JP4690091B2

JP4690091B2 - 印刷方法及びそのシステム

Info

Publication number: JP4690091B2
Application number: JP2005105396A
Authority: JP
Inventors: 英二森山; 洋司大呂
Original assignee: リコーマイクロエレクトロニクス株式会社
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP2006286989A

Description

本発明は、プリント基板等の基板に導電性の印刷剤を印刷する印刷方法及びそのシステムに関する。

近年、小型、軽量化が著しい電子機器に用いる基板の実装方式として、樹脂で封止する前の裸の半導体チップであるベアチップ部品を基板に直接装着する方式が注目されている。従来、この種のベアチップ部品が実装された基板を製造する方法として、基板の所定の電極上に導電性の印刷剤であるクリーム半田を印刷し、そのクリーム半田が印刷された基板の所定位置に、ベアチップ部品及びそれ以外の表面実装部品である樹脂外装部品を位置決めして装着し、その後、基板を加熱するリフローを行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−３０８２６８号公報

従来の基板製造方法における印刷工程では、装置にセットされているクリーム半田を使い続けながら複数の基板に対して印刷が行われる。そして、所定の枚数の基板について印刷が終了したら、印刷用部材としての印刷用マスクを装置から取り外して洗浄し、その洗浄後の印刷用マスクと新しいクリーム半田とをセットするクリーニング工程が行われる。このクリーニング工程の後、セットした新しいクリーム半田で次の繰り返し印刷が行われる。
上記印刷工程と次工程である部品マウント工程との間における基板の待機量を減らすためには、基板に対する処理スタート時間間隔であるタクトタイム（処理間隔）を印刷工程と部品マウント工程との間でできるだけ一致させることが望ましい。ここで、基板１枚あたりの印刷処理時間が、部品マウント工程の基板１枚あたりのマウント処理時間よりも短い場合がある。この場合に上記タクトタイムを両工程間で一致させるという要請を達成するためには、印刷工程のタクトタイム中の上記印刷処理時間以外の待ち時間を、上記タクトタイムを両工程間で一致させるように設定する。ところが、この待ち時間の設定（これは印刷処理時間とマウント処理時間との差による）によっては、印刷不良が発生することがわかった。すなわち、上記印刷工程のタクトタイム中の待ち時間が長くなる程、その待ち時間の間にクリーム半田の乾燥が進行してしまう。クリーム半田が乾燥すると、例えば印刷用マスクの開口の目詰まりなどが発生し、クリーム半田の印刷不良が発生しやすくなる。このクリーム半田の乾燥は、印刷用マスクを取り外して洗浄しその洗浄後の印刷用マスクと新しいクリーム半田とをセットするクリーニング工程を行った後しばらくの間は問題にならない程度である。しかし、上記クリーニング工程を終了してからの経過時間が長くなると上記待ち時間におけるクリーム半田の乾燥が急激に進行しやすくなって印刷不良が発生しやすくなるという問題があることがわかった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、印刷後の基板の一時保存量の増加を抑えるように印刷工程とその次工程との間でタクトタイムを調整できるとともに、印刷用部材を洗浄し印刷に用いる印刷剤として新しい印刷剤をセットするクリーニングからの経過時間が長くなったときの印刷不良を防止することができる印刷方法及びそのシステムを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、表面実装用の電子部品が実装される前の基板の所定の電極上に導電性の印刷剤を印刷する印刷工程と、該印刷後の基板を次工程に向けて搬出する基板搬出工程と、該印刷を複数の基板について繰り返し行った後に該印刷に用いていた印刷用部材を洗浄し該印刷に用いる印刷剤として新しい印刷剤をセットするクリーニング工程とを有する印刷方法であって、該印刷工程では、該クリーニングの終了時からのクリーニング後経過時間に応じて、基板１枚あたりの印刷処理間隔を切り換えるようにし、該基板搬出工程では、該次工程における処理開始タイミングに合わせて該印刷後の基板を搬出し、上記印刷工程における上記クリーニングの終了時から所定の切り換えタイミングが到来するまで、該印刷工程における基板１枚あたりの印刷処理間隔を、上記次工程における基板１枚あたりの処理間隔に合わせるようにし、該所定の切り換えタイミングが経過した後、該印刷工程における基板１枚あたりの印刷処理間隔を、該次工程における基板１枚あたりの処理間隔よりも短くすることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の印刷方法において、上記印刷剤が印刷される基板は、ベアチップ用の印刷対象電極を有する基板であることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、表面実装用の電子部品が実装される前の基板の所定の電極上に導電性の印刷剤を印刷する印刷装置と、該印刷後の基板を次工程に向けて搬出する基板搬出装置とを備えた印刷システムであって、該印刷装置は、印刷に用いていた印刷用部材を洗浄し該印刷に用いる印刷剤として新しい印刷剤をセットするクリーニングの終了時からのクリーニング後経過時間に応じて、基板１枚あたりの印刷処理間隔を切り換え、該基板搬出装置は、次工程における処理開始タイミングに合わせて該印刷後の基板を搬出し、上記印刷装置は、上記クリーニングの終了時から所定の切り換えタイミングが到来するまで、基板１枚あたりの印刷処理間隔を、上記次工程における基板１枚あたりの処理間隔に合わせるようにし、該所定の切り換えタイミングが経過した後、該印刷工程における基板１枚あたりの印刷処理間隔を、該次工程における基板１枚あたりの処理間隔よりも短くすることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の印刷システムにおいて、上記印刷剤が印刷される基板は、ベアチップ部品用の印刷対象電極を有する基板であることを特徴とするものである。

請求項１乃至４の発明によれば、印刷用部材を洗浄し印刷に用いる印刷剤として新しい印刷剤をセットするクリーニングの終了時からのクリーニング後経過時間に応じて、次のように基板１枚あたりの印刷処理間隔を切り換えることができる。
すなわち、上記クリーニングの終了時から、導電性の印刷剤の乾燥が急激に進行しやすくなる所定の切り換えタイミングが到来するまでは、印刷剤が乾燥しにくいため、基板１枚あたりの印刷処理間隔を、次工程における基板１枚あたりの処理間隔に合わせる。このように印刷処理間隔を次工程における処理間隔に合わせることにより印刷後の基板の一時保存量の増加を抑えつつ、次工程における処理開始タイミングに合わせて印刷後の基板を搬出することにより印刷工程とその次工程との間のタクトタイムを調整できる。
そして、上記所定の切り換えタイミングが経過した後は、印刷剤の乾燥が急激に進行しやすくため、基板１枚あたりの印刷処理間隔を次工程における基板１枚あたりの処理間隔よりも短くする。このように印刷処理間隔を次工程における処理間隔よりも短くすることにより印刷装置の上記クリーニングからの経過時間が長くなったときの印刷不良を防止するとともに、次工程における処理開始タイミングに合わせて印刷後の基板を搬出することにより印刷工程とその次工程との間でタクトタイムを調整できる。
以上のように、印刷後の基板の一時保存量の増加を抑えるように印刷工程とその次工程との間でタクトタイムを調整できるとともに、印刷用部材を洗浄し印刷に用いる印刷剤として新しい印刷剤をセットするクリーニングからの経過時間が長くなったときの印刷不良を防止することができるという効果がある。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る印刷方法を含む基板製造方法における各処理工程を示す工程図である。また、図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本実施形態の基板製造方法で製造する電子回路基板１の断面構造の説明図及び平面図である。
上記電子回路基板１は、図２（ａ）に示すように第１の電子部品としての表面実装用の樹脂外装部品（以下、「樹脂外装チップ」という。）１ｂと、第２の電子部品としての表面実装用のベアチップ部品（以下、単に「ベアチップ」という。）１ｃとが実装された基板である。樹脂外装チップ１ｂは、樹脂で封止された半導体ＩＣ、抵抗、コンデンサー等の部品であり、ベアチップ１ｃは、樹脂で封止する前の裸の半導体ＩＣチップである。基板１とベアチップ１ｃとの間には、ベアチップ１ｃが基板１上に安定して固定されるように樹脂が充填されている。一方、基板１と樹脂外装チップ１ｂとの間には樹脂が充填されていない。

また、上記基板１は、図２（ｂ）に示すように所定の機能を有する同じ形状及び回路の仕様を有する個別基板１００を多数（例えば数１０個〜数１００個）並べて一括形成された基板である。この基板１は、上記樹脂外装チップ１ｂやベアチップ１ｃが実装され所定の機能検査が行われた後、各個別基板１００に分離される。これらの分離された個別基板１００の一つ一つが所定の機能を有する回路モジュール部品として用いられる。

図１に示す基板製造方法においては、まず、樹脂外装チップ１ｂやベアチップ１ｃが実装される前の基板１に、導電性の印刷剤としてのクリーム半田を印刷する半田印刷工程（ｐ１）を実行される。この半田印刷工程の後、同一の１台の部品装着装置により、上記樹脂外装チップ１ｂを基板１の所定位置に装着する第１のマウント工程（ｐ２）と、上記ベアチップ１ｃを基板１の所定箇所に装着する第２のマウント工程（ｐ３）とが実行される。なお、第１のマウント工程と第２のマウント工程の順序は逆でもよい。
次に、上記樹脂外装チップ１ｂ及びベアチップ１ｃのマウント工程の後、リフロー工程（ｐ４）を実行する。このように２つのマウント工程（ｐ２，ｐ３）を実行した後に、リフロー工程を実行することにより、基板１上の電子部品に対する加熱回数を低減することができる。
次に、上記リフロー工程の後、基板１とベアチップ１ｃとの隙間に、その隙間を埋める充填剤としての樹脂を充填する、アンダーフィル処理工程（ｐ５）を実行する。
以上により、アンダーフィル処理を施さない外装チップ１ｂとアンダーフィル処理を施すベアチップ１ｃとを、同一の基板１上に混在実装することができる。

以上、本実施形態の電子回路基板製造方法によれば、基板１上に実装した電子部品に対する加熱回数を低減するので、これら電子部品に与えるヒートショック回数を低減することができる。また、従来では個別に実施されていた樹脂外装部品１ｂのリフロー工程とベアチップ１ｃのリフロー工程とを同時に実施するので、処理工程数を低減して作業性を向上させることができる。

上記電子回路基板製造方法を実現することができる基板製造システムは、基板１の所定の電極上にクリーム半田を印刷する印刷装置と、基板１の所定位置に部品を位置決めして装着する部品装着装置としてのマウント装置と、ベアチップ１ｃ及び樹脂外装チップ１ｂが装着された基板１を加熱するリフロー装置と、ベアチップ１ｃと基板１との隙間に樹脂を充填するアンダーフィル装置とを用いて構成することができる。

次に、上記基板製造方法の各工程について詳しく説明する。
〔半田印刷工程〕
図３は、本実施形態に係る半田印刷工程に用いられる印刷装置の概略構成図である。この印刷装置は、プラスチック材からなる孔版マスクである印刷マスク２を用いて、クリーム半田３を基板１に印刷するものである。この印刷装置は、枠材２ｂに装着された印刷マスク２が固定部材４で固定されている。基板１は、電極が形成されている電極形成面が上面になるようにステージ５上に保持されている。このステージ５の下面には、ステージ５を駆動する駆動手段が設けられている。この駆動手段は、正逆回転可能なステッピングモータ６と、ボールねじ及びモータ６で回転駆動される図示しないナット等からなる上下動機構７とを用いて構成されている。このステッピングモータ６を回転制御することにより、上記ステージ５を上下方向に駆動し、基板１を、印刷マスク２に接触する印刷位置に移動させたり、印刷マスク２から離間させたりすることができる。

上記印刷位置に移動したステージ５の上方には、印刷マスク２の開口部９にクリーム半田３を充填する充填手段が設けられている。この充填手段は、図４に示すように、印刷マスク２の開口部９にクリーム半田３を刷り込むための充填部材としてのスキージ８、そのスキージ８を駆動ベルト等によって図中左右方向に駆動するための図示しないスキージ駆動機構等により構成されている。印刷用マスク２には、アンダーフィル処理を施す必要がない樹脂外装チップが実装される電極と、アンダーフィル処理を施す第２の電子部品が実装される電極とにそれぞれ対応する開口部９が設けられている。この開口部９は、例えば微小印刷パターンの場合、１００〜２００μｍ程度の四角形の開口や、同様な寸法の直径を有する円形の開口である。

ここで、上記印刷用マスク２の開口部９が四角形の開口の場合、その開口部９の基板表面（上面）に対してほぼ垂直な内壁面のうち、スキージ移動方向（図中Ａ方向）における下流側に位置する下流側側面は、スキージ移動方向Ａに対して傾斜する傾斜面９ａにするのが好ましい。また、印刷用マスク２の開口部９の内壁面のうち、スキージ移動方向（図中Ａ方向）における上流側に位置する上流側側面も、同様にスキージ移動方向（図中Ａ方向）に対して傾斜する傾斜面９ｂにするのが好ましい。例えば図４に示すように、印刷用マスク２の傾斜面９ａ，９ｂはスキージ移動方向（図中Ａ方向）に対してほぼ４５度だけ傾斜させる。

上記微細パターンの印刷用マスク２を用いて印刷するときに用いるクリーム半田としては、例えば半田の平均粒径が１０μｍ以下であり、フラックス成分の含有率が１１質量％程度のものが好ましい。

上記構成の印刷装置において、まず、印刷マスク２を固定部材４で固定した後、上記モータ６を回転駆動して基板１を保持したステージ５を上昇させ、印刷マスク２に接触させる。そして、印刷マスク２の上面にクリーム半田３をセットし、スキージ８を矢印Ａ方向に移動させることにより、印刷マスク２の開口部９にクリーム半田３を充填して刷り込む（図５（ａ）参照）。
次に、上記クリーム半田３を充填した印刷マスク２と基板１とを接触させたままの状態で、印刷条件に基づいて予め設定された待ち時間の計時を開始する。そして、所定の待ち時間が経過しクリーム半田３のタッキング力（粘着力）が高まった状態で、上記モータ６を回転駆動してステージ５を図３中の矢印Ｂ方向に下降させ、基板１と印刷マスク２とを離間させる（図５（ｂ）参照）。この離間動作により、基板１のパッド電極１ａ上にクリーム半田３からなる電極が形成される。

また、本実施形態の印刷装置においては、印刷マスク２の開口部９のスキージ移動方向における下流側の内壁面を、そのキージ移動方向に対して傾斜させた傾斜面９ａとしている。これにより、スキージ８によって移動してきたクリーム半田３は、傾斜面９ａに案内され、開口部９のスキージ移動方向に対して下流側の内壁面が移動の抵抗となることがない。よって、クリーム半田３がスキージ移動方向における下流側の内壁面に必要以上に充填されることがない。
また、印刷マスク２の開口部９のスキージ移動方向における上流側の内壁面も同様にスキージ移動方向に対して傾斜させた傾斜面９ｂとしている。これにより、スキージ８によって移動してきたクリーム半田３が開口部９の内壁面近傍に落ち込まず、クリーム半田３が開口部９のスキージ移動方向に対して垂直となる内壁面側に半田クリーム３が十分に充填されないという不具合もない。
以上のように、傾斜面９ａ，９ｂを有する印刷マスク２を用いることにより、図５（ａ）に示すように、開口部９に充填される半田クリームの充填面（上面）３ａをほぼ平坦な面にすることができる。特に、０．１ｍｍ以下の微小電極１ａ上に半田クリーム３を印刷する場合、上述のようにスキージ移動方向に対して垂直となる面をマスク開口部９の内壁面に形成しないようにすると有効である。微小電極の場合、微小電極上に印刷される半田クリーム量も少なくなる。このように半田クリーム量が少なくなる結果、微小電極上の半田クリーム量の僅かな誤差でも、電子部品との接合不良に繋がる場合がある。よって、上述のように印刷マスク開口部９の内壁面に、スキージ移動方向に対して直角となる面を形成しないことにより、微小電極上の半田クリーム量を均一にすることができるので、電子部品との接合不良を確実に防止することができる。

〔マウント工程〕
図６は、樹脂外装チップ１ｂ及びベアチップ１ｃを基板１に装着するマウント工程で使用する部品装着装置としてのマウント装置１０の概略構成の一例を示す斜視図である。このマウント装置１０は、樹脂外装チップ１ｂ及びベアチップ１ｃの両方の電子部品の部品保持部材としてリールカセット１２を用いている。リールカセット１２はカセット移動台３上に複数連立させて固定されている。このリールカセット１２には、梱包容器たる巻軸にキャリアテープを巻き付けたリール１５がセットされている。また、上記カセット移動台１３は、図示しない駆動機構によって図中Ｘ方向に移動されるようになっている。

カセット移動台１３の図中前方側には、回転吊柱１６を基軸にして回転する回転テーブル１７が配設されている。この回転テーブル１７の円軌道上に、樹脂外装チップ１ｂやベアチップ１ｃ等の表面実装用の電子部品を吸着する部品吸着ユニット１８が固定されている。この部品吸着ユニット１８は、その下端側に電子部品を吸着するための吸着ノズル１８ａを備えている。吸着ノズル１８ａは、その底面にノズル孔を備えており、このノズル孔から気体を吸い込むことによって電子部品を吸着する。吸着ノズル１８ａは、回転テーブル１７の回転によって図中Ａの位置まで移動した状態で、その直下に位置するリールカセット１２の部品供給部１２ａ上に保持された電子部品を吸着する。これにより、吸着ノズル１８ａの先端に電子部品が吸着されて保持される。カセット移動台１３は図中Ｘ方向に移動することで、複数のリールカセット１２のうち、吸着対象の電子部品に対応するリールカセットを、吸着ノズル１８ａの吸着位置（図中Ａの位置）まで移動させる。

上記回転テーブル１７の下方には、図示しない駆動機構によって図中Ｘ方向及びＹ方向に移動されるＸ−Ｙテーブル１９が配設されており、その上面に基板１が固定されている。この基板１は、その表面に所定の電極パターンが形成されており、更にこの電極パターン上には個々のリードに対応する半田ペーストパターンが半田印刷工程によって予め印刷されている。上記吸着ノズル１８ａに吸着された樹脂外装チップ１ｂやベアチップ１ｃ等の電子部品は、回転テーブル７の回転や、Ｘ−Ｙテーブル１９の移動によって基板１上の所定位置に移動された後、そのリードが対応する半田ペーストパターン上に乗るように、吸着ノズル１８ａによって位置決めされてマウントされる。なお、プリント基板１、吸着ノズル１８ａの何れか一方だけを移動させてマウント位置を調整するタイプのマウント装置を用いることもできる。

図７は、リール１５がセットされた状態のリールカセット１２の一例を示す斜視図である。図示のように、リールカセット１２は扁平状に形成され、そのベース１２ｂ上には、部品供給ユニット１２ｃが設けられている。また、ベース１２ｂの後端側にはリールホルダ１２ｄが設けられており、ここに巻軸とキャリアテープ１１とからなるリール１５がセットされる。また、部品供給ユニット１２ｃの上方には巻取りリール１２ｅが設けられており、電子部品の供給に伴ってリール１５から送り出されるキャリアテープを巻き取るようになっている。なお、リールの巻軸は梱包容器としての性格を有している。

なお、図７においては便宜上図示を省略しているが、施設内にある全てのリールカセット１２には、それぞれを個別に識別するための搭載器識別情報たるカセットシリアル番号のバーコードを付したラベルが貼付されている。

上記キャリアテープ１１は、図８に示すように、電子部品１ｂ，１ｃを保持する凹部１１ａが等間隔に設けられており、初期状態で例えば２０００個の電子部品を凹部１１ａに保持している。そして、巻取りリール１２ｅの回転に伴って部品供給ユニット１２ｃ内を移動し、部品供給ユニット１２ｃの先端付近に設けられた部品供給部１２ａに凹部１１ａが移動する。部品供給部１２ａに移動した凹部１１ａ内の電子部品は、マウント装置の吸着ノズル１８ａに吸着される。

図９は、キャリアテープ１１の凹部１１ａに保持されている電子部品１ｂ，１ｃを吸着ノズル１８ａが吸着している様子を示す模式図である。部品供給部１２ａに凹部１１ａが位置しているとき、キャリアテープ１１の移動を停止する。そして、マウント装置１０の吸着ノズル１８ａが図中下側に移動してキャリアテープ１１の凹部周辺の表面１１ｂに当接する。ここで、凹部１１ａの深さは、電子部品がキャリアテープの開口周辺の表面１１ｂから突出しないように設定されている。また、吸着ノズル１８ａのノズル孔が設けられた底面をキャリアテープの開口周辺の表面１１ｂに当接させる。これにより、電子部品と吸着ノズル１８ａとが当接しないようになり、吸着ノズル１８ａの下降時に吸着ノズル１８ａが電子部品１ｂに当接して電子部品が破損することを防止することができる。
上記吸着ノズル１８ａがキャリアテープ１１の表面１１ｂに当接すると、吸着ノズル１８ａで凹部１１ａに保持されている電子部品を吸い取り、吸着ノズル１８ａに吸着させる。吸着ノズル１８ａは、凹部１１ａの開口部を全て塞いでおらず、凹部１１ａとの間に空気孔１８ｂを形成しているので、吸着ノズル１８ａの吸着動作中に凹部１１ａ内が真空状態になることがない。そして、電子部品１ｂ，１ｃが吸着ノズル１８ａに吸着したら、吸着ノズル１８ａを上昇させて、回転テーブル１９上の基板１の所定位置に位置決めして装着する。

図１０は、他の構成例に係るマウント装置２０の概略構成を示す斜視図である。このマウント装置２０は、樹脂外装チップ１ｂ及びベアチップ１ｃそれぞれの部品保持部材としてトレイ２２を用いている。トレイ２２は、図１０に示すようにゴムなどの緩衝材２１を介してトレイ台２３上に複数連立させて固定されている。トレイ２２には、複数の凹部２２ａが等間隔に形成されており、この凹部２２ａには電子部品１ｂ，１ｃがそれぞれ保持されている。このマウント装置２０においても、上記第１のマウント装置１０と同様に、基板１を保持するＸ−Ｙテーブル２９、凹部２２ａに保持されている電子部品１ｂ，１ｃを吸着して、基板１の所定位置に配置する吸着ノズル２８ａ、吸着ノズル２８ａを保持する回転テーブル２７などを備えている。そして、凹部２２ａに保持されている電子部品１ｂ，１ｃを順番に吸着ノズル２８ａで吸着していき、基板１の所定位置に配置していく。トレイ２２に電子部品１ｂ，１ｃがなくなると、次のトレイに吸着ノズル２８ａが移動し、吸着ノズル２８ａに取り付けられている図示しないＣＣＤカメラでトレイ２２の一端部とこの端部と対角線上にある端部を検知して、トレイ台２３上のトレイ２２の位置を検知する。トレイ２２の位置を検知したら、再び順番にトレイの凹部２２ａに保持されている電子部品１ｂ，１ｃをノズルで吸着して、基板の所定位置に配置する。

このマウント装置２０においても、トレイ２２の凹部２２ａに保持されている電子部品１ｂ，１ｃを吸着ノズル２８ａに吸着させる際、図１０に示すように、トレイ２２の開口面２２ｂと吸着ノズル２８ａとを当接させて、電子部品１ｂ，１ｃと吸着ノズル２８ａとを当接させないようにしている。これにより、このマウント装置２０においても電子部品１ｂ，１ｃが吸着ノズル２８ａとの当接により破損することが防止される。トレイ２２の開口面２２ｂに吸着ノズル２８ａが当接すると、当接時の衝撃により、トレイ２２が振動する。凹部２２ａに保持されている電子部品１ｂ，１ｃは、基板１上に所定の向きに配置されるように、向きが揃えられている。しかし、上記トレイ２２の振動により凹部２２ａに保持されている電子部品１ｂ，１ｃの向きが変わってしまうおそれがある。特に、サイズが小さいベアチップ１ｃの場合は向きが振動で変化しやすい。このように凹部２２ａに保持されている電子部品１ｂ，１ｃの向きが変化すると、電子部品１ｂ，１ｃを基板１上に正しい向きに配置することができなくなる。そこで、本構成例のマウント装置２０は、トレイ２２とトレイ台２３との間に緩衝材２１を備えている。これにより、吸着ノズル２８ａがトレイ２２の表面に当接しても、緩衝材２１が当接時の衝撃を吸収するので、トレイ２２の振動が緩和される。よって、凹部２２ａに保持されている電子部品１ｂ，１ｃの向きが変わることが抑制され、電子部品１ｂ，１ｃを基板１上に正しい向きに配置されなくなることが抑制される。なお、本構成例においては、トレイ２２とトレイ台２３との間に緩衝材２１を配置しているが、トレイ２２の表面上に緩衝材を配置したり、吸着ノズル２８ａのトレイ当接面に緩衝材を設けたりしても良い。

図１２は、更に他の構成例に係るマウント装置３０の概略構成を示す斜視図である。このマウント装置３０は、図１１中の右側（奥側）にアンダーフィル処理を施さない樹脂外装チップ１ｂの部品保持部材としてリールカセット３２が配置されている。そして、図１１中の左側（手前側）には、アンダーフィル処理を施すベアチップ１ｃの部品保持部材としてトレイ４２が配置されている。

回転テーブル３７には、リールカセット３２に保持されている樹脂外装チップ１ｂを吸着する第１の吸着ノズル３８ａと、トレイ４２に保持されているベアチップ１ｃを吸着する第２の吸着ノズル４８ａが設けられている。ベアチップ１ｃは樹脂外装チップ１ｂよりも小さいので、ベアチップ１ｃを吸着するために設計された吸着ノズル４８ａで樹脂外装チップ１ｂを吸着しようとした場合、樹脂外装チップ１ｂを保持するような十分な吸着力を得ることができない場合がある。また、樹脂外装チップ１ｂを吸着するために設計された吸着ノズル３８ａでベアチップ１ｃを吸着しようとした場合、逆に吸着力が強すぎて吸着の際、ベアチップ１ｃが勢いをもってノズルに当接してしまいベアチップ１ｃが破損してしまう場合がある。このため、本構成例のマウント装置３０においては、樹脂外装チップ用の第１の吸着ノズル３８ａと、ベアチップ用の第２の吸着ノズル４８ａをそれぞれ備えている。
ここで、樹脂外装チップ１ｂをＸ−Ｙテーブル３９上の基板１に装着する場合は、回転テーブル３７を回転させ、第１の吸着ノズル３８ａを第１の吸着位置（図中Ａの位置）まで移動させる。第１の吸着ノズル３８ａが第１の吸着位置まで移動したら、そのノズルを下降させてキャリアテープ１１の開口面に当接させて、第１の吸着ノズル３８ａの下降時に凹部に保持されている樹脂外装チップ１ｂと第１の吸着ノズル３８ａとが当接することがないようにしている。そして、凹部に保持された樹脂外装チップ１ｂをノズルに吸着させ、基板１の所定の位置に配設する。
一方、ベアチップ１ｃをＸ−Ｙテーブル３９上の基板１に装着する場合は、回転テーブル３７を回転させ、第２の吸着ノズル４８ａを第２の吸着位置（図中Ｂの位置）まで移動させる。そして、そのノズルを下降させてトレイ４２の開口面に当接させて、第２の吸着ノズル４８ａの下降時に凹部に保持されているベアチップ１ｃと第２の吸着ノズル４８ａとが当接することがないようにしている。

また、本構成例のマウント装置３０の場合も、上述のマウント装置２０と同様、トレイ４２とトレイ台４３との間に緩衝材２１を設け、トレイ４２の開口面に第２の吸着ノズル４８ａが当接する際の衝撃力を吸収している。そして、凹部に保持されたベアチップ１ｃを吸着ノズル４８ａに吸着させ、基板１の所定の位置に装着する。

なお、本構成例のマウント装置３０は、樹脂外装チップ１ｂの部品保持部材としてリールカセット３２を用い、ベアチップ１ｃの部品保持部材としてトレイ４２を用いているが、これに限られない。例えば、樹脂外装チップ１ｂの部品保持部材としてトレイを用い、ベアチップ１ｃの部品保持部材としてリールカセットを用いてもよい。また、回転テーブル３７を２つ設け、一方を第１の吸着ノズル３８ａを保持する第１の回転テーブルとし、他方を第２の吸着ノズル４８ａを保持する第２の回転テーブルとしてもよい。このように、回転テーブルを別々に設けることで、配設工程をスピードアップすることができる。

上記構成のマウント装置１０、２０、３０によれば、樹脂外装チップ１ｂ及びベアチップ１ｃの両方の電子部品を同一のマウント装置３０によって行うことができるので、基板製造の製造時間や製造コスト等を下げることができる。

なお、上記構成のマウント装置１０，２０，３０において、上記吸着ノズル１８ａ，２８ａ，３８ａ，４８ａが部品を吸着するときの吸着圧力を切り換えるのが好ましい。具体的に、吸着ノズルがベアチップ１ｃを吸着するときの吸着圧力を、吸着ノズルが樹脂外装チップ１ｂを吸着するときの吸着圧力よりも小さくするように、吸着圧力を切り換える。例えば、吸着ノズルがベアチップ１ｃを吸着するときの吸着圧力を、吸着ノズルが樹脂外装チップ１ｂを吸着するときの吸着圧力（標準圧力）の８０％減（標準圧力の２０％）にする。このように吸着圧力を切り換えることにより、吸着ノズルにベアチップ１ｃが吸い付くときの衝撃によるベアチップの損傷を防止しつつ、樹脂外装チップ１ｂについては吸着ノズルに吸着させて確実に保持することができる。特に、部品保持部材としてリールカセットを用いたときに効果的である。
上記吸着圧力を切り換える吸着圧力切換手段は、各マウント装置１０，２０，３０のコントローラと、そのコントローラで制御される吸引ポンプなどの吸引装置とを用いて構成することができる。

また、上記構成のマウント装置１０，２０，３０において、吸着ノズルがベアチップ１ｃ及び樹脂外装チップ１ｂの少なくとも一方を基板に装着するときに発生する衝撃力（動荷重）が一定になるように、各部品を基板に装着するときの吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更するのが好ましい。特に、ベアチップ１ｃは基板へ装着するときの衝撃で損傷するおそれが高いので、上記衝撃力（動荷重）が樹脂外装チップ１ｂの場合よりも低めになるように、ベアチップ１ｃ装着時の吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方を設定する。ここで、「下死点」は、上記吸着ノズルを基板に一番近づくまで下降した最下点の位置である。
上記吸着ノズルの下死点及び移動速度の設定は、例えば次のように行うことができる。まず、マウント装置における基板がセットされる位置に、力検知手段としての圧力センサが取り付けられたロードセルを有する擬似基板部材をセットする。この擬似基板部材に対して、部品を吸着した吸着ノズルを下降させ、所定の位置で停止させる。この停止時の衝撃力（動荷重）を、上記ロードセルの圧力センサの出力に基づいて算出する。この測定及び算出を、上記吸着ノズルの下死点及び移動速度を変化させて行う。そして、衝撃力（動荷重）が一定の力以下になるように、吸着ノズルの下死点及び移動速度を設定する。ここで、吸着ノズルが下降するときの移動ステップ量の１単位が大きい場合は、吸着ノズルに保持されている部品が接触して上記ロードセルの圧力センサが出力し始めたときの吸着ノズルの位置を下死点としてもよい。
以上のように、上記部品が基板に装着するときに発生する衝撃力（動荷重）を所定の大きさ以下にすることにより、半田の過剰なつぶれを防止したり、部品の加わるストレスを低減して部品の損傷を防止したりすることができる。特に、装着対象の部品が損傷を受けやすいベアチップの場合に効果的である。
なお、上記吸着ノズルの下降時の移動速度が大きいと、吸着ノズルの停止位置のばらつきが大きくなって上記衝撃力（動荷重）のコントロールが難しくなる一方で、下降時の移動速度が遅すぎるとマウント処理時間が長くなってしまう。そこで、基板の近くまでは高めの速度で吸着ノズルを下降させ、そこから下死点までは低めの速度で下降させるように、吸着ノズルの移動を制御するのが好ましい。具体的には、吸着ノズルに保持された部品の底面と基板の表面との距離が予め設定した距離（例えば０．２〜０．４ｍｍ程度）になるまでは数１０ｍｍ／ｓｅｃ程度の標準速度（例えば８８ｍｍ／ｓｅｃ）で移動させ、その位置から下死点までは数ｍｍ／ｓｅｃ（例えば２ｍｍ／ｓｅｃ）程度の移動速度で移動させる。このように吸着ノズルの移動速度を２段階制御することにより、マウント処理時間の増加を抑制しつつ、部品が基板に装着するときに発生する衝撃力（動荷重）を所定の大きさ以下にすることが可能になる。ここで、装着対象の部品が損傷を受けにくい樹脂外装部品１ｂの場合には、マウント速度のほうを優先するように、上記移動速度の２段階制御を行わずに移動開始から下死点まで標準速度（例えば８８ｍｍ／ｓｅｃ）で移動させるようにしてもよい。
上記吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更する設定変更手段は、各マウント装置１０，２０，３０のコントローラを用いて構成することができる。

また、上記構成のマウント装置１０，２０，３０において、吸着ノズルがベアチップ１ｃ及び樹脂外装チップ１ｂの少なくとも一方をテープやトレイ等の部品保持部材からピックアップするときに発生する衝撃力（動荷重）が一定になるように、部品ピックアップ時の吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更するのが好ましい。特に、ベアチップ１ｃは、吸着ノズルがテープやトレイに接触するときの衝撃で損傷するおそれが高いので、ベアチップ１ｃをピックアップするときの衝撃力（動荷重）が樹脂外装チップ１ｂをピックアップするときの衝撃力よりも低めになるように、ベアチップ１ｃピックアップ時の吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方を設定する。ここで、「下死点」は、上記吸着ノズルをテープやトレイ等の部品保持部材に一番近づくまで下降させた最下点の位置である。
上記吸着ノズルの下死点及び移動速度の設定は、例えば次のように行うことができる。まず、マウント装置におけるテープやトレイ等の部品保持部材がセットされる位置に、力検知手段としての圧力センサが取り付けられたロードセルを有する力検知用部材をセットする。この力検知用部材に対して吸着ノズルを下降させ、所定の位置で停止させる。この停止時の衝撃力（動荷重）を、上記ロードセルの圧力センサの出力に基づいて算出する。この測定及び算出を、上記吸着ノズルの下死点及び移動速度を変化させて行う。そして、衝撃力（動荷重）が一定の力以下になるように、吸着ノズルの下死点及び移動速度を設定する。ここで、吸着ノズルが下降するときの移動ステップ量の１単位が大きい場合は、吸着ノズルが接触して上記ロードセルの圧力センサが出力し始めたときの吸着ノズルの位置を下死点としてもよい。
以上のように、上記部品をピックアップするときに発生する衝撃力（動荷重）を所定の大きさ以下にすることにより、部品の加わる衝撃を低減して部品の損傷を防止したりすることができる。特に、ピックアップ対象の部品が損傷を受けやすいベアチップの場合に効果的である。
なお、上記吸着ノズルの下降時の移動速度が大きいと、吸着ノズルの停止位置のばらつきが大きくなって上記衝撃力（動荷重）のコントロールが難しくなる一方で、下降時の移動速度が遅すぎると部品のピックアップ処理時間が長くなってしまう。そこで、テープやトレイ等の部品保持部材の近くまでは高めの速度で吸着ノズルを下降させ、そこから下死点までは低めの速度で下降させるように、吸着ノズルの移動を制御するのが好ましい。具体的には、吸着ノズルの先端とテープやトレイ等の部品保持部材の表面との距離が予め設定した距離（例えば０．２〜０．４ｍｍ程度）になるまでは数１０ｍｍ／ｓｅｃ程度の標準速度（例えば８８ｍｍ／ｓｅｃ）で移動させ、その位置から下死点までは数ｍｍ／ｓｅｃ（例えば２ｍｍ／ｓｅｃ）程度の移動速度で移動させる。このように吸着ノズルの移動速度を２段階制御することにより、部品ピックアップ処理時間の増加を抑制しつつ、部品をピックアップするときに発生する衝撃力（動荷重）を所定の大きさ以下にすることが可能になる。ここで、ピックアップ対象の部品が損傷を受けにくい樹脂外装部品１ｂの場合には、部品ピックアップ速度のほうを優先するように、上記移動速度の２段階制御を行わずに移動開始から下死点まで標準速度（例えば８８ｍｍ／ｓｅｃ）で移動させるようにしてもよい。
上記部品を吸着してピックアップするときの吸着ノズルの下死点及び移動速度の少なくとも一方の設定を変更する設定変更手段も、各マウント装置１０，２０，３０のコントローラを用いて構成することができる。

〔アンダーフィル工程〕
図１３は、アンダーフィル処理工程の説明図である。このアンダーフィル処理工程では、バンプ１ｄが介在することによって生じた上記基板１とベアチップ１ｃとの隙間５４に、その隙間５４を埋める充填剤としての樹脂５５が充填される。図１３において、上記樹脂５５は、まず、ディスペンサ５６によって、上記基板１とベアチップ１ｃとの隙間５４の、少なくとも一辺側の部位に供給（塗布）される。すると、基板１上に塗布された樹脂５５は、基板１とベアチップ１ｃとの隙間５４による毛管現象で隙間に浸透していく。これにより、ベアチップ１ｃと基板１との間に樹脂５５が充填され、基板１上にベアチップ１ｃを確実に固定することができる。なお、アンダーフィル処理は、これに限定されず、種々変更可能である。例えば、超音波印加装置等を用いて、基板１に振動を与えて、基板１とベアチップ１ｃとの隙間５４に樹脂５５を充填するようにしてもよい。このように、基板１に振動を与えることで、樹脂５５がベアチップ１ｃと基板１との間に充填するまでの時間を短縮することができる。

次に、本実施形態の基板製造方法の一部である半田印刷工程における印刷処理間隔の切り換え制御について説明する。
本実施形態の基板製造システムは、図１４に示すように、印刷装置２１０と、基板保管機能付きの基板搬出装置としてのバッファコンベア２２０とを組み合わせた印刷システム２００を備えている。このバッファコンベア２２０は、印刷装置２１０で印刷した後の基板１を一旦保管し、所定のタイミングで、印刷検査装置２３０を介して次工程のマウンタ装置２４０（１０，２０，３０）に向けて印刷後の基板を搬出する。上記バッファコンベア２２０は、例えば複数の基板収容棚を有した上下動可能な基板保持部と、その基板保持部の基板収容棚のいずれかに保持されている基板を次工程に向けて押し出す基板押し出し機構とを用いて構成することができる。例えば、基板押し出し機構は、コントローラで制御されるエアーシリンダーと、そのエアーシリンダーの可動部に設けられた基板押し出し部材とを用いて構成することができる。

前述のように、上記印刷装置２１０で基板１にクリーム半田３を印刷する場合、次のような問題があった。すなわち、基板１枚あたりの印刷処理時間が、後工程の部品を装着する基板１枚あたりのマウント処理時間よりも短いため、印刷工程とマウント工程との間における処理間隔（タクトタイム）を調整する必要がある。例えば、印刷工程における印刷処理間隔を、後工程のマウント工程における処理間隔に合わせるように上記基板１枚あたりの印刷処理時間よりも長めに設定することにより、タクトタイムを調整する。
ところが、上記印刷工程における印刷処理間隔を基板１枚あたりの印刷処理時間よりも長めに設定すると、印刷装置２１０で印刷を行っていない待ち時間が発生し、印刷不良が発生するおそれがあるという問題があることがわかった。このような待ち時間が発生すると、その待ち時間の間に、印刷装置２１０の印刷用マスク２上に供給されているクリーム半田３の乾燥が進行してしまう。この印刷用マスクに付着したクリーム半田が乾燥すると、印刷用マスクの開口の目詰まりなどが発生し、クリーム半田３の印刷不良が発生しやすくなる。この印刷用マスク２に付着しているクリーム半田３の乾燥は、印刷装置２１０の印刷用マスク２等の印刷用部材を取り外して洗浄し新しいクリーム半田３をセットするクリーニングを行った後しばらくの間は問題にならない程度であるが、上記クリーニングからの経過時間が長くなると上記待ち時間におけるクリーム半田の乾燥が急激に進行しやすくなって印刷不良が発生しやすくなる。

図１５は、上記クリーニングからの経過時間と印刷不良（基板１枚あたりの印刷不良ポイントの数）との関係の一例を示すグラフである。この１枚の基板１は、図２（ｂ）に示したように所定の機能を有する同じ形状及び回路の仕様を有する個別基板１００を多数（例えば数１０個〜数１００個）並べて一括形成された基板である。この基板１に含まれる１つ１つの個別基板１００には数カ所の印刷ポイントがある。これらの印刷ポイントの印刷の良否は、前述の印刷検査装置２３０で検査することができる。
図１５によれば、上記クリーニングからの経過時間が４時間までは、印刷不良は少なく、クリーニングからの経過時間が４時間を超えたあたりから、印刷不良が急激に増加していることがわかる。なお、この例では、クリーニングからの経過時間が６時間になったところで、次のクリーニングを行っている。

図１６は、上記クリーニングからの経過時間が互いに異なる場合における、印刷装置２１０における印刷処理間隔と、印刷不良（基板１枚あたりの印刷不良ポイントの数）との関係の一例を示すグラフである。なお、本例の印刷装置２１０の印刷処理間隔の最小時間（最小処理時間）は２分３０秒程度である。
図１６中の符号Ａの線で示すように、上記クリーニングからの経過時間が４時間までは、印刷処理間隔の増加に伴って印刷不良が緩やかに増加している。ところが、図１６中の符号Ｂの線で示すように、上記クリーニングからの経過時間が４時間を超えると、印刷処理間隔が２分３０秒よりも大きくなったところで印刷不良が急激に増加している。

一方、印刷工程における印刷処理間隔を基板１枚あたりの印刷処理時間と同じ程度まで短くすると、上記タクトタイムの調整のために待機させるように一時保存する印刷後の基板１の枚数が増えてしまう。

そこで、本実施形態の印刷工程では、印刷に用いる印刷用マスク２などの印刷用部材を取り外して洗浄し新しいクリーム半田をセットするクリーニングの終了時からのクリーニング後経過時間に応じて、基板１枚あたりの印刷処理間隔を次のように切り換えている。
具体的には、図１７に示すように、印刷用部材のクリーニングの終了時から所定の切り換えタイミング（上記図１５及び１６の例では、クリーニングの終了時から４時間が経過するタイミング）が到来するまで、印刷に用いるクリーム半田３が乾燥しにくいため、基板１枚あたりの印刷処理間隔を、次工程における基板１枚あたりの処理間隔に合わせた標準の印刷処理間隔に設定する（ステップ１，２）。このように印刷処理間隔を次工程における処理間隔に合わせることにより印刷後の基板１の一時保存量の増加を抑えることができる。しかも、マウント工程における処理開始タイミングに合わせて印刷後の基板１をバッファコンベア２２０で搬出することにより印刷工程とその次工程との間のタクトタイムを調整できる。
一方、上記所定の切り換えタイミングが経過した後は、クリーム半田３の乾燥が急激に進行しやすくため、基板１枚あたりの印刷処理間隔を、マウント工程における基板１枚あたりの処理間隔（上記標準の印刷処理間隔）よりも短くなるように設定する（ステップ１，３）。このように印刷処理間隔を次工程における処理間隔よりも短くすることにより印刷装置２１０の印刷用部材のクリーニングからの経過時間が長くなったときの印刷不良を防止する。しかも、マウント工程における処理開始タイミングに合わせて印刷後の基板１を搬出することにより印刷工程とマウント工程との間のタクトタイムを調整できる。

以上、本実施形態によれば、印刷後の基板１の一時保存量の増加を抑えるように印刷工程とその次マウント工程との間でタクトタイムを調整できるとともに、印刷装置２１０の印刷用マスク２等の印刷用部材のクリーニングからの経過時間が長くなったときの印刷不良を防止することができる。特に、前述のベアチップ１ｃ用の電極上に印刷する印刷パターンは、例えば寸法が１００〜２００μｍ程度微細パターンであり、印刷用マスク２上のクリーム半田３が乾燥してくると印刷不良が発生しやすい。そのため、本実施形態のような印刷用マスク２等の印刷用部材のクリーニングの終了時からのクリーニング後経過時間に応じて、基板１枚あたりの印刷処理間隔を切り換える印刷制御がより効果的である。

本発明の実施形態に係る基板製造方法における各処理工程を示す工程図。（ａ）は同基板製造方法で製造する電子回路基板の平面図。（ｂ）は同基板の断面構造の説明図。印刷工程に用いられる印刷装置の概略構成図。同印刷装置の印刷マスクの開口部の説明図。（ａ）は同印刷装置で印刷マスクの開口部に充填したクリーム半田の様子を示す説明図。（ｂ）は同印刷装置における離間動作中の開口部内のクリーム半田の様子を示す説明図。マウント工程で用いるマウント装置の一例を示す概略構成図。リールカセットとこれにセットされたリールとの一例を示す斜視図。キャリアテープの断面図。キャリアテープの凹部に保持されている電子部品を吸着ノズルが吸着する模式図。他の構成例に係るマウント装置の概略構成図。トレイの凹部に保持されている電子部品を吸着ノズルが吸着する模式図。更に他の構成例に係るマウント装置の概略構成図。アンダーフィル処理工程を示す模式図。印刷装置からマウント装置までの概略構成を示すブロック図。印刷用部材のクリーニングからの経過時間と印刷不良との関係の一例を示すグラフ。クリーニングからの経過時間が互いに異なる場合における印刷処理間隔と印刷不良との関係の一例を示すグラフ。印刷処理間隔の切り換え制御のフロチャート。

符号の説明

１基板
１ｂ樹脂外装チップ
１ｃベアチップ
２印刷マスク
３クリーム半田
９開口部
１０，２０，３０マウント装置
１２リールカセット
１８，２８，３８，４８部品吸着ユニット
１８ａ，２８ａ，３８ａ，４８ａ吸着ノズル
２２トレイ
５５樹脂
５６ディスペンサ
１００個別基板
２００印刷システム
２１０印刷装置
２２０バッファコンベア
２３０印刷検査装置
２４０マウント装置

Claims

表面実装用の電子部品が実装される前の基板の所定の電極上に導電性の印刷剤を印刷する印刷工程と、該印刷後の基板を次工程に向けて搬出する基板搬出工程と、該印刷を複数の基板について繰り返し行った後に該印刷に用いていた印刷用部材を洗浄し該印刷に用いる印刷剤として新しい印刷剤をセットするクリーニング工程とを有する印刷方法であって、
該印刷工程では、該クリーニングの終了時からのクリーニング後経過時間に応じて、基板１枚あたりの印刷処理間隔を切り換えるようにし、
該基板搬出工程では、該次工程における処理開始タイミングに合わせて該印刷後の基板を搬出し、
上記印刷工程における上記クリーニングの終了時から所定の切り換えタイミングが到来するまで、該印刷工程における基板１枚あたりの印刷処理間隔を、上記次工程における基板１枚あたりの処理間隔に合わせるようにし、
該所定の切り換えタイミングが経過した後、該印刷工程における基板１枚あたりの印刷処理間隔を、該次工程における基板１枚あたりの処理間隔よりも短くすることを特徴とする印刷方法。
請求項１の印刷方法において、
上記印刷剤が印刷される基板は、ベアチップ用の印刷対象電極を有する基板であることを特徴とする印刷方法。
表面実装用の電子部品が実装される前の基板の所定の電極上に導電性の印刷剤を印刷する印刷装置と、該印刷後の基板を次工程に向けて搬出する基板搬出装置とを備えた印刷システムであって、
該印刷装置は、該印刷を複数の基板について繰り返し行った後に該印刷に用いていた印刷用部材を洗浄し該印刷に用いる印刷剤として新しい印刷剤をセットするクリーニングを行い、そのクリーニングの終了時からのクリーニング後経過時間に応じて、基板１枚あたりの印刷処理間隔を切り換え、
該基板搬出装置は、次工程における処理開始タイミングに合わせて該印刷後の基板を搬出し、
上記印刷装置は、上記クリーニングの終了時から所定の切り換えタイミングが到来するまで、基板１枚あたりの印刷処理間隔を、上記次工程における基板１枚あたりの処理間隔に合わせるようにし、
該所定の切り換えタイミングが経過した後、該印刷工程における基板１枚あたりの印刷処理間隔を、該次工程における基板１枚あたりの処理間隔よりも短くすることを特徴とする印刷システム。
請求項３の印刷システムにおいて、
上記印刷剤が印刷される基板は、ベアチップ部品用の印刷対象電極を有する基板であることを特徴とする印刷システム。