(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に粘性媒体を塗布する方法で、
所定の量の粘性媒体を基板の所定の位置にスクリーン印刷するステップと、
スクリーン印刷した基板の所定の位置に所定の追加量の粘性媒体を追加噴射するステップと、
前記スクリーン印刷するステップの前に、前記追加噴射するステップの前記所定の位置と所定の追加量を決定するステップを含む方法。
【請求項２】
前記スクリーン印刷および付加噴射の結果を検査するステップと、
前記検査に基づいて、前記スクリーン印刷および付加噴射のエラーを判断するステップと、
修正が必要か判断するステップと、
修正が必要な場合は、前記エラーの少なくとも一部を修正するステップとを含み、前記修正が、スクリーン印刷した基板に追加の粘性媒体を補足的に噴射することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記付加噴射の前に前記スクリーン印刷の結果を検査するステップと、
前記検査に基づいて前記スクリーン印刷のエラーを判断するステップと、
修正が必要か判断し、修正が必要な場合は、前記エラーの少なくとも一部を修正するステップとを含み、前記修正が、スクリーン印刷した基板に追加の粘性媒体を補足的に噴射することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記補足的噴射が、前記付加噴射の実行に関連して実行される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記付加噴射および前記補足的噴射が、同じ噴射手段によって実行される、請求項２から４いずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記修正ステップが、
基板上の位置からある量の粘性媒体を除去するステップを含む、請求項２から５いずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記修正が必要か判断するステップが、
判断したエラーを全て評価し、判断したエラーを修正すべきか決定するステップを含む、請求項２から６いずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記付加噴射で塗布される少なくとも１つの粘性媒体が、スクリーン印刷で塗布した粘性媒体と異なる、請求項１から７いずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
基板に粘性媒体を塗布する装置で、
基板の所定の位置に所定量の粘性媒体をスクリーン印刷するスクリーン印刷手段と、
スクリーン印刷した基板の所定の位置に所定の追加量の粘性媒体を噴射する噴射手段とを備え、前記スクリーン印刷をする前に、前記所定の位置と所定の追加量を決定する装置。
【請求項１０】
前記スクリーン印刷および噴射の結果を検査する検査手段と、
前記検査に基づき、前記スクリーン印刷および噴射のエラーを判断する処理手段と、
前記エラーの少なくとも一部を修正する修正手段を備え、前記修正手段が、スクリーン印刷した基板にある量の粘性媒体を補足的に噴射するよう配置された噴射手段を備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記スクリーン印刷の結果を検査する検査手段と、
前記検査に基づき、前記スクリーン印刷のエラーを判断する処理手段と、
前記エラーの少なくとも一部を修正する修正手段とを備え、前記修正手段が、スクリーン印刷した基板にある量の粘性媒体を補足的に噴射するよう配置された噴射手段を備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
修正手段が、スクリーン印刷した基板から粘性媒体を除去する除去手段を備える、請求項１０または１１に記載の装置。
【請求項１３】
基板の所定の位置に追加量の粘性媒体を噴射する噴射手段および補足的噴射手段が同じ噴射手段である、請求項１０から１２いずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
スクリーン印刷した基板に追加の粘性媒体を塗布する装置で、基板の所定の位置に前記追加量の粘性媒体を噴射する噴射手段を備え、前記スクリーン印刷をする前に、前記所定の位置と所定の追加量を決定する装置。
【請求項１５】
前記スクリーン印刷および噴射の結果を検査する検査手段と、
前記検査に基づき、前記スクリーン印刷および噴射のエラーを判断する処理手段と、
前記エラーの少なくとも一部を修正する修正手段とを備え、前記修正手段が、スクリーン印刷した基板にある量の粘性媒体を補足的に噴射するよう配置された噴射手段を備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記スクリーン印刷の結果を検査する検査手段と、前記検査に基づき、前記スクリーン印刷のエラーを判断する処理手段と、
前記エラーの少なくとも一部を修正する修正手段とを備え、前記修正手段が、スクリーン印刷した基板にある量の粘性媒体を補足的に噴射するよう配置された噴射手段を備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
修正手段が、スクリーン印刷した基板から粘性媒体を除去する除去手段を備える、請求項１５または１６に記載の装置。
【請求項１８】
基板の所定の位置に追加量の粘性媒体を噴射する噴射手段と補足的噴射手段とが同じ噴射手段である、請求項１５から１７いずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
スクリーン印刷した基板に追加の粘性媒体を塗布する、粘性媒体噴射の使用。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の技術分野）
本発明は粘性媒体を基板に設ける技術分野に関する。特に、本発明は粘性媒体を基板に塗布する方法に関し、前記方法は、所定の量の粘性媒体を基板の所定の位置にスクリーン印刷するステップを含み、さらに粘性媒体を基板に塗布する装置に関し、前記装置は、所定の量の粘性媒体を基板の所定の位置にスクリーン印刷するスクリーン印刷手段を備え、さらに追加の粘性媒体をスクリーン印刷した基板に塗布する装置に関する。
【０００２】
（発明の背景）
電子機器生産において、はんだペーストなどの粘性媒体をＰＣＢなどの基板に塗布する最も一般的な方法は、スクリーン印刷を使用することである。粘性媒体付着物の大部分は、この方法で塗布することができる。しかし、特定の環境では、基板の異なる箇所に異なる粘性媒体が必要とされる。このことは問題を引き起こす。粘性媒体の初期塗布後に余分なスクリーン印刷手順を実施することによって粘性媒体を追加する場合、克服すべき幾つかの困難があるからである。さらに、空の円形のパターンなど、スクリーン印刷で達成するのが非常に困難な粘性媒体のパターンを生成することが望ましいことがある
【０００３】
例えば、様々な高さを有するチップ構成要素、様々なリード角精度を有する構成要素、または同一平面の要件などに対応するため、塗布した粘性媒体が、基板上の異なる位置で異なる高さになることも望ましいことがある。当技術分野で提示されている後者の問題に対する解決方法は、スクリーン印刷にいわゆる段付きステンシルを使用する。しかし、これらのステンシルは、この解決法の普及を妨げる幾つかの欠点を呈する。
【０００４】
また、主に円形の非常に小さい粘性媒体の付着物、つまりドットを、スクリーン印刷によって塗布することは不可能である。ステンシルからの接着力が、基板からの接着と比較して大きくなってしまうからである。その結果、ステンシルを除去すると、非常に小さい付着物がステンレスに付着し、それに追随することになる。この問題は、使用するステンシルを薄くすることによって克服されると想像することができる。しかし、こうすると、付着物の高さ、したがって全体的体積が全体的に減少し、これは望ましくなく、比較的大きい付着物で問題が生じるという望ましくない欠点を有する。
【０００５】
最新の技術によると、従来の配量機器を使用することによって上述した問題を解決しようとする努力がなされている。従来のディスペンサを使用することにより、スクリーン印刷では容易に達成されない粘性媒体の前記パターンの生成のため、基板に最初にスクリーン印刷した後、粘性媒体を追加することが可能である。従来のディスペンサでは、基板の異なる位置に異なる高さを有する粘性媒体を塗布することも可能になり得る。しかし、従来のディスペンサは幾つかの欠点を有する。従来の粘性媒体の配量プロセスは比較的時間がかかり、従来に配量で粘性媒体の非常に小さい付着物を塗布することは困難であり、すでに粘性媒体を設けてある基板上の位置に、追加の粘性媒体を塗布することも困難である。
【０００６】
（発明の概要）
したがって、本発明の目的は、既にスクリーン印刷によって粘性媒体を初期塗布してある基板に追加の粘性媒体を塗布することに関して、上述した問題に解決法を提供することである。
【０００７】
以上および他の目的は、独立請求項で定義された特徴を有する方法および装置を提供することにより、本発明に従って達成される。好ましい実施形態は従属請求項で定義される。
【０００８】
本発明の第１の態様によると、基板に粘性媒体を塗布する方法で、所定の量の粘性媒体を基板の所定の位置にスクリーン印刷するステップと、スクリーン印刷した基板の所定の位置に所定の追加量の粘性媒体を付加噴射するステップとを含む方法が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によると、基板に粘性媒体を塗布する装置で、基板の所定の位置に所定量の粘性媒体をスクリーン印刷するスクリーン印刷手段と、スクリーン印刷した基板の所定の位置に所定の追加量の粘性媒体を噴射する噴射手段とを備える装置が提供される。
【００１０】
本発明の第３の態様によると、スクリーン印刷した基板に追加の粘性媒体を塗布する装置で、基板の所定の位置に前記追加量の粘性媒体を噴射する噴射手段を備える装置が提供される。
【００１１】
本発明の第４の態様によると、基板に粘性媒体を塗布する、スクリーン印刷およびその後の噴射の使用が提供される。
【００１２】
本発明の第５の態様によると、スクリーン印刷した基板に追加の粘性媒体を塗布する、粘性媒体噴射の使用が提供される。
【００１３】
本出願では、「粘性媒体」という用語は、はんだペースト、フラックス、接着剤、伝導性接着剤、または基板に構成要素を固定するために使用する他の任意の種類の媒体と解釈し、「基板」という用語は、印刷回路基板（ＰＣＢ）、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）の基板、チップ・スケール・パッケージ（ＣＳＰ）、クオッド・フラット・パッケージ（ＱＦＰ）、およびフリップ・チップなどと解釈するものとする。「噴射」という用語は、粘性媒体が配量チップから出て、基板に接触して粘着し、配量チップが引き離されると基板上に残るという行為である「流体濡れ」などの接触配量プロセスに対して、例えば公開された国際特許出願第９９／６４１６７号に記載されているように、粘性媒体の小滴を形成し、ジェット・ノズルから基板にこれを射出するために流体ジェットを使用する非接触配量プロセスと解釈すべきことにも留意されたい。さらに、「付加」という用語は、本明細書では、追加の粘性媒体を塗布することを指す。つまり初期塗布ではない。
【００１４】
したがって、本発明は、以前にスクリーン印刷によって粘性媒体が塗布されている基板に追加の粘性媒体を塗布するため、付加噴射を使用するという有利な概念に基づく。
【００１５】
噴射を使用することにより、スクリーン印刷に関する上述の問題の幾つかが克服される。第１に、噴射により、最初に塗布したものと異なるタイプまたは種類の粘性媒体を塗布することができる。噴射の使用により、粘性媒体をあらゆる所望のパターンで塗布することもでき、これはスクリーン印刷では不可能である。様々な高さの粘性媒体塗布も、噴射により達成可能である。また、噴射は、より高速で、正確かつ融通性があるという点で、従来の配量より有利である。実際、従来の配量を使用すると、往々にして、噴射の使用と比較して全体的なコンポーネントの装着プロセスにおけるサイクル時間が増加するという障害が生じる。噴射を使用すると、従来の配量を使用する場合より小さいドットの達成が可能であることも判明している。
【００１６】
さらに、スクリーン印刷した基板に追加の粘性媒体を塗布するために噴射を使用して獲得される主要な利点の一つは、既に粘性媒体が塗布されている箇所に粘性媒体を塗布することが可能なことである。これにより、噴射器具のノズルが、既に基板に塗布されている粘性媒体によって汚れるという危険がなく、塗布した粘性媒体の高さを特定の位置で容易に増加させることが可能になる。
【００１７】
本発明の特定の実施形態によると、基板に粘性媒体を塗布した結果を検査し、前記検査に基づいて塗布のエラーを検出して、前記エラーの少なくとも一部を修正し、ここで前記修正は、基板に追加の粘性媒体を噴射することを含む。つまり、噴射により基板に所定追加量の粘性媒体を塗布されるばかりでなく、通常の粘性媒体塗布におけるエラーの結果として必要と判断される追加量の粘性媒体も塗布される。
【００１８】
前記検査は、粘性媒体のスクリーン印刷と付加噴射の間、粘性媒体の付加噴射後、またはその両方で実行することができる。スクリーン印刷と付加噴射の間に検査を実行する場合は、噴射が必要な位置および量を判断するか、付加噴射と噴射修正を順序通りに実行することにより、所定の付加噴射を修正噴射と組み合わせることができる。
【００１９】
単一の噴射手段が付加噴射と噴射修正の両方を実行することが好ましく、これによってシステムの物理的複雑さが低下する。あるいは、これを別個の噴射手段で実行する。
【００２０】
付加噴射のみの後に検査を実行する場合は、別個の機械で修正を実行することができる。これにより、全体的な粘性媒体塗布プロセスのサイクル時間が短縮されるが、ライン長は増加する。噴射修正に別個の機械を使用する場合は、エラーの検査、評価および判断は、同じ機械で実行することが好ましいが、そうする必要はない。
【００２１】
本発明のさらなる実施形態によると、塗布した粘性媒体の修正は、過剰な粘性媒体を除去することも含む。これは、塗布した粘性媒体が多すぎることが検査によって判明した基板の特定の位置のみで実行することが好ましい。これは、任意の位置における粘性媒体の量、塗布した粘性媒体の高さ、塗布した粘性媒体の所期位置からのずれ、または粘性媒体が想定されていない位置に塗布されていることを指す。
【００２２】
本発明のさらなる実施形態によると、基板の検査の後、評価を実行して、検出されたエラーの数または程度が、塗布した粘性媒体の修正に相当するようなものであるか判断する。このような評価は、検査が、追加的粘性媒体の付加噴射の実行前か後かに関係なく実行することができる。つまり、大量の補正行為が必要な場合は、単に基板を廃棄する方が経済的かもしれない。これは言うまでもなく、基板のタイプおよび基板にかかる費用によって決定される。修正にその価値がないとされた場合、基板は塗布した粘性媒体を洗浄し、再使用することが好ましい。これに対して、基板の洗浄が経済的でないとされた場合は、基板を廃棄することが好ましい。
【００２３】
粘性媒体のスクリーン印刷およびその後の噴射は、本出願では、スクリーン印刷と噴射の両方について、１つの粘性媒体の使用に制限されないことに留意されたい。その結果、幾つかの異なるタイプおよび種類の粘性媒体を使用することができる。例えば、ある粘性媒体でスクリーン印刷を実行し、次に別の粘性媒体で付加噴射を実行する。追加的に、異なる種類の粘性媒体でその後の噴射、付加噴射および／または修正噴射を順番に実行することができる。次に、異なる粘性媒体の望ましくない混合を回避したり、粘性媒体供給の変更および場合によっては噴射手段の洗浄によるサイクル時間の増加を回避したりするために、複数の噴射手段を使用することが好ましい。
【００２４】
本発明の以上およびその他の態様、利点および特徴は、例示的実施形態に関する以下の説明から、さらに完全に理解される。
【００２５】
本発明の例示的実施形態について、添付図面に関して以下で説明する。
【００２６】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図１から図３のブロック図では、太線の矢印は生産ラインを通る基板１の動きを示す。点線のボックスは、単に、ボックス内に描かれた手段または装置を１つの機械に組み込めることを示す。
【００２７】
図１から図６を参照すると、本発明の例示的実施形態が図示されている。スクリーン印刷、噴射、塗布結果の検査、はんだペーストの除去、およびコンポーネントの装着に使用する特定の手段については、それ自身が当技術分野で知られている適切な手段、および同様に知られている構造的特徴を使用することができる。したがって、別個の各手段に関する詳細な構造的および機能的説明は省略してある。さらに、以下の例示的実施形態に関する説明の粘性媒体は、はんだペーストである。しかし、本発明ははんだペーストの使用に制限されない。逆に、任意のタイプの粘性媒体を使用することができる。
【００２８】
最初に図１から図４を参照すると、本発明の第１の例示的実施形態が図示されている。基板１を、ステップ１００でスクリーン印刷機１２に移送し、ここでステップ１０２にてはんだペーストの初期塗布を実行する。次に、基板１をステップ１０４で機械１６に移送し、ステップ１０６で追加量のはんだペーストの付加噴射を実行する。基板１に付加されるはんだペーストの量、パターン、高さ、タイプなどは、予め決定される。したがって、追加はんだペーストを噴射する前にスクリーン印刷結果を実行する場合は、検査がない。付加噴射ステップの後、基板１をステップ１０８でコンポーネント装着機１８に移送し、ここで電気コンポーネントを基板１に装着する。代替法として、組み合わせたはんだペースト塗布、つまりスクリーン印刷と付加噴射双方の最終結果を検査するステップを含んでもよい。
【００２９】
次に図２および図５を参照すると、本発明の別の例示的実施形態が図示されている。この実施形態は、スクリーン印刷結果を検査するため設けた検査手段１４も含む。ステップ２０２でスクリーン印刷した後、基板をステップ２０４で検査手段１４に移送し、これはステップ２０６で検査を実行する。付加噴射を実行するため、検査結果を記録し、手段１６’に中継する。前記検査の結果に関する情報で、噴射手段１６’は、初期スクリーン印刷の何らかのエラーにより塗布量が不十分であった基板の位置に、必要な追加はんだペーストの噴射を実行することもできる。したがって、噴射手段１６’は、付加噴射と修正を組み合わせた手段１６’である。さらに、この実施形態によると、付加噴射および修正手段１６’は、基板からある量のはんだペーストを除去する手段も含むことができる。この実施形態によると、基板の選択された位置ではんだペーストの吸引により除去を実行する。検査により、基板１の修正をするに当たらないことが判明した場合は、基板１が、何らの措置も執らずに、付加噴射および修正手段１６’を通過する。次に、コンポーネント装着機１８に到達する前に、基板１を生産ラインから取り出すだけである。
【００３０】
検査手段１４は、付加噴射および修正手段１６’と同じ機械に組み込み、したがって組み合わせた検査および修正機１５を形成することが好ましい。次に、検査手段１４を使用して、付加噴射の結果を検査し、基板上の塗布エラーをさらに最小限に抑えることができる。しかし、検査手段１４は、当然、別個の機械でもよい。
【００３１】
ステップ２０８の修正および付加噴射の後、基板をステップ２１０でコンポーネント装着機１８に移送する。
【００３２】
最後に、図３のブロック図および図６の流れ図は、本発明のさらに別の例示的実施形態を示す。ここでは、スクリーン印刷機１２および検査手段１４を１台の機械１０に組み込む。ステップ３００からステップ３０４で基板１をスクリーン印刷し、その後にスクリーン印刷機および検査手段１０でスクリーン印刷結果を検査した後、基板１を付加噴射および修正手段１６’に移送する。付加噴射および修正手段１６’は、図２の対応する手段１６’と同様の機能を有する。基板が付加噴射および修正手段１６’に入ると、前記手段１６’は、基板１に実行すべき必要な修正がある場合はそれに関する情報を受信している。次に、ステップ３０８で追加はんだペーストを追加して、塗布エラーを修正し、ステップ３１０で基板１をコンポーネント装着機１８に移送する。この場合も、検査によって基板１にスクリーン印刷による幾つかのエラーがあると判明し、修正する価値があるとされた場合は、基板１を生産ラインから取り出す。この実施形態では、基板１が付加噴射および修正手段１６’に到達する前に、これを実行する。
【００３３】
当業者には理解されるように、上述したステップは、上記のステップは特定の量の処理、移送、および評価情報を必要とする。しかし、これは、従来の処理手段で実行することができ、それについては図示せず、これ以上説明もしない。
【００３４】
本発明を、その例示的実施形態を使用して以上で説明してきたが、添付請求の範囲で規定された本発明の範囲内で、当業者に理解されるようなその変更、改修および組合せを実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の代替実施形態による配置構成を示すブロック図である。
【図２】  本発明の代替実施形態による配置構成を示すブロック図である。
【図３】  本発明の代替実施形態による配置構成を示すブロック図である。
【図４】  図１で示した代替実施形態の流れ図を示す。
【図５】  図２で示した代替実施形態の流れ図を示す。
【図６】  図３で示した代替実施形態の流れ図を示す。
【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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