JP6638221B2 - Print mask and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、印刷マスクに関するものであり、特に印刷マスクの構造に関するものである。 The present invention relates to a print mask, and more particularly, to a structure of a print mask.
プリント基板などの製造工程において、はんだペーストなどの導電ペーストや接着剤の樹脂等の印刷物質が印刷マスクを用いて基板上に印刷される。はんだペースト等の印刷物質の形状や量は、電子部品の接続の信頼性等に大きな影響を与えうる。そのため、基板に印刷されるはんだペースト等の印刷物質の形状や量は安定している必要がある。また、プリント基板などは大量に生産されるため、はんだペースト等の印刷物質の印刷工程においても生産性が高いことも要求される。 In a manufacturing process of a printed board or the like, a printed material such as a conductive paste such as a solder paste or a resin of an adhesive is printed on the board using a print mask. The shape and amount of a printing substance such as a solder paste can greatly affect the reliability of connection of electronic components and the like. Therefore, it is necessary that the shape and amount of a printing substance such as a solder paste printed on the substrate be stable. In addition, since printed circuit boards and the like are mass-produced, high productivity is also required in a printing process of a printing substance such as a solder paste.
はんだペースト等の印刷物質を基板に印刷するための印刷マスクとしては、スクリーンマスクやメタルマスクが広く用いられている。例えば、表面実装工程では、基板にはんだを印刷する位置に対応する開口部を有する薄い金属板上のステンシルを用いた印刷マスクが用いられる。ステンシルを用いた印刷マスクは、鋳造したフレームにステンシルを高いテンションを加えて紗張りすることで作成されている。 Screen masks and metal masks are widely used as print masks for printing a printing substance such as a solder paste on a substrate. For example, in the surface mounting process, a printing mask using a stencil on a thin metal plate having an opening corresponding to a position where solder is printed on a substrate is used. A print mask using a stencil is created by applying a high tension to a cast frame and sizing the frame.
はんだペースト等の印刷物質の印刷工程では、位置合わせを行った基板を印刷マスクに押し当てて、基板とは反対側の面から開口部を介してはんだペースト等の印刷物質が基板に印刷される。はんだペースト等の印刷物質は、印刷マスクの水平方向に一定の圧力をかけながらスキージを走査することで印刷マスクの開口部に充てんされる。 In the printing process of a printing material such as a solder paste, the aligned substrate is pressed against a printing mask, and the printing material such as a solder paste is printed on the substrate from the surface opposite to the substrate through an opening. . A printing substance such as a solder paste is filled in the opening of the print mask by scanning the squeegee while applying a constant pressure in the horizontal direction of the print mask.
プリント基板などでは、厚みの異なるソルダーレジスト、電極パッド、シルク印刷などが基板上に配置されているため、基板表面のそれぞれの箇所で段差が異なる。そのため、基板表面の段差構造により印刷マスクと基板との密着性が低下することがある。印刷マスクと基板との密着性が低下すると、印刷マスクと基板との間に隙間が生じる。隙間が生じるとはんだペースト等の印刷物質の開口部への充てん時に、はんだペースト等の印刷物質が印刷マスクと基板との間の隙間に入り込むことにより印刷マスクの印刷面、すなわち、基板側にはんだにじみが発生する。 In a printed circuit board or the like, since solder resists, electrode pads, silk prints, and the like having different thicknesses are arranged on the substrate, steps are different at respective portions on the substrate surface. Therefore, the adhesiveness between the print mask and the substrate may decrease due to the step structure on the substrate surface. When the adhesion between the print mask and the substrate is reduced, a gap is generated between the print mask and the substrate. When a gap is formed, when the printing material such as solder paste fills the opening, the solder material such as solder paste enters the gap between the printing mask and the substrate, so that the printed surface of the printing mask, that is, the solder is applied to the substrate side. Bleeding occurs.
印刷マスクの印刷面に生じたにじみは、不要な箇所へのはんだペースト等の印刷物質の転写を防ぐためクリーニングによって除去する必要がある。しかし、クリーニングの頻度が増加すると生産性が低下するため、はんだペースト等の印刷物質のにじみを抑制しクリーニングの頻度を低くする必要がある。また、印刷マスクと基板の密着性が低いと、スキージの走査時にスキージの圧力で印刷マスクがひきずられ、基板上の電極パッド等と印刷マスクの開口部の位置にずれが生じる。基板上の電極パッド等と印刷マスクの開口部の位置にずれが生じると、印刷ずれによる不良の発生につながる。 The bleeding generated on the printing surface of the print mask needs to be removed by cleaning to prevent transfer of a printing substance such as a solder paste to an unnecessary portion. However, if the frequency of cleaning increases, the productivity decreases. Therefore, it is necessary to suppress bleeding of a printing substance such as a solder paste and to reduce the frequency of cleaning. Further, if the adhesion between the print mask and the substrate is low, the print mask is dragged by the pressure of the squeegee during scanning of the squeegee, resulting in a displacement between the electrode pads and the like on the substrate and the openings of the print mask. If the position of the electrode pad or the like on the substrate shifts from the position of the opening of the print mask, a defect due to the print shift occurs.
このような背景から生産性を低下させることなく、安定してはんだペースト等の印刷物質を基板に印刷するための技術があることが望ましく、関連する技術の開発が行われている。そのような生産性を低下させることなく、安定して印刷物質を基板に印刷するための技術としては、たとえば、特許文献１のような技術が開示されている。 From such a background, it is desirable to have a technique for stably printing a printing substance such as a solder paste on a substrate without reducing productivity, and related techniques are being developed. As a technique for stably printing a printing substance on a substrate without reducing such productivity, for example, a technique as disclosed in Patent Document 1 is disclosed.
特許文献１は、基板との接触面側に樹脂層が形成された印刷マスクに関するものである。特許文献１の印刷マスクは、基板にはんだを印刷する位置に開口部を有するメタルマスクの基板面側に弾性膜の樹脂層を備えている。特許文献１では、弾性膜は印刷箇所の近傍の基板の段差を吸収するため開口部を取り囲むように形成されている。特許文献１は、このような構成とすることにより、弾性膜によって段差を吸収しメタルマスクを、弾性膜を介して基板に密着させることができるとしている。特許文献１では、印刷マスクと基板の密着性を向上することで、はんだのにじみを抑制することができるとしている。 Patent Literature 1 relates to a print mask in which a resin layer is formed on a contact surface side with a substrate. The print mask of Patent Document 1 has a resin layer of an elastic film on the substrate surface side of a metal mask having an opening at a position where solder is printed on the substrate. In Patent Literature 1, an elastic film is formed so as to surround an opening in order to absorb a step of a substrate near a printing location. Patent Literature 1 states that with such a configuration, a step can be absorbed by the elastic film and the metal mask can be brought into close contact with the substrate via the elastic film. Patent Literature 1 states that the bleeding of the solder can be suppressed by improving the adhesion between the print mask and the substrate.
また、特許文献２にも、基板面側に樹脂層を備える印刷マスクに関する技術が開示されている。特許文献２の印刷マスクは、金属板と基板面側に積層された樹脂層とを備えている。特許文献２の印刷マスクでは、金属板と樹脂層はほぼ同じ位置に開口部を有している。特許文献２は、樹脂層に所定の材質の樹脂を用いることで樹脂層の膜減りが抑制され、はんだの印刷不良を避けることができるとしている。 Patent Document 2 also discloses a technique relating to a print mask having a resin layer on the substrate surface side. The print mask of Patent Document 2 includes a metal plate and a resin layer laminated on the substrate surface side. In the print mask of Patent Document 2, the metal plate and the resin layer have openings at substantially the same positions. Patent Literature 2 states that by using a resin of a predetermined material for the resin layer, the resin layer can be prevented from being thinned, and defective printing of solder can be avoided.
しかしながら、特許文献１の技術は次のような点で十分ではない。特許文献１の印刷マスクは、金属板と弾性膜とを積層して形成されている。そのため、印刷マスクの開口部において、壁面は金属板と弾性膜の２層構造となっている。はんだペースト等の印刷物質が充てんされる開口部が２層構造であった場合に、印刷マスクと基板を引き離す際に金属板部分と弾性膜部分とで異なる大きさのせん断応力が生じる。金属板部分と弾性膜部分とでせん断応力が異なると、はんだの形状や基板上に残るはんだの量のばらつきが生じる。はんだの形状や基板上に残るはんだの量のばらつきが生じると、はんだペースト等の印刷物質の印刷不良が生じ得る。 However, the technique of Patent Document 1 is not sufficient in the following points. The print mask of Patent Document 1 is formed by laminating a metal plate and an elastic film. Therefore, in the opening of the print mask, the wall surface has a two-layer structure of a metal plate and an elastic film. When the opening filled with a printing substance such as a solder paste has a two-layer structure, when the printing mask is separated from the substrate, different magnitudes of shear stress are generated between the metal plate portion and the elastic film portion. When the shear stress is different between the metal plate portion and the elastic film portion, variations occur in the shape of the solder and the amount of the solder remaining on the substrate. Variations in the shape of the solder and the amount of solder remaining on the substrate may result in poor printing of a printing substance such as a solder paste.
また、特許文献２も同様に印刷マスクの開口部周辺は金属板と弾性膜との積層構造となっている。そのため、特許文献１と同様にせん断応力の違いから、はんだの形状や基板上に残るはんだの量のばらつきが生じ、はんだペースト等の印刷物質の印刷不良が生じ得る。よって、特許文献１および特許文献２の技術は、生産性を低下させることなくはんだペースト等の印刷物質を安定して基板に印刷するための技術としては十分ではない。 Similarly, in Patent Document 2, the periphery of the opening of the print mask has a laminated structure of a metal plate and an elastic film. Therefore, as in Patent Document 1, variations in the shape of the solder and the amount of the solder remaining on the substrate may occur due to the difference in shear stress, and printing failure of a printing substance such as a solder paste may occur. Therefore, the techniques of Patent Literature 1 and Patent Literature 2 are not sufficient as techniques for stably printing a printing material such as a solder paste on a substrate without reducing productivity.
本発明は、生産性を低下させることなく印刷物質を安定して基板に印刷することができる印刷マスクを得ることを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a printing mask capable of printing a printing substance stably on a substrate without reducing productivity.
上記の課題を解決するため、本発明の印刷マスクは、板材層と、弾性層と、貫通穴と、壁面部を備えている。板材層は、印刷物質を印刷する基板と接触する第１の面とは反対側の第２の面の略全面に表面を有し、金属で形成されている。弾性層は、板材層の第１の面の側に積層され、弾性材で形成されている。貫通穴は、第１の面から第２の面まで板材層および弾性層を貫通している。壁面部は、貫通穴の壁面すべてを同一の材料で覆っている。 In order to solve the above problems, a print mask according to the present invention includes a plate material layer, an elastic layer, a through hole, and a wall portion. The plate material layer has a surface on substantially the entire second surface opposite to the first surface in contact with the substrate on which the printing substance is to be printed, and is made of metal. The elastic layer is laminated on the first surface side of the plate material layer, and is formed of an elastic material. The through hole penetrates the plate material layer and the elastic layer from the first surface to the second surface. The wall portion covers the entire wall surface of the through hole with the same material.
本発明の印刷マスクの製造方法は、板材と、前記板材と積層された弾性層と、前記板材および弾性層を貫通する貫通穴とを備える印刷マスク製造方法であって、切削工程と、弾性層形成工程と、開口工程とを含む。切削工程は、貫通穴を形成する領域を少なくとも残し、弾性層を形成する深さまで金属の板材を切削する。弾性層形成工程は、切削工程で切削した領域に弾性材を充てんする。開口工程は、壁面すべてが同一の材料で覆われた貫通穴を形成する。 The method of manufacturing a print mask according to the present invention is a method of manufacturing a print mask including a plate material, an elastic layer laminated with the plate material, and a through hole penetrating the plate material and the elastic layer, wherein a cutting step, an elastic layer A forming step and an opening step are included. In the cutting step, the metal plate is cut to a depth at which the elastic layer is formed, leaving at least a region where a through hole is formed. In the elastic layer forming step, the region cut in the cutting step is filled with an elastic material. The opening step forms a through hole in which all of the wall surfaces are covered with the same material.
本発明によると、生産性を低下させることなく印刷物質を安定して基板に印刷することができる。 According to the present invention, a printing substance can be stably printed on a substrate without reducing productivity.
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の印刷マスクの構成の概要を示した図である。本実施形態の印刷マスクは、板材層１１と、弾性層１２と、貫通穴１３と、壁面部１４を備えている。板材層１１は、印刷物質を印刷する基板と接触する第１の面とは反対側の第２の面の略全面に表面を有し、金属で形成されている。弾性層１２は、板材層１１の第１の面の側に積層され、弾性材で形成されている。貫通穴１３は、第１の面から第２の面まで板材層１１および弾性層１２を貫通している。壁面部１４は、貫通穴１３の壁面すべてを同一の材料で覆っている。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of the configuration of a print mask according to the present embodiment. The print mask of the present embodiment includes a plate material layer 11, an elastic layer 12, a through hole 13, and a wall portion 14. The plate material layer 11 has a surface on substantially the entire second surface opposite to the first surface in contact with the substrate on which the printing substance is to be printed, and is formed of metal. The elastic layer 12 is laminated on the first surface side of the plate material layer 11 and is formed of an elastic material. The through hole 13 penetrates the plate material layer 11 and the elastic layer 12 from the first surface to the second surface. The wall surface portion 14 covers the entire wall surface of the through hole 13 with the same material.
本実施形態の印刷マスクは、基板と接触する面の側に弾性材で形成されている弾性層１２を備えている。弾性層１２が基板との密着性を向上させるので、印刷物質のにじみが起こりにくく清掃等の頻度増による生産性の低下は生じない。また、本実施形態の印刷マスクの貫通穴１４の壁面は、壁面すべてが同一の材料で覆われている。そのため、貫通穴１４を介して基板に印刷される印刷物質にかかるせん断応力は一定となる。その結果、本実施形態の印刷マスクを用いて印刷物質の印刷を行うと、基板上に印刷される印刷物質の量や形状が安定する。以上より、本実施形態の印刷マスクでは、生産性を低下させることなく印刷物質を安定して基板に印刷することができる。 The print mask of this embodiment includes an elastic layer 12 formed of an elastic material on the side of the surface that comes into contact with the substrate. Since the elastic layer 12 improves the adhesion to the substrate, the bleeding of the printing substance hardly occurs, and the decrease in productivity due to an increase in the frequency of cleaning or the like does not occur. In addition, the wall surface of the through hole 14 of the print mask of the present embodiment is entirely covered with the same material. Therefore, the shear stress applied to the printing substance printed on the substrate through the through hole 14 is constant. As a result, when the printing material is printed using the printing mask of the present embodiment, the amount and shape of the printing material printed on the substrate are stabilized. As described above, with the print mask of the present embodiment, the printing substance can be stably printed on the substrate without lowering the productivity.
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２および図３は、本実施形態の印刷マスク２０の構成の概要を示したものである。図２は、本実施形態の印刷マスク２０の平面図を示している。図２は、印刷マスク２０の基板との接触面側から見た平面図である。図３は、図２においてＡ−Ａ’で示されている箇所の断面図である。
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 and FIG. 3 show the outline of the configuration of the print mask 20 of the present embodiment. FIG. 2 shows a plan view of the print mask 20 of the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of the print mask 20 as viewed from a contact surface side with the substrate. FIG. 3 is a cross-sectional view of a portion indicated by AA ′ in FIG.
本実施形態の印刷マスク２０は、はんだペースト等の印刷物質を、プリント基板等の基板に印刷するためのマスクである。印刷マスク２０には、基板の設計に応じた所定の開口パターンが形成されている。 The printing mask 20 of the present embodiment is a mask for printing a printing substance such as a solder paste on a substrate such as a printed board. A predetermined opening pattern according to the design of the substrate is formed in the print mask 20.
本実施形態の印刷マスク２０は、板材２１と、弾性材２２を備えている。また、印刷マスク２０には、貫通穴である複数の開口部２３が形成されている。印刷マスク２０に形成されている開口部２３は、１つであってもよい。 The print mask 20 according to the present embodiment includes a plate member 21 and an elastic member 22. Further, a plurality of openings 23 which are through holes are formed in the print mask 20. The number of openings 23 formed in the print mask 20 may be one.
板材２１は、印刷マスク２０の平面形状および機械強度を維持する構造材としての機能を有する。板材２１には、例えば、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）材を用いることができる。板材２１には、ＳＵＳ材と同等の剛性を有するものであれば他の材質のものを用いてもよい。本実施形態の板材２１は、第１の実施形態の板材層１１に相当する。 The plate member 21 has a function as a structural member that maintains the planar shape and mechanical strength of the print mask 20. For the plate 21, for example, a SUS (Steel Use Stainless) material can be used. The plate 21 may be made of another material as long as it has the same rigidity as the SUS material. The plate 21 of the present embodiment corresponds to the plate layer 11 of the first embodiment.
弾性材２２は、印刷の対象となる基板の段差を吸収し印刷マスク２０と基板との密着性を向上させる機能を有する。弾性材２２には、例えば、シリコーン材を用いることができる。弾性材２２には、ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）材など他の弾性樹脂を用いてもよい。弾性材２２は、板材２１よりもヤング率が小さい。弾性材２２は、１ＧＰａ以下のヤング率であることが好ましい。 The elastic member 22 has a function of absorbing a step of the substrate to be printed and improving the adhesion between the print mask 20 and the substrate. As the elastic material 22, for example, a silicone material can be used. As the elastic member 22, another elastic resin such as PTFE (polytetrafluoroethylene) may be used. The elastic member 22 has a smaller Young's modulus than the plate member 21. The elastic member 22 preferably has a Young's modulus of 1 GPa or less.
弾性材２２は、印刷マスク２０の板材２１に埋設された状態で形成されている。埋設された状態とは、板材２１を切削等で加工した部分に弾性材２２が形成されている状態のことをいう。また、埋設された状態では、印刷マスク２０のはんだペースト等の印刷物質の供給側、すなわち、基板との接触面とは反対側の面と、開口部２３の穴の表面に弾性材２２は露出していない。 The elastic member 22 is formed so as to be embedded in the plate member 21 of the print mask 20. The buried state refers to a state in which the elastic member 22 is formed in a portion where the plate member 21 is processed by cutting or the like. In the buried state, the elastic material 22 is exposed on the supply side of the printing mask 20 such as a solder paste or the like, that is, the surface opposite to the contact surface with the substrate and the surface of the hole of the opening 23. I haven't.
図３の断面図は、図の上側がはんだペースト等の印刷物質の供給側、図の下側が基板との接触面側である。図３に示す通り本実施形態の印刷マスク２０のはんだペースト等の印刷物質の供給側の面は、板材２１で覆われている。また、開口部２３の表面も板材２１で覆われている。弾性材２２は、図３の下側、すなわち、基板との接触面側で表面に露出している。図３のように板材２１の層の中に弾性材２２が形成されている状態を埋設された状態という。 In the cross-sectional view of FIG. 3, the upper side of the figure is a supply side of a printing substance such as a solder paste, and the lower side of the figure is a contact surface side with a substrate. As shown in FIG. 3, the surface of the print mask 20 of the present embodiment on the supply side of the printing substance such as the solder paste is covered with the plate material 21. The surface of the opening 23 is also covered with the plate 21. The elastic member 22 is exposed on the lower surface of FIG. 3, that is, on the contact surface side with the substrate. A state in which the elastic member 22 is formed in the layer of the plate member 21 as shown in FIG. 3 is referred to as a buried state.
また、図２および図３に示す通り、開口部２３の近傍の領域は、はんだペースト等の印刷物質の供給側の面から基板との接触側の面まで板材２１と同一の材質の金属で連続的に形成されている。本実施形態の印刷マスク２０では、弾性材２２は、図２および図３に示す通り、印刷マスク２０の開口部２３とその近傍を除く領域において板材に２１に埋設されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the area near the opening 23 is made of a metal of the same material as the plate 21 from the surface on the supply side of the printing material such as solder paste to the surface on the contact side with the substrate. Is formed. In the print mask 20 of the present embodiment, the elastic material 22 is embedded in the plate material 21 in a region other than the opening 23 and the vicinity thereof as shown in FIGS. 2 and 3.
本実施形態の印刷マスク２０は、基板との接触面側に弾性材２２が形成されていることで、基板に段差がある箇所においても弾性材２２が段差に追随して変形する。そのため、印刷マスク２０の基板側の表面と基板は密着した状態となる。印刷マスク２０と基板との密着性の向上により、はんだペースト等の印刷物質の印刷時に、印刷物質のにじみを防止することができる。また、印刷マスク２０と基板との密着性が向上することにより、はんだペースト等の印刷物質の印刷時にスキージ等によって圧力が印可された際の印刷マスク２０と基板の位置ずれが抑制される。本実施形態の印刷マスク２０では、弾性材２２が弾性力によって水平方向の応力も緩和するので、印刷マスク２０と基板との位置ずれがより生じにくくなる。印刷マスク２０と基板の位置ずれを抑制することで、基板に印刷される印刷物質の位置や形状、量などの精度が向上する。 In the print mask 20 of the present embodiment, since the elastic material 22 is formed on the contact surface side with the substrate, the elastic material 22 is deformed following the step even at a position where the substrate has a step. Therefore, the surface of the print mask 20 on the substrate side and the substrate are in close contact with each other. By improving the adhesion between the print mask 20 and the substrate, it is possible to prevent bleeding of the printing substance when printing a printing substance such as a solder paste. In addition, since the adhesion between the print mask 20 and the substrate is improved, the displacement between the print mask 20 and the substrate when a pressure is applied by a squeegee or the like during printing of a printing substance such as a solder paste is suppressed. In the print mask 20 of the present embodiment, the elastic material 22 also relieves the stress in the horizontal direction by the elastic force, so that the displacement between the print mask 20 and the substrate is less likely to occur. By suppressing the displacement between the print mask 20 and the substrate, the accuracy of the position, shape, amount, and the like of the printing substance printed on the substrate is improved.
また、本実施形態の印刷マスク２０では、基板との接触面側に弾性材２２が形成されていることで、印刷が完了した際に基板から印刷マスク２０を離す動作が容易になる。印刷時は、印刷マスク２０に圧力がかけられ弾性材２２は基板の段差に追随して圧縮された状態であるが、圧力を弱めて印刷マスク２０を基板から離す際には弾性材２２の弾性力が働くからである。印刷マスク２０を基板から離す際に弾性材２２の弾性による基板から離れる向きへの力が働くことで印刷マスク２０が基板から容易に離れるようになる。印刷マスク２０が基板から容易に離れることで、基板に印刷されたはんだペースト等の印刷物質の変形や量のばらつき等を防ぐことができる。 Further, in the print mask 20 of the present embodiment, since the elastic material 22 is formed on the contact surface side with the substrate, the operation of separating the print mask 20 from the substrate when printing is completed is facilitated. At the time of printing, pressure is applied to the print mask 20 and the elastic material 22 is compressed following the step of the substrate. However, when the pressure is reduced and the print mask 20 is separated from the substrate, the elastic material 22 Because power works. When the print mask 20 is separated from the substrate, a force acts in a direction away from the substrate due to the elasticity of the elastic member 22 so that the print mask 20 can be easily separated from the substrate. By easily separating the print mask 20 from the substrate, it is possible to prevent deformation and variation in the amount of a printing substance such as a solder paste printed on the substrate.
本実施形態の弾性材２２は、図３に示す通り基板との接触面側、すなわち、図の下側の面で板材２１と同じ高さになるように形成されている。すなわち、印刷マスク２０の基板との接触面側では、板材２１と弾性材２２がほぼ段差のない水平面を形成している。このように、板材２１と弾性材２２の高さを揃え、板材２１よりも弾性材２２が高い箇所を作らないことで弾性材２２の欠けの発生などを抑制することができる。その結果、印刷マスク２０の耐久性を向上することができる。 As shown in FIG. 3, the elastic member 22 of the present embodiment is formed so as to have the same height as the plate member 21 on the contact surface side with the substrate, that is, the lower surface in the drawing. That is, on the contact surface side of the print mask 20 with the substrate, the plate member 21 and the elastic member 22 form a horizontal plane having almost no step. As described above, the heights of the plate member 21 and the elastic member 22 are made equal to each other, and the generation of the chipping of the elastic member 22 can be suppressed by not forming a portion where the elastic member 22 is higher than the plate member 21. As a result, the durability of the print mask 20 can be improved.
本実施形態では板材２１と弾性材２２がほぼ段差のない水平面を形成する構成としたが、印刷マスク２０の基板と接触する側の面の板材２１と弾性材２２は、同じ高さの水平面を形成していなくもよい。例えば、板材２１よりも弾性材２２の方が高い、すなわち、板材２１で形成されている面よりも弾性材２２の面が凸の状態となっていてもよい。また、印刷マスク２０の一部の領域において、弾性材２２の方が板材２１よりも高い構成としてもよい。また、印刷マスク２０の全領域または一部の領域において弾性材２２よりも板材２１の方が高い構成としてもよい。 In the present embodiment, the plate member 21 and the elastic member 22 form a horizontal plane with almost no step. However, the plate member 21 and the elastic member 22 on the surface of the print mask 20 on the side in contact with the substrate have the same horizontal plane. It does not have to be formed. For example, the elastic member 22 may be higher than the plate member 21, that is, the surface of the elastic member 22 may be more convex than the surface formed by the plate member 21. In a part of the print mask 20, the elastic member 22 may be higher than the plate member 21. Further, the plate member 21 may be higher than the elastic member 22 in the entire region or a partial region of the print mask 20.
本実施形態の弾性材２２は、第１の実施形態の弾性層１２に相当する。 The elastic member 22 of the present embodiment corresponds to the elastic layer 12 of the first embodiment.
開口部２３は、印刷マスク２０の一方の面からもう一方の面、すなわち、はんだペースト等の印刷物質の供給側の面から基板と接触する側の面まで貫通した穴として形成されている。開口部２３は、はんだペースト等の印刷物質を印刷する基板上の位置、すなわち、基板上の電極パッド等の位置に対応するように複数、形成されている。開口部２３は、１つであってもよい。また、開口部２３の大きさは、基板に印刷するはんだペースト等の印刷物質の大きさに応じてそれぞれ設定されている。 The opening 23 is formed as a hole penetrating from one surface of the print mask 20 to the other surface, that is, from the surface on the supply side of the printing material such as solder paste to the surface in contact with the substrate. The plurality of openings 23 are formed so as to correspond to positions on the substrate on which a printing substance such as a solder paste is printed, that is, positions of electrode pads or the like on the substrate. The number of the openings 23 may be one. The size of the opening 23 is set in accordance with the size of a printing substance such as a solder paste to be printed on a substrate.
図３に示す通り、開口部２３の壁面、すなわち、貫通穴の表面のすべての領域は板材２１で連続的に形成されている。また、開口部２３の近傍の領域も印刷マスク２０の基板との接触側の面からもう一方の面の側まで板材２１で連続的に形成されている。すなわち、開口部２３の近傍の領域には弾性材２２は、形成されていない。開口部２３の壁面、すなわち、貫通穴の表面のすべての領域が同一の材料で連続的に形成されていることで、開口部２３に印刷物質をスキージ等で埋め込む際に、印刷物質にかかるせん断応力が深さ方向で不連続に変化する点が生じない。そのため、開口部２３に埋め込まれるはんだペースト等の印刷物質の量を制御しやすくなる。また、せん断応力が均一であるため、はんだペースト等の印刷物質の印刷後に印刷マスク２０と基板を離す際に、はんだペースト等の印刷物質の変形等が生じにくい。そのため、本実施形態の印刷マスク２０では、基板に印刷されるはんだペースト等の印刷物質の量および形状の制御が容易となる。 As shown in FIG. 3, the wall surface of the opening 23, that is, the entire region of the surface of the through hole is continuously formed of the plate 21. The area near the opening 23 is also continuously formed of the plate material 21 from the surface of the print mask 20 on the contact side with the substrate to the other surface. That is, the elastic member 22 is not formed in a region near the opening 23. When the printing material is embedded in the opening 23 with a squeegee or the like, the wall surface of the opening 23, that is, the entire region of the surface of the through hole is continuously formed of the same material. There is no point where the stress changes discontinuously in the depth direction. Therefore, the amount of a printing substance such as a solder paste embedded in the opening 23 can be easily controlled. Further, since the shear stress is uniform, when the printing mask 20 is separated from the substrate after printing of the printing substance such as a solder paste, deformation of the printing substance such as the solder paste hardly occurs. Therefore, in the print mask 20 of the present embodiment, it is easy to control the amount and shape of a printing substance such as a solder paste to be printed on a substrate.
本実施形態では、開口部２３の壁面は板材２１と同一の金属を用いたが、壁面全体が同一の材質の材料であれば、板材２１とは異なる材料を用いて形成してもよい。また、壁面を覆う材料は、弾性材２２よりも弾性率の高い材質であることが望ましい。開口部２３の壁面を弾性率の高い材料で形成することで、開口部２３の変形等を抑えることができるのではんだペーストを安定して基板に印刷することができる。 In the present embodiment, the wall 23 of the opening 23 is made of the same metal as the plate 21, but may be formed of a material different from the plate 21 as long as the entire wall is made of the same material. It is desirable that the material covering the wall surface is a material having a higher elastic modulus than the elastic material 22. By forming the wall surface of the opening 23 with a material having a high elastic modulus, the deformation of the opening 23 can be suppressed, so that the solder paste can be stably printed on the substrate.
本実施形態の開口部２３は、第１の実施形態の貫通穴１３に相当する。また、開口部２３の壁面に形成されている板材２１の部分は、第１の実施形態の壁面部１４に相当する。 The opening 23 of the present embodiment corresponds to the through hole 13 of the first embodiment. Further, a portion of the plate member 21 formed on the wall surface of the opening 23 corresponds to the wall surface portion 14 of the first embodiment.
板材２１の表面および開口部２３の壁面には、それぞれ板材２１の主材料とは異なる保護層が形成されていてもよい。保護層を形成する場合には、開口部２３の穴の表面全体において均一になるように保護層を形成する。 A protective layer different from the main material of the plate member 21 may be formed on the surface of the plate member 21 and the wall surface of the opening 23, respectively. When forming the protective layer, the protective layer is formed so as to be uniform over the entire surface of the hole of the opening 23.
本実施形態の印刷マスク２０の製造方法について説明する。図４は、本実施形態の印刷マスク２０の製造フローにおける各工程での平面および断面形状を模式的に示したものである。図４の各ステップの上側の図は、各ステップにおける印刷マスク２０の平面形状、下側の図は各ステップにおける断面形状をそれぞれ示している。 A method for manufacturing the print mask 20 according to the present embodiment will be described. FIG. 4 schematically shows a plane and a cross-sectional shape in each step in the manufacturing flow of the print mask 20 of the present embodiment. The upper diagram of each step in FIG. 4 shows the planar shape of the print mask 20 in each step, and the lower diagram shows the cross-sectional shape in each step.
本実施形態の印刷マスク２０は、例えば、印刷マスクの外形サイズ７３６×７３６ｍｍ、印刷対象の基板サイズ３００×３００ｍｍ、印刷マスク厚み０．１２ｍｍのマスクとして設計される。また、印刷マスク２０に形成されるパターンは、例えば、最小開口サイズ０．２８ｍｍ径、最小ピッチサイズ０．４ｍｍ、最小開口部間距離０．２ｍｍとして設計される。印刷マスク２０の大きさや厚み、最小寸法等は他の設定値であってもよい。 The print mask 20 of the present embodiment is designed as, for example, a mask having an outer size of 736 × 736 mm of the print mask, a substrate size of 300 × 300 mm to be printed, and a print mask thickness of 0.12 mm. The pattern formed on the print mask 20 is designed, for example, as a minimum opening size of 0.28 mm, a minimum pitch size of 0.4 mm, and a minimum distance between opening portions of 0.2 mm. The size, thickness, minimum size, and the like of the print mask 20 may be other set values.
始めに、ＳＵＳ材の板材２１が加工ステージにセットされる（ステップ１）。加工ステージにセットされると、ＳＵＳ材の板材２１の所定の箇所に、レーザー加工機を用いて開口部２３が形成される（ステップ２）。レーザー加工機は、開口設計データに基づいて切削を行って開口部２３を形成する。開口設計データは、印刷の対象となる基板の設計に基づいた開口部２３の位置および大きさを示すデータである。 First, the SUS plate 21 is set on the processing stage (step 1). When set on the processing stage, an opening 23 is formed at a predetermined location of the SUS plate 21 using a laser processing machine (step 2). The laser processing machine forms the opening 23 by performing cutting based on the opening design data. The opening design data is data indicating the position and size of the opening 23 based on the design of the substrate to be printed.
開口部２３が形成されると、弾性材２２を埋設する領域である埋設部２４の加工が行われる。レーザー加工機を用いて板材２１を所定の深さ切削することにより、開口部２３の外周より所定の距離以上離れた領域に埋設部２４が形成される（ステップ３）。本実施形態では、外周からの所定の距離は、０．５ｍｍとして設定される。外周からの所定の距離は、他の設定値であってもよい。また、板材２１を切削する所定の深さは、例えば、０．０８ｍｍとして設定される。板材２１を切削する所定の深さは、他の設定値であってもよい。 When the opening 23 is formed, the embedding portion 24, which is a region where the elastic material 22 is embedded, is processed. The buried portion 24 is formed in a region at least a predetermined distance from the outer periphery of the opening 23 by cutting the plate material 21 to a predetermined depth using a laser processing machine (step 3). In the present embodiment, the predetermined distance from the outer circumference is set as 0.5 mm. The predetermined distance from the outer circumference may be another set value. The predetermined depth at which the plate 21 is cut is set to, for example, 0.08 mm. The predetermined depth at which the plate 21 is cut may be another set value.
弾性材２２を埋設する領域が切削されて埋設部２４が形成されると、印刷マスク２０の基板との接触面側の埋設部２４以外の部分にマスキング材２５が形成される（ステップ４）。図４のステップ４に示す通り、マスキング材２５は、板材２１および開口部２３上に形成される。マスキング材２５は、例えば、フォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法で形成することができる。 When the region where the elastic material 22 is embedded is cut to form the embedded portion 24, the masking material 25 is formed in a portion other than the embedded portion 24 on the contact surface side of the print mask 20 with the substrate (Step 4). As shown in Step 4 of FIG. 4, the masking material 25 is formed on the plate 21 and the opening 23. The masking material 25 can be formed by photolithography using a photoresist, for example.
マスキング材２５が形成されると、埋設部２４に弾性材２２として用いるシリコーン材が充てんされる（ステップ５）。シリコーン材は、埋設部２４への充てん後に熱硬化等の処理が行われることで弾性体となる。 When the masking material 25 is formed, the embedded portion 24 is filled with a silicone material used as the elastic material 22 (Step 5). The silicone material becomes an elastic body by performing a process such as heat curing after filling the embedded portion 24.
弾性材２２として用いるシリコーン材が形成されると、マスキング材２５の剥離が行われる（ステップ６）。マスキング材２５の剥離が行われると、印刷マスク２０の基板との接触面側が研磨装置を用いて研磨される。本実施形態では、印刷マスク２０の基板との接触面側において、板材２１と弾性材２２との段差が０．１ｍｍ以下になるように研磨が行われる。印刷マスク２０の基板との接触面側の研磨が完了すると、印刷マスク２０が完成する（ステップ７）。印刷マスク２０は、鋳造フレームに紗張りされて、基板へのはんだペースト等の印刷物質の印刷に用いられる。 When the silicone material used as the elastic material 22 is formed, the masking material 25 is peeled off (Step 6). When the masking material 25 is peeled off, the contact surface side of the print mask 20 with the substrate is polished using a polishing device. In the present embodiment, polishing is performed on the contact surface side of the print mask 20 with the substrate so that the step between the plate member 21 and the elastic member 22 is 0.1 mm or less. When the polishing of the contact surface side of the print mask 20 with the substrate is completed, the print mask 20 is completed (Step 7). The printing mask 20 is stretched on a casting frame and used for printing a printing substance such as a solder paste on a substrate.
上記の説明ではレーザー開口法を用いて印刷マスク２０の作成を行っているが、レーザー開口法に代えてアディティブ法を用いて印刷マスク２０を作成してもよい。アディティブ法を用いる場合には、弾性材を形成する領域と、弾性材を形成しない領域とにおいて電鋳めっきを複数回に分けて行うことで本実施形態の印刷マスク２０を作成することができる。 In the above description, the print mask 20 is formed by using the laser opening method. However, the print mask 20 may be formed by using an additive method instead of the laser opening method. When the additive method is used, the print mask 20 according to the present embodiment can be formed by performing electroforming plating in a plurality of times in a region where an elastic material is formed and in a region where an elastic material is not formed.
次に、本実施形態の印刷マスク２０を用いて、基板に印刷物質としてはんだペーストを印刷する際の動作について説明する。初めに印刷装置にはんだペーストを印刷する対象となる基板が搬入され、基板ステージ上に基板がセットされる。基板がセットされると、基板と印刷マスク２０のアラインメントマークを基に、位置合わせが行われる。位置合わせが行われると、決定した位置に基板が固定される。 Next, an operation when printing a solder paste as a printing substance on a substrate using the print mask 20 of the present embodiment will be described. First, a substrate on which a solder paste is to be printed is carried into a printing apparatus, and the substrate is set on a substrate stage. When the substrate is set, alignment is performed based on the alignment mark between the substrate and the print mask 20. When the alignment is performed, the substrate is fixed at the determined position.
基板が固定されると、基板が固定された基板ステージが上昇し基板と印刷マスク２０が接触した状態となる。基板ステージが上昇した状態は、基板を固定した基板ステージが印刷マスク２０を少し押し上げ、基板と印刷マスク２０が接している状態である。 When the substrate is fixed, the substrate stage to which the substrate is fixed moves up, and the substrate and the print mask 20 come into contact with each other. The state where the substrate stage is raised is a state where the substrate stage to which the substrate is fixed pushes up the print mask 20 slightly, and the substrate and the print mask 20 are in contact with each other.
基板ステージが所定の位置まで上昇すると、スキージが印刷マスク２０上に移動する。スキージは印刷マスクに一定の圧力をかけ、はんだペーストをローリングさせながら印刷マスク２０上を水平方向に移動する。スキージが各開口部２３を通過する際に、はんだペーストは、開口部２３の穴に圧入されて埋め込まれる。 When the substrate stage moves up to a predetermined position, the squeegee moves on the print mask 20. The squeegee applies a certain pressure to the print mask, and moves horizontally on the print mask 20 while rolling the solder paste. When the squeegee passes through each of the openings 23, the solder paste is pressed into the holes of the openings 23 and embedded therein.
スキージの走査が終わると、スキージは印刷マスク２０上から退避する。スキージが退避すると、基板ステージは下降を開始し、印刷マスク２０と基板が離反する。基板ステージが離れ始めるとき、開口部２３に埋め込まれたはんだペーストにかかるせん断応力は均一であるため、量や形状のばらつきや変化は生じにくい。また、基板ステージが離れ始めるとき、印刷マスク２０の弾性材２２と基板が接触している箇所では、基板と印刷マスク２０が離れる方向の復元力が働く。そのため、基板と印刷マスク２０は容易に剥がれる。よって、基板上に残るはんだペーストの量や形状に影響を与えるような異常の発生を抑制することができる。 When scanning of the squeegee ends, the squeegee retreats from above the print mask 20. When the squeegee is retracted, the substrate stage starts descending, and the print mask 20 and the substrate are separated. When the substrate stage starts to separate, the shearing stress applied to the solder paste embedded in the opening 23 is uniform, so that variations and changes in the amount and shape hardly occur. When the substrate stage starts to separate, a restoring force acts in a direction in which the substrate and the print mask 20 are separated from each other at a position where the elastic material 22 of the print mask 20 is in contact with the substrate. Therefore, the substrate and the print mask 20 are easily separated. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of an abnormality that affects the amount and shape of the solder paste remaining on the substrate.
所定の高さの位置まで基板ステージが下降すると、基板は次工程の装置へと搬送される。はんだペーストを印刷する基板がさらにある場合には、順次、上記の動作が繰り返される。以上で、本実施形態の印刷マスク２０を用いて基板にはんだペーストを印刷する際の動作の説明は終了である。 When the substrate stage is lowered to a position at a predetermined height, the substrate is transported to a device in the next step. If there is another substrate on which the solder paste is to be printed, the above operation is sequentially repeated. This concludes the description of the operation when printing the solder paste on the substrate using the print mask 20 of the present embodiment.
本実施形態の印刷マスク２０では、板材２１と弾性材２２が積層され、板材２１と弾性材２２を貫通する貫通穴として開口部２３が形成されている。また、印刷物質であるはんだペーストを充てんする開口部２３の表面は板材２１と同一の材質の金属で形成されている。すなわち、開口部２３の壁面は、異なる材質の部分が存在しない。 In the print mask 20 of the present embodiment, the plate member 21 and the elastic member 22 are laminated, and the opening 23 is formed as a through hole passing through the plate member 21 and the elastic member 22. The surface of the opening 23 filled with the solder paste as a printing substance is formed of the same metal as the plate material 21. That is, the wall of the opening 23 does not include a portion made of a different material.
本実施形態の印刷マスク２０では、印刷マスク２０の基板との接触面側に弾性材２２が形成されていることで、基板の段差等を吸収することができるので、印刷マスク２０と基板の密着性が向上する。印刷マスク２０と基板の密着性が向上することで、はんだペースト等の印刷物質のにじみが生じないので、清掃頻度の増大等を避けることができ、生産性の低下を抑制することができる。 In the print mask 20 of the present embodiment, since the elastic material 22 is formed on the contact surface side of the print mask 20 with the substrate, a step or the like of the substrate can be absorbed. The performance is improved. By improving the adhesion between the print mask 20 and the substrate, bleeding of a printed material such as a solder paste does not occur, so that an increase in cleaning frequency and the like can be avoided, and a decrease in productivity can be suppressed.
また、本実施形態の印刷マスク２０では、開口部２３の表面は板材２１と同一の材質のであることで、印刷マスク２０と基板を離す際に開口部２０に充てんされた印刷物質にかかるせん断応力に不均一性が生じない。そのため、はんだペースト等の印刷物質を安定して供給することが可能となる。また、基板に印刷されるはんだペースト等の印刷物質の量や形状の均一性が向上する。以上より、本実施形態の印刷マスク２０では、生産性を低下させることなく印刷物質を安定して基板に印刷することができる。 Further, in the print mask 20 of the present embodiment, the surface of the opening 23 is made of the same material as the plate material 21, so that the shearing stress applied to the printing material filled in the opening 20 when the print mask 20 is separated from the substrate. No non-uniformity occurs. Therefore, it is possible to stably supply a printing substance such as a solder paste. In addition, the uniformity of the amount and shape of a printing substance such as a solder paste printed on the substrate is improved. As described above, with the print mask 20 of the present embodiment, the printing substance can be stably printed on the substrate without reducing the productivity.
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図５および図６は、本実施形態の印刷マスク３０の構成の概要を示したものである。図５は、本実施形態の印刷マスク３０の平面図を示している。図６は、図５にＡ−Ａ’で示されている箇所の断面図である。第２の実施形態の印刷マスク２０では、基板との接触面側の外周部まで弾性材２２が形成されていた。本実施形態の印刷マスク３０は、基板と接触する領域内にのみ弾性材２２が形成され、外周部には形成されていないことを特徴とする。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 5 and 6 show an outline of the configuration of the print mask 30 of the present embodiment. FIG. 5 shows a plan view of the print mask 30 of the present embodiment. FIG. 6 is a sectional view of a portion indicated by AA ′ in FIG. In the print mask 20 of the second embodiment, the elastic material 22 is formed up to the outer peripheral portion on the contact surface side with the substrate. The print mask 30 of the present embodiment is characterized in that the elastic material 22 is formed only in the region that comes into contact with the substrate, and is not formed on the outer peripheral portion.
本実施形態の印刷マスク３０は、板材３１と、弾性材３２を備えている。また、印刷マスク３０には、複数の開口部３３が形成されている。開口部３３は、印刷対象となる基板の設計に基づいて形成されている。開口部３３は、１つであってもよい。板材３１および弾性材３２の機能と材質は、第２の実施形態の板材２１および弾性材２２と同様である。 The print mask 30 according to the present embodiment includes a plate member 31 and an elastic member 32. Further, a plurality of openings 33 are formed in the print mask 30. The opening 33 is formed based on the design of the substrate to be printed. The number of the openings 33 may be one. The functions and materials of the plate member 31 and the elastic member 32 are the same as those of the plate member 21 and the elastic member 22 of the second embodiment.
図５および図６に示す通り、本実施形態の印刷マスク３０では、弾性材３２は、印刷マスク３０の中心から所定の領域内に形成されている。弾性材３２が形成されている印刷マスク３０の中心から所定の領域内は、印刷マスク３０が基板と接触する領域に相当する。すなわち、弾性材３２は、基板との接触する領域よりも外側である印刷マスク３０の周辺領域には形成されていない。本実施形態の印刷マスク３０は、基板面側の周辺部３１が板材３１で構成されているので、ゆがみやたわみ等の変形に強い。そのため、印刷マスク３０と基板の位置ずれを抑制することができるので印刷精度が向上する。 As shown in FIGS. 5 and 6, in the print mask 30 of the present embodiment, the elastic material 32 is formed in a predetermined area from the center of the print mask 30. A predetermined area from the center of the print mask 30 where the elastic material 32 is formed corresponds to an area where the print mask 30 contacts the substrate. That is, the elastic material 32 is not formed in the peripheral region of the print mask 30 outside the region in contact with the substrate. In the print mask 30 of the present embodiment, the peripheral portion 31 on the substrate surface side is made of the plate material 31, and thus is resistant to deformation such as distortion and deflection. Therefore, the displacement between the print mask 30 and the substrate can be suppressed, and the printing accuracy is improved.
また、印刷マスク３０の周辺部に弾性材３２を形成しないので、使用する弾性材３２の量を削減することができる。また、板材３１を切削する面積が小さくなるので、印刷マスク３０の製造時の生産性が高くなる。 Further, since the elastic material 32 is not formed around the print mask 30, the amount of the elastic material 32 to be used can be reduced. Further, since the area for cutting the plate material 31 is reduced, the productivity in manufacturing the print mask 30 is increased.
本実施形態の印刷マスク３０は、第２の実施形態と同様のフローで製造することができる。また、本実施形態の印刷マスク３０を用いて基板にはんだペーストを印刷する際の方法は、第２の実施形態と同様である。 The print mask 30 of the present embodiment can be manufactured by a flow similar to that of the second embodiment. The method of printing a solder paste on a substrate using the print mask 30 of the present embodiment is the same as that of the second embodiment.
本実施形態では、印刷マスク３０と基板が接触する領域にのみ弾性材３２を形成しているが、周辺部の一部の領域に弾性材３２で形成されたダミーパターンや試験用のパターンを配置してもよい。 In the present embodiment, the elastic material 32 is formed only in a region where the print mask 30 and the substrate are in contact with each other, but a dummy pattern or a test pattern formed of the elastic material 32 is arranged in a part of the peripheral portion. May be.
本実施形態の印刷マスク３０では、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の印刷マスク３０では、印刷する対象の基板と重なる領域に弾性材３２が形成されている。すなわち、本実施形態の印刷マスク３０の外周部には、弾性材３２は形成されていない。その結果、本実施形態の印刷マスク３０では、弾性材３２を形成するために板材３１を切削する面積を削減することができるので印刷マスク３０の製造時の生産性が向上する。また、弾性材３２の使用量を削減することができるので材料費等を抑制することが可能となる。 According to the print mask 30 of the present embodiment, the same effects as those of the second embodiment can be obtained. Further, in the print mask 30 of the present embodiment, the elastic material 32 is formed in a region overlapping with the substrate to be printed. That is, the elastic member 32 is not formed on the outer peripheral portion of the print mask 30 of the present embodiment. As a result, in the print mask 30 of the present embodiment, the area in which the plate material 31 is cut in order to form the elastic material 32 can be reduced, so that the productivity in manufacturing the print mask 30 is improved. Further, since the amount of the elastic material 32 used can be reduced, material costs and the like can be suppressed.
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図７および図８は、本実施形態の印刷マスク４０の構成の概要を示したものである。図７は、本実施形態の印刷マスクの平面図を示している。図８は、図７にＡ−Ａ’で示されている箇所の断面図である。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 7 and 8 show an outline of the configuration of the print mask 40 of the present embodiment. FIG. 7 shows a plan view of the print mask of the present embodiment. FIG. 8 is a sectional view of a portion indicated by AA ′ in FIG.
第２の実施形態および第３の実施形態の印刷マスクでは、基板との接触面側において平面方向に連続的に弾性材が形成されていた。本実施形態の印刷マスク４０は、基板の所定の領域と接触する箇所にのみ弾性材３２が形成されていることを特徴とする。 In the print masks of the second and third embodiments, the elastic material is formed continuously in the planar direction on the side of the contact surface with the substrate. The print mask 40 according to the present embodiment is characterized in that the elastic material 32 is formed only in a portion that comes into contact with a predetermined region of the substrate.
本実施形態の印刷マスク４０は、板材４１と、弾性材４２を備えている。また、印刷マスク４０には、複数の開口部４３が形成されている。開口部４３は、印刷対象となる基板の設計に基づいて形成されている。開口部４３は、１つであってもよい。板材４１および弾性材４２の機能と材質は、第２の実施形態の板材２１および弾性材２２と同様である。 The print mask 40 according to the present embodiment includes a plate member 41 and an elastic member 42. Further, a plurality of openings 43 are formed in the print mask 40. The opening 43 is formed based on the design of the substrate to be printed. The number of the openings 43 may be one. The functions and materials of the plate member 41 and the elastic member 42 are the same as those of the plate member 21 and the elastic member 22 of the second embodiment.
図７および図８に示す通り、本実施形態の印刷マスク４０では、弾性材４２は、基板と接触する側の面の所定の領域に形成されている。所定の領域は、基板の設計において基板の表面の段差が所定の高さ以上である領域として設定されている。そのため、本実施形態の印刷マスク４０では、所定の領域ごとに独立した状態で弾性材４２が形成されている。第２の実施形態と第３の実施形態では弾性材はほぼ連続的な領域を形成していたが、本実施形態では弾性材４２は、非連続な島を形成している。 As shown in FIGS. 7 and 8, in the print mask 40 of the present embodiment, the elastic material 42 is formed in a predetermined area on the surface in contact with the substrate. The predetermined area is set as an area where the step on the surface of the substrate is equal to or higher than a predetermined height in designing the substrate. Therefore, in the print mask 40 of the present embodiment, the elastic members 42 are formed independently for each predetermined region. In the second embodiment and the third embodiment, the elastic material forms a substantially continuous region, but in the present embodiment, the elastic material 42 forms a discontinuous island.
本実施形態の印刷マスク４０は、基板と接触する範囲においても板材４１で形成されている領域の面積が広いので、ゆがみやたわみ等の変形により強い。そのため、印刷マスク４０と基板の位置ずれを抑制することができるので印刷精度が向上する。また、弾性材４２を形成する面積が小さいので、使用する弾性材４２の量をより削減することができる。また、板材４１を切削する面積がより小さくなるので、印刷マスク４０の製造時の生産性がより高くなる。また、本実施形態では、印刷マスク４０の基板との接触面側で硬い板材４１の面積が増えるので、使用時や清掃時の弾性材４２の摩耗や欠けを抑制することができ印刷マスク４０の耐久性が向上する。 In the print mask 40 of the present embodiment, the area formed by the plate member 41 is large even in a range in contact with the substrate, and thus the print mask 40 is more resistant to deformation such as distortion and deflection. Therefore, the displacement between the print mask 40 and the substrate can be suppressed, and the printing accuracy is improved. Further, since the area for forming the elastic member 42 is small, the amount of the elastic member 42 to be used can be further reduced. Further, since the area for cutting the plate material 41 is smaller, the productivity in manufacturing the print mask 40 is higher. Further, in the present embodiment, the area of the hard plate member 41 on the contact surface side of the print mask 40 with the substrate increases, so that wear and chipping of the elastic member 42 during use and cleaning can be suppressed, and The durability is improved.
本実施形態の印刷マスク４０は、第２の実施形態と同様のフローで製造することができる。また、本実施形態の印刷マスク４０を用いて基板にはんだペーストを印刷する際の方法は、第２の実施形態と同様である。 The print mask 40 of the present embodiment can be manufactured by the same flow as that of the second embodiment. The method for printing a solder paste on a substrate using the print mask 40 of the present embodiment is the same as that of the second embodiment.
本実施形態では、基板の段差が大きい箇所に対応する位置に弾性材４２を形成しているが、それ以外の箇所に弾性材４２を形成してよい。例えば、弾性材４２を形成していない領域が一定の面積以上になった場合に、弾性材４２を島状に形成してもよい。また、弾性材４２で形成されたダミーパターンや試験用のパターンを配置してもよい。 In the present embodiment, the elastic member 42 is formed at a position corresponding to a position where the step of the substrate is large, but the elastic member 42 may be formed at other positions. For example, when a region where the elastic member 42 is not formed becomes a certain area or more, the elastic member 42 may be formed in an island shape. Further, a dummy pattern or a test pattern formed of the elastic material 42 may be arranged.
本実施形態の印刷マスク４０では、第２の実施形態および第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。本実施形態の印刷マスク４０では、基板の段差が所定の大きさ以上の領域に弾性材４２を形成しているので、板材４１を切削する面積が小さくなり印刷マスク４０を製造する際の生産効率がより向上する。また、弾性材４１を形成する領域も狭くなるので、弾性材４１として使用する材料の量がより少なくすることができ、材料費等をより抑制することができる。 According to the print mask 40 of the present embodiment, the same effects as those of the second and third embodiments can be obtained. In the print mask 40 of the present embodiment, since the elastic material 42 is formed in a region where the step of the substrate is equal to or larger than a predetermined size, the area for cutting the plate material 41 is reduced, and the production efficiency when manufacturing the print mask 40 is reduced. Is more improved. Further, since the region where the elastic member 41 is formed is also narrowed, the amount of the material used as the elastic member 41 can be reduced, and the material cost and the like can be further reduced.
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図９および図１０は、本実施形態の印刷マスク５０の構成の概要を示したものである。図９は、本実施形態の印刷マスク５０の平面図を示している。図１０は、図９にＡ−Ａ’で示されている箇所の断面図である。第２乃至第４の実施形態では、印刷マスクの基板との接触面側の表面に弾性材が露出していた。本実施形態の印刷マスク５０は、基板との接触面側も表面が板材と同一の材質で覆われていることを特徴する。
(Fifth embodiment)
A fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 9 and FIG. 10 show the outline of the configuration of the print mask 50 of the present embodiment. FIG. 9 shows a plan view of the print mask 50 of the present embodiment. FIG. 10 is a cross-sectional view of a portion indicated by AA ′ in FIG. In the second to fourth embodiments, the elastic material is exposed on the surface of the print mask on the contact surface side with the substrate. The print mask 50 of the present embodiment is characterized in that the surface of the contact surface with the substrate is also covered with the same material as the plate material.
本実施形態の印刷マスク５０は、板材５１と、弾性材５２を備えている。また、印刷マスク５０には、複数の開口部５３が形成されている。開口部５３は、印刷対象となる基板の設計に基づいて形成されている。開口部５３は、１つであってもよい。板材５１および弾性材５２の機能と材質は、第２の実施形態の板材２１および弾性材２２と同様である。 The print mask 50 according to the present embodiment includes a plate member 51 and an elastic member 52. Further, a plurality of openings 53 are formed in the print mask 50. The opening 53 is formed based on the design of the substrate to be printed. The number of the openings 53 may be one. The functions and materials of the plate member 51 and the elastic member 52 are the same as those of the plate member 21 and the elastic member 22 of the second embodiment.
図９および図１０に示す通り、本実施形態の印刷マスク５０は、基板との接触面側の全体が板材５１で覆われている。すなわち、弾性材５２は、表面に露出していない。そのため、本実施形態の印刷マスク５０では、弾性材５２の劣化を抑制することができる。また、本実施形態の印刷マスク５０は、はんだペースト等の印刷物質の供給側の面と基板と接触する側の面の両面が板材５１で形成されている。そのため、印刷マスク５０の変形等が生じにくいのではんだペースト等の印刷物質を基板に印刷する際の位置や形状の精度が向上する。 As shown in FIGS. 9 and 10, the print mask 50 of the present embodiment is entirely covered with the plate material 51 on the contact surface side with the substrate. That is, the elastic member 52 is not exposed on the surface. Therefore, in the print mask 50 of the present embodiment, the deterioration of the elastic material 52 can be suppressed. In the print mask 50 of the present embodiment, both the surface on the supply side of the printing material such as the solder paste and the surface on the side in contact with the substrate are formed of the plate material 51. For this reason, the print mask 50 is unlikely to be deformed or the like, so that the accuracy of the position and shape when printing a printing substance such as a solder paste on the substrate is improved.
本実施形態の印刷マスク５０の製造方法について説明する。本実施形態の印刷マスク５０は、アディティブ法によって形成される。 A method for manufacturing the print mask 50 according to the present embodiment will be described. The print mask 50 of the present embodiment is formed by an additive method.
始めに、めっきの母材シートの所定の位置にレジストマスクが形成される。レジストマスクが形成される所定の位置は、開口部５３に対応する位置である。開口部５３の位置は、はんだペースト等の印刷物質の印刷を行う対象の基板の設計に基づいて設定されている。レジストマスクは、例えば、フォトリソグラフィ法で形成することができる。 First, a resist mask is formed at a predetermined position on a base material sheet for plating. The predetermined position where the resist mask is formed is a position corresponding to the opening 53. The position of the opening 53 is set based on the design of a substrate on which a printing substance such as a solder paste is printed. The resist mask can be formed by, for example, a photolithography method.
開口部５３に対応する位置にレジストマスクが形成されると、電鋳めっきにより所定の厚さの板材５１が成膜させる。所定の厚さは、例えば、印刷マスクの設計厚さ１０％以上の厚さとして設定されている。 When a resist mask is formed at a position corresponding to the opening 53, a plate member 51 having a predetermined thickness is formed by electroforming plating. The predetermined thickness is set, for example, as a thickness of 10% or more of the design thickness of the print mask.
電鋳めっきが終わると、所定の厚みの弾性材５２が形成される。弾性材５２の所定の厚みは、板材５１と弾性材５２の厚みの合計が、印刷マスク５０の設計厚さを超えないように設定されている。弾性材５２は、レジストマスクと接触しないようにパターニングされている。弾性材５２が形成されると、弾性材５２上にレジストマスクが形成される。弾性材５２上のレジストマスクは、例えば、フォトリソグラフィ法で形成することができる。また、開口部５３を形成する箇所のレジストマスクのレジスト材と、弾性材５２上のレジストマスクのレジスト材をそれぞれ別の剥離剤で剥離されるようにすることで、レジストマスクの剥離工程における選択制を高めることができる。 When the electroforming plating is completed, the elastic material 52 having a predetermined thickness is formed. The predetermined thickness of the elastic member 52 is set so that the total thickness of the plate member 51 and the elastic member 52 does not exceed the design thickness of the print mask 50. The elastic material 52 is patterned so as not to contact the resist mask. When the elastic material 52 is formed, a resist mask is formed on the elastic material 52. The resist mask on the elastic material 52 can be formed by, for example, a photolithography method. Further, the resist material of the resist mask at the position where the opening 53 is formed and the resist material of the resist mask on the elastic material 52 are separated by different release agents, respectively, so that the selection in the resist mask separation step is performed. System can be enhanced.
弾性材５２上にレジストマスクが形成されると、電鋳めっきによりさらに所定の厚さの板材５１が成膜される。所定の厚さは、弾性材５２が形成されている位置と、弾性材５２が形成されていない位置の厚みがほぼ同じになるように設定されている。 When the resist mask is formed on the elastic member 52, the plate member 51 having a predetermined thickness is further formed by electroforming plating. The predetermined thickness is set such that the thickness at the position where the elastic material 52 is formed is substantially the same as the thickness at the position where the elastic material 52 is not formed.
弾性材５２が形成されている部分と板材５１のみの部分の厚みがほぼ同じになるように板材５１が成膜されると、弾性材５２上のレジストマスクの剥離が行われる。弾性材５２上のレジストマスクの剥離が行われると、再び、電鋳めっきが行われる。電鋳めっきは、厚みの合計が印刷マスク５０の設計厚さを、研磨で削られる厚さ分程度超えるまで行われる。 When the plate member 51 is formed so that the thickness of the portion where the elastic member 52 is formed and the portion of only the plate member 51 are substantially the same, the resist mask on the elastic member 52 is peeled off. When the resist mask on the elastic material 52 is peeled off, electroforming plating is performed again. The electroforming plating is performed until the total thickness exceeds the designed thickness of the print mask 50 by about the thickness to be removed by polishing.
厚みが印刷マスク５０の設計厚さを超えるように板材５１が成膜されると、開口部５３に形成されていたレジストマスクの剥離が行われる。開口部５３のレジストマスクの剥離が行われると、印刷マスク５０の基板との接触面側の研磨が行い、表面をほぼ水平にする。また、研磨は、研磨後の印刷マスク５０の厚みが設計厚みとなるように行われる。基板との接触面側の研磨が終了すると、印刷マスク５０は完成する。印刷マスク５０は、鋳造フレームに紗張りされて、基板へのはんだペースト等の印刷物質の印刷に用いられる。本実施形態の印刷マスク５０を用いて基板にはんだペースト等の印刷物質を印刷する際の方法は、第２の実施形態と同様である。 When the plate material 51 is formed so that the thickness exceeds the design thickness of the print mask 50, the resist mask formed in the opening 53 is peeled off. When the resist mask in the opening 53 is removed, the surface of the print mask 50 that is in contact with the substrate is polished to make the surface substantially horizontal. The polishing is performed so that the thickness of the polished print mask 50 becomes the designed thickness. When the polishing of the contact surface side with the substrate is completed, the print mask 50 is completed. The printing mask 50 is stretched on a casting frame and used for printing a printing substance such as a solder paste on a substrate. The method for printing a printing substance such as a solder paste on a substrate using the print mask 50 of the present embodiment is the same as that of the second embodiment.
本実施形態の印刷マスク５０は、第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の印刷マスク５０では、弾性材５２が表面に露出していないので弾性材５２の劣化を抑制することができる。その結果、本実施形態の印刷マスク５０では、耐久性が向上する。 The print mask 50 of the present embodiment can obtain the same effects as those of the second embodiment. Further, in the print mask 50 of the present embodiment, since the elastic material 52 is not exposed on the surface, the deterioration of the elastic material 52 can be suppressed. As a result, the print mask 50 of the present embodiment has improved durability.
１１ 板材層
１２ 弾性層
１３ 貫通穴
１４ 壁面部
２０ 印刷マスク
２１ 板材
２２ 弾性材
２３ 開口部
２４ 埋設部
２５ マスキング材
３０ 印刷マスク
３１ 板材
３２ 弾性材
４０ 印刷マスク
４１ 板材
４２ 弾性材
５０ 印刷マスク
５１ 板材
５２ 弾性材
REFERENCE SIGNS LIST 11 plate material layer 12 elastic layer 13 through hole 14 wall surface 20 print mask 21 plate material 22 elastic material 23 opening 24 buried portion 25 masking material 30 print mask 31 plate material 32 elastic material 40 print mask 41 plate material 42 elastic material 50 print mask 51 plate material 52 elastic material
Claims (8)
前記板材層の前記第１の面の側に積層され、弾性材で形成された弾性層と、
前記第１の面から前記第２の面まで前記弾性層および前記板材層を貫通している複数の貫通穴と、
前記貫通穴の壁面すべてを前記板材層と同一の材料で覆っている壁面部と、
を備え、
前記第１の面の前記貫通穴の周囲に、前記貫通穴の開口部の形状とは異なる形状の前記板材層と同一の材料領域を有し、
前記第１の面の前記貫通穴ごとの周囲の前記板材層で形成されている領域の間に、前記板材層で形成されている領域と略高さが等しい前記弾性材の領域を有することを特徴とする印刷マスク。 A plate material layer having a surface over substantially the entire second surface opposite to the first surface in contact with the substrate on which the printing substance is to be printed, and formed of metal;
An elastic layer laminated on the first surface side of the plate material layer and formed of an elastic material;
A plurality of through holes penetrating the elastic layer and the plate material layer from the first surface to the second surface;
A wall portion covering the entire wall surface of the through hole with the same material as the plate material layer,
With
Around the through-hole of the first surface, have a same material region and the plate layer having a different shape from the shape of the opening of the through hole,
Between the region formed by the plate material layer around the perforation hole of the first surface, a region of the elastic material having substantially the same height as a region formed by the plate material layer is provided. A print mask that is a feature.
前記基板と重ならない領域は、前記第１の面から前記第２の面まで前記板材層で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の印刷マスク。 The elastic layer is formed in a region where the substrate contacts the first surface,
The print mask according to claim 1, wherein a region that does not overlap with the substrate is formed of the plate material layer from the first surface to the second surface.
前記基板が所定の大きさ以上の段差を有する領域以外は、前記第１の面から前記第２の面まで前記板材層で形成されていることを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の印刷マスク。 The elastic layer is formed in a region where the substrate has a step of a predetermined size or more,
The plate material layer is formed from the first surface to the second surface except for a region where the substrate has a step having a predetermined size or more. Print mask.
前記弾性層は、両面を前記板材層に挟まれて形成されていることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の印刷マスク。The print mask according to any one of claims 1 to 3, wherein the elastic layer is formed with both surfaces sandwiched between the plate material layers.
前記板材層の前記第１の面の側に形成され、弾性材で形成された弾性層と、An elastic layer formed on the side of the first surface of the plate material layer and formed of an elastic material;
前記第１の面から前記第２の面まで前記弾性層および前記板材層を貫通している複数の貫通穴と、A plurality of through holes penetrating the elastic layer and the plate material layer from the first surface to the second surface;
前記貫通穴の壁面すべてを前記板材層と同一の材料で覆っている壁面部と、A wall portion covering the entire wall surface of the through hole with the same material as the plate material layer,
を備え、With
前記弾性層は、前記第１の面の前記貫通穴の開口部の周辺に所定の形状で複数、形成されていることを特徴とする印刷マスク。A print mask, wherein a plurality of the elastic layers are formed in a predetermined shape around the opening of the through hole on the first surface.
前記貫通穴の開口部を形成する領域の周囲に、前記貫通穴の開口部の形状とは異なる形状の前記板材の領域を前記第１の面の前記貫通穴の穴ごとの周囲の前記板材で形成されている領域の間に、前記板材で形成されている領域と略高さが等しい弾性材の領域を形成できるように残し、前記弾性層を形成する深さまで金属の前記板材を切削する切削工程と、Around the region forming the opening of the through hole, a region of the plate material having a shape different from the shape of the opening of the through hole is formed by the plate material around each hole of the through hole on the first surface. A cutting operation for cutting the metal plate material to a depth at which the elastic layer is formed, leaving an elastic material region having substantially the same height as the region formed of the plate material between the formed regions. Process and
前記切削工程で切削した領域に弾性材を充てんし前記弾性層を形成する弾性層形成工程と、Elastic layer forming step of filling the elastic material in the area cut in the cutting step to form the elastic layer,
壁面すべてが前記板材と同一の材料で覆われた前記貫通穴を形成する開口工程と、An opening step of forming the through hole in which all wall surfaces are covered with the same material as the plate material,
を含むことを特徴とする印刷マスクの製造方法。A method for manufacturing a print mask, comprising:
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