(57)【要約】  【課題】電子部品を高密度に搭載するためのはんだ端子を、クリームはんだ等の導電性ペーストのスクリーン印刷により形成するに当たり、高精細なパターンを高密度に、且つ繰り返し印刷すると、マスクの残留応力の緩和により形成されたはんだ端子に位置ずれが生じる。【解決手段】開口部を有するマスクを紗を介して金属枠に貼り合わせてなるスクリーン印刷版用の枠として、引張強さが２００Ｎ／ｍｍ２以上、好ましくは３００Ｎ／ｍｍ２以上の金属製の枠を用いるか、又は金属枠の四辺の内側に鍼を取り付ける。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
引張強さが２００Ｎ／ｍｍ２以上の金属からなることを特徴とする高精細印刷に用いられるスクリーン印刷用の枠。
【請求項２】
金属がアルミニウム系合金である請求項１記載の枠。
【請求項３】
高精細印刷に用いられるスクリーン印刷用の金属製の枠であって、枠の内側に鍼を設けてなることを特徴とする枠。
【請求項４】
金属がアルミニウム、又はアルミニウム合金であることを特徴とする請求項３記載の枠。
【請求項５】
請求項１から４記載のいずれかの枠に紗を介して開口部を有するマスクを貼り合わせてなるスクリーン印刷版。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品や半導体チップを高密度に実装するための接続用のはんだ端子の形成において用いられる、クリームはんだ等の導電性ペーストをスクリーン印刷する際の印刷版用の金属製の枠に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話を筆頭に、電子回路の小型軽量化の要請から、プリント配線基板に電子部品を高密度に、特にプリント配線基板やウエハーの上に電子部品を高密度に実装することが広く行われている。この高密度実装においては、プリント配線基板面に電子部品を実装するために、プリント配線基板にクリームはんだ等の導電性ペーストをスクリーン印刷し、はんだ端子の高精細な配線パターンを形成し、該はんだ端子に電子部品や半導体チップを搭載し、はんだリフロー炉を通して電子部品や半導体チップの実装を行う。
この際、はんだ端子の配線パターンを欠陥なく、且つ高精細に印刷するための印刷版が種々提案され、実用に供されている。
【０００３】
高精細の印刷を可能にするには、種々の特性が要求される。一般にスクリーン印刷においては、印刷面上に置かれた配線パターン状の開口部を有するマスク上をスキージが移動し、導電性ペーストがマスク開口部に充填され、マスクを取除けば、印刷面に導電性ペーストが転写される。この際、高精細に印刷するためには、配線パターンの高精細加工性、充填された導電性ペーストの高転写性等が求められる。配線パターンの高精細加工性の点からは、マスクとしてはポリイミド等の樹脂製マスク、金属製マスク、及び金属と樹脂の積層体からなるマスク等が、又開口部の形成方法としては、レーザー光による方法やメッキ（電鋳）による方法が挙げられる。又、導電性ペーストの高転写性は、マスク開口部壁面のペーストに対する濡れ特性、印刷版の版離れ特性等が要因として挙げられ、版離れ性、ペーストの滲み性や転写性から配線パターン状の開口部が形成されたマスクを紗を介して金属枠に貼り合わせた、所謂コンビネーション版が広く実用に供されている。
【０００４】
前記したようなコンビネーションマスクを用いてプリント配線基板やウエハー上にクリームはんだを印刷し、電子部品の実装用のはんだ端子を形成した場合、パターンが高精細になればなる程、印刷位置のずれが問題となる。特に印刷を続けるに従って印刷位置にずれが生じ、印刷版を大きく出来なかったり、印刷版の寿命が低下した。
【０００５】
前記した印刷上の問題点を惹起する原因は種々あるが、大きな原因としてマスク、金属枠の歪が挙げられる。そこで、マスクの歪を緩和する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平３−１１８２６０号公報
【特許文献２】特開平３−２６０８８４号公報しかし、上記文献による方法では、金属製マスクの歪の低減は非常に困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、プリント配線基板やウエハー上に高密度実装用のはんだ端子を形成するに当たり、クリームはんだ等の導電性ペーストを印刷した際に、マスクの種類にかかわらず前記したクリームはんだの印刷位置ずれの発生を防止し、耐久性に優れたスクリーン印刷用のコンビネーション版を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、スクリーン印刷法によりクリームはんだを高精細に印刷した際の前記した問題を解決するために、印刷版に用いられる金属枠の検討を行い、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明は、
引張強さが２００Ｎ／ｍｍ２以上の金属からなることを特徴とする高精細印刷に用いられるスクリーン印刷用の枠、及び
前記金属がアルミニウム系合金である前記記載の枠、及び
高精細印刷に用いられるスクリーン印刷用の金属製の枠であって、枠の内側に鍼を設けてなる枠、及び
前記金属がアルミニウム、又はアルミニウム合金であることを特徴とする前記記載の枠、及び
前記記載のいずれかの枠に紗を介してマスクを貼り合わせてなるスクリーン印刷版、である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の金属枠を使用したスクリーン印刷版を用いれば、クリームはんだ等の導電性ペーストを繰り返し印刷してもマスクの変形が起こり難く、導電性ペーストを高精細に印刷しても、印刷位置にずれが生じることがない。従って、印刷版を大きくでき、且つ耐久性にも優れ、はんだ端子形成工程の生産性及び歩留まりも大きく向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のスクリーン印刷版用の好ましい金属枠の一つとしては、引張強さが２００Ｎ／ｍｍ２以上の金属が好ましく、３００Ｎ／ｍｍ２以上が更に好ましい。引張強さはＪＩＳ４号試験片（ＪＩＳ  Ｚ  ２２０１）により測定した値とする。引張強さが２００Ｎ／ｍｍ２未満の場合は印刷中にマスクの応力緩和による印刷位置のずれが生じる。引張強さが２００Ｎ／ｍｍ２以上の金属としては、軽量化の点からアルミニウム合金が好ましい。アルミニウム合金の具体例としては、ジュラルミンと称されるアルミニウム−銅−マグネシウム−マンガン系合金、ジュラルミンにマグネシウム量を増やしたり、新規に珪素を添加した超ジュラルミン、超々ジュラルミンと称されるアルミニウム−銅−亜鉛−マグネシウム−マンガン−クロム系合金が挙げられる。
該金属枠は断面が１０〜４０ｍｍの方形で、通常その大きさは４５０〜６００×５５０〜７００ｍｍ程度であり、その製造方法は型に金属溶液を流し込んで作られる（鋳造法）。鋳造法で作られた枠は鋳造のままでもよいし、時効硬化処理を行ってもよい。又、金属枠をより軽量にするために中空にしたり、各面に凹状の窪みを設けてもよい。
【００１１】
本発明のスクリーン印刷版用の別の好ましい金属枠としては、枠の内側に鍼を設けてなる枠である。該鍼は枠の全ての辺に設けるのが好ましい。又、鍼の形状は特に制限はないが、枠の紗及びマスクが貼り合わされた側の内側に、例えば三角形状、方形状、三角形の一辺が円弧状に、突き出しているのが好ましい。勿論軽量化するために部分的に切り込み、切抜きを設けてもよい。又、該鍼は枠本体と一体形成するのが好ましい。この場合の枠の材質は特に制限はないが、重量の点から、アルミニウム、又はアルミニウム合金が好ましい。又、引張強さが２００Ｎ／ｍｍ２以上のアルミニウム合金が更に好ましい。
【００１２】
本発明の枠には紗を介してマスクが貼り合わされ、導電性ペーストの印刷用の印刷版として用いられる。紗としては、ナイロン、ポリエステル、絹等の繊維からなり、１５０〜４００メッシュ程度のものが好ましい。具体的には、本発明の金属枠に紗を貼り付け、該紗の中央部に金属枠の大きさよりも小さいマスクの外周部を接着剤を用いて紗に貼り付けた後、接着部以外の内側の紗を切り取る。
【００１３】
この様にして金属枠にマスクの外周部を紗を介して貼り付けたスクリーン印刷版が出来上がる。マスクは紗のテンションによって引っ張られている。このテンションも前記したような導電性ペーストの転写性等の印刷特性に大きく関係し、高密度実装用や鉛フリーのクリームはんだの印刷には、該テンションは０．６〜１．２ｍｍが好ましく、０．７〜０．９ｍｍが更に好ましい。この場合のテンションの測定方法は、スクリーン印刷版の中央部に一定の荷重を付加した際の印刷版のたわみ量で測定し、テンションゲージＳＴＧ−７５Ｂ（株式会社プロテック）で測定した値とする。
【００１４】
一方、マスクとしては、ポリイミド等の樹脂製マスク、ニッケル、銅、クロム、亜鉛、鉄等を主成分とする金属又は合金マスク、前記した樹脂と前記した金属の積層マスク等が好ましい。マスクの厚は３０〜１５０μｍで、前記の金属や合金は単層体でも、積層体でもよい。更に、マスクには導電性ペーストの転写用の開口部を有するが、その形状は特に制限はなく、例えば、円形、楕円形、正方形、長方形、菱形、台形等の四角形、六角形及び八角形等の多角形、その他瓢箪形、ダンベル形等の不定形等が挙げられる。そしてその大きさは、高密度実装のためには、前記した種々の形状の最大の開口部が４０〜２００μｍ、繰返しピッチは７０〜４００μｍである。又、前記開口部はテーパーを有していてもよい。
【００１５】
マスクの製造方法としては、前記した樹脂製板、金属又は合金製板、又は樹脂と金属又は合金の積層板を薬液により溶解して開口部を形成するエッチング法、レーザー光により開口部を形成するレーザー法、電鋳により製作するアディティブ法等が実用化されているが、本発明においてはレーザー法又はアディティブ法が好ましい。
【００１６】
レーザー法とは、ステンレス、ニッケル等の金属板にレーザー光を直接照射して開口部を形成する。
アディティブ法とは、導電性基板にフォトリソグラフ法により感光性樹脂で開
口部に対応する凸部を形成し、凸部を形成した面に電気メッキを行い金属層を形成した後、感光性樹脂及び導電性基板を除去する。
【００１７】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。但し、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
厚さ５０μｍのステンレス板に電子部品搭載用のはんだパターンとして、直径が７０μｍの開口部を繰り返しピッチ１５０μｍで縦横それぞれ６８（合計４６２４）個からなる約１０ｍｍ×１０ｍｍの正方形を基本パターンとし、該基本パターンを繰り返しピッチ１５ｍｍで３×５（合計１５）個を配置したパターンとなるようにＹＡＧレーザーで開口部を形成して４００ｍｍ×４８０ｍｍのマスクを製作した。次に鋳造法で作られた断面が３０ｍｍ×１８ｍｍ、外形が５５０ｍｍ×６５０ｍｍのＤＺＳ１アルミニウム合金（昭和電工（株）製、質別：Ｆ、引張強さ：３２０Ｎ／ｍｍ２）製の枠に、１８０メッシュのポリエステル製の紗を張り、該紗の中心部に、前記マスクの外周部をエポキシ系接着剤を用いて貼り付け、マスクの外周部から１０ｍｍ以内の部分の紗を切り取り、スクリーン印刷版を作った。テンションゲージＳＴＧ−７５Ｂ（株式会社プロテック）で測定した該印刷版のテンションは０．９ｍｍであった。
【００１９】
上記のスクリーン印刷版をスクリーン印刷機（ＳＰ２８Ｐ−ＤＨ、パナソニックファクトリーソリューション株式会社）にセットし、鉛フリーのクリームはんだ（ＬＦ−７１Ｓ−３、タムラ化研株式会社）をプリント配線基板に印刷し、形成されたクリームはんだ端子を観察した。繰り返し５０００回印刷してもクリームはんだの位置ずれ生じなかった。又、クリームはんだの滲み、はんだ端子の欠け、抜け、割れ等の欠陥は観察されなかった。
【００２０】
比較例１として、実施例１において、通常のアルミニウム合金製（鋳物４種Ａ、引張強さ：１７０Ｎ／ｍｍ２）の枠を用いる以外は実施例１と同じようにしてスクリーン印刷版を作り、クリームはんだの印刷を行った。１００回繰り返し印刷すると、最上部のパターンで位置をあわせだ場合、最下部のパターンでは６０μｍのクリームはんだの位置ずれが生じた。
【実施例２】
【００２１】
板厚１ｍｍ、５５０ｍｍ×６５０ｍｍのＳＵＳ３０４の基板の表面を整面（バフ研磨）し、ドライフィルムレジスト（ＦＰ２４０、東京応化工業(株)製）を両面にラミネートした。次に、電子部品搭載用のはんだ端子パターンとして、実施例１同じパターンのガラスマスクを使用して、ミラー反射型平行光露光機で両面露光し、１５分エージングした後、１．０％の炭酸ナトリウム水溶液で現像、水洗してＳＵＳ３０４の基板の両面にドライフィルムレジスト膜のはんだ端子パターンを形成した。
【００２２】
次に、スルファミン酸ニッケルメッキ浴に入れて、２Ａ／ｄｍ２、浴温度５５℃で前記基板上に厚さ６０μｍのニッケル膜を形成した。得られたニッケル膜付き基板を５０℃の１．０％水酸化ナトリウム水溶液に浸漬してレジスト膜を除去し、次いで基板からニッケル膜を剥離して、４００ｍｍ×４８０ｍｍのニッケル製のマスクを作製した。
【００２３】
上記のマスク、及び枠の断面が３０ｍｍ×１８（厚さ）ｍｍ、外形が５５０ｍｍ×６５０ｍｍで、２０ｍｍ×１８ｍｍの直角三角形の鍼を１８ｍｍの辺が枠の内側に取り付けた一体成型のアルミニウム製の枠を用いる以外は実施例１と同じようにしてスクリーン印刷版を作った。該印刷版のテンションは１．０ｍｍであった。次に実施例１と同じ方法でクリームはんだの印刷評価を行った。結果は７０００回連続印刷しても、クリームはんだの位置ずれは生じなかった。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
金属枠を用いたスクリーン印刷版はクリームはんだを、高精細なパターンを高密度に、且つ高速で印刷してもクリームはんだの
位置ずれを生ずることはなく、優れた転写性で印刷することができ、電子部品の高密度実装向けのはんだ端子の作成に利用できる。