(57)【要約】【課題】ハンダペーストが実用されるときの条件の再現性に優れた、ハンダペーストの評価方法の提供。【解決手段】スキージング機６が収容された恒温恒湿槽４の温度及び湿度が、所定値に設定される。この恒温恒湿槽４には、容器に封入されたハンダペーストも収容される。このハンダペーストの粘度が、測定される。このハンダペーストが、スキージング機６に投入される。ハンダペーストには、所定時間のスキージングが繰り返される。スキージングの間、恒温恒湿槽４の温度及び湿度が維持される。スキージングの後、ハンダペーストが回収され、このハンダペーストの粘度が測定される。さらに、スキージング及び粘度測定が繰り返される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
恒温恒湿槽に収容されたテーブルの上に置かれた金属粉末ペーストに、所定温度及び所定湿度の環境下で、スキージングが繰り返されるステップと、
この金属粉末ペーストの物性が測定されるステップと
を含む金属粉末ペーストの性能評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粉末ペーストの性能評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリントボードの製造では、板状の本体の上に、ハンダペーストによって所定のパターンが印刷される。ハンダペーストは、ハンダ粉末、溶媒等が混合されてなる。この印刷には、スクリーン印刷法が用いられる。この印刷には、メタルマスクとスキージとを備えた印刷機が用いられる。メタルマスクには、印刷パターンに対応した孔が形成されている。この印刷方法では、印刷機に投入された本体の上が、メタルマスクで覆われる。メタルマスクの上には、ハンダペーストが置かれる。メタルマスクの上でスキージングがなされることで、ハンダペーストが孔を通過し、本体に移行する。移行後、メタルマスクが上昇し、本体が取り出される。新たな本体が印刷機に投入され、この本体のがメタルマスクで覆われて、スキージングがなされる。これらの工程の繰り返しにより、多数のプリントボードが製造される。印刷機は、長時間にわたって連続運転される。
【０００３】
一度の印刷で使用されるハンダペーストの量は、メタルマスクの上に置かれたハンダペーストの量に比べて極めて少量である。メタルマスクの上への一度のハンダペーストの投入により、多数枚のボードが製作されうる。ハンダペーストは、長時間にわたってメタルマスクの上にあり続ける。
【０００４】
連続運転により、ハンダペーストの粘度が徐々に上昇する。その理由は、ハンダペースト中のスズと有機酸との反応によって塩が生成されるためと推測される。粘度上昇は、欠け等の印刷欠陥を招く。
【０００５】
近年、低公害の観点から、鉛フリーハンダのペーストが好んで用いられている。このハンダペーストでは、スズの含有量が相対的に多い。このハンダの融点は、スズ−鉛ハンダの融点よりも高い傾向がある。より実用的な融点が達成される目的で、鉛フリーハンダのペーストには、カルボン酸基を多く含む添加物が添加される。スズ及びカルボン酸基の含有量が多いので、このハンダペーストでは塩が生成されやすい。このハンダペーストでは、粘度上昇が顕著である。
【０００６】
プリントボードメーカーは、粘度が上昇しにくいハンダペーストを望んでいる。プリントボードメーカーでは、ハンダペーストの性能が評価される必要がある。ハンダペーストのメーカーでも、性能が評価される必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プリントボードの製造ラインに設置された印刷機で、ハンダペーストの性能が評価されることがある。しかし、この評価方法では、評価中は製造が停止される。この評価方法は、高コストである。
【０００８】
ハンダペーストの粘度上昇の程度は、温度及び湿度の影響を受ける。製造ラインに設置された印刷機において、温度及び湿度を任意の値に制御することは、困難である。温度及び湿度は、季節や立地の影響を受ける。例えば、冬期に実施された評価で合格したハンダペーストが、夏期に使用できないこともある。日本国で実施された評価で合格したハンダペーストが、熱帯の国で使用できないこともある。
【０００９】
恒温恒湿槽に保持されたハンダペーストの粘度を、定期的に測定することも考えられる。しかし、この方法での評価に合格したハンダペーストが、実用に耐えられないこともある。この評価方法でも、実際の印刷においてハンダペーストがおかれる条件が再現されていないと考えられる。
【００１０】
同様の問題は、銅、銀等の金属の粉末が溶媒と混合されてなるペーストにも生じている。
【００１１】
本発明の目的は、金属粉末ペーストが実用されるときの条件の再現性に優れた、金属粉末ペーストの評価方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る金属粉末ペーストの性能評価方法は、
（１）恒温恒湿槽に収容されたテーブルの上に置かれた金属粉末ペーストに、所定温度及  び所定湿度の環境下で、スキージングが繰り返されるステップ
及び
（２）この金属粉末ペーストの物性が測定されるステップ
を含む。
【発明の効果】
【００１３】
この評価方法では、種々の温度下及び湿度下において、金属粉末ペーストの性能が評価されうる。従って、金属粉末ペーストが使用されるであろう場所及び季節の環境が、再現されうる。さらにこの評価方法では、実際の印刷と同様、スキージングが繰り返されるので、このスキージングが金属粉末ペーストの物性に与える影響が加味される。この評価方法は、金属粉末ペーストが実用されるときの条件の再現性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１５】
図１は、本発明に係る評価方法に用いられる装置２の一例が示された一部切欠き断面図である。この装置２は、恒温恒湿槽４とスキージング機６とからなる。恒温恒湿槽４の内部は、任意の温度及び湿度に設定されうる。スキージング機６は、恒温恒湿槽４に収容されている。
【００１６】
図２は、図１の装置２のスキージング機６が示された拡大正面図である。図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。このスキージング機６は、座台８、４本の支柱１０、テーブル１２、左右一対の側板１４、前後一対のガイドレール１６、ボールネジ１８、スライドプレート２０、ナット２２、前後一対のアーム２４、左右一対のビーム２６、左右一対のシリンダ２８及び左右一対のスキージ３０を備えている。
【００１７】
支柱１０は、座台８から起立している。支柱１０には、テーブル１２が載置されている。テーブル１２は、支柱１０に固定されている。テーブル１２は、水平方向に延在している。側板１４は、座台８から起立している。ガイドレール１６は、一方の側板１４から他方の側板１４にまで架け渡されている。ボールネジ１８も、一方の側板１４から他方の側板１４にまで架け渡されている。ボールネジ１８の外周面には、ネジ溝が螺刻されている。ボールネジ１８は、図示されない駆動手段により回転させられる。典型的な駆動手段は、サーボモータである。ボールネジ１８は、正回転及び逆回転しうる。
【００１８】
図３から明らかなように、スライドプレート２０は一対のガイド溝３２を備えている。このガイド溝３２は、ガイドレール１６と嵌合している。ガイド溝３２は、ガイドレール１６に対してスライドしうる。ナット２２は、スライドテーブル１２の中央かつ下方に位置している。ナット２２は、スライドテーブル１２に固定されている。ナット２２の内周面には、ネジ山が螺刻されている。ボールネジ１８は、ナット２２に螺入されている。ボールネジ１８とナット２２とにより、いわゆるボールネジ−ナット機構が構成されている。
【００１９】
アーム２４は、スライドテーブル１２から起立している。アーム２４は、スライドテーブル１２に固定されている。ビーム２６は、一方のアーム２４から他方のアーム２４にまで架け渡されている。ビーム２６は、アーム２４に固定されている。シリンダ２８は、ビーム２６の中央に位置している。シリンダ２８は、ビーム２６に固定されている。シリンダ２８は、上下方向に伸縮しうる。スキージ３０は、シリンダ２８に固定されている。シリンダ２８の伸張により、スキージ３０は下降する。シリンダ２８の収縮により、スキージ３０は上昇する。シリンダ２８が最も伸張したとき、スキージ３０は下ポジションに位置する。シリンダ２８が最も収縮したとき、スキージ３０は上ポジションに位置する。
【００２０】
ボールネジ１８の正回転により、ナット２２は図２中左から右へと移動する。ナット２２の移動に伴い、スライドテーブル１２が図２中左から右へとスライドする。スライドテーブル１２の円滑なスライドが、ガイドレール１６に案内されつつ達成される。スライドテーブル１２のスライドに伴い、アーム２４、ビーム２６、シリンダ２８及びスキージ３０も、図２中左から右へと移動する。
【００２１】
ボールネジ１８の逆回転により、ナット２２は図２中右から左へと移動する。ナット２２の移動に伴い、スライドテーブル１２が図２中右から左へとスライドする。スライドテーブル１２の円滑なスライドが、ガイドレール１６に案内されつつ達成される。スライドテーブル１２のスライドに伴い、アーム２４、ビーム２６、シリンダ２８及びスキージ３０も、図２中右から左へと移動する。
【００２２】
図４は、図２のスキージング機６の要部が示された断面図である。この図４では、アーム２４、ビーム２６、シリンダ２８及びスキージ３０は最も右寄りに位置している。右側のシリンダ２８ａは伸張しており、従って右側のスキージ３０ａは下ポジションにある。このスキージ３０ａの下端は、テーブル１２に当接している。左側のシリンダ２８ｂは収縮しており、従って左側のスキージ３０ｂは上ポジションにある。このスキージ３０ｂの下端は、テーブル１２から離間している。図４には、ハンダペースト３４も示されている。ハンダペースト３４は、テーブル１２の上に置かれている。ハンダペースト３４は、右側のスキージ３０ａの下端よりも左側に投入されている。
【００２３】
図５は、図２のスキージング機６の要部が示された断面図である。この図５では、アーム２４、ビーム２６、シリンダ２８及びスキージ３０は最も左寄りに位置している。右側のシリンダ２８ａは収縮しており、従って右側のスキージ３０ａは上ポジションにある。このスキージ３０ａの下端は、テーブル１２から離間している。左側のシリンダ２８ｂは伸張しており、従って左側のスキージ３０ｂは下ポジションにある。このスキージ３０ｂの下端は、テーブル１２に当接している。
【００２４】
図４に示された状態においてボールネジ１８が逆回転することにより、矢印Ａ１で示されるように、シリンダ２８及びスキージ３０が移動する。この移動により、ハンダペースト３４がスキージングされる。スキージングにより、ハンダペースト３４は矢印Ａ１で示される方向に移動する。シリンダ２８及びスキージ３０が左端に到達すると、右側のシリンダ２８ａが収縮して右側のスキージ３０ａが上昇する。同時に、左側のシリンダ２８ｂが伸張して左側のスキージ３０ｂが下降する。この状態が、図５に示されている。ハンダペースト３４は、左側のスキージ３０ｂの下端よりも右側に位置している。図５に示された状態においてボールネジ１８が正回転することにより、矢印Ａ２で示されるように、シリンダ２８及びスキージ３０が移動する。この移動により、ハンダペースト３４がスキージングされる。スキージングにより、ハンダペースト３４は矢印Ａ２で示される方向に移動する。シリンダ２８及びスキージ３０が右端に到達すると、左のシリンダ２８ｂが収縮して左側のスキージ３０ｂが上昇する。同時に、右側のシリンダ２８ａが伸張して右側のスキージ３０ａが下降する。このスキージング機６では、このようなスキージングが繰り返される。スキージ３０の移動速度、スキージングのインターバル等が任意に設定されうるように、スキージング機６が構成されることが好ましい。
【００２５】
ボールネジ−ナット機構に代えて、ラック−ピニオン機構、ベルト−プーリ機構、シリンダ等によってスキージングが達成されてもよい。
【００２６】
図６は、図１の装置２によるハンダペースト３４の評価方法の一例が示されたフロー図である。この評価方法では、恒温恒湿槽４の温度及び湿度が所定値に設定される（ＳＴＥＰ１）。この恒温恒湿槽４には、スキージング機６が収容されている。さらに、この恒温恒湿槽４には、ハンダペースト３４が封入された容器も収容されている。
【００２７】
この容器からハンダペースト３４が取り出され、その粘度が測定される（ＳＴＥＰ２）。測定には、既知の粘度計が用いられうる。このハンダペースト３４が、スキージング機６のテーブル１２の上に投入される（ＳＴＥＰ３）。そして、所定の温度及び湿度が維持されたまた、スキージングが繰り返される（ＳＴＥＰ４）。
【００２８】
所定時間のスキージングの後、スキージング機６からハンダペースト３４が回収され、このハンダペースト３４の粘度が測定される（ＳＴＥＰ５）。粘度が所定値に達しておれば、評価が終了する。粘度が所定値に達していない場合、さらにこのハンダペースト３４がテーブル１２の上に投入され（ＳＴＥＰ３）、スキージング（ＳＴＥＰ４）及び粘度測定（ＳＴＥＰ５）が繰り返される。この評価により、粘度上昇カーブが得られる。
【００２９】
ハンダペースト３４の粘度上昇カーブは、環境の影響を受ける。具体的には、粘度上昇カーブは、温度及び湿度の影響を受ける。本発明に係る評価方法では、ハンダペースト３４が恒温恒湿槽４に保持されるので、任意の温度下及び任意の湿度下で、粘度上昇カーブが求められうる。従って、プリントボードの製造がなされる季節及び場所での環境が再現された状態での、粘度上昇カーブが得られうる。この粘度上昇カーブは、プリントボードの製造の実情に即したものである。
【００３０】
粘度上昇の理由は、スズと有機酸との反応による塩の生成にあると推測される。この塩の生成の反応速度は、スキージングの有無によって大きく異なる。本発明に係る評価方法では、スキージングが繰り返された状態での粘度上昇カーブが得られる。この粘度上昇カーブは、プリントボードの製造の実情に即したものである。
【００３１】
本発明に係る評価方法は、ハンダペーストが実用されるときの条件の再現性に優れる。この評価方法により、ハンダペーストの物性に関する有用な情報が得られうる。この評価方法では、種々の条件下での物性値が得られる。
【００３２】
この評価方法には、図１から図５に示された装置２の構成とは異なる構成を有する装置が用いられうる。例えば、回転するディスクの上にハンダペーストが置かれ、このディスクの回転によってスキージングが達成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係る評価方法により、ハンダペーストの、粘度以外の種々の物性が測定されうる。この方法は、ハンダペースト以外の金属粉末ペーストの評価にも適している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明に係る評価方法に用いられる装置の一例が示された一部切欠き断面図である。
【図２】図２は、図１の装置のスキージング機が示された拡大正面図である。
【図３】図３は、図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図４は、図２のスキージング機の要部が示された断面図である。
【図５】図５は、図２のスキージング機の要部が示された断面図である。
【図６】図６は、図１の装置によるハンダペーストの評価方法の一例が示されたフロー図である。
【符号の説明】
【００３５】
２・・・装置
４・・・恒温恒湿槽
６・・・スキージング機
１２・・・テーブル
１６・・・ガイドレール
１８・・・ボールネジ
２０・・・スライドプレート
２２・・・ナット
２８・・・シリンダ
３０・・・スキージ
３２・・・ガイド溝
３４・・・ハンダペースト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008172119.tif 000006
【図５】
2008172119.tif 000007
【図６】
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