JPH11310651A - 基板の表面改質方法 - Google Patents

基板の表面改質方法

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JPH11310651A
JPH11310651A JP11063314A JP6331499A JPH11310651A JP H11310651 A JPH11310651 A JP H11310651A JP 11063314 A JP11063314 A JP 11063314A JP 6331499 A JP6331499 A JP 6331499A JP H11310651 A JPH11310651 A JP H11310651A
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務 渋谷
Kaoru Katayama
薫 片山
Mitsugi Shirai
貢 白井
Shinichi Wai
伸一 和井
Hideaki Sasaki
秀昭 佐々木
Yasuhiro Iwata
泰宏 岩田
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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Abstract

(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〜600
nm、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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高分子材料を有す
る基板の表面改質方法に係り、特に、電子回路基板上に
電子部品を仮固定するために使用する液体の濡れ拡がり
性を向上させるために使用して好適な基板の表面改質方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】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。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】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うことを可能にした高分子
材料の表面改質方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、回路基板等の表面に塗布された高分子材料の必要と
する領域表面にのみ光エネルギを照射することにより達
成される。
【0006】本発明は、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。
【0007】また、本発明は、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絶縁物で
ある高分子材料の表面改質を行うことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明による基板の表面改
質方法の一実施形態を図面により詳細に説明する。
【0009】図1は本発明の一実施形態による高分子材
料を有する基板の表面改質方法を説明する図、図2は被
処理基板の構成例を示す図、図3は本発明の一実施形態
による処理を行った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
2 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。
【0010】本発明の一実施形態による高分子材料の表
面改質方法により処理を行う基板2は、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、LS
I等の電子部品がはんだ付けされる。
【0011】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。
【0012】本発明の一実施形態による高分子材料の表
面改質方法は、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0.0
5J/cm2〜0.5J/cm2とするのが好適である。
【0013】レーザ光3を照射して表面改質が実施され
た基板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
の一実施形態を施した基板2は、図3に示すように、L
SI等の電子部品6を、はんだ付けを行う前に、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。
【0014】また、前述した本発明の一実施形態による
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。
【0015】さらに、本発明の一実施形態による方法に
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。
【0016】次に、図6を参照して前述した本発明の一
実施形態による方法を施した場合の液体の濡れ拡がりの
状態を、従来技術の場合と比較して説明する。
【0017】図6(a)に示すように、本発明の一実施
形態による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、本発明の一実施形態による処理
を行っていない部分は、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。
【0018】一方、従来技術による方法の場合、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。
【0019】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。
【0020】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。
【0021】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/cm
2 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。
【0022】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。
【0023】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。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、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うことができる。
【0025】本発明によれば、必要な領域のみの表面改
質を行うことができるので、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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による高分子材料を有する
基板の表面改質方法を説明する図である。
【図2】被処理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処理を行った基板に
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】
1 レーザ照射エリア 2 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和井 伸一 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 佐々木 秀昭 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 岩田 泰宏 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一表面に高分子材料層を有する基板の表
    面改質方法において、 光エネルギを照射するための光源を用意し、 前記基板の前記一表面において液体に対する濡れ拡がり
    性を改良するための第1の領域と該第1の領域以外の第
    2の領域を予め規定し、 前記第1の領域に前記光源から100nm〜600nm
    の波長を有する光エネルギを照射することを特徴とする
    表面改質方法。
  2. 【請求項2】 前記光エネルギは、0.05J/cm2
    〜0.5J/cm2のエネルギ密度を有することを特徴
    とする請求項1記載の表面改質方法。
  3. 【請求項3】 前記高分子材料はPIQ(ポリイミド−
    イソインドロキナゾリンジオン)またはPMMA(ポリ
    メチルメタクリレート)であることを特徴とする請求項
    1記載の表面改質方法。
  4. 【請求項4】 前記光源はエキシマ光源であることを特
    徴とする請求項1記載の表面改質方法。
  5. 【請求項5】 前記光エネルギーの照射は、大気中、真
    空中、Heアシスト中のいずれかの雰囲気中で行われる
    ことを特徴とする請求項1記載の表面改質方法。
  6. 【請求項6】 前記液体はアルコール系溶剤であること
    を特徴とする請求項1記載の表面改質方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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