JP3293409B2 - スクリーン印刷装置におけるクリーム半田の粘度管理方法 - Google Patents

スクリーン印刷装置におけるクリーム半田の粘度管理方法

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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing

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  • Screen Printers (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子部品を半田付けす
るためのクリーム半田を基板に塗布するスクリーン印刷
装置におけるクリーム半田の粘度管理方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】電子部品を基板に半田付けするためのク
リーム半田を基板の電極上に塗布する装置としては、従
来よりスクリーン印刷装置が多用されている。スクリー
ン印刷装置は、スクリーンマスク上をスキージを摺動さ
せることにより、スクリーンマスクに開孔されたパター
ン孔を通して、基板の電極上にクリーム半田を塗布する
ものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スクリーン
印刷装置によりクリーム半田の印刷を行う場合、クリー
ム半田の粘度が大きすぎると、クリーム半田のパターン
孔への充てん性が悪化し、また粘度が小さすぎると、ク
リーム半田はパターン孔からスクリーンマスクの下面に
滲み出す。したがってクリーム半田の粘度は、スクリー
ン印刷に適した範囲内に保つ必要がある。
【0004】しかしながらスクリーン印刷中に、スクリ
ーンマスク上のクリーム半田の粘度を測定したり、粘度
を調整したりする手段はなかったため、従来より、スク
リーンマスク上のクリーム半田の粘度管理は行われてお
らず、その結果、上述した充てん性の悪化や滲みを生じ
やすく、クリーム半田を仕上りよく基板の電極に塗布し
にくいという問題点があった。
【0005】したがって本発明は、スクリーンマスク上
のクリーム半田の粘度管理を行えるスクリーンの印刷装
置におけるクリーム半田の粘度管理方法を提供すること
を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、
度の上限値η1と下限値η2を設定するとともに、この
上限値η1と下限値η2に対応するクリーム半田の限界
高さあるいは限界長さを設定し、スキージによりスクリ
ーンマスク上を押送されるクリーム半田の高さあるいは
長さを検出手段により検出し、この高さあるいは長さが
所定範囲内すなわち上記限界高さあるいは限界長さの範
囲内になるようにクリーム半田の補給手段によりスクリ
ーンマスク上にクリーム半田を供給するようにした。
【0007】
【作用】上記構成によれば、スクリーンマスク上のクリ
ーム半田の高さや長さが所定範囲内になるように、スク
リーンマスク上へのクリーム半田のこまめな微量供給を
行うことにより、クリーム半田の粘度の大きさを所定範
囲内に保ち、基板にクリーム半田を良好に印刷すること
ができる。
【0008】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図1は本発明の第一実施例のクリーム半田の
印刷装置の側面図、図2は同スキージの側面図、図3は
同クリーム半田の粘度とずり速度の関係図である。図1
において、1はクリーム半田2が塗布される基板であ
り、基板ホルダ3に保持されている。4は基板1をX方
向、Y方向、θ(水平回転)方向、Z(上下)方向に移
動させる可動テーブルである。
【0009】基板1の上面にはスクリーンマスク5が配
置されている。スクリーンマスク5上には左右一対のス
キージ6a,6bが設けられており、クリーム半田2は
スキージ6aとスキージ6bの間に投入されている。ス
クリーンマスク5の上方には水平なホルダ7が設けられ
ており、ホルダ7上には2個のシリンダ8a,8bが配
置されている。スキージ6a,6bはシリンダ8a,8
bのロッド9a,9bの下端部に結合されており、ロッ
ド9a,9bが突没することにより、スキージ6a,6
bは上下動する。図1は、左方のスキージ6aを下降さ
せてスクリーンマスク5上に着地させ、右方のスキージ
6bは上昇させている状態を示している。
【0010】シリンダ8aとシリンダ8bの間にはクリ
ーム半田の補給器11が設置されている。この補給器1
1は吐出制御部13からの指令により、ノズル12から
クリーム半田2を吐出してスクリーンマスク5上に補給
する。ホルダ7の側部にはナット14が設けられてい
る。ナット14には送りねじ15が水平な姿勢で螺合し
ている。モータ16が正逆駆動して送りねじ15が正逆
回転すると、ナット14およびナット14と一体のホル
ダ7は横方向へ往復移動し、これによりスキージ6a,
6bはスクリーンマスク5上を往復摺動する。17は装
置全体を制御する制御部、18はシリンダ駆動部であ
る。
【0011】図1および図2において、スキージ6aの
内側にはセンサ19が設けられている。このセンサ19
は、スキージ6aに押送されるクリーム半田2の上面の
高さを光学的に検出する。図示しないが、このセンサ1
9はホルダ7に保持されており、スキージ6a,6bと
一体的に横方向に往復摺動し、スキージ6a,6bによ
り押送中のクリーム半田2の高さを検出する。なお図2
においてスキージ6aがクリーム半田2を右方へ向かっ
て押送するときには、クリーム半田2は矢印a方向へロ
ーリングして練り合わされる。Hmaxは上限高さの限
界値であって、クリーム半田2の高さが上限高さHma
xであれば、補給器11からのクリーム半田2の補給を
停止する。またHminは下限高さの限界値であって、
クリーム半田2の高さが下限高さHmin以下になれ
ば、クリーム半田2の供給を開始する。図2において、
5aはスクリーンマスク5に開孔されたパターン孔であ
る。
【0012】次に、図3を参照して、スクリーンマスク
上のクリーム半田の高さと粘度の関係について説明す
る。図3において、縦軸は粘度η、横軸はずり速度D-1
である。η1は粘度の上限値、η2は同下限値であって、
η2<η<η1がクリーム半田の塗布に適した理想の粘度
範囲であり、粘度ηがη2よりも小さいとクリーム半田
はパターン孔から滲みやすく、η1よりも大きいと、パ
ターン孔への充てん性が悪化する。したがってクリーム
半田のずり速度が、a<D-1<bの範囲になるように管
理する必要がある。
【0013】ところで、ずり速度D-1=H/2Vである
ことが知られている。ここで、Vはスキージの移動速
度、Hはスクリーンマスク上のクリーム半田の高さであ
る。したがって、a≦H/2V≦bとなるように、クリ
ーム半田の高さを管理すれば、充てん性を確保し、また
滲みをなくすことができる。ここで、a=Hmin/2
V,b=Hmax/2Vとすると、Hmin≦H≦Hm
axになるように、クリーム半田の高さHを管理すれ
ば、クリーム半田の粘度をη1〜η2の範囲内に保つこと
ができる。
【0014】次に、η2≦η≦η1となるようにクリーム
半田の粘度を管理する印刷方法を説明する。図4は本発
明の第一実施例のクリーム半田の補給プロセスのフロー
チャートであり、以下図4を参照しながらクリーム半田
の補給方法について説明する。まずステップ1で、基板
1を基板ホルダ3上にセットする。次にステップ2でス
キージ6a,6bをスクリーンマスク5上を往復摺動さ
せることにより、スクリーンマスク5に開孔されたパタ
ーン孔5aを通して基板1の所定の箇所にクリーム半田
2を塗布する。なお図1において、スキージ6a,6b
が右方へ向かって摺動するときは、左方のスキージ6a
がスクリーンマスク5上に着地してクリーム半田2を右
方へ押送し、またスキージ6a,6bが左方へ向かって
摺動するときは、右方のスキージ6bがスクリーンマス
ク5上に着地してクリーム半田2を左方へ押送する。
【0015】ここで、本実施例ではセンサ19は左方の
スキージ6aの近傍に設けられて、左方のスキージ6a
により右方へ押送されるクリーム半田2の高さを検出す
るようになっており、右方のスキージ6bにより左方へ
押送されるクリーム半田2の高さは検出しない。
【0016】さて図4のステップ3において、クリーム
半田2の高さHを検出可能か否かを判断する。なお上述
したように、本実施例では、左方のスキージ6aがクリ
ーム半田2を右方へ押送するときのみクリーム半田2の
高さHの検出が可能である。ステップ3でYESなら
ば、ステップ4でクリーム半田2の高さHを検出し、ス
テップ5で検出された高さHがHminよりも低いか否
かを判定する。そしてNO(すなわちη≦η1)であれ
ば、ステップ6で基板1を基板ホルダ3から搬出し、ス
テップ7で生産続行か否かを判定して、YESならばス
テップ1に戻り、NOならばENDになる。
【0017】さてステップ5でYES(η>η1)なら
ば、ステップ8でその基板1を基板ホルダ3から搬出
し、ステップ9で生産続行か否かを判定する。ステップ
9でNOならばENDとなり、YESならば次の基板1
を基板ホルダ3にセットする(ステップ10)。そして
補給器11からスクリーンマスク5上へクリーム半田2
を定量供給する(ステップ11)。この供給量は微量で
あって、例えば基板1に対する10回分の塗布量程度で
ある。
【0018】次いでステップ12で印刷し、ステップ1
3でクリーム半田2の高さHが検出可能か否かを判定
し、YESならばクリーム半田2の高さHを検出する
(ステップ14)。そしてステップ14で検出された高
さHがHmaxよりも高いか否か(すなわちη<η2
あるか否か)を判定し(ステップ15)、YESであれ
ばステップ6へ移行し、NO(η≧η2)であればステ
ップ8へ移行する。
【0019】以上のようにこの印刷方法は、スクリーン
マスク5上のクリーム半田2の粘度ηは、クリーム半田
2の高さの関数であることに着眼して行うものである。
そして上限高さHmaxと下限高さHminの差を極力
小さくして高頻度でクリーム半田2をスクリーンマスク
5上へこまめに微量供給することにより、クリーム半田
2の高さの変動を極力小さくし、これによりη2≦η≦
η1となるようにクリーム半田2の粘度ηを管理して、
クリーム半田2を常に良好に印刷できるようにしたもの
である。
【0020】図5は本発明の第二実施例のクリーム半田
の印刷装置のスキージの側面図である。この第二実施例
では、光学的な上記センサ19に替えて、タッチ式のセ
ンサ20が設けられている。そのレバー21はクリーム
半田2の前方へ延出しており、クリーム半田2の前面に
タッチすることにより、スクリーンマスク5上のクリー
ム半田2の長さDを検出する。
【0021】第一実施例では、図2に示すように、スク
リーンマスク上のクリーム半田の高さHを検出し、Hm
in≦H≦Hmaxとなるようにクリーム半田の量を管
理することにより、η2 ≦η≦η1 となるようにクリー
ム半田の粘度を管理していたものである。ところで、ス
クリーンマスク上のクリーム半田の長さDは、高さHと
ほぼ比例する関係にある。したがって、長さDを検出す
ることによっても、高さHの場合と同様の粘度管理を行
うことが可能である。そこで第一実施例のHminにか
えて下限長さの限界値Dminを設定し、またHmax
にかえて上限長さの限界値Dmaxを設定し、Dmin
≦D≦Dmaxになるようにスクリーンマスク上のクリ
ーム半田の量を管理すれば、図4と同様の手法によりη
2 ≦η≦η1 になるようにクリーム半田の粘度を管理で
きる。
【0022】
【発明の効果】本発明は、スクリーンマスク上のクリー
ム半田の粘度はその高さや長さの関数であることに着眼
してなされたものであり、粘度の上限値η1と下限値η
2を設定するとともに、この上限値η1と下限値η2に
対応するクリーム半田の限界高さあるいは限界長さを設
定し、スクリーンマスク上のクリーム半田の高さあるい
は長さを検出してこまめにクリーム半田を微量供給する
ことにより、クリーム半田の粘度を理想の範囲に保ち、
スクリーンマスクのパターン孔へのクリーム半田の充て
ん性を確保するとともに、パターン孔からのクリーム半
田の滲みをなくし、クリーム半田を品質のばらつきなく
安定的に基板に塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例のクリーム半田の印刷装置
の側面図
【図2】本発明の第一実施例のクリーム半田の印刷装置
のスキージの側面図
【図3】本発明の第一実施例のクリーム半田の粘度とず
り速度の関係図
【図4】本発明の第一実施例のクリーム半田の補給プロ
セスのフローチャート
【図5】本発明の第二実施例のクリーム半田の印刷装置
のスキージの側面図
【符号の説明】
1 基板 2 クリーム半田 5 スクリーンマスク 6a,6b スキージ 11 補給器 14 ナット 15 送りねじ 16 モータ 17 制御部 19,20 センサ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スキージをスクリーンマスク上を摺動させ
    て基板にクリーム半田を塗布するスクリーン印刷装置に
    おけるクリーム半田の粘度管理方法であって、粘度の上
    限値η1と下限値η2を設定するとともに、この上限値
    η1と下限値η2に対応するクリーム半田の限界高さあ
    るいは限界長さを設定し、前記スキージにより前記スク
    リーンマスク上を押送されるクリーム半田の高さあるい
    は長さを検出手段により検出し、この高さあるいは長さ
    が所定範囲内すなわち上記限界高さあるいは限界長さの
    範囲内になるように、クリーム半田の補給手段から前記
    スクリーンマスク上にクリーム半田を供給することを特
    徴とするスクリーン印刷装置におけるクリーム半田の粘
    度管理方法。
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