JP4231799B2 - スクリーン印刷方法及びスクリーン印刷機 - Google Patents
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Description
図5に示す半導体装置は、可撓性フィルムから成るベース基板100の一面側に形成された配線パターン102,102・・の端部に形成されたパッド102a,102a・・が、半導体素子104の搭載面にも形成されており、このパッド102aには、外部接続端子としてのはんだバンプ106が設けられている。
この様に、半導体素子104の搭載面に形成された配線パターン102,102・・及びパッド102a,102a・・と搭載される半導体素子104との接触を防止すべく、パッド102a,102a・・の各々を覆う絶縁膜108が形成されている。
かかるベース基板100の半導体素子104の搭載面に接着剤層110によって接合された半導体素子104は、ベース基板100の周縁部近傍に形成された配線パターン102のボンディング部102bにワイヤ112によって電気的に接続されて封止樹脂114により封止されている。
尚、ボンディング部102bが形成された配線パターン102には、幅狭の絶縁層109が配線パターン102を横切るように形成されており、ワイヤ112と配線パターン102との短絡を防止している。
かかる半導体素子104及びワイヤ112等は、封止樹脂114により封止されている。
かかる図6に示す配線基板を形成するには、先ず、図7(a)に示す様に、可撓性フィルムから成るベース基板100の所定箇所に、はんだバンプ106を形成する貫通孔105,105・・をプレス加工やレーザ加工等によって形成した後、一面側に銅箔101を貼着する。
更に、図7(b)に示す様に、銅箔101にパターニングを施し、貫通孔105,105・・の各々にパッド102aを形成した配線パターン102を形成した後、図7(c)に示す様に、パッド102a,102a・・の各々を覆う絶縁膜108及び配線パターン102を横切る絶縁膜109を形成する。
次いで、配線基板に搭載した半導体素子104とボンディング部102bとをワイヤ112で電気的に接続した後、半導体素子104等を封止樹脂114によって封止する。
その後、パッド102a,102・・の各々にはんだボールを搭載してリフローすることによってはんだバンプ106を形成し、図5に示す半導体装置を得ることができる。
しかし、複数枚の配線基板を順次スクリーン印刷機に供給し、配線基板の各々にスクリーン印刷によってソルダレジストから成る絶縁膜108,109を形成したところ、所定枚数の配線基板にスクリーン印刷を施した後には、形成した絶縁膜108,109の形成領域から外方にソルダレジストの滲み出しが生じた。かかる滲み出しは、例えば配線パターン102,102・・を横切るように形成される絶縁膜109については、図8(a)(b)に示す如く、配線パターン102の表面に滲み出し部109aが形成され、ベース基板100の表面が露出している部分にも、滲み出し部109aが形成された。
かかる滲み出し部109aが形成された配線基板では、形成予定の形状の絶縁膜108,109を形成できず、その外観が劣ることは勿論のこと、ボンディング部102bに滲み出し部109aが形成された場合、その部分には、めっきを施すことができず、ワイヤ112のボンディング不良が惹起されるおそれがある。このため、最終的に得られた半導体装置の信頼性は低下する。
したがって、スクリーン印刷された配線基板について全数検査することを要し、滲み出し部109aの範囲が基準値を越えた配線基板は不良品扱いとなる。
しかも、かかる不良品の配線基板を形成したクリーン印刷機のスクリーンを取り外して洗浄することを要し、スクリーン印刷を再開するまでの停止時間が長くなる。
そこで、本発明の課題は、スクリーンに形成した印刷パターンを印刷対象物の印刷面に転写したとき、転写パターンの形成領域外への塗布剤の滲み出しを可及的に防止できるスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷機を提案することにある。
この検討によれば、ソルダレジストの滲み出しは、スクリーン印刷を複数回実施すると、印刷パターンが形成されたスクリーンの一面側において、印刷パターンの形成領域外に次第にソルダレジストが付着することによって惹起されることが判明した。
しかも、配線パターン102,102・・の隣接する配線パターン102との間隔が狭くなるに伴って、スクリーンの一面側に形成したマスク部によって配線パターン間を充分にシールし難くなる。このため、スクリーン印刷の際に、スクリーンに形成したマスク部によって配線パターン間を充分にシールしてソルダレジストの滲み出しを防止することには限界が存在する。
一方、本発明者は、スクリーン印刷に用いられるソルダレジストは、通常、揮発性溶剤で粘度調整されており、ソルダレジスト中の揮発性溶剤を飛散させることによって乾燥し固化することを知った。
このため、本発明者は、スクリーンの一面側において、印刷パターンの形成領域外に付着したソルダレジスト中の揮発性溶剤を飛散させて乾燥することによって、その後のスクリーン印刷では、印刷対象部の印刷面に形成した転写パターンの形成領域外へのソルダレジストの滲み出しを防止できるものと考え検討した結果、本発明に到達した。
にある。
また、印刷対象物として、印刷面に配線パターンが形成された配線基板を用いることによって、最終的に得られた配線基板の信頼性を高めることができる。
従って、スクリーン印刷をスムーズに再開でき、スクリーンに形成された印刷パターンの形成領域外の部分が印刷対象物の印刷面に当接しても、この部分に付着した塗布剤は乾燥されているため、印刷対象物の印刷面に転写されず、転写パターンの形成領域外への塗布剤の滲み出しを防止できる。
その結果、印刷対象物の印刷面に、スクリーンに形成した印刷パターンと実質的に同一形状の転写パターンを形成できる。
かかるスクリーン10は、図2に示す様に、網体10bから成り、その一面側に形成されたマスク部14に、底面に網体10bが露出する開口部から成る印刷パターン16が形成されているメッシュ状スクリーン(以下、単にスクリーン10と称することがある)である。
かかる載置台24の昇降によって、載置台24に載置された配線基板12の印刷面をスクリーン10の一面側に接離できる。
尚、配線基板12に印刷面には、配線パターンが形成されている。
かかる図1に示すスクリーン印刷機に設けられた、駆動モータ18a,20a、22a,30b,32a,34a及びシリンダ28a,28bは、制御部36によって制御されている。
次いで、制御部36からの信号によって、駆動モータ22aを駆動し、載置台24を上昇させて、載置台24に載置されている配線基板12の印刷面をスクリーン10の一面側に当接する。
更に、制御部36は、シリンダ28a,28bの一方に駆動信号を発信して、スキージ26a,26bの一方の先端をスクリーン10の他面側に当接した後、駆動モータ30aを駆動してスキージ26a,26bの一方をスクリーン10に沿って移動し、揮発性溶剤で粘度調整された塗布剤をスクリーン10の他面側に塗布する。
スクリーン10の他面側に塗布された塗布剤は、スクリーン10を構成する網体を通過してスクリーン10の一面側に形成された、図2に示す印刷パターン16と配線基板12の印刷面12aとの間に充填される。一方、スクリーン10の一面側に形成されたマスク部14と当接する配線基板12の印刷面の当接面には、塗布剤は塗布されない。このため、制御部36からの信号によって、駆動モータ22aが駆動されて載置台24が降下し、配線基板12とスクリーン10とが離れた際には、配線基板12の印刷面には印刷パターン16に倣って転写された塗布剤から成る転写パターンが形成されている。
その後、載置台24に載置された、スクリーン印刷が施された配線基板12は、制御部36からの信号によって搬出用コンベア34の駆動モータ34aが駆動されて搬出される。
かかる付着部38は、スキージ26a,26bの一方、例えばスキージ26aをスクリーン10に沿って移動し、揮発性溶剤で粘度調整された塗布剤をスクリーン10の他面側に塗布する際に、塗布剤はスキージ26aによってスクリーン10の他面側に所定の圧力を加えて押し付けられることによるものと考えられる。
つまり、配線基板12の印刷面12aをスクリーン10の一面側に当接した際に、配線基板12の印刷面12aには、配線パターン等が形成されており、マスク部14と配線基板12の印刷面12aとの全面を充分に密着状態とすることは至難のことである。このため、印刷パターン16と配線基板12の印刷面12aとの間に、スキージ26aによって所定圧力の塗布剤が充填されたとき、マスク部14と配線基板12の印刷面12aとの密着が不充分な箇所から、塗布剤がマスク部14と配線基板12の印刷面12aとの間に徐々に進入し、所定枚数の配線基板12にスクリーン印刷を施したとき、図9に示す滲み出し部109aを形成する付着部38を形成する。
しかし、塗布剤は、揮発性溶剤で粘度調整されているため、揮発性溶剤を飛散させて短時間で乾燥させることができる。
このため、図1に示すスクリーン印刷機では、所定枚数の配線基板12にスクリーン印刷を施し、図3に示す付着部38がマスク部14に形成されたとき、制御部36からの信号によって、駆動モータ32aを停止して、配線基板12のスクリーン10の一面側への搬入を停止すると共に、スクリーン10の一面側と配線基板12の印刷面との間を離間し、スクリーン10の一面側を開放状態とする。かかるスクリーン10の一面側を開放する状態を所定時間保持することによって、付着部38を形成する塗布剤の揮発性溶剤を飛散させて乾燥できる。乾燥した付着部38は、再度、配線基板12の印刷面に当接しても、印刷面に転写されず、図9に示す滲み出し部109aの形成を防止できる。
尚、付着部38の乾燥程度は、付着部38の表面のみが乾燥している状態であってもよい。
尚、スクリーン10の一面側を開放状態とするタイミングは、塗布剤の種類や粘度、配線基板12の印刷面に形成された配線パターンの形状等によって異なり、予め実験的に求めておくことが好ましい。
また、スクリーン10として、メッシュ状スクリーンを用いてきたが、メタルスクリーンを用いることができる。
更に、スクリーン10を昇降可能に設け、スクリーン10の一面側と配線基板12との当接状態を開放してもよく、スクリーン10の一端部を他端部に対して昇降可能に設けてもよい。
図6に示す配線基板では、絶縁膜109からソルダレジストが滲み出して形成された、図8(a)(b)に示す滲み出し部109aについて、絶縁膜109からの長さ(以下、滲み出し部109aの長さと称することがある)が200μm以下の配線基板は良品として扱うことができるが、滲み出し部109aの長さが200μmを越える配線基板は不良品として扱われる。このため、図6に示す配線基板では、滲み出し部109aの長さの基準値は200μmである。
図6に示す配線基板にスクリーン印刷によって絶縁膜109を形成した際に、滲み出し部109aの長さを基準値以下とすべく、5枚の配線基板12を連続してスクリーン印刷した後、スクリーン印刷を停止すると共に、載置台24を降下してスクリーン10の一面側と配線基板12の印刷面との間を離間し、スクリーン10の一面側を開放状態とした。5枚目の配線基板12の印刷面を観察したところ、図4に示す様に、滲み出し部109aの長さは基準値以下であった。
かかるスクリーン10の一面側の開放状態を約30秒ほど継続した後、スクリーン印刷を再開し、5枚の配線基板12を連続してスクリーン印刷した後、再度、スクリーン印刷を停止して、スクリーン10の一面側と配線基板12の印刷面との間を離間し、スクリーン10の一面側を30秒間開放状態とした。
この様に、スクリーン10の一面側を30秒間開放状態とする操作を、5枚の配線基板12を連続してスクリーン印刷した後に行なったところ、400枚の配線基板12の各印刷面に、滲み出し部109aの長さが基準値以下の絶縁膜109を形成できた。
この様に、印刷終了した各配線基板12の印刷面において、滲み出し部109aの長さが基準値を越えた場合には、この配線基板は不良品として扱われる。
更に、この場合には、スクリーン10を取り外して洗浄することを要し、スクリーン印刷を再開するまでの停止時間が長くなる。
10a 枠体
10b 網体
12a 印刷面
12 配線基板
14 マスク部
16 印刷パターン
18 Xテーブル
18a,20a,22a,30b,32a,34a 駆動モータ
20 Yテーブル
22 テーブル
24 載置台
26a,26b スキージ
28a,28b シリンダ
30 スキージ駆動手段
30a ボールネジ
32 搬入用コンベア
34 搬出用コンベア
36 制御部
38 付着部
Claims (6)
- 印刷対象物の印刷面に印刷する印刷パターンが一面側に形成されたスクリーンを具備するスクリーン印刷機を用い、
前記スクリーンの一面側に印刷対象物を搬入し、前記スクリーンの他面側に揮発性溶剤で粘度調整された塗布剤を塗布して、前記印刷パターンに倣って転写した、前記塗布剤から成る転写パターンを印刷対象物の印刷面に形成する際に、
該スクリーンの一面側に所定数の前記印刷対象物を順次搬入し、順次搬入された印刷対象物の印刷面に前記転写パターンを形成したとき、前記印刷対象物のスクリーンの一面側への搬入を停止した後、
前記スクリーンに形成した印刷パターンの形成領域内の塗布剤を未乾燥状態に保持しつつ、前記スクリーンの印刷パターンの形成領域外に滲み出した塗布剤に含有されている揮発性溶剤を飛散させて、前記滲み出した塗布剤の少なくとも表面を乾燥するように、前記スクリーンの一面側と印刷対象物の印刷面との間を所定時間離間することを特徴とするスクリーン印刷方法。 - スクリーンとして、網体の一面側に形成した樹脂から成るマスク部に、底面に網体が露出する開口部から成る印刷パターンを形成したメッシュ状スクリーンを用いる請求項1記載のスクリーン印刷方法。
- 印刷対象物として、印刷面に配線パターンが形成された配線基板を用いる請求項1又は請求項2記載のスクリーン印刷方法。
- 印刷対象物の印刷面に印刷する印刷パターンが一面側に形成されたスクリーンと、前記スクリーンの一面側と印刷対象物の印刷面とを接離する接離手段と、前記印刷対象物の印刷面が一面側に当接しているスクリーンの他面側に、揮発性溶剤で粘度調整された塗布剤を塗布して、前記一面側に当接している印刷対象物の印刷面に、前記印刷パターンに倣って転写した、前記塗布剤から成る転写パターンを形成するスキージと、前記接離手段に印刷対象物を搬入し、前記転写パターンが印刷面に形成された印刷対象物を接離手段から搬出する搬送手段とを具備するスクリーン印刷機であって、
該接離手段に搬入した所定数の前記印刷対象物の各印刷面に、前記転写パターンを形成したとき、前記印刷対象物の搬入を停止し、前記スクリーンの一面側と印刷対象物の印刷面との間を所定時間離間して、前記スクリーンに形成した印刷パターンの形成領域内の塗布剤が未乾燥状態に保持されると共に、前記スクリーンの印刷パターンの形成領域外に滲み出した塗布剤に含有されている揮発性溶剤を飛散し、前記滲み出した塗布剤の少なくとも表面が乾燥するように、前記搬送手段及び接離手段を制御する制御部が設けられていることを特徴とするスクリーン印刷機。 - スクリーンが、網体の一面側に形成した樹脂から成るマスク部に、底面に網体が露出する開口部から成る印刷パターンが形成されているメッシュ状スクリーンである請求項4記載のスクリーン印刷機。
- 印刷対象物が、印刷面に配線パターンが形成された配線基板である請求項4又は請求項5項記載のスクリーン印刷機。
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