JP2001138481A

JP2001138481A - 圧入ヘッドを備えた印刷機

Info

Publication number: JP2001138481A
Application number: JP32438599A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Endo; 政智遠藤; Hiroshi Okada; 浩志岡田; Masabumi Wada; 正文和田; Tadao Kosuge; 忠男小菅
Original assignee: Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2001-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】印刷時にソルダペーストの漏れを生じることが
なく、また、印刷性も良好である圧入ヘッドを備えた印
刷機を提供することである。【解決手段】圧入ヘッドの外側に先端にギャップを持た
せて対向させて設けたリップを基板と所望の位置関係に
固定したマスクに接触させ、マスクと基板が接触した状
態で圧入ヘッドからペーストをマスクに設けたマスク開
口に充填し、マスクと基板を離すことで基板にペースト
を転写塗布する圧入ヘッドを備えた印刷機であり、対向
した両リップの各側端に掛けて設けられるサイドシール
を中空なものとし、その中空内の圧力を圧入ヘッド内で
ペーストに掛けられる圧力と同程度のものになるように
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント回路基板
などの基板の所望個所上にマスクに設けた開口を通して
ペーストを転写塗布する印刷機に係り、特に、マスク開
口へのペーストの充填を行う圧入ヘッドに関する。

【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、マスクと基板とを所定の位置関係に固定
し、圧入ヘッドをマスクの所望の開口に配置してソルダ
ペーストを開口に充填し、マスクを基板から離すことで
充填した開口内のソルダペーストが基板上に転写塗布さ
れるようにした圧入ヘッドを備えた印刷機がある。

【０００３】従来のこの種印刷機の圧入ヘッドでマスク
と接触するのは、圧入ヘッドのマスク側先端に設けられ
た高弾性のリップと呼ばれる部分である。このリップは
圧入ヘッドにおけるソルダペーストの吐出口の外側に設
けられており、リップ先端は基板の主面に平行な方向で
ある圧入ヘッドの移動方向の前後にあるギャップをもっ
ている。即ち、圧入ヘッドは楔のように先端で対向した
２面が傾斜していて先端部を切断した（截頭）中空の尖
塔立方体型であり、切断でできた開口が圧入ヘッド内に
収納したソルダペーストの吐出口を構成し、また先端部
で対向した２個の傾斜面の外側にそれぞれリップがあ
り、そのリップ先端間にあるギャップを持たせている。
また、両リップの側端部同士に掛けてサイドシールを設
け、ソルダペーストの吐出し範囲を両リップ先端間のギ
ャップの領域に限定するようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】印刷時には、圧入ヘッ
ドでマスクを押して基板とマスクの密着性を向上させる
ことが良好な印刷を行う上で不可欠である。また、近
年、電子部品の小型化と共にマスク開口が小さくなって
おり、そこに安定してソルダペーストを充填するために
は、ソルダペーストを吐出させるためのソルダペースト
への加圧力をより強くせねばならない。

【０００５】リップをマスクに押し付けて印刷を開始す
ると、両リップ先端のギャップは基板面に閉じられた状
態になってソルダペーストに圧力を加えることになり、
ソルダペーストを通して力が伝達され、リップがギャッ
プを広げる方向に変形する。

【０００６】従来の圧入ヘッドでは、サイドシール部品
としてゴム等の中実品を用いているので、サイドシール
はリップと一体となって変形しないため、リップとサイ
ドシール間に隙間が生じ、この隙間からソルダペースト
漏れが発生する。

【０００７】ソルダペースト漏れが生じないようにリッ
プにサイドシールが密着するように圧入ヘッドをより下
降させ、強くマスクに対して押すようにすると、サイド
シールとマスクでリップを挟んでいるところではリップ
の変形は拘束されるが、リップの中央部ではリップを拘
束するものがないので移動方向に広がって、ソルダペー
ストに掛かる加圧力に差が出て、マスク開口内での充填
に不均一を生じ、その結果、転写塗布も不均一になり、
印刷性も不均一となる。

【０００８】それゆえ本発明の目的は、印刷時にソルダ
ペーストの漏れを生じることがなく、また、印刷性も良
好な圧入ヘッドを備えた印刷機を提供することにある。

【０００９】

【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、中空のサイドシールを用い、その中空
内をソルダペーストに掛かる加圧力と同程度の圧力下に
あるようにした。

【００１０】このことにより、印刷時でのソルダペース
トに圧力を付加した状態ではリップを押すソルダペース
トの面圧とリップを押すサイドシールの面圧が同程度と
なり、サイドシールによるシール性を保つことができる
だけでなく、リップに掛かる圧力は均一になって変形は
中央と端部で同程度になり、ソルダペーストの加圧力分
布が均一となり、印刷性も均一となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明する。

【００１２】図１は本発明になるサイドシール部品を取
り付けた圧入ヘッドを備えた印刷機の概略断面図であ
る。

【００１３】図１において、１は圧入ヘッド、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、１２は圧入ヘッド上下軸、１４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と図示を省略したレールが固定され、
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５は、フレーム９に固定されている基板受
け１８にマスク３と所望な位置関係で脱着自在に固定さ
れる。また、モータ１７の駆動によるボールネジ１６の
回転で、図示していないレール上を直動ベアリングを介
して印刷ブロック１５が図の左右（基板５の主面と平行
な方向）に移動する。この印刷ブロック１５には圧入ヘ
ッド押し付けシリンダ１４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】マスクの開口(図示せず)よりも図面上左側
の位置に圧入ヘッド１を移動させ、圧入ヘッド押し付け
シリンダ１４に圧縮空気を付加する事により、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、かつマスク３と基板５を接触させる。

【００１６】モータ１７を回転させると同時に圧入ヘッ
ド１に空気圧を加えると、圧入ヘッド１はその内部のソ
ルダペーストに圧力を加えながら移動することになる。

【００１７】この時点では圧入ヘッド先端の吐出口には
マスク開口が無いので、マスク開口へのソルダペースト
の充填は起こらない。圧入ヘッド先端の吐出口がマスク
開口上に移動すると、ソルダペーストの充填が起こり、
圧入ヘッド１がマスク開口上を通過すると充填が終わ
る。その後、圧入ヘッド１が通り過ぎた個所からマスク
３と基板５が離れ、マスク開口に対向するように基板５
の上面に設けたパッド上にソルダペーストのパターンが
転写塗布され、印刷が完了する。

【００１８】図２は本発明になるサイドシール部品を取
り付けた図１の印刷機における圧入ヘッド１の下端部を
示す部分的斜視図であり、図３は圧入ヘッドの縦断正面
図、図４は同じく縦断側面図である。

【００１９】これらの図において、７はペースト供給用
シリンダ、１１は圧入ヘッド１のハウジング、１３はリ
ップ、１９はピストン、２０はピストンシール、２４は
カートリッジ、２１はサイドシールである。

【００２０】ハウジング１１の内側上部には、ペースト
供給用シリンダ７が固定され、その先端にはピストンシ
ール２０が配置されたピストン１９が固定され、内部に
はソルダペースト２が充填されたカートリッジ２４が配
置されている。

【００２１】圧入ヘッド１は、切妻家屋の天地を反転あ
るいは下を向けた楔のように、先端の対向した２面が傾
斜していて先端部を切断した（截頭）中空の尖塔立方体
型であり、切断でできた開口が圧入ヘッド内に充填収納
したソルダペースト２の吐出口１１ａを構成し、また先
端部で対向した２個の傾斜面の外側にそれぞれリップ１
３があり、そのリップ先端間にあるギャップＧを持たせ
ている。両リップの側端部同士に掛けて中空のサイドシ
ール２１を設け、ソルダペースト２の吐出し範囲を両リ
ップ先端間のギャップＧの領域に限定するようにしてい
る。前記サイドシール２１は、図４に示すように、圧入
ヘッド１の内部側に面した部分には壁がない断面コの字
形のもので、このため、サイドシール２１の内部は圧入
ヘッド１の内部と連通している。

【００２２】圧入ヘッド１は圧入ヘッド押付けシリンダ
１４によってマスク３に向かって下降し、リップ１３が
マスク３と接触し、この状態でペースト供給用シリンダ
７によりピストン１９を押し下す。この動作によりソル
ダペースト２に圧力が加わるが、高弾性体のリップ１３
は圧力を加えられたソルダペースト２によって膨らもう
とし、それと同時にサイドシール２１内にもソルダペー
スト２を介して圧力が伝播し、サイドシール２１も同じ
圧力で膨らもうとする。

【００２３】これらのことから、リップ１３を押すソル
ダペースト２の面圧とリップ１３を押すサイドシール２
１の面圧が同等となる。

【００２４】この状況下では、マスク３の開口を通して
基板５がソルダペースト２から受ける圧力は、サイドシ
ール２１の近傍であるか否かに関わらずほぼ均一であ
り、印刷性の不均一は発生しない。また、ソルダペース
ト２から受ける圧力でサイドシール２１がリップ１３に
沿って変形してリップ１３を押すので、シール性が保た
れ、ソルダペースト２の漏れは発生しない。

【００２５】図５はサイドシールの他の実施形態になる
圧入ヘッドを示している。

【００２６】同図において、２６は中空サイドシール、
２７はピストン１９のソルダペースト押圧面に設けた圧
力センサ、２８はサイドシール２６内に受圧面があるよ
うに設けた圧力センサ、２９はエアー注入口である。

【００２７】圧力センサ２７は圧入ヘッド内部のソルダ
ペースト２の圧力を検出するセンサであり、圧力センサ
２８はサイドシール２６内の圧力を検出するセンサであ
る。

【００２８】圧力センサ２７と圧力センサ２８で検出し
た結果を印刷機の制御装置に入力し、リップ１３を押す
ソルダペースト２の面圧とリップ１３を押すサイドシー
ルの面圧が等しくなるように制御された圧力空気をエア
ー注入口２９から供給し、左右のサイドシール２６内の
圧力を調整する。なお、サイドシール２６内に供給する
流体は、圧縮空気に限定されない。

【００２９】リップ１３を押すソルダペースト２の面圧
とリップ１３を押すサイドシール２６の面圧が同等とな
り、シール性を保てるためソルダペーストの外への漏れ
を防止できる。また、ソルダペースト２がマスク３の開
口を通して基板５を押す力は、リップの遠近を問わず同
一になり、印刷性も均一となる。さらに、図５に示す実
施形態の場合、サイドシール２６内にソルダペースト２
が入らないので、粘度の高いソルダーペーストを用いる
場合でも、サイドシール内でソルダペーストが硬化する
恐れがなく、保守性に優れている。

【００３０】また、図３，図５において、カートリッジ
は、なくてもよいし、袋詰ワンタッチ交換型のものでも
よい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
印刷時にソルダペーストの漏れを生じることがなく、ま
た、印刷性も良好な圧入ヘッドを備えた印刷機を得るこ
とができる。

【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の下端部
を示す部分的斜視図である。

【図３】図１に示す印刷機における圧入ヘッドの縦断正
面図である。

【図４】図１に示す印刷機における圧入ヘッドの縦断側
面図である。

【図５】本発明の他の実施形態になる印刷機における圧
入ヘッドの図４と同様の縦断側面図である。

【符号の説明】

１…圧入ヘッド２…ソルダペースト３…マスク５…基板７…ペースト供給用シリンダ９…フレーム１１…圧入ヘッドハウジング１３…リップ１４…圧入ヘッド押付けシリンダ１５…印刷ブロック１９…ピストン２１…サイドシール２６…サイドシール２７…圧力センサ２８…圧力センサ２９…エアー注入口Ｇ…ギャップ

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者小菅忠男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 FD05 FD17 FD27 FD35 FD36 FD37 FD41 5E343 AA02 BB72 FF04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧入ヘッドの外側に先端にギャップを持た
せて対向させたリップを設け、該リップを基板と所望の
位置関係に固定したマスクに接触させ、マスクと基板が
接触した状態で圧入ヘッドからペーストをマスクに設け
たマスク開口に充填し、マスクと基板を離すことで基板
にペーストを転写塗布する圧入ヘッドを備えた印刷機に
おいて、対向した両リップの側端同士に掛けて設けられるサイド
シールを中空なものとし、その中空内の圧力を圧入ヘッ
ド内でペーストに掛けられる圧力と同程度なものになる
ようにしていることを特徴とする圧入ヘッドを備えた印
刷機。
【請求項２】上記請求項１において、サイドシールの中
空内と圧入ヘッド内を連通せしめて圧入ヘッド内のペー
ストがサイドシール内に入り込むようにしたことを特徴
とする圧入ヘッドを備えた印刷機。
【請求項３】上記請求項１において、サイドシール内と
圧入ヘッド内のそれぞれの圧力を検出する手段を設け、
該手段での検出結果に基づいてリップを押すペーストの
面圧とリップを押すサイドシールの面圧が同等となるよ
う制御した圧力をサイドシール内へ付加するようにした
ことを特徴とする圧入ヘッドを備えた印刷機。