スキージ、スキージの作製方法、およびスクリーン印刷方法
【課題】印刷パターンが形成されたメタルマスクを用いて、印刷対象物を印刷する際、印刷材を安定して供給するスキージ、スキージの作製方法、およびスクリーン印刷方法を提供する。
【解決手段】スクリーン印刷の際、スキージの一方の面であるスキージ表面は、凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域における前記スキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有するスキージを用いる。スキージ表面は、前記側端部領域から前記スキージの幅方向中央に向かうにつれて、段階的あるいは連続的に凹んでいる。前記スキージが前記メタルマスクと接する底部には、前記メタルマスクに対して傾斜角度を持って前記メタルマスクと面接触するスキージ底面が設けられている。
【解決手段】スクリーン印刷の際、スキージの一方の面であるスキージ表面は、凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域における前記スキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有するスキージを用いる。スキージ表面は、前記側端部領域から前記スキージの幅方向中央に向かうにつれて、段階的あるいは連続的に凹んでいる。前記スキージが前記メタルマスクと接する底部には、前記メタルマスクに対して傾斜角度を持って前記メタルマスクと面接触するスキージ底面が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを通して、印刷対象物を印刷材で印刷するスクリーン印刷用のスキージ、このスキージの作製方法、およびスクリーン印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置の製造工程では、電子部品をプリント配線板に実装するために、ソルダーペーストを所定のパターンでプリント印刷し、プリント配線板上のバンプと電子部品の端子とをハンダ接続する。
上記プリント印刷をする場合、プリント配線板あるいは電子部品等の印刷対象物の面に、所定のパターンで開口部が設けられたメタルマスクを載せ、さらに、メタルマスク上にソルダーペーストを載せる。この後、図７（ａ）に示すように、平板状のスキージ１００をメタルマスク上でＸ方向に移動することにより、ソルダーペースト１０２をメタルマスクの開口部から印刷対象物上に印刷する。このようなプリント印刷は、電子部品の交換の際にも行われる。
【０００３】
上記プリント印刷をする場合、図７（ｂ）に示すように、印刷対象物の面の所定の領域に安定してソルダーペーストが供給される印刷安定領域Ｒの幅Ｗは、メタルマスクおよびスキージ１００の幅（スキージの移動方向Ｘに対して直交する方向の長さ）に対して約２０％程度狭くなる。図中Ｒ’は、ソルダーペーストが印刷対象物の表面に薄く残る領域である。図中Ｒ’’は、ソルダーペーストがスキージ１００の外側に移動した領域である。
さらに、図７（ｃ）に示すように、ソルダーペースト１０２が回転状態に流動することにより、メタルマスクの開口部に効率よく供給されるために、スキージをメタルマスクに対してＸ方向に傾斜（傾斜角度θで傾斜）させて用いる。
【０００４】
しかし、携帯電話機器に見られるような電子部品の小型化と半導体装置の電子部品の高密度化によって、電子部品を実装する実装面の面積は小さく、しかも、隣接する電子部品との間隔も狭くなっている。このため、上述したように、ソルダーペーストの安定供給のために、メタルマスクおよびスキージの幅を電子部品の実装面の幅に対して約２０％も大きくとることは難しい。
電子部品の実装面の周りの領域が確保されている場合、隣接する電子部品に余分なソルダーペーストが付着しないように、メタルマスクに精度良く位置合わせをしてプリント配線板に貼り付けることができる。しかし、この方法はマスクテープを精度良く貼り付けることが難しく、作業工数がかかる。
また、スキージは、スキージの幅方向中央部にスキージ保持部を持つため、スキージによってメタルマスクの開口部からプリント配線板にかかるソルダーペーストの圧力は、スキージの幅の中央部では高く、周辺部で低くなる。このため、ソルダーペーストが印刷対象物に安定して供給されない場合もある。
さらに、スキージをスキージの移動方向に傾斜させても、メタルマスクの開口部に効率よく供給されず、ソルダーペーストが印刷対象物に安定して供給されない場合もある。
【０００５】
一方において、以下に示すスキージが知られている（特許文献１）。
具体的には、スキージは、スクリーンマスクにのぞむ摺動端部を有し、この摺動端部は、スクリーンマスクと実質的に並行に構成される。しかも、スキージは、移動方向に交差する幅方向に沿って、この幅方向端部から幅方向中央部に向かうに従い、スキージ移動方向上流側に向かって突状に湾曲している。
この突状に湾曲したスキージの形状により、スクリーンマスクの塗布材（印刷材）は、スキージの幅方向中央部付近に次第に移動させられるので、印刷対象物上の塗布膜厚が幅方向に関して不均一になることを防止することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１１３２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記公知のスキージの形状を用いてソルダーペーストの印刷を行った場合、印刷対象部上のソルダーペーストの厚さが不均一になり、ソルダーペーストが安定して供給されない場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、印刷パターンが形成されたメタルマスク等のスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷する際、ソルダーペースト等の印刷材を安定して供給することができるスキージ、スキージの作製方法、およびスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用のスキージである。
前記スキージの一方の面であるスキージ表面は、凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有する。
【００１０】
本発明の他の一態様は、印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用スキージの作製方法である。
前記スキージは、平板形状の一方の面がスキージ表面として円弧形状に凹んだ形状をなし、前記スキージが前記スクリーンマスクと接する底部には、前記スキージの移動方向に対して傾斜角度を持って前記スクリーンマスクと面接触するスキージ底面が設けられ、前記スキージ底面の、前記スキージ表面と反対側にあるスキージ裏面に沿ったエッジは円弧形状を成している。
前記スキージを作製する際、
前記スキージの幅をＳ（ｍｍ）とし、前記傾斜角度をθ（度）とし、前記スキージ表面の円弧形状の曲率半径をρ0（ｍｍ）とし、前記スキージ底面における前記エッジの円弧形状の曲率半径ｒ（ｍｍ）としたとき、前記曲率半径ｒを、ｒ＝ （ρ0・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ0・Ｘ））（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ0））である）を満足するように設定し、
前記設定した半径ｒと、前記曲率半径ρ0と、前記傾斜角度θと、を用いて、平板形状を加工することにより前記スキージを作製する。
【００１１】
さらに、本発明の他の一態様は、印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、スキージを移動することにより印刷対象物を印刷するスクリーン印刷方法である。
当該印刷方法は、
印刷対象物に印刷材を載せてスクリーンマスクをセットするステップと、
前記スクリーンマスクにスキージを当接させつつ、前記スキージを前記スクリーンマスク上で移動させるステップと、を有する。
前記スキージの移動方向に向くスキージ表面は、前記移動方向に向かって凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
上述の態様のスキージおよびスクリーン印刷方法によれば、ソルダーペースト等の印刷材を安定して供給することができる。また、上述の態様のスキージの作製方法によれば、上述のスキージを正確に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態のスキージを用いる一工程である電子部品の交換作業を説明する図である。
【図２】（ａ）は、本実施形態のスキージの外観斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すスキージの側面図である。
【図３】本実施形態のスキージの裏面を説明する図である。
【図４】従来のスキージの変形を説明する図である。
【図５】本実施形態のスキージとソルダーペーストの配置を説明する図である。
【図６】本実施形態のスキージの別の例を説明する図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、従来のスキージを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のスキージ、スキージの作製方法、およびスクリーン印刷方法について説明する。
【００１５】
図１は、複数の電子部品が実装されたプリント配線板１０から、１つの電子部品を取り外して、新たな電子部品１２に交換する場合を説明する図である。図示されるように、電子部品１２が実装される実装領域（図中の斜線領域）は隣接する他の電子部品との間の間隔が狭い。このような電子部品１２をプリント配線板１０に実装する際に、以下に説明する本実施形態のスキージを用いることにより、ソルダーペーストは安定してプリント配線板１０に供給され得る。
【００１６】
図２（ａ）は、本実施形態のスキージ２０の外観斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であり、図２（ｃ）はスキージ２０の側面図である。
スキージ２０は、印刷パターンが形成されたメタルマスクを用いて、プリント配線板１０をソルダーペーストにより印刷するスクリーン印刷用のスキージである。メタルマスクは、プリント配線板１０上の一定に並んだハンダ接合用電極に対応した位置にハンダ接合に対応した大きさの開口部が設けられた金属製マスクである。
【００１７】
スキージ２０が、ソルダーペーストを移動方向に押してメタルマスクの開口部に供給するスキージの面をスキージ表面２２というとき、このスキージ表面２２は、凹んだ中央領域２４と、中央領域２４の両側に設けられる側端部領域２６と、を有する。側端部領域２６は、中央領域２４におけるスキージ２０の厚さに比べて厚さが厚い。スキージ２０は、スキージ２０の上部の中央部分にスキージ２０の保持部２１が設けられ、この保持部２１にてスキージ２０が把持されて、メタルマスクを押圧する。例えば、作業者が保持部２１を手により保持する。あるいは、図示されない印刷装置の保持機構が保持部２１を保持する。
【００１８】
スキージ２０は、平板形状の一方の面がスキージ表面２２の中央領域２４として凹んだ形状をなしている。スキージ表面２２と反対側にあるスキージ裏面３０は一定の曲率で湾曲した曲面である。
スキージ２０がメタルマスクと接する底部には、メタルマスクに対して傾斜角度θを持ってメタルマスクと面接触するスキージ底面２８が設けられている。具体的には、スキージ底面２８とスキージ裏面３０との間の交差角度が傾斜角度θである。
このように、スキージ底面２８が傾斜角度θを持ってメタルマスクと面接触するように構成されるのは、スキージ２０をメタルマスクに対して傾斜角度θを持って容易かつ安定的に移動させることができるからである。スキージ２０をメタルマスクに対して傾斜させる傾斜角度θは、印刷特性に大きな影響を与える要因であり、スキージ２０を用いて、電子部品を交換する作業者がマニュアルによりソルダーペーストを印刷する場合でも、作業者は、傾斜角度θを安定的に維持したままスキージ２０を移動することができる。勿論、ソルダーペーストの印刷を、印刷装置を用いて行う場合でも、安定的に傾斜角度θを維持することができる。
【００１９】
さらに、スキージ表面２２と反対側にあるスキージ裏面３０に沿った、スキージ底面２８のエッジ２８ａは円弧形状を成している。このように、エッジ２８ａを円弧形状とするのは、スキージ２０がメタルマスク上で傾斜角度θをもって傾斜しても、スキージ裏面３０のエッジ２８ａの湾曲に対応して、エッジ２８ａを含むスキージ底面２８をメタルマスクと面接触させるためである。エッジ２８ａがメタルマスクと一様に接触しない場合、すなわち、スキージ底面２８が面接触しない場合、エッジ２８ａとメタルマスクとの間に部分的に隙間ができ、この隙間からソルダーペーストがすり抜けて、スキージは中央領域にあるソルダーペーストを維持できなくなる。このため、印刷されるソルダーペーストの厚さが中央領域で薄くなる可能性が高くなる。
【００２０】
また、スキージ２０の中央領域２２の厚さに比べて側端部領域２６を厚くするのは、図２（ａ）に示すように、保持部２１でスキージ２０が把持されてメタルマスク上でスキージ２０が移動するとき、メタルマスクとスキージ２０との間の摩擦力によって側端部領域２６が移動方向Ｘと反対側（後方側）に曲がるスキージ２０の撓み変形を起こり難くするためである。従来の平板形状のスキージ１００の場合、図４に示すように、移動方向であるＸ方向に対して、側端部領域が破線で示すように後方側に曲げ変形を起こし、この結果ソルダーペーストに作用する圧力は弱くなる。これに対して、本実施形態のスキージ２０は、側端部領域２６を厚くすることによって、側端部領域２６の後方側への曲げ変形を起こしにくくする。これより、ソルダーペーストの受ける圧力を均一にすることができる。さらに、側端部領域２６の曲げ変形は抑制されるので、中央領域２４の凹みは維持される。
【００２１】
中央領域２２の凹みは、図５に示すように、ソルダーペースト３２が図中の矢印のように回転状態となって流動するとき、ソルダーペースト３２を中央領域２２に移動させることができる。これにより、ソルダーペースト３２が、スキージの外側に移動して電子部品１２の実装領域の外側に移動することを防止できる。しかも、スキージ２０は、メタルマスク３４に対して傾斜角度θを持って傾斜した状態で移動するので、ソルダーペースト３２は、上記回転状態となって粘性が低くなり、メタルマスク３４の開口部から効率よくプリント配線板１０に供給される。しかも、図３に示すようにエッジ２８ａが円弧形状を成し、スキージ底面２８はメタルマスク３４と面接触するので、中央領域２２は、メタルマスク３４との間に隙間が無く、ソルダーペースト３２はスキージ２０とともに移動して、プリント配線板２０への供給に供されるとともに、ソルダーペーストは均一に圧力を受ける。このため、スキージ２０の幅全体にわたって、ソルダーペーストをメタルマスクの開口部に均一に供給することができる。
さらに、エッジ２８ａが円弧形状を成すことにより、スキージ底面２８はメタルマスク３４と面接触するので、作業者がマニュアルでスクリーン印刷を行うときでも、傾斜角度θを安定的に維持して印刷を行うことができる。
【００２２】
スキージ２０の材質は、例えば金属製、あるいは樹脂製部材である。金属製の場合、例えば、ステンレス鋼あるいはニッケル材等が用いられる。ステンレス鋼の場合、レーザにより平板形状のステンレス部材をエッチングすることにより、中央領域２４の凹みを設けることができる。ニッケル材を用いてビルドアップ法により側端部領域２６の厚さを厚くすることにより、中央領域２４の凹みを設けることができる。
【００２３】
このようなスキージ２０は、例えば、電子部品１２の実装領域の幅が２０ｍｍ程度である場合、スキージ２０の幅Ｓも実装領域の幅と同等とする。スキージ２０の厚さは、中央領域２４および側端部領域２６においても、例えば０．１〜１０ｍｍとする。中央部領域２４の厚さは、上記厚さの範囲内で側端部領域２６の厚さに比べて薄い。
中央領域２４は、例えば、円弧形状に凹んでおり、この円弧形状の曲率半径ρ0は、例えば１５０ｍｍ〜４５０ｍｍであることが好ましい。凹みのない従来の平板形状のスキージ１００では、図４に示すような移動方向と反対側に撓む曲げ変形の曲率半径が４５０ｍｍより大きい。したがって、スキージ２０においてたわみが生じて曲率半径４５０ｍｍ程度の曲げ変形が生じても、依然として中央領域２４の凹みを確保することができる。
【００２４】
一方、上記曲率半径ρ0の下限を１５０ｍｍとするのは、過度な量のソルダーペーストが側端部領域２６から中央領域２４に一度に移動することを抑制し、側端部領域２６においてもメタルマスクの開口部を通して安定的に供給するためであり、さらに、図４に示すようなソルダーペーストの回転状態の流動を効率よく引き起こすためである。上記曲率半径ρ0が１５０ｍｍより小さくなると、側端部領域２６から中央領域２４の中央部に至るスキージ表面２２の凹みの傾斜角度が過度になり、ソルダーペーストでは上記回転状態の流動が発生し難くなる。
【００２５】
図２（ｃ）に示すスキージ端面２８の傾斜角度θは、例えば４５〜７５度であることが好ましい。この範囲の傾斜角度の場合、スキージ２０を用いてソルダーペーストをメタルマスクの開口部に供給することができる一方、スキージ２０によるメタルマスクへの適切な押圧を可能とする。傾斜角度θを上記範囲から小さくすると、ソルダーペーストからの反力を受けて、適切な圧力をメタルマスクに与えることができない。
【００２６】
中央領域２４の凹みは、円弧形状に凹んだ滑らかな面で形成されているが、図６に示すように、凹みは、側端部領域２６からスキージの幅方向中央に向かうにつれて、段階的に、段差状に凹む形状であってもよい。この場合、凹み部分の曲率半径ρ0は、段差間のフラットな部分の中央を通る円弧状の曲線を用いて定められる。
【００２７】
スキージ２０のスキージ底面２８は、傾斜角度θがつくように形成され、かつ、傾斜角度θでメタルマスクに面接触するように、エッジ２８ａは、図３に示されるように、曲率半径ｒを有する。
この曲率半径ｒは、図２（ｂ）に示すスキージ２０の幅Ｓ（ｍｍ）と、図２（ｃ）に示す傾斜角度θ（度）と、スキージ裏面３０の円弧形状の曲率半径ρ1（ｍｍ）とを用いて、下記式（１）に従って設定することができる。
ｒ＝ （ρ1・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ1・Ｘ）） （１）
（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ1））である）
【００２８】
上記式（１）は、傾斜角度θのスキージ底面２８がメタルマスクと面接触する幾何学条件を用いて導き出すことができる。
したがって、スキージ２０の幅Ｓ（ｍｍ）や曲率半径ρ1（ｍｍ）が種々変化しても、式（１）を用いて曲率半径ｒを定めることができる。スキージ裏面３０の曲率半径ρ1と、スキージ表面２２の中央領域２４の曲率半径ρ0とは、厳密には異なるが、略等しい値を用いることができる。まず、ρ0＝ρ1として式（１）を用いて曲率半径ｒが算出され、スキージ２０の幅方向で変化させる厚さの量に応じてρ0＜ρ1の関係になるように曲率半径ρ0および曲率半径ρ1の関係が微調整される。このとき、例えば１５０≦ρ0≦４５０の範囲で曲率半径ρ0が決定される。すなわち、式（１）において、ρ1＝ρ0として、曲率半径ρ1の代わりに曲率半径ρ0を用いることができる。例えば、スキージ２０の幅Ｓを２０（ｍｍ）とし、中央領域２４の凹みの曲率半径ρ0を２５０（ｍｍ）とし、傾斜角度θを６０（度）としたとき、曲率半径ｒは、４３２．９（ｍｍ）と算出される。
【００２９】
したがって、印刷パターンが形成されたメタルマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用スキージ２０を作製するとき、スキージ２０の幅Ｓ（ｍｍ）、傾斜角度θ（度）、曲率半径ρ0（ｍｍ）を既知として、ρ1＝ρ0とし、上記式（１）にしたがって、コンピュータで曲率半径ｒの値を算出し、この算出した曲率半径ｒの値と、曲率半径ρ0の値と、傾斜角度θの値とを用いて、平板形状を加工することによりスキージ２０を作製することができる。その際、スキージ２０の幅方向で変化させる厚さの量に応じて曲率半径ρ0および曲率半径ρ1の関係はρ0＜ρ1になるように微調整されるとよい。スキージ２０の幅Ｓは、電子部品１０の実装領域の幅の１００％以上１２０％未満に設定する。このようなスキージ２０として、傾斜角度θは一定の角度、例えば６０度に固定し、幅Ｓおよび曲率半径ρ0を種々変化させた複数のスキージを予め用意していることが好ましい。
上述したように最初にρ1＝ρ0として上記式（１）式から算出される曲率半径ｒは、スキージ２０の厚さの量に応じて微調整された曲率半径ρ0あるいは曲率半径ρ1を用いて式（１）から算出される曲率半径ｒと厳密には異なるが、この差異は許容範囲内である。
【００３０】
このようなスキージ２０は、プリント配線板１０の実装領域をハンダペーストで印刷するとき、搬送装置等の装置を用いて、プリント配線板１０に、ソルダーペースト等の印刷材を載せたメタルマスクをセットし、印刷装置を用いて、メタルマスクにスキージ２０を当接させつつ、スキージ２０をメタルマスク上で移動させることにより、ソルダーペーストは、印刷対象物に印刷される。
こうして印刷されたソルダーペースト上に、交換する電子部品１２が載せられて、電子部品リペア装置を用いてソルダーペーストを溶かして、電子部品１２の電極と接続させる。これにより、プリント配線板１２への電子部品１２の実装が行われる。
【００３１】
以上のように、スキージ表面２２は、中央領域２４の両側に設けられ、中央領域２４におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域２６を有するので、スキージ２０は曲げ変形を受けにくくなり、ソルダーペーストにスキージ２０の幅方向に一定の圧力をかけることができる。さらに、スキージ２０は、メタルマスクの開口部から一定の圧力でソルダーペーストを供給することができる。
また、中央領域２４は凹んでいるので、スキージ２０の移動とともにソルダーペーストがスキージ２０の中央領域２４に移動する。このため、ソルダーペーストがスキージ２０の外側に移動することが抑制される。
さらに、スキージ２０のスキージ底面２８は、メタルマスクに対して傾斜角度θを持ってメタルマスクと面接触するようになっているので、スキージ２０はメタルマスク上を、傾斜角度θで安定して移動することができる。しかも、スキージ２０を傾斜角度θでメタマスクに対して傾斜させるので、ソルダーペーストを回転状態に流動させることができ、メタルマスクの開口部にソルダーペーストを粘性の低い状態で供給することができる。
【００３２】
上記実施形態は、以下に示す内容を開示する。
（付記１）
印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用のスキージであって、
前記スキージの一方の面であるスキージ表面は、凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有することを特徴とするスキージ。
【００３３】
（付記２）
前記スキージ表面は、前記側端部領域から前記スキージの幅方向中央に向かうにつれて、段階的あるいは連続的に凹む、付記１に記載のスキージ。
【００３４】
（付記３）
前記スキージが前記メタルマスクと接する底部には、前記メタルマスクに対して傾斜角度を持って前記メタルマスクと面接触するスキージ底面が設けられている、付記１または２に記載のスキージ。
【００３５】
（付記４）
前記スキージ表面の中央領域および前記スキージ表面と反対側にあるスキージ裏面は、一定の曲率で湾曲した曲面であり、
前記スキージ裏面に沿った前記スキージ底面のエッジは円弧形状を成している、付記３に記載のスキージ。
【００３６】
（付記５）
前記スキージの幅をＳ（ｍｍ）とし、前記傾斜角度をθ（度）とし、前記スキージ表面の前記円弧形状の曲率半径をρ0（ｍｍ）としたとき、前記スキージ底面の前記エッジにおける前記円弧形状の曲率半径ｒ（ｍｍ）は、
ｒ＝ （ρ0・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ0・Ｘ））
（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ0））である）
を満足する、付記４に記載のスキージ。
【００３７】
（付記６）
印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用スキージの作製方法であって、
前記スキージは、平板形状の一方の面がスキージ表面として円弧形状に凹んだ形状をなし、
前記スキージが前記メタルマスクと接する底部には、前記スキージの移動方向に対して傾斜角度を持って前記スクリーンマスクと面接触するスキージ底面が設けられ、前記スキージ底面の、前記スキージ表面と反対側にあるスキージ裏面に沿ったエッジは円弧形状を成し、
前記スキージを作製する際、
前記スキージの幅をＳ（ｍｍ）とし、前記傾斜角度をθ（度）とし、前記スキージ表面の円弧形状の曲率半径をρ0（ｍｍ）とし、前記スキージ底面における前記エッジの円弧形状の曲率半径ｒ（ｍｍ）としたとき、前記曲率半径ｒを、ｒ＝ （ρ0・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ0・Ｘ））（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ0））である）を満足するように設定し、
前記設定した半径ｒと、前記曲率半径ρ0と、前記傾斜角度θと、を用いて、平板形状を加工することにより前記スキージを作製する、ことを特徴とするスキージの作製方法。
【００３８】
（付記７）
印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、スキージを移動することにより印刷対象物を印刷するスクリーン印刷方法であって、
前記スキージの移動方向に向くスキージ表面は、前記移動方向に向かって凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有し、
印刷対象物に印刷材を載せてメタルマスクをセットし、
前記スクリーンマスクにスキージを当接させつつ、前記スキージを前記スクリーンマスク上で移動させる、ことを特徴とするスクリーン印刷方法。
【００３９】
（付記８）
前記スキージ表面は、前記側端部領域から前記スキージの幅方向中央に向かうにつれて、段階的あるいは連続的に凹む、付記７に記載のスクリーン印刷方法。
【００４０】
（付記９）
前記スキージが前記メタルマスクと接する底部には、前記メタルマスクに対して傾斜角度を持って前記メタルマスクと面接触するスキージ底面が設けられている、付記７または８に記載のスクリーン印刷方法。
【００４１】
（付記１０）
前記スキージ表面の中央領域および前記スキージ表面と反対側にあるスキージ裏面は、一定の曲率で湾曲した曲面であり、
前記スキージ裏面に沿った前記スキージ底面のエッジは円弧形状を成している、付記９に記載のスクリーン印刷方法。
【００４２】
（付記１１）
前記スキージの幅をＳ（ｍｍ）とし、前記傾斜角度をθ（度）とし、前記スキージ表面の前記円弧形状の曲率半径をρ0（ｍｍ）としたとき、前記スキージ底面の前記エッジにおける前記円弧形状の曲率半径ｒ（ｍｍ）は、
ｒ＝ （ρ0・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ0・Ｘ））
（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ0））である）
を満足する、付記１０に記載のスクリーン印刷方法。
【００４３】
以上、本発明のスキージ、スキージの作製方法、およびスクリーン印刷方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００４４】
１０ プリント配線板
１２ 電子部品
２０ スキージ
２２ スキージ表面
２４ 中央領域
２６ 側端部領域
２８ スキージ底面
２８ａ エッジ
３０ スキージ裏面
３２ ソルダーペースト
３４ メタルマスク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを通して、印刷対象物を印刷材で印刷するスクリーン印刷用のスキージ、このスキージの作製方法、およびスクリーン印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置の製造工程では、電子部品をプリント配線板に実装するために、ソルダーペーストを所定のパターンでプリント印刷し、プリント配線板上のバンプと電子部品の端子とをハンダ接続する。
上記プリント印刷をする場合、プリント配線板あるいは電子部品等の印刷対象物の面に、所定のパターンで開口部が設けられたメタルマスクを載せ、さらに、メタルマスク上にソルダーペーストを載せる。この後、図７（ａ）に示すように、平板状のスキージ１００をメタルマスク上でＸ方向に移動することにより、ソルダーペースト１０２をメタルマスクの開口部から印刷対象物上に印刷する。このようなプリント印刷は、電子部品の交換の際にも行われる。
【０００３】
上記プリント印刷をする場合、図７（ｂ）に示すように、印刷対象物の面の所定の領域に安定してソルダーペーストが供給される印刷安定領域Ｒの幅Ｗは、メタルマスクおよびスキージ１００の幅（スキージの移動方向Ｘに対して直交する方向の長さ）に対して約２０％程度狭くなる。図中Ｒ’は、ソルダーペーストが印刷対象物の表面に薄く残る領域である。図中Ｒ’’は、ソルダーペーストがスキージ１００の外側に移動した領域である。
さらに、図７（ｃ）に示すように、ソルダーペースト１０２が回転状態に流動することにより、メタルマスクの開口部に効率よく供給されるために、スキージをメタルマスクに対してＸ方向に傾斜（傾斜角度θで傾斜）させて用いる。
【０００４】
しかし、携帯電話機器に見られるような電子部品の小型化と半導体装置の電子部品の高密度化によって、電子部品を実装する実装面の面積は小さく、しかも、隣接する電子部品との間隔も狭くなっている。このため、上述したように、ソルダーペーストの安定供給のために、メタルマスクおよびスキージの幅を電子部品の実装面の幅に対して約２０％も大きくとることは難しい。
電子部品の実装面の周りの領域が確保されている場合、隣接する電子部品に余分なソルダーペーストが付着しないように、メタルマスクに精度良く位置合わせをしてプリント配線板に貼り付けることができる。しかし、この方法はマスクテープを精度良く貼り付けることが難しく、作業工数がかかる。
また、スキージは、スキージの幅方向中央部にスキージ保持部を持つため、スキージによってメタルマスクの開口部からプリント配線板にかかるソルダーペーストの圧力は、スキージの幅の中央部では高く、周辺部で低くなる。このため、ソルダーペーストが印刷対象物に安定して供給されない場合もある。
さらに、スキージをスキージの移動方向に傾斜させても、メタルマスクの開口部に効率よく供給されず、ソルダーペーストが印刷対象物に安定して供給されない場合もある。
【０００５】
一方において、以下に示すスキージが知られている（特許文献１）。
具体的には、スキージは、スクリーンマスクにのぞむ摺動端部を有し、この摺動端部は、スクリーンマスクと実質的に並行に構成される。しかも、スキージは、移動方向に交差する幅方向に沿って、この幅方向端部から幅方向中央部に向かうに従い、スキージ移動方向上流側に向かって突状に湾曲している。
この突状に湾曲したスキージの形状により、スクリーンマスクの塗布材（印刷材）は、スキージの幅方向中央部付近に次第に移動させられるので、印刷対象物上の塗布膜厚が幅方向に関して不均一になることを防止することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１１３２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記公知のスキージの形状を用いてソルダーペーストの印刷を行った場合、印刷対象部上のソルダーペーストの厚さが不均一になり、ソルダーペーストが安定して供給されない場合がある。
【０００８】
そこで、本発明は、印刷パターンが形成されたメタルマスク等のスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷する際、ソルダーペースト等の印刷材を安定して供給することができるスキージ、スキージの作製方法、およびスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用のスキージである。
前記スキージの一方の面であるスキージ表面は、凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有する。
【００１０】
本発明の他の一態様は、印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用スキージの作製方法である。
前記スキージは、平板形状の一方の面がスキージ表面として円弧形状に凹んだ形状をなし、前記スキージが前記スクリーンマスクと接する底部には、前記スキージの移動方向に対して傾斜角度を持って前記スクリーンマスクと面接触するスキージ底面が設けられ、前記スキージ底面の、前記スキージ表面と反対側にあるスキージ裏面に沿ったエッジは円弧形状を成している。
前記スキージを作製する際、
前記スキージの幅をＳ（ｍｍ）とし、前記傾斜角度をθ（度）とし、前記スキージ表面の円弧形状の曲率半径をρ0（ｍｍ）とし、前記スキージ底面における前記エッジの円弧形状の曲率半径ｒ（ｍｍ）としたとき、前記曲率半径ｒを、ｒ＝ （ρ0・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ0・Ｘ））（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ0））である）を満足するように設定し、
前記設定した半径ｒと、前記曲率半径ρ0と、前記傾斜角度θと、を用いて、平板形状を加工することにより前記スキージを作製する。
【００１１】
さらに、本発明の他の一態様は、印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、スキージを移動することにより印刷対象物を印刷するスクリーン印刷方法である。
当該印刷方法は、
印刷対象物に印刷材を載せてスクリーンマスクをセットするステップと、
前記スクリーンマスクにスキージを当接させつつ、前記スキージを前記スクリーンマスク上で移動させるステップと、を有する。
前記スキージの移動方向に向くスキージ表面は、前記移動方向に向かって凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
上述の態様のスキージおよびスクリーン印刷方法によれば、ソルダーペースト等の印刷材を安定して供給することができる。また、上述の態様のスキージの作製方法によれば、上述のスキージを正確に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態のスキージを用いる一工程である電子部品の交換作業を説明する図である。
【図２】（ａ）は、本実施形態のスキージの外観斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）中のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すスキージの側面図である。
【図３】本実施形態のスキージの裏面を説明する図である。
【図４】従来のスキージの変形を説明する図である。
【図５】本実施形態のスキージとソルダーペーストの配置を説明する図である。
【図６】本実施形態のスキージの別の例を説明する図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、従来のスキージを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のスキージ、スキージの作製方法、およびスクリーン印刷方法について説明する。
【００１５】
図１は、複数の電子部品が実装されたプリント配線板１０から、１つの電子部品を取り外して、新たな電子部品１２に交換する場合を説明する図である。図示されるように、電子部品１２が実装される実装領域（図中の斜線領域）は隣接する他の電子部品との間の間隔が狭い。このような電子部品１２をプリント配線板１０に実装する際に、以下に説明する本実施形態のスキージを用いることにより、ソルダーペーストは安定してプリント配線板１０に供給され得る。
【００１６】
図２（ａ）は、本実施形態のスキージ２０の外観斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であり、図２（ｃ）はスキージ２０の側面図である。
スキージ２０は、印刷パターンが形成されたメタルマスクを用いて、プリント配線板１０をソルダーペーストにより印刷するスクリーン印刷用のスキージである。メタルマスクは、プリント配線板１０上の一定に並んだハンダ接合用電極に対応した位置にハンダ接合に対応した大きさの開口部が設けられた金属製マスクである。
【００１７】
スキージ２０が、ソルダーペーストを移動方向に押してメタルマスクの開口部に供給するスキージの面をスキージ表面２２というとき、このスキージ表面２２は、凹んだ中央領域２４と、中央領域２４の両側に設けられる側端部領域２６と、を有する。側端部領域２６は、中央領域２４におけるスキージ２０の厚さに比べて厚さが厚い。スキージ２０は、スキージ２０の上部の中央部分にスキージ２０の保持部２１が設けられ、この保持部２１にてスキージ２０が把持されて、メタルマスクを押圧する。例えば、作業者が保持部２１を手により保持する。あるいは、図示されない印刷装置の保持機構が保持部２１を保持する。
【００１８】
スキージ２０は、平板形状の一方の面がスキージ表面２２の中央領域２４として凹んだ形状をなしている。スキージ表面２２と反対側にあるスキージ裏面３０は一定の曲率で湾曲した曲面である。
スキージ２０がメタルマスクと接する底部には、メタルマスクに対して傾斜角度θを持ってメタルマスクと面接触するスキージ底面２８が設けられている。具体的には、スキージ底面２８とスキージ裏面３０との間の交差角度が傾斜角度θである。
このように、スキージ底面２８が傾斜角度θを持ってメタルマスクと面接触するように構成されるのは、スキージ２０をメタルマスクに対して傾斜角度θを持って容易かつ安定的に移動させることができるからである。スキージ２０をメタルマスクに対して傾斜させる傾斜角度θは、印刷特性に大きな影響を与える要因であり、スキージ２０を用いて、電子部品を交換する作業者がマニュアルによりソルダーペーストを印刷する場合でも、作業者は、傾斜角度θを安定的に維持したままスキージ２０を移動することができる。勿論、ソルダーペーストの印刷を、印刷装置を用いて行う場合でも、安定的に傾斜角度θを維持することができる。
【００１９】
さらに、スキージ表面２２と反対側にあるスキージ裏面３０に沿った、スキージ底面２８のエッジ２８ａは円弧形状を成している。このように、エッジ２８ａを円弧形状とするのは、スキージ２０がメタルマスク上で傾斜角度θをもって傾斜しても、スキージ裏面３０のエッジ２８ａの湾曲に対応して、エッジ２８ａを含むスキージ底面２８をメタルマスクと面接触させるためである。エッジ２８ａがメタルマスクと一様に接触しない場合、すなわち、スキージ底面２８が面接触しない場合、エッジ２８ａとメタルマスクとの間に部分的に隙間ができ、この隙間からソルダーペーストがすり抜けて、スキージは中央領域にあるソルダーペーストを維持できなくなる。このため、印刷されるソルダーペーストの厚さが中央領域で薄くなる可能性が高くなる。
【００２０】
また、スキージ２０の中央領域２２の厚さに比べて側端部領域２６を厚くするのは、図２（ａ）に示すように、保持部２１でスキージ２０が把持されてメタルマスク上でスキージ２０が移動するとき、メタルマスクとスキージ２０との間の摩擦力によって側端部領域２６が移動方向Ｘと反対側（後方側）に曲がるスキージ２０の撓み変形を起こり難くするためである。従来の平板形状のスキージ１００の場合、図４に示すように、移動方向であるＸ方向に対して、側端部領域が破線で示すように後方側に曲げ変形を起こし、この結果ソルダーペーストに作用する圧力は弱くなる。これに対して、本実施形態のスキージ２０は、側端部領域２６を厚くすることによって、側端部領域２６の後方側への曲げ変形を起こしにくくする。これより、ソルダーペーストの受ける圧力を均一にすることができる。さらに、側端部領域２６の曲げ変形は抑制されるので、中央領域２４の凹みは維持される。
【００２１】
中央領域２２の凹みは、図５に示すように、ソルダーペースト３２が図中の矢印のように回転状態となって流動するとき、ソルダーペースト３２を中央領域２２に移動させることができる。これにより、ソルダーペースト３２が、スキージの外側に移動して電子部品１２の実装領域の外側に移動することを防止できる。しかも、スキージ２０は、メタルマスク３４に対して傾斜角度θを持って傾斜した状態で移動するので、ソルダーペースト３２は、上記回転状態となって粘性が低くなり、メタルマスク３４の開口部から効率よくプリント配線板１０に供給される。しかも、図３に示すようにエッジ２８ａが円弧形状を成し、スキージ底面２８はメタルマスク３４と面接触するので、中央領域２２は、メタルマスク３４との間に隙間が無く、ソルダーペースト３２はスキージ２０とともに移動して、プリント配線板２０への供給に供されるとともに、ソルダーペーストは均一に圧力を受ける。このため、スキージ２０の幅全体にわたって、ソルダーペーストをメタルマスクの開口部に均一に供給することができる。
さらに、エッジ２８ａが円弧形状を成すことにより、スキージ底面２８はメタルマスク３４と面接触するので、作業者がマニュアルでスクリーン印刷を行うときでも、傾斜角度θを安定的に維持して印刷を行うことができる。
【００２２】
スキージ２０の材質は、例えば金属製、あるいは樹脂製部材である。金属製の場合、例えば、ステンレス鋼あるいはニッケル材等が用いられる。ステンレス鋼の場合、レーザにより平板形状のステンレス部材をエッチングすることにより、中央領域２４の凹みを設けることができる。ニッケル材を用いてビルドアップ法により側端部領域２６の厚さを厚くすることにより、中央領域２４の凹みを設けることができる。
【００２３】
このようなスキージ２０は、例えば、電子部品１２の実装領域の幅が２０ｍｍ程度である場合、スキージ２０の幅Ｓも実装領域の幅と同等とする。スキージ２０の厚さは、中央領域２４および側端部領域２６においても、例えば０．１〜１０ｍｍとする。中央部領域２４の厚さは、上記厚さの範囲内で側端部領域２６の厚さに比べて薄い。
中央領域２４は、例えば、円弧形状に凹んでおり、この円弧形状の曲率半径ρ0は、例えば１５０ｍｍ〜４５０ｍｍであることが好ましい。凹みのない従来の平板形状のスキージ１００では、図４に示すような移動方向と反対側に撓む曲げ変形の曲率半径が４５０ｍｍより大きい。したがって、スキージ２０においてたわみが生じて曲率半径４５０ｍｍ程度の曲げ変形が生じても、依然として中央領域２４の凹みを確保することができる。
【００２４】
一方、上記曲率半径ρ0の下限を１５０ｍｍとするのは、過度な量のソルダーペーストが側端部領域２６から中央領域２４に一度に移動することを抑制し、側端部領域２６においてもメタルマスクの開口部を通して安定的に供給するためであり、さらに、図４に示すようなソルダーペーストの回転状態の流動を効率よく引き起こすためである。上記曲率半径ρ0が１５０ｍｍより小さくなると、側端部領域２６から中央領域２４の中央部に至るスキージ表面２２の凹みの傾斜角度が過度になり、ソルダーペーストでは上記回転状態の流動が発生し難くなる。
【００２５】
図２（ｃ）に示すスキージ端面２８の傾斜角度θは、例えば４５〜７５度であることが好ましい。この範囲の傾斜角度の場合、スキージ２０を用いてソルダーペーストをメタルマスクの開口部に供給することができる一方、スキージ２０によるメタルマスクへの適切な押圧を可能とする。傾斜角度θを上記範囲から小さくすると、ソルダーペーストからの反力を受けて、適切な圧力をメタルマスクに与えることができない。
【００２６】
中央領域２４の凹みは、円弧形状に凹んだ滑らかな面で形成されているが、図６に示すように、凹みは、側端部領域２６からスキージの幅方向中央に向かうにつれて、段階的に、段差状に凹む形状であってもよい。この場合、凹み部分の曲率半径ρ0は、段差間のフラットな部分の中央を通る円弧状の曲線を用いて定められる。
【００２７】
スキージ２０のスキージ底面２８は、傾斜角度θがつくように形成され、かつ、傾斜角度θでメタルマスクに面接触するように、エッジ２８ａは、図３に示されるように、曲率半径ｒを有する。
この曲率半径ｒは、図２（ｂ）に示すスキージ２０の幅Ｓ（ｍｍ）と、図２（ｃ）に示す傾斜角度θ（度）と、スキージ裏面３０の円弧形状の曲率半径ρ1（ｍｍ）とを用いて、下記式（１）に従って設定することができる。
ｒ＝ （ρ1・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ1・Ｘ）） （１）
（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ1））である）
【００２８】
上記式（１）は、傾斜角度θのスキージ底面２８がメタルマスクと面接触する幾何学条件を用いて導き出すことができる。
したがって、スキージ２０の幅Ｓ（ｍｍ）や曲率半径ρ1（ｍｍ）が種々変化しても、式（１）を用いて曲率半径ｒを定めることができる。スキージ裏面３０の曲率半径ρ1と、スキージ表面２２の中央領域２４の曲率半径ρ0とは、厳密には異なるが、略等しい値を用いることができる。まず、ρ0＝ρ1として式（１）を用いて曲率半径ｒが算出され、スキージ２０の幅方向で変化させる厚さの量に応じてρ0＜ρ1の関係になるように曲率半径ρ0および曲率半径ρ1の関係が微調整される。このとき、例えば１５０≦ρ0≦４５０の範囲で曲率半径ρ0が決定される。すなわち、式（１）において、ρ1＝ρ0として、曲率半径ρ1の代わりに曲率半径ρ0を用いることができる。例えば、スキージ２０の幅Ｓを２０（ｍｍ）とし、中央領域２４の凹みの曲率半径ρ0を２５０（ｍｍ）とし、傾斜角度θを６０（度）としたとき、曲率半径ｒは、４３２．９（ｍｍ）と算出される。
【００２９】
したがって、印刷パターンが形成されたメタルマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用スキージ２０を作製するとき、スキージ２０の幅Ｓ（ｍｍ）、傾斜角度θ（度）、曲率半径ρ0（ｍｍ）を既知として、ρ1＝ρ0とし、上記式（１）にしたがって、コンピュータで曲率半径ｒの値を算出し、この算出した曲率半径ｒの値と、曲率半径ρ0の値と、傾斜角度θの値とを用いて、平板形状を加工することによりスキージ２０を作製することができる。その際、スキージ２０の幅方向で変化させる厚さの量に応じて曲率半径ρ0および曲率半径ρ1の関係はρ0＜ρ1になるように微調整されるとよい。スキージ２０の幅Ｓは、電子部品１０の実装領域の幅の１００％以上１２０％未満に設定する。このようなスキージ２０として、傾斜角度θは一定の角度、例えば６０度に固定し、幅Ｓおよび曲率半径ρ0を種々変化させた複数のスキージを予め用意していることが好ましい。
上述したように最初にρ1＝ρ0として上記式（１）式から算出される曲率半径ｒは、スキージ２０の厚さの量に応じて微調整された曲率半径ρ0あるいは曲率半径ρ1を用いて式（１）から算出される曲率半径ｒと厳密には異なるが、この差異は許容範囲内である。
【００３０】
このようなスキージ２０は、プリント配線板１０の実装領域をハンダペーストで印刷するとき、搬送装置等の装置を用いて、プリント配線板１０に、ソルダーペースト等の印刷材を載せたメタルマスクをセットし、印刷装置を用いて、メタルマスクにスキージ２０を当接させつつ、スキージ２０をメタルマスク上で移動させることにより、ソルダーペーストは、印刷対象物に印刷される。
こうして印刷されたソルダーペースト上に、交換する電子部品１２が載せられて、電子部品リペア装置を用いてソルダーペーストを溶かして、電子部品１２の電極と接続させる。これにより、プリント配線板１２への電子部品１２の実装が行われる。
【００３１】
以上のように、スキージ表面２２は、中央領域２４の両側に設けられ、中央領域２４におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域２６を有するので、スキージ２０は曲げ変形を受けにくくなり、ソルダーペーストにスキージ２０の幅方向に一定の圧力をかけることができる。さらに、スキージ２０は、メタルマスクの開口部から一定の圧力でソルダーペーストを供給することができる。
また、中央領域２４は凹んでいるので、スキージ２０の移動とともにソルダーペーストがスキージ２０の中央領域２４に移動する。このため、ソルダーペーストがスキージ２０の外側に移動することが抑制される。
さらに、スキージ２０のスキージ底面２８は、メタルマスクに対して傾斜角度θを持ってメタルマスクと面接触するようになっているので、スキージ２０はメタルマスク上を、傾斜角度θで安定して移動することができる。しかも、スキージ２０を傾斜角度θでメタマスクに対して傾斜させるので、ソルダーペーストを回転状態に流動させることができ、メタルマスクの開口部にソルダーペーストを粘性の低い状態で供給することができる。
【００３２】
上記実施形態は、以下に示す内容を開示する。
（付記１）
印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用のスキージであって、
前記スキージの一方の面であるスキージ表面は、凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有することを特徴とするスキージ。
【００３３】
（付記２）
前記スキージ表面は、前記側端部領域から前記スキージの幅方向中央に向かうにつれて、段階的あるいは連続的に凹む、付記１に記載のスキージ。
【００３４】
（付記３）
前記スキージが前記メタルマスクと接する底部には、前記メタルマスクに対して傾斜角度を持って前記メタルマスクと面接触するスキージ底面が設けられている、付記１または２に記載のスキージ。
【００３５】
（付記４）
前記スキージ表面の中央領域および前記スキージ表面と反対側にあるスキージ裏面は、一定の曲率で湾曲した曲面であり、
前記スキージ裏面に沿った前記スキージ底面のエッジは円弧形状を成している、付記３に記載のスキージ。
【００３６】
（付記５）
前記スキージの幅をＳ（ｍｍ）とし、前記傾斜角度をθ（度）とし、前記スキージ表面の前記円弧形状の曲率半径をρ0（ｍｍ）としたとき、前記スキージ底面の前記エッジにおける前記円弧形状の曲率半径ｒ（ｍｍ）は、
ｒ＝ （ρ0・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ0・Ｘ））
（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ0））である）
を満足する、付記４に記載のスキージ。
【００３７】
（付記６）
印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用スキージの作製方法であって、
前記スキージは、平板形状の一方の面がスキージ表面として円弧形状に凹んだ形状をなし、
前記スキージが前記メタルマスクと接する底部には、前記スキージの移動方向に対して傾斜角度を持って前記スクリーンマスクと面接触するスキージ底面が設けられ、前記スキージ底面の、前記スキージ表面と反対側にあるスキージ裏面に沿ったエッジは円弧形状を成し、
前記スキージを作製する際、
前記スキージの幅をＳ（ｍｍ）とし、前記傾斜角度をθ（度）とし、前記スキージ表面の円弧形状の曲率半径をρ0（ｍｍ）とし、前記スキージ底面における前記エッジの円弧形状の曲率半径ｒ（ｍｍ）としたとき、前記曲率半径ｒを、ｒ＝ （ρ0・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ0・Ｘ））（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ0））である）を満足するように設定し、
前記設定した半径ｒと、前記曲率半径ρ0と、前記傾斜角度θと、を用いて、平板形状を加工することにより前記スキージを作製する、ことを特徴とするスキージの作製方法。
【００３８】
（付記７）
印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、スキージを移動することにより印刷対象物を印刷するスクリーン印刷方法であって、
前記スキージの移動方向に向くスキージ表面は、前記移動方向に向かって凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有し、
印刷対象物に印刷材を載せてメタルマスクをセットし、
前記スクリーンマスクにスキージを当接させつつ、前記スキージを前記スクリーンマスク上で移動させる、ことを特徴とするスクリーン印刷方法。
【００３９】
（付記８）
前記スキージ表面は、前記側端部領域から前記スキージの幅方向中央に向かうにつれて、段階的あるいは連続的に凹む、付記７に記載のスクリーン印刷方法。
【００４０】
（付記９）
前記スキージが前記メタルマスクと接する底部には、前記メタルマスクに対して傾斜角度を持って前記メタルマスクと面接触するスキージ底面が設けられている、付記７または８に記載のスクリーン印刷方法。
【００４１】
（付記１０）
前記スキージ表面の中央領域および前記スキージ表面と反対側にあるスキージ裏面は、一定の曲率で湾曲した曲面であり、
前記スキージ裏面に沿った前記スキージ底面のエッジは円弧形状を成している、付記９に記載のスクリーン印刷方法。
【００４２】
（付記１１）
前記スキージの幅をＳ（ｍｍ）とし、前記傾斜角度をθ（度）とし、前記スキージ表面の前記円弧形状の曲率半径をρ0（ｍｍ）としたとき、前記スキージ底面の前記エッジにおける前記円弧形状の曲率半径ｒ（ｍｍ）は、
ｒ＝ （ρ0・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ0・Ｘ））
（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ0））である）
を満足する、付記１０に記載のスクリーン印刷方法。
【００４３】
以上、本発明のスキージ、スキージの作製方法、およびスクリーン印刷方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００４４】
１０ プリント配線板
１２ 電子部品
２０ スキージ
２２ スキージ表面
２４ 中央領域
２６ 側端部領域
２８ スキージ底面
２８ａ エッジ
３０ スキージ裏面
３２ ソルダーペースト
３４ メタルマスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用のスキージであって、
前記スキージの一方の面であるスキージ表面は、凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有することを特徴とするスキージ。
【請求項２】
前記スキージ表面は、前記側端部領域から前記スキージの幅方向中央に向かうにつれて、段階的あるいは連続的に凹む、請求項１に記載のスキージ。
【請求項３】
前記スキージが前記スクリーンマスクと接する底部には、前記スクリーンマスクに対して傾斜角度を持って前記スクリーンマスクと面接触するスキージ底面が設けられている、請求項１または２に記載のスキージ。
【請求項４】
前記スキージ表面の中央領域および前記スキージ表面と反対側にあるスキージ裏面は、一定の曲率で湾曲した曲面であり、
前記スキージ裏面に沿った前記スキージ底面のエッジは円弧形状を成している、請求項３に記載のスキージ。
【請求項５】
前記スキージの幅をＳ（ｍｍ）とし、前記傾斜角度をθ（度）とし、前記スキージ表面の前記円弧形状の曲率半径をρ0（ｍｍ）としたとき、前記スキージ底面の前記エッジにおける前記円弧形状の曲率半径ｒ（ｍｍ）は、
ｒ＝ （ρ0・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ0・Ｘ））
（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ0））である）
を満足する、請求項４に記載のスキージ。
【請求項６】
印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用スキージの作製方法であって、
前記スキージは、平板形状の一方の面がスキージ表面として円弧形状に凹んだ形状をなし、
前記スキージが前記スクリーンマスクと接する底部には、前記スキージの移動方向に対して傾斜角度を持って前記スクリーンマスクと面接触するスキージ底面が設けられ、前記スキージ底面の、前記スキージ表面と反対側にあるスキージ裏面に沿ったエッジは円弧形状を成し、
前記スキージを作製する際、
前記スキージの幅をＳ（ｍｍ）とし、前記傾斜角度をθ（度）とし、前記スキージ表面の円弧形状の曲率半径をρ0（ｍｍ）とし、前記スキージ底面における前記エッジの円弧形状の曲率半径ｒ（ｍｍ）としたとき、前記曲率半径ｒを、ｒ＝ （ρ0・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ0・Ｘ））（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ0））である）を満足するように設定し、
前記設定した半径ｒと、前記曲率半径ρ0と、前記傾斜角度θと、を用いて、平板形状を加工することにより前記スキージを作製する、ことを特徴とするスキージの作製方法。
【請求項７】
印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、スキージを移動することにより印刷対象物を印刷するスクリーン印刷方法であって、
前記スキージの移動方向に向くスキージ表面は、前記移動方向に向かって凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有し、
印刷対象物に印刷材を載せてスクリーンマスクをセットし、
前記スクリーンマスクにスキージを当接させつつ、前記スキージを前記スクリーンマスク上で移動させる、ことを特徴とするスクリーン印刷方法。
【請求項１】
印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用のスキージであって、
前記スキージの一方の面であるスキージ表面は、凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有することを特徴とするスキージ。
【請求項２】
前記スキージ表面は、前記側端部領域から前記スキージの幅方向中央に向かうにつれて、段階的あるいは連続的に凹む、請求項１に記載のスキージ。
【請求項３】
前記スキージが前記スクリーンマスクと接する底部には、前記スクリーンマスクに対して傾斜角度を持って前記スクリーンマスクと面接触するスキージ底面が設けられている、請求項１または２に記載のスキージ。
【請求項４】
前記スキージ表面の中央領域および前記スキージ表面と反対側にあるスキージ裏面は、一定の曲率で湾曲した曲面であり、
前記スキージ裏面に沿った前記スキージ底面のエッジは円弧形状を成している、請求項３に記載のスキージ。
【請求項５】
前記スキージの幅をＳ（ｍｍ）とし、前記傾斜角度をθ（度）とし、前記スキージ表面の前記円弧形状の曲率半径をρ0（ｍｍ）としたとき、前記スキージ底面の前記エッジにおける前記円弧形状の曲率半径ｒ（ｍｍ）は、
ｒ＝ （ρ0・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ0・Ｘ））
（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ0））である）
を満足する、請求項４に記載のスキージ。
【請求項６】
印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、印刷対象物を印刷するスクリーン印刷用スキージの作製方法であって、
前記スキージは、平板形状の一方の面がスキージ表面として円弧形状に凹んだ形状をなし、
前記スキージが前記スクリーンマスクと接する底部には、前記スキージの移動方向に対して傾斜角度を持って前記スクリーンマスクと面接触するスキージ底面が設けられ、前記スキージ底面の、前記スキージ表面と反対側にあるスキージ裏面に沿ったエッジは円弧形状を成し、
前記スキージを作製する際、
前記スキージの幅をＳ（ｍｍ）とし、前記傾斜角度をθ（度）とし、前記スキージ表面の円弧形状の曲率半径をρ0（ｍｍ）とし、前記スキージ底面における前記エッジの円弧形状の曲率半径ｒ（ｍｍ）としたとき、前記曲率半径ｒを、ｒ＝ （ρ0・Ｘ／２）＋（Ｓ2・ｔａｎ（θ）／（８・ρ0・Ｘ））（ただし、Ｘ＝１−ｃｏｓ（ｓｉｎ-1（Ｓ／（２／ρ0））である）を満足するように設定し、
前記設定した半径ｒと、前記曲率半径ρ0と、前記傾斜角度θと、を用いて、平板形状を加工することにより前記スキージを作製する、ことを特徴とするスキージの作製方法。
【請求項７】
印刷パターンが形成されたスクリーンマスクを用いて、スキージを移動することにより印刷対象物を印刷するスクリーン印刷方法であって、
前記スキージの移動方向に向くスキージ表面は、前記移動方向に向かって凹んだ中央領域と、前記中央領域の両側に設けられ、前記中央領域におけるスキージの厚さに比べて厚さが厚い側端部領域と、を有し、
印刷対象物に印刷材を載せてスクリーンマスクをセットし、
前記スクリーンマスクにスキージを当接させつつ、前記スキージを前記スクリーンマスク上で移動させる、ことを特徴とするスクリーン印刷方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−３０４０２（Ｐ２０１２−３０４０２Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６９８３７（Ｐ２０１０−１６９８３７）
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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