JP2000225375A - 粒子含有ペースト塗布部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粒子含有ペーストの固化状態又は軟化状態に
よらず、良好に該ペーストを被塗布体に塗布することの
できる粒子含有ペースト塗布部材を提供する。 【解決手段】 シリンジ１の塗布ノズル３に粒子含有ペ
ーストとしてのクリーム半田５に振動を与えるための超
音波振動子６設け、この超音波振動子６でクリーム半田
５に振動を与えることにより、チキソトロピーにより固
化した状態の粒子含有ペーストを軟化させ、クリーム半
田５の塗布を行う。また、その後、超音波振動子６の振
動を停止することにより、軟化した状態のクリーム半田
５が再びチキソトロピーによって固化し、クリーム半田
５の塗布が停止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粒子含有ペースト
を被塗布体に塗布するための開口部を有する粒子含有ペ
ースト塗布部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、粒子を含有したペーストが様々な
分野の様々な用途において用いられており、例えば、電
子機器の分野では、電子回路基板または半導体パッケー
ジなどに配線パターンまたはバンプ電極等のバンプなど
を形成するための凹版印刷方法における印刷ペーストと
して用いられてきた。

【０００３】この凹版印刷方法においては、被印刷体で
ある基板やパッケージに配線パターンやバンプを形成す
る導電性ペーストとして、上記粒子含有ペーストである
クリーム半田を用い、凹版印刷用のマスク材に形成され
た貫通開口部又は凹部（以下、これらを印刷穴とい
う。）にクリーム半田を充填し、該印刷穴から被印刷体
にこのクリーム半田を転写させて、クリーム半田からな
る印刷パターンを該被印刷体に印刷するものである。

【０００４】ところで、このような凹版印刷方法による
配線パターンやバンプ形成においては、上記印刷用マス
ク材の印刷穴からのクリーム半田の抜け性が悪いとき、
上記基板またはパッケージ上に供給されるクリーム半田
の量が不足したり、全く供給されなかったりする不良が
発生する場合があった。このとき、これを修正するため
には、クリーム半田が不足した基板またはパッケージ上
の箇所のみに追加でクリーム半田を供給する必要があっ
たが、例えば、半田ごてなどを半田供給用に用いると、
微量の塗布が難しく、隣接する配線パターンやバンプ電
極にまたがって半田が塗布されてしまい、ショートなど
の不具合を発生させてしまうことがあった。

【０００５】このようなことから、従来、微小なスポッ
トに微量なクリーム半田を塗布する部材として、ノズル
状の微小な開口部を有するシリンジが用いられてきた。
このシリンジは、シリンジ外部からエアーなどで圧力を
かけることにより、微小な開口部から微量なクリーム半
田を流出させ、上記基板またはパッケージ上にクリーム
半田の塗布を行う。これにより、必要な箇所のみに必要
な量の半田を供給することができるので、良好な不良修
正を行うことができた。

【０００６】なお、上記シリンジによるクリーム半田の
塗布は、微量な塗布が可能なことから、凹版印刷方法に
おける不良修正以外にも、シリンジから直接上記基板上
にバンプ電極を形成するための半田供給用にも使用され
てきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、電子部品の
微細化やバンプ電極の小径化に伴って、クリーム半田粒
子の微細化も要求されるようになってくると、微細粒子
で構成されたクリーム半田のチキソトロピーの増大によ
り不具合が生じるようになった。クリーム半田のチキソ
トロピーが増大すると、クリーム半田を放置すると固ま
ってしまい、一方、撹拌しすぎると軟らかくなりすぎ
る。そして、このチキソトロピーが増大したクリーム半
田を用いる場合、放置によってクリーム半田がシリンジ
内で固まってしまうと、シリンジの開口部の目詰まりを
引き起こし、シリンジ外部からエアー圧をかけてもクリ
ーム半田が出てこないという不具合が発生する。一方、
シリンジ内のクリーム半田が軟らかすぎる状態では、シ
リンジ外部からのエアー圧を停止しても、液切れが悪
く、塗布量の制御が困難となっていた。これは、ペース
トに含まれる半田粒子が小さいほどチキソトロピーが増
大することから、電子部品の微細化やバンプ電極の小径
化に伴って半田粒子の微小化が進むほど発生しやすい問
題である。

【０００８】ここで、軟らかすぎる状態のクリーム半田
については、例えば、上記シリンジの開口部にキャップ
などを設けて、ソレノイド等によって開口部の開閉を制
御し、これによって塗布量を制御することができるが、
固まってしまったクリーム半田に対しては有効な方法で
はなく、上記問題を全て解決できるものではない。

【０００９】なお、上述した問題は、粒子含有ペースト
を用いる場合に発生する問題であり、粒子含有ペースト
の種類について限定されるものではない。また、その塗
布方法、用途、あるいは、利用分野などで限定されるも
のではない。さらに、上述した問題は、微小な開口部、
特に長いノズル状の開口部を有するシリンジなどの塗布
部材において特に発生しやすい問題であるが、粒子を含
有したペーストを塗布する場合には、塗布部材の開口部
の形状や大きさ、あるいは、塗布部材自体の形状や大き
さに関わらず、同様に発生する問題である。

【００１０】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、粒子含有ペーストの
固化状態又は軟化状態によらず、良好に該ペーストを被
塗布体に塗布することのできる粒子含有ペースト塗布部
材を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、粒子含有ペーストを塗布するた
めの開口部を有する粒子含有ペースト塗布部材におい
て、該ペーストに振動を与えるための振動発生手段を設
けたことを特徴とするものである。

【００１２】この請求項１の粒子含有ペースト塗布部材
においては、振動発生手段で該塗布部材に振動を与える
ことにより、チキソトロピーにより固化した状態の粒子
含有ペーストが軟化する。これにより、塗布部材開口部
の目詰まりが解消するので、該ペーストが塗布される。
また、その後、振動発生手段の振動を停止することによ
り、軟化した状態の該ペーストが再びチキソトロピーに
よって固化する。これにより、該塗布部材開口部の目詰
まりが発生するので、該ペーストの塗布が停止される。

【００１３】ここで、上記振動発生手段によって上記粒
子含有塗布部材に与える振動条件の最適値は、ペースト
の種類、粘度、チキソトロピー、流動分布などによって
変化するため、振動条件を変化させてそれぞれの最適条
件に設定することが望ましい。

【００１４】そこで、請求項２の発明は、請求項１の粒
子含有ペースト塗布部材において、上記振動発生手段
を、振動の波形、振幅及び周期の少なくとも１つの振動
条件を変更可能に構成したことを特徴とするものであ
る。

【００１５】この請求項２の粒子含有ペースト塗布部材
においては、上記振動発生手段による振動の波形、振幅
及び周波数の少なくとも１つの条件を変更し、粒子含有
ペーストの種類などに応じて、それぞれに適した振動条
件にする。

【００１６】請求項３の発明は、請求項１の粒子含有ペ
ースト塗布部材において、該粒子含有ペースト塗布部材
の振動を示す波形を表示する表示手段と、上記振動条件
を入力するための入力手段とを設けたことを特徴とする
ものである。

【００１７】この請求項３の粒子含有ペースト塗布部材
においては、表示手段に表示された該塗布部材の振動を
示す波形を見ながら、入力手段で上記振動条件を入力す
る。

【００１８】請求項４の発明は、請求項１の粒子含有ペ
ースト塗布部材において、上記振動条件を記憶する記憶
手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１９】この請求項４の粒子含有ペースト塗布部材
においては、上記振動条件の最適値を記憶手段に記憶さ
せておく。そして、この記憶手段に記憶されている振動
条件の最適値を用いて、粒子含有塗布部材の振動を制御
する。

【００２０】請求項５の発明は、請求項１、２、３又は
４の粒子含有ペースト塗布部材において、上記振動発生
手段が、超音波振動子であることを特徴とするものであ
る。

【００２１】この請求項５の粒子含有ペースト塗布部材
においては、超音波振動子で該塗布部材に超音波振動を
与えることにより、チキソトロピーにより固化した状態
の粒子含有ペーストが軟化する。これにより、塗布部材
開口部の目詰まりが解消するので、該ペーストが塗布さ
れる。また、その後、超音波振動子の振動を停止するこ
とにより、軟化した状態の該ペーストが再びチキソトロ
ピーによって固化する。これにより、該塗布部材開口部
の目詰まりが発生するので、該ペーストの塗布が停止さ
れる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、粒子含有ペース
ト塗布部材としてのシリンジに適用した実施形態につい
て説明する。本実施形態においては、粒子含有ペースト
としてクリーム半田を用いた。

【００２３】図１に、本実施形態におけるシリンジ１の
概略断面図を示す。このシリンジ１は、粒子含有ペース
トであるクリーム半田５を収容貯留するガラス筒２と、
被塗布体に塗布するための開口部である塗布ノズル３
と、ガラス筒２の内壁に密着しながらその内部を往復す
るピストン４とで構成されている。このピストン４は、
外部からの力、例えば図示しないエアー圧によってガラ
ス筒２内のクリーム半田５に圧力を伝えるようになって
いる。そして、塗布ノズル３には、ガラス筒２に収容さ
れたクリーム半田５に振動を与える超音波振動子６が設
けられている。また、超音波振動子６には、図示を省略
した超音波発振回路及び電源が接続されている。この超
音波発振回路の作動は、同じく図示を省略したスイッチ
によってＯＮ／ＯＦＦされる。

【００２４】上記構成において、ガラス筒２内部のクリ
ーム半田５は、クリーム半田自身のチキソトロピーによ
って、放置後に固化状態となる。チキソトロピーは、半
田粒子が小さければ小さいほど増大する。そして、クリ
ーム半田５が固化すると、塗布ノズル３が目詰まりした
状態となり、ピストン４にエアー圧をかけてもクリーム
半田５を塗布することはできない。

【００２５】この状態で、スイッチがＯＮされると超音
波発振回路が作動し、超音波振動子６が振動する。この
振動によって固化状態のクリーム半田５が軟化し、その
結果、塗布ノズル３の目詰まりが解消して、塗布ノズル
４からクリーム半田５を塗布することができる。そし
て、スイッチがＯＮされている間は、この状態が維持さ
れる。

【００２６】次に、スイッチがＯＦＦされると、超音波
発振回路が停止し、超音波振動子６の振動が停止する。
これにより、クリーム半田５が再びチキソトロピーによ
って固化状態となり、塗布ノズル３の目詰まりが発生
し、塗布ノズル３からのクリーム半田５の塗布を停止さ
せることができる。このように、スイッチがＯＮ／ＯＦ
Ｆされる毎に、クリーム半田５の塗布、停止を繰り返す
ことになる。なお、上記ピストン４へのエアー圧は、常
時ＯＮでも、クリーム半田５の塗布動作時のみＯＮさせ
ても構わない。

【００２７】また、上記超音波振動子６のスイッチのＯ
Ｎ／ＯＦＦは、作業者の操作によるものであってもよい
し、例えば、クリーム半田５の塗布動作時のみピストン
４へのエアー圧をＯＮする場合の、エアー圧のＯＮ／Ｏ
ＦＦ（エアバルブの開閉など）の動作に連動して行われ
るように制御してもよい。また、このとき、タイマーに
よって、スイッチがＯＮされてから一定時間後に自動的
にＯＦＦされるように設定してもよい。これにより、エ
アー圧のＯＮ動作だけで、クリーム半田５の塗布・停止
を行うことができる。

【００２８】なお、上記実施形態における超音波振動子
６の振動を示す波形としては、図２（ａ）に示すような
正弦波、図２（ｂ）に示す矩形波、図２（ｃ）に示す三
角波等、いずれの種類の波形であってもよい。

【００２９】さらに、超音波振動子６のスイッチＯＦＦ
のタイミングとしては、予めクリーム半田の塗布量に応
じた塗布時間、すなわち、超音波振動子６の振動時間の
データを制御装置に入力しておき、作業者が塗布量をセ
ットすることによって、塗布量に応じてタイマーで自動
的にＯＦＦされるように設定してもよい。あるいは、セ
ットされた塗布量に基づいて、超音波振動子６の振動時
間を変えることのできるタイマー回路を設けてもよい。
このように、塗布量の制御を任意で行うことができる。

【００３０】以上、本実施形態においては、塗布ノズル
３に設けた振動発生手段でクリーム半田５に振動を与え
ることにより、固化状態のクリーム半田５を塗布ノズル
３から流出させることができ、振動を停止することによ
り、軟化状態のクリーム半田５を固化させて塗布を停止
させることができる。したがって、クリーム半田の固化
状態又は軟化状態によらず、良好にクリーム半田を被塗
布体に塗布することができる。特に、振動発生手段とし
て超音波振動子２７を用いた場合は、クリーム半田５に
対して安定した振動を与えることができる。

【００３１】なお、本実施形態においては、粒子含有ペ
ーストとしてクリーム半田を塗布する場合について説明
したが、本発明は、このクリーム半田に限らず他の粒子
含有ペーストを塗布する場合にも適用できるものであ
る。

【００３２】また、本実施形態においては、粒子含有ペ
ーストに振動を与える振動発生手段として超音波振動子
を用いたが、該ペーストに振動を与えることができれば
よく、これに限定されるものではない。なお、振動周波
数を変更可能な振動発生手段としては、例えば、ピエゾ
等の超音波素子やボイスコイルが適している。

【００３３】また、上記実施形態においては、粒子含有
ペーストの種類などに応じて、振動発生手段による振動
の波形、振幅及び周波数を変化させてもよい。また、こ
れらの振動条件パラメータを適宜組み合わせて変化させ
てもよい。これにより、それぞれに適した振動条件にす
ることができる。

【００３４】また、振動発生手段に振動の波形を表示す
る液晶パネルやＣＲＴ等の表示手段を接続し、振動の波
形を確認できるようにしてもよい。さらに、振動条件を
入力するテンキーや微調整用ダイヤル等の入力手段を接
続してもよい。これらの結果、表示手段に表示された粒
子含有ペーストの振動を示す波形を見ながら、入力手段
で上記振動条件を入力することができるので、振動条件
の設定が容易になる。また、振動発生手段に、上記ペー
ストの種類に応じたそれぞれの最適振動条件を記憶する
記憶手段を接続してもよい。記憶手段としては、ＦＤ装
置、ＨＤ装置、半導体メモリ等で構成することができ
る。これにより、粒子含有ペーストの振動を再現性よく
制御することができる。

【００３５】さらに、本実施形態においては、粒子含有
ペーストの塗布部材としてシリンジを用いた場合につい
て説明したが、本発明は、このシリンジに限定されるも
のではなく、粒子含有ペーストを塗布する開口部を有す
る他の形状の塗布部材を用いる場合にも適用できるもの
である。

【００３６】

【発明の効果】請求項１乃至５の発明によれば、粒子含
有ペースト塗布部材に設けた振動発生手段で粒子含有ペ
ーストに振動を与えるので、固化した状態の粒子含有ペ
ーストの塗布を行うことができる。また、その後、振動
発生手段の振動を停止することにより、軟化した状態の
該ペーストの塗布を停止することができる。よって、粒
子含有ペーストの固化状態又は軟化状態によらず、良好
に該ペーストを被塗布体に塗布することができるという
優れた効果がある。

【００３７】特に、請求項２の発明によれば、振動発生
手段による振動の波形、振幅及び周波数の少なくとも１
つの条件を、ペーストの種類などに応じて、それぞれに
適した振動条件にすることができるという効果がある。

【００３８】また特に、請求項３の発明によれば、表示
手段に表示された粒子含有ペーストの振動を示す波形を
見ながら、入力手段で上記振動条件を入力することがで
きるので、振動条件の設定が容易になるという効果があ
る。

【００３９】また特に、請求項４の発明によれば、記憶
手段に記憶されている振動条件の最適値を用いて、粒子
含有ペーストの振動を再現性よく制御することができる
という効果がある。

【００４０】また特に、請求項５の発明によれば、粒子
含有ペースト塗布部材に設けた超音波振動子で粒子含有
ペーストを振動させているため、安定した振動を有し含
有ペーストに与えることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係るシリンジの概略断面図。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は振動発生手段の振動
波形の説明図。

【符号の説明】

１ シリンジ ２ ガラス筒 ３ 塗布ノズル ４ ピストン ５ クリーム半田 ６ 超音波振動子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粒子含有ペーストを塗布するための開口部
   を有する粒子含有ペースト塗布部材において、 上記ペーストに振動を与えるための振動発生手段を設け
   たことを特徴とする粒子含有ペースト塗布部材。
2. 【請求項２】請求項１の粒子含有ペースト塗布部材にお
   いて、 上記振動発生手段を、振動の波形、振幅及び周期の少な
   くとも１つの振動条件を変更可能に構成したことを特徴
   とする粒子含有ペースト塗布部材。
3. 【請求項３】請求項１の粒子含有ペースト塗布部材にお
   いて、 上記粒子含有ペースト塗布部材の振動を示す波形を表示
   する表示手段と、上記振動条件を入力するための入力手
   段とを設けたことを特徴とする粒子含有ペースト塗布部
   材。
4. 【請求項４】請求項１の粒子含有ペースト塗布部材にお
   いて、 上記振動条件を記憶する記憶手段を設けたことを特徴と
   する粒子含有ペーストの塗布部材。
5. 【請求項５】請求項１、２、３又は４の粒子含有ペース
   ト塗布部材において、 上記振動発生手段が、超音波振動子であることを特徴と
   する粒子含有ペースト塗布部材。