ペースト印刷用スキージ、ペースト印刷装置、配線基板の製造方法
【課題】ペースト侵入による印刷性の不安定化を解消し、良好な印刷層を形成することができるペースト印刷用スキージを提供すること。
【解決手段】このペースト印刷用スキージ２２は、先端部に保持凹部３２を有するホルダ３１と、弾性体製かつ板状のブレード４１とを備える。このスキージ２２は、ブレード進行方向４３側にペーストＰ１を供給した状態で被印刷面１４に沿って移動し、ペーストＰ１を印刷する。ブレード２２におけるブレード突出部４２は、その一部が保持凹部３２の開口部３８から突出している。ホルダ３１は爪部５１を有する。爪部５１は、保持凹部３２の開口部３８の内面においてブレード４１の外表面４４に圧接する。爪部５１は、ブレード進行方向４３側となる位置に設けられている。
【解決手段】このペースト印刷用スキージ２２は、先端部に保持凹部３２を有するホルダ３１と、弾性体製かつ板状のブレード４１とを備える。このスキージ２２は、ブレード進行方向４３側にペーストＰ１を供給した状態で被印刷面１４に沿って移動し、ペーストＰ１を印刷する。ブレード２２におけるブレード突出部４２は、その一部が保持凹部３２の開口部３８から突出している。ホルダ３１は爪部５１を有する。爪部５１は、保持凹部３２の開口部３８の内面においてブレード４１の外表面４４に圧接する。爪部５１は、ブレード進行方向４３側となる位置に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホルダとブレードとを備えるペースト印刷用スキージ、及びそれを用いたペースト印刷装置、配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品等を配線基板の接続端子に接合する方法として、はんだバンプを介して接合する方法がよく知られている。通常、このようなはんだバンプは、配線基板となる基板の被印刷面に形成された複数の接続端子上にはんだペースト印刷装置を用いてはんだペーストを印刷した後、リフローを行ってはんだペースト印刷層を溶融することにより形成される。
【０００３】
図１３には、ホルダ１０２とブレード１０３とを有するペースト印刷用スキージ１０４を備えたはんだペースト印刷装置１０１の従来例が示されている。はんだペースト印刷装置１０１により接続端子１０６上にはんだペーストＰ１を印刷する手順は、次のとおりである。
【０００４】
図示しないテーブル上に基板１０７を水平に保持させた状態で、基板１０７の被印刷面上にマスク１０５を重ねて配置する。次に、マスク１０５の上面にスキージ１０４のブレード１０３を接触させ、その進行方向側にはんだペーストＰ１を供給する。この状態でスキージ１０４を所定角度で前傾させるとともに、マスク１０５の上面に沿って水平に移動させる。すると、ブレード１０３によってマスク貫通孔内にはんだペーストＰ１が充填され、接続端子１０６上にはんだペースト印刷層が形成される。さらに、マスク１０５を取り除いた後にリフローを行えば、はんだペースト印刷層が溶融して、はんだバンプが形成された配線基板となる。なお、このようなはんだペースト印刷装置及びこれを用いた印刷方法としては、例えば特許文献１に記載されたものが従来知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記従来のはんだペースト印刷装置１０１では、印刷圧力、スピード、ペーストＰ１の抵抗などの要因により、スキージ１０４のブレード１０３が進行方向の反対側に撓む。すると、ブレード１０３の進行方向側の面とホルダ１０２の内面との間に僅かな隙間１１１が生じてしまい、その隙間１１１にペーストＰ１が入り込んで固まってしまう。その結果、ブレード１０３の角度が変わることでペースト印刷性が不安定になり、印刷厚みがばらついてしまう。また、隙間１１１の内部に入り込んだペーストＰ１を除去するための清掃作業に時間がかかり、煩雑になるという欠点もある。さらに、ブレード１０３が短命化したり、印刷物の歩留まりが低下したりするといった欠点もある。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ペースト侵入による印刷性の不安定化を解消し、良好な印刷層を形成することができるペースト印刷用スキージ、ペースト印刷装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、形状が揃った良好な導体部を有する配線基板を高歩留まりで製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして上記課題を解決するための手段（手段１）としては、先端部に保持凹部を有するホルダと、前記保持凹部に保持され、一部が前記保持凹部の開口部から突出したブレード突出部を有する弾性体製かつ板状のブレードとを備え、ブレード進行方向側にペーストを供給した状態で被印刷面に沿って移動することにより前記ペーストを印刷するペースト印刷用スキージであって、前記ホルダは、前記保持凹部の前記開口部の内面において前記ブレードの外表面に圧接する爪部を有し、前記爪部は、少なくとも前記ブレード進行方向側となる位置に設けられていることを特徴とするペースト印刷用スキージがある。
【０００９】
従って、手段１に記載の発明によると、保持凹部の開口部の内面に設けられた爪部がブレードの外表面に圧接しているため、ブレードが撓んだとしてもブレードとホルダとの間に隙間が生じにくくなる。よって、隙間へのペーストの侵入、固化といった事態が回避され、ブレードを好適な角度に維持することができるため、ペースト印刷性の不安定化が解消される。その結果、良好な印刷層を形成することが可能となる。
【００１０】
本発明のペースト印刷用スキージを構成するホルダは、その先端部に保持凹部を有している。このようなホルダは、例えば、ブレードを厚さ方向から挟み込んで保持する一対の挟持部材で構成され、一対の挟持部材における各挟持部材が互いに対向する対向面は保持凹部の内面を形成するものであってもよい。この構成によると、対向面に対してブレードが面接触して保持されるため、保持凹部にブレードがより安定的に保持される。
【００１１】
ここで、ホルダを形成する材料は特に限定されず任意に選択可能であるが、弾性体からなるブレードに比べて硬度や剛性の高いもの（金属、セラミック、樹脂などの材料）を使用することが好適である。その理由は、印刷時においてスキージには押圧力が加わるが、その際にブレードを位置ずれさせることなく確実に保持する必要があるからである。
【００１２】
爪部は、開口部内面の少なくともブレード進行方向側となる位置に設けられるが、ブレード進行方向とは反対側となる位置にも設けられていてもよい。後者の構成によると、爪部がブレードに対して厚さ方向に互いに向かい合う二方向から圧接することになるため、保持凹部にブレードがより安定的に保持される。この場合、爪部同士が対向するように配置されていることが好ましい。
【００１３】
爪部は、ブレード進行方向と交差するスキージ幅方向に延びるように形成されていることが好ましく、特にスキージ幅方向の全域にわたって連続して形成されていることが好ましい。この構成であると、例えば爪部が当該方向に非連続的に形成されている場合に比べて、隙間が生じにくくなる。そのため、スキージ幅方向の全域にわたって、隙間へのペーストの侵入、固化といった事態を確実に回避することができる。
【００１４】
本発明のペースト印刷用スキージを構成するブレードは、ウレタンゴムやシリコンゴム等の硬質ゴムのような弾性体製かつ板状であって、ホルダの保持凹部に保持される。また、ブレードは、保持凹部の開口部から突出したブレード突出部を有している。上記のようにホルダが一対の挟持部材で構成されている場合、ブレードはこれらに挟み込まれて保持される。
【００１５】
スキージ進行方向側の挟持部材及びスキージ進行方向とは反対側の挟持部材は、ブレードが突出する方向における長さが等しくなるように形成されていてもよい。この構成によると、ホルダが中心線を基準として対称な形状になるため、ホルダの前後を反転させて使用すること等が可能となる。
【００１６】
また、スキージ進行方向とは反対側の挟持部材は、スキージ進行方向側の挟持部材よりも、ブレードが突出する方向における長さが長くなるように形成されていてもよい。この構成によると、スキージ進行方向とは反対側の挟持部材が相対的に長いと、印刷時におけるブレードの撓みが抑制されるため、ブレードとホルダとの間に隙間が生じにくくなる。
【００１７】
爪部の表面を含む保持凹部の開口部内面には、樹脂コーティングが施されていてもよい。樹脂コーティングとしては特に限定されないが、例えば、表面の離形性を改善しうるような樹脂材料を用いたコーティングがよく、具体的にはフッ素樹脂等のコーティングが好適である。このような構成によると、樹脂コーティングがない場合に比べてホルダとブレードとの密着性が向上し、ブレードが位置ずれしにくくなる。ゆえに、保持凹部にブレードがより安定的に保持される。なお、爪部はペーストに晒されやすい開口部内面に配置されているが、表面が樹脂コーティングで覆われていることで、付着したペーストを容易に除去することができる。このような樹脂コーティングは、保持凹部の外部の領域、即ちホルダの外表面にまで広く及んでいてもよい。例えばホルダ先端部の外表面にペースト案内面があるような場合には、ペーストの摺動抵抗増大を回避することができ、ペーストのローリング性を向上することができる。勿論、ペースト案内面に付着したペーストを容易に除去することができる。
【００１８】
また、ホルダにペースト案内面を設けた場合、そのペースト案内面よりも基端側の位置には、スキージ幅方向に沿って延びる逃がし凹部が形成されていてもよい。この構成であると、ペースト案内面にて摺動案内されたペーストが当該ペースト案内面のさらに上方に行こうとしても、逃がし凹部があることでその移動が阻止される。その結果、ペーストが広い面積に付着することが防止される。従って、ローリング性を低下させる原因であるペーストの摺動抵抗増大を回避することができる。
【００１９】
上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、手段１に記載のスキージを備えたペースト印刷装置がある。また、上記課題を解決するためのさらに別の手段（手段３）としては、手段１に記載のスキージを用いてペーストを印刷することにより、基板上に導体部を形成することを特徴とする配線基板の製造方法がある。従って、手段２、３に記載の発明によると、安定した印刷性の実現によって良好な印刷層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を具体化した一実施形態のペースト印刷用スキージを備えたペースト印刷装置を示す概略図。
【図２】実施形態のペースト印刷用スキージを示す分解斜視図。
【図３】実施形態のペースト印刷用スキージを示す要部拡大断面図。
【図４】実施形態のペースト印刷用スキージの使用状態を示す概略図。
【図５】実施形態においてペースト印刷後の基板を示す断面図。
【図６】実施形態においてリフローを経て導体部が形成された基板（配線基板）を示す断面図。
【図７】別の実施形態のペースト印刷用スキージを備えたペースト印刷装置の使用状態を示す概略図。
【図８】別の実施形態のペースト印刷用スキージを備えたペースト印刷装置の使用状態を示す概略図。
【図９】別の実施形態のペースト印刷用スキージを備えたペースト印刷装置の使用状態を示す概略図。
【図１０】別の実施形態のペースト印刷用スキージを示す要部拡大断面図。
【図１１】別の実施形態のペースト印刷用スキージを示す要部拡大断面図。
【図１２】別の実施形態のペースト印刷用スキージを示す要部拡大断面図。
【図１３】従来のペースト印刷用スキージを備えたペースト印刷装置を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した一実施形態のスキージを備えるはんだペースト印刷装置及びそれを使用した配線基板１１の製造方法を図１〜図６に基づき詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態において使用されるはんだペースト印刷装置２１を示す全体概略図である。このはんだペースト印刷装置２１は、配線基板となる基板１１を位置決めした状態で水平に保持するためのテーブル２３を備えている。このテーブル２３の上面には、矩形状をした基板１１（例えば一辺の長さが３００ｍｍ以上の大型の基板１１）が収容可能な寸法の保持凹部２３ａが設けられている。テーブル２３の下方位置には、テーブル駆動手段の一部をなす電動シリンダ２４が配設されている。テーブル２３の下面中央部は、上方に向かって延びる電動シリンダ２４のロッド部によって支持されている。この電動シリンダ２４は、テーブル駆動手段の一部をなすモータドライバ回路２５ａを介して、制御コンピュータ２５に電気的に接続されている。従って、制御コンピュータ２５から所定の制御信号が出力されると、モータドライバ回路２５ａを介して電動シリンダ２４内の図示しないモータが駆動される。その結果、電動シリンダ２４のロッド部が伸縮し、これに伴ってテーブル２３が図１の上下方向（Ｘ軸方向）に移動する。その結果、テーブル２３に保持された基板１１が昇降するようになっている。
【００２３】
このはんだペースト印刷装置２１は、テーブル２３の上方位置にマスク２６を備えている。マスク２６は、マスクプレート２６ａと、そのマスクプレート２２を支持するプレート支持枠２６ｂとを含んで構成されている。
【００２４】
マスクプレート２６ａは、ステンレス等の金属板（厚さ４０μｍ）からなり、平面視で矩形状を呈している。マスクプレート２６ａにおける中央部には、直径１４０μｍ程度の略円形状の貫通孔２６ｃが複数個かつ規則的に形成されている。これらの貫通孔２６ｃは、基板１１上の被印刷面１４の側にある印刷部位であるフリップチップパッド１６（接続端子）に対応して形成されている。なお、基板１１におけるフリップチップパッド１６は、直径約１２０μｍの略円形状であり、基板１１表面にて露出した状態となっている（図４参照）。印刷時においてマスクプレート２６ａは、基板１１の被印刷面１４上に重ねて配置可能となっている。より具体的にいうと、マスクプレート２６ａの下面（マスク２２の内面）は、印刷時において基板１１表面に当接した状態で配置可能となっている。
【００２５】
プレート支持枠２６ｂはマスクプレート２６ａよりも剛性のある矩形枠状の金属部材であって、マスクプレート２６ａの外周部を支持している。プレート支持枠２６ｂは、テーブル２３の上面から水平方向の外周側に張り出した位置に配置されている。
【００２６】
このはんだペースト印刷装置２１は、テーブル２３の上方位置に、さらにスキージ２２とスキージ駆動手段２７とを備えている。スキージ２２は、スキージ駆動手段２７の下端面に支持されるとともに、全体的に前傾した状態で配置されている。本実施形態のスキージ駆動手段２７は、スキージ２２を図１の上下方向（Ｘ軸方向）及び図１の左右方向（Ｙ軸方向）に移動させるための手段であって、モータを利用した一対のボールねじ（図示略）を含んで構成されている。かかるＸ軸方向駆動用モータ及びＹ軸方向駆動用モータは、それぞれモータドライバ回路２５ｃを介して、制御コンピュータ２５に電気的に接続されている。従って、制御コンピュータ２５から所定の制御信号が出力されると、モータドライバ回路２５ｃを介して各モータが駆動される。その結果、スキージ２２がＸ軸方向及びＹ軸方向に動作するようになっている。なお、スキージ２２は、Ｘ軸方向への動作によりマスクプレート２６ａの上面に対して所定の圧力で押し付けられる。また、スキージ２２は、Ｙ軸方向への動作によりはんだペーストＰ１の充填印刷を行うようになっている。なお、本実施形態においては図１に示すマスクプレート２６ａの左端側がスキージ２２の移動始端側であり、右端側がスキージ２２の移動終端側である。
【００２７】
このはんだペースト印刷装置２１は、上端面にピン２８ａを有するマスクリフタ２８を備えている。版離れ手段であるマスクリフタ２８は、モータを利用した電動シリンダのロッド部の先端にピン２８ａを取り付けた構成となっている。このマスクリフタ２８はマスク２６におけるスキージ２２の移動始端側の下方に配置されており、ピン２８ａの先端はプレート支持枠２６ｂの下面に常時当接されている。かかるマスクリフタ２８は、押圧手段駆動手段であるモータドライバ回路２５ｄを介して、制御コンピュータ２５に電気的に接続されている。従って、制御コンピュータ２５から所定の制御信号が出力されると、前記モータドライバ回路２５ｄを介して電動シリンダ内の図示しないモータが駆動される。その結果、ピン２８ａが垂直方向に突出し、これに伴ってスキージ２２の移動始端側となるプレート支持枠２６ｂ（マスク２６の片側）が図１の上方向（Ｘ軸方向）に所定速度で持ち上げられる。その結果、基板１１の被印刷面１４上に重ねて配置されたマスク２６の片側が、数ｍｍほど被印刷面１４に対して離間するようになっている。
【００２８】
図２〜図４に示されるように、本実施形態のスキージ２２は、いわゆる平スキージと呼ばれるタイプのものであり、ホルダ３１とブレード４１とを備えている。このホルダ３１は、寸法及び形状が等しい一対の挟持板（挟持部材）３３，３４を重ね合わせることで構成されている。ホルダ３１はその先端部（図１，図２，図４では下端部）にて開口する保持凹部３２を有している。保持凹部３２はスキージ幅方向４５に長く延びている。これら挟持板３３，３４は、例えばアルミニウムやステンレス等といった強度及び剛性の高い金属材料で構成されている。
【００２９】
ここで、ホルダ３１においてスキージ進行方向４３側に配置されるものを前方側挟持板３４とし、スキージ進行方向４３とは反対側に配置されるものを後方側挟持板３３とする。これら挟持板３３，３４は、上記のとおり寸法及び形状が等しいことから、ブレード４１が突出する方向における長さが等しくなっている。また、これら挟持板３３，３４において互いに対向する対向面Ｓ1，Ｓ２は、平行な位置関係にあり、かつ、保持凹部３２の内面を形成している。そしてブレード４１は、これら対向面Ｓ1，Ｓ２に面接触するとともに、挟持板３３，３４により厚さ方向から挟み込まれることで保持されるようになっている。ここで、本実施形態のブレード４１は、硬質ゴムからなる平板状の弾性体である。ブレード４１における下側の一部は、保持凹部３２から突出したブレード突出部４２となっている。ブレード突出部４２の突出量は、印刷条件の設定に応じて適宜調整可能となっている。
【００３０】
本実施形態のホルダ３１では、前方側挟持板３４の保持凹部３２の開口部３８の内面には、爪部５１が一体的に設けられている。同様に、後方側挟持板３３の保持凹部３２の開口部の内面にも、爪部５１が一体的に設けられている。これらの爪部５１同士は対向して配置されている。本実施形態の爪部５１は断面四角形状を呈している。爪部５１の高さの好適範囲は０．５ｍｍ〜５ｍｍであり、ここでは約２ｍｍに設定している。なお、これらの爪部５１は、基本的に一対の挟持板３３，３４と同じ材料で形成されていることから、スキージ４１よりも硬度及び剛性が高くなっている。従って、スキージ４１を保持凹部３２に保持させたときに、爪部５１は特に変形することなくブレード４１の外表面４４に食い込んで圧接した状態となる。また、これらの爪部５１は、挟持板３３，３４において、ブレード進行方向４３と交差するスキージ幅方向４５の全域にわたって連続して形成されている。
【００３１】
次に、このはんだペースト印刷装置２１を用いて基板１１上にフリップチップ用はんだバンプ１３（導体部）を有する配線基板を形成する手順を説明する。
【００３２】
図４に示されるように、印刷を行うにあたり、まず、被印刷物である大型の基板１１を保持凹部２３ａに保持させる。この後、テーブル２３を上昇させて基板１１の被印刷面１４をマスクプレート２６ａに当接させる。このとき、マスク２６の内面と配線基板１１の被印刷面１４とは、ほぼ平行な位置関係となる。また、マスク２６の各貫通孔２６ｃは、フリップチップパッド１６に対応した位置関係となる。なお、マスクリフタ２８のピン２８ａはこの時点ではまだ没入している。
【００３３】
次に、スキージ駆動手段２７を駆動してスキージ２２を下動させ、スキージ２２のブレード４１の下端縁をマスクプレート２６ａの移動始端側に接触させる。マスクプレート２６ａの上面かつスキージ２２の進行方向側（即ち図４では右側）の位置には、図示しないペースト供給手段によって、適量のはんだペーストＰ１（Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ等の公知の材料）を供給しておく。
【００３４】
そして、移動速度及び印圧を適宜設定したうえで、スキージ２２をマスク面方向及び被印刷面１４の面方向に沿って（具体的には図４の左側から右側へ向けて）移動させる。これにより、はんだペーストＰ１が貫通孔２６ｃに充填され、マスク２６の厚さに相当する高さのはんだペースト印刷層が形成される（図５参照）。このはんだペースト印刷層は、後にフリップチップ用はんだバンプ１３となるべきものである。
【００３５】
次に、マスクリフタ２４を所定のタイミングで駆動し、ピン２８ａを上方に突出させることにより、マスク２６を離間させる。すると、はんだペースト印刷層がマスク２６の貫通孔２６ｃから抜け出す。
【００３６】
以上のようなはんだペースト印刷を経た基板１１については、次いで所定条件下でリフローを行い、はんだペースト印刷層を溶融させる。その結果、高さ及び形状の揃ったフリップチップ用はんだバンプ１３を有する配線基板が完成する（図６参照）。
【００３７】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態のはんだペースト印刷装置２１では、ホルダ３１における保持凹部３２の開口部３８の内面に爪部５１を設けている。そして、爪部５１はブレード４１の外表面４４に圧接している。ゆえに、ブレード４１が撓んだとしても、ブレード４１とホルダ３１との間に隙間が生じにくくなる。よって、隙間へのペーストＰ１の侵入、固化といった事態が回避され、印刷時にブレード４１を好適な角度に維持することができる。このため、ペースト印刷性の不安定化が解消される。その結果、良好なはんだペースト印刷層を形成することが可能となる。また、このはんだペースト印刷装置２１を用いた配線基板の製造方法によれば、形状が揃った良好なはんだバンプ１３を有する配線基板を高歩留まりで製造することができる。
【００３８】
（２）また、このはんだペースト印刷装置２１では、爪部５１がスキージ幅方向４５の全域にわたって連続して形成されている。そのため、爪部５１が非連続的に形成されている場合に比べて隙間が生じにくくなる。よって、スキージ幅方向４５の全域にわたって、隙間へのはんだペーストＰ１の侵入、固化といった事態を確実に回避することができる。従って、印刷時にブレード４１を好適な角度に維持することができ、ペースト印刷性の安定化を図ることができる。
【００３９】
（３）このはんだペースト印刷装置２１では、ホルダ３１がブレード４１を厚さ方向から挟み込んで保持する一対の挟持板（即ち前方側挟持板３４及び後方側挟持板３３）で構成されている。そして、これら一対の挟持板３３，３４における対向面Ｓ１，Ｓ２は保持凹部３２の内面を形成しており、その対向面Ｓ１，Ｓ２に対してブレード４１が面接触して保持されている。よって、保持凹部３２にブレード４１をより安定的に保持することができる。また、このはんだペースト印刷装置２１では、一対の挟持板３３，３４における対向面Ｓ１，Ｓ２にそれぞれ爪部５１が配置されている。換言すると、開口部３８の内面のブレード進行方向４３側となる位置ばかりでなく、ブレード進行方向４３とは反対側となる位置にも爪部５１が設けられている。従って、爪部５１がブレード４１に対して厚さ方向に互いに向かい合う二方向から圧接するようになり、このことによっても保持凹部３２にブレード４１をより安定的に保持することができる。よって、印刷時にブレード４１を好適な角度に維持することができ、ペースト印刷性の安定化を図ることができる。
【００４０】
（４）本実施形態のはんだペースト印刷装置２１では、スキージ進行方向４３側の挟持部材である前方側挟持板３４と、当該方向とは反対側の挟持部材である後方側挟持板３３とが、等しい寸法及び形状を有している。よって、これら一対の挟持板３３，３４は、ブレード４１が突出する方向における長さが等しくなっている。このような構成であると、ホルダ３１が自身の中心線を基準として対称な形状になるため、ブレード４１を取り換えずに固定したままで、ホルダ３１の前後を反転させて使用すること等が可能となる。ゆえに、このはんだペースト印刷装置２１を用いた配線基板の製造方法によれば、生産性の向上や製造コストの低減を達成しやすくなる。
【００４１】
（５）本実施形態のはんだペースト印刷装置２１では、ブレード４１に比べて硬度及び剛性の高い金属材料を用いて一対の挟持板３３，３４が形成されるとともに、爪部５１がそれらに一体形成されている。そのため、印刷時にスキージ４１に押圧力が加わったときでも、ブレード４１を位置ずれさせることなく確実に保持することができる。このこともペースト印刷性の安定化に寄与している。
【００４２】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００４３】
・上記実施形態では、スキージ進行方向４３側の挟持部材である前方側挟持板３４と、当該方向とは反対側の挟持部材である後方側挟持板３３とが、等しい寸法及び形状を有していたが、これに限定されない。例えば、図７に示す別の実施形態のはんだペースト印刷装置２１Ａのスキージ２２Ａのようにしてもよい。このスキージ２２Ａでは、ホルダ３１Ａを構成する前方側挟持板３４及び後方側挟持板３３Ａの寸法及び形状が若干異なっている。即ち、前方側挟持板３４よりも後方側挟持板３３Ａのほうが、ブレード４１が突出する方向における長さが長くなるように形成されている。従って、スキージ進行方向４３とは反対側の後方側挟持板３３Ａにより、印刷時におけるブレード４１の撓みが抑制される。ゆえに、ブレード４１とホルダ３１Ａとの間に隙間が生じにくくなる。
【００４４】
・例えば、図８に示す別の実施形態のはんだペースト印刷装置２１Ｂのスキージ２２Ｂのようにしてもよい。このスキージ２２Ｂの場合、ホルダ３１Ｂを構成する前方側挟持板３４Ｂの先端部には、はんだペーストＰ１のローリング性を高めるために所定角度をなすペースト案内面３９が設けられている。そして、このペースト案内面３９よりも基端側の位置には、スキージ幅方向に沿って延びる逃がし凹部３６が形成されている。そしてこの構成であると、ペースト案内面３９にて摺動案内されたはんだペーストＰ１がさらにその上方に行こうとしても、逃がし凹部３６があることでその移動が阻止される。その結果、はんだペーストＰ１が広い面積に付着することを防止することができる。しかも、このスキージ２２Ｂの場合、ホルダ３１Ｂを構成する前方側挟持板３４Ｂの下半部に樹脂コーティング３７が施されている。ここでは、具体的にはフッ素樹脂がコーティングされている。樹脂コーティング３７は、爪部５１の表面を含む保持凹部３２の開口部３８の内面に形成されている。このような構成によると、樹脂コーティング３７がない場合に比べてホルダ３１Ｂとブレード４１との密着性が向上し、ブレード４１が位置ずれしにくくなる。ゆえに、保持凹部３２にブレード４１をより安定的に保持することができる。なお、爪部５１ははんだペーストＰ１に晒されやすい開口部３８の内面に配置されているが、表面が樹脂コーティング３７で覆われていることで、付着したはんだペーストＰ１を容易に除去することができる。つまり、当該樹脂コーティング３７はペースト付着防止層としても機能する。しかも、樹脂コーティング３７は、ホルダ３１Ｂの外表面におけるペースト案内面３９にも及んで形成されている。このため、はんだペーストＰ１の摺動抵抗増大を回避することができ、はんだペーストＰ１のローリング性をいっそう向上することができる。
【００４５】
・上記実施形態では、本発明をいわゆる平スキージを備えるペースト印刷装置２１に具体化したが、平スキージ以外のタイプのスキージを備えるものに具体化することもできる。例えば、図９に示す別の実施形態のペースト印刷装置２１Ｃは、いわゆる剣スキージを備えている。この実施形態におけるスキージ２２Ｃはホルダ３１Ｃとブレード４１Ａとを含んで構成されている。特にブレード４１Ａに関しては、その先端がテーパ状に形成され、それゆえ剣のような形状を有している。
【００４６】
・上記実施形態では、ホルダ３１を構成する前方側挟持板３４及び後方側挟持板３３に爪部５１を１つずつ設けたが、これに限定されない。例えば、図９のペースト印刷装置２１Ｃのように、前方側挟持板３４及び後方側挟持板３３に爪部５１を２つずつ設けてもよい。つまり、個々の挟持板３３，３４について、爪部５１は保持凹部３２のブレード４１の基端部に向って多段階的に設けてもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、爪部５１の断面形状を四角形状としたが、これに限定されない。例えば、図１０に示す別の実施形態のペースト印刷装置のスキージ２２Ｄのように、ホルダ３１Ｄを構成する挟持板３３Ｄ，３４Ｄについて、断面半円形状の爪部５１Ａを採用してもよい。また、図１１に示す別の実施形態のペースト印刷装置のスキージ２２Ｅのように、ホルダ３１Ｅを構成する挟持板３３Ｅ，３４Ｅについて、断面三角形状の爪部５１Ｂを採用してもよい。あるいは、図１２に示す別の実施形態のペースト印刷装置のスキージ２２Ｆのように、ホルダ３１Ｆを構成する挟持板３３Ｆ，３４Ｆについて、１つの面に微細な凹凸を有する断面四角形状の爪部５１Ｃを採用してもよい。
【００４８】
・上記実施形態では、スキージ２２により印刷されるペーストをはんだペーストＰ１としたが、これに限定されることはない。例えば、はんだ以外の導電性金属を含む金属ペーストのほか、導電性の如何を問わず何らかの粒子を含むペーストなどを、本発明のスキージ２２で印刷してもよい。
【００４９】
・上記実施形態では、被印刷物である基板１１の被印刷面１４に導体部を形成するべくはんだペースト印刷層を形成したが、導体部ははんだバンプ１３に限定されない。例えば、配線パターンとなるべきペースト印刷層を被印刷面１４上に印刷する際に本発明を適用してもよい。さらに、本発明のスキージ及びペースト印刷装置は、配線基板となる基板１１を被印刷物とするばかりでなく、配線基板以外の用途のものを被印刷物としてもよい。
【００５０】
次に、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００５１】
（１）手段１乃至３のいずれか１項において、前記ペーストははんだペーストであり、前記導体部は前記はんだペーストをリフローして得られるはんだバンプであること。
（２）手段１乃至３のいずれか１項において、前記爪部は前記スキージの形成材料よりも硬質の材料を用いて形成されていること。
（３）手段１乃至３のいずれか１項において、前記爪部は前記ホルダを構成する部材と一体形成されたものであること。
（４）手段１乃至３のいずれか１項において、前記爪部の高さが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であること。
（５）手段１乃至３のいずれか１項において、前記爪部は前記保持凹部の前記ブレードの基端部に向って複数に設けられていること。
（６）手段１乃至３のいずれか１項において、前記樹脂コーティングは、前記ホルダの外表面にまで及ぶように形成されたペースト付着防止層であること。
【符号の説明】
【００５２】
１１…基板
１３…導体部としてのはんだバンプ
１４…被印刷面
２１，２１Ａ〜２１Ｃ…（はんだ）ペースト印刷装置
２２，２２Ａ〜２２Ｆ…ペースト印刷用スキージ
３１，３１Ａ〜３１Ｆ…ホルダ
３２…保持凹部
３３，３３Ａ〜３３Ｆ…挟持部材としての前方側挟持板
３４，３４Ａ〜３４Ｆ…挟持部材としての後方側挟持板
３７…樹脂コーティング
３８…（保持凹部の）開口部
４１，４１Ａ…ブレード
４２…ブレード突出部
４４…ブレードの外表面
４３…ブレード進行方向
４５…スキージ幅方向
５１，５１Ａ〜５１Ｃ…爪部
Ｐ１…（はんだ）ペースト
Ｓ１，Ｓ２…対向面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホルダとブレードとを備えるペースト印刷用スキージ、及びそれを用いたペースト印刷装置、配線基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子部品等を配線基板の接続端子に接合する方法として、はんだバンプを介して接合する方法がよく知られている。通常、このようなはんだバンプは、配線基板となる基板の被印刷面に形成された複数の接続端子上にはんだペースト印刷装置を用いてはんだペーストを印刷した後、リフローを行ってはんだペースト印刷層を溶融することにより形成される。
【０００３】
図１３には、ホルダ１０２とブレード１０３とを有するペースト印刷用スキージ１０４を備えたはんだペースト印刷装置１０１の従来例が示されている。はんだペースト印刷装置１０１により接続端子１０６上にはんだペーストＰ１を印刷する手順は、次のとおりである。
【０００４】
図示しないテーブル上に基板１０７を水平に保持させた状態で、基板１０７の被印刷面上にマスク１０５を重ねて配置する。次に、マスク１０５の上面にスキージ１０４のブレード１０３を接触させ、その進行方向側にはんだペーストＰ１を供給する。この状態でスキージ１０４を所定角度で前傾させるとともに、マスク１０５の上面に沿って水平に移動させる。すると、ブレード１０３によってマスク貫通孔内にはんだペーストＰ１が充填され、接続端子１０６上にはんだペースト印刷層が形成される。さらに、マスク１０５を取り除いた後にリフローを行えば、はんだペースト印刷層が溶融して、はんだバンプが形成された配線基板となる。なお、このようなはんだペースト印刷装置及びこれを用いた印刷方法としては、例えば特許文献１に記載されたものが従来知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記従来のはんだペースト印刷装置１０１では、印刷圧力、スピード、ペーストＰ１の抵抗などの要因により、スキージ１０４のブレード１０３が進行方向の反対側に撓む。すると、ブレード１０３の進行方向側の面とホルダ１０２の内面との間に僅かな隙間１１１が生じてしまい、その隙間１１１にペーストＰ１が入り込んで固まってしまう。その結果、ブレード１０３の角度が変わることでペースト印刷性が不安定になり、印刷厚みがばらついてしまう。また、隙間１１１の内部に入り込んだペーストＰ１を除去するための清掃作業に時間がかかり、煩雑になるという欠点もある。さらに、ブレード１０３が短命化したり、印刷物の歩留まりが低下したりするといった欠点もある。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ペースト侵入による印刷性の不安定化を解消し、良好な印刷層を形成することができるペースト印刷用スキージ、ペースト印刷装置を提供することにある。また、本発明の別の目的は、形状が揃った良好な導体部を有する配線基板を高歩留まりで製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして上記課題を解決するための手段（手段１）としては、先端部に保持凹部を有するホルダと、前記保持凹部に保持され、一部が前記保持凹部の開口部から突出したブレード突出部を有する弾性体製かつ板状のブレードとを備え、ブレード進行方向側にペーストを供給した状態で被印刷面に沿って移動することにより前記ペーストを印刷するペースト印刷用スキージであって、前記ホルダは、前記保持凹部の前記開口部の内面において前記ブレードの外表面に圧接する爪部を有し、前記爪部は、少なくとも前記ブレード進行方向側となる位置に設けられていることを特徴とするペースト印刷用スキージがある。
【０００９】
従って、手段１に記載の発明によると、保持凹部の開口部の内面に設けられた爪部がブレードの外表面に圧接しているため、ブレードが撓んだとしてもブレードとホルダとの間に隙間が生じにくくなる。よって、隙間へのペーストの侵入、固化といった事態が回避され、ブレードを好適な角度に維持することができるため、ペースト印刷性の不安定化が解消される。その結果、良好な印刷層を形成することが可能となる。
【００１０】
本発明のペースト印刷用スキージを構成するホルダは、その先端部に保持凹部を有している。このようなホルダは、例えば、ブレードを厚さ方向から挟み込んで保持する一対の挟持部材で構成され、一対の挟持部材における各挟持部材が互いに対向する対向面は保持凹部の内面を形成するものであってもよい。この構成によると、対向面に対してブレードが面接触して保持されるため、保持凹部にブレードがより安定的に保持される。
【００１１】
ここで、ホルダを形成する材料は特に限定されず任意に選択可能であるが、弾性体からなるブレードに比べて硬度や剛性の高いもの（金属、セラミック、樹脂などの材料）を使用することが好適である。その理由は、印刷時においてスキージには押圧力が加わるが、その際にブレードを位置ずれさせることなく確実に保持する必要があるからである。
【００１２】
爪部は、開口部内面の少なくともブレード進行方向側となる位置に設けられるが、ブレード進行方向とは反対側となる位置にも設けられていてもよい。後者の構成によると、爪部がブレードに対して厚さ方向に互いに向かい合う二方向から圧接することになるため、保持凹部にブレードがより安定的に保持される。この場合、爪部同士が対向するように配置されていることが好ましい。
【００１３】
爪部は、ブレード進行方向と交差するスキージ幅方向に延びるように形成されていることが好ましく、特にスキージ幅方向の全域にわたって連続して形成されていることが好ましい。この構成であると、例えば爪部が当該方向に非連続的に形成されている場合に比べて、隙間が生じにくくなる。そのため、スキージ幅方向の全域にわたって、隙間へのペーストの侵入、固化といった事態を確実に回避することができる。
【００１４】
本発明のペースト印刷用スキージを構成するブレードは、ウレタンゴムやシリコンゴム等の硬質ゴムのような弾性体製かつ板状であって、ホルダの保持凹部に保持される。また、ブレードは、保持凹部の開口部から突出したブレード突出部を有している。上記のようにホルダが一対の挟持部材で構成されている場合、ブレードはこれらに挟み込まれて保持される。
【００１５】
スキージ進行方向側の挟持部材及びスキージ進行方向とは反対側の挟持部材は、ブレードが突出する方向における長さが等しくなるように形成されていてもよい。この構成によると、ホルダが中心線を基準として対称な形状になるため、ホルダの前後を反転させて使用すること等が可能となる。
【００１６】
また、スキージ進行方向とは反対側の挟持部材は、スキージ進行方向側の挟持部材よりも、ブレードが突出する方向における長さが長くなるように形成されていてもよい。この構成によると、スキージ進行方向とは反対側の挟持部材が相対的に長いと、印刷時におけるブレードの撓みが抑制されるため、ブレードとホルダとの間に隙間が生じにくくなる。
【００１７】
爪部の表面を含む保持凹部の開口部内面には、樹脂コーティングが施されていてもよい。樹脂コーティングとしては特に限定されないが、例えば、表面の離形性を改善しうるような樹脂材料を用いたコーティングがよく、具体的にはフッ素樹脂等のコーティングが好適である。このような構成によると、樹脂コーティングがない場合に比べてホルダとブレードとの密着性が向上し、ブレードが位置ずれしにくくなる。ゆえに、保持凹部にブレードがより安定的に保持される。なお、爪部はペーストに晒されやすい開口部内面に配置されているが、表面が樹脂コーティングで覆われていることで、付着したペーストを容易に除去することができる。このような樹脂コーティングは、保持凹部の外部の領域、即ちホルダの外表面にまで広く及んでいてもよい。例えばホルダ先端部の外表面にペースト案内面があるような場合には、ペーストの摺動抵抗増大を回避することができ、ペーストのローリング性を向上することができる。勿論、ペースト案内面に付着したペーストを容易に除去することができる。
【００１８】
また、ホルダにペースト案内面を設けた場合、そのペースト案内面よりも基端側の位置には、スキージ幅方向に沿って延びる逃がし凹部が形成されていてもよい。この構成であると、ペースト案内面にて摺動案内されたペーストが当該ペースト案内面のさらに上方に行こうとしても、逃がし凹部があることでその移動が阻止される。その結果、ペーストが広い面積に付着することが防止される。従って、ローリング性を低下させる原因であるペーストの摺動抵抗増大を回避することができる。
【００１９】
上記課題を解決するための別の手段（手段２）としては、手段１に記載のスキージを備えたペースト印刷装置がある。また、上記課題を解決するためのさらに別の手段（手段３）としては、手段１に記載のスキージを用いてペーストを印刷することにより、基板上に導体部を形成することを特徴とする配線基板の製造方法がある。従って、手段２、３に記載の発明によると、安定した印刷性の実現によって良好な印刷層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を具体化した一実施形態のペースト印刷用スキージを備えたペースト印刷装置を示す概略図。
【図２】実施形態のペースト印刷用スキージを示す分解斜視図。
【図３】実施形態のペースト印刷用スキージを示す要部拡大断面図。
【図４】実施形態のペースト印刷用スキージの使用状態を示す概略図。
【図５】実施形態においてペースト印刷後の基板を示す断面図。
【図６】実施形態においてリフローを経て導体部が形成された基板（配線基板）を示す断面図。
【図７】別の実施形態のペースト印刷用スキージを備えたペースト印刷装置の使用状態を示す概略図。
【図８】別の実施形態のペースト印刷用スキージを備えたペースト印刷装置の使用状態を示す概略図。
【図９】別の実施形態のペースト印刷用スキージを備えたペースト印刷装置の使用状態を示す概略図。
【図１０】別の実施形態のペースト印刷用スキージを示す要部拡大断面図。
【図１１】別の実施形態のペースト印刷用スキージを示す要部拡大断面図。
【図１２】別の実施形態のペースト印刷用スキージを示す要部拡大断面図。
【図１３】従来のペースト印刷用スキージを備えたペースト印刷装置を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を具体化した一実施形態のスキージを備えるはんだペースト印刷装置及びそれを使用した配線基板１１の製造方法を図１〜図６に基づき詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態において使用されるはんだペースト印刷装置２１を示す全体概略図である。このはんだペースト印刷装置２１は、配線基板となる基板１１を位置決めした状態で水平に保持するためのテーブル２３を備えている。このテーブル２３の上面には、矩形状をした基板１１（例えば一辺の長さが３００ｍｍ以上の大型の基板１１）が収容可能な寸法の保持凹部２３ａが設けられている。テーブル２３の下方位置には、テーブル駆動手段の一部をなす電動シリンダ２４が配設されている。テーブル２３の下面中央部は、上方に向かって延びる電動シリンダ２４のロッド部によって支持されている。この電動シリンダ２４は、テーブル駆動手段の一部をなすモータドライバ回路２５ａを介して、制御コンピュータ２５に電気的に接続されている。従って、制御コンピュータ２５から所定の制御信号が出力されると、モータドライバ回路２５ａを介して電動シリンダ２４内の図示しないモータが駆動される。その結果、電動シリンダ２４のロッド部が伸縮し、これに伴ってテーブル２３が図１の上下方向（Ｘ軸方向）に移動する。その結果、テーブル２３に保持された基板１１が昇降するようになっている。
【００２３】
このはんだペースト印刷装置２１は、テーブル２３の上方位置にマスク２６を備えている。マスク２６は、マスクプレート２６ａと、そのマスクプレート２２を支持するプレート支持枠２６ｂとを含んで構成されている。
【００２４】
マスクプレート２６ａは、ステンレス等の金属板（厚さ４０μｍ）からなり、平面視で矩形状を呈している。マスクプレート２６ａにおける中央部には、直径１４０μｍ程度の略円形状の貫通孔２６ｃが複数個かつ規則的に形成されている。これらの貫通孔２６ｃは、基板１１上の被印刷面１４の側にある印刷部位であるフリップチップパッド１６（接続端子）に対応して形成されている。なお、基板１１におけるフリップチップパッド１６は、直径約１２０μｍの略円形状であり、基板１１表面にて露出した状態となっている（図４参照）。印刷時においてマスクプレート２６ａは、基板１１の被印刷面１４上に重ねて配置可能となっている。より具体的にいうと、マスクプレート２６ａの下面（マスク２２の内面）は、印刷時において基板１１表面に当接した状態で配置可能となっている。
【００２５】
プレート支持枠２６ｂはマスクプレート２６ａよりも剛性のある矩形枠状の金属部材であって、マスクプレート２６ａの外周部を支持している。プレート支持枠２６ｂは、テーブル２３の上面から水平方向の外周側に張り出した位置に配置されている。
【００２６】
このはんだペースト印刷装置２１は、テーブル２３の上方位置に、さらにスキージ２２とスキージ駆動手段２７とを備えている。スキージ２２は、スキージ駆動手段２７の下端面に支持されるとともに、全体的に前傾した状態で配置されている。本実施形態のスキージ駆動手段２７は、スキージ２２を図１の上下方向（Ｘ軸方向）及び図１の左右方向（Ｙ軸方向）に移動させるための手段であって、モータを利用した一対のボールねじ（図示略）を含んで構成されている。かかるＸ軸方向駆動用モータ及びＹ軸方向駆動用モータは、それぞれモータドライバ回路２５ｃを介して、制御コンピュータ２５に電気的に接続されている。従って、制御コンピュータ２５から所定の制御信号が出力されると、モータドライバ回路２５ｃを介して各モータが駆動される。その結果、スキージ２２がＸ軸方向及びＹ軸方向に動作するようになっている。なお、スキージ２２は、Ｘ軸方向への動作によりマスクプレート２６ａの上面に対して所定の圧力で押し付けられる。また、スキージ２２は、Ｙ軸方向への動作によりはんだペーストＰ１の充填印刷を行うようになっている。なお、本実施形態においては図１に示すマスクプレート２６ａの左端側がスキージ２２の移動始端側であり、右端側がスキージ２２の移動終端側である。
【００２７】
このはんだペースト印刷装置２１は、上端面にピン２８ａを有するマスクリフタ２８を備えている。版離れ手段であるマスクリフタ２８は、モータを利用した電動シリンダのロッド部の先端にピン２８ａを取り付けた構成となっている。このマスクリフタ２８はマスク２６におけるスキージ２２の移動始端側の下方に配置されており、ピン２８ａの先端はプレート支持枠２６ｂの下面に常時当接されている。かかるマスクリフタ２８は、押圧手段駆動手段であるモータドライバ回路２５ｄを介して、制御コンピュータ２５に電気的に接続されている。従って、制御コンピュータ２５から所定の制御信号が出力されると、前記モータドライバ回路２５ｄを介して電動シリンダ内の図示しないモータが駆動される。その結果、ピン２８ａが垂直方向に突出し、これに伴ってスキージ２２の移動始端側となるプレート支持枠２６ｂ（マスク２６の片側）が図１の上方向（Ｘ軸方向）に所定速度で持ち上げられる。その結果、基板１１の被印刷面１４上に重ねて配置されたマスク２６の片側が、数ｍｍほど被印刷面１４に対して離間するようになっている。
【００２８】
図２〜図４に示されるように、本実施形態のスキージ２２は、いわゆる平スキージと呼ばれるタイプのものであり、ホルダ３１とブレード４１とを備えている。このホルダ３１は、寸法及び形状が等しい一対の挟持板（挟持部材）３３，３４を重ね合わせることで構成されている。ホルダ３１はその先端部（図１，図２，図４では下端部）にて開口する保持凹部３２を有している。保持凹部３２はスキージ幅方向４５に長く延びている。これら挟持板３３，３４は、例えばアルミニウムやステンレス等といった強度及び剛性の高い金属材料で構成されている。
【００２９】
ここで、ホルダ３１においてスキージ進行方向４３側に配置されるものを前方側挟持板３４とし、スキージ進行方向４３とは反対側に配置されるものを後方側挟持板３３とする。これら挟持板３３，３４は、上記のとおり寸法及び形状が等しいことから、ブレード４１が突出する方向における長さが等しくなっている。また、これら挟持板３３，３４において互いに対向する対向面Ｓ1，Ｓ２は、平行な位置関係にあり、かつ、保持凹部３２の内面を形成している。そしてブレード４１は、これら対向面Ｓ1，Ｓ２に面接触するとともに、挟持板３３，３４により厚さ方向から挟み込まれることで保持されるようになっている。ここで、本実施形態のブレード４１は、硬質ゴムからなる平板状の弾性体である。ブレード４１における下側の一部は、保持凹部３２から突出したブレード突出部４２となっている。ブレード突出部４２の突出量は、印刷条件の設定に応じて適宜調整可能となっている。
【００３０】
本実施形態のホルダ３１では、前方側挟持板３４の保持凹部３２の開口部３８の内面には、爪部５１が一体的に設けられている。同様に、後方側挟持板３３の保持凹部３２の開口部の内面にも、爪部５１が一体的に設けられている。これらの爪部５１同士は対向して配置されている。本実施形態の爪部５１は断面四角形状を呈している。爪部５１の高さの好適範囲は０．５ｍｍ〜５ｍｍであり、ここでは約２ｍｍに設定している。なお、これらの爪部５１は、基本的に一対の挟持板３３，３４と同じ材料で形成されていることから、スキージ４１よりも硬度及び剛性が高くなっている。従って、スキージ４１を保持凹部３２に保持させたときに、爪部５１は特に変形することなくブレード４１の外表面４４に食い込んで圧接した状態となる。また、これらの爪部５１は、挟持板３３，３４において、ブレード進行方向４３と交差するスキージ幅方向４５の全域にわたって連続して形成されている。
【００３１】
次に、このはんだペースト印刷装置２１を用いて基板１１上にフリップチップ用はんだバンプ１３（導体部）を有する配線基板を形成する手順を説明する。
【００３２】
図４に示されるように、印刷を行うにあたり、まず、被印刷物である大型の基板１１を保持凹部２３ａに保持させる。この後、テーブル２３を上昇させて基板１１の被印刷面１４をマスクプレート２６ａに当接させる。このとき、マスク２６の内面と配線基板１１の被印刷面１４とは、ほぼ平行な位置関係となる。また、マスク２６の各貫通孔２６ｃは、フリップチップパッド１６に対応した位置関係となる。なお、マスクリフタ２８のピン２８ａはこの時点ではまだ没入している。
【００３３】
次に、スキージ駆動手段２７を駆動してスキージ２２を下動させ、スキージ２２のブレード４１の下端縁をマスクプレート２６ａの移動始端側に接触させる。マスクプレート２６ａの上面かつスキージ２２の進行方向側（即ち図４では右側）の位置には、図示しないペースト供給手段によって、適量のはんだペーストＰ１（Ｐｂ−Ｓｎ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ等の公知の材料）を供給しておく。
【００３４】
そして、移動速度及び印圧を適宜設定したうえで、スキージ２２をマスク面方向及び被印刷面１４の面方向に沿って（具体的には図４の左側から右側へ向けて）移動させる。これにより、はんだペーストＰ１が貫通孔２６ｃに充填され、マスク２６の厚さに相当する高さのはんだペースト印刷層が形成される（図５参照）。このはんだペースト印刷層は、後にフリップチップ用はんだバンプ１３となるべきものである。
【００３５】
次に、マスクリフタ２４を所定のタイミングで駆動し、ピン２８ａを上方に突出させることにより、マスク２６を離間させる。すると、はんだペースト印刷層がマスク２６の貫通孔２６ｃから抜け出す。
【００３６】
以上のようなはんだペースト印刷を経た基板１１については、次いで所定条件下でリフローを行い、はんだペースト印刷層を溶融させる。その結果、高さ及び形状の揃ったフリップチップ用はんだバンプ１３を有する配線基板が完成する（図６参照）。
【００３７】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態のはんだペースト印刷装置２１では、ホルダ３１における保持凹部３２の開口部３８の内面に爪部５１を設けている。そして、爪部５１はブレード４１の外表面４４に圧接している。ゆえに、ブレード４１が撓んだとしても、ブレード４１とホルダ３１との間に隙間が生じにくくなる。よって、隙間へのペーストＰ１の侵入、固化といった事態が回避され、印刷時にブレード４１を好適な角度に維持することができる。このため、ペースト印刷性の不安定化が解消される。その結果、良好なはんだペースト印刷層を形成することが可能となる。また、このはんだペースト印刷装置２１を用いた配線基板の製造方法によれば、形状が揃った良好なはんだバンプ１３を有する配線基板を高歩留まりで製造することができる。
【００３８】
（２）また、このはんだペースト印刷装置２１では、爪部５１がスキージ幅方向４５の全域にわたって連続して形成されている。そのため、爪部５１が非連続的に形成されている場合に比べて隙間が生じにくくなる。よって、スキージ幅方向４５の全域にわたって、隙間へのはんだペーストＰ１の侵入、固化といった事態を確実に回避することができる。従って、印刷時にブレード４１を好適な角度に維持することができ、ペースト印刷性の安定化を図ることができる。
【００３９】
（３）このはんだペースト印刷装置２１では、ホルダ３１がブレード４１を厚さ方向から挟み込んで保持する一対の挟持板（即ち前方側挟持板３４及び後方側挟持板３３）で構成されている。そして、これら一対の挟持板３３，３４における対向面Ｓ１，Ｓ２は保持凹部３２の内面を形成しており、その対向面Ｓ１，Ｓ２に対してブレード４１が面接触して保持されている。よって、保持凹部３２にブレード４１をより安定的に保持することができる。また、このはんだペースト印刷装置２１では、一対の挟持板３３，３４における対向面Ｓ１，Ｓ２にそれぞれ爪部５１が配置されている。換言すると、開口部３８の内面のブレード進行方向４３側となる位置ばかりでなく、ブレード進行方向４３とは反対側となる位置にも爪部５１が設けられている。従って、爪部５１がブレード４１に対して厚さ方向に互いに向かい合う二方向から圧接するようになり、このことによっても保持凹部３２にブレード４１をより安定的に保持することができる。よって、印刷時にブレード４１を好適な角度に維持することができ、ペースト印刷性の安定化を図ることができる。
【００４０】
（４）本実施形態のはんだペースト印刷装置２１では、スキージ進行方向４３側の挟持部材である前方側挟持板３４と、当該方向とは反対側の挟持部材である後方側挟持板３３とが、等しい寸法及び形状を有している。よって、これら一対の挟持板３３，３４は、ブレード４１が突出する方向における長さが等しくなっている。このような構成であると、ホルダ３１が自身の中心線を基準として対称な形状になるため、ブレード４１を取り換えずに固定したままで、ホルダ３１の前後を反転させて使用すること等が可能となる。ゆえに、このはんだペースト印刷装置２１を用いた配線基板の製造方法によれば、生産性の向上や製造コストの低減を達成しやすくなる。
【００４１】
（５）本実施形態のはんだペースト印刷装置２１では、ブレード４１に比べて硬度及び剛性の高い金属材料を用いて一対の挟持板３３，３４が形成されるとともに、爪部５１がそれらに一体形成されている。そのため、印刷時にスキージ４１に押圧力が加わったときでも、ブレード４１を位置ずれさせることなく確実に保持することができる。このこともペースト印刷性の安定化に寄与している。
【００４２】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００４３】
・上記実施形態では、スキージ進行方向４３側の挟持部材である前方側挟持板３４と、当該方向とは反対側の挟持部材である後方側挟持板３３とが、等しい寸法及び形状を有していたが、これに限定されない。例えば、図７に示す別の実施形態のはんだペースト印刷装置２１Ａのスキージ２２Ａのようにしてもよい。このスキージ２２Ａでは、ホルダ３１Ａを構成する前方側挟持板３４及び後方側挟持板３３Ａの寸法及び形状が若干異なっている。即ち、前方側挟持板３４よりも後方側挟持板３３Ａのほうが、ブレード４１が突出する方向における長さが長くなるように形成されている。従って、スキージ進行方向４３とは反対側の後方側挟持板３３Ａにより、印刷時におけるブレード４１の撓みが抑制される。ゆえに、ブレード４１とホルダ３１Ａとの間に隙間が生じにくくなる。
【００４４】
・例えば、図８に示す別の実施形態のはんだペースト印刷装置２１Ｂのスキージ２２Ｂのようにしてもよい。このスキージ２２Ｂの場合、ホルダ３１Ｂを構成する前方側挟持板３４Ｂの先端部には、はんだペーストＰ１のローリング性を高めるために所定角度をなすペースト案内面３９が設けられている。そして、このペースト案内面３９よりも基端側の位置には、スキージ幅方向に沿って延びる逃がし凹部３６が形成されている。そしてこの構成であると、ペースト案内面３９にて摺動案内されたはんだペーストＰ１がさらにその上方に行こうとしても、逃がし凹部３６があることでその移動が阻止される。その結果、はんだペーストＰ１が広い面積に付着することを防止することができる。しかも、このスキージ２２Ｂの場合、ホルダ３１Ｂを構成する前方側挟持板３４Ｂの下半部に樹脂コーティング３７が施されている。ここでは、具体的にはフッ素樹脂がコーティングされている。樹脂コーティング３７は、爪部５１の表面を含む保持凹部３２の開口部３８の内面に形成されている。このような構成によると、樹脂コーティング３７がない場合に比べてホルダ３１Ｂとブレード４１との密着性が向上し、ブレード４１が位置ずれしにくくなる。ゆえに、保持凹部３２にブレード４１をより安定的に保持することができる。なお、爪部５１ははんだペーストＰ１に晒されやすい開口部３８の内面に配置されているが、表面が樹脂コーティング３７で覆われていることで、付着したはんだペーストＰ１を容易に除去することができる。つまり、当該樹脂コーティング３７はペースト付着防止層としても機能する。しかも、樹脂コーティング３７は、ホルダ３１Ｂの外表面におけるペースト案内面３９にも及んで形成されている。このため、はんだペーストＰ１の摺動抵抗増大を回避することができ、はんだペーストＰ１のローリング性をいっそう向上することができる。
【００４５】
・上記実施形態では、本発明をいわゆる平スキージを備えるペースト印刷装置２１に具体化したが、平スキージ以外のタイプのスキージを備えるものに具体化することもできる。例えば、図９に示す別の実施形態のペースト印刷装置２１Ｃは、いわゆる剣スキージを備えている。この実施形態におけるスキージ２２Ｃはホルダ３１Ｃとブレード４１Ａとを含んで構成されている。特にブレード４１Ａに関しては、その先端がテーパ状に形成され、それゆえ剣のような形状を有している。
【００４６】
・上記実施形態では、ホルダ３１を構成する前方側挟持板３４及び後方側挟持板３３に爪部５１を１つずつ設けたが、これに限定されない。例えば、図９のペースト印刷装置２１Ｃのように、前方側挟持板３４及び後方側挟持板３３に爪部５１を２つずつ設けてもよい。つまり、個々の挟持板３３，３４について、爪部５１は保持凹部３２のブレード４１の基端部に向って多段階的に設けてもよい。
【００４７】
・上記実施形態では、爪部５１の断面形状を四角形状としたが、これに限定されない。例えば、図１０に示す別の実施形態のペースト印刷装置のスキージ２２Ｄのように、ホルダ３１Ｄを構成する挟持板３３Ｄ，３４Ｄについて、断面半円形状の爪部５１Ａを採用してもよい。また、図１１に示す別の実施形態のペースト印刷装置のスキージ２２Ｅのように、ホルダ３１Ｅを構成する挟持板３３Ｅ，３４Ｅについて、断面三角形状の爪部５１Ｂを採用してもよい。あるいは、図１２に示す別の実施形態のペースト印刷装置のスキージ２２Ｆのように、ホルダ３１Ｆを構成する挟持板３３Ｆ，３４Ｆについて、１つの面に微細な凹凸を有する断面四角形状の爪部５１Ｃを採用してもよい。
【００４８】
・上記実施形態では、スキージ２２により印刷されるペーストをはんだペーストＰ１としたが、これに限定されることはない。例えば、はんだ以外の導電性金属を含む金属ペーストのほか、導電性の如何を問わず何らかの粒子を含むペーストなどを、本発明のスキージ２２で印刷してもよい。
【００４９】
・上記実施形態では、被印刷物である基板１１の被印刷面１４に導体部を形成するべくはんだペースト印刷層を形成したが、導体部ははんだバンプ１３に限定されない。例えば、配線パターンとなるべきペースト印刷層を被印刷面１４上に印刷する際に本発明を適用してもよい。さらに、本発明のスキージ及びペースト印刷装置は、配線基板となる基板１１を被印刷物とするばかりでなく、配線基板以外の用途のものを被印刷物としてもよい。
【００５０】
次に、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００５１】
（１）手段１乃至３のいずれか１項において、前記ペーストははんだペーストであり、前記導体部は前記はんだペーストをリフローして得られるはんだバンプであること。
（２）手段１乃至３のいずれか１項において、前記爪部は前記スキージの形成材料よりも硬質の材料を用いて形成されていること。
（３）手段１乃至３のいずれか１項において、前記爪部は前記ホルダを構成する部材と一体形成されたものであること。
（４）手段１乃至３のいずれか１項において、前記爪部の高さが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であること。
（５）手段１乃至３のいずれか１項において、前記爪部は前記保持凹部の前記ブレードの基端部に向って複数に設けられていること。
（６）手段１乃至３のいずれか１項において、前記樹脂コーティングは、前記ホルダの外表面にまで及ぶように形成されたペースト付着防止層であること。
【符号の説明】
【００５２】
１１…基板
１３…導体部としてのはんだバンプ
１４…被印刷面
２１，２１Ａ〜２１Ｃ…（はんだ）ペースト印刷装置
２２，２２Ａ〜２２Ｆ…ペースト印刷用スキージ
３１，３１Ａ〜３１Ｆ…ホルダ
３２…保持凹部
３３，３３Ａ〜３３Ｆ…挟持部材としての前方側挟持板
３４，３４Ａ〜３４Ｆ…挟持部材としての後方側挟持板
３７…樹脂コーティング
３８…（保持凹部の）開口部
４１，４１Ａ…ブレード
４２…ブレード突出部
４４…ブレードの外表面
４３…ブレード進行方向
４５…スキージ幅方向
５１，５１Ａ〜５１Ｃ…爪部
Ｐ１…（はんだ）ペースト
Ｓ１，Ｓ２…対向面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端部に保持凹部を有するホルダと、前記保持凹部に保持され、一部が前記保持凹部の開口部から突出したブレード突出部を有する弾性体製かつ板状のブレードとを備え、ブレード進行方向側にペーストを供給した状態で被印刷面に沿って移動することにより前記ペーストを印刷するペースト印刷用スキージであって、
前記ホルダは、前記保持凹部の前記開口部の内面において前記ブレードの外表面に圧接する爪部を有し、前記爪部は、少なくとも前記ブレード進行方向側となる位置に設けられていることを特徴とするペースト印刷用スキージ。
【請求項２】
前記爪部は、前記ブレード進行方向と交差するスキージ幅方向の全域にわたって連続して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のペースト印刷用スキージ。
【請求項３】
前記爪部は、前記保持凹部の前記開口部の内面において前記ブレード進行方向とは反対側となる位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のペースト印刷用スキージ。
【請求項４】
前記ホルダは、前記ブレードを厚さ方向から挟み込んで保持する一対の挟持部材で構成され、
前記一対の挟持部材における各挟持部材が互いに対向する対向面は、前記保持凹部の内面を形成し、
前記ブレードは、前記対向面に面接触して保持される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のペースト印刷用スキージ。
【請求項５】
前記スキージ進行方向側の挟持部材及び前記スキージ進行方向とは反対側の挟持部材は、前記ブレードが突出する方向における長さが等しくなるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載のペースト印刷用スキージ。
【請求項６】
前記スキージ進行方向とは反対側の挟持部材は、前記スキージ進行方向側の挟持部材よりも、前記ブレードが突出する方向における長さが長くなるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載のペースト印刷用スキージ。
【請求項７】
前記爪部の表面を含む前記保持凹部の前記開口部内面には、樹脂コーティングが施されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のペースト印刷用スキージ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスキージを備えたペースト印刷装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスキージを用いてペーストを印刷することにより、基板上に導体部を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【請求項１】
先端部に保持凹部を有するホルダと、前記保持凹部に保持され、一部が前記保持凹部の開口部から突出したブレード突出部を有する弾性体製かつ板状のブレードとを備え、ブレード進行方向側にペーストを供給した状態で被印刷面に沿って移動することにより前記ペーストを印刷するペースト印刷用スキージであって、
前記ホルダは、前記保持凹部の前記開口部の内面において前記ブレードの外表面に圧接する爪部を有し、前記爪部は、少なくとも前記ブレード進行方向側となる位置に設けられていることを特徴とするペースト印刷用スキージ。
【請求項２】
前記爪部は、前記ブレード進行方向と交差するスキージ幅方向の全域にわたって連続して形成されていることを特徴とする請求項１に記載のペースト印刷用スキージ。
【請求項３】
前記爪部は、前記保持凹部の前記開口部の内面において前記ブレード進行方向とは反対側となる位置に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のペースト印刷用スキージ。
【請求項４】
前記ホルダは、前記ブレードを厚さ方向から挟み込んで保持する一対の挟持部材で構成され、
前記一対の挟持部材における各挟持部材が互いに対向する対向面は、前記保持凹部の内面を形成し、
前記ブレードは、前記対向面に面接触して保持される
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のペースト印刷用スキージ。
【請求項５】
前記スキージ進行方向側の挟持部材及び前記スキージ進行方向とは反対側の挟持部材は、前記ブレードが突出する方向における長さが等しくなるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載のペースト印刷用スキージ。
【請求項６】
前記スキージ進行方向とは反対側の挟持部材は、前記スキージ進行方向側の挟持部材よりも、前記ブレードが突出する方向における長さが長くなるように形成されていることを特徴とする請求項４に記載のペースト印刷用スキージ。
【請求項７】
前記爪部の表面を含む前記保持凹部の前記開口部内面には、樹脂コーティングが施されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のペースト印刷用スキージ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスキージを備えたペースト印刷装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスキージを用いてペーストを印刷することにより、基板上に導体部を形成することを特徴とする配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１８１９５（Ｐ２０１３−１８１９５Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３５４８（Ｐ２０１１−１５３５４８）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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