JP2011224806A - スクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ペーストの厚さムラに起因する印刷精度の低下を防止することができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。
【解決手段】基板２の、マスク１５に対するスキージ１６の摺動方向と直交する水平面内方向であるスキージ１６の幅方向の寸法Ｒを記憶する寸法記憶部６２と、寸法記憶部６２に記憶された基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒを読み出し、その読み出した基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒに応じてペーストＰｓｔのマスク１５上でのスキージ１６の幅方向の長さＰＬを設定するペースト長さ設定部５０ｂとを備える。ペースト供給シリンジ１８は、ペースト長さ設定部５０ｂにより設定されたスキージ１６の幅方向の長さを有するペーストＰｓｔをマスク１５上に供給する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、マスクに形成されたパターン孔を介して基板の電極にペーストを転写するスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法に関するものである。

基板に半田ペースト等のペーストのスクリーン印刷を行うスクリーン印刷機は、基板の電極の配置に応じたパターン孔が形成されたマスクに基板を接触させ、マスク上にペーストを供給したうえでスキージをマスク上で摺動させることにより、マスクのパターン孔を介して基板の電極にペーストを転写させるようになっている（例えば、特許文献１）。このようなスクリーン印刷機では、従来、オペレータが手作業で、マスク上の一箇所に、塊状のペーストを供給するようにしていた。

特開２００７−１６０７１０号公報

しかしながら、上記のように、オペレータが手作業でマスク上の一箇所に塊状のペーストを供給する場合、マスク上でのペーストの広がり具合を均一にすることは難しいことから、スキージの中央部付近に比べてスキージの端部付近のペーストの厚さが小さくなるといったマスク上でのペーストの厚さムラが生じ易く、印刷精度が低下してしまう場合があるという問題点があった。

そこで本発明は、ペーストの厚さムラに起因する印刷精度の低下を防止することができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載のスクリーン印刷機は、基板の電極の配置に応じて形成されたパターン孔を有し、下面に基板が接触されるマスクと、マスク上を摺動するスキージと、基板の、マスクに対するスキージの摺動方向と直交する水平面内方向であるスキージの幅方向の寸法を記憶する寸法記憶部と、寸法記憶部に記憶された基板のスキージの幅方向の寸法を読み出し、その読み出した基板のスキージの幅方向の寸法に応じてペーストのマスク上でのスキージの幅方向の長さを設定するペースト長さ設定部と、ペースト長さ設定部により設定されたスキージの幅方向の長さを有するペーストをマスク上に供給するペースト供給手段と、ペースト供給手段によりペーストが供給されたマスク上でスキージを摺動させ、マスクのパターン孔を介して基板の電極にペーストを転写させるスキージ駆動手段とを備えた。

請求項２に記載のスクリーン印刷方法は、基板の電極の配置に応じて形成されたパターン孔を有したマスクの下面に基板を接触させる工程と、基板の、マスクに対するスキージの摺動方向と直交する水平面内方向であるスキージの幅方向の寸法に応じてペーストのマスク上でのスキージの幅方向の長さを設定する工程と、設定したスキージの幅方向の長さを有するペーストをマスク上に供給する工程と、ペーストが供給されたマスク上でスキージを摺動させ、マスクのパターン孔を介して基板の電極にペーストを転写させる工程とを含む。

本発明では、基板のスキージの幅方向（マスクに対するスキージの摺動方向と直交する水平面内方向）の寸法に応じてペーストのマスク上でのスキージの幅方向の長さを設定し、その設定したスキージの幅方向の長さを有するペーストをマスク上に供給するようになっているので、マスク上でのペーストの広がり具合を容易に均一にすることができる。このため、スキージの中央部付近に比べてスキージの端部付近のペーストの厚さが小さくなるといったマスク上でのペーストの厚さムラが生じにくく、これに起因する印刷精度の低下を防止することができる。

本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の平面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の正面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の側面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるマスクホルダ及びマスクホルダに設置されたマスクの平面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるペースト供給シリンジの斜視図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備えるスキージ及びペースト供給シリンジの側面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の部分正面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の制御系統を示すブロック図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が備える後方のスキージの（ａ）斜視図（ｂ）側面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機におけるペーストの供給状態の一例を示すマスクホルダ及びマスクの平面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機が実行するスクリーン印刷作業の手順を示すフローチャート （ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作説明図 （ａ）（ｂ）（ｃ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷機の動作説明図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１、図２及び図３に示すスクリーン印刷機１は、実装基板生産用の電子部品実装ラインを構成する電子部品実装用装置の一種であり、基板２を搬入してその基板２の表面に設けられた電極３上に半田ペーストや導電性ペースト等のペーストＰｓｔ（図３参照）を転写するスクリーン印刷を行った後、その基板２を下流側の電子部品実装機（図示せず）等に搬出する動作を連続実行するものである。以下、説明の便宜上、このスクリーン印刷機１における基板２の搬送方向をＸ軸方向（図１の紙面左右方向）、Ｘ軸方向と直交する水平面内方向をＹ軸方向（図１の紙面上下方向）とし、上下方向をＺ軸方向とする。また、Ｙ軸方向をスクリーン印刷機１の前後方向、Ｘ軸方向をスクリーン印刷機１の横（左右）方向とする。更に、前後方向のうち、スクリーン印刷機１のオペレータＯＰ（図１）がスクリーン印刷機１に対して作業を行う側（図１の紙面下方）をスクリーン印刷機１の前方、その反対側（図１の紙面上方）をスクリーン印刷機１の後方とする。

図１、図２及び図３において、スクリーン印刷機１は、基台１１上に設けられた基板保持移動ユニット１２、基板保持移動ユニット１２の基板２の搬送方向（Ｘ軸方向）の上流側（図１の紙面左側）に設けられた基板搬入コンベア１３、基板保持移動ユニット１２の基板２の搬送方向の下流側（図１の紙面右側）に設けられた基板搬出コンベア１４、基板保持移動ユニット１２の上方に設けられた金属製の薄板材料から成るプレート状のマスク１５、前後一対のスキージ１６、カメラユニット１７及びペースト供給シリンジ１８を備えている。

図２及び図３において、基板保持移動ユニット１２は、水平移動部２１、昇降部２２、コンベア部２３、下受け部２４及び基板保持部２５から成る。

図２及び図３において、水平移動部２１は、Ｙテーブル駆動モータＭｙの作動によって基台１１に対してＹ軸方向に移動するＹテーブル２１ａ、Ｘテーブル駆動モータＭｘの作動によってＹテーブル２１ａに対してＸ軸方向に移動するＸテーブル２１ｂ、Ｘテーブル２１ｂに対してＺ軸回りに回転するθテーブル２１ｃ、θテーブル２１ｃの上面に固定されたベーステーブル２１ｄ及びベーステーブル２１ｄの上面から上方に延びて設けられた複数の昇降テーブルガイド２１ｅから成る。

図２及び図３において、昇降部２２は、水平移動部２１の複数の昇降テーブルガイド２１ｅにガイドされてベーステーブル２１ｄに対して昇降する昇降テーブル２２ａ、昇降テーブル２２ａの上面から上方に延びて設けられた複数の下受け部昇降ガイド２２ｂ及び昇降テーブル２２ａの上面に設けられた前後の昇降フレーム２２ｃから成る。

図３において、コンベア部２３は昇降フレーム２２ｃに支持されて昇降テーブル２２ａとともにベーステーブル２１ｄに対して昇降する前後一対のベルトコンベア支持部材２３ａと、各ベルトコンベア支持部材２３ａに支持されてＸ軸方向に送り動作をする前後一対のベルトコンベア２３ｂから成り、これら前後のベルトコンベア２３ｂが同期して作動することにより、基板２のＸ軸方向への搬送がなされる。

図２及び図３において、下受け部２４は、コンベア部２３の下方において、下受け部昇降ガイド２２ｂにガイドされて昇降する下受けユニット支持テーブル２４ａ及び下受けユニット支持テーブル２４ａの上面に設けられた下受けユニット２４ｂから成る。下受けユニット２４ｂは上方に延びて設けられた複数のピン部材２４ｃ（図２）を有しており、下受けユニット支持テーブル２４ａと一体となって昇降テーブル２２ａに対して昇降し、複数のピン部材２４ｃの上端を、前後のベルトコンベア２３ｂによって両端部が支持された基板２の下面に下方から接触させてその基板２を支持する。

図３において、基板保持部２５は、前後のベルトコンベア支持部材２３ａそれぞれの上部にＹ軸方向に移動自在に設けられた前後一対のクランプ部材２５ａから成る（図１も参照）。これら前後のクランプ部材２５ａは、昇降フレーム２２ｃに取り付けられたクランプ部材作動モータ２６（図３）を作動させることにより、図示しないリンク機構を介して互いに反対の方向に（すなわちＹ軸方向に開閉する方向に）移動させることができ、前後のベルトコンベア２３ｂによって両端部が支持された基板２をその搬送方向を基準とした場合の幅方向（Ｙ軸方向）からクランプして保持し、またその保持の解除をすることができる。

図１及び図２において、基板搬入コンベア１３及び基板搬出コンベア１４はそれぞれ、基板保持移動ユニット１２のコンベア部２３と同様に前後一対のベルトコンベア１３ａ，１４ａを有して成る。基板搬入コンベア１３は、スクリーン印刷機１の外部から投入された基板２を搬入して基板保持移動ユニット１２のコンベア部２３に受け渡し、基板搬出コンベア１４は、基板保持移動ユニット１２のコンベア部２３から受け渡された基板２をスクリーン印刷機１の外部に搬出する。

このように、基板搬入コンベア１３、基板保持移動ユニット１２のコンベア部２３及び基板搬出コンベア１４は基板２の搬送を行う基板搬送路２７（図１）として機能する。また、基板保持移動ユニット１２のコンベア部２３は基板搬送路２７の一部を構成し、一対のベルトコンベア２３ｂにより基板２の両端部を下方から支持してその基板２の搬入を行うものとなっている。

図１及び図２において、基台１１上には基板搬入コンベア１３及び基板搬出コンベア１４をそれぞれＹ軸方向に跨ぐ一対の門型フレーム３１が設けられており、これら一対の門型フレーム３１によってマスクホルダ３２が支持されている。マスクホルダ３２は、門型フレーム３１に両端が取り付けられて基板保持移動ユニット１２が備える基板保持部２５の上方をＸ軸方向に延びて配置された前後一対のガイド部材３３と、一対のガイド部材３３上をＹ軸方向に延びて設けられた左右一対のマスク支持レール３４とから成る。マスク１５はマスクホルダ３２が備える左右一対のマスク支持レール３４によって左右両端が支持されて基板保持移動ユニット１２の上方に水平姿勢に保持される（図４も参照）。

図１及び図４において、マスク１５は平面視において矩形の枠状部材から成るマスク枠１５ｗによって四辺が支持されており、マスク枠１５ｗによって囲まれた矩形の領域には、基板２上の複数の電極３に対応した多数のパターン孔１５ａが設けられている。すなわちマスク１５は、基板２の電極３の配置に応じて形成された多数のパターン孔１５ａを有したものとなっている。

図１において、基板２の対角位置には２つ一組の基板側位置決め用マークｍｋが設けられている。一方、図４において、マスク１５には、基板側位置決め用マークｍｋに対応して配置された２つ一組のマスク側位置決め用マークＭＫが設けられている。これら基板側位置決め用マークｍｋとマスク側位置決め用マークＭＫが上下に合致する状態で基板２をマスク１５に接触させると、基板２の電極３とマスク１５のパターン孔１５ａが上下に合致した状態となる。なお、図４中、破線で示す矩形領域Ｓｇは、マスク１５に基板２を接触させたときに基板２と接触することとなる領域である。

図１及び図２において、一対の門型フレーム３１には、Ｘ軸方向に延びたＸ軸ステージ３５の両端部がＹ軸方向にスライド自在に支持されている。Ｘ軸ステージ３５上にはカメラ支持ステージ３６がＸ軸方向に移動自在に設けられており、カメラ支持ステージ３６には前述のカメラユニット１７が取り付けられている。カメラユニット１７は、撮像視野を下方に向けた第１カメラ１７ａと撮像視野を上方に向けた第２カメラ１７ｂを備えている（図３）。

図１及び図２において、一対の門型フレーム３１にはＸ軸方向に延びたスキージベース３７の両端が支持されており、スキージベース３７は門型フレーム３１に沿ってＹ軸方向に往復移動自在となっている。

図２及び図３において、スキージベース３７の上面の中央部のＹ軸方向に対向する位置には２つのスキージ昇降シリンダ３８がピストンロッド３８ａを下方に向けて設けられており、これら２つのスキージ昇降シリンダ３８のピストンロッド３８ａはそれぞれ、スキージベース３７を上下方向に貫通して延びている。各スキージ昇降シリンダ３８のピストンロッド３８ａの下端部には前述のスキージ１６が取り付けられている。各スキージ１６はＸ軸方向に延びた「へら」状の部材から成る。

スキージ昇降シリンダ３８のピストンロッド３８ａを上下方向に作動させると、ピストンロッド３８ａの下端に取り付けられたスキージ１６が、スキージベース３７に対して（したがってマスク１５に対して）昇降する。そして、スキージベース部３７に対して前方のスキージ１６（図６における紙面左側のスキージ１６）及び後方のスキージ１６（図６における紙面左側のスキージ１６）のうちの一方を下降させ、そのスキージ１６をマスク１５の上面に当接させた状態でスキージベース３７を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させることにより、スキージ１６をマスク１５に対して水平面内方向に摺動させることができる。

ペースト供給シリンジ１８は、図５及び図６に示すように、スキージベース３７の前部（図６の紙面左側）にシリンジ取り付けブラケット４１を介して取り付けられており、シリンジ取り付けブラケット４１はスキージベース３７と対向する後面に設けられたスライダ４２が、スキージベース３７の前面をＸ軸に延びて設けられたスライドガイド４３に噛み合ってスキージベース３７の往復移動方向（Ｙ軸方向）と直交する水平面内方向（Ｘ軸方向）に移動自在になっている。

図５及び図７において、スキージベース３７の上面前端部のＸ軸方向両端部には一対のブラケット（モータ取り付けブラケット４４及び従動プーリ取り付けブラケット４５）が取り付けられており、モータ取り付けブラケット４４にはシリンジ移動モータ４６が取り付けられている。シリンジ移動モータ４６の駆動軸４６ａ（図６）はモータ取り付けブラケット４４を水平に貫通して前方に延びており、その先端部には駆動プーリ４７が取り付けられている。一方、従動プーリ取り付けブラケット４５から水平前方に延びたプーリ軸（図示せず）には従動プーリ４８が取り付けられている。

図５及び図７において、駆動プーリ４７と従動プーリ４８には歯付ベルト４９が掛け渡されており、歯付ベルト４９の下面にはシリンジ取り付けブラケット４１の上部の上面が固定されている。このためシリンジ移動モータ４６の駆動軸４６ａが駆動されて駆動プーリ４７が回転すると、駆動プーリ４７及び従動プーリ４８と噛合した歯付ベルト４９がＸ軸方向に走行し、これに伴ってシリンジ取り付けブラケット４１が（したがってペースト供給シリンジ１８が）、スキージベース３７の前方の領域を、スキージベース３７に対して、スキージベース３７の往復移動する方向（Ｙ軸方向）と直交する水平面内方向（Ｘ軸方向）に移動する。

図６において、ペースト供給シリンジ１８は、スキージベース３７の前方に設けられたシリンジ取り付けブラケット４１の前面に、鉛直線ＶＬに対して角度φだけ下方が後方に傾いて延びる軸線Ｊに沿って延びて設けられている。このペースト供給シリンジ１８は、下端にペースト供給口１８ｐを有したノズル部１８ａが軸線Ｊに沿って移動自在になっており、ノズル部１８ａを（すなわちペースト供給口１８ｐを）下動させて前方のスキージ１６の直下に位置させる張り出し位置（図６中、一点鎖線で示すノズル部１８ａ参照）と、ノズル部１８ａの下端のペースト供給口１８ｐを上動させた格納位置（図６中、実線で示すノズル部１８ａ参照）との間で移動させることができる。ここで、上記角度φは、ペースト供給シリンジ１８のノズル部１８ａが張り出し位置に位置している状態で、前方のスキージ１６の直下にペーストＰｓｔを供給できるような角度として任意に設定される。

ペースト供給シリンジ１８はノズル部１８ａを張り出し位置に位置させた状態において、内部に貯蔵したペーストＰｓｔをマスク１５上に吐出供給する動作を行う。なお、ペースト供給シリンジ１８のＸ軸方向への移動範囲（移動ストローク）は、少なくとも、スクリーン印刷機１によって取り扱う基板２の搬送方向の寸法（Ｘ軸方向の寸法であり、Ｘ軸方向に延びたスキージ１６の幅方向の寸法でもある）をカバーできる範囲を有するものとする。

基板２の搬送を行う基板搬送路２７としての基板搬入コンベア１３、基板保持移動ユニット１２におけるコンベア部２３及び基板搬出コンベア１４の各動作は、制御装置５０（図８）が図示しないアクチュエータ等から成る基板搬送路作動機構５１（図８）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、この基板搬送路作動機構５１を作動させることにより、スクリーン印刷機１の外部から投入された基板２の基板保持移動ユニット１２内への搬入と、スクリーン印刷を終えた基板２のスクリーン印刷機１の外部への搬出とを行う。

基板保持移動ユニット１２の基板保持部２５を構成する前後のクランプ部材２５ａの開閉動作は、制御装置５０が前述のクランプ部材作動モータ２６（図８も参照）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、このクランプ部材作動モータ２６を作動させることにより、基板保持移動ユニット１２に搬入された基板２のクランプ（保持）を行う。

基板保持移動ユニット１２が備える下受け部２４の昇降動作は、制御装置５０が図示しないアクチュエータ等から成る下受け部昇降機構５２（図８）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、この下受け部昇降機構５２を作動させることにより、基板保持移動ユニット１２に搬入された基板２の下方からの支持を行う。

カメラユニット１７を構成する第１カメラ１７ａ及び第２カメラ１７ｂはそれぞれ、制御装置５０に制御されて撮像動作を行い、取得した画像データはともに制御装置５０に入力される（図８）。また、カメラユニット１７の水平面内での移動動作、すなわち一対の門型フレーム３１に対するＸ軸ステージ３５のＹ軸方向への移動動作及びＸ軸ステージ３５に対するカメラ支持ステージ３６のＸ軸方向への移動動作の各制御は、制御装置５０が図示しないアクチュエータから成るカメラユニット移動機構５３（図８）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、第１カメラ１７ａ、第２カメラ１７ｂ及びカメラユニット移動機構５３を作動させることにより、第１カメラ１７ａによる基板側位置決め用マークｍｋの撮像と第２カメラ１７ｂによるマスク側位置決め用マークＭＫの撮像を行って、基板２及びマスク１５それぞれの位置を検出する。

基板保持移動ユニット１２による基板保持部２５の水平面内方向への移動動作は、制御装置５０が、基台１１に対するＹテーブル２１ａのＹ軸方向への移動、Ｙテーブル２１ａに対するＸテーブル２１ｂのＸ軸方向への移動及びＸテーブル２１ｂに対するθテーブル２１ｃの（すなわちベーステーブル２１ｄの）Ｚ軸回りの回転動作を行わせる、前述のＹテーブル駆動モータＭｙやＸテーブル駆動モータＭｘを含むアクチュエータ等から成る水平面内方向移動機構５４（図８）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、カメラユニット１７により検出した基板２及びマスク１５ぞれぞれの位置に基づいて水平面内方向移動機構５４を作動させることにより、基板保持部２５により保持した基板２のマスク１５に対する水平面内方向の位置決めを行う。

基板保持移動ユニット１２による基板保持部２５の上下方向への移動動作は、制御装置５０が、ベーステーブル２１ｄに対する昇降テーブル２２ａの昇降動作を行わせる図示しないアクチュエータ等から成る上下方向移動機構５５（図８）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、この上下方向移動機構５５を作動させることにより、基板保持部２５により保持し、マスク１５に対して水平面内方向の位置決めを行った基板２をマスク１５の下面に下方から接触させる。

ペースト供給シリンジ１８によるペーストＰｓｔの供給動作は、制御装置５０が図示しないアクチュエータ等から成るペースト供給機構５６（図８）の作動制御を行うことによってなされる。また、ペースト供給シリンジ１８をＸ軸方向へ移動させるペースト供給シリンジ１８の移動動作制御は、制御装置５０が前述のシリンジ移動モータ４６の作動制御を行うことによってなされ、ペースト供給シリンジ１８のノズル部１８ａの突没動作（下動及び上動動作）は、制御装置５０が図示しないアクチュエータ等から成るノズル部突没作動機構５７（図８）の作動制御を行うことによってなされる。制御装置５０は、これらペースト供給機構５６、シリンジ移動モータ４６及びノズル部突没作動機構５７を作動させることにより、基板２と接触されたマスク１５上にペーストＰｓｔを供給する。

各スキージ１６のスキージベース３７に対する昇降動作は、制御装置５０がスキージベース３７の上部に取り付けられた前述の２つのスキージ昇降シリンダ３８（図８も参照）の作動制御を行うことによってなされる。また、前後のスキージ１６をＹ軸方向に往復移動させるスキージベース３７の作動制御は、制御装置５０が図示しないアクチュエータ等から成るスキージベース移動機構５８（図８）の制御を行うことによってなされる。

制御装置５０は、スキージ昇降シリンダ３８及びスキージベース移動機構５８を作動させ、前後のスキージ１６のうちの一方をマスク１５に接触させた状態でスキージベース３７を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させることにより、ペースト供給シリンジ１８によってマスク１５上に供給されたペーストＰｓｔをスキージ１６で掻き寄せて、マスク１５のパターン孔１５ａを介して基板２の電極３にペーストＰｓｔを転写させる。ここで、制御装置５０は、前方のスキージ１６をマスク１５の前方領域から後方領域に摺動させることによって行う基板２の１枚当たりのペーストＰｓｔの転写動作と、後方のスキージ１６をマスク１５の後方領域から前方領域に摺動させることによって行う基板２の１枚当たりのペーストＰｓｔの転写動作とを交互に行う。なお、実装基板生産の開始時には、はじめに前方のスキージ１６によるペーストＰｓｔの転写動作を行う。

図９（ａ），（ｂ）において、後方のスキージ１６（図６における紙面右側のスキージ１６）のスキージ面（ペーストＰｓｔを掻く面であり、後方のスキージ１６では前方に向く面）には、ペースト高さ検出センサ５９が設けられている。このペースト高さ検出センサ５９は、後方のスキージ１６の幅方向（Ｘ軸方向であり、マスク１５に対するスキージ１６の摺動方向と直交する水平面内方向）の一端側に設けられてＸ軸方向に検査光Ｌの投光を行う投光器５９ａと、後方のスキージ１６の幅方向の他端側に設けられて投光器５９ａが投光する検査光Ｌの受光を行う受光器５９ｂから成る。

制御装置５０がスキージベース移動機構５８を作動させて後方のスキージ１６によってマスク１５上のペーストＰｓｔをマスク１５の前方に掻き寄せている間、ペースト高さ検出センサ５９の投光器５９ａが投光する検査光Ｌを受光器５９ｂが受光しなかった場合には、そのペーストＰｓｔの高さｈ（図９（ｂ））が、マスク１５の上面から測った検査光Ｌの高さに相当する所定高さＨ（図９（ｂ））を下回っていることになる。

制御装置５０に繋がるペースト高さ記憶部６１（図８）には、上記ペースト高さ検出センサ５９によって検出された現在のマスク１５上のペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨを下回っているかどうかの情報が記憶される。制御装置５０のペースト高さ判定部５０ａ（図８）は、後方のスキージ１６によるペーストＰｓｔの転写動作（後方のスキージ１６のマスク１５上での摺動動作）が行われ、ペースト高さ検出センサ５９によるペーストＰｓｔの高さｈの検出が行われるごとにマスク１５上のペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨを下回っているかどうかの判定を行い、その判定結果をペースト高さ記憶部６１に書き込んで更新する。このためペースト高さ記憶部６１には、マスク１５上のペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨを下回っているかどうかの最新の情報が記憶される。なお、実装基板生産開始時には、ペースト高さ記憶部６１には、ペースト高さｈが所定高さＨを下回っている旨の情報が記憶されている。

制御装置５０に繋がる寸法記憶部６２（図８）には、スクリーン印刷の対象となる基板２のスキージ１６の幅方向（マスク１５に対するスキージ１６の摺動方向と直交する水平面内方向）の寸法Ｒ（図１０）のデータが基板２の種類ごとに記憶されており、制御装置５０のペースト長さ設定部５０ｂ（図８）は必要に応じて、マスク１５に接触された基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒを寸法記憶部６２から読み出し、その読み出した基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒに応じてペーストＰｓｔのマスク１５上でのスキージ１６の幅方向の長さＰＬ（図１０）を設定する。ここで行うスキージ１６の幅方向の長さＰＬの設定は、基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒに対応する値として予め作成したおいた対応テーブルから読み出すようにしてもよいし、基板２の寸法Ｒに所定の係数を乗じて算出するようにしてもよい。ここで設定されたペーストＰｓｔのマスク１５上でのスキージ１６の幅方向の長さＰＬの値は、後述するように、ペースト供給シリンジ１８によるマスク１５上へのペーストＰｓｔの供給時に用いられる。

次に、図１１のフローチャート及び図１２〜図１６の説明図を加えてスクリーン印刷機１の動作手順を説明する。スクリーン印刷機１の制御装置５０は、図示しない検知手段によって、スクリーン印刷機１の上流側から基板搬入コンベア１３に基板２が投入されたことを検知したら、基板搬入コンベア１３とコンベア部２３を連動作動させてスクリーン印刷機１内に基板２を搬入し（図１２（ａ）中に示す矢印Ａ）、更に、図示しない検知手段により、コンベア部２３が搬入する基板２が所定の搬送停止位置に到達したことを検知したところでコンベア部２３の作動を停止させて、基板２を静止させる（図１２（ｂ）。図１１のステップＳＴ１に示す基板搬入工程）。

制御装置５０は、上記の基板搬入工程が終了したら、前後のクランプ部材２５ａを閉作動させて、コンベア部２３上の基板２の両側部をＹ軸方向からクランプ（保持）する（図１３（ａ）。図中に示す矢印Ｂ１）。そして、昇降テーブル２２ａをベーステーブル２１ｄに対する下降位置に位置させたまま、下受け部２４を昇降テーブル２２ａに対する下降位置から上昇させる（図１３（ｂ）中に示す矢印Ｃ１）。そうすると下受け部２４の上端（複数のピン部材２４ｃの上端）は前後のベルトコンベア２３ｂによって両端部が支持された基板２の下面に下方から当接する（図１３（ｂ））。そして、下受け部２４の上端が基板２の下面に当接した後も下受け部２４を上昇させて（図１３（ｃ）中に示す矢印Ｃ２）、基板２の上面が前後のクランプ部材２５ａの上面と同じ高さになるまで基板２を押し上げる。これにより基板２はその両端部を前後のクランプ部材２５ａに対して摺動させながら上昇し、両端部が前後のベルトコンベア２３ｂから上方に離間して、基板２は下受け部２４によって持ち上げ支持された状態となる（図１３（ｃ）。図１１のステップＳＴ２に示す基板支持工程）。

制御装置５０は、上記の基板支持工程が終了したら、カメラユニット移動機構５３の作動制御を行い（Ｘ軸ステージ３５をＹ軸方向に移動させるとともに、カメラ支持ステージ３６をＸ軸方向に移動させ）、第１カメラ１７ａを基板２に設けられた基板側位置決め用マークｍｋの直上に位置させて、第１カメラ１７ａに基板側位置決め用マークｍｋの撮像を行わせて基板２の位置を検出し（図１４（ａ）。図１１のステップＳＴ３に示す基板位置検出工程）、次いで、第２カメラ１７ｂをマスク１５に設けられたマスク側位置決め用マークＭＫの直下に位置させ、第２カメラ１７ｂにマスク側位置決め用マークＭＫの撮像を行わせてマスク１５の位置の検出を行う（図１４（ｂ）。図１１のステップＳＴ４に示すマスク位置検出工程）。

制御装置５０は、上記のマスク位置検出工程が終了したら、基板保持移動ユニット１２が備える水平移動部２１の作動制御を行って基板保持部２５を（したがって基板２を）水平面内方向に移動させ、マスク１５に対する基板２の水平面内方向の位置決めを行う（図１１のステップＳＴ５に示す位置決め工程）。

この位置決め工程では、制御装置５０は、ステップＳＴ３の基板位置検出工程で検出した基板側位置決め用マークｍｋと、ステップＳＴ４のマスク位置検出工程で検出したマスク側位置決め用マークＭＫが上下に合致した状態となるように、基板２をマスク１５に対して位置決めする。

制御装置５０は、上記の位置決め工程が終了したら、昇降テーブル２２ａをベーステーブル２１ｄに対して上昇させ（図１４（ｃ）中に示す矢印Ｄ１）、コンベア部２３及び基板２を下方から支持した状態の下受け部２４を一体に上昇させることにより、基板２の被印刷面である上面をマスク１５の下面に接触させる（図１４（ｃ）。図１１のステップＳＴ６に示す接触工程）。これにより基板２の電極３とマスク１５のパターン孔１５ａは上下に合致した状態となる。

制御装置５０は、上記の接触工程が終了したら、これから前方のスキージ１６により摺動を行うのか否かの判断を行う（図１１のステップＳＴ７に示す摺動スキージ判断工程）。制御装置５０はこの摺動スキージ判断工程で、これから前方のスキージ１６による摺動を行うと判断した場合には、現在ペースト高さ記憶部６１に記憶されている、マスク１５上のペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨを下回っているか否かの情報に基づいて、現在のマスク１５上のペーストＰｓｔの量（以下、ペースト量と称する）が十分であるか否かの判断を行う（図１１のステップＳＴ８に示すペースト量判断工程）。

このペースト量判断工程では、現在ペースト高さ記憶部６１にペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨを下回っている旨の情報が記憶されているときにはペースト量が不足している（不十分である）と判断し、現在ペースト高さ記憶部６１に記憶されているペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨ以上である旨の情報が記憶されているときにはペースト量が十分であると判断する。

制御装置５０のペースト長さ設定部５０ｂは、上記ペースト量判断工程においてペースト量が不足していると判断したときには、オペレータＯＰによって予め入力されるなどして得た基板２の種類等の情報に基づいて、マスク１５と接触させた基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒを寸法記憶部６２より読み出し（図１１のステップＳＴ９に示す基板寸法読み出し工程）、その読み出した基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒに応じてペーストＰｓｔのマスク１５上でのスキージ１６の幅方向の長さＰＬを設定する（図１１のステップＳＴ１０に示すペースト長さ設定工程）。制御装置５０のペースト長さ設定部５０ｂによりペーストＰｓｔのマスク１５上でのスキージ１６の幅方向の長さＰＬが設定されたら、制御装置５０は、ペースト供給シリンジ１８により、マスク１５上へのペーストＰｓｔの供給を行う（図１１のステップＳＴ１１に示すペースト供給工程）。

このペースト供給工程では、制御装置５０は、先ず、スキージベース移動機構５８の作動制御を行ってスキージベース３７をＹ軸方向に移動させ、前方のスキージ１６を前方のクランプ部材２５ａの直上にマスク１５から離間して位置させる（図１５（ａ））。そして、ノズル部突没作動機構５７の作動制御を行ってノズル部１８ａを張り出し位置に位置させ、ノズル部１８ａの下端のペースト供給口１８ｐを前方のスキージ１６の直下に位置させる。そして、シリンジ移動モータ４６及びペースト供給機構５６の作動制御を行い、ペースト供給シリンジ１８をＸ軸方向に移動させながらペースト供給シリンジ１８からペーストＰｓｔを吐出させることにより、スキージ１６の幅方向（Ｘ軸方向）に継続的にペーストＰｓｔを供給し（図１５（ｂ））、ペースト長さ設定部５０ｂにおいて設定されたスキージ１６の幅方向の長さＰＬを有するペーストＰｓｔがマスク１５上に形成されるようにする（図１０）。制御装置５０は、ペースト供給シリンジ１８よりマスク１５上にペーストＰｓｔを供給させたら、ノズル部突没作動機構５７の作動制御を行って、ノズル部１８ａを格納位置に位置させる。

このペースト供給工程により、前方のクランプ部材２５ａの直上のマスク１５上に追加分のペーストＰｓｔが加えられ、不足状態となっていたペースト量の回復がなされる。

このように、基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒに応じて設定された長さＰＬでマスク１５上に供給されたペーストＰｓｔは、基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒの大きさによらず、その後に行われるスキージ１６のマスク１５上での摺動動作において、スキージ１６の幅方向の全域において均一に均されるので、スキージ１６の中央部付近に比べてスキージ１６の端部付近のペーストＰｓｔの厚さが小さくなるといったマスク１５上でのペーストＰｓｔの厚さムラが生じにくい。

また、前述のように、実装基板生産開始時には、ペースト高さ記憶部６１には、ペースト高さｈが所定高さＨを下回っている旨の情報が記憶されているので、ペーストＰｓｔの補充時だけでなく、マスク１５上に全くペーストＰｓｔが供給されていない基板２の生産開始時においても、自動でマスク１５上へのペーストＰｓｔの供給がなされる。

なお、上記の「基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒに応じてペーストＰｓｔのマスク１５上でのスキージ１６の幅方向の長さＰＬを設定する」とは、基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒに対応してペーストＰｓｔのマスク１５上でのスキージ１６の幅方向の長さＰＬを設定するという意味であり、基板２の寸法Ｒが他の基板２の寸法Ｒと比較して相対的に大きくなればそれに応じてペーストＰｓｔの長さＰＬを大きくし、基板２の寸法Ｒが他の基板２の寸法Ｒと比較して相対的に小さくなればそれに応じてペーストＰｓｔの長さＰＬを小さくすることを意味する（対応する基板２の寸法ＲとペーストＰｓｔの長さＰＬとの間の大小関係は問わない）。よって、ペーストＰｓｔの長さＰＬは、例えば、「基板２の寸法Ｒと同じ長さにする」とか、「基板２の寸法Ｒよりもわずかに（或いは所定の割合だけ）小さくする（図１０参照）」といった具合に設定することができる。

制御装置５０は、上記のペースト供給工程が終了したら、２つのスキージ１６のうちの一方を下降させてマスク１５の上面に当接させた後、スキージベース３７を前後方向（Ｙ軸方向）に移動させることによってスキージ１６をマスク１５上で摺動させ（図１５（ｃ）中に示す矢印Ｅ）、マスク１５のパターン孔１５ａを介して基板２の電極３にペーストＰｓｔを転写させる（図１１のステップＳＴ１２に示すペースト転写工程）。そして、制御装置５０は、スキージ１６の摺動が終了したら、マスク１５に当接させた側のスキージ１６を上昇させ、そのスキージ１６をマスク１５の上面から離間させる。

ここで、前方のスキージ１６については、前方のクランプ部材２５ａの上面領域から後方のクランプ部材２５ａの上面領域までマスク１５上を後方（図１５における紙面右側。矢印Ｅの方向）に移動させるようにし、後方のスキージ１６については、後方のクランプ部材２５ａの上面領域から前方のクランプ部材２５ａの上面領域までマスク１５上を前方（図１５における紙面左側。矢印Ｅとは反対の方向）に移動させるようにする。

なお、制御装置５０は、前述のステップＳＴ７の摺動スキージ判断工程で、後方のスキージ１６による摺動を行うと判断した場合、或いは、ステップＳＴ７で前方のスキージ１６による摺動を行うと判断した場合であっても、次のステップＳＴ８のペースト量判断工程において、現在のペースト量が十分であると判断した場合には、ステップＳＴ９〜ステップＳＴ１１をスキップしてステップＳＴ１２のペースト転写工程に進む。

制御装置５０のペースト高さ判定部５０ａは、上記ペースト転写工程において、後方のスキージ１６によってペーストＰｓｔをマスク１５の前方に掻き寄せる際には、ペースト高さ検出センサ５９からの検出情報に基づいて、後方のスキージ１６の前方のペーストＰｓｔの高さｈが所定高さＨを下回っているか否かの判断を行い、その結果をペースト高さ記憶部６１に書き込んで（ペースト高さ記憶部６１に記憶させて）、次にスクリーン印刷を行う基板２について行うステップＳＴ８のときに用いるようにする。

制御装置５０は、上記のペースト転写工程が終了したら、昇降テーブル２２ａをベーステーブル２１ｄに対して下降させ（図１６（ａ）中に示す矢印Ｄ２）、マスク１５から基板２を離間させて版離れを行う（図１６（ａ）。図１１のステップＳＴ１３に示す版離れ工程）。これによりペーストＰｓｔが基板２の電極３上に印刷された状態となる。

制御装置５０は、上記の版離れ工程が終了したらクランプ部材２５ａを開作動させ（図１６（ｂ）中に示す矢印Ｂ２）、基板２のクランプを解除し、基板２が下受け部２４によって支持されるようにしたうえで、下受け部２４を昇降テーブル２２ａに対して下降させる（図１６（ｃ）中に示す矢印Ｃ３）。これにより、先ず基板２の両端部が前後のベルトコンベア２３ｂ上に載置され、次いで下受け部２４の上端が基板２の下面から下方に離間した状態となる（図１６（ｃ））。これにより基板保持部２５による基板２の支持が解除される（図１１のステップＳＴ１４に示す基板支持解除工程）。

制御装置５０は、基板支持解除工程が終了したら、基板保持移動ユニット１２が備える水平移動部２１を作動させ、基板搬出コンベア１４に対するコンベア部２３の位置調整を行ったうえで、コンベア部２３と基板搬出コンベア１４を連動作動させ、コンベア部２３上の基板２を基板搬出コンベア１４に受け渡してそのまま基板２をスクリーン印刷機１の外部に搬出する（図１１のステップＳＴ１５に示す基板搬出工程）。

制御装置５０は、基板搬出工程が終了したら、他にスクリーン印刷を施す基板２があるかどうかの判断を行う（図１１のステップＳＴ１６に示す基板有無判断工程）。その結果、他にスクリーン印刷を施す基板２があった場合にはステップＳＴ１に戻って新たな基板２の搬入を行い、他にスクリーン印刷を施す基板２がなかった場合には一連のスクリーン印刷作業を終了する。

以上説明したように、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１は、基板２の電極３の配置に応じて形成されたパターン孔１５ａを有し、下面に基板２が接触されるマスク１５と、マスク１５上を摺動するスキージ１６と、基板２の、マスク１５に対するスキージ１６の摺動方向（Ｙ軸方向）と直交する水平面内方向（Ｘ軸方向）であるスキージ１６の幅方向の寸法を記憶する寸法記憶部６２と、寸法記憶部６２に記憶された基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒを読み出し、その読み出した基板２のスキージ１６の幅方向の寸法Ｒに応じてペーストＰｓｔのマスク１５上でのスキージ１６の幅方向の長さＰＬを設定するペースト長さ設定部５０ｂと、ペースト長さ設定部５０ｂにより設定されたスキージ１６の幅方向の長さＰＬを有するペーストＰｓｔをマスク１５上に供給するペースト供給手段としてのペースト供給シリンジ１８と、ペースト供給シリンジ１８によりペーストＰｓｔが供給されたマスク１５上でスキージ１６を摺動させ、マスク１５のパターン孔１５ａを介して基板２の電極３にペーストＰｓｔを転写させるスキージ駆動手段（スキージベース移動機構５８及びその作動制御を行う制御装置５０）を備えたものとなっている。

また、本実施の形態におけるスクリーン印刷方法は、基板２の電極３の配置に応じて形成されたパターン孔１５ａを有したマスク１５の下面に基板２を接触させる工程（ステップＳＴ６の接触工程）と、基板２の、マスク１５に対するスキージ１６の摺動方向（Ｙ軸方向）と直交する水平面内方向（Ｘ軸方向）であるスキージ１６の幅方向の寸法に応じてペーストＰｓｔのマスク１５上でのスキージ１６の幅方向の長さＰＬを設定する工程と（ステップＳＴ１０のペースト長さ設定工程）、設定したスキージ１６の幅方向の長さＰＬを有するペーストＰｓｔをマスク１５上に供給する工程と（ステップＳＴ１１のペースト供給工程）、ペーストＰｓｔが供給されたマスク１５上でスキージ１６を摺動させ、マスク１５のパターン孔１５ａを介して基板２の電極３にペーストＰｓｔを転写させる工程（ステップＳＴ１２のペースト転写工程）を含むものとなっている。

このように、本実施の形態におけるスクリーン印刷機１及びスクリーン印刷方法では、基板２のスキージ１６の幅方向（マスク１５に対するスキージ１６の摺動方向と直交する水平面内方向）の寸法に応じてペーストＰｓｔのマスク１５上でのスキージ１６の幅方向の長さＰＬを設定し、その設定したスキージ１６の幅方向の長さＰＬを有するペーストＰｓｔをマスク１５上に供給するようになっているので、マスク１５上でのペーストＰｓｔの広がり具合を容易に均一にすることができる。このため、スキージ１６の中央部付近に比べてスキージ１６の端部付近のペーストＰｓｔの厚さが小さくなるといったマスク１５上でのペーストＰｓｔの厚さムラが生じにくく、これに起因する印刷精度の低下を防止することができる。

これまで本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上述したものに限定されない。例えば、上述の実施の形態では、ペースト供給手段としてのペースト供給シリンジ１８はスキージベース３７に取り付けられてスキージ１６と一緒に移動する構成であったが、ペースト供給手段はスキージ１６と別個に移動するものであってもよい。また、ペースト供給手段は、ペースト長さ設定部５０ｂにより設定されたスキージ１６の幅方向の長さＰＬを有するペーストＰｓｔをマスク１５上に供給することができればよく、その構成は特に問わない。

ペーストの厚さムラに起因する印刷精度の低下を防止することができるスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法を提供する。

１ スクリーン印刷機
２ 基板
３ 電極
１５ マスク
１５ａ パターン孔
１６ スキージ
１８ ペースト供給シリンジ（ペースト供給手段）
５０ 制御装置（スキージ駆動手段）
５０ｂ ペースト長さ設定部
５８ スキージベース移動機構（スキージ駆動手段）
６２ 寸法記憶部
Ｐｓｔ ペースト
ＰＬ ペーストのマスク上でのスキージの幅方向の長さ
Ｒ 基板のスキージの幅方向の寸法

Claims (2)

1. 基板の電極の配置に応じて形成されたパターン孔を有し、下面に基板が接触されるマスクと、
   マスク上を摺動するスキージと、
   基板の、マスクに対するスキージの摺動方向と直交する水平面内方向であるスキージの幅方向の寸法を記憶する寸法記憶部と、
   寸法記憶部に記憶された基板のスキージの幅方向の寸法を読み出し、その読み出した基板のスキージの幅方向の寸法に応じてペーストのマスク上でのスキージの幅方向の長さを設定するペースト長さ設定部と、
   ペースト長さ設定部により設定されたスキージの幅方向の長さを有するペーストをマスク上に供給するペースト供給手段と、
   ペースト供給手段によりペーストが供給されたマスク上でスキージを摺動させ、マスクのパターン孔を介して基板の電極にペーストを転写させるスキージ駆動手段とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
2. 基板の電極の配置に応じて形成されたパターン孔を有したマスクの下面に基板を接触させる工程と、
   基板の、マスクに対するスキージの摺動方向と直交する水平面内方向であるスキージの幅方向の寸法に応じてペーストのマスク上でのスキージの幅方向の長さを設定する工程と、
   設定したスキージの幅方向の長さを有するペーストをマスク上に供給する工程と、
   ペーストが供給されたマスク上でスキージを摺動させ、マスクのパターン孔を介して基板の電極にペーストを転写させる工程とを含むことを特徴とするスクリーン印刷方法。

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