JP2015229306A - 印刷用スキージ - Google Patents

Abstract

【課題】プリント基板の反りや厚さの偏り、プリント基板のバックアップの不足等があっても、印刷用メタルマスク上にはんだペースト、導電ペースト等の掻き取り不良が発生することがない印刷用スキージを得る。【解決手段】低硬度弾性体で形成された上部スキージ本体と、上部スキージ本体の下端部にウレタン結合により一体結合され、メタルマスクと接触する高硬度弾性体で形成された先端部スキージとを備え、上部スキージ本体は、下端面形状の中央部が下向きに突出しかつ幅方向に沿って延長する側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状を呈しており、先端部スキージは、上端面形状の中央部が樋状に凹んで幅方向に沿って延長する側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状を呈しており、スキージの移動方向の前後部は幅方向に沿って上向きに突出し、上部スキージ本体と前記先端部スキージとの結合部の表面積を大きくした。【選択図】図３

Description

この発明は、はんだペースト、導電ペースト、抵抗ペースト等の印刷に使用する印刷用スキージに関するものである。

従来、電子部品等の実装のためのプリント基板にはんだペースト、導電ペースト等を印刷する場合、はんだペースト、導電ペースト等を印刷用メタルマスクの表面に載せて、印刷用スキージを用いて印刷することにより、印刷用メタルマスクの開口部を通してはんだペースト、導電ペースト等をプリント基板上に印刷している。しかし、プリント基板の反りや厚さの偏り、基板のバックアップの不足等により、印刷用メタルマスク上にはんだペースト、導電ペースト等の掻き取り不良が発生することがある。

これを解決するための従来技術として、印刷すべきパターンの開口部を有し、プリント基板に半田ペーストを印刷するための印刷マスクと、この印刷マスク上に板状スキージを配設した印刷マスクを用いた半田ペーストの印刷装置の板状スキージにおいて、板状スキージは、印刷マスクが接する部分をＪＩＳ硬度Ａ８５〜９５の高硬度弾性体にて形成した板状高硬度弾性体と、スキージホルダーと、スキージホルダーと板状高硬度弾性体との間に設けたＪＩＳ硬度Ａ６０〜８０の板状低硬度弾性体にて形成された板状低硬度弾性体とで構成した印刷用スキージが知られている（例えば、特許文献１参照）。また他の従来技術として、ウレタンゴムからなるスキージ本体の、スクリーンマスクと接触する面に金属薄板又はプラスチック、セラミック等の他の硬質材料からなる薄板を接着したクリーム半田印刷用スキージが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−１０８５１９号公報 特開２００１−８８２７１号公報

従来技術の印刷用スキージでは、板状基部側低硬度弾性体と先端側高硬度弾性体との接合面を接着剤により接着するか、熱融着で固着するかして、低硬度弾性体と高硬度弾性体を結合することで作製している。しかし、低硬度弾性体と高硬度弾性体の接合面は、平坦面であるため、接合部の表面積を大きくすることができず、剥離し易くなる。また低硬度弾性体と高硬度弾性体の境界線が横一直線状であるため、スキージとしての硬度が境界線を境にして急激に変化することになり、プリント基板の反りや厚さの偏りに対し的確に追従することができない。またプリント基板のバックアップ不足からくる印刷の際の圧力による凹みに対しても的確に追従することができなかった。また他の従来技術のクリーム半田印刷用スキージ１１は、図９、図１０に示すように、ウレタンゴムからなる上部スキージ本体１２と、この上部スキージ本体１２のスクリーンマスクと接触する面に金属薄板１３を接着剤１５により接着した構造である。ウレタンゴムからなる上部スキージ本体１２の、スクリーンマスクと接触する面に金属薄板１３を接着しているので、接着剤１５内に溶剤が浸透し層間剥離現象が発生し易く、耐久性に問題があった。また、例えば、図１１に示すように、バックアップピン１６（又はバックアップブロック）により底面が部分的に支持されているプリント基板１７にスクリーンマスク（メタルマスク）１８の上から従来の印刷用スキージ１１を用いてはんだペースト１９等を印刷する場合を考えると、バックアップピン１６（又はバックアップブロック）の無い箇所では、印刷圧力の影響でスクリーンマスク（メタルマスク）１８とプリント基板１７が若干凹み（図１１（ａ）参照）、その後、凹みが元の平らな状態に復元するので、印刷後は印刷されたはんだ形状が異なってしまうという課題がある（図１１（ｂ）参照）。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、プリント基板の反りや厚さの偏り、プリント基板のバックアップの不足等があっても、印刷用メタルマスク上にはんだペースト、導電ペースト等の掻き取り不良が発生することがない印刷用スキージを提供するものである。

この発明に係る印刷用スキージにおいては、スキージホルダーに取り付け支持され、可撓性のある低硬度弾性体で形成された上部スキージ本体と、上部スキージ本体の下端部に接着剤を用いないウレタン結合により直接的に一体結合され、印刷時にメタルマスクと接触する高硬度弾性体で形成された先端部スキージとを備え、上部スキージ本体は、結合面となる下端面形状の中央部が下向きに突出しかつ幅方向に沿って延長する側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状を呈しており、先端部スキージは、結合面となる上端面形状の中央部が樋状に凹んで幅方向に沿って延長する側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状を呈しており、スキージの移動方向の前後部は幅方向に沿って上向きに突出し、上部スキージ本体と前記先端部スキージとの結合部の表面積を大きくしたものである。

また、上部スキージ本体は、結合面となる下端面形状の中央部が上向きに凹んで幅方向に沿って延長する側断面上向き円弧状又は側断面逆Ｕ字状を呈しており、先端部スキージは、結合面となる上端面形状の中央部が上向きに突出しかつ幅方向に延長する側断面上向き円弧状又は側断面逆Ｕ字状を呈しており、スキージの移動方向の前後部は幅方向に沿って下向きに削られ、前記上部スキージ本体と前記先端部スキージとの結合部の表面積を大きくしたものである。

また、上部スキージ本体は、結合面となる下端面形状が幅方向に沿って側断面波形状を呈しており、先端部スキージは、結合面となる上端面形状が幅方向に沿って側断面波形状を呈しており、前記上部スキージ本体と前記先端部スキージとの結合部の表面積を大きくしたものである。

また、上部スキージ本体は可撓性のある低硬度ウレタンからなるＪＩＳ硬度Ａ６０°〜９０°の低硬度弾性体で形成され、先端部スキージは高硬度ウレタンからなるＪＩＳ硬度Ａ９５°〜１３０°の高硬度弾性体で形成されたものである。

また、低硬度弾性体からなる上部スキージ本体と高硬度弾性体からなる先端部スキージの結合部境界線の硬度は、側断面で見た場合、スキージの移動方向の前後両端部の硬度が高く、前後両端部から中央部に向かって次第に硬度が低くなるようにしたものである。

また、低硬度弾性体からなる上部スキージ本体と高硬度弾性体からなる先端部スキージの結合部境界線の硬度は、側断面で見た場合、スキージの移動方向の前後両端部の硬度が低く、前後両端部から中央部に向かって次第に硬度が高くなるようにしたものである。

また、高硬度ウレタンからなる高硬度弾性体で形成された先端部スキージの前端部及び後端部と下端面との交点の直角部を僅かに面取りして鈍角状に形成し、先端部スキージが損傷しないようにしたものである。

また、上部スキージ本体は、後部背面側全体を覆うようにスキージホルダー本体により取り付け支持され、前部正面側は下端部を残して残りの全体を前部スキージホルダーにより覆われており、先端部スキージは、前端部と下端面が前記スキージホルダー本体及び前部スキージホルダーにより覆われず露出するようにスキージホルダーにセットされるものである。

この発明によれば、低硬度ウレタンからなる低硬度弾性体と高硬度ウレタンからなる高硬度弾性体との結合部の表面積を従来のスキージのように横一直線状のものよりも大きくすることができるので、溶剤による層間剥離現象が発生し難い構造とすることができる。
また、プリント基板の反りや厚さの偏りに対し的確に追従することができるので、プリント基板のバックアップ不足からくる印刷の際の圧力による凹みに対しても的確に追従することができる。

この発明の実施の形態１における印刷用スキージの構造を示す正面図である。 この発明の実施の形態１における印刷用スキージの構造を示す側面図である。 この発明の実施の形態１における印刷用スキージの要部構造を示す拡大斜視図である。 この発明の実施の形態１における印刷用スキージをスキージホルダーに装着した状態を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２における印刷用スキージの構造を示す側面図である。 この発明の実施の形態３における印刷用スキージの構造を示す側面図である。 この発明の実施の形態４における印刷用スキージの構造を示す側面図である。 この発明の実施の形態５における印刷用スキージの先端部スキージの構造の変形例を示す側面図である。 従来の印刷用スキージの構造を示す正面図である。 従来の印刷用スキージの要部構造を示す拡大斜視図である。 バックアップピンにより底面が部分的に支持されているプリント基板に従来の印刷用スキージを用いてはんだペースト等を印刷する場合を示す断面図である。

実施の形態１．
この発明による印刷用スキージ１は、全体が、例えば厚さ９ｍｍ、幅５０ｍｍ、高さ４８０ｍｍの大きさである。なお、厚さが数ｍｍ程度のものもある。スキージホルダーに略全体が取り付けられて支持される印刷用スキージ１の上部スキージ本体２は、可撓性に富んだ比較的柔らかいウレタンで構成する必要があり、ＪＩＳ硬度Ａ６０°〜９０°で、例えば緑色の低硬度ウレタンからなる低硬度弾性体で形成され、結合面となる下端面形状は中央部が下向きに突出する側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状２ａを呈し、幅方向に沿って延長しており、スキージの移動方向（厚さ方向）の前後部は上向きに削られて幅方向に沿って延長している。一方、メタルマスクと接触する印刷用スキージ１の先端部スキージ３は、比較的固いウレタンで構成する必要があり、ＪＩＳ硬度Ａ９５°〜１３０°で、例えば乳白色の高硬度ウレタンからなる高硬度弾性体で形成され、上下方向の最底部の厚みは約０．５〜３ｍｍの範囲が好適であるが、０．１〜１０ｍｍの厚みまで作製可能であり、結合面となる上端面形状は中央部が樋状に凹んだ側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状３ａを呈し、幅方向に沿って延長しており、スキージの移動方向（厚さ方向）の前後部は幅方向に沿って上向きに突出している。そして、印刷用スキージ１の上部スキージ本体２下端面の下向きに突出する側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状２ａと、先端部スキージ３上端面の樋状に凹んだ側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状３ａとを互いに突き合わせた状態で、接着剤を用いないウレタン結合を行うことにより、両者の側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状２ａ、３ａの結合部を強固に結合する。これにより、結合部の表面積を従来のスキージのように横一直線状のものよりも大きくすることができるので、溶剤による層間剥離現象が発生し難い構造とすることができる。また、緑色の低硬度弾性体からなる上部スキージ本体２と乳白色の高硬度弾性体からなる先端部スキージ３の結合部の境界線の硬度は、側断面で見た場合、スキージの移動方向（厚さ方向）の前後両端部の硬度が高く、前後両端部から中央部に向かって次第に硬度が低く（柔らかく）なるようになっている。すなわち、メタルマスクと接触し、はんだペースト等を掻き取る前後両端部分は硬度が高いが、中央部は硬度が低くなっている。したがって、従来のスキージのように先端部スキージ３の上端境界線部分で硬度が高硬度から低硬度に急激に変化することがなく、スキージの移動方向（厚さ方向）の中央部から前後両端部に向かって柔軟性を保ちながら徐々に高硬度に変化して行くので、プリント基板の反りや厚さの偏りに対し的確に追従することができ、後述のようにプリント基板のバックアップ不足からくる印刷の際の圧力による凹みに対しても的確に追従することができる。

この発明の印刷用スキージ１は、図４に示すように、後部背面側全体を覆うようにスキージホルダー本体４ａにより取り付け支持され、前部正面側は下端部を残して残りの略全体を前部スキージホルダー４ｂにより覆われている。したがって、低硬度ウレタンからなる低硬度弾性体で形成された上部スキージ本体２は、後部背面側全体がスキージホルダー本体４ａによりしっかりと支持されているので、途中で折れ曲がるようなことがなく、上下方向においては可撓性に富んだ柔軟性を十分発揮することができる。また、高硬度ウレタンからなる高硬度弾性体で形成された先端部スキージ３の前端部と下端面は、スキージホルダー本体４ａ、前部スキージホルダー４ｂにより覆われず、露出するようにスキージホルダーにセットされる。したがって、高硬度ウレタンからなる高硬度弾性体で形成された先端部スキージ３の前端部と下端面との交点の直角部がメタルマスクと接触し、プリント基板の反りや厚さの偏りに対し的確に追従することができる。また、プリント基板のバックアップ不足からくる印刷の際の圧力による凹みに対しても的確に追従することができので、はんだペースト等を確実に掻き取ることができ、印刷されたはんだ形状が異なってしまうことが無い。

実施の形態２．
図５は実施の形態２における印刷用スキージの構造を示す側面図である。この実施の形態２では、印刷用スキージ１の上部スキージ本体２は、ＪＩＳ硬度Ａ６０°〜９０°で、例えば緑色の低硬度ウレタンからなる低硬度弾性体で形成され、結合面となる下端面形状は中央部が上向きに凹んだ側断面上向き円弧状又は側断面逆Ｕ字状２ｂを呈し、幅方向に沿って延長しており、スキージの移動方向（厚さ方向）の前後部は幅方向に沿って上向きに延長している。スキージの移動方向（厚さ方向）の中央部が幅方向に沿って下向きに突出している。一方、メタルマスクと接触する印刷用スキージ１の先端部スキージ３は、ＪＩＳ硬度Ａ９５°〜１３０°で、例えば乳白色の高硬度ウレタンからなる高硬度弾性体で形成され、上下方向の最底部の厚みは約０．５〜３ｍｍの範囲が好適であるが、０．１〜１０ｍｍの厚みまで作製可能であり、結合面となる上端面形状は中央部が上向きに突出する側断面上向き円弧状又は側断面逆Ｕ字状３ｂを呈し、幅方向に沿って延長しており、スキージの移動方向（厚さ方向）の前後部は上向きに削られて幅方向に沿って延長している。そして、印刷用スキージ１の上部スキージ本体２下端面の中央部が上向きに凹んだ側断面上向き円弧状又は側断面逆Ｕ字状２ｂと、先端部スキージ３上端面の中央部が上向きに突出する側断面上向き円弧状又は側断面逆Ｕ字状３ｂとを互いに突き合わせた状態で、接着剤を用いないウレタン結合を行うことにより、両者の側断面上向き円弧状又は側断面逆Ｕ字状２ｂ、３ｂの結合部を強固に結合する。これにより、結合部の表面積を従来のスキージの横一直線状のものよりも大きくすることができるので、溶剤による層間剥離現象が発生し難い構造とすることができる。

実施の形態３．
図６は実施の形態３における印刷用スキージの構造を示す側面図である。この実施の形態３では、印刷用スキージ１の上部スキージ本体２は、ＪＩＳ硬度Ａ６０°〜９０°で、例えば緑色の低硬度ウレタンからなる低硬度弾性体で形成され、結合面となる下端面形状は幅方向に沿って側断面波形状２ｃを呈している。一方、メタルマスクと接触する印刷用スキージ１の先端部スキージ３は、ＪＩＳ硬度Ａ９５°〜１３０°で、例えば乳白色の高硬度ウレタンからなる高硬度弾性体で形成され、結合面となる上端面形状は幅方向に沿って側断面波形状３ｃを呈している。そして、印刷用スキージ１の上部スキージ本体２下端面の側断面波形状２ｃと、先端部スキージ３上端面の側断面波形状３ｃとを互いに突き合わせた状態で、接着剤を用いないウレタン結合を行うことにより、両者の側断面波形状２ｃ、３ｃの結合部を隙間なく強固に結合する。これにより、結合部の表面積を従来のスキージの横一直線状のものよりも大きくすることができるので、溶剤による層間剥離現象が発生し難い構造とすることができる。

実施の形態４．
図７は実施の形態４における印刷用スキージの構造を示す側面図である。高硬度ウレタンからなる高硬度弾性体で形成された先端部スキージ３の前端部と下端面との交点の直角部がメタルマスクと接触すると、印圧によりメタルマスクの開口部に先端部スキージ３の前端部と下端面との交点の直角部が喰い込み、先端部スキージ３の前端部と下端面との交点の直角部が損傷する恐れがある。そこで、この実施の形態４では、高硬度ウレタンからなる高硬度弾性体で形成された先端部スキージ３の前端部及び後端部と下端面との交点の直角部を０．２〜０．５ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍ程度、僅かに面取り３ｄして鈍角状に形成し、先端部スキージ３が損傷しないようにしたものである。なお、面取り３ｄでなく、角部を丸状に形成しても同様の効果が得られる。

実施の形態５．
図８（ａ）〜（ｅ）は実施の形態５における印刷用スキージの先端部スキージの構造の変形例を示す側面図である。
図８（ａ）は先端部スキージ３の下端部を円弧状（Ｒ状）に形成したもの、（ｂ）は先端部スキージ３の下端部を剣先状に形成したもの、（ｃ）は先端部スキージ３の下端部の前後両面を大きく面取りして逆台形状に形成したもの、（ｄ）は先端部スキージ３の下端部の前面のみ面取り形成したもの、（ｅ）は先端部スキージ３の下端部を全部傾斜面としたものである。

１ 印刷用スキージ
２ 上部スキージ本体
２ａ 側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状
２ｂ 側断面上向き円弧状又は側断面逆Ｕ字状
２ｃ 側断面波形状
３ 先端部スキージ
３ａ 側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状
３ｂ 側断面上向き円弧状又は側断面逆Ｕ字状
３ｃ 側断面波形状
３ｄ 面取り
４ａ スキージホルダー本体
４ｂ 前部スキージホルダー
１１ 従来の印刷用スキージ
１２ 上部スキージ本体
１３ 先端部スキージ
１５ 接着剤
１６ バックアップピン（又はバックアップブロック）
１７ プリント基板
１８ スクリーンマスク（メタルマスク）
１９ はんだペースト

Claims (8)

1. スキージホルダーに取り付け支持され、可撓性のある低硬度弾性体で形成された上部スキージ本体と、
   前記上部スキージ本体の下端部に接着剤を用いないウレタン結合により直接的に一体結合され、印刷時にメタルマスクと接触する高硬度弾性体で形成された先端部スキージとを備え、
   前記上部スキージ本体は、結合面となる下端面形状の中央部が下向きに突出しかつ幅方向に沿って延長する側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状を呈しており、前記先端部スキージは、結合面となる上端面形状の中央部が樋状に凹んで幅方向に沿って延長する側断面下向き円弧状又は側断面Ｕ字状を呈しており、スキージの移動方向の前後部は幅方向に沿って上向きに突出し、前記上部スキージ本体と前記先端部スキージとの結合部の表面積を大きくしたことを特徴とする印刷用スキージ。
2. スキージホルダーに取り付け支持され、可撓性のある低硬度弾性体で形成された上部スキージ本体と、
   前記上部スキージ本体の下端部に接着剤を用いないウレタン結合により直接的に一体結合され、印刷時にメタルマスクと接触する高硬度弾性体で形成された先端部スキージとを備え、
   上部スキージ本体は、結合面となる下端面形状の中央部が上向きに凹んで幅方向に沿って延長する側断面上向き円弧状又は側断面逆Ｕ字状を呈しており、先端部スキージは、結合面となる上端面形状の中央部が上向きに突出しかつ幅方向に延長する側断面上向き円弧状又は側断面逆Ｕ字状を呈しており、スキージの移動方向の前後部は幅方向に沿って下向きに削られ、前記上部スキージ本体と前記先端部スキージとの結合部の表面積を大きくしたことを特徴とする印刷用スキージ。
3. スキージホルダーに取り付け支持され、可撓性のある低硬度弾性体で形成された上部スキージ本体と、
   前記上部スキージ本体の下端部に接着剤を用いないウレタン結合により直接的に一体結合され、印刷時にメタルマスクと接触する高硬度弾性体で形成された先端部スキージとを備え、
   上部スキージ本体は、結合面となる下端面形状が幅方向に沿って側断面波形状を呈しており、先端部スキージは、結合面となる上端面形状が幅方向に沿って側断面波形状を呈しており、前記上部スキージ本体と前記先端部スキージとの結合部の表面積を大きくしたことを特徴とする印刷用スキージ。
4. 上部スキージ本体は可撓性のある低硬度ウレタンからなるＪＩＳ硬度Ａ６０°〜９０°の低硬度弾性体で形成され、先端部スキージは高硬度ウレタンからなるＪＩＳ硬度Ａ９５°〜１３０°の高硬度弾性体で形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の印刷用スキージ。
5. 低硬度弾性体からなる上部スキージ本体と高硬度弾性体からなる先端部スキージの結合部境界線の硬度は、側断面で見た場合、スキージの移動方向の前後両端部の硬度が高く、前後両端部から中央部に向かって次第に硬度が低くなるようにしたことを特徴とする請求項１記載の印刷用スキージ。
6. 低硬度弾性体からなる上部スキージ本体と高硬度弾性体からなる先端部スキージの結合部境界線の硬度は、側断面で見た場合、スキージの移動方向の前後両端部の硬度が低く、前後両端部から中央部に向かって次第に硬度が高くなるようにしたことを特徴とする請求項２記載の印刷用スキージ。
7. 高硬度ウレタンからなる高硬度弾性体で形成された先端部スキージの前端部及び後端部と下端面との交点の直角部を僅かに面取りして鈍角状に形成し、先端部スキージが損傷しないようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の印刷用スキージ。
8. 上部スキージ本体は、後部背面側全体を覆うようにスキージホルダー本体により取り付け支持され、前部正面側は下端部を残して残りの全体を前部スキージホルダーにより覆われており、先端部スキージは、前端部と下端面が前記スキージホルダー本体及び前部スキージホルダーにより覆われず露出するようにスキージホルダーにセットされることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の印刷用スキージ。

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