JP2001138480A - 印刷機のペースト格納方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】マスク上に残留するペーストを無くし、生産性
の向上と廃棄物の低減ができる印刷機のペースト格納方
法を提供することである。 【解決手段】マスクと所望の位置関係に固定した基板上
にマスクの開口部を通して圧入ヘッドからペーストを転
写する印刷機において、圧入ヘッドをマスクから解離さ
せる際に、マスクと接触している圧入ヘッドの下端内部
に空隙を発生させると共に、圧入ヘッドをマスクと擦送
させて、マスク上からペーストを前記空隙内に掻き取
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、マスクと所望の位
置関係に固定したプリント回路基板などの基板上にマス
クの開口部を通して圧入ヘッドからペーストを転写塗布
し、しかる後圧入ヘッドをマスクから解離させる際にマ
スクからペーストを回収する印刷機のペースト格納方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板上に半導体装置や抵抗，コンデンサ
などの電子部品を搭載（固着）して所望の電子回路を実
現するために、例えば、マスクと基板を所定の位置に固
定し、圧縮空気等によりマスクの開口部を通してはんだ
ペーストを基板上に転写塗布する圧入ヘッドを設けた印
刷機がある。

【０００３】圧入ヘッドは、リップと呼ばれる部分がマ
スクと接触している。このリップは圧入ヘッドのペース
トが吐出される開口の外側の部分に設けられており、リ
ップ先端は圧入ヘッドの移動方向の前後に一定の間隔を
保つように固定されている。圧入ヘッドにおける開口部
は、このリップ間の間隔に当たる部分と空気圧の供給口
のみで、圧力が逃げないようにしてあり、リップ先端の
開口部がマスク開口部上に移動した際に、マスクの開口
部よりペーストを転写させる。

【０００４】従来の圧入ヘッドは、例えばマスク上面の
清掃作業等のマスクと圧入ヘッドを接触させたままでは
行なえない作業を行なう際には、マスクと圧入ヘッドの
接触を断つためそのまま圧入ヘッドを上昇させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】マスクと圧入ヘッドの
接触を断つときにそのまま圧入ヘッドを上昇させている
従来の印刷機では、ペーストの持つ粘着性のためにマス
ク上にペーストが多く残留し、人手による回収作業が必
要となり、生産性の低下と廃棄物の増加を助長する。

【０００６】この種の圧入ヘッドを備えたものではない
が、特開平１１−１２９４４３号公報や特開平１−３１
９９８９号公報などにおいては、ペーストを吸引してい
る。また特許第２７９６０３０号公報などでは、すくい
取り部材移動装置とすくい取り部材を備え、スキージと
連動させてペーストのすくい取りを行なう。

【０００７】前２者の従来技術においては、ペーストは
粘着性があるので、吸引するだけではマスク表面に付着
したペーストを完全に回収することができない。

【０００８】また、後者の従来技術においては、マスク
上にペーストが多量に残留しないが、構造が複雑になっ
て重量が増加し、スキージ以外にペーストに触れる部材
が増えて清掃時にはそこに付着したペーストが廃棄物に
加算される。さらに、掻き取り部材に付着したペースト
は、引き伸ばされた状態で付着しているため、空気に接
する面積が大きくなって酸化により劣化しやすく、この
劣化したペーストが塗布しようとするペーストに混入す
ると、転写の不均一等の印刷不良の原因になる。

【０００９】それゆえ本発明の目的は、マスク上に残留
するペーストを無くし、生産性の向上と廃棄物の低減が
可能な印刷機のペースト格納方法を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、圧入ヘッドをマスクとの接触を断ち上
昇させて解離させる際に、該マスクと接触している圧入
ヘッドの下端部内に空隙を発生させると共に、圧入ヘッ
ドをマスクに対して擦り送ることでマスク上のペースト
をこの空隙内に掻き取ることを特徴とする。

【００１１】圧入ヘッドは下端部にリップを備えている
ことにより、マスクに対する擦送の際に、このリップが
マスク上のペーストを掻き取る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図に
従って説明する。

【００１３】図１は印刷機の概略構造を示した断面図で
あって、３はマスク、５は基板、８は上部テーブル、９
はフレーム、１０はマスク枠、１１は圧入ヘッド、１２
は圧入ヘッド上下軸、１３は圧入ヘッド押し付けシリン
ダ、１５は印刷ブロック、１６はボールネジ、１７はモ
ータ、１８は基板受け、２４は基板受け上下移動機構で
ある。

【００１４】マスク３はマスク枠１０に固定され、マス
ク枠１０はフレーム９に固定されている。上部テーブル
８にはモータ１７と図示していないレールが固定され、
上部テーブル８はフレーム９に固定されている。モータ
１７にはボールネジ１６が固定され、ボールネジ１６の
ボールナット(図示せず)は印刷ブロック１５に固定され
ている。基板受け１８は基板５を固定して、基板受け上
下移動機構２４を介してフレーム９に固定されている。
印刷ブロック１５には圧入ヘッド押し付けシリンダ１３
が固定され、その出力軸である圧入ヘッド上下軸１２に
は圧入ヘッド１１が固定されている。

【００１５】基板５を基板受け１８上にマスク３と適正
な位置関係で固定し、基板受け上下移動機構２４により
基板５上部とマスク３下面を設定した距離になるように
する。圧入ヘッド１１を図の左側の位置に移動させ、圧
入ヘッド押し付けシリンダ１３に圧縮空気を付加する事
により、圧入ヘッド上下軸１２を介して圧入ヘッド１１
の下端をマスク３と接触させ、かつマスク３と基板５を
接触させる。

【００１６】圧入ヘッド１１に空気圧を加え、圧入ヘッ
ド１１内のペーストに圧力を加えながらモータ１７を回
転させ、圧入ヘッド１１を矢印で示すように図の右方向
に移動させる。マスク３に開口部（図示は省略）が無い
ところではペーストの充填転写は起こらないが、圧入ヘ
ッド１１がマスク開口部上に移動するとペーストの充填
が起こる。その後、基板受け上下移動機構２４により基
板受け１８を設定した距離下降させることで基板５の上
部とマスク３の下面を離すと、開口部に対向するように
基板５の上面に設けたパッド上にペーストのパターンが
形成され、印刷（ペーストの転写塗布）が完了する。

【００１７】図２は印刷（ペーストの転写塗布）完了後
における圧入ヘッド１１とマスク３の解離を拡大して示
したもので、図１に示したものと同一物には同一符号を
付けている。

【００１８】図２において、２はペースト、１４は圧入
ヘッド１１のケーシング２５に固定されたリップ、２０
はペースト２に圧力を与えるためのピストン、２１はピ
ストン２０の圧力を逃がさないためのＯ−リング、２６
はピストン２０に力を与えるピストン用シリンダ、２７
はピストン用シリンダ２６の力を伝えるピストンプッシ
ャ、２８はピストン用シリンダ２６を取付けるシリンダ
取付け板である。ピストンプッシャ２７とピストン２０
は上下方向に接続されていて、ピストン用シリンダ２６
の出力軸の動作がそのままピストン２０の動作になるよ
うに構成されている。

【００１９】マスク３と圧入ヘッド１１の接触を断つ手
順は、印刷終了後に圧入ヘッド１１を図２（ａ）のよう
に基板受け１８の周辺の所定の位置まで移動させる。基
板を排出した印刷終了時はマスク３の下の離れた位置に
移動していた基板受け１８を基板受け上下移動機構２４
によってマスク３を介してリップ１４と基板５が接触す
る位置まで上昇させ、マスク３の下側への変形を規制す
る。

【００２０】このようにしてマスク３の下側への変形を
規制することで、リップ１４の押す力を長手方向の両端
部に集中させずにリップ１４先端の面圧を均一化できる
ので、掻き取りの効果を高めることができる。

【００２１】次に、ピストン用シリンダ２６の出力軸を
上昇させると、ペースト２には吐出時の圧力と反対の圧
力が付加され、図２（ｂ）のように、リップ１４開口部
から空気が進入して空隙Ｓが圧入ヘッド１１の下端部に
発生する。

【００２２】マスク３上のペースト残量によって前記空
隙Ｓの大きさが変わるが、空隙は大きいほど掻き取りが
良好になるわけではなく、逆に大きすぎると印刷再開時
に空隙を無くす動作が難しくなる場合がある。そこで、
空隙を発生させる動作をするとき、ペーストの残量に関
わらずピストン用シリンダ２６の出力軸を上昇させる量
を一定にする機構を設けることで空隙の大きさを一定に
すると好適である。この時点では、リップ１４開口部の
マスク３に付着した一部のペースト２はマスク３に付着
したままである。

【００２３】その後、モータ１７を回転させることで、
図２（ｃ）のように、図中右方向に圧入ヘッドをマスク
３と平行に移動（擦り送り）させ、続いて圧入ヘッド上
下軸１２を上昇させるような空気圧を圧入ヘッド押し付
けシリンダ１３に付加すると圧入ヘッド１１は上昇し、
マスク３に付着したペースト２ａはリップ１４に掻き取
られて図２（b）で発生した空隙Ｓ内に収まり、マスク
３上にペーストは残留しない。

【００２４】このとき、圧入ヘッドをマスク３と平行に
擦送させる距離は、リップ１４の開口幅よりも長く、基
板受け１８によってマスク３を支えて変形を抑える範囲
は図２（a）のリップ１４のマスク３との接触部分から
リップ１４の開口幅の２倍以上の長さの範囲であること
が望ましい。マスク３の変形を抑えるための部材は、基
板受け１８に限らず別の部材でも良く、マスク３との圧
入ヘッド側から吸着して変形を抑えても良い。

【００２５】印刷再開時には、ペースト格納時と同様
に、基板受け１８を基板受け上下移動機構２４によって
マスク３を介してリップ１４と基板５が接触する位置ま
で上昇させ、マスク３の下側への変形を規制する。その
後ペースト格納を行なった位置まで圧入ヘッド１１を移
動させ、圧入ヘッド押し付けシリンダ１３で圧入ヘッド
上下軸１２を下降させ、圧入ヘッド１１の先端をマスク
３と接触させる。圧入ヘッド１１に空気圧を加えると、
リップ１４とマスク３との隙間は十分小さいため、空隙
を満たす空気が押し出されて空隙が無くなり、印刷の予
備動作が完了する。このとき、2枚あるリップ１４が基
板受け１８からはみ出さない範囲で移動するようにモー
タ１７に正転と逆転を繰り返しさせることで、圧入ヘッ
ド１１内のペースト２が撹拌され、空気を押し出す効果
を上げることができる。

【００２６】このように、圧入ヘッド１１に格納回収さ
れたマスク３上のペーストは再使用できるから、簡単な
構成の圧入ヘッドで生産性の向上と廃棄物の低減ができ
る。

【００２７】図２の実施形態では、圧入ヘッド１１の下
端部への空隙Ｓの発生とマスク３に対する圧入ヘッド１
１の擦送を分けた工程で行っているが、これを同時に行
っても良い。また、基板受け１８の周辺でペースト格納
（回収）を行うなら、基板５とマスク３は接触しないか
ら、ペースト格納後に基板受け１８から基板５を除去し
ても良い。

【００２８】次に、図3乃至図5により本発明で使用され
得る各種圧入ヘッド１１の構成について説明する。尚、
これらの図で図１，図2に示したものと同一物には同一
符号を付けている。

【００２９】図3の第二の実施形態は、ペーストの供給
をカートリッジ式にしたものである。

【００３０】ペーストホルダ１９内にはペースト２が入
っており、ペーストホルダ１９の上部はO−リング２１
を備えたピストン２０によって密閉され、下部にある開
口部はリップ１４の開口部へ通じている。ピストン２０
はシリンダ取付け板２８の回転で着脱自在型のピストン
プッシャ２７と連結され、ピストン用シリンダ２６の出
力軸によって上下方向に動作する。また、ペーストホル
ダ１９はカラー２９を介してシリンダ取付け板２８で押
さえられており、ピストン２０の動作によって移動しな
い構造となっている。

【００３１】図４に示す本発明の第三の実施形態は、図
３に示す第二の実施形態のペーストのカートリッジを袋
構造にしたものである。

【００３２】ペーストホルダ１９は下部の板状部分１９
ａと上部の袋状部分１９ｂで構成されている。板状部分
１９ａには唯一の開口部が有り、その開口部はリップ１
４の開口部へ通じている。上部の袋状部分１９ｂにはペ
ースト２が入っており、ペーストホルダ１９上部にピス
トン２０が接触している。ピストン２０はピストンプッ
シャ２７と連結され、ピストン用シリンダ２６の出力軸
によって上下方向に動作する。また、ペーストホルダ１
９はカラー２９により上から押さえられており、ピスト
ン２０の動作によって移動しない。

【００３３】図3，図4において、リップ１４開口部付近
に空隙を発生させる方法としては、図２に示す第一の実
施形態と同様に、ピストン用シリンダ２６の出力軸を上
昇させることで行ない、それ以外の動作についても図２
に示す第一の実施形態と同じである。

【００３４】図５に示す本発明の第四の実施形態は、圧
入ヘッドにベローズ構造の部材を追加したものである。

【００３５】ベローズ３０はケーシング２５内のペース
ト２と通じており、ベローズ取付け板３１によってベロ
ーズ用シリンダ３２の出力軸と接続されている。

【００３６】リップ１４開口部付近に空隙を発生させる
方法としては、まずピストン用シリンダ２６の出力軸を
固定するか心持ち上昇させるように空気圧を付加する。
続いてベローズ用シリンダ３２の出力軸を図中右方向に
押し出すことにより、ベローズ３０が伸びて容積が増加
し、ケーシング２５内ペースト２の圧力を下げ、唯一の
開口部であるリップ１４開口部から空気を進入させるこ
とで空隙が発生する。これ以外の動作については、図２
に示す第一の実施形態と同じである。

【００３７】ペースト２をマスク３の開口部を通して図
示を省略した基板に転写塗布する場合は、ベローズ用シ
リンダ３２を駆動してベローズ３０内のペースト２をケ
ーシング２５側に移動させ、容積を縮小させた後にベロ
ーズ用シリンダ３２による転写塗布を止め、続いてピス
トン用シリンダ２６でピストン２０を下降させる。ベロ
ーズ３０の径とピストン用シリンダ２６の移動距離でリ
ップ１４開口部に形成する空隙Ｓ（図２参照）の容積を
調整できる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明印刷機のペ
ースト格納方法によれば、マスク上に残留するペースト
を無くし、生産性の向上と廃棄物の低減ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態になる印刷機を示す概略断
面図である。

【図２】図１に示す印刷機における圧入ヘッドでマスク
からペーストを回収格納する状況を説明する図である。

【図３】本発明の第二の実施形態になる圧入ヘッドを示
す断面図である。

【図４】本発明の第三の実施形態になる圧入ヘッドを示
す断面図である。

【図５】本発明の第四の実施形態になる圧入ヘッドを示
す断面図である。

【符号の説明】

２…ペースト ３…マスク ５…基板 １３…圧入ヘッド押し付けシリンダ １１…圧入ヘッド １４…リップ １８…基板受け ２０…ピストン ２５…ケーシング Ｓ…空隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 正文 茨城県竜ヶ崎市向陽台５丁目２番 日立テ クノエンジニアリング株式会社竜ヶ崎工場 内 Ｆターム(参考） 2C035 AA06 FC07 FC10 FD05 FD17 FD27 FD29 FD35 5E343 AA02 BB72 FF02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マスクと所望の位置関係に固定した基板上
   に該マスクの開口部を通して圧入ヘッドからペーストを
   転写する印刷機において、 圧入ヘッドをマスクから解離させる際に、該マスクと接
   触している圧入ヘッドの下端内部に空隙を発生させると
   共に、該圧入ヘッドをマスクと擦送させて、マスク上か
   らペーストを前記空隙内に掻き取ることを特徴とする印
   刷機のペースト格納方法。
2. 【請求項２】上記請求項１において、圧入ヘッドはマス
   クと接触している下端部にリップを備え、圧入ヘッドが
   マスクと擦送する時に前記リップでマスク上からペース
   トを前記空隙内に掻き取ることを特徴とする印刷機のペ
   ースト格納方法。
3. 【請求項３】上記請求項１において、圧入ヘッド内への
   空隙の発生は、圧入ヘッドがマスクから解離する以前ま
   たは同時であることを特徴とする印刷機のペースト格納
   方法。