JP2003136674A - スクリーン印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スキージヘッド内部のペーストの粘度増加を
防止して、印刷品質を確保す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１２ａを介して
基板３にクリーム半田５を印刷するスクリーン印刷装置
において、クリーム半田５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１２の表面に接触させる印
刷空間３５内に、シリンダ４３によって水平方向に往復
動する水平撹拌軸４０を配設し、印刷動作中の所定イン
ターバルで水平撹拌軸４０を往復動させる。これによ
り、クリーム半田５には水平方向の流動が付与され、こ
の水平流動とスキージング動作によるローリング流動に
よってクリーム半田５を満遍なく撹拌して粘度を均一に
保つことができる。

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、ペ
ースト貯溜容器を備えたスキージヘッドを用いるもので
ある。この方法では、ペースト貯溜容器の下面に設けら
れた開口をマスクプレートに当接させた状態で、ペース
ト貯溜容器内のペーストを加圧することにより、マスク
プレートのパターン孔に開口を介してペーストが押し込
まれる。そしてスキージヘッドをマスクプレート上で移
動させることにより、各パターン孔に順次ペーストを充
填する。

【０００４】この密閉型スキージを用いる方法では、ス
キージヘッド内のペーストは長時間滞留した状態にある
ため、時間の経過と共にペーストは流動性が低下して粘
度が増大する傾向にある。このため、従来より密閉型の
スキージヘッドでは、スキージヘッドの移動によって内
部でペーストのローリング流動が誘起されるような工夫
がなされ、このローリングによって内部におけるペース
トの流動性を確保する用にしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スキー
ジヘッドの移動によるローリングは、スキージヘッド内
でのペーストの上下方向の循環流動が主であり、しかも
この循環流動はスキージヘッド内で必ずしも均一には生
じないことから、スキージヘッドの内部には、稼動後に
ほとんど流動による撹拌効果が及ばない部分が生じる。
このような部分では時間の経過とともに粘度が増大し、
ペースト中の粒子成分と液状成分の分離が進行し、スキ
ージングにおけるパターン孔内への充填が良好に行われ
ない結果、印刷不良が生じやすいという問題点があっ
た。

【０００６】そこで本発明は、スキージヘッド内部のペ
ーストの粘度増加を防止して、印刷品質を確保すること
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。

【０００７】

【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、前記ス
キージングヘッド内のペーストに対してスキージング方
向と直交する水平軸方向の移動成分を含む流動を付与す
る水平流動付与手段とを備えた。

【０００８】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、前記水平流
動付与手段は、前記スキージヘッドをスキージング方向
と直交する水平軸方向に貫通して設けられた軸部材と、
この軸部材を前記軸方向に移動させる移動機構とを含
む。

【０００９】本発明によれば、スキージングヘッド内の
ペーストに対してスキージング方向と直交する水平軸方
向の移動成分を含む流動を付与する水平流動付与手段を
備えることにより、内部のペーストを満遍なく撹拌して
ペーストの粘度を均一に保つことができる。

【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４は本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装
置の水平撹拌軸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。本体部３０
には、クリーム半田５が貯溜されたカートリッジ３１が
着脱自在に装着される凹部３０ａが形成されている。

【００１８】カートリッジ３１は予め所定量のクリーム
半田が貯溜されたクリーム半田の貯溜部（ペースト貯溜
部）となっており、印刷時に本体部３０に装着される。
カートリッジ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３３が嵌入している。加圧板３３
は上方に配置されたシリンダ１６のロッド１６ａと結合
された押し下げ部材３２と当接しており、シリンダ１６
を駆動することにより、押し下げ部材３２によって加圧
板３３はカートリッジ３１内で上下動するようになって
いる。

【００１９】カートリッジ３１の底面はクリーム半田の
押し出し板３１ａとなっており、押し出し板３１ａには
多数の開口３１ｂが設けられている。加圧板３３をシリ
ンダ１６で下方に押圧することにより、カートリッジ３
１内のクリーム半田５は加圧され、押し出し板３１ａの
開口３１ｂを介して下方に押し出される。シリンダ１６
および加圧板３３はペーストであるクリーム半田５を加
圧するペースト加圧手段となっている。

【００２０】次にスキージング部３６および印刷空間３
５について説明する。スキージング部３６は、本体部３
０の下方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３５が形成され
る。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相
対向した２つの摺接部３７Ａ，３７Ｂが配設されてい
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３７Ａ，３７Ｂの間の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。

【００２１】２つの摺接部３７Ａ，３７Ｂの間の印刷空
間３５内には、本体部３０を水平軸方向に貫通して設け
られた軸部材である水平撹拌軸４０が水平方向に配設さ
れている。水平撹拌軸４０は、印刷空間３５の側壁部に
設けられたスライド軸受け部４１によって水平方向にス
ライド自在に支持されており、水平撹拌軸４０の一端部
は結合部材４２を介して、シリンダ４３のロッドに結合
されている。

【００２２】シリンダ４３を突没駆動することにより、
水平撹拌軸４０は印刷空間３５内で水平往復動する。シ
リンダ４３は水平撹拌軸４０を移動させる移動手段とな
っている。この往復動により、水平撹拌軸４０は、スキ
ージング時に印刷空間３５内において、クリーム半田５
に対してスキージング方向と直交する水平軸方向の移動
成分を含む流動を付与する。すなわち、水平撹拌軸４０
およびシリンダ４３は、水平流動付与手段となってい
る。この動作において、シール部材４１ａによってクリ
ーム半田５の液状成分が印刷空間３５の外部に漏出する
のを防止している。

【００２３】スキージヘッド１３によるスクリーン印刷
動作について説明する。図４（ａ）に示すように印刷空
間３５内にクリーム半田５が上方から押し出されて充填
された状態で、スキージヘッド１３を矢印ｂ方向へ移動
させると、印刷空間３５内のクリーム半田５には、摺接
部３７Ａによって上方に向かう流動（矢印ｃ参照）が付
与される。

【００２４】この流動により、クリーム半田５は水平撹
拌軸４０の周囲を周回し（矢印ｄ参照）て押し出し板３
１ａの下面に沿ってさらに流動し、もう１つの水平撹拌
軸４０を周回した後に摺接部３７Ｂに沿って下降する。
すなわち、スキージヘッド１３の移動により、印刷空間
３５内には、スキージング方向の垂直断面内においてク
リーム半田５が上下方向に循環するローリング流動が誘
起される。

【００２５】スキージヘッド１３による印刷動作時に
は、所定のインターバルにおいて、シリンダ４３を駆動
して図４（ｂ）に示すように、水平撹拌軸４０を水平往
復動させる水平方向流動付与動作が行われる。これによ
り、水平撹拌軸４０の周囲のクリーム半田５は、矢印ｅ
に示すように水平撹拌軸４０の表面に随伴して移動する
流動が生じる。

【００２６】すなわち、水平方向流動付与動作を適切な
インターバルで実施することにより、この水平方向の流
動とスキージング動作によるローリング流動の組み合わ
せによって、印刷空間３５内のクリーム半田５を印刷動
作中に常に流動させることができる。したがって印刷空
間３５内にクリーム半田５の定溜スポットが生じること
がなく、クリーム半田５の粘度の増大を防止して、印刷
品質を確保することができる。

【００２７】なお上記実施の形態では、水平撹拌軸４０
をシリンダ４３によって駆動する例を示したが、印刷動
作の適当なインターバルに、手動操作によって水平撹拌
軸４０を移動させるようにしてもよい。このとき、水平
撹拌軸４０を軸廻りに回転させながら軸方向に移動させ
るようにすれば、さらに撹拌効果を増大させることがで
きる。

【００２８】また、水平流動付与手段としては、本実施
の形態に示すような軸部材を移動させる方法のみなら
ず、種々の形状の撹拌部材を印刷空間３５内で移動させ
ることにより、スキージング方向と直交する水平軸方向
の移動成分を含む流動を付与するようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、スキージングヘッド内
のペーストに対してスキージング方向と直交する水平軸
方向の移動成分を含む流動を付与する水平流動付与手段
を備えたので、内部のペーストを満遍なく撹拌してペー
ストの粘度を均一に保つことができ、クリーム半田５の
粘度の増大を防止して、印刷品質を確保することができ
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
水平撹拌軸の動作説明図

【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 ２０ ヘッド昇降部 ３５ 印刷空間 ３６ スキージング部 ３７Ａ，３７Ｂ 摺接部 ４０ 水平撹拌軸

フロントページの続き (72)発明者 大武 裕治 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 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 Ｆターム(参考） 2C035 AA06 FD01 FD15 FD35 5E319 BB05 CD29 GG15 GG20 5E343 BB72 DD05 FF04 GG20

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、前記スキージヘッドに設けられペー
   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、前記スキ
   ージングヘッド内のペーストに対してスキージング方向
   と直交する水平軸方向の移動成分を含む流動を付与する
   水平流動付与手段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】前記水平流動付与手段は、前記スキージヘ
   ッドをスキージング方向と直交する水平軸方向に貫通し
   て設けられた軸部材と、この軸部材を前記軸方向に移動
   させる移動機構とを含むことを特徴とする請求項１記載
   のスクリーン印刷装置。