JP2008155554A - Manufacturing method of screen printing mask - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント配線板等を作製する分野で用いられるスクリーン印刷用マスクの作製方法に関する。さらには、少なくとも開口部の内壁に樹脂層を形成してなるスクリーン印刷用マスクの作製方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a mask for screen printing used in the field of manufacturing printed wiring boards and the like. Further, the present invention relates to a method for manufacturing a screen printing mask formed by forming a resin layer on at least the inner wall of the opening.
近年の電子機器の小型化、多機能化に伴い、プリント配線基板の高密度化や配線パターンの微細化が進められており、プリント配線基板への電子部品の高密度実装化が広く行われている。このプリント配線基板への電子部品の高密度実装化においては、プリント配線基板面に電子部品を実装するためにクリーム半田を印刷し、半田端子に電子部品を搭載した後にリフロー炉で加熱して半田付けを行う。上記クリーム半田の印刷方法としては、スクリーン印刷による工程が広く用いられている。一般的にスクリーン印刷は、パターン状の開口部が形成されたスクリーン印刷用マスクを印刷すべき被印刷基板の上面にセットし、スクリーン印刷用マスクのスキージ面にクリーム半田等のペースト材料を供給してスキージによって掻き寄せることによって、ペースト材料を開口部を通してパターン上に転写印刷する方法である。 With recent miniaturization and multi-functionalization of electronic devices, the density of printed wiring boards and the miniaturization of wiring patterns have been promoted, and high-density mounting of electronic components on printed wiring boards has been widely performed. Yes. In high density mounting of electronic components on this printed wiring board, cream solder is printed to mount the electronic components on the surface of the printed wiring board, and the electronic components are mounted on the solder terminals, and then heated in a reflow furnace for soldering. To do. As the cream solder printing method, a screen printing process is widely used. In general, screen printing is performed by setting a screen printing mask having a pattern-shaped opening formed on the upper surface of a substrate to be printed and supplying paste material such as cream solder to the squeegee surface of the screen printing mask. In this method, the paste material is transferred and printed onto the pattern through the opening by scraping with a squeegee.
しかしながら、スクリーン印刷用マスクを用いてクリーム半田を印刷する際、パターンが高密度かつ高精細になると、クリーム半田のスクリーン印刷用マスクからの抜け性が悪化する。また、近年、環境面の問題からクリーム半田の素材も無鉛化の動きが高まっており、その対策の一環として、鉛を含まない鉛フリー半田がクリーム半田の素材として用いられるようになってきている。鉛フリーのクリーム半田は、従来のクリーム半田に比べ転写性に劣る傾向がある。クリーム半田のスクリーン印刷用マスクからの抜け性の悪化により、半田端子の突起や欠け、ひび割れ、抜け等の欠陥が発生し、歩留まり低下の大きな原因となっていた。 However, when cream solder is printed using a screen printing mask, if the pattern becomes high density and high definition, the ability of the cream solder to be removed from the screen printing mask deteriorates. In recent years, the trend of lead-free cream solder materials has been increasing due to environmental problems, and as part of the countermeasures, lead-free solders that do not contain lead have been used as cream solder materials. . Lead-free cream solder tends to be inferior in transferability compared to conventional cream solder. Deterioration of the cream solder from the screen printing mask deteriorated, causing defects such as protrusions, chips, cracks, and disconnection of the solder terminals, which was a major cause of yield reduction.
このような問題を解決するために、スクリーン印刷用マスクの少なくとも開口部の内壁に樹脂層を形成したスクリーン印刷用マスクが提案されている。これによれば、樹脂を塗布することで開口部の内壁に樹脂層を形成し、内壁の凹凸を平滑とすることで、クリーム半田と内壁の摩擦が減少し、クリーム半田の抜け性を向上させている。また、開口部の内壁にクリーム半田とのはじき性または滑り性の良好な化合物(例えば、ポリシロキサン、フッソ樹脂、シリコン樹脂等)を形成することで、クリーム半田の抜け性を向上させている。しかしながら、樹脂層を内壁に形成する手段としては、ディップ法、スプレー法、刷毛塗り、スピンコート等が採用されており、これらの方法では、開口部の内壁に樹脂層を均一に形成することが困難であり、また、図8に示すような、樹脂層の突起9、隔壁10または埋まり11等の欠陥が発生してしまい、大きな問題となっている。(例えば、特許文献1〜6)。
本発明の課題は、樹脂層の突起、隔壁および埋まり等の欠陥のない、均一な樹脂層を開口部の内壁に有するスクリーン印刷用マスクの作製方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for producing a mask for screen printing having a uniform resin layer on the inner wall of an opening without defects such as protrusions, partition walls, and filling of the resin layer.
本発明者らは検討した結果、少なくとも開口部の内壁に樹脂層を形成してなる樹脂付きスクリーン印刷用マスクの作製方法において、開口部を有したスクリーン印刷用マスクに高絶縁性媒体中に分散された樹脂粒子を電着することにより該樹脂層を形成することを特徴とするスクリーン印刷用マスクの作製方法で上記課題を解決することを見出した。 As a result of investigations, the present inventors have found that in a method for producing a resin-coated screen printing mask in which a resin layer is formed on the inner wall of the opening, the screen printing mask having the opening is dispersed in a highly insulating medium. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by a method for producing a mask for screen printing, wherein the resin layer is formed by electrodeposition of the formed resin particles.
また、開口部を有したスクリーン印刷用マスクのスキージ面にマスキングシートを貼り付け、続いて高絶縁性媒体中に分散された樹脂粒子を電着することにより開口部の内壁および被印刷基板接触面に樹脂層を形成し、続いてマスキングシートを除去することを特徴とする上記に記載のスクリーン印刷用マスクの作製方法で上記課題を解決することを見出した。 In addition, a masking sheet is attached to the squeegee surface of the screen printing mask having the opening, and then the resin particles dispersed in the highly insulating medium are electrodeposited to contact the inner wall of the opening and the printed substrate contact surface. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by the method for producing a mask for screen printing described above, wherein a resin layer is formed on the substrate, and then the masking sheet is removed.
また、開口部を有したスクリーン印刷用マスクのスキージ面にアルカリ可溶性樹脂シートを貼り付け、続いて高絶縁性媒体中に分散された樹脂粒子を電着することにより開口部の内壁および被印刷基板接触面に樹脂層を形成し、続いてアルカリ可溶性樹脂シートをアルカリ性水溶液によって除去することを特徴とする上記に記載のスクリーン印刷用マスクの作製方法で上記課題を解決することを見出した。 Also, the inner wall of the opening and the substrate to be printed are obtained by attaching an alkali-soluble resin sheet to the squeegee surface of the screen printing mask having the opening, and subsequently electrodepositing resin particles dispersed in the highly insulating medium. It has been found that the above-mentioned problems can be solved by the method for producing a mask for screen printing described above, wherein a resin layer is formed on the contact surface, and then the alkali-soluble resin sheet is removed with an alkaline aqueous solution.
本発明によれば、開口部を有したスクリーン印刷用マスクの開口部の内壁に、樹脂層の突起、隔壁および埋まり等の欠陥がなく均一な樹脂層を形成できる。よって、クリーム半田の抜け性が向上する。 According to the present invention, a uniform resin layer can be formed on the inner wall of the opening portion of the screen printing mask having the opening portion without defects such as protrusions, partition walls, and filling of the resin layer. Accordingly, the cream solder can be easily removed.
本発明に係わる開口部を有したスクリーン印刷用マスクとは、スキージ面にペースト材をのせ、スキージで掻き寄せる事でクリーム半田等のペースト材を被印刷基板上に転写する事ができるものであれば、いずれの方式で作製したスクリーン印刷用マスクも使用する事ができる。例えば、ソリッドマスク、サスペンドマスク、または、メタルマスク(エッチング法、レーザ法、アディティブ法、機械加工法)等、いずれのものも使用可能である。材質は、電着可能であるために、導電性材料であることが好ましく、具体的には、ステンレス、ニッケル等の一般的なものを適用できる。また、スクリーン印刷用マスクの開口パターンについても特に制限はなく、例えば、円形、楕円形、正方形、長方形、菱形、台形等の四角形、六角形および八角形等の多角形、その他、ひょうたん形、ダンベル形等の不定形等が挙げられる。 The mask for screen printing having an opening according to the present invention can transfer a paste material such as cream solder onto a substrate to be printed by placing the paste material on the squeegee surface and scraping it with the squeegee. For example, a screen printing mask produced by any method can be used. For example, any of a solid mask, a suspend mask, a metal mask (etching method, laser method, additive method, machining method) or the like can be used. The material is preferably a conductive material because it can be electrodeposited. Specifically, general materials such as stainless steel and nickel can be applied. Also, there is no particular limitation on the opening pattern of the screen printing mask. For example, a round shape, an oval shape, a square shape, a rectangular shape, a rectangular shape, a rhombus shape, a trapezoidal shape, a polygonal shape such as a hexagonal shape and an octagonal shape, a gourd shape, and a dumbbell. Examples include irregular shapes such as shapes.
本発明に係わる、少なくとも開口部の内壁に樹脂層を形成してなるスクリーン印刷用マスクの例を図1〜7に示した。図1〜3は、スクリーン印刷用マスクとしてメタルマスクを適用した例である。図1は、開口部5の内壁のみに樹脂層2を形成したものである。図2は、開口部5の内壁および被印刷基板接触面4に形成したものである。図3は、全表面に樹脂層2を形成したものである。図1および2のようにスキージ面3に樹脂層2が形成されていない場合、スキージが高い押し込み圧力で何回も接触すると、樹脂層2の耐久性が不足していると樹脂剥がれが発生することがある。剥がれた樹脂層2がペースト材と混入してしまうため、スキージ面3には樹脂層2が無い方が好ましい。図4〜7は、ソリッドマスクおよびサスペンドマスクのようなスキージ面3にメッシュ6を形成してなるスクリーン印刷板用マスクの例である。図4は開口部5の内壁および開口部のメッシュ6周囲に樹脂層2を形成したものである。図5はメッシュ6のスキージ面3以外の全表面に樹脂層2を形成したものである。図6および7は全表面に樹脂層2を形成したものである。樹脂層2を形成する前後における開口部5の開口面積の差を小さくするために、樹脂層2の厚みは、0.1μmから5μmであることが好ましい。樹脂層の厚みが、0.1μmよりも薄くなると、スクリーン印刷用マスク1と樹脂層2との密着性が低下する場合がある。また、5μmよりも厚くなると均一な膜形成が困難となる場合がある。
Examples of a mask for screen printing in which a resin layer is formed on at least the inner wall of the opening according to the present invention are shown in FIGS. 1-3 are examples in which a metal mask is applied as a mask for screen printing. In FIG. 1, the
本発明のスクリーン印刷用マスクの作製方法を、樹脂層2を開口部5の内壁および被印刷基板接触面4に形成したメタルマスクを例にとって、工程順に図9〜12にて詳説する。まず、開口部5を有したスクリーン印刷用マスク(図9)にマスキングシート7を貼り付ける(図10)。次に、樹脂層2に用いられる樹脂粒子13を高絶縁性媒体中に分散させた液中にて、被印刷基板接触面4に対向するように電極12を設置する(図11)。次に、スクリーン印刷用マスク1および電極12の間に適正な電位差を生じさせ、樹脂粒子13をスクリーン印刷用マスク1の方向へ電気泳動させ、開口部5の内壁および被印刷基板接触面4へ樹脂粒子13を付着させる。次に、スクリーン印刷用マスク1を液中から取り出し、高絶縁性媒体を蒸発させる。次いで、電着法によって付着した樹脂粒子13を、加熱、圧力、光、水、溶剤等によってフィルム化させて定着させる(図12)。続いて、マスキングシート7を剥離することで、樹脂層2を開口部の内壁および被印刷基板接触面4に形成したメタルマスクが作製できる(図2)。マスキングシートを剥離した後に、再度、加熱、圧力、光、等の処理を施すこともできる。
The method for producing a mask for screen printing according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 12 in the order of steps, taking as an example a metal mask in which the
アルカリ可溶性樹脂シートを使用した場合のスクリーン印刷用マスクの作製方法では、まず、開口部を有したスクリーン印刷用マスクにアルカリ可溶性樹脂シートを貼り付ける。次に、樹脂層に用いられる樹脂粒子を高絶縁性媒体中に分散させた液中にて、被印刷基板接触面に対向するように電極を設置する。次いで、スクリーン印刷用マスクおよび電極の間に適正な電位差を生じさせ、樹脂粒子をスクリーン印刷用マスクの方向へ電気泳動させ、開口部の内壁および被印刷基板接触面へ樹脂粒子を付着させる。続いて、スクリーン印刷用マスクを液中から取り出し、高絶縁性媒体を蒸発させる。電着法によって付着した樹脂粒子を、加熱、圧力、光、水、溶剤等によってフィルム化させて定着させた後、アルカリ水溶液によってアルカリ可溶性樹脂シートを溶解除去することで、樹脂層を開口部の内壁および被印刷基板接触面に形成したメタルマスクが作製できる。アルカリ可溶性樹脂シートを溶解除去した後に、再度、加熱、圧力、光、等の処理を施すこともできる。 In the method for producing a screen printing mask when an alkali-soluble resin sheet is used, first, the alkali-soluble resin sheet is attached to a screen printing mask having an opening. Next, an electrode is placed so as to face the printed substrate contact surface in a liquid in which resin particles used for the resin layer are dispersed in a highly insulating medium. Next, an appropriate potential difference is generated between the screen printing mask and the electrode, the resin particles are electrophoresed in the direction of the screen printing mask, and the resin particles are adhered to the inner wall of the opening and the printed substrate contact surface. Subsequently, the screen printing mask is taken out of the liquid, and the highly insulating medium is evaporated. The resin particles adhered by the electrodeposition method are fixed by forming a film by heating, pressure, light, water, solvent, etc., and then dissolving and removing the alkali-soluble resin sheet with an alkaline aqueous solution, thereby removing the resin layer from the opening. A metal mask formed on the inner wall and the printed substrate contact surface can be produced. After the alkali-soluble resin sheet is dissolved and removed, treatments such as heating, pressure, and light can be performed again.
本発明のスクリーン印刷用マスクの作製方法において、開口部5の内壁にのみ樹脂層2が形成してなるスクリーン印刷用マスク(図1)の作製方法では、図13のように、開口部5と同じ位置が開口しているマスキングシートまたはアルカリ可溶性樹脂シート(以下、非開口保護層8)をスクリーン印刷用マスク1の被印刷基板接触面4に形成して、その後、上記と同様にして、電着法によって樹脂粒子を付着させて作製できる。このような非開口保護層8の形成方法は、レーザーによって開口部を形成する方法、非開口保護層8に感光性をもたせスクリーン印刷用マスクと同じパターンのフォトマスを利用して開口部のパターンを露光し現像処理等を行う方法、スクリーン印刷用マスクの開口部からアルカリ現像液を通して開口する方法等が適用できるが、スクリーン印刷板用マスクの開口部と同位置が開口している非開口保護層であればどのようなものでも適用できる(例えば、特開2004−311867号、特開平3−57697号、特開2006―173597号各公報)。
In the method for producing a screen printing mask of the present invention, in the method for producing a screen printing mask (FIG. 1) in which the
また、本発明のスクリーン印刷用マスクの作製方法において、全表面に樹脂層2が形成してなるスクリーン印刷用マスク(図3、図6、図7)の作製方法は、マスキングシートまたはアルカリ可溶性樹脂シートを貼り付けないで電着処理を行うことで達成する。電着する際に、スクリーン印刷用マスクに対向する電極は、被印刷基板接触面側のみに設置してもよいし、被印刷基板接触面側およびスキージ面側の両方に設置しても良い。
In the method for producing a screen printing mask of the present invention, the method for producing a screen printing mask (FIGS. 3, 6, and 7) in which the
本発明に係わる高絶縁性媒体としては、直鎖状もしくは分枝状の脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、芳香族炭化水素、およびこれらのハロゲン置換体が挙げられる。例として、オクタン、イソオクタン、デカン、イソデカン、デカリン、ノナン、ドデカン、イソドデカン、シクロヘキサン、シクロオクタン、シクロデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン等が挙げられる。商品名として、アイソパーE、アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL(EXXON)、IPソルベント1620(出光石油化学(株))等がある。これらの高絶縁性媒体は単独もしくは混合して用いることができる。 Examples of the highly insulating medium according to the present invention include linear or branched aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and halogen-substituted products thereof. Examples include octane, isooctane, decane, isodecane, decalin, nonane, dodecane, isododecane, cyclohexane, cyclooctane, cyclodecane, benzene, toluene, xylene, mesitylene and the like. Product names include Isopar E, Isopar G, Isopar H, Isopar L (EXXON), IP Solvent 1620 (Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.), and the like. These highly insulating media can be used alone or in combination.
本発明に係わる樹脂粒子のコールターカウンター法で測定した平均粒径は、樹脂層としての厚みの確保、分散状態の維持の観点から、0.05から1.0μmの範囲であることが好ましく、さらには0.1から0.6μmの範囲にあることが好ましい。樹脂粒子の作製方法は、粉砕法または重合法のいずれでもよい。粉砕法は、樹脂粒子成分およびその他所望の添加剤(例えば着色剤)を混合後混練し、得られた混練物を、所望の粒径に微粉砕する方法である。重合法は、高絶縁性媒体に可溶な単量体を重合して高絶縁性媒体に不溶な重合体とすることで得る方法である。重合法で得られた樹脂粒子は、分散剤と芯成分とからなる。分散剤は、高絶縁性媒体中に可溶である分子量1000以上の重合体で、樹脂粒子を高絶縁性媒体中に分散する役割として機能する。芯成分は、高絶縁性媒体に不溶な重合体である。このような芯成分の例としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、クロロ酢酸ビニル等の炭素数1から炭素数6までの脂肪族カルボン酸のビニルエステル、安息香酸ビニルエステル、或いはアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸等の炭素数1から6までのアルキルエステル類又はアミド類、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、メチレンビスアクリルアミド、ヒドロシキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、スチレンおよびその誘導体、ジビニルベンゼン、或いは、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルピリジン、N−ビニルイミダゾール、N,N−ジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート等含窒素ビニルモノマー等からなる重合体が挙げられる。例えば、特開昭60−252367号、同61−116364号公報等に記載されている高絶縁性媒体中に分散された樹脂粒子を使用することができる。 The average particle diameter measured by the Coulter Counter method of the resin particles according to the present invention is preferably in the range of 0.05 to 1.0 μm from the viewpoint of ensuring the thickness as the resin layer and maintaining the dispersed state, Is preferably in the range of 0.1 to 0.6 μm. The method for producing the resin particles may be either a pulverization method or a polymerization method. The pulverization method is a method in which resin particle components and other desired additives (for example, colorants) are mixed and kneaded, and the obtained kneaded product is pulverized to a desired particle size. The polymerization method is a method obtained by polymerizing a monomer that is soluble in a highly insulating medium to form a polymer that is insoluble in the highly insulating medium. The resin particles obtained by the polymerization method are composed of a dispersant and a core component. The dispersant is a polymer having a molecular weight of 1000 or more that is soluble in the highly insulating medium, and functions as a role of dispersing the resin particles in the highly insulating medium. The core component is a polymer that is insoluble in a highly insulating medium. Examples of such core components include vinyl esters of aliphatic carboxylic acids having 1 to 6 carbon atoms, such as vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl chloroacetate, vinyl esters of benzoate, acrylic acid, and methacrylic acid. Alkyl esters or amides having 1 to 6 carbon atoms such as crotonic acid, maleic acid, itaconic acid, ethylene glycol di (meth) acrylate, methylenebisacrylamide, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meta ) Acrylate, methacryloyloxyethyl isocyanate, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, styrene and its derivatives, divinylbenzene, N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinylpyridy And polymers comprising nitrogen-containing vinyl monomers such as N, N-vinylimidazole and N, N-dialkylaminoethyl (meth) acrylate. For example, resin particles dispersed in a highly insulating medium described in JP-A Nos. 60-252367 and 61-116364 can be used.
本発明に係わる樹脂粒子は、電着することにより樹脂層を形成するものであるが、この場合、粒子をプラスもしくはマイナスの荷電粒子とせしめ、適正な電界を印加しながら樹脂粒子を電着する。そのため、該樹脂粒子の液に適当な電荷制御剤を添加することにより、該樹脂粒子に電荷を付与することとなる。電荷制御剤としては、例えば、特開平6−51567号公報等に示される化合物、またはホモゲノールL18(商品名、花王社製)等のポリカルボン酸型高分子界面活性剤を用いることが可能である。また、電着特性に悪影響を及ぼさない範囲で着色剤等の添加剤を含有させることもできる。 The resin particles according to the present invention form a resin layer by electrodeposition. In this case, the particles are made positive or negative charged particles, and the resin particles are electrodeposited while applying an appropriate electric field. . Therefore, a charge is imparted to the resin particles by adding an appropriate charge control agent to the liquid of the resin particles. As the charge control agent, for example, a compound shown in JP-A-6-51567 or a polycarboxylic acid type polymer surfactant such as homogenol L18 (trade name, manufactured by Kao Corporation) can be used. . Further, an additive such as a colorant may be contained within a range that does not adversely affect the electrodeposition characteristics.
樹脂粒子を電着する方法は、図11のようにスクリーン印刷用マスク1と電極12の間に適正なバイアス電圧を印加する。例えば、スクリーン印刷用マスクと対向するように並列に並べた電極の間に挿入し、電極の上下からスクリーン印刷用マスクの両面に液を供給して電着する横水平搬送の装置(例えば、特開平6−224541号、特開2004−163605号各公報等)や、スクリーン印刷用マスクを略鉛直に保持し液の入った槽内に浸した後、該スクリーン印刷用マスクの両側に略鉛直に対向して配置された電極で、略鉛直に該スクリーン印刷用マスクを固定して電着処理を施す装置(例えば、特開2002−132049号公報)等が、電着装置として適用可能である。
In the method of electrodepositing resin particles, an appropriate bias voltage is applied between the
本発明に係わるマスキングシートとは、少なくとも粘着層と支持層があり、スクリーン印刷用マスクに貼り付けることが可能であり、高絶縁性媒体に触れることがあっても粘着層および支持層が溶解せず、電着処理および樹脂粒子の定着処理による加熱、加圧、光、水等の処理にさらされた後においても、容易にスクリーン印刷用マスクから剥離でき、剥離した後でも粘着層の一部がスクリーン印刷用マスクに残存しないものであれば、いずれのものでも良い。例えば、エレップマスキングN−380(商品名、日東電工株式会社)、ペイントエース720A(商品名、日東電工株式会社)、SPV−K100(商品名、日東電工株式会社)、スコッチメッキ用マスキングテープ851A(商品名、住友3M株式会社)、スコッチ耐熱マスキングテープ214−3MNE(商品名、住友3M株式会社)、マスキングテープNO2311(商品名、ニチバン株式会社)等が挙げられるがこれに限定されるものではない。 The masking sheet according to the present invention has at least an adhesive layer and a support layer, and can be attached to a screen printing mask, and the adhesive layer and the support layer are dissolved even when touching a highly insulating medium. In addition, even after being exposed to heat treatment, pressurization, light, water, etc. by electrodeposition treatment and resin particle fixing treatment, it can be easily peeled off from the screen printing mask, and part of the adhesive layer even after peeling. As long as it does not remain in the mask for screen printing. For example, ELEP Masking N-380 (trade name, Nitto Denko Corporation), Paint Ace 720A (trade name, Nitto Denko Corporation), SPV-K100 (trade name, Nitto Denko Corporation), Scotch plating masking tape 851A (Trade name, Sumitomo 3M Co., Ltd.), Scotch heat resistant masking tape 214-3MNE (trade name, Sumitomo 3M Co., Ltd.), masking tape NO2311 (trade name, Nichiban Co., Ltd.), etc. Absent.
本発明に係わるアルカリ可溶性樹脂シートとは、アルカリ水溶液に溶解する成分からなり、スクリーン印刷用マスクに貼り付けることが可能であり、高絶縁性媒体に触れることがあっても溶解せず、電着処理および樹脂粒子の定着処理による加熱、加圧、光、水等の処理にさらされた後においても、アルカリ水溶液によってスクリーン印刷用マスクから除去でき、スクリーン印刷用マスクに残存物を生じさせないものであればいずれのものでも良い。アルカリ可溶型樹脂シートの成分としては、カルボン酸基、カルボン酸アミド基、フェノール性水酸基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホンイミド基、ホスホン酸基を有する単量体を重合してなる共重合体、及びフェノール樹脂、キシレン樹脂等が挙げられる。カルボン酸基を有する単量体の共重合体としては、スチレンとマレイン酸モノエステルとの共重合体、アクリル酸あるいはメタクリル酸とそれらのアルキルエステル、アリールエステルまたはアラルキルエステルとの二元以上の共重合体が挙げられる。また、酢酸ビニルまたは安息香酸ビニルとクロトン酸との共重合体が挙げられる。フェノール樹脂中特に好ましいものは、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、あるいはp−クレゾールとホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒドとを酸性条件下で縮合させたノボラック樹脂等が挙げられる。また、これらに、可塑剤、着色剤等を含有していてもよい。これらのアルカリ可溶型樹脂シートの成分を、キャリアフィルムの上に積層し、シート状にすることによって、ラミネーター等によって貼り付けが容易となる。キャリアフィルムとしては例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリビニルアルコール等が挙げられる。また、回路基板製造用のネガ型ドライフィルムフォトレジストも適用できる。具体的には、例えばデュポンMRCドライフィルム株式会社のリストン、日立化成工業株式会社のフォテック、旭化成エレクトロニクス株式会社のサンフォート等を使用することができる。 The alkali-soluble resin sheet according to the present invention comprises a component that dissolves in an alkaline aqueous solution, can be attached to a screen printing mask, and does not dissolve even if it touches a highly insulating medium. Even after being exposed to heat treatment, pressure treatment, light treatment, water treatment, etc. due to the treatment and resin particle fixing treatment, it can be removed from the screen printing mask with an aqueous alkaline solution and does not cause residue in the screen printing mask. Any one is acceptable. The components of the alkali-soluble resin sheet include a copolymer formed by polymerizing monomers having a carboxylic acid group, a carboxylic acid amide group, a phenolic hydroxyl group, a sulfonic acid group, a sulfonamide group, a sulfonimide group, and a phosphonic acid group. A polymer, a phenol resin, a xylene resin, etc. are mentioned. Copolymers of monomers having carboxylic acid groups include copolymers of styrene and maleic acid monoesters, and copolymers of two or more of acrylic acid or methacrylic acid and their alkyl esters, aryl esters or aralkyl esters. A polymer is mentioned. In addition, a copolymer of vinyl acetate or vinyl benzoate and crotonic acid can be used. Particularly preferable among the phenol resins include phenol, o-cresol, m-cresol, or novolak resin obtained by condensing p-cresol and formaldehyde or acetaldehyde under acidic conditions. In addition, these may contain a plasticizer, a colorant and the like. By laminating the components of these alkali-soluble resin sheets on a carrier film to form a sheet, it becomes easy to attach using a laminator or the like. Examples of the carrier film include polypropylene, polyethylene, polyester, and polyvinyl alcohol. Also, a negative dry film photoresist for manufacturing a circuit board can be applied. Specifically, for example, Liston from DuPont MRC Dry Film Co., Ltd., Fotec from Hitachi Chemical Co., Ltd., Sunfort from Asahi Kasei Electronics Co., Ltd. can be used.
マスキングシートまたはアルカリ可溶性樹脂シートをスクリーン印刷用マスクに貼り付ける方法は、貼り付け面にむらや波打ちを生じさせることなく、空気やゴミを混入することなくできれば、何れの方法であっても良い。例えば、プリント基板用の熱ゴムロールを圧力で押し当てて熱圧着する装置を用いる。 The method for attaching the masking sheet or the alkali-soluble resin sheet to the screen printing mask may be any method as long as it does not cause unevenness or undulation on the attachment surface and does not contain air or dust. For example, an apparatus is used in which a hot rubber roll for a printed circuit board is pressed with pressure to perform thermocompression bonding.
本発明に係わる、アルカリ性水溶液によってアルカリ可溶性樹脂シートを除去する方法は、スプレーまたはディップ等の方法によって除去する。アルカリ水溶液としては、例えば、ケイ酸アルカリ金属塩、アルカリ金属水酸化物、リン酸および炭酸アルカリ金属塩、リン酸および炭酸アンモニウム塩等の無機塩基性化合物の水溶液、エタノールアミン類、エチレンジアミン、プロパンジアミン類、トリエチレンテトラミン、モルホリン等の有機塩基性化合物等を水に希釈したものが挙げられる。 The method for removing the alkali-soluble resin sheet with an alkaline aqueous solution according to the present invention is removed by a method such as spraying or dipping. Examples of the alkaline aqueous solution include aqueous solutions of inorganic basic compounds such as alkali metal silicates, alkali metal hydroxides, phosphoric acid and alkali metal carbonates, phosphoric acid and ammonium carbonates, ethanolamines, ethylenediamine, and propanediamine. And organic basic compounds such as triethylenetetramine and morpholine diluted in water.
以下実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.
実施例1
攪拌機、温度計、還流冷却管、滴下漏斗を備えた4ツ口フラスコ内で、IPソルベント1620(商品名、出光石油化学(株)製)720質量部、ドデシルメタクリレート475.2質量部および2−ヒドロキシエチルメタクリレート4.8質量部を混合し、窒素置換した後、80℃に加熱し、2,2´−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)4.8質量添加し、ラジカル重合を行った。温度を85℃として、7時間加熱し反応を終了させ、濃度40質量%の重合体混合物(A1)を得た。
Example 1
In a four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, and dropping funnel, 720 parts by mass of IP solvent 1620 (trade name, manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.), 475.2 parts by mass of dodecyl methacrylate and 2- After mixing 4.8 parts by mass of hydroxyethyl methacrylate and purging with nitrogen, the mixture was heated to 80 ° C. and 4.8 parts by mass of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) was added to perform radical polymerization. The reaction was terminated by heating at 85 ° C. for 7 hours to obtain a polymer mixture (A1) having a concentration of 40% by mass.
得られた重合体混合物(A1)12質量部、メタクリロイルオキシエチルイソシアネート0.0573質量部、触媒として1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセ−7−エン0.0006質量部をIIPソルベント1620(商品名、出光石油化学(株)製)24質量部に混合し、60℃で5時間反応させ、重合体混合物(A2)を得た。 12 parts by mass of the resulting polymer mixture (A1), 0.0573 parts by mass of methacryloyloxyethyl isocyanate, and 0.0006 parts by mass of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene as a catalyst were used as IIP solvent. 1620 (trade name, manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) was mixed with 24 parts by mass and reacted at 60 ° C. for 5 hours to obtain a polymer mixture (A2).
攪拌機、温度計、還流冷却管、滴下漏斗を備えた4ツ口フラスコ内で、516質量部のIPソルベント1620(商品名、出光石油化学(株)製)、重合体混合物(A2)36質量部、アクリル酸メチル24質量部、メタクリル酸メチル24質量部、を混合し窒素雰囲気下で85℃に加温した。ここに2,2´−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.48質量添加を添加し10時間加熱して、重合体混合物(A3)を得た。 In a four-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a dropping funnel, 516 parts by mass of IP solvent 1620 (trade name, manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.), 36 parts by mass of polymer mixture (A2) 24 parts by mass of methyl acrylate and 24 parts by mass of methyl methacrylate were mixed and heated to 85 ° C. in a nitrogen atmosphere. To this, 0.48 mass addition of 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) was added and heated for 10 hours to obtain a polymer mixture (A3).
得られた重合体混合物(A3)の固形分1質量部に対して0.02質量部の電荷制御剤(オクタデシルビニルエーテル/無水マレイン酸共重合体;質量組成比 3/1、無水マレイン酸加水分解率 45%、質量平均分子量 1.3万)を添加した後、固形分濃度が1質量%になるようにIPソルベント1620(商品名、出光石油化学(株)製)で希釈し、高絶縁性媒体中に分散された樹脂粒子を得た。得られた樹脂粒子の平均粒子径をコールターカウンター法によって測定した結果、0.28μmであった。
0.02 part by mass of charge control agent (octadecyl vinyl ether / maleic anhydride copolymer;
厚さ80μmのステンレス板(SUS304)にYAGレーザーで多数の開口部を形成し、スクリーン印刷用マスクを作製した。次に、図11に示す構造を有する電着装置を用いて、スクリーン印刷用マスクの全表面に、上記で作製した高絶縁性媒体中に分散された樹脂粒子を、印加電圧120V、20秒間の条件により、電着した。次いで、IPソルベント1620(商品名、出光石油化学(株)製)を冷風で乾燥させた。次に、70℃2分の条件で樹脂粒子をフィルム状として定着させた後、180℃30分の条件下にさらした。樹脂層の厚みは1.0μmであった。開口部を顕微鏡にて観察したところ、樹脂層の突起、隔壁および埋まりがない、全表面に樹脂層を形成してなるスクリーン印刷用マスクを作製することができた。 A large number of openings were formed with a YAG laser on a stainless steel plate (SUS304) having a thickness of 80 μm to produce a mask for screen printing. Next, using the electrodeposition apparatus having the structure shown in FIG. 11, the resin particles dispersed in the high-insulating medium prepared above are applied to the entire surface of the screen printing mask at an applied voltage of 120 V for 20 seconds. Depending on the conditions, electrodeposition was performed. Next, IP solvent 1620 (trade name, manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) was dried with cold air. Next, the resin particles were fixed in the form of a film at 70 ° C. for 2 minutes, and then exposed to 180 ° C. for 30 minutes. The thickness of the resin layer was 1.0 μm. When the opening was observed with a microscope, it was possible to produce a screen printing mask in which the resin layer was formed on the entire surface without protrusions, partition walls, and filling of the resin layer.
できあがったスクリーン印刷用マスクを利用して、スキージによりペースト材としてクリーム半田を20回繰り返しスクリーン印刷したところ、クリーム半田の抜け不良が発生せず、良好な形状の半田端子パターンの形成ができた。 Using the completed screen printing mask, cream solder was repeatedly screen-printed 20 times as a paste material with a squeegee. As a result, the solder solder did not fail to be formed, and a solder terminal pattern with a good shape could be formed.
実施例2
厚さ80μmのステンレス板(SUS304)にYAGレーザーで多数の開口部を形成し、スクリーン印刷用マスクを作製した。次に、ラミネーターを用いて、マスキングシート(商品名、SPV−K100、日東電工株式会社)を25℃、0.1MPaの圧力で貼り付けた。次いで、図11に示す構造を有する電着装置を用いて、スクリーン印刷用マスクの開口部の内壁および被印刷基板接触面に、実施例1で作製した高絶縁性媒体中に分散された樹脂粒子を、印加電圧60V、20秒間の条件により電着した。次いで、IPソルベント1620(商品名、出光石油化学(株)製)を冷風で乾燥させた後、70℃2分の条件で樹脂粒子をフィルム状として定着させた。開口部の内壁および被印刷基板接触面の樹脂層の厚みは1.0μmであった。 次に、マスキングシートを手で剥がした。次いで、180℃30分の条件下にさらしたのち、開口部を顕微鏡にて観察したところ、樹脂層の突起、隔壁および埋まりがない、開口部の内壁および被印刷基板接触面に樹脂層を形成してなるスクリーン印刷用マスクを作製することができた。
Example 2
A large number of openings were formed with a YAG laser on a stainless steel plate (SUS304) having a thickness of 80 μm to produce a mask for screen printing. Next, using a laminator, a masking sheet (trade name, SPV-K100, Nitto Denko Corporation) was attached at 25 ° C. and a pressure of 0.1 MPa. Next, using the electrodeposition apparatus having the structure shown in FIG. 11, the resin particles dispersed in the highly insulating medium produced in Example 1 are formed on the inner wall of the opening of the screen printing mask and the printed substrate contact surface. Was electrodeposited under the conditions of an applied voltage of 60 V and 20 seconds. Next, IP solvent 1620 (trade name, manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) was dried with cold air, and then the resin particles were fixed as a film under conditions of 70 ° C. for 2 minutes. The thickness of the resin layer on the inner wall of the opening and the printed substrate contact surface was 1.0 μm. Next, the masking sheet was peeled off by hand. Next, after exposing to 180 ° C. for 30 minutes and observing the opening with a microscope, a resin layer is formed on the inner wall of the opening and the contact surface of the substrate to be printed, which is free from protrusions, partition walls and filling of the resin layer. Thus, a screen printing mask was prepared.
できあがったスクリーン印刷用マスクを利用して、スキージによりペースト材としてクリーム半田を20回繰り返しスクリーン印刷したところ、クリーム半田の抜け不良が発生せず、良好な形状の半田端子パターンの形成ができた。 Using the completed screen printing mask, cream solder was repeatedly screen-printed 20 times as a paste material with a squeegee. As a result, the solder solder did not fail to be formed, and a solder terminal pattern with a good shape could be formed.
実施例3
厚さ80μmのステンレス板(SUS304)にYAGレーザーで多数の開口部を形成し、スクリーン印刷用マスクを作製した。次に、ラミネーターを用いて、市販のドライフィルムフォトレジスト(商品名、サンフォートAQ2575、旭化成エレクトロニクス株式会社製)を80℃、0.1MPaの圧力で貼り付けた。次いで、図11に示す構造を有する電着装置を用いて、スクリーン印刷用マスクの開口部の内壁および被印刷基板接触面に、実施例1で作製した高絶縁性媒体中に分散された樹脂粒子を、印加電圧60V、20秒間の条件により電着した。次いで、IPソルベント1620(商品名、出光石油化学(株)製)を冷風で乾燥させた後、70℃2分の条件で粒子をフィルム状として定着させた。開口部の内壁および被印刷基板接触面の樹脂層の厚みは1.0μmであった。次に、ドライフィルムフォトレジストのポリエチレンテレフタレート層を手で剥がしたのち、1質量部の炭酸ナトリウム水溶液(30℃)にてスプレー圧0.1MPaの条件下、ドライフィルムフォトレジストを溶出除去した。水分を冷風で除去した後、180℃30分の条件下にさらした。開口部を顕微鏡にて観察したところ、樹脂層の突起、隔壁および埋まりがない、開口部の内壁および被印刷基板接触面に樹脂層を形成してなるスクリーン印刷用マスクを作製することができた。
Example 3
A large number of openings were formed with a YAG laser on a stainless steel plate (SUS304) having a thickness of 80 μm to produce a mask for screen printing. Next, using a laminator, a commercially available dry film photoresist (trade name, Sunfort AQ2575, manufactured by Asahi Kasei Electronics Co., Ltd.) was attached at 80 ° C. and a pressure of 0.1 MPa. Next, using the electrodeposition apparatus having the structure shown in FIG. 11, the resin particles dispersed in the highly insulating medium produced in Example 1 are formed on the inner wall of the opening of the screen printing mask and the printed substrate contact surface. Was electrodeposited under the conditions of an applied voltage of 60 V and 20 seconds. Next, IP solvent 1620 (trade name, manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) was dried with cold air, and the particles were fixed as a film under conditions of 70 ° C. for 2 minutes. The thickness of the resin layer on the inner wall of the opening and the printed substrate contact surface was 1.0 μm. Next, after the polyethylene terephthalate layer of the dry film photoresist was peeled off by hand, the dry film photoresist was eluted and removed with 1 mass part of sodium carbonate aqueous solution (30 ° C.) under a spray pressure of 0.1 MPa. After removing the water with cold air, it was exposed to 180 ° C. for 30 minutes. When the opening was observed with a microscope, it was possible to produce a mask for screen printing in which the resin layer was formed on the inner wall of the opening and the contact surface of the substrate to be printed, without the protrusions, partition walls, and filling of the resin layer. .
できあがったスクリーン印刷用マスクを利用して、スキージによりペースト材としてクリーム半田を20回繰り返しスクリーン印刷したところ、クリーム半田の抜け不良が発生せず、良好な形状の半田端子パターンの形成ができた。 Using the completed screen printing mask, cream solder was repeatedly screen-printed 20 times as a paste material with a squeegee. As a result, the solder solder did not fail to be formed, and a solder terminal pattern with a good shape could be formed.
(比較例1)
厚さ80μmのステンレス板(SUS304)にYAGレーザーで多数の開口部を形成し、スクリーン印刷用マスクを作製した。次に、シリコーン液(商品名、シリコーンSE9145、東レ株式会社製)を固形分5%となるように希釈して、ディップ塗布を行った。100℃で乾燥したのち、開口部を顕微鏡で観察した結果、樹脂層の突起、隔壁および埋まりが発生していた。よって良好なスクリーン印刷ができなかった。
(Comparative Example 1)
A large number of openings were formed with a YAG laser on a stainless steel plate (SUS304) having a thickness of 80 μm to produce a mask for screen printing. Next, a silicone liquid (trade name, Silicone SE9145, manufactured by Toray Industries, Inc.) was diluted to a solid content of 5%, and dip coating was performed. After drying at 100 ° C., the opening was observed with a microscope. As a result, protrusions, partition walls, and filling of the resin layer were generated. Therefore, good screen printing could not be performed.
(比較例2)
厚さ80μmのステンレス板(SUS304)にYAGレーザーで多数の開口部を形成し、スクリーン印刷用マスクを作製した。次に、シリコーン液(商品名、シリコーンSE9145、東レ株式会社製)を固形分5%となるように希釈して、スプレー塗布を行った。100℃で乾燥したのち、開口部を顕微鏡で観察した結果、樹脂層の突起、隔壁および埋まりが発生していた。よって良好なスクリーン印刷ができなかった。
(Comparative Example 2)
A large number of openings were formed with a YAG laser on a stainless steel plate (SUS304) having a thickness of 80 μm to produce a mask for screen printing. Next, the silicone liquid (trade name, Silicone SE9145, manufactured by Toray Industries, Inc.) was diluted to a solid content of 5%, and spray coating was performed. After drying at 100 ° C., the opening was observed with a microscope. As a result, protrusions, partition walls, and filling of the resin layer were generated. Therefore, good screen printing could not be performed.
本発明のスクリーン印刷用マスクの作製方法は、広くスクリーン印刷の用途に適用可能であり、例えば、ペースト材としては、導電性材料、絶縁性材料、色材、封止材料、接着材料、レジスト材料、処理薬剤等を、スクリーン印刷によって任意の基材上にパターン形成を行う用途に適用できる。 The method for producing a screen printing mask of the present invention is widely applicable to screen printing applications. For example, as a paste material, a conductive material, an insulating material, a color material, a sealing material, an adhesive material, a resist material In addition, it is possible to apply a treatment chemical or the like to a pattern formation on an arbitrary substrate by screen printing.
1 スクリーン印刷用マスク
2 樹脂層
3 スキージ面
4 被印刷基板接触面
5 開口部
6 メッシュ
7 マスキングシート
8 非開口保護層
9 樹脂層の突起
10 隔壁
11 埋まり
12 電極
13 樹脂粒子
DESCRIPTION OF
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