JP2006181820A - スクリーン印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定した印刷膜厚を得ることができるスクリーン印刷方法を提供することにある。
【解決手段】 ｘ個の電子部品１４が搭載された配線基板１０を用意する。一方の面に形成されたｙ（ｘ＜ｙ）個の凸部２２と、凸部２２が形成された面とは反対側の面に形成されたｚ（ｘ≦ｚ）個の凹部２４と、複数の開口２０と、を有し、１つの凹部２４は１つの凸部２２に対応する位置に配置され、それぞれの開口２０は一対の凸部２２の間に形成されてなるマスク１６を用意する。マスク１６を、全ての電子部品１４がそれぞれｘ個の凹部２４に収容されるように、配線基板１０上に配置する。スキージ２８を移動させて、印刷材料を開口２０から配線基板１０上に供給する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スクリーン印刷方法に関する。

電子回路用のプリント基板などにおいては、プリント基板にあらかじめコネクター部品、ＩＣ，ＬＳＩチップ等の厚みのある電子部品等を装着した後、これら電子部品の電極との接続部に半田ペースト、接着剤等の印刷材料をスクリーン印刷することが行なわれている。高密度実装のプリント基板に形成された微細なパターンにスクリーン印刷を行なう場合には、メタルマスクが用いられており、プリント基板上に装着された電子部品を回避しつつ良好な印刷を行なうことができるスクリーン印刷の手段が種々提案されている。

例えば、特許文献１では、スクリーンの平坦部が、突起部を覆って、印刷材料を印刷するためのスキージを案内するスクリーン印刷方法が提案されている。
特開２００１−１９９１７７号公報

プリント基板上において、接続部に印刷材料をスクリーン印刷する場合、接続部の両側に電子部品がある箇所と、片側のみに電子部品がある箇所とでは、印刷材料の供給量にバラツキがあり、スクリーン印刷可能な範囲が制限されてしまうという問題があった。

本発明は、安定した印刷膜厚を得ることができるスクリーン印刷方法を提供するものである。

（１）本発明に係るスクリーン印刷方法は、ｘ個の電子部品が搭載された配線基板を用意すること、
一方の面に形成されたｙ（ｘ＜ｙ）個の凸部と、前記凸部が形成された面とは反対側の面に形成されたｚ（ｘ≦ｚ）個の凹部と、複数の開口と、を有し、１つの前記凹部は１つの前記凸部に対応する位置に配置され、それぞれの前記開口は一対の前記凸部の間に形成されてなるマスクを用意すること、
前記マスクを、全ての前記電子部品がそれぞれｘ個の前記凹部に収容されるように、前記配線基板上に配置すること、及び、
スキージを移動させて、印刷材料を前記開口から前記配線基板上に供給すること、
を含む。本発明によれば、マスクのそれぞれの開口が一対の凸部の間に形成されていることにより、各開口に加えるスキージの圧力条件が同じになるので、各開口における圧力の均等及び印刷材料の転写量の均一化を図ることができる。これにより、安定した印刷膜厚を得ることができるスクリーン印刷方法を提供することができる。
（２）このスクリーン印刷方法は、
前記凸部は、一列に並んで形成され、
前記スキージを、前記列に平行に配置して、前記列に交差する方向に移動させてもよい。
（３）このスクリーン印刷方法は、
全ての前記凸部は、同じ高さでもよい。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１〜図４は、本発明を適用した実施の形態に係るスクリーン印刷方法を説明するための図である。図１は、このスクリーン印刷方法で使用される印刷装置の外観図を示す。本実施の形態では、図１に示すように、電子部品１４が搭載された配線基板１０を用意する。配線基板１０の材料や構造は特に限定されず、既に公知となっているいずれかの基板を利用していてもよい。例えば、配線基板１０は、フレキシブル基板であってもよく、リジット基板であってもよい。あるいは、配線基板１０は、テープ基板であってもよい。配線基板１０は、有機系又は無機系のいずれの材料で形成されていてもよく、これらの複合構造からなるものであってもよい。

配線基板１０は、配線パターン１２を有する。図１には、配線パターン１２の一部を示す。配線パターン１２は、配線基板１０の一方の面のみに設けられていてもよい。あるいは、配線パターン１２は、配線基板１０の両面に設けられていてもよい。このとき、配線基板１０のそれぞれの面に設けられた配線パターン１２は、電気的に接続されていてもよい。配線パターン１２の構造や材料は、特に限定されない。例えば、配線パターン１２は、単層の導電パターンであってもよく、多層からなる導電パターンであってもよい。配線基板１０が多層基板である場合、配線パターン１２は、配線基板１０の層間に形成されていてもよい（図示せず）。

配線基板１０は、電子部品１４を有する。配線基板１０は、ｘ個の電子部品１４が搭載されてなる。電子部品１４は、表面実装型の電子部品（ＳＭＤ）であってもよい。電子部品１４は、能動素子又は受動素子などの電子素子を含んでいてもよい。電子部品１４は、電子素子をパッケージ化して製造していてもよい。電子部品１４として、例えば、半導体装置、抵抗器、コンデンサ、コイル、発振器、フィルタ、温度センサ、サーミスタ、バリスタ、ボリューム又はヒューズなどが挙げられる。

本実施の形態に係るスクリーン印刷方法は、図１に示すように、印刷装置を使用する。印刷装置は、マスク１６と、スキージ２８と、を含む。なお、印刷装置は、全て又は一部が自動化された装置のみならず、全ての作業を人が行う治具も含む。

マスク１６は、一方の面にｙ（ｘ＜ｙ）個の凸部２２が形成されてなる。すなわち、凸部２２は、配線基板１０に搭載された電子部品１４の数より多く形成されていてもよい。凸部２２は、一列に並んで形成されていてもよい。全ての凸部２２は、同じ高さであってもよい。

マスク１６は、凸部２２が形成された面とは反対側の面にｚ（ｘ≦ｚ）個の凹部２４が形成されてなる。すなわち、凹部２４は、配線基板１０に搭載された電子部品１４と同じ数だけ形成されていてもよいし、あるいは、配線基板１０に搭載された電子部品１４の数より多く形成されていてもよい。１つの凹部２４は、１つの凸部２２に対応する位置に配置されてなる。１つの凸部２２は、１つの凹部２４に対応する位置に配置されていてもよい。

マスク１６は、複数の開口２０を有してなる。それぞれの開口２０は一対の凸部２２の間に形成されてなる。一対の凸部２２の間には、開口２０が形成されていてもよい。各開口２０は、エッチング、レーザ又はメッキ等で形成されていてもよい。

マスク１６は、鋼鈑または樹脂等で形成されていてもよい。配線基板１０の印刷面に対応できるように可撓性を有していてもよい。マスク１６は、１００ｍｍ×１００ｍｍ〜１０００ｍｍ×１０００ｍｍ程度で形成されていてもよい。マスク１６は、配線基板１０よりも大きくてもよい。マスク１６は、２０μｍ〜０．５０ｍｍ程度の薄さであってもよい。マスク１６は、図示しない固定手段によって所定の位置で支持されていてもよい。マスク１６は、水平に位置されていてもよい。

スキージ２８は、マスク１６の開口２０に印刷材料３０を充填するためのもので、公知のものを使用していてもよい。スキージ２８は、凸部２２の列に平行に配置されていてもよい。スキージ２８は、図示しない駆動手段によって自動的に操作されていてもよいし、手動で使用されていてもよい。

印刷材料３０は、インキの他に、ソルダペースト、銀ペースト、銅ペースト及びニッケルペースト等の金属ペーストを含む。

印刷装置は、配線基板１０を自動的に送り出すための手段を有していてもよい。例えば、搬送手段１８によって、配線基板１０をマスク１６と向かい合う位置に自動的に送り出し、その後、マスク１６から離れた位置に送り出してもよい。印刷装置は、配線基板１０をマスク１６に自動的に配置するための手段を有していてもよい。例えば、昇降手段２６によって、配線基板１０をマスク１６に配置するように自動的に移動し、その後、移動する前の位置に戻してもよい。

本実施の形態に係るスクリーン印刷方法に使用する印刷装置は、上記のように構成されており、以下、印刷装置を使用したスクリーン印刷方法について説明する。まず、配線基板１０とマスク１６を用意する。

次に、図１に示すように、マスク１６に対面する位置に配線基板１０を配置する。例えば、搬送手段１８によって配線基板１０を搬送してもよい。

次に、図２に示すように、配線基板１０及びマスク１６の少なくとも一方を移動させて、両者を配置する。詳しくは、マスク１６を配線基板１０の全ての電子部品１４がそれぞれｘ個のマスク１６の凹部２４に収容されるように、配線基板１０上に配置する。言い換えると、マスク１６をｘ個の凹部２４が全ての電子部品１４をそれぞれ収容するように、配線基板１０上に配置する。例えば、マスク１６の位置を固定し、配線基板１０を昇降手段２６を介してマスク１６に配置する。昇降手段２６は、配線基板１０を吸着などにより保持していてもよい。あるいは、配線基板１０の位置を固定し、マスク１６を移動させてもよい。これにより、マスク１６は、全ての電子部品１４がそれぞれｘ個の凹部２４に収容されるように、配線基板１０上に配置されてなる。言い換えると、配線基板１０は、全ての電子部品１４がそれぞれｘ個の凹部２４に収容されるように、マスク１６上に配置されてなる。マスク１６の一方の面（すなわち、凹部２４が形成された面）に対向する位置に、配線基板１０は配置されてなる。例えば、マスク１６の下方に配線基板１０が配置されてなる。配線基板１０は、マスク１６に平行に配置されてなる。

次に、図３及び図４に示すように、スキージ２８によって、印刷材料３０をマスク１６の開口２０に充填する。言い換えれば、スキージ２８を移動させて、印刷材料３０を開口２０から配線基板１０上に供給する。なお、図３では、理解の容易のために印刷材料は図示していない。スキージ２８を、凸部２２の列に平行に配置していてもよい。スキージ２８を、凸部２２の列に交差する方向に移動していてもよい。例えば、印刷材料３０を配線基板１０上の配線パターン１２に供給する。この場合は、印刷材料３０は、ハンダペーストなどの金属ペーストである。印刷材料３０は、配線パターン１２の表面（側端面を除く）の全面上に供給してもよいし、配線パターン１２の一部であるランド部上に供給してもよい。スキージ２８は、図示しない駆動手段によって自動的に操作されていてもよいし、手動で使用されていてもよい。こうして、印刷材料３０が、開口２０に充填されて配線基板１０上の配線パターン１２に供給される。本実施の形態によれば、マスク１６のそれぞれの開口２０が一対の凸部２２の間に形成されていることにより、各開口２０に加えるスキージ２８の圧力条件が同じになるので、各開口２０における圧力の均等及び印刷材料３０の転写量の均一化を図ることができる。

次に、マスク１６と配線基板１０とを分離する。配線基板１０とマスク１６との分離は、配線基板１０を分離する方向に移動させてもよし、マスク１６を分離する方向に移動してもよい。例えば、配線基板１０の移動を、昇降手段２６によって行えば、この昇降手段２６は分離手段となる。

以上の工程により、配線基板１０へのスクリーン印刷を行うことができる。なお、上記マスクを用い、配線パターンの上にクリーム半田を所望のパターンに印刷し、さらに各種の電子部品を所定の位置に搭載した後、この配線基板を、加熱溶融装置内を通過させることにより、前記電子部品はリフロー半田付けされ、配線基板の上に実装される。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。さらに、本発明は、実施の形態で説明した技術的事項のいずれかを限定的に除外した内容を含む。あるいは、本発明は、上述した実施の形態から公知技術を限定的に除外した内容を含む。

本発明の実施の形態に係る印刷装置を示す図である。 本発明の実施の形態に係るスクリーン印刷方法を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るスクリーン印刷方法を説明する図である。 本発明の実施の形態に係るスクリーン印刷方法を説明する図である。

符号の説明

１０…配線基板 １２…配線パターン １４…電子部品 １６…マスク １８…搬送手段 ２０…開口 ２２…凸部 ２４…凹部 ２６…昇降手段 ２８…スキージ ３０…印刷材料

Claims (3)

1. ｘ個の電子部品が搭載された配線基板を用意すること、
   一方の面に形成されたｙ（ｘ＜ｙ）個の凸部と、前記凸部が形成された面とは反対側の面に形成されたｚ（ｘ≦ｚ）個の凹部と、複数の開口と、を有し、１つの前記凹部は１つの前記凸部に対応する位置に配置され、それぞれの前記開口は一対の前記凸部の間に形成されてなるマスクを用意すること、
   前記マスクを、全ての前記電子部品がそれぞれｘ個の前記凹部に収容されるように、前記配線基板上に配置すること、及び、
   スキージを移動させて、印刷材料を前記開口から前記配線基板上に供給すること、
   を含むスクリーン印刷方法。
2. 請求項１記載のスクリーン印刷方法において、
   前記凸部は、一列に並んで形成され、
   前記スキージを、前記列に平行に配置して、前記列に交差する方向に移動させるスクリーン印刷方法。
3. 請求項１又は請求項２記載のスクリーン印刷方法において、
   全ての前記凸部は、同じ高さであるスクリーン印刷方法。

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