JP2002172755A - スクリーン印刷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペーストの硬化に起因する印刷不良を防止す
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】 密閉型のスキージヘッド１３の内部に貯
溜されたクリーム半田５を加圧板３２によって加圧しな
がらマスクプレート１２上でスキージヘッド１３を摺動
させることにより、パターン孔を介して基板にクリーム
半田５を印刷するスクリーン印刷方法において、スキー
ジヘッド１３をマスクプレート１２上で摺動させる印刷
動作において、クリーム半田５への加圧力を上限加圧力
ＦＵ〜下限加圧力ＦＬの間で繰り返し変動させる。これ
により、スキージヘッド１３内でクリーム半田５を流動
させ、硬化を防止することができる。

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、内
部にペーストを貯溜したスキージヘッドを用いるもので
ある。この方法では、スキージヘッドの下面に設けられ
たペースト接触面をマスクプレートに当接させた状態
で、スキージヘッド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ペースト接触面を介
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】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
密閉型のスキージヘッドを用いたスクリーン印刷には、
以下に述べるような問題点があった。密閉型のスキージ
ヘッドでは、上述のように印刷作業中はペーストはスキ
ージヘッド内で常に加圧された状態にある。このため、
加圧時間の経過と共にペーストに高密度で含有される粒
状成分が相互に押し付けられ、これにより徐々にペース
トは流動性を失って硬化する。

【０００５】このような硬化した状態のペーストがスキ
ージヘッドの下面を介してマスクプレートの上面に供給
されると、パターン孔への押し込みが正常に行われない
結果、「かすれ」などの印刷不良を生じる。このように
従来の密閉型のスキージヘッドを用いたスクリーン印刷
には、ペーストの加圧による硬化に起因して印刷不良が
発生し易いという問題点があった。

【０００６】そこで本発明は、ペーストの硬化に起因す
る印刷不良を防止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】請求項１記載のスクリー
ン印刷方法は、内部にペーストを貯溜したスキージヘッ
ドをペースト加圧手段によって前記ペーストを加圧した
状態で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、前記
スキージヘッドをマスクプレート上で摺動させる印刷動
作において、前記ペースト加圧手段によるペーストの加
圧力を所定パターンで変動させることにより、スキージ
ヘッド内でペーストを流動させるようにした。

【０００８】請求項２記載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ペースト加圧
手段によって前記ペーストを加圧した状態でマスクプレ
ート上で摺動させることにより、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、前記スキージヘッドが前記マスクプレ
ート上の基板範囲外に位置した状態で前記ペースト加圧
手段によってペーストを第１の加圧力で加圧する印刷準
備工程と、このスキージヘッドをマスクプレート上の基
板範囲内で摺動させながらペースト加圧手段によってペ
ーストを第１の加圧力よりも小さい第２の加圧力で加圧
することにより前記パターン孔にペーストを充填させる
印刷動作工程とを含む。

【０００９】請求項１記載の発明によれば、スキージヘ
ッドがマスクプレート上で摺動する印刷動作において、
ペースト加圧手段によるペーストの加圧力を所定パター
ンで変動させることにより、スキージヘッド内でペース
トを流動させてペーストの硬化を防止することができ
る。

【００１０】請求項２記載の発明によれば、スキージヘ
ッドがマスクプレート上の基板範囲外に位置した状態で
ペーストを第１の加圧力で加圧し、このスキージヘッド
をマスクプレート上の基板範囲内で摺動させながらペー
ストを第１の加圧力よりも小さい第２の加圧力で加圧し
てパターン孔にペーストを充填させることにより、ペー
ストの過度の加圧を極力排して、ペーストの硬化を防止
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
実施の形態１のスクリーン印刷装置の正面図、図２は本
発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置の側面図、図
３は本発明の実施の形態１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は本発明の実施の形態１
のスクリーン印刷におけるクリーム半田の硬化防止動作
の説明図である。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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を備えている。シリンダ２２はバル
ブＶ１、レギュレータＲ１を介してエア源１８と接続さ
れている。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。

【００１５】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
とともに、スキージヘッド１３をマスクプレート１２に
対して押圧する。ヘッド昇降部２０はスキージヘッド１
３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。またシリンダ２２は、スキージヘッド１
３をマスクプレート１２に対して押圧する押圧手段とな
っている。このときの昇降・押圧の制御は、制御部１９
によってバルブＶ１、レギュレータＲ１を制御すること
により行われる。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】カートリッジ３１は予め所定量のクリーム
半田５が貯溜されたクリーム半田５の貯溜部（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。

【００２０】シリンダ１６は、バルブＶ２、レギュレー
タＲ２を介してエア源１８と接続されている。レギュレ
ータＲ２は、制御部１９からの圧力設定信号に従ってシ
リンダ１６に供給されるエアの圧力を設定できるように
なっており、カートリッジ３１内のクリーム半田５を所
定の圧力で押し下げるようになっている。

【００２１】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３１ａに
は多数の開口３１ｂが設けられている。加圧板３２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１
６および加圧板３２はペーストであるクリーム半田５を
加圧するペースト加圧手段となっている。このときの加
圧の制御は、制御部１９によってバルブＶ２、レギュレ
ータＲ２を制御することにより行われる。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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
中の流路には、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が設けられており、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。

【００２５】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
ペーストは掻き取り部材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。

【００２６】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
５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。

【００２７】このクリーム半田５の印刷過程において
は、クリーム半田５の粘度を適正値に保持するために硬
化防止動作が行われる。以下、硬化防止動作について図
４を参照して説明する。密閉型スキージヘッドを用いた
スクリーン印刷においては、クリーム半田５はスキージ
ヘッド１３内で常に上方から所定圧力で加圧された状態
にあるため、時間の経過に伴って粘度が増加する傾向に
ある。クリーム半田５の粘度が増加すると流動性が低下
し、スクリーン印刷時のパターン孔内への充填不良が生
じやすく印刷不良の原因となるため、クリーム半田５の
粘度を適正に保つことが求められる。この硬化防止動作
は、このような目的で行われるものである。

【００２８】この硬化防止動作は、クリーム半田５が内
部に貯溜されたスキージヘッド１３をマスクプレート１
２に当接させた状態で、内部のクリーム半田５に対する
加圧力を変動させることにより行われる。図４（ａ）に
おいて、スキージヘッド１３が基板３上の印刷位置に移
動したタイミングにおいて、レギュレータＲ２を制御し
てシリンダ１６に加圧されるエア圧力を通常の設定圧よ
りも高い上限圧力に上昇させる。これにより、加圧板３
２はスキージヘッド１３内のクリーム半田５を上限加圧
力ＦＵで加圧する。

【００２９】次いで図４（ｂ）に示すように、スキージ
ヘッド１３が所定距離移動したタイミングにおいてエア
圧力を設定圧よりも低い下限圧力に低下させる。これに
より、加圧板３２によるクリーム半田５への加圧力はＦ
Ｌに低下する。そしてこれ以降、図４（ｃ），（ｄ）に
示すように、上限加圧力ＦＵ〜下限加圧力ＦＵの間で同
様の昇圧・降圧が反復される。

【００３０】すなわち、図４（ｅ）のグラフに示すよう
に、クリーム半田５の印刷中において、加圧力を設定圧
Ｆ０に対し所定変動パターンで変動させる。印刷中のス
キージング動作時には、印刷部１４内のクリーム半田５
はローリングによる回転運動を行っており、この回転運
動と同時にクリーム半田５への加圧力が変動することに
より、クリーム半田５の流動がさらに促進される。これ
によりクリーム半田５内の半田粒子相互が引き離されて
粘度が低下し、クリーム半田５の硬化の進行を抑制する
ことができる。

【００３１】（実施の形態２）図５は本発明の実施の形
態２のスクリーン印刷方法の動作説明図である。図５
（ａ）は、スキージヘッド１３が印刷対象の基板３上に
移動する前の印刷準備工程を示しており、スキージヘッ
ド１３がマスクプレート１２上の基板３の範囲外に位置
した状態で、シリンダ１６によって加圧板３２を介して
内部のクリーム半田５を、図５（ｃ）に示すように第１
の加圧力Ｆ１で押圧している。これにより、スキージヘ
ッド１３内ではクリーム半田５が印刷空間３５内に押し
込まれ、印刷が可能な状態となる。

【００３２】この後印刷動作工程が開始され、図５
（ｂ）に示すようにスキージヘッド１３はマスクプレー
ト１２上の基板３の範囲内に移動する。このとき、シリ
ンダ１６によるクリーム半田５の加圧力を、図５（ｃ）
に示すように第１の加圧力Ｆ１よりも小さい第２の加圧
力Ｆ２に低下させる。この第２の加圧力Ｆ２は、スキー
ジヘッド１３がマスクプレート１２上で摺動するスキー
ジング動作において、パターン孔１２ａ（図１参照）内
へのクリーム半田５の充填が良好に行える範囲内ででき
るだけ低い圧力に設定される。これにより、印刷動作に
おいてスキージヘッド１３内のクリーム半田５を過度に
加圧することなく、パターン孔へのクリーム半田５の充
填を行うことができる。

【００３３】上記説明したように、本実施の形態２にお
いては、印刷空間３５内へ十分な量のクリーム半田５を
押し込むための印刷準備動作時においてのみ高い加圧力
を作用させ、スキージング動作が開始されてクリーム半
田５にローリング運動が付与されている印刷動作時に
は、クリーム半田５への加圧力を低下させるようにした
ものである。これにより、クリーム半田５の加圧による
硬化を極力抑制することができ、クリーム半田５の硬化
に起因する印刷不良を減少させることができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、スキージヘッドをマス
クプレート上で摺動させる印刷動作において、ペースト
加圧手段によるペーストの加圧力を所定パターンで変動
させることにより、スキージヘッド内でペーストを流動
させてペーストの硬化を防止することができる。またス
キージヘッドがマスクプレート上の基板範囲外に位置し
た状態でペーストを第１の加圧力で加圧し、このスキー
ジヘッドをマスクプレート上の基板範囲内で摺動させな
がらペーストを第１の加圧力よりも小さい第２の加圧力
で加圧してパターン孔にペーストを充填させることによ
り、ペーストの過度の加圧を極力排して、ペーストの硬
化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置の
正面図

【図２】本発明の実施の形態１のスクリーン印刷装置の
側面図

【図３】本発明の実施の形態１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】本発明の実施の形態１のスクリーン印刷におけ
るクリーム半田の硬化防止動作の説明図

【図５】本発明の実施の形態２のスクリーン印刷方法の
動作説明図

【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 １９ 制御部 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 (72)発明者 友松 道範 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 阿部 成孝 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 FB24 FD01 FD05 FD17 2H113 AA01 BA10 BB22 BC12 CA17 FA51 5E319 AA03 AC01 CD29 GG03 GG15 5E343 AA02 AA11 BB72 DD04 FF02 FF04 GG06 GG11 GG18

Claims (2)

【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
   をペースト加圧手段によって前記ペーストを加圧した状
   態で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、前記ス
   キージヘッドをマスクプレート上で摺動させる印刷動作
   において、前記ペースト加圧手段によるペーストの加圧
   力を所定パターンで変動させることにより、スキージヘ
   ッド内でペーストを流動させることを特徴とするスクリ
   ーン印刷方法。
2. 【請求項２】内部にペーストを貯溜したスキージヘッド
   をペースト加圧手段によって前記ペーストを加圧した状
   態でマスクプレート上で摺動させることにより、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、前記スキージヘッドが
   前記マスクプレート上の基板範囲外に位置した状態で前
   記ペースト加圧手段によってペーストを第１の加圧力で
   加圧する印刷準備工程と、このスキージヘッドをマスク
   プレート上の基板範囲内で摺動させながらペースト加圧
   手段によってペーストを第１の加圧力よりも小さい第２
   の加圧力で加圧することにより前記パターン孔にペース
   トを充填させる印刷動作工程とを含むことを特徴とする
   スクリーン印刷方法。