JP2005335402A - ペーストのスクリーン印刷装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板搬入・搬出時のタクトタイムを短縮して生産性を向上させることができるペーストのスクリーン印刷装置を提供すること。
【解決手段】マスクプレート12を基板6に当接させ、マスクプレート12上にクリーム半田を供給してスキージを摺動させることにより、パターン孔1aを介して基板6にクリーム半田を印刷するスクリーン印刷装置において、搬入コンベア14から受け渡された基板6を保持して位置決めする基板位置決め部1に、基板6の搬送方向の位置を規制すストッパユニット30を基板位置決め部1の内部に収蔵させ、更に基板搬送方向に移動可能に設け、ストッパユニット30の移動をカメラ20を移動させるX軸テーブル21によって行う。これにより、基板6の搬送方法の位置規制を基板位置決め部1内で行うことができ、基板搬入・搬出時のタクトタイムを短縮することができる。
【選択図】図2

Description

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ペーストのスクリーン印刷装置に関するものである。
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設けられたマスクプレートを基板に当接させ、マスクプレート上にペーストを供給してスキージを摺動させることにより、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。
ペーストのスクリーン印刷においては、同一の印刷装置によって種々の異るサイズの基板に対する印刷が行われる。このときの基板のマスクプレートに対するセット位置は、基板のサイズに拘らずマスクプレートの中央部である場合が多い。印刷時には基板とマスクプレートを均一に密着させる必要があるが、基板をマスクプレートの任意の位置に装着するとマスクプレートのたわみにより均一な当接状態が得られないからである。
基板を印刷ステージまで搬送する搬送系には一般にコンベアが用いられ、コンベアによって搬送された基板を印刷ステージの所定位置で停止させて位置規制するためには、通常基板の先端部を当接させることにより基板を停止させるストッパが使用される。上述のようにサイズの異る基板を常にマスクプレートの中央部に相当する位置に停止させるために、従来はこのストッパは基板を保持して位置決めする基板位置決め部とは別個に設けられていた。すなわち、基板の位置決め部に保持された基板を印刷ステージから離れた位置にあるストッパに当接させて基板の搬送方向の位置規制を行った後に、基板位置決め部が印刷ステージに移動するという機構を採用していた。
そして印刷ステージにて印刷が完了した基板は、基板位置決め部から搬出コンベアに移され、この搬出動作と連動して搬入コンベアから新たな基板が搬入されていた。この連動は、従来搬出コンベアに設置されたセンサが基板の排出を検知した後に搬入コンベアを駆動することにより行われていた。
しかしながら、上記のように基板の位置規制を行うストッパを基板位置決め部とは別個に設けると、基板の搬入、位置決めに時間を要し、タクトタイムの短縮を阻害する一因となっていた。また印刷後の基板の搬出動作において、基板のサイズが小さい場合には実際上の基板の搬出は終っているにも拘らず、センサが検知するまでは新たな基板の搬入動作が開始されないため、無駄時間を生じることとなっていた。このように従来のスクリーン印刷装置では、基板の搬入時の位置規制や搬出動作などのタクトタイムを短縮することが困難であるという問題点があった。
そこで本発明は、基板搬入・搬出時のタクトタイムを短縮して生産性を向上させることができるペーストのスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。
請求項1記載のペーストのスクリーン印刷装置は、パターン孔が設けられたマスクプレートを基板に当接させ、マスクプレート上にペーストを供給してスキージを摺動させるこ
とにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するペーストのスクリーン印刷装置であって、前記基板を搬入する搬入コンベアと、搬入コンベアから受け渡された基板を保持して位置決めする基板位置決め部と、この基板位置決め部から基板を搬出する搬出コンベアと、前記基板位置決め部に設けられ基板の搬送方向の位置を規制する位置規制部とを備え、前記位置規制部に前記基板の前端部に当接して停止させる当接体と、この当接体を搬送方向に直交する方向に進退させる進退手段と、当接体を起倒させる起倒手段とを設けた。
本発明によれば、印刷対象の基板を保持して位置決めする基板位置決め部に、基板の搬送方向の位置規制を行う位置規制部を設け、この位置規制部に、基板の前端部に当接して停止させる当接体と、この当接体を搬送方向に直交する方向に進退させる進退手段と、当接体を起倒させる起倒手段とを設けたことにより、別個の位置規制手段を必要とせず基板位置決め部にて基板の搬送方向の位置規制を行うことができる。
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ペーストのスクリーン印刷装置の側面図、図2は同ペーストのスクリーン印刷装置の平面図、図3は同ペーストのスクリーン印刷装置の基板保持部の部分斜視図、図4(a),(b),(c)は同ペーストのスクリーン印刷装置の位置規制部の動作説明図、図5は同ペーストのスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図、図6は同ペーストのスクリーン印刷装置の基板搬入・搬出動作のフロー図である。
まず図1、図2を参照してペーストのスクリーン印刷装置の構造を説明する。図1において、基板位置決め手段である基板位置決め部1は、X軸テーブル2、Y軸テーブル3およびθ軸テーブル4を段積みし、さらにその上にZ軸テーブル5を配設して構成されている。Z軸テーブル5上には、基板6をクランパ8によって保持する基板保持部7が設けられている。印刷対象の基板6は図2に示す搬入コンベア14によって基板位置決め部1に搬入される。基板位置決め部1を駆動することにより、基板6の位置を調整することができる。印刷後の基板6は、搬出コンベア15によって搬出される。
位置決め部1の上方には、スクリーンマスク10が配設されており、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いる。基板6は基板位置決め部1によってマスクプレート12に対して位置合わせされ下方から当接する。スクリーンマスク10上には、スキージユニット13が水平方向に往復動自在に配設されている。基板6がマスクプレート12の下面に当接した状態で、マスクプレート12上にペーストであるクリーム半田16を供給し、スキージユニット13のスキージ13aをマスクプレート12の表面に当接させて摺動させることにより、基板6の表面にはマスクプレート12に設けられたパターン孔12a(図2参照)を介してクリーム半田16が印刷される。
スクリーンマスク10の上方には、カメラ20が設けられている。図2に示すように、カメラ20はX軸テーブル21およびY軸テーブル22によってXY方向に水平移動する。本発明では、搬入コンベア14、搬出コンベア15による基板6の搬送方向をX方向、これに直交する方向をY方向とする。カメラ20は基板6、クランパ8およびマスクプレート12に設けられた各認識マークを撮像する。そして撮像により得られた画像データに基づいて各認識マークの位置が求められる。
図2に示すように、基板位置決め部1のクランパ8には、位置規制部であるストッパユニット30が設けられている。またカメラ20に隣接してストッパユニット連結用のシリンダ23が設けられており、ストッパユニット連結用のシリンダ23はカメラ20と一体
的に水平移動する。以下ストッパユニット30およびストッパユニット連結用のシリンダ23について図3を参照して説明する。
図3において、基板6をクランプするクランパ8には、ストッパユニット30が、クランパ8に対して図示しないスライド手段により、矢印a方向(X方向)にスライド自在に装着されている。ストッパユニット30のプレート31には、連結部材32が固着されており、連結部材32の上面には連結孔32aおよび連結位置マーク32bが設けられている。図3に示すように、X軸テーブル21の移動プレート21aには、カメラ20およびシリンダ23が一体的に装着されており、カメラ20を連結位置マーク32b上に位置させて、連結位置マーク32bを認識して位置合わせすることにより、シリンダ23のロッド端に装着された連結ピン24は連結孔32a上に位置する。この状態でシリンダ23を駆動することにより、連結ピン24は連結孔32a内に嵌入する。したがってこの状態でX軸テーブル21を駆動することにより、ストッパユニット30を矢印a方向の任意位置に移動させることができる。すなわち、カメラ20を移動させるX軸テーブル21は、ストッパユニット30を基板の搬送方向へ移動させる移動手段を兼ねたものとなっている。
プレート31上面には、ストッパユニットロック用のシリンダ33がロッドを上向きにして配設されており、ロッド端には当接ブロック33aが装着されている。シリンダ33を駆動することにより、当接ブロック33aは突出してクランパ8の下面に押し当てられる。これにより、ストッパユニット30の水平方向の位置がロックされる。
プレート31の端部には、スライドユニット37が矢印b方向にスライド自在に配設されており、スライドユニット37上にはブラケット36が固着されている。ブラケット36には、シャフト35が回転自在に挿通しており、シャフト35の端部には当接体であるストッパブロック34が装着されている。シャフト35の反対側の端部はブラケット36上に配設されたロータリアクチュエータ38と結合されている。
ロータリアクチュエータ38を駆動することにより、ストッパブロック34はシャフト35の廻りに回転し、起倒動作を行う。したがってロータリアクチュエータ38は、当接体であるストッパブロック34を起倒させる起倒手段となっている。また、ブラケット36はシリンダ39のロッドと結合されており、シリンダ39を駆動することによりブラケット36が前後進し、同時にストッパブロック34は矢印b方向に進退する。したがってシリンダ39は、ストッパブロック34を基板の搬送方向と直交する方向に進退させる進退手段となっている。
ストッパブロック34を進出させ、図4(a)に示すように起立位置に保持することにより、搬送方向(矢印c方向)に移動する基板6の先端部はストッパブロック34に当接して停止し、搬送方向の位置が規制される。ストッパブロック34が倒伏姿勢にあり後退位置にある状態では、図4(b)に示すようにストッパブロック34は基板保持部7の下方に収納された状態となり、基板6の下方の空間には突出しない。したがって基板6を下方から吸着して保持する吸着機構など基板保持部7の内部に収蔵される機構部との干渉が生じない。
また前述のようにストッパユニット30は、カメラ20を移動させるX軸テーブル21によって基板搬送方向に移動可能となっており、図4(c)に示すように、ストッパユニット30をクランパ8に沿ってストロークSの範囲で移動させることにより、最小サイズの基板6Aから最大サイズの基板6Bまで、異るサイズの基板に対応することができ、基板のサイズに拘わらず常に基板6をマスクプレート12の中央部に相当する位置に位置規制することができる。
次に図5を参照してペーストのスクリーン印刷装置の制御系の構成について説明する。図5において、CPU40は全体制御部であり、以下に説明する各部を制御する。プログラム記憶部41はスクリーン印刷動作や基板搬入・搬出動作など各種動作に必要なプログラムを記憶する。基板サイズデータ記憶部42は、印刷対象の基板のサイズデータを記憶する。搬出時間計算部43は、基板のサイズデータに基づいて基板が基板位置決め部から搬出コンベア上に完全に搬出されるのに必要な搬出時間を計算する。タイマ計測部44は、基板搬出動作時の計時を行う。
基板搬送コンベア駆動部45は、搬入コンベア14、基板保持部7に設けられたコンベア7a、搬出コンベア15を駆動する。シリンダ駆動部46は、ストッパ進退シリンダ39、ストッパ起倒用のロータリアクチュエータ38、ストッパユニットロック用のシリンダ33およびストッパユニット連結用のシリンダ23を駆動する。基板テーブル駆動部47は、基板を位置決めするX軸テーブル2、Y軸テーブル3、Z軸テーブル5およびθ軸テーブル4を駆動する。カメラ移動テーブル駆動部48は、カメラ20を水平移動させるX軸テーブル21、Y軸テーブル22を駆動する。認識部49は、カメラ20によって撮像された画像データを認識処理し、認識マークなどの位置を検出する。
このペーストのスクリーン印刷装置は、上記のように構成されており、以下動作について説明する。まず、印刷対象の基板種類が指示されると、ストッパブロック34の位置調整を行う。この位置調整に際しては、カメラ20をストッパユニット30上に移動させ、カメラ20によって連結位置マーク32bを認識して位置合わせを行った後、シリンダ23を駆動して連結ピン24を連結孔32aに嵌入させる。次いでX軸テーブル21を駆動してストッパユニット30を移動させ、対象の基板に応じてストッパブロック34の位置を調整する。これにより、スクリーン印刷の開始が可能となり、基板が順次搬入されて印刷が行われる。印刷後の基板は搬出コンベア15により搬出される。
この基板搬入・搬出動作について、図6のフローに沿って説明する。ここでは、先に搬入された基板が基板位置決め部1に渡されてここで印刷が行われ、次いで基板位置決め部6から搬出される過程以降に行われる処理について述べている。まず対象基板の基板サイズデータに基づいて、搬出に要する時間tbを搬出時間計算部によって計算する(ST1)。次いで搬出コンベア15の駆動がONとなり(ST2)、これにより基板6の搬出が開始されるとともに、タイマによる搬出時間tbの計測が開始される(ST3)。そしてタイムアップして計測が完了し(ST4)、これにより搬出動作が完了する(ST5)。
この搬出完了を承けて新たな基板の搬入動作が開始される(ST6)。まず基板保持部のストッパブロック34を対象基板の基板停止位置にONさせ(ST7)、搬入コンベア14の駆動をONさせる(ST8)。これにより、搬入コンベア14上に待機していた新たな基板6は基板位置決め部1上に移動し、ストッパブロック34に当接することによりストッパ位置で停止する(ST9)。このように、基板サイズに基づいて搬出時間を予め計算によって求め、この搬出時間に基づいて搬入コンベアから基板保持部への基板の搬入タイミングを制御することにより、従来のセンサによる搬出確認に基づいて搬入・搬出動作を制御する方法では不可避であった小サイズ基板を対象とする場合の無駄時間を省き、生産性を向上させることができる。
上記説明したように、本発明はサイズが異る多種類の基板を対象とするスクリーン印刷装置において、基板位置決め部に基板搬送方向の位置規制部を内蔵することにより、別個に設けられた位置規制部にて位置規制を行った後に基板を印刷ステージまで移動させる従来の方法と比較して、無駄な動作時間を排除してタクトタイムの短縮を図れるという効果を得るものである。
更に、この位置規制部の位置を移動させることにより、基板のサイズに拘わらず常に基板の停止位置をスクリーンマスクの中央部に設定することができる。また好ましくは位置規制部を移動させて停止位置調整を行うに際し、専用の調整駆動機構を設けることなく既存のカメラ移動用の駆動手段によって停止位置調整を行うことにより、駆動機構を省略して機構の簡素化、低コスト化が実現される。なお本実施の形態では、カメラを移動させる駆動機構を位置規制部としてのストッパユニット30の移動に利用する例を示しているが、これに限定されず例えば基板位置決め部1の駆動手段であるX軸テーブル2の駆動を利用して上記停止位置調整を行うようにしてもよい。すなわち、ストッパユニット30を固定部分に当接させた状態で、X軸テーブル2を駆動することにより、ストッパユニット30をクランパ8に対して相対的に移動させることができる。
また本実施の形態では、ストッパブロック34を駆動する方法として、ストッパ退避シリンダ39とストッパ起倒アクチュエータ38の2つを用いる例を示しているが、ストッパブロック34の退避動作と起倒動作を、カム等の動作変換手段を用いて1つのアクチュエータを用いて行うようにしてもよい。
本発明によれば、印刷対象の基板を保持して位置決めする基板位置決め部に、基板の搬送方向の位置規制を行う位置規制部を設け、この位置規制部に、基板の前端部に当接して停止させる当接体と、この当接体を搬送方向に直交する方向に進退させる進退手段と、当接体を起倒させる起倒手段とを設けたので、別個の位置規制ステージを必要とせず印刷ステージにて基板の位置規制を行うことができ、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ペーストのスクリーン印刷装置として有用である。
本発明の一実施の形態のペーストのスクリーン印刷装置の側面図 本発明の一実施の形態のペーストのスクリーン印刷装置の平面図 本発明の一実施の形態のペーストのスクリーン印刷装置の基板保持部の部分斜視図 (a)本発明の一実施の形態のペーストのスクリーン印刷装置の位置規制部の動作説明図(b)本発明の一実施の形態のペーストのスクリーン印刷装置の位置規制部の動作説明図(c)本発明の一実施の形態のペーストのスクリーン印刷装置の位置規制部の動作説明図 本発明の一実施の形態のペーストのスクリーン印刷装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態のペーストのスクリーン印刷装置の基板搬入・搬出動作のフロー図
符号の説明
1 基板位置決め部
2 X軸テーブル
6 基板
7 基板保持部
8 クランパ
12 マスクプレート
12a パターン孔
13a スキージ
14 搬入コンベア
15 搬出コンベア
16 クリーム半田
20 カメラ
21 X軸テーブル
30 ストッパユニット
34 ストッパブロック
42 基板サイズデータ記憶部
43 搬出時間計算部

Claims (1)

  1. パターン孔が設けられたマスクプレートを基板に当接させ、マスクプレート上にペーストを供給してスキージを摺動させることにより、前記パターン孔を介して基板にペーストを印刷するペーストのスクリーン印刷装置であって、前記基板を搬入する搬入コンベアと、搬入コンベアから受け渡された基板を保持して位置決めする基板位置決め部と、この基板位置決め部から基板を搬出する搬出コンベアと、前記基板位置決め部に設けられ基板の搬送方向の位置を規制する位置規制部とを備え、前記位置規制部に、前記基板の前端部に当接して停止させる当接体と、この当接体を搬送方向に直交する方向に進退させる進退手段と、当接体を起倒させる起倒手段とを設けたことを特徴とするペーストのスクリーン印刷装置。
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