メタルマスクを用いた印刷プロセスとトラブル

はじめに

エレクトロニクス実装のリフロー工程では、はんだをプリント基板に供給しその上に電子部品を搭載し、リフロー炉で加熱溶融して接合しています。はんだの供給方法としては、メタルマスクやディスペンサーを用いてはんだペースト(ソルダペースト)を供給する方法、プリコート(めっき)で供給する方法、はんだボール(ソルダボール)で供給する、などの方法がありますが、メタルマスクを用いてはんだペーストを印刷する供給方法が最も多く用いられています。

このページでは、メタルマスクについての解説、印刷プロセス、起こりうるトラブルと洗浄について紹介します。

メッシュスクリーンマスク

メタルマスク

メタルマスクの素材としては、ステンレス(SUS)、ニッケル、リン青銅、銅などが良く使われています。

メタルマスクを用いたはんだペーストの印刷プロセス

実装工程では、左の写真のような印刷機を用いて はんだペーストの印刷が行われる場合が多いです。 どのようなメカニズムではんだペーストを印刷しているのか、ご紹介します。

	メタルマスクの下にプリント基板をセットします。
	スキージを下方に押し付け(加圧し)ながら移動し メタルマスクの開口部からはんだペーストを所定の箇所に塗付します。
	セットしていたプリント基板を離します。 プリント基板に開口部と同じ形状のはんだペーストが印刷されました。

メタルマスクでの印刷時に発生するトラブル

実装工程においては、はんだペーストをいかに欠けや過多なく、安定して印刷できるか重要です。
ここでは印刷不良として挙げられる事象の一例を紹介します。

はんだの"かすれ"

メタルマスクに必要な項目の1つに、開口壁面が平滑ではんだペーストが付着しにくく連続印刷性に優れている事が挙げられます。 ところが、ファインパターン化に伴いメタルマスクの開口部が小さくなると、印刷したはんだペーストがプリント基板の方に移らず、右画像のように開口部に残ってしまうことがあります。画像内の薄く色づけした部分が開口部に残ってしまったはんだペーストです。このまま印刷を繰り返すと、開口部が一部欠けた状態ではんだペーストを印刷する事になり、はんだ供給量が減るため「かすれ」という問題が発生します。 また、開口部で固化したはんだペーストが何かのタイミングでプリント基板に転写され 多量に供給されてしまう懸念もあります。

そこで重要になるのが定期的なメタルマスク洗浄です。

メタルマスクの洗浄

上記のような問題の発生を防ぐため、メタルマスクは定期的に洗浄する必要があります。
メタルマスク洗浄に使用する洗浄剤を選定する際に着目すべき項目は多岐にわたります。ここからはメタルマスク洗浄剤を選定する際のポイントをご紹介します。

化研テックのメタルマスク洗浄剤ラインナップ

	製品紹介 メタルマスク・スクリーンマスク用洗浄剤HAシリーズ 手洗浄だけでなく設備に投入しての洗浄も可能！ペーストや接着剤の種類に合わせて幅広いラインナップを準備しています！IPAの代替にも◎！
	製品紹介 洗浄スプレーHAシリーズ 洗浄スプレーHAシリーズはメタルマスクに付着したはんだペーストを除去するスプレー缶(エアゾール式)タイプの洗浄剤シリーズです。洗浄性・乾燥性・接着剤耐性に優れたHA-1040と、臭気を低減させ作業環境の改善に貢献するHA-4900の2種類をラインナップ！

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	技術資料 メタルマスク洗浄 メタルマスクにおける洗浄剤の 要求特性、各種洗浄剤の特徴について、代表的なメタルマスクの洗浄方式について解説しています。