JP2002225226A - スクリーン印刷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペーストの硬化に起因する印刷不良を防止す
ることができるスクリーン印刷方法を提供することを目
的とする。 【解決手段】 密閉型のスキージヘッド１３の内部のク
リーム半田５を加圧しながらマスクプレート１２上でス
キージヘッド１３を摺動させることにより基板３にクリ
ーム半田５を印刷するスクリーン印刷方法において、ス
キージヘッド１３が下受けされた状態にある印刷待機時
に、シリンダ１６による加圧を停止した状態で、スキー
ジヘッド１３をマスクプレート１２に押圧する押圧手段
による押圧力を増減させることにより、マスクプレート
１２と当接して摺動する掻き取り部３６Ａ，３６Ｂの撓
み分だけスキージヘッド１３を上下動させて内部のクリ
ーム半田５を上下方向に相対移動させる。これによりク
リーム半田５の移動を促進して硬化を防止することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板にクリーム半
田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリー
ン印刷方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品実装工程において、基板上にク
リーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷する
方法としてスクリーン印刷が用いられている。この方法
は、印刷対象部位に応じてパターン孔が開孔されたマス
クプレートを基板上にセットし、スキージングによりマ
スクプレートのパターン孔を介して基板上にペーストを
印刷するものである。

【０００３】このスクリーン印刷のスキージング方法と
して、密閉型のスキージヘッドを用いる方法が知られて
いる。この方法は、通常のスクリーン印刷と異なりマス
クプレート上にペーストを直接供給するのではなく、内
部にペーストを貯溜したスキージヘッドを用いるもので
ある。この方法では、スキージヘッドの下面に設けられ
たペースト接触面としての開口部をマスクプレートに当
接させた状態で、スキージヘッド内のペーストを加圧す
ることにより、マスクプレートのパターン孔に開口部を
介してペーストが押し込まれる。そしてスキージヘッド
をマスクプレート上で摺動させることにより、各パター
ン孔に順次ペーストが充填される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
密閉型のスキージヘッドを用いたスクリーン印刷には、
以下に述べるような問題点があった。密閉型のスキージ
ヘッドでは、上述のように印刷作業中はペーストはスキ
ージヘッド内で常に加圧された状態にある。このため、
加圧時間の経過と共にペーストに高密度で含有される粒
状成分が相互に押し付けられ、これにより徐々にペース
トは流動性を失って硬化する。

【０００５】このような硬化した状態のペーストがスキ
ージヘッドの下面を介してマスクプレートの上面に供給
されると、パターン孔への押し込みが正常に行われない
結果、「かすれ」などの印刷不良を生じる。このように
従来の密閉型のスキージヘッドを用いたスクリーン印刷
には、ペーストの加圧による硬化に起因して印刷不良が
発生し易いという問題点があった。

【０００６】そこで本発明は、ペーストの硬化に起因す
る印刷不良を防止することができるスクリーン印刷方法
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のスクリーン印刷
方法は、内部にペーストを貯溜したスキージヘッドをペ
ースト加圧手段によって前記ペーストを加圧した状態で
マスクプレート上で摺動させることにより、マスクプレ
ートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷するス
クリーン印刷方法であって、前記スキージヘッドが印刷
対象の基板範囲外に位置して下受けされた状態にある印
刷待機時において、前記ペースト加圧手段によるペース
トの加圧を停止した状態で、スキージヘッドをマスクプ
レートに押圧する押圧手段による押圧力を増減させるこ
とにより、スキージヘッドに設けられマスクプレートと
当接して摺動する掻き取り部の撓み分だけスキージヘッ
ドを上下動させて、スキージヘッド内部のペーストを上
下方向に移動させるペースト移動促進動作を所定のタイ
ミングにおいて実行する。

【０００８】本発明によれば、スキージヘッドが印刷対
象の基板範囲外で下受けされた印刷待機時において、ペ
ースト加圧手段によるペーストの加圧を停止した状態
で、スキージヘッドに設けられマスクプレートと当接し
て摺動する掻き取り部の撓み分だけスキージヘッドを上
下動させてスキージヘッド内部のペーストを上下方向に
移動させるペースト移動促進動作を、所定のタイミング
において実行することにより、スキージヘッド内でのペ
ーストの移動を促進してペーストの硬化を防止すること
ができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のスク
リーン印刷装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態
のスクリーン印刷装置の側面図、図３は本発明の一実施
の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘッドの部分断
面図、図４は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷に
おけるクリーム半田の移動促進動作の説明図である。

【００１０】まず図１、図２を参照してスクリーン印刷
装置の構造を説明する。図１、図２において、基板の位
置決め部１は、図示しない移動テーブル上に基板保持部
２を配設して構成されている。スクリーン印刷対象の基
板３は基板保持部２のクランパ４によって保持されてお
り、図示しない移動テーブルを駆動することにより、基
板保持部２に保持された基板３は水平方向および上下方
向に位置決めされる。

【００１１】位置決め部１の上方には、スクリーンマス
ク１０が配設されている。スクリーンマスク１０はホル
ダ１１にマスクプレート１２を装着して構成されてお
り、マスクプレート１２には印刷対象の基板３の印刷部
位に対応したパターン孔１２ａが開孔されている。

【００１２】スクリーンマスク１０上にはスキージヘッ
ド１３がヘッド昇降部２０によって昇降自在に配設され
ている。ヘッド昇降部２０はプレート部材２１上に立設
されたシリンダ２２を備えている。シリンダ２２はバル
ブＶ１，レギュレータＲ１を介してエア源１８と接続さ
れている。シリンダ２２のロッド２２ａの下端部には、
結合部材１５を介してスキージヘッド１３が結合されて
いる。

【００１３】シリンダ２２を駆動することにより、スキ
ージヘッド１３はマスクプレート１２に対して昇降する
とともに、スキージヘッド１３をマスクプレート１２に
対して押圧する。ヘッド昇降部２０はスキージヘッド１
３をスクリーンマスク１０に対して昇降させる昇降手段
となっている。またシリンダ２２は、スキージヘッド１
３をマスクプレート１２に対して押圧する押圧手段とな
っている。このときの昇降・押圧の制御は、制御部１９
によってバルブＶ１，レギュレータＲ１を制御すること
により行われる。

【００１４】ヘッド昇降部２０のプレート部材２１の下
面には、両端部にスライダ２３が固着されており、スラ
イダ２３はフレーム２５の上面に配設されたガイドレー
ル２４にスライド自在に嵌着されている。またプレート
部材２１の下面にはナット２６が結合されており、ナッ
ト２６に螺合した送りねじ２７は、モータ２８によって
回転駆動される。

【００１５】モータ２８を駆動することにより、プレー
ト部材２１は水平移動し、したがってヘッド昇降部２０
に結合されたスキージヘッド１３も水平移動する。スキ
ージヘッド１３を下降させた状態で、モータ２８を駆動
することにより、スキージヘッド１３はマスクプレート
１２上で水平移動する。すなわち、モータ２８、送りね
じ２７およびナット２６は、スキージヘッド１３をマス
クプレート１２上で水平移動させる移動手段となってい
る。

【００１６】スキージヘッド１３の下部には、マスクプ
レート１２の表面に当接してペーストであるクリーム半
田５をパターン孔１２ａに充填する印刷部１４が設けら
れている。図３を参照して印刷部１４の構造を説明す
る。図３において、３０は本体部であり、マスクプレー
ト１２の幅方向に細長形状のブロック状部材である。本
体部３０の長さ寸法は図２に示すように印刷対象の基板
３の幅寸法をカバーするように設定される。本体部３０
には、クリーム半田５が貯溜されたカートリッジ３１が
着脱自在に装着される凹部３０ａが形成されている。

【００１７】カートリッジ３１は予め所定量のクリーム
半田５が貯溜されたクリーム半田５の貯溜部（ペースト
貯溜部）となっており、印刷時に本体部３０に装着され
る。カートリッジ３１の上面の開口には、内部のクリー
ム半田５を加圧する加圧板３２が嵌入している。加圧板
３２は上方に配置されたシリンダ１６のロッド１６ａと
結合されており、シリンダ１６を駆動することにより、
加圧板３２はカートリッジ３１内で上下動するようにな
っている。

【００１８】シリンダ１６は、バルブＶ２，レギュレー
タＲ２を介してエア源１８と接続されている。レギュレ
ータＲ２は、制御部１９からの圧力設定信号に従ってシ
リンダ１６に供給されるエアの圧力を設定できるように
なっており、カートリッジ３１内のクリーム半田５を所
定の圧力で押し下げるようになっている。

【００１９】カートリッジ３１の底面はクリーム半田５
の押し出し板３１ａとなっており、押し出し板３１ａに
は多数の開口３１ｂが設けられている。加圧板３２をシ
リンダ１６で下方に押圧することにより、カートリッジ
３１内のクリーム半田５は加圧され、押し出し板３１ａ
の開口３１ｂを介して下方に押し出される。シリンダ１
６および加圧板３２はペーストであるクリーム半田５を
加圧するペースト加圧手段となっている。このときの加
圧の制御は、制御部１９によってバルブＶ２，レギュレ
ータＲ２を制御することにより行われる。

【００２０】本体部３０の底部には、カートリッジ３１
の押し出し板３１ａと同様に多数の開口３４ａが設けら
れた絞り板３４が装着されている。シリンダ１６によっ
てクリーム半田５が押し出される際には、押し出し板３
１ａの開口３１ｂと絞り板３４の開口３４ａを２段階に
通過して下方に移動する。そして押し出されたクリーム
半田５は、本体部３０の下方に形成された空間、すなわ
ち本体部３０の下部に内側斜め方向に配設された２枚の
掻き取り部３６Ａ，３６Ｂと本体部３０の下面とによっ
て囲まれた印刷空間３５に到達する。

【００２１】掻き取り部３６Ａ，３６Ｂは可撓性を有す
る板状部材であって、印刷空間３５のスキージング方向
の前後壁を形成し、スキージヘッド１３を下降させた状
態では、掻き取り部３６Ａ，３６Ｂ下端部がマスクプレ
ート１２の表面に当接する。印刷動作時には、この印刷
空間３５は加圧されたクリーム半田５を収容し、掻き取
り部３６Ａ，３６Ｂの間の開口を介してクリーム半田５
をマスクプレート１２の表面に接触させる。

【００２２】加圧板３２を押し下げてカートリッジ３１
内のクリーム半田５を加圧することにより、クリーム半
田５は押し出し板３１ａと絞り板３４を通過して印刷空
間３５内まで移動する。このクリーム半田５の移動経路
中の流路には、多数の小さい開口３１ｂ，３４ａによっ
て断面積が絞られた絞り部が設けられており、この絞り
部を加圧されたクリーム半田５が通過することにより、
クリーム半田５の粘度が低下しスクリーン印刷に適した
性状に改質される。

【００２３】スクリーン印刷においては、加圧板３２に
より内部のクリーム半田５が加圧され、上述のように適
正粘度に改質されたクリーム半田５が印刷空間３５内に
満たされた状態のスキージヘッド１３を、マスクプレー
ト１２上で摺動させる。これにより、印刷空間３５内の
ペーストは掻き取り部３６Ａ，３６Ｂの間の開口を介し
てマスクプレート１２のパターン孔１２ａ内に充填され
る。

【００２４】そしてスキージヘッド１３を移動させるこ
とにより各パターン孔１２ａ内に順次クリーム半田５が
充填される。全てのパターン孔１２ａ内にクリーム半田
が充填されたならば、基板保持部２を下降させて、版離
れを行わせる。すなわち、パターン孔１２ａ内のクリー
ム半田５は基板３とともに下降してパターン孔１２ａか
ら分離し、これにより、基板３へのクリーム半田５のス
クリーン印刷が完了する。

【００２５】次に、クリーム半田５の印刷過程におい
て、クリーム半田５のスキージヘッド１３内での下方へ
の移動を促進して粘度を適正値に保持するために行われ
るクリーム半田５の移動促進動作について図４を参照し
て説明する。密閉型スキージヘッドを用いたスクリーン
印刷においては、クリーム半田５はスキージヘッド１３
内で常に上方から所定圧力で加圧された状態にあるた
め、時間の経過に伴って粘度が増加する傾向にある。ク
リーム半田５の粘度が増加すると流動性が低下し、スク
リーン印刷時のパターン孔内への充填不良が生じやすく
印刷不良の原因となるため、クリーム半田５の粘度を適
正に保つことが求められる。この移動促進動作は、クリ
ーム半田５のスキージヘッド１３内での移動を促進する
ことにより、クリーム半田５の硬化を防止するものであ
る。

【００２６】図４は、スキージヘッド１３によるスキー
ジングを開始する前の印刷待機時の状態を示しており、
スキージヘッド１３は基板３の範囲外のクランパ４上に
位置して、クランパ４によって下受けされた状態にあ
る。この印刷待機時において、まず図４（ａ）に示すよ
うにシリンダ１６による加圧を停止する。

【００２７】次いで図４（ｂ）に示すように、シリンダ
２２によってスキージヘッド１３をクランパ４上のスク
リーンマスク１２に対して押圧する。これにより、撓み
やすい板状部材である掻き取り部３６Ａ、３６Ｂの撓み
が増加した分だけスキージヘッド１３は下降する。そし
てこのスキージヘッド１３の下降とともに、スキージヘ
ッド１３内のクリーム半田５は、スキージヘッド１３に
対して相対的に上方に移動する。

【００２８】この後スキージヘッド１３の押圧力を低下
させる。これにより図４（ｃ）に示すように、掻き取り
部３６Ａ，３６Ｂの撓みが減少し、この撓み減少分だけ
スキージヘッド１３は上昇する。このとき、スキージヘ
ッド１３内のクリーム半田５は、マスクプレート１２と
の密着による粘着保持力で保持され、スキージヘッド１
３内のクリーム半田５はスキージヘッド１３内において
相対的に下方に移動する。

【００２９】すなわち、上記スクリーン印刷方法は、ス
キージヘッド１３が印刷対象の基板範囲外に位置して下
受けされた状態にある印刷待機時において、シリンダ１
６によるクリーム半田５の加圧を停止した状態で、シリ
ンダ２２による押圧力を増減させることにより、掻き取
り部３６Ａ，３６Ｂの撓み分だけスキージヘッド１３を
上下動させて、スキージヘッド１３内部のクリーム半田
５を上下方向に移動させるペースト移動促進動作を行う
ものである。

【００３０】そしてこの移動促進動作を、予め設定され
た所定のインターバル（例えば、各印刷動作毎、所定回
数おき、または所定の印刷待機時間経過後など）で実行
することにより、クリーム半田５の硬化を防止すること
ができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、スキージヘッドが印刷
対象の基板範囲外で下受けされた印刷待機時において、
ペースト加圧手段によるペーストの加圧を停止した状態
で、スキージヘッドに設けられマスクプレートと当接し
て摺動する掻き取り部の撓み分だけスキージヘッドを上
下動させてスキージヘッド内部のペーストを上下方向に
移動させるペースト移動促進動作を、所定のタイミング
において実行するようにしたので、スキージヘッド内で
のペーストの移動を促進してペーストの硬化を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の
正面図

【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の
側面図

【図３】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の
スキージヘッドの部分断面図

【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷におけ
るクリーム半田の移動促進動作の説明図

【符号の説明】

３ 基板 ５ クリーム半田 １２ マスクプレート １２ａ パターン孔 １３ スキージヘッド １４ 印刷部 １６ シリンダ １９ 制御部 ２２ シリンダ ３１ カートリッジ ３２ 加圧板 ３５ 印刷空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 公幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 阿部 成孝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2C035 AA06 FD01 FD05 FD17 5E319 BB05 CD29 GG15 5E343 AA02 BB54 BB72 DD03 FF03 GG11

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部にペーストを貯溜したスキージヘッド
   をペースト加圧手段によって前記ペーストを加圧した状
   態でマスクプレート上で摺動させることにより、マスク
   プレートのパターン孔を介して基板にペーストを印刷す
   るスクリーン印刷方法であって、前記スキージヘッドが
   印刷対象の基板範囲外に位置して下受けされた状態にあ
   る印刷待機時において、前記ペースト加圧手段によるペ
   ーストの加圧を停止した状態で、スキージヘッドをマス
   クプレートに押圧する押圧手段による押圧力を増減させ
   ることにより、スキージヘッドに設けられマスクプレー
   トと当接して摺動する掻き取り部の撓み分だけスキージ
   ヘッドを上下動させて、スキージヘッド内部のペースト
   を上下方向に移動させるペースト移動促進動作を所定の
   タイミングにおいて実行することを特徴とするスクリー
   ン印刷方法。