スクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置
【課題】印刷時および版離れ時の何れにおいても良好な印刷品質を維持することができるスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置を提供する。
【解決手段】スクリーン印刷装置１を断熱壁２１で覆い、送気口２２から冷気を送り込み、低温環境下で印刷作業を行う。印刷時にはスクリーンマスク３上の半田１５を局所的に加熱し、半田１５の温度を上昇させる。温度が上昇した半田１５は流動性を増し、スクリーンマスク３の開孔に隙間なく充填される。スクリーンマスク３や基板６、それにこれらを取り囲む空気は低温に維持されているので、充填された半田は急激に冷却され、版離れが可能な温度に低下する。
【解決手段】スクリーン印刷装置１を断熱壁２１で覆い、送気口２２から冷気を送り込み、低温環境下で印刷作業を行う。印刷時にはスクリーンマスク３上の半田１５を局所的に加熱し、半田１５の温度を上昇させる。温度が上昇した半田１５は流動性を増し、スクリーンマスク３の開孔に隙間なく充填される。スクリーンマスク３や基板６、それにこれらを取り囲む空気は低温に維持されているので、充填された半田は急激に冷却され、版離れが可能な温度に低下する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーンマスクを介して基板に半田を印刷するスクリーン印刷に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン印刷においては、基板の表面を覆うスクリーンマスクと、スクリーンマスクの表面を摺動するスキージを備えたスクリーン印刷装置が広く用いられている。スクリーンマスクには表裏面に連通する開孔が形成されており、半田はスクリーンマスクの表面を摺動するスキージによって開孔に充填され、基板の表面に印刷される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−１７９０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に半田は高温下では粘度が減少して流動化し、低温下では粘度が増加して固形化する。半田の粘度が高いと複雑な形状の開孔の隅々にまで半田が行き渡らないことがあるので、従来のスクリーン印刷方法では半田の温度を高めに設定して印刷を行っていた。しかし、印刷後の版離れにおいては半田の粘度が低いままでは開孔から抜け出るときに型崩れを起こし易いという問題がある。従来は半田が一定温度まで低下し、ある程度固化するのを待って版離れを行っていたため、この待ち時間が生産性を向上させる上での大きな問題となっていた。
【０００４】
本発明は、印刷時および版離れ時の何れにおいても良好な印刷品質を維持することができるスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置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】
【０００５】
請求項１に記載のスクリーン印刷方法は、スクリーンマスクの開孔を介して基板に半田を印刷するスクリーン印刷方法において、周囲温度より高い温度に上昇させて粘度を減少させた半田をスクリーンマスク上で摺動するスキージによって基板に印刷する工程と、基板に印刷された半田を周囲温度に近い温度まで低下させ、半田の粘度を増加させた後に版離れを行う工程とを含む。
【０００６】
請求項２に記載のスクリーン印刷装置は、スクリーンマスクの開孔を介して基板に半田を印刷するスクリーン印刷装置において、スクリーンマスク上の半田を周囲温度より高い温度に上昇させる手段と、基板に印刷された半田を周囲温度に近い温度まで低下させる手段とを備えた。
【０００７】
請求項３に記載のスクリーン印刷装置は請求項２に記載のスクリーン印刷装置であって、スクリーンマスク上の半田に超音波振動を付与することで温度を上昇させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、周囲温度より高い温度に上昇させて粘度を減少させた半田は流動性が増すため、スクリーンマスクの開孔への充填性が向上し、周囲温度に近い温度まで低下させて粘度を増加させた半田は流動性が低下して固形化するため、開孔からの抜け性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態のスクリーン印刷装置の構成を示す図である。スクリーン印刷装置１は、基板支持装置２と、スクリーンマスク３と、スキージ装置４で構成されている。基板支持装置２は、半田の印刷対象となる基板６を水平に保持するクランプ７と、基板６の上面（半田印刷面）がクランプ７の上面と同一平面上に位置するように基板６の高さを調整する基板高さ調整機構８と、クランプ７によって水平に保持された基板６を昇降させて、基板６の半田印刷面を上方に位置するスクリーンマスク３の裏面に対して密着させ、または版離れさせる基板昇降機構９と、クランプ７によって水平に保持された基板６をスクリーンマスク３に対して水平方向に移動させて、基板６とスクリーンマスク３との水平位置合わせを行う基板水平移動機構となるＸロボット１０およびＹロボット１１とで構成されている。
【００１０】
スキージ装置４は、一対のスキージ１２、１３と、一対のスキージ１２、１３をそれぞれ独立して昇降させるスキージ昇降機構１４とで構成されている。スキージ装置４は水平方向に移動可能である。
【００１１】
スクリーンマスク３は表裏面に貫通する複数の開孔を介し、ペースト状の半田１５を表面側から裏面側の基板６の半田印刷面に転写できる構造になっている。半田１５はスクリーンマスク３上を水平移動するスキージ１２もしくは１３によってスクリーンマスク３上を移動しながら開孔に充填される。開孔に充填された半田は半田印刷面に付着し、版離れ時に開孔から抜け出す。これにより半田印刷面にはスクリーンマスク３の開孔の位置および形状に倣った半田が印刷された状態となる。
【００１２】
スキージ１２、１３には超音波振動子２０が備えられている。超音波振動子２０の作動によりスキージ１２、１３に接触した半田１５に超音波振動が付与される。超音波振動が付与された半田１５はスキージ１２、１３との間の摩擦や半田自体が繰り返し受ける圧縮によって発熱し、温度が上昇する。
【００１３】
スクリーン印刷装置１は断熱壁２１によって側方および上方を略密閉した状態に覆われている。断熱壁２１の上部には送気口２２が設けられており、ここから吹き出す冷気が断熱壁２１の内側の温度を低下させる。この冷気の影響によりスクリーンマスク３上の印刷前の半田１５の温度も低下しているので、印刷時には超音波振動子２０の作動によって半田１５の温度のみを局所的に上昇させ、冷気の影響下にあるスクリーンマスク３や基板６、半田１５を取り囲む空気等の周囲温度より高い温度に上昇させる。これにより半田１５の粘度が減少し、流動性が増すので、半田１５はスキージ１２、１３の水平移動に伴ってスクリーンマスク３上を円滑に移動し、開孔の隅々まで隙間なく充填される。
【００１４】
開孔に充填された半田は、周囲の冷気や、冷気により冷やされたスクリーンマスク３や基板６と接触することによって直ちに冷却され、短い時間で周囲温度に近い温度まで低下する。温度が低下した半田は粘度が増加し、流動性が低下して固形化するので版離れ時に型崩れを起こすことなく開孔から抜き出すことができる。
【００１５】
本発明の実施の形態のスクリーン印刷装置１は、半田１５の流動性を低下させる低温度の環境下において印刷作業を行い、印刷時にはスクリーンマスク３上の半田１５を局所的に加熱し、半田１５の温度を上昇させる。温度が上昇した半田１５は流動性を増し、スクリーンマスク３の開孔に隙間なく充填される。スクリーンマスク３や基板６、それにこれらを取り囲む空気は低温に維持されているので、充填された半田は急激に冷却され、版離れが可能な温度に低下する。そのため印刷後にさほど時間をおくことなく版離れを開始することができる。
【００１６】
本発明の実施の形態のスクリーン印刷装置１は冷気が充満した断熱壁２１の内側に設置
されているが、スクリーン印刷装置１を設置する地域や場所が半田の流動性を低下させるだけの低温が維持できる環境であれば断熱壁２１を用いる必要はない。また、スクリーン印刷装置１の全体を低温下におくことが望ましいが、スクリーンマスク３の開孔に充填された半田の周囲、例えばスクリーンマスク３や基板６を低温に維持するだけでも半田の冷却効果を得ることができる。スクリーンマスク３が金属製のメタルマスクの場合には、スクリーンマスク３に直接冷気を吹き付けたり、冷却水と接触させたりすることで、スクリーンマスク３の温度をさらに低温に維持し、半田の冷却効果をさらに高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は基板に半田を供給するスクリーン印刷に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態のスクリーン印刷装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００１９】
１ スクリーン印刷装置
３ スクリーンマスク
６ 基板
１２、１３ スキージ
１５ 半田
２０ 超音波振動子
２１ 断熱壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーンマスクを介して基板に半田を印刷するスクリーン印刷に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン印刷においては、基板の表面を覆うスクリーンマスクと、スクリーンマスクの表面を摺動するスキージを備えたスクリーン印刷装置が広く用いられている。スクリーンマスクには表裏面に連通する開孔が形成されており、半田はスクリーンマスクの表面を摺動するスキージによって開孔に充填され、基板の表面に印刷される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−１７９０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に半田は高温下では粘度が減少して流動化し、低温下では粘度が増加して固形化する。半田の粘度が高いと複雑な形状の開孔の隅々にまで半田が行き渡らないことがあるので、従来のスクリーン印刷方法では半田の温度を高めに設定して印刷を行っていた。しかし、印刷後の版離れにおいては半田の粘度が低いままでは開孔から抜け出るときに型崩れを起こし易いという問題がある。従来は半田が一定温度まで低下し、ある程度固化するのを待って版離れを行っていたため、この待ち時間が生産性を向上させる上での大きな問題となっていた。
【０００４】
本発明は、印刷時および版離れ時の何れにおいても良好な印刷品質を維持することができるスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置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】
【０００５】
請求項１に記載のスクリーン印刷方法は、スクリーンマスクの開孔を介して基板に半田を印刷するスクリーン印刷方法において、周囲温度より高い温度に上昇させて粘度を減少させた半田をスクリーンマスク上で摺動するスキージによって基板に印刷する工程と、基板に印刷された半田を周囲温度に近い温度まで低下させ、半田の粘度を増加させた後に版離れを行う工程とを含む。
【０００６】
請求項２に記載のスクリーン印刷装置は、スクリーンマスクの開孔を介して基板に半田を印刷するスクリーン印刷装置において、スクリーンマスク上の半田を周囲温度より高い温度に上昇させる手段と、基板に印刷された半田を周囲温度に近い温度まで低下させる手段とを備えた。
【０００７】
請求項３に記載のスクリーン印刷装置は請求項２に記載のスクリーン印刷装置であって、スクリーンマスク上の半田に超音波振動を付与することで温度を上昇させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、周囲温度より高い温度に上昇させて粘度を減少させた半田は流動性が増すため、スクリーンマスクの開孔への充填性が向上し、周囲温度に近い温度まで低下させて粘度を増加させた半田は流動性が低下して固形化するため、開孔からの抜け性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態のスクリーン印刷装置の構成を示す図である。スクリーン印刷装置１は、基板支持装置２と、スクリーンマスク３と、スキージ装置４で構成されている。基板支持装置２は、半田の印刷対象となる基板６を水平に保持するクランプ７と、基板６の上面（半田印刷面）がクランプ７の上面と同一平面上に位置するように基板６の高さを調整する基板高さ調整機構８と、クランプ７によって水平に保持された基板６を昇降させて、基板６の半田印刷面を上方に位置するスクリーンマスク３の裏面に対して密着させ、または版離れさせる基板昇降機構９と、クランプ７によって水平に保持された基板６をスクリーンマスク３に対して水平方向に移動させて、基板６とスクリーンマスク３との水平位置合わせを行う基板水平移動機構となるＸロボット１０およびＹロボット１１とで構成されている。
【００１０】
スキージ装置４は、一対のスキージ１２、１３と、一対のスキージ１２、１３をそれぞれ独立して昇降させるスキージ昇降機構１４とで構成されている。スキージ装置４は水平方向に移動可能である。
【００１１】
スクリーンマスク３は表裏面に貫通する複数の開孔を介し、ペースト状の半田１５を表面側から裏面側の基板６の半田印刷面に転写できる構造になっている。半田１５はスクリーンマスク３上を水平移動するスキージ１２もしくは１３によってスクリーンマスク３上を移動しながら開孔に充填される。開孔に充填された半田は半田印刷面に付着し、版離れ時に開孔から抜け出す。これにより半田印刷面にはスクリーンマスク３の開孔の位置および形状に倣った半田が印刷された状態となる。
【００１２】
スキージ１２、１３には超音波振動子２０が備えられている。超音波振動子２０の作動によりスキージ１２、１３に接触した半田１５に超音波振動が付与される。超音波振動が付与された半田１５はスキージ１２、１３との間の摩擦や半田自体が繰り返し受ける圧縮によって発熱し、温度が上昇する。
【００１３】
スクリーン印刷装置１は断熱壁２１によって側方および上方を略密閉した状態に覆われている。断熱壁２１の上部には送気口２２が設けられており、ここから吹き出す冷気が断熱壁２１の内側の温度を低下させる。この冷気の影響によりスクリーンマスク３上の印刷前の半田１５の温度も低下しているので、印刷時には超音波振動子２０の作動によって半田１５の温度のみを局所的に上昇させ、冷気の影響下にあるスクリーンマスク３や基板６、半田１５を取り囲む空気等の周囲温度より高い温度に上昇させる。これにより半田１５の粘度が減少し、流動性が増すので、半田１５はスキージ１２、１３の水平移動に伴ってスクリーンマスク３上を円滑に移動し、開孔の隅々まで隙間なく充填される。
【００１４】
開孔に充填された半田は、周囲の冷気や、冷気により冷やされたスクリーンマスク３や基板６と接触することによって直ちに冷却され、短い時間で周囲温度に近い温度まで低下する。温度が低下した半田は粘度が増加し、流動性が低下して固形化するので版離れ時に型崩れを起こすことなく開孔から抜き出すことができる。
【００１５】
本発明の実施の形態のスクリーン印刷装置１は、半田１５の流動性を低下させる低温度の環境下において印刷作業を行い、印刷時にはスクリーンマスク３上の半田１５を局所的に加熱し、半田１５の温度を上昇させる。温度が上昇した半田１５は流動性を増し、スクリーンマスク３の開孔に隙間なく充填される。スクリーンマスク３や基板６、それにこれらを取り囲む空気は低温に維持されているので、充填された半田は急激に冷却され、版離れが可能な温度に低下する。そのため印刷後にさほど時間をおくことなく版離れを開始することができる。
【００１６】
本発明の実施の形態のスクリーン印刷装置１は冷気が充満した断熱壁２１の内側に設置
されているが、スクリーン印刷装置１を設置する地域や場所が半田の流動性を低下させるだけの低温が維持できる環境であれば断熱壁２１を用いる必要はない。また、スクリーン印刷装置１の全体を低温下におくことが望ましいが、スクリーンマスク３の開孔に充填された半田の周囲、例えばスクリーンマスク３や基板６を低温に維持するだけでも半田の冷却効果を得ることができる。スクリーンマスク３が金属製のメタルマスクの場合には、スクリーンマスク３に直接冷気を吹き付けたり、冷却水と接触させたりすることで、スクリーンマスク３の温度をさらに低温に維持し、半田の冷却効果をさらに高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明は基板に半田を供給するスクリーン印刷に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態のスクリーン印刷装置の構成を示す図
【符号の説明】
【００１９】
１ スクリーン印刷装置
３ スクリーンマスク
６ 基板
１２、１３ スキージ
１５ 半田
２０ 超音波振動子
２１ 断熱壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンマスクの開孔を介して基板に半田を印刷するスクリーン印刷方法において、
周囲温度より高い温度に上昇させて粘度を減少させた半田をスクリーンマスク上で摺動するスキージによって基板に印刷する工程と、
基板に印刷された半田を周囲温度に近い温度まで低下させ、半田の粘度を増加させた後に版離れを行う工程と、
を含むことを特徴とするスクリーン印刷方法。
【請求項２】
スクリーンマスクの開孔を介して基板に半田を印刷するスクリーン印刷装置において、
スクリーンマスク上の半田を周囲温度より高い温度に上昇させる手段と、基板に印刷された半田を周囲温度に近い温度まで低下させる手段とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項３】
スクリーンマスク上の半田に超音波振動を付与することで温度を上昇させることを特徴とする請求項２に記載のスクリーン印刷装置。
【請求項１】
スクリーンマスクの開孔を介して基板に半田を印刷するスクリーン印刷方法において、
周囲温度より高い温度に上昇させて粘度を減少させた半田をスクリーンマスク上で摺動するスキージによって基板に印刷する工程と、
基板に印刷された半田を周囲温度に近い温度まで低下させ、半田の粘度を増加させた後に版離れを行う工程と、
を含むことを特徴とするスクリーン印刷方法。
【請求項２】
スクリーンマスクの開孔を介して基板に半田を印刷するスクリーン印刷装置において、
スクリーンマスク上の半田を周囲温度より高い温度に上昇させる手段と、基板に印刷された半田を周囲温度に近い温度まで低下させる手段とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項３】
スクリーンマスク上の半田に超音波振動を付与することで温度を上昇させることを特徴とする請求項２に記載のスクリーン印刷装置。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−７６２８５（Ｐ２０１０−７６２８５Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４７８３０（Ｐ２００８−２４７８３０）
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２６日（２００８．９．２６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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