JPH09266372A - クリームハンダ印刷劣化検出方法 - Google Patents

クリームハンダ印刷劣化検出方法

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JPH09266372A
JPH09266372A JP8075686A JP7568696A JPH09266372A JP H09266372 A JPH09266372 A JP H09266372A JP 8075686 A JP8075686 A JP 8075686A JP 7568696 A JP7568696 A JP 7568696A JP H09266372 A JPH09266372 A JP H09266372A
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pattern
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石原昭洋
Takeshi Suzuki
鈴木　　剛
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Aiphone Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】クリームハンダ印刷劣化を事前に検出して最良
のクリームハンダ印刷状態を保つ。 【解決手段】プリント回路基板ＰＣに回路パターンから
独立した箇所上でチェックパターン領域を設定し、メタ
ルマスク７にチェックパターン領域に対応して回路パタ
ーンよりもファインピッチのチェックファインピッチ開
口８ａを形成し、チェックパターン領域にメタルマスク
のチェックファインピッチ開口を介してクリームハンダ
９を印刷して印刷状態の劣化を監視し、回路パターンへ
のクリームハンダ印刷状態が劣化する前に、チェックパ
ターン領域の劣化度合を検出することから成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はクリームハンダ印刷劣化
検出方法に関し、特に、クリームハンダ印刷劣化を事前
に検出して最良のクリームハンダ印刷状態を保つことが
できるクリームハンダ印刷劣化検出方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来から、図８に示すように、一般的に
は、プリント回路基板ＰＣ1に描画された回路パターン
の銅電極部分にクリームハンダ印刷機３１によりクリー
ムハンダ印刷（クリームハンダ印刷工程）し、チップマ
ウンター３３により印刷クリームハンダ上にチップ部品
を部品実装（部品実装工程）し、リフローハンダ炉３４
によりチップ部品にリフローハンダ（リフローハンダ工
程）を行なう工程が組まれることが多い。こうしてプリ
ント回路基板ＰＣ1に部品実装されたプリント回路基板
製品ＰＲ1が製造される。
【０００３】例えば１．６ｍｍの厚さのプリント回路基
板ＰＣ1には、ＱＦＰ（Quad FlatPackage）、ＳＯＰ（S
mall Outline Package）等で１．０〜０．８ｍｍのピッ
チ、０．６５〜０．３ｍｍの狭小ピッチ（ファインピッ
チ）で形成されるＩＣを表面実装する回路パターンが描
画されている。このクリームハンダ印刷工程において、
プリント回路基板ＰＣ1の回路パターンには例えばステ
ンレススチール製、１５０μmm厚のメタルマスク７（図
９（ａ）、（ｂ））にエッチングにより穿孔された開口
８を介してクリームハンダ印刷機３１によりスキージ１
０で擦過してクリームハンダ９の印刷が施される。
【０００４】クリームハンダ９は錫６３％、鉛３７％か
ら成る主成分に、フラックスとしてロジン、塩素、臭
素、ヨウ素などのハロゲン系の活性剤およびクズレ防止
剤としてチキソ剤をそれぞれを添加したものでリフロー
ハンダ炉３４により約１８３℃に至ると溶融し、それ以
下の温度では固化する。このようなクリームハンダ９の
性質からしてプリント回路基板ＰＣ1に描画されている
回路パターンの、特に狭小ピッチＱＦＰ、ＳＯＰに対応
するメタルマスク７の開口８にはクリームハンダ９が詰
り易く、狭小ピッチＱＦＰ、ＳＯＰは印刷不良の原因と
なる。
【０００５】このため、クリームハンダ印刷機３１は図
１０に示すようにクリームハンダフイルタ１７ａ、吸引
ブロワ１８を有する吸引機１５、かき取りブレード１
６、拭取り用ブレード１７を有するセルフクリーニング
機構２０を備えている。メタルマスク７の開口８にクリ
ームハンダ詰りが発生したときは、クリームハンダ印刷
機３１のクリーニング機構２０を作動させ、吸引機１８
にてメタルマスク７の開口８に付着したクリームハンダ
を吸取り、かき取りブレード１６にて、メタルマスク７
に付着したわずかなクリームハンダをかき取り、拭取り
用ブレード１７にてクリームハンダを拭取るクリーニン
グ作業が必要となってくる。
【０００６】このクリーニング機能の実行は、オペレー
タによるマニュアル操作またはカウンター設定（基板枚
数設定）によるセミオート運転が一般的である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のリフロープリン
ト回路基板の製造にあたっては、クリームハンダ印刷後
のチェック機能はなく、部品実装、リフロー後に多くの
不良品が発生していた。そこで、クリームハンダの印刷
劣化、印刷不良等が後工程で検出された場合、生産ライ
ンを一時停止させ、作業者（オペレーター）が不良の原
因を特定した上で、印刷機のクリーニング等の処置を行
なっている。このため、原因の追及は作業者の経験に依
存するところが大きいという難点があった。
【０００８】本発明は、このような難点を解消するため
になされたもので、作業者の負担を軽減し最良のクリー
ムハンダ印刷状態を保つことができるクリームハンダ印
刷劣化検出方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明のクリームハンダ印刷劣化検出方法は、プリ
ント回路基板に描画された回路パターンの銅電極部分に
クリームハンダ印刷機によりメタルマスクの開口を介し
てクリームハンダ印刷し、印刷されたクリームハンダ上
に電子部品を電子部品マウンターにより部品実装し、電
子部品が実装されたプリント回路基板にリフローハンダ
炉によりリフローハンダを行なってプリント回路基板製
品を製造するにあたり、プリント回路基板に回路パター
ンから独立した箇所上でチェックパターン領域を設定
し、メタルマスクにチェックパターン領域に対応して回
路パターンよりもファインピッチのチェックファインピ
ッチ開口を形成し、チェックパターン領域にメタルマス
クのチェックファインピッチ開口を介してクリームハン
ダ印刷して印刷状態の劣化を監視し、回路パターンへの
クリームハンダ印刷状態が劣化する前に、チェックパタ
ーン領域の劣化度合を検出することから成る。
【００１０】また、本発明のクリームハンダ印刷劣化検
出方法は、プリント回路基板に回路パターンから独立し
た箇所上で回路パターンよりもファインピッチのチェッ
クパターンを描画し、メタルマスクにチェックパターン
に対応するチェックファインピッチ開口を形成し、チェ
ックパターンにメタルマスクのチェックファインピッチ
開口を介してクリームハンダ印刷することから成る。
【００１１】さらに、本発明のクリームハンダ印刷劣化
検出方法は、メタルマスクのチェックファインピッチ開
口を介してクリームハンダ印刷されたチェックパターン
を基板外観検査装置により監視してチェックパターンに
異常が発見されたとき印刷状態の劣化と判断することか
ら成る。このクリームハンダ印刷劣化検出方法によれ
ば、プリント回路基板に設定されたチェックパターン領
域に対応して回路パターンよりもファインピッチのチェ
ックファインピッチ開口を形成し、チェックパターン領
域にメタルマスクのチェックファインピッチ開口を介し
てクリームハンダ印刷して印刷状態の劣化を監視し、回
路パターンへのクリームハンダ印刷状態が劣化する前
に、チェックパターン領域の劣化度合を検出してクリー
ムハンダ印刷機のクリーニング機構を作動させることに
より、回路パターンの印刷劣化を未然に防ぎ、全数良品
の品質の安定した工程を維持できる。また、生産ライン
の一時停止を低減し、生産性を向上させ、かつ作業者
（オペレータ）の負担を軽減させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明のクリームハンダ印
刷劣化検出方法を好ましい実施の形態例について図面を
参照して詳述する。図１に示すように、プリント回路基
板ＰＣにクリームハンダ印刷機１によりクリームハンダ
印刷（クリームハンダ印刷工程）し、基板外観検査装置
（ビジュアルテスター）２でクリームハンダ印刷を外観
検査（基板外観検査工程）し、印刷されたクリームハン
ダ上にチップ部品やＩＣ等の電子部品（図示せず）を電
子部品マウンター３により部品実装（部品実装工程）
し、電子部品が実装されたプリント回路基板にリフロー
ハンダ炉４によりリフローハンダ（リフローハンダ工
程）を行なう工程により部品実装されたプリント回路基
板製品ＰＲを製造する。
【００１３】クリームハンダ印刷工程において、プリン
ト回路基板ＰＣには描画された回路パターン５（図２）
の銅電極部分６が予め形成されている。ここで、銅電極
部分６は箔、電気メッキ、ＣＶＤなどの手法によりプリ
ント回路基板ＰＣに成膜される。また、銅電極部分６で
使用される銅は、銅または銅合金を意味する。
【００１４】プリント回路基板ＰＣの回路パターン５は
ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＳＯＰ（Small Outline
Package）等で１．０〜０．８ｍｍのピッチ、０．６５
〜０．３ｍｍの狭小ピッチ（ファインピッチ）で形成さ
れるＩＣを表面実装するように描画されている。プリン
ト回路基板ＰＣの回路パターン５の銅電極部分６とメタ
ルマスク７（図３（ａ））に予め形成された開口８を対
応して位置決めしてプリント回路基板ＰＣ上にメタルマ
スク７を載置し、メタルマスク７上にペースト状クリー
ムハンダ９を投与し、クリームハンダ印刷機１のスキー
ジ１０をプリント回路基板平面上を擦過すれば、メタル
マスク７の銅電極部分６にはメタルマスク７の開口８を
介してクリームハンダ印刷機１によりクリームハンダ９
が印刷される。
【００１５】プリント回路基板ＰＣとメタルマスク７を
相対的に分離すれば（図３（ｂ））、プリント回路基板
ＰＣの回路パターン５において銅電極部分６にはクリー
ムハンダ印刷されたクリームハンダ９が形成される。プ
リント回路基板ＰＣには回路パターン５から独立した箇
所１１（図２）上で１個または複数個のチェックパター
ン領域１２が設定される。チェックパターン領域１２は
プリント回路基板ＰＣの回路パターン５から独立した各
周辺部に設けるのが好ましい。但し、チェックパターン
領域１２はプリント回路基板ＰＣの回路パターン５から
独立している限り、プリント回路基板ＰＣの回路パター
ン５の内部に設けることもできる。
【００１６】メタルマスク７にはチェックパターン領域
１２に対応して回路パターン５よりもファインピッチの
チェックファインピッチ開口８ａが形成される。チェッ
クファインピッチ開口８ａは、例えば縦縞状に形成され
る。例えば、プリント回路基板ＰＣの回路パターン５が
０．５ｍｍピッチのＱＦＰ（Quad Flat Package）、Ｓ
ＯＰ（Small Outline Package）等のＩＣを表面実装す
るように描画されていれば、メタルマスク７のチェック
ファインピッチ開口８ａは０．３ｍｍのファイン（狭
小）ピッチで形成される。なお、メタルマスク７にチェ
ックパターン領域１２に対応して回路パターン５よりも
ファインピッチのチェックファインピッチ開口８ａを形
成するのは、クリームハンダ印刷ではピッチ間隔の狭い
パターンが早目に印刷劣化が進む特性があるとの知見を
得たからである。本発明はその特性を活用し、回路パタ
ーン５で採用されているＱＦＰ、ＳＯＰチップよりも更
に１ランク細いピッチのファインピッチ開口８ａをメタ
ルマスク７に形成し、このファインピッチ開口８ａを用
いて回路パターン２へのクリームハンダ９の印刷状態が
劣化する前に、チェックパターン領域１２の劣化度合を
事前に検出することによりクリームハンダ印刷劣化を検
出するものである。
【００１７】そこで、プリント回路基板ＰＣの回路パタ
ーン５において銅電極部分６にクリームハンダ９をメタ
ルマスク７の開口８を介してクリームハンダ印刷機１に
よりクリームハンダ印刷すると同時に、チェックパター
ン領域１２にメタルマスク７のチェックファインピッチ
開口８ａを介してクリームハンダ印刷してクリームハン
ダ９ａを形成する。
【００１８】プリント回路基板ＰＣにクリームハンダ印
刷されたクリームハンダ９ａの印刷状態の劣化を基板外
観検査装置２にて画像処理を行なって監視し、プリント
回路基板ＰＣの回路パターン２へのクリームハンダ９の
印刷状態が劣化する前に、チェックパターン領域１２の
劣化度合を検出し、クリームハンダ９ａのニジミ、ズレ
等を基板外観検査装置２で検出する。
【００１９】基板外観検査装置２は、劣化度合を検出す
るためにクリームハンダ９ａの印刷状態を認識するため
のリング照明１３（図５）とプリント回路基板ＰＣに対
して垂直方向にあるＣＣＤカメラ１４で構成されてい
る。リング照明１３から発した光は、クリームハンダ９
ａ1、９ａ2、９ａ3、９ａ4（図６）のクリームハンダ印
刷部で反射し、ＣＣＤカメラ１４に入力される。カメラ
画像は水平に近いクリームハンダ９ａ1、９ａ2、９
ａ3、９ａ4のクリームハンダ印刷部が明るく、他は暗い
画像となる。そこでクリームハンダ９ａ1、９ａ2、９ａ
3、９ａ4のパターン間に検査ウィンドウ１５ａ、１５
ｂ、１５ｃが設けられる。
【００２０】図７（ａ）に示すクリームハンダ印刷ズレ
部９ｃ、図７（ｂ）に示すクリームハンダ印刷ニジミ部
９ｂにより検査ウィンドウ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ上に
画像の異常（例えば、輝度平均の変化）が認められ場
合、それぞれズレ、ニジミと判断し、クリームハンダ印
刷機１のクリーニング機構２０（図１）にクリーニング
のフィードバック信号Ｓ1を出力する。フィードバック
信号Ｓ1を受けたクリームハンダ印刷機１はクリーニン
グ機構２０（図１０）を作動させ、クリームハンダフイ
ルタ１７ａ、吸引ブロワ１８を有する吸引機１５にてメ
タルマスク７の開口８に付着したペースト状クリームハ
ンダ１９を吸取り、かき取りブレード１６にて、メタル
マスク７の表面に付着したわずかなクリームハンダ１９
をかき取り、拭取り用ブレード１７にて、クリームハン
ダ１９を拭取る。
【００２１】このようにしてプリント回路基板ＰＣにク
リームハンダ印刷されたクリームハンダ９ａの印刷状態
の劣化を基板外観検査装置２にて画像処理を行なって監
視し、プリント回路基板ＰＣの回路パターン２へのクリ
ームハンダ９の印刷状態が劣化する前に、チェックパタ
ーン領域１２の劣化度合を検出し、クリームハンダ９ａ
のニジミ、ズレ等を基板外観検査装置２で検出し、異常
（図７）が認められたときメタルマスク７をクリームハ
ンダ印刷機１のクリーニング機構２０によりクリーニン
グして常に最良のクリームハンダ状態を維持させる。
【００２２】別法として、プリント回路基板ＰＣに回路
パターン５から独立した箇所１１上で回路パターン５よ
りもファインピッチのチェックパターン２１（図２）を
描画し、メタルマスク７（図３）にチェックパターン２
１に対応するチェックファインピッチ開口８ａを形成
し、チェックパターン２１にメタルマスク７のチェック
ファインピッチ開口８ａを介してクリームハンダ９ａを
印刷してもよい。
【００２３】そして、メタルマスク７のチェックファイ
ンピッチ開口８ａを介してクリームハンダ印刷されたチ
ェックパターン２１を基板外観検査装置２により監視し
てチェックパターン２１に異常（図７）が発見されたと
き印刷状態の劣化と判断し、クリームハンダ印刷機１の
クリーニング機構２０を作動させてメタルマスク７をク
リーニングする。
【００２４】また、図４に示すようにチェックパターン
２１は回路パターン５で使用されたピッチよりも１ラン
クファイン（狭小）のピッチを有するチェックパターン
を選択できるようにピッチ間隔をそれぞれ変えたチェッ
クパターン２１ａ、２１ｂ、２１ｃを予め形成しておい
てもよい。この場合、チェックパターン２１ａ、２１
ｂ、２１ｃの各ピッチに対応させてメタルマスク７のチ
ェックファインピッチ開口８ａもそれぞれ形成される。
【００２５】なお、上述の実施例ではメタルマスクのチ
ェックファインピッチ開口を縦縞状に形成したが、本発
明のクリームハンダ印刷劣化検出方法は、チェックファ
インピッチ開口を格子状やドット状に形成しても上記実
施例と同様の効果を奏する。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
クリームハンダ印刷劣化検出方法によれば、プリント回
路基板に設定されたチェックパターン領域に対応して回
路パターンよりもファインピッチのチェックファインピ
ッチ開口を形成し、チェックパターン領域にメタルマス
クのチェックファインピッチ開口を介してクリームハン
ダ印刷して印刷状態の劣化を監視し、回路パターンへの
クリームハンダ印刷状態が劣化する前に、チェックパタ
ーン領域の劣化度合を検出してクリームハンダ印刷機の
クリーニング機構を作動させることにより、回路パター
ンの印刷劣化を未然に防ぎ、全数良品の品質の安定した
工程を維持できる。また、生産ラインの一時停止を低減
し、生産性を向上させ、かつ作業者（オペレータ）の負
担を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクリームハンダ印刷劣化検出方法にお
いて、プリント回路基板に部品実装されたプリント回路
基板製品を製造する工程のフロー図。
【図２】本発明のクリームハンダ印刷劣化検出方法にお
けるプリント回路基板を一部拡大した平面図。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のクリー
ムハンダ印刷劣化検出方法において、プリント回路基板
にメタルマスクを介してクリームハンダ印刷する工程を
示すクリームハンダ印刷機の部分断面図。
【図４】本発明のクリームハンダ印刷劣化検出方法にお
いて、回路パターンよりも１ランクファインのパターン
を選択できるようにピッチ間隔をそれぞれ変えて予め形
成したチェックパターンの平面図。
【図５】本発明のクリームハンダ印刷劣化検出方法にお
いて、クリームハンダの印刷状態を認識するための基板
外観検査装置の立面図。
【図６】本発明のクリームハンダ印刷劣化検出方法にお
いて、クリームハンダの印刷状態の劣化を基板外観検査
装置にて画像処理を行なって監視する手法を示す説明
図。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明のクリー
ムハンダ印刷劣化検出方法において、クリームハンダの
印刷状態の劣化を基板外観検査装置にて画像処理を行な
って印刷劣化と判断する手法を示す説明図。
【図８】従来のプリント回路基板に部品実装されたプリ
ント回路基板製品を製造する工程のフロー図。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来のプリント
回路基板にメタルマスクを介してクリームハンダ印刷す
る工程を示すクリームハンダ印刷機の部分断面図。
【図１０】従来のクリームハンダ印刷機のクリーニング
機構を示す説明図。
【符号の説明】
ＰＣ・・・・・・プリント回路基板 ＰＲ・・・・・・プリント回路基板製品 １・・・・・・クリームハンダ印刷機 ２・・・・・・基板外観検査装置 ３・・・・・・マウンター ４・・・・・・リフローハンダ炉 ５・・・・・・回路パターン ６・・・・・・銅電極部分 ７・・・・・・メタルマスク ８・・・・・・開口 ８ａ・・・・・・チェックファインピッチ開口 ９・・・・・・クリームハンダ ９ａ、９ａ1、９ａ2、９ａ3、９ａ4・・・・・・印刷されたク
リームハンダ １１・・・・・・回路パターンから独立した箇所 １２・・・・・・チェックパターン領域 ２１・・・・・・チェックパターン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プリント回路基板に描画された回路パター
    ンの銅電極部分にクリームハンダ印刷機によりメタルマ
    スクの開口を介してクリームハンダ印刷し、印刷された
    クリームハンダ上に電子部品を電子部品マウンターによ
    り部品実装し、前記電子部品が実装されたプリント回路
    基板にリフローハンダ炉によりリフローハンダを行なっ
    てプリント回路基板製品を製造するにあたり、 前記プリント回路基板に前記回路パターンから独立した
    箇所上でチェックパターン領域を設定し、前記メタルマ
    スクに前記チェックパターン領域に対応して前記回路パ
    ターンよりもファインピッチのチェックファインピッチ
    開口を形成し、前記チェックパターン領域に前記メタル
    マスクのチェックファインピッチ開口を介してクリーム
    ハンダ印刷して印刷状態の劣化を監視し、前記回路パタ
    ーンへのクリームハンダ印刷状態が劣化する前に、前記
    チェックパターン領域の劣化度合を検出することを特徴
    とするクリームハンダ印刷劣化検出方法。
  2. 【請求項２】前記プリント回路基板に前記回路パターン
    から独立した箇所上で前記回路パターンよりもファイン
    ピッチのチェックパターンを描画し、前記メタルマスク
    に前記チェックパターンに対応するチェックファインピ
    ッチ開口を形成し、前記チェックパターンに前記メタル
    マスクのチェックファインピッチ開口を介してクリーム
    ハンダ印刷することを特徴とする請求項１記載のクリー
    ムハンダ印刷劣化検出方法。
  3. 【請求項３】前記メタルマスクのチェックファインピッ
    チ開口を介してクリームハンダ印刷された前記チェック
    パターンを基板外観検査装置により監視して前記チェッ
    クパターンに異常が発見されたとき印刷状態の劣化と判
    断することを特徴とする請求項２記載のクリームハンダ
    印刷劣化検出方法。
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