(57)【要約】【課題】  はんだ印刷性に関し、はんだペーストとメタルマルクの適合性を、簡便な方法で正確に診断するシステムと診断方法を提供する。【解決手段】  はんだペーストを貯蔵したシリンジに、内壁に表面粗さ加工と撥水・撥油コーティングを施した円管を有するニードルを取り付けて密閉し、圧力制御手段から送られた圧縮空気ではんだペーストに所定の圧力を印加し、流量測定手段によりはんだペーストの流量を測定する。解析手段は、円管の側壁に対する前記はんだペーストのずり速度とずり応力を算出して、記憶手段に記憶された、過去のはんだペーストのずり速度の、別の内壁仕様に対するずり速度と、今回測定したずり速度を比較して、はんだペーストとメタルマスの適合性を診断する。【選択図】  図１
2018126889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁に所定の内壁仕様を加工した金属製の円管を有するニードルと、
前記ニードルに着脱自在に取り付けられ、はんだペーストを貯蔵するシリンジと、
前記シリンジ内に圧縮空気を送り込み、前記はんだペーストに所定の圧力を印加して、前記ニードルの円管内に前記はんだペーストを注入する圧力制御手段と、
加圧状態における前記はんだペーストの流量を測定する、流量測定手段と、
前記所定の圧力と前記流量から、前記円管の前記側壁に対する前記はんだペーストのずり速度とずり応力を算出する解析手段と、
前記解析手段において解析された前記はんだペーストの前記ずり速度と前記ずり応力のデータを蓄積する記憶手段を備え、
前記解析手段は、前記記憶手段に蓄積された前記はんだペーストの、異なる前記内壁仕様に対する前記ずり速度と前記ずり応力を比較して、前記はんだペーストと前記内壁仕様の適合性を診断する、ことを特徴とする、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断システム。
【請求項２】
前記円管の前記内壁仕様は、化学研磨や電解研磨による表面粗さ加工により加工される、ことを特徴とする請求項１に記載のメタルマスクとはんだペーストの適合性診断システム。
【請求項３】
前記円管の前記内壁仕様は、撥水性・撥油性を有する表面処理液を開口内壁に塗布する、撥水・撥油コーティングにより加工される、ことを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載のメタルマスクとはんだペーストの適合性診断システム。
【請求項４】
内壁に所定の表面粗さと表面処理からなる内壁仕様を加工した金属製の円管を有するニードルをはんだペーストを貯蔵するシリンジに取り付け、
前記シリンジ内に前記はんだペーストを充填し、
前記はんだペーストに所定の圧力を印加して、前記ニードルの前記円管に前記はんだペーストを注入し、
加圧下における前記はんだペーストの流量を測定し、
前記所定の圧力と前記流量から、前記円管の前記側壁に対する前記はんだペーストのずり速度とずり応力を算出し、
前記解析手段において解析された前記はんだペーストの前記ずり速度と前記ずり応力のデータを蓄積し、
前記蓄積された前記はんだペーストの、異なる内壁仕様に対する前記ずり速度と前記ずり応力のデータを比較して、前記内壁仕様と前記はんだペーストの適合性を診断する、
ことを特徴とする、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程において用いられるメタルマスクの印刷性を評価するための、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断システム及び適合性診断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程や電子部品の実装工程において、基板やウエハーなどのワーク上にはんだペーストを印刷する工程では、金属製の孔版であるメタルマスクが使用されている。
【０００３】
メタルマスクの開口の内壁の表面粗さ、撥水性・撥油性からなる内壁仕様は、開口からのはんだペーストの抜け性を左右するので、開口の内壁仕様は、はんだペーストの印刷品質に影響を与えると考えられている。一方、はんだペーストは、その種類（一般に型番で分類される）により、はんだ粒径分布、はんだ金属組成、溶剤・チキソ剤を含むフラックス成分などの組成やその比率が異なり、これにより異なる粘度やチキソ性などのいわゆるレオロジー特性を有するので、メタルマスクの開口からの抜け性も、はんだペーストの種類毎に異なる特徴を持つこととなる。すなわち、メタルマスクの開口の内壁仕様や、はんだペーストのレオロジー特性は、メタルマスクの印刷性にとって重要な事項である。
【０００４】
ここで、はんだペーストのレオロジー特性は、同軸の二重円筒をはんだペーストに浸漬させ、外筒または内筒を所定の速度で回転させて、そのときの回転している筒の側壁が、はんだペーストから受ける応力（ずり応力）を測定して算出する、回転式粘度測定法による計測が広く用いられている。
【０００５】
この方法は、はんだペースト固有のレオロジー特性を、精度よく測定できるが、この測定方法におけるはんだペーストの流動は、メタルマスクの開口内部におけるはんだペーストの流動とは本質的に異なる為、印刷使用を目的とするはんだペーストに対する、メタルマスクの印刷性を適正に評価することはできない。
【０００６】
一方、メタルマスクのはんだペースト印刷性は、内壁仕様毎にメタルマスクを製作して、はんだ印刷機を用いて実際に印刷をすることで、直接的に評価することは可能であるが、この方法は時間やコストがかかるので、数種類ある開口の内壁仕様全てについて印刷性を比較して評価することは、非常に効率が悪い。
【０００７】
出願人はこの点に鑑み、メタルマスクの開口内壁を模した一対の金属製の平板ではんだペーストをはさみ、平板を並行にずらしたときに、平板がはんだペーストから受ける抵抗（ずり応力）を測定し、これによりはんだペーストの抜け性を推定して、メタルマスクの印刷性を簡便に診断する発明を公開した（特許文献１参照）。
【０００８】
ここで、メタルマスクの開口の形状は、主に円管などの閉じられた形状をしているので、はんだ印刷工程におけるはんだペーストの流動は、管内の粘性体の流動に近いものであり、平板のときとは異なる挙動を示すので、特許文献１の方法で測定されたずり応力は、メタルマスクの開口内壁とはんだペーストのずり応力を表現しておらず、正確性に問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−３１３７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、メタルマスクでの印刷形態に近い状態ではんだペーストのずり応力を計測することで、従来の平板式や回転式よりもメタルマスクの開口部に対するはんだペーストの抜け性を適正に評価することができ、はんだペーストとメタルマスクの適合性を正確に診断することができる、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断システム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】
【００１１】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、内壁に所定の内壁仕様を加工した金属製の円管を有するニードルと、前記ニードルに着脱自在に取り付けられ、はんだペーストを貯蔵するシリンジと、前記シリンジ内の前記はんだペーストに所定の圧力を印加し、前記シリンジ内に圧縮空気を送り込み、前記はんだペーストに所定の圧力を印加して、前記ニードルの円管内に前記はんだペーストを注入する圧力制御手段と、加圧状態における前記はんだペーストの流量を測定する、流量測定手段と、前記所定の圧力と前記流量から、前記円管の前記側壁に対する前記はんだペーストのずり速度とずり応力を算出する解析手段と、前記解析手段において解析された前記はんだペーストの前記ずり速度と前記ずり応力のデータを蓄積する記憶手段と、を備え、前記解析手段は、前記記憶手段に蓄積された前記はんだペーストの、異なる前記内壁仕様に対する前記ずり速度と前記ずり応力を比較して、前記はんだペーストと前記内壁仕様の適合性を診断する、ことを特徴とする、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断システムである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のメタルマスクとはんだペーストの適合性診断システムであって、前記円管の前記内壁仕様は、化学研磨や電解研磨による表面粗さ加工により加工される、ことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の何れか１項に記載のメタルマスクとはんだペーストの適合性診断システムであって、前記円管の前記内壁仕様は、撥水性・撥油性を有する表面処理液を開口内壁に塗布する、撥水・撥油コーティングにより加工される、ことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、内壁に所定の表面粗さ及びいくつかの種類から選ばれた１種類のコーティングからなる内壁仕様を加工した金属製の円管を有するニードルをはんだペーストを貯蔵するシリンジに取り付け、前記シリンジ内に前記はんだペーストを充填し、前記はんだペーストに所定の圧力を印加して、前記ニードルの前記円管に前記はんだペーストを注入し、加圧下における前記はんだペーストの流量を測定し、前記所定の圧力と前記流量から、前記円管の前記側壁に対する前記はんだペーストのずり速度とずり応力を算出し、前記解析手段において解析された前記はんだペーストの前記ずり速度と前記ずり応力のデータを蓄積し、前記蓄積された前記はんだペーストの、異なる内壁仕様に対する前記ずり速度と前記ずり応力のデータを比較して、前記内壁仕様と前記はんだペーストの適合性を診断する、ことを特徴とする、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断方法である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１、４に記載の発明によると、メタルマスクを模擬した開口内壁仕様が加工された円管をはんだペーストが通過するときに、円管側壁の間発生するずり応力を測定し、得られたデータを解析するので、従来の平板式や回転式よりもメタルマスクの開口に対するはんだペーストの抜け性を適正に評価することができ、はんだペーストとメタルマスクの適合性を正確に診断することが可能となる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、化学研磨の条件により、円管の内壁に加工する表面粗さを変化させられるので、多様な内壁仕様のメタルマスクとはんだペーストの適合性を診断することが可能となる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、メタルマスクの開口内壁の撥水性・撥油性と、はんだペーストとの適合性を診断することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係る、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断システムの概略構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る、円管におけるはんだペーストの圧力流れを示す概略図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る、ずり速度とずり応力の線図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断方法の概略タイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、説明をする。
【００１７】
図１は本発明の実施の形態に係る、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断システム１の概略構成ブロック図であり、ニードル２と、シリンジ３と、チャック部４と、圧力制御手段５と、流量測定手段６と、解析手段７と、記憶手段８から構成される。
【００１８】
先ず、圧力制御手段５と流量測定手段６は、筐体１１に収められている。この筐体１１は、ニードル２を接続したシリンジ３が、ニードル２が鉛直下向きなるように設置され、チャック部４により固定できるようなシリンジ固定部１２が設けられている。
【００１９】
シリンジ固定部１２は、筐体１１に水平に取り付けられた平板であり、シリンジ３を挿通して、後述するシリンジ３の狭い開口の付近で係止できる大きさの開口が形成されている。
【００２０】
ニードル２は、金属製の円管２１が、その一端でプラスチック製の針元２２に固定された構造をしている。
【００２１】
円管２１は、内径が０．１〜１．５ｍｍ、肉厚が０．０５〜０．１６ｍｍ、長さが５〜４０ｍｍであり、ステンレス、特にＳＵＳ３０４等のメタルマスクに採用されている材料で構成される針状の管である。
【００２２】
針元２２は、略錘状の形状をしており、底と頂点がそれぞれ異なる径で開口され（底側の方が頂点側より大きい）、開口部において円管２１とシリンジ３を接続して、シリンジ３から供給されたはんだペーストを、円管２１に送り出すための中継点としての役割を有する。針元２２の材質は、耐薬品性や機械的強度に優れたエンジニアリング、例えばポリアセタールなどが使用される。
【００２３】
針元２２の、底側の開口の付近には、ねじ山（図示略）が形成されており、後述するように、シリンジ３側のねじ山と嵌合して、接続できるようになっている。
【００２４】
円管２１の内壁には所定の内壁仕様が加工されている。内壁仕様は、円管内壁への表面粗さ加工と、撥水・撥油コーティングから構成されている。
【００２５】
表面粗さ加工は、硝酸を主成分とした酸性薬品を用いた化学研磨により行われる。この化学研磨は、化学薬品にワークを一定時間浸漬することで、ワークの表面を荒らし、浸漬時間を調整することで、その表面粗さを制御することができる。ここでは、想定するメタルマスクの内壁仕様の表面粗さに合わせて、ワーク浸漬時間を５〜６０分の範囲で調整する。
【００２６】
表面粗さ加工では、表面粗さがＲａ＝０．１〜１．０μｍの範囲で段階的に変化がつけられており、診断をするマスク仕様の開口側壁の表面粗さに合うように加工される。
【００２７】
また、撥水・撥油コーティングでは、撥水性・撥油性を有する表面処理液を、円管内壁に塗布する。コーティングは、被塗布面の撥水性が水滴接触角で５０〜１１５°、撥油性が、３０ｍＮ／ｍの濡れ試薬における油滴接触角で０〜６０°となるような表面処理液と、当該表面処理液に適合した処理方法が、選択的に用いられる。
【００２８】
シリンジ３は、はんだペーストを貯蔵しておくための容器であり、両端が開口された円筒状の形状をしており、開口の一方は、はんだペーストを補充するために広く、もう一方は、針元２２に接続するために狭くなる。また、円筒の側面は、広い開口側からみて途中までは直線的であるが、狭い開口の近辺から円筒の中心に向かって傾斜する鉛筆型の形状をしている。ここで、狭い方の開口は内壁には、前述の通り、針元２２と嵌合するためのねじ山（図示略）が形成されており、これにより、ニードル２とシリンジ３は、着脱自在に接続することができる。
【００２９】
シリンジ３の内径は、φ２０〜４０ｍｍであり、長さは５０〜７０ｍｍであることが好ましいとされる。これより内径が広かったり、長さが長かったりすると、測定時にはんだペーストを押し出すために過大な圧力が必要となり、これより内径が狭かったり、長さが短かったりすると、貯蔵できるはんだペーストの量が過少となり、測定が適正に行えなくなる恐れがある。
【００３０】
チャック部４は、金属製のブロックと、その固定手段（図示略）からなり、シリンジ３の広い方の開口にブロックを被せて、固定手段によりそれを固定して、シリンジ３を筐体１１のシリンジ固定部１２に固定すると共に、広い方の開口を密閉する。この固定手段は、本実施形態では、クランプを使用する。シリンジ３を固定するためには、ブロックとシリンジ固定部１２をクランプの把持部で挟持し、クランプのねじを締めて蓋とシリンジ３を、シリンジ固定部１２に押し付ける。また、ブロックには、圧力制御手段５から供給された空気を、シリンジ３内に送り込むための微小な空気孔４１が形成されている。シリンジ３をシリンジ固定部１２に固定することで、圧力制御手段５と、シリンジ３は一本の空気の流路で接続される。
【００３１】
圧力制御手段５は、空気源であるコンプレッサ、空気供給・排気部、圧力センサから構成されており、空気の流路を通じ、流量測定手段６を介して、シリンジ３内に圧縮空気を供給する。この圧縮空気の圧力は、圧力センサにより計測され、空気供給・排気部により制御されて、０ｋＰａから最大値（本実施の形態では、０．５ＭＰａ）まで連続的に変化する。
【００３２】
圧力制御手段５からは、圧縮空気の流路Ｌが伸びている。流路Ｌは、流量測定手段６を介して、筐体１１の外側に排出され、シリンジ固定部１２にシリンジ３が固定されている状態では、チャック部４の空気孔４１に密閉的に接続される。
【００３３】
流量測定手段６は、市販の気体用流量センサであり、圧力制御手段５から伸びた空気の流路の途中にあり、圧力制御手段５からシリンジ３につながる単位時間にシリンジ３に供給された圧縮空気の流量を計測する。本実施の形態では、０．２５〜５ｍｌ／ｍｉｎまで計測が可能であり、計測は５０ｍｓごとに繰り返し行う。
【００３４】
圧縮空気がシリンジ３内に送られることで、シリンジ３内のはんだペーストは、ニードル２の円管２１を通じて排出されるが、本実施の形態では、シリンジ３の広い方の開口は密閉されており、空気孔４１からの圧縮空気の流入量と、円管２１からのはんだペーストの排出量は等しいので、ここからはんだペーストの流量が計測される。
【００３５】
解析手段７は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）に搭載されたＣＰＵ及び解析アプリケーションであり、圧力制御手段５、流量制御手段６と通信可能に接続されており、圧力制御手段５から送信されてきた空気圧の数値と、流量測定手段６から送信されてきた圧縮空気の流量の測定結果、及び予め与えられた円管２１の寸法に関する情報に基づいて、圧力の変化範囲で、各圧力におけるはんだペーストのずり速度と、それ対応するずり応力を算出する。
【００３６】
解析手段７で行われる、解析方法について説明する。圧縮空気の流量Ｑ（ｍｍ３／s）と、圧力Ｐ（ｋＰａ）の間には次の式で表される関係がある。
【００３７】
【数１】
2018126889.tif 000003
【００３８】
ここで、ｎは、はんだペーストのチキソ指数であり、はんだペーストの様なチキソトロピック流体では、ｎ＜１である。また、Ｃは円管２１の半径Ｒ（ｍｍ）、長さＬ（ｍｍ）とチキソ指数ｎから決まる係数である。
【００３９】
また、圧縮圧力Ｐは、シリンジ３内のはんだペーストに印加される圧力に等しく、これは、はんだペーストが円管２１の壁面から受ける抵抗Ｆと釣り合うので、次の式が成り立つ。
【００４０】
【数２】
2018126889.tif 000004
【００４１】
ここでτｗは、円管２１の側壁に発生する応力（ずり応力）であり、単位はｋＰａである。メタルマスクによるはんだペーストの印刷においては、このずり応力の数値が低いほど、メタルマスクの開口からのはんだペーストの抜け性が良いと判断される。特に、同じはんだペーストを、開口の内壁仕様が異なるいくつかのメタルマスクで印刷した場合には、最も抜け性の良い内壁仕様が、当該はんだペーストに良く適合していると判断される。
【００４２】
さらに、ずり速度γｗ（１／ｓ）は、チキソ指数ｎ、流量Ｑから、次式で与えられる。
【００４３】
【数３】
2018126889.tif 000005
【００４４】
解析手段７は、式（数１）〜（数３）を基に、圧縮空気の流量Ｑと圧力Ｐを解析することで、測定されたはんだペーストのずり速度とずり応力を算出する。ここで、上述の通り、圧縮空気の圧力は、連続的に変化しながらシリンジ３に送られるので、異なる圧力に対して、それぞれずり応力とずり速度の算出結果が存在する。そして、はんだペーストの様なチキソ流体においては、ずり応力とずり速度の関係は、図３の線図の様に表される。
【００４５】
また、解析手段７は、後述する記憶手段８に記憶された、同じ種類のはんだペーストを、異なる内壁仕様の円管２１で計測した場合における、過去のずり応力のデータと、今回計測したずり応力のデータを、特定の同じずり速度（例えば１  ｓ−１）において比較して、低いずり応力を示す内壁仕様を、当該はんだペーストにより適合した内壁仕様と診断する。
【００４６】
記憶手段８は、ＰＣに内蔵または外付けされたハードディスクやメモリ等の記憶媒体であり、先述の通り、はんだペーストの種類をその製造元、型番、組成、はんだ粒径などのはんだペースト組成やその比率などの特徴により分類して、当該はんだペーストのずり応力、ずり速度の測定結果を、使用した円管２１の内壁仕様に対応させて記憶する。
【００４７】
解析手段７により判定された診断結果は、図示を略するＰＣのモニターや、ＰＣに接続されたプリンタで出力して閲覧することが可能である。
【００４８】
次に、本実施の形態に係るメタルマスクとはんだペーストの適合性診断システムの作用である、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断方法について図２に基づいて説明をする。
【００４９】
シリンジ３に、はんだペーストを規定量充填して、一定時間（３０分以上）静置して、はんだペースト内の気泡を除去する（ステップＳ１）。
【００５０】
シリンジ３に、化学研磨で内壁を所定の表面粗さに加工して、所定の撥水・撥油コーティングを施した円管２１を備えたニードル２を取り付ける（ステップＳ２）。
【００５１】
ニードル２を取り付けたシリンジ３を、筐体１１のシリンジ固定部１２の開口にセットして、シリンジ３の広い方の開口にチャック部４の蓋を置き、固定手段でシリンジ３をシリンジ固定部１２に固定すると共に、広い方の開口を密閉する。
【００５２】
圧力制御手段５から、流路１３を通じて圧縮空気をシリンジ３に送り込み、はんだペーストに圧力を印加する（ステップＳ３）。この時、圧縮空気の圧力は、０〜０．５ＭＰａまで連続的に変化する。
【００５３】
圧縮空気の圧力の数値は解析手段７に送られ、式（数２）に基づいて、圧力の変化範囲で、各圧力におけるはんだペーストのずり応力が算出される（ステップＳ４）。
【００５４】
また、圧縮空気の流量の数値は、流量測定手段６により測定され（ステップＳ５）、解析手段７に送られ、式（数１）により、チキソ指数ｎが算出され、さらに式（数３）に基づいて、圧力の変化範囲で、各圧力におけるはんだペーストのずり速度が算出される（ステップＳ６）。
【００５５】
次に、解析手段７は、記憶手段８に照会して、今回使用したはんだペーストと同じ種類のはんだペーストについて、今回使用した円管２１の内壁仕様と異なる内壁仕様の円管２１を使用して計測した過去のずり応力とずり速度のデータがある場合には、そのデータを参照する（ステップＳ７）。
【００５６】
解析手段７は、特定の同じずり速度（例えば２  ｓ−１）における、過去に計測したずり応力のデータと今回計測したずり応力のデータを比較して、低い方のずり応力を示す内壁仕様を、当該はんだペーストにより適合した内壁仕様と診断する（ステップＳ８）。
【００５７】
解析手段７は、今回計測したずり速度とずり応力のデータを、はんだペーストの種類と、円管２１の内壁仕様と対応させて、記憶手段８に送り、記憶させる（ステップＳ９）。
【００５８】
同じはんだペーストに対して、異なる内壁仕様の円管２１を用いて、ステップＳ１〜Ｓ９を繰り返すことで、数種類の内壁仕様の中で、当該はんだペーストに最も適合した内壁仕様を診断する。
【００５９】
（実施例１）
次に本実施の形態に基づいて行った実施例を挙げる。実施例１では、５種類の内壁仕様を加工した円管２１を計５本用いて、はんだＡについて適合性診断を行うとともに、同様の内壁仕様を施したメタルマスクを作製して、実際に印刷試験を行って、診断結果と照合をして、妥当性を検証した。
【００６０】
ここで、はんだＡは、平均粒径２５〜３５μｍであり、回転式で測定した粘度が１００Ｐａ・ｓ（３０ｒｐｍ）である。
【００６１】
また、マスク種類は、開口内壁の表面粗さＲａを０．７μｍ（通常）、または０．３〜０．３２（内壁平滑化仕様）なるように化学研磨で加工した。また、表面処理は、撥油コーティングは、油滴接触角θが０（コーティングなし）、３９°（通常撥油）、５１°（高撥油）、５９°（超高撥油）となる４種を用意した。
【００６２】
Ｒａ、θの組合せからなる、内壁仕様１〜５について、それぞれステップＳ１〜Ｓ９に基づいて、はんだペーストとメタルマスクの適合性診断を実施した。また、内壁仕様１〜５を施したメタルマスクで、はんだＡを印刷し、ワーク上へのはんだＡの転写率や転写されたはんだＡの形状を基に、印刷性の評価を行った。（表１）に、各内壁仕様のＲａ、θと、２  １／ｓｅｃのときのτｗと、τｗを基に診断された適合性と、印刷評価結果を示した。
【００６３】
【表１】
2018126889.tif 000006
【００６４】
適合性診断では、最も低いずり応力を示したマスク種類３が最終的に最も適合していると診断された。また、印刷評価では、内壁仕様３を施したメタルマスクが最も良い印刷性を示した。また、適合性診断では２番目にずり応力が低かった内壁仕様４が、印刷評価でも２番目に良い印刷性を示した。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本願発明の範囲は以上の実施の形態に限られるものではなく、これと同視しうる他の形態に対しても及ぶ。
【００６６】
例えば、本実施の形態では、ステップＳ３〜ステップＳ６は一回だけ実施して、一本のずり速度とずり応力の線図を得て、特定の同じずり速度に対するずり応力を比較して、はんだペーストとメタルマスクの適合性を診断していたが、ステップＳ３〜ステップＳ６までを繰り返し、複数のずり速度とずり応力の線図を得て、各線図間のバラつきをみることで、連続して印刷した時のはんだペーストの抜け性のバラつきを知ることができるので、これをはんだペーストとメタルマスクの適合性の指標として、バラつきの少ないメタルマスクは、連続印刷した場合に安定した印刷品質を示すとして適合性が良い、と診断することも可能である。
【００６７】
また、本実施の形態では、円管２１の素材は、ＳＵＳ３０４等のメタルマスクに多く採用されているステンレス材料であったが。この場合、円管２１の内壁仕様における撥水・撥油性は、ステンレスの物性である表面エネルギーを加味したものとなっている。一方、円管２１の内壁に無電解めっきでニッケルをコーティングしてステップＳ１〜Ｓ９までを実施し、ステンレスの場合と比較することで、素材の表面エネルギーの違いを考慮に入れた上で、はんだペーストとメタルマスクの適合診断を行うことが出来るので、はんだペーストにとって好ましいメタルマスクの素材を選択することが可能となる。
【００６８】
また、本実施の形態では、表面粗さ加工は化学研磨で行ったが、これを電解研磨に置き換えたり、化学研磨と電解研磨を併用したりすることも可能である。
【００６９】
電解研磨は、電気の流れにより金属表面の凹凸を切削して滑らかにする加工法であるが、これを行う場合は、まず硫酸を含有する強酸性の電解研磨液にニードル２を垂直に浸漬させ、次に円管２１の管内に円管２１と同軸に陰極となる針金を挿通し、円管２１を陽極として、電解研磨液を介して針金と通電をして、円管２１の内壁を研磨して凹凸を除去する。
【００７０】
電解研磨では通電時の電流密度と加工時間を適宜調整することで、加工面の粗さを制御することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１            メタルマスクとはんだペーストの適合性診断システム
２            ニードル
２１          円管
３            シリンジ
４            チャック部
５            圧力制御手段
６            流量測定手段
７            解析手段
８            記憶手段
【図１】
2018126889.tif 000007
【図２】
2018126889.tif 000008
【図３】
2018126889.tif 000009
【図４】
2018126889.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月1日(2017.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタルマスクの開口部に対するはんだペーストの抜け性を評価することで、はんだペーストとメタルマスクの適合性を診断する、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断システムであって、
内壁に所定の内壁仕様を加工した金属製の円管を有するニードルと、
前記ニードルに着脱自在に取り付けられ、はんだペーストを貯蔵するシリンジと、
前記シリンジ内に圧縮空気を送り込み、前記はんだペーストに０〜０．５ＭＰａの範囲で連続的に変化する圧縮空気による圧力を印加して、前記ニードルの円管内に前記はんだペーストを注入する圧力制御手段と、
前記圧縮空気の流量を測定する、流量測定手段と、
前記圧縮空気の圧力と前記流量から、前記円管の前記側壁に対する前記はんだペーストのずり速度とずり応力を算出する解析手段と、
前記解析手段において解析された前記はんだペーストの前記ずり速度と前記ずり応力のデータを蓄積する記憶手段を備え、
前記内壁仕様は、加工時間が５〜６０分の範囲で調整された化学研磨により加工され、診断するマスク仕様の開口側壁の表面粗さにあうように、Ｒａ＝０．１〜１．０μｍの範囲で、内壁仕様ごとに段階的に変化がつけられている前記円管の内壁の表面粗さと、撥水性・撥油性を有する表面処理液と当該表面処理液に適合した処理方法が、選択的に用いられ、内壁仕様ごとに被塗布面の撥水性が水滴接触角で５０〜１１５°、撥油性が、３０ｍＮ／ｍの濡れ試薬における油滴接触角で０〜６０°の範囲で段階的に変化がつけられている撥水・撥油コーティングからなり、
前記解析手段は、前記記憶手段に蓄積された前記はんだペーストの、表面粗さまたは撥水・撥油性の一方または両方が異なる前記内壁仕様に対する前記ずり速度と前記ずり応力を比較して、特定の同じずり速度において、最も低いずり応力を示す内壁仕様を、当該はんだペーストにより適合した内壁仕様と診断する、
ことを特徴とする、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断システム。
【請求項２】
メタルマスクの開口部に対するはんだペーストの抜け性を評価することで、はんだペーストとメタルマスクの適合性を診断する、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断方法であって、
内壁に加工時間が５〜６０分の範囲で調整された化学研磨により加工され、診断するマスク仕様の開口側壁の表面粗さにあうように、Ｒａ＝０．１〜１．０μｍの範囲で、内壁仕様ごとに段階的に変化がつけられている前記円管の内壁の表面粗さと、撥水性・撥油性を有する表面処理液と当該表面処理液に適合した処理方法が、選択的に用いられ、内壁仕様ごとに被塗布面の撥水性が水滴接触角で５０〜１１５°、撥油性が、３０ｍＮ／ｍの濡れ試薬における油滴接触角で０〜６０°の範囲で段階的に変化がつけられている撥水・撥油コーティングからなる内壁仕様を加工した金属製の円管を有するニードルをはんだペーストを貯蔵するシリンジに取り付け、
前記シリンジ内に前記はんだペーストを充填し、
前記はんだペーストに０〜０．５ＭＰａの範囲で連続的に変化する圧縮空気による圧力を印加して、前記ニードルの前記円管に前記はんだペーストを注入し、
前記圧縮空気の流量を測定し、
前記圧力と前記流量から、前記円管の前記側壁に対する前記はんだペーストのずり速度と、ずり応力を算出し、
算出された前記はんだペーストの前記ずり速度と前記ずり応力のデータを蓄積し、
前記蓄積された、前記はんだペーストの、表面粗さまたは撥水・撥油性の一方または両方が異なる前記内壁仕様に対する前記ずり速度と前記ずり応力を比較して、特定の同じずり速度において、最も低いずり応力を示す内壁仕様を、当該はんだペーストにより適合した内壁仕様と診断する、
ことを特徴とする、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、メタルマスクの開口部に対するはんだペーストの抜け性を評価することで、はんだペーストとメタルマスクの適合性を診断する、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断システムであって、内壁に所定の内壁仕様を加工した金属製の円管を有するニードルと、前記ニードルに着脱自在に取り付けられ、はんだペーストを貯蔵するシリンジと、前記シリンジ内に圧縮空気を送り込み、前記はんだペーストに０〜０．５ＭＰａの範囲で連続的に変化する圧縮空気による圧力を印加して、前記ニードルの円管内に前記はんだペーストを注入する圧力制御手段と、前記圧縮空気の流量を測定する、流量測定手段と、前記圧縮空気の圧力と前記流量から、前記円管の前記側壁に対する前記はんだペーストのずり速度とずり応力を算出する解析手段と、前記解析手段において解析された前記はんだペーストの前記ずり速度と前記ずり応力のデータを蓄積する記憶手段を備え、前記内壁仕様は、加工時間が５〜６０分の範囲で調整された化学研磨により加工され、診断するマスク仕様の開口側壁の表面粗さにあうように、Ｒａ＝０．１〜１．０μｍの範囲で、内壁仕様ごとに段階的に変化がつけられている前記円管の内壁の表面粗さと、撥水性・撥油性を有する表面処理液と当該表面処理液に適合した処理方法が、選択的に用いられ、内壁仕様ごとに被塗布面の撥水性が水滴接触角で５０〜１１５°、撥油性が、３０ｍＮ／ｍの濡れ試薬における油滴接触角で０〜６０°の範囲で段階的に変化がつけられている撥水・撥油コーティングからなり、前記解析手段は、前記記憶手段に蓄積された前記はんだペーストの、表面粗さまたは撥水・撥油性の一方または両方が異なる前記内壁仕様に対する前記ずり速度と前記ずり応力を比較して、特定の同じずり速度において、最も低いずり応力を示す内壁仕様を、当該はんだペーストにより適合した内壁仕様と診断する、ことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、メタルマスクの開口部に対するはんだペーストの抜け性を評価することで、はんだペーストとメタルマスクの適合性を診断する、メタルマスクとはんだペーストの適合性診断方法であって、内壁に加工時間が５〜６０分の範囲で調整された化学研磨により加工され、診断するマスク仕様の開口側壁の表面粗さにあうように、Ｒａ＝０．１〜１．０μｍの範囲で、内壁仕様ごとに段階的に変化がつけられている前記円管の内壁の表面粗さと、撥水性・撥油性を有する表面処理液と当該表面処理液に適合した処理方法が、選択的に用いられ、内壁仕様ごとに被塗布面の撥水性が水滴接触角で５０〜１１５°、撥油性が、３０ｍＮ／ｍの濡れ試薬における油滴接触角で０〜６０°の範囲で段階的に変化がつけられている撥水・撥油コーティングからなる内壁仕様を加工した金属製の円管を有するニードルをはんだペーストを貯蔵するシリンジに取り付け、前記シリンジ内に前記はんだペーストを充填し、前記はんだペーストに０〜０．５ＭＰａの範囲で連続的に変化する圧縮空気による圧力を印加して、前記ニードルの前記円管に前記はんだペーストを注入し、前記圧縮空気の流量を測定し、前記圧力と前記流量から、前記円管の前記側壁に対する前記はんだペーストのずり速度と、ずり応力を算出し、算出された前記はんだペーストの前記ずり速度と前記ずり応力のデータを蓄積し、前記蓄積された、前記はんだペーストの、表面粗さまたは撥水・撥油性の一方または両方が異なる前記内壁仕様に対する前記ずり速度と前記ずり応力を比較して、特定の同じずり速度において、最も低いずり応力を示す内壁仕様を、当該はんだペーストにより適合した内壁仕様と診断する、ことを特徴とする。