(57)【要約】【課題】プリント回路基板に表面実装部品と挿入実装部品を混載する場合、表面実装部品と挿入実装部品を別々の工程で実装する必要がある。【解決手段】プリント回路基板上に形成されたランドとスルーホールの対応位置に開口を配置したメタルマスクを、前記プリント回路基板上に載置する工程と、前記開口を通じて、前記ランドの表面と前記スルーホールの内部とに、はんだペーストをに塗布する工程と、を有するプリント回路基板の製造方法。【選択図】図１
2016143774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装部品と挿入実装部品が混載されたプリント回路基板の製造方法であって、
前記プリント回路基板上に形成されたランドとスルーホールの対応位置に開口を配置したメタルマスクを、前記プリント回路基板上に載置する工程と、
前記開口を通じて、前記ランドの表面と前記スルーホールの内部とに、はんだペーストを塗布する工程と
を有するプリント回路基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプリント回路基板の製造方法において、
前記ランドの位置に前記表面実装部品を載置すると共に、前記スルーホールの位置に前記挿入実装部品を挿入する工程と
を有するプリント回路基板の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のプリント回路基板の製造方法において、
前記表面実装部品が載置され、さらに、前記挿入実装部品が挿入された前記プリント回路基板をリフロー炉に通す工程と、
リフロー炉に通された前記プリント回路基板を冷却し、前記表面実装部品と前記挿入実装部品を前記プリント回路基板に対して固定する工程と
を有するプリント回路基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載のプリント回路基板の製造方法において、
前記はんだペーストの塗布に使用されるスキージは、前記メタルマスクとの接触部位に凹部を有し、
前記はんだペーストの塗布の際に、前記スキージは、前記凹部の第１の端部で前記メタルマスクと接触した状態で、前記第１の端部とは反対側の前記凹部の第２の端部が前記メタルマスクの方向に突出し、かつ、前記第２の端部と前記メタルマスクとの間に前記はんだペースト中のはんだ粒子の平均粒径の１０倍以上の隙間が形成されるように位置決めされ、その姿勢のまま前記メタルマスクの表面に沿って移動される
ことを特徴とするプリント回路基板の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のプリント回路基板の製造方法において、
前記凹部は、前記スキージの移動時に、前記隙間を通じて内部に取り込まれる前記はんだペーストを、前記凹部の後方側から前方側にローリングさせる空間形状を有し、
少なくとも前記凹部を含む前記スキージの移動方向側の表面は、前記はんだペースト中に含まれる液に対して撥液性を有する
ことを特徴とするプリント回路基板の製造方法。
【請求項６】
請求項４に記載のプリント回路基板の製造方法において、
前記スキージは、ポリウレタンを主成分とする硬度が８０度以上の樹脂で形成されている
ことを特徴とするプリント回路基板の製造方法。
【請求項７】
請求項４に記載のプリント回路基板の製造方法において、
前記スキージは、導電性を有する材料を芯材とし、前記芯材の周囲がポリウレタンを主成分とする樹脂で形成されている
ことを特徴とするプリント回路基板の製造方法。
【請求項８】
表面実装部品をプリント回路基板の表面に形成されたランドに固定する第１のはんだと、挿入実装部品のリード端子を前記プリント回路基板に形成されたスルーホールに固定する第２のはんだとが同じ材料であるプリント回路基板を含む電子機器。
【請求項９】
請求項８に記載の電子機器において、
前記プリント回路基板の厚みは1.6mm以上である
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
請求項８に記載の電子機器において、
前記スルーホールがはんだによって完全に充填されていない場合、前記スルーホール内のはんだの断面が、前記挿入実装部品の実装面側に窪んでいる
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
表面実装部品と挿入実装部品が混載されたプリント回路基板であって、
前記プリント回路基板に形成された一のスルーホールとその周囲に配置されたランド又は他のスルーホールが、前記プリント回路基板の表面上で、前記一のスルーホールの体積（前記一のスルーホールに挿入されたリード端子の体積分を除く）に対して２倍相当に対応するはんだペーストの塗布に必要となる面積範囲内に形成されているプリント回路基板を含む電子機器。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電子機器において、
前記プリント回路基板の厚みは1.6mm以上である
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１３】
請求項１１に記載の電子機器において、
前記スルーホールがはんだによって完全に充填されていない場合、前記スルーホール内のはんだの断面が、前記挿入実装部品の実装面側に窪んでいる
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１４】
請求項１１に記載の電子機器において、
前記スルーホールは、前記挿入実装部品の挿入口側の径が奥側の径よりもより広いテーパー状の断面形状を有する
ことを特徴とする電子機器。
【請求項１５】
請求項１１に記載の電子機器において、
前記スルーホールは、前記挿入実装部品の挿入口側の径が奥側の径よりも広い段差状の断面形状を有する
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装部品と挿入実装部品が混載状態で実装されるプリント回路基板の製造方法及び当該プリント回路基板を含む電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの電子機器には多種多様な電子部品が搭載されており、それらの電子部品はプリント回路基板（Printed Circuit Board）に実装されている。プリント回路基板に実装される電子部品には、基板面に実装される表面実装部品と基板に設けられたスルーホールにリード端子を挿入して実装する挿入実装部品がある。昨今、プリント回路基板の厚みは、高周波回路化や高集積回路化に伴う層数の増加と伴い厚くなってきている。
【０００３】
通常、プリント回路基板には、表面実装部品と挿入実装部品が混載して実装される。表面実装部品には、微小な０４０２サイズ等のチップ部品、ＳＯＰ（Small Outline Package）あるいはＱＦＰ（Quad Flat Package）などがあり、挿入実装部品にはＤＩＰ（Dual In-line Package）あるいはＳＩＰ（Single In-line Package）などがある。
【０００４】
このような電子部品の実装方法には、(1) 溶融はんだが収容された加熱槽内のはんだを噴流させてプリント回路基板の下面に当て、その状態でプリント回路基板を移動させることで電子部品を基板にはんだ付けするフローはんだ付け方式、(2) プリント回路基板の所定の位置に予めはんだペーストなどを塗布した後、当該はんだペースト上に電子部品を搭載し、加熱リフロー炉の中でプリント回路基板の全体を加熱してはんだペーストを溶融し、電子部品を基板にはんだ付けするリフローはんだ付け方式などがある。
【０００５】
従来、挿入実装部品の実装方式には、フローはんだ付け方式が多く採用されている。例えば表面実装部品と挿入実装部品をプリント回路基板の同一面に混載して実装する場合、表面実装部品をリフロー処理ではんだ付けし、その後、挿入実装部品をフローはんだ付けする手法が採用される。
【０００６】
なお、表面実装部品を両面に実装したプリント回路基板の一面側に挿入実装部品をフローはんだ付けするような場合、挿入実装部品の実装位置によっては、フローはんだ付け処理の際に、下面側の表面実装部品のはんだ接合部がフローはんだ方式によって再溶融して外れるおそれがある。このため、この問題を解決するためのはんだ付け方法が提案されている。
【０００７】
例えば特許文献１には、「はんだ面に狭ピッチ表面実装型部品を配置できるとともに、はんだ面の表面実装型部品を接着剤で仮固定せずに済む（概要より）」ようにした挿入実装型部品のはんだ付け方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２には、「はんだ印刷によりはんだペーストが塗布されたプリント配線基板１のスルーホール２にはんだペーストが転写供給された挿入実装電子部品１０のリード端子１１を挿入し（図１（ｇ））、リフロー処理する。このリフロー処理によりはんだペーストが溶融硬化して、プリント配線基板１に挿入実装電子部品１０を固定する(図１（ｈ）)。よって、はんだペーストを十分供給したり、もしくははんだぬれ性を向上させることにより、接続信頼性の向上が図れる。（要約より）」技術が開示されている。
【０００９】
また、特許文献３には、「スキージ１Ｌ先端の一方の角に円弧状の凹形状を形成し、円弧状の凹形状部８Ｌを含むスキージ１Ｌの先端部分の表面を撥液性を有する膜１０３で被覆して、所望のパターン開口部１２を有する印刷マスク１１にペースト９を充填、転写する際、撥液性を有する膜１０３で被覆した円弧状の凹形状部８Ｌペースト９のローリングを促進し、印刷マスク１１のパターン開口部１２へのペースト９の充填性を促進させて、太陽電池セルなどの配線を製造する。（要約より）」技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平４−１０３１９３号公報
【特許文献２】特開２００８−９１５５７号公報
【特許文献３】特開２０１３−１６１８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１には、はんだ又ははんだペーストによるソルダーバンプを挿入実装部品のリード端子に予め形成し、そのリード端子をプリント回路基板のスルーホールに挿入し、続いて、このプリント回路基板を加熱リフロー炉に入れることでソルダーバンプをリフローする手法が記載されている。
【００１２】
この手法の場合、リフローしたはんだが、プリント回路基板のスルーホールに流れ込み、挿入実装部品をプリント回路基板に固着する。挿入実装部品と表面実装部品の両方がリフロー方式ではんだ付けできるので、表面実装部品がはんだ噴流に晒されない。一方、この手法は、リード端子にソルダーバンプを形成するための装置とソルダーバンプを形成する工程が新たに必要となる。プリント基板の実装プロセスは、工程数の削減が望まれているが、特許文献１に記載の手法では、ソルダーバンプを形成する新たな工程が必要となってしまう課題を有している。
【００１３】
特許文献２には、複数のスルーホールを有するプリント回路基板にリード端子を有する電子部品を実装する方法として、スルーホールのうち挿入側の一部分にのみはんだ又はフラックスを供給した後、当該スルーホール内に電子部品のリード端子を挿入し、更にその状態ではんだ又はフラックスをリフローすることにより挿入実装部品をプリント回路基板に固着する方法が記載されている。
【００１４】
この方法では、プリント回路基板上への電子部品の実装作業に先行してはんだペーストのプリント回路基板上への転写が行われる。はんだペーストは、はんだ合金粉末と高粘度液状フラックスとを混合してクリーム状にしたものであり、所定の開口パターンを有するメタルマスクを介してプリント回路基板上の所定の位置に転写される。このはんだペーストの転写には、機械的強度等の点で優れた金属製のメタルマスクおよびメタルスキージが広く用いられている。
【００１５】
例えば電子部品とプリント回路基板との接続には、２２０℃付近ではんだ接続することが出来るＳｎ−３７Ｐｂ（単位：質量％）や、鉛を用いない鉛フリーはんだ合金Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ（単位：質量％）などが使用されている。しかし、この手法は、スルーホールの体積に対して十分な量のはんだペーストを充填することができず、挿入実装部品に実装不良が生じてしまう。また、この手法は、実装プロセスの工程数の削減は考慮していない。
【００１６】
特許文献３は、太陽電池セルの製造を前提とするものであり、表面実装部品と挿入実装部品とが混載されるプリント回路基板の製造方法は想定されていない。そのため、実装プロセスの工程数削減については考慮されていない。
【００１７】
以上のように、各種の表面実装部品と各種の挿入実装部品を混載するプリント回路基板の製造方法には、依然として技術上の課題がある。このため、現在においても、表面実装部品と各種の挿入実装部品との電子部品が含まれる混載型のプリント回路基板の製造に際しては、表面実装部品の実装にリフローはんだ付け方式が使用される工程と、挿入実装部品のプリント回路基板への実装に噴流はんだ付け方式が使用される工程と、の少なくとも２つの工程を順番に行う必要があった。
【００１８】
しかし、この製造方法では、リフローはんだ付け方式の工程を行う設備と噴流はんだ付け方式の工程を行う設備とを用いた複数回の熱処理が必要となる。これは、表面実装部品をランドに実装するために必要とされるはんだペーストの量と挿入実装部品をスルーホールに実装するために必要とされるはんだペーストの充填量が異なることも理由である。ところが、このように複数種類の設備と複数回の熱処理を必要とする生産方式は生産性が低くなる。すなわち、実装プロセス全体の工程数を減らすことによる生産性の向上が技術課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記解題を解決するために、代表的な発明の一つは、「表面実装部品と挿入実装部品が実装されたプリント回路基板の製造方法であって、前記プリント回路基板上に形成されたランドとスルーホールの対応位置に開口を配置したメタルマスクを、前記プリント回路基板上に載置する工程と、前記開口を通じて、前記ランドの表面と前記スルーホールの内部全体に、はんだペーストを一度に塗布及び充填する工程と、前記ランドの位置に前記表面実装部品を載置すると共に、前記スルーホールの位置に前記挿入実装部品を挿入する工程と、前記プリント回路基板をリフロー炉に通した後冷却し、前記表面実装部品と前記挿入実装部品を前記プリント回路基板に対して固定する工程とを有するプリント回路基板の製造方法。」である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る製造方法を用いれば、プリント回路基板に形成されたランドとスルーホールにはんだペーストを一度に塗布でき、生産性の向上が実現される。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態に係るプリント回路基板の製造プロセスの概要を示すフロー図。
【図２】実施の形態で使用するスキージの概要を示す断面図。
【図３】実施の形態で使用するメタルマスクの概要を示す断面図。
【図４】比較例による実装工程の第１段階（表面実装部品のみを搭載する手順）の概略を示すフロー図。
【図５】比較例による実装工程の第２段階（噴流はんだ付け方式により挿入実装部品のみを追加的に搭載する手順）の概略を示すフロー図。
【図６】挿入実装部品のためのはんだペーストを基板表面側から供給する場合の転写パターンとスルーホールの位置関係を示す図（比較例）。
【図７】挿入実装部品のためのはんだペーストを基板表面側から供給する場合の転写パターンとスルーホールの他の位置関係を示す図（比較例）。
【図８】図５に示す噴流はんだ付け方式により挿入実装部品のみを搭載した場合のスルーホール内の構造を示す図（比較例）。
【図９】形態例のスキージを用いる場合のスルーホール部分の転写パターンを説明する図（スルーホールが２列）。
【図１０】形態例のスキージを用いる場合のスルーホール部分の転写パターンを説明する図（スルーホールが３列）。
【図１１】形態例による手法で挿入実装部品を搭載した場合の実装結果を示す図。
【図１２】形態例による手法で挿入実装部品を搭載した場合においてはんだペーストの充填量が不足する場合のスルーホール内の構造を示す図。
【図１３】形態例で使用する他のプリント回路基板の概要を示す断面図。
【図１４】形態例に係る製造プロセスを用いて作製したプリント回路基板を搭載する電子機器を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下の実施の形態では、便宜上その必要があるときは、複数の形態またはセクションに分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００２３】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２４】
（実施の形態の代表例）
具体的な実施の形態の説明に先立ち、本明細書で提案する代表的な形態例について説明する。
【００２５】
以下で説明するプリント回路基板には、表面実装部品と挿入実装部品が混載されており、各部品は、はんだによってプリント回路基板の導電端子に接続されている。導電端子とは、例えばランド及びスルーホールである。例えばプリント回路基板上には、異なるまたは同じ大きさに構成される複数の表面実装部品の搭載位置に対応して複数のランドが形成されている。また、プリント回路基板には、異なるまたは同じ大きさに構成されるリード端子を有する複数の挿入実装部品の搭載位置に対応して複数のスルーホールが形成されている。
【００２６】
以下の各形態例では、表面実装部品と挿入実装部品が混載されるプリント回路基板の生産性向上のため、はんだペーストを、１つのメタルマスクを使用してプリント回路基板に転写及び充填する。すなわち、同一のメタルマスクを用い、表面実装部品用のランドの上に適正な量のはんだペーストを転写する工程と、挿入実装部品用のスルーホール内に適正な量のはんだペーストを充填する工程とをスキージを用いた一工程（場合によっては１回の転写作業で）で塗布することを実現する。しかし、このように１回の転写工程で、表面実装部品と挿入実装部品の実装に必要な量のはんだペーストを転写及び充填することは、いずれの特許文献にも考慮されていない。
ここで、塗布とは、ランドへのはんだペーストの転写とスルーホールへのはんだペーストを充填する概念を含むものである。
【００２７】
ところで、昨今における高周波回路化や高集積回路化に伴い、プリント回路基板の層数は増える傾向にあり、プリント回路基板の厚さも増加してきている。これに伴い、挿入実装部品を固定するために必要なはんだ量を、フローはんだ付け方式や噴流はんだ付け方式ではスルーホール内に十分供給できなくなっている。ところが、この技術課題も、いずれの特許文献でも考慮されていない。以下、説明する本願発明の代表的な実施例の一部では、このような課題に対しても有効な作用効果を奏するものである。
【００２８】
なお、前述したように、特許文献１には、挿入実装部品のリード端子に予めはんだ又ははんだペーストによるソルダーバンプを形成しておき、当該スルダーバンプをリフローすることにより挿入実装部品と表面実装部品を同時にはんだ付けする方法が提案されているが、この方法は、リード端子にソルダーバンプを予め形成する工程が必要であるのに加え、ソルダーバンプが形成されたリード端子を挿入可能な径を有するスルーホールを形成する必要があり、高密度実装の弊害になる課題がある。
【００２９】
そこで、各実施形態の例では、以下の特徴を有するスキージを、はんだペーストの転写及び充填に使用する。特徴の１つは、スキージをメタルマスクに押し当てたときに接触する位置よりも転写時の移動方向に対して前方側に凹部が形成されていることである。この凹部は、メタルマスクと接触する側の端辺とは反対の側（移動方向の側）の端辺がメタルマスクの側に突き出しており、凹部内に入り込んだはんだペーストを保持することができるようになっている。
【００３０】
他の特徴の１つは、スキージは、はんだペーストの転写時に（スキージの移動時に）、はんだペーストを凹部内に自然に取り込むことができるように、メタルマスクに対して位置決めされていることである。すなわち、スキージの移動方向に対して前方側に位置する凹部の端辺とメタルマスクの表面との間に隙間が開くように、スキージはメタルマスクに対して位置決めされている。
【００３１】
前記凹部は、前記隙間からスキージの凹部に取り込まれるはんだペーストを凹部の内部でローリングするような空間形状に形成されている。例えばスキージの移動方向を通るメタルマスクに対して垂直な面におけるスキージの断面について、前記凹部は円弧形状を有している。また、少なくとも凹部を含むスキージの移動方向側の表面は、はんだペースト中に含まれる液に対して撥液性を有している。この撥液性により、はんだペーストと前記凹部の内表面との摩擦力が低減し、凹部内におけるはんだペーストのローリングが容易になる。ローリングとは、凹部内に取り込まれたはんだペーストが、スキージの移動方向に対して凹部の最奥部（メタルマスクとの接触位置）から凹部の表面に沿ってスキージの移動方向（前方方向）に押し戻される動きをいう。このローリングによって押し戻されたはんだペーストは、開口以外の領域では前記隙間からスキージの外部に排出されるが、開口領域では凹部に新たに取り込まれるはんだペーストを開口内に押し込むように作用する。
【００３２】
スキージをメタルマスクに押し当てたときにスキージの移動方向に設けられる隙間は、はんだペーストが前記凹部に容易に入り込みやすい大きさである必要がある。この隙間がはんだペースト中のはんだ粒子の平均粒径の１０倍より狭いと、スキージの凹部内に入ることが困難になり、はんだペーストがメタルマスク上を滑ってしまい、メタルマスクの開口部内にはんだペーストを十分に充填できなくなる。そこで、はんだペースト中のはんだ粒子の平均粒径の１０倍以上の隙間が生じるように、スキージをメタルマスクに対して位置決めする。
【００３３】
ただし、この隙間が大きすぎると、スキージの凹部内に取り込まれたはんだペーストが凹部から外部に抜け出し易くなり、メタルマスクに形成された開口部内にはんだペーストを押し出す力が低減する。このため、隙間の大きさは、使用するはんだペースト中のはんだ粒子の平均粒径に基づいて適正な値に設定する。なお、はんだ粒子の平均粒径は、例えばレーザ回折法によって測定することができる。
【００３４】
表面実装に使用されているスキージは、機械的強度等の点で優れた金属製のメタルスキージが主流である。一方、メタルスキージは、メタルマスク表面へのダメージが大きく、メタルマスクの変形と開口部の位置ずれを生じさせる原因にもなる。そのため、実施の形態では、メタルマスクにダメージを与えないポリウレタンを主成分とするスキージを用いる。ポリウレタンを主成分とするスキージは、変形し易くメタルマスクに対する負担が少ない。しかし、スキージが変形しすぎると、メタルマスクとスキージのアタック角度が変化し、はんだペーストの転写性にばらつきを生じる原因になる。このため、スキージは、硬度が８０度以上（好ましくは８５度、さらに好ましくは９５度）の樹脂で形成することが望ましい。この硬度であれば、印圧によるスキージ先端の変形を抑制することが出来る。
【００３５】
また、スキージの変形を抑制する他の手段として、ステンレス鋼等の導電性を有する材料をスキージの芯材に使用し、その周囲を、ポリウレタンを主成分とする樹脂で覆う手法を採用する。この構造を有するスキージを用いれば、メタルマスクとスキージのアタック角度の変化を一段と抑制することが出来る。
【００３６】
また、スキージの先端部（スキージの移動方向に対して前方側）のうち、はんだペースト中に含まれる液に対して撥液性を有している部分は、その表面に、ＳｉＯ２、フッ素樹脂、炭化水素、フッ素基含有炭化水素のうち少なくとも一種以上の材料からなる膜が形成されている。前述したように、スキージの芯材にステンレス鋼等の導電性を有する材料を使用することで、撥液性を有する膜を成膜するときの電極を兼ねることが出来る。
【００３７】
メタルマスクには、所定の位置に、適正な量のはんだペーストを転写できるように必要な位置に必要な大きさの開口が形成されている。開口は、プリント回路基板に形成された表面実装部品用のランドの位置と挿入実装部品用のスルーホールの位置に対向する位置に形成されている。ここで、開口は、レーザ加工、メッキ法、エッチング法などで形成される。
【００３８】
例えばエッチング法では、前記メタル板の全域にフォトレジストを両面に塗布し、そのレジスト膜を所定パターンの露光マスクを用いて露光処理した後にエッチング処理することにより形成される。
【００３９】
ところで、プリント回路基板に実装される各種の表面実装部品は、必要とするはんだペーストの量が異なっている。しかし、寸法がいずれも同じ大きさの開口を用いてはんだペーストを転写すると、必要量以上のはんだペーストが転写されてしまうことがある。そこで、少量のはんだペーストが必要な小型の表面実装部品に対応する開口には、その内側にはんだペーストの転写量を抑制する部材（構造）を設け、それぞれの表面実装部品に対応したはんだペースト転写量の適正化を図る。例えば、はんだペーストの通過を妨げる、又は、保持されるはんだペーストの量を低減する構造体（例えば十字構造等）を開口の内部に配置することで実現できる。
【００４０】
はんだペーストの転写工程の対象となるプリント回路基板の表面には、前工程で銅電極配線やソルダーレジスト等が５μｍ〜８０μｍ程度の形成されている。このため、プリント回路基板の表面は平坦で無く凹凸が形成されている。そのため、約１００μｍ程度の厚みを有する一般的なメタルマスクでは、はんだペーストの転写時にプリント回路基板の表面と完全には密着できず（メタルマスクとプリント回路基板との間に隙間が形成され）、密着していない部分からはんだペーストが滲み出す可能性が高い。これを解決するため、形態例に係るメタルマスクには、プリント回路基板と接触する側の面に有機材料を形成し、プリント回路基板表面との密着度を高める。
【００４１】
また、メタルマスクの開口に充填されたはんだペーストが、メタルマスクの開口内の壁面に残存すると、転写されるはんだペーストの量が変化し、安定した生産を行うことが出来なくなる。そこで、各形態例では、少なくともメタルマスクの開口とメタルマスクの表面を、はんだペースト中に含まれる液に対して撥液性を有するように加工する。この撥液性により、メタルマスクからのはんだペーストの離型性が向上し、安定的にはんだペーストをプリント回路基板に転写することが出来る。また、メタルマスクの表面に撥液性の膜が形成されると、メタルマスクとスキージとの摩擦力が低減し、メタルマスクの変形が抑制され、はんだペースト転写位置の精度が向上する。
【００４２】
メタルマスクのはんだペースト中に含まれる液に対して撥液性を有している部分には、メタルマスクの表面にＳｉＯ２、フッ素樹脂、炭化水素、フッ素基含有炭化水素のうち少なくとも一種以上の材料からなる膜が形成される。
【００４３】
はんだペーストは、はんだ粒子の他、フラックス等の成分からなる。ところで、はんだ固形分量は体積比で約半分程度である。このため、プリント回路基板に形成されたスルーホールの充填に必要とされるはんだペーストは、スルーホールの内体積からリード端子体積を除いた量の倍程度が必要である。そのため、ある形態例では、十分なはんだペーストを供給できるように、プリント回路基板に形成されたスルーホールの断面形状を、挿入実装部品の挿入口側にスルーホールの径が広いテーパー状とする。当該形状により、リード端子を固定するのに十分なはんだペーストを充填するのが容易になる。また、他の形態例では、プリント回路基板に形成されたスルーホールの断面形状を、挿入実装部品の挿入口側でスルーホールの径が広い段差形状とする。
【００４４】
挿入実装部品は、はんだペーストを転写した上からリード端子をスルーホール内に装着する必要があるが、はんだペーストが転写されているため、スルーホールの位置をカメラ上で確認することが出来ない。そのため、挿入実装部品の自動挿入を確実にするため、リード端子の大きさに比べ、スルーホールの径を比較的大きく形成しておく必要がある。このようなスルーホール形状とすることにより、リード端子を有する挿入実装部品を搭載する自由度が増し、挿入実装部品の自動挿入が容易になる。
【００４５】
（各形態例に共通する特徴）
最初に、本明細書で提案する形態例に共通する特徴を説明する。前述したように、実施の形態に係る製造方法は、表面実装部品と挿入実装部品を混載するプリント回路基板を製造する方法に関する。この製造方法は、前記２種類の部品の実装に用いるはんだペーストを同一のメタルマスクを用いて一工程で（一度に）供給することを特徴とする。
すなわち、一度の転写工程によって、はんだペーストを、プリント回路基板の所定の位置に転写すると共に、スルーホール内に充填することを特徴とする。
【００４６】
図１に、後述する形態例に共通するプリント回路基板の製造プロセスの概要を示す。図１に示すプリント回路基板１は、表面実装部品７（７１、７２）と挿入実装部品８を同じ基板面に混載的に実装する基板である。工程（ａ）に示すように、プリント回路基板１には、スルーホール１１、ランド１２、銅電極配線１４が形成されている。銅電極配線１４は、ソルダーレジスト１３等の絶縁層により保護されている。
【００４７】
図２に、はんだペーストの転写に使用するスキージ５の概要を示す。スキージ５は、芯材５３の回りをポリウレタン５２で覆った構造を有している。ポリウレタン５２のうちメタルマスク６と接する角部には、凹部５４が形成されている。凹部５４は、スキージ５の移動方向４に対し、ポリウレタン５２とメタルマスク６が接する位置よりも前方側に形成されている。
【００４８】
図３に、形態例で使用するメタルマスク６の概要構成を示す。メタルマスク６には、はんだペースト２１の転写位置に開口６２が形成されている。開口６２は、メタルマスク６の一方の面から他方の面まで貫通している。メタルマスク６は、ステンレス鋼からなるメタル板６１と、プリント回路基板１に接する側の本体表面に形成された有機層６３とで構成される。
【００４９】
（比較例）
形態例の説明に先立ち、従来技術による実装工程を比較例として説明する。従来技術による実装工程は、(1) 表面実装部品７の搭載工程と、(2) 噴流はんだ付け方式による挿入実装部品８の搭載工程の２段階で実行される。
【００５０】
図４は、実装工程の第１段階であり、表面実装部品７（７１、７２）のみをプリント回路基板１に搭載する手順を表している。図５は、実装工程の第２段階であり、表面実装部品７（７１、７２）が実装されたプリント回路基板１に、噴流はんだ付け方式によって挿入実装部品８を追加的に搭載する手順を表している。
【００５１】
図４の工程（ａ）に示すプリント回路基板１には、スルーホール１１とランド１２が形成されている。プリント回路基板１の表面に形成された銅電極配線１４の表面は、ソルダーレジスト１３等の絶縁層により保護されている。これらの部材（スルーホール１１、ランド１２、ソルダーレジスト１３、銅電極配線１４）により、プリント回路基板１の表面に段差が生じる。図示していないが、プリント回路基板１を構成するガラスエポキシの凹凸、銅電極のめっき厚のばらつき、ソルダーレジスト１３の塗布厚のばらつきなどもプリント回路基板１の表面に凹凸が生じる原因である。
【００５２】
図４の工程（ｂ）では、まず、メタルマスク６Ａをプリント回路基板１の表面に接触させる。メタルマスク６Ａは、形態例で使用するメタルマスク６（図２）と異なり、有機層６３も凹部５４も形成されていない。次に、メタルマスク６Ａの表面にはんだペースト２１を塗布し、その後、メタルスキージ５１をメタルマスク６Ａの表面に沿って移動させる。メタルスキージ５１も、形態例で使用するメタルスキージ５とは異なり、凹部５４を有していない。メタルスキージ５の移動により、はんだペースト２１は、メタルマスク６Ａに形成された開口６２を通じ、プリント回路基板１の表面実装部品７を搭載する位置に形成されたランド１２の上に転写される。
【００５３】
この際、挿入実装部品８を搭載する位置（スルーホールの位置）には、はんだペースト２１は転写されない。その理由は、プリント回路基板１をリフロー炉に通してはんだペースト２１を溶融させ、表面実装部品７をランド１２に固定する際に、もしスルーホール１１内にはんだペースト２１が存在していると、同時に溶融したはんだがスルーホール１１を塞いでしまし、次の工程（ｃ）で挿入実装部品８をスルーホールに挿入できなくなるためである。
【００５４】
また、メタルマスク６Ａは、プリント回路基板１上のランド１２、銅電極配線１４、ソルダーレジスト１３による段差のため、プリント回路基板１とメタルマスク６Ａとが密着できないのみならず、図示しているように、メタルマスク６Ａそのものが前記凹凸により変形してしまう。プリント回路基板１とメタルマスク６Ａとの間に隙間が発生するので、この隙間にはんだペースト２１が滲み出し、ブリッジ（はんだショート）やはんだボールなどの不良を起こす原因となる。
【００５５】
図４の工程（ｃ）は、はんだペースト２１を、プリント回路基板１のうち表面実装部品７を搭載する位置のランド１２の表面に転写した状態を示している。小型の表面実装部品７１を搭載するランド１２ａには、ランド１２ａより狭い領域にはんだペースト２１を転写している。一方、大型の表面実装部品７２を搭載するランド１２ｂには、ランド１２ｂより広い領域にはんだペースト２１を転写している。これは、表面実装部品７の種類により必要とするはんだペースト２１の量が異なるためである。
【００５６】
ランド２１ｂよりはみ出してはんだペースと２１を転写する場合、プリント回路基板１とメタルマスク６Ａとの間に大きな隙間があると、はんだペーストが滲み出しすぎる可能性がある。この滲み出しは、ブリッジ（はんだショート）やはんだボールなどの不良を起こす原因になる。図４では、全体的に厚みが同じメタルマスク６Ａを使用しているが、はんだペースト２１の必要量が極端に異なる場合には、局部的にメタル板６１の厚みを変化させたメタルマスク６Ａを使用することもある。
【００５７】
図４の工程（ｄ）は、プリント回路基板１のランド１２にはんだペースト２１を転写した位置に合わせて、表面実装部品７（７１、７２）をマウンタ装置（図示せず）で搭載した状態を示している。表面実装部品７として、小型の表面実装部品７１と大型の表面実装部品７２が搭載されている。
【００５８】
図４の工程（ｅ）は、表面実装部品７を搭載したプリント回路基板１をリフロー炉（図示せず）に通すことによりはんだペースト２１を融解し、表面実装部品７をプリント回路基板１のランド１２に固定した状態を示した概要図である。このように、従来例では、第１工程において、表面実装部品７だけをリフロー方式でプリント回路基板１にはんだ付けする。
【００５９】
図５の工程（ａ）は、図４で作製したプリント回路基板１（表面実装部品７をプリント回路基板１に実装した状態）を示している。図５の工程（ｂ）では、挿入実装部品８のリード端子８１を、プリント回路基板１に形成されたスルーホール１１に挿入する。
【００６０】
図５の工程（ｃ）では、プリント回路基板１の裏面（実装面とは反対側の面）から、プリント回路基板１に形成されたスルーホール１１と挿入実装部品８のリード端子８１に向けて、フラックス３をフラックス塗布ノズル３１から噴霧する。フラックス３の塗布により、プリント回路基板１に形成されたスルーホール１１と挿入実装部品８のリード端子８１の酸化皮膜等が除去され、はんだ２の濡れ性が向上される。
【００６１】
しかし、プリント回路基板１に形成されたスルーホール１１に挿入実装部品８のリード端子８１を挿入しているため、フラックス３がスルーホール１１内に十分供給されない可能性があり、はんだ２の濡れ上がりを阻害する原因となる。
【００６２】
図５の工程（ｄ）では、プリント回路基板１に形成されたスルーホール１１に挿入した挿入実装部品８のリード端子８１に向けて、プリント回路基板１の下方から溶融はんだ２２を噴流はんだノズル２３からフローする。図５は、説明の都合上、噴流はんだノズル２３からフローしている溶融はんだ２２がプリント基板１に到達していない状態を表している。実際には、溶融はんだ２２が、スルーホール１１およびスルーホール１１に挿入した挿入実装部品８のリード端子８１に到達し、保持される。これにより、溶融はんだ２２が、挿入実装部品８のリード端子８１とスルーホール１１との間に入り、挿入実装部品８をプリント回路基板１に固定することが出来る。
【００６３】
挿入実装部品８には、リード端子８１が複数設けられている。これらのリード端子８１のピッチが、噴流はんだノズル２３の径（溶融はんだ２２の噴流の大きさ）より狭い場合、溶融はんだ２２を複数のリード端子８１に同時に供給することができる。一方、リード端子８１のピッチが、噴流はんだノズル２３の径（溶融はんだ２２噴流の大きさ）より広い場合、位置を変えながら、溶融はんだ２２を噴流はんだノズル２３から複数回フローする必要がある。
【００６４】
なお、溶融はんだ２２を噴流はんだノズル２３からフローする際、溶融はんだ２２の熱によりプリント回路基板１が過熱され、隣接するスルーホール１１やリード端子８１に塗布しておいたフラックス３が飛散する場合がある。フラックス３が飛散すると、はんだ２の濡れ性が悪くなるため、十分な量のはんだ２をスルーホール内に供給できなくなる恐れがある。
【００６５】
図５の工程（ｅ）は、プリント回路基板１に、表面実装部品７と挿入実装部品８が実装された状態を示している。表面実装部品７は、適正な量のはんだペースト２１を供給できれば、プリント回路基板１のランド１２に実装することができる。一方、挿入実装部品８は、プリント回路基板１の下方から溶融はんだ２２をフローして実装する。このため、プリント回路基板１の厚さが厚ければ厚いほど、プリント回路基板１の上部まではんだ２を供給することが困難になる。
【００６６】
そこで、この対策として、挿入実装部品８についても、表面実装部品７の場合と同様に、はんだペースト２１をプリント回路基板１の表面に転写する手法が考えられている。この場合、図６に示すように、スルーホール１１の周辺まではんだペースト２１を転写する面積を広げ、はんだペースト２１の体積を稼ぐ必要がある。例えば、プリント回路基板１の厚みが3.2mmであり、スルーホール１１の径がφ1mmであり、リード端子８１の径がφ0.6mmである場合、スルーホール１１の体積は、約2.5mm3になる。因みに、スルーホール内に挿入したリード端子８１の体積は、約0.9mm3である。このため、スルーホール１１にリード端子８１を挿入した状態で、スルーホール１１の充填に必要となるはんだの体積は、1.6mm3になる。
【００６７】
はんだペースト２１を構成する固形分の割合は、全体の約50vol％である。このため、はんだペースト２１の転写に必要な体積は、3.2mm3となる。換言すると、充填する体積に対して２倍相当の体積が必要となる。そして、メタルマスク６Ａの厚みが0.2mmの場合、はんだペースト２１を転写する面積は、16mm2となる。この面積の確保には、プリント回路基板１上に、１つのスルーホール１１について、例えば2mm×8mm（又は4mm×4mm）のエリアが必要になる。当然、メタルマスク６Ａの厚みが薄い場合には、より広い面積を必要とする。
【００６８】
図７に、スルーホール１１が３列で配置される例を示す。図７の場合、真ん中の列を構成するスルーホール１１に対するはんだペースト２１の転写面積が明らかに小さくなっていることが分かる。本来、真ん中の列のスルーホール１１についても、１列目や３列目のスルーホール１１と同じ面積のはんだペースト２１が必要である。このため、スルーホール１１が３列連続する場合には、真ん中の列のスルーホール１１に対するはんだの充填不足が発生する。
【００６９】
以上より、プリント回路基板１の表面にスルーホール１１用のはんだペースト２１も転写する手法は、(1) 隣接するスルーホール１１のピッチが十分に広く、(2) リード端子８１の配置が２列以下であり、(3) 周辺（はんだの充填に必要な体積に対して２倍相当に対応するはんだペースト２１の転写に必要な面積を確保でき）に表面実装部品７などが存在しないこと、(4) プリント回路基板１の厚さが薄いこと、が必要となる。
なお、例えば、プリント回路基板１の厚さが１．６ｍｍでは充填不足が生じることとなる。
【００７０】
ところが、昨今におけるプリント回路基板１の高性能化に伴い、実装部品の高集積化は今後も進むものと推測される。また、プリント回路基板１に実装すべき部品数も増加している。この結果、プリント回路基板１１に形成されたスルーホール１１の周辺にはんだペースト２１を転写するための十分なエリアを確保できない状況が生じている。このため、高密度実装が要求されているプリント回路基板１では、スルーホール１１を充填するのに必要とされる量のはんだペースト２１を、基板表面に転写するのに必要なスペースの確保することができない。結局、挿入実装部品８の実装に必要な量のはんだペースト２１をプリント回路基板１の表面に転写する手法（図６、図７）は、実装密度が高いプリント回路基板１には採用できない。
【００７１】
図８に、噴流はんだ付け方式（図５）により挿入実装部品８をプリント回路基板１に搭載した場合の結果を示す。図８（ａ）は、挿入実装部品８を実装後のＸ線画像（斜視）であり、図８（ｂ）は、実装部分を概念的に表す断面図である。図８（ｃ）は、スルーホール１１内におけるはんだ２の状態を説明する拡大図である。
【００７２】
図８に示すように、噴流はんだ付け方式（図５）では、プリント回路基板１に形成されたスルーホール１１の半分程度の高さまでしかはんだ２が充填されていない。この際、はんだ２の先端部分の断面は、基板表面方向（挿入実装部品８が実装される面）に対して凸形状となる。なお、図８におけるプリント回路基板１の厚さは、３．２ｍｍである。プリント回路基板１に形成されたスルーホール１１内ではんだ２の濡れ上がりが不足し、スルーホール１１を完全に充填できなかった原因は、噴流はんだ付け方式でのフラックス３の塗布不足、噴流はんだ付けの際の熱によるフラックス３の飛散などにより、スルーホール１１内の銅電極表面および挿入実装部品８のリード端子８１表面が酸化等により汚染されたためと考えられる。
【００７３】
プリント回路基板１に形成したスルーホール１１内のはんだ量が７５％未満の場合、温度サイクル等の信頼性試験（実用化試験）に耐えられない。このように、厚さが３．２ｍｍのプリント回路基板１には、噴流はんだ付け方式（図５）は使用できないが、プリント回路基板１の厚さが１．６ｍｍ程度と薄い場合には、噴流はんだ付け方式（図５）によるはんだ接続が可能である。
【００７４】
（形態例１）
以下、本明細書で提案する形態例１について詳細に説明する。ここでは、再び、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本形態例によるプリント回路基板の製造プロセスの概要を示し、図２は、本形態例で使用するスキージ５の概要を示し、図３は、本形態例で使用するメタルマスク６の概要を示している。
【００７５】
まず、図２を用い、スキージ５の構造を説明する。スキージ５は、ステンレス鋼からなる芯材５３の周りをポリウレタン５２で覆った構造を有している。この構造を有するスキージ５は、(1) 金型の中心部にステンレス鋼からなる芯材５３を固定した状態で、(2) 液体のポリウレタン樹脂を流し込み、(3) 泡抜きし、(4) 熱処理を加えることにより形成することができる。
【００７６】
はんだペースト印刷機については図を割愛する。スキージ５は、はんだペースト印刷機のスキージホルダに取り付けられ、その取り付け角度により、はんだペースト２１を印刷する（転写する）際のアタック角が決定される。一般的なアタック角度は６０〜７０°である。スキージ５がメタルマスク６の上面６５と接する先端部に凹部５４が形成されている。図２は、スキージ５をスキージホルダに取り付けた状態での概略を示している。
【００７７】
スキージ５は、スキージ５をメタルマスク６の上面６５に押し当てたときに、スキージ５が上面６５と接触する位置よりも印刷時（転写時）におけるスキージ５の移動方向４に対して前方側に凹部５４を有している。図２に示すように、凹部５４は、スキージホルダにスキージ５が所定のアタック角度で取り付けられた際に、スキージ５がメタルマスク６の上面６５と接触する位置（凹部５４の第１の端辺）とは反対の側の端部（凹部５４の第２の端辺）が上面６５の方向に突き出し、かつ、上面６５との間に所定の隙間（凹部先端ギャップ５６）が開くように形成されている。
【００７８】
スキージ５を、その移動方向に傾斜してスキージホルダに取り付けるため、凹部５４における内部最高点の上面６５からの高さ５７は、メタルマスク上面６５と凹部先端ギャップ５６より高くなっている。そのため、はんだペースト２１を印刷（転写）する場合には、スキージ５の先端に形成された凹部５４の内部にはんだペースト２１が閉じ込められる。また、凹部５４の最奥部から表面に沿って凹部先端ギャップ５６に戻ってきたはんだペースト２１の動きにより、凹部先端ギャップ５６から取り込まれるはんだペースト２１をメタルマスク６の開口６２に強く押し出すことができる。
【００７９】
なお、凹部５４における内部最高点の上面６５からの高さ５７が、上面６５と凹部先端ギャップ５６より低い場合、凹部５４に入ったはんだペースト２１を十分に閉じ込めることが出来ず、メタルマスク６に形成された開口６２に対するはんだペースト２１の吐出力が低下する。吐出力が低下すると、プリント回路基板１に形成されたスルーホール１１の内部へのはんだペースト２１の充填性が低下し、はんだ２による挿入実装部品８の固定が不十分になり、実装信頼性が低下する可能性が生じる。従って、本形態例では、スキージ５を図２に示す姿勢に維持してはんだペースト２１の吐出力を高め、スルーホール１１の内容積全体へのはんだペースト２１の充填を可能としている。
【００８０】
また、スキージ５の表面には、はんだペースト２１に含有する液に対して撥液性を有する膜５５が成膜されている。撥液性を有する膜５５は、芯材５３に使用したステンレス鋼を電極とし、真空中でプラズマ放電による基材表面の線状を施した後、炭化水素ガス、フッ素含有探査水素ガスなどのガスを注入することにより形成する。撥液性を有する膜５５は、少なくともスキージ５の先端部に形成した凹部５４の内側に成膜する。好ましくは、撥液性を有する膜５５を凹部５４の周囲のスキージ５の表面にも形成する。
【００８１】
撥液性を有する膜５５をスキージ５の表面に成膜することにより、はんだペースト２１に含有する液に対して撥液性が発揮され、スキージ５の先端部に形成した凹部５４内におけるはんだペースト２１のローリング性が向上し、はんだペーストの動的粘性が低下する。そのため、はんだペースト２１の流動性が良好になり、プリント回路基板１に形成したランド１２上へのはんだペースト２１の転写性が向上するとともに、プリント回路基板１に形成したスルーホール１１内へのはんだペースト２１の充填性が向上する。
【００８２】
図３に、本形態例に使用したメタルマスク６の概要を示す。メタルマスク６は、平板状のメタル板６１に対し、はんだペースト２１を転写する位置に開口６２を形成した構造を有している。
【００８３】
前述したように、プリント回路基板１の表面には、ランド１２、銅電極配線１４、ソルダーレジスト１３による段差が生じており、既存のメタルマスク６Ａによってはプリント回路基板１に密着できない問題がある。そこで、本形態例では、メタル板６１のうちプリント回路基板１に接する側の面を、柔軟性を有する有機層６３で被覆する。柔軟性を有する有機膜６３の厚さは、プリント回路基板１の凹凸の大きさに応じて設定する。有機層６３の厚さは、プリント回路基板１の凹凸の大きさよりも少なくとも大きくなるように設定する。
【００８４】
はんだペースト２１を形成する位置では、プリント回路基板１の上面がメタルマスク６と完全に密着し、はんだペースト２１が滲み出さないようにすることが重要である。本形態例では、有機層６３がプリント回路基板１の凹凸に応じて変形するため、メタルマスク６とプリント回路基板１を完全に密着できる。このため、吐出力が向上したスキージ５（図２）を用いても、はんだペースト２１の滲み出しを防止することができる。
【００８５】
ところで、実装部品は、その種類により、必要とするはんだペースト２１の量が異なる。特に、０４０２サイズの微小なチップ部品のように、極端に必要とするはんだペースト２１の量が少ないものがある。このような微小なチップ部品に対し、はんだペースト２１の量が多いと、電極間距離が短いことからショート（ブリッジ）の原因となる。
【００８６】
そのため、それぞれの実装部品が必要とするはんだペースト２１の量だけを転写することが重要である。本形態例に使用したメタルマスク６（図３）では、必要とするはんだペースト２１の量が少ない実装部品に対応し、はんだペースト２１の吐出性を抑制するための部材６６を開口６２内に形成している。吐出性を抑制するための部材６６の形状を変えることにより、プリント回路基板１に供給するはんだペースと２１の量を制御することができる。これにより、種類が異なる各種の実装部品が混在しても必要な量のはんだペースト２１を確実に転写することができる。
【００８７】
図１に戻り、プリント回路基板１上に、表面実装部品と挿入実装部品を混載的に実装する製造プロセスの流れを説明する。図１の工程（ａ）に示すように、プリント回路基板１には、スルーホール１１とランド１２が形成されている。また、銅電極配線１４の表面は、ソルダーレジスト１３等の絶縁層により保護されている。そのため、ランド１２、銅電極配線１４、ソルダーレジスト１３による段差が生じている。図示していないが、プリント回路基板１中のガラスエポキシの凹凸、銅電極のめっき厚ばらつき、ソルダーレジスト１３の塗布厚ばらつきなどもプリント回路基板１の表面凹凸の原因である。
【００８８】
図１の工程（ｂ）では、まず、メタルマスク６（図３）をプリント回路基板１の表面に接触させる。次に、メタルマスク６の表面にはんだペースト２１を塗布し、その後、メタルマスク６の表面に沿ってスキージ５（図２）を移動させる。先端部に凹部５４を有するスキージ５の移動により、はんだペースト２１は、メタルマスク６の開口６２を通じて、表面実装部品７を搭載する位置に形成されたランド１２に転写されるだけでなく、挿入実装部品８を搭載する位置に形成されたスルーホール１１の内部全体にも充填される。
【００８９】
図に示すように、スキージ５の移動時、メタルマスク６の有機層６３は、プリント回路基板１の表面に形成されたランド１２、銅電極配線１４、ソルダーレジスト１３による段差形状に応じて変形する。この結果、プリント回路基板１とメタルマスク６とが密着し、はんだペースト２１の滲み出しが防止される。このため、本形態例で採用する製造方法の場合には、ブリッジ（はんだショート）やはんだボールなどの不良を起こすことがない。
【００９０】
図１の工程（ｃ）は、メタルマスク６の表面に沿ってスキージ５を一方向に移動させ、プリント回路基板１にはんだペースト２１を印刷した後の状態を表している。図に示すように、スキージ５の一度の移動により、はんだペースト２１が、表面実装部品７を搭載する位置のランド１２の表面だけでなく、挿入実装部品８を搭載する位置のスルーホール１１の内部にも過不足なく供給できている。
【００９１】
また、本形態例の場合、メタルマスク６（図３）には、少量のはんだペースト２１を転写できるように、メタルマスク６の開口部６２にはんだペースト２１の吐出性を制御するための部材６６が形成されている。このため、小型の表面実装部品７１を搭載するランド１２ａには、当該部品に適応した少量のはんだペーストを転写できている。一方、大型の表面実装部品７２を搭載するランド１２ｂには、はんだペースト２１の吐出性を制御するための部材６６が形成されていないため、メタルマスク厚（メタル板６１の厚さ＋有機層６３の厚さ）に相当する大量のはんだペースト２１を転写できている。工程（ｃ）では、転写量の違いを、はんだペースト２１の高さの違いで表している。
【００９２】
ところで、本形態例で使用するスキージ５は、前述した凹部５４によって、はんだペースト２１をスルーホール１１の奥深くまで吐出することができる。このため、本形態例の場合、はんだペースト２１は、図９及び図１０に示すように、スルーホール１１のパッド部にのみ転写すれば良く、比較例のように、スルーホール１１の体積の２倍相当の面積まではんだペースト２１を転写する必要がない。
従って、本形態例の場合、スルーホール１１の隣接エリアにも表面実装部品７や挿入実装部品８を搭載することができ、各種電子部品を高密度に搭載することができる。すなわち、集積度の高いプリント回路基板を実現できる。
【００９３】
勿論、図１０に示すように、スルーホール１１が３列以上密に配置される場合でも、本形態例のスキージ５を用いれば、全てのスルーホール１１に必要な量のはんだペースト２１を充填することができ、比較例（図６、図７）のように無駄なエリアを必要とせずに済む。なお、スルーホール１１の周辺に配置される導電端子の一部又は全部はランド１２でも良い。
【００９４】
図１の工程（ｄ）は、マウンタ装置（図示せず）によって、プリント回路基板１に部品を搭載した状態を表している。ランド１２の位置には表面実装部品７（７１、７２）が搭載され、スルーホール１１の位置には挿入実装部品８が搭載されている。本形態例の場合、プリント回路基板１上におけるはんだペースト２１の転写領域は、スルーホール１１の形成領域とほぼ一致する。このため、プリント回路基板１上に現れるはんだペースト２１のほぼ中央位置にリード端子８１を位置決めすれば、挿入実装部品８をスルーホール１１内に挿入することができる。なお、プリント回路基板１の裏面からは、少量のはんだペースト２１がリード端子８１によって押し出されるように突出する。また、図１では、便宜上、挿入実装部品８のリード端子８１のうち２本のみを示している。
【００９５】
図１の工程（ｅ）は、表面実装部品７（７１、７２）及び挿入実装部品８を搭載したプリント回路基板１をリフロー炉（図示せず）に通し、表面実装部品７をプリント回路基板１のランド１２に、挿入実装部品８をスルーホール１１内にそれぞれ固定した状態を示している。このように、本形態例の場合、表面実装部品７と挿入実装部品８を同時にリフロー方式ではんだ付けすることができる。
【００９６】
図１１には、形態例に係る製造プロセス（図１）を経て挿入実装部品８をプリント回路基板１に搭載した場合の結果を示す。図１１（ａ）は、挿入実装部品８を実装後のＸ線画像（斜視）であり、図１１（ｂ）は、実装部分を概念的に表す断面図である。図１１（ｃ）は、スルーホール１１内におけるはんだ２の状態を説明する拡大図である。
【００９７】
図１１に示すように、本形態例の製造プロセス（図１）の場合、プリント回路基板１に形成されたスルーホール１１の内部がはんだ２で完全に充填されている。ここで使用したプリント回路基板１の基板の厚さは、３．２ｍｍである。もっとも、基板の厚さは、１．６ｍｍでも、２．４ｍｍでも、４．８ｍｍでも構わない。厚さが大きいほど、本形態例による製造プロセスの優位性が高くなる。前述の通り、噴流はんだ付け方式では、スルーホール１１の内部にはんだ２を十分に充填できなかったが、本形態例の方式では完全に充填することができた。
【００９８】
その理由は、はんだペースト２１に含有するフラックス３の成分などがスルーホール１１内の銅電極表面と挿入実装部品８のリード端子８１の表面を清浄化したためと考えられる。このように、プリント回路基板１に形成したスルーホール１１内のはんだ量が１００％（７５％以上）であり、温度サイクル等の信頼性試験（実用化試験）に十分耐えることができた。
【００９９】
なお、実プロセスでは、様々な要因で全てのスルーホール１１が完全にはんだ２で充填されない可能性もある。図１２に、そのような場合のスルーホール１１内の構造を示す。この場合、はんだペースト２１はプリント回路基板１の上面（実装面）側から充填されているため、スルーホール１１内のはんだ２の断面は、挿入実装部品８の実装面側に窪む形状となる。この断面形状は、電子部品の実装面の側からはんだペースト２１が充填される本形態例のプリント回路基板１に特有の構造である。
【０１００】
（形態例２）
以下、形態例２について説明する。本形態例は、プリント回路基板１に形成するスルーホール１１の形状以外、前述した形態例１と同様である。すなわち、本形態例の場合も、形態例１で説明したスキージ５や製造プロセスを採用する。
【０１０１】
図１３は、本形態例で使用するプリント回路基板１の断面構造の概要である。図１３（ａ）に示す構造は、スルーホール１１の挿入実装部品８の投入側をテーパー形状１５とした例である。スルーホール１１の上部に形成されるランド１２のサイズは形態例１の場合と変わらないため、表面に実装する部品の障害にはならない。図１３（ａ）の構造の場合、スルーホール１１は、表面側の径が最も大きく奥ほど径が狭いテーパー形状を有するため、はんだペースト２１の充填が容易になると共に充填されるはんだペースト２１の量が多くなり、挿入実装部品８のはんだ付けが容易になる。また、挿入側のスルーホール１１がテーパー形状を有しているため、挿入実装部品８のスルーホール１１内への挿入が容易になる。
【０１０２】
図１３（ｂ）に示す構造は、スルーホール１１の挿入実装部品８の投入側に段差形状１６を有している。この場合も、スルーホール１１の上部に形成されるランド１２のサイズは形態例１と変わらないため、表面に実装する部品の障害にはならない。図１３（ｂ）の構造の場合、スルーホール１１は、表面側が第１のサイズで奥側が第２のサイズ（＜第１のサイズ）の段差形状になっている。このため、はんだペースト２１の充填が容易になると共に充填されるはんだペースト２１の量が多くなり、挿入実装部品８のはんだ付けが容易になる。また、挿入実装部品８のスルーホール１１内への挿入が容易になる。
【０１０３】
図１３に示すプリント回路基板１に、図１に示す製造プロセスに従って表面実装部品７と挿入実装部品８を実装したところ、形態例１と同様の結果が得られ、温度サイクル等の信頼性試験（実用化試験）に十分耐えることができた。
【０１０４】
（他の形態例）
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。本発明に係る製造プロセスは、表面実装部品７及び挿入実装部品８を混載して搭載するプリント回路基板１として好適である。特に、厚みが大きいプリント回路基板１の表面に形成されたランド１２とスルーホール１１に同時にはんだペースト２１を転写及び充填するのに好適である。この製造プロセスの採用により、短タクト（低コスト）なプリント回路基板の生産に利用できる。
【０１０５】
なお、図１４に示すように、前述した製造プロセスで作製されたプリント回路基板１１０は、各種の電子機器１００に搭載することができる。電子機器１００は、例えば電子計算機（サーバ、ストレージ装置、パーソナルコンピュータ）、携帯電話機、スマートフォン、タブレット端末、液晶ディスプレイ装置、ナビゲーション装置、ゲーム機、ＡＶ機器、電卓、電子手帳、カメラ、プリンタ、ハードディスク装置が含まれる。
【符号の説明】
【０１０６】
１…プリント回路基板
２…はんだ
３…フラックス
４…スキージの移動方向
５…スキージ
６…メタルマスク
６Ａ…メタルマスク（比較例）
７…表面実装部品
８…挿入実装部品
１１…スルーホール
１２…ランド
１３…ソルダーレジスト
１４…銅電極配線
１５…テーパー形状
１６…段差形状
２１…はんだペースト
２２…溶融はんだ
２３…噴流はんだノズル
３１…フラックス塗布ノズル
５１…メタルスキージ（比較例）
５２…ポリウレタン
５３…芯材
５４…凹部
５５…撥液性を有する膜
５６…凹部先端ギャップ
５７…凹部内の高さ
６１…メタル板
６２…開口
６３…有機層
６４…撥液性を有する膜
６５…メタルマスクの上面
６６…吐出を抑制する部材
７１…小型の表面実装部品
７２…大型の表面実装部品
８１…リード端子
１００…電子機器
１１０…プリント回路基板
【図１】
2016143774.tif 000003
【図２】
2016143774.tif 000004
【図３】
2016143774.tif 000005
【図４】
2016143774.tif 000006
【図５】
2016143774.tif 000007
【図６】
2016143774.tif 000008
【図７】
2016143774.tif 000009
【図８】
2016143774.tif 000010
【図９】
2016143774.tif 000011
【図１０】
2016143774.tif 000012
【図１１】
2016143774.tif 000013
【図１２】
2016143774.tif 000014
【図１３】
2016143774.tif 000015
【図１４】
2016143774.tif 000016