JP2000223511A - 印刷用マスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線基板上に実装される集積回路素
子等を絶縁被覆する保護層を印刷形成する際に用いて好
適であり、均一な厚みで高精度の印刷層を印刷形成す
る。 【解決手段】 開口パターン部８を有し、この開口パタ
ーン部８を集積回路素子１２等が実装されたプリント配
線基板１１からなる被印刷体に対して位置決めして載置
されるとともに主面上を加圧摺動するスキージ５によっ
て充填されたインキ７を開口パターン部８から印刷領域
１４上に押し出して印刷する。印刷用マスク４は、スキ
ージ５の移動方向に対して厚み寸法が次第に薄厚となる
ように構成されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプリント配
線基板の所定の領域に実装された集積回路素子等を封装
するエポキシ樹脂等の絶縁樹脂からなる保護層をスクリ
ーン印刷法等によって印刷形成する際に用いて好適な印
刷用マスクに関する。

【従来の技術】例えば、集積回路装置１１０において
は、図５及び図６に示すように、プリント配線基板１１
１上に直接集積回路素子や半導体素子等（以下集積回路
素子という。）１１２を実装するとともにこれを金ワイ
ヤ１１３によって各ランド部１１４に対してボンディン
グするように構成されている。そして、集積回路装置１
１０においては、実装した集積回路素子１１２や金ワイ
ヤ１１３或いは各ランド部１１４の絶縁性を保持すると
ともに機械的保護を図るために、これら各部をエポキシ
樹脂等の絶縁樹脂層１１５によって封装するようにして
いる。かかる集積回路装置１１０においては、一般に所
定の開口パターン部１０４を有する印刷マスク１０１が
用いられるスクリーン印刷装置１００によって上述した
エポキシ樹脂等の液状の絶縁樹脂層１１５が所定の各部
に印刷される。すなわち、スクリーン印刷装置１００
は、図４及び図５に示すように、集積回路素子１１２が
金ワイヤ１１３によってランド部１１４にボンディング
されてなるプリント配線基板１１１に対して、位置決め
載置される印刷用マスク１０１を備える。また、スクリ
ーン印刷装置１００は、印刷用マスク１０１の主面上を
加圧状態で摺擦移動されてこの印刷用マスク１０１の主
面上に供給されたエポキシ樹脂等の絶縁樹脂インキ１０
２を押し出すスキージ１０３を備えている。印刷用マス
ク１０１は、例えばステンレス等の金属薄板によって形
成され、印刷箇所に対応して適宜の開口パターン部１０
４が形成されてなる。開口パターン部１０４は、具体的
には、プリント配線基板１１１の素子搭載領域を含む、
金ワイヤ１１３及び各ランド１１４を被覆するに足る印
刷領域１１５に対応する開口部によって構成されてい
る。スキージ１０３は、弾性特性や耐インク溶剤性或い
は耐摩耗特性等を有する天然ゴムやシリコンゴム等によ
って全体ヘラ状に成形されてなる。スキージ１０３は、
印刷用マスク１０１の主面の幅とほぼ等しい幅を有して
いる。以上のように構成されたスクリーン印刷装置１０
０は、印刷用マスク１０１がその開口パターン部１０４
を印刷領域１１５に対応位置させるようにしてプリント
配線基板１１１上に位置決め載置される。スクリーン印
刷装置１００は、この状態で印刷用マスク１０１の主面
上に絶縁樹脂インキ１０２が供給される。スクリーン印
刷装置１００は、図５矢印で示すようにスキージ１０３
が印刷用マスク１０１の主面上を加圧状態で摺擦移動さ
れることによって開口パターン部１０４から絶縁樹脂イ
ンキ１０２を押し出してプリント配線基板１１１の印刷
領域１１５上に印刷する。プリント配線基板１１１に
は、スクリーン印刷装置１００の印刷用マスク１０１が
取り外された後に、絶縁樹脂インキ１０２を乾燥硬化さ
せる乾燥処理が施される。したがって、プリント配線基
板１１１は、図６に示すように印刷領域１１５に印刷さ
れた絶縁樹脂インキ１０２が硬化することによって構成
される保護層１１６により搭載した集積回路素子１１２
や金ワイヤ１１３或いは各ランド部１１４が封装されて
集積回路装置１１０が完成される。集積回路装置１１０
は、保護層１１６によって集積回路素子１１２等の絶縁
保持或いは機械的保護が図られる。

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したス
クリーン印刷装置１００においては、プリント配線基板
１１１の比較的微細な印刷領域１１５に絶縁樹脂インキ
１０２を印刷して保護層１１６を形成することから、精
度の高い版の画像再現特性が要求される。このため、ス
クリーン印刷装置１００には、一般に粘度が１０００乃
至５０００センチポイズ（ｐｏｉｓｅ）であり、また降
伏値の低い絶縁樹脂インキ１０２が用いられる。しかし
ながら、かかる絶縁樹脂インキ１０２は、スキージ１０
３が印刷用マスク１０１の主面上を加圧状態で摺擦移動
して開口パターン部１０４を介して印刷領域１１５内に
押し出される際に、表面層が先行するスキージ１０３に
引っ張られて移動するインキ引張り現象を生じることが
ある。したがって、集積回路装置１１０は、このインキ
引張り現象によって、図６に示すように保護層１１６が
スキージ１０３の摺動始端側（同図において左側）から
摺動終端側（同図において右側）に向かって次第にその
厚みが大きくなって均一な平坦面に形成されないといっ
た状態を呈することがあった。このため、集積回路装置
１１０は、例えば乾燥工程において厚みが均一で無い保
護層１１６が均一な状態で硬化が行われないために歪み
等が発生するといった問題が生じることがあった。ま
た、集積回路装置１１０には、上述した保護層１１６の
印刷工程を第１層作成工程として、この第１層上にさら
に絶縁保護層を形成したり表示等の印刷工程を施す多層
印刷工程が施されることがある。集積回路装置１１０
は、かかる多層印刷工程等を施す際に上述した不均一な
厚みで平坦面で無い保護層１１６上に均一な上層部を形
成することが困難となる。したがって、集積回路装置１
１０は、印刷不良を生じさせたり不均一な力が加わるこ
とによって金ワイヤ１１３が破断する等の不都合が生じ
ることがあった。したがって、本発明は、プリント配線
基板上に実装される集積回路素子等を絶縁被覆する保護
層を印刷形成する際に用いて好適であり、均一な厚みで
高精度の印刷層を印刷形成するようにした印刷用マスク
を提供することを目的としたものである。

【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明にかかる印刷用マスクは、開口パターン部を有し、こ
の開口パターン部を被印刷体の印刷領域に位置決めして
載置されるとともに主面上を加圧摺動するスキージによ
って充填されたインキが開口パターン部から印刷領域上
に押し出されて印刷されるようにする。印刷用マスク
は、スキージの移動方向に対して厚み寸法が次第に薄厚
となるように構成されてなる。また、印刷用マスクは、
印刷領域に集積回路素子等が実装されたプリント配線基
板からなる被印刷体に対して位置決め載置され、エポキ
シ樹脂等の絶縁樹脂インキを印刷して集積回路素子等を
封装する保護層を印刷形成するようにする。以上のよう
に構成された本発明にかかる印刷用マスクによれば、ス
キージの移動方向に対して厚み寸法を次第に薄厚とした
ことにより、開口パターン部を介して印刷領域に供給さ
れるインキの供給量がスキージの摺動始端側において摺
動終端側よりも大きくなる。したがって、印刷用マスク
は、スキージの摺動動作に伴って摺動始端側から摺動終
端側に向かってインキの引張り現象が生じてもその補正
がなされるようになり印刷層の厚みが全体として均一化
される。また、本発明にかかる印刷用マスクによれば、
集積回路素子等を封装する絶縁樹脂インキによって形成
された保護層が均一な平坦面として構成される。したが
って、印刷用マスクは、均一な保護層を形成するように
するとともに多層印刷工程を施す際にも、高精度の多層
印刷層の形成を可能とする。

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる印刷用マス
クの好ましい実施の形態について、図面を参照して詳細
に説明する。実施の形態として示す印刷用マスク４は、
上述した従来例と同様に集積回路装置１０の製造工程に
備えられるスクリーン印刷装置１の版部材を構成する。
スクリーン印刷装置１は、プリント配線基板１１に実装
された集積回路素子や半導体素子等の集積回路素子体１
２を封装してその絶縁性を保持するとともに機械的保護
を図る保護層１３を印刷形成する。スクリーン印刷装置
１は、印刷層を比較的大きな厚みで印刷可能であるこ
と、硬軟いずれの被印刷体にも適用可能であること、イ
ンキの選択も自由であること、装置が比較的簡易である
こと等の種々の特徴を有しており、集積回路装置１０の
製造工程ばかりでなく種々の分野に適用されている。ス
クリーン印刷装置１は、図１及び図２に示すように、基
台２と、この基台２に対して開閉自在に取り付けられた
枠部材３と、この枠部材３に交換自在に取り付けられた
印刷用マスク４（版材）と、スキージ５と、ブレード６
等の部材によって構成される。スクリーン印刷装置１
は、基台２上に被印刷体であるプリント配線基板１１を
位置決めした状態で載置し、このプリント配線基板１１
に対してスキージ５によって印刷用マスク４上に充填し
た絶縁樹脂インキ７を所定の印刷領域１４に供給して保
護層１３の印刷を施す。基台２は、プリント配線基板１
１を位置決めするとともに水平状態を保持してしっかり
載置保持する。印刷用マスク４は、プリント配線基板１
１に実装された集積回路素子体１２の高さよりもやや大
きな厚み、換言すればプリント配線基板１１に形成する
保護層１３の厚みよりもやや大きな厚みを有する例えば
ステンレス等の金属薄板によって形成されている。印刷
用マスク４は、その外周部が枠部材３の内周部にしっか
りと固定されている。印刷用マスク４には、図１及び図
２に示すようにプリント配線基板１１の印刷領域１４に
対応して矩形の開口パターン部８が形成されてなる。開
口パターン部８は、具体的には、図１に示すようにプリ
ント配線基板１１の集積回路素子体１２が搭載される領
域を含んで金ワイヤ１７及び各ランド部１６を被覆する
に足る印刷領域１４に対応する開口部によって構成され
ている。開口パターン部８は、その内周壁に金ワイヤ１
７が接触しない十分な開口寸法を有している。ところ
で、印刷用マスク４は、後述するスキージ５の摺動方向
に対して、図１に示すようにその厚みが始端部側４ａか
ら終端側４ｂに向かって次第に薄くなるようにテーパＴ
が付されて構成されている。換言すれば、印刷用マスク
４は、開口パターン部８がその深さをスキージ５の摺動
方向に対して始端部側４ａから終端側４ｂに向かって次
第に浅くなるように構成されている。スキージ５は、弾
性特性や耐インク溶剤性或いは耐摩耗特性等を有し、硬
度が６０乃至８０ショア程度の弾性材、例えばする天然
ゴムやニトリル、シリコン或いはウレタンゴム等を素材
として全体ヘラ状に成形されてなる。スキージ５は、少
なくとも開口パターン部８の開口幅よりも大きく印刷用
マスク４の主面の幅よりもやや小幅とされている。スキ
ージ５は、後述するように往路工程においては印刷用マ
スク４の主面に対して押圧された状態とされるとともに
やや角度を付された状態で、手動或いは図示しない駆動
機構によって図２矢印で示すように左側から右側へと摺
動動作して開口パターン部８から絶縁樹脂インキ７をプ
リント配線基板１１の印刷領域１４上に押し出して印刷
する。また、スキージ５は、復路工程においては印刷用
マスク４の主面に対してやや浮き上がった状態で初期位
置へと復帰動作する。ブレード６は、スキージ５に対し
てその摺動方向の前方側に位置して配置されている。ブ
レード６は、後述するように往路工程においてはスキー
ジ５に先行して移動動作することによって印刷用マスク
４の主面上に供給された絶縁樹脂インキ７を平滑に均す
作用を奏する。また、ブレード６は、復路工程において
は印刷用マスク４の主面上に押し付けられてこの主面上
から余剰の絶縁樹脂インキ７を掻き取りながら初期位置
へと復帰動作する。絶縁樹脂インキ７は、例えば揮発性
溶剤を混合して液状化された、電気的絶縁特性や接着特
性或いは機械的強度特性を有するエポキシ樹脂を素材と
する。絶縁樹脂インキ７は、印刷用マスク４の主面上に
供給した状態では全面に流れ出すことは無く、スキージ
５の加圧摺動動作によって開口パターン部８からプリン
ト配線基板１１の印刷領域１４上に押し出されるに足る
粘度を有している。したがって、絶縁樹脂インキ７は、
具体的には１０００乃至５０００センチポイズ程度の粘
度を有するものが用いられる。なお、絶縁樹脂インキ７
については、乾燥工程の効率化を考慮して例えば紫外線
硬化型の合成樹脂接着剤を用いてもよい。プリント配線
基板１１は、詳細を省略するが銅張り絶縁基板上に例え
ばリソグラフィック・エッチング加工法等を施して銅箔
の一部が除去されることにより適宜の回路パターン１５
が形成されてなる。また、プリント配線基板１１には、
図１に示すように、各回路パターン１５の端部にランド
部１６が一体に形成されるとともに、これらランド部１
６に囲まれた領域に集積回路素子体１２が実装されてな
る。プリント配線基板１１は、例えばボンディング装置
によって実装した集積回路素子体１２とランド部１６と
が金ワイヤ１７によってボンディングされてなる。以上
のように構成されたスクリーン印刷装置１には、印刷用
マスク４を取り付けた枠部材３が基台２に対して開放さ
れた状態で、基台２上にプリント配線基板１１が位置決
めされて載置される。スクリーン印刷装置１は、基台２
に対して枠部材３が閉じられることにより印刷用マスク
４がその開口パターン部８をプリント配線基板１１の印
刷領域１４に対応位置される。スクリーン印刷装置１に
は、この状態で印刷用マスク４上に一定量の絶縁樹脂イ
ンキ７が充填供給される。スクリーン印刷装置１は、印
刷用マスク４に対してスキージ５が押し付けられるとと
もに、図２矢印で示すように図面左側から右側へと向か
って摺動動作される。また、スクリーン印刷装置１にお
いては、スキージ５に対してその摺動方向の前段側に位
置してブレード６が印刷用マスク４からやや浮かされた
状態でセットされる。スクリーン印刷装置１は、ブレー
ド６によって均らされた絶縁樹脂インキ７がスキージ５
によって印刷用マスク４の開口パターン部８内へと押し
出され、プリント配線基板１１の印刷領域１４に対する
印刷が行われる。スクリーン印刷装置１は、スキージ５
が印刷用マスク４の始端部側４ａから終端側４ｂまで摺
動動作されるとその動作が一旦停止され、スキージ５が
印刷用マスク４から離間するように上昇動作されるとと
もにブレード６が印刷用マスク４を押圧するように下降
動作される。スクリーン印刷装置１は、この状態でスキ
ージ５とブレード６とが初期位置へと復帰動作する。ブ
レード６は、この復路動作に際して印刷用マスク４の主
面上から余剰の絶縁樹脂インキ７を掻き取る。スクリー
ン印刷装置１は、上述したように印刷用マスク４が集積
回路素子体１２の高さよりもやや大きな厚みを有するこ
とから、開口パターン部８内に押し出された絶縁樹脂イ
ンキ７が集積回路素子体１２や金ワイヤ１７或いはラン
ド部１６を被覆する。スクリーン印刷装置１において
は、上述した粘度の絶縁樹脂インキ７を用いることで、
スキージ５の加圧摺動動作に伴って開口パターン部８に
充填された絶縁樹脂インキ７の表面層が先行するスキー
ジ５に引張られて移動する引張り現象を生じる。スクリ
ーン印刷装置１には、上述したように開口パターン部８
がその深さをスキージ５の摺動方向に対して始端部側４
ａから終端側４ｂに向かって次第に浅くなるように構成
した印刷用マスク４が用いられている。したがって、絶
縁樹脂インキ７は、開口パターン部８においてその充填
量が終端側４ｂに対して始端部側４ａで多くなってい
る。スクリーン印刷装置１においては、上述したスキー
ジ５による絶縁樹脂インキ７の引張り現象によって始端
部側４ａの表面層部分を終端側４ｂへと引っ張って補填
することで、開口パターン部８内において絶縁樹脂イン
キ７を全体として均一な厚みとする。スクリーン印刷装
置１は、スキージ５とブレード６が初期位置に復帰動作
してその動作が停止されるとともに基台２に対して枠部
材３が回動動作された状態で印刷領域１４に絶縁樹脂イ
ンキ７の印刷が施されたプリント配線基板１１の取出し
操作が行われる。プリント配線基板１１は、次工程の絶
縁樹脂インキ７を乾燥硬化させる乾燥処理が施される。
プリント配線基板１１は、図３に示すように印刷領域１
４に印刷された絶縁樹脂インキ７が硬化することによっ
て構成される保護層１３により搭載した集積回路素子体
１２、金ワイヤ１７及び各ランド部１６が封装された集
積回路装置１０を完成させる。集積回路装置１０は、保
護層１３によって集積回路素子体１２等の絶縁保持或い
は機械的保護が図られる。また、集積回路装置１０は、
図３に示すように保護層１３が均一な厚みで平坦面に構
成される。集積回路装置１０は、乾燥工程において絶縁
樹脂インキ７が均一な状態で硬化することで内部歪みに
よる金ワイヤ１７の破断といった不都合の発生が抑制さ
れ、歩留まりの向上が図られて高精度に製作される。集
積回路装置１０は、上述した保護層１３上にさらに第２
層の回路層等を形成したり仕様等の印刷工程等を施され
ることがあるが、均一な厚みで平坦面として構成されて
いることで高精度の後工程が施されるようになる。な
お、本発明は、上述した集積回路装置１０の製造工程に
備えられて集積回路素子体１２を封装する保護層１３を
形成するスクリーン印刷装置１の版部材を構成する印刷
用マスク４に限定されるものではないことは勿論であ
る。印刷用マスク４は、例えばプリント配線基板１１の
全面を被覆する保護層を印刷形成するものであってもよ
く、またプリント配線基板１１の所定の箇所に半田ペー
ストを印刷するために用いてもよい。

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる印刷用マスクによれば、スキージの移動方向に対し
て厚み寸法を次第に薄厚として構成されたことにより、
開口パターン部を介して印刷領域に供給されるインキの
供給量がスキージの摺動始端側において摺動終端側より
も大きくなりスキージの摺動動作に伴って摺動始端側か
ら摺動終端側に向かってインキの引張り現象が生じても
その補正がなされるようになり印刷層の厚みが全体とし
て均一化されて良好な平坦面として形成される。また、
本発明にかかる印刷用マスクによれば、集積回路素子等
を封装する絶縁樹脂インキによって形成された保護層が
均一な平坦面として構成され、乾燥工程等における偏向
歪みの発生も抑制されるとともに多層印刷工程を施す際
にも、高精度の多層印刷層が形成されるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態として示す印刷用マスクを
備える集積回路装置の製造工程に備えられるスクリーン
印刷装置による保護層形成工程を説明する要部縦断面図
である。

【図２】同スクリーン印刷装置の要部平面図である。

【図３】同スクリーン印刷装置によって保護層が形成さ
れた集積回路装置の縦断面図である。

【図４】従来の印刷用マスクを備える集積回路装置の製
造工程に備えられるスクリーン印刷装置による保護層形
成工程を説明する要部斜視図である。

【図５】同スクリーン印刷装置による保護層形成工程を
説明する要部縦断面図である。

【図６】同スクリーン印刷装置によって保護層が形成さ
れた集積回路装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１ スクリーン印刷装置 ２ 基台 ３ 枠部材 ４ 印刷用マスク（版部材） ５ スキージ ６ プレード ７ 絶縁樹脂インキ（インキ） ８ 開口パターン部 １０ 集積回路装置 １１ プリント配線基板 １２ 集積回路素子体 １３ 保護層 １４ 印刷領域 １５ 回路パターン １６ ランド部 １７ 金ワイヤ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 開口パターン部を有し、この開口パター
   ン部を被印刷体の印刷領域に位置決めして載置されると
   ともに主面上を加圧摺動するスキージによって充填され
   たインキを前記開口パターン部から前記印刷領域上に押
   出して印刷する印刷用マスクにおいて、 前記スキージの移動方向に対して厚み寸法が次第に薄厚
   となるように構成されたことを特徴とする印刷用マス
   ク。
2. 【請求項２】 印刷領域に集積回路素子等が実装された
   プリント配線基板からなる前記被印刷体に対して位置決
   め載置され、 前記開口パターン部を介してエポキシ樹脂等の絶縁樹脂
   インキを印刷して前記集積回路素子等を封装する保護層
   を形成することを特徴とする請求項１に記載の印刷用マ
   スク。