーホールの内壁へ拡散させることができ、拡散されたレジストインクによってスルーホール内壁を直接被覆し保護することができるという作用を有する。
【００１３】
また本発明のプリント配線板の製造方法は、レジストインクを塗布する工程は、スルーホールの開口部を膜状に塞ぐように塗布するというものである。この構成によって、反対面から吸引する時にスルーホール内に気密を保つことができるので内部を減圧状態にでき、スルーホールの開口部を膜状に塞ぐように塗布されたレジストインクをスルーホールの内側に向かって移動させながら拡散させることができ、拡散されたレジストインクによってスルーホール内壁を直接被覆し保護することができるという作用を有する。
【００１４】
また本発明のプリント配線板の製造方法は、レジストインクによって膜状に塞がれるスルーホールの領域は、前記スルーホールの前記レジストインクを塗布する側の入口から前記スルーホールの中央部分までの間のいずれかの領域であるというものである。この構成によって、スルーホールを膜状に塞いだレジストインクを反対面から吸収することによってスルーホール内に拡散させた場合に、スルーホール内壁を被覆するのに適切な量のレジストインクをスルーホールの内壁面に拡散させることができるという作用を有する。
【００１５】
また本発明のプリント配線板の製造方法は、スルーホール部を含む部分を吸引する工程は、前記スルーホールの開口部を膜状に塞いでいたレジストインクの膜を破って前記スルーホールの内壁に拡散させるというものである。この構成によって、膜を形成していたレジストインクは膜が破れてその分のインクをスルーホールの内壁を被覆するインクとして拡散させることができ、スルーホール内壁を被覆するのに適切な量のレジストインクをスルーホールの内壁面に拡散させることができるという作用を有する。また、反対面からレジストインクを塗布する場合に、スルーホール内の空気の逃げ場を確保することができ、ソルダレジストインクをスルーホール内へ適切な量だけ埋め込んだ状態で開口部を膜状に塞ぐことができるという作用を有する。
【００１６】
また本発明のプリント配線板の製造方法は、レジストインクを乾燥させる工程の後、プリント配線板の第２の面にレジストインクを塗布する工程と、前記プリント配線板の第１の面からスルーホール部を含む部分を吸引する工程と、再度レジストインクを乾燥させる工程からなるというものである。この構成によって、レジストインクの塗布、吸引、乾燥をプリント配線板の両面から繰り返すことができ、スルーホール全体をレジストインクで被覆することができるという作用を有する。
【００１７】
また本発明のプリント配線板の製造方法は、レジストインクは感光性レジストインクであるというものである。この構成によって、高密度の配線パターンに対応したレジスト形成を行うことができるという作用を有する。
【００１８】
また本発明のプリント配線板の製造方法は、レジストインクはソルダレジスト用のレジストインクであるというものである。この構成によって、スルーホール内壁面を永久レジストであるソルダレジストで被覆することができ、プリント配線板の完成品のスルーホールを保護することができるという作用を有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のプリント配線板の製造方法によれば、小径のスルーホールを保護し、スルーホールめっきの腐食を防止することが可能なプリント配線板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。本実施の形態では、ソルダレジスト形成において本発明を実施した場合について説明するものとする。
【００２１】
本発明は、図１（ａ）のような表裏に配線パターン１２が形成され、これらの表裏の配線パターン１２が銅めっきなどの金属めっきが施されたスルーホール１３によって電気的に接続されたプリント配線板１１に用いるものである。また、本発明が対象とするスルーホール１３は、内部に導電物質や樹脂などが埋め込まれたものではなく、内壁面には金属めっきが施され、中央部は一方の面から他方の面へと突き抜ける貫通孔を有する形状のものである。以下に示すように、本発明は上記のようなスルーホール１３の内壁面の保護において効果を発揮するものであるからである。また、本発明が対象とするスルーホール１３の穴径は１．０ｍｍ以下の小径のものである。それよりも径が大きいものは、スルーホール１３内の金属めっきの厚みが小さくなる心配は少ないからである。
【００２２】
また、本実施の形態で用いるソルダレジストはＵＶ感光タイプの内、露光された部分が現像後に残る所謂ネガ型フォトレジストとする。
【００２３】
レジストインクの塗布方法としては、本発明を実施する場合は、スクリーン印刷やカーテンコーターのような片面のみに塗布することが可能な方式でなければならない。近年の軽薄短小に対応した薄板に対しては、搬送および取扱いの面でスクリーン印刷が有利であるので、本実施の形態ではスクリーン印刷による場合を説明する。
【００２４】
はじめに、前処理として周知の方法により、脱錆処理、バフ研磨を行い、その後、プリント配線板１１の一方の面にインク状のソルダレジスト１４を塗布し図１（ｂ）の状態を得る。スルーホール１３の開口部は、図に示すように、インク状のソルダレジスト１４で膜状に塞ぐように塗布する。この状態は、本発明が対象とする１．０ｍｍ以下の小径のスルーホール１３の場合は、レジストインクの粘度、温度、塗布厚を調整することにより、比較的容易に得ることができる。一般にレジストインクの粘度を高くすることで、また塗布厚を厚くすることで、開口部を塞ぎやすくすることができる。２５℃の室温においては、レジストインクの粘度を５〜１００Ｐａ・ｓ、好ましくは１０〜５０Ｐａ・ｓの範囲内にすることで良好な状態が得られる。
【００２５】
スルーホール１３内へ充填するソルダレジスト１４の塗布厚の設定は、プリント配線板１１の板厚も考慮する必要がある。後の説明でわかるように、ここで充填したソルダレジスト１４をスルーホール１３の内壁面の全体に拡散させて保護することになるからである。塗布厚の設定値としては、プリント配線板１１の板厚に対して５〜５０％、好ましくは５〜３０％の厚みが適当である。板厚が１．０ｍｍのプリント配線板１１の場合は、５０μｍ〜３００μｍの厚みが好ましい。ここでの塗布厚が５０μｍ未満のような薄いものであればスルーホール１３の開口部を膜状に塞ぐことができなくなり、また厚すぎると後工程で印刷面の反対の面にソルダレジスト１４が飛び出して不具合を起こすことになる。したがって、ソルダレジスト１４で膜状に塞がれるスルーホール１３の領域は、ソルダレジスト１４を塗布する側の入口からスルーホール１３の中央部分までの間のいずれかの領域でなければならない。
【００２６】
塗布厚の設定方法としては、スクリーン印刷でのスキージ角度、スキージ速度等の印刷条件を調整することで対応が可能である。中でも印刷回数、すなわち一度の印刷におけるスキージの往復回数を複数回とすることで対応するのが有効である。
【００２７】
次にプリント配線板１１のスルーホール１３部を含む部分を印刷面の反対の面から吸引することで図１（ｃ）の状態とすることができる。この時、図１（ｂ）においてスルーホール１３の開口部を膜状に塞いでいたソルダレジスト１４は、スルーホール１３内を吸引する側へ移動し、さらには膜が破れてスルーホール１３の内壁面に拡散される。ここでは、ソルダレジスト１４が予めスルーホール１３の開口部を膜状に塞いでいたということが重要な役割を果たすことになる。すなわち、スルーホール１３の一方が塞がれていることにより他方から吸引した場合にスルーホール１３の内部の気密が保たれ減圧状態になるので、ソルダレジスト１４がスルーホール１３の内側へ向かって移動し、遂には膜が破れるという現象が発生する。そして、膜を形成していたインク状のソルダレジスト１４は膜が破れることでその分のインクをスルーホール１３の内壁を被覆するインクとして拡散させることができる。その結果、スルーホール１３の内壁面を適量なソルダレジスト１４で被覆することができる。
【００２８】
ここでの吸引力が弱く、ソルダレジスト１４の膜を破ることができずにスルーホール１３が塞がれたままであれば、上記のようにスルーホール１３の内壁面をソルダレジスト１４で被覆することができないだけではなく、第２面のソルダレジスト１４塗布時にも不具合が生じることになる。すなわち、第２面のソルダレジスト１４塗布時にスルーホール１３の反対側がソルダレジスト１４で塞がれていることになるためにスルーホール１３内の空気の逃げ場がなく、スルーホール１３内へ適量のソルダレジスト１４を埋め込むことが阻害される。以上の理由から、塗布の反対面からの吸引時には図１（ｃ）のように、ソルダレジスト１４の膜が破れるように吸引する必要がある。
【００２９】
吸引方法としては、プリント配線板１１の全面を吸引しても良く、スルーホール１３毎に個々に吸引しても良い。また一定の領域を一つのブロックとしてプリント配線板１１をいくつかのブロックに分割し、各ブロック毎に吸引するという方法も考えられる。なお、板厚が薄いプリント配線板１１を固定するために、スルーホール１３のない部分を支えながら吸引するのも有効である。さらに、吸引力を小径のスルーホール１３に集中させるために、１．２ｍｍ以上等の径が大きいスルーホール１３を覆って、１．０ｍｍ以下の小径のスルーホール１３のみを吸引するのも有効である。吸引設備としては周知の吸引設備から適宜選択すれば良い。
【００３０】
その後、プリント配線板１１を８０℃、２０分程度で加熱することで、インク状のソルダレジスト１４の溶剤分を揮発させ乾燥状態を得ることができる。ここでの図面としては、図１（ｃ）と特に変化がないので、図１（ｃ）を共用することとする。
【００３１】
第１面のソルダレジスト１４の塗布から乾燥までが完了すれば、次にプリント配線板１１を図１（ｄ）のように反転し、同様の処理を反対面である第２面に対しても実施する。ソルダレジスト１４の塗布、吸引、乾燥のいずれの処理においてもその処理条件は上記で説明した第１面の処理条件と同じ条件で良い。第２面のソルダレジスト１４塗布後の状態および吸引後の状態をそれぞれ図１（ｅ）、図１（ｆ）に示した。
【００３２】
図１（ｃ）に示したように、第１面の塗布、吸引のみでは、スルーホール１３の内壁面の内でソルダレジスト１４を塗布した側から見た反対側の開口部付近がソルダレジスト１４によって十分に被覆されない場合がある。そのような場合であっても、第２面からのソルダレジスト１４の塗布およびその反対面からの吸引により図１（ｆ）に示すように、スルーホール１３の内壁面全面をソルダレジスト１４で完全に被覆することができる。その後、ソルダレジスト１４を乾燥させて図１（ｆ）の状態を得る。
【００３３】
次に周知の方法により、露光、現像、硬化の処理を行い、図１（ｇ）のとおりソルダレジスト形成が完了する。
【００３４】
本実施の形態で用いたソルダレジスト１４はネガ型であるので、図１（ｇ）のようにスルーホール１３の内壁面にソルダレジスト１４を残したいときはスルーホール１３内部を露光しなければならない。そのため、スルーホール１３内の露光のことだけを考えれば、露光に用いるＵＶ光は散乱光が適している。したがって表層部の露光密度がそれほど高くない場合は、散乱光が良い。しかしながら、表層部の露光密度が高くない場合は露光に用いるＵＶ光は平行光でなければならない。この場合であっても少し光量を増すことで対応することができる。平行光であってもスルーホール１３内で散乱するからである。また、ソルダレジスト１４をポジ型フォトレジストとしても対応できることは言うまでもない。この場合は、スルーホール１３を露光する必要はない。
【００３５】
以上の製造方法により本発明が目的とする図１（ｇ）の状態を得ることができる。すなわち本発明で得られたプリント配線板１１は、スルーホール１３の内壁に沿ってソルダレジスト１４の層が形成され、スルーホール１３の内壁部が被覆されているという構成を有する。さらに、スルーホール１３の内部の一部がソルダレジスト１４で穴詰まりしているようなことはなく、一方の面から他方の面へと突き抜けて貫通しているという構成を有するものである。
【００３６】
本発明の効果は、以後のプリント配線板の製造工程、部品を実装する実装工程、およびセットに組み立てた後のエンドユーザでの使用において発揮されるものである。以後のプリント配線板の製造工程としては、はんだ付け部のめっき処理や防錆処理が考えられるが、いずれの場合も薬品によるウェット処理を伴うものである。本発明によれば、スルーホール１３内はソルダレジスト１４で被覆されているので、薬品によって腐食することはない。さらにソルダレジスト１４はスルーホール１３の内壁面に沿って被覆しており、穴詰まりすることなく図１（ｇ）のように貫通しているので、スルーホール１３内部に薬品が溜まった状態になって腐食が進行するというようなことはない。また同様に部品を実装する実装工程においても、スルーホール１３内がはんだ付けされたり、スルーホール１３内にフラックスが残存したりすることはない。
【００３７】
さらに、スルーホール１３内に薬品等の残存があれば、セットに組み立てた後のエンドユーザでの使用においても、薬品の残渣が湿気をおびてソルダレジスト１４に浸透しスルーホール１３が腐食していく心配があるが、本発明の実施に係わるプリント配線板１１においてはそのような心配はない。
【００３８】
なお、本実施の形態ではレジストはソルダレジストとして説明したが、パターン形成用のエッチングレジストに対しても同様に本発明を実施することができる。この場合は、エッチング工程においてスルーホールをエッチング液から保護するという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように本発明のプリント配線板の製造方法は、小径のスルーホールを保護し、スルーホールめっきの腐食を防止することが可能なプリント配線板の製造方法を提供することができるので、移動体通信用電話機、ビデオカメラ等の各種電子機器に用いられるプリント配線板の製造方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態におけるプリント配線板の製造方法を示す断面図
【図２】従来のプリント配線板の製造方法を示す断面図
【符号の説明】
【００４１】
１１  プリント配線板
１２  配線パターン
１３  スルーホール
１４  ソルダレジスト
【図１】
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【図２】
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