JPH106471A - スクリーン印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品やプリント基板等の製造工程におい
て、実装されたチップ部品等を封装する絶縁樹脂層を高
精度にかつ効率的に印刷形成する。 【解決手段】 電子部品等の印刷体１に対して所定の印
刷を施す印刷パターンが形成されたスクリーン版１３
と、このスクリーン版１３と対向して配置されるととも
にその対向面１５上に印刷体１が載置固定されるステー
ジ１１と、スクリーン版１３とステージ１１の少なくと
も一方を駆動して対向間隔を印刷体１の厚みに応じて調
整する間隔設定機構２０と、電子部品載置面１５に配設
された弾性部材２１とからなる。印刷体１の厚みのバラ
ツキが弾性部材２１の弾性変形によって吸収され、均一
な印刷が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーン印刷装
置に関し、特に電子部品やプリント基板等の製造工程に
おいて、リードフレームに実装されたチップ部品等を封
装する絶縁樹脂層を印刷形成するに好適なスクリーン印
刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクリーン印刷装置は、厚みのある印刷
層を形成することができること、版面が柔軟性を有する
ことから硬軟或いは曲面を有する印刷体への適用が可能
であること、種々のインキを使用することが可能である
こと等の特徴を有している。このスクリーン印刷装置
は、上述した特徴から電気部品や電子部品等の製造工程
にも種々採用されている。例えば、プリント基板の製造
工程にも、回路導体部等を形成するための銅貼基板上へ
のエッチング剤の印刷工程、回路導体部の半田付け部へ
のクリーム半田の印刷工程或いは回路導体部等へのレジ
スト印刷工程等に採用されている。

【０００３】また、このスクリーン印刷装置は、電子部
品等の製造工程においても、リードフレームに搭載され
たチップを封装して電気的絶縁や機械的保護を図る絶縁
樹脂層を印刷形成するために採用されている。従来のス
クリーン印刷装置１００は、図４乃至図６に示すよう
に、支持ロッド１０２に水平に支持されるとともに電子
部品１が載置固定されるステージ１０１と、このステー
ジ１０１に対向して配置されたスクリーン版１０３と、
スキージ１０４とを備えている。

【０００４】電子部品１は、詳細を省略するが、導電性
金属薄板に多数のリード端子片が打ち抜き形成されたリ
ードフレーム２と、所定の回路等が集積形成されるとと
もにリード端子片と電気的に接続された状態で実装され
たチップ部品３とからなる。電子部品１は、後述するよ
うにスクリーン印刷装置１００に供給されて、チップ部
品３を被覆する封装樹脂層４が印刷形成される。封装樹
脂層４は、例えばエポキシ樹脂等の熱可塑性樹脂を素材
とする樹脂インキ１０７によって印刷形成される。

【０００５】ステージ１０１は、スクリーン版１０３と
対向する主面１０５が電子部品１の載置面として構成さ
れ、詳細を省略するが位置決め部や固定部が設けられる
ことによって、供給された電子部品１が位置決めした状
態で固定される。

【０００６】スクリーン版１０３は、例えば厚み方向に
対して弾性を有するとともに耐機械特性、耐化学特性等
を有する金属薄板を素材として、電子部品１の封装樹脂
層４に対応した印刷パターンが形成されたいわゆるメタ
ルマスクからなる。このスクリーン版１０３は、その周
囲を枠材１０６によって保持されることによりしっかり
と張られた状態とされて図示しない印刷機本体に装着さ
れる。スクリーン版１０３は、印刷機本体の図示しない
設定駆動機構によって、ステージ１０１に対して平行状
態を保持されて接離動作される。

【０００７】スクリーン印刷装置１００は、スクリーン
版１０３を固定型とし、上述したステージ１０１を可動
型として構成してもよい。この場合、ステージ１０１
は、適宜の設定駆動機構によってスクリーン版１０３に
対して接離する方向に駆動される。なお、ステージ１０
１は、電子部品１の連続生産を可能とするために、例え
ば複数個が回転テーブルに取り付けられる可動型として
も構成される。

【０００８】スキージ１０４は、図示しない駆動機構に
よってスクリーン版１０３の版面を加圧した状態で摺動
し、このスクリーン版１０３に供給された樹脂インキ１
０７を印刷パターンから電子部品１のリードフレーム２
上へし押し出す。なお、スクリーン印刷装置１００に
は、図示しないがスキージ１０４と連動するインキ返し
部材等も備えられる。

【０００９】以上のように構成されたスクリーン印刷装
置１００は、図４に示した工程によって電子部品１に封
装樹脂層４を印刷形成する。すなわち、スクリーン印刷
装置１００は、同図（ａ）に示すように、スクリーン版
１０３に対して下方に位置されたステージ１０１の電子
部品載置面１０５上に電子部品１が供給されて、位置決
めされた状態で載置固定される。スクリーン印刷装置１
００は、設定駆動機構によってスクリーン版１０３が下
方へと駆動され、電子部品１に接触するまでステージ１
０１に対して接近動作する。なお、このスクリーン版１
０３は、電子部品１の厚み寸法の仕様によって、その移
動量が自動的に規定されるようにも構成される。

【００１０】スクリーン印刷装置１００には、スクリー
ン版１０３上に溶融状態の樹脂インキ１０７が供給され
るとともに、同図（ｂ）に示すようにスキージ１０４が
駆動される。スキージ１０４は、スクリーン版１０３の
一方側から他方側に向かって摺動して、印刷パターンか
ら樹脂インキ１０７を電子部品１のリードフレーム２上
に押し出す。電子部品１は、これによってリードフレー
ム２に搭載されたチップ部品３が樹脂インキ１０７によ
って被覆される。

【００１１】しかる後、スクリーン印刷装置１００は、
同図（ｃ）に示すように設定駆動機構が動作することに
よってステージ１０１に対してスクリーン版１０３が上
方へと駆動される。なお、スクリーン印刷装置１００
は、このスクリーン版１０３の復帰動作に連動してスキ
ージ１０４も初期位置へと復帰動作するとともにインキ
返し部材が動作して樹脂インキ１０７の均しを行う。

【００１２】以上の工程を経た電子部品１は、スクリー
ン印刷装置１００から取り出され、樹脂インキ１０７を
硬化させる乾燥工程が施されることによってチップ部品
３を封装する封装樹脂層４が形成される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のスクリーン印刷装置１００においては、電子部品１の
厚み寸法に対応して、ステージ１０１に対するスクリー
ン版１０３の対向間隔が設定駆動機構によって調整され
る。ところが、電子部品１は、その厚み寸法にバラツキ
を有するため、ステージ１０１とスクリーン版１０３と
の間隔を最適に設定させない状態を生じさせることがあ
る。

【００１４】スクリーン印刷装置１００は、例えば規定
の厚み寸法に足りない厚み寸法の電子部品１が供給され
た場合には、図５に示すように、スクリーン版１０３と
リードフレーム２との間に全体に亘ってΔｘの間隙が発
生してしまう。スクリーン印刷装置１００は、この状態
で印刷が行われると、樹脂インク１０７の一部が間隙を
介して印刷パターンからにじみ出てしまう。このため、
電子部品１には、図４（ｄ）に示すように、にじみ出た
樹脂インク１０７が固まってはみ出し樹脂層４ａが形成
され、正常な封装樹脂層４が形成されない印刷不良とな
る。

【００１５】また、スクリーン印刷装置１００は、例え
ば規定の厚み寸法よりも大きな厚み寸法を有する電子部
品１が供給された場合には、スクリーン版１０３が電子
部品１に強く押し付けられて図６に示すように撓んだ状
態となり、その中央部分と電子部品１との間に間隙が発
生してしまう。スクリーン印刷装置１００は、この状態
で印刷が行われると、上述した薄厚の電子部品１と同様
に、樹脂インク１０７の一部が間隙を介して印刷パター
ンから不正ににじみ出てしまう。このため、電子部品１
には、図４（ｄ）に示すように、にじみ出た樹脂インク
１０７が固まってはみ出し樹脂層４ａが形成されたり、
樹脂インク１０７が充填されない箇所が生じたりして正
常な封装樹脂層４が形成されない印刷不良となる。

【００１６】スクリーン印刷装置１００は、例えば設定
駆動機構によって、ステージ１０１に供給された１個毎
の電子部品１について、スクリーン版１０３との間隔を
調整しながら印刷を行うことによって上述した印刷不良
の発生を防止することができる。しかしながら、かかる
印刷方法は、非能率であり電子部品１の量産工程にはと
うてい採用することはできない。また、ステージ１０１
とスクリーン版１０３との間隔の調整も極めて面倒であ
り、作業者の熟練が要求される。

【００１７】このため、従来では、電子部品１につい
て、その厚み寸法を高精度に管理するとともに、スクリ
ーン印刷装置１００によって封装樹脂層４が印刷形成さ
れる電子部品１について作業者によって適宜のタイミン
グで抜き取り検査を実施し、ステージ１０１とスクリー
ン版１０３との間隔を調整したり、後工程によって印刷
不良の電子部品１を判別するといった方法によって対応
していた。しかしながら、かかる対応も電子部品１の厚
み寸法のバラツキによって歩留りが悪くなるといった問
題点があった。したがって、本発明は、電子部品やプリ
ント基板等の製造工程において、実装されたチップ部品
等を封装する絶縁樹脂層を高精度にかつ効率的に印刷形
成するスクリーン印刷装置を提供することを目的に提案
されたものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成した本発
明に係るスクリーン印刷装置は、印刷体に対して所定の
印刷を施す印刷パターンが形成されたスクリーン版と、
このスクリーン版と対向して配置されるとともにその対
向面上に印刷体が載置固定されるステージと、スクリー
ン版とステージの少なくともいずれか一方を駆動してこ
れらの対向間隔を印刷体の厚みに応じて設定する間隔設
定機構と、ステージの印刷体載置面に配設された弾性部
材とから構成される。

【００１９】以上のように構成された本発明に係るスク
リーン印刷装置によれば、ステージ上に供給されて印刷
を施される印刷体が厚み寸法にバラツキがある場合で
も、この厚み寸法のバラツキが弾性変形する弾性部材に
よって均一化され、安定した状態で印刷が行われる。し
たがって、スクリーン印刷装置は、印刷体に対して高精
度の印刷を効率的に実施する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を参照して詳細に説明する。実施の形態
として図１乃至図３に示したスクリーン印刷装置１０
は、上述した従来のスクリーン印刷装置１００と同様に
電子部品１の製造工程中に設置されて、樹脂インキ１７
によって封装樹脂層４を印刷形成する。すなわち、電子
部品１は、リードフレーム２と、所定の回路等が集積形
成されるとともにリード端子片と電気的に接続された状
態で実装されたチップ部品３と、このチップ部品３を封
装する封装樹脂層４とからなる。スクリーン印刷装置１
０は、供給された電子部品１に対してチップ部品３を被
覆するようにして樹脂インキ１７によって封装樹脂層４
を印刷形成する。

【００２１】スクリーン印刷装置１０は、図１に示すよ
うに、支持ロッド１２に水平に支持されるとともに電子
部品１が載置固定されるステージ１１と、このステージ
１１に対向して配置されたスクリーン版１３と、スキー
ジ１０４とを備えている。ステージ１１は、スクリーン
版１３と対向する主面１５が電子部品１の載置面として
構成され、弾性プレート２１が接合固定されている。ま
た、ステージ１１は、詳細を省略するが主面１５に位置
決め部や固定部が設けられており、供給された電子部品
１を位置決めした状態で弾性プレート２１上に固定保持
する。

【００２２】スクリーン版１３は、例えば厚み方向に対
して弾性を有するとともに耐機械特性、耐化学特性等を
有する金属薄板を素材として形成され、電子部品１の封
装樹脂層４に対応した印刷パターンが形成されたいわゆ
るメタルマスクからなる。このスクリーン版１３は、し
っかりと張られた状態でその外周部が枠材１６によって
保持される。枠材１６は、図示しない印刷機本体に対し
てその一端部が回動自在に支持されている。また、枠枠
材１６は、設定駆動機構２０によって図１矢印で示すよ
うに上下方向に移動動作され、これによってスクリーン
版１３をステージ１１に対して所定の対向間隔に設定す
る。

【００２３】設定駆動機構２０は、詳細を省略するが、
枠部材１６を上下方向に駆動するステップモータ等の駆
動源及び伝達機構と、１０キー等を有する数値設定部に
よって構成される。設定駆動機構２０は、電子部品１の
標準厚み寸法に基づいて、その数値設定部によってステ
ージ１１とスクリーン版１３との対向間隔を任意に設定
する。

【００２４】スクリーン印刷装置１０は、このようにス
クリーン版１３を保持した枠部材１６側に設定駆動機構
２０を設けることによって可動部とし、ステージ１１を
固定部として構成したが、上下逆の構成としてもよいこ
とは勿論である。また、スクリーン印刷装置１０は、ス
テージ１１と枠部材１６とに設定駆動機構２０を設けて
これらを可動部として構成してもよい。さらに、スクリ
ーン印刷装置１０は、電子部品１の連続生産を可能とす
るために、複数個のステージ１１を回転テーブルに取り
付けて構成したり、ステージ１１の前後に電子部品１の
搬送機構や自動供給取出機構を付設して構成してもよ
い。

【００２５】スキージ１４は、図示しない駆動機構によ
ってその先端部がスクリーン版１３の版面を加圧した状
態で摺動動作されることによって、このスクリーン版１
３に供給された樹脂インキ１７を印刷パターンから電子
部品１のリードフレーム２上へし押し出す。なお、スク
リーン印刷装置１０には、図示しないがこのスキージ１
４と連動してするスクリーン版１３の版面を加圧した状
態で摺動動作されるインキ返し部材等も備えられる。

【００２６】弾性プレート２１は、やや大きな押圧力が
作用されることによって十分に弾性変形するとともに、
この押圧力が解放されることによって自然状態へと弾性
復帰する例えばシリコンゴム等の耐化学特性を有する弾
性シート材によって形成されている。弾性プレート２１
は、供給される電子部品１の外形寸法よりもやや大型と
され、ステージ１１の電子部品載置面１５に貼着固定さ
れている。

【００２７】以上のように構成されたスクリーン印刷装
置１０は、図２に示した工程を経て電子部品１Ａにチッ
プ部品３を封装する封装樹脂層４を印刷形成する。な
お、この電子部品１Ａは、例えばその厚み寸法が標準値
と同等若しくはやや小とされいる。スクリーン印刷装置
１０には、図２（ａ）に示すように、スクリーン版１３
に対して下方に対向位置されたステージ１１に電子部品
１Ａが供給されて、その電子部品載置面１５に貼着固定
された弾性プレート２１上に位置決めされた状態で載置
固定される。スクリーン印刷装置１０は、ステージ１１
に対するスクリーン版１３の対向間隔が供給される電子
部品１の厚み寸法の標準値に対してやや小とされるよう
にして、設定駆動機構２０によって設定される。

【００２８】スクリーン印刷装置１０は、設定駆動機構
２０が駆動されるとスクリーン版１３がステージ１０１
に対して接近するように下方へと動作される。スクリー
ン版１３は、上述したように設定駆動機構２０によって
あらかじめステージ１０１との対向間隔が設定されてい
ることにより、標準よりも厚み寸法が小とされた電子部
品１Ａに対しても間隙を構成することなく所定の圧接力
を以って当接する。

【００２９】スクリーン印刷装置１０には、スクリーン
版１３上に溶融状態の樹脂インキ１７が供給されるとと
もに、同図（ｂ）に示すようにスキージ１４が駆動され
る。スキージ１４は、スクリーン版１３の一方側から他
方側に向かって摺動して、印刷パターンから樹脂インキ
１７を電子部品１Ａのリードフレーム２上に押し出す。
電子部品１Ａは、これによってリードフレーム２に搭載
されたチップ部品３が樹脂インキ１７によって被覆され
る。

【００３０】しかる後、スクリーン印刷装置１０は、同
図（ｃ）に示すように設定駆動機構２０が駆動すること
によってステージ１１に対してスクリーン版１３が上方
へと復帰動作される。なお、スクリーン印刷装置１０
は、このスクリーン版１３の復帰動作に連動してスキー
ジ１４も初期位置へと復帰動作するとともにインキ返し
部材が動作して樹脂インキ１７の均しを行う。

【００３１】以上の工程を経た電子部品１Ａは、スクリ
ーン印刷装置１０から取り出されて樹脂インキ１７を硬
化させる乾燥工程が施されることによって、同図（ｄ）
に示すようにチップ部品３を封装する封装樹脂層４が形
成される。電子部品１Ａは、その厚み寸法が標準よりも
やや小とされているが、スクリーン版１３の印刷パター
ンが正確に転写された封装樹脂層４が形成される。

【００３２】スクリーン印刷装置１０には、厚み寸法の
バラツキによって標準よりも大きい厚み寸法を有する電
子部品１Ｂも供給されることがある。この電子部品１Ｂ
には、図３の工程を経てリードフレーム２に実装された
チップ部品３に対して封装樹脂層４が印刷形成される。
電子部品１Ｂは、図３（ａ）に示すように、ステージ１
１の電子部品載置面１５に貼着固定された弾性プレート
２１上に位置決めされた状態で載置固定される。

【００３３】スクリーン印刷装置１０は、設定駆動機構
２０が駆動されるとスクリーン版１３がステージ１１に
対して接近するように下方へと動作される。スクリーン
印刷装置１０は、上述したように設定駆動機構２０によ
ってあらかじめステージ１１とスクリーン版１３との対
向間隔が標準よりもやや小とされた厚み寸法の電子部品
１Ａに適合するようにして設定されている。

【００３４】したがって、スクリーン印刷装置１０は、
厚み寸法が大きな電子部品１Ｂに対してスクリーン版１
３が所定の圧接力よりも大きな圧接力を以って当接す
る。電子部品１Ｂは、ステージ１１に対して、弾性プレ
ート２１を介してその電子部品載置面に載置固定されて
いる。したがって、スクリーン版１３から作用される大
きな圧接力は、電子部品１Ｂを介して弾性プレート２１
を弾性変形させることによってこの弾性プレート２１に
吸収される。スクリーン版１３は、同図（ｂ）に示すよ
うに撓むことなく電子部品１Ｂに当接することから、電
子部品１Ｂとの間に間隙を構成することはない。

【００３５】スクリーン印刷装置１０には、この状態で
スクリーン版１３上に溶融状態の樹脂インキ１７が供給
されるとともに、スキージ１４が駆動される。スキージ
１４は、スクリーン版１３の一方側から他方側に向かっ
て摺動して、印刷パターンから樹脂インキ１７を電子部
品１Ｂのリードフレーム２上に押し出す。電子部品１Ｂ
は、これによってリードフレーム２に搭載されたチップ
部品３が樹脂インキ１７によって被覆される。

【００３６】しかる後、スクリーン印刷装置１０は、同
図（ｃ）に示すように設定駆動機構２０が駆動すること
によってステージ１１に対してスクリーン版１３が上方
へと復帰動作される。なお、スクリーン印刷装置１０
は、このスクリーン版１３の復帰動作に連動してスキー
ジ１４も初期位置へと復帰動作するとともにインキ返し
部材が動作して樹脂インキ１７の均しを行う。

【００３７】スクリーン印刷装置１０は、厚み寸法が標
準よりも大きな電子部品１Ｂについても、上述したよう
にこの電子部品１Ｂを載置固定するステージ１１の電子
部品載置面１５に弾性プレート２１を貼着固定したこと
により、スクリーン版１３が一定の圧接力を以って接触
する。したがって、電子部品１Ｂには、スクリーン版１
３に形成された印刷パターンから樹脂インキ１７が供給
され、精密な封装樹脂層４が印刷形成される。

【００３８】なお、本発明は、上述した電子部品１の製
造工程に採用されて、そのリードフレーム２に実装した
チップ部品３を封装する封装樹脂層４を印刷形成するス
クリーン印刷装置に限定されるものではなく、例えばプ
リント基板の製造工程において実装部品や導体部を被覆
する絶縁レジストの印刷用にも採用することができるこ
とは勿論である。また、スクリーン印刷装置は、同一の
電子部品ばかりでなく多少の厚み寸法を異にする複数種
の電子部品について、同一工程によって封装樹脂層４の
印刷処理を可能とする。

【００３９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るスクリーン印刷装置によれば、ステージ上に供給され
て印刷を施される厚み寸法を異にする印刷体に対して、
ステージとスクリーン版との間隔をその都度調整するこ
となく弾性部材の作用によってスクリーン版が印刷体の
印刷面に一定の状態で接触して印刷を行うことから、印
刷条件が安定化され、高精度の印刷が効率的に行われ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスクリーン印刷装置の概略構成を
説明するための要部縦断面図である。

【図２】同スクリーン印刷装置を用いて、標準の厚み寸
法を有する電子部品の封装樹脂層を印刷形成する工程を
示した工程図である。

【図３】同スクリーン印刷装置を用いて、標準よりやや
大きな厚み寸法を有する電子部品の封装樹脂層を印刷形
成する工程を示した工程図である。

【図４】従来のスクリーン印刷装置を用いて、電子部品
の封装樹脂層を印刷形成する工程を示した工程図であ
る。

【図５】同スクリーン印刷装置において、標準より厚み
寸法が小さな電子部品に対する封装樹脂層の印刷状態を
示す要部縦断面図である。

【図６】同スクリーン印刷装置において、標準より厚み
寸法が大きな電子部品に対する封装樹脂層の印刷状態を
示す要部縦断面図である。

【符号の説明】

１ 電子部品（印刷体）、２ リードフレーム、３ チ
ップ部品、４ 封装樹脂層、１０ スクリーン印刷装
置、１１ ステージ、１３ スクリーン版、１４スキー
ジ、１５ ステージの電子部品載置面、１６ スクリー
ン版を保持する枠部材、１７ 樹脂インキ、２０ 設定
駆動機構、２１ 弾性プレート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印刷体に対して所定の印刷を施す印刷パ
   ターンが形成されたスクリーン版と、 このスクリーン版と対向して配置されるとともにその対
   向面上に印刷体が載置固定されるステージと、 上記スクリーン版とステージの少なくともいずれか一方
   を駆動してこれらの対向間隔を印刷体の厚みに応じて設
   定する間隔設定機構と、 上記ステージの印刷体載置面に配設された弾性部材とを
   備えてなるスクリーン印刷装置。
2. 【請求項２】 上記弾性部材は、シリコンゴムによって
   シート状に成形された部材であることを特徴とする請求
   項１に記載のスクリーン印刷装置。