JPH0435991A - 印刷用マスク及びペースト状半田の塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 印刷用マスク及び回路基板へのペースト状半田の塗布方
法に関し、 スクリーン印刷して得られる厚膜パターンのパターン幅
の寸法精度が高い印刷用マスクを提供すること、及びパ
ッドの表面のほぼ全面番二ペースト状半田が塗布され、
且つペースト状半田が回路基板上に滲み出る恐れがない
ペースト状半田の塗布方法を提供することを目的とし、 メタルスクリーンに配列形成されたパターン孔の孔幅が
、該メタルスクリーンの裏面側が所望寸法の孔幅で、表
面側が裏面側より大きい寸法の逆台形に形成された印刷
用マスクの構成とする。また、メタルスクリーンにパタ
ーン孔が配列形成され、該パターン孔の裏面の孔幅が該
パッド幅よりも所望に小さく、該パターン孔の表面の孔
幅が裏面の孔幅よりも大きい印刷用マスクを用いて、回
路基板上に配列形成したパッドの表面に、ペースト状半
田をスクリーン印刷する構成とする。

（産業上の利用分野〕 本発明は、印刷用マスク及び回路基板へのペースト状半
田の塗布方法に関する。

第４図に図示したように、銅張積層板のような回路基板
１の表面に多数の導体パターン３を形成し、それらの導
体パターン３の対向する端末にそれぞれパッド２を形成
して、これらのパッド２上に搭載部品５をリフロー半田
付けして、表面実装することが広く行われている。

搭載部品を回路基板にリフロー半田付けするには、第４
図（ｂ）に図示したように、それぞれのパッド２の表面
にペースト状半田６をスクリーン印刷した後に、電極、
或いはリード端子をパッド２に位置合わせして、搭載部
品５を回路基板１上に仮固着する。

その後、回路基板を加熱炉等に送り込み、ペースト状半
田６をリフローさせて半田付けするのが一般的である。

この際使用する印刷用マスクは、第５図のように構成さ
れている。

第５図に示す印刷用マスク１０は、アルミニューム等の
マスク枠１１と、マスク枠１１の底面側に貼着したシー
ト１２と、シート１２の中央部の角形窓に貼着したメタ
ルスクリーン１５とで構成されている。

シート１２は、例えばポリエステル系樹脂（商品名テト
ロン）等よりなる、弾力性あるシートである。

また、メタルスクリーン１５は、厚さが０．１５ｍｍ〜
０．２５閣のステンレス鋼材のシートであって、回路基
板のそれぞれのパッドに対応して、パッドと同形状のパ
ターン孔２０がメタルスクリーン１５に配列形成されて
いる。

なお、パッド２の幅は搭載部品によって異なるが、小さ
いもので０．４ｍｍ、パッドの配列ピッチは０．６５ｍ
ｍ程度である。

そして、印刷用マスク１０を回路基板に重畳し、ペース
ト状半田をスクリーン印刷することで、パッドの表面に
均一の厚さのペースト状半田を塗布している。

〔従来の技術〕

第６図（ａＬ　（ｂ）は、従来のペースト状半田の塗布
方法を示す断面図である。

従来の印刷用マスクは、第６図（ａ）に図示したように
、メタルスクリーンのシート状素材の表面と裏面にホト
レジスト３０を塗布しプレベークして、表裏の両面にホ
トレジスト膜を形成する。

そして同寸法の透過パターンを有するホトマスクを、表
裏の両面に位置合わせし重畳し、露光現像して、所望の
幅Ｂのパターンを、ホトレジスト膜に形成する。

次にメタルスクリーンＩ５をエツチングして、所望の形
状のパターン孔２０をメタルスクリーン１５に配列形成
した後に、ホトレジスト３０を剥離してメタルスクリー
ン１５を完成させ、このメタルスクリーンＩ５をマスク
枠に張着することで第５図に図示したような印刷用マス
ク１０としている。

なお、エツチングがメタルスクリーン１５の表裏の両面
から進行するので、パターン孔２０の断面は、表裏の両
面側が拡開し、中央部が細幅に繻れた形状である。

即ち、パターン孔２０は、表面１６ａと裏面１６ｂとが
ホトレジストの孔幅Ｂに等しく、中央部の輻Ａがホトレ
ジストの孔幅Ｂよりも小さい。

このような印刷用マスク１０を第６図ら）に図示したよ
うに、回路基板ｌの表面に重畳した後に、メタルスクリ
ーン１５の表面１６ａの全面にペースト状半田６を塗布
する。

そして、メタルスクリーン１５０表面を擦るようにスク
イジー１８を摺動移動させることで、パターン孔２０内
にペースト状半田６を充填させ、パッド２の表面に均一
の厚さのペースト状半田６をスクリーン印刷している。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 ところで、上記従来の印刷用マスクのパターン孔は、板
厚の中央部が細幅であるから、わずかでもマスクとパタ
ーンが位置ずれした場合、スクリーン印刷時に第６図（
ｂ）に示したように、ペースト状半田６がパターン孔２
０の進行方向内壁２１ａに押されるように充填されて、
ペースト状半田６の一部がパッド２０表面から嚇＊外れ
て、回路基板１の表面に滲み出る。

この結果ペースト状半田によって　パッド間が橋絡する
恐れがあった。

一方、このことを避けるためにパターン孔の孔幅を小さ
くすることが考えられる。

しかし、パターン孔の孔幅を小さくすると、パターン孔
は板厚の中央部が細幅であることに起因して、スクリー
ン印刷時に第６図（ｂ）に示したように、ペースト状半
田６がパターン孔２０の進行逆方向内壁２１ｂ側には十
分にゆきわたらない。

したがって、パッド２上に転写されるペースト状半田の
面積が小さくなる。また、ペースト状半田がパターン孔
から抜けなくなり、上半分が印刷用マスクとともに持ち
出されてパッド□上に残らなくなる。即ち、半田ペース
トリフロー半田付けの信転度が低下するという問題点が
あった。

また、セラミック基板のような回路基板に厚膜パターン
を形成するために、上述のような断面形状のパターン孔
が形成された印刷用マスクを用いて、導体ペースト或い
は抵抗体ペーストをスクリーン印刷すると、厚膜パター
ン幅が所定の寸法にならない恐れがあった。

本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、その
目的は、スクリーン印刷して得られる厚膜パターンのパ
ターン幅の寸法精度が高い印刷用マスクを提供すること
である。

また他の目的は、パッドの表面のほぼ全面にペースト状
半田が塗布され、且つペースト状半田が回路基板上に滲
み出る恐れがないペースト状半田の塗布方法を提供する
ことである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明は、第１図に例示し
たように、メタルスクリーン４０に配列形成されたパタ
ーン孔４５の孔幅が、メタルスクリーン４０の裏面４Ｉ
ｂ側が所望寸法の孔幅Ｂ２で、表面４１ａ側が裏面側よ
り大きい寸法の孔幅Ｂ１の逆台形に形成され印刷用マス
ク１００とする。

また、第３図に例示したように、メタルスクリーン５０
に配列形成したパターン孔５５の裏面５１ｂの孔幅Ｂ２
を、パッド幅Ｂ０よりも所望に小さい逆台形に構成した
印刷用マスク１００を用いて、回路基板１の実装面に配
列形成したパッド２の表面に、ペースト状半田６をスク
リーン印刷するものとする。

〔作用〕

上述のようにパターン孔の孔幅を逆台形に形成した印刷
用マスクは、裏面側の孔幅を回路基板に形成する厚膜パ
ターンの所望のパターン幅に等しくすることで、スクイ
ジーの進行方向の内壁、進行逆方向の内壁に殆ど関係な
く、パターン孔内に一様にペーストが充填される。

したがって、所望の幅のペーストパターンが回路基板に
正確に転写される。

また、パターン孔５５の裏面５１ｂの孔幅Ｂ２を、パッ
ド幅Ｂ０よりも所望に小さい逆台形に構成した印刷用マ
スク１００を用いて、ペースト状半田６をスクリーン印
刷すると、パッド２の表面のほぼ全面に均一に、ペース
ト状半田６が塗布されるばかりでなく、パッド２以外の
部分にペースト状半田６が滲み出る恐れがない。

したがって、パッド間が橋絡する恐れがなく、かつ所望
の幅にペースト状半田が印刷されるので、リフロー半田
付けの信軌度が高い。

〔実施例〕

以下図を参照しながら、本発明を具体的に説明する。な
お、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。

第１図は第１の発明の図であって、（ａ）は印刷用マス
クの一部破断斜視図、（ｂ）はメタルスクリーンの側断
面図、第２図は印刷用マスクの製造工程を示す図、第３
図の（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は第２の発明の工程を
示す図である。

第１図において、印刷用マスク１００は、アルミニュー
ム等のマスク枠１１と、マスク枠１１の底面側に貼着し
たシート１２と、シート１２の中央部の角形窓に貼着し
たステンレス鋼材よりなるメタルスクリーン４０とで構
成されている。

シート１２は、例えばポリエステル系樹脂（商品名テト
ロン）等よりなる、弾力性あるシートである。

一方、メタルスクリーン４０には、セラミック基板のよ
うな回路基板ｌの表面に印刷形成する厚膜パターンに等
しい形状の、パターン孔４５が配列形成されている。

パターン孔４５の孔幅は、メタルスクリーン４０の裏面
４１ｂ（スクリーン印刷時に回路基板ｌの表面に接する
側）側が、厚膜パターンのパターン幅に等しい所望寸法
の孔幅Ｂ２であり、表面４１ａ側が裏面側より所望に大
きい（メタルスクリーンの板厚により異なるが例えば４
０ｕｍ程度）寸法の孔幅Ｂ１の逆台形に形成しである。

また、メタルスクリーン４０の板厚は、厚膜パターンの
膜厚にほぼ等しいものが選択され、例えば３０μｍ〜５
０μｍである。

上述のような逆台形のパターン孔４５を有する印刷用マ
スク１００を用いて、導体ペースト或いは抵抗体ペース
トを回路基板１にスクリーン印刷すると、スクイジーの
進行方向の内壁、進行逆方向の内壁に殆ど関係なく、パ
ターン孔内に一様にペーストが充填される。

したがって、スクリーン印刷して得られる厚膜パターン
のパターン幅の寸法精度が高い。

上述の逆台形の断面形状のパターン孔４５は、下記のよ
うにして製造される。

まず、第２図（ａ）のように、所望の板厚のステンレス
鋼材よりなるメタルシート４０−０の表面４１　ａと裏
面４１ｂの全面に、ホトレジスト３０をスピンコーテン
グし、レベリング後にプレベークして、表裏の両面にホ
トレジスト膜を形成する。

次に第２図℃）に図示したように、スクリーン印刷すべ
き厚膜パターンのパターン幅に等しい幅の透過パターン
を有するホトマスク３５Ｂを、メタルシート４０−０の
裏面４１ｂに位置合わせし重畳する。

また、表面４１ａには、厚膜パターンのパターン幅より
も所望に大きい幅の透過パターンを有するホトマスク３
５Ａを、位置合わせし重畳する。

そして、露光現像して、第２図（Ｃ）に図示したように
、メタルシート４０−０の裏面側のホトレジスト膜にパ
ターン３１Ｂを、表面側のホトレジスト膜にパターン３
１Ａを形成する。

次にメタルシート４０−０をエツチングすると、エツチ
ングがメタルシート４０−０の表裏の両面から進行して
、第２図（ｄ）のように裏面４１ｂ側が孔幅Ｂ２で、表
面４１ａ側が大きい孔幅Ｂ、の断面逆台形のパターン孔
４５が形成される。

その後、ホトレジスト膜を剥離してメタルシート４０−
０をメタルスクリーン４０とする。

以下、第２の発明であるペースト状半田の塗布方法につ
いて説明する。

第３図（ａ）において、１は、銅張積層板よりなる回路
基板である。

この回路基板１は、搭載部品をリフロー半田付けして表
面実装するものであって、搭載部品のリード端子の幅は
０．３鵬である。

搭載部品を表面実装するために、回路基板１のの表面に
は、パッド２が配列形成されている。

このパッド２の幅はＢＯ１具体的に言えばパッド２の幅
は０．４ｍで、リード端子の幅よりも大きい。また、パ
ッド２の配列ピッチは０．６５ｍｍ程度である。

１００は、ペースト状半田をスクリーン印刷する際に使
用する印刷用マスクであって、そのメタルスクリーン５
０は、ステンレス鋼材よりなり、メタルスクリーン５０
の板厚は約０．２ｍ＊である。

メタルスクリーン５０には、それぞれのパッド２に対応
してパターン孔５５を配列形成しである。

それぞれのパターン孔５５は、メタルスクリーン５０の
表面５１ａの孔幅Ｂ１が、パッド２のパッド幅Ｂｅに等
しく、メタルスクリーン５０の裏面５１ｂの孔幅Ｂ２が
、バンド幅Ｂ０よりも１００μ霧だけ小さい逆台形に形
成されている。

そして、第３図（ｂ）に図示したように、裏面５１ｂを
下側にして印刷用マスク１００を回路基板１の表面に重
畳し、メタルスクリーン５００表面５１ａの全面にペー
スト状半田６を塗布する。

そして、メタルスクリーン５０の表面を擦るようにスク
イジー１８を往復摺動させることで、パターン孔５５内
にペースト状半田６が充填され、第３図（Ｃ）に示すよ
うに、パッド２の表面にペースト状半田６が転写される
。

この際、パターン孔５５は裏面５１ｂの孔幅Ｂ２がパッ
ド幅Ｂ０よりも小さいので、メタルスクリーン５０とパ
ターンの位置ずれが±５０μＭ以内なら、パッド２の表
面のほぼ全面に均一にペースト状半田６が塗布され、パ
ッド２以外の部分に滲み出る恐れがない。

したがって、パッド間が橋絡する恐れがない。

また、パッド上のペースト状半田の幅が、搭載部品のリ
ード端子の幅にほぼ等しく印刷されているので、搭載部
品のりフロー半田付けの信頼度が高い。

〔発明の効果〕

以上説明したように請求項１に記載の印刷用マスクは、
スクリーン印刷して得られる厚膜パターンのパターン幅
の寸法精度が高いという実用上で優れた効果を奏する。

また請求項２に記載のペースト状半田の塗布方法は、回
路基板に形成したパッドの表面のほぼ全面に、ペースト
状半田が均一に、且つパッドから回路基板上に滲みでる
ことなく塗布されるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の発明の図で、 （ａ）は印刷用マスクの一部破断斜視図、（ハ）はメタ
ルスクリーンの側断面図、第２図は印刷用マスクの製造
工程を示す図、第３図の（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は
第２の発明の工程を示す図、 第４図は回路基板の図で、 （ａ）は側断面図、 （ｂ）は要所の斜視図、 第５図は印刷用マスクの一部破断斜視図、第６図の（ａ
）、　（ｂ）は従来例の断面図である。 図において、 １は回路基板、 ２はパッド、 ３は導体パターン、 ５は搭載部品、 ６はペースト状半田、 １０．１００は印刷用マスク、 １５．４０．５０はメタルスクリーン、２０．４５．５
５はパターン孔、。 ３０はホトレジスト、 ３５＾、３５Ｂはホトマスクをそれぞれ示す。 （α） （ｂ） イＤラコＶ８−基板 第１の発明の図 第１図 （α） 回路基子反の図 第４図 （ｄ） （ｂ） （Ｃン 第２の光明の工程に示す図 第 図 従来例のＫｎ面図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕メタルスクリーン（４０）に配列形成されたパタ
   ーン孔（４５）の孔幅が、該メタルスクリーン（４０）
   の裏面（４１ｂ）側が所望寸法の孔幅で、表面（４１ａ
   ）側が裏面側より大きい寸法の逆台形に形成されたこと
   を特徴とする印刷用マスク。 〔２〕メタルスクリーン（５０）にパターン孔（５５）
   が配列形成され、該パターン孔（５５）の裏面（５１ｂ
   ）の孔幅が該パッド幅よりも所望に小さく、該パターン
   孔（５５）の表面（５１ａ）の孔幅が裏面（５１ｂ）の
   孔幅よりも大きい印刷用マスクを用いて、 回路基板（１）上に配列形成したパッド（２）の表面に
   、ペースト状半田（６）をスクリーン印刷することを特
   徴とするペースト状半田の塗布方法。