TWI581891B - 焊膏的印刷方法 - Google Patents

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Description

焊膏的印刷方法
本發明係有關於一種混合軟焊粉末與助熔劑以生成之焊膏，且特別有關於一種可填充到微小開口，以形成軟焊 凸點之焊膏。
用於組立電子基板之SMT工程第一階段，係開始於使混合軟焊粉末與助熔劑以製成之焊膏，適量供給到基板上。在供給焊膏到基板上之方法中，有所謂屏幕印刷之工法。
第10A圖、第10B圖、第10C圖、第10D圖、第10E圖及第10F圖，係表示先前屏幕印刷法一例之動作說明圖。在屏幕印刷中，如第10A圖所示，配合基板101的電極102，如第10B所示，密著由形成有開口部103之鋼板所構成之屏幕104與基板101。
如第10C圖所示，在使焊膏S載置於屏幕104上之狀態下，如第10D圖所示，一邊密著刮刀105到屏幕104，一邊在箭頭F方向上滑動，藉此，填充焊膏S到開口部103，接著，以刮刀105刮除多餘的焊膏S，藉此，如第10E圖所示，僅在屏幕104的開口部103填充有焊膏S。
之後，如第10F圖所示，使屏幕104與基板101脫離，藉此，填充在屏幕104開口部103之焊膏S被轉印到基板101側。
屏幕印刷在連續性生產相同機種之基板時，其係能最便宜且正確地供給焊膏之方法而能一般化，又，隨著基板小型化及電極窄節距化，其維持住作為能供給焊膏到極小極窄化軟焊部之方法之地位。
而且，SMT工程在第一階段進行焊膏之供給，之後，搭載零件，接著進行由加熱所做之軟焊工程。當焊膏之供給產生缺陷時，其之後工程之搭載零件及由加熱所做之軟焊即使為最佳條件，也無法補救供給之缺陷。
因此，焊膏之供給係在SMT工程中，被視作最重要之工程。在印刷時之缺陷對策中，在過去有檢討過焊膏黏性及軟焊粉末粒徑之最佳化，或者，印刷條件之最佳化，一些印刷工法被持續確立。
另外，在電子裝置之組立中，尤其，在電子裝置形成軟焊凸點之方法，有被稱做膠片法之印刷方法。第11A圖、第11B圖、第11C圖、第11D圖、第11E圖及第11F圖，係表示先前膠片法一例之動作說明圖。
在膠片法中，如第11A圖所示，貼著膠片106在基板101上，如第11B圖所示，以蝕刻去除欲供給焊膏之處所，以在膠片106形成開口部107。
如第11C圖所示，在搭載焊膏S於膠片106上之狀態下，如第11D圖所示，一邊密著刮刀105到膠片106一邊滑動，藉此，填充焊膏S到開口部107，接著，以刮刀105刮除多餘的焊膏S，藉此，僅在膠片106的開口部107填充有焊膏S。
接著，在貼著有膠片106之狀態下，投入基板101到回流爐，如第11E圖所示，形成軟焊凸點108，之後，如第11F圖所示，以剝離材使膠片106自基板101剝離。
在上述屏幕印刷法中，當電極的窄節距化持續進展， 形成於屏幕之開口部變微小時，當屏幕自基板離開時，焊膏會殘留在屏幕的開口部，而自基板離開，有時沒有填充充分之焊料量。相對於此，在膠片法中，在熔融焊膏以形成軟焊凸點後，藉剝離膠片，軟焊凸點形成在基板的電極側，所以，焊料量為一定。
另外，在屏幕印刷法之領域中，有提案一種使膏狀或墨水狀之塗佈物，在大氣壓下，以刮刀印刷在被印刷物後，藉放置被印刷物在既定高真空下而產生氣泡，以刮刀刮除產生之氣泡，再使被印刷物回到大氣壓下，更加破壞氣泡，而能去除塗佈物中之氣泡之技術(例如參照專利文獻1)。
【先行技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本專利第4198972號公報
但是，屏幕印刷法及膠片法皆當開口部之微小化進展時，在焊膏進入開口部時，無法以焊膏完全填充開口部內，有時無法獲得適量之印刷量。
第12A圖、第12B圖及第12C圖係表示先前問題點之說明圖。在第12A圖、第12B圖及第12C圖中，舉屏幕印刷法為例做說明。如第12A圖所示，形成於屏幕104之開口部103開口寬度L1，與屏幕104之厚度L2之比例稱做長寬比(L2/L1)。當長寬比超過0.5時，以由刮刀所做之按 壓力，無法以焊膏掩埋開口部全部。
在焊膏填充到開口部時，開口部內之空氣必須與焊膏替換。當開口部變極小而長寬比變較大時，在焊膏進入開口部時，空氣變得沒有逃逸之通路，因此，如第12B圖所示，在開口部103底部附近會形成空氣層110，有時會變成焊膏S無法接觸到開口部103底部電極102之狀態。
因此，當開口部變極小而長寬比變較大時，在屏幕印刷法中，如第12C圖所示，當屏幕104自基板101脫離時，會有印刷量會變少等情形，印刷狀態變得不穩定。又，在膠片法中，形成之軟焊凸點高度變得不穩定。而且在印刷時，焊膏成為無法接觸到開口部底部電極之狀態，藉此，在加熱時，熔解在膠片開口部之焊料會阻塞，在基板不會形成軟焊凸點，而產生所謂失蹤凸點。
又，即使放置印刷有焊膏之基板在真空下，以去除氣泡，當開口部之微小化進展時，以由刮刀所做之按壓力，無法以焊膏掩埋去除氣泡後之開口部全部。
本發明係為解決這種課題而研發出者，其目的在於提供一種可填充微小開口之焊膏。
本發明者們發現在既定之減壓狀態下，印刷焊膏到基板，在供給焊膏到屏幕或膠片的開口部後，放置基板在大氣壓下，藉此，當開口部內有空間時，此空間變負壓，以大氣壓能使焊膏填充到開口部。
另外，使印刷有焊膏之基板之放置環境，即使切換在 減壓下與大氣壓下以印刷，先前之焊膏有時無法填充到逐漸微小化之開口部。
在此，本發明者們發現藉焊膏之黏性，使印刷有焊膏之基板之放置環境，切換在減壓下與大氣壓下以印刷，能使焊膏填充到微小開口。而且，發現藉抑制構成焊膏之助熔劑中之溶劑在減壓下之揮發，能抑制焊膏之黏性變化。
本發明係一種焊膏，透過形成有開口部之罩構件，印刷在基板上，其特徵在於：具有在減壓下，被供給到前述罩構件的前述開口部，在大氣壓下，被填充到前述開口部內之黏性。
焊膏最好使黏度為50~150Pa.s，觸變比率為0.3~0.5。又，焊膏由助熔劑與軟焊粉末混合生成，助熔劑包含溶劑，溶劑具有能抑制減壓下之揮發之沸點。焊膏最好使用沸點在240℃以上之溶劑，溶劑最好使用辛二酰。
在本發明中，焊膏被供給到形成有開口部之罩構件，在既定之減壓下，印刷焊膏到基板上。在減壓下印刷後，使基板之放置環境成為大氣壓，藉此，焊膏在大氣壓下，被填充到開口部。在減壓下之印刷中，在罩構件上以既定厚度形成焊膏之被膜，再使基板之放置環境成為大氣壓，藉此，利用罩構件上之焊膏被膜，焊膏在大氣壓下，被填充到開口部。
在膠片法中，刮除罩構件上之多餘焊膏，加熱基板以熔融焊膏再形成軟焊凸點之後，使罩構件自基板剝離。在屏幕印刷法中，刮除罩構件上之多餘焊膏，使罩構件自基 板剝離後，搭載電子零件等，藉加熱基板以進行軟焊。
本發明之焊膏不僅藉由按壓構件所做之按壓，也具有以大氣壓能填充到微小開口之黏性，在既定之減壓狀態下，印刷焊膏到基板，以供給焊膏到罩構件的開口部後，放置基板在大氣壓下，藉此，即使開口部內有空間時，在大氣壓下，能使焊膏填充到開口部。
藉此，在膠片法中，能抑制軟焊凸點高度之參差，而且能抑制未形成軟焊凸點之失蹤凸點。
又，在屏幕印刷法中，即使係微小開口，也能確實確保印刷量。
<本實施形態焊膏之組成例>
本實施形態之焊膏，以罩構件採用屏幕之屏幕印刷法，或者，罩構件採用膠片之膠片法印刷基板。本實施形態之焊膏以屏幕印刷法或膠片法之印刷，係在既定之減壓狀態下進行，在本例中係在真空狀態下進行。
本實施形態之焊膏係混合助熔劑與軟焊粉末所生成，助熔劑包含一種溶劑，該溶劑具有能抑制真空狀態下之揮發之成分。又，本實施形態之焊膏在真空狀態下之印刷中，以由刮刀所做之按壓力，被壓入屏幕或膠片之開口部，而且當自真空狀態轉移到大氣壓時，具有以大氣壓被壓入開口部之黏性。
物質揮發之程度依賴該物質的蒸氣壓。某物質之某溫度中之蒸氣壓為一定，在蒸氣壓係與外壓相等之溫度(亦即沸點)下，物質之揮發成為最大。一般在真空狀態下之物質之揮發，有高沸點物質比低沸點物質還要小之傾向。
在此，在本實施形態之焊膏中，係使用包含沸點超過既定溫度之溶劑之助熔劑。在本例中，最好使用沸點超過240℃之溶劑，例如使用沸點為243.2℃之辛二酰。
又，在焊膏之黏性中，以由刮刀所做之按壓力與大氣壓，能填充焊膏到屏幕或膠片之開口部，尤其，即使係微小開口，也能填充焊膏，所以，最好使黏度較低。而且，最好係相對於位移而言，應力較少之低觸變比率。在本例中，最好使焊膏之黏度為50~150Pa.s，觸變比率為0.3~0.5。
<本實施形態之使用焊膏的軟焊印刷機之構成例>
第1圖係表示本實施形態之使用焊膏的軟焊印刷機一例之構成圖，適用罩構件採用膠片之膠片法者。本實施形態之使用焊膏的軟焊印刷機1A具備：印刷機構2，印刷焊膏S到基板11；基板支撐機構3，支撐以印刷機構2印刷有焊膏S之基板11；以及印刷室4，收容印刷機構2及基板支撐機構3。
在軟焊印刷機1A中，印刷焊膏S到基板11之既定位置，所以，使用貼著在基板11上之膠片狀膠片12。膠片12具有感光性，具有以既定波長領域之光線(在本例中為紫外線(UV))照射後會硬化之性質。基板11在印刷有焊膏S之面貼著有膠片12，在印刷焊膏S之電極部位置以外， 被照射紫外線。
在基板11中，被照射紫外線之部位之膠片12會硬化，未印刷焊膏S之位置以膠片12被覆。又，在基板11中，未照射紫外線之部位之膠片12係以藥劑等被去除，藉此，配合印刷有焊膏S之電極等之位置，形成既定大小之開口部13。
印刷機構2在沿著貼著有膠片12之基板11之既定印刷方向上移動，具有填充及刮除焊膏S之第1刮刀20a及第2刮刀20b。又，印刷機構2具有：刮刀部21，設有第1刮刀20a及第2刮刀20b；以及刮刀移動機構22，使第1刮刀20a與第2刮刀20b在既定印刷方向上移動。
第1刮刀20a及第2刮刀20b係以由橡膠、樹脂或金屬等單一材料所製成之板狀構件，或者，接觸膠片12之部位以橡膠構成，其他部位以金屬構成等，由組合這些材料所製成之板狀構件所構成。
印刷機構2之構成係藉刮刀移動機構22移動之刮刀部21之移動方向，被導引構件22a導引，刮刀部21可沿著貼著有膠片12之基板11往復移動。印刷機構2藉刮刀部21之往復移動，第1刮刀20a及第2刮刀20b在沿著貼著有膠片12之基板11之第1印刷方向FA上，及與第1印刷方向FA反方向之第2印刷方向FB上移動。
印刷機構2使升降第1刮刀20a之第1刮刀升降機構23a，及升降第2刮刀20b之第2刮刀升降機構23b具備在刮刀部21。
印刷機構2藉第1刮刀升降機構23a，第1刮刀20a在升降方向UA上移動，第1刮刀20a在相對於貼著有膠片12之基板11而言接離之方向上移動。
印刷機構2藉控制沿著升降方向UA之第1刮刀20a之移動量，可調整第1刮刀20a下端與膠片12之距離H、第1刮刀20a相對於膠片12而言之夾角之攻擊角、及由第1刮刀20a所做之對於膠片12之按壓力等。
在印刷機構2中，第2刮刀20b側也以相同構成，藉第2刮刀升降機構23b，第2刮刀20b在升降方向UB上移動，第2刮刀20b在相對於貼著有膠片12之基板11而言接離之方向上移動。
印刷機構2藉控制沿著升降方向UB之第2刮刀20b之移動量，可調整第2刮刀20b下端與膠片12之距離H、第2刮刀20b相對於膠片12而言之夾角之攻擊角、及由第2刮刀20b所做之對於膠片12之按壓力等。
印刷機構2藉使第1刮刀升降機構23a及第2刮刀升降機構23b具備在刮刀部21，第1刮刀20a及第2刮刀20b獨立在升降方向上移動，而且使升降方向中之位置保持在被設定之位置處，往既定之印刷方向移動。
基板支撐機構3具有：平台30，載置貼著有膠片12之基板11；以及平台移動機構31，移動平台30。平台30具有夾鉗機構32，夾鉗機構32係可裝卸地保持貼著有膠片12之任意大小之基板11。平台移動機構31具有升降及水平移動平台30之機構，進行貼著有膠片12之基板11之 對位。
印刷室4以上述收容有印刷機構2及基板支撐機構3之空間所構成，具有真空幫浦40及閥41。印刷室4藉關閉閥41以保持氣密性，藉真空幫浦40進行排氣，藉此，成為期望之真空狀態。又，印刷室4藉打開閥41，自真空狀態轉移為大氣壓。
<本實施形態之使用焊膏的軟焊印刷機之功能構成例>
第2圖係表示本實施形態之使用焊膏的軟焊印刷機之控制功能一例之功能方塊圖。軟焊印刷機1A具有以微電腦等所構成之控制部100。控制部100係控制機構之一例，執行記憶在記憶部100a之程式，依照操作部100b之設定，進行印刷焊膏到基板之一連串處理。
控制部100隨著以執行印刷焊膏S到基板11之一連串處理之程式事先設定之工程，控制真空幫浦40及閥41，使第1圖所示之印刷室4在真空狀態與開放到大氣壓之狀態間切換。
又，控制部100控制刮刀移動機構22，使以第1圖說明過之第1刮刀20a及第2刮刀20b，在第1印刷方向FA及第2印刷方向FB上移動。而且，控制部100控制第1刮刀升降機構23a，使第1刮刀20a在升降方向UA上移動，控制第2刮刀升降機構23b，使第2刮刀20b在升降方向UB上移動。又，控制部100控制平台移動機構31，升降及水平移動平台30。
控制部100在使印刷室4為真空狀態之工程中，以第 1刮刀20a或第2刮刀20b之印刷方向上之動作，填充焊膏S到貼著在基板11上之膠片12開口部13。又，藉填充焊膏S到膠片12開口部13之第1刮刀20a或第2刮刀20b之印刷方向上之動作，在膠片12上形成焊膏S之被膜。
因此，控制部100在使印刷室4為真空狀態之工程中，成為在第1刮刀20a或第2刮刀20b的下端與膠片12之間，設有既定間隙之狀態。
亦即，在控制部100中，第1刮刀20a的下端與膠片12間之距離H，係被設定成藉第1刮刀20a在第1印刷方向FA上之動作，能填充焊膏S到膠片12的開口部13，而且在膠片12上能形成焊膏S被膜之既定間隙。
或者，在控制部100中，第2刮刀20b的下端與膠片12間之距離H，係被設定成藉第2刮刀20b在第2印刷方向FB上之動作，能填充焊膏S到膠片12的開口部13，而且在膠片12上能形成焊膏S被膜之既定間隙。
另外，控制部100在使印刷室4成為開放到大氣壓之工程中，使在膠片12上形成被膜之焊膏S，在大氣壓下填充到膠片12的開口部13。又，藉第1刮刀20a或第2刮刀20b在印刷方向上之動作，刮除膠片12上之焊膏S被膜。
因此，控制部100在印刷室4開放到大氣壓之狀態下之工程中，成為按壓第1刮刀20a或第2刮刀20b在膠片12上之狀態。
亦即，在控制部100中，膠片12相對於第1刮刀20a而言之攻擊角及按壓力等被設定，使得藉第1刮刀20a在 第1印刷方向FA上之動作，能刮除膠片12上之焊膏S被膜。
或者，在控制部100中，膠片12相對於第2刮刀20b而言之攻擊角及按壓力等被設定，使得藉第2刮刀20b在第2印刷方向FB上之動作，能刮除膠片12上之焊膏S被膜。
控制部100在藉第1刮刀20a及第2刮刀20b之往復移動，印刷焊膏S之設定中，以第1刮刀20a及第2刮刀20b之一者，填充焊膏S到膠片12的開口部13，而且在膠片12上形成焊膏S之被膜。又，以第1刮刀20a及第2刮刀20b之另一者，刮除膠片12上之焊膏S被膜。
在本例中，控制部100在使印刷室4為真空狀態之工程中，成為使第1刮刀20a下端與膠片12之間，設有既定間隙之狀態，而且使第2刮刀20b後退到上方。而且，以在第1印刷方向FA上移動之第1刮刀20a，填充焊膏S到膠片12開口部13，而且在膠片12上形成焊膏S的被膜。
又，控制部100在使印刷室4成為開放到大氣壓之狀態之工程中，使第2刮刀20b成為按壓膠片12之狀態，而且使第1刮刀20a後退到上方。而且，以在第2印刷方向FB上移動之第2刮刀20b，刮除膠片12上之焊膏S被膜。
<本實施形態之使用焊膏的軟焊印刷機之動作例>
第3A圖、第3B圖、第3C圖、第3D圖及第3E圖係表示本實施形態中之焊膏印刷方法一例之動作說明圖，接著，參照各圖說明本實施形態之使用焊膏的軟焊印刷機中之焊膏S印刷 動作。
如上所述，基板11係在印刷有焊膏S之面貼著有膠片12，覆蓋印刷有焊膏S之電極14等之位置，且被照射紫外線。如第3A圖所示，在基板11中，被照射紫外線之部位之膠片12會硬化，未印刷有焊膏S之位置以膠片12被覆。又，在基板11中，未被照射紫外線之部位之膠片12以藥劑等去除，藉此，配合印刷有焊膏S之電極14等之位置，形成具有既定大小之開口部13。
在軟焊印刷機1A中，貼著有膠片12之基板11被設定在平台30上。控制部100控制平台移動機構31，以升降及水平移動平台30，進行貼著有膠片12之基板11之對位。
控制部100在使印刷室4為真空狀態之工程中，控制第1刮刀升降機構23a，使第1刮刀20a在升降方向UA上移動，成為在貼著於基板11上之膠片12與第1刮刀20a之間，設有既定間隙之狀態。
亦即，控制部100使第1刮刀20a的下端與膠片12間之距離H，係被設定成藉第1刮刀20a在第1印刷方向FA上之動作，能填充焊膏S到膠片12的開口部13，而且在膠片12上能形成焊膏S被膜之既定間隙。在本例中，第1刮刀20a的下端與膠片12間之距離H被設定成約1mm。而且，在使印刷室4為真空狀態之工程中，使第2刮刀20b後退到上方。
控制部100藉關閉閥41，使印刷室4保持氣密狀態，驅動真空幫浦40以進行印刷室4內之排氣，藉此，使印刷 室4內為既定之真空狀態。
控制部100控制刮刀移動機構22，保持貼著在基板11上之膠片12與第1刮刀20a間之間隙，使第1刮刀20a在第1印刷方向FA上移動。藉此，如第3B圖所示，被供給到膠片12上之焊膏S，被填充到膠片12的開口部13，而且在膠片12上形成焊膏S之被膜。在本例中，膠片12上之焊膏S被膜具有約1mm之厚度。
在此，當開口部13變微小，長寬比超過0.5時，以由刮刀所做之按壓，即使係在真空下之印刷，如第3C圖所示，在焊膏S與開口部13底部之間殘留有間隙15，有時焊膏S成為無法接觸到開口部13底部之電極14之狀態。
在此，利用大氣壓，填充焊膏S到開口部13。亦即，控制部100藉打開閥41，使印刷室4自真空狀態成為開放到大氣壓。
藉使印刷室4自真空狀態轉變成開放到大氣壓，當在焊膏S與開口部13底部之間形成有間隙15時，此間隙15內成為負壓，在膠片12上形成被膜之焊膏S，如第3D圖所示，以大氣壓P被壓入開口部13。
使印刷室4為真空狀態之工程中，在膠片12上形成具有既定厚度之焊膏S被膜，藉此，在使印刷室4開放到大氣壓之工程中，即使在膠片12之厚度方向中，也能以焊膏S掩埋開口部13全體。
控制部100在使印刷室4成為開放到大氣壓之狀態之工程中，控制第2刮刀升降機構23b，使第2刮刀20b在 升降方向UB上移動，成為第2刮刀20b按壓在貼著於基板11上之膠片12之狀態。
亦即，控制部100使相對於膠片12而言之第2刮刀20b之攻擊角及按壓力等，設定成藉第2刮刀20b在第2印刷方向FB上之動作，能刮除膠片12上之焊膏S被膜之值。而且，在使印刷室4成為開放到大氣壓之狀態之工程中，使第1刮刀20a後退到上方。
控制部100控制刮刀移動機構22，以保持第2刮刀20b密著在貼著於基板11上之膠片12之狀態，使第2刮刀20b在第2印刷方向FB上移動。藉此，如第3E圖所示，刮除殘留在膠片12上之焊膏S被膜之多餘部分。
在以上之印刷工程中，藉由使印刷室4切換在真空狀態與開放到大氣壓之狀態，即使開口部13很微小，利用由刮刀所做之按壓力與大氣壓，能確實填充焊膏S到膠片12的開口部13。
在膠片12的開口部13填充有焊膏S之基板11，藉以回流爐加熱，熔融焊膏S而形成軟焊凸點，在形成軟焊凸點之工程後，剝離膠片12。藉此，在基板11的電極14形成軟焊凸點。在焊膏S之印刷工程中，能確實填充焊膏S到膠片12的開口部13，藉此，能在基板11的各電極14等，確實形成軟焊凸點。
在此，在利用由鋼板所做之屏幕之屏幕印刷法中，印刷焊膏到基板後，使屏幕自基板離開，以基板單體在回流爐中加熱。當電極愈窄節距化，形成於屏幕上之開口部變 微小時，即使焊膏確實被填充到開口部，當使屏幕自基板離開時，有時焊膏會殘留在屏幕的開口部，而自基板離開。
相對於此，在使用膠片12之膠片法中，如上所述，使用軟焊印刷機1A以填充焊膏S到膠片12的開口部13後，在貼著有膠片12之狀態下，以回流爐加熱基板11。而且，藉加熱基板以熔融焊膏S而形成軟焊凸點後，剝離膠片12。藉此，軟焊凸點殘留在基板11的電極14側，抑制黏附在膠片12側而自電極14剝離之情形。
而且，在以上之印刷方法中，在使印刷室4為真空狀態之工程中，在第1刮刀20a與膠片12間設置既定間隙，藉此，在膠片12上形成焊膏S的被膜。相對於此，在使印刷室4為真空狀態之工程中，也可以密著第1刮刀20a到膠片12，以印刷焊膏S。
在真空狀態下，密著第1刮刀20a到膠片12以印刷焊膏S後，當使印刷室4開放到大氣壓時，在焊膏S與開口部13底部之間形成有間隙時，此間隙15內成為負壓，被填充到開口部13之焊膏S，以大氣壓被壓入到開口部13。在大氣壓下，焊膏S被壓入開口部13不充分時，係在大氣壓下，以由第2刮刀20b所做之刮除動作來填充。
【實施例】
本實施形態之焊膏S，如上所述，使軟焊印刷機1A的印刷室4為真空狀態，印刷在基板11上。如此一來，焊膏S必須相對於大氣壓而言暴露在減壓環境，所以，焊膏中之助熔劑必須在減壓環境中不揮發，以及當印刷室4自減 壓狀態轉移成開放到大氣壓時，具有焊膏S以短時間掩埋開口部13內之黏性。
使用於焊膏S之助熔劑，以固體部分及溶劑構成，當溶劑部分在真空狀態下揮發時，在使印刷室4為真空狀態以印刷期間，焊膏S產生黏度變化，使印刷性變得不穩定。在此，以選定在真空狀態下之印刷中，溶劑不太會揮發者為目的，驗證在真空中之溶劑之揮發度。
載置約10cc溶劑在淺底盤，測量載置之溶劑之重量。使其放置在5Pa之真空狀態中，放置1小時後，回到大氣壓以測量減少的部分。如以下表1所示，溶劑選擇沸點不同之3種類，測量由溶劑之種類所致之減量大小。
第4圖係表示真空狀態下之放置時間與減量之關係之曲線圖。如第4圖所示，可判定因為溶劑之沸點而減量之程度不同，沸點較低之溶劑之減量較大，沸點較高之溶劑在真空狀態下之揮發較少。
由上述真空中之揮發度驗證結果，使包含在使用於焊膏S之助熔劑中之溶劑，採用沸點超過240℃者，在本例中，溶劑採用沸點243.2℃之辛二酰，以表2所示之組成比例生成助熔劑。而且，以下所示之各組成比例係質量%。
混合表2所示A~C之助熔劑及軟焊粉末(組成：Sn-3Ag-0.5Cu，粒徑：6μm以下)，使助熔劑的質量%為12%以生成焊膏。測量此焊膏之黏度及觸變比率。
黏度及觸變比率之測量，使用兩層圓筒管型旋轉黏度計。設定測試料到黏度計，調整焊膏到25℃。藉以下表3所示轉速及測量時間，依序測量黏度。將D當作黏度值，由3轉時及30轉時之黏度，藉以下之公式(1)求出觸變比率。
【數1】觸變比率=LOG(3轉時之黏度/30轉時之黏度)………(1)
使用表2所示A~C之助熔劑所生成之焊膏之黏度及觸變比率，表示在以下之表4。
接著，貼著有膠片之基板，係準備下述表5所示規格之矽晶圓，填充表4所示3種黏性之焊膏到開口部，在250 ℃之熱板上熔解焊料，以形成軟焊凸點。之後，以碳氫系洗淨液洗除焊膏殘渣，以超音波顯微鏡測量凸點高度。測量之處所數為30處。
實施例使用切換真空狀態與開放到大氣壓之狀態之上述第1圖所示軟焊印刷機，使印刷室4為真空狀態，而且在刮刀與印刷面之間形成既定間隙，在本例中係形成1mm左右之間隙以進行印刷，以刮刀之按壓力填充焊膏到開口部，而且形成焊膏之被膜。接著，使印刷室自真空狀態轉換成為開放到大氣壓，以大氣壓填充焊膏到開口部，而且密著刮刀在印刷面，以刮除多餘之焊膏。比較例使用相同之軟焊印刷機，在不進行真空狀態下之印刷之條件下，在大氣壓下進行印刷，比較兩者。
第5圖及第6圖係焊膏之黏性與軟焊凸點高度之關係之曲線圖，第5圖係開口部之長寬比為1.3之情形，第6圖係開口部之長寬比為1.67之情形。
又，第7圖及第8圖係表示作為實施例之軟焊凸點形成狀態之顯微鏡照片，第7圖係表示長寬比為1.3時之凸點形成狀態，第8圖係表示長寬比為1.67時之凸點形成狀態。第9圖係表示作為比較例之軟焊凸點未形成狀態之顯微鏡照片。
在第5圖及第6圖之曲線圖中，箭頭的上限係凸點高 度之最大值(max)，箭頭的下限係凸點高度之最小值(min)。使凸點高度之平均畫在曲線圖上。由凸點高度之測量結果，判定當長寬比變大時，凸點高度變成零，亦即，第9圖所示未形成軟焊凸點之失蹤凸點E之產生頻率會增加。
又，判定在切換真空狀態與開放到大氣壓之狀態之印刷，與僅在大氣壓狀態下之印刷相比較下，切換真空狀態與開放到大氣壓之狀態之印刷者，凸點高度較高且穩定。此意味：切換真空狀態與開放到大氣壓之狀態之印刷者，焊膏能穩定埋入開口部。
另外，在焊膏之黏性中，在表4所示黏性A之焊膏與黏性B之焊膏中，當進行切換真空狀態與開放到大氣壓之狀態之印刷時，如第7圖及第8圖所示，判定與長寬比大小無關地，能成為穩定之凸點高度。相對於此，在黏性C之焊膏中，當長寬比變大時，則凸點高度變低。
由以上之驗證結果，可判定當進行切換真空狀態與開放到大氣壓之狀態之印刷時，藉選擇適切之焊膏黏性，能形成穩定的凸點。在本例中，助熔劑中之溶劑使用沸點超過240℃之辛二酰，使焊膏之黏度為50~150Pa.s，觸變比率為0.3~0.5時，與長寬比大小無關地，能確實填充焊膏到膠片的開口部。藉此，即使開口部很微小，在基板電極能確實形成軟焊凸點，也能抑制軟焊凸點之高度參差，另外，也能抑制失蹤凸點。
另外，判定當適用於屏幕印刷法時，與長寬比大小無 關地，能確實確保印刷量。
在此，當構成助熔劑之溶劑沸點較高時，在用於熔融焊膏之加熱時，較難揮發，成為液狀之助熔劑殘渣。因此，殘渣之洗淨變容易。如此一來，在洗淨去除助熔劑殘渣之用途中，當構成助熔劑之溶劑沸點較高時，也能獲得很容易洗淨助熔劑殘渣之效果。
【產業上可利用性】
本發明之焊膏可適用於以狹窄節距形成有多數軟焊凸點之電子零件之製造。
1A‧‧‧軟焊印刷機
2‧‧‧印刷機構
3‧‧‧基板支撐機構
4‧‧‧印刷室
20a‧‧‧第1刮刀
20b‧‧‧第2刮刀
22‧‧‧刮刀移動機構
23a‧‧‧第1刮刀升降機構
23b‧‧‧第2刮刀升降機構
40‧‧‧真空幫浦
41‧‧‧閥
100‧‧‧控制部
第1圖係表示本實施形態軟焊印刷機一例之構成圖。
第2圖係表示本實施形態軟焊印刷機之控制功能一例之功能方塊圖。
第3A圖係表示本實施形態中之焊膏印刷方法一例之動作說明圖。
第3B圖係表示本實施形態中之焊膏印刷方法一例之動作說明圖。
第3C圖係表示本實施形態中之焊膏印刷方法一例之動作說明圖。
第3D圖係表示本實施形態中之焊膏印刷方法一例之動作說明圖。
第3E圖係表示本實施形態中之焊膏印刷方法一例之 動作說明圖。
第4圖係表示真空狀態下之放置時間與減量之關係之曲線圖。
第5圖係焊膏之黏性與軟焊凸點高度之關係之曲線圖。
第6圖係焊膏之黏性與軟焊凸點高度之關係之曲線圖。
第7圖係表示作為實施例之軟焊凸點形成狀態之顯微鏡照片。
第8圖係表示作為實施例之軟焊凸點形成狀態之顯微鏡照片。
第9圖係表示作為比較例之軟焊凸點未形成狀態之顯微鏡照片。
第10A圖係表示先前中之屏幕印刷法一例之動作說明圖。
第10B圖係表示先前中之屏幕印刷法一例之動作說明圖。
第10C圖係表示先前中之屏幕印刷法一例之動作說明圖。
第10D圖係表示先前中之屏幕印刷法一例之動作說明圖。
第10E圖係表示先前中之屏幕印刷法一例之動作說明圖。
第10F圖係表示先前中之屏幕印刷法一例之動作說明 圖。
第11A圖係表示先前中之膠片法一例之動作說明圖。
第11B圖係表示先前中之膠片法一例之動作說明圖。
第11C圖係表示先前中之膠片法一例之動作說明圖。
第11D圖係表示先前中之膠片法一例之動作說明圖。
第11E圖係表示先前中之膠片法一例之動作說明圖。
第11F圖係表示先前中之膠片法一例之動作說明圖。
第12A圖係表示先前問題點之說明圖。
第12B圖係表示先前問題點之說明圖。
第12C圖係表示先前問題點之說明圖。
1A‧‧‧軟焊印刷機
2‧‧‧印刷機構
3‧‧‧基板支撐機構
4‧‧‧印刷室
11‧‧‧基板
12‧‧‧膠片
13‧‧‧開口部
20a‧‧‧第1刮刀
20b‧‧‧第2刮刀
21‧‧‧刮刀部
22‧‧‧刮刀移動機構
22a‧‧‧導引構件
23a‧‧‧第1刮刀升降機構
23b‧‧‧第2刮刀升降機構
30‧‧‧平台
31‧‧‧平台移動機構
32‧‧‧夾鉗機構
40‧‧‧真空幫浦
41‧‧‧閥
FA‧‧‧第1印刷方向
FB‧‧‧第2印刷方向
H‧‧‧距離
S‧‧‧焊膏
UA‧‧‧升降方向
UB‧‧‧升降方向

Claims (5)

  1. 一種焊膏的印刷方法，焊膏由助熔劑與軟焊粉末混合生成，透過形成有開口部之罩構件，印刷在基板上，其特徵在於：前述罩構件與刮刀之間，設有既定間隙之狀態；減壓狀態下，保持前述罩構件與前述刮刀間之間隙，同時使前述刮刀移動；前述減壓狀態下，利用前述刮刀將焊膏供給到前述開口部及前述罩構件上；隨著在前述開口部中供給焊膏，形成焊膏的被膜於前述罩構件上及供給有焊膏的前述開口部上；之後自前述真空狀態成為開放到大氣壓，藉此，在大氣壓下，將在供給有焊膏之前述開口部上形成有被膜的焊膏填充到前述開口部中；接著，使前述刮刀或與前述刮刀不同之其他刮刀成為密著在前述罩構件之狀態；於大氣壓下使前述刮刀或與前述刮刀不同之其他刮刀移動；利用前述刮刀或與前述刮刀不同之其他刮刀刮除前述罩構件上及前述開口部上之多餘的焊膏。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之焊膏的印刷方法，其中，前述焊膏的黏度為50~150Pa.s，觸變比率為0.3~0.5。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之焊膏的印刷方法，其中，前述焊膏由混合助熔劑與軟焊粉末所生成，前述助熔劑包含溶劑，前述溶劑具有能抑制減壓下之揮發之沸點。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之焊膏的印刷方法，其 中，助熔劑使用沸點在240℃以上之溶劑。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之焊膏的印刷方法，其中，溶劑使用辛二酰。
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