JP2012148475A

JP2012148475A - はんだペースト用印刷装置

Info

Publication number: JP2012148475A
Application number: JP2011008739A
Authority: JP
Inventors: Hironori Uno; 浩規宇野; Masayuki Ishikawa; 石川　　雅之
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2012-08-09

Abstract

【課題】ステージの製造時間および製造コストを抑え、多様な寸法の基板を安定して保持できる汎用性の高い基板保持構造を有するはんだペースト用印刷装置を提供する。
【解決手段】上面に設定された所定の吸引範囲に複数の吸着孔を有し、前記吸引範囲に板状の部材を吸引支持可能なステージと、前記吸引範囲を覆う大きさを有し、前記吸引範囲よりも小さいまたは前記吸引範囲に等しい所定の保持範囲に複数の通気孔が形成され、前記保持範囲に基板が載置される板状の基板支持体と、前記基板支持体を介在させて前記ステージの前記上面に吸引支持された前記基板の上面に接触するマスクとを備え、前記ステージの前記吸着孔が前記基板支持体および前記基板によって閉塞されることにより前記基板が前記ステージ上に吸引支持された状態で、前記マスクを通じて所望のパターン状に前記はんだペーストを前記基板に印刷するはんだペースト用印刷装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板にはんだペーストを塗布するはんだペースト用印刷装置に関する。

電子部品を搭載する基板の接合部電極（バンプ）は、たとえば基板上にスクリーン印刷したはんだペーストを溶融して形成される。はんだペーストを基板に印刷するスクリーン印刷装置では、ステージ上に吸着保持した基板の上面にマスクを接触させ、マスク上にはんだペーストを載せた状態で、マスク正面に沿ってスキージを移動させることにより、マスクに形成された開口部を経由してはんだペーストを基板面上に塗布し、所望のパターンを基板上に形成する（特許文献１参照）。

このようなスクリーン印刷装置において、たとえば基板の片面に部品が既に実装されている場合には、複数の基板保持治具を組み合わせることによって、ベース部材に部品を避ける特別な形状を設けることなく、様々な状態の基板に対してスクリーン印刷が可能である（特許文献１参照）。

特開平１１−２２７１５４号公報

しかしながら、特許文献１においては、寸法や面積の異なる基板を保持するための構造については検討されていない。様々な寸法や面積の基板を保持するために各基板に対応するステージを製造すると、ステージの製造に時間やコストがかかるという問題があるので、はんだペースト用印刷装置における汎用性の高い保持構造が求められている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、多様な寸法の基板を安定して保持できる汎用性の高い基板保持構造を有するはんだペースト用印刷装置を提供することを目的とする。

本発明は、上面に設定された所定の吸引範囲に複数の吸着孔を有し、前記吸引範囲に板状の部材を吸引支持可能なステージと、前記吸引範囲を覆う大きさを有し、前記吸引範囲よりも小さいまたは前記吸引範囲に等しい所定の保持範囲に複数の通気孔が形成され、前記保持範囲に基板が載置される板状の基板支持体と、前記基板支持体を介在させて前記ステージの前記上面に吸引支持された前記基板の上面に接触するマスクとを備え、前記ステージの前記吸着孔が前記基板支持体および前記基板によって閉塞されることにより前記基板が前記ステージ上に吸引支持された状態で、前記マスクを通じて所望のパターン状に前記はんだペーストを前記基板に印刷するはんだペースト用印刷装置である。

このはんだペースト用印刷装置によれば、基板の形状および大きさに応じた保持範囲に通気孔を有する基板支持体により、ステージの吸引範囲において基板が載置されない部分の吸着孔を塞ぐことができる。したがって、通気孔の形成範囲（すなわち保持範囲）の異なる基板支持体を用いることにより、複数のステージを製造することなく、多様な形状および寸法の基板に対応可能な印刷装置が実現できる。

このはんだペースト用印刷装置において、前記基板支持体は、前記吸引範囲に対応する位置のほぼ全域に貫通孔が設けられたアダプタシートと、前記吸引範囲を覆う外形を有し前記基板の形状に対応する吸引窓が設けられたカバーシートとで構成され、前記アダプタシート上に前記カバーシートが積層されてなることが好ましい。

この場合、吸引範囲に対応する範囲全体に貫通孔が設けられたアダプタシートと組み合わせることにより、印刷する基板に対応する形状の吸引窓が設けられたカバーシートを各種基板に合わせて製造すればよいので、装置の製造にかかる時間やコストをさらに低減できる。また、カバーシートとアダプタシートとが積層されることによって、基板の保持範囲が凹状に形成されるので、基板支持体に対して基板をより安定して載置することができる。

さらに、このはんだペースト用印刷装置において、前記基板支持体を前記アダプタシートと前記カバーシートとで構成する場合、前記ステージおよび前記マスクは非磁性材からなり、前記アダプタシートは磁性材からなり、前記カバーシートはマグネットシートであることが好ましい。

この場合、アダプタシートとカバーシートとが磁力により固定されるので、基板をより安定して保持でき、印刷ずれなどを防止できる。また、磁力を備える基板支持体に接触するマスクおよびステージが非磁性材であることにより、基板支持体がステージやマスクに対して意図しない位置に吸着されるのを防止できる。

また、このはんだペースト用印刷装置において、前記基板支持体は前記ステージよりも幅広に形成されており、この基板支持体の両側部をそれぞれ載置保持して前記ステージ上に搬送する一対のコンベアが前記ステージを挟むように配置されているとともに、前記ステージが上下移動可能であることが好ましい。

構成が簡素であり低コストでの設置が可能なコンベアを基板の搬送に用いようとする場合、基板においてコンベアに載置される部分はステージ上に載せることができず、印刷時に安定して保持されないので、この部分に対して高精度な印刷は困難である。換言すると、印刷できない搬送用部分を有する、ステージよりも大きな基板を用いなければならないため、無駄が生じてしまう。これに対して、本発明のはんだペースト用印刷装置では、基板が基板支持体に保持されているので、基板支持体においてステージ上からはみ出す部分をコンベアに載せて搬送することができる。すなわち、本発明では基板支持体を用いることにより、基板の大きさや形状に関わらずコンベアによる搬送が可能であり、印刷が不可能な搬送用部分を基板に確保する必要がないので、基板を無駄なく使うことができる。

本発明のはんだペースト用印刷装置によれば、ステージの製造時間および製造コストを抑え、多様な寸法の基板を安定して保持できる汎用性の高い基板保持構造を有するはんだペースト用印刷装置を提供できる。

本発明に係るはんだペースト用印刷装置を示す斜視図である。図１に示すはんだペースト用印刷装置によるスクリーン印刷を示す断面図である。本発明のはんだペースト用印刷装置に係る基板支持体の構成例を示す斜視図である。図３に示す基板支持体を用いたスクリーン印刷を示す断面図である。

以下、本発明に係るはんだペースト用印刷装置の実施形態について、図面を参照して説明する。本発明に係るはんだペースト用印刷装置１０は、図１に示すように、板状の部材を吸引支持可能かつ上下移動可能なステージ２０と、基板Ｓが載置される板状の基板支持体３０と、基板Ｓの上面に接触するマスク４０と、このマスク４０の上面に沿って移動するスキージ５０と、基板支持体３０を搬送するコンベア６０とを備え、ステージ２０上に基板Ｓを吸引支持し、はんだペーストＰを基板Ｓ上に印刷することができる。

基板Ｓは、たとえばガラス、エポキシ樹脂等から形成され、厚さが０．７ｍｍ〜１．６ｍｍ、大きさが７ｃｍ×２０ｃｍから３０ｃｍ×３０ｃｍ程度の矩形の平面状に形成されている。この基板Ｓの四隅等には、マスク４０を位置合わせするための位置決めマーク（図示略）が形成されている。

ステージ２０は、ステンレス鋼材からなり、上面２０ａに設定された所定の吸引範囲２１（本実施形態では上面２０ａ全体）に、複数の吸着孔２２が形成されている。基板Ｓは、基板支持体３０を介在させてステージ２０の上面２０ａに吸引支持されることにより、この吸引範囲２１内に保持される。ステージ２０は、上下移動が可能であり、上面２０ａに搭載した基板Ｓをマスク４０に対して当接・離間させることができる。

基板支持体３０は、ステージ２０の吸引範囲２１を覆う大きさを有し、たとえば３００ｍｍ×３００ｍｍ、厚さ１ｍｍ〜２ｍｍのステンレス鋼製シートである。なお、基板Ｓの搬送にコンベア６０を用いる本実施形態では、基板支持体３０はステージ２０よりも幅広に形成されている。この基板支持体３０には、基板Ｓが載置される保持範囲３１が設定されている。この保持範囲３１は、ステージ２０の吸引範囲２１よりも小さいまたは吸引範囲２１に等しい範囲であり、ここに複数の通気孔３２が形成されている。

マスク４０には、はんだペーストＰが充填される複数の貫通孔４１が形成されているとともに、基板Ｓの位置決めマークに対応する位置に、位置決めマーク（図示略、たとえば基板Ｓの位置決めマークの形状を補完する形状）が設けられている。このマスク４０は、ステージ２０の上方に配置されており、ステージ２０上の基板Ｓに対して水平移動することにより位置決めが可能である。

スキージ５０は、マスク４０の上面４０ａに沿って移動可能である。マスク４０上にはんだペーストＰが載せられた状態でスキージ５０が移動することにより、マスク４０の下面４０ｂに当接された基板Ｓ上に、マスク４０の貫通孔４１を通じてはんだペーストＰをスクリーン印刷することができる。

コンベア６０は、ステージ２０を挟むように対に配置され、基板支持体３０の両側部をそれぞれ載置保持して、ステージ２０上に搬送することができる。なお、コンベア６０により基板支持体３０を搬送する際には、ステージ２０は上面２０ａがコンベア６０の搬送面６０ａよりも下方となる位置に移動する。

このはんだペースト用印刷装置１０を使用して基板ＳにはんだペーストＰを印刷する場合、まず、基板Ｓを基板支持体３０上の保持範囲３１に配置する。そして、基板Ｓを保持する基板支持体３０の両側部を、一対のコンベア６０の各搬送面６０ａ上に配置し、コンベア６０を駆動する。このとき、ステージ２０は、基板支持体３０の移動を邪魔しないように、上面２０ａがコンベア６０の搬送面６０ａよりも下方となる位置に待機させる。

コンベア６０を駆動して基板支持体３０をステージ２０上に搬送したら、上面２０ａが基板支持体３０に接触するまでステージ２０を上昇させ、図２に矢印で示すように、吸着穴２２を通じて基板支持体３０をステージ２０に吸引支持する。基板支持体３０の保持範囲３１には通気孔３２が設けられているので、図２に矢印で示すように、基板Ｓはこの通気孔３２およびステージ２０の吸着穴２２を通じて吸引され、基板支持体３０を介してステージ２０の上面２０ａに吸引支持される。

基板Ｓおよび基板支持体３０を吸着した状態のステージ２０をさらに上昇させて、基板Ｓをマスク４０の下面４０ｂに当接させる。このとき、位置決めマーク（図示せず）を利用して、基板Ｓに対して正確な位置で印刷されるように、マスク４０が水平方向にシフト移動される。図２に示すようにマスク４０の下面４０ａに基板Ｓが当接したら、スキージ５０を移動させ、貫通孔４１を通じてはんだペーストＰを基板Ｓの所定位置に塗布し、印刷する。

印刷がされたら、上面２０ａがコンベア６０の搬送面６０ａよりも下方となるまでステージ２０を下降させるとともに、ステージ２０による基板Ｓの吸着を解除する。そして、コンベア６０の搬送面６０ａ上に載置された基板支持体３０とともに、基板Ｓを搬送する。

以上説明したように、このはんだペースト用印刷装置１０によれば、基板Ｓに対応する保持範囲３１を有する基板支持体３０を用いることにより、形状や寸法の異なる基板Ｓを用いることができる。つまり、基板Ｓの形状や寸法が異なっていても、ステージ２０およびコンベア６０を交換する必要がなく、基板支持体３０を交換すれば済むので、基板Ｓに対するはんだペーストの印刷における製造時間および製造コストの低減が可能である。

なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。たとえば、図３，４に、本発明に係るはんだペースト用印刷装置１０に備えられる基板支持体の変形例を示す。この基板支持体７０は、図３に示すように、ステージ２０の吸引範囲２１に対応する位置のほぼ全域に貫通孔８１が設けられたアダプタシート８０と、吸引範囲２１を覆う外形を有し基板Ｓの形状に対応する吸引窓９１が設けられたカバーシート９０とが積層されてなる。

アダプタシート８０は、基板Ｓを支持できるようにたとえば厚さ１ｍｍ〜２ｍｍ、３００ｍｍ×３００ｍｍの磁性材（ステンレス鋼材等）からなる。図４に示すように、このアダプタシート８０上に積層されるカバーシート９０は、基板Ｓとマスク４０との密着を阻害しないように基板Ｓよりも薄く、たとえば厚さ０．４ｍｍのマグネットシートである。このため、図４に矢印で示すように、カバーシート９０とアダプタシート８０とは磁力により吸着固定される。この場合、アダプタシート８０およびカバーシート９０で構成される基板支持体７０が磁力によってステージ２０およびマスク４０に吸着されないように、ステージ２０およびマスク４０は非磁性材（ステンレス鋼材等）で形成されている。なお、カバーシート９０の厚さは、基板Ｓよりも薄いことが必要であるが、基板Ｓとの差が１００μｍ以下であることが好ましい。

この基板支持体７０は、基板Ｓに対応する保持範囲がカバーシート９０の吸引窓９１により設定されるので、吸引窓９１の形状や寸法が異なるカバーシート９０を製造し、このカバーシート９０を交換するだけで、多様な形状や寸法の基板Ｓに対応できる。したがって、基板Ｓに対するはんだペーストの印刷における製造時間および製造コストのさらなる低減が可能である。

１０はんだペースト用印刷装置
２０ステージ
２０ａ上面
２１吸引範囲
２２吸着孔
３０基板支持体
３１保持範囲
３２通気孔
４０マスク
４０ａ上面
４０ｂ下面
４１貫通孔
５０スキージ
６０コンベア
６０ａ搬送面
７０基板支持体
８０アダプタシート
８１貫通孔
９０カバーシート
９１吸引窓
Ｐはんだペースト
Ｓ基板

Claims

上面に設定された所定の吸引範囲に複数の吸着孔を有し、前記吸引範囲に板状の部材を吸引支持可能なステージと、
前記吸引範囲を覆う大きさを有し、前記吸引範囲よりも小さいまたは前記吸引範囲に等しい所定の保持範囲に複数の通気孔が形成され、前記保持範囲に基板が載置される板状の基板支持体と、
前記基板支持体を介在させて前記ステージの前記上面に吸引支持された前記基板の上面に接触するマスクと、
を備え、
前記ステージの前記吸着孔が前記基板支持体および前記基板によって閉塞されることにより前記基板が前記ステージ上に吸引支持された状態で、前記マスクを通じて所望のパターン状に前記はんだペーストを前記基板に印刷することを特徴とするはんだペースト用印刷装置。
前記基板支持体は、前記吸引範囲に対応する位置のほぼ全域に貫通孔が設けられたアダプタシートと、前記吸引範囲を覆う外形を有し前記基板の形状に対応する吸引窓が設けられたカバーシートとで構成され、前記アダプタシート上に前記カバーシートが積層されてなることを特徴とする請求項１に記載のはんだペースト用印刷装置。
前記ステージおよび前記マスクは非磁性材からなり、前記アダプタシートは磁性材からなり、前記カバーシートはマグネットシートであることを特徴とする請求項２に記載のはんだペースト用印刷装置。
前記基板支持体は前記ステージよりも幅広に形成されており、この基板支持体の両側部をそれぞれ載置保持して前記ステージ上に搬送する一対のコンベアが前記ステージを挟むように配置されているとともに、前記ステージが上下移動可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のはんだペースト用印刷装置。