JP2023063624A - スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】品質が高いはんだ接合を形成することができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を提供する。【解決手段】スクリーン印刷装置Ｍ１は、ペーストを印刷するための複数の開口６ａが形成されたマスク６と、基板Ｂを保持する基板保持部３０と、基板保持部３０を移動させて基板保持部３０に保持された基板Ｂをマスク６の下面に位置合わせする基板位置決め機構１０と、マスク６上のペーストを複数の開口６ａを通じて基板Ｂに印刷する印刷ヘッド２０と、基板保持部３０に保持された基板Ｂに振動を印加する振動子３１と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法に関する。

スクリーン印刷装置は、電極が上面に形成された基板を複数の開口が形成されたマスクの下面に接触させ、スキージをマスク上で移動させて開口にクリームはんだなどのペーストを押し込んで基板にペーストを転写する。ペーストの印刷後に部品が搭載された基板は、リフロー装置で加熱されて基板上の電極に部品がはんだ接合される。

特許文献１には、マスクの開口にペーストを押し込んだ後、マスクに接触する振動子によりマスクに所定時間振動を印加し、ペーストに含まれるはんだ粒子を開口の中央部に寄せて、その後に基板をマスクから引き離すスクリーン印刷装置が開示されている。印刷後にマスクに振動を印加してペーストの版抜け性を向上させることにより、マスクの開口内にペーストが残留して基板に転写されるペーストの量が過少となる、いわゆる「かすれ」によるはんだ接合の品質不良を防止している。

特開２０１１－１７７９３７号公報

しかしながら特許文献１を含む従来技術では、版抜け性が向上して「かすれ」による品質不良は改善できるものの、基板に転写されたペーストに含まれるはんだ粒子間の隙間を満たしているフラックスに起因して、次のような問題があった。すなわち、はんだ粒子間の隙間（フラックス溜まり）が大きい状態で基板を加熱してはんだ接合を形成すると、硬化したはんだの中に空洞（ボイド）が発生してはんだ接合の疲労寿命が低下するという課題があった。

そこで本発明は、品質が高いはんだ接合を形成することができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。

本発明のスクリーン印刷装置は、ペーストを印刷するための複数の開口が形成されたマスクと、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を移動させて前記基板保持部に保持された基板を前記マスクの下面に位置合わせする基板位置決め機構と、前記マスク上のペーストを、前記複数の開口を通じて前記基板に印刷する印刷ヘッドと、少なくとも前記基板保持部に保持された前記基板に振動を印加する振動子と、を備える。

本発明のスクリーン印刷方法は、ペーストを印刷するための複数の開口が形成されたマスクを用いてペーストを基板に印刷するスクリーン印刷方法であって、前記基板と前記マスクとを接触させ、前記基板に振動を印加し、前記マスクの上のペーストを、前記複数の開口を通じて前記基板に印刷する。

本発明によれば、品質が高いはんだ接合を形成することができる。

本発明の一実施の形態の部品実装システムの構成説明図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の要部の構造を示す平面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の要部の構造を示す側面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置が備える基板保持部の要部の構造を示す（ａ）平面図（ｂ）側面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置が備える印刷ヘッドの機能説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）従来の部品実装システムによるはんだ接合の形成工程の説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の一実施の形態の部品実装システムによるはんだ接合の形成工程の説明図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法のフロー図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置が備える基板保持部の他の実施例の要部の構造を示す（ａ）平面図（ｂ）側面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置が備える基板保持部の他の実施例の要部の構造を示す（ａ）平面図（ｂ）側面図

以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装システム、スクリーン印刷装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図２、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する２軸として、基板搬送方向のＸ軸（図２における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ軸（図２における上下方向）が示される。図３、及び後述する一部では、水平面と直交する高さ方向としてＺ軸（図３における上下方向）が示される。

まず図１を参照して、部品実装システム１の構成について説明する。部品実装システム１は、基板搬送方向の上流（紙面左側）から下流（紙面右側）に向けて、スクリーン印刷装置Ｍ１、部品実装装置Ｍ２、リフロー装置Ｍ３を直列に連結して構成されている。部品実装システム１は、基板Ｂの表面に形成された電極Ｅに部品Ｄの端子をはんだ付けして実装基板を製造する機能を有している。各装置は、通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３に接続されており、また各装置は通信ネットワーク２を介して相互にデータを送受信する。管理コンピュータ３は、各装置で使用される制御プログラムなどを含む生産データなどを記憶し、各装置による製造作業を統括して制御する。なお、部品実装システム１が備える部品実装装置Ｍ２は１台に限定されることはなく、２台以上でも良い。

スクリーン印刷装置Ｍ１は、上流の装置（図示省略）から配線が形成されたプリント基板などの基板Ｂを受け取り（矢印ａ）、基板Ｂの電極Ｅにマスクに形成された開口を通じてはんだ粒子を含むクリームはんだなどのペーストを印刷する。部品実装装置Ｍ２は、ペーストが印刷された基板Ｂに部品Ｄを装着する部品装着作業を実行する。リフロー装置Ｍ３は、装置内に搬送された基板Ｂを基板加熱部によって加熱して、基板Ｂの電極Ｅに印刷されたペーストに含まれるはんだを融解させた後に硬化させ、基板Ｂの電極Ｅに部品Ｄの端子をはんだ付けする基板加熱作業を実行する。部品Ｄがはんだ付けされた基板Ｂは、リフロー装置Ｍ３から搬出され（矢印ｂ）、下流の装置（図示省略）に搬送される。

次に、図２、図３を参照して、スクリーン印刷装置Ｍ１の構造について説明する。スクリーン印刷装置Ｍ１は、基台４上にＸ軸に沿って延びる一対の搬送コンベア５を備えている。基台４には、制御装置Ｃが設けられている。搬送コンベア５は制御装置Ｃによって制御され、スクリーン印刷装置Ｍ１の上流から受け取った基板ＢをＸ軸に沿って搬送し、スクリーン印刷装置Ｍ１の下流に搬出する。

搬送コンベア５においてＸ軸方向の中央付近には、制御装置Ｃによって制御される基板保持部３０が設けられている。基板保持部３０は、搬送コンベア５が搬送する基板Ｂを受け取って、所定のクランプ位置に保持する。基板保持部３０は、基板保持部３０に保持された基板Ｂに振動を印加する振動子３１を備えている。振動子３１は、制御装置Ｃによって制御される振動電源部３２（図８参照）によって駆動される。制御装置Ｃは、振動電源部３２を制御することにより、振動子３１の振動を開始させ、振動を停止させ、また、振動子３１により発生させる振動の周波数と強度（振幅）を変更させる。

ここで、図４を参照して、基板保持部３０の構造について説明する。図４（ａ）は、基板保持部３０の要部を上方から見た平面図であり、便宜上、基板Ｂの表示は省略している。図４（ｂ）は、基板保持部３０の要部を側方から見た側面図である。基板保持部３０は、後述する基板位置決め機構１０の基板昇降機構９により昇降移動するＸＹ平面に広がる平板形状のベース部３３を備えている。ベース部３３の中央付近の上部には、平板形状のプレート３５を下方から支持して昇降させるプレート昇降機構３４が配置されている。プレート昇降機構３４は、制御装置Ｃによって制御されている。

プレート３５の上面には、平板形状の防振部３６を介して基板保持ブロック３７が配置されている。基板保持ブロック３７には、上部が露出する状態で振動子３１が配置されている。この例では、５つの振動子３１が配置されている。基板保持ブロック３７が搬送コンベア５によって搬送された基板Ｂの裏面を支持する状態で、振動子３１は基板Ｂの裏面に接触する。

図４において、ベース部３３の上部には、プレート昇降機構３４のＹ軸方向の両側方に、上方に延出するクランパ支持部３８が配置されている。クランパ支持部３８の上部には、Ｘ軸に沿って延びるクランパ３９がそれぞれ配置されている。クランパ３９は、制御装置Ｃによって制御されている。

次に、図４（ｂ）を参照して、基板保持部３０が搬送コンベア５によって搬送された基板Ｂをクランプ位置に保持する工程について説明する。基板保持ブロック３７の上面が搬送コンベア５の上面よりも低くなる位置で待機している状態で、制御装置Ｃは搬送コンベア５を制御して、基板Ｂを搬送させて基板保持ブロック３７の上方で停止させる。次いで制御装置Ｃはプレート昇降機構３４を制御して、プレート３５を上昇させ（矢印ｄ１）、基板保持ブロック３７の上面に基板Ｂの裏面を支持させて、基板Ｂをクランプ位置まで上昇させる。次いで制御装置Ｃはクランパ３９を制御して、２つのクランパ３９をそれぞれ基板Ｂの方向に移動させ（矢印ｄ２）、基板Ｂの側面をクランパ３９で挟んで保持させる。

基板保持部３０が基板Ｂをクランプ位置に保持した状態（図４（ｂ）の状態）で、振動子３１は基板Ｂの裏面に接触している。制御装置Ｃが振動電源部３２を制御して振動子３１の振動を開始させると、振動子３１から基板Ｂに振動が印加される。このように、振動子３１は基板保持部３０の基板保持ブロック３７に設けられており、振動子３１は基板Ｂの裏面に接触し、基板保持部３０に保持された基板Ｂに振動を印加する。

図４（ｂ）において、防振部３６は、平板形状の防振ゴムなどで形成されており、振動子３１が基板Ｂに印加する振動がプレート３５に伝搬することを防止する。また、防振部３６は、基板保持ブロック３７とプレート３５の間の他に、クランパ支持部３８、ベース部３３にも設置するようにしてもよい。このように、防振部３６は、振動子３１が印加する振動の基板位置決め機構１０への伝搬を抑制するように設置される。

図２、図３において、基板保持部３０の上方には、基板Ｂにペーストを印刷するための複数の開口６ａと、２つ一組のマスク側マーク６ｍが形成されたマスク６が設置されている。マスク６はＸＹ平面に広がって延びた矩形平板形状を有しており、その外周は枠部材６ｗによって支持されている。

図３において、基台４上には、ＸＹテーブル７、θテーブル８、基板昇降機構９が下方から順に設けられている。ＸＹテーブル７は、θテーブル８を水平面内（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）で移動させる。θテーブル８は、基板昇降機構９をＺ軸周りにθ回転させる。基板昇降機構９は、基板保持部３０を下方から支持して昇降させる。ＸＹテーブル７、θテーブル８、基板昇降機構９は、制御装置Ｃによって制御されている。

図３において、マスク６の下方には、基板認識用のカメラとマスク認識用のカメラを内蔵するカメラユニット１１が備えられている。カメラユニット１１は、制御装置Ｃによって制御されるカメラ移動機構１２（図８参照）によって水平面内を移動する（矢印ｃ）。

ここで、図３を参照して、基板保持部３０が保持する基板Ｂの位置をマスク６に位置合わせする位置合わせ工程について説明する。カメラユニット１１は基板Ｂとマスク６の間に移動して、基板Ｂに形成された位置合わせ用の基板側マーク（図示省略）と、マスク６に形成された位置合わせ用のマスク側マーク６ｍを撮像する。制御装置Ｃは、カメラユニット１１で撮像された画像に基づいてマスク側マーク６ｍと基板側マークの位置を認識する。

次いで制御装置Ｃは認識結果に基づいて、ＸＹテーブル７、θテーブル８、基板昇降機構９を制御して、マスク６に形成された複数の開口６ａと、基板保持部３０が保持する基板Ｂ上に形成された電極Ｅが一致するように位置と向きを合わせる。次いで制御装置Ｃは基板保持部３０を上昇させて、基板Ｂを下方からマスク６の下面に接触させる。このように、ＸＹテーブル７、θテーブル８、基板昇降機構９は、基板保持部３０を移動させて基板保持部３０に保持された基板Ｂをマスク６の下面に位置合わせする基板位置決め機構１０を構成する。

図２、図３において、マスク６の上方には、印刷ヘッド移動機構１３（図８参照）によってＹ軸に沿って移動する印刷ヘッド２０が備えられている。印刷ヘッド２０は、印刷ヘッド移動機構１３によって水平面内を移動する移動ベース２１を備えている。移動ベース２１には、２基のスキージ保持部２２がＹ軸に沿って並んで配置されている。スキージ保持部２２は、それぞれＸ軸に沿って延びたスキージ２３を下端に保持し、移動ベース２１に設けられた昇降機構２４によって昇降する。印刷ヘッド移動機構１３、印刷ヘッド２０は、制御装置Ｃによって制御される。

次に図５を参照して、印刷ヘッド２０による印刷動作について説明する。印刷動作は、基板保持部３０が保持する基板Ｂをマスク６に位置合わせした状態で実行される。制御装置Ｃは昇降機構２４を制御して、一方のスキージ２３を下降（矢印ｅ１）させて複数の開口６ａが形成された領域の前側に当接させる。次いで制御装置Ｃは印刷ヘッド移動機構１３を制御して、スキージ２３をＹ軸に沿って後側に移動させる（矢印ｅ２）。スキージ２３が複数の開口６ａ上を移動する際に、マスク６の上面に供給されているペーストＰｓｔが複数の開口６ａに所定の印圧（圧力）で押し込まれる。

スキージ２３が複数の開口６ａが形成された領域の外側（後側）まで移動すると、制御装置Ｃは一方のスキージ２３を上昇させる。制御装置Ｃは、次の基板Ｂに対してペーストＰｓｔを印刷する際は、一方のスキージ２３と同様に、他方のスキージ２３を下降させてマスク６に当接させ、Ｙ軸に沿って前側に移動させて複数の開口６ａにペーストＰｓｔを押し込む移動動作を実行させる。このように、印刷ヘッド２０は、スキージ２３を用いて、マスク６のペーストＰｓｔを複数の開口６ａを通じて基板Ｂに印刷する。また、制御装置Ｃは、印刷の際に、基板保持部３０に保持された基板Ｂに振動子３１から振動を印加させる。

次に、図６、図７を参照して、スクリーン印刷装置Ｍ１によるペーストＰｓｔの印刷時に、振動子３１から基板Ｂに振動を印加する効果について説明する。ここで、ペーストＰｓｔは、フラックスＦの中にはんだ粒子Ｓを含むクリームはんだである。図６は、印刷時に基板Ｂに振動を印加しない従来の印刷方法（印刷作業）を示している。図７は、印刷時に振動子３１から基板Ｂに振動を印加する本発明の実施の形態の印刷方法（印刷作業）を示している。

まず、図６を参照して、従来の印刷方法について説明する。図６（ａ）において、基板Ｂの上面には電極Ｅが形成されている。また、電極Ｅ以外の基板Ｂの上面には、絶縁体であるレジストＲが形成されている。マスク６には、基板Ｂの電極Ｅの位置に開口６ａが形成されている。図６（ａ）において、制御装置Ｃは、基板保持部３０に保持された基板Ｂをマスク６の下面に接触させ（基板接触工程）、スキージ２３を基板Ｂに当接させ、Ｙ軸に沿って摺動させながら（矢印ｆ１）ペーストＰｓｔをマスク６の開口６ａに押し込ませる（印刷工程）。ペーストＰｓｔには、はんだ粒子Ｓが粘性を有するフラックスＦの中で分散して存在している。

図６（ｂ）において、次いで制御装置Ｃは、基板保持部３０を下降させながら（矢印ｆ２）、基板Ｂをマスク６から引き離す（離反工程）。図６（ｃ）は、離反工程によって基板Ｂがマスク６から引き離された状態を示している。マスク６の開口６ａの内壁には、フラックスＦが有する粘性に起因して、印刷工程によって開口６ａに押し込まれたペーストＰｓｔの一部が残留している。また、基板Ｂに転写されたペーストＰｓｔは、フラックスＦの粘性によりほぼ開口６ａの形状を保ち、はんだ粒子ＳがフラックスＦの中で分散して存在している。そのため、転写されたペーストＰｓｔには、はんだ粒子Ｓ間に隙間（フラックス溜まり）が存在している。

ペーストＰｓｔが印刷（転写）された基板Ｂは、部品実装装置Ｍ２によって部品Ｄが装着される（部品装着工程）。その後、リフロー装置Ｍ３によって基板加熱作業が実行される（リフロー工程）。図６（ｄ）は、リフロー工程後の基板Ｂの状態を示している。すなわち、基板Ｂに転写されたペーストＰｓｔのはんだ粒子Ｓはリフロー工程により融解された後に硬化され、はんだ接合Ｓａが形成されている。

図６（ｄ）において、ペーストＰｓｔ中のフラックスＦは、リフロー工程により加熱されて蒸発する。その際、はんだ粒子Ｓ間に存在していたフラックス溜まりの一部が、はんだが存在しないボイドＳｂ（空洞）となってはんだ接合Ｓａの内部に形成される。はんだ接合Ｓａ中にボイドＳｂが存在すると、はんだ接合Ｓａの疲労寿命が低下するという品質問題が発生する。すなわち、従来の印刷工程では、基板Ｂに転写されたペーストＰｓｔの中に存在するフラックス溜まりに起因して、はんだ接合Ｓａの品質が低下するという問題があった。

次に、図７を参照して、本発明の実施の形態の印刷方法について説明する。本実施の形態の印刷工程は、基板保持部３０が備える振動子３１から基板Ｂに振動を印加しながら印刷工程と離反工程を実行するところが従来の印刷方法と異なる。すなわち、図７（ａ）において、基板接触工程により基板保持部３０に保持された基板Ｂをマスク６の下面に接触させると、印刷を開始する前に、制御装置Ｃは振動子３１による振動の印加を開始させる（振動開始工程）。そして、印刷工程により基板Ｂに振動を印加しながらスキージ２３をＹ軸に沿って摺動させて（矢印ｇ１）ペーストＰｓｔをマスク６の開口６ａに押し込ませる。

振動子３１は、周波数が１．５ｋＨｚ以上、６０ｋＨｚ以下（より望ましくは、３０ｋＨｚ以上、５０ｋＨｚ以下）で、主に基板Ｂの上下方向の振動を印加する。振動子３１が印加する振動により、ペーストＰｓｔに含まれるフラックスＦの粘性が低下し、はんだ粒子ＳがペーストＰｓｔの下部に密集するように移動する。振動子３１が印加する振動の周波数と強度（振幅）は、フラックスＦの粘性が低下しすぎず、かつ、はんだ粒子Ｓが適度に下方に移動（集合）することが可能なように設定される。

図７（ｂ）において、離反工程において基板保持部３０を下降（矢印ｇ２）させる際も、振動子３１は基板Ｂに振動を印加する。離反工程が終了すると、制御装置Ｃは振動子３１による振動の印加を停止させる（振動停止工程）。図７（ｃ）において、離反工程においてペーストＰｓｔに振動を印加することでフラックスＦの粘性が低下し、マスク６の開口６ａの内壁にペーストＰｓｔが残留することが防止できる。

また、基板Ｂに転写されたペーストＰｓｔのはんだ粒子Ｓが下方に集まることでフラックス溜まりが小さくなる。図７（ｄ）において、リフロー工程により形成されたはんだ接合ＳａにはボイドＳｂが存在しないか、発生するボイドＳｂの大きさも従来より小さい。このように、印刷工程において基板Ｂに振動を印加することにより、疲労寿命が高くて品質の良いはんだ接合Ｓａが形成される。

次に図８を参照して、スクリーン印刷装置Ｍ１の制御系の構成について説明する。スクリーン印刷装置Ｍ１が備える制御装置Ｃには、搬送コンベア５、基板位置決め機構１０、カメラユニット１１、カメラ移動機構１２、印刷ヘッド移動機構１３、タッチパネル１４、印刷ヘッド２０、振動電源部３２の他、基板保持部３０が備える振動子３１、プレート昇降機構３４、クランパ３９が接続されている。タッチパネル１４は、液晶パネルにスクリーン印刷装置Ｍ１の操作画面などを表示する表示機能と、表示された操作画面を操作することによりコマンドや各種情報などを入力する入力機能を有している。

制御装置Ｃは、記憶部１５、印刷作業処理部１６、通信部１７を備えている。通信部１７はネットワーク通信装置であり、通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３、部品実装装置Ｍ２、リフロー装置Ｍ３との間で情報の送受信を実行する。記憶部１５は記憶装置であり、基板Ｂの種類毎に、印刷ヘッド２０が基板ＢにはんだペーストＰｓｔを印刷する印刷条件、振動電源部３２が振動子３１を駆動する周波数、強度（振幅）などを含む振動条件などが記憶されている。印刷作業処理部１６は、記憶部１５に記憶される印刷条件、振動条件に基づいて、印刷ヘッド２０、振動電源部３２を含むスクリーン印刷装置Ｍ１の各部を制御して印刷作業を実行させる。

次に、図９のフローに沿って、図７を参照しながらスクリーン印刷装置Ｍ１におけるスクリーン印刷方法について説明する。図９において、まず、スクリーン印刷装置Ｍ１に基板Ｂが搬入される（ＳＴ１：基板搬入工程）。次いで基板保持部３０が基板Ｂを保持してマスク６に対して位置合わせし（ＳＴ２：位置合わせ工程）、基板Ｂとマスク６とを接触させる（ＳＴ３：基板接触工程）。次いで振動子３１による基板Ｂに対する振動の印加を開始させる（ＳＴ４：振動開始工程）。

次いでマスク６の上のペーストＰｓｔを、マスク６の複数の開口６ａを通じて基板Ｂに印刷（転写）する（ＳＴ５：印刷工程）。すなわち、振動子３１は、基板位置決め機構１０が基板Ｂをマスク６の下面に接触させ、印刷ヘッド２０がペーストＰｓｔを基板Ｂに印刷している際に、基板Ｂに振動を印加する（図７（ａ））。次いで基板保持部３０を下降させて、基板Ｂをマスク６から引き離す（ＳＴ６：離反工程）。次いで振動子３１による基板Ｂに対する振動の印加を停止させる（ＳＴ７：振動停止工程）。すなわち、振動子３１は、ペーストＰｓｔが基板Ｂに印刷された後に、基板位置決め機構１０が基板Ｂとマスク６とを引き離す際に、基板Ｂに振動を印加する（図７（ｂ））。

図９において、次いでスクリーン印刷装置Ｍ１から基板Ｂが搬出される（ＳＴ８：基板搬出工程）。ペーストＰｓｔが印刷（転写）された基板Ｂは部品実装装置Ｍ２に搬送されて、部品Ｄが装着される（部品装着工程）。部品Ｄが装着された基板Ｂはリフロー装置Ｍ３に搬送されて、基板加熱作業が実行される（リフロー工程）。これにより、基板Ｂの電極Ｅにはんだ接合Ｓａが形成されて、部品Ｄの端子が基板Ｂの電極Ｅにはんだ付けされる（図７（ｄ））。これによって、品質が高いはんだ接合Ｓａを形成することができる。

上記説明したように、本実施の形態のスクリーン印刷装置Ｍ１は、ペーストＰｓｔを印刷するための複数の開口６ａが形成されたマスク６と、基板Ｂを保持する基板保持部３０と、基板保持部３０を移動させて基板保持部３０に保持された基板Ｂをマスク６の下面に位置合わせする基板位置決め機構１０と、マスク６上のペーストＰｓｔを複数の開口６ａを通じて基板Ｂに印刷する印刷ヘッド２０と、少なくとも基板保持部３０に保持された基板Ｂに振動を印加する振動子３１と、を備えている。これによって、品質が高いはんだ接合Ｓａを形成することができる。

次に、図１０を参照して、振動子を備える基板保持部の他の実施例（以下、「基板保持部３０Ａ」と称する。）の構成について説明する。以下、図４に示す基板保持部３０と同一の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。基板保持部３０Ａは、基板Ｂの下面を支持する基板支持部材４１の下方に振動子３１Ａが配置され、振動子３１Ａは基板支持部材４１を介して基板Ｂに振動を印加するところが基板保持部３０と異なる。

図１０において、振動子３１Ａは、プレート昇降機構３４によって上下に移動するプレート３５の中央付近の上部に配置されている。プレート３５の上部において振動子３１Ａの側方には、防振部３６Ａを介して上方に延出する支持部材支持部４０が配置されている。支持部材支持部４０の上部には、金属やガラスエポキシなどで形成された剛性を有して振動を伝搬可能な平板状の基板支持部材４１が配置されている。振動子３１Ａは、基板支持部材４１の裏面に接触するように配置されている。

搬送コンベア５が基板Ｂを基板支持部材４１の上方に搬送し、プレート昇降機構３４がプレート３５を上昇させ、基板支持部材４１の上面に基板Ｂの裏面を支持させてクランプ位置まで上昇させ、クランパ３９で基板Ｂを挟むことで、基板Ｂが基板保持部３０Ａに保持される。この状態で振動子３１Ａから振動を発生させると、振動は基板保持部３０Ａの基板支持部材４１を介して基板Ｂに印加される。

次に、図１１を参照して、振動子を備える基板保持部の他の実施例（以下、「基板保持部３０Ｂ」と称する。）の構成について説明する。以下、図４に示す基板保持部３０と同一の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。基板保持部３０Ｂは、基板Ｂの下面を支持する基板保持ブロック３７Ｂの側面に振動子３１Ｂが配置され、振動子３１Ｂは基板保持ブロック３７Ｂを介して基板Ｂ１に振動を印加するところが基板保持部３０と異なる。

図１１において、振動子３１Ｂは、プレート昇降機構３４によって上下に移動するプレート３５に防振部３６を介して配置された基板保持ブロック３７Ｂの側面に配置されている。この例では、基板保持ブロック３７ＢのＸ軸方向の両側面に、それぞれ振動子３１Ｂが配置されている。また、基板保持ブロック３７Ｂの上部には、基板Ｂ１の裏面に実装された部品Ｄ１，Ｄ２に基板保持ブロック３７Ｂが干渉しないように、凹部４２が形成されている。

搬送コンベア５が基板Ｂ１を基板保持ブロック３７Ｂの上方に搬送し、プレート昇降機構３４がプレート３５を上昇させ、基板保持ブロック３７Ｂの上面に基板Ｂ１の裏面を支持させてクランプ位置まで上昇させ、クランパ３９で基板Ｂ１を挟むことで、基板Ｂ１が基板保持部３０Ｂに保持される。この時、基板Ｂ１の裏面に実装された部品Ｄ１，Ｄ２は、基板保持ブロック３７Ｂの凹部４２に位置することで、基板Ｂ１の裏面の部品Ｄ１，Ｄ２が実装されていない他の領域は基板保持ブロック３７Ｂの上面に接触することができる。この状態で振動子３１Ｂから振動を発生させると、振動は基板保持ブロック３７Ｂを介して基板Ｂ１に印加される。

このように、振動子３１Ｂは基板保持部３０Ｂの基板保持ブロック３７Ｂに接触し、振動は基板保持部３０Ｂの基板保持ブロック３７Ｂを介して基板Ｂ１に印加される。なお、基板保持部３０（図４）または基板保持部３０Ａ（図１０）が、裏面に部品Ｄ１，Ｄ２が実装された基板Ｂ１を保持する場合は、基板保持ブロック３７または基板支持部材４１に凹部４２が形成される。

本発明のスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法は、品質が高いはんだ接合を形成することができるという効果を有し、部品を基板に実装する分野において有用である。

６ マスク
６ａ 開口
１０ 基板位置決め機構
２０ 印刷ヘッド
３０、３０Ａ、３０Ｂ 基板保持部
３１、３１Ａ、３１Ｂ 振動子
３６、３６Ａ 防振部
Ｂ、Ｂ１ 基板
Ｍ１ スクリーン印刷装置
Ｐｓｔ ペースト

Claims (10)

1. ペーストを印刷するための複数の開口が形成されたマスクと、
   基板を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部を移動させて前記基板保持部に保持された基板を前記マスクの下面に位置合わせする基板位置決め機構と、
   前記マスク上のペーストを、前記複数の開口を通じて前記基板に印刷する印刷ヘッドと、
   少なくとも前記基板保持部に保持された前記基板に振動を印加する振動子と、を備える、スクリーン印刷装置。
2. 前記振動子は、前記基板位置決め機構が前記基板を前記マスクの下面に接触させ、前記印刷ヘッドが前記ペーストを前記基板に印刷している際に、前記基板に前記振動を印加する、請求項１に記載のスクリーン印刷装置。
3. 前記振動子は、前記ペーストが前記基板に印刷された後に、前記基板位置決め機構が前記基板と前記マスクとを引き離す際に、前記基板に前記振動を印加する、請求項１または２に記載のスクリーン印刷装置。
4. 前記振動子は前記基板保持部に設けられており、
   前記基板保持部が前記基板を保持した状態において、前記振動子は前記基板の裏面に接触している、請求項１から３のいずれか１項に記載のスクリーン印刷装置。
5. 前記振動子は前記基板保持部に接触し、
   前記振動は前記基板保持部を介して前記基板に印加される、請求項１から３のいずれか１項に記載のスクリーン印刷装置。
6. 前記振動子は前記基板保持部に設けられており、
   前記振動は前記基板保持部を介して前記基板に印加される、請求項１から３のいずれか１項に記載のスクリーン印刷装置。
7. 前記振動子が印加する前記振動の前記基板位置決め機構への伝搬を抑制する防振部をさらに備える、請求項１から６のいずれか１項に記載のスクリーン印刷装置。
8. 前記振動子は、周波数が１．５ｋＨｚ以上、６０ｋＨｚ以下の前記振動を印加する、請求項１から７のいずれか１項に記載のスクリーン印刷装置。
9. 前記振動子は、主に前記基板の上下方向の前記振動を印加する、請求項１から８のいずれか１項に記載のスクリーン印刷装置。
10. ペーストを印刷するための複数の開口が形成されたマスクを用いてペーストを基板に印刷するスクリーン印刷方法であって、
    前記基板と前記マスクとを接触させ、
    前記基板に振動を印加し、
    前記マスクの上のペーストを、前記複数の開口を通じて前記基板に印刷する、スクリーン印刷方法。

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