(57)【要約】【課題】良好な版離れ性を確保することができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。【解決手段】パターン孔１２ａが形成されたマスクプレート１２を基板８上に装着してクリーム半田１７を印刷するスクリーン印刷において、スキージングによりパターン孔１２ａ内にクリーム半田１７を充填した後に基板８をマスクプレート１２から離隔させる版離れ動作の開始時において、マスク押し下げ機構１８によってマスクプレート１２を押し下げて基板８の下降動作に追従させる。これにより、基板８の周辺部と中央部との間の版離れ速度の差を極力小さくして、基板８の印刷範囲全面にわたって版離れ条件を均一にして、良好な版離れ性を確保することができる。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン孔が形成されたマスクプレートをワーク上に装着し前記パターン孔を介してワークにペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、前記マスクプレートを前記ワーク上面に当接状態で装着するマスク装着手段と、装着された状態のマスクプレート上で移動することにより前記パターン孔内にペーストを充填させるスキージと、前記ワークをマスクプレートから相対的に離隔させて版離れ動作を行わせる版離れ手段と、前記版離れ動作の開始時においてマスクプレートをワークの離隔方向に変位させてワークに追従させるマスク追従手段とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
パターン孔が形成されたマスクプレートをワーク上に装着し前記パターン孔を介してワークにペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、前記マスクプレートを前記ワーク上面に当接状態で装着するマスク装着工程と、装着された状態のマスクプレート上でスキージを移動させることにより前記パターン孔内にペーストを充填させるスキージング工程と、前記ワークをマスクプレートから相対的に離隔させて版離れ動作を行わせる版離れ工程とを含み、前記版離れ動作の開始時においてマスクプレートをワークの離隔方向に変位させてワークに追従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、クリーム半田などのペーストをワークに印刷するスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を半田接合する方法として、半田バンプや半田プリコートによる方法が知られている。この方法では電子部品や基板などのワークの電極に、半田接合のために半田の突出電極である半田バンプや、または半田被膜である半田プリコートが形成される。これらの半田形成工程における半田供給方法として、スクリーン印刷が広く用いられている。この方法では、マスクプレートに設けられたパターン孔を介してクリーム半田がワーク上面に印刷される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで近年電子部品のファイン化が進み、ワークに形成される電極のピッチも微小化し、狭ピッチで多数の電極が密に形成されるようになっている。ところがこのようなファインピッチの電極に従来より用いられているスクリーン印刷を適用すると、良好な印刷結果を得られず各種の不具合が発生する。
【０００４】
スクリーン印刷において良好な印刷品質を確保するためには、パターン孔内へ確実にペーストを充填させる充填性とともに、充填後にマスクプレートをワークから離隔させる版離れの際にペーストをパターン孔から型くずれすることなく離隔させる版離れ性が良好であることが求められる。しかしながら、ファインピッチ化に伴って印刷難度は増加し、特にワークの全面にわたって均一で良好な版離れ性を確保することが非常に困難となっている。
【０００５】
そこで本発明は、良好な版離れ性を確保することができるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【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装置は、パターン孔が形成されたマスクプレートをワーク上に装着し前記パターン孔を介してワークにペーストを印刷するスクリーン印刷装置であって、前記マスクプレートを前記ワーク上面に当接状態で装着するマスク装着手段と、装着された状態のマスクプレート上で移動することにより前記パターン孔内にペーストを充填させるスキージと、前記ワークをマスクプレートから相対的に離隔させて版離れ動作を行わせる版離れ手段と、前記版離れ動作の開始時においてマスクプレートをワークの離隔方向に変位させてワークに追従させるマスク追従手段とを備えた。
【０００７】
請求項２記載のスクリーン印刷方法は、パターン孔が形成されたマスクプレートをワーク上に装着し前記パターン孔を介してワークにペーストを印刷するスクリーン印刷方法であって、前記マスクプレートを前記ワーク上面に当接状態で装着するマスク装着工程と、装着された状態のマスクプレート上でスキージを移動させることにより前記パターン孔内にペーストを充填させるスキージング工程と、前記ワークをマスクプレートから相対的に離隔させて版離れ動作を行わせる版離れ工程とを含み、前記版離れ動作の開始時においてマスクプレートをワークの離隔方向に変位させてワークに追従させる。
【０００８】
本発明によれば、ワークをマスクプレートから相対的に離隔させる版離れ動作の開始時において、マスクプレートをワークの離隔方向に変位させてワークに追従させることにより、ワークの周辺部と中央部との間の版離れ速度の差を極力小さくして、ワーク全面にわたって版離れ条件を均一にして良好な版離れ性を確保することができる。
【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斜視図、図２は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の部分断面図、図３は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法の工程説明図である。
【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において基台１上にはワークである基板を位置決めする基板位置決め部２が配設されている。基板位置決め部２は、Ｘ軸テーブル３、Ｙ軸テーブル４および送りねじ５によって昇降するＺ軸テーブル６を段積みし、Ｚ軸テーブル６上に基板８をクランパ９によって保持する基板保持部７を配置して構成されている。図２に示すように、基板８の下面は下受け部６ａによって下受けされ、Ｚ軸テーブル６はＺ軸駆動機構１９によって昇降する。Ｚ軸駆動機構１９は、版離れ制御部２０によって制御される。
【００１１】
基台１には、基板位置決め部２の上方に位置してスクリーン印刷部１０が配設されている。スクリーン印刷部１０は枠形状のホルダ１１に保持されたマスクプレート１２、マスクプレート１２上で摺動するスキージ１６を備えたスキージユニット１３およびスキージ移動テーブル１４を備えている。
【００１２】
基板保持部７に基板８を保持させた状態で、基板位置決め部２のＸ，Ｙ，Ｚの各軸テーブルを駆動することにより、保持した基板８をスクリーン印刷部１０のマスクプレート１２に対して位置合わせし、下方からマスクプレート１２の下面に当接させて装着することができる。また、このマスク装着状態から、Ｚ軸駆動機構１９によってＺ軸テーブル６を下降させることにより、基板８はマスクプレート１２の下面からから離隔し、版離れが行われる。
【００１３】
したがって基板位置決め部２および基板保持部７は、マスクプレート１２を基板８の上面に当接状態で装着するマスク装着手段となっている。また基板保持部７およびＺ軸駆動機構１９を備えたＺ軸テーブル６は、基板８をマスクプレート１２から相対的に離隔させることにより版離れ動作を行わせる版離れ手段となっている。
【００１４】
図１においてスキージ移動テーブル１４は送りねじ１４ｂ、モータ１４ａを備えており、モータ１４ａを駆動することにより、スキージユニット１３は水平方向に移動する。図２に示すように、スキージユニット１３はシリンダ１５によって上下動する一対のスキージ１６を備えており、基板８をスクリーン印刷部１０の下方に位置させてマスクプレート１２を基板８の上面に当接させた状態で、シリンダ１５を駆動することによりスキージ１６は下降してその下端部がマスクプレート１２の上面に当接する。
【００１５】
マスクプレート１２上にペーストであるクリーム半田１７が供給された状態でスキージ移動テーブル１４を駆動することにより、スキージ１６はクリーム半田１７をマスクプレート１２上で掻き寄せる。このスキージング動作により、パターン孔１２ａ内にはクリーム半田１７が充填される。
【００１６】
スキージユニット１３の水平移動範囲の端部近傍には、マスク押し下げ機構１８が配設されている。マスク押し下げ機構１８は、下方に延出してマスクプレート１２に当接する当接部１８ａおよび当接部１８ａを昇降させる昇降機構を備えている。当接部１８ａは基板８の長さ方向（図２において紙面に垂直方向）に細長い棒状部材であり、マスクプレート１２の上面の基板８の周辺部に相当する位置に線状に当接して、マスクプレート１２を基板８の周辺部に対して押し付ける。なお、当接部１８ａによってマスクプレート１２を押し下げる位置は、基板８の周辺部であれば基板８の端面の内側・外側のいずれでもよい。
【００１７】
マスク押し下げ機構１８の昇降機構の動作は版離れ制御部２０によって制御され、これにより、当接部１８ａによってマスクプレート１２を任意の押し下げ量および押し下げ速度で押し下げることができるようになっている。版離れ動作の開始時において、マスク押し下げ機構１８およびＺ軸駆動機構１９の下降動作が同期するよう、版離れ制御部２０によって制御することにより、マスクプレート１２を基板８の下降動作に追従させることができる。すなわち、マスク押し下げ機構１８および版離れ制御部２０は、版離れ動作の開始時においてマスクプレート１２を基板８の離隔方向に変位させて基板８に追従させるマスク追従手段となっている。
【００１８】
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動作について図３を参照して説明する。まず基板保持部７の下受け部６ａに下受けされクランパ９によってクランプされた基板８を、マスクプレート１２の下面に当接させることにより、マスクプレート１２の基板８への装着が行われる（マスク装着工程）。
【００１９】
次いで、図３（ａ）に示すように、マスクプレート１２上にクリーム半田１７を供給した状態で、スキージユニット１３のスキージ１６を下降させてマスクプレート１２に当接させる。この後スキージユニット１３を水平移動させることにより、スキージ１６はマスクプレート１２上でクリーム半田１７を掻き寄せながら移動するスキージング動作を行い、図３（ｂ）に示すように、パターン孔１２ａ内にクリーム半田２２を充填させる（スキージング工程）。
【００２０】
この後スキージ１６を退避させた後、基板８をマスクプレート１２から離隔させる版離れ動作が行われる（版離れ工程）。版離れは、Ｚ軸駆動機構１９によってＺ軸テーブル６を下降させることによって行われるが、この版離れ動作の開始時においては、図３（ｃ）に示すように、Ｚ軸テーブル６を下降させるとともに、マスク追従動作を行う。
【００２１】
すなわち、マスク押し下げ機構１８を駆動して当接部１８ａをマスクプレート１２に当接させる。そしてマスクプレート１２を基板８の離隔方向に押し下げ、基板８に追従させる。このマスクプレート１２の追従動作において、マスク押し下げ機構１８の下降速度１８はＺ軸駆動機構１９の押し下げ速度よりも小さくてもよく、またマスク押し下げ速度とＺ軸駆動機構１９の下降速度と同速度にして完全に追従させるようにしてもよい。
【００２２】
そしてマスクプレート１２が所定の追従量ｈだけ下降したならば、マスク押し下げ機構１８による押し下げを停止する。追従量ｈは、基板８の印刷範囲の大きさやマスクプレート１２の弾性の程度などの条件により決定され、試行結果に基づいて最適値が求められる。
【００２３】
この後、Ｚ軸駆動機構１９が引き続き駆動されて基板８がマスクプレート１２からさらに離隔することにより、パターン孔１２ａ内に充填されたクリーム半田１７はパターン孔１２ａから離脱し版離れする。次いで、マスク押し下げ機構１８を上昇させることにより、図３（ｄ）に示すように、クリーム半田１７がパターン孔１２ａから離脱して基板８への印刷動作が完了する。
【００２４】
この版離れ工程においてマスクプレート１２は、基板８の周辺部に相当する位置を上面側から押さえ付けられていることから、従来のスクリーン印刷における版離れ動作のように、マスクプレート１２と基板８とが周辺部から中央部に向かって順次離隔する版離れ時の時間遅れ現象が発生しない。これにより、基板８の上面とマスクプレート１２の下面との離隔は、基板８への印刷範囲全面にわたってほぼ同一のタイミングで行われる。
【００２５】
すなわち、クリーム半田１７がパターン孔１２ａから離隔する際の版離れ速度は、全てのパターン孔１２ａについて一定に保たれ、版離れ条件を一定にすることが可能となる。したがって、従来のスクリーン印刷装置における版離れ動作のように、印刷範囲の中央部と周辺部とで版離れ速度が異なることによる印刷品質のばらつきが発生せず、安定した印刷品質を確保することができる。
【００２６】
そして版離れ条件が全印刷範囲にわたって一定であることから、版離れ条件出し作業を精細な条件でかつ効率よく行うことができる。このため、狭ピッチで多数の電極が形成され版離れ難度が高い高密度基板を印刷対象とする場合においても、精細な版離れ制御によって印刷範囲の全面にわたって均一で良好な版離れ性を確保することができる。
【００２７】
なお上記実施の形態では、マスク追従手段として、昇降機構を備えたマスク押し下げ機構１８によってマスクプレート１２を押し下げるようにしているが、対象とするマスクプレートの種類によって厳密な追従性が要求されないような場合においては、マスク追従手段としてバネの付勢力や重錘によって単にマスクプレート１２の周辺部を押し下げるのみの構成としてもよい。要は、版離れ動作開始時において、マスクプレート１２と基板８との離隔が周辺部から部分的に開始されることなく、印刷範囲全面にわたって版離れが行われるような構成であればよい。また、マスクプレート１２の上面から押し下げる構成でなく、マスクプレート１２を下面側から吸着して引き下げるように構成してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、ワークをマスクプレートから相対的に離隔させる版離れ動作の開始時において、マスクプレートをワークの離隔方向に変位させてワークに追従させるようにしたので、ワークの周辺部と中央部との間の版離れ速度の差を極力小さくして、ワーク全面にわたって版離れ条件を均一にして良好な版離れ性を確保することができる。
【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斜視図
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の部分断面図
【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法の工程説明図
【符号の説明】
２　基板位置決め部
７　基板保持部
８　基板
１０　スクリーン印刷部
１２　マスクプレート
１２ａ　パターン孔
１３　スキージユニット
１６　スキージ
１７　クリーム半田
１８　マスク押し下げ機構
１９　Ｚ軸駆動機構
２０　版離れ制御部
【図１】
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【図２】
2004066658.tif 000004
【図３】
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