JP2000185388A - スクリ―ン印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凹凸を有する被印刷面にスクリーン印刷をす
ると交差方向でマスク透孔への粘稠性インクの供給量が
ばらつくという問題があった。 【解決手段】 所定形状の透孔１３を穿設したマスク１
４を被印刷面９と対向配置し、マスク１４上に供給した
粘稠性インク１６をマスク１４上を一方向に摺動するス
キージ１７によって移動させ、透孔１３内に供給した粘
稠性インク１６を印刷予定部に被着させて印刷するスク
リーン印刷装置において、上記スキージ１７は、弾力性
を有しかつ硬度が異なる部材１８、１９を貼り合わせて
なり、硬度が低い部材１８をマスク１４に当接させるよ
うにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクリーン印刷装置
に関し、特に突出部を有するマスクを用いたスクリーン
印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品製造の分野では例えば印刷配線
基板上にチップ型電子部品をマウントするために、シー
ト状のマスクとマスク上でクリーム半田を移動させるス
キージを用いたスクリーン印刷法が一般的に利用されて
いる。印刷配線基板には導電パターンが形成され、さら
にこの導電パターン上にその要部が露呈するように半田
レジスト膜が被覆されているため、印刷配線基板の被印
刷面には微小な凹凸がある。しかしながらマスクはスキ
ージによって被印刷面に密着し、マスク上の余剰のクリ
ーム半田はスキージによって掻き取られるため、被印刷
面に微小な凹凸が形成されていてもマスクに穿設した透
孔の開口形状とマスクの厚みで決定される平面形状と厚
みをもったクリーム半田の層を形成することが出来る。
一方、既に電子部品がマウントされた印刷配線基板上に
粘稠性樹脂を選択的に塗布するものとして、特開平３−
１８１１４２号公報には図６に示す樹脂封止装置が開示
されている。図において、１は印刷配線基板で、図示省
略するが導電パターンが形成されている。２、３は両端
に電極を有する電子部品、４は上面に多数の電極を有す
る電子部品で、それぞれ印刷配線基板１にマウントさ
れ、印刷配線基板１と電子部品２、３とは直接的に電気
接続され、電子部品４はワイヤ５を介して電気的に接続
されている。６は印刷配線基板１の電子部品マウント面
を覆うマスクで、電子部品２、３を収容する凹部６ａ、
６ｂと電子部品４を収容する凹部６ｃと形成され、さら
に凹部６ｃの上面には微細な貫通孔６ｄが多数形成され
ている。７はマスク６上に供給された粘稠性樹脂、８は
マスク６上を摺動し粘稠性樹脂７を一方向に移動させる
スキージを示す。この樹脂封止装置では、スキージ８を
摺動させて、粘稠性樹脂８を移動させると、マスク６で
覆われた電子部品２、３には樹脂７は塗布されず、ワイ
ヤ５を含む電子部品４は微細貫通孔６ｄから供給された
樹脂８によって被覆される。従ってスキージ７の移動を
完了した後、マスク６を印刷配線基板１から外すと、電
子部品４のみが樹脂封止される。このように、すでに電
子部品がマウントされた印刷配線基板上でもスクリーン
印刷法により所望部分にのみ印刷をすることが出来る。
さらに最近では、薄型化、高集積化の要請に応えるため
図７及び図８に示すように印刷配線基板９上に半導体ペ
レット１０を直接的にマウントし、その周辺に半田を溶
融させてボール状の電極１１を多形成した構造の電子部
品が用いられている。このボール状の電極１１を形成す
る方法として、各電極形成予定部に半田ボールを載せ
て、これを高温雰囲気中で溶融させてボール状に形成す
る方法やスクリーン印刷法により各電極形成予定部にク
リーム半田の層を形成しておいてこれを高温雰囲気中で
溶融させてボール状に形成する方法などがあるが、転が
りやすい半田ボールを整列させることが煩雑であるのに
対して後者は多数の電極を一括形成できるため作業性が
良好であることからよく利用されている。この場合、シ
ート状のマスクでは半導体ペレット１０、１０が障害と
なるため全ての電極形成予定部に一括してクリーム半田
を供給することができない。また、図６に示すマスクで
は厚すぎて径が１００μｍ程度の微細な電極を形成する
ことができない。そのため、図９に示すように、薄いシ
ート状マスク材に半導体ペレット１０、１０を収容する
エンボス１２を形成し、その周辺に微細な透孔１３を多
数形成したマスク１４を用いている。そして、ゴム等の
弾力性を有する部材を用いた板状のスキージ１５を用い
て、クリーム半田１６をマスク１４上で移動させて、ス
キージ１５がエンボス１２を乗り越えるときにはエンボ
ス１２上に位置する部分を大きく撓わませ、この時スキ
ージ１５の両側部分はマスク１４と十分接触を保てるよ
うにしている。これによりスキージ１５をマスク１４上
で一方向に移動させるだけで半導体ペレット１０の周縁
に微小なクリーム半田の層を多数一括して形成すること
が出来る。実際には図９の印刷配線基板９を多数連接し
たものを用い、これに一括してクリーム半田の層を形成
することが出来るため作業性は格段に向上する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図９に示す
マスク１４とスキージ１５を用いた場合、マスク１２に
形成した多数の透孔１３の内、スキージ１５の移動方向
に沿うエンボス１２の両側の領域Ａと他の領域Ｂとでク
リーム半田１６の充填状態が異なるという問題があっ
た。即ち、上記領域Ｂでは良好な充填ができても領域Ａ
ではクリーム半田１６の充填率が７０％程度で、そのま
ま加熱しても半田ボールの径が異なるだけでなく形状も
ばらつき、外部電極との接続が不安定になるという問題
もあった。この問題を解決すべく発明者はスキージ１５
の材料、形状、寸法について検討を重ねたが、板状のス
キージを用いた場合、スキージ１５の硬度が高い（硬
い）材料では、領域Ａで未充填を生じ、硬度が低い（柔
らかい）材料では領域Ｂで未充填を生じ易いことが分か
ったが、二つの領域Ａ、Ｂの全ての透孔１３への充填を
良好にすることは困難であった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
を目的として検討を重ねた結果提案されたもので、所定
形状の透孔を穿設したマスクを被印刷面と対向配置し、
マスク上に供給した粘稠性インクをマスク上を一方向に
摺動するスキージによって移動させ、透孔内に供給した
粘稠性インクを印刷予定部に被着させて印刷するスクリ
ーン印刷装置において、上記スキージは、弾力性を有し
かつ硬度が異なる部材を貼り合わせてなり、硬度が低い
部材をマスクに当接させるようにしたことを特徴とする
スクリーン印刷装置を提供する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明によるスクリーン印刷装置
はスキージを硬度の異なる部材を貼り合わせて形成した
ことを特徴とするが、この弾力性を有しかつ硬度が異な
る部材はそれぞれの厚さを異ならせることができる。具
体的に硬度が異なる部材として耐摩耗性ポリウレタンを
用いることが出来る。また被印刷面が印刷予定部近傍に
突出部を有するものである場合には、この突出部を収容
するエンボスを形成したマスクを用いることができる。
そして本発明装置は平坦な電子部品の周辺に、微小円形
の印刷予定部を多数配置した被印刷物に適用することが
できる。この場合には印刷予定部に被着される粘稠性イ
ンクとして樹脂系塗料の他に球状半田の接続性を良好に
するためのフラックスやクリーム半田が用いられる。ま
た印刷予定部の径が異なり、この径に応じて粘稠性イン
クの量を異ならせるには径大の印刷予定部に対応するマ
スク厚さを径小の印刷予定部に対応するマスク厚さより
厚く形成したものを用いることが出来る。

【０００６】

【実施例】以下に本発明の実施例を図１から説明する。
図において、図７〜図９と同一物には同一符号を付し重
複する説明を省略する。図中相異するのは、符号１７を
付したスキージで、硬度の異なる部材として、板状に成
形された耐摩耗性ポリウレタンを用いる場合、ＪＩＳ
Ｋ７２１５「プラスチックのデュロメータ硬さ試験方
法」による硬度ＨＤＡが７０のポリウレタン１８と硬度
ＨＤＡが９０のポリウレタン１９とを貼り合わせて一体
化したものである。柔らかいポリウレタン１８は厚さ１
０ｍｍ、硬いポリウレタン１９は厚さ５ｍｍで、このス
キージ１７は柔らかいポリウレタン１８の下端角部がマ
スク１４に対して傾斜角４５°で当接する。マスク１４
は図９装置と同様のものを使用できるが、例えば厚さ１
００μｍのニッケル電鋳製シートに、半導体ペレット１
０、１０を収容するエンボス１２、１２を形成し、その
周辺に微細な例えば直径１００μｍの透孔１３を多数形
成している。この装置のスキージ１７はその移動方向前
後部のエンボス１２から離れた位置では、図２に示すよ
うに、柔らかいポリウレタン１８の下端角部がマスク１
４の透孔１３上で少なくとも透孔１３の径より長くその
開口面と略平行になるように下端の高さ位置が設定され
る。これにより従来装置と同様にスキージ１７の移動に
よって透孔１３内に押し込まれたクリーム半田１６は透
孔１３の開口面で摺り切られてマスク厚で決定される量
が精度良く供給される。次にこのスキージ１７がエンボ
ス１２位置に移動すると、スキージ１７の巾方向中間位
置はこのエンボス１２上に這い上がる。そのためエンボ
ス１２の傾斜部分では図３に示すようにマスク１４とス
キージ１７の間にすき間が出来、図４に示すようにスキ
ージ１４の巾方向中間部１７ａと両側部分１７ｂでは捩
れを生じる。このとき従来装置では、スキージの両側部
分は中間部分に引っ張られてその下端が持ち上げられ、
図５に示すようにスキージ下端のマスクとの接触面の長
さが短くなる。スキージは弾力性を有する材料からなる
ため、スキージ下端角部が図示点線で示すように透孔１
３内に食い込み、透孔１３内に供給されたクリーム半田
１６を押し出し、半田の供給量にばらつきを生じさせ
る。これに対して、本発明による装置では、スキージの
巾方向両側部分１７ｂは、捩れにより巾方向中間部分１
７ａに引っ張られると同時に、エンボス１２上では大き
く変形した硬いポリウレタン１９の弾性力が増強され、
この弾性力によって隣接する両側部分１７ｂがマスク１
４側に押圧されるためその下端角部の変形が透孔１４の
開口面を十分覆うように保たれる。そのためエンボス１
２の両側に位置する透孔もスキージの移動方向前後部の
透孔と同様に一定の厚みのクリーム半田を供給でき、被
印刷物である印刷配線基板全体に均一な印刷が出来、ク
リーム半田を加熱溶融させて形成した電極は直径や形状
のばらつきが小さく、外部電極との接続を確実にするこ
とができる電子部品を製造することが出来る。尚、本発
明は上記実施例にのみ限定されるものではなく、例えば
スキージ１７の側面形状が矩形状で下端面が平坦な平ス
キージだけでなく、下端部を尖らせた剣スキージにも適
用できる。また上記スキージ１７の硬度が異なる弾性部
材１８、１９は弾性力を有するものであればポリウレタ
ンの他にもイソプレンゴムなどを用いることが出来る。
また各弾性部材１８、１９の厚みも使用する材質、硬度
などに応じて適宜設定することが出来る。さらには硬い
弾性部材１９を柔らかい弾性部材１８に完全に重合させ
るだけでなく、下端面の高さ位置をずらせて重合させた
り、硬い弾性部材１９を複数に分割し巾方向に局部的に
貼り付けたり、巾方向に厚さを異ならせてもよい。ま
た、マスクとして位置によって厚さが異なり、肉厚部分
で径大の、肉薄部分で径小の透孔を形成したものを用い
ることにより、一つの被印刷物表面に径と厚さの異なる
印刷が出来、電子部品の電極として径の異なる電極を形
成することもできる。また粘稠性インクは樹脂系塗料を
用い通常の印刷が出来、上記実施例においては、電極を
形成するのにクリーム半田を用いるだけでなく、フラッ
クスを予め印刷しておきこのフラックスを仮止め用の接
着剤としてこれに球状半田を粘着し、この球状半田を加
熱溶融させて電極を形成する場合にも適用でき、この場
合でも印刷配線基板上に被着された全てのフラックスの
形状を一定にできるだけでなく、その供給量も一定にで
きるため全ての球状半田の溶融後の形状を良好にでき
る。さらには平坦な被印刷物だけでなく、湾曲した印刷
面に所定厚さの印刷をする場合にも本発明を適用でき
る。

【０００７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、被印刷面
に凹凸がありスキージのマスクに対する接触状態が大幅
にばらつくような場合でも、マスク透孔に所定量の粘稠
性インクを供給することが出来、良好な印刷ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例を示すスクリーン印刷装置の
要部側断面図

【図２】 図１装置の要部拡大側断面図

【図３】 図２状態の正面図

【図４】 本発明装置のスキージの状態を示す要部側断
面図

【図５】 従来装置による印刷状態を示す要部側断面図

【図６】 樹脂封止装置の一例を示す要部側断面図

【図７】 スクリーン印刷により製造される電子部品の
一例を示す斜視図

【図８】 図７電子部品の側面図

【図９】 図７電子部品の電極を形成するためのスクリ
ーン印刷装置の一例を示す側断面図

【符号の説明】

９ 被印刷面（印刷配線基板） １３ 透孔 １４ マスク １６ 粘稠性インク（クリーム半田） １７ スキージ １８ 弾力性を有しかつ硬度が異なる部材（柔らかいポ
リウレタン） １９ 弾力性を有しかつ硬度が異なる部材（硬いポリウ
レタン）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定形状の透孔を穿設したマスクを被印刷
   面と対向配置し、マスク上に供給した粘稠性インクをマ
   スク上を一方向に摺動するスキージによって移動させ、
   透孔内に供給した粘稠性インクを印刷予定部に被着させ
   て印刷するスクリーン印刷装置において、 上記スキージは、弾力性を有しかつ硬度が異なる部材を
   貼り合わせてなり、硬度が低い部材をマスクに当接させ
   るようにしたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
2. 【請求項２】弾力性を有しかつ硬度が異なる部材のそれ
   ぞれの厚さを異ならせたことを特徴とする請求項１に記
   載のスクリーン印刷装置。
3. 【請求項３】硬度が異なる部材が耐摩耗性ポリウレタン
   であることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印
   刷装置。
4. 【請求項４】被印刷面の印刷予定部近傍に突出部を有
   し、この突出部を収容するエンボスをマスクに形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷装
   置。
5. 【請求項５】突出部が平坦な電子部品で、微小円形の印
   刷予定部を、電子部品の周囲に多数配置したことを特徴
   とする請求項４に記載のスクリーン印刷装置。
6. 【請求項６】印刷予定部に被着される粘稠性インクがフ
   ラックスまたはクリーム半田であることを特徴とする請
   求項５に記載のスクリーン印刷装置。
7. 【請求項７】印刷予定部の径が異なり、径大の印刷予定
   部に対応するマスク厚さを径小の印刷予定部に対応する
   マスク厚さより厚く形成したことを特徴とする請求項１
   に記載のスクリーン印刷装置。