JP5236334B2 - スクリーン印刷方法及び基板温度調節機能付きスクリーン印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、印刷推奨温度と温度差のある基板やパレットを使用して印刷する際に、基板やパレットの温度を調節してから印刷可能とするスクリーン印刷方法及びスクリーン印刷装置に関する。

基板に半田をスクリーン印刷するには、基板にスクリーンマスクを重ね合わせ、ペースト状の半田を、スクリーンマスク上に供給し、スクリーンマスクの上をスキージで摺動することにより、スクリーンマスクに形成されたパターン状の貫通孔を通過させることにより行われる。ここで使用されるペースト状の半田は、温度により粘性が変化し、半田の粘性が変化すると、印刷品質のばらつきを生じることとなる。そのため、発明者らは、半田が高温となる原因を調べる実験をおこなった。まず、温度上昇を生じる原因として、（１）機内電装品（モータ、アンプ）の排熱、（２）スキージとマスクの摩擦熱、（３）リフロー後の冷却不足基板の取り込みによる熱、（４）リフロー後の冷却不足パレットの取り込みによる熱、（５）外気温等が考えられた。そのため、問題となる熱源を図るために、エアコン装置のないスクリーン印刷機の中で、基板を入れ替えずにスキージ等を作動させて印刷動作を繰り返した。そして、そのときの半田の表面温度、半田の内部温度、スクリーンマスクの温度、室内温度を測定する実験を行った。その結果として、図５のグラフにしめすように、半田の内部温度及び表面温度は、半田が供給後の５分間で２℃程の上昇があった（これは、半田が貯留された場所と印刷機内の温度の差によるものと思われる）が、スキージの往復動作中時とその後の往復動作停止中時とで、半田の内部温度及び表面温度の変化はまったく見られなかった。そのため、原因として考えられた（１）機内電装品の排熱及び（２）スキージとマスクの摩擦熱は、半田の内部温度及び表面温度や機内温度の上昇に影響していないことが確認された。そして、残る原因として、（３）リフロー後の冷却不足基板の取り込みによる熱、（４）リフロー後の冷却不足パレットの取り込みによる熱、（５）外気温が問題となり、特にリフロー後の基板及びパレットの冷却不足による取り込み熱が問題であると考えられた。そして、基板やパレットの冷却不足は、以下のように生じると考えられる。

一般に、基板に電子部品が実装されるには、まず基板の上にペースト状の半田がスクリーン印刷装置でスクリーン印刷され、印刷された半田の上に電子部品が実装装置で装着され、そして、リフロー炉において高温で加熱されることによって半田が溶解するとともに、その後、冷却されることにより半田が固化されて基板に電子部品が固定される（実装する）ことが行われる。そして、表側に電子部品が実装された基板の裏側にさらに電子部品が実装される場合がある。また、基板を載置するパレットだけが、リフロー後に基板から取り外され、新たな基板と組み合わされて印刷される場合がある。この場合、基板やパレットはリフロー炉において２００℃前後で加熱されるため、基板の裏側の実装のため又は新たに載置された基板の実装のためにスクリーン印刷工程に戻された基板又はパレットは熱が冷め切っておらず（例えば５０℃〜７０℃）、冷却不足を生じ、その熱のために新たに印刷される半田の粘度が変化して印刷品質の低下を生じ印刷不良を生じる場合がある。なお、印刷推奨温度として、２０℃〜３０℃であることと考えられる。

そのため、特許文献１によると、印刷の際に基板が置かれる印刷台に冷却部を埋め込むことで、基板の温度を下げることを図るものである。また、特許文献２によると、印刷の際に基板が置かれるテーブルに冷却水が循環する管部を接触させることにより、基板の温度を下げることを図るものである。
２００４−３３８３４１号公報 ２００４−２２３８２７号公報

しかし、特許文献１及び特許文献２の技術は、基板冷却機能が、いずれも基板保持装置（印刷台・テーブル）に組み込まれた構成であるため、印刷開始点と印刷終了点における温度が開始から終了という時間的経過に伴う温度勾配のために印刷むらを生じるおそれがあった。また、一般に基板の温度が逆に低いと、スクリーンマスクの貫通孔に対する半田の抜けが悪くなり印刷むらを生じさせるおそれがあった。

本発明の目的は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、印刷推奨温度と温度差のある基板やパレットを使用して印刷する場合において、印刷むらのない均質な印刷を可能とするスクリーン印刷方法及び基板温度調節機能付きスクリーン印刷装置を提供することである。

上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、基板又はパレットに載置された基板にスクリーンマスクを重ね、該スクリーンマスク上でスキージ装置を摺動させることにより、前記スクリーンマスクに形成された貫通孔を介して印刷剤を前記基板にスクリーン印刷するスクリーン印刷方法において、温度検出装置によって検出された前記基板又は前記パレットに載置された基板の温度が印刷推奨温度に対して温度差を有する場合に、冷却装置によって前記基板又は前記パレットに載置された基板を印刷推奨温度まで冷却する印刷推奨温度適合工程と、前記印刷推奨温度適合工程で印刷推奨温度に冷却された前記基板又は前記パレットに載置された基板に印刷剤をスクリーン印刷する温度適合後印刷工程と、を備え、前記印刷推奨温度適合工程は、前記基板又は前記パレットに載置された基板を複数枚スクリーン印刷する場合に、先行する前記基板について前記温度適合後印刷工程で前記スクリーン印刷される時間で、後続する前記基板又は前記パレットに載置された基板が印刷推奨温度まで冷却されるよう前記冷却装置の制御がなされることである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記印刷推奨温度適合工程で、前記温度検出装置により前記基板又は前記パレットに載置された基板の温度が印刷推奨温度まで冷却されたことが検出されると、当該印刷推奨温度で冷却されたことが検出された前記基板又は前記パレットに載置された基板のみを前記温度適合後印刷工程に搬送する温度適合後基板搬送工程を備えることである。
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２におけるスクリーン印刷方法は、スクリーン印刷された表側に電子部品が実装され、前記表側に電子部品が実装された基板又はパレットに載置された基板がリフロー炉で加熱・冷却され、該リフロー炉で加熱・冷却された前記基板の裏側に又は前記リフロー炉で加熱・冷却されたパレットに載置された基板にスクリーン印刷する場合に適用されることである。

請求項４に係る発明の構成上の特徴は、基板又はパレットに載置された基板を搬送する基板搬送装置と、搬送された基板をクランプする基板クランプ装置とを備え、クランプされた基板に重ねられたスクリーンマスク上でスキージ装置を摺動させることにより、前記スクリーンマスクに形成された貫通孔を介して印刷剤を基板にスクリーン印刷するスクリーン印刷装置において、前記基板又は前記パレットに載置された基板の温度の印刷推奨温度に対する温度差を検出する温度検出装置と、前記基板又は前記パレットに載置された基板の温度が印刷推奨温度に対して温度差を有する場合に、前記基板又は前記パレットに載置された基板を印刷推奨温度まで冷却する冷却装置と、を備え、前記スクリーンマスク及び前記スキージ装置は、前記冷却装置により冷却された前記基板又は前記パレットに載置された基板に印刷剤をスクリーン印刷するものであり、前記基板又は前記パレットに載置された基板を複数枚スクリーン印刷する場合に、先行する前記基板について前記スクリーンマスク及び前記スキージ装置で前記スクリーン印刷される時間で、後続する前記基板又は前記パレットに載置された基板が印刷推奨温度まで冷却されるよう前記冷却装置を制御する制御装置、を備えることである。

請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項４において、前記基板搬送装置は、前記温度検出装置により前記基板又は前記パレットに載置された基板の温度が印刷推奨温度まで冷却されたことが検出された前記基板又は前記パレットに載置された基板のみを前記スクリーンマスク及び前記スキージ装置に搬送することである。
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項５において、前記冷却装置と、前記スクリーンマスク及び前記スキージ装置との間には、前記基板又は前記パレットに載置された基板が通過可能な開口が設けられた断熱隔壁を備えていることである。

請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項６において、前記断熱隔壁の開口には、温度の異なる空気の出入りを遮断するエアカーテン装置が設けられていることである。
請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項５乃至請求項７のいずれか１項において、前記基板搬送装置は、前記冷却装置に対応して設けられ前記基板又は前記パレットに載置された基板を搬入するインコンベヤ、及び前記スクリーンマスク及び前記スキージ装置に対応して設けられ前記基板又は前記パレットに載置された基板を印刷位置へ搬送するメインコンベヤを備え、前記冷却装置は、冷気を作るエアコンプレッサ装置と、前記インコンベヤの上方にロート状に広がった給気フードを出口に有し下方に配置される基板全体に前記エアコンプレッサ装置で作られた冷気を当てる送風ダクト装置と、前記インコンベヤの下方にロート状に広がった排気フードを有し基板の熱気を外に排出する排気ダクト装置と、を備えることである。

請求項１に係る発明によると、温度適合後印刷工程の前に別工程としておかれた印刷推奨温度適合工程において、基板又はパレットに載置された基板を印刷推奨温度に適合するまで充分に冷却し、全体がむらなく印刷推奨温度となった基板に半田を供給して印刷するので、半田の粘度が変化して印刷品質の低下を生じることなく、かつ基板に温度勾配による印刷むらを生じることなく高い品質のスクリーン印刷を行うことができる。
また、先行する基板が印刷される間に、後続する基板が印刷推奨温度まで温度変更される。このように並行して二つの工程が実行されるので、印刷推奨温度適合工程に要する作業時間を直列的に付加することなく、効率的に均質な印刷を行うことができる。

請求項２に係る発明によると、温度検出装置により基板の温度管理を厳密に行うことができるので、印刷推奨温度に至った基板又は印刷推奨温度に至ったパレットに載置された基板のみを印刷工程に送ることで、正しく温度調整がされていない基板が印刷されることを防止することができる。
請求項３に係る発明によると、リフロー炉で加熱・冷却された基板又はパレットが、冷却不足であっても、印刷推奨温度適合工程で印刷推奨温度まで冷却されるので、基板に印刷むらを生じることなく均質のスクリーン印刷を行うことができる。

請求項４に係る発明によると、スクリーン印刷が行われる前に、冷却装置で基板又はパレットに載置された基板を印刷推奨温度に適合するまで充分に冷却し、全体がむらなく印刷推奨温度となった基板に半田を供給して印刷するので、半田の粘度が変化して印刷品質の低下を生じることなく、かつ基板に温度勾配による印刷むらを生じることなく高い品質のスクリーン印刷を行うことができる。
また、先行する基板が印刷される間に、後続する基板が印刷推奨温度まで冷却される。このように並行して二つの工程が実行されるので、冷却装置による冷却に要する作業時間を直列的に付加することなく、効率的に均質な印刷を行うことができる。

請求項５に係る発明によると、温度検出装置により基板の温度管理を厳密に行うことができるので、印刷推奨温度に至った基板又は印刷推奨温度に至ったパレットに載置された基板のみを、スキージ装置及びスクリーンマスクに送ることで、正しく温度調整がされていない基板にスクリーン印刷されることを防止することができる。
請求項６に係る発明によると、冷却装置により冷却されている空気の温度が、スクリーンマスク及びスキージ装置のある室内温度で上昇しないようになっている。

請求項７に係る発明によると、エアカーテン装置によって断熱隔壁の開口における温度の異なる空気の出入りが遮断される。
請求項８に係る発明によると、エアコンプレッサ装置による冷気が、送風ダクトの出口にインコンベヤの上方を覆うように設けられた給気フードによって、インコンベヤに載置された基板全体に当たり、基板が均等に冷却される。また、インコンベヤの下方に広がった排気フードを備えた排気ダクトにより、空気の流れを作り、基板の熱気を積極的に排出する。

本発明のスクリーン印刷装置の実施形態を以下に説明する。図１は、基板温度調節機能付スクリーン印刷装置２の全体概要を示す平面図、図２は、同側面図である。スクリーン印刷装置２は、図１に示すように、基板搬送装置４、基板保持装置６、スクリーンマスク保持装置８、スキージ装置１０、印刷推奨温度適合手段としての冷却装置１１及び制御装置１２を備えている。

基板搬送装置４は、基台１上に設けられた図略のフレームに、基板２４が搬送される上流側（図１において左側）より連設されたインコンベヤ１６、メインコンベヤ１８及びアウトコンベヤ２０で構成されている。これらのコンベヤ１６,１８,２０は夫々１対の無端のコンベヤベルト２２を備え、各対のコンベヤベルト２２がサーボモータ（図略）により夫々周回させられることで、基板２４が水平な方向（Ｘ方向）に搬送されるようになっている。このサーボモータはエンコーダ（図略）を備え、回転角度を該エンコーダにより検出して、基板２４の搬送速度、搬送方向及び搬送位置が制御できるようになっている。

インコンベヤ１６の上方には、図２に示すように、冷却装置１１が設けられている。冷却装置１１は、エアコンプレッサ装置１３、送風ダクト装置１５、排気ダクト装置１７及び温度センサ１９から構成されている。エアコンプレッサ装置１３は、図略のファンを備え、該ファンにより送られる冷気が通過する送風ダクト装置１５を備えている。送風ダクト装置１５の出口にはインコンベヤ１６の上方にロート状に広がった給気フード２１が連設されている。この給気フード２１により、下方に配置される基板２４全体に冷気が当たって、基板２４が均等に冷却されるようになっている。インコンベヤ１６の下方にはロート状に広がった排気フード２３を備え、排気フード２３には外気に連通した排気ダクト装置１７が連設されている。この排気ダクト装置１７は空気の流れを作るとともに基板２４の熱気がスクリーン印刷機内にこもらないように積極的に排出する。温度センサ１９は、基板２４の表面温度を検知する非接触式センサで、例えば赤外線式量子効果型温度センサを使用する。 温度センサ１９で検出された基板２４の温度は制御装置１２に温度データとして送られ、基板温度が印刷推奨温度である例えば２６℃以下になると、インコンベヤ１６からメインコンベヤ１８に搬送される。温度データは、基板２４の識別データ（例えばＩＤ番号）とともに制御装置（記録手段）１２に送られて、記録されて、基板２４の温度管理に使用される。また、インコンベヤ１６が配置される室と次のメインコンベヤ１８が配置される室の間には、下部が開口した断熱隔壁２６が設けられ、この断熱隔壁２６により冷却されているインコンベヤ１６の室内温度がメインコンベヤ１８のある室の雰囲気温度によって上昇しないようになっている。インコンベヤ１６からメインコンベヤ１８に搬送される基板２４が、断熱隔壁２６の開口を通過するようになっており、この開口にはエアカーテン装置（図略）が設けられて温度の異なる空気の出入りを遮断するようになっている。

前記メインコンベヤ１８には、図３に示すように、基板保持装置６が設けられている。基板保持装置６は、基板クランプ装置８０及び基板支持装置８２から構成される。基板クランプ装置８０は、基台１上に立設された第１支持フレーム８４及び第２支持フレーム８６とから成り、第１支持フレーム８４及び第２支持フレーム８６は上端に対向する基板押え部８８を有している。第２支持フレーム８６は基台１に固定立設され、第１支持フレーム８４は下部の固定支持部８９と上部の可動支持部９０とから構成される。固定支持部８９は基台１に第２支持フレーム８６に対向して固定立設され、可動支持部９０の下部は、固定支持部８９と第２支持フレーム８６との間に水平に架設されたＹ軸方向レール９２に摺動可能に係合されている。また、固定支持部８９と第２支持フレーム８６との間にはＹ軸方向レール９２に対して平行にＹ軸方向送り螺子９４が架設され、Ｙ軸方向送り螺子９４はサーボモータ９７によって軸回りに回転駆動するようになっている。Ｙ軸方向送り螺子９４にはボールネジ部材９６が螺合され、ボールネジ部材９６はＹ軸方向レール９２に摺動係合するスライダ９５に組付けられている。ボールネジ部材９６は、シリンダ９８を介して可動支持部９０に係合し、シリンダ９８の駆動及びＹ軸方向送り螺子９４の回転によって可動支持部９０がＹ軸方向レール９２に沿って摺動するようになっている。シリンダ９８には、図略のエアポンプに連通する図略のエアホースが設けられ、エアポンプとシリンダ９８の間には電気信号により無段階で圧力制御が可能な図略の電空比例弁が設けられている。この電空比例弁の開閉及びサーボモータ９７の駆動は制御装置１２によって制御される。

前記基板支持装置８２は、図３に示すように、第１支持フレーム８４と第２支持フレーム８６の間に設けられ、詳細な図示は省略するが、複数の支持ピン及び支持ピンが着脱可能に取り付けられる支持ピン台１００を有している。支持ピン台１００は、昇降台１０２が設けられた昇降装置１０４に固定され、昇降装置１０４は、図略の昇降用モータにより昇降台１０２を昇降させるようになっている。

前記メインコンベヤ１８の上方には、矩形枠状に形成されたスクリーンマスク保持装置８が図略の構造フレームに固定され、矩形枠の開口に着脱可能にスクリーンマスク１０６が取り付けられている。スクリーンマスク１０６には印刷剤としてのペースト状の半田（図略）が通り抜ける複数のパターン孔（図略）が設けられている。スクリーンマスク保持装置８の上方には、スキージ装置１０が設けられ、スキージ装置１０はスキージ１０８と、スキージ１０８を昇降させるスキージ昇降装置１１０とスキージ１０８をスクリーンマスク１０６に平行に摺動させるスキージ移動装置１１２とを含んでいる。また、スクリーンマスク保持装置８の上方傍には、図略の半田供給装置が設けられ、前記スクリーンマスク１０６上にペースト状の半田を適宜供給するようになっている。

上記スクリーン印刷装置２の次工程には、図略の実装装置及び図略のリフロー炉が設けられている。実装装置には、基板を搬送する搬送装置（図略）、電子部品を供給する部品供給装置（図略）、部品供給装置を搬送された基板２４に装着する装着ヘッドを備えた部品移載装置（図略）が設けられている。半田が印刷された基板２４に、部品供給装置により供給された電子部品を、装着ヘッドで吸着させて実装する。リフロー炉は、電子部品が実装された基板を搬送する搬送装置、搬送される基板を温度プロファイルに基づいて加熱して半田を溶解させる加熱ユニット（図略）、溶解した半田を冷却すること固化し、電子部品を基板２４に固定する冷却ユニット（図略）を備えている。

上記構成のスクリーン印刷装置２を使用して基板２４にスクリーン印刷する場合について、図面に基づいて以下に説明する。先ず、基板２４がインコンベヤ１６に搬入されると、制御装置１２によりエアコンプレッサ装置１３が駆動して、前記ファンにより冷気を送風ダクト１５に送り込み、送風ダクト１５は給気フード２１から冷気を下方に位置する基板２４に噴出す。この際、冷気は給気フード２１から広がって噴出されるので、基板２４全体を冷却することができる。そして、断熱隔壁２６によって、インコンベヤ１６のある室内が隔離されて冷却されるので、効率よく冷却することができる（印刷推奨温度適合工程）。冷却された基板２４の温度は温度センサ６により測定され、例えば２６℃以下の温度が検出されると、インコンベヤ１６が駆動して、メインコンベヤ１８に基板２４を搬送する。この場合、複数枚の基板２４をスクリーン印刷する場合において、後続の基板２４ｂの冷却を、メインコンベヤ１８における先行する基板２４ａの印刷作業と並行して行うことで（図２参照）、冷却のための時間を直列的に余分に取ることなく、きわめて効率よく印刷作業をおこなうことができる。例えば、印刷作業が１５秒とすると、１５秒で基板２４が２６℃まで冷却されるように、予め試験等のデータから設定したプログラムに基づいてコンプレッサ装置１３の冷却能力を制御することで、二つの作業を並行しておこなうことができる。

次に、基板２４は、インコンベヤ１６からメインコンベヤ１８に送られる。メインコンベヤ１８では基板２４の搬入前には、図３に示すように、支持ピン台１００及び昇降台１０２が下降されて下方の退避位置に位置決めされている。そして、基板２４は、コンベヤベルト２２により搬送されて印刷作業の行われる印刷位置（クランプ位置）の下方にある停止位置に停止される。

次に、昇降用モータの駆動により昇降装置１０４を上昇させて支持ピン台１００を基板２４の裏面に当接させる。このように基板２４の裏面に支持ピン台１００の支持ピンの先端が接触した状態で、基板２４は、印刷位置（クランプ位置）まで上昇され、スクリーンマスク保持装置８に張架されたスクリーンマスク１０６に下方から重ねられる。

次に、第１支持フレーム８４の可動支持部９０を第２支持フレーム８６方向に移動させ、基板２４のクランプする寸法に近づける。そして、シリンダ９８の圧力を調節して、両側の基板押さえ部８８で基板２４をクランプする。この際、基板２４は、制御装置１２により制御された電空比例弁によって、最適のクランプ力でクランプされる。

次に、図略の半田供給装置よりペースト状の半田がスクリーンマスク１０６上に供給され、スキージ昇降装置１１０によりスキージ１０８を下降させる。そして、スキージ移動装置１１２によりスキージ１０８をスクリーンマスク１０６上で摺動させることにより、供給された半田をスクリーンマスク１０６の表面に塗布する。この塗布された半田は、スクリーンマスク１０６に形成されたパターン孔（貫通孔）を通過して基板２４の表面に付着し、基板２４上にスクリーン印刷がなされる（温度適合後印刷工程）。このとき、基板２４の温度は、印刷推奨温度である２６℃程度に保たれているので、スクリーンマスク１０６の貫通孔に対する半田の充填性及び抜け性がよく、印刷むらのない高品質の印刷を行うことができる。

次に、サーボモータ９７を逆回転させて第１支持フレーム８４の可動支持部９０を第２支持フレーム８６から離間させる方向に移動させ、基板２４をアンクランプさせる。そして、昇降装置１０４を駆動させて昇降台１０２を下降させることにより支持ピン台１００を下降させ、スクリーンマスク１０６から基板２４を剥離させる。この際、基板２４の温度が、例えば５０℃〜６０℃といった高温でなく前記印刷推奨温度であるため、半田はだれることなく、印刷された形状を保持することができる。続いて、基板２４の両端部をコンベヤベルト２２上に載置させることにより、支持ピン台１００からコンベヤベルト２２に基板２４を乗り換えさせる。メインコンベヤ１８のコンベヤベルト２２に載置された基板２４は、アウトコンベヤ２０に搬送され、次工程の実装装置に搬出される。

上記スクリーン印刷装置２によると、印刷工程の前におかれた印刷推奨温度適合工程において、基板２４を印刷推奨温度まで冷却し、基板２４全体がむらなく印刷推奨温度（２６℃）まで冷却された基板２４に半田を供給して印刷するので、半田の粘度が変化して印刷品質の低下を生じることなく、かつ基板２４に温度勾配による印刷むらを生じることなく高い品質のスクリーン印刷を行うことができる。

また、複数枚の基板２４を印刷する場合において、先行する基板２４が印刷される間に、後続する基板２４が印刷推奨温度（２６℃）まで冷却される。このように並行して二つの工程作業が実行されるので、無駄なく効率的に均質な印刷を行うことができる。

また、温度センサ１９により冷却される基板２４の温度管理を厳密に行うことができる。例えば、印刷推奨温度に至った基板２４のみを印刷工程に送ることで、正しく温度調整がされていない基板２４が印刷されることを防止することができる。また、例えば、冷却装置１１により温度が変更されたときには印刷推奨温度には至っていなくても（例えば３２℃）、その後の時間経過により印刷時には印刷推奨温度（２６℃）に至るような温度を、厳密に管理して作業の効率化を図ることができる。

また、温度データを基板２４の識別データ（ＩＤ）と共に記録することにより、基板２４の温度管理のためのトレーサビリティに使用することができる。

なお、温度センサ１９により検出された値が、印刷推奨温度まで冷却された温度に至らないときは、制御装置１２によって冷却タイムを延長し、印刷までの搬送時期を遅くできるようにプログラムする構成としてもよい。

また、上記実施形態では、基板２４だけが搬送されて、冷却や印刷等されるものとしたが、図４に示すように、基板２４を載置するパレット１２０を使用し、基板２４を図略のマグネットでパレット１２０に固定したものを搬送等する構成でもよい。パレット１２０は例えばアルミ合金、鉄製で、薄い基板や脆い材質の基板の場合、印刷時の押圧や実装時のクランプ圧等により基板が破損することが、パレット１２０により防止することができる。また、パレット１２０は、熱容量が大きくリフロー後に冷めにくい場合がある。しかし、このような場合でも、印刷推奨温度適合手段（冷却装置１１）によって、印刷推奨温度まで冷却することができるので、基板２４に印刷むらを生じさせることなく均質の印刷を行うことができる。

また、印刷推奨温度修正手段として冷却装置としたが、基板又はパレットの温度が印刷推奨温度より低いときには、冷却装置でなく加熱装置（ヒータ）でもよい。温度が低くなることにより半田が硬化し、スクリーンマスクの貫通孔に対する半田の抜けを悪くし、印刷むらを生じるおそれがある。このような場合、ヒータで基板又はパレットを加熱することにより、半田を印刷推奨温度まで軟化させることにより、半田の抜けをよくしてむらのない均質な印刷を行うことができる。

なお、上記実施形態において、スクリーン印刷装置２に、印刷推奨温度適合手段（エアコンプレッサ装置、送風ダクト等）は含まれるものとしたが、これに限定されず、例えばスクリーン印刷装置とは別機の印刷推奨温度適合手段でもよい。

また、インコンベヤで行われる印刷推奨温度適合工程で、基板をやや低い温度に（例えば２４℃まで）冷却し、印刷を行うメインコンベヤのある室の雰囲気をやや高い温度に（例えば２７℃に）保つようにしてもよい。これによって、印刷時においてスクリーンマスクに対する半田の抜けを良くするとともに、印刷される半田は基板によって瞬間的に冷やされて少し固くなり、スクリーンマスクが基板から離れる際の半田の保形性を向上させることができるので、高品質のスクリーン印刷を行うことができる。

なお、上記実施形態に使用した印刷推奨温度適合手段としてのエアコンプレッサ装置、送風ダクト等を実装装置に使用してもよい。これによって、実装時における半田の温度の管理を可能とし、半田形状のだれ等を防止して基板に電子部品を高精度かつ確実に装着することができる。

実施形態における基板温度調節機能付きスクリーン印刷装置の概要を示す平面図。 同側面図。 同メインコンベヤの概要を示す一部に断面を有する正面図。 基板を載置したパレットを示す図。 従来例の実験データを示すグラフ。

符号の説明

２…基板温度調節機能付きスクリーン印刷装置、４…基板搬送装置、１０…スキージ装置、１１…印刷推奨温度適合手段（冷却装置）、１２…記録手段（制御装置）、１９…温度検出装置（温度センサ）、２４…基板、８０…基板クランプ装置、１０６…スクリーンマスク、１０８…スキージ装置（スキージ）、１１０…スキージ装置（スキージ昇降装置）、１１２…スキージ装置（スキージ移動装置）、１２０…パレット。

Claims (8)

1. 基板又はパレットに載置された基板にスクリーンマスクを重ね、該スクリーンマスク上でスキージ装置を摺動させることにより、前記スクリーンマスクに形成された貫通孔を介して印刷剤を前記基板にスクリーン印刷するスクリーン印刷方法において、
   温度検出装置によって検出された前記基板又は前記パレットに載置された基板の温度が印刷推奨温度に対して温度差を有する場合に、冷却装置によって前記基板又は前記パレットに載置された基板を印刷推奨温度まで冷却する印刷推奨温度適合工程と、
   前記印刷推奨温度適合工程で印刷推奨温度に冷却された前記基板又は前記パレットに載置された基板に印刷剤をスクリーン印刷する温度適合後印刷工程と、を備え、
   前記印刷推奨温度適合工程は、前記基板又は前記パレットに載置された基板を複数枚スクリーン印刷する場合に、先行する前記基板について前記温度適合後印刷工程で前記スクリーン印刷される時間で、後続する前記基板又は前記パレットに載置された基板が印刷推奨温度まで冷却されるよう前記冷却装置の制御がなされることを特徴とするスクリーン印刷方法。
2. 請求項１において、前記印刷推奨温度適合工程で、前記温度検出装置により前記基板又は前記パレットに載置された基板の温度が印刷推奨温度まで冷却されたことが検出されると、当該印刷推奨温度で冷却されたことが検出された前記基板又は前記パレットに載置された基板のみを前記温度適合後印刷工程に搬送する温度適合後基板搬送工程を
   備えることを特徴とするスクリーン印刷方法。
3. 請求項２におけるスクリーン印刷方法は、スクリーン印刷された表側に電子部品が実装され、前記表側に電子部品が実装された基板又はパレットに載置された基板がリフロー炉で加熱・冷却され、該リフロー炉で加熱・冷却された前記基板の裏側に又は前記リフロー炉で加熱・冷却されたパレットに載置された基板にスクリーン印刷する場合に適用されるスクリーン印刷方法。
4. 基板又はパレットに載置された基板を搬送する基板搬送装置と、搬送された基板をクランプする基板クランプ装置とを備え、クランプされた基板に重ねられたスクリーンマスク上でスキージ装置を摺動させることにより、前記スクリーンマスクに形成された貫通孔を介して印刷剤を基板にスクリーン印刷するスクリーン印刷装置において、
   前記基板又は前記パレットに載置された基板の温度の印刷推奨温度に対する温度差を検出する温度検出装置と、
   前記基板又は前記パレットに載置された基板の温度が印刷推奨温度に対して温度差を有する場合に、前記基板又は前記パレットに載置された基板を印刷推奨温度まで冷却する冷却装置と、を備え、
   前記スクリーンマスク及び前記スキージ装置は、前記冷却装置により冷却された前記基板又は前記パレットに載置された基板に印刷剤をスクリーン印刷するものであり、
   前記基板又は前記パレットに載置された基板を複数枚スクリーン印刷する場合に、先行する前記基板について前記スクリーンマスク及び前記スキージ装置で前記スクリーン印刷される時間で、後続する前記基板又は前記パレットに載置された基板が印刷推奨温度まで冷却されるよう前記冷却装置を制御する制御装置、を備えることを特徴とする基板温度調節機能付きスクリーン印刷装置。
5. 請求項４において、前記基板搬送装置は、前記温度検出装置により前記基板又は前記パレットに載置された基板の温度が印刷推奨温度まで冷却されたことが検出された前記基板又は前記パレットに載置された基板のみを前記スクリーンマスク及び前記スキージ装置に搬送することを特徴とする基板温度調節機能付きスクリーン印刷装置。
6. 請求項５において、前記冷却装置と、前記スクリーンマスク及び前記スキージ装置との間には、前記基板又は前記パレットに載置された基板が通過可能な開口が設けられた断熱隔壁を備えていることを特徴とする基板温度調節機能付きスクリーン印刷装置。
7. 請求項６において、前記断熱隔壁の開口には、温度の異なる空気の出入りを遮断するエアカーテン装置が設けられていることを特徴とする基板温度調節機能付きスクリーン印刷装置。
8. 請求項５乃至請求項７のいずれか１項において、前記基板搬送装置は、前記冷却装置に対応して設けられ前記基板又は前記パレットに載置された基板を搬入するインコンベヤ、及び前記スクリーンマスク及び前記スキージ装置に対応して設けられ前記基板又は前記パレットに載置された基板を印刷位置へ搬送するメインコンベヤを備え、
   前記冷却装置は、冷気を作るエアコンプレッサ装置と、前記インコンベヤの上方にロート状に広がった給気フードを出口に有し下方に配置される基板全体に前記エアコンプレッサ装置で作られた冷気を当てる送風ダクト装置と、
   前記インコンベヤの下方にロート状に広がった排気フードを有し基板の熱気を外に排出する排気ダクト装置と、
   を備えることを特徴とする基板温度調節機能付きスクリーン印刷装置。

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