JPH08510164A - 導体板のコーティング方法及び装置 - Google Patents
導体板のコーティング方法及び装置Info
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Abstract
(57)【要約】
下記の工程によることを特徴とする、電磁波(好ましくは、紫外線)によって架橋させ得るコーティング材料をロールコーティング法で導体板にコーティングする方法:室温において高粘性から固体までの状態を取る、溶融し得る光重合可能な、好ましくは、500〜1500の平均分子量を有するコーティング材料を溶融し、ロールコーティング装置の被覆ロールに供給する工程;温度約60℃〜110℃、粘度約1000〜20000mPaのコーティング材料を導体板表面に約10〜200μmの厚さで被覆する工程;導体板のコーティングすべき表面を、コーティング前に、コーティング材料の被覆温度よりも約10℃〜50℃高い温度に予熱する工程。本方法を行うための装置(10)も開示されている。
Description
【発明の詳細な説明】
導体板のコーティング方法及び装置
技術分野
本発明は、電磁波(好ましくは、紫外線)によって架橋させ得るコーティング
材料を導体板にコーティングする方法に関するものである。本発明は、更に、該
方法に適する装置に関するものである。
背景技術
導体板は、コンポーネントへの導通接続を行う機能を果たす。小型化の進展と
ともに、接続の数がますます増加され、従って、導体板技術によって多重面回路
が開発されたのみならず、導体列がますます細小化され、ボア径がますます縮小
され、二つのボアの間の導体列の数がますます増加されている。
表面に設置されるコンポーネント(サーフェス・マウンテッド・デバイス)の
開発とともに、所要面積が更に減少された。かくして、100μm以下の導体幅
、0.3〜0.2mmのボア径、2.54mmのボアラスタの間の導体列が7以
下の場合に0.4mm以下のハンダ付アイの径が達成される。同時に、集積回路
の必要な接続の数がますます増加する。集積密度のさらなる増大に伴う問題は、
極めて複雑であり、包括的な解決を必要とする。上記問題は、まず導体像形成に
おいて始まる。
導体像形成のため、穿孔した銅張りベース材料にポジ
レジスト又はネガレジストをコーティングする。これは、以前は、スクリーンプ
リントできるエッチングレジスト又はガルバノレジストであったが、現在は主と
してフォトレジストが使用されている。これは、固体又は液体のレジストである
。この種のレジストは、表面に積層させるか(固体レジスト)、注液機によって
又はロールによってコーティングされる(液体レジスト)。
導体像は、マスク設置後、例えば紫外線による露光によってレジストを重合さ
せて固定、現像される。かくして、いわゆるパターンプレーティング・プロセス
が生ずる。パターンプレーティングの場合、まずマスクを載せ、導体のない範囲
のみを露光し、現像する。次いで、導体列をメッキによって構成し、穿孔した接
触孔に銅メッキする。導体のメッキ後、導体に、例えばスズを被覆し、ガルバノ
レジストを除去し導体像をエッチングする。エッチング速度は、すべての方向へ
同一であるので、エッチング不足は、使用した銅フィルムの厚さにほぼ対応する
。パターンプレーティング・プロセスのエッチング工程に現れるエッチング不足
は、この方法を大量生産に使用する場合の制約をなす。更に、浴のジオメトリー
又は導体板のジオメトリーに起因して、高さ同一の導体の作製は、概ね不可能で
ある。
従って、精密導体技術のために、いわゆるパネルプレーティング法が開発され
た。この場合、穿孔した銅張りベース材料から出発し、銅層の厚さの均一性を達
成する
ため、まず導体板面及び穿孔した孔に銅メッキする。次いで、無水フィルムレジ
ストを積層し、マスクを使用して露光し、現像する。
しかしながら、精密導体の場合は、しばしば狭搾が現れる。なぜならば、積層
ロールの線圧がベース材料の凹凸を補償できないので、無水フィルムレジストの
接着が全く均一でないからである。銅メッキしたボア孔もエッチング作用に対し
て保護することが重要である。これは、レジスト(いわゆる、“テント”)でボ
アを被うことによって行う。
更なる小型化及び表面に設置されるコンポーネントの技術によって、いわゆる
残存リングのない上昇ボアが生まれた。この場合、無水フィルム積層技術は使用
できない。なぜならば、いわゆる残存リングのないレジストフィルムは、導体板
表面にもはや固定できないからである。しかしながら、残存リングのないボアも
レジストで被うことができ、かくして、上記ボアをエッチング作用に対して保護
するため、ラッカー浴から厚さ5〜15μmのレジストフィルムを孔及び導体板
表面上に形成する、いわゆる電気的浸漬式ラッカー被覆法が開発された。しかし
ながら、この方法は極めて経費がかかり、層厚が僅かであるため、パネルプレー
ティング法と併用しなければならない。
WO93/14444には、室温において高粘性で溶融し得るフォトレジスト
を使用し、液化後にスクリーン
注液法にもとづき上記フォトレジストを冷却された導体板に被覆する形式の加熱
コーティング法が提案されている。冷却された導体板上に現れるフォトレジスト
溶融体は、孔壁において冷却され、従って、上記孔内に流入できず、孔壁に支持
された孔被覆層を形成する。導体板の冷却は、パターンのない導体板の場合には
良い結果を生ずるが、冷却された導体板には適用できない。この場合は、導体列
が冷却フィンとして作用する。導体面上に現れるフォトレジストは、急激に冷却
され、この場合、導体列の間に空気が封入されることになる。
鋼ロールによってコーティング材料を導体板上に被覆する方法も公知である。
加熱された二つの被覆ロールを使用するロール被覆装置において導体板の両面に
同時にコーティングを行えば特に経済的である。この場合、通常、溶剤比率が高
く粘度が低いラッカー系を使用する。ラッカーが良好に流れ、縞を生じないよう
、表面張力は小さくなければならない。この両面コーティング法は、導体板ので
きる限り平坦な表面を前提とする。既に導体列を備えた導体板にコーティングを
行う場合は導体上で圧搾が起こり、従って、確実な被覆が保証されない。更に、
エッチング不足によって導体フランクの下方に存在する中空スペースには、概ね
ラッカーが充填されず、従って、はんだ付後欠陥箇所が生じ、水分が侵入するこ
とになる。
発明の開示
従って、本発明の課題は、気泡を含まない被覆層を形成できるコーティング法
を創成することにある。本方法によって、特に、導体面の両面に同時にコーティ
ングを行うことを意図する。更に、比較的高い導体列を備えた導体板にコーティ
ングできなければならず、この際、同時に、存在する接触ボアを確実に被うこと
が可能でなければならない。導体フランクのエッチング不足部分にラッカを完全
に充填しなければならない。被覆層表面は、乾燥後、接着剤を含んでいてはなら
ず、接触露光法において露光できなければならない。更に、本発明に係る方法を
実施できる装置を提供することを意図する。
上記課題及びこの課題と組合せられる別の課題は、本発明の方法及び装置によ
って解決される。本発明に係る方法及び本発明に係る関連の装置の特に好ましい
実施例も、本発明の対象である。本発明によって、特に、下記操作工程を特徴と
するロールコーティング法において、電磁波(好ましくは、紫外線)によって架
橋できるコーティング材料を導体板にコーティングする方法を創成する:
−室温において高粘性から固体までの状態を取る、溶融し得る光重合可能な、好
ましくは、500〜1500の平均分子量を有するコーティング材料を溶融し、
ロールコーティング装置の被覆ロールに供給し、
−温度約60℃〜110℃、粘度約1000〜20000mPaのコーティング
材料を導体板表面に約10〜2
00μmの厚さで被覆し、
−導体板のコーティングすべき表面を、コーティング前に、コーティング材料の
被覆温度よりも約10℃〜50℃高い温度に予熱する。
1000〜20000mPaの高粘度の溶融し得るコーティング材料を、高い
押圧力のもとで、被覆温度よりも10〜50℃高い温度に加熱した導体板上に、
60℃〜110℃の温度に加熱したゴム引き被覆ロールによって、両面に被覆す
るのが好ましい。被覆ロール上のこの高粘性が、導体上の圧搾流出を阻止する。
好ましくは両面に加えられた高い線圧が、導体板上で低下するコーティング材料
の粘度と共働して、導体下方のすべての中空スペースの完全な充填を達成する。
コーティング材料は、高温の導体板表面上で更に流動化され、導体エッジまで流
れ上記エッジを最適に被う。
ロールコーティング装置において溶融し得るコーティング材料を導体板にコー
ティングする本発明に係る方法によって、従来の問題点(例えば、導体上におけ
るコーティング材料の圧搾流出、導体下方の中空スペース内の気泡封入)が排除
される。冷却された導体板に対するWO93/14444に記載のスクリーン注
液法とは異なり、導体列を備えた、即ち、パタンを有する導体板にも高品質のコ
ーティングを確実に実施できる。
電磁波(好ましくは、紫外線)によって架橋させ得るコーティング材料をコー
ティングする本発明に係る装置
は、少なくとも一つの被覆ロールと、被覆ロール上にコーティング材料を被覆す
る装置とを有するロールコーティング装置である。この装置は、室温において高
粘性から固体までの状態を取る、溶融し得る光重合可能な、低分子量の、好まし
くは、平均分子量が500〜1500のコーティング材料のための加熱可能で温
調可能な槽と、導体板表面をコーティング前にコーティング材料の被覆温度より
も約10℃〜50℃高い温度に予熱する、導体板の被コーティング表面の予熱装
置とを含み、この場合、導体板の表面温度は、70℃〜160℃の温度を越えず
、溶融されたコーティング材料は、上記槽から被覆ロールに送られる。
ゴム引き被覆ロールを使用することによって、導体列によってパターン化され
た導体板の表面凹凸を更に十分に補償できる。ロールコーティング装置の前の加
熱装置は、導体板の温度が、コーティング材料の被覆温度よりも高いが、160
℃を越えないように導体板を加熱するのに役立つ。かくして、コーティング材料
は導体板上でより高い温度に置かれ、その粘度が低下し、かくしてコーティング
材料は、極めて小さい中間スペースに流入でき、すべての範囲を良好に被うこと
ができる。他方、導体板の温度は、コーティング材料の結合が劣化するほど高く
ない。
発明を実施するための最良の形態
本発明に係るロールコーティング装置を模式的に示す
唯一の図面を参照して、以下に、本発明の本質的細目を詳細に説明する。
本発明に係る方法は、ロールコーティング装置によって実施する。所望のコー
ティング態様(片面又は両面)に応じて、一つの片面コーティング用ロールコー
ティング装置を使用し、或いは、二つの片面ロールコーティング装置を順次に配
置できる。後者の場合、装置の間に反転ステーションを設ける。しかしながら、
導体板の両面コーティングの場合、例えば、添付の図面に示したような、両面ロ
ールコーティング装置10を使用する。図示の装置は、特に、導体板の同時の両
面コーティングを行うように構成され、加熱可能な二つの被覆ロールを使用する
両面ロールコーティング装置である。被覆ロール1,3の被覆面には、ゴムを引
くのが好ましい。この場合、ゴムの可撓性は、例えば、導体列の不揃いの高さに
起因する、導体板表面の凹凸が十分に補償されるように選択する。各被覆ロール
1,3の直近に、同じく加熱可能な配量ロール2,4が設けてある。この場合、
配量ロールは、配量ロール2,4と被覆ロールとの間に狭い間隙が形成されるよ
うに配置する。間隙幅は、被覆ロール1,3上に形成されるコーティング材料被
膜の厚さを定める。コーティング材料の供給のため、好ましくは、被覆ロール1
,3の上方に、コーティング材料の加熱可能な貯蔵容器5が設けてあり、断熱さ
れた又は加熱可能な供給導管6,7が、上記貯蔵容器から当該のロール対1,2
;
3,4に達している。上下の被覆ロール1,3は、導体板の厚さの約50%〜9
5%に対応する間隔だけ相互に離すのが好ましい。
60℃〜110℃に加熱可能なゴム引き被覆ロール1,3と70℃〜160℃
に加熱可能な配量ロール2,4との間の配量間隙は、この間隙にラッカ槽が生ず
るように調節する。室温において高粘度から固体までの状態を取るコーティング
材料は、貯蔵容器5内で十分に流動化されているので、双方のロール対1,2;
3,4に供給できる。コーティングのため、導体板Lを約5〜20m/分の速度
で双方の被覆ロール1,3の間の通過間隙を介して送る。被覆ロール及び配量ロ
ールが加熱可能であることによって、導体板表面上の被覆直前に、コーティング
材料を所要の被覆温度及び所要の被覆粘度とすることができる。この場合、使用
する溶融し得るコーティング材料は、約20℃〜80℃の軟化範囲を有していれ
ば好ましい。
コーティング前に、ロールコーティング装置10の前に設けた温調装置8にお
いてコーティング材料を所望のコーティング温度とする。特に、導体板Lは、コ
ーティング前に、温調装置8において、導体板表面の温度がコーティング材料よ
りも10℃〜50℃高くなるよう、加熱する。かくして、コーティング材料は、
導体板表面上で更に流動化され、従って、凹凸がより良好に補償される。この場
合、コーティング材料の被覆粘度は、100
0〜20000mPa(好ましくは、約8000〜12000mPa)である。
コーティング材料のこの比較的高い粘度によって、接触ボアは、コーティング材
料によって十分に被われる。導体板表面の温度は、コーティング材料が流動でき
なくなり被覆層が保持される程度にコーティング材料の粘度がボアにおいて低下
するように調節する。
ロールコーティング装置の後段の温調ステーション9において、粘着性のない
表面が得られるように、場合によっては、コーティングせる導体板を温調する。
しかしながら、表面の予架橋を達成して粘着性のない表面を得るため、コーティ
ングした導体板表面に紫外線を短時間照射する露光ステーションを後段に設ける
ことができる。温調ステーション9と露光ステーションとを組合わせることもで
きる。
コーティング層は、導体板の対応する処理後に再び除去されるエッチングレジ
スト又はガルバノレジストとして使用できる。しかしながら、コーティング層は
、更に、アディティブ法のパーマネントレジストとして、ソルダーレジストマス
クとして又は高い置きはんだ(Loetdepot)形成のためのマスクとして
使用することができる。
以下の実施例を参照して本発明を詳細に説明する。例示の各種のコーティング
剤の調製のため、下記の樹脂成分を使用する。樹脂成分A
:分子量188〜220のビスフェノールA−ジグリシジルエーテル
1当量とアクリル酸1.1当量とを反応させ、次いで、反応生成物を無水ヘキサ
ヒドロフタル酸0.8当量と反応させて得られる、平均分子量860,軟化範囲
30〜40℃,70℃における粘度10000〜20000mPaの、室温にお
いて固体の、光架橋可能な樹脂。この場合、反応は、80℃において3時間行わ
させる。樹脂成分B
:室温において固体であり、軟化温度20〜30℃、80℃における
粘度2000〜5000mPaを有する、光架橋可能な熱硬化性樹脂。この樹脂
は、分子量約580のクレゾールノボラックトリグリシジルエーテル1モルとア
クリル酸1モルとを反応させることによって得られる。樹脂成分B1
:光架橋可能な樹脂。この樹脂は、EP−A−0194360、実
施例2にもとづきトルイレン−2,4−ジイソシアナート・トルイレン−2,6
−ジイソシアナート・異性体混合物1モルとヒドロキシエチルアクリレート1モ
ルとの反応によって得られた分子量290の不飽和イソシアナートカルバミン酸
エステルと上記樹脂成分Bとを60℃において3時間反応させて得られる。樹脂
成分B1は、950の分子量及び475のエポキシ当量を有し、粘度は、室温に
おいて20000mPaであり、70℃において500〜1000mPaである
。樹脂成分C
:流動剤及びフォトイニシエータを含む、下記組成の、分子量534
のクレゾールノボラック:
樹脂成分D:流動剤、フォトイニシエータ及び硬化加速剤を含む、下記組成の、
分子量534のクレゾールノボラック:
実施例1:
導体板表面にエッチングレジスト又はガルバノレジストを被覆した。
導体板:ベース材料FR4,厚さ1.6mm
銅張り層:17.5μm
温度:120℃
エッチングレジスト又はガルバノレジストの形成のため、ロールコーティング
装置によってコーティング材料1を導体板に被覆した。
被覆ロール温度:80℃
コーティング材料1の粘度:1000mPa
エッチングレジストのコーティング厚:10μm
コーティング時の導体板送り速度:20m/分
ガルバノレジストのコーティング厚:40μm
コーティングした導体板を垂直位置で110℃〜120℃の温度において3〜
10分温調した。この際、コーティング成分が予架橋され、室温に導体板を冷却
した後、粘着性のない表面が得られた。実施例2
:
両面ロールコーティング法で、室温において固体のコーティング材料を導体板
表面に被覆した。室温に冷却後、粘着性のない表面が得られた。
導体板:ベース材料FR4,厚さ1.6mm
銅張り層:17.5μm
温度:140℃
コーティング材料2:樹脂成分A90重量部及び樹脂成
分C10重量部
粘着性のないエッチングレジスト又はガルバノレジストの形成のため、溶融し
得るコーティング材料を被覆した。
被覆ロール温度:110℃
コーティング材料の被覆粘度:1000mPa
エッチングレジストのコーティング厚:10μm
コーティング時の導体板送り速度:20m/分
ガルバノレジストのコーティング厚:40μm
コーティングした導体板を垂直位置で放冷させ、室温において粘着性のない表
面が得られた。実施例3
:
ロールコーティング法で室温において固体の溶融し得るコーティング材料を被
覆して、厚さ30μm及び100μmのソルダーレジストマスクを作製した。
導体板:ベース材料FR4,厚さ1.6mm
導体高さ:60μm
導体幅:100μm
導体間隔:150μm
温度:140℃
コーティング材料3:樹脂成分A 50重量部
樹脂成分B 40重量部
樹脂成分D 10重量部
被覆ロール温度:70℃
コーティング材料3の被覆粘度:10000mPa
コーティング厚:30μm
コーティング時の導体板の送り速度:20m/分
コーティング厚:100μm
コーティング時の導体板の送り速度:15m/分
コーティング後、導体板を垂直位置で室温に放冷した。
コーティングした導体板表面は、室温において、粘着性を示さない。
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(31)優先権主張番号 P4329730.7
(32)優先日 1993年9月3日
(33)優先権主張国 ドイツ(DE)
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(32)優先日 1993年9月3日
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(31)優先権主張番号 P4337907.9
(32)優先日 1993年11月8日
(33)優先権主張国 ドイツ(DE)
(31)優先権主張番号 P4401778.2
(32)優先日 1994年1月24日
(33)優先権主張国 ドイツ(DE)
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Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.電磁波(好ましくは、紫外線)によって架橋させ得るコーティング材料をロ ールコーティング法で導体板にコーティングする方法において、 −室温において高粘性から固体までの状態を取る、溶融し得る光重合可能な、好 ましくは、500〜1500の平均分子量を有するコーティング材料を溶融し、 ロールコーティング装置の被覆ロールに供給し、 −温度約60℃〜110℃、粘度約1000〜20000mPaのコーティング 材料を導体板表面に約10〜200μmの厚さで被覆し、 −導体板のコーティングすべき表面を、コーティング前に、コーティング材料の 被覆温度よりも約10℃〜50℃高い温度に予熱することを特徴とする方法。 2.コーティングすべき導体板表面の温度を約70℃〜160℃に調節すること を特徴とする請求項1記載の方法。 3.導体板表面への被覆前に、好ましくは、加熱可能な被覆ロールによって、コ ーティング材料を被覆温度及び被覆粘度とすることを特徴とする請求項1又は2 記載の方法。 4.ロールコーティング装置の被覆ロールの間の通過間隙を導体板の厚さの約5 0%〜95%に調節することを特徴とする請求項1ないし3のうちの何れか一つ に記載 の方法。 5.約20℃〜80℃の軟化範囲を有するコーティング材料を使用することを特 徴とする請求項1ないし4のうちの何れか一つに記載の方法。 6.導体板の両方の表面にコーティングし、この場合、該コーティングを好まし くは同時にすることを特徴とする請求項1ないし5のうちの何れか一つに記載の 方法。 7.被覆後に且つ以後の処理前に、導体板の粘着性のない表面を得るため、コー ティング層を温調工程において部分的に架橋させることを特徴とする請求項1な いし6のうちの何れか一つに記載の方法。 8.コーティング層によってソルダーレジストマスクを形成することを特徴とす る請求項1ないし7のうちの何れか一つに記載の方法。 9.高い置きはんだ形成のためのマスクとしてコーティング層を使用することを 特徴とする請求項1ないし8のうちの何れか一つに記載の方法。 10.コーティング層によってエッチングレジスト又はガルバノレジストを形成 することを特徴とする請求項1ないし8のうちの何れか一つに記載の方法。 11.コーティング層によってアディティブ法のためのパーマネントレジストを 形成することを特徴とする請求項1ないし8のうちの何れか一つに記載の方法。 12.コーティング層が、残存リングのない上昇開口を被うことを特徴とする請 求項1ないし11のうちの何れ か一つに記載の方法。 13.少なくとも一つの被覆ロールとコーティング材料を被覆ロールに被覆する 装置とを含むロールコーティング装置を使用して、電磁波(好ましくは、紫外線 )によって架橋させ得るコーティング材料を導体板にコーティングする装置にお いて、ロールコーティング装置が、室温において高粘性から固体までの状態を取 る、溶融し得る光重合可能な、低分子量の、好ましくは、500〜1500の平 均分子量を有するコーティング材料のための加熱可能で温調可能な溶融槽を装備 しており、溶融されたコーティング材料が、上記溶融槽から被覆ロールに供給さ れ、導体板のコーティングすべき表面の予熱装置が設けられ、導体板表面は、上 記予熱装置において、コーティング前に、コーティング材料の被覆温度よりも約 10℃〜50℃高い温度に予熱され、導体板表面の温度は、70℃〜160℃を 越えないことを特徴とする装置。 14.ロールコーティング装置が、高温の導体板表面に被覆する直前に溶融し得 るコーティング材料を約60℃〜110℃の温度及び約1000〜20000m Paの粘度とすることができる少なくとも一つの加熱可能な被覆ロールを含むこ とを特徴とする請求項13記載の装置。 15.被覆ロールにエッチング材料を被覆する装置が、加熱可能であり、好まし くは、約70℃〜110℃に温度調節できる少なくとも一つの配量ロールを含む ことを特徴とする請求項13又は14記載の装置。 16.ロールコーティング装置が、導体板の両面に同時にコーティングするよう に構成されており、コーティングすべき導体板の厚さの約50%〜95%の、高 さ可変の通過間隙を相互間に解放する2つの加熱可能な配量ロール及び2つの加 熱可能な被覆ロールを含むことを特徴とする請求項13ないし15のうちの何れ か一つに記載の装置。 17.ロールコーティング装置に続いて、温調によって又は紫外線の短時間の照 射によって導体板のコーティング層を非粘着性とするための温調ステーション又 は紫外線照射ステーションが設けられていることを特徴とする請求項13ないし 16のうちの何れか一つに記載の装置。 18.被覆ロールにゴムが引かれていることを特徴とする請求項13ないし17 のうちの何れか一つに記載の装置。
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