KR100856101B1

KR100856101B1 - 스크린 인쇄장치

Info

Publication number: KR100856101B1
Application number: KR1020070014891A
Authority: KR
Inventors: 노리아키 무카이; 마사후미 와다; 마코토 홈마
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치플랜트테크놀로지
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2007-02-13
Publication date: 2008-09-02
Also published as: JP2007260993A; CN101045360A; CN101045360B; JP4893056B2; TW200744852A; KR20070097304A; TWI316468B

Abstract

스크린 인쇄법에 의한 범프전극 형성에 있어서, 다수의 개구부군에 의하여 전사된 페이스트의 메탈마스크에 대한 점착력에 의하여 메탈마스크의 주변부에서 판분리가 서서히 시작되어, 제일 마지막으로 메탈마스크의 중앙부가 판분리되는 현상이 발생하는 것이 인쇄막 두께 불균일, 인쇄 누락 등의 인쇄 불량 발생요인으로 되어 있었다.

본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 피인쇄기판에 탑재되는 부품 패턴마다, 또는 소정의 면적이 되는 패턴마다에서의 각각의 마스크부 조각을, 상기 마스크부 조각과 다른 두께, 또는 다른 재료, 또는 다른 스프링정수로 연결하고, 상기연결상황에 맞추어 임의의 판분리 곡선을 재현 가능한 판분리 조정수단을 구비시켰다.

Description

스크린 인쇄장치{SCREEN PRINTER}

도 1은 스크린 인쇄장치의 하나의 사례를 나타내는 정면도,

도 2는 스크린 인쇄장치의 하나의 사례를 나타내는 측면도,

도 3은 판분리의 하나의 사례를 나타내는 도,

도 4는 판분리의 하나의 사례를 나타내는 도,

도 5는 메탈마스크의 하나의 사례를 나타내는 도,

도 6은 판분리 속도선도의 하나의 사례를 나타내는 도,

도 7은 메탈마스크의 하나의 사례를 나타내는 도,

도 8은 메탈마스크의 연결구조 개념도,

도 9는 메탈마스크의 제작 실시예를 나타내는 도면이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 인쇄 유닛 본체 2 : 스퀴지 헤드

3 : 스퀴지 10 : 인쇄 테이블

11 : XYθ 테이블 13 : 카메라

20 : 마스크 21 : 기판

본 발명은 스크린 인쇄장치에 관한 것으로, 특히 마스크의 부위에 따라 다단으로 탄성상태를 가변한 인쇄용 메탈마스크를 사용한 스크린 인쇄장치에 관한 것이다.

종래의 스크린 인쇄장치에서의 인쇄방법이 특허문헌 3에, 사용하는 마스크로서 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 개시되어 있다. 특히, 인쇄에 사용하는 마스크로서는, 스테인리스제의 박판재를 사용하여 에칭법이나 레이저법에 의하여 패턴 개구부를 가공하는 방법이나, 도전성 금속 표면에 레지스트막으로 배선 패턴을 형성하고, 전기도금에 의하여 제작하는 아디티브법에 의하여 패턴 개구부를 포함하여 형성하는 메탈마스크가 사용되고 있었다. 또 특허문헌 1에서는 감광성 수지층을 적층한 도전성 기판에, 자외선의 수속 빔을 감광성 수지층에 직접 조사, 노광하여 현상하는 것으로, 개구부에 상당하는 패턴을 형성한 후, 니켈 또는 니켈합금의 전기도금에 의하여 메탈마스크를 제작하는 것이 개시되어 있다.

[특허문헌 1]

일본국 특개2005-175453호 공보

[특허문헌 2]

일본국 특개2000-313179호 공보

[특허문헌 3]

일본국 특개평8-34110호 공보

종래의 마스크는, 전극 패드부 직경 120 ㎛, 피치 150 ㎛이고, 1개의 CPU 칩 의 패드수가 수천개가 되는 전극 패드군이 수십개나 배치되는 다수개 설치 기판에 대하여 인쇄법에 의하여 범프형성에 사용되고 있다. 상기 마스크를 사용하여 인쇄 종료후, 테이블에 고정된 기판이 하강함으로써 판분리 동작을 실시하여 인쇄하고 있었다.

상기 인쇄에서 다수의 개구부군에 의하여 전사된 페이스트의 메탈마스크에 대한 점착력에 의하여 메탈마스크의 주변부로부터 판분리가 서서히 시작되어, 제일 마지막으로 메탈마스크의 중앙부가 판분리되는 현상이 발생하는 것이 인쇄막 두께 불균일, 인쇄 누락 등의 인쇄 불량 발생 요인으로 되어 있었다.

특허문헌 2에 의하면, 메탈마스크의 제작방법으로서, 패턴의 바깥쪽에 하프 에칭에 의한 단차부를 형성함으로써, 인쇄 종료후의 기판과 메탈마스크의 판분리성이 향상된다고 하고 있으나, 본 방법에 의한 판분리에 있어서, 동일 깊이의 하프 에치영역을 기판 전면에 대하여 설치하여도, 패드수가 다수 있으면, 페이스트의 점착력에 의하여 기판 중앙부보다 기판 바깥 둘레부의 쪽이 빨리 판분리되기 때문에, 기판에 대하여 마스크가 경사지면서 떼어지는 작용이 기판의 부위에 따라 불균일하게 되고, 그 결과, 인쇄결함을 일으킬 염려가 있다. 또 기판면측(메탈마스크가 기판과 접촉하는 쪽)에 하프 에치를 설치하면, 현재 주류인 마스크판 밑 청소장치에 의한 자동 청소시에 하프 에치에 의한 요철부 에지에, 땜납 입자가 잔사하여, 다음 기판에 인쇄시에 있어서 기판 위에 땜납볼이 재부착하여 땜납볼 불량을 발생시키는 요인이 된다.

또, 특허문헌 3에 의하면, 메시스크린을 사용하여 스크린갭을 개방한 인쇄방 식에서 스퀴지통과에 따르는 문페이스현상(스퀴지 이동방향과 직각방향의 판 주변부부터 판분리가 시작되고, 나중에 늦게 중앙부가 판분리되기 때문에, 스퀴지 진행방향 뒤쪽에 초승달모양이 발생하는 현상)을, 스퀴지 이동에 동기하여 스크린과 기판과의 페이스트재료에 의한 점착력을 상쇄하는 방향으로 외력을 인가하는 수단에 의하여 제거하는 효과가 있다. 그러나 범프전극 형성용으로 사용되고 있는 메탈마스크를 사용한 콘택트 인쇄법(스크린 갭 제로)에서는, 갭 제로로 인쇄를 행하고 있기 때문에, 스퀴지통과 후에 스크린 장력에 의한 판분리는 발생하지 않기 때문에, 진공흡착이나, 자력을 사용하여 스퀴지측에서 마스크를 흡착함으로써 판분리성을 향상시키는 효과는 기대할 수 없다.

본 발명의 목적은, 전극 패드부 직경 120 ㎛, 피치 150 ㎛이고, 1개의 CPU 칩의 패드수가 수천개가 되는 전극 패드군이 수십개나 배치되는 다수개 설치 기판에 대하여, 인쇄법에 의한 범프형성을 위한 초파인패턴 인쇄에 있어서, 페이스트충전과 판분리 성능을 향상하여, 토탈 수십만개소/기판에나 미치는 범프전극을, 고속이고, 또한 수율좋게 안정생산 가능하도록 기여하는 것이다. 또한 점점 파인화, 고밀도화하는 기판 실장에 있어서, 초인접 피치 인쇄에서의 전사량 확보를 위하여, 인쇄성능 및 판분리 성능을 더욱 향상할 필요가 있고, 유저가 간단하게 사용할 수 있고, 또한 안정된 인쇄성을 얻을 수 있는 파인 피치 인쇄방법 및 스크린 인쇄장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 특징으로 하는 점은, 스크린 인쇄법에 의한, 크림땜납 인쇄에 있어서, 피인쇄 기판에 탑재되는 부품 패턴마다, 또는 소정의 면적이 되는 패턴마다의 마스크부 조각을 복수 구비한 마스크에 있어서, 각 마스크부 조각 사이를 마스크 본체와 다른 두께, 또는 다른 재료, 또는 다른 스프링정수로 연결하고, 상기연결상황에 맞추어 임의의 판분리 곡선을 재현 가능한 판분리 조정수단을 구비시킨 것을 특징으로 한다.

또 그 밖의 방법으로서, 스크린 인쇄법에 의한 크림땜납 페이스트 인쇄에 있어서, 피인쇄 기판에 탑재되는 부품 패턴마다, 또는 소정의 면적이 되는 패턴마다에서의 각각의 마스크부 조각을 그룹화하여, 상기 각 그룹 사이를 다른 두께 또는 다른 스프링정수로 연결하고, 상기 연결부의 두께가, 마스크 중앙부에서 주변부 방향에 걸쳐 단계적으로 얇게 하거나, 또는 연결부의 스프링정수가, 마스크 중앙부에서 주변부 방향에 걸쳐 단계적으로 낮게 하여 상기 연결상황에 맞추어 임의의 판분리 곡선을 재현 가능한 판분리 조정수단을 구비시킨 것을 특징으로 한다.

도 1, 도 2를 사용하여, 본 발명에서의 스크린 인쇄장치의 구성을 설명한다. 도 1(a)에 스크린 인쇄장치의 정면에서 본 구성과 시스템 구성도를 나타낸다. 또한 도 1(b)에 (a)의 제어계를 나타낸다. 도 2(a)에 스크린 인쇄장치를 측면에서 본 구성을 나타낸다. 또 도 2(b)에 스크린 인쇄장치를 측면에서 본 구성으로 인쇄 중의 상태를 나타낸다.

본체 프레임에는 판틀 받이가 설치되어 있고, 판틀 받이에는 인쇄 패턴을 개구부로서 가지는 스크린을 부착한 마스크(20)가 세트되도록 구성되어 있다. 마스 크(20)의 윗쪽에는 스퀴지 헤드(2)가 배치되고, 스퀴지 헤드(2)에는 스퀴지(3)가 장착되어 있다. 스퀴지 헤드(2)는, 볼나사와 모터로 구성된 스퀴지 이동기구(6)에 의하여 수평방향으로 이동이 가능하고, 스퀴지(3)는 스퀴지 승강기구(4)에 의하여 상하방향으로 이동할 수 있다. 마스크(20)의 아래쪽에는 마스크(20)에 대향하도록 인쇄 대상물인 기판(21)을 탑재하여 유지하는 인쇄 테이블(10)이 설치되어 있다. 이 인쇄 테이블(10)은, 기판(21)을 수평방향으로 이동하여 마스크(20)와의 위치 맞춤을 행하는 XYθ 테이블(11)과, 기판(21)을 수취 컨베이어(26)로부터 수취하고, 또한 기판(21)을 스크린면에 가깝게 하거나, 또는 접촉시키기 위한 테이블 승강기구(12)를 구비하고 있다. 인쇄 테이블(10)의 상면에는 기판 수취 컨베이어(26)가 설치되어 있고, 기판 반입 컨베이어(25)에 의하여 반입된 기판(21)을 인쇄 테이블(10) 위에 수취하고, 인쇄가 종료하면 기판 반출 컨베이어(27)에 기판(21)을 배출한다.

전자동 스크린 인쇄장치(1)에서는 마스크(20)와 기판(21)의 위치 맞춤을 자동적으로 행하는 기능을 구비하고 있다. 즉, CCD 카메라(13)에 의하여 마스크(20)와 기판(21)의 각각에 설치되어 있는 위치 맞춤용 마크를 촬상하고, 화상처리하여 위치 어긋남량을 구하고, 그 편차량을 보정하도록 XYθ테이블(11)을 구동하여 위치 맞춤을 행하는 것이다.

또한, 각부 구동용 인쇄제어부(36)나 CCD 카메라(13)로부터의 화상신호를 처리하는 화상 입력부(37) 등을 구비한 인쇄기 제어부(30)는, 인쇄기 본체 프레임의 내부에 설치되어 있고, 제어용 데이터의 재기록이나, 인쇄조건의 변경 등을 행하기 위한 데이터 입력부(50)나, 인쇄상황 등이나 도입한 인식 마크를 모니터하기 위한 표시부(40)가 인쇄기의 바깥쪽에 배치되어 있다.

화상 입력부(37)로부터의 신호는 상관값 계산부(31)에서 미리 등록된 형상 데이터 등을 기록하고 있는 사전부(38)의 데이터를 사용하여, 유사한 형상의 상관값을 구한다. 형상 추정부(32)에서는 상관값과 사전부의 데이터로부터 형상을 추정한다. 위치 좌표 연산부(33)에서는 형상 추정부(32)에서 추정된 형상의 위치를 구하고, 치수 계산부(34)에서는 실치수를 구한다. 이 치수 계산부(34)에서는, 계측한 것이 위치 맞춤 마크이면, 위치 맞춤 마크의 위치 어긋남량을 구한다. 이 구한 데이터에 의거하여 XYθ테이블 제어부(35)에서는 어긋남을 수정하기 위하여 XYθ 테이블의 각 구동부에 구동신호를 발생하도록 되어 있다.

인쇄기 제어부(30)에는, 판분리 곡선을 컨트롤하는 판분리 제어부를 가지고, 생산하는 기판의 실장밀도나 개구경의 차이 및 사용하는 메탈마스크부재의 각처의 스프링 정수(탄성계수의 차이)에 의하여 적절한 판분리 곡선을 간단하게 선택하여 설정할 수 있다.

다음에 본 발명의 인쇄장치의 동작을 설명한다.

도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 크림땜납이 인쇄되는 기판(21)은, 기판 반입 컨베이어(25)에 의하여 기판 수취 컨베이어(26)에 공급되어, 인쇄 테이블(10)위의 소정의 위치에 고정된다. 기판 고정후, 미리 등록 설정된 기판 마크위치에 CCD 카메라(13)를 이동한다. 계속해서 CCD 카메라(13)가 기판(21) 및 마스크(20)에 설치된 위치 인식용 마크(도시 생략)를 촬상하여 인쇄기 제어부(30)에 전송한다. 제어 부 내의 화상 입력부(37)에 입력된 화상신호는, 상관값 연산부(31), 형상 추정부(32)에서 미리 등록되어 있는 사전부(38)의 데이터 등을 사용하여 마크를 인식하고, 위치 좌표 연산부(33), 치수 계산부(34)에서 마스크(20)와 기판(21)의 위치 어긋남량을 구하여, 그 결과에 의거하여 XYθ테이블 제어부(35)가 XYθ 테이블(11)을 동작시켜 마스크(20)에 대한 기판(21)의 위치를 수정, 위치 맞춤한다. 도 2(b)에 나타내는 바와 같이 위치 맞춤 동작 완료후, CCD 카메라(13)가 인쇄 테이블(10)과 간섭하지 않는 위치까지 소정량 퇴피 동작한다. 인쇄 제어부(36)로부터의 신호에 의하여 CCD 카메라(13)가 퇴피 완료후, 테이블 승강기구(12)가 동작되어 인쇄 테이블(10)이 상승하여 기판(21)과 마스크(20)를 접촉시킨다. 그후, 실린더로 이루어지는 스퀴지 승강기구(4)에 의하여 스퀴지(3)가 마스크(20)면상으로 하강하고, 스퀴지 이동기구(6)에 의하여 스퀴지 헤드(2)는 수평방향으로 이동한다. 스퀴지 헤드(2)의 이동에 의하여 마스크(20)상에 공급되어 있던 크림땜납이 스퀴지(3)의 누름압력으로 마스크(20)의 개구부에 충전되어 기판(21)에 전사된다. 스퀴지(3)는 수평방향으로 일정거리 스트로크한 후에 상승한다. 그리고 인쇄 테이블(10)이 하강하여 마스크(20)와 기판(21)이 분리되고, 마스크(20)의 개구부에 충전된 크림땜납이 기판(21)에 전사된다. 그리고 크림땜납이 인쇄된 기판(21)은 기판 반출 컨베이어(27)를 거쳐 다음 공정으로 보내진다.

또한, 기판(21)과 마스크(20)에는 상대적으로 동일한 부분에 인식위치 맞춤용 마크가 2개 이상 설치되어 있고, 이 양쪽의 마크 각각을, 상하방향 2 시야를 가지는 특수한 CCD 카메라(13)에 의하여 마스크(20)의 마크는 밑에서부터 인식하고, 기판(21)의 마크는 위에서부터 인식하여, 소정 부분의 마크 모든 위치 좌표를 판독하고, 마스크(20)에 대한 기판(21)의 어긋남량을 위치 연산, 보정하여, 기판(21)을 마스크(20)에 대하여 위치 맞춤한다.

인쇄기 제어부에는, 도시 생략한 인압(印壓)을 컨트롤하는 인압 제어부를 가지고, 생산하는 기판의 실장밀도나 개구경의 차이 및 사용하는 스퀴지(3)의 스프링정수에 의하여 적절한 인압을 간단하게 선택하여 설정할 수 있다. 또 마스크(20)를 거쳐 기판(21)에 가압되는 스퀴지(3) 선단의 압력이 변동하지 않도록 피드백제어를 행하고 있다.

다음에 본 발명의 스크린 인쇄장치용 메탈마스크 및 판분리 제어부에 대하여 설명한다.

도 3에 전형적인 판분리 예를 모식한 도면을 나타낸다. 또한, 도면에서의 화살표는 기판(21)을 탑재한 테이블(10)의 이동방향을 나타내고 있다. 도 3(a)는 판분리 개시전의 상태에서 기판 전면(L₀)에 마스크가 접촉하고 있는 상태를 나타내고 있다. 도 3(b)는 테이블(10)이 강하를 개시하여 판분리를 개시한 상태에서 마스크의 접촉영역이 L1(비접촉영역이 1₁× 2)이 되고, 판분리량이 h의 상태를 나타내고 있다. 도 3(c)는 판분리를 개시하여 테이블을 더욱 강하시킴으로써 스크린 프레임이 소정량 상승한 상태에서 마스크와 기판의 접촉영역이 L2(피접촉영역은 1₂× 2)가 되고, 판분리량(h')의 상태를 나타내고 있다.

도 4에 본 발명의 마스크의 개략 구성을 나타낸다. 본 발명에 관한 마스 크(20)는, 판틀(20w)과 스크린(20s)으로 구성되어 있다. 도 4의 4각 부분이 기판(21)의 전극 패드군을 정리한 하나의 디바이스(또는 패턴)에 대응하는 마스크부 조각(60)을 나타내고 있다. 이 마스크부 조각(60)에는, 기판(21)에 형성되어 있는 전극군에 대응하여 복수의 개구(60a)가 설치되어 있고, 이 개구(60a)로부터 땜납 페이스트가 공급되도록 되어 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 마스크(20)의 주변부로부터 중앙부를 향하여 서서히 판분리되기 때문에, 마스크면은 기판면에 대하여 경사진 상태에서 판분리한다. 그 때문에, 마스크 개구에 대한 개별 패드부에서 마스크(20)가 기판(21)면에 전면 접촉하고 있는 상태로부터, 바깥 둘레방향에서 중앙부를 향하여 기판과의 사이에 각도가 생기면서 벗겨 가게 되다. 이 때문에 종래의 마스크에서는 마스크 주변부와 중앙부에서는 판분리상태가 똑같게는 되지 않아, 인쇄결과에 빠짐 등의 인쇄불량이 발생하는 요인이 된다. 종래의 메탈마스크의 사례에 서 레이저법이나 에칭법에 의하여 구멍 가공하는 경우는 스테인리스 압연재료를 사용하나, 초파인 피치 인쇄용도에서는, 아디티브법에 의하여 제작을 위한 재료는 니켈로 되어 있다.

종래, 메탈마스크에서 개구수가 많아 크림땜납에 의한 점착성이 높은 경우 판분리시, 도 4에 나타내는 바와 같이, 가장 바깥 둘레부에 위치하는 일점 쇄선(1)부 내의 패턴부부터 판분리가 개시되고, 다음에 일점 쇄선(2)부의 패턴이 판분리된다. 제일 마지막으로 중앙부[일점 쇄선(3)부의 패턴부]가 판분리된다. 본 발명의 마스크는 앞에서도 설명한 바와 같이 전극 패드부 직경 120 ㎛, 피치 150㎛이고, 1개의 CPU 칩의 패드수가 수천개가 되는 전극 패드를 정리한 디바이스(60)(소정 면 적의 패턴)가 수십개나 배치되는 다수개 설치 기판에 대하여 인쇄법에 의하여 범프형성에 사용되고 있다.

도 5에 본 발명의 스크린 인쇄장치용 메탈마스크를 나타낸다. 복수의 마스크부 조각(60)을 그룹화하여 그룹(1)∼(3) 사이를 큰 프레임으로 연결하는 방법으로 하였다. 본 실시예에서는 연결부(20d₁, 20d₂, 20d₃) 각각의 두께를, 마스크기본 두께 t > 연결부(20d₃)의 마스크 두께 t₃ > 연결부(20d₂)의 마스크 두께 t₂ > 연결부(20d₁)의 마스크 두께(t1)의 관계를 만족하도록 형성하였다. 즉, 연결부의 마스크의 두께를 바꿈으로써 마스크(20)의 중앙부에서 바깥 둘레부를 향하여 복수의 마스크부 조각을 그룹화하여 그룹끼리를 연결하는 연결부의 탄성의 유연성을 높게 한 것이다. 따라서 판분리시에 있어서, 마스크(20)의 가장 바깥 둘레에 있는 마스크부 조각(60)의 그룹(1)으로부터 벗겨내는 작용력이 작용한 경우에도 그룹(1)의 영역 내에서 기판(21)의 각 전극 패드부와 대응하는 마스크(20)의 마스크부 조각(60)과의 점착력이 연결부에 작용하는 항력보다 큰 경우는, 마스크(20)가 기판(21)과 평행상태에 가까운 자세를 유지하면서 판분리할 수 있게 된다. 그룹(1)의 영역의 판분리 동작이 완료되면, 다음에 그룹(2)의 영역의 판분리가 개시된다. 여기서 상기와 마찬가지로 그룹(2)의 영역 내에서, 마스크(20)가 기판(21)과 평행상태에 가까운 자세를 유지하면서 판분리할 수 있게 된다. 그룹(2)의 영역의 판분리 동작이 완료되면, 그룹(3)의 영역의 판분리가 개시되고, 상기와 마찬가지로 그룹(3)의 영역 내에서 마스크(20)가 기판(21)과 평행상태에 가까운 자세를 유지하면서 판분리 할 수 있게 된다. 도 6에 판분리 속도선도를 나타낸다.

도 6에 나타내는 바와 같이 테이블을 하강시키는 초속(初速)·목표속도·가속도·거리 등의 인쇄 테이블 하강 제어 파라미터를 마스크부 조각(60)의 각 그룹(1)∼(3)의 판분리시에 각각의 영역에 적합한 연결부의 탄성 계수의 데이터를 설정하여 둠으로써 각 그룹(1)∼(3)의 각 영역에서의 판분리 동작이, 기판(21)에 대한 마스크(20)의 자세를 수평에 가까운 상태로 유지하면서 각각에 적합한 판분리 조건으로 제어가 가능해진다. 판분리 동작조건은, 프로그램의 설정으로 N 단계까지 가지게 하여 제어하는 것이 가능하기 때문에, 기판 및 마스크 설계에 따른 임의의 판분리 제어가 가능해진다. 즉, 테이블의 강하상태를 탄성 데이터에 따라 제어함으로써 판분리를 조정하는 것이 가능해진다.

또, 도 5의 메탈마스크에서 복수의 마스크부 조각(60)을 그룹(1)∼(3)화하여, 각 그룹 사이의 연결부의 각각의 스프링 정수(마스크 강성)를, 연결부(20d₃)의 스프링 정수 k3 > 연결부(20d₂)의 스프링 정수 k2 > 연결부(20d₁)의 스프링 정수(k1)의 관계로 한다. 이에 의하여 마스크(20)의 중앙부로부터 바깥 둘레부를 향하여 마스크부 조각(60)의 연결부의 마스크 강성이 낮아진다(유연성이 높아진다). 이 때문에 판분리시에 있어서, 마스크(20)의 가장 바깥 둘레에 있는 마스크부 조각(60)의 그룹(1)으로부터 벗겨내는 작용력이 작용한 경우에도 각 패드부의 마스크(20)와 기판(21)과의 점착력이 연결부에 작용하는 항력보다 큰 경우에 있어서 기판과 평행상태를 유지하여 판분리할 수 있게 된다. 따라서, 상기와 마찬가지로 그 룹(1)∼(3)까지의 순서로 각각의 영역에서의 판분리 동작에서 마스크(20)가 기판(21)에 대하여 수평에 가까운 상태를 유지하면서 판분리가 가능해진다. 또한, 각 판분리영역에서, 테이블을 하강시키는 초속·목표속도·가속도·거리 등의 인쇄 테이블 하강 제어 파라미터를 그룹(1)∼(3)의 판분리시에 각각에 적합한 데이터를 설정하여 둠으로써 그룹(1)∼(3)의 각 영역에서의 판분리 동작이, 기판(21)에 대한 마스크(20)의 자세를 수평에 가까운 상태로 유지하면서 각각에 적합한 판분리 조건으로 제어가 가능해진다.

도 7에 강성이 다른 연결부를, 복수의 마스크부 조각군마다가 아니라, 각각의 각 마스크부 조각마다 연결부를 설치하여 접속하는 방식의 마스크를 나타낸다. 단, 본 실시예에서도 소정영역의 연결부(20d₁, 20d₂, 20d₃)에서의 판두께, 재질 또는 스프링 정수를 동일하게 하고 있다. 즉, 마스크부 조각(60)의 위치에 따라 연결부의 합성이 동일한 것을 만들어 그룹화한 것이다.

본 방식에 의하면, 마스크부 조각마다에서의 주변의 연결부 강성을 균일하게 할 수 있기 때문에, 마스크부 조각마다 판분리시에 있어서의 자세를 더욱 안정화할 수 있다.

도 5 또는 도 7의 사례에서의 연결부의 구성은, 하프 에칭에 의하여 홈 깊이를 바꿈으로써 저렴하게 제작 가능하다. 또, 하프 에칭뿐만 아니라, 하프 에치부와 관통시킨 슬릿형상 개구부를 임의의 길이 또는 임의의 간격으로 배치함으로써, 영역마다의 연결을 더욱 플렉시블하게 설정 가능하다. 또한 연결부를 눈금이 막힌 나일론 메시 스크린 등, 메탈마스크 재료와 동일한 금속 이외의 이종(異種) 부재에 의한 연결구성에 의한 것이어도 좋다. 또한 이 경우는, 제판시의 장력에의한 패턴 위치 어긋남에 문제가 나오지 않는 것으로 한다. 또 인쇄면에 바람직하게는 요철이 없는 구조로 한다. 가령 마스크 인쇄면에 요철이 있는 경우는, 스퀴지측에서 요철을 흡수할 수 있도록, 스퀴지 경도를 낮게 하거나, 요철부에 절삭을 넣어 요철에 스퀴지가 따르도록 하면 좋다.

또한 바람직하게는 하프 에치부 및 페이스트를 도포하기 위한 개구부 이외의 개구부에는 접착재료 등을 사용하여 구멍을 메움으로써 인쇄 불필요 부분에 페이스트가 전사되지 않도록 한다. 하프 에치 등으로 마스크에 단차부가 있는 경우, 인쇄 동작시에 페이스트가 단차부에 잔사되어, 잔사 페이스트의 건조 등으로부터 연속생산에서의 페이스트 점도변화의 요인이 되기 때문이다. 또한 마스크를 판밑 클리닝하는 경우, 잔사 페이스트제거작업이 여분으로 걸리는 것을 방지하는 것이 가능하다.

도 8에 본 발명에 의한 마스크의 연결 구조 개념을 나타낸다. 도 8(a)는 하프 에칭에 의하여 두께에 단차를 설치한 것이다. 그리고 도 8(a)와 같이 마스크(20)를 마스크부 조각 사이에 단차(20d)를 구성하면, 도 8(b)와 같이 등가적으로 스프링에 연결한 상태가 된다. 그리고 도 8(c)에 나타내는 바와 같이 변형 가능해진다. 그 때문에 본 구성으로 함으로써 인쇄시에, 그 형상(요철)에 유연하게 따를 수 있고, 판분리시에 패턴마다 평행을 확보할 수 있으며, 초파인 피치 인쇄가 가능해지고, 각 패턴 내에서의 두께의 균일성을 확보할 수 있다.

도 9에는 동일한 효과가 얻어지는 구성을 나타낸다. 도 9(a)에 나타내는 바와 같이, 하프 에칭에 의하여 반구형상으로 중앙부의 두께를 두껍게 하고, 끝부의 두께를 얇게 함으로써, 동일한 효과가 얻어지도록 한 것이다. 도 9(b)는 하프 에칭으로 연결부에 단차를 마련함과 동시에, 형성된 단차부에 수지재료 또는 수지제의 접착제(20a)를 충전 접착함으로써 마스크 표면을 균일한 높이로 함으로써 페이스트의 도포를 용이하게 한 것이다. 또 도 9(c)에 나타내는 바와 같이 각 패턴부위를 수지제의 접착제(20a)로 접합함으로써 접합부의 탄성을 변화시켜 판분리를 용이하게 한 것이다.

본 발명에 의하면, 마스크가 판분리되어 가는 과정 중에서, 마스크 각각의 영역이 기판에 대하여 수평에 가까운 상태를 유지하여 적합한 판분리를 행할 수 있다. 또한 기판의 요철에 대하여 마스크 추종성이 좋아져, 마스크가 기판에 밀착하기 쉽게 됨으로써, 스퀴지에 의한 페이스트 충전시의 번짐에 의한 불량을 저감하는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 효과로서는 다음의 항목을 들 수 있다.

(1) 콘택트 인쇄법에서, 안정된 판분리 성능에 의하여 인쇄수율의 향상이 도모되어, 인쇄품질의 안정화와 불량 저감에 공헌한다.

(2)높은 종횡비의 초파인 피치 인쇄에 있어서, 판 빠짐성 향상에 의하여 전사량을 확보하고, 인쇄막 두께를 안정화시킨다.

Claims

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크림 땜납 페이스트를 마스크를 거쳐 기판면 위에 인쇄하는 스크린 인쇄장치에 있어서,

상기 마스크가, 피인쇄 기판에 탑재되는 부품 패턴마다, 또는 소정의 면적이 되는 패턴마다에서의 복수의 마스크부 조각을 정리하여 마스크 중앙으로부터 주변을 향하여 복수의 그룹으로 구분하고, 상기 그룹 사이를 마스크부 조각과 다른 두께로 하여 연결한 연결부를 설치하고, 상기 연결부의 두께가, 마스크 중앙부로부터 주변부 방향에 걸쳐 단계적으로 얇게 구성한 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄장치.
제 2항에 있어서,

상기 연결부에 맞추어, 임의의 판분리 곡선을 재현 가능한 판분리 조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄장치.
기판 위에 소정의 개구를 구비한 마스크를 거쳐, 크림 땜납 페이스트를 도포하는 스크린 인쇄장치에 있어서,

피인쇄 기판에 탑재되는 부품 패턴마다, 또는 소정의 면적이 되는 패턴마다에 대응한 각각의 마스크부 조각을, 상기 마스크부 조각과 다른 탄성 계수로 연결하고, 연결부 스프링 정수가, 마스크 중앙부로부터 주변부 방향에 걸쳐 단계적으로 낮게 한 마스크와, 상기 연결상황에 맞추어, 임의의 판분리 곡선을 재현 가능한 판분리 조정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄장치.