JP2012218174A - Metal mask for solder printing - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a solder printing metal mask, and more particularly to a solder printing metal mask used for applying a solder paste to a land electrode.
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。 Conventionally, a metal mask is used for applying a solder paste for mounting an electronic component or the like.
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。 For example, the electronic component disclosed in Patent Document 1 shown in FIG. 7 has a plurality of terminal electrodes with different mounting areas for connecting to an external circuit such as a wiring board on the back surface thereof. A land electrode corresponding to the shape of the terminal electrode is formed on the wiring board or the like. A solder paste is printed on the land electrode, an electronic component is mounted thereon, and soldered by reflow or the like, thereby connecting the terminal electrode and the land electrode. Solder paste printing is performed by placing a metal mask having an opening formed in a predetermined area of a metal plate on a wiring board, etc., supplying the solder paste thereon, and moving the squeegee to remove the solder paste from the opening. Extrusion is performed by applying a solder paste to land electrodes formed at predetermined positions on the wiring board or the like and then removing the metal mask from the wiring board or the like.
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。 The opening of the metal mask is formed corresponding to a land electrode such as a wiring board. When a large and small land electrode is mixed on a wiring board or the like, an opening having a large area corresponding to a large land electrode is formed in the metal mask, and openings having different areas are mixed.
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。 If a large opening is formed in the metal mask, the tip of a squeegee such as urethane rubber enters the large opening, and the phenomenon of scraping off the solder paste occurs. Therefore, the amount of solder paste printed on the land electrode may not be stable depending on the pattern of the land electrode such as the shape, size and arrangement of the land electrode such as the wiring board.
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。 In view of such circumstances, the present invention aims to provide a metal mask for solder printing in which the amount of solder paste printed on the land electrode is stable regardless of the pattern of the land electrode.
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。 In order to solve the above problems, the present invention provides a metal mask for solder printing configured as follows.
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。 The metal mask for solder printing includes a metal plate having a pair of main surfaces facing each other. The metal plate is a land electrode corresponding to an electronic component provided with at least two or more terminal electrodes having different mounting areas, and each land electrode is opposed to a land electrode having a different area. An opening for electronic parts penetrating between the main surfaces is formed. Each of the electronic component openings has the same area when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the metal plate.
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。 In this case, since the areas of the electronic component openings formed in the land electrode facing area of the solder printing metal mask are the same, when the solder paste is printed, the tip of the squeegee enters and scrapes the solder paste. Variations in the phenomenon to be taken can be suppressed, and the amount of solder paste printed by each electronic component opening is stabilized. This stabilizes the amount of solder paste printed on the land electrode regardless of the land electrode pattern.
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。 In a preferred embodiment, when n is an integer of 3 or more, the opening for electronic parts is an n-gon when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the metal plate.
この場合、ランド電極のパターンに対応し易い。 In this case, it is easy to cope with the land electrode pattern.
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。 More preferably, the opening for electronic parts is a square when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the metal plate.
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。 In this case, the ratio (opening ratio) at which the electronic component opening is formed with respect to the land electrode facing region is increased, and when the electronic component is mounted on the land electrode, the land electrode and the terminal electrode are interposed via the solder. Since the area to be connected is increased, the connection reliability is improved.
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。 In another preferred aspect, the opening for electronic parts is circular when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the metal plate.
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。 In this case, since there is no directionality in the opening for electronic parts, it is easy to deal with the pattern of land electrodes.
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。 Preferably, a plurality of the electronic component openings are formed in each of the land electrode facing regions.
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。 In this case, each land electrode is printed with a solder paste through a plurality of electronic component openings. The smaller the opening, the smaller the variation in the amount of solder paste to be printed, so the amount of solder paste printed on the land electrode can be made more stable.
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。 According to the present invention, the amount of solder paste printed on the land electrode is stabilized regardless of the pattern of the land electrode.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
<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。
<Example 1> The
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。
FIG. 1 is a bottom view of the
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。
The solder
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。
As shown in FIG. 1, a
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。
Corresponding to the
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。
As shown in FIG. 3, the solder
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。
Specifically, 7 × 7
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。
The solder
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。
All the
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。
For example, by using a
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。
Since the shape of the
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。 That is, when the opening of the metal plate of the solder printing metal mask is made square, the opening has an orthogonal side, so that it can be easily formed corresponding to the land electrode pattern. This is because the terminal electrodes of the electronic component are usually arranged so as to be orthogonal to each other, and the land electrodes are arranged so as to be orthogonal to each other. It is also easy to arrange all the openings in the same direction.
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。
Further, when the
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。
In the solder
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。
However, it is also possible to form only one opening in each of the land
<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。
<Example 2> The
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。
FIG. 4 is a plan view of an essential part of the solder
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。
In the solder
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。
For example, using a solder
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。
Furthermore, since the
<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。
Comparative Example A solder
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。
Fig.5 (a) is a principal part top view of the
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。
The solder
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。
As shown in the sectional view of FIG. 5B, a solder
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。 Therefore, the amount of solder paste to be printed may not be stable depending on the land electrode pattern such as the shape, size, and arrangement of land electrodes such as a wiring board.
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。
On the other hand, since the
<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。 <Summary> As described above, by making all the openings formed in the land facing region facing the land electrode the same area on the solder printing metal mask, the solder paste printed by each opening The amount is stable. Therefore, the amount of solder paste printed on the land electrode is stabilized regardless of the land electrode pattern.
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。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
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。
FIG. 6 is a plan view of an essential part of a solder
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。 For example, the metal mask for solder printing of the present invention may be used for applying a conductor paste other than the solder paste on the land electrode.
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
2
Claims (5)
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。 A metal plate having a pair of main surfaces facing each other;
The metal plate is a land electrode corresponding to an electronic component having at least two or more terminal electrodes having different areas to be mounted, and each land electrode facing region is opposed to each land electrode having a different area. , An opening for electronic parts penetrating between the main surfaces is formed,
Each of the opening parts for electronic parts has the same area when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the metal plate.
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。 When n is an integer of 3 or more,
2. The solder mask metal mask according to claim 1, wherein the opening for an electronic component is an n-gon when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the metal plate.
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