JP2004034595A - スクリーン印刷機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、エンボス９を有するスクリーンマスク７をスキージ４が良好にスクリーン印刷できるスクリーン印刷機１を提供することを目的とする。
【解決手段】エンボス９を有するスクリーンマスク７上をスキージ４によりクリーム半田印刷をする場合、すなわち、スクリーンマスク７面から突起しているエンボス９のスクリーンマスク７近傍の印刷ポイントを印刷する場合、スキージ４がエンボス９を乗り越える場合、スキージ４のエンボス９部分が、一定肉厚の薄肉部４ａ、または、線形的に肉厚が増加する薄肉部４ｃにより、局部的に変形し易く、戻り性もよく、また、薄肉部４ａ、４ｃの両端が切抜き部４ｂ、４ｄにより部分的に切断されているため、エンボス幅ｅ以外のスキージ部分は変形しないで、エンボスに近接する印刷ポイントも印刷することができる。
【選択図】　図３

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーン印刷機に関するものである。詳しくは、エンボスを有するスクリーンマスク上をクリーム半田などを掃引して印刷を行うスキージを備えたスクリーン印刷機に関するものである。
【従来の技術】
スクリーン印刷機は、クリーム半田を基板に印刷するためのスクリーンマスク及びスキージを備えている。複数の印刷パターン孔を有するスクリーンマスクを基板に重ね、スクリーンマスク上にクリーム半田を載せ、スクリーンマスク上をスキージがクリーム半田を掃引することにより、クリーム半田を、スクリーンマスクの印刷パターン孔を通して、基板の印刷スポットに印刷することができる。このようなスクリーン印刷を行う場合、基板に先付けされた半導体チップのような突起部がある場合、平坦なスクリーンマスクを使用したのでは、この突起部がスクリーンマスクを突き上げ、突起部周辺の印刷スポットにクリーム半田を印刷することができない。そのため、スクリーンマスクにこの突起部を覆い隠し、収容するエンボスを設けて、この突起部を覆い被すことにより、スクリーンマスクと突起部が干渉することなく、基板にスクリーンマスクを密着させることができる。これで基板に前記のような突起部が存在しても、スクリーンマスクのエンボスに収容されていれば、スキージのエンボスに対応する部分はエンボスを乗り越え、その他の部分はスクリーンマスクに接触してクリーム半田をスクリーンマスクの印刷パターン孔へ掃引し、基板に印刷パターンを印刷することができる。しかしながら、図１３に示すように、スキージ４がエンボス９を乗り越えるとき、スキージ４のエンボス９を乗り越える部分のエンボス９両側面（スキージ４がエンボスを乗り越えるとき、スキージ４がエンボス９に接触する天面から側面にかけての肩の部分）に近い部分が、エンボス９の天面に押し上げられた部分に引き寄せられ、斜めに変形し、スクリーンマスク７とスキージ４との間に隙間（Ｈ）が生じる。しかし、スキージ４のエンボス９から十分に離れた部分ではエンボス９の影響を受けないため、スクリーンマスク７とスキージ４が密着して進行するが、隙間（Ｈ）はエンボス９に近接するほど大きくなる。そのため、スクリーンマスク７にエンボス９に近接して印刷パターン孔７ａが配設されていれば、その印刷パターン孔７ａにはクリーム半田が掃引されないため印刷ができないこととなる。
【問題が解決しようとする課題】
本発明は、前記エンボスが存在するスクリーンマスクをスキージにより掃引しながら印刷を行うスクリーン印刷機において、前述したような問題を解消し、基板に良好にスクリーン印刷を行うことができるスキージを備えたスクリーン印刷機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンボスを有するスクリーンマスクと、エンボスを乗り越える部分に薄肉部を形成したスキージとを備えたことを特徴とする。
また、本発明の他の実施形態においては、エンボスを有するスクリーンマスクと、エンボスを乗り越える部分に薄肉部を形成し、薄肉部分の端部をその先端部から基端部に向かって切込み部を形成したスキージとを備えたことを特徴とする。
また、前記薄肉部分は、薄肉部分の先端縁から基端部に向かって肉厚を線形に増加させたことを特徴とする。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるスクリーン印刷機の正面図であり、図２は、印刷ヘッド並びにスキージヘッドの断面図であり、スキージヘッドにスキージが装着された状態を示す断面図である。図３は、スクリーンマスク上をスキージがクリーム半田を掃引する状態を示す断面図である。図４は、スクリーンマスク上をスキージがクリーム半田を掃引する状態を模式的に示す斜視図である。図５は、スキージがエンボスを乗り越える状態を示す断面図である。図６は、本発明のスキージの一実施例を示す斜視図であり、図７は、本発明のスキージの他の一実施例を示す斜視図である。図８は、図６に示すスキージのＡ−Ａ’断面図であり、図９は、図７に示すスキージのＢ−Ｂ’断面図である。図１０は、図７に示すスキージのＣ−Ｃ’矢視図である。図１１は、図６に示すスキージ先端に荷重Ｗを加えたときの先端の変位量ｈを表したグラフである。図１２は同じく、図７に示すスキージ先端に荷重Ｗを加えたときの先端の変位量ｈを表したグラフである。図１３は、従来のスキージのエンボスを乗り越える状態を示す正面図である。
図１および図２において、１は、スクリーン印刷機、２は、印刷ヘッド、３は、印刷ヘッド２に装着されたスキージヘッド、４は、スキージヘッドに固定されたスキージ、５は、基板６を支持する基板支持テーブル、７は、基板６に密着して、クリーム半田８を印刷する印刷パターン孔７ａを有するスクリーンマスク、９は、スクリーンマスク７上に形成されたエンボス、１０は、スクリーンマスク７が貼着されたスクリーン支持枠、１１は、基板６上に先付けされた半導体チップなどの突起部である。
以下、各部の構成を説明すると、スクリーン印刷機１は、基板支持テーブル５により基板６が位置決めされる。基板６は、既に半導体チップなどの電気部品が先付けされ、基板６の印刷面６ａから突出した突起部１１を形成する。基板支持テーブル５に位置決めされた基板６は、基板支持テーブル５により昇降して、スクリーン支持枠１０に貼着されたスクリーンマスク７に接離する。
スクリーンマスク７は、スクリーン支持枠１０に貼着され、スクリーン支持枠１０は、スクリーン印刷機１の基台１２に位置決めされ、水平方向に着脱可能に固定されている。スクリーンマスク７は、図３および図４に示すように、基板６上の印刷スポットに対応する部分に印刷パターン孔７ａが形成され、クリーム半田８がこの印刷パターン孔７ａから基板６の印刷スポットに掃引される。
また、このスクリーンマスク７には、先付けされた半導体チップなどの突起部１１が基板６の印刷面６ａに重ねられるため、図３および図４に示すように、突起部１１を収容するエンボス９が設けられている。このエンボス９により、スクリーンマスク７が基板６の印刷面６ａに密着するため、エンボス９に近接したスクリーンマスク７において印刷パターン孔７ａを設けることができる。
また、スキージ４は、図３に示すように、肉厚（約６ｍｍ程度）面を下にして、進行方向（以下、Ｙ方向という。）に対して直交する方向（以下、Ｘ方向という。）に延びた板状の直方体で、スクリーンマスク７の平面に対して、Ｙ方向へ約６０度で傾斜して、スキージヘッド３に挟持されている。また、スキージ４の材質は、一般的にゴム製で、例えば、ウレタンゴムなどで、硬度は約８０度程度のものが使用されている。
また、スキージ４は、図６および図７に示すように、スキージ４がスクリーンマスク７上のエンボス９上を乗り越える際、スキージ４が、エンボス９に接触するＸ方向のエンボス接触幅ｅで、先端から基端部に向かって、背面側に切欠かれた薄肉部４ａ、４ｃが設けられている。スキージ４の薄肉部は、図８に示すように、均一の厚み（ｔ）で、エンボス幅ｅで、エンボス９を乗り越えるに充分に足る高さ（Ｌ）があればよい。例えば、図３に示すように、Ｌは、エンボス９の高さ（ｒ）に薄肉部４の厚み（ｔ：１〜１．６ｍｍ程度が好ましい）を加えた値、または、それより若干大きい値（Ｌ≧ｒ＋ｔ）とすることが好ましい。例えば、エンボス９の高さ（ｒ）が１．５ｍｍの場合は、Ｌ≧２．５〜３．１ｍｍが好ましい。
また、前記薄肉部４ａのように一定の厚み（ｔ）で形成しても良いが、前記のスキージ４ａの場合は、スキージ４ａがエンボス９を乗り越えた後に、薄肉部４ａの変形が元に戻る戻り性が弱く変形が残存する（ヒステリシス）ことがあり、薄肉部４ａがエンボス９を乗り越えた後、変形が残り、その後の印刷パターン孔７ａの掃引不良により印刷不良が発生する可能性がある。即ち、図１１に示すように、薄肉部４ａの先端に荷重Ｗをかけたときの先端の変位量をｈとすると、図１１に示すようなグラフが得られる。
また、本発明は、このような問題を解消するために、図８に示すような薄肉部４ｃを、先端部から基端部に向かって暫時線形的に増加させたスキージを提案している。この薄肉部４ｃの線形増加量は、スキージの材質、材厚などによって異なるが、例えば、図９に示すように、材厚６ｍｍのウレタンゴム製で硬度８０度の材料を使用したとすると、先端から暫時増加する厚みの増加量（Δｔ）に対して、基端部に向かって増加する高さの増加量が（２Δｔ）程度の勾配になるのが好ましい。すなわち、厚み（ｔ）が、５ｍｍ増加（先端部１ｍｍから材厚６ｍｍになる。）するのに、先端部から基端部に向かって１０ｍｍ増加し、スキージ４の背面に至るような勾配が好ましい。また、図１２に示すように、薄肉部４ｃの先端に荷重Ｗをかけたときの先端の変位量をｈとすると、図１２に示すようなグラフが得られる。
また、図１０示すように、スキージ４がエンボス９を乗り越える際、薄肉部４ａ，４ｃが変形する荷重ｗを少なくするため、また、スキージ４がエンボス９を乗り越える際、薄肉部４ａ、４ｃの変形に他の部分が引き寄せられて斜めに変形するなどの影響を少なくするために、薄肉部４ａ、４ｃの両端（エンボス幅ｅ）に合わせて、スキージ４の先端部から基端部に向かって、薄肉部４ａ、４ｃの高さの範囲内において、切抜き部４ｂ、４ｄを形成する。しかし、この切抜き部４ｂ、４ｃを高く設けすぎると、スキージ４ａ、４ｃの剛性が弱くなることから、この切抜き部４ｂ、４ｃの高さの決定においては、薄肉部４ａ、４ｃの戻り性やクリーム半田の掃引性に影響が出てくるため、薄肉部４ａ，４ｃと切抜き部４ｂ、４ｄの両者をバランスよく設計することが肝要である。例えば、薄肉部４ｃにおいて、材厚６ｍｍウレタンゴム製、硬度８０度の材料を使用して、先端部の肉厚ｔ＝１ｍｍとすると、薄肉部の高さ１０ｍｍの半分の５ｍｍの高さまで切込みを入れるのが好ましい。
次に、上記構成のスキージ４を有するスクリーン印刷機１の動作を説明する。先ず、基板６が基板支持テーブル５上に搬送され、基板支持テーブル５の所定位置に固定される。そして、基板６とスクリーンマスク７の位置合わせが行われた後、クリーム半田供給手段（不図示）によってスクリーンマスク７上にクリーム半田８が供給される。図２に示す右側のスキージヘッド３がスクリーンマスク７上に下降し、印刷ヘッド２全体が図３の左方向に移動し、スキージ４がスクリーンマスク７上のクリーム半田８を掃引して基板６上にクリーム半田を印刷する。スキージ４がスクリーンマスク７上のクリーム半田８を掃引する際、図３乃至図５に示すように、スクリーンマスク７にはエンボス９が存在し、このエンボス９をスキージ４が乗り越すとき、スキージ４のエンボス９に対応する部分に形成された薄肉部４ａ、４ｃと、切抜き部４ｂ、４ｄにより、スキージ４が、局部的変形することにより、スキージ４のエンボス以外の部分に変形の影響を与えることなく、エンボス９に近接した印刷パターン孔７に確実にクリーム半田８を掃引しながら印刷を行うことができる。すなわち、スキージ４がエンボス９を乗り越えるとき、薄肉部４ａ、４ｃが局部的に変形し易く、特に、薄肉部４ｃにおいては、変形後の戻り性もよく、また、切抜き部４ｂ、４ｄにより、薄肉部４ａ、４ｃの変形が薄肉部以外に及ばないので、エンボス９に近接した印刷パターン孔７に確実にクリーム半田８が掃引くされ、クリーム半田８の印刷不良が発生せず、高品質なスクリーン印刷が得られる。
また、薄肉部４ｃにおいてはエンボス９を乗り越えた直後、すぐに変形が元通りに復元する（戻り性が良い。）から、薄肉部４ｃはエンボス通過後、エンボス９の直前に近接した印刷パターン孔７ａも忠実に掃引することができるのでスキージ４は、全ての印刷パターン孔７ａに対して良好に印刷することができる。
また、薄肉部４ａ、４ｃによりスキージ４の変形の荷重Ｗを少なくすることにより、エンボス９を乗り越えるときの磨耗も軽減され、スキージ４の寿命を延ばすことができる。
【発明の効果】
以上説明したように本発明のスクリーン印刷機を用いることにより、スキージがエンボスを滑らかに乗り越え、スキージの戻り性も良く、スキージの寿命も伸び、クリーム半田の欠き残しも無くなる。また、印刷されたクリーム半田の膜厚も一定化され、半導体チップなどの先付け電気部品の近傍の印刷ポイントまで良好なクリーム半田の印刷ができるので、スクリーン印刷の作業性が向上し、且つスクリーン印刷の品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるスクリーン印刷機の正面図
【図２】同じくスクリーン印刷機のスキージホルダーの側面図
【図３】同じくスクリーン印刷機のスキージでスクリーンマスクを印刷する状態を示す断面図
【図４】同じくスクリーン印刷機のスキージでスクリーンマスクを印刷する状態を示す斜視図
【図５】同じくスクリーン印刷機のスキージがエンボスを乗り越える状態を示す断面図。
【図６】同じくスクリーン印刷機のスキージの一実施例を示す斜視図
【図７】同じくスクリーン印刷機のスキージの一実施例を示す斜視図
【図８】同じく図６に示すスキージのＡ−Ａ’断面図
【図９】同じく図７に示すスキージのＢ−Ｂ’断面図
【図１０】同じく図７に示すスキージのＣ−Ｃ’矢視図
【図１１】同じく図６に示すスキージの荷重（ｗ）−変位（ｈ）を表すグラフ
【図１２】同じく図７に示すスキージの荷重（ｗ）−変位（ｈ）を表すグラフ
【図１３】従来のスクリーン印刷機のスキージがエンボスを乗り越える状態を示す断面図
【符号の説明】
９　　　　　エンボス
７　　　　　スクリーンマスク
４ａ，４ｃ　薄肉部
４　　　　　スキージ
４ｂ，４ｄ　切込み部
１　　　　　スクリーン印刷機

Claims (4)

1. エンボスを有するスクリーンマスクと、前記エンボスを乗り越える部分に薄肉部を形成したスキージとを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機
2. エンボスを有するスクリーンマスクと、前記エンボスを乗り越える部分に薄肉部を形成し、該薄肉部分の端部を、その先端部から基端部に向かって切込み部を形成したスキージとを備えたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
3. 前記薄肉部分は、薄肉部分の先端縁から基端部に向かって肉厚を線形に増加させたことを特徴とする請求項１及び請求項２記載のスクリーン印刷機。
4. 前記薄肉部分は、肉厚の増加量（Δｔ）に対して、先端部から基端部に向かって２Δｔの勾配で線形に増加することを特徴とする請求項１及び請求項２記載のスクリーン印刷機。

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