JP4735577B2 - 電子部品の実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板の一面上に導電性接着剤を印刷し、この導電性接着剤を介して電子部品と基板とを接続する電子部品の実装方法に関し、特に、導電性接着剤を印刷する印刷マスクに関する。

従来より、この種の実装方法としては、基板の一面上に電子部品を搭載し、基板の一面上に設けられた導体と電子部品の電極との間に、導電性接着剤を配設して電気的に接続するものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

ここで、導電性接着剤の配設は、開口部を有する金属製の印刷マスクとスキージを用いた印刷法にて行われる。すなわち、基板の一面上に、印刷マスクを載せて開口部と導体とを一致させ、印刷マスク上に導電性接着剤を配設する。そして、スキージを開口部上にて一定方向に可動させる。そうすることで、スキージに押された導電性接着剤が開口部に入り込み、開口部から導体の上に導電性接着剤が塗布される。

具体的に、このような導電性接着剤としては、後処理工程が簡易なＡｇ、Ｎｉ、Ｃｕなどの金属ペースト材料が用いられる。このような導電性接着剤は、基板の一面上に所望のパターンに印刷され、その上に電子部品が搭載された後、たとえば１５０℃程度の比較的低温下にて硬化させるものである。それにより、電子部品と基板との電気的接続を得るものである。
特開２００４−２３５１７３号公報

しかしながら、導電性接着剤は、はんだのような表面張力によるセルフアラインメント機能がないため、導体からはみ出した導電性接着剤は、電気的信頼性を損ねることとなる。とりわけ近年では、実装面積を向上させることについて高い要望があり、数十μｍ程度のはみ出しであっても無視できなくなりつつある。

ここで、従来では、量産用の印刷マスクとしては金属製のマスクすなわちメタルマスクがよく使われる。メタルマスクは、メッシュマスクに比べて耐久性が高く、目詰まり等も起こりにくいことから好まれる。

しかし、メタルマスクはメッシュマスクとは異なり、マスクの「しなり」が少ないため、印刷対象物である基板とのクリアランスをゼロに設定したとしても、実質的には隙間（たとえば数〜数１００μｍ程度）を生じやすい。そして、その隙間へ導電性接着剤が回り込み、印刷時におけるはみ出し不良を招く。

このような導電性接着剤の印刷におけるはみ出しの要因としては、以下のようなものが挙げられる。１つには、基板の形状によって印刷にじみの影響が左右されるということである。これについて、図２２を参照して具体的に述べる。図２２は、基板の形状による印刷マスクと基板とのクリアランスの発生の様子を示す概略断面図である。

図２２（ａ）に示されるように、開口部１０２を有する印刷マスク１００を基板２０の一面上に載せるが、このとき基板２０に反りが発生していると、印刷マスク１００と基板２０とのクリアランスＫが発生する。

また、図２２（ｂ）に示されるように、基板２０の一面には、導体２１などによる凹凸が存在するため、この凹凸により上記クリアランスＫが発生する。このように、反りや凹凸など、基板２０の形状に起因して、上記はみ出しが発生する。

また、印刷という技法上、マスク裏面側への回り込みが発生しやすいことも、上記した印刷におけるはみ出しの要因である。図２３は、スキージの可動方向の終端部にて印刷のはみ出しが発生する様子を示す概略断面図である。この図２３に示されるように、開口部１０２におけるスキージ２００の可動方向Ｙの終端部では、導電性接着剤３０が印刷マスク１００の裏面に回り込みやすい。また、その回り込みによるはみ出し長さは、印刷形状すなわち開口部１０２の形状により異なる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、基板の一面上に導電性接着剤を印刷し、この導電性接着剤を介して電子部品と基板とを接続する電子部品の実装方法において、導電性接着剤の印刷におけるはみ出しを抑制しやすくすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明者は、印刷マスクの開口部形状と導電性接着剤の印刷におけるはみ出しとの関係について、鋭意検討を行った。具体的には、開口部の幅と印刷におけるはみ出し長さとの関係を調査した。

図２４は、このマスクの開口部の幅ａと印刷におけるはみ出し長さＬ１とを定義付けする概略平面図である。この図２４では、印刷マスク１００の開口部１０２は矩形であり、その開口部の幅ａは、スキージ２００の可動方向Ｙと直交する方向の幅である。また、印刷におけるはみ出し長さＬ１は、図２４中に破線で示す印刷後の導電性接着剤３０において予定の印刷領域すなわち開口部１０２からはみ出した部分の寸法である。

そして、開口部の幅ａを変えたものについて、はみ出し長さＬ１を測定した。その結果を図２５に示す。図２５は、開口部の幅ａ（孔幅、単位：ｍｍ）と印刷におけるはみ出し長さＬ１（相対値）との関係を示すものである。

ここで、図２５中の「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、「３ｒｄ」は、印刷マスク１００のふき取り回数であり、それぞれ印刷回数が１回毎、２回毎、３回毎にマスク１００に付いた導電性接着剤３０をふき取ることを意味する。

図２５に示されるように、当該ふき取り回数にかかわらず、開口部の幅ａを小さくすることで、はみ出し長さＬ１を低減できることがわかった。このことから、本発明者は、印刷面積を確保しつつ、開口部の幅を小さくすることと同様の効果が発揮されるように、開口部の構成を工夫すればよいと考え、これに着目して本発明を創出した。

すなわち、請求項１に記載の発明では、印刷マスク（１００）として、導体（２１）に対応する開口部（１０２）が、スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と直交する方向に配列された複数個の孔（１０１）の集合体として構成されたものを用い、
個々の前記孔（１０１）は、前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）を長手方向とする細長形状をなすものであり、
個々の前記孔（１０１）は、前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）における前記開口部（１０２）の一端から他端まで前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と平行に連続して延びる１個の孔であり、
前記開口部（１０２）は、前記孔（１０１）が前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と平行なストライプ状に複数個配列された集合体であり、
個々の前記孔（１０１）の幅である孔幅ａと隣り合う前記孔（１０１）の間の幅である間隔幅ｂとは、０．５ａ＜ｂ＜ａの大きさの関係となっていることを特徴とする（後述の図２、図２０（ａ）等参照）。

それによれば、個々の孔（１０１）は、スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と直交する方向の幅が１個の開口部（１０２）全体の幅よりも小さいものであり、１個の開口部（１０２）はこれら孔（１０１）の集合体として構成されるため、見かけ上、開口部（１０１）の当該幅を狭くしたことと同じ効果が期待され、導電性接着剤（３０）の印刷におけるはみ出しを抑制しやすくできる。
さらに、請求項１に記載の発明では、個々の孔（１０１）の孔幅ａと間隔幅ｂとを、０．５ａ＜ｂ＜ａの大きさの関係に設定している。
それによれば、間隔幅ｂを孔幅ａよりも小さくすることで、電子部品（１０）を基板（２０）の一面上に搭載して導電性接着剤（３０）をつぶすときに、ストライプ状パターンに配置された導電性接着剤（３０）において隣り合う個々の導電性接着剤（３０）同士が、十分に重なり合うため、ボイドの発生が極力抑制される。そして、間隔幅ｂを孔幅ａの０．５倍より大きくすることで、印刷マスク（１００）の必要強度を確保できる。
次に、請求項２に記載の発明では、印刷マスク（１００）として、導体（２１）に対応する開口部（１０２）が、スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と直交する方向に配列された複数個の孔（１０１）の集合体として構成されたものを用い、
さらに、前記開口部（１０２）を構成する複数個の前記孔（１０１）のうち前記電子部品（１０）の前記電極（１１）の外周端部および当該外周端部の外側に位置する部位は、当該孔（１０１）の深さ方向の途中部に、当該孔面積が絞られた部分としての絞り部（１０１ａ）を有し、当該部位に入り込んだ前記導電性接着剤（３０）が前記絞り部（１０１ａ）よりも前記導体（２１）側へ落ちないようになっていることを特徴とする。
それによれば、請求項１に記載の発明と同様に、見かけ上、開口部（１０１）の当該幅を狭くしたことと同じ効果が期待され、導電性接着剤（３０）の印刷におけるはみ出しを抑制しやすくできる。
さらに、請求項２に記載の発明によれば、電極（１１）の外周端部および当該外周端部の外側に位置する部位では導電性接着剤（３０）が絞り部（１０１ａ）よりも導体（２１）側へ落ちないようになっているので、電子部品（１０）の搭載時における導電性接着剤（３０）のつぶれ幅（Ｌ２）を、極力小さいものとし、この部品搭載におけるつぶれ幅（Ｌ２）が印刷におけるはみ出し長さ（Ｌ１）を越えないようにすることが可能となる。

ここで、請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の電子部品の実装方法において、個々の孔（１０１）は、スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）を長手方向とする細長形状をなすものにできる。（後述の図２、図２０（ａ）等参照）。

さらに、請求項３に記載の発明のように、上記細長形状をなす個々の孔（１０１）は、スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）における開口部（１０２）の一端から他端までスキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と平行に連続して延びる１個の孔であり、開口部（１０２）は、孔（１０１）がスキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と平行なストライプ状に複数個配列された集合体であることが好ましい（後述の図２、図２０（ａ）参照）。

この場合、基板（２０）の一面上に印刷された導電性接着剤（３０）は、スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と平行なストライプ状パターンとなる。
そして、請求項４に記載の発明のように、請求項３に記載の電子部品の実装方法において、個々の孔（１０１）の幅である孔幅ａと隣り合う孔（１０１）の間の幅である間隔幅ｂとを、０．５ａ＜ｂ＜ａの大きさの関係とすればよい（後述の図６等参照）。

それによれば、請求項１に記載の発明と同様に、間隔幅ｂを孔幅ａよりも小さくすることで、電子部品（１０）を基板（２０）の一面上に搭載して導電性接着剤（３０）をつぶすときに、ストライプ状パターンに配置された導電性接着剤（３０）において隣り合う個々の導電性接着剤（３０）同士が、十分に重なり合うため、ボイドの発生が極力抑制される。そして、間隔幅ｂを孔幅ａの０．５倍より大きくすることで、印刷マスク（１００）の必要強度を確保できる。

また、請求項５に記載の発明のように、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子部品の実装方法において、個々の孔（１０１）におけるスキージ（２００）の可動方向（Ｙ）の終端部が、当該可動方向（Ｙ）に凸となったＶ字形状となっていることが好ましい（後述の図２、図６等参照）。それによれば、印刷荷重の低減が可能となり、特に、個々の孔（１０１）におけるスキージ（２００）の可動方向（Ｙ）の終端部での印刷のはみ出しを小さくすることができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る電子部品１０の基板２０への実装構造を示す図であり、（ａ）は概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ一点鎖線に沿った概略断面図である。

電子部品１０は、たとえば、コンデンサ、ＩＣチップ、抵抗素子など、基板２０に対して導電性接着剤により接続されるものであればよい。図１では、電子部品１０としてはコンデンサの例を挙げている。基板２０は、たとえばセラミック基板やプリント基板などの配線基板などである。

電子部品１０には、電極１１が設けられており、この電子部品１０は基板２０の一面上に搭載されている。基板２０の一面のうちこの電極１１に対向する部位には、導体としてのランド２１が設けられている。このランド２１は、たとえばＣｕメッキ、Ｎｉメッキなどよりなる。

そして、ランド２１と電子部品１０の電極１１との間には、導電性接着剤３０が配設されており、ランド２１と電極１１とは、導電性接着剤３０を介して電気的に接続されている。この導電性接着剤３０は、一般的なものと同様に、ＡｇやＣｕなどよりなる導電フィラーを樹脂に混合させたもので、塗布して硬化させることで接続を行うものである。たとえば、導電性接着剤３０としてはＡｇペーストが挙げられる。

次に、本実施形態の電子部品の実装構造を作製するための実装方法について述べる。本実装構造は、基板２０の一面上にてランド２１上に導電性接着剤３０を印刷法にて配設した後、その上に電子部品１０を搭載して、電子部品１０の電極１１とランド２１とを導電性接着剤３０を介して接触させる。その後、導電性接着剤３０を硬化させることで、本実施形態の実装構造ができあがる。

本実装方法は、導電性接着剤３０の印刷工程に独自の工夫を持たせたものであり、この印刷方法について、さらに述べることとする。図２は、本印刷工程に用いられる印刷マスク１００の平面図であり、図３は、この印刷マスク１００を用いた印刷方法を示す概略断面図であり、上記ランドは省略してある。

図２に示されるように、印刷マスク１００はステンレスなどの金属製板状のものであり、エッチングやプレス加工などにより形成された開口部１０２を有している。理想的には、この開口部１０２の形状が導電性接着剤３０の印刷形状となる。そして、導電性接着剤３０の配設は、図３に示されるように、この印刷マスク１００とスキージ２００とを用いて行われる。

すなわち、図３に示されるように、基板２０の一面上に、印刷マスク１００を載せて開口部１０２と上記ランドとを一致させ、印刷マスク１００上に導電性接着剤３０を配設する。そして、スキージ２００を開口部１０２上にて一定方向に可動させる。ここで、図３中には、スキージ２００の可動方向が矢印Ｙにて示されている。

この可動方向Ｙに沿ってスキージ２００を可動させることにより、印刷マスク１００上の導電性接着剤３０が、スキージ２００に押されて開口部１０２に入り込み、開口部１０２から基板２０の一面の上記ランド上に塗布される。

ここで、１個のランドに対応して開口部１０２が設けられるが、本実施形態の印刷マスク１００では、図２に示されるように、この開口部１０２が、スキージ２００の可動方向Ｙと直交する方向（図２中の上下方向）に配列された複数個の孔１０１の集合体として構成されている。

ここでは、図２に示されるように、個々の孔１０１は、スキージ２００の可動方向Ｙを長手方向とする細長形状をなすものである。さらに言えば、個々の孔１０１は、スキージ２００の可動方向Ｙにおける開口部１０２の一端から他端まで当該可動方向Ｙと平行に連続して延びる１個の孔である。

そして、開口部１０２は、孔１０１がスキージ２００の可動方向Ｙと平行なストライプ状に複数個配列された集合体として構成されている。なお、図２では、図中の上から下まで孔１０１がストライプ状に配列されているが、途中の点線部分は省略してある。

そして、このような開口部１０２によって導電性接着剤３０を印刷した後の状態は、図４に示される。ここで、図４には、電子部品１０の外形を太い破線で示すとともに、導電性接着剤３０の印刷におけるはみ出し領域３１を、一点鎖線で囲まれた領域として示してある。

図４に示されるように、本実施形態では、基板２０の一面上に印刷された導電性接着剤３０の平面形状は、当該可動方向Ｙと平行なストライプ状パターンとなる。ここまでが、本実施形態の印刷工程である。

ここで、本実装方法では、印刷マスク１００において、個々の孔１０１におけるスキージ２００の可動方向Ｙと直交する方向の幅は、１個の開口部１０２全体の当該可動方向Ｙと直交する方向の幅よりも小さい。そのため、見かけ上、開口部１０２の幅を狭くしたことと同じ効果（上記図２５参照）が期待される。したがって、本実施形態によれば、導電性接着剤３０の印刷におけるはみ出し長さＬ１（図４参照）を極力小さくできる。

そして、本実装方法では、このようなストライプ状パターンに配置された導電性接着剤３０の上に、電子部品１０を搭載する。図５は、この電子部品１０の搭載後の状態を示す概略平面図である。なお、この図５および上記図４では基板２０の一面上の上記ランドは省略してある。

図５に示されるように、搭載される電子部品１０により、導電性接着剤３０が押しつぶされる。そのため、電子部品１０すなわち電極１１の直下およびその周辺部において、ストライプ状に隣り合う個々の導電性接着剤３０同士が、重なり合ってつながった状態となる。そして、この状態で、導電性接着剤３０を硬化させれば、本実施形態の電子部品の実装構造が完成する。

このように、本実施形態の実装方法によれば、印刷マスク１００として、ランド２１に対応する開口部１０２が、スキージ２００の可動方向Ｙと直交する方向に配列された複数個の孔１０１の集合体として構成されたものを用いることにより、導電性接着剤３０の印刷におけるはみ出しを抑制しやすくできる。

次に、本実施形態の実装方法に用いる印刷マスク１００について、その孔１０１の形状の詳細を述べる。上述したように、開口部１０２は、スキージ２００の可動方向Ｙと平行なストライプ状に複数個配列された孔１０１の集合体である。図６は、２個の隣り合う孔１０１を示す部分的な平面図である。

まず、図６に示されるように、本実施形態では、個々の孔１０１におけるスキージ２００の可動方向Ｙの終端部が、当該可動方向Ｙに凸となったＶ字形状となっている。このＶ字の角度θは、限定するものではないが、たとえば６０°〜１５０°程度である。

それによれば、導電性接着剤３０の印刷時に、個々の孔１０１におけるスキージ２００の可動方向Ｙの終端部での印刷荷重の低減が可能となるため、当該終端部での印刷のはみ出し長さＬ１（上記図４参照）を小さくするのに効果的である。

また、図６に示されるように、個々の孔１０１におけるスキージ２００の可動方向Ｙと直交する方向の幅ａを孔幅ａとし、同方向において隣り合う孔１０１の間の幅ｂを間隔幅ｂとする。

このとき、孔幅ａは８０μｍ以上であることが好ましい。これは、Ａｇペーストに代表される導電性接着剤３０の導電フィラーのサイズは数〜２０μｍ程度のものがほとんどであり、これが孔１０１を通過するためには、孔幅ａが８０μｍ以上であることが望ましい事が実験より算出されているためである。

そして、間隔幅ｂについては、孔幅ａの０．５倍よりも大きく孔幅ａ未満であること、すなわち０．５ａ＜ｂ＜ａの大きさの関係となっていることが好ましい。この関係を維持したうえで、通常の導電性接着剤３０に対応する間隔幅ｂは、たとえば０．０８ｍｍ〜０．５ｍｍ以内である。次に、この０．５ａ＜ｂ＜ａである大きさの関係の根拠について述べる。

図７は、間隔幅ｂが比較的大きい場合における（ａ）導電性接着剤３０の印刷後の状態、（ｂ）部品搭載後の状態をそれぞれ示す概略断面図であり、図８は、間隔幅ｂが比較的小さい場合における（ａ）導電性接着剤３０の印刷後の状態、（ｂ）部品搭載後の状態をそれぞれ示す概略断面図である。

まず、図７に示されるように、間隔幅ｂが比較的大きい場合では、間隔幅ｂが大きすぎて、電子部品１０の搭載後において導電性接着剤３０がつぶれても、隣り合う導電性接着剤３０の間に隙間すなわちボイドＢが残ってしまう。

つまり、上記ストライプ構成の場合、間隔幅ｂが大きいと、印刷マスク１００の機械的強度は高くなるが、直接印刷されないが部品搭載後に導電性接着剤が充填されるべき非印刷領域のボイドＢが懸念される。

一方、図８に示されるように、孔幅ａを大きくして間隔幅ｂを比較的小さくした場合では、上記非印刷領域において導電性接着剤３０のつぶれによってボイドは無くなるものの、印刷マスク１００の機械的強度が低くなってしまうことが懸念される。

そこで、さらに、本発明者は、部品搭載による導電性接着剤３０のつぶれ幅を調べ、つぶれ幅の大きさに応じて間隔幅ｂを決めれば、不必要に印刷マスク１００の機械的強度を低下させることはなくなると考えた。このつぶれ幅の検討の一例を示す。

図９は、印刷マスク１００の厚みｄ１すなわち印刷マスク厚みｄ１と、印刷された導電性接着剤３０の厚みｄ２すなわち導電性接着剤３０の印刷厚みｄ２との関係を説明する概略断面図である。金属製の印刷マスク１００においては、図９（ａ）に示されるように、厚みｄ１の印刷マスク１００を用いて印刷した場合、図９（ｂ）に示されるように、導電性接着剤３０の印刷厚みｄ２は、実質的に上記印刷マスク厚みｄ１と同じである。

また、図１０は、電子部品１０の搭載時における導電性接着剤３０のつぶれ幅Ｌ２、すなわち部品搭載におけるつぶれ幅Ｌ２の確認方法を示す概略断面図である。このつぶれ幅Ｌ２は、図１０（ａ）に示されるように、導電性接着剤３０を上記孔幅ａにて印刷した後、この幅ａよりも大きな電子部品１０を搭載した際の導電性接着剤３０のはみだし量Ｌ２として測定することができる。

そして、本発明者は、上記図９および図１０に基づいて、部品搭載におけるつぶれ幅Ｌ２を調査した。ここで、図１１（ａ）〜（ｄ）は、この調査に用いた孔１０１の形状の一例を示す図であり、長方形状をなすパターンＣや、長方形の中央部が狭くなった形状をなすパターンＡ、Ｂ、Ｄが表されている。なお、図１１中には、各部の寸法がｍｍ単位で示されている。

そして、これら図１１に示される各パターンＡ〜Ｄの孔１０１について、上記図１０に示されるように、部品搭載を行い、つぶれ幅Ｌ２を求めた。その結果は、図１２に示される。図１２（ａ）は上記パターンＣについての導電性接着剤３０のつぶれ状態を示す平面図、図１２（ｂ）は上記パターンＡ、Ｂ、Ｄについての同平面図であり、各場合について上記つぶれ幅Ｌ２を示してある。

このつぶれ幅Ｌ２の調査は、印刷マスク厚みｄ１および部品搭載時の押し込み量（マウント押し込み量）を変えて行った。その結果を図１３に示す。図１３では、印刷マスク厚みｄ１を６０μｍ、８０μｍと変え、さらにそれぞれの印刷マスク厚みｄ１において、マウント押し込み量を０．２ｍｍ／ｓｅｃ、０．４ｍｍ／ｓｅｃ、０．８ｍｍ／ｓｅｃと変えて調査した。

図１３に示されるように、マウント押し込み量によるつぶれ幅Ｌ２の変化は小さく、つぶれ幅Ｌ２は、印刷マスク厚みｄ１、すなわち、上記導電性接着剤３０の印刷厚みｄ２（上記図９参照）に、主として依存することがわかる。なお、この図１３における印刷マスク厚みｄ１は一般的なものであり、マウント押し込み量は、通常０．４ｍｍ／ｓｅｃ程度である。

そして、この図１３に示される部品搭載によるつぶれ幅Ｌ２は、上記図１１に示される各パターンの孔１０１の孔幅に対して、５０％〜７０％ほどであることがわかる。このことが、上記した０．５ａ＜ｂ＜ａである大きさの関係の根拠となる。

図１４は、上記孔幅ａと間隔幅ｂを、どの程度に設定すればよいかについて設計概念を示す図である。上記図１３から求められたように、部品搭載によるつぶれ幅Ｌ２は、孔１０１の孔幅ａに対して、５０％〜７０％ほどである。そして、隣り合う導電性接着剤３０からつぶれが生じることを考慮すれば、上記非印刷領域に確実に導電性接着剤３０を充填するためには、間隔幅ｂは、孔幅ａよりも小さくする必要がある。

さらに、実質的に良好な電気伝導を得るためには、間隔幅ｂはもっと短くすることが好ましいが、印刷マスク１００の機械的耐久の点を踏まえると、間隔幅ｂは孔幅ａの０．５倍よりも大きいことが必要となる。これが、本実施形態の上記ストライプ構成において、０．５ａ＜ｂ＜ａの関係を採用した根拠である。

また、図１５、図１６は、それぞれ本実施形態の印刷マスク１００における孔１０１の断面形状を表す図であり、図１５は、孔１０１の深さ方向の下方に向かって孔面積が狭くなる順テーパ形状の場合の印刷工程を示す図、図１６は、孔１０１の深さ方向の下方に向かって孔面積が広くなる逆テーパ形状の場合の印刷工程を示す図である。ここで、これら両図１５、１６において、孔１０１の深さ方向の下方とは、図中の下方すなわち基板２０側の方向である。

順テーパの場合は、印刷後に、印刷マスク１００をリフトオフした際の導電性接着剤３０の抜けが悪くなることが予測される。そのため、図１５（ｂ）に示されるように、当該リフトオフの際に印刷した導電性接着剤３０が、印刷マスク１００と一緒に持っていかれてしまい、所望の印刷厚みが得られない。

一方、逆テーパの場合は、リフトオフした際の導電性接着剤３０の抜けは良いものであり、図１６（ｂ）に示されるように、印刷マスク１００の厚みと同じ厚みで導電性接着剤３０が印刷される。そのため、本実施形態の印刷マスク１００においては、孔１０１の断面形状は逆テーパが好ましく、図１６中の角度θで言えば、９０よりも大きく１５０°程度までが望ましい。

（第２実施形態）
ところで、導電性接着剤３０の印刷面積に対して電子部品１０のサイズが小さい場合は、部品搭載時の導電性接着剤３０のつぶれによる影響は考える必要がないが、電子部品１０のサイズが大きい場合については、その対策を考える必要がある。このことについて、図１７を参照して具体的に述べる。

図１７は、部品搭載による導電性接着剤３０のつぶれの状態を示す概略平面図であり、（ａ）は、導電性接着剤３０の印刷面積に対して電子部品１０のサイズが小さい場合であり、（ｂ）は、導電性接着剤３０の印刷面積に対して電子部品１０のサイズが大きい場合である。

なお、図１７中、導電性接着剤３０は印刷直後の状態を実線にて示し、電子部品１０の外形を太い破線で示し、導電性接着剤３０の印刷におけるはみ出し領域３１を一点鎖線で囲まれた領域として示し、部品搭載によりつぶれた導電性接着剤３０の外形を破線３０’にて示す。

図１７（ａ）に示されるように、電子部品１０のサイズが印刷面積に対して小さい場合には、部品搭載によってつぶれた導電性接着剤３０は、印刷におけるはみ出し領域３１の範囲内に収まる。

しかし、基板２０の一面上における部品の実装密度の増大や、基板サイズの小型化などにより、図１７（ｂ）に示されるように、電子部品１０のサイズが大きくなる場合がでてくる。そして、この場合には、部品搭載によって導電性接着剤３０は、つぶれ幅Ｌ２の分つぶれるが、このつぶれによって導電性接着剤３０が印刷におけるはみ出し領域３１の外側にはみ出してしまい、印刷におけるはみ出しを低減したことが無駄になってしまう恐れがある。

そこで、本発明の第２実施形態では、この部品搭載による導電性接着剤３０のつぶれを低減するのに好ましい印刷マスク１００を提供する。具体的には、導電性接着剤３０のうち部品搭載によってつぶれる部位では、つぶれない部位よりも印刷厚みが薄くなるように、印刷可能なマスク構成を実現するものである。

図１８は、本第２実施形態に係る印刷マスク１００の部分的な断面形状を示す図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。また、図１９は、本実施形態の印刷マスク１００における導電性接着剤３０の印刷厚みの分布を示すための平面図である。この図１９では、便宜上、印刷後の印刷厚みがマスク厚みと同じになる部位に斜線ハッチングを施し、印刷厚みがマスク厚みよりも薄くなる部位に点ハッチングを施し、また、印刷マスク１００に対応する電子部品１０の外形を太い破線で示してある。

具体的に、図１９に示されるように、印刷厚みがマスク厚みよりも薄くなる部位は、開口部１０２を構成する複数個の孔１０１のうち電子部品１０の電極１１の外周端部および当該外周端部の外側に位置する部位である。一方、印刷厚みがマスク厚みと同じになる部位は、複数個の孔１０１のうち電子部品１０の電極１１の外周端部よりも内周側に位置する部位である。

そして、上記図１８には、印刷厚みがマスク厚みと同じになる部位と印刷厚みがマスク厚みよりも薄くなる部位とにおける、孔１０１の断面形状が示されている。図１８において、印刷厚みがマスク厚みと同じ部位は、（ａ）、（ｂ）の左側の孔１０１であり、上記図１６に示したような断面が逆テーパ形状の孔１０１である。

一方、印刷厚みがマスク厚みよりも薄くなる部位は、図１８における（ａ）、（ｂ）の右側の孔１０１である。この右側の孔１０１は、当該孔１０１の深さ方向の途中部に、孔面積が絞られた部分としての絞り部１０１ａを有する。それにより、この部位では、当該部位に入り込んだ導電性接着剤３０が絞り部１０１ａよりも導体２１側すなわち基板２０側（図１８中の下側）へ落ちないようになっている。

ここで、図１８（ａ）に示される第１の例では、絞り部１０１ａを有する孔１０１は、絞り部１０１ａよりも深さ方向の上側がストレートな孔形状であり、下側は上記逆テーパ形状である。

一方、図１８（ｂ）に示される第２の例では、絞り部１０１ａを有する孔１０１は、中央部が絞られた鼓形状の孔であり、深さ方向における絞り部１０１ａよりも上側に位置する部位は、上記順テーパ状の孔形状をなすが、下側（基板側）に位置する部位は、上記逆テーパ形状の孔形状をなす。

この絞り部１０１ａの作用については、上記図１５に示した順テーパの説明により理解できる。つまり、図１８に示される絞り部１０１ａによれば、印刷マスク１００のリフトオフの際に絞り部１０１ａよりも上側の導電性接着剤３０は、印刷マスク１００と一緒に持っていかれる。そのため、この絞り部１０１ａを有する孔１０１における導電性接着剤３０の印刷厚みは、印刷マスク厚みよりも薄いものとなる。

こうして、本実施形態によれば、電子部品１０のサイズが印刷面積に対して大きくなったとしても、部品搭載による導電性接着剤３０のつぶれ幅Ｌ２を、極力小さいものとし、このつぶれ幅Ｌ２が印刷におけるはみ出し長さＬ１を越えないようにすることが可能となる。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、孔幅ａを８０μｍ以上としているが、これは、導電性接着剤３０が一般的なＡｇペースト（導電フィラーのサイズが〜２０μｍまでのもの）の場合であり、ナノフィラーのようなものに対しては、孔幅ａはもっと縮まり、必然的に間隔幅ｂも小さくなる。

また、印刷マスク１００としては、開口部１０２が、スキージ２００の可動方向Ｙと直交する方向に配列された複数個の孔１０１の集合体として構成されたものであればよく、上記図２に示したようなストライプ構成のもの以外にも、たとえば、図２０（ａ）〜（ｃ）や図２１（ａ）、（ｂ）に示されるようなものであってもよい。

図２０（ａ）に示される例では、上記図２に示した孔１０１において、上記スキージ２００の可動方向Ｙの終端部を上記Ｖ字形状とはせず、直線としたものである。この例においても、上記した孔幅ａおよび間隔幅ｂにおける０．５ａ＜ｂ＜ａの関係を採用することができる。

また、スキージ２００の可動方向Ｙを長手方向とする細長形状をなすものとしては、図２０（ｂ）、（ｃ）および図２１（ａ）に示されるものでもよい。これらにおいては、個々の孔１０１は、スキージ２００の可動方向Ｙにおける開口部１０２の一端と他端との間に、当該可動方向Ｙに列をなして複数個配置されている。そして、開口部１０２は、これらの列が可動方向Ｙと平行なストライプ状に複数個配列されてなる。

さらに、個々の孔１０１は、スキージ２００の可動方向Ｙを長手方向とする細長形状をなすものであること以外にも、当該可動方向Ｙと直交する方向に分割された複数の孔の１つであればよく、上記細長形状に限定されない。たとえば、図２１（ｂ）に示されるような星形の孔１０１でもよい。

本発明の第１実施形態に係る電子部品の実装構造を示す図であり、（ａ）は概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ概略断面図である。 上記第１実施形態の印刷工程に用いられる印刷マスクの平面図である。 図２に示される印刷マスクを用いた印刷方法を示す概略断面図である。 上記第１実施形態の印刷工程において印刷後の導電性接着剤を示す概略平面図である。 上記第１実施形態の印刷工程において電子部品搭載後の状態を示す概略平面図である。 上記第１実施形態において２個の隣り合う孔を示す部分的な平面図である。 間隔幅ｂが比較的大きい場合における（ａ）導電性接着剤の印刷後の状態、（ｂ）部品搭載後の状態をそれぞれ示す概略断面図である。 間隔幅ｂが比較的小さい場合における（ａ）導電性接着剤の印刷後の状態、（ｂ）部品搭載後の状態をそれぞれ示す概略断面図である。 印刷マスク厚みｄ１と導電性接着剤３０の印刷厚みｄ２との関係を示す概略断面図である。 部品搭載におけるつぶれ幅の確認方法を示す概略断面図である。 つぶれ幅の調査に用いた孔の形状の一例を示す図である。 上記図１１に示される各パターンについての導電性接着剤のつぶれ状態を示す平面図である。 印刷マスク厚みおよびマウント押し込み量を変えたときのつぶれ幅の変化を調査した結果を示す図である。 孔幅ａと間隔幅ｂとの設計概念を示す図である。 印刷マスクにおける孔の断面形状が順テーパ形状の場合の印刷工程を示す図である。 印刷マスクにおける孔の断面形状が逆テーパ形状の場合の印刷工程を示す図である。 部品搭載による導電性接着剤のつぶれの状態を示す概略平面図であり、（ａ）は電子部品のサイズが小さい場合、（ｂ）は電子部品のサイズが大きい場合である。 本発明の第２実施形態に係る印刷マスクの部分的な断面形状を示す図であり、（ａ）は第１の例、（ｂ）は第２の例を示す。 上記第２実施形態の印刷マスクにおける導電性接着剤の印刷厚みの分布を示すための平面図である。 他の実施形態に係る印刷マスクの孔形状を示す図である。 他の実施形態に係る印刷マスクの孔形状を示す図である。 （ａ）は、基板の反りにより印刷マスクと基板とのクリアランスが発生する状態を示す概略断面図であり、（ｂ）は、基板の凹凸により印刷マスクと基板とのクリアランスが発生する状態を示す概略断面図である。 スキージの可動方向の終端部にて印刷のはみ出しが発生する様子を示す概略断面図である。 開口部の幅ａおよびはみ出し長さＬ１を定義する概略平面図である。 開口部の幅ａと印刷におけるはみ出し長さＬ１との関係を示す図である。

符号の説明

１０…電子部品、１１…電子部品の電極、２０…基板、
２１…基板の導体としてのランド、３０…導電性接着剤、
１００…印刷マスク、１０１…孔、１０１ａ…絞り部、１０２…開口部、
２００…スキージ、ａ…孔幅、ｂ…間隔幅、Ｙ…スキージの可動方向。

Claims (5)

1. 基板（２０）の一面上に電子部品（１０）を搭載し、前記基板（２０）の前記一面上に設けられた導体（２１）と前記電子部品（１０）の電極（１１）との間に、導電性接着剤（３０）を配設して電気的に接続するものであり、
   前記導電性接着剤（３０）の配設は、開口部（１０２）を有する金属製の印刷マスク（１００）とスキージ（２００）を用い、前記スキージ（２００）を前記開口部（１０２）上にて一定方向に可動させることで前記開口部（１０２）から前記導体（２１）の上に前記導電性接着剤（３０）を塗布することにより行われる電子部品の実装方法において、
   前記印刷マスク（１００）として、前記導体（２１）に対応する前記開口部（１０２）が、前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と直交する方向に配列された複数個の孔（１０１）の集合体として構成されたものを用い、
   個々の前記孔（１０１）は、前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）を長手方向とする細長形状をなすものであり、
   個々の前記孔（１０１）は、前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）における前記開口部（１０２）の一端から他端まで前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と平行に連続して延びる１個の孔であり、
   前記開口部（１０２）は、前記孔（１０１）が前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と平行なストライプ状に複数個配列された集合体であり、
   個々の前記孔（１０１）の幅である孔幅ａと隣り合う前記孔（１０１）の間の幅である間隔幅ｂとは、０．５ａ＜ｂ＜ａの大きさの関係となっていることを特徴とする電子部品の実装方法。
2. 基板（２０）の一面上に電子部品（１０）を搭載し、前記基板（２０）の前記一面上に設けられた導体（２１）と前記電子部品（１０）の電極（１１）との間に、導電性接着剤（３０）を配設して電気的に接続するものであり、
   前記導電性接着剤（３０）の配設は、開口部（１０２）を有する金属製の印刷マスク（１００）とスキージ（２００）を用い、前記スキージ（２００）を前記開口部（１０２）上にて一定方向に可動させることで前記開口部（１０２）から前記導体（２１）の上に前記導電性接着剤（３０）を塗布することにより行われる電子部品の実装方法において、
   前記印刷マスク（１００）として、前記導体（２１）に対応する前記開口部（１０２）が、前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と直交する方向に配列された複数個の孔（１０１）の集合体として構成されたものを用い、
   さらに、前記開口部（１０２）を構成する複数個の前記孔（１０１）のうち前記電子部品（１０）の前記電極（１１）の外周端部および当該外周端部の外側に位置する部位は、当該孔（１０１）の深さ方向の途中部に、当該孔面積が絞られた部分としての絞り部（１０１ａ）を有し、当該部位に入り込んだ前記導電性接着剤（３０）が前記絞り部（１０１ａ）よりも前記導体（２１）側へ落ちないようになっていることを特徴とする電子部品の実装方法。
3. 個々の前記孔（１０１）は、前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）を長手方向とする細長形状をなすものであり、
   個々の前記孔（１０１）は、前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）における前記開口部（１０２）の一端から他端まで前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と平行に連続して延びる１個の孔であり、
   前記開口部（１０２）は、前記孔（１０１）が前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）と平行なストライプ状に複数個配列された集合体であることを特徴とする請求項２に記載の電子部品の実装方法。
4. 個々の前記孔（１０１）の幅である孔幅ａと隣り合う前記孔（１０１）の間の幅である間隔幅ｂとは、０．５ａ＜ｂ＜ａの大きさの関係となっていることを特徴とする請求項３に記載の電子部品の実装方法。
5. 前記個々の孔（１０１）における前記スキージ（２００）の可動方向（Ｙ）の終端部が、当該可動方向（Ｙ）に凸となったＶ字形状となっていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電子部品の実装方法。

Images