(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にペーストを貯溜したスキージヘッドをペースト加圧手段によって前記ペーストを加圧した状態でマスクプレート上で摺動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、前記スキージヘッドが前記マスクプレート上の基板範囲外に位置した状態で前記ペースト加圧手段によってペーストを加圧することによりスキージヘッド内にペーストを押し込んでマスクプレートに接触させる印刷準備工程において、スキージヘッドがマスクプレート上で摺動して加圧されたペーストを基板に印刷する印刷動作工程における加圧設定値より高い加圧力までペースト加圧手段による加圧力を一旦上昇させた後に、前記加圧設定値まで下降させることを特徴とするスクリーン印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリーン印刷方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品実装工程において、基板上にクリーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷する方法としてスクリーン印刷が用いられている。この方法は、印刷対象部位に応じてパターン孔が開孔されたマスクプレートを基板上にセットし、スキージングによりマスクプレートのパターン孔を介して基板上にペーストを印刷するものである。
【０００３】
このスクリーン印刷のスキージング方法として、密閉型のスキージヘッドを用いる方法が知られている。この方法は、通常のスクリーン印刷と異なりマスクプレート上にペーストを直接供給するのではなく、内部にペーストを貯溜したスキージヘッドを用いるものである。この方法では、スキージヘッドの下面に設けられたペースト接触面としての開口部をマスクプレートに当接させた状態で、スキージヘッド内のペーストを加圧することにより、マスクプレートのパターン孔に開口部を介してペーストが押し込まれる。そしてスキージヘッドをマスクプレート上で摺動させることにより、各パターン孔に順次ペーストが充填される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の密閉型のスキージヘッドを用いたスクリーン印刷には、以下に述べるような問題点があった。密閉型のスキージヘッドでは、上述のように印刷作業中はペーストはスキージヘッド内で常に加圧された状態にある。このため、加圧時間の経過と共にペーストに高密度で含有される粒状成分が相互に押し付けられ、これにより徐々にペーストは流動性を失って硬化する。
【０００５】
このような硬化した状態のペーストがスキージヘッドの下面を介してマスクプレートの上面に供給されると、パターン孔への押し込みが正常に行われない結果、「かすれ」などの印刷不良を生じる。このように従来の密閉型のスキージヘッドを用いたスクリーン印刷には、ペーストの加圧による硬化に起因して印刷不良が発生し易いという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、ペーストの硬化に起因する印刷不良を防止することができるスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のスクリーン印刷方法は、内部にペーストを貯溜したスキージヘッドをペースト加圧手段によって前記ペーストを加圧した状態でマスクプレート上で摺動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、前記スキージヘッドが前記マスクプレート上の基板範囲外に位置した状態で前記ペースト加圧手段によってペーストを加圧することによりスキージヘッド内にペーストを押し込んでマスクプレートに接触させる印刷準備工程において、スキージヘッドがマスクプレート上で摺動して加圧されたペーストを基板に印刷する印刷動作工程における加圧設定値より高い加圧力までペースト加圧手段による加圧力を一旦上昇させた後に、前記加圧設定値まで下降させるようにした。
【０００８】
本発明によれば、スキージヘッドがマスクプレート上の基板範囲外に位置した状態でペースト加圧手段によってペーストを加圧する印刷準備工程において、印刷動作工程における加圧設定値より高い加圧力までペースト加圧手段による加圧力を一旦上昇させた後に加圧設定値まで下降させることにより、高い加圧力で内部のペーストの流動を促進してペーストの硬化を抑制することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図、図４は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法の動作説明図である。
【００１０】
まず図１、図２を参照してスクリーン印刷装置の構造を説明する。図１、図２において、基板の位置決め部１は、図示しない移動テーブル上に基板保持部２を配設して構成されている。スクリーン印刷対象の基板３は基板保持部２のクランパ４によって保持されており、図示しない移動テーブルを駆動することにより、基板保持部２に保持された基板３は水平方向および上下方向に位置決めされる。
【００１１】
位置決め部１の上方には、スクリーンマスク１０が配設されている。スクリーンマスク１０はホルダ１１にマスクプレート１２を装着して構成されており、マスクプレート１２には印刷対象の基板３の印刷部位に対応したパターン孔１２ａが開孔されている。
【００１２】
スクリーンマスク１０上にはスキージヘッド１３がヘッド昇降部２０によって昇降自在に配設されている。ヘッド昇降部２０はプレート部材２１上に立設されたシリンダ２２を備えている。シリンダ２２はバルブＶ１，レギュレータＲ１を介してエア源１８と接続されている。シリンダ２２のロッド２２ａの下端部には、結合部材１５を介してスキージヘッド１３が結合されている。
【００１３】
シリンダ２２を駆動することにより、スキージヘッド１３はマスクプレート１２に対して昇降するとともに、スキージヘッド１３をマスクプレート１２に対して押圧する。ヘッド昇降部２０はスキージヘッド１３をスクリーンマスク１０に対して昇降させる昇降手段となっている。またシリンダ２２は、スキージヘッド１３をマスクプレート１２に対して押圧する押圧手段となっている。このときの昇降・押圧の制御は、制御部１９によってバルブＶ１，レギュレータＲ１を制御することにより行われる。
【００１４】
ヘッド昇降部２０のプレート部材２１の下面には、両端部にスライダ２３が固着されており、スライダ２３はフレーム２５の上面に配設されたガイドレール２４にスライド自在に嵌着されている。またプレート部材２１の下面にはナット２６が結合されており、ナット２６に螺合した送りねじ２７は、モータ２８によって回転駆動される。
【００１５】
モータ２８を駆動することにより、プレート部材２１は水平移動し、したがってヘッド昇降部２０に結合されたスキージヘッド１３も水平移動する。スキージヘッド１３を下降させた状態で、モータ２８を駆動することにより、スキージヘッド１３はマスクプレート１２上で水平移動する。すなわち、モータ２８、送りねじ２７およびナット２６は、スキージヘッド１３をマスクプレート１２上で水平移動させる移動手段となっている。
【００１６】
スキージヘッド１３の下部には、マスクプレート１２の表面に当接してペーストであるクリーム半田５をパターン孔１２ａに充填する印刷部１４が設けられている。図３を参照して印刷部１４の構造を説明する。図３において、３０は本体部であり、マスクプレート１２の幅方向に細長形状のブロック状部材である。本体部３０の長さ寸法は図２に示すように印刷対象の基板３の幅寸法をカバーするように設定される。本体部３０には、クリーム半田５が貯溜されたカートリッジ３１が着脱自在に装着される凹部３０ａが形成されている。
【００１７】
カートリッジ３１は予め所定量のクリーム半田５が貯溜されたクリーム半田の貯溜部（ペースト貯溜部）となっており、印刷時に本体部３０に装着される。カートリッジ３１の上面の開口には、内部のクリーム半田５を加圧する加圧板３２が嵌入している。加圧板３２は上方に配置されたシリンダ１６のロッド１６ａと結合されており、シリンダ１６を駆動することにより、加圧板３２はカートリッジ３１内で上下動するようになっている。
【００１８】
シリンダ１６は、バルブＶ２，レギュレータＲ２を介してエア源１８と接続されている。レギュレータＲ２は、制御部１９からの圧力設定信号に従ってシリンダ１６に供給されるエアの圧力を設定できるようになっており、カートリッジ３１内のクリーム半田５を所定の圧力で押し下げるようになっている。
【００１９】
カートリッジ３１の底面はクリーム半田の押し出し板３１ａとなっており、押し出し板３１ａには多数の開口３１ｂが設けられている。加圧板３２をシリンダ１６で下方に押圧することにより、カートリッジ３１内のクリーム半田５に加圧板３２の下面が接触して加圧し、押し出し板３１ａの開口３１ｂを介して下方に押し出される。シリンダ１６および加圧板３２はペーストであるクリーム半田５を加圧するペースト加圧手段となっている。このときの加圧の制御は、制御部１９によってバルブＶ２，レギュレータＲ２を制御することにより行われる。
【００２０】
本体部３０の底部には、カートリッジ３１の押し出し板３１ａと同様に多数の開口３４ａが設けられた絞り板３４が装着されている。シリンダ１６によってクリーム半田５が押し出される際には、押し出し板３１ａの開口３１ｂと絞り板３４の開口３４ａを２段階に通過して下方に移動する。そして押し出されたクリーム半田は、本体部３０の下方に形成された空間、すなわち本体部３０の下部に内側斜め方向に配設された２枚の掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂと本体部３０の下面とによって囲まれた印刷空間３５に到達する。
【００２１】
掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂは、印刷空間３５のスキージング方向の前後壁を形成し、スキージヘッド１３を下降させた状態では掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂ下端部がマスクプレート１２の表面に当接する。印刷動作時には、この印刷空間３５は加圧されたクリーム半田５を収容し、掻き取り部材３６Ａ，３６Ｂの間の開口を介してクリーム半田５をマスクプレート１２の表面に接触させる。
【００２２】
加圧板３２を押し下げてカートリッジ３１内のクリーム半田５を加圧することにより、クリーム半田５は押し出し板３１ａと絞り板３４を通過して印刷空間３５内まで移動する。このクリーム半田５の移動経路中の流路には、多数の小さい開口３１ｂ、３４ａによって断面積が絞られた絞り部が設けられており、この絞り部を加圧されたクリーム半田５が通過することにより、クリーム半田５の粘度が低下しスクリーン印刷に適した性状に改質される。
【００２３】
このスクリーン印刷装置は上記のように構成されており、以下スクリーン印刷方法について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、基板３への印刷動作開始前の印刷準備工程を示している。この印刷準備工程では、スキージヘッド１３内のクリーム半田５への加圧が行われる。この加圧は、印刷開始に際してクリーム半田５を印刷空間３５内に充分に押し込んでクリーム半田５をマスクプレート１２に接触させることを目的としており、シリンダ１６によって加圧板３２を設定圧力によって押し下げることによって行われる。
【００２４】
この印刷準備工程は、図４（ａ）に示すように、スキージヘッド１３が基板３の範囲外のクランパ４上に位置した状態でシリンダ１６を作動させ、図４（ｃ）に示すように加圧力Ｆを一旦印刷動作工程における加圧設定値Ｆ０よりも高い押し込み時加圧値Ｆ１まで短時間で昇圧させる。そしてこの押し込み時加圧設定値Ｆ１を所定時間保持した後に、加圧力を加圧設定値Ｆ０まで下降させる。この加圧力の制御は、シリンダ１６に供給されるエア圧力をレギュレータＲ２によって制御することにより行われる。
【００２５】
このような加圧パターンにより、加圧初期にスキージヘッド１３内のクリーム半田５に対して高い加圧力が作用する。これにより、スキージヘッド１３内のクリーム半田５が幾分硬化が進行した状態にあっても、クリーム半田５には強制的な流動が生じる。そしてこの流動によってクリーム半田５の硬化が抑制される。
【００２６】
この後、印刷動作工程に移行する。図４（ｂ）に示すように、スキージヘッド１３はマスクプレート１２上を基板３の範囲内に移動し、所定の加圧設定値Ｆ０でクリーム半田５を加圧した状態で、基板３へのクリーム半田５の印刷が行われる。このとき、スキージヘッド１３内のクリーム半田５は、印刷準備工程において高い加圧力が加えられることにより既に流動を開始した状態にあり、粘度が低下して流動しやすくなっている。この流動性を増したクリーム半田５は、スキージヘッド１３内の印刷空間３５内を下方へ流動し、スキージング時のクリーム半田５のローリング範囲に到達する。そしてローリング流動によって更に流動性を増したクリーム半田５はパターン孔１２ａに良好に充填される。
【００２７】
上記説明したように、本実施の形態に示すスクリーン印刷方法においては、印刷工程開始前の印刷準備工程において、クリーム半田５に印刷動作時の加圧力よりも高い加圧力を一時的に作用させることにより、内部のクリーム半田５の流動を促進してクリーム半田５の硬化を抑制することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、スキージヘッドがマスクプレート上の基板範囲外に位置した状態でペースト加圧手段によってペーストを加圧する印刷準備工程において、印刷動作工程における加圧設定値より高い加圧力までペースト加圧手段による加圧力を一旦上昇させた後に加圧設定値まで下降させるようにしたので、高い加圧力で内部のペーストの流動を促進してペーストの硬化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の側面図
【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法の動作説明図
【符号の説明】
３  基板
５  クリーム半田
１２  マスクプレート
１２ａ  パターン孔
１３  スキージヘッド
１４  印刷部
１６  シリンダ
１９  制御部
２２  シリンダ
３１  カートリッジ
３２  加圧板
３５  印刷空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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