特開 2024-158516 配列用マスク

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024158516

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】配列用マスク

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20241031BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

H01L21/92 604H

H01L21/92 604Z

H05K3/34 505A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023073773

(22)【出願日】2023-04-27

(71)【出願人】

【識別番号】000005810

【氏名又は名称】マクセル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100148138

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡

(72)【発明者】

【氏名】中島 貴士

(72)【発明者】

【氏名】原 正吉

(72)【発明者】

【氏名】堀之内 強

(72)【発明者】

【氏名】林田 真幸

【テーマコード（参考）】

5E319

【Ｆターム（参考）】

5E319BB04

5E319CD26

5E319GG20

(57)【要約】

【課題】半田ボールの配列用マスクにおいて、構造強度の低下を抑えながら、ボール挿入孔内に半田ボールを効率よく落下させることができるようにする。
【解決手段】平面視におけるボール挿入孔１２の開口縁１６は、スキージ２６の移動方向に直交する前後方向に伸びる直線で形成される左縁部１７と、当該左縁部１７の前後端からスキージ２６の移動方向に一致する左右方向に伸びる直線で形成される前縁部１８及び後縁部１９と、前縁部１８及び後縁部１９の右端に接続される右縁部２０とで形成されている。そして、右縁部２０が、当該右縁部２０の前後方向の端部が中央部よりも左縁部１７側に位置する部分円弧で構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の配列パターンに対応したボール挿入孔（１２）を備え、左側から右側に向かって移動するスキージ（２６）で配列用マスク上の半田ボール（２）をボール挿入孔（１２）内に落下させることで、ワーク（３）上の所定位置に半田ボール（２）を搭載する配列用マスクであって、
平面視におけるボール挿入孔（１２）の開口縁（１６）は、スキージ（２６）の移動方向に直交する前後方向に伸びる直線で形成される左縁部（１７）と、当該左縁部（１７）の前後端からスキージ（２６）の移動方向に一致する左右方向に伸びる直線で形成される前縁部（１８）及び後縁部（１９）と、前縁部（１８）及び後縁部（１９）の右端に接続される右縁部（２０）とで形成されており、
右縁部（２０）が、当該右縁部（２０）の前後方向の端部が中央部よりも左縁部（１７）側に位置する部分円弧で構成されていることを特徴とする配列用マスク。

【請求項2】

右縁部（２０）が、前縁部（１８）及び後縁部（１９）の右端に滑らかに接続される半円弧状の部分円弧で構成されている請求項１に記載の配列用マスク。

【請求項3】

平面視におけるボール挿入孔（１２）の開口縁（１６）の左右方向の寸法を（Ｌ１）、前後方向の寸法を（Ｌ２）と規定したとき、左右方向の寸法（Ｌ１）と前後方向の寸法（Ｌ２）とが同じに設定されている請求項１または２に記載の配列用マスク。

【請求項4】

左縁部（１７）と前縁部（１８）との接続部分で構成される入隅部、及び左縁部（１７）と後縁部（１９）との接続部分で構成される入隅部に、円弧状のアール部（２１）が形成されている請求項１または２に記載の配列用マスク。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えばＢＧＡ（Ball Grid Array）方式の半田バンプの作成に使用される、半田ボールの配列用マスクに関する。

【背景技術】

【0002】

一般に半田バンプは、電極にフラックス等を塗布する工程と、電極上に半田ボールを搭載させる工程と、搭載された半田ボールを加熱溶解させる工程を経て形成される。前記電極上に半田ボールを搭載させる工程において、電極の配列パターンに対応した開口パターンを有する配列用マスクを用いることは公知であり、例えば特許文献１には、円形状のボール挿入孔を有する配列用マスクが開示されている。特許文献２には、四角形開口などの多角形状のボール挿入孔を有する配列用マスクが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－３２４６１８号公報

【特許文献2】特開２０１２－２２７４６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電極上に半田ボールを搭載させる工程では、配列用マスク上に供給した半田ボールを、例えば左側から右側に向かって移動するブラシ状のスキージで分散させ、各ボール挿入孔内に１つずつ落下させる。このとき半田ボールは、平面視においてその重心位置がボール挿入孔上に位置したときに、ボール挿入孔の開口縁により誘い込まれてボール挿入孔に落下する。但し、ボール挿入孔上における半田ボールの中心位置が、ボール挿入孔の中央部よりもスキージの移動方向の下流側（右側）に位置すると、半田ボールはスキージの移動方向とは逆方向に戻りながらボール挿入孔に落下することになるため、当該状態においては、半田ボールはボール挿入孔内に落下し難い。このため、多くの半田ボールは、ボール挿入孔の中央部より左側（スキージの移動方向の上流側）に位置する状態から、ボール挿入孔内に誘い込まれて落下していく。

【0005】

ここで、平面視においてスキージの移動方向（左右方向）に対して直交する方向（前後方向）に伸びる仮想線を想定し、当該仮想線がボール挿入孔の開口縁を横切る長さ寸法（開口縁の前後方向の開口寸法）をボール挿入孔の誘い込み幅と規定したとき、特許文献１の配列用マスクのように、ボール挿入孔が円形状に形成されている構成では、スキージの移動方向に対してボール挿入孔の中央部における誘い込み幅が最大となる。このため、主として半田ボールが誘い込まれる、ボール挿入孔の中央部よりスキージの移動方向の上流側では、半田ボールがボール挿入孔上に位置する機会が少ない。

【0006】

これに対して、特許文献２の配列用マスクのように、ボール挿入孔が正多角形状に形成されている構成では、例えばボール挿入孔を正四角形状に形成し、さらに正四角形の辺部を画成する１つの直線部をスキージの移動方向に直交する方向と平行に配することで、スキージの移動方向に対してボール挿入孔の全体で誘い込み幅を一定にすることができる。このように、正四角形状のボール挿入孔は、円形状のボール挿入孔に比べて、ボール挿入孔の中央部よりスキージの移動方向の上流側の誘い込み幅を大きくすることができるので、半田ボールがボール挿入孔上に位置する機会を増やして、効率よくボール挿入孔に半田ボールを落下させることができると考えられる。

【0007】

しかし、円形状のボール挿入孔の直径と正四角形状のボール挿入孔の一辺の長さ寸法とを同寸法に設定したとき、四角形状のボール挿入孔は、円形状のボール挿入孔に比べて空間の体積が大きいため、配列用マスクを構成する金属の体積は少なくなる。このため、四角形状のボール挿入孔を備える配列用マスクでは、円形状のボール挿入孔を備える配列用マスクに比べて、配列用マスクを構成する金属の体積が減少する分、構造強度が低下することが避けられず、スキージによる半田ボールの分散の際に、配列用マスクにスキージが押圧されると、配列用マスクに座屈が生じて破損するおそれがあった。

【0008】

本発明は、以上のような従来の配列用マスクの抱える問題を解決するためになされたものであり、半田ボールの配列用マスクにおいて、構造強度の低下を抑えながら、ボール挿入孔内に半田ボールを効率よく落下させることができるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、所定の配列パターンに対応したボール挿入孔１２を備え、左側から右側に向かって移動するスキージ２６で配列用マスク上の半田ボール２をボール挿入孔１２内に落下させることで、ワーク３上の所定位置に半田ボール２を搭載する配列用マスクを対象とする。平面視におけるボール挿入孔１２の開口縁１６は、スキージ２６の移動方向に直交する前後方向に伸びる直線で形成される左縁部１７と、当該左縁部１７の前後端からスキージ２６の移動方向に一致する左右方向に伸びる直線で形成される前縁部１８及び後縁部１９と、前縁部１８及び後縁部１９の右端に接続される右縁部２０とで形成されている。そして、右縁部２０が、当該右縁部２０の前後方向の端部が中央部よりも左縁部１７側に位置する部分円弧で構成されていることを特徴とする。

【0010】

右縁部２０が、前縁部１８及び後縁部１９の右端に滑らかに接続される半円弧状の部分円弧で構成されている。

【0011】

平面視におけるボール挿入孔１２の開口縁１６の左右方向の寸法をＬ１、前後方向の寸法をＬ２と規定したとき、左右方向の寸法Ｌ１と前後方向の寸法Ｌ２とが同じに設定されている。

【0012】

左縁部１７と前縁部１８との接続部分で構成される入隅部、及び左縁部１７と後縁部１９との接続部分で構成される入隅部に、円弧状のアール部２１が形成されている。アール部２１は、四分円弧状に形成することがより好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明の配列用マスクでは、平面視におけるボール挿入孔１２の開口縁１６を、スキージ２６の移動方向に直交する前後方向に伸びる直線で形成される左縁部１７と、当該左縁部１７の前後端からスキージ２６の移動方向に一致する方向に伸びる直線で形成される前縁部１８及び後縁部１９と、前縁部１８及び後縁部１９の右端に接続される右縁部２０とで形成した。楕円を含む円形状や四角形状を除く多角形状のボール挿入孔では、スキージの移動方向の上流側におけるボール挿入孔の誘い込み幅は、同挿入孔の前後方向の寸法よりも小さい部分が存在するのに対して、上記構成のボール挿入孔１２では、ボール挿入孔１２の誘い込み幅を、前後の縁部１８・１９が対向する部分、すなわちボール挿入孔１２におけるスキージ２６の移動方向の上流側部分において、左縁部１７の長さ寸法に一致させることができる。したがって、半田ボール２がボール挿入孔１２上に位置する機会を増やして、ボール挿入孔１２内に半田ボール２を効率よく落下させることができる。

【0014】

そのうえで、右縁部２０が、当該右縁部２０の前後方向の端部が中央部よりも左縁部１７側に位置する部分円弧で構成されていると、右縁部が直線で構成される四角形状のボール挿入孔に比べて、ボール挿入孔１２のスキージ２６の移動方向の下流側において、ボール挿入孔１２を区画する空間の体積を減少させることができるので、配列用マスク１を構成する金属の体積が少なくなることに伴って構造強度が低下することを抑えることができる。以上より、本発明によれば、半田ボールの配列用マスクにおいて、構造強度の低下を抑えながら、ボール挿入孔１２内に半田ボール２を効率よく落下させることができる。

【0015】

右縁部２０が、前縁部１８及び後縁部１９の右端に滑らかに接続される半円弧状の部分円弧で構成されていると、正四角形状のボール挿入孔に比べて、ボール挿入孔１２の中央部よりスキージ２６の移動方向の下流側において、ボール挿入孔１２を区画する空間の体積を減少させることができるので、配列用マスク１を構成する金属の体積が少なくなることに伴って構造強度が低下することをさらに抑えることができる。また、前後の縁部１８・１９を、ボール挿入孔１２の左端部から左右方向の中央部まで形成することができるため、主として半田ボール２が誘い込まれる、ボール挿入孔１２の中央部よりスキージ２６の移動方向の上流側においては、ボール挿入孔１２の誘い込み幅を、同挿入孔１２の前後方向の寸法Ｌ２と一致させることで、ボール挿入孔１２上に半田ボール２が位置する機会を増やすことができる。加えて、本発明の配列用マスク１のボール挿入孔１２では、前縁部１８と右縁部２０との接続部分、及び後縁部１９と右縁部２０との接続部分の開口縁１６に角部は形成されず、配列用マスク１の上面を摺動移動するスキージ２６が開口縁１６に引っ掛かることを抑えることができるので、ボール挿入孔１２上を通過するスキージ２６をスムーズに移動させることができる。

【0016】

平面視におけるボール挿入孔１２の開口縁１６の左右方向の寸法をＬ１、前後方向の寸法をＬ２と規定する。ここで、左右方向の寸法Ｌ１よりも前後方向の寸法Ｌ２が大きい長方形状のボール挿入孔、或いは左右方向の寸法Ｌ１よりも前後方向の寸法Ｌ２が小さい長方形状のボール挿入孔を想定する。さらに前記両ボール挿入孔の小さい側の寸法に寸法Ｌ１・Ｌ２が一致する正方形状のボール挿入孔を想定したとき、正方形状のボール挿入孔のほうが、長方形状のボール挿入孔に比べて、ボール挿入孔を区画する空間の体積を減少させることができる。したがって、本発明のように、ボール挿入孔１２の開口縁１６の左右方向の寸法Ｌ１と前後方向の寸法Ｌ２とが同じに設定されていると、配列用マスク１を構成する金属の体積が少なくなることに伴って構造強度が低下することをより抑えることができる。

【0017】

左縁部１７と前縁部１８との接続部分で構成される入隅部、及び左縁部１７と後縁部１９との接続部分で構成される入隅部に、四分円弧状のアール部２１が形成されていると、各入隅部において開口縁１６の縁部形状の急激な変化を解消することができる。これによれば、開口縁１６に応力の集中が生じやすい角部が形成されることを抑えることができるので、開口縁１６に応力集中が生じることに伴う構造強度の低下を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の第１実施形態に係る配列用マスクの要部の平面図である。

【図2】配列用マスク及びワークの全体を示す斜視図である。

【図3】配列用マスクの要部の縦断正面図である。

【図4】配列用マスクの製造工程を示す説明図である。

【図5】配列用マスクの製造工程を示す説明図である。

【図6】本発明の第２実施形態に係る配列用マスクの要部の平面図である。

【図7】本発明の第３実施形態に係る配列用マスクの要部の平面図である。

【図8】図７におけるＡ－Ａ線断面図である。

【図9】（ａ）（ｂ）は配列用マスクのボール挿入孔の参考例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（第１実施形態） 図１から図５に、本発明に係る半田ボールの配列用マスクの第１実施形態を示す。本実施形態における前後、左右、上下とは、図１から図３に示す交差矢印と、交差矢印の近傍の前後・左右・上下の表記に従う。なお、各図における厚みや幅などの寸法は、実際の様子を示したものではなく、それぞれ模式的に示したものである。

【0020】

この配列用マスク（以下「マスク」と記す。）１は、ＢＧＡ方式の半田バンプ作成における半田ボール２の搭載工程において使用されるものである。図２及び図３において、符号３は、マスク１による半田ボール２の搭載対象となるワークを示す。このワーク３は、例えばガラスエポキシ基板のベース４に複数個の半導体チップ５を搭載し、ワイヤボンドで配線したのち、トランスファモールド封止してなるものであり、半導体チップ５を囲むように、ワーク３の上面には、入出力端子である電極６が所定の配列パターンで形成されている。当該ワーク３は、半田バンプの作成後に個片に切断され、個々のＬＳＩチップとされる。各電極６は円形に形成されており、その直径は半田ボール２の直径と略同一径に設定されている。なお、各電極６は矩形状に形成されることもあり、この場合には、半田ボール２の直径は、矩形状の長辺の長さ寸法と略同一寸法に設定される。

【0021】

図２に示すように、マスク１は、ニッケルやニッケルコバルト等のニッケル合金、銅、その他の電着金属を素材として電鋳法（めっき法）によって形成されたマスク本体１０を備えており、このマスク本体１０を囲むように枠体１１が接合される。マスク本体１０の盤面中央部には、各半導体チップ５に対応して、半田ボール２を投入するための多数独立のボール挿入孔（以下「挿入孔」と記す。）１２を有するパターン領域１３が多数形成されている。パターン領域１３の挿入孔１２は、ワーク３における各半導体チップ５の電極６の配列パターンに対応している。

【0022】

図１及び図３に示すように、挿入孔１２は、マスク本体１０を上下に貫通する貫通孔からなり、挿入孔１２の左右方向の寸法Ｌ１と前後方向の寸法Ｌ２とは同じ寸法に設定されている。半田ボール２は、１００μｍ以下の直径寸法を有するものであり、これに合わせて各挿入孔１２の左右寸法Ｌ１及び前後寸法Ｌ２は、当該ボール２の直径寸法よりも僅かに大きな寸法を有している。前記寸法Ｌ１・Ｌ２は、半田ボール２の直径寸法の１．０５～１．１５倍に設定することが望ましい。平面視における挿入孔１２の上側の開口縁１６は、左右の縁部１７・２０及び前後の縁部１８・１９により、トンネル断面形状に形成されており、挿入孔１２は上下方向で形状が一定のストレート孔で構成されている。

【0023】

具体的には、挿入孔１２は、その上側の開口縁１６が、後述するスキージ２６の移動方向（左右方向）に直交する方向（前後方向）に伸びる直線で形成される左縁部１７と、当該左縁部１７の前後端からスキージ２６の移動方向に一致する方向（左右方向）に伸びる直線で形成される前縁部１８及び後縁部１９と、前縁部１８及び後縁部１９の右端に接続される、前後方向の端部が中央部よりも左縁部１７側に位置する円弧状の右縁部２０とで構成されている。左縁部１７は、長さ寸法が挿入孔１２の前後方向の寸法Ｌ２である前後方向に伸びる直線からなり、前縁部１８及び後縁部１９は、長さ寸法が挿入孔１２の左右方向の寸法Ｌ１の半分（Ｌ１／２）である左右方向に伸びる直線からなる。また、右縁部２０は、挿入孔１２の前後方向の寸法Ｌ２を直径とする半円弧状の部分円弧からなり、平面視における右縁部２０の前後方向の端部は、挿入孔１２の左右方向の中央部に直交して前後に伸びる直線上に位置する。

【0024】

右縁部２０の前後の端部は、前縁部１８及び後縁部１９の右端に滑らかに接続されており、前縁部１８と右縁部２０、及び後縁部１９と右縁部２０は、接線接続となるように構成されている。直角に配される左縁部１７と前縁部１８との接続部分で構成される入隅部、及び直角に配される左縁部１７と後縁部１９との接続部分で構成される入隅部には、微小半径の四分円弧（円弧）からなるアール部２１が形成されている。このように、前記各入隅部に四分円弧状のアール部２１を形成して丸めることにより、開口縁１６に劣角の縁部からなる角部が形成されることを解消することができるので、角部への応力集中によるマスク本体１０の破損を防ぐためにも、前記入隅部にはアール部２１を形成することが望ましい。但し、半田ボール２がボール挿入孔１２に誘い込まれる機会を増やすという観点から、このアール部２１は極力半径の小さい四分円弧で構成することが望ましい。

【0025】

図２に示すように、マスク本体１０には、該マスク本体１０を支持する四角枠状の枠体１１が接合されている。マスク本体１０と枠体１１との接合は、両者１０・１１を接着剤等により直貼りした形態、あるいはテトロン（登録商標）などの紗を介して両者１０・１１を一体的に接合した形態などがある。該枠体１１は、マスク本体１０の補強用部材を兼ねており、アルミニウムやステンレス鋼の他、４２アロイ、インバー材、スーパーインバー材、ＳＵＳ４３０等の低熱線膨張係数の材質で形成される。枠体１１の厚み寸法は、マスク本体１０の厚み寸法よりも十分に肉厚に形成されており、マスク本体１０の外周縁と不離一体的に接合される。枠体１１の厚み寸法は、例えば０．０５～３ｍｍ程度である。なお、マスク１の全体厚みは、使用する半田ボール２の直径に合わせて設計することができ、特にマスク本体１０の厚み（支持突起２４を設ける場合は当該突起２４の厚みも含む）は半田ボール２の直径と同程度とすることが好ましい。

【0026】

マスク本体１０の下面側、すなわちワーク３に正対する側には、ワーク３との対向間隔を確保する支持突起２４が、下方向に突出状に設けられている。支持突起２４は逆円錐台状に形成されており、半田ボール２の配列作業時においてその下端面がワーク３の表面に常に当接してマスク１とワーク３との対向間隔を確保する。支持突起２４は、パターン領域１３を囲むように格子枠状に設けることができる。支持突起２４の下端面をワーク３の表面に当接させたとき、マスク本体１０の下面とワーク３の表面との対向間隔が、半田ボール２の直径の略半分になるように、支持突起２４の突出寸法を設定するとよい。

【0027】

マスク１を用いた半田ボール２の配列作業は、例えば以下のような手順で行われる。まず、ワーク３の電極６上に、印刷用メタルマスク等を使用してフラックス２５を印刷塗布する（図３参照）。次に、ボール挿入孔１２と電極６とが一致するように、ワーク３上にマスク１を位置合わせしたうえで、マスク１を固定する。この位置合わせ作業は、例えば枠体１１とワーク３との外周縁を位置合わせすることで行われる。なお、ワーク３の下方に磁石を配置することができ、位置合わせ作業が終了した後、該磁石の磁力吸引力によりマスク１をワーク３に不離一体的に固定することが可能である。この固定状態において、支持突起２４の下端面がワーク３の表面に当接することで、マスク１は、図３に示すようなワーク３との対向間隔が確保された離間姿勢に姿勢が保持される。

【0028】

次に、枠体１１の開口部分、すなわちマスク本体１０の上面に多数個の半田ボール２を供給し、先端がブラシ状のスキージ（スキージブラシ）２６を用いてマスク本体１０上で半田ボール２を分散させて、挿入孔１２内に１つずつ半田ボール２を落下させる。本実施形態では、スキージ２６を左から右に向かって摺動移動して半田ボール２を挿入孔１２内に落下させ、電極６上に半田ボール２を搭載する。挿入孔１２内に落下した半田ボール２はフラックス２５で仮止め状に粘着保持される。最後に残余の半田ボール２をマスク１の上面から除去したのちに、マスク１を取り外し、半田ボール２を加熱溶解させることで、ワーク３の電極６上に半田バンプを作成することができる。

【0029】

図４および図５は本実施形態に係る配列用マスク１の製造方法を示す。まず、図４（ａ）に示すように、導電性を有する例えばステンレス鋼製や真ちゅう製の母型２８の表面にフォトレジスト層２９を形成する。このフォトレジスト層２９は、ネガタイプの感光性ドライフォトレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成することができる。次いで、フォトレジスト層２９の上に、逆円錐台状の支持突起２４に対応する透光孔３０ａを有するパターンフィルム３０（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外線光ランプ３１で紫外線光を照射して露光を行うことができる。当該露光は、紫外線光ランプ３１の照射角度や母型２８の傾斜角度を変更しながら行う。紫外線光ランプ３１による露光後は、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図４（ｂ）に示すように、支持突起２４に対応するレジスト体３２ａを有する一次パターンレジスト３２を母型２８上に形成した。

【0030】

続いて、上記母型２８を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図４（ｃ）に示すようにレジスト体３２ａの高さの範囲内で、母型２８のレジスト体３２ａで覆われていない表面にニッケル等の電着金属を電鋳して、一次電鋳層３３を形成した。ここでは、母型２８の略全面にわたって一次電鋳層３３を形成した。次に、図４（ｄ）に示すように、一次パターンレジスト３２を除去する。後段の剥離工程の作業性を向上させるため、一次電鋳層３３の表面は一次パターンレジスト３２の除去後に研磨処理や剥離処理を施しておくことが望ましい。

【0031】

続いて、図５（ａ）に示すように、一次電鋳層３３および母型２８の表面の全体に、フォトレジスト層３６を形成したうえで、当該フォトレジスト層３６の表面に、挿入孔１２に対応する透光孔３７ａを有するパターンフィルム３７（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外線光ランプ３１で紫外線光を照射して露光を行う。当該露光は、平行光を照射できる紫外線光ランプ３１で行うことができる。紫外線光ランプ３１による露光後は、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図５（ｂ）に示すような挿入孔１２に対応するレジスト体３８ａを有する二次パターンレジスト３８を一次電鋳層３３の表面に形成した。

【0032】

続いて、上記母型２８を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、先のレジスト体３８ａの高さの範囲内で、母型２８、及びレジスト体３８ａで覆われていない一次電鋳層３３の表面にニッケル等の電着金属を電鋳して、図５（ｃ）に示すような二次電鋳層３９を形成した。次に、二次パターンレジスト３８を溶解除去するとともに、母型２８及び一次電鋳層３３を二次電鋳層３９から剥離（除去）することにより、図５（ｄ）及び図３に示すようなマスク本体１０を得た。最後にマスク本体１０に枠体１１を接合することで、図２に示すようなマスク１を得ることができる。

【0033】

二次電鋳層３９、すなわちマスク本体１０は、それ自体に内方に収縮する方向の応力が作用するようなテンションを加えた状態で枠体１１に支持した形態を採ることができる。換言すれば、マスク本体１０に張力を付与した状態で、該マスク本体１０を枠体１１で支持することができる。マスク本体１０への張力の付与は、母型２８から二次電鋳層３９を剥離する前に、二次電鋳層３９（マスク本体１０）と枠体１１とを接合することで実現できる。これによれば、周囲温度の変化に伴うマスク本体１０の膨張分を、当該収縮方向へのテンションで吸収することができるので、ワーク３に対するマスク本体１０の位置ズレを防ぐことができる。また、マスク本体１０の全体に均一なテンションを与えることができるので、ワーク３に対して半田ボール２を位置精度良く搭載させることができる。

【0034】

以上のように、本実施形態の配列用マスク１では、平面視における挿入孔１２の開口縁１６を、スキージ２６の移動方向に直交する方向に伸びる直線で形成される左縁部１７と、当該左縁部１７の前後端からスキージ２６の移動方向に一致する方向に伸びる直線で形成される前縁部１８及び後縁部１９と、前縁部１８及び後縁部１９の右端に接続される半円弧状の部分円弧で形成される右縁部２０とで形成した。楕円を含む円形状や四角形状を除く多角形状のボール挿入孔では、スキージの移動方向の上流側における挿入孔の誘い込み幅は、挿入孔１２の前後方向の寸法よりも小さい部分が存在するのに対して、本実施形態の挿入孔１２では、挿入孔１２の誘い込み幅を、前後の縁部１８・１９が対向する部分、すなわち主として半田ボール２が誘い込まれる、挿入孔１２の中央部よりスキージ２６の移動方向の上流側において、左縁部１７の長さ寸法に一致させて、半田ボール２が挿入孔１２上に位置する機会を増やすことができ、挿入孔１２内に半田ボール２を効率よく落下させることができる。

【0035】

さらに、右縁部２０を前縁部１８及び後縁部１９の右端に滑らかに接続される半円弧状の部分円弧で構成したので、右縁部が直線で構成される四角形状の挿入孔に比べて、挿入孔１２の中央部よりスキージ２６の移動方向の下流側において、挿入孔１２を区画する空間の体積を減少させて、配列用マスク１を構成する金属の体積が少なくなることに伴う構造強度の低下を抑えることができる。以上より、本実施形態によれば、半田ボール２の配列用マスク１において、構造強度の低下を抑えながら、挿入孔１２内に半田ボール２を効率よく落下させることができる。加えて、挿入孔１２の左右方向の寸法Ｌ１と前後方向の寸法Ｌ２とを半田ボール２の直径寸法の１．０５～１．１５倍に設定することにより、挿入孔１２と半田ボール２との接触機会を増やして、落下した半田ボール２が電極６上で動くことを抑え、スキージ２６により半田ボール２がボール挿入孔１２から掻き出されることを防いで、半田ボール２を収まり良く電極６上に搭載させることができる。

【0036】

左右方向の寸法Ｌ１よりも前後方向の寸法Ｌ２が大きい長方形状のボール挿入孔、或いは左右方向の寸法Ｌ１よりも前後方向の寸法Ｌ２が小さい長方形状のボール挿入孔を想定する。さらに前記両ボール挿入孔の小さい側の寸法に寸法Ｌ１・Ｌ２が一致する正方形状のボール挿入孔を想定したとき、正方形状のボール挿入孔のほうが、長方形状のボール挿入孔に比べて、ボール挿入孔を区画する空間の体積を減少させることができる。したがって、本実施形態のように、挿入孔１２の開口縁１６の左右方向の寸法Ｌ１と前後方向の寸法Ｌ２とが同じに設定されていると、配列用マスク１を構成する金属の体積が少なくなることに伴って構造強度が低下することをより抑えることができる。また、本実施形態の挿入孔１２では、前縁部１８と右縁部２０との接続部分、及び後縁部１９と右縁部２０との接続部分の開口縁１６に角部は形成されず、配列用マスク１の上面を摺動移動するスキージ２６が開口縁１６に引っ掛かることがないので、挿入孔１２上を通過するスキージ２６をスムーズに移動させることができる。

【0037】

左縁部１７と前縁部１８との接続部分で構成される入隅部、及び左縁部１７と後縁部１９との接続部分で構成される入隅部に、四分円弧状のアール部２１を形成したので、各入隅部において開口縁１６の縁部形状の急激な変化を解消することができる。これによれば、開口縁１６に応力の集中が生じやすい角部が形成されることを解消することができるので、開口縁１６に応力集中が生じることに伴って構造強度が低下することを防ぐことができる。

【0038】

上記実施形態における、挿入孔１２は、左右方向の寸法Ｌ１と前後方向の寸法Ｌ２を同じに設定したが、前後方向の寸法Ｌ２よりも左右方向の寸法Ｌ１を大きく（Ｌ１＞Ｌ２）設定することもできる。この場合には、前後方向の寸法Ｌ２を半田ボール２の直径寸法の１．０５～１．１５倍に設定することが望ましい。また、左縁部１７と前縁部１８との接続部分で構成される入隅部、及び直角に配される左縁部１７と後縁部１９との接続部分で構成される入隅部は、四分円弧状に構成したが、これら入隅部は、四分円弧よりも中心角が小さい円弧、或いは四分円弧よりも中心角が大きい円弧であってもよい。

【0039】

上記の実施形態におけるマスク本体１０と支持突起２４とは、同じ金属の層（二次電鋳層３９）で形成されているが、平板状のマスク本体１０に支持突起２４を接合することもできる。或いは支持突起２４は省略することもできる。この場合のマスク本体１０の製造は、図４（ａ）～（ｄ）の工程を配して、まず母型２８上に図５（ｂ）に示すようなレジスト体３８ａに相当する（挿入孔１２に対応する）レジスト体を有するパターンレジストを形成する。こののち、前記パターンレジストの高さの範囲内で、母型２８の表面にニッケル等の電着金属を電鋳して一次電鋳層を形成する。次に、母型２８及び前記パターンレジストを一次電鋳層から剥離（除去）することにより、平板状の一次電鋳層を得る。支持突起２４を省略する場合には、得られた一次電鋳層をマスク本体１０とする。支持突起２４を設ける場合には、別途支持突起２４に相当する部材を、例えば金属或いは樹脂を素材として機械加工等により作成し、この部材を一次電鋳層からなるマスク本体１０の裏面に不離一体的に接合する。

【0040】

マスク本体１０の製造工程において、二次レジストパターン３８に替えて、成形品を用いる方法がある。この場合には、レジスト体３８ａに対応する形状の成形品を機械加工等により作成し、これを一次電鋳層３３の所定の位置に固定する。この母型２８を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、母型２８、及び成形品で覆われていない一次電鋳層３３の表面にニッケル等の電着金属を電鋳して、二次電鋳層３９を形成する。

【0041】

上記の各製造方法では、二次電鋳層３９の形成時に挿入孔１２を形成したが、挿入孔１２は二次電鋳層３９の形成後に形成することができる。この場合には、まず図４（ａ）～（ｄ）の工程を行ったのち、図４（ｄ）に示す母型２８を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、母型２８及び一次電鋳層３３の表面にニッケル等の電着金属を電鋳して、二次電鋳層３９を形成する。次に、母型２８及び一次電鋳層３３を二次電鋳層３９から剥離（除去）することにより、無孔板に支持突起２４が設けられた二次電鋳層３９からなるマスク本体１０を得る。この二次電鋳層３９に機械加工、レーザー加工或いはエッチング処理を施して、所望の挿入孔１２を形成することにより、挿入孔１２を備えるマスク本体１０を得ることができる。レーザー加工或いはエッチング処理による挿入孔１２の形成は、母型２８及び一次電鋳層３３を二次電鋳層３９から剥離（除去）する前に行うこともできる。支持突起２４を省略した形態のマスク本体１０においても、レーザー加工或いはエッチング処理によって挿入孔１２を形成することができる。

【0042】

（第２実施形態） 図６に、本発明に係る半田ボールの配列用マスクの第２実施形態を示す。本実施形態においては、開口縁１６を構成する右縁部２０の形状が異なる点が、第１実施形態と相違する。本実施形態の右縁部２０は、その中心（点）が挿入孔１２の前後方向の中央を通って左右方向に伸びる直線上に配され、さらに挿入孔１２の前後方向の寸法Ｌ２よりも大きな直径の円の一部からなる劣弧状の部分円弧で形成されている。右縁部２０を構成する劣弧状の部分円弧は、その前後方向の端部が中央部よりも左縁部１７側に位置するように形成される。換言すれば、平面視における右縁部２０の前後方向の端部は、挿入孔１２の左右方向の中央部に直交して前後に伸びる直線よりも右側に位置する。右縁部２０の前後端は、前縁部１８及び後縁部１９に接続されており、前縁部１８と右縁部２０とで形成される入隅部、及び後縁部１９と右縁部２０とで形成される入隅部は、劣角状に接続される。本実施形態の開口縁１６は、前記両入隅部にも微小半径のアール部２１を形成して、開口縁１６に劣角の縁部が形成されることを解消している。その他の点は、先の第１実施形態と同じであるので、同一の構成、構造、および部材には同じ符号を付してその説明を省略する。以下の各実施形態においても同じとする。

【0043】

以上のような本実施形態の配列用マスク１のように、右縁部２０を円の一部からなる劣弧状の部分円弧で形成した場合においても、正四角形状のボール挿入孔に比べて、ボール挿入孔１２のスキージ２６の移動方向の下流側において、ボール挿入孔１２を区画する空間の体積を減少させることができるので、配列用マスク１を構成する金属の体積が少なくなることに伴う構造強度の低下を抑えることができる。なお、右縁部２０を構成する部分円弧は、単一の曲率からなる劣弧以外に、複数の曲率を有する複合的な円弧であってもよい。

【0044】

（第３実施形態） 図７及び図８に、本発明に係る半田ボールの配列用マスクの第３実施形態を示す。本実施形態においては、挿入孔１２を下窄まりテーパー状の孔で構成した点が、第１実施形態と相違する。マスク本体１０の上面に形成される挿入孔１２の上開口縁１６ａ（開口縁１６）と、マスク本体１０の下面に形成される挿入孔１２の下開口縁１６ｂとは、相似形状に形成されており、その中心どうしが一致する状態で配されている。下開口縁１６ｂの左右方向の寸法Ｌ３と前後方向の寸法Ｌ４は、第１実施形態の開口縁１６の左右方向の寸法Ｌ１と前後方向の寸法Ｌ２と同一であり、半田ボール２の直径寸法よりも僅かに大きな寸法に形成されている。これにより、上開口縁１６ａの左右方向の寸法Ｌ１と前後方向の寸法Ｌ２は、下開口縁１６ｂの左右方向の寸法Ｌ３と前後方向の寸法Ｌ４よりも大きく形成されている。本実施形態では入隅部のアール部２１を省略しているが、入隅部にアール部２１を設けた形態であってもよい。

【0045】

以上のように、本実施形態の配列用マスク１においては、挿入孔１２を下窄まりテーパー状の孔で構成したので、ストレート孔からなる挿入孔１２に比べて、開口縁１６（上開口縁１６ａ）の誘い込み幅を大きく設定することができるので、半田ボール２をボール挿入孔１２により効率よく落下させることができる。上記の実施形態では、挿入孔１２の上開口縁１６ａと下開口縁１６ｂとを相似形状に形成したが、下開口縁１６ｂは円形、楕円形、或いは多角形状（角丸多角形）に形成することもできる。

【0046】

（参考例） 図９は挿入孔１２の参考例であり、右縁部２０に部分円弧からなる縁部を含む挿入孔１２を示している。図９（ａ）に示す挿入孔１２の開口縁１６は、前後方向に伸びる、長さ寸法が挿入孔１２の前後方向の寸法Ｌ２の直線で形成される左縁部１７と、左縁部１７の前端から左右方向に伸びる、長さ寸法が挿入孔１２の左右方向の寸法Ｌ１よりも短い直線で形成される前縁部１８と、左縁部１７の後端から左右方向に伸びる、長さ寸法が挿入孔１２の左右方向の寸法Ｌ１の直線で形成される後縁部１９と、前縁部１８及び後縁部１９の右端に接続される、前半部が部分円弧であり後半部が直線からなる右縁部２０とで形成されている。挿入孔１２の左右方向の寸法Ｌ１と前後方向の寸法Ｌ２とは同じに設定されており、前縁部１８は挿入孔１２の左右方向の寸法Ｌ１の半分（Ｌ１／２）の直線で構成され、右縁部２０の後半部は挿入孔１２の前後方向の寸法Ｌ２の半分（Ｌ２／２）の直線で構成されている。右縁部２０の前半部は、四分円弧状に形成されている。

【0047】

図９（ｂ）に示す挿入孔１２の開口縁１６は、前後方向に伸びる、長さ寸法が挿入孔１２の前後方向の寸法Ｌ２の直線で形成される左縁部１７と、左縁部１７の後端から左右方向に伸びる、長さ寸法が挿入孔１２の左右方向の寸法Ｌ１の直線で形成される後縁部１９と、左縁部１７の前端と後縁部１９の右端に接続される四分円弧からなる縁部とで扇形に形成されている。この四分円弧状の縁部は、左縁部１７に接続される半部が前縁部１８を構成し、後縁部１９に接続される半部が右縁部２０を構成する。

【0048】

上記ボール挿入孔の形状の参考例のほか、ボール挿入孔の配設形態が異なる配列用マスクの参考例として、平面視においてボール挿入孔をその中心まわりに回転させた配列用マスクを挙げることができる。例えば、スキージが左側から右側に移動する配列用マスクにおいて、時計まわり方向に９０度回転させた前縁部が部分円弧からなるボール挿入孔、反時計まわり方向に９０度回転させた後縁部が部分円弧からなるボール挿入孔、いずれかの方向に１８０度回転させた左縁部が部分円弧からなるボール挿入孔、或いはいずれかの方向に任意の角度回転させたボール挿入孔を備える配列用マスクを挙げることができる。

【0049】

本発明の配列用マスクは、蒸着用マスク、印刷用マスク、はんだボール吸着用マスクとして転用することも可能である。本発明に係る配列用マスクは、国連の提唱する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ : Sustainable Development Goals）の目標９（産業と技術革新の基盤をつくろう）および目標１２（つくる責任、つかう責任）に貢献することができる。

【符号の説明】

【0050】

１ 配列用マスク（マスク）
２ 半田ボール
３ ワーク
１２ ボール挿入孔（挿入孔）
１６ 開口縁
１７ 左縁部
１８ 前縁部
１９ 後縁部
２０ 右縁部
２１ アール部
２６ スキージ
Ｌ１ ボール挿入孔の左右方向の寸法
Ｌ２ ボール挿入孔の前後方向の寸法

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】