JP3080027B2 - ソルダペースト印刷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファインパターン
の配線基板にソルダペーストを印刷するためのソルダペ
ースト印刷方法、およびソルダペースト印刷装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】配線基板にソルダペーストを印刷する際
に用いられるソルダペースト印刷装置には、配線基板と
メタルマスクとを密着させて印刷するコンタクト方式の
印刷装置と、配線基板とメタルマスクとの間に隙間を設
けて印刷するオフコンタクト方式の印刷装置とがある。

【０００３】まず最初に、図３を用いて、従来のコンタ
クト方式のソルダペースト印刷装置を説明する。図３
は、従来のコンタクト方式のソルダペースト印刷装置を
示す断面図である。

【０００４】図３に示すように、従来のコンタクト方式
のソルダペースト印刷装置１０１は、配線基板１０４の
外縁形状と同じ形状に形成された凹部１０２ａを有する
ステージ１０２と、ステージ１０２の上方に配置され、
ソルダペーストを配線基板１０４の表面に印刷するため
の開口部１０３ａが形成されたメタルマスク１０３と、
ソルダペースト印刷装置１０１に装着された配線基板１
０４に対して、印刷方向（図示矢印方向）に鋭角に傾け
て設けられ、メタルマスク１０３の開口部１０３ａを通
して配線基板１０４の表面にソルダペースト１０６を刷
り込むスキージ１０５とを有する。ステージ１０２の凹
部１０２ａは、配線基板１０４の厚さと同じ深さに形成
されている。さらに、凹部１０２ａの底部には、凹部１
０２ａから空気を吸引するための吸着孔１０２ｂが設け
られている。また、配線基板１０４の表面には、ソルダ
ペースト１０６が印刷されるパッド１０４ａが設けられ
ている。

【０００５】ソルダペースト印刷装置１０１を用いたソ
ルダペースト印刷方法では、まず、ステージ１０２の凹
部１０２ａに配線基板１０４をはめ込んで装着し、吸引
手段（不図示）を用いて吸着孔１０２ｂから空気を吸引
して、配線基板１０４をステージ１０２に吸着させる。
次に、配線基板１０４のパッド１０４ａとメタルマスク
１０３の開口部１０３ａとを位置合わせして、配線基板
１０４およびステージ１０２の表面にメタルマスク１０
３を密着させる。その状態を保ったままスキージ１０５
を印刷方向に移動させて、ソルダペースト１０６を開口
部１０３ａに刷り込む。最後に、メタルマスク１０３の
周囲を保持手段（不図示）を用いて保持し、配線基板１
０４をステージ１０２に吸着させたままの状態でステー
ジ１０２をゆっくりと垂直に下降させ、配線基板１０４
およびステージ１０２をメタルマスク１０３から引き離
すことにより、配線基板１０４のパッド１０４ａ上にソ
ルダペースト１０６が印刷される。

【０００６】このように、コンタクト方式のソルダペー
スト印刷装置１０１では、配線基板１０４の表面にメタ
ルマスク１０３を密着させた状態でソルダペースト１０
６が刷り込まれ、メタルマスク１０３が配線基板１０４
から垂直に引き離される。そのため、配線基板１０４を
メタルマスク１０３から引き離すときに生じるソルダペ
ースト１０６の形状の乱れが少なく、パッド１０４ａ上
に印刷されたソルダペースト１０６の形状が比較的良好
になることから、現在ではコンタクト方式のソルダペー
スト印刷が主流となっている。なお、特に、ファインパ
ターンの配線基板にソルダペーストを印刷する場合に
は、ソルダペーストを刷り込んだ後にステージを下降さ
せる際の下降速度を微速にすることにより、メタルマス
クが配線基板から引き離されるときに生ずるソルダペー
ストの形状の乱れを抑えるとともに、配線基板に密着し
ているメタルマスクを引き離す際のメタルマスクのたわ
みを抑えて、メタルマスクがスムースに引き離されるよ
うに配慮されている。

【０００７】次に、図４を用いて、従来のオフコンタク
ト方式のソルダペースト印刷装置を説明する。図４は、
従来のオフコンタクト方式のソルダペースト印刷装置を
示す断面図である。

【０００８】図４に示すオフコンタクト方式のソルダペ
ースト印刷装置２０１は、例えば特開昭６３−３１３８
９５号公報に開示されているような、メタルマスクと配
線基板との引き離し角度を一定にする機構を設けたソル
ダペースト印刷装置である。

【０００９】ソルダペースト印刷装置２０１は、配線基
板２０２が載置されるステージ（不図示）と、ソルダペ
ーストを配線基板２０２の表面に印刷するための開口部
（不図示）が形成されたメタルマスク２０３が張られ、
ステージの上方に配設された版枠２０４と、支持ピン２
０５を支点として回動自在に設けられ、版枠２０４を保
持する版枠ガイド２０６と、配線基板２０２に対して、
印刷方向（図示矢印方向）に鋭角に傾けて設けられ、メ
タルマスク２０３の開口部を通して配線基板２０２の表
面にソルダペーストを刷り込むスキージ２０７とを有す
る。さらに、版枠ガイド２０６の印刷方向の始端側の下
方には、スキージ２０７の移動に同期して動作し、版枠
ガイド２０６を上方に押圧する押上げ機構２０８が備え
られている。

【００１０】このように、オフコンタクト方式のソルダ
ペースト印刷装置２０１では、スキージ２０７の移動に
伴って版枠２０４の片端が押し上げられるので、スキー
ジ２０７がソルダペーストを刷り込みながら印刷方向の
始端（図示Ａ点）から終端（図示Ｂ点）へ移動する間、
配線基板２０２とメタルマスク２０３とがなす引き離し
角θは常に一定となる。これにより、配線基板２０２上
に印刷されるソルダペーストの印刷量の均一化が図られ
ている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示したような従来のコンタクト方式のソルダペースト印
刷装置では、図５に示すように、たとえステージ１０２
を微速下降させても、ソルダペースト１０６の粘着力に
よってメタルマスク１０３がたわむため、メタルマスク
１０３が垂直に引き離されなくなる。そのため、印刷領
域の中央部と端部とでは、メタルマスク１０３の引き離
し速度に差が生じるので、例えば引き離し時にメタルマ
スク１０３の開口部１０３ａに持ち去られるソルダペー
スト１０６の量に差が生じるなどの理由から、印刷され
たソルダペースト１０６の形状がゆがんだり、ソルダペ
ーストの印刷量がばらつくなどの不具合があった。ま
た、大きいサイズのメタルマスクを用いたときや、印刷
パターンの微細化に対応して薄肉厚のメタルマスクを用
いたときには、メタルマスクの剛性が低下し、引き離し
時のたわみ量がさらに大きくなるという不具合があっ
た。

【００１２】一方、図４に示したような従来のオフコン
タクト方式のソルダペースト印刷装置では、メタルマス
クの引き離し角度は一定に保たれても、引き離し速度は
一定に保たれない。そのため、コンタクト方式のソルダ
ペースト印刷装置に比べてメタルマスクの引き離れ性が
悪く、印刷されたソルダペーストの形状のゆがみや印刷
量のばらつきが、さらに大きくなるという不具合があっ
た。

【００１３】そこで本発明は、ソルダペーストを安定し
て精度良く配線基板に印刷することができるソルダペー
スト印刷装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のソルダペースト印刷装置は、ソルダペース
トが印刷される配線基板が載置されるステージと、前記
ステージの上方に配設され、前記ソルダペーストを前記
配線基板の表面に印刷するための開口部が形成されたメ
タルマスクと、前記開口部を通して前記配線基板の表面
にソルダペーストを刷り込むためのスキージとを有する
ソルダペースト印刷装置において、前記ステージと前記
メタルマスクとの間には前記配線基板がはめ込まれるく
り抜き部が形成された補助枠が配設され、前記補助枠は
前記配線基板の表面に前記ソルダペーストを刷り込んだ
後に前記メタルマスクと一体となって前記ステージから
分離され、さらに、前記ステージには前記配線基板の外
縁形状と同じ形状の凹部が形成され、前記補助枠に形成
された前記くり抜き部は前記配線基板の外縁形状と同じ
形状に形成されていることを特徴とする。

【００１５】

【００１６】

【００１７】上記の通り構成されたソルダペースト印刷
装置では、まず最初に、ステージ上に補助枠を載置し、
補助枠に形成されているくり抜き部に配線基板をはめ込
む。次に、メタルマスクを配線基板および補助枠の表面
に密着させる。次いで、スキージの先端をメタルマスク
の表面に押し付け、スキージを移動させてソルダペース
トをメタルマスクの開口部に刷り込む。最後に、補助枠
をメタルマスクと一体にしたままステージから分離する
ことにより、配線基板にソルダペーストが印刷される。

【００１８】これにより、補助枠に密着されたメタルマ
スクの外周部が補助枠に支持されるので、メタルマスク
の見かけ上の剛性が高くなり、メタルマスクを配線基板
から引き離す際にソルダペーストの粘着力によってメタ
ルマスクがたわむことが最小限に抑えられる。従って、
全てのソルダペースト印刷領域でのメタルマスクの引き
離し速度が均一になり、印刷されたソルダペーストの形
状のゆがみが抑えられ、ソルダペーストの印刷量が一定
になる。さらに、前記ステージには前記配線基板の外縁
形状と同じ形状の凹部が形成され、前記補助枠に形成さ
れた前記くり抜き部は、前記配線基板の外縁形状と同じ
形状に形成されていることにより、配線基板にソルダペ
ーストを刷り込む際に配線基板の位置が固定される。

【００１９】

【００２０】さらに、前記ステージ上に前記補助枠が載
置されたときに、前記凹部と前記くり抜き部とにより形
成される基板装着空間の深さが、前記配線基板の厚さと
同じ深さになるように形成されていることにより、基板
装着空間に装着された配線基板の表面と補助枠の表面と
が同一面になる。

【００２１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００２２】図１は、本発明のソルダペースト印刷装置
の一実施形態の構成を示す断面図、図２は、図１に示し
たソルダペースト印刷装置において、ソルダペーストが
配線基板に印刷された後にステージが下降された状態を
示す断面図である。

【００２３】図１に示すように、本実施形態のソルダペ
ースト印刷装置１はコンタクト方式のソルダペースト印
刷装置の一種であり、配線基板５の外縁形状と同じ形状
に形成された凹部２ａを有するステージ２と、ステージ
２の上方に配設され、同じく配線基板５の外縁形状と同
じ形状のくり抜き部３ａが形成された補助枠３と、補助
枠３の上方に配設され、配線基板５の表面にソルダペー
スト７を印刷するための開口部４ａが形成されたメタル
マスク４と、ステージ２の凹部２ａに装着された配線基
板５に対して、印刷方向（図示矢印方向）に鋭角に傾け
て設けられ、メタルマスク４の開口部４ａを通して配線
基板５の表面にソルダペースト７を刷り込むスキージ６
とを有する。

【００２４】配線基板５がはめ込まれる基板装着空間８
の深さ、すなわち、ステージ２上に補助枠３が載置され
たときに凹部２ａおよびくり抜き部３ａとにより形成さ
れる空間の深さは、配線基板５の厚さと同じ深さになる
ように、凹部２ａの深さおよび補助枠３の厚さが設定さ
れている。さらに、凹部２ａの底部には、凹部２ａから
空気を吸引するための吸着孔２ｂが設けられている。ま
た、配線基板５の表面には、ソルダペースト７が印刷さ
れるパッド５ａが設けられている。

【００２５】ソルダペースト印刷装置１を用いたソルダ
ペースト印刷方法では、まず図１に示すように、凹部２
ａとくり抜き部３ａの形状が一致して重なるようにステ
ージ２上に補助枠３を載置し、両者を密着させる。次
に、凹部２ａおよびくり抜き部３ａによって形成された
基板装着空間８に、配線基板５を隙間なくはめ込んで装
着し、吸引手段（不図示）を用いて吸着孔２ｂから空気
を吸引して、配線基板５をステージ２に吸着させる。次
に、配線基板５のパッド５ａとメタルマスク４の開口部
４ａとを位置合わせして、配線基板５および補助枠３の
表面にメタルマスク４を密着させる。その状態を保った
ままスキージ６の先端をメタルマスク４の表面に押し付
け、スキージ６を印刷方向に移動させて、ソルダペース
ト７を開口部４ａに刷り込む。最後に、図２に示すよう
に、補助枠３を保持手段（不図示）を用いて固定し、配
線基板５をステージ２に吸着させたままの状態で、メタ
ルマスク４の引き離し速度を制御しつつステージ２を垂
直に下降させ、配線基板５をメタルマスク４から引き離
すことにより、配線基板５のパッド５ａ上にソルダペー
スト７が印刷される。

【００２６】配線基板５をメタルマスク４から引き離す
際には、メタルマスク４のうち、くり抜き部３ａの上方
に位置する部分は補助枠３に支持されていない。しか
し、メタルマスク４の残りの外周部は補助枠３の表面に
密着して支持されているため、くり抜き部３ａの上方に
位置するメタルマスク４は、見かけ上の剛性が高くなっ
ている。これにより、ソルダペースト７の粘着力によっ
てメタルマスク４がたわむことが最小限に抑えられるの
で、全ての印刷領域におけるメタルマスク４の引き離し
速度が均一になり、印刷されたソルダペースト７の形状
のゆがみが抑えられ、ソルダペースト７の印刷量が一定
になる。そのため、ソルダペースト７を安定して精度良
く配線基板５に印刷することができる。

【００２７】また、ファインパターンの配線基板にソル
ダペーストを印刷する場合であっても、本実施形態のソ
ルダペースト印刷装置１を用いれば、印刷されたソルダ
ペーストの形状のゆがみが抑えられ、ソルダペーストの
印刷量が一定になるので、ソルダペーストを安定して精
度良く印刷することができる。

【００２８】さらに、本実施形態のソルダペースト印刷
装置１は、ステージに凹部２ａが形成され、補助枠３に
くり抜き部３ａが形成されており、凹部２ａとくり抜き
部３ａとは、ともに配線基板５と同じ形状に形成されて
いるので、配線基板５は、凹部２ａおよびくり抜き部３
ａとにより位置が固定される。従って、配線基板５にソ
ルダペースト７を刷り込む際に配線基板５の位置がずれ
ることにより生じるソルダペースト７の印刷不良を、防
止することができる。

【００２９】また、基板装着空間８の深さは、配線基板
５の厚さと同じ深さになるように、凹部２ａの深さおよ
び補助枠３の厚さが設定されているので、基板装着空間
８にはめ込まれた配線基板５の表面と補助枠３の表面と
が同一面になる。これにより、メタルマスク４を配線基
板５および補助枠３の表面に良好に密着させることがで
き、例えば、配線基板５にソルダペースト７を刷り込む
際に、スキージ６との摩擦によりメタルマスク４にしわ
が生じてソルダペースト７の印刷不良が発生する等の不
具合を、防止することができる。

【００３０】なお、補助枠３は、厚さが５００μｍ以下
の非常に薄いメタルマスク４を支持してメタルマスク４
のたわみを防ぐために用いられるものである。そのた
め、メタルマスク４を支持する際に、補助枠３の平板形
状が維持される剛性を有するのであれば、補助枠３の材
質は金属材料の他、プラスチックなどを用いてもよく、
また、補助枠３の厚さを任意の厚さに形成してもよい。

【００３１】また、本実施形態のソルダペースト印刷装
置１のステージ２の凹部２ａの底部には、凹部２ａから
空気を吸引するための吸着孔２ｂが設けられ、吸引手段
を用いて吸着孔２ｂから空気を吸引して、配線基板５を
ステージ２に吸着させている。しかし、配線基板５をス
テージ２に吸着させるのは、配線基板５にソルダペース
ト７を刷り込んだ後にステージ２を垂直に下降させて配
線基板５をメタルマスク４から引き離す際に、ソルダペ
ースト７の粘着力により配線基板５がメタルマスク４に
貼り付いて、凹部２ａおよびくり抜き部３ａから配線基
板５が脱離してしまうことを未然に防止するためであ
る。そのため、ステージ２を垂直に下降させて配線基板
５をメタルマスク４から引き離す際に、配線基板５が凹
部２ａおよびくり抜き部３ａから容易に脱離しないよう
な寸法等で凹部２ａおよびくり抜き部３ａが形成されて
いるのであれば、前述の吸着孔２ｂおよび吸引手段等を
ソルダペースト印刷装置１の構成から省略してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
テージとメタルマスクとの間に、配線基板がはめ込まれ
るくり抜き部が形成された補助枠を介在させ、ソルダペ
ースト刷り込み後に補助枠とメタルマスクとを一体とし
てステージから分離させるので、全てのソルダペースト
印刷領域でのメタルマスクの引き離し速度が均一にな
り、印刷されたソルダペーストの形状のゆがみが抑えら
れ、ソルダペーストの印刷量が一定になるため、ソルダ
ペーストを安定して精度良く印刷することができる。特
に、本発明のソルダペースト印刷装置においては、ステ
ージに配線基板の外縁形状と同じ形状の凹部が形成さ
れ、補助枠のくり抜き部を配線基板の外縁形状と同じ形
状とすることにより、配線基板にソルダペーストを刷り
込む際に配線基板の位置を固定することができる。

【００３３】

【００３４】さらに、ステージ上に補助枠が載置された
ときに、凹部とくり抜き部とにより形成される基板装着
空間の深さが、配線基板の厚さと同じ深さになるように
形成されていることにより、基板装着空間にはめ込まれ
た配線基板の表面と補助枠の表面とが同一面になり、メ
タルマスクを配線基板および補助枠の表面に良好に密着
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のソルダペースト印刷装置の一実施形態
の構成を示す断面図である。

【図２】図１に示したソルダペースト印刷装置におい
て、ソルダペーストが配線基板に印刷された後にステー
ジが下降された状態を示す断面図である。

【図３】従来のコンタクト方式のソルダペースト印刷装
置を示す断面図である。

【図４】従来のオフコンタクト方式のソルダペースト印
刷装置を示す断面図である。

【図５】図３に示したソルダペースト印刷装置におい
て、ソルダペーストが配線基板に印刷された後にステー
ジが下降されている状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ソルダペースト印刷装置 ２ ステージ ２ａ 凹部 ２ｂ 吸着孔 ３ 補助枠 ３ａ くり抜き部 ４ メタルマスク ４ａ 開口部 ５ 配線基板 ５ａ パッド ６ スキージ ７ ソルダペースト ８ 基板装着空間

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソルダペーストが印刷される配線基板が
   載置されるステージと、前記ステージの上方に配設さ
   れ、前記ソルダペーストを前記配線基板の表面に印刷す
   るための開口部が形成されたメタルマスクと、前記開口
   部を通して前記配線基板の表面にソルダペーストを刷り
   込むためのスキージとを有するソルダペースト印刷装置
   において、 前記ステージと前記メタルマスクとの間には前記配線基
   板がはめ込まれるくり抜き部が形成された補助枠が配設
   され、前記補助枠は前記配線基板の表面に前記ソルダペ
   ーストを刷り込んだ後に前記メタルマスクと一体となっ
   て前記ステージから分離され、さらに、前記ステージに
   は前記配線基板の外縁形状と同じ形状の凹部が形成さ
   れ、前記補助枠に形成された前記くり抜き部は前記配線
   基板の外縁形状と同じ形状に形成されていることを特徴
   とするソルダペースト印刷装置。
2. 【請求項２】 前記ステージ上に前記補助枠が載置され
   たときに、前記凹部と前記くり抜き部とにより形成され
   る基板装着空間の深さが、前記配線基板の厚さと同じ深
   さになるように形成されている請求項１に記載のソルダ
   ペースト印刷装置。