(57)【要約】【課題】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。【解決手段】密閉型のスキージヘッド１３の内部に貯溜されたクリーム半田５を加圧板３２によって加圧しながらマスクプレート１２上でスキージヘッド１３を摺動させることにより、パターン孔を介して基板にクリーム半田を印刷するスクリーン印刷方法において、スキージヘッド１３がマスクプレート１２上の基板３の範囲外に位置した状態でシリンダ１６によって加圧板３２を押し下げてクリーム半田５を加圧する印刷準備工程において、シリンダ１６による加圧力を設定値Ｆ０まで段階的に増加させる。これにより、加圧時のクリーム半田５への衝撃を防止してクリーム半田５の硬化を抑制することができる。【選択図】図４
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【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印刷準備工程において、ペースト加圧手段による加圧力を設定値まで段階的に増加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】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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ペースト接触面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を充填する。  本発明は、に関するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明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印刷準備工程において、ペースト加圧手段による加圧力を設定値まで段階的に増加させるようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、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印刷準備工程において、ペースト加
圧手段による加圧力を設定値まで段階的に増加させることにより、加圧時のペーストへの衝撃を防止してペーストの硬化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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、図５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、図５を参照して説明する。図４は、基板への印刷動作開始前の印刷準備工程におけるクリーム半田の加圧過程を示している。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内に充分に押し込むために行われ、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】
このとき、図４（ａ）に示すように、スキージヘッド１３が基板３の範囲外に位置した状態でシリンダ１６を段階的に作動させ、図４（ｃ）に示すように加圧力Ｆを印刷動作における設定値Ｆ０まで段階的に上昇させる。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によって段階的に調整することによって行われる。この
加圧力の制御により、スキージヘッド１３内のクリーム半田５に対して加圧板３２が急激に押し当てられることによる大きな衝撃が作用せず、衝撃によるクリーム半田５の硬化を防止することができる。
【００２５】
すなわち、一般にクリーム半田に衝撃的な加圧力が作用すると、衝撃が作用した近傍のクリーム半田においては半田粒子が相互に押し付けられる結果、クリーム半田に流動性を付与する役割を有するフラックス分の含有割合が局部的に減少する。このため衝撃が作用した部分には、クリーム半田の粘度が増大して硬化した硬化領域が発生しやすい。そして一旦硬化領域が発生すると、この硬化領域によってクリーム半田の全体的な流動が妨げられる結果、印刷空間内でクリーム半田が停留する状態が促進され、硬化がより進行しやすくなる。
【００２６】
これに対し本実施の形態では、クリーム半田５の加圧過程においてクリーム半田５に対して衝撃的な加圧力が作用することのないように、加圧力を段階的に増加させるようにしている。したがって図４（ａ）に示す印刷準備工程において、スキージヘッド１３内のクリーム半田５に衝撃による硬化領域が発生しない。
【００２７】
この後、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、基板３へのクリーム半田の印刷が行われる。このとき、スキージヘッド１３内にはクリーム半田５の硬化領域が存在しないので、印刷開始後のスキージング動作において印刷空間３５内でのクリーム半田５の流動が妨げられず、スキージング時のクリーム半田５のローリングが良好に行われる。これにより、印刷過程におけるクリーム半田５の硬化を抑制して、硬化に起因する印刷不良を防止することができる。
【００２８】
次に図５を参照して、印刷動作を反復する過程におけるクリーム半田５への加圧について説明する。図５（ａ）は、図４（ａ）に示す印刷準備工程中の加圧が完了した状態を示している。この後、スキージヘッド１３は図５（ｂ）に示すように基板３の範囲内に移動し、ここでスキージング動作を行うことにより、基板３にクリーム半田５を印刷する。このとき、シリンダ１６は加圧板３２を介してスキージヘッド１３内のクリーム半田５を加圧している。
【００２９】
基板３への印刷動作が終了して、図５（ｃ）に示すようにスキージヘッド１３が基板範囲外のクランパ４上に到達すると、シリンダ１６へのエア圧の送給を停止してクリーム半田５への加圧を停止する。このとき、シリンダ１６は上昇動作を行わず、クリーム半田５との接触部である加圧板３２の下面はスキージヘッド１３内のクリーム半田５に接触した状態を保持している。この状態は、図５（ｄ）に示す版離れ工程およびその後に行われる基板の搬出工程においても同様に継続する。
【００３０】
そして図５（ｅ）に示すように、新たに供給された基板３をクランプしたクランパ４が上昇し再び印刷動作が開始される前に、シリンダ１６による加圧を開始する。この後図５（ｆ）に示すように、スキージヘッド１３が基板３の範囲内に移動し、クリーム半田５の印刷が再び行われる。この印刷動作開始前のクリーム半田５の加圧において、加圧板３２の下面がスキージヘッド１３内のクリーム半田５に既に接触した状態から加圧が開始されることから、加圧板３２はシリンダ１６のロッドによる下降動作を行うことなくクリーム半田５に加圧力を伝達する。したがって、加圧開始時にクリーム半田５に対して衝撃が作用することがなく、衝撃が反復されることによるクリーム半田５の硬化の進行を防止することができる。
【００３１】
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、加圧板３２によってスキージヘッド１３内のクリーム半田５を加圧する際に、クリーム半田５への衝
撃を極力緩和することにより、また衝撃発生回数を減少させることにより、衝撃によって生じるクリーム半田５の硬化を抑制するようにしたものである。これにより、クリーム半田５の硬化に起因する印刷不良の発生を減少させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
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、ペースト加圧手段による加圧力を設定値まで段階的に増加させるようにしたので、加圧時のペーストへの衝撃を防止してペーストの硬化を抑制することができるので、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技術分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【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
【図５】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】
【００３４】
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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【図５】
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