メタルマスクの見積は一つの金額に見えますが、実際は五つの選択の合計です。
| 費用要因 | 選択範囲（SKPCB公開値） | 費用をかける価値がある場面 |
|---|---|---|
| 構造 | 枠付き（接着）／枠なしフォイル | 量産、固定の印刷機、繰り返し生産 |
| 材料 | ステンレス（標準）／ニッケル（電鋳）／Kapton・PET（手刷り） | ファインピッチ、低い面積比 |
| 板厚 | 0.08／0.10／0.12／0.15／0.20 mm | 最小部品と最大パッドの両方で決まる |
| 段付き | 単一板厚／多段（ステップ）マスク | 同一基板にファインピッチと大型パッドが混在 |
| 後処理 | 研磨（標準）／電解研磨／ナノコーティング | 版離れが不安定、拭き取りが多い |
見積に載らない費用がもう一つあります。データ変更による作り直しです。多くの場合、どのオプションよりも高くつきます。
1. 構造：枠付きか枠なしか
- 枠付きマスク：フォイルにテンションをかけ、枠に恒久的に接着します。枠とテンション張りは一回限りの費用で、安定したテンションと印刷機の自動位置合わせが得られます。量産や繰り返し生産向けです。SKPCBの公開枠サイズは370×470、420×520、450×550、550×650、584×584 mmです。
- 枠なしマスク：フォイルのみを納品し、再利用可能なテンション枠に装着します。枠の費用がなく、試作や小ロット向けです。
- 費用の考え方：数回しか印刷しないプログラムでは、枠の費用は回収できません。連続生産では、フォイルの着脱と位置合わせの手間が節約分を相殺します。枠は印刷機に合わせる必要があり、サイズを誤ると作り直しになります。
2. 材料と板厚
- ステンレスが標準材料で、レーザー加工により大半の基板に対応します。
- ニッケル（電鋳）は電鋳で開口を形成し、壁面は母型から転写されます。面積比が低いファインピッチ部で効果があり、その分工程が長くなります。
- Kapton／PETは手刷りや一時的な試作用で、機械による量産には向きません。
- 板厚そのものは価格への影響が小さく、手直しへの影響が大きい要素です。 板厚は両側から制約されます。最小ピッチ部品は面積比と版離れのために薄い板厚を必要とし、大型パッド、コネクタ、シールドフレームは十分なはんだ量を必要とします。両者が衝突すると、単一板厚ではどちらかを犠牲にするしかありません。段付きマスクはそのためにあります。
3. 開口工法と開口数
- レーザー加工は開口を一つずつ切断します。開口が多く小さいほど加工経路が長くなります。
- 電鋳は開口ごとの加工時間はかかりませんが、母型と電鋳サイクルが必要です。レーザー加工の壁面では安定した版離れが得られない場合に使います。両工法の壁面の違いはリンク先の記事で扱います。費用の観点では、面積比が本当に不足する場合にのみ電鋳を選ぶ価値があります。
- よくある無駄：基板全体を最小部品の要求に合わせること。高仕様の開口が必要な領域は一部だけで、残りは標準のレーザー加工で足ります。
4. 段付きマスク
段付きマスクは一枚のフォイルに異なる板厚の領域を設け、大型パッドには多く、ファインピッチ部には少なくはんだを供給します。薄化または厚付けの工程が加わり、スキージと段差エッジに設計上の制約が生じます。
- 価値がある：ファインピッチのBGA/QFNとパワー部品、コネクタ、シールドフレームが混在し、単一板厚ではブリッジかはんだ不足のどちらかになる。
- 価値がない：問題が少数のパッドに限られ、開口サイズや形状の変更で解決できる。
5. 後処理：電解研磨とナノコーティング
- 研磨が標準です。
- 電解研磨は開口壁面を平滑にし、はんだペーストの版離れを改善します。
- ナノコーティングは拭き取り頻度を下げ、使用寿命を延ばします。
- 費用の考え方：どちらも版離れを改善しますが、開口形状は変えません。面積比が不足する場合は先に板厚か開口を変更し、後処理は補助と考えます。
6. 隠れた費用：作り直しと版違い
見積の外で最も高くつくのは、使えないマスクです。
- はんだペースト層が最終版ではなく、基板の改版でパッドが変わった。
- ペースト層がなく、銅層から1:1で開口を切った。
- 枠サイズやフィデューシャルがラインの印刷機に合わなかった。
- 一つの部品群に合わせて板厚を決め、別の部品群の歩留まりが落ちた。
7. 段階別の構成
| 段階 | 構造 | 材料／開口 | 段付き | 後処理 |
|---|---|---|---|---|
| 試作 | 枠なしフォイル | ステンレス、レーザー | 避け、開口調整で対応 | 標準研磨 |
| 量産試作 | 繰り返し生産の有無で枠なしか枠付き | ステンレス、レーザー。ファインピッチ部は面積比を確認 | 混載基板は要確認 | 版離れの状況で判断 |
| 量産 | 枠付き、ライン印刷機に合わせる | 面積比によりレーザーか電鋳 | 混載基板は必要に応じて | 拭き取り頻度により電解研磨／ナノコーティング |
8. 発注前に確定すべきデータ
- 最終版のペースト層、ソルダーレジスト層、外形層（Gerber）
- 印刷機の型式と枠サイズ
- 最小ピッチ部品と最大パッドの位置
- 目標板厚または範囲、段付きの可否
- 基板リビジョン（マスクのリビジョンと一対一で対応）
SKPCBはデータレビューでマスクの種類、板厚、開口、面積比を確認します。レーザーか電鋳か、研磨とコーティング、テンションと枠は、Gerberデータ、パッドレイアウト、材料、設備に基づいて確認します。メタルマスクはPCBA注文と合わせて手配できます。
セルフチェック
- 既存記事との分担：工法、段付き設計、マスクを使うかどうかは既存記事へリンクし、本記事は仕様選択と費用のみを扱う。
- 当日brief：slot 2は表面処理、slot 3は検査計画で、核心問題は重複しない。
- 事実：価格、倍率、納期は記載なし。仕様値はすべて
/smt-stencil/の公開値。 - リンク：
/ja/リンク6本、すべてout/ja/に存在。industriesリンクなし。 - FAQ 5問はすべて本文の章に対応。
- REVIEW_REQUIRED：日本語ネイティブ校閲が必要。
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FAQ
Q：メタルマスクで最も大きな費用項目は何ですか？
A：通常は構造（枠付きか枠なしか）と開口工法です。板厚は価格への影響が小さい一方、手直しへの影響が最も大きくなります。
Q：試作に枠付きマスクは必要ですか？
A：通常は不要です。再利用可能なテンション枠に枠なしフォイルを装着すれば十分で、繰り返し生産が決まってから枠付きに切り替えます。
Q：電鋳マスクは常に優れていますか？
A：いいえ。電鋳は面積比の低い開口の版離れを解決する手段です。面積比が足りていれば、レーザー加工のステンレスで十分です。
Q：ナノコーティングで開口変更の代わりになりますか？
A：なりません。コーティングは版離れと拭き取り頻度を改善しますが、開口形状は変えません。面積比が不足する場合は先に板厚か開口を変更します。
Q：作り直しを防ぐにはどうすればよいですか？
A：発注前に最終ペースト層と基板リビジョンを確定し、印刷機の枠サイズを伝え、最小ピッチ部と大型パッド部を明示します。