(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷マスクを製造するためのポリエチレンテレフタレートのシートからなる印刷マスク用プラスチック材であって、
ポリウレタン樹脂にカーボン紛を分散した導電性樹脂を溶かした溶剤をグラビアロールで塗布することにより該シートの表面に導電性樹脂からなる被膜が形成され、
該被膜中の溶剤が加熱されて除去された後、該シートがロールに巻き取られ、該ロールに巻き取られたシートを恒温チャンバー内に入れることにより２４〜４８時間の加熱時間で加熱処理されることにより、該被膜が加熱処理されていることを特徴とする印刷マスク用プラスチック材。
【請求項２】
ポリエチレンテレフタレートのシートからなる印刷用プラスチック材に所定パターンからなる開口部が形成された印刷マスクであって、
ポリウレタン樹脂にカーボン紛を分散した導電性樹脂を溶かした溶剤をグラビアロールで塗布することにより、該シートの表面に表面に導電性樹脂からなる被膜が形成され、
該被膜中の溶剤が加熱されて除去された後、該シートがロールに巻き取られ、該ロールに巻き取られたシートを恒温チャンバー内に入れることにより２４〜４８時間の加熱時間で加熱処理されることにより、該被膜が加熱処理されていることを特徴とする印刷マスク。
【請求項３】
ポリエチレンテレフタレートのシートからなる印刷用プラスチック材に所定パターンからなる開口部を形成する印刷マスクの製造方法であって、
ポリウレタン樹脂にカーボン紛を分散した導電性樹脂を溶かした溶剤を該印刷用プラスチック材の表面に塗布して被膜を形成し、該被膜中の溶剤を加熱して除去した後、該シートをロールに巻き取り、該ロールに巻き取ったシートを恒温チャンバー内に入れることにより２４〜４８時間の加熱時間で加熱処理を行うことを特徴とする印刷マスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板などの印刷対象物にクリーム半田等の印刷物質を印刷するための印刷マスク、該印刷マスクを製造するため印刷マスク用プラスチック材及び印刷マスクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クリーム半田、インク、接着剤、ペースト状の樹脂などの印刷物質をプリント基板などの印刷対象物上に印刷するための印刷マスクとしては、従来よりスクリーンマスクとメタルマスクが知られているが、本発明者は、これら従来のマスクの欠点を解消した印刷マスクとして新たに印刷マスクを提案した（特開平７−１６９２４号公報、特開平７−８１０２７号公報参照）。
【０００３】
この印刷マスクは、従来のメタルマスクと同様にして使用されるものであるが、素材がメタルよりも柔らかなプラスチックであるため、印刷対象物の表面の凹凸にしなやかに追随して密着性に優れ、印刷物質のにじみの発生が少ないという利点がある。また、製造方法もエキシマレーザーによるアブレーション加工であり、非常に微細できれいな凹部や貫通孔の加工ができ、印刷物質の抜け性も向上する。さらに、ファインピッチ部品に合わせて印刷マスクの材料であるプラスチック材の表面を部分的に段掘りして薄くし、この薄肉とした段掘り部に微小開口部を形成したいわゆるハーフエッチングマスクも容易に作製することができる。このため、従来のメタルマスク以上の高品位、高精細なペースト印刷が可能となった。
【０００４】
しかしながら、一方において、印刷マスクの素材が絶縁体で、しかも金属よりも柔らかいプラスチック材であるため、印刷時の摩擦によって静電気が発生するという新たな問題が発生する。印刷マスクが帯電すると、次のような問題が発生する。例えば印刷マスクを両面リフロー半田付けに使用した場合、該マスクの静電気は、印刷による摩擦帯電が繰り返される度に蓄積されて高電位になっていき、やがて帯電した静電気の電位が或る電圧以上に達すると両面リフローによって既に一方の面に実装されているＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＭＯＳ製品、ＣＣＤなどの電子部品に流れ込み、部品内部の微小回路を静電破壊させるおそれがある。また、この静電破壊は、帯電してしまった印刷マスクを印刷対象物からはがすときの放電現象（剥離放電）によっても発生する場合がある。
上記静電破壊された部品は、外観検査やインサーキット検査ではその不具合発生の有無を判断することができないため、実装のほぼ最終工程である機能検査で発見されることになり、多大なロスを発生する。さらに、ＲＯＭ，ＲＡＭなどのメモリ回路内部の静電破壊は、通常の機能検査では発見されないものもあり、不良品の外部流出という事態も起こり得る。
【０００５】
そこで、本発明者は、プラスチック材からなる印刷マスクの表面に導電性の被膜（導電層）を形成することにより、静電気の帯電を防止することができる印刷マスクを提案した（特開平８−２５２９８８号公報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記印刷マスクの導電性の被膜は、製造コストが低く抑えることができ、マスク母材のプラスチック材との固着力が金属被膜の場合よりも大きいということから、導電性樹脂で形成することが有利であると考えられる。ところが、この導電性樹脂からなる被膜を有する印刷マスクを用いる場合、機械的接触や摩擦によって該被膜が摩耗しやすかった。また、再利用のために溶剤を用いた超音波洗浄を行なったときには、該被膜が剥離したり該溶剤に溶解したりして損傷を受けるおそれもあった。そのため、上記被膜の帯電防止機能が発揮されなくなってしまうという不具合があった。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、導電性の被膜の耐摩耗性、耐薬品性及び固着力を高めることにより、良好な帯電防止機能を維持することができる印刷マスク用プラスチック材、印刷マスク及び印刷マスクの製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、印刷マスクを製造するためのポリエチレンテレフタレートのシートからなる印刷マスク用プラスチック材であって、ポリウレタン樹脂にカーボン紛を分散した導電性樹脂を溶かした溶剤をグラビアロールで塗布することにより該シートの表面に導電性樹脂からなる被膜が形成され、該被膜中の溶剤が加熱されて除去された後、該シートがロールに巻き取られ、該ロールに巻き取られたシートを恒温チャンバー内に入れることにより２４〜４８時間の加熱時間で加熱処理されることにより、該被膜が加熱処理されていることを特徴とするものである。
【０００９】
この請求項１の印刷マスク用プラスチック材においては、ポリウレタン樹脂にカーボン紛を分散した導電性樹脂を溶かした溶剤をグラビアロールで塗布することによりポリエチレンテレフタレートのシートの表面に形成された被膜が導電性樹脂であるので、金属を用いた場合に比較して該プラスチック材に対する固着力が強い。そして、被膜中の溶剤が加熱されて除去された後、該シートがロールに巻き取られ、該ロールに巻き取られたシートを恒温チャンバー内に入れることにより２４〜４８時間の加熱時間で加熱処理されることにより、該被膜が加熱処理されて焼き付けられているので、該被膜の耐摩耗性及び耐薬品性が高まっているとともに、上記固着力が更に高まっている。このように被膜の耐摩耗性、耐薬品性及び固着力が高まった該プラスチック材に、所定パターンからなる開口部が形成されると、導電性の被膜を有する印刷マスクとなる。
【００１０】
請求項２の発明は、ポリエチレンテレフタレートのシートからなる印刷用プラスチック材に所定パターンからなる開口部が形成された印刷マスクであって、ポリウレタン樹脂にカーボン紛を分散した導電性樹脂を溶かした溶剤をグラビアロールで塗布することにより、該シートの表面に表面に導電性樹脂からなる被膜が形成され、該被膜中の溶剤が加熱されて除去された後、該シートがロールに巻き取られ、該ロールに巻き取られたシートを恒温チャンバー内に入れることにより２４〜４８時間の加熱時間で加熱処理されることにより、該被膜が加熱処理されていることを特徴とするものである。
【００１１】
この請求項２の印刷マスクでは、ポリウレタン樹脂にカーボン紛を分散した導電性樹脂を溶かした溶剤をグラビアロールで塗布することによりポリエチレンテレフタレートのシートからなる印刷用プラスチック材の表面の被膜が導電性樹脂であるので、金属を用いた場合に比較して基材のプラスチック材に対する固着力が強い。そして、被膜中の溶剤が加熱されて除去された後、該シートがロールに巻き取られ、該ロールに巻き取られたシートを恒温チャンバー内に入れることにより２４〜４８時間の加熱時間で加熱処理されることにより、該被膜が加熱処理されて焼き付けられているので、該被膜の耐摩耗性及び耐薬品性が高まっているとともに、上記固着力が更に高まっている。
【００１２】
請求項３の発明は、ポリエチレンテレフタレートのシートからなる印刷用プラスチック材に所定パターンからなる開口部を形成する印刷マスクの製造方法であって、ポリウレタン樹脂にカーボン紛を分散した導電性樹脂を溶かした溶剤を該印刷用プラスチック材の表面に塗布して被膜を形成し、該被膜中の溶剤を加熱して除去した後、該シートをロールに巻き取り、該ロールに巻き取ったシートを恒温チャンバー内に入れることにより２４〜４８時間の加熱時間で加熱処理を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
この請求項３の印刷マスクの製造方法では、印刷マスクのポリエチレンテレフタレートのシートからなる印刷用プラスチック材の表面に形成した被膜が導電性樹脂であるので、金属を用いた場合に比較して基材のプラスチック材に対する固着力が強い。そして、ポリウレタン樹脂にカーボン紛を分散した導電性樹脂を溶かした溶剤を該印刷用プラスチック材の表面に塗布して被膜を形成し、該被膜中の溶剤を加熱して除去した後、該シートをロールに巻き取り、該ロールに巻き取ったシートを恒温チャンバー内に入れることにより２４〜４８時間の加熱時間で加熱処理を行うことにより、該被膜を加熱処理して焼き付けているので、該被膜の耐摩耗性及び耐薬品性を高めるとともに、上記固着力を更に高めることができる。
【００１４】
なお、上記請求項３の印刷マスクの製造方法において、導電性樹脂からなる被膜の形成及び該被膜の加熱処理は、上記開口部の形成の前後どちらで行ってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１（ａ）は本実施形態に係る印刷マスク１の断面図、図１（ｂ）は該印刷マスク１の平面図、図１（ｃ）は該印刷マスク１の部分拡大断面図である。この印刷マスク１は、印刷対象物としての電子部品実装用のプリント基板上に、印刷物質としての導電性ペーストを印刷する場合に用いられるものである。
【００１６】
この印刷マスク１の製造方法は次のとおりである。図１（ａ）及び（ｂ）において、アルミ角パイプ製の枠体２に、印刷マスク用プラスチック材として、厚さ１５０μmの２軸延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなるプラスチックシート３が一定のテンションで張られている。
【００１７】
このプラスチックシート３の下面（印刷時にプリント基板に接する面）には、図１（ｃ）に示すように、導電性樹脂からなる被膜４が形成されている。この導電性樹脂としては、例えばポリウレタン樹脂にカーボン粉を分散したものを用いることができる。このポリウレタン樹脂を溶剤に溶かし、グラビアロールでプラスチックシート３の表面に塗布して被膜を形成し、該被膜中の溶剤を加熱して除去し、ロールに巻き取る。
【００１８】
そして、上記プラスチックシート３上の被膜４を焼き付けるために、熱処理（アニーリング処理）を行っている。この熱処理は、上記ロール状のプラスチックシート３を恒温チャンバー内で入れ、例えば６０〜７０°Ｃの温度条件で２４〜４８時間程度行う。
【００１９】
この熱処理を施したプラスチックシート３を前述の枠体２に張った後、図１（ｃ）に示すように所定パターンからなる開口部５を形成する。この開口部５は、例えば本発明者が特開平７−８１０２７号公報で示したような、エキシマレーザ光によるアブレーション加工で形成することができる。
【００２０】
次に、図２を参照して、本実施形態の印刷マスク１を用いて、電子部品実装用のプリント基板に導電性ペーストであるクリーム半田を印刷する方法について説明する。
印刷機のクランパ１０などの金属構造部を接地した後、印刷作業は次のようにして行なわれる。まず、半田付けを行なうプリント基板１１を印刷機の左右のクランパ１０上に載置した後、印刷マスク１を被膜４がプリント基板１１に接する向きにプリント基板１１上に載せ、図示しない押圧手段によって印刷マスク１全体を押圧することにより、プリント基板１１の表面と印刷機のクランパ１０などの金属構造部に密着させる。
【００２１】
次いで、印刷マスク１上に所定量のクリーム半田１２を載せた後、スキージ１３によって展延し、印刷マスク１の開口部５にクリーム半田１２を充填する。クリーム半田の充填が終了したら、プリント基板１１上から印刷マスク１を引き剥がして取り去る。これにより、プリント基板１１上には開口部５と同一形状のクリーム半田のパターンが形成される。
【００２２】
このようにスキージ１３によってクリーム半田を印刷する際、スキージ１３の先端と印刷マスク１の表面は摩擦される。この結果、スキージ先端と印刷マスク１の表面には互いに逆極性の正負の静電気が帯電される。なお、いずれの側が正負になるかは摩擦される物質同士の摩擦帯電列によって決定される。この静電気は、絶縁体であるスキージ１３と印刷マスク１の表面にとどまり、そのままでは除電されることはない。しかしながら、本実施形態の場合、摩擦電気の発生源に密着しているクリーム半田１２を介してその一部が互いに打ち消し合って除電されるとともに、残留する静電気は、クリーム半田１２を経由して印刷マスク１の開口部５を通り、下面の被膜４、印刷マスク１に密着している印刷機のクランパ１０、アース線１４を通じてアースに逃がされ、除電される。
【００２３】
したがって、スキージ１３などの絶縁体のプラスチックスキージを使用したとしても静電気が帯電するようなことがなくなり、両面リフロー半田付け法によるプリント基板への電子部品の実装作業などにおいて実装部品が静電破壊されるようなことがなくなる。
【００２４】
また、図３に示すように、印刷終了後に印刷マスク１をプリント基板１１から引き剥がす際に、剥離帯電が発生する。一般にプリント基板１１の表面には、図３に示すように、パッド１５、レジスト１６、表示用インク１７、パターン部突起１８などの微細な凹凸があり、プリント基板１１と印刷マスク１との間には間隙１９が存在し、両者はミクロ的には完全に密着していないが、上記剥離帯電は前述の摩擦帯電よりもはるかに大きい。この剥離帯電で発生した電荷も、本実施形態の場合、被膜４が印刷機のクランパ１０から離れ切るまではアースに逃がされて除電される。
【００２５】
また、被膜４が印刷機のクランパ１０から離れた後にも、印刷マスク１とプリント基板との接触部が残っている場合には、その後に起こる剥離によっても剥離帯電が発生するが、この帯電電荷は被膜４の全面に拡散して平均化されるので、たとえ剥離帯電による静電気が印刷マスク１の表面に残ったとしても、高電圧になることはなく、実装部品を破壊するようなことはない。このような被膜４における帯電電荷の平均化は、図４に示すように印刷マスク１の全面ではなく上記クランパ１０に接触しない中央部にだけ上記被膜４を形成した場合にも発生すると考えられ、この場合にも、高電圧になることはなく、実装部品を破壊するようなことはない。
【００２６】
また、印刷マスク１の表面に剥離帯電による静電気が残ったとしても、次のクリーム半田印刷時に被膜４、クランパ１０、アース線１１を通じてその都度アースに逃がされるので、印刷作業の回数が進むに従って静電気が蓄積していくというようなこともなくなる。
【００２７】
また、本実施形態に係る印刷マスク１を上記半田ペーストの印刷に繰り返し用いる場合は、マスク表面の汚れなどを除去するためにマスク洗浄液を用いてクリーニングを行う。このマスク洗浄液としては、例えばアルコール系、界面活性剤、エチレングリコール系、塩素系の液を用いる。そして、このマスク洗浄液を用いたシャワー洗浄、温浴洗浄、超音波洗浄、バブル洗浄等により、マスク洗浄を行う。
【００２８】
以上、本実施形態によれば、導電性のポリウレタン樹脂で形成した被膜４を加熱処理して焼き付け処理を行い、該被膜４の耐摩耗性、耐薬品性及び固着力を高めているので、繰り返し使用する場合でも、印刷マスク１に発生した電荷を除去するという良好な帯電防止機能を維持することができる。特に、繰り返し使用のために超音波等を用いたマスク洗浄を行った場合においても良好な帯電防止機能を維持することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態では、印刷マスク１の被膜としてカーボンを含有したポリウレタン樹脂を用いた場合について述べたが、本発明は、このようなポリウレタン樹脂以外の他の導電性樹脂を用いた場合にも同様に適用できるものである。
【００３０】
また、上記実施形態では、プリント基板上にクリーム半田を印刷するための印刷マスクについて述べたが、本発明は、プリント基板以外の他の印刷対象物上に、クリーム半田以外の他の印刷物質を印刷するための印刷マスクにも同様に適用できるものである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、導電性の被膜の耐摩耗性、耐薬品性及び固着力を高めることにより、良好な帯電防止機能を維持することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る印刷マスクの断面図。
（ｂ）は同印刷マスクの平面図。
（ｃ）は同印刷マスクの部分拡大断面図。
【図２】同印刷マスクを用いた半田ペースト印刷方法の説明図。
【図３】同印刷マスクとプリント基板の密着状態の説明図。
【図４】変形例に係る印刷マスクを用いた半田ペースト印刷方法の説明図。
【符号の説明】
１      印刷マスク
２      枠体
３      プラスチックシート
４      導電性樹脂からなる被膜
５      開口部
１０    印刷機のクランパ
１１    プリント基板
１２    クリーム半田
１３    スキージ
１４    アース線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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