JP2012147023A - 電子部品実装ラインおよび電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同一の基板に対して複数回の印刷作業を反復して実行する印刷プロセスを含む多様な印刷作業を効率よく実行することができる電子部品実装ラインおよび電子部品実装方法を提供することを目的とする。
【解決手段】ライン方向に基板搬送方向を合わせて並列して配置された複数のスクリーン印刷部とこれらのスクリーン印刷部の間で基板を搬送する印刷部間基板搬送手段とを備えた構成のスクリーン印刷装置を有する電子部品実装ラインにおいて、それぞれのスクリーン印刷部に個別に搬送された基板を対象として個別に印刷作業を行わせる第１の作業モード５２ａと、同一の基板をそれぞれのスクリーン印刷部に順次搬送し作業内容の異なる印刷作業を同一の基板に対して順次実行する第２の作業モード５２ｂとを作業モード記憶部５２に記憶させておき、モード指令部５３の指令によってこれら２つの作業モードを選択的に実行する。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインおよび電子部品実装ラインによる電子部品実装方法に関するものである。

電子部品を基板に実装して実装基板を製造する電子部品実装ラインは、基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置の上流側に基板に部品接合用のペーストを印刷するスクリーン印刷装置を連結して構成される。近年電子業界においても生産形態は多品種少量生産が主流となり、生産設備についても高い生産効率とともに多様な生産形態に対応可能なフレキシビリティを兼ね備えた設備構成が求められるようになっている。

このような生産設備を実現するため、従来より電子部品実装ラインにおけるスクリーン印刷装置には、各種の特徴的な機構や構成が導入されている。例えば同時に複数枚の基板を生産するためには、基板に部品接合用のペーストを供給するスクリーン印刷装置の処理能力を基板生産枚数に合わせて増加させる必要がある。このため、電子部品実装ラインにおいてスクリーン印刷装置を複数台直列に配置して全体の処理能力を増加させる構成（特許文献１参照）や、同一のマスクプレートによって２枚の基板を同時に印刷することにより処理枚数を増やす方法（特許文献２参照）、さらには同一の装置内に独立したスクリーン印刷機構を直列に配置して処理枚数を増やす方法（特許文献３参照）など、各種の機構が用いられている。

特開２００４−１４２２９９号公報 特開２０００−３７８４７号公報 特開２０００−１６８０４０号公報

ところで近年実装形態の多様化により、スクリーン印刷における印刷作業の態様も従来と異なるものが求められるようになっており、同一の基板に対して複数回の印刷作業を反復して実行する印刷プロセスが必要とされる場合がある。このような基板を対象とする場合には、従来は特許文献１や特許文献３に示す構成が用いられていた。しかしながら、これらの特許文献に示される先行技術には、以下に述べるような課題がある。すなわち、これらの先行技術においては、いずれも複数のスクリーン印刷機構を直列に配置する構成であることから、電子部品実装ラインのライン長が長くなって、面積生産性が低下することが避けがたい。

さらにこれらの先行技術には、多様な種類の基板を対象とするフレキシブル生産における汎用性に難点がある。これらの先行技術はいずれも単一の基板搬送路によって基板が搬送される構成であることから、印刷後の基板が下流側の電子部品搭載装置に送られる基板搬送順序は固定された形となっており、下流側装置に対して必要な基板を必要なタイミングで供給することが難しい。このため上述のような同一の基板に対して複数回の印刷作業を必要としない通常の基板が作業対象となる場合には、基板の搬送においてロスタイムの発生が避けられず、スクリーン印刷作業を効率よく実行することが困難であった。このように、電子部品実装ラインにおける従来のスクリーン印刷には、同一の基板に対して複数回の印刷作業を反復して実行する印刷プロセスを含む多様な印刷作業を効率よく実行することが困難であるという課題があった。

そこで本発明は、同一の基板に対して複数回の印刷作業を反復して実行する印刷プロセスを含む多様な印刷作業を効率よく実行することができる電子部品実装ラインおよび電子部品実装方法を提供することを目的とする。

本発明の電子部品実装ラインは、基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置の上流側に前記基板に電子部品接合用のペーストを印刷するスクリーン印刷装置を連結して構成された電子部品実装ラインであって、前記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と、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させるスキージ移動機構とを有し前記電子部品実装ラインのライン方向である第１方向に基板搬送方向を合わせて並列して配置された複数のスクリーン印刷部と、前記複数のスクリーン印刷部のそれぞれに設けられ前記第１方向に搬送された前記基板を前記スクリーン印刷部による印刷位置に位置決めして保持する基板位置決め部と、前記複数のスクリーン印刷部のうちの１つのスクリーン印刷部から他のスクリーン印刷部へ前記基板を搬送する印刷部間基板搬送手段と、前記複数のスクリーン印刷部のそれぞれによって実行される印刷作業の態様を示す作業モードを指令するモード指令部とを備え、前記モード指令部は、それぞれのスクリーン印刷部の前記基板位置決め部に個別に搬送された基板を対象としてそれぞれのスクリーン印刷部毎に個別に印刷作業を行わせる第１の作業モードと、同一の基板をそれぞれのスクリーン印刷部の前記基板位置決め部に順次搬送しそれぞれのスクリーン印刷部において作業内容の異なる印刷作業を前記同一の基板に対して順次実行する第２の作業モードとを選択的に指令する。

本発明の電子部品実装方法は、基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置の上流側に前記基板に電子部品接合用のペーストを印刷するスクリーン印刷装置を連結して構成された電子部品実装ラインによる電子部品実装方法であって、前記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と、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させるスキージ移動機構とを有し前記電子部品実装ラインのライン方向である第１方向に基板搬送方向を合わせて並列して配置された複数のスクリーン印刷部と、前記複数のスクリーン印刷部のそれぞれに設けられ前記第１方向に搬送された前記基板を前記スクリーン印刷部による印刷位置に位置決めして保持する基板位置決め部と、前記複数のスクリーン印刷部のうちの１つのスクリーン印刷部から他のスクリーン印刷部へ前記基板を搬送する印刷部間基板搬送手段とを備え、それぞれのスクリーン印刷部の前記基板位置決め部に個別に搬送された基板を対象としてそれぞれのスクリーン印刷部毎に個別に印刷作業を行わせる第１の作業モードと、同一の基板をそれぞれのスクリーン印刷部の前記基板位置決め部に順次搬送しそれぞれのスクリーン印刷部において作業内容の異なる印刷作業を前記同一の基板に対して順次実行する第２の作業モードとを選択的に実行する。

本発明によれば、電子部品搭載装置の上流側に連結されて電子部品実装ラインを構成するスクリーン印刷装置において、ライン方向に基板搬送方向を合わせて並列して配置された複数のスクリーン印刷部とこれらのスクリーン印刷部の間で基板を搬送する印刷部間基板搬送手段とを備え、それぞれのスクリーン印刷部の基板位置決め部に個別に搬送された基板を対象としてそれぞれのスクリーン印刷部毎に個別に印刷作業を行わせる第１の作業モードと、同一の基板をそれぞれのスクリーン印刷部の基板位置決め部に順次搬送しそれぞれのスクリーン印刷部において作業内容の異なる印刷作業を同一の基板に対して順次実行する第２の作業モードとを選択的に実行することにより、同一の基板に対して複数回の印刷作業を反復して実行する印刷プロセスを含む多様な印刷作業を効率よく実行することができる。

本発明の一実施の形態の電子部品実装ラインの構成を示す平面図 本発明の一実施の形態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スクリーン印刷装置の断面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置におけるスクリーン印刷部の断面図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷装置の制御系の構成を説明するブロック図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法における基板搬送動作の動作説明図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法における基板搬送動作の動作説明図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法における印刷作業の説明図 本発明の一実施の形態のスクリーン印刷方法における基板搬送動作の動作説明図

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、電子部品実装ライン１の構成を説明する。電子部品実装ライン１は、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する機能を有し、基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置３（以下、単に「搭載装置３」と略記する。）の上流側（図１において左側）に、基板に電子部品接合用のペーストを印刷するスクリーン印刷装置２（以下、単に「印刷装置２」と略記する。）を連結した構成となっている。なお本明細書の記述において、印刷装置や搭載装置などの各装置に付した添字（１）、（２）・・は、それぞれ当該装置の電子部品実装ラインにおける上流側からの配列順序を示すものである。

本実施の形態においては、１基の印刷装置２の下流側に直列に配置された２基の搭載装置３（１）、搭載装置３（２）を連結している。印刷装置２には、上流側および下流側にそれぞれ基板振り分け装置４（１）、基板振り分け装置４（２）が付設されており、上流側装置から搬送された基板は、基板振り分け装置４（１）を介して印刷装置２に搬入され、印刷装置２によってスクリーン印刷が行われた後の基板は、基板振り分け装置４（２）を介して搭載装置３（１）に渡される。本明細書では、印刷装置２に基板振り分け装置４（１）、基板振り分け装置４（２）を含めた構成が、本発明のスクリーン印刷装置となっている。

印刷装置２は、実装作業の対象となる基板５に電子部品接合用のペーストを印刷する機能を有する複数のスクリーン印刷部を、共通の基台６上に電子部品実装ライン１のライン方向である第１方向（Ｘ方向）にスクリーン印刷部における基板搬送方向を合わせて並列して配置した構成となっている。ここでは第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂの２つのスクリーン印刷部を、電子部品実装ライン１のライン中心線に関して平面視して対称に配置している。第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂの中間には、基板５を基板搬送方向（Ｘ方向）に正逆自在に搬送する基板搬送部８が配設されている。

次に搭載装置３の構成を説明する。なお搭載装置３（１）、搭載装置３（２）は同一構成であり、ここでは搭載装置３（１）においてのみ、各構成要素に符号を付して説明する。基台１１の中央には、基板搬送方向（Ｘ方向）に３対の基板搬送レール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが平行に配設されている。基板搬送レール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、基板振り分け装置４（２）を介して印刷装置２から渡された基板５を搬送する３条の基板搬送レーンＬ１、Ｌ２、Ｌ３を構成する。本実施の形態においては、３条の基板搬送レーンＬ１、Ｌ２、Ｌ３のうち、基板搬送レーンＬ１、Ｌ３のみに基板５を実装位置に位置決めして実装作業を行うための実装ステージが設けられており、中央に位置する基板搬送レーンＬ２は、基板５を下流側から上流側へ向けて搬送する戻り用搬送路として機能するようになっている。

基板搬送レール１２Ａ、１２Ｂの外側にはそれぞれ部品供給部１３Ａ、１３Ｂが設けられており、部品供給部１３Ａ、１３Ｂには複数のテープフィーダ１４が並設されている。テープフィーダ１４は基板５に実装される電子部品を保持したキャリアテープをピッチ送りすることにより、以下に説明する部品搭載機構による部品ピックアップ位置に電子部品を供給する。基台１１のＸ方向側の端部には、Ｙ軸移動テーブル１５が配設されており、Ｙ軸移動テーブル１５に結合された２つのＸ軸移動テーブル１６Ａ、１６Ｂには、それぞれ搭載ヘッド１７Ａ、１７Ｂが装着されている。搭載ヘッド１７Ａ、１７Ｂは複数の単位搭載ヘッドを備えており、各単位搭載ヘッドに装着された吸着ノズルによって電子部品を真空吸着により保持する。

Ｙ軸移動テーブル１５およびＸ軸移動テーブル１６Ａ、１６Ｂを駆動することにより、搭載ヘッド１７Ａ、１７ＢはＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。これにより、搭載ヘッド１７Ａ、１７Ｂはそれぞれ部品供給部１３Ａ、１３Ｂのテープフィーダ１４から電子部品を吸着して取り出し、基板搬送レール１２Ａ、１２Ｂの実装ステージに位置決めされた基板５に移送搭載する。搭載ヘッド１７Ａ、１７Ｂの移動経路には部品認識カメラ１８Ａ、１８Ｂが設けられており、電子部品を保持した搭載ヘッド１７Ａ、１７Ｂが部品認識カメラ１８Ａ、１８Ｂの上方を移動することにより、部品認識カメラ１８Ａ、１８Ｂは搭載ヘッド１７Ａ、１７Ｂによって保持された電子部品を下方から撮像して認識する。

次に図２、図３、図４を参照して、印刷装置２の構造を説明する。図３は図２におけるＡ−Ａ矢視を示しており、図４は第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂの構造を説明するための詳細断面図である。図３の断面に示すように、印刷装置２は基台６上にライン中心線について対称配置された第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂには、それぞれ基板位置決め部２１が設けられている。基板位置決め部２１は、Ｘ方向に搬送された基板５をそれぞれのスクリーン印刷部による印刷位置に位置決めして保持する。基板位置決め部２１の上方には、パターン孔が設けられたマスクプレート３２と、ペーストが供給されたマスクプレート３２上で、スキージユニット３３のスキージ３６（図４参照）を摺動させるスキージ移動機構３７が配設されている。マスクプレート３２、スキージユニット３３、スキージ移動機構３７は、基板５に対してペーストを印刷するスクリーン印刷機構を構成する。

図４を参照して、基板位置決め部２１、スキージユニット３３およびスキージ移動機構３７の詳細構成を説明する。図４において、基板位置決め部２１は、Ｙ軸テーブル２２、Ｘ軸テーブル２３およびθ軸テーブル２４を段積みし、更にその上に第１のＺ軸テーブル２５、第２のＺ軸テーブル２６を組み合わせて構成されている。第１のＺ軸テーブル２５の構成を説明する。θ軸テーブル２４の上面に設けられた水平なベースプレート２４ａの上面側には、同様に水平なベースプレート２５ａが昇降ガイド機構（図示省略）によって昇降自在に保持されている。ベースプレート２５ａは、複数の送りねじ２５ｃを基板移動Ｚ軸モータ２５ｂによってベルト２５ｄを介して回転駆動する構成のＺ軸昇降機構によって昇降する。ベースプレート２５ａには２つの垂直フレーム２５ｅが立設されており、垂直フレーム２５ｅの上端部には、基板搬送路を構成する１対の基板搬送コンベア２８が保持されている。

基板搬送コンベア２８は基板搬送方向（Ｘ方向−−図１において紙面垂直方向）に平行に配設されており、これらの基板搬送コンベア２８に設けられたコンベア機構よって印刷対象の基板５の両端部を支持して搬送する。第１のＺ軸テーブル２５を駆動することにより、基板搬送コンベア２８によって保持された状態の基板５を、基板搬送コンベア２８とともに、スクリーン印刷機構に対して昇降させることができる。

第２のＺ軸テーブル２６の構成を説明する。基板搬送コンベア２８とベースプレート２５ａの中間には、水平なベースプレート２６ａが昇降ガイド機構（図示省略）に沿って昇降自在に配設されている。ベースプレート２６ａは、複数の送りねじ２６ｃを下受部昇降モータ２６ｂによってベルト２６ｄを介して回転駆動する構成のＺ軸昇降機構によって昇降する。ベースプレート２６ａの上面には、基板下受部２７が着脱自在に装着される。基板下受部２７は、スクリーン印刷機構による印刷位置に搬送された基板５を下方から下受けして保持する。

第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂによる印刷動作において、基板搬送コンベア２８は上流側装置から供給される基板５を基板振り分け装置４（１）の振り分けコンベア４１Ａ，４１Ｂを介して受け取ってスクリーン印刷機構による印刷位置に搬入し位置決めする。そしてスクリーン印刷機構によって印刷が行われた後の基板５を基板搬送コンベア２８によって印刷位置から搬出し、基板振り分け装置４（２）の振り分けコンベア４２Ａ，４２Ｂに受け渡す。

第２のＺ軸テーブル２６を駆動することにより、基板下受部２７は基板搬送コンベア２８に保持された状態の基板５に対して昇降する。そして基板下受部２７の下受面が基板５の下面に当接することにより、基板下受部２７は基板５を下面側から支持する。基板搬送コンベア２８の上面にはクランプ機構２９が配設されている。クランプ機構２９は、左右対向して配置された２つのクランプ部材２９ａを備えており、一方側のクランプ部材２９ａを駆動機構２９ｂによって進退させることにより、基板５を両側からクランプして固定する。

次に基板位置決め部２１の上方に配設され、印刷位置に搬送された基板に対してペーストを印刷するスクリーン印刷機構の構造について説明する。図２，図４において、マスクホルダ（図示省略）によって保持されたマスク枠３１にはマスクプレート３２が展張されており、マスクプレート３２には基板５における印刷部位に対応してパターン孔３２ａが設けられている。マスクプレート３２上には、スキージユニット３３がスキージ移動機構３７によって移動自在に配設されている。

スキージユニット３３は、対向配置された１対のスキージ３６をそれぞれ昇降させる２つのスキージ昇降機構３５を、水平な移動プレート３４に配設した構成となっている。スキージユニット３３は、移動プレート３４の下面に固着されたナット部材３７ｃに、スキージ移動モータ３７により回転駆動される送りねじ３７ｂを螺合させた構成のスキージ移動機構３７によって、Ｙ方向の正逆各方向に水平移動する。なお図２では、第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂのうち、第１スクリーン印刷部７Ａのマスクプレート３２や移動プレート３４、スキージ移動機構３７などの図示を省略している。

図２に示すように、基板位置決め部２１の上方にはヘッドＹ軸テーブル４０ＹによってＹ方向に移動するヘッドＸ軸テーブル４０Ｘが配設されており、ヘッドＸ軸テーブル４０Ｘには、カメラヘッドユニット３８およびマスククリーニングユニット３９が装着されている。カメラヘッドユニット３８は、基板５を上方から撮像するための基板認識カメラ３８ａと、マスクプレート３２を下面側から撮像するためのマスク認識カメラ３８ｂとを備えており、マスククリーニングユニット３９はマスクプレート３２の下面をクリーニングするためのクリーニングヘッドを備えている。

ヘッドＸ軸テーブル４０Ｘ、ヘッドＹ軸テーブル４０Ｙを駆動してカメラヘッドユニット３８、マスククリーニングユニット３９を水平移動させることにより、基板５の認識とマスクプレート３２の認識とを同時に行うことができるとともに、必要に応じてマスクプレート３２の下面の清掃を行うことができる。これらの作業を行わないときは、カメラヘッドユニット３８、マスククリーニングユニット３９は基板位置決め部２１の上方から側方に退避した位置にある。

次に第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂによる印刷動作について説明する。まず基板搬送コンベア２８によって、印刷対象の基板５が印刷位置に搬入され、基板下受部２７に対して位置合わせされる。次いで第２のＺ軸テーブル２６を駆動して基板下受部２７を上昇させ、基板５の下面を下受けする。次いで基板位置決め部２１を駆動して、基板５をマスクプレート３２に対して位置合わせした後、第１のＺ軸テーブル２５を駆動して基板５を基板搬送コンベア２８とともに上昇させて、パターン孔３２ａが設けられたマスクプレート３２の下面に当接させる。

この後、基板５をクランプ機構２９によってクランプすることにより、基板５の水平位置が固定される。そしてこの状態で、２つのスキージ３６のうち１つを下降させてマスクプレート３２に当接させる。次いでクリーム半田などのペーストが供給されたマスクプレート３２上で、スキージ３６をスキージング方向（Ｙ方向）に摺動させることにより、パターン孔３２ａを介して基板５にはペーストが印刷される。

図２、図３に示すように、基台６の上面において、第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂの中間には、ライン中心線ＣＬに沿って基板搬送部８がＸ方向に配設されている。基板搬送部８は基台６上に立設されたフレーム８ａの上端部に、基板搬送用のコンベア機構を備えた基板搬送レール８ｂを保持させた構成となっており、基板搬送レール８ｂによって基板５を正逆両方向に搬送することができる。

すなわち、基板搬送レール８ｂのコンベア機構を下流側方向へ駆動することにより、上流側装置から供給された基板５を第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂをバイパスして下流側装置へ渡すことができ、この場合には、基板搬送部８は、下流側装置へ送られる基板５を通過させるためのバイパス用搬送路として機能する。また基板搬送レール８ｂのコンベア機構を上流側方向へ駆動することにより、下流側装置から戻された基板５を当該印刷装置２の上流側に戻すことができ、この場合には、基板搬送部８は、電子部品実装ライン１の下流側から当該スクリーン印刷装置２の上流側へ戻る基板を搬送する戻り用搬送路として機能する。

印刷装置２の上流側、下流側にそれぞれ付設された基板振り分け装置４（１）は、それぞれ基板搬送用のコンベア機構を備えた振り分けコンベア４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃを備えており、基板振り分け装置４（２）は、振り分けコンベア４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃを備えている。これらの振り分けコンベア４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ、振り分けコンベア４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃは、それぞれ搬送レール移動機構（図示省略）によってＹ方向に個別に移動自在となっている（矢印ａ１，ａ２，ａ３，ｂ１，ｂ２，ｂ３参照）。

これらの振り分けコンベアのＹ方向への移動により、基板振り分け装置４（１）において、通常状態においては第１スクリーン印刷部７Ａの基板搬送コンベア２８と連結された状態にある振り分けコンベア４１Ａを、必要に応じて基板搬送部８の搬送レール８ｂまたは第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８と連結させることができる。このとき、振り分けコンベア４１Ｂ，４１Ｃは、それぞれ通常の連結位置から退避する。

同様に通常状態においては第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８と連結された状態にある振り分けコンベア４１Ｂを、必要に応じて基板搬送部８の基板搬送レール８ｂまたは第１スクリーン印刷部７Ａの基板搬送コンベア２８と連結させることができる。このとき、振り分けコンベア４１Ａ，４１Ｃは、それぞれ通常の連結位置から退避する。また通常状態においては基板搬送部８と連結された状態にある振り分けコンベア４１Ｃを、必要に応じて第１スクリーン印刷部７Ａの基板搬送コンベア２８または第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８と連結させることができる。このとき、振り分けコンベア４１Ａ，４１Ｂは通常の連結位置から退避する。このように、振り分けコンベア４１Ａ，４１Ｂ，４１ＣをＹ方向に移動させて連結の対象を切り換えることにより、上流側から供給された基板５を第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂのいずれかに振り分けて受け渡すことができるとともに、第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂおよび基板搬送部８の間で、これらの振り分けコンベアを介して基板５の受け渡しを行うことが可能となっている。

さらに基板振り分け装置４（２）においても同様に、通常状態においては第１スクリーン印刷部７Ａの基板搬送コンベア２８と連結された状態にある振り分けコンベア４２Ａを、必要に応じて基板搬送部８の搬送レール８ｂまたは第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８と連結させることができる。同様に通常状態においては第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８と連結された状態にある振り分けコンベア４２Ｂを、必要に応じて基板搬送部８の搬送レール８ｂまたは第１スクリーン印刷部７Ａの基板搬送コンベア２８と連結させることができる。また通常状態においては基板搬送部８と連結された状態にある振り分けコンベア４２Ｃを、必要に応じて第１スクリーン印刷部７Ａの基板搬送コンベア２８または第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８と連結させることができる。このように、振り分けコンベア４２Ａ，４２Ｂ，４２ＣをＹ方向へ移動させて連結の対象を切り換えることにより、第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂおよび基板搬送部８の間で、これらの振り分けコンベアを介して基板５の受け渡しを行うことができる。

さらに基板振り分け装置４（２）において、通常状態にはそれぞれ第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８と連結された状態にある振り分けコンベア４２Ａ，４２Ｂを、必要に応じて搭載装置３（１）の基板搬送レール１２Ａ，１２Ｂと連結させて、第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂの基板位置決め部２１から、印刷作業後の基板５を下流側装置である搭載装置３（１）に受け渡すことが可能となっている。

すなわち上記構成において基板振り分け装置４（２）は、第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂの２つのスクリーン印刷部および基板搬送部８の下流側に設けられて、これら２つのスクリーン印刷部および基板搬送部８の間で基板５の振り分けを行う機能を有している。そしてこのような基板振り分け装置４（２）の機能と基板搬送部８の機能を組み合わせることにより、第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂのいずれかから、他のスクリーン印刷部へ基板５を搬送することができる。すなわち第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂのいずれかから基板５を受け渡された振り分けコンベア４２Ａ，４２Ｂを基板搬送部８と連結させることにより、この基板５を基板搬送部８によって上流側へ搬送することができる。そしてこの基板５を基板振り分け装置４（１）の機能によって第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂのいずれかに振り分けることにより、１つのスクリーン印刷部から他のスクリーン印刷部への基板５の搬送が行われる。

なお、上流側の基板振り分け装置４（１）については以下の理由により必須ではなく、基板振り分け装置４（２）のみを設けるようにしてもよい。すなわち基板振り分け装置４（１）は電子部品実装ライン１の先頭に位置することから、基板供給作業を行う作業者が常在する場合が多く、このような場合には１つのスクリーン印刷から下流に搬出され基板搬送部８によって上流側に搬送された基板５を、人手によって他のスクリーン印刷部に振り分けるようにしてもよい。すなわち２つのスクリーン印刷部および基板搬送部８の少なくとも下流側に設けられて２つのスクリーン印刷部および基板搬送部８の間で基板５の振り分けを行う基板振り分け装置４（１）、４（２）および基板搬送部８は、複数のスクリーン印刷部のうちの１つのスクリーン印刷部から他のスクリーン印刷部へ基板５を搬送する印刷部間基板搬送手段を構成する。

次に図５を参照して、制御系の構成を説明する。図５において、制御部５０は演算処理装置であり、記憶部５１に記憶された各種の処理プログラムを実行することにより、印刷装置２の各部の動作や処理を制御する。制御部５０による制御に際しては、記憶部５１に記憶された各種のデータが参照される。これらの各種のプログラム、データには、記憶部５１に設けられた作業モード記憶部５２に記憶される作業モードが含まれる。これらの作業モードは、複数のスクリーン印刷部（ここでは第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂ）のそれぞれによって実行される印刷作業の態様を示すものであり、モード指令部５３が作業モード記憶部５２に記憶された作業モードについてのプログラムおよびデータを読み取って制御部５０に指令することにより、予め定められた作業モードに基づいた印刷作業および基板搬送動作がそれぞれのスクリーン印刷部や、基板振り分け装置４（１）、（２）、基板搬送部８にて実行される。

作業モード記憶部５２には、第１の作業モード５２ａ、第２の作業モード５２ｂの２つの作業モードが記憶されている。第１の作業モード５２ａは、それぞれのスクリーン印刷部の基板位置決め部２１に個別に搬送された基板５を対象として、それぞれのスクリーン印刷部毎に個別に印刷作業を行わせるための作業モードである。また第２の作業モード５２ｂは、同一の基板５をそれぞれのスクリーン印刷部の基板位置決め部２１に順次搬送し、それぞれのスクリーン印刷部において作業内容の異なる印刷作業を同一の基板５に対して順次実行するための作業モードである。モード指令部５３は、これらの２つの作業モードを選択的に指令する。

操作・入力部５４は、キーボードやマウスなどの入力手段であり、操作コマンドやデータの入力を行う。表示部５５は液晶パネルなどの表示装置であり、操作・入力部５４による入力時の案内画面や各種の報知画面を表示する。通信部５６はＬＡＮ回線５７を介して電子部品実装ライン１を構成する他装置や電子部品実装ライン１を統括して制御する管理コンピュータ５８との間でデータの授受を行う。モード指令部５３によるモード指示は、管理コンピュータ５８から通信部５６を介して自動的に入力されるモード指令信号や、作業者が操作・入力部５４を操作することにより行われる手動のモード入力信号に基づいて行われる。機構駆動部５９は、制御部５０によって制御されることにより、基板位置決め部２１、スクリーン印刷機構４３、基板搬送部８、基板振り分け装置４（１）、基板振り分け装置４（２）を駆動する。このとき、制御部５０はモード指令部５３から指令された作業モードに基づいて、各部による基板搬送動作や印刷動作を制御する。

次に、第１の作業モード５２ａ、第２の作業モード５２ｂに基づいて実行される基板搬送動作について、図６、図７を参照して説明する。図６は第１の作業モード５２ａに基づく印刷作業における基板搬送動作を示すものである。ここでは、作業対象の基板５は、基板振り分け装置４（１）の振り分けコンベア４１Ａ，４１Ｂにそれぞれ個別に供給される。このとき第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂによって印刷作業の対象となる基板５は同一品種のものであっても、また品種が異なるものであってもよい。そして供給された基板５は、振り分けコンベア４１Ａ，４２Ｂから第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂのそれぞれの基板搬送コンベア２８に乗り移り（矢印ｃ１，ｃ２）、個別に搬送されて基板位置決め部２１によって印刷位置にそれぞれ位置決めされる。そしてこの基板５に対して、第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂ毎に個別に所定の印刷作業が実行される。

印刷作業が完了した後の基板５は第１スクリーン印刷部７Ａ、第２スクリーン印刷部７Ｂのそれぞれの基板位置決め部２１から下流に搬出され（矢印ｄ１，ｄ２）、それぞれ基板振り分け装置４（２）の振り分けコンベア４２Ａ，４２Ｂに乗り移る。次いで基板振り分け装置４（２）において振り分けコンベア４２Ａ，４２ＢをそれぞれＹ方向に移動させて（矢印ｅ１，ｅ２）、搭載装置３（１）の基板搬送レール１２Ａ，１２Ｂと連結させることにより、印刷後の基板５は基板搬送レール１２Ａ，１２Ｂに搬出される（矢印ｆ１，ｆ２）。

図７は、第２の作業モード５２ｂに基づく印刷作業における基板搬送動作を示している。ここでは、作業対象の基板５は、基板振り分け装置４（１）の一方の振り分けコンベア（ここでは振り分けコンベア４１Ａ）にのみ供給される。供給された基板５は、振り分けコンベア４１Ａから第１スクリーン印刷部７Ａの基板搬送コンベア２８に乗り移り（矢印ｇ）、下流へ搬送されて基板位置決め部２１によって印刷位置に位置決めされる。そしてこの基板５に対して、第１スクリーン印刷部７Ａによる印刷作業が実行される。

第１スクリーン印刷部７Ａにおいては、図８（ａ）に示すように、マスクプレート３２Ａを用いた第１の印刷作業が実行される。マスクプレート３２Ａには、印刷対象の基板５に設定されたファイン電極区画５ａに対応した範囲にマスク本体厚みｔよりも小さい厚みｔ１の凹部３２ｃが設けられており、凹部３２ｃ内にはファイン電極区画５ａ内のファイン電極にクリーム半田４４を印刷するためのパターン孔３２ａが形成されている。このマスクプレート３２Ａを基板５に当接させてスキージ３６にスキージング動作を行わせることにより、図８（ｂ）に示すように、基板５のファイン電極区画５ａには、ファイン電極に対応した半田印刷部４４ａが形成される。

第１の印刷作業が完了した後の基板５は、第１スクリーン印刷部７Ａの基板位置決め部２１から下流に搬出され（矢印ｈ）、基板振り分け装置４（２）の振り分けコンベア４２Ａに乗り移る。次いで基板振り分け装置４（２）において振り分けコンベア４２ＡをＹ方向に移動させて（矢印ｉ）、基板搬送部８の基板搬送レール８ｂと連結させる。このとき、振り分けコンベア４２Ｃは振り分けコンベア４２Ａと干渉しない位置に退避する。これにより、第１の印刷作業完了後の基板５は振り分けコンベア４２Ａとともに基板搬送部８と連結する位置へ移動し（矢印ｊ）、次いで基板５は基板搬送部８に乗り移って上流側へ搬送され（矢印ｋ）、基板振り分け装置４（１）の振り分けコンベア４１Ｃに乗り移る。

この後基板振り分け装置４（１）において振り分けコンベア４１ＣをＹ方向に移動させて（矢印ｌ）、第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８と連結させる。これにより、第１の印刷作業完了後の基板５は振り分けコンベア４１Ｃとともに基板搬送コンベア２８と連結する位置へ移動する（矢印ｍ）。このとき、振り分けコンベア４１Ｂは振り分けコンベア４１Ｃと干渉しない位置に退避する。次いで基板５は第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８に乗り移って下流側へ搬送され、基板位置決め部２１によって印刷位置に位置決めされる。そしてこの基板５に対して、第２スクリーン印刷部７Ｂによる印刷作業が実行される。

第２スクリーン印刷部７Ｂにおいては、図８（ｃ）に示すように、マスクプレート３２Ｂを用いた第２の印刷作業が実行される。マスクプレート３２Ｂには、印刷対象の基板５のファイン電極区画５ａ以外の範囲に通常サイズのパターン孔３２ｂが形成されており、さらにマスクプレート３２Ｂの下面にはファイン電極区画５ａに対応して半田印刷部４４ａの高さ分に相当する厚み分だけ下面を切除したぬすみ部３２ｄが形成されている。これによりマスクプレート３２Ｂを基板５に当接させた状態において、既に印刷された半田印刷部４４ａとマスクプレート３２Ｂが干渉しないようになっている。

このマスクプレート３２Ｂを基板５に当接させてスキージ３６にスキージング動作を行わせることにより、図８（ｄ）に示すように、基板５にはファイン電極区画５ａに形成された半田印刷部４４ａに加えて、通常サイズの電極に対応した半田印刷部４４ｂが形成される。そして第２の印刷作業完了後の基板５は、基板位置決め部２１から下流に搬出され（矢印ｏ）、基板振り分け装置４（２）の振り分けコンベア４２Ｂに乗り移る。これ以降は、図６に示す基板の搬出動作と同様である。

すなわち第２の作業モード５２ｂに基づく印刷作業では、同一の基板５を第１のスクリーン印刷部７Ａ、第２のスクリーン印刷部７Ｂのそれぞれの基板位置決め部２１に順次搬送し、第１のスクリーン印刷部７Ａ、第２のスクリーン印刷部７Ｂにおいてそれぞれ作業内容の異なる第１の印刷作業および第２のを、同一の基板５に対して順次実行する形態となっている。

なお上述の第２の作業モードによる印刷作業において、基板振り分け装置４（１）を有しない印刷装置２によって同様の印刷作業を実行する場合には、図７において矢印ｍ、矢印ｎで示す基板５の移動を、人手によって行う。すなわち基板搬送部８によって上流側へ搬送された基板５を作業者が取り出し、第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８に投入する。

さらに、基板振り分け装置４（１）、基板搬送部８のいずれをも有しておらず、基板振り分け装置４（２）のみを備えた印刷装置２によって同様の印刷作業を実行する場合には、図９に示すような作業形態が可能である。すなわちこの場合には、基板５は第１スクリーン印刷部７Ａの基板搬送コンベア２８に直接人手によって投入され（矢印ｐ）、下流へ搬送されて基板位置決め部２１によって印刷位置に位置決めされる。そしてこの基板５に対して、第１スクリーン印刷部７Ａによる印刷作業が実行される。第１スクリーン印刷部７Ａにおける第１の印刷作業が完了した後の基板５は第１スクリーン印刷部７Ａの基板位置決め部２１から下流に搬出され（矢印ｑ）、基板振り分け装置４（２）の振り分けコンベア４２Ａに乗り移る。次いで基板振り分け装置４（２）において振り分けコンベア４２ＡをＹ方向に移動させて（矢印ｒ）、第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８と連結させる。このとき、振り分けコンベア４２Ｂは振り分けコンベア４２Ａと干渉しない位置に退避する。

これにより、第１の印刷作業完了後の基板５は振り分けコンベア４２Ａとともに第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８と連結する位置へ移動し（矢印ｓ）、次いで第２スクリーン印刷部７Ｂの基板搬送コンベア２８に乗り移って上流側へ搬送され（矢印ｔ）、基板位置決め部２１によって印刷位置に位置決めされる。そしてこの基板５に対して、第２スクリーン印刷部７Ｂによる印刷作業が実行される。そして第２の印刷作業完了後の基板５は、基板位置決め部２１から下流に搬出され（矢印ｕ）、基板搬送コンベア２８との連結位置に移動した基板振り分け装置４（２）の振り分けコンベア４２Ｂに乗り移る。これ以降は、図６に示す基板の搬出動作と同様である。

上記説明したように、本発明の電子部品実装ラインを構成するスクリーン印刷装置は、ライン方向に基板搬送方向を合わせて並列して配置された複数のスクリーン印刷部とこれらのスクリーン印刷部の間で基板を搬送する印刷部間基板搬送手段とを備え、それぞれのスクリーン印刷部の基板位置決め部に個別に搬送された基板を対象としてそれぞれのスクリーン印刷部毎に個別に印刷作業を行わせる第１の作業モードと、同一の基板をそれぞれのスクリーン印刷部の基板位置決め部に順次搬送しそれぞれのスクリーン印刷部において作業内容の異なる印刷作業を同一の基板に対して順次実行する第２の作業モードとを選択的に実行するようにしたものである。

これにより、第２の作業モードと同様の印刷プロセスを実現する場合に従来採用された、複数のスクリーン印刷機構を直列に配置する構成と比較してライン長を短くすることが可能となり、面積生産性を向上させることができる。さらに複数回の印刷を必要としない通常の基板を対象とする場合には、並列に配置された複数のスクリーン印刷機構によって同時並行的に印刷作業を実行することが可能となり、高い生産効率を得ることができる。したがって、同一の基板に対して複数回の印刷作業を反復して実行する印刷プロセスを含む多様な印刷作業を効率よく実行することができる。

本発明の電子部品実装ラインおよび電子部品実装方法は、同一の基板に対して複数回の印刷作業を反復して実行する印刷プロセスを含む多様な印刷作業を効率よく実行することができるという効果を有し、基板に電子部品を実装して実装基板を製造する電子部品実装分野において有用である。

１ 電子部品実装ライン
２ 印刷装置（スクリーン印刷装置）
３ 搭載装置（電子部品搭載装置）
４ 基板振り分け装置
５ 基板
７Ａ 第１スクリーン印刷部
７Ｂ 第２スクリーン印刷部
８ 基板搬送部
２１ 基板位置決め部
３２ マスクプレート
３３ スキージユニット
３６ スキージ
３７ スキージ移動機構

Claims (3)

1. 基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置の上流側に前記基板に電子部品接合用のペーストを印刷するスクリーン印刷装置を連結して構成された電子部品実装ラインであって、
   前記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と、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させるスキージ移動機構とを有し前記電子部品実装ラインのライン方向である第１方向に基板搬送方向を合わせて並列して配置された複数のスクリーン印刷部と、前記複数のスクリーン印刷部のそれぞれに設けられ前記第１方向に搬送された前記基板を前記スクリーン印刷部による印刷位置に位置決めして保持する基板位置決め部と、前記複数のスクリーン印刷部のうちの１つのスクリーン印刷部から他のスクリーン印刷部へ前記基板を搬送する印刷部間基板搬送手段と、前記複数のスクリーン印刷部のそれぞれによって実行される印刷作業の態様を示す作業モードを指令するモード指令部とを備え、
   前記モード指令部は、それぞれのスクリーン印刷部の前記基板位置決め部に個別に搬送された基板を対象としてそれぞれのスクリーン印刷部毎に個別に印刷作業を行わせる第１の作業モードと、同一の基板をそれぞれのスクリーン印刷部の前記基板位置決め部に順次搬送しそれぞれのスクリーン印刷部において作業内容の異なる印刷作業を前記同一の基板に対して順次実行する第２の作業モードとを選択的に指令することを特徴とする電子部品実装ライン。
2. さらに、前記電子部品実装ラインのライン中心線に関して平面視して対称に配置された２つの前記スクリーン印刷部と、前記２つのスクリーン印刷部と連結されて前記２つのスクリーン印刷部の間で基板の振り分けを行う基板振り分け装置とを備え、前記基板振り分け装置が前記印刷部間基板搬送手段を構成することを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装ライン。
3. 基板に電子部品を搭載する電子部品搭載装置の上流側に前記基板に電子部品接合用のペーストを印刷するスクリーン印刷装置を連結して構成された電子部品実装ラインによる電子部品実装方法であって、
   前記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と、ペーストが供給された前記マスクプレート上でスキージを摺動させるスキージ移動機構とを有し前記電子部品実装ラインのライン方向である第１方向に基板搬送方向を合わせて並列して配置された複数のスクリーン印刷部と、前記複数のスクリーン印刷部のそれぞれに設けられ前記第１方向に搬送された前記基板を前記スクリーン印刷部による印刷位置に位置決めして保持する基板位置決め部と、前記複数のスクリーン印刷部のうちの１つのスクリーン印刷部から他のスクリーン印刷部へ前記基板を搬送する印刷部間基板搬送手段とを備え、
   それぞれのスクリーン印刷部の前記基板位置決め部に個別に搬送された基板を対象としてそれぞれのスクリーン印刷部毎に個別に印刷作業を行わせる第１の作業モードと、同一の基板をそれぞれのスクリーン印刷部の前記基板位置決め部に順次搬送しそれぞれのスクリーン印刷部において作業内容の異なる印刷作業を前記同一の基板に対して順次実行する第２の作業モードとを選択的に実行することを特徴とする電子部品実装方法。

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