(57)【要約】【課題】単一のマスクを用いて同一基板上に厚みの異なる半田を供給する。【解決手段】金属層１１と弾性を有する紫外線硬化性樹脂層１２との２層でマスク１０を構成し、半田量を少なくしたい開口部１３を含む範囲以外に紫外線光を照射する。紫外線光を照射した範囲は硬化範囲１５になる。残りの非紫外線照射範囲はそのままの弾性範囲１４になり、この範囲１４に開口部１３を形成する。マスク１０を基板１６にセットしてスキージ２０でクリーム半田２１を掻き出すと、弾性範囲１４が沈み込み、その範囲の開口部１３の深さが浅くなる。これにより、開口部１３に充填されるクリーム半田２１の量が少なく制御される。【選択図】図２
2008078571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め決められた複数の部位に形成した印刷用マスクの開口部にスキージの掻き取りによりクリーム半田を充填し、版離れにより基板上にクリーム半田を供給するクリーム半田の供給方法において、
弾性を有する紫外線硬化性樹脂板、又は紫外線軟化性樹脂板、或いはそれらのうちのいずれかの樹脂層を積層した積層板で作られており、前記複数の部位のうちの半田供給を少なくするための開口部を形成する予定部位を含む範囲又はその範囲以外に紫外線光を照射して硬化範囲と弾性を有したままの弾性範囲とに前記樹脂を変化させて、前記スキージの掻き取り時に沈み込んで開口部の深さが浅くなる弾性範囲にある開口部と所定の深さを維持する硬化範囲にある開口部とを有する印刷用マスクを用いて、同一基板上に厚みの異なるクリーム半田を供給することを特徴とするクリーム半田の供給方法。
【請求項２】
予め決められた複数の部位にクリーム半田を供給するための開口部を形成した印刷用マスクにおいて、
弾性を有する紫外線硬化性樹脂層又は紫外線軟化性樹脂層を有し、前記複数の部位のうちの半田供給を少なくするための開口部を形成する予定部位を含む範囲、又はその範囲以外に紫外線光を照射して硬化範囲と残りの弾性を有したままの弾性範囲とに前記樹脂層を変化させ、前記硬化範囲と前記弾性範囲とに含まれる複数の部位に前記開口部を形成してなることを特徴とする印刷用マスク。
【請求項３】
金属層と弾性を有する紫外線硬化性樹脂層とを積層して構成されており、前記紫外線硬化性樹脂層は、前記複数の部位のうちの半田供給を少なくするための開口部を形成する予定部位を含む範囲以外に紫外線光を照射することで前記範囲以外が硬化し、前記範囲が弾性を有したままになることを特徴とする請求項２記載の印刷用マスク。
【請求項４】
予め決められた複数の部位にクリーム半田を供給するための開口部を形成した印刷用マスクにおいて、
弾性を有する紫外線硬化性樹脂板又は紫外線軟化性樹脂板を基材としており、前記複数の部位のうちの半田供給を少なくするための開口部を形成する予定部位を含む範囲、又はその範囲以外に照射強度を変えて紫外線光を照射して、深層方向で硬化厚みが異なるように硬化範囲と前記残りの弾性を有したままの弾性範囲とに前記樹脂板を変化させ、深層方向で前記硬化範囲のみと、前記硬化範囲と前記弾性範囲とが混在する範囲と、に含まれる複数の部位に前記開口部を形成してなることを特徴とする印刷用マスク。
【請求項５】
予め決められた複数の部位にクリーム半田を供給するための開口部を形成した印刷用マスクにおいて、
硬化特性が異なりかつ各々弾性を有する複数の紫外線硬化性樹脂層、又は、軟化特性の異なる複数の紫外線軟化性樹脂層を積層した積層板を基材としており、前記複数の部位のうちの半田供給を少なくするための開口部を形成する予定部位を含む範囲、又はその範囲以外に紫外線光を一定の強度で照射することで、深層方向で硬化範囲のみと、硬化範囲と弾性範囲とが混在する混在範囲と、に前記積層板を変化させ、前記硬化範囲のみと前記混在範囲とに含まれる複数の部位に前記開口部を形成してなることを特徴とする印刷用マスク。
【請求項６】
前記積層板は、紫外線光の照射面側に対して硬化し易い順で前記複数の紫外線硬化性樹脂板を、又は、軟化し易い順で前記複数の紫外線軟化性樹脂板を積層して形成されていることを特徴とする請求項５記載の印刷用マスク。
【請求項７】
予め決められた複数の部位にクリーム半田を供給するための開口部を形成した印刷用マスクにおいて、
一面に露呈する形状記憶材料層を有しており、前記複数の部位のうちの半田供給を少なくするための開口部を形成する予定部位を含む範囲を形状記憶温度以下の温度下で凹ませて凹部を形成し、前記凹部の範囲とそれ以外の範囲とに含まれる複数の部位に前記開口部を形成してなることを特徴とする印刷用マスク。
【請求項８】
予め決められた複数の部位にクリーム半田を供給するための開口部を形成した印刷用マスクの製造方法において、
金属層と弾性を有する紫外線硬化性樹脂層とを積層した積層板のうちでかつ前記複数の部位のうちの半田供給を少なくする予定部位を含む範囲以外に、前記紫外線硬化性樹脂層の上から紫外線光を照射して前記範囲以外を硬化範囲にする工程と、
前記硬化範囲と残りの弾性を有したままの弾性範囲との前記部位にそれぞれ前記開口部を形成する工程と、からなることを特徴とする印刷用マスクの製造方法。
【請求項９】
予め決められた複数の部位にクリーム半田を供給するための開口部を形成した印刷用マスクの製造方法において、
弾性を有する紫外線硬化性樹脂板のうちでかつ前記複数の部位のうちの半田供給を少なくする予定部位を含む範囲以外に紫外線光を照射して前記範囲以外を硬化範囲にする工程と、
前記硬化範囲と残りの弾性を有したままの弾性範囲との前記部位にそれぞれ前記開口部を形成する工程と、
前記開口部を形成した紫外線硬化性樹脂板に、前記部位と同じ位置に開口部を形成した金属板を貼着する工程と、からなることを特徴とする印刷用マスクの製造方法。
【請求項１０】
予め決められた複数の部位にクリーム半田を供給するための開口部を形成した印刷用マスクの製造方法において、
金属板のうちの半田量の供給を調節する広範囲を凹まして凹部を形成する第１工程と、
前記凹部に紫外線硬化性樹脂又は紫外線軟化性樹脂を埋め込む第２工程と、
前記広範囲のうちでかつ前記複数の部位のうちの半田量の供給を少なくするための開口部を形成する予定部位を含む狭範囲に紫外線光を照射して硬化範囲と残りの弾性を有したままの弾性範囲とに前記樹脂を変化させる第３工程と、
前記第２工程の後、又は第３工程の後で行われ、前記複数の部位に前記開口部を形成する工程と、からなることを特徴とする印刷用マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーム半田の供給方法、これに用いる印刷用マスク、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロニクスの分野における回路基板に接続用電極を形成するための半田の供給や電子部品上へのインクや各種ペーストの供給等、被印刷物にインクやペーストを供給するために、スクリーンマスクやメタルマスクあるいはプラスチックマスク等を用いた印刷方法が知られている。
【０００３】
電子機器などで用いる回路基板を製造するときには、基板上に形成されたランドに半田を供給するすために、半田印刷用のマスクを用いる。このマスクには、予め半田を供給する箇所に開口部が形成されている。このマスクを基板表面に密着して位置決めすると、基板上に形成されたランドが開口部から露呈される。そして、スキージで半田を塗布する。半田は、スキージの移動により開口部のみに押し込まれ、残りはマスク上から順次掻き取られる。その後、マスクを基板から分離させると、ランド上には一定の体積になった半田が供給される。
【０００４】
ここで、ランド上に供給する半田量は、マスクの開口部の幅、及び、長さで制御することができる。しかし、近年、基板上の配線は、より一層の高密度化が要求され、それに伴い、ランド幅の微細化が図られている。ランド幅やランドピッチが狭くなると、そのランド面積に応じて供給する半田量を少なくする必要がある。
【０００５】
そこで、半田の量を少なくする範囲のマスク厚を薄くするハーフエッチング加工が知られている。このハーフエッチング加工では、一般的に、ベースとなるマスクを、導電性金属の表面にレジスト膜で配線パターンを形成し、電鋳により作成するアディティブ法により作ったものが多く使用されている。しかし、ハーフエッチング加工は、既にでき上がっている開口部形状をエッチング液やその後の修正加工で荒らすことになる。しかも、品質に影響を受け易い微細部分であるだけに、種々な不具合を引き起こし易い。
【０００６】
そこで、厚みの異なる複数枚のマスクを用いて同一基板上に厚みの異なる半田を供給するクリーム半田供給方法が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−２１２８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、厚みの異なるマスクを同一基板に対して交換する作業と、交換するごとに半田を供給する作業とが伴うため、半田供給に手間がかかる欠点がある。
【０００８】
本発明は、形状を荒らすことなく開口部を作れ、かつ、同一基板上のランドに半田をその量を変えて一度に供給することができる単一の印刷用マスク、その製造方法、及び、そのマスクを用いたクリーム半田の供給方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、弾性を有する紫外線硬化性樹脂板、又は紫外線軟化性樹脂板、或いはそれらのうちのいずれかの樹脂層を積層した積層板を基材とし、予め決められた複数の部位のうちの半田供給を少なくするための開口部を形成する予定部位を含む範囲又はその範囲以外に紫外線光を照射して硬化範囲と弾性を有したままの弾性範囲とに前記樹脂を変化させて、スキージの掻き取り時に沈み込んで開口部の深さが浅くなる弾性範囲にある開口部と、所定の深さを維持する硬化範囲にある開口部と、を有する印刷用マスクを用いて、同一基板上に厚みの異なるクリーム半田を一度に供給するものである。
【００１０】
印刷用マスクの基材としては、金属層と弾性を有する紫外線硬化性樹脂層又は紫外線軟化性樹脂層とを積層した２層の積層板としてもよい。この積層板としては、金属板に紫外線硬化性樹脂板又は紫外線軟化性樹脂板を貼着して２層に作ってもよい。この場合、予め紫外線硬化性樹脂に紫外線光を照射し、その後に、各々の板に開口部を作って開口部同士が重なるように貼着する。なお、貼着後に開口部を作ってもよい。また、印刷用マスクの構成としては、金属板の一部を凹部に形成し、その凹部に弾性を有する紫外線硬化性樹脂又は紫外線軟化性樹脂を埋め込んで２層に作っても良い。弾性を有する紫外線硬化性樹脂としては、金属よりも硬度の小さいウレタン素材などが好適である。
【００１１】
弾性を有する紫外線硬化性樹脂は、紫外線光を照射した範囲が硬化し、非照射範囲は弾性を有する範囲のままになる。逆に紫外線軟化性樹脂は、紫外線光を照射した範囲が軟化して弾性範囲になる。弾性範囲に作った開口部は、スキージの掻き取り時に沈み込んで開口部の深さが、硬化範囲に作った開口部の深さに対して浅くなる。このため、同一基板上に厚みの異なるクリーム半田を供給することができる。
【００１２】
また、紫外線光の照射強度を変えることで、深層方向で硬化厚みが異なるように樹脂を変化させて、硬化範囲と、硬化範囲と弾性範囲とが混在した範囲とを作ってもよい。この場合、深層方向における硬化範囲と弾性範囲との比率を変えることで深層硬度が変化するため、前記比率に応じて半田量の供給を制御することができる。
【００１３】
深層方向に硬化厚みが異なるように樹脂を変化させる他の例としては、硬化特性の異なる複数の紫外線硬化性樹脂を積層した積層板、又は、軟化特性の異なる複数の紫外線軟化性樹脂を積層した積層板を用いる。例えば硬化特性の異なる３層の紫外線硬化性樹脂を積層した積層板においては、硬化範囲と弾性範囲とが混在する範囲の硬度を、深層方向において第１〜３樹脂層の途中までの範囲が最も柔らかい高弾性範囲、第１〜２樹脂層の途中までの範囲が次に柔らかい弾性範囲、第１樹脂層の途中までの範囲が次に柔らかい弾性範囲のように、硬化特性の異なる樹脂の積層数に応じて分けることができる。しかも、紫外線光の照射強度を変えなくても作れる。なお、紫外線硬化性樹脂の積層板では、紫外線光の照射面側から硬化し易い順に硬化特性の異なる紫外線硬化性樹脂を積層するのが好適である。逆に、紫外線軟化性樹脂の積層板では、紫外線光の照射面側から軟化し易い順に硬化特性の異なる紫外線軟化性樹脂を積層するのが好適である。
【００１４】
また、紫外線硬化性樹脂や紫外線軟化性樹脂の他に、形状記憶材料を用いて印刷用マスクを作っても良い。この場合には、半田供給を少なくするための開口部を形成する予定部位を含む範囲を形状記憶温度以下の温度下で凹ませて凹部を形成し、前記凹部の範囲とそれ以外の範囲とに含まれる複数の部位に前記開口部を形成して印刷用マスクを作る。凹部はスキージ面に作られる。このため、凹部に作った開口部とそれ以外に作った開口部との深さが異なり、よって、半田供給量を制御することができる。しかも、形状記憶温度で熱を加えると、凹部が平面に戻るので、深さを変えて凹部を作る再加工が可能となり、半田印刷後に半田供給量の変更が可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、印刷用マスクの材料として紫外線硬化性樹脂、又は、紫外線軟化性樹脂を用い、半田供給を少なくするための開口部を形成する予定部位を含む範囲又はその範囲以外に紫外線光を照射して硬化範囲と弾性を有したままの弾性範囲とに前記樹脂を変化させて、スキージの掻き取り時に沈み込んで開口部の深さが浅くなる弾性範囲の開口部と、所定の深さを維持する硬化範囲の開口部と、を作ったから、同一マスクを用いて同一基板上に厚みの異なるクリーム半田を一度に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
印刷用のマスク１０は、図１に示すように、金属層１１と紫外線硬化性樹脂層１２との２層構成になっている。このマスク１０には、基板に重ねて密着したときに、基板に設けたランドを露呈させるための開口部１３が形成される。この開口部１３を形成する前に、予め開口部１３を形成する部位（以下、「予定部位」と称す）を含む範囲以外に、紫外線硬化性樹脂層１２側から紫外線光を照射する。紫外線硬化性樹脂層１２は、弾性を有しており、紫外線光を照射すると、照射した範囲が硬化し、非照射範囲（予定部位を含む範囲）は弾性を有したままの範囲（以下、「弾性範囲１４」と称す）になる。なお、紫外線光は深層に行くほど届きにくい。このため、照射した範囲（以下、「硬化範囲１５」と称す）は、照射した面１２ａから厚み方向に深くなるほど狭くなる。紫外線光の照射後には、マスク１０の予定部位にエッチングやドリルで開口部１３を形成する。なお、ドリルで作る場合には、金属層１１側から開口するのが望ましい。
【００１７】
このようにマスク１０は、金属層１１と紫外線硬化性樹脂層１２とを貼着した後に、紫外線硬化性樹脂層１２のうちの予定部位を含む範囲以外に紫外線光を照射し、その後、予定部位に開口部１３を形成して完成する。完成したマスク１０は、図２に示すように、紫外線硬化性樹脂層１２が基板１６の表面１６ａに密着するように位置決めされる。基板１６の表面１６ａには、半田を付けるためのランド１７と、半田を付着させないためのレジスト１８とが設けられている。マスク１０を基板１６にセットすると、ランド１７はマスク１０の開口部１３から外部に露呈される。なお、このような作業は、半田印刷機の内部で行われる。半田印刷機では、基板１６を印刷位置に位置決めした後に、その基板１６の上にマスク１０がセットされる。
【００１８】
半田印刷機には、水平方向に一定の速度で移動するヘッドが設けられており、このヘッドにはスキージ２０及び半田供給機構が設けられている。スキージ２０は、予め決められたスキージ角度（スキージ２０とマスク１０のなす角度））を保って先端がマスク１０の上に一定の圧力（スキージ圧又は印圧）で押し当てられる。スキージ２０の長さは、マスク１０及び基板１６の幅に応じた長さになっている。半田供給機構は、スキージ２０に対してその移動方向の下流側に半田吐出部を有し、ここからマスク１０上にクリーム半田２１を予め決められた量だけ供給する。クリーム半田２１は、周知のように、半田の粉末、フラックス剤、及び、カルナバろう等のチクソ剤等が混合されたクリーム状物であり、所定の粘度になっている。
【００１９】
クリーム半田印刷では、ヘッドが水平方向のうちの一方向に移動すると、マスク１０上に供給されるクリーム半田２１をスキージ２０で掻き取る。この時、クリーム半田２１にローリングが生じる。その結果、クリーム半田２１の内圧が高まり、この内圧によりクリーム半田２１がマスク１０の開口部１３に充填される。その後、版離れによりクリーム半田２１が基板１６のランド１７に転写され印刷が完了する。
【００２０】
本実施形態のマスク１０を使用すると、開口部１３にクリーム半田２１が充填される時に、スキージ２０の押圧、及び、クリーム半田２１の内圧により紫外線硬化性樹脂層１２の弾性範囲１４が沈み込み、この沈み込みに伴って金属層１１のうちの弾性範囲１４に対応する範囲が沈み込む。この沈み込みにより、スキージ２０の押圧時の開口部１３の深さが押圧前の開口部１３の深さよりも浅くなり、沈み込んだ範囲のマスク１０の厚みが薄くなる。この状態でスキージ２０の先端が開口部１３に充填されているクリーム半田２１を掻き取るため、開口部１３に供給されるクリーム半田２１の量が少なく調節される。
【００２１】
２層構成のマスク２３としては、図３に示すように、金属板２４の一方の面のうちの一部の範囲をハーフエッチングなどにより凹まして凹部２５を形成し、その凹部２５に、弾性を有する紫外線硬化性樹脂２６を埋め込んで２層構成にしてもよい。この場合、図４に示す作業手順で開口部１３を形成する。まず、半田量を調節したい範囲（半田量調整予定範囲）、すなわち表面実装部品（ＳＭＤ）を高密度に実装する範囲に基づいて凹部２５を形成する。次に、紫外線硬化性樹脂２６を凹部２５に埋め込む。
【００２２】
半田量の検証をシミュレーションで行わない場合には、その後、マスク２３の予定部位に開口部１３をエッチングやドリルで形成する。その後に、そのマスク２３を用いて半田印刷のテストを行って、ランドに供給される半田量を検証し、その結果に基づいて凹部２５の範囲に作った開口部のうちの半田量を少なくする開口部１３を決め、決められた開口部（１つ又は複数の開口部）１３を含む範囲（紫外線非照射範囲）２９を決定する。この紫外線非照射範囲２９を決めるときには、弾性範囲に掛かる圧力が一方向に逃げないように、弾性範囲が硬化範囲に囲まれるように考慮する。このために、図５に示すように、凹部２５の範囲では、紫外線非照射範囲２９が端に掛からないように、また、陸続きを避け、なるべく紫外線非照射範囲２９が飛島になるようにする。このようにすることで、半田印刷時にマスク１０のずれを抑制でき、ぶれによる滲み、半田潰れなどを防止することができる。
【００２３】
その後は、紫外線非照射範囲２９以外に紫外線光を紫外線硬化性樹脂層２６側から照射する。これにより、凹部２５の範囲のうちの半田量を少なくする範囲が弾性範囲２７になり、それ以外の範囲が硬化範囲２８となる。なお、半田量の検証をシミュレーションによって検証する場合には、紫外線光を照射した後に開口部１３を形成する。なお、図１で説明した２層構成のマスク１０でも、紫外線非照射範囲２９を決めるときには、紫外線非照射範囲２９がマスク１０の端に掛からないように、また、陸続きを避け、なるべく紫外線非照射範囲２９が飛島になるように考慮する。
【００２４】
開口部１３の平面形状としては、四角形、ホームベース形、四角形の一辺を円弧にした形など、何れの形状でも良い。
【００２５】
また、金属層１１，２４としては、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、鉄、亜鉛メッキ鋼、アルミ、ステンレス鋼などのうちのいずれかを用いるのが望ましい。なお、マスクの厚さは、例えば５〜３００μｍ程度である。
【００２６】
紫外線硬化性樹脂層１２，２６としては、金属層１１より硬度の小さいウレタン素材等、例えばシェア硬度２５〜８０Ｄの軟性のものが望ましい。紫外線硬化性樹脂は、紫外線を吸収し硬化する。紫外線硬化性樹脂の成分としては、ベース樹脂、反応性希釈剤、光重合開始剤、及び、添加剤などの成分で構成されている。ベース樹脂としてはエポキシ、ポリエステル、ウレタンなどの主鎖の両末端にアクリル基を不可させた変性アクリレートが、また、反応性希釈剤にはアクリレートモノマーが、さらに、光重合開始剤にはベンゾインエーテル類やアミン類が用いられる。添加剤は、接着性付与剤、充填剤、重合禁止剤、熱硬化触媒、嫌気性触媒、及び、着色剤などのうちのいずれかを目的に応じて加えられる。
【００２７】
金属層と紫外線硬化性樹脂層との貼着としては、接着剤を塗布して貼り付けるのが望ましい。なお、本発明では、金属層と紫外線硬化性樹脂層との２層構成に限らず、これらを含む多層構成にしてもよい。
【００２８】
紫外線光の照射には、紫外線レーザーを用いるのが好適である。紫外線レーザーとしては、固体レーザー、エキシマレーザーを含むガスレーザー、及び、半導体レーザーのいずれかを用いることができる。
【００２９】
上記各実施形態では、金属層と紫外線硬化性樹脂層との２層構成の積層板に、紫外線光を照射しているが、積層板にする前の単板である紫外線硬化性樹脂板に紫外線光を照射してもよい。この場合、図６に示すように、まず、弾性を有する紫外線硬化性樹脂板３０のうちの予定部位を含む範囲以外に紫外線光を照射する。これにより、照射範囲が硬化範囲１５になり、非照射範囲が弾性範囲１４になる。その後に、紫外線硬化性樹脂板３０と金属板３１との予定部位にそれぞれ開口部３２，３３を形成する。紫外線硬化性樹脂板３０に開口部３２を形成する方法としては、レーザーやドリルを用いて行う。また、金属板３１に開口部３３を形成する方法としては、エッチング加工やドリルを用いて行う。最後に、紫外線硬化性樹脂板３０と金属板３１とを重ね合わして位置決めした後に貼着する。これにより、マスク３４が完成する。貼着は、紫外線硬化性樹脂板３０の両面３０ａ，３０ｂのうちの紫外線光を照射する面３０ａとは逆の面３０ｂが金属板３１に密着する向きで紫外線硬化性樹脂板３０を貼り付ける。完成したマスク３４は、それぞれの開口部３２，３３の中心が一致する。
【００３０】
この場合、開口部３２，３３を紫外線硬化性樹脂板３０と金属板３１とに別々に形成するため、例えば、開口部３２，３３の径や断面形状を変更することができる。
【００３１】
例えば、図７に示すマスク３６では、金属板３１の開口部３３に対して大径の開口部３７を紫外線硬化性樹脂板３０に作る。この場合、図８に示すように、マスク３６のうちの基板１６側の開口部３７の径が大きいため、半田離れが良くなり、半田の抜き性が向上する。金属板３１の開口部３３の径に対する紫外線硬化性樹脂板３０の開口部３７の径の比率を変えることで半田の抜き性を制御することができる。
【００３２】
また、図９に示すマスク３５では、紫外線硬化性樹脂板３０の開口部３８を、テーパ面をもつ断面台形の開口部に形成している。この断面台形の開口部３８は、金属板３１に密着する面３０ａ側の径が金属板３１の開口部３３の径と略同じで、かつ、金属板３１に密着しない面３０ｂの径が金属板３１の開口部３３よりも大径になっている。
【００３３】
さらに、図１０に示すマスク３９は、図６で説明したマスク３４に対して紫外線硬化性樹脂板３０を裏返して貼着している。この場合、紫外線光を照射した面３０ａが金属板３１に密着するように貼着する。紫外線硬化性樹脂板３０は、弾性範囲１４のうちの紫外線光を照射した面３０ａの範囲が広く、紫外線光を照射していない面３０ｂの範囲が狭くなる。このため、金属板３１に密着する面３０ａが弾性範囲１４の広い面になるので、スキージ２０の押圧及びクリーム半田２１の内圧により沈み込む範囲が、図６で説明したマスク３４よりも沈み込み範囲が広くなり、よって沈み込む範囲が滑らかになるので、スキージ２０での掻き出しが正確に行える。なお、図１０に示す開口部３３，４０は、どちらも同じ径のストレートの断面形状になっている。
【００３４】
また、図１１に示すマスク４１は、図１０で説明したマスク３９の紫外線硬化性樹脂板３０の開口部を断面台形状の開口部４２に形成した実施形態である。この場合、紫外線硬化性樹脂板３０の開口部４２が、金属板３１に密着する面３０ａの開口部４２の径が広くなる逆台形状になるため、版離れの時にランドとの接触からマスク４１が離れ易くなる。
【００３５】
なお、紫外線硬化性樹脂板１２，３０の開口部３２，３７，３８，４０，４２を、紫外線レーザーにより作る場合には、開口部を作る範囲が弾性範囲となっており、ここに紫外線レーザーを照射して開口するため、出来上がった開口部の内壁が硬化し、このため、半田離れが良くなる効果がある。
【００３６】
ところで、紫外線硬化性樹脂板の厚み方向への硬化は、照射された紫外線光の単位面積当たりの光エネルギー量(露光量=J/cm2)に依存する。すなわち、照射エネルギーの対数に比例して硬化膜厚が増加する。そこで、図１２に示すマスク４４では、紫外線硬化性樹脂板４５の一面に紫外線光を照射中に、予定部位を含む範囲では紫外線レーザーの出力を低く、それ以外では出力を高く調整することで、予定部位を含む範囲の厚み方向の一部を部分的に硬化させて、予定部位を含む範囲の深層方向に硬化範囲４６と弾性範囲４７とが存在するように作られている。これら硬化範囲４６と弾性範囲４７との厚み方向に対する比率を変えることでスキージでの掻き取り時の沈み込む量を制御することができる。この場合も、紫外線光を照射した後に、開口部４８を予定部位に形成する。
【００３７】
なお、図１２に示す実施形態では、弾性を有する紫外線硬化性樹脂板４５のみの１層構成でマスク４４を作っているが、金属層を積層した２層構成にしてもよいし、多層構成にしてもよい。スキージ面としては、図１２で示す上面又は下面のいずれか一方の面を使用することができる。上面をスキージ面にする場合にはスキージ面が硬化範囲４６の露呈面になっているので沈み込み量が少なく、逆に下面をスキージ面にする場合には、スキージ面が弾性範囲４７の露呈面になっているので、沈み込み量が大きくなる。
【００３８】
また、紫外線レーザーの出力を調整する代わりに、紫外線レーザーの波長を調整しても同じ効果が得られる。紫外線硬化性樹脂は、光重合開始剤の化学構造、つまり光重合開始剤の種類により吸収の波長が異なる。よって、紫外線光を照射中に、光重合開始剤に吸収される波長と、吸収され難い波長とに紫外線レーザーを調整することで、光重合開始剤に吸収される波長の紫外線光を照射した範囲は紫外線光が吸収されて硬化範囲になり、それ以外の波長の紫外線光を照射した範囲は紫外線光が吸収されないので弾性範囲のままになる。
【００３９】
上記実施形態では、紫外線光の露光量、例えば紫外線レーザーの出力や波長を調整して半田印刷時の沈み込み量を制御しているが、硬化特性の異なる複数の紫外線硬化性樹脂を積層した積層板を用いることで半田印刷時の沈み込み量を制御してもよい。
【００４０】
図１３に示すマスク５０は、硬化特性の異なる３つの紫外線硬化性樹脂層５１〜５３を硬化し易い順に積層した構成になっている。同図では、上面５０ａに配した層が最も硬化し難い特性をもつ紫外線硬化性樹脂層５１になっており、下面５０ｂに配した層が最も硬化し易い特性をもつ紫外線硬化性樹脂層５３になっている。なお、各紫外線硬化性樹脂層５１〜５３は、弾性を有している。
【００４１】
このマスク５０のうちの半田印刷時の沈み込み量を制御したい範囲以外に紫外線光を上面５０ａから照射する。紫外線光を照射すると、上面５０ａの紫外線硬化性樹脂層５１が照射面に最も近いため、紫外線光を照射した範囲が硬化して硬化範囲５４に、また、非照射範囲は弾性を有する弾性範囲５５になる。中間層である紫外線硬化性樹脂層５２は、上面５０ａの紫外線硬化性樹脂層５１よりも硬化し易い特性をもつのでこの紫外線硬化性樹脂層５１よりも硬化範囲５６が面方向で広くなり、逆に弾性範囲５７が面方向で狭くなる。下面５０ｂの紫外線硬化性樹脂層５３は、中間層の紫外線硬化性樹脂層５２よりも硬化し易い特性をもつので中間層の紫外線硬化性樹脂層５２よりも硬化範囲５８が面方向で広くなり、逆に弾性範囲５９が面方向で狭くなる。なお、図示では、下面５０ｂの紫外線硬化性樹脂層５３は、照射面から一番離れた位置に配されているので、弾性範囲５９が深さ方向の途中までになっている。
【００４２】
このマスク５０に開口部６０，６１を形成する場合、各層５１〜５３の弾性範囲５５，５７，５９が、上面５０ａに向けて面方向に広くなるようにずれているので、開口部を形成する位置の深層方向にこれらの弾性範囲５５，５７，５９のうちのいずれが重なるかに応じて、半田印刷時の沈み込み量を制御することができる。すなわち、予定部位を含む範囲の沈み込み量を大きく、すなわち、半田量を少なくしたい場合には、予定部位を含む範囲の深層方向に、上記３層５１〜５３の弾性範囲５５，５７，５９の全てが重なるように紫外線光の照射を行い、その後に所定部位に開口部６０を形成すればよい。そして、これよりも沈み込み量を小さく、すなわち、半田量を多くしたい場合には、その予定部位を含む範囲の深層方向に、上記３層５１〜５３のうちの２層５１，５２の弾性範囲５５，５７のみが重なるように紫外線光の照射を行い、その後にその所定部位に開口部６１を形成すればよい。なお、これよりも半田印刷時の沈み込み量を小さく、すなわち、半田量を多くしたい場合には、開口部の深層方向に最上層５１の弾性範囲５５のみが存在するように紫外線光を照射すればよい。なお、この場合のスキージ面は下面５０ｂにする。
【００４３】
このように、硬化特性の異なる３つの紫外線硬化性樹脂層５１〜５３を積層して構成したマスク５０では、硬化範囲に開口部を形成するのを含めて４段階で沈み込み量を制御することができる。なお、硬化特性の異なる紫外線硬化性樹脂層を積層する構成としては、３層構成に限らず、２層構成でもよいし、４層以上の構成にしてもよい。また、硬化特性の異なる複数の紫外線硬化性樹脂は、照射面側から硬化し易い順に積層しているが、逆に硬化し難い順に積層してもよいし、予め決めた沈み込み量に対応するようにランダムに積層してもよい。さらに、硬化特性の異なる複数の樹脂だけで構成することに限らず、これら樹脂を含めた多層構成でマスクを作っても良い。
【００４４】
上記各実施形態では、紫外線硬化性樹脂材料を用いているが、これの代わりに、紫外線軟化性樹脂材料を用いても良い。この場合には、紫外線光を照射した範囲が軟化して弾性範囲になり、非照射範囲がそのままの硬化範囲になる。このため、紫外線軟化性樹脂としては、弾性を有するものでなくてもよい。また、図１３で説明した実施形態においては、軟化特性の異なる紫外線軟化性樹脂を紫外線照射面側から軟化し易い順番で積層すればよい。なお、逆に軟化し難い順に積層してもよい。
【００４５】
また、紫外線硬化性樹脂や紫外線軟化性樹脂の代わりに、形状記憶材料を用いても良い。形状記憶材料は、形を変えても形状記憶温度になると記憶させた形に戻るよう成分を工夫したものであり、例えばポリマーゲルなどの高分子材料や形状記憶合金材料を用いることができる。
【００４６】
この場合、形状記憶材料で作った平板を用いる。この平板は、形状記憶処理が施されており、平板状の形状が記憶されている。図１４及び図１５に示すように、平板６３の一方の面のうちの半田量を調節したい範囲を形状記憶温度以下の温度下で押圧加工して凹部６４を形成する。この押圧加工では、調節範囲の形状をした押圧治具か、先端が平ら或いは半球状の押圧工具を用いて面に対して垂直方向に沿って押圧する。押圧加工後に、平板６３に開口部６５をエッチングやドリルで形成する。これによれば、凹部６４を形成した面をスキージ面にすることで、開口部６５の部位だけ深さが浅くなるので、半田量を少なく制御することができる。
【００４７】
マスクとしては、前述した形状記憶材料で作った平板６３のマスクのように１層構成としてもよいし、金属板に貼着した２層構成、又はスキージ面に形状記憶材料を配した多層構成にしてもよい。これによれば、半田印刷後に、凹部６４をもつ平板を形状記憶温度まで加熱して形状を平板形状に戻し、冷却後に、再び深さを変えて押圧加工を行うことで、半田量を検証しながら繰り返し変更することができる。この場合、開口部６５を作っていても半田量を調節したい範囲の深さを変更するだけなので、問題はない。この場合も、凹部６４の範囲を決めるときには、凹部６４がマスクの平板６３の端に掛からないように、また、陸続きを避け、なるべく凹部６４が飛島になるように考慮する。
【００４８】
ところで、マスクは、長期的に使用していると、開口部のエッジがだれたり、変形したりする。このため、マスクと基板との密着性が低下し、クリーム半田の抜け性が悪くなり、転写性が低下する。そこで、図１６に示すように、マスク７０を金属層７１と形状記憶材料層７２とを積層した２層で構成し、開口部７３の間口７４，７５のうちの印刷する基板に密着する面７０ａ側の間口７５を形状記憶温度以下の温度下で、押圧治具７６により垂直方向に沿って押圧加工して間口７５を広げる。これは、半田抜け性を向上するためである。その後、その形状を保ったまま形状記憶処理を行う。なお、マスク７０の面７０ｂは、スキージ面である。
【００４９】
半田印刷を繰り返し行うと、開口部７３の間口７５が変形する。このとき、マスク７０の形状記憶材料層７２を形状記憶温度まで加熱する。これにより、変形した間口７５の形状が、半田抜け性を考慮した記憶形状に戻る。この処理を、例えば、定期的に行うことで、安定した半田の抜け性を長期的に維持して半田印刷を繰り返し行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態である２層構成のマスクの作製手順を示す説明図である。
【図２】図１で説明したマスクを用いた半田印刷を示す説明図である。
【図３】金属板に凹部を形成し、その凹部に紫外線硬化性樹脂を埋め込んで２層構成にしたマスクを示す平面図である。
【図４】図３で説明したマスクの作製手順を示すフローチャート図である。
【図５】凹部の端に掛からないように複数の弾性範囲を飛島に作ったマスクを示す説明図である。
【図６】金属板と紫外線硬化性樹脂板とに各々開口部を形成し、その後に貼着してマスクを作る手順を説明する説明図である。
【図７】金属板の開口部に対して紫外線硬化性樹脂板の開口部の径を大きくしたマスクを示す断面図である。
【図８】図７で説明したマスクを用いた半田印刷を示す説明図である。
【図９】紫外線硬化性樹脂板の開口部を断面台形の形状に作ったマスクを示す断面図である。
【図１０】紫外線硬化性樹脂板を裏返して貼着したマスクを示す断面図である。
【図１１】紫外線硬化性樹脂板に断面台形の開口部を形成し、且つ紫外線硬化性樹脂板を裏返して貼着したマスクを示す断面図である。
【図１２】紫外線レーザーの出力を調整して深層方向に弾性範囲と硬化範囲との比率を変えて沈み込み量を制御したマスクの作製手順を示す断面図である。
【図１３】硬化特性の異なる複数の紫外線硬化性樹脂板を積層したマスクの作製手順を示す説明図である。
【図１４】形状記憶合金材料を使用したマスクの作製手順を示す説明図である。
【図１５】図１４で説明した押圧部の範囲を飛島にしたマスクを示す説明図である。
【図１６】マスクの開口部の縁がへたらないように、金属板に形状記憶材料を貼着したマスクの作製手順を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０，３４，４４，６３，７０  マスク
１１，３１，７１  金属層
１２，３０  紫外線硬化性樹脂層
１３，３２，３３，３７，３８，４０，４２，６０，６１，６５  開口部
１４，４７  弾性範囲
１５，４６  硬化範囲
２０  スキージ
２１  クリーム半田
１６  基板
１７  ランド
１８  レジスト
２５，６４  凹部
７２  形状記憶材料
【図１】
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【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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【図１６】
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