クリームはんだ印刷装置
【課題】設備コストの増大や設備の大型化を伴うことなく、クリームはんだを基板に十分な位置精度を確保しつつ塗布することが可能なクリームはんだ印刷装置を提供する。
【解決手段】クリームはんだ印刷装置１に、クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部２４・２４・・・が形成されたステンシルマスク２と、該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージ３と、該スキージに連動して該ステンシルマスクに衝撃を付与するハンマリング機構４と、を具備した。また、該ステンシルマスクの開口部の壁面に凹凸を形成し、かつ、該凹凸の凸部２４ａ・２４ａ・・・の間隔をクリームはんだに含まれるはんだ粒２００の平均粒径の二分の一以下とした。
【解決手段】クリームはんだ印刷装置１に、クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部２４・２４・・・が形成されたステンシルマスク２と、該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージ３と、該スキージに連動して該ステンシルマスクに衝撃を付与するハンマリング機構４と、を具備した。また、該ステンシルマスクの開口部の壁面に凹凸を形成し、かつ、該凹凸の凸部２４ａ・２４ａ・・・の間隔をクリームはんだに含まれるはんだ粒２００の平均粒径の二分の一以下とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にクリームはんだを塗布するはんだ印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板にクリームはんだを塗布するはんだ印刷装置は公知となっている。
このようなはんだ印刷装置は、通常はステンシルマスクとスキージを具備し、ステンシルマスクの上面に沿ってスキージを摺動させることにより、ステンシルマスクの上面に供給されたクリームはんだを該ステンシルマスクに形成された開口部に供給する。
該開口部はステンシルマスクの上面と下面とを貫通しており、該下面に当接している基板において該開口部に対応する部分にはんだが塗布される。
【０００３】
近年、基板の集積化に伴い、基板に実装される電子部品の端子の個数の増加および端子間距離の狭小化が進んでいる。従って、ステンシルマスクの開口部の数が増加するとともに、個々の開口部が小さくなる傾向にある。
しかし、ステンシルマスクの開口部が小さくなると、クリームはんだ自身の粘性によりクリームはんだが開口部の壁面に付着し、基板側に塗布されないという問題が発生する。
このようなクリームはんだの塗布不良を解消するはんだ印刷装置としては、特許文献１、特許文献２および特許文献３、特許文献４および特許文献５に記載のはんだ印刷装置が挙げられる。
【０００４】
特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４に記載のはんだ印刷装置は、いずれも超音波振動板や圧電素子等の振動手段をステンシルマスクに設けてステンシルマスクを振動させることにより、開口部の壁面に付着したクリームはんだを流動化させ、基板にクリームはんだを確実に塗布しようというものである。
【０００５】
また、特許文献５に記載のはんだ印刷装置は、開口部の壁面にクリームはんだとの濡れ性が低いニッケル／ＰＴＦＥ複合メッキを施すことにより、クリームはんだが開口部の壁面にクリームはんだが付着することを防止し、基板にクリームはんだを確実に塗布しようというものである。
【特許文献１】特開平４−３５０９０号公報
【特許文献２】特開平８−５２８５３号公報
【特許文献３】特開平８−３００６１２号公報
【特許文献４】特開２００１−１２１６７３号公報
【特許文献５】特開平１０−２５００３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４に記載のはんだ印刷装置は、超音波振動板や圧電素子等の振動手段および当該振動手段に電力を供給するための電源装置等を設ける必要があり、設備コストの増大、装置自体の大型化、ステンシルマスクの交換作業や清掃作業時における作業性の低下（ハンドリングが困難）、といった問題が発生する。
また、ステンシルマスクを振動させるため、基板に対するステンシルマスクの位置精度が低下し、ひいては基板に塗布されるクリームはんだの位置精度が低下するという問題がある。
さらに、特許文献５に記載のはんだ印刷装置は、ステンシルマスクにニッケル／ＰＴＦＥ複合メッキを施す必要があり、ステンシルマスク自体が高価なものとなるという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の如き状況に鑑み、設備コストの増大や設備の大型化を伴うことなく、クリームはんだを基板に十分な位置精度を確保しつつ塗布することが可能なクリームはんだ印刷装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、
クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部が形成されたステンシルマスクと、
該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージと、
該スキージに連動して該ステンシルマスクに衝撃を付与するハンマリング機構と、
を具備するものである。
【００１０】
請求項２においては、
前記ハンマリング機構は、
前記ステンシルマスクに設けられ、該ステンシルマスクに衝突するハンマー部材と、
前記スキージに設けられ、該ハンマー部材を作動させるハンマー作動部材と、
を具備するものである。
【００１１】
請求項３においては、
前記ハンマー部材は、
前記ステンシルマスクに固定される基部と、
該ステンシルマスクに衝突する衝突部と、
該基部と該衝突部とを連結し、
前記ハンマー作動部材により弾性変形するアーム部と、
を具備するものである。
【００１２】
請求項４においては、
前記ハンマー部材は、前記ステンシルマスクに、上方から下方に向かって衝撃を付与するものである。
【００１３】
請求項５においては、
前記ハンマー作動部材は、前記ハンマー部材に当接して該ハンマー部材を弾性変形させるものである。
【００１４】
請求項６においては、
前記ステンシルマスクに、前記ハンマリング機構による衝撃付与時の振動数を調整する振動数調整溝を形成したものである。
【００１５】
請求項７においては、
クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部が形成されたステンシルマスクと、
該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージと、
を具備し、
該ステンシルマスクの開口部の壁面に凹凸を形成し、かつ、該凹凸の凸部の間隔をクリームはんだに含まれるはんだ粒の平均粒径の二分の一以下としたものである。
【００１６】
請求項８においては、
前記開口部の壁面の凹凸は、放電加工により形成されるものである。
【００１７】
請求項９においては、
クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部が形成されたステンシルマスクと、該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージと、
該スキージに連動して該ステンシルマスクに衝撃を付与するハンマリング機構と、
を具備し、
該ステンシルマスクの開口部の壁面に凹凸を形成し、かつ、該凹凸の凸部の間隔をクリームはんだに含まれるはんだ粒の平均粒径の二分の一以下としたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１９】
請求項１においては、設備コストの増大や装置自体の大型化を伴うことが無く、ステンシルマスクの開口部に供給されたクリームはんだを流動化させて確実に基板に塗布することが可能である。
【００２０】
請求項２においてはハンマリング機構の小型化および簡素化が可能である。
【００２１】
請求項３においては、ハンマー部材の小型化が可能であるとともに、ハンマー部材を安価に製造することが可能である。
【００２２】
請求項４においては、ステンシルマスクに衝撃を付与する方向と開口部が貫通する方向とが略一致し、開口部の壁面に付着したクリームはんだを効果的に流動化させて確実に基板に塗布することが可能である。
また、ステンシルマスクに衝撃を付与する方向が基板においてクリームはんだが塗布される面と略直交しているため、ステンシルマスクが基板に対して位置ずれを起こすことを防止することが可能であり、基板に塗布されるクリームはんだの位置精度が高い。
【００２３】
請求項５においては、ハンマリング機構を簡素化することが可能である。
【００２４】
請求項６においては、ステンシルマスクにおいて開口部に対応する部分の振動数を所望の振動数に調整することが可能である。
【００２５】
請求項７においては、クリームはんだに含まれるはんだ粒が開口部の壁面に付着する面積を小さくし、クリームはんだの開口部の壁面への付着を防止して基板にクリームはんだを確実に塗布することが可能である。
【００２６】
請求項８においては、開口部の孔開け加工と、開口部の壁面の凹凸の形成とを同時に行うことができ、工数を削減することが可能である。また、開口部の壁面に所望の形状の凹凸を容易に形成することが可能である。
【００２７】
請求項９においては、設備コストの増大や装置自体の大型化を伴うことが無く、ステンシルマスクの開口部に供給されたクリームはんだを流動化せるとともに、クリームはんだに含まれるはんだ粒が開口部の壁面に付着する面積を小さくし、クリームはんだの開口部の壁面への付着を防止して、基板にクリームはんだを確実に塗布することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下では、図１および図２を用いて、本発明のはんだ印刷装置の実施の一形態であるクリームはんだ印刷装置１の全体構成について説明する。
クリームはんだ印刷装置１は基板１００にクリームはんだを塗布する装置である。
ここで、基板１００は、絶縁性材料からなる板状の部材の表面または内部に、導電性材料からなる回路が形成されたものである。
上記絶縁性材料の具体例としては、紙フェノールやガラスエポキシ等の樹脂系の材料、あるいは、ＡｌＮ等のセラミックスが挙げられる。また、上記導電性材料は銅やアルミニウム等が挙げられる。
【００２９】
また、本出願における「クリームはんだ」は、直径が１０μｍから５０μｍ程度の粒状に成形されたはんだとフラックスとを混合したペースト状のものである。
【００３０】
ここで、本出願における「はんだ」は、錫を母材とし、かつ、鉛、銀、銅、亜鉛、ニッケル、アンチモン、インジウム、ビスマスのうち、いずれか一つまたは二つ以上を添加材として含む合金を含むが、半導体素子等の電子部品と基板に形成された回路とを導通可能に接合し得る材料であれば、他の元素を含む材料でも良い。
はんだの具体例としては、錫−鉛合金といった一般的な共晶はんだの他、錫−銀合金や錫−銀−銅合金等の高融点の鉛フリーはんだ、錫−インジウム合金、錫−ビスマス合金、錫−インジウム−ビスマス合金等の低融点の鉛フリーはんだ等が挙げられる。
また、本出願における「フラックス」は、ロジン系やアクリル系等の樹脂と、アルコールや芳香族系等の溶剤と、活性剤（不要の場合もある）とを混合したものである。
【００３１】
クリームはんだ印刷装置１は、主にステンシルマスク２、スキージ３、ハンマリング機構４等を具備する。
【００３２】
以下では、図１および図２を用いて、ステンシルマスク２の詳細構成について説明する。
ステンシルマスク２はクリームはんだを基板１００の所定の位置に選択的に塗布するための部材である。ここで、「所定の位置」の例としては、基板１００の表面に形成された回路と、後の工程で実装される半導体素子等の電子部品との接合箇所等が挙げられる。
ステンシルマスク２は、主に枠部材２１と、マスク部材２２等を具備する。
【００３３】
枠部材２１はアルミニウム等の金属材料からなる略矩形の枠状の部材であり、クリームはんだ印刷装置１の構造体（図示せず）にステンシルマスク２を取り付ける際の取り付け部材としての機能と、後述するマスク部材２２の上面に供給されたクリームはんだが周囲に漏洩するのを防止する機能と、を果たす。
【００３４】
マスク部材２２はアルミニウム等の金属材料からなる板状の部材である。マスク部材２２には、上面と下面とを貫通する開口部２４・２４・・・が形成され、マスク部材２２の上面の周縁部には枠部材２１が固設される。
ステンシルマスク２のマスク部材２２の上面にはクリームはんだが供給される。また、マスク部材２２の下面は基板１００と対向し、作業時には基板１００の上面と当接する。
【００３５】
なお、開口部２４・２４・・・の数や配置は本実施例に限定されず、クリームはんだ印刷装置１がクリームはんだを塗布する対象である基板１００に形成された回路のパターンに応じて適宜選択される。
また、本実施例のステンシルマスク２は、枠部材２１とマスク部材２２とを別部材としたが、一体に成形しても良い。さらに、ステンシルマスク２は、金属板を打ち抜いて開口部２４・２４・・・を形成したメタルマスクをマスク部材２２として用いているが、メッシュスクリーンをマスク部材２２として用いることもできる。
【００３６】
以下では、図１および図２を用いて、スキージ３の詳細構成について説明する。
スキージ３は板状の部材であり、ステンシルマスク２の上面、より厳密にはマスク部材２２の上面に沿って摺動することにより、マスク部材２２の上面に供給されたクリームはんだをマスク部材２２の上面全体に薄く伸ばし、開口部２４・２４・・・に供給する。本実施例の場合、スキージ３は図１中の矢印Ａの方向（紙面左から右）に摺動する。
【００３７】
以下では、図１、図２、図３および図４を用いて、ハンマリング機構の詳細構成について説明する。
ハンマリング機構は、スキージ３に連動してステンシルマスク２に衝撃を付与するものであり、ハンマー部材４１・４１・・・、ハンマー作動部材４２・４２等で構成される。
ここで、「ハンマリング機構がスキージに連動する」とは、スキージおよびハンマリング機構が同一の駆動源で駆動されることを指す。
【００３８】
ハンマー部材４１はステンシルマスク２に衝突する部材である。本実施例の場合、図１および図２に示す如く、計六個のハンマー部材４１・４１・・・がステンシルマスク２に設けられる。より詳細には、ハンマー部材４１・４１・・・は、ステンシルマスク２の枠部材２１において、スキージ３の摺動方向に平行な二辺の上面にそれぞれ三個ずつ、スキージ３の摺動方向に並んで固定される。
【００３９】
なお、ステンシルマスクに具備されるハンマー部材の個数は、ステンシルマスクの形状、大きさ、材質、厚み、ならびに開口部の数、径、および配置、あるいはクリームはんだの粘度等の性状等に応じて適宜選択されるものであり、本実施例の如く六個に限定されるものではない。
すなわち、ステンシルマスクに具備されるハンマー部材の個数は、単数または複数のいずれでも良い。
【００４０】
図３に示す如く、ハンマー部材４１は、バネ鋼等の弾性変形可能な金属片を出発材とし、該出発材を屈曲して一体的に成形した部材であり、基部４１ａと、衝突部４１ｂと、アーム部４１ｃと、スキッド部４１ｄと、を具備する。
基部４１ａはハンマー部材４１の一端を成し、ステンシルマスク２に固定される部分である。本実施例の場合、基部４１ａはステンシルマスク２の上面にネジ止めされる。
衝突部４１ｂはハンマー部材４１の他端を成し、ハンマー部材４１においてステンシルマスク２に衝突する部分である。本実施例の場合、衝突部４１ｂは出発材となる金属片の端部を折り曲げて二重に重ねることにより形成される。
アーム部４１ｃはハンマー部材４１の胴体部を成す部分であり、基部４１ａと衝突部４１ｂとを連結し、ハンマー作動部材４２により弾性変形する部分である。
スキッド部４１ｄはハンマー作動部材４２と当接する部分であり、衝突部４１ｂの側方に突出している。
【００４１】
ハンマー部材４１は、基部４１ａがスキージ３の摺動方向（図１の矢印Ａの方向）の前方、衝突部４１ｂが後方を向き、かつ、スキッド部４１ｄがステンシルマスク２の中央側に向かって突出するように枠部材２１の上面に固定される。
【００４２】
なお、本実施例のハンマー部材４１はバネ鋼等の弾性変形可能な金属片を出発材とし、該出発材を屈曲して一体的に成形した部材であるが、複数の部材から成形しても良い。
また、アーム部のみ弾性変形可能な材質とし、他の部分は別の材質で構成しても良い。
さらに、アーム部の一部または衝突部の一部にスキッド部としての機能を付与することにより、スキッド部を省略することも可能である。
【００４３】
ハンマー作動部材４２・４２はハンマー部材４１・４１・・・を作動させる部材であり、スキージ３に設けられる。
ここで、「ハンマー部材４１を作動させる」とは、ハンマー部材４１をステンシルマスク２に衝突させることを指す。
【００４４】
ハンマー作動部材４２・４２はスキージ３の左右側方に突設され、スキージ３と一体となってスキージ３の摺動方向（図１の矢印Ａの方向）に移動する。このとき、平面視で、ハンマー作動部材４２・４２の一部が枠部材２１においてハンマー部材４１・４１・・・が固定されている辺と重なっており、該辺の上面の上方を移動する。
ハンマー作動部材４２は金属片を側面視略「へ」の字型に屈曲したものであり、スキージ３の摺動方向の前方側が登り斜面部４２ａを形成し、スキージ３の摺動方向の後方側が水平面部４２ｂを形成する。
【００４５】
図４に示す如く、スキージ３が摺動していくと、ハンマー部材４１のスキッド部４１ｄの下面がハンマー作動部材４２の登り斜面部４２ａの上面と当接し、スキッド部４１ｄは該上面に沿って移動する。その結果、ハンマー部材４１のスキッド部４１ｄおよび衝突部４１ｂはステンシルマスク２の上方に持ち上げられ、アーム部４１ｃが上方に反る形で弾性変形する。
更にスキージ３が摺動していくと、ハンマー部材４１のスキッド部４１ｄは水平面部４２ｂと当接する。そして、スキッド部４１ｄが水平面部４２ｂの後端に到達すると、スキッド部４１ｄが水平面部４２ｂから外れ、アーム部４１ｃが元の形状に戻ろうとする結果、衝突部４１ｂが下方に振り下ろされ、ステンシルマスク２の枠部材２１の上面に衝突する。
すなわち、ハンマー部材４１は、ステンシルマスク２に、上方から下方に向かって衝撃を付与することとなる。
【００４６】
このように、ハンマー作動部材４２はハンマー部材４１に当接してハンマー部材４１を弾性変形させ、続いてハンマー部材４１から離間することによりハンマー部材４１に蓄積された弾性エネルギーを解放させる。そして、ハンマー部材４１の一部である衝突部４１ｂをステンシルマスク２に衝突させ、ステンシルマスク２に衝撃を付与する。
【００４７】
ステンシルマスク２に衝撃を付与すると、スキージ３によりステンシルマスク２の開口部２４・２４・・・に供給されたクリームはんだは流動化し、開口部２４・２４・・・との付着が弱まる。その結果、該クリームはんだは確実に基板１００に塗布される。
【００４８】
なお、本実施例では左右のハンマー作動部材４２・４２を別体としたが、一体としても良い。また、ハンマー部材をスキージ３の摺動方向に複数個並べて設け、スキージの一回の摺動により一個のハンマー部材を複数回作動させることも可能である。
また、本実施例のハンマー部材４１はステンシルマスク２の上面（より厳密には、枠部材２１の上面）に設けられているが、ステンシルマスク２の側面に設けても良い。
また、ハンマー部材による衝撃付与の方向については、ステンシルマスクの上方から下方、ステンシルマスクの側方のいずれでも良いが、ステンシルマスクと基板との位置ずれを防止するという観点から、ステンシルマスクの上方から下方に衝撃を付与することが望ましい。
さらに、本実施例のハンマリング機構４におけるハンマー部材４１は、弾性変形することによりステンシルマスクに衝撃を付与する構成としたが、ハンマー部材をステンシルマスクの上下方向に摺動または揺動可能な錘とし、ハンマー作動部材により該錘を持ち上げて落下させることによりステンシルマスクに衝撃を付与する構成としても良い。
【００４９】
以上の如く、本発明のクリームはんだ印刷装置の実施の一形態であるクリームはんだ印刷装置１は、
クリームはんだが供給される上面と、基板１００と対向する下面と、を貫通する開口部２４・２４・・・が形成されたステンシルマスク２と、
該ステンシルマスク２の上面に沿って摺動し、該ステンシルマスク２の開口部２４・２４・・・にクリームはんだを供給するスキージ３と、
該スキージ３に連動して該ステンシルマスク２に衝撃を付与するハンマリング機構４と、
を具備するものである。
【００５０】
このように構成することにより、クリームはんだ印刷装置１は、ハンマリング機構４によりステンシルマスク２に衝撃を付与し、ステンシルマスク２の開口部２４・２４・・・に供給されたクリームはんだを流動化させて確実に基板に塗布することが可能である。特に、開口部２４・２４・・・が小さい場合に有効である。
また、超音波振動板や圧電素子等の振動手段によりステンシルマスクを振動させ、ステンシルマスクの開口部に供給されたクリームはんだを流動化させる従来のクリームはんだ印刷装置と比較すると、本発明に係るクリームはんだ印刷装置１のハンマリング機構４はスキージ３に連動するために専用の駆動源等を必要とせず、装置を簡素化することが可能である。従って、設備コストの増大や装置自体の大型化を伴うことが無く、ステンシルマスク２の交換作業や清掃作業時における作業性に優れる。
さらに、超音波振動板や圧電素子等の振動手段によりステンシルマスクを振動させると、振動する回数が多いためにステンシルマスクがクリームはんだ印刷装置の構造体からずれ、基板に塗布されるクリームはんだの位置精度が低下する場合があるが、本発明に係るクリームはんだ印刷装置１はステンシルマスク２に衝撃を付与する回数を調整することが容易であり、基板１００に塗布されるクリームはんだの位置精度が高い。
【００５１】
また、クリームはんだ印刷装置１のハンマリング機構４は、
前記ステンシルマスク２に設けられ、該ステンシルマスク２に衝突するハンマー部材４１と、
前記スキージ３に設けられ、該ハンマー部材４１を作動させるハンマー作動部材４２と、
を具備するものである。
【００５２】
このように構成することにより、ハンマリング機構４の小型化および簡素化が可能である。
【００５３】
また、クリームはんだ印刷装置１のハンマー部材４１は、
前記ステンシルマスク２に固定される基部４１ａと、
該ステンシルマスク２に衝突する衝突部４１ｂと、
該基部４１ａと該衝突部４１ｂとを連結し、前記ハンマー作動部材４２により弾性変形するアーム部４１ｃと、
を具備する。
【００５４】
このように構成することにより、ハンマー部材４１の小型化が可能であるとともに、ハンマー部材４１を安価に製造することが可能である。
【００５５】
また、クリームはんだ印刷装置１のハンマー部材４１は、
前記ステンシルマスク２に、上方から下方に向かって衝撃を付与するものである。
【００５６】
このように構成することにより、ステンシルマスクに衝撃を付与する方向と開口部が貫通する方向とが略一致し、開口部の壁面に付着したクリームはんだを効果的に流動化させて確実に基板に塗布することが可能である。
また、ステンシルマスクに衝撃を付与する方向が基板においてクリームはんだが塗布される面と略直交しているため、ステンシルマスクが基板に対して位置ずれを起こすことを防止することが可能であり、基板に塗布されるクリームはんだの位置精度が高い。
【００５７】
また、クリームはんだ印刷装置１のハンマー作動部材４２は、前記ハンマー部材４１に当接して該ハンマー部材４１を弾性変形させるものである。
【００５８】
このように構成することにより、ハンマリング機構を簡素化することが可能である。
【００５９】
以下では、図１、図２、および図５を用いて、振動数調整溝２５・２６の詳細構成について説明する。
振動数調整溝２５・２６はハンマリング機構４による衝撃付与時のステンシルマスク２の振動数を調整するためにステンシルマスク２に形成される溝である。本実施例の場合、一対の振動数調整溝２５・２６は、開口部２４・２４・・・を挟んで配置される。
【００６０】
ハンマリング機構４によりステンシルマスク２に衝撃を付与すると、ステンシルマスク２は以下の式（１）で表される自己の固有振動数Ｆ１で振動する。
Ｆ１＝（４．２×Ｌ２）×（Ｅ×ρ／Ｍ）０．５ 式（１）
ここで、Ｌはステンシルマスク２の長さ（図１中のＬに相当）、Ｅはヤング率、ρはステンシルマスク２を構成する材料の密度、Ｍはステンシルマスク２の線密度（単位長さ当たりの質量）を指す。
【００６１】
しかし、クリームはんだの性状やステンシルマスク２の材質、形状によっては、当該固有振動数がステンシルマスク２の開口部２４・２４・・・に供給され、該開口部２４・２４・・・の壁面に付着したクリームはんだを流動化し、基板１００に塗布するのに適した振動数から大きく外れている場合もあり得る。
このような場合に、ステンシルマスク２に振動数調整溝２５・２６を形成することにより、ステンシルマスク２において開口部２４・２４・・・に対応する部分の衝撃付与時の振動数を所望の振動数に調整することが可能である。
本実施例の場合において、振動数調整溝２５・２６で挟まれた領域の振動数Ｆ２は以下の式（２）で表される。
Ｆ２＝｛Ｅ×ｔ３／（ρ×π×ｄ２×Ｈ×Ｄ２×α）｝０．５ 式（２）
ここで、Ｅはヤング率、ｔはマスク部材２２において振動数調整溝２５・２６に対応する部分の板厚（図５中のｔに相当）、ρはステンシルマスク２を構成する材料の密度、ｄは隣り合う振動数調整溝２５・２６の内側の壁面間の距離（図５中のｄに相当）、Ｈはマスク部材２２の板厚、Ｄは隣り合う振動数調整溝２５・２６の外側の壁面間の距離（図５中のＤに相当）、αはステンシルマスク２の形状係数であり、０．６≦ｄ／Ｄ≦０．８の場合に０．０５≦α≦０．００５である。
【００６２】
なお、本実施例においては、一対の振動数調整溝２５・２６を開口部２４・２４・・・を挟む形で配置したが、開口部２４・２４・・・を囲むようにリング状の振動数調整溝を形成することも可能である。
【００６３】
以下では、図１および図６を用いてステンシルマスク２の開口部２４・２４・・・の壁面構造について説明する。
図６に示す如く、本実施例のステンシルマスク２の開口部の壁面には凹凸が形成され、いわゆる梨地加工が施されている。そして、該凹凸の凸部２４ａ・２４ａ・・・の間隔を、クリームはんだに含まれるはんだ粒２００の平均粒径の二分の一以下としている。
このように構成することにより、クリームはんだに含まれる粒状のはんだであるはんだ粒２００が開口部２４・２４・・・の壁面に付着する面積を小さくすることが可能である。
結果として、クリームはんだの開口部２４・２４・・・の壁面への付着を防止して基板１００にクリームはんだを確実に塗布することが可能である。
なお、開口部２４・２４・・・の壁面の凹凸の凸部２４ａ・２４ａ・・・の間隔を、クリームはんだに含まれるはんだ粒２００の平均粒径の二分の一以下としているのは、当該間隔が大きすぎると、クリームはんだに含まれるはんだ粒が隣り合う凸部２４ａ・２４ａの間に入り込み、却って開口部２４・２４・・・の壁面へのクリームはんだの付着を招く可能性があるためである。
【００６４】
また、本実施例のステンシルマスク２の開口部２４・２４・・・は、放電加工により形成される。放電加工後の開口部２４・２４・・・には図６に示す如き凹凸（凸部２４ａ・２４ａ・・・）が形成されるため、開口部２４・２４・・・の孔開け加工と、開口部２４・２４・・・の壁面の凹凸の形成とを同時に行うことができ、工数を削減することが可能である。
さらに、凸部２４ａ・２４ａ・・・の高さは放電加工のパルス幅で調整することが可能であり、隣り合う凸部２４ａ・２４ａの間隔は放電加工の送り速度で調整することが可能であることから、開口部２４・２４・・・の壁面に所望の形状の凹凸を容易に形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係るクリームはんだ印刷装置の側面断面図。
【図２】本発明に係るクリームはんだ印刷装置の平面図。
【図３】ハンマー部材の斜視図。
【図４】ハンマリング機構の作動状況を示す図。
【図５】ステンシルマスクの要部断面図。
【図６】ステンシルマスクの開口部の壁面を示す模式断面図。
【符号の説明】
【００６６】
１ クリームはんだ印刷装置
２ ステンシルマスク
３ スキージ
４ ハンマリング機構
２４ 開口部
１００ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にクリームはんだを塗布するはんだ印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板にクリームはんだを塗布するはんだ印刷装置は公知となっている。
このようなはんだ印刷装置は、通常はステンシルマスクとスキージを具備し、ステンシルマスクの上面に沿ってスキージを摺動させることにより、ステンシルマスクの上面に供給されたクリームはんだを該ステンシルマスクに形成された開口部に供給する。
該開口部はステンシルマスクの上面と下面とを貫通しており、該下面に当接している基板において該開口部に対応する部分にはんだが塗布される。
【０００３】
近年、基板の集積化に伴い、基板に実装される電子部品の端子の個数の増加および端子間距離の狭小化が進んでいる。従って、ステンシルマスクの開口部の数が増加するとともに、個々の開口部が小さくなる傾向にある。
しかし、ステンシルマスクの開口部が小さくなると、クリームはんだ自身の粘性によりクリームはんだが開口部の壁面に付着し、基板側に塗布されないという問題が発生する。
このようなクリームはんだの塗布不良を解消するはんだ印刷装置としては、特許文献１、特許文献２および特許文献３、特許文献４および特許文献５に記載のはんだ印刷装置が挙げられる。
【０００４】
特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４に記載のはんだ印刷装置は、いずれも超音波振動板や圧電素子等の振動手段をステンシルマスクに設けてステンシルマスクを振動させることにより、開口部の壁面に付着したクリームはんだを流動化させ、基板にクリームはんだを確実に塗布しようというものである。
【０００５】
また、特許文献５に記載のはんだ印刷装置は、開口部の壁面にクリームはんだとの濡れ性が低いニッケル／ＰＴＦＥ複合メッキを施すことにより、クリームはんだが開口部の壁面にクリームはんだが付着することを防止し、基板にクリームはんだを確実に塗布しようというものである。
【特許文献１】特開平４−３５０９０号公報
【特許文献２】特開平８−５２８５３号公報
【特許文献３】特開平８−３００６１２号公報
【特許文献４】特開２００１−１２１６７３号公報
【特許文献５】特開平１０−２５００３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４に記載のはんだ印刷装置は、超音波振動板や圧電素子等の振動手段および当該振動手段に電力を供給するための電源装置等を設ける必要があり、設備コストの増大、装置自体の大型化、ステンシルマスクの交換作業や清掃作業時における作業性の低下（ハンドリングが困難）、といった問題が発生する。
また、ステンシルマスクを振動させるため、基板に対するステンシルマスクの位置精度が低下し、ひいては基板に塗布されるクリームはんだの位置精度が低下するという問題がある。
さらに、特許文献５に記載のはんだ印刷装置は、ステンシルマスクにニッケル／ＰＴＦＥ複合メッキを施す必要があり、ステンシルマスク自体が高価なものとなるという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の如き状況に鑑み、設備コストの増大や設備の大型化を伴うことなく、クリームはんだを基板に十分な位置精度を確保しつつ塗布することが可能なクリームはんだ印刷装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、
クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部が形成されたステンシルマスクと、
該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージと、
該スキージに連動して該ステンシルマスクに衝撃を付与するハンマリング機構と、
を具備するものである。
【００１０】
請求項２においては、
前記ハンマリング機構は、
前記ステンシルマスクに設けられ、該ステンシルマスクに衝突するハンマー部材と、
前記スキージに設けられ、該ハンマー部材を作動させるハンマー作動部材と、
を具備するものである。
【００１１】
請求項３においては、
前記ハンマー部材は、
前記ステンシルマスクに固定される基部と、
該ステンシルマスクに衝突する衝突部と、
該基部と該衝突部とを連結し、
前記ハンマー作動部材により弾性変形するアーム部と、
を具備するものである。
【００１２】
請求項４においては、
前記ハンマー部材は、前記ステンシルマスクに、上方から下方に向かって衝撃を付与するものである。
【００１３】
請求項５においては、
前記ハンマー作動部材は、前記ハンマー部材に当接して該ハンマー部材を弾性変形させるものである。
【００１４】
請求項６においては、
前記ステンシルマスクに、前記ハンマリング機構による衝撃付与時の振動数を調整する振動数調整溝を形成したものである。
【００１５】
請求項７においては、
クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部が形成されたステンシルマスクと、
該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージと、
を具備し、
該ステンシルマスクの開口部の壁面に凹凸を形成し、かつ、該凹凸の凸部の間隔をクリームはんだに含まれるはんだ粒の平均粒径の二分の一以下としたものである。
【００１６】
請求項８においては、
前記開口部の壁面の凹凸は、放電加工により形成されるものである。
【００１７】
請求項９においては、
クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部が形成されたステンシルマスクと、該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージと、
該スキージに連動して該ステンシルマスクに衝撃を付与するハンマリング機構と、
を具備し、
該ステンシルマスクの開口部の壁面に凹凸を形成し、かつ、該凹凸の凸部の間隔をクリームはんだに含まれるはんだ粒の平均粒径の二分の一以下としたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１９】
請求項１においては、設備コストの増大や装置自体の大型化を伴うことが無く、ステンシルマスクの開口部に供給されたクリームはんだを流動化させて確実に基板に塗布することが可能である。
【００２０】
請求項２においてはハンマリング機構の小型化および簡素化が可能である。
【００２１】
請求項３においては、ハンマー部材の小型化が可能であるとともに、ハンマー部材を安価に製造することが可能である。
【００２２】
請求項４においては、ステンシルマスクに衝撃を付与する方向と開口部が貫通する方向とが略一致し、開口部の壁面に付着したクリームはんだを効果的に流動化させて確実に基板に塗布することが可能である。
また、ステンシルマスクに衝撃を付与する方向が基板においてクリームはんだが塗布される面と略直交しているため、ステンシルマスクが基板に対して位置ずれを起こすことを防止することが可能であり、基板に塗布されるクリームはんだの位置精度が高い。
【００２３】
請求項５においては、ハンマリング機構を簡素化することが可能である。
【００２４】
請求項６においては、ステンシルマスクにおいて開口部に対応する部分の振動数を所望の振動数に調整することが可能である。
【００２５】
請求項７においては、クリームはんだに含まれるはんだ粒が開口部の壁面に付着する面積を小さくし、クリームはんだの開口部の壁面への付着を防止して基板にクリームはんだを確実に塗布することが可能である。
【００２６】
請求項８においては、開口部の孔開け加工と、開口部の壁面の凹凸の形成とを同時に行うことができ、工数を削減することが可能である。また、開口部の壁面に所望の形状の凹凸を容易に形成することが可能である。
【００２７】
請求項９においては、設備コストの増大や装置自体の大型化を伴うことが無く、ステンシルマスクの開口部に供給されたクリームはんだを流動化せるとともに、クリームはんだに含まれるはんだ粒が開口部の壁面に付着する面積を小さくし、クリームはんだの開口部の壁面への付着を防止して、基板にクリームはんだを確実に塗布することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下では、図１および図２を用いて、本発明のはんだ印刷装置の実施の一形態であるクリームはんだ印刷装置１の全体構成について説明する。
クリームはんだ印刷装置１は基板１００にクリームはんだを塗布する装置である。
ここで、基板１００は、絶縁性材料からなる板状の部材の表面または内部に、導電性材料からなる回路が形成されたものである。
上記絶縁性材料の具体例としては、紙フェノールやガラスエポキシ等の樹脂系の材料、あるいは、ＡｌＮ等のセラミックスが挙げられる。また、上記導電性材料は銅やアルミニウム等が挙げられる。
【００２９】
また、本出願における「クリームはんだ」は、直径が１０μｍから５０μｍ程度の粒状に成形されたはんだとフラックスとを混合したペースト状のものである。
【００３０】
ここで、本出願における「はんだ」は、錫を母材とし、かつ、鉛、銀、銅、亜鉛、ニッケル、アンチモン、インジウム、ビスマスのうち、いずれか一つまたは二つ以上を添加材として含む合金を含むが、半導体素子等の電子部品と基板に形成された回路とを導通可能に接合し得る材料であれば、他の元素を含む材料でも良い。
はんだの具体例としては、錫−鉛合金といった一般的な共晶はんだの他、錫−銀合金や錫−銀−銅合金等の高融点の鉛フリーはんだ、錫−インジウム合金、錫−ビスマス合金、錫−インジウム−ビスマス合金等の低融点の鉛フリーはんだ等が挙げられる。
また、本出願における「フラックス」は、ロジン系やアクリル系等の樹脂と、アルコールや芳香族系等の溶剤と、活性剤（不要の場合もある）とを混合したものである。
【００３１】
クリームはんだ印刷装置１は、主にステンシルマスク２、スキージ３、ハンマリング機構４等を具備する。
【００３２】
以下では、図１および図２を用いて、ステンシルマスク２の詳細構成について説明する。
ステンシルマスク２はクリームはんだを基板１００の所定の位置に選択的に塗布するための部材である。ここで、「所定の位置」の例としては、基板１００の表面に形成された回路と、後の工程で実装される半導体素子等の電子部品との接合箇所等が挙げられる。
ステンシルマスク２は、主に枠部材２１と、マスク部材２２等を具備する。
【００３３】
枠部材２１はアルミニウム等の金属材料からなる略矩形の枠状の部材であり、クリームはんだ印刷装置１の構造体（図示せず）にステンシルマスク２を取り付ける際の取り付け部材としての機能と、後述するマスク部材２２の上面に供給されたクリームはんだが周囲に漏洩するのを防止する機能と、を果たす。
【００３４】
マスク部材２２はアルミニウム等の金属材料からなる板状の部材である。マスク部材２２には、上面と下面とを貫通する開口部２４・２４・・・が形成され、マスク部材２２の上面の周縁部には枠部材２１が固設される。
ステンシルマスク２のマスク部材２２の上面にはクリームはんだが供給される。また、マスク部材２２の下面は基板１００と対向し、作業時には基板１００の上面と当接する。
【００３５】
なお、開口部２４・２４・・・の数や配置は本実施例に限定されず、クリームはんだ印刷装置１がクリームはんだを塗布する対象である基板１００に形成された回路のパターンに応じて適宜選択される。
また、本実施例のステンシルマスク２は、枠部材２１とマスク部材２２とを別部材としたが、一体に成形しても良い。さらに、ステンシルマスク２は、金属板を打ち抜いて開口部２４・２４・・・を形成したメタルマスクをマスク部材２２として用いているが、メッシュスクリーンをマスク部材２２として用いることもできる。
【００３６】
以下では、図１および図２を用いて、スキージ３の詳細構成について説明する。
スキージ３は板状の部材であり、ステンシルマスク２の上面、より厳密にはマスク部材２２の上面に沿って摺動することにより、マスク部材２２の上面に供給されたクリームはんだをマスク部材２２の上面全体に薄く伸ばし、開口部２４・２４・・・に供給する。本実施例の場合、スキージ３は図１中の矢印Ａの方向（紙面左から右）に摺動する。
【００３７】
以下では、図１、図２、図３および図４を用いて、ハンマリング機構の詳細構成について説明する。
ハンマリング機構は、スキージ３に連動してステンシルマスク２に衝撃を付与するものであり、ハンマー部材４１・４１・・・、ハンマー作動部材４２・４２等で構成される。
ここで、「ハンマリング機構がスキージに連動する」とは、スキージおよびハンマリング機構が同一の駆動源で駆動されることを指す。
【００３８】
ハンマー部材４１はステンシルマスク２に衝突する部材である。本実施例の場合、図１および図２に示す如く、計六個のハンマー部材４１・４１・・・がステンシルマスク２に設けられる。より詳細には、ハンマー部材４１・４１・・・は、ステンシルマスク２の枠部材２１において、スキージ３の摺動方向に平行な二辺の上面にそれぞれ三個ずつ、スキージ３の摺動方向に並んで固定される。
【００３９】
なお、ステンシルマスクに具備されるハンマー部材の個数は、ステンシルマスクの形状、大きさ、材質、厚み、ならびに開口部の数、径、および配置、あるいはクリームはんだの粘度等の性状等に応じて適宜選択されるものであり、本実施例の如く六個に限定されるものではない。
すなわち、ステンシルマスクに具備されるハンマー部材の個数は、単数または複数のいずれでも良い。
【００４０】
図３に示す如く、ハンマー部材４１は、バネ鋼等の弾性変形可能な金属片を出発材とし、該出発材を屈曲して一体的に成形した部材であり、基部４１ａと、衝突部４１ｂと、アーム部４１ｃと、スキッド部４１ｄと、を具備する。
基部４１ａはハンマー部材４１の一端を成し、ステンシルマスク２に固定される部分である。本実施例の場合、基部４１ａはステンシルマスク２の上面にネジ止めされる。
衝突部４１ｂはハンマー部材４１の他端を成し、ハンマー部材４１においてステンシルマスク２に衝突する部分である。本実施例の場合、衝突部４１ｂは出発材となる金属片の端部を折り曲げて二重に重ねることにより形成される。
アーム部４１ｃはハンマー部材４１の胴体部を成す部分であり、基部４１ａと衝突部４１ｂとを連結し、ハンマー作動部材４２により弾性変形する部分である。
スキッド部４１ｄはハンマー作動部材４２と当接する部分であり、衝突部４１ｂの側方に突出している。
【００４１】
ハンマー部材４１は、基部４１ａがスキージ３の摺動方向（図１の矢印Ａの方向）の前方、衝突部４１ｂが後方を向き、かつ、スキッド部４１ｄがステンシルマスク２の中央側に向かって突出するように枠部材２１の上面に固定される。
【００４２】
なお、本実施例のハンマー部材４１はバネ鋼等の弾性変形可能な金属片を出発材とし、該出発材を屈曲して一体的に成形した部材であるが、複数の部材から成形しても良い。
また、アーム部のみ弾性変形可能な材質とし、他の部分は別の材質で構成しても良い。
さらに、アーム部の一部または衝突部の一部にスキッド部としての機能を付与することにより、スキッド部を省略することも可能である。
【００４３】
ハンマー作動部材４２・４２はハンマー部材４１・４１・・・を作動させる部材であり、スキージ３に設けられる。
ここで、「ハンマー部材４１を作動させる」とは、ハンマー部材４１をステンシルマスク２に衝突させることを指す。
【００４４】
ハンマー作動部材４２・４２はスキージ３の左右側方に突設され、スキージ３と一体となってスキージ３の摺動方向（図１の矢印Ａの方向）に移動する。このとき、平面視で、ハンマー作動部材４２・４２の一部が枠部材２１においてハンマー部材４１・４１・・・が固定されている辺と重なっており、該辺の上面の上方を移動する。
ハンマー作動部材４２は金属片を側面視略「へ」の字型に屈曲したものであり、スキージ３の摺動方向の前方側が登り斜面部４２ａを形成し、スキージ３の摺動方向の後方側が水平面部４２ｂを形成する。
【００４５】
図４に示す如く、スキージ３が摺動していくと、ハンマー部材４１のスキッド部４１ｄの下面がハンマー作動部材４２の登り斜面部４２ａの上面と当接し、スキッド部４１ｄは該上面に沿って移動する。その結果、ハンマー部材４１のスキッド部４１ｄおよび衝突部４１ｂはステンシルマスク２の上方に持ち上げられ、アーム部４１ｃが上方に反る形で弾性変形する。
更にスキージ３が摺動していくと、ハンマー部材４１のスキッド部４１ｄは水平面部４２ｂと当接する。そして、スキッド部４１ｄが水平面部４２ｂの後端に到達すると、スキッド部４１ｄが水平面部４２ｂから外れ、アーム部４１ｃが元の形状に戻ろうとする結果、衝突部４１ｂが下方に振り下ろされ、ステンシルマスク２の枠部材２１の上面に衝突する。
すなわち、ハンマー部材４１は、ステンシルマスク２に、上方から下方に向かって衝撃を付与することとなる。
【００４６】
このように、ハンマー作動部材４２はハンマー部材４１に当接してハンマー部材４１を弾性変形させ、続いてハンマー部材４１から離間することによりハンマー部材４１に蓄積された弾性エネルギーを解放させる。そして、ハンマー部材４１の一部である衝突部４１ｂをステンシルマスク２に衝突させ、ステンシルマスク２に衝撃を付与する。
【００４７】
ステンシルマスク２に衝撃を付与すると、スキージ３によりステンシルマスク２の開口部２４・２４・・・に供給されたクリームはんだは流動化し、開口部２４・２４・・・との付着が弱まる。その結果、該クリームはんだは確実に基板１００に塗布される。
【００４８】
なお、本実施例では左右のハンマー作動部材４２・４２を別体としたが、一体としても良い。また、ハンマー部材をスキージ３の摺動方向に複数個並べて設け、スキージの一回の摺動により一個のハンマー部材を複数回作動させることも可能である。
また、本実施例のハンマー部材４１はステンシルマスク２の上面（より厳密には、枠部材２１の上面）に設けられているが、ステンシルマスク２の側面に設けても良い。
また、ハンマー部材による衝撃付与の方向については、ステンシルマスクの上方から下方、ステンシルマスクの側方のいずれでも良いが、ステンシルマスクと基板との位置ずれを防止するという観点から、ステンシルマスクの上方から下方に衝撃を付与することが望ましい。
さらに、本実施例のハンマリング機構４におけるハンマー部材４１は、弾性変形することによりステンシルマスクに衝撃を付与する構成としたが、ハンマー部材をステンシルマスクの上下方向に摺動または揺動可能な錘とし、ハンマー作動部材により該錘を持ち上げて落下させることによりステンシルマスクに衝撃を付与する構成としても良い。
【００４９】
以上の如く、本発明のクリームはんだ印刷装置の実施の一形態であるクリームはんだ印刷装置１は、
クリームはんだが供給される上面と、基板１００と対向する下面と、を貫通する開口部２４・２４・・・が形成されたステンシルマスク２と、
該ステンシルマスク２の上面に沿って摺動し、該ステンシルマスク２の開口部２４・２４・・・にクリームはんだを供給するスキージ３と、
該スキージ３に連動して該ステンシルマスク２に衝撃を付与するハンマリング機構４と、
を具備するものである。
【００５０】
このように構成することにより、クリームはんだ印刷装置１は、ハンマリング機構４によりステンシルマスク２に衝撃を付与し、ステンシルマスク２の開口部２４・２４・・・に供給されたクリームはんだを流動化させて確実に基板に塗布することが可能である。特に、開口部２４・２４・・・が小さい場合に有効である。
また、超音波振動板や圧電素子等の振動手段によりステンシルマスクを振動させ、ステンシルマスクの開口部に供給されたクリームはんだを流動化させる従来のクリームはんだ印刷装置と比較すると、本発明に係るクリームはんだ印刷装置１のハンマリング機構４はスキージ３に連動するために専用の駆動源等を必要とせず、装置を簡素化することが可能である。従って、設備コストの増大や装置自体の大型化を伴うことが無く、ステンシルマスク２の交換作業や清掃作業時における作業性に優れる。
さらに、超音波振動板や圧電素子等の振動手段によりステンシルマスクを振動させると、振動する回数が多いためにステンシルマスクがクリームはんだ印刷装置の構造体からずれ、基板に塗布されるクリームはんだの位置精度が低下する場合があるが、本発明に係るクリームはんだ印刷装置１はステンシルマスク２に衝撃を付与する回数を調整することが容易であり、基板１００に塗布されるクリームはんだの位置精度が高い。
【００５１】
また、クリームはんだ印刷装置１のハンマリング機構４は、
前記ステンシルマスク２に設けられ、該ステンシルマスク２に衝突するハンマー部材４１と、
前記スキージ３に設けられ、該ハンマー部材４１を作動させるハンマー作動部材４２と、
を具備するものである。
【００５２】
このように構成することにより、ハンマリング機構４の小型化および簡素化が可能である。
【００５３】
また、クリームはんだ印刷装置１のハンマー部材４１は、
前記ステンシルマスク２に固定される基部４１ａと、
該ステンシルマスク２に衝突する衝突部４１ｂと、
該基部４１ａと該衝突部４１ｂとを連結し、前記ハンマー作動部材４２により弾性変形するアーム部４１ｃと、
を具備する。
【００５４】
このように構成することにより、ハンマー部材４１の小型化が可能であるとともに、ハンマー部材４１を安価に製造することが可能である。
【００５５】
また、クリームはんだ印刷装置１のハンマー部材４１は、
前記ステンシルマスク２に、上方から下方に向かって衝撃を付与するものである。
【００５６】
このように構成することにより、ステンシルマスクに衝撃を付与する方向と開口部が貫通する方向とが略一致し、開口部の壁面に付着したクリームはんだを効果的に流動化させて確実に基板に塗布することが可能である。
また、ステンシルマスクに衝撃を付与する方向が基板においてクリームはんだが塗布される面と略直交しているため、ステンシルマスクが基板に対して位置ずれを起こすことを防止することが可能であり、基板に塗布されるクリームはんだの位置精度が高い。
【００５７】
また、クリームはんだ印刷装置１のハンマー作動部材４２は、前記ハンマー部材４１に当接して該ハンマー部材４１を弾性変形させるものである。
【００５８】
このように構成することにより、ハンマリング機構を簡素化することが可能である。
【００５９】
以下では、図１、図２、および図５を用いて、振動数調整溝２５・２６の詳細構成について説明する。
振動数調整溝２５・２６はハンマリング機構４による衝撃付与時のステンシルマスク２の振動数を調整するためにステンシルマスク２に形成される溝である。本実施例の場合、一対の振動数調整溝２５・２６は、開口部２４・２４・・・を挟んで配置される。
【００６０】
ハンマリング機構４によりステンシルマスク２に衝撃を付与すると、ステンシルマスク２は以下の式（１）で表される自己の固有振動数Ｆ１で振動する。
Ｆ１＝（４．２×Ｌ２）×（Ｅ×ρ／Ｍ）０．５ 式（１）
ここで、Ｌはステンシルマスク２の長さ（図１中のＬに相当）、Ｅはヤング率、ρはステンシルマスク２を構成する材料の密度、Ｍはステンシルマスク２の線密度（単位長さ当たりの質量）を指す。
【００６１】
しかし、クリームはんだの性状やステンシルマスク２の材質、形状によっては、当該固有振動数がステンシルマスク２の開口部２４・２４・・・に供給され、該開口部２４・２４・・・の壁面に付着したクリームはんだを流動化し、基板１００に塗布するのに適した振動数から大きく外れている場合もあり得る。
このような場合に、ステンシルマスク２に振動数調整溝２５・２６を形成することにより、ステンシルマスク２において開口部２４・２４・・・に対応する部分の衝撃付与時の振動数を所望の振動数に調整することが可能である。
本実施例の場合において、振動数調整溝２５・２６で挟まれた領域の振動数Ｆ２は以下の式（２）で表される。
Ｆ２＝｛Ｅ×ｔ３／（ρ×π×ｄ２×Ｈ×Ｄ２×α）｝０．５ 式（２）
ここで、Ｅはヤング率、ｔはマスク部材２２において振動数調整溝２５・２６に対応する部分の板厚（図５中のｔに相当）、ρはステンシルマスク２を構成する材料の密度、ｄは隣り合う振動数調整溝２５・２６の内側の壁面間の距離（図５中のｄに相当）、Ｈはマスク部材２２の板厚、Ｄは隣り合う振動数調整溝２５・２６の外側の壁面間の距離（図５中のＤに相当）、αはステンシルマスク２の形状係数であり、０．６≦ｄ／Ｄ≦０．８の場合に０．０５≦α≦０．００５である。
【００６２】
なお、本実施例においては、一対の振動数調整溝２５・２６を開口部２４・２４・・・を挟む形で配置したが、開口部２４・２４・・・を囲むようにリング状の振動数調整溝を形成することも可能である。
【００６３】
以下では、図１および図６を用いてステンシルマスク２の開口部２４・２４・・・の壁面構造について説明する。
図６に示す如く、本実施例のステンシルマスク２の開口部の壁面には凹凸が形成され、いわゆる梨地加工が施されている。そして、該凹凸の凸部２４ａ・２４ａ・・・の間隔を、クリームはんだに含まれるはんだ粒２００の平均粒径の二分の一以下としている。
このように構成することにより、クリームはんだに含まれる粒状のはんだであるはんだ粒２００が開口部２４・２４・・・の壁面に付着する面積を小さくすることが可能である。
結果として、クリームはんだの開口部２４・２４・・・の壁面への付着を防止して基板１００にクリームはんだを確実に塗布することが可能である。
なお、開口部２４・２４・・・の壁面の凹凸の凸部２４ａ・２４ａ・・・の間隔を、クリームはんだに含まれるはんだ粒２００の平均粒径の二分の一以下としているのは、当該間隔が大きすぎると、クリームはんだに含まれるはんだ粒が隣り合う凸部２４ａ・２４ａの間に入り込み、却って開口部２４・２４・・・の壁面へのクリームはんだの付着を招く可能性があるためである。
【００６４】
また、本実施例のステンシルマスク２の開口部２４・２４・・・は、放電加工により形成される。放電加工後の開口部２４・２４・・・には図６に示す如き凹凸（凸部２４ａ・２４ａ・・・）が形成されるため、開口部２４・２４・・・の孔開け加工と、開口部２４・２４・・・の壁面の凹凸の形成とを同時に行うことができ、工数を削減することが可能である。
さらに、凸部２４ａ・２４ａ・・・の高さは放電加工のパルス幅で調整することが可能であり、隣り合う凸部２４ａ・２４ａの間隔は放電加工の送り速度で調整することが可能であることから、開口部２４・２４・・・の壁面に所望の形状の凹凸を容易に形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係るクリームはんだ印刷装置の側面断面図。
【図２】本発明に係るクリームはんだ印刷装置の平面図。
【図３】ハンマー部材の斜視図。
【図４】ハンマリング機構の作動状況を示す図。
【図５】ステンシルマスクの要部断面図。
【図６】ステンシルマスクの開口部の壁面を示す模式断面図。
【符号の説明】
【００６６】
１ クリームはんだ印刷装置
２ ステンシルマスク
３ スキージ
４ ハンマリング機構
２４ 開口部
１００ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部が形成されたステンシルマスクと、
該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージと、
該スキージに連動して該ステンシルマスクに衝撃を付与するハンマリング機構と、
を具備することを特徴とするクリームはんだ印刷装置。
【請求項２】
前記ハンマリング機構は、
前記ステンシルマスクに設けられ、該ステンシルマスクに衝突するハンマー部材と、
前記スキージに設けられ、該ハンマー部材を作動させるハンマー作動部材と、
を具備す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。
【請求項３】
前記ハンマー部材は、
前記ステンシルマスクに固定される基部と、
該ステンシルマスクに衝突する衝突部と、
該基部と該衝突部とを連結し、前記ハンマー作動部材により弾性変形するアーム部と、
を具備することを特徴とする請求項２に記載のクリームはんだ印刷装置。
【請求項４】
前記ハンマー部材は、前記ステンシルマスクに、上方から下方に向かって衝撃を付与することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のクリームはんだ印刷装置。
【請求項５】
前記ハンマー作動部材は、前記ハンマー部材に当接して該ハンマー部材を弾性変形させることを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載のクリームはんだ印刷装置。
【請求項６】
前記ステンシルマスクに、前記ハンマリング機構による衝撃付与時の振動数を調整する振動数調整溝を形成したことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のクリームはんだ印刷装置。
【請求項７】
クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部が形成されたステンシルマスクと、
該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージと、
を具備し、
該ステンシルマスクの開口部の壁面に凹凸を形成し、かつ、該凹凸の凸部の間隔をクリームはんだに含まれるはんだ粒の平均粒径の二分の一以下としたことを特徴とするクリームはんだ印刷装置。
【請求項８】
前記開口部の壁面の凹凸は、放電加工により形成されることを特徴とする請求項７に記載のクリームはんだ印刷装置。
【請求項９】
クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部が形成されたステンシルマスクと、
該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージと、
該スキージに連動して該ステンシルマスクに衝撃を付与するハンマリング機構と、
を具備し、
該ステンシルマスクの開口部の壁面に凹凸を形成し、かつ、該凹凸の凸部の間隔をクリームはんだに含まれるはんだ粒の平均粒径の二分の一以下としたことを特徴とするクリームはんだ印刷装置。
【請求項１】
クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部が形成されたステンシルマスクと、
該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージと、
該スキージに連動して該ステンシルマスクに衝撃を付与するハンマリング機構と、
を具備することを特徴とするクリームはんだ印刷装置。
【請求項２】
前記ハンマリング機構は、
前記ステンシルマスクに設けられ、該ステンシルマスクに衝突するハンマー部材と、
前記スキージに設けられ、該ハンマー部材を作動させるハンマー作動部材と、
を具備す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。
【請求項３】
前記ハンマー部材は、
前記ステンシルマスクに固定される基部と、
該ステンシルマスクに衝突する衝突部と、
該基部と該衝突部とを連結し、前記ハンマー作動部材により弾性変形するアーム部と、
を具備することを特徴とする請求項２に記載のクリームはんだ印刷装置。
【請求項４】
前記ハンマー部材は、前記ステンシルマスクに、上方から下方に向かって衝撃を付与することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のクリームはんだ印刷装置。
【請求項５】
前記ハンマー作動部材は、前記ハンマー部材に当接して該ハンマー部材を弾性変形させることを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載のクリームはんだ印刷装置。
【請求項６】
前記ステンシルマスクに、前記ハンマリング機構による衝撃付与時の振動数を調整する振動数調整溝を形成したことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のクリームはんだ印刷装置。
【請求項７】
クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部が形成されたステンシルマスクと、
該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージと、
を具備し、
該ステンシルマスクの開口部の壁面に凹凸を形成し、かつ、該凹凸の凸部の間隔をクリームはんだに含まれるはんだ粒の平均粒径の二分の一以下としたことを特徴とするクリームはんだ印刷装置。
【請求項８】
前記開口部の壁面の凹凸は、放電加工により形成されることを特徴とする請求項７に記載のクリームはんだ印刷装置。
【請求項９】
クリームはんだが供給される上面と、基板と対向する下面と、を貫通する開口部が形成されたステンシルマスクと、
該ステンシルマスクの上面に沿って摺動し、該ステンシルマスクの開口部にクリームはんだを供給するスキージと、
該スキージに連動して該ステンシルマスクに衝撃を付与するハンマリング機構と、
を具備し、
該ステンシルマスクの開口部の壁面に凹凸を形成し、かつ、該凹凸の凸部の間隔をクリームはんだに含まれるはんだ粒の平均粒径の二分の一以下としたことを特徴とするクリームはんだ印刷装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１１６７７６（Ｐ２００６−１１６７７６Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０５８０５（Ｐ２００４−３０５８０５）
【出願日】平成１６年１０月２０日（２００４．１０．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２０日（２００４．１０．２０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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