(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性材料を貯留する貯留室を備えた装置本体と、前記貯留室に連通して配され、塗布面に臨む吐出口に、粘性材料の掻き取り手段を有し、また、貯留室内と貯留室から吐出口までの経路内の粘性材料を攪拌する攪拌手段を有する粘性材料塗布装置を用いた粘性材料塗布方法であって、吐出口の前後方向両側に配置され、塗布面に臨んで塗布面に接する１対のスキージ部と、これらスキージ部間に、塗布面に接触するよう配置されたプレートとで、前記掻き取り手段を構成し、生産待機中に、粘性材料塗布装置を、マスク上の開口部の無い箇所に移動させ、前記プレートをマスクの塗布面に平行に、吐出口と塗布面の全接触面積において粘性材料を掻き取るように、１対のスキージ間で往復動作を行なわしめると共に、前記攪拌手段を駆動することを特徴とする粘性材料塗布方法。
【請求項２】
粘性材料塗布装置の貯留室内に貯留室内の粘性材料に圧力を加える加圧手段を備えた請求項１に記載の粘性材料塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、はんだペーストや、導電ペーストなどの、組成成分が分離しやすい粘性材料の塗布方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の粘性材料塗布装置について図５の概略図を参照して説明する。従来、基板上に電子部品を実装する表面実装技術の分野においては粘性材料であるはんだペーストや導電性ペーストの基板への塗布については図５の（ａ）〜（ｃ）に示すようなスキージ方式が用いられてきた。スキージ方式とは、マスク３に平行にマスク３に接するようにウレタンゴム、金属板等を取付けたものをスキージ１とし、その進行方向にはんだペーストや、導電性ペースト等の粘性材料２を供給し、スキージ１によってマスク３面にその材料を押し付けながら進行させる（図５の（ａ））。そのマスク３の所定の場所に開口部３ａを設け、マスク３の開口部３ａに粘性材料２を充填する（図５の（ｂ））。その後スキージ１がマスク３の開口部３ａを通過する際に余分な粘性材料２を掻き取る作業を行い、スキージ１が全開口部３ａを通過した後に、マスク３の下面に配置してあるプリント基板４をマスク３から分離する（図５の（ｃ））と、マスク３の開口部３ａ内に充填された粘性材料２がプリント基板４上に転写、塗布される方式である。
【０００３】
このスキージ方式の場合は、マスク開口部に粘性材料を充填する作業に必要な充填圧力がスキージの移動速度、スキージの取付け角度等の因子を変更することによって変わる。特にスキージの取り付け角度を小さくすると充填圧力は大きくなることが一般に知られている。しかし、実際はスキージの取り付け角度を小さくすると、余分な粘性材料の掻き取りが不十分となり実用的ではなくなる。よって、取り付け角度の変更幅は必然的に限られ、この実用的な取り付け角度の範囲内における充填圧力はほとんど変化なく、限られた値しか得られない。
【０００４】
図６に示す測定結果によると前述のスキージ取り付け角度を変更しても測定値の充填圧力のピーク値は、ほぼ変化なく一定であることが分かる。一般的に充填作業の場合、マスクの開口部の面積が小さくなると、それによって開口部への粘性材料の充填が困難になり、より大きい充填圧力が必要となる。その場合に前述のスキージ方式による充填圧力では、マスク開口部全体に粘性材料を十分充填することができなくなる可能性があり、充填可能な開口面積の限界最小面積がある。
【０００５】
そこで、その欠点を補うために、図７のような充填力を強制的に加圧できるチャンバー方式の粘性材料の塗布方式が近年使用されている。図７に示すように、チャンバー５内に充填した粘性材料２に、加圧手段６によって強制的に圧力を加えることによってチャンバー５に設けた前後方向１対のスキージ１、１間に形成される吐出口から粘性材料２を押し出す力が作用し、マスク３上の開口部３ａ内に粘性材料２を強制的に充填する。つまり、粘性材料２に強制的に付加する加圧力が、開口部３ａへの粘性材料２の充填圧力となるので、開口部３ａの面積によって必要に応じた充填圧力を加圧することができる。
【０００６】
これら従来の塗布方式（スキージ方式およびチャンバー方式）を用いる際、塗布作業が中断した場合には、マスク上の開口部のない待機位置で、静止したまま塗布作業の再開まで待機することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のチャンバー方式による粘性材料塗布方式では、内部に貯留されている粘性材料が分離性を有し、チャンバー内に粘性材料を充填した状態で放置した場合に、チャンバー内で分離が起こってしまい、材料によっても異なるが、長時間に至る場合、チャンバーの吐出口のマスクに接する付近のマスク表面に成分が沈殿してしまう可能性もある。これは、粘性材料塗布作業のチャンバー移動中においても、チャンバー方式の場合、吐出口付近、つまりマスクに面する付近のわずかな粘性材料がマスクからの摩擦を受けて流動するのみで、チャンバー内の粘性材料全体が流動しずらい環境にあるからである。つまり、分離性を有する粘性材料の成分分離は、連続で塗布作業が行われている状態においても進行し、塗布作業が停止した状態での放置では、特にチャンバーの吐出口付近の成分分離が進行し、材料によっては成分が沈殿してしまう可能性もあった。
【０００８】
これに対して、前述のスキージ方式の塗布方式においては、図８に示すように、連続塗布作業中であれば、その動作そのものが粘性材料２の攪拌機能となっており、常に全体の攪拌が行われているのと同様であるといえる。しかし、この場合でも、塗布作業が停止して長時間放置された状態では、粘性材料２中のマスク３面付近には成分分離が起こって、場合によっては成分の沈殿が発生している可能性がある。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点を解消するためのものであり、このように成分分離性を有する粘性材料を使用して塗布作業を行う際にも、成分分離と成分の沈殿を防ぐことによって分離性を有する粘性材料の塗布作業性の向上、高品質化を図ることを目的とするものである。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明は、粘性材料を貯留する貯留室を備えた装置本体と、前記貯留室に連通して配され、塗布面に臨む吐出口に、粘性材料の掻き取り手段を有し、また、貯留室内と貯留室から吐出口までの経路内の粘性材料を攪拌する攪拌手段を有する粘性材料塗布装置を用いた粘性材料塗布方法であって、吐出口の前後方向両側に配置され、塗布面に臨んで塗布面に接する１対のスキージ部と、これらスキージ部間に、塗布面に接触するよう配置されたプレートとで、前記掻き取り手段を構成し、生産待機中に、粘性材料塗布装置を、マスク上の開口部の無い箇所に移動させ、前記プレートをマスクの塗布面に平行に、吐出口と塗布面の全接触面積において粘性材料を掻き取るように、１対のスキージ間で往復動作を行なわしめると共に、前記攪拌手段を駆動することを特徴とする。
【００１２】
【００１３】
上記粘性材料塗布方法において、貯留室内に貯留室内の粘性材料に圧力を加える加圧手段を備えたものを用いると好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の参考例及び実施形態の粘性材料塗布方法について説明する。
【００１５】
図１の（ａ）、（ｂ）は参考例の全体構成を示す。チャンバー（装置本体）５には、チャンバー５の直進動方向、すなわち前後方向の両側に１対のスキージ１、１が逆ハ字状に取付けられ、これらスキージ１、１間に塗布面に臨む吐出口２０が形成されている。チャンバー５の内部の貯留室には粘性材料２が隙間なく充填されている。また貯留室に配された加圧手段６によって加圧された粘性材料２は、前記吐出口２０よりマスク３の塗布面に供給される。
【００１６】
前記加圧手段６は、圧縮エアが供給、排出されることにより容積が増減するナイロンやゴム製のチューブ６ａで構成され、かつ前記チューブ６ａはコネクタ６ｂ、６ｂを介して加圧制御部７に連通している。
【００１７】
チャンバー５は、直動ユニット８に接続されており、直動ユニット８は駆動部９および駆動制御部１０によって移動速度、移動範囲等の動作制御がなされる。
【００１８】
又前記貯留室内の前記加圧手段６の下方位置に、粘性材料２を攪拌するためのプレート形状の攪拌シャフト（攪拌する手段）１１を、その両端部をチャンバー５の両側部に設けた軸受１１ａ、１１ａによって回転自在に支持された状態で配設されている。また攪拌シャフト１１の一端にはプーリ１１ｂが固着され、攪拌シャフト１１は図示しないモータによって前記プーリ１１ｂを介して回転駆動される。
【００１９】
次に動作の説明をする。まず、通常の塗布作業については、駆動部９によって動作制御される直動ユニット８によって、これに接続されるチャンバー５が塗布面であるマスク３にスキージ１を接したまま平行に移動する。このときチャンバー５内部の粘性材料２は加圧手段６によって加圧されている。これにより、チャンバー５がマスク３上を移動しながら、マスク３の開口部にさしかかった際にチャンバー５内部の加圧された粘性材料２の内部圧力がマスク３の開口部への充填圧力となり充填される。通常のプリント基板への粘性材料塗布作業ではこの動作が繰り返されるが、生産が停止した際はチャンバー５がマスク３上の開口部の無い位置で待機することになる。
【００２０】
このとき、長時間マスク３上の同一の個所で停止したままであると、チャンバー５内部の粘性材料２が分離性を有する場合に、成分分離もしくは成分の沈殿が発生する可能性がある。
【００２１】
そこで、生産が停止している間、このチャンバー５をマスク３上の開口部の無い範囲内において、直動ユニット８を介して駆動部９による動作制御によってある任意の距離を往復直進動させる（この動作を揺動動作と称する場合がある。）ことによってチャンバー５の吐出口２０付近に分離する粘性材料２を掻き取り、さらには攪拌シャフト１１の回転によってチャンバー５内の粘性材料２を攪拌し、成分分離または成分の沈殿を防ぐことができる。
【００２２】
図２の（ａ）〜（ｃ）は前述のチャンバー構成を用いての揺動攪拌動作を示す。チャンバー５は、生産待機中にマスク３上の開口部の無い範囲内でスキージ１、１の取り付け間隔の１０ｍｍ分だけ印刷方向に移動し、再び反対方向に１０ｍｍ移動して戻る。チャンバー５の移動速度は５ｍｍ／ｓｅｃである。この動作によって、チャンバー５の吐出口２０付近に分離する粘性材料２を掻き取り、また、攪拌シャフト１１を一定速度で回転させることにより、チャンバー５内部の粘性材料２を攪拌する。この動作を生産待機中に繰り返し行う。
【００２３】
図３に示すグラフは生産が２時間停止したと仮定したときの下記の２条件のチャンバー待機状態による内部の粘性材料の粘度変化について調べた結果である。この場合の粘性材料は、成分中に銅粉約９０重量％を含む導電性ペーストである。材料特性としては、溶剤中に混練されている銅粉末が、常温での放置によって分離しやすく、長時間（３０分程度）の放置では一部で完全に溶剤と銅粉末の分離が発生し銅粉末の沈殿が起こる。
【００２４】
＜条件１＞マスク上の開口部の無い範囲内でチャンバーが２時間静止したまま待機している状態
＜条件２＞チャンバーに取り付けられている２枚のスキージ取付け間隔以上のストロークでチャンバーを揺動させながら待機し続けた状態
以上の測定結果より、静止させたままの条件１の状態では、チャンバー吐出口のマスクに接する付近に存在する粘性材料の粘度が初期粘度に比較して上昇しているのが判る。これに対して、条件２のようにチャンバーを揺動させ続けた場合には放置２時間後においても、初期粘度に対してチャンバー先端部吐出口付近にある粘性材料の粘度上昇が見られない。これによって粘性材料の成分分離および、成分の沈殿を防ぐ効果があるといえる。
【００２５】
図４は本発明の実施形態を示す。この実施形態は、チャンバー５に設置されている相対する２枚のスキージ１、１の間に、塗布面であるマスク３に接触する面を有するプレート１３を配置する点で、上記参考例と異なっているが、他の構成は同様である。このプレート１３を２枚のスキージ１、１間で往復動作をさせることによってチャンバー５の吐出口のマスク３上面に分離、沈殿する粘性材料２の成分を掻き取る動作をさせる。この条件を条件３とすると、条件３の動作で２時間放置した後の粘性材料２の粘性変化測定結果についても前述の条件２の場合と同様、チャンバー吐出口の粘性材料２の粘度は初期粘度と変化なく、粘性材料２の成分分離および、成分の沈殿を防ぐ効果があるといえる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、分離性を有する粘性材料の塗布作業において、長時間生産が中断したときにおいても粘性材料の成分分離、および、成分の沈殿を防ぐことができる。そのため、常に安定した品質での塗布作業性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考例を示し、（ａ）はその横断面図、（ｂ）はその縦断面図である。
【図２】  本発明の参考例の動作を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す説明図である。
【図３】  本発明の参考例による効果の、従来例とを比較する比較図である。
【図４】  本発明の実施形態を示す横断面図である。
【図５】  従来例の動作を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す側面図である。
【図６】  従来例の充填圧力測定結果のグラフである。
【図７】  従来例の変形例を示す装置の側面図である。
【図８】  従来例の動作説明図である。
【符号の説明】
１  スキージ（スキージ部）
２  粘性材料
３  マスク（塗布面）
５  チャンバー（装置本体）
６  加圧手段
９  駆動部
１１  攪拌シャフト（攪拌する手段）
１３  プレート
２０  吐出口
【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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