JP2003034012A

JP2003034012A - クリーム半田印刷装置

Info

Publication number: JP2003034012A
Application number: JP2001222192A
Authority: JP
Inventors: Isao Abe; 猪佐雄阿部; Noriaki Mukai; 範昭向井; Makoto Honma; 真本間
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2001-07-23
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2003-02-04

Abstract

(57)【要約】【課題】下面に部品を搭載した基板を基板保持ピンで
保持する際、部品実装箇所を避ける為の人手による基板
保持ピンの位置設定という手間を省くこと【解決手段】クリーム半田印刷装置に、印刷対象物た
る基板１０を印刷部４まで搬送する搬送ベルト６と、基
板１０を所定の高さに保持する基板保持機構７と、クリ
ーム半田を塗布する為のマスク３を保持するマスク保持
機構９とを備える。そして、その基板保持機構７とし
て、独立して上下移動可能な複数本の基板保持ピン８
と、基板１０の外周部を保持する基板保持部材１１ａ，
１１ｂとを設け、その各基板保持ピン８に、基板保持ピ
ン８を所定の位置で保持するロック機構３６と、このロ
ック機構３６を解除した状態で基板保持ピン８を移動さ
せる移動機構３５とを備えること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板の回路パター
ンに対応した孔を有するマスクを重ねて基板にクリーム
半田を印刷するクリーム半田印刷装置に係り、特に凹凸
のある基板の面を支持してもその水平を確保できるクリ
ーム半田印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、クリーム半田印刷装置で基板に半
田を印刷する際のその基板の保持手段としては、例えば
１対の水平クランプ片で保持するという特開平２００１
−６２９９２号公報に開示されたものがある。具体的に
この特開平２００１−６２９９２号公報に開示されたク
リーム半田印刷装置では、搬送されてきた基板を上下に
移動可能な複数のピンから成るピンユニット上に受け、
押圧手段と協動して仮保持した後、その基板を水平クラ
ンプ片に受け渡して保持している。また、他の保持手段
としては、基板の下面から保持用の板で保持するという
ものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、上記特開平２
００１−６２９９２号公報にはピンユニットの詳細構成
の開示はないが、一般的な従来のピンユニット方式で
は、ピンを土台となる多数の穴の開いた板に、操作者が
基板サイズに応じて穴に差すという方法が取られてい
る。

【０００４】ところで、基板に搭載する部品は、先ずク
リーム半田を塗った基板上に搭載し、そのクリーム半田
を溶かして基板に固定している。ここで、基板には、そ
の部品を片面にのみ搭載するものと、両面に搭載するも
のがある。例えば両面に搭載する場合は、基板の片面に
部品を固定した後、その基板を裏返しにし、再度クリー
ム半田印刷装置に入れて反対の面にクリーム半田を転写
している。その際、基板の保持面には先に固定した部品
があるので、基板保持用のピン或いは保持用の板はその
部品を避ける必要がある。

【０００５】以上のことから、ピンで基板を保持する場
合にあっては、装置の操作者が基板の下面に固定された
部品を視認して、その部品を避けるようにピンの配置を
設定していた。しかしながら、このような場合には、操
作者は常に下面の部品の位置とピンの位置を意識して設
定しなければならず、ピンの設定に非常に手間取ってし
まう、という不都合があった。また、保持用の板で保持
する場合にあっては、部品の位置を避けた板を作る必要
があり、基板の種類が多い場合は多くの種類の板を用意
し、その都度板を交換しなければならないので対応が非
常にやりづらい、という不都合があった。

【０００６】本発明は、かかる従来例の有する不都合を
改善し、両面に部品を設けたプリント基板に半田を印刷
する場合であって、基板を保持する水平クランプ片に基
板を受け渡す時に、自動的に水平状態を保って受け渡し
ができ、且つ高精度にクリーム半田を印刷できるクリー
ム半田印刷装置を提供することを、その目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為、
本発明に係る基板にクリーム半田を印刷するクリーム半
田印刷装置では、印刷対象物たる基板の上面を水平に保
つ為にその基板の保持機構として、独立して上下移動可
能な複数本の基板保持ピンと、基板の外周部を保持する
基板保持部材とを設ける。そして、その各基板保持ピン
に、基板保持ピンを所定の位置で保持するロック機構
と、このロック機構を解除した状態で基板保持ピンを移
動させる移動機構とを備える。これにより、基板の下面
に部品が搭載されている場合であって各基板保持ピンで
その基板を保持する場合に、各基板保持ピンは、部品に
当接するものと基板下面に当接するものがあり、その状
態で基板を保持することができるので、基板の上面を水
平に保って基板を保持することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明のクリーム半田印刷装置の
一実施形態について図１から図５に基づいて説明する。

【０００９】先ず、本実施形態のクリーム半田印刷装置
の構成について説明する。このクリーム半田印刷装置
は、図１に示すが如く、プリント基板（以下、「基板」
という）１０を搬入するベルトコンベアを備えた基板搬
入部１と、この基板搬入部１から受け取った基板１０に
クリーム半田を印刷するクリーム半田印刷部４と、クリ
ーム半田が印刷された基板１０を排出するベルトコンベ
アを備えた基板排出部５とを有する。

【００１０】ここで、上記クリーム半田印刷部４につい
て詳述する。このクリーム半田印刷部４は、基板搬入部
１から受け取った基板１０をマスク３の下方まで搬送す
ると共に、その基板１０を基板排出部５まで搬送するベ
ルトコンベアの如き搬送ベルト６と、この搬送ベルト６
で搬送されてきた基板１０を保持する印刷テーブル部２
と、マスク３を保持するマスク保持機構９と、マスク３
の上方に配設された図示しないクリーム半田塗布機とを
有している。

【００１１】上記印刷テーブル部２には、上下，前後左
右及び水平方向に移動可能な複数のテーブルから成る基
板保持機構７が設けられている。この基板保持機構７
は、最上段のテーブルに設け且つ基板１０を下側より保
持する複数本の基板保持ピン８を備えた基板保持ピン部
と、基板表面に対して平行に移動して基板外周部を保持
する基板保持部材たる図５（ｂ）に示す１対のサイドク
ランプ１１ａ，１１ｂとを有する。

【００１２】このように構成されたクリーム半田印刷部
４に搬入されてきた基板１０は、図１の点線で示すよう
に基板保持ピン８によって搬送ベルト６の搬送面より上
側に持ち上げられ、１対のサイドクランプ１１ａ、１１
ｂによって保持される。そして、その基板１０は、マス
ク保持機構９に保持されているマスク３の位置との位置
合わせが行われた後、マスク下面に押付けられ、クリー
ム半田塗布機によってマスク３上から基板面にクリーム
半田が印刷される。

【００１３】ここで、基板保持機構７の基板保持ピン部
について詳述する。図２（ａ），（ｂ）に示すが如く、
上記複数本の基板保持ピン８は、ピン挿入用中板７Ｕの
縦，横方向に形成された複数の貫通孔に各々が独立して
上下移動できるように挿通されている。この上下移動
は、図３，４に示す上昇エア導通管３５にピン上昇エア
を加えたり、そのピン上昇エアを解除したりして行われ
る。具体的に説明すると、各基板保持ピン８の下部に覆
設された上昇エア導通管３５に図示しないエア供給機か
らピン上昇エアを供給することによって、各基板保持ピ
ン８の下端に空気圧が掛かりその各基板保持ピン８が上
昇する。また、上昇エア導通管３５に供給されているピ
ン上昇エアの供給を停止することによって、各基板保持
ピン８の下端に掛かっていた空気圧が解除されて各基板
保持ピン８が下降する。

【００１４】ここで、本実施形態にあっては、空気圧に
よって基板保持ピン８を所定の位置で固定できるピン保
持機構たるロック機構（ラッチ機構）３６が基板保持ピ
ン８毎に設けられている。このロック機構３６は、図
３，４に示すが如く、基板保持ピン８の外周の一部に覆
設された主体部３１ａとこの主体部３１ａの上部に配設
された垂体部３１ｂを有するピンロック３１と、このピ
ンロック３１の垂体部３１ｂの形状に対応した内壁を有
するピンロック保持体３２と、ピンロック３１の上端に
当接し且つそのピンロック３１をピンロック保持体３２
に所定の押圧力で押付ける為の弾性体３３と、この弾性
体３３の他端（ピンロック３１に当接する端部とは反対
側の端部）に当接して弾性体３３の上端位置を固定する
弾性体押さえ３４と、ピンロック３１の下部を覆うと共
にエア導入部を備えるロック解除エア導通管３０とを有
する。

【００１５】上記ピンロック３１の垂体部３１ｂは、例
えば複数に分割された分割片の集合体として形成された
ものであり、ロック状態にあっては図３に示すが如く各
分割片同士が当接する若しくは近接してその内壁で基板
保持ピン８の外周を挟持し（即ち締め付け）、ロック解
除状態にあっては図４に示すが如く各分割片同士が離間
すると共にその内壁も基板保持ピン８の外周から離間す
るよう構成されている。

【００１６】尚、本実施形態にあっては、上記弾性体３
３としてコイルバネを用いているが、必ずしもこれに限
定するものではなく、例えばゴム等の弾性力を与えられ
るものであればどのようなものでもよい。

【００１７】このように構成されたロック機構は、次の
ように動作する。図３，４に示すピンロック解除エアを
ロック解除エア導通管３０に加えると、その圧力でピン
ロック３１が上昇してロック保持体３２から外れる。こ
れにより、ピンロック３１の垂体部３１ｂの締付力が弱
くなり、基板保持ピン８が上下移動できるようになる。
かかる状態で図３，４に示すピン上昇エアを上昇エア導
通管３５に加えることにより、基板保持ピン８の下端に
上向きの力が作用して基板保持ピン８が図４に示すよう
に上昇する。

【００１８】尚、各基板保持ピン８の上昇限界は、マス
ク３の下面から基板１０の厚さ分だけ下がった位置と
し、仮にエア供給圧設定等の操作を誤っても基板保持ピ
ン８がマスク３に当接して痛めないように機構的に調整
しておく。また、図示しないが、上記ロック機構や上昇
エア導通管３５等の基板保持ピン８によるピン保持機構
は、基板保持機構７側（例えばピン挿入用中板７Ｕの下
面）に取付けてある。

【００１９】次に、本実施形態のクリーム半田印刷装置
の動作を説明する。ここでは、裏面（下面）にのみ部品
が搭載されて凹凸ができた基板１０の上面（平面）を水
平に位置決めする動作と印刷工程を説明する。

【００２０】先ず、基板搬入部１から搬送されてきた基
板１０は、クリーム半田印刷部４の搬送ベルト６上の所
定の位置で停止する。次に、搬送ベルト６の両側に設け
た図５（ｂ）に示す基板押さえ６０ａ，６０ｂを半円形
の矢印方向に移動させる。この時、その基板押さえ６０
ａ，６０ｂの一端をサイドクランプ１１ａ，１１ｂに当
てることで、基板押さえ６０ａ，６０ｂにおける基板１
０と当接する面がサイドクランプ１１ａ，１１ｂの上面
と同じ高さになるようにする。続いて、図示しない基板
持ち上げ機構を用いて、ピン挿入用中板７Ｕと共に基板
保持ピン８をその先端が基板下面に固定されている部品
に当たらないところまで上昇させる。

【００２１】次に、各基板保持ピン８のロック機構３６
を、図３，４で示したロック解除エアをロック解除エア
導通管３０に加えることにより解除すると共に、図３，
４で示したピン上昇エアを上昇エア導通管３５に加え
る。これにより、各基板保持ピン８の一端（下端）に空
気圧が掛かり、各基板保持ピン８が上昇して基板１０を
持ち上げ、搬送ベルト６から分離する。

【００２２】基板１０は、基板上面の両端部が図５
（ｂ）に示すが如く基板押さえ６０ａ，６０ｂの下面に
接触すると、この高さを上限として上昇が止まる。この
とき、部品に当接する基板保持ピン８は、その部品の厚
さの分だけ先端が下の位置で止まる。また、部品に当接
しない基板保持ピン８は、基板１０の下面に先端が当接
した位置まで上昇する。このように、基板１０の下面
（支持面）に部品があっても，又は部品に厚さの違いが
あっても、各基板保持ピン８の先端は夫々凹凸に対応し
た位置で上昇が止まるので、支持面側に凹凸のある基板
１０でもその凹凸に合わせて基板保持ピン８の高さ位置
を、基板１０が水平に保持されるように決定することが
できる。

【００２３】続いて、サイドクランプ１１ａ，１１ｂを
基板１０側に水平移動させることによって、基板１０を
両端から挟んで固定する。かかる状態で各基板保持ピン
８の図３，４に示したピンロック解除エアを抜くことに
よって、各ピンロック３１が下降して各基板保持ピン８
がロックされるので、各基板保持ピン８の先端が各々の
位置で固定される。そして、各基板保持ピン８をロック
した状態でピン上昇エアの供給を停止する。

【００２４】次に、基板１０とマスク保持機構９に保持
されているマスク３の位置を図示しないカメラ等の位置
計測機構で計測し、その計測結果に基づいて両者の位置
補正を印刷テーブルを駆動して行う。そして、基板１０
とマスク３の位置合わせが終了すると、印刷テーブルの
上昇機構を用いて、基板１０をマスク３に接触する位
置，又は印刷可能位置まで上昇させる。かかる状態でマ
スク３上面からクリーム半田塗布機を用いてクリーム半
田を基板面に印刷する。

【００２５】印刷終了後、印刷テーブルの上昇機構を用
いて所定位置まで基板を下げ、サイドクランプ１１ａ，
１１ｂを解除し、更に各基板保持ピン８のピンロック解
除エアを加える。このようにピンロック解除エアが加え
られると、ピンロック３１が上昇してロック保持体３２
から離れ、基板保持ピン８が先にピン上昇エアで持ち上
げられていた分だけ下降するので、基板１０が搬送ベル
ト６の搬送面まで下降して乗せられる。そして、基板１
０が搬送ベルト６の搬送面に載置されると、ピンロック
解除エアの供給を停止する。次に、クリーム半田が印刷
された基板１０は、搬送ベルト６を駆動して基板排出部
５に送られ、そこから次の工程に運ばれる。

【００２６】以上示したが如く、本実施形態のクリーム
半田印刷装置を用いることによって、基板１０へのクリ
ーム半田の印刷時に従来は人手で行っていた、基板下面
の部品実装箇所を避ける基板保持ピン８の設定を自動的
に行うことができる。更に、従来は裏面に部品のある箇
所のピンは抜いていたので、基板面に対して部品のある
場所が大きいと基板１０の支持箇所が少なくなり、印刷
の際、上から印刷の圧力を掛けたときにその箇所（ピン
の無い部分）で基板１０が撓む虞があったが、本装置で
は部品もピンで支持することができるので、このような
不都合を避けることができる。また、従来例の如き種々
の保持用板を設けずとも基板１０を有効に保持すること
ができるので、基板１０に対応して保持用板を変更する
必要が無くなり、作業性の向上を図ることができる。

【００２７】尚、上記実施形態にあっては、基板保持ピ
ン８のロック及びその解除を空気圧を用いる構成とした
が、必ずしも空気に限定するものでなく、例えばこれを
電気的に保持，解除する構成としても，液体や他の気体
を用いてもよい。また、基板保持ピン８の上下移動の為
の駆動力も、空気圧に替えて電気的な駆動力を与える構
成としても，液体や他の気体を用いてもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係るクリーム半田印刷装置は、
基板保持面に部品が搭載された基板を基板保持ピンで保
持する場合に、作業者が部品の搭載位置に応じて基板保
持ピンを設定する必要が無いので作業者の手間を大幅に
省くことができ、基板へのクリーム半田印刷時の作業性
向上を図ることができるできる、という従来にない優れ
たクリーム半田印刷装置を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクリーム半田印刷装置の構成の概略を
示す側面図である。

【図２】本発明の基板保持ピンの配置を示す図であっ
て、図２（ａ）はその斜視図、図２（ｂ）はその側面図
である。

【図３】本発明の基板保持ピンの上下機構の説明図であ
る。

【図４】本発明の基板保持ピンの上下機構の動作説明図
である。

【図５】本発明の基板保持機構の動作説明図であって、
図５（ａ）は側面から見た側面図、図５（ｂ）は基板の
移動方向側から見た図である。

【符号の説明】

１基板搬入部２印刷テーブル部３マスク４クリーム半田印刷部５基板排出部６搬送ベルト７基板保持機構７ｕピン挿入用中板８基板保持ピン９マスク保持機構１０基板１１ａ，１１ｂサイドクランプ３０ロック解除エア導通管３１ピンロック３２ピンロック保持体３３弾性体３４弾性体押さえ３５上昇エア導通管（移動機構）３６ロック機構６０ａ，６０ｂ基板押さえ

フロントページの続き (72)発明者向井範昭茨城県竜ケ崎市向陽台５丁目２番日立テクノエンジニアリング株式会社竜ケ崎工場内 (72)発明者本間真茨城県竜ケ崎市向陽台５丁目２番日立テクノエンジニアリング株式会社竜ケ崎工場内Ｆターム(参考） 2C035 AA06 FA23 FA26 5E319 CC22 CD29 CD35 GG15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印刷対象物たる基板を印刷部まで搬送す
る搬送ベルトと、前記基板を所定の高さに保持する基板
保持機構と、クリーム半田を塗布する為のマスクを保持
するマスク保持機構とを備えたクリーム半田印刷装置に
おいて、前記基板保持機構として、独立して上下移動可能な複数
本の基板保持ピンと、前記基板の外周部を保持する基板
保持部材とを設け、前記各基板保持ピンに、該基板保持ピンを所定の位置で
保持するロック機構と、該ロック機構を解除した状態で
前記基板保持ピンを移動させる移動機構とを備えたこと
を特徴とするクリーム半田印刷装置。
【請求項２】前記ロック機構は、空気圧によりロック
の解除ができる構成とし、前記移動機構は、該基板保持
ピンの一端部に空気圧を加えることで移動できる構成と
したことを特徴とする請求項１記載のクリーム半田印刷
装置。