(57)【要約】【課題】  実装基材へのクリーム半田印刷工程時において、簡便に印刷マスク面を平坦に保持し、印刷マスクのたわみを抑制できる手段を提供すること。【解決手段】  ステージ１の上に実装基材２を配置し、実装基材２の上に印刷マスク５を配置し、印刷マスク５の上に印刷スキージ６を移動しながら押圧せしめてクリーム半田７を塗り広げるとともに、実装基材２にクリーム半田７を印刷する、クリーム半田印刷方法において、実装基材２の厚みに基づきステージ１と印刷マスク５の間に生じる隙間の、所定箇所に支持部材４を配置して、支持部材４と実装基材２の両者により、押圧による印刷マスク５のたわみを抑制することを特徴とするものである。これにより、実装基材２へのクリーム半田印刷時において、印刷マスク５面を平坦に保持し、印刷マスク５のたわみを抑制することができる。【選択図】          図４
2007012791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージの上に実装基材を配置し、前記実装基材の上に印刷マスクを配置し、前記印刷マスク上に印刷スキージを移動しながら押圧せしめてクリーム半田を塗り広げるとともに、前記実装基材に前記クリーム半田を印刷する、クリーム半田印刷方法において、
前記実装基材の厚みに基づき前記ステージと前記印刷マスクの間に生じる隙間の、所定箇所に支持部材を配置して、該支持部材と前記実装基材の両者により、前記押圧による前記印刷マスクのたわみを抑制することを特徴とするクリーム半田印刷方法。
【請求項２】
前記支持部材は、前記実装基材の平面外側であって、前記印刷スキージの移動方向における前記実装基材の右側及び左側において、前記移動方向に個々に離れて複数配置される請求項１に記載のクリーム半田印刷方法。  
【請求項３】
前記支持部材は、前記印刷スキージの移動方向における前記実装基材の右側及び左側に一対で、前記移動方向に延在させて配置される請求項１に記載のクリーム半田印刷方法。
【請求項４】
前記支持部材は、前記実装基材の平面外側であって、該実装基材を取り囲むように配置される請求項１に記載のクリーム半田印刷方法。
【請求項５】
前記支持部材は、前記実装基材の平面外側であって、前記印刷スキージの移動方向における前記実装基材の前側及び後側に配置される請求項１に記載のクリーム半田印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子部品実装工程におけるクリーム半田印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、フレキシブル基板（ＦＰＣ）等の基板実装面には、複数の電子部品が表面実装技術（ＳＭＴ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）を用いて実装される。近年、ＦＰＣを始めとした実装基材においては、基板の小型化・高機能化に伴い、実装する部品及び基板配線が微小化・微細化しており、電子部品を高精度に実装する技術が求められている。
【０００３】
図８は、電子部品実装工程の一つであるクリーム半田印刷工程の従来構成を示したものである。９はステージ、１０はＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の実装基材、１１はステージ９と実装基材１０とを固定する粘着樹脂等の材料、１２は印刷マスク、１３は印刷スキージ、１４はクリーム半田、１５は印刷マスク開口部である。
【０００４】
図９は、図８のＡ−Ａ部断面を示しており、印刷スキージ１３も示している。従来のクリーム半田印刷工程において、例えば実装基材１０は、粘着樹脂１１によってステージ９に固定される。その後、実装基材１０の上に印刷マスク１２を位置決めする。その後、印刷マスク１２の上において、図９の矢印の方向に印刷スキージ１３を移動する。これによって、クリーム半田１４を印刷マスク１２上で塗り広げ、印刷マスク１２の開口部１５から実装基材１０の上にクリーム半田１４を印刷する方法が採用されている。
【０００５】
なお、電子部品実装工程における実装基材へのクリーム半田印刷工程については、例えば特許文献１にも開示されている。
【特許文献１】特開平５−１４７１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実装基材１０へのクリーム半田印刷工程では、厚み百数十μｍ程の印刷マスク１２を位置決めし、クリーム半田を数十μｍの位置決め精度で印刷する。その際、図１０に示すように、印刷スキージ１３の移動時の押圧によって、実装基材９の配置位置の外側周囲のような支えのない箇所では、印刷マスク１２がたわむ場合がある。それにより、印刷マスク１２と実装基材１０の間に隙間が生じたり、印刷マスク開口部１５の形状が歪んだりするため、クリーム半田１４の印刷量の不均一、印刷位置のずれ、印刷にじみ等が生じる。その結果、印刷量が不均一な場合は、部品の脱落や半田過多が生じ、またクリーム半田１４の印刷位置がずれた場合や印刷にじみが生じた場合は、配線間のショート、半田ボール等の不具合等が生じるため、はんだ付け工程が安定して行われないという課題がある。
【０００７】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、実装基材へのクリーム半田印刷工程時において、印刷マスク面を平坦に保持し、印刷マスクのたわみを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るクリーム半田印刷方法は、ステージの上に実装基材を配置し、前記実装基材の上に印刷マスクを配置し、前記印刷マスク上に印刷スキージを移動しながら押圧せしめてクリーム半田を塗り広げるとともに、前記実装基材に前記クリーム半田を印刷する、クリーム半田印刷方法において、前記実装基材の厚みに基づき前記ステージと前記印刷マスクの間に生じる隙間の、所定箇所に支持部材を配置して、該支持部材と前記実装基材の両者により、前記押圧による前記印刷マスクのたわみを抑制することを特徴とするものである。これにより、実装基材へのクリーム半田印刷時において、印刷マスク面を平坦に保持し、印刷マスクのたわみを抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の別の態様として、前記支持部材は、前記実装基材の平面外側であって、前記印刷スキージの移動方向における前記実装基材の右側及び左側において、前記移動方向に個々に離れて複数配置されるものである。これにより、簡便に印刷マスク面を平坦に保持することができる。
【００１０】
また、本発明の別の態様として、前記支持部材は、前記印刷スキージの移動方向における前記実装基材の右側及び左側に一対で、前記移動方向に延在させて配置されるものである。これにより、前記支持部材にかかる部品点数が減るため、部品コストを低減できる。
【００１１】
また、本発明の別の態様として、前記支持部材は、前記実装基材の平面外側であって、該実装基材を取り囲むように配置されるものである。これにより、印刷スキージの移動方向が実装基材に対して、Ｘ軸及びＹ軸方向、あるいは任意の方向に変更できるため、印刷方向に関する製造上の制約がなくなり、作業性が向上する。
【００１２】
また、本発明の別の態様として、前記支持部材は、前記実装基材の平面外側であって、前記印刷スキージの移動方向における前記実装基材の前側及び後側に配置されるものである。これにより、確実に印刷マスク面を平坦に保持することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、実装基材へのクリーム半田印刷工程時において、印刷マスク面を平坦に保持し、印刷マスクのたわみ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】
【００１４】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１５】
図１は、本実施形態にかかるクリーム半田印刷方法の構成を示したものである。１はクリーム半田印刷をその上で実行するステージ、２はクリーム半田を印刷する対象であるＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の実装基材、３はステージ１と実装基材２とを固定する粘着樹脂等の材料、４は支持部材、５は印刷マスク、６は印刷スキージ、８は印刷マスク開口部である。
【００１６】
ステージ１は、例えばアルミ等の金属で形成されており、ステージ１の上面部は、実装基材２や支持部材４を載置できるだけの大きさと印刷するに必要な平面度を備え、印刷スキージ６の押圧に対して平面度を維持できるような厚み、強度を有している。
【００１７】
実装基材２は、樹脂等を使用するフレキシブル基板（ＦＰＣ）やガラスエポキシ基板等の他、セラミック基板、金属基板を用いる。また、形状は、印刷面が平坦であれば、矩形基板形状の他、異形のパッケージ形状となっているものでもよい。なお、本形態においては、ステージ１の上に複数の実装基材２を配置し、これら複数の実装基材２を１回の印刷工程でクリーム半田印刷する例を説明するが、単数の実装基材２をステージ１上に配置し、クリーム半田印刷してもよい。
【００１８】
粘着樹脂３は、例えば耐熱性を有する両面粘着材にて形成される。なお、両面粘着材として、例えばＦＰＣの取り付け及び取り外しが容易となるように工夫されたＦＰＣ固定用粘着シートを用いればより好ましい。このＦＰＣ固定用粘着シートは、アルキル基の炭素数が４〜１４の（メタ）アクリル酸アルキルエステルを単量体主成分とし且つ分子内に官能基を含有しているアクリル系ポリマーと、アルミニウム系架橋剤とからなる粘着剤層が、基材の両面に形成されているものである。
このＦＰＣ固定用粘着シートは、特にＦＰＣに対する接着性や剥離性を保持しつつ、剥離後には接着剤成分がＦＰＣに残存せず、しかも、電子部品実装時のリフロー工程等の加熱工程を経ても密着性及び剥離性が優れている。粘着樹脂３を上記両面粘着材で形成した場合、ＦＰＣ等の実装基材２の裏面を上記両面粘着材の粘着力で確実に保持することができる。
【００１９】
支持部材４はステージと印刷マスクとの間に配置され、クリーム半田印刷時において印刷マスク５上を移動する印刷スキージ６を支持する。支持部材４は、特に、実装基材２の外側を印刷スキージ６が移動するときに、その印刷スキージ６を支持する。これにより、実装基材２の上に位置決めした印刷マスク５が印刷スキージ６の押圧のためにたわむことを抑制する効果を有する。好ましくは、支持部材４は、印刷スキージ６が実装基材２の配置位置の外側において印刷マスク５上を移動するときは、常に印刷スキージ６を支持する。これによって、印刷マスク５のたわみによるクリーム半田のずれやにじみを確実に防止する。
【００２０】
図１の例において、ステージ１上には複数の支持部材４が配置されている。各支持部材４は、実装基材２の配置位置の外側において、実装基材２周辺の印刷マスク５の支えのない箇所に配置されている。具体的には、実装基材２の配置位置の外側において、支持部材４は、印刷スキージ６の移動方向（図１において左側から右側）について、その右側と左側のそれぞれにおいて、印刷スキージ６移動方向に個々に離れて複数配置されている。また、印刷スキージ６移動方向について、支持部材４は実装基材２を介して線対称となるように配置されている。ここで、支持部材４は、印刷スキージ６移動方向における各実装基材２の前側端及び後側端と重なるように配置されている。
【００２１】
図２は、図１のＡ−Ａ部断面図である。ステージ１の上には、実装基材２と支持部材４が配置されている。その上に印刷マスク５が位置決めされ、その上から印刷スキージ６が印刷マスク５の上を移動する。
【００２２】
図２に示すように、支持部材４は、２つの部材により構成されており、一部に両面粘着材を配設して形成される。支持部材４は、印刷マスク５のたわみ量を小さくするため、粘着樹脂３と実装基材２とを重ね合わせた厚みと略同一の厚みを有することが好ましい。図２は、上面側に配設される第一の支持部材としての金属板４ａと下面側に配設される第二の支持部材としての両面粘着材４ｂとの構成を示したものであり、この場合、下面側に配設された両面粘着材４ｂは、粘着樹脂３と同じ両面粘着材により固定または所定の貼付手段によりステージ１に貼付されていることが好ましい。
また、図３に示すように、上面側に配設される第一の支持部材を両面粘着材４ｂ、下面側に配設される第二の支持部材を金属板４ａとして構成し、両面粘着材４ｂによって印刷マスク５に貼付けられていてもよい。なお、金属板４ａは、ステージ１４や実装基材２と同じ材料で形成してもよいし、その他の材料で形成してもよい。
【００２３】
印刷マスク５は、実装基材２上にクリーム半田７を印刷するための版であり、例えばステンレス等の金属で形成されており、実装基材２に形成されているパターンと略同形状の印刷マスク開口部８をマスク内部に有する。印刷スキージ６は、印刷マスク上にクリーム半田７を塗り広げて印刷マスク開口部より押し出すものであり、例えば先端部が樹脂材料によって板状に成型されたもので、実装基材２と支持部材４とを含めた印刷領域をカバーできる幅を有する。
【００２４】
図４は、図１のＢ−Ｂ部断面図である。図４に示すように、上述した構成において、印刷マスク５を実装基材２の上に位置決めし、印刷スキージ６によって、印刷マスク５上にクリーム半田７を塗り広げ、印刷マスク開口部８を通してクリーム半田７を実装基材２に印刷する。本形態では、印刷スキージ６でクリーム半田７を印刷する際、支持部材４の配設によって、実装基材２周囲の段差と印刷スキージ６の押圧による印刷マスク５のたわみを抑制し、簡便に印刷マスク５を平坦に保持することができる。
【００２５】
これにより、印刷マスク５と実装基材２の間に隙間が生じたりすることで、クリーム半田７の印刷量が不均一になったり、印刷位置がずれたり、印刷にじみが生じるという難点が解消できる。したがって、印刷量の不均一による部品の脱落や半田過多、また、クリーム半田７の位置ずれやにじみによる配線間のショート、半田ボール等の不具合がなくなり、はんだ付け工程が安定して行われるという効果がある。また、印刷マスク５のたわみを抑制することによって、印刷マスク５の耐用寿命も延びるため、製造コストを削減することができる。
【００２６】
クリーム半田７は、主に錫の合金である半田材料を大きさ数１０μｍφの粒子状に成型したものと、金属表面を活性化させる溶剤である液状のフラックス等とを混合した半田材料であり、ペースト状態のため、印刷及びディスペンス塗布などの方法でクリーム半田を実装基材に配設することができる。なお、実装基材２に塗布した後、チップ部品等をクリーム半田の上に位置決めし、リフロー工程によって高温で融解させ、実装基材２の端子金属とチップ部品の電極等とを接続する材料となるものである。
【００２７】
なお、支持部材４の大きさや形状は、印刷時の印刷スキージ６の押圧と印刷マスク５のたわみ具合を考慮して、最適な条件が得られるようにすると安定的である。また、実装基材２からの距離については、実装基材２を除去する時のハンドリング性を考慮して最適な寸法を得られるようにすると効率的である。
【００２８】
図５は本発明にかかる支持部材４の配置の変形例を示したものである。支持部材４は、ステージ１上の実装基材２の配置位置の外側であり、印刷スキージ６の移動方向における実装基材２の配置位置の右側及び左側のそれぞれにひとつずつ、その実装基材２を挟み込むように配置されている。左右の各支持部材４は、前記移動方向に延在し、好ましくは、印刷スキージ６が印刷マスク５上を移動する間は、常にそれを支持する。このように、印刷スキージ６の移動方向の左右側それぞれに一つの支持部材４を配置する構成は、支持部材４の部品点数が少ないため、部品コストを低減することができる。また、ステージ１から支持部材４の除去を迅速に行うことができるため、ステージ１の洗浄作業などの作業時間が短縮される。
【００２９】
図６は、本発明にかかる支持部材４の配置の変形例を示したものである。支持部材４は、ステージ１上の実装基材２の配置位置の外側であり、その実装基材２を取り囲むように延在して配置される。このように、支持部材４が実装基材２の周囲４箇所にあるため、印刷スキージ６の移動方向が実装基材２に対して、Ｘ軸及びＹ軸方向の二方向に可動できる。したがって、印刷方向に関する製造上の制約や、Ｘ方向とＹ方向の変更作業がなくなり、作業性が向上する。なお、図６の例において各辺には一つの支持部材４が配置されているが、これらを、図１に示したような互いに離間した複数の支持部材４とすることも可能である。
【００３０】
図７は、本発明にかかる支持部材４の配置の変形例を示したものである。支持部材４はステージ１上の実装基材２の配置位置の外側であって、印刷スキージ６の移動方向における実装基材２の配置位置の前側及び後側に対向する位置に、各実装基材２に近接して配置される。これにより、実装基材２周辺の段差がなくなるため、確実に印刷マスク５の面のたわみが抑制される。
【００３１】
また、実装基材２と近接していることから、実装基材２を除去する時のハンドリング性を考慮して、最適な間隔を得られるようにすると効率的である。
【００３２】
なお、本発明が上記の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、上記の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。例えば、クリーム半田印刷工程後の電子部品の搭載工程、及びリフロー工程、及び洗浄工程等において、ステージ１を搬送用治具として実装基材２を搭載した状態で搬送してもよい。それによって、実装基材２の移し変えに必要な作業時間の削減や、移し変え時のハンドリング不具合を抑制する効果が得られる。この場合、使用する粘着樹脂３及び支持部材４については、リフロー工程等の加熱工程を経ても密着性及び剥離性が優れているＦＰＣ固定用粘着シートを用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態にかかるクリーム半田印刷方法の構成を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図であり、支持部材の固定位置の変形例を示す図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ断面図であり、印刷スキージの動作状態を示す図である。
【図５】本実施形態において、支持部材の配置の変形例を示す図である。
【図６】本実施形態において、支持部材の配置の変形例を示す図である。
【図７】本実施形態において、支持部材の配置の変形例を示す図である。
【図８】従来のクリーム半田印刷方法の構成を示す図である。
【図９】図８のＡ−Ａ断面図である。
【図１０】従来のクリーム半田印刷方法において、印刷スキージの押圧により、印刷マスクがたわむ様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ステージ、  ２  実装基材、  ３  粘着樹脂、  ４  支持部材、    
４ａ  金属板、  ４ｂ  両面粘着材、  ５  印刷マスク、  
６  印刷スキージ、  ７  クリーム半田、８  印刷マスク開口部、
９  ステージ、  １０  実装基材、  １１  粘着樹脂、  １２  印刷マスク
１３  印刷スキージ、  １４  クリーム半田、  １５  印刷マスク開口部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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