(57)【要約】【課題】クリーム半田の表面は、大気中の酸素等により劣化する。かかる表面が劣化したクリーム半田をプリント配線基板に印刷すると、半田ボールやぬれ性の低下が生じるという問題がある。【解決手段】複数の貫通穴１０が形成され、スキージ２によって貫通穴１０へクリーム半田８を供給することによりプリント配線基板のパッドにクリーム半田８を印刷するメタルマスク１であって、メタルマスク１には、スキージ２によってクリーム半田８の印刷動作を開始するクリーム半田待機位置１２とクリーム半田待機位置１２に最も近い貫通穴１４の間に、貫通穴１４と連通しておらず、スキージ２の長手方向の幅Ａ以上の長さＷの帯状の開口部１１が形成されたので、電子部品をプリント配線基板９に半田付けする際、表面部分Ｒが劣化したクリーム半田８を印刷することが無い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が実装されるプリント配線基板のパッドと対応する位置に複数の貫通穴が形成され、スキージによって該貫通穴へクリーム半田を供給することにより該パッドに該クリーム半田を印刷するためのメタルマスクにおいて、
前記メタルマスクには、該スキージによって該クリーム半田の印刷動作を開始するクリーム半田待機位置と該クリーム半田待機位置に最も近い該貫通穴の間に、該貫通穴と連通しておらず、該スキージの長手方向の幅以上の長さの帯状の開口部が形成されたことを特徴とするメタルマスク
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板上にクリーム半田を印刷する時に使用するメタルマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線基板の表面または裏面に形成されたパッド等にクリーム半田（半田ペースト、ソルダペースト）を印刷するために、ステンレス製の金属板に貫通穴が形成されたメタルマスクが用いられている。当該貫通穴は、電子部品が実装されるプリント配線基板のパッドと対応する位置に複数形成されている。
【０００３】
このメタルマスクを用いたクリーム半田の印刷は、以下のように行われる。すなわち、メタルマスクの貫通穴とプリント配線基板のパッドの位置が一致するよう両者を重ね合わせる。そして、スクリーン印刷装置のスキージによって、メタルマスク上に置かれたクリーム半田を水平方向に移動させながらクリーム半田を貫通穴に供給（充填）する。その後、メタルマスクを鉛直方向に移動させて取り外す。そうすると、プリント配線基板のパッド上にクリーム半田が印刷される。このように、プリント配線基板の表面または裏面にクリーム半田を印刷する際にメタルマスクを用いることは、一般に行われている（例えば、特許文献１〜１４参照）。
【０００４】
プリント配線基板へのクリーム半田の印刷後は、クリーム半田が印刷されたパッド上に電子部品を置き、リフロー炉に搬送してクリーム半田を溶融させることにより、電子部品がプリント配線基板に実装される。ここで、実装とは、プリント配線基板に電子部品が接着固定され、かつ、プリント配線基板のパッドと電子部品の電極パッドとが電気的に接続された状態をいう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３０５２７２号公報
【特許文献２】特開平７−３８２３１号公報
【特許文献３】特開平９−１４２０５３号公報
【特許文献４】特開平１０−２１１６８９号公報
【特許文献５】特開平１０−３０３２４８号公報
【特許文献６】特開平１０−１６６５４７号公報
【特許文献７】特開２００１−３４１２７８１号公報
【特許文献８】特開２００２−２１０９１６号公報
【特許文献９】特開２００７−２３０２２３号公報
【特許文献１０】特開２００８−１０２６８号公報
【特許文献１１】特開２００８−４４３６６号公報
【特許文献１２】特開２００８−１１７８３５号公報
【特許文献１３】特開２００９−２２４６７８号公報
【特許文献１４】特開２００９−２３３９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、メタルマスク上に置かれたクリーム半田は、大気に触れる時間が長くなると、クリーム半田表面のアルコール分等の溶剤が蒸発して粘度が高くなる、大気中の酸素により酸化する等して劣化する。特に、スクリーン印刷装置を使用する場合、Ｎ枚目のプリント配線基板のクリーム半田の印刷を終えた後、Ｎ＋１枚目のプリント配線基板のクリーム半田の印刷を開始するまでの待機時間があるので、クリーム半田の大気と接触する部分の劣化が進行し易い。
【０００７】
表面が劣化したクリーム半田を用いた場合、リフロー時に半田ボールの発生やぬれ性の低下等の問題が発生する。また、クリーム半田の粘度が高くなるため、プリント配線基板へのクリーム半田の印刷ミスや電子部品の位置ズレ等が発生する。
【０００８】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、プリント配線基板上にクリーム半田を印刷する際、表面が劣化したクリーム半田の印刷を未然に防止できるメタルマスク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】
【０００９】
本発明は、電子部品が実装されるプリント配線基板のパッドと対応する位置に複数の貫通穴が形成され、スキージによって貫通穴へクリーム半田を供給することによりパッドにクリーム半田を印刷するためのメタルマスクに関するものである。
【００１０】
そして、メタルマスクには、スキージによってクリーム半田の印刷動作を開始するクリーム半田待機位置とクリーム半田待機位置に最も近い貫通穴の間に、貫通穴と連通しておらず、スキージの長手方向の幅以上の長さの帯状の開口部が形成されたことを特徴とする。
【００１１】
かかる構成により、クリーム半田待機位置に長時間大気にさらされ劣化したクリーム半田の表面は、クリーム半田の印刷動作を開始した直後に、スキージによって開口部に充填される。これにより、劣化したクリーム半田の表面は、開口部により除去されるので、メタルマスクに形成された貫通穴に供給されることがない。
【００１２】
つまり、本発明は、劣化したクリーム半田がクリーム半田の印刷に使われることが無いので、品質の良いプリント配線基板装置を提供することができる。ここで、プリント配線基板装置とは、プリント配線基板に各種電子部品が実装されたものをいう。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、酸化等して劣化したクリーム半田の表面を除去できるメタルマスクを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】メタルマスクを備えたスクリーン印刷装置の概略斜視図（実施例１）
【図２】メタルマスクの主要な部分の概略断面図（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例により何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
本発明の一実施例を図１および図２を用いて説明する。
図１は本発明にかかるメタルマスク１を備えたスクリーン印刷装置２の斜視図であり、図２は本発明にかかるメタルマスクの開口部１１の近傍の断面図である。
尚、本実施例１では、本発明にかかるメタルマスクを備え、被印刷物であるプリント配線基板の表面にクリーム半田を印刷するスクリーン印刷装置を例示して説明する。また、図１および図２は、説明を簡単にするため、本発明にかかるメタルマスクの主要な部分以外の図示を省略している。
【００１７】
〔メタルマスク〕
図１および図２に示すように、メタルマスク１は、電子部品が実装されるプリント配線基板９のパッドと対応する位置に複数の貫通穴１０が形成され、スキージ２によって貫通穴１０へクリーム半田８を供給することによりパッドにクリーム半田８を印刷する際に使用されるものである。
【００１８】
メタルマスク１には、スキージ２によってクリーム半田８の印刷動作を開始するクリーム半田待機位置１２と、このクリーム半田待機位置１２に最も近い貫通穴１４の間に、貫通穴１４と連通しておらず、スキージ２の長手方向の幅Ｗ以上の長さＡの帯状の開口部１１が形成されている。
【００１９】
メタルマスク１は、ステンレス製の金属板に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロチレン「polytetrafluoroethylene」）の超高分子が表面にコーティングされたメタル板である。本実施例１では、縦：８８０ｍｍ×横：９９０ｍｍ×高さ：１５ｍｍの大きさの金属板に貫通穴１０および１４並びに開口部１１をエッチング加工により形成したものを用いた。また、貫通穴１０および１４並びに開口部１１は、レーザ加工等により形成しても良い。
【００２０】
（開口部）
開口部１１は、クリーム半田待機位置１２に置かれた（準備された）所定量のクリーム半田８の大気と接触している表面部分Ｒがそのまま入る（供給できる）大きさであることが望ましい。大気と接触している表面部分Ｒは劣化しており、当該表面部分Ｒが開口部１１に入れば、クリーム半田８から表面部分Ｒを取り除くことができるからである。
【００２１】
このため、開口部１１の長手方向の長さＡは、前記したように、スキージ２の長手方向の幅の長さＷ以上にすることが望ましい。また、開口部１１の長手方向の短手方向の長さＢは、クリーム半田待機位置１２に置かれた（準備された）所定量のクリーム半田８における大気と接触している表面部分Ｒが入る長さ以上にすることが望ましい。具体的には、クリーム半田８の大気に接触している表面部分Ｒは、略円弧形状をしているので、長さＢは、当該円弧の長さ以上に設定することが望ましい。
【００２２】
〔スクリーン印刷装置〕
メタルマスク１は、プリント配線基板９の表面にクリーム半田８を印刷するために一般的に用いられるスクリーン印刷装置で使用される。スクリーン印刷装置は、貫通穴１０および１４を設けたメタルマスク１を固定でき、スキージ２を水平方向に移動させることによって、クリーム半田８を貫通穴１０および１４を介してプリント配線基板９の表面のパッドに供給（充填）する一般的に市販されているものを採用することができる。
【００２３】
（スキージ）
スキージ２は、ウレタンゴム３及びステンレスプレート４を重ね、その一端をホルダ５によってボルト６により共締めして保持したものである。ホルダ５は、水平移動手段（例えば、一軸ロボット、スライダ等）に連結されたアーム７に取り付けられており、かかる水平移動手段により、プリント配線基板９の上に備えられたメタルマスク１上を水平移動する。
【００２４】
本実施例１においては、ウレタンゴム３は、厚みＤが約２０ｍｍ、長手方向の長さＷが約５００ｍｍ、ウレタンの硬度が６０〜７０の板形状のものを採用した。また、ステンレスプレート４は、厚みが約１ｍｍの板形状のもので、プリント配線基板９側の先端にテーパ面を形成したものを採用した。また、スキージ２は、移動時にステンレスプレート４がスキージ２の移動する向きに位置するようにすることが望ましい。
【００２５】
〔クリーム半田の印刷方法〕
次に、メタルマスク１をセットしたスクリーン印刷装置を用いてプリント配線基板９の表面にクリーム半田８を印刷する方法について説明する。
まず、前記したスクリーン印刷装置にプリント配線基板９を位置決め（セット）する。そして、メタルマスク１の貫通穴１０および１４と、プリント配線基板９の表面に形成されたパッドが一致するようにメタルマスク１をプリント配線基板９の上に重ねて保持する。
【００２６】
その後、クリーム半田待機位置１２に置かれた所定量のクリーム半田８を、スキージ２によって水平方向に移動させる。具体的には、クリーム半田待機位置１２近傍にスキージ２を移動させ、ウレタンゴム３の先端をアーム７によってメタルマスク１の上に接触させて押し付ける。そして、この状態を維持しつつ、スキージ２を水平移動手段によって、クリーム半田８を印刷する向きＣに移動させる。
【００２７】
そうすると、表面が劣化したクリーム半田８の表面部分Ｒは、スキージ２のウレタンゴム３によってローリング（回転）しながら開口部１１に入り込んで取り除かれる。そして、劣化した表面部分Ｒが開口部１１により取り除かれたクリーム半田８は、引き続きスキージ２によって開口部１０および１４に供給される。このようにして全ての開口部１０へのクリーム半田８の供給が終わった後、マスクキャリア１を鉛直方向に引き上げる、またはプリント配線基板９を鉛直方向に引き下げることにより、マスクキャリア１とプリント配線基板９を引き離せば、プリント配線基板９へのクリーム半田８の印刷が終わる。
【００２８】
前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明としてはそれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更、削除および付加が可能である。
【００２９】
例えば、メタルマスク１に形成された開口部１１は、スキージ２によってクリーム半田８を印刷する開始位置が複数箇所存在する場合（例えば、図２の紙面左右方向に交互にスキージによって印刷する場合）、複数になっても良い。図２を用いてより具体的に説明すると、クリーム半田待機位置１２は紙面左右方向の左端（図２）と、右端（図２に図示せず）の２箇所になる。このため、クリーム半田待機位置１２と最初に印刷する貫通穴１４の間が２箇所になる。
【００３０】
また、開口部１１の形状は、最初にクリーム半田８を印刷する貫通穴１４にクリーム半田８が到達する前に、劣化したクリーム半田の表面部分Ｒを取り除くことができれば、形状、位置、個数は問わない。
【００３１】
また、スキージに備えるウレタンゴムは、フッ素系ゴムやプチルゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等の様々な材質が考えられるが、クリーム半田８に対する耐薬品性を有する材質であれば良い。ただし、選択する材質によって適度な弾力が得られように厚みや硬度を適宜選択する必要がある。また、クリーム半田のローリング性の良い一般的なものを用いることが好ましい。
【００３２】
また、メタルマスク１は、ステンレス材に限らず、例えば、ＰＴＦＥ等の超高分子をコーティングしたチタン板等を用いても良いし、樹脂系の材料でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係るメタルマスクは、プリント配線基板の表面または裏面へのクリーム半田の印刷に用いられる。
【符号の説明】
【００３４】
１…メタルマスク、２…スキージ、３…ウレタンゴム、４…ステンレスプレート、５…ホルダ、６…ボルト、７…アーム、８…クリーム半田、１３…保持台、９…プリント配線基板、１０…貫通穴、１１…開口部、１２…クリーム半田待機位置、１４…最も近い貫通穴
【図１】
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【図２】
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