| 【発明の名称】 |
半田印刷方法ならびにメタルスクリーンおよびスキージ |
| 【発明者】 |
【氏名】鈴木 秀人
【住所又は居所】岩手県一関市柄貝１番地 東北日本電気株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】先付け部品を有する印刷基板に後付け部品のための汎用性のある半田印刷方法の提供。
【解決手段】メタルスクリーン１には、印刷基板７に後付けされるＳＭＴ部品のリード等を半田付けするためのＳＭＴ部品開口部４のほかに、印刷基板７に先付けされたベアチップと干渉しないようにするための開口２が設けられ、開口２は、伸縮性のあるゴム状の薄膜３を張ってカバーすることにより、ベアチップおよびその周辺の印刷基板７をマスキングする。スキージ５は、剛性部材からなる本体９に２列の弾性部材からなる先端１０が設けられ、スキージ５の先端１０それぞれは、数ｍｍ置きに縦方向の切れ目１１が設けられ、のれん状に配列することでメタルスクリーン１に盛り上がった凸部がある場合でも、その凸部を逃げるようにスキージングできるようにしている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 先付け部品が既に搭載されている印刷基板に後付け部品をさらに搭載するための半田をスクリーン印刷するのに使用するメタルスクリーンにおいて、前記先付け部品に対応する位置に設けた前記先付け部品が通り抜ける大きさの開口と、この開口を塞ぐように張った伸縮性のある薄膜とを含むことを特徴とするメタルスクリーン。
【請求項２】 先端を多数の切れ目により幅方向に多数に分割して暖簾状にしたことを特徴とする印刷基板に半田をスクリーン印刷するのに使用するスキージ。
【請求項３】 前後方向に複数列の先端部を設け、これらの先端それぞれを多数の切れ目により幅方向に多数に分割して暖簾状にしたことを特徴とする印刷基板に半田をスクリーン印刷するのに使用するスキージ。
【請求項４】 前後方向に複数列の先端を設け、これらの先端それぞれを多数の切れ目により幅方向に多数に分割して暖簾状にし、隣接する先端の前記切れ目が千鳥状に互い違いに位置することを特徴とする印刷基板に半田をスクリーン印刷するのに使用するスキージ。
【請求項５】 先付け部品が既に搭載されている印刷基板上に、前記先付け部品に対応する位置に設けた前記先付け部品が通り抜ける大きさの開口が設けられ、しかもこの開口を伸縮性のある薄膜を張って塞いだメタルスクリーンを載置し、このメタルスクリーン上に半田を供給し、スキージを前記メタルスクリーン上で移動させることを特徴とする半田印刷方法。
【請求項６】 先付け部品が既に搭載されている印刷基板上に、前記先付け部品に対応する位置に設けた前記先付け部品が通り抜ける大きさの開口が設けられ、しかもこの開口を伸縮性のある薄膜を張って塞いだメタルスクリーンを載置し、このメタルスクリーン上に半田を供給し、先端を多数の切れ目により幅方向に多数に分割して暖簾状にしたスキージを前記メタルスクリーン上で移動させることを特徴とする半田印刷方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半田印刷方法ならびにメタルスクリーンおよびスキージに関し、特に既にＭＣＭ（Ｍｕｌｔｉ Ｃｈｉｐ Ｍｏｄｕｌｅ）等のフリップチッフ゜実装されている印刷基板にさらにＳＭＴ部品（表面実装部品）を半田付けするための半田ペーストをスクリーン印刷する方法、ならびにこのような半田印刷に用いるメタルスクリーンおよびスキージに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に印刷基板への半田印刷は、基板上にメタルスクリーンを位置決めして載置し、メタルスクリーン上に半田ペーストを供給し、スキージの先端でメタルスクリーンを擦るようにしてメタルスクリーンの一辺から反対側の辺までスキージを一定速度で移動させる半田印刷自動機を用いて行われる。
【０００３】既に先付け部品としてベアチップが実装された印刷基板に、さらに後付け部品としてＳＭＴ部品を半田付けするための半田印刷では、生産性をよくするために既存汎用の半田印刷自動機を用いることが重要な要素の１つとなる。しかし従来は、ベアチップが先付けされていて印刷面が平坦でない印刷基板への半田印刷は大変困難なものであるため、ベアチップ実装部をくりぬいたメタルスクリーンを使用し、マニュアル印刷（手作業）をせざるをえなかった。
【０００４】そこで、例えば特開平７−２９０８５１号公報では、メタルスクリーンの既に基板に搭載されている先付け部品に対応して凸部を設け、この凸部に対応する位置に切り欠きを設けたスキージを用い、半田を印刷基板に塗布いるときは、スキージの凸部に対応する部分のみがメタルスクリーンの凸部を回避するように弾性変形する半田の印刷方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開平７−２９０８５１に開示された半田の印刷方法は、既に印刷基板に搭載されている先付け部品に対応してスキージに切り欠きを設けるように印刷基板の製品仕様に合わせた専用のスキージをおこさなければならなくなっているため、スキージを汎用として使用できないという問題がある。
【０００６】また、基板に対する部品の取り付け位置および高さならびに部品自体の形状のばらつきに対して、先付け部品がメタルスクリーンに干渉しないようにメタルスクリーンに設ける凸部を十分に大きく高くしておかなければならないという問題もある。
【０００７】本発明の目的の１つは、先付け部品が存在しても、後付け部品のための半田印刷工程において、印刷基板に密着させることができるメタルスクリーンおよび既存の半田印刷自動機に使用できるスキージを提供し、さらにこれらを用いたはんだ印刷方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、先付け部品が既に搭載されている印刷基板（図１の７）に後付け部品をさらに搭載するための半田（図４の８）をスクリーン印刷するのに使用するメタルスクリーン（図１の１）において、前記先付け部品に対応する位置に設けた前記先付け部品が通り抜ける大きさの開口（図１の２）と、この開口を塞ぐように張った伸縮性のある薄膜（図１の３）とを含むことを特徴とする。
【０００９】本発明の印刷基板（図１の７）に半田（図４の８）をスクリーン印刷するのに用いるスキージ（図２の５）は、先端（図２の１０）を多数の切れ目（図２の１１）により幅方向に多数に分割して暖簾状にしたことを特徴とする。
【００１０】本発明の印刷基板（図１の７）に半田（図４の８）をスクリーン印刷するのに使用するスキージ（図２の５）は、前後方向に複数列の先端（図２の１０）を設け、これらの先端それぞれを多数の切れ目（図２の１１）により幅方向に多数に分割して暖簾状にしたことを特徴とする。
【００１１】本発明の印刷基板（図１の７）に半田（図４の８）をスクリーン印刷するのに使用するスキージ（図２の５）は、前後方向に複数列の先端（図２の１０）を設け、これらの先端それぞれを多数の切れ目（図２の１１）により幅方向に多数に分割して暖簾状にし、隣接する先端の前記切れ目が千鳥状に互い違いに位置することを特徴とする。
【００１２】本発明の半田印刷方法は、先付け部品が既に搭載されている印刷基板（図１の７）上に、前記先付け部品に対応する位置に設けた前記先付け部品が通り抜ける大きさの開口（図１の２）が設けられ、しかもこの開口を伸縮性のある薄膜（図１の３）を張って塞いだメタルスクリーン（図１の１）を載置し、このメタルスクリーン上に半田（図４の８）を供給し、スキージ（図２の５）を前記メタルスクリーン上で移動させることを特徴とする。
【００１３】本発明の半田印刷方法は、先付け部品が既に搭載されている印刷基板（図１の７）上に、前記先付け部品に対応する位置に設けた前記先付け部品が通り抜ける大きさの開口（図１の２）が設けられ、しかもこの開口を伸縮性のある薄膜（図１の３）を張って塞いだメタルスクリーン（図１の１）を載置し、このメタルスクリーン上に半田（図４の８）を供給し、先端（図２の１０）を多数の切れ目（図２の１１）により幅方向に多数に分割して暖簾状にしたスキージ（図２の５）を前記メタルスクリーン上で移動させることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】図１は、本発明の実施の形態の半田印刷方法に用いるメタルスクリーン１を印刷基板に載せた状態で示す平面図である。
【００１６】図１においてメタルスクリーン１は、印刷基板７上に載置されている。メタルスクリーン１には、印刷基板７に後付けされるＳＭＴ部品のリード等を半田付けするためのＳＭＴ部品開口部４のほかに、印刷基板７に先付けされたベアチップと干渉しないようにするための開口２（破線で示す）が設けられている。ＳＭＴ部品開口部４は、印刷基板７上のＳＭＴ部品のリード等が半田付けされるパッドに対応する位置に設けられる。開口２は、印刷基板７に搭載されたベアチップに対応する位置に設けられ、ベアチップを余裕を持って通り抜けさせることができるような十分な大きさにしてある。
【００１７】開口２は、伸縮性のあるゴム状の薄膜３を張ってカバーすることにより、ベアチップおよびその周辺の印刷基板７を半田印刷時にマスキングするようにしている。
【００１８】図２（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ本発明の半田印刷方法に用いるスキージの正面図、底面図および側面図である。
【００１９】スキージは、一般に一枚の板で構成されるが、図２に示すように本実施の形態におけるスキージ５は、剛性部材からなる本体９に２列の弾性部材からなる先端１０が設けられている。スキージ５の先端１０それぞれは、数ｍｍ置きに縦方向の切れ目１１が設けられ、のれん状に配列することでメタルスクリーン１に盛り上がった凸部がある場合でも、先端１０のその凸部に当たる部分のみが大きく曲がってその凸部を逃げるようにスキージングできるようにしている。しかも、２列の先端１０それぞれの切れ目１１が千鳥状に互い違いに配置されている。
【００２０】次に、本発明の実施の形態の動作について図面を参照して説明する。
【００２１】印刷基板７にメタルスクリーン１を位置決めして載置すると、薄膜３が印刷基板７に先付けのベアチップを覆いマスキングするが、このベアチップが薄膜３を盛り上がらせ図３に示すように凸部６を形成させる。メタルスクリーン１のＳＭＴ部品開口部４の周辺等の他の部分は、印刷基板７と密着する。
【００２２】次に、メタルスクリーン１上に半田ペースト８を供給し、図４に示すようにスキージ５をメタルスクリーン１の一辺から反対側の辺まで、先端１０をメタルスクリーン１に押し付けながら移動させ、半田ペースト８をスキージングしてＳＭＴ部品開口部４に供給し、印刷基板７上のパッドに半田が印刷される。
【００２３】スキージ５は、先端１０が暖簾状に数ｍｍ幅に分割されていることにより、凸部６が存在しても、先端１０の凸部６に当たる部分のみが大きく弾性変形して凸部６を逃げ、他の部分は通常の変形状態でスキージ５の先端１０がメタルスクリーン１上を這い、均一に半田印刷を行うことが出来る。
【００２４】スキージ５は、先端１０が暖簾状に細かく分割されているために、凸部が様々な大きさであっても、様々な位置にあっても、先端１０の凸部に当たる部分のみがその凸部を逃げるように弾性変形し、各種のベアチップが先付けされた印刷基板に適用でき、汎用性がある。しかも、２列の先端１０の切れ目１１が千鳥状に配置されているためにメタルスクリーン１上の半田ペースト８を確実にスキージングでき、印刷精度が向上する。
【００２５】本発明の半田印刷方法ならびにメタルスクリーンおよびスキージは、ＭＣＭ等を用いた製品の高速化、軽量化、小型化を目指し、部品の高密度実装が主流となってきている近年、ＭＣＭ、ＣＯＢ(Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ)等のフリップチップ実装を行う技術では、有用な技術である。
【００２６】本発明のメタルスクリーンでは、先付けのベアチップを逃げるために開口２を設け、開口２に伸縮性のある薄膜３を張ったので、凸部６を可能な限り低くできる。すなわち、特開平７−２９０８５１号公報に記載された印刷用メタルマスクでは、先付けの部品と干渉しないようにするために剛性部材からなるメタルマスクそのものに凸部を設けているが、先付け部品そのものの寸法およびその取り付け寸法のばらつきに対処するために、先付け部品の高さのばらつきの中で最高のものを凸部の高さとしておく必要があり、メタルスクリーンに設ける凸部を通常の先付け部品より高くしておかなければならない。一方、本発明の薄膜３は、先付けのベアチップの上面に張り付くために、薄膜３の厚さを無視すれば凸部６が先付けのベアチップの高さと同じになり、凸部６を可能な範囲で常に最も低くできる。凸部６を低くできるので、スキージ５の先端１０の凸部６に当たった部分の変形を少なくでき、凸部６によるスキージングへの影響をより少なくできる。
【００２７】また、メタルスクリーン１は、印刷基板７上にセットしていない時は、平らになり、メタルスクリーン１は全体としても薄い状態となる。一方、特開平７−２９０８５１号公報に記載のメタルマスクでは、凸部がプリンと基板から外したときでも凸部の形状を維持していて平らになることはなく、メタルマスク全体として厚いものとなる。したがって、本実施の形態でのメタルスクリーン１は、非使用時に特開平７−２９０８５１号公報のメタルマスクよりも少ないスペースで保管できる。
【００２８】また本発明は、スキージの先端は、２列に限られず、３列以上でも、１列だけでも可能である。スキージの２列の先端の切れ目も、千鳥状に配置する場合に限られず、種々の配置が可能である。
【００２９】
【発明の効果】本発明の半田印刷方法は、既に先付けの部品が搭載されている印刷基板に、さらに後付け部品を搭載するために、メタルスクリーンおよびスキージを用いて容易に半田を印刷することができる。
【００３０】また本発明のメタルスクリーンは、先付けの部品を伸縮性のある薄膜でマスクすることにより、先付けの部品によって生じる凸部を可能な限り低くでき、この凸部によるスキージングの影響を少なくできる。
【００３１】また本発明のスキージは、先端を暖簾状にすることにより、印刷基板に先付けされた部品の大きさおよび位置がどのようなものであっても、したがってメタルスクリーンに生じる凸部の形状および位置がどのようなものであっても半田印刷が可能で、印刷基板の種類によらず使用できる汎用性がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２２０６０
【氏名又は名称】東北日本電気株式会社
【住所又は居所】岩手県一関市柄貝１番地
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| 【出願日】 |
平成１４年１月２５日（２００２．１．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０９３１３
【弁理士】
【氏名又は名称】机 昌彦 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２１１８６２（Ｐ２００３−２１１８６２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年７月３０日（２００３．７．３０） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１７１４３（Ｐ２００２−１７１４３） |
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