CN103561954A

CN103561954A - 丝网印刷机及丝网印刷方法

Info

Publication number: CN103561954A
Application number: CN201280026725.7A
Authority: CN
Inventors: 友松道范; 大武裕治; 村上俊行; 村上稔; 前田亮
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2012-08-14
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2032-08-14
Also published as: CN103561954B; JP2013043418A; US20140102322A1; WO2013031113A1

Abstract

本发明提供一种丝网印刷机及丝网印刷方法，反复执行由如下工序构成的对于一个基板（2）的印刷作业，即：搬入基板（2）后（步骤ST1），使基板（2）的上表面与掩模（13）接触（步骤ST4），在与基板（2）接触的掩模（13）上使涂刷器（33b）滑动的刮涂动作进行一个来回，使掩模（13）上的膏（Pt）转印到基板（2）上（步骤ST7及步骤ST8），使基板（2）离开掩模（13）而进行脱版（步骤ST9），在搬出基板（2）的同时（步骤ST11），进行将附着在掩模（13）下表面的膏（Pt）去除的掩模清洁（步骤ST12）。

Description

丝网印刷机及丝网印刷方法

技术领域

本发明涉及一种使涂刷器在掩模上滑动而将掩模上的膏转印到基板上的丝网印刷机及丝网印刷方法。

背景技术

目前，作为在基板的电极上印刷焊膏等膏的装置，已知有丝网印刷机。丝网印刷机具备：与基板的上表面接触的掩模；通过进行使涂刷器在与基板接触的掩模上滑动的刮涂动作而将掩模上的膏转印到基板上的涂刷头；在进行了涂刷头将膏向基板转印后，使基板离开掩模而进行脱版的脱版机构，除此之外，还具备进行将由于涂刷头的刮涂动作而从掩模的开口部进入掩模下表面的膏擦拭除去的掩模清洁的清洁装置。

在这种丝网印刷机中，涂刷头一般具备两个涂刷器，重复进行如下的工序，即，在对一个基板进行了一次基于两个涂刷器中的一方的向一方向的刮涂动作后，对下一个基板进行基于另一涂刷器的向与上次相反的方向的刮涂动作。此外，还已知有如下的印刷机，即，对一个基板各进行一次上述两个涂刷器的刮涂动作（即对一个基板进行两次刮涂动作）而得到稳定的印刷状态（例如专利文献1）。

专利文献1：（日本）特开平7－89208号公报

但是，如上所述，若对一个基板进行两次刮涂动作，则产生每一个基板所需的印刷作业时间增加的问题。另一方面，若为了解决这样的问题而提高涂刷器的移动速度，则在一次刮涂动作中进入掩模下表面的膏量增大，在达到执行清洁装置的掩模清洁的规定刮涂动作次数（例如10次）之前，在基板的电极部附近容易产生“渗色”或“桥式突起”（ブリッジ）等，因此，印刷不良的发生率升高。

发明内容

因此，本发明目的在于提供一种确保稳定的印刷状态，同时能够抑制产生印刷不良的丝网印刷机及丝网印刷方法。

本发明第一方面的丝网印刷机具备：掩模，其与基板的上表面接触；涂刷头，其在与所述基板的上表面接触的所述掩模上连续地各进行一次使两个涂刷器中的一涂刷器向一方向滑动的第一刮涂动作及使两个涂刷器中的另一涂刷器向与第一刮涂动作时相反的方向滑动的第二刮涂动作，将所述掩模上的膏转印到所述基板上；脱版机构，其在所述涂刷头进行了所述膏向所述基板的转印之后，使所述基板离开所述掩模而进行脱版；清洁装置，其在每次进行所述脱版机构的脱版时都进行将附着在所述掩模下表面的所述膏去除的掩模清洁。

本发明第二方面的丝网印刷方法，反复执行由下述工序构成的对于一个基板的印刷作业，即：搬入基板的工序；使搬入的所述基板的上表面与掩模接触的工序；在与所述基板接触的所述掩模上连续地各进行一次使两个涂刷器中的一涂刷器向一方向滑动的第一刮涂动作及使两个涂刷器中的另一涂刷器向与第一刮涂动作时相反的方向滑动的第二刮涂动作，将所述掩模上的膏转印到所述基板上的工序；在使所述膏转印到所述基板上后，使所述基板离开所述掩模而进行脱版的工序；在进行了所述基板的脱版后，将所述基板搬出的工序；将附着在进行了所述基板的脱版的所述掩模下表面的所述膏去除的掩模清洁的工序。

本发明第三方面的丝网印刷方法，在第二方面的基础上，与所述基板的搬出同时进行所述掩模清洁。

在本发明中，由于对一个基板进行两次刮涂动作，故而能够确保稳定的印刷状态，由于每完成一个基板的印刷（即在下一个基板的印刷开始之前）都进行掩模清洁，故而不易产生印刷不良。在此，由于掩模清洁是在比以往少的次数（两次）的刮涂动作结束的时刻进行的，故而掩模清洁所需的时间较短，也能够在执行基板的搬出动作的过程中完成掩模清洁。此外，由于是在比以往少的次数的刮涂动作结束的时刻进行掩模清洁，故而在一次刮涂动作中进入掩模下表面的膏的允许量增大，相应地，能够加快涂刷器的移动速度，故而能够缩短每一个基板所需的印刷作业时间，提高基板的生产性。

附图说明

图1是本发明一实施方式的丝网印刷机的主要部分的立体图；

图2是本发明一实施方式的丝网印刷机的主要部分侧视图；

图3是表示本发明一实施方式的丝网印刷机的丝网印刷作业的执行顺序的流程图；

图4（a）、（b）是本发明一实施方式的丝网印刷机的丝网印刷作业的执行顺序的说明图；

图5（a）、（b）是本发明一实施方式的丝网印刷机的丝网印刷作业的执行顺序的说明图；

图6（a）、（b）是本发明一实施方式的丝网印刷机的丝网印刷作业的执行顺序的说明图；

图7是通过本发明一实施方式的丝网印刷机利用所具备的掩模清洁器进行掩模清洁的状态的图。

标记说明

1：丝网印刷机

2：基板

13：掩模

14：基板保持单元移动机构（脱版机构）

16：涂刷头

18：掩模清洁器（清洁装置）

33b：涂刷器

Pt：膏

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在图1及图2中，丝网印刷机1执行对设于基板2上的多个电极3分别进行丝网印刷焊膏等膏Pt的丝网印刷作业，其具备：基台11、设于基台11上方的一对掩模架12、利用掩模架12保持水平姿势并与基板2的上表面接触的掩模13、设于基台11上的基板保持单元移动机构14、在掩模13的下方通过基板保持单元移动机构14移动的基板保持单元15、设于掩模13的上方的涂刷头16、设于基板保持单元15与掩模13之间的区域的照相机单元17、进行掩模13的下表面的清洁（掩模清洁）的掩模清洁器18以及对上述各部进行动作控制的控制装置19。

在图1中，掩模架12由在基台11的上方水平且平行地延伸设置的一对轨道状部件构成，掩模13由金属板部13a和片状部13b构成，金属板部13a由具有与基板2上的各电极3对应的多个开口部13h的矩形薄金属板构成，片状部13b为支承金属板部13a的四边并且向金属板部13a的外侧扩展延伸的树脂（例如聚酯纤维）制的部件。片状部13b的外周（四边）由在俯视下为矩形状的掩模框13W支承，掩模框13W的四边中相对的两边由掩模架12支承。

在图1中，在基板2上的一个对角位置设有两个基板侧标记2m，在掩模13的金属板部13a上，与两个基板侧标记2m对应而设有两个掩模侧标记13m。若在使两个基板侧标记2m与两个掩模侧标记13m上下一致的状态下使基板2与掩模13接触，则成为基板2的电极3和掩模13的开口部13h吻合的状态。

基板保持单元移动机构14由XYZ机械手构成，如图1及图2所示，基板保持单元15由以下部件构成，即：通过基板保持单元移动机构14形成向水平面内（XY面内）的方向的移动（也包含旋转）及上下方向（Z轴方向）的移动的单元基座21、安装在单元基座21上并向水平面内的一方向（X轴方向）搬运基板2的一对输送机22、设于单元基座21上的下方支承部升降缸23、通过下方支承部升降缸23来升降的下方支承部24以及开闭自由地设在与基板2的搬运方向（X轴方向）正交的水平面内方向（Y轴方向）的一对夹持部件25。

一对输送机22进行向水平面内的一方向（X轴方向）搬运基板2和向规定的作业位置（图1所示的位置）的定位。下方支承部24按照通过下方支承部升降缸23来升降并定位于作业位置的基板2的两端从输送机22向上方离开的方式从下方抬起支承基板2，一对夹紧部件25从Y轴方向夹着（夹持）保持由下方支承部24抬起支承的基板2的两侧部。这样，基板保持单元15作为通过输送机22搬入基板2并进行保持的基板保持部发挥作用。

基板保持单元移动机构14使保持有基板2的基板保持单元15移动而使基板2与掩模13接触、离开。

在图1及图2中，涂刷头16包括板状的基座部31、安装在基座部31上的两个涂刷器升降缸32及通过两个涂刷器升降缸32的动作而在基座部31的下方进行上下移动的两个涂刷单元33。涂刷头16（基座部31）通过由未图示的执行器等构成的涂刷头移动机构34，相对于掩模13在水平方向（Y轴方向）往复移动。

在图1及图2中，各涂刷单元33由安装于涂刷器升降缸32的活塞杆32a并沿X轴方向延伸的涂刷器架33a和由安装在涂刷器架33a上的薄板部件构成的涂刷器33b构成。各涂刷单元33通过涂刷器升降缸32的活塞杆32a向下方的伸出和缩回动作而在基座部31的下方进行升降，但由于掩模13和基座部31的上下方向的相对位置不发生变化，故而通过使各涂刷单元33相对于基座部31下降，能够使涂刷器33b从上方与掩模13抵接。

进行丝网印刷机1的操作的操作者（未图示）通常位于两个涂刷器33b相对的方向（Y轴方向）的一侧，在以下的说明中，将操作者所处的一侧设为丝网印刷机1的前方，将其相反侧设为丝网印刷机1的后方。

在图1及图2中，照相机单元17包括使拍摄视野朝向下方的下方摄像照相机17a和使拍摄视野朝向上方的上方摄像照相机17b。照相机单元17利用由未图示的执行器等构成的照相机移动机构17M（图2）在基板保持单元15与掩模13之间的区域在水平面内方向进行移动。

掩模清洁器18由在与掩模13平行的方向（Y轴方向）及上下方向（Z轴方向）自如移动地设置的、俯视下的截面为矩形的筒状部件构成的喷嘴部41的上端部，架设有纸部件42。纸部件42的架设在喷嘴部41上端部的部分为与掩模13的下表面接触而擦拭附着在掩模13下表面的膏Pt的残渣的擦拭区域R。

掩模清洁器18可以进行向平面内方向移动和向上下方向的移动，在由喷嘴部41的上端部将纸部件42按压在掩模13的下表面的状态下沿Y轴方向移动，由此，将附着在掩模13下表面的膏Pt擦掉。纸部件42的擦拭区域R可通过由一对辊部件43卷取纸部件42来更新。

在图2中，在喷嘴部41内设有未图示的吸气管道，通过经由纸部件42的擦拭区域R向吸气管道内吸引空气，能够提高纸部件42的膏Pt的擦拭效果。

基板保持单元15的输送机22对基板2的搬运及向作业位置的定位动作、下方支承部24对位于作业位置的基板2的下方支承动作及一对夹持部件25的夹持动作，通过由控制装置19对由包含上述下方支承部升降缸23的执行器等构成的基板保持机构15M（图2）进行动作控制来实现，保持有基板2的基板保持单元15的水平面内方向及上下方向的移动动作通过由控制装置19对上述基板保持单元移动机构14进行动作控制来实现。

涂刷头16（基座部31）向Y轴方向的往复移动动作通过由控制装置19对上述涂刷头移动机构34进行动作控制来实现，各涂刷单元33（因此为涂刷器33b的）相对于基座部31的升降动作通过由控制装置19对两个涂刷器升降缸32进行动作控制来实现。

照相机单元17在水平面内的移动动作通过由控制装置19对上述照相机移动机构17M进行动作控制来实现。下方摄像照相机17a的摄像动作的控制和上方摄像照相机17b的摄像动作的控制分别通过控制装置19来进行，由下方摄像照相机17a的摄像动作获得的图像数据和由上方摄像照相机17b的摄像动作获得的图像数据分别发送给控制装置19，在控制装置19的图像识别部19a（图2）进行图像识别处理。

掩模清洁器18的水平面内的移动机构兼用作照相机移动机构17M，掩模清洁器18向水平面内方向的移动动作通过由控制装置19对照相机移动机构17M进行动作控制来进行。掩模清洁器18向上下方向的移动动作和纸部件42的卷取动作及经由纸部件42的膏Pt的吸引动作，通过由控制装置19对未图示的执行器等构成的清洁器动作机构18M（图2）进行动作控制来进行。

接着，添加图3的流程图及图4（a）、（b）～图7的说明图对丝网印刷机1的丝网印刷作业（丝网印刷方法）的执行顺序进行说明。丝网印刷机1的控制装置19若检测到从设置在丝网印刷机1的上游侧的其它装置等（未图示）送来基板2，则使基板保持单元15的输送机22动作，将基板2搬入丝网印刷机1内（图3所示的步骤ST1），对基板保持机构15M进行动作控制而保持基板2（图4（a）。图3所示的步骤ST2）。

在此，基板2的保持具体而言通过以下动作而进行，即：通过下方支承部升降缸23将下方支承部24推起而将基板2抬起至从输送机22浮起的状态（图4（a）中所示的箭头A1），并且向闭合的方向驱动一对夹持部件25而夹入基板2的两端（图4（a）中所示的箭头B1）。

控制装置19在保持了基板2之后，对照相机移动机构17M进行动作控制，使下方摄像照相机17a位于设在基板2上的基板侧标记2m的正上方之后，使下方摄像照相机17a对基板侧标记2m进行摄像，由其图像数据把握基板2的位置，并且使上方摄像照相机17b位于设在掩模13上的掩模侧标记13m的正下方之后使上方摄像照相机17b对掩模侧标记13m进行摄像，由其图像数据把握掩模13的位置。然后，使基板保持单元15在水平面内方向移动，使基板侧标记2m和掩模侧标记13m上下相对，进行基板2相对于掩模13的水平面内方向的对位（图3所示的步骤ST3）。

控制装置19在基板2相对于掩模13的对位结束之后，对基板保持单元移动机构14进行动作控制，使基板保持单元15相对于基台11上升（图4（b）中所示的箭头C1），并使基板2的上表面（及一对夹持部件25的上表面）从下方与掩模13的金属板部13a的下表面接触（图4（b）。图3所示的步骤ST4）。由此，成为基板2上的电极3和掩模13的开口部13h一致的状态。

在基板2与掩模13接触之后，在与控制装置19连接的显示装置DP（图2）上显示促使操作者供给膏Pt的信息（图3所示的步骤ST5）。对此，操作者看到当前残留在掩模13上的膏Pt，基于该膏Pt的量来判断是否应进行膏Pt的供给（补充）。而且，在判断为应进行膏Pt的供给时，通过另外准备的未图示的膏供给注射器，向掩模13上供给膏Pt。而且，在膏Pt的供给结束后，进行与控制装置19相连的再次动作按钮BT（图2）的操作。操作者在判断为不需要进行膏Pt的供给的情况下，也进行再次动作按钮BT的操作。

在步骤ST5中，控制装置19在显示装置DP显示了促进膏Pt的供给的信息后，隔一定时间进行是否操作再次动作按钮BT的判断（图3所示的步骤ST6），在基于来自再次动作按钮BT的信号输出检测到由操作者进行了再次动作按钮BT的操作时，控制装置19连续地进行两个涂刷器33b中的位于前方一侧的涂刷器33b（以下称为前方的涂刷器33b）的刮涂动作（图3所示的步骤ST7）和两个涂刷器33b中位于后方一侧的涂刷器33b（以下称为后方的涂刷器33b）的刮涂动作（图3所示的步骤ST8）。

在此，在前方的涂刷器33b的刮涂动作中，控制装置19使涂刷头16位于前方的夹持部件25的上方之后，使前方的涂刷器33b下降，使前方的涂刷器33b的下端与同夹持部件25接触的掩模13的上表面抵接，然后使涂刷头16向后方移动（图5（a）。图中所示的箭头D1）。而且，在前方的涂刷器33b到达后方的夹持部件25上之后，使前方的涂刷器33b上升至原来的位置。另一方面，在后方的涂刷器33b的刮涂动作中，控制装置19在使涂刷头16位于后方的夹持部件25的上方之后，使后方的涂刷器33b下降，使后方的涂刷器33b的下端与同夹持部件25接触的掩模13的上表面抵接，然后使涂刷头16向前方移动（图5（b）。图中所示的箭头D2。）而且，在后方的涂刷器33b到达前方的夹持部件25上之后，使后方的涂刷器33b上升至原来的位置。

这样，涂刷头16在与基板2的上表面接触的掩模13上连续地各进行一次使两个涂刷器33b中的一个（前方的涂刷器33b）向水平面内的一方向（后方）滑动的第一刮涂动作及使两个涂刷器33b中的另一个（后方的涂刷器33b）向与第一刮涂动作时相反的方向（前方）滑动的第二刮涂动作，将掩模13上的膏Pt转印到基板2上。

在步骤ST7的前方的涂刷器33b的刮涂动作和步骤ST8的后方的涂刷器33b的刮涂动作结束后，控制装置19使基板保持单元移动机构14动作而使基板保持单元15下降（图6（a）中所示的箭头C2），进行基板2的脱版（图6（a）。图3所示的步骤ST9）。

这样，在本实施方式中，在进行了涂刷头16向基板2转印膏Pt之后，基板保持单元移动机构14作为使基板2离开掩模13而进行脱版的脱版机构发挥作用。

在进行了基板2的脱版之后，控制装置19使基板保持机构15M动作而将一对夹持部件25打开后（图6（b）中所示的箭头B2），使下方支承部24下降（图6（b）中所示的箭头A2），将基板2的两端落到一对输送机22上。由此，解除基板保持单元15对基板2的保持（图6（b）。图3所示的步骤ST10）。

在解除了基板2的保持后，控制装置19使基板保持单元移动机构14动作而使基板保持单元15在水平面内移动，在调整好输送机22的朝向后，使输送机22动作而将基板2向丝网印刷机1的外部搬出（图3所示的步骤ST11）。

在此，在进行了步骤ST9的脱版后，控制装置19并行进行步骤ST10的基板2的保持的解除动作及步骤ST11的基板2的搬出动作，利用掩模清洁器18擦拭附着在掩模13下表面的膏Pt的残渣，执行清洁掩模13下表面的掩模清洁（图3所示的步骤ST12）。

在该掩模清洁动作中，控制装置19对照相机移动机构17M和清洁器动作机构18M进行动作控制，将掩模清洁器18所具备的纸部件42的擦拭区域R压靠在掩模13的下表面后，使喷嘴部41在水平面内方向（Y轴方向）移动（图7中所示的箭头E），利用纸部件42擦拭附着在掩模13下表面的膏Pt的残渣。在此，控制装置19在进行上述掩模清洁时，进行经由喷嘴部41内的吸气管道的空气的吸引动作。控制装置19在粘到纸部件42的擦拭区域R的膏Pt增多时，进行纸部件42的卷取，对纸部件42的擦拭区域R进行更新。

这样，在本实施方式中，掩模清洁器18成为在每次进行作为脱版机构的基板保持单元移动机构14的脱版时，都进行去除附着在掩模13下表面的膏Pt的掩模清洁的清洁装置。

在将基板2搬出后，控制装置19判断除此之外是否还有要实施丝网印刷的基板2（图3所示的步骤ST13）。其结果是，在除此之外还有要实施丝网印刷的基板2的情况下，返回步骤ST1并搬入新的基板2，在除此之外没有要实施丝网印刷的基板2的情况下，结束一系列的丝网印刷作业。

这样，在本实施方式的丝网印刷机1中，控制装置19反复执行由以下一系列动作构成的对于一个基板2的印刷作业（步骤ST1～步骤ST12），即：输送机22搬入基板2后，基板保持单元15及基板保持单元移动机构14保持该搬入的基板2并使该基板2与掩模13接触，涂刷头16在与基板2接触的掩模13上连续地各进行一次使两个涂刷器33b中的一个（前方的涂刷器33b）向一方向滑动的第一刮涂动作及使两个涂刷器33b中的另一个（后方的涂刷器33b）向与第一刮涂动作时相反的方向滑动的第二刮涂动作，将掩模13上的膏Pt转印到基板2上后，基板保持单元15使基板2离开掩模13而进行脱版，输送机22搬出基板2，同时，掩模清洁器18进行将附着在掩模13的下表面的膏Pt去除的掩模清洁。

而且，本实施方式的丝网印刷方法反复进行由如下工序构成的对于一个基板2的印刷作业，即：搬入基板2的工序（步骤ST1）；使搬入的基板2与掩模13接触的工序（步骤ST4）；在与基板2接触的掩模13上连续地各进行一次使两个涂刷器33b中的一个向一方向滑动的第一刮涂动作及使两个涂刷器33b中的另一个向与第一刮涂动作时相反的方向滑动的第二刮涂动作，将掩模13上的膏Pt转印到基板2上的工序（步骤ST7及步骤ST8）；在将膏Pt转印到基板2上后，使基板2从掩模13离开而进行脱版的工序（步骤ST9）；在进行基板2的脱版后搬出基板2的工序（步骤ST11）以及将附着在进行了基板2的脱版后的掩模13下表面的膏Pt去除的掩模清洁的工序（步骤ST12）。

这样，在本实施方式的丝网印刷机1（丝网印刷机1的丝网印刷方法）中，由于对于一个基板2进行两次刮涂动作，故而能够确保稳定的印刷状态，且由于每结束一个基板2的印刷（即在下一个基板2的印刷开始之前）时都进行掩模清洁，故而不易产生印刷不良。

在此，在本实施方式中，与步骤ST11的基板2的搬出并行进行步骤ST12的掩模清洁，但由于掩模清洁是在比以往少的次数（两次）的刮涂动作结束的时刻进行的，故而掩模清洁所需的时间较短，在基板2的搬出动作的执行过程中也可以完成掩模清洁。

此外，由于在比以往少的次数的刮涂动作结束的时刻进行掩模清洁，故而在一次刮涂动作中进入掩模13下表面的膏Pt的允许量增大，相应地，能够加快涂刷器33b的移动速度，故而能够缩短每一个基板2所需的印刷作业时间，提高基板2的生产性。

本申请基于2011年8月26日提出申请的日本专利申请（特愿2011－184412），在此作为参照而引入其内容。

工业上的可利用性

本发明提供一种能够确保稳定的印刷状态，并且能够抑制印刷不良的产生的丝网印刷机及丝网印刷方法。

Claims

1.一种丝网印刷机，其特征在于，具备：

掩模，其与基板的上表面接触；

涂刷头，其在与所述基板的上表面接触的所述掩模上连续地各进行一次使两个涂刷器中的一涂刷器向一方向滑动的第一刮涂动作及使两个涂刷器中的另一涂刷器向与第一刮涂动作时相反的方向滑动的第二刮涂动作，将所述掩模上的膏转印到所述基板上；

脱版机构，其在所述涂刷头进行了所述膏向所述基板的转印之后，使所述基板离开所述掩模而进行脱版；

清洁装置，其在每次进行所述脱版机构的脱版时都进行将附着在所述掩模下表面的所述膏去除的掩模清洁。

2.一种丝网印刷方法，其特征在于，反复执行由下述工序构成的对于一个基板的印刷作业，即：

搬入基板的工序；

使搬入的所述基板的上表面与掩模接触的工序；

在与所述基板接触的所述掩模上连续地各进行一次使两个涂刷器中的一涂刷器向一方向滑动的第一刮涂动作及使两个涂刷器中的另一涂刷器向与第一刮涂动作时相反的方向滑动的第二刮涂动作，将所述掩模上的膏转印到所述基板上的工序；

在使所述膏转印到所述基板上后，使所述基板离开所述掩模而进行脱版的工序；

在进行了所述基板的脱版后，将所述基板搬出的工序；

将附着在进行了所述基板的脱版的所述掩模下表面的所述膏去除的掩模清洁的工序。

3.如权利要求2所述的丝网印刷方法，其特征在于，与所述基板的搬出同时进行所述掩模清洁。