JP2001246729A - スクリーン印刷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した印刷品質を確保することができるス
クリーン印刷方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 クリーム半田５を貯溜したスキージヘッ
ド１３を移動させながら加圧板３２でクリーム半田５を
加圧してマスクプレート１２のパターン孔を介して基板
３に印刷するスクリーン印刷方法において、スクリーン
印刷動作を開始するに先立って、内部に貯溜されたクリ
ーム半田５を加圧した状態で、下端部がマスクプレート
１２に当接したスキージヘッド１３を水平方向に所定回
数往復移動させて予備スキージング動作を行わせる、こ
れにより、クリーム半田５の粘度を印刷に適した所定の
粘度に安定させて良好な印刷品質を確保することができ
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、基板にクリーム半
田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリー
ン印刷方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品実装工程において、基板上にク
リーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷する
方法としてスクリーン印刷が用いられている。この方法
は、印刷対象部位に応じてパターン孔が開孔されたマス
クプレートを基板上にセットし、スキージングによりマ
スクプレートのパターン孔を介して基板上にペーストを
印刷するものである。

【０００３】このスクリーン印刷のスキージング方法と
して、密閉型のスキージヘッドを用いる方法が知られて
いる。この方法は、通常のスクリーン印刷と異なりマス
クプレート上にペーストを直接供給するのではなく、ペ
ースト貯溜容器を備えたスキージヘッドを用いるもので
ある。この方法では、ペースト貯溜容器の下面に設けら
れた開口をマスクプレートに当接させた状態で、ペース
ト貯溜容器内のペーストを加圧することにより、マスク
プレートのパターン孔に開口を介してペーストが押し込
まれる。そしてスキージヘッドをマスクプレート上で摺
動させることにより、各パターン孔に順次ペーストを充
填する。

【０００４】ところでスクリーン印刷に用いられるクリ
ーム半田などのペーストは、実際に装置に使用される前
に樹脂成分の硬化反応が進むのを防止するため、使用時
点まで冷蔵保管される。そしてペーストが使用される際
には、所定の大気放置時間を考慮した適正タイミングで
冷蔵庫から取り出され、スキージヘッド内に装填され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のクリ
ーム半田などのペーストは周囲の雰囲気によって、また
経時的にも粘度などの性状が変化しやすいという特性を
有している。例えば、冷蔵保管状態からとり出され印刷
装置に装填された時点や、使用開始後においても長時間
装置内で印刷を中断したままの状態で放置された後など
には印刷に適した粘度が得られない場合が多い。そして
このような状態のままスクリーン印刷に使用すると、良
好な印刷品質が得られないという問題点があった。

【０００６】そこで本発明は、安定した印刷品質を確保
することができるスクリーン印刷方法を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のスクリーン印刷
方法は、内部にペーストを貯溜したスキージヘッドをマ
スクプレート上で摺動させながら前記ペーストを加圧す
ることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基
板にペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、
スクリーン印刷動作を開始するに先立って、スキージヘ
ッドをマスクプレートに当接させた状態で内部に貯溜さ
れたペーストを加圧する工程と、ペーストが加圧された
状態で下端部がマスクプレートに当接したスキージヘッ
ドを水平方向に往復移動させる工程とを含む予備スキー
ジング動作を行わせるようにした。

【０００８】本発明によれば、スクリーン印刷動作を開
始するに先立って、スキージヘッドをマスクプレートに
当接させた状態で内部に貯溜されたペーストを加圧し、
ペーストが加圧された状態で下端部がマスクプレートに
当接したスキージヘッドを水平方向に往復移動させるこ
とにより、ペーストの粘度を印刷に適した所定の粘度に
安定させて良好な印刷品質を確保することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のスク
リーン印刷装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態
のスクリーン印刷装置の側面図、図３は本発明の一実施
の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断
面図、図４は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方
法の工程説明図である。

【００１０】まず図１、図２を参照してスクリーン印刷
装置の構造を説明する。図１、図２において、基板の位
置決め部１は、図示しない移動テーブル上に基板保持部
２を配設して構成されている。スクリーン印刷対象の基
板３は基板保持部２のクランパ４によって保持されてお
り、図示しない移動テーブルを駆動することにより、基
板保持部２に保持された基板３は水平方向および上下方
向に位置決めされる。

【００１１】位置決め部１の上方には、スクリーンマス
ク１０が配設されている。スクリーンマスク１０はホル
ダ１１にマスクプレート１２を装着して構成されてお
り、マスクプレート１２には印刷対象の基板３の印刷部
位に対応したパターン孔１２ａが開孔されている。

【００１２】スクリーンマスク１０上にはスキージヘッ
ド１３がヘッド昇降部２０によって昇降自在に配設され
ている。ヘッド昇降部２０はプレート部材２１上に立設
されたシリンダ２２を備えており、シリンダ２２のロッ
ド２２ａの下端部には、結合部材１５を介してスキージ
ヘッド１３が結合されている。シリンダ２２を駆動する
ことにより、スキージヘッド１３はマスクプレート１２
に対して昇降する。ヘッド昇降部２０はスキージヘッド
１３をスクリーンマスク１０に対して昇降させる昇降手
段となっている。

【００１３】ヘッド昇降部２０のプレート部材２１の下
面には、両端部にスライダ２３が固着されており、スラ
イダ２３はフレーム２５の上面に配設されたガイドレー
ル２４にスライド自在に嵌着されている。またプレート
部材２１の下面にはナット２６が結合されており、ナッ
ト２６に螺合した送りねじ２７は、モータ２８によって
回転駆動される。

【００１４】モータ２８を駆動することにより、プレー
ト部材２１は水平移動し、したがってヘッド昇降部２０
に結合されたスキージヘッド１３も水平移動する。スキ
ージヘッド１３を下降させた状態で、モータ２８を駆動
することにより、スキージヘッド１３はマスクプレート
１２上で水平移動する。すなわち、モータ２８、送りね
じ２７およびナット２６は、スキージヘッド１３をマス
クプレート１２上で水平移動させる移動手段となってい
る。

【００１５】スキージヘッド１３の下部には、マスクプ
レート１２の表面に当接してペーストであるクリーム半
田５をパターン孔１２ａに充填する印刷部１４が設けら
れている。図３を参照して印刷部１４の構造を説明す
る。図３において、３０は本体部であり、マスクプレー
ト１２の幅方向に細長形状のブロック状部材である。本
体部３０の長さ寸法は図２に示すように印刷対象の基板
３の幅寸法をカバーするように設定される。本体部３０
には、クリーム半田５が貯溜されたカートリッジ３１が
着脱自在に装着される凹部３０ａが形成されている。

【００１６】カートリッジ３１は予め所定量のクリーム
半田５が貯溜された貯溜部（ペースト貯溜部）となって
おり、印刷時に本体部３０に装着される。カートリッジ
３１の上面の開口には、内部のクリーム半田５を加圧す
る加圧板３２が嵌入している。加圧板３２は上方に配置
されたシリンダ１６のロッド１６ａと結合されており、
シリンダ１６を駆動することにより、加圧板３２はカー
トリッジ３１内で上下動するようになっている。

【００１７】また、カートリッジ３１の底面はクリーム
半田５の押し出し板３１ａとなっており、押し出し板３
１ａには多数の開口３１ｂが設けられている。加圧板３
２をシリンダ１６で下方に押圧することにより、カート
リッジ３１内のクリーム半田５は加圧され、押し出し板
３１ａの開口３１ｂを介して下方に押し出される。シリ
ンダ１６および加圧板３２はクリーム半田５を加圧する
加圧手段となっている。

【００１８】本体部３０の底部には、カートリッジ３１
の押し出し板３１ａと同様に多数の開口３４ａが設けら
れた絞り板３４が装着されている。シリンダ１６によっ
てクリーム半田５が押し出される際には、押し出し板３
１ａの開口３１ｂと絞り板３４の開口３４ａを２段階に
通過して下方に移動する。そして押し出されたクリーム
半田５は、本体部３０の下方に形成された空間、すなわ
ち本体部３０の下部に内側斜め方向に配設された２枚の
掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂと本体部３０の下面とによ
って囲まれた印刷空間３５に到達する。

【００１９】掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂは、印刷空間
３５のスキージング方向の前後壁を形成し、スキージヘ
ッド１３を下降させた状態では掻き取り部材３６Ａ，３
６Ｂ下端部がマスクプレート１２の表面に当接する。印
刷動作時には、この印刷空間３５は加圧されたクリーム
半田５を収容し、掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの間の開
口を介してクリーム半田５をマスクプレート１２の表面
に接触させる。

【００２０】加圧板３２を押し下げてカートリッジ３１
内のクリーム半田５を加圧することにより、クリーム半
田５は押し出し板３１ａと絞り板３４を通過して印刷空
間３５内まで移動する。このクリーム半田５の移動経路
の途中は、多数の小さい開口３１ｂ，３４ａによって断
面積が絞られた絞り部となっており、この絞り部を加圧
されたクリーム半田５が通過することにより、クリーム
半田５の粘度が低下しスクリーン印刷に適した性状に改
質される。

【００２１】スクリーン印刷においては、加圧板３２に
より内部のクリーム半田５が加圧され、上述のように適
正粘度に改質されたクリーム半田５が印刷空間３５内に
満たされた状態のスキージヘッド１３を、マスクプレー
ト１２上で摺動させる。これにより、印刷空間３５内の
クリーム半田５は掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの間の開
口を介してマスクプレート１２のパターン孔１２ａ内に
充填される。

【００２２】そしてスキージヘッド１３を移動させるこ
とにより各パターン孔１２ａ内に順次クリーム半田５が
充填される。全てのパターン孔１２ａ内にクリーム半田
が充填されたならば、基板保持部２を下降させて、版離
れを行わせる。すなわち、パターン孔１２ａ内のクリー
ム半田５は基板３とともに下降してパターン孔１２ａか
ら分離し、これにより、基板３へのクリーム半田５のス
クリーン印刷が完了する。

【００２３】次に、図４を参照して上記構造の印刷部１
４を備えたスキージヘッド１３によるクリーム半田５の
印刷方法における予備スキージング動作について説明す
る。この予備スキージング動作は、スキージヘッドへの
クリーム半田５の補給後や、工程待ちのためにスクリー
ン印刷作業を中断した場合などにおいて、印刷作業を開
始する際にクリーム半田５を適正粘度にするために行わ
れるものである。

【００２４】まず図４（ａ）において、スキージヘッド
１３をマスクプレート１２に対して下降させ、下端部を
マスクプレート１２に当接させる。このとき、基板保持
部２を上昇させてクランパ４をマスクプレート１２の下
面を介してスキージヘッド１３の下面に押し当てた状態
にする。そして加圧板３２を下降させ、スキージヘッド
１３内のクリーム半田５を加圧状態にする。

【００２５】次に、図４（ｂ）に示すように、モータ２
８を駆動してスキージヘッド１３をマスクプレート１２
上で所定距離だけ、すなわち、マスクプレート１２と当
接した下端部がクランパ４上からはみ出さない範囲で右
方向に水平移動させる。次いで、図４（ｃ）に示すよう
に今度は反対方向にスキージヘッド１３を水平移動さ
せ、さらに図４（ｄ）に示すように再度スキージヘッド
１３を右方向へ水平移動させる。このスキージヘッド１
３の往復移動は、所定回数反復される。

【００２６】このスキージヘッド１３の往復移動によ
り、印刷空間３５内部のクリーム半田５にはローリング
運動が与えられる。そしてクリーム半田５が印刷空間３
５内部でローリングすることにより、クリーム半田５の
粘度が低下して流動性が向上する。すなわち、長時間静
止状態で放置されたことにより粘度が増加してスクリー
ン印刷に不適の状態となっていたクリーム半田５を対象
としてこの予備スキージングを行うことにより、クリー
ム半田５に対していわゆる「こね動作」が行われ、クリ
ーム半田５は粘度が低下してスクリーン印刷に適した性
状に改質される。そして所定の予備スキージングを完了
した後、スクリーン印刷作業が開始される。

【００２７】予備スキージング動作におけるスキージヘ
ッド１３の移動速度は、一定速度を保つようにしてもよ
く、また低速から高速へ順次速度を増加させるようにし
てもよい。さらには、低速から高速への速度変化のパタ
ーンを複数回反復させてもよい。このようにしてスキー
ジヘッド１３の移動パターンを変化させることにより、
クリーム半田５の性状・特性に応じた適切な予備スキー
ジングを行わせることができる。また、スキージヘッド
１３の往復移動は、マスクプレート１２上の任意位置で
行わせることができるが、クランパ４などによってマス
クプレート１２が安定して下受け支持された状態で行う
のが望ましい。

【００２８】この予備スキージング動作において、スキ
ージヘッド１３は密閉型であることから、こね動作をよ
り効果的に行うことを目的としてスキージヘッド１３の
移動パターンを上述のように高低速を組み合わせた種々
のパターンに設定した場合においても、こね動作が行わ
れるクリーム半田５はスキージヘッド１３の内部に閉じ
こめられた状態にあり予備スキージング動作時にクリー
ム半田５が飛散することがない。したがって、予備スキ
ージングの動作パターンを対象に応じて自由に設定する
ことができ、効率のよい予備スキージングが可能とな
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、スクリーン印刷動作を
開始するに先立って、スキージヘッドをマスクプレート
に当接させた状態で内部に貯溜されたペーストを加圧
し、マスクプレートに当接した状態のスキージヘッドを
水平方向に往復移動させる予備スキージング動作を行わ
せるようにしたので、ペーストの粘度を安定させて良好
な印刷品質を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の
正面図

【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の
側面図

【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の
スキージヘッドの部分断面図

【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法の
工程説明図

【符号の説明】

３ 基板 ５ クリーム半田 １２ マスクプレート １２ａ パターン孔 １３ スキージヘッド １４ 印刷部 １６ シリンダ ２０ ヘッド昇降部 ２２ シリンダ ３１ カートリッジ ３２ 加圧板 ３５ 印刷空間

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｋ 3/34 ５０５ Ｈ０５Ｋ 3/34 ５０５Ｄ (72)発明者 山崎 公幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 時田 邦彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2C035 AA06 FA31 FC09 FD18 FD22 FD35 2H113 AA01 BA10 BB22 BC12 CA17 FA50 FA54 5E319 AC01 BB05 CD29 5E343 AA02 BB54 BB72 DD03 FF04 FF12 GG06 GG08

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部にペーストを貯溜したスキージヘッド
   をマスクプレート上で摺動させながら前記ペーストを加
   圧することにより、マスクプレートのパターン孔を介し
   て基板にペーストを印刷するスクリーン印刷方法であっ
   て、スクリーン印刷動作を開始するに先立って、スキー
   ジヘッドをマスクプレートに当接させた状態で内部に貯
   溜されたペーストを加圧する工程と、ペーストが加圧さ
   れた状態で下端部がマスクプレートに当接したスキージ
   ヘッドを水平方向に往復移動させる工程とを含む予備ス
   キージング動作を行わせることを特徴とするスクリーン
   印刷方法。