(57)【要約】      （修正有）【課題】ステンシルへの損傷を防止する。【解決手段】粘性材料３３０を基板３０５に塗布するためのステンシル３１５は、基板３０５に取り付けられた実質的に平坦なプレートであって、当該プレートが、第１の寸法の少なくとも１つのアパーチャ、および、第２の寸法の少なくとも１つの逃げ孔３２２を有し、少なくとも１つのアパーチャが、基板３０５の印刷面３１０と整合するように構成され、少なくとも１つの逃げ孔３２２が、当該印刷面３１０よりも高さが高い特徴と整合するように構成される、プレートと、粘性材料３３０をプレートに塗布するスキージ３２５から、印刷面３１０よりも高さが高い特徴を保護するように、プレートの上面に取り付けられ、且つ、少なくとも１つの逃げ孔３２２上に配置されるマスク３１４と、を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性材料を基板に塗布するためのステンシルであって、
前記基板に取り付けられる実質的に平坦なプレートであって、前記プレートが、第１の寸法の少なくとも１つのアパーチャおよび第２の寸法の少なくとも１つの逃げ孔を有し、前記少なくとも１つのアパーチャが、前記基板の印刷面と整合するように構成され、前記少なくとも１つの逃げ孔が、前記印刷面よりも高さが高い特徴と整合するように構成される、前記プレートと、
前記プレートの上面に取り付けられ、且つ、前記少なくとも１つの逃げ孔上に位置決めされるマスクであって、前記プレート上に粘性材料を与えるスキージから、前記印刷面よりも高さが高い前記特徴を保護する、前記マスクと、
と含むステンシル。
【請求項２】
請求項１に記載のステンシルであって、前記粘性材料が、はんだペースト、ガラスペースト、エポキシ、および、導電接着剤から構成されるグループから選択される、前記ステンシル。
【請求項３】
請求項１に記載のステンシルであって、前記プレートがステンレス鋼プレートである、前記ステンシル。
【請求項４】
請求項１に記載のステンシルであって、前記プレートがニッケルプレートである、前記ステンシル。
【請求項５】
請求項１に記載のステンシルであって、前記印刷面がボンドパッドである、前記ステンシル。
【請求項６】
請求項１に記載のステンシルであって、前記マスクが前記特徴と一致するピッチで構成される、前記ステンシル。
【請求項７】
請求項１に記載のステンシルであって、前記スキージが、制御された速度および力で、前記プレートの前記上面で前記粘性材料を駆動するのに使用される、角度を付けられたブレードである、前記ステンシル。
【請求項８】
請求項１に記載のステンシルであって、前記スキージが、
本体と、
前記本体の近位部上のハンドルと、
前記本体の遠位部上のブレードと
を含む、前記ステンシル。
【請求項９】
請求項８に記載のステンシルであって、前記ブレードが切欠きを形成されて、ブレードが前記マスクと接触するのが防止される、前記ステンシル。
【請求項１０】
少なくとも１つの印刷領域、および、前記印刷領域よりも高さが高い少なくとも１つの特徴を有する基板を提供することと、
前記印刷領域と整合するように構成されるアパーチャ、および、前記印刷領域よりも高さが高い前記特徴と整合するように構成される逃げ孔を含むステンシルを提供することと、
前記基板を位置決め器具に固定することと、
前記ステンシルを前記基板に固定することと、
前記アパーチャを前記印刷領域と整合させ、前記逃げ孔を前記特徴と整合させることと、
前記逃げ孔における前記特徴にマスクを固定すること
を含む、方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、さらに、
前記ステンシルの第１の端部に粘性材料を塗布することと、
制御された速度および力で、スキージにより、前記ステンシル上で前記粘性材料を駆動すること
を含む、前記方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、さらに、前記基板から前記ステンシルを解放することを含む、前記方法。
【請求項１３】
請求項１０に記載の方法であって、前記基板が、チップ、ウェハ、および、プリント回路板（ＰＣＢ）から構成されるグループから選択される、前記方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の方法であって、前記粘性材料が、はんだペースト、ガラスペースト、エポキシ、および、導電接着剤から構成されるグループから選択される、前記方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の方法であって、前記ステンシルがステンレス鋼プレートである、前記方法。
【請求項１６】
請求項１０に記載の方法であって、前記ステンシルがニッケルプレートである、前記方法。
【請求項１７】
請求項１０に記載の方法であって、前記マスクが、前記少なくとも１つの特徴と一致するピッチで構成される、前記方法。
【請求項１８】
請求項１１に記載の方法であって、前記スキージが、制御された速度および力で、前記ステンシルの上面で前記粘性材料を駆動するのに使用される、角度を付けられたブレードである、前記方法。
【請求項１９】
請求項１１に記載の方法であって、前記スキージが、
本体と、
前記本体の近位部上のハンドルと、
前記本体の遠位部上のブレードと
を含む、前記方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、前記ブレードがノッチを形成されて、ブレードが前記マスクと接触するのが防止される、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、ステンシル印刷に関し、詳細には、傾斜面上でのスキージ印刷に関する。
【０００２】
表面実装アセンブリプロセスの最重要部分の1つは、プリント回路板（ＰＣＢ）へのはんだペーストの塗布である。このプロセスの１つの狙いは、適正な量のはんだペーストを、はんだ付けされるパッドのそれぞれに正確に堆積させることである。これは一般に、ステンシルを使用してはんだペーストをスクリーン印刷することにより達成される。プロセスのこの部分が、正しく制御されない場合、大部分のアセンブリ欠陥の原因であると広く考えられている。
【０００３】
一般に、スキージ印刷とも称されるステンシル印刷は、ステンシルのアパーチャ開口部を介して基板上へ粘着材料を堆積することによるプロセスである。ステンシルアパーチャの構成が、堆積の基本的なレイアウトを決定する。
【０００４】
各スキージ印刷アプリケーションにおいて、ステンシルの底部が印刷面の上部に接触することをプロセスが必要とするので、印刷すべき面は、最も高さのある表面でなければならない。印刷面が最も高さのある表面でない場合、ステンシルの底部は、印刷面に到達する前に、最も高さのある表面に接触することになり、結果として、ステンシルへの損傷が生じる。
【発明の概要】
【０００５】
以下は、本願で説明される革新の簡単な概要を示すものである。本概要は、本発明の広範な概略ではない。本発明の重要または不可欠な要素を特定することも、本発明の範囲を提示することも意図していない。その唯一の目的は、以降で示されるより詳細な説明の前置きとして、簡単な形で本発明のいくつかの概念を表すことにある。
【０００６】
本発明は、一般にステンシル印刷に関し、より詳細には、傾斜面上のスキージ印刷に関する。
【０００７】
１つの態様において、本発明は、粘性材料を基板に塗布するステンシルを特徴とし、ステンシルは、基板に取り付けられた実質的に平坦なプレートであって、当該プレートが、第１の寸法の少なくとも１つのアパーチャ、および、第２の寸法の少なくとも１つの逃げ孔または救済の孔（ｒｅｌｉｅｆ  ｈｏｌｅ）を有し、少なくとも１つのアパーチャが、基板の印刷面と整合するように構成され、少なくとも１つの逃げ孔が、当該印刷面よりも高さが高い特徴または外形と整合するように構成される、実質的に平坦なプレートと、粘性材料をプレートに塗布するスキージから、印刷面よりも高さが高い特徴を保護するように、前記プレートの上面に取り付けられ、且つ、少なくとも１つの逃げ孔上に配置されるマスクと、を含む。
【０００８】
別の態様において、本発明は、少なくとも１つの印刷領域、および、当該印刷領域よりも高さが高い少なくとも１つの特徴または外形を有する基板を提供することと、印刷領域と整合するように構成されるアパーチャ、および、印刷領域よりも高さが高い特徴と整合するように構成される逃げ孔を含むステンシルを提供することと、基板を位置決め器具に固定することと、ステンシルを基板に固定することと、アパーチャを印刷領域と整合させ、且つ、逃げ孔を特徴と整合させることと、逃げ孔における特徴にマスクを固定すること、を含む方法を特徴とする。
【０００９】
上記および他の特徴および利点が、以下の詳細な説明を読み、関連する図面を検討することによって明らかとなろう。前述の一般的な記載と以下の詳細な説明との両方は、単に説明的なものであり、請求される態様を限定するものでない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の特徴および利点が、添付の図面とともに以下の説明から明らかとなろう。
【００１１】
【図１】第１の例示的なステンシル印刷アプリケーションの断面図である。
【００１２】
【図２】第２の例示的なステンシル印刷アプリケーションの断面図である。
【００１３】
【図３】第３の例示的なステンシル印刷アプリケーションの断面図である。
【００１４】
【図４】例示的な切込みのあるスキージの図である。
【００１５】
【図５】フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の以下の詳細な説明は、発明を実施し得る特定の実施形態を図示する添付の図面を参照する。実施形態は、当業者が本発明を実施することが可能なように十分に詳細に本発明の態様を説明することが意図される。他の実施形態が用いられてもよく、また、本発明の範囲から逸脱することなく、変更がなされてもよい。以下の詳細な説明は、それゆえ、限定的な意味で捉えられるべきでない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲、および、このような特許請求の範囲により与えられる等価物の全範囲によってのみ規定される。
【００１７】
この説明において、「１つの実施形態（ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「或る実施形態（ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「複数の実施形態（ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）」への参照は、参照される１つまたは複数の特徴が、本技術の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。この説明における「１つの実施形態」、「或る実施形態」または「複数の実施形態」への個々の参照は、必ずしも同一の実施形態を参照するものでなく、特に記載がない限り、および／または、本説明から当業者にとって容易に明らかでない限り、相互に包括的なものでもない。例えば、１つの実施形態において説明される特徴、構造、動作等は、他の実施形態に含まれてもよいが、必ずしも含まれるものではない。このように、本技術は本願で説明される実施形態の様々な組合せおよび／または統合を含んでよい。
【００１８】
図１に示すように、例示的なステンシル印刷アプリケーション１００の断面図は、ＰＣＢ１０５を含む。ＰＣＢ１０５は、１つまたは複数の印刷面１１０（例えば、ボンドパッド）を含む。ステンシル１１５は、ＰＣＢ１０５の上面に固定される。一般に、ステンシル１１５などのステンシルは、例えば、ステンレス鋼またはニッケルから製造されてよい。ステンシル１１５は、ＰＣＢ１０５上のそれぞれの印刷面１１０と整合するように設計されるアパーチャ（開口）１２０を含む。一般に、アパーチャ１２０などのアパーチャは、例えば、レーザ切断技術を使用してステンシル１１５に形成される。ステンシル１１５の底部は、印刷面１１０の上部に接触する。スキージと称される、角度を付けられたブレード１２５が、制御された速度および力で、ステンシル１１５の表面上で粘着材料１３０を駆動するのに使用される。
【００１９】
一般に、スキージ１２５などのスキージは、例えば、金属またはポリウレタンなどのプラスチックから製造される。例示的な粘性材料には、これに限定されるのではないが、はんだペースト、ガラスペースト、エポキシ、銀ペーストなどの導電接着剤等が含まれる。スキージ１２５がステンシル１１５上を移動する結果、ステンシル１１５のアパーチャ１２０は、粘性材料１３０で充填される。ステンシル１１５が印刷面１１０から離されると、充填されたアパーチャの結果として生じる内容物（すなわち、粘性材料１３０）が、印刷面１１０に転写され、これにより、堆積が形成される。
【００２０】
上記のアプリケーション１００などのすべてのスキージ印刷アプリケーションにおいて、いずれのスキージ印刷アプリケーションも、ステンシル１１５の底部が印刷面１１０の上部と接触することを必要とするので、印刷面１１０は、常に、ＰＣＢ１０５上の最も高さのある表面でなければならない。
【００２１】
図２に示すように、例示的なステンシル印刷アプリケーション２００の断面図は、ＰＣＢ２０５を含む。ＰＣＢ２０５は、１つまたは複数の印刷面２１０（例えば、ボンドパッド）、および、高さのある構成要素（ｔａｌｌ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ）２１２を含む。ステンシル２１５は、ＰＣＢ２０５の上面に固定される。しかし、ステンシル２１５は、ＰＣＢ２０５上のそれぞれの印刷面２１０と整合するように設計されるアパーチャ２２０を含むが、高さのある構成要素２１２により、ステンシル２１５の底部が、印刷面２１０の上部と接触することを妨げられる。ステンシル２１５をＰＣＢ２０５に固定するように試みると、ステンシル２１０が変形する結果となり得る。さらに、スキージと称される角度を付けられたブレード２２５が、制御された速度および力で、粘性材料２３０（例えば、はんだペースト、ガラスペースト、エポキシ、導電接着剤等）をステンシル２１５の表面上で駆動するのに使用される場合、ステンシル２１５もまた変形されることがあり、および／または、アパーチャ２２０へ進入する粘性材料２３０がＰＣＢ２０５の上面へ制御不能に流れることがある。
【００２２】
図３に示すように、本発明の原理に従った例示的なステンシル印刷アプリケーション３００の断面図は、ＰＣＢ３０５を含む。ＰＣＢ３０５は、１つまたは複数の印刷面３１０（例えば、ボンドパッド）、および、高さのある構成要素３１２（高さのある特徴とも称される）を含む。ステンシル３１５は、ＰＣＢ３０５の上面に固定される。ステンシル３１５は、ＰＣＢ３０５上のそれぞれの印刷面３１０と整合されるように設計されたアパーチャ３２０を含む。ステンシル３１５はさらに、逃げ孔３２２も含む。この代表的な断面図においては、１つの逃げ孔３２２のみが図示されているが、他の実施例は、ＰＣＢ上にある複数の高さのある特徴または外形に一致するように、複数の逃げ孔を含んでもよいことを理解すべきである。逃げ孔３２２を含むと、高さのある構成要素３１２に、ステンシル３１５の通過を提供することにより、ステンシル３１５の底部が印刷面３１０の上面に接触することが可能となる。より具体的には、逃げ孔３２２は、高さのある構成要素３１２と同じ位置およびピッチでステンシル３１５内に切断（カット）される。スキージと称される角度を付けられたブレード３２５は、制御された速度および力で、粘性材料３３０（例えば、はんだペースト、ガラスペースト、エポキシ、導電接着剤等）をステンシル３１５の表面上で駆動するのに使用される。スキージ３２５の移動が開始される前に、粘性材料３３０またはいずれの他の汚染物質との接触から、高さのある構成要素３１２を保護するように、カバーまたはマスク３１４がステンシル３１５の上面に付着される。マスク３１４は、高さのある特徴３１２と同じピッチで構成される。スキージ３２５がステンシル３１５を移動する結果、ステンシル３１５のアパーチャ３２０は粘性材料３３０で充填される。ステンシル３１５が印刷面３１０から離されるとき、充填されたアパーチャの結果として生じる内容物（すなわち、粘性材料３３０）が印刷面３１０に転写され、これにより、堆積が形成される。ステンシル３１５を取り外すと、さらに、高さのある構成要素３１２が露出する。このように、図３に示す構成により、可変の高さの表面上で印刷を実行することが可能となる。
【００２３】
１つの実施形態において、スキージ３２５のブレードは、ステンシル３１５の上面上のカバー３１４の上および／またはその周辺を通過するようにリリーフカット（救済カット）される。
【００２４】
１つの実施例において、粘性材料３３０は、１つまたは複数の高さのある特徴３１２よりも低い印刷を必要とする表面３１０を有する自動車用センサに塗布される、ガラスペーストである。
【００２５】
図４に示すように、１つの例示的な製造の間、ステンシル４１０は、それぞれいくつかのペアのポートフランジ４１５により据え付け器具（図示せず）に固定されるいくつかの自動車用センサ（図示せず）を覆う。ステンシル４１０内の印刷パターン４２０（すなわち、アパーチャ）は、ＰＣＢ上のそれぞれの印刷面と整合される。ステンシル４１０は、ポートフランジ４１５の各ペアのための逃げ孔（図示せず）を含む。カバー４２５、４３０が、ステンシル４１０の上面に付着され、印刷のために粘性材料用チャンネル４３５を生成する。スキージ４５０のブレード４４５は、カバー４２５、４３０に接触することなく、チャンネル４３５内の印刷をするように切欠きが形成される。スキージ４５０のブレード４４５は、カバー４２５、４３０により生成されるチャンネル４３５内部を移動し、下のポート上にパターン４２０を印刷する。
【００２６】
図５に示すように、プロセス５００は、少なくとも１つの印刷領域と、当該少なくとも１つの印刷領域よりも高い高さの少なくとも１つの特徴とを有する基板を提供すること（５１０）を含む。
【００２７】
プロセス５００は、少なくとも１つの印刷領域と整合するように構成されるアパーチャと、少なくとも１つの特徴と整合するように構成される逃げ孔とを含むステンシルを提供する（５２０）。
【００２８】
プロセス５００は、基板を位置決め器具に固定する（５３０）。
【００２９】
プロセス５００は、ステンシルを基板に固定し、アパーチャを少なくとも１つの印刷領域と整合させ、且つ、逃げ孔を少なくとも１つの特徴と整合させる（５４０）。
【００３０】
プロセス５００は、逃げ孔内の特徴上にマスクを固定する（５５０）。
【００３１】
プロセス５００は、ステンシルの第１の端部に粘性材料を塗布する（５６０）。
【００３２】
プロセス５００は、制御された速度および力で、スキージによりステンシル上で粘性材料を駆動する（５７０）。
【００３３】
プロセス５００は、基板からステンシルを解放する（５８０）。
【００３４】
要約すれば、本発明により、最も高さのある表面でない表面上で印刷を実行することが可能となる。構成要素または特徴により、ステンシルの底部が印刷面に接触することが防止されるスキージ印刷プロセスにおいて、本発明は、特徴および構成要素と同じ位置およびピッチでステンシルにカットされた逃げ孔または救済孔を使用する。これにより、ステンシルが印刷面に対して低い場合、最も高さのある構成要素が、ステンシルを通過することが可能になる。
【００３５】
構成要素または特徴がステンシルを一旦通過すると、それらは、印刷サイクルの間、印刷媒体の汚染物質から保護される必要がある。これは、逃げ孔の切断の周辺のステンシルの上側にカバーマスクを付着させることにより達成される。
【００３６】
いくつかの実施態様において、スキージブレードはまた、ステンシルの上面上の保護マスクの上またはその周辺を通過するようにリリーフカットされる。
【００３７】
本発明が示的な実施形態を参照して説明されたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされてよく、また、等価物が、本発明の要素に代用されてよいことが当業者により理解されよう。従って、一見すると限定的な記述は、特定の実施形態に関してのみなされたものであり、本発明を限定するものでない。さらに、本発明の必須の範囲から逸脱することなく、本発明の教示に対して特定の機器、状況または材料を用いるために、多くの修正形態が当業者により理解されよう。それゆえ、本発明は、本発明を実施するために熟考された最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されず、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内にあるすべての実施形態を含むことが意図される。
【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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