JP2015002278A - ペースト供給装置及びスクリーン印刷機 - Google Patents

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勲 堀江
Isao Horie
勲 堀江
内田 英樹
Hideki Uchida
英樹 内田
広紀 小林
Hiroki Kobayashi
広紀 小林
萬谷 正幸
Masayuki Mantani
正幸 萬谷
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    • B41F15/14Details
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Abstract

【課題】ペーストの供給停止後における意図しないペーストの漏出を防いで作業停滞を防止することができるペースト供給装置及びスクリーン印刷機を提供することを目的とする。【解決手段】中蓋62を移動自在に備えて底部61aに貫通孔61Sを有した筒状容器61内にペーストPstを収容して成るペーストポット60を、貫通孔61Sが下方を向き、かつ下方移動が規制された状態になるようにポット保持部55により保持し、押圧シリンダ56によって、ペーストポット60の中蓋62を筒状容器61に対して押下げて、筒状容器61内のペーストPstを貫通孔61Sから圧出させるペースト供給装置8において、ペーストポット60の筒状容器61の側面の横方向の広がりが、ポット保持部55によって抑えられるようにする。【選択図】図4

Description

本発明は、スクリーン印刷機において基板と接触されるマスクにペーストを供給するペースト供給装置及びスクリーン印刷機に関するものである。
従来、スクリーン印刷機において基板と接触されるマスクにペーストを供給するペースト供給装置として、ペーストが貯留されたシリンジからマスク上にペーストを圧出して供給するものが知られている(例えば、特許文献1)。シリンジに貯留されるペーストはペーストポットと呼ばれる筒状容器とこの筒状容器内に挿入される中蓋から成る密閉容器に封入された状態で供給されるが、このペーストポットからペーストをシリンジに移し替えるのではなく、ペーストポットそのものをシリンジとして利用するようにしたペースト供給装置も知られている(例えば、特許文献2)。この場合、底部に設けた貫通孔が下方を向き、かつ下方移動が規制されるようにしてペーストポットを保持したうえで、シリンダによって中蓋を筒状容器に対して押下げて筒状容器内のペーストを貫通孔から圧出させるようにした構成とすることが考えられる。
特開2011−140176号公報 特開2010−172928号公報
しかしながら、上記のように、ペーストポットの中蓋を筒状容器内に対して押下げてペーストの圧出動作を行うと、筒状容器に作用する内圧によって筒状容器全体が横方向に広がってしまい、中蓋の押下げを停止した後も膨張した筒状容器が元の形状に戻ろうとする力によって筒状容器内のペーストが圧出され、意図しないペーストの漏出が生じて作業効率が低下する場合があるという問題点があった。
そこで本発明は、ペーストの供給停止後における意図しないペーストの漏出を防いで作業停滞を防止することができるペースト供給装置及びスクリーン印刷機を提供することを目的とする。
請求項1に記載のペースト供給装置は、中蓋を移動自在に備えて底部に貫通孔を有した筒状容器内にペーストを収容して成るペーストポットと、前記貫通孔を下方に向けた前記ペーストポットを、前記筒状容器の横方向の広がりを抑え、かつ筒状容器の下方移動を規制した状態に保持するポット保持部と、前記ペーストポットの中蓋を前記筒状容器に対して押下げて前記筒状容器内のペーストを前記貫通孔から圧出させるペースト圧出手段とを備えた。
請求項2に記載のスクリーン印刷機は、基板と接触されるマスクと、前記基板と接触された前記マスク上にペーストを圧出して供給する請求項1に記載のペースト供給装置と、前記ペースト供給装置によりペーストが供給された前記マスク上で摺動するスキージとを備えた。
本発明では、ペーストポットが、ポット保持部によって、筒状容器の横方向の広がりが抑えられた状態に保持されるため、ペーストポットの中蓋を筒状容器に対して押下げて行うペーストの圧出動作において筒状容器は横方向に膨張しない。このため、中蓋の押下げを停止させたときにはペーストポットからのペーストの圧出も停止し、ペーストの供給停止後に意図しないペーストの漏出を防ぐことできるので、ペーストの漏出による作業停滞を防止して作業効率を向上させることができる。
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スキージユニット及びペースト供給装置の斜視図 本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置の(a)斜視図(b)部分断面正面図 (a)(b)(c)本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置に用いられるペーストポットの斜視図 (a)(b)本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置の動作説明図 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の動作説明図 (a)(b)本発明の一実施の形態におけるペースト供給装置のペーストポットの交換作業手順の説明図
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1及び図2に示すスクリーン印刷機1は基板2に対する半田ペースト等のペーストPstのスクリーン印刷を繰り返し実行する装置であり、基台3上に設けられて基板2の保持及び移動を行う基板保持移動ユニット4、基板保持移動ユニット4の上方に水平姿勢に設置されたマスク5、マスク5の上方に設けられたスキージユニット6、マスク5の下方に設けられたカメラユニット7及びマスク5の上方にスキージユニット6と一体に設けられたペースト供給装置8を備えている。
図1において、基板保持移動ユニット4は、基台3上に設けられたXYθ移動機構11によって水平面内方向移動と上下軸回り回転が可能なベーステーブル12上に、第1昇降テーブル13と第2昇降テーブル14が下方からこの順で設けられた構成を有する。
XYθ移動機構11は基台3上をY軸方向(図2に示す作業者OPから見た前後方向であり、図1の紙面の左右方向)に延びたY軸テーブル11a、Y軸テーブル11a上をX軸方向(作業者OPから見た左右方向であり、図1の紙面に直交する方向)に延びて設けられたX軸テーブル11b及びX軸テーブル11b上に設けられたθテーブル11cが段積みされて成り、Y軸テーブル11aの駆動によりX軸テーブル11bがY軸テーブル11a上をY軸方向に移動し、X軸テーブル11bの駆動によりθテーブル11cがX軸テーブル11b上をX軸方向に移動し、θテーブル11cの駆動によりベーステーブル12が図1の紙面の上下方向の軸(Z軸とする)回りに回転する。すなわちベーステーブル12はXYθ移動機構11によって水平面内で移動する。第1昇降テーブル13は第1昇降テーブル昇降モータ13mの駆動によってベーステーブル12に対して昇降し、第2昇降テーブル14は第2昇降テーブル昇降モータ14mの駆動によって第1昇降テーブル13に対して昇降する。
第1昇降テーブル13からは一対のコンベア支持部材15が第2昇降テーブル14を貫通して上方に延びて設けられており、これら一対のコンベア支持部材15によって、X軸方向に延びてY軸方向に対向配置された一対の搬送コンベア16が支持されている。一対の搬送コンベア16は基板2の両端部を下方から支持してX軸方向に搬送する。第2昇降テーブル14の上面には下受け部材17が設けられている。
搬送コンベア16の上方にはY軸方向に延びてX軸方向に対向配置された一対のクランプ部材(クランパ18)が設けられている。一対のクランパ18はクランパ開閉シリンダ18sの作動によってY軸方向に開閉し、搬送コンベア16上の基板2の両端部を挟んで保持(クランプ)する。
図2において、マスク5はXY平面に広がって延びた平板形状のプレート部5aとプレート部5aの外周を保持する枠部5bから成り、枠部5bによって囲まれたプレート部5aの矩形の領域内には基板2上の電極2aに対応するパターン孔5hが設けられている。
図2において、基板2の対角位置には2つ一組の基板側マーク2mが設けられており、マスク5のプレート部5aには基板側マーク2mに対応して配置された2つ一組のマスク側マーク5mが設けられている。これら基板側マーク2mとマスク側マーク5mとが平面視において一致する状態で基板2をマスク5に接触させると、基板2の電極2aとマスク5のパターン孔5hとが合致した状態となる。
図1、図2及び図3において、スキージユニット6は、X軸方向に延びて設けられたスキージベース21の下方にY軸方向に対向配置された2つのスキージ22を備えて成り、スキージベース21はスキージユニット移動機構23によってY軸方向に移動される。スキージユニット移動機構23は、X軸方向に対向配置されてマスク5の上方をY軸方向に延びた一対のスキージユニット移動ボール螺子23a及び各スキージユニット移動ボール螺子23aを回転駆動する2つのスキージユニット移動モータ23bを有して成り、各スキージユニット移動ボール螺子23aはそれぞれスキージベース21の左右端部に貫通螺入している。このため、2つのスキージユニット移動モータ23bにより、一対のスキージユニット移動ボール螺子23aを同期して正逆回転させると、これに応じてスキージベース21がY軸方向に移動する。2つのスキージ22はスキージベース21に設けられたスキージ昇降シリンダ24によって、スキージベース21に対して個別に昇降される。
図1及び図2において、カメラユニット7は撮像視野を上方に向けた上方撮像カメラ31と撮像視野を下方に向けた下方撮像カメラ32を有して成り、カメラユニット移動機構33によって水平面内で移動される。
図1及び図2において、ペースト供給装置8は基板2と接触されたマスク5上にペーストPstを圧出して供給するものであり、スキージベース21の前面側に設けられている。図3において、スキージベース21の前面にはX軸方向に延びた一対のガイド部材41が上下に配置されており、これら一対のガイド部材41にガイドされたブロック部材42にX軸方向に延びたボール螺子43が貫通螺入している。ボール螺子43はスキージベース21の端部に設けられたペースト供給装置移動モータ44によって回転自在であり、ブロック部材42はペースト供給装置移動モータ44によるボール螺子43の正逆回転によってX軸方向に移動される。
図3及び図4(a),(b)において、ペースト供給装置8は、上記ブロック部材42に取付けられてXZ平面に広がって延びたベースプレート51、ベースプレート51の前面にX軸方向に延びて設けられた、例えばロッドレスシリンダから成る移動シリンダ52、移動シリンダ52によってX軸方向に延びたガイド53上を移動されるスライダ54、スライダ54の前面にX軸方向に並んで設けられた2つのポット保持部55及びベースプレート51の上部領域に固定して設けられた押圧シリンダ56を備えて成る。
図5(a),(b),(c)において、ペーストポット60は、筒状容器61内に中蓋62を移動自在に有しており、筒状容器61内にペーストPstを収容し、底部61aに貫通孔61Sを備えている。ペーストポット60はその使用前に、筒状容器61の開放側の端部に取付けられたキャップCPが取外され(図5(a)→図5(b))、貫通孔61Sが下方に向いた姿勢にされる(図5(c))。この姿勢では、筒状容器61の側面に周回形成された鍔部61Tが筒状容器61の上下方向の中間部DM(図4(b))よりも上方に位置した状態となる(図5(c))。
図3及び図4(a),(b)において、各ポット保持部55は全体としてブロック状の部材から成り、前面に臨んで設けられた蝶ボルト55aを作業者OPがねじり操作し(図4(a)中に示す矢印A1,A2)、蝶ボルト55aが螺入された一対のフランジ部55bの間隔を変えることによって、上下に貫通した円孔部55cの内径DRを変化させることができる構成となっている。
各ポット保持部55にペーストポット60を保持させるときには、作業者OPは、蝶ボルト55aを緩め(図4(a)中に示す矢印A1)、ポット保持部55の円孔部55cの内径DRをペーストポット60の側面の外形よりも大きくした状態で、貫通孔61Sを下方に向けた姿勢のペーストポット60をポット保持部55の円孔部55cの上方から挿入する(図4(a)及び図4(b)中に示す矢印B)。そして、蝶ボルト55aを締めていき(図4(a)中に示す矢印A2)、筒状容器61の鍔部61Tがポット保持部55の上面(円孔部55cの上縁部)に上方から当接し得るようにする。これにより筒状容器61の上下方向の中間部DMが円孔部55c内に位置したら、更に蝶ボルト55aを締付けていき、ポット保持部55の円孔部55cの円筒状の内面55d(図4(b))が筒状容器61の側面に密着したところで蝶ボルト55aの締付けを終了する。
ペーストポット60は、上記の要領でポット保持部55に取付けられ、鍔部61Tがポット保持部55の上面に当接し、また筒状容器61の側面がポット保持部55の円孔部55cの内面55dと密着することによって、ポット保持部55によって下方移動が規制され、かつ筒状容器61の横方向の広がりが抑えられた状態となる。このように本実施の形態において、ポット保持部55は、貫通孔61Sを下方に向けたペーストポット60を、筒状容器61の横方向の広がりを抑え、かつ筒状容器61の下方移動を規制した状態に保持するものとなっている。
図4(a),(b)において、移動シリンダ52は、左右のポート52pからエアを給排することによって移動体52aを左右方向(X軸方向)に移動させることができ、これにより移動体52aに連結されたスライダ54を移動させて、左右のポット保持部55の一方を選択的に押圧シリンダ56の直下の位置(ペースト圧出位置と称する)に位置させる位置切換えをすることができる。なお、上述したポット保持部55へのペーストポット60の取付け及び取外しは、そのペーストポット60の取付け又は取外しの対象となっているポット保持部55をペースト圧出位置から外れた位置(ポット着脱位置と称する)に位置させた状態で行う。
図3及び図4(a),(b)において、押圧シリンダ56はベースプレート51にピストンロッド56aを下方に向けて取付けられており、ピストンロッド56aの下端にはパッド部材56bが設けられている。押圧シリンダ56はピストンロッド56aを下方に突出させ、ペースト圧出位置に位置したポット保持部55に保持されたペーストポット60(このペーストポット60は前述のようにポット保持部55によって下方移動が規制されている)の中蓋62をパッド部材56bによって筒状容器61に対して押下げることによって(図6(a)中に示す矢印C)、筒状容器61内のペーストPstに圧力を加えて貫通孔61SからペーストPstを下方に圧出させる。
このように本実施の形態において、押圧シリンダ56は、ペーストポット60の中蓋62を筒状容器61に対して押下げて筒状容器61内のペーストPstを貫通孔61Sから圧出させるペースト圧出手段となっている。なお、ペーストポット60からのペーストPstの圧出は、中蓋62が筒状容器61の底部61aに当接したところで終了となる(図6(b))。
上記構成のスクリーン印刷機1において、基板保持移動ユニット4が備える搬送コンベア16による基板2のX軸方向への搬送動作、第2昇降テーブル昇降モータ14mによる第2昇降テーブル14の昇降動作(後述する基板2の下面の支持動作)、クランパ開閉シリンダ18sによるクランパ18の基板クランプ動作、XYθ移動機構11による基板2の水平面内での移動動作及び第1昇降テーブル昇降モータ13mによる第1昇降テーブル13の昇降動作(後述するクランプされた基板2の昇降動作)の各制御は、スクリーン印刷機1が備える制御装置70が行う(図7)。また、スキージユニット移動モータ23bによるスキージユニット6及びペースト供給装置8のY軸方向への移動動作、ペースト供給装置移動モータ44によるペースト供給装置8のX軸方向の移動動作、スキージ昇降シリンダ24による各スキージ22の昇降動作の各制御も制御装置70が行う(図7)。また、移動シリンダ52による2つのポット保持部55のX軸方向への移動動作及び押圧シリンダ56によるペーストポット60からのペーストPstの圧出動作の制御も制御装置70が行う(図7)。
カメラユニット移動機構33によるカメラユニット7の水平面内での移動動作、カメラユニット7が備える上方撮像カメラ31の撮像動作及び下方撮像カメラ32の撮像動作の各制御は制御装置70によってなされる(図7)。上方撮像カメラ31の撮像動作によって得られた画像データ及び下方撮像カメラ32の撮像動作によって得られた画像データはそれぞれ制御装置70に入力され、画像認識部70aにおいて画像認識処理される(図7)。
次に、上記構成のスクリーン印刷機1によるスクリーン印刷作業の実行手順(スクリーン印刷方法)について説明する。これには先ず、作業者OPが、制御装置70に繋がる入力部71(図7)から、所定のスクリーン印刷作業開始操作を行う。スクリーン印刷作業開始操作を受けた制御装置70は、スクリーン印刷機1の外部から投入された基板2を搬送コンベア16により受け取って搬送し、一対のクランパ18の間の下方の作業位置に基板2を位置決めする。そして、第2昇降テーブル14を第1昇降テーブル13に対して上昇させ、下受け部材17により基板2の下面を支持した後、第2昇降テーブル14を上昇させて基板2を搬送コンベア16から持ち上げ、一対のクランパ18により基板2の両端部をY軸方向からクランプして保持する。
制御装置70は基板2をクランプしたら、カメラユニット7をマスク5の下方領域内に移動させ、基板2に設けられた基板側マーク2mを基板2の上方から下方撮像カメラ32により撮像して基板側マーク2mの画像データを取得し、次いでマスク5に設けられたマスク側マーク5mをマスク5の下方から上方撮像カメラ31により撮像してマスク側マーク5mの画像データを取得する。そして、得られた基板側マーク2mの画像データに基づく画像認識を行って基板2の位置を算出するとともに、マスク側マーク5mの画像データに基づく画像認識を行ってマスク5の位置を算出する。
制御装置70は、基板2の位置とマスク5の位置を算出したら、カメラユニット7をマスク5の下方領域から外れた位置に移動させる。そして、XYθ移動機構11の作動制御を行って、基板側マーク2mがマスク側マーク5mの直下に位置するように基板2を移動させる。これによりマスク5に対する基板2の位置合わせがなされる。
制御装置70は、マスク5に対する基板2の位置合わせを行ったら、基板保持移動ユニット4の第1昇降テーブル13をベーステーブル12に対して上昇させる(図8中に示す矢印D)。これにより基板2の電極2aとマスク5のパターン孔5hとが合致し、基板2の上面及びクランパ18の上面とマスク5の下面とが接触した状態となる(接触工程)。
制御装置70は、マスク5に基板2を接触させたらスキージベース21をY軸方向に移動させて、ペースト供給装置8を所定の位置(通常、マスク5の前方のクランパ18と接触している部分の上方位置)に移動させる。そして、ペースト供給装置移動モータ44を作動させてペースト供給装置8をX軸方向に移動させつつ、押圧シリンダ56を作動させて、ペーストポット60の貫通孔61SからペーストPstを圧出させて、マスク5上にペーストPstを供給する(ペースト供給工程)。
上記のペースト供給工程では、ペーストポット60の筒状容器61は、前述のように、ポット保持部55によって横方向の広がりが抑えられた状態に保持されていることから、ペーストポット60の中蓋62を筒状容器61に対して押下げて行うペーストPstの圧出動作において横方向に膨張しない。このため、中蓋62の押下げを停止させたときにはペーストポット60からのペーストPstの圧出も停止し、ペーストPstの供給停止後に意図しないペーストPstの漏出が起きることがない。
制御装置70は、マスク5上にペーストPstを供給したら、一方のスキージ22をスキージベース21に対して下降させてその下端部をマスク5上に当接させ、スキージベース21をY軸方向に移動させることによって(図8中に示す矢印E)、スキージ22をマスク5上で摺動させる(スキージ摺動工程)。これにより上記ペースト供給工程によってマスク5上に供給したペーストPstがスキージ22によって掻き寄せられ、マスク5のパターン孔5hを介して基板2の電極2aにペーストPstが転写される。
上記ペーストPstの転写の際には、制御装置70は、スキージベース21をスクリーン印刷機1の前方から後方に(図8では紙面の左方から右方に)移動させるときには前方(図8の紙面の左側)に位置するスキージ22をマスク5に当接させ、スキージベース21をスクリーン印刷機1の後方から前方に(図8では紙面の右方から左方に)移動させるときには後方(図8の紙面に右側)に位置するスキージ22をマスク5に当接させる。
制御装置70は、上記ペーストPstの転写作業が終了したら、第1昇降テーブルの13を下降させ、マスク5から基板2を離間させることによって版離れを行い、更に、一対のクランパ18による基板2の保持(クランプ)を解除した後、第2の昇降テーブル14を下降させて、基板2を搬送コンベア16に下ろす。そして、搬送コンベア16を作動させてスクリーン印刷機1の外部に基板2を搬出する。これにより基板2の1枚当たりのスクリーン印刷作業が終了する。
上述のスクリーン印刷作業におけるペースト供給工程において、ひとつのペーストポット60内のペーストPstが空になって新しいペーストポット60と交換する必要が生じたとき、作業者OPが前述の入力部71から所定の操作を行うと、制御装置70は押圧シリンダ56を作動させて、パッド部材56bをペーストポット60の上方に位置させた後(図9(a)。図中に示す矢印F)、移動シリンダ52を作動させて、ポット保持部55の位置切換えを行う。これにより、それまでペースト圧出位置にあったポット保持部55がポット着脱位置に位置し、それまでポット着脱位置にあったポット保持部55がペースト圧出位置に位置するので、空になったペーストポット60はポット着脱位置に移動し、それまで待機状態であった新しいペーストポット60はペースト圧出位置に移動する(図9(b)中に示す矢印G)。
上記のようにしてポット保持部55の位置切換えが行われたら、作業者OPは、ポット着脱位置に位置したポット保持部55の蝶ボルト55aを緩め、そのポット保持部55の円孔部55cの内径を拡大させつつ、空のペーストポット60を円孔部55cの上方に引き上げる(図9(b)。図中に示す矢印H)。そして、その空のペーストポット60を引抜いた側のポット保持部55に新しいペーストポット60を取付け、蝶ボルト55aを締めて新しいペーストポット60をポット保持部55に保持させる。なお、ペーストポット60はその全体が使い切りの消耗部品となっており、ペーストPstが空になってポット保持部55から取外されたペーストポット60はそのまま廃棄される。
以上説明したように、本実施の形態におけるペースト供給装置8(スクリーン印刷機1)では、ペーストポット60が、ポット保持部55によって、筒状容器61の横方向の広がりが抑えられた状態に保持されるため、ペーストポット60の中蓋62を筒状容器61に対して押下げて行うペーストPstの圧出動作において、筒状容器61は横方向に膨張しない。このため、中蓋62の押下げを停止させたときにはペーストポット60からのペーストPstの圧出も停止し、ペーストPstの供給停止後に意図しないペーストPstの漏出を防ぐことできるので、ペーストPstの漏出による作業停滞を防止して作業効率を向上させることができる。
ペーストの供給停止後における意図しないペーストの漏出を防いで作業停滞を防止することができるペースト供給装置及びスクリーン印刷機を提供する。
1 スクリーン印刷機
2 基板
5 マスク
8 ペースト供給装置
22 スキージ
55 ポット保持部
56 押圧シリンダ(ペースト圧出手段)
60 ペーストポット
61 筒状容器
61a 底部
61S 貫通孔
62 中蓋
Pst ペースト

Claims (2)

  1. 中蓋を移動自在に備えて底部に貫通孔を有した筒状容器内にペーストを収容して成るペーストポットと、
    前記貫通孔を下方に向けた前記ペーストポットを、前記筒状容器の横方向の広がりを抑え、かつ筒状容器の下方移動を規制した状態に保持するポット保持部と、
    前記ペーストポットの中蓋を前記筒状容器に対して押下げて前記筒状容器内のペーストを前記貫通孔から圧出させるペースト圧出手段とを備えたことを特徴とするペースト供給装置。
  2. 基板と接触されるマスクと、前記基板と接触された前記マスク上にペーストを圧出して供給する請求項1に記載のペースト供給装置と、前記ペースト供給装置によりペーストが供給された前記マスク上で摺動するスキージとを備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
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