(57)【要約】【課題】ランド電極のパターンにかかわらず、ランド電極に印刷されるはんだペーストの量が安定するはんだ印刷用メタルマスクを提供する。【解決手段】はんだ印刷用メタルマスク１０は、互いに対向する一対の主面を有する金属板１２を備える。金属板１２には、面積が異なるランド電極にそれぞれ対向するランド電極対向領域３００〜３２０に、それぞれ、主面間を貫通する開口部１４が形成されている。開口部１４は、金属板１２の主面に垂直な方向から見たときの面積が同一である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する一対の主面を有する金属板を備え、
前記金属板には、少なくとも２つ以上の実装する面積の異なる端子電極を備えた電子部品に対応するランド電極であって、面積が異なるランド電極に対し、それぞれ対向するランド電極対向領域に、それぞれ、前記主面間を貫通する電子部品用開口部が形成され、
前記電子部品用開口部はそれぞれ、前記金属板の前記主面に垂直な方向から見たときの面積が同一であることを特徴とする、はんだ印刷用メタルマスク。
【請求項２】
ｎを３以上の整数とすると、
前記電子部品用開口部は、前記金属板の前記主面に垂直な方向から見たときｎ角形であることを特徴とする、請求項１に記載のはんだ印刷用メタルマスク。
【請求項３】
前記電子部品用開口部は、前記金属板の前記主面に垂直な方向から見たとき正方形であることを特徴とする、請求項２に記載のはんだ印刷用メタルマスク。
【請求項４】
前記電子部品用開口部は、前記金属板の前記主面に垂直な方向から見たとき円形であることを特徴とする、請求項１に記載のはんだ印刷用メタルマスク。
【請求項５】
前記ランド電極対向領域のそれぞれに、複数の前記電子部品用開口部が形成されていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載のはんだ印刷用メタルマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、はんだ印刷用メタルマスクに関し、詳しくは、はんだペーストをランド電極に塗布するために用いるはんだ印刷用メタルマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品等を実装するためのはんだペーストの塗布に、メタルマスクが用いられている。
【０００３】
例えば図７に示す特許文献１に開示された電子部品は、その裏面に配線基板等の外部回路と接続するための、実装面積の異なる複数の端子電極を有する。配線基板等には、端子電極の形状に対応したランド電極が形成される。ランド電極に、はんだペーストを印刷し、その上に電子部品を実装し、リフロー等によりはんだ付けすることで、端子電極とランド電極が接続される。はんだペーストの印刷は、金属板の所定領域に開口部が形成されたメタルマスクを配線基板等の上に置き、その上に、はんだペーストを供給し、スキージを移動させて開口部からはんだペーストを押し出すことにより、配線基板等の所定位置に形成されたランド電極にはんだペーストを塗布した後、配線基板等の上からメタルマスクを取り除くことで行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
メタルマスクの開口部は、配線基板等のランド電極に対応して形成される。配線基板等に大小のランド電極が混在している場合、メタルマスクには、大きいランド電極に対応して面積の大きい開口部が形成され、面積の異なる開口部が混在する。
【０００６】
メタルマスクに大きい開口部が形成されていると、大きい開口部にウレタンゴム等のスキージの先端が入り込んで、はんだペーストを掻き取る現象が発生する。そのため、配線基板等のランド電極の形状、寸法、配置など、ランド電極のパターンによっては、ランド電極に印刷されるはんだペーストの量が安定しないことがある。
【０００７】
本発明は、かかる実情に鑑み、ランド電極のパターンにかかわらず、ランド電極に印刷されるはんだペーストの量が安定するはんだ印刷用メタルマスク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】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したはんだ印刷用メタルマスクを提供する。
【０００９】
はんだ印刷用メタルマスクは、互いに対向する一対の主面を有する金属板を備える。前記金属板には、少なくとも２つ以上の実装面積の異なる端子電極を備えた電子部品に対応するランド電極であって、面積が異なるランド電極に対し、それぞれ対向するランド電極対向領域に、それぞれ、前記主面間を貫通する電子部品用開口部が形成されている。前記電子部品用開口部はそれぞれ、前記金属板の前記主面に垂直な方向から見たときの面積が同一である。
【００１０】
この場合、はんだ印刷用メタルマスクのランド電極対向領域に形成される電子部品用開口部のそれぞれの面積を同一にしているので、はんだペーストを印刷するときにスキージの先端が入り込んではんだペーストを掻き取る現象のばらつきを抑えることができ、各電子部品用開口部により印刷されるはんだペーストの量が安定する。これにより、ランド電極のパターンにかかわらず、ランド電極に印刷されるはんだペーストの量が安定する。
【００１１】
好ましい一態様において、ｎを３以上の整数とすると、前記電子部品用開口部は、前記金属板の前記主面に垂直な方向から見たときｎ角形である。
【００１２】
この場合、ランド電極のパターンに対応し易い。
【００１３】
より好ましくは、前記電子部品用開口部は、前記金属板の前記主面に垂直な方向から見たとき正方形である。
【００１４】
この場合、ランド電極対向領域に対して電子部品用開口部が形成されている割合（開口率）を高め、電子部品をランド電極に実装したときに、ランド電極と端子電極とがはんだを介して接続される面積が増えるため、接続の信頼性が向上する。
【００１５】
好ましい他の態様において、前記電子部品用開口部は、前記金属板の前記主面に垂直な方向から見たとき円形である。
【００１６】
この場合、電子部品用開口部に方向性がないので、ランド電極のパターンに対応し易い。
【００１７】
好ましくは、前記ランド電極対向領域のそれぞれに、複数の前記電子部品用開口部が形成されている。
【００１８】
この場合、どのランド電極も、複数の電子部品用開口部によりはんだペーストが印刷される。開口部が小さいほど、印刷されるはんだペーストの量のばらつきが小さくなるので、ランド電極に印刷されるはんだペーストの量をより安定させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ランド電極のパターンにかかわらず、ランド電極に印刷されるはんだペーストの量が安定する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】電子部品の底面図である。（実施例１）
【図２】配線基板の要部平面図である。（実施例１）
【図３】はんだ印刷用メタルマスクの要部平面図である。（実施例１）
【図４】はんだ印刷用メタルマスクの要部平面図である。（実施例２）
【図５】はんだ印刷用メタルマスクの（ａ）要部平面図、（ｂ）断面図、（ｃ）拡大平面である。（比較例）
【図６】はんだ印刷用メタルマスクの要部平面図である。（他の構成）
【図７】電子部品の底部の端子電極配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００２２】
＜実施例１＞  実施例１のはんだ印刷用メタルマスク１０について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、電子部品２の底面図である。図２は、配線基板４の要部平面図である。図３は、はんだ印刷用メタルマスク１０の要部平面図である。
【００２４】
図３に示したはんだ印刷用メタルマスク１０は、図２に示した配線基板４のランド電極２００〜２２０に、図１に示した電子部品２の端子電極１００〜１２０を接続するため、はんだ粒子とフラックスを混練しペースト状にしたはんだペーストを塗布するときに用いる。
【００２５】
図１に示すように、電子部品２の底面２ａには、矩形の底面２ａの中央に相対的に面積が大きい端子電極１００が形成され、その周囲に、底面２ａの各辺に沿って相対的に面積が小さい端子電極１０１〜１２０が形成されている。この電子部品２は、例えばＱＦＮ(quad flat non-leaded package)であり、中央の端子電極１００は放熱などを目的として面積が大きい。
【００２６】
電子部品２の端子電極１００〜１２０に対応して、図２に示すように、配線基板４の主面４ａに、ランド電極２００〜２２０が形成されている。すなわち、配線基板４の主面４ａに、電子部品２の端子電極１００に対応して相対的に面積が大きい略正方形のランド電極２００が形成され、その周囲に、電子部品２の端子電極１０１〜１２０に対応して相対的に面積が小さい長方形のランド電極２０１〜２２０が形成されている。
【００２７】
図３に示すように、はんだ印刷用メタルマスク１０は、対向する一対の主面を有する金属板１２を有する。金属板１２には、はんだ印刷用メタルマスク１０を配線基板４の主面４ａ上に配置したときに配線基板４のランド電極２００〜２２０に対向するランド電極対向領域３００〜３２０に、それぞれ、金属板１２の主面間を貫通する開口部１４が形成されている。開口部１４は電子部品２のための開口部（電子部品用開口部）である。
【００２８】
詳しくは、相対的に面積が大きいランド電極対２００に対向する相対的に面積が大きいランド電極対向領域３００には、７×７個の開口部１４が形成されている。相対的に面積が小さいランド電極２０１〜２２０に対向する相対的に面積が小さいランド電極対向領域３０１〜３２０には、それぞれ、２個の開口部１４が形成されている。
【００２９】
はんだ印刷用メタルマスク１０は、配線基板４の主面４ａ上に置き、その上にはんだペースト（図示せず）を供給し、スキージをはんだ印刷用メタルマスク１０に押し付けながら矢印５０で示す方向に移動させて開口部１４からはんだペーストを押し出すことにより、配線基板４のランド電極２００〜２２０にはんだペーストを塗布した後、配線基板４の上から取り除く。
【００３０】
はんだ印刷用メタルマスク１０のランド電極対向領域３００〜３２０に形成されるすべての開口部１４は、はんだ印刷用メタルマスク１０の金属板１２の主面に垂直な方向（図３において紙面垂直方向）から見たときに、同一寸法の正方形であり、すべての開口部１４の面積は同一である。開口部１４の面積は、はんだ印刷用メタルマスク１０を用いて配線基板４のランド電極２００〜２２０に、はんだペーストを印刷するときに、スキージの先端が入り込んではんだペーストを掻き取る現象が発生することを抑えられる大きさとする。これによって、各開口部１４により印刷されるはんだペーストの量が安定する。
【００３１】
例えば、厚さ０．１２ｍｍの金属板１２に、０．３３×０．３３ｍｍの正方形の開口部１４を形成したはんだ印刷用メタルマスク１０を用いて、はんだ粒子径が１０〜２５μｍ、粘度１８０〜２２０Ｐａ・ｓの市販のソルダーペーストを、ランド電極２００〜２２０上に安定して供給することができた。
【００３２】
開口部１４の形状は、正方形であり、直交する辺を有するため、ランド電極２００〜２２０のパターンに対応し易い。また、ランド電極と端子電極の接続の信頼性が向上する。
【００３３】
すなわち、はんだ印刷用メタルマスクの金属板の開口部を正方形にすると、開口部は直交する辺を有するため、ランド電極のパターンに対応して形成することが容易である。電子部品の端子電極は、通常、直交するように配置されており、これに対応して、ランド電極は直交するように配置されるからである。また、全ての開口部を同じ向きで配置することも容易である。
【００３４】
また、開口部１４を正方形にすると、ランド電極対向領域に対して開口部が形成されている割合（開口率）を高め、電子部品をランド電極に実装したときに、ランド電極と端子電極とがはんだを介して接続される面積が増えるため、接続の信頼性が向上する。
【００３５】
はんだ印刷用メタルマスク１０は、すべてのランド電極対向領域３００〜３２０について、それぞれ、複数の開口部１４が形成されているため、どのランド電極２００〜２２０も、複数の開口部１４によりはんだペーストが印刷される。開口部１４が小さいほど、開口部１４により印刷されるはんだペーストの量のばらつきが小さくなるので、ランド電極対向領域に、それぞれ、１個の開口部だけを形成する場合よりも、ランド電極に印刷されるはんだペーストの量を安定させることができる。
【００３６】
もっとも、相対的に面積が小さいランド電極対向領域３０１〜３２０に、それぞれ、開口部を１つだけ形成することも可能である。
【００３７】
＜実施例２＞  実施例２のはんだ印刷用メタルマスク１０ａについて、図４を参照しながら説明する。
【００３８】
図４は、はんだ印刷用メタルマスク１０ａの要部平面図である。図４に示すように、実施例２のはんだ印刷用メタルマスク１０ａは、ランド電極対向領域３００〜３２０にそれぞれ形成される同一面積の開口部１４ａの形状が円形である点のみ、実施例１のはんだ印刷用メタルマスク１０とは異なる。
【００３９】
実施例２のはんだ印刷用メタルマスク１０ａは、すべての開口部１４ａの面積が同一であるため、ランド電極２００〜２２０に印刷されるはんだペーストの量を安定させることができる。
【００４０】
例えば、厚さ０．１２ｍｍの金属板１２に、直径０．３７ｍｍの円形の開口部１４ａを形成したはんだ印刷用メタルマスク１０ａを用いて、はんだ粒子径が１０〜２５μｍ、粘度１８０〜２２０Ｐａ・ｓの市販のソルダーペーストを、ランド電極上に安定して供給することできた。
【００４１】
さらに、円形の開口部１４ａは方向性がないので、ランド電極のパターンに対応し易い。また、スキージをどの方向に移動させても、各開口部により印刷されるはんだペーストの量は同じになる。
【００４２】
＜比較例＞  比較例のはんだ印刷用メタルマスク１０ｘについて、図５を参照しながら説明する。
【００４３】
図５（ａ）は、はんだ印刷用メタルマスク１０ｘの要部平面図である。図５（ｂ）は、図（ａ）の線Ａ−Ａに沿って切断した断面図である。図５（ｃ）は、はんだ印刷用メタルマスク１０ｘの拡大平面である。
【００４４】
比較例のはんだ印刷用メタルマスク１０ｘは、図２に示した配線基板４の中央のランド電極２００に対応して４分割された略正方形の開口部４００ａ〜４００ｄが形成され、その周囲に、ランド電極２０１〜２２０に対応する長方形の開口部４０１〜４２０が形成されている。
【００４５】
図５（ｂ）の断面図に示すように、ランド電極２００〜２２０の間にレジスト８が形成された配線基板４上にはんだ印刷用メタルマスク１０ｘを配置し、スキージを図５（ａ）において矢印５０で示す方向に移動させると、図５（ｂ）に示すようにスキージの移動方向に対して直角方向の寸法が大きい開口部４００ａ〜４００ｄ，４０１〜４０５，４１１〜４１５に、ウレタンゴム等のスキージの先端が入り込んではんだペースト６を掻き取る現象が発生する。
【００４６】
そのため、配線基板等のランド電極の形状、寸法、配置など、ランド電極のパターンによっては、印刷するはんだペーストの量が安定しないことがある。
【００４７】
これに対し、実施例１、２のはんだ印刷用メタルマスク１０，１０ａの開口部１４，１４ａはすべて同じ面積であるため、すべての開口部１４，１４ａについてスキージの移動方向に対して直角方向の寸法を小さくして、スキージの先端が開口部に入り込んではんだペーストを掻き取る現象が発生することを抑えることができる。
【００４８】
＜まとめ＞  以上に説明したように、はんだ印刷用メタルマスクに、ランド電極に対向するランド対向領域に形成された開口部をすべて同一面積にすることによって、各開口部により印刷されるはんだペーストの量が安定する。そのため、ランド電極のパターンにかかわらず、ランド電極に印刷されるはんだペーストの量が安定する。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００５０】
図６は、本発明の他の構成における、はんだ印刷用メタルマスク１０ｂの要部平面図である。図６に示すように、はんだ印刷用メタルマスク１０ｂは、ランド電極対向領域３００に同一面積で形状が異なる開口部１４と開口部１４ｂが形成されている点のみ、実施例１のはんだ印刷用メタルマスク１０とは異なる。このはんだ印刷用メタルマスク１０ｂは、すべての開口部１４と開口部１４ｂの面積が同一であるため、ランド電極２００〜２２０に印刷されるはんだペーストの量を安定させることができる。
【００５１】
また、例えば、本発明のはんだ印刷用メタルマスクは、ランド電極上に、はんだペースト以外の導体ペーストを塗布するために用いてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
２  電子部品
４  配線基板
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｘ  はんだ印刷用メタルマスク
１２  金属板
１４，１４ａ，１４ｂ  開口部
１００〜１２０  端子電極
２００〜２２０  ランド電極
３００〜３２０  ランド電極対向領域
４００ａ〜４００ｄ  開口部
４０１〜４２０  開口部
【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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