(57)【要約】  【課題】電子部品を高密度に搭載するためのはんだ端子を、クリームはんだをスクリーン印刷で形成する際に、高精細なパターンを高密度、且つ高速に印刷しても、版離れの不良や開口部からのクリームはんだの抜け性の不良に起因するはんだ端子の割れ、抜け、欠け等の欠陥が発生しない。  【解決手段】導電性基板にフォトリソグラフ法で導電性フィラーを含有する感光性樹脂で配線パターンに相当するパターンを形成し、めっきを行い、メタルマスクの開口部の壁面に凹凸を形成する。  【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線パターンの開口部を有するクリームはんだ印刷用メタルマスクであって、マスク開口壁面に凹凸を有することを特徴とするメタルマスク
【請求項２】
マスク開口部の壁面に導電性フィラーを有することを特徴とする請求項１記載のメタルマスク
【請求項３】
導電性フィラーの粒径が１〜３０μｍであることを特徴とする請求項２記載のメタルマスク
【請求項４】
板厚が１０〜３００μｍである請求項１〜3記載のメタルマスク
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品や半導体チップを高密度に実装するための接続用の端子を形成する際に使用するクリームはんだ等の孔版印刷用のマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、デジタルカメラ等を筆頭に、電子回路の小型軽量化の要請から、ＬＳＩ回路の高集積化、プリント配線基板への電子部品の高密度実装化、特にプリント配線基板の両面への電子部品の高密度実装化等が広く行われている。このＬＳＩ回路の高集積化やプリント配線基板への電子部品の高密度実装化においては、ＬＳＩやプリント配線基板面に電子部品を実装するために、ウエハーやプリント配線基板にクリームはんだを印刷し、はんだ端子の高精細且つ高密度な配線パターンを形成し、該はんだ端子に電子部品や半導体チップを搭載し、はんだリフロー炉を通して電子部品や半導体チップの実装を行うことが広く行われている。
この際、はんだ端子の配線パターンを欠陥なく、且つ高精細且つ高密度に印刷するための孔版印刷用の版が種々提案され、実用に供されている。
【０００３】
例えば、配線パターン状の開口部が形成されたメタル製マスク、樹脂製マスク、メタルと樹脂の積層マスク等は、高精細・高密度印刷性、印刷精度の耐久性、印刷版の作り易さ等から広く用いられている。前記した孔版印刷用マスクに配線パターン状の開口部を形成する方法（マスクの製造法）としては、金属や樹脂フィルム又は板にフォトリソグラフ法を用いて金属や樹脂をエッチングして作られるエッチング法、レーザーによりパターン状に直接金属や樹脂フィルム又は板に開口穴を開けるレーザー法、更に金属マスクの別の製造法としては導電性金属表面にレジスト膜で配線パターンを形成し、電鋳により製作するアディティブ法等があり、電子部品の実装密度と経済性等の点から使い分けられている。
【０００４】
前記したような方法で作られた孔版印刷用マスクを用いてウエハーやプリント配線基板にクリームはんだを印刷し、電子部品の実装用のはんだ端子を形成した場合、パターンが高精細且つ高密度になればなる程、クリームはんだの版からの抜けが悪くなり、印刷版の版離れが悪くなったり、クリームはんだの転写性の悪化を生じる。その結果転写されたクリームはんだが滲んだり、形成されたはんだ端子に欠け、割れ、抜け等の欠陥が発生し、歩留まり低下の大きな原因となっていた。特に印刷スピードを上げると、前記した欠陥がより発生しやすくなり、印刷スピードを早くすることができなかった。
【０００５】
更に、近年環境上の配慮から鉛を含有しない、所謂鉛フリーはんだが使用されるようになってきたが、該鉛フリーのクリームはんだは従来のクリームはんだに比して転写性に劣り、前記した欠陥が発生し易い。
【０００６】
前記した印刷上の問題点を改良するために、
【特許文献１】特開平６−１１５０４５号公報には開口部壁面がフッ素微粒子を含有する複合めっき槽で被覆されたメタルマスクが開示されている。
【０００７】
しかし、前記特許文献１に開示されたメタルマスクを用いてクリームはんだを、特に、鉛フリーのクリームはんだを、高精細パターンを高密度に印刷した場合、クリームはんだの開口部からの抜け性が十分ではなく、版離れ性が悪く、クリームはんだが滲んだり、形成されたはんだ端子に欠け、抜け、割れ等の欠陥が発生する。又印刷スピードを速くすると前記問題が更に顕著に現れる。
従って前記文献に開示されたクリームはんだ印刷用のマスクは高密度、高精細印刷には必ずしも十分とは言えず、その更なる改良が求められている。
また、前記文献に開示されたマスクは表面に分散めっきを行うため、レベリング性の問題や、コストの問題も発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、ウエハーやプリント配線基板等に高密度実装用のはんだ端子を高密度、高精細に形成するためのメタルマスクであって、開口部壁面にエンボス状の凹凸を設けることによりずり応力を軽減し、その結果クリームはんだを印刷した際、クリームはんだは開口部から抜け易く、版離れ性に優れ、鉛フリーのクリームはんだを印刷してもクリームはんだは滲まず、形成したはんだ端子に欠け、抜け、割れ等の欠陥の発生がなく、且つ印刷スピードを早くできるメタルマスクを安価で提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、クリームはんだを高精細且つ高密度に印刷するために、メタルマスクの開口部の形状、及びマスクを安価に作製するための形成方法等について鋭意検討を行い、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明は、
配線パターンのクリームはんだ印刷用の開口部を有するメタルマスクであって、該メタルマスクの開口壁面に凹凸を有することを特徴とするメタルマスク、及び
マスク内壁に導電性フィラーを有することを特徴とする前記記載のメタルマスク、及び
前記導電性フィラーの粒形が１〜３０μｍであることを特徴とする前記記載のメタルマスク、及び
板厚が１０〜３００μｍであることを特徴とする前記いずれか記載のメタルマスク、である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の孔版印刷用のメタルマスクは開口部からクリームはんだが抜け易く、版離れ性に優れるので、印刷スピードを早くしてもクリームはんだの滲みの発生はなく、クリームはんだの転写性不良に由来するはんだ端子の割れ、抜け、欠け等の欠陥の発生も防止することができ、はんだ端子形成工程の生産性及び歩留まりが大きく向上する。
また、マスク表面に加工を行わない一層のみの構造である為、製造コストも抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明のメタルマスクについて詳細に説明する。
【００１３】
めっき法による本特許のメタルマスクの製法は、ステンレス等の導電性基板に感光性樹脂を積層する。この際、感光性樹脂中に導電性フィラーを分散しておく。導電性フィラーの材質としては板洗浄の際に使用されるMEK等の有機溶剤に溶解しない金属、特に鉄やニッケル等のはんだペーストと接合しにくい金属、が望ましい。導電性フィラーの粒径は1〜３０μｍ、具体的にははんだペーストの粒径（１０〜３０μｍ）よりも小さい径が望ましい。
感光性樹脂中の導電性フィラーの含有量は感光性樹脂に対して５〜４０体積％、具体的には露光の際に樹脂を十分に露光するために５〜２０体積%が望ましい。
該感光性樹脂がネガ型の場合は開口部に相当する部分は光を透過し、他の部分は光を透過しない（ポジ型の場合は逆）マスクを介して、感光性樹脂を露光・現像し、開口部に相当する部分は導電性フィラーを含有する感光性樹脂で形成し、それ以外は感光性樹脂を取り除き、導電性基板表面を露呈させる。この際、感光性樹脂で形成された開口部に相当する部分の壁面は導電性フィラーにより凹凸が形成され、且つ導電性フィラーの表面が露呈される。
【００１４】
次に前記の開口部を形成した基板を金属めっき浴に浸漬して金属の電気めっきを行い、導電性基板から剥離する。本発明においては、金属の電気めっきの金属としては、メタルマスクの強度、硬さ等からニッケル又はニッケル合金が好ましい。
メッキ浴の具体例としてはニッケル又はニッケル合金めっきの際に通常用いられる、ワット浴、硫酸浴、スルファミン酸浴、塩化物浴、無機又は有機化合物による錯化浴等が挙げられるが、感光性樹脂内に分散した導電性フィラーが溶解しない浴でなければならない。具体的には導電性フィラーが鉄であった場合にはワット浴、導電性フィラーがニッケルであった場合にはスルファミン酸浴、等があげられる。
【００１５】
導電性基板から剥離したメタルマスクの開口部壁面には前記導電性フィラーの跡が転写したり、もしくは導電性フィラーそのものが転移して凹凸となるが、本発明においては、前記した効果の点から、導電性フィラーが転移し、開口部の壁面に導電性フィラーが含まれているのが望ましい。開口部壁面の導電性フィラーの分散量は、はんだペーストの抜け性の面から凹部凸部の面積の合計が開口壁面の５０％以上を遮蔽しない側壁構成が望ましい。
【００１６】
本発明のメタルマスクは前記工程に沿って一層で構成しても良いが、さらにその上にフッ素樹脂加工、もしくはフッ素微粒子を含有しためっき皮膜で被覆することにより、さらにはんだの抜け性が良好となる。
【００１７】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
板厚０．２ｍｍ、５５０×６５０ｍｍの導電性基板（ＳＵＳ３０４基板）の表面を整面（バフ研磨）し、導電性フィラーとして平均粒径５μｍの鉄粒子を２０体積％分散させた液状感光性樹脂で被覆した。次に、図１に示すように電子部品搭載用のはんだ端子パターンとして、直径５０μｍの円を繰り返しピッチ１００μｍで縦横それぞれ６８(合計４６２４)個からなる３０ｍｍ×３０ｍｍの正方形を基本パターンとし、該基本パターンを繰返しピッチ４３ｍｍで３×５個の計１５個を配置したパターンを有し、円の部分は紫外線を透過し、円の部分以外は紫外線を透過しないフィルムを使用して、拡散光露光機で露光し、１５分エージングした後、１．０％の炭酸ナトリウム水溶液で現像、水洗してＳＵＳ３０４の基板に５０μｍの円形の感光性樹脂のはんだ端子パターン群を形成した（はんだ端子に相当する部分以外はＳＵＳ３０４の基板の表面を露呈させた）。
【００１９】
上記のパターンを形成したＳＵＳ３０４基板をスルファミン酸ニッケルめっき浴に入れて、２Ａ／ｄｍ２、浴温度４５℃で図２に示すように前記基板上に厚さ５０μｍのニッケル膜を形成した。次に該ニッケル膜をＳＵＳ３０４基板から剥離して図３に示すようにニッケルメタルマスクを製作した。
【００２０】
前記して作成したマスクの外周より１ｃｍ内側の部分を、１８０メッシュのポリエステル製の紗が張られた外形５５０×６５０ｍｍのアルミ製枠に、エポキシ系接着剤を用いて紗に貼り付けた後、印刷用マスクの外周より１ｃｍ内側の部分の紗を切り取りスクリーン印刷版を作製した。
【００２１】
前記して作られた印刷版をスクリーン印刷機に装着し、プリント配線基板上に鉛フリーのクリームはんだ（ＬＦ−７１Ｓ−３、タムラ化研(株)製）を印刷し、乾燥し、直径略５０μｍのはんだ端子を形成した。形成したはんだ端子を観察したが、クリームはんだの滲み、はんだ端子の割れ、抜け、欠け等の欠陥は全く生じなかった。又、クリームはんだを繰り返し５０００回印刷しても形成したはんだ端子には全く異常は生じなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明のメタルマスクはクリームはんだを、高精細なパターンを高密度に、且つ高速で印刷しても優れた転写性で印刷することができ、電子部品の高密度実装向けのはんだ端子の作成に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】導電性フィラーを分散させた感光性樹脂で開口部のパターンを形成した一例を示す側面図である。
【図２】実施例１の感光性樹脂でパターン形成を行った導電性基板にめっきを行った側面図である。
【図３】実施例１のめっき後、感光性樹脂を剥離し、ニッケルマスクを導電性基板から剥離した側面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：導電性フィラー
２：感光性樹脂
３：導電性基板
４：ニッケルマスク
５：転移した導電性フィラー（凸部）
６：導電性フィラーの跡（凹部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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