(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品の表面にペースト状材料を塗布する方法において、
平坦な上面を有する塗布台と、上記塗布台の上面に固定されたメッシュ状シートと、上記メッシュ状シートを部分的に覆いかつその上面より一定高さだけ高く形成されたスペーサとからなる塗布装置を準備する工程と、
ペースト状材料を上記塗布装置の上に供給し、上記スペーサ上にスキージを摺動させてスキージングすることにより、上記スペーサから露出したメッシュ状シートの上にスペーサの上面と同一高さにペースト状材料を塗布する工程と、
上記部品の表面を上記メッシュ状シートに押しつけ、当該表面にペースト状材料を付着させる工程と、
上記部品をペースト状材料から引き離すことにより、上記部品の表面にペースト状材料を転写する工程と、を有するペースト状材料の塗布方法。
【請求項２】
上記スペーサは、塗布台の上にメッシュ状シートを配置した後、その上に接着性材料を一定厚みでかつメッシュ状シートを部分的に覆うように塗布し、硬化させたものであることを特徴とする請求項１に記載のペースト状材料の塗布方法。
【請求項３】
部品の表面にペースト状材料を塗布する装置であって、
平坦な上面を有する塗布台と、
上記塗布台の上面に固定されたメッシュ状シートと、
上記メッシュ状シートを部分的に覆いかつその上面より一定高さだけ高く形成されたスペーサと、
上記スペーサ上を摺動し、上記メッシュ状シート及びスペーサ上に供給されたペースト状材料をスキージングして、上記ペースト状材料を上記スペーサの上面と同一高さとなるように上記スペーサから露出した上記メッシュ状シート上に塗布するスキージとを備え、
上記メッシュ状シートの上にペースト状材料を塗布した状態で、上記部品の表面を上記メッシュ状シートに押しつけることにより、上記部品の表面にペースト状材料を転写するようにしたことを特徴とするペースト状材料の塗布装置。
【請求項４】
上記スペーサは、塗布台の上にメッシュ状シートを配置した後、その上に接着性材料を一定厚みでかつメッシュ状シートを部分的に覆うように塗布し、硬化させたものであることを特徴とする請求項３に記載のペースト状材料の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品などの面に接着剤や導電ペースト、半田ペーストのようなペースト状材料を一定の厚みに塗布するのに適した部品へのペースト状材料の塗布方法および塗布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品のパッケージには、内部素子の機能を阻害する水分やフラックス等の侵入を防止するため、気密性が必要である。このため、一般的には接着剤やハンダなどのペースト状材料をパッケージの封止部に均一に塗布し、その後硬化または溶融封着することで、気密性を確保している。
【０００３】
パッケージへのペースト状材料の塗布方法としては、封止面への直接転写法が主に使用されている。この方法は、平坦な塗布台の上にペースト状材料を一定の膜厚に成膜し、この材料の上に部品（例えばキャップ）の封止面を押し当て、封止面全体にペースト状材料を塗布する方法である。この直接転写法は、簡単な装置で実現できること、封止面全面に容易に塗布できること、多数の部品に同時に塗布でき量産性が高いこと、などの利点がある。
【０００４】
しかしながら、直接転写法の場合、部品の側面にペースト状材料がはみ出し、肝心の封止面には少量の材料しか付かないという欠点があった。また、多数の部品に同時に塗布する場合には、材料の塗布量も不均一になりやすい。このため、ペースト状材料の局部的不足による封止不良や、側面に付いたペースト状材料による治具の汚染や寸法不良などが発生しやすかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、メッシュ状シートを用いて部品の面に均一にかつはみ出しなく塗布できるペースト状材料の塗布方法および塗布装置が提案されている（特開２０００−２５４５６６号公報）。
この方法では、平面状の塗布台の上にメッシュ状シートを配置するとともに、ペースト状材料をその表面とメッシュの表面とがほぼ平行となるように、所定の厚みに成膜し、部品の封止面をメッシュに押しつけるとともに、ペースト状材料に接触させる。これにより、部品の封止面の沈み込みが防止され、メッシュの上面または隙間に存在するペースト状材料が部品の封止面に付着する。次に、部品をペースト状材料から引き離すと、封止面に付着したペースト状材料が部品とともに引き離され、ペースト状材料が転写される。
【０００６】
ところが、上記メッシュは塗布台の上に一定間隔をあけて配置され、その間にペースト状材料を溜める構成となっているので、部品をメッシュに強く押しつけると、メッシュが撓む可能性がある。特に、部品は高さ方向にばらつきを持っており、多数の部品に同時にペースト状材料を転写する場合には、その高さばらつきを吸収させる必要がある。つまり、最も低い部品でもメッシュの上面に接触させる必要があり、そのためにはメッシュ上面に対して高さばらつき以上の押し込み量を持たねばならない。このような押し込み量のため、メッシュが下方へ撓み、ペースト状材料の塗布量にばらつきが生じる可能性があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ペースト状材料を部品の面に均一にかつ適量ずつ塗布できる部品へのペースト状材料の塗布方法および塗布装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１または請求項３に記載の発明によって達成される。
すなわち、請求項１に記載の発明は、部品の表面にペースト状材料を塗布する方法において、平坦な上面を有する塗布台と、上記塗布台の上面に固定されたメッシュ状シートと、上記メッシュ状シートを部分的に覆いかつその上面より一定高さだけ高く形成されたスペーサとからなる塗布装置を準備する工程と、ペースト状材料を上記塗布装置の上に供給し、上記スペーサ上にスキージを摺動させてスキージングすることにより、上記スペーサから露出したメッシュ状シートの上にスペーサの上面と同一高さにペースト状材料を塗布する工程と、上記部品の表面を上記メッシュ状シートに押しつけ、当該表面にペースト状材料を付着させる工程と、上記部品をペースト状材料から引き離すことにより、上記部品の表面にペースト状材料を転写する工程と、を有するペースト状材料の塗布方法を提供する。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、部品の表面にペースト状材料を塗布する装置であって、平坦な上面を有する塗布台と、上記塗布台の上面に固定されたメッシュ状シートと、上記メッシュ状シートを部分的に覆いかつその上面より一定高さだけ高く形成されたスペーサと、上記スペーサ上を摺動し、上記メッシュ状シート及びスペーサ上に供給されたペースト状材料をスキージングして、上記ペースト状材料を上記スペーサの上面と同一高さとなるように上記スペーサから露出した上記メッシュ状シート上に塗布するスキージとを備え、上記メッシュ状シートの上にペースト状材料を塗布した状態で、上記部品の表面を上記メッシュ状シートに押しつけることにより、上記部品の表面にペースト状材料を転写するようにしたことを特徴とするペースト状材料の塗布装置を提供する。
【００１０】
まず、塗布装置を準備する。塗布装置は、塗布台の平坦な上面にメッシュ状シート（以下、メッシュと呼ぶ）を固定し、その上にメッシュの上面より一定高さだけ高いスペーサを形成したものである。メッシュはスペーサによって部分的に覆われている。
この塗布装置の上面に所定量のペースト状材料を供給し、スキージで表面を均すと、ペースト状材料はスペーサ以外の領域、つまりメッシュが設けられた領域に充填され、その高さはスペーサの上面と同一高さになる。このとき、ペーストはメッシュの網目の中にも充填される。
次に、部品の面を上記スペーサ以外の領域に押しつけ、ペースト状材料を付着させる。このとき、部品の面をメッシュに押し付けると、メッシュは塗布台の上面に固定されているので、部品を強く押し付けてもメッシュの沈み込みが規制される。そして、部品をペースト状材料から引き離すことにより、部品の面にペースト状材料が転写される。
【００１１】
従来のように、メッシュを有しない平坦な塗布台の上に一定厚みでペーストを塗布し、その上に部品を押しつけた場合には、部品の端面が塗布台の上面に密着するので、部品の側面にはペーストがはみ出るものの、肝心の端面にはペーストが殆どつかない。これに対し、本発明ではメッシュの上に部品を押しつけるので、メッシュによって部品の端面と塗布台の上面との間に隙間を確保し、この隙間にペーストが介在する。そのため、部品を引き離すことで、必要量のペーストを部品の端面に転写することができる。また、メッシュの上に一定厚み（スペーサの厚みとメッシュの厚みとの差）のペースト膜が形成されているので、ペーストの供給量が不足せず、適量のペーストを部品に均一に付着させることができる。
【００１２】
請求項２または４のように、スペーサは、塗布台の上にメッシュ状シートを配置した後、その上に接着性材料を一定厚みでかつメッシュ状シートを部分的に覆うように塗布し、硬化させたものでもよい。
すなわち、スペーサとメッシュとを同一材料で形成することも可能であるが、メッシュの製作コストが高くなる。また、メッシュを塗布台の上に固定し、その上に硬質のスペーサを固定してもよいが、この場合にはスペーサの高さを高精度に設定するのが難しく、しかもスペーサと塗布台との隙間にメッシュが介在し、ペーストがこの隙間に入り込んでしまう恐れがある。隙間に入り込んだペーストは部品への塗布には有効利用されない。
そこで、塗布台の上にメッシュを配置し、その上から接着性材料を一定厚みで塗布し、硬化させたものであれば、接着性材料がメッシュの中に埋設され、スペーサによってメッシュが塗布台に固定される。そして、メッシュが露出した部分にペーストを塗布すれば、ペーストはスペーサの壁で拡がりが防止されるので、上記のようにスペーサと塗布台との隙間にペーストが入り込む恐れがない。しかも、接着性材料はその塗布量によって高さを制御できるので、スペーサの高さを高精度に設定するのが容易である。
このようなスペーサの形成方法としては、例えばスクリーン印刷法を用いてパターン形成してもよいし、感光性材料を全面に一定厚みで塗布し、感光による硬化、非感光部の除去によってパターン形成してもよい。
【００１３】
本発明のメッシュ状シートとしては、網状のものでもよいし、薄板に多数の小穴を空けたものでもよい。材質も、金属材料，樹脂材料のいずれでもよい。
本発明のペースト状材料としては、エポキシ系接着剤のような接着剤、導電ペースト、半田ペーストなど、如何なるペーストでもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜図５は本発明にかかるペースト塗布装置の第１実施例を示す。図１は組立状態の塗布装置の斜視図、図２はその分解斜視図、図３は塗布装置にペーストＰを塗布した状態の斜視図（なお、部品Ｗも同時に描かれている）、図４はペースト塗布前および塗布後の断面図、図５は塗布装置の使用方法を示す図である。
【００１５】
塗布板１は水平な上面を有しており、例えば０．１〜１５ｍｍ程度の厚みの金属板または硬質の樹脂板で構成されている。なお、塗布板１の底面は平滑な吸引ステージ（図示せず）で吸引固定される。塗布板１の上面には、その周囲に枠状に設けた接着剤層２によってメッシュ３が接着されている。メッシュ３は、金属メッシュまたは樹脂メッシュよりなり、５０〜６００メッシュ程度、好ましくは１００〜２５０メッシュ程度がよい。なお、ここでは網目状メッシュを用いたが、金属薄板または樹脂薄板に多数の小穴を形成したものでもよく、投影的に網目状となっておればよい。
【００１６】
塗布板１の上には、メッシュ３を部分的に覆い、かつメッシュ３の上面より一定高さｈ（図４参照）だけ高いスペーサ４が形成されている。高さｈとしては、例えば１μｍ〜１００μｍ程度がよく、特に５０μｍ以下が好ましい。スペーサ４には１個または複数の開口部５が形成され、この開口部５からメッシュ３が露出している。この実施例では、スペーサ４に水溶性接着剤（乳剤）が用いられ、メッシュ３の上に全面に一定厚みで塗布，乾燥してから、開口部５またはそれ以外の部分を感光させ、水で感光部または非感光部を除去することで、開口部５をパターン形成する。スペーサ４を形成することにより、メッシュ３は塗布板１に対しスペーサ４と重複する部分で固定される。なお、メッシュ３は、スペーサ４と重複しない部分（開口部５）では塗布板１の上面に接触している。
【００１７】
スペーサ４の形成方法としては、上記のように乳剤を全面に塗布、乾燥してから、感光させ、不要部を除去する方法のほか、例えば接着剤をスクリーン印刷法を用いてパターン形成し、加熱硬化させてもよい。なお、乳剤を用いた場合には、溶剤の代わりに水を使用できるので、安価でありかつ環境上も好ましい。
【００１８】
メッシュ３が露出する開口部５にはペーストＰが充填され、スペーサ４の表面と同一高さに形成される。ペーストＰとしては、エポキシ系接着剤、導電ペースト、半田ペーストなど種類を問わない。上記のようにスペーサ４の上面はメッシュ３の上面より一定高さｈだけ高いので、ペーストＰはメッシュ３の上面よりｈだけ厚く塗布される。後述するように、ペーストＰの上に部品Ｗを押しつけることにより、部品Ｗの面に所定量のペーストＰを転写することができる。
【００１９】
次に、本発明によるペースト塗布装置を用いて、電子部品Ｗ（ここではキャップ）の開口部端面にペーストを塗布する方法を説明する。
まず、図５の（ａ）のように、スペーサ４の上面にペーストＰを供給し、スキージＳで表面を均すことにより、メッシュ３が露出する開口部５にペーストＰを充填する。
上記のようにスキージングすることで、図５の（ｂ）のように、ペーストＰの表面がスペーサ４の表面と同一高さとなり、メッシュ３の上面よりｈだけ厚くペーストＰが塗布される。
次に、電子部品Ｗの開口部端面を下方に向けてメッシュ３の上に押しつける（図５の（ｃ）参照）。この時、メッシュ３は塗布板１の上に接触しているので、電子部品Ｗを強く押しつけてもメッシュ３の沈み込みが防止される。そのため、ペーストＰの部品Ｗの側面への回り込みが規制され、メッシュ３の網目を介してペーストＰが部品Ｗの開口部端面に付着する。
次に、部品Ｗを引き上げると、開口部端面に付着したペーストＰが部品Ｗとともに引き上げられ、所定量のペーストＰが転写される（図５の（ｄ）参照）。このとき、開口部端面が塗布板１に密着せず、塗布板１からメッシュ３の厚み分だけ離れているので、その間に介在するペーストＰが部品の開口部端面に付着する。部品Ｗの側面には、メッシュ３の上に形成されたペーストＰの厚み（ｈ）分だけ付着することになる。
その後、部品Ｗの開口部端面を基板などに接着することで、電子部品のパッケージを構成することができる。
なお、一回の転写が終了した後、図５の（ａ）〜（ｄ）の動作を繰り返せばよい。
【００２０】
図６は本発明方法の第２実施例を示す。
この実施例では、スペーサ１０の橋渡し部１１を田の字形とすることにより、４個の四角形の開口部１２を形成したものである。１３は塗布板、１４はメッシュである。
この実施例は、公知の塗布用治具にマトリックス状に保持された多数のチップ部品の端面にペーストを塗布する場合や、比較的大型の部品の端面にペーストを塗布する場合に適している。
【００２１】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
上記実施例では、メッシュ３を塗布板１に固定するため、周囲を接着剤層２で固定し、中間部をスペーサ４で部分的に固定したが、接着剤層２を省略してスペーサ４のみで塗布板１に固定してもよい。また、メッシュ３の塗布板１への固定方法はこれに限るものではなく、溶接や溶着などの他の方法を採用することもできる。
スペーサの形状は任意であり、ペーストを塗布すべき部品の形状に合わせて決定すればよい。したがって、スペーサは枠状である必要がなく、島状あるいは帯状に突出したものでもよい。
スペーサを枠状に形成した場合には、スペーサの開口部の大きさをペーストを塗布すべき部品の大きさにできるだけ近づける方がよい。その理由は、スキージングする際のペーストの厚みを高精度に設定できるからである。
本発明のペーストとしては、接着剤、導電ペースト、半田ペーストのほか、シリコーンゴムなどの可撓性材料であってもよく、塗布時においてペースト状であればよい。
ペーストを塗布すべき部品としては、実施例のようなパッケージを構成するキャップのほか、電子部品素子、基板、ケース、蓋など、如何なる部品でもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、塗布台の平坦な上面にメッシュを配置し、このメッシュを部分的に覆いかつメッシュの上面より一定高さだけ高いスペーサを形成し、スペーサ以外のメッシュの上にペーストを塗布した状態で部品の面を押しつけ引き離すことにより、部品の面にペースト状材料を転写するようにしたので、多数の部品に同時にペースト状材料を転写する場合でも、メッシュの下面が塗布台で支持されているので、メッシュの沈み込みが規制される。そのため、部品の側面へのペーストのはみ出しを防止でき、かつ部品の端面に均一にペーストを転写することができる。
また、メッシュの上にスペーサの厚みとメッシュの厚みとの差分の厚みのペースト膜が形成されているので、ペーストの供給量が不足せず、適量のペーストを部品に付着させることができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るペースト塗布装置の第１実施例の斜視図である。
【図２】図１に示すペースト塗布装置の分解斜視図である。
【図３】ペーストを充填したペースト塗布装置と部品との斜視図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線断面図および図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明の係るペースト塗布方法の一例を示す工程図である。
【図６】本発明に係るペースト塗布装置の第２実施例の斜視図である。
【符号の説明】
１      塗布台（塗布板）
２      接着剤層
３      メッシュ
４      スペーサ
５      開口部
Ｐ      ペースト
Ｗ      部品
【図１】
0004576734.tif 000002
【図２】
0004576734.tif 000003
【図３】
0004576734.tif 000004
【図４】
0004576734.tif 000005
【図５】
0004576734.tif 000006
【図６】
0004576734.tif 000007