(57)【要約】      （修正有）【課題】半田印刷用のメタルマスクを用いて、電子部品を基板に実装する際に、ハンダボールの発生を防止することができ、確実な半田接合ができるメタルマスクを提供する。【解決手段】メタルマスク１の開口部２において、電子部品の電極端子の付け根方向に谷形形状部２１を設けることにより、半田付けの際、溶けた半田が、谷形形状部２１により形成された半田印刷の無い電極パッド上の領域に広がることにより、半田が電極パッドの外へ流出することが抑えられ、ハンダボールの発生を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（４）に形成された電子部品実装用の複数の電極パッド（３）に対応する位置に複数の開口部（２）が形成され、電子部品（６）の半田付け工程で行われる半田印刷に用いるメタルマスク（１）であって、複数の開口部（２）は、メタルマスク（１）の平面において、電極パッド（３）に実装される電子部品（６）の電極端子（６１）の付け根方向に、二つの山形形状部（２３，２３）と二つの山形形状部（２３，２３）に挟まれる谷形形状部（２１）を設けたことを特徴とするメタルマスク。  
【請求項２】
二つの山形形状部（２３，２３）の頂部（２４，２４）、および谷形形状部（２１）の底部（２２）が円弧状に形成された複数の開口部（２）を有することを特徴とする請求項１に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、電子部品を基板に半田付け実装する際に、半田ボールの発生を防止する為のメタルマスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、図９に示すように開口形状２００を基板上の電極パッド３００の形状に対して相似形に小さくする、あるいは、メタルマスクの厚みを薄くすることで、印刷される半田量を少なくし、リフロー時に半田５００が電子部品６の搭載により電極パッド外に、はみ出す量を少なくするメタルマスク１００、あるいは、図１０に示すように、実装する電子部品用の電極パッドに対応する開口部の対向する内側の距離Ｃを大きくすることにより、電子部品搭載の際、半田の広がりを基板パッド内に収め、ハンダボールの発生を抑えるメタルマスクが知られている。    
【特許文献１】特開２００６−８０２０８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の厚みを薄くした半田印刷用メタルマスクでは、複数種の電子部品が実装される基板においては端子の高さのばらつき（コプラナリティ）が問題となるコネクタなどがあった場合、メタルマスクの厚みを一定以下にすることができず、開口部の面積の調整のみで図１２に示す半田ボールの発生を防止することが求められることとなり、十分な半田ボールの発生防止とはならなかった。また、開口部の対向する距離を大きくした場合には、図１１に示すように、電子部品搭載位置のズレにより、一方の電子部品電極部と半田との接合面積が極端に少なくなり、リフロー時に電子部品の片側電極が接合されない、いわゆるチップ立ちの現象があらわれるなどの問題があった。  
【０００４】
本発明は、これらの問題を鑑みて、多種の電子部品が搭載される基板における場合も含め、半田付け実装による半田ボールの発生を防止することができるメタルマスクの提供を目的とした発明である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に係るメタルマスク１は、基板４に形成された電子部品実装用の複数の電極パッド３に対応する位置に複数の開口部２が形成され、電子部品６の半田付け工程で行われる半田印刷に用いるメタルマスク１であって、複数の開口部２は、メタルマスク１の平面において、電極パッド３に実装される電子部品６の電極端子６１の付け根方向に、二つの山形形状部２３，２３と二つの山形形状部２３，２３に挟まれる谷形形状部２１を設けた形状であることを特徴とする。  
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１のメタルマスク１において、二つの山形形状部２３，２３の頂部２４，２４、および谷形形状部２１の底部２２が円弧状に形成された複数の開口部２を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、以下のような効果がある。本発明に係るメタルマスクにおいては、電子部品の電極端子の付け根方向に谷形形状部を設けることにより、電子部品実装の際、部品により押しつぶされた半田が開口部の谷形形状部により形成された半田印刷がなされない谷形形状の領域に広がることによって、半田が電子部品用の電極パッドの外側まで流れ出ることがなくなり、半田ボールの発生を防止できる。  
【０００８】
また、開口部において谷形形状部両側に山形形状部が形成されているため、電子部品の搭載位置がずれた場合にも、電子部品の電極と電極パッドに山形形状に印刷された半田との間で確実な半田接合がなされる。  
【０００９】
谷形形状部の底部と、山形形状部の頂部を円弧状に形成することにより、谷形形状部だけでなく、山形形状部の頂部の円弧によって形成される半田が広がることが可能な電極パッド上のスペースを確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態例を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明のメタルマスク開口部の形状である。図２は、基板上に形成された電極パッド形状である。図３は、メタルマスクに配置された開口部を示す図である。図６は、本発明において電極部に印刷された半田を示す図である。図４は、半田付けにより基板に電子部品を実装した図である。  
【００１１】
メタルマスク１は、例えば厚みが５０μｍ以上、２００μｍ以下程度のステンレスなどからなり、開口部２は、長方形である電極パッド３と相似で若干小さく、略長方形の長手側一辺のほぼ中央に谷形形状部２１を設け、谷形形状部の底部２２は、半径Ｒ２にて円弧状に形成され、その谷形形状部両側の山形形状部の頂部２４も半径Ｒ１にて円弧状に形成された開口形状である。ここで、電極パッドが正方形、あるいは楕円形の場合であっても、開口部は、一辺に谷形形状部を設けた同様の形状に形成される。  
【００１２】
そして、開口部２は図３に示すように、電子部品６の電極端子６１の付け根方向に開口部の谷形形状部２１が向き合う方向でメタルマスク上に配置される。ここで、電極端子６１の付け根方向とは、電子部品本体部６３と電極端子６１との境界６２方向をさし示すものである。  
【００１３】
次に図５の電子部品の実装工程を示したフローチャートにのっとり、本発明のメタルマスクを用いた実装工程について説明する。  
【００１４】
まず、基板上の電極パッド３にメタルマスク１の開口部２が対応するようにメタルマスク１を位置決めし、クリーム半田を半田印刷機により印刷する。図６に示すようにクリーム半田５は、ほぼメタルマスク１の厚みで、メタルマスク１の開口部形状で印刷され、対向する電極パッド３における電極端子６１の付け根方向側には、電極パッド３の対向方向に直角な方向のほぼ中央（スペースＡ）と対向方向に直角な方向における両端（スペースＢ）にクリーム半田が印刷されない領域がつくられる。  
【００１５】
このため、図１２に示すように従来は、電子部品６が、チップマウンター等により対応する電極パッド上に搭載され、リフロー槽での加熱によって、溶けたクリーム半田が電子部品６の自重によってつぶされることにより、溶けた半田が電極パッドの外側へ広がり、半田ボール５１０が発生していたが、図６に示すように本発明においては、電極パッド上にクリーム半田が印刷されない領域（スペースＡ，スペースＢ）が存在するため、その領域に溶けた半田が広がり、電極パッド３の外側へ半田が流れ出ることはなくなり、半田ボール５１０の発生を防ぐことができる。  
【００１６】
また図７に示すように電子部品６の電極端子６１の付け根方向を向いた半径Ｒ１からなる山形形状２箇所５３が各々の電極パッド３の長手方向で一定のピッチで半田印刷されていることにより、電極パッド３に対し電子部品６の搭載位置が電極パッド３の対向方向および対向方向と直角方向にずれた場合でも、電子部品６の電極端子６１は、この山形形状の半田印刷部５３に載り、確実な半田付けが可能となる。  
【００１７】
さらに、多くの電極端子を備えていることによりコプラナリティが問題となるコネクタ等を含む多種電子部品の実装がなされる基板において、ある一定厚みがメタルマスクに求められる場合があるが、この際にも図８に示すようにメタルマスクの開口部における山形形状部の頂部の円弧Ｒ１、谷形形状部の底部の円弧Ｒ２などを変更するだけで、半田量を基板厚みに適合させ、確実な半田付け実装を可能にする。  
【００１８】
以上、本発明の実施例においては、電極端子が２箇所の角型チップタイプの電子部品について述べましたが、２箇所以上の電極端子をもつ他の形状の電子部品についても本発明を実施することは可能であり、メタルマスク開口部においては、谷形形状部の底部および山形形状部の頂部を円弧状に形成するだけでなく、Ｃ面を取った形状においても同様の効果を得ることができるものであります。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るメタルマスクの開口部の形状図
【図２】電極パッドの形状図
【図３】メタルマスクに配置された開口部を示す図
【図４】本発明に係るメタルマスクを用い電子部品を基板に実装した図
【図５】電子部品の実装工程を示したフローチャート
【図６】本発明に係るメタルマスクを用い電極パッドに印刷された半田を示す図
【図７】電子部品がずれて搭載された場合を示す図
【図８】本発明に係るメタルマスクにおいて開口部形状を変更した図
【図９】従来例１のメタルマスクの開口部形状および従来例１の半田の印刷状態を示す図
【図１０】従来例２におけるメタルマスクを用いて電子部品を実装した状態を示す図
【図１１】図１０において、電子部品がずれて実装された場合を示す図
【図１２】はんだボール発生のメカニズムを示す図
【符号の説明】
【００２０】
１  メタルマスク  ２  開口部  ３  電極パッド  ４  基板  ５  半田  ６  電子部品  ２１  谷形形状部  ２２  谷形形状部の底部  ２３  山形形状部  ２４  山形形状部の頂部  ５３  山形形状半田印刷部  ６１  電極端子  ６２  電子部品本体部と電極端子との境界  ６３  電子部品本体部  １００  メタルマスク（従来例１）  ２００  開口部（従来例１）  ３００  電極パッド（従来例１）  ５００  半田（従来例１）  ５０２  半田（従来例１）  ５１０  半田ボール
【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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