KR0155887B1 - 인쇄회로기판의 이종부품실장을 위한 스크린 인쇄방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판에 이종부품을 실장하기 위한 스크린 인쇄방법 및 그 장치에 관하여 개시한 것으로서, 본 발명에 특징에 의하면 1매의 인쇄회로기판에 미세부품에서 대형부품에 이르기까지의 이종부품을 접합하기 위하여 1대의 인쇄장치를 통해 스크린과 스퀴저를 적절히 조합하여 이용함으로써 각 부품 접합에 적절한 접합재료의 두께층을 형성할 수 있게 되어 이종부품의 실장을 효과적으로 수행할 수 있는 유연성(Flexibility)를 가지도록 한 것이다.

Description

인쇄회로기판의 이종부품실장을 위한 스크린 인쇄방법 및 그 장치

제1도는 종래 기술에 의한 인쇄회로기판의 부품실장용 스크린 인쇄장치를 나타내 보인 개략적 사시도,

제2도는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 부품실장요 스크린 인쇄장치를 나타내 보인 개략적 단면도,

제3도 내지 제5도는 본 발명의 인쇄방법 및 장치를 통하여 1매의 기판에 이종부품 실장을 위한 인쇄공정의 실시예를 나타내 보인 개략적 단면도,

제6도는 제3도 내지 제5도의 각 인쇄공정을 통하여 1매의 기판에 이종부품의 접합을 위한 인쇄가 완료된 상태를 나타내 보인 개략적 단면도이고,

제7도는 인쇄가 완료된 상태의 기판에 이종부품이 실장된 상태를 나타내 보인 개략적 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 인쇄회로기판 21, 21a, 21b, 21c : 인쇄용 스크린

22 : 스크린 고정위치 23 : 기판 고정요 베드

24 : 인쇄장치 본체 프레임 25 : 로더레일

26 : 스퀴저 27 : 스퀴저 블록

28 : 스퀴저 블록 자동 교환축 29 : 스퀴저 인압기구

30 : 평행 슬라이드바아 31 : 가이드 레일

40, 50 : 필름부재 210 : 기공

211 : 접합재

본 발명은 전자기기용 인쇄회로기판에 이종부품을 실장하기 위한 스크린 인쇄방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 1매의 인쇄회로기판에 이종부품을 실장하기 위해 크림솔더 등의 접합재료를 스크린 인쇄함에 있어서 1대의 인쇄장치를 통하여 미세부품에서 대형부품에 이르기까지 각 부품에 따른 접합재료를 적절한 두께로 기판에 공급함으로써 이종부품의 실장이 효과적으로 이루어질 수 있도록 한 스크린 인쇄방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자기기 등의 주요 부품으로 사용되는 인쇄회로기판에 있어서 프린트된 배선회로에 각종 부품을 실장하기 위한 방법으로 통상, 기판에 크림솔더 등의 접합재료를 소정 두께로 도포하여 부품을 접합시키는 스크린 인쇄방법이 이용되고 있다. 이러한 스크린 인쇄방법에 사용되고 있는 스크린 인쇄장치는 인쇄물과 인쇄판의 밀착정도를 향상시킨다거나, 스퀴지의 스피드 로울러 속도를 전자제어에 의해 미세하게 가변시킬 수 있도록 함으로써 인쇄후 인쇄재료가 스크린에 남지 않도록 하여 어느 정도 미세피치의 스크린 인쇄가 가능하도록 최적의 인쇄조건을 위해 개량되어 왔다. 그러나, 최근에 이르러 전자기기 등의 고정밀도화 추세에 따라 전자부품 또한 점차 더 소형화, 미세화되고 작게는 0.3㎜의 미세피치를 요하는 집적회로(IC)나, 이와 유사한 정도의 리드(lead)부품 등이 제조됨으로 인하여 보다 더 정밀한 기판실장 기술의 요구가 증가하고 있다. 이와 같이 보다 더 소형화, 미세화된 부품을 기판에 고정밀하게 실장하기 위하여서는 여러가지 까다로운 조건들을 만족시켜야 하는데, 예를 들어 크림솔더를 사용하여 기판에 부품을 실장하는 경우에 있어서 인쇄의 최적화를 위해서는 크림솔더의 인쇄 두께를 100㎛ 이하로 하여야 하며, 표준부품으로서 이종(異種)부품이 혼재하는 경우에는 200㎛ 전후의 인쇄 두께를, 그리고 대형부품의 경우 예를 들면, 반도체 패키지에 구성되는 쉴드(shield)나 히이트 싱크(heat sink) 또는 반도체 접합을 위한 범퍼(bump) 형성의 경우에는 400㎛ 전후의 인쇄 두께를 필요로 하는 등의 까다로운 조건을 만족시켜야 할 필요가 있다.

제1도는 종래 기술에 의한 인쇄회로기판의 부품실장용 스크린 인쇄장치를 나타내 보인 개략적 사시도로서, 이 인쇄장치에 대한 기술은 일본 특개평4-200670호 공보에 상세히 기술되어 있으며, 이는 2대 이상의 인쇄장치를 연겨랗여 인-라인(In-line)화하고, 크림솔더 등의 고점도 물질을 인쇄하는 판으로서 스크린에 많은 구멍이 있는 파이프를 연결시켜 스퀴징하는 방법이다. 이와 같은 경우에 파이프로부터의 크림솔더 공급이 먼저 인쇄된 곳을 피할 수 있도록 인쇄가 이루어지는 잇점이 있지만, 크림솔더를 소량으로 도포할 필요가 있는 경우에는 파이프에 남아 있는 크림솔더가 인쇄되기 전에 파이프의 선단으로부터 한번에 빠져나와 과잉공급되는 문제점이 있었다. 그리고, 기판 위에 크림솔더 등의 접합재료를 두꺼운 상태로 공급할 필요가 있는 경우에는 1회의 스퀴징으로는 원하는 인쇄 두께를 얻을 수가 없기 때문에 수회의 반복된 인쇄작업을 행하여야 한다. 따라서, 이 경우 접합재료의 공급량이 불균일하게 되어 인쇄 두께가 일정한 상태로 이루어지지 않는 문제점이 있었다. 더욱이, 인쇄회로기판에 인쇄 두께를 달리해야 하는 이종부품을 실장해야 하는 경우에 있어서는 일면의 인쇄 스크린을 부분적으로 두께 변형시킨 것을 사용함으로써 각 부품에 따른 인쇄 두께를 형성하는 방법이 있으나, 이는 스크린의 두께 차이에 의해 형성된 요철면을 스퀴징하지 않으면 안되는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술에 의해 인쇄회로기판에 부품을 실장하기 위한 스크린 인쇄방법 및 장치가 가지는 문제점을 감안하여 이를 개선코자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 1대의 스크린 인쇄장치를 사용하여 1매의 인쇄회로기판에 미세부품에서 대형부품에 이르기까지 각 부품에 따른 접합재료를 적절한 두께로 공급함으로써 효과적으로 이종부품을 실장할 수 있는 스크린 인쇄방법을 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 상기한 목적을 달성하기 위한 최적의 스크린 인쇄장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 인쇄회로기판에 이종부품을 실장하기 위한 스크린 인쇄방법은, 인쇄회로기판에 이종부품을 실장하기 위하여 크림솔더 등의 접합재를 공급하기 위한 스크린 인쇄방법에 있어서, 1매의 인쇄회로기판에 일정한 두께를 가지는 제1스크린을 사용하여 접합재를 일정한 두께로 공급하는 제1단계와;상기 제1스크린과 다른 두께를 가지며, 상기 제1스크린에 의해 상기 인쇄회로기판에 공급된 접합재의 부위와 대응하는 부위를 절단하고, 그 절단된 부위에 필름부재를 개재시켜 접합재의 유출을 방지할 수 있도록 가공한 제2스크린을 사용하여 상기 제1단계에서 상기 인쇄회로기판에 공급된 접합재와 다른 위치 및 다른 두께로 접합재를 공급하는 제2단계와;상기 제1스크린 및 제2스크린과 다른 두께를 가지며, 상기 제1스크린 및 제2스크린에 의해 상기 인쇄회로기판에 각각 공급된 접합재의 부위와 대응하는 부위를 절단하고, 그 절단된 부위에 필름부재를 개재시켜 접합재의 유출을 방지할 수 있도록 가공한 제3스크린을 사용하여 상기 제1단계 및 제2단계에서 상기 인쇄회로기판에 공급된 접합재와 각각 다른 위치 및 다른 두께로 접합재를 공급하는 제3단계;를 포함하여 1매의 인쇄회로기판에 미세부품에서 대형부품에 이르기까지의 이종부품을 접합하기 위한 접합재료를 각각 다른 두께층으로 형성할 수 있도록 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기한 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 이종부품 실장용 스크린 인쇄장치는, 전자제어에 의해 인쇄위치에 어느 하나가 선택되도록 서로 다른 규격이 복수개로 마련되는 고점도물질의 공급이 가능하도록 된 블래이드형 스크린을 수납하는 스크린 수납부와, 상기 스크린과의 조합을 위한 교환이 가능하도록 서로 다른 규격이 복수개 마련되는 스퀴저 블록과, 상기 인쇄회로기판을 지지하고 인쇄위치에 이동가능하도록하여 상기 스크린에 기판을 밀착시키는 기판 고정용 베드와, 상기 스퀴저를 지지하여 상기 스크린 위를 이동가능하게 하는 스퀴저 이동수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 따른 스크린 인쇄장치에 있어서, 상기 스퀴저 블록은 스퀴저 인압기구와 일체로 이루어져 있는 스퀴저 블록 자동 교환축에 의해 지지되어 자동교환이 가능하게 이루어지고, 상기 스퀴저 블록 자동 교환축은 인쇄장치의 본체 프레임에 설치된 가이드 레일을 따라 좌우로 수평이동이 가능하게 구비된 평행 슬라이드바에 의해 승강운동 가능하도록 된 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 부품 실장을 위한 스크린 인쇄방법 및 그 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 부품실장용 스크린 인쇄장치를 나타내 보인 개략적 단면도이다. 이를 참조하면 도면부호 20은 인쇄 기판을, 그리고 21a, 21b 및 21c는 인쇄용 스크린을 나타낸 것으로서, 이들 스크린은 별도의 수납부(21)에 수납되어 전자제어에 의해 지정된 스크린이 인쇄 위치로 자동 교환될 수 있도록 되어 있다. 그리고, 부호 22는 인쇄 위치에 선택된 스크린을 고정하기 위한 스크린 고정위치를 나타낸 것이며, 부호 23은 인쇄 기판(20)을 고정하기 위한 기판 고정용 베드로서, 이 기판 고정용 베드(23)는 인쇄 기판(20)을 정위치에 고정시킨 상태에서 상하로 승강가능하도록 이루어져 있다. 한편, 인쇄 기판(20)은 인쇄장치의 본체 프레임(24)에 마련된 로더레일(25)에 의해 지지되는데, 상기 기판 고정용 베드(23)를 상승시키면 인쇄 기판(20)이 로더레일(25)로부터 상방으로 이격되어 인쇄용 스크린에 밀착될 수 있도록 되어 있다. 그리고, 도면부호 27은 교환용 스퀴저(Squeezer) 블록을 나타낸 것으로서, 상기 스퀴저 블록(27)은 스퀴저 인압기구(29)와 일체로 이루어져 있는 스퀴저 블록 자동 교환축(28)에 의해 자동 교환이 가능하게 이루어져 있다. 또한, 상기 스퀴저 블록 자동 교환축(28)은 인쇄장치의 본체 프레임(24)에 설치된 가이드 레일(31)을 따라 좌우로 수평이동이 가능하게 구비된 평행 슬라이드바아(30)에 의해 승강운동 가능하도록 마련되어 있으며, 교환용 스퀴저가 수납되어 있는 상기 스퀴저 블록(27)에는 스퀴저 컨디션장치가 내장되어 있다. 따라서, 인쇄시 상기 스퀴저(26)는 지정된 인쇄용 스크린에 적합하도록 전자제어에 의해 상기 가이드 레일(31)을 따라 좌우로 이동하면서 교환용 스퀴저가 수납되어 있는 스퀴저 블록(27)으로부터 자동교환이 가능하도록 된 구조를 이루고 있어서, 상기 스크린과 스퀴저는 인쇄조건에 따라 각각 스퀴저 블록과 스크린 수납부로부터의 자동교환 출입에 의해 몇번이라도 동일한 조합이 가능하게 된다.

상술한 본 발명에 의한 스크린 인쇄장치를 1대만 사용함으로써 이하에서 설명하고자 하는 본 발명에 의한 인쇄회로기판의 이종부품 실장을 위한 스크린 인쇄방법을 용이하게 달성할 수 있게 된다.

제3도 내지 제5도는 본 발명에 따른 스크린 인쇄장치를 사용하여 실시한 이종부품 실장을 위한 스크린 인쇄공정의 실시예를 나타내 보인 개략적 단면도이다.

제3도는 미세 피치의 QFP(Quad Flat Package)형 반도체 등을 기판(20)에 접합시키기 위한 인쇄공정으로서, 스크린(21)의 두께를 90㎛ 전후로 형성함으로써 접합재 공급용 기공(210)을 통하여 접합재(211), 예를 들면 솔더 또는 도전성 접착제, 고.저점도 플럭스, 잉크상태의 접합재 등이 기판(20)의 상면에 공급되어 미세부품의 접합에 적절한 두께로 인쇄된다.

제4도는 일반적인 표준부품을 기판(20)에 접합시키기 위한 인쇄공정으로서, 이 공정에서 사용되는 스크린(21)은 두께를 200㎛ 전후로 형성하고, 제4도의 앞공정에서 기판(20)에 먼저 인쇄된 부분과 대응하는 부위를 오려내어 필름부재(40)를 개재시켜 팽팽하게 덮음으로써 접합재가 빠져 나가지 않도록 가공한 것이다.

그리고, 제5도는 BGA 등의 범퍼, 트랜스, 쉴드 케이스 등 대형부품을 기판(20)에 접합시키기 위한 인쇄공정으로서, 이 공정에서 사용되는 스크린(21)은 그 두께르 400㎛ 전후로 형성하고, 제5도의 바로 앞공정에서 기판에 먼저 인쇄된 부분과 대응하는 부위를 다시 오려내어 필름부재(50)를 개재시켜 팽팽하게 덮음으로써 접합재가 빠져 나가지 않도록 가공한 것이다.

제6도는 상기한 제3도 내지 제5도에 도시된 각각의 인쇄공정을 통하여 기판에 인쇄가 완료된 상태를 나타내 보인 개략적 단면도이고, 제7도는 인쇄가 완료된 상태의 기판에 이종부품이 실장된 상태를 나타내 보인 개략적 단면도이다. 제7도에서 A는 미세피치의 QFP형 반도체 등과 같이 미세부품의 실장에 적합한 두께로 접합재가 공급된 상태를 보이고 있으며, B는 표준부품의 실장에 적합한 두께로 접합재가 공급된 상태를 보이고 있다. 그리고, C는 기판에 공급된 접합재의 두께층이 두꺼워야할 필요가 있는 대형부품의 실장에 적합한 두께로 접합재가 공급된 상태를 보이고 있다.

이상에서 설명한 바에 의하면, 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 이종부품실장을 위한 스크린 인쇄방법 및 장치는 1매의 인쇄회로기판에 미세부품에서 대형부품에 이르기까지의 이종부품을 접합하기 위하여 1대의 인쇄장치를 통해 스크린과 스퀴저를 적절히 조합하여 이용함으로써 각 부품 접합에 적절한 접합재료의 두께층을 형성할 수 있게 되어 이종부품의 실장을 효과적으로 수행할 수 있느 유연성(Flexibility)를 가진다.

Claims (3)

1. 인쇄회로기판에 이종부품을 실장하기 위하여 크림솔더 등의 접합재를 공급하기 위한 스크린 인쇄방법에 있어서, 1매의 인쇄회로기판에 일정한 두께를 가지는 제1스크린을 사용하여 접합재를 일정한 두께로 공급하는 제1단계와;상기 제1스크린과 다른 두께를 가지며, 상기 제1스크린에 의해 상기 인쇄회로기판에 공급된 접합재의 부위와 대응하는 부위를 절단하고, 그 절단된 부위에 필름부재를 개재시켜 접합재의 유출을 방지할 수 있도록 가공한 제2스크린을 사용하여 상기 제1단계에서 상기 인쇄회로기판에 공급된 접합재와 다른 위치 및 다른 두께로 접합재를 공급하는 제2단계와;상기 제1스크린 및 제2스크린과 다른 두께를 가지며, 상기 제1스크린 및 제2스크린에 의해 상기 인쇄회로기판에 각각 공급된 접합재의 부위와 대응하는 부위를 절단하고, 그 절단된 부위에 필름부재를 개재시켜 접합재의 유출을 방지할 수 있도록 가공한 제3스크린을 사용하여 상기 제1단계 및 제2단계에서 상기 인쇄회로기판에 공급된 접합재와 각각 다른 위치 및 다른 두께로 접합재를 공급하는 제3단계;를 포함하여 1매의 인쇄회로기판에 미세부품에서 대형부품에 이르기까지의 이종부품을 접합하기 위한 접합재료를 각각 다른 두께층으로 형성할 수 있도록 공급하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 이종부품을 실장하기 위한 스크린 인쇄방법.
2. 전자제어에 의해 인쇄위치에 어느 하나가 선택되도록 서로 다른 규격이 복수개로 마련되는 고점도물질의 공급이 가능하도록 된 블레이드형 스크린을 수납하는 스크린 수납부와, 상기 스크린오과의 조합을 위한 교환이 가능하도록 서로 다른 규격이 복수개 마련되는 스퀴저 블록과, 상기 인쇄회로기판을 지지하고 인쇄위치에 이동가능하도록하여 상기 스크린에 기판을 밀착시키는 기판 고정용 베드와, 상기 스퀴저를 지지하여 상기 스크린 위를 이동가능하게 하는 스퀴저 이동수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 이종부품을 실장하기 위한 스크린 인쇄장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 스퀴저 블록(27)은 스퀴저 인압기구(29)와 일체로 이루어져 있는 스퀴저 블록 자동 교환축(28)에 의해 지지되어 자동교환이 가능하게 이루어지고, 상기 스퀴저 블록 자동 교환축(28)은 인쇄장치의 본체 프레임(24)에 설치된 가이드 레일(31)을 따라 좌우로 수평이동이 가능하게 구비된 평행 슬라이드바아(30)에 의해 승강운동 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판에 이종부품을 실장하기 위한 스크린 인쇄장치.