JPH0878831A - 半田印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ソルダーペーストの印刷孔の通過性を向上さ
せて、幅の狭い印刷孔においても安定したソルダーペー
ストの印刷が出来るようにする。 【構成】 主部２が略一定の厚さを有する平板状体であ
り、プリント配線基板１１の電子部品接続ランドに対応
する印刷孔３が形成され、上記プリント配線基板上に上
記平板状体の主部を重ねた状態でスキージ１２によって
上記印刷孔に充填されたソルダーペースト１３を上記プ
リント配線基板に印刷する半田印刷装置であって、上記
印刷孔のプリント配線基板に当接する基板当接面側端部
７の開口面積をスキージ当接面側端部６の開口面積より
も大きくすると共に、上記印刷孔のスキージ当接面側端
部と基板当接面側端部との中間部に上記平板状体の平面
と平行な内部エッジ部８を形成し、スキージ当接面側開
口端から上記内部エッジ部に至る印刷孔の内壁面９を垂
直若しくは内部エッジ部側が拡がった形状とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規な半田印刷装置に関
する。詳しくは、主部が略一定の厚さを有する平板状体
であり、プリント配線基板の電子部品接続ランドに対応
する印刷孔が形成され、上記プリント配線基板上に上記
平板状体の主部を重ねた状態でスキージによって上記印
刷孔に充填されたソルダーペーストを上記プリント配線
基板に印刷する半田印刷装置であって、ソルダーペース
トの印刷孔の通過性を向上させて、幅の狭い印刷孔にお
いても安定したソルダーペーストの印刷が出来るように
した新規な半田印刷装置を提供しようとするものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線基板の表面実装では、電子
部品の電極を接続する接続ランド（電極）上にソルダー
ペーストを供給し、そこに電子部品の電極を載置する形
で電子部品を装着し、リフロー炉における加熱によって
ソルダーペーストを溶融させ、プリント配線基板側と電
子部品側の電極を接合させた後冷却することで、半田付
けを完了させている。そして、ソルダーペーストのプリ
ント配線基板上への供給はメタルスクリーンによる印刷
法によるのが一般的である。

【０００３】図７はソルダーペーストの印刷の概要を示
すものである。

【０００４】ａはバックアップテーブルであり、該バッ
クアップテーブルａ上にプリント配線基板ｂが載置さ
れ、平面状に保持される。そして、そのプリント配線基
板ｂ上にメタルスクリーンｃが密着するように置かれ
る。尚、メタルスクリーンｃには所定の印刷孔ｄ、ｄ、
・・・が多数（図面では１つのみを示してある。）形成
されている。

【０００５】ｅはスキージであり、矢印Ａの方向から印
圧を加えられながら矢印Ｂの方向に移動される。これに
よって、メタルスクリーンｃ上に供給されたソルダーペ
ーストｆは矢印Ｃの方向にローリング力を受けながらメ
タルスクリーンｃの印刷孔ｄ、ｄ、・・・内に刷り込ま
れて行く。その後、バックアップテーブルａの下降に伴
ってプリント配線基板ｂがメタルスクリーンｃから離
れ、印刷孔ｄ、ｄ、・・・内に充填されていたソルダー
ペーストｆ、ｆ、・・・がプリント配線基板ｂ上に転写
され、印刷が完了する。

【０００６】図７（ｂ）はメタルスクリーンｃの印刷孔
ｄにソルダーペーストｆが押し込まれて充填されるイメ
ージを示すものである。

【０００７】スキージｅのＢ方向への移動により、ソル
ダーペーストｆは、Ｃの方向にローリングする力とスキ
ージｅの面から受ける矢印Ｄ方向への力とにより、印刷
孔ｄ内に押し込もうとする矢印Ｅ方向の力を受ける。こ
れによって、ソルダーペーストｆが印刷孔ｄ内に充填さ
れる。

【０００８】図７（ｃ）は印刷孔ｄに充填されたソルダ
ーペーストｆがメタルスクリーンｃの相対的な上昇によ
ってプリント配線基板ｂ上に転写されるイメージを示す
ものである。

【０００９】印刷孔ｄ内に充填されたソルダーペースト
ｆはその形状を保持しようとする。そして、プリント配
線基板ｂの表面への粘着力Ｆにより、ソルダーペースト
ｆはプリント配線基板ｂの表面に残留しようとする。し
かしながら、印刷孔ｄの内壁面との粘着力Ｇにより印刷
孔ｄの内壁面に接したソルダーペーストｆが持ち上げら
れその一部ｆ′は印刷孔ｄの内壁面に付着したままとな
る。ただし、メタルスクリーンｃの相対的な上昇によ
り、印刷孔ｄの内壁面と接しているソルダーペーストｆ
はずり応力Ｈを受け粘着力が低下するため、プリント配
線基板ｂ表面との粘着力の方が大きくなり、ほとんどの
ソルダーペーストｆはプリント配線基板ｂ上に転写され
ることになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、メタルスク
リーンには大小様々な印刷孔が一面に存在しており、上
記押し込み力Ｅを一定とした場合、印刷孔の幅が狭いほ
どソルダーペーストの充填が難しい。このため、幅の狭
い印刷孔ではソルダーペーストの充填性を妨げる内部エ
ッジ部の影響が問題となってくる。

【００１１】図８及び図９は従来のメタルスクリーンに
よるソルダーペーストの印刷の問題点を示すものであ
る。

【００１２】図８は内部エッジ部がアンダーエッチング
の場合、即ち、印刷孔ｄのスキージ当接面側端部ｇと基
板当接面側端部ｈとの中間に形成された内部エッジ部ｉ
がスキージ当接面側端部ｇのエッジより出ている場合、
の転写イメージを示すものである。

【００１３】かかる場合、内部エッジ部ｉより下方には
ソルダーペーストｆが十分に充填され難く、また、内部
エッジ部ｉより上方に充填されたソルダーペーストｆは
内部エッジ部ｉにより下方への通過を妨げられて印刷孔
ｄを通過し難い状態となる。そのため、ソルダーペース
トｆの一部ｊが印刷孔ｄ内に残留したり（図８（ｂ）参
照）、場合によっては、プリント配線基板ｂ側のソルダ
ーペーストに引きずられて山盛状態にｋ印刷されたりし
（図８（ｃ）参照）、印刷されるソルダーペーストの量
が不安定となるという問題がある。

【００１４】図９は内部エッジ部がオーバーエッチング
の場合、即ち、内部エッジ部ｉが基板当接面側端部ｈの
エッジより窪んでいる場合、の転写イメージを示すもの
である。

【００１５】かかる場合、印刷孔ｄ内に充填されたソル
ダーペーストｆは基板当接面側端部ｈのエッジによりそ
の通過を妨げられるので、印刷孔ｄを通過し難い状態と
なり、その一部ｌが印刷孔ｄ内に残留してしまったり
（図９（ｂ）参照）、山盛状態にｍ印刷されたり（図９
（ｃ）参照）して、上記アンダーエッチングの場合と同
様に、印刷されるソルダーペーストの量が不安定になる
という問題がある。

【００１６】特に、印刷孔の開口幅が狭いほど印刷孔内
の体積比に対するソルダーペーストの変動量が大きくな
り、安定したソルダーペーストの供給が困難であった。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明半田印刷装置は、
上記した課題を解決するために、主部が略一定の厚さを
有する平板状体であり、プリント配線基板の電子部品接
続ランドに対応する印刷孔が形成され、上記プリント配
線基板上に上記平板状体の主部を重ねた状態でスキージ
によって上記印刷孔に充填されたソルダーペーストを上
記プリント配線基板に印刷する半田印刷装置であって、
上記印刷孔のプリント配線基板に当接する基板当接面側
端部の開口面積をスキージ当接面側端部の開口面積より
も大きくすると共に、上記印刷孔のスキージ当接面側端
部と基板当接面側端部との中間部に上記平板状体の平面
と平行な内部エッジ部を形成し、スキージ当接面側開口
端から上記内部エッジ部に至る印刷孔の内壁面を垂直若
しくは内部エッジ部側が拡がった形状としたものであ
る。

【００１８】

【作用】従って、本発明半田印刷装置によれば、印刷孔
の基板当接面側端部の開口面積をスキージ当接面側端部
の開口面積よりも大きくしたので、印刷孔内に充填され
たソルダーペーストが基板当接面側端部の開口エッジに
よってプリント配線基板側への移動を妨げられることが
なく、また、印刷孔の内部エッジ部とスキージ当接面側
端部との間の内壁面が垂直又は内部エッジ部側が拡がっ
た形状とされているので、ソルダーペーストのプリント
配線基板側への移動が内部エッジ部によっても妨げられ
ることがなく、ソルダーペーストのプリント配線基板へ
の安定した転写が為され、特に幅の狭い印刷孔において
もソルダーペーストのプリント配線基板への安定した転
写が為される。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明半田印刷装置の詳細を図示し
た実施例に従って説明する。

【００２０】図１乃至図３は本発明半田印刷装置の実施
の一例を示すものである。

【００２１】図１はメタルスクリーン１の概略を示すも
のであり、メタルスクリーン１は薄膜の金属板から成る
主部２に所定の印刷孔３、３、・・・を形成して成るも
のである。

【００２２】図２は印刷孔３を拡大して示すものであ
り、４が主部２のスキージ当接面であり、５が基板当接
面である。

【００２３】印刷孔３はその中間部、即ち、スキージ当
接面側端部６と基板当接面側端部７との間のほゞ中間の
部分に主部２のスキージ当接面４及び基板当接面５とほ
ゞ平行を為す内部エッジ部８が形成されている。そし
て、印刷孔３の該内部エッジ部８における開口面積はス
キージ当接面側端部６における開口面積と同じかより大
きくされている。また、印刷孔３のスキージ当接面側端
部６から内部エッジ部８に至る部分の内壁面９は垂直な
面又は内部エッジ部８側で拡がった平面とされている。

【００２４】更に、上記印刷孔３は、基板当接面側端部
７における開口面積がスキージ当接面側端部６における
開口面積及び内部エッジ部８における開口面積より大き
くされている。そして、内部エッジ部８から基板当接面
側端部７に至る内壁面１０は曲面にされている。また、
該内壁面１０はその中間部が基板当接面側端部７より外
周方向に膨出した状態とされる場合もある。

【００２５】しかして、プリント配線基板１１へのソル
ダーペーストの印刷は、プリント配線基板１１の上面に
メタルスクリーン１を密着させ、スキージ１２によりソ
ルダーペースト１３を印刷孔３、３、・・・に刷り込み
（図３（ａ）参照）、それから、メタルスクリーン１を
プリント配線基板１１から相対的に引き上げる（図３
（ｂ）参照）ことによって為される。

【００２６】上記メタルスクリーン１の印刷孔３には、
上記したように、ソルダーペースト１３の転写方向、即
ち、スキージ当接面４側から基板当接面５側方向、への
移動の物理的な障害となるエッジが存在していないた
め、印刷孔３内に充填されたソルダーペースト１３はほ
ゞ印刷孔３の形状を保ったままプリント配線基板１１上
に転写される（図３（ｂ）参照）。これにより、幅の狭
い印刷孔３にあっても、安定した量のソルダーペースト
の印刷が可能となる。

【００２７】尚、印刷孔３の形状は上記したものに限定
されるものではなく、上記した条件を満たすものであれ
ば、種々のものが考えられ、そのような幾つかの変形例
を図４乃至図６に示す。

【００２８】図４に示す印刷孔３は、スキージ当接面側
端部６と内部エッジ部８との間の内壁面９が曲面とさ
れ、また、内部エッジ部８における開口面積はスキージ
当接面側端部６における開口面積と同じか又は大きくさ
れている。そして、基板当接面側端部７における開口面
積は内部エッジ部８における開口面積より大きくされて
いる。

【００２９】図５に示す印刷孔３は、内部エッジ部８に
おける開口面積がスキージ当接面側端部６における開口
面積より大きくされ、スキージ当接面側端部６から内部
エッジ部８に至る内壁面９が内部エッジ部８に行くに従
い拡がるように湾曲しており、基板当接面側端部７にお
ける開口面積が内部エッジ部８における開口面積より大
きくされ、更に、内部エッジ部８から基板当接面側端部
７に至る内壁面１０がほゞ平面にされている。

【００３０】図６に示す印刷孔３は、スキージ当接面側
端部６と内部エッジ部８との間の内壁面９が曲面とさ
れ、また、内部エッジ部８における開口面積はスキージ
当接面側端部６における開口面積と同じか又は大きくさ
れている。そして、基板当接面側端部７における開口面
積が内部エッジ部８における開口面積より大きくされ、
更に、内部エッジ部８から基板当接面側端部７に至る内
壁面１０がほゞ平面にされている。

【００３１】上記図４乃至図６に示した各印刷孔３にあ
っても、ソルダーペースト１３の転写方向、即ち、スキ
ージ当接面４側から基板当接面５側方向、への移動の物
理的な障害となるエッジが存在していないため、印刷孔
３内に充填されたソルダーペースト１３はほゞ印刷孔３
の形状を保ったままプリント配線基板１１上に転写され
る。

【００３２】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、本発明半田印刷装置は、主部が略一定の厚さを有す
る平板状体であり、プリント配線基板の電子部品接続ラ
ンドに対応する印刷孔が形成され、上記プリント配線基
板上に上記平板状体の主部を重ねた状態でスキージによ
って上記印刷孔に充填されたソルダーペーストを上記プ
リント配線基板に印刷する半田印刷装置であって、上記
印刷孔のプリント配線基板に当接する基板当接面側端部
の開口面積をスキージ当接面側端部の開口面積よりも大
きくすると共に、上記印刷孔のスキージ当接面側端部と
基板当接面側端部との中間部に上記平板状体の平面と平
行な内部エッジ部を形成し、スキージ当接面側開口端か
ら上記内部エッジ部に至る印刷孔の内壁面を垂直若しく
は内部エッジ部側が拡がった形状としたことを特徴とす
る。

【００３３】従って、本発明半田印刷装置によれば、印
刷孔の基板当接面側端部の開口面積をスキージ当接面側
端部の開口面積よりも大きくし、内部エッジ部の開口面
積を基板当接面側端部の開口面積とスキージ当接面側端
部の開口面積との中間にしたので、印刷孔内に充填され
たソルダーペーストが基板当接面側端部の開口エッジに
よってプリント配線基板側への移動を妨げられることが
なく、また、印刷孔の内部エッジ部とスキージ当接面側
端部との間の内壁面が垂直又は内部エッジ部側が拡がっ
た形状とされているので、ソルダーペーストのプリント
配線基板側への移動が内部エッジ部によっても妨げられ
ることがなく、ソルダーペーストのプリント配線基板へ
の安定した転写が為され、特に幅の狭い印刷孔において
もソルダーペーストのプリント配線基板への安定した転
写が為される。

【００３４】尚、上記した実施例に示した各部の形状又
は構造は、何れも本発明を実施するに際しての具体化の
ほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発
明の技術的範囲が限定的に解釈されるものであってはな
らない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図２及び図３と共に本発明半田印刷装置の実施
の一例を示すものであり、本図はメタルスクリーンの概
略を示す斜視図である。

【図２】印刷孔を拡大して示す断面図である。

【図３】ソルダーペーストをプリント配線基板に印刷す
るイメージを示す拡大断面図であり、（ａ）はスキージ
によりソルダーペーストを印刷孔に充填する状態を、
（ｂ）は印刷孔に充填されたソルダーペーストがプリン
ト配線基板上に転写された状態を示すものである。

【図４】印刷孔の変形例を示す拡大断面図である。

【図５】印刷孔の別の変形例を示す拡大断面図である。

【図６】印刷孔の更に別の変形例を示す拡大断面図であ
る。

【図７】プリント配線基板へのソルダーペーストの印刷
の概要を示すものであり、（ａ）は全体のイメージを示
す概略側面図、（ｂ）は印刷孔にソルダーペーストが充
填されるイメージを示す拡大断面図、（ｃ）はプリント
配線基板上にソルダーペーストが転写されるイメージを
示す拡大断面図である。

【図８】従来の印刷孔の内部エッジ部がアンダーエッチ
ングである場合の問題点を示す拡大断面図であり、
（ａ）はソルダーペーストが印刷孔に充填される状態
を、（ｂ）は印刷孔内にソルダーペーストが大量に残留
した状態を、（ｃ）はソルダーペーストが印刷孔から引
きずり出された状態を、それぞれ示すものである。

【図９】従来の印刷孔の内部エッジ部がオーバーエッチ
ングである場合の問題点を示す拡大断面図であり、
（ａ）はソルダーペーストが印刷孔に充填される状態
を、（ｂ）は印刷孔内にソルダーペーストが大量に残留
した状態を、（ｃ）はソルダーペーストが印刷孔から引
きずり出された状態を、それぞれ示すものである。

【符号の説明】

１ メタルスクリーン（半田印刷装置） ２ 主部 ３ 印刷孔 ４ スキージ当接面 ５ 基板当接面 ６ スキージ当接面側端部 ７ 基板当接面側端部 ８ 内部エッジ部 ９ 内壁面（スキージ当接面側端部から内部エッジ部に
至る） １０ 内壁面（内部エッジ部から基板当接面側端部に至
る） １１ プリント配線基板 １２ スキージ １３ ソルダーペースト

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主部が略一定の厚さを有する平板状体で
   あり、プリント配線基板の電子部品接続ランドに対応す
   る印刷孔が形成され、上記プリント配線基板上に上記平
   板状体の主部を重ねた状態でスキージによって上記印刷
   孔に充填されたソルダーペーストを上記プリント配線基
   板に印刷する半田印刷装置であって、上記印刷孔のプリ
   ント配線基板に当接する基板当接面側端部の開口面積を
   スキージ当接面側端部の開口面積よりも大きくすると共
   に、上記印刷孔のスキージ当接面側端部と基板当接面側
   端部との中間部に上記平板状体の平面と平行な内部エッ
   ジ部を形成し、スキージ当接面側開口端から上記内部エ
   ッジ部に至る印刷孔の内壁面を垂直若しくは内部エッジ
   部側が拡がった形状としたことを特徴とする半田印刷装
   置。
2. 【請求項２】 上記内部エッジ部から上記基板当接面側
   端部に至る印刷孔の内壁面を基板当接面側端部の方が拡
   がった形状としたことを特徴とする請求項１に記載の半
   田印刷装置。
3. 【請求項３】 上記スキージ当接面側端部から上記内部
   エッジ部に至る印刷孔の内壁面若しくは上記内部エッジ
   部から上記基板当接面側端部に至る印刷孔の内壁面の中
   間部が外周方向に膨出していることを特徴とする請求項
   １又は請求項２に記載の半田印刷装置。
4. 【請求項４】 上記主部が金属で形成されたことを特徴
   とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の半田印
   刷装置。