説明

マスクアセンブリ並びにこれを含む基板印刷装置及びその方法

【課題】集電体と電極層との間に導電層を設け、該導電層と電極層との間に結合層が設けて、導電層と電極層との間の接合力を強化することができる、エネルギ貯蔵体の電極及びその製造方法を提供する。
【解決手段】印刷回路基板の回路パターンに対応するパターンホール111を有するマスクプレート110と、マスクプレート110の枠に伸縮可能に設けられるマスクメッシュ120と、マスクメッシュ120を対角線方向に伸縮させる伸縮ユニット130とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マスクアセンブリ、並びにこれを含む基板印刷装置及びその方法に関し、特に、印刷回路基板の反り、収縮など工程の時発生された歪みに係わらず、回路パターンの印刷均一度を向上することができる、マスクアセンブリ、並びにこれを含む基板印刷装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、印刷回路基板(Printed Circuit Board:PCB)は、多くの電子製品素子間を一定のパターンで簡便に接続する役割をし、ディジタルTVをはじめ家電製品から先端通信機器に至るまですべての電子製品に広く用いられる部品である。この印刷回路基板は、用途によって汎用PCB、モジュール用PCB、パッケージ用PCBなどに分類されている。
【0003】
即ち、印刷回路基板は、フェノール樹脂絶縁板またはエポキシ樹脂絶縁板などの一面に銅などの薄板を付着した後、回路の配線パターンによってエッチング(線状の回路のみ残して腐食させて取り除き)して必要な回路を構成し、部品を取り付けるための孔を穿孔して形成される。この印刷回路基板は、配線回路面の数によって単面基板、両面基板、多層基板などに分類され、層数が多いほど部品の実装力が優秀で、高精密製品に採用される。最近、電子産業の発達に伴って超薄板の印刷回路基板(厚さ0.04mm〜0.2mm)が広く使われている。
【0004】
このような印刷回路基板は、比較的簡単な電子機器では単面が使われているが、最近には、両面に回路を形成してスルーホール(through hole)を介して相互接続させた両面基板、さらには複数の層を用いる多層基板が多用されている。
【0005】
周知の基板製造方法は、絶縁基板上にμm単位の厚さを有する銅箔がコートされたクラッディング済円板を用いて、このクラッディング済円板の前処理ステップ、スルーホール加工ステップ、無電解めっきステップ、回路印刷ステップ、エッチングステップ及び後処理ステップを有する。前処理ステップは、クラッディング済円板を切断し、本格的なPCB製造工程を準備する。この前処理ステップにて適宜大きさに切断されたクラッディング済円板にドリルでスルーホールを形成し、無電解めっきで該スルーホールの表面に薄膜の銅箔を形成し、電気銅めっきができるようにする。
【0006】
続いて、回路印刷ステップは、クラッディング済円板上に感光性フィルムを覆った後、露光、現像して予め設計された配線図の銅回路部分と、スルーホール部分を除いた残りの部分とをマスキングする。その後、その上にソルダめっきやニッケル及び金めっきを行って、回路部分の銅箔を保護する保護膜を形成する。その次のエッチングステップでは、感光性フィルムのマスキングを剥離し、回路以外部分の銅箔をエッチングし、回路配線部分のみ残留させる。ソルダめっきを行った場合は、該ソルダめっきを剥離する。続いて、後処理ステップでは、中間検査、外形加工、最終検査などを経って基板の製造を完成する。
【0007】
一方、印刷回路基板には、半導体チップや抵抗チップなどの多様な形態の小型電子部品が表面実装可能になるように、溶融状態のソルダペースト(solder paste)が一定のパターンに塗布される。このソルダペーストの塗布法は大きく、製板を用いてソルダペーストパターンを直接印刷するスクリーン印刷と、比較的貼度の低いソルダペーストをゴム製のローラに薄く塗って回路基板にコーティングするローラコート法(Roller Coating)と、このローラコート方法に用いられるのに比べて貼度の低いソルダペーストを用いて、スリットを介してソルダペーストを流してカーテン形態の膜を形成し、これを回路基板が通過するようにしてコーティングするカーテンコート法(Curtain Coating)と、ソルダペーストをスプレー形態で噴霧し、回路基板にコーティング膜を形成するスプレーコート法(Spray Coating)がある。
【0008】
このようなソルダペーストの塗布法のうち、通常、スクリーン印刷法が広く使われている。このスクリーン印刷法は、ソルダペースト塗布装置によって行われる。このスクリーン印刷法は、特定パターンの開口部が形成されたメタルマスク(metal mask)上に供給されたソルダペーストをスキージーブレード(squizzee blade)で圧着して、印刷回路基板の部品の装着面に塗布する。
【0009】
図1は、一般に広く行われるソルダペーストの印刷工程を概略的に示す断面図である。
【0010】
図1に示すように、板状のベーステーブル10の上面には、印刷回路基板15を真空吸着する平板状の真空吸着テーブル20が設置される。この真空吸着テーブル20の外側には、該真空吸着テープル20に比べて上向きに突設し、メタルマスク35を支持する治具31を有するマスクフレーム30が設置される。
【0011】
以下、印刷工程について簡単に説明する。真空吸着テーブル20の上面に印刷回路基板15を位置させ、その上面に治具31によって支持されるメタルマスク35を載置してから印刷回路基板15とメタルマスク35とを整列する。
【0012】
続いて、メタルマスク35の上面一側で、スキージ40を用いてソルダペースト50をメタルマスク35のパターンホール36に押し入れて印刷を実施する。印刷が完了すると、印刷回路基板15とメタルマスク35とを分離させる。
【0013】
一方、精微な印刷品質を得るためには、最適化された印刷条件を満足させなければならない。このために、ソルダペースト50の塗布条件及びメタルマスク35のデザインに加えて、印刷回路基板15とメタルマスク35との間の整列を確保することが必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】特開2001−253042号公報
【特許文献2】韓国公開特許第10−2008−0078429号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
特に、最近、印刷回路基板は、ソルダペーストを用いてバンプを形成し、その上にデバイスを接続するフリップチップの適用が徐々に増加している。加えて、印刷回路基板の大面積化に伴って、反り現象や製造過程で伸縮率による歪みによって、印刷回路基板とマスクとの間の整合度が低下するという不都合がある。
即ち、精密な印刷が求められる印刷回路基板は、120μm未満のピッチを有し、ソルダペーストを印刷するために60μm程度のパッドが形成されている。メタルマスクは、該パッドの大きさより約20μm程度大きく、例えば、80μmの大きさに開口されている。
【0016】
一方、従来の基板及びメタルマスクは、ソルダペースト塗布作業に先立つて、基板及びメタルマスクに形成した認識表式を用いて手動で整合を実施する。この場合、メタルマスクの大きさに対して印刷回路基板の大きさが少しでも大きいか小さいと、印刷品質は急激に低下してしまう。
【0017】
言い換えれば、印刷回路基板は、ソルダペースト印刷工程まで数多くの熱処理工程を経るため、有機体の収縮による伸縮が発生し、基板とメタルマスクとの間のパターン整合度が一致しなくなる。
【0018】
そのため、ソルダペーストを溶融してバンプを形成する場合、印刷回路基板に形成された端子とソルダとが充分に反応して融着されなくなる。また、十分な量のソルダペーストが印刷されないため、ミシン(missing)バンプやスモール(small)バンプなどが発生し、印刷品質を低下させ、製品不良の原因になる。また、これを採用した製品(電子機器)の信頼性を相当に低下させるという不都合がある。
【0019】
本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、印刷回路基板の熱処理工程など回路パターン以前に行われる工程の中に発生される印刷回路基板の反りや収縮など、印刷回路基板の変形時にも、回路パターンの印刷均一度を向上することができる、マスクアセンブリ並びに基板印刷装置及びその方法を提供することに、その目的がする。
【0020】
本発明の他の目的は、印刷回路基板の回路パターンの印刷不良を最小化または防止することによって、印刷回路基板の生産性を向上させ、信頼性を高めることができる、マスクアセンブリ並びに基板印刷装置及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0021】
上記目的を解決するために、本発明によれば、印刷回路基板の回路パターンに対応するパターンホールを有するマスクプレートと、前記マスクプレートの枠に伸縮可能に設けられるマスクメッシュと、前記マスクメッシュを対角線方向に伸縮させる伸縮ユニットとを含むマスクアセンブリが提供される。
【0022】
前記マスクプレートは、ニッケル(Ni)材料で形成され、前記マスクメッシュは、ポリエステル材料で形成される。
【0023】
前記マスクアセンブリは、前記マスクメッシュの枠の左側及び下側に設けられ、前記マスクメッシュの枠の左側部及び下側部を固定する固定部を含んで構成される。前記伸縮ユニットは、前記マスクメッシュの枠の右側部と上側部とが合う縁部を対角線回転軸に巻き取るか解くことによって、前記マスクメッシュを対角線方向に伸縮する対角線伸縮部を含んで構成される。
【0024】
前記伸縮ユニットは、前記マスクメッシュの枠の右側に設けられ、前記マスクメッシュの枠の右側部を右側回転軸に巻き取るか解いて、前記マスクメッシュを右側方向に伸縮する右側伸縮部と、前記マスクメッシュの枠の上側に設けられ、前記マスクメッシュの枠の上側部を上側回転軸に巻き取るか解いて、前記マスクメッシュを上側方向に伸縮する上側伸縮部とを含んで構成される。
【0025】
前記対角線伸縮部は、前記右側伸縮部の上側端と前記上側伸縮部の右側端との間に、前記右側伸縮部及び前記上側伸縮部のうちの少なくともいずれか一つと連動して設けられ、前記マスクメッシュを連動伸縮する。
【0026】
前記右側伸縮部及び前記上側伸縮部のうちの少なくともいずれか一つと前記対角線伸縮部との連動は、斜交かさ歯車(Angular bevel gear)によって行われる。
【0027】
前記右側回転軸または前記上側回転軸は、駆動モータの駆動力を伝達されて回転する。
【0028】
前記固定部は、前記マスクメッシュの枠の左側部を固定する左側固定軸が収容される左側フレームと、前記マスクメッシュの枠の下側部を固定する下側固定軸が収容される下側フレームとを含んで構成される。前記右側伸縮部は、前記下側フレームの右側端に下端が固定され、前記右側回転軸が収容される右側フレームを含んで構成される。前記上側伸縮部は、前記左側フレームの上側端に左側端が固定され、前記上側回転軸が収容される上側フレームを含んで構成される。前記対角線伸縮部は、前記上側フレームの右側端及び前記右側フレームの上側端に両端が固定され、前記対角線回転軸が収容される対角線フレームを含んで構成される。
【0029】
前記左側固定軸は、前記マスクメッシュが上下方向に伸縮可能に前記マスクメッシュの左側部を固定する。前記下側固定軸は、前記マスクメッシュが左右方向に伸縮可能に前記マスクメッシュの下側部を固定する。
【0030】
また、上記目的を解決するために、本発明によれば、印刷回路基板が取り付けられるテーブルと、前記印刷回路基板の回路パターンに対応するパターンホールを有するマスクプレートと、前記マスクプレートの枠に伸縮可能に設けられるマスクメッシュと、前記マスクメッシュを対角線方向に伸縮させる伸縮ユニットとを含んで構成されるマスクアセンブリを含む基板印刷装置が提供される。
【0031】
前記テーブルは、前記印刷回路基板を真空吸着して固定する真空吸着テープルを含んで構成される。
【0032】
前記印刷回路基板の外郭部に形成されるダミ領域には、第1の認識マークが形成され、前記マスクプレートには、前記基板認識マークに対応する第2の認識マークが形成される。
【0033】
前記基板印刷装置は、前記第1の認識マーク及び前記第2の認識マークを検出する認識カメラをさらに含んで構成される。
【0034】
前記基板印刷装置は、前記マスクアセンブリが前記テーブルの上方に設置されるための治具フレームを含んで構成される。
【0035】
また、前記基板印刷装置は、前記治具フレームの一側に設けられ、前記マスクアセンブリが前記治具フレームに取り付けられる時、前記マスクメッシュを対角線方向に伸縮させるための駆動力を前記伸縮ユニットに伝達する駆動モータを含んで構成される。
【0036】
また、上記目的を解決するために、本発明の他の実施形態によれば、印刷回路基板をテーブルに設けるステップと、前記印刷回路基板の上方に前記印刷回路基板の回路パターンに対応するパターンホールを有するマスクプレートが位置されるようにマスクアセンブリを設けるステップと、前記印刷回路基板と前記マスクプレートとの偏心可否を判別するステップと、前記マスクアセンブリのマスクメッシュを伸縮ユニットを介して対角線方向に伸縮させ、前記印刷回路基板と前記マスクプレートとの間の偏心を訂正するステップと、前記印刷回路基板に前記マスクプレートを密着させ、前記印刷回路基板の回路パターンを印刷するステップとを含む基板印刷方法が提供される。
【0037】
前記マスクメッシュの対角線方向伸縮は、前記マスクメッシュの一側縁部を巻き取るか解いて行われる。
【0038】
前記印刷回路基板と前記マスクプレートとの間の偏心の訂正は、前記マスクメッシュを対角線方向に伸縮させると共に前記マスクメッシュの平面上水平方向及び垂直方向のうちの少なくともいずれか一つに連動伸縮させて行われる。
【0039】
前記印刷回路基板と前記マスクプレートとの間の偏心を訂正するステップは、前記マスクプレートを加熱または冷却して前記マスクプレートの伸縮力を増大させるステップをさらに含む。
【発明の効果】
【0040】
前述のように、本発明によれば、印刷回路基板の熱処理工程など回路パターン以前に行われる工程の中に発生される印刷回路基板の反りや収縮など印刷回路基板の変形時にも、回路パターンの印刷均一度を向上することができるという効果が奏する。
【0041】
また、本発明によれば、印刷回路基板の回路パターンの印刷不良を最小化または防止することによって、印刷回路基板の生産性を向上し、信頼性を高めることができるという効果が奏する。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】一般的なソルダペーストの印刷工程を概略的に説明するための断面図である。
【図2】本発明によるマスクアセンブリの一実施形態を概略的に示す平面図である。
【図3】図2の右側伸縮部を概略的に示す要部切欠斜視図である。
【図4】図2のマスクアセンブリが適用される本発明による基板印刷装置の一実施形態を概略的に示す断面構成図である。
【図5】本発明によるマスクアセンブリの一実施形態に対する作用を説明するための図面であって、対角線伸縮部を除いてマスクメッシュを右側(X軸)及び上側(Y軸)のみに引っ張った場合のマスクアセンブリを示す図面である。
【図6】図5のマスクプレートの任意のパターンホール(PH)の各縁部の右側(X軸)及び上側(Y軸)の引張長さの平均値を比較して概略的に示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0043】
以下、本発明の好適な実施の形態は図面を参考にして詳細に説明する。次に示される各実施の形態は当業者にとって本発明の思想が十分に伝達されることができるようにするために例として挙げられるものである。従って、本発明は以下示している各実施の形態に限定されることなく他の形態で具体化される。そして、図面において、装置の大きさ及び厚さなどは便宜上誇張して表現される。明細書全体に渡って同一の参照符号は同一の構成要素を示している。
【0044】
本明細書で使われた用語は、実施形態を説明するためのものであって、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は文句で特別に言及しない限り複数形も含む。明細書で使われる「含む」とは、言及された構成要素、ステップ、動作及び/又は素子は、一つ以上の他の構成要素、ステップ、動作及び/又は素子の存在または追加を排除しないことに理解されたい。
【0045】
以下、図2〜図6を参照して、本発明によるマスクアセンブリとこれを含む基板印刷装置及びその方法について詳記する。
【0046】
図2は、本発明によるマスクアセンブリの一実施形態を概略的に示す平面図で、図3は、図2の右側伸縮部を概略的に示す要部切欠斜視図であり、図4は、図2のマスクアセンブリが適用される本発明による基板印刷装置の一実施形態を概略的に示す断面構成図である。
【0047】
図5は、本発明の一実施形態によるマスクアセンブリの作用を説明するための模式図であって、対角線伸縮部を除いてマスクメッシュを右側(X軸)及び上側(Y軸)のみに引っ張った場合のマスクアセンブリを示す模式図である。図6は、図5の場合で、マスクプレートでの任意のパターンホール(PH)の各縁部の右側(X軸)及び上側(Y軸)の引張長さの平均値を比較して概略的に示すグラフである。
【0048】
まず、図2及び図3を参照して、本発明によるマスクアセンブリ100は、大きくマスクプレート110、マスクメッシュ120及び伸縮ユニット130を含んで構成される。
【0049】
前記マスクプレート110は、印刷回路基板(図示せず)の回路パターンに対応するパターンホール111を有し、金属材料、例えばニッケル(Ni)材料で形成され、これに限定するものではない。
【0050】
前記マスクメッシュ120は、前記マスクプレート110の枠に伸縮可能に設けられる。このため、伸縮性付き材料、例えばポリエステル材料で形成され、これに限定するものではない。
【0051】
前記伸縮ユニット130は、前記印刷回路基板の回路パターンを印刷する工程前に行われる多数の熱処理工程などによって、該印刷回路基板の反りや収縮など歪みが発生し、前記印刷回路基板と前記マスクプレート110とのパターン整合度が一致しない場合、前記マスクメッシュ120を対角線方向に伸縮させることによって、前記印刷回路基板と前記マスクプレート110とのパターン整合度を訂正する。
【0052】
このため、この実施形態によるマスクアセンブリ100は、前記マスクメッシュ120の枠の左側及び下側に設けられ、前記マスクメッシュ120の枠の左側部及び下側部を固定する固定部140を含んで構成される。
【0053】
前記固定部140は、前記マスクメッシュ120の枠の左側部を固定する左側固定軸141bが収容される左側フレーム141aと、前記マスクメッシュ120の枠の下側部を固定する下側固定軸142bが収容される下側フレーム142aとを含んで構成される。
【0054】
前記左側フレーム141a及び前記下側フレーム142aは、一体に形成されてもよい。
【0055】
前記左側固定軸141bは、前記マスクメッシュ120が上下方向に伸縮可能に前記マスクメッシュ120の左側部を固定する。また、前記下側固定軸142bは、前記マスクメッシュ120が左右方向に伸縮可能に前記マスクメッシュ120の下側部を固定する。
【0056】
前記伸縮ユニット130は、前記マスクメッシュ120の枠の右側部と上側部とが合う縁部を対角線回転軸131bに巻き取るか解いて、該マスクメッシュ120を対角線方向に伸縮する対角線伸縮部131を含んで構成される。
【0057】
前記伸縮ユニット130は、前記マスクメッシュ120の枠の右側に設けられ、該マスクメッシュ120の枠の右側部を右側回転軸132bに巻き取るか解いて、該マスクメッシュ120を右側方向に伸縮する右側伸縮部132と、該マスクメッシュ120の枠の上側に設けられ、前記マスクメッシュ120の枠の上側部を上側回転軸133bに巻き取るか解いて、前記マスクメッシュ120を上側方向に伸縮する上側伸縮部133とを含んで構成される。
【0058】
前記右側伸縮部132は、前記下側フレーム142aの右側端に下端が固定され、前記右側回転軸132bが収容される右側フレーム132aを含んで構成される。前記上側伸縮部133は、前記左側フレーム141aの上側端に左側端が固定され、前記上側回転軸133bが収容される上側フレーム133aを含んで構成される。
【0059】
前記対角線伸縮部131は、前記上側フレーム133aの右側端と前記右側フレーム132aの上側端とに両端が固定され、前記対角線回転軸131bが収容される対角線フレーム131aを含んで構成される。
【0060】
前記対角線伸縮部131は、前記右側伸縮部132の上側端と前記上側伸縮部133の右側端との間に、前記右側伸縮部132及び前記上側伸縮部133のうちの少なくともいずれか一つと連動して設けられ、前記マスクメッシュ120を連動伸縮する。この実施形態では、前記右側伸縮部132及び前記上側伸縮部133と連動して伸縮される構造を示す。
【0061】
前記右側伸縮部132と前記対角線伸縮部131との連動、及び前記上側伸縮部133と前記対角線伸縮部131との連動は、斜交かさ歯車によって行われる。
【0062】
即ち、前記対角線伸縮部131の対角線回転軸131bと前記右側伸縮部132の右側回転軸132bとの間の交差角、及び前記対角線伸縮部131の対角線回転軸131bと前記上側伸縮部133の上側回転軸133bとの間の交差角は、90度を脱するため、相互交差する回転軸間の回転運動を伝達するベベル歯車の中で斜交かさ歯車の構造を採用することによって、回転運動を連動させて伝達することができる。
【0063】
前記対角線伸縮部131、即ち、前記対角線回転軸131bは、前記右側回転軸132bまたは前記上側回転軸133bを回転させることによって連動して回転させる。この実施形態では、前記右側回転軸132bを回転させて前記対角線回転軸131bを連動して回転させ、前記対角線回転軸131bが回転することによって前記上側回転軸133bが連動して回転されるような構造を示す。
【0064】
前記右側回転軸132bは、駆動モータ250の駆動力をベベル歯車などの動力伝達構造を通じて伝達され、回転される。
【0065】
前記マスクプレート110の外郭部には、印刷回路基板の回路パターン印刷工程時、前記マスクプレート110の位置を認識するための第2の認識マーク112が形成される。
【0066】
次に、図4を参照して、前述のマスクアセンブリが適用される本発明の一実施形態による基板印刷装置200は大きく、垂直支持フレーム201、該垂直支持フレーム201間に設けられ、印刷回路基板15が取り付けられるテーブル210と、前記印刷回路基板15の回路パターンを印刷するための前記マスクアセンブリ100が取り付けられる治具フレーム220とを含んで構成される。
【0067】
前記テーブル210は、ベーステーブル211と、該ベーステーブル211の上部に設けられ、前記印刷回路基板15を真空吸着して固定する真空吸着テーブル212とを含む。
【0068】
ここでは示されていないが、前記真空吸着テーブル212の表面には、真空ホールが形成されてもよい。この実施形態による基板印刷装置には、該真空ホールの内部を真空状態で作って、前記印刷回路基板15が前記真空吸着テーブル212に真空吸着されるように真空発生部が設けられてもよい。
【0069】
即ち、前記印刷回路基板15は、前記垂直支持フレーム201の一側に設けられた基板投入部201aを介して投入された後ガイドレール205に沿って移動し、前記真空吸着テーブル212に取り付けられた後、真空吹込み方式で固定される。
【0070】
前記治具フレーム220は、前記垂直フレーム201の上部に設けられ、前記マスクアセンブリ100が装着される。これによって、前記マスクアセンブリ100は、前記テーブル210の上方、即ち、前記印刷回路基板15の上方に位置するようになる。
【0071】
この実施形態による基板印刷装置100には、前記マスクアセンブリ100が前記治具フレーム220に装着される時、マスクメッシュ120を対角線方向に伸縮させるための駆動力を伸縮ユニット130(図2参照)に伝達する駆動モータ250が設けられる。
【0072】
前記駆動モータ250は、前記治具フレーム220の一側に設けられ、前記マスクアセンブリ100が前記治具フレーム220に装着されると共に、前述のベベル歯車などの動力伝達構造を通じて前記伸縮ユニット130に駆動力の伝達が可能になるように、前記マスクアセンブリ100と構造的に接続される。
【0073】
一例として、前述のように、前記駆動モータ250の駆動力は、ベベル歯車などの動力伝達構造を通じて前記伸縮ユニット130のうち右側回転軸132bに伝達される。これによって、前記右側回転軸132bは回転し、前記マスクメッシュ120を右側方向、即ち、X軸方向に沿って伸縮させることによってマスクプレート110の大きさをX軸方向に調節することができる。
【0074】
また、前記右側回転軸132bの回転に伴って、前記伸縮ユニット130のうち対角線回転軸131bが連動回転し、前記マスクメッシュ120を対角線方向に伸縮させることによって前記マスクプレート110の大きさを対角線方向に調節することができる。前記対角線回転軸131bの回転に伴って、前記伸縮ユニット130のうち上側回転軸133bが連動回転し、前記マスクメッシュ120を上側方向、即ち、Y軸方向に伸縮させることによって前記マスクプレート110の大きさをY軸方向に調節することができる。
【0075】
したがって、この実施形態によれば、印刷工程前に行われる基板の多様な熱処理工程で発生する印刷回路基板の反りや収縮など歪みによって、前記印刷回路基板15と前記マスクプレート110との間のパターン整合度が一致しない場合にも、前記印刷回路基板15の歪みに対応して前記マスクプレート110を伸縮させ、パターン整合度を一致させた状態で、前記印刷回路基板の回路パターンの印刷工程を行うことによって、印刷均一度及び正確さを向上することができる。
【0076】
また、この実施形態によれば、前記マスクメッシュ120を対角線方向にも伸縮が可能なので、前記マスクメッシュ120をX軸方向及びY軸方向のみに伸縮する場合に発生するシワ現象(Mask wrinkle)を防止することによって、印刷均一度及び正確さをより一層向上することができる。
【0077】
一つの比較例として、図5に示すように、マスクアセンブリ100aのマスクメッシュ120aを同じ引張力26.5Nまたは29.2N)で各々右側(即ち、X軸)及び上側(即ち、Y軸)に引っ張った後、マスクプレート110aの任意のパターンホール(PH)の四角(L1〜L4)のX軸座標(X1〜X4)及びY軸座標(Y1〜Y4)を各々測定((c)または(d))して、引張前の座標値(b)との差値(c)−(b)または(d)−(b)を比較した結果を、下記<表1>に示す。その平均値は、下記<表2>のようである。
<表1>

<表2>

【0078】
上記<表1>、<表2>及び図6に示すように、同じ引張力(26.5Nまたは29.2N)で前記マスクメッシュ120aをX軸方向及びY軸方向に各々引張した場合、パターンホールの四角のX軸方向及びY軸方向への引張長さ、即ち、引張前後の差値(c)−(b)または(d)−(b)及び該差値の平均値が異なった。
【0079】
言い換えれば、前記マメクメッシュ120aを同じ引張力で各々X軸及びY軸に引張した場合、同じ大きさで引張されないことを現わす。これは、前記マスクメッシュ120aをX軸及びY軸のみに引張した場合、前記マスクメッシュ120aの対角線方向にシワが形成されるからである。
【0080】
したがって、本発明の一実施形態によるマスクアセンブリ及びこれを含む基板印刷装置は、マスクメッシュ120をX軸方向及びY軸方向だけではなく、対角線方向にも伸縮することによって、マスクメッシュ120のX軸方向及びY軸方向のうちのいずれか一つに伸縮する時、対角線方向にシワが形成されることを防止し、印刷回路基板15とマスクアセンブリ100とのパターン整合度をより一層向上することができる。
【0081】
印刷回路基板15は、回路パターンが形成される回路領域と該回路領域の外郭部に形成されるダミ領域とから成る。該ダミ領域には、印刷回路基板15の位置を認識するための第1の認識マーク(図示せず)が形成される。即ち、前記第1の認識マークと前記第2の認識マーク112とを認識し、前記印刷回路基板15と前記マスクプレート110との位置及び整合度を判別する。
【0082】
このため、この実施形態の基板印刷装置は、前記第1の認識マーク及び前記第2の認識マーク112を検出する認識カメラ240をさらに含んで構成される。
【0083】
詳しくは、前記認識カメラ240は、前記印刷回路基板15と前記マスクアセンブリ100との間でX軸及びY軸方向に沿って移動可能に設けられ、前記第1の認識マーク及び前記第2の認識マーク112を認識する。これによって、前記第1の認識マークと前記第2の認識マーク112との一致可否によって前記印刷回路基板15と前記マスクプレート110との間のパターン整合度、即ち偏心の可否を検出する。
【0084】
また、前記印刷回路基板15と前記マスクプレート110との間の偏心が発生した場合、即ち前記第1の認識マークと前記第2の認識マーク112とが一致しない場合は、前記伸縮ユニット130を用いて前記マスクメッシュ120を伸縮させる。これによって、前記マスクプレート120の大きさが調節され、前記第1の認識マークと前記第2の認識マーク112とが一致されることによって、前記印刷回路基板15と前記マスクプレート110とのパターン整合度を合わせる。
【0085】
次に、前述のように構成された一実施形態のマスクアセンブリ100及びこれを含む基板印刷装置200において、印刷回路基板に回路パターンを印刷する工程について詳記する。
【0086】
まず、印刷回路基板15をテーブル210、即ち真空吸着テーブル212に載置する。
【0087】
続いて、印刷回路基板15の上方に前記印刷回路基板15の回路パターンに対応するパターンホール111を有するマスクプレート110が位置されるようにマスクアセンブリ100を取り付ける。
【0088】
前記マスクアセンブリ100を取り付けた後、前記印刷回路基板15を載置してもよい。
【0089】
続いて、前記印刷回路基板15と前記マスクプレート110との偏心可否を前記認識カメラ240を用いて判別する。
【0090】
前記印刷回路基板15と前記マスクプレート110との間の偏心が発生した場合、前記マスクアセンブリ100のマスクメッシュ120を伸縮ユニット130を通じで対角線方向に伸縮させ、前記印刷回路基板15と前記マスクプレート110との間の偏心を訂正して、前記印刷回路基板15と前記マスクプレート110とのパターン整合度を合わせる。
【0091】
前記マスクメッシュ120を対角線方向に伸縮させると共に、該マスクメッシュ120の平面上水平方向(即ち、X軸方向)及び垂直方向(即ち、Y軸方向)のうちの少なくともいずれか一つに連動伸縮させる。
【0092】
続いて、前記印刷回路基板15に前記マスクプレート110を密着させ、該印刷回路基板15にソルダペーストなどを印刷して回路パターンを形成する。
【0093】
ここでは示されていないが、前記マスクメッシュ120による前記マスクプレート110の伸縮他に、該マスクプレート110を加熱または冷却することによって前記マスクプレート110の伸縮力を増大させてもよい。
【0094】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0095】
100 マスクアセンブリ
110 マスクプレート
111 パターンホール
120 マスクメッシュ
130 伸縮ユニット
140 固定部
200 基板印刷装置
201 垂直フレーム
210 テープル
220 治具フレーム
240 認識カメラ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
印刷回路基板の回路パターンに対応するパターンホールを有するマスクプレートと、
前記マスクプレートの枠に伸縮可能に設けられるマスクメッシュと、
前記マスクメッシュを対角線方向に伸縮させる伸縮ユニットとを含むマスクアセンブリ。
【請求項2】
前記マスクプレートは、ニッケル(Ni)材料で形成される請求項1に記載のマスクアセンブリ。
【請求項3】
前記マスクメッシュは、ポリエステル材料で形成される請求項1に記載のマスクアセンブリ。
【請求項4】
前記マスクメッシュの枠の左側及び下側に設けられ、前記マスクメッシュの枠の左側部及び下側部を固定する固定部をさらに含み、
前記伸縮ユニットは、前記マスクメッシュの枠の右側部と上側部とが合う縁部を対角線回転軸に巻き取るか解いて、前記マスクメッシュを対角線方向に伸縮する対角線伸縮部を含む請求項1に記載のマスクアセンブリ。
【請求項5】
前記伸縮ユニットは、
前記マスクメッシュの枠の右側に設けられ、前記マスクメッシュの枠の右側部を右側回転軸に巻き取るか解いて、前記マスクメッシュを右側方向に伸縮する右側伸縮部と、
前記マスクメッシュの枠の上側に設けられ、前記マスクメッシュの枠の上側部を上側回転軸に巻き取るか解いて、前記マスクメッシュを上側方向に伸縮する上側伸縮部
とを含んで構成される請求項4に記載のマスクアセンブリ。
【請求項6】
前記対角線伸縮部は、前記右側伸縮部の上側端と前記上側伸縮部の右側端との間に、前記右側伸縮部及び前記上側伸縮部のうちの少なくともいずれか一つと連動して設けられ、前記マスクメッシュを連動伸縮する請求項5に記載のマスクアセンブリ。
【請求項7】
前記右側伸縮部及び前記上側伸縮部のうちの少なくともいずれか一つと前記対角線伸縮部との連動は、斜交かさ歯車によって行われる請求項6に記載のマスクアセンブリ。
【請求項8】
前記右側回転軸または前記上側回転軸は、駆動モータの駆動力を伝達されて回転する請求項6に記載のマスクアセンブリ。
【請求項9】
前記固定部は、前記マスクメッシュの枠の左側部を固定する左側固定軸が収容される左側フレームと、前記マスクメッシュの枠の下側部を固定する下側固定軸が収容される下側フレームとを含んで構成され、
前記右側伸縮部は、前記下側フレームの右側端に下端が固定され、前記右側回転軸が収容される右側フレームを含んで構成され、
前記上側伸縮部は、前記左側フレームの上側端に左側端が固定され、前記上側回転軸が収容される上側フレームを含んで構成され、
前記対角線伸縮部は、前記上側フレームの右側端と前記右側フレームの上側端とに両端が固定され、前記対角線回転軸が収容される対角線フレームを含んで構成される請求項5に記載のマスクアセンブリ。
【請求項10】
前記左側固定軸は、前記マスクメッシュが上下方向に伸縮可能に前記マスクメッシュの左側部を固定し、
前記下側固定軸は、前記マスクメッシュが左右方向に伸縮可能に前記マスクメッシュの下側部を固定する請求項9に記載のマスクアセンブリ。
【請求項11】
印刷回路基板が取り付けられるテーブルと、
前記印刷回路基板の回路パターンに対応するパターンホールを有するマスクプレートと、前記マスクプレートの枠に伸縮可能に設けられるマスクメッシュと、前記マスクメッシュを対角線方向に伸縮させる伸縮ユニットとを備えるマスクアセンブリ
とを含む基板印刷装置。
【請求項12】
前記テーブルは、前記印刷回路基板を真空吸着して固定する真空吸着テーブルである請求項11に記載の基板印刷装置。
【請求項13】
前記印刷回路基板の外郭部に形成されるダミ領域には、第1の認識マークが形成され、前記マスクプレートには、前記基板認識マークに対応する第2の認識マークが形成される請求項11に記載の基板印刷装置。
【請求項14】
前記第1の認識マーク及び前記第2の認識マークを検出する認識カメラを、さらに含む請求項13に記載の基板印刷装置。
【請求項15】
前記マスクアセンブリが前記テーブルの上方に設置されるための治具フレームを含む請求項11に記載の基板印刷装置。
【請求項16】
前記治具フレームの一側に設けられ、前記マスクアセンブリが前記治具フレームに取り付けられる時、前記マスクメッシュを対角線方向に伸縮させるための駆動力を前記伸縮ユニットに伝達する駆動モータを含む請求項15に記載の基板印刷装置。
【請求項17】
印刷回路基板をテーブルに設けるステップと、
前記印刷回路基板の上方に前記印刷回路基板の回路パターンに対応するパターンホールを有するマスクプレートが位置されるようにマスクアセンブリを設けるステップと、
前記印刷回路基板と前記マスクプレートとの偏心可否を判別するステップと、
前記マスクアセンブリのマスクメッシュを伸縮ユニットを介して対角線方向に伸縮させ、前記印刷回路基板と前記マスクプレートとの間の偏心を訂正するステップと、
前記印刷回路基板に前記マスクプレートを密着させ、前記印刷回路基板の回路パターンを印刷するステップ
とを含む基板印刷方法。
【請求項18】
前記マスクメッシュの対角線方向への伸縮は、前記マスクメッシュの一側縁部を巻き取るか解いて行われる請求項17に記載の基板印刷方法。
【請求項19】
前記印刷回路基板と前記マスクプレートとの間の偏心の訂正は、前記マスクメッシュを対角線方向に伸縮させると共に、前記マスクメッシュの平面上水平方向及び垂直方向のうちの少なくともいずれか一つに連動伸縮させて行われる請求項17に記載の基板印刷方法。
【請求項20】
前記印刷回路基板と前記マスクプレートとの間の偏心を訂正するステッブは、前記マスクプレートを加熱または冷却し、前記マスクプレートの伸縮力を増大させるステップを、さらに含む請求項17に記載の基板印刷方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2013−107379(P2013−107379A)
【公開日】平成25年6月6日(2013.6.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−5889(P2012−5889)
【出願日】平成24年1月16日(2012.1.16)
【出願人】(594023722)サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. (1,585)
【Fターム(参考)】