TWI316468B - - Google Patents

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(1) 1316468 * 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於網版印刷裝置，特別是關於因應遮罩的 部位，使用可以多段地改變彈性狀態之印刷用金屬遮罩的 網版印刷裝置。 【先前技術】 * 以往之網版印刷裝置中之印刷方法，係被揭示於專利 文獻3中，所使用之遮罩則被揭示於專利文獻1或專利文 獻2中。特別是使用於印刷之遮罩，係使用：利用不鏽鋼 製的薄板材，藉由蝕刻法或雷射法來加工圖案開口部之方 法，或以抗蝕劑膜於導電性金屬表面形成配線圖案，藉由 電氣電鑛所製作之添加法，來形成包含圖案開口部之金屬 遮罩。另外，在專利文獻1中，係揭示：於層積有感光性 樹脂層之導電性基板’藉由將紫外線之收斂波束直接照射 * 感光性樹脂層，使其曝光、顯影，來形成相當於開口部之 * 圖案後，藉由鎳或鎳合金之電氣電鍍來製作金屬遮罩。 * [專利文獻1]日本專利特開2005-175453號公報 [專利文獻2]日本專利特開2000-313179號公報 [專利文獻3 ]日本專利特開平8 - 3 4 11 0號公報 【發明內容】 [發明所欲解決之課題] 以往之遮罩’係以電極銲墊部直徑1 2 0 y m、間距1 5 0 (S ) -5- (2) 1316468 # m之規格，對1個CPU晶片的銲墊數成爲數千個之電極 銲墊群配置有數十個之取得多數個基板，藉由印刷法而被 使用於凸塊形成。使用前述遮罩於印刷結束後，藉由被固 定於工作台之基板下降，實施版分離動作而予以印刷。 在前述印刷中，基於從多數開口部群而被轉印之糊狀 金屬遮罩之粘著力，版分離從金屬遮罩的周邊部逐漸開 始，最後金屬遮罩的中央部發生版分離之現象，係變成印 刷膜厚差異、印刷缺陷等之印刷不良發生的原因。 依據專利文獻2，作爲金屬遮罩之製作方法，係藉由 於圖案外側形成藉由半蝕刻之階差部，來提升印刷結束後 之基板與金屬遮罩之版分離性，但是，在依據本方法之版 分離中，即使對基板整面設置同一深度之半蝕刻區域，銲 墊數一多時，基於糊料的粘著力，基板外周部會比基板中 央部早進行版分離，對於基板，遮罩一面傾斜一面剝離之 作用’會依據基板的部位而變得不均勻，其結果會有產生 印刷缺陷之虞。另外，於基板面側（金屬遮罩與基板接觸 之側）設置半蝕刻時，於藉由現在主流之遮罩版下清掃裝 置之自動清掃時，銲錫粒子殘留於半蝕刻之凹凸部邊緣， 在下一基板印刷時，銲錫球再度附著於基板上，成爲發生 銲錫球不良之原因。 另外’依據專利文獻3時，在使用網目網版而空出網 版間隙之印刷方式中，與刮刀移動同步，藉由於抵銷網版 與基板之因糊料材料所致的粘著力之方向施加外力之手 段’具有去除伴隨刮刀通過之月亮臉現象（從與刮刀移動 -6- (3) 1316468 * 方向成直角方向之版分離開始，中央部 離，於刮刀進行方向向後側發生上弦月 果。但是，在使用凸塊電極形成用所使 觸印刷法（網版間隙爲零）中，以間隙 故，在刮刀通過後，基於網版張力所致 ' 生，藉由使用真空吸附或磁力，從刮刀 無法期待提升版分離性的效果。 φ 本發明之目的在於：以電極銲墊音丨 距150# m之規格，對1個CPU晶片的 之電極銲墊群配置有數十個之取得多數 刷法之凸塊形成的超精細圖案印刷中， 充與版分離性能，可以高速且高良率、 十萬處/基板之凸塊電極。進而提供： 密度化之基板構裝中，爲了超鄰接間距 保’需要更爲提升印刷性能及版分離性 ® 單地使用’且可以獲得穩定的印刷性之 ‘ 及網版印刷裝置。 [解決課題之手段] 本發明之特徵爲：於藉由網版印刷 中’針對具備複數被載置於被印刷基板 成爲特定面積之各圖案的遮罩片的遮罩 不同厚度、或不同材料、或不同彈性係 予以連結，且具備·•配合前述連結狀況 稍後延遲進行版分 模樣之現象）之效 用之金屬遮罩的接 爲零來進行印刷之 之版分離並不會發 側來吸附遮罩，並 5直徑1 2 0 μ m、間 銲墊數成爲數千個 個基板，在藉由印 有助於提升糊料塡 穩定地生產整體數 在更爲精細化、尚 印刷中之轉印量確 能，使用者可以簡 精細間距印刷方法 法之膏狀銲錫印刷 之各零件圖案、或 ，藉由與遮罩本體 數來將各遮罩片間 ，使任意的版分離 (4) 1316468 曲線可以再現之版分離調整手段。 另外，作爲其他的方法，其特徵爲：於藉由網版印刷 法之膏狀銲錫印刷中，將被載置於被印刷基板之各零件圖 案、或成爲特定面積之各圖案的各遮罩片予以群組化，藉 由不同厚度或不同彈性係數來將前述各群組間予以連結， 前述連結部的厚度，係從遮罩中央部至周邊部方向階段性 地變薄，或連結部的彈性係數，係從遮罩中央部至周邊部 方向使階段性地變低；且具備：配合前述連結狀況，可以 使任意的版分離曲線予以再現之版分離調整手段。 [發明效果] 本發明之效果可舉如下之項目。 (1 )在接觸印刷法中，藉由穩定的版分離性能，可 以謀求印刷良率之提升，對印刷品質之穩定化與不良降低 有貢獻。 (2 )在高長寬比之超精細間距印刷中，藉由版分離 性提升，可以確保轉印量，能使印刷膜厚度穩定。 【實施方式】 使用第1圖、第2圖來說明本發明中之網版印刷裝置 之構成。第1 ( a )圖係表示從網版印刷裝置的正面所見到 之構成與系統構成圖。進而第1(b)圖係表示（a)之控 制系統。第2 ( a )圖係表示從側面來看網版印刷裝置之構 成。另外，第2 ( b )圖係表示從側面來看網版印刷裝置之 -8- (5) 1316468 * 構成，爲印刷中之狀態。 於本體機架設置有版框承受部，於版框承受 張貼以印刷圖案爲開口部而具有之網版的遮罩2 0 20的上方配置有刮刀頭2，於刮刀頭2裝著有刮 刀頭2係藉由以滾珠導螺桿與電動機所構成的刮 ' 構6而可以在水平方向移動，刮刀3係藉由刮刀 4而可以在上下方向移動。於遮罩20的下方， φ 20面對之方式，設置有載置印刷對象物之基板2 保持之印刷工作台1 〇。此印刷工作台1 〇係具備 21水平方向移動，進行與遮罩20的對位之XY 11、及從接受輸送帶26接受基板21且使基板2 接觸網版面之工作台昇降機構12。於印刷工作台 面設置有基板接受輸送帶26，將藉由基板搬入賴 而被搬入之基板21放置於印刷工作台10上， 時，將基板21排出至基板搬出輸送帶27。 # 與全自動網版印刷裝置1中，具備自動地進： • 與基板21之對位的功能。即藉由CCD相機13 - 20與基板21之個別設置的對位用標記，進行畫 求得位置偏差量，驅動χγ Θ工作台1 1來補正該 進行對位者。 另外，具備各部驅動用之印刷控制部3 6或 C CD相機13之畫像訊號的畫像輸入部37等之印 部3 0，係設置於印刷基本體機架內部，進行控制 改寫或印刷條件之變更等之資料輸入部5 0或監 部設置有 。於遮罩 刀3。刮 刀移動機 昇降機構 以與遮罩 1而予以 :使基板 0工作台 1接近或 10的上 If送帶25 印刷結束 行遮罩2 0 攝取遮罩 像處理而 偏差量以 處理來自 刷機控制 用資料之 控印刷狀 -9- (6) 1316468 的 用 來 在 求 標 > 工 控 屬 定 係 接 辨 輸 由 部 寸 況等或取入之辨識標記用之顯示部4〇，係設置於印刷機 外部。 來自畫像輸入部3 7的訊號係於相關値計算部31利 記錄有事先被登陸之形狀資料等之辭典部3 8的資料， 求得類似之形狀的相關値。在形狀推算部32中，求得 形狀推算部32所推算之形狀的位置，在尺寸計算部3 4 得實際尺寸。在尺寸計算部34中，所計測者如細對位 I 記，則求得對位標記的位置偏差量。依據此求得之資料 在XY 0工作台控制部3 5中，爲了修正偏差，對XY 0 作台之各驅動部發出驅動訊號。 於印刷機控制部3 0具有控制版分離曲線之版分離 制部，依據基板的構裝密度、開口徑的不同及使用的金 遮罩構件的各處之彈性係數之不同，可以簡單地選擇設 適當的版分離曲線。 接著，說明本發明之印刷裝置的動作。 > 如第2 ( a )圖所示般，印刷有膏狀銲錫之基板2 1 藉由基板搬入輸送帶25而被供給至基板接受輸送帶26 且被固定於印刷工作台1 0上的特定位置。基板固定後 將CCD相機1 3移動至預先登錄設定的基板標記位置。 著’ CCD相機13攝取設置於基板21及遮罩20之位置 識用標記（未圖示出），且轉送至印刷機控制部3 0。被 入至控制部內的畫像輸入部3 7之畫像訊號，係使用藉 相關値計算部3 ]、形狀推算部3 2而事先被登錄之辭典 3 8的資料等，來辨識標記，以位置座標運算部3 3、尺 -10- (7) 1316468 計算部34來求得遮罩20與基板21的位置偏差量，依據 該結果，X Υ Θ工作台控制部3 5使X Υ β工作台1 1動作， 來修正基板21對遮罩20之位置而進行對位。如第2(b) 圖所示般’對位動作結束後，位置座標運算部3 3特定量 退避至不與印刷工作台1 0干涉之位置。藉由來自印刷控 制部3 6的訊號’位置座標運算部3 3退避結束後，工作台 昇降機構12被驅動，印刷工作台1 〇上昇，使基板2 1與 # 遮罩20接觸。之後，藉由以氣缸所形成的刮刀昇降機構 4 ’刮刀3下降至遮罩20面上，刮刀頭2藉由刮刀移動機 構6而於水平方向移動。藉由刮刀頭2的移動，被供給至 遮罩20上的膏狀銲錫係以刮刀3的按壓力而被塡充於遮 罩20的開口部。然後，印刷工作台1 0下降，遮罩20與 基板21分離，被塡充於遮罩20的開口部之膏狀銲錫被轉 印至基板2 1。然後，印刷有膏狀銲錫之基板2 1經過基板 搬出輸送帶27而被送至下一工程。 # 另外，於基板2 1與遮罩20係相對地於同一處所設置 # 2個以上之辨識位置對位用標記，將此雙方之各標記藉由 - 具有上下方向2視野之特殊的CCD相機13，遮罩20的標 記可以從下方辨識，基板21的標記可以從上方辨識，讀 取特定處所之標記全部的位置座標，位置運算並補正基板 21對遮罩20的偏差量，使基板21對遮罩20進行對位。 印刷機控制部係具有控制未圖示出之印壓的印壓控制 部，依據生產基板之構裝密度或開口徑的不同及使用的刮 刀3的彈簧常數，可以簡單地選擇設定適當的印壓。另 -11 - (8) 1316468 外，以介由遮罩20而被按壓於基板21之刮刀3前端 力不變動之方式，來進行反饋控制。 接著，說明本發明之網版印刷裝置用金屬遮罩及 離控制部。 第3圖係表示以典型之版分離例子爲模型之圖。 箭頭方向係表示搭載有基板21之工作台1〇的移動方 第3 ( a )圖係表示在版分離開始前之狀態，遮罩接觸 整面L〇之狀態。第3 ( b )圖係表示工作台1 0開始下 開始了版分離之狀態，遮罩的接觸區域成爲L 1 (非 區域爲1! X2 )，版分離量爲h之狀態。第3 ( c )係表 始版分離，進而藉由使工作台下降，網版框上昇特定 狀態下，遮罩與基板的接觸區域成爲L2 (被接觸區 hx2)，版分離量爲h’之狀態。 第4圖係表示本發明之遮罩的槪略構成圖。關於 明之遮罩20，係由：版框20w與網版20s所構成。 圖的四角部分係表示將基板21的電極銲墊群彙整而藥 個裝置（或圖案）之遮罩片60。於此遮罩片60係對 成於基板21的電極群而設置複數開口 60a ’銲錫糊料 此開口 6 0 a被供給。 如第3圖所示般，從遮罩20的周邊部朝向中央 漸進行版分離，遮罩面對基板面係在傾斜狀態下進行 離。因此，在對於遮罩開口之個別銲墊部中，係從遮 全面接觸基板2 1面之狀態起’從外周方向朝向中央 與基板之間一面產生角度一面進行剝離。因此’在以 的壓 版分 圖中 向。 基板 降而 接觸 示開 量之 域爲 本發 第4 f應1 應形 係從 部逐 版分 罩20 部於 往之 -12- (9) 1316468 遮罩中’遮罩周邊部與中央部版分離狀態並不相同，成爲 印刷結果產生缺陷等之印刷不良的原因。在以往之金屬遮 罩的事例中’於藉由雷射法或蝕刻法來進行孔加工之情形 時’雖使用不鏽鋼滾軋材料，但是在超精細間距印刷用途 中’由於係藉由添加法來製作，材料係設爲鎳。 以往在金屬遮罩中，開口數多，基於膏狀銲錫所導致 之粘著性高的情形’如第4圖所示般，於版分離時，從位 於最外周部之一點虛線（1 )部內的圖案部開始版分離， 接著’以點虛線（2 )部的圖案進行版分離。最後，中央 部（一點虛線（3 )部的圖案部）進行版分離。本發明的 遮罩係如先前說明過的，電極銲墊部直徑1 2 0 // m、間距 150/zm，對於彙整1個CPU晶片的銲墊數成爲數千個之 電極銲墊之裝置60 (特定面積之圖案）配置有數十個之取 得多數個基板，藉由印刷法而被使用於凸塊形成。 第5圖係表示本發明之網版印刷裝置用金屬遮罩。係 設爲將複數遮罩片60予以群組化，以大框將群組（1 )〜 (3 )間予以連結之方法。在本實施例中，以滿足遮罩基 板厚度t>連結部20d3的遮罩厚度t3>連結部20d2的遮罩 厚度t2>連結部20dl的遮罩厚度tl之關係的方式，來形 成連結部20dl、20d2、20d3各個之厚度。即藉由改變連 結部的遮罩厚度，從遮罩20的中央部朝向外周部而將複 數遮罩片予以群組化’使連結群組彼此之連結部的彈性變 成高的柔軟性。因此’在版分離時’即使從位於遮罩2 0 的最外周之遮罩片60的群組（〗）剝離之作用力作用之情 -13- (10) 1316468 开^ ’在群組（1 )的區域內，與對應基板21的各電極銲墊 ^ t遮罩20的遮罩片60的粘著力比作用於連結部的抵抗 力大之情形，遮罩2〇可以一面保持接近與基板2丨平行狀 t姿勢一面進行版分離。群組（丨）的區域之版分離動 作結束時，接著，群組（2 )區域之版分離開始。此處， 與前述相同，在群組（2)之區域內，遮罩20 —面保持接 #與基板2 1平行狀態之姿勢一面進行版分離。群組（2 ) t ^域之版分離動作結束時，群組（3 )區域之版分離開 始’與前述相同，群組（3 )區域內，遮罩20 —面保持接 $與基板21平行狀態之姿勢一面進行版分離。第6圖係 表示版分離速度線圖。 如第6圖所示般，藉由因應使工作台下降之初速、目 標速度、加速度、距離等之印刷工作台下降控制資料而設 定遮罩片60的各群組（1)〜（3)之版分離時適合於各 區域之連結部的彈性係數資料，各群組（1 )〜（3 )之各 b 區域中之版分離動作，可以一面保持遮罩20對基板21之 資料在接近水平之姿勢，一面以適合個別之版分離條件來 進行控制。版分離動作條件係可以程式之設定使具有N階 段而予以控制，可以因應基板及遮罩設計而做任意的版分 離控制。即藉由因應彈性資料來控制工作台之下降狀態， 可以調整版分離。 另外，在第5圖之金屬遮罩中，將複數遮罩片60予 以群組（1 )〜（3 )化，使各群組間的連結部之各彈簧常 數（遮罩剛性）成爲連結部20d3的彈簧常數k3>連結部 -14- (11) 1316468 20d2的彈簧常數k2>連結部20dl的彈簧常數kl之關係。 藉此，遮罩片60的連結部之遮罩剛性從遮罩20的中央部 朝向外周部而變低（柔軟性變高）。因此，在版分離時， 即使是從位於遮罩20的最外周之遮罩片60的群組（1 ) 剝離之作用力作用之情形，在各銲墊部的遮罩20與基板 2 1之粘著力比作用於連結部的抵抗力還大之情形時，也可 以保持與基板平行之狀態來進行版分離。因此，與前述相 同，以群組（1 )〜（3 )之順序，在各區域中之版分離動 作中，遮罩20可以對基板2 1 —面保持接近水平之狀態一 面進行版分離。而且，在各版分離區域中，藉由因應使工 作台下降之初速、目標速度、加速度、距離等之印刷工作 台下降控制資料而設定群組（1)〜（3)之版分離時各個 合適之資料’群組（1)〜（3)之各區域中之版分離動 作，可以一面保持遮罩20對基板21之姿勢爲接近水平之 狀態一面以適合各個之版分離條件來進行控制。 第7圖係將剛性不同之連結部就各遮罩片而非複數遮 罩片群而設置連結部予以連結之方式的遮罩。但是，在本 實施例中’特定區域之連結部（20dl、20d2、20d3)中之 板厚度、材質或彈簧常數係設爲相同。即因應遮罩片60 的位置，製作連結部之合成相同者而予以群組化。 如依據本方式’可以使各遮罩片中之周邊的連結部剛 性變得均勻’能夠使各遮罩片在版分離時中之姿勢更爲穩 定化。 第5圖或第7圖之事例中之連結部的構成，係藉由半 -15- (12) 1316468 蝕刻來改變溝深度，可以便宜地製作。另外，不以半蝕刻 而以任意長度或任意間隔來配置貫穿至半蝕刻部之縫隙狀 開口部’可以更彈性地設定各區域之連結。進而，也可以 藉由作爲連結部打底之尼龍網目網版等與金屬遮罩材料相 同金屬以外之不同構件來作爲連結構成。另外，在此情 形’需要在製版時之張力不會造成圖案位置偏差的問題 者。另外，印刷面以作爲無凹凸之構造爲佳。假定在遮罩 # 印刷面有凹凸之情形時，以刮刀側可以吸收凹凸之方式， 使刮刀硬度降低’或於凹凸部設置缺痕，使刮刀可以追從 凹凸爲佳。 另外’於半蝕刻部及塗佈糊料之開口部以外的開口 部，藉由使用接著材料等來予以塡埋孔隙，以免使糊料被 轉印於不需要印刷處爲佳。以半蝕刻而於遮罩產生階差部 之情形，在印刷動作時，糊料殘留階差部，殘留糊料乾燥 後，會成爲之後連續生產中之糊料黏度變化之原因。進 # 而，在版下清潔遮罩之情形，可以防止多餘之殘留糊料去 ' 除作業。 - 第8圖係表示依據本發明之遮罩的連結構造槪念圖。 第8 ( a )圖係藉由半蝕刻而於厚度設置有階差者。然後， 如第8 ( a)圖般’將遮罩20設爲於遮罩片間有階差20d 而構成時’如第8(b)圖般，等效地成爲以彈簧連結之狀 態。然後，如第8 ( c )圖所示般，成爲可以變形。因此， 藉由作成本構成’於印刷時可以柔軟地追從其形狀（凹 凸），在版分離時’可以各圖案地確保平行，能夠進行超 -16- (13) 1316468 精細間距印刷，可以確保各圖案內之厚度的均勻性。 第9圖係表示可以獲得同樣效果之構成。如第9(3) 圖所示般’藉由半蝕刻，使半球狀中央部的厚度變厚，使 端部的厚度變薄’作成可以獲得同樣的效果。第9(b)圖 係以半蝕刻於連結部設置階差之同時，於所形成的階差部 塡充接著樹脂材料或樹脂製之接著劑20a，來使遮罩表面 成爲均勻高度，使得糊料的塗佈變得容易。另外，如第9 (c)圖所示般’藉由以樹脂製之接著劑20a來接合各圖 案部位，使接合部的彈性改變，使得版分離變得容易。 依據本發明，在遮罩進行版分離之過程中，遮罩各區 域對於基板可以保持接近水平狀態，而進行合適的版分 離。進而，對於基板的凹凸，遮罩追從性變良好，藉由使 遮罩容易密接於基板，可以期待降低藉由刮刀之糊料塡充 時之滲透所導致的不良之效果。 【圖式簡單說明】 第1圖係表示網版印刷裝置之一事例的正面圖。 第2圖係表示網版印刷裝置之一事例的側面圖。 第3圖係表示版分離之一事例圖。 第4圖係表示版分離之一事例圖。 第5圖係表示金屬遮罩的一事例圖。 第6圖係表示版分離速度線圖的一事例圖。 第7圖係表示金屬遮罩之一事例圖。 第8圖係金屬遮罩的連結構造槪念圖。 -17- < S ) (14) 1316468 第9圖係表示金屬遮罩的製作實施例圖。 【主要元件符號說明】 1 :印刷單元本體，2 :刮刀頭，3 :刮刀，4 : 降機構，6 :刮刀移動機構，1 0 :印刷工作台，1 1 工作台，12 :工作台昇降機構，1 3 :相機，2 0 : 21:基板，25:基板搬入輸送帶，26:基板接受輸 27 :基板搬出輸送帶，30 :印刷機控制部，3 1 :相 算部，3 2 :形狀推算部，3 3 :位置座標運算部，3 4 計算部，35 : XY 0工作台控制部，36 :印刷控 37 :畫像輸入部，38 :辭典部，40 :顯示部，50 : 入部 刮刀昇 ：ΧΥ Θ 遮罩， 送帶， 關値計 :尺寸 制部， 資料輸 -18 -

Claims (1)

1316468 ί— I I _ f別修(¾正替換… ί_ ___ 十、申請專利範圍 第96 1 05542號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國98年8月14日修正 1. 一種網版印刷裝置，係介由遮罩來將膏狀銲錫糊印 刷於基板面上，其特徵爲：

前述遮罩係設置有連結部，其係針對被載置於被印刷 基板之各零件圖案、或成爲特定面積之各圖案中之複數遮 罩片予以彙整，從遮罩中央朝向周邊而區分爲複數群，將 前述群間作成與遮罩片不同厚度而予以連結；前述連結部 的厚度，係從遮罩中央部至周邊部方向階段性地變薄所構 成。

2.如申請專利範圍第1項所記載之網版印刷裝置，其 中具備：版分離調整手段’其係配合前述連結部，可以使 任意的版分離曲線予以再現。 3 . —種網版印刷裝置’係於基板上介由具備特定開口 之遮罩，來塗佈膏狀銲錫糊’其特徵爲具備： 遮罩，其係藉由與遮罩片不同的彈性係數，將被載置 於被印刷基板之各零件圖案 '或成爲特定面積之各圖案所 對應之各個前述遮罩片予以連結’連結部彈性係數係從遮 罩中央部至周邊部方向呈階段性地變低；及版分離調整手 段，其係配合前述連結狀況’可以使任意的版分離曲線予 以再現。