JP2008000925A - はんだ印刷用スキージ、はんだ印刷機及びはんだ印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】はんだの充填性とかき取り性の双方を向上させ、はんだ印刷量のばらつきを抑えたはんだ印刷用スキージを提供する。
【解決手段】はんだ印刷用スキージ１Ａは、印刷方向Ａに沿った前方に充填用スキージ２Ａを備えると共に、印刷方向Ａに沿った後方にかき取り用スキージ３Ａを備える。充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａは、印刷方向Ａに対してそれぞれ左右の一方の側を後退させて後退角度θが付けられると共に、印刷方向に沿って前傾させて前傾角度δ１，δ２が付けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回路基板にペースト状のはんだを塗布するはんだ印刷用スキージ、はんだ印刷機及びはんだ印刷方法に関する。詳しくは、印刷方向に沿って前後に２枚のスキージ板を備えることで、はんだの充填性とかき取り性の双方を向上させると共に、はんだ印刷量のばらつきを抑えるものである。

従来、回路基板上にペースト状のはんだを塗布するためには、１枚の金属板で構成されるスキージではんだペーストをスクリーン上でローリングさせ、スクリーン開口部へ充填することにより行っている。

はんだペーストのスクリーン開口部への充填のためには、大きく３つの役割をスキージは果たす必要がある。１つ目は、スクリーン上に供給されたはんだペーストをローリングさせてスクリーン上を移動させることであり、２つ目は、スクリーン開口部の中へとはんだペーストを押し込む充填である。３つ目は、スクリーン上に残ったはんだを取り除くかき取りである。

一般的に、はんだペーストをスクリーン上で滑らかにローリングさせるには、はんだペーストにスキージの進行方向に対しての力を加える必要があるため、スキージはスクリーンに対しての前傾角度を大きくして立てた姿勢とする必要がある。

このため、はんだペーストのローリング性を高めようとした場合、スキージはスクリーンに対する角度を大きくして取り付けるか、スキージ厚の厚いものもしくは剛性の高いものをスキージとして使用し、はんだ印刷中のスクリーンに対する角度を大きく保つ必要がある。

これに対して、はんだの充填を行う場合は、ローリングで要求される機能とは全く逆の機能が要求される。すなわち、スクリーン開口部の中へはんだペーストを充分に充填するためには、スキージはスクリーンに対して角度を小さくして倒した姿勢で取り付ける必要がある。

このため、スクリーン開口部へのはんだペーストの充填性を高めようとした場合では、スキージはスクリーンに対する角度を小さくして取り付けるか、スキージ厚の薄いものもしくは剛性の低いものを使用する必要がある。

このように、はんだ印刷中に基板上に安定したはんだを供給するために、スキージには相反する作用を必要とする２つの役割を同時に行わせ、更にスクリーン上のはんだをきれいにかき取ることが必要となる。

このローリングと充填の２つの作用を１枚のスキージで行わせるために考えられた例では、はんだペーストのローリング性の向上を図ることを目的として、スキージの表面に微細な凹部を多数形成した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、高速度でのはんだ印刷を行うことを目的として、スキージ上に整形部材を取り付けた技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

更に、印刷されるはんだ量の安定化を図ることを目的として、スキージを前後に２枚取り付けた技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０００−９４６３７号公報 特開２００３−１３６６７９号公報 特開２００５−３４３１１６号公報

しかし、スキージの表面に微細な凹部を形成した構成では、スキージ近辺のはんだペーストにしかスキージ表面の凹部から力が加わらないため、はんだペーストのローリング性が大幅に向上されるとは考えにくい。

なぜなら、はんだペーストのローリングには２つの目的があり、１つははんだペーストのローリングを充分に行うことにより、はんだ粒子とフラックスからなるはんだペーストの状態を均一にすること、もう１つは、充填にも影響を与えるはんだロール先端部での充填のために、はんだ粒子へと十分な速度を与えてやることである。

図１０は、はんだの充填の様子を示す説明図である。スキージ１０１を印刷方向Ａに移動させ、スクリーン１１１のスクリーン開口部１１１ａにはんだペーストＨを充填する際に、はんだペーストＨの充填は、図１０に示す領域１０２Ａと１０２Ｂの２箇所の領域で行われる。

はんだペーストＨをローリングさせることによって充填に影響があると考えられるのは領域１０２Ａである。このため、はんだペーストＨの全体をローリングさせないとペーストの状態を均一にすることや領域１０２Ａにて充填性を確保することは困難である。

また、スキージに整形部材を取り付けると、はんだペーストとスキージとの接触面積が大きくなることで、はんだ印刷中にはんだペーストからスキージへ上方向の力が大きくなり、スクリーン上でのはんだのかき残しが発生しやすくなり、それを抑えるために大きな印圧をスキージに付与しなければならず、負荷が増加してはんだ印刷の高速化が困難である。

更に、スキージを前後に２枚取り付けても、かき残しの発生を抑えることができず、はんだ量の安定化を図ることが困難である。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、はんだの充填性とかき取り性の双方を向上させ、はんだ印刷量のばらつきを抑えたはんだ印刷用スキージ、はんだ印刷機及びはんだ印刷方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明のはんだ印刷用スキージは、回路基板にペースト状のはんだを塗布するはんだ印刷用スキージにおいて、印刷方向に沿って前後に２枚のスキージ板を備え、２枚のスキージ板は、印刷方向に対してそれぞれ左右の一方の側を後退させて後退角度を付けたことを特徴とする。

本発明のはんだ印刷用スキージでは、２枚のスキージ板が印刷方向に移動すると、スクリーン上に供給されたペースト状のはんだは、印刷方向前方のスキージ板でスクリーン開口部に充填され回路基板に塗布されると共に、印刷方向後方のスキージ板で余剰分がかき取られる。

印刷方向後方のスキージ板でかき取られた余剰分のはんだは、一方の側が後退しているスキージ板の傾斜に沿って流れ、２枚のスキージ板の間から排出される。

また、本発明のはんだ印刷機は、回路基板に対してペースト状のはんだを塗布する位置に合わせてスクリーン開口部が形成されたスクリーンと、スクリーン上に供給されたペースト状のはんだをスクリーン開口部から回路基板に塗布するはんだ印刷用スキージとを備えたはんだ印刷機において、はんだ印刷用スキージは、印刷方向に沿って前後に２枚のスキージ板を備え、２枚のスキージ板は、印刷方向に対してそれぞれ左右の一方の側を後退させて後退角度を付けたことを特徴とする。

本発明のはんだ印刷機では、はんだ印刷用スキージが印刷方向に移動すると、スクリーン上に供給されたペースト状のはんだは、印刷方向前方のスキージ板でスクリーン開口部に充填され回路基板に塗布されると共に、印刷方向後方のスキージ板で余剰分がかき取られる。

印刷方向後方のスキージ板でかき取られた余剰分のはんだは、一方の側が後退しているスキージ板の傾斜に沿って流れ、２枚のスキージ板の間から排出される。

更に、本発明のはんだ印刷方法は、回路基板に対してペースト状のはんだを塗布する位置に合わせてスクリーン開口部が形成されたスクリーンに沿って印刷方向にはんだ印刷用スキージを移動させ、スクリーン上に供給されたペースト状のはんだをスクリーン開口部から回路基板に塗布するはんだ印刷方法において、印刷方向に沿って前後に並列し、印刷方向に対して左右の一方の側を後退させて後退角度が付けられた２枚のスキージ板を印刷方向に移動させて、スクリーン上に供給されたペースト状のはんだを、印刷方向前方のスキージ板でスクリーン開口部に充填して回路基板に塗布し、印刷方向後方のスキージ板で余剰分をかき取ると共に、印刷方向後方のスキージ板の傾斜に沿って余剰分のはんだを流し、印刷方向に沿った前後２枚のスキージ板の間からはんだを排出することを特徴とする。

本発明のはんだ印刷方法では、２枚のスキージ板を印刷方向に移動させると、スクリーン上に供給されたペースト状のはんだは、印刷方向前方のスキージ板でスクリーン開口部に充填され回路基板に塗布されると共に、印刷方向後方のスキージ板で余剰分がかき取られる。

印刷方向後方のスキージ板でかき取られた余剰分のはんだは、一方の側が後退しているスキージ板の傾斜に沿って流れ、２枚のスキージ板の間から排出される。

本発明のはんだ印刷用スキージによれば、印刷方向に沿って前後に２枚のスキージ板を備えることで、各スキージ板で充填性とかき取り性の機能を分けて持たせることができる。また、各スキージ板に後退角度をつけることで、はんだの充填形態が変化して充填性が向上すると共に、負荷が低減して低印圧での印刷が可能となる。これにより、高速度でのはんだ印刷においても良好なはんだの塗布が安定して可能となる。

また、スクリーン上にはんだを残すといったかき残しの発生を抑制し、はんだ印刷量のばらつきを抑えることができる。

このようなはんだ印刷用スキージを備えた本発明のはんだ印刷機では、印刷品位を向上させて高速度でのはんだ印刷が可能であるので、はんだ印刷の処理時間の短縮を図ることができる。

更に、本発明のはんだ印刷方法では、充填性とかき取り性の機能を分けて持たせた２枚のスキージ板ではんだ印刷を行うことで、高速度でのはんだ印刷においても良好なはんだの塗布が安定して可能となる。

また、２枚のスキージ板の間にはんだが滞留することを防ぐことができるので、はんだ印刷量のばらつきを抑えることができる。

以下、図面を参照して本発明のはんだ印刷用スキージ、はんだ印刷機及びはんだ印刷方法の実施の形態について説明する。

＜本実施の形態のはんだ印刷用スキージの構成例＞
図１及び図２は、本実施の形態のはんだ印刷用スキージの一例を示す構成図で、図１（ａ）は、本実施の形態におけるはんだ印刷用スキージ１Ａの要部側断面図、図１（ｂ）は、はんだ印刷用スキージ１Ａの平面図、図２は、はんだ印刷用スキージ１Ａを下方から見た斜視図である。

本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａは、スクリーン１１上を矢印Ａで示す印刷方向へ移動することで、スクリーン１１上のはんだペーストＨを回路基板１２に塗布するものであり、印刷方向Ａに沿って前後に並べて配置される充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａを備える。

充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａは、それぞれ平板形状の例えば金属材料で構成されるスキージ板で、印刷方向Ａに沿って前傾させて取り付けられる。充填用スキージ２Ａは、印刷方向Ａに沿った前方に配置され、かき取り用スキージ３Ａは、充填用スキージ２Ａに対して印刷方向Ａに沿った後方に配置される。

図３は、はんだ印刷用スキージ１Ａとスクリーン１１の角度の関係を示す説明図である。スクリーン１１のスクリーン開口部１１ａにはんだペーストＨを充分に充填するためには、はんだペーストＨにスクリーン１１方向への力を加える必要があるため、はんだ印刷用スキージ１Ａは、矢印Ｍ１に示す方向に傾けた姿勢として、スクリーン１１に対して前傾角度δを小さくする必要がある。

このため、スクリーン開口部１１ａへのはんだペーストＨの充填性を高めようとした場合、はんだ印刷用スキージ１Ａは、前傾角度δを小さくして取り付けるか、スキージ厚の薄いもの若しくは剛性の低いものをスキージとして使用する必要がある。

これに対して、はんだペーストＨをスクリーン１１上で滑らかにローリングさせるには、はんだペーストＨにはんだ印刷用スキージ１Ａの進行方向である印刷方向Ａに対しての力を加える必要があるため、はんだ印刷用スキージ１Ａは、矢印Ｍ２に示す方向に立てた姿勢として、スクリーン１１に対して前傾角度δを大きくする必要がある。

このため、はんだペーストＨのローリング性を高めようとした場合、はんだ印刷用スキージ１Ａは前傾角度δを大きくして取り付けるか、スキージ厚の厚いものもしくは剛性の高いものをスキージとして使用し、はんだ印刷中の前傾角度δを大きく保つ必要がある。

このように、はんだ印刷用スキージ１Ａには、はんだ印刷中に回路基板１２上に安定してはんだペーストＨを供給するために、相反する作用を必要とする２つの役割を同時に行わせ、更にスクリーン１１上のはんだペーストＨをきれいにかき取ることが必要とされる。

そこで、本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａでは、印刷方向Ａに沿った前方に配置される充填用スキージ２Ａは、スクリーン１１に対する前傾角度δ１が、はんだペーストＨの充填性とローリング性の双方を考慮して設定される。

また、印刷方向Ａに沿って充填用スキージ２Ａの後方に配置されるかき取り用スキージ３Ａは、スクリーン１１に対する前傾角度δ２が、主にかき取り性を考慮して設定され、かき取り用スキージ３Ａの前傾角度δ２は、充填用スキージ２Ａの前傾角度δ１と同じ若しくは大きく設定されている。

更に、充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａは、印刷方向Ａに垂直な方向に対してそれぞれ所定の後退角度θが付けられて、印刷方向Ａに対して左右の一方の側を、他方の側より後退させている。そして、かき取り用スキージ３Ａは、後退角度θを付けて後退させた一方の側の長さを充填用スキージ２Ａより短くして、印刷方向Ａに沿った充填用スキージ２Ａの後方に、かき取り用スキージ３Ａが存在しないはんだ排出部４Ａが形成される。

上述した構成を有したはんだ印刷用スキージ１Ａは、充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａが、後退角度θを付けてスキージホルダ５に取り付けられる。スキージホルダ５は、後述するはんだ印刷機に取り付けられるが、スキージホルダ５に対して充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａを後退角度θを付けて取り付けることで、はんだ印刷機側は既存の装置を利用して、後退角度θを付けたはんだ印刷用スキージ１Ａが取り付けられるようになっている。

なお、はんだ印刷用スキージ１Ａは、印刷方向Ａに沿った左右の両側部に取り込みガイド６を備え、充填用スキージ２Ａへと確実にはんだペーストＨを取り込むと共に、はんだ印刷用スキージ１Ａの側方からはんだペーストＨが流れ出ないようにしている。

このように、本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａは、印刷方向Ａに対して後退角度θを付けて充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａが取り付けられることで、はんだペーストＨの充填方向に変化が与えられ、従来と比較して低印圧かつ高速度でのはんだ印刷においても良好な充填が実現可能となる。

また、はんだ印刷用スキージ１Ａとして、充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａの２枚のスキージを備え、印刷方向Ａに対して後方に位置するかき取り用スキージ３Ａの前傾角度δ２を、充填用スキージ２Ａの前傾角度δ１以上とすることで、スクリーン１１上にはんだペーストＨを残すといったかき残しの発生を抑制し、はんだ印刷量のばらつきを抑えることが可能となる。

＜本実施の形態のはんだ印刷機の構成及び動作例＞
図４は、本実施の形態のはんだ印刷機２１の一例を示す構成図である。本実施の形態のはんだ印刷機２１は、図１等で説明したはんだ印刷用スキージ１Ａとして、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）が対向して取り付けられたスキージユニット２２と、スクリーン１１が取り付けられると共に回路基板１２がセットされるステージユニット２３を備える。

スキージユニット２２は、スクリーン１１に対して第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を昇降させる昇降装置２４と、スクリーン１１に沿って第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を印刷方向Ａ（Ｌ）と印刷方向Ａ（Ｒ）に往復移動させる移動装置２５を備える。

昇降装置２４は、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）を昇降させる第１のシリンダ２６Ｌと、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を昇降させる第２のシリンダ２６Ｒを備え、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）は、スクリーン１１に対して独立して昇降する。

第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）は、それぞれ図２に示すようにスキージホルダ５に取り付けられ、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）が取り付けられたスキージホルダ５が、第１のシリンダ２６Ｌと連動するホルダ取付部２７Ｌに着脱できるように装着される。また、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）が取り付けられたスキージホルダ５が、第２のシリンダ２６Ｒと連動するホルダ取付部２７Ｒに着脱できるように装着される。

第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）は、スキージホルダ５がホルダ取付部２７Ｌに装着されると、図１（ａ）等で説明したように、充填用スキージ２Ａは前傾角度δ１が付けられ、かき取り用スキージ３Ａは前傾角度δ２が付けられる。また、図１（ｂ）で説明したように、充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａは後退角度θが付けられる。

同様に、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）は、スキージホルダ５がホルダ取付部２７Ｒに装着されると、図１（ａ）等で説明したように、充填用スキージ２Ａは前傾角度δ１が付けられ、かき取り用スキージ３Ａは前傾角度δ２が付けられる。また、図１（ｂ）で説明したように、充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａは後退角度θが付けられる。

そして、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）では、前傾させる方向が逆向きとして取り付けられることで、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）は、上方より下方が広がる向きで対向する。

また、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）では、後退させる方向が同じ向きとして取り付けられることで、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）は、平行な向きで対向する。

移動装置２５は、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）が取り付けられた昇降装置２４を移動させるモータ２８と、モータ２８の駆動力を昇降装置２４に伝達する駆動力伝達機構２９を備える。

駆動力伝達機構２９は、昇降装置２４をスクリーン１１に沿った印刷方向Ａ（Ｌ）と印刷方向Ａ（Ｒ）に往復移動できるようにガイドするガイド機構と、モータ２８によって回転駆動され、モータ２８の回転運動を昇降装置２４の水平移動に変換する例えば送りネジ等を備える。

スキージユニット２２は、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を、印刷方向Ａ（Ｌ）に移動させるか印刷方向Ａ（Ｒ）に移動させるかに応じて、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を昇降させ、一方のスキージをスクリーン１１に接触させ、他方をスクリーン１１から離す。

すなわち、移動装置２５により第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）の前傾方向に沿った印刷方向Ａ（Ｌ）に移動させる場合は、昇降装置２４により第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）を下降させてスクリーン１１に接触させると共に、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を上昇させてスクリーン１１から離す。

また、移動装置２５により第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）の前傾方向に沿った印刷方向Ａ（Ｒ）に移動させる場合は、昇降装置２４により第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を下降させてスクリーン１１に接触させると共に、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）を上昇させてスクリーン１１から離す。

ステージユニット２３は、スクリーン１１が取り付けられるスクリーンホルダ３０と、回路基板１２がセットされるテーブル３１を備える。テーブル３１は、図示しないクランプ機構により回路基板１２が着脱できるように取り付けられる。また、テーブル３１は、スクリーン１１に対して回路基板１２を昇降及び水平移動させる機構を備え、スクリーン１１に対して回路基板１２の位置合わせを行う。

次に、はんだ印刷機２１の動作について説明する。はんだ印刷機２１は、ステージユニット２３のテーブル３１に回路基板１２がセットされる。回路基板１２は、テーブル３１の水平移動によりスクリーン１１に対する位置合わせが行われ、回路基板１２上の図示しないランドの位置が、スクリーン１１の所定のスクリーン開口部１１ａに合わせられる。そして、テーブル３１を上昇させて、スクリーン１１の裏面に回路基板１２を接触させた状態とする。

スキージユニット２２は、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）と第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を所定のホームポジションに待機させ、スクリーン１１上の所定の位置に、図示しないディスペンサによって所定量のはんだペーストＨが塗布される。

本例では、まず、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）によってはんだ印刷を行う場合の動作について説明すると、昇降装置２４により第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）を下降させてスクリーン１１に接触させると共に、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を上昇させてスクリーン１１から離す。そして、移動装置２５によりスキージユニット２２を印刷方向Ａ（Ｌ）に移動させる。

これにより、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）の充填用スキージ２Ａによって、スクリーン１１上のはんだペーストＨはスクリーン開口部１１ａに充填されて、回路基板１２の図示しないランドに塗布されると共に、余ったはんだペーストＨは、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）のかき取り用スキージ３Ａでかき取られる。

はんだ印刷機２１では、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）を印刷方向Ａ（Ｌ）に１回移動させる動作で、１枚の回路基板１２に対するはんだペーストＨの塗布が行われ、回路基板１２に対するはんだ印刷が完了すると、スキージユニット２２の移動を停止させると共に、テーブル３１を下降させて回路基板１２を着脱できる状態とする。

はんだ印刷の終了した回路基板１２がテーブル３１から取り外された後、テーブル３１には新たな回路基板１２がセットされ、テーブル３１によりスクリーン１１に対する位置合わせが行われて、スクリーン１１の裏面に接触させた状態とする。

次に、印刷方向を反転するため、昇降装置２４により第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を下降させてスクリーン１１に接触させると共に、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）を上昇させてスクリーン１１から離す。そして、移動装置２５によりスキージユニット２２を印刷方向Ａ（Ｒ）に移動させる。

これにより、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）の充填用スキージ２Ａによって、スクリーン１１上のはんだペーストＨはスクリーン開口部１１ａに充填されて、回路基板１２の図示しないランドに塗布されると共に、余ったはんだペーストＨは、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）のかき取り用スキージ３Ａでかき取られる。

はんだ印刷機２１では、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を印刷方向Ａ（Ｒ）に１回移動させる動作で、次の１枚の回路基板１２に対するはんだペーストＨの塗布が行われる。これにより、回路基板１２の着脱及び位置合わせと、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）及び第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）の往復動作を連動させて、連続してはんだ印刷が行われる。

＜本実施の形態のはんだ印刷用スキージの動作例＞
次に、本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａにおける印刷動作の詳細について説明する。

（１）はんだ印刷用スキージを２枚備えたことによる充填性とかき取り性の作用効果例
図５は、はんだ印刷用スキージが印刷方向に移動した際のはんだ印刷状態の一例を模式的に示した動作説明図である。

本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａは、印刷方向Ａに沿った前後に充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａの２枚のスキージを備えることにより、高速度のはんだ印刷においてもはんだ量を安定化できる。

すなわち、従来のはんだ印刷用スキージでは、１枚のスキージではんだ印刷を行うために、はんだ印刷において重要なスクリーン開口部へのはんだペーストＨの充填と、スクリーン上のはんだペーストＨのかき取りという２つの役割を１枚のスキージで同時に行わないといけないため、それぞれの効果が充分に期待できない。

これに対して、本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａは、２枚のスキージを備えることで、印刷方向Ａの前方に配置される充填用スキージ２Ａには、スクリーン開口部１１ａにはんだペーストＨを充填する役割を持たせている。また、印刷方向Ａの後方に配置されるかき取り用スキージ３Ａには、スクリーン１１上のはんだペーストＨをかき取る役割を持たせている。

このように、はんだ印刷用スキージ１Ａでは、はんだペーストＨの充填とかき取りの２つの役割を、それぞれのスキージに分担することで、はんだペーストＨの充填性とかき取り性の効果を充分に発揮することが可能となる。

具体的には、上述したように、充填用スキージ２Ａは、はんだペーストＨの充填性とローリング性を考慮してスクリーン１１に対する前傾角度δ１が設定される。また、かき取り用スキージ３Ａは、かき取り性を考慮してスクリーン１１に対する前傾角度δ２が設定される。

かき取り用スキージ３Ａは、かき取り性を向上させるために前傾角度δ２を大きくする必要があるので、充填用スキージ２Ａの前傾角度δ１とかき取り用スキージ３Ａの前傾角度δ２との関係は、０°＜δ１≦δ２＜９０°であり、本例では、δ１＝δ２＝６０°に設定されている。

なお、充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａの材質等の組み合わせを適正にすることでも、高速度でのはんだ印刷においてはんだ量を安定化させることができ、ばらつきを抑えることが可能となる。

例えば、印刷方向Ａの前方に配置される充填用スキージ２Ａは、上述したように充填性とローリング性を考慮して、柔らかい材質や硬度の低い材質、更には厚みの薄いものを用いる等により、スキージ先端部を変形し易くして、スクリーン開口部１１ａへのはんだ充填性を向上させる。なお、充填用スキージ２Ａは、全体の厚みを一様に薄くした形態でも良いし、図２に示すように、スクリーン１１と接する先端部側を薄くした形態としても良い。

また、印刷方向Ａの後方に配置されるかき取り用スキージ３Ａは、上述したようにかき取り性を考慮して、前傾角度を立たせたり、厚さの厚いものや硬度の高い材質を用いる等により、変形が起こり難くして、スクリーン１１上のはんだペーストＨを確実にかき取って印刷品質を安定させる。

このように、２枚のスキージの組み合わせを変更することにより、微小開口部への安定したはんだ印刷等、様々な用途へと応用が可能である。

（２）はんだ印刷用スキージに後退角度を付けたことによる低印圧化の作用効果例
図６は、はんだ印刷用スキージが印刷方向に移動した際のはんだ粒子の運動状態の一例を模式的に示した動作説明図で、図６（ａ）は、後退角度を付けた本実施の形態のはんだ印刷用スキージの場合を示し、図６（ｂ）は、比較例として後退角度を付けていない従来のはんだ印刷用スキージの場合を示す。

本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａでは、印刷方向Ａに対して後退角度θを付けて充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａを取り付けることにより、印刷時のはんだ粒子Ｈｒの動きを変化させる。

すなわち、図６（ａ）では、印刷方向Ａに対して後退角度θを付けたはんだ印刷用スキージ１Ａを、印刷方向Ａに動かした場合におけるはんだペーストＨの上層側でのはんだ粒子Ｈｒの動きを矢印Ｂ１で示し、下層側でのはんだ粒子Ｈｒの動きを矢印Ｃ１で示す。

また、図６（ｂ）では、後退角度を付けていない印刷方向Ａに対して垂直なスキージ５１（以下、従来スキージと称す）を、印刷方向Ａに動かした場合におけるはんだペーストＨの上層側でのはんだ粒子Ｈｒの動きを矢印Ｂ２で示し、下層側でのはんだ粒子Ｈｒの動きを矢印Ｃ２で示す。

従来スキージ５１では、印刷時のはんだ粒子Ｈｒの動きは、上から見ると印刷方向Ａに対して円運動となる。これに対して、本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａでは、印刷時のはんだ粒子Ｈｒの動きは、はんだ印刷用スキージ１Ａから横方向への力が加えられることによりらせん運動となる。

図７は、後退角度を付けたスキージ表面に対するはんだ粒子の衝突角度を示す動作説明図である。後退角度θを付けた本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａにはんだ粒子Ｈｒが衝突する際、はんだペーストＨが粘性流体であることから、スキージ表面近傍においてはんだ粒子Ｈｒは、はんだ印刷用スキージ１Ａから横方向への力Ｆを受けて矢印Ｎで示す方向に流れ、スキージ表面と衝突する際にはんだ印刷用スキージ１Ａへの衝突角度θ１が大きくなる。

これにより、本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａへの負荷は、従来スキージ５１を使用した場合に比べて小さくなり、低い印圧でのはんだ印刷が可能となる。

但し、スキージの後退角度θを大きくして行くと、はんだ粒子Ｈｒの横方向への移動量が大きくなり、スキージの外側へとはみ出すはんだ量が多くなって、その結果、印刷品質も低下する。また、スキージの後退角度θが小さいと、低印圧化の効果が少ない。

このことから、スキージの後退角度θは、３°≦θ≦１０°程度であることが望ましく、低印圧化とはんだのはみ出し量のバランスを考慮すると、具体的には、θ＝５°程度が適切であると考えられる。

（３）はんだ印刷用スキージに後退角度を付けたことによる充填性の作用効果例
図８は、はんだ印刷用スキージが印刷方向に移動した際のはんだ粒子のスクリーン開口部への充填状態の一例を模式的に示した動作説明図で、図８（ａ）は、後退角度を付けた本実施の形態のはんだ印刷用スキージの場合を示し、図８（ｂ）は、比較例として後退角度を付けていない従来のはんだ印刷用スキージの場合を示す。

上述したように、本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａでは、印刷方向Ａに対して後退角度θを付けて充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａが取り付けられることで、印刷時のはんだ粒子Ｈｒの動きは、はんだ印刷用スキージ１Ａから横方向への力が加えられることによりらせん運動となって、はんだ印刷時の充填の様態が変化する。

すなわち、図８（ａ）では、後退角度θを付けた本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａを印刷方向Ａに動かした場合におけるはんだ粒子Ｈｒの動きを、スクリーン開口部１１ａの上方から見たもので、はんだペーストＨの上層側でのはんだ粒子Ｈｒの動きを矢印Ｄ１で示し、下層側でのはんだ粒子Ｈｒの動きを矢印Ｅ１で示す。

また、スクリーン開口部１１ａにおいて、はんだ印刷用スキージ１ＡによりはんだペーストＨが充填される箇所の大体の範囲を、はんだ充填箇所４１Ａとして太線で示し、はんだ充填箇所４１ＡからはんだペーストＨが充填されることで、はんだペーストＨが充填されて行く領域の大体の範囲を、はんだ充填領域４２Ａとして破線で囲まれた範囲で示す。

図８（ｂ）では、後退角度を付けていない従来スキージ５１を印刷方向Ａに動かした場合におけるはんだ粒子Ｈｒの動きを、スクリーン開口部１１ａの上方から見たもので、はんだペーストＨの上層側でのはんだ粒子Ｈｒの動きを矢印Ｄ２で示す。

また、スクリーン開口部１１ａにおいて、従来スキージ５１によりはんだペーストＨが充填される箇所の大体の範囲を、はんだ充填箇所４１Ｂとして太線で示し、はんだ充填箇所４１ＢからはんだペーストＨが充填されることで、はんだペーストＨが充填されて行く領域の大体の範囲を、はんだ充填領域４２Ｂとして破線で囲まれた範囲で示す。

後退角度を付けていない従来スキージ５１を印刷方向Ａに移動させて、スクリーン１１上のはんだペーストＨをスクリーン開口部１１ａに充填して行くと、はんだ粒子Ｈｒは、はんだペーストＨの上層側では、図８（ｂ）に示すように、スクリーン開口部１１ａにおいて印刷方向Ａに沿った前方の辺１１ｂに対してほぼ垂直な矢印Ｄ２方向に動く。

これにより、従来スキージ５１を用いた場合のはんだ充填箇所４１Ｂは、スクリーン開口部１１ａにおいて、印刷方向Ａに沿った前方の辺１１ｂとなる。よって、スクリーン開口部１１ａにおいて、印刷方向Ａに沿った前方にはんだ充填領域４２Ｂが形成される。

これに対して、後退角度θを付けた本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａを印刷方向Ａに移動させて、スクリーン１１上のはんだペーストＨをスクリーン開口部１１ａに充填して行くと、はんだ粒子Ｈｒはらせん運動をして、横方向への速度ベクトルを持つ。

従って、はんだ粒子Ｈｒは、はんだペーストＨの上層側では、図８（ａ）に示すように、スクリーン開口部１１ａにおいて印刷方向Ａに沿った前方の辺１１ｂに対して、後退角度θに応じて傾斜した矢印Ｄ１方向に動く。同様に、はんだ粒子Ｈｒは、はんだペーストＨの下層側では、スクリーン開口部１１ａにおいて印刷方向Ａに沿った側方の辺１１ｃに対して、後退角度θに応じて傾斜した矢印Ｅ１方向に動く。

これにより、本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａを用いた場合、スクリーン開口部１１ａの側方の壁面にもはんだ粒子Ｈｒが衝突するので、はんだ充填箇所４１Ａは、スクリーン開口部１１ａにおいて、印刷方向Ａに沿った前方の辺１１ｂと、印刷方向Ａに沿った側方の辺１１ｃの一部となる。

よって、スクリーン開口部１１ａにおいて、印刷方向Ａに沿った前方と後方にはんだ充填領域４２Ａが形成されるので、従来スキージ５１を使用した場合に比べ、本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａでは、はんだペーストＨが充填される領域が増加し、高速度でのはんだ印刷においても高い充填性が得られる。

（４）はんだ印刷用スキージに後退角度を付けたことによる滞留防止の作用効果例
図９は、はんだ印刷用スキージが印刷方向に移動した際にはんだペーストをかき取る状態の一例を模式的に示した動作説明図である。

本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａでは、印刷方向Ａに沿った前後に充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａを備えているため、充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａとの間にはんだペーストＨが滞留しないようにする必要がある。

そこで、かき取り用スキージ３Ａの後退角度θを付けて後退させた一方の側の長さを充填用スキージ２Ａより短くして、印刷方向Ａに沿った充填用スキージ２Ａの後方にはんだ排出部４Ａを備える。

これにより、図４で説明したはんだ印刷機２１の動作によって、図９（ａ）に示すように、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）を印刷方向Ａ（Ｌ）に動かしてはんだ印刷を行う場合は、スクリーン１１上のはんだペーストＨは、充填用スキージ２Ａによりスクリーン開口部１１ａに充填されると共に、余ったはんだペーストＨは、かき取り用スキージ３Ａでかき取られる。

第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）のかき取り用スキージ３Ａでかき取られたはんだペーストＨは、かき取り用スキージ３Ａが後退角度θを付けて一方の側を後退させていることで、かき取り用スキージ３Ａに沿って流れ、はんだ排出部４Ａから排出される。これにより、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）において充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａとの間には、はんだペーストＨが滞留しない。

次に、図９（ｂ）に示すように、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）を印刷方向Ａ（Ｒ）に動かしてはんだ印刷を行う場合は、第１のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｌ）でのはんだ印刷動作ではんだ排出部４Ａから排出されたはんだペーストＨは、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）の充填用スキージ２Ａで取り込まれ、新たに補充されたはんだペーストＨと共に充填用スキージ２Ａによりスクリーン開口部１１ａに充填されると共に、余ったはんだペーストＨは、かき取り用スキージ３Ａでかき取られる。

そして、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）のかき取り用スキージ３Ａでかき取られたはんだペーストＨは、かき取り用スキージ３Ａが後退角度θを付けて一方の側を後退させていることで、かき取り用スキージ３Ａに沿って流れ、はんだ排出部４Ａから排出される。これにより、第２のはんだ印刷用スキージ１Ａ（Ｒ）においても、充填用スキージ２Ａとかき取り用スキージ３Ａとの間には、はんだペーストＨが滞留しない。

このように、はんだ印刷時に一方のはんだ印刷用スキージ１Ａのはんだ排出部４Ａから排出されたはんだペーストＨは、一対のはんだ印刷用スキージ１Ａの往復動作で、他方のはんだ印刷用スキージ１Ａで取り込まれ、はんだペーストＨの無駄が生じない。

（５）本実施の形態のはんだ印刷用スキージ及びはんだ印刷機の効果例
以上説明した各作用効果例から、本実施の形態のはんだ印刷用スキージ１Ａを用いたはんだ印刷機２１では、印刷速度Ｓ＝１００ｍｍ／ｓ以上での高速はんだ印刷が、印刷の品質を低下させることなく可能となる。

本発明は、回路基板にペースト状のはんだを印刷するはんだ印刷機に適用される。

本実施の形態のはんだ印刷用スキージの一例を示す構成図である。 本実施の形態のはんだ印刷用スキージの一例を示す構成図である。 はんだ印刷用スキージとスクリーンの角度の関係を示す説明図である。 本実施の形態のはんだ印刷機の一例を示す構成図である。 はんだ印刷用スキージが印刷方向に移動した際のはんだ印刷状態の一例を模式的に示した動作説明図である。 はんだ印刷用スキージが印刷方向に移動した際のはんだ粒子の運動状態の一例を模式的に示した動作説明図である。 後退角度を付けたスキージ表面に対するはんだ粒子の衝突角度を示す動作説明図である。 はんだ印刷用スキージが印刷方向に移動した際のはんだ粒子のスクリーン開口部への充填状態の一例を模式的に示した動作説明図である。 はんだ印刷用スキージが印刷方向に移動した際にはんだペーストをかき取る状態の一例を模式的に示した動作説明図である。 はんだの充填の様子を示す説明図である。

符号の説明

１Ａ・・・はんだ印刷用スキージ、２Ａ・・・充填用スキージ、３Ａ・・・かき取り用スキージ、４Ａ・・・はんだ排出部、１１・・・スクリーン、１１ａ・・・スクリーン開口部、１２・・・回路基板、２１・・・はんだ印刷機、２２・・・スキージユニット、２３・・・ステージユニット

Claims (11)

1. 回路基板にペースト状のはんだを塗布するはんだ印刷用スキージにおいて、
   印刷方向に沿って前後に２枚のスキージ板を備え、
   前記２枚のスキージ板は、印刷方向に対してそれぞれ左右の一方の側を後退させて後退角度を付けた
   ことを特徴とするはんだ印刷用スキージ。
2. 前記２枚のスキージ板は、印刷方向に沿って前傾させて前傾角度が付けられ、印刷方向前方のスキージ板を充填用スキージとして機能させ、印刷方向後方のスキージ板をかき取り用スキージとして機能させる
   ことを特徴とする請求項１記載のはんだ印刷用スキージ。
3. 前記２枚のスキージ板は、印刷方向後方のスキージ板の後退角度を付けて後退させた一方の側の長さを、印刷方向前方のスキージ板より短くして、はんだ排出部を形成した
   ことを特徴とする請求項１記載のはんだ印刷用スキージ。
4. 前記２枚のスキージ板は、印刷方向前方のスキージ板の硬さが、印刷方向後方のスキージ板より柔らかく構成される
   ことを特徴とする請求項１記載のはんだ印刷用スキージ。
5. 前記２枚のスキージ板は、印刷方向前方のスキージ板の厚さが、印刷方向後方のスキージ板より薄く構成される
   ことを特徴とする請求項４記載のはんだ印刷用スキージ。
6. 前記２枚のスキージ板は、異なる材質で構成される
   ことを特徴とする請求項４記載のはんだ印刷用スキージ。
7. 前記２枚のスキージ板の後退角度は等しく、３°〜１０°の範囲である
   ことを特徴とする請求項１記載のはんだ印刷用スキージ。
8. 前記２枚のスキージ板は、印刷方向前方のスキージ板と印刷方向後方のスキージ板で前傾角度が等しいか、または、印刷方向後方のスキージ板の前傾角度を印刷方向前方のスキージ板より大きくして、印刷方向前方のスキージ板より印刷方向後方のスキージ板を立てた姿勢とし、かつ、前記２枚のスキージ板の前傾角度は、０°より大きく９０°より小さい範囲である
   ことを特徴とする請求項２記載のはんだ印刷用スキージ。
9. 前記２枚のスキージ板の前傾角度は等しく、６０°である
   ことを特徴とする請求項８記載のはんだ印刷用スキージ。
10. 回路基板に対してペースト状のはんだを塗布する位置に合わせてスクリーン開口部が形成されたスクリーンと、
    前記スクリーン上に供給されたペースト状のはんだを前記スクリーン開口部から回路基板に塗布するはんだ印刷用スキージとを備えたはんだ印刷機において、
    前記はんだ印刷用スキージは、印刷方向に沿って前後に２枚のスキージ板を備え、
    前記２枚のスキージ板は、印刷方向に対してそれぞれ左右の一方の側を後退させて後退角度を付けた
    ことを特徴とするはんだ印刷機。
11. 回路基板に対してペースト状のはんだを塗布する位置に合わせてスクリーン開口部が形成されたスクリーンに沿って印刷方向にはんだ印刷用スキージを移動させ、前記スクリーン上に供給されたペースト状のはんだを前記スクリーン開口部から回路基板に塗布するはんだ印刷方法において、
    印刷方向に沿って前後に並列し、印刷方向に対して左右の一方の側を後退させて後退角度が付けられた２枚のスキージ板を印刷方向に移動させて、
    前記スクリーン上に供給されたペースト状のはんだを、印刷方向前方のスキージ板で前記スクリーン開口部に充填して回路基板に塗布し、印刷方向後方のスキージ板で余剰分をかき取ると共に、
    印刷方向後方のスキージ板の傾斜に沿って余剰分のはんだを流し、印刷方向に沿った前後２枚のスキージ板の間からはんだを排出する
    ことを特徴とするはんだ印刷方法。

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