CN111492724B - 支撑块和丝网印刷机 - Google Patents

Abstract

丝网印刷机具有：掩模保持装置，保持掩模；基板保持装置，将从下方支撑的基板按着水平方向进行把持；定位装置，将基板与掩模相对地定位；刮板装置，对上述掩模涂抹膏状焊料；及控制装置，对上述各装置进行驱动控制，上述基板保持装置具有：升降台，能够通过升降机构进行上下方向上的定位；及支撑块，具备：搭载面，供基板载置；设置面，与上述搭载面平行且在上述搭载面的相反侧；多个吸附孔，在上述搭载面与上述设置面之间的厚度方向上贯通；及腔室用凹部，以包围上述多个吸附孔的位置的方式形成于上述设置面侧，通过在上述升降台的上表面重叠上述支撑块，而构成基于上述腔室用凹部的气室。

Description

支撑块和丝网印刷机

技术领域

本发明涉及用于真空吸附基板的支撑块及具备该支撑块的丝网印刷机。

背景技术

在丝网印刷机中，在形成有印刷图案孔的掩模的下方配置基板，在该掩模上涂抹膏状焊料。通过将膏状焊料透过印刷图案孔涂布于基板，而对该基板进行符合印刷图案的印刷。此时，如果印刷时的掩模与基板的紧贴度存在误差，则会引起在印刷图案产生洇渗等印刷不良。因此，对于基板和掩模分别要求位置精度，但根据基板不同也存在产生挠曲的基板，有时也无法得到满足要求的精度。因此，在丝网印刷机中，使用通过抽真空来吸附保持基板，从而实现印刷时的基板的平面度的支撑块。

下述专利文献1公开了与支撑块有关的技术。该支撑块是在上表面载置基板的板状的块体，形成有避让孔以避免与安装于基板的主表面的部件接触。支撑块重叠在底板的上方，通过螺纹固定而与该底板成为一体。在底板上在上表面侧形成有凹部，通过被支撑块堵塞而构成气室。另外，在底板上在下表面侧开设有连结孔，经由该连结孔而通过真空泵进行抽真空。并且，在支撑块上在与凹部重叠的位置形成有多个吸附孔，因此经由该吸附孔对基板进行真空吸附。

现有技术文献

专利文献1：日本特开平09-008499号公报

发明内容

发明所要解决的课题

根据上述以往例，底板的凹部内被抽真空，并经由支撑块的吸附孔而对基板进行真空吸附，由此即使是产生了挠曲的基板，也能够仿形于支撑块上表面而被修正为平面状。但是，以往的支撑块与底板成为一体，通过凹部构成进行抽真空时的气室。也就是说，由两个部件构成，实际上，底板被固定于例如升降机构的升降台。如果专利文献1所记载的底板兼作升降台，则在根据生产的基板不同而需要进行支撑块的变更的情况下，该底板也必须更换，从而换产调整成为复杂的作业。

以往的支撑块是由两个部件构成的结构。因此，难以高精度地实现支撑块的高度精度和载置基板的上表面的平行度。由于印刷时的基板高度以数十微米的单位进行调整，因此如果支撑块与底板的尺寸公差叠加，则难以获得如上述那样要求的精度的高度和平面度。在上述专利文献1中还公开了构成气室的凹部为矩形形状的支撑块。但是，当凹部的面积变大时，抽真空时的受压面积变大，支撑块容易产生挠曲，会使对于基板的印刷的精度下降。

因此，为了解决上述课题，本发明的目的在于提供一种由形成有气室用的凹部的一个部件构成的支撑块及具备该支撑块的丝网印刷机。

用于解决课题的技术方案

本发明的一个方式中的支撑块具有：搭载面，供基板载置；设置面，与上述搭载面平行且在上述搭载面的相反侧；多个吸附孔，在上述搭载面与上述设置面之间的厚度方向上贯通；及腔室用凹部，以包围上述多个吸附孔的位置的方式形成于上述设置面侧。

本发明的另一个方式中的丝网印刷机具有：掩模保持装置，保持掩模；基板保持装置，将从下方支撑的基板沿着水平方向进行把持；定位装置，将由上述基板保持装置把持的基板与上述掩模保持装置的掩模相对地定位；刮板装置，对上述掩模涂抹膏状焊料；及控制装置，对上述各装置进行驱动控制，上述基板保持装置具有：升降台，能够通过升降机构进行上下方向上的定位；及支撑块，具备：搭载面，供基板载置；设置面，与上述搭载面平行且在上述搭载面的相反侧；多个吸附孔，在上述搭载面与上述设置面之间的厚度方向上贯通；及腔室用凹部，以包围上述多个吸附孔的位置的方式形成于上述设置面侧，对于在上述升降台的上表面重叠上述支撑块而形成的基于上述腔室用凹部的气室，经由贯通上述升降台地形成的吸入孔而连接有减压机。

发明效果

根据所述结构，通过将支撑块以使设置面相接的方式重叠在升降台上，利用形成于设置面侧的腔室用凹部而与升降台之间构成气室，载置于支撑块的搭载面的基板通过对气室的抽真空而被真空吸附。此时，由于支撑块由一个部件构成，所以与以往的两个部件的支撑块不同，能够实现与高度尺寸、搭载面的平行度有关的精度，从而能够获得高的印刷质量。

附图说明

图1是简易地表示丝网印刷机的一个实施方式的内部结构的图。

图2是表示支撑块的一个实施方式的剖视图。

图3是表示支撑块的一个实施方式的立体图。

图4是表示形成于支撑块的腔室用凹部的例子的图。

图5是表示以往的支撑块的剖视图。

具体实施方式

下面，参照附图来对本发明的支撑块及丝网印刷机的一个实施方式在以下进行说明。图1是简易地表示丝网印刷机的内部结构的图，从作为基板的输送方向的机身宽度方向进行表示。该丝网印刷机1对基板10印刷膏状焊料，与例如检查印刷状态的焊料检查机和对基板进行电子元件的安装的元件安装机等一起构成电路基板生产线。

丝网印刷机1的内部结构整体由未图示的机身罩覆盖。在该机身罩上在机身宽度方向的两侧面形成有输送口，进行基板10的搬入和搬出。另外，在本实施方式中，将丝网印刷机1的机身前后方向作为Y轴方向，将贯穿附图的机身宽度方向作为X轴方向，并将机身高度方向作为Z轴方向来进行说明。

丝网印刷机1将基板10输送到设置在机内的掩模20的下方，并使膏状焊料从掩模20的上表面侧通过印刷图案孔，涂布于下侧的基板10而形成印刷图案。因此，在丝网印刷机1的机内上部侧，掩膜经由框体而保持于在机身宽度方向上配置的一对掩模支架3。在掩模支架3的上方侧，组装有能够沿着机身前后方向移动的刮板装置4。另一方面，在掩模支架3的下方侧，在升降装置8上组装有使基板10在机身宽度方向上搬入和搬出的基板输送装置5、用于在机身前后方向上夹紧基板2的夹紧装置6及使基板10向夹紧位置上下移动的支撑装置7等。

升降装置8具备沿着垂直的导轨11滑动的升降台12，该升降台12经由滚珠丝杠机构13而与升降用电动机14连结。在升降台12的上方经由支撑台15而搭载有基板输送装置5和夹紧装置6等。在支撑台15上在机身前后方向(Y轴方向)上设有一对掩模支撑件21，在各掩模支撑件21的上表面固定有与掩模20接触的掩模支撑板24。设于附图右侧的掩模支撑件21的滚珠丝杠机构由伺服电动机驱动，能够调整与附图左侧的掩模支撑件21之间的距离。

夹紧装置6在与基板10的输送方向正交的机身前后方向上具有一对侧框架25，并组装在支撑台23上。设于附图右侧的侧框架25的滚珠丝杠机构由伺服电动机驱动，能够调整与附图左侧的侧框架25之间的距离。在各侧框架25的上端部形成有夹紧部27，能够通过缩短夹紧部27彼此之间的距离来把持基板10。

在侧框架25的内侧组装有由输送带28构成的基板输送装置5，而且还设有用于使所输送的基板10相对于夹紧部27在正确的位置被把持的支撑装置7。支撑装置7构成为搭载有支撑块32的升降台31经由滚珠丝杠机构而能够通过伺服电动机33进行升降。并且，具备支撑装置7的夹紧装置6构成为其支撑台23经由滚珠丝杠机构而被支撑，并通过伺服电动机34进行升降。

保持于支撑装置7等的基板10通过相对于掩模20进行升降装置8的升降及与掩模20之间的位置调整的校正装置来进行定位。设置有支撑台15能够相对于升降台12在X方向、Y方向及θ方向上进行位置调整的结构，进行基板10与掩模20的对准。另外，X方向、Y方向及θ方向的位置调整也可以设为在保持有掩模20的掩模支架3上构成校正装置的方式。

刮板装置4以一对刮板能够相对于行进台35进行升降的状态搭载。行进台35以能够滑动的方式组装于导杆36，通过由与导杆36平行的丝杠轴37构成的滚珠丝杠机构，利用伺服电动机的驱动而能够进行机身前后方向上的直线移动。并且，在这样的丝网印刷机1中搭载有控制整体的驱动的控制装置9，来对各装置的驱动部进行驱动控制。

另外，基板10的上下方向上的定位通过对支撑装置7和夹紧装置6的伺服电动机33、34进行驱动控制来进行。而且，由于其定位精度为数十微米的单位，因此有时不能允许基板10自身的挠曲。因此，在支撑装置7中，作为直接支撑基板10的结构，除了支撑销以外，还可以替换成用于进行真空吸附的支撑块32。并且，为了对由支撑块32构成的气室内进行抽真空，在升降台31上安装有空气软管38，并连接有真空泵40。

构成气室的以往的支撑块如在上述课题中所描述的那样，由两个部件构成，因此难以实现数十微米的单位的精度，也成为加工成本上升的主要原因。图5是表示能够组装于本实施方式的支撑装置7的以往的支撑块的剖视图。在升降台31上形成有在厚度方向上贯通的吸入孔41，并从下方安装有与真空泵40连接的空气软管38。并且，吸入孔41与支撑块100的气室103连通。

支撑块100是与基板10的大小对应的面积的板状块，在上下的厚度方向上分割成两部分。也就是说，在支撑块100中，盖状的上表面构件101重叠于碗型的基座构件102，两者被螺纹固定而成为一体，在其内部形成成为气室103的空间。在基座构件101的底部形成有连接孔105，支撑块100以使该连接孔105与升降台31的吸入孔41重叠的方式配置。另一方面，在上表面构件102上形成有多个用于避让安装于基板10的主表面的电子元件的避让孔106和用于对基板10进行真空吸附的吸附孔107。

支撑块100的厚度尺寸A为30mm，其中基座构件101的厚度尺寸B被设计成20mm的厚度，上表面构件102的厚度尺寸C被设计成10mm的厚度。但是，在加工基座构件101和上表面构件102时会产生尺寸公差，因此即使各构件在公差范围内，也存在两个部件的合计、即作为支撑块100而超过允许范围的误差的情况。另外，电子元件的准确的安装除了要求厚度尺寸以外，还要求基板10平行，但即使在实现支撑块100的搭载面108的平行度的情况下，基座构件101与上表面构件102的重合也会降低精度。

与此相对，图2是表示本实施方式的支撑块32的剖视图，图3是相同的支撑块32的立体图。支撑块32通过一个部件与图5所示的以往例相同地厚度尺寸被设计成30mm的结构。支撑块32是与作为对象的基板10的大小对应的面积的板状块。在作为其上表面的搭载面51，以预定的深度形成有多个用于避让安装于基板10的主表面的电子元件的避让孔52，另外，形成有多个用于对基板10进行真空吸附的吸附孔53。

搭载面51的相反侧的背面是与升降台31的上表面直接接触的设置面54。搭载面51及设置面54是平行的面，支撑块32以恒定的厚度形成。并且，本实施方式的支撑块32在设置面54侧形成有腔室用凹部55。在此，图4是表示三个图案的腔室用凹部的支撑块32的设置面54侧俯视图。

腔室用凹部55(551、552、553)以包围多个吸附孔53的全部位置的方式形成。图4所示的腔室用凹部551、552、553的多个吸附孔53的位置相同。但是，吸附孔53的位置根据形成于搭载面51侧的避让孔52的位置和大小而不同，因此腔室用凹部55的大小和形状各不相同。关于这一点，形成于设置面54整体的图案A的腔室用凹部551的形状、具体而言是包围多个吸附孔53的全部位置的矩形形状为一般的形状。另一方面，图案B、C的腔室用凹部552、553为将多个吸附孔53的全部位置相连的槽形状，根据吸附孔53的位置而变化。

关于支撑块32，如图2所示，支撑块32使设置面54在下而与升降台31的上表面重叠，向下方开放的腔室用凹部55被堵住而形成作为气室58的空间。此时，气室58与升降台31的吸入孔41连通，而且还经由空气软管38而与真空泵40连接。在升降台31的上表面突出设置有两处定位突起42，以将支撑块32安装于固定位置。另一方面，在支撑块32是在设置面54侧形成有两处定位孔56。在换产调整时，以使定位突起42进入定位孔56的方式将支撑块32配置在升降台31的上表面的固定位置。

接着，对丝网印刷机1的作用进行说明。在丝网印刷机1中，基板10由输送带28输送至侧框架25之间，升降台31通过伺服电动机33的驱动而上升，基板10由支撑块32从输送带28抬起。此时，通过真空泵40吸引由升降台31和支撑块32构成的气室58内的空气。因此，在吸附孔53被堵住的气室58中，内部的空气被真空泵40吸出，其真空度提高，从而基板10被吸附保持于支撑块32的搭载面51。因此，即使是存在挠曲的基板10，也整体仿形于搭载面51而成为水平面。

接着，基板10由一对夹紧部27在Y轴方向上夹持并保持，夹紧装置6上升，从而使基板10与掩模支撑板24的高度一致。然后，通过未图示的照相机拍摄附设于基板10的标记，关于基板10和掩模20计算X、Y、θ方向的相对位置的位置偏差量，并通过构成于支撑台15的校正装置来进行位置偏差校正。并且，升降台12通过升降用电动机14的驱动而上升，基板10被顶起至基板移动高度，基板10相对于掩模20被定位。

通过刮板装置4将掩模20按压于该基板10，并通过移动的刮板将被压延的膏状焊料向掩模20的印刷图案孔压入。然后，通过伺服电动机34的驱动，进行使基板10以预定速度下降的板分离，膏状焊料依据印刷图案被印刷于基板10。虽然在板分离中进行从掩模20离开的基板10的下降速度的调整，但根据本实施方式，通过抽真空而保持了基板10的平面状态，因此能够进行准确的板分离，进行依据印刷图案的精度较高的印刷。

特别是，本实施方式的支撑块32由一个部件构成，因此与以往的两个部件的支撑块不同，能够实现与高度尺寸和搭载面51的平行度相关的精度。并且，作为一个部件的支撑块32不需要组装作业，只要将定位孔56与定位突起42对准而配置于升降台31的上表面即可，因此换产调整也能够容易地进行。

另外，由两个部件构成的以往的支撑块100针对每种不同的基板准备上表面构件102。但是，吸附孔107的位置根据基板而不同，因此如果想要使多个上表面构件102共用基座构件101，则气室103需要呈形成于基座构件101整体的一般的矩形形状。与此相对，作为一个部件的支撑块32中，由于吸附孔53和腔室用凹部55形成为一体，所以气室58即腔室用凹部55的形状的自由度较高。

另外，升降台31起到气室58的底面的作用，因此厚度存在限制的支撑块32能够加厚搭载面51侧的壁厚D(参照图2)。由此，支撑块32能够对于气室58内被抽真空时的负压确保不使搭载面51挠曲而维持平面状态的刚性。也就是说，如果增大支撑块32的厚度尺寸，则与之联动地，支撑装置7等的高度方向(Z轴方向)的尺寸变大，但能够在不增大该厚度尺寸的情况下提高抽真空时的刚性。

例如，本实施方式的支撑块32的厚度尺寸为30mm。以相同的厚度形成的以往的支撑块100的上表面构件102的厚度尺寸C为10mm，因此有时因抽真空的负压而产生挠曲，但本实施方式的支撑块32能够以20～25mm的壁厚形成搭载面51侧的壁厚D，因此即使是图4所示的腔室用凹部551，也能够对于气室58内的负压不使搭载面51挠曲而维持平面状态。

该腔室用凹部551与其他槽形状的腔室用凹部相比，能够与吸附孔53的位置无关地形成，因此容易加工，另一方面，由于施加于气室58内的负压的受压面积变大，所以容易挠曲。例如，对于纵横的受压面积(250mm×350mm)相同、板厚为10mm和25mm的两块铝板，将真空泵的极限压力设为8kPa来进行挠曲的比较计算。其结果是，铝板的最大挠曲量在板厚为10mm的情况下是0.0538mm，与此相对，在板厚为25mm的情况下是0.0036mm。以往的支撑块100不仅具有尺寸公差，而且还具有抽真空的大幅挠曲，超过了在基板10的板分离中能够允许的误差，致使印刷精度下降。与此相对，本实施方式的支撑块32能够将尺寸公差及抽真空的挠曲中的误差抑制得极小，从而能够实现高精度的印刷。

因此，支撑块32在腔室用凹部551的情况下，优选使搭载面51侧的壁厚D的尺寸更大，例如至少使到腔室用凹部551的底面为止的深度尺寸E小于壁厚D的尺寸。另一方面，图4所示的腔室用凹部552、553是槽形状，因此与腔室用凹部551相比受压面积极小，因此能够不易受到抽真空中的挠曲的影响。

除此以外，本实施方式的支撑块32的腔室用凹部55为大幅开口的形状，因此不需要与升降台31的吸入孔41对应地形成连接孔105(参照图5)。虽然连接孔105要求位置精度，但在腔室用凹部55的情况下，没有这样的需要，因此能够抑制加工成本。如图4所示，在该腔室用凹部55中，在与吸入口41对应的位置形成有连接部55a、55b、55c。只要使吸入孔41与该连接部55a、55b、55c的位置重叠即可。

另外，图案C的腔室用凹部553的连接部55c形成得较大。这是因为吸入孔410相对于升降台31较大地形成，并与其大小相匹配。吸入孔410构成为形成得比空气软管38的连接口大，能够将由腔室用凹部553构成的气室58内的空气以较大的流路高效地排出。由此，对于气室58的排气部分，通过增大吸入孔410而即使是相同的真空泵40也能够高效地抽真空，除了提高真空吸附的基板10的吸附效果以外，还能够缩短到吸附保持基板10的状态稳定为止的时间。

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明并不限定于此，能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。

例如，作为上述实施方式的支撑块32的结构而示出的腔室用凹部55(551、552、553)等是一个例子，也可以为不同的形状、配置或大小。

附图标记说明

1…丝网印刷机；3…掩模支架；4…刮板装置；5…基板输送装置；6…夹紧装置；7…支撑装置；8…升降装置；10…基板；20…掩模；31…升降台；32…支撑块；38…空气软管；40…真空泵；42…定位突起；51…搭载面；52…避让孔；53…吸附孔；54…设置面；55(551、552、553)…腔室用凹部；56…定位孔；58…气室。

Claims (8)

1.一种支撑块，由一个部件构成，具有：

搭载面，供基板载置；

设置面，与所述搭载面平行且在所述搭载面的相反侧；

多个吸附孔，在所述搭载面与所述设置面之间的厚度方向上贯通；及

腔室用凹部，以包围所述多个吸附孔的位置、且向下方开口的方式形成于所述设置面侧，

且，所述支撑块构成为，在所述支撑块以所述设置面与升降台的上表面相接的方式被重叠地放置于所述升降台上时，所述腔室用凹部被堵住而在所述腔室用凹部与所述升降台之间形成气室。

2.根据权利要求1所述的支撑块，其中，

所述腔室用凹部形成为从所述设置面到所述搭载面侧的凹部底面的深度尺寸小于从所述凹部底面到所述搭载面的厚度尺寸。

3.根据权利要求1所述的支撑块，其中，

所述腔室用凹部为将所述多个吸附孔的位置相连的槽形状。

4.根据权利要求2所述的支撑块，其中，

所述腔室用凹部为将所述多个吸附孔的位置相连的槽形状。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的支撑块，其中，

在所述设置面侧形成有能够插入定位销的定位孔。

6.一种丝网印刷机，具有：

掩模保持装置，保持掩模；

基板保持装置，沿着水平方向对从下方支撑的基板进行把持；

定位装置，将由所述基板保持装置把持的基板与所述掩模保持装置的掩模相对地定位；

刮板装置，对所述掩模涂抹膏状焊料；及

控制装置，对各装置进行驱动控制，

所述基板保持装置具有：

升降台，能够通过升降机构进行上下方向上的定位；及

支撑块，由一个部件构成，具备：搭载面，供基板载置；设置面，与所述搭载面平行且在所述搭载面的相反侧；多个吸附孔，在所述搭载面与所述设置面之间的厚度方向上贯通；及腔室用凹部，以包围所述多个吸附孔的位置、且向下方开口的方式形成于所述设置面侧，且，所述支撑块构成为，在所述支撑块以所述设置面与升降台的上表面相接的方式被重叠地放置于所述升降台上时，所述腔室用凹部被堵住而在所述腔室用凹部与所述升降台之间形成气室，

对于在所述升降台的上表面重叠所述支撑块而形成的基于所述腔室用凹部的气室，经由贯通所述升降台地形成的吸入孔而连接有减压机。

7.根据权利要求6所述的丝网印刷机，其中，

所述吸入孔形成为比与所述减压机连接的空气软管的连接口大。

8.根据权利要求6或7所述的丝网印刷机，其中，

所述升降台在其上表面突出地形成有定位销，所述支撑块在其设置面侧形成有供所述定位销进入的定位孔。