特開 2023-77440 印刷装置および印刷方法ならびに実装用基板の製造方法

(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】P2023077440

(43)【公開日】2023-06-06

(54)【発明の名称】印刷装置および印刷方法ならびに実装用基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B41F 15/08 20060101AFI20230530BHJP

   B41M 1/12 20060101ALI20230530BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20230530BHJP

【ＦＩ】

B41F15/08 303E

B41M1/12

H05K3/34 505D

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021190672

(22)【出願日】2021-11-25

(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】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】田中 哲矢

【テーマコード（参考）】

2C035

2H113

5E319

【Ｆターム（参考）】

2C035AA06

2C035FA22

2C035FA26

2C035FA31

2C035FB25

2C035FB32

2C035FD01

2C035FD42

2H113AA01

2H113AA04

2H113BA10

2H113BB22

2H113BC12

2H113CA17

5E319AA03

5E319AC01

5E319BB05

5E319CC33

5E319CD29

5E319GG03

(57)【要約】

【課題】品質の高いバンプを有する実装用基板を製造することができる印刷装置および印刷方法ならびに実装用基板の製造方法を提供する。
【解決手段】印刷装置は、複数の第１開口Ｈ１が形成された薄膜Ｇ１が上面に設けられ、複数の電極Ｅ１が複数の第１開口Ｈ１から露出する基板Ｂ１を保持する基板保持部３０と、複数の第１開口Ｈ１の内部の気体を排気する後側排気部６１Ｒと、気体が排気された複数の第１開口Ｈ１にペーストＰｓｔを充填する充填部６０と、を有し、保持された基板Ｂ１の上を基板Ｂ１に対して相対的に移動する印刷ヘッドと、少なくとも保持された基板Ｂ１に振動を印加する振動子３１と、を備える。
【選択図】図２０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の開口が形成された薄膜が上面に設けられ、複数の電極が前記複数の開口から露出する基板を保持する基板保持部と、
前記複数の開口の内部の気体を排気する排気部と、前記気体が排気された前記複数の開口にペーストを充填する充填部と、を有し、保持された前記基板の上を前記基板に対して相対的に移動する印刷ヘッドと、
少なくとも保持された前記基板に振動を印加する振動子と、を備える、印刷装置。

【請求項2】

前記充填部は、
前記ペーストを収容する収容部と、
前記収容部の前記ペーストを前記複数の開口に向けて押し出す加圧部と、を備える、請求項１に記載の印刷装置。

【請求項3】

前記排気部は、印刷方向に相対的に移動する前記充填部の前方に配置される、請求項１または２に記載の印刷装置。

【請求項4】

前記印刷ヘッドは、
第１方向に相対的に移動する前記充填部の前方に配置された第１排気部と、
前記第１方向とは異なる第２方向に相対的に移動する前記充填部の前方に配置された第２排気部と、を有し、
前記充填部が前記第１方向に相対的に移動する際は、前記第１排気部が前記複数の開口の内部の気体を排気し、
前記充填部が前記第２方向に相対的に移動する際は、前記第２排気部が前記複数の開口の内部の気体を排気する、請求項１または２に記載の印刷装置。

【請求項5】

前記振動子は、前記印刷ヘッドが前記ペーストを前記複数の開口に充填させている際に、前記基板に前記振動を印加する、請求項１から４のいずれか１項に記載の印刷装置。

【請求項6】

前記振動子は前記基板保持部に設けられており、
前記基板保持部が前記基板を保持した状態において、前記振動子は前記基板の裏面に接触している、請求項１から５のいずれか１項に記載の印刷装置。

【請求項7】

前記振動子は前記基板保持部に接触し、
前記振動は前記基板保持部を介して前記基板に印加される、請求項１から５のいずれか１項に記載の印刷装置。

【請求項8】

前記振動子は前記基板保持部に設けられており、
前記振動は前記基板保持部を介して前記基板に印加される、請求項１から５のいずれか１項に記載の印刷装置。

【請求項9】

前記基板保持部を支持する支持機構と、
前記振動子が印加する前記振動の前記支持機構への伝搬を抑制する防振部をさらに備える、請求項１から８のいずれか１項に記載の印刷装置。

【請求項10】

前記振動子は、周波数が１．５ｋＨｚ以上、６０ｋＨｚ以下の前記振動を印加する、請求項１から９のいずれか１項に記載の印刷装置。

【請求項11】

前記振動子は、主に前記基板の上下方向の前記振動を印加する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の印刷装置。

【請求項12】

基板の上面に設けられた薄膜に形成され、前記基板の複数の電極が露出する複数の開口にペーストを充填する印刷方法であって、
前記複数の開口の内部の気体を排気し、
前記基板に振動を印加しながら、前記気体が排気された前記複数の開口に前記ペーストを充填する、印刷方法。

【請求項13】

上面に複数の電極を有する基板に薄膜を形成し、
前記薄膜に複数の開口を形成して前記複数の電極を露出させ、
前記複数の開口の内部の気体を排気し、
前記基板に振動を印加しながら、前記気体が排気された前記複数の開口に前記ペーストを充填し、
その後、前記基板を加熱して前記複数の電極の上にバンプを形成し、
前記基板から前記薄膜を除去する、実装用基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板にペーストを印刷する印刷装置および印刷方法ならびに基板にバンプを形成した実装用基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、配線が形成されたプリント基板やウェハなどの基板に高密度で電子部品を実装するために、基板の上面に形成された電極の上にはんだバンプを形成した実装用基板が採用されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、電極が形成された基板上に樹脂膜を形成し、電極が露出するように樹脂膜に開口を形成し、開口にはんだを含むペーストを充填し、基板を加熱してはんだを融解させてバンプを形成し、最後に樹脂膜を除去して基板の電極の上にはんだバンプを形成する、バンプ形成方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－３３４８９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら特許文献１を含む従来技術では、バンプの間隔が狭い高密度基板用基板を製造する場合に樹脂膜の開口のアスペクト比が高くなり、ペーストを充填する過程で基板上の電極と充填したペーストの間に空気が取り残されてしまうという問題点があった。この状態で基板を加熱してバンプを形成すると、電極からバンプが脱落したり、バンプと電極との接合面積が過少となって接合強度が不足したりすることがあり、品質の高いバンプを有する実装用基板を製造するには更なる改善の余地があった。

【0005】

そこで本発明は、品質の高いバンプを有する実装用基板を製造することができる印刷装置および印刷方法ならびに実装用基板の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の印刷装置は、複数の開口が形成された薄膜が上面に設けられ、複数の電極が前記複数の開口から露出する基板を保持する基板保持部と、前記複数の開口の内部の気体を排気する排気部と、前記気体が排気された前記複数の開口にペーストを充填する充填部と、を有し、保持された前記基板の上を前記基板に対して相対的に移動する印刷ヘッドと、少なくとも保持された前記基板に振動を印加する振動子と、を備える。

【0007】

本発明の印刷方法は、基板の上面に設けられた薄膜に形成され、前記基板の複数の電極が露出する複数の開口にペーストを充填する印刷方法であって、前記複数の開口の内部の気体を排気し、前記基板に振動を印加しながら、前記気体が排気された前記複数の開口に前記ペーストを充填する。

【0008】

本発明の実装用基板の製造方法は、上面に複数の電極を有する基板に薄膜を形成し、前記薄膜に複数の開口を形成して前記複数の電極を露出させ、前記複数の開口の内部の気体を排気し、前記基板に振動を印加しながら、前記気体が排気された前記複数の開口に前記ペーストを充填し、その後、前記基板を加熱して前記複数の電極の上にバンプを形成し、前記基板から前記薄膜を除去する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、品質の高いバンプを有する実装用基板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施の形態の実装用基板製造システムの構成説明図

【図2】本発明の一実施の形態の印刷装置によりペーストが充填される基板の例の構造を示す（ａ）平面図（ｂ）断面図

【図3】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態の印刷装置によりペーストが充填される基板の製造工程の説明図

【図4】本発明の一実施の形態の印刷装置の要部の構造を示す平面図

【図5】本発明の一実施の形態の印刷装置の要部の構造を示す側面図

【図6】本発明の一実施の形態の印刷装置が備える基板保持部の要部の構造を示す（ａ）平面図（ｂ）側面図

【図7】本発明の一実施の形態の印刷装置が備える印刷ヘッドの機能説明図

【図8】（ａ）（ｂ）（ｃ）従来の実装用基板製造システムによる実装用基板の製造工程の説明図

【図9】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態の実装用基板製造システムによる実装用基板の製造工程の説明図

【図10】本発明の一実施の形態の印刷装置の制御系の構成を示すブロック図

【図11】本発明の一実施の形態の実装用基板の製造方法のフロー図

【図12】本発明の一実施の形態の印刷方法のフロー図

【図13】本発明の一実施の形態の印刷装置が備える基板保持部の他の実施例の要部の構造を示す（ａ）平面図（ｂ）側面図

【図14】本発明の一実施の形態の印刷装置が備える基板保持部の他の実施例の要部の構造を示す（ａ）平面図（ｂ）側面図

【図15】本発明の一実施の形態の印刷装置の他の実施例によりペーストが充填される基板の例の構造を示す（ａ）平面図（ｂ）断面図

【図16】本発明の一実施の形態の印刷装置の他の実施例の要部の構造を示す平面図

【図17】本発明の一実施の形態の印刷装置の他の実施例が備える印刷ヘッドの要部の構造を示す（ａ）側面図（ｂ）正面図

【図18】本発明の一実施の形態の印刷装置の他の実施例が備える印刷ヘッドの要部の構造を示す側面断面図

【図19】本発明の一実施の形態の印刷装置の他の実施例の制御系の構成を示すブロック図

【図20】（ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態の実装用基板製造システムの他の実施例による実装用基板の製造工程の説明図

【図21】本発明の一実施の形態の印刷方法の他の実施例のフロー図

【図22】本発明の一実施の形態の印刷方法の他の実施例のフロー図

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、実装用基板製造システム、実装用基板、印刷装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図４、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する２軸として、基板搬送方向のＸ軸（図４における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ軸（図４における上下方向）が示される。図５、及び後述する一部では、水平面と直交する高さ方向としてＺ軸（図５における上下方向）が示される。

【0012】

まず図１を参照して、実装用基板製造システム１の構成について説明する。実装用基板製造システム１は、基板搬送方向の上流（紙面左側）から下流（紙面右側）に向けて、印刷装置Ｍ１、リフロー装置Ｍ２を直列に連結して構成されている。実装用基板製造システム１は、基板Ｂの表面に形成された第１開口Ｈにはんだ粒子を含むクリームはんだや、銀や銅などの導電体の粉末を含む導電性ペーストなどのペーストを充填し、基板Ｂの電極にバンプＱを形成する機能を有している。各装置は、通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３に接続されており、また各装置は通信ネットワーク２を介して相互にデータを送受信する。管理コンピュータ３は、各装置で使用される制御プログラムなどを含む生産データなどを記憶し、各装置による製造作業を統括して制御する。

【0013】

印刷装置Ｍ１は、上流の装置（図示省略）から基板Ｂを受け取り（矢印ａ）、基板Ｂに形成された第１開口Ｈにペーストを充填（印刷）する。リフロー装置Ｍ２は、装置内に搬送された基板Ｂを基板加熱部によって加熱して、基板Ｂの第１開口Ｈに充填されたペーストに含まれるはんだを融解させた後に硬化させ、または、ペーストに含まれる導電体を焼成して、基板Ｂの電極にバンプＱを形成する基板加熱作業を実行する。バンプＱが形成された基板Ｂは、リフロー装置Ｍ２から搬出され（矢印ｂ）、下流の装置（図示省略）に搬送される。

【0014】

ここで、図２を参照して、印刷装置Ｍ１によって第１開口Ｈにペーストが充填される基板Ｂの構成について説明する。図２（ａ）は、基板Ｂを上方から見た平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ－Ａ断面における断面図である。配線が形成されたプリン基板などの基板Ｂの上面には、複数の電極Ｅが形成されている。また、電極Ｅ以外の基板Ｂの上面には、絶縁体であるレジストＲが形成されている。さらに、レジストＲの上面には、電極Ｅが露出する第１開口Ｈが形成されたドライフィルムレジストなどの薄膜Ｇが形成されている。すなわち、基板Ｂは、複数の第１開口Ｈが形成された薄膜Ｇが上面に設けられ、複数の電極Ｅが複数の第１開口Ｈから露出している。

【0015】

次に、図３を参照して、基板Ｂの上面に第１開口Ｈを有する薄膜Ｇを形成する工程について説明する。まず、上面に電極ＥとレジストＲが形成された基板Ｂが用意される（図３（ａ））。次に、基板Ｂの上面の全面に薄膜Ｇが形成される（薄膜Ｇが貼り付けられる）（図３（ｂ））。次に、露光、現像、エッチングなどの工程により、薄膜Ｇに複数の第１開口Ｈが形成される（図３（ｃ））。これにより、電極Ｅの周りに薄膜Ｇによる壁（ソルダーダム）が形成される。

【0016】

次に、図４、図５を参照して、印刷装置Ｍ１の構造について説明する。印刷装置Ｍ１は、基台４上にＸ軸に沿って延びる一対の搬送コンベア５を備えている。基台４には、制御装置Ｃが設けられている。搬送コンベア５は制御装置Ｃによって制御され、印刷装置Ｍ１の上流から受け取った基板ＢをＸ軸に沿って搬送し、印刷装置Ｍ１の下流に搬出する。

【0017】

搬送コンベア５においてＸ軸方向の中央付近には、制御装置Ｃによって制御される基板保持部３０が設けられている。基板保持部３０は、搬送コンベア５が搬送する基板Ｂを受け取って、所定のクランプ位置に保持する。基板保持部３０は、基板保持部３０に保持された基板Ｂに振動を印加する振動子３１を備えている。振動子３１は、制御装置Ｃによって制御される振動電源部３２（図１０参照）によって駆動される。制御装置Ｃは、振動電源部３２を制御することにより、振動子３１の振動を開始させ、振動を停止させ、また、振動子３１により発生させる振動の周波数と強度（振幅）を変更させる。

【0018】

ここで、図６を参照して、基板保持部３０の構造について説明する。図６（ａ）は、基板保持部３０の要部を上方から見た平面図であり、便宜上、基板Ｂの表示は省略している。図６（ｂ）は、基板保持部３０の要部を側方から見た側面図である。基板保持部３０は、後述する基板位置決め機構１０の基板昇降機構９により昇降移動するＸＹ平面に広がる平板形状のベース部３３を備えている。ベース部３３の中央付近の上部には、平板形状のプレート３５を下方から支持して昇降させるプレート昇降機構３４が配置されている。プレート昇降機構３４は基板保持部３０を支持する支持機構であり、制御装置Ｃによって制御されている。

【0019】

プレート３５の上面には、平板形状の防振部３６を介して基板保持ブロック３７が配置されている。基板保持ブロック３７には、上部が露出する状態で振動子３１が配置されている。この例では、５つの振動子３１が配置されている。基板保持ブロック３７が搬送コンベア５によって搬送された基板Ｂの裏面を支持する状態で、振動子３１は基板Ｂの裏面に接触する。

【0020】

図６において、ベース部３３の上部には、プレート昇降機構３４のＹ軸方向の両側方に、上方に延出するクランパ支持部３８が配置されている。クランパ支持部３８の上部には、Ｘ軸に沿って延びるクランパ３９がそれぞれ配置されている。クランパ３９は、制御装置Ｃによって制御されている。

【0021】

次に、図６（ｂ）を参照して、基板保持部３０が搬送コンベア５によって搬送された基板Ｂをクランプ位置に保持する工程について説明する。基板保持ブロック３７の上面が搬送コンベア５の上面よりも低くなる位置で待機している状態で、制御装置Ｃは搬送コンベア５を制御して、基板Ｂを搬送させて基板保持ブロック３７の上方で停止させる。次いで制御装置Ｃはプレート昇降機構３４を制御して、プレート３５を上昇させ（矢印ｄ１）、基板保持ブロック３７の上面に基板Ｂの裏面を支持させて、基板Ｂをクランプ位置まで上昇させる。次いで制御装置Ｃはクランパ３９を制御して、２つのクランパ３９をそれぞれ基板Ｂの方向に移動させ（矢印ｄ２）、基板Ｂの側面をクランパ３９で挟んで保持させる。

【0022】

基板保持部３０が基板Ｂをクランプ位置に保持した状態（図６（ｂ）の状態）で、振動子３１は基板Ｂの裏面に接触している。制御装置Ｃが振動電源部３２を制御して振動子３１の振動を開始させると、振動子３１から基板Ｂに振動が印加される。このように、振動子３１は基板保持部３０の基板保持ブロック３７に設けられており、振動子３１は基板Ｂの裏面に接触し、基板保持部３０に保持された基板Ｂに振動を印加する。

【0023】

図６（ｂ）において、防振部３６は、平板形状の防振ゴムなどで形成されており、振動子３１が基板Ｂに印加する振動がプレート３５に伝搬することを防止する。このように、防振部３６は、振動子３１が印加する振動のプレート昇降機構３４（支持機構）への伝搬を抑制し、基板位置決め機構１０への振動の伝搬を抑制するように設置される。また、防振部３６は、基板保持ブロック３７とプレート３５の間の他に、クランパ支持部３８、ベース部３３にも設置するようにしてもよい。

【0024】

図４、図５において、基板保持部３０の上方には、基板Ｂにペーストを印刷するための第２開口６ａと、２つ一組のマスク側マーク６ｍが形成されたマスク６が設置されている。マスク６はＸＹ平面に広がって延びた矩形平板形状を有しており、その外周は枠部材６ｗによって支持されている。第２開口６ａは、基板Ｂに形成された複数の第１開口Ｈを包含するように形成されている。すなわち、基板保持部３０に保持された基板Ｂがマスク６の下面に位置合わせされた状態において、第２開口６ａを通じて複数の第１開口Ｈが露出している。

【0025】

図５において、基台４上には、ＸＹテーブル７、θテーブル８、基板昇降機構９が下方から順に設けられている。ＸＹテーブル７は、θテーブル８を水平面内（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）で移動させる。θテーブル８は、基板昇降機構９をＺ軸周りにθ回転させる。基板昇降機構９は、基板保持部３０を下方から支持して昇降させる。ＸＹテーブル７、θテーブル８、基板昇降機構９は、制御装置Ｃによって制御されている。

【0026】

図５において、マスク６の下方には、基板認識用のカメラとマスク認識用のカメラを内蔵するカメラユニット１１が備えられている。カメラユニット１１は、制御装置Ｃによって制御されるカメラ移動機構１２（図１０参照）によって水平面内を移動する（矢印ｃ）。

【0027】

ここで、図５を参照して、基板保持部３０が保持する基板Ｂの位置をマスク６に位置合わせする位置合わせ工程について説明する。カメラユニット１１は基板Ｂとマスク６の間に移動して、基板Ｂに形成された位置合わせ用の基板側マーク（図示省略）と、マスク６に形成された位置合わせ用のマスク側マーク６ｍを撮像する。制御装置Ｃは、カメラユニット１１で撮像された画像に基づいてマスク側マーク６ｍと基板側マークの位置を認識する。

【0028】

次いで制御装置Ｃは認識結果に基づいて、ＸＹテーブル７、θテーブル８、基板昇降機構９を制御して、マスク６に形成された第２開口６ａから、基板保持部３０が保持する基板Ｂ上に形成された複数の第１開口Ｈが露出するように位置と向きを合わせる。次いで制御装置Ｃは基板保持部３０を上昇させて、基板Ｂを下方からマスク６の下面に接触させる。このように、ＸＹテーブル７、θテーブル８、基板昇降機構９は、基板保持部３０を移動させて基板保持部３０に保持された基板Ｂをマスク６の下面に位置合わせする基板位置決め機構１０を構成する。

【0029】

図４、図５において、マスク６の上方には、印刷ヘッド移動機構１３（図１０参照）によってＹ軸に沿って移動する印刷ヘッド２０が備えられている。印刷ヘッド２０は、印刷ヘッド移動機構１３によって水平面内を移動する移動ベース２１を備えている。移動ベース２１には、２基のスキージ保持部２２がＹ軸に沿って並んで配置されている。スキージ保持部２２は、それぞれＸ軸に沿って延びたスキージ２３を下端に保持し、移動ベース２１に設けられた昇降機構２４によって昇降する。印刷ヘッド移動機構１３、印刷ヘッド２０は、制御装置Ｃによって制御される。

【0030】

次に図７を参照して、印刷ヘッド２０による印刷動作について説明する。印刷動作は、基板保持部３０が保持する基板Ｂをマスク６に位置合わせした状態で実行される。制御装置Ｃは昇降機構２４を制御して、一方のスキージ２３を下降（矢印ｅ１）させて第２開口６ａが形成された領域の前側に当接させる。次いで制御装置Ｃは印刷ヘッド移動機構１３を制御して、スキージ２３をＹ軸に沿って後側に移動させる（矢印ｅ２）。スキージ２３が複数の第１開口Ｈの上を移動する際に、マスク６の上面に供給されていたペーストＰｓｔが複数の第１開口Ｈに所定の印圧（圧力）で押し込まれて充填される。

【0031】

スキージ２３が第２開口６ａが形成された領域の外側（後側）まで移動すると、制御装置Ｃは一方のスキージ２３を上昇させる。制御装置Ｃは、次の基板Ｂに対してペーストＰｓｔを印刷（充填）する際は、一方のスキージ２３と同様に、他方のスキージ２３を下降させてマスク６に当接させ、Ｙ軸に沿って前側に移動させて複数の第１開口ＨにペーストＰｓｔを押し込む移動動作を実行させる。このように、印刷ヘッド２０は、スキージ２３を用いて、マスク６上のペーストＰｓｔを、第２開口６ａを通じて複数の第１開口Ｈに充填（印刷）する。また、制御装置Ｃは、印刷の際に、基板保持部３０に保持された基板Ｂに振動子３１から振動を印加させる。

【0032】

次に、図８、図９を参照して、印刷装置Ｍ１によるペーストＰｓｔの充填時に、振動子３１から基板Ｂに振動を印加する効果について説明する。ここで、ペーストＰｓｔは、フラックスＦの中にはんだ粒子Ｓを含むクリームはんだである場合を例として説明する。図８は、充填時に基板Ｂに振動を印加しない従来の印刷方法（印刷作業）を示している。図９は、充填時に振動子３１から基板Ｂに振動を印加する本発明の実施の形態の印刷方法（印刷作業）を示している。

【0033】

まず、図８を参照して、従来の印刷方法について説明する。図８（ａ）において、制御装置Ｃは、基板保持部３０に保持された基板Ｂをマスク６の下面に接触させ（基板接触工程）、スキージ２３を基板Ｂに当接させ、Ｙ軸に沿って摺動させながら（矢印ｆ）ペーストＰｓｔを基板Ｂの第１開口Ｈに押し込ませる（印刷工程）。ペーストＰｓｔに含まれるフラックスＦは粘性を有する。そのため、ペーストＰｓｔが上方から第１開口Ｈに充填される過程で、第１開口Ｈの下方に押し込まれた空気を第１開口Ｈから外部に逃がすことができなかった場合は、第１開口ＨにペーストＰｓｔが充填できていない空洞Ｈａが形成される。

【0034】

次いで制御装置Ｃは、基板保持部３０を下降させながら、基板Ｂをマスク６から引き離す（離反工程）。その後、リフロー装置Ｍ２によって基板加熱作業が実行される（リフロー工程）。図６（ｂ）は、リフロー工程後の基板Ｂの状態を示している。すなわち、基板Ｂに転写されたペーストＰｓｔのはんだ粒子Ｓはリフロー工程により融解されて球状となり、その後に硬化されることでバンプＱが形成されている。図中の左側のバンプＱは、正常に基板Ｂの電極Ｅに接合されている。中央のバンプＱは、電極Ｅには接合されているものの、接合面積は小さくて正常には接合されていない。右側のバンプＱは、電極Ｅに接合されていない。

【0035】

その後、バンプＱが形成された基板Ｂから薄膜Ｇが除去される（薄膜除去工程）。図８（ｃ）は、薄膜Ｇが除去された基板Ｂを示している。図中の右側の電極Ｅに接合されていなかったバンプＱは、薄膜除去工程中に基板Ｂから外れている。このように、従来の印刷工程では、第１開口ＨにペーストＰｓｔが充填されていない空洞Ｈａが大きかった場合、その後に形成されるバンプＱが電極Ｅと正常に接合されなかったり、電極Ｅから外れたりするという品質問題があった。

【0036】

次に、図９を参照して、本発明の実施の形態のスキージ２３を有する印刷ヘッド２０を備える印刷装置Ｍ１を使用する印刷方法について説明する。本実施の形態の印刷工程は、基板保持部３０が備える振動子３１から基板Ｂに振動を印加しながら印刷工程を実行するところが従来の印刷方法と異なる。すなわち、図９（ａ）において、基板接触工程により基板保持部３０に保持された基板Ｂをマスク６の下面に接触させると、印刷を開始する前に、制御装置Ｃは振動子３１による振動の印加を開始させる（振動開始工程）。そして、印刷工程により基板Ｂに振動を印加しながらスキージ２３をＹ軸に沿って摺動させて（矢印ｇ）ペーストＰｓｔを基板Ｂの第１開口Ｈに押し込ませる。

【0037】

振動子３１は、周波数が１．５ｋＨｚ以上、６０ｋＨｚ以下（より望ましくは、３０ｋＨｚ以上、５０ｋＨｚ以下）で、主に基板Ｂの上下方向の振動を印加する。振動子３１が印加する振動により、ペーストＰｓｔに含まれるフラックスＦの粘性が低下する。これにより、ペーストＰｓｔが上方から第１開口Ｈに充填される過程で、第１開口Ｈの下方に押し込まれた空気は粘度が低下したペーストＰｓｔの間から外部に押し出され、第１開口ＨにペーストＰｓｔが充填できていない空洞Ｈａが形成されない。または、形成される空洞Ｈａは小さい。振動子３１が印加する振動の周波数と強度（振幅）は、フラックスＦの粘性が低下しすぎず、かつ、第１開口ＨにペーストＰｓｔが充填されて空洞Ｈａが発生しないように設定される。

【0038】

離反工程後のリフロー工程により、第１開口Ｈに充填されたペーストＰｓｔのはんだ粒子ＳがバンプＱに形成される。この際、第１開口ＨのペーストＰｓｔには空洞Ｈａがない、または、発生する空洞Ｈａは小さいため、形成されたバンプＱは正常に電極Ｅに接合される（図９（ｂ））。また、薄膜除去工程によるバンプＱの脱落もなく、品質の高いバンプＱを有する実装用基板（基板Ｂ）が製造される（図９（ｃ））。

【0039】

次に図１０を参照して、印刷装置Ｍ１の制御系の構成について説明する。印刷装置Ｍ１が備える制御装置Ｃには、搬送コンベア５、基板位置決め機構１０、カメラユニット１１、カメラ移動機構１２、印刷ヘッド移動機構１３、タッチパネル１４、印刷ヘッド２０、振動電源部３２の他、基板保持部３０が備える振動子３１、プレート昇降機構３４、クランパ３９が接続されている。タッチパネル１４は、液晶パネルに印刷装置Ｍ１の操作画面などを表示する表示機能と、表示された操作画面を操作することによりコマンドや各種情報などを入力する入力機能を有している。

【0040】

制御装置Ｃは、記憶部１５、印刷作業処理部１６、通信部１７を備えている。通信部１７はネットワーク通信装置であり、通信ネットワーク２を介して管理コンピュータ３、リフロー装置Ｍ２との間で情報の送受信を実行する。記憶部１５は記憶装置であり、基板Ｂの種類毎に、印刷ヘッド２０が基板ＢにはんだペーストＰｓｔを充填（印刷）する印刷条件、振動電源部３２が振動子３１を駆動する周波数、強度（振幅）などを含む振動条件などが記憶されている。印刷作業処理部１６は、記憶部１５に記憶される印刷条件、振動条件に基づいて、印刷ヘッド２０、振動電源部３２を含む印刷装置Ｍ１の各部を制御して印刷作業を実行させる。

【0041】

次に、図１１のフローに沿って、図３、図９を参照しながらバンプＱを有する実装用基板を製造する実装用基板の製造方法について説明する。ここでは、ペーストＰｓｔとして、はんだ粒子Ｓを含むクリームはんだを例として説明する。まず、上面に複数の電極ＥとレジストＲが形成された基板Ｂの上面に薄膜Ｇを形成する（ＳＴ１：薄膜形成工程）（図３（ｂ））。次いで薄膜Ｇに複数の第１開口Ｈを形成して複数の電極Ｅを露出させる（ＳＴ２：第１開口形成工程）（図３（ｃ））。

【0042】

次いで印刷装置Ｍ１により、基板Ｂに振動を印加しながら第１開口Ｈにはんだ粒子Ｓを含むペーストＰｓｔを充填させる（ＳＴ３：印刷工程）（図９（ａ））。次いでリフロー装置Ｍ２により、基板Ｂを加熱してはんだ粒子Ｓを融解させた後に硬化させて、複数の電極Ｅの上にバンプＱをそれぞれ形成する（ＳＴ４：加熱工程）（図９（ｂ））。次いで基板Ｂから薄膜Ｇを除去する（ＳＴ５：薄膜除去工程）（図９（ｃ））。これによって、品質の高いバンプＱを有する実装用基板を製造することができる。

【0043】

次に、図１２のフローに沿って、図９を参照しながら印刷装置Ｍ１における印刷方法（印刷工程（ＳＴ３））について説明する。図１２において、まず、印刷装置Ｍ１に基板Ｂが搬入される（ＳＴ１１：基板搬入工程）。次いで基板保持部３０が基板Ｂを保持してマスク６に対して位置合わせし（ＳＴ１２：位置合わせ工程）、基板Ｂの上の薄膜Ｇと第２開口６ａが形成されたマスク６とを接触させる（ＳＴ１３：基板接触工程）。次いで振動子３１による基板Ｂに対する振動の印加を開始させる（ＳＴ１４：振動開始工程）。

【0044】

次いでマスク６の上のはんだ粒子Ｓを含むペーストＰｓｔを、マスク６の複数の第２開口６ａを通じて複数の第１開口Ｈに印刷（充填）する（ＳＴ１５：印刷工程）。すなわち、振動子３１は、基板位置決め機構１０が基板Ｂをマスク６の下面に接触させ、印刷ヘッド２０が移動しながらマスク６の上面に当接させたスキージ２３でペーストＰｓｔを複数の第１開口Ｈに充填している際に、基板Ｂに振動を印加する（図９（ａ））。

【0045】

図１２において、次いで振動子３１による基板Ｂに対する振動の印加を停止させる（ＳＴ１６：振動停止工程）。次いで基板保持部３０を下降させて、基板Ｂをマスク６から引き離す（ＳＴ１７：離反工程）。なお、振動子３１は離反工程（ＳＴ１７）の前に振動の印加を停止せず、離反工程（ＳＴ１７）中も振動を印加するようにしてもよい。すなわち、振動子３１は、ペーストが複数の第１開口Ｈに充填された後に、基板位置決め機構１０が薄膜Ｇとマスク６とを引き離す際にも、基板Ｂに振動を印加するようにしてもよい。次いで印刷装置Ｍ１から基板Ｂが搬出される（ＳＴ１８：基板搬出工程）。

【0046】

上記説明したように、本実施の形態の印刷装置Ｍ１は、複数の第１開口Ｈが形成された薄膜Ｇが上面に設けられ、複数の電極Ｅが複数の第１開口Ｈから露出する基板Ｂを保持する基板保持部３０と、第２開口６ａが形成されたマスク６と、基板保持部３０を移動させて基板保持部３０に保持された基板Ｂをマスク６の下面に位置合わせする基板位置決め機構１０と、マスク６上のペーストＰｓｔを、第２開口６ａを通じて複数の第１開口Ｈに充填する印刷ヘッド２０と、少なくとも基板保持部３０に保持された基板Ｂに振動を印加する振動子３１と、を備えている。これによって、品質の高いバンプＱを有する実装用基板を製造することができる。

【0047】

次に、図１３を参照して、振動子を備える基板保持部の他の実施例（以下、「基板保持部３０Ａ」と称する。）の構成について説明する。以下、図６に示す基板保持部３０と同一の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。基板保持部３０Ａは、基板Ｂの下面を支持する基板支持部材４１の下方に振動子３１Ａが配置され、振動子３１Ａは基板支持部材４１を介して基板Ｂに振動を印加するところが基板保持部３０と異なる。

【0048】

図１３において、振動子３１Ａは、プレート昇降機構３４によって上下に移動するプレート３５の中央付近の上部に配置されている。プレート３５の上部において振動子３１Ａの側方には、防振部３６Ａを介して上方に延出する支持部材支持部４０が配置されている。支持部材支持部４０の上部には、金属やガラスエポキシなどで形成された剛性を有して振動を伝搬可能な平板状の基板支持部材４１が配置されている。振動子３１Ａは、基板支持部材４１の裏面に接触するように配置されている。

【0049】

搬送コンベア５が基板Ｂを基板支持部材４１の上方に搬送し、プレート昇降機構３４がプレート３５を上昇させ、基板支持部材４１の上面に基板Ｂの裏面を支持させてクランプ位置まで上昇させ、クランパ３９で基板Ｂを挟むことで、基板Ｂが基板保持部３０Ａに保持される。この状態で振動子３１Ａから振動を発生させると、振動は基板保持部３０Ａの基板支持部材４１を介して基板Ｂに印加される。

【0050】

次に、図１４を参照して、振動子を備える基板保持部の他の実施例（以下、「基板保持部３０Ｂ」と称する。）の構成について説明する。以下、図６に示す基板保持部３０と同一の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。基板保持部３０Ｂは、基板Ｂの下面を支持する基板保持ブロック３７Ｂの側面に振動子３１Ｂが配置され、振動子３１Ｂは基板保持ブロック３７Ｂを介して基板Ｂに振動を印加するところが基板保持部３０と異なる。

【0051】

図１４において、振動子３１Ｂは、プレート昇降機構３４によって上下に移動するプレート３５に防振部３６を介して配置された基板保持ブロック３７Ｂの側面に配置されている。この例では、基板保持ブロック３７ＢのＸ軸方向の両側面に、それぞれ振動子３１Ｂが配置されている。搬送コンベア５が基板Ｂを基板保持ブロック３７Ｂの上方に搬送し、プレート昇降機構３４がプレート３５を上昇させ、基板保持ブロック３７Ｂの上面に基板Ｂの裏面を支持させてクランプ位置まで上昇させ、クランパ３９で基板Ｂを挟むことで、基板Ｂが基板保持部３０Ｂに保持される。

【0052】

この状態で振動子３１Ｂから振動を発生させると、振動は基板保持ブロック３７Ｂを介して基板Ｂに印加される。このように、振動子３１Ｂは基板保持部３０Ｂの基板保持ブロック３７Ｂに接触し、振動は基板保持部３０Ｂの基板保持ブロック３７Ｂを介して基板Ｂに印加される。

【0053】

なお、上記はバンプＱを有する実装用基板として、フェノール樹脂やガラスエポキシなどで形成されたプリント基板などの基板ＢにバンプＱを形成した例で説明したが、本実施の形態により製造される実装用基板はこの構成に限定されることはない。例えば、複数の電極Ｅが形成されたシリコンウェハに複数の第１開口Ｈを有する薄膜Ｇを形成した基板にバンプＱを形成した実装用基板であってもよい。この場合、印刷装置Ｍ１によってシリコンウェハに振動を印加しながらスキージ２３によりペーストＰｓｔを第１開口Ｈに充填させ、リフロー装置Ｍ２によってシリコンウェハを加熱してバンプＱを形成する。また、印刷装置Ｍ１がスキージ２３により第１開口Ｈに充填するペーストＰｓｔは、導電体の粉末を含む導電性ペーストであってもよい。

【0054】

次に、図１５～２２を参照して、実装用基板の製造方法の他の実施例について説明する。実装用基板の製造方法の他の実施例は、シリコンウェハを使用する基板Ｂ１の上面に形成された第１開口Ｈ１（開口）に、密閉型の印刷ヘッド２０Ａを備える印刷装置Ｍ１Ａを使用して銀や銅などの導電体の粉末を含む導電性ペーストなどのペーストＰｓｔを充填してバンプＱ１を形成するところが、上述の実装用基板の製造方法と異なる。以下、上述の実装用基板の製造方法、スキージ２３を有する印刷ヘッド２０を備える印刷装置Ｍ１と同様の構成には同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。

【0055】

まず、図１５を参照して、バンプＱ１が充填される基板の他の実施例（以下、単に「基板Ｂ１」と称する。）の構成について説明する。図１５（ａ）は、基板Ｂ１を上方から見た平面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）におけるＡ１－Ａ１断面における断面図である。配線が形成されたシリコンウェハなどの基板Ｂ１の上面には、複数の電極Ｅ１が形成されている。また、電極Ｅ１以外の基板Ｂ１の上面には、絶縁体であるレジストＲ１が形成されている。さらに、レジストＲ１の上面には、電極Ｅ１が露出する第１開口Ｈ１が形成されたドライフィルムレジストなどの薄膜Ｇ１が形成されている。すなわち、基板Ｂ１は、複数の第１開口Ｈ１（複数の開口）が形成された薄膜Ｇ１が上面に設けられ、複数の電極Ｅ１が複数の第１開口Ｈ１から露出している。

【0056】

基板Ｂ１の上面に第１開口Ｈ１を有する薄膜Ｇ１を形成する工程は図３に示す工程と同様であり、詳細な説明は省略する。基板Ｂ１は、外形が平板状の直方体の基板搬送治具Ｖの上部に形成された凹部Ｖａに載置された状態で、印刷装置Ｍ１Ａの搬送コンベア５によって搬送される。基板搬送治具Ｖの凹部Ｖａの内径は基板Ｂ１の外形より多少大きく形成されている。また、基板搬送治具Ｖの凹部Ｖａの深さは、凹部Ｖａに載置された基板Ｂ１に形成された薄膜Ｇ１の上面Ｇ１ａの高さ位置が基板搬送治具Ｖの上面Ｖｂの高さ位置と略一致するように形成されている。すなわち、基板搬送治具Ｖに基板Ｂ１が載置された状態で、基板搬送治具Ｖと基板Ｂ１は、上面が略平らな形状をした板状の直方体となる。

【0057】

次に、図１６を参照して、基板Ｂ１に形成された複数の第１開口Ｈ１（開口）にペーストＰｓｔを充填（印刷）する印刷装置の他の実施例（以下、単に「印刷装置Ｍ１Ａ」と称する。）の構成について説明する。印刷装置Ｍ１Ａは、密閉型の印刷ヘッド２０Ａを備えるところが、スキージ２３を有する印刷ヘッド２０を備える印刷装置Ｍ１とは異なる。また、マスク６Ａに形成された第２開口６Ａａの形状が基板Ｂ１に形成された複数の第１開口Ｈ１の配置に対応して円形であるところが、図４に示す印刷装置Ｍ１に設置されたマスク６とは異なる。

【0058】

基板Ｂ１が載置された基板搬送治具Ｖは搬送コンベア５によって搬送され、基板保持部３０のクランパ３９によってクランプ位置に保持される。第２開口６Ａａは、クランプ位置の基板Ｂ１に形成された複数の第１開口Ｈ１を包含しつつ、基板搬送治具Ｖの凹部Ｖａと載置された基板Ｂ１の間の隙間を覆うように形成されている（図２０（ａ）も参照）。これにより、複数の第１開口Ｈ１にペーストＰｓｔを充填する際に、凹部Ｖａと基板Ｂ１の間の隙間にはペーストＰｓｔが充填されない。なお、図１６には、図６に示す基板保持部３０を備える印刷装置Ｍ１Ａを例に示しているが、基板保持部３０の代わりに図１３に示す基板保持部３０Ａ、または図１４に示す基板保持部３０Ｂを備える構成であってもよい。

【0059】

次に、図１６～図１８を参照して、印刷ヘッド２０Ａの構成について説明する。図１７（ａ）は、印刷ヘッド２０ＡをＸ軸方向から見た側面図である。図１７（ｂ）は、印刷ヘッド２０ＡをＹ軸方向（前方）から見た正面図である。図１８は、図１７（ｂ）におけるＢ－Ｂ断面における印刷部２２Ａの断面図である。印刷ヘッド２０Ａは、印刷ヘッド移動機構１３によって水平面内を移動する移動ベース２１Ａを備えている。移動ベース２１Ａには、移動ベース２１Ａの下方に配置された印刷部２２Ａを昇降させる昇降機構２４Ａが配置されている。印刷ヘッド移動機構１３、印刷ヘッド２０Ａは、制御装置ＣＡ（図１９参照）によって制御される。

【0060】

図１７、図１８において、印刷部２２Ａは、昇降機構２４Ａの下部に接続されて昇降する平板状の取付部材５２と、取付部材５２から下方に延伸する複数の垂下部材５３と、垂下部材５３の下方に接続された印刷部ベース５４を備えている。印刷部ベース５４のＹ軸方向の中央付近には、Ｘ軸に沿って延びる収容部５５が配置されている。

【0061】

図１８において、収容部５５の内部には、ペーストＰｓｔが収容される。収容部５５の下部には、Ｙ軸方向に離れて対向し、下方が狭くなるように平行に傾斜配置された前側ブレード５５Ｆと後側ブレード５５Ｒが配置（形成）されている。前側ブレード５５Ｆおよび後側ブレード５５Ｒの下端部と、収容部５５のＸ軸方向の両端の側面（図示省略）の下端部は、収容部５５の内部に収容されたペーストＰｓｔが吐出される吐出口５５ａを構成する。

【0062】

収容部５５の上方には、垂下部材５３に固定されたシリンダ保持部材５６が配置されている。シリンダ保持部材５６には出力軸を下方に向けたシリンダ５７が配置されている。シリンダ５７は、制御装置ＣＡによって制御される。シリンダ５７の出力軸の先端にはピストン５８が取り付けられている。ピストン５８の外周は収容部５５の内壁に接しており、シリンダ５７が出力軸を没突させることにより、ピストン５８は収容部５５の内部を上下に摺動する。収容部５５にペーストＰｓｔを収容した状態でシリンダ５７がピストン５８を下降させることで（矢印ｈ）、ペーストＰｓｔは収容部５５の下方の吐出口５５ａから押し出される。

【0063】

すなわち、シリンダ５７とピストン５８は、収容部５５のペーストＰｓｔを吐出口５５ａから押し出す加圧部５９を構成する。印刷部２２Ａの下面をクランプ位置に保持された基板Ｂ１の上面に当接させて、加圧部５９により吐出口５５ａからペーストＰｓｔを押し出すことで、基板Ｂ１の第１開口Ｈ１にペーストＰｓｔが充填される（図２０（ａ）参照）。すなわち、加圧部５９は、収容部５５のペーストＰｓｔを複数の第１開口（開口）に向けて押し出す。このように、収容部５５と加圧部５９（シリンダ５７とピストン５８）は、基板Ｂ１の複数の第１開口（開口）にペーストＰｓｔを充填する充填部６０を構成する。

【0064】

図１７、図１８において、印刷部ベース５４の下方には、Ｙ軸方向の前方にＸ軸に沿って延びる前側排気部６１Ｆが配置され、Ｙ軸方向の後方にＸ軸に沿って延びる後側排気部６１Ｒが配置されている。前側排気部６１Ｆと後側排気部６１Ｒは、Ｘ軸に対して対称な形状をしている。以下、前側排気部６１Ｆを参照して、前側排気部６１Ｆと後側排気部６１Ｒの構成について説明する。

【0065】

図１８において、前側排気部６１Ｆは、印刷部ベース５４に接続された排気ブロック６２と、排気ブロック６２の下面に配置されたシール部材６３を備えている。排気ブロック６２には、Ｙ軸に沿って形成されて前面と後面に開口している複数の真空管路６２ａが形成されている。前側排気部６１Ｆの排気ブロック６２の後面と収容部５５の前側ブレード５５Ｆの間には、排気空間６４が形成されている。前側排気部６１Ｆの排気ブロック６２の下面であって、シール部材６３と前側ブレード５５Ｆの間には、排気空間６４に通じる吸引口６５が形成されている。

【0066】

シール部材６３は、ゴムや樹脂などで形成されており、印刷部２２Ａの下面をクランプ位置に保持された基板Ｂ１の上面に当接させた状態で基板Ｂ１の上面に当接して吸引口６５の気密を維持する機能を有している。以下、前側排気部６１Ｆの吸引口６５を前側吸引口６５Ｆと称し、後側排気部６１Ｒの吸引口６５を後側吸引口６５Ｒと称する。

【0067】

図１７、図１８において、排気ブロック６２に形成された複数の真空管路６２ａには、真空配管６６の一端がそれぞれ接続されている。前側排気部６１Ｆに接続された真空配管６６の他端は、移動ベース２１Ａの上部に配置された前側バルブユニット５１Ｆに接続されている。また、後側排気部６１Ｒに接続された真空配管６６の他端は、移動ベース２１Ａの上部に配置された後側バルブユニット５１Ｒに接続されている。前側バルブユニット５１Ｆと後側バルブユニット５１Ｒには、図示省略する排気装置に接続されている。前側バルブユニット５１Ｆと後側バルブユニット５１Ｒは、制御装置ＣＡによって制御される。

【0068】

制御装置ＣＡによって前側バルブユニット５１Ｆが開状態となると、前側バルブユニット５１Ｆ、真空配管６６、前側排気部６１Ｆの排気ブロック６２の真空管路６２ａ、排気空間６４を介して、排気装置と前側吸引口６５Ｆが連通する。印刷部２２Ａの下面をクランプ位置に保持された基板Ｂ１の上面に当接させた状態で前側バルブユニット５１Ｆを開状態にすると、基板Ｂ１の第１開口Ｈ１の内部の気体が前側吸引口６５Ｆから吸引されて排気される。同様に、印刷部２２Ａの下面をクランプ位置に保持された基板Ｂ１の上面に当接させた状態で後側バルブユニット５１Ｒを開状態にすると、基板Ｂ１の第１開口Ｈ１の内部の気体が後側吸引口６５Ｒから吸引されて排気される（図２０（ａ）の矢印ｉ）。

【0069】

図１８において、密閉型の印刷ヘッド２０Ａが備える印刷部２２Ａの吐出口５５ａは、基板Ｂ１の複数の第１開口Ｈ１（開口）にペーストＰｓｔを充填する充填領域ＷＭを構成する。また、印刷部２２Ａの前側吸引口６５Ｆは、基板Ｂ１の複数の第１開口Ｈ１（開口）の内部の気体を排気する前側排気領域ＷＦを構成する。また、印刷部２２Ａの後側吸引口６５Ｒは、基板Ｂ１の複数の第１開口Ｈ１（開口）の内部の気体を排気する後側排気領域ＷＲを構成する。

【0070】

また、充填領域ＷＭと前側排気領域ＷＦの間、すなわち、前側ブレード５５Ｆの先端面は、排気もペーストＰｓｔの充填も行われない遷移領域である。同様に、充填領域ＷＭと後側排気領域ＷＲの間、すなわち、後側ブレード５５Ｒの先端面も遷移領域である。内部の気体が排気されて低圧状態となった第１開口Ｈ１が遷移領域に位置する間は、第１開口Ｈ１の低圧状態が維持される。

【0071】

次に図１９を参照して、印刷装置Ｍ１Ａの制御系の構成について説明する。印刷装置Ｍ１Ａが備える制御装置ＣＡには、搬送コンベア５、基板位置決め機構１０、カメラユニット１１、カメラ移動機構１２、印刷ヘッド移動機構１３、タッチパネル１４、印刷ヘッド２０Ａ、振動電源部３２の他、基板保持部３０が備える振動子３１、プレート昇降機構３４、クランパ３９が接続されている。

【0072】

印刷ヘッド２０Ａは、昇降機構２４Ａ、加圧部５９、前側バルブユニット５１Ｆ、後側バルブユニット５１Ｒを備えている。制御装置ＣＡは、記憶部１５、印刷作業処理部１６Ａ、通信部１７を備えている。印刷作業処理部１６Ａは、記憶部１５に記憶される印刷条件、振動条件に基づいて、印刷ヘッド２０Ａ、振動電源部３２を含む印刷装置Ｍ１Ａの各部を制御して印刷作業を実行させる。

【0073】

上記説明したように、本実施の形態の印刷装置Ｍ１Ａは、複数の開口（第１開口Ｈ１）が形成された薄膜Ｇ１が上面に設けられ、複数の電極Ｅ１が複数の開口から露出する基板Ｂ１を保持する基板保持部３０（基板保持部３０Ａ、基板保持部３０Ｂ）と、複数の開口の内部の気体を排気する排気部（前側排気部６１Ｆ、後側排気部６１Ｒ）と、気体が排気された複数の開口にペーストＰｓｔを充填する充填部６０と、を有し、保持された基板Ｂ１の上を基板Ｂ１に対して相対的に移動する印刷ヘッド２０Ａと、少なくとも保持された基板Ｂ１に振動を印加する振動子３１（振動子３１Ａ、振動子３１Ｂ）と、を備えている。

【0074】

次に、図２０（ａ）を参照して、本発明の実施の形態の充填部６０、前側排気部６１Ｆ、後側排気部６１Ｒを有する印刷ヘッド２０Ａを備える印刷装置Ｍ１Ａを使用する印刷方法について説明する。図２０（ａ）において、まず、基板接触工程により基板保持部３０に保持された基板搬送治具Ｖと、基板搬送治具Ｖに載置された基板Ｂ１をマスク６Ａの下面に接触させる。これにより、マスク６Ａの第２開口６Ａａを通じて基板Ｂ１の複数の第１開口Ｈ１（開口）が露出する。

【0075】

次いで制御装置ＣＡは昇降機構２４Ａを制御して、複数の第１開口Ｈ１よりも前側で待機する印刷部２２Ａを下降させ、充填部６０、前側排気部６１Ｆ、後側排気部６１Ｒの下面を、基板搬送治具Ｖの上面Ｖｂ、基板Ｂ１に形成された薄膜Ｇ１の上面Ｇ１ａ、または、マスク６Ａの上面に当接させる（印刷部下降工程）。次いで制御装置ＣＡは、振動子３１による振動の印加を開始させる（振動開始工程）。

【0076】

図２０（ａ）において、次いで制御装置ＣＡは後側バルブユニット５１Ｒを開状態として、後側排気部６１Ｒの排気（矢印ｉ）を開始させる（後側排気開始工程）。これにより、後側排気部６１Ｒが後側吸引口６５Ｒから気体を吸引可能な状態となる。なお、前側バルブユニット５１Ｆは閉状態で、前側排気部６１Ｆの前側吸引口６５Ｆからの吸引は停止している。次いで制御装置ＣＡは加圧部５９のピストン５８を制御してシリンダ５７を下降させて（矢印ｊ）、充填部６０の吐出口５５ａからペーストＰｓｔを押し出し可能な状態とする（加圧開始工程）。

【0077】

次いで制御装置ＣＡは印刷ヘッド移動機構１３を制御して、印刷ヘッド２０Ａ（印刷部２２Ａ）のＹ軸方向の後側への移動（矢印ｋ）を開始させる（移動開始工程）。これにより、振動子３１が基板Ｂ１に振動を印加している状態で、前側の第１開口Ｈ１（開口）から順番に後側吸引口６５Ｒにより内部の気体が排気され、次いで吐出口５５ａから押し出されたペーストＰｓｔが充填される。第１開口Ｈ１に充填されたペーストＰｓｔ（導電性ペースト）は、振動子３１が印加する振動により粘性が低下し、ペーストＰｓｔに含まれる比重の大きな導電体の粉末が底に沈んで残っていた気体が第１開口Ｈ１から追い出される。これによって、第１開口Ｈ１に充填されたペーストＰｓｔには空洞が形成されないか、形成される空洞は小さい。

【0078】

図２０（ａ）において、全ての第１開口Ｈ１へのペーストＰｓｔの充填が完了し、印刷部２２Ａが複数の第１開口Ｈ１よりも後側まで移動すると、制御装置ＣＡは印刷ヘッド２０Ａの移動を停止させる（移動停止工程）。次いで制御装置ＣＡは、充填部６０の加圧部５９によるペーストＰｓｔの加圧を停止させ（加圧停止工程）、後側排気部６１Ｒの排気を停止させる（後側排気停止工程）。次いで制御装置ＣＡは、印刷部２２Ａを上昇させる（印刷部上昇工程）。なお、制御装置ＣＡは、加圧部５９のピストン５８を上昇させて充填部６０の吐出口５５ａからペーストＰｓｔが吐出しない状態にした後に、印刷部２２Ａを上昇させるようにしてもよい。その後、離反工程により基板Ｂ１はマスク６Ａから引き離される。

【0079】

このように、印刷装置Ｍ１Ａを使用して、基板Ｂ１の上面に設けられた薄膜Ｇ１に形成され、基板Ｂ１の複数の電極Ｅ１が露出する複数の開口（第１開口Ｈ１）にペーストＰｓｔを充填するする印刷方法は、複数の開口の内部の気体を排気し、基板Ｂ１に振動を印加しながら、気体が排気された複数の開口にペーストＰｓｔを充填する。これによって、基板Ｂ１の複数の開口に充填されたペーストＰｓｔには空洞を発生させることがなく、品質の高いバンプを有する実装用基板を製造することができる。

【0080】

次に、図１１のフローに沿って、図１５、図２０を参照しながらバンプＱ１を有する実装用基板を製造する実装用基板の製造方法の他の実施例について説明する。ここでは、ペーストＰｓｔとして、導電体の粉末を含む導電性ペーストを例として説明する。まず、上面に複数の電極Ｅ１とレジストＲ１が形成された基板Ｂ１の上面に薄膜Ｇ１を形成する（ＳＴ１：薄膜形成工程）。次いで薄膜Ｇ１に複数の第１開口Ｈ１（開口）を形成して複数の電極Ｅ１を露出させる（ＳＴ２：第１開口形成工程）。

【0081】

次いで印刷装置Ｍ１Ａにより、基板Ｂ１に振動を印加しながら第１開口ＨにペーストＰｓｔを充填させる（ＳＴ３：印刷工程）（図２０（ａ））。印刷工程（ＳＴ３）では、複数の第１開口Ｈ１の内部の気体を排気し、基板Ｂ１に振動を印加しながら、気体が排気された複数の第１開口Ｈ１にペーストＰｓｔを充填する。次いでリフロー装置Ｍ２により、基板Ｂを加熱してペーストＰｓｔに含まれる導電体を焼成させて、複数の電極Ｅ１の上にバンプＱ１をそれぞれ形成する（ＳＴ４：加熱工程）（図２０（ｂ））。次いで基板Ｂ１から薄膜Ｇ１を除去する（ＳＴ５：薄膜除去工程）（図２０（ｃ））。これによって、品質の高いバンプＱ１を有する実装用基板を製造することができる。

【0082】

次に、図２１のフローに沿って、図２０を参照しながら印刷装置Ｍ１Ａにおける印刷方法（印刷工程（ＳＴ３））について説明する。図２１において、まず、基板搬入工程（ＳＴ１１）により、印刷装置Ｍ１Ａに基板搬送治具Ｖに載置された基板Ｂ１が搬入される。次いで位置合わせ工程（ＳＴ１２）により、基板保持部３０が保持した基板搬送治具Ｖに載置された基板Ｂ１がマスク６Ａに対して位置合わせされる。次いで基板接触工程（ＳＴ１３）により、基板Ｂ１の上の薄膜Ｇ１を第２開口６Ａａが形成されたマスク６Ａに接触させる。

【0083】

ここで、印刷部２２Ａの下面は、基板Ｂ１の前側でマスク６Ａの上面に当接しているとする。次いで振動開始工程（ＳＴ１４）により、振動子３１による基板Ｂ１に対する振動の印加が開始される。次いで後側バルブユニット５１Ｒが開状態とされて、後側排気部６１Ｒの排気（図２０（ａ）の矢印ｉ）が開始される（ＳＴ２１：後側排気開始工程）。次いで加圧部５９がシリンダ５７を下降させて（図２０（ａ）の矢印ｊ）、収容部５５のペーストＰｓｔが充填部６０の吐出口５５ａから押し出されるように圧力が加えられる（加圧開始工程）。

【0084】

図２１において、次いで印刷ヘッド２０Ａ（印刷部２２Ａ）がＹ軸方向の後側に移動しながら（図２０（ａ）の矢印ｋ）、基板Ｂ１の複数の第１開口Ｈ１に順番にペーストＰｓｔを充填する（ＳＴ２２：後側印刷工程）。すなわち、後側印刷工程（ＳＴ２２）において、振動子３１から基板Ｂ１に振動が印加されている状態で、順番に後側吸引口６５Ｒによって第１開口Ｈ１の内部の気体が排気され、気体が排気された第１開口Ｈ１に吐出口５５ａからペーストＰｓｔが充填される。

【0085】

印刷部２２Ａの下面が基板Ｂ１の後側のマスク６Ａの上面に到達すると、印刷ヘッド２０Ａの移動が停止される。次いで充填部６０の加圧部５９によるペーストＰｓｔの加圧が停止され（加圧停止工程）、後側排気部６１Ｒの排気が停止される（ＳＴ２３：後側排気停止工程）。次いで振動停止工程（ＳＴ１６）により、振動子３１による基板Ｂ１に対する振動の印加が停止される。次いで離反工程（ＳＴ１７）により、基板保持部３０が下降して、基板Ｂ１がマスク６Ａから引き離される。次いで基板搬出工程（ＳＴ１８）により、印刷装置Ｍ１Ａから基板Ｂ１が搬出される。

【0086】

図２１において、印刷装置Ｍ１Ａでは、次の基板Ｂ１に対するペーストＰｓｔの充填（印刷）が行われる。すなわち、印刷装置Ｍ１Ａに基板搬送治具Ｖに載置された次の基板Ｂ１が搬入され（ＳＴ１１）、次の基板Ｂ１がマスク６Ａに対して位置合わせされ（ＳＴ１２）、次の基板Ｂ１の上の薄膜Ｇ１を第２開口６Ａａが形成されたマスク６Ａに接触させる（ＳＴ１３）。次いで振動子３１による次の基板Ｂ１に対する振動の印加が開始される（ＳＴ１４）。

【0087】

次いで前側バルブユニット５１Ｆが開状態とされて、前側排気部６１Ｆの排気が開始される（ＳＴ２４：前側排気開始工程）。次いで加圧部５９により収容部５５のペーストＰｓｔが充填部６０の吐出口５５ａから押し出されるように圧力が加えられる（加圧開始工程）。次いで印刷ヘッド２０Ａ（印刷部２２Ａ）がＹ軸方向の前側に移動しながら、次の基板Ｂ１の複数の第１開口Ｈ１に順番にペーストＰｓｔを充填する（ＳＴ２５：前側印刷工程）。すなわち、前側印刷工程（ＳＴ２５）において、振動子３１から次の基板Ｂ１に振動が印加されている状態で、順番に前側吸引口６５Ｆによって第１開口Ｈ１の内部の気体が排気され、気体が排気された第１開口Ｈ１に吐出口５５ａからペーストＰｓｔが充填される。

【0088】

図２１において、印刷部２２Ａの下面が次の基板Ｂ１の前側のマスク６Ａの上面に到達すると、印刷ヘッド２０Ａの移動が停止される。次いで、充填部６０の加圧部５９によるペーストＰｓｔの加圧が停止され（加圧停止工程）、前側排気部６１Ｆの排気が停止される（ＳＴ２６：前側排気停止工程）。次いで振動子３１による次の基板Ｂ１に対する振動の印加が停止され（ＳＴ１６）、次の基板Ｂ１がマスク６Ａから引き離され（ＳＴ１７）、印刷装置Ｍ１Ａから次の基板Ｂ１が搬出される（ＳＴ１８）。以下、印刷装置Ｍ１Ａに搬送された基板Ｂ１に対して、後側印刷工程（ＳＴ２３）と前側印刷工程（ＳＴ２５）が繰り返し実行される。

【0089】

このように、印刷装置Ｍ１Ａの印刷ヘッド２０Ａは、第１方向（Ｙ軸方向の後側）に相対的に移動する充填部６０の前方に配置された第１排気部（後側排気部６１Ｒ）と、第１方向とは異なる第２方向（Ｙ軸方向の前側）に相対的に移動する充填部６０の前方に配置された第２排気部（前側排気部６１Ｆ）と、を有している。そして、充填部６０が第１方向に相対的に移動する際は、第１排気部が基板Ｂ１の複数の開口（第１開口Ｈ１）の内部の気体を排気する。また、充填部６０が第２方向に相対的に移動する際は、第２排気部が基板Ｂ１の複数の開口の内部の気体を排気する。これにより、複数の基板Ｂ１に対して連続して効率良くペーストＰｓｔを充填することができる。

【0090】

次に、図２２のフローに沿って、図２０を参照しながら印刷装置Ｍ１Ａの変形例における印刷方法（印刷工程（ＳＴ３））について説明する。印刷装置Ｍ１Ａの変形例は、図１６～図２０に示す印刷装置Ｍ１Ａに対して、印刷部２２Ａの前側排気部６１Ｆと前側バルブユニット５１Ｆが削除されている（図示省略）。また、以下はマスク６Ａを使用しない印刷方法で説明する。

【0091】

図２２において、まず、印刷装置Ｍ１Ａの変形例に基板搬送治具Ｖに載置された基板Ｂ１が搬入される（ＳＴ１１）。次いで待機位置で待機していた印刷部２２Ａを下降させて、充填部６０と後側排気部６１Ｒの下面を、基板Ｂ１の第１開口Ｈ１の前側で基板搬送治具Ｖと基板Ｂ１に当接させる（ＳＴ３１：印刷部下降工程）。次いで振動開始工程（ＳＴ１４）、後側排気開始工程（ＳＴ２１）、後側印刷工程（ＳＴ２２）、後側排気停止工程（ＳＴ２３）、振動停止工程（ＳＴ１６）が実行される。これにより、振動子３１から基板Ｂ１に振動が印加されている状態で、順番に後側吸引口６５Ｒによって第１開口Ｈ１の内部の気体が排気され、気体が排気された第１開口Ｈ１に吐出口５５ａからペーストＰｓｔが充填される。

【0092】

次いで印刷部２２Ａを上昇させて、印刷部２２Ａを基板Ｂ１から離す（ＳＴ３３：印刷部上昇工程）。次いで印刷装置Ｍ１Ａの変形例から基板Ｂ１が搬出される（ＳＴ１８）。印刷部２２Ａが上昇して基板Ｂ１から離れると、印刷ヘッド２０Ａが前側に移動して、印刷部２２Ａを前側の待機位置まで移動させる（ＳＴ３３：待機位置移動工程）。次いで次の基板Ｂ１に印刷（ペーストＰｓｔを充填）する場合は（ＳＴ３４においてＮｏ）、基板搬入工程（ＳＴ１１）に戻って、次の基板Ｂ１が搬入される。

【0093】

このように、印刷装置Ｍ１Ａの変形例では、排気部（後側排気部６１Ｒ）は、印刷方向（Ｙ軸方向の後側）に相対的に移動する充填部６０の前方に配置される。

【0094】

なお、上記説明した印刷装置Ｍ１Ａや印刷装置Ｍ１Ａの変形例では、基板Ｂ１は基板搬送治具Ｖに載置された状態で搬送コンベア５が搬送する構成で説明したが、搬送コンベア５が基板Ｂ１を直接搬送するようにしてもよい。その場合、基板保持部３０の基板保持ブロック３７には、基板Ｂ１を保持する機構が配置される。例えば、基板保持ブロック３７の上部に基板Ｂ１を真空吸着する吸着口が配置される。基板保持部３０Ａ、基板保持部３０Ｂも、同様である。

【0095】

また、上記説明した印刷装置Ｍ１Ａや印刷装置Ｍ１Ａの変形例では、クランプ位置に保持された基板Ｂ１に対して印刷ヘッド２０Ａが移動しながら印刷する構成で説明したが、この構成に限定されることはない。例えば、印刷ヘッド２０Ａが固定して配置され、基板Ｂ１が移動しながら印刷する構成であってもよい。また、上記説明した印刷装置Ｍ１Ａや印刷装置Ｍ１Ａの変形例では、基板Ｂ１の第１開口Ｈ１に充填されるペーストＰｓｔは導電性ペーストで説明したが、第１開口Ｈ１に充填されるペーストＰｓｔははんだ粒子Ｓを含むクリームはんだであってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0096】

本発明の印刷装置および印刷方法ならびに実装用基板の製造方法は、品質の高いバンプを有する実装用基板を製造することができるという効果を有し、部品を基板に実装する分野において有用である。

【符号の説明】

【0097】

６、６Ａ マスク
６ａ、６Ａａ 第２開口
１０ 基板位置決め機構
２０、２０Ａ 印刷ヘッド
３０、３０Ａ、３０Ｂ 基板保持部
３１、３１Ａ、３１Ｂ 振動子
３４ プレート昇降機構（支持機構）
３６、３６Ａ 防振部
５５ 収容部
５９ 加圧部
６０ 充填部
６１Ｆ 前側排気部（第２排気部）
６１Ｒ 後側排気部（第１排気部）
Ｂ、Ｂ１ 基板
Ｇ、Ｇ１ 薄膜
Ｈ、Ｈ１ 第１開口
Ｍ１、Ｍ１Ａ 印刷装置
Ｐｓｔ ペースト
Ｓ はんだ粒子（はんだ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】