JP2006294981A - 基板支持装置および基板支持方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板Ｗの下面形状によらず容易に基板Ｗを支持することのできる基板支持装置を提供する。
【解決手段】基板Ｗを支持する基板支持部２７を複数備える。各基板支持部２７は、基板Ｗの下面Ｗ２に接触することにより、基板Ｗの下面Ｗ２の形状に応じて変位する接触ピン２７１と、接触ピン２７１の位置を固定する固定手段とを備える。基板Ｗの下面Ｗ２に実装済みの部品Ｃ１，Ｃ２が存在しても、各部品の高さに対応して接触ピン２７１は変位するため、基板Ｗの下面Ｗ２における部品配置等に応じて、基板支持部２７の配置を変更する必要がない。
【選択図】図１０

Description

本発明は、表面実装機や半田ペースト印刷装置等において基板を支持する基板支持装置および基板支持方法に関する。

従来、ステンシルを介して基板にペーストを塗布する印刷装置や基板に電子部品を実装する表面実装機等において、処理対象とする基板の支持する方法としては、平板状の載置台の上に載置する方法や、複数立設したバックアップピンにより基板の下面の複数箇所を支持する方法等が知られている。

たとえば特許文献１には、基板の下面を複数のバックアップピンによって支持する印刷装置が開示されている。
特開２００４−２３０７８２号公報（図１，図２）

ところで最近では実装基板の小型化を図るため、基板の両面に電子部品が装着される場合がある。この場合、片面に電子部品が実装された基板の反対面を処理対象とする際には、既に電子部品が実装された面で基板を支持することになる。

しかしながら、既に電子部品が実装された面は実装済みの電子部品のために凹凸があるため、平板上の載置台では安定した支持が得られない。

また特許文献１のようなバックアップピンによって支持する方法であっても、バックアップピンは電子部品が存在しない部分に配置しなければならないため、生産する基板の種類毎にバックアップピンの配置を変更しなければならず、段取りに長時間を要するなど、作業効率の点で改善の余地があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、基板の下面形状によらず容易に基板を支持することができる基板支持装置および基板支持方法等を提供することを目的とする。

本発明は下記の手段を提供する。

［１］複数の基板支持部を備え、
前記基板支持部は、基板の下面に接触することにより、基板の下面形状に応じて変位する接触子と、前記接触子の位置を固定する固定手段と、を備えたことを特徴とする基板支持装置。

［２］前記接触子を上方に付勢する付勢手段を備えた前項１に記載の基板支持装置。

［３］前記付勢手段は磁気バネからなる前項２に記載の基板支持装置。

［４］前記固定手段は、流体圧によって接触子の位置を固定する前項１〜３のいずれか１項に記載の基板支持装置。

［５］前記各接触子に基板の下面を吸着する吸着手段を備えた前項１〜４のいずれかに１項に記載の基板支持装置。

［６］前項１〜５のいずれか１項に記載の基板支持装置を備えた印刷装置。

［７］基板の下面に複数の接触子を接触させることにより、各接触子を基板の下面形状に応じて変位させる一方、変位した接触子の位置を固定することにより、基板の下面を支持することを特徴とする基板支持方法。

上記発明［１］によると、基板の下面に接触する接触子が基板の下面形状に応じて変位し、その位置を固定されるため、既に下面に電子部品が実装されている等のために凹凸が存在する基板であっても容易に支持することができる。

上記発明［２］によると、接触子が上方に付勢されるため、接触子を確実に基板の下面形状に応じさせて基板を支持することができる。

上記発明［３］によると、磁気バネによって変位量によらない略一定の付勢力を得ることができるため、接触子が基板の下面形状に応じて変位する際に、基板の下面に装着された部品等に過負荷を与えることがない。

上記発明［４］によると、各基板支持部の固定手段を簡易な構成で連動させることができる。

上記発明［５］によると、各接触子が基板の下面に吸着するため、基板をより確実に支持することができる。

上記発明［６］によると、上記発明と同様に下面に電子部品が実装されている等のために凹凸が存在する基板であっても、容易に支持しながら印刷処理を行うことができる。

上記発明［７］によると、上記発明と同様の作用効果を有する基板支持方法を提供できる。

図１は本発明の一実施形態にかかるスクリーン印刷装置の側面図、図２はその装置の正面図、図３はその装置の平面図、図４はその装置における主要部（印刷ステージ１０）の斜視図である。これらの図に示すように、このスクリーン印刷装置の基台２上には、印刷ステージ１０が設けられ、この印刷ステージ１０を挟んで両側にプリント基板Ｗを印刷ステージ１０上に搬入および搬出するための上流側コンベア１１および下流側コンベア１２がＸ軸方向（搬送ライン）に沿って配置されている。

さらにこの印刷装置は、プリント基板Ｗをクランプするためのクランプユニット３と、基板Ｗをクランプする際に基板上面側に係合して位置決めするための位置決めユニット４と、印刷ステージ１０の上方に設けられるステンシル保持ユニット５およびスキージユニット６とを備え、後述するようにクランプユニット３によりクランプされた基板Ｗがステンシル保持ユニット５のステンシル５１に重装され、その状態で、スキージユニット６のスキージ６１によってスクリーン印刷が施されるようにしている。

図１および図２に示すように、基台２上には、水平面内においてＸ軸方向と直交するＹ軸方向に沿ってレール２１１が配設されるとともに、このレール２１１にＹ軸テーブル２１がＹ軸方向にスライド自在に取り付けられる。さらにＹ軸テーブル２１および基台２間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによってＹ軸テーブル２１が基台２に対しＹ軸方向に移動するよう構成されている。

Ｙ軸テーブル２１の上にはＸ軸方向に沿ってレール２２１が配設されるとともに、このレール２２１にＸ軸テーブル２２がＸ軸方向にスライド自在に取り付けられる。さらにＸ軸テーブル２２およびＹ軸テーブル２１間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによってＸ軸テーブル２２がＹ軸テーブル２１に対しＸ軸方向に移動するよう構成されている。

Ｘ軸テーブル２２には回転ユニット２３１を介して鉛直線（Ｚ軸方向）の軸線回りに回転自在にＲ軸テーブル２３が設けられている。このＲ軸テーブル２３は、図示しない回転駆動手段によってＺ軸回りに回転駆動するよう構成されている。

Ｒ軸テーブル２３の四隅にはスライド支柱２４１が上下方向（Ｚ軸方向）に沿ってスライド自在に取り付けられるとともに、このスライド支柱２４１の上部には昇降テーブル２４が取り付けられ、スライド支柱２４１のスライドによって昇降テーブル２４がＲ軸テーブル２３に対しＺ軸方向に昇降自在に取り付けられる。さらに昇降テーブル２４およびＲ軸テーブル２３間にはボールねじ機構２４３が設けられており、このボールねじ機構２４３が駆動することによって昇降テーブル２４がＲ軸テーブル２３に対しＺ軸方向（上下方向）に移動するよう構成されている。

昇降テーブル２４上にはＸ軸方向に沿って一対のメインコンベア２０が設けられている。このメインコンベア２０は、昇降テーブル２４が降下した状態においては、上流側端部および下流側端部が上記上流側コンベア１１の端部および下流側コンベア１２の端部にそれぞれ対向して配置される。なおこの対向状態において、メインコンベア２０と両側コンベア１１，１２との隙間は、コンベア間を基板Ｗが乗り継ぎ可能な間隔に設定されており、具体的には５ｍｍ程度と小さく設定されている。このため本実施形態において、メインコンベア２０は、両側コンベア１１，１２との干渉を避けるために、降下状態においては、Ｘ軸およびＲ軸テーブル２２，２３の移動によるＸ軸およびＲ軸方向の移動が規制されるとともに、両側コンベア１１，１２に対する位置ずれを防止するために、Ｙ軸およびＲ軸テーブル２１，２３の移動によるＹ軸およびＲ軸方向の移動が規制されている。つまり、メインコンベア２０は、降下状態においては、Ｘ軸、Ｙ軸およびＲ軸テーブル２１〜２３の移動による水平方向（Ｘ軸、Ｙ軸およびＲ軸方向）の移動が規制されている。

図１〜５に示すように、昇降テーブル２４に設けられるクランプユニット３は、一対のメインコンベア２０の上方にＸ軸方向に沿って配置される一対の帯板状のクランプ片３１ａ，３１ｂを具備している。一方側クランプ片３１ａは、昇降テーブル２４の構造材２５（図５参照）上に固定されるとともに、他方側クランプ片３１ｂは、昇降テーブル２４の構造材２５に対し、Ｙ軸方向にスライド自在に取り付けられ、一方側クランプ片３１ａに対し接離自在に構成されている。

さらに他方側クランプ３１ｂには、ブラケット２６ｂが設けられ、このブラケット２６ｂと構造材２５との間にはエアシリンダー３３が設けられている。そしてこのシリンダー３３が進出駆動（伸張駆動）することにより、他方側クランプ片３１ｂがＹ軸方向に沿って一方側クランプ片３１ａに対し遠ざかる方向に移動して、クランプ片３１ａ，３１ｂが開くとともに、シリンダー３３が後退駆動（短縮駆動）することにより、他方側クランプ３１ｂがＹ軸方向に沿って一方側クランプ片３１ａに対し近づく方向に移動して、クランプ片３１ａ，３１ｂが閉じるよう構成されている。こうして一対のクランプ片３１ａ，３１ｂが開閉することにより、後述するように基板Ｗが保持／解除されるよう構成されている。

図３，４に示すように両クランプ片３１ａ，３１ｂの上面には、複数の吸引孔３５が設けられている。各吸引孔３５は、図示しない吸引手段によって負圧に設定されるよう構成されている。そしてクランプ片３１ａ，３１ｂ上にステンシル５１が重装された状態において、各吸引孔３５が負圧に設定されることにより、ステンシル５１がクランプ片３１ａ，３１ｂの上面に吸着保持されるよう構成されている。

図５に示すように昇降テーブル２４に設けられる押圧手段としての位置決めユニット４は、両クランプ片３１ａ，３１ｂにそれぞれ対応して配置される一対の帯板状の位置決め板４１ａ，４１ｂを具備している。一方側位置決め板４１ａは、構造材２５に平行リンク機構４２を介して設けられるとともに、他方側位置決め板４１ｂは、上記ブラケット２６ｂに平行リンク機構４２を介して設けられている。そして、平行リンク機構４２，４２の回転を伴って、両位置決め板４１ａ，４１ｂは、水平姿勢を保ったまま、図６（ａ）に示すように一対のクランプ片３１ａ，３１ｂの両側に配置される退避位置と、図６（ｂ）に示すように一対のクランプ片３１ａ，３１ｂの押圧当接される位置決め位置との間で変位自在に構成される。さらに両位置決め板４１ａ，４１ｂは、退避位置においてはその上面が一対のクランプ片３１ａ，３１ｂの上面に対し同一水平面内に配置されるとともに、位置決め位置においては下端面の一部が一対のクランプ片３１ａ，３１ｂよりもＹ軸方向内側に突出するように配置される。

また昇降テーブル２４およびブラケット２６ｂには、両平行リンク機構４２を駆動するためのシリンダー４３が設けられており、シリンダー４３が進出駆動（伸張駆動）することにより、一対の位置決め板４１ａ，４１ｂが内側に進出して位置決め位置に移動されるとともに、後退駆動（短縮駆動）することにより、一対の位置決め板４１ａ，４１ｂが開放されて退避位置に移動されるよう構成されている。

図４に示すように昇降テーブル２４の四隅には、位置決め板支持用の支持部材としての支柱４４が立設されている。そして位置決め板４１ａが退避位置に配置された状態（退避状態）では、位置決め板４１ａ，４１ｂが支柱４４に支持されることにより、後述するスキージ６１によるペースト拡張時の印圧を支持できるよう構成されている。

図４に示すように、位置決め板４１ａ，４１ｂには、複数の吸引孔４５が設けられている。各吸引孔４５は、吸引パイプ４６を介して図示しない吸引手段によって負圧に設定されるよう構成されている。そして後述するように位置決め板４１ａ，４１ｂ上にステンシル５１が重装された状態において、吸引孔４５が負圧に設定されることにより、ステンシル５１が位置決め板４１ａ，４１ｂの上面に吸着保持されるよう構成されている。

図１〜５に示すように昇降テーブル２４には、一対のメインコンベア２０間に対応し、スライド支柱２９１を介して上下方向に昇降自在に載置テーブル２９が設けられている。この載置テーブル２９および昇降テーブル２４間にはボールねじ機構（図示省略）が設けられており、このボールねじ機構が駆動することによって載置テーブル２９が昇降テーブル２４に対し上下方向に移動するよう構成されている。

この載置テーブル２９は、マトリクス状に配置された複数の基板支持部２７を備え、これら基板支持部２７が基板Ｗの下面Ｗ２を支持することにより基板Ｗを載置可能となっている。そして、この載置テーブル２９が昇降テーブル２４上で上昇することによってメインコンベア２０上の基板Ｗが載置テーブル２９上に移載されて上方へ移動されるとともに、下降することによって載置テーブル２９上の基板Ｗがメインコンベア２０側に移載されるよう構成されている。

図４に示すように、マトリクス状に配置される基板支持部２７は、Ｘ軸方向に並ぶ複数本がそれぞれ一つのユニットとして取付板２８９に取り付けられ、ユニット単位で載置テーブル２９上に着脱可能となっている。これにより、処理対象とされる基板ＷのＹ軸方向サイズに応じてコンベア１１，１２，２０の間隔が設定される際等に、必要なユニット数の基板支持部２７を容易に載置テーブル２９上に配置して段取りを行うことができるようになっている。

図７は基板支持部２７の縦断面図である。各基板支持部２７は、図７（ａ）に示すように、接触ピン２７１が取り付けられた軸部２７２と、軸部２７２を保持する筒体２７３とを有している。接触ピン２７１は、例えば細い金属棒から構成され、その上端において基板Ｗの下面Ｗ２に接触する。本実施形態では接触ピン２７１が接触子として機能している。この接触ピン２７１が取り付けられた軸部２７２は筒体２７３を貫通し、筒体２７３に対して上下方向にスライド可能に保持されている。筒体２７３は、その下部において取付板２８９を介して載置テーブル２９に固定されている。

これら軸部２７２と筒体２７３とには、図７（ｂ）に示すように軸部２７２が筒体２７３に対して下方に変位したとき、これを押し戻すように上方に付勢する付勢手段として、磁気バネ機構が設けられている。この磁気バネ機構は、軸部２７２の外周に設けられた第１永久磁石２７４と、この第１永久磁石に対向して筒体２７３に設けられた第２永久磁石２７５とから構成されている。これら第１、第２永久磁石２７４，２７５は互いに対向する面が異なる磁極で着磁されることで、互いに吸引し合うようになっている。軸部２７２の外周面にはステンレス製のパイプ部材が設けられ、筒部２７３に対して滑らかにスライド動作できるようになっている。

そして、磁気バネ機構の作用として、軸部２７２が筒体２７３に対して下方に変位したとき、両磁石２７４，２７５が対向する部分（軸方向について重なる部分）がある範囲では、その変位量によらず略一定となる付勢力（バネ力）が得られる。これは磁石を元の位置に戻そうとする軸方向に作用する吸引力（推力）が、両磁石の端部に生じる斜めの磁力線によるものであること、また、両磁石２７４，２７５の重なり部分では軸方向の付勢力に影響しない垂直方向の磁力線が生じるだけであって重なり部分の面積の影響を受けないことがその理由であると考えられる。

なおこの磁気バネ機構は、軸部２７２が筒体２７３に対して変位していない中立状態においては、接触ピン２７１と軸部２７２の自重を支持して、接触ピン２７１の高さ位置を保持する保持手段として機能している。

筒部２７３の下部には、軸部２７２のスライド動作を規制することで、接触ピン（接触子）２７１の高さ位置を固定する固定手段２７６が設けられている。図８は基板支持部が備える固定手段の拡大説明図である。この固定手段２７６は、筒部２７３の下部に軸部２７２の外周面を取り囲むように形成された気密室２７７を備え、この気密室２７７の上下には図９に示すＶ字断面のリング状のパッキンが配置されている。軸部２７２のスライド動作を規制するときは、気密室２７７に連通するポート２７８を介して、図示しないエア供給手段から供給されるエアを供給する。これにより、図８に示すように、このエア圧によってパッキン２７９が軸部２７２の外周面に密着するように変形するため、軸部２７２はその時の高さ位置でスライド動作ができなくなって固定される。一方、同じポート２７８からエア圧を抜くことで固定は解除される。

なお、各基板支持部２７の固定手段２７６のポート２７８は同じ取付板２８９に取り付けられた各列のユニット毎に合流し、前記エア供給手段との間に電磁制御弁が設けられている。これにより、各ユニットに属する基板支持部２７の固定手段２７６は、１つの電磁制御弁の操作によって固定状態と解除状態とを切り替えることができるようになっている。

図１０は基板支持部による基板支持状態の説明図である。ここでは、基板Ｗの両面に電子部品を装着するため、既に片面Ｗ２に電子部品が実装された基板Ｗの反対面Ｗ１を処理対象とする場合を想定しており、既に電子部品Ｃ１，Ｃ２が実装されて凹凸のある面を下面Ｗ２として基板Ｗを支持しようとしている。

このような基板Ｗに対し、基板支持部２７が立設された載置テーブル２９を持ち上げて近づけていくと、同図に示すように、各基板支持部２７の接触ピン（接触子）２７１は、それぞれ電子部品Ｃ１，Ｃ２を含めた基板Ｗの下面Ｗ２の形状に応じて下方に変位する。

このとき、各基板支持部２７の接触ピン２７１は磁気バネ機構によって上方に付勢されているため、各接触ピン２７１は確実に電子部品Ｃ１，Ｃ２を含む基板Ｗの下面Ｗ２の形状に沿う。

また、各基板支持部２７の接触ピン２７１は磁気バネ機構によって上方に付勢されているため、電子部品Ｃ１，Ｃ２の大きさ（高さ）によって各接触ピン２７１の変位量は異なっても、電子部品Ｃ１，Ｃ２に大きな付勢力が作用することがなく、電子部品Ｃ１，Ｃ２に過負荷が作用して破損してしまうおそれがない。すなわち、付勢力は、接触ピン２７１と軸部２７２の自重に均衡することができる力と、これに付加される力とからなり、電子部品Ｃ１，Ｃ２には付加力しか作用しないので、この付加力を小さくすることで、過負荷を避けることができる。

こうして各接触ピン２７１が基板Ｗの下面Ｗ２の形状に応じて変位した状態で、各基板支持部２７の固定手段２７６により、接触ピン２７１の高さ位置を固定すると、基板Ｗはその下面Ｗ２の形状に沿った接触ピン２７１によって支持される。このため、各接触ピン２７１との接点に作用する力は均等化され、基板Ｗおよび基板Ｗの下面Ｗ２に既に実装されている部品Ｃ１，Ｃ２に対して過負荷を与えることなく、基板Ｗの略全域を安定して支持することができる。

特に、実装済みの電子部品に対応する部位に配置されている接触ピン２７１が部品の高さに対応して変位するため、部品に対応する部位の基板支持部２７を取り外すなど、基板Ｗの下面Ｗ２における部品配置等に応じて、基板支持部２７の配置を変更する必要がない。

したがって、生産する基板の種類の変更を伴う場合であっても、段取り時間を短縮化して全体として作業効率の改善を図ることができる。

また通常のバックアップピンのように配列を間違えることで基板に既に実装されている部品と当接して破損してしまうといったおそれもない。

さらに、各基板支持部２７の制御は固定手段２７６の固定状態と解除状態の切り替えのみであるため、簡単な制御によって基板Ｗの下面Ｗ２の形状に応じた支持を実現することができる。

また、各固定手段２７６の固定状態と解除状態の切り替え制御は全ての基板支持部において同じタイミングでよいため、極めて簡単な制御機構で済む。

特に各固定手段２７６のポート２７８はユニット毎に束ねられて単一の電磁制御弁によって操作されるため、かつユニット数だけの電磁制御弁を制御することで全体の制御を行うことができる。

印刷ステージ１０の上方に設けられるステンシル保持ユニット５は、半田塗布部分に開口部（パターン孔）を有するステンシル５１を水平配置で張り渡した状態に保持できるよう構成されている。

ステンシル保持ユニット５の上側に設けられるスキージユニット６は、Ｙ軸方向に沿って移動自在なスキージホルダー６２を有し、このスキージホルダー６２に一対のスキージ６１，６１がそれぞれ昇降自在に設けられている。そして一方のスキージ６１を降下させた状態でＹ軸方向一方側に移動させることにより、ステンシル５１上でクリーム半田ＳをＹ軸方向一方側に向けてローリング（混練）させつつ拡張できるとともに、他方のスキージ６１を降下させた状態でＹ軸方向他方側に移動させることにより、ステンシル５１上でクリーム半田ＳをＹ軸方向他方側に向けてローリングさせつつ拡張できるよう構成されている。

この構成のスクリーン印刷装置は、以下のような動作が行われる。なお初期状態としては、昇降テーブル２４および載置テーブル２９はそれぞれ降下状態にあり、基板支持部２７の固定手段２７６は固定解除状態にある。また、メインコンベア２０は、上流側コンベア１１および下流側コンベア１２に対応する位置に配置されている。さらにクランプユニット３のクランプ片３１ａ，３１ｂは開放状態にあり、位置決めユニット４の位置決め板４１ａ，４１ｂは退避状態にある。

この状態から、上流側コンベア１１からプリント基板Ｗがメインコンベア２０に搬入され、図１１（ａ）に示すようにその基板Ｗがメインコンベア２０によって所定位置まで搬送される。

その後、同図（ｂ）に示すように基板支持部２７の接触ピン２７１が基板Ｗの下面Ｗ２に接触する高さ位置まで載置テーブル２９が上昇し、各接触ピン２７１は、基板Ｗの下面Ｗ２に接触することで、搭載された部品Ｃを含めた基板Ｗの下面Ｗ２の形状に応じて変位する。この状態で基板支持部２７の固定手段２７６によって軸部２７２および接触ピン２７１の上下位置が固定され、基板Ｗはその下面Ｗ２形状に沿った複数の接触ピン２７１によって支持される状態となる。

また一方、クランプ片３１ａ，３１ｂの上側では、位置決めユニット４の位置決め板４１ａ，４１ｂが内側に移動して、位置決め位置に配置されてから、同図（ｃ）に示すように載置テーブル２９が再び上昇していく。そして基板Ｗの上面Ｗ１が位置決め板４１ａ，４１ｂの下面（基準面）に当接係止して、クランプ片３１ａ，３１ｂの上面に対し同一平面内に配置されたところで、同図（ｄ）に示すようにクランプ片３１ａ，３１ｂが閉じることにより、クランプ片３１ａ，３１ｂにより基板Ｗが挟み込まれて保持される。

続いて図１２（ａ）に示すように、位置決め板４１ａ，４１ｂが外側に移動して退避位置に配置される。このとき位置決め板４１ａ，４１ｂの上面およびクランプ片３１ａ，３１ｂの上面は同一平面内に配置されるとともに、既述したように、クランプ片３１ａ，３１ｂの上面および基板Ｗの上面は同一平面内に配置される。

なお本実施形態においては、降下状態の印刷ステージ１０とステンシル保持ユニット５との間には、水平方向に移動自在なカメラ７（図１参照）と、Ｙ軸方向に移動自在なクリーナー８が設けられている。そしてカメラ７によって、基板Ｗの位置や種類（品番）およびステンシル５１の位置や種類などが識別されて、その識別情報に基づいて、後述するように個体差などに起因する位置の微調整（補正）などが行われるよう構成されている。さらにクリーナー８によって、所定枚数の基板Ｗを処理する毎などにステンシル５１がクリーニングされるよう構成されている。

次に同図（ｂ）に示すように昇降テーブル２４が少量上昇して、メインコンベア２０が両側コンベア１１，１２の上方に抜け出したところで、必要に応じて、Ｙ軸テーブル２１、Ｘ軸テーブル２２およびＲ軸テーブル２３が適宜、Ｙ軸、Ｘ軸およびＲ軸方向に移動し、基板Ｗのステンシル５１に対する水平方向の位置が微調整（補正）される。

こうして位置が補正されると、同図（ｃ）に示すように昇降テーブル２４が上昇し、位置決め板４１ａ，４１ｂ、クランプ片３１ａ，３１ｂおよび基板Ｗの上面がステンシル保持ユニット５のステンシル５１の下面に重ね合わされるように重装される。続いてクランプ片３１ａ，３１ｂの吸引孔３５および位置決め板４１ａ，４１ｂの吸引孔４５が負圧に設定されて、クランプ片３１ａ，３１ｂおよび位置決め板４１ａ，４１ｂにステンシル５１が吸着固定される。

その後、スキージユニット６の一方側スキージ６１が降下して、ステンシル５１上に沿ってＹ軸方向に移動することにより、ステンシル５１上に供給されたペーストとしてのクリーム半田Ｓが拡張されて、クリーム半田Ｓが、ステンシル５１のパターン孔を介して基板Ｗの所定位置に印刷（塗布）される。

このとき基板Ｗはその周縁部をクランプ片３１ａ，３１ｂによって保持されているとともに、複数の基板支持部２７…によってその下面Ｗ２が下受けされているため、スキージ６１による印圧によって基板Ｗが撓み変形すること等が未然に防止される。

また本実施形態において半田塗布を行う際には、スキージ６１の、例えば一方側位置決め板４１ａおよび一方側クランプ片３１ａに対応するステンシル５１上の領域（一方側助走エリア）を助走した後、基板Ｗの上方に対応するステンシル５１上の領域（印刷エリア）上を摺動させるようにしている。このため、基板Ｗにクリーム半田Ｓを塗布する前に、助走エリアにおいてクリーム半田Ｓは、ローリング（混練）されて粘度が低下する。これによりクリーム半田Ｓがステンシル５１のパターン孔に確実に充填されて、基板Ｗに精度良く塗布される。

基板Ｗにクリーム半田Ｓが塗布された後、昇降テーブル２４が少量降下して基板Ｗがステンシル５１から離脱（版離れ）する。その後必要に応じて、Ｙ軸テーブル２１、Ｘ軸テーブル２２およびＲ軸テーブル２３が適宜、Ｙ軸、Ｘ軸およびＲ軸方向に移動し、基板Ｗの水平位置が元の位置に戻される。

続いて昇降テーブル２４が降下すると同時に、クランプ片３１ａ，３１ｂが開放されて基板Ｗへの保持が解除される。そして昇降テーブル２４が初期の降下位置に戻されるとともに、載置テーブル２９が降下して、載置テーブル２９上から基板Ｗがメインコンベア２０に移載される。

次に、メインコンベア２０によって基板Ｗが下流側コンベア１２に搬送されて、下流側コンベア１２を介して次工程に送り出される。

こうして基板Ｗが下流側コンベア１２に搬出される一方、次の基板Ｗが上流側コンベア１１によってメインコンベア２０に搬送されて、上記と同様の印刷処理が行われる。こうして、基板Ｗが順次送り込まれて順次印刷処理される。

以上のように本実施形態の印刷装置によれば、基板Ｗの下面Ｗ２に接触する接触ピン（接触子）２７１が基板Ｗの下面Ｗ２の形状に応じて変位し、その位置を固定されるため、既に下面Ｗ２に電子部品Ｃが実装されている等のために凹凸が存在する基板Ｗであっても、容易に支持することができる。

また基板Ｗの下面Ｗ２における部品配置に応じて基板支持部２７の配置を変更する等の必要がなく、生産する基板の種類の変更を伴う場合であっても、段取り時間を短縮化して全体として作業効率の改善を図ることができる。

また磁気バネ機構によって接触ピン（接触子）２７１が上方に付勢されるため、各接触ピン２７１を確実に基板Ｗの下面Ｗ２の形状に応じさせることができ、これにより基板Ｗの全体を支持することができる。

また接触ピン（接触子）２７１を付勢する付勢手段を磁気バネ機構から構成したため、変位量によらない略一定の付勢力を得ることができ、これにより接触ピン２７１が基板Ｗの下面Ｗ２の形状に応じて変位する際に、基板Ｗの下面Ｗ２に装着された部品Ｃ等に過負荷を与えることがない。

また各基板支持部２７の固定手段２７６はエア圧によって軸部２７２のスライド動作を停止させるブレーキとして構成されているため、各基板支持部２７の固定手段２７６を簡単な構成および制御で連動させることができる。

次に本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、上述した実施形態の構成に加えて、各基板支持部の接触子（接触ピン）に基板の下面を吸着する吸着手段を設けたものである。以下、上述した実施形態と共通する要素は同一符号を付して重複説明を省略する。

図１３は、本発明の第２実施形態における基板支持部の縦断面図である。同図に示すように、この第２実施形態では、接触ピン（接触子）２７１の上端で開口する吸引孔２８１が設けられ、この吸引孔２８１が接触ピン２７１および軸部２７２を貫通している。そしてこの吸引孔２８１は軸部２７２の下部に取り付けられた吸引ポート２８２を介して図示しない吸引手段によって負圧に設定されるよう構成されている。これにより、上述した実施形態と同様に基板Ｗの下面Ｗ２の形状に応じて変位し、各接触ピン（接触子）２７１の上端が基板Ｗの下面Ｗ２に接触している状態において、吸引孔２８１が負圧に設定されることにより、基板Ｗが各接触ピン２７１の上端に吸着保持される。

このように各接触ピン（接触子）２７１に基板Ｗの下面Ｗ２を吸着する吸着手段を備えると、基板Ｗをより確実に支持することができる。

なお各接触ピン（接触子）２７１がこのような吸着手段を備える場合、上述した実施形態のような基板Ｗをクランプして保持するためのクランプユニット３を省略することも可能である。

以上本発明を具体的な実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなくその主旨の範囲内で適宜変更可能である。

たとえば上記実施形態では、磁気バネの付勢力の一部をなす付加力をより小さくして下方に変位するときの抵抗を小さくしたが、電子部品の許容荷重の範囲内で付加力を大きく設定すれば、基板Ｗの搬出のため載置テーブル２９が下降するとき、次に搬入される基板Ｗの支持に備え各接触ピン２７１を載置テーブル２９に対する可動域の上端まで早く戻すことができる。

また、付加力を一定値に設置しても良いが、磁気バネを構成する磁石２７４，２７５の内少なくとも一方をコイルで形成して電磁石とし、このコイルに流す電流量を制御することで、付加力の大きさを所望の大きさにすることができる。基板Ｗの下方への変形を矯正したり、載置テーブル２９の昇降に合わせ接触ピン２７１の変位の速度を変化させたり、基板Ｗ裏側に実装されている電子部品毎に許容加重が異なる場合に、許容加重に対応して付加力を変化させたりできる。

また上記実施形態では、全ての基板支持部の接触子をその変位量によらず固定するようにしたが、一部の接触子のみを固定するようにしても良い。

たとえば、固定する接触子を選択的に設定できるようにしても良い。

また、接触子が基板の下面形状に応じて変位した変位量によって、接触子を固定するか否かが設定されるようにしても良い。このようにすると、基板の下面の電子部品に接触して大きく変位した接触子はその位置を固定されないようにすることができ、電子部品に接触子を介して基板の支持力が伝達されることを回避できる。例えば、スキージ６１のステンシル５への押圧力が何らかの原因で増加してしまう場合などに有効である。

また上記実施形態では接触子を上方に付勢する付勢手段として磁気バネ機構を採用したが、付勢手段は巻きバネや空気バネ等種々のタイプを採用することができる。ただし、接触子が接触する基板の下面に過大な負荷を与えないためには、付勢力が弱く、かつ変位量によっても付勢力が過大にならないものが好ましい。

また上記実施形態では固定手段をエア圧によるものとしたが、エア以外の流体圧によって固定するようにしてもよい。また、固定手段はこのような流体圧によらず、サーボモータやソレノイド等によって駆動されるブレーキ手段として構成しても良い。

また上記実施形態では接触子を上方に付勢する付勢手段を備えたが、接触子は常時上方に付勢されるのでなく、基板の下面に接触して下方に押圧されれば、一定の抵抗をもって下方に変位するように構成してもよい。その場合、接触子を初期高さ位置まで復帰させるため、接触子を持ち上げる復帰手段を備えることが望ましい。

また上記実施形態では片面に部品が実装されている基板の反対面を処理対象とする場合を例に説明したが、基板自身の形状で下面に凹凸がある場合等にも好適に適用しうる。

また上記実施形態では、基板を支持する印刷ステージを昇降させてステンシルに重装するようにしたが、本発明はステンシルを昇降させて印刷ステージ上の基板に重装するようにしたステンシル昇降タイプの印刷装置等にも適用することができる。

また上記実施形態では基板に半田等のペーストを塗布する印刷装置を例としたが、印刷装置に限らず、基板に対して電子部品を実装する実装機や基板の検査を行う検査機等における基板支持装置にも本発明を適用することができる。

この発明の一実施形態にかかる印刷装置の側面図である。 上記印刷装置を示す正面図である。 上記印刷装置を概略的に示す斜視図である。 上記印刷装置の主要部を示す斜視図である。 上記印刷装置のクランプユニット周辺を示す側面図である。 上記印刷装置の押圧板のクランプに対する位置関係を示す斜視図であって、同図（ａ）は押圧板退避位置の斜視図、同図（ｂ）は押圧板位置決め位置の斜視図である。 基板支持部の縦断面図であって、同図（ａ）は接触子が定常位置にある状態の縦断面図、同図（ｂ）は接触子が変位した状態の縦断面図である。 基板支持部が備える固定手段の拡大説明図である。 パッキンの斜視図である。 基板支持部による基板支持状態の説明図である。 上記印刷装置の動作を説明するための側面図であって、同図（ａ）は基板搬入時の側面図、同図（ｂ）は押圧板進出時の側面図、同図（ｃ）は基板上昇時の側面図、同図（ｄ）は基板クランプ時の側面図である。 上記印刷装置の動作を説明するための側面図であって、同図（ａ）は押圧板退避の側面図、同図（ｂ）は昇降テーブル上昇中の側面図、同図（ｃ）は半田拡張時の側面図である。 この発明の第２実施形態における基板支持部の縦断面図である。

符号の説明

１０ 印刷ステージ
２４ 昇降テーブル
２７ 基板支持部
２７１ 接触ピン（接触子）
２７２ 軸部
２７３ 筒体
２７４ 第１永久磁石（付勢手段、磁気バネ）
２７５ 第２永久磁石（付勢手段、磁気バネ）
２７６ 固定手段
２８１ 吸着管路（吸着手段）
５１ ステンシル
６１ スキージ
Ｓ クリーム半田（ペースト）
Ｗ 基板
Ｗ２ 基板の下面

Claims (7)

1. 複数の基板支持部を備え、
   前記基板支持部は、基板の下面に接触することにより、基板の下面形状に応じて変位する接触子と、前記接触子の位置を固定する固定手段と、を備えたことを特徴とする基板支持装置。
2. 前記接触子を上方に付勢する付勢手段を備えた請求項１に記載の基板支持装置。
3. 前記付勢手段は磁気バネからなる請求項２に記載の基板支持装置。
4. 前記固定手段は、流体圧によって接触子の位置を固定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板支持装置。
5. 前記各接触子に基板の下面を吸着する吸着手段を備えた請求項１〜４のいずれかに１項に記載の基板支持装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板支持装置を備えた印刷装置。
7. 基板の下面に複数の接触子を接触させることにより、各接触子を基板の下面形状に応じて変位させる一方、変位した接触子の位置を固定することにより、基板の下面を支持することを特徴とする基板支持方法。

Images