JP5792786B2 - 基板印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板に回路を印刷する基板印刷装置に関し、より詳しくは、回路パターンが形成されたマスクを利用して基板に回路を印刷する基板印刷装置に関する。

一般的に、印刷回路基板は、多くの熱処理工程を経て製造されるため、基板を形成している有機体の収縮により伸縮が発生する。このような基板の伸縮は、精密印刷工程の最も大きい問題点として注目されている。

精密印刷の場合、ピッチ（ｐｉｔｃｈ）が１２０μｍ未満であり、基板にはソルダーペーストを印刷するためのパッド（Ｐａｄ）がほぼ６０μｍの大きさに形成されており、印刷マスクは、パッドの大きさよりほぼ２０μｍ大きい８０μｍの大きさで開口されている。

そして、印刷作業前に、基板とマスクに形成された認識マークを利用して基板とマスクの整合を実行し、このとき、印刷マスクの大きさに比べて基板の大きさが少しでも大きいか又は小さい場合、印刷品質は急激に落ちるようになる。

特に、基板の伸縮は、製造工程、製品デザイン、使われる原資材などによって相当敏感に反応して発生するため、同一の条件と日付に生産された製品、即ち、同一のロット（ｌｏｔ）で構成されて生産された製品においても微細な差が発生するようになる。従って、基板の伸縮を予想してマスクの大きさを決定することも不可能な実情である。

韓国公開特許公報第２００６−００５６０１９号

本発明は、前述した問題点に鑑み創案されたものであり、基板の収縮又は膨脹とは関係なく基板とマスクを正確に整合させることができる基板印刷装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための本発明の基板印刷装置は、パターンホールが形成されたマスクと、前記マスクの一面で前記マスクを支持するマスク支持部と、前記マスクの他面で前記マスクを加圧するマスク加圧部と、を含み、前記マスク加圧部は、昇降部により上下移動が制御されることができる。

また、前記マスク支持部は、２列に形成され、前記マスク加圧部は、前記２列のマスク支持部の間を加圧することができる。

また、前記マスク加圧部は、昇降部の下部のシリンダーと結合されることができる。

また、前記シリンダーは、対に構成され、昇降部の両端に設置されることができる。

また、前記基板印刷装置は、基板に形成された基板認識マークと前記マスクに形成されたマスク認識マークを認識するカメラをさらに含むことができる。

また、前記基板印刷装置は、基板に形成された基板認識マークと前記マスクに形成されたマスク認識マークの位置が一致するように前記マスク加圧部の動作を制御する制御部をさらに含むことができる。

また、前記マスク加圧部は、ステッピングモーターにより動作することができ、前記マスクは、外郭部がメッシュ（ｍｅｓｈ）で形成されることができる。

また、前記メッシュは、ポリエステル材質であってもよい。

また、前記マスクは、ニッケル（Ｎｉ）材質であってよい。

本発明による基板印刷装置によると、基板の収縮又は膨脹に対応してマスクに形成されたパターンのスケールを変更させることができるため、基板とマスクを正確に整合させることができ、これにより、基板の印刷品質を顕著に向上させることができる。

また、基板の一部の収縮又は膨脹に対応してマスクに形成されたパターンスケールを差等を設けて変更させることができるため、スケール偏差による追加マスク発注がいらないという長所がある。

また、本発明による基板印刷装置は、既存設備を部分的に改造することで具現することができるため、新規設備の製作が不要で、設備費用を低減することができるという利点がある。

本発明による基板印刷装置の側面図である。 マスクが加圧される前の状態を示す図面である。 マスクが加圧された後の状態を示す図面である。 本発明の実施形態によるマスク加圧部を示す図面である。 マスク加圧部及び昇降部が結合された断面図である。 本発明の一実施形態によるマスク及びメッシュの多様な伸縮程度を示す図面である。 本発明の他の一実施形態によるマスク及びメッシュの多様な伸縮程度を示す図面である。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明する。しかし、これは例示に過ぎず、本発明はこれに制限されるものではない。

本発明を説明するにあたり、本発明と関連した公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にすると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。そして、後述される用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であり、これはユーザー及び運用者の意図又は慣例などによって変わることができる。従って、本明細書の全般にわたる内容に基づいて定義されなければならない。

本発明の技術的思想は、請求範囲により決定され、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に効率的に説明するための一つの手段に過ぎない。

図１は、本発明による基板印刷装置の側面図である。図１を参照すると、本発明による基板印刷装置１００は、マスク１４０、マスク支持部１１０、及びマスク加圧部１２０を含むことができ、マスク加圧部１２０は、昇降部１２１と結合することができる。

前記マスク１４０にはパターンホールが形成されており、インクがマスク１４０のパターンホールを通過して基板１６０に印刷されることによって回路が形成される。基板１６０は、テーブル１８０に安着され、真空吸着によりテーブル１８０に固定されることができる。

また、マスク１４０は、外郭部がメッシュ１４７で形成され、マスク固定部１５０により四方が固定された状態に位置する。ここで、前記マスク１４０は、ニッケル材質で形成され、弾性力を有することができる。また、メッシュ１４７で形成された外郭部は、軽くて機械的性質が優秀なポリエステル材質を使用することで、マスク１４０自体の引張力を維持する役割をする。

一方、前記マスク支持部１１０は、前記マスク１４０の一面を支持し、前記マスク加圧部１２０は、前記マスク１４０の他面を加圧する。本発明ではマスク支持部１１０がマスク１４０の下面を支持し、マスク加圧部１２０がマスク１４０の上面を支持すると図示したが、マスク支持部１１０がマスク１４０の上面を支持し、マスク加圧部１２０がマスク１４０の下面を加圧するようにすることも可能である。

図２は、マスクが加圧される前の状態を示す図面であり、図３は、マスクが加圧された後の状態を示す図面である。

図２に示すように、マスク支持部１１０がマスク１４０を支持しており、マスク加圧部１２０がマスク１４０の反対面に位置している。そして、図３に示すように、マスク加圧部１２０がマスク支持部１１０の反対面で加圧を開始し、マスク１４０に引張力が加えられることによってマスク１４０が伸びるようになる。

マスク１４０の大きさ（伸び）の変化量は、マスク加圧部１２０の移動量により調節することができる。

本発明は、前記のように、マスク支持部１１０とマスク加圧部１２０によりマスク１４０の大きさを変更し、これにより、マスク１４０に形成されたパターンのスケールを変更させることができる、従って、基板１６０の収縮又は膨脹とは関係なく基板１６０とマスク１４０を常に正確に整合させることができ、基板１６０の印刷品質が顕著に向上することができる。

ここで、前記マスク支持部１１０は、２列に形成されることができる。そして、マスク加圧部１２０は、前記２列のマスク支持部１１０の間を加圧するようにすることができる。マスク加圧部１２０が２列に形成されたマスク支持部１１０の間を加圧することによって、張力がマスク加圧部１２０の一側に偏らずに両側に均等に分布する。従って、マスク加圧部１２０が一側に偏る現象を防止することができる。

図４は、本発明の一実施形態によるマスク加圧部を示す図面であり、図示したように、マスク１４０の前後左右部を各々独立的に加圧することができるようにマスク加圧部１２０が４個に分離されて形成されている。

このように、マスク１４０の前後左右部に各々設置されたマスク加圧部１２０がそれぞれ独立的に動作することで、基板１６０に発生する膨脹又は収縮が一方に偏って発生しても、これに対応して基板１６０とマスク１４０を正確に整合させることができる。

一方、図５は、マスク加圧部及び昇降部が結合された断面図であり、図６は本発明の一実施形態によるマスク及びメッシュの多様な伸縮程度を示す図面である。

昇降部１２１は、下段部に対に形成されたシリンダー１２２をさらに含むことができる。シリンダー１２２は、昇降部１２１の下部の両端に設置されることができ、シリンダー１２２は、マスク加圧締結部１２４と締結されてマスク加圧部１２０と結合されることができる。

昇降部１２１は、シリンダー１２２の上下移動を制御することができるため、マスク加圧部は、昇降部により制御されることができる。

このとき、左右に位置したシリンダー１２２は、独立的に動作することができるため、基板１６０の一部に膨脹又は収縮が発生しても、これに対応して基板１６０とマスク１４０を正確に整合させることができる。

基板１６０は、一律的に膨脹又は収縮が発生しないことがあり、基板１６０の一部に膨脹又は収縮が発生した場合、マスク加圧部１２０の全体又は一部を加圧してマスク１４０を膨脹させるとしても、基板１６０とマスク１４０の整合に誤差が発生することができる。

従って、シリンダー１２２は、基板１６０の一部変形に対応することができるように上下に移動させることができ、シリンダー１２２が下方に移動すると、マスク加圧部１２０を加圧してマスク１４０を膨脹させることができる。

マスク加圧部１２０が下方に移動して基板１６０の一部膨脹された部分と比例するように左右シリンダー１２２，１２３を個別的に制御すると、マスク１４０上に差等的な圧力が形成され、この過程で基板１６０とマスク１４０を正確に整合させることができる。

この時、マスク加圧部１２０の形態は、左右が傾斜した形態であってもよい。基板１６０の膨脹／収縮の程度はμｍ単位の微細大きさであるため、図５に示すマスク加圧部１２０の傾いた形状は誇張して図示されたことを認知しなければならない。

図６を参照すると、マスク加圧部１２０は、マスク１４０の前後左右部に各々設置されたマスク加圧部１２０がそれぞれ独立的に動作することができ、マスク加圧部１２０に結合されたシリンダー１２２の制御によって基板１６０の膨脹又は収縮の程度に正確に対応することができるため、台形、菱形、矩形など、多様な変形にもマスク１４０を基板１６０と整合させることができる。

また、前記マスク加圧部１２０は、マスク１４０と一体に形成されることができる。マスク加圧部１２０がマスク１４０と一体に形成されると、マスク１４０の加圧地点を常に一定に維持することができるため、さらに正確な加圧が可能である。

一方、本発明による基板印刷装置１００は、基板１６０に形成された基板認識マーク１６５と前記マスク１４０に形成されたマスク認識マーク１４５を認識するカメラ１７０をさらに含むことができる。また、前記基板認識マーク１６５とマスク認識マーク１４５の位置が一致するように前記マスク加圧部１２０の動作により制御する制御部をさらに含むことができる。

本発明の基板印刷装置１００は、前記カメラ１７０と制御部により基板１６０とマスク１４０を自動に整合することができ、整合正確度をさらに向上させることができる。

参考までに、前記マスク加圧部１２０は、ステッピングモーター１３０により動作することができる。ステッピングモーター１３０は、回転角度を正確に制御することができるモーターであるため、ステッピングモーター１３０を利用して前記マスク加圧部１２０の動作を精密に制御することができる。

ステッピングモーター１３０は、昇降部１２１と連結され、昇降部１２１の下段部のシリンダー１２２の位置を調節することができる。ステッピングモーター１３０の回転角度を調節することによって、シリンダー１２２を上昇又は下降させ、マスク加圧部１２０の高さを弾力的に調節すると、変形された基板１６０に対応するマスク１４０を正確に整合させることができる。

一方、基板１６０の膨脹又は収縮は一方に偏って発生せずに全面にわたって均等に発生することができるため、四角の環状で一体形成されたマスク加圧部１２０によりマスク１４０の前後左右部を同時に加圧することで、基板１６０とマスク１４０を正確に整合させることができる（図７参照）。

このとき、マスク加圧部１２０の一部のみ加圧が発生しても全体マスク加圧部１２０に圧力が発生し、予想したマスク１４０の膨脹より広くなることができるため、マスク加圧部１２０の全体が同時に加圧されることができるように制御する必要がある。

また、シリンダー１２２は、両端が同一の高さに形成されることができるようにステッピングモーター１３０が同一の回転角を有するように制御され、両シリンダー１２２が同時に下降しながらマスク１４０を加圧することで基板１６０とマスク１４０の整合の正確性を高めることができる。

また、本発明による基板印刷装置１００は、既存の印刷設備にマスク支持部１１０とマスク加圧部１２０をさらに設置することによって具現することができる。即ち、本発明は、既存の設備を部分的に改造することだけでも十分に具現することができるため、新規設備の製作が不要で、設備費用を低減することができるという長所がある。

以上、代表的な実施形態を介して本発明に対して詳細に説明したが、本発明が属する技術分野において、通常の知識を有する者は、前述した実施形態に対して本発明の範疇から外れない限度内で多様な変形が可能であることを理解するであろう。

従って、本発明の権利範囲は、説明された実施形態に限定されて決まってはならず、添付の特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものにより決まらなければならない。

１００ 基板印刷装置
１１０ マスク支持部
１２０ マスク加圧部
１２１ 昇降部
１２２ シリンダー
１２４ マスク加圧締結部
１３０ ステッピングモーター
１４０ マスク
１４５ マスク認識マーク
１４７ メッシュ
１５０ マスク固定部
１６０ 基板
１６５ 基板認識マーク
１７０ カメラ
１８０ テーブル

Claims (9)

1. パターンホールが形成されたマスクと、
   前記マスクの外郭を支持するマスク支持部と、
   基板の面積の変化によって前記マスクの面積を変化させるように、前記マスクの外郭を垂直方向に加圧し、前記マスクに水平方向への引張力を与えるマスク加圧部と、
   を含み、
   前記マスク加圧部は、昇降部により上下移動が制御され、
   前記昇降部は前記マスク加圧部の高さを個別に制御するシリンダーをさらに備える基板印刷装置。
2. 前記マスク支持部は、２列に形成され、前記マスク加圧部は、前記２列のマスク支持部の間を加圧する請求項１に記載の基板印刷装置。
3. 前記シリンダーは、対に構成され、昇降部の両端に設置される請求項１に記載の基板印刷装置。
4. 前記基板印刷装置は、基板に形成された基板認識マークと前記マスクに形成されたマスク認識マークを認識するカメラをさらに含む請求項１に記載の基板印刷装置。
5. 前記基板印刷装置は、基板に形成された基板認識マークと前記マスクに形成されたマスク認識マークの位置が一致するように前記マスク加圧部の動作を制御する制御部をさらに含む請求項１に記載の基板印刷装置。
6. 前記マスク加圧部は、ステッピングモーターにより動作する請求項１に記載の基板印刷装置。
7. 前記マスクは、外郭部がメッシュ（ｍｅｓｈ）で形成される請求項１に記載の基板印刷装置。
8. 前記メッシュは、ポリエステル材質である請求項７に記載の基板印刷装置。
9. 前記マスクは、ニッケル（Ｎｉ）材質である請求項７に記載の基板印刷装置。

Images