丝网印刷用的掩模、使用该掩模的丝网印刷装置及丝网印刷方法

摘要

丝网印刷用的掩模用于对保持在托架的多个单片基板一起印刷糊剂。该掩模具有平板状的掩模板。在掩模板的下面，与托架中的各单片基板的排列对应地形成有能够收容至少一个单片基板的平面形状的凹部。并且，仅在这些凹部的范围内设置图案孔。

说明书

技术领域

本发明涉及以保持于托架（支座）的多个单片（個片）基板为对象而印刷电子部件接合用糊剂的丝网印刷（网板印刷）用的掩模、使用该掩模的丝网印刷装置及丝网印刷方法。

背景技术

对于供电子部件安装的挠性印刷基板等膜状的较薄的单片基板，难以单个地进行处理，因此通常在将多个单片基板保持于板状的托架的状态进行处理。并且，在将多个单片基板保持于托架的状态下，进行向这样的单片基板印刷电子部件接合用糊剂、部件搭载等部件安装作业（例如，参照专利文献1～4）。

在专利文献1、2所示的例子中，在托架的表面由硅弹性体等具有粘着性的树脂形成保持面，利用保持面的粘着力保持单片基板。此外，在专利文献3、4所示的例子中，在托架的表面形成与单片基板的平面形状相符的凹部，在该凹部内收容并保持单片基板。在任一例子中，都是通过使保持着单片基板的托架的上面侧抵接于丝网印刷用的掩模，使刮板在掩模的上面滑动，从而向单片基板印刷糊剂。

但是，在上述技术中，在确保印刷品质、制造成本方面存在以下的难题。首先，使用图10A、图10B说明专利文献1、2所示的例子。图10A、图10B是使用以往的丝网印刷用掩模的刮拭动作的说明图。

在图10A中，膜状的较薄的单片基板32A借助粘着力保持在托架31的上面，单片基板32A抵接于掩模33的下面。在刮拭动作中，使刮板34下降而与掩模33的上面抵接，一边以预定的压力用刮板34按压掩模33，一边使刮板34在掩模33上滑动。此时，在单片基板32A的上面与托架31的上面具有与单片基板32A的厚度相应的台阶差。因此，有时在单片基板32A的两端部，掩模33不与单片基板32A的印刷面紧贴，而局部地波状抬起，与单片基板32A的印刷面之间产生间隙。在由于这样的紧贴不良而产生间隙的部分，糊剂未被正常印刷而成为印刷不良。而且，在印刷对象为宽度窄的单片基板32B的情况下，如图10B所示，掩模33在单片基板32B的整个宽度范围波状起伏，不能进行正常的印刷。如此，在专利文献1、2所示的技术中，由于将单片基板32A、32B直接保持在平面状的托架31的表面，从而产生印刷品质不良。

此外，在专利文献3、4所示的技术中，需要根据每个生产批次的生产数准备许多托架。而且，形成于托架表面的凹部的形状根据单片基板的品种而不同。因此，每当以新品种的单片基板为对象时，就需要制作许多与该品种对应的托架。由于对形成于托架的凹部的形状、尺寸要求高精度，因此要加工具有多个凹部的托架需要高成本，导致妨碍生产成本的降低。

如此，在以往的丝网印刷装置中，在以保持于托架的多个单片基板为对象而一起印刷电子部件接合用糊剂时，难以以低成本实现高印刷品质。

专利文献1：日本特开昭63－204696号公报

专利文献2：日本特开2003－273592号公报

专利文献3：日本特开昭63－299300号公报

专利文献4：日本特开平8－264996号公报

发明内容

本发明是在以保持于托架的多个单片基板为对象的印刷作业中能够以低成本实现高印刷品质的丝网印刷用的掩模、使用该掩模的丝网印刷装置及丝网印刷方法。

本发明的丝网印刷装置是以排列保持在托架的多个单片基板为对象，对形成于各单片基板上的电极一起印刷电子部件接合用糊剂的丝网印刷装置。该丝网印刷装置包括印刷机构和托架定位部。印刷机构包括单一的丝网印刷用的掩模和刮板（スキ一ジ）构件，使刮板构件滑动接触于被供给了糊剂的掩模的上面来进行刮拭动作，从而在电极印刷糊剂。掩模具有覆盖托架中的多个单片基板的排列范围的、平板状的掩模板。托架定位部通过将托架定位，从而使多个单片基板相对于掩模对位。在掩模板的下面，与托架中的单片基板的排列对应地形成有具有能够收容至少一个单片基板的平面形状的凹部，仅在凹部的范围内设置与电极对应的图案孔。

本发明的丝网印刷用的掩模是上述的丝网印刷装置中的掩模。

在本发明的丝网印刷方法中，以保持在托架的多个单片基板为对象，使用上述掩模，以保持在托架的多个单片基板为对象，对形成于各单片基板的电极一起印刷电子部件接合用糊剂。该丝网印刷方法包括对位步骤、接触步骤、印刷步骤和脱版步骤。在对位步骤，使丝网印刷用的掩模与保持在托架的多个单片基板对位。在接触步骤，使在对位步骤对位了的掩模接触于托架的上面和保持在托架的多个单片基板的上面。在印刷步骤，在使掩模接触于托架的上面和多个单片基板的上面的状态下，使刮板构件滑动接触于掩模的上面而进行刮拭动作，从而向图案孔填充供给到掩模上的糊剂。在脱版步骤，将掩模从托架及多个单片基板脱离。

在本发明中，在掩模的平板状的掩模板的下面，与托架的各单片基板的排列对应地形成有能够收容至少一个单片基板的平面形状的凹部。仅在这些凹部的范围设置图案孔。通过该构成，能够使用在表面设有平滑的贴附保持面的简单结构的托架来防止印刷不良。因此，在以保持在托架的多个单片基板为对象的印刷作业中，能够以低成本实现高印刷品质。

附图说明

图1是本发明的实施方式的丝网印刷装置的立体图。

图2是与图1所示的丝网印刷装置一起使用的托架的立体图。

图3是图2所示的托架的俯视图。

图4是图1所示的丝网印刷装置所使用的丝网印刷用掩模的透视俯视图。

图5A是利用图1所示的丝网印刷装置进行的印刷动作的动作说明图。

图5B是接着图5A的、印刷动作的动作说明图。

图5C是接着图5B的、印刷动作的动作说明图.

图5D是接着图5C的、印刷动作的动作说明图。

图6A是利用本发明的实施方式的其他丝网印刷装置进行的印刷动作的动作说明图。

图6B是接着图6A的、印刷动作的动作说明图。

图6C是接着图6B的、印刷动作的动作说明图。

图6D是接着图6C的、印刷动作的动作说明图。

图7A是图6A～图6D所示的丝网印刷装置所使用的丝网印刷用掩模的展开剖面图。

图7B是图6A～图6D所示的丝网印刷装置所使用的丝网印刷用掩模的剖面图。

图8A是本发明的实施方式的丝网印刷装置所使用的丝网印刷用的其他掩模的展开剖面图。

图8B是本发明的实施方式的丝网印刷装置所使用的丝网印刷用的其他掩模的剖面图。

图9是本发明的实施方式的丝网印刷装置所使用的丝网印刷用的又一掩模的透视俯视图。

图10A是使用了以往的丝网印刷用的掩模的刮拭动作的说明图。

图10B是使用了以往的丝网印刷用的掩模的刮拭动作的说明图。

具体实施方式

图1是本发明的实施方式的丝网印刷装置的立体图。图2是与图1所示的丝网印刷装置一起使用的托架的立体图。图3是图2所示的托架的俯视图。图4是图1所示的丝网印刷装置所使用的丝网印刷用掩模的透视俯视图。图5A～图5D是利用图1所示的丝网印刷装置进行的印刷动作的动作说明图。

首先，参照图1、图3，说明丝网印刷装置1的构成。丝网印刷装置1具有以保持在托架4的多个单片基板5为对象，对形成于各单片基板5的电极51一起印刷电子部件接合用糊剂的功能。

丝网印刷装置1构成为，在托架定位部2的上方重叠配置包括丝网印刷用掩模7的印刷机构6。即，丝网印刷装置1具有托架定位部2和包括单个掩模7的印刷机构6。掩模7具有覆盖托架4中的多个单片基板5的排列范围的、平板状的掩模板8。托架定位部2通过定位托架4而将多个单片基板5相对于掩模7对位。印刷机构6还包括刮板构件13，通过使刮板构件13在被供给了糊剂的掩模7的上面滑动接触地进行刮拭动作，从而在后述的托架定位部2上的电极51印刷糊剂。

掩模7由矩形状的掩模框7A和在掩模框7A的内侧伸展的掩模板8构成。

托架定位部2具有在X轴台2X之上依次层叠Y轴台2Y、Zθ轴台2Z的结构。Zθ轴台2Z的上面成为供保持着印刷对象的多个单片基板5的托架4载置的托架载置面3。托架4被输送机构（未图示）从上游侧自动输送或通过人工操作而被输送（箭头A），载置并保持于托架载置面3上。

印刷机构6构成为，在掩模7的掩模板8上，利用刮板移动机构使刮拭头11沿刮拭方向（Y轴方向）往复移动。即，刮拭头11包括保持件13A、由保持件13A保持的一对刮板构件13、使刮板构件13升降的刮板升降机构12。在使刮板构件13下降了的状态下，刮板构件13的顶端部抵接于掩模板8的上面。

接着，参照图2、图3，说明托架4及单片基板5。如图2所示，托架4是在矩形状的基底板4A上贴合树脂层4B而构成。基底板4A由铝等金属或具有耐热性的树脂、陶瓷材料构成，具有对托架4赋予刚性的功能。树脂层4B由硅树脂等具有粘着性的树脂形成。通过将单片基板5按压于形成为平滑的树脂层4B的上面，从而树脂层4B能够以紧贴状态保持单片基板5。

在托架4的多个位置设定有用于贴附保持单片基板5的基板贴附位置4C。如后所述，多个单片基板5以被托架4保持的状态被丝网印刷。如图3所示，在各单片基板5形成有多个部件连接用的电极51。

如图4、图5A所示，掩模7具有覆盖托架4上的多个单片基板5的排列范围的单个掩模板8、和矩形状的掩模框7A。在掩模板8的下面82，通过对掩模板8的下面82进行蚀刻处理，而与各个单片基板5的排列位置对应地形成多个凹部9。各个凹部9分别可收容一个单片基板5。即，凹部9的平面形状（俯视形状）与单片基板5的外形形状对应地设定，凹部9的深度与单片基板5的厚度对应地设定。并且，在掩模板8中的各个凹部9的范围内，与单片基板5的电极51的位置对应地形成有图案孔10。如图5A所示，各凹部9的底面9A优选是平坦的。优选是底面9A如后述那样在印刷步骤中与单片基板5的上面接触。此外，掩模板8的上面81成为无台阶差的平滑面。

接着，参照图5A～图5D说明利用丝网印刷装置1进行的以单片基板5为对象的丝网印刷动作。如图5A所示，在托架4，各单片基板5借助树脂层4B的上面的粘着力以紧贴状态保持在设于树脂层4B的上面的基板贴附位置4C（参照图2）。并且，该状态的托架4借助托架定位部2被相对于掩模7对位。由此，单片基板5被相对于掩模板8的凹部9对位。即托架定位部2通过将托架4定位，从而以使得各凹部9覆盖各单片基板5的方式，将多个单片基板5相对于掩模7对位（对位步骤）。

接着，驱动Zθ轴台2Z，从而如图5B所示，使托架4上升（箭头B），使树脂层4B抵接于掩模板8的下面82（接触步骤）。由此单片基板5被收容到凹部9，单片基板5的印刷对象部位即电极51（参照图3）位于图案孔10的正下方。此外，优选是仅有凹部9的平坦的底面9A与保持在托架4的单片基板5的上面接触。该情况下，凹部9以外的掩模板8的下面82与托架4的上面（树脂层4B）接触。由此，掩模板8的上面81维持平坦的面。

此后，执行刮拭动作。即如图5C所示，在被供给了膏状钎焊料14的掩模板8的上面，以使刮板构件13的下端部抵接于掩模板8的状态，使刮板构件13沿刮拭方向（箭头C）移动。膏状钎焊料14是电子部件接合用糊剂。由此，膏状钎焊料14被刮板构件13压入而填充到图案孔10的内部（印刷步骤）。如上所述，仅掩模板8的凹部9的平坦的底面9A与保持在托架4的单片基板5的上面接触，凹部9以外的掩模板8的下面82与托架4的上面（树脂层4B）接触。因此，不会产生在印刷步骤，由于刮板构件13的压力使得掩模板8被呈波状抬起的问题。

接着，进行脱版动作。即通过驱动Zθ轴台2Z，从而如图5D所示，使托架4下降（箭头D），使树脂层4B从掩模板8的下面分离开（脱版步骤）。由此，填充在图案孔10内的膏状钎焊料14被转印到单片基板5的电极51，以保持在托架4的多个单片基板5为对象的丝网印刷完成。

另外，在图5A～图5D所示的掩模板8，示出对掩模板8的下面进行蚀刻来形成凹部9的例子，但也可采用蚀刻以外的方法形成凹部9。参照图6A～图7B说明其一例。图6A～图6D是利用本发明的实施方式的其他丝网印刷装置进行的印刷动作的动作说明图。图7A是图6A～图6D所示的丝网印刷装置所使用的丝网印刷用的掩模的展开剖面图。图7B是图6A～图6D所示的丝网印刷装置所使用的丝网印刷用的掩模的剖面图。

在该结构中，取代使用由单一构件构成的掩模板8，而采用如图6A～图7B所示，将作为第1板层的板层8A和作为第2板层的板层8B沿厚度方向重叠的构造的掩模板801。如图7A所示，在板层8A形成有用于印刷的图案孔10，在板层8B以与凹部9对应的形状设有开口部91。开口部91具有划定出凹部9的平面形状的形状。

接着，如图7B所示，将板层8A和板层8B贴合，从而完成具有与图5A～图5D所示的掩模板8同样功能的掩模板801。即掩模板801是将板层8A和板层8B在板层8A的厚度方向重叠的构造，在板层8A设有图案孔10，在板层8B设有划定出凹部9的平面形状的开口部91。板层8A的下面中的从板层8B的开口部91露出的部分成为凹部9的平坦底面。

还可以使用图8A、图8B所示构成的掩模板802。图8A是本发明的实施方式的丝网印刷装置所使用的丝网印刷用的其他掩模的展开剖面图。图8B是本发明的实施方式的丝网印刷装置所使用的丝网印刷用的其他掩模的剖面图。掩模板802由3层的板层8A、8B、8C构成。

托架4的树脂层4B具有粘着性。因此，树脂层4B和掩模板的下面紧贴，在脱版步骤中会妨碍托架4的正常分离。在该情况下，优选是使用在前述的掩模板801的板层8B下增加由PTFE树脂等非粘着性的树脂形成的板层8C而成的掩模板802。

即，在板层8A设有多个图案孔10。此外，在板层8B、8C设有划定凹部9的平面形状的开口部91。因此，板层8A成为第1板层，板层8B、8C构成第2板层。

图6A～图6D表示使用上述的掩模板801进行以单片基板5为对象的丝网印刷动作。如图6A所示，在托架4中在树脂层4B的上面，与图5A所示的例子同样地，保持多个单片基板5。并且，该状态的托架4借助托架定位部2被相对于掩模7对位。由此，单片基板5相对于掩模板801的凹部9对位（对位步骤）。

接着，如图6B所示，使托架4上升（箭头E），使树脂层4B抵接于板层8B的下面（接触步骤）。由此，单片基板5被收容到凹部9，单片基板5的印刷对象部位即电极51（参照图3）位于图案孔10的正下方。此外，仅凹部9的平坦底面9A（构成第1板层的板层8A的下面）与保持在托架4的单片基板5的上面接触。并且，凹部9以外的掩模板801的下面82（构成第2板层的板层8B的下面）与托架4的上面（树脂层4B）接触。由此，掩模板801的上面81（构成第1板层的板层8A的上面）维持平坦面。

其后，执行刮拭动作。即如图6C所示，在被供给了膏状钎焊料14的板层8A的上面，以使刮板构件13的下端部抵接于板层8A的状态，使刮板构件13沿刮拭方向（箭头F）移动（印刷步骤）。如上所述，仅掩模板801的凹部9的平坦底面9A与保持在托架4的单片基板5的上面接触，凹部9以外的掩模板8的下面82与托架4的上面（树脂层4B）接触。因此，在印刷步骤，不会产生由于刮板构件13的压力使掩模板801波状抬起的问题。

由此，膏状钎焊料14被刮板构件13压入而填充于图案孔10的内部。接着，进行脱版动作。即通过驱动Zθ轴台2Z，从而如图6D所示，使托架4下降（箭头G），使树脂层4B从板层8B的下面分离开（脱版步骤）。由此，与图5D所示的例子同样，填充在图案孔10内的膏状钎焊料14被转印到单片基板5的电极51，以保持在托架4的多个单片基板5为对象的丝网印刷完成。

另外，在图4～图8B所示的掩模板8、801、802中，示出假定设于下面的凹部9仅收容1个单片基板5而形成的例子。但是，收容于1个凹部9的单片基板5的个数未必限于1个，可以对应多个单片基板5地形成1个凹部9。参照图9说明该一个例子。图9是本发明的实施方式的丝网印刷装置所使用的丝网印刷用的又一掩模的透视俯视图。

掩模板108的凹部109具有与组合单片基板5A、5B的外形形状对应的平面形状。并且，与设于单片基板5A、5B的电极对应地，在凹部109的范围内形成图案孔110。在使托架4保持单片基板5A、5B时，依照该组合形状贴附单片基板5A、5B。

即如上述说明，在本实施方式中使用的丝网印刷用的掩模7具有平板状的掩模板。在这些掩模板的下面，与托架4上的各单片基板的排列对应地形成可收容至少一个单片基板的平面形状的凹部。并且，仅在凹部范围设置与电极对应的图案孔。

由此，即使在使用在表面设有平滑的贴附保持面的简单结构的托架4的情况下，也能防止因托架4的贴附保持面与单片基板5的印刷对象面的台阶差而引起的印刷不良。而且，可以利用同一托架4保持形状不同的多种单片基板5，因此可以大幅度减少所需的托架4的数量。即，在以保持在托架4的多个单片基板5为对象的印刷作业中，能够以低成本实现高印刷品质。

产业上的利用可能性

本发明的丝网印刷装置及丝网印刷用的掩模，在以保持在托架的多个单片基板为对象的印刷作业中，能够以低成本实现高印刷品质。因此，对于以保持在托架的多个单片基板为对象来印刷电子部件接合用糊剂的领域有用。

附图标记说明

1丝网印刷装置

2托架定位部

2X X轴台

2Y Y轴台

2Z Zθ轴台

3托架载置面

4托架

4A基底板

4B树脂层

4C基板贴附位置

5、5A、5B单片基板

6印刷机构

7掩模

7A掩模框

8、801、802、108掩模板

8A板层（第1板层）

8B板层（第2板层）

8C板层（第2板层）

9、109凹部

9A底面

10、110图案孔

11刮拭头

12升降机构

13刮板构件

13A保持件

14膏状钎焊料

51电极

81上面

82下面

91开口部