JP2005225235A - Screen printing method - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a screen printing method for printing paste such as cream solder or conductive paste on a substrate.
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。 In an electronic component mounting process, screen printing is used as a method for printing paste such as cream solder or conductive paste on a substrate. In this method, a mask plate in which pattern holes are formed according to a printing target portion is set on a substrate, and paste is printed on the substrate through the pattern holes of the mask plate by squeezing.
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。 本発明は、に関するものである。 As a screen printing squeezing method, a method using a sealed squeegee head is known. Unlike normal screen printing, this method uses a squeegee head in which the paste is stored, instead of supplying the paste directly onto the mask plate. In this method, the paste in the squeegee head is pressed through the paste contact surface by pressing the paste in the squeegee head with the paste contact surface provided on the lower surface of the squeegee head in contact with the mask plate. Is pushed in. Then, by sliding the squeegee head on the mask plate, each pattern hole is sequentially filled with paste. The present invention relates to.
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。 However, screen printing using the above-described conventional sealed squeegee head has the following problems. In the sealed squeegee head, as described above, the paste is always pressurized in the squeegee head during the printing operation. For this reason, the granular components contained in the paste at a high density are pressed against each other as the pressing time elapses, whereby the paste gradually loses its fluidity and hardens.
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。 When such a hardened paste is supplied to the upper surface of the mask plate via the lower surface of the squeegee head, the press into the pattern holes is not performed normally, resulting in printing defects such as “fading”. As described above, the screen printing using the conventional sealed squeegee head has a problem that printing failure is likely to occur due to the curing of the paste by pressurization.
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。 Then, an object of this invention is to provide the screen printing method which can prevent the printing defect resulting from hardening of a paste.
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加圧する印刷準備工程において、ペースト加圧手段による加圧力を設定値まで段階的に増加させるようにした。 In the screen printing method of the present invention, the squeegee head storing the paste therein is slid on the mask plate in a state where the paste is pressurized by the paste pressurizing means, and is applied to the substrate through the pattern hole of the mask plate. A screen printing method for printing a paste, wherein a pressure applied by the paste pressurizing unit in a printing preparation step in which the paste is pressed by the paste pressurizing unit in a state where the squeegee head is positioned outside the substrate range on the mask plate Was gradually increased to the set value.
本発明によれば、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加圧する印刷準備工程において、ペースト加
圧手段による加圧力を設定値まで段階的に増加させることにより、加圧時のペーストへの衝撃を防止してペーストの硬化を抑制することができる。
According to the present invention, in the printing preparation process in which the paste is pressed by the paste pressing unit in a state where the squeegee head is positioned outside the range of the substrate on the mask plate, the pressure applied by the paste pressing unit is stepped up to a set value. By increasing the thickness of the paste, it is possible to prevent the paste from being impacted during pressurization and suppress the hardening of the paste.
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、図5は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法の動作説明図である。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a front view of a screen printing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the screen printing apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a screen printing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams for explaining the operation of the screen printing method according to the embodiment of the present invention.
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。
First, the structure of the screen printing apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2, the
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。
A
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。
A
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。またシリンダ22は、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。
By driving the
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。
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。
By driving the
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。
Below the
カートリッジ31は予め所定量のクリーム半田が貯溜されたクリーム半田の貯溜部(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。
The
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。
The
カートリッジ31の底面はクリーム半田の押し出し板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に加圧板32の下面が接触して加圧し、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。
The bottom surface of the
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31a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。
A
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,36B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。
The scraping members 36 </ b> A and 36 </ b> B form front and rear walls in the squeezing direction of the
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。
By pressing down the
このスクリーン印刷装置は上記のように構成されており、以下スクリーン印刷方法について、図4、図5を参照して説明する。図4は、基板への印刷動作開始前の印刷準備工程におけるクリーム半田の加圧過程を示している。この加圧は、印刷開始に際してクリーム半田5を印刷空間35内に充分に押し込むために行われ、シリンダ16によって加圧板32を設定圧力によって押し下げることによって行われる。
This screen printing apparatus is configured as described above, and the screen printing method will be described below with reference to FIGS. FIG. 4 shows the pressing process of cream solder in the printing preparation process before the start of the printing operation on the substrate. This pressurization is performed in order to sufficiently push the
このとき、図4(a)に示すように、スキージヘッド13が基板3の範囲外に位置した状態でシリンダ16を段階的に作動させ、図4(c)に示すように加圧力Fを印刷動作における設定値F0まで段階的に上昇させる。この加圧力の制御は、シリンダ16に供給されるエア圧力をレギュレータR2によって段階的に調整することによって行われる。この
加圧力の制御により、スキージヘッド13内のクリーム半田5に対して加圧板32が急激に押し当てられることによる大きな衝撃が作用せず、衝撃によるクリーム半田5の硬化を防止することができる。
At this time, as shown in FIG. 4A, the
すなわち、一般にクリーム半田に衝撃的な加圧力が作用すると、衝撃が作用した近傍のクリーム半田においては半田粒子が相互に押し付けられる結果、クリーム半田に流動性を付与する役割を有するフラックス分の含有割合が局部的に減少する。このため衝撃が作用した部分には、クリーム半田の粘度が増大して硬化した硬化領域が発生しやすい。そして一旦硬化領域が発生すると、この硬化領域によってクリーム半田の全体的な流動が妨げられる結果、印刷空間内でクリーム半田が停留する状態が促進され、硬化がより進行しやすくなる。 That is, in general, when a shocking pressure is applied to the cream solder, the solder particles are pressed against each other in the cream solder in the vicinity where the impact is applied. Decreases locally. For this reason, a hardened region in which the viscosity of the cream solder is increased and hardened is likely to occur in a portion where the impact is applied. Once the cured region is generated, the cured region prevents the entire flow of the cream solder. As a result, the state in which the cream solder is retained in the printing space is promoted, and the curing becomes easier to proceed.
これに対し本実施の形態では、クリーム半田5の加圧過程においてクリーム半田5に対して衝撃的な加圧力が作用することのないように、加圧力を段階的に増加させるようにしている。したがって図4(a)に示す印刷準備工程において、スキージヘッド13内のクリーム半田5に衝撃による硬化領域が発生しない。
On the other hand, in the present embodiment, the pressurizing force is increased stepwise so that no shocking pressurizing force acts on the
この後、図4(b)に示すように、スキージヘッド13はマスクプレート12上を基板3の範囲内に移動し、基板3へのクリーム半田の印刷が行われる。このとき、スキージヘッド13内にはクリーム半田5の硬化領域が存在しないので、印刷開始後のスキージング動作において印刷空間35内でのクリーム半田5の流動が妨げられず、スキージング時のクリーム半田5のローリングが良好に行われる。これにより、印刷過程におけるクリーム半田5の硬化を抑制して、硬化に起因する印刷不良を防止することができる。
Thereafter, as shown in FIG. 4B, the
次に図5を参照して、印刷動作を反復する過程におけるクリーム半田5への加圧について説明する。図5(a)は、図4(a)に示す印刷準備工程中の加圧が完了した状態を示している。この後、スキージヘッド13は図5(b)に示すように基板3の範囲内に移動し、ここでスキージング動作を行うことにより、基板3にクリーム半田5を印刷する。このとき、シリンダ16は加圧板32を介してスキージヘッド13内のクリーム半田5を加圧している。
Next, with reference to FIG. 5, the pressurization to the
基板3への印刷動作が終了して、図5(c)に示すようにスキージヘッド13が基板範囲外のクランパ4上に到達すると、シリンダ16へのエア圧の送給を停止してクリーム半田5への加圧を停止する。このとき、シリンダ16は上昇動作を行わず、クリーム半田5との接触部である加圧板32の下面はスキージヘッド13内のクリーム半田5に接触した状態を保持している。この状態は、図5(d)に示す版離れ工程およびその後に行われる基板の搬出工程においても同様に継続する。
When the printing operation on the
そして図5(e)に示すように、新たに供給された基板3をクランプしたクランパ4が上昇し再び印刷動作が開始される前に、シリンダ16による加圧を開始する。この後図5(f)に示すように、スキージヘッド13が基板3の範囲内に移動し、クリーム半田5の印刷が再び行われる。この印刷動作開始前のクリーム半田5の加圧において、加圧板32の下面がスキージヘッド13内のクリーム半田5に既に接触した状態から加圧が開始されることから、加圧板32はシリンダ16のロッドによる下降動作を行うことなくクリーム半田5に加圧力を伝達する。したがって、加圧開始時にクリーム半田5に対して衝撃が作用することがなく、衝撃が反復されることによるクリーム半田5の硬化の進行を防止することができる。
Then, as shown in FIG. 5E, pressurization by the
上記説明したように、本実施の形態に示すスクリーン印刷方法においては、加圧板32によってスキージヘッド13内のクリーム半田5を加圧する際に、クリーム半田5への衝
撃を極力緩和することにより、また衝撃発生回数を減少させることにより、衝撃によって生じるクリーム半田5の硬化を抑制するようにしたものである。これにより、クリーム半田5の硬化に起因する印刷不良の発生を減少させることができる。
As described above, in the screen printing method shown in the present embodiment, when the
本発明によれば、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加圧手段によってペーストを加圧する印刷準備工程において、ペースト加圧手段による加圧力を設定値まで段階的に増加させるようにしたので、加圧時のペーストへの衝撃を防止してペーストの硬化を抑制することができるので、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技術分野において有用である。 According to the present invention, in the printing preparation process in which the paste is pressed by the paste pressing unit while the squeegee head is located outside the substrate range on the mask plate, the pressure applied by the paste pressing unit is increased step by step to the set value. Because it can prevent the impact on the paste during pressurization and suppress the curing of the paste, it is useful in the field of screen printing technology for printing paste such as cream solder or conductive paste on the substrate. is there.
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
DESCRIPTION OF
Claims (1)
A screen printing method in which paste is printed on a substrate through a pattern hole of a mask plate by sliding a squeegee head storing paste inside the mask plate in a state where the paste is pressurized by a paste pressing means. In the printing preparation process in which the paste is pressed by the paste pressing unit in a state where the squeegee head is positioned outside the substrate range on the mask plate, the pressure applied by the paste pressing unit is gradually increased to a set value. A screen printing method, characterized by:
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