印刷装置及び印刷マスクの管理方法
【課題】 印刷マスクの帯電による印刷対象物上の部品の静電破壊を確実に防止できる印刷装置及び印刷マスクの管理方法を提供する。
【解決手段】 複数の開口部が形成され表面に導電性被膜２０３が設けられた印刷マスク２を印刷に使用し、その印刷に使用された印刷マスク２を洗浄する。その印刷マスク２の洗浄後、印刷マスク２を次の印刷に使用する前に、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗を測定する。そして、この測定結果と予め設定した判定基準値とを比較し、その比較結果に基づいて印刷マスク２を印刷に使用可能な否かを判定し、判定結果を出力する。
【解決手段】 複数の開口部が形成され表面に導電性被膜２０３が設けられた印刷マスク２を印刷に使用し、その印刷に使用された印刷マスク２を洗浄する。その印刷マスク２の洗浄後、印刷マスク２を次の印刷に使用する前に、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗を測定する。そして、この測定結果と予め設定した判定基準値とを比較し、その比較結果に基づいて印刷マスク２を印刷に使用可能な否かを判定し、判定結果を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の開口部が形成され表面に導電性被膜が設けられた印刷マスクを用いる印刷装置及び印刷マスクの管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クリーム半田、インク、接着剤、ペースト状の樹脂などの印刷物質をプリント基板などの印刷対象物上に印刷する印刷装置に用いる印刷マスクとして、スクリーンマスクとメタルマスクが知られているが、本出願人は、これら従来のマスクの欠点を解消した印刷マスクを提案した（特許文献１、特許文献２参照）。この印刷マスクは、従来のメタルマスクと同様にして使用されるものであるが、素材がメタルよりも柔らかなプラスチックであるため、印刷対象物の表面の凹凸にしなやかに追随して密着性に優れ、印刷物質のにじみの発生が少ないという利点がある。また、製造方法もエキシマレーザーによるアブレーション加工であり、非常に微細できれいな凹部や貫通孔の加工ができ、印刷物質の抜け性も向上する。さらに、ファインピッチ部品に合わせて印刷マスクの材料であるプラスチック材の表面を部分的に段掘りして薄くし、この薄肉とした段掘り部に微小開口部を形成したいわゆるハーフエッチングマスクも容易に作製することができる。このため、従来のメタルマスク以上の高品位、高精細なペースト印刷が可能となった。
【０００３】
しかしながら、一方において、印刷マスクの素材が絶縁体で、しかも金属よりも柔らかいプラスチック材であるため、印刷時の摩擦によって静電気が発生しやすい。印刷マスクが帯電すると、次のような問題が発生する。例えば印刷マスクを両面リフロー半田付けに使用した場合、印刷マスクに発生した静電気は、印刷による摩擦帯電が繰り返される度に蓄積されて高電位になっていき、やがて帯電した静電気の電位が或る電圧以上に達すると、両面リフローによって既に一方の面に実装されているＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＭＯＳ製品、ＣＣＤなどの電子部品に印刷マスクの帯電電荷が流れ込み、部品内部の微小回路を静電破壊させるおそれがある。また、この静電破壊は、帯電してしまった印刷マスクを印刷対象物からはがすときの放電現象（剥離放電）によっても発生する場合もある。上記静電破壊された部品は、外観検査やインサーキット検査ではその不具合の発生の有無を判断することができないため、実装のほぼ最終工程である機能検査で発見されることになり、多大なロスを発生する。さらに、ＲＯＭ，ＲＡＭなどのメモリ回路内部の静電破壊は、通常の機能検査では発見されないものもあり、不良品の外部流出という事態も起こり得る。
【０００４】
そこで、本出願人は、プラスチック材からなる印刷マスクの表面に導電性被膜（導電層）を形成することにより、静電気の帯電を防止することができる印刷マスクを提案した（特許文献３参照）。また、本出願人は、上記導電性被膜（導電層）として、導電性樹脂の被膜（例えばポリウレタン樹脂にカーボン粉を分散したもの）を形成した印刷マスクを提案した（特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６９２４号公報
【特許文献２】特開平７−８１０２７号公報
【特許文献３】特開平８−２５２９８８号公報
【特許文献４】特開平１１−３２１１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記導電性被膜が形成された印刷マスクは、所定回数の印刷に使用された後、印刷マスク表面に付着している汚れを除去するために洗浄される。そして、洗浄された印刷マスクは印刷に再使用される。ところが、本発明者らが上記導電性被膜が形成された印刷マスクを洗浄して印刷に繰り返し使用したところ、上記印刷マスクの帯電による印刷対象物上の部品の静電破壊が発生してしまう場合があることがわかった。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、印刷マスクの帯電による印刷対象物上の部品の静電破壊を確実に防止できる印刷装置及び印刷マスクの管理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の開口部が形成され表面に導電性被膜が設けられた印刷マスクを印刷対象物上にセットし、該印刷マスクの開口部に印刷物質を充填した後、該印刷マスクと該印刷対象物とを離間させることにより、該印刷対象物の被印刷面に該印刷物質を印刷する印刷装置であって、上記印刷に使用された上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定する抵抗測定手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の印刷装置において、上記印刷に使用された上記印刷マスクを洗浄する洗浄手段を備え、該洗浄手段で該印刷マスクを洗浄した後、該印刷マスクを次の印刷に使用する前に、上記抵抗測定手段による該印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定を行なうことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の印刷装置において、上記抵抗測定手段の測定結果を出力する測定結果出力手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの印刷装置において、上記抵抗測定手段の測定結果と予め設定した判定基準値とを比較し、その比較結果に基づいて上記印刷マスクを印刷に使用可能な否かを判定する使用可否判定手段と、該判定手段の判定結果を出力する判定結果出力手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至３のいずれかの印刷装置において、上記抵抗測定手段の過去の測定結果を含む履歴情報を記憶する履歴情報記憶手段と、該履歴情報記憶手段に記憶されている該履歴情報に基づいて、上記印刷マスクの寿命を予測する寿命予測手段と、該寿命予測手段による該印刷マスクの寿命の予測結果を出力する寿命予測結果出力手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの印刷装置において、上記印刷マスクの基材は絶縁性樹脂シートであり、上記導電性被膜は、カーボンを含有する導電性樹脂で形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、複数の開口部が形成され表面に導電性被膜が設けられた印刷マスクの管理方法であって、印刷に使用された印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の印刷マスクの管理方法であって、上記印刷に使用された上記印刷マスクを洗浄し、該印刷マスクの洗浄後、該印刷マスクを次の印刷に使用する前に、該印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項７又は８の印刷マスクの管理方法において、上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定結果を出力することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項７乃至９のいずれかの印刷マスクの管理方法において、上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定結果と予め設定した判定基準値とを比較し、その比較結果に基づいて該印刷マスクを印刷に使用可能な否かを判定し、使用不可と判定した印刷マスクをその後の印刷に使用しないことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項７乃至９のいずれかの印刷マスクの管理方法において、上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の過去の測定結果を含む履歴情報に基づいて、該印刷マスクの寿命を予測し、その印刷マスクの寿命の予測結果を出力することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項７乃至１１のいずれかの印刷マスクの管理方法において、上記印刷マスクの基材は絶縁性樹脂シートであり、上記導電性被膜は、カーボンを含有する導電性樹脂で形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１の印刷装置及び請求項７の印刷マスクの管理方法では、印刷に使用された印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定することにより、その測定結果に基づいて、印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗が次の印刷に使用できる程度の電気抵抗であるか否かを判定し、導電性被膜の電気抵抗が上昇してしまった印刷マスクを次の印刷に使用しないように印刷マスクを管理することができる。
【００１０】
請求項２の印刷装置及び請求項８の印刷マスクの管理方法では、印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗が上昇する可能性が高い印刷マスクの洗浄後に、上記抵抗測定手段による印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定を行なうことにより、洗浄によって導電性被膜の電気抵抗が上昇した印刷マスクの使用を確実に回避できる。
【００１１】
請求項３の印刷装置及び請求項９の印刷マスクの管理方法では、上記導電性被膜の電気抵抗の測定結果を出力することにより、印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の数値を、印刷装置の利用者に知らせ、印刷マスクを次の印刷に使用するか否かを容易に判断できるようにする。
【００１２】
請求項４の印刷装置及び請求項１０の印刷マスクの管理方法では、印刷マスクを印刷に使用できるか否かを判定するための導電性被膜の電気抵抗に対する判定基準値を、予め設定しておく。この判定基準値と、導電性被膜の電気抵抗の測定結果とを比較し、その比較結果に基づいて印刷マスクを印刷に使用可能な否かを判定する。この判定結果により、導電性被膜の電気抵抗が上昇した印刷マスクの使用を確実に回避できる。特に、上記判定結果を出力する場合は、印刷マスクを次の印刷に使用するか否かの判断作業が不要になる。
【００１３】
請求項５の印刷装置及び請求項１１の印刷マスクの管理方法では、上記導電性被膜の電気抵抗の過去の測定結果を含む履歴情報に基づいて、印刷マスクの寿命を予測し、その予測結果を出力することにより、印刷マスクの交換時期を予告し、印刷マスクの交換準備を促すことができる。
【００１４】
また、絶縁性樹脂シート上にカーボンを含有する導電性樹脂からなる導電性被膜を形成した印刷マスクは、洗浄を繰り返すと、導電性被膜中のカーボン（グラファイト）の層間に存在する導電性に寄与する荷電イオンが抜け出たり導電性被膜が損傷を受けたりすることにより、導電性被膜の電気抵抗が上昇する可能性が高くなる。
そこで、請求項６の印刷装置及び請求項１２の印刷マスクの管理方法では、印刷マスクの絶縁性樹脂シート上に形成されたカーボン（グラファイト）を含有する導電性樹脂からなる導電性被膜について、電気抵抗を測定することにより、洗浄によってカーボン含有の導電性被膜の電気抵抗が上昇した印刷マスクの使用を確実に回避できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、印刷に使用された印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定することにより、その測定結果に基づいて、その電気抵抗が次の印刷に使用できる程度の電気抵抗であるか否かを判定し、導電性被膜の電気抵抗が上昇してしまった印刷マスクを次の印刷に使用しないように印刷マスクを管理することができるので、印刷マスクの帯電による印刷対象物上の部品の静電破壊を確実に防止できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る印刷装置を用いる印刷工程を含む基板製造方法全体の一例を示す工程図である。また、図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本実施形態の基板製造方法で製造する電子回路基板１の断面構造の一例を示す説明図及び平面図である。
基板１は、図２（ａ）に示すように第１の電子部品としての表面実装用の樹脂外装部品（以下、「樹脂外装チップ」という。）１ｂと、第２の電子部品としての表面実装用のベアチップ部品（以下、単に「ベアチップ」という。）１ｃとが実装された電子回路基板である。樹脂外装チップ１ｂは、樹脂で封止された半導体ＩＣ、抵抗、コンデンサー等の部品であり、ベアチップ１ｃは、樹脂で封止する前の裸の半導体ＩＣチップである。基板１とベアチップ１ｃとの間には、ベアチップ１ｃが基板１上に安定して固定されるように樹脂５５が充填されている。一方、基板１と樹脂外装チップ１ｂとの間には樹脂が充填されていない。
【００１７】
また、上記基板１は、図２（ｂ）に示すように所定の機能を有する同じ形状及び回路の仕様を有する個別基板１ａを多数（例えば数１０個〜数１００個）並べて一括形成された基板である。この基板１は、上記樹脂外装チップ１ｂやベアチップ１ｃが実装され所定の機能検査が行われた後、各個別基板１ａに分離される。これらの分離された個別基板１ａの一つ一つが所定の機能を有する回路モジュール部品として用いられる。
【００１８】
図１に示す基板製造方法においては、まず、樹脂外装チップ１ｂやベアチップ１ｃが実装される前の基板１に、導電性の印刷物質（印刷剤）としてのクリーム半田３を印刷する半田印刷工程（Ｐ１）を実行される。この半田印刷工程の後、同一の１台の部品装着装置により、上記樹脂外装チップ１ｂを基板１の所定位置に装着する第１のマウント工程（Ｐ２）と、上記ベアチップ１ｃを基板１の所定箇所に装着する第２のマウント工程（Ｐ３）とが実行される。なお、第１のマウント工程と第２のマウント工程の順序は逆でもよい。
次に、上記樹脂外装チップ１ｂ及びベアチップ１ｃのマウント工程の後、リフロー工程（Ｐ４）を実行する。このように２つのマウント工程（Ｐ２，Ｐ３）を実行した後に、リフロー工程を実行することにより、基板１上の電子部品に対する加熱回数を低減することができる。
次に、上記リフロー工程の後、基板１とベアチップ１ｃとの隙間に、その隙間を埋める充填剤としての樹脂５５を充填する、アンダーフィル処理工程（Ｐ５）を実行する。
以上により、アンダーフィル処理を施さない外装チップ１ｂとアンダーフィル処理を施すベアチップ１ｃとを、同一の基板１上に混在実装することができる。
【００１９】
以上、本実施形態の基板製造方法によれば、基板１上に実装した電子部品に対する加熱回数を低減することができるので、これら電子部品に与えるヒートショック回数を低減することができる。また、従来では個別に実施されていた樹脂外装部品１ｂのリフロー工程とベアチップ１ｃのリフロー工程とを同時に実施するので、処理工程数を低減して作業性を向上させることができる。
【００２０】
上記基板製造方法を実現することができる基板製造システムは、例えば、基板１の所定の電極上にクリーム半田３を印刷する印刷装置と、基板１の所定位置に部品を位置決めして装着する部品装着装置としてのマウント装置と、ベアチップ１ｃ及び樹脂外装チップ１ｂが装着された基板１を加熱するリフロー装置と、ベアチップ１ｃと基板１との隙間に樹脂５５を充填するアンダーフィル装置とを用いて構成することができる。
【００２１】
図３は、上記印刷方法（半田印刷工程）に用いることができる印刷装置の一例を示す概略構成図である。この印刷装置は、シート状のプラスチック材からなる孔版マスクである印刷マスク２を用いて、導電性の印刷物質（印刷剤）としてのクリーム半田３を基板１に印刷するものである。印刷マスク２は、所定の印刷パターンに応じて形成された厚さ方向に貫通した複数の開口部２０１を備え、所定のテンションでマスク取付部材としての四角形のマスク取付枠２０に、紗膜を使用せずに直接貼り合わせられている。このマスク取付枠２０に取り付けられた印刷マスク２は、マスク支持手段としてのマスク枠保持部材４０で支持されている。
【００２２】
上記基板１は、電極が形成されている電極形成面（被印刷面）が上面になるようにステージ５上に保持されている。このステージ５の下面には、基板１の電極形成面（被印刷面）に垂直な上下方向に沿ってステージ５を直線状に進退移動させる駆動手段としての基板駆動ユニット７が設けられている。この基板駆動ユニット７は、正逆回転可能なステッピングモータ７００と、ボールネジ及びモータ７００で回転駆動される図示しないナット等からなるステージ上下動機構７０１とを用いて構成されている。このステッピングモータ７００を回転制御することにより、上記ステージ５を上下方向に駆動し、基板１を、印刷マスク２に接触する所定の印刷位置まで上昇させたり、印刷マスク２から離間させるように下降させたりすることができる。
【００２３】
また、上記印刷位置に移動したステージ５の上方には、印刷マスク２の開口部２０１にクリーム半田３を充填する充填手段が設けられている。この充填手段は、印刷マスク２の開口部２０１にクリーム半田３を刷り込むための充填部材であるスキージ部材８と、スキージ部材８を駆動するスキージ駆動ユニット６とを用いて構成されている。上記スキージ部材８は、ウレタンゴム等の所定の硬度を有する弾性体からなるスキージ本体８０と、スキージ本体８０の上端部を保持する保持部材としてのスキージホルダー８１とを有する。また、スキージ駆動ユニット６は、印刷時にスキージ部材８を印刷マスク２の表面に沿って図中矢印Ａ方向に移動させるスキージ移動機構６００と、スキージ部材８を印刷マスク２に離接させるように上下動させるとともにスキージ部材８の先端部の印刷マスク２に対する当接力（印圧）を調整する印圧調整機構６１０とを備えている。上記スキージ移動機構６００には、例えばモータで回転駆動されるベルトやボールネジを用いて構成することができる。
【００２４】
上記基板１上に印刷されるクリーム半田３は、印刷対象物である基板１や半田付けされる電子部品の種類に応じて、所定の半田や添加物を含有するものが用いられる。例えば、上記微細パターンの印刷マスク２を用いて印刷するときに用いるクリーム半田としては、例えば半田の平均粒径が１０μｍ以下であり、フラックス成分の含有率が１１質量％程度のものが好ましい。
【００２５】
上記印刷用マスク２には、各種電子部品が実装される電極にそれぞれ対応する複数の開口部２０１が設けられている。この開口部２０１は、印刷マスクの厚さ方向に貫通した貫通孔であり、その印刷面方向における形状及び寸法は、印刷対象の電極の寸法や形状等に応じて設定される。例えば微小印刷パターンの印刷を行なう場合、開口部２０１の寸法及び形状は、一辺が１００〜２００μｍ程度の四角形や、同様な寸法の直径を有する円形である。また、印刷マスク２の基材の絶縁性樹脂シートであるベースシートとしては、例えば、厚さが数１０〜数１００μｍ（より好適な具体例としては約１５０μｍ）であり電気抵抗値が１×１０１４〜１×１０１８Ω程度である、２軸延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）又はポリイミド等のプラスチックシートを用いる。このベースシートとしては、例えば東レ株式会社製の「ルミラー（登録商標）」を使用することができる。また、印刷マスク２のベースシート２０２に対してレーザ照射、放電加工、プレス加工などを行なうことにより開口部２０１が形成される。
【００２６】
また、印刷マスク２のベースシート２０２の印刷対象物に接する側の表面には、ベースシートよりも電気抵抗が小さい導電性被膜（導電性コーティング層）２０３が形成されている（図４参照）。この導電性被膜２０３としては、例えば、厚さが１〜１０μｍ（より好適な具体例としては５〜８μｍ）であり電気抵抗値が１×１０９Ω以下（より好適な具体例としては１×１０４Ω〜１×１０６Ω）である、カーボン（グラファイト）又は金属微粒子などの導電性粒子を含有させた導電性樹脂からなる被膜が挙げられる。なお、導電性被膜２０３の電気抵抗値は、その導電性被膜が厚いほど小さくなる。また、導電性被膜２０３に含有させるカーボン（グラファイト）としては、球状の形状（但し、必ずしも真円ではない）を有し、粒径が数１０ｎｍ（例えば、５０〜６０ｎｍ。より好適な具体例としては５７ｎｍ。）のものを用いることができる。
【００２７】
また、上記導電性被膜２０３のバインダーの樹脂としては、例えばアクリルウレタン樹脂やポリエステルウレタン樹脂を用いることができる。アクリルウレタン樹脂は、アクリルポリオールとイソシアネート（硬化剤）とシリカ（すべり剤）とを用いて形成された樹脂である。ポリエステルウレタン樹脂は、ポリエステルポリオールとイソシアネート（硬化剤）とシリカ（すべり剤）とを用いて形成された樹脂である。これらの樹脂は、アクリルポリオールやポリエステルポリオールなどの分子中に複数の水酸基をもった化合物であり、その水酸基はイソシアネート基と反応してウレタン結合を形成している。また、上記導電性被膜２０３のバインダーの樹脂としては、ポリオレフィンに対して密着性のよい樹脂や、強親水性スルフォベタイン基を含有し一般に分散することが難しい金属超微粒子を分散させることができる樹脂を用いてもよい。
【００２８】
上記印刷マスク２の表面に導電性被膜２０３を形成しておくと、印刷マスク２を用いて印刷する場合に、スキージングや印刷マスクの剥離時の静電気による印刷対象物（基板）上のデバイスの破損を防止することができる。なお、印刷マスク２の導電性被膜２０３は、ベースシート２０２の印刷対象物に接する側の表面（図３，４中の下方を向いている面）だけでなく、その反対側のスキージが接する面（図３，４中の情報を向いている面）に形成してもよい。
【００２９】
また、図３に示すように、スキージ駆動ユニット６及び基板駆動ユニット７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えるコンピュータ装置で構成された制御手段としての主制御部１００によって制御される。主制御部１００は、入力装置１０１からオペレータが入力した処理指示に基づいて、ハードディスクなどで構成された記憶装置１０２からプログラムや各種制御用データを読み込み、読み込んだプログラムを実行することにより所定の印刷工程を行なうようにスキージ駆動ユニット６及び基板駆動ユニット７等を制御する。
【００３０】
図５は印刷装置で用いる印刷マスク２の管理方法の一例を示すフロチャートである。上記構成の印刷装置において印刷マスク２を用いた印刷工程（Ｓ１）を実行した後、その印刷マスク２を洗浄するタイミングか否かを判断する（Ｓ２）。この判断は、例えば、前回の洗浄からの印刷マスク２の使用回数（印刷回数）の積算値を用いて行なうことができる。洗浄の頻度は例えば基板のロット規模に依存して設定される。例えば１枚の基板の印刷後に洗浄を実行したり、５００枚程度の基板の印刷後に洗浄を実行したりする。ここで、洗浄するタイミングである判断した場合は、印刷マスク２の洗浄工程を実行する（Ｓ３）。この印刷マスク２の洗浄は、例えば印刷マスク２を印刷装置から取り外して後述の洗浄装置を用いて行なう。
【００３１】
次に、上記印刷マスク２の洗浄の後、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗を測定する（Ｓ４）。この電気抵抗の測定値は表示装置に表示するようにしてもよい。
【００３２】
次に、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定値と、予め設定した判定基準値とが比較され、その比較結果に基づいて印刷マスク２を次の印刷に使用可能な否かが判定され（Ｓ５）、判定結果が表示装置に表示される（Ｓ６，Ｓ７）。ここで、導電性被膜２０３の電気抵抗の測定値が判定基準値以下の場合（Ｓ５でＹｅｓ）は、その印刷マスク２は使用可と判定され、その使用可の判定結果が表示された（Ｓ６）後、判定対象の印刷マスク２は次の印刷に備えられる。一方、導電性被膜２０３の電気抵抗の測定値が判定基準値よりも大きい場合（Ｓ５でＮｏ）は、その印刷マスク２は使用不可と判定され、その使用不可の判定結果が表示された（Ｓ７）後、判定対象の印刷マスク２は次の印刷に使用されないように処理される。なお、上記判定基準としては、例えば後述の電気抵抗の測定装置で測定した場合、１０４〜１０９Ωの範囲内の抵抗値、より具体的には１×１０５Ωを設定することができる。
【００３３】
図６は印刷マスク２の洗浄装置の一例を示す概略構成図である。図６の洗浄装置は、主として共晶半田を印刷する印刷マスクの洗浄に用いられる。この洗浄装置は、洗浄液で洗浄するための洗浄槽８１０と、リンス液ですすぐためのリンス槽８２０とを備え、洗浄対象の印刷マスクがセットされる図示しないバスケットを、印刷マスク２を出し入れするホームポジション８００と、洗浄槽８１０中の洗浄位置と、リンス槽８２０中のリンス位置との間を移動可能に構成されている。洗浄槽８１０には、印刷マスク２の裏面（図中の右側の面）に洗浄液をシャワー状にして吹き付けるシャワーノズル８１１，８１２と、印刷マスク２のおもて面（図中の左の面）に洗浄液をシャワー状にして吹き付けるシャワーノズル８１３，８１４とが設けられている。また、上記洗浄槽８１０で用いる洗浄液としては、グリコール系の洗浄液、例えば高級アルコールと水の混合物である高級アルコール水溶液（例えば、荒川化学工業株式会社製の「パインアルファ ＳＴ−３５０Ｈ」，溶剤の主成分：ジエチレングリコール，モノアルキルエーテル）を使用することができる。
【００３４】
図６の洗浄装置を用いた洗浄工程は、例えば次の（１）〜（１０）の手順で行なわれる。
（１）洗浄装置の扉を開けて洗浄槽８３０にあるバスケットに印刷マスク２を入れる。
（２）印刷マスク２を入れたバスケットを、洗浄槽８１０中の洗浄位置に移動させる。
（３）洗浄槽８１０において、シャワーノズル８１１〜８１４を用いた両面シャワー方式にて洗浄を開始する。
（４）洗浄後にエアーブローにて液切りを行なう。
（５）液きり後に、印刷マスク２を入れたバスケットを、リンス８２０中のリンス位置に移動させる。
（６）リンス槽８２０において、シャワーノズル８２１〜８２４を用いた両面シャワー方式にてリンスを開始する。
（７）リンス後にエアーブローにて液切りを行なう。
（８）液切り後に、熱風にて印刷マスク２の乾燥を行なう。
（９）乾燥後に印刷マスク２の冷却を行なう。
（１０）冷却後に、印刷マスク２を入れたバスケットをホームポジション８００に戻し洗浄を終了する。
【００３５】
上記図６の洗浄装置を用いたときの洗浄条件の具体例は次のとおりである。
・洗浄時間：５分，洗浄温度：３０°Ｃ±２°Ｃ
・リンス時間：５分，リンス時間３０°Ｃ±２°Ｃ
・乾燥時間：８分
・冷却時間：２９秒
【００３６】
図７は、印刷マスク２の洗浄装置の他の例を示す概略構成図である。図７の洗浄装置は、主として鉛フリー半田を印刷する印刷マスクの洗浄に用いられる。この洗浄装置は、洗浄液で洗浄するための洗浄槽８３０を備え、洗浄槽８３０中の洗浄位置に洗浄対象の印刷マスクがセットされる。洗浄槽８３０には、印刷マスク２の裏面（図中の右側の面）に洗浄液をシャワー状にして吹き付けるシャワーノズル８３１と、印刷マスク２の裏面に周期的に超音波振動を与える超音波振動板８３２と、印刷マスク２のおもて面に洗浄液をシャワー状にして吹き付けるシャワーノズル８３３とが設けられている。また、洗浄槽８１０で用いる洗浄液としては、アルコール系の洗浄液、例えば再生ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を使用することができる。この再生ＩＰＡは、廃液ＩＰＡを蒸留することにより、水分量が０．５％以下になるまで水分を分離・除去した精製ＩＰＡである。
【００３７】
図７の洗浄装置を用いた洗浄工程は、例えば次の（１）〜（６）の手順で行なわれる。
（１）洗浄装置の扉を開けて洗浄槽８３０にあるバスケットに印刷マスク２を入れる。
（２）洗浄槽８３０において、印刷マスク２のおもて面からシャワーノズル８３３を用いたシャワー方式にて洗浄を開始する。
（３）印刷マスク２の裏面からは、上方からシャワーノズル８３１を用いたシャワー方式にて洗浄を行いながら、超音波振動板８３２を一定周期であてることにより、裏面の洗浄を行なう。
（４）洗浄後にエアーブローにて液切りを行なう。
（５）液切り後に、熱風にて印刷マスク２の乾燥を行なう。
（６）乾燥後に印刷マスク２の冷却を行ない、洗浄を終了する。
【００３８】
上記図７の洗浄装置を用いたときの洗浄条件の具体例は次のとおりである。
・洗浄時間：３分，洗浄温度：常温
・乾燥時間：６分，乾燥温度：常温
【００３９】
図８は、上記洗浄後の印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗を測定するときの印刷装置の様子を示す概略構成図である。印刷マスク２の導電性被膜２０３を測定するときには、抵抗測定ユニット（抵抗測定手段）９を印刷マスク２に近づけ、抵抗測定ユニット９の所定間隔（例えば２０ｍｍ）だけ離して設けた１組のプローブ端子９０１を、印刷マスク２の導電性被膜２０３に接触させる。プローブ端子９０１は、抵抗測定ユニット９を近づけるときに導電性被膜２０３に損傷を与えないように、所定の当接力以下で導電性被膜２０３に当接するようにユニット本体９００に設けられている。具体的には、図示しないスプリング等の付勢手段によってプローブ端子９０１を印刷マスク２側に付勢するように構成されている。抵抗測定ユニット９は、前記コンピュータ装置で構成された制御手段としての主制御部１００によって制御され、抵抗測定ユニット９の出力信号は、図示しないＡＤ変換部によってデジタルデータに変換された後、主制御部１００に入力される。主制御部１００は、入力装置１０１からオペレータが入力した処理指示に基づいて、ハードディスクなどで構成された記憶装置１０２からプログラムや判定基準値などのデータを読み込み、読み込んだプログラムを実行することにより、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定やその測定結果に基づく印刷マスク２の使用可否の判定などの処理を行なう。導電性被膜２０３の電気抵抗の測定結果や印刷マスク２の使用可否の判定結果は、表示装置１０３に表示することができる。
【００４０】
図９は、抵抗測定ユニット９における導電性被膜２０３の電気抵抗の測定回路の一例を示す回路図である。この例では、切り換えスイッチＳＷを実線の位置にした状態で、電源Ｅから所定の静電容量を有するコンデンサＣを充電する。その後、切り換えスイッチＳＷを破線の位置に切り換え、コンデンサＣに充電された電荷をプローブ９０１を介して導電性被膜２０３の所定距離（例えば２０ｍｍ）における抵抗Ｒに放電させる。この放電時の電流の時間変化を電流計で測定し、その放電電流の時定数（放電時間）τから、上記抵抗Ｒの値を導電性被膜２０３の電気抵抗として算出する。具体的には、上記放電電流の時定数（放電時間）τは放電開始時の電流値が１／ｅに減衰するまでの時間として測定することできる。そして、時定数（放電時間）τはコンデンサの静電容量Ｃと抵抗の抵抗値Ｒとの積ＣＲで表されるので、導電性被膜２０３の電気抵抗ＲはＲ＝τ／Ｃで算出することができる。ここで、例えばＣ＝２００ｐＦであり、τ＝２μｓである場合は、導電性被膜２０３の電気抵抗Ｒは１×１０４Ωになる。なお、抵抗測定ユニット９の出力信号は、上記放電時の電流の時間変化に対応する信号でもいいし、上記算出後の電気抵抗Ｒの値に対応する信号でもよい。
【００４１】
なお、上記印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定には、次の（１）乃至（３）の測定器を用いてもよい。
（１）アジレント・テクノロジー株式会社製の「３４４０１Ａ デジタル・マルチメータ」，測定範囲：〜１×１０８Ω，アース抵抗の測定にも使用。
（２）住友スリーエム株式会社製の「フロアリングテスター７０２」，測定範囲：〜２×１０９Ω。
（３）東亜ディーケーケー株式会社製の「超絶縁計 ＳＭ８２２０」，測定範囲：〜２×１０１６Ω。
【００４２】
図１０は、上記フロアリングテスターを用いて印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗を測定している様子を示す説明図である。このフロアリングテスター９１０を用いた電気抵抗の測定は、印刷マスク２の予め設定した所定使用回数ごとに、例えば次の（１）〜（６）の手順で行なわれる。
（１）ドラム９２０に巻かれたアース線９２１の一端を、印刷装置が設置されている部屋のコンセントのＧＮＤに接続するとともに、アース線９２１の他端に取り付けられているプラグを、フロアリングテスター９１０の本体のＥ端子（３Ｐコネクタ）に向きを合わせて差し込む。このアース線９２１の電気抵抗は、１．５〜２．０Ωであった。
（２）一端をＧＮＤに接続した別のアース線９３０の他端を、印刷マスク２の裏面（図１０における上面）に形成されている導電性被膜２０３の端部に接続する。この接続は、例えば、アース線９３０の他端に取り付けられているクリップで、導電性被膜２０３が形成されている印刷マスク２の端部を挟むことで行なうことができる。このアース線９３０の電気抵抗は、０．３Ωであった。
（３）フロアリングテスター９１０の本体の裏側に、円柱状の金属電極（φ６３．５mm）を装着する。この金属電極の装着は、スリットを合わせて金属電極を垂直に差し込み、右回転方向に回転させることにより行なう。金属電極が装着されたフロアリングテスター９１０全体の重さは２．２７ｋｇであった。
（４）フロアリングテスター９１０の本体における測定レンジの切替スイッチを、「５００Ｖ」に設定する。
（５）フロアリングテスター９１０の本体に装着した金属電極を、印刷マスク２の中央に置き、パワースイッチを押す。これにより、フロアリングテスター９１０の電源インジケータランプ（赤）が点灯し、測定電圧が印加されたことを表示する。
（６）フロアリングテスター９１０の液晶表示部に、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定値が表示される。
【００４３】
また、上記印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定のほか、印刷直後の印刷マスク２の裏面（基板側の面）に帯電した電荷量を測定してもよい。この印刷マスク２の裏面の帯電電荷量は、例えば次のように測定することができる。
（１）静電気測定器のアースを接続するとともに電源をＯＮし、静電気測定器をセットする。
（２）静電気測定器のゼロ点合せを行なう。具体的には、静電気測定器の測定プローブ（測定棒）の先端をアースに接触させた状態で測定電圧の値をゼロに調整する。
（３）印刷装置にて、印刷直後の印刷マスク２の裏面（基板側の面）の中央の測定点及びその中央測定点から対角線方向に一定距離離れた４測定点の合計５測定点（図１１の測定点Ｍ１〜Ｍ５）それぞれに、静電気測定器の測定プローブ（測定棒）の先端を接近させ、そのときの電圧を測定する。ここで、測定プローブの先端は、対象対称面との距離を一定（例えば、３〜５ｍｍ）にした状態で垂直に接近させる。
【００４４】
表１及び表２はそれぞれ、前述の図６の洗浄装置及び図７の洗浄装置で印刷マスク２を洗浄したときの導電性被膜２０３の電気抵抗の測定結果の履歴を示す実験結果である。図６の洗浄装置における洗浄液としては、前述のグリコール系の洗浄液（荒川化学工業株式会社製の「パインアルファ ＳＴ−３５０Ｈ」）を使用した。図７の洗浄装置における洗浄液としては、前述のアルコール系の再生ＩＰＡを使用した。測定ポイントは、図１２に示す５箇所である。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
図１３は、上記表１及び表２における５箇所の電気抵抗の測定値の平均値と洗浄回数との関係を示すグラフである。図１３からわかるように、前述の図６の洗浄装置及びグリコール系の洗浄液（パインアルファ）を用いた場合は、洗浄回数の増加に伴って印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗が次第に大きくなり、洗浄回数が１１回になると１０９Ωまで上昇した。これに対し、前述の図７の洗浄装置及びアルコール系の洗浄液（再生ＩＰＡ）を用いた場合は、洗浄回数の増加しても印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗にほとんど変化がなく、洗浄回数が１１回になっても１０４Ωのオーダーの電気抵抗であった。
【００４８】
前述の図６の洗浄装置及びグリコール系の洗浄液（パインアルファ）を用いた場合に洗浄回数の増加に伴って印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗が次第に大きくなる現象については、次のようなメカニズムが考えられる。本実施形態の導電性被膜２０３に用いた黒鉛（グラファイト）には層間化合物として硝酸イオンが入っている。この硝酸イオンは黒鉛（グラファイト）からなる導電性被膜２０３の電気伝導に寄与している。そして、上記洗浄液（パインアルファ）に含まれる各種化合物の量をイオンクロマトグラフィ法によって分析したところ、当該洗浄液による洗浄を繰り返すと、黒鉛（グラファイト）には層間化合物である硝酸イオンが、当該洗浄液のケミカルアタックによって溶出することがわかった。この硝酸イオンは印刷マスク２に付着する半田やフラックスに存在しない化合物である。また、上記洗浄を繰り返していったときの導電性被膜２０３の微視的な構造をＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法：X-ray Photoelectron Spectroscopy）で分析したところ、上記洗浄液（パインアルファ）による洗浄を繰り返すと、導電性を示す黒鉛（グラファイト）が非導通性を示す炭化水素に次第に変化していくことがわかった。これらの現象により、導電性被膜２０３の電気抵抗が洗浄を繰り返すとともに次第に高まったものと考えられる。
【００４９】
図１４は、他の実施形態に係る印刷マスク２の管理方法の一例を示すフロチャートである。この例では、前述の図５の場合とは異なり、導電性被膜２０３の電気抵抗の測定値が判定基準値以下であって印刷マスク２が使用可と判定された場合（Ｓ５でＹｅｓ）、主制御部１００において、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定結果の履歴情報に基づいて、その印刷マスク２に対する予測寿命（例えば、使用可能な残りの印刷回数）が算出される（Ｓ６）。そして、その算出した予測寿命が、次の印刷に使用可能である旨の使用可の判定結果とともに表示装置１０３に表示される（Ｓ７）。上記印刷マスク２の予測寿命の算出は、例えば導電性被膜２０３の電気抵抗の測定値と印刷マスク２の印刷回数との関係を示すグラフの曲線から、導電性被膜２０３の電気抵抗が判定基準値を超える印刷マスク２の印刷回数を外挿して算出し、その印刷回数を印刷マスク２の予測寿命とする。
【００５０】
以上、本実施形態によれば、印刷に使用された印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗を測定することにより、その測定結果に基づいて、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗が次の印刷に使用できる程度の電気抵抗であるか否かを判定し、導電性被膜２０３の電気抵抗が上昇してしまった印刷マスク２を次の印刷に使用しないように印刷マスク２を管理することができる。
また、本実施形態によれば、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗が上昇する可能性が高い印刷マスク２の洗浄後に、印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定を行なうことにより、洗浄によって導電性被膜の電気抵抗が上昇した印刷マスクの使用を確実に回避できる。
また、本実施形態によれば、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定結果を表示装置１０３に出力することにより、導電性被膜２０３の電気抵抗の数値を、印刷装置の利用者に知らせ、印刷マスク２を次の印刷に使用するか否かを容易に判断できるようになる。
また、本実施形態によれば、予め設定しておいた判定基準値と、導電性被膜２０３の電気抵抗の測定結果とを比較し、その比較結果に基づいて印刷マスク２を印刷に使用可能な否かを判定する。この判定結果により、導電性被膜２０３の電気抵抗が上昇した印刷マスク２の使用を確実に回避できる。上記判定結果を表示装置１０３に出力する場合は、印刷マスク２を次の印刷に使用するか否かの判断作業が不要になる。
また、本実施形態によれば、上記導電性被膜２０３の電気抵抗の過去の測定結果を含む履歴情報に基づいて、印刷マスク２の寿命を予測し、その予測結果を表示装置１０３に表示することにより、印刷マスク２の交換時期を予告し、印刷マスク２の交換準備を促すことができる。
また、本実施形態によれば、印刷マスク２の絶縁性樹脂シート２０２上に形成されたカーボン（グラファイト）を含有する導電性樹脂からなる導電性被膜２０３について、電気抵抗を測定することにより、洗浄によってカーボン含有の導電性被膜２０３の電気抵抗が上昇した印刷マスク２の使用を確実に回避できる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、印刷対象物が基板１である場合について説明したが、本発明は、印刷対象物として基板以外の半導体ウェーハなどの電子部品の表面に印刷する場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る印刷装置を用いる印刷工程を含む基板製造方法全体の一例を示す工程図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本実施形態の基板製造方法で製造する電子回路基板１の断面構造の一例を示す説明図及び平面図。
【図３】本発明の実施形態に係る印刷装置の一例を示す概略構成図。
【図４】印刷マスクの断面図。
【図５】印刷マスクの管理方法の一例を示すフロチャート。
【図６】印刷マスクの洗浄装置の一例を示す概略構成図。
【図７】印刷マスクの洗浄装置の他の例を示す概略構成図。
【図８】洗浄後の印刷マスクの導電性被膜を測定するときの印刷装置の様子を示す概略構成図。
【図９】抵抗測定ユニットにおける導電性被膜の電気抵抗の測定回路の一例を示す回路図。
【図１０】フロアリングテスターを用いて印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定している様子を示す説明図。
【図１１】印刷マスクの導電性被膜の帯電電荷の測定を行なう印刷マスク上の測定点の説明図。
【図１２】フロアリングテスターを用いた導電性被膜の電気抵抗の測定を行なう印刷マスク上の測定点の説明図。
【図１３】印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定値の平均値と印刷マスクの洗浄回数との関係を示すグラフ。
【図１４】印刷マスクの管理方法の他の例を示すフロチャート。
【符号の説明】
【００５３】
１ 基板
２ 印刷マスク
３ クリーム半田
６ スキージ駆動ユニット
７ 基板駆動ユニット
８ スキージ部材
９ 抵抗測定ユニット
２０ マスク取付枠
８０ スキージ本体
８１ スキージホルダー
１００ 主制御部
２０１ 開口部
２０２ ベースシート
２０３ 導電性被膜
６００ スキージ移動機構
６１０ 印圧調整機構
９００ ユニット本体
９０１ プローブ端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の開口部が形成され表面に導電性被膜が設けられた印刷マスクを用いる印刷装置及び印刷マスクの管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クリーム半田、インク、接着剤、ペースト状の樹脂などの印刷物質をプリント基板などの印刷対象物上に印刷する印刷装置に用いる印刷マスクとして、スクリーンマスクとメタルマスクが知られているが、本出願人は、これら従来のマスクの欠点を解消した印刷マスクを提案した（特許文献１、特許文献２参照）。この印刷マスクは、従来のメタルマスクと同様にして使用されるものであるが、素材がメタルよりも柔らかなプラスチックであるため、印刷対象物の表面の凹凸にしなやかに追随して密着性に優れ、印刷物質のにじみの発生が少ないという利点がある。また、製造方法もエキシマレーザーによるアブレーション加工であり、非常に微細できれいな凹部や貫通孔の加工ができ、印刷物質の抜け性も向上する。さらに、ファインピッチ部品に合わせて印刷マスクの材料であるプラスチック材の表面を部分的に段掘りして薄くし、この薄肉とした段掘り部に微小開口部を形成したいわゆるハーフエッチングマスクも容易に作製することができる。このため、従来のメタルマスク以上の高品位、高精細なペースト印刷が可能となった。
【０００３】
しかしながら、一方において、印刷マスクの素材が絶縁体で、しかも金属よりも柔らかいプラスチック材であるため、印刷時の摩擦によって静電気が発生しやすい。印刷マスクが帯電すると、次のような問題が発生する。例えば印刷マスクを両面リフロー半田付けに使用した場合、印刷マスクに発生した静電気は、印刷による摩擦帯電が繰り返される度に蓄積されて高電位になっていき、やがて帯電した静電気の電位が或る電圧以上に達すると、両面リフローによって既に一方の面に実装されているＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＭＯＳ製品、ＣＣＤなどの電子部品に印刷マスクの帯電電荷が流れ込み、部品内部の微小回路を静電破壊させるおそれがある。また、この静電破壊は、帯電してしまった印刷マスクを印刷対象物からはがすときの放電現象（剥離放電）によっても発生する場合もある。上記静電破壊された部品は、外観検査やインサーキット検査ではその不具合の発生の有無を判断することができないため、実装のほぼ最終工程である機能検査で発見されることになり、多大なロスを発生する。さらに、ＲＯＭ，ＲＡＭなどのメモリ回路内部の静電破壊は、通常の機能検査では発見されないものもあり、不良品の外部流出という事態も起こり得る。
【０００４】
そこで、本出願人は、プラスチック材からなる印刷マスクの表面に導電性被膜（導電層）を形成することにより、静電気の帯電を防止することができる印刷マスクを提案した（特許文献３参照）。また、本出願人は、上記導電性被膜（導電層）として、導電性樹脂の被膜（例えばポリウレタン樹脂にカーボン粉を分散したもの）を形成した印刷マスクを提案した（特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１６９２４号公報
【特許文献２】特開平７−８１０２７号公報
【特許文献３】特開平８−２５２９８８号公報
【特許文献４】特開平１１−３２１１４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記導電性被膜が形成された印刷マスクは、所定回数の印刷に使用された後、印刷マスク表面に付着している汚れを除去するために洗浄される。そして、洗浄された印刷マスクは印刷に再使用される。ところが、本発明者らが上記導電性被膜が形成された印刷マスクを洗浄して印刷に繰り返し使用したところ、上記印刷マスクの帯電による印刷対象物上の部品の静電破壊が発生してしまう場合があることがわかった。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、印刷マスクの帯電による印刷対象物上の部品の静電破壊を確実に防止できる印刷装置及び印刷マスクの管理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の開口部が形成され表面に導電性被膜が設けられた印刷マスクを印刷対象物上にセットし、該印刷マスクの開口部に印刷物質を充填した後、該印刷マスクと該印刷対象物とを離間させることにより、該印刷対象物の被印刷面に該印刷物質を印刷する印刷装置であって、上記印刷に使用された上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定する抵抗測定手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の印刷装置において、上記印刷に使用された上記印刷マスクを洗浄する洗浄手段を備え、該洗浄手段で該印刷マスクを洗浄した後、該印刷マスクを次の印刷に使用する前に、上記抵抗測定手段による該印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定を行なうことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の印刷装置において、上記抵抗測定手段の測定結果を出力する測定結果出力手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの印刷装置において、上記抵抗測定手段の測定結果と予め設定した判定基準値とを比較し、その比較結果に基づいて上記印刷マスクを印刷に使用可能な否かを判定する使用可否判定手段と、該判定手段の判定結果を出力する判定結果出力手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至３のいずれかの印刷装置において、上記抵抗測定手段の過去の測定結果を含む履歴情報を記憶する履歴情報記憶手段と、該履歴情報記憶手段に記憶されている該履歴情報に基づいて、上記印刷マスクの寿命を予測する寿命予測手段と、該寿命予測手段による該印刷マスクの寿命の予測結果を出力する寿命予測結果出力手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの印刷装置において、上記印刷マスクの基材は絶縁性樹脂シートであり、上記導電性被膜は、カーボンを含有する導電性樹脂で形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、複数の開口部が形成され表面に導電性被膜が設けられた印刷マスクの管理方法であって、印刷に使用された印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の印刷マスクの管理方法であって、上記印刷に使用された上記印刷マスクを洗浄し、該印刷マスクの洗浄後、該印刷マスクを次の印刷に使用する前に、該印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項７又は８の印刷マスクの管理方法において、上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定結果を出力することを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項７乃至９のいずれかの印刷マスクの管理方法において、上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定結果と予め設定した判定基準値とを比較し、その比較結果に基づいて該印刷マスクを印刷に使用可能な否かを判定し、使用不可と判定した印刷マスクをその後の印刷に使用しないことを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項７乃至９のいずれかの印刷マスクの管理方法において、上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の過去の測定結果を含む履歴情報に基づいて、該印刷マスクの寿命を予測し、その印刷マスクの寿命の予測結果を出力することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、請求項７乃至１１のいずれかの印刷マスクの管理方法において、上記印刷マスクの基材は絶縁性樹脂シートであり、上記導電性被膜は、カーボンを含有する導電性樹脂で形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１の印刷装置及び請求項７の印刷マスクの管理方法では、印刷に使用された印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定することにより、その測定結果に基づいて、印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗が次の印刷に使用できる程度の電気抵抗であるか否かを判定し、導電性被膜の電気抵抗が上昇してしまった印刷マスクを次の印刷に使用しないように印刷マスクを管理することができる。
【００１０】
請求項２の印刷装置及び請求項８の印刷マスクの管理方法では、印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗が上昇する可能性が高い印刷マスクの洗浄後に、上記抵抗測定手段による印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定を行なうことにより、洗浄によって導電性被膜の電気抵抗が上昇した印刷マスクの使用を確実に回避できる。
【００１１】
請求項３の印刷装置及び請求項９の印刷マスクの管理方法では、上記導電性被膜の電気抵抗の測定結果を出力することにより、印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の数値を、印刷装置の利用者に知らせ、印刷マスクを次の印刷に使用するか否かを容易に判断できるようにする。
【００１２】
請求項４の印刷装置及び請求項１０の印刷マスクの管理方法では、印刷マスクを印刷に使用できるか否かを判定するための導電性被膜の電気抵抗に対する判定基準値を、予め設定しておく。この判定基準値と、導電性被膜の電気抵抗の測定結果とを比較し、その比較結果に基づいて印刷マスクを印刷に使用可能な否かを判定する。この判定結果により、導電性被膜の電気抵抗が上昇した印刷マスクの使用を確実に回避できる。特に、上記判定結果を出力する場合は、印刷マスクを次の印刷に使用するか否かの判断作業が不要になる。
【００１３】
請求項５の印刷装置及び請求項１１の印刷マスクの管理方法では、上記導電性被膜の電気抵抗の過去の測定結果を含む履歴情報に基づいて、印刷マスクの寿命を予測し、その予測結果を出力することにより、印刷マスクの交換時期を予告し、印刷マスクの交換準備を促すことができる。
【００１４】
また、絶縁性樹脂シート上にカーボンを含有する導電性樹脂からなる導電性被膜を形成した印刷マスクは、洗浄を繰り返すと、導電性被膜中のカーボン（グラファイト）の層間に存在する導電性に寄与する荷電イオンが抜け出たり導電性被膜が損傷を受けたりすることにより、導電性被膜の電気抵抗が上昇する可能性が高くなる。
そこで、請求項６の印刷装置及び請求項１２の印刷マスクの管理方法では、印刷マスクの絶縁性樹脂シート上に形成されたカーボン（グラファイト）を含有する導電性樹脂からなる導電性被膜について、電気抵抗を測定することにより、洗浄によってカーボン含有の導電性被膜の電気抵抗が上昇した印刷マスクの使用を確実に回避できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、印刷に使用された印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定することにより、その測定結果に基づいて、その電気抵抗が次の印刷に使用できる程度の電気抵抗であるか否かを判定し、導電性被膜の電気抵抗が上昇してしまった印刷マスクを次の印刷に使用しないように印刷マスクを管理することができるので、印刷マスクの帯電による印刷対象物上の部品の静電破壊を確実に防止できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る印刷装置を用いる印刷工程を含む基板製造方法全体の一例を示す工程図である。また、図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本実施形態の基板製造方法で製造する電子回路基板１の断面構造の一例を示す説明図及び平面図である。
基板１は、図２（ａ）に示すように第１の電子部品としての表面実装用の樹脂外装部品（以下、「樹脂外装チップ」という。）１ｂと、第２の電子部品としての表面実装用のベアチップ部品（以下、単に「ベアチップ」という。）１ｃとが実装された電子回路基板である。樹脂外装チップ１ｂは、樹脂で封止された半導体ＩＣ、抵抗、コンデンサー等の部品であり、ベアチップ１ｃは、樹脂で封止する前の裸の半導体ＩＣチップである。基板１とベアチップ１ｃとの間には、ベアチップ１ｃが基板１上に安定して固定されるように樹脂５５が充填されている。一方、基板１と樹脂外装チップ１ｂとの間には樹脂が充填されていない。
【００１７】
また、上記基板１は、図２（ｂ）に示すように所定の機能を有する同じ形状及び回路の仕様を有する個別基板１ａを多数（例えば数１０個〜数１００個）並べて一括形成された基板である。この基板１は、上記樹脂外装チップ１ｂやベアチップ１ｃが実装され所定の機能検査が行われた後、各個別基板１ａに分離される。これらの分離された個別基板１ａの一つ一つが所定の機能を有する回路モジュール部品として用いられる。
【００１８】
図１に示す基板製造方法においては、まず、樹脂外装チップ１ｂやベアチップ１ｃが実装される前の基板１に、導電性の印刷物質（印刷剤）としてのクリーム半田３を印刷する半田印刷工程（Ｐ１）を実行される。この半田印刷工程の後、同一の１台の部品装着装置により、上記樹脂外装チップ１ｂを基板１の所定位置に装着する第１のマウント工程（Ｐ２）と、上記ベアチップ１ｃを基板１の所定箇所に装着する第２のマウント工程（Ｐ３）とが実行される。なお、第１のマウント工程と第２のマウント工程の順序は逆でもよい。
次に、上記樹脂外装チップ１ｂ及びベアチップ１ｃのマウント工程の後、リフロー工程（Ｐ４）を実行する。このように２つのマウント工程（Ｐ２，Ｐ３）を実行した後に、リフロー工程を実行することにより、基板１上の電子部品に対する加熱回数を低減することができる。
次に、上記リフロー工程の後、基板１とベアチップ１ｃとの隙間に、その隙間を埋める充填剤としての樹脂５５を充填する、アンダーフィル処理工程（Ｐ５）を実行する。
以上により、アンダーフィル処理を施さない外装チップ１ｂとアンダーフィル処理を施すベアチップ１ｃとを、同一の基板１上に混在実装することができる。
【００１９】
以上、本実施形態の基板製造方法によれば、基板１上に実装した電子部品に対する加熱回数を低減することができるので、これら電子部品に与えるヒートショック回数を低減することができる。また、従来では個別に実施されていた樹脂外装部品１ｂのリフロー工程とベアチップ１ｃのリフロー工程とを同時に実施するので、処理工程数を低減して作業性を向上させることができる。
【００２０】
上記基板製造方法を実現することができる基板製造システムは、例えば、基板１の所定の電極上にクリーム半田３を印刷する印刷装置と、基板１の所定位置に部品を位置決めして装着する部品装着装置としてのマウント装置と、ベアチップ１ｃ及び樹脂外装チップ１ｂが装着された基板１を加熱するリフロー装置と、ベアチップ１ｃと基板１との隙間に樹脂５５を充填するアンダーフィル装置とを用いて構成することができる。
【００２１】
図３は、上記印刷方法（半田印刷工程）に用いることができる印刷装置の一例を示す概略構成図である。この印刷装置は、シート状のプラスチック材からなる孔版マスクである印刷マスク２を用いて、導電性の印刷物質（印刷剤）としてのクリーム半田３を基板１に印刷するものである。印刷マスク２は、所定の印刷パターンに応じて形成された厚さ方向に貫通した複数の開口部２０１を備え、所定のテンションでマスク取付部材としての四角形のマスク取付枠２０に、紗膜を使用せずに直接貼り合わせられている。このマスク取付枠２０に取り付けられた印刷マスク２は、マスク支持手段としてのマスク枠保持部材４０で支持されている。
【００２２】
上記基板１は、電極が形成されている電極形成面（被印刷面）が上面になるようにステージ５上に保持されている。このステージ５の下面には、基板１の電極形成面（被印刷面）に垂直な上下方向に沿ってステージ５を直線状に進退移動させる駆動手段としての基板駆動ユニット７が設けられている。この基板駆動ユニット７は、正逆回転可能なステッピングモータ７００と、ボールネジ及びモータ７００で回転駆動される図示しないナット等からなるステージ上下動機構７０１とを用いて構成されている。このステッピングモータ７００を回転制御することにより、上記ステージ５を上下方向に駆動し、基板１を、印刷マスク２に接触する所定の印刷位置まで上昇させたり、印刷マスク２から離間させるように下降させたりすることができる。
【００２３】
また、上記印刷位置に移動したステージ５の上方には、印刷マスク２の開口部２０１にクリーム半田３を充填する充填手段が設けられている。この充填手段は、印刷マスク２の開口部２０１にクリーム半田３を刷り込むための充填部材であるスキージ部材８と、スキージ部材８を駆動するスキージ駆動ユニット６とを用いて構成されている。上記スキージ部材８は、ウレタンゴム等の所定の硬度を有する弾性体からなるスキージ本体８０と、スキージ本体８０の上端部を保持する保持部材としてのスキージホルダー８１とを有する。また、スキージ駆動ユニット６は、印刷時にスキージ部材８を印刷マスク２の表面に沿って図中矢印Ａ方向に移動させるスキージ移動機構６００と、スキージ部材８を印刷マスク２に離接させるように上下動させるとともにスキージ部材８の先端部の印刷マスク２に対する当接力（印圧）を調整する印圧調整機構６１０とを備えている。上記スキージ移動機構６００には、例えばモータで回転駆動されるベルトやボールネジを用いて構成することができる。
【００２４】
上記基板１上に印刷されるクリーム半田３は、印刷対象物である基板１や半田付けされる電子部品の種類に応じて、所定の半田や添加物を含有するものが用いられる。例えば、上記微細パターンの印刷マスク２を用いて印刷するときに用いるクリーム半田としては、例えば半田の平均粒径が１０μｍ以下であり、フラックス成分の含有率が１１質量％程度のものが好ましい。
【００２５】
上記印刷用マスク２には、各種電子部品が実装される電極にそれぞれ対応する複数の開口部２０１が設けられている。この開口部２０１は、印刷マスクの厚さ方向に貫通した貫通孔であり、その印刷面方向における形状及び寸法は、印刷対象の電極の寸法や形状等に応じて設定される。例えば微小印刷パターンの印刷を行なう場合、開口部２０１の寸法及び形状は、一辺が１００〜２００μｍ程度の四角形や、同様な寸法の直径を有する円形である。また、印刷マスク２の基材の絶縁性樹脂シートであるベースシートとしては、例えば、厚さが数１０〜数１００μｍ（より好適な具体例としては約１５０μｍ）であり電気抵抗値が１×１０１４〜１×１０１８Ω程度である、２軸延伸ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）又はポリイミド等のプラスチックシートを用いる。このベースシートとしては、例えば東レ株式会社製の「ルミラー（登録商標）」を使用することができる。また、印刷マスク２のベースシート２０２に対してレーザ照射、放電加工、プレス加工などを行なうことにより開口部２０１が形成される。
【００２６】
また、印刷マスク２のベースシート２０２の印刷対象物に接する側の表面には、ベースシートよりも電気抵抗が小さい導電性被膜（導電性コーティング層）２０３が形成されている（図４参照）。この導電性被膜２０３としては、例えば、厚さが１〜１０μｍ（より好適な具体例としては５〜８μｍ）であり電気抵抗値が１×１０９Ω以下（より好適な具体例としては１×１０４Ω〜１×１０６Ω）である、カーボン（グラファイト）又は金属微粒子などの導電性粒子を含有させた導電性樹脂からなる被膜が挙げられる。なお、導電性被膜２０３の電気抵抗値は、その導電性被膜が厚いほど小さくなる。また、導電性被膜２０３に含有させるカーボン（グラファイト）としては、球状の形状（但し、必ずしも真円ではない）を有し、粒径が数１０ｎｍ（例えば、５０〜６０ｎｍ。より好適な具体例としては５７ｎｍ。）のものを用いることができる。
【００２７】
また、上記導電性被膜２０３のバインダーの樹脂としては、例えばアクリルウレタン樹脂やポリエステルウレタン樹脂を用いることができる。アクリルウレタン樹脂は、アクリルポリオールとイソシアネート（硬化剤）とシリカ（すべり剤）とを用いて形成された樹脂である。ポリエステルウレタン樹脂は、ポリエステルポリオールとイソシアネート（硬化剤）とシリカ（すべり剤）とを用いて形成された樹脂である。これらの樹脂は、アクリルポリオールやポリエステルポリオールなどの分子中に複数の水酸基をもった化合物であり、その水酸基はイソシアネート基と反応してウレタン結合を形成している。また、上記導電性被膜２０３のバインダーの樹脂としては、ポリオレフィンに対して密着性のよい樹脂や、強親水性スルフォベタイン基を含有し一般に分散することが難しい金属超微粒子を分散させることができる樹脂を用いてもよい。
【００２８】
上記印刷マスク２の表面に導電性被膜２０３を形成しておくと、印刷マスク２を用いて印刷する場合に、スキージングや印刷マスクの剥離時の静電気による印刷対象物（基板）上のデバイスの破損を防止することができる。なお、印刷マスク２の導電性被膜２０３は、ベースシート２０２の印刷対象物に接する側の表面（図３，４中の下方を向いている面）だけでなく、その反対側のスキージが接する面（図３，４中の情報を向いている面）に形成してもよい。
【００２９】
また、図３に示すように、スキージ駆動ユニット６及び基板駆動ユニット７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えるコンピュータ装置で構成された制御手段としての主制御部１００によって制御される。主制御部１００は、入力装置１０１からオペレータが入力した処理指示に基づいて、ハードディスクなどで構成された記憶装置１０２からプログラムや各種制御用データを読み込み、読み込んだプログラムを実行することにより所定の印刷工程を行なうようにスキージ駆動ユニット６及び基板駆動ユニット７等を制御する。
【００３０】
図５は印刷装置で用いる印刷マスク２の管理方法の一例を示すフロチャートである。上記構成の印刷装置において印刷マスク２を用いた印刷工程（Ｓ１）を実行した後、その印刷マスク２を洗浄するタイミングか否かを判断する（Ｓ２）。この判断は、例えば、前回の洗浄からの印刷マスク２の使用回数（印刷回数）の積算値を用いて行なうことができる。洗浄の頻度は例えば基板のロット規模に依存して設定される。例えば１枚の基板の印刷後に洗浄を実行したり、５００枚程度の基板の印刷後に洗浄を実行したりする。ここで、洗浄するタイミングである判断した場合は、印刷マスク２の洗浄工程を実行する（Ｓ３）。この印刷マスク２の洗浄は、例えば印刷マスク２を印刷装置から取り外して後述の洗浄装置を用いて行なう。
【００３１】
次に、上記印刷マスク２の洗浄の後、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗を測定する（Ｓ４）。この電気抵抗の測定値は表示装置に表示するようにしてもよい。
【００３２】
次に、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定値と、予め設定した判定基準値とが比較され、その比較結果に基づいて印刷マスク２を次の印刷に使用可能な否かが判定され（Ｓ５）、判定結果が表示装置に表示される（Ｓ６，Ｓ７）。ここで、導電性被膜２０３の電気抵抗の測定値が判定基準値以下の場合（Ｓ５でＹｅｓ）は、その印刷マスク２は使用可と判定され、その使用可の判定結果が表示された（Ｓ６）後、判定対象の印刷マスク２は次の印刷に備えられる。一方、導電性被膜２０３の電気抵抗の測定値が判定基準値よりも大きい場合（Ｓ５でＮｏ）は、その印刷マスク２は使用不可と判定され、その使用不可の判定結果が表示された（Ｓ７）後、判定対象の印刷マスク２は次の印刷に使用されないように処理される。なお、上記判定基準としては、例えば後述の電気抵抗の測定装置で測定した場合、１０４〜１０９Ωの範囲内の抵抗値、より具体的には１×１０５Ωを設定することができる。
【００３３】
図６は印刷マスク２の洗浄装置の一例を示す概略構成図である。図６の洗浄装置は、主として共晶半田を印刷する印刷マスクの洗浄に用いられる。この洗浄装置は、洗浄液で洗浄するための洗浄槽８１０と、リンス液ですすぐためのリンス槽８２０とを備え、洗浄対象の印刷マスクがセットされる図示しないバスケットを、印刷マスク２を出し入れするホームポジション８００と、洗浄槽８１０中の洗浄位置と、リンス槽８２０中のリンス位置との間を移動可能に構成されている。洗浄槽８１０には、印刷マスク２の裏面（図中の右側の面）に洗浄液をシャワー状にして吹き付けるシャワーノズル８１１，８１２と、印刷マスク２のおもて面（図中の左の面）に洗浄液をシャワー状にして吹き付けるシャワーノズル８１３，８１４とが設けられている。また、上記洗浄槽８１０で用いる洗浄液としては、グリコール系の洗浄液、例えば高級アルコールと水の混合物である高級アルコール水溶液（例えば、荒川化学工業株式会社製の「パインアルファ ＳＴ−３５０Ｈ」，溶剤の主成分：ジエチレングリコール，モノアルキルエーテル）を使用することができる。
【００３４】
図６の洗浄装置を用いた洗浄工程は、例えば次の（１）〜（１０）の手順で行なわれる。
（１）洗浄装置の扉を開けて洗浄槽８３０にあるバスケットに印刷マスク２を入れる。
（２）印刷マスク２を入れたバスケットを、洗浄槽８１０中の洗浄位置に移動させる。
（３）洗浄槽８１０において、シャワーノズル８１１〜８１４を用いた両面シャワー方式にて洗浄を開始する。
（４）洗浄後にエアーブローにて液切りを行なう。
（５）液きり後に、印刷マスク２を入れたバスケットを、リンス８２０中のリンス位置に移動させる。
（６）リンス槽８２０において、シャワーノズル８２１〜８２４を用いた両面シャワー方式にてリンスを開始する。
（７）リンス後にエアーブローにて液切りを行なう。
（８）液切り後に、熱風にて印刷マスク２の乾燥を行なう。
（９）乾燥後に印刷マスク２の冷却を行なう。
（１０）冷却後に、印刷マスク２を入れたバスケットをホームポジション８００に戻し洗浄を終了する。
【００３５】
上記図６の洗浄装置を用いたときの洗浄条件の具体例は次のとおりである。
・洗浄時間：５分，洗浄温度：３０°Ｃ±２°Ｃ
・リンス時間：５分，リンス時間３０°Ｃ±２°Ｃ
・乾燥時間：８分
・冷却時間：２９秒
【００３６】
図７は、印刷マスク２の洗浄装置の他の例を示す概略構成図である。図７の洗浄装置は、主として鉛フリー半田を印刷する印刷マスクの洗浄に用いられる。この洗浄装置は、洗浄液で洗浄するための洗浄槽８３０を備え、洗浄槽８３０中の洗浄位置に洗浄対象の印刷マスクがセットされる。洗浄槽８３０には、印刷マスク２の裏面（図中の右側の面）に洗浄液をシャワー状にして吹き付けるシャワーノズル８３１と、印刷マスク２の裏面に周期的に超音波振動を与える超音波振動板８３２と、印刷マスク２のおもて面に洗浄液をシャワー状にして吹き付けるシャワーノズル８３３とが設けられている。また、洗浄槽８１０で用いる洗浄液としては、アルコール系の洗浄液、例えば再生ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を使用することができる。この再生ＩＰＡは、廃液ＩＰＡを蒸留することにより、水分量が０．５％以下になるまで水分を分離・除去した精製ＩＰＡである。
【００３７】
図７の洗浄装置を用いた洗浄工程は、例えば次の（１）〜（６）の手順で行なわれる。
（１）洗浄装置の扉を開けて洗浄槽８３０にあるバスケットに印刷マスク２を入れる。
（２）洗浄槽８３０において、印刷マスク２のおもて面からシャワーノズル８３３を用いたシャワー方式にて洗浄を開始する。
（３）印刷マスク２の裏面からは、上方からシャワーノズル８３１を用いたシャワー方式にて洗浄を行いながら、超音波振動板８３２を一定周期であてることにより、裏面の洗浄を行なう。
（４）洗浄後にエアーブローにて液切りを行なう。
（５）液切り後に、熱風にて印刷マスク２の乾燥を行なう。
（６）乾燥後に印刷マスク２の冷却を行ない、洗浄を終了する。
【００３８】
上記図７の洗浄装置を用いたときの洗浄条件の具体例は次のとおりである。
・洗浄時間：３分，洗浄温度：常温
・乾燥時間：６分，乾燥温度：常温
【００３９】
図８は、上記洗浄後の印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗を測定するときの印刷装置の様子を示す概略構成図である。印刷マスク２の導電性被膜２０３を測定するときには、抵抗測定ユニット（抵抗測定手段）９を印刷マスク２に近づけ、抵抗測定ユニット９の所定間隔（例えば２０ｍｍ）だけ離して設けた１組のプローブ端子９０１を、印刷マスク２の導電性被膜２０３に接触させる。プローブ端子９０１は、抵抗測定ユニット９を近づけるときに導電性被膜２０３に損傷を与えないように、所定の当接力以下で導電性被膜２０３に当接するようにユニット本体９００に設けられている。具体的には、図示しないスプリング等の付勢手段によってプローブ端子９０１を印刷マスク２側に付勢するように構成されている。抵抗測定ユニット９は、前記コンピュータ装置で構成された制御手段としての主制御部１００によって制御され、抵抗測定ユニット９の出力信号は、図示しないＡＤ変換部によってデジタルデータに変換された後、主制御部１００に入力される。主制御部１００は、入力装置１０１からオペレータが入力した処理指示に基づいて、ハードディスクなどで構成された記憶装置１０２からプログラムや判定基準値などのデータを読み込み、読み込んだプログラムを実行することにより、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定やその測定結果に基づく印刷マスク２の使用可否の判定などの処理を行なう。導電性被膜２０３の電気抵抗の測定結果や印刷マスク２の使用可否の判定結果は、表示装置１０３に表示することができる。
【００４０】
図９は、抵抗測定ユニット９における導電性被膜２０３の電気抵抗の測定回路の一例を示す回路図である。この例では、切り換えスイッチＳＷを実線の位置にした状態で、電源Ｅから所定の静電容量を有するコンデンサＣを充電する。その後、切り換えスイッチＳＷを破線の位置に切り換え、コンデンサＣに充電された電荷をプローブ９０１を介して導電性被膜２０３の所定距離（例えば２０ｍｍ）における抵抗Ｒに放電させる。この放電時の電流の時間変化を電流計で測定し、その放電電流の時定数（放電時間）τから、上記抵抗Ｒの値を導電性被膜２０３の電気抵抗として算出する。具体的には、上記放電電流の時定数（放電時間）τは放電開始時の電流値が１／ｅに減衰するまでの時間として測定することできる。そして、時定数（放電時間）τはコンデンサの静電容量Ｃと抵抗の抵抗値Ｒとの積ＣＲで表されるので、導電性被膜２０３の電気抵抗ＲはＲ＝τ／Ｃで算出することができる。ここで、例えばＣ＝２００ｐＦであり、τ＝２μｓである場合は、導電性被膜２０３の電気抵抗Ｒは１×１０４Ωになる。なお、抵抗測定ユニット９の出力信号は、上記放電時の電流の時間変化に対応する信号でもいいし、上記算出後の電気抵抗Ｒの値に対応する信号でもよい。
【００４１】
なお、上記印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定には、次の（１）乃至（３）の測定器を用いてもよい。
（１）アジレント・テクノロジー株式会社製の「３４４０１Ａ デジタル・マルチメータ」，測定範囲：〜１×１０８Ω，アース抵抗の測定にも使用。
（２）住友スリーエム株式会社製の「フロアリングテスター７０２」，測定範囲：〜２×１０９Ω。
（３）東亜ディーケーケー株式会社製の「超絶縁計 ＳＭ８２２０」，測定範囲：〜２×１０１６Ω。
【００４２】
図１０は、上記フロアリングテスターを用いて印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗を測定している様子を示す説明図である。このフロアリングテスター９１０を用いた電気抵抗の測定は、印刷マスク２の予め設定した所定使用回数ごとに、例えば次の（１）〜（６）の手順で行なわれる。
（１）ドラム９２０に巻かれたアース線９２１の一端を、印刷装置が設置されている部屋のコンセントのＧＮＤに接続するとともに、アース線９２１の他端に取り付けられているプラグを、フロアリングテスター９１０の本体のＥ端子（３Ｐコネクタ）に向きを合わせて差し込む。このアース線９２１の電気抵抗は、１．５〜２．０Ωであった。
（２）一端をＧＮＤに接続した別のアース線９３０の他端を、印刷マスク２の裏面（図１０における上面）に形成されている導電性被膜２０３の端部に接続する。この接続は、例えば、アース線９３０の他端に取り付けられているクリップで、導電性被膜２０３が形成されている印刷マスク２の端部を挟むことで行なうことができる。このアース線９３０の電気抵抗は、０．３Ωであった。
（３）フロアリングテスター９１０の本体の裏側に、円柱状の金属電極（φ６３．５mm）を装着する。この金属電極の装着は、スリットを合わせて金属電極を垂直に差し込み、右回転方向に回転させることにより行なう。金属電極が装着されたフロアリングテスター９１０全体の重さは２．２７ｋｇであった。
（４）フロアリングテスター９１０の本体における測定レンジの切替スイッチを、「５００Ｖ」に設定する。
（５）フロアリングテスター９１０の本体に装着した金属電極を、印刷マスク２の中央に置き、パワースイッチを押す。これにより、フロアリングテスター９１０の電源インジケータランプ（赤）が点灯し、測定電圧が印加されたことを表示する。
（６）フロアリングテスター９１０の液晶表示部に、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定値が表示される。
【００４３】
また、上記印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定のほか、印刷直後の印刷マスク２の裏面（基板側の面）に帯電した電荷量を測定してもよい。この印刷マスク２の裏面の帯電電荷量は、例えば次のように測定することができる。
（１）静電気測定器のアースを接続するとともに電源をＯＮし、静電気測定器をセットする。
（２）静電気測定器のゼロ点合せを行なう。具体的には、静電気測定器の測定プローブ（測定棒）の先端をアースに接触させた状態で測定電圧の値をゼロに調整する。
（３）印刷装置にて、印刷直後の印刷マスク２の裏面（基板側の面）の中央の測定点及びその中央測定点から対角線方向に一定距離離れた４測定点の合計５測定点（図１１の測定点Ｍ１〜Ｍ５）それぞれに、静電気測定器の測定プローブ（測定棒）の先端を接近させ、そのときの電圧を測定する。ここで、測定プローブの先端は、対象対称面との距離を一定（例えば、３〜５ｍｍ）にした状態で垂直に接近させる。
【００４４】
表１及び表２はそれぞれ、前述の図６の洗浄装置及び図７の洗浄装置で印刷マスク２を洗浄したときの導電性被膜２０３の電気抵抗の測定結果の履歴を示す実験結果である。図６の洗浄装置における洗浄液としては、前述のグリコール系の洗浄液（荒川化学工業株式会社製の「パインアルファ ＳＴ−３５０Ｈ」）を使用した。図７の洗浄装置における洗浄液としては、前述のアルコール系の再生ＩＰＡを使用した。測定ポイントは、図１２に示す５箇所である。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】
図１３は、上記表１及び表２における５箇所の電気抵抗の測定値の平均値と洗浄回数との関係を示すグラフである。図１３からわかるように、前述の図６の洗浄装置及びグリコール系の洗浄液（パインアルファ）を用いた場合は、洗浄回数の増加に伴って印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗が次第に大きくなり、洗浄回数が１１回になると１０９Ωまで上昇した。これに対し、前述の図７の洗浄装置及びアルコール系の洗浄液（再生ＩＰＡ）を用いた場合は、洗浄回数の増加しても印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗にほとんど変化がなく、洗浄回数が１１回になっても１０４Ωのオーダーの電気抵抗であった。
【００４８】
前述の図６の洗浄装置及びグリコール系の洗浄液（パインアルファ）を用いた場合に洗浄回数の増加に伴って印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗が次第に大きくなる現象については、次のようなメカニズムが考えられる。本実施形態の導電性被膜２０３に用いた黒鉛（グラファイト）には層間化合物として硝酸イオンが入っている。この硝酸イオンは黒鉛（グラファイト）からなる導電性被膜２０３の電気伝導に寄与している。そして、上記洗浄液（パインアルファ）に含まれる各種化合物の量をイオンクロマトグラフィ法によって分析したところ、当該洗浄液による洗浄を繰り返すと、黒鉛（グラファイト）には層間化合物である硝酸イオンが、当該洗浄液のケミカルアタックによって溶出することがわかった。この硝酸イオンは印刷マスク２に付着する半田やフラックスに存在しない化合物である。また、上記洗浄を繰り返していったときの導電性被膜２０３の微視的な構造をＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法：X-ray Photoelectron Spectroscopy）で分析したところ、上記洗浄液（パインアルファ）による洗浄を繰り返すと、導電性を示す黒鉛（グラファイト）が非導通性を示す炭化水素に次第に変化していくことがわかった。これらの現象により、導電性被膜２０３の電気抵抗が洗浄を繰り返すとともに次第に高まったものと考えられる。
【００４９】
図１４は、他の実施形態に係る印刷マスク２の管理方法の一例を示すフロチャートである。この例では、前述の図５の場合とは異なり、導電性被膜２０３の電気抵抗の測定値が判定基準値以下であって印刷マスク２が使用可と判定された場合（Ｓ５でＹｅｓ）、主制御部１００において、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定結果の履歴情報に基づいて、その印刷マスク２に対する予測寿命（例えば、使用可能な残りの印刷回数）が算出される（Ｓ６）。そして、その算出した予測寿命が、次の印刷に使用可能である旨の使用可の判定結果とともに表示装置１０３に表示される（Ｓ７）。上記印刷マスク２の予測寿命の算出は、例えば導電性被膜２０３の電気抵抗の測定値と印刷マスク２の印刷回数との関係を示すグラフの曲線から、導電性被膜２０３の電気抵抗が判定基準値を超える印刷マスク２の印刷回数を外挿して算出し、その印刷回数を印刷マスク２の予測寿命とする。
【００５０】
以上、本実施形態によれば、印刷に使用された印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗を測定することにより、その測定結果に基づいて、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗が次の印刷に使用できる程度の電気抵抗であるか否かを判定し、導電性被膜２０３の電気抵抗が上昇してしまった印刷マスク２を次の印刷に使用しないように印刷マスク２を管理することができる。
また、本実施形態によれば、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗が上昇する可能性が高い印刷マスク２の洗浄後に、印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定を行なうことにより、洗浄によって導電性被膜の電気抵抗が上昇した印刷マスクの使用を確実に回避できる。
また、本実施形態によれば、印刷マスク２の導電性被膜２０３の電気抵抗の測定結果を表示装置１０３に出力することにより、導電性被膜２０３の電気抵抗の数値を、印刷装置の利用者に知らせ、印刷マスク２を次の印刷に使用するか否かを容易に判断できるようになる。
また、本実施形態によれば、予め設定しておいた判定基準値と、導電性被膜２０３の電気抵抗の測定結果とを比較し、その比較結果に基づいて印刷マスク２を印刷に使用可能な否かを判定する。この判定結果により、導電性被膜２０３の電気抵抗が上昇した印刷マスク２の使用を確実に回避できる。上記判定結果を表示装置１０３に出力する場合は、印刷マスク２を次の印刷に使用するか否かの判断作業が不要になる。
また、本実施形態によれば、上記導電性被膜２０３の電気抵抗の過去の測定結果を含む履歴情報に基づいて、印刷マスク２の寿命を予測し、その予測結果を表示装置１０３に表示することにより、印刷マスク２の交換時期を予告し、印刷マスク２の交換準備を促すことができる。
また、本実施形態によれば、印刷マスク２の絶縁性樹脂シート２０２上に形成されたカーボン（グラファイト）を含有する導電性樹脂からなる導電性被膜２０３について、電気抵抗を測定することにより、洗浄によってカーボン含有の導電性被膜２０３の電気抵抗が上昇した印刷マスク２の使用を確実に回避できる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、印刷対象物が基板１である場合について説明したが、本発明は、印刷対象物として基板以外の半導体ウェーハなどの電子部品の表面に印刷する場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係る印刷装置を用いる印刷工程を含む基板製造方法全体の一例を示す工程図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本実施形態の基板製造方法で製造する電子回路基板１の断面構造の一例を示す説明図及び平面図。
【図３】本発明の実施形態に係る印刷装置の一例を示す概略構成図。
【図４】印刷マスクの断面図。
【図５】印刷マスクの管理方法の一例を示すフロチャート。
【図６】印刷マスクの洗浄装置の一例を示す概略構成図。
【図７】印刷マスクの洗浄装置の他の例を示す概略構成図。
【図８】洗浄後の印刷マスクの導電性被膜を測定するときの印刷装置の様子を示す概略構成図。
【図９】抵抗測定ユニットにおける導電性被膜の電気抵抗の測定回路の一例を示す回路図。
【図１０】フロアリングテスターを用いて印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定している様子を示す説明図。
【図１１】印刷マスクの導電性被膜の帯電電荷の測定を行なう印刷マスク上の測定点の説明図。
【図１２】フロアリングテスターを用いた導電性被膜の電気抵抗の測定を行なう印刷マスク上の測定点の説明図。
【図１３】印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定値の平均値と印刷マスクの洗浄回数との関係を示すグラフ。
【図１４】印刷マスクの管理方法の他の例を示すフロチャート。
【符号の説明】
【００５３】
１ 基板
２ 印刷マスク
３ クリーム半田
６ スキージ駆動ユニット
７ 基板駆動ユニット
８ スキージ部材
９ 抵抗測定ユニット
２０ マスク取付枠
８０ スキージ本体
８１ スキージホルダー
１００ 主制御部
２０１ 開口部
２０２ ベースシート
２０３ 導電性被膜
６００ スキージ移動機構
６１０ 印圧調整機構
９００ ユニット本体
９０１ プローブ端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口部が形成され表面に導電性被膜が設けられた印刷マスクを印刷対象物上にセットし、該印刷マスクの開口部に印刷物質を充填した後、該印刷マスクと該印刷対象物とを離間させることにより、該印刷対象物の被印刷面に該印刷物質を印刷する印刷装置であって、
上記印刷に使用された上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定する抵抗測定手段を備えたことを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
請求項１の印刷装置において、
上記印刷に使用された上記印刷マスクを洗浄する洗浄手段を備え、
該洗浄手段で該印刷マスクを洗浄した後、該印刷マスクを次の印刷に使用する前に、上記抵抗測定手段による該印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定を行なうことを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項１又は２の印刷装置において、
上記抵抗測定手段の測定結果を出力する測定結果出力手段を備えたことを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの印刷装置において、
上記抵抗測定手段の測定結果と予め設定した判定基準値とを比較し、その比較結果に基づいて上記印刷マスクを印刷に使用可能な否かを判定する使用可否判定手段と、
該判定手段の判定結果を出力する判定結果出力手段と、を備えたことを特徴とする印刷装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかの印刷装置において、
上記抵抗測定手段の過去の測定結果を含む履歴情報を記憶する履歴情報記憶手段と、
該履歴情報記憶手段に記憶されている該履歴情報に基づいて、上記印刷マスクの寿命を予測する寿命予測手段と、
該寿命予測手段による該印刷マスクの寿命の予測結果を出力する寿命予測結果出力手段と、を備えたことを特徴とする印刷装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかの印刷装置において、
上記印刷マスクの基材は絶縁性樹脂シートであり、上記導電性被膜は、カーボンを含有する導電性樹脂で形成されていることを特徴とする印刷装置。
【請求項７】
複数の開口部が形成され表面に導電性被膜が設けられた印刷マスクの管理方法であって、
印刷に使用された印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定することを特徴とする印刷マスクの管理方法。
【請求項８】
請求項７の印刷マスクの管理方法であって、
上記印刷に使用された上記印刷マスクを洗浄し、該印刷マスクの洗浄後、該印刷マスクを次の印刷に使用する前に、該印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定することを特徴とする印刷マスクの管理方法。
【請求項９】
請求項７又は８の印刷マスクの管理方法において、
上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定結果を出力することを特徴とする印刷マスクの管理方法。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかの印刷マスクの管理方法において、
上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定結果と予め設定した判定基準値とを比較し、その比較結果に基づいて該印刷マスクを印刷に使用可能な否かを判定し、使用不可と判定した印刷マスクをその後の印刷に使用しないことを特徴とする印刷マスクの管理方法。
【請求項１１】
請求項７乃至９のいずれかの印刷マスクの管理方法において、
上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の過去の測定結果を含む履歴情報に基づいて、該印刷マスクの寿命を予測し、その印刷マスクの寿命の予測結果を出力することを特徴とする印刷マスクの管理方法。
【請求項１２】
請求項７乃至１１のいずれかの印刷マスクの管理方法において、
上記印刷マスクの基材は絶縁性樹脂シートであり、上記導電性被膜は、カーボンを含有する導電性樹脂で形成されていることを特徴とする印刷マスクの管理方法。
【請求項１】
複数の開口部が形成され表面に導電性被膜が設けられた印刷マスクを印刷対象物上にセットし、該印刷マスクの開口部に印刷物質を充填した後、該印刷マスクと該印刷対象物とを離間させることにより、該印刷対象物の被印刷面に該印刷物質を印刷する印刷装置であって、
上記印刷に使用された上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定する抵抗測定手段を備えたことを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
請求項１の印刷装置において、
上記印刷に使用された上記印刷マスクを洗浄する洗浄手段を備え、
該洗浄手段で該印刷マスクを洗浄した後、該印刷マスクを次の印刷に使用する前に、上記抵抗測定手段による該印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定を行なうことを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項１又は２の印刷装置において、
上記抵抗測定手段の測定結果を出力する測定結果出力手段を備えたことを特徴とする印刷装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの印刷装置において、
上記抵抗測定手段の測定結果と予め設定した判定基準値とを比較し、その比較結果に基づいて上記印刷マスクを印刷に使用可能な否かを判定する使用可否判定手段と、
該判定手段の判定結果を出力する判定結果出力手段と、を備えたことを特徴とする印刷装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかの印刷装置において、
上記抵抗測定手段の過去の測定結果を含む履歴情報を記憶する履歴情報記憶手段と、
該履歴情報記憶手段に記憶されている該履歴情報に基づいて、上記印刷マスクの寿命を予測する寿命予測手段と、
該寿命予測手段による該印刷マスクの寿命の予測結果を出力する寿命予測結果出力手段と、を備えたことを特徴とする印刷装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかの印刷装置において、
上記印刷マスクの基材は絶縁性樹脂シートであり、上記導電性被膜は、カーボンを含有する導電性樹脂で形成されていることを特徴とする印刷装置。
【請求項７】
複数の開口部が形成され表面に導電性被膜が設けられた印刷マスクの管理方法であって、
印刷に使用された印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定することを特徴とする印刷マスクの管理方法。
【請求項８】
請求項７の印刷マスクの管理方法であって、
上記印刷に使用された上記印刷マスクを洗浄し、該印刷マスクの洗浄後、該印刷マスクを次の印刷に使用する前に、該印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗を測定することを特徴とする印刷マスクの管理方法。
【請求項９】
請求項７又は８の印刷マスクの管理方法において、
上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定結果を出力することを特徴とする印刷マスクの管理方法。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかの印刷マスクの管理方法において、
上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の測定結果と予め設定した判定基準値とを比較し、その比較結果に基づいて該印刷マスクを印刷に使用可能な否かを判定し、使用不可と判定した印刷マスクをその後の印刷に使用しないことを特徴とする印刷マスクの管理方法。
【請求項１１】
請求項７乃至９のいずれかの印刷マスクの管理方法において、
上記印刷マスクの導電性被膜の電気抵抗の過去の測定結果を含む履歴情報に基づいて、該印刷マスクの寿命を予測し、その印刷マスクの寿命の予測結果を出力することを特徴とする印刷マスクの管理方法。
【請求項１２】
請求項７乃至１１のいずれかの印刷マスクの管理方法において、
上記印刷マスクの基材は絶縁性樹脂シートであり、上記導電性被膜は、カーボンを含有する導電性樹脂で形成されていることを特徴とする印刷マスクの管理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１４】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１４】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−４５８３８（Ｐ２００９−４５８３８Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１４３１１（Ｐ２００７−２１４３１１）
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（５９３１２８１７２）リコーマイクロエレクトロニクス株式会社 (52)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（５９３１２８１７２）リコーマイクロエレクトロニクス株式会社 (52)
【Ｆターム（参考）】
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