(57)【要約】【課題】ドライフィルムに形成される孔部内にペーストを埋め込み印刷する際に、孔部以外の表面にペーストを極力残さないようにして、歩留まりを向上させる。【解決手段】ドライフィルム表面の複数の孔部を臨ませる開口部を有し、ドライフィルム表面に重ねられて、孔部にペーストを埋め込み印刷するためのマスク２５であり、外周枠部２３と、該外周枠部２３の内周部に外周枠部２３より薄肉に形成された環状の薄肉部２４とが形成されており、薄肉部２４の内周縁により開口部２２が形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面におけるドライフィルムの複数の孔部を露出させる開口部を有し、前記ドライフィルム表面に重ねられて、前記孔部にペーストを埋め込み印刷するためのマスクであり、外周枠部と、該外周枠部の内周部に前記外周枠部より薄肉に形成された環状の薄肉部とが形成されており、前記薄肉部の内周縁により前記開口部が形成されていることを特徴とするペースト埋め込み印刷用マスク。
【請求項２】
前記薄肉部は、前記外周枠部側から前記開口部側に向かって漸次肉厚が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載のペースト埋め込み印刷用マスク。
【請求項３】
請求項１又は２記載のペースト埋め込み印刷用マスクと、前記埋め込み印刷用マスクを介して前記ドライフィルム表面に前記ペーストを塗布するスキージとを有し、前記スキージは、前記外周枠部よりも内側で、前記開口部上を横断して前記薄肉部に両端部が支持される長さに形成されていることを特徴とするペースト埋め込み印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面の複数の孔部にペーストを埋め込んだ状態に印刷するペースト埋め込み印刷用マスク及び印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品が表面実装される回路基板には、表面の電極の上にはんだバンプが設けられている。このはんだバンプを形成する方法として、絶縁基板表面に形成した回路層の上に、ドライフィルム（感光性樹脂層）を形成し、このドライフィルムを感光して回路層の各電極に通じる孔部をそれぞれ形成し、これら孔部にはんだペーストを埋め込み、各電極上のはんだペーストをリフロー処理することが行なわれる。
この場合、ドライフィルムの孔部へのはんだペーストの埋め込みは、スクリーン印刷によって行われる。
【０００３】
このスクリーン印刷では、マスクに、ドライフィルムに開口している複数の孔部を露出させるように、一つの開口を形成しておき、ドライフィルムの上にマスクを重ねて、そのマスクの上にスキージを移動しながら、開口内のドライフィルムの上にはんだペーストを塗布することが行なわれる。
このようなマスクを用いて回路基板にはんだペースト等の導電性ペーストを印刷する方法として、例えば特許文献１、特許文献２に記載の技術がある。
特許文献１には、ソルダーペーストを印刷するためのメタルマスクとして、メタルマスクの印刷材充填部となる孔部において、その孔部の塗布側開口部よりも印刷側開口部の開口面積が小さく形成されたものが開示されている。
特許文献２にも、マスクの孔部を塗布側開口の方を大きくするようにテーパ状に形成したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６‐１８７９５５公報
【特許文献２】特表２０１０‐５４１２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述したドライフィルムの孔部にはんだペーストを埋め込み印刷する場合、マスク部がドライフィルムの孔部形成領域の全体を囲むことができる大きさに形成されているので、その開口部の内周縁とドライフィルムの上面との間に形成される隅部にはんだペーストが溜まり易く、ドライフィルム上にはんだペーストが残ってしまい、はんだペーストの歩留まりが悪いという問題がある。
この場合、特許文献１や特許文献２記載のように、開口の内周縁をテーパ状に形成することは、はんだペーストの残存量を低減することができると考えられるが、その効果はわずかなものでしかない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ドライフィルムの孔部等により基板表面に形成される孔部内にペーストを埋め込み印刷する際に、孔部以外の表面にペーストを極力残さないようにして、ペーストの歩留まりを向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、その課題解決のために、ペースト埋め込み印刷用マスク及び印刷装置を提案する。
本発明のペースト埋め込み印刷用マスクは、基板表面におけるドライフィルムの複数の孔部を露出させる開口部を有し、前記ドライフィルム表面に重ねられて、前記孔部にペーストを埋め込み印刷するためのマスクであり、外周枠部と、該外周枠部の内周部に前記外周枠部より薄肉に形成された環状の薄肉部とが形成されており、前記薄肉部の内周縁により前記開口部が形成されている。
【０００８】
外周枠部の内側に単純に開口部を形成しただけの従来のマスクでは、その開口部の上をまたぐように配置したスキージの両端部を外周枠部上に支持しながら、スキージを移動して、開口部内にペーストを押し込むように塗布すると、開口部の内周縁の高さの分、ペーストが掻き取られずに残ってしまう。
これに対して、本発明のマスクでは、開口部の上をまたぐように配置したスキージの両端部を薄肉部の上に支持した状態で移動させることができ、薄肉としたことにより、その内周縁に残るペーストの量を少なくすることができる。
一方、外周枠部は薄肉部よりも厚いので、この厚い外周枠部により全体の剛性を確保することができ、変形や伸びの発生を抑制することができる。
【０００９】
本発明のマスクにおいて、前記薄肉部は、前記外周枠部側から前記開口部側に向かって漸次肉厚が小さくなるように形成されているとよい。
【００１０】
薄肉部の内周縁部は可能な限り薄くすることでペーストの残存量を少なくすることができるが、薄肉部の全体を薄くするにはマスクとしての強度が損なわれる。そこで、薄肉部の内周縁部を最も薄くし、外側に向かうにしたがって徐々に厚くすることで、全体としての剛性は確保しながら、さらにペーストの残存量を少なくすることができる。この場合、スキージはゴム材等からなり、弾性を有しているので、薄肉部のうちの厚い部分に両端部が支持される場合でも、マスクに押圧されることにより、厚さの薄い部分の表面をも摺動させることができ、薄肉部上でのペーストの残存を防止することができる。
【００１１】
本発明のペースト埋め込み印刷装置は、前記ペースト埋め込み印刷用マスクと、前記埋め込み印刷用マスクを介して前記ドライフィルム表面に前記ペーストを塗布するスキージとを有し、前記スキージは、前記外周枠部よりも内側で、前記開口部上を横断して前記薄肉部に両端部が支持される長さに形成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ドライフィルムの孔部以外の表面にペーストを極力残すことなく埋め込み印刷することができ、ペーストの歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の埋め込み印刷装置の一実施形態におけるマスク装置を示す断面図である。
【図２】一実施形態の埋め込み印刷装置の要部の断面図である。
【図３】一実施形態におけるにおける印刷用マスクの端部の断面図である。
【図４】第２実施形態における印刷用マスクの端部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。
実施形態の印刷装置によって埋め込み印刷される基板について説明しておくと、この基板１は印刷回路基板であり、図２に示すように、エポキシ樹脂等の絶縁材からなる絶縁基板２の上に、銅などの電気良導体からなる回路パターン３が形成されている。そして、この回路パターン３の上に、アクリル系感光材等からなるドライフィルム４が積層されており、そのドライフィルム４に、回路パターン３の各電極部を露出させる孔部が形成されている。
【００１５】
本実施形態の印刷装置は、このドライフィルム４の各孔部５にペーストとしてはんだペーストを埋め込み印刷する装置である。はんだペーストとしては、Ｓｎ‐Ｃｕ合金、Ｓｎ‐Ａｇ合金、Ｐｂ‐Ｓｎ合金等のＳｎ系合金を含むはんだペーストが好適である。
この印刷装置１１は、印刷回路基板１表面におけるドライフィルム４の上に重ねられるマスク装置２１と、そのマスク装置２１の上を移動してペーストを塗布するスキージヘッド３１とを備えており、マスク装置２１に、ドライフィルム４の複数の孔部５が形成されている領域（孔部形成領域）の全体を露出させる大きさの開口部２２が形成され、１回のスキージング操作で開口部２２に露出した各孔部５にペーストを埋め込み印刷するものである。
【００１６】
マスク装置２１は、図１にも示すように、矩形枠状のフレーム２３と、そのフレーム２３の内側に取り付けられたスクリーン紗２４と、スクリーン紗２４の内側に張られた印刷用マスク（本発明のマスク）２５とを備えている。
フレーム２３は、ステンレス鋼やアルミニウム等の金属製でマスク装置２１全体の形状を保持し得る強度を有している。印刷用マスク２５は、ステンレス鋼やニッケル等の金属製のステンシルマスクであり、薄肉の平板状に形成されている。スクリーン紗２４は、フレーム２３の内周縁と印刷用マスク２５の外周縁との間に張られた伸縮性を有するメッシュ状のものであり、ポリエステル等の樹脂やステンレス鋼等の金属により形成され、フレーム２３の内側で印刷用マスク２５を平板状に保持している。
【００１７】
また、印刷用マスク２５は、厚肉の外周枠部２６と、外周枠部２６の内周部に外周枠部２６より薄肉に形成された環状の薄肉部２７とが一体に形成されており、薄肉部２７の内周縁により開口部２２が形成されている。この印刷用マスク２５の開口部２２の一辺の長さＬ２が５０ｍｍ〜４５０ｍｍの大きさである場合、図１及び図３に示すように、外周枠部２６の厚さＨが０．０５ｍｍ〜２ｍｍで、薄肉部２７は、高さ（厚さ）ｈが０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍ、その長さ（外周枠部２６の内周縁から薄肉部２７の内周縁までの距離）Ｌが５ｍｍ〜１０ｍｍに形成される。例えば、印刷用マスク２５の開口部２２の一辺の長さＬ２が２４０ｍｍの場合、外周枠部２６の高さＨが１ｍｍ、薄肉部２７の高さｈが０．０２ｍｍ、薄肉部２７の長さＬが５ｍｍに形成される。
【００１８】
そして、この印刷用マスク２５において、スキージ３４は、開口部２２の上を横断してまたぐように配置され、スキージ３４の両端部が薄肉部２７の上を摺動する。したがって、スキージ３４の長さＬ３は、図１に示すように、その摺動方向（スキージング方向）と直交する方向に沿う開口部２２の幅Ｌ２より大きく、外周枠部２６と薄肉部２７との間の段差部２８間の幅（スキージング方向と直交する方向の外周枠部２６の内周縁間の距離）Ｌ１より小さく設定される。例えば、周枠部２６と薄肉部２７との間の段差部２８間の幅Ｌ１が２４０ｍｍの場合、スキージ３４の長さＬ３はＬ１より小さく、２３５ｍｍ〜２３８ｍｍに形成される。
【００１９】
このように構成した印刷装置１１により、ドライフィルム４の孔部５内にペーストを埋め込み印刷する方法について説明する。
印刷回路基板１表面におけるドライフィルム４の上にマスク装置２１を重ね、印刷用マスク２５の開口部２２にドライフィルム４の孔部形成領域の全体を臨ませる。そして、スキージヘッド３１のスキージ３４を印刷用マスク２５の開口部２２よりもスキージング方向の手前の薄肉部２７上に接触させ、所定の押圧力で印刷用マスク２５を押圧した状態とする。
この状態からスキージ３４に所定の押圧力を作用させたまま、スキージ３４の間からペーストＰを押し出しながらスキージヘッド３１を移動してスキージングする。この操作により、スキージ３４の間から押し出されたペーストＰがドライフィルム４の孔部５内に充填される。スキージヘッド３１を印刷用マスク２５の端部まで移動し、スキージ３４を開口部２２上から薄肉部２７の上に配置することにより、スキージング操作は終了する。
【００２０】
このスキージング操作の最終段階で、スキージ３４が開口部２２の周縁を乗り上げる際に開口部２２内にペーストＰの残留が生じるおそれがあるが、開口部２２を形成している薄肉部２７の内周縁は、その高さｈが小さい（例えば０．０２ｍｍ）ので、ペーストＰの残留が生じたとしてもその量は極めて少ないものとなる。したがって、この印刷用マスク２５を用いることにより、ペーストＰの歩留まりを高めることができる。
また、印刷用マスク２５としては、外周枠部２６により全体の剛性は保持されているので、繰り返しの印刷に対する耐久性も良好である。
【００２１】
図４は本発明の印刷装置における印刷用マスクの他の実施形態を示している。この印刷用マスク４１においては、外周枠部２６の内側の薄肉部４２の厚さが、外周枠部２６の内周縁側から開口部２２側に向かうにしたがって漸次肉厚が薄くなるように形成されており、薄肉部４２の上面４２ａが開口部２２に向けて下り勾配の傾斜面に形成されている。
この印刷用マスク４１は、薄肉部４２で最も薄い内周縁の厚さｈ１は０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍに形成され、薄肉部４２の上面４２ａの傾斜角度θは１０°〜４５°に形成される。例えば、薄肉部４２の内周縁の厚さｈ１が０．０１ｍｍで上面４２ａの傾斜角度θが１０°に形成される。
この第２実施形態の印刷用マスク４１においては、薄肉部４２の厚さを開口部２２に向けて漸次小さく形成したので、比較的厚い外側部分により薄肉部４２の強度を確保できるので、薄肉部４２の内周縁を可能な限り薄肉に形成することができ、これを薄肉にする分、第１実施形態のものよりさらにペーストの残留量を少なくすることができる。
【００２２】
なお、本発明は、上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
前述の実施形態ではカートリッジ式スキージヘッドによってペーストを印刷することとしたが、カートリッジ式スキージヘッド以外のスキージを用いてもよい。
また、はんだペーストを印刷する実施形態を説明したが、はんだペーストに限らず、配線形成用の導電性ペースト、着色インク等にも、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１…印刷回路基板（基板）
２…絶縁基板
３…回路パターン
４…ドライフィルム
５…孔部
１１…印刷装置
２１…マスク装置、
２２…開口部
２３…フレーム
２４…スクリーン紗
２５…印刷用マスク（マスク）
２６…外周枠部
２７…薄肉部
２８…段差部
３１…スキージヘッド
３４…スキージ
４１…印刷用マスク（マスク）
４２…薄肉部
Ｐ…ペースト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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