JP2024024224A - 印刷装置及び半田供給方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】印刷装置において無駄なく半田を供給する技術を提供する。【解決手段】印刷装置1は、基板Pに半田を印刷する印刷装置1であって、開口部12Aが形成されたマスク12と、マスク12上に半田を供給する半田供給部16Cと、半田が供給されたマスク12に対して摺動することで、開口部12Aを介して基板Pに半田を転写するスキージ16Eと、制御部30と、を備え、制御部30は、マスク12における開口部12Aの分布範囲を取得する分布範囲取得処理と、スキージ16Eの長辺方向について開口部12Aの分布範囲内に、半田を供給する供給範囲を設定する供給範囲設定処理と、半田供給部16Cにより、供給範囲に半田を供給する半田供給処理と、を実行する。【選択図】図5

Description

本開示は、印刷装置及び半田供給方法に関する。
マスク上に半田を供給し、スクリーン印刷を行うスクリーン印刷機として、従来、特開2013-199073号公報(下記特許文献1)に記載のものが知られている。このスクリーン印刷機は、スクリーン印刷前のマスクの画像を取得し、その取得したマスクの画像からマスクの開口部の面積の総和を算出し、そのマスクの開口部の面積の総和と予め与えられたマスクの厚さとから、そのマスクを用いて行うスクリーン印刷の基板一枚当たりに必要な半田の量を算出する。これにより、過不足のない量の半田をマスク上に供給することができる。
特開2013-199073号公報
しかしながら、上記の構成では、マスク上において半田を供給する範囲については詳細に説明されていない。上記のような印刷装置においては、半田のスキージングが行われるにつれて、半田はマスクの外側へと移動することが知られている。このため、例えば、マスクの開口部が配される位置よりもマスクの外側に供給された半田は、スキージングを繰り返してもマスクの内側には移動せず、開口部を通じて基板に転写されることはないと考えられる。したがって、印刷装置において無駄なく半田を供給するためには、半田の供給範囲を考慮することが肝要である。
本開示の印刷装置は、基板に半田を印刷する印刷装置であって、開口部が形成されたマスクと、前記マスク上に半田を供給する半田供給部と、半田が供給された前記マスクに対して摺動することで、前記開口部を介して前記基板に半田を転写するスキージと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記マスクにおける前記開口部の分布範囲を取得する分布範囲取得処理と、前記スキージの長辺方向について前記開口部の前記分布範囲内に、半田を供給する供給範囲を設定する供給範囲設定処理と、前記半田供給部により、前記供給範囲に半田を供給する半田供給処理と、を実行する、印刷装置である。
また、本開示の半田供給方法は、基板に半田を印刷する印刷装置による半田供給方法であって、前記印刷装置は、開口部が形成されたマスクと、前記マスク上に半田を供給する半田供給部と、半田が供給された前記マスクに対して摺動することで、前記開口部を介して前記基板に半田を転写するスキージと、を備え、半田供給方法は、前記マスクにおける前記開口部の分布範囲を取得する分布範囲取得工程と、前記スキージの長辺方向について前記開口部の前記分布範囲内に、半田を供給する供給範囲を設定する供給範囲設定工程と、前記半田供給部により、前記供給範囲に半田を供給する半田供給工程と、を含む、半田供給方法である。
本開示によれば、印刷装置において無駄なく半田を供給する技術を提供することができる。
図1は、実施形態1にかかる印刷装置の外観を示す斜視図である。 図2は、印刷装置の正面図である。 図3は、印刷装置の側面図である。 図4は、印刷装置の電気的構成を示す図である。 図5は、半田の供給範囲について説明する説明図である。図5(A)は、半田の供給範囲を示す正面図である。図5(B)は、半田の供給範囲を示す平面図である。 図6は、開口部の分布範囲のデータの一例であるテキストファイルについて示す図である。 図7は、半田の供給範囲の設定について示すフローチャートである。 図8は、半田供給実行判定について示すフローチャートである。 図9は、実施形態2にかかる半田の供給範囲について説明する説明図である。図9(A)は、半田の供給範囲を示す正面図である。図9(B)は、半田の供給範囲を示す平面図である。 図10は、実施形態2にかかる開口部の分布範囲のデータの一例であるテキストファイルについて示す図である。
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列挙して説明する。
(1)本開示の印刷装置は、基板に半田を印刷する印刷装置であって、開口部が形成されたマスクと、前記マスク上に半田を供給する半田供給部と、半田が供給された前記マスクに対して摺動することで、前記開口部を介して前記基板に半田を転写するスキージと、制御部と、を備え、前記制御部は、前記マスクにおける前記開口部の分布範囲を取得する分布範囲取得処理と、前記スキージの長辺方向について前記開口部の前記分布範囲内に、半田を供給する供給範囲を設定する供給範囲設定処理と、前記半田供給部により、前記供給範囲に半田を供給する半田供給処理と、を実行する、印刷装置である。
このような構成によると、マスクの開口部の分布範囲内に半田を供給するから、半田の過剰な供給を抑制し、半田の供給の無駄をなくすことができる。
(2)上記の印刷装置は、前記開口部の前記分布範囲のデータを記憶する記憶部をさらに備えることが好ましい。
このような構成によると、記憶部から開口部の分布範囲のデータを取得することができる。
(3)上記の印刷装置は、前記マスクを撮像する検査部をさらに備え、前記分布範囲取得処理では、前記制御部は、前記検査部による前記マスクの撮像画像に基づいて、前記マスクにおける前記開口部の前記分布範囲を取得することが好ましい。
このような構成によると、検査部の撮像画像に基づいて開口部の分布範囲を取得することができる。
(4)前記供給範囲は、前記スキージの長辺方向について前記開口部の前記分布範囲と一致しており、前記半田供給部が前記スキージの長辺方向における一方側に移動しながら前記供給範囲の一端から他端まで一続きに供給する半田の量は、単位供給量とされ、前記制御部は、半田の消費量が前記単位供給量を超えた場合、前記半田供給処理を実行し、前記半田供給処理では、前記制御部は、前記単位供給量または前記単位供給量の二倍の半田を前記供給範囲に供給することが好ましい。
このような構成によると、マスクの品種毎の単位供給量、及び半田の消費量に基づいて、半田供給のタイミングを決定することができる。
(5)上記の印刷装置は、前記半田供給部と前記スキージとを支持し、前記スキージの長辺方向と直交する前記スキージの摺動方向に移動可能とされるスキージユニットをさらに備え、前記半田供給部は、前記スキージユニットに対して前記スキージの長辺方向に移動可能とされ、前記半田供給処理では、前記制御部は、前記スキージユニットを前記スキージの摺動方向に移動させて、前記スキージを前記マスクに対して摺動させながら、前記半田供給部により、前記スキージの摺動方向に広がる前記供給範囲に半田を供給することが好ましい。
このような構成によると、半田供給部とスキージとを支持するスキージユニットを摺動方向に移動させることで、スキージをマスクに対して摺動させ、基板に半田を印刷しながら、半田を供給することができる。よって、印刷動作完了後に半田供給を行う場合と比較して、生産効率を向上させることができる。
(6)前記供給範囲は、前記開口部と重畳していないことが好ましい。
このような構成によると、供給範囲は開口部と重畳していないから、半田供給時に、開口部から装置内部に半田が落ちることや、半田が基板に過剰に供給されることを抑制することができる。
(7)前記半田供給処理では、前記制御部は、前記半田供給部を前記スキージの長辺方向に移動させることが好ましい。
このような構成によると、スキージの長辺方向について異なる位置に半田を供給することができる。
(8)本開示の半田供給方法は、基板に半田を印刷する印刷装置による半田供給方法であって、前記印刷装置は、開口部が形成されたマスクと、前記マスク上に半田を供給する半田供給部と、半田が供給された前記マスクに対して摺動することで、前記開口部を介して前記基板に半田を転写するスキージと、を備え、半田供給方法は、前記マスクにおける前記開口部の分布範囲を取得する分布範囲取得工程と、前記スキージの長辺方向について前記開口部の前記分布範囲内に、半田を供給する供給範囲を設定する供給範囲設定工程と、前記半田供給部により、前記供給範囲に半田を供給する半田供給工程と、を含む、半田供給方法である。
(9)前記印刷装置は、前記開口部の前記分布範囲のデータを記憶する記憶部をさらに備えることが好ましい。
(10)前記印刷装置は、前記マスクを撮像する検査部をさらに備え、前記分布範囲取得工程では、前記検査部による前記マスクの撮像画像に基づいて、前記マスクにおける前記開口部の前記分布範囲の情報を取得することが好ましい。
(11)前記供給範囲は、前記スキージの長辺方向について前記開口部の前記分布範囲と一致しており、前記半田供給部が前記スキージの長辺方向における一方側に移動しながら前記供給範囲の一端から他端まで一続きに供給する半田の量は、単位供給量とされ、半田の消費量が前記単位供給量を超えた場合、前記半田供給工程が実行され、前記半田供給工程では、前記単位供給量または前記単位供給量の二倍の半田を前記供給範囲に供給することが好ましい。
(12)前記印刷装置は、前記半田供給部と前記スキージとを支持し、前記スキージの長辺方向と直交する前記スキージの摺動方向に移動可能とされるスキージユニットをさらに備え、前記半田供給部は、前記スキージユニットに対して前記スキージの長辺方向に移動可能とされ、前記半田供給工程では、前記スキージユニットを前記スキージの摺動方向に移動させて、前記スキージを前記マスクに対して摺動させながら、前記半田供給部により、前記スキージの摺動方向に広がる前記供給範囲に半田を供給することが好ましい。
(13)前記供給範囲は、前記開口部と重畳していないことが好ましい。
(14)前記半田供給工程では、前記半田供給部を前記スキージの長辺方向に移動させることが好ましい。
[本開示の実施形態の詳細]
以下に、本開示の実施形態について説明する。本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
<実施形態1>
本開示の実施形態1について、図1から図8を参照しつつ説明する。以下、図1に示す左右方向をX方向、前後方向をY方向、上下方向をZ方向として説明する。なお、複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する場合がある。
[印刷装置の全体構成]
実施形態1にかかる印刷装置1は、マスク12を用いて基板Pに半田を印刷する装置である。図1に示すように、印刷装置1は箱状の筐体10を備えている。筐体10の右壁には基板Pが搬入される開口が形成されている。筐体10の左壁には基板Pが搬出される開口が形成されている。基板Pは右壁の開口から筐体10の内部に搬入され、筐体10の内部で半田により回路パターンが印刷された後に左壁の開口から搬出される。
図2に示すように、印刷装置1は、金属製のベース11、マスク12、マスクホルダ13、基板搬送部14、印刷テーブル15、印刷部16、検査部17などを備えている。
図示しないものの、マスク12は枠状のマスクフレームと、マスクフレームの内側に弾性部材を介して支持されている板状のマスク本体と、を備えている。マスク本体はアルミニウムや鉄などで形成されている。マスク本体には、印刷する回路パターンに対応する開口部12A(図5(B)参照)が形成されている。弾性部材は板状の樹脂やゴムなどから構成されている。
図2に示すように、マスクホルダ13は印刷部16と検査部17との間に設けられている。マスクホルダ13はX方向に離間してY方向(紙面垂直方向)に延びる2つのレール部13Aで構成されている。左側のレール部13Aは、左側の縁部から上方に立ち上がる側壁部を備えている。右側のレール部13Aは、右側の縁部から上方に立ち上がる側壁部を備えている。マスク12は2つのレール部13AによってX方向の両側が支持される。
基板搬送部14はX方向に並ぶ3つのコンベア(上流側コンベア14A、メインコンベア14B、下流側コンベア14C)を備えている。上流側コンベア14A及び下流側コンベア14Cはベース11に設けられており、メインコンベア14Bは印刷テーブル15に設けられている。各コンベアはY方向に離間して配されてX方向に循環駆動する一対のコンベアベルト(図示せず)、それらのコンベアベルトを駆動するモータ(図示せず)などを備えている。
図2及び図3に示すように、印刷テーブル15はベース11の上面に設けられている。印刷テーブル15は平板状のテーブル20、鉛直方向に延びるボールねじ21、ボールねじ21を回転させるモータ(図示せず)、基板Pを固定する基板固定ユニット22、基板固定ユニット22に固定されている基板Pを下から支持するバックアップユニット23などを備えている。テーブル20はボールねじ21が回転することによって昇降する。
図3に示すように、基板固定ユニット22はバックアップユニット23の上方の印刷位置に搬送された基板PをY方向の両側から挟んで固定する一対のクランプ部22A、クランプ部22Aを駆動するモータ(図示せず)などで構成されている。クランプ部22Aには上下方向に貫通する貫通穴が形成されている。貫通穴の下側はエアホースを介して空気供給装置に接続されている。基板固定ユニット22が基板Pを固定している状態でテーブル20が上昇するとクランプ部22Aの上面がマスク12のマスク本体の下面に密着し、その状態で貫通穴に負圧が供給されることによってマスク本体がクランプ部22Aに吸着される。
図2及び図3に示すように、バックアップユニット23は板状の下部プレート23A、下部プレート23Aの上方に配されている板状の上部プレート23B、基板Pを下から支持する複数のバックアップピン23C、鉛直方向に延びるボールねじ23D、ボールねじ23Dを回転させるモータ(図示せず)などを備えている。バックアップユニット23はボールねじ23Dが回転することによって昇降する。
図示しないものの、上部プレート23BにはY方向に一列に並ぶ複数の穴がX方向に離間して複数列形成されている。これらの穴にはバックアップピン23Cが差し込まれる。バックアップピン23Cが差し込まれる穴の位置は基板Pの品種によって異なる。生産する基板Pの品種が切り替わるとき、切り替わり後の基板Pの品種に応じてバックアップピン23Cの配置が変更される。
印刷部16は、図2に示すスキージユニット16A、スキージユニット16AをY方向に往復移動可能に支持している一対のガイドレール16B、図示しないボールねじ、ボールねじを回転させるモータ(図示せず)などを備えている。ボールねじが回転することによってスキージユニット16AがY方向に移動する。
図2及び図3に示すように、スキージユニット16Aは、マスク12(マスク本体)の上にペースト状の半田を供給する半田供給部16C、供給された半田を均すスキージ16E、スキージ16Eを昇降させるモータ(図示せず)、X方向(図3において紙面垂直方向)に延びる回転軸周りにスキージ16Eを回動させるモータ(図示せず)などを備えている。スキージ16EはX方向に長い形状をなしている。
図2に示すように、検査部17はマスクホルダ13と印刷テーブル15との間に設けられている。検査部17はマスク12の下面及び基板Pの上面を撮像してマスク12の下面の状態や基板Pに印刷された回路パターンを検査するためのものである。検査部17は、カメラユニット17A、カメラユニット17AをX方向に往復移動可能に支持しているビーム17B、ビーム17Bに固定されてX方向に延びるボールねじ17C、ビーム17BのX方向両側に配されてY方向に延びる一対のガイドレール17D、Y方向に延びるボールねじ(図示せず)、このボールねじを回転させるモータ(図示せず)などを備えている。
カメラユニット17Aにはマスク12の下面を撮像するマスク撮像カメラ17E、及び基板Pの上面を撮像する基板撮像カメラ17Fが固定されている。カメラユニット17Aは各ボールねじが回転することによって所定の可動範囲内でXY方向に移動する。検査部17はリニアモータによってカメラユニット17Aを移動させる構成であってもよい。
検査部17による検査は基板P一枚毎に行われてもよいし、複数枚毎に行われてもよい。あるいは、検査は一定の時間間隔で行われてもよいし、指定された時刻に達したときに行われてもよい。
図3に示すように、スキージユニット16Aには、マスク12上の半田R1(後述する半田ロール)の体積を計測するための検出センサ16Fが取り付けられている。検出センサ16Fは検出面を下方に向けて取り付けられている。検出センサ16Fは、例えば反射型の光学式センサであり、マスク12表面での反射光を受光して得られる受光信号のレベルに基づいて、マスク12上に供給された半田R1の有無を検出する。詳細には、検出センサ16Fを用いて、半田R1の幅(Y方向の寸法)等を検出し、半田R1の体積を計測することができる。
[印刷装置の電気的構成]
図4を参照して、印刷装置1の電気的構成について説明する。印刷装置1は制御部30、表示部31及び入力部32を備えている。
制御部30はCPU30A、RAM30B及び記憶部30Cを備えている。記憶部30Cはハードディスクなどの不揮発性の記憶媒体を有する記憶装置である。記憶部30CにはCPU30Aによって実行される各種のプログラムやデータが記憶されている。制御部30には表示部31、入力部32、基板搬送部14、印刷テーブル15、印刷部16、検査部17などが接続されている。
表示部31は液晶ディスプレイなどの表示装置である。入力部32はタッチパネル、マウス、キーボードなどの入力装置である。
[印刷処理]
印刷装置1は、基板搬送部14により基板Pを印刷位置に搬送し、テーブル20を上昇させることで基板Pをマスク12の下面に重ね合わせる。
次に、印刷装置1は、半田供給部16Cのノズル16Dから、半田を吐出し、マスク12の表面に供給する。本実施形態では、後述するように、半田はX方向に延びる棒状に供給される(図5参照)。なお、前回の印刷処理により十分な量の半田がすでにマスク12上に供給されている場合は、半田の供給は行われない。
そして、印刷装置1は、半田の供給後、マスク12上にスキージ16Eを下降させる。その後、図3に示すように、スキージ16EはY方向(前後方向)に移動しつつ、マスク12の表面を摺動する。スキージ16Eの摺動により、半田R1はマスク12上を広がり、マスク12に形成された開口部12Aに充填される。これにより、マスク12の下面に重ね合わせられた基板P上に半田を印刷することができる(印刷処理)。
[半田の供給]
本実施形態では、印刷装置1の制御部30は、マスク12に形成された開口部12Aの分布範囲を取得し(分布範囲取得処理)、スキージ16Eの長辺方向(X方向)について開口部12Aの分布範囲と一致するように半田を供給する範囲(供給範囲)を設定し(供給範囲設定処理)、半田供給部16Cを制御して供給範囲に半田を供給する(半田供給処理)。これにより、開口部12Aの分布範囲に対してX方向における外側に半田を供給することがないから、半田の供給の無駄を省くことができる。
[分布範囲取得処理]
分布範囲取得処理では、制御部30は、記憶部30Cからマスク12における開口部12Aの分布範囲のデータを取得することができる。この開口部12Aの分布範囲のデータは、本実施形態では、例えば図6に示すテキストファイルである。このテキストファイルには、生産予定の基板Pに対応する各マスク12の名前、及びX方向における開口部12Aの分布範囲が記載されている。図6のテキストファイルの1行目において、AAAはマスク名を示している。AAAの右側に記載された-90,70は、開口部12Aの分布範囲であって、X方向におけるマスク12の中心を0とした場合の-90mmから70mmまでの範囲を示している。すなわち、AAAというマスク名のマスク12に形成された複数の開口部12Aのうち、X方向における一方側(X軸の正の側)の端部に配される開口部12Aの一方側の端縁の位置は70mmであり、X方向における他方側(X軸の負の側)の端部に配される開口部12Aの他方側の端縁の位置は-90mmである。
開口部12Aの分布範囲のデータは、予めオペレータにより作成され、記憶部30Cに記憶されている。制御部30は、生産プログラムの基板データに含まれるマスク名から、テキストファイルの開口部12Aの分布範囲を取得することができる。
また、制御部30は、検査部17によりマスク12を撮像した撮像画像に基づいて、開口部12Aの分布範囲を取得してもよい。
[供給範囲設定処理]
制御部30は、開口部12Aの分布範囲のデータに基づいて半田の供給範囲を設定する。本実施形態では、図5に示すように、半田S1の供給範囲は、X方向について開口部12Aの分布範囲と一致するように設定される。詳細には、半田S1の供給範囲のX方向における両端縁の位置と、開口部12Aの分布範囲のX方向における両端縁の位置とは、それぞれ同一とされる。すなわち、一方側の端縁はX=X1であり、他方側の端縁はX=X2である。
供給範囲のY方向における範囲は、Y方向について開口部12Aの分布範囲の外側に配されることが好ましい。これにより、マスク12に対してスキージ16EをY方向における手前側(前側)もしくは奥側(後側)に一度摺動させることで、全ての開口部12Aに半田S1を充填することができる。例えば、供給範囲のY方向における範囲は、マスク12において基板Pが重畳する範囲より後側の範囲に固定してもよい。
以下、図7のフローチャートを参照しつつ、本実施形態にかかる半田の供給範囲の設定の手順について説明する。半田の供給範囲の設定は、分布範囲取得処理と、供給範囲設定処理と、を含む。半田の供給範囲の設定は、例えば、印刷前や、基板Pの品種が変更されたタイミングで行われる。
制御部30は、基板データからマスク名を読み取り(S10)、このマスク名から開口部12Aの分布範囲を取得する(S20)。詳細には、開口部12Aの分布範囲のデータにおいて、マスク名と対応付けて記憶された開口部12Aの分布範囲を取得する。開口部12Aの分布範囲の取得に成功した場合(S30:Yes)、制御部30は、開口部12Aの分布範囲に基づいて半田の供給範囲を設定する(S40)。
開口部12Aの分布範囲の取得に失敗した場合(S30:No)、制御部30は、スキージ16EのX方向における寸法に基づいて半田の供給範囲を設定してもよい(S50)。すなわち、スキージ16Eがマスク12の表面に摺動するX方向の範囲(例えば、図5(B)のX3からX4までの範囲)を、半田の供給範囲のX方向の範囲としてもよい。ここで、開口部12Aの分布範囲の取得に失敗する場合とは、例えば、基板データにマスク名がない場合や、開口部12Aの分布範囲のデータにマスク名または開口部12Aの分布範囲がない場合などである。なお、S50以降のフローは従来技術と同様となるため、詳細な説明を省略する。
以上により、半田の供給範囲の設定が完了する。
[半田供給処理]
半田供給部16Cは、上記のように設定された供給範囲に半田を供給する。本実施形態では、図5(A)に示すように、制御部30はX方向に半田供給部16Cを移動させながら半田供給部16Cから半田S1を吐出し、供給範囲に半田S1を供給する。よって、マスク12上に供給される半田S1はX方向に延びる棒状とされ、X方向における供給範囲の一方の端縁から他方の端縁まで連続して配されている。
[単位供給量]
本実施形態の半田供給処理においてマスク12上に供給される半田の量は、単位供給量または単位供給量の二倍とされている。ここで、単位供給量とは、半田供給部16CがX方向における一方側(右側または左側)に移動しながら供給範囲の一端から他端まで一続きに供給する半田の量(体積)のことをいう。すなわち、供給範囲のX方向の寸法をW1、半田供給部16Cから吐出された半田の断面積をA1、単位供給量をV1とした場合、およそV1=W1×A1の関係が成り立つ。厳密には、半田供給部16Cのノズル16Dから吐出された半田(特にX方向における両端部)の形状によって、V1はW1×A1よりやや大きい場合や小さい場合がありうるが、ここでは簡単のためV1=W1×A1とする。開口部12Aの分布範囲はマスク12の品種によって異なるため、W1もマスク12の品種によって変化する量である。したがって、V1はマスク12の品種毎に変わってくる。なお、A1は、半田供給部16Cのノズル16Dの内径や、半田供給部16CをX方向に移動させる速さ等に依存する量である。
制御部30は、上記したように、半田供給部16CをX方向における一方側(右側または左側)に移動させながら半田供給部16Cから半田を一続きに吐出することにより、単位供給量V1の半田を供給する。例えば、図5(A)に示す場合、制御部30は、まず供給範囲の右側の端縁(X=X2)に半田供給部16Cのノズル16Dの右端部の位置を合わせ、半田供給部16Cからの半田S1の吐出を開始する。半田S1が供給範囲の右側の端縁に供給されたら、制御部30は、半田供給部16Cを左側に移動させつつ、半田供給部16Cにより半田S1を吐出し続ける。ノズル16Dの左端部の位置が供給範囲の左側の端縁(X=X1)に一致したら、制御部30は、半田S1の吐出を止める。こうして、マスク12上への単位供給量V1の半田S1の供給が完了する。
また、同様にして、制御部30は、半田供給部16CをX方向における一方側に移動させ、続いてX方向における他方側に移動させながら(すなわち往復移動させながら)、半田供給部16Cから半田を一続きに吐出することで、単位供給量V1の二倍の半田を供給することができる。
実施形態1では、上記の半田供給処理によって半田が供給されるタイミングは、印刷前と、後述する半田供給実行判定により半田を供給すると判断されたタイミングである。
通常、印刷前に、マスク12上に供給される半田の量は、印刷処理に伴って開口部12Aに充填される半田の量に比べて多い。このため、印刷処理終了後、マスク12上のY方向における端部には、印刷処理で開口部12Aに充填されなかった半田(以下、半田ロールという)が残る。しかし、印刷処理を繰り返すことにより、半田ロールの量(体積)は減少する。そこで、本実施形態では、生産中の所定のタイミングで、半田供給を実行すべきか否かを判定するようになっている(半田供給実行処理)。ここで、生産中の所定のタイミングとは、例えば、所定数の基板Pの印刷処理を行ったタイミングなどとすることができる。
[半田供給実行判定]
以下、図8のフローチャートを参照しつつ、本実施形態にかかる半田供給実行判定の手順について説明する。
まず、制御部30は、検出センサ16Fを制御して半田ロールの現在の体積V2を計算する(S110)。具体的には、検出センサ16Fにより半田ロールのY方向の寸法を計測し、半田ロールは円柱を半分に割った形状であるなどと近似して、半田ロールの現在の体積V2を計算してもよい。この計算において、半田ロールのX方向の寸法は、検出センサ16Fにより実際に計測した計測値や、供給範囲のX方向の寸法、スキージ16EのX方向の寸法などを用いることができる。
また、検出センサ16FによりY方向における複数の位置で半田ロールの高さを計測して半田ロールの断面積を求めることで、半田ロールの現在の体積V2を計算してもよい。
そして、制御部30は、半田ロールの目標体積V3と半田ロールの現在の体積V2との差から半田の消費量dV(=V3-V2)を計算する(S120)。ここで、半田ロールの目標体積V3は、印刷前に供給される半田の量(例えば単位供給量V1の二倍)であってもよいし、オペレータが任意に設定してもよい。半田ロールの目標体積V3は、一回の印刷処理において開口部12Aに充填される半田の体積と比較して十分に大きい体積とされている。
次に制御部30は、単位供給量V1を計算し(S130)、半田の消費量dVと単位供給量V1との大小関係を判定する(S140)。半田の消費量dVが単位供給量V1よりも大きい場合には(S140:Yes)、制御部30は半田の供給を行うと判定する(S150)。半田の消費量dVが単位供給量V1以下である場合には(S140:No)、制御部30は半田の供給を行わないと判定する(S160)。
以上により、半田供給実行判定が完了する。
S150の後には、次の印刷処理がされる前に、もしくは印刷処理が所定回数(例えば一回)実行された後に、半田供給処理が実行される。S160の後には、半田供給処理が実行されないまま、印刷処理が行われる。
半田供給処理が行われる場合、半田の供給量を単位供給量V1とするか単位供給量V1の二倍とするかは、半田の消費量dVと所定の閾値V4(>V1)との大小関係に基づいて決定してもよい。すなわち、制御部30は、V1<dV<V4の関係が成り立つ場合に、単位供給量V1の半田を供給し、V4≦dVの関係が成り立つ場合に、単位供給量V1の二倍の半田を供給する構成としてもよい。
[実施形態1の作用効果]
以上のように、実施形態1にかかる印刷装置1は、基板Pに半田を印刷する印刷装置1であって、開口部12Aが形成されたマスク12と、マスク12上に半田を供給する半田供給部16Cと、半田が供給されたマスク12に対して摺動することで、開口部12Aを介して基板Pに半田を転写するスキージ16Eと、制御部30と、を備え、制御部30は、マスク12における開口部12Aの分布範囲を取得する分布範囲取得処理と、スキージ16Eの長辺方向について開口部12Aの分布範囲内に、半田を供給する供給範囲を設定する供給範囲設定処理と、半田供給部16Cにより、供給範囲に半田を供給する半田供給処理と、を実行する、印刷装置1である。
このような構成によると、マスク12の開口部12Aの分布範囲内に半田を供給するから、半田の過剰な供給を抑制し、半田の供給の無駄をなくすことができる。
実施形態1では、印刷装置1は、開口部12Aの分布範囲のデータを記憶する記憶部30Cをさらに備えることが好ましい。
このような構成によると、記憶部30Cから開口部12Aの分布範囲のデータを取得することができる。
実施形態1では、印刷装置1は、マスク12を撮像する検査部17をさらに備え、分布範囲取得処理では、制御部30は、検査部17によるマスク12の撮像画像に基づいて、マスク12における開口部12Aの分布範囲を取得することが好ましい。
このような構成によると、検査部17の撮像画像に基づいて開口部12Aの分布範囲を取得することができる。
実施形態1では、供給範囲は、スキージ16Eの長辺方向について開口部12Aの分布範囲と一致しており、半田供給部16Cがスキージ16Eの長辺方向における一方側に移動しながら供給範囲の一端から他端まで一続きに供給する半田の量は、単位供給量V1とされ、制御部30は、半田の消費量dVが単位供給量V1を超えた場合、半田供給処理を実行し、半田供給処理では、制御部30は、単位供給量V1または単位供給量V1の二倍の半田を供給範囲に供給することが好ましい。
このような構成によると、マスク12の品種毎の単位供給量V1、及び半田の消費量dVに基づいて、半田供給のタイミングを決定することができる。
実施形態1にかかる半田供給方法は、基板Pに半田を印刷する印刷装置1による半田供給方法であって、印刷装置1は、開口部12Aが形成されたマスク12と、マスク12上に半田を供給する半田供給部16Cと、半田が供給されたマスク12に対して摺動することで、開口部12Aを介して基板Pに半田を転写するスキージ16Eと、を備え、半田供給方法は、マスク12における開口部12Aの分布範囲を取得する分布範囲取得工程と、スキージ16Eの長辺方向について開口部12Aの分布範囲内に、半田を供給する供給範囲を設定する供給範囲設定工程と、半田供給部16Cにより、供給範囲に半田を供給する半田供給工程と、を含む、半田供給方法である。
実施形態1にかかる半田供給方法において、印刷装置1は、開口部12Aの分布範囲のデータを記憶する記憶部30Cをさらに備えることが好ましい。
実施形態1にかかる半田供給方法において、印刷装置1は、マスク12を撮像する検査部17をさらに備え、分布範囲取得工程では、検査部17によるマスク12の撮像画像に基づいて、マスク12における開口部12Aの分布範囲の情報を取得することが好ましい。
実施形態1にかかる半田供給方法において、供給範囲は、スキージ16Eの長辺方向について開口部12Aの分布範囲と一致しており、半田供給部16Cがスキージ16Eの長辺方向における一方側に移動しながら供給範囲の一端から他端まで一続きに供給する半田の量は、単位供給量V1とされ、半田の消費量dVが単位供給量V1を超えた場合、半田供給工程が実行され、半田供給工程では、単位供給量V1または単位供給量V1の二倍の半田を供給範囲に供給することが好ましい。
<実施形態2>
本開示の実施形態2について、図9及び図10を参照しつつ説明する。以下、実施形態1と同様の構成や処理、作用効果については、説明を省略する場合がある。
実施形態2では、印刷装置101の制御部30は、マスク12に形成された開口部12Aの分布範囲を取得し(分布範囲取得処理)、スキージ16Eの長辺方向(X方向)について開口部12Aの分布範囲よりも内側に半田を供給する範囲(供給範囲)を設定し(供給範囲設定処理)、半田供給部16Cを制御して供給範囲に半田を供給する(半田供給処理)。
[分布範囲取得処理]
図10は、実施形態2の開口部12Aの分布範囲のデータの一例であって、各マスク12の開口部12Aの分布範囲について示すテキストファイルである。このテキストファイルには、実施形態1と同様のマスク名、及びX方向における開口部12Aの分布範囲の他に、開口部12Aの分布範囲内において開口部12Aが設けられていないマスク12の範囲が含まれている。例えば、図10の1行目において、AAAはマスク名を、AAAの右側に記載された-90,70は開口部12Aの分布範囲を示している。さらに-90,70(開口部12Aの分布範囲)の右側に記載された-20,0,-20,80は、開口部12Aが設けられていないマスク12の範囲を示している。詳細には、X方向におけるマスク12の中心を0とした場合の-20mmから0mmまで、及びY方向におけるマスク12の中心を0とした場合の-20mmから80mmまでの範囲には、開口部12Aが設けられていないことが示されている。
制御部30は、基板データのマスク名と、記憶部30Cに予め記憶された上記のテキストファイルから開口部12Aの分布範囲(具体的には、開口部12Aが設けられていない範囲)を取得する。
[供給範囲設定処理]
実施形態2では、図9(B)に示すように、制御部30は、X方向における開口部12Aの分布範囲の内側に配される、開口部12Aが設けられていない範囲内に半田の供給範囲を設定する。すなわち、供給範囲は、開口部12Aと重畳しないように設定される。詳細には、図9(B)において開口部12Aが設けられていないマスク12の範囲は、4つの直線X=X5,X=X6,Y=Y1,Y=Y2を境界とする範囲であり、当該範囲内に半田S2を供給する供給範囲を設定している。供給範囲は、スキージ16Eがマスク12に対して摺動する方向である摺動方向(Y方向)に広がっている。
[半田供給処理]
本実施形態では、図9に示すように、制御部30はY方向(図9(A)では紙面垂直方向)にスキージユニット16Aを移動させながら半田供給部16Cから半田S2を吐出し、Y方向に長い形状をなす供給範囲に半田S2を供給する。このときスキージ16Eがマスク12に摺動した状態とすることで、生産中に印刷処理を行いながら、半田S2の供給を行うことができる。すなわち、印刷処理を中断することなく、半田S2を補充することができるから、印刷装置101の生産性を向上させることができる。
図9(B)においては、Y方向に長い1つの供給範囲が例示されたが、供給範囲はY方向及びX方向に長い形状を有していてもよい。また、Y方向に長い供給範囲が複数あってもよい。供給範囲がY方向及びX方向に広がっている、もしくは異なるX方向の位置に複数の供給範囲が設定される場合には、半田供給処理において、制御部30は、半田供給部16Cをスキージユニット16Aに対してX方向に移動させてもよい。これにより、Y方向に延びる複数の棒状の半田を異なるX方向の位置に供給してもよいし、斜め方向に延びた形態の半田を供給してもよい。
本実施形態では、半田を少なくともY方向に延びた形態で供給範囲に供給しつつ、スキージ16EをY方向に摺動させる。このため、半田ロールが形成されていない状態で、本実施形態の半田供給処理が実行された場合、X方向における開口部12Aの分布範囲の両端部に位置する開口部12Aに半田を充填させるためには、Y方向に何度かスキージ16Eを摺動させなくてはならない場合がある。したがって、印刷前の半田ロールの形成においては、実施形態1にかかる半田供給処理を実行し、生産中に半田を補充する場合に、本実施形態の半田供給処理を実行することが好ましい。
[実施形態2の作用効果]
実施形態2の印刷装置101は、半田供給部16Cとスキージ16Eとを支持し、スキージ16Eの長辺方向と直交するスキージ16Eの摺動方向に移動可能とされるスキージユニット16Aをさらに備え、半田供給部16Cは、スキージユニット16Aに対してスキージ16Eの長辺方向に移動可能とされ、半田供給処理では、制御部30は、スキージユニット16Aをスキージ16Eの摺動方向に移動させて、スキージ16Eをマスク12に対して摺動させながら、半田供給部16Cにより、スキージ16Eの摺動方向に広がる供給範囲に半田を供給する。
このような構成によると、半田供給部16Cとスキージ16Eとを支持するスキージユニット16Aを摺動方向に移動させることで、スキージ16Eをマスク12に対して摺動させ、基板Pに半田を印刷しながら、半田を供給することができる。よって、印刷動作完了後に半田供給を行う場合と比較して、生産効率を向上させることができる。
実施形態2では、供給範囲は、開口部12Aと重畳していないことが好ましい。
このような構成によると、供給範囲は開口部12Aと重畳していないから、半田供給時に、開口部12Aから装置内部に半田が落ちることや、半田が基板Pに過剰に供給されることを抑制することができる。
実施形態2では、半田供給処理では、制御部30は、半田供給部16Cをスキージ16Eの長辺方向に移動させることが好ましい。
このような構成によると、スキージ16Eの長辺方向について異なる位置に半田を供給することができる。
実施形態2の半田供給方法において、印刷装置101は、半田供給部16Cとスキージ16Eとを支持し、スキージ16Eの長辺方向と直交するスキージ16Eの摺動方向に移動可能とされるスキージユニット16Aをさらに備え、半田供給部16Cは、スキージユニット16Aに対してスキージ16Eの長辺方向に移動可能とされ、半田供給工程では、スキージユニット16Aをスキージ16Eの摺動方向に移動させて、スキージ16Eをマスク12に対して摺動させながら、半田供給部16Cにより、スキージ16Eの摺動方向に広がる供給範囲に半田を供給する。
実施形態2の半田供給方法において、供給範囲は、開口部12Aと重畳していないことが好ましい。
実施形態2の半田供給方法において、半田供給工程では、半田供給部16Cをスキージ16Eの長辺方向に移動させることが好ましい。
<他の実施形態>
(1)上記実施形態1では、供給範囲はX方向について開口部12Aの分布範囲と一致していたが、供給範囲はX方向について開口部の分布範囲より内側に設けられてもよい。
(2)上記実施形態1にかかる半田供給方法は、印刷前の半田ロールの形成、及び生産中の半田の補充の両方に適用されたが、本開示にかかる半田供給方法は、印刷前の半田ロールの形成、及び生産中の半田の補充の少なくとも一方に適用されてもよい。
(3)上記実施形態1では、スキージ16Eと半田供給部16Cとを支持するスキージユニット16Aが設けられていたが、半田供給部はスキージと独立してY方向に移動可能に設けられていてもよい。
1,101:印刷装置
10:筐体、11:ベース、12:マスク、12A:開口部、13:マスクホルダ、13A:レール部
14:基板搬送部、14A:上流側コンベア、14B:メインコンベア、14C:下流側コンベア
15:印刷テーブル、16:印刷部、16A:スキージユニット、16B:ガイドレール、16C:半田供給部、16D:ノズル、16E:スキージ、16F:検出センサ
17:検査部、17A:カメラユニット、17B:ビーム、17C:ボールねじ、17D:ガイドレール、17E:マスク撮像カメラ、17F:基板撮像カメラ
20:テーブル、21:ボールねじ、22:基板固定ユニット、22A:クランプ部、23:バックアップユニット、23A:下部プレート、23B:上部プレート、23C:バックアップピン、23D:ボールねじ
30:制御部、30A:CPU、30B:RAM、30C:記憶部、31:表示部、32:入力部
P:基板、R1,S1,S2:半田
V1:単位供給量、V2:半田ロールの現在の体積、V3:半田ロールの目標体積、V4:閾値、dV:半田の消費量

Claims (14)

  1. 基板に半田を印刷する印刷装置であって、
    開口部が形成されたマスクと、
    前記マスク上に半田を供給する半田供給部と、
    半田が供給された前記マスクに対して摺動することで、前記開口部を介して前記基板に半田を転写するスキージと、
    制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記マスクにおける前記開口部の分布範囲を取得する分布範囲取得処理と、
    前記スキージの長辺方向について前記開口部の前記分布範囲内に、半田を供給する供給範囲を設定する供給範囲設定処理と、
    前記半田供給部により、前記供給範囲に半田を供給する半田供給処理と、を実行する、印刷装置。
  2. 前記開口部の前記分布範囲のデータを記憶する記憶部をさらに備える、請求項1に記載の印刷装置。
  3. 前記マスクを撮像する検査部をさらに備え、
    前記分布範囲取得処理では、前記制御部は、前記検査部による前記マスクの撮像画像に基づいて、前記マスクにおける前記開口部の前記分布範囲を取得する、請求項1に記載の印刷装置。
  4. 前記供給範囲は、前記スキージの長辺方向について前記開口部の前記分布範囲と一致しており、
    前記半田供給部が前記スキージの長辺方向における一方側に移動しながら前記供給範囲の一端から他端まで一続きに供給する半田の量は、単位供給量とされ、
    前記制御部は、半田の消費量が前記単位供給量を超えた場合、前記半田供給処理を実行し、
    前記半田供給処理では、前記制御部は、前記単位供給量または前記単位供給量の二倍の半田を前記供給範囲に供給する、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の印刷装置。
  5. 前記半田供給部と前記スキージとを支持し、前記スキージの長辺方向と直交する前記スキージの摺動方向に移動可能とされるスキージユニットをさらに備え、
    前記半田供給部は、前記スキージユニットに対して前記スキージの長辺方向に移動可能とされ、
    前記半田供給処理では、前記制御部は、前記スキージユニットを前記スキージの摺動方向に移動させて、前記スキージを前記マスクに対して摺動させながら、前記半田供給部により、前記スキージの摺動方向に広がる前記供給範囲に半田を供給する、請求項1に記載の印刷装置。
  6. 前記供給範囲は、前記開口部と重畳していない、請求項5に記載の印刷装置。
  7. 前記半田供給処理では、前記制御部は、前記半田供給部を前記スキージの長辺方向に移動させる、請求項5または請求項6に記載の印刷装置。
  8. 基板に半田を印刷する印刷装置による半田供給方法であって、
    前記印刷装置は、開口部が形成されたマスクと、前記マスク上に半田を供給する半田供給部と、半田が供給された前記マスクに対して摺動することで、前記開口部を介して前記基板に半田を転写するスキージと、を備え、
    半田供給方法は、
    前記マスクにおける前記開口部の分布範囲を取得する分布範囲取得工程と、
    前記スキージの長辺方向について前記開口部の前記分布範囲内に、半田を供給する供給範囲を設定する供給範囲設定工程と、
    前記半田供給部により、前記供給範囲に半田を供給する半田供給工程と、を含む、半田供給方法。
  9. 前記印刷装置は、前記開口部の前記分布範囲のデータを記憶する記憶部をさらに備える、請求項8に記載の半田供給方法。
  10. 前記印刷装置は、前記マスクを撮像する検査部をさらに備え、
    前記分布範囲取得工程では、前記検査部による前記マスクの撮像画像に基づいて、前記マスクにおける前記開口部の前記分布範囲の情報を取得する、請求項8に記載の半田供給方法。
  11. 前記供給範囲は、前記スキージの長辺方向について前記開口部の前記分布範囲と一致しており、
    前記半田供給部が前記スキージの長辺方向における一方側に移動しながら前記供給範囲の一端から他端まで一続きに供給する半田の量は、単位供給量とされ、
    半田の消費量が前記単位供給量を超えた場合、前記半田供給工程が実行され、
    前記半田供給工程では、前記単位供給量または前記単位供給量の二倍の半田を前記供給範囲に供給する、請求項8から請求項10のいずれか一項に記載の半田供給方法。
  12. 前記印刷装置は、前記半田供給部と前記スキージとを支持し、前記スキージの長辺方向と直交する前記スキージの摺動方向に移動可能とされるスキージユニットをさらに備え、
    前記半田供給部は、前記スキージユニットに対して前記スキージの長辺方向に移動可能とされ、
    前記半田供給工程では、前記スキージユニットを前記スキージの摺動方向に移動させて、前記スキージを前記マスクに対して摺動させながら、前記半田供給部により、前記スキージの摺動方向に広がる前記供給範囲に半田を供給する、請求項8に記載の半田供給方法。
  13. 前記供給範囲は、前記開口部と重畳していない、請求項12に記載の半田供給方法。
  14. 前記半田供給工程では、前記半田供給部を前記スキージの長辺方向に移動させる、請求項12または請求項13に記載の半田供給方法。
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