JP2004042333A

JP2004042333A - スクリーン印刷装置とそのマスク清掃装置

Info

Publication number: JP2004042333A
Application number: JP2002200748A
Authority: JP
Inventors: Isao Abe; 阿部　猪佐雄; Hirokuni Kurihara; 栗原　弘邦; Shinichiro Kawabe; 川辺　伸一郎
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】従来、ランニングコストがかかるペースト拭き取り用ペーパーまたは布を用いており、しかもマスク清掃装置からマスク裏面へのペーストの再付着するという問題がある。
【解決手段】本発明のスクリーン印刷機のマスク清掃装置は、マスク裏面に接触しながら移動する真空吸引ノズルによって、マスク裏面に付着したペーストとマスク開口部に残ったペーストを吸引するようにした清掃ノズルと、清掃ノズルの表面（マスクとの接触面）に回転しながら接触し、清掃ノズル表面とノズル内面に付着したペーストを除去するためのノズル清掃ローラと溶剤タンクを備え、ノズル清掃ローラを溶剤タンクに浸漬することによって、ノズル清掃ローラに付着したペーストを除去するようにした。
【選択図】　図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子回路基板にクリームはんだ等の電子材料ペーストを供給するために用いるスクリーン印刷装置のマスク清掃装置に係り、特に、吸引ノズルを用いるスクリーン印刷装置のマスク清掃装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスクリーン印刷装置のマスク清掃装置としては、例えば　特開平４−２２１６４３号公報にて開示されているように、ペースト掻き取りブレードをマスク裏面に接触させながら移動してマスク裏面に付着したペースト　を掻き取るとともに、吸引ノズルによってマスク開口部に残ったペーストを吸引することによってマスクを清掃している（第１の方法）。
【０００３】
一方、特開平５−２２９１０８号公報にて開示されているマスク清掃装置では、ペースト拭き取り用ペーパーまたは布で覆った吸引ノズルをマスク裏面に接触させながら移動し、マスク開口部に残ったペーストを吸引するとともに、マスク裏面に付着したペースト　をペースト拭き取り用ペーパーまたは布に転写させることによってマスクを清掃していた。この方法では、ペースト拭き取り用ペーパーまたは布はロール状に装填され、一度ペースト拭き取りに使った部分を巻き取ることにより、マスク清掃時には常に新しい面を用いるようにして、マスク裏面へのペーストの再付着を防止している（第２の方法）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来用いられているマスク清掃装置のうち、第１の方法を用いた装置ではマスクと接触するブレードに付着したペーストが次のマスク清掃動作時にマスク裏面に再付着してマスクを汚すという問題があった。
【０００５】
一方、第２の方法を用いた装置で用いられるペースト拭き取り用ペーパーまたは布は消耗品であり、スクリーン印刷機のランニングコストの大きな部分を占めるという問題があった。
【０００６】
上記の従来技術の問題点に鑑み、本発明はランニングコストがかかるペースト拭き取り用ペーパーまたは布を用いずに、しかもマスク清掃装置からマスク裏面へのペーストの再付着を防止することが可能な、スクリーン印刷装置とそのマスク清掃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】
上記目的を達成するために、本発明のスクリーン印刷装置のマスク清掃装置は、マスク裏面に接触しながら移動する真空吸引ノズルによって、マスク裏面に付着したペーストとマスク開口部に残ったペーストを吸引するようにした清掃ノズルと、清掃ノズルの表面（マスクとの接触面）に回転しながら接触し、清掃ノズル表面とノズル内面に付着したペーストを除去するためのノズル清掃ローラと溶剤タンクを備え、ノズル清掃ローラを溶剤タンクに浸漬することによって、ノズル清掃ローラに付着したペーストを除去するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図１乃至図１０を用いて詳しく説明する。
【０００９】
図１は本発明のマスク清掃装置を備えたスクリーン印刷装置の構成を示す概略図である。
【００１０】
図１において、スクリーン印刷機の本体フレーム１の上部には１対のガイドレール２によって案内され、図上前後方向に移動可能にスキージヘッド３が設けられている。スキージヘッド３はボールスクリュー４に取付けられ、駆動用モータ４Ｍによって前後に移動される。
【００１１】
スキージヘッド３にはスキージ５が搭載されている。スキージ５はスキージ昇降シリンダ６によって上下方向に移動できる。本体フレーム１には版枠受け７が設けられており、版枠受け７には印刷パターンを開口部として持つスクリーン（マスク）８を張った版枠９がセットされるように構成されている。印刷テーブル１０は、ＸＹθ方向に移動可能なＸＹθテーブル１１上に設けられ、更に、図示していないテーブル昇降機構（特に図示せず）を備えている。
【００１２】
印刷テーブル１０の上面には基板受け取りコンベア１２が設けられている。基板搬入コンベア１３によって搬入された基板１５は基板受け取りコンベア１２の受取り所定位置に停止後、印刷テーブル１０を上昇させてテーブル面上に載置される。マスク８と基板１５の位置合わせマークが一致する位置に位置決め後、印刷テーブル１０を更に上昇させマスク８に基板８面を接触させた後印刷を行う。印刷が終了すると、印刷テーブルを降下させ、基板受け取りコンベア１２に基板１５を受け渡し、基板受け取りコンベア１２から基板搬出コンベア１４によって基板１５を排出する。
【００１３】
全自動スクリーン印刷機においては、マスク８と基板１５の位置合わせを自動的に行なう機能を備えている。すなわち、ＣＣＤカメラ２０がマスク８と基板１５の間にＸＹ方向に移動可能に設けてある。そのＣＣＤカメラによって、基板１５とマスク８のそれぞれに設けられた位置合わせ用マークを撮像する。その撮像結果に基づいて制御装置が基板１５とマスク８の位置ずれ量を求め、その量だけＸＹθテーブル１１を動かして位置合わせを行うようにしている。
【００１４】
次に図１を用いて本発明のスクリーン印刷機の動作を説明する。
【００１５】
電子材料ペーストを印刷される基板１５は、基板搬送コンベア１３によって基板受け取りコンベア１２に供給される。その後、印刷テーブル１０を上昇させ、基板１５を印刷テーブル１０の面上の所定の位置に固定する。続いてＣＣＤカメラ１６が基板１５及びマスク８に設けられた位置認識用マーク（図示せず）を撮像し、制御装置（図示せず）に転送する。制御装置内の画像処理部（図示せず）では、画像データからマスク８と基板１５の位置ずれ量を求め、その結果に基づいて制御装置はＸＹθテーブル１１を動作させてマスク８に対する基板１５の位置を修正する。その後、印刷テーブル１０がさらに上昇し、基板１５とマスク８を接触させる。そして、スキージ昇降シリンダ６によってスキージ５をマスク８面に接触するまで下降する。そして、スキージヘッド３を図１の前後方向に移動することによって、マスク８上に供給されていた電子材料ペーストがマスク８の開口部に充填される。スキージ５は一定距離ストロークした後に上昇させる。その後、印刷テーブル１０を下降し、マスク８と基板１５とが離れ、マスク８の開口部に充填された電子材料ペーストは、基板１５に転写される。
【００１６】
そして、電子材料ペーストが印刷された基板１５は基板搬出コンベア１４を経て次工程に送られる。
【００１７】
本発明のスクリーン印刷機のマスク清掃装置は、マスク清掃ノズル部と、ノズル清掃ローラ部と、ローラ清掃容器部とからなる。マスク清掃ノズル部は、マスク清掃ノズル３０とノズル清掃ローラ４０からなる。このマスク清掃ノズルは、１回の印刷工程が終了すると動作する。なお、マスクの汚れ具合に応じてマスク清掃のタイミングを変えることも可能である。すなわち、複数枚の基板の印刷が終了後にマスクを清掃するように動作させることも可能である。
【００１８】
図２に本発明のマスク清掃装置の駆動機構を示す。図２は図１のＡ−Ａ矢視図であり、２点鎖線で示した部分は印刷テーブル１０であり、その詳細は省略している。本体フレーム１上に設けたリニアガイド２５上を移動するようにカメラ台２１が設けてある。このカメラ台２１は、本体フレーム１の一方側に設けた駆動モータ２７によって回転するボールネジ２６に取付けてあり、駆動モータによってＸ方向に移動される。また、カメラ台２１上には、カメラ取付け枠にＣＣＤカメラ２０を取り付けてある。このカメラ取付け枠は、駆動モータ２４に取付けたボールネジ２３に取付けられ、カメラ台２０に設けたリニアレール２２上をＹ方向に移動できるように構成されている。さらに、カメラ台２１には清掃装置連結金具２８が固定されている。この清掃装置連結金具２８は清掃装置連結穴２９を備えている。
【００１９】
マスク清掃ノズル３０はノズル台３１上に搭載されている。ノズル台３１は、先のカメラ第２１と同様に、印刷機本体フレーム１に設けられたリニアガイド２５上をＸ軸方向に移動するように構成されている。また、このノズル台３１には、清掃装置連結シリンダ３２が設けてある。この清掃装置連結シリンダ３２のロッド３２Ｒ（図５参照）が図２の紙面と垂直方向に伸縮する。さらにマスク清掃ノズル３０には、清掃ノズル３０を上下に移動するための清掃ノズル上下機構３３が設けてある。この清掃ノズル上下機構３３は、一対のガイド付き空圧シリンダで構成されている。
清掃ノズル３０の内部には空洞部３４（図５参照）が設けられており、そこに真空吸引チューブ３６が設けてあり、この真空吸引チューブ３６には図示していない真空発生装置に接続されてる。真空発生装置で吸引された空洞部３４内のペーストは真空発生装置側の排気口側に設けたフィルタにて補足されるように構成してある。ノズル台３１はカメラ台２１の清掃装置連結金具２８に設けてある清掃装置連結穴２９に清掃装置連結シリンダ３２のロッド３２Ｒを挿入して、カメラ台２１に連結して、カメラ台２１の駆動モータ２７でマスク８の下面をＸ方向に移動する。このように構成することで、カメラ台２１の駆動機構をノズル台の駆動機構として兼用することで装置の小型化を図ることができる。
【００２０】
清掃ノズル部の原点位置の横には、ノズル清掃ローラ部が設けてある。ノズル清掃ローラ部は、図７に示すように本体フレーム１上に固定された清掃ローラ支持フレーム４７と、清掃ローラ支持フレーム４７に設けたリニアガイド４６上をＹ方向に移動するローラ水平台４５と、ローラ水平台４５に上下方向に設けたリニアガイド４２と、リニアガイド４２上を上下に移動するローラ上下台４３と、ローラ上下台４３上に設けたローラ回転モータ４１とそのモータに取り付けられノズル清掃ローラ４０とからなる。なお、ローラ水平台４５をＹ方向に移動させるための駆動機構として、駆動モータ４９とボールネジ４８が清掃ローラ支持フレーム４７に設けてあり、ボールネジ４８にローラ水平台４５が取付けてある。さらに、ローラ水平台４５にはローラ上下台４３を上下に移動させるための駆動機構としてローラ上下シリンダ４４が設けてある。なお、ノズル清掃ローラ４０はプラスチック繊維を植え込んだ回転ブラシ状のものがノズルの清掃に効果的である。
【００２１】
図３はカメラ台２１とノズル台３１の連結状態を示すＡ−Ａ矢視図である。マスク清掃動作の開始前に、カメラ台２１はボールネジ２６とカメラＸ軸モータ２７からなるカメラＸ軸駆動機構によってＸ方向に駆動される。そして、図３に示す位置でノズル台３１に設けてある清掃装置連結シリンダ３２が伸長し、清掃装置連結シリンダ３２のロッド３２Ｒが清掃装置連結金具２８の清掃装置連結穴２９に挿入され、カメラ台２１とノズル台３１が連結されて一体となる。
【００２２】
図４はマスク清掃状態を示すＡ−Ａ矢視図である。マスク清掃モードにおいては、清掃ノズル３０は清掃ノズル上下機構３３によって上昇し、マスク８の裏面に接触しながらボールネジ２６とカメラＸ軸モータ２７からなるカメラＸ軸駆動機構によって−Ｘ方向に駆動される。このときのＢ−Ｂ矢視図を図５に示す。清掃ノズル３０の内部には空洞部３４が形成されており、清掃ノズル３０の表面には複数のノズル開口部３５を備えている。そして、空洞部３４は真空吸引チューブ３６によって真空発生装置（図示せず）と連結されており、マスク清掃時には複数のノズル開口部３４から、マスク８の開口部壁面に付着したペーストおよびマスク８の裏面に滲み出たペーストが真空発生装置に向かって吸引される。真空吸引チューブ３６の出口には吸引されたペーストを捕捉するフィルタ（図示せず）が設けられており、吸引されたペーストを捕捉するようになっている。
【００２３】
次に清掃ノズル３０の清掃について説明する。本発明のノズル清掃装置はノズル開口部３５をペースト拭き取り用ペーパーまたは布で覆っていないため、マスク清掃動作を行なうと吸引したペーストの一部がノズル開口部３５の内壁及び清掃ノズル３０の表面に付着する。この状態を放置して再度マスク清掃動作を実行すると、清掃ノズル３０の表面に付着したペーストがマスク８の裏面に再転写されて、マスク８の裏面を汚してしまう。そこで、本発明のマスク清掃装置はノズル清掃ローラ４０を用いてノズル３０の表面を清掃する構成としてある。
【００２４】
図６はノズル清掃ローラ４０によるノズル清掃状態を示すＡ−Ａ矢視図であり、図７は図６のＣ−Ｃ矢視図である。
【００２５】
マスク清掃後、ノズル台３１は原点位置（待機位置）にもどされ、そこでカメラ台２１とノズル台３１の連結は解除される。カメラ台２１も定位位置（待機位置）に復帰する。この状態でローラ上下シリンダ４４によってノズル清掃ローラ４０を下降させて清掃ノズル３０の表面に接触させ、ノズル清掃ローラ４０をローラ回転モータ４１によって回転させる。その状態で、ボールネジ４８とローラ水平駆動モータ４９からなるローラ水平駆動機構によってＹ方向に駆動する。この時、真空発生装置（図示せず）を動作させて、清掃ノズル３０の開口部３５から清掃ローラ４０によって掻き取られたペーストを清掃ノズル３０の空洞部３４内に吸引することによって清掃ノズル３０の清掃が効果的に行なわれる。図６と図７を用いて説明したノズル清掃動作によって清掃ノズル３０の表面および開口部３５に内壁が清浄になるため、次のマスク清掃は効果的に実行される。しかしながら、清掃ノズル３０を清掃することによって、ノズル清掃ローラ４０の表面には清掃ノズル３０から転写されたペーストの一部が付着するため、次のノズル清掃動作時に、清掃ローラ４０からノズル３０にペーストが再転写され、逆にノズル３０の表面を汚す恐れがある。従って、ノズル清掃ローラ４０の表面に付着したペーストを除去することがマスク清掃にとって重要である。
【００２６】
図８はノズル清掃ローラ４０の清掃状態を示すＡ−Ａ矢視図であり、図９は図８のＤ−Ｄ矢視図である。
【００２７】
ノズル台３１にはペーストを溶かす溶剤５１を満たした容器５０が設けられている。ノズル清掃を終えた後に、ボールネジ４８とローラ水平駆動モータ４９からなるローラ水平駆動機構によってノズル清掃ローラ４０を容器５０の上に移動し、ローラ上下シリンダ４４をさらに下降させてノズル清掃ローラ４０の下部を溶剤５１に浸漬する。そして、ノズル清掃ローラ４０を回転するとノズル清掃ローラ４０の表面に付着したペーストが溶剤５１に溶け出すため、ノズル清掃ローラ４０の表面が清浄化される。
【００２８】
このとき、図１０に示したように、容器５０の中にブラシ５２を配置し、ノズル清掃ローラ４０をブラシ５２に押し付けながら回転させることによって、ノズル清掃ローラ４０の清浄化がさらに効果的に行われる。
【００２９】
なお、ノズル清掃ローラ４０はプラスチック繊維を植え込んだ回転ブラシが効果的と説明したが、これと粘着ローラを併用することにより、更にノズル表面の清掃が効果的となる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、ランニングコストがかかるペースト拭き取り用ペーパーまたは布を用いずに、しかもマスク清掃装置からマスク裏面へのペーストの再付着を防止することが可能な、スクリーン印刷機のマスク清掃装置を提供することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマスク清掃装置を用いたスクリーン印刷機の構成と動作を説明するための概略図である。
【図２】本発明のマスク清掃装置の駆動機構を示すＡ−Ａ矢視図である。
【図３】カメラ台とノズル台の連結状態を示すＡ−Ａ矢視図である。
【図４】マスク清掃状態を示すＡ−Ａ矢視図である。
【図５】マスク清掃状態を示すＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】ノズル清掃ローラによるノズル清掃状態を示すＡ−Ａ矢視図である。
【図７】ノズル清掃ローラによるノズル清掃状態を示すＣ−Ｃ矢視図である。
【図８】ノズル清掃ローラの清掃状態を示すＡ−Ａ矢視図である。
【図９】ノズル清掃ローラの清掃状態を示すＤ−Ｄ矢視図である。
【図１０】溶剤に浸漬したブラシを用いたノズル清掃ローラの清掃状態を示すＤ−Ｄ矢視図である。
【符号の説明】
１…本体フレーム、３…スキージヘッド、５…スキージ、６…スキージ昇降シリンダ、８…マスク、１０…印刷テーブル、１１…ＸＹθ機構、２０…マーク認識用ＣＣＤカメラ、２１…カメラ台、２４…カメラＹ軸モータ、２７…カメラＸ軸モータ、２８…清掃装置連結金具、３０…マスク清掃ノズル、３１…ノズル台、３３…清掃ノズル上下機構、４０…ノズル清掃ローラ、４１…ノズル清掃ローラ回転モータ、４４…ノズル清掃ローラ上下シリンダ、４９…ノズル清掃ローラ水平駆動モータ、５０…容器、５１…溶剤、５２…ブラシ。

Claims

スクリーン印刷機のマスク裏面に接触しながら移動する真空吸引ノズルによってマスク裏面に付着したペーストとマスク開口部に残ったペーストを吸引する清掃ノズルと、前記清掃ノズルの表面に接触して回転移動するノズル清掃ローラと、前記ノズル清掃ローラを浸漬してローラに付着したペーストを除去する溶剤タンクとを設けたことを特徴とするマスク清掃装置。
請求項１に記載のスクリーン印刷機のマスク清掃装置において、
前記溶剤タンク内にブラシを配置し、前記清掃ローラを前記ブラシに押し付けた状態で回転することを特徴とするマスク清掃装置。
印刷対象の基板を搭載し上下可能なテーブルと、基板に印刷する印刷パターンを形成したマスクとと、前記基板とマスクに設けた位置合わせマークを撮像するカメラを保持し、基板とマスクの間を水平方向に移動可能なカメラ台とを備えたスクリーン印刷装置において、
前記マスクの裏面に接触しながら移動する真空吸引ノズルによってマスク裏面に付着したペーストとマスク開口部に残ったペーストを吸引する清掃ノズルとを備えたノズル台と、前記カメラ台を連結する連結機構を備え、前記連結機構で連結し前記カメラ台駆動機構で前記ノズル台を移動する構成としたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
請求項３記載のスクリーン印刷装置において、
前記清掃ノズル面を回転移動する清掃ローラを設けたことを特徴とするスクリーン印刷装置。