JP3307380B2 - スクリーン印刷方法 - 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、プリント基板に電
子部品の半田付けのためのクリーム半田を塗布するクリ
ーム半田のスクリーン印刷方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ、コンデンサチップ、抵抗
チップなどの電子部品をプリント基板に表面実装するの
に先立ち、スクリーン印刷装置によりプリント基板の回
路パターンの電極に電子部品を半田付けするためのクリ
ーム半田が塗布される。

【０００３】この種スクリーン印刷装置は、一般に、例
えば特開平４−６５２４３号公報に示されるように、プ
リント基板をスクリーンマスクの下面に近接させ、スク
リーンマスク上をスキージをスライドさせることによ
り、スクリーンマスクに開孔されたパターン孔を通して
プリント基板の所定の箇所にクリーム半田を塗布するよ
うになっている。

【０００４】図５は従来のスクリーン印刷方法を実施す
るためのスクリーン印刷装置の正面図である。スクリー
ンマスク１は、枠型のホルダ３の下面にマスクプレート
２を装着して構成されている。プリント基板４はテーブ
ル５上に保持されている。テーブル５の両側部にはナッ
ト６ａ、６ｂが装着されており、ナット６ａ、６ｂには
垂直な送りねじ７ａ、７ｂが螺合している。一方の送り
ねじ７ａはモータ８に駆動されて回転する。送りねじ７
ａ、７ｂにはタイミングプーリ９ａ、９ｂが装着されて
おり、タイミングプーリ９ａ、９ｂにはタイミングベル
ト１０が調帯されている。１１は送りねじ７ｂの軸受で
ある。

【０００５】モータ８を駆動すると一方の送りねじ７ａ
は回転し、この回転はタイミングプーリ９ａ、９ｂ及び
タイミングベルト１０を介して他方の送りねじ７ｂに伝
達され、両送りねじ７ａ、７ｂが同時に回転することに
より、テーブル５とプリント基板４はマスクプレート２
に対して昇降する。１２はマスクプレート２上をスライ
ドするスキージ、１３はプリント基板４に塗布されるク
リーム半田である。

【０００６】次に動作を説明する。モータ８を正回転さ
せてプリント基板４を上昇させ、プリント基板４の上面
をマスクプレート２の下面に当接させる。次に図外の駆
動手段によりスキージ１２をマスクプレート２上を左方
へスライドさせると、マスクプレート２に開孔されたパ
ターン孔（図示せず）を通してプリント基板４の上面に
クリーム半田１３が塗布される。次にモータ８を逆回転
させることにより、プリント基板４を下降させてマスク
プレート２から分離し、クリーム半田１３の塗布工程が
終了する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来、上述のようにク
リーム半田１３を塗布する際には、マスクプレート２と
プリント基板４の上面には若干のすき間（一般に「スナ
ップオフ」と呼ばれる）が確保されていた。ところが、
電子部品のリードが益々狭ピッチ化するのにともない、
スナップオフは次第に小さくなっており、近年はスナッ
プオフを零とするのが主流になり、通常プリント基板４
の上面をマスクプレート２の下面に当接させてクリーム
半田１３の塗布を行うようになっている。

【０００８】ところがこのようにプリント基板４の上面
をマスクプレート２の下面に当接させてクリーム半田１
３の塗布を行うと、プリント基板４を下降させてマスク
プレート２から分離させる際に、プリント基板４に塗布
されたクリーム半田１３が形崩れしやすいという問題点
があった。次に図６を参照しながら形崩れの発生理由を
説明する。図６（ａ），（ｂ）は従来のスクリーン印刷
方法の工程説明図である。

【０００９】図６（ａ）は、スナップオフを零としてク
リーム半田１３の塗布を完了した状態を示す。さてクリ
ーム半田１３の塗布が完了した際、クリーム半田１３は
パターン孔内に充填されているものであるが、クリーム
半田１３の粘度ηは比較的大きい状態にある。そして従
来のスクリーン印刷方法では、クリーム半田１３の塗布
が完了すると、図６（ｂ）に示すように直ちにテーブル
５（即ち基板４）を下降させ、離版を行うものであっ
た。この離版時には、パターン孔内のクリーム半田１３
は基板４に付着し転写される（成功）か又はパターン孔
に付着したままとなるか（失敗）の二者択一に迫られ
る。ここでクリーム半田１３の中央部下面は基板４に大
きな面積で接触しているので、ほとんどの場合、クリー
ム半田１３の中央部は基板４に転写される。しかしなが
ら、クリーム半田１３の外周部はパターン孔の壁面と接
着しており、パターン孔に付着したままの状態になりや
すい。

【００１０】そして従来のスクリーン印刷方法のよう
に、粘性ηが大きいまま離版を行うと、しばしばクリー
ム半田１３の一部が基板４に転写されずパターン孔内に
残ってしまい、版抜け性が不良となるという問題点があ
った。

【００１１】そこで本発明は、版抜け性が良好なスクリ
ーン印刷方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のスクリーン印刷
方法は、基板の上面をスクリーンマスクのマスクプレー
トに重合しスナップオフを零とする工程と、基板をさら
に上昇させてスナップオフを負とする工程と、スナップ
オフを負にした状態でスキージをマスクプレート上にて
スライドさせマスクプレートに形成されたパターン孔を
介して基板にクリーム半田を塗布する工程と、パターン
孔の壁面とクリーム半田の相対速度の増加による両者の
境界におけるすべりによりクリーム半田の粘度を低下さ
せるためにスナップオフが負の状態から零の状態に基板
を下降させる間に速度を一旦上昇させて再び下降させる
工程と、さらに基板を下降させ基板をマスクプレートか
ら離版させる工程と、を含む。

【００１３】上記構成によれば、パターン孔内のクリー
ム半田を版抜け性よく基板に印刷することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１（ａ）〜
（ｃ）は本発明の実施の形態１におけるスクリーン印刷
方法の工程説明図、図２は本発明の実施の形態１におけ
るクリーム半田の粘性特性を示すグラフ、図３（ａ）〜
（ｄ）は本発明の実施の形態１におけるパターン孔付近
の拡大図である。なお図中、スクリーン印刷装置の構成
要素自体は、従来の技術を示す図５以下と同様であるの
で、同一符号を付すことにより説明を省略する。また図
３中、２ａはパターン孔、２ｂはパターン孔２ａの壁
面、ＨＯはスクリーンマスク１（ホルダ３の下面）のレ
ベルである。

【００１５】さて図１（ａ）に示すように、まずマスク
プレート２よりも低いレベルにあるテーブル５に基板４
を保持させる。次に図１（ｂ）に示すように、テーブル
５を上昇させ基板４の上面をマスクプレート２の下面に
当接させる。この際、図３（ａ）に示すように、スナッ
プオフは零となり、レベルＨＯにてマスクプレート２の
下面と基板４の上面が重合する。そして、図１（ｃ）に
示すように、さらにテーブル５を上昇させ、マスクプレ
ート２をスクリーンマスク１のレベル（ホルダ３の下面
の高さ）よりも上方（基板４の反対側）へ基板４により
押上げる。強いて言えばこの状態ではスナップオフがマ
イナスになっている。

【００１６】ここでマスクプレート２はステンレス板な
ど可撓性金属薄板からなり、マスクプレート２は基板４
に向け下向きの弾性力を作用させ、基板４とマスクプレ
ート２はしっかりと密着する。そしてこの状態を保持し
たまま、マスクプレート２上にてスキージ１２をスライ
ドさせ、マスクプレート２に形成されたパターン孔を介
してクリーム半田１３を基板４に塗布する。このとき図
３（ｂ）に示すように、レベルＨＯよりも上方にあるパ
ターン孔２ａ内にクリーム半田１３が充填される。ここ
で、マスクプレート２はその弾性力により基板４にしっ
かり密着しているので、スキージ１２がマスクプレート
２上をスライドしてもマスクプレート２が位置ずれを生
ずることはない。加えて、近年パターン孔が狭ピッチ化
するに伴ない、スキージ１２からマスクプレート４に作
用させる印圧を小さくする傾向にあり、基板４とマスク
プレート２とがずれやすくなっているが、本実施の形態
１のようにスナップオフをマイナスにすることにより、
このようなずれを抑制して低印圧に十分対応することも
できる。

【００１７】次いでクリーム半田１３の塗布が完了した
ならば、再び図１（ｂ）及び図３（ｃ）に示すようにス
ナップオフが零の状態まで戻す。即ち、基板４がマスク
プレート２を基板４の反対側へ押上げた状態から基板４
とマスクプレート２とを重合させたままマスクプレート
２をスクリーンマスク１のレベルまで下降させる。この
過程中では、いまだクリーム半田１３はマスクプレート
２のパターン孔内に収納された状態にある。

【００１８】次にこのときのクリーム半田１３の変化を
図２、図３を参照しながら説明する。さて図３（ｂ）の
状態から図３（ｃ）の状態に移行する際、基板４、マス
クプレート２及びクリーム半田１３は慣性力を受ける。
そしてクリーム半田１３の剛性は、マスクプレート２の
それよりも小さい。したがって、マスクプレート２とク
リーム半田１３の境界（即ち壁面２ｂと壁面２ｂ付近の
クリーム半田１３）においてすべりを生じ、クリーム半
田１３と壁面２ｂとの相対速度が増加する。

【００１９】ここで図２に示すように、クリーム半田１
３の粘度ηは速度Ｖに対して右下がりの特性を有してい
る。したがって、図３（ｂ）における速度Ｖ＝Ｖ１のと
きの粘度η＝η１（点Ｐ１）とすると、速度がＶ＝Ｖ２
（＞Ｖ１）に上昇した際、粘度はη＝η２（＜η１）に
低下する（点Ｐ２）。ところがクリーム半田１３のチキ
ソ性及び粘性非回復性により、速度が再びＶ＝Ｖ１にな
っても粘度はη１まで上昇せずそれより小さな値η３
（点Ｐ３）となる。したがって、スナップオフがマイナ
ス（図３（ｂ））の状態からスナップオフが零（図３
（ｃ））の状態に至る間に、クリーム半田１３、特に版
抜け性に影響する壁面２ｂ付近の粘度ηが低下し、クリ
ーム半田１３が壁面２ｂから離れやすくなる。しかる
後、図３（ｄ）に示すようにテーブル５をさらに下げて
基板４の上面をレベルＨＯよりも下降させ離版を行うも
のである。

【００２０】（実施の形態２）図４（ａ）〜（ｃ）は本
発明の実施の形態２におけるスクリーン印刷方法の工程
説明図である。本実施の形態２では、図４（ｂ）に示す
ように、スナップオフ零（マスクプレート２の下面がレ
ベルＨＯと同レベル）の状態でクリーム半田１３の塗布
を行い、塗布完了後、テーブル５を上昇させ、スナップ
オフをマイナスにしてから、離版を行うものである。ま
たクリーム半田１３の塗布前からスナップオフを負にす
る場合もある。離版時の作用効果は、図３（ｂ）〜
（ｄ）に示した実施の形態１と同様である。なお以上マ
スクプレートに対して基板を昇降させる例に沿って説明
したが、マスクプレートを基板に対して昇降させる際に
も本手段は適用できる。

【００２１】

【発明の効果】本発明のスクリーン印刷方法は、基板の
上面をスクリーンマスクのマスクプレートに重合しスナ
ップオフを零とする工程と、基板をさらに上昇させてス
ナップオフを負とする工程と、スナップオフを負にした
状態でスキージをマスクプレート上にてスライドさせマ
スクプレートに形成されたパターン孔を介して基板にク
リーム半田を塗布する工程と、パターン孔の壁面とクリ
ーム半田の相対速度の増加による両者の境界におけるす
べりによりクリーム半田の粘度を低下させるためにスナ
ップオフが負の状態から零の状態に基板を下降させる間
に速度を一旦上昇させて再び下降させる工程と、さらに
基板を下降させ基板をマスクプレートから離版させる工
程とを含むので、クリーム半田を版抜け性よく基板に印
刷することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施の形態１におけるスクリー
ン印刷方法の工程説明図 （ｂ）本発明の実施の形態１におけるスクリーン印刷方
法の工程説明図 （ｃ）本発明の実施の形態１におけるスクリーン印刷方
法の工程説明図

【図２】本発明の実施の形態１におけるクリーム半田の
粘性特性を示すグラフ

【図３】（ａ）本発明の実施の形態１におけるパターン
孔付近の拡大図 （ｂ）本発明の実施の形態１におけるパターン孔付近の
拡大図 （ｃ）本発明の実施の形態１におけるパターン孔付近の
拡大図 （ｄ）本発明の実施の形態１におけるパターン孔付近の
拡大図

【図４】（ａ）本発明の実施の形態２におけるスクリー
ン印刷方法の工程説明図 （ｂ）本発明の実施の形態２におけるスクリーン印刷方
法の工程説明図 （ｃ）本発明の実施の形態２におけるスクリーン印刷方
法の工程説明図

【図５】従来のスクリーン印刷方法を実施するためのス
クリーン印刷装置の正面図

【図６】（ａ）従来のスクリーン印刷方法の工程説明図 （ｂ）従来のスクリーン印刷方法の工程説明図

【符号の説明】

１ スクリーンマスク ２ マスクプレート ４ 基板 １２ スキージ １３ クリーム半田 ＨＯ レベル

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板の上面をスクリーンマスクのマスクプ
   レートに重合しスナップオフを零とする工程と、基板を
   さらに上昇させてスナップオフを負とする工程と、スナ
   ップオフを負にした状態でスキージをマスクプレート上
   にてスライドさせマスクプレートに形成されたパターン
   孔を介して基板にクリーム半田を塗布する工程と、パタ
   ーン孔の壁面とクリーム半田の相対速度の増加による両
   者の境界におけるすべりによりクリーム半田の粘度を低
   下させるためにスナップオフが負の状態から零の状態に
   基板を下降させる間に速度を一旦上昇させて再び下降さ
   せる工程と、さらに基板を下降させ基板をマスクプレー
   トから離版させる工程と、を含むことを特徴とするスク
   リーン印刷方法。