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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023118501
(43)【公開日】2023-08-25
(54)【発明の名称】半田及びフラックスの印刷方法、印刷装置
(51)【国際特許分類】
H05K 3/34 20060101AFI20230818BHJP
【ＦＩ】
H05K3/34 503A
H05K3/34 503B
H05K3/34 505Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】44
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022021479
(22)【出願日】2022-02-15
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】河村 至徳
(72)【発明者】
【氏名】辻田 和真
(72)【発明者】
【氏名】房安 浩嗣
【テーマコード（参考）】
5E319
【Ｆターム（参考）】
5E319AC01
5E319BB01
5E319CD21
5E319CD22
5E319CD29
5E319GG20
(57)【要約】
【課題】大型の実装部品、小型の実装部品に対応し、最適な量の半田を適切な位置に適切な量だけ印刷する。
【解決手段】基板１００上に半田とフラックスを印刷する方法であって、基板１００上に直接または他の層を介して、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第１フラックス層１０１を印刷する工程と、第１フラックス層１０１上に、半田を含む材料からなる第１半田層１０２を印刷する工程と、第１半田層１０２上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第２フラックス層１０３を印刷する工程と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】基板１００上に半田とフラックスを印刷する方法であって、基板１００上に直接または他の層を介して、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第１フラックス層１０１を印刷する工程と、第１フラックス層１０１上に、半田を含む材料からなる第１半田層１０２を印刷する工程と、第１半田層１０２上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第２フラックス層１０３を印刷する工程と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に半田及びフラックスを印刷する方法であって、
前記基板上に直接または他の層を介して、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第１フラックス層を印刷する工程と、
前記第１フラックス層上に、半田を含む材料からなる第１半田層を印刷する工程と、
前記第１半田層上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第２フラックス層を印刷する工程と、
を備える、
印刷方法。
前記基板上に直接または他の層を介して、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第１フラックス層を印刷する工程と、
前記第１フラックス層上に、半田を含む材料からなる第１半田層を印刷する工程と、
前記第１半田層上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第２フラックス層を印刷する工程と、
を備える、
印刷方法。
【請求項2】
前記基板上に直接、前記第１フラックス層を印刷する、
請求項１に記載の印刷方法。
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項3】
前記第１フラックス層、前記第１半田層、又は、前記第２フラックス層を印刷する工程は、それぞれ、前記第１フラックス層、前記第１半田層、又は、前記第２フラックス層を定着させる工程を含み、
定着された前記第２フラックス層の面積は、印刷された前記第１半田層の面積よりも大きく、かつ、
定着された前記第１フラックス層の面積は、印刷された前記第１半田層の面積よりも大きい、
請求項１に記載の印刷方法。
定着された前記第２フラックス層の面積は、印刷された前記第１半田層の面積よりも大きく、かつ、
定着された前記第１フラックス層の面積は、印刷された前記第１半田層の面積よりも大きい、
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項4】
前記第１フラックス層、又は、前記第２フラックス層を印刷する工程は、それぞれ、前記第１フラックス層、又は、前記第２フラックス層を定着させる工程を含み、
定着された前記第２フラックス層の面積は、定着された前記第１フラックス層の面積と同一かまたは小さい、
請求項１に記載の印刷方法。
定着された前記第２フラックス層の面積は、定着された前記第１フラックス層の面積と同一かまたは小さい、
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項5】
前記第１フラックス層、又は、前記第２フラックス層を印刷する工程は、それぞれ、前記第１フラックス層、又は、前記第２フラックス層を定着させる工程を含み、
定着された前記第１フラックス層の厚さが１０μｍ以上であり、かつ、定着された前記第２フラックス層の厚さが１０μｍ以上である、
請求項１に記載の印刷方法。
定着された前記第１フラックス層の厚さが１０μｍ以上であり、かつ、定着された前記第２フラックス層の厚さが１０μｍ以上である、
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項6】
前記第１フラックス層、又は、前記第２フラックス層を印刷する工程は、それぞれ、前記第１フラックス層、又は、前記第２フラックス層を定着させる工程を含み、
定着された前記第１フラックス層の厚さが４００μｍ以下であり、かつ、定着された前記第２フラックス層の厚さが４００μｍ以下である、
請求項１に記載の印刷方法。
定着された前記第１フラックス層の厚さが４００μｍ以下であり、かつ、定着された前記第２フラックス層の厚さが４００μｍ以下である、
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項7】
前記第１半田層を印刷する工程は、前記第１半田層を定着させる工程を含み、
定着された前記第１半田層の厚さが１０μｍ以上である、
請求項１に記載の印刷方法。
定着された前記第１半田層の厚さが１０μｍ以上である、
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項8】
前記第１半田層を印刷する工程は、前記第１半田層を定着させる工程を含み、
定着された前記第１半田層の厚さが４００μｍ以下である、
請求項１に記載の印刷方法。
定着された前記第１半田層の厚さが４００μｍ以下である、
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項9】
さらに、
第ｋフラックス層上に、半田を含む材料からなる第ｋ半田層を印刷する工程と、
前記第ｋ半田層上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第（ｋ＋１）フラックス層を印刷する工程と、
を備え、
ｋは２以上の整数であり、ｋを１ずつ増加させながら、ｋがｎ（ｎは２以上の整数）に達するまで、第ｋ半田層を印刷する工程と、第（ｋ＋１）フラックス層を印刷する工程とを繰り返す、
請求項１に記載の印刷方法。
第ｋフラックス層上に、半田を含む材料からなる第ｋ半田層を印刷する工程と、
前記第ｋ半田層上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第（ｋ＋１）フラックス層を印刷する工程と、
を備え、
ｋは２以上の整数であり、ｋを１ずつ増加させながら、ｋがｎ（ｎは２以上の整数）に達するまで、第ｋ半田層を印刷する工程と、第（ｋ＋１）フラックス層を印刷する工程とを繰り返す、
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項10】
最後に印刷する工程は、第（ｎ＋１）フラックス層を印刷する工程である、
請求項９に記載の印刷方法。
請求項９に記載の印刷方法。
【請求項11】
前記第ｋフラックス層、前記第ｋ半田層、又は、前記第（ｋ＋１）フラックス層を印刷する工程は、それぞれ、前記第ｋフラックス層、前記第ｋ半田層、又は、前記第（ｋ＋１）フラックス層を定着させる工程を含み、
定着された前記第ｋフラックス層の面積は、定着された前記第ｋ半田層の面積よりも大きく、かつ、
定着された前記第（ｋ＋１）フラックス層の面積は、定着された前記第ｋ半田層の面積よりも大きい、
請求項９に記載の印刷方法。
定着された前記第ｋフラックス層の面積は、定着された前記第ｋ半田層の面積よりも大きく、かつ、
定着された前記第（ｋ＋１）フラックス層の面積は、定着された前記第ｋ半田層の面積よりも大きい、
請求項９に記載の印刷方法。
【請求項12】
前記第ｋフラックス層、又は、前記第（ｋ＋１）フラックス層を印刷する工程は、それぞれ、前記第ｋフラックス層、又は、前記第（ｋ＋１）フラックス層を定着させる工程を含み、
定着された前記第（ｋ＋１）フラックス層の面積は、定着された前記第ｋフラックス層の面積以下である、
請求項９に記載の印刷方法。
定着された前記第（ｋ＋１）フラックス層の面積は、定着された前記第ｋフラックス層の面積以下である、
請求項９に記載の印刷方法。
【請求項13】
前記第ｋ半田層、又は、前記第（ｋ＋１）半田層を印刷する工程は、それぞれ、前記第ｋ半田層、又は、前記第（ｋ＋１）半田層を定着させる工程を含み、
定着された前記第（ｋ＋１）半田層の面積は、定着された前記第ｋ半田層の面積以下である、
請求項９に記載の印刷方法。
定着された前記第（ｋ＋１）半田層の面積は、定着された前記第ｋ半田層の面積以下である、
請求項９に記載の印刷方法。
【請求項14】
前記第１フラックス層と前記第２フラックス層の少なくとも一方は、粉末形状のフラックスを電子写真印刷で定着させることにより形成される、
請求項１に記載の印刷方法。
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項15】
前記第１半田層は、粉末形状の半田を電子写真印刷で定着させることにより形成される、
請求項１に記載の印刷方法。
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項16】
前記第１フラックス層と前記第２フラックス層の少なくとも一方は、第１の感光体ドラムを用いた電子写真印刷で粉末形状のフラックスを定着させることにより形成され、
前記第１半田層は、前記第１の感光体ドラムとは別の第２の感光体ドラムを用いた電子写真印刷で粉末形状の半田を定着させることにより形成される、
請求項１に記載の印刷方法。
前記第１半田層は、前記第１の感光体ドラムとは別の第２の感光体ドラムを用いた電子写真印刷で粉末形状の半田を定着させることにより形成される、
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項17】
前記基板をステージに載せ、前記ステージを前記第１の感光体ドラム近傍と前記第２の感光体ドラム近傍の間で移動させる工程をさらに有する、
請求項１６に記載の印刷方法。
請求項１６に記載の印刷方法。
【請求項18】
前記第１フラックス層と前記第２フラックス層の少なくとも一方は、第１の感光体ドラムを用いた電子写真印刷で粉末形状のフラックスを定着させることにより形成され、
前記第１半田層は、前記第１の感光体ドラムを用いた電子写真印刷で粉末形状の半田を定着させることにより形成される、
請求項１に記載の印刷方法。
前記第１半田層は、前記第１の感光体ドラムを用いた電子写真印刷で粉末形状の半田を定着させることにより形成される、
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項19】
前記第１フラックス層及び前記第２フラックス層を印刷する工程は、粉末形状のフラックスを感光体ドラムを用いて電子写真印刷で定着させることにより形成する工程であり、
前記第２フラックス層を印刷するときの、前記感光体ドラムと前記基板との距離を、前記第１フラックス層を印刷するときの、前記感光体ドラムと前記基板との距離よりも大きくする、
請求項１に記載の印刷方法。
前記第２フラックス層を印刷するときの、前記感光体ドラムと前記基板との距離を、前記第１フラックス層を印刷するときの、前記感光体ドラムと前記基板との距離よりも大きくする、
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項20】
レーザー変位計を用いて前記感光体ドラムと前記基板との距離を計測する、
請求項１８に記載の印刷方法。
請求項１８に記載の印刷方法。
【請求項21】
前記第１半田層を印刷する前に、前記第１フラックス層を加熱する、
請求項１に記載の印刷方法。
請求項１に記載の印刷方法。
【請求項22】
前記第２フラックス層を印刷する前には、前記第１半田層を加熱しない、
請求項２０に記載の印刷方法。
請求項２０に記載の印刷方法。
【請求項23】
基板上に半田及びフラックスを印刷する装置であって、
前記基板上に直接または他の層を介して、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第１フラックス層を印刷し、
前記第１フラックス層上に、半田を含む材料からなる第１半田層を印刷し、
前記第１半田層上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第２フラックス層を印刷する、
印刷装置。
前記基板上に直接または他の層を介して、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第１フラックス層を印刷し、
前記第１フラックス層上に、半田を含む材料からなる第１半田層を印刷し、
前記第１半田層上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第２フラックス層を印刷する、
印刷装置。
【請求項24】
前記印刷装置は、前記基板上に直接、前記第１フラックス層を印刷する、
請求項２３に記載の印刷装置。
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項25】
前記印刷装置は、前記第１フラックス層、前記第１半田層、又は、前記第２フラックス層の印刷においては、それぞれ、前記第１フラックス層、前記第１半田層、又は、前記第２フラックス層を定着させ、
定着された前記第２フラックス層の面積は、印刷された前記第１半田層の面積よりも大きく、かつ、
定着された前記第１フラックス層の面積は、印刷された前記第１半田層の面積よりも大きい、
請求項２３に記載の印刷装置。
定着された前記第２フラックス層の面積は、印刷された前記第１半田層の面積よりも大きく、かつ、
定着された前記第１フラックス層の面積は、印刷された前記第１半田層の面積よりも大きい、
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項26】
前記印刷装置は、前記第１フラックス層、又は、前記第２フラックス層を印刷において、それぞれ、前記第１フラックス層、又は、前記第２フラックス層を定着させ、
定着された前記第２フラックス層の面積は、定着された前記第１フラックス層の面積と同一かまたは小さい、
請求項２３に記載の印刷装置。
定着された前記第２フラックス層の面積は、定着された前記第１フラックス層の面積と同一かまたは小さい、
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項27】
前記印刷装置は、前記第１フラックス層、又は、前記第２フラックス層を印刷において、それぞれ、前記第１フラックス層、又は、前記第２フラックス層を定着させ、
定着された前記第１フラックス層の厚さが１０μｍ以上であり、かつ、定着された前記第２フラックス層の厚さが１０μｍ以上である、
請求項２３に記載の印刷装置。
定着された前記第１フラックス層の厚さが１０μｍ以上であり、かつ、定着された前記第２フラックス層の厚さが１０μｍ以上である、
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項28】
前記印刷装置は、前記第１フラックス層、又は、前記第２フラックス層を印刷において、それぞれ、前記第１フラックス層、又は、前記第２フラックス層を定着させ、
定着された前記第１フラックス層の厚さが４００μｍ以下であり、かつ、定着された前記第２フラックス層の厚さが４００μｍ以下である、
請求項２３に記載の印刷装置。
定着された前記第１フラックス層の厚さが４００μｍ以下であり、かつ、定着された前記第２フラックス層の厚さが４００μｍ以下である、
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項29】
前記印刷装置は、前記第１半田層を印刷する工程において、前記第１半田層を定着させ、
定着された前記第１半田層の厚さが１０μｍ以上である、
請求項２３に記載の印刷装置。
定着された前記第１半田層の厚さが１０μｍ以上である、
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項30】
前記印刷装置は、前記第１半田層を印刷する工程において、前記第１半田層を定着させ、
定着された前記第１半田層の厚さが４００μｍ以下である、
請求項２３に記載の印刷装置。
定着された前記第１半田層の厚さが４００μｍ以下である、
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項31】
前記印刷装置は、さらに、
前記第１印刷部は、第ｋフラックス層上に、半田を含む材料からなる第ｋ半田層を印刷し、
前記第２印刷部は、前記第ｋ半田層上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第（ｋ＋１）フラックス層を印刷し、
ｋは２以上の整数であり、ｋを１ずつ増加させながら、ｋがｎ（ｎは２以上の整数）に達するまで、第ｋ半田層の印刷と、第（ｋ＋１）フラックス層の印刷を繰り返す、
請求項２３に記載の印刷装置。
前記第１印刷部は、第ｋフラックス層上に、半田を含む材料からなる第ｋ半田層を印刷し、
前記第２印刷部は、前記第ｋ半田層上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第（ｋ＋１）フラックス層を印刷し、
ｋは２以上の整数であり、ｋを１ずつ増加させながら、ｋがｎ（ｎは２以上の整数）に達するまで、第ｋ半田層の印刷と、第（ｋ＋１）フラックス層の印刷を繰り返す、
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項32】
最後に印刷するのは、第（ｎ＋１）フラックス層である、
請求項３１に記載の印刷装置。
請求項３１に記載の印刷装置。
【請求項33】
前記印刷装置は、前記第ｋフラックス層、前記第ｋ半田層、又は、前記第（ｋ＋１）フラックス層を印刷において、それぞれ、前記第ｋフラックス層、前記第ｋ半田層、又は、前記第（ｋ＋１）フラックス層を定着させ、
定着された前記第ｋフラックス層の面積は、定着された前記第ｋ半田層の面積よりも大きく、かつ、
定着された前記第（ｋ＋１）フラックス層の面積は、定着された前記第ｋ半田層の面積よりも大きい、
請求項３１に記載の印刷装置。
定着された前記第ｋフラックス層の面積は、定着された前記第ｋ半田層の面積よりも大きく、かつ、
定着された前記第（ｋ＋１）フラックス層の面積は、定着された前記第ｋ半田層の面積よりも大きい、
請求項３１に記載の印刷装置。
【請求項34】
前記印刷装置は、第ｋフラックス層、又は、前記第（ｋ＋１）フラックス層を印刷し、それぞれ、前記第ｋフラックス層、又は、前記第（ｋ＋１）フラックス層を定着させ、
定着された前記第（ｋ＋１）フラックス層の面積は、定着された前記第ｋフラックス層の面積以下である、
請求項３１に記載の印刷装置。
定着された前記第（ｋ＋１）フラックス層の面積は、定着された前記第ｋフラックス層の面積以下である、
請求項３１に記載の印刷装置。
【請求項35】
前記印刷装置は、前記第ｋ半田層、又は、前記第（ｋ＋１）半田層を印刷し、それぞれ、前記第ｋ半田層、又は、前記第（ｋ＋１）半田層を定着させ、
定着された前記第（ｋ＋１）半田層の面積は、定着された前記第ｋ半田層の面積以下である、
請求項３１に記載の印刷装置。
定着された前記第（ｋ＋１）半田層の面積は、定着された前記第ｋ半田層の面積以下である、
請求項３１に記載の印刷装置。
【請求項36】
前記第１フラックス層と前記第２フラックス層の少なくとも一方は、粉末形状のフラックスを電子写真印刷で印刷して定着させることにより形成される、
請求項２３に記載の印刷装置。
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項37】
前記第１半田層は、粉末形状の半田を電子写真印刷で印刷して定着させることにより形成される、
請求項２３に記載の印刷装置。
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項38】
前記印刷装置は、電子写真印刷装置であり、
前記印刷装置は、第１感光体ドラムと、前記第１感光体ドラムと異なる第２感光体ドラムを備え、
前記印刷装置は、前記第１感光体ドラム上にフラックス粉末を現像し、前記第１感光体ドラム上のフラックス粉末を基板上に転写及び定着し、
前記印刷装置は、前記第２感光体ドラム上に半田粉末を現像し、前記第１感光体ドラム上の半田粉末を前記基板上に転写及び定着させる、
請求項２３に記載の印刷装置。
前記印刷装置は、第１感光体ドラムと、前記第１感光体ドラムと異なる第２感光体ドラムを備え、
前記印刷装置は、前記第１感光体ドラム上にフラックス粉末を現像し、前記第１感光体ドラム上のフラックス粉末を基板上に転写及び定着し、
前記印刷装置は、前記第２感光体ドラム上に半田粉末を現像し、前記第１感光体ドラム上の半田粉末を前記基板上に転写及び定着させる、
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項39】
前記印刷装置は、さらに、基板を載せるステージをさらに備え、
前記ステージを前記第１の感光体ドラム近傍と前記第２の感光体ドラム近傍の間で移動させる、
請求項３８に記載の印刷装置。
前記ステージを前記第１の感光体ドラム近傍と前記第２の感光体ドラム近傍の間で移動させる、
請求項３８に記載の印刷装置。
【請求項40】
前記印刷装置は、電子写真印刷装置であり、
前記印刷装置は、感光体ドラムを備え、
前記印刷装置は、前記感光体ドラム上にフラックス粉末を現像し、前記第１感光体ドラム上のフラックス粉末を基板上に転写及び定着し、
前記印刷装置は、前記感光体ドラム上に半田粉末を現像し、前記感光体ドラム上の半田粉末を前記基板上に転写及び定着させる、
請求項２３に記載の印刷装置。
前記印刷装置は、感光体ドラムを備え、
前記印刷装置は、前記感光体ドラム上にフラックス粉末を現像し、前記第１感光体ドラム上のフラックス粉末を基板上に転写及び定着し、
前記印刷装置は、前記感光体ドラム上に半田粉末を現像し、前記感光体ドラム上の半田粉末を前記基板上に転写及び定着させる、
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項41】
前記印刷装置は、電子写真印刷装置であり、
前記印刷装置は、感光体ドラムと、前記感光体ドラムと前記基板との距離を計測する変位計とを備え、
前記印刷装置は、前記感光体ドラム上にフラックス粉末を現像し、前記感光体ドラム上のフラックス粉末を基板上に転写及び定着して、前記第１フラックス層を印刷し、
前記第１フラックス層上に、前記第１半田層を印刷し、
前記感光体ドラム上にフラックス粉末を現像し、前記感光体ドラム上のフラックス粉末を前記第１半田層上に転写及び定着して、前記第２フラックス層を印刷し、
前記第２フラックス層を印刷するときの、前記感光体ドラムと前記基板との距離を、前記第１フラックス層を印刷するときの、前記感光体ドラムと前記基板との距離よりも大きくする、
請求項２３に記載の印刷装置。
前記印刷装置は、感光体ドラムと、前記感光体ドラムと前記基板との距離を計測する変位計とを備え、
前記印刷装置は、前記感光体ドラム上にフラックス粉末を現像し、前記感光体ドラム上のフラックス粉末を基板上に転写及び定着して、前記第１フラックス層を印刷し、
前記第１フラックス層上に、前記第１半田層を印刷し、
前記感光体ドラム上にフラックス粉末を現像し、前記感光体ドラム上のフラックス粉末を前記第１半田層上に転写及び定着して、前記第２フラックス層を印刷し、
前記第２フラックス層を印刷するときの、前記感光体ドラムと前記基板との距離を、前記第１フラックス層を印刷するときの、前記感光体ドラムと前記基板との距離よりも大きくする、
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項42】
前記変位計は、レーザー変位計である、
請求項４１に記載の印刷装置。
請求項４１に記載の印刷装置。
【請求項43】
前記印刷装置は、さらに、前記第１半田層を印刷する前に、前記第１フラックス層を加熱する加熱装置を備える、
請求項２３に記載の印刷装置。
請求項２３に記載の印刷装置。
【請求項44】
前記印刷装置は、前記第２フラックス層を印刷する前には、前記第１半田層を加熱しない、
請求項４３に記載の印刷装置。
請求項４３に記載の印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板上に、半田及びフラックスを印刷する方法と印刷装置に関する。
【背景技術】
【0002】
基板に、面実装部品を半田付けするにあたって、基板上に、半田ペーストをスクリーン印刷する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１０４４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、昨今の実装部品の小型化により、印刷条件とマスク開口設計の最適化がますます困難になってきている。またこれは、大型部品と小型部品の混載基板では特に顕著となる。
【0005】
本開示は、任意の形状、任意の厚みの半田をマスクなしに基板上に配置することが可能な印刷方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の半田及びフラックスの印刷方法は、基板上に半田とフラックスを印刷する方法であって、
前記基板上に直接または他の層を介して、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第１フラックス層を印刷する工程と、
前記第１フラックス層上に、半田を含む材料からなる第１半田層を印刷する工程と、
前記第１半田層上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第２フラックス層を印刷する工程と、
を備える。
前記基板上に直接または他の層を介して、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第１フラックス層を印刷する工程と、
前記第１フラックス層上に、半田を含む材料からなる第１半田層を印刷する工程と、
前記第１半田層上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第２フラックス層を印刷する工程と、
を備える。
【0007】
本開示の方法は、フラックス層、半田層を交互に基板上に印刷して、積層する。これによって、基板上に半田を配置する領域、厚みを、自由度が高く設計できる。
【0008】
また、本開示の半田及びフラックスの印刷装置は、
基板上に直接または他の層を介して、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第１フラックス層を印刷し、
前記第１フラックス層上に、半田を含む材料からなる第１半田層を印刷し、
前記第１半田層上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第２フラックス層を印刷する。
基板上に直接または他の層を介して、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第１フラックス層を印刷し、
前記第１フラックス層上に、半田を含む材料からなる第１半田層を印刷し、
前記第１半田層上に、フラックスを含み半田を含まない材料からなる第２フラックス層を印刷する。
【発明の効果】
【0009】
本開示の印刷方法は、フラックス層、半田層を交互に基板上に印刷して、積層する。これによって、基板上に半田を配置する領域、厚みを、自由度が高く設計できる。
【0010】
本開示の印刷装置は、フラックス層及び半田層を交互に基板上に印刷することが可能であり、基板上に半田を配置する領域、厚みを、自由度が高く形成できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
【0013】
従来、基板上に半田を付着させる場合は、半田とフラックスを混合した半田ペーストを付着させるのが一般的であった。
【0014】
これに対して、本開示の方法においては、半田層とフラックス層を基板１００上に交互に、印刷して、半田及びフラックス積層体２００を形成する。ここで、半田層とは、半田を含む材料からなる層であり、フラックス層とは、フラックスを含み半田を含まない材料からなる層である。そして、半田及びフラックス積層体２００を後で加熱することにより、半田及びフラックスを一体化させ、半田を基板に固着させる。
【0015】
図１の断面図においては、基板１００上に、順次、第１フラックス層１０１、第１半田層１０２、第２フラックス層１０３、第２半田層１０４、第３フラックス層１０５、第３半田層１０６、第４フラックス層１０７、第４半田層１０８、第５フラックス層１０９が積層されている。各フラックス層１０１、１０３、１０５、１０７、１０９は、それぞれが複数のフラックス層で形成されていてもよい。また、各半田層１０２、１０４、１０６、１０８は、それぞれが複数の半田層で形成されていてもよい。
【0016】
基板１００の表面の半田及びフラックス積層体２００の積層回数は、半田を付着させたい厚みによって決定される。基板１００上への積層はフラックス層から始めても半田層から始めてもよいが、いずれの場合であっても、フラックス層／半田層／フラックス層の３層以上は必要である。
【0017】
半田及びフラックス積層体２００は、次のように形成されていてもよい。基板上に第１フラックス層が形成され、第１フラックス層の上に第１半田層が形成されるのに始まり、第ｋフラックス層の上に第ｋ半田層が形成され、第ｋ半田層の上に、第ｋ＋１半田層が形成されるのを繰り返し、最後に、第ｎ半田層の上に、第ｎ＋１フラックス層が形成される。ここで、ｎは、１以上の整数であり、ｋは、１以上ｎ以下の整数である。ｎは３以上であってもよい。ｎは５以上であってもよい。ｎが大きいと一層当たりの膜厚を薄くでき、半田とフラックスを均一に分布させることができる。一方、ｎが大きくなりすぎると、積層体が崩れやすくなる。ｎは５０以下であってもよい。ｎは１０以下であってもよい。
【0018】
基板１００の表面の半田及びフラックス積層体２００が形成されている部分は、部品の電極と基板１００上のパターンを接合するランド部分である。ランド部分は、導電体である。導電体は、金属または半導体である。金属としては、例えば、例Cu、Ag、Au、Sn、Pd、Ni、Zn、Bi、およびそれらを含む銅合金である。ランド部分は、これらの金属または半導体のメッキ層として構成されるのが一般的である。
【0019】
半田及びフラックス積層体２００の基板１００と接する部分は、フラックス層、または、半田層である。より好ましくは、フラックス層がよい。フラックス層は、粘着性があり、基板１００の表面に付着しやすいためである。
【0020】
半田及びフラックス積層体２００の基板１００と接さない表面は、フラックス層、または、半田層である。より好ましくは、フラックス層がよい。図１においては、半田及びフラックス積層体２００の基板１００と接さない表面は、フラックス層１０９である。半田及びフラックス積層体２００の基板１００と接さない表面が、フラックス層であると、半田とともに基板１００に固着させたい端子（例えば、図６Ｃに示す表面実装部品３００、又は、図７Ｂに示す半導体パッケージのリード３１０など）が積層体に付着しやすい。また、半田層をフラックス層が覆い隠す形になるため、半田層が酸化等の理由で劣化するのを防止する効果もある。
【0021】
基板１００上には、通常、部品電極と接合するランドが複数または多数存在し、その多数のランド部分に対して、１の半田層またはフラックス層が、同時に印刷によって形成される。
【0022】
図１は、半田及びフラックス積層体２００の断面図であるが、平面的にみると、図８Ａ～図８Ｆに示すように、半田及びフラックス積層体２０１ａ～２０１ｆは種々の形をとり得る。なお、図８Ａ～図８Ｆにおいては、半田及びフラックス積層体２０１ａ～２０１ｆの内で、第１フラックス層１０１とその上の第１半田層１０２の形状のみを示している。たとえば、図８Ｆに示すような、半田及びフラックス積層体２００ｆのドーナツ状の形状は、本実施形態の電子写真印刷法では形成が可能であるが、従来の半田ペーストを用いたスクリーン印刷法では、製造が困難であった形状である。
【0023】
図２は、図１の半田及びフラックス積層体２００の一部の層の形状を示す平面図である。第１フラックス層１０１の面積は、第１半田層１０２の面積より大きい。また、第２フラックス層１０３の面積は、第１半田層１０２の面積より大きい。第２フラックス層１０３の面積は、第１フラックス層１０１の面積よりも小さい。第２フラックス層１０３の面積は、第１フラックス層１０１の面積と同一であってもよい。
【0024】
同様にして、基板１００上に、第１フラックス層から初めてフラックス層、半田層を交互に積層していったとき、ｋ番目のフラックス層の面積は、その上に接するｋ番目の半田層の面積よりも大きい。ｋ＋１番目のフラックス層の面積は、その下に接するｋ番目の半田層の面積よりも大きい。ｋ＋１番目のフラックス層の面積は、ｋ番目のフラックス層の面積よりも大きい。ｋ＋１番目のフラックス層の面積は、ｋ番目のフラックス層の面積と同一であってもよい。フラックス層が直前の半田層よりも大きな面積を有することでフラックス層が半田層を覆い隠す形になるため、半田層が酸化等の理由で劣化するのを防止できる。また、フラックス層を上に行くにしたがって面積が小さくなるようにすることで、半田とフラックスを自由な形状で積み上げることができる。例えば、後で説明するように、部品の電極が接する部分に切除部を設けるような形で半田とフラックスを形成することができるのである。
【0025】
１のフラックス層の厚みは、１０μｍ以上である。本開示においては、フラックス層の原料としてフラックス粉末を用いる。フラックス粉末を構成する１の粒子の大きさは、平均粒径１０μ以上、１００μ以下のものを用いてもよい。
【0026】
１のフラックス層の厚みは、４００μｍ以下である。フラックス層については、印刷を複数回繰り返すことによって形成してもよい。後で説明する電子写真印刷を用いる場合は、１回の印刷で積層するフラックス層の厚みは１００μｍ以下であることが好ましい。それ以上の厚みがあると位置精度の高い印刷ができなくなる可能性があるためである。
【0027】
同様に、１の半田層の厚みは、１０μｍ以上である。本開示においては、半田層の原料として半田粉末を用いる。半田粉末を構成する１の粒子の大きさは、平均粒径１０μ以上、１００μ以下のものを用いてもよい。
【0028】
１の半田層の厚みは、４００μｍ以下である。半田層については、印刷を複数回繰り返すことによって形成してもよい。後で説明する電子写真印刷を用いる場合は、１回の印刷で積層する半田層の厚みは１００μｍ以下であることが好ましい。それ以上の厚みがあると位置精度の高い印刷ができなくなる可能性があるためである。
【0029】
半田及びフラックス積層体２００は、後で加熱することにより、半田及びフラックスが一体化され、体積は約半分になる。半田及びフラックス積層体２００の厚みは、加熱後の一体化された半田の必要とされる体積によって決定される。半田及びフラックス積層体２００の厚みは、たとえば、３０μｍ以上１０００μｍ以下である。
（２）半田層及びフラックス層の印刷装置１
次に、本実施形態の半田層及びフラックス層の印刷装置１について説明する。図４は、半田層及びフラックス層を印刷する印刷装置１の概略断面図である。印刷装置１は、電子写真印刷装置である。電子写真印刷は、帯電、露光、現像、転写、定着、清掃の工程を有する。電子写真印刷装置１は、感光体ドラム１０、帯電器１１、レーザー光描画装置１３、現像装置１５、基板支持機構５０、感光体ドラム１０と基板１００の間隔調整装置、加熱装置１９、及び、制御部６０を備えている。
（２）半田層及びフラックス層の印刷装置１
次に、本実施形態の半田層及びフラックス層の印刷装置１について説明する。図４は、半田層及びフラックス層を印刷する印刷装置１の概略断面図である。印刷装置１は、電子写真印刷装置である。電子写真印刷は、帯電、露光、現像、転写、定着、清掃の工程を有する。電子写真印刷装置１は、感光体ドラム１０、帯電器１１、レーザー光描画装置１３、現像装置１５、基板支持機構５０、感光体ドラム１０と基板１００の間隔調整装置、加熱装置１９、及び、制御部６０を備えている。
【0030】
感光体ドラム１０は、図４に示すように、一方向Ｒに回転する。感光体ドラム１０は、一回転する間に、帯電器１１により帯電され、レーザー光描画装置１３により印刷パターンを描画され、現像装置１５によりフラックス粉末２０又は半田粉末３０を付着され、付着されたフラックス粉末２０又は半田粉末３０を基板１００に転写及び定着する。印刷装置１は、さらに、１回転の間に、感光体ドラム１０に付着したフラックス粉末２０又は半田粉末３０を基板１００に転写及び定着した後で、感光体ドラム１０に残留したフラックス粉末２０又は半田粉末３０を除去する清掃装置を備えていてもよい。
【0031】
帯電器１１は、コロナ放電を用いた帯電器であってもよい。コロナ放電は、高圧電源を利用して発生させる。帯電器１１は、感光体ドラムの表面の一定のエリアを全体的に帯電させる。
【0032】
レーザー光描画装置１３は、レーザービームやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光を、印刷データのパターンを帯電した感光体ドラム１０に照射することによって、電気的潜在画像（逆象の不可視画像）を感光体ドラム１０の表面に形成する。
【0033】
現像装置１５は、フラックス粉末２０又は半田粉末３０を、感光体ドラム１０表面に形成された電気的潜在画像に付着させる。これによって、逆象の可視画像が感光体ドラム１０上に形成される。フラックス粉末２０、半田粉末３０はそれぞれ別の容器１５Ａ、１５Ｂに収容されている。感光体ドラム１０が一回転する間に、フラックス粉末２０、又は、半田粉末３０のいずれか一方が、感光体ドラム１０に付着される。言い換えると、本開示においては、フラックス粉末２０及び半田粉末３０が、感光体ドラム１０が一回転の内に、基板１００に転写及び定着されることは無い。
【0034】
本開示においては、フラックス層の原料は、フラックス粉末２０を用いる。フラック粉末は、主剤、活性剤を含んでいる。主剤とは、ロジン系樹脂などである。本開示では、ロジン系樹脂を用いる。活性剤とは、はんだと被着面の表面にある酸化被膜を除去する力を増大させる添加剤であり、例えばカルボン酸、有機酸、ハロゲンを含む化合物である。フラックス粉末を構成する１の粒子の大きさは、１０μｍ以上４０μｍ以下のものを用いてもよい。通常、フラックスとしてしては、ペースト状のフラックスがよく用いられる。ペースト状のフラックスは、主剤、活性剤、溶媒、チクソ剤を含んでいる。溶媒は、主剤である固形の樹脂を溶解する。溶媒は、アルコール系溶剤である。チクソ剤は、粉末はんだとフラックスの分離防止、及び、はんだペーストを印刷する際の印刷性の向上などを目的とする添加剤である。本開示のフラックス粉末は、溶媒、チクト剤を含んでいない。
【0035】
また、本開示においては、半田層の原料は、半田粉末３０である。半田粉末の材料は、融点が４５０℃以下の金属合金である。半田粉末３０は、基本的に、金属合金以外の他のものを含まない。金属合金としては、Ｓｎ－Ｐｂ系、Ｐｂ－Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｓｂ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｂｉ系、Ｂｉ－Ｓｎ系、Ｓｎ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ｃｕ系、Ｓｎ－Ｉｎ系、Ｓｎ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｐｂ－Ａｇ系、Ｐｂ－Ａｇ系、Ｓｎ－Ｂｉ系、Ｓｎ－Ｚｎ系などがある。半田粉末を構成する１の粒子の大きさは、平均粒径１０μｍ以上４０μｍ以下のものを用いてもよい。
【0036】
基板支持機構５０は、ステージ５１と、ダンパー５２と、基板搬送装置（図示せず）を備えている。ステージ５１上に、基板１００を載置する。ダンパー５２は、ステージ５１を支持し、ステージ５１の緩衝器として作用する。ダンパー５２は、スプリングやマグネットで構成されていてもよいし、エアサスペンションであってもよい。基板搬送装置は、感光体ドラム１０の回転と同期させて、感光体ドラム１０の回転方向Ｒと同一の方向Ｐに基板１００を移動させる。基板搬送装置は、基板１００を方向Ｐの逆方向Ｑにも移動させる。
【0037】
間隔調整装置は、感光体ドラム１０と基板１００の間隔Ｄを調整する。間隔調整装置は、レーザー変位計１７と、ステージ５１の高さ調整手段を備えている。レーザー変位計１７は、基板１００表面の高さを計測することにより、感光体ドラム１０と基板１００表面の間隔Ｇを計測する。ここで基板１００の表面とは、フラックス層／半田層が積層されてきた状態においては、最表面のフラックス層又は半田層の表面を意味する。つまり、間隔Ｄが一定であれば、フラックス層／半田層の積層に伴い間隔Ｇは減少する。制御部６０は、レーザー変位計１７の計測した基板１００表面の高さ（間隔Ｇのデータ）を取得して、最適な間隔Ｄとなるように、高さ調整手段を制御して、ステージ５１の高さを調整する。ここで高さ調整手段は、感光体ドラム１０の高さと、ステージ５１の高さとの相対的な高さを調整する。高さ調整手段による高さ調整は、感光体ドラム１０の高さを変えることによっても、ステージ５１の高さを変えることによって実現してもよい。
【0038】
本実施形態において、フラックス層／半田層を繰り返し積層していく工程において、半田及びフラックス積層体２００の厚みは次第に増加していき、感光体ドラム１０と基板１００表面の間隔Ｇを所定数値内に収めていくためには、ステージ５１の高さを、感光体ドラムの高さに対して次第に低くしていく必要がある。高さ調整手段は、このような高さの調整を行う。
【0039】
感光体ドラム１０と基板１００表面の間隔Ｇは、１０μｍ以上３００μｍ以下である。間隔Ｄは、概略一層のフラックス層又は半田層の厚みに相当する。
【0040】
間隔調整装置は、感光体ドラム１０（又は、感光体ドラム１０の表面に付着したフラックス又は半田）と基板１００表面の間隔Ｇが０のとき、つまり、感光体ドラム１０と基板１００表面が接しているとき、感光体ドラム１０と基板１００との間の圧力を調整してもよい。間隔調整装置は、さらに、感光体ドラム１０と基板１００との間の圧力を計測する手段を有してもよい。この場合、制御部６０は、圧力計測手段の計測した圧力のデータを取得して、最適な圧力となるように、高さ調整手段を制御して、ステージ５１の高さを調整する。
【0041】
感光体ドラム１０から基板１００へフラックス粉末又は半田粉末を転写する際の、感光体ドラム１０から基板１００へ加えられる圧力は、０以上１００ｋＰａ以下である。
【0042】
加熱装置１９は、基板１００表面、又は、基板１００表面の半田層またはフラックス層を加熱することができる。加熱装置１９は、赤外線ヒータである。加熱装置１９は、基板１００表面、又は、基板１００表面の半田層またはフラックス層を４０℃以上８０℃以下、たとえば８０℃に加熱することができる。フラックスを構成するロジンの軟化温度は、約７６℃である。
【0043】
制御部６０は、感光体ドラム１０の回転、帯電器１１、レーザー光描画装置１３、現像装置１５、基板支持機構５０の基板搬送装置、間隔調整装置の基板高さ調整装置、加熱装置１９などを制御する。制御部６０は、コンピュータである。制御部６０は、ＣＰＵとメモリと操作部と表示部とを有している。制御部６０は、ユーザにより入力された情報、レーザー変位計１７等の各種センサの計測データに基づいて、電子写真印刷装置１を制御する。ＣＰＵは、プログラムを実行する。また、ＣＰＵは、メモリにプログラムやデータを保存し、メモリからプログラムやデータを読み込む。ここで、メモリとは、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のみならず、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの外部記憶メモリも含むものとする。ＣＰＵは、測定プログラムや、測定データを表示部に表示する。表示部はディスプレイである。操作部はユーザの入力を受け付ける。操作部より入力された命令にしたがって、ＣＰＵはプログラムを実行する。操作部は、キーボード、マウス、表示部と一体のタッチパネルなどである。
（３）電子写真印刷装置１を用いた、半田層及びフラックス層の印刷方法
次に、図３のフローチャートを用いて、電子写真印刷装置１を用いた、半田及びフラックス積層体２００の形成方法を説明する。
（３）電子写真印刷装置１を用いた、半田層及びフラックス層の印刷方法
次に、図３のフローチャートを用いて、電子写真印刷装置１を用いた、半田及びフラックス積層体２００の形成方法を説明する。
【0044】
ユーザは、半田及びフラックス積層体２００の設計情報を制御部６０に入力する。具体的には、基板１００の大きさ、基板１００上での半田層及びフラックス層の形成する位置、各半田層及びフラックス層の厚み、積層回数などを制御部６０に入力する。電子写真印刷装置１は、予め制御部６０のメモリに記憶された半田及びフラックス積層体２００の設計情報に基づいて、半田及びフラックス積層体の印刷を行ってもよい。
【0045】
準備として、ユーザは、基板１００をステージ５１にセットする。このとき基板１００は、印刷開始位置、図４の比較的右側になるようにする。さらに、ユーザは、フラックス粉末及び半田粉末を現像装置１５にセットしておく。
【0046】
ステップＳ１では、基板１００上に、フラックス層１０１を印刷する。具体的には、帯電、露光、現像、転写及び定着の工程を行う。ステップＳ１では、感光体ドラム１０は、図４のＲ方向に一回転する。帯電工程では、帯電器１１を用いて、感光体ドラム１０の表面を帯電させる。露光工程では、レーザー光描画装置１３により、レーザービームを感光体ドラムの表面に照射して、描画を行う。現像工程では、現像装置１５により、フラックス粉末２０を、感光体ドラム１０表面に付着させる。転写及び定着工程では、感光体ドラム１０がＲ方向に回転するのに合わせて、基板１００は、Ｐ方向に移動する。転写及び定着工程では、感光体ドラム１０表面に付着したフラックス粉末２０を基板１００上に転写及び定着させる。このとき、感光体ドラム１０から基板１００へ加えられる圧力は、０より大きく１００ｋＰａ以下となるように、高さ調整手段を制御する。転写及び定着の方法としては、基板１００の帯電、除電を利用する方法、基板１００を加熱する方法、圧力を加える方法、これら方法を組み合わせた方法が利用できる。本実施形態においては、圧力を加える方法を採用する。ステップＳ１では、基板１００上の第１フラックス層１０１の加熱は行わない。転写及び定着工程の後で、感光体ドラム１０の表面は、清掃されて、感光体ドラム１０の１回転は終了する。
【0047】
次に、ステップＳ２では、基板１００上に半田層１０２を印刷する。ステップＳ２では、帯電、露光、現像、転写及び定着の工程を行う。ステップＳ２では、感光体ドラム１０は、図４のＲ方向に一回転する。帯電工程では、帯電器１１を用いて、感光体ドラム１０の表面を帯電させる。露光工程では、レーザー光描画装置１３により、レーザービームを感光体ドラムの表面に照射して、描画を行う。現像工程では、現像装置１５により、半田粉末３０を、感光体ドラム１０表面に付着させる。ステップＳ１の転写及び定着工程の後で、ステップＳ２の転写及び定着工程の前に、基板１００は、Ｐ方向とは逆のＱ方向に移動され、元の位置に戻る。転写及び定着工程では、感光体ドラム１０がＲ方向に回転するのに合わせて、基板１００は、Ｐ方向に移動する。転写及び定着工程では、感光体ドラム１０表面に付着した半田粉末３０を基板１００上に転写及び定着させる。このとき、感光体ドラム１０から基板１００へ加えられる圧力は、０より大きく１００ｋＰａ以下となるように、高さ調整手段を制御する。ステップＳ２では、基板１００上の第１フラックス層１０１の加熱は行わない。転写及び定着工程の後で、感光体ドラム１０の表面は、清掃されて、感光体ドラム１０の１回転は終了する。
【0048】
制御部６０は、ステップＳ３において、半田及びフラックス積層体２００の設計情報に基づいて、さらに半田層を印刷するか否かを判断する。
【0049】
ステップＳ３において、さらに半田層を印刷しないと判断した場合は、ステップＳ４に進み、第２フラックス層１０３を印刷する。ステップＳ４は、ステップＳ１とほぼ同様であるので説明を省略する。ステップＳ４において、基板搬送装置による基板の移動については、ステップＳ２と同様である。ステップＳ４で、第１フラックス層１０１／第１半田層１０２／第２フラックス層１０３の３層からなる、半田及びフラックス積層体２００の形成を終了する。
【0050】
制御部６０が、ステップＳ３において、さらに半田層を印刷すると判断したときは、ステップＳ１に戻る。２回目のステップＳ１において、第２フラックス層１０３を形成する方法は、上記ステップＳ３において第２フラックス層１０３を形成する方法と同様である。
【0051】
次に、２回目のステップＳ２において、第２半田層１０４を印刷する。これは、１回目のステップＳ２において、第１半田層１０２を印刷する場合とほぼ同様である。ただし、２回目のステップＳ２において、フラックス粉末２０を第２フラックス層１０３の表面に転写及び定着する前に、第２フラックス層１０３の表面を加熱してもよい。加熱温度は、４０℃以上８０℃以下である。加熱は、第２フラックス層１０３を定着させる効果がある。また、加熱後に積層される第２半田層１０４の定着効果があるといっていもよい。また、第１フラックス層１０１／第１半田層１０２／第２フラックス層１０３の３層からなる、半田及びフラックス積層体２００の層状構造を維持する効果がある。
【0052】
２回目のステップＳ２における、第２フラックス層１０３の加熱は、転写及び定着工程前に、基板１００を、Ｑ方向に移動させる際に、加熱装置１９によって実施してもよい。
【0053】
同様に、１回目のステップＳ２において、半田層の転写及び定着工程前に、半田層を積層する前の第１フラックス層を加熱してもよい。半田層の転写及び定着工程前に、半田層を積層する前のフラックス層を加熱することは、半田及びフラックス積層体２００の層状構造を保ちやすくする。フラック層／半田層を積層するのに伴い、半田及びフラックス積層体２００の層状構造は乱れやすくなる。したがって、フラック層／半田層の積層回数が増えるに伴い、半田層の転写及び定着工程前に、半田層を積層する前のフラックス層を加熱することによって、半田及びフラックス積層体２００の層状構造を保つ効果が大きくなる。
【0054】
また、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ４において、フラックス層又は半田層を転写及び定着工程の際の感光体ドラム１０から基板１００へ加えられる圧力は、０以上１００ｋＰａ以下である。上述したように、フラック層／半田層を積層するのに伴い、半田及びフラックス積層体２００の層状構造は乱れやすくなるので、上記圧力は、フラック層／半田層を積層するのに伴い、低くすることが好ましい。半田層の転写及び定着工程前に、半田層を積層する前のフラックス層を加熱することは、上記圧力を低くできるという点においても好ましい。
【0055】
また、印刷装置１の間隔調整装置について説明したように、フラックス層／半田層の積層を重ねるに従い、半田及びフラックス積層体２００の膜厚が次第に増加し、感光体ドラム１０と基板１００表面の間隔Ｇが減少する。そうすると、感光体ドラム１０から基板１００への圧力が次第に増加するとの不都合が生じる。そこで、印刷装置１の高さ調整手段は、フラックス層／半田層の積層が進むに従い、感光体ドラム１０と基板１００の間隔Ｄが大きくなるように制御する。
【0056】
２回目のステップＳ２の後は、２回目のステップＳ３に進む。ステップＳ３で、さらに半田層をつける場合は、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１、Ｓ２でフラックス層／半田層の積層を繰り返す。半田層の積層を繰り返さない場合には、ステップＳ４に進み、フラックス層を積層して、半田及びフラックス積層体２００の積層を終了する。
【0057】
本実施形態の印刷方法は、基板上に、フラックス層／半田層を交互に印刷する際、フラックス層から開始して、フラックス層を最後に印刷する場合について説明したが、半田層から印刷を開始してもよい。
【0058】
また、ステップＳ１、Ｓ４では、いずれも１層のフラックス層を、形成する。ステップＳ１、Ｓ４のいずれかの工程において、２層以上のフラックス層を形成してもよい。この場合は、たとえば、１のステップＳ１において、２層のフラックス層を形成するときは、感光体ドラム１０を２回回転させ、帯電、露光、現像、転写及び定着の工程を２回繰り返してもよい。同様に、ステップＳ２では、１層の半田層を形成する。１のステップＳ２工程において、２層以上の半田層を形成してもよい。この場合は、１のステップＳ２において、２層の半田層を形成するときは、感光体ドラム１０を２回回転させ、帯電、露光、現像、転写及び定着の工程を２回繰り返してもよい。
【0059】
以上説明したように、本実施形態の電子写真印刷装置１は、紙にトナーを印刷するように、基板１００に、フラックス粉末２０、半田粉末３０を印刷する。基板１００の大きさ、基板１００上での半田層及びフラックス層の形成する位置、各半田層及びフラックス層の厚み、積層回数などは、大きな自由度で設計が可能である。
（４）半田及びフラックス積層体２００を用いた基板１００への実装部品の固定方法
本開示の印刷方法を利用して、基板１００上に、実装部品を半田で固定する方法について、説明する。
（４）半田及びフラックス積層体２００を用いた基板１００への実装部品の固定方法
本開示の印刷方法を利用して、基板１００上に、実装部品を半田で固定する方法について、説明する。
【0060】
まず、最初に上述した方法により、基板１００上に、半田及びフラックス積層体２００を印刷する。
【0061】
次に、半田及びフラックス積層体２００を、フラックスが軟化する程度、半田及びフラックス積層体２００の層状構造が崩れない程度に、加熱する。
【0062】
次に、半田及びフラックス積層体２００に接するように、固着させたい実装部品を配置する。
【0063】
半田及びフラックス積層体２００をさらに加熱して、層状構造を壊し、半田を溶融させて部品と基板を接合する。
（実施例１）
次に、本開示の印刷方法を利用して、基板１００上に、表面実装部品（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）を半田で固定する方法について、説明する。
（実施例１）
次に、本開示の印刷方法を利用して、基板１００上に、表面実装部品（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）を半田で固定する方法について、説明する。
【0064】
まず、最初に、基板１００上に、半田及びフラックス積層体２００ａを印刷する。半田及びフラックス積層体２００ａの平面図を図６Ａに、断面図を図６Ｂに示す。本実施例では、基板１００は、基板本体１００ａと電極部分１２０とを備えている。基板本体１００ａは樹脂である。電極部分１２０は金属である。本実施例では、半田及びフラックス積層体２００ａは、電極部分１２０上に形成される。本実施例の半田及びフラックス積層体２００ａは、第１フラックス層１０１、第１半田層１０２、第２フラックス層１０３、第２半田層１０４、第３フラックス層１０５、第３半田層１０６、第４フラックス層１０７、第４半田層１０８、第５フラックス層１０９を備えている。本実施例の半田及びフラックス積層体２００ａにおいては、第２半田層１０４より上に行くに従い面積が急激に減少している。そして、図６Ｂにおいては、半田及びフラックス積層体２００ａの右上の部分が切り取られたような形となっている。例えば、最上層である第５フラックス層１０９の面積は、最下層である第１フラックス層１０１の面積の２０％以上６０％以下である。
【0065】
次に、半田及びフラックス積層体２００ａを、フラックスが軟化する程度、半田及びフラックス積層体２００ａの層状構造が崩れない程度に、加熱する。このときの加熱方法としては、基板１００全体をヒータや電磁誘導などにより加熱する方法が考えられる。また、部品実装機の実装ヘッドに赤外線レーザー照射装置を設置し、部品の端子が接する半田層およびフラックス層に赤外線レーザーを照射することでそれらを溶融させてから、部品を置く方法も考えられる。
【0066】
次に、図６Ｃに模式的に示す様に、半田及びフラックス積層体２００ａの右上の切除部分に嵌め込むように、表面実装部品（ＳＭＤ）を配置する。
【0067】
半田及びフラックス積層体２００ａをさらに加熱して、層状構造を壊し、半田を溶融させてＳＭＤ３１０を基板に接合する。
【0068】
参考例１として、図６Ｄに示すように、半田及びフラックス積層体２００ｂに、ＳＭＤ３１０を装着した場合の例を模式断面図に示す。参考例１の半田及びフラックス積層体２００ｂは、実施例１の半田及びフラックス積層体２００ａに比べて、上層の面積が大きい。例えば、最上層である第５フラックス層１０９の面積は、最下層である第１フラックス層１０１の面積の８０％以上１００％以下である。このような場合には、ＳＭＤ３１０の装着によって、余剰の半田３２１がはみ出し、半田ボール３２２の形成につながり、好ましくない。
（実施例２）
次に、本開示の印刷方法を利用して、基板１００上に、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）のリード３１０を半田で固定する方法について、説明する。
（実施例２）
次に、本開示の印刷方法を利用して、基板１００上に、ＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）のリード３１０を半田で固定する方法について、説明する。
【0069】
まず、最初に、基板１００上に、半田及びフラックス積層体２００ｃを印刷する。半田及びフラックス積層体２００ｃの断面図を図７Ａに示す。実施例１と同様に、本実施例の基板１００は、基板本体１００ａと電極部分１２０とを備えている。本実施例では、半田及びフラックス積層体２００ｃは、電極部分１２０上に形成される。本実施例の半田及びフラックス積層体２００ｃは、第１フラックス層１０１、第１半田層１０２、第２フラックス層１０３、第２半田層１０４、第３フラックス層１０５、第３半田層１０６、第４フラックス層１０７、第４半田層１０８、第５フラックス層１０９、第５半田層１１０、第６フラックス層１１１を備えている。本実施例の半田及びフラックス積層体２００ｃにおいては、第４半田層１０８の面積は、第４フラックス層の面積より大幅に小さい。そして、図７Ａにおいては、半田及びフラックス積層体２００ｃの左上の部分が切り取られたような形となっている。例えば、最上層である第６フラックス層１１１の面積は、最下層である第１フラックス層１０１の面積の２０％以上６０％以下である。
【0070】
次に、半田及びフラックス積層体２００ｃを、フラックスが軟化する程度、半田及びフラックス積層体２００ｃの層状構造が崩れない程度に、加熱する。
【0071】
次に、図７Ｂに模式的に示す様に、半田及びフラックス積層体２００ｃの左上の切除部分に嵌め込むように、ＱＦＰのリード３１０を配置する。
【0072】
半田及びフラックス積層体２００をさらに加熱して、層状構造を壊し、半田を溶融させてリード３２０を基板１００に接合する（図７Ｂ）。
【0073】
このとき、半田及びフラックス積層体２００ｃの左上の切除部分があるため、リード３１０の上部まで半田３２３がフィットし、バックフィレット半田量が確保される。本実施例の半田接合体は接合強度が高くなり、熱や衝撃に対する耐性が向上する。
２．第２実施形態
第２実施形態は、電子写真印刷装置１ａの構成が第１実施形態の電子写真印刷装置１の構成と異なる。本実施形態における基本的な印刷方法、及び、半田及びフラックス積層体の構成は、第１実施形態と同じである。
２．第２実施形態
第２実施形態は、電子写真印刷装置１ａの構成が第１実施形態の電子写真印刷装置１の構成と異なる。本実施形態における基本的な印刷方法、及び、半田及びフラックス積層体の構成は、第１実施形態と同じである。
【0074】
本実施形態の電子写真印刷装置１ａは、図５に示すように、第１印刷部２と、第２印刷部３と、制御部６０とを備える。第１印刷部２は、フラックス層を印刷する。第２印刷部３は、半田層を印刷する。本実施形態の電子写真印刷装置１ａは、基板１００を、第１印刷部２と第２印刷部３との間を交互に行き来させることによって、基板１００上に、半田及びフラックス積層体を形成する。
【0075】
第１印刷部２の構成は、概略第１実施形態の電子写真印刷装置１の構成と同じである。第１印刷部２の構成が、第１実施形態の電子写真印刷装置１の構成と異なる点は、現像装置１５、加熱装置１９、基板搬送装置等である。
【0076】
第１印刷部２の現像装置１５は、フラックス粉末２０を、感光体ドラム１０表面に形成された電気的潜在画像に付着させる。これによって、逆象の可視画像が感光体ドラム１０上に形成される。フラックス粉末２０は、容器１５Ａに収容されている。
【0077】
第１印刷部２は、加熱装置１９を有していなくてもよい。
【0078】
第１印刷部２の基板搬送装置は、感光体ドラム１０の回転と同期させて、感光体ドラム１０の回転方向Ｒと同一の方向Ｐに基板１００を移動させる。基板搬送装置は、基板１００を方向Ｐの逆方向Ｑに移動させなくてもよい。
【0079】
第２印刷部３の構成は、概略第１実施形態の電子写真印刷装置１の構成と同じである。第２印刷部３の構成が、第１実施形態の電子写真印刷装置１の構成と異なる点は、現像装置１５等である。
【0080】
第２印刷部３の現像装置１５は、半田粉末３０を、感光体ドラム１０表面に形成された電気的潜在画像に付着させる。これによって、逆象の可視画像が感光体ドラム１０上に形成される。半田粉末３０は、容器１５Ｂに収容されている。
【0081】
制御部６０は、第１印刷部２と、第２印刷部３とを制御する。制御部６０は、第１印刷部２を制御する制御部と、第２印刷部３を制御する制御部と、第１印刷部２を制御する制御部と第２印刷部３を制御する制御部と、を備えていてもよい。
【0082】
第２実施形態の電子写真印刷装置１ａを用いた、半田及びフラックス積層体２００の印刷方法を、図３のフローチャートを用いて説明すると、次の通りである。ステップＳ１では、第１印刷部２において、基板１００をＰ方向に搬送させながら、第１フラックス層１０１を形成する。次にステップＳ２では、基板１００を第２印刷部３に移動させる。基板搬送装置により、基板１００をＰ方向に移動させ、第１半田層１０２を印刷する。
【0083】
ステップＳ３で、さらに半田層を形成しないと判断した場合には、ステップＳ４に進み、基板１００を再び第１印刷部２に移動させ、さらに、第２フラックス層１０３を形成し、半田及びフラックス積層体２００の形成を終了する。
【0084】
ステップＳ３において、さらに半田層を印刷すると判断したときは、ステップＳ１に戻り、第１印刷部２において、第２フラックス層１０３を印刷する。次に、ステップＳ２に進み、第２半田層１０４を印刷する。第１実施形態と同様に、第２半田層１０４を第２フラックス層１０３上に転写し定着させる前に、基板１００をＱ方向に搬送し、第２フラックス層１０３の表面を加熱装置１９で加熱してもよい。
【0085】
このように、ステップＳ１で第１印刷部でフラックス層の印刷、ステップＳ２で第２印刷部で半田層の印刷を繰り返し、半田及びフラックス積層体２００を形成する。
【0086】
以上説明したように、電子写真印刷装置１ａを用いて、第１実施形態と同様に、基板１００上に、半田及びフラックス積層体２００を印刷する。
３．第１、第２実施形態の特徴
（１）本開示の印刷方法は、電子部品を基板に固定するための半田及びフラックスの印刷方法である。このために本発明では、［半田層／フラックス層］ｎ（ｎは１以上の整数）の積層体を基板上に形成する。積層体は、最低限、フラックス層／半田層／フラックス層の３層構造を有する。
３．第１、第２実施形態の特徴
（１）本開示の印刷方法は、電子部品を基板に固定するための半田及びフラックスの印刷方法である。このために本発明では、［半田層／フラックス層］ｎ（ｎは１以上の整数）の積層体を基板上に形成する。積層体は、最低限、フラックス層／半田層／フラックス層の３層構造を有する。
【0087】
所望の厚みを複数の層の積層体として形成することにより、制御性良く基板上に半田を付着させることができる。たとえば、大きさの異なる電子部品の基板上への固着に対応できる。
（２）［半田層／フラックス層］ｎの積層体において、基板上へは、半田層から印刷しても、フラックス層から印刷してもよい。基板上へは、フラックス層から印刷する方が好ましい。その理由は、フラックス層の方が粘着性、付着性が良く、基板との親和性が良いからである。
（３）［半田層／フラックス層］ｎの積層体において、最後に印刷する層は、半田層であっても、フラックス層であってもよい。最後に印刷する層は、フラックス層である方が好ましい。その理由は、フラックス層の方が粘着性、付着性が良く、後で電子部品を付着させる際に電子部品との親和性が良いからである。
（４）フラックス層、半田層いずれについても、上層に行くにしたがって、面積は同等以下に小さくしていくことが好ましい。この構造は積層構造を安定化するとともに、自由な形状でのフラックス層および半田層の積層が可能となる。これは、部品実装後の半田ボール発生防止などに有効である。
（５）［半田層／フラックス層］ｎの積層体において、半田層は隣接するフラックス層に比して面積が小さい。フラックスの加熱流動化によって、半田粉末が覆われることで、半田粉末の酸化を抑制できる。
（６）半田及びフラックスの印刷方法において、電子写真印刷法を用いてもよい。１回の印刷において、半田粉末又はフラックス粉末の一方を印刷する。これを繰り返すことによって、［半田層／フラックス層］ｎの積層体を形成する。
（２）［半田層／フラックス層］ｎの積層体において、基板上へは、半田層から印刷しても、フラックス層から印刷してもよい。基板上へは、フラックス層から印刷する方が好ましい。その理由は、フラックス層の方が粘着性、付着性が良く、基板との親和性が良いからである。
（３）［半田層／フラックス層］ｎの積層体において、最後に印刷する層は、半田層であっても、フラックス層であってもよい。最後に印刷する層は、フラックス層である方が好ましい。その理由は、フラックス層の方が粘着性、付着性が良く、後で電子部品を付着させる際に電子部品との親和性が良いからである。
（４）フラックス層、半田層いずれについても、上層に行くにしたがって、面積は同等以下に小さくしていくことが好ましい。この構造は積層構造を安定化するとともに、自由な形状でのフラックス層および半田層の積層が可能となる。これは、部品実装後の半田ボール発生防止などに有効である。
（５）［半田層／フラックス層］ｎの積層体において、半田層は隣接するフラックス層に比して面積が小さい。フラックスの加熱流動化によって、半田粉末が覆われることで、半田粉末の酸化を抑制できる。
（６）半田及びフラックスの印刷方法において、電子写真印刷法を用いてもよい。１回の印刷において、半田粉末又はフラックス粉末の一方を印刷する。これを繰り返すことによって、［半田層／フラックス層］ｎの積層体を形成する。
【0088】
電子写真印刷法によるフラックス層の印刷は、次の通りである。感光体ドラムの表面を帯電させ、レーザー光で描画して潜在画像を形成（露光）し、そこにフラックス粉末を現像する。感光ドラムに付着したフラックス粉末を基板に転写及び定着させることによってフラックス層を形成する。電子写真印刷法による半田層の印刷は、次の通りである。感光体ドラムの表面を帯電させ、レーザー光で描画して潜在画像を形成（露光）し、そこに半田粉末を現像する。感光ドラムに付着した半田粉末フラックス粉末を基板に転写及び定着させることによって半田層を形成する。
【0089】
半田ペーストではなく、フラックス粉末と半田粉末を用いることにより、電子写真印刷法を用いることが可能になる。電子写真印刷法を用いることにより、部品の接合形状に応じた任意の立体形状を有する［半田層／フラックス層］ｎの積層体を形成することが可能になる。
（７）電子写真印刷装置は、第１の感光体ドラムを備え、フラックス粉末を印刷する第１印刷部と、第２の感光体ドラムを備え、半田粉末を印刷する第２印刷部と、を備えていてもよい。［半田層／フラックス層］ｎの積層体を形成する基板は、第１印刷部と、第２印刷部とを交互に移動させることにより、［半田層／フラックス層］ｎの積層体を形成してもよい。
（８）半田層の印刷前に、基板表面のフラックス層を加熱してもよい。加熱によりフラックス層の定着効果を高めることができる。
（９）フラックス層の印刷前には、基板表面の半田層を加熱しなくてよい。感光体ドラム表面にフラックス粉末が固着して離れにくくなり、汚す可能性あるからである。
（１０）［半田層／フラックス層］ｎの積層体を電子写真印刷法で印刷する際、上層になるに従い、感光体ドラムと基板との距離を次第に大きくしてもよい。上層になるに従い、［半田層／フラックス層］ｎの積層体の膜厚が増加し、感光体ドラムから基板に過度の圧力が加わるのを防止するためである。
（７）電子写真印刷装置は、第１の感光体ドラムを備え、フラックス粉末を印刷する第１印刷部と、第２の感光体ドラムを備え、半田粉末を印刷する第２印刷部と、を備えていてもよい。［半田層／フラックス層］ｎの積層体を形成する基板は、第１印刷部と、第２印刷部とを交互に移動させることにより、［半田層／フラックス層］ｎの積層体を形成してもよい。
（８）半田層の印刷前に、基板表面のフラックス層を加熱してもよい。加熱によりフラックス層の定着効果を高めることができる。
（９）フラックス層の印刷前には、基板表面の半田層を加熱しなくてよい。感光体ドラム表面にフラックス粉末が固着して離れにくくなり、汚す可能性あるからである。
（１０）［半田層／フラックス層］ｎの積層体を電子写真印刷法で印刷する際、上層になるに従い、感光体ドラムと基板との距離を次第に大きくしてもよい。上層になるに従い、［半田層／フラックス層］ｎの積層体の膜厚が増加し、感光体ドラムから基板に過度の圧力が加わるのを防止するためである。
【産業上の利用可能性】
【0090】
本開示は、実装部品を半田を用いて基板に固定する際に、半田及びフラックスを基板に印刷する技術に適用可能である。
【符号の説明】
【0091】
１、１ａ 電子写真印刷装置
２ 第１印刷部（フラックス印刷部）
３ 第２印刷部（半田印刷部）
１０ 感光体ドラム
１１ 帯電器
１３ レーザー光描画装置
１５ 現像装置
１７ レーザー変位計
１９ 加熱装置
２０ フラックス粉末
３０ 半田粉末
５０ 基板支持機構
５１ ステージ
５２ ダンパー
６０ 制御部
１００ 基板
１００ａ 基板本体
１２０ 電極部分
１０１、１０３、１０５、１０７、１０９、１１１ 第１～第６フラックス層
１０２、１０４、１０６、１０８、１１０ 第１～第５半田層
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２０１ａ～２０１ｆ 半田及びフラックス積層体
３００ ＳＭＤ
３１０ ＱＦＤ
２ 第１印刷部（フラックス印刷部）
３ 第２印刷部（半田印刷部）
１０ 感光体ドラム
１１ 帯電器
１３ レーザー光描画装置
１５ 現像装置
１７ レーザー変位計
１９ 加熱装置
２０ フラックス粉末
３０ 半田粉末
５０ 基板支持機構
５１ ステージ
５２ ダンパー
６０ 制御部
１００ 基板
１００ａ 基板本体
１２０ 電極部分
１０１、１０３、１０５、１０７、１０９、１１１ 第１～第６フラックス層
１０２、１０４、１０６、１０８、１１０ 第１～第５半田層
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２０１ａ～２０１ｆ 半田及びフラックス積層体
３００ ＳＭＤ
３１０ ＱＦＤ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】