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JP5083118B2 - Screen printing apparatus and method - Google Patents
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Description

本発明は、ワークに対向して配置され開口部が形成されたマスクと、前記マスク上面に摺接しながら平行移動することで、前記マスク上に載置されたペースト状の印刷材料を、前記開口部を通じて前記ワーク上に塗布するスキージとを備えたスクリーン印刷装置、およびそれによるスクリーン印刷方法に関する。   The present invention provides a mask in which an opening is formed opposite to a workpiece and a paste-like printing material placed on the mask by moving in parallel while sliding in contact with the upper surface of the mask. The present invention relates to a screen printing apparatus including a squeegee that is applied onto the workpiece through a section, and a screen printing method using the same.

従来、ワークに対向して配置され開口部が形成されたマスクと、前記マスク上面に摺接しながら平行移動することで、前記マスク上に載置されたペースト状の印刷材料を、前記開口部を通じて前記ワーク上に塗布するスキージとを備えたスクリーン印刷装置は知られている。
このようなスクリーン印刷装置によりスクリーン印刷を行う場合、スキージによりマスクを押圧してワーク側へ撓ませ、印刷材料を塗布する箇所のマスクをワークに対して当接させるようにしている。
前記マスクとしては、例えばメタルマスクに構成されたものがあり、このメタルマスクにおいては、マスクがワークに当接した状態でスキージによる印刷材料の塗布を行うことで、マスクの厚み分の印刷材料がワーク上に転写されることとなり、一定量(厚さ)の印刷材料をワークに対して塗布することが可能となっている。
Conventionally, a mask in which an opening is formed opposite to a workpiece, and a paste-like printing material placed on the mask is moved through the opening by moving in parallel while sliding on the mask upper surface. A screen printing apparatus provided with a squeegee for coating on the workpiece is known.
When screen printing is performed by such a screen printing apparatus, the mask is pressed by a squeegee and bent toward the work side, and the mask at the place where the printing material is applied is brought into contact with the work.
As the mask, for example, there is a mask configured as a metal mask. In this metal mask, by applying the printing material with a squeegee while the mask is in contact with the workpiece, the printing material corresponding to the thickness of the mask is obtained. Since it is transferred onto the workpiece, a certain amount (thickness) of the printing material can be applied to the workpiece.

特許文献1に記載のスクリーン印刷装置は、プリント基板に印刷材料であるクリームはんだを塗布するための装置であるが、クリームはんだのプリント基板への塗布量は、プリント基板に実装される電子部品のはんだ付け性に影響を与えるため一定にすることが望ましい。
従って、特許文献1においては、ワークとなるプリント基板の上面とマスクとの隙間が一定になるように、プリント基板が載置されるステージの高さを位置決めしている。
このように、プリント基板の上面とマスクとの隙間を一定にすることで、印刷材料を塗布する箇所のマスクとプリント基板との間に隙間が空いたり、逆にマスクがプリント基板に過度の圧力で押圧されたりすることがなく、マスクをプリント基板に対して適正な圧力で当接させることが可能となっている。
The screen printing apparatus described in Patent Document 1 is an apparatus for applying cream solder, which is a printing material, to a printed circuit board. The amount of cream solder applied to the printed circuit board is the amount of electronic components mounted on the printed circuit board. It is desirable to keep constant because it affects solderability.
Therefore, in Patent Document 1, the height of the stage on which the printed board is placed is positioned so that the gap between the upper surface of the printed board serving as a workpiece and the mask is constant.
In this way, by making the gap between the upper surface of the printed circuit board and the mask constant, there is a gap between the mask and the printed circuit board where the printing material is applied, or conversely, the mask exerts excessive pressure on the printed circuit board. The mask can be brought into contact with the printed circuit board with an appropriate pressure without being pressed.

つまり、従来のスクリーン印刷装置においては、図7に示すように、印刷材料を塗布する箇所のマスク101は、スキージ102により常にワーク110に当接するまで押圧されており、これによりワーク110の全面にわたって一定量の印刷材料を塗布することが可能となっている。   That is, in the conventional screen printing apparatus, as shown in FIG. 7, the mask 101 where the printing material is applied is always pressed by the squeegee 102 until it abuts against the work 110, and this causes the entire surface of the work 110 to be pressed. A certain amount of printing material can be applied.

図8(a)に示すように、ワーク110の表面に凹凸が存在する場合も、印刷材料を塗布する箇所のマスク101が常にワーク110の表面の形状に沿って当接することとなるため、図8(b)に示すように、印刷材料はワーク110の表面にマスク101の厚みに応じた一定の厚みで塗布される。
特開平9−76455号公報
As shown in FIG. 8A, even when there are irregularities on the surface of the workpiece 110, the mask 101 where the printing material is applied always comes into contact with the shape of the surface of the workpiece 110. As shown in FIG. 8B, the printing material is applied to the surface of the work 110 with a certain thickness according to the thickness of the mask 101.
JP-A-9-76455

図9に示すように、一般的に、発熱部品であるパワー半導体素子を搭載したインバータモジュールなどの製品121には放熱のための放熱板111が付設されるが、製品121と放熱板111との密着性を向上して放熱効率を高めるために、製品121と放熱板111との間にグリス131を介装することがある。
前記グリス131は、前述のスクリーン印刷装置により放熱板111上に塗布されるが、放熱板111の表面に凹凸が存在している場合でも一定の厚みで塗布されるため、凹凸がある放熱板111にグリス131を塗布して製品121に付設した場合、図10に示すように、放熱板111の凸部のみが製品121に密着して、放熱板111の凹部と製品121との間には隙間が生じてしまうといったように、放熱板111と製品121との密着性が悪くなり放熱性が低下してしまうこととなる。
As shown in FIG. 9, generally, a product 121 such as an inverter module on which a power semiconductor element as a heat generating component is mounted is provided with a heat radiating plate 111 for radiating heat. In order to improve adhesion and increase heat dissipation efficiency, grease 131 may be interposed between the product 121 and the heat dissipation plate 111.
The grease 131 is applied on the heat dissipation plate 111 by the above-described screen printing apparatus. However, since the grease 131 is applied with a constant thickness even when the surface of the heat dissipation plate 111 is uneven, the heat dissipation plate 111 having the unevenness. When grease 131 is applied to the product 121 and attached to the product 121, as shown in FIG. 10, only the convex portion of the heat sink 111 is in close contact with the product 121, and there is a gap between the concave portion of the heat sink 111 and the product 121. As a result, the adhesiveness between the heat radiating plate 111 and the product 121 is deteriorated and the heat radiating performance is lowered.

そこで、本発明においては、スクリーン印刷装置により塗布される印刷材料が製品と製品に付設される放熱板との間に介装されるグリスのような材料であって、印刷材料が塗布される放熱板などのワークの表面に凹凸が存在していた場合でも、製品とワークとを印刷材料の塗布範囲の全面にわたって密着させることができるスクリーン印刷装置および方法を提供するものである。   Therefore, in the present invention, the printing material applied by the screen printing apparatus is a material such as grease interposed between the product and the heat radiating plate attached to the product, and the heat dissipation by which the printing material is applied. It is an object of the present invention to provide a screen printing apparatus and method capable of bringing a product and a workpiece into close contact with each other over the entire application range of a printing material even when irregularities exist on the surface of the workpiece such as a plate.

上記課題を解決するスクリーン印刷装置および方法は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項1記載のごとく、ワークに対向して配置され開口部が形成されたマスクと、前記マスク上面に摺接して該マスクをワーク側へ押圧しながらマスク面方向へ移動することで、前記マスク上に載置されたペースト状の印刷材料を、前記開口部を通じて前記ワーク上に塗布するスキージとを備えたスクリーン印刷装置であって、ワーク表面の凹凸形状を測定する測定手段と、前記測定手段の測定値に基づいて、前記印刷材料を塗布する際の前記スキージの摺接位置におけるマスクの撓ませ量を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記印刷材料の塗布時における前記スキージのマスクに対する位置を変化させることにより、前記マスクの撓ませ量を制御し、前記制御手段による前記スキージのマスクに対する位置の制御は、前記スキージが摺接している箇所のマスク下面が、ワーク表面の最も突出している箇所よりもワーク側へ押し込まれないように行われる。
これにより、印刷材料を、ワーク上面の基準面から一定の高さ幅までの範囲に、全体的に塗布することが可能となり、塗布された印刷材料の上面は、ワーク上面の凹凸状態にかかわらず平坦となる。
従って、例えば、ワークがパワー半導体素子を搭載したインバータモジュールなどの製品に付設される放熱板であり、印刷材料が製品とワークとの間に介装されるグリスである場合には、ワークの表面に凹凸が存在していたとしても、ワークを製品に組み付けたときに、印刷材料(グリス)がワークと製品との間に隙間なく充填された状態として、ワークと製品とを全体的に密着させることができ、製品からのワークへの放熱性を向上させることが可能となる。
また、特別な部材を追加することなく簡単な構成でマスクの撓ませ量を制御することが可能となる。
さらに、マスクがワークの表面の形状に沿って当接することがなく、確実にワークの上面に基準面から一定の高さ幅の印刷材料を塗布することが可能となる。
The screen printing apparatus and method for solving the above problems have the following characteristics.
That is, as described in claim 1, by moving in the mask surface direction while slidingly contacting the mask upper surface and pressing the mask toward the workpiece side, the mask is arranged facing the workpiece and formed with an opening. A screen printing apparatus provided with a squeegee for applying a paste-like printing material placed on the mask onto the workpiece through the opening, and a measuring means for measuring the uneven shape of the workpiece surface; Control means for controlling the amount of deflection of the mask at the sliding contact position of the squeegee when applying the printing material based on the measurement value of the measuring means, the control means at the time of applying the printing material The amount of deflection of the mask is controlled by changing the position of the squeegee with respect to the mask. Squeegee mask lower surface of the portion where sliding contact is performed so as not pushed to the workpiece side than the portion that is most prominent in the workpiece surface.
As a result, it is possible to apply the printing material as a whole in the range from the reference surface of the workpiece upper surface to a certain height width, and the upper surface of the applied printing material can be applied regardless of the uneven state of the workpiece upper surface. It becomes flat.
Therefore, for example, when the work is a heat sink attached to a product such as an inverter module on which a power semiconductor element is mounted and the printing material is grease interposed between the product and the work, the surface of the work Even if there are irregularities on the workpiece, when the workpiece is assembled to the product, the printing material (grease) is filled with no gap between the workpiece and the product so that the workpiece and the product are in close contact with each other. It is possible to improve heat dissipation from the product to the workpiece.
Further, the amount of deflection of the mask can be controlled with a simple configuration without adding a special member.
Furthermore, the mask does not come into contact with the shape of the surface of the workpiece, and it is possible to reliably apply a printing material having a certain width from the reference surface to the upper surface of the workpiece.

また、請求項2記載のごとく、ワークに対向して配置され開口部が形成されたマスクの上面に、スキージを摺接させながら平行移動することで、前記マスク上に載置されたペースト状の印刷材料を、前記開口部を通じて前記ワーク上に塗布するスクリーン印刷方法であって、ワーク表面の凹凸形状を測定する測定工程と、前記測定工程での測定値に基づいて、前記印刷材料を塗布する際の前記スキージの摺接位置におけるマスクの撓ませ量を制御する撓ませ量制御工程とを備え、前記撓ませ量制御工程では、前記印刷材料の塗布時における前記スキージのマスクに対する位置を変化させることにより、前記マスクの撓ませ量を制御し、前記撓ませ量制御工程における前記スキージのマスクに対する位置の制御は、前記スキージが摺接している箇所のマスク下面が、ワーク表面の最も突出している箇所よりもワーク側へ押し込まれないように行われる。
これにより、印刷材料を、ワーク上面の基準面から一定の高さ幅までの範囲に、全体的に塗布することが可能となり、塗布された印刷材料の上面は、ワーク上面の凹凸状態にかかわらず平坦となる。
従って、例えば、ワークがパワー半導体素子を搭載したインバータモジュールなどの製品に付設される放熱板であり、印刷材料が製品とワークとの間に介装されるグリスである場合には、ワークの表面に凹凸が存在していたとしても、ワークを製品に組み付けたときに、印刷材料(グリス)がワークと製品との間に隙間なく充填された状態として、ワークと製品とを全体的に密着させることができ、製品からのワークへの放熱性を向上させることが可能となる。
また、特別な部材を追加することなく簡単な構成でマスクの撓ませ量を制御することが可能となる。
さらに、マスクがワークの表面の形状に沿って当接することがなく、確実にワークの上面に基準面から一定の高さ幅の印刷材料を塗布することが可能となる。
Further, as described in claim 2, the paste-like material placed on the mask is moved in parallel with the squeegee slidably contacted on the upper surface of the mask disposed facing the workpiece and having an opening. A screen printing method for applying a printing material on the workpiece through the opening, wherein the printing material is applied based on a measurement step for measuring the uneven shape of the workpiece surface and a measurement value in the measurement step. A deflection amount control step of controlling the amount of deflection of the mask at the sliding contact position of the squeegee at the time, and in the deflection amount control step, the position of the squeegee with respect to the mask during application of the printing material is changed. Thus, the deflection amount of the mask is controlled, and the position of the squeegee with respect to the mask in the deflection amount control step is controlled so that the squeegee is in sliding contact. Mask underside place is performed so as not pushed to the workpiece side than the portion that is most prominent in the workpiece surface.
As a result, it is possible to apply the printing material as a whole in the range from the reference surface of the workpiece upper surface to a certain height width, and the upper surface of the applied printing material can be applied regardless of the uneven state of the workpiece upper surface. It becomes flat.
Therefore, for example, when the work is a heat sink attached to a product such as an inverter module on which a power semiconductor element is mounted and the printing material is grease interposed between the product and the work, the surface of the work Even if there are irregularities on the workpiece, when the workpiece is assembled to the product, the printing material (grease) is filled with no gap between the workpiece and the product so that the workpiece and the product are in close contact with each other. It is possible to improve heat dissipation from the product to the workpiece.
Further, the amount of deflection of the mask can be controlled with a simple configuration without adding a special member.
Furthermore, the mask does not come into contact with the shape of the surface of the workpiece, and it is possible to reliably apply a printing material having a certain width from the reference surface to the upper surface of the workpiece.

本発明によれば、印刷材料を、ワーク上面の基準面から一定の高さ幅までの範囲に、全体的に塗布することが可能となり、塗布された印刷材料の上面を、ワーク上面の凹凸状態にかかわらず平坦とすることができる。
従って、例えば、ワークがパワー半導体素子を搭載したインバータモジュールなどの製品に付設される放熱板であり、印刷材料が製品とワークとの間に介装されるグリスである場合には、ワークの表面に凹凸が存在していたとしても、ワークを製品に組み付けたときに、印刷材料(グリス)がワークと製品との間に隙間なく充填された状態として、ワークと製品とを全体的に密着させることができ、製品からのワークへの放熱性を向上させることが可能となる。
According to the present invention, it becomes possible to apply the printing material as a whole in a range from the reference surface of the workpiece upper surface to a certain height width, and the upper surface of the applied printing material is in an uneven state on the workpiece upper surface. It can be flat regardless.
Therefore, for example, when the work is a heat sink attached to a product such as an inverter module on which a power semiconductor element is mounted and the printing material is grease interposed between the product and the work, the surface of the work Even if there are irregularities on the workpiece, when the workpiece is assembled to the product, the printing material (grease) is filled with no gap between the workpiece and the product so that the workpiece and the product are in close contact with each other. It is possible to improve heat dissipation from the product to the workpiece.

次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。   Next, modes for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1に示すスクリーン印刷装置は、印刷材料31を塗布する対象となるワーク10を載置するステージ3と、ワーク10の上方に配置され、少なくともワーク10に対向する箇所に開口部を形成したマスク1と、マスク1上に載置されたペースト状の印刷材料31を、前記開口部を通じてワーク10上に塗布するスキージ2とを備えている。   The screen printing apparatus shown in FIG. 1 includes a stage 3 on which a workpiece 10 to be coated with a printing material 31 is placed, and a mask that is disposed above the workpiece 10 and has an opening at least at a location facing the workpiece 10. 1 and a squeegee 2 for applying a paste-like printing material 31 placed on the mask 1 onto the workpiece 10 through the opening.

前記スキージ2は、マスク1と並行に配置されるレール8に沿って移動可能な支持部材7に支持されており、前記支持部材7と一体的に水平方向(マスク1の面方向)へ移動可能に構成されている。
前記支持部材7は昇降器6により昇降可能に構成されており、これによりスキージ2がマスク1面に対して直交する方向へ移動可能となっている。
前記マスク1はメタルマスクに構成されている。
The squeegee 2 is supported by a support member 7 movable along a rail 8 arranged in parallel with the mask 1, and can move in the horizontal direction (the surface direction of the mask 1) integrally with the support member 7. It is configured.
The support member 7 is configured to be moved up and down by an elevator 6 so that the squeegee 2 can move in a direction perpendicular to the surface of the mask 1.
The mask 1 is a metal mask.

また、スクリーン印刷装置はワーク10の表面形状測定器4を備えている。前記表面形状測定器4は、例えばレーザー照射器4aからワーク10の表面にレーザー光を照射して、ワーク10の表面での反射光を撮像器4bにより撮像することでワーク10の表面形状を測定するレーザー変位計にて構成されている。
前記表面形状測定器4はスキージ2の移動方向と同じ方向へ移動可能に構成されており、ワーク10の表面形状を全範囲にわたって測定可能となっている。
なお、本例では表面形状測定器4としてレーザー変位計を用いているが、これに限るものではなく、ワーク10の表面形状を測定可能な測定器であれば用いることができる。
Further, the screen printing apparatus includes a surface shape measuring device 4 for the workpiece 10. The surface shape measuring instrument 4 measures the surface shape of the workpiece 10 by, for example, irradiating the surface of the workpiece 10 with laser light from the laser irradiator 4a and imaging the reflected light on the surface of the workpiece 10 with the imaging device 4b. It consists of a laser displacement meter.
The surface shape measuring instrument 4 is configured to be movable in the same direction as the moving direction of the squeegee 2 and can measure the surface shape of the workpiece 10 over the entire range.
In this example, a laser displacement meter is used as the surface shape measuring instrument 4, but the present invention is not limited to this, and any measuring instrument capable of measuring the surface shape of the workpiece 10 can be used.

スクリーン印刷装置によりワーク10に対して印刷材料31を塗布するときには、スキージ2をマスク1に押し付けて、スキージ2によりマスク1をワーク10側へ撓ませた状態で、スキージ2をマスク1の面方向へ移動させることで、マスク1上に載置されたペースト状の印刷材料31を、マスク1に摺接するスキージ2により前記開口部を通じてワーク10の表面に塗布するように構成されている。   When the printing material 31 is applied to the workpiece 10 by the screen printing apparatus, the squeegee 2 is pressed against the mask 1, and the squeegee 2 is bent toward the workpiece 10 by the squeegee 2. The paste-like printing material 31 placed on the mask 1 is applied to the surface of the workpiece 10 through the opening by the squeegee 2 slidably contacting the mask 1.

スキージ2のマスク1への押し付けは、前記昇降器6によりスキージ2をマスク1側へ移動させることで行うが、スクリーン印刷装置には、図2に示すように、スキージ2を移動させるための昇降器6の動作を制御する制御装置5を備えている。
つまり、昇降器6は、ワーク10に印刷材料31を塗布するときにはスキージ2を下降してマスク1側へ近づくように移動させ、ワーク10への印刷材料31の塗布後にはスキージ2を上昇してマスク1側から離れるように移動させるものである。
The squeegee 2 is pressed against the mask 1 by moving the squeegee 2 toward the mask 1 by the elevator 6. However, the screen printing apparatus is moved up and down to move the squeegee 2 as shown in FIG. A control device 5 for controlling the operation of the device 6 is provided.
That is, the elevator 6 lowers the squeegee 2 when moving the squeegee 2 toward the mask 1 when applying the printing material 31 to the workpiece 10, and raises the squeegee 2 after applying the printing material 31 to the workpiece 10. It is moved away from the mask 1 side.

制御装置5には表面形状測定器4にて測定されたワーク10の表面形状の測定値が入力され、前記制御装置5においては、入力されたワーク10の表面形状の測定値に基づいて、印刷材料31を塗布する際のスキージ2の摺接位置におけるマスク1の撓ませ量を制御するようにしている。
つまり、制御装置5は、ワーク10の表面形状の測定値に基づいて、適正なマスク1の撓ませ量を算出し、算出した撓ませ量だけマスク1が撓むように、スキージ2をマスク1側へ移動させるべく、昇降器6の動作を制御する。
The control device 5 receives the measurement value of the surface shape of the workpiece 10 measured by the surface shape measuring instrument 4. The control device 5 prints the measured value based on the input measurement value of the surface shape of the workpiece 10. The deflection amount of the mask 1 at the sliding contact position of the squeegee 2 when applying the material 31 is controlled.
That is, the control device 5 calculates an appropriate amount of bending of the mask 1 based on the measured value of the surface shape of the workpiece 10, and moves the squeegee 2 toward the mask 1 so that the mask 1 is bent by the calculated amount of bending. In order to move, the operation of the elevator 6 is controlled.

具体的には、制御装置5では、表面形状測定器4にて測定されたワーク10の表面形状の測定値に基づいて、ワーク10の上面における基準面Lの高さ位置から、ワーク10の上面において最も突出している箇所の高さ位置までの寸法d1を凸寸法として算出する。
この場合、凸寸法d1は、例えば表面形状測定器4から基準面Lまでの距離と、表面形状測定器4からワーク10の上面における最も突出している箇所までの距離との差を求めることにより算出することができる。
また、前記基準面Lは、例えばワーク10の表面における凸部を除いた平坦面部分に設定したり、ワーク10上面の高さ位置の平均値からなる仮想面に設定したりすることができる。
Specifically, in the control device 5, based on the measurement value of the surface shape of the workpiece 10 measured by the surface shape measuring instrument 4, the upper surface of the workpiece 10 is determined from the height position of the reference surface L on the upper surface of the workpiece 10. The dimension d1 up to the height position of the most protruding part is calculated as a convex dimension.
In this case, the convex dimension d1 is calculated, for example, by calculating the difference between the distance from the surface shape measuring instrument 4 to the reference plane L and the distance from the surface shape measuring instrument 4 to the most protruding portion on the upper surface of the workpiece 10. can do.
Further, the reference plane L can be set, for example, as a flat surface portion excluding convex portions on the surface of the workpiece 10, or can be set as a virtual plane consisting of an average value of height positions of the upper surface of the workpiece 10.

また、制御装置5においては、表面形状測定器4からマスク1の下面までの距離が予め記憶されており、ワーク10の表面形状の測定値から、マスク1の下面と前記基準面Lとの隙間寸法d2が算出される。
そして、前記隙間寸法d2と前記凸寸法d1との差寸法Δdを算出して、この差寸法Δdをマスク1の撓ませ量として求める。
In the control device 5, the distance from the surface shape measuring instrument 4 to the lower surface of the mask 1 is stored in advance, and the gap between the lower surface of the mask 1 and the reference surface L is determined from the measured value of the surface shape of the workpiece 10. A dimension d2 is calculated.
Then, a difference dimension Δd between the gap dimension d2 and the convex dimension d1 is calculated, and the difference dimension Δd is obtained as a deflection amount of the mask 1.

さらに、マスク1の撓ませ量となる差寸法Δdを算出した制御装置5は、印刷材料31の塗布時にマスク1が差寸法Δdだけ撓むように、スキージ2によるワーク10側へのマスク1の押し込み量(つまり、昇降器6によるスキージ2のワーク10側への移動量)を制御する。   Further, the control device 5 that has calculated the difference dimension Δd that is the amount of deflection of the mask 1 pushes the mask 1 toward the workpiece 10 by the squeegee 2 so that the mask 1 bends by the difference dimension Δd when the printing material 31 is applied. That is, the amount of movement of the squeegee 2 toward the workpiece 10 by the elevator 6 is controlled.

このように、スキージ2によるワーク10側へのマスク1の押し込み量を制御することで、スキージ2をマスク1に摺接させながらマスク面方向(水平方向)へ移動して、マスク1上に載置された印刷材料31をワーク10上に塗布する場合は、図3に示すように、スキージ2の摺接位置におけるマスク1の下面は、常にワーク10の基準面Lから凸寸法d1だけ離間した位置まで押し込まれた状態となる。   In this way, by controlling the amount of pressing of the mask 1 toward the workpiece 10 by the squeegee 2, the squeegee 2 moves in the mask surface direction (horizontal direction) while being in sliding contact with the mask 1, and is placed on the mask 1. When the placed printing material 31 is applied onto the workpiece 10, the lower surface of the mask 1 at the sliding contact position of the squeegee 2 is always separated from the reference surface L of the workpiece 10 by the convex dimension d1, as shown in FIG. It will be in the state pushed to the position.

スキージ2によるワーク10側へのマスク1の押し込み量を前記制御装置5により制御して、マスク1の下面が常にワーク10の基準面Lから凸寸法d1だけ離間した位置まで押し込まれた状態としながら、スキージ2をマスク面方向へ移動してワーク10への印刷材料31の塗布を行うと、印刷材料31はマスク1の開口部を通じてマスク1下面とワーク10上面との間に充填され、図4に示すように、ワーク10には基準面Lから一定の高さ幅dpの範囲に印刷材料31が全域にわたって塗布されることとなる。   The amount by which the mask 1 is pushed into the workpiece 10 by the squeegee 2 is controlled by the control device 5 so that the lower surface of the mask 1 is always pushed to a position separated from the reference plane L of the workpiece 10 by the convex dimension d1. When the printing material 31 is applied to the workpiece 10 by moving the squeegee 2 in the mask surface direction, the printing material 31 is filled between the lower surface of the mask 1 and the upper surface of the workpiece 10 through the opening of the mask 1. As shown in FIG. 5, the printing material 31 is applied to the work 10 over the entire area in a range of a certain height width dp from the reference surface L.

つまり、マスク1の下面とワーク10の上面とが離間している箇所では、離間している凸寸法d1分の印刷材料31が離間箇所に充填されるとともに、マスク1の厚み寸法dm分の印刷材料31が塗布されることとなる。
また、ワーク10の上面において最も突出している箇所は、前記基準面Lから凸寸法d1だけ突出しており、最も突出している箇所においては印刷材料31の塗布時にマスク1の下面が当接するため、最も突出している箇所にはマスク1の厚み寸法dm分の印刷材料31が塗布されることとなる。
これにより、ワーク10上には、ワーク10の上面における凹凸状態にかかわらず、全体的に基準面Lから一定の高さ幅dpの印刷材料31が塗布されることとなる。
つまり、ワーク10の上面における凹部では印刷材料31が厚く塗布され、凸部では印刷材料31が薄く塗布されて、塗布された印刷材料31の上面は、ワーク10上面の凹凸状態にかかわらず平坦となる。
That is, at the location where the lower surface of the mask 1 and the upper surface of the workpiece 10 are separated, the separated printing material 31 corresponding to the convex dimension d1 is filled in the separated location, and the printing corresponding to the thickness dimension dm of the mask 1 is performed. The material 31 will be applied.
Further, the most protruding portion on the upper surface of the workpiece 10 protrudes from the reference surface L by the convex dimension d1, and the lowermost surface of the mask 1 abuts at the most protruding portion when the printing material 31 is applied. The printing material 31 corresponding to the thickness dimension dm of the mask 1 is applied to the protruding portion.
As a result, the printing material 31 having a constant height dp from the reference surface L is applied to the work 10 as a whole regardless of the uneven state on the upper surface of the work 10.
That is, the printing material 31 is thickly applied to the concave portion on the upper surface of the work 10, and the printing material 31 is thinly applied to the convex portion. The upper surface of the applied printing material 31 is flat regardless of the uneven state of the upper surface of the work 10. Become.

このように、本スクリーン印刷装置においては、表面形状測定器4によりワーク10の表面の凹凸形状を測定工程にて測定した後、撓ませ量制御工程にて、前記測定工程でのワーク10の表面形状の測定値に基づいて、印刷材料31をワーク10に塗布する際のスキージ2の摺接位置におけるマスク1の撓ませ量を、制御装置5により一定に制御しているので、ワーク10の上面に全体的に基準面Lから一定の高さ幅dpの範囲に印刷材料31を塗布することが可能となっている。
これにより、例えば、ワーク10がパワー半導体素子を搭載したインバータモジュールなどの製品21に付設される放熱板であり、印刷材料31が製品21とワーク10との間に介装されるグリスである場合には、図5に示すように、ワーク10の表面に凹凸が存在していたとしても、ワーク10を製品21に組み付けたときに、印刷材料(グリス)31がワーク10と製品21との間に隙間なく充填された状態として、ワーク10と製品21とを全体的に密着させることができ、製品21からのワーク10への放熱性を向上させることが可能となる。
Thus, in this screen printing apparatus, after measuring the uneven shape of the surface of the work 10 by the surface shape measuring instrument 4 in the measurement process, the surface of the work 10 in the measurement process is measured in the bending amount control process. Since the amount of deflection of the mask 1 at the sliding contact position of the squeegee 2 when applying the printing material 31 to the workpiece 10 is controlled by the control device 5 based on the measured value of the shape, the upper surface of the workpiece 10 is In addition, it is possible to apply the printing material 31 in a range of a certain height width dp from the reference surface L as a whole.
Thereby, for example, when the work 10 is a heat radiating plate attached to the product 21 such as an inverter module on which a power semiconductor element is mounted, and the printing material 31 is grease interposed between the product 21 and the work 10. As shown in FIG. 5, even when the surface of the workpiece 10 is uneven, when the workpiece 10 is assembled to the product 21, the printing material (grease) 31 is between the workpiece 10 and the product 21. Thus, the workpiece 10 and the product 21 can be brought into close contact with each other as a state of being filled without any gaps, and the heat dissipation from the product 21 to the workpiece 10 can be improved.

また、制御装置5によるマスク1の撓ませ量は、印刷材料31のワーク10への塗布時におけるスキージ2のマスク1に対する位置、すなわちスキージ2によるマスク1のワーク10側への押し込み量を変化させることにより制御しているので、特別な部材を追加することなく簡単な構成でマスク1の撓ませ量を制御することが可能となっている。   Further, the amount of deflection of the mask 1 by the control device 5 changes the position of the squeegee 2 with respect to the mask 1 when the printing material 31 is applied to the workpiece 10, that is, the amount by which the squeegee 2 pushes the mask 1 toward the workpiece 10 side. Therefore, the amount of deflection of the mask 1 can be controlled with a simple configuration without adding a special member.

さらに、制御手段による前記スキージのマスクに対する位置の制御は、前記スキージ2が摺接している箇所のマスク1下面が、ワーク10表面の最も突出している箇所よりもワーク10側へ押し込まれないように行われているので、マスク1がワーク10の表面の形状に沿って当接することがなく、確実にワーク10の上面に基準面Lから一定の高さ幅dpの印刷材料31を塗布することが可能となっている。   Further, the control means controls the position of the squeegee with respect to the mask so that the lower surface of the mask 1 where the squeegee 2 is in sliding contact is not pushed into the workpiece 10 side than the most protruding portion of the workpiece 10 surface. As a result, the mask 1 does not come into contact with the shape of the surface of the workpiece 10 and the printing material 31 having a certain height and width dp can be reliably applied to the upper surface of the workpiece 10 from the reference plane L. It is possible.

なお、本例ではマスク1の撓ませ量を、マスク1の下面と前記基準面Lとの隙間寸法d2からワーク10の上面において最も突出している箇所の凸寸法d1を減じた差寸法Δd、すなわちワーク10の上面において最も突出している箇所とマスク1の下面との隙間寸法に設定しているため、図6に示すように、ワーク10の凸寸法d1が小さければマスク1の撓ませ量(スキージ2のワーク10側への移動量)は大きくなり、ワーク10の凸寸法d1が大きければマスク1の撓ませ量(スキージ2のワーク10側への移動量)は小さくなる。   In this example, the amount of deflection of the mask 1 is the difference dimension Δd obtained by subtracting the convex dimension d1 of the most projecting part on the upper surface of the workpiece 10 from the gap dimension d2 between the lower surface of the mask 1 and the reference surface L, that is, Since the gap dimension between the most protruding portion on the upper surface of the workpiece 10 and the lower surface of the mask 1 is set, as shown in FIG. 6, if the convex dimension d1 of the workpiece 10 is small, the deflection amount (squeegee of the mask 1). 2), the amount of deflection of the mask 1 (the amount of movement of the squeegee 2 toward the workpiece 10) decreases as the convex dimension d1 of the workpiece 10 increases.

また、本例では、マスク1の撓ませ量を、マスク1の下面と前記基準面Lとの隙間寸法d2からワーク10の上面において最も突出している箇所の凸寸法d1を減じた差寸法Δd、すなわちワーク10の上面において最も突出している箇所とマスク1の下面との隙間寸法に設定しているが、ワーク10の上面において最も突出している箇所とマスク1の下面との隙間寸法(差寸法Δd)から所定の寸法を減じた寸法とすることも可能である。
この場合、マスク1の撓ませ量は差寸法Δdよりも小さくなるため、ワーク10の上面において最も突出している箇所に印刷材料31を塗布する場合でも、マスク1はワーク10の上面に当接しない。
Further, in this example, the difference amount Δd, which is obtained by subtracting the convex dimension d1 of the most projecting portion on the upper surface of the work 10 from the gap dimension d2 between the lower surface of the mask 1 and the reference surface L, That is, the gap dimension between the most protruding portion on the upper surface of the workpiece 10 and the lower surface of the mask 1 is set, but the gap dimension (difference dimension Δd) between the most protruding portion on the upper surface of the workpiece 10 and the lower surface of the mask 1 is set. It is also possible to obtain a dimension obtained by subtracting a predetermined dimension from).
In this case, since the deflection amount of the mask 1 is smaller than the difference Δd, the mask 1 does not contact the upper surface of the workpiece 10 even when the printing material 31 is applied to the most protruding portion on the upper surface of the workpiece 10. .

また、本例では、マスク1の撓ませ量は、スキージ2を昇降器6によりマスク1面に対して直交する方向へ移動させて、印刷材料31の塗布時におけるスキージ2のマスク1に対する位置を変化させることにより制御しているが、印刷材料31の塗布時におけるスキージ2のマスク1に対する当接圧を用いて制御することも可能である。   In this example, the amount of bending of the mask 1 is determined by moving the squeegee 2 in the direction orthogonal to the surface of the mask 1 by the elevator 6 so that the position of the squeegee 2 relative to the mask 1 when the printing material 31 is applied. Although it is controlled by changing, it is also possible to control using the contact pressure of the squeegee 2 against the mask 1 when the printing material 31 is applied.

スクリーン印刷装置を示す側面図である。It is a side view which shows a screen printing apparatus. スクリーン印刷装置の表面形状測定器、昇降器、および制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the surface shape measuring device of a screen printing apparatus, an elevator, and a control apparatus. スキージの摺接位置におけるマスク1の下面位置を示す側面図である。It is a side view which shows the lower surface position of the mask 1 in the sliding contact position of a squeegee. ワークの基準面から一定の厚み寸法で印刷された印刷材料を示す側面図である。It is a side view which shows the printing material printed by the fixed thickness dimension from the reference plane of the workpiece | work. 印刷材料が印刷されたワークを製品に組み付けた状態を示す側面図である。It is a side view which shows the state which assembled | attached the workpiece | work with which the printing material was printed on the product. ワーク表面の最も突出している箇所の凸寸法とスキージの移動量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the convex dimension of the location which protrudes most on the workpiece | work surface, and the moving amount | distance of a squeegee. 従来のスクリーン印刷装置において印刷材料をワークに塗布する際のマスクの撓む様子を示す側面図である。It is a side view which shows a mode that the mask bends at the time of apply | coating printing material to a workpiece | work in the conventional screen printing apparatus. (a)はワーク表面に凸部が存在した場合に、従来のスクリーン印刷装置にて印刷材料をワークに塗布する際のマスクの撓む様子を示す側面図であり、(b)は従来のスクリーン印刷装置にてワークに塗布された印刷材料を示す側面図である。(A) is a side view showing how a mask bends when a printing material is applied to a workpiece with a conventional screen printing apparatus when a convex portion exists on the workpiece surface, and (b) is a conventional screen. It is a side view which shows the printing material apply | coated to the workpiece | work with the printing apparatus. 従来のスクリーン印刷装置により塗布された、製品と製品に付設される放熱板との間に介装されるグリスを示す側面図である。It is a side view which shows the grease interposed by the conventional screen printing apparatus and interposed between the product and the heat sink attached to a product. 放熱板に凹凸があった場合の、従来のスクリーン印刷装置により塗布された、製品と製品に付設される放熱板との間に介装されるグリスを示す側面図である。It is a side view which shows the grease interposed by the conventional screen printing apparatus when a heat sink has an unevenness | corrugation and interposed between the product and the heat sink attached to a product.

1 マスク
2 スキージ
3 ステージ
4 表面形状測定器
5 制御装置
6 昇降器
10 ワーク
31 印刷材料

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mask 2 Squeegee 3 Stage 4 Surface shape measuring instrument 5 Control apparatus 6 Elevator 10 Work 31 Printing material

Claims (2)

ワークに対向して配置され開口部が形成されたマスクと、前記マスク上面に摺接して該マスクをワーク側へ押圧しながらマスク面方向へ移動することで、前記マスク上に載置されたペースト状の印刷材料を、前記開口部を通じて前記ワーク上に塗布するスキージとを備えたスクリーン印刷装置であって、
ワーク表面の凹凸形状を測定する測定手段と、
前記測定手段の測定値に基づいて、前記印刷材料を塗布する際の前記スキージの摺接位置におけるマスクの撓ませ量を制御する制御手段とを備え
前記制御手段は、前記印刷材料の塗布時における前記スキージのマスクに対する位置を変化させることにより、前記マスクの撓ませ量を制御し、
前記制御手段による前記スキージのマスクに対する位置の制御は、
前記スキージが摺接している箇所のマスク下面が、ワーク表面の最も突出している箇所よりもワーク側へ押し込まれないように行われる、
ことを特徴とするスクリーン印刷装置。
A paste placed on the mask by moving in the mask surface direction while slidably contacting the mask upper surface and pressing the mask toward the workpiece side, with the mask disposed facing the workpiece and having an opening formed thereon A screen printing apparatus comprising a squeegee for applying a printing material in a shape on the workpiece through the opening,
Measuring means for measuring the uneven shape of the workpiece surface;
Control means for controlling the amount of deflection of the mask at the sliding contact position of the squeegee when applying the printing material based on the measurement value of the measuring means ;
The control means controls the amount of deflection of the mask by changing the position of the squeegee with respect to the mask when applying the printing material,
Control of the position of the squeegee with respect to the mask by the control means is as follows:
The lower surface of the mask where the squeegee is in sliding contact is performed so that it is not pushed into the workpiece side than the most protruding portion of the workpiece surface.
A screen printing apparatus characterized by that.
ワークに対向して配置され開口部が形成されたマスクの上面に、スキージを摺接させながら平行移動することで、前記マスク上に載置されたペースト状の印刷材料を、前記開口部を通じて前記ワーク上に塗布するスクリーン印刷方法であって、
ワーク表面の凹凸形状を測定する測定工程と、
前記測定工程での測定値に基づいて、前記印刷材料を塗布する際の前記スキージの摺接位置におけるマスクの撓ませ量を制御する撓ませ量制御工程とを備え、
前記撓ませ量制御工程では、前記印刷材料の塗布時における前記スキージのマスクに対する位置を変化させることにより、前記マスクの撓ませ量を制御し、
前記撓ませ量制御工程における前記スキージのマスクに対する位置の制御は、
前記スキージが摺接している箇所のマスク下面が、ワーク表面の最も突出している箇所よりもワーク側へ押し込まれないように行われる、
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。
The paste-like printing material placed on the mask is moved through the opening by moving in parallel with the squeegee slidably contacting the upper surface of the mask arranged facing the workpiece and having the opening formed. A screen printing method for applying on a workpiece,
A measurement process for measuring the uneven shape of the workpiece surface;
A deflection amount control step for controlling the deflection amount of the mask at the sliding contact position of the squeegee when applying the printing material based on the measurement value in the measurement step;
In the deflection amount control step, the deflection amount of the mask is controlled by changing the position of the squeegee with respect to the mask when the printing material is applied.
Control of the position of the squeegee with respect to the mask in the deflection amount control step is as follows.
The lower surface of the mask where the squeegee is in sliding contact is performed so that it is not pushed into the workpiece side than the most protruding portion of the workpiece surface.
A screen printing method.
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