JP2001094240A - プリント配線基板用印刷機および電子回路の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント配線基板の表面にクリームはんだを
塗布する際の保持を確実に行う。 【解決手段】 印刷機２２は、台座２３の表面の印刷ベ
ース２４に、プリント配線基板２１を載置させて、クリ
ームはんだの印刷を行う。プリント配線基板２１は、そ
の外形を、固定爪２７で機械的に保持する。プリント配
線基板２１の内側に設けられる穴の配置にはかかわら
ず、固定爪２７によって確実に保持することができる。
対向する固定爪２７は、分離部３１を挟んで、２枚のプ
リント配線基板２１を同時に固定することができる。固
定爪２７によるプリント配線基板２１の保持状態は、容
易に固定と解除とを切換えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種電気部品を実
装して電子回路を形成するために印刷を行うプリント配
線基板用印刷機および電子回路の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図７に示すようにして、プリ
ント配線基板１の表面に印刷機２で印刷を行う工程が、
電子回路を製造する工程の１つとして行われている。プ
リント配線基板１は、Printed Wiring BoardからＰＷＢ
と略称されることもあり、電子回路を形成するための基
材となっている。プリント配線基板１の表面には、電気
的配線パターンや部品接合用のランドが形成され、表面
実装型部品やリード線挿入型部品を搭載してはんだ付け
を行えば、電子回路が形成される。近年は、表面実装方
式で電子回路を形成することが多くなっている。表面実
装方式では、プリント配線基板１の表面に印刷機２でク
リームはんだを印刷する。印刷中にプリント配線基板１
がずれたりしないように、プリント配線基板１は、印刷
機２の台座３の表面の印刷ベース４に保持される。印刷
ベース４には、複数の小穴５が形成され、真空ポンプ６
を起動することによって、台座３内に真空圧を発生さ
せ、小穴５を介してプリント配線基板１を印刷ベース４
に吸着させて保持する。

【０００３】真空圧で印刷ベース４に保持されるプリン
ト配線基板１の表面には、スクリーン７が被せられる。
スクリーン７は、枠８間に張架され、所定のパターンで
貫通孔が穿けられているマスク９を載せて、その上から
クリームはんだ１０などを塗布すれば、プリント配線基
板１上にクリームはんだ１０がスクリーン印刷される。

【０００４】図８は、図７のように印刷ベース４上に保
持されるプリント配線基板１を平面視した状態を示す。
プリント配線基板１には、配線パターンや、装着する電
子部品の必要に応じて、複数の貫通孔１１，１２，…が
形成される。印刷ベース４に形成される小穴５の位置が
プリント配線基板１の貫通孔１１，１２，…の位置に一
致してしまうと、真空圧による吸着力が低下してしまう
ので、小穴５の位置は貫通孔１１，１２，…の位置とは
ずれるようにしておく必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図７に示すように、従
来はプリント配線基板１を印刷ベース４に開けた小穴５
を通じて、真空圧で印刷ベース４に吸着しているため
に、次のような問題がある。

【０００６】プリント配線基板１を小穴４で吸着して
いるために、クリームはんだ１０の印刷面積が大きくな
ると、クリームはんだ１０の粘着力が、プリント配線基
板１を印刷ベース４に保持するための吸着力よりも大き
くなってしまう可能性がある。クリームはんだ１０の粘
着力が吸着力よりも大きくなると、印刷ベース４にプリ
ント配線基板１を保持することができず、印刷用のスク
リーン７を印刷ベース４から上方に離すときに、プリン
ト配線基板１がスクリーン７に付着して上がってしま
い、プリント配線基板１を印刷ベース４上に保持するこ
とができなくなってしまう欠点がある。

【０００７】プリント配線基板１の外形は同一でも貫
通孔１１，１２，…の位置が異なる場合があり、印刷ベ
ース４の小穴５の位置は、貫通孔１１，１２，…を避け
るように変更しなければならないことが生じる。したが
って、プリント配線基板１での貫通孔１１，１２，…の
位置に応じて小穴５の位置を変えた印刷ベース４を新た
に製作する必要がある。このため、電子機器の生産時の
モデル切換に伴って、印刷ベース４を取換えて、調整作
業を行う必要が生じ、生産性が低下してしまう。

【０００８】本発明の目的は、電子回路の製造工程の一
環として、プリント配線基板の表面に印刷を行う際に、
プリント配線基板を確実に保持することができるプリン
ト配線基板用印刷機および電子回路の製造方法を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、プリント配線
基板の表面に印刷を行うプリント配線基板用印刷機にお
いて、プリント配線基板に接触して、機械的に保持する
保持部材と、保持部材によるプリント配線基板の保持状
態を、一動作で固定または解除に切換え可能な切換機構
とを含むことを特徴とするプリント配線基板用印刷機で
ある。

【００１０】本発明に従えば、プリント配線基板の表面
に印刷を行うプリント配線基板用印刷機は、プリント配
線基板に接触して、機械的に保持する保持部材と、保持
部材によるプリント配線基板の保持状態を、一動作で固
定または解除に切換え可能な切換機構とを含む。プリン
ト配線基板は保持部材によって機械的に接触した状態で
保持されて、印刷が行われるので、クリームはんだな
ど、粘着力が大きいペーストを印刷する際にも、保持部
材を接触させて確実な機械的保持を行うことができる。
切換機構によって、保持部材による保持状態の固定と解
除とが一動作で切換えることができるので、プリント配
線基板の着脱を容易に行うことができ、生産性を向上さ
せることができる。

【００１１】また本発明で前記切換機構は、流体圧で前
記保持部材による保持状態の切換えを行うことを特徴と
する。

【００１２】本発明に従えば、切換機構を、空気圧や油
圧などの流体圧で作動させ、プリント配線基板の保持状
態の固定または解除を切換えることができる。

【００１３】また本発明で前記切換機構は、電磁力で前
記保持部材による保持状態の切換えを行うことを特徴と
する。

【００１４】本発明に従えば、保持機構を、プランジャ
やモータなどの電磁力で作動させるので、簡単な制御で
プリント配線基板の保持状態の固定とその解除とを切換
えることができる。

【００１５】また本発明で前記保持部材は、前記プリン
ト配線基板の外形を挟持して、該プリント配線基板を保
持することを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、保持部材はプリント配線
基板の外形を挟持して保持するので、印刷工程の対象と
なるプリント配線基板の内側の表面に対しては影響を与
えずに、プリント配線基板を機械的に確実に保持するこ
とができる。

【００１７】また本発明によれば、保持部材として、プ
リント配線基板の内側の表面に形成されている貫通孔に
嵌合して、プリント配線基板が印刷の際に、外部へ持去
られることを防ぎ、プリント配線基板を確実に保持し
て、外周付近までプリント配線基板の表面に印刷を行う
ことができる。

【００１８】また本発明で前記保持部材は、複数のプリ
ント配線基板を同時に保持可能であることを特徴とす
る。

【００１９】本発明に従えば、複数のプリント配線基板
を、切換機構の一動作で、固定する状態と固定を解除し
た状態とを切換えることができるので、生産性の向上を
一層図ることができる。

【００２０】さらに本発明は、上述したプリント配線基
板用の印刷機を用いてプリント配線基板の表面にクリー
ムはんだを印刷した後、クリームはんだを印刷した表面
に表面実装型部品を搭載し、リフロー加熱でクリームは
んだを溶融させ、表面実装型部品をプリント配線基板に
はんだ付けして、電子回路を生産性よく製造することが
できる。

【００２１】さらにまた本発明は、上述の印刷機でプリ
ント配線基板の表面にクリームはんだを印刷し、プリン
ト配線基板を反転させて、クリームはんだの印刷を行っ
た表面に対向する側の表面からリード挿入型実装部品の
リードを挿入して、リフロー加熱で挿入したリードをク
リームはんだでプリント配線基板に対してはんだ付けす
るので、リード挿入型実装部品をプリント配線基板に搭
載する電子回路を効率よく製造することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態と
して、プリント配線基板２１の表面に印刷を行う印刷機
２２の概略的な構成を断面視して示す。プリント配線基
板２１は、印刷機２２の台座２３上の印刷ベース２４上
で保持される。印刷ベース２４は、天板２５、印刷パレ
ット２６、固定爪２７、固定爪スライダ２８および固定
解除スライダ２９などを、主要部として含む。本実施形
態の印刷ベース２４では、印刷パレット２６上に、２枚
のプリント配線基板２１を保持することができる。プリ
ント配線基板２１は、印刷パレット２６の表面に設けら
れ、プリント配線基板２１の厚さにほぼ等しい深さを有
する凹所３０上に載置される。凹所３０も、印刷パレッ
ト２６の表面に間隔を空けて形成され、２つの凹所３０
には、一定の幅で分離部３１が残されている。

【００２３】図２は、図１を平面視した状態を示す。プ
リント配線基板２１は、エポキシやフェノールなどの合
成樹脂やセラミックなど、比較的剛性の高い電気絶縁材
料を基材として形成され、大略的に矩形の形状であり、
長辺側の一辺を分離部３１に接触させ、この長辺に対向
する側の長辺を、固定爪２７で挟持して保持する。固定
爪２７は、プリント配線基板２１の長辺に沿って間隔を
空けて２箇所で挟持を行う。対向して設けられる固定爪
２７は、図１に示すように、上端側が下端側よりも分離
部３１寄りに傾斜した状態で、プリント配線基板２１の
長辺側を、分離部３１側に押付ける。プリント配線基板
２１が載置される凹所３０は、ほぼ矩形であり、長辺側
の幅はプリント配線基板２１とほぼ等しく、短辺側の幅
はプリント配線基板２１よりも大きく形成される。固定
爪２７間のプリント配線基板２１の保持状態は、レバー
３２を機械的に操作することによって、一動作で固定と
解除とを切換えることができる。たとえば、レバー３２
を実線で示す位置３２ａにすると、固定爪２７は図１お
よび図２で実線で示す位置となり、保持状態が固定され
る。レバー３２を、破線で示す３２ｂの位置にすると、
固定爪２７は図２の破線で示す位置に移動し、プリント
配線基板２１の保持状態は解除される。

【００２４】図３は、図２のレバー３２によって保持部
材である固定爪２７の保持状態を固定または解除に切換
える切換機構の構成を示す。レバー３２は、揺動軸３３
を中心に印刷ベース２４の表面と平行な平面内で揺動変
位が可能である。レバー３２の揺動軸３３側にはテコ部
３４が形成される。テコ部３４は、レバー３２が３２ａ
の位置にあるときに、固定解除スライダ２９を中心から
離れる方向に動かす。固定解除スライダ２９によって固
定爪スライダ２８も中心から離れる方向に動いて、固定
爪スライダ２８上の固定爪２７間の間隔が開き、図１や
図２に示すようなプリント配線基板２１に対する保持状
態は解除される。レバー３２を、３２ｂの位置にする
と、テコ部３４の先端は固定解除スライダ２９を中心部
から離れる方向に押圧しなくなる。固定解除スライダ２
９は、引張りばね３５によって、中心部方向に引付けら
れ、中心部方向に移動する。固定爪スライダ２８は、天
板２５に固定される外枠３６から、押圧ばね３７で中心
部方向に押圧されている。固定解除スライダ２９が中心
部方向に移動すれば、固定爪スライダ２８も中心部方向
に移動し、固定爪２７でプリント配線基板２１を挟持し
て保持することができる。

【００２５】以上説明した実施形態では、固定爪２７を
レバー３２で移動させているけれども、レバー３２の代
わりに、小型エアシリンダなど、空気圧や油圧などの流
体圧を利用して切換えることもできる。また、ソレノイ
ドやプランジャなどで、電磁力を直接作用させて切換え
ることもできる。さらに、電磁力で回転するモータなど
の回転力を、直線方向に変換して切換えを行うこともで
きる。

【００２６】また、プリント配線基板２１を保持する方
法として、プリント配線基板２１の外形を利用している
けれども、プリント配線基板２１の内側で貫通する角孔
や丸孔等に保持部材を嵌合させて機械的に保持すること
もできる。また、２枚のプリント配線基板２１を同時に
保持しているけれども、プリント配線基板２１は単品で
も、３枚以上でも同様に保持することができる。

【００２７】図４および図５は、図１の実施形態の印刷
機２２を用いてクリームはんだ４０を塗布し、電子回路
を製造する工程の概要を示す。図４では、（１）に示す
ようにクリームはんだ４０を印刷機２２でプリント配線
基板２１の表面に印刷して塗布した後、（２）に示すよ
うに表面実装型部品４１，４２をクリームはんだ４０を
塗布したプリント配線基板２１の表面に装着する。表面
実装型部品４１は、部品の本体に形成されている電極４
３を印刷されたクリームはんだ４０に接触させるチップ
型部品であり、表面実装型部品４２は、表面実装型部品
４２の本体から引出されるリード４４を印刷されたクリ
ームはんだ４０に接触させるリード型部品である。チッ
プ型の表面実装型部品４１は、抵抗、コンデンサ、ある
いは半導体素子などの電子部品に多く用いられる。リー
ド型の表面実装型部品４２は、半導体集積回路などに多
く用いられる。

【００２８】図４（３）は、表面実装型部品４１，４２
を、リフロー加熱によって、プリント配線基板２１とは
んだ付けした状態を示す。クリームはんだ４０に表面実
装型部品４１，４２の電極４３やリード４４を接触させ
た状態で周囲から加熱すると、クリームはんだ４０中の
はんだ成分が溶融し、リフローソルダリングが行われ
る。クリームはんだ４０中には、通常７０〜９０ｗｔ％
程度のはんだ粉末と、フラックス成分とが含まれてい
る。リフロー加熱によって、フラックス成分が活性化さ
れ、はんだ成分が溶融してはんだ付けが行われる。

【００２９】図５に示すように、プリント配線基板２１
にリード挿入孔４５が形成され、（１）に示すように印
刷機２２でリード挿入孔４５の周囲にクリームはんだ４
０を印刷すれば、リード挿入実装型部品４６を搭載する
電子回路を製造することもできる。リード挿入実装型部
品４６は、半導体集積回路や電子部品に用いられる。リ
ード挿入実装型部品４６を搭載する電子回路を製造する
際には、（２）に示すように、（１）でクリームはんだ
４０を印刷した表面が下側となるように、プリント配線
基板２１を反転させる。（３）に示すように、クリーム
はんだ４０が印刷されていない表面側から、リード挿入
実装型部品４６のリード４７をリード挿入孔４５に挿入
し、クリームはんだ４０を印刷した表面側に突出するリ
ード４７の先端を折曲げる。（４）に示すように、リフ
ロー加熱を行えば、リード４７をクリームはんだ４０で
はんだ付けし、電子回路を製造することができる。

【００３０】図５に示す実施形態では、プリント配線基
板２１の片面に表面実装型部品４１，４２やリード挿入
実装型部品４６を搭載する電子回路を製造するばかりで
はなく、両面に部品を搭載するプリント配線基板５１に
対してクリームはんだ４０を印刷するために、図１の印
刷機２２を用いることもできる。一旦プリント配線基板
５１の一方の表面にクリームはんだ４０を印刷し、さら
に部品の仮止め用の接着剤５２を印刷し、表面実装型部
品４１，４２を搭載させる。その後、プリント配線基板
５１を反転し、他方の表面側にクリームはんだ４０など
の印刷を行う。ただし、表面実装型部品４１，４２が装
着された状態でプリント配線基板５１を保持するため、
凹所５３を形成した印刷ベース５４を用いる必要があ
る。この実施形態では、印刷機２２を用いてクリームは
んだ４０ばかりではなく、接着剤５２を塗布することも
できる。

【００３１】またプリント配線基板には、リフロー加熱
方式ではんだ付けを行うものばかりではなく、はんだデ
ィップ方式ではんだ付けを行うものも用いられている。
はんだディップ方式ではんだ付けを行う際には、ソルダ
レジストがプリント配線基板ではんだ付けを行わない表
面に塗布される。このようなソルダレジストの塗布に本
発明の印刷機２２を用いることもできる。またプリント
配線基板では一般に、表面には搭載する部品についての
各種情報や、信号の情報などが表示される。このような
表示についても、本発明の印刷機２２を用いて好適に印
刷することができる。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プリント
配線基板を保持部材で接触して、確実に機械的に保持
し、プリント配線基板の表面に印刷を行うことができ
る。保持部材による保持状態は、切換機構の一動作で固
定または解除に切換え可能であるので、プリント配線基
板の保持と、取外しとを迅速に行い、生産性を向上させ
ることができる。プリント配線基板の保持のために、た
とえば粘着テープなどを用いる必要はなく、生産性の向
上を図ることができる。

【００３３】また本発明によれば、エアシリンダなど、
流体圧を利用してプリント配線基板の保持状態を切換え
ることができるので、保持部材による保持の圧力などの
調整を容易に行い、印刷の際の付着力よりも保持力の方
を確実に高めることができる。

【００３４】また本発明によれば、保持部材の保持状態
の切換えを電磁力で行うので、簡単な制御でプリント配
線基板の保持状態の固定と解除とを切換えることができ
る。

【００３５】また本発明によれば、プリント配線基板の
外形を保持部材で挟持して保持するので、外形が同一で
あれば、内部の配線パターンや貫通孔の位置などが変化
しても、印刷を行う際に確実に保持することができる。

【００３６】また本発明によれば、プリント配線基板に
形成されている貫通孔に保持部材を嵌合させて機械的に
保持を行うので、プリント配線基板の外周側の保持が困
難な場合や、外周側に部品を装着する場合などでも、確
実にプリント配線基板を保持することができる。

【００３７】また本発明によれば、プリント配線基板を
複数枚同時に保持して印刷を行うことができるので、生
産性を大幅に向上させることができる。

【００３８】さらに本発明によれば、表面実装型部品を
プリント配線基板の表面に搭載するためにクリームはん
だを印刷する工程を確実かつ迅速に行い、電子回路を製
造する生産性を向上させることができる。

【００３９】さらに本発明によれば、プリント配線基板
の表面にクリームはんだを迅速かつ確実に印刷して、プ
リント配線基板を反転してリード線を挿入するリード挿
入実装型部品のリード線のはんだ付けを、リフロー加熱
で行い、電子回路としての製造を生産性よく行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態としてのプリント配線基
板用印刷機の主要部分の概略的な構成を示す正面断面図
である。

【図２】図１の印刷機２２の平面図である。

【図３】図１の印刷機２２の切換機構の構成を示す平面
図である。

【図４】図１の印刷機２２を用いて電子回路を製造する
工程の概要を示す図である。

【図５】図１の印刷機２２を用いて電子回路を製造する
工程を示す図である。

【図６】本発明の実施の他の形態としてのプリント配線
基板用印刷機の主要部分の正面断面図である。

【図７】従来からのプリント配線基板用印刷機の主要部
分の正面断面図である。

【図８】図７の印刷機２の平面図である。

【符号の説明】

２１，５１ プリント配線基板 ２２ 印刷機 ２３ 台座 ２４，５４ 印刷ベース ２６ 印刷パレット ２７ 固定爪 ２８ 固定爪スライダ ２９ 固定解除スライダ ３０ 凹所 ３１ 分離部 ３２ レバー ３３ 揺動軸 ３４ テコ部 ３５ 引張りばね ３７ 押圧ばね ４０ クリームはんだ ４１，４２ 表面実装型部品 ４６ リード挿入実装型部品

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント配線基板の表面に印刷を行うプ
   リント配線基板用印刷機において、 プリント配線基板に接触して、機械的に保持する保持部
   材と、 保持部材によるプリント配線基板の保持状態を、一動作
   で固定または解除に切換え可能な切換機構とを含むこと
   を特徴とするプリント配線基板用印刷機。
2. 【請求項２】 前記切換機構は、流体圧で前記保持部材
   による保持状態の切換えを行うことを特徴とする請求項
   １記載のプリント配線基板用印刷機。
3. 【請求項３】 前記切換機構は、電磁力で前記保持部材
   による保持状態の切換えを行うことを特徴とする請求項
   １記載のプリント配線基板用印刷機。
4. 【請求項４】 前記保持部材は、前記プリント配線基板
   の外形を挟持して、該プリント配線基板を保持すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプリント
   配線基板用印刷機。
5. 【請求項５】 前記保持部材は、前記プリント配線基板
   に形成される貫通孔に嵌合して、該プリント配線基板を
   保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載のプリント配線基板用印刷機。
6. 【請求項６】前記保持部材は、複数のプリント配線基板
   を同時に保持可能であることを特徴とする請求項１〜５
   のいずれかに記載のプリント配線基板用印刷機。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載のプリン
   ト配線基板用印刷機を用いて、プリント配線基板の表面
   にクリームはんだを印刷し、 プリント配線基板でクリームはんだを印刷した表面に、
   表面実装型部品を搭載し、 リフロー加熱で、表面実装型部品をプリント配線基板に
   はんだ付けすることを特徴とする電子回路の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかに記載のプリン
   ト配線基板用印刷機を用いて、プリント配線基板の表面
   にクリームはんだを印刷し、 クリームはんだを印刷したプリント配線基板を反転し、 プリント配線基板でクリームはんだを印刷した表面に対
   向する側の表面からリード挿入実装型部品のリードを挿
   入し、 リフロー加熱で、リード挿入実装型部品のリードをプリ
   ント配線基板にはんだ付けすることを特徴とする電子回
   路の製造方法。