CN1668474A - 丝网印刷方法 - Google Patents

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Abstract

在使掩模板接触衬底以通过图案孔在衬底上印刷焊膏的丝网印刷方法中，在将焊膏填入图案孔的涂刷步骤后从掩模板分离衬底的板分离操作包括一种操作模式，其中重复多次加速和减速模式，其中下降速度被加速至上限速度而随后被减速至下限速度。此外，在板分离操作开始时的初始上限速度设定得高于后续上限速度，从而在板分离操作开始时图案孔中的焊膏的粘性降低，并且掩模板以高精确性在整个衬底范围上分离。

Description

丝网印刷方法
技术领域
本发明涉及丝网印刷方法，其中诸如焊膏的糊状物印刷在工件上。
背景技术
作为电子部件的焊接方法，通过焊料凸点(solder bump)或者焊料预覆(solder pre-coating)的方法是公知的。在该方法中，在诸如电子部件或者衬底的工件的电极上，形成焊料凸点或者焊料预覆，其中焊料凸点是用于焊接的焊料的突出电极，焊料预覆是焊料涂层。作为该焊料形成工艺中的焊料供应方法，丝网印刷方法得到广泛应用。在该方法中，通过为掩模板配置的图案孔将焊膏印刷在工件的上表面。
近来，电子部件的细化有所进展，在工件中形成的电极的间距同样得以细化，并且许多电极以高密度布置。用以在这些电极上形成凸点的掩模板的掩模厚度远小于在印刷电路板上焊料印刷中使用的传统掩模板。然而，在将传统丝网印刷方法无变化地应用于丝网印刷的情况下，该方法为例如形成具有高密度电极的工件而采用具有薄的掩模厚度的掩模板，会产生以下问题。
为了保证丝网印刷中印刷的良好质量，需要稳定地将焊膏填入图案孔的填充能力以及良好的板分离性(plate separativeness)，其中当填充操作后掩模板从工件分离时焊膏从图案孔分离而保持其形状。然而，因为以更高密度布置电极并且掩模制造得更薄，印刷中的难度日益增加。尤其是很难在工件的整个表面上保证一致和良好的板分离性。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种丝网印刷方法，其可保证良好的板分离性。
本发明的丝网印刷方法是使工件与其中形成有图案孔的掩模板的下表面相接触并通过该图案孔将糊状物印刷在工件上的丝网印刷方法。该方法包括：掩模附着步骤，其中使工件与该掩模板的下表面接触；涂刷步骤，其中涂刷器在处于掩模附着状态下的掩模板上移动，从而将糊状物填入图案孔中；以及板分离步骤，其中通过重复多次加速和减速模式的板分离操作而逐步将工件从掩模板分离，其中工件在工件从掩模板分离的方向上移动的移动速度被加速至上限速度而随后被减速至下限速度。此外，表示板分离操作开始时的上限速度的初始上限速度设定得高于表示板分离操作进行中间的上限速度的后续上限速度。
此外，本发明的丝网印刷方法是使工件与其中形成有图案孔的掩模板的下表面相接触并通过图案孔将糊状物印刷在工件上的丝网印刷方法，该方法包括：掩模附着步骤，其中使工件与掩模板的下表面接触；涂刷步骤，其中在处于掩模附着状态下的掩模板上移动涂刷器，从而将糊状物填入图案孔中；以及板分离步骤，其中执行在工件从掩模板分离的方向上移动工件的板分离操作。此外，在板分离操作开始时，该移动速度被加速至上限速度而随后被减速至下限速度。
根据本发明，在工件从掩模板分离的方向上移动工件的板分离操作开始时，移动速度被加速至上限速度而随后被减速至下限速度，从而在板分离操作开始时图案孔中的糊状物的粘性降低，并且可在衬底的整个范围上保证良好的板分离性。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的丝网印刷装置的局部剖视图；
图2是根据本发明一个实施例的丝网印刷装置的局部剖视图；
图3A至3E是说明在根据本发明一个实施例的丝网印刷装置中的丝网印刷操作的视图；
图4A至4C是说明在根据本发明一个实施例的丝网印刷操作中的板分离操作的曲线图和视图；
图5A至5C是示出根据本发明一个实施例的丝网印刷操作中的板分离操作模式的曲线图；
图6是示出根据本发明一个实施例的丝网印刷操作中的板分离操作模式的曲线图；以及
图7A至7E是示出根据本发明一个实施例的丝网印刷操作中的板分离操作模式的曲线图。
具体实施方式
下面，将参照附图描述本发明的实施例。图1和图2是根据本发明一个实施例的丝网印刷装置的局部剖视图，图3A至3E是示出在根据本发明一个实施例的丝网印刷装置中的丝网印刷操作的视图，图4A至4C是示出在根据本发明一个实施例的丝网印刷操作中的板分离操作的曲线图和视图，以及图5A至5C、图6和图7A至图7E是示出在根据本发明一个实施例的丝网印刷操作中的板分离模式的曲线图。
首先参照图1和图2，将描述丝网印刷装置的结构。图1中，衬底定位部分1包括：Y-轴工作台2、X-轴工作台3、q-轴工作台4以及Z-轴工作台5，而且它们叠置起来。在Z-轴工作台5上布置有衬底接收部分6，其接收作为将要被印刷的工件的衬底7的底侧并支撑该衬底7。衬底接收部分6上的衬底7由夹持器8夹持。
如图2所示，q-轴工作台4包括旋转板4a，其通过轴部16绕垂直轴进行q-旋转，并且轴部16通过带17由q-电机15回转驱动，从而绕垂直轴q-旋转该旋转板4a。Z-轴工作台5包括上下板5a，其由滑动轴18引导以上下运动，并且垂直的进给螺杆21装入固定在上下板5a上的螺母22中。进给螺杆21由Z-电机19通过蜗杆机构20回转驱动，并且Z-电机19的驱动使上下板5a上下移动，从而衬底接收部分6上的衬底7上下运动。
Z-电机19由Z-轴驱动部23驱动，而Z-轴驱动部23由控制部分24控制。将板分离操作模式存入板分离模式存储器25中，后面将对其进行说明。在丝网印刷操作中，控制部分24根据板分离操作模式来控制Z-轴驱动部23，从而从掩模板12分离衬底7的板分离操作可以按预定操作模式执行。
在衬底定位部分1上配置有丝网印刷部分10。丝网印刷部分10包括由框架状支撑器11支撑的掩模板12。在掩模板12上配置涂刷单元13，其可通过涂刷移动工作台(未示出)在Y方向上移动。如图1中所示，涂刷单元13包括一对可由汽缸15上下移动的涂刷器14。在使衬底7与掩模板12的下表面接触的状态中，驱动汽缸15，从而涂刷器14下降并且其下端部与掩模板12的上表面接触。
随后参照图3A至3E，将描述丝网印刷操作。在此处将要执行的丝网印刷中，为了在衬底7上形成焊料凸点而将焊膏印刷在衬底7上，并且使用薄型掩模板12，在该掩模板12中以高密度形成有图案孔12a。由此型掩模板进行的印刷难度高，尤其是在涂刷后进行板分离操作过程中，难以在衬底的整个范围上执行一致的板分离。
也就是，虽然由于图案孔的高密度配置使得板分离时附着力很大，由于掩模板自身很薄且易于弯折，所以当使衬底下降时，在板分离时刻易于向下拉动掩模板。从而，在衬底的外围部分和其中心部分之间产生了板分离时序的差异，从而难以适当设定一致的板分离状态。将本实施例所示的丝网印刷应用于具有高难度的用以形成焊料凸点的丝网印刷，并且通过以下方法确保实现良好和一致的板分离性。
首先如图3A所示，衬底接收部分6上的衬底7置于夹持器8之间并由它们支撑，并驱动Z-轴工作台5以提升衬底接收部分6。从而，衬底7上升并与掩模板12的下表面接触(掩模附着步骤)。此时，衬底7的上表面以预定裕度h进一步提升，以从掩模板12下表面的正常高度位置从下面压靠，从而衬底7和掩模板12之间的接触处于来自于下面的压力的状态中。
如接着由图3B所示，使涂刷器14与掩模板12接触，并且在将焊膏9供应至掩模板12上的状态中水平移动涂刷器14。通过这种涂刷操作，如图3C所示，将焊膏9填充至各图案孔12a中(涂刷步骤)。
随后，执行板分离操作。也就是，在填充入图案孔12的焊膏9保持粘附于衬底7上的状态下，驱动Z-轴工作台5以使衬底接收部分6降低，并且衬底7与掩模板12的下表面分离。此时，如图3D所示，衬底7与掩模板12的分离自衬底7的外围部分开始。当外围部分的分离开始时，衬底7的中心部分保持紧密附着于掩模板上。
随后，使衬底接收部分6进一步降低，从而如图3E所示，在衬底7的整个范围内，掩模板12与衬底7的上表面分离，并且板分离是逐步进行的(板分离步骤)。从而，完成了将印刷焊膏9印刷在衬底7上表面上的丝网印刷操作。
随后参照图4A至图4C，将描述上述丝网印刷操作中板分离操作的操作模式。图4A示出在该板分离操作中Z-电机19的速度模式(speed pattern)。在此，板分离操作由下降冲程S和下降速度V之间的关系确定，该下降冲程S表示当使衬底接收部分6降低时的下降量。
该板分离操作模式是这样一种形式，其中衬底7在下降方向(衬底7从掩模板12分离的方向)上移动的移动速度(下降速度V)根据规则的模式多次增加和降低。也就是，如图4A所示，虽然衬底7从开始下降起按冲程S1、S2、S3和S4的次序逐步降低，但是加速和减速模式重复多次，其中下降速度V被加速至各上限速度Vu1、Vu2、Vu3和Vu4而随后被减速至下限速度(零速度)。
冲程S1对应于在板分离操作开始时的初始冲程S(I)，而冲程S2、S3和S4的总和对应于通过从整个下降冲程S(T)中减去初始冲程S(I)所得的后续冲程S(P)。在此，整个下降冲程S(T)对应于填入图案孔12a中的焊膏9在板分离操作中从图案孔12a中完全分离出来所必须的冲程。也就是，衬底7通过整个下降冲程S(T)下降，从而完成板分离操作，而随后衬底7迅速下降至用以传输衬底的高度。
在此，第一次加速和减速中的上限速度Vu1设定得高于后续加速和减速中的上限速度Vu2、Vu3和Vu4。也就是，在该板分离操作模式中，表示在板分离操作开始时上限速度的初始上限速度(Vu1)设定得高于表示板分离操作进行中的上限速度的后续上限速度(Vu2、Vu3和Vu4)。后续上限速度Vu2、Vu3和Vu4示出一种模式(参照由图中虚线示出的曲线)，其中当下降冲程增加时减速度(degree of deceleration)变低，并且将它们设定为按顺序地执行更平滑的减速。换句话说，在该板分离操作中，将多个加速和减速模式设定为后续上限速度逐步降低。
图4B和图4C示出衬底7和掩模板12之间的相对运动，以及图案孔12a中的焊膏9分别在初始冲程S(I)和后续冲程S(P)中的运动。在如图4B所示的初始冲程S(I)中，因为由于高上限速度Vu1的加速和减速导致的高加速作用，脉冲剪切力作用在图案孔12a的内表面和所填充的焊膏9之间的接触面上，从而在接触面附近的焊膏9的粘性大大降低。
在该初始冲程S(I)中，由于衬底7和掩模板12之间的接触在涂刷期间处于来自于下面的压力作用的状态下，所以掩模板12几乎根据衬底7的下降而移动，并且衬底7的上表面还没有开始与掩模板12的下表面分离。从而，在衬底7的整个范围上发生了焊膏9粘性的降低。也就是，在板分离操作开始时，其中衬底7下降初始冲程(S)，当焊膏9从衬底7的整个印刷范围的图案孔12a中分离时有可能一致地提高板分离性。
此外，在后续冲程S(P)中，随着如图3A中所示衬底7下降超过裕度h而从下面压靠，则如图4B中所示衬底7开始从掩模板12分离。此时，由于衬底7在重复加速和减速的同时下降，脉冲剪切力反复地作用在图案孔12a的内表面和所填充焊膏9之间的接触面上，从而在后续冲程S(P)中接触面附近的焊膏9的粘性也会继续降低。从而即使在将本发明应用于处于高密度印刷(例如为形成凸点进行的焊膏印刷)的衬底的情况下，也可实现无缺陷的板分离操作，从而可获得良好的印刷结果。
图5A至5C和图6示出板分离模式的其他示例。图5A至5C示出三个模式的示例，其在后续冲程S(P)中的加速和减速模式中的上限速度的结合有所不同。图5A示出一示例，其中设定多个加速和减速模式(参照图中虚线所示的直线)，从而后续上限速度Vu2、Vu3和Vu4随着下降冲程的增加而线性降低。图5B示出一示例，其中将多个加速和减速模式(参照图中虚线所示的曲线)设定成后续上限速度Vu2、Vu3和Vu4的减速度随着下降冲程的增加而增加。此外，如图5C所示，在后续冲程S(P)中，可使衬底7以低于初始上限速度Vu1的恒定速度V2下降。
图6示出一示例，其中设定了多个加速和减速模式，从而在初始冲程S(I)中以相同初始上限速度Vu1短暂重复加速和减速，而随后后续上限速度Vu2、Vu3和Vu4逐步降低。在该示例中，在板分离操作开始时高加速重复作用于图案孔12a中的焊膏9上。因此，可急剧降低在与图案孔12a的接触面中的焊膏9的粘性，从而极好地提高板分离性。
在图4A至图6所示的加速和减速模式中，将下限速度设定为零并且立即停止降低操作。然而，并非总是必须将下限速度设定为零。也就是，只要设定加速和减速状态，以使得通过在使下降速度减速之后将下降速度加速至上限速度而产生急速的加速和减速而向图案孔12a中的焊膏9提供振动，那么下限速度可以设定为任意值。
如上所述，在本实施例所示的丝网印刷方法中，在板分离操作开始时以高的上限速度执行加速和减速，从而向图案孔12a中的焊膏9施加脉冲加速，从而焊膏9的粘性降低。
因此，即使在将其中有以高密度形成的图案孔的薄掩模板用于诸如为形成焊料凸点而进行焊膏印刷的情况下，也不会产生传统丝网印刷中产生的问题，即由在衬底与掩模板之间分离过程中局部衬底的延时导致的板分离状态的不一致性，从而可保证一致的印刷质量。
在如图4A至图6中所述的加速和减速模式中，在板分离操作开始时将移动速度提升至上限速度后的减速过程中，再一次重复加速和减速。然而，该减速过程可按图7A至图7E中所示的模式执行。也就是，如图7A、图7B、图7C、图7D和图7E中所示，在板分离操作开始时将移动速度提升至上限速度后的减速过程中，连续执行减速，而不重复加速和减速。
在此，图7A、图7B、图7C、图7D和图7E中所示的模式分别对应于图4A、5A、5B、5C和图6中所示的加速和减速模式，并且它们是以下模式，即其中在这些加速和减速模式中，移动速度根据连接后续上限速度的包络曲线(参照图4、5A和5B中的虚线)而连续地减速。同样，在这种加速和减速模式中，在板分离操作开始时有脉冲状的加速施加至图案孔12a中的焊膏9上，从而焊膏9的粘性降低。
根据本发明，在工件从掩模板分离的方向上移动工件的板分离操作开始时，移动速度被加速至上限速度而随后被减速至下限速度，从而在板分离操作开始时图案孔中的糊状物的粘性降低，并且可保证衬底的整个范围的良好板分离性。此外，优选地，在重复多次加速和减速模式的板分离操作开始时的上限速度设定得高于板分离操作过程中间的后续上限速度，其中在工件从掩模板分离的方向上移动工件的移动速度被加速至上限速度而随后被减速至下限速度，从而可保证更好的板分离性。

Claims (7)

1.一种丝网印刷方法，用于通过形成于掩模板上的图案孔在工件上印刷糊状物，包括：
掩模附着步骤，其中使所述工件与所述掩模板的下表面接触；
涂刷步骤，其中在处于掩模附着状态下的掩模板上移动涂刷器，从而将糊状物填入所述图案孔中；以及
板分离步骤，其中通过重复多次加速和减速模式的板分离操作逐步将工件从掩模板分离，其中在工件从掩模板分离的方向上所述工件移动的移动速度被加速至上限速度而随后被减速至下限速度，
其中表示所述板分离操作开始时的所述上限速度的初始上限速度设定得高于表示板分离操作进行中间的上限速度的后续上限速度。
2.如权利要求1所述的丝网印刷方法，其中在所述板分离操作中，设定多个所述加速和减速模式，从而逐步降低所述后续上限速度。
3.如权利要求1所述的丝网印刷方法，其中在所述板分离操作开始时，设定多个所述加速和减速模式，从而以几乎等于初始上限速度来重复加速和减速。
4.如权利要求1所述的丝网印刷方法，其中在板分离操作中，通过使工件下降将所述工件从掩模板分离。
5.一种丝网印刷方法，用于通过形成于掩模板上的图案孔在工件上印刷糊状物，包括：
掩模附着步骤，其中使所述工件与所述掩模板的下表面接触；
涂刷步骤，其中在处于掩模附着状态下的掩模板上移动涂刷器，从而将糊状物填入所述图案孔中；以及
板分离步骤，其中执行在工件从掩模板分离的方向上移动所述工件板的板分离操作，
其中在所述板分离操作开始时，该移动速度被加速至上限速度而随后被减速至下限速度。
6.如权利要求5所述的丝网印刷方法，其中在所述板分离操作开始时的过程中，移动速度被加速至上限速度而随后被减速至下限速度，并非重复加速和减速而是连续执行减速。
7.如权利要求5所述的丝网印刷方法，其中在板分离操作中，通过使工件下降将所述工件从掩模板分离。
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Assignee: PANASONIC FACTORY SOLUTIONS SUZHOU Co.,Ltd.

Assignor: Matsushita manufacturing technology Kabushiki Kaisha

Contract record no.: 2014990000488

Denomination of invention: Wire-mesh printing method for three-part set of toilet board

Granted publication date: 20080206

License type: Common License

Record date: 20140703

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