JP3148423U

JP3148423U - ３次元実装マスク

Info

Publication number: JP3148423U
Application number: JP2008008392U
Authority: JP
Inventors: 齊藤友治; 上田哲也
Original assignee: 株式会社プロセス・ラボ・ミクロン
Priority date: 2008-11-29
Filing date: 2008-11-29
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2018-11-29

Abstract

【課題】凹凸のある積層基板上への実装工程において、積層基板上に電子部品を搭載する際に使用されるメタルマスクに関する。【解決手段】被印刷基板の凹部に対応した形状の凸部にペースト印刷用の開口部を形成したペースト印刷用メタルマスクであって、凸部の外周に面取り部が形成されてなるメタルマスクであり、凸部の裏面に凹部が形成されたものや、開口部を逆テーパー形状とすることもできる。これにより、凸部を有するマスクの位置合わせ精度を向上させることができ、また、印刷時に基板とマスクの密着性を向上させることができるため、にじみを防止し、ペースト印刷精度を向上させることができる。【選択図】図４

Description

本特許は、たとえば、凹凸のある積層基板上への実装工程において、積層基板上に電子部品を搭載する際に使用されるメタルマスクに関する。

従来、部品実装等により、凹凸のある基板へペーストを印刷する場合、基板の凹凸部や実装済みの部品を避けて印刷する必要があるため、平面のメタルマスク（以下マスク）ではなく、印刷基板の凹凸面に追従した形状のマスクが用いられている。

前記したマスクの作製方法としては、マスクと同形状の導電性母材上に開口形状のレジストパターンを形成し、めっきによりマスクを作製する技術が開示されている。

前記した工法によれば、基板の凹凸に追従した形状の凹凸部、及びペースト印刷用の開口部が設けられたマスクを製造することができる。
特許３１２０１３０号特許３１４１１１７号

しかし、積層基板に上記マスクでペースト印刷を行う場合、基板のペースト印刷側の凹凸部の付け根にあたる部分、すなわち積層基板の層間では、基板製造時に層間を接着するために用いられた接着剤がはみ出ているため、凹部の底辺へマスクが密着するのを阻害してしまい、その結果、印刷ずれやにじみが発生し、ペーストの印刷精度が低下してしまうという問題がある。

本考案者らは鋭意検討の結果、上記問題点を解決した。
すなわち、被印刷基板の凹部に対応した形状の凸部にペースト印刷用の開口部を形成したペースト印刷用メタルマスクであって、凸部の外周に面取り部が形成されてなるメタルマスク、及び
凸部の裏面に凹部が形成されたものである上記記載のメタルマスク、及び
開口部が逆テーパー形状となっている上記いずれか記載のメタルマスク、である。

本考案によれば、凸部を有するマスクの位置合わせ精度を向上させることができる。また、印刷時に基板とマスクの密着性を向上させることができるため、にじみを防止し、ペースト印刷精度を向上させることができる。

本考案のマスクは印刷時に歪まない強度、一般的には２５０〜５００ＨＶ程度の硬度があればよく、特に制限はないが、凸部の加工精度、及び板厚の調整が容易であることからめっきによって作製することが望ましく、取り扱いの容易さから、ニッケル又はニッケル合金めっきがより望ましい。

本考案のマスクをめっきによって作製する場合のめっき母材はＳＵＳ３０４等の通常、めっき母材として用いられているものが望ましい。

本考案における、面取り部とはマスクの平面部から突出した凸部の平面部から見た角度が９０°よりも大きい凸部側面のことを言い、該面取り部は前記マスク凸部をレーザー加工、マシニング加工等によって切削加工して形成してもよいし、めっきによって作製するマスクならば、めっき母材の凸部に該当する位置を切削加工した後、めっきすることにより形成してもよい。また、面取り部は平面状に限らず、アール状に形成してもよい。

面取り部の角度は、図４に示すように積層基板９の製造時に層間からはみ出た接着剤８を避けることが出来れば特に限定しないが、一般的な積層基板にペースト印刷することを考慮すると、マスクの平面部から９５°以上が望ましく、角度が大きくなると凸部の先端の面積が小さくなり、印刷可能な領域が小さくなってしまうため、１１０°以下であることが望ましい。

また、面取り部は凸部の根元から設ける必要はなく、図２のように凸部の中間から設けてもよいし、図３のように多段に設けてもよい。
面取り部を複数組み合わせることにより、ペースト印刷時にマスクと基板との位置合わせ精度を高めることができる。

被印刷基板とマスク凸部との間に空間(クリアランス)を設けることにより、基板製造時の寸法ズレによる印刷精度の低下を防止できる。クリアランスは基板上部、基板下部合わせて０．４ｍｍ程度あればよい。

積層基板の印刷箇所ごとにペースト印刷量を調節したい場合、マスク開口部を逆テーパー形状(被印刷面側からスキージ面側へ広がった形状)にすることにより、ペースト印刷量の調整が容易にできるので好ましい。
また、開口部を逆テーパー形状にすることにより、印刷時にペーストが開口部を抜ける際、印刷圧によってペーストの凝集力が高まり、基板とのタック力が向上し、ペーストの凝集破壊を均一に発生させるため、同一開口ごとにバラつきのない印刷を実現できる。無論、順テーパー形状(スキージ面側から被印刷面側へ広がった形状)の開口を混在させて同一マスク内でテーパー形状を変化させることにより、ペースト印刷量を調整してもよい。

マスクの開口方法としては、フォトリソグラフやレーザー加工等による方法があるが、開口部へのテーパー形成が容易であることから、レーザー加工による方法が望ましい。

以下、本考案の実施例を示す。
図１は本考案の１実施例の断面図である。

マスク１には被印刷基板の凹部に対応した凸部２が形成され、凸部２の外周部には面取り部４が形成されている。

マスク１を用いて積層基板へ半田ペースト印刷を行ったところ、基板凹部に接着剤のはみ出しは見られたが、マスク１と基板の間に隙間が発生せず、ペーストの印刷ずれ及びにじみは見られなかった。

本考案のマスクの製造方法を図６に示す。

ＳＵＳ３０４製のめっき母材２１(a)に被印刷基板の凹凸形状に対応した形状の凹部２２を切削加工した(b)。その際、面取り部に相当する部分を残した。

前記めっき母材２１上にＮｉめっきを行い(c)母材１０を得た(d)。

母材１０に対し、各開口部のテーパーに応じて上下いずれかの方向からレーザー加工を行い(e)、同一マスク内で開口部のテーパー形状が異なるマスク１３を作製した(f)。

本考案の面取り部を、凸部の中間から設けた１加工例の断面図を図２に示す。
マスク１２は、凸部の中間から面取り部が形成された構造となっており、該面取り部は平面部から直角に設けられた凸部壁面を中間から切削したような形状となっている。

マスク平面部からの凸部の角度は９０°であり、凸部の中間から設けた面取り部６の角度は１１０°であった。

本考案の面取り部を、複数組み合わせた１加工例の断面図を図３に示す。
マスク１１は、面取り部５の中間からさらに面取り部６を設けた構造となっている。

マスク平面部からの面取り部５の角度は１００°であり、面取り部５の中間から設けた面取り部６の角度は１２０°であった。

図２，３のマスクをそれぞれ用いて半田ペースト印刷を行った結果、どちらもマスクの基板表面からの浮きは見られず、印刷ずれ、にじみのない印刷ができた。

本考案のメタルマスクの１実施例本考案のメタルマスクの面取り部の加工例１本考案のメタルマスクの面取り部の加工例２本考案のメタルマスクの使用例本考案のメタルマスクの製造方法

符号の説明

１．メタルマスク
２．凸部
３．印刷用開口部
４．面取り部
５．面取り部
６．面取り部
８．接着剤
９．積層基板
１０．母材
１１．メタルマスク
１２．メタルマスク
１３．メタルマスク
２１．めっき母材
２２．凹部

Claims

被印刷基板の凹部に対応した形状の凸部にペースト印刷用の開口部を形成したペースト印刷用メタルマスクであって、凸部の外周に面取り部が形成されてなるメタルマスク。
凸部の裏面に凹部が形成されたものである請求項１記載のメタルマスク。
開口部が逆テーパー形状となっている請求項１もしくは２記載のメタルマスク。