JP2004335810A

JP2004335810A - クリームはんだ印刷機

Info

Publication number: JP2004335810A
Application number: JP2003130967A
Authority: JP
Inventors: Masabumi Wada; 正文和田; Shinichiro Kawabe; 伸一郎川辺; Mutsuyuki Yahagi; 睦行矢作
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2023-05-09
Also published as: JP4258267B2

Abstract

【課題】従来、ペースト残存量がローリング可能な最小ペースト量になるまで良好な印刷を継続可能とするため、ペースト掻き取りのため補助プレートを用いているが、補助プレートへのペーストの付着等に関しては何ら考慮されていない。
【解決手段】そのため、密閉型スキージヘッドにおいて、スキージ表面に付着したペーストをスキージ表面から分離するため、スキージ表面に沿って移動可能に線状体からなるペースト分離手段をスキージに設けたことを特徴とする。
【選択図】図２

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クリームはんだ印刷機に関するものであり、特にクリームはんだ等の電子材料ペーストの使用効率の向上に優れたクリームはんだ印刷機に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板の印刷面上に配した所定形状の開口を有するスクリーン上面を、スキージがその前面で印刷材料を包接しながら摺動して基板の印刷面に印刷するものにおいて、補助プレートを前記スキージの前方にそれと並設し、この補助プレートの先端部をスキージの前面に当接させ、その前面上を摺動させた後、その先端部をスキージの前面から離脱させる払拭動作を行うことにより、スキージ前面に滞留した印刷材料を前記補助プレート払拭するように構成したクリームはんだ印刷機（スクリーン印刷機ともいう）が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
また、特許文献２は密閉型のスキージヘッドが記載されている。
【特許文献１】
特開平９−２０１９４１号公報
【特許文献２】
特開２００３−８０６７１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスクリーン印刷機において、スキージを動作させてマスクの開口部に電子材ペーストを良好に充填させるためにはスキージに押されてマスクの上を電子材ペーストがローリングしながら移動することが重要である。このローリング現象を生じさせるためにはマスク上にある程度のペーストが残存していることが必要である。従ってローリング現象を生じさせてマスク開口部への良好なペーストの充填を確保するためにはマスク上に供給されたペーストを完全に使い切ることはできない。これ以上ローリングできなくなる限界のローリング半径を最小ローリング径と呼び、最小ローリング径となったときの残存ペースト量を印刷可能最小ペースト量と呼ぶ。ところが、通常のペーストはスキージへの粘着力が強く、かつ、使用中にペーストの揮発成分が揮発して、さらに粘度が上昇する等の現象が発生する。残存ペースト量が少なくなったり、粘度が高くなるとペーストがスキージから離れなくなるために印刷可能最小ペースト量になる前に印刷の継続が不可能になることが多い。
【０００５】
この解決手段として手段、特許文献１ではスキージと並列に補助プレートを設けてスキージからペーストを掻き落とすようにしている。しかし、特許文献２のように密閉型スキージヘッドに補助の特許文献１の用な補助プレートを置くとヘッド部が大型化し、かつ、密閉効果が低減するという問題が生じる。また、掻き落としを行うため、補助プレート側にペーストが付着して有効にペーストを活用できない恐れもある。
【０００６】
そのため、本発明は、ヘッド部の装置の大型化を防止し、かつペースト残存量がローリング可能な最小ペースト量になるまで良好な印刷を継続可能とする構成のスキージヘッド構造のクリームはんだ印刷機を提供することにある。
【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機は、密閉型スキージヘッド構造のスキージ表面に付着したペーストをスキージと分離するため、スキージの裏面側に駆動部を備え、スキージの表面を上下に摺動する線状体を設け、前記線状体をスキージ表面を移動させることでスキージ表面からペーストを分離する構成とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例を図１〜図５を用いて詳しく説明する。
【０００９】
図１は本発明のスクリーン印刷機の構成を示す概略図である。
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するスキージヘッド３が設けてある。このスキージヘッド３はボールスクリュー４からなるヘッド駆動機構にて移動する構成としてある。
【００１０】
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、スキージ移動機構であるスキージ昇降シリンダ６によって上下方向に移動される。本体フレーム１には版枠受け７が設けられている。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がセットできるように構成されている。本体フレーム１に設けられた載置台上に、Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸の位置決め機構であるＸＹθテーブル１１が設けてあり、その上に印刷テーブル１０が設けてある。なお、印刷テーブル１０は図示していないが、テーブル昇降機構により上下できる構成となっている。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。基板受け取りコンベア１２は、基板搬入コンベア１３によって搬入された基板１５を受け取り、印刷テーブル１０上に受け渡す。また、印刷が終了すると、基板受け取りコンベア１２は印刷テーブル１０から基板を受取り、基板搬出コンベア１４に基板１５を排出する。
【００１１】
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ためにマーク認識機構を備えている。このマーク認識機構は、ＣＣＤカメラ１６と画像処理部よりなり、ＣＣＤカメラでマスク８と基板１５のそれぞれに設けられた位置合わせ用マークを撮像し、それら撮像結果らずれ量を求めるものである。その求めたずれ量に応じて、ＸＹθテーブル１１により、印刷テーブル１０を動かしてマスクと基板の位置合わせを行う。
【００１２】
次に図１を用いて本発明のスクリーン印刷機の詳細構成と動作を説明する。
【００１３】
電子材料ペーストが印刷される基板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。基板受け取りコンベア１２に基板１５が搬入されと、印刷テーブル１０をテーブル上昇機構にて上昇して、基板１５を印刷テーブル１０上の所定の位置に受け取り、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る。その求めた結果に基づいて制御装置は印刷テーブル１０の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。
【００１４】
その後、印刷テーブル１０が上昇し、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を下降させマスク８に接触させる。次に、スキージヘッド３をボールスクリュー４により移動させて、マスク８上に供給されていた電子材料ペーストをマスク８の開口部に充填する。スキージ５が所定距離ストロークした後に、スキージヘッド３を上昇させる。同じく、印刷テーブル１０が下降し、マスク８と基板１５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。
【００１５】
そして、電子材料ペースト印刷された基板１５は、印刷テーブル１０をさらに下降させることで、基板受け取りコンベア１２に受け渡され、基板受け取りコンベア１２から基板搬出コンベア１４を経て次工程に送られる。
【００１６】
本発明では、上記の印刷工程においてマスク８の上面に供給された電子材料ペーストの残存量が少なくなった場合に、スキージ５から電子材料ペーストを分離させるペースト分離機構を設けたものである。これによって、残存ペーストが印刷可能最小ペースト量に至まで適正な印刷を行うことができる。
【００１７】
以下、その構成について説明する。図２は本発明の密閉型スキージの一例の断面を示す図である。
【００１８】
密閉型スキージユニット３０は、スキージカバー３１と、一対のスキージ５、５’を備えている。スキージ５、５’は、それぞれスキージホルダー３２、３２’によってスキージカバー３１に固定されている。マスク８上には、基板１５に印刷する電子材料ペースト３３が供給されている。スキージ５、５’のそれぞれには、ペースト分離手段として、ペースト接触面の長手方向に沿って線状体３４、３４’が張られている。
【００１９】
線状体３４、３４’の取り付け方法について図３を用いて説明する。図３は図２の密閉型スキージユニット３０の上面展開図である。線状体３４は一対のスライドブロック３５にその端部が取り付けられ、スキージ５のペースト接触面の長手方向に沿って張り渡されている。同じく線状体３４’は一対のスライドブロック３５’にその端部が取り付けられ、スキージ５’のペースト接触面の長手方向に沿って張り渡されている。スライドブロック３５は、一対のリニアガイド３６によりスキージ５の幅方向に移動するように案内される。スライドブロック３５は、一対の直動アクチュエータ３７の出力端に連結されている。なお、スライドブロック３５とスライドブロック３５’とはワイヤ３８によって直接連結されている。さらにスライドブロック３５とスライドブロック３５’とは、スキージカバー３１及び３１’に対して枢軸接続されたプーリ３９、３９’に掛け渡されその端部がそれぞれスライドブロック３５、３５’に接続されたワイヤ４０によっても連結されている。
【００２０】
上記の構成とすることによって、直動アクチュエータ３７の出力端を伸長させると、スライドブロック３５及びスライドブロック３５に接続された線状体３４はスキージ５の先端方向に移動する。同時にスライドブロック３５’及びスライドブロック３５’に接続された線状体３４’は、スキージ５’の取り付け部方向に移動する。その逆に直動アクチュエータ３７の出力端を引き込むとスライドブロック３５及びスライドブロック３５に接続された線状体３４はスキージ５の取り付け部方向に移動し、同時にスライドブロック３５’及びスライドブロック３５’に接続された線状体３４’はスキージ５’の先端方向に移動する。このように、ペーストを塗布動作中に、ペーストを塗布している側（例えばスキージ５側）の線状体３４はスキージ５の上部側（取り付け部側）に位置し、反対側のスキージ５’側の線状体３４’はスキージ５’の先端部に位置するように動作するようにしてある。
【００２１】
図２は本発明のスクリーン印刷機において密閉型スキージユニット３０が図上矢印方向に移動して、スキージ５がペースト３３をマスク８の開口部（図示せず）に充填している状態を示している。このとき、対向するスキージ５’の先端はマスク８からわずかに離れている。密閉型スキージユニット３０が一定のストロークを完了すると、図４に示すように密閉型スキージユニット３０は停止し、スキージカバー３１がわずかに反時計方向に回動する。
【００２２】
そして今度はスキージ５’の先端がマスク８と接触し、スキージ５の先端はマスク８からわずかに離れた状態となる。その後、直動アクチュエータ３７の出力端を伸長させると、スライドブロック３５及び線状体３４がスキージ５の先端方向に移動し、スキージ５の塗布面（表面）からペースト３３を切り離す。このとき同時に、スライドブロック３５’及び線状体３４’はスキージ５’の取り付け部方向に移動する。図５はスクリーン印刷機に新たな基板が搬入され、密閉型スキージユニット３０が図上矢印方向に移動してマスク８の開口部にペーストを充填している動作を示す。その動作が完了すると密閉型スキージユニット３０の各部は図２の状態に戻り、線状体３４’がスキージ５’の表面からペースト３３を切り離す。
【００２３】
上記の動作を繰り返し行うことによって、マスク上の残存ペーストが如何に少なくなってもスキージ面からペーストを確実に分離が行われる。このため、残存ペーストの量が印刷可能最小ペースト量になるまで良好な印刷を継続することが可能となり、ペーストの有効使用率が飛躍的に向上する。またペーストの分離に線状体を用いているために、線状体にペーストが付着してもその量は少なく、殆ど無駄なくペーストを利用できる。
【００２４】
以上、本発明の実施例を密閉型スキージユニットを用いて往復印刷を行う場合に、駆動部をスキージ背面に備え前後スキージのペースト塗布面上を線状体を上下に移動させることで、ペーストを効率よくスキージ面から分離させることができる。また、前後の２つのスキージ面をそれぞれ移動する線状体の移動を、１方側のスキージ背面側に設けた駆動機構で行えるようにして、装置の小型化を図れる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のペースト分離機構を備えたスクリーン印刷機を用いることにより、ペースト残存量がローリング可能な最小ペースト量になるまで良好な印刷を継続することが可能となり、ペーストの有効使用率を飛躍的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の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】本発明のスキージヘッド部の断面図である。
【図３】図２の上面展開図である。
【図４】スキージヘッドの動作説明図である。
【図５】図２と逆方向にスキージヘッドを移動させた時の動作説明図である。
【符号の説明】
１…印刷機の本体フレーム、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、９…版枠、１０…印刷テーブル、１５…基板、３０…密閉型スキージユニット、３１…スキージカバー、３２…スキージホルダー、３４…線状体、３５…スライドブロック、３７…直動型アクチュエータ、３８、４０…ワイヤ、３９…プーリである。

Claims

Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸の位置決め機構と昇降機構を備えた印刷テーブルと、転写パターンを開口部として有するマスクを載置するマスク載置台と、基板とマスクに設けられた位置決めマークを撮像するカメラと、移動方向に対して前後に夫々設けたスキージやスキージ昇降機構および水平方向移動機構を備えた密閉型スキージヘッドと、これらの機構を制御する制御装置を備えたクリームはんだ印刷機において、
前記スキージにスキージ表面に付着したペーストをスキージから分離するペースト分離手段を設けたことを特徴とするクリームはんだ印刷機。
前記ペースト分離手段はスキージ表面に沿って移動する線状体であることを特徴とする請求項１記載のクリームはんだ印刷機。