JP4587561B2 - プリント回路基板へのマスキング方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント回路基板へのマスキング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント回路基板の製作作業工程中には、使用される薬剤、インク或いは半田が付着してはならない部位に対し、粘着テープなどのマスキング材でマスキングを行い、その作業終了後、該マスキング材を剥離することが成されている。
このようなマスキング材を使用する作業工程には、フラックス塗布工程、半田工程、メッキ工程、接点カーボン印刷工程などが挙げられる。
【０００３】
例えば、プリント回路基板上に複数の電子部品等を同時半田実装する半田工程においては、プリント回路基板に電子部品を配置して、クリーム半田溶着炉、或いは半田ディップ装置により電子部品をプリント回路基板の所定位置に一斉に半田付けするようにしている。
【０００４】
しかし、電子部品によっては、耐熱性、形状、重量等による制約から、同時半田が不可能で、後付けする必要があるものがある。
また、例えば携帯電話の接点部分のように、回路配線パターンの一部に金メッキが施されて形成されたコネクタ等、同時半田の際に半田が付着しては困る部位もある。
【０００５】
このような場合には、実装メーカーは図５に示すように、当該電子部品に対応するプリント回路基板１０１上の部位（当該電子部品が取り付けられる半田ランド部）や、半田が付着しては困る部位に、半田マスキング用粘着テープ（マスキング材）１０２を各々貼って、半田が同時半田の際に付着しないようにし、他の電子部品を同時半田実装した後、上記半田マスキング用粘着テープ１０２を剥がし、後付け電子部品については手作業により所定の半田ランド部に半田付けすることが成されている。
【０００６】
ここで、上記のようなマスキング作業時において、粘着テープのようなマスキング材を使用した場合には、
▲１▼ 粘着テープをはさみ等で所定形状に切断して多数個所に貼着し、また剥離する作業は煩雑であり、多大の工数を要し、コストがかかる。特に多数のプリント回路基板に対してその都度上記作業を行うのは労力を要する。
▲２▼ 多数個所に粘着テープを貼着する必要があり、マスキング忘れなどの事故が発生しやすく、歩留が悪い。
▲３▼ 粘着テープをはさみ等で所要形状に切断するのであるが、形状精度が出しにくく、マスキングミスを起こしやすい。
▲４▼ 粘着テープの糊剤がプリント回路基板上に残り、抜き取りに労力を要すると共に、拭き残りが生じた場合に以後の作業に支障が生じる。
などの問題点があった。
【０００７】
そこで、本件発明者らは先に、剥離可能なマスキングインクを、スクリーン印刷法にてプリント回路基板上に、複数箇所のマスキング部位を覆い、且つマスキング部位間をつなげた形状で印刷付着させることを提案した（特許第２５１２４９６号）。
【０００８】
このマスキング材の付着方法を用いると、マスキングは印刷により同時に一気に行えるので、マスキング作業が短時間で効率良く行えると共に、マスキング部位へのマスキング忘れを防止することができる。また、スクリーンに形成する抜きパターン部や連絡パターン部を所要の精度であらかじめ設計できるので、精度良くマスキングを行え、マスキングミスを防止できる。さらに、マスキング部位間をつなげた形状でマスキング材が付着されるので、一箇所を剥離することによって複数のマスキング部位に付着しているマスキング材を連続して剥離でき、剥離作業も効率良く行えるなどの利点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらここで、プリント回路基板には、固定用のネジ穴部、部品搭載用の凹部、当たり防止用の逃げ穴部、更にはプリント回路基板の使用目的に応じてその他の種々の穴部、スリットなどの開口部が形成されている場合がある。
【００１０】
このような開口部が形成されたプリント回路基板に対し、上記したマスキングインクをスクリーン印刷法にて印刷付着させる方法を採用すると、開口部に印刷するマスキングインクが落ち込み、その部分のマスキング不良が生じたり、半田付け作業等の終了後、該マスキング材を剥離する際に開口部に落ち込んだインク部分がちぎれて取れなくなるなどの不都合が続発した。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した開口部を有するプリント回路基板に対し、マスキングインクをスクリーン印刷法にて印刷付着させる方法を採用した場合に生じる上記不都合を解消することを最大の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した目的を達成するため、プリント回路基板の開口部を含む複数箇所のマスキング部位をマスキング材を用いてマスキングした後、マスキングが必要であった作業を実施し、その作業終了後に上記マスキング材を剥離するプリント回路基板へのマスキング方法において、先ず、少なくとも開口部を液状可塑剤中に熱可塑性樹脂粉末を分散させたプラスチゾルからなるマスキングインクを用いて予めシール状に形成されたマスキングシールを貼付することにより塞ぎ、その後、スクリーン枠のスクリーンに、前記開口部を塞ぐマスキングシールを含む複数箇所のマスキング部位に対応する抜きパターン部、及び該抜きパターン部をつなげる連結パターン部が形成された印刷版を用い、前記マスキングシールの形成に使用したマスキングインクと同種、すなわち、液状可塑剤中に熱可塑性樹脂粉末を分散させたプラスチゾルからなるマスキングインクを前記開口部を塞ぐマスキングシールを含む複数箇所のマスキング部位を覆って、且つ該マスキング部位間をつなげた形状でプリント回路基板に印刷付着させることにより、プリント回路基板の開口部を含む複数箇所のマスキング部位をマスキング材を用いてマスキングするプリント回路基板へのマスキング方法とした。
【００１３】
上記した本発明にかかるプリント回路基板へのマスキング方法によれば、先ず、少なくとも開口部をマスキングシールを貼付することにより塞ぐこととしたため、その後に印刷するマスキングインクが開口部に落ち込むことはなく、マスキングインクが開口部に落ち込むことにより生じるマスキング不良、及び剥離時に生じる開口部に落ち込んだインク部分のちぎれなどの不都合が解消できる。
また、本発明においては、上記先に貼付したマスキングシールを含む複数箇所のマスキング部位を覆って、且つ該マスキング部位間をつなげた形状でマスキングインクをプリント回路基板に印刷付着させることとしたため、マスキングシールのみによるマスキング不良を防止できると共に、その剥離時においては、マスキングシール共々、複数のマスキング部位に付着しているマスキング材を連続して剥離することが可能となる。
【００１４】
さらに、上記本発明において使用するマスキングシールとして、上記マスキングインクと同種のインクを用いて予めシール状に形成されたものを使用すること、また、マスキングインクとして、液状可塑剤中に熱可塑性樹脂粉末を分散させたプラスチゾルを使用することとしたため、マスキングシール共々、印刷により形成した複数のマスキング部位に付着しているマスキング材を連続して剥離する上で好都合であると共に、マスキング材として良好な性状を示すものとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、上記した本発明の好適な実施の形態を、詳細に説明する。
【００１７】
先ず、マスキングインクを用い、スクリーン印刷法にてマスキングシールを作成する。
【００１８】
マスキングインクとしては、液状可塑剤中に熱可塑性樹脂粉末を分散させたプラスチゾルを使用することができる。
【００１９】
ここで、上記液状可塑剤としては、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジヘキシル、フタル酸ブチル・ベンジン、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジデジル、フタル酸ジイソデジル、フタル酸２−エチルベンジル、フタル酸アルキルベンジル、フタル酸ジメチルシクロヘキシルなどのフタル酸エステル類、また、トリフェニルフォスフェート、トリクレジルフォスフェート、トリベンジルフォスフェート、ジフェニルデシルフォスフェートなどの燐酸エステル類、更には、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレートなどの液状の低分子重合体、及びエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート及びテトラ（メタ）アクリレート、ポリエステルアクリレート及びメタクリレート、ポリウレタンアクリレート及びメタクリレートなどのアクリル（又はメタクリル）オリゴマー、或いはジエチレングリコールジベンゾエート、ジプロピレングリコールジベンゾエート、トリブチルシトレート、アセチルトリブチルシトレートなどを挙げることができる。
これらには、必要に応じて光重合開始剤、熱安定剤、硬化促進剤などを添加することができる。
その他の液状可塑剤としては、ポリエステル、大豆油などの油脂類、エポキシ及びウレタン変性植物油などを挙げることができる。
【００２０】
また、上記熱可塑性樹脂粉末としては、ペーストレジンに使用できる、例えばポリ塩化ビニル及びその共重合体、ポリメチル（メタ）アクリレートに代表されるアクリル樹脂の重合体又は共重合体、更にはワックスなどを挙げることができ、これらを単独又は混合の形で使用できる。また、必要に応じて顔料などの着色剤、ゾル安定剤、熱着色防止剤、レベリング剤、チクソ剤などを添加することができる。
上記ポリ塩化ビニルの市販品としては、日本ゼオン株式会社製のＺｅｓｔＰ２１、ポリメチル（メタ）アクリレートの市販品としては、日本ゼオン株式会社製のゼオンＦ３０１、Ｆ３０３、Ｆ３０３Ｄ、Ｆ３０３Ｌ、Ｆ３４０、Ｆ３５１などがある。
【００２１】
上記液状可塑剤と上記熱可塑性樹脂粉末とを、ニーダー、プラネタリーミキサー、ヘンシェルなどを用いて混合・混練することにより、上記液状可塑剤中に上記熱可塑性樹脂粉末を分散させたプラスチゾルを作成後、該プラスチゾルを脱気してマスキングインクとする。
【００２２】
上記マスキングインクを用い、スクリーン印刷法にてシールを作成する方法としては、先ず、平坦な金属板（特に、ステンレス製が望ましい）上に、公知のスクリーン印刷機を用いて円形、長方形などの所定形状のシール状印刷物を形成した後、該シール状印刷物を金属板共々加熱又は照射装置に入れ、硬化させることにより作成できる。
加熱又は照射装置としては、公知の赤外線、遠赤外線、並びに紫外線照射装置が使用でき、またバッチ式、コンベヤー式のいずれの加熱又は照射装置も使用できる。
なお、加熱温度及び加熱時間、或いは照射温度及び照射時間は、使用するマスキングインクの種類、及び形成するシールの厚みなどにより適宜設定する。
【００２３】
上記の方法により形成するマスキングシールの厚みとしては、３０〜４００μｍ、好ましくは１００〜２５０μｍの厚みとすることが望ましい。
これは、３０μｍに満たないシールの厚みである場合には、プリント回路基板への貼り付け作業が困難となるためであり、逆に４００μｍを越える厚みのシールである場合には、後述するマスキングインクの印刷に支障をきたすために好ましくない。
なお、マスキングシールの厚みの調整は、スクリーン印刷板のスクリーンの厚み、及びスクリーンと被印刷体（金属板）との間に介在させるスペーサの厚みなどを調整することにより行うことができる。
【００２４】
例えば、下記の組成のマスキングインクを用い、公知のスクリーン印刷機によってステンレス板上に厚さ１５０μｍの種々の直径の円形シート状印刷物を形成した後、該円形シート状印刷物をステンレス板共々バッチ式の赤外線照射装置に入れ、１２０℃で１０分間照射した。
得られた円形シールは、厚さ１４５μｍ程度で、比較的柔軟性があり、且つ表面に多少の粘着性があるものであった。
記
・塩化ビニル酢酸・ビニル共重合体 ４０．００重量％
・フタル酸ジイソノニル ５６．５０重量％
・ＳＣ−３４（安定剤） ３．００重量％
・フタロシアニンブルー（着色剤） ０．４０重量％
・アエロジル（粉末シリカ） ０．１０重量％
【００２５】
続いて、上記作成したマスキングシールを、プリント回路基板の少なくともマスキングすべき開口部に貼付する。
【００２６】
例えば、図１に示したプリント回路基板１においては、開口部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆが形成されており、また、半田ランド部ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆが形成されたもので、この内、マスキングする必要のある開口部Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ、及び十分なマスキングが必要な半田ランド部ｄに、図２に示したように各々上記マスキングシール２を貼付した。
【００２７】
続いて、スクリーン枠のスクリーンに、前記開口部を塞ぐマスキングシールを含む複数箇所のマスキング部位に対応する抜きパターン部、及び該抜きパターン部をつなげる連結パターン部が形成された印刷版を用い、上記マスキングシールの作成に使用したマスキングインクと同種のマスキングインクを、前記開口部を塞ぐマスキングシールを含む複数箇所のマスキング部位を覆って、且つ該マスキング部位間をつなげた形状でプリント回路基板に印刷付着させた後、加熱又は照射装置に入れることによりマスキングインクを硬化させる。
マスキングインクを硬化させる加熱又は照射装置としては、上記マスキングシール作成時に使用したものと同様のものが使用できる。
【００２８】
印刷によりプリント回路基板上に形成する上記マスキングインクによる塗膜の厚みとしては、３０〜４００μｍ、好ましくは５０〜３００μｍの厚みとすることが望ましい。
これは、３０μｍに満たない厚みである場合には、剥離時において破れてしまう憂いがあり、またマスキング材としての性状（特に耐熱性）も良くないために好ましくなく、逆に４００μｍを越える厚みの場合には、加熱硬化に時間がかかるために好ましくない。
【００２９】
例えば、図３に示したように、図２の開口部Ｄ，Ｅを塞ぐマスキングシール２（開口部Ｃ及びＦのマスキングは次工程においても必要であるため、この部位に貼付したマスキングシール２は避けた。）、及び十分なマスキングが必要な半田ランド部ｄに貼付したマスキングシール２、更にはその他のマスキングが必要な半田ランド部ｂ，ｃ，ｅ，ｆに対応する抜きパターン部１１、及び該抜きパターン部１１を各々つなげる連結パターン部１２がスクリーン１３に形成された印刷版１０を用い、プリント回路基板１上に、下記の組成のマスキングインクを厚み１５０μｍで印刷付着させた後、プリント回路基板１をバッチ式の赤外線照射装置に入れ、１５０℃で２０分間照射した。
得られたプリント回路基板１上には、図４に示したように、前記開口部Ｄ，Ｅを塞ぐマスキングシール２、及び十分なマスキングが必要な半田ランド部ｄに貼付したマスキングシール２、更にはその他の複数の半田ランド部ｂ，ｃ，ｅ，ｆを覆い、且つこれらの間をつなげた形状の厚さ１４５μｍ程度のマスキング材３が形成されていた。
このプリント回路基板１を、半田槽（２６０℃）に２０秒間浸漬後、取り出して冷却し、その後、マスキング材３を端部から剥離したところ、先に貼付した開口部Ｄ，Ｅを塞ぐマスキングシール２、及び十分なマスキングが必要な半田ランド部ｄを覆うマスキングシール２共々、その他の複数の半田ランド部ｂ，ｃ，ｅ，ｆを覆うマスキング材３が連続して一気に剥離できた。また、マスキング材３によりマスキングされた部位には、半田の付着は全く見られず、また粘着テープを使用した場合と異なりプリント回路基板１上に糊剤も残っていなかった。
記
・メチルメタクリレート重合体粉末 ４０．００重量％
（日本ゼオン株式会社製Ｆ３０３Ｌ）
・メチルメタクリレート低重合物（８〜10量体） ２０．００重量％
・アセチルトリブチルシトレート ３６．５０重量％
・ＳＣ−３４（安定剤） ３．００重量％
・フタロシアニンブルー（着色剤） ０．４０重量％
・アエロジル（粉末シリカ） ０．１０重量％
【００３０】
上記した本発明において特徴的な点は、先ず、少なくともプリント回路基板上に存在するマスキングすべき開口部をマスキングシールを貼付することにより塞ぎ、その後、そのマスキングシール及びその他のマスキング部位を覆い、且つこれらの間をつなげた形状でマスキングインクを印刷付着させる点にある。
これにより、印刷するマスキングインクが開口部に落ち込むことはなく、マスキングインクが開口部に落ち込むことにより生じるマスキング不良、及び剥離時に生じる開口部に落ち込んだインク部分のちぎれなどの不都合が解消できると共に、マスキングシールのみによるマスキング不良を防止でき、且つその剥離時においては、先に貼付したマスキングシール共々、複数のマスキング部位に付着しているマスキング材を連続して剥離することが可能となる。
【００３１】
また、開口部の他に十分なマスキングが必要な部位（半田ランド部ｄ）にも予めマスキングシールを貼付しておくこととすると、その後に印刷付着させるマスキングインクによるその部位におけるマスキング効果を補うことができ、印刷付着により形成するマスキングインクによる塗膜厚さを、他の部位における必要最小限の塗膜厚さに設計することができる。
【００３２】
更に、次工程においてもマスキングが必要な部位（開口部Ｃ及びＦ）に貼付したマスキングシールは避けてその後のマスキングインクを印刷付着させることとすると、剥離時においてはその部分のみのマスキングシールは残り、次工程に先立ってあらためてその部分をマスキングする必要がなくなる。
【００３３】
なお、あるマスキング部位が他のマスキング部位と距離的に離れていて、その間を連結するのが不都合である場合には、これらマスキング部位には独立したマスキングインクによる塗膜を形成する、或いはマスキングシールの貼付のみとするようにしても良いことは勿論である。
また、マスキングシールとして、上記実施の形態において示したように、その後に印刷付着させるマスキングインクと同種のインクを用いて予めシール状に形成されたものを使用すること、また、マスキングインクとして、上記実施の形態において示したように、液状可塑剤中に熱可塑性樹脂粉末を分散させたプラスチゾルを使用することは、マスキングシール共々、印刷により形成した複数のマスキング部位に付着しているマスキング材を連続して剥離する上で好都合であると共に、マスキング材として良好な性状を示すために好ましいが、上述した本発明の作用・効果を果たし得るのであれば、何ら上記実施の形態において示したものには限定されない。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施の形態につき種々説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内で、多くの改変を施し得るのは勿論のことである。
【００３５】
【発明の効果】
以上、説明した本発明にかかるプリント回路基板へのマスキング方法によれば、印刷するマスキングインクが開口部に落ち込むことはなく、マスキングインクが開口部に落ち込むことにより生じるマスキング不良、及び剥離時に生じる開口部に落ち込んだインク部分のちぎれなどの不都合が解消できると共に、マスキングシールのみによるマスキング不良を防止でき、且つその剥離時においては、先に貼付したマスキングシール共々、複数のマスキング部位に付着しているマスキング材を連続して剥離することが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるマスキング方法を施すプリント回路基板の一例を示した平面図である。
【図２】図１のプリント回路基板に対し、マスキングシールを貼付した状態の一例を示した平面図である。
【図３】本発明にかかるマスキング方法に使用するスクリーン印刷板の一例を示した平面図である。
【図４】図２に示したマスキングシールを貼付したプリント回路基板に対し、図３に示したスクリーン印刷板を用いてマスキングインクを印刷付着させた状態の一例を示した平面図である。
【図５】プリント回路基板に対し、従来の粘着テープを用いたマスキングを施した状態の一例を示した平面図である。
【符号の説明】
１ プリント回路基板
２ マスキングシール
３ マスキングインクの印刷付着により形成したマスキング材
１０ 印刷版
１１ 抜きパターン部
１２ 連結パターン部
１３ スクリーン
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ プリント回路基板に形成された開口部
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ プリント回路基板に形成された半田ランド部

Claims (2)

1. プリント回路基板の開口部を含む複数箇所のマスキング部位をマスキング材を用いてマスキングした後、マスキングが必要であった作業を実施し、その作業終了後に上記マスキング材を剥離するプリント回路基板へのマスキング方法において、先ず、少なくとも開口部を液状可塑剤中に熱可塑性樹脂粉末を分散させたプラスチゾルからなるマスキングインクを用いて予めシール状に形成されたマスキングシールを貼付することにより塞ぎ、その後、スクリーン枠のスクリーンに、前記開口部を塞ぐマスキングシールを含む複数箇所のマスキング部位に対応する抜きパターン部、及び該抜きパターン部をつなげる連結パターン部が形成された印刷版を用い、前記マスキングシールの形成に使用したマスキングインクと同種、すなわち、液状可塑剤中に熱可塑性樹脂粉末を分散させたプラスチゾルからなるマスキングインクを前記開口部を塞ぐマスキングシールを含む複数箇所のマスキング部位を覆って、且つ該マスキング部位間をつなげた形状でプリント回路基板に印刷付着させることにより、プリント回路基板の開口部を含む複数箇所のマスキング部位をマスキング材を用いてマスキングすることを特徴とする、プリント回路基板へのマスキング方法。
2. 上記マスキングシールの厚みが１００〜２５０μｍであり、上記印刷によりプリント回路基板上に形成するマスキングインクによる塗膜の厚みが５０〜３００μｍであることを特徴とする、請求項１記載のプリント回路基板へのマスキング方法。

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