JP3065161B2 - スクリーン印刷用メタルマスク - Google Patents

スクリーン印刷用メタルマスク

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JP3065161B2 JP4041858A JP4185892A JP3065161B2 JP 3065161 B2 JP3065161 B2 JP 3065161B2 JP 4041858 A JP4041858 A JP 4041858A JP 4185892 A JP4185892 A JP 4185892A JP 3065161 B2 JP3065161 B2 JP 3065161B2
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
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  • Printing Plates And Materials Therefor (AREA)
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  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板などの被
印刷体に、クリーム半田等を膜厚均一に印刷するための
メタルマスクに関するものである。
【0002】
【従来の技術】テレビジョン受像機などのプリント基板
に電子部品を表面実装する際には、従来では図5と図6
に示すようにしてクリーム状半田がプリント基板にスク
リーン印刷されている。つまり、プリント基板4の上に
メタルマスク1を重ね、このメタルマスク1の上にクリ
ーム状半田2を置き、次にスキージ3を矢印A方向に移
動させる。
【0003】なお、メタルマスク1のスキージ摺動面
(スキージ3と接する面)は平滑である。このようにス
キージ3を矢印A方向に移動させると、クリーム状半田
2がメタルマスク1の開孔5,6から押し出されて、開
孔5,6の開孔パターンの形状通りにクリーム状半田2
がプリント基板4の上に印刷される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のメタルマスク1
のスキージ摺動面は平滑であるため、スキージ3を矢印
A方向へ移動させるとクリーム状半田2はスキージ3の
矢印A方向への移動とともに、矢印B1方向へ移動す
る。つまり、メタルマスク1の平滑な表面を滑ってしま
い、開孔5,6を通過してクリーム状半田2を吐出させ
る力、すなわち印刷圧が弱く不安定となり、均一な膜厚
と正確な形状輪郭の印刷がなされない場合がある。
【0005】さらに図6で示すように、メタルマスク1
上のクリーム状半田2は、スキージ3の矢印A方向への
移動とともに、スキージ3の移動方向に対し直角の矢印
B方向〔矢印B2方向〕、すなわち横方向(スキージの
幅方向)に拡散する。その結果、開孔5,6へのクリー
ム状半田2の供給量がばらつき、開孔5,6を通過して
吐出されるクリーム状半田の量にばらつきを生じて印刷
膜厚がばらつく。
【0006】また、メタルマスク1の開孔パターンにお
いて、Y軸方向に長手の開孔6とX軸方向に長手の開孔
5との開孔長手方向の違い、丸穴と角穴の違い、あるい
は開孔の大小など開孔パターン形状の違いによって吐出
されるクリーム状半田量2のばらつきも発生する。
【0007】これらの理由により、プリント基板4の上
に印刷されるクリーム状半田2の形状輪郭や印刷膜厚が
ばらついて不均一になる。不均一な形状輪郭や印刷膜厚
は種々のトラブルを生じる。具体的には、図7に示すよ
うにプリント基板4の上にクリーム状半田パターン7が
膜厚不均一に印刷された場合には、クリーム状半田パタ
ーン7の上にチップ部品8を搭載し半田を溶融すると、
チップ部品8が所定の搭載位置より移動したり、半田付
け部より大きくはみ出して隣のチップ部品(図示せず)
と接触、あるいは半田が不完全となって外れてしまうな
ど、半田付け品質を著しく低下させる問題がある。
【0008】本発明は、メタルマスク1に設けた開孔パ
ターンに左右されることなく、安定した印刷膜厚を得る
ことができるスクリーン印刷用メタルマスクを提供する
ものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のスクリーン印刷
用メタルマスクは、印刷パターンを形成する開孔を配設
するとともに、スキージと接する表面には、凸状のラン
ドが所定間隔毎に整列状態に形成されるよう凹状溝をマ
トリクス状に設けたことを特徴とする。
【0010】
【作用】この構成によると、メタルマスクの表面にマト
リクス状(格子状)の凹状溝を形成したため、ルタルマ
スクと印刷ペーストの摺動摩擦が大きくなり、印刷ペー
ストがメタルマスクの上を転がる「ローリング効果」が
増し、印刷圧が増加する。
【0011】さらに、マトリクス状配置の凹状溝に沿っ
て印刷ペーストが移動するため、スキージの幅方向への
印刷ペーストの拡散を防止する作用が得られ、均一な印
刷膜厚を得ることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図4に基づ
いて説明する。本発明のメタルマスク20には、たとえば
周囲4方向に外部接続端子を有してなるQFP(クワッ
ド・フラット・パッケージ)の表面実装部品を実装する
べく図1と図2に示すように、X軸方向、Y軸方向に沿
って開孔5,6を所定ピッチで複数箇所配設している。
メタルマスク20のスキージ3と接する面の表面、すなわ
ちクリーム状半田2を搭載したメタルマスク20の表面側
全域に、所定のピッチ寸法で凹状溝10が格子状(マトリ
クス状)に、かつ開孔5,6のX,Y軸方向に対し所定
の傾斜角度θになるようエッチングなどの手段で形成さ
れている。
【0013】具体的には図3の(B)に示すように、マ
トリクス状に配設した凹状溝10の幅寸法を0.15mm、凹状
溝10の配設ピッチ寸法を0.3 mm、凹状溝10の深さ寸法H
を0.007mm 、開孔5,6の直線部に対する傾斜角度θを
45度とした。したがって、メタルマスク20の表面は、図
3の(A)に示すようにあたかも一辺が0.15mm矩形のラ
ンド9(凸状部)を所定間隔毎にマトリクス状に整列配
置したハーフエッチングパターンを呈することになる。
【0014】凸状のランド9と凹状溝10をマトリクス状
に形成する加工方法としては、エッチング加工法が一般
的であるが、このエッチング加工法に限るものでなく、
サンドブラスト法など任意の加工方法を用いてよい。本
実施例では開孔5,6の形成も含め、ダブルエッチング
加工をほどこしている。
【0015】このように構成したため、被印刷体として
のプリント基板4の上にメタルマスク20を重ね、メタル
マスク20の上に所定量のクリーム状半田2を搭載し、図
2に示すようにスキージ3を矢印A方向に移動すると、
クリーム状半田2は前記移動方向に押されて移動する。
この際、クリーム状半田2は、メタルマスク20の表面上
をただ滑って移動するのではなく、ランド9の側面に当
たることにより、クリーム状半田2の半田粒子11(一般
にクリーム状半田の半田粒子の直径は、0.04mm程度であ
る)との間で摩擦を生じ、矢印R方向にローリング現象
を頻発する。その結果、開孔5,6を通過してクリーム
状半田2を吐出させる力、すなわち、印刷圧を強く発生
させる作用が開孔5,6の形状と無関係に安定して得ら
れる。また、クリーム状半田2は、図1に示すように、
凹状溝10の内側および凹状溝10の上を押し出されてスキ
ージ3の幅方向に拡散することなく矢印B方向へ移動
し、スキージ移動方向Aとクリーム状半田2の移動方向
Bはほぼ一致する。
【0016】したがって、メタルマスク20はマスクの全
面において開孔5,6からクリーム状半田2を安定して
吐出することができ、プリント基板4への印刷膜厚を均
一にできる。また強く安定した印刷圧が得られるため、
スクリーン印刷の諸条件の設定が容易となる。
【0017】本発明のメタルマスク20を用いてクリーム
状半田2をプリント基板4にスクリーン印刷した場合に
は、クリーム状半田パターン7´の形状輪郭と印刷膜厚
が均一であり、図4に示すようにチップ部品8を搭載し
半田溶解を行なうと、半田付状態と半田付位置が安定し
半田付品質が向上する。
【0018】上記実施例では、ランド9の形状を矩形と
したが、円形や楕円など任意の形状、寸法としてよい。
凹状溝10の深さや配設ピッチ、配設位置などは、印刷パ
ターンやクリーム状半田2の半田粒子11の大きさに対応
してクリーム状半田2のローリング作用を生ずるように
任意に設定すればよい。
【0019】上記の実施例では被印刷体にクリーム状半
田2を印刷する場合を例に挙げて説明したが、この印刷
ペーストは、クリーム状半田以外にカーボンやAg−P
dなどの抵抗ペースト、レジストインクなどの任意の材
料に適用しても良好な結果を得られる。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明によると、印刷パタ
ーンを形成する開孔を配設するとともに、スキージと接
する面の表面には、一辺が0.15mmの矩形状で、高
さが0.007mmの凸状のランドが所定間隔毎に整列
状態に形成されるよう凹状溝をマトリクス状に設け、前
記ランドの側辺が、印刷パターンを形成する開孔の直線
部に対し45度の傾斜角度を有するように前記凹状溝を
形成したため、メタルマスクと印刷ペーストとの摺動摩
擦が大きくなり、印刷ペーストがメタルマスクの上を転
がる「ローリング効果」が増し、印刷圧が増加する。
お、矩形凸状ランドの一辺寸法ならびに高さ、45度の
傾斜角度などは、下記の要件の組み合わせで良好な結果
が得られるように決定されたものである。1)クリーム
状半田に含まれる半田粒子の直径寸法に基づき決定され
たものである。2)スキージーを平行移動させた場合
に、スキージーの進行方向に対し約45度の方向にクリ
ーム状半田を拡散させる混合効率が良い(ペーストがよ
く練られる)に基づいて決定したものである。
【0021】さらに、マトリクス状配置の凹状溝に沿っ
て印刷ペーストが移動するため、スキージの幅方向への
印刷ペーストの拡散を防止する作用が得られ、均一な印
刷膜厚を得ることができる。
【0022】したがって、本発明のメタルマスクを用い
てスクリーン印刷を行なうことにより、開孔パターンの
形状、大きさに関係なく印刷膜厚と形状輪郭が安定し、
スキージ移動速度、スキージの印圧などの条件変動を少
々生じても、常に安定した印刷パターンを得ることがで
きる。
【0023】特に、印刷ペーストとしてクリーム状半田
の印刷に本発明のメタルマスクを使用した場合には、さ
らに今後増々進むファインピッチ化への対応、たとえば
0.3mmピッチのクワッド・フラット・パッケージの半導
体デバイスなどの実装を可能にできるなど、多くの効果
を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメタルマスクの一実施例の平面図であ
る。
【図2】同メタルマスクを使用した印刷過程を説明する
要部断面図である。
【図3】同メタルマスクに形成した凹状溝の形状を説明
する平面図と断面図である。
【図4】同メタルマスクを用いて印刷した半田パターン
にチップ部品を搭載した状態の断面図である。
【図5】従来のメタルマスクを用い印刷過程を説明する
要部断面図である。
【図6】従来のメタルマスクを用い印刷過程を説明する
要部平面図である。
【図7】従来のメタルマスクを用いて印刷した半田パタ
ーンにチップ部品を搭載した状態の断面図である。
【符号の説明】
1,20 メタルマスク 2 クリーム状半田 3 スキージ 4 プリント基板〔被印刷体〕 5,6 開孔 7´ クリーム状半田パターン 8 チップ部品 9 凸状のランド 10 凹状溝
フロントページの続き (72)発明者 北脇 民雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 野田 正紀 愛知県春日井市如意申町5丁目2番地の 3 株式会社INTスクリーン内 (72)発明者 井元 賢治 大阪府吹田市広芝町14−16 大阪アサヒ 化学株式会社内 (56)参考文献 実開 昭63−198562(JP,U) 実開 平3−103758(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41N 1/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スクリーン印刷に用いるメタルマスクにお
    いて、印刷パターンを形成する開孔を配設するととも
    に、スキージと接する面の表面には、一辺が0.15m
    mの矩形状で、高さが0.007mmの凸状のランドが
    所定間隔毎に整列状態に形成されるよう凹状溝をマトリ
    クス状に設け、前記ランドの側辺が、印刷パターンを形
    成する開孔の直線部に対し45度の傾斜角度を有するよ
    うに前記凹状溝を形成したスクリーン印刷用メタルマス
    ク。
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JP3410639B2 (ja) 1997-07-23 2003-05-26 株式会社日立製作所 ペースト充填方法及びはんだ付け方法及びペースト印刷機
JP7369543B2 (ja) * 2019-05-17 2023-10-26 マクセル株式会社 スクリーン印刷用マスク

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