CN101384436B - 丝网印刷设备和丝网印刷方法 - Google Patents

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Abstract

一种便于调整填充膏料的状态的丝网印刷设备和丝网印刷方法。通过调整将在至少一部分形成有挠性区域的刮板(9a)压着到掩模(2)的表面的气压，刮板(9a)上下移动以基本上实时地顺着掩模(2)的表面的凹陷和凸起，且滑动时的迎角(θ)基本上维持恒定。由此，填充膏料的状态可以被稳定而不受到掩模(2)的表面的凹陷和凸起影响，且印刷质量的提升可以预期。此外，通过仅调整气压而在刮板(9a)内产生弯曲，且因此，可以依据膏料的种类和性能、掩模的厚度等印刷条件的变化而容易地改变迎角(θ)。

Description

丝网印刷设备和丝网印刷方法
技术领域
本发明涉及用于将糊状焊料(cream solder)等的膏料(paste)图案印刷(pattern printing)在基板上的丝网印刷设备和丝网印刷方法。
背景技术
在丝网印刷中，采用这样的方法，通过将焊料填充在形成于掩模的图案孔而将糊状焊料等的膏料图案印刷在基板的表面上，且因此，从印刷质量控制方面而言，将填充膏料的状态维持恒定是重要的。填充膏料的状态主要取决于刮板(squeegee)相对于掩模的表面的仰角(elevation angle)，该仰角也称为迎角(attack angle)，且因此，在背景技术中，提出了维持迎角恒定的技术(参考专利文献1)。根据该专利文献，通过气压将刮板压着到掩模的表面，其中该刮板的一个表面由固持件支撑以限制其弯曲，使得被设置在维持恒定迎角的状态的刮板顺着(follow)掩模的表面的凹陷和凸起。
专利文献1：JP-A-8-318613
发明内容
然而，根据背景技术，当膏料的种类或性能、掩模的厚度等的条件改变时，需要依据条件变化来调整填充膏料的状态，不过附着固持件的角度实际上需要变化以调整迎角。因此，在该变化之后的变化操作或者初始设置耗费时间和人力。
因此，本发明的目的是提供一种便于调整填充膏料的状态的丝网印刷设备和丝网印刷方法。
根据本发明的丝网印刷设备包括：掩模，形成有图案孔，该图案孔填充有膏料；刮板，在该掩模的表面上滑动，且通过在该刮板的至少一部分形成的挠性区域产生弯曲而能够调整到该掩模的表面的迎角；以及压着装置，用于通过气压将该刮板压着到该掩模的表面，其中该刮板的相对于该掩模的表面的该迎角通过调整该气压来调整。
根据本发明的丝网印刷方法，在将刮板压着到形成有图案孔的掩模的表面的同时滑动在至少一部分形成有挠性区域的刮板，并在维持该刮板相对于该掩模的表面的迎角恒定的状态下将膏料填充到该图案孔。
根据本发明，通过调整将在至少一部分形成有挠性区域的刮板压着到掩模的表面的气压，刮板上下移动以基本上实时地顺着掩模的表面的凹陷和凸起，且滑动时的迎角基本上维持恒定。由此，填充膏料的状态可以被稳定而不受到掩模的表面的凹陷和凸起影响，且印刷质量的提升可以预期。此外，通过仅调整气压而在刮板内产生弯曲，且因此，能够依据膏料的种类或性能、掩模的厚度等印刷条件的变化而容易地改变迎角。
附图说明
图1是根据本发明实施例的丝网印刷设备的正视图。
图2是根据本发明实施例的丝网印刷设备的正视图。
图3是根据本发明实施例的刮板单元的正视图。
图4是示出根据本发明实施例的刮板的操作的说明性视图。
具体实施方式
根据本发明实施例的丝网印刷设备将参考附图进行描述。
首先将解释该丝网印刷设备。在图1，丝网印刷设备1是将膏料图案印刷在印刷构件3上的设备，该印刷构件3置于形成有预定图案孔2a的掩模2。丝网印刷设备1是由下述部件构成：固持装置4，用于将印刷构件3固持在预定位置；升降装置5，用于升降由固持装置4固持的印刷构件3，使印刷构件3的表面与掩模2的背面接触和分离；支撑装置6，用于从印刷构件3的背面支撑印刷构件3；水平移动装置7，用于通过水平移动由固持装置4固持的印刷构件3来定位该印刷构件3和掩模；成像装置8，用于采集分别设置在印刷构件3和掩模2的位置识别标记(未示出)的图像；以及刮板单元9，用于将膏料填充到掩模2的图案孔2a。
固持装置4是由从两侧夹持印刷构件3的夹持机构构成，通过使一对夹持板4a、4b彼此靠近或者彼此分离而固持或者释放基板3。
升降装置5是由用于升降构成固持装置4的夹持机构的进给螺杆机构构成，通过沿正常方向和反方向切换进给螺杆5a的旋转，使由夹持机构固持的印刷构件3的表面与掩模2的背面接触和分离。
支撑装置6是由用于升降与印刷构件3的背面面接触的支撑块6a的进给螺杆机构构成，通过沿正常方向和反方向切换进给螺杆6b的旋转，使支撑块6a的表面与印刷构件3的背面接触和分离。
水平移动装置7是通过叠置X工作台7a和Y工作台7b以及θ工作台7c而构成，用于在水平面内移动和旋转由夹持机构固持的印刷构件3并相对于固定掩模2定位该印刷构件从而定位这两个构件。
成像装置8在掩模2和印刷构件3之间移动，通过分别朝上和朝下布置的两件CCD相机8a、8b来采集设于掩模2和印刷构件3的位置识别标记(未示出)的图像。当掩模2和印刷构件3彼此相对的位置通过处理所采集的图像的数据而被识别且其间的位置偏移被识别时，印刷构件3的水平位置通过水平移动装置7来校正。
刮板单元9是由下述部件构成：一对刮板9a、9b；用于升降刮板9a、9b的升降机构9c；以及用于沿掩模2的表面而水平地移动刮板9a、9b的水平移动机构9d。
根据如此构成的丝网印刷设备1，如下所述实施丝网印刷。在图2，印刷构件3的印刷面3a上升到与夹持板4a、4b的表面相同的高度，该印刷构件3在由夹持板4a、4b从两侧夹持的状态下设为与掩模2的背面接触，且在掩模2的表面上滑动的刮板9a填充膏料P到图案孔2a。当膏料P填充到所有图案孔2a时，刮板9a的滑动停止且基板3向下移动。由此，掩模2的背面和印刷构件3的印刷面3a被分离，且填充到图案孔的膏料P被印刷到印刷面3a。
从丝网印刷设备1取出如此印刷的基板3，并将新的一个基板3载入来取代其。尽管新的基板3类似地进行丝网印刷，膏料P通过刮板9a移动到掩模2的一侧；且因此，刮板9b取代刮板9a在掩模2的表面上滑动，且通过刮板9a移动到一侧的膏料P在沿着掩模2的表面沿反方向移动时被填充到图案孔2a。如此，在每次载入新的基板3时通过交替地在掩模2的表面上滑动刮板9a、9b，可以对多个基板3进行丝网印刷。
接着将解释升降机构。在图3，升降机构9c是由下述部件构成：气缸10、11；空气压力压缩设备12，用于供给压缩空气到气缸10、11；切换阀13，用于将供给压缩空气的目的地切换到气缸10和11的任意一个；以及活塞杆14、15，用于根据气缸10、11内部的气压来改变冲程量(stroke amount)。活塞杆14、15的前端附着有刮板固持件16、17，用于通过沿彼此相对的方向分别倾斜刮板9a、9b来固持该对刮板9a、9b。当气缸10的气压高于大气压时，活塞杆14沿下降方向进行冲程，且刮板9a的前端设为与掩模2的表面接触。即使在刮板9a的前端设为接触掩模2的表面之后，压缩空气继续供给到气缸10时，气缸10的气压增加且刮板9a压着到掩模2的表面。如此，升降机构9c作为用于通过气压将刮板9a、9b压着到掩模2的表面的压着装置。
由硬橡胶形成为类似平板(plate)形状的刮板9a、9b被使用且设置有挠性，且因此，依据压着力，弯曲发生于被压着到掩模2的表面的刮板9a、9b。相对于掩模2的表面的迎角θ与刮板9a的弯曲量相关联，且因此，通过增加或减小气缸10内的气压来改变从刮板9a到掩模2的表面的压着力F，可以调整迎角θ。
负荷单元18、19设置于活塞杆14、15的前端与刮板固持件16、17之间。负荷单元18、19将由压着力F沿垂直方向产生的刮板9a到掩模2的表面的应变转变为电压以发送到控制设备20。控制设备20作为检测装置，用于基于从负荷单元18、19发送的电压来检测将刮板9a、9b压着到掩模2的表面的压着力F。此外，通过控制驱动空气压力压缩设备12和切换阀13，控制设备20可以增大或减小刮板9a、9b的任意一个到掩模2的表面的压着力F，因此，刮板9a、9b的任意一个到掩模2的表面的迎角θ可以自由地调整。
此外，控制设备20作为用于基于检测的压着力F来调整气压的气压调整装置，通过检测当刮板9a滑动到掩模2的表面时由于掩模2的表面的凹陷和凸起引起的压着力F变动，增大或减小气缸10内部的气压来实施抑制压着力F变动的反馈控制。在图4，当在由压着力F1压着到掩模2的表面的状态下，在滑动刮板9a时在掩模2的表面上出现凸起形状的翘曲时，从掩模2到刮板9a的反作用力增大，结果，压着力F从F1增大至F2。控制设备20控制以减小气缸10内部的气压从而将压着力F2维持在初始压着力F1，且因此，刮板9a通过顺着掩模2的表面的凸起形状的翘曲而向上移动。
与此相反，当掩模2的表面上出现凹陷形状的翘曲时，从掩模2到刮板9a的反作用力减小，结果，压着力F从F1减小至F3。控制设备20控制以增大气缸10内部的气压从而将压着力F3维持在初始压着力F1，且因此，刮板9a通过顺着掩模2的表面的凹陷形状的翘曲而向下移动。这样，刮板9a通过基本上实时地顺着掩模2的表面的凹陷和凸起而上下移动(见箭头标记a)，且因此，刮板9a在滑动时的迎角θ基本上维持恒定。同样在刮板9b中，滑动时的迎角θ类似地基本上维持恒定。
此外，刮板9a、9b的整体可以不由硬橡胶形成，硬橡胶可以布置在沿上下方向划分的金属刮板之间。此外，可以使用具有挠性的金属刮板。也就是说，可以构建这样的模式构造，即，依据刮板9a或9b到掩模2的表面的压着力F的变化，通过在刮板至少一部分形成的挠性区域内产生弯曲而能够调整迎角θ。
这样，通过调整将在至少一部分形成有挠性区域的刮板9a压着到掩模2的表面的气压，刮板9a上下移动以基本上实时地顺着掩模2的表面的凹陷和凸起，且滑动时的迎角θ基本上维持恒定。由此，填充膏料的状态可以被稳定而不受到掩模2的表面的凹陷和凸起影响，且印刷质量的提升可以预期。此外，通过仅调整气压而在刮板9a内产生弯曲，且因此，可以依据膏料的种类和性能、掩模的厚度等印刷条件的变化而容易地改变迎角θ。
工业应用性
根据本发明，通过调整将在至少一部分形成有挠性区域的刮板压着到掩模的表面的气压，刮板上下移动以基本上实时地顺着掩模的表面的凹陷和凸起，且滑动时的迎角基本上维持恒定。由此，填充膏料的状态可以被稳定而不受到掩模的表面的凹陷和凸起影响，且印刷质量的提升可以预期。此外，通过仅调整气压而在刮板内产生弯曲，且因此，实现了能够依据膏料的种类和性能、掩模的厚度等印刷条件的变化而容易地改变迎角的优点，这对于丝网印刷领域中印刷质量的提升是有用的。

Claims (2)

1.一种丝网印刷设备，包括：
掩模，形成有图案孔，膏料填充到所述图案孔；
刮板，在所述掩模的表面上滑动，且通过在所述刮板的至少一部分形成的挠性区域产生弯曲而能够调整到所述掩模的表面的迎角；
压着装置，用于通过气压将所述刮板压着到所述掩模的表面，
检测装置，其设置在所述刮板和所述压着装置之间，用于检测将所述刮板压着到所述掩模的表面的压着力；以及
气压调整装置，用于基于由所述检测装置检测的所述压着力来调整所述气压，
其中所述刮板的到所述掩模的表面的所述迎角通过调整所述气压来调整，以及
其中所述气压调整装置通过基于当所述刮板在所述掩模的表面上滑动时由所述检测装置检测的所述压着力来调整所述气压，维持滑动所述刮板时的迎角恒定。
2.一种丝网印刷方法，包括以下步骤：
在将刮板压着到形成有图案孔的掩模的表面的同时滑动在至少一部分形成有挠性区域的所述刮板，以及
在维持所述刮板相对于所述掩模的表面的迎角恒定的状态下将膏料填充到所述图案孔，
其中所述刮板通过气压被压着到所述掩模的表面，
所述刮板相对于所述掩模的表面的所述迎角是通过调整所述气压来调整的，
通过设置在所述刮板和所述压着装置之间的检测装置检测所述刮板压着到所述掩模的表面的压着力，以及
在滑动所述刮板时的所述迎角通过基于所检测的压着力来调整所述气压而维持恒定。
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