JP2003260783A - 半田ペースト印刷方法および半田ペースト印刷用マスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １枚の半田マスクで、正確に半田印刷をする
ことができる半田ペースト印刷方法を提供すること。 【解決手段】 部品実装ランド５０を有する回路基板
（１〜１６）が行列状に配列したアレイ基板２００を用
意する工程と、アレイ基板２００のうち回路基板（１〜
１６）が行列状に配列している領域に対して、分割後の
領域のそれぞれが同一形状となるように２以上の整数
（Ｎ）分割をしたときの１の分割領域を１つの印刷セル
とした場合における当該１つの印刷セルに相当する印刷
用開口部２０を有する半田マスク１０００を用いて、前
記２以上の整数（Ｎ）回の半田ペースト印刷を、各回ご
とに、Ｘ軸、Ｙ軸及びＸＹ平面内回転角のうちの少なく
とも１つの位置合わせをしながら実行する工程とを包含
する、半田ペースト印刷方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半田ペースト印刷
方法および半田ペースト印刷用マスクに関する。特に、
電子回路部品の回路基板へ半田ペーストを印刷する方法
およびその印刷用マスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の表面実装チップ部品が搭載される
電子回路部品では、通常、その回路基板の部品実装パタ
ーン上に半田ペーストが印刷塗布されている。この半田
ペーストの印刷塗布は、電子回路部品の回路基板上の部
品実装パターンにあわせて開口部を有する半田マスクを
用いて行われる。具体的には、まず、回路基板の部品実
装パターンにあわせて半田マスクを保持し、次いで、半
田マスクの上部に装填した半田ペーストをスキージで掃
引して、それにより、部品実装パターン上に半田ペース
トが印刷塗布される。

【０００３】半田ペーストを印刷する工程においては、
一般的に、工程の能率を高めるため、１回の印刷で行う
面積を広くとる。したがって、一般的な電子回路部品の
ように個々の面積が３０ｍｍ角程度以下に小さい場合に
は、複数個の電子回路部品を平面的に配列した状態にし
て１回の印刷で、複数の電子回路部品への半田印刷を行
うのが一般的である。

【０００４】ここでは当然のことながら、複数の基板そ
れぞれの正確な位置に半田印刷を行う必要がある。基板
の収縮歪が小さい樹脂製の基板に対しては、初めから複
数個の電子化路部品を配列した基板を用いて半田印刷を
行っても特段大きな問題は生じ難い。しかしながら、基
板の収縮歪が大きいセラミックなどの基板では、多数個
配列したすべての電子回路部品に正確に半田印刷するこ
とが困難である。すなわち、基板の収縮歪みが大きいが
ゆえに、正確に半田印刷を行うことが難しい。

【０００５】ガラスセラミックスやアルミナセラミック
スの基板を用いて電子回路部品を構成した場合、樹脂基
板を用いた場合と比べて、回路の高密度化や、熱放散性
に優れる等のメリットを有しており、それゆえ、電子回
路部品としての性能向上を見込むことができる。ただ
し、セラミック焼成時の収縮歪の克服が課題であり、こ
れがセラミック基板の利用の大きな障害となる。

【０００６】従来、セラミック基板などの収縮歪を有す
る回路基板を用いた電子回路部品に半田印刷を行う場
合、図７に示すように、はじめから個々の電子回路部品
に分割した個片基板１１０を用いて、この個片基板１１
０を正確に位置決めをして配列できる位置規制枠１００
にはめ込んで、その後、半田印刷工程をおこなってい
た。しかし、このような従来の手法では、生産工程ライ
ンを個片の基板で流す必要があり、そして、位置規制枠
１００に個片基板１１０を１個１個はめ込む工程が必要
になるため、生産効率を向上させることが困難である。

【０００７】近年、この個片基板１１０を扱う非効率を
避けるために、セラミック基板などの収縮歪を有する基
板を行列状に配列したアレイ基板を用いながら、半田マ
スクを工夫することにより、正確な半田印刷が実現する
手法が提案されている。以下、図８を参照しながら、こ
の手法を具体的に説明する。

【０００８】図８（ａ）は、部品実装ランド５０を有す
る回路基板（１〜１６）が行列状に配列されたアレイ基
板２００を示しており、図８（ｂ）は、アレイ基板２０
０に半田印刷をするための半田マスク３００を示してい
る。

【０００９】図８（ａ）では、回路基板が４個×４個の
１６個配列されたアレイ基板２００を例示しているが、
実際には、１０個×１０個や、２０個×２０個の構成も
あり得る。半田マスク３００は、回路基板（１〜１６）
の部品実装ランド５０上に半田ペーストを印刷塗布でき
るパターン開口部３５０を有しており、図８（ｂ）に示
した例では、図８（ａ）に示した１６個の回路基板（１
〜１６）の部品実装ランド５０に対応したパターン開口
部３５０を有している。この構成によれば、部品実装ラ
ンド５０のパターンにパターン開口部３５０をあわせる
ようにして、アレイ基板２００上に半田マスク３００を
セットして、半田印刷を行うことができるので、一度の
半田印刷によって全ての実装パターンに半田ペーストを
印刷することができる。

【００１０】回路基板（１〜１６）上の部品実装パター
ンは、その大きさに応じて一枚のアレイ基板２００上に
１パターンしかない場合もあり得るが、通常、多くの同
じパターンを一枚のアレイ回路２００上に配列させてい
る。このパターンの数は、通常でも、１０×１０個（１
００個）である。場合によっては２０×２０個（４００
個）といったパターンを配列させることもある。従っ
て、半田マスクもそれに合わせて基板上に存在するパタ
ーンと同数のパターンをすべてのパターンに合うピッチ
で配列してある。このように合わせてあることにより、
一回の半田印刷ですべての回路パターンに半田ペースト
を塗布することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、回路
基板には寸法歪みが発生することがあり、特に、セラミ
ック基板を用いたときには、その寸法歪みは無視できな
くなる程度に大きくなる。また、この寸法歪みは、回路
基板の製造工程中で発生する不確定な歪であることが多
く、回路基板の個体毎に異なる歪の方向と大きさを持っ
ている。そのため、実装パターンに合わせるべき半田マ
スクが唯一のパターンでは、個体差による歪のために半
田ペーストが実装パターンとずれて印刷され、その結
果、半田付け不良が発生する。

【００１２】近年では回路基板に搭載する表面実装部品
の小型化が進んで、半田ペーストを印刷するランドの大
きさとしても０．３ｍｍ角程度まで小型化してきてい
る。このために、印刷のずれは０．１ｍｍ程度以下に抑
える必要がある。これに対し、回路基板の寸法歪みは、
場合によっては１ｍｍ近くになる。このため、このよう
な寸法歪みを有する回路基板に対して、０．１ｍｍ程度
以下の印刷のずれの要求を満す印刷を実行するには、図
９（ａ）〜（ｃ）に示すように、歪ランクＡのアレイ基
板２００ａには、歪ランクＡ用の半田マスク３００ａを
用い、そして、歪ランクＢのアレイ基板２００ｂおよび
歪ランクＣのアレイ基板２００ｃには、それぞれ、歪ラ
ンクＢ用の半田マクス３００ｂおよび歪ランクＣ用の半
田マスク３００ｃを用いることが必要となってくる。

【００１３】回路基板の寸法歪みは、Ｘ方向とＹ方向の
それぞれに対してばらばらに発生するため、半田マスク
は、回路基板の歪の発生方向と大きさに応じてパターン
配列のピッチを換えたものを複数枚を用意する必要があ
る。そして、回路基板の歪に合わせて、その都度、半田
マスクを交換してセットしなければならない。縦方向４
段階、横方向４段階に歪レベルに単純にランク分類した
場合、それに対応する半田マスクを用意しようとすれ
ば、１６枚もの多数のマスクを用意しなければならず、
そして、それをその都度歪に合わせて用いなければなら
ない。

【００１４】実際には、アレイ基板の寸法測定を行い、
歪の方向と大きさによってランク分類して、出来るだけ
同一ランクであり、同一半田マスクで印刷できるアレイ
基板を一まとめにするという手法により、半田マスクの
交換頻度を低減させることもできるが、それにしても、
やはり、依然として多くの半田マスクを用意しなければ
ならず、そして、半田マスクの交換によって、製造工程
の能率は低下してしまう。

【００１５】したがって、上記従来の手法では、次のよ
うな問題がある。すなわち、半田ペーストの印刷を精度
良く行うためにアレイ基板の歪の方向と大きさに応じて
複数枚の半田マスクが必要であること、また、生産工程
の運用を円滑に行うために回路基板の歪の方向と大きさ
に応じてランク分類する必要があることである。場合に
よってはこのランクの数は、同一ランクに出来るところ
はまとめて少なくしたときでも、１０ランクを超えるこ
とが生じ得る。このため、多くの半田マスクを用意しな
ければならないコストアップの問題と、ランクの切り替
え時に半田マスクの脱着が必要となるために工程の能率
が悪化するといった問題が発生する。さらには、アレイ
基板についてランク分類を行うための寸法測定などを行
うことも必要となり、それによるコストアップも問題と
してある。

【００１６】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、１枚の半田マスクで、正確に
半田印刷をすることができる半田ペースト印刷方法およ
びその印刷用マスクを提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明による半田ペース
ト印刷方法は、部品実装ランドを有する回路基板が行列
状に配列したアレイ基板を用意する工程と、前記アレイ
基板のうち前記回路基板が行列状に配列している領域に
対して、分割後の領域のそれぞれが同一形状となるよう
に２以上の整数（Ｎ）分割をしたときの１の分割領域を
１つの印刷セルとした場合における当該１つの印刷セル
に相当する印刷用開口部を有する半田マスクを用いて、
前記２以上の整数（Ｎ）回の半田ペースト印刷を、各回
ごとに、Ｘ軸、Ｙ軸及びＸＹ平面内回転角のうちの少な
くとも１つの位置合わせをしながら実行する工程とを包
含する。

【００１８】ある好適な実施形態において、前記アレイ
基板は、個体毎に不規則な寸法歪みを有するアレイ基板
であり、前記位置合わせは、前記回路基板の全面の前記
部品実装ランドのずれを修正するように実行され、前記
半田ペースト印刷により、前記部品実装ランド上に半田
ペーストが塗布される。

【００１９】本発明による半田ペースト印刷用マスク
は、部品実装ランドを有する回路基板が行列状に配列し
たアレイ基板に対して半田ペーストを印刷するための半
田ペースト印刷用マスクであって、前記マスクは、前記
アレイ基板のうち前記回路基板が行列状に配列している
領域を、横方向にＬ個、縦方向にＭ個のＬ×Ｍ＝Ｎ個の
印刷セル領域に分割して、１つの前記アレイ基板につき
Ｎ回の半田ペースト印刷を実行するためのマスクであ
り、前記マスクには、横（２Ｌ−１）個、縦（２Ｍ−
１）個の印刷セル領域が行列状に配列されており、前記
マスクにおいて行列状に配列された印刷セル領域のう
ち、中央に位置する印刷セル領域にのみ、半田印刷用の
パターン開口部が設けられており、且つ、残りの印刷セ
ル領域には、前記アレイ基板側の面において凹状のキャ
ビティ部が設けられている。

【００２０】本発明による他の半田ペースト印刷用マス
クは、部品実装ランドを有する回路基板が行列状に配列
したアレイ基板に対して半田ペーストを印刷するための
半田ペースト印刷用マスクであって、前記マスクは、前
記アレイ基板のうち前記回路基板が行列状に配列してい
る領域を、横方向にＬ個、縦方向にＭ個のＬ×Ｍ＝Ｎ個
の印刷セル領域に分割して、１つの前記アレイ基板につ
きＮ回の半田ペースト印刷を実行するためのマスクであ
り、前記マスクには、横Ｌ個、縦（２Ｍ−１）個、また
は横（２Ｌ−１）個、縦Ｍ個の印刷セル領域が行列状に
配列されており、前記マスクにおいて行列状に配列され
た印刷セル領域のうち、横Ｌ個配列中の端で、縦（２Ｍ
−１）個配列中の中央、または横（２Ｌ−１）個配列中
の中央で、縦Ｍ個配列中の端に位置する印刷セル領域に
のみ、半田印刷用のパターン開口部が設けられており、
且つ、残りの印刷セル領域には、前記アレイ基板側の面
において凹状のキャビティ部が設けられている。

【００２１】ある好適な実施形態において、前記キャビ
ティ部の深さは、前記アレイ基板上に印刷される半田ペ
ーストの高さよりも深い。

【００２２】前記キャビティが設けられている領域のう
ち、前記回路基板の境界ラインに対応する箇所に、前記
アレイ基板と前記半田マスクとの間隙を保持するスペー
サが形成されており、前記スペーサは、桟状、鎖線状お
よび島状の少なくとも１つの形態であることが好まし
い。

【００２３】前記半田印刷用のパターン開口部が位置す
る前記半田マスクにおける前記アレイ基板側の面と、前
記スペーサの底面とは、実質的に同一平面上に位置して
いることが好ましい。

【００２４】前記スペーサは、１５ｍｍ以下の間隔で配
列されていることが好ましい。

【００２５】前記マスクにおける前記パターン開口部が
位置する部分のうち、前記アレイ基板側と反対側の面
に、凹部が設けられており、前記凹部の深さは、１ｍｍ
以下であることが好ましい。

【００２６】

【発明の実施の形態】本願発明者は、個片基板ではなく
アレイ基板を用いながら、ランク分類を不要とし、１枚
の半田マスクで正確に半田印刷を行うことを検討し、そ
して、複数の同一形状のパターンを有するアレイ基板に
対して、印刷領域を複数に分割した上で、一つの領域毎
に半田を印刷する手法を想到し、本発明に至った。

【００２７】以下、図面を参照しながら、本発明による
実施の形態を説明する。以下の図面においては、説明の
簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を
同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態
に限定されない。（実施形態１）図１から図３を参照し
ながら、本発明による実施形態１を説明する。

【００２８】図１（ａ）は、部品実装ランド５０を有す
る回路基板（１〜１６）が行列状に配列されたアレイ基
板２００を示している。図１（ａ）に示した例では、回
路基板（１〜１６）は、４列、４行の升目状に配列され
ており、回路基板（１〜１６）は、例えばセラミック基
板である。

【００２９】図１（ｂ）は、本実施形態にかかる半田ペ
ースト印刷用マスク（以下、「半田マスク」と称する）
１０００の構成を模式的に示しており、図１（ｃ）は、
図１（ｂ）に示した半田マスク１０００の裏面の構成を
模式的に示している。図１（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、半田マスク１０００の中央には、半田印刷用のパ
ターン開口部（スクリーン部）２０が設けられており、
このパターン開口部２０のパターンは、部品実装ランド
５０のパターンに対応して形成されている。パターン開
口部（スクリーン部）２０の周囲には、キャビティ部２
２およびスペーサ２４が形成されている。

【００３０】本実施形態の半田ペースト印刷方法では、
アレイ基板２００中の回路基板（１〜１６）を複数分割
（整数倍）に分割し、その分割した領域ごとに印刷を行
っていく。図１に示した例では、回路基板（１〜１６）
を４つに分割し、そして、半田マスク１０００を用いて
合計４回印刷する。具体的には、回路基板１、２、５、
６からなる領域、回路基板３、４、７、８からなる領
域、回路基板９、１０、１３、１４からなる領域、回路
基板１１、１２、１５、１６からなる領域に分割し、４
個の回路基板を有する各領域に、半田マスク１０００の
パターン開口部２０を合わせて印刷をする。４回繰り返
して印刷をすると、回路基板（１〜１６）の全てについ
ての印刷が完了する。印刷は、各回ごとに、Ｘ軸、Ｙ軸
及びＸＹ平面内回転角のうちの少なくとも１つの位置合
わせをしながら実行する。本実施形態では、同じ形状の
部品実装ランド５０を有する回路基板１が、縦、横方向
に複数個繋がってアレイ基板２００を構成している。な
お、部品実装ランド５０のパターンは、回路基板１〜１
６のすべてにおいて同一でなくてもよいが、もちろんそ
の場合、回路基板１、２、５、６からなる領域、回路基
板３、４、７、８からなる領域等の各領域同士は同一で
ある必要がある。

【００３１】本実施形態の印刷方法によると、アレイ基
板２００が個体毎に不規則な寸法歪みを有していたとし
ても、一括ではなく複数回に分けて印刷を行うので、印
刷距離が全領域の一括印刷に比べて分割回数分の１（図
１の例では、４分の１）に短くすることができる。した
がって、寸法歪みがある大面積基板に対して半田ペース
トの印刷誤差を少なくすることができる。

【００３２】つまり、本実施形態の印刷方法は、例えば
セラミックからなるアレイ基板のように、アレイ基板２
００が個体毎に不規則な寸法歪みを有する場合、一括で
はなく複数回に分けて印刷を行う。半田マスク１０００
は、一回で印刷する領域をアレイ基板２００の全印刷領
域を複数（整数倍）に分割し、その領域（印刷セル）部
分だけの半田マスクとなっている。そうして、図８に示
した複数種の半田マスク（３００ａ〜３００ｃ）を使う
のではなく、同一の半田マスク１０００を使い、印刷領
域を一回一回ずらしながらアレイ基板２００中の回路基
板に半田ペーストを印刷してゆく。このようにすれば、
印刷距離が全領域の一括印刷に比べて分割回数分の１に
短くなるため、寸法歪みがある大面積基板に対して半田
ペーストの印刷誤差を少なくすることができ、加えて、
アレイ基板２００に半田ペーストを印刷する際に、半田
マスク１０００とアレイ基板２００の印刷セルのＸ軸、
Ｙ軸、およびＸＹ平面内回転角の位置合わせを半田印刷
毎に繰り返して行うので、回路基板全面の実装ランド５
０に対してずれの少ない半田印刷を行うことができる。
以下、本実施形態の印刷方法をさらに詳細に説明す
る。図１（ａ）および図２に示したアレイ基板２００
は、縦方向に４個、横方向に４個繋がった１６個の回路
基板（１〜１６）からなる。本実施形態のアレイ基板２
００の外形は１００ｍｍ□（一辺１００ｍｍの正方形）
であり、各回路基板（１〜１６）の外形は、１５ｍｍ□
（一辺１５ｍｍの正方形）である。そして、周辺４方に
は、各２０ｍｍのステ部分（回路基板が形成されていな
い領域）が設けられている。

【００３３】このアレイ基板２００は、図２（ａ）から
（ｄ）に示すように、横２個、縦２個の４個づつの回路
基板をまとめて４つの印刷セルで印刷される。アレイ基
板２００の印刷セル４個に対して、半田マスク４は、横
３行、縦３列の９個分の印刷セル相当領域を持ち、その
中央部に半田印刷用のパターン開口部２０があり、そし
て、その開口部２０の周囲は、裏面キャビティ構造にし
てある。裏面キャビティー構造にしてあるのは、既に印
刷が終わった領域の半田に、半田マスク１０００が接触
しないようするためである。

【００３４】まず、図２（ａ）に示すように、アレイ基
板２００の４つに分割した印刷セルのうち、端の印刷セ
ル（すなわち、回路基板１、２、５、６からなる領域）
に、マスク開口部２０をパターン認識によって位置合わ
せし、そして、半田印刷を実行する。

【００３５】この１回目の半田印刷は、図３（ａ）から
（ｃ）に示すようにして行う。最初に、図３（ａ）に示
すように、半田マスク１０００の位置合わせを行い、回
路基板１、２、５、６上にパターン開口部（スクリーン
部）２０をセットする。次に、図３（ｂ）に示すよう
に、パターン開口部２０の裏面をアレイ基板２００の表
面に合わせた後、半田マスク１０００の表面に半田ペー
スト４０を供給し、次いで、スキージ３０により半田ペ
ースト４０をパターン開口部２０へと掃引し、それによ
り、半田ペースト４０が部品実装ランド（５０）上に塗
布される。半田ペースト４０の塗布後、図４（ｃ）に示
すように、半田マスク１０００を外し、次の２回目の半
田印刷のために待機させる。

【００３６】次に、図２（ｂ）に示すように、アレイ基
板２００を移動させて、次の印刷セル（すなわち、回路
基板３、４、７、８からなる領域）に、マスク開口部２
０との位置合わせし、そして、２回目の半田印刷を実行
する。

【００３７】２回目の半田印刷は、図４（ａ）から
（ｃ）に示すようにして行う。図３（ｃ）に示した工程
の後、図４（ａ）に示すように、回路基板３、４、７、
８上にパターン開口部（スクリーン部）２０をセットす
る。次に、図４（ｂ）に示すように、パターン開口部２
０の裏面をアレイ基板２００の表面に合わせた後、半田
マスク１０００の表面に半田ペースト４０を供給し、次
いで、スキージ３０により半田ペースト４０をパターン
開口部２０へと掃引し、それにより、半田ペースト４０
を部品実装ランド（５０）上に塗布する。

【００３８】ここで、半田マスク１０００の裏面にキャ
ビティ部２２が設けられているので、既に印刷済の領域
（回路基板１、２等）の半田ペーストを押しつぶすこと
はない。つまり、本実施形態の手法では、全印刷領域の
印刷終了に至るまでの間、半田ペーストの印刷が先に終
了した領域に、キャビティ２２の領域が必ず存在する構
成となっており、それゆえに、先に印刷した半田ペース
トに半田マスク１０００が接触しないようになってい
る。ここで、キャビティ部２２の深さは、パターン開口
部２０のメタル厚み（スクリーン部厚み）より深く、先
に印刷された半田ペーストの高さよりも深くされてい
る。

【００３９】パターン開口部２０が位置する半田マスク
１０００の部分の表面側は、凹状となっている。この構
成によれば、所望する厚みの半田印刷を容易にすること
ができる。すなわち、先に印刷した半田との接触を避け
るため、半田マスク１０００裏面にあるキャビティ部２
２を深くした場合、開口パターン部２０が位置する半田
マスク１０００の部分では、マスク表面からの段差が大
きくなってしまうのであるが、本実施形態のように開口
パターン部２０のマスク形状を凹状とすれば、その段差
の大きさにかからず、所望する厚みの半田印刷を実行す
ることが可能になる。例えば、半田ペーストを２００μ
ｍ以上に厚く塗りたい場合、先に印刷した半田ペースト
４１と半田マスク１０００とが接触しないようにするに
は、キャビティ２２の深さを３００μｍ以上にする必要
がある。この場合、半田マスク１０００の厚さは４００
μｍ以上となるが、パターン開口部２０を凹構造とする
ことで、パターン開口部２０のマスク厚みを薄くするこ
とができ、その結果、キャビティ２２の深さよりも厚さ
の薄い半田ペースト４１を印刷することが可能となる。

【００４０】また、本実施形態では、パターン開口部２
０が位置する半田マスク１０００における表面からの深
さを１ｍｍ以下にしてある。深さが最大１ｍｍであるの
で、スキージによる半田印刷の工程時に、半田マスク１
０００の凹部（２０）をスキージ３０が掃引するときの
スキージ３０の接面性を良好なものにすることができ、
したがって、安定した印刷をすることができる。さらに
凹部の深さが１ｍｍ以下であるためにスキージが高い掃
引性を維持し、段差部分に無用の半田ペースト４０が滞
留することを防止でき、半田印刷の繰り返し安定性を確
保できる。

【００４１】そして、キャビティ２０が設けられている
領域のうち、回路基板（１〜１６）の境界ラインに対応
する箇所に、アレイ基板２００と半田マスク１０００と
の間の間隔を保持するスペーサ２４が形成されている。
アレイ基板２００と半田マスク１０００との間隙を保持
できれば、スペーサ２４の形態は、桟状、鎖線状、島状
のいずれであってもよい。本実施形態では、図１（ｃ）
に示すように、桟状となっており、そのパターンは格子
状となっている。

【００４２】図４（ｂ）を参照しながら、格子状のスペ
ーサー７の構成を例示的に説明すると、スペーサー２４
のピッチＰ１は１５ｍｍであり、回路基板（１〜１６）
の配列ピッチＰ２（１５ｍｍ）と合致させている。ま
た、境界ライン上での隣接回路基板間のパターン距離Ｓ
１（０．７ｍｍ）に対して、スペーサー２４の幅Ｓ２を
０．２５ｍｍに設定している。このようにすることによ
り、アレイ基板２００に存在するパターン歪み（ＭＡＸ
±０．１８ｍｍ）を含めても、スペーサー２４と先に印
刷された半田ペースト４１とが接触しないような構成に
なっている。ここで、スペーサ２４のピッチＰ１を１５
ｍｍ以下とすれば、スキージ３０による半田印刷工程時
において、１５ｍｍ以下の密な間隔で配置されたスペー
サ２４によってスキージ圧を支えることができるので、
半田マスク１０００のキャビティ部２２上面のたわみ、
凹みを抑えることができる。したがって、安定な印刷を
実行することができ、そして、それに加えて、印刷済み
の半田ペースト４１がキャビティ部２２の内側上面が接
触することも防止することができる。

【００４３】図４（ｂ）に示した工程の後、図４（ｃ）
に示すように、半田マスク１０００を外して、次に、同
様にして、３回目の半田印刷、そして、４回目の半田印
刷を実行する。つまり、２回目の印刷の後は、図２
（ｃ）に示すように、回路基板１１、１２、１５、１６
上にパターン開口部（スクリーン部）２０をセットし
て、３回目の半田印刷を行い、その後、図２（ｄ）に示
すように、回路基板９、１０、１３、１４上にパターン
開口部（スクリーン部）２０をセットして、４回目の半
田印刷を行うと、全領域について半田印刷が完了する。

【００４４】本実施形態の印刷方法に用いる半田印刷装
置を図５に示す。図５に示した半田印刷装置は、半田マ
スク１０００とともに半田印刷を行うためのスキージ３
０と、スキージ３０の移動を制御する制御装置３４と、
被印刷基板であるアレイ基板２００を移動させるステー
ジ３２と、ステージ３２を駆動させる駆動装置３６とを
備えている。ステージ３２は、Ｘ軸、Ｙ軸、ＸＹ面内で
の回転角の位置制御をできるＸ、Ｙ、Ｚ、θステージで
あり、このステージ３２上にアレイ基板２００が配置さ
れる。駆動装置３６は、パターン認識カメラ４４を備え
た認識装置４２と接続されており、制御装置３４も駆動
装置３６と接続されている。

【００４５】認識装置２４のパターン認識カメラ４４
は、アレイ基板２００と半田マスク１０００との中間に
配置されている。本実施形態では、アレイ基板２００と
半田マスク１０００との中間にミラーを配置し、そのミ
ラーで認識カメラ４４へと上／下面の映像を取り込むよ
うにしている。パターン認識カメラ４４を備えた認識装
置４２は、は、アレイ基板２００に付けられたアライメ
ントマークおよび特徴ある配線パターンと、半田マスク
１０００裏面に付けられたアライメントマーク双方を認
識し、その認識に基づき、ステージ３２を移動させて、
Ｘ軸、Ｙ軸、ＸＹ面内での回転角補正を行いながらアレ
イ基板２００と半田マスク１０００との位置合わせをす
る。

【００４６】アレイ基板２００と半田マスク１０００と
の位置合わせが完了した後、スキージ３０を用いて１回
目の半田印刷を実行する。１回目の半田印刷が終了した
後、ステージ２００を移動させて、１回目の印刷セル領
域の隣の印刷セル（すなわち、回路基板３、４、７、８
からなる領域）に半田マスク１０００のパターン開口部
２０を合わし、次いで、１回目と同様の方法により、２
回目の半田印刷を行う。この操作を繰り返すことによ
り、アレイ基板２００の全印刷領域に半田を印刷する。

【００４７】本実施形態の半田マスク１０００は、パタ
ーン開口部２０の左右にそれぞれ印刷セル２列分、上下
にそれぞれ印刷セル２行分のキャビティ２２があるマス
ク構造であるため、２行、２列のアレイ基板２００であ
れば、どこの印刷セルにパターン開口部２０を置いても
その印刷中のセル以外全ての印刷セル上に必ずキャビテ
ィ２２が存在することになる。このマスク構造を用いれ
ば、半田印刷はどの印刷セルから始めてもよく、各印刷
セルの印刷順に対する制限が無いため、印刷の自由度が
高くなり、印刷時間を最短にする印刷順を採用すること
ができる。さらに半田マスク１０００の断面形状がＸ
軸、Ｙ軸方向についてそれぞれ対称になるため、マスク
強度にムラが少なく均一な印刷ができる。なお、従来の
ように半田印刷を一括で行った場合には、１方向に回路
基板４個分の歪みが含まれて印刷の位置ずれが非常に大
きくなる。本実施形態のようにアレイ基板２００を４分
割して、回路基板を２個毎に印刷を行うと歪み量が２分
の１になり、半田ペーストの印刷誤差を小さくすること
ができる。

【００４８】本実施形態の印刷方法によれば、アレイ基
板２００の全回路基板数を２以上の整数分の１の同一形
状の領域に分割して半田印刷するため、印刷距離を短く
することができ、それにより、誤差を整数分の１にする
ことができる。したがって、個体毎に不規則な寸法歪み
を有するアレイ基板２００に対して、部品実装ランド５
０に対する印刷誤差を少なくすることができる。さら
に、半田マスク１０００とアレイ基板２００の印刷セル
のＸ軸、Ｙ軸、およびＸＹ平面内回転角の位置合わせを
半田印刷毎に繰り返して行う手法を併用することによ
り、回路基板全面（１〜１６）の実装ランド５０に対し
てずれの少ない半田印刷ができる。これによって、１枚
の半田マスク１０００で、歪を有する各回路基板に半田
印刷をすることが可能となる。つまり、歪を有する回路
基板に対しても、ランク分類を不要とし、１枚の半田マ
スクで、正確に半田印刷を可能にすることができる。さ
らに、個片基板を用いる工法に対しては、個片基板を位
置規制枠に挿入する時間を事実上無くすことが出来る。
通常は個片を位置規制枠に挿入する時間は８０個の基板
挿入で約９０秒程度かかる。本実施形態の４分割印刷を
実施した場合、２０秒程度の時間を要するのみであるた
め、工程能率改善効果は大なるものがある。

【００４９】上述したように、本実施形態の半田マスク
１０００は、パターン開口部２０がマスクの中央部に設
けられ、その周囲が横左右（Ｌ−１）個、縦上下（Ｍ−
１）個の印刷セル面積に相当するキャビティで囲まれた
構造を有している。この構造により、アレイ基板１００
０の印刷セルのどれを印刷する場合にも、当該印刷セル
を除くアレイ基板上に前記キャビティ２４を存在させる
ことができる。また、半田マスク（メタルマスク）１０
００の断面形状がＸ軸、Ｙ軸方向についてそれぞれ対象
になるため、強度面のムラが少なく、均一な印刷ができ
る。さらに、このマスク構造は半田印刷をどこの印刷セ
ルからでも始めることができ、印刷する順番にも制約が
ない。さらに前記キャビティ深さが前記パターン開口部
のメタル厚みより深く、先に印刷された半田ペースト高
さより高いため、先に印刷された半田ペーストにマスク
が接触しない。

【００５０】また、本実施形態の半田マスク１０００に
は、半田マスク裏面のキャビティ２２の部分に、桟状、
鎖線状もしくは島状のスぺーサー２４が形成されている
ため、半田マスク１０００の曲げ強度が大幅に向上す
る。さらに、スペーサー２６が基板パターンの境界ライ
ン上の半田印刷しない部分に形成され、基板の歪み相当
量の移動をした場合にもスペーサーと印刷された半田が
接触しない構造になっているため、複数回の半田印刷を
繰り返しても、先に印刷した半田４１にマスクが接触し
ない特徴を有する。 そして、半田マスク裏面とスペー
サー裏面が同一平面にあるため、アレイ基板２００上に
半田マスク１０００を置いた時にがたつきが少なく、安
定した印刷ができる。加えて、先に印刷した半田４１と
の接触を避けるため、半田マスク裏面のキャビティ部２
２を深くした場合、マスク開口パターン部２０はマスク
表面からの段差が大きくなるものの、開口パターン部２
０のマスク形状が凹状にされているので、所望する厚み
の半田印刷ができるという利点もある。スペーサ２４の
ピッチを１５ｍｍ以下にすると、スキージ３０による半
田印刷工程時、スキージ圧をスペーサ部分が１５ｍｍ以
下の密な間隔で支えることができるので、半田マスク１
０００のキャビティ部２２の上面のたわみ、凹みを抑え
安定な印刷ができるとともに、印刷済みの半田ペースト
４１にキャビティ部内側上面が接触することを防止でき
る。

【００５１】さらに、半田マスクの表面からの凹みの深
さを最大１ｍｍにした場合、スキージ３０による半田印
刷の工程で、スキージ３０が半田マスク１０００の凹み
を掃引するときのスキージの接面性を高め、安定した印
刷ができる。そして、凹みの深さが１ｍｍ以下であるた
めにスキージが高い掃引性を維持し、段差部分に無用の
半田が滞留することを防止でき、半田印刷の繰り返し安
定性を確保できる。加えて、凹みの深さを最大１ｍｍに
した場合、通常の半田ペースト印刷だけでなく、たとえ
ば所定の印刷セルに半田ペーストを印刷する際、隣接す
る印刷セルにチップ部品がマウンドされている場合でも
問題なく印刷することが可能となる。またマスクの凹み
が１ｍｍ以下であるので、半田マスクをエッチング加工
で作ることができ、マスク費用を安くすることができ
る。

【００５２】なお、本実施形態では、４行４列のアレイ
基板２００を４分割して、４つの印刷セル領域とした
が、これに限定されず、分割後の領域のそれぞれが同一
形状となるように２以上の整数（Ｎ）分割をしたときの
１の分割領域を１つの印刷セルとし、当該１つの印刷セ
ルに相当する印刷用開口部を有する半田マスクを用い
て、２以上の整数（Ｎ）回の半田ペースト印刷を、各回
ごとに、Ｘ軸、Ｙ軸及びＸＹ平面内回転角のうちの少な
くとも１つの位置合わせをしながら実行するようにすれ
ばよい。そして、半田マスク１０００は、横方向にＬ
個、縦方向にＭ個のＬ×Ｍ＝Ｎ個の印刷セル領域に分割
して、１つの前記アレイ基板につきＮ回の半田ペースト
印刷を実行するための半田マスクを作製すればよい。こ
の半田マスクの場合、横（２Ｌ−１）個、縦（２Ｍ−
１）個の印刷セル領域が行列状に配列されており、中央
に位置する印刷セル領域にのみ、半田印刷用のパターン
開口部（２０）を設ける。図１等に示した本実施形態の
手法は、ＬおよびＭが２の場合に該当する。パターン開
口部（２０）が設けられた領域以外の印刷セル領域に
は、アレイ基板側の面（マスクの裏面）において凹状の
キャビティ部（２２）が設けられる。 （実施形態２）図６を参照しながら、本発明による実施
形態２を説明する。本実施形態は、上記実施形態１と比
べて、用いる半田マスクの構成が異なる。他の点は、基
本的に上記実施形態１と同様であるので、説明の簡略化
のため、上記実施形態１と同様の内容は省略または簡略
化する。

【００５３】図６（ａ）は、縦方向と横方向に２×２＝
４個の印刷セルを有するアレイ基板２０１を示してい
る。アレイ基板２０１には、８行８列で６４個の回路基
板１’が配列されている。そして、アレイ基板２０１
は、４行４列の回路基板１’を含む印刷セル４つに分割
されている。図６（ｂ）は、本実施形態の半田印刷方法
に用いる半田マスク２０００であり、横３個、縦２個の
印刷セルを持っている。半田マスク２０００は、上段の
中央のみ半田印刷パターン２０を有しており、マスク裏
面には、キャビティ２２が設けられている。また、半田
マスク２０００とアレイ基板２０１との間隔を保持する
ためのスペーサ２４も形成されている。

【００５４】この半田マスク２０００を用いて、アレイ
基板２０１に半田印刷をする方法を次に説明する。図６
（ｂ）に示した半田マスク２０００を、図６（ａ）中の
領域１→２→３→４の順、もしくは、２→１→４→３の
順で半田印刷を行うことにより、全面への印刷が可能で
ある。上記実施形態１のように９個の印刷領域をもつ半
田マスク（１０００）に比べると、本実施形態の半田マ
スク２００は、６個の印刷領域で済むため、半田マスク
の小型化と、強度向上を実現できる。

【００５５】一方で、さらに印刷領域を減らすために縦
横ともに２個の印刷セルしか持たない半田マスクの場合
には、印刷順序をいかにしても、１〜４のすべての領域
に先に塗布した半田に接触することなく半田印刷をする
ことはできない。すなわち、横方向にＬ個、縦方向にＭ
個のＬ×Ｍ＝Ｎ個の印刷セル領域に分割する前記アレイ
基板に用いる半田マスクは、横Ｌ個、縦（２Ｍ−１）
個、または横（２Ｌ−１）個、縦Ｍ個の印刷セル領域を
升目状に配列した半田マスクが最小の半田マスクとな
る。

【００５６】本実施形態の半田印刷方法も、図５に示し
た半田印刷装置を用いて実行することができる。上述し
たように、半田印刷領域に半田ペーストを一括印刷では
なく複数回（例えば４回）に分けて行う際に、アレイ基
板２０１のパターン形状と半田マスク２０００の開口形
状の双方を、パターン認識カメラ４４を備えた認識装置
４２によって認識し、そして、アレイ基板２０１の所定
箇所（例えば印刷領域中央）と半田マスク２０００の所
定箇所（例えば中央部）とを、角度を含めて印刷１回毎
に位置合わせし、その後、スキージ３０を用いて半田ペ
ーストを印刷すればよい。なお、アレイ基板２０１のラ
ンドのうち、対角方向にある特徴的形状をした２点を認
識用のパターンとして選んで、位置合わせ工程を実行し
てもよい。

【００５７】本実施形態における半田マスク２０００の
パターン開口部２０は、キャビティおよびパターン開口
部を含む領域の一番端の列の中央の位置に設けられてい
る。そのため、半田マスクのキャビティ数が少なくする
ことができるので、半田マスクをコンパクトにできる。

【００５８】また、本実施形態の半田ペースト印刷方法
は、パターン開口部２０をアレイ基板端の印刷セルに合
わせて、一列毎に印刷を繰り返し、一列を印刷し終わっ
たら、次の一列にパターン開口部を進める動作を繰り返
す。一列目を印刷し終わり、二列目を印刷する際、パタ
ーン開口部を動かす方向は一列目と同じ方向でも逆方向
でも問題ない。先に印刷した半田ペーストの上にキャビ
ティ２２が存在するように一列毎に印刷を繰り返せばよ
い。さらに、キャビティ２２の深さは、パターン開口部
２０のメタル厚み（スクリーン部厚み）より深く、先に
印刷された半田ペースト４１の高さより高いため、先に
印刷された半田ペースト４１にマスクが接触することも
ない。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、アレイ基板のうち回路
基板が行列状に配列している領域に対して、分割後の領
域のそれぞれが同一形状となるように２以上の整数
（Ｎ）分割をしたときの１の分割領域を１つの印刷セル
とした場合における当該１つの印刷セルに相当する印刷
用開口部を有する半田マスクを用いて、２以上の整数
（Ｎ）回の半田ペースト印刷を、各回ごとに、Ｘ軸、Ｙ
軸及びＸＹ平面内回転角のうちの少なくとも１つの位置
合わせをしながら実行するので、個体毎に不規則な寸法
歪みを有するアレイ基板であっても、１枚の半田マスク
で、正確に半田印刷をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明による実施形態１の半田印刷
方法を説明するためのアレイ基板の構成を模式的に示す
図であり、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、実施形態
１の半田マスクの構成を示す上面図および底面図であ
る。

【図２】（ａ）から（ｄ）は、実施形態１の半田印刷方
法を説明するための工程図である。

【図３】（ａ）から（ｃ）は、実施形態１の半田印刷方
法を説明するための工程図である。

【図４】（ａ）から（ｃ）は、実施形態１の半田印刷方
法を説明するための工程図である。

【図５】本発明の実施形態にかかる半田印刷方法に用い
る半田ペースト印刷装置の構成を示す図である。

【図６】（ａ）は、本発明による実施形態２の半田印刷
方法を説明するためのアレイ基板の構成を模式的に示す
図であり、（ｂ）は、実施形態２の半田マスクの構成を
示す図である。

【図７】従来の半田印刷方法を説明するための図であ
る。

【図８】（ａ）は、従来の半田印刷方法を説明するため
のアレイ基板の構成を模式的に示す図であり、（ｂ）
は、従来の半田マスクの構成を示す上面図である。

【図９】（ａ）から（ｃ）は、基板の歪み量と半田マス
クのランク分類例を示す図である。

【符号の説明】

１〜１６ 回路基板 ２０ パターン開口部（スクリーン部） ２２ キャビティ ２４ スペーサー ３０ スキージ ４０、４１ 半田ペースト ５０ 部品実装ランド ２００、２０１ アレイ基板 ３２ ステージ ３４ 制御装置 ３６ 駆動装置 ４２ 認識装置 ４４ パターン認識カメラ １０００、２０００ 半田マスク

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品実装ランドを有する回路基板が行列
   状に配列したアレイ基板を用意する工程と、 前記アレイ基板のうち前記回路基板が行列状に配列して
   いる領域に対して、分割後の領域のそれぞれが同一形状
   となるように２以上の整数（Ｎ）分割をしたときの１の
   分割領域を１つの印刷セルとした場合における当該１つ
   の印刷セルに相当する印刷用開口部を有する半田マスク
   を用いて、前記２以上の整数（Ｎ）回の半田ペースト印
   刷を、各回ごとに、Ｘ軸、Ｙ軸及びＸＹ平面内回転角の
   うちの少なくとも１つの位置合わせをしながら実行する
   工程とを包含する、半田ペースト印刷方法。
2. 【請求項２】 前記アレイ基板は、個体毎に不規則な寸
   法歪みを有するアレイ基板であり、 前記位置合わせは、前記回路基板の全面の前記部品実装
   ランドのずれを修正するように実行され、 前記半田ペースト印刷により、前記部品実装ランド上に
   半田ペーストが塗布される、請求項１に記載の半田ペー
   スト印刷方法。
3. 【請求項３】 部品実装ランドを有する回路基板が行列
   状に配列したアレイ基板に対して半田ペーストを印刷す
   るための半田ペースト印刷用マスクであって、前記マス
   クは、前記アレイ基板のうち前記回路基板が行列状に配
   列している領域を、横方向にＬ個、縦方向にＭ個のＬ×
   Ｍ＝Ｎ個の印刷セル領域に分割して、１つの前記アレイ
   基板につきＮ回の半田ペースト印刷を実行するためのマ
   スクであり、 前記マスクには、横（２Ｌ−１）個、縦（２Ｍ−１）個
   の印刷セル領域が行列状に配列されており、 前記マスクにおいて行列状に配列された印刷セル領域の
   うち、中央に位置する印刷セル領域にのみ、半田印刷用
   のパターン開口部が設けられており、且つ、残りの印刷
   セル領域には、前記アレイ基板側の面において凹状のキ
   ャビティ部が設けられている、半田ペースト印刷用マス
   ク。
4. 【請求項４】 部品実装ランドを有する回路基板が行列
   状に配列したアレイ基板に対して半田ペーストを印刷す
   るための半田ペースト印刷用マスクであって、 前記マスクは、前記アレイ基板のうち前記回路基板が行
   列状に配列している領域を、横方向にＬ個、縦方向にＭ
   個のＬ×Ｍ＝Ｎ個の印刷セル領域に分割して、１つの前
   記アレイ基板につきＮ回の半田ペースト印刷を実行する
   ためのマスクであり、 前記マスクには、横Ｌ個、縦（２Ｍ−１）個、または横
   （２Ｌ−１）個、縦Ｍ個の印刷セル領域が行列状に配列
   されており、 前記マスクにおいて行列状に配列された印刷セル領域の
   うち、 横Ｌ個配列中の端で、縦（２Ｍ−１）個配列中の中央、
   または横（２Ｌ−１）個配列中の中央で、縦Ｍ個配列中
   の端に位置する印刷セル領域にのみ、半田印刷用のパタ
   ーン開口部が設けられており、且つ、 残りの印刷セル領域には、前記アレイ基板側の面におい
   て凹状のキャビティ部が設けられている、半田ペースト
   印刷用マスク。
5. 【請求項５】 前記キャビティ部の深さは、前記アレイ
   基板上に印刷される半田ペーストの高さよりも深い、請
   求項３または４に記載の半田ペースト印刷用マスク。
6. 【請求項６】 前記キャビティが設けられている領域の
   うち、前記回路基板の境界ラインに対応する箇所に、前
   記アレイ基板と前記半田マスクとの間隙を保持するスペ
   ーサが形成されており、 前記スペーサは、桟状、鎖線状および島状の少なくとも
   １つの形態である、請求項３から５の何れか一つに記載
   の半田ペースト印刷用マスク。
7. 【請求項７】 前記半田印刷用のパターン開口部が位置
   する前記半田マスクにおける前記アレイ基板側の面と、
   前記スペーサの底面とは、実質的に同一平面上に位置し
   ている、請求項６に記載の半田ペースト印刷用マスク。
8. 【請求項８】 前記スペーサは、１５ｍｍ以下の間隔で
   配列されている、請求項６または７に記載の半田ペース
   ト印刷用マスク。
9. 【請求項９】 前記マスクにおける前記パターン開口部
   が位置する部分のうち、前記アレイ基板側と反対側の面
   に、凹部が設けられており、 前記凹部の深さは、１ｍｍ以下である、請求項２から８
   の何れか一つに記載の半田ペースト印刷用マスク。