JP2017168495A - Metal mask and manufacturing method of electronic component mounting board - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、はんだペースト印刷用のメタルマスクおよび電子部品実装基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a metal mask for solder paste printing and an electronic component mounting board.
近年の電子機器の小型化に伴い、機器に内蔵される電子部品の小型化も進んでいる。
例えば、端子数の多い集積回路（以下、ＩＣと記載する）では、端子間隔および端子幅を小さくすることで、小型化を実現している。このような電子部品の基板への実装には、リフロー法によるはんだ付けが一般的に用いられている。リフロー法では、メタルマスクを介してはんだペーストを基板に印刷し、その基板に電子部品を配置してからリフロー炉ではんだを加熱溶融して接合する。
With recent miniaturization of electronic devices, electronic components incorporated in the devices are also being miniaturized.
For example, in an integrated circuit having a large number of terminals (hereinafter referred to as an IC), miniaturization is realized by reducing the terminal interval and the terminal width. For mounting such electronic components on a substrate, soldering by a reflow method is generally used. In the reflow method, a solder paste is printed on a substrate through a metal mask, electronic components are arranged on the substrate, and then the solder is heated and melted and bonded in a reflow furnace.
端子間隔および端子幅が小さい電子部品では、基板に印刷されたはんだペーストの量が多すぎると、端子間がはんだで接続される場合がある。この場合、メタルマスクの孔部の径を小さくしかつマスク厚みを薄くして、印刷後のはんだペーストの量を調節する必要がある。ただし、メタルマスクの孔部の径を小さくし過ぎると、はんだペーストが通りにくくなって、基板電極にはんだペーストを十分に付着させられなくなる可能性がある。 In an electronic component having a small terminal interval and terminal width, if the amount of solder paste printed on the substrate is too large, the terminals may be connected by solder. In this case, it is necessary to adjust the amount of solder paste after printing by reducing the diameter of the hole of the metal mask and reducing the thickness of the mask. However, if the diameter of the hole of the metal mask is made too small, the solder paste becomes difficult to pass through and there is a possibility that the solder paste cannot be sufficiently adhered to the substrate electrode.
そこで、例えば、特許文献１に記載されるメタルマスクでは、はんだペーストを通す孔部を、筒状孔部と、漏斗状孔部と、逆漏斗状孔部とからなる形に形成している。ここで、筒状孔部とは、マスク厚み方向に垂直に形成された孔部である。漏斗状孔部は、筒状孔部の一端に連通してメタルマスクのスキージ面側に径が拡がるテーパ状の孔部である。逆漏斗状孔部は、筒状孔部の他端に連通してメタルマスクの印刷面側に径が拡がるテーパ状の孔部である。
Thus, for example, in the metal mask described in
スキージ面にはんだペーストをのせてスキージをかけることで、拡径された漏斗状孔部にはんだペーストが容易に誘い込まれる。筒状孔部がマスク厚み方向に垂直な孔部であることから、漏斗状孔部から筒状孔部に達したはんだペーストは、スキージの押し込み圧がそのまま加えられて逆漏斗状孔部へ向けて押し出される。この後、はんだペーストは、印刷面側に拡径した逆漏斗状孔部を通して基板に印刷される。 By placing the solder paste on the squeegee surface and applying the squeegee, the solder paste is easily drawn into the expanded funnel-shaped hole. Since the cylindrical hole is a hole perpendicular to the mask thickness direction, the solder paste that reaches the cylindrical hole from the funnel-shaped hole is directed to the reverse funnel-shaped hole with the squeegee pushing pressure applied as it is. Pushed out. Thereafter, the solder paste is printed on the substrate through a reverse funnel-shaped hole having a diameter expanded on the printing surface side.
一方、実際の電子部品実装基板では、端子間隔が０．６５ｍｍ以下の狭ピッチＩＣまたは狭ピッチコネクタ、外形寸法が０．６ｍｍ（長辺）×０．３ｍｍ（短辺）以下の狭ピッチ部品などに加えて、端子間隔が広いＩＣまたはコンデンサなども混載されている場合が多い。この場合、端子間隔が狭い部品に合わせてマスク厚みを薄くすれば、メタルマスクを介して基板に付着されるはんだペーストの印刷厚みが薄くなるため、隣り合う端子間がはんだで接続されて短絡することを防止できる。 On the other hand, in an actual electronic component mounting board, a narrow pitch IC or a narrow pitch connector with a terminal interval of 0.65 mm or less, a narrow pitch component with an outer dimension of 0.6 mm (long side) × 0.3 mm (short side) or less, etc. In addition, ICs or capacitors having a wide terminal interval are often mounted together. In this case, if the mask thickness is reduced in accordance with a part having a narrow terminal interval, the printed thickness of the solder paste attached to the substrate through the metal mask is reduced, so that the adjacent terminals are connected by solder and short-circuited. Can be prevented.
しかしながら、端子間隔が広い部品では、上記メタルマスクを介して基板に付着されるはんだペーストの印刷厚みが薄くなり過ぎて接合不良を起こす可能性がある。
特に、大型の電子部品では反り量も大きくなるため、基板に付着されるはんだペーストの量が過小になる。この場合、はんだペーストの印刷厚みが適切であるか否かを確認しなければならず、不適切であれば反り量の小さい部品に変更しなければならない。
However, in a component having a wide terminal interval, the printed thickness of the solder paste attached to the substrate through the metal mask may become too thin, resulting in poor bonding.
In particular, since the amount of warpage becomes large in a large electronic component, the amount of solder paste attached to the substrate becomes too small. In this case, it is necessary to confirm whether or not the printing thickness of the solder paste is appropriate, and if it is inappropriate, it must be changed to a component with a small amount of warpage.
なお、特許文献１に記載されるメタルマスクを用いても、マスク厚みを薄くした場合、メタルマスクを介して基板上に付着された全てのはんだペーストの印刷厚みが薄くなる。
このため、端子間隔が広い部品のはんだ接合に十分なはんだペーストの印刷厚みを得ることは困難である。
Even when the metal mask described in
For this reason, it is difficult to obtain a printed thickness of the solder paste sufficient for solder joining of parts having a wide terminal interval.
また、特許文献１に記載のメタルマスクのマスク厚みを端子間隔が広い部品に合わせて厚くすれば、端子間隔が狭い部品のはんだ接合に対応した小径の孔部であっても、基板の電極にはんだペーストを付着させることはできる。
しかしながら、特許文献１に記載されるメタルマスクでは、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品が混載された基板が想定されていない。このため、端子間隔が狭い部品のはんだ接合ではんだペーストの印刷厚みが厚くなり過ぎて隣り合う端子間がはんだで接続されて短絡する可能性がある。
Further, if the mask thickness of the metal mask described in
However, the metal mask described in
この発明は上記課題を解決するもので、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とを混載させた基板であっても、実装の信頼性を向上させることができるメタルマスクおよび電子部品実装基板の製造方法を得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-described problem, and can provide a metal mask and an electronic component mounting board capable of improving mounting reliability even when a board with a component having a wide terminal interval and a component having a narrow terminal interval are mixedly mounted. It aims at obtaining the manufacturing method of this.
この発明に係るメタルマスクは、端子間隔が広い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みが得られるマスク厚みを有し、第１の孔部と第２の孔部とを備えている。
第１の孔部は、端子間隔が広い部品をはんだ接合する基板の電極に対応した径でマスク厚み方向に垂直にスキージ面側から印刷面側へ貫通された孔部である。
第２の孔部は、小径孔部と大径孔部を有した孔部である。小径孔部は、端子間隔が狭い部品をはんだ接合する基板の電極に対応した径と端子間隔が狭い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みが得られる深さとで、マスク厚み方向に垂直に形成されて印刷面側に開口している。大径孔部は、小径孔部のスキージ面側に連通して小径孔部の径よりも大きな径でスキージ面側に開口している。
The metal mask according to the present invention has a mask thickness capable of obtaining a solder paste printing thickness suitable for solder joining of parts having a wide terminal interval, and includes a first hole portion and a second hole portion.
The first hole is a hole that penetrates from the squeegee surface side to the printing surface side in a direction perpendicular to the mask thickness direction with a diameter corresponding to an electrode of a substrate to which a part having a wide terminal interval is soldered.
The second hole is a hole having a small diameter hole and a large diameter hole. The small-diameter hole is perpendicular to the mask thickness direction, with a diameter that corresponds to the electrode of the board to which the parts with a small terminal interval are soldered together and a depth at which a solder paste printing thickness suitable for the soldering of the parts with a small terminal interval can be obtained. It is formed and opened on the printing surface side. The large diameter hole portion communicates with the squeegee surface side of the small diameter hole portion and opens on the squeegee surface side with a diameter larger than the diameter of the small diameter hole portion.
この発明によれば、端子間隔が広い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みが得られるマスク厚みを有し、端子間隔が広い部品用の第１の孔部と端子間隔が狭い部品用の第２の孔部を備える。このように構成することで、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とを混載させた基板であっても、適切にはんだペーストを印刷することができ、実装の信頼性を向上させることができる。 According to the present invention, the first hole portion for a component having a wide terminal interval and a component having a small terminal interval has a mask thickness capable of obtaining a solder paste printing thickness suitable for solder joining of components having a large terminal interval. A second hole is provided. By configuring in this way, it is possible to appropriately print the solder paste even on a board in which a component having a wide terminal interval and a component having a small terminal interval are mixedly mounted, which can improve the mounting reliability. it can.
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るメタルマスク１の構成の一例を示す断面図である。メタルマスク１には、はんだペーストを基板２の電極３ａ，３ｂに印刷するための孔部１０ａ，１０ｂが設けられている。
また、基板２において、電極３ａは端子間隔が広い部品の端子をはんだ接合するランドであり、電極３ｂは端子間隔が狭い部品の端子をはんだ接合するランドである。
すなわち、基板２は、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とが混載される基板である。また、図１の基板２は、はんだペースト印刷を行う際の状態を示しており、基板２の被印刷面にはソルダレジスト膜４が形成されており、ソルダレジスト膜４の電極３ａ，３ｂに対応する部分には開口部が設けられている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a
In the
That is, the
ここで、端子間隔が狭い部品とは、端子幅が小さく端子間隔が予め定められた規定範囲の上限値以下となる電子部品である。
例えば、端子幅が０．５ｍｍ以下で、端子間隔が０．６５ｍｍ以下のＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）型のＩＣ、端子間隔が０．４ｍｍ以下のＱＦＮ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｎｏｎ−ｌｅａｄｅｄ Ｐａｃｋａｇｅ）が挙げられる。
また、端子間隔が０．４ｍｍ以下のＴＳＯＰ（Ｔｈｉｎ Ｓｍａｌｌ Ｏｕｔｌｉｎｅ Ｐａｃｋａｇｅ）、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）も含まれる。
さらに、外形寸法が０．６ｍｍ（長辺）×０．３ｍｍ（短辺）以下のチップ型の抵抗、コンデンサ、コイルなども端子間隔が常に長辺寸法未満となるため、端子間隔が狭い部品に分類される。
Here, a component having a narrow terminal interval is an electronic component having a small terminal width and a terminal interval that is equal to or less than an upper limit value of a predetermined range.
For example, a BGA (Ball Grid Array) type IC having a terminal width of 0.5 mm or less and a terminal interval of 0.65 mm or less, or a QFN (Quad Flat Non-leaded Package) having a terminal interval of 0.4 mm or less can be used.
Further, TSOP (Thin Small Outline Package) and QFP (Quad Flat Package) having a terminal interval of 0.4 mm or less are also included.
In addition, chip-type resistors, capacitors, coils, etc. whose outer dimensions are 0.6 mm (long side) x 0.3 mm (short side) or less are always less than the long side dimension. being classified.
端子間隔が広い部品とは、端子間隔が上記規定範囲の上限値を超える電子部品である。
すなわち、基板２に実装される複数の部品のうち、端子間隔が規定範囲の上限値以下の電子部品は端子間隔が狭い部品に分類され、端子間隔が上限値を超える電子部品は端子間隔が広い部品に分類されることになる。
例えば、基板２が、端子間隔０．８ｍｍのＢＧＡ型ＩＣ、端子間隔０．６５ｍｍのＢＧＡ型ＩＣ、端子間隔０．４ｍｍのＱＦＮを混載する基板である場合、端子間隔０．６５ｍｍ以下が規定範囲となり、０．６５ｍｍが上限値となる。規定範囲に含まれる部品は、端子間隔が狭い部品に分類される。また、端子間隔０．８ｍｍのＢＧＡ型ＩＣは、端子間隔が広い部品となる。
A component having a wide terminal interval is an electronic component in which the terminal interval exceeds the upper limit of the specified range.
That is, among a plurality of components mounted on the
For example, when the
メタルマスク１のマスク厚みｔ１は、端子間隔が広い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みが得られるマスク厚みであり、例えば、１５０μｍ程度の厚みである。
はんだペースト印刷厚みは、電極３ａに付着したはんだペーストの高さである。
また、端子間隔が広い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みとは、端子間隔が広い部品と電極３ａのはんだ接合に十分な量のはんだペーストが電極３ａに付着されたときのはんだペーストの高さに相当する。
The mask thickness t1 of the
The solder paste printing thickness is the height of the solder paste attached to the
Also, the solder paste printing thickness suitable for solder joining of parts having a wide terminal interval is the amount of solder paste when a sufficient amount of solder paste is attached to the
また、メタルマスク１には、端子間隔が広い部品用の孔部１０ａと端子間隔が狭い部品用の孔部１０ｂとが形成されている。
孔部１０ａは、この発明における第１の孔部を具体化した孔部である。すなわち、孔部１０ａは、端子間隔が広い部品をはんだ接合する基板２の電極３ａに対応した径ｄ１で、マスク厚み方向に垂直にスキージ面１−１側から印刷面１−２側へ貫通されている。
孔部１０ｂは、この発明における第２の孔部を具体化した孔部であり、小径孔部１０ｂ−１と大径孔部１０ｂ−２とからなる形状を有している。
The
The
The
小径孔部１０ｂ−１は、径ｄ２および深さｔ２で、マスク厚み方向に垂直に形成されて印刷面１−２側に開口した孔部である。径ｄ２は、端子間隔が狭い部品をはんだ接合する基板２の電極３ｂに対応する径である。深さｔ２は、端子間隔が狭い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みが得られる深さである。
大径孔部１０ｂ−２は、小径孔部１０ｂ−１のスキージ面１−１側に連通して小径孔部１０ｂ−１の径ｄ２よりも大きな径ｄ３でスキージ面１−１側に開口している。
孔部１０ｂは、このように構成されているので、マスク厚みｔ１を薄くすることなく、端子間隔が狭い部品をはんだ接合する電極３ｂに対して適切な印刷厚みではんだペーストを付着させることができる。
The small-
The large
Since the
また、図１では、大径孔部１０ｂ−２は、小径孔部１０ｂ−１からスキージ面１−１側にテーパ状に拡径している。すなわち、スキージ面１−１にスキージをかけた際に、孔部１０ｂには、はんだペーストが誘い込まれやすくなっている。
なお、大径孔部１０ｂ−２の径ｄ３は、端子間隔が広い部品用の複数の孔部１０ａの径のうち、最も小さい径と同じ寸法としてもよい。
Moreover, in FIG. 1, the large
The diameter d3 of the large-
まず、従来のメタルマスクの課題について詳細に説明する。
図２は、従来のメタルマスク１００Ａを用いたはんだペースト印刷過程を示す断面図であり、スキージ５をかける前の状態を示している。また、図３は、メタルマスク１００Ａを用いたはんだペースト印刷過程を示す断面図であり、図２の矢印方向にスキージ５をかけた後の状態を示している。図４は、メタルマスク１００Ａを用いたはんだペースト印刷後の基板２を示す断面図である。
First, the problem of the conventional metal mask will be described in detail.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a solder paste printing process using the
図２から図４では、端子間隔が広い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みｈ１が得られるマスク厚みｔ１を有したメタルマスク１００Ａを用いて、はんだペースト印刷を行った場合を示している。基板２は、前述したように、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品が混載される基板である。端子間隔が広い部品としては、例えば、端子間隔が１．０ｍｍのＢＧＡ型ＩＣが挙げられ、このＢＧＡ型ＩＣとともに実装される端子間隔が狭い部品としては、例えば、端子間隔が０．５ｍｍのＢＧＡ型ＩＣがある。
FIGS. 2 to 4 show a case where solder paste printing is performed using a
メタルマスク１００Ａには、端子間隔が広い部品用の孔部１０１Ａと端子間隔が狭い部品用の孔部１０２Ａが形成されている。
孔部１０１Ａは、端子間隔が広い部品を電極３ａにはんだ接合するためのはんだペースト６を通す孔部であり、マスク厚み方向に垂直にスキージ面１００−１側から印刷面１００−２側へ貫通されている。
孔部１０２Ａは、端子間隔が狭い部品を基板２の電極３ｂにはんだ接合するためのはんだペースト６を通す孔部であって、マスク厚み方向に垂直にスキージ面１００−１側から印刷面１００−２側へ貫通されている。
The
The
The
端子間隔が広い部品の端子幅は、端子間隔が狭い部品の端子幅よりも大きいことから、孔部１０１Ａは、図２に示すように端子幅の大きさの違いに応じて孔部１０２Ａの径よりも大きい径で形成されている。以下では、マスク厚みｔ１を有するメタルマスク１００Ａにおいて、孔部１０２Ａの径が孔部１０１Ａに比べて小さすぎた場合について説明する。
Since the terminal width of a component with a wide terminal interval is larger than the terminal width of a component with a small terminal interval, the
この場合、スキージ面１００−１にスキージ５をかけた際に、孔部１０１Ａには、はんだペースト６が電極３ａに付着するまで充填されるが、孔部１０２Ａには、はんだペースト６が電極３ｂに付着するまで充填されない。これにより、図４に示すように、電極３ａには、はんだペースト６ではんだ印刷部６Ａ−１が形成されるが、電極３ｂには、はんだペースト６がない状態となる。
In this case, when the
ここで、はんだ印刷部６Ａ−１は、端子と電極３ａとのはんだ接合に十分な量のはんだペースト６で形成されており、端子間隔が広い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みｈ１を有している。
しかしながら、電極３ｂでは、図４に示すように、はんだペースト６が付着しないか、はんだペースト６が付着しても、部品の端子と電極３ｂとのはんだ接合に十分な付着量にはならない。このため、はんだ接合不良が発生するか、あるいは、はんだ接合強度が弱く外力の印加によってはんだ接合部が破断する可能性がある。
Here, the
However, in the
図５は、従来のメタルマスク１００Ｂを用いたはんだペースト印刷過程を示す断面図であり、スキージ５をかける前の状態を示している。また、図６は、メタルマスク１００Ｂを用いたはんだペースト印刷過程を示す断面図であって、図５の矢印方向にスキージ５をかけた後の状態を示している。図７は、メタルマスク１００Ｂを用いたはんだペースト印刷後の基板２を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a solder paste printing process using the
メタルマスク１００Ｂには、端子間隔が広い部品用の孔部１０１Ｂと端子間隔が狭い部品用の孔部１０２Ｂが形成されている。孔部１０１Ｂは、端子間隔が広い部品を基板２の電極３ａにはんだ接合するためのはんだペースト６を通す孔部であって、孔部１０１Ａと同様に、マスク厚み方向に垂直にスキージ面１００−１側から印刷面１００−２側へ貫通されている。孔部１０２Ｂは、端子間隔が狭い部品を基板２の電極３ｂにはんだ接合するためのはんだペースト６を通す孔部であって、孔部１０２Ａと同様に、マスク厚み方向に垂直にスキージ面１００−１側から印刷面１００−２側へ貫通されている。
In the
メタルマスク１００Ｂのマスク厚みｔ２は、端子間隔が狭い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みｈ２が得られるマスク厚みであり、例えば、前述したマスク厚みｔ１よりも薄い、１２０μｍあるいは８０μｍ程度の厚みである。
図６に示すように、スキージ面１００−１にスキージ５をかけた際に、はんだペースト６は、孔部１０１Ｂと孔部１０２Ｂの双方に充填されて電極３ａと電極３ｂに付着する。これにより、図７に示すように、電極３ａには、はんだ印刷部６Ｂ−１が形成され、電極３ｂには、はんだ印刷部６Ｂ−２が形成される。
The mask thickness t2 of the
As shown in FIG. 6, when the
はんだ印刷部６Ｂ−２は、端子間隔が狭い部品と電極３ｂとのはんだ接合に十分な量でかつ隣り合う端子間がはんだで短絡されない程度に付着されたはんだペースト６で形成されている。このときの電極３ｂからのはんだペースト６の高さが、端子間隔が狭い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みｈ２である。
The
はんだ印刷部６Ｂ−１は、はんだペースト印刷厚みｈ２がはんだペースト印刷厚みｈ１よりも薄く、図４で示したはんだ印刷部６Ａ−１よりも少ない付着量のはんだペースト６で形成されている。このときのはんだペースト６の付着量が不十分であると、はんだ印刷部６Ｂ−１の加熱溶融で形成されたはんだ接合部は、はんだ接合強度が弱くなり、外力の印加によって破断する可能性がある。
The
また、端子間隔が広い部品は一般的に部品自体も大きく、部品の反り量は、端子間隔が狭い部品よりも大きい。はんだペースト印刷厚みが薄いと、部品を基板２に配置しても、部品の反りによって部品の端子と基板２の電極３ａとが離れて、端子がはんだ印刷部６Ｂ−１と十分に接触しない場合がある。この場合、はんだ接合不良が発生するか、あるいははんだ接合強度が弱く、外力の印加によってはんだ接合部が破断する可能性がある。
In addition, a component having a wide terminal interval is generally large, and the amount of warping of the component is larger than that of a component having a small terminal interval. When the solder paste printing thickness is thin, even if the component is arranged on the
そこで、実施の形態１に係るメタルマスク１では、端子間隔が広い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みが得られるマスク厚みｔ１とし、端子間隔が広い部品用の孔部１０ａ、端子間隔が狭い部品用の孔部１０ｂを設けている。ここで、孔部１０ａは、マスク厚み方向に垂直な孔部であり、孔部１０ｂは、印刷面１−２側に開口した小径孔部１０ｂ−１とスキージ面１−１側に開口した大径孔部１０ｂ−２とからなる孔部である。
このように構成することで、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とを混載させた基板２であっても、適切にはんだペースト６を印刷することができ、実装の信頼性を向上させることができる。
Therefore, in the
With this configuration, the
次に、メタルマスク１を用いたはんだペースト印刷について詳細に説明する。
図８は、メタルマスク１を用いたはんだペースト印刷過程を示す断面図であり、スキージ５をかける前の状態を示している。また、図９は、メタルマスク１を用いたはんだペースト印刷過程を示す断面図であり、図８の矢印方向にスキージ５をかけた後の状態を示している。図１０は、メタルマスク１を用いたはんだペースト印刷後の基板２を示す断面図である。
Next, solder paste printing using the
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a solder paste printing process using the
孔部１０ａは、端子間隔が広い部品用の孔部であり、図２に示した端子間隔が狭い部品用の孔部１０２Ａの径よりも大きい径で形成されている。スキージ面１−１にスキージ５をかけた際に、図９に示すように、孔部１０ａには、はんだペースト６が電極３ａに付着するまで充填される。
The
一方、大径孔部１０ｂ−２の径ｄ３は孔部１０ａの径ｄ１とほぼ同じ寸法であるので、スキージ面１−１にスキージ５をかけた際に、はんだペースト６が、大径孔部１０ｂ−２に誘い込まれる。これにより、孔部１０ｂには、図９に示すように、はんだペースト６が電極３ｂに付着するまで充填される。
なお、大径孔部１０ｂ−２の径ｄ３は、前述したように、端子間隔が広い部品用の複数の孔部１０ａの径のうち、最も小さい径と同じ寸法としてもよい。
On the other hand, since the diameter d3 of the large-
As described above, the diameter d3 of the large-
次に、図９の状態からメタルマスク１を取り外すことによって、図１０に示すように、電極３ａには、はんだ印刷部６Ａ−１が形成され、電極３ｂには、はんだ印刷部６Ａ−２が形成される。はんだ印刷部６Ａ−１は、端子間隔が広い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みｈ１を有しており、部品の端子と電極３ａとのはんだ接合に十分な量のはんだペースト６で形成されている。
Next, by removing the
はんだ印刷部６Ａ−２は、端子間隔が狭い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みｈ２を有している。すなわち、はんだ印刷部６Ａ−２は、端子間隔が狭い部品と電極３ｂとのはんだ接合に十分な付着量でかつ隣り合う端子間がはんだで短絡されない程度の付着量のはんだペースト６で形成されている。
The
続いて、端子間隔が広い部品を、はんだ印刷部６Ａ−１を介して端子が電極３ａに重なるように基板２に配置し、端子間隔が狭い部品を、はんだ印刷部６Ａ−２を介して端子が電極３ｂに重なるように基板２に配置する。この後、基板２をリフロー炉などに通して、はんだ印刷部６Ａ−１，６Ａ−２を加熱溶融することにより、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品が基板２上に実装される。
このようにして、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品が適切にはんだ接合された電子部品実装基板を作成することができる。
Subsequently, a part having a large terminal interval is arranged on the
In this way, it is possible to produce an electronic component mounting board in which a component having a wide terminal interval and a component having a small terminal interval are appropriately soldered.
次に、端子間隔が広い部品用の第１の孔部についての変形例を説明する。
図１１は、メタルマスク１Ａの構成を示す断面図である。なお、図１１において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。メタルマスク１Ａには、はんだペーストを基板２の電極３ａ，３ｂに印刷するための孔部１０ｃ，１０ｂが形成されている。
Next, a modified example of the first hole for a component having a wide terminal interval will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of the
孔部１０ｃは、この発明における第１の孔部の変形例を具体化したものであって、孔部１０ａと同様に、端子間隔が広い部品をはんだ接合する基板２の電極３ａに対応した径でマスク厚み方向に垂直にスキージ面１−１側から印刷面１−２側へ貫通されている。
ただし、孔部１０ｃは、孔部１０ａと異なり、図１１に示すようにスキージ面１−１側の開口周縁がテーパ状に拡径されている。このように構成することで、スキージ面１−１にスキージ５をかけた際に、孔部１０ｃへのはんだペースト６の誘い込みが容易になる。
The
However, the
なお、図１１では、メタルマスク１Ａの厚みがｔ１である場合を示したが、孔部１０ｃでは、はんだペースト印刷厚みが開口周縁をテーパ状にした分だけ少なくなる。
そこで、メタルマスク１Ａの厚みをｔ１よりも厚くすることで、孔部１０ｃにおいてもはんだペースト印刷厚みｈ１になるように調節してもよい。
Note that FIG. 11 shows the case where the thickness of the
Therefore, the thickness of the
また、孔部１０ｃのテーパ状の部分の深さを変更すれば、孔部１０ｃを通して電極３ａに付着するはんだペースト６の量も変化する。例えば、テーパ状の部分を深くした場合、この部分に充填したはんだペースト６はメタルマスク１Ａの取り外しで除去されるので、テーパ状の部分がない孔部１０ａに比べて、はんだペースト印刷厚みが薄くなり、はんだペースト６の付着量も少なくなる。
そこで、孔部１０ｃのテーパ状の部分は、部品のはんだ接合に応じたはんだペースト６の付着量となるように調整された深さであってもよい。
If the depth of the tapered portion of the
Therefore, the tapered portion of the
次に、端子間隔が狭い部品用の第２の孔部についての変形例を説明する。
図１２は、メタルマスク１Ｂの構成を示す断面図である。なお、図１２において、図１と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。メタルマスク１Ｂは、はんだペーストを基板２の電極３ａ，３ｂに印刷するための孔部１０ａ，１０ｄが形成されている。
Next, a modified example of the second hole for a component having a narrow terminal interval will be described.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the configuration of the
孔部１０ｄは、この発明における第２の孔部の変形例を具体化したものであって、小径孔部１０ｄ−１と大径孔部１０ｄ−２とからなる形状を有している。
小径孔部１０ｄ−１は、端子間隔が狭い部品をはんだ接合する基板２の電極３ｂに対応する径ｄ２と、端子間隔が狭い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みが得られる深さｔ２とで、マスク厚み方向に垂直に形成されて印刷面１−２側に開口している。
The
The small-
大径孔部１０ｄ−２は、小径孔部１０ｄ−１のスキージ面１−１側に連通して小径孔部１０ｄ−１の径ｄ２よりも大きな径ｄ３でスキージ面１−１側に開口している。
ただし、大径孔部１０ｄ−２は、孔部１０ｂと異なり、図１２に示すように、スキージ面１−１側の開口からマスク厚み方向に垂直に形成されている。このように構成しても、マスク厚みｔ１を薄くすることなく、端子間隔が狭い部品をはんだ接合する電極３ｂに対して適切な印刷厚みではんだペーストを付着させることができる。
The large-
However, unlike the
以上のように、実施の形態１に係るメタルマスク１は、端子間隔が広い部品のはんだ接合に対応したはんだペースト印刷厚みが得られるマスク厚みｔ１を有し、孔部１０ａと孔部１０ｂとを備える。孔部１０ａは、径ｄ１でマスク厚み方向に垂直にスキージ面１−１側から印刷面１−２側へ貫通された孔部である。孔部１０ｂは、小径孔部１０ｂ−１と大径孔部１０ｂ−２を有する。小径孔部１０ｂ−１は、径ｄ２と深さｔ２とで、マスク厚み方向に垂直に形成されて印刷面１−２側に開口している。大径孔部１０ｂ−２は、小径孔部１０ｂ−１のスキージ面１−１側に連通して小径孔部１０ｂ−１の径ｄ２よりも大きな径ｄ３でスキージ面１−１側に開口している。
このように構成することで、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とを混載させた基板２であっても、適切にはんだペースト６を印刷することができ、実装の信頼性を向上させることができる。
As described above, the
With this configuration, the
また、実施の形態１に係るメタルマスク１において、大径孔部１０ｂ−２は、小径孔部１０ｂ−１からスキージ面１−１側にテーパ状に拡径する孔部である。
このように構成することにより、スキージ面１−１にスキージ５をかけた際に、はんだペースト６を容易に孔部１０ｂに誘い込むことができる。
In the
With this configuration, when the
さらに、実施の形態１に係るメタルマスク１Ａにおいて、孔部１０ｃは、スキージ面１−１側の開口周縁がテーパ状に拡径されている。このように構成することで、スキージ面１−１にスキージ５をかけた際に、はんだペースト６を容易に孔部１０ｃに誘い込むことができる。
Furthermore, in the
さらに、実施の形態１に係るメタルマスク１Ｂにおいて、孔部１０ｄの大径孔部１０ｄ−２は、スキージ面１−１側の開口からマスク厚み方向に垂直に形成された孔部である。このように構成することでも、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とを混載させた基板２であっても、適切にはんだペースト６を印刷することができ、実装の信頼性を向上させることができる。
Furthermore, in the
実施の形態２．
図１３は、この発明の実施の形態２に係るメタルマスク１Ｃの構成の一例を示す断面図である。なお、図１３において、図１と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。図１４は、メタルマスク１Ｃを示す上面図である。
メタルマスク１Ｃには、端子間隔が広い部品用の孔部１０ａと端子間隔が狭い部品用の孔部１０ｅが形成されている。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a metal mask 1C according to
In the metal mask 1C, a
孔部１０ｅは、この発明における第３の孔部を具体化した孔部であり、複数の小径孔部１０ｅ−１と大開口孔部１０ｅ−２からなる形状を有している。
複数の小径孔部１０ｅ−１のそれぞれは、径ｄ２と深さｔ２でマスク厚み方向に垂直に形成されており、印刷面１−２側に開口している。ここで、径ｄ２は、端子間隔が狭い部品をはんだ接合する基板２の電極３ｂに対応する径である。深さｔ２は、端子間隔が狭い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みが得られる深さである。
The
Each of the plurality of small-
大開口孔部１０ｅ−２は、複数の小径孔部１０ｅ−１のスキージ面１−１側にそれぞれ連通して領域１０ｅ−３よりも大きな面積でスキージ面１−１側に開口する孔部である。
領域１０ｅ−３は、大開口孔部１０ｅ−２の深さ分だけスキージ面１−１より下がった平面上の領域であり、図１４に示すように複数の小径孔部１０ｅ−１が形成されている。
また、大開口孔部１０ｅ−２は、領域１０ｅ−３からスキージ面１−１側にテーパ状に拡径している。これにより、スキージ面１−１にスキージ５をかけた際に、孔部１０ｅには、はんだペーストが誘い込まれやすくなる。
The
The
The
一方、実施の形態１で示した孔部１０ｂでは、小径孔部に連通する大径孔部を１つずつテーパ状に加工する必要があったが、孔部１０ｅは、その必要がない。
例えば、孔部１０ｅは、領域１０ｅ−３に対応する部分をエッチングなどで削った後に大開口孔部１０ｅ−２となる部分をテーパ状に加工し、領域１０ｅ−３に複数の小径孔部１０ｅ−１となる貫通孔部を開けることで形成できる。
このように、メタルマスク１Ｃは、実施の形態１で示したメタルマスク１，１Ａ，１Ｂよりも簡易な工程で作成することができる。
On the other hand, in the
For example, the
Thus, the metal mask 1C can be formed by a simpler process than the
また、図１３に示すように、端子間隔が広い部品は、例えば、端子間隔が１．０ｍｍのＢＧＡ型ＩＣ１１であり、端子間隔が狭い部品は、例えば、端子間隔が０．５ｍｍのＢＧＡ型ＩＣ１２とする。ＢＧＡ型ＩＣ１１の端子には、はんだボール部１１ａが形成されており、ＢＧＡ型ＩＣ１２の端子には、はんだボール部１２ａが形成されている。
ＢＧＡ型ＩＣ１１の端子幅は、ＢＧＡ型ＩＣ１２の端子幅よりも大きいので、はんだボール部１１ａは、はんだボール部１２ａよりも大きく形成されている。
Further, as shown in FIG. 13, a part having a large terminal interval is, for example, a
Since the terminal width of the
メタルマスク１Ｃを基板２上に配置し、スキージ面１−１にはんだペースト６をのせてスキージ５をかける。これにより、孔部１０ａには、はんだペースト６が電極３ａに付着するまで充填される。また、孔部１０ｅでは、大開口孔部１０ｅ−２にはんだペースト６が充填されてから各小径孔部１０ｅ−１にそれぞれ充填される。このようにして、はんだペースト６は、各小径孔部１０ｅ−１に対応する電極３ｂに付着する。
A metal mask 1C is placed on the
次に、メタルマスク１Ｃを取り外すことで、大開口孔部１０ｅ−２に充填されたはんだペースト６が除去される。これにより、電極３ｂには、例えば、はんだ印刷部６Ａ−２が形成され、電極３ａには、例えば、はんだ印刷部６Ａ−１が形成される。
Next, by removing the metal mask 1C, the
はんだ印刷部６Ａ−１は、実施の形態１で示したように、端子間隔が広い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みｈ１を有しており、部品の端子と電極３ａとのはんだ接合に十分な量のはんだペースト６で形成されている。
また、はんだ印刷部６Ａ−２は、端子間隔が狭い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みｈ２を有している。
すなわち、はんだ印刷部６Ａ−２は、端子間隔が狭い部品と電極３ｂとのはんだ接合に十分な付着量であり、かつ隣り合う端子間がはんだで短絡されない程度の付着量のはんだペースト６で形成されている。
As shown in the first embodiment, the
Further, the
That is, the
続いて、はんだボール部１１ａがはんだ印刷部６Ａ−１を介して電極３ａに重なるように、ＢＧＡ型ＩＣ１１を基板２に配置し、はんだボール部１２ａがはんだ印刷部６Ａ−２を介して電極３ｂに重なるように、ＢＧＡ型ＩＣ１２を基板２に配置する。
この後、基板２をリフロー炉などに通してはんだ印刷部６Ａ−１，６Ａ−２を加熱溶融することにより、ＢＧＡ型ＩＣ１１とＢＧＡ型ＩＣ１２が基板２上に実装される。
このようにして、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品が適切にはんだ接合された電子部品実装基板を作成することができる。
Subsequently, the
Thereafter, the
In this way, it is possible to produce an electronic component mounting board in which a component having a wide terminal interval and a component having a small terminal interval are appropriately soldered.
なお、これまで、大開口孔部１０ｅ−２がスキージ面１−１側にテーパ状に拡径された開口部である場合を示したが、これに限定されるものではない。
例えば、大開口孔部１０ｅ−２は、スキージ面１−１側の開口からマスク厚み方向に垂直に形成された開口部であってもよい。すなわち、大開口孔部１０ｅ−２は、複数の小径孔部１０ｅ−１のスキージ面１−１側にそれぞれ連通して、複数の小径孔部１０ｅ−１が形成された領域１０ｅ−３よりも大きな面積でスキージ面１−１側に開口した開口部であればよい。
In addition, although the case where the large
For example, the
以上のように、実施の形態２に係るメタルマスク１Ｃは、端子間隔が広い部品のはんだ接合に対応したはんだペースト印刷厚みが得られるマスク厚みｔ１を有し、孔部１０ａと孔部１０ｅとを備えている。孔部１０ａは、径ｄ１でマスク厚み方向に垂直にスキージ面１−１側から印刷面１−２側へ貫通された孔部である。孔部１０ｅは、複数の小径孔部１０ｅ−１と大開口孔部１０ｅ−２を有する。複数の小径孔部１０ｅ−１は、径ｄ２と深さｔ２とで、マスク厚み方向に垂直に形成されて印刷面１−２側に開口している。大開口孔部１０ｅ−２は、複数の小径孔部１０ｅ−１のスキージ面１−１側にそれぞれ連通して、複数の小径孔部１０ｅ−１が形成された領域１０ｅ−３よりも大きな面積でスキージ面１−１側に開口している。このように構成することにより、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品とを混載させた基板２であっても、適切にはんだペースト６を印刷することができ、実装の信頼性を向上させることができる。
As described above, the metal mask 1C according to the second embodiment has the mask thickness t1 with which the solder paste printing thickness corresponding to the solder joint of the parts having a large terminal interval can be obtained, and the
また、この発明に係る電子部品実装基板の製造方法では、実施の形態１で示したメタルマスク１，１Ａ，１Ｂおよび実施の形態２で示したメタルマスク１Ｃのうちのいずれか１つを用いてはんだペースト印刷する。これにより、端子間隔が広い部品と端子間隔が狭い部品が適切にはんだ接合された電子部品実装基板を作成することができる。
In addition, in the method for manufacturing an electronic component mounting board according to the present invention, any one of the
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of each embodiment, any component of each embodiment can be modified, or any component can be omitted in each embodiment. .
１，１Ａ〜１Ｃ，１００Ａ，１００Ｂ メタルマスク、１−１，１００−１ スキージ面、１−２，１００−２ 印刷面、２ 基板、３ａ，３ｂ 電極、４ ソルダレジスト膜、５ スキージ、６ はんだペースト、６Ａ−１，６Ａ−２，６Ｂ−１，６Ｂ−２ はんだ印刷部、１０ａ〜１０ｅ，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂ 孔部、１０ｂ−１，１０ｄ−１ 小径孔部、１０ｂ−２，１０ｄ−２ 大径孔部、１０ｅ−２ 大開口孔部、１０ｅ−３ 領域、１１，１２ ＢＧＡ型ＩＣ、１１ａ，１２ａ はんだボール部。 1, 1A to 1C, 100A, 100B Metal mask, 1-1, 100-1 Squeegee surface, 1-2, 100-2 Printing surface, 2 Substrate, 3a, 3b electrode, 4 Solder resist film, 5 Squeegee, 6 Solder Paste, 6A-1, 6A-2, 6B-1, 6B-2 Solder printing part, 10a-10e, 101A, 101B, 102A, 102B hole part, 10b-1, 10d-1 small diameter hole part, 10b-2, 10d-2 Large diameter hole, 10e-2 Large opening hole, 10e-3 region, 11, 12 BGA type IC, 11a, 12a Solder ball part.
Claims (6)
前記端子間隔が広い部品をはんだ接合する基板の電極に対応した径でマスク厚み方向に垂直にスキージ面側から印刷面側へ貫通された第１の孔部と、
端子間隔が狭い部品をはんだ接合する基板の電極に対応した径と前記端子間隔が狭い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みが得られる深さとで、マスク厚み方向に垂直に形成されて前記印刷面側に開口している小径孔部と、前記小径孔部の前記スキージ面側に連通して前記小径孔部の径よりも大きな径で前記スキージ面側に開口している大径孔部とを有する第２の孔部と
を備えたことを特徴とするメタルマスク。 It has a mask thickness that provides a solder paste printing thickness suitable for solder joining of parts with wide terminal spacing,
A first hole penetrating from the squeegee surface side to the printing surface side perpendicularly to the mask thickness direction with a diameter corresponding to the electrode of the substrate to which the parts having a wide terminal interval are soldered;
The diameter corresponding to the electrode of the substrate to which the parts having a small terminal interval are soldered and the depth at which the solder paste printing thickness suitable for the soldering of the parts having a small terminal interval is obtained are formed perpendicular to the mask thickness direction and A small-diameter hole that opens to the printing surface side, and a large-diameter hole that communicates with the squeegee surface of the small-diameter hole and opens to the squeegee surface with a diameter larger than the diameter of the small-diameter hole And a second hole portion having a metal mask.
前記端子間隔が広い部品をはんだ接合する基板の電極に対応した径でマスク厚み方向に垂直にスキージ面側から印刷面側へ貫通された第１の孔部と、
端子間隔が狭い部品をはんだ接合する基板の電極に対応した径と前記端子間隔が狭い部品のはんだ接合に適したはんだペースト印刷厚みが得られる深さとで、マスク厚み方向に垂直に形成されて前記印刷面側に開口している複数の小径孔部と、前記複数の小径孔部の前記スキージ面側にそれぞれ連通して前記複数の小径孔部が形成された領域よりも大きな面積で前記スキージ面側に開口している大開口孔部とを有する第３の孔部と
を備えたことを特徴とするメタルマスク。 It has a mask thickness that provides a solder paste printing thickness suitable for solder joining of parts with wide terminal spacing,
A first hole penetrating from the squeegee surface side to the printing surface side perpendicularly to the mask thickness direction with a diameter corresponding to the electrode of the substrate to which the parts having a wide terminal interval are soldered;
The diameter corresponding to the electrode of the substrate to which the parts having a small terminal interval are soldered and the depth at which the solder paste printing thickness suitable for the soldering of the parts having a small terminal interval is obtained are formed perpendicular to the mask thickness direction and The squeegee surface having a larger area than a plurality of small diameter hole portions that are open on the printing surface side and a region in which the plurality of small diameter hole portions are formed in communication with the squeegee surface side of the plurality of small diameter hole portions. A metal mask comprising: a third hole portion having a large opening hole portion opened to the side.
はんだペーストが印刷された基板に電子部品を配置するステップと、
はんだペーストを加熱溶融して電子部品を基板に接合するステップと
を備えたことを特徴とする電子部品実装基板の製造方法。 Printing a solder paste on a substrate using the metal mask according to any one of claims 1 to 5,
Placing electronic components on a printed circuit board with solder paste;
And a step of joining the electronic component to the substrate by heating and melting the solder paste.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114618755A (en) * | 2022-02-25 | 2022-06-14 | 谢雪云 | Golf club handle mounting equipment capable of smoothly connecting with each other |
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