JP5286532B2 - ペースト印刷版 - Google Patents

Description

本発明はパッケージ用プリント配線基板やモジュール基板（以下基板）にペースト、特に接着剤等のペーストを印刷する際に使用される印刷版に関する。

近年、半導体基板への部品実装は、小型化、高密度化が進んでおり、両面搭載の基板が一般的となっている。
そういった両面実装基板の作製時、一次部品実装済み基板の裏面へ二次部品を実装する際や、同じ面に複数回に分けて部品を実装する場合には、接着剤により基板上へ部品を仮止めし、はんだフロー炉を通すことにより部品を実装する工法が取られている。

接着剤を塗布する方法としては、ディスペンス法、印刷法などがあるが、多面付け基板等、塗布箇所が多い場合でも、一括塗布が可能なことから、印刷法が多く用いられている。

しかし、複数回に分けて部品を実装する場合、通常用いられる平坦な印刷版で一次部品実装済みの面へ接着剤を印刷しようとすると、印刷版と一次部品が接触してしまうため、印刷版表面に一次部品及び一次部品の接合部の避け部を設ける必要があり、印刷版の厚みが増加するため、接着剤の抜け性が悪化してしまうという問題があった。

また、接着剤に限らず導電性ペースト印刷時においても、同様な抜け性の問題は発生していた。

上記問題の解決手段として、開口内の径を変更することにより、ペースト抜け性を改善した印刷版が開示されている。
特願２００７−１５１１００

前記構造の印刷版の作製方法としては、フォトリソグラフによる電鋳法によって作製する方法が開示されているが１段ごとにフォトリソグラフ、すなわち開口部に該当する部分にレジストを形成し、電鋳をする必要があるため、作製に時間がかかってしまうという問題があった。

同様の構造の印刷版の製造方法としては、金属材料をマシニング加工して作製する方法があるが、硬度の高い金属材料を機械加工するため、加工機械が高額であったり、微細な加工が困難であるという問題がある。

さらに、マシニング加工を行なうと、その他の加工方法で同様の加工を行なった場合と比較して、加工後の基材壁面が粗くなり、印刷時に抜け性が悪くなるという問題もある。

また、印刷性を改善するために、ペースト充填側を金属で形成し、被印刷面側を樹脂で形成した構造のマスクも開示されている。
しかし、印刷するペーストが接着剤等、粘度の高いものだった場合、樹脂部にペーストが残り、ペーストの転写量の不足を生じたり、開口内の壁面に残ったペーストの洗浄に手間がかかるという問題があった。
特許３０２８３２８号

本発明者らは鋭意検討の結果、上記課題を解決するマスクを開発した。
すなわち、
樹脂材料からなり、実装部品収納用の凹部、及び開口部を有してなるペースト印刷に用いられる印刷版であって、
前記開口部の開口径がペースト充填側から被印刷面側にかけて径が小さくなるように印刷版の厚さ方向で異なること、及び
印刷版の表面が金属皮膜で被覆されていることを特徴とする印刷版、及び
前記開口径の印刷版の厚さ方向で異なる開口部の形状が多段構造となっていることを特徴とする前記印刷版、及び
前記金属皮膜の構成が２層構造であり、下地層は無電解めっきからなり、表層は電解めっきからなることを特徴とする上記いずれかの印刷版、である。

本発明に係る印刷版は、印刷版の厚みが厚くなっても開口部径が印刷版の厚さ方向で異なり、特に、印刷版のペースト充填側の径が被印刷面側の開口径より大きいために、要求されるペーストの印刷径に対応した開口径内を通る距離が短いため、印刷性に優れる。
また、表面が金属で被覆されているため、粘度が高いペースト印刷時でもペーストが開口内の壁面に残らず、ペーストの転写量が十分に確保でき、且つ作業性が向上する。
さらに、従来の金属製印刷版と比較して、樹脂材料を主構成材料とするため軽量で、かつ加工性に優れる。

本発明の印刷版の材質としては、エポキシ樹脂等に代表される樹脂材料が望ましく、強度や耐熱性の点から、内部にガラス繊維が織り込まれた構造のガラスエポキシ樹脂と呼ばれる樹脂材料がより望ましい。又、本発明の印刷版には、ペースト印刷用の開口部、及び実装部品収納用の凹部が設けられている。

本発明の印刷版の開口部の径はペースト充填側から被印刷面側に向かって、小さくなっていく形状が望ましく、ペーストの印刷量に応じて、すなわち印刷量が多くなるにつれ、ペースト充填側の開口径を広げることにより、スキージ側（ペースト充填側）の開口部がペーストを保持するように作用するため、ペーストの印刷量を調整することができる。無論、通常のストレートの開口を混在させることにより、ペーストの印刷量を調整してもよい。

開口部の形状が多段になっている場合、被印刷面側の開口部（図１における開口部２）は、基板の印刷パターンにもよるが、ペースト印刷時の抜け性を考慮すると開口部の径は開口部の厚さの１．１倍以上であることが望ましく、１．５倍以上であることがより望ましい。

実装部品収納用の凹部の深さは、基板上の部品の高さにもよるが、印刷版自体の強度を考慮すると、該凹部の印刷版の厚みは０．５ｍｍ以上確保できていることが望ましい。

本発明の印刷版の実装部品収納部及び開口部の形成方法としては、マシニング加工、レーザーによるアブレーション加工等があるが、±０．０５ｍｍ程度の加工精度があれば、加工方法は限定しない。

本発明の樹脂材料からなる印刷版の表面にめっきにより金属皮膜を形成する。この金属皮膜の被覆により、印刷版への、特に開口内の壁面へのペースト残りの発生を防止することができ、且つ耐久性を高めること、更に静電気の除去も期待できる。印刷版の側面、実装部品収納用の凹部には特に金属皮膜の形成は必要としないが、製造上等の理由から形成しても良い。
また、マシニング加工で開口を形成すると、開口内の壁面に微細な凹凸が形成され、ペースト残りが発生しやすくなってしまうが、全面にめっきを行なうことにより、凹凸がめっきによって埋められ、平滑化することにより、ペースト残りの発生が防止できる。

前記めっきの構成としては、取り扱いの容易さから無電解銅めっきの下地上に電解ニッケルめっきや電解ニッケル合金めっきをすることが望ましい。また、めっきに使用するめっき液は従来知られているものでよく、特に限定しない。
又、印刷するペーストの種類にもよるが、めっき条件の変更等によって金属皮膜の表面状態を変えることにより、ペースト抜け性をより一層向上することができる。

以下、本発明の具体的な実施例を示す。
本発明の印刷版の断面図を図１に、俯瞰図を図２に示す。
また、本発明の印刷版はこれに限定されるものではない。

本発明の印刷版１はガラスエポキシ樹脂からなり、被印刷面側の開口部２及び前記開口部２よりも径が大きい開口部３からなる２段構造の開口部、及び実装部品収納用の凹部５が形成されてなる。

前記のガラスエポキシ樹脂の全面にはめっきによりＮｉ皮膜４が形成されており、強度を高めた構造となっている。

Ｎｉ皮膜４はガラスエポキシ樹脂等の樹脂表面に下地として無電解銅めっき膜を形成した後、電解Ｎｉめっき浴中にて電解めっきをすることにより形成した。

被印刷面側の開口部２の開口径は０．７ｍｍであり、開口厚は０．５ｍｍであった。

本発明の印刷版を用いて粘度が１００Ｐａ・ｓの接着剤の印刷を行なった結果、抜け不良、部品の接合不良等の問題なく印刷が可能であった。

本発明の印刷版は、従来の金属製の印刷版に比べ、加工が容易であり、かつ耐久性も備えているため、接着剤印刷以外でも、導電性ペースト印刷などに広く利用できる。

本発明の１実施例の断面図 本発明の１実施例の俯瞰図

符号の説明

１ 印刷版
２ 被印刷面側の開口部
３ 開口部
４ Ｎｉ皮膜
５ 実装部品収納用の凹部

Claims (3)

1. 樹脂材料からなり、実装部品収納用の凹部、及び開口部を有してなるペースト印刷に用いられる印刷版であって、
   前記開口部の開口径がペースト充填側から被印刷面側にかけて径が小さくなるように印刷版の厚さ方向で異なること、及び
   印刷版の表面が金属皮膜で被覆されていることを特徴とする印刷版。
2. 前記開口径の印刷版の厚さ方向で異なる開口部の形状が多段構造となっていることを特徴とする請求項１記載の印刷版。
3. 前記金属皮膜の構成が２層構造であり、下地層は無電解めっきからなり、表層は電解めっきからなることを特徴とする請求項１又は２いずれか記載の印刷版。