(57)【要約】【課題】スキージにおいて、マスクとの摩擦による静電気の発生及び削り屑の発生を抑制すると共に、微小な粒子に対応できるようにすることを目的とする。【解決手段】電鋳により製作して、複数の針状突起１２を基部の端縁に沿って所定の隙間を持って配列する。スキージ１０を金属製とすることで、基板４４の上にマスク５０を配置し、該マスク５０上に半田ボール等の導電性微粒子４０を載置して、スキージ１０の針状突起１２で該導電性微粒子４０を移動させて、該マスク５０に形成された開口パターン５２内に導電性微粒子４０を配置する際に、該針状突起１２とマスク５０との間に摩擦が生じても、静電気及び削り屑の発生を抑制することができる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電鋳により製作され、複数の針状突起が基部の端縁に沿って所定の隙間を持って配列されたスキージ。
【請求項２】
前記針状突起の厚さ方向の一方の面は、断面凸状の湾曲面に形成されている請求項１に記載のスキージ。
【請求項３】
前記針状突起の幅と前記隙間の幅は、５〜４００μｍである請求項１又は請求項２に記載のスキージ。
【請求項４】
前記針状突起の長さは、０．０５〜４ｍｍである請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のスキージ。
【請求項５】
厚さが１〜１００μｍである請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のスキージ。
【請求項６】
電鋳材料として、ニッケル、銅、パラジウム、白金、金、銀又はこれらの合金を用いた請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のスキージ。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のスキージを、少なくとも１枚用い、前記基部を挟持部材により厚さ方向の両側から挟持固定してなるスキージ組立て体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキージ及びスキージ組立て体に関する。
【背景技術】
【０００２】
マスク上の導電性微粒子をスキージにより移動させ、セラミック多孔板の開孔部に吸引挿入する微小粒子配列装置が開示されている（特許文献１参照）。このスキージには、柔らかい導電繊維が植毛されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１４８３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来から、半導体基板やプリント配線基板等の電極パッドの位置に対応した開口パターンが形成されたマスクを、該半導体基板等の上に重ね、該マスク上に導電性微粒子（半田ボール）を載せ、スクリーン印刷の手法により該導電性微粒子等をスキージで移動させることで、マスクの開口パターン内に導電性微粒子等を配置することが行われている。
【０００５】
これに用いられるスキージとして、ゴムや、ポリウレタン材（ポリマー）によって製作されているものがあるが、このような材料でスキージを製作すると、マスク等との摩擦により、静電気や削り屑が生じるため好ましくない。また上記した従来例のように、柔らかい導電繊維が植毛されたスキージでは、静電気の発生は抑制できたとしても、削り屑の発生は抑制できず、また粒子が益々小さくなる傾向にある現在、植毛する狭ピッチに限界があり、問題となっている。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮して、スキージにおいて、マスクとの摩擦による静電気の発生及び削り屑の発生を抑制すると共に、微小な粒子に対応できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明（スキージ）は、電鋳により製作され、複数の針状突起が基部の端縁に沿って所定の隙間を持って配列されている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のスキージにおいて、前記針状突起の厚さ方向の一方の面は、断面凸状の湾曲面に形成されている。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のスキージにおいて、前記針状突起の幅と前記隙間の幅が、５〜４００μｍである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のスキージにおいて、前記針状突起の長さが、０．０５〜４ｍｍである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のスキージにおいて、厚さが１〜１００μｍである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のスキージにおいて、電鋳材料として、ニッケル、銅、パラジウム、白金、金、銀又はこれらの合金を用いている。
【００１３】
請求項７の発明（スキージ組立て体）は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載のスキージを、少なくとも１枚用い、前記基部を挟持部材により厚さ方向の両側から挟持固定してなる。
【００１４】
請求項１に記載のスキージは、微細な形状を形成可能な電鋳により製作されているので、微小な粒子に対応することができる。またスキージが金属製であるので、基板の上にマスクを配置し、該マスク上に半田ボール等の導電性微粒子を載置して、スキージの針状突起で該導電性微粒子を移動させて、該マスクに形成された開口パターン内に導電性微粒子を配置する際に、該針状突起とマスクとの間に摩擦が生じても、静電気及び削り屑の発生を抑制することができる。
【００１５】
請求項２に記載のスキージでは、針状突起で導電性微粒子を押して移動させる際に、該針状突起の湾曲面側を用いることで、該導電性微粒子の表面に傷が付くことを抑制することができる。
【００１６】
請求項３に記載のスキージでは、スキージにおける針状突起の幅と隙間の幅を、導電性微粒子の粒子径に適合させることができる。また隙間の幅を変更することで、針状突起の密度を部分的に変化させることも可能である。
【００１７】
請求項４に記載のスキージでは、針状突起の長さを適切に設定することで、該スキージを小型化することができる。
【００１８】
請求項５に記載のスキージでは、厚さを適切に設定することで、針状突起の強度をコントロールすることができる。
【００１９】
請求項６に記載のスキージでは、電鋳材料を適切に選択することで、硬さ、変形強度、柔軟性、耐磨耗性等、必要な機械的特性や耐久性を確保することができる。
【００２０】
請求項７に記載のスキージ組立て体では、スキージが挟持部材に挟持されているので、スキージの取扱いが容易であり、導電性微粒子をマスクの開口パターン内に配置する装置への着脱も容易である。複数枚のスキージを重ねることで、スキージ全体の強度をコントロールすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のスキージによれば、スキージにおいて、マスクとの摩擦による静電気の発生及び削り屑の発生を抑制すると共に、微小な粒子に対応することができる、という優れた効果が得られる。
【００２２】
請求項２に記載のスキージによれば、導電性微粒子の表面に傷が付くことを抑制することができる、という優れた効果が得られる。
【００２３】
請求項３に記載のスキージによれば、導電性微粒子の粒子径に適合させることができる、という優れた効果が得られる。
【００２４】
請求項４に記載のスキージによれば、スキージを小型化することができる、という優れた効果が得られる。
【００２５】
請求項５に記載のスキージによれば、針状突起の強度をコントロールすることができる、という優れた効果が得られる。
【００２６】
請求項６に記載のスキージによれば、硬さ、変形強度、柔軟性、耐磨耗性等、必要な機械的特性や耐久性を確保することができる、という優れた効果が得られる。
【００２７】
請求項７に記載のスキージ組立て体によれば、スキージの取扱いが容易となり、導電性微粒子をマスクの開口パターン内に配置する装置への着脱も容易になる、という優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】スキージを示す平面図である。
【図２】針状突起の先端側が根元側よりも細いスキージを示す斜視図である。
【図３】スキージ組立て体を示す分解斜視図である。
【図４】スキージ組立て体を示す斜視図である。
【図５】１枚のスキージが挟持部材の間に挟み込まれたスキージ組立て体を示す側面図である。
【図６】３枚のスキージがスペーサを介して挟持部材の間に挟み込まれたスキージ組立て体を示す側面図である。
【図７】１枚のスキージを有するスキージ組立て体により、マスク上の導電性微粒子を移動させて、開口パターン内に配置している状態を示す一部断面側面図である。
【図８】３枚のスキージを有するスキージ組立て体により、マスク上の導電性微粒子を移動させて、開口パターン内に配置している状態を示す一部断面側面図である。
【図９】スキージにおける針状突起の厚さ方向の一方の面が断面凸状の湾曲面に形成されており、該湾曲面側を用いて、マスク上の導電性微粒子を移動させて、開口パターン内に配置している状態を示す一部断面斜視図である。
【図１０】導電性を有する基板上にフォトレジストを塗布しておき、該フォトレジスト上にマスクを配置し、この状態でマスク側から紫外線を照射している状態を示す側面図である。
【図１１】フォトレジストの現像を行うことで、紫外線が照射されなかった領域が凸部として基板上に残った状態を示す一部断面側面図である。
【図１２】電鋳工程の原理を示す模式図である。
【図１３】電鋳により、基板上に電鋳材料が電着した状態を示す一部断面側面図である。
【図１４】図１３において、フォトレジストを除去した状態を示す一部断面側面図である。
【図１５】電鋳材料を基板から剥離させている状態を示す一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。
【００３０】
（スキージ）
図１において、本実施の形態に係るスキージ１０は、電鋳により製作され、複数の針状突起１２が基部１４の端縁に沿って所定の隙間１６を持って配列されている。電鋳材料としては、ニッケル、銅、パラジウム、白金、金、銀又はこれらの合金が用いられる。
【００３１】
基部１４には、例えば、位置決め用のピン等（図示せず）を通すための貫通孔１８と、後述するボルト２０を通すための貫通孔２２とが、夫々複数形成されている。
【００３２】
針状突起１２の幅と隙間１６の幅は、５〜４００μｍである。ここで、下限値を５μｍとしたのは、これを下回るとフォトリソグラフィに使用する紫外線の回折現象により、解像できない寸法になるからである。また上限値を４００μｍとしたのは、これを上回ると実装回路を上回る大きさになるため、無意味となるからである。なお、隙間１６の幅を変更することで、針状突起１２の密度を部分的に変化させて、疎密構造とすることも可能である。
【００３３】
図１に示される例では、針状突起１２が真直状に形成されている。また針状突起１２と隙間１６とは、各々の幅の比率が例えば１：１のラインアンドスペース構造とされている。なお、針状突起１２の形状はこれに限られるものではなく、図２に示されるように、先端側を根元側よりも細くしてもよい。針状突起１２の強度を確保しつつ、柔軟性を高めることができるからである。
【００３４】
針状突起１２の長さは、０．０５〜４ｍｍである。ここで、下限値を０．０５ｍｍとしたのは、これを下回ると柔軟性がなくなるからである。また上限値を４ｍｍとしたのは、これを上回ると屈曲が大きくなり、導電性微粒子４０（図７から図９）を運ぶ強度に欠けるからである。針状突起１２の長さを適切に設定することで、該スキージ１０を小型化することができる。
【００３５】
１枚のスキージ１０の厚さは、１〜１００μｍである。ここで、下限値を１μｍとしたのは、これを下回ると機械的強度が落ちて実用的でないからである。また上限値を１００μｍとしたのは、これを上回ると柔軟性に欠け、導電性微粒子４０（図７から図９）を運ぶ際にスムーズな作業が不可能であるからである。スキージ１０の厚さを適切に設定することで、針状突起１２の強度をコントロールすることができる。
【００３６】
図２，図３において、針状突起１２は、両面が平面状に形成されているが、これに限られず、図９，図１３から図１５に示されるように、針状突起１２の厚さ方向の一方の面を、断面凸状の湾曲面２４に形成してもよい。針状突起１２で導電性微粒子４０を押して移動させる際に、湾曲面２４側を用いることで、該導電性微粒子４０の表面に傷が付くことを抑制できるからである。この湾曲面２４は、後述するスキージの製造方法により形成することができる。
【００３７】
導電性微粒子４０とは、例えば半田ボールであるが、材質は特に問わない。従って、導電性微粒子４０は、金、銀、銅等の微粒子であってもよい。
【００３８】
（スキージ組立て体）
図３から図６において、スキージ１０を少なくとも１枚用い、基部１４を挟持部材２６により厚さ方向の両側から挟持固定することで、スキージ組立て体３０が構成される。図３に示される例では、３枚のスキージ１０を重ね、２枚の挟持部材２６，２８により該３枚のスキージ１０を厚さ方向の両側から挟持して、ボルト２０を貫通孔２２に挿通して、締結固定している。
【００３９】
具体的には、一方の挟持部材２６には、位置決め用のピン等（図示せず）を通すための貫通孔３６と、ボルト２０を通すための貫通孔３２とが、スキージ１０の貫通孔１８，２２に対応して複数形成されている。他方の挟持部材２８には、挟持部材２６と同じく位置決め用の貫通孔３６が形成されると共に、該挟持部材２６の貫通孔３２に対応しボルト２０が締結されるねじ孔３４が形成されている。また挟持部材２６，２８には、導電性微粒子４０をマスク５０の開口パターン５２（図７から図９参照）内に配置する装置（図示せず）に、スキージ組立て体３０を取り付ける際に用いる貫通孔３８及び切欠き４２が形成されている。この切欠き４２は、例えば針状突起１２の突出方向と反対側に開口するように形成されている。
【００４０】
スキージ組立て体３０を組み立てる際には、各々対応する挟持部材２６の貫通孔３６、スキージ１０の貫通孔１８及び挟持部材２８の貫通孔３６に、位置決め用のピン等（図示せず）を通して位置決めをした状態で、ボルト２０を挟持部材２６の貫通孔３２及びスキージ１０の貫通孔２２に通し、挟持部材２８のねじ孔３４に締結する。スキージ１０の厚さ方向における各針状突起１２間の間隔を広げる場合には、図３，図４に示されるように、スキージ１０の間にスペーサ４８を挟み込む。針状突起１２間の間隔を広げることで、該針状突起１２の撓み領域をより多く確保することができる。なお、ねじ孔３４を貫通孔として、図示しないナットにボルト２０を締結するようにしてもよい。
【００４１】
なお、挟持部材２６，２８は、図３に示される平板状のものには限られない。図４に示される例では、挟持部材２６，２８の長手方向の両端部２６Ａ，２８Ａが、その厚さ方向の一方に若干折り曲げられて湾曲しており、スキージ１０の長手方向の両端部も、挟持部材２６，２８の形状に倣って、その厚さ方向の一方に湾曲している。このように構成することで、スキージ１０の長手方向の両端部で導電性微粒子４０を囲い込むことができ、スキージ１０で導電性微粒子４０を押して移動させる際に、導電性微粒子４０がスキージ１０の側方へ押し出されることを抑制できる。またこれによって、導電性微粒子４０を、より効率的にマスク５０の開口パターン５２内に配置することができる。
【００４２】
また、図５に示されるように、挟持部材２６，２８の間に挟み込むスキージ１０を１枚としてもよい。更に、図６に示されるように、複数枚のスキージ１０を重ねて用いる場合に、針状突起１２の先端が階段状になるように、各スキージ１０を針状突起１２の突出方向にオフセットしてもよい。図８に示されるように、スキージ１０をマスク５０の法線方向に対して傾斜させて当てる場合に、スキージ１０から開口パターン５２に加わる圧力をより均一化することができるからである。
【００４３】
また複数枚のスキージ１０を重ねて用いる場合に、各スキージ１０を針状突起１２の幅方向にオフセットして、例えばスキージ１０の厚さ方向において、針状突起１２が千鳥配置となるようにしてもよい。スキージ組立て体３０における針状突起１２の密度を高めることで、針状突起１２間の隙間１６が比較的大きく設定されたスキージ１０を用いつつ、該隙間１６より小径の導電性微粒子４０に対応することができるからである。
【００４４】
（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図７において、半導体基板やプリント配線基板等の基板４４上にマスク５０を配置し、該マスク５０上に導電性微粒子４０を配置しておき、スキージ１０の針状突起１２で該導電性微粒子４０を連続的に移動させることで、該マスク５０に形成された開口パターン５２内に、導電性微粒子４０を次々と配置して行くことができる。ここで、基板４４上には、電極としてのパッド４６が設けられており、その上部にはフラックス等の粘着物がコートされている場合が多い。マスク５０の開口パターン５２は、パッド４６に対応して形成されているので、導電性微粒子４０は、該パッド４６上に配置された状態となる。
【００４５】
このとき、本実施形態に係るスキージ１０は、電鋳により製作されており、金属製であって、かつ針状突起１２がばね性を有しているので、針状突起１２がマスク５０と接触しながら移動しても、その間における静電気及び削り屑の発生を抑制することができる。特に、マスク５０としてメタルマスクを用いると、削り屑はより発生し難くなる。スキージ１０に用いる電鋳材料を適切に選択することで、硬さ、変形強度、柔軟性、耐磨耗性等、必要な機械的特性や耐久性を確保することができる。
【００４６】
スキージ１０を１枚用いる場合、針状突起１２間の隙間１６は、対象となる導電性微粒子４０の直径よりも小さく設定される。針状突起１２の幅と隙間１６の幅は、１０〜３００μｍから適宜選択することができ、スキージ１０における針状突起１２の幅と隙間１６の幅を、導電性微粒子４０の粒子径に適合させることができる。スキージ１０の一部において、針状突起１２の配置を疎密にすることも可能である。これによって、マスク５０の開口パターン５２のうち、導電性微粒子４０が入り難い部位がある場合に、該部位に対応する領域の針状突起１２を密に配置する等の対応が可能となる。
【００４７】
図２に示されるように、スキージ１０における針状突起１２の先端側を根元側より細く設定する等、該針状突起１２の形状を工夫することで、該針状突起１２の強度や弾性をコントロールすることができる。
【００４８】
図５，図６において、本実施形態に係るスキージ組立て体３０では、スキージ１０が挟持部材２６，２８に挟持されているので、スキージ１０の取扱いが容易であり、導電性微粒子４０をマスク５０の開口パターン内に配置する装置（図示せず）への着脱も容易である。図４，図６に示されるように、複数枚のスキージ１０を重ねることで、スキージ１０全体の強度をコントロールすることが可能である。
【００４９】
また図８に示されるように、スキージ組立て体３０において、複数枚のスキージ１０を重ねて用いる場合に、針状突起１２の先端が階段状になるように、各スキージ１０を針状突起１２の突出方向にオフセットすることで、スキージ１０をマスク５０の法線方向に対して傾斜させて当てる場合に、スキージ１０から開口パターン５２に加わる圧力をより均一化することができる。この際、スキージ組立て体３０を、針状突起１２の突出量が短い側に傾斜させる必要がある。これによって、マスク５０の開口パターン５２内に一旦配置された導電性微粒子４０が、針状突起１２によって引き剥がされて飛散したり、該導電性微粒子４０が損傷したりすることはない。
【００５０】
更に図９に示されるように、針状突起１２の厚さ方向の一方の面を、断面凸状の湾曲面２４とし、該針状突起１２でマスク５０上の導電性微粒子４０を押して移動させる際に、該湾曲面２４側を用いることで、該導電性微粒子４０の表面に傷が付くことを抑制できる。
【００５１】
（スキージの製造方法）
ここで、スキージの製造方法について説明する。まず、フォトリソグラフィの手法により、スキージ１０の形状に対応した電鋳型６２を製作する。具体的には、図１０に示されるように、スキージ１０（図１，図２等）の形状に対応した開口パターン５８を有する紫外線マスク６０を用意し、導電性を有する例えばステンレス製の基板５４上に、例えばポジ型のフォトレジスト５６を塗布しておき、該フォトレジスト５６上に紫外線マスク６０を配置する。
【００５２】
この状態で、紫外線マスク６０側から紫外線を照射する。すると紫外線は、フォトレジスト５６のうち、紫外線マスク６０の開口パターン５８の部分にのみ照射される。そしてフォトレジスト５６の現像を行うと、図１１に示されるように、該フォトレジスト５６のうち、紫外線が照射された領域が除去され、紫外線が照射されなかった領域が凸部５６Ａとして残る。
【００５３】
フォトレジスト５６が除去された部分では、基板５４の表面が露出する。これによって、スキージ１０（図１，図２等）に対応した電鋳型６２ができ上がる。なお、電鋳型６２を製作する際に、紫外線を用いるフォトリソグラフィの代わりに、Ｘ線を用いるＸ線リソグラフィの手法を用いてもよい。その際は、紫外線マスク６０の代わりに、Ｘ線を遮断可能なＸ線マスク（図示せず）を使用する。
【００５４】
次に、図１２に示されるように、容器６４内に電鋳材料が溶解した電解液６６を入れ、該電解液６６内に陽極６８と、基板５４が陰極となる電鋳型６２とを、互いに離間した状態で差し込む。そして、陽極６８及び基板５４との間に電圧を印加して、電解液６６の電気分解を行う。すると、電鋳型６２のうち、フォトレジスト５６が除去されている部分に、電鋳材料７０が電着して成長する。
【００５５】
この電鋳材料７０は、フォトレジスト５６の凸部５６Ａの高さまでは、該凸部５６Ａの側壁５６Ｂに沿って縦方向（基板５４の厚さ方向）のみに成長する。従って、凸部５６Ａの高さの範囲内で電圧の印加を終了すれば、スキージ１０の針状突起１２を、図１，図２等に示される両面が平坦な形状に成形することができる。
【００５６】
一方、電鋳材料７０が凸部５６Ａの高さを越えるまで電圧の印加を継続すると、該電鋳材料７０は、基板５４の厚さ方向だけでなく、凸部５６Ａの上面に沿って横方向（基板５４の面方向）にも成長する。これにより、図１３に示されるように、電鋳材料７０における基板５４と反対側の面を、断面凸状の湾曲面２４に成形することができる。
【００５７】
次に、図１４に示されるように、アルカリ溶液や溶剤等を用いてフォトレジスト５６を除去すると、基板５４に電着された電鋳材料７０のみが残った状態となる。そして、図１５に示されるように、電鋳材料７０を基板５４から矢印Ａ方向に剥離させることで、スキージ１０を得ることができる。なお、この剥離作業を考慮して、基板５４には予め離型剤を塗布しておく。
【００５８】
このようにして製造されたスキージ１０の針状突起１２においては、厚さ方向の一方の面が、断面凸状の湾曲面２４となる。他方の面２５は、基板５４に電着していた面であるため平坦となる。他方の面２５に連なる側壁２７は、フォトレジスト５６の凸部５６Ａの側壁５６Ｂ（図１２，図１３）によって形成された部分である。そして湾曲面２４は、該側壁２７よりも針状突起１２の幅方向に張り出しており、これによって該針状突起１２の断面形状は、マッシュルーム形となっている。なお、針状突起１２の側壁２７については、フォトレジスト５６の凸部５６Ａの側壁５６Ｂを傾斜させておくことで、傾斜面とすることも可能である。
【００５９】
フォトリソグラフィ又はＸ線リソグラフィ、及び電鋳を用いることによって、微細な針状突起１２や隙間１６を有するスキージ１０を容易に製作することができ、また針状突起１２において、一方の面を断面凸状の湾曲面２４に成形することも容易である。
【００６０】
なお、図１２は電鋳工程における原理を示す模式図であり、各部材の尺度や電鋳材料７０の電着位置等は、図示のものには限られない。
【符号の説明】
【００６１】
１０    スキージ
１２    針状突起
１４    基部
１６    隙間
２４    湾曲面
２６    挟持部材
２８    挟持部材
３０    スキージ組立て体
【図１】
2011056666.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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