JP2003072026A - スクリーン印刷装置及びスクリーン印刷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペーストの供給形態の制約を排し、低コスト
でペーストを供給できるスクリーン印刷装置およびスク
リーン印刷方法を提供すること。 【解決手段】 マスクプレート１２上で密閉型のスキー
ジヘッド１３を移動させることによりパターン孔を介し
て基板にペーストを印刷するスクリーン印刷装置におい
て、貯溜部３１に可撓性の膜状材を袋状容器に成形した
貯溜膜部材３３を設け、この貯溜膜部材３３の下方にク
リーム半田５を収容する。印刷時にはシリンダ１６によ
って加圧板３２を押し下げてクリーム半田５を加圧し印
刷空間３５内にクリーム半田５を充填する。クリーム半
田５の補給時には、本体部３０を反転して充填部材の間
の開口部からクリーム半田５を貯溜部３１内に押し込
む。これにより、専用容器を用いることなく、低コスト
で無駄なくクリーム半田５を供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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
ン印刷装置及びスクリーン印刷方法に関するものであ
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】このスクリーン印刷のスキージング方法と
して、密閉型のスキージヘッドを用いる方法が知られて
いる。この方法は、通常のスクリーン印刷と異なりマス
クプレート上にペーストを直接供給するのではなく、内
部にペーストを貯溜したスキージヘッドを用いるもので
ある。この方法では、スキージヘッドの下面に設けられ
たペースト接触面をマスクプレートに当接させた状態
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にペースト接触面を介してペースト
を順次充填させる。この密閉型のスキージヘッドにおい
ては、一般にペーストの供給は予めペーストが充填され
た専用容器によって行われ、ペーストを補給する際には
新たな専用容器と交換するようにしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の密閉型スキージヘッドにおいては、ペーストの供給
形態として専用容器を用いることに起因して、ランニン
グコストの上昇を招くとともに、使用済みの専用容器内
に残留して使用されないまま廃棄される廃棄半田が発生
して資源の無駄を生じるなどの不都合があった。このた
め、低コストで無駄のないペースト供給が可能なスキー
ジヘッドを備えたスクリーン印刷装置が求められてい
た。

【０００５】そこで本発明は、ペーストの供給形態の制
約を排し、低コストでペーストを供給できるスクリーン
印刷装置及びスクリーン印刷方法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、前記スキージヘッドに設けられ内
部にペーストを収容するペースト貯溜部と、このペース
ト貯溜部内のペーストを加圧することによりペーストを
ペースト貯溜部から下方に移動させる加圧手段と、下方
に移動したペーストを収容し下面に形成された開口部を
介してマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、
前記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し前記
マスクプレートの上面に摺接する相対向した２つの摺接
部とを備え、前記開口部が、前記ペースト貯溜部内にペ
ーストを補給するための補給用開口となっている。

【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、前記ペース
ト貯溜部は、可撓性の膜状材によって形成された袋状容
器を備えている。

【０００８】請求項３記載のスクリーン印刷方法は、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、前記スキージヘッドに設けられ内部にペースト
を収容するペースト貯溜部と、このペースト貯溜部内の
ペーストを加圧することによりペーストを下方に押し出
す加圧手段と、押し出されたペーストを収容し下面に形
成された開口部を介してマスクプレートの表面に接触さ
せる印刷空間と、前記印刷空間のスキージング方向の前
後壁を形成し前記マスクプレートの上面に摺接する相対
向した２つの摺接部とを備えたスクリーン印刷装置によ
るスクリーン印刷方法であって、マスクプレート上で前
記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印
刷工程と、前記開口部から前記ペースト貯溜部内にペー
ストを補給するペースト補給工程とを含む。

【０００９】本発明によれば、ペースト貯溜部内のペー
ストを加圧することによりペーストを下方に押し出して
印刷空間の下面に形成された開口部を介してマスクプレ
ートの表面に接触させて印刷を行い、ペーストの補給時
には、スキージヘッドを反転して印刷用の開口部からペ
ースト貯溜部内にペーストを押し込んで補給することに
より、専用容器を用いることなくペーストの供給形態の
制約を排し、低コストで無駄なくペーストを供給するこ
とができる。

【００１０】

【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、図４、図６は本
発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置のスキージヘ
ッドの部分断面図、図５は本発明の一実施の形態のスク
リーン印刷におけるスキージヘッドの動作説明図であ
る。

【００１１】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、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。

【００１２】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。

【００１３】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を備えている。シリンダ２２のロッ
ド２２ａの下端部には、結合部材１５を介してスキージ
ヘッド１３が結合されている。

【００１４】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
とともに、スキージヘッド１３をマスクプレート１２に
対して押圧する。ヘッド昇降部２０はスキージヘッド１
３をスクリーンマスク１０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は、スキージヘッド１
３をマスクプレート１２に対して押圧する押圧手段とな
っている。

【００１５】ヘッド昇降部２０のプレート部材２１の下
面には、両端部にスライダ２３が固着されており、スラ
イダ２３はフレーム２５の上面に配設されたガイドレー
ル２４にスライド自在に嵌着されている。またプレート
部材２１の下面にはナット２６が結合されており、ナッ
ト２６に螺合した送りねじ２７は、モータ２８によって
回転駆動される。

【００１６】モータ２８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２８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２８、送りね
じ２７およびナット２６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。

【００１７】スキージヘッド１３の下部には、マスクプ
レート１２の表面に当接してペーストであるクリーム半
田５をパターン孔１２ａに充填する印刷部１４が設けら
れている。図３を参照して印刷部１４の構造を説明す
る。図３において、３０は本体部であり、マスクプレー
ト１２の幅方向に細長形状のブロック状部材である。本
体部３０の長さ寸法は図２に示すように印刷対象の基板
３の幅寸法をカバーするように設定される。

【００１８】本体部３０には、内部にクリーム半田５を
貯溜する貯溜部３１（ペースト貯溜部）が着脱自在に装
着される凹部３０ａが形成されている。貯溜部３１は上
下が開口した方形の枠形状となっており、内部にクリー
ム半田５を収容する貯溜膜部材３３を備えている。貯溜
膜部材３３は、エラストマなどの可撓性・伸縮性に富む
膜状材を下面側が開口した袋状容器に成形したものであ
り、貯溜部３１の下端の内周に沿って設けられた固定部
３１ａ（図４（ａ）参照）によって貯溜部３１と結合さ
れている。貯溜膜部材３３は、内部に収容するクリーム
半田５の体積に応じて貯溜部３１内で伸縮する。

【００１９】貯溜部３１の上面の開口には内部のクリー
ム半田５を加圧する加圧板３２が嵌入している。加圧板
３２は上方に配置されたシリンダ１６のロッド１６ａと
結合されており、シリンダ１６を駆動することにより、
加圧板３２は貯溜部３１内で上下動する。加圧板３２を
下降させることにより、内部にクリーム半田５を収容し
た貯溜膜部材３３は上方から押圧され、クリーム半田５
は加圧される。

【００２０】シリンダ１６は、バルブＶ、レギュレータ
Ｒを介してエア源１８と接続されている。レギュレータ
Ｒは、制御部１９からの圧力設定信号に従ってシリンダ
１６に供給されるエアの圧力を設定できるようになって
おり、貯溜部３１内のクリーム半田５を所定の圧力で押
し下げるようになっている。シリンダ１６および加圧板
３２はペーストであるクリーム半田５を加圧する加圧手
段となっている。シリンダ１６によって加圧されたクリ
ーム半田５は、貯溜部３１内で下方に移動し下面の開口
から下方に押し出される。そして押し出されたクリーム
半田は、本体部３０の下面に配設されたスキージング部
３６によって囲まれた印刷空間３５に到達する。

【００２１】次に図４を参照してスキージング部３６お
よび印刷空間３５について説明する。スキージング部３
６は、本体部３０の下部において周囲を閉囲する４方向
の壁面より構成され、これらの壁面の内側に印刷空間３
５が形成される。図４（ａ）に示すように、スキージン
グ部３６のスキージング方向（矢印ａ方向）の両端に
は、印刷空間３５の前後壁面を形成する２つの摺接部３
７が設けられている。印刷動作時には、印刷空間３５は
加圧されたクリーム半田５を収容し、印刷空間３５の下
面、すなわち２つの摺接部３７の間に形成された開口部
を介してクリーム半田５をマスクプレート１２の表面に
接触させる。摺接部３７は、板状の掻き取り部材３９
と、ブロック形状の充填部材３８とを組み合わせて一体
的に結合した構成となっている。掻き取り部材３９は、
印刷空間３５内に位置するマスクプレート１２の上面に
対して、鈍角αの接触角で摺接している。

【００２２】図４（ｂ）に示すように、掻き取り部材３
９は下端部３９ａがマスクプレート１２の上面に摺接す
る可撓性の板部材であり、スキージングにおいてマスク
プレート１２上面のクリーム半田５を掻き取る。充填部
材３８は、掻き取り部材３９が装着される装着面３８ａ
と、この装着面３８ａに対して所定の角度βをなし印刷
空間３５内に位置するマスクプレート１２の上面に対し
て鋭角γをなす充填面３８ｂを有し、エラストマなどの
可撓性の材質によって略方形断面のブロック形状に形成
されている。充填部材３８は、スキージングにおいて充
填面３８ｂによってクリーム半田５をローリング（矢印
ｂ参照）させパターン孔１２ａ内に充填する。

【００２３】次にスキージヘッド１３によるスクリーン
印刷におけるクリーム半田５の補給作業について図５を
参照して説明する。図５（ａ）において、スキージヘッ
ド１３は下降状態にあり、スキージング部３６はマスク
プレート１２の上面に当接している。貯溜部３１の貯溜
膜部材３３内にはクリーム半田５が収容されており、ス
キージング開始に際しては、クリーム半田５の押し込む
動作を行う。すなわちシリンダ１６を駆動して、加圧板
３２によって貯溜膜部材３３を介して内部のクリーム半
田５を加圧する。これにより、貯溜部３１、印刷空間３
５内のクリーム半田５は下方に移動し、印刷空間３５内
はクリーム半田５で隙間なく充填される。

【００２４】次いでスキージングが開始される。図５
（ｂ）に示すように、スキージヘッド１３をマスクプレ
ート１２上で水平移動させることにより、印刷空間３５
内のクリーム半田５のうち、摺接部３７の前面付近に位
置するクリーム半田５には充填面３８ｂ（図４（ｂ）参
照）によってローリング流動が与えられる。これによ
り、スキージヘッド１３の移動過程において、クリーム
半田５はマスクプレート１２のパターン孔１２ａ内に進
入し内部を良好に充填する。

【００２５】このスキージングを反復して行う過程にお
いて、貯溜部３１内のクリーム半田５は徐々に消費さ
れ、やがて図５（ｂ）に示すようにクリーム半田５の押
し込み時に加圧板３２が貯溜部３１の下端部まで下降す
るようになる。この状態を図示しないセンサによって検
知することにより半田切れ報知が行われ、この半田切れ
報知を承けて半田補給作業が行われる。

【００２６】すなわち本体部３０を結合部材１５から取
り外し、図５（ｃ）に示すように上下を反転した姿勢
で、作業台（図示せず）上に載置する。これにより２つ
の摺接部３７の間の開口部が上面に露呈される。そして
この開口部から、ペースト状のクリーム半田５を直接補
給する。すなわち、本実施の形態においては、印刷用の
開口部が、貯溜部３１内にクリーム半田５を補給するた
めの補給用開口となっている。この補給作業には、クリ
ーム半田５を吐出する供給ガンを用いて貯溜部３１の内
部に押し込む方法や、ヘラなどの手工具によってクリー
ム半田５を少量づつ順次押し込む方法など、各種の方法
を用いることができる。

【００２７】そして、貯溜膜部材３３が予め所定高さ位
置にセットされた受け部材４０に当接するまでクリーム
半田５の押し込みを継続する。これにより、図５（ｄ）
に示すように、貯溜部３１の貯溜膜部材３３内には所定
量のクリーム半田５が充填される。この補給作業の際
に、貯溜膜部材３３内を工具によって上下方向に撹拌し
ながらクリーム半田５の補給を行うことにより、特定部
分のクリーム半田５が貯溜部３１内に長期間残留するこ
とによる品質劣化を防止できる。

【００２８】上記説明したように、本実施の形態に示す
スキージヘッド１３は、従来の専用容器に予め充填され
たクリーム半田を用いることなくクリーム半田の補給が
行えることから、ポットによって供給されるクリーム半
田をそのまま使用することができ、クリーム半田の供給
形態の制約を排し、ランニングコストを大幅に低減する
ことができる。しかも使用されないまま廃棄される残留
半田の発生がなく、資源の無駄のないスクリーン印刷を
実現することができる。

【００２９】なお上記実施の形態では、貯溜部３１内に
袋状の貯溜膜部材３３を備えた例を示したが、図６に示
すように、貯溜部３１の内側面に直接摺接する平板形状
の閉塞部材３３’を設け、加圧板３２によってこの閉塞
部材３３’を押し下げるようにしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、ペースト貯溜部内のペ
ーストを加圧することによりペーストを下方に押し出し
て印刷空間の下面に形成された開口部を介してマスクプ
レートの表面に接触させて印刷を行い、ペーストの補給
時には、スキージヘッドを反転して印刷用の開口部から
ペースト貯溜部内にペーストを押し込んで補給するよう
にしたので、専用容器を用いることなくペーストの供給
形態の制約を排し、低コストで無駄なくペーストを供給
することができる。

【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】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の
スキージヘッドの部分断面図

【図４】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の
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におけ
るスキージヘッドの動作説明図

【図６】本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の
スキージヘッドの部分断面図

【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 １６ シリンダ ２０ ヘッド昇降部 ３１ 貯溜部 ３２ 加圧板 ３３ 貯溜膜部材 ３５ 印刷空間 ３６ スキージング部

フロントページの続き (72)発明者 深川 貴弘 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 坂本 博利 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 FA27 FD04 FD18 FD23 FD35 FD37 FD42 FE01 5E319 BB05 CD29 GG15 5E343 BB54 DD03 FF02 FF04 GG11

Claims (3)

【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、前記スキージヘッドに設けられ内部
   にペーストを収容するペースト貯溜部と、このペースト
   貯溜部内のペーストを加圧することによりペーストをペ
   ースト貯溜部から下方に移動させる加圧手段と、下方に
   移動したペーストを収容し下面に形成された開口部を介
   してマスクプレートの表面に接触させる印刷空間と、前
   記印刷空間のスキージング方向の前後壁を形成し前記マ
   スクプレートの上面に摺接する相対向した２つの摺接部
   とを備え、前記開口部が、前記ペースト貯溜部内にペー
   ストを補給するための補給用開口となっていることを特
   徴とするスクリーン印刷装置。
2. 【請求項２】前記ペースト貯溜部は、可撓性の膜状材に
   よって形成された袋状容器を備えていることを特徴とす
   る請求項１記載のスクリーン印刷装置。
3. 【請求項３】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、前記スキージヘッドに設けら
   れ内部にペーストを収容するペースト貯溜部と、このペ
   ースト貯溜部内のペーストを加圧することによりペース
   トを下方に押し出す加圧手段と、押し出されたペースト
   を収容し下面に形成された開口部を介してマスクプレー
   トの表面に接触させる印刷空間と、前記印刷空間のスキ
   ージング方向の前後壁を形成し前記マスクプレートの上
   面に摺接する相対向した２つの摺接部とを備えたスクリ
   ーン印刷装置によるスクリーン印刷方法であって、マス
   クプレート上で前記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
   ストを印刷する印刷工程と、前記開口部から前記ペース
   ト貯溜部内にペーストを補給するペースト補給工程とを
   含むことを特徴とするスクリーン印刷方法。