JP4591266B2 - スクリーン印刷装置 - Google Patents

Description

本発明はクリーム半田等を印刷するスクリーン印刷装置に係り、特に微細な印刷を行っても版離れ時に半田の形状が損なわれないスクリーン印刷装置に関する。

従来のスクリーン印刷装置においては、特許文献１に記載されるように、クリーム半田（以後、半田又はペーストと称する場合もある）を、印刷後マスクを版離れさせ、その後、乾燥機において加熱して乾燥させる方法が開示されている。また特許文献２では、使用するペーストの温度を一定に保つために、マスクの温度を計測して、印刷装置に置かれたチャンバ内に温風を供給して印刷するスクリーン印刷機が開示されている。

また、特許文献３にはクリーム半田を印刷して、マスク開口部に充填した半田のみを加熱光にて加熱して、回路基板上にクリーム半田を溶融転写することが開示されている。

特開平６−２９７６８０号公報 特開平５−１１６２７４号公報 特開平１０−７１６９５号公報

ところで、最近はプリント基板に搭載する素子の微細化に伴い、印刷するペーストのパターン形状も微細化して、マスク上から基板面に所定のパターン形状でペーストを塗布した後に基板面からマスクをはがす際に、マスクからペーストがうまく抜けずにマスク側にペーストの一部が付着して残り、塗布したペーストの量が不足することで、最終的に不良となる可能性が高くなっている。上記特許文献１，２においては、それらの問題や解決手段に関しては何等開示がされていない。また、特許文献３では、マスク開口部に充填した半田全体を溶融して固着させてからマスクを剥離するもので、マスクの材質によっては、マスク側に溶融した半田が付着すること、マスクには熱が伝わらないと言っているが実際には溶融した半田がマスクに接触することになりマスクの熱変形は防止できない等の問題がある。

そこで本発明の目的は、印刷パターンが高密度化、微細化しても高精度の印刷が可能なスクリーン印刷装置を提供することに有る。

テーブル上に載置された基板の電極部に、ペーストを印刷するためテーブル上部に電極部位置に開口を備えたマスクと、開口部にペーストを押し込むスキージとを備え、ペーストを前記マスクの開口部に押し込んだ後、開口部のペースト表面を乾燥させる表面乾燥手段を設けたことを特徴とする。

マスク開口部のマスク側にペーストが残留することを抑制して、精度の良い印刷を実現した。

図１に本発明を適用したスクリーン印刷機の全体構成を示す。

図１において、スクリーン印刷機の本体フレーム１の上部には、1対のガイドレール２によって案内され、図上前後方向に移動可能にスキージヘッド３が設けられている。スキージヘッド３は、図示していないサーボモータにより回動するボールスクリュー４により、図上前後方向に駆動される。

スキージヘッド３にはスキージ５が搭載されている。スキージ２０はスキージ昇降シリンダ６によって上下方向に移動できる。本体フレーム１には版枠受け７が設けられており、版枠受け７には印刷パターンを開口部として持つスクリーン（マスク）８を張った版枠９がセットされるように構成されている。印刷テーブル１０は、ＸＹθ方向に移動可能な移動機構を備えたＸＹθテーブル１１とテーブル昇降機構（特に図示せず）を備えている。印刷テーブル１０の上面には、基板受け取りコンベア１２が設けられており、基板搬入コンベア１３によって搬入された基板１５を基板受け取りコンベア１２が受け取り、受け取りコンベア１２から印刷テーブル１０上に受け渡す。印刷テーブル１０上の基板１５の印刷が終了すると、基板受け取りコンベア１２が、印刷テーブル１０上の基板を受け取り、基板搬出コンベア１４に受け渡し、基板搬出コンベヤ１４により基板１５を排出する。全自動スクリーン印刷機においてはマスク８と基板１５の位置合わせを自動的に行なう機能を備えている。そのため、ＣＣＤカメラ１６によって、マスク８と基板１５のそれぞれに設けられた位置合わせ用マークを撮像し、図示していない制御部おいて撮像結果を画像処理してそれらの位置を認識し、検出した位置ズレ量だけＸＹθテーブルを駆動して補正する。

また、スキージヘッド３にはマスク面に設けてある開口部に押し込まれたクリーム半田の表面を乾燥させるための、乾燥手段として温風発生器が取り付けてある。

図２にこのスキージヘッド部の概略構成を示す。スキージヘッド３には、スキージヘッド３の移動方向に応じて上下するスキージ２０ａ，２０ｂがそれぞれ設けてある。スキージ２０を上下するために支持板２１にスキージを上下に駆動するピストン２２ａ，２２ｂが取り付けられ、その支持板２１にはスキージで半田２３をマスク８面の開口部に押し込んだ後で、温風をマスク面に吹き付けて、開口部のペースト表面を乾燥させるための、吹き付けノズル２５を備えた温風発生器２４が設けてある。なお吹き付けノズルの幅はスキージヘッドの幅（スキージヘッドの移動方向に対して直角方向の長さをいう）と略同じ幅にしてある。

この温風発生器２４は使用するペーストの種類で吹き付ける温風の温度が複数段に切り替えることができるように成っており、その設定温度は１０℃〜５０℃の範囲で切り替え制御できる。すなわち、半田の表面だけを乾燥させる熱でよいため、半田全体を溶融させる必要がないためにこの程度加熱温度でよいものである。

図３には、温風を当ててペースト表面を乾燥させた場合と、温風を吹き付けない場合におけるマスクを版離れさせる状態を示す。

クリーム半田を印刷する基板１５は図に示すように、基板１５に電極３０と電極の周囲にレジスト膜３１が形成され、さらにレジスト膜３１上にシルク印刷部３２が形成された構成となっている。マスク８には基板１５の電極部を設けてある位置に開口部が設けてあり、この開口部から半田２３をスキージ２０により押し込むことで印刷するものである。

温風を吹き付けずにクリーム半田（ペースト）２３を塗布して、版離れさせた場合は図３（ａ）のようにマスク８側に半田２３ａが残り、基板１５側に所望の量の半田２３ｂが供給されず印刷不良となる。この現象は、マスクと基板とが密着しないためや、マスク８を基板１５面から剥す時にマスク８と半田２３の隙間の影響でマスク側に一部の半田２３ａが引き剥がされてしまう。そのため、本発明では前述の現象の発生を抑制するために、図３（ｂ）に示すように、マスク８の開口部にスキージ２０でクリーム半田を押し込む処理が終了後、すぐにはマスク８と基板１５とを離間させずに、スキージ２０のみをマスク８から離して、一度スキージヘッド３を移動しながらスキージヘッド３に設けた温風発生器２４で発生させた温風２６をノズル２５から吹き付ける。これによって、開口部に押し込まれた、半田２３の表面を乾燥させ、その後基板１５からマスク８を剥すことでマスク側に半田が付着して残ることがないようにしたものである。

なお、前述の構成では、温風発生器２４をスキージヘッド３に設ける構成としたが、温風発生器２４をスキージヘッド３とは別に設け、スキージヘッド３の移動方向に、移動可能に構成しても良い。

また、前記実施例ではスキージ２０でクリーム半田２３を押し込む工程が終了して、スキージ２０をマスク８から離間させた状態で温風発生器２４を作動させるようにしたが、スキージ２０がクリーム半田２３をマスク開孔に押し込む工程中にスキージ２０の後方に設けた温風発生器２４を動作させるようにしてもよい。この場合は、スキージ部と温風発生器の位置を、ノズルから噴出する温風がスキージ側のクリーム半田に届かないように、距離をとって支持板２１に取り付ける必要がある。

なお、ここでは、クリーム半田の表面の乾燥に乾燥手段として温風発生器からの温風を用いたが、クリーム半田の表面を乾燥できるものであれば、温風に代えて、常温の空気、やＮ２ガスを吹き付ける構成としてもよい。

印刷装置の全体構成を示す図である。 スキージヘッド部に温風発生器を設けた構成を示す図である。 マスク開口部に温風を当てない場合と当てた場合との版離れ状態を示す図である。

符号の説明

１…本体フレーム、２…ガイドレール、３…スキージヘッド、４…ボールスクリュー、６…スキージ昇降シリンダ、７…版枠受け、８…マスク、９…版枠、１０…印刷テーブル、１１…ＸＹθテーブル、１５…基板、２０…スキージ、２３…ペースト、２４…温風発生器。

Claims (1)

1. テーブル上に載置された基板の電極部に、ペーストを印刷するためテーブル上部に前記基板の電極部位置に開口を備えたマスクと、前記マスクの開口にペーストを押し込むスキージを備えたスキージヘッドと、前記スキージヘッドをマスク面に沿って移動させるヘッド駆動機構と前記スキージをマスク面側に移動させるスキージ駆動機構を備えたスクリーン印刷装置において、
   前記ペーストを前記マスクの開口部に押し込んだ後、前記開口のペースト表面を乾燥させる表面乾燥手段を前記スキージヘッドに設けて、前記表面乾燥手段は、使用するペーストに応じて設定温度を１０℃〜５０℃の範囲で切り替え制御すると共に、ペースト表面を乾燥させた後にマスクと基板との版離れ動作を実行するように制御する制御部を備えた温風発生器で構成したことを特徴とするスクリーン印刷装置。

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