JP3528476B2 - クリーム半田の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、電子部品を基板に
半田付け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】電子部品を基板に半田付けするためのク
リーム半田は、スクリーン印刷により基板の回路パター
ンのランド上に印刷されるが、この場合クリーム半田は
にじみや欠けなどが生じないように、仕上りよく印刷し
なければならない。 【０００３】クリーム半田には多くの種類があり、それ
ぞれ粘度やチキソ性などの性質が異なる。またクリーム
半田の印刷の仕上り状態は、クリーム半田の種類だけで
なく、スキージ速度、版離れ速度、印圧などの様々な要
素によっても左右される。本発明では、クリーム半田の
スクリーン印刷における仕上りの良否に関係するこれら
の要素を印刷パラメータと定義する。従来は、オペレー
タがこれから行う印刷に使用するクリーム半田を用いて
試し刷りを繰り返し行い、これによりこれから行う印刷
に最適の印刷パラメータを設定していた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来方法
は、印刷パラメータを変えながら、試し刷りを多数回繰
り返して印刷パラメータを設定していたため、長大な時
間と労力を要し、また多量のクリーム半田を無駄に消費
してしまうという問題点があった。また設定された印刷
パラメータには、オペレータのかなり大きな個人差が生
じることは避けられず、このためオペレータによって印
刷の仕上りに大きなばらつきが生じ、また長い経験を積
まないとすぐれたオペレータにはなれないものであっ
た。 【０００５】したがって本発明は、迅速・的確に最適の
印刷パラメータを設定できるクリーム半田のスクリーン
印刷方法を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、印刷パラメー
タライブラリに印圧と版離れ速度を含む印刷パラメータ
を登録しておき、この印刷パラメータライブラリから印
刷パラメータを呼び出してスクリーン印刷を行ってスク
リーン印刷の仕上りの良否を判定し、この判定結果によ
り前記印刷パラメータを補正量記憶部に予め登録されて
いる１回の補正量に基づいて補正してスクリーン印刷を
行い、検査結果が正常になるまで印刷と検査を繰り返す
ようにし、且つ印圧の１回の補正量はクリーム半田の粘
度が大きい程大きくし、また版離れ速度の１回の補正量
はクリーム半田の粘度が小さい程大きくするようにし
た。 【０００７】 【発明の実施の形態】上記構成の本発明によれば、クリ
ーム半田のスクリーン印刷を行いながら、印刷の仕上り
の良否を判定し、判定結果がＮＧの場合には、ＯＫとな
るように印刷パラメータを自動補正するので、仕上りの
よいクリーム半田の印刷を行うことができる。 【０００８】以下、本発明の一実施の形態を図面を参照
して説明する。図１は、本発明の一実施の形態のクリー
ム半田のスクリーン印刷装置の側面図、図２は同クリー
ム半田のスクリーン印刷装置の制御系のブロック図、図
３は同印刷パラメータライブラリの内容図、図４は同ク
リーム半田のスクリーン印刷装置の動作のフローチャー
ト、図５は同クリーム半田の印刷パターンの説明図、図
６は同印刷パラメータの補正量の説明図である。 【０００９】まず、図１を参照して、クリーム半田のス
クリーン印刷装置の全体構造を説明する。１はスクリー
ンマスクであって、マスクホルダ２に保持されている。
スクリーンマスク１には印刷パターンのパターン孔が形
成されている。３，４は左右一対のスキージであって、
シリンダ５，６のロッド７，８に結合されており、ロッ
ド７，８が突没することにより上下動し、スクリーンマ
スク１の上面に接離する。シリンダ５，６はナット９に
結合されている。ナット９は水平な送りねじ１０が螺入
されている。１１は送りねじ１０のホルダ、１２はＨ軸
モータである。したがってＨ軸モータ１２が駆動する
と、ナット９は送りねじ１０に沿って移動し、スキージ
３，４はスクリーンマスク１上を摺動する。 【００１０】１３は基板を所定位置に位置決めするため
の可動テーブルであって、Ｘテーブル１４、Ｙテーブル
１５、Ｚテーブル１６、基板ホルダ１７を段積して構成
されており、基板ホルダ１７上に基板１８が載せられて
いる。Ｘ軸モータ１９、Ｙ軸モータ２０、Ｚ軸モータ２
１がそれぞれ駆動すると、基板１８はＸ方向、Ｙ方向へ
水平移動し、またＺ方向へ上下動し、これにより基板１
８はスクリーンマスク１の直下の印刷位置に位置決めさ
れる。２２は基板１８を基板ホルダ１７上に搬入する搬
入コンベヤ、２３はここから搬出する搬出コンベヤであ
る。 【００１１】搬入コンベヤ２２とスクリーンマスク１の
間にはカメラ２４が設けられている。鎖線で示すよう
に、Ｘテーブル１４とＹテーブル１５を駆動して基板１
８をカメラ２４の下方へ移動させ、そこでカメラ２４で
基板１８の上面を観察して基板１８の位置認識やクリー
ム半田の印刷状態の検査を行う。２５はタッチパネルで
あって、様々な情報の表示や入力を行う。２６はスクリ
ーンマスク１上に投入されたクリーム半田である。 【００１２】このスクリーン印刷装置は、スクリーンマ
スク１を基板１８上に重ね、スキージ３またはスキージ
４をスクリーンマスク１上を摺動させることにより、ス
クリーンマスク１のパターン孔を通して基板１８のラン
ド上にクリーム半田２６を印刷する。そして次にＺテー
ブル１６を駆動して基板１８をスクリーンマスク１から
下降・分離（版離れ）させることにより、ランド上にク
リーム半田２６を転写する。 【００１３】次に、図２を参照して制御系を説明する。
３０は制御部である。タッチパネル２５、カメラ２４、
シリンダ５，６、Ｘ軸モータ１９、Ｙ軸モータ２０、Ｚ
軸モータ２１、Ｈ軸モータ１２は、それぞれタッチパネ
ル制御部３１、印刷状態検査部３２、印圧制御部３３、
ＸＹテーブル制御部３４、版離れ制御部３５、スキージ
速度制御部３６を介して制御部３０に接続されている。
また制御部３０には、印刷パラメータ記憶部３７、印刷
パラメータライブラリ３８、印刷パラメータの補正量記
憶部３９、ＲＯＭ４０が接続されている。 【００１４】図３は、印刷パラメータライブラリ３８に
登録された印刷パラメータの例を示している。印刷パラ
メータライブラリ３８には、クリーム半田の名称が付与
されたパターン名称別に、印刷パラメータが登録されて
いる。印刷パラメータは、スキージ速度（ｍｍ／ｓ）、
版離れ速度（ｍｍ／ｓ，基板１８をスクリーンマスク１
から相対的に下降させてパターン孔内の半田をランド上
に転写させるときの基板１８の下降速度）、版離れモー
ド（基板１８をスクリーンマスク１から下降させるとき
の下降速度を等速にするか、あるいは加速度を加えなが
ら下降させるか）、版離れストローク（ｍｍ，基板１８
をスクリーンマスク１から下降させる下降ストロー
ク）、印圧（ｇ／ｍｍ，スキージ３，４をスクリーンマ
スク１に押し付ける圧力）、クリアランス（ｍｍ，スキ
ージ３，４をスクリーンマスク１上を摺動させて印刷す
るときのスクリーンマスク１と基板１８のギャップ）な
どである。上記６つの印刷パラメータのうち、スキージ
速度、版離れ速度、印圧の３つが特に印刷の仕上りに影
響する。 【００１５】印刷パラメータ記憶部３７には、これから
印刷を行うために、印刷パラメータライブラリ３８から
選択された該当する半田の印刷パラメータが書き写され
る。補正量記憶部３９は、印刷パラメータの補正量を半
田の種類別または特性別に記憶する。ＲＯＭ４０には、
クリーム半田のスクリーン印刷に必要な様々なデータや
プログラムが登録されている。 【００１６】このクリーム半田のスクリーン印刷装置は
上記のような構成より成り、次に図４〜図６を参照して
動作を説明する。まず、図４のステップ１において、印
刷パラメータの初期値をセットする。これは、タッチパ
ネル２５を操作して、印刷パラメータライブラリ３８の
中から、これから使用する半田の名称（例えば半田Ａ）
を選択することにより行う。すると、印刷パラメータラ
イブラリ３８に登録されている半田（本例では半田Ａ）
の印刷パラメータは印刷パラメータ記憶部３７に書き写
される。 【００１７】次にステップ２で、半田の種類（物性）を
選択する。本例では、半田の種類は図６に示す３種類
（粘度小、粘度中、粘度大）である。図６において、半
田の種類（物性）別に、印刷パラメータである印圧と版
離れ速度の１回の補正量が定められている。 【００１８】以上のようにして前準備が終了したなら
ば、印刷を開始する（ステップ３）。すなわち、図１に
おいて、スクリーンマスク１を基板１８の上面に重ね、
スキージ３または４をスクリーンマスク１上を摺動させ
ることにより、クリーム半田２６を基板１８の回路パタ
ーンのランド上に印刷する。 【００１９】次にステップ４で、クリーム半田２６の印
刷状態の検査を行う。すなわち図１において、可動テー
ブル１３を駆動して基板１８をカメラ２４の下方へ移動
させ、基板１８に印刷されたクリーム半田２６を観察す
ることにより検査を行う。図５（ａ），（ｂ），（ｃ）
は、カメラ２４で観察されたクリーム半田２６の画像を
示している。図中、４１は基板１８の上面に形成された
回路パターンのランドである。図５（ａ）はにじみであ
って、クリーム半田２６はランド４１からばり出してい
る。にじみは半田ブリッジの原因となるので異常（不
良）である。にじみの代表的な原因は、スキージ３，４
の印圧が大きすぎることである。したがってにじみを解
消するためには、印圧をマイナス側に補正して印圧を小
さくすればよい。 【００２０】図５（ｂ）は、クリーム半田２６はランド
４１上にきれいに印刷されており、正常である。このよ
うにクリーム半田２６がランド４１に正常に印刷されて
いれば、電子部品の電極をランド４１上に正しく半田付
けできる。図５（ｃ）は欠けであって、クリーム半田２
６はランド４１上に十分に印刷されていない。欠けでは
半田量が不足し、電子部品の電極をしっかり半田付けで
きない。欠けの代表的な原因としは、版離れ速度が速す
ぎることであり、したがって欠けを解消するためには、
版離れ速度をマイナス側に補正して遅くすればよい。 【００２１】以上のことから、ステップ４の検査でにじ
み有りと判定されたならば、ステップ５で印圧をマイナ
ス側に補正し、以後の印刷を行う。またステップ４の検
査で正常と判定されれば、印刷パラメータの補正を行う
ことなく印刷を続行する（ステップ６）。また欠け有り
と判定されれば、ステップ７で版離れ速度を補正し、以
後の印刷を行う。ステップ５，７は、検査結果がＯＫ
（正常）になるまで繰り返される。以上の動作を生産終
了まで繰り返す（ステップ８）。なお図６に示すよう
に、印圧の補正量はクリーム半田の粘度が大きい程大き
く、また版離れ速度の補正量は粘度が小さい程大きい。
この図６の補正量は、テスト印刷を行って決定される。
このように、半田の種類（物性）毎に、印刷パラメータ
の補正量を設定しておき、印刷パラメータの補正を行う
場合はこの補正量に応じて修正するので、より一層効率
よく印刷パラメータを最適な値に設定してスクリーン印
刷を行うことができる。なお本実施の形態では、補正デ
ータとして印刷パラメータの１回の補正量を例にとって
説明したが、クリーム半田の種類（物性）毎に印刷パラ
メータの補正の度合を決めるデータであればどのような
ものでもよい。 【００２２】 【発明の効果】本発明によれば、クリーム半田のスクリ
ーン印刷を行いながら、印刷の仕上りの良否を判定し、
判定結果がＮＧの場合には、ＯＫとなるように印刷パラ
メータを自動補正するので、仕上りのよいクリーム半田
の印刷を作業性よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施の形態のクリーム半田の印刷装
置の側面図 【図２】本発明の一実施の形態のクリーム半田の印刷装
置の制御系のブロック図 【図３】本発明の一実施の形態の印刷パラメータライブ
ラリの内容図 【図４】本発明の一実施の形態のクリーム半田のスクリ
ーン印刷装置の動作のフローチャート 【図５】本発明の一実施の形態のクリーム半田の印刷パ
ターンの説明図 【図６】本発明の一実施の形態の印刷パラメータの補正
量の説明図 【符号の説明】 １ スクリーンマスク ３，４ スキージ １３ 可動テーブル ２４ カメラ ２５ タッチパネル ２６ クリーム半田 ３９ 補正量記憶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 時田 邦彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−336005（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41F 15/08 303 B41F 15/40 H05K 3/12 610 H05K 3/34 505

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】スクリーンマスクを基板上に重ね、スクリ
   ーンマスク上をスキージを移動させることにより、スク
   リーンマスクのパターン孔を通して基板にクリーム半田
   を印刷するクリーム半田のスクリーン印刷において、印
   刷パラメータライブラリに印圧と版離れ速度を含む印刷
   パラメータを登録しておき、この印刷パラメータライブ
   ラリから印刷パラメータを呼び出してスクリーン印刷を
   行ってスクリーン印刷の仕上りの良否を判定し、この判
   定結果により前記印刷パラメータを補正量記憶部に予め
   登録されている１回の補正量に基づいて補正してスクリ
   ーン印刷を行い、検査結果が正常になるまで印刷と検査
   を繰り返すようにし、且つ印圧の１回の補正量はクリー
   ム半田の粘度が大きい程大きくし、また版離れ速度の１
   回の補正量はクリーム半田の粘度が小さい程大きくする
   ことを特徴とするクリーム半田のスクリーン印刷方法。