焊膏印刷装置和焊膏印刷方法

摘要

本发明提供一种焊膏印刷装置和焊膏印刷方法。本发明的一种实施例的焊膏印刷装置包括用于在印刷电路基板上印刷焊膏的刮刀、检测所述焊膏的粘度的粘度检测工具、向所述焊膏供给助焊剂的供给工具，该焊膏印刷装置能够控制所述助焊剂的供给来调节所述焊膏的粘度。

说明书

技术领域

本发明涉及焊膏(ペースト)印刷装置和焊膏印刷方法。

背景技术

近年来，在PCB(印刷电路板：Printed Circuit Board)上形成焊锡凸块 (Solder Bump)，从而在PCB上连接器件(デバイス)的倒装芯片(Flip Chip) 的应用正在增加。

特别是，在对大容量的数据进行高速地运算的主板(CPU)和用于图表 的运算装置的情况下，替代使用已有的金线(Au wire)来连结基板和器件的 技术，用焊锡连结基板和器件来使连接电阻改善的倒装芯片的应用存在急剧 地增加的倾向。

为了连结芯片和基板而在基板上形成焊锡凸块的方法分成如下方法：通 过将焊锡膏(Solder Paste)印刷在基板上并进行回流(Reflow)而形成的 方法、将微细的焊锡球(Solder Ball)实际安装在基板上而形成的方法、将 熔融的焊锡直接注入到基板中、或者使用掩模(マスク)来注入而形成的方 法。这样形成在基板上的焊锡凸块为了与形成在芯片上的铜(Cu)连接而熔 融，并与金属结合起来。

作为这种焊锡膏的涂布方法，通常广泛采用丝网印刷(Screen Printing)， 该丝网印刷由焊锡膏涂布装置进行。在所述丝网印刷中，用刮刀刀片(スキ ージブレード)将供给的焊锡膏压接(圧着)到形成有特定图案(パターン) 的开口部的金属掩模(メタルマスク)上而涂布在印刷电路基板的部件安装 面上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本公开专利第1999‐254641号

专利文献2：台湾注册专利第I293272号

发明内容

发明所解决的技术问题

本发明的目的在于，提供一种通过在焊膏印刷装置中设有粘度检测工具 而能够持续监测焊膏的粘度的焊膏印刷装置和焊膏印刷方法。

另外，本发明的另一目的在于，提供一种焊膏印刷装置和焊膏印刷方法： 通过在焊膏印刷装置中设有助焊剂和焊膏供给工具，在焊膏的粘度上升时补 充所述印刷物质，从而维持焊膏的初始粘度。

另外，本发明的又一目的在于，提供通过使用两个以上的刮刀(スキー ジ)来提高印刷效率的焊膏印刷装置和焊膏印刷方法。

解决技术问题的技术手段

本发明的实施例的焊膏印刷装置包括：用于在印刷电路基板上印刷焊膏 的刮刀；检测所述焊膏的粘度的粘度检测工具；向所述焊膏供给助焊剂的供 给工具，该焊膏印刷装置能够控制所述助焊剂的供给来调节所述焊膏的粘 度。

在此，所述粘度检测工具能够采用旋转阻力(回転抵抗)来测定焊膏的 粘度。

另外，所述粘度检测工具能够以印刷方向为基准沿着垂直方向移动。

另外，所述供给工具能够根据所述粘度检测工具的检测结果来选择性地 供给助焊剂、焊锡膏、或者助焊剂和焊锡膏这两者。

另外，所述供给工具能够以印刷方向为基准沿着垂直方向移动。

另外，所述刮刀包括两个以上的刮刀，所述刮刀能够分别独立驱动。

另外，所述刮刀能够沿着印刷方向移动。

另外，所述刮刀能够进行角度调节。

本发明的实施例的焊膏印刷方法包括：将印刷电路基板载置在印刷台上 的阶段；在所述印刷电路基板的上部形成掩模的阶段；在所述掩模的上部使 用粘度检测工具来测定焊膏的粘度的阶段；根据所测定的粘度检测结果从设 于所述粘度检测工具的后面的供给工具选择性地供给包含助焊剂和焊膏的 印刷物质的阶段；使设于所述供给工具的后面的刮刀沿着印刷方向滑动而将 焊膏印刷在印刷电路基板上的阶段。

在此，在将所述印刷电路基板载置在所述印刷台上的阶段，能够真空吸 附所述印刷电路基板并将所述印刷电路基板排列在所述印刷台上。

另外，所述掩模能够是抗蚀图案或者金属掩模。

另外，在测定所述焊膏的粘度的阶段，能够采用旋转阻力来测定所述印 刷电路基板上的焊膏的粘度。

另外，在供给所述印刷物质的阶段，能够根据所述粘度检测工具的检测 结果选择性地供给助焊剂、焊膏、或者助焊剂和焊膏这两者。

另外，所述粘度检测工具能够以印刷方向为基准沿着垂直方向移动。

另外，所述供给工具能够以印刷方向为基准沿着垂直方向移动。

另外，所述刮刀包括两个以上的刮刀，所述刮刀能够被独立驱动。

另外，所述刮刀能够沿着印刷方向移动。

另外，所述刮刀能够进行角度调节。

有益效果

本发明的焊膏印刷装置和焊膏印刷方法通过使用粘度检测工具来持续 监测焊膏的粘度，从而能够管理印刷物质的品质。

另外，通过根据所述粘度检测工具的检测结果从供给工具供给助焊剂或 者焊膏，具有能够维持焊膏的初始粘度、防止填充不良的效果。

此时，通过从供给工具供给助焊剂或者焊膏而维持焊膏的适当的粘度， 具有如下效果：减少像以往那样由粘度变高而无法滚动(ローリング)的焊 膏导致的废弃问题，降低工序成本。

另外，通过使用两个以上的刮刀，具有提高印刷效率，缩短制造时间， 提高生产率的效果。

附图说明

图1是概略地表示本发明的一种实施例的焊膏印刷装置的结构的剖视 图。

图2是概略地表示本发明的一种实施例的焊膏印刷装置的印刷方法的 流程图。

图3是概略地表示本发明的一种实施例的焊膏印刷装置的驱动方法的 直线运动引导(ガイド)图。

附图标记说明

100、焊膏印刷装置；101、直线运动引导组件(モジュール)；200、印 刷台(テーブル)；201、印刷电路基板；202、掩模；300、焊膏；400、粘 度检测工具；401、粘度检测工具组件；500、供给工具；501、供给工具组 件；600、刮刀；601刮刀组件；A、垂直方向；B、印刷方向。

具体实施方式

本发明的目的、特定的优点和创造性的特征通过与附图相关的以下的详 细说明和优选的实施例进一步地阐述清楚。在本说明书中，必须注意的是： 在对各图的构成要素标注参照附图标记时，只要是同一构成要素，即使在不 同的附图中示出，也尽可能地标注同一的附图标记。另外，“一面”、“另一 面”、“第1”、“第2”等用语用于使一个构成要素与另一构成要素加以区别， 构成要素不被所述用语限定。以下，在说明本发明时，对于有可能使本发明 的主旨不清楚的公知技术，省略详细的说明。

以下，参照附图对本发明的优选的实施例详细地进行说明。

焊膏印刷装置

图1是概略地表示本发明的一种实施例的焊膏印刷装置100的结构的剖 视图。

图3是概略地表示本发明的一种实施例的焊膏印刷装置100的驱动方法 的直线运动引导图。

参照图1，本发明的一种实施例的焊膏印刷装置100包括：用于在印刷 电路基板201上印刷焊膏300的刮刀600；对所述焊膏300的粘度进行检测 的粘度检测工具400；向所述焊膏300供给助焊剂(フラックス)的供给工 具500，该焊膏印刷装置100能够控制所述助焊剂的供给来调节所述焊膏300 的粘度。

所述粘度检测工具400是旋转型粘度计，轴(spindle)旋转来测定粘度， 因此，对长时间持续地测定粘度的情况、测定随着时间经过粘度发生改变的 物质的粘度的情况是有用的。

参照图3，粘度检测工具400能够以印刷方向B为基准沿着垂直方向A 移动，这与供给工具500的移动方向一致。

本发明的印刷装置能够使用粘度检测工具400来连续监测(モニタリン グ)焊膏300的粘度，因此，在管理印刷品质方面是有利的。

所述供给工具500根据粘度检测工具400的检测结果选择性地供给助焊 剂、焊膏300、或者助焊剂和焊膏300这两者。

例如，粘度上升时，补充助焊剂和焊膏300来维持初始的粘度。

在此，供给工具500能够以印刷方向B为基准沿着垂直方向A移动， 这与粘度检测工具400的移动方向一致。

本发明的印刷装置100通过在焊膏的粘度上升时使用供给工具500来补 充助焊剂和焊膏300，具有如下效果：能够维持适当的粘度，减少像以往那 样由粘度变高而无法滚动(ローリング)的焊膏300导致的产品的废弃问题， 降低工序成本。

所述刮刀600具有将焊膏300以呈凸块(バンプ)的方式印刷在印刷电 路基板201上的作用，所述刮刀600包括两个以上的刮刀600。

另外，所述刮刀600分别被独立驱动而能够沿着印刷方向B移动。另外， 所述刮刀600的角度能够被调节。

焊膏印刷方法

图2是概略地表示本发明的一种实施例的焊膏印刷装置100的印刷方法 的流程图。

图3是概略地表示本发明的一种实施例的焊膏印刷装置100的驱动方法 的直线运动引导图。

本发明的一种实施例的焊膏印刷方法包括：将印刷电路基板201载置在 印刷台200上的阶段；在所述印刷电路基板201的上部形成掩模202的阶段； 在所述掩模202的上部使用粘度检测工具400测定焊膏300的粘度的阶段； 根据所测定的粘度检测结果从设于所述粘度检测工具400的后面的供给工具 500选择性地供给包含助焊剂和焊膏300的印刷物质的阶段；使设于所述供 给工具500的后面的刮刀600沿着印刷方向B滑动而将焊膏300印刷在印刷 电路基板201上的阶段。

此时，在将印刷电路基板201载置在所述印刷台200上的阶段，真空吸 附所述印刷电路基板201并将所述印刷电路基板201排列在印刷台200上。

另外，在形成所述掩模202的阶段，所述掩模202能够是抗蚀图案(レ ジストパターン)或者金属掩模。

在所述掩模202为抗蚀图案的情况下，形成掩模202的阶段能够包括： 在基底基板上层叠抗蚀剂(レジスト)的阶段；在所述抗蚀剂上形成与用于 形成凸块的开口部相对应的用于形成凸块的孔而使所述连接焊盘(接続パッ ド)露出的阶段。

在此，所述用于形成凸块的孔能够通过包括曝光和显影的光刻法(フォ トリソグラフィ法)形成，所述抗蚀剂能够是干膜(ドライフィルム(Dry  Film：DF))。

所述印刷电路基板201是在绝缘层上形成有包括连接焊盘的1层以上的 电路的电路基板，能够是多层印刷电路基板。

作为所述绝缘层，能够采用树脂绝缘层。作为所述树脂绝缘层，能够采 用环氧树脂(エポキシ樹脂)等热硬化性树脂、聚酰亚胺(ポリイミド)等 热塑性树脂、或者使它们含浸有玻璃纤维或者无机填料(フィラー)等加强 材料而形成的树脂，例如能够采用预浸料(プリプレグ)，还能够采用热硬 化性树脂和/或者光硬化性树脂等，但并不特别限定于此。

对于包括所述连接焊盘的电路，只要是在电路基板领域中可被用作电路 用传导性金属的材料，就能够没有限制地应用，在印刷电路基板中通常采用 铜。

在测定所述粘度的阶段能够通过使粘度检测工具400的轴(スピンド) 旋转来测定所述印刷电路基板201上的焊膏300的粘性的阻力(抵抗)的方 式来进行。

在所述供给的阶段根据所述粘度检测工具400的检测结果，从供给工具 500选择性地供给助焊剂、焊膏300、或者助焊剂和焊膏300这两者。

参照图2，在驱动设备的开始阶段之后，将所述印刷电路基板201投入 印刷装置100。

接着，利用粘度检测工具400以1批(lot)为基准来测定焊膏的粘度， 持续监测粘度的上升。

此时，在焊膏300的粘度的上升率为10％以上的情况下，从供给工具 500追加供给助焊剂或者焊膏300。

此时，在即使粘度检测工具400持续地测定膏的粘度而从供给工具500 追加供给，粘度也依然较高的情况下，能够不论次数地追加供给助焊剂或者 焊膏300。

测定粘度时，在焊膏300的粘度的上升率小于10％的情况下，具有直接 开始印刷的驱动方式。

如上所述，使用粘度检测工具400和供给工具500来管理印刷物质的品 质时，能够减少焊膏300的废弃量，因此，具有降低工序成本的效果。

为了更详细地进行说明，与以往的方法相比较时，例如，以往以500g 的焊膏300印刷了60个板(パネル)。在一次印刷多个板时，随着时间的经 过而粘度变高，必须废弃无法滚动的焊膏300。

但是，本发明的印刷装置100设有粘度检测工具400和供给工具500， 因此，以相同的量的500g的焊膏300印刷30个板。

之后，用粘度检测工具400测定粘度并将所测定的粘度与初始粘度相比 较，对粘度是否上升了10％以上进行确认。

焊膏的粘度相对于初始粘度的上升率为10％以下的情况下，开始30个 板的印刷，为10％以上的情况下，补充助焊剂和焊膏300。

测定粘度，并重复1～6次左右用供给工具500进行喷雾(Spray)的过 程，以初始粘度的状态进行印刷。

此时，在印刷120个板时减少了300g的焊膏300，因此，在手动补充了 300g之后，还能反复进行上述的方法来进行印刷。

在焊膏300的粘度过高的情况下，存在变得难以滚动的问题，在粘度过 低的情况下，存在焊膏300扩展的问题，因而难以印刷。

因而，优选以焊膏300的粘度为90～200Pa.s(帕斯卡)来进行印刷。

上述的内容是将本发明的印刷方法和现有的方法概略地比较的例子，焊 膏300的量、板的数量、粘度基准数值和过程的反复次数并不限定于此。

图3是概略性地表示本发明的一种实施例的焊膏印刷装置100的驱动方 法的装置的直线运动引导图。

参照图1和图3时，焊膏印刷装置100的直线运动引导组件101一目了 然。

真空吸附印刷电路基板201并将印刷电路基板201载置在印刷台200上 之后，利用粘度检测工具400测定和监测焊膏的粘度。

根据粘度检测工具400的检测结果从供给工具500供给助焊剂、焊膏 300、或者包含这两者的印刷物质。

膏的粘度不变高的情况下，刮刀600被驱动而开始印刷。

在此，在直线运动引导组件101中，可知粘度检测工具400的运动方向 与供给工具500的运动方向一致，刮刀600的运动方向不同。

粘度检测工具组件401能够以印刷方向B为基准沿着垂直方向A移动， 这与供给工具组件501的移动方向一致。

供给工具组件501能够以印刷方向B为基准沿着垂直方向A移动，这 与粘度检测工具组件401的移动方向一致。

刮刀组件601能够沿着印刷方向B移动。

在本发明的焊膏印刷方法中，使用粘度检测工具400来持续监测焊膏 300的粘度，能够管理印刷物质的品质。

另外，根据所述粘度检测工具400的检测结果从供给工具500供给助焊 剂或者焊膏300，从而具有能够维持焊膏的初始粘度、防止填充不良的效果。

此时，通过从供给工具500供给助焊剂或者焊膏300而维持焊膏的适当 的粘度，具有如下效果：减少像以往那样由粘度变高而无法滚动的焊膏300 导致的废弃问题，降低工序成本。

另外，通过使用两个以上的刮刀600，具有提高印刷效率，缩短制造时 间，提高生产率的效果。

以上，基于具体的实施例对本发明详细地进行了说明，但这用于对本发 明进行具体地说明，本发明并不限定于此，只要是具有本领域中的通常的知 识的人，能够进行本发明的技术构思内的变形或者改良是显而易见的。

本发明的单纯的变形乃至变更均属于本发明的领域，本发明的具体的保 护范围利用所附的权利要求书来明确。