JP2005199628A - Screen printing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は主としてはんだペースト及び導電性接着剤、または電子回路形成用ペーストなどの印刷用ペーストを、プリント回路基板などの電子回路形成用基板にスクリーンマスクを介して印刷するためのスクリーン印刷方法に関するものである。 The present invention relates to a screen printing method for printing a solder paste and a conductive adhesive or a printing paste such as an electronic circuit forming paste on an electronic circuit forming substrate such as a printed circuit board through a screen mask. It is.
スクリーン印刷はスクリーンマスク上の、たとえば、はんだペーストをスキージ動作により回路基板上などに転写する技術である。転写されるはんだペーストの場合は導電材である金属粒子とフラックスの混合材である。フラックスの主成分はアルコールであるが、電極の電気的接合機能や、電子部品の仮止め機能や、保存性能など様々な目的機能のためにその成分は複雑でかつ種類も多い。こうしたはんだペーストを多様なプリント回路基板の機種変更をともなう段とり変更に対して迅速に対応することは高度な知識と経験が必要とされる。一般にはんだペーストの場合、そのスクリーン印刷の出来栄えを決定する要因は、スクリーン印刷装置自体のスキージ装置の選定とその運用方法のほかには、はんだペースト特性とスクリーンマスクの品質と、プリント回路基板の要求精度が深く関与する。印刷装置サイドでの、その他の要因としては回路基板からのスクリーンマスクの離脱方法も重要である。印刷対象となる回路基板については、近年の電子機器の発達によって、どんどん小型軽量化、細密化、高機能化が進展している。こうした電子部品と回路基板の進化に対して、スクリーンマスクとはんだペーストの機能ならびに品質の向上は常に遅れ気味であり、スクリーン印刷装置とその運用方法についても電子機器の進化に十分対処できているとはいえない。 Screen printing is a technique for transferring a solder paste onto a screen mask, for example, onto a circuit board by a squeegee operation. In the case of the solder paste to be transferred, it is a mixed material of metal particles, which is a conductive material, and a flux. The main component of the flux is alcohol, but its components are complex and have many types for various purposes such as the electrical joining function of electrodes, the temporary fixing function of electronic parts, and the storage performance. Sophisticated knowledge and experience are required to quickly deal with such solder paste in response to setup changes involving various types of printed circuit boards. In general, in the case of solder paste, the factors that determine the quality of screen printing are not only the selection of the squeegee device of the screen printing device itself but also its operation method, the solder paste characteristics, the quality of the screen mask, and the requirements of the printed circuit board. Accuracy is deeply involved. As another factor on the printing apparatus side, a method of detaching the screen mask from the circuit board is also important. With respect to circuit boards to be printed, with the recent development of electronic devices, the reduction in size and weight, miniaturization, and enhancement of functions are progressing. Improvements in the functions and quality of screen masks and solder pastes are always lagging against the evolution of electronic components and circuit boards, and screen printing devices and their operation methods are sufficiently addressing the evolution of electronic devices. I can't say that.
スクリーン印刷工程の生産技術者ならびにオペレータは、回路基板の生産の立ち上げや機種変更に迅速に対処するためとして、スクリーンマスク製版の改善ならびにはんだペーストの品質向上に加えて、印刷装置の適正な運用のためには多くの労力と時間を費やしてきているにもかかわらず、依然としてオペレータ個人の能力に依存せざるを得ない状況から脱却するに至っていない。その上、前記のように電子機器に内蔵される回路基板も細密化と小型化が進展してくると、はんだペースト印刷工程の信頼性が、後工程である電子部品装着工程や、リフロー工程の生産性と信頼性にますます大きな影響を与えることとなるのである。必然的にスクリーン印刷工程への要求機能も次第に高度化し、回路基板生産工程全体のなかでも電子部品の装着工程以上に重要な位置を占めてくることは論を待たない。 Production engineers and operators in the screen printing process will not only improve the production of circuit boards and improve the quality of solder paste, but also the proper operation of printing equipment in order to quickly respond to the start-up of circuit board production and model changes. Despite spending a lot of effort and time, it has not yet come out of the situation where it is necessary to rely on the capabilities of the individual operator. In addition, as circuit boards built into electronic devices are becoming more and more miniaturized and miniaturized as described above, the reliability of the solder paste printing process is improved in the subsequent electronic component mounting process and reflow process. This will have an increasing impact on productivity and reliability. Naturally, the function required for the screen printing process will gradually become more sophisticated, and it will not be overlooked that it will occupy a more important position than the electronic component mounting process in the entire circuit board production process.
こうした背景のなかでのひとつの解決策としては回路基板や、スクリーンマスクやはんだペーストにバーコードなどの情報記録媒体を利用し、それらの印刷工程に必要な情報を吸い上げることで、これらの情報をもとに回路基板の機種変更時間を少なくすることが試みられている。しかしながら単にバーコードなどの限定的な情報媒体を利用するだけでは、機種変更やペースト材料の変動にともなう変動要因に対して充分に対処できる信頼性の高い印刷を実現することは難しい。なぜならば、スクリーンマスクやはんだペーストの特性、などの個別要因要素情報をバーコード情報から吸い上げるだけでは、変動要素情報の吸い上げだけであり、スクリーン印刷自体の総合的適正条件を満たすことには成らないからである。 One solution in this background is to use information recording media such as barcodes on circuit boards, screen masks, and solder pastes, and collect these information by sucking up information necessary for the printing process. Attempts have been made to reduce the time for changing the circuit board model. However, by simply using a limited information medium such as a barcode, it is difficult to realize highly reliable printing that can sufficiently cope with variation factors associated with model changes and paste material variations. This is because simply extracting individual factor element information such as the characteristics of screen masks and solder paste from the bar code information only absorbs variable element information and does not satisfy the overall appropriate conditions of screen printing itself. Because.
スクリーン印刷工程において扱う材料は、たとえば、はんだペーストの場合では金属粒子の粒子サイズや粒子形状、フラックスの成分においては松脂の有無と使用される溶剤など様々な化学物質により構成されている。このためにペーストの種類ごとに印刷特性が異なるだけでなく時間の経過による質的変化が顕著であるとともに環境依存性が高い。しかもスクリーン印刷の成否を決定する複数の要因が複雑に絡み合って関係しているために、生産回路基板ごとに異なる要求仕様にたいして印刷条件の適正化をすばやく実施するということは極めて困難であった。オペレータの個人的技量や経験に依存することなく、前記の印刷条件の適正化を容易かつすばやく実施することにより、スクリーン印刷工程を効率良く運用することが本発明の解決しようとする課題である。 The material handled in the screen printing process is composed of various chemical substances such as the size and shape of metal particles in the case of solder paste, and the presence or absence of rosin and the solvent used in the flux component. For this reason, not only the printing characteristics differ depending on the type of paste, but also qualitative changes over time are significant and environmental dependence is high. In addition, since a plurality of factors that determine the success or failure of screen printing are intricately intertwined with each other, it is extremely difficult to quickly optimize printing conditions for different required specifications for each production circuit board. It is a problem to be solved by the present invention to efficiently operate the screen printing process by easily and quickly carrying out the optimization of the printing conditions without depending on the operator's personal skill and experience.
本発明においては、該当するスクリーン印刷機による実際の生産回路基板での印刷データかあるいはデスト基板を使用したプリテスト印刷の解析結果データを記録蓄積することで実際の生産用回路基板の機種変更を実施した場合や、オペレータが交代した場合や、使用するペーストが変更された場合でも、あたかも熟練したオペレータによる的確な判断とおなじように、その都度適正な印刷条件を導き出すことができるのである。このことで機種切り替えや新規設備の導入や、オペレータ変動にともなうスクリーン印刷装置での試行錯誤の時間と費用が大幅に縮小できるのであり、電子回路基板生産ライン全体に及ぼす効果は計り知れない。 In the present invention, the actual production circuit board is changed by recording / accumulating the print data on the actual production circuit board by the corresponding screen printer or the analysis result data of the pretest printing using the destination board. Even when the operator is changed, or when the paste to be used is changed, it is possible to derive appropriate printing conditions in each case, as in the case of accurate judgment by a skilled operator. This can greatly reduce the time and cost of trial and error in screen printing devices due to model switching, introduction of new equipment, and operator fluctuations, and the effect on the entire electronic circuit board production line is immeasurable.
回路基板へのスクリーン印刷において実際の生産基板への印刷に先立ち、テスト印刷を実施し、そのテスト結果のデータをテンプレートデータとして記録し、このテンプレートデータをもとにして、機種変更やペーストの変更に伴う適正な印刷条件をすばやく選択する。 In screen printing on circuit boards, test printing is performed prior to printing on actual production boards, and the test result data is recorded as template data. Based on this template data, model changes and paste changes are made. Quickly select the proper printing conditions to accompany.
一般的なスクリーン印刷機の基本機能を図1に示す。スキージ1はダブルスキージタイプであり、一対でセットになっている。スキージ動作5は往復するごとに二回の印刷が可能である。図1では左から右方向に移動することでペースト15をスクリーンマスク10の開口部23に充填し、回路基板11に転写する態様をしめす。スキージホルダ3はスキージ1を所定の力でスクリーンマスクに押し付ける機能を持つものであり、またスキージのマスクに対する角度4を変更できるようにスキージグリップ2によって連結保持されている。スキージの上下動作駆動装置6は一例としてステップモーター6を利用している。スキージヘッド16はボールねじ8のナットが設置されていて、スキージヘッド16を移動せしめる駆動モータ7に連結されている。駆動モータ7が回転すればボールネジ8を介してスキージヘッド16は移動し、同時にスキージ1の印刷動作が行われる。
A basic function of a general screen printing machine is shown in FIG. The
スクリーンマスク10の下部には回路基板11が基板バックアップ装置14により保持されている。回路基板11の裏面に先に実装された電子部品があれば、図示しないサポートピンが設定されることが多い。バックアップ装置14の昇降駆動装置13はこの実施例ではサーボモータである。これにより、スクリーン印刷動作が終了した後に回路基板11をスクリーンマスク10より離脱させるために所定の離脱速度と加速度とストロークを設定することができる。
A circuit board 11 is held by a
本発明の主題に深くかかわるものではないので図示は省略するが、スクリーンマスクのパタン開口部と回路基板のパタンを位置合わせするための、画像取り込みカメラと、取り込まれた画像をもとに前記のスクリーンマスクの開口部と回路基板のバタンとを精密に位置合わせするための位置補正装置が必要である。同じく、本発明の主題に深くかかわるものではないので図示は省略するが、スクリーン印刷される回路基板は一般には印刷が終了されれば、印刷機外に払い出しを実施し、新しい回路基板を搬入する必要がある。このためには回路基板の搬入と排出のための回路基板搬送装置が必要である。 Although not shown because it is not deeply related to the subject matter of the present invention, an image capturing camera for aligning the pattern opening of the screen mask and the pattern of the circuit board, and the above-described image based on the captured image. A position correcting device for precisely aligning the opening of the screen mask and the pattern of the circuit board is required. Similarly, although not shown because it is not deeply related to the subject matter of the present invention, a circuit board to be screen-printed is generally discharged out of the printing press and loaded with a new circuit board when printing is finished. There is a need. For this purpose, a circuit board transfer device for carrying in and discharging the circuit board is necessary.
印刷要因別テンプレートT1を図2においてその一例を示す。この図2の縦軸には順にスクリーンマスク種類(M)、スキージ種類(S)、ベースト種類(P)、変動要因(A〜H)、評価値(V)を配置する。図2の横軸にはそれぞれの印刷要因のうちのハードウエア項目(M、S、P)と印刷ソフトウエア項目(A〜H)と、評価値(V)についての印刷結果データを記録する。この印刷結果データは実際の生産回路基板を印刷したものであれば過去のデータから良好なものを選定して記録しておく。また、この印刷結果データがテスト用スクリーンマスクやテスト用基板やテスト用ペーストを使用した場合においては、後記するようにテスト印刷データの解析結果を記録する。したがって、実際のスクリーン印刷での印刷条件の適正化は図2に記載のテンプレート(T1)の中から最適なものを検索し選定することで完結する。評価値Vは縦列に記載の要因変動データによる印刷結果の評価であって、たとえば満点を10とすれば、1〜10までの数値をあてはめることで、適正な印刷条件の検索を容易にする。 An example of the printing factor-specific template T1 is shown in FIG. The screen mask type (M), the squeegee type (S), the base type (P), the variation factors (A to H), and the evaluation value (V) are sequentially arranged on the vertical axis of FIG. The horizontal axis in FIG. 2 records the printing result data for the hardware items (M, S, P), the printing software items (A to H), and the evaluation value (V) among the printing factors. If this print result data is obtained by printing an actual production circuit board, a good one is selected from the past data and recorded. When the print result data uses a test screen mask, a test substrate, or a test paste, the analysis result of the test print data is recorded as will be described later. Therefore, optimization of printing conditions in actual screen printing can be completed by searching for and selecting the optimum template (T1) shown in FIG. The evaluation value V is an evaluation of the printing result based on the factor variation data described in the column. For example, if the perfect score is 10, a numerical value from 1 to 10 is applied to facilitate the search for an appropriate printing condition.
ペースト機能補助テンプレート(T2)を図3に示す。この例では、はんだペーストを取り上げている。はんだペーストは前記に記載したように、電子部品の回路基板への粘着性や、フラックス特性や、環境保全性や各種の物性など様々な性質が印刷特性に関わっている。ここでは全ての機能、性質について網羅することは出来ない。したがってはんだペーストの印刷に比較的深くかかわると考えられる性質について8項目を選定したが、もちろんこの範囲に限定されるものではない。スクリーン印刷装置のハード・ソフトごとに変動があってよい。このテンプレート(T2)はテンプレート(T1)におけるペースト種類(P)とリンクしている。 A paste function auxiliary template (T2) is shown in FIG. In this example, solder paste is taken up. As described above, the solder paste has various properties related to printing characteristics such as adhesion of electronic components to the circuit board, flux characteristics, environmental conservation, and various physical properties. It is not possible to cover all functions and properties here. Accordingly, although eight items were selected for properties that are considered to be relatively deeply related to solder paste printing, of course, the present invention is not limited to this range. There may be variations for each hardware and software of the screen printing apparatus. This template (T2) is linked to the paste type (P) in the template (T1).
また、図2での変動要因(A〜H)は図4の変動要因(A〜H)と、図5の要因(A〜H)と図6の変動要因(A〜H)と同じ意味をもつ。なお、図4〜図6まではテスト印刷による印刷条件の適正化を進めるための手順を説明するための図表である。また図10、図11はテスト印刷による適正化を進める手順のフローチャートである。 Also, the fluctuation factors (A to H) in FIG. 2 have the same meaning as the fluctuation factors (A to H) in FIG. 4, the factors (A to H) in FIG. 5, and the fluctuation factors (A to H) in FIG. 6. Have. 4 to 6 are tables for explaining a procedure for proceeding with optimization of printing conditions by test printing. FIGS. 10 and 11 are flowcharts of a procedure for proceeding with optimization by test printing.
図2における変要因別のテンプレートデータ(An〜Hn)を求める手順の一例について説明する。実際の生産基板を使用した場合のテンプレートデータ(An〜Hn)は、生産基板に転写されたペーストの印刷状況を評価して登録するだけでよい。ただし、実際の生産での精密な評価は容易ではなく、煩雑であるがゆえに印刷不良個所の調査には見落としの発生することが多い。この対策には登録テンプレートデータの絶え間ない是正処置が望ましい。このようにして実生産基板での沢山の印刷条件データがテンプレート(T1、T2)として蓄積されれば、それだけ良い印刷条件の選択肢が増えることとなる。 An example of a procedure for obtaining template data (An to Hn) for each variable in FIG. 2 will be described. Template data (An to Hn) when an actual production substrate is used only needs to be registered by evaluating the printing status of the paste transferred to the production substrate. However, precise evaluation in actual production is not easy and complicated, and therefore, oversight often occurs in the investigation of defective print locations. For this countermeasure, it is desirable to continuously correct the registered template data. In this way, if a lot of printing condition data on the actual production board is accumulated as templates (T1, T2), the choices of good printing conditions are increased accordingly.
図4における水準(L)とは変動要因(A〜H)のそれぞれについて一般的に妥当と考えられる数値を標準値(2)とし、この標準値(2)を中心として、テストデータに幅(1)と(3)を持たせることで、変動要因ごとの方向性を能動的に調査することが目的である。ここでは3段階に入力値を変化させている。図5では横軸に変動要因を配置し、縦軸にはそれぞれの変動要因ごとの変動水準(L)を割り付ける。この場合ではテスト印刷の回数を18通りとして割り付けた。横軸に割り付けた変動要因と縦軸のテスト回数との交点の数字は前記の水準(L:1〜3)であり、この配列は古くから実験計画法(後に発展して品質工学)として確立されている「直交表」にしたがって機械的に実施すればよい。 The level (L) in FIG. 4 is a standard value (2) that is generally considered appropriate for each of the variation factors (A to H), and the test data has a width ( By having 1) and (3), the purpose is to actively investigate the direction of each variation factor. Here, the input value is changed in three stages. In FIG. 5, the variation factors are arranged on the horizontal axis, and the variation level (L) for each variation factor is assigned to the vertical axis. In this case, the number of test prints was assigned as 18 patterns. The number of intersections between the variable factors assigned to the horizontal axis and the number of tests on the vertical axis is the above-mentioned level (L: 1 to 3), and this arrangement has long been established as an experimental design (later developed and quality engineering). What is necessary is just to implement mechanically according to the "orthogonal table".
次に、数1の計算式にしたがって、図5におけるテストごとのSN比ηを計算する。SN比ηは、平均または偏りの二乗とばらつきの二乗の比であって、数値が高いほど総合評価は良い。なお数式1に記載のSmは平均値の変動であり、Veは誤差分散である。またnはテストの数であるが、これらは前記品質工学での公知事項であるのでここでは詳細説明は省略する。
Next, the SN ratio η for each test in FIG. The SN ratio η is the ratio of the mean or bias squared to the square of variation, and the higher the numerical value, the better the overall evaluation. In addition, Sm described in
図6はSN比ηの変動水準別平均を示す。各印刷要因(A〜H)別と水準(L)別のSN比ηを図5で計算したη1〜η18の値をもとにして計算する。これらの計算方式についても公知事項であり、また専用の計算ソフトも市販されていることでもあり、ここでは詳細説明は省略する。一連のテスト印刷解析は、図6の変動要因(A〜H)について、3水準(L)のうちの最も高いSN比ηを選定すればよい。この解析したデータを図2のテンプレート(T1)として変動要因ごとに推奨データ(An〜Hn)登録する。以上がテスト印刷によるテンプレートデータの作成方法例である。 FIG. 6 shows the average of the SN ratio η by variation level. The SN ratio η for each printing factor (A to H) and each level (L) is calculated based on the values of η 1 to η 18 calculated in FIG. These calculation methods are also publicly known matters, and dedicated calculation software is also commercially available, and detailed description thereof is omitted here. In the series of test print analysis, the highest SN ratio η among the three levels (L) may be selected for the variation factors (A to H) in FIG. The analyzed data is registered as recommended data (An to Hn) for each variation factor as the template (T1) in FIG. The above is an example of a method for creating template data by test printing.
テスト用スクリーンマスクの一例を図7に示す。このテストマスク20は実際の生産用回路基板用スクリーンマスクと、その利用方法について互換性を持たせている。パタンに相当するマスクの開口部23はマスク10の印刷可能領域に印刷対象とする回路基板のパタンを想定して異種サイズあるいは異種形状のものをスクリーンマスク10の複数箇所に形成する。この場合、同一サイズの開口部23は印刷性能の評価を容易にするために、単列配置、複列配置、あるいは直交列配置などを組み合わせることが望ましい。なお、ペーストを印刷するテスト基板は、ここでは図示を省略するが、印刷されたペーストの印刷性能評価を容易にするために、ペーストとのコントラストが明瞭になるような基板色が望ましい。もちろん電子回路配線パタンなどは不要である。このことで、テスト印刷されたペーストの印刷状態を正確に認識することが可能であり、かつ印刷結果の評価も容易となる。
An example of a test screen mask is shown in FIG. The
前記のテスト印刷によるペースト印刷条件のテンプレート作成手順を示すフローチャートを図11に示す。まずテスト用スクリーンマスクとテスト基板を決定し、印刷機に設定する101。101では印刷環境の温度あるいは湿度について計測と記録をする。テスト用ペーストを選定する102。このペーストは至近未来にて使用が予定される品種、型式のものを選定することが望ましい。これらをペースト機能補助テンプレートに記録する103。該当するペーストの特性をもとにして変動要因を選定する104。変動要因ごとの水準を決定する105。変動要因とテスト順番を直交表に割り付ける106。直交表のテスト順にテスト印刷を実施する107。テスト番号順にSN比を計算する108。SN比の変動水準ごとの平均を計算する109。変動水準ごとに最も高いSN比を選択する110。最後に適用ペーストと変動要因ことの最適印刷条件をテンプレートT1に記録する。
FIG. 11 is a flowchart showing a template creation procedure for paste printing conditions by the test printing. First, a test screen mask and a test substrate are determined and set in the
ただし実際に電子部品を実装するプリント回路基板の場合には、テスト基板とは異なり、電子回路配線パタンが存在する。この回路パタンは回路基板の表面上に微小な凹凸を形成することが多い。また、両面回路基板の表裏の回路を電気的につなぐためのスルーホールが形成されている場合もある。こうした回路基板の表面の凹凸は回路基板を真空によって回路基板にセットする場合にはペーストの均一な印刷のための障害となる。つまり、真空圧力が回路基板の凹凸とスルーホールを経由して伝達され、スルーホール近傍の印刷パタン部のペーストをも真空引きし、基板に転写されたペーストの印刷形状を悪化させてしまうのである。この障害を少なくするには、テスト基板にも所定のスルーホールを設けることが望ましい。この意味では印刷結果の判定は困難ではあるが、生産基板自体をテスト基板として利用することもその意味では意義があるといえるのである。 However, in the case of a printed circuit board on which electronic components are actually mounted, an electronic circuit wiring pattern exists unlike a test board. This circuit pattern often forms minute irregularities on the surface of the circuit board. In some cases, through holes are formed to electrically connect the circuits on the front and back of the double-sided circuit board. Such unevenness on the surface of the circuit board becomes an obstacle for uniform printing of the paste when the circuit board is set on the circuit board by vacuum. That is, the vacuum pressure is transmitted through the unevenness of the circuit board and the through hole, and the paste in the printing pattern portion near the through hole is also evacuated, so that the printed shape of the paste transferred to the board is deteriorated. . In order to reduce this obstacle, it is desirable to provide a predetermined through hole in the test board. In this sense, it is difficult to determine the print result, but it can be said that it is meaningful to use the production substrate itself as a test substrate.
図8において、印刷装置制御装置40には、入力装置41、通信装置42、記憶装置43、回路基板搬送装置30、回路基板バックアップ装置31、スクリーン補正装置51、スキージ駆動装置55、スクリーン清掃装置52、および出力装置44が接続されている。入力装置41はオペレータが操作して回路基板のスクリーン印刷に必要な指令、データなどを入力するものである。通信装置42は他の機器と互いに通信するものであり、図9記載のLAN85を介してホストコンピュータ70に接続されている。記憶装置43はスクリーン印刷装置全体を制御するシステムプログラム、システムプログラム上で装置の各要素機能をそれぞれ個別に制御する制御プログラム、ホストコンピュータ70から送信された当該スクリーン印刷装置用の生産プログラムおよび回路基板のバックアップ情報を記憶するものである。出力装置44はスクリーン印刷装置の生産情報、警告、あるいは新規に作成され、訂正され実施された印刷条件テンプレート情報を、LAN85を介してホストコンピュータ70を経由し、下流工程の電子部品装着装置90にその情報を伝達される。
In FIG. 8, the printing
本制御システムのホストコンピュータ70はテンプレート作成に関わる制御を主目的としているが、このテンプレート作成に関わる制御規模がさほど大きくない場合には印刷装置の制御装置40に内蔵させることはもちろん可能である。一般にはスクリーン印刷工程は単独工程として稼動されるより、回路基板の生産ライン中の複数工程の一部として構成されることが多い。こうした場合には全工程かあるいは一部の複数工程を一括して制御することが望ましい。当該ホストコンピュータ70および工場全体の生産管理コンピュータ(記載は省略)などをLAN85によるネットワークを構成すれば、印刷機など特定の制御装置への負荷を軽減するとともに、回路基板用の基本テータの共用や生産情報の共有によって、単に印刷工程のみならず生産ライン全体の効率の良い運用が可能となる。
The
図9における、電子部品装着装置90に対して通信部72を経由して、当該スクリーン印刷装置の生産情報を伝送する場合には通信回線LAN85を利用すればよい。また、回路基板設計CAD95にて作成された回路基板データを利用して、当該スクリーン印刷機で利用するテスト基板(図示を省く)の回路パタンを生成する場合にもLAN85を介して実施が可能である。生産支援装置60はLAN85によってホストコンピュータ70に接続されている。この生産支援装置60も制御規模がさほど大きくない場合には、印刷装置の制御装置40に内蔵されてもよい。なお図9において入力部73、通信部72、生産プログラム部76、印刷条件適正化部78、回路基板バックアップ適正化部80は前記印刷装置以外の制御装置のデータを利用してデータ加工する工程である。また、表示部74、画像処理部75、記憶部79は加工されたテータを格納する工程である。ただし画像処理部75は、生産基板とスクリーンマスクの基準マーク認識と、実際に印刷されたペーストの認識とデータ解析を実施する場合もある。
In the case where production information of the screen printing apparatus is transmitted to the electronic
実生産における生産回路基板の印刷条件の設定手順についてフローチャート図10をもとに説明する。まず該当する生産回路基板を入力し、制御部71の記憶部79に格納されているテンプレートT1から該当するスクリーンマスク種類M、スキージ種類Sを検索するステップがS0である。つぎに実生産で使用すべきペースト種類の情報を入力し、ペースト機能補助テンプレートT2から機能、性質の近似のものを検索するステップがS1である。過去に実績のあるペーストであれば、あるいはテンプレートT1に近似のものがあれば印刷条件の自動設定ステップS8へ進む。過去の実績もテンプレートT1にも相当するものがなければ、当該ペーストの情報を再度確認する。ペーストの容器に無線タグ情報があるかどうか調査するステップS2。無線タグが添付されていない場合は、当該ペーストのマニアルから仕様を補助テンプレートT2に手入力し、再度検索を実施するステップS6。無線タグ添付されている場合は、これを読み取るステップS5。次に近似印刷条件の検索を実施するステップS6。検索の結果近似する印刷条件が発見できれば、そのデータを設定するステップS8。ステップS6での自動検索にて近似する適正な印刷条件が発見できない場合は、テンプレートT1、T2の一覧からより適正と考えられる印刷条件の仮設定を手動で実施するステップS7。仮設定の結果をテンプレートT1、T2に追記するステップS9。印刷条件が決定されたら自動運転ステップS10を実行する。実運転の実施を確認し、印刷結果が妥当なものであれば、選定した印刷条件を正式なものとしてテンプレートT1に正規に登録する。そうでない場合は、再度のテスト印刷を実施するか、もう一度仮設定を試みるか判断するステップS11。テスト印刷ステップS12の場合は図11のフローチャートに従って別途に作業を進める。また再度の仮設定の場合はステップS7に戻る。
The procedure for setting the printing conditions of the production circuit board in actual production will be described with reference to the flowchart of FIG. First, the corresponding production circuit board is input, and the step of searching for the corresponding screen mask type M and squeegee type S from the template T1 stored in the
図7に記載の無線タグ25はタグICに使用されている周波数の帯域にもよるが、一般には所定の距離の範囲であれば、非接触での情報の交換が可能なRF機能内臓のICタグである。この無線タグ25をスクリーン印刷での印刷性を決定する、プリント基板情報、ペースト情報、スクリーンマスク情報、スクリーン印刷機の装置構成要素、スキージ情報などの双方向情報交換の媒体とし、無線タグリーダー26にて読み取ることでスクリーン印刷工程の効率の良い運用を行うことができる。無線タグ25は金属や水の影響を受けるものがある。このタイプの場合は、スクリーンマスク20が回路基板11の上にある場合は、回路基板11の上部に添付された無線タグ情報を読み込むことは難しい。スクリーン印刷機に搬送する途中で読み取る必要がある。また、周波数の高い帯域を使用している無線タグは一般には通信距離が長い。この場合は、スクリーン印刷機の外部に設置された無線タグリーダー26によってデータの読みとりが可能である。スクリーンマスク20は一般にはアルミを主成分とする材料のフレーム21とマスク10自体はステンレスや銅が多い。したがって、一般的なコンビネーションマスクの場合では、無線タグはメッシュ部分に添付されることが良好である(図7)。ペーストの場合は材料の中に入れることは出来ない。この場合はペースト容器の外部に添付されることとなる。これを通信距離の大きいリーダー26で読み取るのである。スキージは一般にはウレタン製が多くこの場合は無線タグの通信機能に問題はない。金属製かまたは金属とウレタンなどの複合材の場合は注意が必要である。しかし、今後は金属にも水分にも影響を受けにくい無線タグが開発されつつあるのでこの意味では添付される材料による問題は次第になくなってゆくものと考える。
Although the
前記のようにペーストは温度、湿度の影響を敏感にうける。このことで粘度が変化するからである。粘度が変化するとペーストの流動性が変化し、スクリーンマスクの開口部を通過するペーストの量と速度が変化する。このことで回路基板の上に転写されるペーストの量も変化するのである。特に環境温度の管理は印刷機では必須である。スクリーン印刷機の内部の環境温度もしくは湿度のいずれかを計測する手段センサー27を配置し、この計測装置から得られたデータにもとづいて、前記のテンプレートデータによる印刷条件をさらに適正化することで、長時間での安定したスクリーン印刷稼動システムが構築できる。
温度または湿度センサーはペーストの内部を直接計測することが望ましい。しかし、実現は困難である。したがって、ある程度の距離を保ちつつ計測することが現実的である。センサー27は志向性のあるセンサーであり、披印刷物である回路基板と印刷されるペーストの近傍の環境温度あるいは湿度をできるだけ精度よく計測できるように、スクリーン印刷装置全体を覆うカバー28の内部に設置されることが望ましい。カバー28の内部は一定の印刷条件を確保するためにも専用の空調設備によるフィードバック制御を実施することが望ましい。
As described above, the paste is sensitive to the effects of temperature and humidity. This is because the viscosity changes. When the viscosity changes, the fluidity of the paste changes, and the amount and speed of the paste passing through the opening of the screen mask change. This also changes the amount of paste transferred onto the circuit board. In particular, management of the environmental temperature is essential for a printing press. By arranging a means sensor 27 for measuring either the environmental temperature or the humidity inside the screen printing machine and further optimizing the printing conditions based on the template data based on the data obtained from this measuring device, A stable screen printing operation system can be constructed for a long time.
It is desirable that the temperature or humidity sensor directly measures the inside of the paste. However, it is difficult to realize. Therefore, it is realistic to measure while maintaining a certain distance. The sensor 27 is a directional sensor, and is installed inside the
1 印刷スキージ
3 スキージホルダ
6 スキージ昇降駆動装置
7 スキージ印刷駆動モータ
10 スクリーンマスク
11 回路基板
13 回路基板バックアップ昇降駆動装置
20 スクリーンマスク
21 スクリーンマスク枠
23 テストパタン開口部
26 無線タグリーダー
27 温度または湿度計測センサー
28 スクリーン印刷機カバー
40 制御装置
70 テンプレート作成コンピュータ構成装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Means for measuring at least one of the working environment temperature of the screen printing apparatus, the paste temperature used for actual production, or the working environment humidity, and the temperature or humidity data obtained by the measuring means; 4. The screen printing method according to claim 1, wherein the printing conditions are optimized based on the template data.
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012066558A (en) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Fuji Mach Mfg Co Ltd | Screen printing machine |
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-
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- 2004-01-19 JP JP2004010043A patent/JP2005199628A/en active Pending
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