(57)【要約】【課題】薄型基板にクリーム半田をスクリーン印刷技法により、高い寸法精度で塗布する方法を提供する。【解決手段】非伸縮性支持体１１上に下記の特性を有するシリコンエラストマー１２を積層してなるパレット１上に薄型基板２を装着し、該薄型基板の上面にスクリーン３をセットして、該スクリーン上にクリーム半田４を供給し、スキージ５をスライドさせて、クリーム半田４を薄型基板２上に印刷する。動的粘弾性測定法により、周波数１０Ｈｚ、温度２０℃で測定した剪断弾性率が、５．０×１０５〜５．０×１０６Ｐａの範囲にある。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非伸縮性支持体上に下記の特性を有するシリコンエラストマーを積層してなるパレット上に、薄型基板を装着し、該薄型基板の上面にスクリーンをセットして、該スクリーン上からクリーム半田を用いた印刷を行うことを特徴とするクリーム半田塗布方法。
動的粘弾性測定法により、周波数１０Ｈｚ、温度２０℃で測定した剪断弾性率が、５．０×１０５〜５．０×１０６Ｐａの範囲にある。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）基板等の薄型基板にクリーム半田を塗布する方法であって、詳しくはクリーム半田をスクリーン印刷技法により塗布する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板に電子部品を実装するに当たっては、一般には、先ず、基板の表面にクリーム半田を塗布し、その上にチップ部品を搭載し、次いで、加熱リフローソルダリング法によって半田付けを行っている。
このクリーム半田の塗布方法として、従来から、スクリーン印刷による方法が広く用いられている。
【０００３】
スクリーン印刷による場合、基板上のクリーム半田を塗布（印刷）すべき部分（パターン）に合わせたパターン孔を穿設したメタルマスクをスクリーンとして用い、このマスクを基板上にセットし、該マスク上に供給したクリーム半田をスキージによってかき寄せれば、クリーム半田はマスクのパターン孔から基板に移行して、基板上にクリーム半田によるスクリーン印刷が施される（基板上の所望の部分にクリーム半田が塗布される）こととなる。
【０００４】
ところで、近年、多く使用されるようになって来ているフレキシブル基板等の薄型基板にあっては、強度、平坦度、熱収縮等の特性から、そのままでは取扱が困難であるため、一般にはステンレス材等で作製されたパレットに装着した状態で取り扱っている。
上述のスクリーン印刷も、薄型基板の場合は、パレットに装着した状態で、スクリーン印刷装置に供給し、パレット上の薄型基板の上面にメタルマスクをセットしてクリーム半田を印刷している。
このとき、薄型基板の上面とメタルマスクの下面とを密着させることが必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、薄型基板は、上述の通り、強度、平坦度に問題があるため、メタルマスクの下面と密着させようとしても、基板とマスクの間に微小な凹凸が生じてしまい、充分な密着性を得ることができない。この結果、メタルマスクの裏面側にも半田が回り込んで、設計値からはみ出す領域にまでクリーム半田が塗布されることとなる。
【０００６】
そこで、本発明では、上記のステンレス材等からなるパレットに、薄型基板表面の凹凸を吸収することができる機能を付加し、このパレットを使用して、クリーム半田を設計値の位置（所望の位置）にのみ印刷塗布することができる方法を提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的を達成するために検討を重ねた結果、先ず、エラストマーであれば薄型基板表面の微細凹凸を吸収することができるとの知見を得た。
但し、エラストマーの場合、一般には、耐熱性、強度、平坦度等の面で、上記のパレットへの機能付与に適するか否かの問題があるため、更に検討を重ねる必要があった。
この結果、エラストマーのうち、特定の特性を有するシリコンエラストマーであれば、耐熱性や強度が良好であるのみならず、ステンレス材等の非収縮性板材上に高い平坦度を持って良好に積層することが容易にできることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、ステンレス材等の非伸縮性支持体上に下記の特性を有するシリコンエラストマーを積層してなるパレット上に、薄型基板を装着し、該薄型基板の上面にメタルマスク等のスクリーンをセットして、該スクリーン上からクリーム半田を用いた印刷を行うことを特徴とするクリーム半田塗布方法を要旨とする。
動的粘弾性測定法により、周波数１０Ｈｚ、温度２０℃で測定した剪断弾性率が、５．０×１０５〜５．０×１０６Ｐａの範囲にある。
【０００９】
上記のパレットを使用することにより、薄型基板表面に微細な凹凸が存在していても、この微細凹凸は、支持体上に積層されているシリコンエラストマーによって吸収されるため、薄型基板の上面とスクリーンの下面との密着性が向上する。
このため、薄型基板であっても、高い寸法精度で、クリーム半田塗布を行うことができる。
また、本発明におけるシリコンエラストマーは微粘着性を有しているため、従来のように、パレットと薄型基板とを仮りに固定するためにテープ等を使用することなく、シリコンエラストマーの微粘着性のみで、薄型基板を本発明におけるパレットに固定することができる。
【００１０】
本発明における非伸縮性支持体は、ステンレススチール、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネウシム合金等の金属板：ガラス繊維、その他の無機繊維を含有するエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂等のプラスチック（ＦＲＰ）板：等が好適に使用できるが、機械的強度や平坦度等が充分であり、かつシリコンエラストマーの層を良好に形成できるものであれば、他の材料、例えば、合板、板紙等であっても使用することができる。
【００１１】
上記の非伸縮性支持体は、その厚さは特に制限されないが、余り薄すぎると、取扱性や機械的強度等の問題から本発明におけるパレットの支持体として実用的な使用ができなくなるばかりか、他の工程での使用や繰り返し使用にも耐えず、逆に余り厚すぎると、パレットの重量が嵩み、取扱性が却って低下するため、一般には、０．５〜３ｍｍ程度、好ましくは１〜２ｍｍ程度が適している。
【００１２】
上記の支持体上に積層するシリコンエラストマーは、化１に示すシロキサン骨格を有するポリオルガノシロキサンを架橋することにより得ることができる。
【００１３】
【化１】
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上式中、Ｒはアルキル基、ビニル基、フェニル基、フルオロアルキル基であり、ｎは５，０００〜１０，０００の整数である。２つのＲは同じでも、異なっていてもよく、またｎ個のシロキサン骨格の全てのＲが同じであっても、それぞれが異なっていてもよい。
【００１４】
具体的なシリコンエラストマーとしては、Ｒの全てがメチル基のポリジメチルシロキサンをはじめ、メチル基の一部が他のアルキル基、ビニル基、フエニル基、フルロオアルキル基等の１種または２種以上で置き換えられた各種のポリオルガノシロキサンであってもよい。
これらのシリコンエラストマーは、同一種のもののみを用いてもよいし、２種以上のものをブレンドして用いてもよい。
【００１５】
上記のシロキサン骨格の架橋方法としては、公知のものが適用でき、例えば、ポリオルガノシロキサンのメチル基あるいはビニル基をラジカル反応で架橋する方法、シラノール末端ポリオルガノシロキサンと加水分解可能な官能基を有するシラン化合物との縮合反応で架橋する方法、ビニル基へのヒドロキシル基の付加反応で架橋する方法等が挙げられる。
【００１６】
上記のような架橋方法で得られる上記のようなシリコンエラストマーは、動的粘弾性測定法により周波数１０Ｈｚ、温度２０℃で測定した剪断弾性率（以下、Ｇ′）が５．０×１０５〜５．０×１０６Ｐａの範囲内にあることが重要である。
Ｇ′が５．０×１０５Ｐａ未満では、シリコンエラストマーが軟らかすぎて、この上に装着する薄型基板との密着力が大きくなり、クリーム半田塗布（印刷）後の薄型基板の取り外しが困難となる。逆に、Ｇ′が５．０×１０６Ｐａを超えると、シリコンエラストマーが硬くなりすぎて、薄型基板表面の微細な凹凸を吸収できなくなり、この上に装着する薄型基板との密着性が不十分となり、寸法精度の高いクリーム半田印刷が困難となる。
【００１７】
このような動的粘弾性を有するシリコンエラストマーを得るには、次のような方法が挙げられる。
ポリオルガノシロキサンの種類や分子量の選定、あるいは補強性フィラーの添加等によって、シリコンエラストマーの組成と架橋度を適宜調整し、これにより上記範囲のＧ′にすることもできるし、また市販のシリコンコンパウンドを複数種ブレンドすることによって上記範囲のＧ′にすることもできる。
【００１８】
なお、本発明では、上記の特性を損なわない範囲において（言い換えれば、上記のＧ′の値から外れないように）、シリコンエラストマーに添加されている一般的な添加剤を添加することもできる。
この添加剤としては、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、石英粉等の酸化ケイ素の他、ケイソウ土、炭酸カルシウム等の増量剤：カーボンブラック、アルミナ等の導電性材料：酸化マグネウシム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、酸化鉄等の熱伝導性改良剤：等が挙げられる。
【００１９】
以上のシリコンエラストマーを前記した非伸縮性支持体上に積層するには、シリコンエラストマーを他の材料と接合する際に一般的に採用されている公知の方法によって行うことができる。
例えば、支持体に適当なプライマー処理を施してシリコンエラストマーとの接着性や相性等を付与した後、未架橋シリコンエラストマー層を形成し、この層を架橋させる方法（いわゆる加硫接着方法）や、架橋したシリコンエラストマーシートをシリコン系接着剤で支持体に接着させる方法等が挙げられる。
【００２０】
このような積層方法により積層されるシリコンエラストマーは、支持体と強固に接着しているため、クリーム半田塗布（印刷）の工程途上において剥離することはないし、また薄型基板の位置合わせのために、シリコンエラストマーを積層したパレットに孔明け加工等を施しても加工端面に剥離が生じることもなく、更にはクリーム半田塗布（印刷）に繰り返し使用しても（薄型基板へのクリーム半田塗布が終了したなら、この基板を外し、別の未塗布の薄型基板を装着してクリーム半田塗布を行うことを繰り返しても）何ら損傷せずに良好な状態での使用ができ、あるいはクリーム半田塗布（印刷）後に他の工程（例えば、加熱リフローソルダリング法による半田付け工程や、薄型基板の実装への取り付け工程等）で使用しても問題なく良好な状態での使用ができる。
【００２１】
以上のような構成を有するパレットのシリコンエラストマー上に装着する薄型基板は、フレキシブル、非フレキシブルの何れでもよく、表面に微細凹凸を有していてもいなくてもよく、該基板の材料も特に限定されず、各種のプラスチック、繊維強化プラスチック、各種のポリマーアロイ、無機材料等製のものであってよい。
その厚さも特に制限されず、超薄（例えば１μｍ程度）のものからある程度の厚さ（例えば０．５ｍｍ程度）を有するものまで使用できる。
【００２２】
このような薄型基板を、上記のパレットに装着するには、パレットに使用されているシリコンエラストマーの粘着性を利用して、薄型基板を単にシリコンエラストマー上に載置するのみで、良好に固定することができ、従来のパレットのように、固定用のテープ等の使用は不要である。
【００２３】
パレット上に装着した後、薄型基板上に、クリーム半田を塗布すべき部位に孔が穿設されたスクリーンをセットする。
このスクリーンは、クリーム半田印刷にスクリーンとして一般に使用されているメタルマスク等が使用できるが、これに限らず、化学的、機械的強度を有し、クリーム半田の供給や、スキージでのかき寄せ等の操作に耐えるものであれば、プラスチック、厚紙等であっても良好に使用することができる。
【００２４】
なお、スクリーンに穿設する孔の径は、特に制限しないが、クリーム半田がこの孔を通って薄型基板上に移行することができる程度の径を有し、かつ該基板上の所定の位置にクリーム半田が塗布される径であることが重要であり、クリーム半田の動粘度等によって最適な径が決められる。
【００２５】
そして、上記のスクリーン上にクリーム半田を供給し、スキージによりかき寄せれば、所定位置にクリーム半田を塗布することができる。
このとき、薄型基板は、表面に微細な凹凸が存在していても、この微細凹凸はパレットのシリコンエラストマーにより吸収されるため、パレットとの密着性が向上し、スキージによるかき寄せの際に、スクリーンに穿設された孔を通って薄型基板の上面に移行するクリーム半田は、該基板上に高い寸法精度で塗布されることとなる。
すなわち、本発明では、薄型基板とスクリーンとの間に隙間が形成されることがないため、スクリーンの孔を通過したクリーム半田は、従来のように、スクリーンの裏面に回り込むことがなく、この結果、高い寸法精度でのクリーム半田印刷が実現することとなる。
【００２６】
【実施例】
実施例１
図１（Ａ）に示すように、厚さ１．５ｍｍのアルミ板１１にシリコンエラストマー（Ｇ′は１．０×１０６Ｐａ）１２を３００μｍの厚さで積層したものをパレット１とし、このパレット１のシリコンエラストマー１２上に薄型基板（ＦＰＣ基板）２を装着し、該基板２上にメタルマスク３（孔３′を穿設したもの）をセットした。
【００２７】
次に、メタルマスク３上の一端にクリーム半田４（市販品）を供給し、このメタルマスク３を薄型基板２上に接触させた後、スキージ５を、このクリーム半田４の端部に当てて、図１（Ｂ）中矢印で示す方向にスライドさせた。
クリーム半田４は、図１（Ｂ）に示すように、このスライドするスキージ５によりかき寄せられ、メタルマスク３の孔３′から薄型基板２上に移行した。
【００２８】
スキージ５をメタルマスク３の他端までスライドさせた後、メタルマスク３をクリーム半田４およびスキージ５ごと薄型基板２上から取り除いたところ、図１（Ｃ）に示すように、薄型基板２上にクリーム半田４によるスクリーン印刷が、寸法精度良く施されていた（１０倍の顕微鏡で見て、寸法通りの印刷であった）。
【００２９】
比較例１
図２（Ａ）〜（Ｂ）に示すように、シリコンエラストマーによる積層をしない以外は、実施例１と同様にして、クリーム半田印刷を行った。
この結果は、図２（Ｃ）に示すように、マスク３の孔３′を通って薄型基板２上に移行したクリーム半田４は、薄型基板２面で裾広がりになっており、高い寸法精度での印刷は不可能であった。
【００３０】
なお、裾広がりになった理由は、マスク３下面と薄型基板２の上面との間に隙間が形成されており、この隙間に入り込んだクリーム半田が、その動粘度と重力の作用とにより薄型基板２面側に流下して広がったためである。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の方法によれば、薄型基板を装着するパレットの構成成分であるシリコンエラストマーが、薄型基板の表面に存在する微細な凹凸を吸収するため、この薄型基板上にセットするスクリーンと薄型基板との密着性が高まり、クリーム半田によるスクリーン印刷を高精度で行うことができる。
【００３２】
また、本発明に使用する特定の特性を有するシリコンエラストマーは、機械的強度、耐熱性、耐久性等に優れており、薄型基板装着用パレットとして、繰り返し使用することができる。
【００３３】
さらに、本発明のクリーム半田の塗布後に続く他の種々の工程において、薄型基板を装着したままで使用しても、極めて良好な状態で種々の工程を完了することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を順を追って模式的に示す説明図である。
【図２】比較の方法を順を追って模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１    パレット
１１  非収縮性支持体
１２  シリコンエラストマー層
２    薄型基板
３    スクリーン
３′  スクリーンに穿設した孔
４    クリーム半田
５    スキージ
【図１】
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【図２】
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