JPH09201953A - クリーム半田印刷機におけるメタルマスクのクリーニング方法 - Google Patents

クリーム半田印刷機におけるメタルマスクのクリーニング方法

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JPH09201953A
JPH09201953A JP8013132A JP1313296A JPH09201953A JP H09201953 A JPH09201953 A JP H09201953A JP 8013132 A JP8013132 A JP 8013132A JP 1313296 A JP1313296 A JP 1313296A JP H09201953 A JPH09201953 A JP H09201953A
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cream solder
metal mask
cleaning
printing machine
solder printing
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JP8013132A
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Yasutaka Iwata
康孝 岩田
Kenji Okamoto
健二 岡本
Masanori Yasutake
正憲 安武
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品が微細化し、メタルマスクのパター
ン孔が微細化しても、メタルマスクによるクリーム半田
印刷が適正に行われ、充分な接合強度が得られるクリー
ム半田印刷機におけるメタルマスクのクリーニング方法
の提供。 【解決手段】 メタルマスクを使用してクリーム半田を
プリント基板に印刷し、所定回数印刷する毎に前記メタ
ルマスクをクリーニングするクリーム半田印刷機におい
て、前記クリーニング後に、撮像手段により前記メタル
マスクに残存しているクリーム半田の画像データを取り
込み、前記画像データを処理して前記メタルマスクに残
存しているクリーム半田の状態を示すデータを求め、前
記データを判定基準と比較して適・不適を判定し、適の
場合にはクリーム半田印刷を続けて行い、不適の場合に
は再度クリーニングを行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クリーム半田印刷
機におけるメタルマスクのクリーニング方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】以前から、プリント基板に電子部品を実
装する場合、先ず、メタルマスクを使用してクリーム半
田をプリント基板に印刷し、次いで、印刷したクリーム
半田上にチップ部品等の電子部品をマウントし、最後
に、リフロー炉によって半田付けするという工程が主流
になっている。そして、メタルマスクを使用してクリー
ム半田をプリント基板に印刷する場合には、メタルマス
クのクリーニングが必要である。
【0003】従来のクリーニング装置におけるメタルマ
スクのクリーニング方法を図10に基づいて説明する。
【0004】従来のクリーニング装置を示す図10にお
いて、1はクリーム半田を印刷するメタルマスク、2は
メタルマスク1のパターン孔に詰まったクリーム半田に
振動を与えて取り除く超音波振動手段である。3はメタ
ルマスク1の基板側の面44に付着したクリーム半田と
メタルマスク1のパターン孔から超音波振動手段2の振
動で脱落するクリーム半田とを拭き取るクリーニングペ
ーパであり、矢印の方向に送られ、ガイドローラ3a、
3a、3a、3aにガイドされてメタルマスク1に付着
したクリーム半田を図10の右から左に向かってクリー
ニングする。4はクリーニングの際にクリーニングすべ
き半田を溶解する溶剤をクリーニングペーパ3に塗布す
る塗布手段である。5は上記の右から左に向かってのク
リーニングが終わり左から右に向かって戻る際に、メタ
ルマスク1に付着している前記溶剤をクリーニングペー
パ3で拭き取るのと同時にエアを吹き付けて乾燥させる
エア吹付手段である。
【0005】従来のメタルマスクのクリーニング方法に
おいては、図10に示すように、塗布手段4によって溶
剤を塗布しながらクリーニングペーパ3を送り出し、ガ
イドローラ3a、3a、3a、3aを移動し、前記の溶
剤を塗布したクリーニングペーパ3をメタルマスク1の
基板側の面44に接触させ図10の右から左に向かって
クリーニングする。同時に、超音波振動手段2をメタル
マスク1のスキージ側面43に接触させてメタルマスク
1に振動を加えながら図10の右から左に向かって移動
させる。このようにすると、メタルマスク1の基板側の
面44に付着したクリーム半田を前記の溶剤を塗布した
クリーニングペーパ3で拭き取り、且つ、メタルマスク
1のパターン孔の縁部に付着したクリーム半田を超音波
振動手段2の超音波による振動で脱落させて拭き取るこ
とができる。前記の拭き取りが終わると、塗布手段4に
よる溶剤の塗布を止め、超音波振動手段2をメタルマス
ク1から離して元の位置に戻し、メタルマスク1の基板
側の面44に付着した前記溶剤を、乾燥したクリーニン
グペーパ3で拭き取ると同時に、エア吹付手段5によっ
てエアをメタルマスク1の基板側の面44に吹き付けな
がら図10の左から右に戻る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
の構成では、メタルマスクのクリーニングを行うだけで
あるので、超音波振動をかけ溶剤を使用してクリーニン
グしても、メタルマスクのパターン孔の縁部に微小量の
クリーム半田が残留する。電子部品の寸法が比較的大き
くてメタルマスクのパターン孔が大きい時代には、前記
の残留クリーム半田はパターン孔の面積に対して割合が
小さく半田付けトラブルの原因にはならなかったが、最
近のように、回路基板に実装する電子部品が微細化し、
それに伴ってメタルマスクのパターン孔が微細化する
と、パターン孔の面積に対する残留クリーム半田の面積
の割合が大きくなり半田付けの接合状態が悪くなったり
接合強度が不足するという問題点が発生する。
【0007】本発明は、上記の問題点を解決することに
より、回路基板に実装する電子部品が微細化し、メタル
マスクのパターン孔が微細化しても、メタルマスクによ
るクリーム半田印刷が適正に行われ、半田付けの接合状
態が安定し充分な接合強度が得られるクリーム半田印刷
機におけるメタルマスクのクリーニング方法の提供を課
題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願第1発明のクリーム
半田印刷機におけるメタルマスクのクリーニング方法
は、上記の課題を解決するために、メタルマスクを使用
してクリーム半田をプリント基板に印刷し、所定回数印
刷する毎に前記メタルマスクをクリーニングするクリー
ム半田印刷機において、前記クリーニング後に、撮像手
段により前記メタルマスクに残存しているクリーム半田
の画像データを取り込み、前記画像データを処理して前
記メタルマスクに残存しているクリーム半田の状態を示
すデータを求め、前記データを判定基準と比較して適・
不適を判定し、適の場合にはクリーム半田印刷を続けて
行い、不適の場合には再度クリーニングを行うことを特
徴とする。
【0009】本願第2発明のクリーム半田印刷機におけ
るメタルマスクのクリーニング方法は、本願第1発明の
クリーム半田印刷機におけるメタルマスクのクリーニン
グ方法において、クリーム半田の状態を示すデータは、
メタルマスクのパターン孔の縁部に残存しているクリー
ム半田の面積であることを特徴とする。
【0010】本願第3発明のクリーム半田印刷機におけ
るメタルマスクのクリーニング方法は、本願第1発明の
クリーム半田印刷機におけるメタルマスクのクリーニン
グ方法において、クリーム半田の状態を示すデータは、
メタルマスクに残存しているクリーム半田の残存位置で
あることを特徴とする。
【0011】これらにより、メタルマスクのパターン孔
の縁部に残存するクリーム半田の状態を悪影響が無い状
態に限定できるので、回路基板に実装する電子部品が微
細化し、メタルマスクのパターン孔が微細化しても、メ
タルマスクによるクリーム半田印刷が適正に行われ、半
田欠け、半田にじみ、半田ブリッジ等の半田印刷不良が
無くなり半田印刷状態が向上し、且つ、充分な接合強度
が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】先ず、本発明のクリーム半田印刷
機におけるメタルマスクのクリーニング方法を使用する
メタルマスクのクリーニング装置の一実施の形態を図1
〜図3に基づいて説明する。
【0013】図1において、6はクリーム半田を印刷す
るメタルマスク、7はメタルマスク6のパターン孔に詰
まったクリーム半田に振動を加えて取り除く超音波振動
手段である。8はメタルマスク6の基板側の面46に付
着したクリーム半田とメタルマスク6のパターン孔から
超音波振動手段7の振動で脱落するクリーム半田とを拭
き取るクリーニングペーパであり、矢印の方向に送ら
れ、ガイドローラ8a、8a、8a、8aにガイドされ
てメタルマスク6に付着したクリーム半田を図1に示す
ように右から左に向かってクリーニングする。9はクリ
ーニングの際にクリーニングすべき半田を溶解する溶剤
をクリーニングペーパ8に塗布する塗布手段である。1
0は上記の右から左に向かってのクリーニングが終わり
左から右に向かって戻る際に、メタルマスク6に付着し
ている前記溶剤をクリーニングペーパ8で拭き取るのと
同時にエアを吹き付けて乾燥させるエア吹付手段であ
る。
【0014】本実施の形態は上記までは従来例と同じで
あるが、下記に特徴がある。
【0015】22はメタルマスク6の表面やパターン孔
の画像を取り込むラインセンサカメラ、14はラインセ
ンサカメラ22に取り付けるレンズ、12はラインセン
サカメラ22をX方向(図1の紙面に直角な方向)に移
動させるXテーブル、17はラインセンサカメラ22を
Y方向(図1の左右方向)に移動させるYテーブル、1
1はXテーブル12とYテーブル17とを取り付ける基
盤である。
【0016】13はラインセンサカメラ22をX方向に
走査させるためにXテーブル12を移動させるX軸モー
タ、16はラインセンサカメラ22をX方向に移動させ
て所定位置に位置決めするためにYテーブル17を移動
させるY軸モータ、15はY軸モータ16の回転でYテ
ーブル17の移動距離を測定するエンコーダである。
【0017】19はYテーブル17の上に設置され後述
のZテーブル21の回転角を調整するために水平回転す
る回転テーブル、18は回転テーブル19を回転させる
θ軸モータ、20はラインセンサカメラ22用の照明手
段、21はクリーム半田印刷すべきプリント基板を載せ
るZテーブル、23はZテーブル21に載せられたプリ
ント基板をメタルマスク6の基板側の面46の規定位置
に密着させるためにZ方向(図1の上下方向)に移動さ
せるZ軸モータで、密着させる力がプリント基板の姿勢
に合わせて均一になるように複数個設けてある。
【0018】24はメタルマスク6をクリーニングする
機構やメタルマスク6の検査を行う機構を制御する制御
部、25は複数の検査項目の検査データを入出力するド
ライバー部、26は検査結果や制御内容を表示するモニ
タテレビ、27は制御内容の入力を行うキーボードであ
る。モニタテレビ26とキーボード27とは制御内容の
入力を対話形式で行う機構になっている。又、モニタテ
レビ26とキーボード27とはメタルマスク6のクリー
ニング周期の設定とメタルマスク6の検査すべき箇所の
設定とを対話形式で行う機構になっている。
【0019】図2において、28はラインセンサカメラ
22に取り込まれた画像データを格納する取込みメモリ
であり、ラインセンサカメラ22に取り込まれた画像デ
ータが新旧交代して順次格納される。29は取込みメモ
リ28に格納された画像データから検査すべきエリアを
切り出して格納する切出しメモリ、30は切出しメモリ
29に切り出された画像データの画像処理を行う画像処
理回路、31は画像処理回路30で画像処理された画像
データを使用して複数の検査項目の検査を行う検査処理
回路であり、検査処理回路31は図2に示すように複数
の検査項目に対応して複数設けられている。切出しメモ
リ29は、図3に示すように、第1切出しメモリ40と
第2切出しメモリ41とで構成され、これらの一方が取
込みメモリ28からの画像データを格納している際に、
他方が格納している画像データを出力する。
【0020】32はラインセンサカメラ22に取り込ま
れた画像データを取込みメモリ28に格納するアドレス
を発生する取込みメモリアドレス発生回路、33は取込
みメモリ28から画像データを切り出して切出しメモリ
29に格納する際のアドレスを発生する切出しメモリア
ドレス発生回路、34は切出しメモリ29から画像処理
回路30や検査処理回路31に画像データを入出力する
タイミングを発生する画像処理タイミング発生回路、3
5はY軸モータ16のエンコーダ15からの信号を取り
込んでYテーブル17の移動量を求めるエンコーダカウ
ント回路、36は前記各種モータ13、16、18、2
3を動作させ、前記各種モータ13、16、18、23
のエンコーダから取り込んだ信号により各種テーブル1
2、17、19、21の移動量を求めるモータコントロ
ール回路、37は照明手段20、ドライバー部25、モ
ニタテレビ26、キーボード17等とのインターフェイ
スを行うマンマシンインターフェイス回路、38は制御
部24をコントロールするCPU、39は制御部24の
プログラム、クリーニング周期、検査項目や検査結果等
の各種情報が格納されているメモリである。
【0021】次いで、本発明のクリーム半田印刷機にお
けるメタルマスクのクリーニング方法の一実施の形態を
図4〜図9に基づいて説明する。
【0022】本実施の形態の全体を示す図4のフローチ
ャートのステップ#1において、従来の方法でクリーム
半田印刷を行う。
【0023】ステップ#2において、クリーム半田の印
刷回数をカウントし、予め設定してある設定回数に到達
したか否かを判定し、否であればステップ#1に戻り、
到達していれば、ステップ#3に進む。
【0024】ステップ#3において、従来の方法でメタ
ルマスクのクリーニングを行いステップ#4に進む。
【0025】ステップ#4において、前記クリーニング
されたメタルマスクの画像処理を行う。
【0026】ステップ#5において、前記画像処理結果
を判定し、OKであればステップ#1に戻ってクリーム
半田の印刷を行い、NGであればステップ#3に戻って
再度クリーニングを行う。
【0027】次いで、本実施の形態のメタルマスクの画
像データ取込み方法を図5に基づいて説明する。
【0028】ステップ#6において、ラインセンサカメ
ラ22が画像の取り込みを開始する位置と、画像の取り
込みを終了する位置と、画像取込みラインのピッチとを
設定する。
【0029】ステップ#7において、Y軸モータ16を
動作させてラインセンサカメラ22をメカ原点に移動さ
せる。
【0030】ステップ#8、9において、Y軸モータ1
6の動作によりラインセンサカメラ22をメカ原点から
画像取込み位置へ移動させる。
【0031】ステップ#10において、Y軸モータ16
の動作によりラインセンサカメラ22を移動させなが
ら、画像取込みを行い、図2の取込みメモリ28に格納
する。
【0032】ステップ#11において、取込み終了位置
に到達したか否かを判断し、到達していなければステッ
プ#12に進み、到達しておればステップ#14に進
む。
【0033】ステップ#12、13において、ピッチ分
に対応する移動を行い、ステップ#10に戻り、ステッ
プ#10、11を繰り返して画像取込みを行い、図2の
取込みメモリ28に格納する。
【0034】ステップ#14において、全取込みが終了
しておれば、ラインセンサカメラ22を退避位置に移動
させると共にステップ#17に進み、終了していなけれ
ばステップ#15に進む。
【0035】ステップ#15、16において、ラインセ
ンサカメラ22を次の取込み開始位置に移動させ、ステ
ップ#10に戻り、ステップ#10、11、14を繰り
返して画像取込みを行い、図2の取込みメモリ28に格
納する。
【0036】次いで、上記によって取込まれた画像デー
タに対する本実施の形態による検査処理を図6〜図9に
基づいて説明する。
【0037】本実施の形態による検査処理には図6と図
7に示す複数の処理方法があり、これらの検査方法は並
行して処理される。先ず、図6から説明する。
【0038】図6のステップ#17において、取込みメ
モリ28に格納されている画像データから図8、図9の
40に示す切出し画像データを切り出して切出しメモリ
29に格納する。
【0039】ステップ#18において、図8、図9に示
すように検査エリア42を設定する。
【0040】ステップ#19において、縁部に付着して
いるクリーム半田43を含まないパターン孔41の空間
部分を色抽出する。
【0041】ステップ#20において、前記の色抽出部
を2値化する。
【0042】ステップ#21において、前記の2値化デ
ータにより縁部に付着しているクリーム半田43を含ま
ないパターン孔41の空間部分の面積、即ち、認識マス
ク孔の面積S1 を求める。
【0043】ステップ#22において、所定のマスク孔
面積S0 −認識マスク孔面積S1 ≦許容値が成立するか
否かを判断し、成立すればOKとの判断でステップ#2
3に進み、不成立であれば不良との判断でステップ#2
4に進む。
【0044】ステップ#23において、クリーニング結
果良の信号を出し、ステップ#1に戻ってクリーム半田
印刷を続ける。
【0045】ステップ#24において、クリーニング結
果不良の信号を出し、ステップ#3に戻ってメタルマス
クを再クリーニングする。
【0046】次いで、図7の検査方法を説明する。
【0047】図7のステップ#25において、取込みメ
モリ28に格納されている画像データから図8、図9の
40に示す切出し画像データを切り出して切出しメモリ
29に格納する。
【0048】ステップ#26において、図8、図9の検
査エリア42を設定する。
【0049】ステップ#27において、メタルマスク6
に付着しているクリーム半田43部分を色抽出する。
【0050】ステップ#28において、前記の色抽出部
を2値化する。
【0051】ステップ#29において、前記の2値化デ
ータによりメタルマスク6に付着しているクリーム半田
43が前記検査エリア42の枠に接触しているか否かを
判断し、接触していなければOKとの判断でステップ#
30に進み、接触していれば不良との判断でステップ#
31に進む。
【0052】ステップ#30において、クリーニング結
果良の信号を出し、ステップ#1に戻ってクリーム半田
印刷を続ける。
【0053】ステップ#31において、クリーニング結
果不良の信号を出し、ステップ#3に戻ってメタルマス
クを再クリーニングする。
【0054】尚、本実施の形態では、メタルマスクのク
リーニング後にメタルマスクに残存しているクリーム半
田の状態として、メタルマスクのパターン孔の縁部に残
存しているクリーム半田の面積と、残存しているクリー
ム半田が半田ブリッジを起こす状態か否かを検査してい
るが、これらに限らず、メタルマスクのクリーニング後
にメタルマスクに残存しているクリーム半田の各種の状
態を利用できるので、目的に合わせて検査すべき残存ク
リーム半田状態を選択すれば良い。
【0055】又、ラインセンサカメラ22はカラーカメ
ラであるが、モノクロカメラにして、メタルマスクのパ
ターン孔の明るさと付着しているクリーム半田の明るさ
を基準にして2値化すれば本実施の形態と同じようにし
て処理できる。
【0056】又、ラインセンサカメラ22の代わりにエ
リアカメラを使用しても本実施の形態と同じようにして
処理できる。
【0057】又、メタルマスクのパターン孔の縁部に付
着しているクリーム半田の状態だけでクリーニング結果
を判断するのであれば、画像データを取り込むカメラを
スキージ側に設けても同様の結果が得られる。
【0058】又、本実施の形態では、ラインセンサカメ
ラ22の位置の検出にエンコーダを使用しているが、リ
ニアスケールを使用しても同じ結果が得られる。
【0059】又、メタルマスクのパターン孔の検査は、
総てのパターン孔について行っても良く、特に微細なパ
ターン孔に限って行っても良く、検査するパターン孔を
任意に設定できる。
【0060】
【発明の効果】本発明のクリーム半田印刷機におけるメ
タルマスクのクリーニング方法は、従来のクリーニング
方法に検査機能を加え、メタルマスクのクリーニング後
にメタルマスクに残存しているクリーム半田の状態を検
査し、検査結果が不良であれば再度クリーニングを行う
ことにより、クリーム半田印刷において、実装すべき電
子部品が微細化してプリント基板のパターン孔が微細に
なっても、クリーム半田印刷の半田欠け、半田にじみ、
半田ブリッジ等の不良の発生を防止でき、電子部品の接
合状態を向上させ接合強度を安定させるという効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクリーム半田印刷機におけるメタルマ
スクのクリーニング方法を使用するクリーニング装置の
一実施の形態を示す模式図である。
【図2】本発明のクリーム半田印刷機におけるメタルマ
スクのクリーニング方法を使用するクリーニング装置の
一実施の形態のブロック図である。
【図3】本発明のクリーム半田印刷機におけるメタルマ
スクのクリーニング方法を使用するクリーニング装置の
一実施の形態の一部詳細ブロック図である。
【図4】本発明のクリーム半田印刷機におけるメタルマ
スクのクリーニング方法の一実施の形態の全体を示すフ
ローチャートである。
【図5】本発明のクリーム半田印刷機におけるメタルマ
スクのクリーニング方法の一実施の形態の画像取り込み
を示すフローチャートである。
【図6】本発明のクリーム半田印刷機におけるメタルマ
スクのクリーニング方法の一実施の形態の検査方法の一
例を示すフローチャートである。
【図7】本発明のクリーム半田印刷機におけるメタルマ
スクのクリーニング方法の一実施の形態の検査方法の他
の例を示すフローチャートである。
【図8】本発明のクリーム半田印刷機におけるメタルマ
スクのクリーニング方法の一実施の形態の切出し画像デ
ータが示すメタルマスクのパターン孔に付着するクリー
ム半田の平面図である。
【図9】本発明のクリーム半田印刷機におけるメタルマ
スクのクリーニング方法の一実施の形態の切出し画像デ
ータが示すメタルマスクに付着するクリーム半田の平面
図である。
【図10】クリーム半田印刷機におけるメタルマスクの
クリーニング装置の側面図である。
【符号の説明】
6 メタルマスク 14 ラインセンサカメラのレンズ 15 エンコーダ 16 Y軸モータ 17 Yテーブル 22 ラインセンサカメラ 28 取込みメモリ 29 切出しメモリ 30 画像処理回路 31 検査処理回路 32 取込みメモリアドレス発生回路 33 切出しメモリアドレス発生回路 34 画像処理タイミング発生回路 35 エンコーダカウント回路 36 モータコントロール回路 37 マンマシンインターフェイス回路 38 CPU 39 メモリ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メタルマスクを使用してクリーム半田を
    プリント基板に印刷し、所定回数印刷する毎に前記メタ
    ルマスクをクリーニングするクリーム半田印刷機におい
    て、前記クリーニング後に、撮像手段により前記メタル
    マスクに残存しているクリーム半田の画像データを取り
    込み、前記画像データを処理して前記メタルマスクに残
    存しているクリーム半田の状態を示すデータを求め、前
    記データを判定基準と比較して適・不適を判定し、適の
    場合にはクリーム半田印刷を続けて行い、不適の場合に
    は再度クリーニングを行うことを特徴とするクリーム半
    田印刷機におけるメタルマスクのクリーニング方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のクリーム半田印刷機に
    おけるメタルマスクのクリーニング方法において、クリ
    ーム半田の状態を示すデータは、メタルマスクのパター
    ン孔の縁部に残存しているクリーム半田の面積であるこ
    とを特徴とするクリーム半田印刷機におけるメタルマス
    クのクリーニング方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のクリーム半田印刷機に
    おけるメタルマスクのクリーニング方法において、クリ
    ーム半田の状態を示すデータは、メタルマスクに残存し
    ているクリーム半田の残存位置であることを特徴とする
    クリーム半田印刷機におけるメタルマスクのクリーニン
    グ方法。
JP8013132A 1996-01-29 1996-01-29 クリーム半田印刷機におけるメタルマスクのクリーニング方法 Withdrawn JPH09201953A (ja)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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