JP2015178117A - ペースト供給装置、スクリーン印刷装置、ペースト供給方法及びスクリーン印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ペーストポットの貫通孔から垂れ下がって残存しているペーストを切り離すことができるペースト供給装置、スクリーン印刷装置、ペースト供給方法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】貫通孔４１Ｓが下方を向く姿勢でポット保持部２２に保持されたペーストポット４０の中蓋４２を押出部材２９により押し下げて容器４１内のペーストＰｓｔを貫通孔４１Ｓから押し出した後、中蓋４２を保持した押出部材２９を引き上げる。この中蓋４２を引き上げるとき、中蓋４２とともに上昇する容器４１をストッパ２６ａに衝突させて容器４１に衝撃を与える。
【選択図】図６

Description

本発明は、スクリーン印刷においてペーストを供給するペースト供給装置、スクリーン印刷装置、ペースト供給方法及びスクリーン印刷方法に関するものである。

従来、スクリーン印刷において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供給するものが知られている（例えば、特許文献１）。一般的にペーストはペーストポットと呼ばれる容器に封入された状態で流通しており、シリンジで供給する場合はペーストポットから移し替えて使用されている。また近年では移し替えの手間を省くためペーストポットから直接ペーストを供給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）。このようなペースト供給装置では、容器の底部に設けた貫通孔が下方を向く姿勢でペーストポットを保持し、容器内の中蓋をシリンダ等によって押し下げて、貫通孔からペーストを押し出すようになっている。

特開２０１１−１４０１７６号公報 特開２０１０−１７２９２８号公報

しかしながら、ペーストポットから直接ペーストを供給するタイプのペースト供給装置では、ペーストが貫通孔から垂れ下がったまま残り易いという課題を有していた。

そこで本発明は、上記課題を解決できるペースト供給装置、スクリーン印刷装置、ペースト供給方法及びスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。

本発明のペースト供給装置は、ペーストを収容する筒状の容器及び前記容器内で移動自在な中蓋から成り、前記容器の底部に貫通孔が設けられたペーストポットを前記貫通孔が下方を向く姿勢で保持するポット保持部と、前記ポット保持部に保持された前記ペーストポットの前記中蓋を保持可能な押出部材と、前記押出部材に前記中蓋を保持させる中蓋保持手段と、前記押出部材を昇降させる押出部材昇降手段と、前記中蓋を保持した前記押出部材を前記押出部材昇降手段によって引き上げた際に前記中蓋とともに上昇する前記容器が衝突するストッパとを備えた。

本発明のスクリーン印刷装置は、マスクと、前記マスク上にペーストを供給するペースト供給装置と、前記マスク上で摺動するスキージとを備えたスクリーン印刷装置であって、前記ペースト供給装置は、ペーストを収容する筒状の容器及び前記容器内で移動自在な中蓋から成り、前記容器の底部に貫通孔が設けられたペーストポットを前記貫通孔が下方を向く姿勢で保持するポット保持部と、前記ポット保持部に保持された前記ペーストポットの前記中蓋を保持可能な押出部材と、前記押出部材に前記中蓋を保持させる中蓋保持手段と、前記押出部材を昇降させる押出部材昇降手段と、前記中蓋を保持した前記押出部材を前記押出部材昇降手段によって引き上げた際に前記中蓋とともに上昇する前記容器が衝突するストッパとを備えた。

本発明のペースト供給方法は、ペーストを収容する筒状の容器及び前記容器内で移動自在な中蓋から成り、前記容器の底部に貫通孔が設けられたペーストポットを用いたペースト供給方法であって、前記貫通孔が下方を向く姿勢で前記ポット保持部に保持された前記ペーストポットの前記中蓋を押出部材により押し下げて前記容器内のペーストを前記貫通孔から押し出すペースト押し出し工程と、前記ペースト押し出し工程の後、前記中蓋を保持した前記押出部材を引き上げる中蓋引き上げ工程とを備え、前記中蓋引き上げ工程において前記中蓋とともに上昇する前記容器をストッパに衝突させて前記容器に衝撃を与える。

本発明のスクリーン印刷方法は、ペーストを収容する筒状の容器及び前記容器内で移動自在な中蓋から成り、前記容器の底部に貫通孔が設けられたペーストポットを用いたスクリーン印刷方法であって、前記貫通孔が下方を向く姿勢で前記ポット保持部に保持された前記ペーストポットの前記中蓋を押出部材により押し下げて前記容器内のペーストを前記貫通孔からパターン孔が形成されたマスクの上面に押し出すペースト押し出し工程と、前記ペースト押し出し工程の後、前記中蓋を保持した前記押出部材を引き上げる中蓋引き上げ工程と、前記マスク上でスキージを摺動させることにより前記マスクのパターン孔を介して基板にペーストを印刷する印刷工程とを含み、前記中蓋引き上げ工程において前記中蓋とともに上昇する前記容器をストッパに衝突させて前記容器に衝撃を与える。

本発明によれば、ペーストポットの貫通孔から垂れ下がって残存しているペーストを切り離すことができる。

本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の斜視図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置が備える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制御系統を示す図 （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）〜（ｆ）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ペースト供給装置の動作のタイミング図

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に示すスクリーン印刷装置１は、図示しない基板に対して半田ペースト等のペーストをスクリーン印刷する装置であり、基板の電極の配置に対応して設けられたパターン孔（図示せず）を有するマスク２、マスク２の上方に設けられた印刷ヘッド３及び印刷ヘッド３に設けられたペースト供給装置４を備えている。

図１において、印刷ヘッド３は、図示しないヘッド移動機構によって作業者ＯＰから見た前後方向（Ｙ軸方向とする）に移動される移動ベース１１と、移動ベース１１の上面に設けられたスキージ昇降機構１２と、スキージ昇降機構１２によって移動ベース１１の下方を互いに独立して昇降される２つのスキージ１３を備えている。２つのスキージ１３はそれぞれ作業者ＯＰから見た左右方向（Ｘ軸方向とする）に延び、Ｙ軸方向に対向して配置されている。

図１及び図２において、ペースト供給装置４は、ベース部材２１と、ベース部材２１の前面（作業者ＯＰと対向する側の面）に設けられたポット保持部２２及び押圧シリンダ２３を備えている。移動ベース１１の前面にはＸ軸方向に延びた第１ガイド１１ａが設けられており、この第１ガイド１１ａにはベース部材２１の背面側に設けられた第１スライダ２１ａがスライド自在に取り付けられている。

図１において、移動ベース１１上には、Ｘ軸方向に延びて掛け渡されたタイミングベルト２４ａをモータ２４ｂによって駆動するベルト駆動機構２４が設けられている。タイミングベルト２４ａはベース部材２１の背面に結合されており、モータ２４ｂがタイミングベルト２４ａを駆動すると、ベース部材２１、すなわちペースト供給装置４がＸ軸方向に移動する。

図３において、ポット保持部２２は水平な板状の部材から成り、Ｘ軸方向に並んだ２つのポット挿入孔２２Ｈを有している。ポット保持部２２のポット挿入孔２２Ｈには後述のペーストポット４０が挿入される。

ベース部材２１の前面にはＸ軸方向に延びた第２ガイド２１ｂが設けられており、この第２ガイド２１ｂにはポット保持部２２の背面側に設けられた第２スライダ２２ａがスライド自在に取り付けられている。ベース部材２１の前面であって第２ガイド２１ｂの上方の位置には、移動体２５ａをＸ軸方向に移動させるロッドレスシリンダ２５が設けられている。移動体２５ａにはポット保持部２２の第２スライダ２２ａが結合されており、ロッドレスシリンダ２５が移動体２５ａをＸ軸方向に移動させると、ポット保持部２２がベース部材２１の前方をＸ軸方向に移動する。

図２において、押圧シリンダ２３はベース部材２１の前面の上部に設けられたブラケットに２６に取り付けられている。押圧シリンダ２３はピストンロッド２３ａを下方に向けており、ピストンロッド２３ａの下端には円盤状の押出部材２９が取り付けられている。

図４において、押圧シリンダ２３は、スクリーン印刷装置１が備える制御部２７によって制御される押圧シリンダ駆動部２８によって駆動され、ピストンロッド２３ａの押し作動と引き作動を行って、押出部材２９を昇降させる。すなわち押圧シリンダ２３は、押出部材２９を昇降させる押出部材昇降手段となっている。

図４において、押出部材２９は下面に開口した開口部３０を有しており、押出部材２９及びピストンロッド２３ａの内部には開口部３０に繋がる吸引路３１が設けられている。吸引路３１はピストンロッド２３ａの外部を延びる配管３２を介して負圧発生部３３に繋がっており、配管３２にはバルブ３４が介装されている。負圧発生部３３に負圧を発生させた状態で制御部２７によってバルブ３４を操作すると、配管３２及び吸引路３１を介して開口部３０に（すなわち押出部材２９の下面に）真空圧が供給され、開口部３０内に吸引力が発生する。このように吸引路３１、配管３２、負圧発生部３３及びバルブ３４は、押出部材２９の下面に吸引力を発生させる吸引力発生機構３５を構成している。

図５において、ペーストポット４０は、ペーストＰｓｔを収容する筒状の容器４１と容器４１内に設けられた中蓋４２から成り、容器４１の底部４１ａには貫通孔４１Ｓが設けられている。中蓋４２の外縁は上方に折り返されて折り返し部４２ａを形成しており、折り返し部４２ａは容器４１の内壁に密着している。中蓋４２は容器４１内で上下方向に移動させることができる。

ペーストポット４０は、容器４１の開放側の端部に取り付けられたキャップＣＰが取り外された後（図５（ａ）→図５（ｂ））、貫通孔４１Ｓが下方に向いた姿勢にされた状態で（図５（ｃ））、ポット挿入孔２２Ｈに挿入される。ポット挿入孔２２Ｈに挿入されたペーストポット４０は、容器４１の側面に設けられた鍔部４１Ｔがポット挿入孔２２Ｈの縁部に上方から当接することで、貫通孔４１Ｓを下方に向けた姿勢でポット保持部２２に保持される。

２つのポット挿入孔２２Ｈに保持された２つのペーストポット４０は、ロッドレスシリンダ２５によって、一方が押圧シリンダ２３の直下の位置（ペースト供給位置）に位置され、他方がペースト供給位置から外れた左又は右の位置（待機位置）に位置される。図２及び図３において、ベース部材２１の下部の左右の位置には、待機位置に位置したペーストポット４０の貫通孔４１Ｓから垂れ落ちたペーストＰｓｔを受ける板状のペースト受け２１ｃが設けられている。

図２及び図３に示すように、ブラケット２６の下端には、下方に延びた左右一対のストッパ２６ａが設けられている。これらストッパ２６ａは、ポット挿入孔２２Ｈに保持されてペースト供給位置に位置したペーストポット４０をそのまま上方に持ち上げた場合に、ペーストポット４０の容器４１の上縁と当接し得る位置に設けられている（図４も参照）。

次に、スクリーン印刷装置１を用いて基板にペーストをスクリーン印刷す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。スクリーン印刷作業において、マスク２上にペーストＰｓｔを供給する工程は、ペーストポット４０がポット保持部２２のポット挿入孔２２Ｈに保持され、押圧シリンダ２３の下方のペースト供給位置にペーストポット４０が位置した状態から開始される（図６（ａ））。この状態から作業者ＯＰが制御部２７に対して所定の作業開始操作を行うと、制御部２７は、ペースト供給指令信号を出力する（図７のＴ１）。このペースト供給指令信号の出力を受けて、押圧シリンダ２３はピストンロッド２３ａを押し作動を開始し、ペースト供給位置に位置したペーストポット４０の中蓋４２を押出部材２９により押し下げて、容器４１内のペーストＰｓｔを貫通孔４１Ｓから押し出す（図６（ｂ）。ペースト押し出し工程）。このペースト押し出し工程の実行中、制御部２７に制御されたベルト駆動機構２４はペースト供給装置４をＸ軸方向に往復移動させて、ペーストＰｓｔがスキージ１３の延びる方向に満遍なく供給されるようにする。

上記ペースト押出し工程において、ピストンロッド２３ａのストロークが所定量に達して押出部材２９が中蓋４２に当接するようになったら、吸引力発生機構３５は押出部材２９の下面に吸引力を発生させて、押出部材２９に中蓋４２を吸着保持させる（図７のＴ２）。このように本実施の形態において、吸引力発生機構３５は、押出部材２９にペーストポット４０の中蓋４２を保持させる中蓋保持手段となっている。なお、押出部材２９の下面に中蓋４２を吸着させるタイミングは、後に行う中蓋引き上げ工程の開始前であれば、必ずしも押出部材２９が中蓋４２に当接した直後でなくてもよい。

制御部２７は、ペーストＰｓｔの押し出しを停止させるときには、ペースト供給指令信号の出力を停止する（図７のＴ３）。これにより押圧シリンダ２３はピストンロッド２３ａの動作を押し作動から引き作動に切り替え（図６（ｃ）→図６（ｄ））、押出部材２９を上昇させて、押出部材２９が吸引保持している中蓋４２を引き上げる（中蓋引き上げ工程）。このようにして中蓋４２が引き上げられると、容器４１は中蓋４２とともに上昇してポット保持部２２から離間し、容器４１がストッパ２６ａに下方から衝突して（図６（ｄ））、容器４１に衝撃が与えられる。容器４１から押し出されたペーストＰｓｔは粘性の低下によって中蓋４２の押し下げ停止後も貫通孔４１Ｓから出続けた後、容器４１の底から垂れた状態で残存するが、上記のようにして容器４１に衝撃を与えることでペーストＰｓｔの垂れを切ることができる。なお、ペーストポット４０をストッパ２６ａに衝突させるときの速度が大きいほど、貫通孔４１Ｓから垂れ下がっているペーストＰｓｔは切れ易くなる。

押圧シリンダ２３は、上記のようにして中蓋４２を引き上げ、ペーストポット４０の容器４１がストッパ２６ａに衝突した後も押出部材２９の引き上げを継続する。そして、押出部材２９が容器４１内で更に一定量だけ上昇したところで、引き上げを停止する（図６（ｅ））。容器４１は、ストッパ２６ａに衝突した後は上昇せず、中蓋４２が容器４１に対して相対的に上昇する。このため容器４１内には負圧が発生するので貫通孔４１ＳからのペーストＰｓｔの流出は停止する。更に中蓋４２が容器４１に対して相対的に上昇すると中蓋４２とペーストＰｓｔとの間には貫通孔４１Ｓから吸い込まれた空気によって、貫通孔４１Ｓから上方へ延びる管状の空洞部Ｋが形成される（図６（ｅ））。

このような状態では、貫通孔４１Ｓの直上にはペーストＰｓｔが存在しない状態となるので、貫通孔４１ＳからペーストＰｓｔが流出するのを防止できる。特に、チキソ性を有するペーストＰｓｔは、圧力から開放された状態では固くなってその形状が保持され易いことから、使用するペーストＰｓｔが半田ペーストである場合にはその効果が顕著である。なお、容器４１がストッパ２６ａに衝突した後の押圧シリンダ２３による中蓋４２の引き上げ量の調整は、押圧シリンダ２３による押出部材２９の引き上げ時間を管理することによって行うことができ、中蓋４２の適切な引き上げ量（通常数ミリメートル程度）は実験や数値シミュレーション等によって求めることができる。

前述中蓋引き上げ工程の後、制御部２７に制御された吸引力発生機構３５は、押出部材２９による中蓋４２の保持（吸引）を解除する（図７のＴ４。保持解除工程）。これによりペーストポット４０はポット保持部２２から上方に離間した状態から落下し（図６（ｆ））、ポット保持部２２に上方から衝突することで再度衝撃が与えられ、容器４１をストッパ２６ａに衝突させても切れ残っていたペーストＰｓｔの垂れを確実に切ることができる。

上記のようにしてペースト供給装置４がマスク２上にペーストＰｓｔを供給したら、図示しない基板移動機構がマスク２の下面に基板を接触（或いは近接）させる。基板がマスク２に接触（或いは近接）したら、スキージ昇降機構１２が一方のスキージ１３を下降させてその下端部をマスク２に当接させる。そして、前述の図示しないヘッド移動機構が印刷ヘッド３をＹ軸方向に移動させてスキージ１３をマスク２上で摺動させ、マスク２のパターン孔を介して基板の電極にペーストＰｓｔを印刷する（印刷工程）。印刷工程が終わったら、上記の基板移動機構がマスク２から基板を離間させる。これにより基板に対するスクリーン印刷作業が終了する。

上述したペースト供給装置４によるマスク２上へのペーストＰｓｔの供給は、容器４１内のペーストＰｓｔがなくなるまで行うことができる。中蓋４２が容器４１の底に達してペーストポット４０内のペーストＰｓｔがなくなったことがピストンロッド２３ａのストロークセンサ（図示せず）の出力等から検出された場合には、作業者ＯＰは制御部２７に対して所要の操作を行う。これにより制御部２７に制御された吸引力発生機構３５は、押出部材２９による中蓋４２の保持（吸引）を解除させ、押圧シリンダ２３は引き作動を行って、押出部材２９を上昇させる。これにより押出部材２９は容器４１の上方に引き抜かれるので、作業者ＯＰは容器４１をポット挿入孔２２Ｈから取り外すことができる。また、中蓋４２は容器４１内に残るので、容器４１と中蓋４２をひとまとめにして廃棄することができる。

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４及びペースト供給方法（更にはスクリーン印刷装置１及びスクリーン印刷方法）では、貫通孔４１Ｓが下方を向く姿勢でポット保持部２２に保持されたペーストポット４０の中蓋４２を押出部材２９により押し下げて容器４１内のペーストＰｓｔを貫通孔４１Ｓから押し出した後は、中蓋４２を保持した押出部材２９を引き上げ、中蓋４２とともに上昇する容器４１をストッパ２６ａに衝突させて容器４１に衝撃を与えるようにしている。このため、ペーストポット４０の貫通孔４１Ｓから垂れ下がって残存しているペーストＰｓｔを切り離すことができる。

ペーストポットの貫通孔から垂れ下がって残存しているペーストを切り離すことができるペースト供給装置、スクリーン印刷装置、ペースト供給方法及びスクリーン印刷方法を提供する。

１ スクリーン印刷装置
２ マスク
４ ペースト供給装置
１３ スキージ
２２ ポット保持部
２３ 押圧シリンダ（押出部材昇降手段）
２６ａ ストッパ
２９ 押出部材
３５ 吸引力発生機構（中蓋保持手段）
４０ ペーストポット
４１ 容器
４１ａ 底部
４１Ｓ 貫通孔
４２ 中蓋
Ｐｓｔ ペースト

Claims (12)

1. ペーストを収容する筒状の容器及び前記容器内で移動自在な中蓋から成り、前記容器の底部に貫通孔が設けられたペーストポットを前記貫通孔が下方を向く姿勢で保持するポット保持部と、
   前記ポット保持部に保持された前記ペーストポットの前記中蓋を保持可能な押出部材と、
   前記押出部材に前記中蓋を保持させる中蓋保持手段と、
   前記押出部材を昇降させる押出部材昇降手段と、
   前記中蓋を保持した前記押出部材を前記押出部材昇降手段によって引き上げた際に前記中蓋とともに上昇する前記容器が衝突するストッパとを備えたことを特徴とするペースト供給装置。
2. 前記容器が前記ストッパに衝突した後も前記押出部材昇降手段による前記押出部材の引き上げを継続することを特徴とする請求項１に記載のペースト供給装置。
3. 前記中蓋保持手段は、前記容器が前記ストッパと衝突した後、前記押出部材による前記中蓋の保持を解除することを特徴とする請求項１又は２に記載のペースト供給装置。
4. マスクと、前記マスク上にペーストを供給するペースト供給装置と、前記マスク上で摺動するスキージとを備えたスクリーン印刷装置であって、
   前記ペースト供給装置は、
   ペーストを収容する筒状の容器及び前記容器内で移動自在な中蓋から成り、前記容器の底部に貫通孔が設けられたペーストポットを前記貫通孔が下方を向く姿勢で保持するポット保持部と、
   前記ポット保持部に保持された前記ペーストポットの前記中蓋を保持可能な押出部材と、
   前記押出部材に前記中蓋を保持させる中蓋保持手段と、
   前記押出部材を昇降させる押出部材昇降手段と、
   前記中蓋を保持した前記押出部材を前記押出部材昇降手段によって引き上げた際に前記中蓋とともに上昇する前記容器が衝突するストッパとを備えたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
5. 前記容器が前記ストッパに衝突した後も前記押出部材昇降手段による前記押出部材の引き上げを継続することを特徴とする請求項４に記載のスクリーン印刷装置。
6. 前記中蓋保持手段は、前記容器が前記ストッパと衝突した後、前記押出部材による前記中蓋の保持を解除することを特徴とする請求項４又は５に記載のスクリーン印刷装置。
7. ペーストを収容する筒状の容器及び前記容器内で移動自在な中蓋から成り、前記容器の底部に貫通孔が設けられたペーストポットを用いたペースト供給方法であって、
   前記貫通孔が下方を向く姿勢で前記ポット保持部に保持された前記ペーストポットの前記中蓋を押出部材により押し下げて前記容器内のペーストを前記貫通孔から押し出すペースト押し出し工程と、
   前記ペースト押し出し工程の後、前記中蓋を保持した前記押出部材を引き上げる中蓋引き上げ工程とを備え、
   前記中蓋引き上げ工程において前記中蓋とともに上昇する前記容器をストッパに衝突させて前記容器に衝撃を与えることを特徴とするペースト供給方法。
8. 前記容器が前記ストッパに衝突した後も前記中蓋引き上げ工程を継続することを特徴とする請求項７に記載のペースト供給方法。
9. 前記中蓋引き上げ工程の後、前記押出部材による前記中蓋の保持を解除する保持解除工程を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載のペースト供給方法。
10. ペーストを収容する筒状の容器及び前記容器内で移動自在な中蓋から成り、前記容器の底部に貫通孔が設けられたペーストポットを用いたスクリーン印刷方法であって、
    前記貫通孔が下方を向く姿勢で前記ポット保持部に保持された前記ペーストポットの前記中蓋を押出部材により押し下げて前記容器内のペーストを前記貫通孔からパターン孔が形成されたマスクの上面に押し出すペースト押し出し工程と、
    前記ペースト押し出し工程の後、前記中蓋を保持した前記押出部材を引き上げる中蓋引き上げ工程と、
    前記マスク上でスキージを摺動させることにより前記マスクのパターン孔を介して基板にペーストを印刷する印刷工程とを含み、
    前記中蓋引き上げ工程において前記中蓋とともに上昇する前記容器をストッパに衝突させて前記容器に衝撃を与えることを特徴とするスクリーン印刷方法。
11. 前記容器が前記ストッパに衝突した後も前記中蓋引き上げ工程を継続することを特徴とする請求項１０に記載のスクリーン印刷方法。
12. 前記中蓋引き上げ工程の後、前記押出部材による前記中蓋の保持を解除する保持解除工程を含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載のスクリーン印刷方法。

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