JP2010260293A - Method and equipment for printing paste material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ペースト材印刷方法およびペースト材印刷装置に関し、特に、回路基板上に半田ペースト等のペースト材を所定のマスクの開口パターンに充填する、ペースト材のスクリーン印刷方法およびそれに使用するスクリーン印刷装置に関するものである。 The present invention relates to a paste material printing method and a paste material printing apparatus, and in particular, a paste material screen printing method for filling a predetermined mask opening pattern with a paste material such as a solder paste on a circuit board, and screen printing used in the paste material screen printing method. It relates to the device.
例えば、QFP、BGA、チップ部品などの表面実装型の電子部品を回路基板上に実装するには、スクリーン印刷法により回路基板上のパッド部に半田ペーストを塗布し、回路基板に電子部品を搭載し、半田リフローを行なって実装する。ここで、従来の半田ペーストの印刷装置では、マスク上にある半田ペーストを、スキージを移動させてスキージでの押し込み力と半田ペーストに生じるローリングによってマスクの開口穴に充填していた。近年、印刷工程の生産性を向上させるために、スキージの移動速度を高速化させるニーズが高まっている。しかし、従来のスキージ構成では、スキージを高速移動させると、開口穴に完全に充填させる前にスキージが開口穴を通過し、開口穴に十分に充填させることが出来なかった。対応として、スキージを往復させることで、充填性を確保することも可能であるが、この対処方法では印刷に要する時間を縮めることはできない。 For example, to mount surface-mount electronic components such as QFP, BGA, and chip components on a circuit board, solder paste is applied to the pad on the circuit board by screen printing, and the electronic components are mounted on the circuit board. Then, solder reflow is performed for mounting. Here, in the conventional solder paste printing apparatus, the solder paste on the mask is filled into the opening hole of the mask by moving the squeegee and pushing the squeegee and rolling generated in the solder paste. In recent years, in order to improve the productivity of the printing process, there is an increasing need to increase the moving speed of the squeegee. However, in the conventional squeegee configuration, when the squeegee is moved at a high speed, the squeegee passes through the opening hole before the opening hole is completely filled, and the opening hole cannot be sufficiently filled. As a countermeasure, it is possible to ensure the filling property by reciprocating the squeegee, but this coping method cannot reduce the time required for printing.
ところで、ペースト材中にローラを配置してペースト材のローリング性を改善しようとする技術が提案されている(例えば特許文献1、2参照)。図5は、特許文献1にて開示された印刷装置の断面図である。図5において、11はパッド11aを有する回路基板、12は開口部12aが設けられたマスク、13は、マスク12を押圧しつつ矢印A方向に移動するスキージ、15は半田ペースト、16は、スキージ13の移動方向(矢印A方向)前方に配置され、スキージ13と一緒に矢印A方向に移動するローラである。そして、ローラ16を半田ペースト15のローリング方向(矢印B方向)とは反対方向の矢印C方向に回転させる。この従来例では、このローラの回転により半田ペーストのローリングを補強し、半田ペーストのマスク開口部への押し込み力を増大させている。
By the way, the technique which arrange | positions a roller in a paste material and tries to improve the rolling property of a paste material is proposed (for example, refer
また、特許文献2には、導電性ペースト内に導電性ペーストの本来のローリング方向と同じ方向に回転するローラと反対方向に回転するローラとを設けて導電性ペーストの回路基板への押し込み力を増大させる技術が開示されている。図6は、特許文献2に開示された印刷装置の断面図である。図6において、21は回路基板、22は開口部22aが設けられたマスク、23は、マスク22を押圧しつつ矢印F方向に移動するスキージ、25は導電性ペースト、26a、26bは、導電性ペースト25内に配置され、スキージ23と一緒に矢印F方向に移動する第1、第2のローラ、27は回路基板21が載置されるステージである。そして、第1のローラ26aは矢印F方向と反対方向に回転され、第2のローラ26bは矢印F方向に回転されている。このように構成することにより、第1のローラ26aと第2のローラ26bとに挟まれた領域では、導電性ペースト25の高い圧力での下向きの流れが生じ、高アスペクト比の開口パターンをも十分に導電性ペーストを充填することができる、とされる。
Further, in Patent Document 2, a roller that rotates in the same direction as the original rolling direction of the conductive paste and a roller that rotates in the opposite direction are provided in the conductive paste to increase the pushing force of the conductive paste onto the circuit board. Techniques for increasing are disclosed. FIG. 6 is a cross-sectional view of the printing apparatus disclosed in Patent Document 2. As shown in FIG. In FIG. 6, 21 is a circuit board, 22 is a mask provided with an opening 22a, 23 is a squeegee that moves in the direction of arrow F while pressing the
特許文献1にて開示された従来技術では、局所的にローリングが強められているものの、半田ペーストの印刷方向の先端部分はローリング方向とは逆方向に半田ペーストが動くため、マスクの開口部を充填する圧力に乏しい。そのため、この従来技術では、スキージを高速移動させると、やはりマスク開口部の充填不全を起こしやすい。また、特許文献1に記載されたものでは、ローラを半田ペーストの先端位置に設けているので、あらかじめ供給する半田ペースト量が増大したり、ローラの外表面に付着した半田ペーストが乾燥するなどの問題が起こる。
また、特許文献1、2に記載された印刷装置では、ペースト材の流れがローリング方向と反ローリング方向の二手に分かれ、それぞれの方向のペースト材が独立に流れ、二つの流れのペースト材同士が攪拌される機会が損なわれ、ペースト材粘度の均一性の悪化が懸念される。特に、特許文献2に記載されたものでは、ペースト材中に導電性ペーストの溜り部を生じ易く、ペースト材粘度の均一性はより阻害される。さらに、特許文献2に記載されたものでは、供給するペースト材量が多くなることにより、そのペースト材の乾燥も高くなるので、ペースト材品質の低下が問題となる。また、相対する1対のローラが必須であり、複雑な構成となっている。
In the prior art disclosed in
Moreover, in the printing apparatus described in
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解決することであって、その目的は、第1に、高速印刷を行なっても十分にマスク開口にペースト材を充填できるようにすることであり、第2に、ペースト材の乾燥とその粘度の不均一性を防止できるようにすることである。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art. The purpose of the present invention is, firstly, to enable a mask material to be sufficiently filled with a paste material even when high-speed printing is performed. Secondly, it is possible to prevent drying of the paste material and non-uniformity of its viscosity.
上記の目的を達成するため、本発明によれば、スキージを移動させて印刷マスク上にあるペースト材を回路基板に印刷するペースト材印刷方法であって、前記スキージの移動に伴って起こるペースト材の全体のローリングの回転速度を増大させつつ印刷を行なうことを特徴とするペースト材印刷方法、が提供される。
そして、好ましくは、前記ペースト材中に前記スキージと共に移動するローラを設け、該ローラの回転によりペースト材のローリングの回転速度を増大させる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a paste material printing method for printing a paste material on a print mask by moving a squeegee on a circuit board, the paste material occurring along with the movement of the squeegee There is provided a paste material printing method characterized in that printing is performed while increasing the rotation speed of the entire rolling.
Preferably, a roller that moves together with the squeegee is provided in the paste material, and the rotation speed of the rolling of the paste material is increased by the rotation of the roller.
また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、スキージを移動させて印刷マスク上にあるペースト材を回路基板に印刷するペースト材印刷装置であって、前記スキージと同じ方向に同じ速度で移動され、ローリングするペースト材中に配置され、ペースト材のローリング方向に回転されるローラを備えたことを特徴とするペースト材印刷装置、が提供される。
そして、好ましくは、前記ローラは、前記ペースト材のローリングの略中心部に配置される。
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a paste material printing apparatus for moving a squeegee and printing a paste material on a print mask on a circuit board, wherein the squeegee has the same speed in the same direction as the squeegee. A paste material printing apparatus is provided, which is provided with a roller that is moved and rolled in the paste material to be rolled and rotated in the rolling direction of the paste material.
Preferably, the roller is disposed at a substantially central portion of the paste material rolling.
上記のように構成された本発明によれば、スキージ移動によってペースト材に生じるローリングは、このローリングの方向と同一方向に回転するローラによって全体的に高められる。すなわち、ペースト材の回転速度は全体的に高められる。その結果、マスクの開口部に送り込まれるペースト材の速度が増してマスク開口部への充填圧が増大し、スキージの移動が高速化されても、ペースト材はマスク開口部へ十分な圧力をもって充填されることになる。
また、ペースト材のローリングは一方向のみであり、ペースト材の滞留も生じにくいので、ペースト材の攪拌が効率よくでき、粘度不均一と粘度上昇を抑制されることになる。また、ローラをペースト材のローリングの略中心部に一個のみ設ける構成であるために、ローラの小径化をはかることができ、印刷の高速化を装置の大型化を招くことなくかつ比較的簡素な構成により実現することができる。
According to the present invention configured as described above, rolling generated in the paste material by squeegee movement is enhanced as a whole by the roller rotating in the same direction as the rolling direction. That is, the rotational speed of the paste material is increased as a whole. As a result, even if the speed of the paste material fed into the mask opening increases, the filling pressure into the mask opening increases, and the squeegee moves faster, the paste material fills the mask opening with sufficient pressure. Will be.
In addition, since the rolling of the paste material is only in one direction and the paste material is less likely to stay, the stirring of the paste material can be performed efficiently, and uneven viscosity and increase in viscosity are suppressed. In addition, since only one roller is provided at the substantially central portion of the rolling of the paste material, it is possible to reduce the diameter of the roller and to increase the printing speed without increasing the size of the apparatus and relatively simple. This can be realized by the configuration.
次に、本発明のペースト材印刷装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明のペースト材印刷装置の一実施の形態を示す断面図である。本実施の形態ではペースト材として半田ペースト(クリーム半田とも呼ばれる)が用いられている。図1に示すように、回路基板1が印刷装置のステージ(図示なし)上に載置され、続いて回路基板上にマスク2が配置される。回路基板1には所定の回路と必要なパッド(いずれも図示なし)が形成されている。マスク2は、金属板で形成され、必要箇所に開口部2aが開けられており、この開口部2aが回路基板1のパッド上に位置している。マスク2上には半田ペースト5が供給されており、この半田ペースト5は、ホルダー4に保持されたスキージ3により、回路基板1上にスクリーン印刷される。すなわち、スキージ3をホルダー4により、マスク面を押圧しつつ矢印A方向に移動させると、半田ペースト5に矢印B方向のローリングが発生し、マスク2の開口部2aへの半田ペーストの充填が促進され、印刷が実現される。スキージ3は、ゴムなどの弾性体材からなる。ここで、本発明により、半田ペースト5内には、円柱形状のローラ6が、その回転中心が半田ペーストのローリング中心部に略一致するように、配置されている。ローラ6は、その中心軸がスキージ3の板面と平行となるように配置され、スキージ3と同一方向(矢印A方向)に同じ速度で移動される。更に、ローラ6は、半田ペースト5のローリング方向(矢印B方向)と同じ方向に、すなわち矢印C方向に、半田ペースト5のローリング以上の回転数で回転される。
なお、スキージ3およびローラ6の移動とローラ6の回転は、図示が省略された移動駆動源および回転駆動源の作動により制御される。ローラ6の少なくとも表面の材質は、ゴムなどの半田ペーストに対し摩擦の大きいものであることが望ましい。あるいは、ローラ6の外周に凹凸やフィンを設けるなどして物理的に粘性を高めるようにしてもよい。
Next, an embodiment of the paste material printing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a paste material printing apparatus of the present invention. In this embodiment, a solder paste (also called cream solder) is used as the paste material. As shown in FIG. 1, a
The movement of the squeegee 3 and the
次に、図1に示す本発明の印刷装置の動作についてより詳しく説明する。
まず、回路基板1を、印刷装置のステージ(図示なし)上に載置し、続いて図示が省略されたマスク上下駆動機構を作動させてマスク2を降下させ、図1に示すように回路基板1にマスク2を接触させる。次に、スキージ3およびローラ6を図示していない移動駆動源を作動させて移動方向Aの方向へ水平に移動させるとともに、ほぼ同時に図示していない回転駆動源を作動させてローラ6を回転方向Cの方向へ所定の回転速度で回転させる。さらにスキージ3およびローラ6の移動を続け、スキージ3がマスク2の開口部2aの上方を通過した後、スキージ3およびローラ6の移動を停止させると共にローラ6の回転を停止させる。
Next, the operation of the printing apparatus of the present invention shown in FIG. 1 will be described in more detail.
First, the
上記過程において、スキージ3の移動にともない、半田ペースト5が接触するマスク2およびスキージ3との相互作用で、半田ペースト5は矢印B方向にローリングする。さらに、そのローリングは、ローラ6によって生じる回転力で増速されて、スキージ3の方向に送り出されるため、マスク2とスキージ3と接触箇所近傍に存在する半田ペースト5は開口部2aへの速度とその充填圧が高められる。よって、半田ペースト5は開口部2aに高い速度で押し込められ、開口部2aは半田ペースト5により十分に充填される。
その後、図示の省略されたマスク上下駆動機構を作動させてマスク2を回路基板1から引き離し、続いて回路基板1を搬出する。
In the above process, as the squeegee 3 moves, the
Thereafter, the mask vertical drive mechanism (not shown) is operated to separate the mask 2 from the
図2は、本発明の実施例1を示す断面図である。図2において、図1に示す部材と同等のものには同一の参照番号を付し重複する説明は省略する。本実施例においては、金属製のローラ6の表面に凹凸6aを設けた。この凹凸は、ローラ6の軸芯と平行に山と谷とを設けたものである。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing Example 1 of the present invention. In FIG. 2, the same components as those shown in FIG. In this embodiment, the surface of the
図3は、本発明の実施例2を示す断面図である。図3において、図1に示す部材と同等のものには同一の参照番号を付し重複する説明は省略する。本実施例においては、ローラ6の断面形状が多角形(図示した例では正八角形)になされている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same components as those shown in FIG. In this embodiment, the cross-sectional shape of the
図4は、本発明の実施例3を示す断面図である。図4において、図1に示す部材と同等のものには同一の参照番号を付し重複する説明は省略する。本実施例においては、ローラ6の外周に、ローラ6の軸芯と平行となる板状のフィン6aを設けた。
FIG. 4 is a sectional view showing Example 3 of the present invention. In FIG. 4, the same members as those shown in FIG. In this embodiment, plate-like fins 6 a that are parallel to the axis of the
以上好ましい実施の形態、実施例について説明したが本発明はこれらに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更が可能なものである。例えば、マスクとしてメタルマスクを用いていたがこれ以外のものであってもよく、またスキージの材質についてもゴム以外の例えば金属であってもよい。また、本発明は、半田ペースト以外の材料、例えば導電性ペーストや絶縁性ペーストを印刷する場合にも適用が可能なものである。 Although preferred embodiments and examples have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and appropriate modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, a metal mask is used as the mask, but other masks may be used, and the squeegee may be made of metal other than rubber, for example. The present invention is also applicable to printing materials other than solder paste, for example, conductive paste or insulating paste.
1、11、21 回路基板
11a パッド
2、12、22 マスク
2a、12a、22a 開口部
3、13、23 スキージ
4 ホルダー
5、15 半田ペースト
6、16 ローラ
6a 凹凸
6b フィン
25 導電性ペースト
26a 第1のローラ
26b 第2のローラ
27 ステージ
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Claims (8)
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2009
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