JPH08290642A - 導電性接合材の微小印刷における印刷装置とその印刷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性接合材（半田等）の微小又は微細印刷
をしても、目詰まり等もなく、必要な導電性接合材の全
量を印刷することが出来る。 【構成】 底面に開口部のある収納ケース１の側面に、
シャフト３を介して駆動モーター２と車輪４とを取り付
けた構造を設ける。前記車輪４は、スクリーン板６の両
サイド上面に取り付けたレール１４の内部に配置する。
そして、極微小の半田球１５（粘着状態にない極微小の
球状導電性接合材）を収納ケース１に収納する。そし
て、収納ケース１の開口部から、極微小の半田球１５を
スクリーン板６のスクリーン孔へ貫通落下させて印刷す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導電性接合材（半田
等）を電子部品や配線板等に微小又は微細印刷する印刷
装置とその印刷方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の導電性接合材印刷装置には、代表
的なものとしてクリーム半田印刷装置が一般的に知られ
ている。その他、球状の導電性接合材（以下半田球と略
称する）を該半田球の径より小さい吸引口にて吸い上げ
て電子部品の電極場所へ換置する装置がある。尚、導電
性接合材の一般的なものとして半田、金、銀、鉛、錫、
白金等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】クリーム半田印刷装置
は、微小半田粒子とフラックス等を溶剤にてクリーム状
に練り合わしたクリーム半田（ハンダペーストとも言
う）をスキージ（ヘラ又はローラ等）にてスクリーン板
の印刷用溝孔（以下スクリーン孔と略称する）へ摺り込
み印刷する装置とその印刷方法である。

【０００４】しかしながら、極微小（極微細）印刷に
は、スクリーン孔も極微小又は極微細であるため、スク
リーン孔の縁又はコーナー更には裏面に粘度のあるクリ
ーム半田の一部が付着して残留してしまい、印刷のにじ
みや必要な全量が印刷出来ない等の発生する問題があっ
た。（図１３参照） 又は、スクリーン孔からクリーム半田が全く抜けず目詰
まり状態となり、印刷が全然出来ない等の問題があっ
た。（図１４参照）

【０００５】その他、前記した極微小半田球を吸い上げ
る装置においては、その吸引口は半田球の径より更に極
微小であるため、ゴミやホコリ等も吸い上げて極微小な
吸引口をふさいだり、目詰まりさせ、必要とする極微小
半田球を吸い上げることが出来ず、不良品を発生させて
しまう問題点があった。（図１５参照）又、複数の異な
る印刷形状を有する配線板に印刷する場合、その都度夫
々異なる印刷形状に合致した吸引部品と交換しなければ
ならず、大量の生産性に欠ける問題点があった。（図４
参照）

【０００６】本発明は、前記問題点を鑑み、例えば１０
０ミクロンや５０ミクロン等の極微小な又は極微細な印
刷をしても導電性接合材の必要な全量を電子部品や配線
板等に前記問題がなく、微小（微細）印刷できる印刷装
置とその印刷方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の印刷装置とその印刷方法においては、粘着
状態にない球状導電性接合材をスクリーン板の印刷用溝
孔へ容易に貫通落下させて、微小（微細）印刷するもの
である。

【０００８】容易に前記貫通落下させるためには、上記
球状導電性接合材自体が粘り気が少なく又は全く無く、
互いに又は他に付着しない状態の材質であればよい。例
えば種々の導電性接合材を練り合わせたものでも乾燥状
態又は付着しない状態の球状物体であればよい。尚、半
田球自体は勿論よいが、前記クリーム半田（半田ペース
ト）のように粘度がある溶剤等と半田球を練り合わせて
隣接する半田球が互いに又は他に付着するような導電性
接合材は、本発明の印刷には不適合であり使用しない。
粘着状態にない球状導電性接合材を以下代表的な、半田
球と略称して記する。

【０００９】本発明の具体的手段として、実施例にて後
記するが、スクリーン板の上面に沿って、移動手段によ
り半田球を移動させ、スクリーン板の印刷用溝孔（以下
スクリーン孔と略称する）へ貫通落下させて印刷するも
のである。

【００１０】前記移動手段として、クリーム印刷装置で
一般的に使用されているスキージで撫でるように用いて
も可能であるが、底面に開口部を設けた収納ケース様の
物（四方に囲いのあるもの）を用いることが好ましい。

【００１１】上記収納ケースにおいて、底面の開口部に
は、開閉手段を設けてもよい。更に、半田球の自動供給
用装置と連結しておくことも好ましい。又、収納ケース
内の半田球を円滑に移動させるため、僅かな往復移動や
振動手段による振動をさせながら移動することが好まし
い。尚、移動用モーターと車輪を設けておくことも好ま
しい。

【００１２】本発明の印刷装置の適所に静電気防止手
段、例えばアース（接地）等を設置して、極微小半田球
が静電気によりスクリーン孔等に付着しないようにして
おくことが好ましい。

【００１３】尚、電子部品や配線板の印刷適所に、予め
塗布された粘度を有する導電性接合溶材、例えばフラッ
クス等がスクリーン板下面に付着して汚れないために、
スクリーン板下面には、１個以上の突起物を設けておく
ことが好ましい。

【００１４】又、前記収納ケースが移動する際、スクリ
ーン板上面を傷付けないために、半田球径より小さい隙
間をあけるように設置又は、調節可能にしておくことが
好ましい。

【００１５】尚、スクリーン孔の直径又は幅は、印刷す
る半田球の径の何倍かの大きさでもよいが出来れば半田
球１個分が貫通する大きさであることが好ましい。即
ち、半田球が１個又は一列に並び印刷することは好まし
く、そうでなければ複数個の半田球が、かちあい、盛り
上がったり、はみ出したりして、きれいな印刷に欠ける
恐れがある。

【００１６】そして、印刷物の印刷適所には、予め半田
接合に適した付着剤、例えば粘度のあるフラックス等を
塗布しておき、前記移動手段によりスクリーン孔から貫
通落下させた微小半田球を付着させて、微小（微細）印
刷する印刷方法がある。

【００１７】又、上記溶剤の代わりに、粘度のない低温
半田を予め印刷物の印刷適所にメッキ等しておき、高温
半田の前記半田球を用い低温半田メッキを熔融しなが
ら、前記印刷方法にて高温半田球を付着させて印刷する
方法も可能である。

【００１８】更に、大、中、小等夫々異なった径をもつ
半田球を夫々複数の収納ケースに収めて、大きい径の半
田球を収めた収納ケースから順番に、スクリーン板上面
を移動させて大きいスクリーン孔から順番に印刷するこ
とが可能である。即ち、大、中、小の半田球を印刷する
ことが出来る。又、同一径の半田球のみを使用してで
も、印刷密度を替えれば、印刷場所の幅が大（太い）、
小（細い）であっても同時に大、小の微細印刷が可能で
ある。（図１１、図１２との比較参照）

【００１９】

【作用】上記のように構成された印刷装置と印刷方法に
おいては、粘着状態にない半田球であるから、容易にス
クリーン孔から貫通落下させることが出来る。即ち、前
記クリーム印刷のようにスクリーン板の溝孔の縁やコー
ナー部更には裏面に残留物が付着したり、目詰まりの問
題はない。

【００２０】又、半田球を吸い上げないから、ゴミ等の
目詰まりの心配もない。更に、複数の異なる印刷形状を
有する配線板に印刷する場合においても、同時に印刷で
き、夫々異なる部品等の交換も必要がなく、量産性に適
する。

【００２１】尚、印刷後はリフロー（半田熔融炉）を通
過させることにより、印刷された半田球が熔融して、微
小（１個）の場合は半球状に、微細（複数個の縦長配
列）の場合は蒲鉾状となる。尚、印刷物である電子部品
の電極やリード、又は配線板のパッド等に必要な全量
が、隣接に接触不良もなく半田接合される。

【００２２】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は、本発明の印刷工程中における印刷装置の要部を
示す縦断面図である。図２は、収納ケース１の中央部横
断面図を示す。又図３は、図１の各部構成における解体
図を示す。そこで、各部構成を説明する。まず、収納ケ
ース１には、駆動モーター２によりシャフト３を介して
車輪４を回転させる構造を図示の如く側面に取り付け
る。そして、底面に開口部５をあけている。

【００２３】又一方、スクリーン板６には、印刷用溝孔
としてスクリーン孔７をあけており、又下面には適所に
突起物８を設ける。そして、スクリーン板６の両端（両
サイド）は、固定板９と下部レール１０の間にビス１１
によって固定する。

【００２４】収納ケース１の車輪４は、下部レール１０
と上部レール１２の間に配置する。そこで、ビス１３に
よって下部レール１０と上部レール１２とを締め付け固
定する。但し、モーター２によって車輪４がレール１４
内で回転し、スクリーン板６の上面を移動するように調
整し、とりつける。尚、この際ケース１の底面がスクリ
ーン板６の上面を傷付けないように、半田球１５の径よ
り小さい隙間１６をあける。即ち、隙間１６から半田球
１５が横の外部にこぼれないようにする。その後、スク
リーン孔がない場所にて収納ケース１に複数の半田球１
５を収納する。

【００２５】更に又一方、パッド１７上に、高粘度フラ
ックス１８が予め塗布された配線板１９は、搬送用棒２
０と押さえ棒２１とによって、スクリーン板６の下面の
印刷適所に配置する。

【００２６】以上説明した各部構成により、半田球１５
は、収納ケース１の底面の開口部５よりスクリーン板６
のスクリーン孔７から貫通落下して、高粘度フラックス
１８に付着する。即ち、配線板１９上のパッド１７上に
半田球１５を印刷する方法である。

【００２７】図４は、本発明の印刷工程中による印刷装
置の要部、即ち、図１における上面から見た平面図であ
る。本発明の印刷方法を図４にて説明すると、図示の如
く、スクリーン孔７があいていないスクリーン板６のス
タート場所２２から、収納ケース１が矢印２３の進行方
向へモーター２により車輪４が回転し、レール１４内に
沿ってスクリーン板６の上面を這うように移動する。

【００２８】その移動中、収納ケース１は、スクリーン
孔７へ半田球１５を貫通落下させながら印刷している工
程を示している。その後、スクリーン孔７があいていな
い到着場所２４でストップするよう制御されている。

【００２９】図５は、収納ケース１が到着場所２４でス
トップしていることを示している。尚、スタート場所２
２も同様の図示となる。図６は、印刷の終了した配線板
１９を搬送用棒２０と押さえ棒２１とにより、下降させ
たことを示している。

【００３０】そして、押さえ棒２１が更に下降した後、
搬送用棒２０は、印刷された配線板１９を次工程に換置
移動した後、引き返し次の未印刷である配線板１９を印
刷適所に搬送する。そこで押さえ棒２１と一緒に上記配
線板１９を上昇させ、図１に示す如くスクリーン板下面
の印刷適所に配置する。

【００３１】その後、収納ケース１はスクリーン板６の
到着場所２４からスタートする。即ち、逆移動しながら
印刷を開始する。以上説明した各工程の連続繰り返しに
よる印刷方法である。

【００３２】尚、半田球１５の供給手段として、図５に
示すように、蓋２５又は、自動半田供給用口２６を設け
ることが好ましい。

【００３３】図７は、本発明の印刷をした半導体である
ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）２７の
平面図と、図８はその縦断面図である。図８に示す如く
ＱＦＰ２７のフォーミング（折り曲げ加工）された電極
リード２８に半田球１５を印刷することも可能である。
従って、ＱＦＰ用のリードフレームやＴＣＰ（Ｔａｐｅ
Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）用のフィルムの電
極部位に前記配線板１９と同様な工程で印刷することも
可能である。

【００３４】図９は、本発明の印刷をした半導体である
ＰＧＡ（Ｐｉｎ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）２９の平面図
と図１０は、その縦断面図である。即ち、このＰＧＡ２
９にはリードがなく、パッケージの外部に電極端子３０
を設けた半導体である。従って、配線板１９と同様な印
刷方法で容易に印刷できることを示す。

【００３５】図１１は、微細印刷（印刷場所が縦長であ
る印刷）後の形状を示す。図１１（ａ）はその平面図で
ある。図１１（ｂ）はその縦断面図である。又、図
（ｃ）はその後リフローにて半田球１５を熔融して高粘
度フラックス１８を蒸発させ、配線板１９のパッド１７
と半田接合されたことを示す。尚、リフローにて隣接す
る半田球１５どうしが互いに溶け合い縦長の蒲鉾状半田
３１となったことを示す。

【００３６】図１２は、配線板１９上のパッド１７の幅
が、上記図１１よりも更に細い（小さい）印刷場所へ、
半田球１５の印刷密度を粗くして微細印刷した後の形状
を示す。即ち、同一径の半田球１５のみを使用して、パ
ッド１７の幅が大、小であっても同時に半田球１５の印
刷密度を替えることによって印刷することができること
を示す。尚、上記図１１（ｃ）と同様リフローにて、隣
接する半田球１５どうしが互いに溶け合い図１２（ｃ）
の如く蒲鉾状半田３１となる。

【００３７】実施例の各図面において、高粘度フラック
ス１８の塗布場所は、印刷物の印刷場所（例えば配線板
１９上のパッド１７）の真上に位置した図示となってい
るが、必ずしも上記塗布場所限定の必要なく、隣接する
極微細ピッチ周辺の印刷場所全面に塗布する（図１０参
照）ことも可能であり、隣接するパッド１７どうしの間
における半田接触不良もなく問題はない。

【００３８】図１３乃至図１５は、従来の装置において
前記課題の問題点を示す。図１３は、従来のクリーム印
刷において、極微細のスクリーン孔７の縁又はコーナー
部に粘度のあるクリーム半田３２の一部が付着し、印刷
後残留したことを示す平面図である。即ち、クリーム半
田３２が全量印刷できないこととなる。

【００３９】図１４は、上記クリーム印刷において、極
微細であるために印刷後においても、スクリーン孔７か
らクリーム半田３２が抜け切れず目詰まりした状態を示
す平面図である。即ち、全く印刷ができないこととな
る。

【００４０】図１５（ａ）は、極微小半田球を吸い上げ
る、従来の吸引装置３５においてその下面に半田球１５
の径より小さい、吸引口３３が明けられている要部を示
す縦断面図である。図１５（ｂ）は、吸引した際にゴミ
（ホコリ）３４も同時に吸引口３３に吸い上げてしまう
ことを示す。即ち、必要とする半田球１５の全数を吸い
上げることができないまま、印刷物の印刷適所に換置印
刷して不良の発生原因となる。尚、ゴミ３４が吸引口３
３に目詰まり状態になってしまった時には、連続して上
記不良が発生する。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
尚且つ、粘着状態にない球状導電性接合材を使用してい
るので、例え導電性接合材の極微小又は極微細な印刷で
も、前記問題点がなく、現在不可能又は困難とされてい
る１００ミクロン、５０ミクロン、３０ミクロン等の電
子部品や配線板への印刷も可能である。

【００４２】従って、今後益々極微小又は極微細印刷を
要求する軽薄短小型商品に効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の印刷工程中における印刷装置の要部を
示す縦断面図である。

【図２】収納ケース中央部横断面図である。

【図３】上記図１の各部構成における解体図である。

【図４】上記図１における上面から見た平面図である。

【図５】印刷工程でのストップ又はスタート場所を示す
縦断面図である。

【図６】印刷終了工程を示す縦断面図である。

【図７】印刷をしたＱＦＰの平面図である。

【図８】上記の縦断面図である。

【図９】印刷をしたＰＧＡの平面図である。

【図１０】上記の縦断面図である。

【図１１】印刷後における形状の要部を示す。

【図１２】印刷後における他の形状の要部を示す。

【図１３】クリーム印刷における従来の問題点による要
部を示す平面図である。

【図１４】クリーム印刷における従来の他の問題点によ
る要部を示す平面図である。

【図１５】吸引装置における従来の問題点による要部を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 収納ケース ６ スクリーン板 ７ スクリーン孔 ８ 突起物 １４ レール １５ 半田球 １８ 高粘度フラックス １９ 配線板 ２５ 蓋 ２６ 半田球自動供給用口 ２７ ＱＦＰ ２９ ＰＧＡ

【手続補正書】

【提出日】平成７年８月３０日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 導電性接合材の微小印刷における印
刷装置とその印刷方法

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粘着状態にない、球状導電性接合材をス
   クリーン板の印刷用溝孔へ貫通させて、微小（微細）印
   刷することを特徴とした印刷装置とその印刷方法。
2. 【請求項２】 前記球状導電性接合材を移動手段によっ
   て、スクリーン板の上面に沿って移動させ、スクリーン
   板の印刷用溝孔に貫通落下させることにより微小（微
   細）印刷する請求項１記載の印刷装置とその印刷方法。
3. 【請求項３】 移動手段が振動する請求項２記載の印刷
   装置とその印刷方法。
4. 【請求項４】 底面に開口部のある収納ケースを移動手
   段とした請求項２又は３記載の印刷装置とその印刷方
   法。
5. 【請求項５】 スクリーン板の下面には、１個以上の突
   起物を設けた請求項１記載の印刷装置とその印刷方法。
6. 【請求項６】 印刷物の印刷適所には、予め導電性接合
   材に適した付着剤を配置しておき、前記移動手段によ
   り、スクリーン板の印刷用溝孔から貫通落下させた粘着
   状態にない球状導電性接合材を前記付着剤に付着させて
   微小（微細）印刷する請求項１記載の印刷方法。