JP2002307652A - スクリーン印刷装置 - Google Patents

スクリーン印刷装置

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JP2002307652A
JP2002307652A JP2001113693A JP2001113693A JP2002307652A JP 2002307652 A JP2002307652 A JP 2002307652A JP 2001113693 A JP2001113693 A JP 2001113693A JP 2001113693 A JP2001113693 A JP 2001113693A JP 2002307652 A JP2002307652 A JP 2002307652A
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Masayuki Yamazaki
公幸 山崎
Shigetaka Abe
成孝 阿部
Seiichi Miyahara
清一 宮原
Michinori Tomomatsu
道範 友松
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    • B41F15/14—Details
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    • B41F15/44—Squeegees or doctors
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • H05K3/1216—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns by screen printing or stencil printing
    • H05K3/1233—Methods or means for supplying the conductive material and for forcing it through the screen or stencil
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01—Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0104—Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
    • H05K2203/0126—Dispenser, e.g. for solder paste, for supplying conductive paste for screen printing or for filling holes

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した印刷状態を確保し印刷品質を向上さ
せることができるスクリーン印刷装置を提供することを
目的とする。 【解決手段】 マスクプレート１２上でスキージヘッド
１３を移動させることにより、パターン孔を介して基板
にクリーム半田を印刷するスクリーン印刷装置におい
て、下端部がマスクプレート１２に対して所定のアタッ
ク角度βで摺接しスキージング方向が互いに反対の２枚
のスキージ１７Ａ，１７Ｂの上端部を所定の結合角度α
で結合ブロックによって結合し、スキージング方向と直
交する水平な軸線ｂ軸廻りの回転変位を許容した状態で
保持ブロック１４を介して押圧手段であるシリンダのロ
ッド２２ａに保持させる。これにより、マスクプレート
１２の上面が傾斜している場合においても常に所定のア
タック角度βでスキージングを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板にクリーム半
田や導電性ペーストなどのペーストを印刷するスクリー
ン印刷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品実装工程において、基板上にク
リーム半田や導電性ペーストなどのペーストを印刷する
方法としてスクリーン印刷が用いられている。この方法
は、印刷対象部位に応じてパターン孔が開孔されたマス
クプレートを基板上にセットし、スキージングによりマ
スクプレートのパターン孔を介して基板上にペーストを
印刷するものである。
【０００３】このスキージングは、板状のスキージの下
端部をマスクプレートの表面に沿って摺動させるもので
あり、このときスキージはマスクプレートの表面に対し
て所定のアタック角度をなすようスキージング方向に傾
いた状態で移動する。従来よりスクリーン印刷装置に
は、一般にスキージング方向が互いに反対の２枚のスキ
ージを備えたスキージヘッドが用いられ、このスキージ
ヘッドを往復移動させることにより、これら２枚のスキ
ージで交互にスキージングを行うようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
スキージヘッドを用いたスクリーン印刷には、次に述べ
るような問題点があった。スクリーン印刷においては、
安定した印刷状態を確保するためには、スキージング動
作において前述のアタック角度を一定に保つ必要があ
る。しかしながら、印刷対象の基板表面の平面度が良好
でなく、上下方向の反りを生じているような場合には、
アタック角度はこの反りによって基板表面が傾斜した分
だけ変動する。この結果印刷状態が安定せず、スキージ
ングによって転写されるクリーム半田の量がばらつくな
どの問題点があった。
【０００５】そこで本発明は、安定した印刷状態を確保
し印刷品質を向上させることができるスクリーン印刷装
置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のスクリー
ン印刷装置は、マスクプレート上でスキージヘッドを移
動させることにより、マスクプレートのパターン孔を介
して基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であ
って、前記スキージヘッドをマスクプレートに対してそ
れぞれ水平方向に移動させ、昇降させる水平移動手段、
昇降手段と、スキージヘッドをマスクプレートに対して
押圧する押圧手段とを備え、前記スキージヘッドは、下
端部がマスクプレートに対して所定のアタック角度で摺
接しスキージング方向が互いに反対の２枚の摺接部材
と、これらの摺接部材の上端部を結合しスキージング方
向と直交する水平軸廻りの回転変位を許容した状態で前
記押圧手段に保持させる保持手段と、前記摺接部材がマ
スクプレートに摺接した状態においてマスクプレートと
前記２つの摺接部材との間に形成されるペーストの貯溜
空間とを備えた。
【０００７】請求項２記載のスクリーン印刷装置は、請
求項１記載のスクリーン印刷装置であって、前記貯溜空
間内にペーストを供給するペースト供給手段を備えた。
【０００８】本発明によれば、下端部がマスクプレート
に対して所定のアタック角度で摺接する２枚の摺接部材
の上端部を結合してスキージ方向と直交する水平軸廻り
の回転変位を許容した状態でスキージヘッドの押圧手段
に保持させることにより、常に所定のアタック角度でス
キージングを行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のスク
リーン印刷装置の正面図、図２は本発明の一実施の形態
のスクリーン印刷装置の側面図、図３（ａ）、図４は本
発明の一実施の形態のスキージヘッドの部分断面図、図
３（ｂ）は本発明の一実施の形態のスキージヘッドの部
分側面図、図５は本発明の一実施の形態のスクリーン印
刷装置による印刷動作の説明図である。
【００１０】まず図１、図２を参照してスクリーン印刷
装置の構造を説明する。図１、図２において、基板の位
置決め部１は、図示しない移動テーブル上に基板保持部
２を配設して構成されている。スクリーン印刷対象の基
板３は基板保持部２のクランパ４によって保持されてお
り、図示しない移動テーブルを駆動することにより、基
板保持部２に保持された基板３は水平方向および上下方
向に位置決めされる。
【００１１】位置決め部１の上方には、スクリーンマス
ク１０が配設されている。スクリーンマスク１０はホル
ダ１１にマスクプレート１２を装着して構成されてお
り、マスクプレート１２には印刷対象の基板３の印刷部
位に対応したパターン孔１２ａが開孔されている。
【００１２】スクリーンマスク１０上にはスキージヘッ
ド１３がヘッド昇降部２０によって昇降自在に配設され
ている。ヘッド昇降部２０はプレート部材２１上に立設
されたシリンダ２２を備えており、シリンダ２２のロッ
ド２２ａの下端部には、スキージユニット１５を介して
スキージヘッド１３が結合されている。シリンダ２２を
駆動することにより、スキージヘッド１３はマスクプレ
ート１２に対して昇降する。ヘッド昇降部２０はスキー
ジヘッド１３をマスクプレート１２に対して昇降させる
昇降手段となっている。またシリンダ２２を駆動するこ
とにより、スキージヘッド１３は、マスクプレート１２
に対して押圧される。すなわち、シリンダ２２はスキー
ジヘッド１３の押圧手段となっている。
【００１３】ヘッド昇降部２０のプレート部材２１には
ナット部材２３が結合されており、ナット部材２３に螺
合した送りねじ２４は、モータ２５によって回転駆動さ
れる。モータ２５を駆動することにより、プレート部材
２１は水平移動し、したがってヘッド昇降部２０に結合
されたスキージヘッド１３も水平移動する。スキージヘ
ッド１３を下降させた状態で、モータ２５を駆動するこ
とにより、スキージヘッド１３はマスクプレート１２上
で水平移動する。すなわち、モータ２５、送りねじ２４
およびナット部材２３は、スキージヘッド１３をマスク
プレート１２上で水平移動させる水平移動手段となって
いる。
【００１４】ここで図３を参照してスキージヘッド１３
の構造について説明する。ロッド２２ａの下端部には、
保持ブロック１４がピン１４ａによって水平な軸線ａ廻
りの回転変位を許容する状態で結合されている。保持ブ
ロック１４の下方には、２枚の摺動部材であるスキージ
１７Ａ，１７Ｂを備えたスキージユニット１５が装着さ
れている。
【００１５】スキージユニット１５は、結合ブロック１
６に押さえ板１８Ａ，１８Ｂによってスキージ１７Ａ，
１７Ｂを押さえ込んで固定した構成となっており、結合
ブロック１６の加工形状により、スキージ１７Ａ，１７
Ｂは所定の結合角度αで結合されている。結合ブロック
１６は、ピン１６ａによって水平な軸線ｂ廻りの回転変
位を許容した状態で、保持ブロック１４に結合されてい
る。
【００１６】すなわち、スキージユニット１５は、シリ
ンダ２２のロッド２２ａに、スキージング方向の水平な
軸線ａ及びスキージング方向と直交する水平な軸線ｂの
２軸廻りに回転変位可能に保持されている。したがっ
て、結合ブロック１６及び保持ブロック１４は、スキー
ジ１７Ａ，１７Ｂの上端部を結合しスキージ方向と直交
する水平軸廻りの回転変位を許容した状態で押圧手段で
あるシリンダ２２に保持させる保持手段となっている。
【００１７】図３（ａ）に示すように、ロッド２２ａを
突出させることによりスキージヘッド１３は下降し、こ
の状態ではスキージユニット１５の２枚のスキージ１７
Ａ，１７Ｂの下端部はマスクプレート１２に所定のアタ
ック角度βで摺接する。そしてこの状態で、マスクプレ
ート１２と２つのスキージ１７Ａ，１７Ｂとの間の空間
は、クリーム半田５の貯溜空間１９を形成する。図２に
示すように、スキージユニット１５の両端面には閉止板
１５ａが取り付けられており、貯溜空間１９は閉止板１
５ａによって側面を閉止される。
【００１８】上記構成により、スキージヘッド１３を下
降させてスキージユニット１５によりスキージング動作
を行う際には、スキージユニット１５の水平な軸線ａ，
ｂ廻りの回転変位が許容されることから、スキージ１７
Ａ，１７Ｂの下端部はマスクプレート１２の表面形状に
追従する。すなわち図４に示すように、マスクプレート
１２がスキージング方向（印刷方向）に傾斜している場
合には、スキージヘッド１３が軸線ｂ（図３（ｂ））廻
りに回転することにより、スキージ１７Ａ，１７Ｂの下
端部はマスクプレート１２の上面の傾斜に追従する。
【００１９】このとき、スキージ１７Ａ，１７Ｂとマス
クプレート１２とのアタック角度は、２枚のスキージ１
７Ａ，１７Ｂ相互の結合角度αが固定されていることか
ら、マスクプレート１２の傾斜状態にかかわらず、常に
一定のアタック角度βに保たれる。また、マスクプレー
ト１２が印刷方向と直交する方向に傾斜している場合に
あっても、同様にスキージヘッド１３が軸線ａ（図３
（ａ））廻りに回転変位することにより、スキージユニ
ット１５はマスクプレート１２の表面に良好に追従す
る。
【００２０】図１、図２に示すように、プレート部材２
１にはシリンジ２６が配設されており、シリンジ２６に
接続された半田供給管２７は、保持ブロック１４に固定
された分岐ブロック２８、分岐ブロック２８から分岐し
た２つの半田供給管２９を介して、スキージユニット１
５の貯溜空間１９に接続されている。シリンジ２６は内
部にクリーム半田５を貯留しており、シリンジ２６を駆
動することにより、貯溜空間１９内にはクリーム半田５
が供給される。シリンジ２６は、ペーストであるクリー
ム半田５を供給するペースト供給手段となっている。
【００２１】このスクリーン印刷装置は上記のように構
成されており、次にスキージヘッド１３による印刷動作
を図５を参照して説明する。印刷動作においては、スキ
ージヘッド１３を下降させてスキージ１７Ａ，１７Ｂの
下端部をマスクプレート１２の上面に当接させる。そし
てシリンジ２６によって貯溜空間１９内にクリーム半田
５を供給した状態で、図５（ａ）に示すようにスキージ
ヘッド１３をマスクプレート１２上で右方向（矢印Ａ方
向）へ移動させる。これにより、貯溜空間１９内のクリ
ーム半田５はスキージ１７Ａによってマスクプレート１
２のパターン孔１２ａ（図１，図２）内に充填され、基
板３への半田印刷が行われる。
【００２２】そして図５（ｂ）に示すように印刷終了後
の基板３をマスクプレート１２の下面から離隔させ搬出
した後、新たな基板３を搬入しマスクプレート１２の下
面に当接させ、この基板３に対する印刷が行われる。こ
の印刷動作においては、図５（ｃ）に示すように前回の
印刷動作におけるスキージング方向と反対方向（矢印Ｂ
方向）に、スキージヘッド１３を移動させる。
【００２３】この往復２方向への印刷動作において、図
５に例示するように印刷対象の基板３表面の平面度が良
好でなく、反りを生じているような場合にあっても、互
いに反対のスキージング方向へスキージヘッドを移動さ
せてスキージ１７Ａ，１７Ｂをマスクプレート１２上で
摺動させる際には、いずれの方向へのスキージング動作
においてもスキージ１７Ａ，１７Ｂがマスクプレート１
２の上面となすアタック角度βが常に一定に保たれるこ
とから、常に安定した状態で印刷を行うことができ、ス
キージングによって転写されるクリーム半田５の量のば
らつきが発生しない。
【００２４】また本実施の形態で、２方向のスキージン
グに対応する２つのスキージを備えたスキージヘッドに
おいて、従来のような２つの独立して昇降するスキージ
を用いていないことから、印刷方向の反転に際してスキ
ージを切り換えるための昇降動作をその都度行う必要が
ない。したがって、スキージの昇降動作に伴うロス時間
を排除して、印刷動作の効率を向上させることができる
とともに、スキージが昇降するさいにスキージに付着し
たクリーム半田５が落下する「半田ダレ」に起因する不
具合を防止することができる。
【００２５】また、スキージの昇降動作をエアシリンダ
によって行う場合には、エアシリンダはスキージをマス
クプレートに対して押圧する印圧付与手段を兼ねている
が、本実施の形態では２つのスキージ１７Ａ，１７Ｂを
同一のシリンダ２２によって押圧して印圧を付与するこ
とから、異なるシリンダを用いることによる動作特性の
違いがなく、印圧を常に適正に保つことができる。
【００２６】さらに、２つのスキージ１７Ａ，１７Ｂと
マスクプレート１２の上面との間の密閉された貯溜空間
１９内にクリーム半田５を貯溜することから、マスクプ
レート１２上に直接クリーム半田５を供給する従来のス
クリーン印刷装置において発生するクリーム半田５の大
気暴露による劣化が発生しない。そして貯溜空間１９を
形成するスキージ１７Ａ，１７Ｂを含んだスキージユニ
ット１５の温度を温度調整手段によって所定の温度に保
つようにすれば、クリーム半田５を常に印刷条件に応じ
た適正温度の保持することができる。
【００２７】従来のスクリーン印刷装置では、このクリ
ーム半田の温度調整は通常マスクプレート１２上のクリ
ーム半田５に温風を吹き付けることにより行われること
から、クリーム半田５から溶剤成分が短時間で揮発して
クリーム半田５が硬化する不具合を発生しやすかったの
に対し、本実施の形態においてはこのような不具合を生
じることなく常にクリーム半田５の温度を適正温度に保
持することが可能となっている。
【００２８】そして、貯溜空間１９内へのクリーム半田
５の供給をシリンジ２６によって行うようにしているこ
とから、マスクプレート１２上面に直接クリーム半田５
を供給する従来の方法において必要とされた半田補給時
の装置停止の必要がなく、装置の稼働率を向上させるこ
とができる。また、本実施の形態によれば、シリンジ２
６によるクリーム半田５の補給を適正に行うことによっ
て貯溜空間１９内のクリーム半田５の貯溜状態をほぼ定
常的に保つことができることから、スキージング動作に
おけるクリーム半田５のローリング状態を安定させて、
ばらつきのない印刷を行うことができるという効果を有
する。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、下端部がアスクプレー
トに対して所定のアタック角度で摺接する２枚の摺接部
材の上端部を結合してスキージ方向と直交する水平軸廻
りの回転変位を許容した状態でスキージヘッドの押圧手
段に保持させるようにしたので、マスクプレートの反り
や傾斜など上面の状態に拘わらず常に所定のアタック角
度でスキージングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の
正面図
【図２】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の
側面図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態のスキージヘッド
の部分断面図 （ｂ）本発明の一実施の形態のスキージヘッドの部分側
面図
【図４】本発明の一実施の形態のスキージヘッドの部分
断面図
【図５】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置に
よる印刷動作の説明図
【符号の説明】
３ 基板 ５ クリーム半田 １２ マスクプレート １２ａ パターン孔 １３ スキージヘッド １４ 保持ブロック １５ スキージユニット １６ 結合ブロック １９ 貯溜空間 ２２ シリンダ ２６ シリンジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮原 清一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 友松 道範 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2C035 AA06 FD01 FD05 FD17 FD37 5E319 BB05 CD29 GG15 5E343 BB54 DD03 FF04 FF13 GG11

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マスクプレート上でスキージヘッドを移動
    させることにより、マスクプレートのパターン孔を介し
    て基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置であっ
    て、前記スキージヘッドをマスクプレートに対してそれ
    ぞれ水平方向に移動させ、昇降させる水平移動手段、昇
    降手段と、スキージヘッドをマスクプレートに対して押
    圧する押圧手段とを備え、前記スキージヘッドは、下端
    部がマスクプレートに対して所定のアタック角度で摺接
    しスキージング方向が互いに反対の２枚の摺接部材と、
    これらの摺接部材の上端部を結合しスキージング方向と
    直交する水平軸廻りの回転変位を許容した状態で前記押
    圧手段に保持させる保持手段と、前記摺接部材がマスク
    プレートに摺接した状態においてマスクプレートと前記
    ２つの摺接部材との間に形成されるペーストの貯溜空間
    とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
  2. 【請求項２】前記貯溜空間内にペーストを供給するペー
    スト供給手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の
    スクリーン印刷装置。
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