(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に熱硬化性の捺印インクを用いて捺印を行う工程と、
前記捺印済み基板に熱溶解性の接着剤を介して部品を搭載する工程と、
前記基板に対して熱処理を施すことにより、前記捺印インクを硬化し、前記接着剤により前記部品を前記基板へ固定する工程とを有し、
前記基板は一方の面と他方の面とを有し、前記基板の一方の面に前記捺印が行われ、前記基板の他方の面に前記部品が搭載され、
前記捺印済み基板を反転した後、前記基板の他方の面に前記部品を搭載する
ことを特徴とする基板への捺印方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面実装品における基板への捺印方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＳＩＭＭ（Single in-line memory module）は、その製品名及び製造履歴を表示するために、個々の製品の部品搭載余剰スペースに、型名及びロットNo. を捺印する。
図４はＳＩＭＭの実装面の平面図、図５はＳＩＭＭの平面図を示したものである。
図に示すように、他方の面に実装部品１が搭載された基板３の一方の面（例えば表面）５には、型名及びロットNo. 等の文字７が捺印されている。
【０００３】
図６は従来方法のＳＩＭＭ部品搭載のための装置ラインと、熱硬化性の捺印インク（以下、「インク」という）を用いて捺印をするための捺印機及びその捺印インク硬化のための乾燥炉の設備配置図である。
従来方法では、ローダー９、基板裏面に熱溶解性の接着剤（以下、「ハンダペースト」という）を形成する熱溶解性の接着剤印刷機（以下、「ハンダペースト印刷機」という）１１、基板裏面のハンダペースト部分に部品を搭載する部品搭載機１３、ハンダペースト印刷後の基板を熱処理する熱処理炉（以下、「ハンダリフロー炉」という）１５、アンローダー１７までの部品搭載ライン（ＳＭＴライン）と、基板表面にインクを捺印する捺印機１９及び乾燥炉２１とがそれぞれ離れた場所に設置され、基板３上に部品搭載及びハンダリフローを行った後に、別工程で捺印が施され、更に別工程で乾燥炉２１を用いてインクの加熱硬化処理を行っていた。
【０００４】
基板表面に捺印されたインクは、加熱硬化処理前にペースト状を呈しており、インクに触れると捺印文字が消え、他部品へのインク付着等による品質の低下、作業上の不具合が生ずる。このため、インク硬化前の製品のハンドリングの機会を出来るだけ少なくし、また、どうしてもハンドリングを行う場合には細心の注意が払われていた。このような理由から、従来の捺印機１９は、ＳＭＴラインからは単独設置されたもの（オフライン）となり、更にその工程内においても、捺印済み品同士の接触、或いは、手触等の無いように専用トレー又はマガジン等の収納容器を用いて次工程へのハンドリングが行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来方法では、上述したようにインク硬化前のハンドリングを出来るだけ少なくする目的で、捺印をオフラインで行っていたため、ＳＭＴラインとは別個に捺印及び乾燥工程が必要となり、その結果、捺印、乾燥の工数が余分に発生する問題があった。
また、捺印済み品同士の接触を防止するため、専用の収納容器が必要になるとともに、インク加熱硬化処理においては、前工程から収納容器に収容されて来た製品を収納容器ごと加熱処理しなければならない無駄が生じた。また、オフライン処理の作業性を向上させるために、一度に多量の処理を行わざるを得ず、大容量の高価な乾燥炉（０．２〜１．０ｍ3）が必要となり、イニシャルコストが増大するとともに、指定温度までに昇温するのに長時間（３０分〜１時間）が必要となり、４〜６ｋｗＨの大きなランニングコストが発生することになった。
更に、容積の大きな乾燥炉の中で、収納容器ごと大量に収容された製品は、加熱が不均一になり易く、しばしばインク硬化不足による密着強度不良の品質トラブルを発生させることがあった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ＳＭＴラインと別個に捺印工程を設ける必要がなく、しかも、専用の収納容器及び乾燥炉が不要となる表面実装品の基板捺印方法及びそのシステムを提供し、捺印乾燥工数の削減、イニシャル・ランニングコストの低減、及び品質の向上を図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る基板への捺印方法は、基板に熱硬化性の捺印インクを用いて捺印を行う工程と、前記捺印済み基板に熱溶解性の接着剤を介して部品を搭載する工程と、前記基板に対して熱処理を施すことにより、前記捺印インクを硬化し、前記接着剤により前記部品を前記基板へ固定する工程とからなる基板への捺印方法に関し、前記基板は一方の面と他方の面とを有し、前記基板の一方の面に前記捺印が行われ、前記基板の他方の面に前記部品が搭載され、前記捺印済み基板を反転した後、前記基板の他方の面に前記部品を搭載することを特徴とする。
【０００７】
【作用】
基板への捺印方法は、基板の捺印インク硬化熱処理と、部品を固定するための熱溶解性の接着剤との熱処理とが同時に行われ、熱溶解性の接着剤の熱が捺印インクの加熱硬化処理に兼用され、オフライン用乾燥炉が不要となる。また、部品搭載ラインで捺印インクの硬化熱処理が行われることで、特に収納容器による基板の保護が不要となり、基板一枚づつの加熱が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る表面実装品の基板への捺印方法を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係わる基板捺印システムのライン構成概略図である。なお、図６に示した装置と同等の装置には同一の符号を付すものとする。
本実施例による基板捺印システムのＳＩＭＭ用ＳＭＴラインは、部品搬送方向上流側から、ローダー９、捺印機２０、ハンダペースト印刷機（熱溶解性の接着剤印刷機）１２、部品搭載機１３、ハンダリフロー炉（熱処理炉）１６、アンローダー１７が順次配置されることにより構成される。即ち、従来のＳＭＴライン（図６参照）内のローダー９とハンダペースト印刷機１１との間に捺印機２０が組み込まれ、捺印機２０を同一ライン内の構成装置と連動して作動させることにより、ライン上での基板捺印を可能としている。また、本実施例による基板捺印システムでは、乾燥炉２１（図６参照）を有していない。従って、捺印を別工程で行うため、従来単独設置されていたオフラインは、削除されている。
【０００９】
捺印機２０は、基板の一方の面（例えば、表面）にインクを用いて捺印を形成する。ハンダペースト印刷機１２は、基板裏面の部品固定位置にハンダペーストを形成する。部品搭載機１３は、ハンダペースト形成部分に部品を搭載する。ハンダリフロー炉１６は、捺印インクの熱硬化と、ハンダペーストによる部品固定のための熱処理とを同時に行うことができるようになっている。
【００１０】
捺印機２０を上述のライン構成位置に配置した理由は、ハンダペースト印刷後及び部品搭載後においては、ハンダリフロー終了までの工程間、搭載部品位置の精度維持及び欠落防止を図るため、基板の取り出し、反転を回避する必要があるためである。従って、捺印機２０は、これらの工程前である、ハンダペースト印刷機１２の前に配置されている。
【００１１】
このように構成された基板捺印システムにおける動作を説明する。図２はＳＭＴライン内での捺印ステージの概要を示す説明図である。
基板３は、予め捺印面（例えば表面）５を上向きにして、ローダー９にセットされた後、捺印機２０まで自動搬送され、図２の捺印ステージで捺印ゴム印３１にて捺印される。
捺印済みとなった基板３は、非捺印エリア部分を上下に対向した２対の搬送ベルト３３にて保持される。搬送ベルト３３は、基板３を保持した状態で、基板３を上下に反転する機構を有している。捺印済み基板３は、搬送ベルト３３により表裏反転され、捺印面５を下向きにして、次工程のハンダペースト印刷機１２に自動搬送される。
【００１２】
基板捺印システムの上述までの構成によれば、オフラインでの捺印作業が削除でき、それにより、独立した捺印工数の発生を皆無にすることが可能となる。
また、捺印済み基板３のオフラインにおけるハンドリングを無くすことにより、ハンドリングによる捺印ダメージの発生を無くすことができる。
更に、捺印工程がＳＭＴライン内に組み込まれることから、捺印済み基板３同士の接触、或いは、手触等の虞れがなくなり、捺印済み基板保護のための収納容器を工程から削除することができる。
【００１３】
次に、基板捺印システムのＳＭＴラインを利用して、捺印インクの加熱硬化処理を実施する例を説明する。
この実施例では、上述したＳＭＴライン内での捺印機２０により捺印済みとなった基板３を、収納容器に収納することなく、捺印完了の順に一基板づつハンダペースト印刷機１２、ハンダリフロー炉１６へ通すことにより、ハンダペースト溶解用の熱を兼用して、従来のハンダリフロー所要時間内で捺印インクの加熱硬化処理が行われる。
図３はＳＭＴライン内でのスクリーン印刷ステージの概要を示す説明図である。図に示すように、ハンダペースト印刷機１２におけるスクリーン印刷ステージでは、既に捺印された文字に触れることの無いよう、基板３の印刷面である表面５と対面する印刷受け台３５に、捺印文字の位置に合わせて逃げ溝３７が設けられている。
【００１４】
このように構成された基板捺印システムでのＳＭＴラインを利用た捺印インク加熱硬化処理の動作を説明する。
従来のオフライン捺印作業においては、捺印済み基板３を、収納容器ごと乾燥炉２１（図６参照）に投入し、収納容器ごと加熱硬化処理を行っていた。
一方、本実施例では、捺印機２０で捺印した基板３が収納容器に収納されることなく、ＳＭＴラインの搬送ベルト３３により、捺印完了の順に一基板づづハンダペースト印刷機１２及び部品搭載機１３を経て、ハンダリフロー炉１６へ自動搬送される。
【００１５】
ハンダリフロー炉１６へ搬送された基板３は、捺印インク乾燥用として別途の基板加熱処理を受けることなく、ハンダペースト溶解用に既に準備されている熱を受け、捺印インクが硬化される。つまり、捺印済み基板の捺印インク硬化熱処理と、ハンダペーストにより部品を固定するための熱処理とが、同時に行われるのである。
これにより、収納容器の使用も不要となり、且つ、基板一枚づつの加熱により、基板３が均一に加熱され、捺印インクの密着強度が安定したものとなる。
なお、発明者が行った実験によれば、ハンダリフロー炉１６内で加熱硬化させた捺印インクの基板３との密着強度は、セロハンテープ引き剥がしテスト及びＩＰＡ（イソ・プロピル・アルコール）溶剤テストにおいても問題なく、その品質は従来のオフライン加熱硬化処理品に劣らないことが確認されている。
【００１６】
また、図３に示すように、スクリーン印刷ステージでは、メタルマスク３９を介してスキージ４１によって基板実装面４３を押圧して、ハンダペースト４５が塗布される。この際、基板３は、スキージ４１の反対側へ撓められるが、捺印逃げ溝３７が印刷受け台３５に設けられているため、基板捺印面３は、いずれの場所にも触れることがない。即ち、捺印済み基板は、逃げ溝３７に捺印部を配置保護しながら、ハンダペーストが形成されるのである。
【００１７】
このように、ＳＭＴラインを利用した捺印インク加熱硬化処理によれば、捺印済み基板３をハンダリフロー炉１６へ通すことにより、ハンダペースト溶解用の熱を兼用して、ハンダリフロー所要時間内で捺印インクの加熱硬化処理が同時に行えるので、オフライン用乾燥炉が不要となり、イニシャルコスト及びランニングコストを大幅に削除することができるとともに、別途の工程による捺印乾燥工数が削除されるので、組立完成所要時間を大幅に短縮することができる。
また、収納容器の使用も不要となり、且つ、基板一枚づつの加熱が行えるので、捺印インクの密着強度が安定し、品質を安定化させることができる。
更に、スクリーン印刷ステージ内に捺印逃げ溝３７を設け、基板捺印面を保護したので、捺印文字のにじみ及びかすれを確実に防止することができ、これによっても品質を向上させることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る表面実装品の基板への捺印方法によれば、捺印済み基板の捺印インク硬化熱処理と、熱溶解性の接着剤により部品を固定するための熱処理を同時に行うので、部品固定用の熱を兼用して、捺印インクの加熱硬化処理が行え、オフライン用乾燥炉が不要となり、イニシャルコスト及びランニングコストを大幅に削除することができる。また、別途の工程による捺印乾燥工数が削除されるので、組立完成所要時間を大幅に短縮することができる。更に、収納容器で保護することなく、基板一枚づつの加熱が行えるので、捺印インクの密着強度が安定し、品質を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる基板への捺印システムのライン構成概略図である。
【図２】ＳＭＴライン内での捺印ステージの概要を示す説明図である。
【図３】ＳＭＴライン内でのスクリーン印刷ステージの概要を示す説明図である。
【図４】ＳＩＭＭの実装面の平面図である。
【図５】ＳＩＭＭの表面の平面図を示したものである。
【図６】従来方法のＳＩＭＭ部品搭載のための装置ラインと、捺印機及び捺印インク硬化のための乾燥炉の設備配置図である。
【符号の説明】
３  基板
１２  ハンダペースト印刷機（熱溶解性の接着剤印刷機）
１３  部品搭載機
１６  ハンダリフロー炉（熱処理炉）
２０  捺印機
３５  印刷受け台
３７  捺印逃げ溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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