(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷物質を印刷する基板と接触する第１の面とは反対側の第２の面の略全面に表面を有し、金属で形成された板材層と、
前記板材層の前記第１の面の側に積層され、弾性材で形成された弾性層と、
前記第１の面から前記第２の面まで前記弾性層および前記板材層を貫通している複数の貫通穴と、
前記貫通穴の壁面すべてを前記板材層と同一の材料で覆っている壁面部と、
を備え、
前記第１の面の前記貫通穴の周囲に、前記貫通穴の開口部の形状とは異なる形状の前記板材層と同一の材料領域を有し、
前記第１の面の前記貫通穴ごとの周囲の前記板材層で形成されている領域の間に、前記板材層で形成されている領域と略高さが等しい前記弾性材の領域を有することを特徴とする印刷マスク。
【請求項２】
前記基板が前記第１の面と接触する領域に前記弾性層が形成され、
前記基板と重ならない領域は、前記第１の面から前記第２の面まで前記板材層で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の印刷マスク。
【請求項３】
前記基板が所定の大きさ以上の段差を有する領域に前記弾性層が形成され、
前記基板が所定の大きさ以上の段差を有する領域以外は、前記第１の面から前記第２の面まで前記板材層で形成されていることを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の印刷マスク。
【請求項４】
前記弾性層と前記板材層は、前記第１の面においてほぼ水平な面を形成していることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の印刷マスク。
【請求項５】
前記板材層は、前記第１の面と前記第２の面においてほぼ全面に表面を有し、
前記弾性層は、両面を前記板材層に挟まれて形成されていることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の印刷マスク。
【請求項６】
印刷物質を印刷する基板と接触する第１の面とは反対側の第２の面の略全面に表面を有し、金属で形成された板材層と、
前記板材層の前記第１の面の側に形成され、弾性材で形成された弾性層と、
前記第１の面から前記第２の面まで前記弾性層および前記板材層を貫通している複数の貫通穴と、
前記貫通穴の壁面すべてを前記板材層と同一の材料で覆っている壁面部と、
を備え、
前記弾性層は、前記第１の面の前記貫通穴の開口部の周辺に所定の形状で複数、形成されていることを特徴とする印刷マスク。
【請求項７】
板材と、前記板材と積層された弾性層と、印刷物質を印刷する基板と接触する第１の面から前記第１の面とは反対側の第２の面まで前記板材および前記弾性層を貫通する複数の貫通穴とを備える印刷マスク製造方法であって、
前記貫通穴の開口部を形成する領域の周囲に、前記貫通穴の開口部の形状とは異なる形状の前記板材の領域を前記第１の面の前記貫通穴の穴ごとの周囲の前記板材で形成されている領域の間に、前記板材で形成されている領域と略高さが等しい弾性材の領域を形成できるように残し、前記弾性層を形成する深さまで金属の前記板材を切削する切削工程と、
前記切削工程で切削した領域に弾性材を充てんし前記弾性層を形成する弾性層形成工程と、
壁面すべてが前記板材と同一の材料で覆われた前記貫通穴を形成する開口工程と、
を含むことを特徴とする印刷マスクの製造方法。
【請求項８】
印刷の対象の基板と接触する側の面を、前記板材と前記弾性層がほぼ水平になるように研磨する研磨工程をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の印刷マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷マスクに関するものであり、特に印刷マスクの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板などの製造工程において、はんだペーストなどの導電ペーストや接着剤の樹脂等の印刷物質が印刷マスクを用いて基板上に印刷される。はんだペースト等の印刷物質の形状や量は、電子部品の接続の信頼性等に大きな影響を与えうる。そのため、基板に印刷されるはんだペースト等の印刷物質の形状や量は安定している必要がある。また、プリント基板などは大量に生産されるため、はんだペースト等の印刷物質の印刷工程においても生産性が高いことも要求される。
【０００３】
はんだペースト等の印刷物質を基板に印刷するための印刷マスクとしては、スクリーンマスクやメタルマスクが広く用いられている。例えば、表面実装工程では、基板にはんだを印刷する位置に対応する開口部を有する薄い金属板上のステンシルを用いた印刷マスクが用いられる。ステンシルを用いた印刷マスクは、鋳造したフレームにステンシルを高いテンションを加えて紗張りすることで作成されている。
【０００４】
はんだペースト等の印刷物質の印刷工程では、位置合わせを行った基板を印刷マスクに押し当てて、基板とは反対側の面から開口部を介してはんだペースト等の印刷物質が基板に印刷される。はんだペースト等の印刷物質は、印刷マスクの水平方向に一定の圧力をかけながらスキージを走査することで印刷マスクの開口部に充てんされる。
【０００５】
プリント基板などでは、厚みの異なるソルダーレジスト、電極パッド、シルク印刷などが基板上に配置されているため、基板表面のそれぞれの箇所で段差が異なる。そのため、基板表面の段差構造により印刷マスクと基板との密着性が低下することがある。印刷マスクと基板との密着性が低下すると、印刷マスクと基板との間に隙間が生じる。隙間が生じるとはんだペースト等の印刷物質の開口部への充てん時に、はんだペースト等の印刷物質が印刷マスクと基板との間の隙間に入り込むことにより印刷マスクの印刷面、すなわち、基板側にはんだにじみが発生する。
【０００６】
印刷マスクの印刷面に生じたにじみは、不要な箇所へのはんだペースト等の印刷物質の転写を防ぐためクリーニングによって除去する必要がある。しかし、クリーニングの頻度が増加すると生産性が低下するため、はんだペースト等の印刷物質のにじみを抑制しクリーニングの頻度を低くする必要がある。また、印刷マスクと基板の密着性が低いと、スキージの走査時にスキージの圧力で印刷マスクがひきずられ、基板上の電極パッド等と印刷マスクの開口部の位置にずれが生じる。基板上の電極パッド等と印刷マスクの開口部の位置にずれが生じると、印刷ずれによる不良の発生につながる。
【０００７】
このような背景から生産性を低下させることなく、安定してはんだペースト等の印刷物質を基板に印刷するための技術があることが望ましく、関連する技術の開発が行われている。そのような生産性を低下させることなく、安定して印刷物質を基板に印刷するための技術としては、たとえば、特許文献１のような技術が開示されている。
【０００８】
特許文献１は、基板との接触面側に樹脂層が形成された印刷マスクに関するものである。特許文献１の印刷マスクは、基板にはんだを印刷する位置に開口部を有するメタルマスクの基板面側に弾性膜の樹脂層を備えている。特許文献１では、弾性膜は印刷箇所の近傍の基板の段差を吸収するため開口部を取り囲むように形成されている。特許文献１は、このような構成とすることにより、弾性膜によって段差を吸収しメタルマスクを、弾性膜を介して基板に密着させることができるとしている。特許文献１では、印刷マスクと基板の密着性を向上することで、はんだのにじみを抑制することができるとしている。
【０００９】
また、特許文献２にも、基板面側に樹脂層を備える印刷マスクに関する技術が開示されている。特許文献２の印刷マスクは、金属板と基板面側に積層された樹脂層とを備えている。特許文献２の印刷マスクでは、金属板と樹脂層はほぼ同じ位置に開口部を有している。特許文献２は、樹脂層に所定の材質の樹脂を用いることで樹脂層の膜減りが抑制され、はんだの印刷不良を避けることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−１００６３８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１２５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１の技術は次のような点で十分ではない。特許文献１の印刷マスクは、金属板と弾性膜とを積層して形成されている。そのため、印刷マスクの開口部において、壁面は金属板と弾性膜の２層構造となっている。はんだペースト等の印刷物質が充てんされる開口部が２層構造であった場合に、印刷マスクと基板を引き離す際に金属板部分と弾性膜部分とで異なる大きさのせん断応力が生じる。金属板部分と弾性膜部分とでせん断応力が異なると、はんだの形状や基板上に残るはんだの量のばらつきが生じる。はんだの形状や基板上に残るはんだの量のばらつきが生じると、はんだペースト等の印刷物質の印刷不良が生じ得る。
【００１２】
また、特許文献２も同様に印刷マスクの開口部周辺は金属板と弾性膜との積層構造となっている。そのため、特許文献１と同様にせん断応力の違いから、はんだの形状や基板上に残るはんだの量のばらつきが生じ、はんだペースト等の印刷物質の印刷不良が生じ得る。よって、特許文献１および特許文献２の技術は、生産性を低下させることなくはんだペースト等の印刷物質を安定して基板に印刷するための技術としては十分ではない。
【００１３】
本発明は、生産性を低下させることなく印刷物質を安定して基板に印刷することができる印刷マスクを得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明の印刷マスクは、板材層と、弾性層と、貫通穴と、壁面部を備えている。板材層は、印刷物質を印刷する基板と接触する第１の面とは反対側の第２の面の略全面に表面を有し、金属で形成されている。弾性層は、板材層の第１の面の側に積層され、弾性材で形成されている。貫通穴は、第１の面から第２の面まで板材層および弾性層を貫通している。壁面部は、貫通穴の壁面すべてを同一の材料で覆っている。
【００１５】
本発明の印刷マスクの製造方法は、板材と、前記板材と積層された弾性層と、前記板材および弾性層を貫通する貫通穴とを備える印刷マスク製造方法であって、切削工程と、弾性層形成工程と、開口工程とを含む。切削工程は、貫通穴を形成する領域を少なくとも残し、弾性層を形成する深さまで金属の板材を切削する。弾性層形成工程は、切削工程で切削した領域に弾性材を充てんする。開口工程は、壁面すべてが同一の材料で覆われた貫通穴を形成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、生産性を低下させることなく印刷物質を安定して基板に印刷することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す平面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における製造フローの概要を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す平面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の構成の概要を示す平面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の構成の概要を示す断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態の構成の概要を示す平面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態の構成の概要を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の印刷マスクの構成の概要を示した図である。本実施形態の印刷マスクは、板材層１１と、弾性層１２と、貫通穴１３と、壁面部１４を備えている。板材層１１は、印刷物質を印刷する基板と接触する第１の面とは反対側の第２の面の略全面に表面を有し、金属で形成されている。弾性層１２は、板材層１１の第１の面の側に積層され、弾性材で形成されている。貫通穴１３は、第１の面から第２の面まで板材層１１および弾性層１２を貫通している。壁面部１４は、貫通穴１３の壁面すべてを同一の材料で覆っている。
【００１９】
本実施形態の印刷マスクは、基板と接触する面の側に弾性材で形成されている弾性層１２を備えている。弾性層１２が基板との密着性を向上させるので、印刷物質のにじみが起こりにくく清掃等の頻度増による生産性の低下は生じない。また、本実施形態の印刷マスクの貫通穴１４の壁面は、壁面すべてが同一の材料で覆われている。そのため、貫通穴１４を介して基板に印刷される印刷物質にかかるせん断応力は一定となる。その結果、本実施形態の印刷マスクを用いて印刷物質の印刷を行うと、基板上に印刷される印刷物質の量や形状が安定する。以上より、本実施形態の印刷マスクでは、生産性を低下させることなく印刷物質を安定して基板に印刷することができる。
【００２０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２および図３は、本実施形態の印刷マスク２０の構成の概要を示したものである。図２は、本実施形態の印刷マスク２０の平面図を示している。図２は、印刷マスク２０の基板との接触面側から見た平面図である。図３は、図２においてＡ−Ａ’で示されている箇所の断面図である。
【００２１】
本実施形態の印刷マスク２０は、はんだペースト等の印刷物質を、プリント基板等の基板に印刷するためのマスクである。印刷マスク２０には、基板の設計に応じた所定の開口パターンが形成されている。
【００２２】
本実施形態の印刷マスク２０は、板材２１と、弾性材２２を備えている。また、印刷マスク２０には、貫通穴である複数の開口部２３が形成されている。印刷マスク２０に形成されている開口部２３は、１つであってもよい。
【００２３】
板材２１は、印刷マスク２０の平面形状および機械強度を維持する構造材としての機能を有する。板材２１には、例えば、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）材を用いることができる。板材２１には、ＳＵＳ材と同等の剛性を有するものであれば他の材質のものを用いてもよい。本実施形態の板材２１は、第１の実施形態の板材層１１に相当する。
【００２４】
弾性材２２は、印刷の対象となる基板の段差を吸収し印刷マスク２０と基板との密着性を向上させる機能を有する。弾性材２２には、例えば、シリコーン材を用いることができる。弾性材２２には、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）材など他の弾性樹脂を用いてもよい。弾性材２２は、板材２１よりもヤング率が小さい。弾性材２２は、１ＧＰａ以下のヤング率であることが好ましい。
【００２５】
弾性材２２は、印刷マスク２０の板材２１に埋設された状態で形成されている。埋設された状態とは、板材２１を切削等で加工した部分に弾性材２２が形成されている状態のことをいう。また、埋設された状態では、印刷マスク２０のはんだペースト等の印刷物質の供給側、すなわち、基板との接触面とは反対側の面と、開口部２３の穴の表面に弾性材２２は露出していない。
【００２６】
図３の断面図は、図の上側がはんだペースト等の印刷物質の供給側、図の下側が基板との接触面側である。図３に示す通り本実施形態の印刷マスク２０のはんだペースト等の印刷物質の供給側の面は、板材２１で覆われている。また、開口部２３の表面も板材２１で覆われている。弾性材２２は、図３の下側、すなわち、基板との接触面側で表面に露出している。図３のように板材２１の層の中に弾性材２２が形成されている状態を埋設された状態という。
【００２７】
また、図２および図３に示す通り、開口部２３の近傍の領域は、はんだペースト等の印刷物質の供給側の面から基板との接触側の面まで板材２１と同一の材質の金属で連続的に形成されている。本実施形態の印刷マスク２０では、弾性材２２は、図２および図３に示す通り、印刷マスク２０の開口部２３とその近傍を除く領域において板材に２１に埋設されている。
【００２８】
本実施形態の印刷マスク２０は、基板との接触面側に弾性材２２が形成されていることで、基板に段差がある箇所においても弾性材２２が段差に追随して変形する。そのため、印刷マスク２０の基板側の表面と基板は密着した状態となる。印刷マスク２０と基板との密着性の向上により、はんだペースト等の印刷物質の印刷時に、印刷物質のにじみを防止することができる。また、印刷マスク２０と基板との密着性が向上することにより、はんだペースト等の印刷物質の印刷時にスキージ等によって圧力が印可された際の印刷マスク２０と基板の位置ずれが抑制される。本実施形態の印刷マスク２０では、弾性材２２が弾性力によって水平方向の応力も緩和するので、印刷マスク２０と基板との位置ずれがより生じにくくなる。印刷マスク２０と基板の位置ずれを抑制することで、基板に印刷される印刷物質の位置や形状、量などの精度が向上する。
【００２９】
また、本実施形態の印刷マスク２０では、基板との接触面側に弾性材２２が形成されていることで、印刷が完了した際に基板から印刷マスク２０を離す動作が容易になる。印刷時は、印刷マスク２０に圧力がかけられ弾性材２２は基板の段差に追随して圧縮された状態であるが、圧力を弱めて印刷マスク２０を基板から離す際には弾性材２２の弾性力が働くからである。印刷マスク２０を基板から離す際に弾性材２２の弾性による基板から離れる向きへの力が働くことで印刷マスク２０が基板から容易に離れるようになる。印刷マスク２０が基板から容易に離れることで、基板に印刷されたはんだペースト等の印刷物質の変形や量のばらつき等を防ぐことができる。
【００３０】
本実施形態の弾性材２２は、図３に示す通り基板との接触面側、すなわち、図の下側の面で板材２１と同じ高さになるように形成されている。すなわち、印刷マスク２０の基板との接触面側では、板材２１と弾性材２２がほぼ段差のない水平面を形成している。このように、板材２１と弾性材２２の高さを揃え、板材２１よりも弾性材２２が高い箇所を作らないことで弾性材２２の欠けの発生などを抑制することができる。その結果、印刷マスク２０の耐久性を向上することができる。
【００３１】
本実施形態では板材２１と弾性材２２がほぼ段差のない水平面を形成する構成としたが、印刷マスク２０の基板と接触する側の面の板材２１と弾性材２２は、同じ高さの水平面を形成していなくもよい。例えば、板材２１よりも弾性材２２の方が高い、すなわち、板材２１で形成されている面よりも弾性材２２の面が凸の状態となっていてもよい。また、印刷マスク２０の一部の領域において、弾性材２２の方が板材２１よりも高い構成としてもよい。また、印刷マスク２０の全領域または一部の領域において弾性材２２よりも板材２１の方が高い構成としてもよい。
【００３２】
本実施形態の弾性材２２は、第１の実施形態の弾性層１２に相当する。
【００３３】
開口部２３は、印刷マスク２０の一方の面からもう一方の面、すなわち、はんだペースト等の印刷物質の供給側の面から基板と接触する側の面まで貫通した穴として形成されている。開口部２３は、はんだペースト等の印刷物質を印刷する基板上の位置、すなわち、基板上の電極パッド等の位置に対応するように複数、形成されている。開口部２３は、１つであってもよい。また、開口部２３の大きさは、基板に印刷するはんだペースト等の印刷物質の大きさに応じてそれぞれ設定されている。
【００３４】
図３に示す通り、開口部２３の壁面、すなわち、貫通穴の表面のすべての領域は板材２１で連続的に形成されている。また、開口部２３の近傍の領域も印刷マスク２０の基板との接触側の面からもう一方の面の側まで板材２１で連続的に形成されている。すなわち、開口部２３の近傍の領域には弾性材２２は、形成されていない。開口部２３の壁面、すなわち、貫通穴の表面のすべての領域が同一の材料で連続的に形成されていることで、開口部２３に印刷物質をスキージ等で埋め込む際に、印刷物質にかかるせん断応力が深さ方向で不連続に変化する点が生じない。そのため、開口部２３に埋め込まれるはんだペースト等の印刷物質の量を制御しやすくなる。また、せん断応力が均一であるため、はんだペースト等の印刷物質の印刷後に印刷マスク２０と基板を離す際に、はんだペースト等の印刷物質の変形等が生じにくい。そのため、本実施形態の印刷マスク２０では、基板に印刷されるはんだペースト等の印刷物質の量および形状の制御が容易となる。
【００３５】
本実施形態では、開口部２３の壁面は板材２１と同一の金属を用いたが、壁面全体が同一の材質の材料であれば、板材２１とは異なる材料を用いて形成してもよい。また、壁面を覆う材料は、弾性材２２よりも弾性率の高い材質であることが望ましい。開口部２３の壁面を弾性率の高い材料で形成することで、開口部２３の変形等を抑えることができるのではんだペーストを安定して基板に印刷することができる。
【００３６】
本実施形態の開口部２３は、第１の実施形態の貫通穴１３に相当する。また、開口部２３の壁面に形成されている板材２１の部分は、第１の実施形態の壁面部１４に相当する。
【００３７】
板材２１の表面および開口部２３の壁面には、それぞれ板材２１の主材料とは異なる保護層が形成されていてもよい。保護層を形成する場合には、開口部２３の穴の表面全体において均一になるように保護層を形成する。
【００３８】
本実施形態の印刷マスク２０の製造方法について説明する。図４は、本実施形態の印刷マスク２０の製造フローにおける各工程での平面および断面形状を模式的に示したものである。図４の各ステップの上側の図は、各ステップにおける印刷マスク２０の平面形状、下側の図は各ステップにおける断面形状をそれぞれ示している。
【００３９】
本実施形態の印刷マスク２０は、例えば、印刷マスクの外形サイズ７３６×７３６ｍｍ、印刷対象の基板サイズ３００×３００ｍｍ、印刷マスク厚み０．１２ｍｍのマスクとして設計される。また、印刷マスク２０に形成されるパターンは、例えば、最小開口サイズ０．２８ｍｍ径、最小ピッチサイズ０．４ｍｍ、最小開口部間距離０．２ｍｍとして設計される。印刷マスク２０の大きさや厚み、最小寸法等は他の設定値であってもよい。
【００４０】
始めに、ＳＵＳ材の板材２１が加工ステージにセットされる（ステップ１）。加工ステージにセットされると、ＳＵＳ材の板材２１の所定の箇所に、レーザー加工機を用いて開口部２３が形成される（ステップ２）。レーザー加工機は、開口設計データに基づいて切削を行って開口部２３を形成する。開口設計データは、印刷の対象となる基板の設計に基づいた開口部２３の位置および大きさを示すデータである。
【００４１】
開口部２３が形成されると、弾性材２２を埋設する領域である埋設部２４の加工が行われる。レーザー加工機を用いて板材２１を所定の深さ切削することにより、開口部２３の外周より所定の距離以上離れた領域に埋設部２４が形成される（ステップ３）。本実施形態では、外周からの所定の距離は、０．５ｍｍとして設定される。外周からの所定の距離は、他の設定値であってもよい。また、板材２１を切削する所定の深さは、例えば、０．０８ｍｍとして設定される。板材２１を切削する所定の深さは、他の設定値であってもよい。
【００４２】
弾性材２２を埋設する領域が切削されて埋設部２４が形成されると、印刷マスク２０の基板との接触面側の埋設部２４以外の部分にマスキング材２５が形成される（ステップ４）。図４のステップ４に示す通り、マスキング材２５は、板材２１および開口部２３上に形成される。マスキング材２５は、例えば、フォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法で形成することができる。
【００４３】
マスキング材２５が形成されると、埋設部２４に弾性材２２として用いるシリコーン材が充てんされる（ステップ５）。シリコーン材は、埋設部２４への充てん後に熱硬化等の処理が行われることで弾性体となる。
【００４４】
弾性材２２として用いるシリコーン材が形成されると、マスキング材２５の剥離が行われる（ステップ６）。マスキング材２５の剥離が行われると、印刷マスク２０の基板との接触面側が研磨装置を用いて研磨される。本実施形態では、印刷マスク２０の基板との接触面側において、板材２１と弾性材２２との段差が０．１ｍｍ以下になるように研磨が行われる。印刷マスク２０の基板との接触面側の研磨が完了すると、印刷マスク２０が完成する（ステップ７）。印刷マスク２０は、鋳造フレームに紗張りされて、基板へのはんだペースト等の印刷物質の印刷に用いられる。
【００４５】
上記の説明ではレーザー開口法を用いて印刷マスク２０の作成を行っているが、レーザー開口法に代えてアディティブ法を用いて印刷マスク２０を作成してもよい。アディティブ法を用いる場合には、弾性材を形成する領域と、弾性材を形成しない領域とにおいて電鋳めっきを複数回に分けて行うことで本実施形態の印刷マスク２０を作成することができる。
【００４６】
次に、本実施形態の印刷マスク２０を用いて、基板に印刷物質としてはんだペーストを印刷する際の動作について説明する。初めに印刷装置にはんだペーストを印刷する対象となる基板が搬入され、基板ステージ上に基板がセットされる。基板がセットされると、基板と印刷マスク２０のアラインメントマークを基に、位置合わせが行われる。位置合わせが行われると、決定した位置に基板が固定される。
【００４７】
基板が固定されると、基板が固定された基板ステージが上昇し基板と印刷マスク２０が接触した状態となる。基板ステージが上昇した状態は、基板を固定した基板ステージが印刷マスク２０を少し押し上げ、基板と印刷マスク２０が接している状態である。
【００４８】
基板ステージが所定の位置まで上昇すると、スキージが印刷マスク２０上に移動する。スキージは印刷マスクに一定の圧力をかけ、はんだペーストをローリングさせながら印刷マスク２０上を水平方向に移動する。スキージが各開口部２３を通過する際に、はんだペーストは、開口部２３の穴に圧入されて埋め込まれる。
【００４９】
スキージの走査が終わると、スキージは印刷マスク２０上から退避する。スキージが退避すると、基板ステージは下降を開始し、印刷マスク２０と基板が離反する。基板ステージが離れ始めるとき、開口部２３に埋め込まれたはんだペーストにかかるせん断応力は均一であるため、量や形状のばらつきや変化は生じにくい。また、基板ステージが離れ始めるとき、印刷マスク２０の弾性材２２と基板が接触している箇所では、基板と印刷マスク２０が離れる方向の復元力が働く。そのため、基板と印刷マスク２０は容易に剥がれる。よって、基板上に残るはんだペーストの量や形状に影響を与えるような異常の発生を抑制することができる。
【００５０】
所定の高さの位置まで基板ステージが下降すると、基板は次工程の装置へと搬送される。はんだペーストを印刷する基板がさらにある場合には、順次、上記の動作が繰り返される。以上で、本実施形態の印刷マスク２０を用いて基板にはんだペーストを印刷する際の動作の説明は終了である。
【００５１】
本実施形態の印刷マスク２０では、板材２１と弾性材２２が積層され、板材２１と弾性材２２を貫通する貫通穴として開口部２３が形成されている。また、印刷物質であるはんだペーストを充てんする開口部２３の表面は板材２１と同一の材質の金属で形成されている。すなわち、開口部２３の壁面は、異なる材質の部分が存在しない。
【００５２】
本実施形態の印刷マスク２０では、印刷マスク２０の基板との接触面側に弾性材２２が形成されていることで、基板の段差等を吸収することができるので、印刷マスク２０と基板の密着性が向上する。印刷マスク２０と基板の密着性が向上することで、はんだペースト等の印刷物質のにじみが生じないので、清掃頻度の増大等を避けることができ、生産性の低下を抑制することができる。
【００５３】
また、本実施形態の印刷マスク２０では、開口部２３の表面は板材２１と同一の材質のであることで、印刷マスク２０と基板を離す際に開口部２０に充てんされた印刷物質にかかるせん断応力に不均一性が生じない。そのため、はんだペースト等の印刷物質を安定して供給することが可能となる。また、基板に印刷されるはんだペースト等の印刷物質の量や形状の均一性が向上する。以上より、本実施形態の印刷マスク２０では、生産性を低下させることなく印刷物質を安定して基板に印刷することができる。
【００５４】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図５および図６は、本実施形態の印刷マスク３０の構成の概要を示したものである。図５は、本実施形態の印刷マスク３０の平面図を示している。図６は、図５にＡ−Ａ’で示されている箇所の断面図である。第２の実施形態の印刷マスク２０では、基板との接触面側の外周部まで弾性材２２が形成されていた。本実施形態の印刷マスク３０は、基板と接触する領域内にのみ弾性材２２が形成され、外周部には形成されていないことを特徴とする。
【００５５】
本実施形態の印刷マスク３０は、板材３１と、弾性材３２を備えている。また、印刷マスク３０には、複数の開口部３３が形成されている。開口部３３は、印刷対象となる基板の設計に基づいて形成されている。開口部３３は、１つであってもよい。板材３１および弾性材３２の機能と材質は、第２の実施形態の板材２１および弾性材２２と同様である。
【００５６】
図５および図６に示す通り、本実施形態の印刷マスク３０では、弾性材３２は、印刷マスク３０の中心から所定の領域内に形成されている。弾性材３２が形成されている印刷マスク３０の中心から所定の領域内は、印刷マスク３０が基板と接触する領域に相当する。すなわち、弾性材３２は、基板との接触する領域よりも外側である印刷マスク３０の周辺領域には形成されていない。本実施形態の印刷マスク３０は、基板面側の周辺部３１が板材３１で構成されているので、ゆがみやたわみ等の変形に強い。そのため、印刷マスク３０と基板の位置ずれを抑制することができるので印刷精度が向上する。
【００５７】
また、印刷マスク３０の周辺部に弾性材３２を形成しないので、使用する弾性材３２の量を削減することができる。また、板材３１を切削する面積が小さくなるので、印刷マスク３０の製造時の生産性が高くなる。
【００５８】
本実施形態の印刷マスク３０は、第２の実施形態と同様のフローで製造することができる。また、本実施形態の印刷マスク３０を用いて基板にはんだペーストを印刷する際の方法は、第２の実施形態と同様である。
【００５９】
本実施形態では、印刷マスク３０と基板が接触する領域にのみ弾性材３２を形成しているが、周辺部の一部の領域に弾性材３２で形成されたダミーパターンや試験用のパターンを配置してもよい。
【００６０】
本実施形態の印刷マスク３０では、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の印刷マスク３０では、印刷する対象の基板と重なる領域に弾性材３２が形成されている。すなわち、本実施形態の印刷マスク３０の外周部には、弾性材３２は形成されていない。その結果、本実施形態の印刷マスク３０では、弾性材３２を形成するために板材３１を切削する面積を削減することができるので印刷マスク３０の製造時の生産性が向上する。また、弾性材３２の使用量を削減することができるので材料費等を抑制することが可能となる。
【００６１】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図７および図８は、本実施形態の印刷マスク４０の構成の概要を示したものである。図７は、本実施形態の印刷マスクの平面図を示している。図８は、図７にＡ−Ａ’で示されている箇所の断面図である。
【００６２】
第２の実施形態および第３の実施形態の印刷マスクでは、基板との接触面側において平面方向に連続的に弾性材が形成されていた。本実施形態の印刷マスク４０は、基板の所定の領域と接触する箇所にのみ弾性材３２が形成されていることを特徴とする。
【００６３】
本実施形態の印刷マスク４０は、板材４１と、弾性材４２を備えている。また、印刷マスク４０には、複数の開口部４３が形成されている。開口部４３は、印刷対象となる基板の設計に基づいて形成されている。開口部４３は、１つであってもよい。板材４１および弾性材４２の機能と材質は、第２の実施形態の板材２１および弾性材２２と同様である。
【００６４】
図７および図８に示す通り、本実施形態の印刷マスク４０では、弾性材４２は、基板と接触する側の面の所定の領域に形成されている。所定の領域は、基板の設計において基板の表面の段差が所定の高さ以上である領域として設定されている。そのため、本実施形態の印刷マスク４０では、所定の領域ごとに独立した状態で弾性材４２が形成されている。第２の実施形態と第３の実施形態では弾性材はほぼ連続的な領域を形成していたが、本実施形態では弾性材４２は、非連続な島を形成している。
【００６５】
本実施形態の印刷マスク４０は、基板と接触する範囲においても板材４１で形成されている領域の面積が広いので、ゆがみやたわみ等の変形により強い。そのため、印刷マスク４０と基板の位置ずれを抑制することができるので印刷精度が向上する。また、弾性材４２を形成する面積が小さいので、使用する弾性材４２の量をより削減することができる。また、板材４１を切削する面積がより小さくなるので、印刷マスク４０の製造時の生産性がより高くなる。また、本実施形態では、印刷マスク４０の基板との接触面側で硬い板材４１の面積が増えるので、使用時や清掃時の弾性材４２の摩耗や欠けを抑制することができ印刷マスク４０の耐久性が向上する。
【００６６】
本実施形態の印刷マスク４０は、第２の実施形態と同様のフローで製造することができる。また、本実施形態の印刷マスク４０を用いて基板にはんだペーストを印刷する際の方法は、第２の実施形態と同様である。
【００６７】
本実施形態では、基板の段差が大きい箇所に対応する位置に弾性材４２を形成しているが、それ以外の箇所に弾性材４２を形成してよい。例えば、弾性材４２を形成していない領域が一定の面積以上になった場合に、弾性材４２を島状に形成してもよい。また、弾性材４２で形成されたダミーパターンや試験用のパターンを配置してもよい。
【００６８】
本実施形態の印刷マスク４０では、第２の実施形態および第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。本実施形態の印刷マスク４０では、基板の段差が所定の大きさ以上の領域に弾性材４２を形成しているので、板材４１を切削する面積が小さくなり印刷マスク４０を製造する際の生産効率がより向上する。また、弾性材４１を形成する領域も狭くなるので、弾性材４１として使用する材料の量がより少なくすることができ、材料費等をより抑制することができる。
【００６９】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図９および図１０は、本実施形態の印刷マスク５０の構成の概要を示したものである。図９は、本実施形態の印刷マスク５０の平面図を示している。図１０は、図９にＡ−Ａ’で示されている箇所の断面図である。第２乃至第４の実施形態では、印刷マスクの基板との接触面側の表面に弾性材が露出していた。本実施形態の印刷マスク５０は、基板との接触面側も表面が板材と同一の材質で覆われていることを特徴する。
【００７０】
本実施形態の印刷マスク５０は、板材５１と、弾性材５２を備えている。また、印刷マスク５０には、複数の開口部５３が形成されている。開口部５３は、印刷対象となる基板の設計に基づいて形成されている。開口部５３は、１つであってもよい。板材５１および弾性材５２の機能と材質は、第２の実施形態の板材２１および弾性材２２と同様である。
【００７１】
図９および図１０に示す通り、本実施形態の印刷マスク５０は、基板との接触面側の全体が板材５１で覆われている。すなわち、弾性材５２は、表面に露出していない。そのため、本実施形態の印刷マスク５０では、弾性材５２の劣化を抑制することができる。また、本実施形態の印刷マスク５０は、はんだペースト等の印刷物質の供給側の面と基板と接触する側の面の両面が板材５１で形成されている。そのため、印刷マスク５０の変形等が生じにくいのではんだペースト等の印刷物質を基板に印刷する際の位置や形状の精度が向上する。
【００７２】
本実施形態の印刷マスク５０の製造方法について説明する。本実施形態の印刷マスク５０は、アディティブ法によって形成される。
【００７３】
始めに、めっきの母材シートの所定の位置にレジストマスクが形成される。レジストマスクが形成される所定の位置は、開口部５３に対応する位置である。開口部５３の位置は、はんだペースト等の印刷物質の印刷を行う対象の基板の設計に基づいて設定されている。レジストマスクは、例えば、フォトリソグラフィ法で形成することができる。
【００７４】
開口部５３に対応する位置にレジストマスクが形成されると、電鋳めっきにより所定の厚さの板材５１が成膜させる。所定の厚さは、例えば、印刷マスクの設計厚さ１０％以上の厚さとして設定されている。
【００７５】
電鋳めっきが終わると、所定の厚みの弾性材５２が形成される。弾性材５２の所定の厚みは、板材５１と弾性材５２の厚みの合計が、印刷マスク５０の設計厚さを超えないように設定されている。弾性材５２は、レジストマスクと接触しないようにパターニングされている。弾性材５２が形成されると、弾性材５２上にレジストマスクが形成される。弾性材５２上のレジストマスクは、例えば、フォトリソグラフィ法で形成することができる。また、開口部５３を形成する箇所のレジストマスクのレジスト材と、弾性材５２上のレジストマスクのレジスト材をそれぞれ別の剥離剤で剥離されるようにすることで、レジストマスクの剥離工程における選択制を高めることができる。
【００７６】
弾性材５２上にレジストマスクが形成されると、電鋳めっきによりさらに所定の厚さの板材５１が成膜される。所定の厚さは、弾性材５２が形成されている位置と、弾性材５２が形成されていない位置の厚みがほぼ同じになるように設定されている。
【００７７】
弾性材５２が形成されている部分と板材５１のみの部分の厚みがほぼ同じになるように板材５１が成膜されると、弾性材５２上のレジストマスクの剥離が行われる。弾性材５２上のレジストマスクの剥離が行われると、再び、電鋳めっきが行われる。電鋳めっきは、厚みの合計が印刷マスク５０の設計厚さを、研磨で削られる厚さ分程度超えるまで行われる。
【００７８】
厚みが印刷マスク５０の設計厚さを超えるように板材５１が成膜されると、開口部５３に形成されていたレジストマスクの剥離が行われる。開口部５３のレジストマスクの剥離が行われると、印刷マスク５０の基板との接触面側の研磨が行い、表面をほぼ水平にする。また、研磨は、研磨後の印刷マスク５０の厚みが設計厚みとなるように行われる。基板との接触面側の研磨が終了すると、印刷マスク５０は完成する。印刷マスク５０は、鋳造フレームに紗張りされて、基板へのはんだペースト等の印刷物質の印刷に用いられる。本実施形態の印刷マスク５０を用いて基板にはんだペースト等の印刷物質を印刷する際の方法は、第２の実施形態と同様である。
【００７９】
本実施形態の印刷マスク５０は、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の印刷マスク５０では、弾性材５２が表面に露出していないので弾性材５２の劣化を抑制することができる。その結果、本実施形態の印刷マスク５０では、耐久性が向上する。
【符号の説明】
【００８０】
１１    板材層
１２    弾性層
１３    貫通穴
１４    壁面部
２０    印刷マスク
２１    板材
２２    弾性材
２３    開口部
２４    埋設部
２５    マスキング材
３０    印刷マスク
３１    板材
３２    弾性材
４０    印刷マスク
４１    板材
４２    弾性材
５０    印刷マスク
５１    板材
５２    弾性材
【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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