(57)【要約】【課題】吸着面に凹凸等があり、吸着面との密着性が悪いワークであってもクリームはんだ印刷を行なうことができ、安価なクリームはんだ印刷装置を得ること。【解決手段】印刷マスク載置面１２ｈと、前記印刷マスク載置面１２ｈから一段低い凹部として形成され底面がワーク吸着面１２ｆとなるワーク収容部１２ａと、前記ワーク吸着面１２ｆから一段低い凹部として形成されワーク１１により閉塞される負圧室１２ｂと、前記負圧室１２ｂを真空発生器に連通させる吸引孔１２ｃと、印刷マスク１３が載値されて閉塞された前記ワーク収容部１２ａを外気に連通させる通気孔１２ｅと、を有するワーク保持テーブル１２と、前記印刷マスク１３上を摺動し前記印刷マスク１３の開口パターン１３ａを介して前記ワーク１１にクリームはんだ１４を印刷するスキージ１５と、を備える。【選択図】        図５
2009241525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷マスク載置面と、前記印刷マスク載置面から一段低い凹部として形成され底面がワーク吸着面となるワーク収容部と、前記ワーク吸着面から一段低い凹部として形成されワークにより閉塞される負圧室と、前記負圧室を真空発生器に連通させる吸引孔と、印刷マスクが載値されて閉塞された前記ワーク収容部を外気に連通させる通気孔と、を有するワーク保持テーブルと、
前記印刷マスク上を摺動し前記印刷マスクの開口パターンを介して前記ワークにクリームはんだを印刷するスキージと、
を備えることを特徴とするクリームはんだ印刷装置。
【請求項２】
前記スキージを、前記印刷マスク上で摺動させるスキージ送り装置を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のクリームはんだ印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空吸着したセラミック基板等のワークに、クリームはんだを印刷するクリームはんだ印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、クリームはんだ印刷においては、印刷時におけるワークの位置ズレを防止するため、ワークを機械的に固定するか、若しくは、真空吸着して固定する。真空吸着による固定では、ワークを吸着面に密着させ、その間に負圧を発生させることによってワークを保持する。それ故、十分な固定力を得るには、ワークと吸着面との密着性や真空発生装置の吸込み能力が重要となる。
【０００３】
しかしながら、ワークの反りや凹凸などにより、吸着面との密着が不十分な場合や、ワークにスルーホール等の穴が形成されている場合には、密着の不十分な箇所やスルーホールからエア漏れが発生してしまい、十分な固定力が得られない。
【０００４】
さらに、エア漏れの影響により、印刷時に、クリームはんだが吸込まれる不具合が発生する。不具合の形態には、印刷マスクとワークとの間にクリームはんだが印刷形状よりも大きく広がるにじみやダレ、隣接するはんだ同士がつながるブリッジなどがある。
【０００５】
従来、基板にクリームはんだを印刷するクリームはんだ印刷機において、クリームはんだの印刷時に前記基板を印刷位置で保持する保持手段を備えるクリームはんだ印刷機のワーク保持装置であって、前記保持手段に設けられ、吸着により前記基板を固定する吸着固定手段と、該吸着手段による吸着のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段をと、を備え、該制御手段は、前記吸着固定手段による前記基板の吸着をＯＮとして前記保持手段に前記基板を保持させたのちに、印刷動作中に、前記吸着固定手段による前記基板の吸着をＯＦＦとし、印刷終了後に、吸着固定手段による基板の吸着をＯＮとし、基板を確実に保持させるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、前記吸着固定手段は、複数のエリアごとに設けられ、かつ、エリアごとに独立して吸着のＯＮ／ＯＦＦが可能な複数の吸着部を備え、前記制御手段は、前記複数の吸着部ごとに前記吸着固定手段による前記基板の吸着のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、スルーホールにエアの流れを発生させてクリームはんだを吸引する位置にある吸着部だけを選択して吸着をＯＦＦし、吸引される畏れがない吸着部については、印刷動作中においても吸着させることができ、基板を確実に保持している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−００１９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載された従来の技術によれば、吸着手段による吸着のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御手段が必要となり、例えば、手印刷（手刷り）を行う簡易的な印刷機においては、スキージの手動操作に連動する制御手段でなければ適用が難しい。そのため、簡易的な印刷機にそぐわない高価な印刷機となってしまう、という問題があった。
【０００９】
また、印刷中にワークの吸着を解除すると、スキージや印刷マスクの動きとともにワークが位置ズレしてしまうので、スキージの移動とともにワーク吸着のＯＮ／ＯＦＦを制御する必要があり、多数の吸引孔が必要となるが、吸着面に凹凸があり、吸着箇所が一箇所に限定されるワークに対しては、上記特許文献１に記載された技術を適用するのは困難である。
【００１０】
また、個々に反りの傾向にばらつきがあり、吸着面との密着性が悪いワークにおいては、エア漏れが発生する箇所が特定できないため、吸着におけるエアの吸込みを効果的に抑制するのが難しい、という問題もある。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、吸着面に凹凸等があり、吸着面との密着性が悪いワークであってもクリームはんだ印刷を行なうことができ、安価なクリームはんだ印刷装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、印刷マスク載置面と、前記印刷マスク載置面から一段低い凹部として形成され底面がワーク吸着面となるワーク収容部と、前記ワーク吸着面から一段低い凹部として形成されワークにより閉塞される負圧室と、前記負圧室を真空発生器に連通させる吸引孔と、印刷マスクが載置されて閉塞された前記ワーク収容部を外気に連通させる通気孔と、を有するワーク保持テーブルと、前記印刷マスク上を摺動し前記印刷マスクの開口パターンを介して前記ワークにクリームはんだを印刷するスキージと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、吸着面に凹凸等があり、吸着面との密着性が悪いワークであってもクリームはんだ印刷を行なうことができ、安価なクリームはんだ印刷装置が得られる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかるクリームはんだ印刷装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態
図１は、本発明にかかるクリームはんだ印刷装置の要部分解斜視図であり、図２は、真空発生器を接続した実施の形態のクリームはんだ印刷装置を示す縦断面図であり、図３は、スキージ送り装置を備えた実施の形態のクリームはんだ印刷装置を示す縦断面図であり、図４は、手刷りを行なう実施の形態のクリームはんだ印刷装置を示す縦断面図であり、図５は、本実施の形態のクリームはんだ印刷装置の要部拡大縦断面図であり、図６は、クリームはんだ印刷の工程図であり、図７は、クリームはんだオフセット印刷の工程図であり、図８は、クリームはんだコンタクト印刷の工程図であり、図９は、比較例として示す従来のクリームはんだ印刷装置の要部拡大断面図であり、図１０−１及び図１０−２は、本実施の形態のクリームはんだ印刷装置の通気孔の説明図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態のクリームはんだ印刷装置１０は、ワークとしてのセラミック基板１１をワーク吸着面１２ｆ上に保持するワーク保持テーブル１２と、開口パターン１３ａが形成され、セラミック基板１１を覆うようにワーク保持テーブル１２の印刷マスク載置面１２ｈ上に載置される平板状の印刷マスク１３と、印刷マスク１３上を摺動し印刷マスク１３の開口パターン１３ａを介してワーク１１にクリームはんだ１４を印刷するスキージ１５と、を備えている。
【００１７】
図１〜図３に示すように、ワーク保持テーブル１２は、印刷マスク載置面１２ｈと、印刷マスク載置面１２ｈから一段低い矩形の凹部として形成され底面がワーク吸着面１２ｆとなるワーク収容部１２ａと、ワーク吸着面１２ｆから一段低い凹部として形成されワーク（セラミック基板）１１により閉塞される負圧室１２ｂと、負圧室１２ｂを真空発生器１７に連通させる吸引孔１２ｃと、印刷マスク１３が載値されて閉塞されたワーク収容部１２ａを外気に連通させる通気孔１２ｅと、を有している。
【００１８】
凹部１２ａの深さは、セラミック基板１１の厚さにばらつきがあっても、印刷マスク下面１３ｂとセラミック基板上面１１ａとが印刷時に隙間なく密着することができるような深さになっていて、セラミック基板１１の厚さよりも浅い場合もあれば深い場合もある。負圧室１２ｂは、凹部１２ａの中央に形成されている。矩形のワーク収容部１２ａの対向する２辺の中央には、通気孔１２ｅが開口する切欠き部１２ｄが設けられている。
【００１９】
図２に示すように、セラミック基板１１を、ワーク保持テーブル１２のワーク収容部１２ａ内に収容してワーク吸着面１２ｆ上に設置し、真空発生器１７により負圧室１２ｂ内の空気を吸引して負圧にし、セラミック基板１１をワーク吸着面１２ｆに吸着させる。
【００２０】
図３に示すように、スキージ１５は、ボールスクリュー方式のスキージ送り装置１６により、印刷マスク１３に傾斜して押付けられ、印刷マスク１３上を図３の右方向に摺動し、クリームはんだ１４を、印刷マスク１３の開口パターン１３ａを介してセラミック基板１１に塗り込んで印刷する。図４に示すように、スキージ１５を手１８で持って、印刷マスク１３上を摺動させ、手印刷（手刷り）を行なうこともできる。
【００２１】
次に、図６を参照して、クリームはんだ印刷のメカニズムについて説明する。クリームはんだ印刷とは、ワークとしてのセラミック基板１１へ、印刷マスク１３の所定の開口パターン１３ａを介して、所定量のクリームはんだ１４を転移する印刷方法をいう。
【００２２】
クリームはんだ印刷の工程は、図６の（１）に示す、スキージ１５の移動により、クリームはんだ１４を印刷マスク１３の上面で回転させるローリング工程と、（２）に示す、クリームはんだ１４を印刷マスク１３の開口パターン１３ａへ充填・転移する転移工程と、（３）及び（４）に示す、クリームはんだ１４がセラミック基板１１の上面に転移され、開口パターン１３ａからクリームはんだ１４が抜ける版離れ工程と、を有している。
【００２３】
印刷方式としては、図７に示す、転移工程と版離れ工程とがほぼ同時に行なわれるオフセット（ギャップ）印刷方式と、図８に示す、転移工程と版離れ工程とが別々に行なわれるコンタクト印刷方式がある。
【００２４】
図６の（１）に示すように、クリームはんだ１４は、接合用の母材として用いられるはんだ粉末１４ａと、はんだ付け面の清浄化、印刷時の適正な粘度の維持及び部品の固定に必要な粘着性等、多様な機能を有するフラックス１４ｂと、を含んで成る。
【００２５】
クリームはんだ印刷において、クリームはんだ１４に求められる性能は、印刷マスク１３の開口パターン１３ａのパターンを忠実に再現する印刷精度、かつ、再現したパターンを維持する保形性、開口パターン１３ａにクリームはんだ１４が充填されるための適正な粘度である。求められる性能を満足させるための、はんだ粉末１４ａの粒径と多種のフラックス１４ｂとの組合せがある。
【００２６】
例えば、粘度の低いフラックス１４ｂを含むクリームはんだ１４は、印刷時の開口パターン１３ａへの充填性はよいが、印刷後の保形性は悪く、図６の（５）に示すように、形状が崩れてダレ１４ｘやにじみ１４ｙが発生しやすくなるため、印刷には不向きである。また、逆に、粘度が高いクリームはんだ１４は、充填性が悪くなる。従って、適正な粘度を有するものが、印刷性のよいクリームはんだである。
【００２７】
にじみ１４ｙは、図９に示すように、印刷時に、ワーク１１を吸着するための真空発生器１７の吸込みによって、クリームはんだ１４が、印刷マスク１３の開口パターン１３ａを通り、印刷マスク下面へ回り込むことにより発生する。にじみ１４ｙは、ワーク１１とワーク保持テーブル１２のワーク吸着面１２ｆとの密着が悪く、エア漏れＭが発生したときに起こりやすい。
【００２８】
印刷時は、スキージ１５が、印刷マスク１３をワーク保持テーブル１２に押付けて印刷を行なうため、ワーク保持テーブル１２、ワーク１１、印刷マスク１３及びクリームはんだ１４により、ワーク収容部１２ａは閉じられた空間となる。
【００２９】
ワーク１１とワーク保持テーブル１２のワーク吸着面１２ｆとの間に隙間１２ｇがあると、エア漏れＭが発生し、その結果、ワーク収容部１２ａ内が負圧となり、クリームはんだ１４がワーク収容部１２ａ内に吸込まれ、印刷マスク下面１３ｂを伝って広がる。クリームはんだ１４に含まれるフラックス１４ｂは、吸込みによって、印刷マスク下面１３ｂとワーク１１に挟まれたわずかな隙間でも、毛細管現象により短時間で広がり、にじみ１４ｙとなる。
【００３０】
次に、図５と図９とを比較参照しながら、図５に示す実施の形態のクリームはんだ印刷装置１０について詳細に説明する。クリームはんだ印刷装置１０では、ワークとしてセラミック基板１１を用いている。セラミック基板１１は、反り易く、割れ易く、割れによる個片化により端部形状がいびつになりやすい。
【００３１】
図９に示すように、セラミック基板１１をワーク保持テーブル１２で保持するとき、チャッキング等で機械的に固定すると、セラミック基板１１に、欠け、割れ又はクラックが発生する。そのため、セラミック基板１１は、真空吸着によりワーク保持テーブル１２に固定されるが、反り或いは縁部の凹凸により、ワーク吸着面１２ｆとセラミック基板１１との間に隙間１２ｇが生じ、エア漏れＭが発生し、クリームはんだ１４が、印刷マスク下面１３ｂやセラミック基板１１の上面１１ａに、にじみ１４ｙとなって広がる不具合が起こる。
【００３２】
また、クリームはんだ１４のにじみ１４ｙを放置すると、連続で印刷作業を行なったときに、印刷マスク下面１３ｂに回りこんだクリームはんだ１４が、印刷マスク１３とセラミック基板１１の間に挟まれて隙間が生じ、余計ににじみ１４ｙが拡大し、印刷不具合を増大させてしまう。そのため、印刷マスク下面１３ｂの清掃を、にじみ１４ｙが発生する度に行なわねばならず、印刷マスク１３の清掃作業の頻度が増えるという問題も起こる。
【００３３】
図９に示すように、セラミック基板１１は、セラミック基板１１を収容するワーク収容部１２ａ、吸引孔１２ｃ及びワーク吸着面１２ｆにより保持され、印刷時に、スキージ１５で押さえつけられることにより、印刷マスク下面１３ｂとセラミック基板上面１１ａが接触する。
【００３４】
接触と同時に、開口パターン１３ａに充填されたクリームはんだ１４が、セラミック基板上面１１ａのランド１１ｃ上に押出され、開口の形状に形成されたクリームはんだ１４が印刷（転写）される。このとき、印刷マスク下面１３ｂとセラミック基板上面１１ａ、及び、印刷マスク下面１３ｂと印刷マスク載置面１２ｈが、スキージ１５の押付けにより、密着した状態となる。
【００３５】
この密着状態において、セラミック基板下面１１ｂとワーク吸着面１２ｆとの間に隙間１２ｇが生じていると、エア漏れＭによって、ワーク収容部１２ａが負圧となり、開口パターン１３ａからセラミック基板１１へ転移されたクリームはんだ１４が、印刷マスク下面１３ｂへ広がるにじみ１４ｙが発生する。
【００３６】
図５に示す、クリームはんだ印刷装置１０では、印刷時に、印刷マスク３とセラミック基板１１とが密着しているときに、ワーク収容部１２ａが負圧とならないように、ワーク保持テーブル１２の切欠き部１２ｄに開口し、ワーク収容部１２ａを外気に連通させる通気孔１２ｅを設けている。
【００３７】
通気孔１２ｅは、吸引孔１２ｃとは直接連通しておらず、セラミック基板１１の吸着力に影響を与えることはない。通気孔１２ｅは、印刷時に、ワーク収容部１２ａに連通する空気流路となり、ワーク収容部１２ａが負圧になるのを防ぐ。従来の技術のように、印刷時に、吸着ＯＮ／ＯＦＦの切替えをする必要がなく、簡素な構造でクリームはんだ１４のにじみ１４ｙを防止することができる。
【００３８】
なお、図１０−１に示すように、通気孔１２ｅの径Ｄ２が、ワーク収容部１２ａの容積に対して小さすぎると、通気孔１２ｅの管路損失が増大し、ワーク収容部１２ａにおいて負圧が発生しやすくなるため、図１０−２に示すように、通気孔径Ｄ２は、吸引孔径Ｄ１の０．７倍以上とするのが望ましい。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態のクリームはんだ印刷装置１０は、従来のワーク保持テーブル１２に通気孔１２ｅを設けるだけなので、装置の製造に当たり、高額な設備追加や制御機構の追加という、コスト的な問題は生じない。低コストで製造することができるので、クリームはんだ手印刷装置にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明にかかるクリームはんだ印刷装置は、簡易、安価な印刷装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明にかかるクリームはんだ印刷装置の要部分解斜視図である。
【図２】真空発生器を接続した実施の形態のクリームはんだ印刷装置を示す縦断面図である。
【図３】スキージ送り装置を備えた実施の形態のクリームはんだ印刷装置を示す縦断面図である。
【図４】手刷りを行なう実施の形態のクリームはんだ印刷装置を示す縦断面図である。
【図５】クリームはんだ印刷装置の要部拡大縦断面図である。
【図６】クリームはんだ印刷の工程図である。
【図７】クリームはんだオフセット印刷の工程図である。
【図８】クリームはんだコンタクト印刷の工程図である。
【図９】比較例として示す従来のクリームはんだ印刷装置の要部拡大断面図である。
【図１０−１】クリームはんだ印刷装置の通気孔の説明図である。
【図１０−２】クリームはんだ印刷装置の通気孔の説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  クリームはんだ印刷装置
１１  セラミック基板（ワーク）
１１ａ  セラミック基板上面
１１ｂ  セラミック基板下面
１１ｃ  ランド
１２  ワーク保持テーブル
１２ａ  ワーク収容部（凹部、閉空間）
１２ｂ  負圧室
１２ｃ  吸引孔
１２ｄ  切欠き部
１２ｅ  通気孔
１２ｆ  ワーク吸着面
１２ｇ  隙間
１２ｈ  印刷マスク載置面
１３  印刷マスク
１３ａ  開口パターン（開口）
１３ｂ  印刷マスク下面
１４  クリームはんだ
１４ａ  はんだ粉末
１４ｂ  フラックス
１４ｘ  ダレ
１４ｙ  にじみ
１５  スキージ
１６  スキージ送り装置
１７  真空発生器
１８  手
【図１】
2009241525.tif 000003
【図２】
2009241525.tif 000004
【図３】
2009241525.tif 000005
【図４】
2009241525.tif 000006
【図５】
2009241525.tif 000007
【図６】
2009241525.tif 000008
【図７】
2009241525.tif 000009
【図８】
2009241525.tif 000010
【図９】
2009241525.tif 000011
【図１０−１】
2009241525.tif 000012
【図１０−２】
2009241525.tif 000013