KR20110107770A

KR20110107770A - 페이스트 인쇄용 스퀴지, 페이스트 인쇄장치, 배선기판의 제조방법

Info

Publication number: KR20110107770A
Application number: KR1020110026868A
Authority: KR
Inventors: 모토노부 구라하시; 유키노부 나가오; 다츠노리 무라세; 후미타카 니시오; 가즈히사 사토
Original assignee: 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2011-10-04
Also published as: CN102238811A

Abstract

(과제) 블레이드의 비용 효율이나 범용성을 해치지 않고 페이스트의 롤링성을 향상시킬 수 있고 양호한 인쇄층을 형성할 수 있는 페이스트 인쇄용 스퀴지를 제공한다.
(해결수단) 이 페이스트 인쇄용 스퀴지(22)는, 선단부에 유지 오목부(32)를 가지는 홀더(31)와, 일부가 유지 오목부(32)로부터 돌출된 블레이드 돌출부(42)를 가지는 탄성체제의 블레이드(41)을 구비한다. 페이스트(P1)는, 블레이드(41)의 진행 방향 측에 페이스트(P1)를 공급한 상태에서 피 인쇄면(14)을 따라 이동함에 의해서 인쇄된다. 블레이드 돌출부(42)의 진행 방향 측의 면인 제 1 경사면(45)과 홀더 선단부의 진행 방향 측의 면인 제 2 경사면(35)이 연속해서 배치된다. 피 인쇄면(14)에 대한 제 2 경사면(35)의 경사 각도(θ2)가, 피 인쇄면(14)에 대한 제 1 경사면(45)의 경사 각도(θ1)보다도 작아지도록 설정되어 있다.

Description

페이스트 인쇄용 스퀴지, 페이스트 인쇄장치, 배선기판의 제조방법{SQUEEGEE FOR PASTE PRINTING, PASTE PRINTING EQUIPMENT AND METHOD OF MANUFACTURING WIRING BOARD}

본 발명은 홀더와 블레이드를 구비하는 페이스트 인쇄용 스퀴지(squeegee) 및 이것을 사용한 페이스트 인쇄장치, 배선기판의 제조방법에 관한 것이다.

종래, 전자부품 등을 배선기판 상의 접속단자에 접합하는 방법으로서, 솔더 범프에 의한 방법이 잘 알려져 있다. 통상, 이러한 솔더 범프는, 배선기판의 피 인쇄면에 형성된 복수의 접속단자 상에 솔더 페이스트 인쇄장치를 사용해서 솔더 페이스트를 인쇄한 후, 리플로우를 실시해서 솔더 페이스트 인쇄층을 용융함에 의해서 형성된다.

도 10에는 홀더(102)와 블레이드(103)를 가지는 페이스트 인쇄용 스퀴지(104)를 구비한 솔더 페이스트 인쇄장치(101)의 종래예가 개시되어 있다. 솔더 페이스트 인쇄장치(101)에 의해 접속단자(106) 상에 솔더 페이스트(P1)를 인쇄하는 순서는 다음과 같다.

도시하지 않은 테이블 상에 배선기판(107)을 수평으로 유지시킨 상태에서, 배선기판(107)의 피 인쇄면 상에 마스크(105)를 겹쳐서 배치한다. 이어서, 마스크(105)의 상면에 스퀴지(104)의 블레이드(103)를 접촉시키고, 그 진행 방향 측에 솔더 페이스트(P1)를 공급한다. 이 상태에서 스퀴지(104)를 마스크(105)의 상면을 따라서 수평으로 이동시킨다. 그러면, 블레이드(103)에 의해 마스크 관통구멍 내에 솔더 페이스트(P1)가 충전되고, 접속단자(106) 상에 솔더 페이스트 인쇄층이 형성된다. 또한 마스크(105)를 떼어낸 후에 리플로우를 실시하면 솔더 페이스트 인쇄층이 용융되어 솔더 범프가 된다.

그런데, 이러한 종류의 인쇄장치(101)에 있어서, 인쇄 시에 솔더 페이스트(P1)를 소정의 방향으로 이동시키면, 솔더 페이스트(P1)가 스퀴지의 폭방향으로 긴 막대형상이 되어 구르는 것과 같이 회전(롤링)한다. 이 경우에는 페이스트 인쇄성이 향상되는 결과, 형상이 고른 양호한 인쇄층이 형성되기 쉬워진다. 또, 롤링의 개시가 빠르면 스퀴지의 스트로크를 크게 취하지 않아도 좋게 되기 때문에, 장치의 대형화를 방지할 수 있어 대형 배선기판에 인쇄를 실시함에 있어서 유리하게 된다.

그러나, 도 10에 개시한 종래예의 인쇄장치(101)의 경우, 스퀴지(104)의 진행 방향 측에 넓은 면적으로 페이스트(P1)가 부착되기 쉬어지기 때문에 롤링성이 반드시 양호하다고는 할 수 없으며, 조건에 따라서는 페이스트(P1)가 마스크 플레이트 상에서 회전하지 않고 그대로 이동하는 일이 있다. 따라서, 페이스트 인쇄성의 악화에 의해 솔더 페이스트의 충전량이 균일하지 않게 되어, 결과적으로 형상이 고른 양호한 인쇄층을 형성하는 것이 곤란하게 된다. 또, 페이스트(P1)가 회전한다고 해도 롤링의 개시가 늦어지게 되는 일이 있다.

이와 같은 사정으로부터, 홀더의 유지 오목부에 블레이드를 유지시킨 구조의 스퀴지에 있어서, 그 블레이드 선단부의 진행 방향 측의 면에 도피 오목부를 형성하는 것에 의해서, 해당 측면에 페이스트가 부착되는 것을 방지하도록 한 솔더 페이스트 인쇄장치가 종래에 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1 : 일본국 특허공개 평11-20128호 공보

종래의 일반적인 인쇄장치에서 사용하고 있는 스퀴지는 전면 및 후면의 구별이 없는 단순하고 대칭인 단면형상을 가지는 부재인 것에 비해서, 특허문헌 1에 기재된 인쇄장치에서 사용하고 있는 스퀴지는 편측(片側) 면에만 도피 오목부를 가지고 있고, 상대적으로 복잡하고 비 대칭인 단면형상을 가지는 부재로 되어 있다. 따라서, 특허문헌 1에 기재된 인쇄장치에서는 전용의 이형(異形) 스퀴지를 특별히 제작하거나 혹은 구매하지 않으면 안 되므로, 이 점에 있어서 비용 효율이나 범용성에서 뒤떨어진다. 또, 사용에 의해 마모나 품질 저하가 발생한 경우, 종래의 일반적인 스퀴지라면 전면 및 후면을 반전해서 사용하는 것도 가능하지만, 특허문헌 1에 기재된 스퀴지는 전후를 반전해서 사용할 수 없다. 이것도 비용 효율을 저하시키는 한 원인이 되고 있다.

본 발명은 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 블레이드의 비용 효율이나 범용성을 해치지 않고 페이스트의 롤링성을 향상시킬 수 있으며, 양호한 인쇄층을 형성할 수 있는 페이스트 인쇄용 스퀴지, 페이스트 인쇄장치를 제공하는 것에 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은, 형상이 고른 양호한 도체부를 가지는 배선기판을 높은 수율(收率)로 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.

그리고 상기 과제를 해결하기 위한 수단(수단 1)으로서는, 선단부에 유지 오목부를 가지는 홀더와, 상기 유지 오목부에 유지되고 일부가 상기 유지 오목부로부터 돌출된 블레이드 돌출부를 가지는 탄성체제의 블레이드를 구비하고, 상기 블레이드의 진행 방향 측에 페이스트를 공급한 상태에서 피 인쇄면을 따라 이동함에 의해서 상기 페이스트를 인쇄하는 페이스트 인쇄용 스퀴지(squeegee)로서, 상기 블레이드 돌출부의 진행 방향 측의 평면 또는 오목 곡면인 제 1 경사면과 상기 홀더 선단부의 진행 방향 측의 평면 또는 오목 곡면인 제 2 경사면이 연속해서 배치됨과 아울러, 상기 제 2 경사면의 선단을 이루는 제 2 선단부와 상기 제 2 경사면의 후단을 이루는 제 2 후단부를 연결하는 제 2 가상 평면의 상기 피 인쇄면에 대한 경사 각도가, 상기 제 1 경사면의 선단을 이루는 제 1 선단부와 상기 제 1 경사면의 후단을 이루는 제 1 후단부를 연결하는 제 1 가상 평면의 상기 피 인쇄면에 대한 경사 각도보다도 작아지도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 페이스트 인쇄용 스퀴지가 있다.

또, 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단(수단 2)으로서는, 선단부에 유지 오목부를 가지는 홀더와, 상기 유지 오목부에 유지되고 일부가 상기 유지 오목부로부터 돌출된 블레이드 돌출부를 가지는 탄성체제의 블레이드를 구비하고, 상기 블레이드의 진행 방향 측에 페이스트를 공급한 상태에서 피 인쇄면을 따라 이동함에 의해서 상기 페이스트를 인쇄하는 페이스트 인쇄용 스퀴지로서, 상기 블레이드 돌출부의 진행 방향 측의 면인 제 1 경사면과 상기 홀더 선단부의 진행 방향 측의 면인 제 2 경사면이 연속해서 배치됨과 아울러, 상기 피 인쇄면에 대한 상기 제 2 경사면의 경사 각도가, 상기 피 인쇄면에 대한 상기 제 1 경사면의 경사 각도보다도 작아지도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 페이스트 인쇄용 스퀴지가 있다.

따라서, 수단 1, 수단 2에 기재된 발명에서는, 인쇄 시에 있어서 스퀴지를 이동시키면 페이스트가 우선 제 1 경사면을 따라 슬라이드 안내되는 것에 의해서, 제 1 경사면에 연속해서 배치된 제 2 경사면 측으로 부드럽게 전달되어 제 2 경사면을 따라 슬라이드 안내된다. 피 인쇄면에 대한 제 2 경사면(혹은 제 2 가상 평면)의 경사 각도가 피 인쇄면에 대한 제 1 경사면(혹은 제 1 가상 평면)의 경사 각도보다도 작기 때문에, 이때 페이스트가 흐르는 방향이 롤링하기 쉬운 방향으로 변환된다. 환언하면, 스퀴지의 구동력이 페이스트의 회전력으로 변환되기 쉬워진다. 이 결과, 블레이드에 도피 오목부를 일부러 형성하지 않아도 롤링이 일어나기 쉬워짐과 아울러, 롤링 스타트도 빨라진다. 따라서, 블레이드의 비용 효율이나 범용성을 해치지 않고 페이스트의 롤링성을 향상시킬 수 있으며 양호한 인쇄층을 형성할 수 있다.

홀더에 있어서 제 2 경사면보다도 기단(基端) 측에는 스퀴지의 폭방향을 따라 연장되는 도피 오목부가 형성되어 있어도 좋다. 이 구성에 의하면, 제 2 경사면으로 슬라이드 안내된 페이스트가 제 2 경사면의 상측으로 더욱 이동하려고 해도, 도피 오목부가 있는 것에 의해서 그 이동이 저지되는 결과, 페이스트가 넓은 면적으로 부착되는 것이 방지된다. 따라서, 롤링성을 저하시키는 원인인 페이스트의 슬라이드 저항 증대를 회피할 수 있다.

이때, 홀더를 형성하는 재료는 특별히 한정되지 않고 임의로 선택 가능하지만, 경질 고무 등의 탄성체로 이루어지는 블레이드에 비해서 강성이 높은 것(금속, 세라믹, 수지 등의 재료)을 사용하는 것이 적합하다. 그 이유는, 인쇄 시에 있어서 스퀴지에는 압압력(押壓力)이 가해지는데, 이때 블레이드의 위치를 어긋나게 하지 않고 확실하게 유지할 필요가 있기 때문이다.

홀더에 있어서의 제 2 경사면은 페이스트 부착 방지층으로 피복되어 있어도 좋다. 이 구성에 의하면, 제 2 경사면에 페이스트가 부착되기 어려워지게 되어 제 2 경사면에 대한 페이스트의 슬라이드 저항이 저감된다. 따라서, 페이스트가 보다 부드럽게 슬라이드 안내되게 되어 롤링성이 한층 더 향상된다. 또, 인쇄 종료 시에 제 2 경사면에 부착된 페이스트를 용이하게 제거할 수 있다.

페이스트 부착 방지층으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 제 2 경사면 본래의 표면상태보다도 이형성(離形性)을 개선할 수 있는 처리를 실시해서 피복층을 형성하는 것 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 제 2 경사면에 불소 수지 등의 코팅을 실시하는 것 등이 적합하다. 혹은, 제 2 경사면 본래의 표면 거칠기를 작게 해서 활면화(滑面化)하는 처리를 실시해도 좋다.

또한 블레이드에 있어서의 제 1 경사면은 페이스트 부착 방지층으로 피복되어 있지 않은 편이 바람직하다. 그 이유는, 경질 고무 등으로 이루어지는 블레이드의 표면은 본래 활면이기 때문에 밀착성이 높은 코팅을 실시하는 것이 곤란한 것에 부가해서, 블레이드의 에지부분은 인쇄성 유지의 관점에서 노출되게 할 필요가 있기 때문이다. 또, 고무는 용제(溶劑)를 함유하여 변형하기 때문에 코팅이 벗겨지기 쉽고 내구성의 관점에서 바람직하지 않기 때문이다. 또한, 코팅 처리한 블레이드를 빈번히 교환하게 되면 제조비용 상승으로 이어지기 때문이다.

페이스트 부착 방지층은 도피 오목부의 표면에까지 이르러 있는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는, 제 2 경사면에서 연속해서 도피 오목부의 표면에까지 이르는 형태로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 만일 도피 오목부의 표면에 페이스트가 부착되더라도, 페이스트 부착 방지층이 있기 때문에 페이스트를 용이하게 제거할 수 있다.

페이스트 부착 방지층은 유지 오목부의 표면에까지 이르러 있는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로는, 제 2 경사면에서 연속해서 유지 오목부의 표면에까지 이르는 형태로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 스퀴지에 대한 인쇄압력의 부가에 의해서 블레이드가 휘어졌을 때에, 블레이드와 유지 오목부의 사이에 간극이 발생하기 어려워진다. 또, 간극이 발생해서 페이스트가 들어갔다고 해도, 유지 오목부의 표면에 부착된 페이스트를 이후에 용이하게 제거할 수 있다.

그리고 상기 과제를 해결하기 위한 다른 수단(수단 3)으로서는, 수단 1 또는 수단 2에 기재된 스퀴지를 구비한 페이스트 인쇄장치가 있다. 따라서, 수단 3에 기재한 장치에 의하면, 블레이드의 비용 효율이나 범용성을 해치지 않고 페이스트의 롤링성을 향상시킬 수 있고, 양호한 인쇄층을 형성할 수 있는 페이스트 인쇄장치로 할 수 있다.

또한, 또 다른 수단(수단 4)으로서는, 수단 1 또는 수단 2에 기재된 스퀴지를 사용해서 페이스트를 인쇄함에 의해서, 기판 상에 도체부를 형성하는 것을 특징으로 하는 배선기판의 제조방법이 있다. 따라서, 수단 4에 기재된 제조방법에 의하면, 상기한 우수한 스퀴지를 구비하고 있기 때문에 페이스트 인쇄성이 확실하게 향상되고, 그 결과로서 형상이 고른 양호한 도체부를 가지는 배선기판을 높은 수율로 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명을 구체화한 일실시형태의 페이스트 인쇄용 스퀴지를 구비한 페이스트 인쇄장치를 나타내는 개략적인 도면
도 2는 실시형태의 페이스트 인쇄용 스퀴지를 나타내는 개략적인 도면
도 3은 실시형태에 있어서 페이스트 인쇄 후의 기판을 나타내는 단면도
도 4는 실시형태에 있어서 리플로우를 거쳐서 도체부가 형성된 기판(배선기판)을 나타내는 단면도
도 5는 다른 실시형태의 페이스트 인쇄용 스퀴지를 구비한 페이스트 인쇄장치를 나타내는 요부 확대 단면도
도 6은 다른 실시형태의 페이스트 인쇄용 스퀴지를 구비한 페이스트 인쇄장치를 나타내는 요부 확대 단면도
도 7은 다른 실시형태의 페이스트 인쇄용 스퀴지를 구비한 페이스트 인쇄장치를 나타내는 요부 확대 단면도
도 8은 다른 실시형태의 페이스트 인쇄용 스퀴지를 구비한 페이스트 인쇄장치를 나타내는 요부 확대 단면도
도 9는 다른 실시형태의 페이스트 인쇄용 스퀴지를 구비한 페이스트 인쇄장치를 나타내는 요부 확대 단면도
도 10은 종래의 페이스트 인쇄용 스퀴지를 구비한 페이스트 인쇄장치를 나타내는 요부 확대 단면도

이하, 본 발명을 구체화한 일실시형태의 스퀴지(squeegee)를 구비하는 솔더 페이스트 인쇄장치 및 이것을 사용한 배선기판(11)의 제조방법을 도 1 ~ 도 4에 의거해서 상세하게 설명한다.

도 1은, 본 실시형태에 있어서 사용되는 솔더 페이스트 인쇄장치(21)의 전체를 나타내는 개략적인 도면이다. 이 솔더 페이스트 인쇄장치(21)는, 배선기판(11)을 위치 결정한 상태에서 수평으로 유지하기 위한 테이블(23)을 구비하고 있다. 이 테이블(23)의 상면에는 직사각형을 한 배선기판(11){예를 들면 한 변의 길이가 300㎜ 이상인 대형 배선기판(11)}을 수용할 수 있는 치수의 유지 오목부(23a)가 형성되어 있다. 테이블(23)의 하부 위치에는 테이블 구동수단의 일부를 이루는 전동 실린더(24)가 배치되어 있다. 테이블(23)의 하면 중앙부는 상측을 향해서 연장되는 전동 실린더(24)의 로드부에 의해 지지되어 있다. 이 전동 실린더(24)는 테이블 구동수단의 일부를 이루는 모터드라이버 회로(25a)를 통해서 제어 컴퓨터(25)에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제어 컴퓨터(25)로부터 소정의 제어신호가 출력되면, 모터드라이버 회로(25a)를 통해서 전동 실린더(24) 내의 도시하지 않는 모터가 구동된다. 이 결과, 전동 실린더(24)의 로드부가 신축하고, 이것에 수반해서 테이블(23)이 도 1의 상하 방향(X축 방향)으로 이동한다. 이 결과, 테이블(23)에 유지된 배선기판(11)이 승강하게 되어 있다.

이 솔더 페이스트 인쇄장치(21)는 테이블(23)의 상측 위치에 마스크(26)를 구비하고 있다. 마스크(26)는 마스크 플레이트(26a)와 이 마스크 플레이트(26a)를 지지하는 플레이트 지지프레임(26b)를 포함해서 구성되어 있다.

마스크 플레이트(26a)는 스테인리스 등의 금속판(두께 40㎛)으로 이루어지며 평면에서 보았을 때 직사각형을 이루고 있다. 마스크 플레이트(26a)에 있어서의 중앙부에는 직경이 140㎛ 정도인 대략 원형의 관통구멍(26c) 복수 개가 규칙적으로 형성되어 있다. 이 관통구멍(26c)들은 배선기판(11) 상의 피 인쇄면(14) 측에 있는 인쇄 부위인 플립칩 패드(16)(접속단자)에 대응해서 형성되어 있다. 또한 배선기판(11)에 있어서의 플립칩 패드(16)는 직경이 약 120㎛인 대략 원형이며 솔더 레지스트(18)의 개구부(19)에서 노출된 상태로 되어 있다(도 2 참조). 인쇄 시에 있어서 마스크 플레이트(26a)는 배선기판(11)의 피 인쇄면(14) 상에 겹쳐서 배치할 수 있게 되어 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 마스크 플레이트(26a)의 하면{마스크(26)의 내면}은 인쇄 시에 있어서 솔더 레지스트(18)의 표면에 거의 밀착된 상태로 배치할 수 있게 되어 있다.

플레이트 지지프레임(26b)은 마스크 플레이트(26a)보다도 강성이 있는 직사각형의 금속부재로서, 마스크 플레이트(26a)의 외주부를 지지하고 있다. 플레이트 지지프레임(26b)은 테이블(23)의 상면에서 수평방향으로 돌출된 위치에 배치되어 있다.

이 솔더 페이스트 인쇄장치(21)는 테이블(23)의 상측 위치에 스퀴지(22)와 스퀴지 구동수단(27)을 더 구비하고 있다. 스퀴지(22)는 스퀴지 구동수단(27)의 하단면에 지지됨과 아울러, 전체적으로 전방으로 경사진 상태로 배치되어 있다. 본 실시형태의 스퀴지 구동수단(27)은 스퀴지(22)를 도 1의 상하 방향(X축 방향) 및 도 1의 좌우 방향(Y축 방향)으로 이동시키기 위한 수단으로서, 모터를 이용한 1쌍의 볼 나사(도시생략)를 포함해서 구성되어 있다. 상기한 X축 방향 구동용 모터 및 Y축 방향 구동용 모터는 각각 모터드라이버 회로(25c)를 통해서 제어 컴퓨터(25)에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제어 컴퓨터(25)로부터 소정의 제어신호가 출력되면 모터드라이버 회로(25c)를 통해서 각 모터가 구동된다. 이 결과, 스퀴지(22)가 X축 방향 및 Y축 방향으로 동작하게 되어 있다. 또한 스퀴지(22)는 X축 방향으로의 동작에 의해 마스크 플레이트(26a)의 상면에 대해서 소정의 압력으로 압압(押壓)된다. 또, 스퀴지(22)는 Y축 방향으로의 동작에 의해 솔더 페이스트(P1)의 충전 인쇄를 실시하게 되어 있다. 또한 본 실시형태에 있어서는 도 1에 나타낸 마스크 플레이트(26a)의 좌단 측이 스퀴지(22)의 이동 시단(始端) 측이며, 우단 측이 스퀴지(22)의 이동 종단(終端) 측이다.

이 솔더 페이스트 인쇄장치(21)는 상단면에 핀(28a)를 가지는 마스크 리프터(28)를 구비하고 있다. 마스크(26)를 떼어내는 수단인 마스크 리프터(28)는 모터를 이용한 전동 실린더의 로드부의 선단에 핀(28a)을 부착한 구성으로 되어 있다. 이 마스크 리프터(28)는 마스크(26)에 있어서의 스퀴지(22)의 이동 시단 측의 하부에 배치되어 있고, 핀(28a)의 선단은 플레이트 지지프레임(26b)의 하면에 상시 맞닿아 있다. 상기한 마스크 리프터(28)는 압압구동수단인 모터드라이버 회로(25d)를 통해서 제어 컴퓨터(25)에 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 제어 컴퓨터(25)로부터 소정의 제어신호가 출력되면, 상기 모터드라이버 회로(25d)를 통해서 전동 실린더 내의 도시하지 않는 모터가 구동된다. 이 결과, 핀(28a)이 수직 방향으로 돌출하고, 이것에 수반해서 스퀴지(22)의 이동 시단 측의 플레이트 지지프레임(26b){마스크(26)의 편측}이 도 1의 상측 방향(X축 방향)으로 소정 속도로 들어 올려진다. 이 결과, 배선기판(11)의 피 인쇄면(14) 상에 겹쳐서 배치된 마스크(26)의 편측이 수 ㎜정도 피 인쇄면(14)에 대해서 이간하도록 되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 스퀴지(22)는, 소위 평 스퀴지로 불리는 타입의 것이며, 홀더(31)와 블레이드(41)를 구비하고 있다. 이 홀더(31)는 2개의 금속부재(33,34)를 서로 겹쳐지는 것에 의해서 구성되어 있고, 그 선단부(도 1, 도 2에서는 하단부)에서 개구되는 유지 오목부(32)를 가지고 있다. 유지 오목부(32)는 스퀴지의 폭 방향으로 길게 연장되어 있다. 금속부재(33,34)는 예를 들면 알루미늄이나 스테인리스 등의 경질 고무보다도 강성이 높은 재료로 구성되어 있다.

본 실시형태의 블레이드(41)는 경질 고무로 이루어지는 평판형상의 탄성체이다. 블레이드(41)는 유지 오목부(32)에 유지되어 있으며, 그 하측의 일부가 유지 오목부(32)로부터 돌출된 블레이드 돌출부(42)로 되어 있다. 또한 블레이드 돌출부(42)의 돌출량은 인쇄 조건의 설정에 대응해서 적절히 조정 가능하게 되어 있다.

블레이드 돌출부(42)의 진행 방향(43) 측의 면을 제 1 경사면(45)으로 정의하고, 홀더(41) 선단부의 진행 방향(43) 측의 면을 제 2 경사면(35)으로 정의한다. 이 홀더(41)에서는 제 1 경사면(45)과 제 2 경사면(35)이 연속해서 배치되어 있다. 스퀴지(22)를 설치한 상태에서는 제 1 경사면(45) 및 제 2 경사면(35)이 피 인쇄면(14)에 대해서 모두 45°~ 85° 정도 경사져 있다. 또한 마스크 플레이트(26a)와 피 인쇄면(14)이 서로 겹쳐진 상태에서는 마스크 플레이트(26a)와 피 인쇄면(14)이 평행한 위치관계가 된다. 그리고, 본 실시형태에서는 피 인쇄면(14)에 대한 제 2 경사면(35)의 경사 각도(θ2)가, 피 인쇄면(14)에 대한 제 1 경사면(45)의 경사 각도(θ1)보다도 작게 되도록 설정되어 있다. 보다 구체적으로는, 제 2 경사면(35)의 경사 각도(θ2)가 피 인쇄면(14)에 대한 제 1 경사면(45)의 경사 각도(θ1)보다도 작게 되도록(즉, θ2<θ1) 설정되어 있다. 경사 각도(θ1,θ2)의 크기의 차이는 5°~ 15° 정도인 것이 바람직하다. 경사 각도 차이가 너무 작으면 기대하는 효과를 충분히 얻을 수 없고, 경사 각도 차이가 너무 크면 오히려 롤링성이 악화될 우려가 있기 때문이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 스퀴지(22)를 폭 방향에서 보았을 때의 제 1 경사면(45)의 길이 및 제 2 경사면(35)의 길이를 비교하면, 제 2 경사면(35) 쪽이 다소 길게 되도록 형성되어 있다. 또한 제 1 경사면(45)의 길이 및 제 2 경사면(35)의 길이는 같은 정도이어도 좋다.

홀더(31)를 구성하는 금속부재(34)에 있어서, 제 2 경사면(35)보다도 기단측(도 2에서는 상측)의 부위에는 스퀴지(22)의 폭방향을 따라 연장되는 도피 오목부(36)가 형성되어 있다. 또, 홀더(31)를 구성하는 금속부재(34)에 불소 수지의 코팅을 실시하는 것에 의해서 페이스트 부착 방지층(37)이 형성되어 있다. 페이스트 부착 방지층(37)은 제 2 경사면(35)을 전체적으로 피복할 뿐만 아니라, 도피 오목부(36)의 표면이나 유지 오목부(32)의 표면(32a)의 일부에까지 이르러서 그것들을 피복하고 있다.

이어서, 이 솔더 페이스트 인쇄장치(21)를 사용해서 배선기판(11)에 플립칩 용 솔더 범프(13)(도체부)를 형성하는 순서를 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 인쇄를 실시함에 있어서 우선, 피 인쇄물인 대형 배선기판(11)을 유지 오목부(23a)에 유지시킨다. 그 후, 테이블(23)을 상승시켜서 배선기판(11)의 피 인쇄면(14)을 마스크 플레이트(26a)에 밀착시킨다. 이때, 마스크(26)의 내면과 배선기판(11)의 피 인쇄면(14)은 평행한 위치관계가 된다. 또, 마스크(26)의 각 관통구멍(26c)은 솔더 레지스트(18)의 각 개구부(19)에 대응한 위치관계가 된다. 또한 마스크 리프터(28)의 핀(28a)은 이 시점에서는 아직 몰입되어 있다.

이어서, 스퀴지 구동수단(27)을 구동시켜서 스퀴지(22)를 하측으로 이동시키고, 스퀴지(22)의 블레이드(41)의 하단 가장자리를 마스크 플레이트(26a)의 이동 시단 측에 접촉시킨다. 마스크 플레이트(26a)의 상면과 스퀴지(22)의 진행 방향 측(즉, 도 2에서는 우측)의 위치에는 도시하지 않는 페이스트 공급수단에 의해서 적당량의 솔더 페이스트(P1)(Pb-Sn계 솔더, Sn-Ag계 솔더, Sn-Ag-Cu계 솔더, Sn-Zn계 솔더 등의 공지의 재료)를 공급하여 둔다.

그리고, 이동속도 및 인쇄압력을 적절히 설정해서 스퀴지(22)를 마스크면 방향 및 피 인쇄면(14)의 면 방향을 따라(구체적으로는 도 2의 좌측에서 우측을 향하여) 이동시킨다. 이것에 의해서 솔더 페이스트(P1)가 관통구멍(26c) 및 개구부(19) 내에 충전되어 마스크(26)의 두께에 상당하는 높이의 솔더 페이스트 인쇄층이 형성된다(도 3 참조). 이 솔더 페이스트 인쇄층은 이후에 플립칩용 솔더 범프(13)가 되는 것이다.

이어서, 마스크 리프터(24)를 소정의 타이밍으로 구동시켜서 핀(28a)을 상측으로 돌출시킴에 의해서 마스크(26)를 떼어낸다. 그러면, 솔더 페이스트 인쇄층이 마스크(26)의 관통구멍(26c)으로부터 빠져나간다.

이상과 같은 솔더 페이스트 인쇄를 거친 배선기판(11)에 대해서는, 이어서 소정 조건 하에서 리플로우를 실시해서 솔더 페이스트 인쇄층을 용해시킨다. 이 결과, 높이 및 형상이 고른 플립칩용 솔더 범프(13)를 가지는 배선기판(11)이 완성된다(도 4 참조).

따라서, 본 실시형태에 의하면 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 본 실시형태의 솔더 페이스트 인쇄장치(11)의 경우, 인쇄 시에 있어서 스퀴지(22)를 이동시키면, 솔더 페이스트(P1)는 우선 제 1 경사면(45)을 따라 슬라이드 안내되는 것에 의해서, 제 1 경사면(45)에 연속해서 배치된 제 2 경사면(35)측으로 부드럽게 전달되고, 또한 제 2 경사면(35)을 따라 슬라이드 안내된다. 피 인쇄면(14)에 대한 제 2 경사면(35)의 경사 각도(θ2)는, 피 인쇄면(14)에 대한 제 1 경사면(45)의 경사 각도(θ1)보다도 작기 때문에, 이때 솔더 페이스트(P1)가 흐르는 방향이 롤링하기 쉬운 방향(도 2의 화살표 참조)으로 변환된다. 환언하면, 스퀴지(22)의 진행 방향(43)으로의 구동력이 솔더 페이스트(P1)의 회전력으로 변환되기 쉬워진다. 이 결과, 종래 기술과 같이 블레이드(41)에 도피 오목부를 일부러 형성하지 않아도 롤링이 발생하기 쉬워짐과 아울러 롤링 스타트도 빨라진다. 따라서, 시판되어 있는 단순하고 대칭인 단면형상을 가지는 블레이드(41)를 사용할 수 있게 되어, 블레이드(41)의 비용 효율이나 범용성을 해치지 않고 솔더 페이스트(P1)의 롤링성을 향상시킬 수 있으므로 양호한 솔더 페이스트 인쇄층을 형성할 수 있다. 또, 이러한 우수한 구조의 스퀴지(22)를 구비한 솔더 페이스트 인쇄장치(11)를 사용해서 솔더 페이스트 인쇄층을 형성하는 것에 의해서, 형상이 고른 양호한 도체부를 가지는 배선기판(11)을 높은 수율(收率)로 제조할 수 있다.

(2) 본 실시형태에서는 홀더(32)에 있어서, 제 2 경사면(35)보다도 기단측으로 연장되는 도피 오목부(36)를 형성하고 있기 때문에, 제 2 경사면(35)으로 슬라이드 안내된 솔더 페이스트(P1)가 제 2 경사면(35)의 상측으로 더욱 이동하려고 해도, 도피 오목부(36)가 있는 것에 의해서 그 이동이 저지된다. 이 결과, 솔더 페이스트(P1)가 넓은 면적으로 부착되는 것이 방지된다. 따라서, 롤링성을 저하시키는 원인인 솔더 페이스트(P1)의 슬라이드 저항 증대를 회피할 수 있다.

(3) 본 실시형태에서는, 홀더(31)에 있어서의 제 2 경사면(35)이 페이스트 부착 방지층(37)으로 피복되어 있으므로, 제 2 경사면(35)에 솔더 페이스트(P1)가 부착되기 어려워지고, 제 2 경사면(35)에 대한 솔더 페이스트(P1)의 슬라이드 저항이 저감된다. 따라서, 솔더 페이스트(P1)가 보다 부드럽게 슬라이드 안내되게 되어 롤링성이 한층 더 향상된다. 또, 인쇄 종료 시에 제 2 경사면(35)에 부착된 솔더 페이스트(P1)를 용이하게 제거할 수 있어 메인티넌스성이 향상된다.

또한 본 발명의 실시형태는 이하와 같이 변경하여도 좋다.

ㆍ상기 실시형태에서는 스퀴지(22)에 의해 인쇄되는 페이스트를 솔더 페이스트(P1)로 했지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 솔더 이외의 도전성 금속을 포함하는 금속 페이스트 외에, 도전성의 여하에 관계없이 어떠한 입자를 포함하는 페이스트 등을 본 발명의 스퀴지(22)로 인쇄하여도 좋다. 또, 페이스트는 배선기판(11)을 제조할 때에 사용하는 것에 한정되지 않고, 배선기판(11) 이외의 제품을 제조할 때에 사용하는 것이어도 좋다.

ㆍ상기 실시형태에서는 본 발명을 소위 평 스퀴지를 구비하는 페이스트 인쇄장치(21)로 구체화했지만, 평 스퀴지 이외의 타입의 스퀴지를 구비하는 것으로 구체화할 수도 있다. 예를 들면, 도 5에 나타낸 다른 실시형태의 페이스트 인쇄장치(21A)는 소위 검(劍) 스퀴지를 구비하고 있다. 이 실시형태에 있어서의 스퀴지(22A)는 홀더(31A)와 블레이드(41A)를 포함해서 구성되어 있다. 특히 블레이드(41A)에 관해서는 그 선단이 테이퍼형상으로 형성되고, 따라서 검과 같은 형상을 가지고 있다. 또, 도 6에 나타낸 다른 실시형태의 페이스트 인쇄장치(21B)는 소위 각(角) 스퀴지를 구비하고 있다. 이 실시형태에 있어서의 스퀴지(22B)는 홀더(31B)와 블레이드(41B)를 포함해 구성되어 있다. 특히 블레이드(41B)에 관해서는 단면이 직사각형이기 때문에 각봉(各棒)과 같은 형상을 가지고 있다. 그리고, 이 스퀴지(22A,22B)들에 있어서도, 제 1 경사면(45)의 경사 각도(θ1)와 제 2 경사면(35)의 경사 각도(θ2)가 「θ2<θ1」의 관계가 되도록 설정되어 있다. 따라서, 단순하고 대칭인 단면형상의 블레이드(41A,41B)를 사용할 수 있어, 블레이드(41A,41B)의 비용 효율이나 범용성을 해치지 않고 솔더 페이스트(P1)의 롤링성을 향상시킬 수 있고, 양호한 솔더 인쇄층을 형성할 수 있다.

ㆍ상기 실시형태에서는, 피 인쇄물인 배선기판(11)의 피 인쇄면(14)에 도체부를 형성할 수 있도록 솔더 페이스트 인쇄층을 형성했지만, 도체부는 솔더 범프(13)로 한정되지 않는다. 예를 들면, 배선패턴이 되는 솔더 페이스트 인쇄층을 피 인쇄면(14) 상에 인쇄할 때에 본 발명을 적용하여도 좋다. 또한 본 발명의 스퀴지 및 페이스트 인쇄장치는 배선기판(11)을 피 인쇄물로 하는 것뿐만 아니라 배선기판(11) 이외의 것을 피 인쇄물로 해도 좋다.

ㆍ상기 실시형태에서는, 홀더(32)에 있어서의 제 2 경사면(35), 도피 오목부(36)의 표면 및 유지 오목부(32)의 표면(32a)의 일부를 피복하는 페이스트 부착 방지층(37)을 형성했지만, 이것을 홀더(32)의 외표면 전체에 걸쳐서 형성하여도 좋다. 또, 이와 같은 페이스트 부착 방지층(37)을 형성하는 대신에 홀더 자체를 불소 수지 등과 같은 재료로 형성하여도 좋다.

ㆍ상기 실시형태에서는, 블레이드 돌출부(42)의 진행 방향(43) 측의 제 1 경사면(45), 및 홀더(31,31A,31B) 선단부의 진행 방향(43) 측의 제 2 경사면(35)이 모두 평면이었지만, 이것들은 반드시 평면이 아니어도 좋다. 예를 들면, 도 7에 나타낸 다른 실시형태의 페이스트 인쇄장치(21C)의 경우, 스퀴지(22C)를 구성하는 블레이드(41A)에 있어서의 블레이드 돌출부(42)의 진행 방향(43) 측의 제 1 경사면(45)이, 진행 방향(43)과 반대측으로 오목한 오목 곡면으로 되어 있다. 마찬가지로, 홀더(31) 선단부의 진행 방향(43) 측의 제 2 경사면(35)도 진행 방향(43)과 반대측으로 오목한 오목 곡면으로 되어 있다. 오목 곡면인 제 1 경사면(45)과 오목 곡면인 제 2 경사면(35)은 연속해서 배치되어 있다. 도 7에 있어서, 2개의 오목 곡면은 곡률이 거의 같아지도록 형성되어 있지만, 일측의 곡율이 타측의 곡율보다도 커지도록 형성되어 있어도 좋다. 제 2 경사면(35)의 선단을 이루는 제 2 선단부(S2b)와 제 2 경사면(35)의 후단을 이루는 제 2 후단부(S2a)를 연결하는 면을 제 2 가상 평면(S2)으로 정의한다. 또, 제 1 경사면(45)의 선단을 이루는 제 1 선단부(S1b)와 제 1 경사면(45)의 후단을 이루는 제 1 후단부(S1a)를 연결하는 면을 제 1 가상 평면(S1)으로 정의한다. 이 경우, 제 2 가상 평면(S2)의 피 인쇄면(14)에 대한 경사 각도(θ2)가, 제 1 가상 평면(S1)의 피 인쇄면(14)에 대한 경사 각도(θ1)보다도 작아지도록 설정되어 있다. 따라서, 이러한 구조에 의하면, 솔더 페이스트(P1)는 2개의 오목 곡면을 따라 부드럽게 흐를 수 있다. 따라서, 솔더 페이스트(P1)의 롤링성을 한층 더 향상시킬 수 있고, 양호한 인쇄층을 형성할 수 있다.

또한 도 8에 나타낸 다른 실시형태의 페이스트 인쇄장치(21D)에서는, 스퀴지(22D)를 구성하는 블레이드(41A)에 있어서의 블레이드 돌출부(42)의 진행 방향(43) 측의 제 1 경사면(45)이 진행 방향(43)과 반대측으로 오목한 오목 곡면으로 되어 있다. 한편, 홀더(31) 선단부의 진행 방향(43) 측의 제 2 경사면(35)은 오목부가 없는 평면으로 되어 있다. 평면인 제 2 경사면(35)과 오목 곡면인 제 1 경사면(45)은 연속해서 배치됨과 아울러, 상기 경사 각도(θ2)가 상기 경사 각도(θ1)보다도 작아지도록 설정되어 있다.

또, 도 9에 나타낸 다른 실시형태의 페이스트 인쇄장치(21E)에서는, 스퀴지(22E)를 구성하는 블레이드(41A)에 있어서의 블레이드 돌출부(42)의 진행 방향(43) 측의 제 1 경사면(45)이 오목부가 없는 평면으로 되어 있다. 한편, 홀더(31) 선단부의 진행 방향(43) 측의 제 2 경사면(35)은 진행 방향(43)과 반대측으로 오목한 오목 곡면으로 되어 있다. 오목 곡면인 제 2 경사면(35)과 평면인 제 1 경사면(45)은 연속해서 배치됨과 아울러, 상기 경사 각도(θ2)가 상기 경사 각도(θ1)보다도 작아지도록 설정되어 있다.

이어서, 상기한 실시형태에 의해서 파악되는 기술적 사상을 이하에 열거한다.

(1) 수단 4에 있어서, 상기 페이스트는 솔더 페이스트이며, 상기 도체부는 상기 솔더 페이스트를 리플로우해서 얻어지는 솔더 범프인 것.

(2) 수단 1 내지 수단 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 피 인쇄면에 대한 상기 제 1 경사면 또는 제 1 가상 평면의 경사 각도, 및 상기 피 인쇄면에 대한 상기 제 2 경사면 또는 제 2 가상 평면의 경사 각도는, 45° 이상 85° 이하이며, 이 각도들의 차이가 5° 이상 15° 이하인 것.

11 - 배선기판 12 - 기판
13 - 도체부 14 - 피 인쇄면
21, 21A~21E - (솔더) 페이스트 인쇄장치
22, 22A~22E - 페이스트 인쇄용 스퀴지 31 - 홀더
32 - 유지 오목부 35 - 제 2 경사면
36 - 도피 오목부 37 - 페이스트 부착 방지층
41 - 블레이드 42 - 블레이드 돌출부
43 - 블레이드의 진행 방향 45 - 제 1 경사면
P1 - (솔더) 페이스트 S1 - 제 1 가상 평면
S1b - 제 1 선단부 S1a - 제 1 후단부
S2 - 제 2 가상 평면 S2b - 제 2 선단부
S2a - 제 2 후단부
θ1 - (제 1 경사면 또는 제 1 가상 평면의)경사 각도
θ2 - (제 2 경사면 또는 제 2 가상 평면의)경사 각도

Claims

선단부에 유지 오목부를 가지는 홀더와, 상기 유지 오목부에 유지되고 일부가 상기 유지 오목부로부터 돌출된 블레이드 돌출부를 가지는 탄성체제의 블레이드를 구비하고, 상기 블레이드의 진행 방향 측에 페이스트를 공급한 상태에서 피 인쇄면을 따라 이동함에 의해서 상기 페이스트를 인쇄하는 페이스트 인쇄용 스퀴지(squeegee)로서,
상기 블레이드 돌출부의 진행 방향 측의 평면 또는 오목 곡면인 제 1 경사면과, 상기 홀더 선단부의 진행 방향 측의 평면 또는 오목 곡면인 제 2 경사면이 연속해서 배치됨과 아울러,
상기 제 2 경사면의 선단을 이루는 제 2 선단부와, 상기 제 2 경사면의 후단을 이루는 제 2 후단부를 연결하는 제 2 가상 평면의 상기 피 인쇄면에 대한 경사 각도가, 상기 제 1 경사면의 선단을 이루는 제 1 선단부와, 상기 제 1 경사면의 후단을 이루는 제 1 후단부를 연결하는 제 1 가상 평면의 상기 피 인쇄면에 대한 경사 각도보다도 작아지도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 페이스트 인쇄용 스퀴지.
선단부에 유지 오목부를 가지는 홀더와, 상기 유지 오목부에 유지되고 일부가 상기 유지 오목부로부터 돌출된 블레이드 돌출부를 가지는 탄성체제의 블레이드를 구비하고, 상기 블레이드의 진행 방향 측에 페이스트를 공급한 상태에서 피 인쇄면을 따라 이동함에 의해서 상기 페이스트를 인쇄하는 페이스트 인쇄용 스퀴지로서,
상기 블레이드 돌출부의 진행 방향 측의 면인 제 1 경사면과 상기 홀더 선단부의 진행 방향 측의 면인 제 2 경사면이 연속해서 배치됨과 아울러, 상기 피 인쇄면에 대한 상기 제 2 경사면의 경사 각도가, 상기 피 인쇄면에 대한 상기 제 1 경사면의 경사 각도보다도 작아지도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 페이스트 인쇄용 스퀴지.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 홀더에 있어서 상기 제 2 경사면보다도 기단(基端) 측에는 스퀴지의 폭방향을 따라 연장되는 도피 오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 페이스트 인쇄용 스퀴지.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 홀더에 있어서의 상기 제 2 경사면은 페이스트 부착 방지층으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 페이스트 인쇄용 스퀴지.
청구항 4에 있어서,
상기 페이스트 부착 방지층은 상기 도피 오목부의 표면에까지 이르러 있는 것을 특징으로 하는 페이스트 인쇄용 스퀴지.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 페이스트 부착 방지층은 상기 유지 오목부의 표면에까지 이르러 있는 것을 특징으로 하는 페이스트 인쇄용 스퀴지.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 스퀴지를 구비한 페이스트 인쇄장치.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 스퀴지를 사용해서 페이스트를 인쇄함에 의해서, 기판 상에 도체부를 형성하는 것을 특징으로 하는 배선기판의 제조방법.