TWI807802B - 刮刀 - Google Patents
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Abstract
本發明之課題在於提高刮刀之性能。
刮刀10具備:延伸部1,其沿第1方向延伸;折彎部2A,其設置於延伸部1之一端;以及折彎部2B,其設置於延伸部1之另一端。
Description
本發明係關於一種刮刀,例如係關於應用於黏度較焊料膏為高之高黏度膏或黏著性較焊料膏為高之高黏著膏之印刷中所使用的刮刀而有效之技術。
於日本專利實開平4-2632號公報(專利文獻1)中記載有以下技術:藉由於刮刀之兩端安裝突出壁而防止膏向刮刀寬度方向流出,可削減膏之回刮作業。
又,於非專利文獻1中記載有膏之滾動直徑之大小對藉由刮刀進行之膏之刮取現象帶來影響,於非專利文獻2中記載有與施加至膏之剪切速度相關之技術。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利實開平4-2632號公報
[非專利文獻]
[非專利文獻1]資訊機構著「印刷最佳化/高品質化用之<最新>網版印刷利用技術~故障應對至應用事例~」2011年
[非專利文獻2]原田學著「焊料膏之黏度與黏著力測定」
[發明所欲解決之問題]
印刷工序一般被作為存在於電子製品之製造工序之膏之塗佈工序來採用。於印刷工序中,在遮罩上載置膏之後,針對該膏,使用被稱為刮刀之「刮刀狀之道具」來使膏相對於設置在遮罩之開口部上往返運動,藉此使膏轉印至所期望之位置。
但,印刷次數增多後,膏於刮刀寬度方向橫向擴散,或者朝向上方蔓延,藉此埋入至設置於遮罩之開口部而使得有效地幫助印刷之膏變少。
其結果,讓人擔心隨著印刷次數增多,印刷性能將逐漸降低,印刷圖案產生缺陷,或膏之轉印重量漸減。根據該情況,期望可有效地抑制膏之橫向擴散或爬上之刮刀。
[解決問題之技術手段]
一實施方式中之刮刀具備:延伸部,其沿第1方向延伸;第1折彎部,其設置於延伸部之一端;以及第2折彎部,其設置於延伸部之另一端。此時,第1折彎部之延伸方向與第1方向所成之第1角度為鈍角,第2折彎部之延伸方向與第1方向所成之第2角度為鈍角。
此處,延伸部於與第1方向正交之剖視下,具有:傾斜部,其自垂直方向傾斜;以及突出部,其與傾斜部連接,且向水平方向突出。而且,第1折彎部於與第1折彎部之延伸方向正交之剖視下,具有:第1傾斜部,其自垂直方向傾斜;以及第1突出部,其與第1傾斜部連接,且向水平方向突出。進而,第2折彎部於與第2折彎部之延伸方向正交之剖視下,具有:第2傾斜部,其自垂直方向傾斜;以及第2突出部,其與第2傾斜部連接,且向水平方向突出。
[發明之效果]
根據一實施方式,可提高刮刀之性能。
於用以說明實施方式之所有圖中,原則上對相同之構件標註相同之符號,並省略其重複之說明。再者,為了容易理解圖式,存在即便為俯視圖亦標註影線之情形。
<適用對象例>
所謂刮刀係指於作為電子製品之製造工序之一的膏之印刷工序中所使用之道具。膏之印刷工序例如於印刷基板、電源模組之製造工序中實施。於該印刷工序中,使用以金屬遮罩、網版遮罩為代表之印刷遮罩。而且,成為印刷材之膏為焊料膏、分散有奈米至微米級之金屬粒子之膏,作為此時之金屬粒子,可列舉鐵(Fe)、銀(Ag)或銅(Cu)等。
作為刮刀之構成材料,使用不鏽鋼(SUS)等金屬、胺基甲酸酯、尼龍6、尼龍66、POM、PBT等工程塑膠、用作3D印表機之素材之ONYX等,但並不限定於此。
<改善之研究>
例如,作為一般的刮刀,有立體形狀包括大致長方體之刮刀。於本說明書中,將此種一般的刮刀稱為「平刮刀」。
以下,首先,藉由說明使用該「平刮刀」之膏之印刷工序,而說明「平刮刀」內在之改善餘地。
圖1及圖2係說明使用平刮刀100之印刷工序之圖。
如圖1所示,對印刷遮罩110上供給膏130並且配置平刮刀100。然後,如圖1至圖2所示,使平刮刀100移動,而將膏130轉印至設置於印刷遮罩110之開口圖案120。藉此,可於自印刷遮罩110之開口圖案120露出之基板區域(未圖示)塗佈膏130。該工序為印刷工序。
此處,若藉由使平刮刀100移動而重複膏130之轉印,則例如將圖1與圖2比較可知,膏130逐漸向橫方向(x方向)擴散。又,尤其,例如作為使用較焊料膏為高黏度之膏或高黏著性之膏作為膏130時變得明顯之現象,有膏130爬上之現象。所謂爬上現象,如圖3及圖4所示係指藉由使平刮刀100移動而重複膏130之轉印之結果,膏130保持向平刮刀100之上方向(z方向)蔓延之狀態貼附於平刮刀100而不掉落至印刷遮罩110上之現象。
再者,一般而言分散有金屬粒子之膏存在若金屬粒子之調配比率變大則黏度急遽上升之傾向,又於以燒結材為代表之粒徑為奈米~次微米徑較小之金屬粒子之情形時,存在黏度變得更高之傾向。例如,分散有銅粒子之燒結銅膏存在以下情形:銅粒子之調配比率亦相對較大,又粒徑亦較小,為奈米~次微米之情況較多,由於與該等特徵一致,故而成為高黏度,且上述爬上現象變得明顯。
若產生此種膏130之橫向擴散現象及爬上現象,則有助於設置於印刷遮罩110之開口圖案120內之埋入之膏130變少。即,藉由重複實施印刷工序,而有助於開口圖案120之埋入之膏130變少,結果,印刷性逐漸降低,產生印刷圖案之缺陷或轉印重量之漸減。
以下,對該方面之詳細情況進行進一步說明。
圖5係說明藉由重複印刷工序而於膏130產生之現象之圖。如圖5所示,可知藉由重複印刷工序,產生膏130之橫向擴散現象與爬上現象,結果,有助於開口圖案120之埋入之膏130變少。如此,有助於開口圖案120之埋入之膏130變少係指以下之圖6所示之情況。
即,如圖6(左部)所示,於印刷工序之初期,由於膏130未產生橫向擴散現象或爬上現象,故而充分存在有助於開口圖案120之埋入之膏130。而且,膏130於被平刮刀100按壓之狀態時,一面滾動一面於印刷遮罩110上移動。此處,所謂本說明書中提及之「滾動」,係指於使刮刀移動動作時產生之膏之旋轉運動,該膏之旋轉運動之直徑為滾動直徑。
於圖6(左部)所示之印刷工序之初期,由於膏130未產生橫向擴散現象或爬上現象,充分存在有助於開口圖案120之埋入之膏130,故而膏130之滾動直徑變大。
相對於此,如圖6(右部)所示,若重複印刷工序,則膏130產生橫向擴散現象或爬上現象,故而有助於開口圖案120之埋入之膏130變少。其結果,如圖6(右部)所示,若重複印刷工序,則膏130之滾動直徑變小。
關於該方面,本發明者獲得以下知識見解:作為產生印刷圖案之缺陷或轉印重量之漸減之因素,受膏130之滾動直徑變小之情況影響。因此,以下,對若膏130之滾動直徑變小,則產生印刷圖案之缺陷或轉印重量之漸減之機制進行說明。
圖7係說明向開口圖案120填充膏130之動作之圖。
於圖7中,被平刮刀100按壓而滾動之膏130藉由碰撞於設置在基板150上之印刷遮罩110之開口圖案120的壁而向開口圖案120之內部填充。因此,膏130之滾動直徑變小係指向開口圖案120填充之時間變短。其結果,若膏130之滾動直徑變小,則向開口圖案120之填充變得不充分,產生印刷圖案之缺陷。
又,圖8係說明藉由平刮刀100進行之膏130之刮取現象之圖。如圖8所示,對平刮刀100朝向下方施加刮刀壓力。其結果,如圖8(左部)所示,於填充至開口圖案120之膏130之表面,藉由平刮刀100產生刮取現象。
關於該方面,例如非專利文獻1中所記載,於膏130之滾動直徑較大之情形時,膏130之內壓提高,結果,相對於刮刀壓力之反作用力增加,刮取現象被抑制。相對於此,若膏130之滾動直徑變小,則膏130之內壓降低,故而相對於刮刀壓力之反作用力降低,刮取現象變得明顯(參照圖8右部)。即,若膏130之滾動直徑變小,則由平刮刀100刮取之膏量增加,其結果,產生轉印重量之漸減。
如以上所述,可知若膏130之滾動直徑變小,則產生印刷圖案之缺陷或轉印重量之漸減。根據該情況可知,為了抑制印刷圖案之缺陷或轉印重量之漸減而提高印刷穩定性,重要的是抑制滾動直徑之縮小化。而且,可知滾動直徑之縮小化係由膏130之橫向擴散現象或爬上現象引起,故而為了抑制印刷圖案之缺陷或轉印重量之漸減而提高印刷穩定性,重要的是抑制膏130之橫向擴散現象或爬上現象。
關於該方面,於平刮刀100中,未採取抑制膏130之橫向擴散現象或爬上現象之對策。根據該情況,於平刮刀100中,隨著印刷次數增多,而於印刷次數較早之階段,印刷圖案之缺陷或轉印重量之漸減明顯,結果,存在難以提高連續印刷片數之改善餘地。
尤其,於使用較焊料膏為高黏度之膏或高黏著性之膏作為膏130之情形時,於平刮刀100中,膏之爬上現象明顯,結果,導致連續印刷片數之大幅降低。因此,尤其,於使用高黏度膏之情形時,為了謀求連續印刷片數之提高,亦必須對刮刀進行設計。以下,對與刮刀相關之關聯技術進行說明。
<與刮刀相關之關聯技術>
如上所述,作為阻礙印刷工序中之連續印刷性之因素,認為主要有2個因素。即,1個因素為藉由膏產生向刮刀寬度方向之橫向擴散現象,而有助於向開口圖案之填充之膏變少。而且,另1個因素為於使用較焊料膏為高黏度之膏或高黏著性之膏之情形時尤其明顯之因素,因隨著重複印刷而膏慢慢向刮刀之上部蔓延並直接貼附於刮刀之爬上現象,有助於向開口圖案之填充之膏變少。
關於該方面,存在以下所示之關聯技術。
此處,所謂本說明書中提及之「關聯技術」,並非為已知之技術,係指具有本發明者發現之課題之技術,且係成為本案發明之前提之技術。
圖9係模式性地表示關聯技術中之刮刀200之圖。
於圖9中,於刮刀200設置有用以抑制膏130之爬上現象之突出部210,並且設置有用以抑制膏130之橫向擴散現象之遮蔽板220。由此,根據刮刀200,認為可抑制爬上現象及橫向擴散現象。
且說,於設置於刮刀200之突出部210之構成中,例如,於使用高黏度及高黏著性之膏之情形時,如圖9左部所示,由於黏度較高且為高黏著性,故而難以因自重掉落,產生越過突出部210進而向上方蔓延之現象。由此,認為於刮刀200中,無法有效地抑制膏130之爬上現象。進而,於為了抑制膏130之橫向擴散現象而設置之遮蔽板220中,由於未施加將膏130壓回之力,故而認為抑制橫向擴散現象之效果亦有限,並且認為膏130貼附於遮蔽板220本身,結果,有助於向開口圖案填充之膏變少。
尤其,如圖10所示,刮刀200為了使膏130往返移動而通常係以2個為1組來使用,故而導致相當量之膏130貼附於設置於兩刮刀200之各者之遮蔽板220。
因此,於關聯技術之刮刀200中,於使用高黏度及高黏著性之膏之情形時,認為無法充分地抑制膏130之爬上現象或膏130之橫向擴散現象,結果,自提高印刷工序中之連續印刷性之觀點而言尚存在改善之餘地。因此,於本實施方式中,對關聯技術中存在之改善餘地進行設計。以下,對進行了設計之本實施方式之技術性思想進行說明。
<實施方式中之刮刀之構成>
圖11係刮刀10之外觀圖,圖12係刮刀10之俯視圖。
於圖11及圖12中,刮刀10具備:延伸部1,其沿規定方向(第1方向)延伸;折彎部2A,其設置於延伸部1之一端;以及折彎部2B,其設置於延伸部1之另一端。此時,折彎部2A之延伸方向與第1方向所成之角度(第1角度)為鈍角,折彎部2B之延伸方向與第1方向所成之角度(第2角度)亦為鈍角。以如此方式構成刮刀10之外觀。
圖13(a)係以圖12之A-A線切斷之剖視圖。換言之,圖13(a)係沿與作為第1方向之x方向正交之面切斷之剖視圖。如圖13(a)所示,延伸部1具有:傾斜部3A,其自垂直方向(z方向)傾斜;以及突出部3B,其與傾斜部3A連接,且向水平方向突出。
繼而,圖13(b)係沿圖12之B-B線切斷之剖視圖。換言之,圖13(b)係沿與折彎部2A之延伸方向正交之面切斷之剖視圖。如圖13(b)所示,折彎部2A具有:傾斜部4A,其具有自垂直方向傾斜之面;以及突出部4B,其與傾斜部4A連接,且向水平方向突出。
進而,圖13(c)係沿圖12之C-C線切斷之剖視圖。換言之,圖13(c)係沿與折彎部2B之延伸方向正交之面切斷之剖視圖。如圖13(c)所示,折彎部2B具有:傾斜部5A,其具有自垂直方向傾斜之面;以及突出部5B,其與傾斜部5A連接,且向水平方向突出。
此處,傾斜部3A、傾斜部4A及傾斜部5A連接,且突出部3B、突出部4B及突出部5B連接。例如,傾斜部3A、傾斜部4A及傾斜部5A以滑順地連接之方式一體地形成。相同,突出部3B、突出部4B及突出部5B以滑順地連接之方式一體地形成。
如此一來,構成本實施方式之刮刀10。
<實施方式中之特徵>
其次,對本實施方式中之特徵點進行說明。
本實施方式中之特徵點在於以下方面:於刮刀寬度方向上,於延伸部1之一端設置有帶角度之折彎部2A,並且於延伸部1之另一端設置有帶角度之折彎部2B;設置有作為相對於印刷遮罩110平行之「返回部」之如圖13(a)~圖13(c)所示之突出部(3B、4B、5B)。藉此,即便於使用高黏度膏作為膏130之情形時,亦可無限抑制向刮刀10之上部蔓延之現象之產生,並且可無限抑制膏130之橫向擴散現象之產生。尤其,設置於延伸部1之突出部3B、設置於折彎部2A之突出部4B及設置於折彎部2B之突出部5B滑順地連接,藉此,可遍及刮刀10之全長而抑制膏之爬上現象。
進而,藉由本實施方式中之特徵點,於刮刀10之兩端部亦可實現接近中央部之狀態之滾動狀態,結果,可於刮刀10整體確保均勻之印刷性。藉此,例如,能夠將刮刀寬度相對於開口圖案設定得較短。此意味著可使塗佈於印刷遮罩110上之膏130早早地移行至滾動狀態穩定之恆常狀態,藉此,可提高均勻之連續印刷性。
以下,具體地對本實施方式中之特徵點進行說明。
本實施方式中之第1特徵點為用以抑制膏130之爬上現象之設計點,例如,在於採用如圖14所示之延伸部1之剖面形狀之方面。即,延伸部1以如下情況為前提來設計,即延伸部1包括具有自垂直方向傾斜之面之傾斜部3A、以及與傾斜部3A連接且向與印刷遮罩110平行之水平方向突出之突出部3B,且突出部3B之終端角度F為90°以下。即,突出部3B、突出部4B及突出部5B各自之終端角度F以成為90度以下之方式設計。該方面為抑制膏130之爬上現象之第1特徵點。
此處,傾斜部3A與突出部3B之尺寸可基於供給至印刷遮罩110上之膏130之量或物性來適當設計。
如此一來,根據圖14所示之形狀,於刮刀10對膏130之壓出動作(刮刀動作)中,傾斜部3A與突出部3B於水平方向引導膏130之流動。被於水平方向引導之膏130在突出部3B之終端角度F為90度以下之情形時,由於未被施加沿著壁之方向之力,故而不會產生過度之爬上。藉此,根據本實施方式1中之第1特徵點,尤其,即便於使用高黏度膏作為膏130之情形時,亦可有效地抑制膏130之爬上現象。其結果,根據本實施方式,可使膏130之滾動直徑穩定化。
上述中,對刮刀10之延伸部1之構成進行了說明,但於刮刀10之折彎部2A及刮刀10之折彎部2B中,亦採用與延伸部1相同之構成。藉此,於折彎部2A及折彎部2B中,亦實現圖14所示之狀態。其結果,於折彎部2A及折彎部2B中,亦可抑制膏130之爬上現象,可使膏130之滾動直徑穩定化。尤其,於本實施方式之刮刀10中,由於呈圖14所示之剖面形狀之延伸部1、折彎部2A及折彎部2B滑順地連接,故而可遍及刮刀10之整體抑制膏130之爬上現象,膏130之滾動直徑穩定化。
如上所述,突出部3B、突出部4B及突出部5B具有於水平方向引導膏130之流動而抑制膏130之爬上現象之功能。但是,於突出部3B、突出部4B及突出部5B各自之長度(T2)過於長之情形時,膏130與刮刀10之接觸面積增加。該情況例如係指,於膏130為高黏度膏之情形時,膏130貼附於刮刀10,於印刷工序結束後使刮刀10自印刷遮罩110離開時,印刷遮罩110上之膏130與刮刀10一起上升之風險提高。例如,於使用去路用之刮刀10與返路用之刮刀10之一對刮刀10的印刷工序中,若藉由去路用之刮刀10而產生膏130之上升,則將無法實施利用返路用之刮刀10之印刷工序。
因此,自抑制膏130之抬升之觀點而言,突出部3B、突出部4B及突出部5B各自之長度(T2)較理想的是於可抑制膏130之爬上現象之範圍內不過於長。例如,突出部3B、突出部4B及突出部5B各自之長度(T2),較理想的是傾斜部3A、傾斜部4A及傾斜部5A各自之高度(T1)以下。
此處,關於膏130之抬升,進而說明以下構造上之設計。「T1」、「T2」之大小、「T1」之攻角考慮各種組合。例如,為了簡單起見,考慮如下構成:「T1」與「T2」為相同之大小,且攻角為60度,膏130如圖15所示緊密地收斂於刮刀10內。此處對抬升帶來影響之實際之膏130向刮刀10之黏著力、膏130之自重,根據作為刮刀10及印刷遮罩110來選擇之材質等相對於膏130之密度、膏130之種類的組合而變動,作為構造,認為接觸面積越小則黏著力越小,膏130之體積越大則自重越大。又,認為相對於膏130與刮刀10之黏著力,膏130之自重及膏130與印刷遮罩110之黏著力之合計越大,則越不易產生抬升。因此,相對於膏130之體積及膏130與印刷遮罩110之接觸面積,膏130與刮刀10之接觸面積越小則越不易產生抬升,故而有利。
於圖15所示之剖視圖之情形時,膏130與刮刀10之接觸長度Ca由以下之數式(1)表示。
[數1]
膏面積A由以下之數式(2)表示。
[數2]
膏130與印刷遮罩110之接觸長度Cb由以下之數式(3)表示。
[數3]
使「T1」變化至1 mm~15 mm時之膏130與刮刀10之接觸長度Ca相對於膏面積A和膏130與印刷遮罩110之接觸長度Cb之合計的比率E如圖16所示地變動。藉此,可知「T1」較大時,比率E之值變小而不易定性地產生抬升。另一方面,可知若「T1」成為6 mm左右,則即便使「T1」變大,比率E之減少率亦穩定,其效果亦有限。
至此為止,對具體之尺寸以假設之方式進行了論述,但即便考慮作為一般形之圖14之狀態,亦可近似性地認為膏130與刮刀10之接觸長度Ca、膏之面積A、膏130與印刷遮罩110之接觸長度Cb、進而膏130與刮刀10之接觸長度Ca相對於膏面積A和膏130與印刷遮罩110之接觸長度Cb之合計的比率E大致成立以下之數式(4)~數式(7)所示之關係。
[數4]
[數5]
[數6]
[數7]
因此,於該情形時亦相同,「T1」較大時,比率E變小,自抑制膏130之抬升之觀點而言有利。進而,推定與「T1」為1 mm~3 mm左右之範圍之比率E之減少率相比,於「T1」成為6 mm左右時之比率E之減少率變小,效果慢慢變得有限。
其次,於圖15所示之狀態中,施加至將膏130之滾動直徑以「T1」近似時之膏130之剪切速度D,例如非專利文獻2中所記載般利用以下所示之數式(8)近似。
[數8]
此處,「V」表示刮刀速度。圖17表示使「T1」以1 mm~15 mm變動並且使「V」變動至10 mm/s~100 mm/s之情形時之剪切速度D。根據圖17可知,若「T1」越大,則施加至膏130之剪切速度D變得越小。
其次,圖18針對2種膏來表示膏之黏度與剪切速度之關係。可知2種膏之任一者均具有如下傾向:若使剪切速度變大,則黏度降低。將此種傾向稱為觸變,工業上使用之膏多具有該觸變性質。
此處,為了於印刷中膏穩定地滾動,較理想的是黏度於某程度上較低。即,必須對膏賦予固定速度以上之剪切速度。關於該方面,如圖17所示,若使「T1」變大,則施加至膏130之剪切速度變小。剪切速度變小能夠藉由提高刮刀速度來彌補,較理想的是能夠選擇之刮刀速度之幅度儘量大。
因此,如上所述,「T1」較大則可抑制抬升,另一方面,若不必要地過大,則產生上述剪切速度變小之問題。此處,例示之2種膏之黏度於剪切速度2.5[1/s]左右時充分地減少,由此可知直至「T1」為8 mm為止,能夠於10 mm/s~100 mm/s之寬範圍選擇刮刀速度之條件。
根據以上情況,當然對於刮刀10之尺寸,亦能夠包含此時成為對象之膏130之材料之性質在內時時進行校準後使用,認為若將「T1」設定為6 mm以上8 mm以下之範圍,則可提供能夠於較寬條件穩定地運用之刮刀10。
以下進而記述針對膏130之抬升之設計點。存在如下情形:於印刷高黏度或高黏著性之膏時,於某印刷機中未產生膏之抬升,相對於此,於其他印刷機中產生抬升。
對此時之差量進行了驗證,結果認為以下之原因。於通常之印刷機中,雖然亦取決於其規格,但通常係刮刀於進行印刷動作之後靜止數秒,之後,刮刀緩慢地上升而移至下一印刷動作。此處,所謂下一印刷動作係指若最近結束之印刷動作為去路側之印刷,則為返路側之印刷,若最近結束之印刷動作為返路側之印刷,則為去路側之印刷。另一方面,產生抬升之印刷機於印刷動作結束後,刮刀無靜止時間而瞬間微微彈起。認為其原因在於,於印刷動作結束後,雖然對刮刀施加有被稱為用以與遮罩密接之印刷壓力之壓力,但因卸除該壓力之動作之反作用力而刮刀稍微抬升。
該現象對膏之抬升之影響大致為以下。如上所述,由於在印刷動作中膏滾動,故而認為對膏施加剪切,膏之黏度整體下降。然後,若靜止,則不對膏施加剪切,故而黏度恢復至原來之較高之狀態。然後刮刀上升,但隨之於膏與刮刀接觸之附近再次施加剪切而使得膏向低黏度化之方向發展。另一方面,由於在除此以外之範圍中保持高黏度,故而認為刮刀接觸之範圍附近為低黏度,除此以外成為高黏度而為不易產生抬升之狀態。
另一方面,於印刷動作結束後,刮刀不靜止而瞬時上升之情形時,藉由滾動而整體之黏度保持降低,故而認為於膏與刮刀接觸之範圍與除此以外之範圍,黏度之差較小,故而產生抬升。
作為針對此情況之對策,將刮刀之材質自金屬製變更為更具有彈力之POM等工程塑膠,結果因卸除印刷壓力之反作用力而瞬時彈起之刮刀利用自身之彈性變形而可緩和此反作用力,故而具有抑制膏之抬升之效果。因此,當然刮刀之材質於此時能夠進行各種選擇,但由較金屬製更具有彈力之工程塑膠等構成時可通用地使用。例如,刮刀之材質可構成為包含胺基甲酸酯、尼龍6、尼龍66、聚縮醛、聚對苯二甲酸丁二醇酯之任一者。
其次,本實施方式中之第2特徵點例如在於以下方面:如圖19及圖20所示,延伸部1與折彎部2A所成之角度θ1、及延伸部1與折彎部2B所成之角度θ2之各者大於180度且為225度以下。藉此,根據本實施方式,尤其,即便膏130為高黏度膏,亦可有效地抑制膏130之橫向擴散現象。
以下,對該方面進行說明。
於圖19中,在對刮刀10向「-y方向」施加力「f1」而使刮刀10移動時,施加至被刮刀10按壓之膏130之橫向擴散抑制力「f2」依賴於角度θ1及角度θ2之大小。
例如,於角度θ1及角度θ2之各者為270度之情形時,橫向擴散抑制力「f2」不起作用。具體而言,該構成與圖9所示之關聯技術之刮刀200上所設置之遮蔽板220之構成對應。根據該情況,於關聯技術之遮蔽板220中,用以將膏130壓回至刮刀200之中央部之橫向擴散抑制力「f2」為「0」,如圖9所示,於遮蔽板220中,認為抑制橫向擴散現象之效果亦有限,並且膏130貼附於遮蔽板220本身。
相對於此,根據本實施方式中之第2特徵點,由於角度θ1及角度θ2小於270度,故而自折彎部2A及折彎部2B對膏130作用橫向擴散抑制力「f2」。其結果,根據本實施方式,藉由該橫向擴散抑制力「f2」作用於膏130,可有效地抑制膏130之橫向擴散現象。
尤其,如圖20所示,於角度θ1及角度θ2為225度時,橫向擴散抑制力「f2」之大小成為最大。因此,自使橫向擴散抑制力「f2」之大小變大而有效地抑制膏130之橫向擴散現象之觀點而言,較理想的是使角度θ1及角度θ2之大小為225度。
但是,本實施方式中之刮刀10由於在延伸部1設置有折彎部2A及折彎部2B,故而刮刀10會相對於印刷遮罩110以面進行接觸。根據該情況,為了均等地接觸於印刷遮罩110而要求之尺寸誤差,與相對於印刷遮罩110以線進行接觸之「平刮刀」相比更為嚴格。尤其,於刮刀10之長度相同之情形時,角度θ1及角度θ2越大,則所要求之尺寸誤差越嚴格。因此,例如,於將並非高黏度膏之膏用作膏130之結果,即便使橫向擴散抑制力「f2」之大小較最大值小,亦可充分地抑制橫向擴散現象之情形時,考慮橫向擴散現象之抑制與所要求之尺寸誤差之平衡,較理想的是,將角度θ1及角度θ2之值自大於180度且為225度以下之值選擇適當之值。
根據以上之情況可說,若考慮本實施方式中之第1特徵點與第2特徵點,則折彎部2A及折彎部2B具有抑制膏130之橫向擴散現象並且抑制膏130之爬上現象的功能。又,可說突出部3B、突出部4B及突出部5B具有抑制膏130之爬上現象之功能。
<刮刀動作>
本實施方式中之刮刀10以上述方式構成,以下,對使用刮刀10實施印刷工序之刮刀動作進行說明。
圖21及圖22係用以說明刮刀10之刮刀動作之俯視圖。
如圖21所示,對印刷遮罩110上供給膏130並且配置本實施方式中之刮刀10。該刮刀10具有延伸部1、折彎部2A及折彎部2B。而且,如圖21至圖22所示,使刮刀10移動,而將膏130轉印至設置於印刷遮罩110之開口圖案120。藉此,可於自印刷遮罩110之開口圖案120露出之基板區域(未圖示)塗佈膏130。
此處,於本實施方式之刮刀10中,於延伸部1之一端設置有折彎部2A,並且於延伸部1之另一端設置有折彎部2B。根據該情況,自該折彎部2A及折彎部2B對膏130作用橫向擴散抑制力。其結果,如圖21及圖22所示,即便藉由刮刀10實施刮刀動作,亦可抑制膏130之橫向擴散。
進而,圖23係用以說明刮刀10之刮刀動作之側視圖。
如圖23所示,即便實施刮刀10之刮刀動作,例如圖12及圖13所示,於延伸部1設置有突出部3B,且於折彎部2A設置有突出部4B,且於折彎部2B設置有突出部5B,結果可抑制膏130之爬上現象。
根據以上之情況,藉由使用本實施方式中之刮刀10,可抑制印刷工序中之膏130之橫向擴散現象及爬上現象。
<實施方式之效果>
(1)如上所述,根據本實施方式中之刮刀10,可於刮刀動作時抑制膏130之橫向擴散現象、爬上現象。該情況係指,可抑制有助於開口圖案120之埋入之膏130之量變少。而且,可確保有助於開口圖案120之埋入之膏130之量係指,可謀求滾動直徑之穩定化。其結果,根據本實施方式,由於可抑制於印刷次數較早之階段產生印刷圖案之缺陷,故而可謀求連續印刷片數之提高。
圖24係表示根據本實施方式中之刮刀10而可增加能夠連續印刷之片數之驗證結果的表。如圖24所示,於使用「平刮刀」作為刮刀實施印刷工序之情形時,使用作為高黏度膏之燒結銅膏時之能夠連續印刷之片數為20片左右。相對於此,若使用本實施方式中之刮刀10作為刮刀實施印刷工序,則能夠連續印刷之片數超過100片。如此,可知本實施方式中之刮刀10於可使能夠連續印刷之片數大幅度提高之方面非常有用。因此,例如,本實施方式中之刮刀10於可用作有助於黏度較焊料膏為高之高黏度膏之印刷次數之增加之高黏度用刮刀的方面優異。
(2)如上所述,可抑制膏130之橫向擴散現象、爬上現象係指可抑制滾動直徑之縮小化。而且,可抑制滾動直徑之縮小化係指例如可抑制如圖8所示之刮取現象,藉此,根據本實施方式中之刮刀10,可謀求轉印重量之穩定化。
圖25係表示根據本實施方式中之刮刀10可謀求轉印重量之穩定化之驗證結果的曲線圖。於圖25中,橫軸表示印刷片數,另一方面,縱軸表示距第1片之印刷時之燒結銅膏之轉印重量的減少量。又,於圖25中,「圓圈標記(黑色)」表示使用平刮刀之情形時之印刷片數與轉印重量之關係,「三角標記(灰色)」表示使用本實施方式中之刮刀10之構造中無折彎部2A、2B且僅有延伸部1之形態之刮刀之情形時之印刷片數與轉印重量的關係。另一方面,「圓圈標記(灰色)」表示使用本實施方式中之刮刀10之情形時之印刷片數與轉印重量之關係。
如圖25所示,於使用平刮刀之情形時,表示伴隨印刷片數之轉印重量之變化之曲線圖之斜率為「-0.19 mg」。又,於由三角標記所示之刮刀10中之除折彎部2A、2B以外之形態中為「-0.15 mg」。相對於此,於使用本實施方式中之刮刀10之情形時,表示伴隨印刷片數之轉印重量之變化之曲線圖之斜率為「-0.03 mg」。即,根據本實施方式可知,與使用平刮刀之情形時相比,伴隨印刷片數之轉印重量之減少率較小。又,亦可知由三角標記所示之資料之減少量之改善僅止為「-0.15 mg」,故而該效果於僅抑制爬上現象之情況中相當有限,可知如本實施方式般抑制爬上現象與橫向擴散現象之兩者為必不可少。即,根據本實施方式中之刮刀10,可說於即便使印刷片數增加,亦可維持轉印重量之穩定化之方面非常優異。尤其,本實施方式中之刮刀應用於使用燒結接合之電源模組之半導體製造工序而有效。換言之,本實施方式中之刮刀應用於使用燒結銅膏之電源模組之製造工序而有效。
(3)刮刀動作時之膏130之流動狀態與印刷之成功與否具有密切之關係。例如,於圖26所示之關聯技術之刮刀200中,於兩端部產生積液,結果有如下顧慮:藉由與刮刀200之接觸而促進之膏130之流動狀態,與中央部之膏130之流動狀態較大地不同。根據該情況,於圖26所示之關聯技術中,為了避免與中央部不同之兩端部之流動狀態對膏130向開口圖案120之埋入帶來不良影響,必須使刮刀200之兩端部自開口圖案120離開某程度(距離L1)。
相對於此,於圖27所示之本實施方式之刮刀10中,於兩端部均抑制膏130之橫向擴散現象及爬上現象,結果於兩端部亦可實現比較上接近中央部之流動狀態。該情況係指,根據本實施方式中之刮刀10,兩端部之流動狀態不易對膏130向開口圖案120之埋入帶來不良影響。因此,如圖27所示,根據本實施方式中之刮刀10,與關聯技術相比,能夠使刮刀10之兩端部接近開口圖案120(距離L2<距離L1)。即,於本實施方式之刮刀10中,與關聯刮刀相比,可使延伸部1之第1方向(x方向)之長度變短。其結果,根據本實施方式,可於自印刷開始較早之階段使膏130之流動狀態恆常化。因此,可自印刷之初期階段至終期階段為止確保大致固定之印刷品質。
進而,該情況意味著可不浪費而以較少之膏130之量進行印刷,故而亦可獲得可削減印刷工序中之製造成本之效果。
<刮刀之製造方法>
本實施方式中之刮刀10例如可使用3D印表機來製造。此處,利用3D印表機造形之形狀之內部構造並非為完全的填充構造,例如,為以蜂巢構造為代表之中空構造較多。因此,於利用3D印表機製造之刮刀10中,延伸部1、折彎部2A及折彎部2B由中空構造構成。
此時,考慮利用3D印表機之上述性質對刮刀10之內部構造實施設計,故而,以下對該方面進行說明。
例如圖28所示,藉由調整3D印表機之製造條件,而使折彎部2A之中空構造較延伸部1之中空構造稀疏,並且使折彎部2B之中空構造較延伸部1之中空構造稀疏。
對如此構成之技術性意義進行說明。
例如,參照圖6,將平刮刀100與印刷遮罩110之間所成之角度稱為「攻角」。相同地,將刮刀10與印刷遮罩110所成之角度亦稱為「攻角」。此處,於柔軟之刮刀之情形時,藉由自上方向施加至刮刀之壓力而刮刀本身撓曲。於該情形時,表觀之「攻角」變化。若產生此種「攻角」之變化,則印刷性變化。根據該情況,為了使印刷性穩定化,較理想的是不產生「攻角」之變化。
關於該方面,認為於本實施方式中之刮刀10具有延伸部1、折彎部2A及折彎部2B,且由相同之中空構造構成刮刀10之整體內部構造之情形時,由於折彎部2A及折彎部2B較延伸部1短,故而剛性較高。即,認為折彎部2A及折彎部2B相對於施加至刮刀10之壓力之變形量變小。藉此,起因於延伸部1之變形量與折彎部2A及折彎部2B之變形量不同而「攻角」產生變化,藉此,認為產生印刷性之變化。
因此,於本實施方式中,如上所述,藉由「使折彎部2A之中空構造較延伸部1之中空構造稀疏,並且使折彎部2B之中空構造較延伸部1之中空構造稀疏」,而使折彎部2A及折彎部2B之剛性變低。其結果,延伸部1之變形量與折彎部2A及折彎部2B之變形量之不同得到緩和,故而可抑制「攻角」之意外變化,藉此,可使印刷性穩定化。
又,根據相同之想法,亦能夠構成為:針對為了均等地接觸於印刷遮罩110而要求之尺寸誤差來使折彎部2A及折彎部2B之剛性變低而容易變形,藉此利用折彎部2A及折彎部2B之變形來吸收稍微之尺寸誤差。
以上,基於發明之實施方式對由本發明者完成之發明具體地進行了說明,但本發明並不限定於上述實施方式,當然能夠於不脫離其主旨之範圍內進行各種變更。
1:延伸部
2A:折彎部
2B:折彎部
3A:傾斜部
3B:突出部
4A:傾斜部
4B:突出部
5A:傾斜部
5B:突出部
10:刮刀
100:平刮刀
110:印刷遮罩
120:開口圖案
130:膏
150:基板
200:刮刀
210:突出部
220:遮蔽板
f1:力
f2:橫向擴散抑制力
F:終端角度
L1:距離
L2:距離
T1:高度
T2:長度
θ1:角度
θ2:角度
圖1係說明使用平刮刀之印刷工序之俯視圖。
圖2係說明使用平刮刀之印刷工序之俯視圖。
圖3係說明使用平刮刀之印刷工序之側視圖。
圖4係說明使用平刮刀之印刷工序之側視圖。
圖5係說明藉由重複印刷工序而於膏產生之現象之圖。
圖6係說明膏之滾動狀態之圖。
圖7係說明向開口圖案填充膏之動作之圖。
圖8係說明藉由平刮刀進行之膏之刮取現象之圖。
圖9係模式性地表示關聯技術中之刮刀之圖。
圖10係說明用以使膏往返運動之刮刀之構成之圖。
圖11係刮刀之外觀圖。
圖12係刮刀之俯視圖。
圖13(a)係沿圖12之A-A線切斷之剖視圖,(b)係沿圖12之B-B線切斷之剖視圖,(c)係沿圖12之C-C線切斷之剖視圖。
圖14係說明第1特徵點之圖。
圖15係例示性地說明刮刀之構造上之設計之圖。
圖16係表示「T1」與比率E之關係之曲線圖。
圖17係表示使刮刀速度與「T1」變化時之剪切速度之表。
圖18係表示黏度與剪切速度之關係之曲線圖。
圖19係說明第2特徵點之圖。
圖20係說明橫向擴散抑制力之角度依存性之圖。
圖21係說明刮刀動作之俯視圖。
圖22係說明刮刀動作之俯視圖。
圖23係說明刮刀動作之側視圖。
圖24係表示可增加能夠連續印刷之片數之驗證結果之表。
圖25係表示可謀求轉印重量之穩定化之驗證結果之曲線圖。
圖26係表示關聯技術之圖。
圖27係說明可使刮刀之尺寸縮小化之圖。
圖28係表示藉由3D印表機進行之刮刀之製造例之圖。
1:延伸部
2A:折彎部
2B:折彎部
10:刮刀
Claims (13)
- 一種刮刀,其具備:延伸部,其沿第1方向延伸;第1折彎部,其設置於上述延伸部之一端;以及第2折彎部,其設置於上述延伸部之另一端;上述第1折彎部之延伸方向與上述第1方向所成之第1角度為鈍角,上述第2折彎部之延伸方向與上述第1方向所成之第2角度為鈍角,上述延伸部,於與上述第1方向正交之剖視下,具有:傾斜部,其具有自垂直方向傾斜之面;以及突出部,其與上述傾斜部連接,且自上述傾斜部之上端部向水平方向突出;上述第1折彎部,於與上述第1折彎部之延伸方向正交之剖視下,具有:第1傾斜部,其具有自上述垂直方向傾斜之面;以及第1突出部,其與上述第1傾斜部連接,且自上述第1傾斜部之上端部向上述水平方向突出;上述第2折彎部,於與上述第2折彎部之延伸方向正交之剖視下,具有:第2傾斜部,其具有自上述垂直方向傾斜之面;以及第2突出部,其與上述第2傾斜部連接,且自上述第2傾斜部之上端部向上述水平方向突出。
- 如請求項1之刮刀,其中上述傾斜部、上述第1傾斜部及上述第2傾斜部連接,上述突出部、上述第1突出部及上述第2突出部連接。
- 如請求項1之刮刀,其中上述第1角度大於180度且為225度以下,上述第2角度大於180度且為225度以下。
- 如請求項1之刮刀,其中上述突出部之突出長度為上述傾斜部之高度以下,上述第1突出部之突出長度為上述第1傾斜部之高度以下,上述第2突出部之突出長度為上述第2傾斜部之高度以下。
- 如請求項1之刮刀,其中上述延伸部、上述第1折彎部及上述第2折彎部由中空構造構成。
- 如請求項5之刮刀,其中上述第1折彎部之中空構造較上述延伸部之中空構造稀疏,上述第2折彎部之中空構造較上述延伸部之中空構造稀疏。
- 如請求項1之刮刀,其中上述刮刀為有助於黏度較焊料膏為高之高黏度膏之印刷次數之增加 的高黏度用刮刀。
- 如請求項1之刮刀,其中上述第1折彎部與上述第2折彎部具有抑制膏向上述第1方向之橫向擴散及上述膏之爬上之功能。
- 如請求項1之刮刀,其中上述突出部、上述第1突出部及上述第2突出部具有抑制膏之爬上之功能。
- 如請求項1之刮刀,其中上述突出部之終端角度為90度以下,上述第1突出部之終端角度為90度以下,上述第2突出部之終端角度為90度以下。
- 如請求項1之刮刀,其中上述傾斜部之高度為6mm以上8mm以下,上述第1傾斜部之高度為6mm以上8mm以下,上述第2傾斜部之高度為6mm以上8mm以下。
- 如請求項1之刮刀,其中上述刮刀之材質包含胺基甲酸酯、尼龍6、尼龍66、聚縮醛、聚對苯二甲酸丁二醇酯之任一者。
- 如請求項1之刮刀,其用於使用燒結接合之電源模組之半導體製造上序。
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